CN110799878A - 具有光片显微的功能单元的显微系统 - Google Patents

Abstract

介绍一种显微镜系统(10)，该显微镜系统包括：光片显微的功能单元(20、24、30)，其照明物镜由第一物镜(20)构成，其探测物镜由分开的第二物镜(24)构成；和至少一个其它的光显微的功能单元(24、48)。所述其它的光显微的功能单元(24、48)具有探测物镜，该探测物镜由所述第二物镜(24)构成。

Description

具有光片显微的功能单元的显微系统

本发明涉及一种显微系统，该显微系统包括：光片显微的功能单元，其照明物镜由第一物镜构成，其探测物镜由分开的第二物镜构成；和至少一个其它的光显微的功能单元。

最近，特别是在荧光显微术中使用所谓的光片或光盘显微镜，其中，仅照明样本中的一个薄层。因而相比于通常的荧光显微镜，光片显微镜能实现较高的分辨率和较小的光负荷，由此避免生物样本中的因漂白或光致应力引起的并非所愿的效应。光片显微镜因而可特别有益地用于活生物体的荧光研究。

由现有技术已知用来实现光片显微镜的各种不同的光学布局。在本发明的文本中，在此特别是要提到一些布局，就这些布局而言，照明和探测通过两个分开的物镜进行。在此，照明物镜和探测物镜通常相互垂直地布置。然而，这些物镜的这种垂直布置特别是具有如下缺点：其很难集成到已有的显微镜系统例如共焦系统中。

由现有技术已知一些光片显微镜，就这些光片显微镜而言，不同于前述的垂直布置，照明物镜和探测物镜沿着显微镜座架的竖直轴相对置。在文献DE 10 2011 054 914 A1中公开了这样的一个例子。为了即便在这种布局中也能产生垂直于探测轴的光片，使得沿着竖直的座架轴穿过照明物镜的照明光束朝向反射镜系统，该反射镜系统使得照明光束以直角转向，以便在探测物镜的水平的焦点平面中利用光片来照明样本。样本的位于焦点平面中的目标区域于是通过探测物镜成像到摄像机传感器上。

由文献US 9 057 879 B2已知一种显微镜系统，其把光片显微的功能单元与共焦显微的功能单元组合起来。对于这种系统，光片照明以及共焦照明和探测通过同一个显微镜物镜进行。而为了光片探测，设置了分开的物镜。

由于在前述的显微镜系统中，光片显微的功能单元与共焦显微的功能单元利用不同的探测物镜工作，所以无法直接实现使得按照两种不同的显微应用得到的图像数据彼此相关，也就是能够相互关联。

基于这种现有技术，本发明的目的是，对由光片显微的功能单元与其它的光显微的功能单元构成的显微镜系统予以改进，从而可以实现简单地且精确地分析利用两个功能单元得到的图像数据。

本发明通过一种显微镜系统来实现该目的，该显微镜系统包括：光片显微的功能单元，其照明物镜由第一物镜构成，其探测物镜由分开的第二物镜构成；至少一个其它的光显微的功能单元，其中，该其它的光显微的功能单元具有探测物镜，该探测物镜由第二物镜构成。

本发明因而规定了一种显微镜系统，通过该显微镜系统使得光片显微的功能单元与其它的光显微的例如共焦显微的功能单元相互组合，从而两个功能单元利用同一个探测物镜接收来自于待成像的样本的探测光。使用一个唯一的探测物镜能实现，采用不同的显微方法使得样本成像，而无需在由一种方法改换为另一种方法时进行样本转移。这明显地便于对显微镜系统的操作。因而通过根据本发明的显微镜系统能够实现，以特别简单的且减少错误的方式针对光片显微术和另一种光显微的方法进行相关联的显微。

本发明的显微镜系统尤其可以按一种方式来使用，从而首先小心地且快速地光片显微地检查样本，随后为了获得附加的图像图像，通过其它的光显微的功能单元对该样本予以成像。在此可考虑的是，对样本的这种另一摄像例如能实现感兴趣的样本区域的较高的分辨率。

