DE102017120651B3 - Microscope with collision protection and corresponding procedure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einem Stativ (20), an dem ein Mikroskoptisch (40) zum Tragen eines Präparats (41) und ein Objektiv (30) angeordnet sind, und mit einem Positioniersystem (21) zur Einstellung eines Abstandes zwischen dem Mikroskoptisch (40) und dem Objektiv (30) und/oder zur Einstellung einer X-Y-Position des Mikroskoptisches, wobei das Mikroskop (10) einen Kraft- oder Drucksensor (32, 42) aufweist, der derart angeordnet und eingerichtet ist, dass eine Kraftübertragung von dem Mikroskoptisch (40) auf das Objektiv (30) oder umgekehrt erkannt wird.The invention relates to a microscope with a stand (20) on which a microscope stage (40) for carrying a preparation (41) and a lens (30) are arranged, and with a positioning system (21) for adjusting a distance between the microscope stage ( 40) and the objective (30) and / or for adjusting an XY position of the microscope stage, the microscope (10) having a force or pressure sensor (32, 42) which is arranged and arranged such that a force transmission from the Microscope (40) on the lens (30) or vice versa is detected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop mit Kollisionsschutz gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere ein Mikroskop mit einem Mikroskoptisch zum Tragen eines Präparats, einem Objektiv zur Erzeugung eines Zwischenbildes des Präparats und einem Positioniersystem zur Einstellung eines Abstandes zwischen Mikroskoptisch und Objektiv und/oder zur Einstellung einer X-Y-Position des Mikroskoptisches, sowie ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a microscope with collision protection according to the preamble of claim 1, in particular a microscope with a microscope stage for carrying a preparation, a lens for generating an intermediate image of the preparation and a positioning system for adjusting a distance between microscope stage and lens and / or setting a XY position of the microscope stage, and a corresponding method.
Stand der TechnikState of the art
Kollisionen zwischen Objektiv und Mikroskoptisch eines Mikroskops können beispielsweise beim Suchen der Fokuslage auftreten. Bei Kollision des Objektivs mit dem Mikroskoptisch oder mit dem Präparat, welches auf dem Mikroskoptisch liegt, kann entweder das Objektiv oder aber das Präparat oder beides beschädigt werden. Solche Kollisionen sind folglich zu verhindern. Zum Fokussieren wird mittels des Z-Triebs, welcher typischerweise Bestandteil des Positioniersystems ist, am Mikroskop der Abstand zwischen Mikroskoptisch und Objektiv durch Verfahren des Objektivs und/oder des Mikroskoptisches eingestellt. Moderne Mikroskope fahren hierzu den Mikroskoptisch in Z-Richtung, solche mit Autofokussystem automatisch. Auch in letzterem Fall besteht Kollisionsgefahr, wenn eine Probe schwer zu erkennen ist. Bei manueller Fokussierung ist diese Gefahr nochmals erhöht. Bei Kollision können die teils sehr teuren und empfindlichen Objektive zerstört werden. Auch das Präparat kann dann beschädigt werden.Collisions between the objective and the microscope stage of a microscope can occur, for example, when searching for the focus position. If the objective collides with the microscope stage or with the specimen lying on the microscope stage, either the objective or the specimen or both can be damaged. Consequently, such collisions must be prevented. For focusing, by means of the Z drive, which is typically part of the positioning system, the distance between the microscope stage and the objective is set on the microscope by moving the objective and / or the microscope stage. Modern microscopes drive the microscope stage in Z-direction, those with autofocus system automatically. Even in the latter case, there is a risk of collision if a sample is difficult to detect. With manual focusing this danger is increased again. In the event of a collision, the sometimes very expensive and sensitive lenses can be destroyed. The preparation can also be damaged.
