DE10244619A1

DE10244619A1 - Optical object investigation device used as microscope for investigating biological objects has measuring arrangement with distance sensor arrangement comprising electrode assigned to optical element and further electrode

Info

Publication number: DE10244619A1
Application number: DE2002144619
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Seel; Klaus Dr. Schaller
Original assignee: Olympus Soft Imaging Solutions GmbH
Current assignee: Evident Technology Center Europe GmbH
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-08

Abstract

Optical object investigation device has a measuring arrangement with a distance sensor arrangement comprising a first electrode assigned to an optical element and a second electrode assigned to an object region and/or an electrical contact site (22) for the connection or placement of the second electrode. Optical object investigation device has a measuring arrangement with a distance sensor arrangement comprising a first electrode assigned to an optical element and a second electrode assigned to an object region and/or an electrical contact site (22) for the connection or placement of the second electrode. Adjustment of the observation beam path can be converted into an adjustment of the distance between the electrodes with respect to the distance of the optical element relative to a reference surface using a mechanical coupling. Independent claims are also included for: (1) an object support; (2) investigating an object, especially a biological object, and (3) a device for investigating an object, especially a biological object.

Description

Die Erfindung betrifft nach einem Aspekt eine optische Objektuntersuchungseinrichtung, umfassend: einen Objektbereich, in dem ein zu untersuchendes Objekt oder ein Objektträger mit wenigstens einem zu untersuchenden Objekt plazierbar ist; einen Beobachtungsstrahlengang, der vom Objektbereich zu einem Bild- oder Beobachtungsbereich führt und, hinsichtlich des Abstands wenigstens eines optischen Elements relativ zu einer Bezugsebene des Objektbereichs verstellbar ist; in der Regel wenigstens einen Beleuchtungsstrahlengang, über den der Objektbereich beleuchtbar ist; und eine dem Beobachtungsstrahlengang zugeordnete, auf einen momentanen Abstand oder/und eine Änderung des momentanen Abstands zwischen dem optischen Element einerseits und der Bezugsebene des Objektbereichs oder einer Bezugsstelle oder Bezugsebene eines Objekts oder Objektträgers im Objektbereich andererseits ansprechende Messanordnung, die wenigstens ein vom momentanen Abstand bzw. der Änderung des momentanen Abstand abhängiges elektrisches Signal bereitstellt.The invention relates to a Aspect of an optical object inspection device comprising: an object area in which an object to be examined or a slides can be placed with at least one object to be examined; an observation beam path, which leads from the object area to an image or observation area and, with regard to the distance of at least one optical element relative to one Reference plane of the object area is adjustable; usually at least an illumination beam path, over which the object area can be illuminated; and one the observation beam path assigned to a current distance or / and a change the instantaneous distance between the optical element on the one hand and the reference plane of the object area or a reference point or Reference plane of an object or slide in the object area on the other hand responsive measuring arrangement, which is at least one from the current distance or the change dependent on the current distance provides electrical signal.

Derartige, als Mikroskop mit auf Grundlage der Messanordnung arbeitender Autofokus-Anordnung ausgeführte Einrichtungen sind beispielsweise aus der US 5,925,874 , der US 5,288,978 und der zur US 5,288,987 korrespondierenden DE 41 31 737 C2 bekannt. Betreffend Autofokus-Systeme für mikroskopische Anwendungen und allgemein Untersuchungseinrichtungen für insbesondere biologische Objekte kann ferner beispielsweise auf die US 5,790,710 , die US 5,875,258 , die US 5,937,872 , die US 5,995,143 , die US 6,128,129 , die US 6,259,080 B1 , die US 5,710,662 , die US 5,886,813 und die US 6,052,223 verwiesen werden.Devices of this type, designed as a microscope with an autofocus arrangement operating on the basis of the measuring arrangement, are known, for example, from US Pat US 5,925,874 , the US 5,288,978 and the for US 5,288,987 corresponding DE 41 31 737 C2 known. Regarding autofocus systems for microscopic applications and general examination facilities for biological objects in particular, furthermore, for example, the US 5,790,710 , the US 5,875,258 , the US 5,937,872 , the US 5,995,143 , the US 6,128,129 , the US 6,259,080 B1 , the US 5,710,662 , the US 5,886,813 and the US 6,052,223 to get expelled.

Aus der US 6,130,745 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Autofokussieren auf eine in der Aufnahme (Welt) einer so genannten Mikrotiterplatte (Microplate) enthaltene Zielschicht bekannt.From the US 6,130,745 A method and a device for autofocusing on a target layer contained in the recording (world) of a so-called microtiter plate (microplate) is known.

Herkömmlich wird im Fachgebiet, so auch bei den angesprochenen Schriften des Standes der Technik, eine Autofokussierung bzw. automatische Scharfstellung auf optischem Wege verwendet, insbesondere unter Einsatz von Laserstrahlung.Traditionally, in the field, this also applies to the prior art documents mentioned, an auto focus or automatic focus on optical Paths used, especially using laser radiation.

Hintergrund der Erfindung ist unter anderem, dass die optische Objekterfassung, insbesondere Mikroskopie, zunehmend automatisiertwird, insbesondere wenn es um biologische Objekte und biologische Fragestellungen geht. Beispielsweise erfolgt im Pharmabereich zunehmend die Wirkstoffsuche auf Grundlage lebender Zellen. Ein modernes Verfahren hierfür ist z. B. das so genannte "High-Content-Screening" (HCS), bei dem viele Beobachtungsgefäße (Aufnahmen, Wells) in so genannten Mikrotiterplatten nacheinander angefahren und optisch, insbesondere mikroskopbasiert, untersucht werden, insbesondere zur Darstellung biologisch relevanter Vorgänge. Hierbei werden häufig bildgebende Fluoreszenzmethoden angewendet.Background of the invention is below other that optical object detection, especially microscopy, is becoming increasingly automated, especially when it comes to biological Objects and biological issues. For example in the pharmaceutical sector, the search for active substances based on living Cells. A modern process for this is e.g. B. the so-called "high content screening" (HCS), in which many Observation vessels (recordings, Wells) are started up one after the other in so-called microtiter plates and be examined optically, in particular microscope-based, in particular to represent biologically relevant processes. This often involves imaging Fluorescence methods applied.

Bei derartigen Untersuchungsverfahren werden häufig mikroskopische Anordnungen eingesetzt, die mit Verfahrsystemen für die Mikrotiterplatten, speziellen Beleuchtungseinrichtungen und Bildaufnahmesystemen ausgestattet sind, welche es in Kombination erlauben, die Lebensvorgänge aufzuzeichnen und, meist computerbasiert, auszuwerten. In der Regel ist eine sehr hohe Bildauflösung erforderlich, oft nahe an der optischen Auflösungsgrenze. Für die Aufnahme der Lebensvorgänge bzw. momentaner Zustände der optischen Objekte (insbesondere Zellen) ist die "richtige" Einstellung der Untersuchungseinrichtung, insbesondere Mikroskopanordnung, erforderlich, so dass die interessierende Objektebene scharf auf einen Bildsensor (ggf. CCD-Detektor) abgebildet bzw. die Mikroskopanordnung richtig fokussiert ist, im Falle einer konfokalen Mikroskopie in die interessierende Objektebene, sonst entsprechend der scharf optisch abzubildenden Objektebene.In such examination procedures become common microscopic arrangements used with special microtiter plates Illumination devices and imaging systems which, in combination, allow the processes of life to be recorded and, mostly computer-based, to evaluate. Usually is a very high image resolution required, often close to the optical resolution limit. For receiving of life processes or current states of the optical objects (especially cells) is the "correct" setting of the Examination device, in particular microscope arrangement, required so the object plane of interest is focused on an image sensor (CCD detector, if applicable) or the microscope arrangement correctly is focused, in the case of confocal microscopy into the one of interest Object level, otherwise in accordance with the sharply optically reproduced Object level.

In diesem Zusammenhang bzw. allgemein bei der automatisierten optischen Objektuntersuchung, insbesondere Mikroskopie, wäre es sehr zweckmäßig, den Abstand zwischen einem relevanten optischen Element, ggf. Objektiv, und dem jeweiligen Untersuchungsobjekt bzw. zumindest dem das Untersuchungsobjekt bzw. die Untersuchungsobjekte haltenden Objektträger zu wissen, um auf dieser Grundlage das jeweilige Untersuchungsobjekt geeignet abbilden zu können. Neben dem "absoluten Abstand" sind auch "relative" Abstände bzw. Abstandsänderungen in. diesem Zusammenhang von Interesse, und für viele Anwendungen auch ohne Kenntnis des absoluten Abstands von Bedeutung.In this context or in general at automated optical object inspection, especially microscopy, would it be very appropriate, the Distance between a relevant optical element, possibly lens, and the respective examination object or at least the examination object or to know the slides holding the objects to be examined, on this basis to be able to depict the respective examination object in a suitable manner. Next the "absolute distance" are also "relative" distances or changes in distance in this context of interest, and for many applications without Knowledge of the absolute distance of importance.

Die Fokussierung eines Mikroskops geschieht bei der manuellen Mikroskopie über den so genannten "Z-Trieb" des Mikroskops auf Grundlage des vom menschlichen Auge gesehenen Bildes und der Bildverarbeitung durch das für solche Prozesse sehr gut geeignete menschliche Gehirn. Erfolgt eine derartige Scharfstellung oder Fokussierung einer optischen Einrichtung, insbesondere eines Mikroskops, automatisiert, so spricht man von einer "Autofokussierung". Die Autofokussierung ist technisch häufig sehr anspruchsvoll und insbesondere dann problematisch, wenn für die Autofokussierung nur wenig Zeit zur Verfügung steht. Herkömmliche Ansätze stoßen insbesondere dann an Grenzen, wenn sehr viele Proben in möglichst kurzer Zeit untersucht werden sollen. Geschwindigkeitsbegrenzend sind einerseits Autofokus-Verfahren, die alleine auf optischer Bildverarbeitung beruhen. Andererseits ist geschwindigkeitsbegrenzend, dass bei den herkömmlichen Ansätzen zur Autofokussierung bzw. automatischen Scharfstellung auf optischem Wege in der Regel nach dem Anfahren eines weiteren Wells der jeweiligen Mikrotiterplatte wieder eine vollständige Autofokussierungssequenz durchlaufen werden muss, jedenfalls dann, wenn – wie das die Regel ist – die Mikrotiterplatte eine den interessierenden mikroskopischen Maßstab deutlich übersteigende geometrische Unregelmäßigkeit, etwa einen entsprechend gewellten oder entsprechende Dickenschwankungen aufweisenden Plattenboden aufweist. Hinzu kommt, dass herkömmliche Autofokussierungsverfahren auf Grundlage eines in Richtung zum Objektbereich gerichteten Laserstrahls auf einer Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs beruhen und dementsprechend also beispielsweise der normale "Z-Trieb" des Mikroskops im Zuge der Autofokussierungssequenz betätigt wird. Derartige Verstellungen des Beobachtungsstrahlengangs sind allein schon aufgrund der zu bewegenden Massen relativ langsam.In manual microscopy, a microscope is focused using the so-called "Z-drive" of the microscope on the basis of the image seen by the human eye and the image processing by the human brain, which is very well suited for such processes. If such focusing or focusing of an optical device, in particular a microscope, is automated, one speaks of an "auto-focusing". The autofocusing is technically very demanding and especially problematic when there is little time available for autofocusing. Conventional approaches come up against their limits particularly when a large number of samples are to be examined in the shortest possible time. On the one hand, speed limiting is based on autofocus methods, which are based solely on optical image processing. On the other hand, it is speed-limiting that, in the conventional approaches to autofocusing or automatic focusing by optical means, a complete autofocusing sequence generally has to be run through again after approaching a further well of the respective microtiter plate, at least when - as is the rule - the Wed. has a geometrical irregularity which clearly exceeds the microscopic scale of interest, for example a plate base which is correspondingly corrugated or has corresponding thickness fluctuations. In addition, conventional autofocusing methods based on a laser beam directed in the direction of the object area are based on an adjustment of the observation beam path and accordingly, for example, the normal "Z drive" of the microscope is actuated in the course of the autofocusing sequence. Such adjustments of the observation beam path are relatively slow, if only because of the masses to be moved.

