DE102017114562A1

DE102017114562A1 - Mikroskop und Verfahren zum Mikroskopieren einer Probe unter einem veränderbaren mechanischen Parameter

Info

Publication number: DE102017114562A1
Application number: DE102017114562.1A
Authority: DE
Inventors: Pavlos Iliopoulos; Alexander GAIDUK; Detlef Hein
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-03
Also published as: CN110799879A; WO2019001821A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop und ein Verfahren zum Mikroskopieren einer Probe, wobei bei dem Mikroskop ein mechanischer Parameter (Θ) veränderbar ist. In einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein Auswählen eines ersten einzustellenden Wertes (Θ) des mechanischen Parameters (Θ). Ein elektrisch steuerbares Betätigungselement (04) wird angesteuert, um den ersten einzustellenden Wert (Θ) des mechanischen Parameters (Θ) einzustellen. Ein erstes mikroskopisches Bild der Probe wird unter dem eingestellten ersten Wert (Θ) des mechanischen Parameters (Θ) aufgenommen. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Auswählen eines zweiten einzustellenden Wertes (Θ) des mechanischen Parameters (Θ). Das elektrisch steuerbare Betätigungselement (04) wird angesteuert, um den zweiten einzustellenden Wert (Θ) des mechanischen Parameters (Θ) einzustellen. Ein zweites mikroskopisches Bild der Probe wird unter dem eingestellten zweiten Wert (Θ) des mechanischen Parameters (Θ) aufgenommen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop und ein Verfahren zum Mikroskopieren einer Probe, wobei bei dem Mikroskop ein mechanischer Parameter veränderbar ist. Der mechanische Parameter ist bevorzugt durch einen Neigungswinkel gebildet, der in mindestens eine Raumrichtung zwischen einem Objektiv des Mikroskops und einem Objekttisch des Mikroskops veränderbar ist. Dieser Neigungswinkel beschreibt eine Neigung zwischen dem Objektiv und dem Objekttisch, welche auch als Tilt bezeichnet wird.
Die JP 2001059599 A2 und die JP 2010102344 A2 zeigen ein Schwenkarmstativ für ein Digitalmikroskop. Das Schwenkarmstativ umfasst einen um eine horizontale Drehachse schwenkbaren Schwenkarm.
Aus der DE 10 2013 005 999 A1 ist ein Schwenkarmstativ für ein Digitalmikroskop bekannt, bei welchem eine Schwenkarmbewegung durch eine um eine Drehachse angeordnete High Torque-Magnetbremse blockierbar ist. Die Blockierung kann für die Dauer eines Tastendruckes eines Tasters durch das Lösen der High Torque-Magnetbremse aufgehoben werden. Der Taster ist so am Schwenkarm angeordnet, dass er sich mit mindestens einem Finger derselben Hand bequem drücken lässt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, die Anwendungsmöglichkeiten für ein Mikroskop, bei welchem ein mechanischer Parameter, wie ein Neigungswinkel zwischen einem Objektiv und einem Objekttisch veränderbar ist, zu erweitern.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein Mikroskop gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Mikroskopieren einer Probe mit einem Mikroskop, insbesondere mit einem digitalen Mikroskop. In dem digitalen Mikroskop erfolgt bevorzugt eine elektronische Bildwandlung, wobei das aufgenommene Bild in Form von digitalen Daten weiterverarbeitet und zur Anzeige auf einer elektronischen Bildwiedergabeeinrichtung gebracht wird. Das Mikroskop umfasst bevorzugt mindestens ein Objektiv und bevorzugt einen Bildsensor zum Wandeln eines von dem Objektiv auf den Bildsensor unmittelbar oder mittelbar abgebildeten Bildes.