在一种优选的设计中，显微镜系统具有用来基于探测光进行相关联的图像分析的分析单元，光片显微的功能单元与其它的光显微的功能单元分别通过由第二物镜构成的共同地使用的探测物镜来接收探测光。这种有利的相关联的图像分析通过如下方式来实现：两个光显微的功能单元分别从同一个样本平面接收探测光，该样本平面由共同地指配给两个功能单元的探测物镜的焦点平面规定。本发明意义下的相关联的图像分析是指对图像数据的分析，其中，既采用借助光片显微的功能单元得到的图像数据，又采用借助其它的光显微的功能单元得到的图像数据。特别地，相关联的图像分析可以包括，例如通过相加(叠加)或相减或另外的数学运算把两个功能单元的两个或多个图像或部分图像相互计算成至少一个所产生的图像。

优选地，其它的光显微的功能单元具有由第二物镜构成的照明物镜。在该实施方式中，被两个显微功能单元共同地使用的探测物镜因而同样形成其它的光显微的功能单元的照明物镜。另一(第一)物镜于是单独地指配给光片显微的功能单元，即作为照明物镜。

在一种特别优选的实施方式中，显微镜系统具有由第一座架部分和第二座架部分组成的显微镜座架，第一物镜保持在第一座架部分上，第二物镜与第一物镜相对置地保持在第二座架部分上。前述的显微镜座架在此是指一种具有一系列接头(端口)的显微镜主体，这些接头提供了机械的接口，特别是旨在光输入和光输出。通过这些接口，可以将例如摄像机、目镜、扫描器和操纵器安置在显微镜座架上。相应地，前述座架部分可理解成显微镜部分主体，显微镜座架或显微镜主体由这些显微镜部分主体组成。

在本发明的文本中，两个座架部分在功能方面通过显微镜台彼此分开，该显微镜台具有用来容纳待成像样本的样本腔。如果例如认为两个座架部分之一在显微镜系统的使用位置是下面的座架部分，并且另一个座架部分是上面的座架部分，则这些座架部分的前述功能分开意味着，指配给下面的座架部分的照明和探测组件从显微镜台的下方有效，而指配给上面的座架部分的照明和探测组件从显微镜台的上方有效。

相关地需要指出，根据本发明的显微镜系统既可以设计成直立式显微镜，又可以设计成倒置式显微镜。在此，直立式显微镜在当前是指如下布局：在该布局中，共同的探测物镜布置在显微镜台的上方。相比之下，对于倒置式显微镜设计，共同的探测物镜位于显微镜台的下方。

优选地，显微镜系统具有光转向装置，该光转向装置使得由光片显微功能单元通过第一物镜产生的照明焦点转向至第二物镜的焦点平面中。这种光转向装置能实现，即使在显微镜系统的两个物镜彼此相对置的布局中，光片也能与探测物镜的焦点平面共面地产生。

优选地，光转向装置具有至少一个反射镜部件，该反射镜部件使得照明焦点垂直于第二物镜的光轴转向。该反射镜部件优选安置在第一物镜或第二物镜上，但也可考虑安置在显微镜系统的其它部件例如盖玻片或两个座架部分之一上。在一种优选的设计中，在光轴的两侧设置了两个反射镜部件。

在一种特殊的设计中，光片显微的功能单元具有设置在第二座架部分中的面传感器，该面传感器用于探测通过第二物镜接收的探测光。面传感器例如设计成CCD或CMOS摄像机。

在另一实施方式中，其它的光显微的功能单元包括指配给第二座架部分的照明模块，该照明模块用于点式扫描的样本照明和/或用于宽场的样本照明。在此，术语“指配”的含义是，前述的照明模块既可以布置在第二座架部分内部，又可以通过合适的接口耦联在第二座架部分上。

在一种示范性的设计中，照明模块含有扫描器，该扫描器用于点式扫描的样本照明。这种扫描器例如可以设计成本已公知的反射镜扫描器的形式，其比如在通常的共焦显微镜中使用。

在前述情况下，在一种特殊的设计中，照明模块具有点传感器，该点传感器形成用于通过第二物镜接收的探测光的所谓的退扫描探测器。作为退扫描探测器，点传感器在探测光返回到扫描器之后将其作为位置固定的光束予以接收。

为照明模块提供光的光源可以集成到照明模块中，但也可以例如通过光纤而耦联。在此，光源本身可以包括多个独立的光源，例如多个激光器和/或激光二极管(特别是不同波长)。

附加地或替代地，光片显微功能单元的面传感器可以同样形成用于通过第二物镜接收的探测光的指配给其它的光显微功能单元的非退扫描探测器。在这种情况下，由其它的光显微的功能单元接收的探测光并不(或者并非仅仅)返回到点扫描的扫描器上，而是直接被引导至面传感器，这能实现直接比较由两个显微功能单元检测的图像数据。

