DE2449291B2 - Vorrichtung zur Anbringung von Objektträgern an Mikroskopen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen von Objektträgern an Mikroskopen, wobei eine Vakuum-Aufspannanordnung mit mindestens einer Objektträger-Richtfläche vorhanden ist, gegen die bei Evakuierung der Aufspannanordnung ein, eine Probe tragender Objektträger gehalten wird, und wobei die Aufspannanordnung am Mikroskoptisch mit einer Haltekonstruktion befestigt ist.

Automatische oder halbautomatische, weitgehend mit Computern arbeitende Mikroskopieranlagen erfordem Einrichtungen, die ein schnelles und sicheres Anbringen der zu untersuchenden oder analysierenden Objektträger gestattet, ohne daß diese beschädigt werden, wobei die Teile der Vorrichtung begrenzt bewegbar sind, damit Verschleiß und Vibration minimal werden und damit der bei der mikroskopischen Analyse erforderliche hohe Genauigkeitsgrad erreichbar ist. Hierfür sind mit Vakuum oder Saugeinrichtungen arbeitende Vorrichtung und Verfahren besonders geeignet So zeigt die US-PS 35 49 232 einen Ausrichtmechanismus für ein Mikroskop, wobei ein Werkstück unter Vakuum an der Oberseite einer Aufspannplatte gehalten wird Diese bekannte Anbringung eignet sich jedoch nicht für unterschiedlich starke Werkstücke oder Montageflächen, weil der Arbeitsbereich oder der durch das Mikroskop sichtbare Bereich sich in einem Abstand vom Mikroskopobjektiv befindet, der von Werkstück zu Werkstück schwankt, so daß zur Kompensation eine Justierung der Montagemittel oder des Objektivs erforderlich ist. Bei einer mit Vakuum arbeitenden Vorrichtung zur Anbringung der Objektträger spielen ferner die Vibrationen eine Rolle, die auf die Vorrichtung durch .den Betrieb einer Vakuumpumpe einwirken können. Eine exakte Analyse darf jedoch nicht durch Vibration infolge des benötigten Vakuums beeinträchtig! werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anbringen von Objektträgern an Mikroskopen zu schaffen, die eine exakte Betrachtung der Objekte auch bei Verwendung von Objektträgern unterschiedlicher Stärke, ohne wesentliche Nachjustierung und störende Vibrationen zuläßt.

Die E^rfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Objektträger-Richtfläche dem Tisch zugewandt ist, und daß die Aufspannanordnung und die Haltekonstruktion so ausgeführt sind, daß die die Probe tragende Probenfläche des Objektträgers an der Richtfläche anliegt, so daß die Richtfläche und die Probenfläche mit der Fokussierebene des eingestellten Objektivs übereinstimmen.

Da die die Probe tragende Fläche des Objektträgers an der Richtfläche der Vakuumaufspannanordnung des Objektträgerhalters angebracht werden kann, bleibt diese die Probe tragende Probenfläche gegenüber der Aufspannungsanordnung immer in der gleichen Ebene. Auch bei Objektträgern unterschiedlicher Stärke erreichen daher Einstellmaßnahmen zur Fokussierung ein Minimum, wie auch Vibrationen und Verschleiß der Vorrichtung, so daß man eine maximale Genauigkeit und Zuverlässigkeit erhält. Die Objektträger können mittels bekannter Schiebeführungen, wie sie z. B. bei Projektoren angewendet werden, nacheinander ohne Beschädigung in ihre Spannstellung überführt werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein mit der Aufspannanordnung über ein erstes Ventil verbundenes Vakuumreservoir mit einer vielfachen Speicherkapazität derjenigen der Aufspannanordnung vorhanden, und eine Vakuumpumpe steht zur periodischen Evakuierung des Reservoirs mit diesem über ein zweites Ventil in Verbindung, so daß die Aufspannanordnung wiederholt über das Reservoir evakuierbar ist und mehrere zu untersuchende Objektträger hintereinander zwischen den Reservoirevakuierungen an der Objektträger-Richtfläche festgehalten werden können. Es können dadurch keine Vibrationen durch den Betrieb einer Vakuumpumpe während der Untersuchung eines Objektträgers auftreten.

