CN115407501A - 具有显微镜的显微术布置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及操作具有第一显微镜(1)和至少一个其他显微镜(3)的显微术布置(M)的方法,其中显微镜(1、3)各具有光轴(2.1、4.1)且光轴(2.1、4.1)不重合。根据本发明的方法包含步骤A至F,其中设定三维参考坐标系;将实施为接收且保持样品载体(7)的载体设备(6)引入到由光轴(2.1)相交的第一显微镜(1)的样品平面(9)中且引入到第一显微镜(1)的光轴(2.1)上;在光轴(2.1)上设定参考点(11);将载体设备(6)递送到其他显微镜(3),其中参考点(11)的当前坐标被连续捕获并且与其他显微镜(3)的光轴(4.1)的坐标比较;将参考点(11)带入到第二光轴(4.1)上。此外,本发明涉及显微术布置(M)。
Description
本申请是申请日为2018年08月15日且发明名称为“具有显微镜的显微术布置及其操作方法”的中国专利申请No.201810932399.5的分案申请。
技术领域
本发明涉及操作具有第一显微镜和至少一个其他显微镜的显微术布置的方法,并且涉及显微术布置。
背景技术
如果通过不同显微镜和/或不同显微术方法检查将要检查的样品,则当将样品从一个显微镜转移到其他显微镜时找到(寻回)将要检查的样品的区域(感兴趣区域,ROI)是有问题的。
在对表示为“传统”的样品的显微镜检查的工作流程中,将所述样品放置在适当的载物体上并且相对于显微镜的光轴设定。随后,可以如果需要的话首先通过目镜,以低放大率和大视场(FoV)记录样品的概览图像,以便于识别样品的感兴趣区域(ROI)。随后,可以使用不同的检查方法(例如(荧光)对比方法、DIC(微分干涉对比)、偏振对比、相位对比、霍夫曼(Hoffmann)调制对比、暗场照明等)来检查样品。
如果仅使用一个显微镜系统应该应用不同的检查方法,则该一个显微镜系统必须具有目镜束路径和至少一个照相机束路径。另外,需要例如反射的光和透射的光照明、物镜交换装置、滤光器交换装置、(多个)光瞳匹配(pupil engagement)、针对例如DIC(微分干涉对比)的部件等。
用于显微镜的臂可以促进显微镜的倒置或正置布置。为了允许不同的检查方法的应用,臂需要其他例如用于激光扫描显微镜(LSM)、全内反射荧光显微镜(TIRF显微镜)、荧光方法(例如光漂白后荧光恢复;FRAP)的接口、光阑相关性的Vivatome、旋转盘、产生结构照明的单元(例如Apotome等)、或其组合。在这些系统中,样品实质上保持在相同位置处,并且所以可以使用不同物镜和/或方法来检查相同的样品区域。在此缺点是,许多接口或许多光学路径和切换装置不得不在照明侧和检测侧二者保持可用,以便于能够操作所有选择项(方法、模式)。此外,常规臂总是不得不具有例如物镜旋转器的物镜交换设备,以便于能够操作不同模式(例如,在提供概览图像和具有高分辨率的图像之间的变化)。自然而然地,相对于独立的、固定装配的物镜,这样的物镜交换设备对光学系统的稳定性有损害(所谓的偏移)。
与其相比的是具有指定物镜布置的专用的显微术系统,其非常具体地设计用于诸如SPIM的一种检查方法。作为示例,这些不允许物镜交换。甚至诸如DIC、偏振对比等的替代性对比方法只可能在非常受限的范围使用这些物镜布置。
如果使用专用检查方法且例如使用常规显微术二者来检查同一个样品,则采用相关联的方法(如从光和电显微镜术的组合已知的)是必要的。