Bekannt ist ein sogenannter Präparatschutz, bei dem das Objektiv federgelagert ist und im Fall einer Berührung mit der Probe bzw. dem Mikroskoptisch um 2,5 mm bei einer Federkraft von etwa 10 N nachgibt, bis die Federlagerung zusammengedrückt ist und Objektiv und/oder Präparat Schaden nehmen können. Dieser Präparatschutz wird nicht bei allen Objektiven eingesetzt, Objektive mit einem Arbeitsabstand größer als 1 mm werden üblicherweise nicht mit einem Präparatschutz ausgestattet. Der Präparatschutz ist auf etwa 2,5 mm Verfahrweg begrenzt. Merkt der Benutzer bei manuellem Betrieb nicht, dass er schon Kontakt mit der Probe hat, führt ein Weiterverfahren des Z-Triebs unweigerlich zur Zerstörung der Probe und möglicherweise des Objektives. Wird der motorische Mikroskoptisch eingeschaltet, findet üblicherweise eine Initialisierungsprozedur statt, die alle Endanschläge des Positioniersystems i.d.R. in allen drei Raumrichtungen (X, Y, Z) anfährt, um den Arbeitsbereich zu erkennen. Bei dieser Initialisierungsprozedur können Aufbauten oder ähnliches auf dem Tisch ebenfalls mit dem Objektiv kollidieren und dieses zerstören.Known is a so-called preparation protection, in which the lens is spring-loaded and in case of contact with the sample or the microscope stage by 2.5 mm at a spring force of about 10 N yields until the spring bearing is compressed and lens and / or specimen damage can take. This preparation is not used on all lenses, lenses with a working distance greater than 1 mm are usually not equipped with a preparation protection. The preparation protection is limited to about 2.5 mm travel. If the user does not notice in manual operation that he already has contact with the sample, a further process of the Z-drive inevitably leads to the destruction of the sample and possibly of the objective. When the motorized microscope stage is switched on, an initialization procedure usually takes place which covers all end stops of the positioning system i.d.R. in all three spatial directions (X, Y, Z) moves to recognize the work area. In this initialization procedure, superstructures or the like on the table can also collide with and destroy the lens.
Die
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Die JP S60- 97 265 A offenbart ein Akusto-Mikroskop, dessen empfindliche Ultraschall-Sammellinse gegen einen Kontakt mit der Oberfläche einer Probe geschützt werden soll. Dazu ist ein Drucksensor zwischen Objektiv und Stativ angeordnet.JP S60-97 265 A discloses an acousto-microscope whose sensitive ultrasonic condenser lens is to be protected against contact with the surface of a sample. For this purpose, a pressure sensor between the lens and tripod is arranged.
Die
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Die
Die
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, einen zuverlässigeren Kollisionsschutz von Mikroskoptisch oder darauf befindlichen Aufbauten oder Präparaten und Objektiv bei einem Mikroskop anzugeben.Object of the present invention is therefore to provide a more reliable collision protection of microscope stage or structures or preparations thereon and lens in a microscope.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Mikroskop sowie ein Verfahren zum Kollisionsschutz bei einem solchen Mikroskop gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vor. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.The present invention proposes a microscope and a method for collision protection in such a microscope according to the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject of the respective subclaims and the following description.
Bei einem erfindungsgemäßen Mikroskop mit einem Stativ, mit einem Mikroskoptisch zum Tragen eines Präparats, einem Objektiv und einem Positioniersystem zur Einstellung eines Abstandes zwischen Mikroskoptisch und Objektiv und/oder zur Einstellung einer X-Y-Position des Mikroskoptisches ist ein Kraft- oder Drucksensor am Mikroskop derart angeordnet und eingerichtet, dass eine Kraftübertragung von dem Mikroskoptisch auf das Objektiv oder umgekehrt erkannt wird. Unter „Mikroskoptisch“ sollen auch auf dem Mikroskoptisch befindliche Präparate oder Aufbauten fallen.In a microscope according to the invention with a stand, with a microscope stage for supporting a specimen, an objective and a positioning system for adjusting a distance between the microscope stage and the objective and / or for setting an XY position of the microscope stage, a force or pressure sensor is arranged on the microscope and arranged to detect a power transmission from the microscope stage to the lens or vice versa. Under "microscope stage" also on the microscope stage located preparations or structures fall.