Eine Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, eine technische Grundlage für eine schnellere gezielte Scharfstellung bzw. Fokussierung des Beobachtungsstrahlengangs in Bezug auf ein interessierendes Objekt zu schaffen, insbesondere (aber nicht ausschließlich) im Zusammenhang mit der Beobachtung bzw. Untersuchung mehrerer Objekte auf einem gemeinsamen Objektträger (ggf. Mikrotiterplatte). Insbesondere soll die Grundlage für eine schnellere Autofokussierung bzw. automatische Scharfstellung des Beobachtungsstrahlengangs in Bezug auf ein interessierendes Objekt geschaffen werden. Zur Lösung wenigstens einer dieser Aufgaben wird in Bezug auf die eingangs angesprochene Objektuntersuchungseinrichtung vorgeschlagen, dass die Messanordnung eine kapazitive Abstandssensoranordnung umfasst, die wenigstens eine dem optischen Element zugeordnete erste Elektrode sowie wenigstens eine dem Objektbereich zugeordnete zweite Elektrode oder/und wenigstens eine elektrische Kontaktstelle für den Anschluss oder die Bereitstellung wenigstens einer objektseitigen oder objektträgerseitigen zweiten Elektrode aufweist, und dass eine Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs hinsichtlich des Abstands des optischen Elements relativ zu der Bezugsebene mittels einer mechanischen Zwangsbewegungsverkoppelung in eine Verstellung des Abstands zwischen wenigstens einer ersten Elektrode und wenigstens einer zweiten Elektrode umsetzbar ist.In contrast, an object of the invention is a technical basis for a faster targeted focusing or focusing of the observation beam path in relation to an object of interest, in particular (but not exclusively) in connection with the observation or examination of several objects on a common slide (microplate if necessary). In particular, the basis for faster autofocusing is said to be or automatic focusing of the observation beam path in Reference to an object of interest. At least to the solution one of these tasks is related to the one mentioned at the beginning Object inspection device proposed that the measurement arrangement comprises a capacitive distance sensor arrangement, which at least a first electrode assigned to the optical element and at least one a second electrode assigned to the object area or / and at least an electrical contact point for the connection or the provision of at least one object-side or slide side second electrode, and that an adjustment of the observation beam path in terms of the distance of the optical element relative to that Reference plane by means of a mechanical positive motion coupling in an adjustment of the distance between at least a first electrode and at least one second electrode can be implemented.

Nach dem die kapazitive Abstandssensoranordnung als Teil der Messanordnung angebenden Erfindungsvorschlag kann stets der momentane Abbildungszustand, ggf. Scharfsteil- oder Autofokussierungszustand, des Beobachtungsstrahlengangs oder zumindest eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs elektrisch, nämlich auf kapazitivem Wege, erfasst werden, nämlich zumindest insoweit, wie dieser Abbildungszustand durch den Abstand des optischen Elements relativ zur Bezugsebene bzw. der Änderung des Abstands des optischen Elements relativ zur Bezugsebene beeinflusst wird. Die Erfassung dieses Abbildungszustands kann völlig ohne die Anwendung optischer, ggf. eine Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs einschließender Messverfahren und völlig ohne Anwendung von Bildverarbeitungsverfahren in Bezug auf im Bild- oder Beobachtungsbereich aufgenommene Bilder durchgeführt werden, so dass die Erfassung des momentanen Abbildungszustands bzw. einer erfolgten bzw. erfolgenden Änderung des Abbildungszustands sehr schnell erfolgen kann, ggf. sogar instantan oder zumindest quasi-instantan.According to the capacitive distance sensor arrangement As part of the measurement arrangement, the inventive proposal can always the current state of the image, possibly the state of focus or autofocus, of the observation beam path or at least one change the current imaging state of the observation beam path electrically, namely by capacitive means, namely at least to the extent that this imaging state by the distance of the optical element relative to the reference plane or the change in the distance of the optical Element is influenced relative to the reference plane. Capturing this Mapping state can be completely without the use of optical, possibly an adjustment of the observation beam path enclosing Measurement method and totally without the use of image processing methods with regard to or images taken in the observation area, so that the detection of the current imaging state or a made or occurring change of the imaging state can take place very quickly, possibly even instantaneously or at least quasi-instantaneous.

Das Ergebnis der Erfassung des Abbildungszustands bzw. der Abbildungszustandsänderung kann den momentanen Abstand zwischen einem relevanten optischen Element, ggf. Objektiv, einerseits und einer Referenzebene oder Referenzstelle des Objektsbereichs, insbesondere einer Referenzebene oder Referenzstelle eines jeweiligen Untersuchungsobjekts oder Objektträgers, andererseits oder/und eine Änderung eines derartigen Abstands repräsentieren. Die ermittelte Größe kann ein analoges elektrisches Signal oder ein digitaler Datenwert sein und eineindeutig dem Abstand bzw. der Abstandsänderung entsprechen.The result of capturing the imaging state or the imaging state change can the current distance between a relevant optical element, if necessary objective, on the one hand and a reference plane or reference point the object area, in particular a reference plane or reference point of a respective examination object or slide, on the other hand or / and a change of such a distance. The determined size can an analog electrical signal or a digital data value and clearly correspond to the distance or the change in distance.

Sensorsysteme zur berührungslosen Abstandsmessung auf kapazitivem Wege sind an sich in vielfältigen Ausprägungen bekannt, beispielsweise im Zusammenhang mit der Bearbeitung von Werkstücken. Es wird hierzu auf die DE 40 35 403 A1 bzw. DE 40 35 403 C2 und die DE 41 19 244 A1 verwiesen. Die Funktion einer kapazitiven Abstandssensoranordnung beruht darauf, dass die Kapazität eines Kondensators vom Abstand zwischen den den Kondensator bildenden Elektroden abhängt, so dass über die Messung der Kapazität bzw. der Änderung der Kapazität des Kondensators der Abstand zwischen den Elektroden bzw. die Änderung dieses Abstands im Prinzip bestimmbar ist. Beispielsweise kann am so gebildeten Messkondensator von einer Stromquelle ein Wechselstrom mit einer konstanten Amplitude anngelegt werden. Man erhält dann am Messkondensator eine sinusförmige Messspannung, deren Amplitude direkt proportional zum Abstand zwischen den Elektroden ist. Eine andere Möglichkeit ist, eine momentane Frequenz bzw. eine Frequenzänderung eines Schwingkreises zu messen, zu dem der Messkondensator gehört. Dem Fachmann stehen die entsprechenden Mittel zur Auswertung der momentanen Kapazität des Messkondensators ohne weiteres zur Verfügung, so dass weitere Ausführungen hier nicht geboten sind. Es hat sich nun gezeigt, dass derartige Techniken und Methoden vorteilhaft auch im Zusammenhang mit der optischen Objektuntersuchung bzw. in Zuordnung zu einer optischen Objektantersuchungseinrichtung anwendbar sind.Sensor systems for contactless distance measurement by capacitive means are known in a variety of forms, for example in connection with the machining of workpieces. It will refer to the DE 40 35 403 A1 respectively. DE 40 35 403 C2 and the DE 41 19 244 A1 directed. The function of a capacitive distance sensor arrangement is based on the fact that the capacitance of a capacitor depends on the distance between the electrodes forming the capacitor, so that by measuring the capacitance or the change in the capacitance of the capacitor, the distance between the electrodes or the change in this distance in Principle can be determined. For example, an AC current with a constant amplitude can be applied to the measuring capacitor thus formed from a current source. A sinusoidal measuring voltage is then obtained at the measuring capacitor, the amplitude of which is directly proportional to the distance between the electrodes. Another possibility is to measure an instantaneous frequency or a frequency change of an oscillating circuit to which the measuring capacitor belongs. The corresponding means for evaluating the instantaneous capacitance of the measuring capacitor are readily available to the person skilled in the art, so that further explanations are not required here. It has now been shown that such techniques and methods can also advantageously be used in connection with optical object examination or in association with an optical object examination device.

Wie schon angedeutet, wird der Beobachtungsstrahlengang häufig als Mikroskopstrahlengang ausgeführt sein. Es kommt dann ggf. auf vergleichsweise kleine Abstände bzw. Abstandsänderungen an, die einer kapazitiven Erfassung aber ohne weiteres zugänglich sind.As already indicated, the observation beam path frequently designed as a microscope beam path his. Then there may be comparatively small distances or Distance changes at, which are easily accessible for capacitive detection.

Die Objektuntersuchungseinrichtung weist bevorzugt eine dem Beobachtungsstrahlengang zugeordnete Scharfsteil- oder Autofokusanordnung auf, die dafür ausgelegt ist, mittels einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten Aktuatoranordnung auf Grundlage wenigstens eines elektrischen Signals der Messanordnung den Beobachtungsstrahlengang derart einzustellen, dass eine ausgewählte Objektebene schar abgebildet wird. Es wird in diesem Zusammenhang daran gedacht, dass auf Grundlage des Messergebnisses der Messanordnung der Beobachtungsstrahlengang entsprechend eingestellt bzw. nachgeführt wird, ohne dass noch unbedingt eine eigene Scharfstelloder Autofokussequenz bezogen auf den Beobachtungsstrahlengang nach den herkömmlichen Ansätzen (oder – ebenfalls nicht ausgeschlossenen – durch den Menschen) durchgeführt werden muss. Dabei ist es nicht zwingend, dass die scharf abzubildende Objektebene der Referenzebene des Objektbereichs entspricht oder durch die Referenzstelle des Objektbereichs geht. Es wird vielmehr vorgeschlagen, dass die scharf abzubildende Objektebene bezogen auf eine durch wenigstens eine zweite Elektrode definierte Referenzebene oder Referenzstelle des Objektbereichs mit definiertem Abstand zu dieser auswählbar ist.The object examination device preferably assigns one to the observation beam path arranged focus or autofocus arrangement, which is designed to set the observation beam path by means of an actuator arrangement assigned to the observation beam path on the basis of at least one electrical signal of the measurement arrangement in such a way that a selected object plane is imaged sharply. In this context, it is thought that on the basis of the measurement result of the measurement arrangement, the observation beam path is adjusted accordingly, without necessarily having a separate focusing or autofocus sequence related to the observation beam path according to the conventional approaches (or - also not excluded - by humans ) must be carried out. It is not imperative that the object plane to be sharply represented corresponds to the reference plane of the object area or that it passes through the reference point of the object area. Rather, it is proposed that the object plane to be sharply imaged can be selected with a defined distance from it with reference to a reference plane or reference point of the object region defined by at least one second electrode.

Ein Hintergrund für diese bevorzugte Auslegung der Scharfsteil- oder Autofokusanordnung ist, dass das interessierende Objekt, etwa eine biologische Probe, häufig in einem festen oder mit gewissen Wahrscheinlichkeiten vorhersagbaren Abstand oder Abstandsbereich zu einer Referenzebene des Objektträgers angeordnet ist. Dies ist speziell beim angesprochenen High-Content-Screening auf Grundlange von Mikrotiterplatten häufig der Fall. Somit kann unter Berücksichtigung eines über die Abstandssensoranordnung für eine weitere Auswertung zugänglichen Abstands häufig das interessierende Objekt unmittelbar scharf über den Beobachtungsstrahlengang abgebildet bzw. der Beobachtungsstrahlengang entsprechend scharf eingestellt bzw. fokussiert werden, oder es ist das Objekt doch zumindest soweit, etwa durch eine Kamera oder einen Bildsensor im Bild- oder Beobachtungsbereich, erkennbar, dass mithilfe von auf einer Bildverarbeitung beruhenden Software-Methoden die letzte Unschärfe bzw. Fehl-Fokussierung mit geringem Datenverarbeitungsaufwand und geringem Zeitaufwand beseitigt werden kann.A background for this preferred interpretation the focus or autofocus arrangement is that the one of interest Object, such as a biological sample, often in a solid or with certain probabilities predictable distance or distance range is arranged to a reference plane of the slide. This is especially when it comes to high-content screening of microtiter plates often the case. Thus, taking into account one about the distance sensor arrangement for another evaluation accessible Distance often the object of interest is immediately sharp over the observation beam path mapped or the observation beam path correspondingly sharp can be adjusted or focused, or it is the object at least so far, for example by a camera or an image sensor in the Image or observation area, recognizable by using on software methods based on image processing the last blur or Misfocusing with little data processing effort and little Time can be eliminated.

Erstreckt sich die Referenzebene auf Grundlage wenigstens einer entsprechenden zweiten Elektrode seitlich über einen größeren Bereich eines Objektträgers, etwa eine Mikrotiterplatte, in dem sich mehrere Objekte bzw. Objekte aufnehmende Wells befinden, so können weitere Zeitvorteile daraus resultieren, dass bei einer seitlichen Verschiebung des Objektträgers die etwa aus geometrischen Unregelmäßigkeiten desselben resultierende Abstandsänderung . über die Abstandssensoranordnung für eine weitere Auswertung ohne weiteres zugänglich bleibt und so eine Nachführung des Beobachtungsstrahlengangs mittels der Aktuatoranordnung für eine Beibehaltung bzw. Wiedereinstellung eines entsprechenden Scharfstell- bzw. Fokussierungszustands möglich ist.The reference plane extends based on at least one corresponding second electrode sideways over a larger area a slide, such as a microtiter plate in which there are several objects or objects receiving wells, so can further time advantages result from the fact that with a lateral Slide slide the result, for example, of geometrical irregularities distance change , about the distance sensor arrangement for a further evaluation remains easily accessible and thus a tracking of the Observation beam path by means of the actuator arrangement for retention or re-setting a corresponding focus or focusing state is possible.

Die Scharfstell- oder Autofokusanordnung kann vorteilhaft eine Steuer/Regeleinheit umfassen, die dafür ausgebildet ist, auf Grundlage wenigstens eines elektrischen Signals der Messanordnung und wenigstens eines Auswahlsignals, das vorzugsweise einen Soll-Abstand der scharf abzubildenden Objektebene zur Referenzebene bzw. Referenzstelle repräsentiert, die Aktuatoranordnung des Beobachtungsstrahlengangs anzusteuern. Die Steuer-/Regeleinheit kann einen die Abstandssensoranordnung und die Aktuatoranordnung umfassenden Regelkreis aufweisen.The focus or autofocus arrangement can advantageously comprise a control unit that is designed for this is based on at least one electrical signal from the measuring arrangement and at least one selection signal, which is preferably a target distance the object plane to be sharply mapped to the reference plane or reference point represents to control the actuator arrangement of the observation beam path. The control unit can control the distance sensor arrangement and have the control circuit comprising actuator arrangement.