在此,将样品从专用系统运输到常规显微镜,反之亦然,会出现寻回样品中的ROI的问题。该进程还称为“穿梭和找到”。这可以或是使用非常精确制造的样品框(其形成参考坐标系)、或是通过有标记的样品容器(其例如具有列举的网格)来实行,基于其可以在相应的其他显微镜系统中寻回该期望位置。然而,该进程是耗时的且需要密集工作,并且不确保以令人满意的方式在模式之间快速且重复的交换。
现有技术已经公开了实施为以不同检查方法检查样品的显微镜布置。
DE 10 2012 014 768B4已经描述了具有第一和第二成像光学单元的显微镜,该第一和第二成像光学单元彼此间隔开布置。它们用于使用第一照明辐射来将第一和第二物场成像到第一和第二像场中。另外,使用第二照明辐射将第三物场成像到第三像场中的第三成像光学单元是存在的。在此,第一、第二和第三物场布置在物平面中,第一和第二像场布置为在像平面中重叠。第一照明辐射的波长比第二照明辐射的波长更长。物场的中心位于直线上,并且第一和第二物场围绕第三物场。
WO 2014/173547涉及感兴趣的物体的多维定位的显微术方法和设备。在此,使用的是参考坐标系的至少两个参考标记,以便于确立在参考坐标系中关联物体的位置。因此确立的位置可以由第二显微镜使用,以便于重新定位物体。
弗劳恩霍夫光电学、系统工程和图像开发研究所发布的新闻稿(于2014年1月24日所发布的新闻稿)已经公开了由机器人所操作的多个不同显微镜的显微术布置。机器人具有中央控制单元,并且以定位精确度将相应的样品转移至不同显微镜。
发明内容
本发明基于提出以不同检查方法来检查样品的替代项的目的,其中在检查方法之间变化的情况下促使精确地重新定位样品的感兴趣区域。同时,应该提出设备类型选项,以便于确保高的重新定位精确度。
该目的通过具有关于精确重新定位选项的下文所述的特征的方法、以及根据下文关于显微术布置所述的来实现。有利的发展如下文所述。
该方法设计为操作具有第一显微镜和至少一个其他显微镜的显微术布置,其中显微镜中的每一个具有光轴且光轴不重合。
根据本发明的方法包括步骤A至F。其他中间步骤可以在方法的其他配置中实行。
在步骤A中,设定三维参考坐标系,其中第一显微镜的光轴范围的坐标和其他显微镜的其他光轴范围的坐标是已知或已确立的。已知或已确立的坐标储存并且用作参考轴线。作为示例,借助以下方式设定参考坐标系:与参考坐标系的轴线之一重合的第一显微镜的光轴,和光轴与第一显微镜的物镜的前置镜头相交的点,例如该点设定为参考坐标系的限定点,例如零点或原点。
如果显微术布置恰好具有两个显微镜,则其他显微镜是第二存在显微镜。相比之下,如果存在多于两个显微镜,则其他显微镜是接下来将要使用的显微镜。这无须必需是在空间上最靠近第一显微镜的显微镜。
可以以本领域技术人员已知的方式来捕获并且储存光轴中的一个的范围的坐标。作为示例,范围的坐标表示为矢量(点和方向)。
当第一物镜在第一显微镜中位于工作位置时,第一光轴由第一物镜给定,并且所以通过第一物镜捕获或可捕获样品的图像数据。因此,由位于工作位置中的其他显微镜的其他物镜来给定的第二光轴。
步骤B中,将实施为接收且保持样品载体的载体设备引入到由第一光轴相交的第一显微镜的样品平面中并且引入到第一显微镜的光轴上。
为了实行该方法,将要成像的物体,例如样品,优选地布置在样品载体中或样品载体上。
样品平面是相应显微镜或当前所用的物镜的本质特征并且优选地由显微镜的相应焦平面给定。
步骤C包含设定与光轴重合的参考点以及确立已设定的参考点的坐标。
步骤D中,将载体设备递送到其他显微镜,其中参考点的当前坐标被连续捕获并且与其他显微镜的光轴的坐标比较。
步骤E中,取决于通过在参考点的当前坐标和其他显微镜的光轴的坐标之间比较而确立的差异而生成控制命令,步骤F中通过该控制命令控制载体设备的其他递送运动,使得以参考点与其他光轴重合的方式来定位载体设备。