Weitere Ausgesialtungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur ausführlichen Erläuterung der Erfindung wird auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele Bezug genommen. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Objektträgerhalters einer bevorzugten Ausführungsform, wobei der Halter in einer Mikroskopiereinrichtung gezeigt ist,

F i g. 2 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Vakuumaufspannanordnung des Objektträgerhalters nach F i g. 1 und

F i g. 3 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Vakuumvorrichtung.

Gemäß F i g. 1 ist ein Objektträgcrhalter 10 auf den Tisch 12 eines Mikroskops montiert. Man erkennt ferner neben dem Objektträgerhalter eine Kondensorlinse 14, die vom Tisch 12 nach oben ragt und ein Objektiv 16, das über dem Kondensor angebracht und auf den Tisch 12 zugewandt ist

Der Objektträgerhalter 10 weist zwei im Abstand angeordnete Aufspannanordnungen 18 und 20 auf. Jede Aufspannanordnung ist auf einen Support 22 montiert, der wiederum auf dem Tisch 12 montiert ist. Die Aufspannanordnungen führen und tragen einen Objektträger 24 für ein Mikroskop über dem Kondensor 14 und unter dem Objektiv 16 in nächster Nähe tiieser Teile.

Jede der Aufspannanordnungen 18 und 20 enthält einen auf den Support 22 montierten Grundkörper 26 und einen mit dem Grundkörper aus einem Stück bestehenden Montagearm 28 für einen Objektträger, der am oberen Ende nach innen ragt. Jeder Arm 28 ist mit einer annähernd flachen Objektträger-Richtfläche 30 versehen. Die Richtflächen 30 befinden sich auf der Rückseite der Arme 28 und zeigen in Richtung des Tisches 12. Die Richtflächen 30 sind zwischen den Grundkörpern 26 der Aufspannanordnungen und über den Kondensor 14 zur Anbringung eines Objektträgers 24 auf eine gewünschte Weise zugänglich.

Gemäß F i g. 2 in der als Beispiel die Aufspannanordnung 18 gezeigt ist, besitzt jede der Aufspannanordnungen eine innere Ausnehmung, die im Ausführungsbeispiel drei Durchlässe oder Bohrungen 32,34 oder 36 aufweist. Ein Durchlaß 32 geht in Längsrichtung in der Mitte des oberen oder äußeren Endes des Grundkörpers 26 und in Längsrichtung in den Arm 28 jeder Aufspannanordnung. Die beiden getrennten Durchlässe 34 und 36 verlaufen parallel quer im Arm 28 und schneiden den Längsdurchlaß 32. Der Längsdurchlaß 32 geht zur Außenseite des Grundkörpers 26 und verbindet die Aufspannanordnung mit einer Vakuumquelle. Gemäß F i g. 1 sind die Vakuumabzweigleitungen 38 und 40 mit den Aufspannanordnungen 18 bzw. 20 verbunden und stehen in Verbindung mit den äußeren Enden der entsprechenden Längsdurchlässe 32.

In jeder der Objektträger-Richtflächen 30 sind öffnungen 42 in zwei parallelen, querverlaufenden Reihen angeordnet, die die Querdurchlässe 34 und 36 schneiden und dadurch mit dem von den Durchlässen 32, 34 und 36 gebildeten Innenraum in Verbindung stehen. Bei Evakuierung des Innenraums der Aufspannanordnung wirkt auf die Objektträger-Richtfläche 30 über die öffnung 42 ein Vakuum, das einen Objektträger 24 während der Untersuchung an der Richtfläche festhält.

Die Objektträger-Richtflächen 30 der Aufspannanordnungen 18 und 20 sowie die Fokussierebene des Objektivs 16 stimmen praktisch miteinander überein. Dadurch fällt auch die Oberseite 24a des Objektträgers 24, d. h. die die Probe tragende Fläche, mit der Fokussierebene überein. Der Probenbereich des Objektträgers befindet sich auf der Oberfläche 24a im Raum zwischen den inneren Enden der Hakearme 28 und ist, ausgerichtet mit der Fokussierebene, zur Untersuchung dem Objektiv 16 zugewandt. Auf diese Weise wird die Fokussierung beim Übergang von einem Objektträger zum nächsten nicht durch die unterschiedliche Stärke beeinflußt.

