DE102022125286A1 - Vorrichtungen für ein Mikroskopsystem, Mikroskopsystem, Verfahren und Computerprogramm - Google Patents

Vorrichtungen für ein Mikroskopsystem, Mikroskopsystem, Verfahren und Computerprogramm Download PDF

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Falk Schlaudraff
Markus SCHECHTER
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Leica Microsystems CMS GmbH
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung 100 für ein Mikroskopsystem bereitgestellt. Die Vorrichtung 100 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 110 und eine oder mehrere Speichervorrichtungen 120. Die Vorrichtung 100 ist so konfiguriert, dass sie Bereichsinformationen über einen zugänglichen räumlichen Bereich für ein Objektiv des Mikroskopsystems empfängt und eine Beschränkung einer relativen Bewegung des Objektivs auf der Grundlage der Bereichsinformationen auslöst.

Description

  • Technischer Bereich
  • Beispiele beziehen sich auf Vorrichtungen für ein Mikroskopsystem, ein Mikroskopsystem, Methoden und ein Computerprogramm.
  • Hintergrund
  • Zur Untersuchung von Proben können aufrechte oder umgekehrte Mikroskopsysteme verwendet werden. Ein Mikroskopsystem verfügt in der Regel über einen xy-Mikroskoptisch zum Anordnen der Probe und ein Mikroskopobjektiv für die Bildaufnahme der Probe. In der Regel ist der Objekttisch relativ zum Mikroskopobjektiv beweglich, um die Probe zu scannen und/oder zu fokussieren. Der Objekttisch kann beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des Mikroskopsystems bewegt werden, wie sie durch das Mikroskopobjektiv für das Scannen vorgegeben ist. Zum Beispiel kann das Objektiv zum Fokussieren entlang der optischen Achse bewegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, bestimmte Punkte anzufahren, an denen eine Probenuntersuchung stattfinden soll, und/oder bestimmte Regionen zu bestimmen, innerhalb derer die Probe abgefahren oder gescannt werden soll. Die entsprechenden Punkte oder Bereiche werden in der Regel von einem Benutzer eingegeben, wobei in der Regel eine visuelle Kontrolle durch die Betrachtung mikroskopischer Bilder erfolgt. Bei Verwendung bekannter Haltevorrichtungen, bei denen der Objektträger oder allgemeiner der Probenhalter eine feste Position einnimmt, kann das Anfahren einer Position und/oder das Abtasten eines Bereichs auch automatisch erfolgen.
  • Um eine automatische Abtastung zu erreichen, kann auch ein Autofokussierungssystem verwendet werden. Autofokussysteme können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden, nämlich in statische und dynamische Autofokussysteme, die auf dem Zustand der Haltevorrichtung oder des Probenhalters basieren, der gerade unscharf ist. Bei statischen Autofokussystemen wird das Ausmaß der Defokussierung anhand der Haltevorrichtung bzw. des Probenhalters bestimmt, die bzw. der in einem optischen Pfad stationär bleibt. Aufgrund der beweglichen Teile im Mikroskopsystem kann jedoch eine visuelle Kontrolle durch den Benutzer erforderlich sein, um eine bestimmte Funktionalität des Mikroskopsystems zu gewährleisten. Daher kann es notwendig sein, ein Konzept zur Automatisierung eines Mikroskopsystems zu verbessern.
  • Zusammenfassung
  • Es ist daher eine Erkenntnis, dass eine Automatisierung eines Mikroskopsystems verbessert werden kann, indem eine Relativbewegung eines Objektivs relativ zu einer Struktur des Mikroskopsystems, z.B. einer Haltevorrichtung, einem Probenhalter, einer Probe, basierend auf einer Bereichsinformation eingeschränkt wird. Die Bereichsinformation bezieht sich auf einen für das Objektiv zugänglichen räumlichen Bereich und kann daher verwendet werden, um die Relativbewegung des Objektivs so zu beschränken, dass ein Kontakt zwischen der Struktur und dem Objektiv vermieden werden kann.
  • Beispiele stellen eine Vorrichtung für ein Mikroskopsystem bereit, die einen oder mehrere Prozessoren und eine oder mehrere Speichervorrichtungen umfasst. Die Vorrichtung ist so konfiguriert, dass sie Bereichsinformationen über einen zugänglichen räumlichen Bereich für ein Objektiv des Mikroskopsystems empfängt und eine Beschränkung einer relativen Bewegung des Objektivs basierend auf den Bereichsinformationen auslöst. Eine Relativbewegung des Objektivs kann eine Bewegung des Objektivs relativ zu einer Struktur des Mikroskopsystems sein. Die Struktur kann verwendet werden, um eine Probe für die Bildaufnahme anzuordnen, z. B. ein Probenhalter, eine Haltevorrichtung. Die Struktur kann die Probe umfassen. Eine Relativbewegung kann z. B. eine Bewegung des Objektivs zur Fokussierung der Probe sein. Die Bereichsinformationen können sich auf einen Parameter eines Objektivs beziehen, z. B. einen räumlichen Bereich, der vom Objektiv durchquert werden kann (z. B. parallel zur optischen Achse des Mikroskopsystems), einen Parameter der Struktur wie eine äußere Abmessung. So kann der zugängliche räumliche Bereich ein Bereich sein, der vom Objektiv durchquert werden kann, ohne mit der Struktur des Mikroskopsystems in Kontakt zu kommen. Durch die Verwendung des zugänglichen räumlichen Bereichs kann die Relativbewegung des Objektivs eingeschränkt werden. Durch die Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs kann ein Kontakt zwischen dem Objektiv und der Struktur (auch als Objektivcrash bezeichnet) vermieden werden. Auf diese Weise können Schäden am Objektiv und/oder an der Struktur vermieden werden.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung ferner so konfiguriert sein, dass sie von dem Mikroskopsystem Positionsinformationen über eine relative Position des Objektivs empfängt und die relative Position des Objektivs und den zugänglichen räumlichen Bereich vergleicht. Ferner kann die Vorrichtung so konfiguriert sein, dass sie die Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs auf der Grundlage des Vergleichs der Bereichsinformationen und der Positionsinformationen auslöst. Die relative Position kann mindestens eine der folgenden Positionen umfassen: eine x-Position, eine y-Position (z. B. in einer Ebene, die von einer x-Achse und einer y-Achse parallel zur Fokusebene des Objektivs aufgespannt wird) oder eine z-Position (z. B. entlang einer z-Achse parallel zur optischen Achse des Objektivs) des Objektivs relativ zur Struktur des Mikroskopsystems. Durch den Vergleich der relativen Position mit dem zugänglichen räumlichen Bereich kann die ausgelöste Beschränkung verbessert werden, z. B. kann eine Beschränkung nur für eine vordefinierte Position des Objektivs ausgelöst werden. Auf diese Weise kann die tatsächliche relative Position des Objektivs berücksichtigt werden. Befindet sich das Objektiv beispielsweise an einer Kante des Probenhalters, kann die Relativbewegung des Objektivs so eingeschränkt werden, dass sich das Objektiv nicht über die Kante hinaus bewegen kann, z. B. um einen Kontakt mit einer Haltevorrichtung zu vermeiden.
  • In einem Beispiel kann die Einschränkung der Relativbewegung eine Einschränkung in mindestens einer Richtung senkrecht oder parallel zu einer Fokusebene des Objektivs sein. Beispielsweise kann die Relativbewegung des Objektivs in der Richtung parallel zu einer optischen Achse (senkrecht zur Fokusebene) eingeschränkt werden, z. B. durch Einschränkung eines Autofokus des Objektivs. Durch die Einschränkung des Autofokus kann eine Relativbewegung des Objektivs senkrecht zur Struktur eingeschränkt werden. Auf diese Weise kann ein durch die Fokussierung verursachter Objektivcrash vermieden werden. Zum Beispiel kann die Relativbewegung des Objektivs parallel zur Fokusebene (senkrecht zur optischen Achse) eingeschränkt werden, z. B. durch Einschränkung des Abtastens der Probe. Durch die Einschränkung der Abtastung der Probe kann eine Relativbewegung des Objektivs parallel zur Struktur eingeschränkt werden. Auf diese Weise kann ein durch die Abtastung verursachter Absturz des Objektivs vermieden werden.
  • In einem Beispiel kann die Bereichsinformation außerdem Daten über mindestens eine Topografie eines aktuell verwendeten Probenhalters, eine Topografie einer aktuell verwendeten Probe oder einen Parameter des aktuell installierten Objektivs des Mikroskopsystems umfassen. Mit Hilfe der Topographie und/oder des Parameters kann der zugängliche räumliche Bereich definiert werden, z.B. durch eine äußere Abmessung der Probe oder des Probenhalters oder eine Eigenschaft des Objektivs, z.B. eine Fokuslänge des Objektivs. Auf diese Weise kann die Einschränkung der Relativbewegung verbessert werden.
  • In einem Beispiel kann das Gerät ferner so konfiguriert sein, dass es eine Autofokus-Routine auf der Grundlage der Beschränkung der relativen Bewegung des Objektivs durchführt. Eine Autofokus-Routine kann beispielsweise durch Auswahl einer Autofokus-Routine aus einer Vielzahl von Autofokus-Routinen durchgeführt werden. Durch die Durchführung einer Autofokusroutine kann die Relativbewegung senkrecht zur Fokusebene eingeschränkt werden. Auf diese Weise kann eine Automatisierung verbessert und gleichzeitig sichergestellt werden, dass ein Absturz des Objektivs vermieden wird.
  • In einem Beispiel kann das Gerät ferner so konfiguriert sein, dass es eine Autofokuslänge einer Autofokusroutine auf der Grundlage der Einschränkung der relativen Bewegung des Objektivs begrenzt. Die Autofokuslänge kann die Länge sein, die das Objektiv zum Fokussieren zurücklegen kann. Die Autofokuslänge kann senkrecht zur Fokusebene des Objektivs liegen. Auf diese Weise kann ein Absturz des Objektivs während der Autofokussierung vermieden werden, wenn eine Fokussierung der Probe nicht möglich ist.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung ferner so konfiguriert sein, dass einen Wechsel des Objektivs des Mikroskopsystems zu einem anderen Objektiv des Mikroskopsystems auslöst, wobei der zugängliche räumliche Bereich für das Objektiv und das andere Objektiv unterschiedlich ist. Durch das Auslösen eines Wechsels kann ein verwendetes Objektiv gewechselt werden, um einen Bereich einer Probe/eines Probenhalters mit einem zweiten Objektiv abzudecken, der für ein erstes Objektiv nicht zugänglich ist (z. B. kann eine Fokussierung nicht möglich sein). Auf diese Weise kann das Objektiv in Abhängigkeit von dem zugänglichen räumlichen Bereich ausgewählt werden.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung ferner so konfiguriert sein, dass sie einen Ausgang auslöst, um einen Benutzer des Mikroskopsystems über eine relative Bewegungseinschränkung des Objektivs zu informieren. Auf diese Weise kann der Benutzer über eine Einschränkung während der Bildaufnahme informiert werden.