在一种实施方式中，第一座架部分同样包括探测器，优选非退扫描探测器，其能实现通过第一座架部分进行附加的或替代的探测。

在一种优选的设计中，光片显微功能单元包括指配给第一座架部分的光片产生器。这种光片产生器例如含有光源和处于该光源下游的扫描器，照明焦点移动经过该扫描器，从而产生准静止的光片。在一种替代的实施方式中，代替扫描器，也可以设置一种产生光片的光学件例如柱面透镜。然而，光源(例如一个或多个激光器)不必是光片产生器的部分，而是也可以与其例如通过光纤仅仅连接。在此可考虑的是，(光片显微功能单元的)光片产生器的光源和(其它的光显微功能单元的)照明模块安置在同一个壳体中，或者甚至至少部分地相同，即例如为两个光源使用一个激光器。

在一种特别优选的设计中，显微镜系统具有移调装置，用于使得第二座架部分或第二座架部分的至少一些部分(子单元)相对于第一座架部分或者相对于第一座架部分的至少一些部分(子单元)移调。因而可考虑的是，这种移调装置使得第二座架部分的仅仅一个或多个子单元例如物镜保持器(物镜接头)相对于第一座架部分(或其至少一些子单元)移调，但也可考虑的是，移调装置使得第二座架部分相对于第一座架部分(或其至少一个子单元)作为整体移调。“移调”尤其是指一种运动，其可以包括移动和/或摆动和/或转动。可以移动驱动单元或机械，用于使得第二座架部分相对于第一座架部分移调(“相对的移调”)，例如使得第一座架部分相对于显微镜所在的空间的参考系移调，但替代地或附加地也可以使得第二座架部分相对于该参考系移调。等同的内容适用于各座架部分的子单元。

这种移调装置因而可以尤其包括移动单元，该移动单元被设计用于使得第二座架部分和/或第二座架部分的至少一个子单元(例如物镜保持器)在垂直于第二物镜的光轴的移动平面中，至少在一个方向上相对于第一座架部分(或其至少一些子单元)移动。通过这种横向的移动，产生了一系列的优点，比如增大了可探测的样本空间。特别是如果为了产生光片而在光轴两侧设置两个相互间的间距比较大的反射镜部件，并且照明图像场如此之小，以至于这些反射镜部件通过照明物镜无法再被足够地照明(即这些反射镜部件不再使得照明焦点足够地转向)，则可以通过横向地移动两个座架部分之一，根据需要接近反射镜部件之一，也就是被照明。此外可行的是，在图像摄取期间，在照明图像场的中央区域中而不是在其边缘使用照明物镜(即把反射镜部件放置在照明物镜的中央区域中)，这导致提高了光学性能(成像性能)，特别是导致减小了横向色差。也可以使用具有较大的放大率、进而(在入射光瞳直径相同的情况下)具有较大数值孔径的照明物镜。此外，在照明图像场的中央区域中使用照明物镜这种可行方案简化了照明焦点的沿着光轴的在特定的光片应用中规定的移动。

移动单元也可以经过构造，从而替代于或附加于上述功能，能够实现第二座架部分和/或第二座架部分的至少一个子单元平行于第一和/或第二物镜的光轴的移动。例如可考虑第二座架部分的物镜接头平行于第二物镜的光轴的移动。替代地或附加地，移调装置也可以包括必要时另一移动单元，该另一移动单元能实现第一座架部分和/或第一座架部分的至少一个子单元平行于第一和/或第二物镜的光轴的移动。

在另一有利的设计中，移调装置包括摆动单元，该摆动单元被设计用于使得第二座架部分和/或第二座架部分的至少一个子单元围绕摆动轴相对于第一座架部分(或其至少一些子单元)摆动，该摆动轴垂直于第一物镜的光轴和/或垂直于第二物镜的光轴。

在另一有利的设计中，移调装置包括旋转单元，该旋转单元被设计用于使得第二座架部分和/或第二座架部分的至少一个子单元围绕旋转轴相对于第一座架部分(或其至少一些子单元)旋转，该旋转轴平行于第一物镜的光轴和/或平行于第二物镜的光轴。

在另一设计中，移动单元被设计用于使得第二座架部分的子单元在平行于第二物镜的焦点平面的移动平面中相对于第一座架部分移动。此外，摆动单元被设计用于使得第二座架部分在其整体上围绕摆动轴相对于第一座架部分摆动。耦联的移动/摆动运动的这种可行方案提供了很多可以根据应用而定随意选择的移调可行方案。