An dem Mikroskop ist ein mechanischer Parameter veränderbar. Der mechanische Parameter ist bevorzugt durch eine Position, durch einen Winkel oder durch einen Abstand gebildet, welche bzw. welcher auf die Probe, auf einen Objekttisch, auf den Bildsensor, auf das Objektiv, auf eine Objektivkomponente, auf einen Filter und/oder auf eine Beleuchtungsquelle des Mikroskops bezogen ist. Somit kann der mechanische Parameter beispielsweise durch eine Höhe und/oder eine laterale Position des Objekttisches, durch einen Abstand zum Bildsensor oder durch eine Zoom-Einstellung gebildet sein. Der mechanische Parameter ist alternativ bevorzugt durch eine Position, durch einen Winkel oder durch einen Abstand eines Einstellelementes gebildet, welches zur Einstellung einer physikalischen Größe am Mikroskop dient. Es kann sich beispielsweise um ein drehbares Einstellelement handeln, mit welchem beispielsweise eine Wellenlänge, eine Helligkeit am Mikroskop oder eine Polarisation oder Phase in einem Beleuchtungs- oder Detektionskanal des Mikroskops eingestellt werden kann.
Der mechanische Parameter ist bevorzugt durch einen Neigungswinkel gebildet, der in mindestens eine Raumrichtung zwischen dem Objektiv des Mikroskops und dem Objekttisch des Mikroskops veränderbar ist. Bei dem Mikroskop ist der Neigungswinkel zwischen dem Objektiv und dem die Probe tragendenden Objekttisch des Mikroskops veränderbar. Der Objekttisch dient zum Anordnen der Probe. Der Neigungswinkel ist zwischen einer optischen Achse des Objektivs und einer Senkrechten auf dem Objekttisch definiert. Der Neigungswinkel beschreibt eine Neigung zwischen dem Objektiv und dem Objekttisch, welche auch als Tilt bezeichnet wird. Eine Neigungsachse ist durch eine Rotationsachse der Neigung gebildet, die senkrecht zur optischen Achse ausgerichtet ist. Der Neigungswinkel ist in mindestens eine Raumrichtung definiert und kann aber beispielsweise auch in Kugelkoordinaten durch zwei Werte definiert sein.
Das Verfahren umfasst einen Schritt, bei welchem ein erster Wert des einzustellenden mechanischen Parameters ausgewählt wird. Der erste einzustellende Wert des mechanischen Parameters definiert, welches Maß der mechanische Parameter nach der Einstellung aufweisen soll. In einem weiteren Schritt wird ein elektrisch steuerbares elektromechanisches Betätigungselement angesteuert, um den ersten einzustellenden Wert des mechanischen Parameters einzustellen. Das Betätigungselement dient dazu, dass der mechanische Parameter auf den ersten einzustellenden Wert eingestellt wird. In einem weiteren Schritt wird mithilfe des Mikroskops ein erstes mikroskopisches Bild der Probe aufgenommen, während der erste Wert des mechanischen Parameters eingestellt ist.