Das Objektiv kann dabei in klassischer Weise zusammen mit einer Tubusoptik ein Zwischenbild des Präparats erzeugen, das dann mittels den Okularen visuell betrachtet werden kann. Es ist auch denkbar, dass auf die Erzeugung eines solchen Zwischenbildes und auf die visuelle Betrachtung verzichtet wird. So kann stattdessen ein Bild des Präparats direkt auf einem Sensor oder dem Chip einer elektronischen Kamera erzeugt werden. Es ist auch denkbar, beide Abbildungen in einem Mikroskopsystem bereitstellen.The objective can in classical manner together with a tube optics generate an intermediate image of the preparation, which can then be viewed visually by means of the eyepieces. It is also conceivable that the production of such an intermediate image and the visual observation is dispensed with. Thus, instead, an image of the preparation can be generated directly on a sensor or on the chip of an electronic camera. It is also conceivable to provide both images in a microscope system.
Bei dem Positioniersystem handelt es sich um eine Einrichtung zur Einstellung des Abstandes zwischen Mikroskoptisch und Objektiv, mithin also um einen Z-Trieb zur Fokuseinstellung, und/oder zur Einstellung einer X-Y-Position des Mikroskoptisches, wobei die X-Y-Ebene in der Regel senkrecht zur Z-Richtung, also der Verstellrichtung des Z-Triebs, steht. In den häufigsten Fällen ist eine Kollision von Objektiv und Mikroskoptisch bzw. den darauf befindlichen Aufbauten oder Präparaten durch einen zu geringen Abstand in Z-Richtung verursacht. Allerdings kann, insbesondere bei auf dem Mikroskoptisch befindlichen Aufbauten oder Präparaten, eine solche Kollision auch durch eine X-Y-Verstellung des Mikroskoptisches verursacht werden, wenn etwa die Aufbauten oder Präparate seitlich mit dem Objektiv kollidieren. Selbstverständlich ist auch eine Mischung dieser Ursachen denkbar.The positioning system is a device for adjusting the distance between the microscope stage and the objective, that is to say about a Z drive for focusing adjustment, and / or for setting an XY position of the microscope stage, the XY plane generally perpendicular to the microscope stage Z-direction, so the adjustment of the Z-drive is. In the most common cases, a collision of the objective and the microscope stage or the superstructures or specimens located thereon is caused by too small a distance in the Z direction. However, especially in the case of structures or specimens located on the microscope stage, such a collision can also be caused by an X-Y adjustment of the microscope stage if, for example, the abutments or specimens laterally collide with the objective. Of course, a mixture of these causes is conceivable.
Mittels eines Kraft- oder Drucksensors kann eine Kraftübertragung von dem Mikroskoptisch auf das Objektiv oder umgekehrt, also bereits eine Berührung von Objektiv und Mikroskoptisch bzw. dem darauf befindlichen Präparat erkannt bzw. detektiert werden. Kraftsensoren, auch Kraftaufnehmer genannt, sind aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, wobei in der Regel eine elastische Verformung durch eine auftretende Kraft in eine elektrische Spannung umgewandelt wird. Gleiches gilt für Drucksensoren. Ein solches von dem Sensor ausgegebenes elektrisches Ausgangssignal kann dazu verwendet werden, einem Benutzer des Mikroskops eine Berührung bzw. Kollision verzögerungsfrei zu signalisieren und/oder das Positionierungssystem automatisch abzuschalten, um mögliche Beschädigungen zu verhindern. Der Kraft-oder Drucksensor kann dabei aus mehreren Einzelsensoren bestehen. Allgemein können für die vorliegende Erfindung alle Arten von Druck-, Kraft- oder Wege-Sensoren eingesetzt werden. Häufig sind zu diesem Zweck Dehnungsmessstreifen in die Sensoren integriert. Piezomaterialien eignen sich ebenfalls, um einen Druck oder eine Kraft- oder Wege-Änderung zu detektieren. Es können auch Sensoren genutzt werden, die ab einer gewissen Kraft bzw. ab einem gewissen Druck einen Kontakt herstellen oder ihn unterbrechen, beispielsweise eine Feder, die ab einem bestimmten durch eine Kraft verursachten Federweg einen elektrischen Kontakt herstellt. Ein