优选地，其它的光显微的功能单元在其整体上指配给第二座架部分。这能实现显微镜系统的特别紧凑的构造。

在一种有利的设计中，其它的光显微的功能单元形成了点式成像的显微镜，特别是扫描式显微镜。

前述扫描式显微镜例如是共焦显微镜。通过光片显微镜和共焦显微镜的组合(它们具有共同的探测物镜作为接口)，在采用不同的显微方法时，可以由同一个样本区域得到图像数据，并且这些图像数据可以彼此相关联。例如，首先借助于光片显微镜摄取样本区域的概览图像。如果在该概览图像内部找到了例如要以较高的分辨率予以成像的位置，则从光片显微镜切换至共焦显微镜。

在另一实施方式中，扫描式显微镜可以是多光子显微镜。为此，显微镜系统具有照明模块，该照明模块包括多光子激光器和扫描器。探测在照明的样本区域中激发的光子可以在退扫描模式下进行，其方式为，探测光返回到扫描器，然后引导至点传感器。也可考虑通过非退扫描模式进行探测，在这种情况下，探测光例如在扫描器之前输出并且输送给探测器。

在其它的实施方式中，扫描式显微镜也可以是STED-显微镜(STED：stimulatedemission depletion)或RESOLFT-显微镜(RESOLFT：revesible saturable opticalfluorescence depletion)。

在另一设计中，扫描式显微镜也可以设计成CARS/SRS-显微镜(CARS：coherentanti-Stokes Raman scattering；SRS：stimulated Raman scattering)。

在其它的设计中，扫描式显微镜也可以是用于进行荧光寿命-测量的显微镜(FLIM：fluorescence lifetime imaging microscopy；FLIM-显微镜)或者用于实施荧光相关光谱的显微镜(FCS：fluorescence correlation spectroscopy；FCS-显微镜)，或者是光谱显微镜。光谱显微镜是指一种提供如下可行方案的显微镜：从所用的荧光标记物的发射光谱中同时地或顺序地探测多个光谱范围。原则上，光谱显微镜适合于测量所探测的光的光谱。

在扫描式显微镜(例如共焦显微镜、多光子显微镜、STED-显微镜、CARS/SRS-显微镜、FLIM-显微镜、FCS-显微镜、光谱显微镜)作为光显微的功能单元的情况下，替代地也可以在非退扫描模式下将探测光直接引导至面传感器，该面传感器同样形成光片显微镜的探测器。在这种情况下，面传感器上的探测光进行扫描运动，该扫描运动相应于样本上的照明光的通过扫描器引起的扫描运动。

除了光片显微功能单元之外还设置的其它的光显微的动能单元也可以形成宽场显微镜，特别是定位显微镜。

根据本发明的另一方面，提出一种采用显微镜系统对样本予以显微成像的方法，该显微系统包括：光片显微的功能单元，其照明物镜由第一物镜构成，其探测物镜由分开的第二物镜构成；和至少一个其它的光显微的功能单元，其中，第二物镜作为共同的探测物镜既用于借助光显微的功能单元对样本成像，又用于采用其它的光显微的功能单元对样本成像。

下面借助实施例参照附图详述本发明。其中：

图1示出作为第一实施例的显微镜系统的示意性的结构；

图2示出两个设置在根据图1的显微镜系统中的物镜；

图3示出该显微镜系统的一种变型；

图4示出该显微镜系统的另一种变型；

图5示出该显微镜系统的另一种变型；

图6示出两个设置在根据图5的显微镜系统中的物镜；

图7示出该显微镜系统的另一种变型；

图8示出该显微镜系统的另一种变型；

图9示出该显微镜系统的另一种变型；和

图10为该显微镜系统的方框图。

图1以示意图示出显微镜系统10，其形成本发明的一个实施例。

显微镜系统10具有整体标有12的显微镜座架，该显微镜座架由下面的座架部分14和放置于其上的上面的座架部分16构成。在下面的座架部分14上，通过物镜接头18安置了第一物镜20。相应地，在上面的座架部分16上，通过物镜接头22安置了第二物镜24。两个物镜20和24在图2中再一次被单独地示出，它们沿着光轴O彼此相对，该光轴参照根据图1的xyz-坐标系平行于z-轴伸展。物镜20和24因而布置在显微镜台26的两侧，该显微镜台具有在图1和2中未明确示出的样本腔，该样本腔例如构造成设有玻璃底的培养皿。