In einem weiteren Schritt wird ein zweiter einzustellender Wert des mechanischen Parameters ausgewählt. Der zweite Wert unterscheidet sich vom ersten Wert. Der zweite einzustellende Wert des mechanischen Parameters definiert, welches Maß der Neigungswinkel nach der Einstellung aufweisen soll. In einem weiteren Schritt wird das elektrisch steuerbare elektromechanische Betätigungselement angesteuert, um den zweiten einzustellenden Wert des mechanischen Parameters einzustellen. In einem weiteren Schritt wird mithilfe des Mikroskops ein zweites mikroskopisches Bild der Probe aufgenommen, während der zweite Wert des mechanischen Parameters eingestellt ist.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die mikroskopischen Bilder jeweils unter einem definierten Wert des mechanischen Parameters, beispielsweise unter einem definierten Wert des Neigungswinkels aufgenommen werden, sodass auf dieser Basis eine weiterführende mikroskopische Untersuchung der Probe ermöglicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt beispielsweise eine verbesserte weiterführende Untersuchung von kontrastarmen Proben. Da der Bediener durch das erfindungsgemäße Verfahren bei der Einstellung der definierten Werte des mechanischen Parameters unterstützt wird, ist die Untersuchung von Proben unter unterschiedlichen Werten des mechanischen Parameters weit weniger aufwändig und weniger fehleranfällig.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen weiterhin einen Schritt, der jeweils nach dem Ansteuern des elektrisch steuerbaren Betätigungselementes durchzuführen ist. In diesem Schritt erfolgt ein Fokussieren der Probe; insbesondere ein Nachfokussieren der Probe, da durch die Veränderung des mechanischen Parameters, beispielsweise durch die Veränderung des Neigungswinkels oder durch die Veränderung der Höhe des Objekttisches die Probe nicht mehr unbedingt durch das Objektiv fokussiert sein muss. Alternativ oder ergänzend erfolgt hierbei ein erneutes Zentrieren der Probe im aufzunehmenden Bild, wofür der Objekttisch in seiner Höhe und/oder auch lateral verschoben wird.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Betätigungselement durch einen mit einem Elektromotor antreibbaren Aktuator gebildet, durch welchen der mechanische Parameter verstellbar und einstellbar ist. Durch ein Bestromen des Elektromotors kann der mechanische Parameter verstellt werden.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist der mechanische Parameter manuell veränderbar. Der Bediener des Mikroskops verstellt den mechanischen Parameter mit seiner menschlichen Kraft, wofür er bevorzugt zunächst eine Entsperreinrichtung betätigen muss. Das Betätigungselement ist durch eine elektrisch steuerbare Feststelleinrichtung gebildet ist, mit welcher der mechanische Parameter feststellbar ist. Die Feststelleinrichtung ist bevorzugt durch eine elektrisch steuerbare mechanische Bremse oder durch eine High-Torque-Magnetbremse gebildet. Bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform umfassen die Schritte des Ansteuerns des elektrisch steuerbaren Betätigungselementes jeweils einen Teilschritt, bei welchem ein zeitlicher Verlauf einer manuell bewirkten Veränderung des Wertes des mechanischen Parameters gemessen wird. Hierzu dient bevorzugt ein Winkelsensor oder ein Abstandssensor. In einem weiteren Teilschritt wird ein Zeitpunkt prognostiziert, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des mechanischen Parameters zu dem jeweils einzustellenden Wert des mechanischen Parameters führen wird. Dementsprechend wird die elektrisch betätigbare Feststelleinrichtung zu dem zuvor bestimmten Zeitpunkt angesteuert, sodass gewährleistet wird, dass der jeweils einzustellende Wert des mechanischen Parameters, wie beispielweise der jeweils einzustellende Wert des Neigungswinkels auch tatsächlich erzielt wird und beispielsweise eine Abhängigkeit der Genauigkeit von der Größe des Winkels oder vom Abstand zwischen dem Objektiv und der Probe ausgeschlossen wird. Durch das Ansteuern der elektrisch betätigbaren Feststelleinrichtung wird der mechanische Parameter fixiert, sodass er manuell nicht mehr veränderbar ist.
Bei Ausführungsformen, bei denen der mechanische Parameter durch den Neigungswinkel gebildet ist, umfasst der Schritt des Prognostizierens des Zeitpunktes, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des Neigungswinkels zu dem jeweils einzustellenden Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels führen wird, bevorzugt mehrere Teilschritte. In einem Teilschritt wird ein Ausgangswert Θ_Start des Neigungswinkels gemessen, wozu bevorzugt ein Winkelsensor verwendet wird. In einem weiteren Schritt werden eine Winkelgeschwindigkeit ω und eine Winkelbeschleunigung α aus dem zuvor bestimmten zeitlichen Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des Neigungswinkels bestimmt. In einem weiteren Teilschritt wird auf der Grundlage der nach t aufgelösten Gleichung Θ_Ziel = Θ_Start + ω · t + ½ · α · t² mithilfe von t der Zeitpunkt prognostiziert, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des Neigungswinkels zu dem jeweils einzustellenden Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels führen wird.