Besonders vielfältige Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich dann, wenn die Objektuntersuchungseinrichtung eine auf digitaler Bildverarbeitung beruhende Scharfstell- oder Autofokus-Funktionalität aufweist, die ein im Bildbereich erfasstes digitales Bild auswertet und durch Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs vermittels der/einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten Aktuatoranordnung eine aus der digitalen Bildverarbeitung ermittelte Ziel-Objektebene scharf abbildet oder den Beobachtungsstrahlengang in Richtung einer scharfen Abbildung einer uas der digitalen Bildverarbeitung ermittelten oder prognostizierten Ziel-Objektebene verstellt. Dies kann unter Berücksichtigung wenigstens eines elektrischen Signals der Messanordnung erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Verstellung durch Vorgabe eines entsprechenden Auswahlsignals. Die Scharfstell-Autofokus-Funktionalität ist vorzugsweise dafür geeignet, von einem mittels der Messanordnung erfassten Abbildungszustand des Beobachtungsstrahlengangs auszugehen und soweit als möglich auf Grundlage dieses erfassten Abbildungszustands den Beobachtungsstrahlengang unmittelbar in Bezug auf eine hieraus prognostizierte Ziel-Objektebene scharf einzustellen bzw. zu fokussieren, so dass anschließend, je nach Anwendung, ggf. nur noch eine "letzte Unschärfe" auf Grundlage einer digitalen Bildverarbeitung zu beseitigen ist. Es ergeben sich die oben erwähnten, insbesondere für automatisierte Screening-Verfahren höchstrelevanten Geschwindigkeitsvorteile.Particularly diverse application options arise when the object inspection device has a has focusing or autofocus functionality based on digital image processing, which evaluates a digital image captured in the image area and by Adjustment of the observation beam path by means of the Actuator arrangement associated with the observation beam path the target object plane determined using digital image processing depicts or the observation beam path in the direction of a sharp Illustration of a uas determined by digital image processing or predicted target object level adjusted. This can be considered at least one electrical signal of the measuring arrangement. The adjustment is preferably made by specifying a corresponding one Selection signal. The focus autofocus functionality is preferably suitable for from an imaging state detected by means of the measuring arrangement of the observation beam path and as far as possible The observation beam path on the basis of this recorded imaging state directly in relation to a target object level predicted from this to focus or focus, so that subsequently, each after application, possibly only a "last blur" based on digital image processing is to be eliminated. The above-mentioned results, in particular for automated ones Screening procedures highly relevant Speed advantages.

Ferner kann die Objektuntersuchungseinrichtung vorteilhaft eine auf digitaler Bildverarbeitung beruhende, ggf. der Scharfstell- oder Autofokus-Funktionalität übergeordnete Suchfunktionalität zum Suchen interessierender Objekte oder Objektebenen im Bildbereich aufweisen, wobei das Suchen zumindest auf einer Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs vermittels der Aktuatoranordnung, etwa durch Vorgabe eines entsprechenden Auswahlsignals bzw. Änderung des Auswahlsignals, beruht. Auch im Zusammenhang mit der Suchfunktionalität kann es vorteilhaft sein, wenigstens ein elektrisches Signal der Messanordnung zu berücksichtigen.Furthermore, the object inspection device advantageous, possibly based on digital image processing the focus or autofocus functionality Search functionality for Search for objects of interest or object levels in the image area have, the search at least on an adjustment of the Observation beam path by means of the actuator arrangement, for example by specifying a corresponding selection signal or change of the selection signal. It can also be used in connection with the search functionality be advantageous, at least one electrical signal of the measuring arrangement to consider.

Die Objektuntersuchungseinrichtung kann ein Verfahrsystem zum automatischen oder automatisierten seitlichen Verfahren eines Objektträgers im Objektbereich relativ zum Beobachtungsstrahlengang aufweisen. In der Regel wird der Beobachtungsstrahlengang stationär angeordnet sein, so dass der Objektträger seitlich verfahren wird..The object inspection facility can have a traversing system for the automatic or automated lateral movement of a specimen slide in the specimen area relative to the observation beam path. As a rule, the observation beam path will be stationary so that the slide is moved laterally.

Wie oben schon angedeutet, kann nach einem bevorzugten Weiterbildungsvorschlag der Beobachtungsstrahlengang mittels einer/der dem Beobachtungsstrahlengang zugeordnete Aktuatoranordnung auf Grundlage wenigstens eines Signals der Messanordnung automatisch nachstellbar sein, um eine momentane relative Abbildungseinstellung des Beobachtungsstrahlengangs, die eine relativ zu einer/der Referenzebene oder Referenzstelle des Objektbereichs, die durch wenigstens eine zweite Elektrode definiert ist, definierte Objektebene scharf abbildet, während des seitlichen Verfahrens des Objektträgers aufrecht zu erhalten oder nach einem seitlichen Verfahren wieder einzustellen. Es braucht dann der Beobachtungsstrahlengang nach dem Anfahren des nächsten Beobachtungsgefäßes (ggf. Mikrotiterplattenaufnahme bzw. Well) nicht oder nur noch sehr geringfügig nachgestellt werden, um optimal zu fokussieren bzw. scharf zu stellen.As already indicated above, can a preferred further development suggestion is the observation beam path by means of an actuator arrangement assigned to the observation beam path automatically based on at least one signal of the measuring arrangement be adjustable to a current relative imaging setting of the observation beam path, which is relative to a / the reference plane or reference point of the object area, which is defined by at least one second electrode is defined, defines defined object plane sharply, while to maintain the slide sideways or set again after a lateral procedure. It takes then the observation beam path after moving to the next observation vessel (possibly Microtiter plate or well) not or only very slightly adjusted in order to optimally focus or focus.

Betreffend die Elektroden der Abstandssensoranordnung wird vor allem daran gedacht, dass zwischen wenigstens einer ersten Elektrode und wenigstens einer zweiten Elektrode bzw. wenigstens einer Kontaktstelle eine definierte elektrische Messpotenialdifferenz, insbesondere eine Wechselpotentialdifferenz, anlegbar ist. Dabei können wenigstens eine erste Elektrode und wenigstens eine zweite Elektrode bzw. eine Kontaktstelle zum Anlegen der Messpotentialdifferenz jeweils auf ein definiertes Messpotential legbar sein. Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine weitere erste Elektrode oder/und wenigstens eine weitere zweite Elektrode oder wenigstens eine weitere Kontaktstelle auf ein definiertes Schirmpotential legbar ist. Durch Anlegen eines Schirmpotentials an wenigstens einer Elektrode kann die Messgenauigkeit vergrößert und können Störungen der Abstandsmessungen vermieden werden. Bei dem Schirmpotential kann es sich um ein aktives oder um ein passives Schirmpotential (beispielsweise Masse) handeln. Ein aktives Schirmpotential kann beispielsweise dadurch erhalten werden, dass das Sensorpotential über einen Verstärker mit der Verstärkungsgrad V = 1 geführt wird. Das am Ausgang des Verstärkers erscheinende Potential kann dann als aktives Schirmpotential wenigstens einer Elektrode zugeführt werden, die zu Schirmzwecken verwendet werden soll. Zwischen wenigstens einer auf dem entsprechenden Sensorpotential liegenden Elektrode und dem Schirmpotential tritt dann keine Potentialdifferenz auf, die die Abstandsmessung beeinflussen könnte. Es lässt sich dann über die auf Messpotential liegenden Elektroden ein sehr genaues Messsignal erzeugen.Regarding the electrodes of the distance sensor arrangement It is primarily thought that between at least a first Electrode and at least one second electrode or at least a defined electrical potential difference at a contact point, in particular an alternating potential difference can be applied. there can at least one first electrode and at least one second electrode or a contact point for applying the measurement potential difference in each case can be placed on a defined measurement potential. Continuing education proposed that at least one further first electrode and / or at least one further second electrode or at least one further Contact point can be placed on a defined shield potential. By Applying a shield potential to at least one electrode can the measurement accuracy increases and can disturb the Distance measurements can be avoided. With the screen potential can it is an active or a passive screen potential (for example Mass) act. An active screen potential can, for example can be obtained in that the sensor potential over a Amplifier with the gain level V = 1 led becomes. That at the output of the amplifier appearing potential can then at least as an active screen potential fed to an electrode be used for shielding purposes. Between at least one on the corresponding sensor potential electrode and the Screen potential then no potential difference occurs that the Distance measurement could affect. It leaves then about the a very accurate measurement signal at electrodes at the measurement potential produce.

Der Objektuntersuchungseinrichtung kann wenigstens ein Objektträger für wenigstens ein Objekt, vorzugsweise mehrere Objekte, zugeordnet sein. Vörzugsweise sind mehrere Objektträger vorgesehen. Bei dem Objektträger kann es sich vorteilhaft um eine so genannte Mikrotiterplatte handeln. Es wird vorgeschlagen, dass der Objektträger an wenigstens einer Oberfläche oder Grenzfläche zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist, die an der Kontaktstelle angeschlossen oder anschließbar ist, um als zweite Elektrode zu dienen. Die Schicht kann für zumindest ausgewählte Lichtwellenlänge optisch durchlässig sein oder/und in Zuordnung zu wenigstens einem Objektaufenthaltsbereich ausgespart ausgeführt sein (beispielsweise in der Art einer "Lochplatte").The property inspection facility can have at least one slide for at least one object, preferably several objects. Vörzugsweise are multiple slides intended. With the slide it can advantageously be a so-called microtiter plate. It is proposed that the slide on at least one surface or interface at least in some areas has an electrically conductive layer which is connected or connectable to the contact point to act as a second electrode to serve. The layer can for optically at least selected light wavelength permeable be and / or in association with at least one object location recessed executed be (for example in the manner of a "perforated plate").

Häufig sind Untersuchungsobjekte, insbesondere biologische Untersuchungsobjekte, in einen Flüssigkeitstropfen eingebettet, z. B. eine physiologische Kochsalzlösung. Soweit die Flüssigkeit leitfähig ist (dies ist im Falle einer physiologischen Kochsalzlösung der Fall), kann eine Messpotentialdifferenz unter Vermittlung des Flüssigkeitstropfens angelegt werden. Allgemein wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, dass die Kontaktstelle als Tauchelektrode ausgeführt ist, die in ein im Objektbereich angeordnetes Flüssigkeitsvolumen eintauchbar ist, um als zweite Elektrode zu dienen oder – vorzugsweise – zusammenwirkend mit wenigstens einer ersten Elektrode und einer Potentialdifferenz zwischen diesen Elektroden eine als zweite Elektrode dienende Potentialschicht im Flüssigkeitsvolumen zu induzieren. Durch die Leitfähigkeit des Flüssigkeitsvolumens bildet sich dann eine definierte Potentialschicht, etwa an der Oberseite einer die Flüssigkeit samt dem Objekt haltenden Objektträgerplatte.Frequently are objects to be examined, in particular biological objects to be examined, into a drop of liquid embedded, e.g. B. a physiological saline. So much for the liquid is conductive (This is the case with a physiological saline solution Case), a measurement potential difference can be mediated by the liquid drop be created. In this context, it is generally proposed that the contact point is designed as a submersible electrode, which in a in the object area arranged volume of liquid is submersible to serve as a second electrode or - preferably - cooperating with at least a first electrode and a potential difference a potential layer serving as a second electrode between these electrodes in the liquid volume too induce. Because of the conductivity of the liquid volume a defined potential layer then forms, for example on the top one the liquid including the slide plate holding the object.

Betreffend die Bereitstellung wenigstens einer ersten Elektrode wird vorgeschlagen, dass eine das wenigstens eine optische Element aufweisende Baueinheit mit wenigstens einer ersten Elektrode ausgeführt ist. Die Baueinheit kann als Objektiv, insbesondere Mikroskopobjektiv, ausgeführt sein.At least regarding the provision A first electrode suggests that the at least one an optical element unit with at least one first electrode executed is. The assembly can be used as an objective, in particular a microscope objective, accomplished his.

Eine gut praktikable Möglichkeit ist, dass ein das optische Element haltendes Gehäuse als Ganzes als erste Elektrode dient oder/und wenigstens einen als erste Elektrode dienenden Elektrodenabschnitt aufweist. Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass ein gegenüber dem Gehäuse elektrisch isolierter leitfähiger Ringabschnitt eine Frontlinse der Baueinheit umgibt und als erste Elektrode dient. Für die Bereitstellung einer vergleichsweise großflächigen und den Objektaufenthaltsbereich überdeckenden ersten Elektrode wird ferner vorgeschlagen, dass eine/die Frontlinse der Baueinheit mit einer elektrisch leitfähigen Schicht ausgeführt ist, die für zumindest ausgewählte Lichtwellenlängen optisch durchlässig ist und als erste Elektrode dient. Es resultiert eine entsprechend gute Messgenauigkeit bzw. ein entsprechend hohes Messauflösungsvermögen in Bezug auf die Erfassung des Abstands bzw. der Abstandsänderung.A well practicable option is that a housing holding the optical element as a whole as the first electrode serves and / or at least one electrode section serving as the first electrode having. Further training is proposed that a compared to the casing electrically insulated conductive Ring section surrounds a front lens of the unit and be the first Serves electrode. For the provision of a comparatively large first and covering the object stay area It is also proposed that a / the front lens of the Unit with an electrically conductive layer, the for at least selected Light wavelengths is optically transparent and serves as the first electrode. The result is a correspondingly good one Measurement accuracy or a correspondingly high measurement resolution in relation on the detection of the distance or the change in distance.