Der Objektträgerhalter 10 ist zur schnellen, automatischen und genauen Verarbeitung einer ganzen Serie von Objektträgern ausgelegt Die Vakuumhalteanordnung gestattet die Anwendung einer ausreichenden Stiitzkraft, ohne große Druckflächen an den Objektträgern, wodurch die Möglichkeit einer Beschädigung der Objektträger, etwa ein Verkratzen oder Abschleifen, minimal wird, wie dies bei mechanischen Haltevorrichtungen leicht der Fall ist

Gemäß F i g. 3 enthält die Vakuumvorrichtung ein Vakuumreservoir 50, angeschlossen an die Aufspannanordnungen 18 und 20 und eine Vakuumpumpe 52. Das Reservoir 50 dient zur Evakuierung der Aufspannanordnungen 18 und 20 mittels einer Hauptvakuumleitung 54, wobei die Abzweigleitungen 38 und 40 am Ende mit der Hauptleitung 54 und den entsprechenden Aufspannanordnungen 18 und 20 verbunden sind. Die Vakuumpumpe 52 evakuiert das Reservoir 50 über eine Vakuumversorgungsleitung 56.

Ein Betätigungsventil 58 ist zwischen den Aufspannanordnungen 18 und 20 und dem Reservoir 50 in der Hauptvakuumleitung 54 angeordnet. Das Ventil 58 kann ein Zweistellungs-Magnetventil sein, das im abgeschalteten Zustand (wie in der Zeichnung dargestellt) normalei weise geschlossen ist, und den vom Reservoir 50 kommenden Abschnitt der Leitung verschließt, während gleichzeitig der übrige Teil der Hauptleitung 54 entlüftet wird, sowie die Zweigleitungen 38 und 40 und die Aufspannanordnungen 18 und 20. Das Betätigungsventil 58 öffnet bei Betätigung die Hauptleitung 54 vom Reservoir 50 und stoppt die Entlüftung des Systems bei richtiger Positionierung eines Objektträgers 24 gegenüber den Aufspannanordnungen 18 und 20 durch nicht dargestellte Mittel. Darauf werden die Aufspannanordnungen 18 und 20 durch das Reservoir 50 evakuiert.

Nach Evakuierung der Aufspannanordnungen 18 und 20 wirkt ein Vakuum oder Unterdruck auf einen Objektträger 24, der sich an der Objektträger-Richtfläche gemäß F i g. 1 befindet, wodurch der Objektträger entgegen der Schwerkraft zur Untersuchung an den Richtflächen sicher festgehalten wird. Das Vakuum ist solange wirksam, bis die Untersuchung des Objektträgers beendet ist. Das Betätigungsventil 58 wird dann abgeschaltet, so daß der zum Reservoir 50 führende Abschnitt der Hauptleitung 54 geschlossen wird, wodurch man einen Vakuumverlust des Reservoirs vermeidet und wodurch der Abschnitt der Hauptleitung 54, die zu den Aufspannanordnungen 18 und 20 führenden Abzweigleitungen 38 und 40 und damit auch die Aufspannanordnungen entlüftet werden, so daß das zum Abstützen des Objektträgers 24 dienende Vakuum zusammenbricht. Der Objektträger wird darauf von den Richtflächen 30 freigegeben und kann weggenommen und durch einen anderen Objektträger ersetzt werden. Der Vorgang wiederholt sich bei der aufeinanderfolgenden Untersuchung von Objektträgern.

Die Kapazität oder der Gasraum des Vakuumreservoirs 50 beträgt ein Vielfaches der kombinierten Kapazität der Aufspannanordnungen 18 und 20, einschließlich deren Versorgungsleitungen 38, 40 und 54. Infolge dessen kann das Reservoir 50 die Aufspannanordnungen 18 und 20 wiederholt evakuieren, zur Halterung einer Reihe von Objektträgern an den Richtflächen 30, ohne daß das Reservoir 50 erneut evakuiert werden muß. Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß während der Untersuchung einer Reihe von Objektträgern keine Vibrationen auf die Mikroskopiereinrichtungen oder eine andere hierbei verwendete

Einrichtung wirken, so daß man äußerst genaue Ablesungen mit dem erforderlichen hohen Genauigkeitsgrad durchführen kann. Außerdem wirkt das Reservoir 50 als ein Puffer und gestattet über die Objektträgerhaltearme 28 eine gleichförmige Vakuumaufnahme.