Das Prognostizieren des Zeitpunktes, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des mechanischen Parameters zu dem jeweils einzustellenden Wert des mechanischen Parameters führen wird, wird bevorzugt laufend wiederholt, bis die manuelle Veränderung des Wertes des mechanischen Parameters zu dem jeweils einzustellenden Wert des mechanischen Parameters geführt hat. Durch das laufende Wiederholen wird eine hohe Genauigkeit der Prognose erzielt. Bei Ausführungsformen, bei denen der mechanische Parameter durch den Neigungswinkel gebildet ist, wird entsprechend das Prognostizieren des Zeitpunktes, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des Neigungswinkels zu dem jeweils einzustellenden Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels führen wird, bevorzugt laufend wiederholt, bis die manuelle Veränderung des Wertes des Neigungswinkels zu dem jeweils einzustellenden Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels geführt hat.
Bei Ausführungsformen, bei denen der mechanische Parameter durch den Neigungswinkel gebildet ist, werden zum Prognostizieren des Zeitpunktes, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des Neigungswinkels zu dem jeweils einzustellenden Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels führen wird, bevorzugt weiterhin eine Masseverteilung am Mikroskop und/oder eine manuell zum Verändern des Wertes des Neigungswinkels aufgebrachte Kraft berücksichtigt. Hierdurch kann der Zeitpunkt, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes des Neigungswinkels zu dem jeweils einzustellenden Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels führen wird, genauer prognostiziert werden.
Bei Ausführungsformen, bei denen der mechanische Parameter durch den Neigungswinkel gebildet ist, ist das Objektiv bevorzugt an einem Schwenkarm des Mikroskops befestigt. Bei dem Schwenkarm kann es sich um eine Komponente eines Schwenkarmstativs handeln. Der Schwenkarm kann auch als Tiltarm bezeichnet werden. Der Schwenkarm ist schwenkbar, wodurch der Neigungswinkel zwischen dem Objektiv dem Objekttisch veränderbar ist.
Alternativ oder ergänzend ist bevorzugt der Objekttisch drehbar. Der Objekttisch ist bevorzugt in einer Achse drehbar, welche parallel zur Erstreckungsebene des Objekttisches angeordnet ist oder besonders bevorzugt in der Erstreckungsebene des Objekttisches liegt. Durch ein Drehen des Objekttisches in dieser Achse ist der Neigungswinkel zwischen dem Objektiv dem Objekttisch veränderbar. Der Objekttisch kann auch um eine Achse drehbar sein, die senkrecht zur Erstreckungsebene des Objekttisches ausgerichtet ist. Eine Drehung um diese Achse führt zu einer Veränderung des Neigungswinkels, wenn sich die Probe auf dem Träger auch in die Höhe erstreckt.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen weiteren Schritt, bei welchem eine Rückmeldung an den Bediener erzeugt wird, wenn der Wert des mechanischen Parameters um ein vordefiniertes Maß verändert wurde und/oder wenn der jeweils einzustellende Wert des mechanischen Parameters eingestellt wurde. Hierdurch wird die Bedienung des Mikroskops erleichtert, da der Bediener schnell erfassen kann, ob der jeweils einzustellende Wert des mechanischen Parameters bereits erzielt wurde. Zudem kann der Bediener jeweils eine Rückmeldung erhalten, wenn der Wert des mechanischen Parameters um ein vordefiniertes Maß verändert wurde; beispielsweise wenn der Wert des Neigungswinkels um beispielsweise 5° verändert wurde. Die Rückmeldung ist bevorzugt visuell, akustisch und/oder haptisch wahrnehmbar.