Betreffend die für eine genaue Messung förderliche Schirmung wird vorgeschlagen, dass der leitfähige Ringabschnitt oder/und die gegenüber dem Gehäuse elektrisch isolierte leitfähige Schicht auf ein definiertes Messpotential und dass das Gehäuse auf ein definiertes Schirmpotential legbar ist. Für den Fall, dass ggf. leitfähige Immersionsmedien verwendet werden sollen, wird ferner vorgeschlagen, dass wenigstens eine erste Elektrode der Baueinheit, insbesondere der leitfähige Ringabschnitt oder/und die leitfähige Schicht oder/und zumindest ein Frontabschnitt des Gehäuses, mit einer elektrischen Isolierung, ggf. Isolationsschicht, auf einer in ein dem Objektbereich zugeordnetes Immersionsmedium eintauchbaren Außenseite ausgeführt ist, die im Falle der der leitfähigen Schicht für zumindest ausgewählte Lichtwellenlängen optisch durchlässig ist. Werden nur nicht-leitfähige Immersionsmedien oder keine Immersionsmedien verwendet, ist eine derartige Isolierung nicht unbedingt erforderlich.Regarding those conducive to an accurate measurement Shielding is proposed that the conductive ring section or / and the opposite the housing electrically insulated conductive Layer on a defined measurement potential and that the housing on a defined shield potential can be laid. In the event that any conductive immersion media to be used, it is further proposed that at least a first electrode of the assembly, in particular the conductive ring section or / and the conductive Layer or / and at least one front section of the housing, with an electrical insulation, possibly insulation layer, on a immersible in an immersion medium assigned to the object area outside accomplished is that in the case of the conductive Layer for at least selected Light wavelengths optically permeable is. Will only be non-conductive Immersion media or no immersion media is used such insulation is not absolutely necessary.

Die Objektuntersuchungseinrichtung kann vorteilhaft wenigstens einen Auflicht-Beleuchtungsstrahlengang, vorzugsweise wenigstens zwei Auflicht-Beleuchtungsstrahlengänge, aufweisen, der/die gewünschtenfalls zumindest teilweise mit dem Beobachtungsstrahlengang zusammenfällt/zusammenfallen. Ferner kann die Objektuntersuchungseinrichtung wenigstens einen Durchlicht-Beleuchungsstrahlengang aufweisen.The property inspection facility can advantageously have at least one incident light illumination beam path, preferably have at least two incident light illumination beam paths, the if desired at least partially coincides with the observation beam path. Furthermore, the object inspection device can have at least one By light-Beleuchungsstrahlengang exhibit.

Betreffend die erfindungsgemäße Objektuntersuchungseinrichtung wird insbesondere daran gedacht, dass die ein den Objektbereich, den Beobachtungsstrahlengang und wenigstens einen Beleuchtungsstrahlengang aufweisendes Mikroskop umfasst. Das Mikroskop kann als Invers-Mikroskop ausgeführt sein. Dies ist insbesondere für die angesprochenen Screening-Anwendungen eine besonders günstige Bauweise. Es kommt durchaus aber auch eine Ausführung des Mikroskops als Aufrecht-Mikroskop in Betracht.Concerning the object inspection device according to the invention it is especially thought that the one the object area, the observation beam path and at least one illumination beam path comprising microscope. The microscope can be used as an inverted microscope accomplished his. This is especially for the screening applications mentioned are a particularly inexpensive construction. But there is also a version of the microscope as an upright microscope into consideration.

Das Mikroskop kann als über dem Beobachtungsstrahlengang optisch ein Bild in den Bild- oder Beobachtungsbereich abbildendes Abbildungsmikroskop ausgeführt sein. Im Falle lichtmikroskopischer Anwendungen wird durch ein derartiges Abbildungsmikroskop das jeweilige mikroskopische Objekt durch sichbares Licht vergrößert dargestellt. Im Falle einer fluoreszenzmikroskopischen Anwendung erfolgt die vergrößerte Darstellung des mikroskopischen Objekts auf Grundlage des von diesem ausgehenden Fluoreszenzlichts.The microscope can be as above that Observation beam path optically an image in the image or observation area imaging imaging microscope. In the case of light microscopic applications is the respective microscopic through such an imaging microscope Object shown enlarged by visible light. In case of a fluorescence microscopic application is the enlarged view of the microscopic object based on the one emanating from it Fluorescent light.

Bei dem Mikroskop der Objektuntersuchungseinrichtung kann es sich ferner auch um ein so genanntes konfokales Mikroskop oder/und Laserscan-Mikrosop handeln, wobei wiederum vor allem an fluoreszenzmikroskopische Anwendungen gedacht wird.At the microscope of the object inspection facility it can also be a so-called confocal microscope or / and laser scan microscope act, again mainly in fluorescence microscopic applications is thought.

Allgemein wird ferner vorgeschlagen, dass die Objektuntersuchungseinrichtung eine den Objektbereich, den Beobachtungsstrahlengang und wenigstens einen Beleuchtungsstrahlengang aufweisende, ggf. das Mikroskop umfassende Fluoreszenz-Messvorrichtung umfasst. Gerade für die Untersuchung biologischer Objekte sind Fluoreszenz-Mess- und Untersuchungsverfahren, insbesondere fluoreszenzmikroskopische Mess- und Untersuchungsverfahren, besonders geeignet.In general, it is also proposed that the object inspection device covers the object area, the observation beam path and at least one illumination beam path having fluorescence measuring device, possibly including the microscope includes. Especially for the investigation of biological objects are fluorescence measurement and Examination methods, in particular fluorescence microscopic measurement and examination methods, particularly suitable.

Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt einen Objektträger, beispielsweise eine Mikrotiterplatte. Erfindungsgemäß weist der Objektträger an wenigstens einer Oberfläche oder/und an wenigstens einer Grenzschicht zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige, einer elektrischen Kontaktierung direkt oder indirekt zugängliche Schicht auf. Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Schicht für zumindest ausgewählte Lichtwellenlängen optisch durchlässig oder/und in Zuordnung zu wenigstens einem Objektaufenthaltsbereich, ggf. Mikrotiterwell, ausgespart ausgeführt ist. Ein derartiger Objektträger kann vorteilhaft im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung verwendet werden, wobei die leitfähige Schicht als zweite Elektrode verwendbar ist.The invention relates to a another aspect a slide, for example a microtiter plate. According to the invention the slide on at least one surface or / and at least in some areas at least one boundary layer an electrically conductive, an electrical contact directly or indirectly accessible Layer on. It is also proposed that the layer be used for at least selected Light wavelengths optically permeable or / and in association with at least one object area, if necessary, microtiter well is cut out. Such a slide can advantageous in connection with an object inspection device according to the invention can be used, the conductive layer as the second electrode is usable.

Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Untersuchung wenigstens eines Objekts, insbesondere wenigstens eines biologischen Objekts, auf optischem Wege. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass ein momentaner Abbildungszustand, ggf. Scharfstelloder Fokussierungszustand, eines/des Beobachtungsstrahlengangs oder eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs auf Grundlage eines den Abbildungszustand beeinflussenden Abstands oder einer den Abbildungszustand beinflussenden Abstandsänderung auf kapazitivem Wege elektrisch erfasst wird. Das Verfahren kann vorteilhaft unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung oder/und eines erfindungsgemäßen Objektträgers ausgeführt werden. Weiterbildungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich aus den obigen Erfindungs- und Weiterbildungsvorschlägen bzw. den Erläuterungen hierzu.After another aspect concerns the invention a method for examining at least one object, in particular at least one biological object, on an optical one Ways. According to the invention, it is proposed that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of the observation beam path or a change in the current imaging state of the observation beam path based on the imaging state influencing distance or one influencing the imaging state distance change is detected electrically by capacitive means. The method can be advantageous using an object inspection device according to the invention or / and a slide according to the invention. Training opportunities for the inventive method result from the above proposed inventions and further training or the explanations For this.

Die Erfindung betrifft ferner nach einem weiteren Aspekt eine Einrichtung zur Untersuchung wenigstens eines Objekts, insbesondere wenigstens einen biologischen Objekts, auf optischem Wege. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass ein momentaner Abbildungszustand, ggf. Scharfstelloder Fokussierungszustand, eines/des Beobachtungsstrahlengangs oder eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs auf Grundlage eines den Abbildungszustand beeinflussenden Abstands oder einer den Abbildungszustand beeinflussenden Abstandsänderungen mittels einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten kapazitiven Abstandssensoranordnung auf kapazitivem Wege elektrisch erfassbar ist. Weiterbildungsmöglichkeiten für die erfndungsgemäße Einrichtung ergeben sich aus den obigen Erfindungs- und Weiterbildungsvorschlägen bzw. den Erläuterungen hierzu. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann Teil einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung sein. Vorteilhaft ist eine Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung in Kombination mit einem erfindungsgemäßen Objektträger.In another aspect, the invention further relates to a device for examining at least one object, in particular at least one biological object, optically. It is proposed according to the invention that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of an observation beam path or a change in the current imaging state of the observation beam path based on a distance influencing the imaging state or a change in distance influencing the imaging state by means of a capacitive distance sensor arrangement assigned to the observation beam path is detectable. Further training opportunities for the inventive device result from the above inven Proposals for training and further education or the explanations for this. The device according to the invention can be part of an object examination device according to the invention. It is advantageous to use the device according to the invention in combination with a slide according to the invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained below of exemplary embodiments shown in the figures.

1 zeigt schematisch einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Mikroskops mit einem Objektiv und einem diesem zugeordneten Objektträger, der ein Untersuchungsobjekt in einem Flüssigkeitstropfen trägt. 1 shows schematically a section of a microscope according to the invention with a lens and a slide associated therewith, which carries an examination object in a liquid drop.

2 zeigt eine Draufsicht auf die Objektivfrontlinse des Objektivs gemäß 1. 2 shows a plan view of the front lens of the lens according to 1 ,

3 zeigt drei vorteilhafte Beispiele für in einem erfindungsgemäßen Mikroskop oder allgemein einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung verwendbare Objektive. 3 shows three advantageous examples of lenses that can be used in a microscope according to the invention or in general in an object examination device according to the invention.

4 zeigt drei Beispiele für im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchung bzw. Objektuntersuchungseinrichtung vorteilhaft verwendbare Mikrotiterplatten. 4 shows three examples of microtiter plates which can advantageously be used in connection with an object examination or object examination device according to the invention.

5 zeigt schematisch ein Beispiel für eine in einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung vorteilhaft verwendbare kapazitive Abstandssensoranordnung samt einer zweckmäßigen Ausführungsvariante hierzu. 5 schematically shows an example of a capacitive distance sensor arrangement which can advantageously be used in an object examination device according to the invention, together with an expedient embodiment variant thereof.

6 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Objektuntersuchungseinrichtung mit einem Beobachtungsstrahlengang, zwei Auflicht-Beleuchtungsstrahlengängen, einem Durchlicht-Beleuchtungsstrahlengang und einer kapazitiven Abstandssensoranordnung samt zugehöriger Elektronik. 6 shows an example of an object examination device according to the invention with an observation beam path, two incident light illumination beam paths, a transmitted light illumination beam path and a capacitive distance sensor arrangement including associated electronics.

1 zeigt eine mikroskopische Anordnung 10 mit einem Objektiv 12, einem Objektträger 14 und einem auf dem Objektträger angeordneten Objekt 16, das – wie insbesondere bei biologischen Objekten häufig der Fall – in einem Flüssigkeitstropfen 18 (beispielsweise eine physiologische Kochsalzlösung) eingebettet ist. Gegenüber einer stationären Basis (nicht dargestellt) der Anordnung 10 ist entweder der Objektträger 14 mittels eines entsprechend verstellbaren Mikroskoptisches oder dergleichen oder das Mikroskopobjektiv 12 längs einer optischen Achse (Z-Achse) verstellbar, wie durch den gestrichelten Pfeil links in Bezug auf den Objektträger und durch den durchgezogenen Pfeil links in Bezug auf das Objektiv in der Figur symbolisiert ist, so dass der Abstand zwischen dem Objektträger 14 bzw. dem Objekt 16 einerseits und dem Objektiv 12 andererseits längs der optischen Achse verstellbar ist, wie durch den gestrichelten Doppelpfeil rechts in der Figur-symbolisiert ist. Die Verstellung erfolgt typischerweise mittels eine so genannten Z-Triebs. Die Mikroskopanordnung der 1 ist nach der so genannten Invers-Mikroskop-Bauart ausgeführt, d. h. der vom Objekt bzw. Objektbereich ausgehende Beobachtungsstrahlengang ist über das Objektiv 12 nach unten hin geführt. Die folgenden Ausführungen sind ohne weiteres aber auch auf eine mikroskopoptische Anordnung nach der Aufrecht-Mikroskop-Bauart übertragbar. 1 shows a microscopic arrangement 10 with a lens 12 , a slide 14 and an object placed on the slide 16 , which - as is often the case especially with biological objects - in a drop of liquid 18 (for example, a physiological saline solution) is embedded. Compared to a stationary base (not shown) of the arrangement 10 is either the slide 14 by means of a correspondingly adjustable microscope stage or the like or the microscope objective 12 adjustable along an optical axis (Z axis), as symbolized by the dashed arrow on the left in relation to the slide and by the solid arrow on the left in relation to the lens in the figure, so that the distance between the slide 14 or the object 16 on the one hand and the lens 12 on the other hand, is adjustable along the optical axis, as symbolized by the dashed double arrow on the right in the figure. The adjustment is typically carried out using a so-called Z drive. The microscope arrangement of the 1 is designed according to the so-called inverse microscope type, ie the observation beam path emanating from the object or object area is via the objective 12 led downwards. However, the following statements can also be readily transferred to a microscope-optical arrangement of the upright microscope type.