  • Beispiele stellen eine Vorrichtung für ein Mikroskopsystem bereit, die einen oder mehrere Prozessoren und eine oder mehrere Speichervorrichtungen umfasst. Die Vorrichtung ist so konfiguriert, dass sie von dem Mikroskopsystem Positionsinformationen über eine relative Position eines Objektivs des Mikroskopsystems empfängt und die Positionsinformationen mit einem zugänglichen räumlichen Bereich für das Objektiv vergleicht. Ferner ist die Vorrichtung so konfiguriert, dass sie eine Relativbewegung des Objektivs auf der Grundlage des Vergleichs so steuert, dass das Objektiv des Mikroskopsystems innerhalb des zugänglichen räumlichen Bereichs bleibt. Durch den Empfang der Positionsinformationen kann der zugängliche räumliche Bereich mit den Positionsinformationen verglichen werden. Durch den Vergleich kann die Relativbewegung so gesteuert werden, dass ein Absturz des Objektivs vermieden wird. Auf diese Weise kann eine Beschädigung des Objektivs und/oder einer Struktur des Mikroskopsystems vermieden werden.
  • In einem Beispiel kann die Positionsinformation Daten über mindestens eine der Positionen des Objektivs in einer Richtung parallel oder senkrecht zu einer Fokusebene des Objektivs relativ zur Struktur umfassen. Auf diese Weise kann ein Absturz des Objektivs beim Scannen und/oder Fokussieren vermieden werden.
  • In einem Beispiel kann die Relativbewegung des Objektivs durch eine Beschränkung der Relativbewegung in mindestens einer Richtung senkrecht oder parallel zu einer Fokusebene des Objektivs gesteuert werden. Auf diese Weise kann die Relativbewegung des Objektivs in einer kritischen Richtung eingeschränkt werden.
  • Die Beispiele zeigen ein Mikroskopsystem, das ein Gerät wie oben beschrieben umfasst.
  • Beispiele stellen ein Verfahren für ein Mikroskopsystem bereit, das den Empfang von Bereichsinformationen über einen zugänglichen räumlichen Bereich für ein Objektiv des Mikroskopsystems umfasst. Ferner umfasst das Verfahren das Auslösen einer Beschränkung einer Relativbewegung des Objektivs auf der Grundlage der Informationen über den zugänglichen räumlichen Bereich.
  • Beispiele stellen ein Verfahren für ein Mikroskopsystem bereit, das den Empfang von Positionsinformationen über eine relative Position eines Objektivs des Mikroskopsystems von dem Mikroskopsystem umfasst. Ferner umfasst das Verfahren das Vergleichen der Positionsinformationen mit einem zugänglichen räumlichen Bereich des Objektivs und das Steuern einer relativen Bewegung des Objektivs auf der Grundlage des Vergleichs, so dass das Objektiv des Mikroskopsystems innerhalb des zugänglichen räumlichen Bereichs bleibt.
  • Weitere Beispiele beziehen sich auf ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer, einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Einige Beispiele für Vorrichtungen und/oder Verfahren werden im Folgenden nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in denen
    • zeigen Blockdiagramme von Gerätebeispielen und zeigt eine schematische Darstellung eines Mikroskopsystems;
    • zeigt ein Beispiel für eine schematische Darstellung eines Mikroskopsystems;
    • Die zeigen eine schematische Darstellung des in gezeigten Mikroskopgehäuseteils;
    • Die zeigen Beispiele für unterschiedliche relative Positionen eines Objektivs zu einem Probenhalter und einer Haltevorrichtung;
    • zeigt ein Beispiel für ein Verfahren;
    • zeigt ein weiteres Beispiel für eine Methode;
    • zeigt ein weiteres Beispiel für ein Verfahren 700 zur Auswahl einer Autofokus-Routine; und
    • zeigt eine schematische Darstellung eines Systems.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Der hier verwendete Begriff „und/oder“ schließt alle Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Punkte ein und kann mit „/“ abgekürzt werden.
  • Obwohl einige Aspekte im Zusammenhang mit einem Gerät beschrieben wurden, ist es klar, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Block oder eine Vorrichtung einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschritts entspricht. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahrensschritt beschrieben werden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Elements oder Merkmals eines entsprechenden Geräts dar.
  • Verschiedene Beispiele werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen einige Beispiele dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. In den Abbildungen können die Dicken der Linien, Schichten und/oder Bereiche zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt sein.
  • Die zeigen Beispiele für Blockdiagramme von Vorrichtungen 100. Die Vorrichtung 100 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 110 und eine oder mehrere Speichervorrichtungen 120. Die Vorrichtung 100 ist so konfiguriert, dass sie Bereichsinformationen über einen zugänglichen räumlichen Bereich für ein Objektiv 140 des Mikroskopsystems empfängt. Ferner ist die Vorrichtung 100 so konfiguriert, dass sie eine Beschränkung einer Relativbewegung des Objektivs 140 auf der Grundlage der Bereichsinformationen auslöst. Die Relativbewegung kann eine Bewegung des Objektivs 140 relativ zu einer Struktur des Mikroskopsystems sein. Durch die Einschränkung einer Relativbewegung des Objektivs 140 kann ein Absturz des Objektivs vermieden werden. Zum Beispiel kann die Relativbewegung des Objektivs 140 eingeschränkt werden, um einen Mindestabstand zwischen dem Objektiv 140 und der Struktur einzuhalten.
  • In 1a ist das Gerät 100 in ein aufrechtes Mikroskopsystem integriert, während in 1b und 1c das Gerät in ein inverses Mikroskopsystem 194 integriert ist.
  • Die Struktur kann mit der zu prüfenden Probe 172 verbunden sein. Zum Beispiel kann die Struktur die Probe 172 umfassen oder mit ihr identisch sein. Wahlweise oder alternativ kann die Struktur zum Anordnen der Probe 172 dienen, z. B. ein Probenhalter 170, eine Haltevorrichtung. Die Struktur kann z. B. die Probe, den Probenhalter und die Haltevorrichtung umfassen.
  • Beispielsweise kann beim aufrechten Mikroskopsystem in 1a eine Probenabmessung eine Relativbewegung des Objektivs einschränken, während beim inversen Mikroskopsystem 194 in 1b die Probenabmessung für die Relativbewegung des Objektivs 140 irrelevant ist. Für das aufrechte Mikroskopsystem kann die Abmessung der Struktur auf der Oberseite relevant sein (siehe z. B. in 2 die Haltevorrichtung 268, die in Richtung des Objektivrevolvers 235 vorsteht). Für das inverse Mikroskopsystem 194 kann die Abmessung der Struktur an einer Unterseite relevant sein (siehe z. B. in den 3 und 4 die Kanten der Haltevorrichtung 368, 468).
  • Bei einem automatisierten Mikroskopsystem, z. B. einem Lichtmikroskopsystem, sollte verhindert werden, dass Objektive die Struktur, z. B. die Probe 172, den Probenhalter 170 oder die Haltevorrichtung 168, berühren. Ein Objektivcrash zwischen dem Objektiv 140 und der Struktur sollte vermieden werden, um Schäden am Objektiv 140 und der Probe 172, dem Probenhalter 170 oder der Haltevorrichtung 168 zu verhindern. Dies kann insbesondere bei Tauchobjektiven oder Objektiven mit kurzem Arbeitsabstand von Interesse sein. Durch die Begrenzung der Relativbewegung des Objektivs 140 auf den zugänglichen räumlichen Bereich kann ein Absturz des Objektivs und damit auch eine Beschädigung des Objektivs 140, der Probe 172, des Probenhalters 170 oder der Haltevorrichtung 168 vermieden werden. Weiterhin kann durch die Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 die Bedienbarkeit des Mikroskopsystems für einen Benutzer verbessert werden. Auch die Automatisierung des Mikroskopsystems kann verbessert werden.
  • Das Mikroskopsystem kann beispielsweise ein motorisiertes System (z. B. einen motorisierten Tisch 166) umfassen, das eine Relativbewegung des Objektivs 140 in mindestens einer Richtung parallel zur optischen Achse des Objektivs 140 ermöglicht. Durch die Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 (z. B. relativ zum Probenhalter 170) kann somit eine Autofokus-Routine zum Auffinden und Fokussieren der in einem geeigneten Probenhalter 170 befindlichen Probe 172 verwendet werden, ohne dass die Gefahr eines Objektivabsturzes besteht.
  • Der zugängliche räumliche Bereich für das Objektiv 140 kann ein Bereich sein, z. B. ein zugängliches Volumen im Raum, das vom Objektiv 140 relativ durchquert werden kann, ohne mit der Struktur in Kontakt zu kommen. Der zugängliche räumliche Bereich kann von dem Objektiv 140 relativ durchquert werden, indem das Objektiv 140 oder die Struktur bewegt wird.
  • Der zugängliche räumliche Bereich kann durch eine Eigenschaft des Objektivs definiert werden, z. B. durch eine maximale Durchlauflänge des Objektivs, durch eine äußere Abmessung. Ferner kann der zugängliche räumliche Bereich durch eine Eigenschaft der Struktur definiert sein, z. B. durch eine maximale Verfahrlänge der Probe 172, durch eine äußere Abmessung der Probe 172. Darüber hinaus kann der zugängliche räumliche Bereich durch eine Position des Objektivs und/oder der Struktur definiert sein.
  • Der zugängliche räumliche Bereich kann in einer Richtung entlang einer Achse definiert werden, z. B. entlang des optischen Weges des Objektivs 140 senkrecht zur Fokusebene, auch als z-Achse bezeichnet, zum Beispiel. Der zugängliche räumliche Bereich kann durch eine Ebene definiert werden, z. B. eine xz-Ebene, die durch die z-Achse und eine x-Achse senkrecht zur z-Achse aufgespannt wird, oder eine xy-Ebene (parallel zur Fokusebene des Objektivs 140), die durch eine x-Achse und eine y-Achse senkrecht zur z-Achse aufgespannt wird. Der zugängliche räumliche Bereich kann durch ein Volumen definiert werden, das z. B. durch die z-Achse und die xy-Ebene aufgespannt wird. Daher kann eine Relativbewegung des Objektivs 140 in einer Richtung, z. B. entlang der x-Achse, der y-Achse oder der z-Achse, oder in zwei Richtungen, z. B. in der xy-Ebene oder in drei Richtungen, eingeschränkt werden. Auf diese Weise kann die Relativbewegung des Objektivs 140 eingeschränkt werden, um der äußeren Abmessung der Struktur und/oder des Objektivs 140 des Mikroskopsystems Rechnung zu tragen, z. B. einer Topografie der Probe 172, des Probenhalters 170 oder der Haltevorrichtung 1688, und zwar in jeder Richtung, die erforderlich ist, um einen Objektivabsturz zu verhindern.