本发明的核心构想由连续捕获载体设备的坐标构成,并且由此可选地由样品的坐标构成。这确保了样品从不离开参考坐标系,并且确保了可以寻回样品的每个区域并且将其作为目标,而不用特别标记和/或“穿梭和找到”的含义内的方法。
如果以非常短间隔(特别地每秒若干次)捕获坐标,则提供坐标的连续捕获。作为示例,以每秒至少五个、十个、二十个、五十个、一百个或一千个捕获的频率来实行捕获。
作为示例,可以取决于载体设备的移位速度来选择并且调整连续捕获的频率。因此,在低移位速度的情况下,还可以选择低捕获频率,反之亦然。
连续捕获还可以通过以下来实现:通过载体设备的计数运动单元,例如借助于致动器的依赖于旋转方向的旋转和/或步进电机的依赖于方向的步骤被捕获、评估并且必要的话被储存。
该构想特别地有利于将需要非常特定光学或机械布置的显微术方法与常规方法结合。因此,例如固定且因此非常稳定的光学单元在选择检查方法方面具有高灵活性并且同时具有重新定位的高精确度的优点得以实现。
此外,在各种检查方法之间改变样品所需要的时间仅受限于将要行进的路程,以及移动载体设备的移位速度。改变所需要的时间因此是预先已知的并且是可标准化的,其继而用于改进实验的可重复性。
在方法的有利的其他配置中,步骤D中将参考点的坐标与其他显微镜的目标在光轴上的目标点的设定点坐标比较。步骤E中,取决于通过在参考点的当前坐标和目标点的坐标之间比较而确立的差异来生成控制命令,并且步骤F中通过该控制命令来控制载体设备的其他递送运动,使得以参考点与目标点重合的方式来定位载体设备。因此,载体设备和可能位于其上的样品还沿着其他显微镜的光轴的方向(其通常称为z方向)上相对于彼此处于唯一确定的位置中。
在方法的其他可能配置中,步骤C中捕获物体区域的图像数据并且在已捕获的物体区域内设定参考点。物体区域的坐标是已知或已确立的并且被储存。在步骤F之后其他物体区域的图像数据通过其他显微镜来捕获,其中参考点位于其他物体区域中。
可选地,在图像数据的捕获之前或期间,沿着光轴聚焦用于捕获图像的显微镜。
方法的上述配置可以彼此组合。
在基于设备的设计方面,目的通过以下来实现:包括第一显微镜和至少一个其他显微镜的显微术布置,其中显微镜中的每一个具有光轴且光轴不重合。接收且保持样品载体的载体设备是存在的。此外,存在计算机单元,其实施为设置三维参考坐标系,其中第一显微镜的光轴的范围的坐标和其他显微镜的其他光轴的范围的坐标是已知的并且被储存,或者其中将通过存在的测量构件所确立的第一显微镜的光轴的范围的坐标以及其他显微镜的其他光轴的范围的坐标被储存并且被当作参考轴线。存在运输设备来将载体设备递送到光轴中的一个。存在坐标测量设备,通过该坐标测量设备来连续捕获或可捕获载体设备的当前坐标。此外,所述计算机单元还实施为将通过坐标测量设备所捕获的载体设备的当前坐标与其他显微镜的光轴的坐标进行比较,其中实现了在第一显微镜的光轴上所设定的参考点的坐标和其他显微镜的光轴的坐标之间的比较。为了产生控制命令,存在控制单元,所述控制单元实施为取决于通过在参考点的当前坐标和光轴的坐标之间的比较而确立的差异来产生控制命令。此外,控制单元实施为取决于控制命令来控制载体设备的递送运动,所以以参考点与其他光轴重合的方式来定位载体设备。
作为示例,参考坐标系可以实质上通过以下来配置:实际存在的空间点定义为参考坐标系的某一点,并且用作对光轴以及技术元件的所有受影响的运动(随坐标改变)和位置坐标的参考。还可以的是,显微术布置中的(更好地)限定空间关系的至少两个技术元件、至少三个技术元件的当前存在的相对位置,用作参考坐标系的参考坐标。设置参考坐标系之后确定了用作参考轴线的光轴,并且然后光轴用作必要参考变量,但是不必仅作为参考变量。