Potentiometer kann ebenfalls verwendet werden, wenn etwa aufgrund einer Kraftübertragung das mechanische Stellglied des Potentiometers eine Wegänderung durchläuft, aufgrund derer über die einhergehende Widerstandsänderung des Potentiometers ein elektronisch messbares Signal ausgegeben wird. Schließlich kann eine durch eine Kraftübertragung verursachte Wegänderung auch optisch beispielsweise mittels eines Interferometers gemessen und ausgewertet werden. Aus diesen Erläuterungen ergibt sich, dass der erfindungsgemäß eingesetzte Kraft- oder Drucksensor auch einen Wegänderungssenor umfasst, der eine Wegänderung aufgrund einer ausgeübten Kraft oder eines ausgeübten Drucks detektiert.By means of a force or pressure sensor, a force transmission from the microscope stage to the objective or vice versa, ie already a contact of the objective and the microscope stage or the preparation located thereon, can be detected or detected. Force sensors, also called force transducers, are known from the prior art in various embodiments, wherein as a rule an elastic deformation is converted by an occurring force into an electrical voltage. The same applies to pressure sensors. Such an electrical output signal output by the sensor can be used to signal a touch or collision to a user of the microscope without delay and / or automatically switch off the positioning system in order to prevent possible damage. The force or pressure sensor can consist of several individual sensors. In general, all types of pressure, force or displacement sensors can be used for the present invention. Strain gauges are often integrated into the sensors for this purpose. Piezo materials are also useful for detecting a pressure or a force or path change. It can also be used sensors that contact from a certain force or from a certain pressure make contact or interrupt it, for example, a spring that produces an electrical contact from a certain spring caused by a force travel. A potentiometer can also be used if, for example due to a power transmission, the mechanical actuator of the potentiometer undergoes a path change, due to which an electronically measurable signal is output via the associated change in resistance of the potentiometer. Finally, a path change caused by a force transmission can also be measured and evaluated optically, for example by means of an interferometer. It follows from these explanations that the force or pressure sensor used in accordance with the invention also comprises a displacement sensor which detects a displacement change on the basis of an exerted force or an exerted pressure.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schutz vor einer Kollision zwischen einem Objektiv und einem auf einem Mikroskoptisch befindlichen Präparat oder dem Mikroskoptisch selbst in einem Mikroskop sieht vor, dass eine Kraftübertragung von dem Mikroskoptisch auf das Objektiv oder umgekehrt mittels eines Kraft- oder Drucksensors, der am Mikroskop angeordnet ist, erkannt wird. Dieses Erkennen führt bereits wirksam zu einem Kollisionsschutz, da entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können. Im Folgenden soll unter einer Kollision zwischen dem Mikroskoptisch und dem Objektiv immer auch die Möglichkeit der Kollision eines auf dem Mikroskoptisch befindlichen Präparats oder dort befindlicher Aufbauten mit dem Objektiv verstanden werden, ohne dass dies explizit erwähnt werden muss.An inventive method for protection against a collision between a Lens and one located on a microscope stage preparation or the microscope stage itself in a microscope provides that a power transmission from the microscope stage to the lens or vice versa by means of a force or pressure sensor, which is arranged on the microscope, is detected. This recognition already effectively leads to collision protection, since appropriate measures can be taken. In the following, a collision between the microscope stage and the objective is always to be understood as the possibility of a collision of a specimen located on the microscope stage or abutments there with the objective, without this needing to be mentioned explicitly.