  • Die Relativbewegung des Objektivs 140 kann eine Bewegung des Objektivs 140 relativ zur Struktur sein. Zum Beispiel kann die Struktur, z. B. ein Probenhalter 170, relativ zum Objektiv 140 in einer xy-Ebene bewegt werden, um den Probenhalter 170 zu scannen, z. B. um verschiedene Vertiefungen einer Multi-Well-Platte zu scannen. Zu diesem Zweck kann das Objektiv 140 und/oder der Tisch des Mikroskopsystems bewegt werden. Ferner kann das Objektiv 140 in z-Richtung relativ zur Struktur bewegt werden, um die Probe 172 zu fokussieren, z. B. während einer Autofokus-Routine.
  • Beispielsweise kann das Gerät 100 die Bereichsinformationen von der einen oder den mehreren Speichervorrichtungen 120 erhalten, indem es die in der einen oder den mehreren Speichervorrichtungen gespeicherten Informationen ausliest. Optional oder alternativ können die Bereichsinformationen vom Mikroskopsystem empfangen werden, z. B. von einer Steuereinheit (z. B. der in 1c dargestellten Steuereinheit 102) des Mikroskopsystems. Die Vorrichtung 100 kann eine Schnittstellenschaltung zum Empfang der Bereichsinformationen von der Steuereinheit umfassen. Die Steuereinheit kann Schnittstellenschaltungen umfassen, um Daten bereitzustellen, die den zugänglichen räumlichen Bereich anzeigen, z. B. von einer Benutzereingabe, von einem Sensor zur Identifizierung der Haltevorrichtung, einem Sensor zur Identifizierung eines aktuell installierten Objektivs.
  • Beispielsweise kann die Steuereinheit des Mikroskopsystems einen Wechsel des derzeit im Mikroskopsystem installierten Objektivs 140 vornehmen und ein Bereichsinformationssignal an das Gerät 100 übermitteln, das Daten enthält, die auf das derzeit installierte Objektiv 140 hinweisen. Das Bereichsinformationssignal kann den zugänglichen räumlichen Bereich oder Daten umfassen, die den zugänglichen räumlichen Bereich anzeigen.
  • Beispielsweise kann das Regionsinformationssignal Daten enthalten, die eine Kennung des aktuell installierten Objektivs 140 angeben. So kann das Gerät 100 den zugänglichen räumlichen Bereich aus der einen oder mehreren Speichervorrichtungen 120 auf der Grundlage der Kennung des Objektivs 140 auslesen. Beispielsweise kann ein Benutzer einen Typ eines zu verwendenden Objektivs 140 eingeben, die Steuereinheit des Mikroskopsystems kann das Objektiv wechseln, z. B. durch Übermittlung eines Wechselsignals an einen Akteur, der für den Wechsel des Objektivs 140 verantwortlich ist, und kann die Benutzereingabe an die Vorrichtung 100 übermitteln. Die Vorrichtung 100 kann die Bereichsinformationen von der einen oder den mehreren Speichervorrichtungen 120 auf der Grundlage der Benutzereingabe empfangen, um die relative Bewegung des Objektivs 140 zu beschränken. Beispielsweise kann die Steuereinheit des Mikroskopsystems eine Eingabe von einem Benutzer über einen aktuell verwendeten Probenhalter 170, z. B. einen Objektträger, eine Petrischale oder eine Multiwellplatte, empfangen. Die Steuereinheit kann ein Bereichsinformationssignal, das den aktuell installierten Probenhalter 170 angibt, an das Gerät 100 senden. Auf diese Weise kann das Gerät 100 die Bereichsinformationen von der einen oder den mehreren Speichervorrichtungen 120 empfangen, um die Relativbewegung des Objektivs 140 zu beschränken.
  • Für ein Mikroskopsystemverfahren sind mehrere standardisierte Probenhalter 170 und Haltevorrichtungen bekannt. Ferner kann ein Parameter, z. B. ein Außenmaß, dieser standardisierten Probenhalter 170 und Haltevorrichtungen bekannt sein. Darüber hinaus können Arbeitsabstände von Objektiven und/oder Außenabmessungen von verwendeten Objektiven sowie Verfahren von Autofokus-Routinen im Mikroskopsystem bekannt sein. Diese Parameter können in der einen oder den mehreren Speichervorrichtungen 120 gespeichert werden, so dass die Vorrichtung 100 die Bereichsinformationen von der einen oder den mehreren Speichervorrichtungen 120 durch eine Kennung einer aktuell verwendeten Struktur und/oder eines Objektivs empfangen kann. Wenn beispielsweise die Relativbewegung des Objektivs eingeschränkt ist, um einen Absturz des Objektivs zu vermeiden, so dass der Arbeitsabstand des Objektivs 140 für die Bilderfassung der Probe 172 nicht ausreicht, kann eine Relativbewegung des Objektivs 140 deaktiviert werden. Außerdem kann eine Ausgabe ausgelöst werden, die den Benutzer über die deaktivierte Relativbewegung informiert. Auf diese Weise kann ein Benutzer eine Rückmeldung erhalten, dass ein Wechsel des Objektivs 140, z. B. zu einem Objektiv mit einem ausreichenden (z. B. größeren) Arbeitsabstand, für die Bilderfassung der Probe 172 erforderlich sein kann.
  • Die Vorrichtung 100 umfasst, wie in 1 gezeigt, einen oder mehrere Prozessoren 110 und eine oder mehrere Speichereinrichtungen 120. Optional kann das Gerät 100 außerdem eine Schnittstellenschaltung 130 umfassen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können (kommunikativ) mit dem einen oder den mehreren Speichergeräten 120 und optional mit der Schnittstellenschaltung 130 verbunden sein. Im Allgemeinen wird die Funktionalität des Geräts 100 von dem einen oder den mehreren Prozessoren 110 in Verbindung mit dem einen oder den mehreren Speichergeräten 120 (zum Empfangen der Bereichsinformationen) bereitgestellt. Optional oder alternativ können die Regionsinformationen über die Schnittstellenschaltung 130 empfangen werden.
  • Das vorgeschlagene Konzept baut auf zwei Hauptkomponenten auf - einem Mikroskopsystem 194, z. B. einem aufrechten (wie in gezeigt) oder einem inversen Mikroskopsystem 194, das mit einem oder mehreren Objektiven 140 ausgestattet ist, die die optischen Komponenten umfassen, und dem Gerät 100 (das im Mikroskopsystem 198 untergebracht ist, z. B. der Steuereinheit 102), das zur Auslösung einer Beschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 verwendet wird.
  • Im Allgemeinen kann das Mikroskopsystem 194, wie in 1c gezeigt, ein Mikroskop 198 umfassen, z. B. ein inverses Mikroskop 198. Das Mikroskop 198 kann ein optisches Instrument sein, das für die Untersuchung von Objekten geeignet ist, die zu klein sind, um mit dem menschlichen Auge (allein) untersucht zu werden. Zum Beispiel kann ein Mikroskop 198 eine optische Vergrößerung einer Probe, wie der in den 1a, 1b gezeigten Probe 172, liefern. In modernen Mikroskopen wird die optische Vergrößerung oft für eine Kamera 160 oder einen Abbildungssensor, wie z. B. einen optischen Abbildungssensor, bereitgestellt. Das Mikroskop 198 kann ferner eine oder mehrere optische Vergrößerungskomponenten umfassen, die zur Vergrößerung einer Ansicht der Probe 172 verwendet werden, wie beispielsweise ein Objektiv 140.
  • Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Mikroskopen 198. Wenn das Mikroskop 198 im medizinischen oder biologischen Bereich eingesetzt wird, kann die Probe 172, die durch das Mikroskop 198 betrachtet wird, eine Probe 172 organischen Gewebes sein, z.B. angeordnet in einer Petrischale, einer Multiwellplatte oder in einem Körperteil eines Patienten. Das vorgeschlagene Konzept kann jedoch auch auf andere Arten von Mikroskopsystemen angewendet werden, z. B. auf die Mikroskopie in einem Labor oder die Mikroskopie zum Zweck der Materialprüfung.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung 100 ferner so konfiguriert sein, dass sie von dem Mikroskopsystem 194 Positionsinformationen über eine relative Position des Objektivs 140 empfängt und die relative Position des Objektivs 140 und den zugänglichen räumlichen Bereich vergleicht. Ferner kann die Vorrichtung 100 so konfiguriert sein, dass sie die Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 auf der Grundlage des Vergleichs der Bereichsinformationen und der Positionsinformationen auslöst. Auf diese Weise kann die tatsächliche relative Position des Objektivs berücksichtigt werden.
  • Beispielsweise kann das Mikroskopsystem, z.B. das Mikroskop 198, einen Tisch 166 umfassen, der das Auslesen einer x-Position, einer y-Position und/oder einer z-Position des Tisches 166 ermöglicht. Durch die Bestimmung der Position des Tisches 166 kann die Position der Struktur, z. B. des Probenhalters 170, bestimmt werden. Die Position der Struktur kann verwendet werden, um die relative Position des Objektivs 140 zu bestimmen. Beispielsweise kann die relative Position des Objektivs 140 auf der Grundlage der äußeren Abmessung der Struktur, einer Position der Struktur, einer Position des Objektivs 140 und/oder einer äußeren Abmessung des Objektivs 140 bestimmt werden. Auf diese Weise kann die Relativbewegung auf der Grundlage der Position der Struktur auf verbesserte Weise eingeschränkt werden.
  • Im Allgemeinen kann das Mikroskopsystem 194, wie in 1c gezeigt, eine Steuereinheit 102 umfassen, um das Mikroskop 198 zu steuern, z. B. um ein Objektiv zu wechseln oder eine Bewegung des Objekttisches 166 zu steuern. Die Steuereinheit 102 kann kommunikativ, z.B. über die Verbindung 104, mit einem Akteur gekoppelt sein, um das Objektiv 140 zu wechseln und/oder den Objekttisch 166 zu bewegen. Die Steuereinheit 102 kann die Vorrichtung 100 umfassen oder kann die Vorrichtung 100 sein. Alternativ kann das Mikroskop 198 die Vorrichtung 100 umfassen und die Vorrichtung 100 kann über die Verbindung 104 mit der Steuereinheit 102 kommunikativ gekoppelt sein. Die Verbindung 104 kann beispielsweise eine drahtlose Verbindung oder eine drahtgebundene Verbindung sein.