Um auf den Abstand zwischen dem Objekt 16 bzw. Objektträger 14 einerseits und dem Objektiv 12, insbesondere einer Frontlinse 20 des Objektivs 12 andererseits unabhängig von einem über den Beobachtungsstrahlengang gesehenen Bild rückschließen zu können, ist erfindungsgemäß eine kapazitive Abstandserfassung bzw. Abstandsauswertung hinsichtlich dem absoluten Abstand oder/und einer Änderung des absoluten Abstands vorgesehen. Hierzu ist der mikroskopoptischen Anordnung 10 eine Tauchelektrode 22 zugeordnet, die in den Flüssigkeitstropfen 18 eingetaucht ist. Ferner ist das Gehäuse des Objektivs oder – vorzugsweise – eine dezidierte Elektrodenanordnung des Objektives 12 mittels einer symbolhaft dargestellten elektrischen Leitung 24 elektrisch kontaktierbar. Zwischen der Tauchelektrode 22 und der Elektrode (ggf. Objektivgehäuse) bzw. Elektrodenanordnung des Objektives 12 wird erfindungsgemäß eine Potentialdifferenz angelegt. Durch die hier vorausgesetzte Leitfähigkeit des Flüssigkeitstropfens 18 bildet sich eine definierte Potentialschicht an der Oberseite des Objektträgers, die zusammen mit der Elektrode bzw. Elektrodenanordnung eines Objektives einen Messkondensator bildet. Die Kapazität dieses Kondensators hängt vom wirksamen Abstand zwischen den Kondensatorelektroden ab, so dass etwa über eine Frequenzänderung eines den Kondensator umfassenden Schwingkreises der momentane Elektrodenabstand oder/und eine Änderung des Elektrodenabstands und damit ein interessierender Abstand bzw. eine interessierende Abstandsänderung zwischen dem Objektiv. einerseits und dem Objektträger bzw. Objekt andererseits gemessen werden kann. Insbesondere eine Änderung des Abstands zwischen Objektiv und Oberseite des Objektträgers ist für die Praxis von großer Bedeutung und damit wichtig zu erfassen, da sich die Z-Position der Oberseite des Objektträgers und damit die Z-Position des zu untersuchenden Objekts bei einem seitlichen Verschieben des Objektträgers, beispielsweise beim Anfahren eines weiteren, auf dem gleichen Objektträger befindlichen Objekts, oft ändert. Der Objektträger kann beispielsweise als Mikrotiterplatte ausgeführt sein, die eine Vielzahl von Objekten in jeweiligen Wells enthält, die ggf. automatisch nacheinander für eine jeweilige mikroskopische, ggf. fluoreszenzmikroskopische Untersuchung anzufahren sind. Es kann dann auf Grundlage der erfassten Abstandsänderung der Mikroskopstrahlengang (Beobachtungsstrahlengang) mittels des Z-Triebs nachgestellt werden, so dass nach dem Anfahren des nächsten Objekts der Mikroskopstrahlengang von vornherein schon in erforderlichem Maße scharfgestellt ist bzw. nur noch eine "Restunschärfe" zu beseitigen ist. Bei der Beseitigung einer etwaigen "Restunschärfe" können vorteilhaft auf einer Bildverarbeitung beruhende Autofokus- bzw. Scharfstellverfahren zum Einsatz kommen.To point to the distance between the object 16 or slide 14 on the one hand and the lens 12 , especially a front lens 20 of the lens 12 On the other hand, to be able to draw conclusions independently of an image seen via the observation beam path, a capacitive distance detection or distance evaluation is provided according to the invention with regard to the absolute distance and / or a change in the absolute distance. For this is the microscope optical arrangement 10 a diving electrode 22 associated that in the liquid drop 18 is immersed. Furthermore, the housing of the objective or - preferably - a dedicated electrode arrangement of the objective 12 by means of an electrical line shown symbolically 24 electrically contactable. Between the immersion electrode 22 and the electrode (possibly lens housing) or electrode arrangement of the lens 12 a potential difference is applied according to the invention. Because of the conductivity of the liquid drop required here 18 a defined potential layer is formed on the upper side of the slide, which together with the electrode or electrode arrangement of a lens forms a measuring capacitor. The capacitance of this capacitor depends on the effective distance between the capacitor electrodes, so that the instantaneous electrode spacing and / or a change in the electrode spacing and thus a distance of interest or a distance change of interest between the objective, for example, via a frequency change in a resonant circuit comprising the capacitor. on the one hand and the slide or object on the other hand can be measured. In particular, a change in the distance between the lens and the top of the slide is of great importance in practice and is therefore important to detect, since the Z position of the top of the slide and thus the Z position of the object to be examined change when the slide is moved laterally changes often, for example when approaching another object located on the same slide. The specimen slide can be designed, for example, as a microtiter plate, which contains a large number of objects in respective wells, which, if appropriate, can be approached automatically one after the other for a respective microscopic, possibly fluorescence microscopic examination. The microscope beam path (observation beam path) can then be adjusted on the basis of the detected change in distance by means of the Z drive, so that after the next object is approached, the microscope beam path is focused from the outset to the required extent or only a "residual blur" has to be eliminated , When eliminating any "Res tunsch sharpness "can be used advantageously based on image processing auto focus or focusing.

Ergänzend ist auf die Tatsache hinzuweisen, dass im Zusammenhang mit vielen Anwendungen die jeweiligen Untersuchungsobjekte einen etwa gleichbleibenden Abstand zu einer Referenzebene, ggf. Oberseite des Objektträgers, besitzen und damit in der Regel jedenfalls innerhalb des Tiefenschärfebereichs des Objektivs liegen. Auf Grundlage der kapazitiven Zugriffsmöglichkeit auf den Abstand zwischen dem Objektiv einerseits und dem Objektträger bzw. Objekt andererseits, ggf. im Sinne einer Bereitstellung eines den Abstand repräsentierenden Signals oder digitalen Datenwerts, ist ein gezieltes Fokussieren bzw. Scharfstellen oder zumindest ein gezieltes Nach-Fokussieren bzw. Nach-Scharfstellen möglich. Durch entsprechende Kalibrierung ist sogar der absolute Abstand zwischen dem Objektiv einerseits und dem Objekt bzw. Objektträger (ggf. Objektträgeroberseite) andererseits erfassbar, entsprechend einer absoluten Messung der Kapazität.Complementing the fact to point out that in connection with many applications the respective Examination objects a roughly constant distance from one Have reference plane, possibly top of the slide, and thus in generally lie within the depth of field of the lens. Based on the capacitive accessibility to the distance between the lens on the one hand and the slide or object on the other, possibly in the sense of providing a distance representative Signal or digital data value, is a targeted focusing or focus or at least a targeted refocusing or after-focusing possible. The corresponding distance is even the absolute distance between the lens on the one hand and the object or slide (if necessary Slides top) on the other hand, detectable according to an absolute measurement of the Capacity.

2 zeigt ein Beispiel eines etwa in einer Anordnung gemäß 1 vorteilhaft einsetzbaren Mikroskopobjektivs 12. Gezeigt ist eine Aufsicht auf die Objektivfrontlinse 20. Anstelle einer Verwendung des Objektivgehäuses als Elektrode des Messkondensators ist es bevorzugt, dass das Objektivgehäuse 22 als Abschirmung auf ein Schirmpotential gelegt wird und auf der Frontlinse 20 eine transparente leitende Schicht 24 aufgebracht (beispielsweise aufgedampft oder aufgesputtert) ist, die durch eine Isolierung 26 gegenüber dem Gehäuse 22 isoliert ist. Die über eine etwa ins Gehäuse 22 eingearbeitete Leitung kontaktierbare leitende Schicht ist als Messelektrode des Messkondensators, also gewissermaßen als die eine Kondensatorplatte des Messkondensators, verwendbar, ggf. in Kombination mit der Tauchelektrode 22 bzw. der sich bildenden Potentialschicht in einer Anordnung entsprechend 1. Zur Verwendung des Gehäuses 22 als Schirmelektrode kann das Gehäuse einfach auf Massepotential gelegt sein, was häufig keiner weiteren Kontaktierung bedarf. Es ist aber auch durchaus möglich, das Gehäuse auf ein vom Massepotential verschiedenes Schirmpotential zu legen, wofür das Gehäuse entsprechend gegenüber dem Rest der Mikroskopanordnung elektrisch isoliert angeordnet sein kann und über eine entsprechende Kontaktleitung an einer geeigneten Schirmpotentialquelle angelegt werden kann. 2 shows an example of approximately in an arrangement according to 1 microscope objective that can be used advantageously 12 , A view of the front lens of the lens is shown 20 , Instead of using the lens housing as the electrode of the measuring capacitor, it is preferred that the lens housing 22 as shielding is placed on a shielding potential and on the front lens 20 a transparent conductive layer 24 applied (for example, vapor-deposited or sputtered) by insulation 26 towards the housing 22 is isolated. The one about in the housing 22 The line which can be made contactable with the conductive layer can be used as the measuring electrode of the measuring capacitor, that is to say as the one capacitor plate of the measuring capacitor, possibly in combination with the immersion electrode 22 or corresponding to the potential layer forming in an arrangement 1 , To use the case 22 as a shield electrode, the housing can simply be connected to ground potential, which often requires no further contact. However, it is also entirely possible to place the housing on a shield potential that differs from the ground potential, for which purpose the housing can be arranged in an electrically insulated manner from the rest of the microscope arrangement and can be connected to a suitable shield potential source via a corresponding contact line.

Es ist noch darauf hinzuweisen, dass bei mikroskopoptischen Untersuchungen häufig mit einem zwischen dem Objektträger 14 und dem Objektiv 12 angeordneten Immersionsmedium 28 gearbeitet wird, wie in 1 gestrichelt angedeutet. Im Falle eines nicht leitfähigen Immersionsmediums ist keine weitere Isolierung der Messelektrode des Objektives, ggf. der leitfähigen Schicht 24, erforderlich. Sollen auch leitfähige Immersionsmedium verwendet werden bzw. verwendbar sein, so kann man die Elektrode bzw. Elektroden des Objektives, beim Beispiel der 2 die leitfähige Schicht 24 und – im Falle eines aktiven Schirmpotentials – das Objektivgehäuse 22 durch eine entsprechende elektrische Isolationsschicht gegenüber dem Immersionsmedium 28 elektrisch isolieren, im Falle der leitfähigen Schicht durch eine darüber aufgebrachte (ggf. aufgedampfte oder aufgesputterte) Isolationsschicht aus einem optisch durchsichtigen Material.It should also be noted that in microscope-optical examinations often with one between the slide 14 and the lens 12 arranged immersion medium 28 is worked as in 1 indicated by dashed lines. In the case of a non-conductive immersion medium, there is no further insulation of the measuring electrode of the objective, possibly the conductive layer 24 , required. If conductive immersion medium is also to be used or can be used, then the electrode or electrodes of the objective, in the example of 2 the conductive layer 24 and - in the case of an active shield potential - the lens housing 22 by means of a corresponding electrical insulation layer with respect to the immersion medium 28 electrically isolate, in the case of the conductive layer by means of an insulation layer made of an optically transparent material which is applied thereon (possibly vapor-deposited or sputtered on).

Als auf etwa eine Frontlinse als leitfähige Elektrodenschicht aufbringbares Material kommt beispielsweise das Material Indium-Zinn-Oxid in Betracht, das etwa im Zusammenhang mit der Herstellung LCD-Displays sehr gebräuchlich ist. Als optisch durchsichtige Isolatorschichten kommen beispielsweise dielektrische Schichten in Betracht, wie sie auch als Antireflex-Schichten und dergleichen zum Einsatz kommen.As on about a front lens conductive electrode layer The material that can be applied is, for example, indium tin oxide into consideration, for example in connection with the manufacture of LCD displays very common is. For example, optically transparent insulator layers dielectric layers into consideration, such as those used as anti-reflective layers and the like are used.