可以实现坐标的连续捕获,例如通过捕获并评估所采用的驱动器的相应实现的递送路径,即使用致动系统中的路径测量系统,和/或对载体设备的参考标记(追迹)的连续捕获。
作为示例,样品载体是盖玻片、板或皮氏培养皿。有利地,它由诸如玻璃或透明塑料的材料构成,其对所采用的照明辐射和/或将要捕获的检测辐射是透明的。样品载体提供为样品平面,其中布置或可布置将要检查的样品。优选地,样品平面水平地延伸,但是在显微术布置的其它实施例中还可以在其他空间平面中提供该样品平面。
显微术布置的至少一个显微镜可以具有多个物镜,其可以通过物镜交换设备(例如通过物镜旋转器或线性滑动器)枢转或插入到相应的光轴中。由在可能的放大率和/或检查方法方面增加的灵活性来抵消减少的稳定性。
还可以的是,显微术布置的显微镜中的至少一个具有同时一起被指引到样品平面中的多个物镜。
在可能的实施例中,第一显微镜和/或其他显微镜各具有照明物镜和检测物镜,它们的光轴彼此垂直并且被指引到样品平面中。照明物镜可以实施为产生与样品平面相交的光片。
在其他实施例选项中,根据本发明的显微术布置可以具有倒置类型的实施例。在此,穿过所采用的样品载体和/或穿过载体设备将光轴指引到样品上或样品中。
在显微术布置的其他实施例中,光轴各包含与样品平面和样品平面的法线不同于零的角度。
上述选项可以彼此组合。作为示例,实施为光片显微术的显微镜可以是存在的。显微镜可以实施为正置对准或倒置对准。
在显微术布置的其他实施例中,可以紧邻至少两个显微镜存在具有工作位置的工作空间。工作轴线可以穿过工作位置延伸。工作位置的坐标以及可选地,工作轴线的坐标在参考坐标系内是已知的。按照根据本发明的方法,可以将载体设备递送到工作位置或到工作轴线。
作为示例,工作空间可以附加地或排他的用作样品的处理或非光学检查,并且例如可以将其实施并且设定为改变缓冲液或通过移液机器来填充样品容器的填充台。
附图说明
下面基于示例性实施例和附图更详细地解释本发明。附图中:
图1a以侧视图示出了根据本发明的显微术布置的第一示例性实施例的示意图;
图1b以俯视图示出了根据本发明的显微术布置的第一示例性实施例的示意图;
图2示出了根据本发明的显微术布置的第二示例性实施例的示意图;
图3示出了根据本发明的显微术布置的第三示例性实施例的示意图;以及
图4示出了光片显微术的显微镜的一个示例性实施例的示意图。
具体实施方式
下面以倒置类型实施例的示意性和示例性方式示出了显微术布置M的示例性实施例。作为显微术布置M的基本元件存在的是,具有第一物镜2和第一光轴2.1的第一显微镜1,以及具有其他物镜4和第二光轴4.1的其他显微镜3,其中光轴2.1和4.1平行于彼此延伸并且不重合(图1a)。
图1a中存在载体设备6,样品载体7放置在所述载体设备上。将要检查的样品8位于样品载体7上。由样品载体7的上侧提供样品平面9,该样品平面9在示例性实施例上水平延伸并且还用作下面的参考面。
在本发明的其他实施例中,样品平面9可以限定在载体设备6的平面中,以便于不必考虑样品载体7的可能的不均匀性。
载体设备6位于第一观测、检查或测量位置P1(用箭头标记;下面称为测量位置),在该位置处样品8位于第一光轴2.1上,并且当实行检查方法时,通过第一物镜2在该位置处捕获或可以捕获样品8的至少一个图像或样品8的区域。
此外,存在计算单元13,其实施为设定具有轴线x、y和z的三维参考坐标系。第一显微镜1的第一光轴2.1的范围的坐标和其他显微镜3的其他光轴4.1的范围的坐标是已知的并且储存在计算单元13中。在其它实施例选项中,通过存在的测量构件,特别是通过至少一个坐标测量设备16来确立光轴2.1和4.1的范围,并且储存光轴2.1和4.1的范围的已确立的坐标。光轴2.1和4.1的范围用作参考轴线。