在下面的座架部分14上通过接头28耦联着光片产生器30。该光片产生器30用于产生光片式的照明光分布，该照明光分布例如通过反射镜或二色性的分光器32输入到第一物镜20中。为此，光片产生器30具有本已公知的、在图1中未示出的产生光片的组件，比如光源和扫描器，该扫描器使得由光源发出的照明光处于扫描式的运动中。由于这种扫描式的运动，由第一物镜20产生的在图2中标有34的照明焦点产生了用于样本照明的光片。

此外如图2中所示，在面向第一物镜20的第二物镜24上，安置了两个布置在光轴O两侧的反射镜部件36、38，这些反射镜部件使得平行于光轴O从第一物镜20射出的照明焦点34垂直于光轴O转向到第二物镜24的焦点平面中。通过转向的照明焦点34产生的光片因而与第二物镜24的焦点平面共面地布置。

如由前述显然可知，在根据图1的实施例中，布置在下面的座架部分14上的第一物镜20用作照明物镜，该照明物镜利用光片在第二物镜24的焦点平面中照明待成像的样本。因此，第一物镜20此外也称为光片-照明物镜。

在下面的座架部分14上还有其它的接头，这些接头形成了用来耦联显微镜组件的接口，这些显微镜组件特别是用于把光输入到下面的座架部分14中或者使得光从下面的座架部分14中输出。例如，在图1中示出了接头40，该接头用来耦联另一光源，该光源朝向二色性的分光器32发出照明光。此外，在下面的座架部分14上安置了目镜42。

在根据图1的实施例中，与光片-照明物镜20相对的物镜24一方面用于检测探测光，该探测光来自于用光片照明的样本。为此，第二物镜24把探测光经由管式光学件44引导到面传感器46上，该面传感器例如设计成CCD或CMOS摄像机。另一方面，物镜24在功能上指配给共焦的照明模块48，该照明模块通过接头50耦联在上面的座架部分16上。在这种功能中，物镜24既用作照明物镜(其方式为，它把照明光引导至待成像的样本上，该照明光由在共焦的照明模块48中含有的未示出的光源产生，并且通过同样在共焦的照明模块48中含有的共焦-扫描器52予以引导)，又用作探测物镜(其方式为，它把通过共焦的样本照明而产生的探测光引导回到上面的座架部分16中，进入到共焦的照明模块48内，其中，探测光被点传感器54检测)。由于探测光回到共焦-扫描器52中，点传感器54按照本已公知的方式作为所谓的退扫描传感器工作。此外由于第二物镜24的前述双功能，它也称为共同的照明/探测物镜。

如同下面的座架部分14一样，上面的座架部分16也设置有一系列接头，这些接头规定了用来使得外部组件与座架部分16耦联的接口。除了已经提到的接头50外(共焦的照明模块48安置在该接头上)，座架部分16还具有用来耦联面传感器46的接头56和用来耦联LED-灯62的接头58。在此，两个接头50和58规定了两个平行的接口平面E₁、E₂，这些接口平面具有相对于共同的照明/探测物镜24的图像侧的焦点平面和/或物体侧的焦点平面明确规定的(特别是共轭的)位置。有利地，接头50和58本身也具有例如参照共同的照明/探测物镜24和/或相对于图像侧的和/或物体侧的焦点平面明确规定的(特别是已知的)位置。在根据图1的实施例中，接口平面E₂规定了所谓的入射光轴，由LED-灯62发出的光沿着该入射光轴被引导到共同的照明/探测物镜24上。在上面的座架部分16上还设置了目镜60。

除了前面已经提到的置于面传感器46上游的管式光学件44外，上面的座架部分16还具有布置在第一接口平面E₁中的分光器反射镜64(它根据应用而定例如可以是(必要时可灵活地引入到光路中的)分光器，或者是也可以用其它滤光镜予以补充的反射镜)以及滤光镜立方体66和二色性的分光器68，它们布置在第二接口平面E₂中，进而布置在入射光轴上。前面提到的光学组件64、66和68按本已公知的方式根据应用而定位于共同的照明/探测物镜24的光轴O上，以便在上面的座架部分16内按所希望的方式影响照明光和探测光。特别地，可以通过相应地选择的分光器作为分光器反射镜64(在使用合适的颜料时)，实现依据照明方式(共焦照明或者通过光片照明)分离，进而实现两种照明方式的探测光并行探测。也可以考虑在使用相应的分光器情况下(或者在与偏振滤光镜组合情况下)依据偏振方向的分离。