3 zeigt drei vorteilhafte Beispiele für in einer erfindungsgemäßen mikroskopoptischen Anordnung, allgemein einer erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung, vorteilhaft einsetzbare Mikroskopobjektive. Das Objektiv 12a der 3a) weist eine die Frontlinse 20a umgebende Ringelektrode 30a auf, die gegenüber dem ggf. als Schirmelektrode verwendbaren Gehäuse 22a durch eine elektrische Isolierung 32a isoliert ist. In das Gehäuse 22a kann eine gegenüber dem Gehäuse isolierte Anschlussleitung eingearbeitet sein, über die die Ringelektrode elektrisch kontaktierbar und insbesondere an einer zugeordneten Elektronik anschließbar ist. Gemäß dem Beispiel der 3a) ist die Ringelektrode 30a unmittelbar als Messelektrode des Abstandsmesskondensators vorgesehen. 3 shows three advantageous examples of microscope objectives which can advantageously be used in a microscope-optical arrangement according to the invention, generally an object examination device according to the invention. The objective 12a the 3a ) one has the front lens 20a surrounding ring electrode 30a on the housing that can be used as a shielding electrode 22a through electrical insulation 32a is isolated. In the case 22a a connection line insulated from the housing can be incorporated, via which the ring electrode can be electrically contacted and in particular connected to an associated electronics. According to the example of 3a ) is the ring electrode 30a provided directly as the measuring electrode of the distance measuring capacitor.

Gemäß 3b) ist zusätzlich zu der Ringelektrode 30b noch eine optisch durchlässige transparente Schicht 24b auf der Frontlinse 20b aufgebracht. Die als Messelektrode 24b dienende Schicht 24b erstreckt sich in ihren Randbereichen über die Ringelektrode 30b und steht mit dieser in elektrischer Verbindung, so dass die Schicht 24b unter Vermittlung der Ringelektrode 30b für einen Anschluss an zugehöriger Elektronik elektrisch kontaktierbar ist.According to 3b ) is in addition to the ring electrode 30b another optically transparent layer 24b on the front lens 20b applied. The as a measuring electrode 24b serving layer 24b extends in its edge areas over the ring electrode 30b and is in electrical connection with it so that the layer 24b mediated by the ring electrode 30b is electrically contactable for connection to associated electronics.

Beim Beispiel der 3c) ist auf der leitfähigen Schicht 24c noch eine optisch durchlässige Isolationsschicht 34c aufgebracht, die neben der leitfähigen Schicht 24c auch die Ringelektrode 30c und einen hierzu benachbarten Bereich des Objektivgehäuses 22c gegenüber einem etwaigen leitfähigen Immersionsmedium elektrisch isoliert. Die Isolationsschicht 34c kann sich auch über einen größeren Bereich des Objektivgehäuses 22c erstrecken, beispielsweise den gesamten konisch zulaufenden Frontabschnitt des Objektivgehäuses, wie in 3c) gestrichelt dargestellt. Elektrisch zu isolierende Abschnitte des Objektivgehäuses können aber auch auf andere Weise, beispielsweise mittels einer Kunststoffbeschichtung, gegenüber weiteren Komponenten bzw. dem Immersionsmedium elektrisch isoliert sein.In the example of 3c ) is on the conductive layer 24c another optically transparent insulation layer 34c applied next to the conductive layer 24c also the ring electrode 30c and an adjacent region of the lens housing 22c electrically insulated from any conductive immersion medium. The insulation layer 34c can also span a larger area of the lens barrel 22c extend, for example the entire tapered front section of the lens housing, as in 3c ) shown in dashed lines. Sections of the lens housing to be electrically insulated can also be electrically insulated in another way, for example by means of a plastic coating, from other components or the immersion medium.

4 zeigt Beispiele von im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen mikroskopoptischen Anordnung, allgemein erfindungsgemäßen Objektuntersuchungseinrichtung, vorteilhaft verwendbaren Objektträgern, speziell so genannter Mikrotiterplatten 40. Die Mikrotiterplatte 40a der 4a) weist einen Glasboden 42a und eine Mehrzahl, insbesondere eine Vielzahl von Aufnahmegefäßen bzw. Wells 44a auf. Auf der Unterseite der Trägerplatte 42a ist eine elektrisch leitfähige und optisch durchlässige Elektrodenbeschichtung 46a vorgesehen, beispielsweise eine Schicht aus Indium-Zinn-Oxid. Die Elektrodenschicht ist mittels eines geeigneten Kontaktelements einer zugeordneten Objektuntersuchungseinrichtung elektrisch kontaktierbar und damit an zugeordneter Elektronik anschließbar. 4 shows examples of specimen slides which can advantageously be used in connection with a microscope-optical arrangement according to the invention, generally object examination device according to the invention, especially so-called microtiter plates 40 , The microtiter plate 40a the 4a ) has a glass shelf 42a and a plurality, in particular a plurality, of receptacles or wells 44a on. On the underside of the carrier plate 42a is an electrically conductive and optically transparent electrode coating 46a provided, for example a layer of indium tin oxide. The electrode layer can be electrically contacted by means of a suitable contact element of an assigned object examination device and can thus be connected to assigned electronics.

Anstelle einer Anordnung der Elektrodenschicht auf der Unterseite der Trägerplatte kommt auch eine Anordnung der Elektrodenschicht auf der Oberseite der Trägerplatte in Betracht. 4b) zeigt eine entsprechende Mikrotiterplatte 40b, bei der die Elektrodenschicht 46b auf der Plattenoberseite vorgesehen ist. Die Elektrodenschicht kann beispielsweise auf der Oberseite der Trägerplatte 42b aufgebracht worden sein, bevor die Wellbegrenzungsplatte 48b angebracht, beispielsweise aufgeklebt wurde. Die Elektrodenschicht ist dann besser gegen mechanische Einwirkungen, etwa Kratzer, geschützt und näher am Aufenthaltsbereich der Objekte in den Wells 44b. Ferner spielen möglicherweise auftretende Dickeschwankungen der Trägerplatte 42b in Bezug auf die relative Positionierung der Elektrodenschicht zum jeweiligen Objekt eine geringere Rolle, wenn die Elektrode auf der Plattenoberseite angeordnet ist.Instead of arranging the electrode layer on the underside of the carrier plate, an arrangement of the electrode layer on the top side of the carrier plate can also be considered. 4b ) shows a corresponding microtiter plate 40b where the electrode layer 46b is provided on the top of the plate. The electrode layer can, for example, on the top of the carrier plate 42b have been applied before the wave guide plate 48b attached, for example, was glued. The electrode layer is then better protected against mechanical influences, such as scratches, and is closer to the location of the objects in the wells 44b , Furthermore, fluctuations in the thickness of the carrier plate that may occur occur 42b in relation to the relative positioning of the electrode layer to the respective object, a smaller role if the electrode is arranged on the top of the plate.

Anstelle einer optisch durchlässigen Elektrodenschicht 46a bzw. 46b kommt auch die Verwendung einer optisch undurchlässigen Elektrodenschicht in Betracht. 4c) zeigt mit der Mikrotiterplatte 40c ein entsprechendes Beispiel. Die auf der Oberseite der Trägerplatte 42c vorgesehene Elektrodenschicht 46c ist zwar optisch nicht oder in nicht genügendem Maße durchlässig, weist dafür aber in einem mittleren Bereich des jeweiligen Wells 44c eine Aussparung 50c auf, so dass die Elektrode 46c insgesamt ähnlich einem "Lochblech" ausgestaltet ist.Instead of an optically permeable electrode layer 46a respectively. 46b the use of an optically opaque electrode layer can also be considered. 4c ) shows with the microtiter plate 40c a corresponding example. The one on the top of the backing plate 42c provided electrode layer 46c is not optically permeable or not sufficiently permeable, but it points in a central area of the respective well 44c a recess 50c on so the electrode 46c is designed overall similar to a "perforated plate".

Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Beschreibung der Erfindung bzw. Beschreibung von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen die verschiedenen Ausführungsbeispiele jeweils durch einen dem Bezugszeichen nachgestellten kleinen Buchstaben gekennzeichnet sind, wobei für einander entsprechende oder analoge Komponenten jeweils die gleiche Bezugszahl verwendet wird, so dass die Erläuterungen zu den Ausführungsbeispielen jeweils auf die anderen Ausführungsbeispiele übertragbar sind und nur Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen erläutert werden müssen.It should be noted that in the present description of the invention or description of exemplary embodiments according to the invention the different embodiments each by a small letter after the reference number are marked, whereby for corresponding or analog components are the same Reference number is used, so that the explanations of the exemplary embodiments each transferable to the other exemplary embodiments are and only differences between the embodiments need to be explained.

Mittels eines erfindungsgemäßen Objektträgers, insbesondere einer erfindungsgemäßen Mikrotiterplatte entsprechend 4 kann die Tauchelektrode gemäß 1 entfallen und eine Messpotentialdifferenz zwischen der leitfähigen Schicht des Objektträgers und wenigstens einer Elektrode des Objektives angelegt werden. Ein Vorteil des Verzichts auf die Tauchelektrode liegt darin, dass biologische Proben empfindlich auf elektrische Potentiale reagieren können. Deshalb ist es vorteilhaft, die biologischen Proben, ggf. Zellen, so weit als möglich keinem Potential auszusetzen, wie dies etwa durch die erfindungsgemäße Mikrotiterplatte gemäß 4 möglich wird.Using a slide according to the invention, in particular a microtiter plate according to the invention 4 can the immersion electrode according to 1 omitted and a measurement potential difference between the conductive layer of the slide and at least one electrode of the lens are applied. One advantage of not using the immersion electrode is that biological samples can react sensitively to electrical potentials. It is therefore advantageous not to expose the biological samples, possibly cells, as far as possible to potential, as is the case, for example, with the microtiter plate according to the invention 4 becomes possible.

Angemerkt werden sollte noch, dass es bei manchen Anwendungen bzw. manchen zu untersuchenden Objekten durchaus in Betracht kommt, das Objekt selbst bzw. Teile des Objekts als Messelektrode zu verwenden bzw. das Objekt selbst für die Objektuntersuchung mit einer Messelektrode, beispielsweise in Form einer leitfähigen, ggf. optisch durchsichtigen Schicht zu versehen. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass man auch den Mikroskoptisch oder allgemein eine Halterung für zu untersuchende Objekte bzw. für Objektträger mit einer Elektrodenanordnung ausführen kann. Je nach Anwendung mag es durchaus in Betracht kommen, den Mikroskoptisch bzw. Träger mit wenigstens einer als Messelektrode dienenden Elektrode auszuführen. So kann auf elektrokapazitivem Wege der Abstand zwischen dem Mikroskoptisch bzw. Träger bzw. einer Bezugsstelle desselben und einem relevanten optischen Element oder zumindest eine Änderung dieses Abstandes bestimmt werden. Aufgrund der verschiedenartigen Beschaffenheit von Objektträgern und Dickenschwankungen oder sonstigen gemometrischen Unregelmäßigkeiten von Objektträgern eines Typs ist es demgegenüber aber bevorzugt, bei der elektrokapazitive Bestimmung von Abständen bzw. Abstandsänderungen nicht am Mikroskoptisch oder Träger, sondern am Objektträger bzw. am Objekt selbst anzuknüpfen. In diesem Zusammenhang kann es aber durchaus vorteilhaft sein, den Mikroskoptisch bzw. Träger insgesamt als auf ein Schirmpotential gelegte bzw. legbare Elektrode bzw. mit einer auf ein Schirmpotential gelegten bzw. legbaren Elektrodenanordnung auszuführen.It should also be noted that it in some applications or some objects to be examined the object itself or parts of the object may well be considered to be used as a measuring electrode or the object itself for the object examination with a measuring electrode, for example in the form of a conductive, possibly to provide an optically transparent layer. It should also be pointed out that you can also use the microscope stage or generally a holder for examined Objects or for slides can perform with an electrode arrangement. Depending on the application it may well be considered to include the microscope stage or carrier to perform at least one electrode serving as a measuring electrode. So the distance between the microscope stage can be electrocapacitive or carrier or a reference point of the same and a relevant optical Element or at least a change this distance can be determined. Because of the different Condition of slides and fluctuations in thickness or other geometrical irregularities of slides it is of one type but preferred, for the electrocapacitive determination of distances or changes in distance not on the microscope stage or carrier, but on the slide or to link to the object itself. In In this context, however, it can be very advantageous Microscope stage or carrier overall as an electrode which can be laid or placed on a shielding potential or with an electrode arrangement that is or can be placed on a screen potential perform.

5 zeigt schematisch eine elektrische Anordnung, mit einer einem optischen Element, insbesondere einem Objektiv zugeordneten ersten Elektrode 60 (beispielsweise die Schicht 24 oder die Ringelektrode 30a oder die Schicht 24b oder die Schicht 24c) und einer dem Objektbereich zugeordneten, beispielsweise objektträgerseitigen zweiten Elektrode 62 (beispielsweise die im Zusammenhang mit 1 erwähnte Potentialschicht auf der Oberseite des Objektträgers oder die leitfähige Schicht 46a, 46b oder 46c). Ferner ist eine der Elektrode 60 zugeordnete Schirmelektrode 64 vorgesehen, die damit aufgrund einer impliziten Zuordnung ebenfalls zum optischen Element als weitere erste Elektrode ansprechbar ist. Es kann sich beispielsweise um das Gehäuse eines das optische Element aufweisenden Objektives (beispielsweise das Gehäuse 22, 22a, 22b oder 22c) handeln. 5 schematically shows an electrical arrangement with a first electrode assigned to an optical element, in particular an objective 60 (e.g. the layer 24 or the ring electrode 30a or the layer 24b or the layer 24c ) and a second electrode assigned to the specimen area, for example specimen slide side 62 (e.g. those related to 1 mentioned potential layer on the top of the slide or the conductive layer 46a . 46b or 46c ). Furthermore, one of the electrodes 60 assigned shield electrode 64 provided that due to an implicit assignment also to optical element can be addressed as a further first electrode. For example, it can be the housing of an objective having the optical element (for example the housing 22 . 22a . 22b or 22c ) act.