Ein Mikroskop weist üblicherweise ein Stativ auf, mit dem einerseits ein Objektiv bzw. ein Objektivhalter, der mehrere Objektive trägt, und andererseits ein Mikroskoptisch mechanisch verbunden ist. Bei dem Objektivhalter kann es sich beispielsweise um einen drehbaren Objektivrevolver oder auch um einen Objektivhalter mit Linearverschiebung der Objektive handeln. Erfindungsgemäß ist der Kraft- oder Drucksensor in einem bei Berührung von Objektiv und Mikroskoptisch entstehenden Kraftübertragungsbereich zwischen Objektivhalter, der mehrere Objektive trägt, und Stativ angeordnet. Bei Berührung bzw. Kontakt bzw. Kollision zwischen Objektiv und Mikroskoptisch entsteht ein Kraftübertragungsbereich, der sich zwischen Objektiv und Mikroskoptisch und zu beiden Seiten in das Stativ erstreckt. Irgendwo in diesem Kraftübertragungsbereich kann folglich die Kraftübertragung detektiert werden. Hierdurch erzielt man im Fall einer Kollision den vorteilhaften Effekt, dass durch einen in Z-Richtung angebrachten Kraft- oder Drucksensor auch eine seitlich auf das Objektiv einwirkende Kraft, die aufgrund der Kollision also aus der X- oder Y-Richtung gegen das Objektiv wirkt, detektiert wird, solange eine in Z-Richtung bestehende Kraftkomponente dieser seitlich einwirkenden Kraft auf den Kraft-oder Drucksensor wirkt.A microscope usually has a stand with which on the one hand a lens or a lens holder, which carries a plurality of lenses, and on the other hand, a microscope stage is mechanically connected. The objective holder may be, for example, a rotatable objective revolver or else an objective holder with linear displacement of the objectives. According to the invention, the force or pressure sensor is arranged in a force transmission region arising from the contact of the objective and the microscope stage between the objective holder carrying a plurality of objectives and the stand. Upon contact or contact or collision between the objective and the microscope stage, a force transmission region is created which extends between the objective and the microscope stage and on both sides into the stand. Thus, somewhere in this power transmission area, the power transmission can be detected. In this way, in the event of a collision, the advantageous effect is achieved that a force acting laterally on the lens, which acts from the X or Y direction against the lens due to the collision, acts through a force or pressure sensor attached in the Z direction. is detected, as long as acting in the Z direction force component of this laterally acting force acts on the force or pressure sensor.
Allgemein gilt, dass bei einer Kollision zwischen Objektiv und Mikroskoptisch eine Kraft auf den Kraft- oder Drucksensor wirkt, die gemäß bekannte physikalischer Gesetze in ihre jeweiligen Raumkomponenten (Fx, Fy, Fz) zerlegt werden kann. Sollte der Sensor eine Kraftübertragung ausschließlich in Z-Richtung detektieren, können folglich dennoch auch seitlich einwirkende Kräfte detektiert werden, solange diese eine Komponente in Z-Richtung besitzen.In general, in the event of a collision between the objective and the microscope stage, a force acts on the force or pressure sensor which, according to known physical laws, can be decomposed into its respective spatial components (F x , F y , F z ). If the sensor detects force transmission exclusively in the Z direction, lateral forces can nevertheless still be detected as long as they have a component in the Z direction.
Der Kraft- oder Drucksensor ist an einer Verbindungsstelle zwischen dem Objektivhalter und dem Stativ in dem genannten Kraftübertragungsbereich angeordnet. Die Anordnung erfolgt allgemein mit Vorteil an einer Stelle, an der die Kraftübertragung zwischen Objektiv und Mikroskoptisch noch ausreichend genau gemessen werden kann, bevor sie von den Elementen des Mikroskops aufgenommen wird und dort dissipiert.The force or pressure sensor is arranged at a connection point between the lens holder and the stand in said power transmission area. The arrangement is generally advantageously at a point where the power transmission between the lens and the microscope stage can still be measured with sufficient accuracy before it is picked up by the elements of the microscope and dissipated there.
Es ist vorteilhaft, wenn der Kraft- öder Drucksensor mit einer Steuerung bzw. Steuerungseinheit in Wirkverbindung steht, wobei die Steuerungseinheit das genannte elektrische Ausgangssignal des Sensors nutzen kann, um Mikroskopkomponenten anzusteuern. Unter Wirkverbindung soll dabei jede Art von signalübertragender Verbindung verstanden werden, wobei es sich hierbei um eine elektrische Verbindung aber auch um eine kabellose Verbindung, zum Beispiel mittels Funk oder WLAN, oder beispielsweise um eine optoelektronische Verbindung handeln kann.It is advantageous if the force or pressure sensor is in operative connection with a controller or control unit, wherein the control unit can use said electrical output signal of the sensor to control microscope components. Under active connection is to be understood as any type of signal-transmitting connection, which may be an electrical connection but also a wireless connection, for example by wireless or wireless, or for example, an opto-electronic connection.