根据图1的显微镜系统10形成不同功能单元的模块化布局，这些功能单元可以各自地但也可以共同地用于成像。特别地，显微镜系统10含有光片显微的功能单元，该功能单元的主要功能组件鉴于通过光片产生器30和光片照明物镜20进行照明且鉴于通过共同的照明/探测物镜24和面传感器46进行探测而产生。此外，显微镜系统10包括另一个共焦显微的功能单元，该功能单元的主要组件既鉴于照明又鉴于通过共焦的照明模块48和共同的照明/探测物镜24进行探测而产生。

在根据图1的前述实施例中，共焦显微的功能单元对来自样本的探测光在其回到共焦-扫描器52之后借助点传感器54在所谓的退扫描-模式下予以检测。然而同样可行的是，探测光在所谓的非退扫描-模式下直接引导到面传感器46上。在这种情况下，面传感器46上的探测光进行扫描运动，这种扫描运动相应于样本上的照明光的通过共焦-扫描器52引起的扫描运动。

根据图1的显微镜系统10还具有移动单元70，该移动单元能实现使得上面的座架部分16在xy平面内即垂直于光轴O相对于下面的座架部分14移动。这种横向移动方案尤其允许在图像场的中央区域中而不是在其边缘使用光片照明物镜20，这尤其能实现较高的光学成像性能(特别是较小的横向色差)。

图3～9示出本发明的根据图1的显微镜系统10的一系列变型，其中，为了简化说明，这些变型的一些组件标有在图1中使用的标号，这些组件在其基本功能上在任何情况下都相应于图1中所示的组件。

根据图3的变型实施方式与根据图1的实施例的区别主要在于，省去了第一接口平面E₁，并且共焦的照明模块48在第二接口平面E₂中即在入射光轴中耦联。

根据图4的变型实施方式与根据图3的实施方式的区别在于，省去了目镜60。

图5示出了一种实施方式，其与根据图1的实施例的区别在于，光片产生通过上面的座架部分16进行，而光片探测以及共焦照明和探测在下面的座架部分14中实现。相应地，在根据图5的实施方式中，光片产生器30在第一接口平面E₁中耦联在上面的座架部分16上。此外，共焦的照明模块48安置在下面的座架部分14上。另外，图5中所示的实施方式具有在下面的座架部分14中的另一面探测器72，其形式例如为CCD或CMOS摄像机。另一面探测器72检测来自于用光片照明的样本的探测光。

相比于根据图1的实施方式，在图5所示的实施方式中，光片照明物镜20和共同的照明/探测物镜24的布置互换，也就是说，光片/照明物镜20位于上面的座架部分16上，而共同的照明/探测物镜24布置在下面的座架部分14上。相应地，如图6中所示，安置在光片照明物镜20上的两个反射镜部件36、38位于显微镜台26的下方。

撇开光片产生器30通过光纤102与彩色光源74耦联不看，图7中所示的实施方式—只要对本发明重要—基本上相应于根据图3的实施例。彩色光源74含有多个单色光源76、78、80、82，这些单色光源把不同颜色的照明光通过多个二色性反射镜84、86、88、90供应给光片产生器30。替代地，彩色光源74也可以由白光激光器构成或者包括这种白光激光器，该白光激光器提供了连续的宽的波长范围。尤其也可考虑白光激光器与单色光源的组合。同时，彩色光源74也通过另一光纤102与共焦的照明模块48连接，并且也作为光源用于上面的座架部分16。与前述实施方式相反，下面的座架部分14还缩减至物镜接头18和光片产生器30，并且特别是省去了用于下面的座架部分14的目镜42。在这里，物镜接头18(物镜接头18是下面的座架部分14的子单元)借助移动单元70既可以平行于光片/照明物镜20的光轴移动，又可以在垂直于光片/照明物镜20的光轴的平面中移动。此外，也可以通过另一移动单元98使得物镜接头22(物镜接头22形成了上面的座架部分16的子单元)平行于照明/探测物镜24的光轴移动。在这种情况下，移调装置因而包括两个移动单元70、98。