Der Abstand zwischen der ersten Messelektrode 60 und er zweiten Messelektrode 62 ist entsprechend der Verstellung eines Z-Triebs der zugehörigen Objektuntersuchungseinrichtung variabel, wie durch einen Doppelpfeil in 5 angedeutet. Der Doppelpfeil repräsentiert in 5 zusätzlich eine den Z-Trieb betätigende Aktuatoranordnung 65.The distance between the first measuring electrode 60 and he second measuring electrode 62 is variable according to the adjustment of a Z-drive of the associated object inspection device, as by a double arrow in 5 indicated. The double arrow represents in 5 additionally an actuator arrangement actuating the Z drive 65 ,

Gemäß dem Beispiel der 5 ist die zweite Messelektrode 62 auf Masse gelegt, ebenso wie die Schirmelektrode 64. Eine eine Versorgungsspannung empfangende Stromquelle 66, die zwischen der ersten Messelektrode 60 und Masse geschaltet ist, liefert ausgangsseitig einen Wechselstrom I_C(t) mit konstanter Amplitude I_O. Die beiden Elektroden 60 und 62 bilden einen Messkondensator, dessen Blindwiderstand X_C – ohne Berücksichtigung der Phase – als 1/ωC anzusetzen ist, wobei C die Kapazität des Kondensators ist. Für die Spannung am Messkondensator gilt dann der Ausdruck UC(t) = XC × IC(t). According to the example of 5 is the second measuring electrode 62 grounded, as is the shield electrode 64 , A current source receiving a supply voltage 66 between the first measuring electrode 60 and ground is switched, supplies an alternating current I _C (t) with a constant amplitude I _{O on the} output side. The two electrodes 60 and 62 form a measuring capacitor, whose reactance X _C - without taking phase into account - is to be taken as 1 / ωC, where C is the capacitance of the capacitor. The expression then applies to the voltage at the measuring capacitor U C (t) = X C × I C (T).

Setzt man als Kapazität des Messkondensators C = ϵ × A/dan (gilt für den idealen Plattenkondensator), so folgt mit ω = 2πf und I_C(t) = I_O × sin(ωt): UC(t) = d (IO × sin(2πft) / (ϵ × A × 2πf),wobei d der Abstand zwischen den Kondensatorplatten des Messkondensators, ϵ die Dielektrizitätskonstante, f die Frequenz, A die effektive Fläche der Kondensatorplatten und Io die konstante Amplitude des Wechselstroms I_C(t) ist. Für eine konstante Frequenz f resultiert somit die Beziehung UC(t) ∼ d × ∼ sin(2πft). Is set as the capacitance of the measuring capacitor C = ϵ × A / d on (applies to the ideal plate capacitor), it follows with ω = 2πf and I _C (t) = I _O × sin (ωt): U C (t) = d (I O × sin (2πft) / (ϵ × A × 2πf), where d is the distance between the capacitor plates of the measuring capacitor, ϵ the dielectric constant, f the frequency, A the effective area of the capacitor plates and Io the constant amplitude of the alternating current I _C (t). The relationship thus results for a constant frequency f U C (t) ∼ d × ∼ sin (2πft).

Man erhält also am Messkondensator eine sinusförmige Messspannung U_C(t), deren Amplitude direkt proportional zum Abstand d ist. Man kann deswegen ansetzen UC(t) = UO(d) × sin(2πft). A sinusoidal measuring voltage U _C (t) is thus obtained at the measuring capacitor, the amplitude of which is directly proportional to the distance d. You can start because of that U C (t) = U O (d) × sin (2πft).

Durch Vergleich der Messspannung U_Z(t) bzw. deren Amplitude U_O(d) mit wenigstens einer vorgegebenen Spannung kann, jedenfalls auf Grundlage einer entsprechenden Kalibrierung, der Abstand d ermittelt, und, wenn gewünscht, mithilfe einer Steuer/Regel-Schaltung gesteuert oder geregelt so eingestellt werden, wie er im Hinblick auf die optische Objektuntersuchung über den Beobachtungsstrahlengang der Objektuntersuchungseinrichtung gewünscht ist. Ferner kann ein momentaner, einem Soll-Abbildungszustand des Beobachtungsstrahlengangs geregelt gehalten werden, beispielsweise wenn mittels eines Mikroskoptisches oder dergleichen ein Objektträger seitlich verschoben wird.By comparing the measuring voltage U _Z (t) or its amplitude U _O (d) with at least one predetermined voltage, the distance d can be determined, at least on the basis of a corresponding calibration, and, if desired, controlled using a control circuit or can be adjusted in a controlled manner as is desired with regard to the optical object examination via the observation beam path of the object examination device. Furthermore, a current, a desired imaging state of the observation beam path can be kept regulated, for example if a slide is laterally displaced by means of a microscope table or the like.

In 5 ist der kapazititven Abstandssensoranordnung zugehörige Elektronik zusätzlich schematisch eingezeichnet. Eine Steuer/Regel-Einheit 70 vergleicht die Spannungsamplitude U_O oder – alternativ – eine momentane Frequenz ω eines den Messkondensator 60, 62 umfassenden Schwingkreises und steuert den Aktuator 65 an, um den Abbildungszustand des Beobachtungsstrahlengangs und damit den Abstand zwischen den Messelektroden 60 und 62 einzustellen.In 5 electronics associated with the capacitive distance sensor arrangement is additionally shown schematically. A control unit 70 compares the voltage amplitude U _O or, alternatively, a momentary frequency ω of the measuring capacitor 60 . 62 comprehensive resonant circuit and controls the actuator 65 to the imaging state of the observation beam path and thus the distance between the measuring electrodes 60 and 62 adjust.

Für eine definierte Einstellung des Beobachtungsstrahlengangs gegenüber einer Scharfstellung auf eine durch die Messelektrode 62 definierte Referenzebene kann der Einheit 70 eine Verstellgröße k × Z_Soll, die der Angabe eines absoluten effektiven Abstands etwa zwischen den Messelektroden oder eines damit im Zusammenhang stehenden Abstands entspricht, oder eine Stellgröße k × Z_Soll, die einer Änderung eines solchen Abstands gegenüber einer momentanen Einstellung oder gegenüber der der Scharfstellung auf die Referenzebene entsprechenden Einstellung entspricht.For a defined setting of the observation beam path compared to focusing on one through the measuring electrode 62 Defined reference level can of the unit 70 an adjustment variable k × Z _target that corresponds to the entry of an absolute effective distance as between the measurement electrodes or a therewith associated stationary distance, or a manipulated variable k × Z _target that a change of such a distance with respect to a current setting or against which the armed position corresponding setting on the reference level.

Gemäß der ersten in 5 veranschaulichten Variante ist, wie schon erwähnt, die Schirmelektrode 64 auf ein passives Schirmpotential, nämlich Masse, gelegt. 5 veranschaulicht zusätzlich eine weitere Möglichkeit, nämlich dass die bzw. wenigstens eine Schirmelektrode auf ein aktives Schirmpotential gelegt wird. Gemäß der die 5 zusätzlich veranschaulichten Variante wird die Schirmelektrode 64d auf ein Schirmpotential gelegt, das sich daraus ergibt, dass das der objektivseitigen Messelektrode zugeführte Sensorpotential über einen Verstärker 72 mit dem Verstärkungsgrad V = 1 geführt wird. Am Ausgang dieses Verstärkers erscheint das aktive Schirmpotential, das gegenüber dem Messpotential der Elektrode 60 keine Potentialdifferenz hat, so dass zwischen der Schirmelektrode 64d und der Messelektrode 60d keine Feldlinien verlaufen. Über die auf Senderpotential liegenden Messelektroden lässt sich so ein sehr genaues Messsignal erzeugen.According to the first in 5 As already mentioned, the variant illustrated is the shield electrode 64 on a passive screen potential, namely ground. 5 additionally illustrates a further possibility, namely that the or at least one shield electrode is connected to an active shield potential. According to the 5 additionally illustrated variant is the shield electrode 64d placed on a screen potential, which results from the fact that the sensor potential supplied to the objective-side measuring electrode via an amplifier 72 with the gain V = 1 is performed. The active shield potential appears at the output of this amplifier, compared to the measuring potential of the electrode 60 has no potential difference, so between the shield electrode 64d and the measuring electrode 60d no field lines run. A very precise measurement signal can thus be generated via the measurement electrodes at the transmitter potential.

Ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße optische Objektuntersuchungseinrichtung soll im Folgenden anhand von 6 erläutert werden. Gezeigt ist eine Mikroskopanordnung 160, die beispielsweise für fluoreszenzmikroskopische Anwendungen vorgesehen ist. Es wird beispielsweise an Anwendungen gedacht, wie sie in den Patentschriften DE 41 15 401 C2 und DE 42 28 366 C2 angesprochen sind.A further example of an optical object examination device according to the invention will be described below with reference to 6 are explained. A microscope arrangement is shown 160 , which is intended for example for fluorescence microscopic applications. For example, applications such as those in the patents are considered DE 41 15 401 C2 and DE 42 28 366 C2 are addressed.

Die Mikroskopanordnung 160 weist einen Beobachtungsstrahlengang 162 auf, der eine Objektebene 164 in eine Bildebene 166 abbildet. Die Abbildung erfolgt mittels einer wenigstens zwei Linsen oder Objektive 168 und 170 aufweisenden Abbildungsanordnung, wie im Stand der Technik an sich bekannt. Für Messungen bzw. Untersuchungen kann in der Objektebene 164 ein Objekt 172 bzw. ein Objektträger 173 mit wenigstens einem Objekt 172 angeordnet sein. Der Objektträger 173 kann dem Objektträger 14, 40a, 40b oder 40c entsprechen. In der Bildebene 166 kann eine Detektoranordnung, beispielsweise ein einzelner Detektor (etwa Halbleiterdetektor) oder – für zweidimensionale Auflösung – ein Detektorfeld (etwa CCD-Chip) angeordnet sein. Ein entsprechender ortsauflösender Detektor ist in 6 mit 174 bezeichnet.The microscope arrangement 160 has an observation beam path 162 on which is an object plane 164 into an image plane 166 maps. The fig It takes place by means of at least two lenses or objectives 168 and 170 having imaging arrangement, as known per se in the prior art. For measurements or examinations, you can use the object level 164 an object 172 or a slide 173 with at least one object 172 be arranged. The slide 173 can the slide 14 . 40a . 40b or 40c correspond. In the image plane 166 For example, a detector arrangement, for example a single detector (for example a semiconductor detector) or - for two-dimensional resolution - a detector field (for example a CCD chip) can be arranged. A corresponding spatially resolving detector is in 6 designated with 174.

Die Mikroskopanordnung der 6 weist zwei Auflicht-Beleuchtungsstrahlengänge 180 und 182 auf, die über einen jeweiligen Lichtleiter 184 bzw. 186 mit Beleuchtungslicht aus einer zugeordneten Beleuchtungsvorrichtung versorgt werden können.The microscope arrangement of the 6 has two incident light illumination beam paths 180 and 182 on that via a respective light guide 184 respectively. 186 can be supplied with illuminating light from an associated illuminating device.

Das aus dem jeweiligen Lichtleiter austretende Licht wird mittels einer geeigneten Abbildungsoptik (durch Linse 188 bzw. 190 repräsentiert) in den jeweiligen Beleuchtungsstrahlengang eingekoppelt und über einen jeweiligen dichroitischen Spiegel 196, 198 in den teilweise mit den Beleuchtungsstrahlengängen zusammenfallenden Beobachtungsstrahlengang 162 eingespiegelt, beispielsweise derart, dass eine so genannte "kritische Beleuchtung" erreicht wird, bei der das benötigte Gesichtsfeld gleichmäßig mit Licht aus dem jeweiligen Lichtleiter ausgeleuchtet wird. Hierzu wird das Austrittsende des jeweiligen Lichtleiters in die Objektebene 164 abgebildet. Es können auch andere Beleuchtungsarten, z. B. die so genannte Köhler'sche Beleuchtung, realisiert sein.The light emerging from the respective light guide is captured by means of suitable imaging optics (through a lens 188 or 190 represents) coupled into the respective illumination beam path and via a respective dichroic mirror 196 . 198 in the observation beam path that partially coincides with the illumination beam paths 162 reflected, for example in such a way that a so-called "critical lighting" is achieved in which the required field of view is uniformly illuminated with light from the respective light guide. For this purpose, the exit end of the respective light guide into the object plane 164 displayed. Other types of lighting, e.g. B. the so-called Köhler lighting.