与样品载体7和样品8一起,载体设备6通过运输设备10是可控地可移置的。为此,运输设备10具有至少一个驱动器15,其通过控制单元14的控制命令而是可致动的。可以通过运输设备10将载体设备6递送到光轴2.1和4.1中的一个。在此,通过坐标测量设备16,载体设备6的当前坐标是可连续地捕获或是可捕获的。
计算单元13、控制单元14、一个驱动器15或多个驱动器15(例如参见图4)以及至少一个坐标测量设备16以适合于数据的交换的方式而彼此连接(图中所指示的)。
已经提及的计算单元13还实施为,将通过坐标测量设备16所捕获的载体设备6的当前坐标与光轴2.1、4.1的当前坐标进行比较。在将载体设备6从第一光轴2.1移位到第二光轴4.1的图示情况下,以第二光轴4.1的坐标来实现载体设备6的已捕获的当前坐标的比较。
特别地,比较是在设定在第一光轴2.1上的参考点11的坐标和第二光轴的(位置)坐标之间。取决于通过在参考点11的当前坐标和第二光轴4.1的坐标之间的比较所确立的差异,控制命令在控制单元14中产生并且发送到控制载体设备6的递送运动的至少一个驱动器15,因此相应地致动该载体设备6。因此,实现该控制,使得以参考点11与第二光轴4.1重合的方式将载体设备6定位。那么,载体设备6位于第二测量位置P2(用虚线以示例性方式所示的且由箭头标记)处。
图1b中以平面图的简化方式示出了相同过程。
图1a和1b中所示的第一示例性实施例具有运输设备10,其对于显微镜1和其他显微镜3是公共的。运输设备10以示例性方式实施为导轨系统。
两个显微镜1、3可以存放在彼此不同的外壳或外壳部件(在两个显微镜1、3之间由虚线指示)中。作为示例,如果显微镜1和3旨在不同环境条件处操作则这是有利的。
图1a和1b阐明了根据本发明的显微术布置M的中心构想和优点。两个显微镜1和3共享公共的运输设备10。这允许相对于相应测量位置P1、P2处的光轴2.1、4.1来定位样品8,并且将样品8在测量位置P1、P2之间运输。因此,样品8从不离开其样品夹具7的参考坐标系。例如通过设定并且连续地确立参考点11促进样品8的三维定位,即相对于轴线x、y和z。
作为示例,仅提出第一显微镜1和其他显微镜3的一些可能的实施例。作为示例,第一显微镜1和/或其他显微镜3实施为倒置的光片显微镜、正置的光片显微镜或作为具有非常高的分辨率和例如仅一个物镜的显微镜。特别在后面的实施例中,可以减少或甚至避免偏移。第一显微镜1和/或其他显微镜3还可以实施为,例如在预定温度条件或方案、气体条件和/或照明条件或方案下培育样品8。另外,第一显微镜1和/或其他显微镜3可以实施为捕获概览图像和/或实施为具有物镜交换设备的显微镜。另外,第一显微镜1和/或其他显微镜3可以实施为特别是激光扫描显微镜(LSM)的扫描显微镜,实施为具有通过光束、通过声学元件和/或通过机械元件来操纵样品8的操纵单元的显微镜。
测量位置P1、P2优选地在光学上独立于彼此并且仅由共同的运输设备10来连接。然而,可以通过适当的光学元件将照明和/或检测束路径部分地叠加,并且因此使用光源、装配件、模块、检测器或照相机来测量位置P1、P2二者。