彩色光源74在此可以通过光学转接器104与光纤102连接，该光纤用于耦联至光片产生器30和共焦的照明模块48。光学转接器104在此可以是具有开关功能的光学器件，该开关分别完全地将光要么供应给光片产生器30，要么供应给共焦的照明模块48，从而两个功能单元(光片显微的功能单元和光显微的功能单元)顺序地照明样本。替代地，光学转接器104也可以是具有分配器功能的光学器件，该分配器把光的第一部分供应给光片显微的功能单元，并把光的第二部分供应给共焦显微的功能单元，从而这些功能单元同时照明样本。光学转接器104在此可以例如包括可切换的反射镜、声光的器件比如声光调制器(AOM)或声光偏转器(AOD)或电光调制器(EOM)。

根据图8的实施方式基本上相应于图7中所示的布置，但下述除外：共焦的照明模块48不像图7中那样布置在接口平面E₁中，而是布置在接口平面E₂中，即布置在入射光轴中。

图9示出显微镜系统10的基于根据图3的实施例的实施方式。不同于图3中所示的实施方式，在根据图9的布置中，移动单元70具有如下功能：并非上面的座架部分16作为整体地，而是仅仅上面的座架部分18的在图9中标有94的子单元，横向地在xy平面中移动，共同的照明/探测物镜24保持在该子单元上。附加地，根据图9的显微镜系统10具有摆动单元96，利用该摆动单元可以使得上面的座架部分16作为整体围绕平行于x轴的摆动轴S摆动。通过这种方式，物镜24可以在耦联的移动/摆动运动中相对于物镜20移调。

最后，在根据图10的方框图中纯示意性地再一次示出了两个物镜20和24、光片产生器30及共焦的照明模块48一方面在功能上指配给两个形成光片显微镜和共焦显微镜的功能单元，另一方面在空间上指配给两个座架部分14、16。前面提到的功能单元在图10中用虚线示出。图10还示出了控制/分析单元100，其控制显微镜系统10的整体运行。在此，控制/分析单元100特别是被设计用来按一定方式分析图像数据，使得通过共焦显微镜得到的数据与由光片显微镜产生的图像数据相关联。

前述实施方式只能示范性地理解。因而尤其需要指出，不同实施方式的各个方面可以直接相互组合。

在所述的实施方式中，根据本发明的其它的光显微的功能单元形成了共焦显微镜。不言而喻，该功能单元也可以形成其它类型的点式成像的显微镜，例如多光子显微镜、STED-显微镜、RESOLFT-显微镜或CARS/SRS-显微镜。此外，该功能单元也可以设计成宽场显微镜，特别是定位显微镜。

附图标记清单

10 显微镜系统

12 显微镜座架

14 下面的座架部分

16 上面的座架部分

18 物镜接头

20 物镜

22 物镜接头

24 物镜

26 显微镜台

28 接头

30 光片产生器

32 二色性的分光器

34 照明焦点

36、38 反射镜部件

40 接头

42 目镜

44 管式光学件

46 面传感器

48 共焦的照明模块

50 接头

52 共焦-扫描器

54 点传感器

56 接头

58 接头

60 目镜

62 LED-灯

64 分光器反射镜

66 荧光立方体

68 二色性的分光器

70 移动单元

72 另一面探测器

74 彩色光源

76-82 光源

84-90 二色性的反射镜

94 子单元

96 摆动单元

98 另一移动单元

100 控制/分析单元

102 光纤

104 光学转接器

Claims (22)

1.一种显微镜系统(10)，包括：

光片显微的功能单元(20、24、30)，其照明物镜由第一物镜(20)构成，其探测物镜由分开的第二物镜(24)构成；和

至少一个其它的光显微的功能单元(24、48)，

其特征在于，所述其它的光显微的功能单元(24、48)具有探测物镜，该探测物镜由所述第二物镜(24)构成。

2.如权利要求1所述的显微镜系统(10)，其特征在于一种用来基于探测光进行相关联的图像分析的分析单元(100)，所述光片显微的功能单元(20、24、30)与所述其它的光显微的功能单元(24、48)分别通过由所述第二物镜(24)构成的共同地使用的探测物镜来接收所述探测光。

3.如权利要求1或2所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述其它的光显微的功能单元(24、48)具有由所述第二物镜(24)构成的照明物镜。

4.如前述权利要求中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于一种由第一座架部分(14)和第二座架部分(16)组成的显微镜座架(12)，所述第一物镜(20)保持在所述第一座架部分上，所述第二物镜(24)与所述第一物镜(20)相对置地保持在所述第二座架部分上。

5.如前述权利要求中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于一种光转向装置(36、38)，该光转向装置使得由所述光片显微的功能单元(20、24、30)通过所述第一物镜(20)产生的照明焦点(34)转向至所述第二物镜(24)的焦点平面中。