  • Zum Beispiel kann das Mikroskop 198 eine Vielzahl von Objektiven 140 umfassen, die in einem Objektivrevolver 135 angeordnet sind. Ein erstes Objektiv der Vielzahl von Objektiven kann eine größere äußere Abmessung, z. B. eine größere Länge, haben als ein zweites Objektiv der Vielzahl von Objektiven. Daher kann der zugängliche räumliche Bereich für das erste Objektiv kleiner sein als für das zweite Objektiv (siehe auch 2 und 3). Ein Objektiv-Crash kann für das erste Objektiv in einer Position des Tisches 166 auftreten, in der eine Verwendung des zweiten Objektivs unkritisch sein kann. Die Vorrichtung 100 darf also keinen Wechsel des Objektivs auslösen, wenn dies einen Objektivabsturz verursachen würde. Auf diese Weise kann ein Zielabsturz durch eine Änderung des Ziels verhindert werden.
  • Wie in 1c gezeigt, kann das Objektiv 140 entlang der optischen Achse 126 angeordnet sein. Die optische Achse kann durch eine Beleuchtungsquelle 180 (z.B. eine Lichtquelle in Form einer LED oder eines Lasers oder eine Lichtquelleneinrichtung in Form einer Matrix von Lichtquellen oder in Form eines Arrays von Lichtquellen) zur Beleuchtung der Probe 172 und eine Kamera 160 zur Bildaufnahme der Probe 172 gebildet werden. Beispielsweise kann der Objektivrevolver 135 und damit das Objektiv 140 an einer Position der optischen Achse 126 im Mikroskopgehäuseteil 150 befestigt sein. Um eine von der Haltevorrichtung 168 gehaltene Probe 172 abzutasten, kann der Objekttisch 166 relativ zur optischen Achse 126 und dem Objektiv 140 bewegt werden. Das Bewegen des Tisches 166 und damit der Haltevorrichtung 168 kann die Wahrscheinlichkeit eines Objektivcrashs erhöhen, z. B. in einem Randbereich der Haltevorrichtung 168 mit vorstehenden Teilen (siehe 3 und 4). Um einen Objektivcrash zu verhindern, kann die Vorrichtung 100 die Relativbewegung des Objektivs 140 einschränken, z. B. in der xy-Ebene beim Scannen oder in z-Richtung bei einem Autofokus. Die Einschränkung der Relativbewegung basiert auf den Bereichsinformationen.
  • Das Objektiv kann unterhalb einer Öffnung 164 des Tisches 166 angeordnet sein. Der Raum zwischen dem Objektiv 140, dem Tisch 166 und der Haltevorrichtung 168 kann der zugängliche räumliche Bereich des Objektivs 140 sein. Der zugängliche räumliche Bereich kann beispielsweise von der äußeren Abmessung des Tisches 166 (der Abmessung der Öffnung 164), der äußeren Abmessung der (derzeit installierten) Haltevorrichtung 168 und/oder der äußeren Abmessung des Objektivs 140 abhängen. Für ein aufrechtes Mikroskopsystem, wie in 1a gezeigt, kann die äußere Abmessung der Probe von Interesse sein.
  • In einem Beispiel kann die Einschränkung der Relativbewegung eine Einschränkung in mindestens einer Richtung senkrecht oder parallel zu einer Fokusebene des Objektivs 140 sein. Die Einschränkung in einer Richtung senkrecht zur Fokusebene kann eine Einschränkung in der z-Richtung (entlang der optischen Achse 126) sein. Die Einschränkung in einer Richtung parallel zur Fokusebene kann eine Einschränkung in der xy-Ebene sein, z. B. in der x-Richtung und/oder in der y-Richtung. Die Relativbewegung des Objektivs 140 kann in jeder beliebigen Richtung einzeln oder in einer beliebigen Kombination davon eingeschränkt werden. Beispielsweise kann eine Einschränkung der Relativbewegung in z-Richtung auf der Auswahl einer Autofokusroutine oder der Einstellung einer Autofokusroutine beruhen. Eine Einschränkung der Relativbewegung in x-Richtung oder in y-Richtung kann beispielsweise darauf beruhen, dass eine Bewegung des Tisches 166 oder des Objektivs 140 in der xy-Ebene zum Scannen eingeschränkt wird. Auf diese Weise kann ein Absturz des Objektivs vermieden werden, indem die Relativbewegung des Objektivs in jeder kritischen Richtung eingeschränkt wird.
  • In einem Beispiel können die Bereichsinformationen außerdem Daten über mindestens eine Topografie eines aktuell verwendeten Probenhalters 170, eine Topografie einer aktuell verwendeten Probe 172 oder einen Parameter des aktuell installierten Objektivs 140 des Mikroskopsystems umfassen. Durch den Empfang von Daten über eine aktuell verwendete/installierte (Teil der) Struktur, z. B. eine relative Position des Objektivs 140, eine Verfahrlänge des Objektivs, eine Verfahrlänge des Tisches, eine Außenabmessung des Objektivs 140, können Informationen über eine aktuelle Konfiguration des Mikroskopsystems erhalten werden. Beispielsweise kann eine Außenabmessung einer Haltevorrichtung 168 eine Relativbewegung des Objektivs 140 in z-Richtung einschränken. Auf diese Weise kann die Einschränkung der Relativbewegung an eine aktuell verwendete Struktur und/oder ein aktuell installiertes Objektiv 140 angepasst werden.
  • Die Informationen über die Region können zum Beispiel Informationen über die Topographie einer aktuell verwendeten Multi-Well-Platte umfassen. Bei einem aufrechten System und einer Probe in einer 6-Well-Platte muss das Objektiv zur Visualisierung der Probe in eine Vertiefung eintauchen. Außerdem kann die relative Position des Objektivs 140 anzeigen, dass sich das Objektiv 140 in Vertiefung 1 befindet und zu Vertiefung 2 der 6-Well-Platte bewegt werden muss. Daher kann eine Relativbewegung des Objektivs 140 in der xy-Ebene zu einem Absturz des Objektivs führen. Daher kann die Relativbewegung des Objektivs 140 in der xy-Ebene eingeschränkt werden oder erfordert eine erste Bewegung in z-Richtung, um das Objektiv für die xy-Bewegung freizugeben.
  • So kann beispielsweise eine Relativbewegung in der xy-Ebene blockiert werden, bis das Objektiv 140 eine relative z-Position erreicht hat, die eine Relativbewegung in der xy-Ebene ermöglicht. So kann nur eine Relativbewegung in der z-Richtung zugelassen werden, um den Abstand zwischen der Multiwell-Platte und dem Objektiv 140 einzustellen und eine Relativbewegung in der xy-Ebene zu ermöglichen. Wenn das Objektiv 140 einen vordefinierten Abstand zur Multiwell-Platte erreicht hat, kann die Beschränkung in der xy-Ebene aufgehoben werden. Wenn der Objekttisch beispielsweise in z-Richtung fixiert ist, kann eine Bewegung des Objekttisches parallel zur xy-Ebene lediglich von einer vordefinierten z-Position des Objektivs 140 abhängen. Die vordefinierte z-Position des Objektivs 140 kann von der Bereichsinformation abhängen, z. B. von der äußeren Abmessung der Multiwellplatte. So kann die äußere Abmessung der Multiwell-Platte verwendet werden, um die vordefinierte z-Position zu bestimmen, z. B. auszuwählen. Wenn die Position des Objektivs 140 die vordefinierte z-Position überschreitet, kann die relative Bewegung des Objektivs eingeschränkt werden. Auf diese Weise kann ein Absturz des Objektivs auf einfache Weise vermieden werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung Bereichsinformationen über die z-Position des Objektivs 140 und die Außenabmessungen der Multiwellplatte erhalten. Auf der Grundlage der Außenabmessungen kann das Gerät 100 eine vordefinierte z-Position auswählen. Die vordefinierte z-Position kann von der Vorrichtung 100 mit der empfangenen z-Position des Objektivs 140 verglichen werden. Auf der Grundlage des Vergleichs kann eine Einschränkung der Relativbewegung ausgelöst werden.
  • In einem Beispiel kann das Gerät 100 ferner so konfiguriert sein, dass es eine AutofokusRoutine auf der Grundlage der Beschränkung der relativen Bewegung des Objektivs 140 durchführt. Eine Autofokusroutine kann beispielsweise durch Auswahl einer Autofokusroutine aus einer Vielzahl von Autofokusroutinen durchgeführt werden. Beispielsweise kann auf der Grundlage der Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 eine Autofokusroutine ausgewählt werden. Auf diese Weise kann eine relative Bewegung des Objektivs 140 in z-Richtung eingeschränkt werden.
  • Beispielsweise kann eine von der Vorrichtung 100 durchzuführende Autofokusroutine auf der Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 basieren. Dies kann zur Folge haben, dass eine Relativbewegung in z-Richtung des Objektivs 140 eingeschränkt werden kann. Beispielsweise kann in einem motorisierten inversen Mikroskopsystem, in dem der Objekttisch relativ zum Objektiv 140 bewegt werden kann, derzeit eine Multiwellplatte verwendet werden. Die Multiwell-Platte kann an einer Haltevorrichtung befestigt werden, die für die Aufnahme der Multiwell-Platte geeignet ist. Eine Autofokusroutine für die Bildaufnahme, z. B. Parameter der Autofokusroutine, die die Verfahrlänge in z-Richtung definieren, können dann in Abhängigkeit von der Multiwellplatte ausgewählt oder eingestellt werden. Auf diese Weise kann eine automatisierte Bildaufnahme mit geringerem Risiko eines Objektivabsturzes erreicht werden. Die Autofokusroutine kann zum Beispiel von der vordefinierten z-Position abhängen. Verschiedene Autofokus-Routinen können verschiedenen vordefinierten z-Positionen zugeordnet werden. Auf der Grundlage der vordefinierten z-Position kann eine Auswahl der Autofokusroutine getroffen werden.
  • Zur Auswahl einer geeigneten Autofokus-Routine, z. B. der bestmöglichen Autofokus-Routine, und optional zur Begrenzung einer relativen Bewegung des Objektivs 140 in z-Richtung kann der zugängliche räumliche Bereich berücksichtigt werden, um einen Objektivcrash zu vermeiden. Optional können bei der Auswahl der Autofokusroutine Parameter des Objektivs, wie z. B. ein Arbeitsabstand und/oder ein Bewegungsablauf einer Autofokusroutine, berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine Kombination aus einer relativen Bewegung des Objektivs 140 in der xy-Ebene und einer für die Fokussierung der Probe 172 benötigten Zeit verwendet werden, um eine Autofokusroutine auszuwählen, z. B. eine Autofokusroutine mit einer kurzen Zeit, die für eine Bildaufnahme der gewünschten Proben 172 des Probenhalters 170 benötigt wird.