Die Rückmeldung an den Bediener ist besonders bevorzugt haptisch wahrnehmbar und wird bevorzugt mit der elektrisch betätigbaren Feststelleinrichtung erzeugt. Hierfür wird bei den Ausführungsformen, bei denen der mechanische Parameter durch den Neigungswinkel gebildet ist, die Veränderung des Wertes des Neigungswinkels, d. h. insbesondere die Schwenkbewegung des Schwenkarmes bzw. die Drehung des drehbaren Objekttisches, in ihrer zeitlichen Veränderung bevorzugt kurz unterbrochen, was der Bediener spüren kann, sodass der Bediener Kenntnis davon erlangt, dass der Wert des Neigungswinkels um ein vordefiniertes Maß verändert worden ist. Die Unterbrechungen der zeitlichen Veränderung des Wertes des Neigungswinkels werden insbesondere dadurch erzeugt, dass die elektrisch betätigbare Feststelleinrichtung in Form einer Bremse die Schwenkbewegung des Schwenkarmes bzw. die Drehung des drehbaren Objekttisches für eine sehr kurze Zeitdauer unterbricht.
Die Rückmeldung an den Bediener ist alternativ oder ergänzend bevorzugt akustisch wahrnehmbar und wird bevorzugt mit einem Summer oder einem vergleichbaren akustischen Signalgeber erzeugt. Durch die akustischen Signale erfährt der Bediener, dass der Wert des mechanischen Parameters um ein vordefiniertes Maß verändert wurde bzw. dass der jeweils einzustellende Wert des mechanischen Parameters eingestellt wurde.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen die Schritte des Auswählens des jeweils einzustellenden Wertes des mechanischen Parameters manuell durch den Bediener. Der Bediener gibt zwei oder mehrere einzustellende Werte des mechanischen Parameters vor, die er bevorzugt über eine Benutzerschnittstelle eingibt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der jeweils einzustellende Wert des mechanischen Parameters aus mehreren gespeicherten Werten ausgewählt. Die gespeicherten Werte sind bevorzugt während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine zuvor mikroskopierte Probe ausgewählt und danach gespeichert worden. Somit werden die gleichen Werte des mechanischen Parameters für beide zu mikroskopierenden Proben ausgewählt und entsprechende mikroskopische Bilder aufgenommen, wodurch beispielsweise eine erweiterte Auswertung durch einen Vergleich vorgenommen werden kann. Die gespeicherten Werte stellen bevorzugt Vorab-Programmierung oder eine Voreinstellung dar, auf welche während der Durchführung des Verfahrens zugegriffen wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Auswählen des jeweils einzustellenden Wertes des mechanischen Parameters dadurch, dass der zuvor ausgewählte Wert des mechanischen Parameters um ein Inkrement inkrementiert wird. Bei Ausführungsformen, bei denen der mechanische Parameter durch den Neigungswinkel gebildet ist, wird die Probe dadurch hinsichtlich des Neigungswinkels rasterartig mikroskopiert. Der erste Wert des mechanischen Parameters stellt einen Startwert dar.
Besonders bevorzugt werden nicht lediglich zwei Werte des mechanischen Parameters, sondern eine Vielzahl der Werte des mechanischen Parameters ausgewählt und eingestellt. Entsprechend umfasst das Verfahren bevorzugt einen Schritt, in welchem ein weiterer sich von den anderen Werten des mechanischen Parameters unterscheidender einzustellender Wert des mechanischen Parameters ausgewählt wird. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Ansteuern des elektrisch steuerbaren Betätigungselementes, um den weiteren einzustellenden Wert des mechanischen Parameters einzustellen. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Aufnehmen eines weiteren mikroskopischen Bildes der Probe unter dem eingestellten weiteren Wert des mechanischen Parameters. Die genannten Schritte werden bevorzugt für weitere Werte des mechanischen Parameters mehrfach wiederholt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt zum Mikroskopieren von mindestens zwei Proben ausgebildet. Dabei werden zum Aufnehmen der mikroskopischen Bilder der ersten Probe und zum Aufnehmen der mikroskopischen Bilder der zweiten Probe jeweils die gleichen ersten Werte des mechanischen Parameters, die gleichen zweiten Werte des mechanischen Parameters und ggf. auch die gleichen weiteren Werte des mechanischen Parameters ausgewählt und eingestellt. Somit werden für die mindestens zwei Proben mikroskopische Bilder unter den gleichen Werten des mechanischen Parameters aufgenommen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Aufnehmen des ersten mikroskopischen Bildes der Probe und zum Aufnehmen des zweiten mikroskopischen Bildes sowie ggf. zum Aufnehmen der weiteren mikroskopischen Bilder unterschiedliche Vergrößerungen des Objektivs gewählt und/oder unterschiedliche Objektive genutzt. Somit kann eine Anpassung an die räumliche Ausdehnung der Probe vorgenommen werden oder besondere Bereiche der Probe können beispielsweise mit einer höheren Vergrößerung mikroskopiert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst einen weiteren Schritt, bei welchem eine 2,5-dimensionale oder dreidimensionale Wiedergabe der Probe aus den mehreren mikroskopischen Bildern erzeugt wird. Bevorzugt wird eine Vielzahl der Werte des bevorzugt durch den Neigungswinkel gebildeten mechanischen Parameters ausgewählt und eingestellt, um eine entsprechende Vielzahl der mikroskopischen Bilder aufzunehmen und für die Erzeugung der 2,5-dimensionalen bzw. dreidimensionalen Wiedergabe der Probe zu verwenden. Da die Probe unter unterschiedlichen Werten des Neigungswinkels oder eines Probenabstandes mikroskopiert wird, können aus den mikroskopischen Bildern auch Tiefeninformationen gewonnen werden.
Beim Aufnehmen der mikroskopischen Bilder der Probe unter den verschiedenen Neigungswinkeln kann es dazu kommen, dass ein oder mehrere Bereiche der Probe verdeckt sind. Daher werden bevorzugt weitere mikroskopische Bilder der Probe unter weiteren eingestellten Neigungswinkeln aufgenommen, um diejenigen Bereiche der Probe aufzunehmen, die unter anderen Neigungswinkeln verdeckt sind.
Das erfindungsgemäße Mikroskop dient zum Mikroskopieren einer Probe. Es umfasst bevorzugt ein Objektiv zum optischen Abbilden der Probe. Das Mikroskop umfasst weiterhin bevorzugt einen Objekttisch zum Anordnen der Probe. Ein mechanischer Parameter am Mikroskop ist veränderbar. Bevorzugt ist als mechanischer Parameter ein Neigungswinkel zwischen dem Objektiv und dem Objekttisch veränderbar. Das Mikroskop umfasst zudem ein elektrisch steuerbares Betätigungselement zum Einstellen eines Wertes des mechanischen Parameters sowie eine Steuereinheit, welche zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist. Die Steuereinheit ist bevorzugt zur Ausführung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert. Das Mikroskop weist bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben sind.
Weitere Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

1: eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskops;
2: eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops;
3: das in 1 gezeigte Mikroskop in zwei Zuständen während der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
4: das in 2 gezeigte Mikroskop in zwei Zuständen während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskops. Das Mikroskop umfasst einen Standfuß 01, auf welchem ein Objekttisch 02 befestigt ist. Am Standfuß 01 ist weiterhin ein Schwenkarm 03 drehbar gelagert, der mit einem elektromotorisierten Aktuator 04 gegenüber dem Standfuß 01 geschwenkt werden kann, sodass er sich auch gegenüber dem Objekttisch 02 und einer darauf befindlichen Probe 06 (gezeigt in 2) neigt. Am Schwenkarm 03 sind ein Objektiv 07 und ein optisches Modul 08 befestigt. Das Schwenken des Schwenkarmes 03 kann über eine Entsperrtaste 09 entsperrt werden.