6.如权利要求5所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述光转向装置(36)具有至少一个反射镜部件，该反射镜部件使得所述照明焦点(34)垂直于所述第二物镜(24)的光轴(O)转向，其中，所述反射镜部件优选安置在所述第一物镜(20)或所述第二物镜(24)上。

7.如权利要求4～6中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述光片显微的功能单元(20、24、30)具有设置在所述第二座架部分(16)中的面传感器(46)，该面传感器用于探测通过所述第二物镜(24)接收的所述探测光。

8.如权利要求4～7中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述其它的光显微的功能单元(24、48)包括指配给所述第二座架部分(16)的照明模块(48)，该照明模块用于点式扫描的样本照明和/或用于宽场的样本照明。

9.如权利要求8所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述照明模块(48)含有扫描器(52)，该扫描器用于点式扫描的样本照明。

10.如权利要求9所述的显微镜，其特征在于，所述照明模块(48)具有点传感器(54)，该点传感器形成用于通过所述第二物镜(24)接收的探测光的退扫描探测器。

11.如权利要求7～10中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述光片显微的功能单元(20、24、30)的面传感器(46)同样形成用于通过所述第二物镜(24)接收的探测光的指配给所述其它的光显微的功能单元(24、48)的非退扫描探测器。

12.如权利要求6～11中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述光片显微的功能单元(20、24、30)包括指配给所述第一座架部分(14)的光片产生器(30)。

13.如权利要求6～12中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述显微镜系统(10)包括移调装置(70、96)，用于使得所述第二座架部分(16)或所述第二座架部分(16)的子单元(22、94)相对于所述第一座架部分(14)或者相对于所述第一座架部分(14)的子单元(18)移调。

14.如权利要求13所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述移调装置(70、96)包括移动单元(70)，该移动单元被设计用于使得所述第二座架部分(16)或所述第二座架部分(16)的所述子单元(22、94)在移动平面中相对于所述第一座架部分(14)或者相对于所述第一座架部分(14)的所述子单元(18)移动，该移动平面垂直于所述第一物镜(20)的光轴(O)且垂直于所述第二物镜(24)的光轴(O)。

15.如权利要求13或14所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述移调装置包括摆动单元(96)，该摆动单元被设计用于使得所述第二座架部分(16)或所述第二座架部分(16)的所述子单元(22、94)围绕摆动轴(S)相对于所述第一座架部分(14)或者相对于所述第一座架部分(14)的所述子单元(16)摆动，该摆动轴垂直于所述第一物镜(20)的光轴(O)且垂直于所述第二物镜(24)的光轴(O)。

16.如权利要求14和15所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述移动单元(70)被设计用于使得所述第二座架部分(16)的所述子单元(94)在平行于所述第二物镜(24)的焦点平面的移动平面中相对于所述第一座架部分(14)移动，并且，

所述摆动单元(96)被设计用于使得所述第二座架部分(16)在其整体上围绕所述摆动轴(S)相对于所述第一座架部分(14)摆动。

17.如权利要求6～16中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述其它的光显微的功能单元(24、48)在其整体上指配给所述第二座架部分(16)。

18.如前述权利要求中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述其它的光显微的功能单元(24、48)形成了点式成像的显微镜，特别是扫描式显微镜。

19.如权利要求18所述的显微镜系统，其特征在于，所述扫描式显微镜是共焦显微镜、多光子显微镜、STED-显微镜、RESOLFT-显微镜、FCS-显微镜、光谱显微镜、FLIM-显微镜或CARS/SRS-显微镜。

20.如权利要求1～17中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，所述其它的光显微的功能单元(24、48)是宽场显微镜，特别是定位显微镜。

21.如前述权利要求中任一项所述的显微镜系统(10)，其特征在于，在所述显微镜系统(10)的使用位置，两个座架部分(14、16)之一是下面的座架部分，并且另一个座架部分是上面的座架部分。

22.一种采用显微镜系统(10)对样本予以显微成像的方法，该显微系统包括：光片显微的功能单元(20、24、30)，其照明物镜由第一物镜(20)构成，其探测物镜由分开的第二物镜(24)构成；和至少一个其它的光显微的功能单元(24、48)，

其特征在于，所述第二物镜(24)作为共同的探测物镜既用于借助所述光片显微的功能单元(20、24、30)对样本成像，又用于借助所述其它的光显微的功能单元(24、48)对样本成像。

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