  • Optional kann die Auswahl der Autofokusroutine von der relativen Position des Objektivs 140 abhängen, z. B. bei speziellen Probenhaltern 170 wie einer Multiwell-Platte mit hohem Rand (die wegen ihrer Handhabbarkeit mit Robotern häufig verwendet werden). Beispielsweise kann die Position des Objekttisches des Mikroskopsystems von der Steuereinheit des Mikroskopsystems bestimmt werden. Die Position des Tisches kann vom Mikroskopsystem an das Gerät 100 übermittelt werden. Anhand der Position des Tisches kann eine Position des Objektivs 140 relativ zur Struktur bestimmt werden, z. B. kann das Objektiv in eine relative Position unterhalb (inverses System) oder oberhalb (aufrechtes System) der Struktur verfahren werden. Damit kann unterschieden werden, ob das Mikroskopsystem, insbesondere das Mikroskop, einer erhöhten Objektaufprallwahrscheinlichkeit ausgesetzt sein kann.
  • Bei einem inversen Mikroskopsystem kann beispielsweise eine Position in der Nähe einer Kante der Struktur, z. B. einer äußeren Reihe oder Spalte oder einer Eckposition einer Multiwell-Platte, die Wahrscheinlichkeit eines Objektivabsturzes erhöhen. Bei einem aufrechten Mikroskopsystem kann eine Position in der Nähe eines Randes der Struktur, z. B. eines Randes einer Petrischale, die Wahrscheinlichkeit eines Objektivabsturzes erhöhen. Im Gegensatz dazu kann eine Position in der Mitte der Multiwell-Platte oder Petrischale die Wahrscheinlichkeit eines Objektivabsturzes in beiden Fällen verringern, da es keine Vorsprünge gibt (siehe z. B. die Struktur in mit einem Vorsprung an einem Rand).
  • Optional kann eine Beschränkung der relativen Bewegung des Objektivs 140 in der z-Richtung unabhängig von einem durchgeführten Autofokusverfahren auf der Grundlage der relativen Position des Objektivs 140 erfolgen. Beispielsweise kann das Objektiv 140 innerhalb einer Multiwellplatte in einer relativen z-Position an einer ersten relativen xy-Position zentriert werden, die in der Mitte zulässig ist. Es kann versucht werden, z. B. durch einen Benutzer, das Objektiv 140 in eine andere relative xy-Position zu verschieben, in der diese z-Position nicht mehr zulässig ist. Somit kann die Relativbewegung des Objektivs 140 eingeschränkt werden, insbesondere in x-Richtung und/oder y-Richtung. So kann nur eine Relativbewegung in der z-Richtung erlaubt sein, um einen Absturz des Objektivs zu verhindern. Beispielsweise kann der Benutzer die Information erhalten, dass in der aktuellen relativen xyz-Position des Objektivs 140 eine Bewegung in der xy-Ebene eingeschränkt oder verboten sein kann.
  • Beispielsweise kann eine Autofokusroutine auf der Grundlage einer Autofokuslänge ausgewählt werden. Die Autofokuslänge kann eine Länge sein, die das Objektiv 140 während der Fokussierung durchlaufen kann. So kann die Autofokusroutine so gewählt werden, dass während der Fokussierung kein Kontakt zwischen dem Objektiv 140 und einer Struktur des Mikroskopsystems möglich ist. Beispielsweise kann der zugängliche räumliche Bereich eine bestimmte Autofokuslänge zulassen, so dass die Autofokusroutine auf der Grundlage der bestimmten Autofokuslänge ausgewählt werden kann.
  • Optional oder alternativ kann eine Autofokusroutine auf der Grundlage einer Fokusmethode ausgewählt werden, z. B. adaptive Fokussteuerung, Software-Autofokus. Wenn beispielsweise der zugängliche räumliche Bereich nur eine bestimmte Fokusmethode zulässt, kann die Autofokusroutine nur aus diesen Autofokusroutinen ausgewählt werden.
  • In einem Beispiel kann das Gerät 100 ferner so konfiguriert sein, dass es die Autofokuslänge einer Autofokusroutine auf der Grundlage der Einschränkung der relativen Bewegung des Objektivs 140 einschränkt. Beispielsweise kann eine Autofokusroutine durch Einschränkung der Autofokuslänge angepasst werden, z. B. durch Verringerung eines Maximalwerts in z-Richtung. Der Maximalwert in z-Richtung kann durch den Aufbau des Mikroskopsystems definiert sein. Auf diese Weise kann durch die Anpassung der Autofokusroutine durch Begrenzung der Autofokuslänge ein Absturz des Objektivs vermieden werden.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung 100 ferner so konfiguriert sein, dass sie einen Wechsel des Objektivs 140 des Mikroskopsystems zu einem anderen Objektiv des Mikroskopsystems auslöst, wobei der zugängliche räumliche Bereich für das Objektiv 140 und das andere Objektiv unterschiedlich ist. Beispielsweise kann die Struktur des Mikroskopsystems den zugänglichen räumlichen Bereich in zwei verschiedene Bereiche unterteilen, z. B. einen mittleren Bereich und einen Randbereich. Im mittleren Bereich kann die Breite der Struktur geringer sein als im Randbereich, oder der Probenhalter begrenzt den möglichen Durchmesser des Objektivs. Daher kann der zugängliche räumliche Bereich im mittleren Bereich breiter sein als im Randbereich. Um angemessene Messergebnisse zu erzielen, kann ein Objektiv 140 mit höherer Vergrößerung und typischerweise geringerem Arbeitsabstand für die Bildaufnahme im mittleren Bereich verwendet werden. Ein Objektiv 140 mit einer vergleichbar geringeren Vergrößerung und einem typischerweise größeren Arbeitsabstand kann für die Bildaufnahme im Randbereich verwendet werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass es mit der Struktur oder Teilen des Halters zusammenstößt, da der größere Arbeitsabstand mehr Platz zwischen Objektiv und Struktur lässt. So kann die Vorrichtung 100 den Wechsel des Objektivs 140 auslösen, nachdem die Bildaufnahme im mittleren Bereich oder im Randbereich beendet ist, um die Bildaufnahme im verbleibenden Bereich mit einem anderen Objektiv zu ermöglichen. Auf diese Weise kann die Automatisierung verbessert werden, z. B. können geeignete Objektive für die Bildaufnahme in Abhängigkeit von einer Struktur des Mikroskops verwendet werden.
  • Optional kann eine Einschränkung der Bewegung mit einer Vielzahl von Objektiven verbunden sein, die derzeit im Mikroskopsystem installiert sind, z. B. in einem Objektivrevolver des Mikroskopsystems. Zum Beispiel kann eine Beschränkung für jedes Objektiv im Objektivrevolver durch das Gerät 100 ausgelöst werden. Auf diese Weise kann bei einem Wechsel des Objektivs 140, z. B. durch die Steuereinheit des Mikroskopsystems, eine weitere Auslösung der Beschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 entfallen.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung ferner so konfiguriert sein, dass sie eine Ausgabe auslöst, um einen Benutzer des Mikroskopsystems über eine Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 140 zu informieren. So kann das Mikroskopsystem beispielsweise eine Anzeigevorrichtung umfassen, mit der der Benutzer über die Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs informiert werden kann.
  • Die in den 1a und 1b gezeigte Vorrichtung 100 ist alternativ oder optional so konfiguriert, dass sie von dem Mikroskopsystem Positionsinformationen über eine relative Position eines Objektivs 140 des Mikroskopsystems empfängt. Ferner ist die Vorrichtung 100 so konfiguriert, dass sie die relativen Positionsinformationen mit einem zugänglichen räumlichen Bereich für das Objektiv 140 vergleicht. Ferner ist die Vorrichtung 100 so konfiguriert, dass sie eine Relativbewegung des Objektivs 140 auf der Grundlage des Vergleichs so steuert, dass das Objektiv 140 des Mikroskopsystems innerhalb des zugänglichen räumlichen Bereichs bleibt. Auf diese Weise kann ein Absturz des Objektivs durch die Steuerung der relativen Bewegung des Objektivs 140 vermieden werden.
  • Wie oben beschrieben kann die Positionsinformation vom Mikroskopsystem, z. B. der Steuereinheit, empfangen werden. Das Mikroskopsystem kann beispielsweise einen motorisierten Tisch umfassen, der in x-Richtung, y-Richtung und/oder z-Richtung bewegt werden kann. Eine Position des Tisches kann eine Position der Struktur des Mikroskopsystems anzeigen und somit die relative Position des Objektivs 140 in Bezug auf die Struktur, z. B. eine Probe 172, einen Probenhalter 170, eine Haltevorrichtung 168, anzeigen.
  • Darüber hinaus kann eine relative Position des Objektivs 140 verändert werden, z. B. in z-Richtung zur Fokussierung und/oder in x-Richtung und/oder y-Richtung zum Scannen und/oder zur Bilderfassung verschiedener Proben. Somit kann die relative Position des Objektivs 140 von der aktuellen Position der Struktur und/oder der aktuellen Position des Objektivs 140 abhängen.
  • Durch den Vergleich der relativen Position des Objektivs 140 mit dem zugänglichen räumlichen Bereich kann eine Bewegung des Objektivs 140 gesteuert werden, z. B. durch Übermittlung eines Steuersignals an eine Steuereinheit des Mikroskopsystems, das eine relative Bewegung des Objektivs 140 anzeigt. Wenn der zugängliche räumliche Bereich beispielsweise Raum für eine Relativbewegung des Objektivs 140 anzeigt, kann die Vorrichtung 100 eine Bewegungsrichtung des Objektivs 140 basierend auf dem Vergleich mit der Relativposition des Objektivs 140 bestimmen. Zum Beispiel kann die Relativbewegung so gesteuert werden, dass ein Mindestabstand zwischen der Struktur und dem Objektiv 140 nicht unterschritten wird.
  • In einem Beispiel können die Positionsinformationen Daten über mindestens eine relative Position des Objektivs 140 in einer Richtung parallel oder senkrecht zu einer Fokusebene des Objektivs 140 umfassen. Auf diese Weise kann die Relativbewegung des Objektivs 140 in einer bestimmten Richtung gesteuert werden, z. B. in der z-Richtung zur Einstellung einer Autofokusroutine und/oder in der xy-Ebene zur Einschränkung einer Abtastung.
  • In einem Beispiel kann die Relativbewegung des Objektivs 140 durch eine Beschränkung der Relativbewegung in mindestens einer Richtung senkrecht oder parallel zu einer Fokusebene des Objektivs 140 gesteuert werden. Auf diese Weise kann die Relativbewegung des Objektivs 140 in einer kritischen Richtung gesteuert werden.