Alternativ zum elektromotorisierten Aktuator 04 kann eine elektrisch betätigbare Bremse 11 (gezeigt in 2) am Schwenkarm 03 verwendet werden, welche ein Schwenken des Schwenkarmes 03 gegenüber dem Standfuß 01 und dem Objekttisch 02 durch ein Abbremsen sperren kann. Das Drehmoment zum Schwenken des Schwenkarmes 03 muss somit durch den Bediener aufgebracht werden. Die elektrisch betätigbare Bremse 11 (gezeigt in 2) des Schwenkarmes 03 wird so angesteuert, dass ein weiteres manuelles Schwenken des Schwenkarmes 03 nicht mehr möglich ist, sobald ein zu erzielender Wert des Schwenkwinkels erreicht ist.
2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops, die wie die in 1 gezeigte Ausführungsform den Objekttisch 02, das Objektiv 07 und das optische Modul 08 umfasst. Im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Ausführungsform sind das Objektiv 07 und das optische Modul 08 nicht an einem schwenkbaren Schwenkarm befestigt, sondern fix angeordnet. Stattdessen ist der Objekttisch 02 drehbar. Die Drehbewegung des Objekttisches 02 ist mit der elektrisch betätigbaren Bremse 11 abbremsbar, sodass der Objekttisch 02 hinsichtlich seiner Drehbarkeit fixiert werden kann. Die in 2 gezeigte Ausführungsform umfasst ein weiteres Objektiv 12 und ein weiteres optisches Modul 13, welche unter dem Objekttisch 02 angeordnet sind.
3 zeigt das in 1 gezeigte Mikroskop in zwei Zuständen während der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Der linke Teil der 3 zeigt das Mikroskop in einer Ausgangssituation, in welcher der Schwenkarm 03 nicht geneigt ist, sodass ein Neigungswinkel Θ gleich Null ist. Verfahrensgemäß wird ein einzustellender Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels Θ ausgewählt.
Der rechte Teil der 3 zeigt das Mikroskop in einer Situation, während der einzustellende Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels Θ verfahrensgemäß eingestellt wird, was durch ein Betätigen der Entsperrtaste 09 ermöglicht wird. Der Schwenkarm 03 wurde durch Antreiben des elektromotorisierten Aktuators 04 bereits bis zu einem Wert Θ_aktuell des Neigungswinkels Θ geschwenkt. Das Antreiben des elektromotorisierten Aktuators 04 wird fortgesetzt, bis der einzustellende Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels Θ erreicht ist.
4 zeigt das in 2 gezeigte Mikroskop in zwei Zuständen während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der linke Teil der 4 zeigt das Mikroskop in einer Ausgangssituation, in welcher der Objekttisch 02 nicht geneigt ist, sodass ein Neigungswinkel Θ gleich Null ist. Verfahrensgemäß wird ein einzustellender Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels Θ ausgewählt.
Der rechte Teil der 3 zeigt das Mikroskop in einer Situation, während der einzustellende Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels Θ verfahrensgemäß eingestellt wird. Der Objekttisch 02 wird manuell gedreht, wobei der Objekttisch 02 bereits bis zu einem Wert Θ_aktuell des Neigungswinkels Θ gedreht wurde. Verfahrensgemäß wird die Drehbewegung des Objekttisches 02 gemessen und es wird ein Zeitpunkt prognostiziert, zu welchem der einzustellende Wert Θ_Ziel des Neigungswinkels Θ erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die elektrisch betätigbaren Bremse 11 angesteuert, sodass eine weitere Drehbewegung des Objekttisches 02 nicht mehr möglich ist.