Alternativ oder zusätzlich kann das Ausgangssignal des Kraft- oder Drucksensors, beispielsweise mit einer Elektronik, ausgewertet werden. Wenn das Ausgangssignal einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, kann ein optischer und/oder akustischer Signalgeber angesteuert werden, der den Benutzer des Mikroskops warnt. Ebenso ist es denkbar, je nach Höhe des Schwellwertes des Ausgangssignals eine Notabschaltung der Positioniereinheit vorzunehmen. In allen Varianten ist es möglich, dass die Steuerungseinheit in das Mikroskop bzw. sein Stativ integriert ist, oder dass die Steuerungseinheit in einer separaten Einheit angeordnet ist, die mit dem Mikroskop verbunden ist bzw. mit ihm in Wirkverbindung steht.Alternatively or additionally, the output signal of the force or pressure sensor, for example, with electronics, are evaluated. If the output signal exceeds a predetermined threshold value, an optical and / or acoustic signal transmitter can be triggered, which warns the user of the microscope. It is also conceivable, depending on the height of the threshold value of the output signal to make an emergency shutdown of the positioning. In all variants, it is possible that the control unit is integrated into the microscope or its stand, or that the control unit is arranged in a separate unit which is connected to the microscope or is in operative connection with it.
Es ist vorteilhaft, wenn diese Steuerungseinheit aus dem Ausgangssignal des Kraft-oder Drucksensors eine Größe einer auf das Objektiv übertragenen Kraft ableitet Diese Größe kann ein vorher zu kalibrierender Kraftwert (gemessen in Newton) oder eine hierzu proportionale Größe sein. Es ist vorteilhaft, wenn die genannte Steuerungseinheit mit dem Positioniersystems des Mikroskops in Wirkverbindung steht und dieses bei einer Kraftübertragung oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes abschaltet oder in seiner Antriebsrichtung umkehrt. Der Grenzwert ist einstellbar, um eine Schädigung des Objektivs und/oder des Präparats im Falle einer Kollision zu vermeiden. Bei einer manuellen oder automatischen Ansteuerung des Positioniersystems (X- Y- Z- Richtung) wird dieses beispielsweise abgeschaltet, wenn die Kraftübertragung den genannten Grenzwert überschreitet. Es ist auch möglich, die Antriebsrichtung umzukehren, um einer Verstärkung der Kollision entgegenzuwirken.It is advantageous if this control unit derives a magnitude of a force transmitted to the objective from the output signal of the force or pressure sensor. This variable may be a force value to be calibrated previously (measured in Newtons) or a variable proportional thereto. It is advantageous if said control unit is in operative connection with the positioning system of the microscope and shuts it off in a power transmission above a predetermined limit value or reverses in its drive direction. The threshold is adjustable to avoid damage to the lens and / or specimen in the event of a collision. In the case of a manual or automatic actuation of the positioning system (XYZ direction), this is switched off, for example, if the power transmission exceeds the stated limit value. It is also possible to reverse the drive direction to counteract amplification of the collision.
Weiterhin sinnvoll ist es, wenn die Steuerungseinheit mit einem, insbesondere dem oben erwähnten optischen und/oder akustischen Signalgeber in Wirkverbindung steht, wobei bereits im Falle eines Erkennens einer Kollision bzw. Berührung zwischen Objektiv und Mikroskoptisch bzw. Präparat eine geeignete optische und/oder akustische Warnung ausgegeben werden kann. Spätestens bei Überschreitung des genannten Grenzwertes sollte eine solche Warnung ausgegeben werden oder aber bei bereits vorher ausgegebenem Warnsignal dieses sich in seiner optischen oder akustischen Wirkung verändern oder verstärken.It also makes sense if the control unit is in operative connection with a, in particular the above-mentioned optical and / or acoustic signal generator, wherein in the event of detection of a collision or contact between lens and microscope stage or preparation, a suitable optical and / or acoustic Warning can be issued. Latest at Exceeding the mentioned limit value, such a warning should be issued or, in the case of an already previously issued warning signal, this should change or increase in its optical or acoustic effect.