图2示出了显微术布置M的第二示例性实施例,其中显微术布置M的元件开始对已示出的测量位置P1和P2二者起作用。在示例性实施例中,将显微镜1和3二者的检测束路径通过作为束统一器20的半透明反射镜来叠加,并且被引入到例如照相机的公共检测器17上。取决于测量位置P1、P2之间的距离,这可以以不同的焦距或者通过中继光学单元(未示出)由两个镜筒透镜T1、T2来实现。束统一器20和镜筒透镜T2可以实施为由用虚线边缘标记的组。如果来自测量位置P1的检测辐射应该成像在检测器17上,则可以将中继光学单元(未绘制)引入到检测束路径中,例如来代替由镜筒透镜T2和束统一器20构成的组。
有利地,显微术布置M促进大量将可用显微镜1、3……n组合的选项。如图3所示,光片显微镜存在于根据本发明的显微术布置M的第三示例性实施例的第一测量位置P1处。通过实施为沿着照明轴线BO.1产生光片5(以简化的方式示出为条)的照明物镜BO,在样品8位于或可以设置的区域中产生光片5。在此,可以通过在平面中扫描光束来动态地产生光片5,在该情况下在相对于样品平面9的近似45°角处的平面中。在其他实施例中,可以通过布置在照明物镜BO的上游的光学单元(例如柱状透镜)来产生光片5。在简化的方式下,元件21作为两种选项的代表而存在。第一显微镜1中同样存在的第一物镜2用作检测物镜。照明物镜BO的光轴相对于样品平面9以近似45°角延伸。由第一物镜2提供的第一光轴2.1同样相对于样品平面9以近似45°角延伸,并且该第一光轴2.1垂直于照明物镜BO的光轴(照明轴线BO.1)且在产生的光片LB的区域中与照明轴线BO.1相交。
其他显微镜3具有物镜交换设备(通过指明附加的物镜示出)。其中包含的物镜中的一个是在第二光轴4.1的工作位置中并且它表示其他物镜4。
图3中所示的示例性实施例中,在第一测量位置P1处产生光片5,并且通过第一物镜2来观察照明的样品8。另外,提供一个或多个校正元件22(例如适当实施的弯月形透镜、Alvarez板和/或中继光学单元)来校正穿过样品载体7的倾斜通道。替代地,可以用避免倾斜通道的特定样品容器来操作该显微镜1。
在所示的示例性实施例中,专用显微镜1(其不允许或只以受限制的范围来允许诸如物镜交换、对概览图像进行记录、交替的对比(DIC、相位对比、偏振对比等)的常规显微镜方法步骤)位于测量位置P1。在测量位置P2处促进了这些方法步骤。为此,其他物镜4是常规布置,即光轴4.1在测量位置P2处垂直于样品载体7延伸。在该示例性实施例中,形式为照相机的公共检测器17用于测量位置P1、P2二者。检测束路径彼此叠加,并且选择测量位置P1、P2的距离,使得由具有不同焦距的镜筒透镜T1和T2,将来自测量位置P1、P2的样品平面9成像在检测器17上的公共像平面(虚线)。
如果将要检查的样品8在测量位置P1,则将束统一器20和镜筒透镜T2形成的组从束路径移除,使得将检测束路径从第一物镜2引入到检测器17而不会穿过该组。
如果在测量位置P2检查样品8,将由束统一器20和镜筒透镜T2构成的组引入到公共束路径中。物镜4的检测束路径穿过所述组并且被转向到检测器17上。
在其它实施例中,还可以与束路径二者一起使用滤光器装置,例如,所述滤光器装置能够以手动或电机驱动方式被引入到相应的束路径中或从相应的束路径中移除。对于光学元件的常见用途而言,可以创造附加的公共无限空间。
通过公共运输设备10将样品8在测量位置P1和P2之间移动。在显微术布置M的其他实施例中,可以存在其他测量位置Pn(n=3、4……n,未示出)。在有利的配置中,运输设备10允许在x方向上随位置变化以及样品8的在x、y和z方向上于相应测量位置P1、P2处的精细定位的二者。从而,测量位置P1、P2……Pn处的所有定位任务可以以致动器的最小自由度来实行。这还包含聚焦(z方向),所以例如两个专用测量位置P1、P2可以通过根据本发明的解决方案来彼此连接,并且可以省略例如聚焦物镜2、4或物镜交换装置的z驱动器。