Bezugszeichenliste

01: Standfuß
02: Objekttisch
03: Schwenkarm
04: elektromotorisierter Aktuator
05: -
06: Probe
07: Objektiv
08: optisches Modul
09: Entsperrtaste
10: -
11: elektrisch betätigbare Bremse
12: weiteres Objektiv
13: weiteres optisches Modul

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001059599 A2 [0002]
JP 2010102344 A2 [0002]
DE 102013005999 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Mikroskopieren einer Probe (06) mit einem Mikroskop, wobei an dem Mikroskop ein mechanischer Parameter (Θ) veränderbar ist, und wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst: - Auswählen eines ersten einzustellenden Wertes (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ); - Ansteuern eines elektrisch steuerbaren Betätigungselementes (04; 11), um den ersten einzustellenden Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) einzustellen; - Aufnehmen eines ersten mikroskopischen Bildes der Probe (06) unter dem eingestellten ersten Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ); - Auswählen eines zweiten einzustellenden Wertes (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ); - Ansteuern des elektrisch steuerbaren Betätigungselementes (04; 11), um den zweiten einzustellenden Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) einzustellen; und - Aufnehmen eines zweiten mikroskopischen Bildes der Probe (06) unter dem eingestellten zweiten Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement durch einen mit einem Elektromotor antreibbaren Aktuator (04) gebildet ist, durch welchen der mechanische Parameter (Θ) verstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Parameter (Θ) manuell veränderbar ist und dass das Betätigungselement durch eine Feststelleinrichtung (11) gebildet ist, mit welcher der mechanische Parameter (Θ) feststellbar ist, und wobei die Schritte des Ansteuerns des elektrisch steuerbaren Betätigungselementes (11) jeweils folgende Teilschritte umfassen: - Messen eines zeitliches Verlaufes einer manuell bewirkten Veränderung des Wertes (Θ_aktuell) des mechanischen Parameters (Θ); - Prognostizieren eines Zeitpunktes, in welchem der zuvor bestimmte zeitliche Verlauf der manuellen Veränderung des Wertes (Θ_aktuell) des mechanischen Parameters (Θ) zu dem jeweils einzustellenden Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) führen wird; und - elektrisches Ansteuern der elektrisch betätigbaren Feststelleinrichtung (11) zu dem zuvor bestimmten Zeitpunkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Parameter durch einen Neigungswinkel (Θ) zwischen einem Objektiv (07) des Mikroskops und einem Objekttisch (02) des Mikroskops gebildet ist; wobei das Objektiv (07) an einem schwenkbaren Schwenkarm (03) befestigt ist, oder wobei der Objekttisch (02) in einer Achse parallel zur Erstreckungsebene des Objekttisches (02) drehbar ist, wodurch der Neigungswinkel (Θ) zwischen dem Objektiv (07) dem Objekttisch (02) veränderbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es folgenden weiteren Schritt umfasst: - Erzeugen einer Rückmeldung an den Bediener, wenn der Wert des mechanischen Parameters (Θ) um ein vordefiniertes Maß verändert wurde und/oder wenn der jeweils einzustellende Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) eingestellt wurde.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldung haptisch wahrnehmbar ist und mit der elektromagnetisch betätigbaren Feststelleinrichtung (11) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende weitere Schritte umfasst, die mehrfach wiederholt werden: - Auswählen eines weiteren sich von den anderen Werten (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) unterscheidenden einzustellenden Wertes (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ); - Ansteuern des elektrisch steuerbaren Betätigungselementes (04; 11), um den weiteren einzustellenden Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) einzustellen; und - Aufnehmen eines weiteren mikroskopischen Bildes der Probe (06) unter dem eingestellten weiteren Wert (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Mikroskopieren von mindestens zwei Proben (06) ausgebildet ist, wobei zum Aufnehmen der mikroskopischen Bilder der ersten Probe (06) und zum Aufnehmen der mikroskopischen Bilder der zweiten Probe (06) jeweils die gleichen ersten Werte (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) und die gleichen zweiten Werte (Θ_Ziel) des mechanischen Parameters (Θ) ausgewählt und eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es folgenden weiteren Schritt umfasst: - Erzeugen einer 2,5-dimensionalen oder dreidimensionalen Wiedergabe der Probe (06) aus den mehreren mikroskopischen Bildern.
Mikroskop zum Mikroskopieren einer Probe (06), bei welchem ein mechanische Parameter (Θ) veränderbar ist, umfassend: - ein elektrisch steuerbares Betätigungselement (04; 11) zum Einstellen eines Wertes des mechanischen Parameters (Θ); und - eine Steuereinheit, welche zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.