  • Die Verwendung der Vorrichtung 100 für ein aufrechtes Mikroskopsystem in 1a oder ein inverses Mikroskopsystem in 1b ist beispielhaft. Im Allgemeinen kann die Vorrichtung 100 sowohl für ein aufrechtes als auch für ein inverses Mikroskopsystem verwendet werden.
  • Wie in 1 gezeigt, kann die jeweilige Schnittstellenschaltung 130 mit dem jeweiligen einen oder mehreren Prozessoren 110 in der Vorrichtung 100 gekoppelt sein. In Beispielen können der eine oder die mehreren Prozessoren 110 durch eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten, ein oder mehrere Verarbeitungsgeräte, ein beliebiges Mittel zur Verarbeitung, wie einen Prozessor, einen Computer oder eine programmierbare Hardwarekomponente, die mit entsprechend angepasster Software betrieben werden kann, implementiert werden. Ebenso können die beschriebenen Funktionen des einen oder der mehreren Prozessoren 110 auch in Software implementiert werden, die dann auf einer oder mehreren programmierbaren Hardwarekomponenten ausgeführt wird. Solche Hardwarekomponenten können ein Mehrzweckprozessor, ein Digitaler Signalprozessor (DSP), ein Mikrocontroller usw. sein. Der eine oder die mehreren Prozessoren 110 sind in der Lage, die Schnittstellenschaltung 130 zu steuern, so dass jede Datenübertragung, die über die Schnittstellenschaltung 130 erfolgt, und/oder jede Interaktion, an der die Schnittstellenschaltung 130 beteiligt sein kann, von dem einen oder den mehreren Prozessoren 110 gesteuert werden kann.
  • In Beispielen kann die Schnittstellenschaltung 130 jedem Mittel zur Gewinnung, zum Empfang, zur Übertragung oder zur Bereitstellung von analogen oder digitalen Signalen oder Informationen entsprechen, z. B. jedem Anschluss, Kontakt, Stift, Register, Eingangsanschluss, Ausgangsanschluss, Leiter, Spur usw., das die Bereitstellung oder Gewinnung eines Signals oder einer Information ermöglicht. Die Schnittstellenschaltung 130 kann drahtlos oder drahtgebunden sein, und sie kann so konfiguriert sein, dass sie mit weiteren internen oder externen Komponenten kommuniziert, z. B. Signale sendet oder empfängt.
  • Bei dem Gerät 100 kann es sich um einen Computer, einen Prozessor, eine Steuereinheit, ein (feld-)programmierbares Logik-Array ((F)PLA), ein (feld-)programmierbares Gate-Array ((F)PGA), eine Grafikprozessoreinheit (GPU), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine integrierte Schaltung (IC) oder ein System-on-a-Chip-System (SoC) handeln.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den nachstehend beschriebenen Beispielen genannt. Das in 1 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren unten beschriebenen Beispielen (z. B. 2 - 8) genannt werden.
  • 2 zeigt ein Beispiel für eine schematische Darstellung eines Mikroskopsystems 200. Das Mikroskopsystem 200 umfasst das in 1 beschriebene Gerät. Darüber hinaus kann das Mikroskopsystem 200 eine Reihe optionaler Komponenten umfassen, wie z. B. eine Basiseinheit 210 (die das/die Gerät(e) umfassen kann) mit einem Ständer, einem Objekttisch 266, einer Haltevorrichtung 268, einem Probenhalter, einem Objektivrevolver 235 mit mehreren Objektiven 240, 242, 244 und einem Paar Okulare 250. Im Allgemeinen können diese optionalen und nicht optionalen Komponenten mit dem Gerät 200 oder einer Steuereinheit des Mikroskopsystems 200 verbunden sein, die so konfiguriert sein kann, dass sie die jeweiligen Komponenten steuert und/oder mit ihnen interagiert.
  • Die verschiedenen Objektive 240, 242, 244 können eine unterschiedliche Vergrößerungsleistung, unterschiedliche Außenabmessungen und unterschiedliche Arbeitsabstände haben. Zum Beispiel kann das Objektiv 242 mit der höchsten Vergrößerungsleistung die größte Länge und den geringsten Arbeitsabstand haben. Daher kann das Objektiv 242 nur verwendet werden, wenn sich der Objekttisch 266 in einer bestimmten z-Position befindet, so dass das Objektiv 242 in den zugänglichen räumlichen Bereich passt. Der zugängliche räumliche Bereich kann beispielsweise durch den Abstand zwischen dem Tisch 266, dem Objektiv 242 und der Position und den äußeren Abmessungen der Haltevorrichtung 268 definiert werden. Da sich die Haltevorrichtung 268 in Richtung des Objektivs 242 erstreckt, wird der zugängliche räumliche Bereich durch die Haltevorrichtung 268 verringert. Daher kann das Objektiv 242 in der Nähe der Haltevorrichtung 268 unbrauchbar sein, zum Beispiel kann die Fokussierung der Probe durch die Haltevorrichtung 268 behindert werden. Daher kann eine Autofokusroutine beim Versuch der Fokussierung einen Objektivcrash zwischen dem Objektiv 242 und der Haltevorrichtung 268 verursachen. Um den Objektivcrash zu verhindern und die Bildaufnahme zu ermöglichen, kann die Vorrichtung des Mikroskopsystems 200 einen Wechsel des Objektivs 242 auslösen, so dass das Objektiv 244 gerade für die Bildaufnahme verwendet wird. Dies kann einen Objektivcrash verhindern, da die Fokussierung mit dem Objektiv 244 nicht durch die Haltevorrichtung 268 behindert werden kann.
  • Die relative Position des Objektivs 240, 242, 244 des Mikroskopsystems 200 ergibt sich aus der Position des Objektivrevolvers, der Position des Objekttisches, der äußeren Abmessung des aktuell verwendeten Objektivs und der äußeren Abmessung der Struktur, z. B. des Probenhalters (invers) oder der Probe und des Probenhalters (aufrecht). Somit kann die Information über die relative Position Daten umfassen, die für mindestens einen dieser Parameter kennzeichnend sind, wenn dieser Parameter von einem Benutzer und/oder dem Mikroskopsystem 200 geändert werden kann. 2 2 2 2 2 2
  • Das Mikroskopsystem 200 ist ein aufrechtes Mikroskopsystem 200. In anderen Beispielen als dem in 2 gezeigten kann das aufrechte Mikroskopsystem 200 durch ein inverses Mikroskopsystem ersetzt werden.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den oben und/oder unten beschriebenen Beispielen erwähnt. Das in 2 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren oben (z. B. 1) und/oder unten (z. B. 3 - 8) beschriebenen Beispielen genannt werden.
  • Die 3a und 3b zeigen eine schematische Darstellung eines in 1c gezeigten Mikroskopgehäuseteils 350. Die Inkubationskammer 350 kann Teil eines inversen Mikroskopsystems sein. Im Inneren des Mikroskopgehäuseteils 350 kann ein Objektivrevolver 335 zum Wechseln eines aktuell installierten Objektivs 340, 342 angeordnet sein. An dem Objektivrevolver 335 können mehrere Objektive 340, 342 angebracht sein. Wie in den 3a, 3b gezeigt, kann ein erstes Objektiv 340 eine geringere Länge haben als ein zweites Objektiv 342.
  • Das Mikroskopgehäuseteil 350 kann so gestaltet sein, dass es mehrere Objektive 340, 342 aufnehmen und die Verwendung jedes Objektivs 340, 342 ermöglichen kann. Der zugängliche räumliche Bereich 390 kann beispielsweise durch die innere Abmessung der Inkubationskammer definiert sein. Die derzeit installierte Haltevorrichtung 368 kann jedoch in das Mikroskopgehäuseteil 350 hineinragen. Somit kann ein zugänglicher Raumbereich 390 der Objektive 340, 342 durch die Haltevorrichtung 368 beeinträchtigt werden. Außerdem kann der an der Haltevorrichtung montierte Probenhalter 370 aufgrund der Abmessungen der Haltevorrichtung in das Mikroskopgehäuseteil 350 hineinragen. Daher kann der Probenhalter 370 auch den zugänglichen räumlichen Bereich 390 beeinflussen. Zum Beispiel kann eine Bewegung in z-Richtung beeinträchtigt werden.
  • Durch den Empfang der Bereichsinformationen über den zugänglichen räumlichen Bereich 390 kann die Vorrichtung eine Relativbewegung der Objektive 340, 342 einschränken, um einen Objektivcrash zu vermeiden. Die oben beschriebene Vorrichtung (z.B. in 1) kann die Bereichsinformation empfangen, die z.B. eine äußere Abmessung der Haltevorrichtung 368 (z.B. einen Typ der Haltevorrichtung 368) angibt, und kann die Relativbewegung der Objektive 340, 342 in z-Richtung beschränken. Eine Einschränkung der Relativbewegung kann ferner von der äußeren Abmessung der Objektive 340, 342 abhängen. Wie in 3b gezeigt, kann es für das zweite Objektiv 342 bei gleicher Position von Objektivrevolver 355 und Haltevorrichtung 368 zu einem Objektivcrash kommen, da das zweite Objektiv 342 eine größere Länge hat als das erste Objektiv 240.
  • Dieser Objektivcrash kann vermieden werden, indem eine Relativbewegung des Objektivs 342 in x-Richtung eingeschränkt wird. Wenn sich der Objektivrevolver 355 und die Haltevorrichtung 368 bereits in einer Position befinden, in der es zu einem Objektivcrash mit dem Objektiv 342 kommen kann, z. B. wie in 3a dargestellt, kann ein Objektivwechsel untersagt werden. Beispielsweise kann ein Auslöser für einen Objektivwechsel verboten werden. Auf diese Weise kann ein Absturz des Ziels durch Änderung des Ziels vermieden werden.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den oben und/oder unten beschriebenen Beispielen erwähnt. Das in 3 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren oben (z. B. 1 - 2) und/oder unten (z. B. 4 - 8) beschriebenen Beispielen genannt werden.
  • Die zeigen Beispiele für unterschiedliche relative Positionen eines Objektivs 440 zu einem Probenhalter 470 und einer Haltevorrichtung 468. Wie in 4a zu sehen ist, kann sich das Objektiv 440 neben einer Kante der Haltevorrichtung 468 befinden. Somit kann eine Bewegung des Objektivs 440 durch die Haltevorrichtung 468 begrenzt werden. Daher kann eine Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 440 in x-Richtung und/oder in z-Richtung erforderlich sein.