在图3中示意性示出的显微术布置M中,可以提供由光源24和聚光器25构成的透射光照明单元23,通过其从上方照明或可以照明样品8。或是可以在测量位置P1、P2二者处提供照明单元23,或是将该照明单元23联接到运输设备10并且用后者将其从测量位置P1移动到测量位置P2,反之亦然。可以通过二向色性分束器18将荧光(反射光)照明在测量位置P2处耦合进。
在本发明的其它实施例中,如果不使用具有不同焦距的镜筒透镜T1、T2和/或公共束路径之间桥接的距离太大,则还可以使用适当实施的中继光学单元。
图4示意性示出了光片显微术的显微镜的其他示例的设置。如关于图3所解释的,产生光片5的照明物镜BO和第一物镜2是存在的。照明辐射通过AOTF 19(声光滤光器)以受控制的方式来形成并且通过扫描仪21来偏转。为此,将AOTF 19连接到控制单元14,继而将该控制单元14连接到计算单元13。将通过AOTF 19偏转的照明辐射通过照明物镜BO形成到光片5中,其中由扫描仪21的偏转,特别地在y轴的方向上实质确定了光片5的范围。在其他实施例中,还可以使用例如空间光调制器(SLM)、微反射镜阵列(数字化的微反射镜装置,DMD)或适应性反射镜,来代替AOTF 19。作为示例,激光器和/或(激光)二极管可以用作照明辐射的光源。
所谓的中继光学单元布置为照明物镜BO或第一物镜2和样品载体7之间的校正元件22,由所述中继光学单元的效应来减少当照明辐射或检测辐射穿过样品载体7时产生的像差。
在前述示例性实施例的发展中,某些元件的使用(例如照明辐射的光源)可以提供给多个显微镜1、3,并且可以存在对应的束路径和/或切换和选择项。
基于图2描述了实行根据本发明的操作显微术布置M的方法。在步骤A中,三维参考坐标系设定为具有轴线x、y和z的笛卡尔坐标系。诸如极坐标系、柱坐标系的其他参考坐标系还可以设定在方法的其他配置中。第一显微镜2的光轴2.1的范围的坐标和其他显微镜3的其他光轴4.1的范围的坐标、或者接下来要使用的显微镜的光轴的范围的坐标是已知的或被建立并且储存在例如计算单元13的存储器中。光轴2.1、4.1……用作参考轴线。
在步骤B中,将具有样品8的样品载体7引入到样品平面9和第一光轴2.1上。于是,设定与第一光轴2.1重合的参考点11并且在参考坐标系中确立参考点11的坐标(步骤C)。作为示例,参考点11位于样品8的将要检查的区域(感兴趣的区域,ROI)中。随后,可以使用第一显微镜2以及检查方法或第一显微镜2实施的检查方法来分析样品8。一旦分析已经实行,将信号由计算单元13提供到控制单元14,于是控制单元14引起至少一个控制命令的生成并且传输该控制命令到运输设备10的驱动器15,因此根据已获得的控制命令来致动驱动器15并且将样品夹具7与样品8一起运输。
在将载体设备6递送到其他显微镜3时,参考点11的当前坐标被连续捕获并且与其他显微镜3的光轴4.1的当前坐标比较。为此,使用的是计算单元13。取决于通过在参考点11的当前坐标和其他显微镜3的光轴4.1之间的坐标比较而确立的差异,在计算单元13已经将适当信息传输到控制单元14之后由控制单元14生成控制命令。将生成的控制命令传输到驱动器15中的至少一个,并且控制了对应于相应控制命令的载体设备的其他递送运动。由于连续捕获当前坐标以及其与参考轴线(特别地在示例中指定的第二光轴4.1)的当前数据的比较,以及因此生成的控制命令,所以用参考点11与其他光轴4.1重合的方式来定位载体设备。
在其他配置中,使参考点11与第二光轴4.1上的目标点12相对应,因此还在z轴的方向上定位样品8。
附图标记
M 显微术布置
1 第一显微镜
2 第一物镜
2.1 第一光轴
3 其他显微镜