Die genannte Steuerungseinheit sollte bei nicht vorhandener Kraftübertragung auf einen Nullpunkt vorteilhaft kalibrierbar sein, um eine bereits vorhandene Gewichtskraft einer Mikroskopkomponente auf den Sensor zu kompensieren. Der vorgegebene Grenzwert der Netto-Kraftübertragung kann beispielsweise einer auf das Objektiv übertragenen Kraft von 10 N entsprechen, die von dem Sensor ermittelt wird. Kleinere Kräfte als 10 N sind ebenfalls möglich. Auch höhere Grenzwerte von 20 N, 30 N, 40 N oder 50 N sind möglich, wobei beispielsweise bestimmte Objektive für eine maximale Gewichtskraft von 50 N ausgelegt sind, bevor sie geschädigt werden. Diese Grenzwerte der Kraftübertragung sollten folglich keinesfalls überschritten werden. Es ist auch möglich, zwei oder mehr Grenzwerte zu definieren, wobei beispielsweise bei einem ersten Grenzwert (10 N) eine erste Warnung erfolgt, wobei bei Erreichen eines zweiten Grenzwertes (beispielsweise 40 N) eine zweite Warnung beispielsweise mit Abschaltung des Positioniersystems vorgenommen wird.Said control unit should be calibrated advantageous in the absence of power transmission to a zero point to compensate for an existing weight of a microscope component on the sensor. For example, the predetermined threshold of net power transmission may correspond to a force of 10 N transmitted to the lens determined by the sensor. Smaller forces than 10 N are also possible. Even higher limits of 20 N, 30 N, 40 N or 50 N are possible, for example, certain lenses are designed for a maximum weight of 50 N before they are damaged. These transmission limits should therefore never be exceeded. It is also possible to define two or more limit values, wherein, for example, a first warning occurs at a first limit value (10 N), when a second limit value (for example 40 N) is reached, a second warning occurs, for example when the positioning system is switched off.
Die Ausgestaltungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in analoger Weise aus den obigen Erläuterungen zu den Ausgestaltungen und Vorteilen des erfindungsgemäßen Mikroskops.The embodiments and advantages of the method according to the invention result in an analogous manner from the above explanations of the embodiments and advantages of the microscope according to the invention.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below with reference to the drawing.
Figurenlistelist of figures
-
1 zeigt schematisch ein Mikroskop mit einem zwischen Stativ und Mikroskoptisch angeordneten Drucksensor zum Kollisionsschutz in einer möglichen Ausführungsform,1 1 schematically shows a microscope with a pressure sensor arranged between stand and microscope stage for collision protection in a possible embodiment, -
2 zeigt schematisch ein Mikroskop mit einem zwischen Objektiv und Stativ angeordneten Drucksensor zum erfindungsgemäßen Kollisionsschutz gemäß einer möglichen Ausführungsform,2 1 schematically shows a microscope with a pressure sensor arranged between objective and stand for collision protection according to the invention, according to a possible embodiment, -
3 zeigt schematisch ein Mikroskop mit am Mikroskopstativ angeordneten Dehnungsmessstreifen gemäß einer weiteren Ausführungsform,3 1 schematically shows a microscope with strain gauges arranged on the microscope stand according to a further embodiment, -
4 zeigt schematisch ein inverses Mikroskop mit verschiedenen möglichen Anordnungen von Kraft-oder Drucksensoren gemäß einer möglichen Ausführungsform und4 schematically shows an inverted microscope with various possible arrangements of force or pressure sensors according to a possible embodiment and -
5 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines inversen Mikroskops mit an der Aufhängung des Objektivhalters angebrachten Dehnungsmessstreifen.5 schematically shows another embodiment of an inverted microscope with attached to the suspension of the lens holder strain gauges.
Die Figuren werden im Folgenden übergreifend behandelt. Auch eine Kombination von Merkmalen aus den Figuren ist möglich. Weiterhin zeigen die Mikroskope Objektive an einem Objektivhalter, der hier als ein Objektivrevolver ausgebildet ist. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen wie auch Einzelobjektive denkbar.The figures are discussed below. A combination of features from the figures is possible. Furthermore, the microscopes show lenses on a lens holder, which is designed here as a nosepiece. Of course, other embodiments as well as individual lenses are conceivable.