  • Beispielsweise kann bei einer Autofokus-Routine oder bei einer manuellen Fokussierung durch einen Benutzer (z. B. durch Bewegen des Objekttisches oder des Objektivs 440) eine Einschränkung der Bewegung in z-Richtung erforderlich sein, um einen Kontakt zwischen dem Objektiv 440 und der Haltevorrichtung 468 zu verhindern. Abhängig von der aktuell verwendeten Haltevorrichtung 468 kann die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts im Randbereich aufgrund eines hervorstehenden Teils der Haltevorrichtung 468 im Vergleich zu einem mittleren Bereich erhöht sein. In diesem Fall kann der Weg, den das Objektiv zurücklegen kann, durch Einschränkung einer Relativbewegung des Objektivs 440 eingeschränkt werden, um einen Zusammenstoß des Objektivs 440 mit dem vorstehenden Teil der Haltevorrichtung 468 zu verhindern.
  • Eine Relativbewegung kann beispielsweise durch Einschränkung der Fokussierung mit dem Objektiv 440, Auswahl einer Autofokusroutine, Einschränkung einer Bewegung des Objektivs 440 und/oder Einschränkung einer Bewegung des Tisches eingeschränkt werden.
  • Im Allgemeinen kann die relative Position des Objektivs 440 in 4a eine kritische relative Position sein, die eine erhöhte Wahrscheinlichkeit eines Objektivcrashs anzeigt. Die Wahrscheinlichkeit eines Absturzes des Objektivs kann aufgrund des Vorsprungs der Haltevorrichtung 468 erhöht sein. Daher muss eine Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs 440 im Vergleich zu 4b restriktiver sein. Beispielsweise kann die Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs die Auswahl einer geeigneten Autofokusroutine (z. B. Einschränkung einer Relativbewegung in z-Richtung) umfassen, um einen Objektivcrash zu verhindern.
  • In befindet sich das Objektiv 440 in einer unkritischen Relativposition, z. B. in einem mittleren Bereich des Probenhalters 470. Bei dieser Relativposition ist die Wahrscheinlichkeit eines Objektivcrashs geringer. Eine geeignete Autofokusroutine kann daher eine größere Relativbewegung des Objektivs, z. B. in z-Richtung, zulassen.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den oben und/oder unten beschriebenen Beispielen erwähnt. Das in 4 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren oben (z. B. 1 - 3) und/oder unten (z. B. 5 - 8) beschriebenen Beispielen genannt werden.
  • 5 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren 500. Das Verfahren 500 umfasst den Empfang 510 von Bereichsinformationen über einen zugänglichen räumlichen Bereich für ein Objektiv des Mikroskopsystems. Ferner umfasst das Verfahren 500 das Auslösen 520 einer Beschränkung einer Relativbewegung des Objektivs auf der Grundlage der Informationen über den zugänglichen räumlichen Bereich. Das Verfahren 500 kann beispielsweise von einer Vorrichtung durchgeführt werden, die unter Bezugnahme auf 1 oder 2 beschrieben ist.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den oben und/oder unten beschriebenen Beispielen erwähnt. Das in 5 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren oben (z. B. 1 - 4) und/oder unten (z. B. 6 - 8) beschriebenen Beispielen genannt werden.
  • 6 zeigt ein weiteres Beispiel für ein Verfahren 600. Das Verfahren 600 umfasst das Empfangen von 610 Positionsinformationen über eine relative Position eines Objektivs des Mikroskopsystems vom Mikroskopsystem. Ferner umfasst das Verfahren 600 den Vergleich 620 der Positionsinformationen mit einem zugänglichen räumlichen Bereich des Objektivs und die Steuerung 630 einer Relativbewegung des Objektivs auf der Grundlage des Vergleichs, so dass das Objektiv des Mikroskopsystems innerhalb des zugänglichen räumlichen Bereichs bleibt. Das Verfahren 600 kann beispielsweise von einer Vorrichtung durchgeführt werden, die unter Bezugnahme auf 1 oder 2 beschrieben ist.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den oben und/oder unten beschriebenen Beispielen erwähnt. Das in 6 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren oben (z. B. 1 - 5) und/oder unten (z. B. 7 - 8) beschriebenen Beispielen genannt werden.
  • zeigt ein weiteres Beispiel für ein Verfahren 700 zur Auswahl einer Autofokus-Routine. Die Auswahl basiert auf einem zugänglichen räumlichen Bereich und einer relativen Position des Objektivs. Das Verfahren 700 umfasst die Bestimmung 710 einer Information über einen zugänglichen räumlichen Bereich. Die Information kann von einer Steuereinheit des Mikroskopsystems ermittelt und/oder aus einer Speichereinrichtung des Mikroskopsystems ausgelesen werden. Der zugängliche räumliche Bereich kann beispielsweise durch einen Parameter (z.B. eine äußere Abmessung wie eine Topographie) eines Probenhalters, einer Probe, einer Haltevorrichtung und/oder eines Objektivs definiert sein.
  • Ferner umfasst das Verfahren 700 die Bestimmung von 720 Positionsinformationen über eine relative Position des Objektivs im Verhältnis zu einer Struktur des Mikroskops. Die Positionsinformation kann von der Steuereinheit des Mikroskopsystems ermittelt werden, z.B. durch Auslesen eines mit dem Tisch oder dem Objektiv gekoppelten Sensors. Die Positionsinformation kann beispielsweise Daten über eine Position der Struktur und/oder des Objektivs umfassen. Anhand der Positionsinformationen kann die Steuereinheit die relative Position des Objektivs relativ zur Struktur bestimmen.
  • Das Verfahren 700 umfasst ferner die Bestimmung (730) einer Autofokus-Routine auf der Grundlage des zugänglichen räumlichen Bereichs und der relativen Position des Objektivs. Das Bestimmen kann zum Beispiel das Auswählen einer Autofokusroutine aus einer Vielzahl von Autofokusroutinen umfassen. Durch die Bestimmung der Autofokusroutine kann eine Relativbewegung des Objektivs in z-Richtung eingeschränkt werden. Zusätzlich kann eine Relativbewegung des Objektivs in der z-Richtung durch Einstellen der Autofokusroutine weiter eingeschränkt werden.
  • Ferner kann das Verfahren 700 die Steuerung der Relativbewegung des Objektivs mit Hilfe der ermittelten Autofokusroutine umfassen (740). Auf diese Weise kann ein Absturz des Objektivs vermieden werden.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den oben und/oder unten beschriebenen Beispielen erwähnt. Das in 7 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren oben (z. B. 1 - 6) und/oder unten (z. B. 8) beschriebenen Beispielen genannt werden.
  • Einige Ausführungsformen beziehen sich auf ein Mikroskop, das eine Vorrichtung umfasst, wie sie in Verbindung mit einer oder mehreren der 1 bis 7 beschrieben ist. Alternativ kann ein Mikroskop Teil einer Vorrichtung sein, wie sie in Verbindung mit einer oder mehreren der 1 bis 7 beschrieben ist, oder mit dieser verbunden sein. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines solchen Systems 800, das so konfiguriert ist, dass es ein hierin beschriebenes Verfahren durchführt, z. B. unter Bezugnahme auf die 5 bis 7. Das System 800 umfasst ein Mikroskop 810 und eine Steuereinheit (z.B. ein Computersystem) 820. Das Mikroskop kann die oben beschriebene Vorrichtung umfassen, z. B. mit Bezug auf 1 oder 2. Das Mikroskop 810 ist so konfiguriert, dass es Bilder aufnimmt und mit dem Computersystem 820 verbunden ist. Das Computersystem 820 ist so konfiguriert, dass es zumindest einen Teil eines hier beschriebenen Verfahrens ausführt. Das Computersystem 820 kann so konfiguriert sein, dass es einen maschinellen Lernalgorithmus ausführt. Das Computersystem 820 und das Mikroskop 810 können getrennte Einheiten sein, können aber auch in ein gemeinsames Gehäuse integriert sein. Das Computersystem 820 kann Teil eines zentralen Verarbeitungssystems des Mikroskops 810 sein und/oder das Computersystem 820 kann Teil einer Unterkomponente des Mikroskops 810 sein, wie z. B. ein Sensor, ein Aktor, eine Kamera oder eine Beleuchtungseinheit usw. des Mikroskops 810.
  • Bei der Steuereinheit 820 kann es sich um ein lokales Computersystem oder ein Computergerät (z. B. Personalcomputer, Laptop, Tablet-Computer oder Mobiltelefon) mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichergeräten handeln oder um ein verteiltes Computersystem (z. B. ein Cloud-Computersystem mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichergeräten, die an verschiedenen Orten verteilt sind, z. B. an einem lokalen Client und/oder einer oder mehreren entfernten Serverfarmen und/oder Datenzentren). Das Computersystem 820 kann jede beliebige Schaltung oder Kombination von Schaltungen umfassen. In einer Ausführungsform kann das Computersystem 820 einen oder mehrere Prozessoren enthalten, die von beliebigem Typ sein können. Wie hierin verwendet, kann Prozessor jede Art von Rechenschaltung bedeuten, wie z.B., aber nicht beschränkt auf einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen CISC-Mikroprozessor (Complex Instruction Set Computing), einen RISC-Mikroprozessor (Reduced Instruction Set Computing), einen VLIW-Mikroprozessor (Very Long Instruction Word), einen Grafikprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mehrkernprozessor, ein FPGA (Field Programmable Gate Array), z.B. eines Mikroskops oder einer Mikroskopkomponente (z.B., Kamera) oder jede andere Art von Prozessor oder Verarbeitungsschaltung. Andere Arten von Schaltkreisen, die im Computersystem 820 enthalten sein können, können ein kundenspezifischer Schaltkreis, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) oder ähnliches sein, wie z. B. ein oder mehrere Schaltkreise (z. B. ein Kommunikationsschaltkreis) zur Verwendung in drahtlosen Geräten wie Mobiltelefonen, Tablet-Computern, Laptop-Computern, Zwei-Wege-Funkgeräten und ähnlichen elektronischen Systemen. Das Computersystem 820 kann eine oder mehrere Speichervorrichtungen enthalten, die ein oder mehrere für die jeweilige Anwendung geeignete Speicherelemente umfassen können, wie z. B. einen Hauptspeicher in Form eines Direktzugriffsspeichers (RAM), eine oder mehrere Festplatten und/oder ein oder mehrere Laufwerke, die Wechselmedien wie Compact Disks (CD), Flash-Speicherkarten, digitale Videodisks (DVD) und ähnliches verarbeiten. Das Computersystem 820 kann auch ein Anzeigegerät, einen oder mehrere Lautsprecher und eine Tastatur und/oder ein Steuergerät enthalten, das eine Maus, einen Trackball, einen Touchscreen, ein Spracherkennungsgerät oder jedes andere Gerät umfassen kann, das es einem Systembenutzer ermöglicht, Informationen in das Computersystem 820 einzugeben und von diesem zu empfangen.