4 其他物镜
4.1 第二光轴
5 光片
6 载体设备
7 样品载体
8 样品
9 样品平面
10 运输设备
11 参考点
12 目标点
13 计算单元
14 控制单元
15 驱动器
16 坐标测量设备/传感器
17 检测器
18 二向色性分束器
19 声光滤光器
20 束统一器
21 扫描仪/柱状透镜
22 校正元件
23 照明单元
24 光源
25 聚光器
BO 照明物镜
BO.1 照明轴线
T1 镜筒透镜
T2 镜筒透镜
P1 第一测量位置
P2 第二测量位置
Claims (5)
1.一种显微术布置,包括:
第一显微镜和至少一个其他显微镜,其中所述显微镜中的每一个具有光轴,所述第一显微镜的所述光轴(下文有时称为“第一光轴”)与所述至少一个其他显微镜的所述光轴(下文有时称为“其他光轴”)不重合;
载体,其实施为在所述布置中接收且保持样品载体;
坐标测量设备,通过所述坐标测量设备来连续捕获或可捕获所述载体设备的当前坐标;
计算机,其承载在所述布置中以设置三维参考坐标系,其中所述第一显微镜的光轴的范围的坐标和所述至少一个其他显微镜的光轴的范围的坐标是已知的并且被储存,或者其中将通过至少一个所述坐标测量设备所确立的所述第一显微镜的光轴的范围的坐标以及所述至少一个其他显微镜的其他光轴的范围的坐标储存并且当作参考轴线;
运输设备,其在所述布置中实施为将所述载体设备递送到所述光轴中的一个,同时所述运输设备实施为将所述载体从第一测量位置运输至第二测量位置,在所述第一测量位置进行使用所述第一显微镜的成像,在所述第二测量位置进行使用第二显微镜的成像;
公共检测器,用于从所述第一显微镜和第二显微镜的检测束路径接收检测光,同时所述第一显微镜和第二显微镜的检测束路径通过束统一器彼此叠加,并且沿着公共束路径被引入到所述公共检测器的公共像平面中,
所述计算机配置为将通过所述坐标测量设备所捕获的所述载体设备的当前坐标与所述至少一个其他显微镜的光轴的坐标进行比较,其中实现了在所述第一显微镜的光轴上所设定的参考点的坐标和所述至少一个其他显微镜的光轴的坐标之间的比较;
控制器,其取决于通过在所述参考点的当前坐标和所述其他光轴的坐标之间的比较而确立的差异来产生控制命令,并且取决于所述控制命令来控制所述载体的递送运动,使得以所述参考点与所述其他光轴重合的方式来定位所述载体设备。
2.根据权利要求1所述的显微术布置,其中,
所述第一显微镜和/或所述至少一个其他显微镜各具有照明物镜和检测物镜,它们各自的光轴彼此垂直并且被指引到样品平面中并且包含与所述样品平面和所述样品平面的法线不同于零的角度,样品布置或者可布置在所述样品平面中;
所述照明物镜配置为产生与所述样品平面相交的光片。
3.根据权利要求2所述的显微术布置,其中,
所述照明物镜和所述检测物镜布置为倒置方式,使得将它们的光轴穿过样品载体指引或可指引到所述样品平面上。
4.根据权利要求1所述的显微术布置,其中,
如果将要检测到来自所述第一测量位置的像平面的检测束,则通过第一镜筒透镜或中继光学单元,将所述第一测量位置和第二测量位置的样品平面成像到公共检测器上的公共像平面上;或者如果将要检测到来自所述第二测量位置的像平面的检测束,则通过所述公共束路径中的第二镜筒透镜,将所述第一测量位置和第二测量位置的样品平面成像到公共检测器上的公共像平面上;其中第一镜筒透镜和第二镜筒透镜具有不同的焦距。
5.根据权利要求1所述的显微术布置,其中,
所述束和第二镜筒透镜形成一组,所述组能够分别被引入所述公共束路径中或从所述公共束路径移除。
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