Die Vakuumpumpe 52 arbeitet abhängig von einem vorgegebenen Druckanstieg oder einer entsprechenden Vakuumverringerung im Reservoir 50 intermittierend. Hierzu sind ein vom Vakuum abhängiger elektrischer Schalter 60 und ein Versorgungsventil 62 in der Versorgungsleitung 56 zwischen der Vakuumpumpe 52 und dem Reservoir 50 angeordnet. Das Versorgungsventil 62 kann ein Zweistellungs-Magnetventil sein, das normalerweise im abgeschalteten Zustand geschlossen ist (vgl. die Zeichnung) so daß in der Versorgungsleitung 56 der Fluß zu der Pumpe 52 von dem Reservoir 50 unterbrochen ist.

Eine Stromquelle 64 speist über Leitungen 66 und 68 die Pumpe 52 und das Versorgungsventil 62. Eine Leitung 66 liegt an den Kontaktstücken 60a und 60£> des Schalters 60. Wenn der Schalter 60 bei einem vorgegebenen Druckpegel im Reservoir 50 schließt, werden die Kontaktstücke 60a und 60ö überbrückt, die Pumpe 52 und das Versorgungsventil 62 werden eingeschaltet, se daß die Pumpe anläuft und das Ventil geöffnet wird unc die Evakuierung des Reservoirs 50 über die Versor

ίο gungsleitung 56 erfolgt. Nach einer vorgegebener Druckverminderung oder einer entsprechenden Vaku umerhöhung im Reservoir 50 öffnet der Schalter 60 wodurch die Pumpe 52 stillgesetzt und das Versor gungsventil 62 geschlossen wird. Durch das Schließet des Versorgungsventils 62 vermeidet man einen Vaku umverlust des Reservoirs 50 über die Pumpe 52.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anbringen von Objektträgern an Mikroskopen, wobei eine Vakuum-Auf-Spannanordnung mit mindestens einer Objektträger-Richtfläche vorhanden ist, gegen die bei Evakuierung der Aufspannanordnung ein eine Probe tragender Objektträger gehalten wird, und wobei die Aufspannanordnung am Mikroskoptisch mit to einer Haltekonstruktion befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektträger-Richtfläche (30) dem Tisch (12) zugewandt ist, und daß die Aufspannanordnung (18, 20) und die Haltekonstruktion (22) so ausgeführt sind, daß die die Probe tragende Probenfläche (24a) des Objektträgers (24) an der Richtfläche (30) anliegt, so daß die Richtfläche (30) und die Probenfläche (24a) mit der Fokussierebene des eingestellten Objektivs übereinstimmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Aufspannanordnung über ein erstes Ventil (58) verbundenes Vakuumreservoir (50) mit einer vielfachen Speicherkapazität derjenigen der Aufspannanordnung vorhanden ist, und daß eine Vakuumpumpe (52) zur periodischen Evakuierung des Reservoirs mit diesem über ein zweites Ventil (62) in Verbindung steht, sü daß die Aufspannanordnung wiederholt über das Reservoir evakuierbar ist und mehrere zu untersuchende Objektträger (24) hintereinander zwischen den Reservoirevakuierungen an der Objektträger-Richtfläche festgehalten werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß druckabhängige Mittel (60) auf den Druck im Reservoir ansprechen und die Pumpe (52) einschalten zusammen mit der öffnung des zweiten Ventils (62) bzw. die Pumpe ausschalten und gleichzeitig das zweite Ventil schließen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannanordnung zwei Spannfutter oder Einzelaufspannanordnungen (18,20) im Abstand voneinander umfaßt, die je eine Richtfläche (30) zur Aufnahme eines Endes eines anliegenden Objektträgers aufweisen.