  • Weitere Einzelheiten und Aspekte werden im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Beispielen erwähnt. Das in 8 gezeigte Beispiel kann ein oder mehrere optionale zusätzliche Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten entsprechen, die im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren oben beschriebenen Beispielen (z. B. 1 - 7) erwähnt wurden.
  • Einige oder alle Verfahrensschritte können von einem Hardware-Gerät (oder unter Verwendung eines solchen) ausgeführt werden, wie z. B. einem Prozessor, einem Mikroprozessor, einem programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung. In einigen Ausführungsformen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte von einem solchen Gerät ausgeführt werden.
  • Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsformen der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann unter Verwendung eines nicht-übertragbaren Speichermediums wie eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Diskette, einer DVD, einer Blu-Ray, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers erfolgen, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken (oder zusammenwirken können), so dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Daher kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
  • Einige Ausführungsformen der Erfindung umfassen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem zusammenzuarbeiten, so dass eines der hier beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
  • Im Allgemeinen können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert werden, wobei der Programmcode zur Durchführung eines der Verfahren dient, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Der Programmcode kann zum Beispiel auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
  • Andere Ausführungsformen umfassen das Computerprogramm zur Durchführung eines der hier beschriebenen Verfahren, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
  • Mit anderen Worten, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines der hier beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Speichermedium (oder ein Datenträger oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zur Durchführung eines der hier beschriebenen Verfahren gespeichert ist, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind typischerweise greifbar und/oder nicht-übertragbar. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät wie hierin beschrieben, das einen Prozessor und das Speichermedium umfasst.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist daher ein Datenstrom oder eine Folge von Signalen, die das Computerprogramm zur Durchführung eines der hier beschriebenen Verfahren repräsentieren. Der Datenstrom bzw. die Signalfolge kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass er bzw. sie über eine Datenkommunikationsverbindung, z. B. über das Internet, übertragen wird.
  • Eine weitere Ausführungsform umfasst ein Verarbeitungsmittel, z. B. einen Computer oder ein programmierbares Logikgerät, das so konfiguriert oder angepasst ist, dass es eine der hier beschriebenen Methoden durchführen kann.
  • Eine weitere Ausführungsform umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zur Durchführung eines der hier beschriebenen Verfahren installiert ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das so konfiguriert ist, dass sie bzw. es ein Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren an einen Empfänger überträgt (z. B. auf elektronischem oder optischem Wege). Bei dem Empfänger kann es sich beispielsweise um einen Computer, ein mobiles Gerät, ein Speichergerät oder dergleichen handeln. Die Vorrichtung oder das System kann zum Beispiel einen Dateiserver zur Übertragung des Computerprogramms an den Empfänger umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein programmierbares Logikgerät (z. B. ein feldprogrammierbares Gate-Array) verwendet werden, um einige oder alle Funktionen der hier beschriebenen Verfahren auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann ein feldprogrammierbares Gate-Array mit einem Mikroprozessor zusammenarbeiten, um eines der hier beschriebenen Verfahren durchzuführen. Im Allgemeinen werden die Verfahren vorzugsweise von einem beliebigen Hardware-Gerät durchgeführt.
  • Die folgenden Ansprüche werden hiermit in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich allein als ein separates Beispiel stehen kann. Es sollte auch beachtet werden, dass, obwohl sich ein abhängiger Anspruch in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen bezieht, andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand eines anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hiermit ausdrücklich vorgeschlagen, es sei denn, es ist im Einzelfall angegeben, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Darüber hinaus sollten die Merkmale eines Anspruchs auch in jedem anderen unabhängigen Anspruch enthalten sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt als abhängig von diesem anderen unabhängigen Anspruch definiert ist.
  • Die in Bezug auf ein bestimmtes der vorangegangenen Beispiele beschriebenen Aspekte und Merkmale können auch mit einem oder mehreren der weiteren Beispiele kombiniert werden, um ein identisches oder ähnliches Merkmal dieses weiteren Beispiels zu ersetzen oder die Merkmale zusätzlich in das weitere Beispiel einzuführen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Geräte
    102
    Steuergerät
    104
    Verbindung
    110
    ein oder mehrere Prozessoren
    120
    ein oder mehrere Speichergeräte
    126
    optische Achse
    130
    Schnittstellenschaltungen
    135
    Objektivrevolver
    140
    Zielsetzung
    150
    Mikroskop-Gehäuseteil
    160
    Kamera
    164
    Öffnung
    166
    Etappe
    168
    Haltevorrichtung
    170
    Muster
    172
    Probenhalter
    180
    Beleuchtungsquelle
    194
    Mikroskopisches System
    198
    Mikroskop
    200
    Mikroskopsystem
    210
    Basis2
    235
    Mundstück
    240, 242, 244
    objektiv
    250
    Paar Okulare
    266
    Stufe
    268
    Haltevorrichtung
    335
    Mundstück
    340, 342
    Ziele
    350
    Mikroskop-Gehäuseteil
    366
    Bühne
    368
    Haltevorrichtung
    370
    Probenhalter
    390
    erreichbare räumliche Region
    440
    Zielsetzung
    468
    Haltevorrichtung
    470
    Probenhalter
    500
    Verfahren für ein Mikroskopsystem
    510
    Empfang von Regionsinformationen über eine zugängliche räumliche Region
    520
    eine Einschränkung der Relativbewegung des Objektivs auslösen
    600
    Verfahren für ein Mikroskopsystem
    610
    Empfang von Positionsinformationen vom Mikroskopsystem
    620
    Vergleich der Positionsdaten mit einem zugänglichen räumlichen Bereich
    630
    Kontrolle der relativen Bewegung des Objektivs
    700
    Verfahren für ein Mikroskopsystem zur Auswahl einer Autofokusroutine
    710
    Bestimmung einer Information über einen zugänglichen räumlichen Bereich
    720
    Bestimmung von Positionsinformationen über eine relative Position des Ziels
    730
    Bestimmung einer Autofokusroutine auf der Grundlage des zugänglichen räumlichen Bereichs
    740
    Kontrolle der relativen Bewegung des Objektivs
    800
    System
    810
    Mikroskop
    820
    Computer

Claims (15)

  1. Eine Vorrichtung (100) für ein Mikroskopsystem, die einen oder mehrere Prozessoren (110) und eine oder mehrere Speichervorrichtungen (120) umfasst, wobei die Vorrichtung (100) konfiguriert ist, um: Bereichsinformationen über einen zugänglichen räumlichen Bereich für ein Objektiv (140) des Mikroskopsystems zu empfangen; und eine Beschränkung einer relativen Bewegung des Objektivs (140) auf der Grundlage der Bereichsinformationen auszulösen.
  2. Die Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (100) weiterhin so konfiguriert ist, dass sie: vom Mikroskopsystem eine relative Positionsinformation über eine relative Position des Objektivs (140) zu empfangen; die relative Position des Objektivs und des zugänglichen räumlichen Bereichs zu vergleichen; und die Einschränkung der relativen Bewegung des Objektivs (140) auf der Grundlage des Vergleichs der Bereichsinformationen und der relativen Positionsinformationen auszulösen.
  3. Die Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einschränkung der Relativbewegung eine Einschränkung in mindestens einer Richtung senkrecht oder parallel zu einer Fokusebene des Objektivs (140) ist.
  4. Die Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bereichsinformation Daten über mindestens eine Topographie einer aktuell verwendeten Haltevorrichtung, einen aktuell verwendeten Probenhalter (170), eine Topographie einer aktuell verwendeten Probe (172) oder einen Parameter des aktuell installierten Objektivs (140) des Mikroskopsystems umfasst.
  5. Die Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) weiterhin so konfiguriert ist, eine Autofokus-Routine durchzuführen, die auf der Einschränkung der relativen Bewegung des Objektivs (140) beruht.
  6. Die Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) ferner so konfiguriert ist, eine Autofokuslänge einer Autofokusroutine auf der Grundlage der Beschränkung der relativen Bewegung des Objektivs (140) zu begrenzen.
  7. Die Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) ferner so konfiguriert ist, einen Wechsel des Objektivs (140) des Mikroskopsystems zu einem anderen Objektiv des Mikroskopsystems auszulösen, wobei der zugängliche räumliche Bereich für das Objektiv und das andere Objektiv unterschiedlich ist.
  8. Die Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100) ferner so konfiguriert ist, eine Ausgabe auszulösen, um einen Benutzer des Mikroskopsystems über eine relative Bewegungseinschränkung des Objektivs (140) zu informieren.
  9. Eine Vorrichtung (200) für ein Mikroskopsystem, die einen oder mehrere Prozessoren (210) und eine oder mehrere Speichervorrichtungen (220) umfasst, wobei die Vorrichtung (200) konfiguriert ist: von dem Mikroskopsystem eine relative Positionsinformation über eine relative Position des Objektivs (240) des Mikroskopsystems zu empfangen; die relative Positionsinformation mit einem zugänglichen räumlichen Bereich für das Objektiv (240) zu vergleichen; und eine relative Bewegung des Objektivs (240) auf der Grundlage des Vergleichs so zu steuern, dass das Objektiv (240) des Mikroskopsystems innerhalb des zugänglichen räumlichen Bereichs bleibt.
  10. Die Vorrichtung (200) nach Anspruch 9, wobei die relative Positionsinformation Daten über mindestens eine der relativen Positionen des Objektivs in einer Richtung parallel oder senkrecht zu einer Fokusebene des Objektivs (240) umfasst.
  11. Die Vorrichtung (200) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Relativbewegung des Objektivs durch eine Beschränkung der Relativbewegung in mindestens einer Richtung senkrecht oder parallel zu einer Fokusebene des Objektivs (240) gesteuert wird.
  12. Ein Mikroskopsystem, bestehend aus eine Vorrichtung (100; 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
  13. Verfahren für ein Mikroskopsystem, umfassend: Empfangen von Bereichsinformationen über einen zugänglichen räumlichen Bereich für ein Objektiv des Mikroskopsystems; und Auslösen einer Beschränkung der relativen Bewegung des Objektivs auf der Grundlage der Informationen über den zugänglichen räumlichen Bereich.
  14. Verfahren für ein Mikroskopsystem, umfassend Empfangen von relativen Positionsinformationen über die relative Position eines Objektivs des Mikroskopsystems vom Mikroskopsystem; Vergleichen der relativen Positionsinformation mit einem zugänglichen räumlichen Bereich des Ziels; und Steuern einer Relativbewegung des Objektivs auf der Grundlage des Vergleichs, so dass das Objektiv des Mikroskopsystems innerhalb des zugänglichen räumlichen Bereichs bleibt.
  15. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 13 oder 14, wenn das Programm auf einem Prozessor ausgeführt wird.
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