Im Betrieb wird das Präparat
Wird nunmehr beispielsweise in Z-Richtung ein Druck auf das Präparat
Es ist aber auch denkbar, für die genannte Ansteuerung des Z-Triebs (allgemein des Positioniersystems in X-, Y- und Z-Bewegung)
Es sei angemerkt, dass die Ausführungsformen der
Schließlich zeigt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Mikroskopmicroscope
- 2020
- Stativtripod
- 2121
- Z-Trieb, PositioniersystemZ-drive, positioning system
- 2222
- Schalter switch
- 3030
- Objektivlens
- 3131
- Objektivhalterlens holder
- 3232
- Drucksensor pressure sensor
- 4040
- Mikroskoptischmicroscope stage
- 4141
- Präparatpreparation
- 4242
- Drucksensor pressure sensor
- 5050
- Steuerungseinheitcontrol unit
- 6060
- SignallampeWarning light
- 7070
- Lautsprecherspeaker
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---|---|---|---|---|
CN112393680B (en) * | 2019-08-16 | 2022-09-30 | 深圳中科飞测科技股份有限公司 | Detection device, control method thereof, detection lens assembly and controller |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT197096B (en) * | 1957-03-01 | 1958-04-10 | Reichert Optische Werke Ag | Microscope objective with protective device |
DD213525A1 (en) * | 1983-02-01 | 1984-09-12 | Zeiss Jena Veb Carl | APPARATUS FOR OBJECT FOCUSING |
JPS6097265A (en) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | Protection apparatus of ultrasonic microscope |
DE4112010A1 (en) * | 1991-04-12 | 1992-10-15 | Leica Mikroskopie & Syst | LIMIT SWITCHING DEVICE WITH DEFINED OVERFLOW FOR OBJECT PROTECTION IN MICROSCOPES WITH MOTORIC FOCUSING DRIVE |
EP1258767A1 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-20 | Leica Microsystems Heidelberg GmbH | Microscope and method of using a microscope |
US20020176161A1 (en) * | 2001-03-12 | 2002-11-28 | Olympus Optical Co., Ltd. | Microscope system |
DE10239794A1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-20 | Mitutoyo Corp | measuring device |
DE10249991A1 (en) * | 2002-10-26 | 2004-05-06 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | Automatic focusing method for confocal scanning microscope using voltage provided by detector receiving detection light from illuminated sample |
DE102008063799A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Method for compensation of arbitrary alignment lengths of lenses when focusing on stereomicroscopes and macroscopes |
EP2657749A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | Olympus Corporation | Microscope apparatus |
Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
JPH10260361A (en) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Nikon Corp | Microscope device |
US6507433B2 (en) * | 1999-10-08 | 2003-01-14 | Westover Scientific, Inc. | Method and apparatus for preventing application of excessive force between microscope objective and stage |
DE102013006997B4 (en) * | 2013-04-19 | 2022-10-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | lens mount |
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT197096B (en) * | 1957-03-01 | 1958-04-10 | Reichert Optische Werke Ag | Microscope objective with protective device |
DD213525A1 (en) * | 1983-02-01 | 1984-09-12 | Zeiss Jena Veb Carl | APPARATUS FOR OBJECT FOCUSING |
JPS6097265A (en) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | Protection apparatus of ultrasonic microscope |
DE4112010A1 (en) * | 1991-04-12 | 1992-10-15 | Leica Mikroskopie & Syst | LIMIT SWITCHING DEVICE WITH DEFINED OVERFLOW FOR OBJECT PROTECTION IN MICROSCOPES WITH MOTORIC FOCUSING DRIVE |
US20020176161A1 (en) * | 2001-03-12 | 2002-11-28 | Olympus Optical Co., Ltd. | Microscope system |
EP1258767A1 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-20 | Leica Microsystems Heidelberg GmbH | Microscope and method of using a microscope |
DE10239794A1 (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-20 | Mitutoyo Corp | measuring device |
DE10249991A1 (en) * | 2002-10-26 | 2004-05-06 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | Automatic focusing method for confocal scanning microscope using voltage provided by detector receiving detection light from illuminated sample |
DE102008063799A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Method for compensation of arbitrary alignment lengths of lenses when focusing on stereomicroscopes and macroscopes |
EP2657749A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | Olympus Corporation | Microscope apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021126096A1 (en) | 2021-10-07 | 2023-04-13 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Collision protection for a microscope |
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