Das Vorsehen der beiden bzw. von wenigstens zwei Auflicht-Beleuchtungsstrahlengängen ermöglicht, das Objekt 172 gleichzeitig mit Licht zweier verschiedener Wellenlängen zu beleuchten. Beispielsweise kann mittels des Strahlengangs 180 das benötigte Gesichtsfeld gleichmäßig in Auflicht ausgeleuchtet werden (etwa die angesprochene "kritische Beleuchtung"). Über den Strahlengang 182 kann zusätzlich Licht einer anderen Wellenlänge in die Objektebene eingestrahlt werden, beispielsweise um im Objekt so genannte "Käfigverbindungen" zu aktivieren, so dass diese im "Käfig" bereitgehaltene Stoffe freisetzen, die beispielsweise Kanäle von biologischen Zellen im Sinne eines Öffnens schalten. Derartige Käfigverbindungen können durch Einstrahlung von UV-Licht gezielt aktiviert werden. Das zur Freisetzung der wirksamen Stoffe benötigte UV-Licht kann gemäß dem hier angesprochenen Beispiel über den Strahlengang 182 in die Objektebene 164 eingestrahlt werden, wobei es durchaus sinnvoll sein kann, ebenfalls eine "kritische Beleuchtung" der Objektebene mit dem UV-Licht vorzusehen. Das über den anderen Auflicht-Strahlengang 180 eingestrahlte Beleuchtungslicht kann bei den hier angesprochenen fluoreszenzmikroskopischen Anwendungen insbesondere zur Anregung von Fluoreszenzstrahlung dienen.Providing the two or at least two incident light illumination beam paths enables the object 172 to be illuminated simultaneously with light of two different wavelengths. For example, by means of the beam path 180 the required field of view is evenly illuminated in incident light (such as the "critical lighting" mentioned). About the beam path 182 In addition, light of a different wavelength can be radiated into the object plane, for example in order to activate so-called "cage connections" in the object, so that these release substances held ready in the "cage" which, for example, switch channels of biological cells in the sense of opening. Such cage connections can be activated in a targeted manner by irradiation of UV light. The UV light required to release the active substances can be transmitted via the beam path according to the example mentioned here 182 into the object level 164 be irradiated, although it may be sensible to also provide "critical illumination" of the object level with the UV light. That over the other incident light beam path 180 Illuminated illuminating light can be used in the fluorescence microscopy applications mentioned here in particular to excite fluorescence radiation.

Zusätzlich kann die Mikroskopanordnung 160 der 6 noch einen Durchlicht-Strahlengang 100 aufweisen, der mittels eines Lichtleiters 102 mit Beleuchtungslicht aus einer Beleuchtungsvorrichtung versorgt werden kann. Die Durchlicht-Beleuchtung des Objektivs 172 kann beispielsweise derart erfolgen, dass mittels einer entsprechenden Optik 104 das Ausgangsende des Lichtleiters 102 in die Objektebene 164 abgebildet wird. Es sind auch andere im Fachgebiet bekannte Beleuchtungsarten geeignet. Der Durchlicht-Beleuchtungsstrahlengang 100 kann vorteilhaft in Kombination etwa mit dem Auflicht-Beleuchtungsstrahlengang 80 verwendet werden, um bei einer Untersuchung, insbesondere beispielsweise speziell eine Bildaufnahme, zwischen einer Beleuchtung "Auflicht-Fluoreszenz" und einem "Durchlicht-Kontrastverfahren" umschalten zu können.In addition, the microscope arrangement 160 the 6 another transmitted light beam path 100 have the means of an optical fiber 102 can be supplied with illuminating light from an illuminating device. The transmitted light illumination of the lens 172 can be done, for example, in such a way that by means of appropriate optics 104 the exit end of the light guide 102 into the object level 164 is mapped. Other types of lighting known in the art are also suitable. The transmitted light illumination beam path 100 can be advantageous in combination with, for example, the incident light illumination beam path 80 are used in order to be able to switch between an illumination "incident light fluorescence" and a "transmitted light contrast method" during an examination, in particular, for example, an image recording.

Die Mikroskopanordnung der 6 ist mit einer erfindungsgemäßen kapazitiven Abstandssensoranordnung ausgeführt, in 6 repräsentiert durch die dem optischen Element 168 zugeordnete Messelektrode 60e und eine objektseitige oder objektträgerseitige Messelektrode 62e. Wie nach dem Beispiel der 5 vorgesehen, ist die objektseitige bzw. objektträgerseitige Elektrode 62e auf Masse gelegt, während die dem optischen Element 168 (das dem Objektiv 12, 12a, 12b oder 12c entsprechen könnte) zugeordnete Elektrode 60e an einer zugeordneten Steuer-/Regel-Einheit 70e angeschlossen ist, die der Einheit 70 der 5 entsprechen kann, hier aber mit darin integrierter Wechselstromquelle 66e ausgeführt ist. Die Einheit 70e steuert mittels eines Aktuators 65e einen Z-Trieb der Mikroskopanordnung 160 an, um einen Abbildungszustand des Beobachtungsstrahlengangs 162 einzustellen. Der Abstand zwischen den beiden Elektroden 60e und 62e hängt auf Grundlage einer mechanischen Zwangsbewegungsverkopplung mit strukturellen Komponenten, auf die der Z-Trieb wirkt, eineindeutig mit der durch den Z-Trieb bestimmten momentanen Einstellung des Beobachtungsstrahlengangs zusammen. Damit kann die Steuer/Regel-Einheit 70e auf Grundlage einer kapazitiven Abstandsmessung den Beobachtungsstrahlengang gesteuert oder geregelt einstellen.The microscope arrangement of the 6 is designed with a capacitive distance sensor arrangement according to the invention, in 6 represented by the optical element 168 assigned measuring electrode 60e and an object-side or slide-side measuring electrode 62e , Like the example of the 5 the electrode on the object or slide side is provided 62e grounded while the optical element 168 (the lens 12 . 12a . 12b or 12c corresponding electrode) 60e is connected to an associated control unit 70e, that of the unit 70 the 5 can correspond, but here with an integrated AC power source 66e is executed. The unit 70e controls by means of an actuator 65e a Z-drive of the microscope arrangement 160 to an imaging state of the observation beam path 162 adjust. The distance between the two electrodes 60e and 62e is unambiguously related to the momentary adjustment of the observation beam path determined by the Z drive on the basis of a mechanical forced movement coupling with structural components on which the Z drive acts. This enables the control unit 70e set the observation beam path in a controlled or regulated manner on the basis of a capacitive distance measurement.

In 6 ist symbolhaft zusätzlich eine übergeordnete Steuereinheit 80e eingezeichnet, die Signale von weiteren Komponenten empfängt bzw. weitere Komponenten ansteuert, wie durch von der Einheit 80e ausgehende Leitungen symbolisiert. Betreffend die Steuer/Regel-Einheit 70e wird vor allem daran gedacht, dass dieser eine gewünschte Einstellung bzw. Verstellung des Beobachtungsstrahlengangs 162 vorgeben wird, beispielsweise über einen Stellwert k × Z_Soll oder k × ΔZ_Soll entsprechend 5.In 6 is symbolically an additional control unit 80e drawn in, which receives signals from further components or controls further components, as by the unit 80e symbolizes outgoing lines. Regarding the control unit 70e, the main consideration is that it has a desired setting or adjustment of the observation beam path 162 is specified, for example via a manipulated value k × Z _target or k × ΔZ _target accordingly 5 ,

Man kann vorsehen, dass eine automatische Scharfstellung des Beobachtungsstrahlengangs 162 auf eine durch die zweite Elektrode definierte Referenzebene bzw. eine relativ zu dieser Elektrode definierte Referenzebene im Objektbereich vorgesehen ist, und dass dann manuell, etwa mittels eines manuellen Vorgabesignals kΔZ_Soll, ein interessierendes Objekt gesucht bzw. eine Rest-Unschärfe beseitigt wird oder die Suche bzw. Beseitigung einer Rest-Unschärfe automatisch, etwa auf Grundlage von Bildverarbeitungsmethoden, erfolgt. Es sei betreffend die beispielhaft genannten Vorgabegrößen angemerkt, dass die Größe k nur eine beliebige Konstante repräsentiert, die ohne weiteres auch gleich 1 gewählt werden könnte. Für eine manuelle Verstellung empfiehlt sich aber, eine "Spreizung" des manuell zu generierenden Signals vorzusehen, so dass eine feinfühlige Einstellung des auch als Mikroskopstrahlengang bezeichenbaren Beobachtungsstrahlengang 162 möglich ist.It can be provided that an automatic focusing of the observation beam path 162 on a reference plane defined by the second electrode or a reference plane defined relative to this electrode in the object area and that manually, for example by means of a manual default signal kΔZ _target , an object of interest is searched or a residual blur is eliminated, or the search or removal of a residual blur is carried out automatically, for example on the basis of image processing methods. It should be noted with regard to the default sizes mentioned by way of example that the size k only represents an arbitrary constant, which could easily be chosen to be 1. For manual adjustment, however, it is advisable to provide "spreading" of the signal to be generated manually, so that a fine adjustment of the observation beam path, which can also be referred to as a microscope beam path 162 is possible.

Angemerkt sei noch, dass es sich bei den hier erwähnten Signalen nicht zwingend um analoge Signale handeln muss. Der Begriff "Signal" soll hier auch rein digitale Daten mit umfassen. Die verschiedenen angesprochenen "Einheiten" können auch für Software-Funktionalitäten stehen, brauchen also nicht unbedingt hardwaremäßig ausgeführt sein.It should also be noted that it is with those mentioned here Signals do not necessarily have to be analog signals. The term "signal" should also be used here include digital data. The various "units" mentioned can also stand for software functionalities, do not necessarily have to be implemented in terms of hardware.

Es sei noch angemerkt, dass für die Ausführung der Mikroskopanordnung 160 sowohl die Invers-Bauart als auch die traditionelle Aufrecht-Bauart in Betracht kommt. Im Hinblick auf Screening-Anwendungen auf Grundlage von Mikrotiterplatten, beispielsweise auf Grundlage einer erfindungsgemäßen Mikrotiterplatte, etwa entsprechend 4, ist die Invers-Bauart besonders zweckmäßig, wobei im Falle einer erfindungsgemäßen Mikrotiterplatte entsprechend 4 es vorteilhaft zum Tragen kommt, dass die interessierenden Objekte sich schwerkraftbedingt in enger Nachbarschaft zur Bodenplatte und damit zur Elektrode der jeweiligen Mikrotiterplatte aufhalten werden.It should also be noted that for the execution of the microscope arrangement 160 both the inverse design and the traditional upright design can be considered. With regard to screening applications based on microtiter plates, for example based on a microtiter plate according to the invention, approximately accordingly 4 , The inverse design is particularly useful, in the case of a microtiter plate according to the invention accordingly 4 it is advantageous that the objects of interest are due to gravity in close proximity to the base plate and thus to the electrode of the respective microtiter plate.

Für ein Verfahren und eine Einrichtung zur Untersuchung wenigstens eines Objekts auf optischem Wege wird unter anderem vorgeschlagen, dass ein momentaner Abbildungszustand, ggf. Scharfstell- oder Fokussierungszustand, eines Beobachtungsstrahlengangs oder eine Änderung des momentanen Abbildungszustands des Beobachtungsstrahlengangs auf Grundlage eines den Abbildungszustand beeinflussenden Abstands oder einer den Abbildungszustands beeinflussenden Abstandsänderungen auf kapazitivem Wege elektrisch erfasst wird bzw. mittels einer dem Beobachtungsstrahlengang zugeordneten kapazitiven Abstandssensoranordnung elektrisch erfassbar ist.For a method and a device for examining at least one Object by optical means, among other things, it is proposed that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of an observation beam path or a change in the current imaging state of the observation beam path based on the imaging state influencing distance or one influencing the imaging state changes in distance is detected electrically by capacitive means or by means of a the capacitive distance sensor arrangement assigned to the observation beam path is electrically detectable.

Claims

Optical object examination device, comprising: an object area in which an object to be examined or a slide ( 14 ; 173 ) with at least one object to be examined ( 172 ) can be placed; - an observation beam path ( 162 ) from the object area to an image or observation area ( 174 ) leads and with regard to the distance of at least one optical element ( 20 ; 168 ) is adjustable relative to a reference plane of the object area; - usually at least one illumination beam path ( 180 . 182 . 100 ), via which the object area can be illuminated; and a measuring arrangement assigned to the observation beam path and responsive to an instantaneous distance and / or a change in the instantaneous distance between the optical element on the one hand and the reference plane of the object area or a reference point or reference plane of an object or object carrier in the object area on the other hand ( 60 . 62 . 66 ; 60e . 62e . 66e ; 12 . 22 ), which provides at least one electrical signal dependent on the instantaneous distance or the change in the instantaneous distance, characterized in that the measuring arrangement comprises a capacitive distance sensor arrangement which has at least one first electrode assigned to the optical element ( 60 ; 40e ; 12 ; 24 ) and at least one second electrode assigned to the object area ( 62 ; 62e ) and / or at least one electrical contact point ( 22 ) for the connection or the provision of at least one object-side or slide-side second electrode ( 62 ), and that an adjustment of the observation beam path with respect to the distance of the optical element ( 20 ; 168 ) relative to the reference plane by means of a mechanical positive movement coupling in an adjustment of the distance between at least one first electrode ( 60 ; 60e ) and at least one second electrode ( 62 ; 62e ) can be implemented.

Object examination device according to claim 1, characterized in that the observation beam path ( 162 ) is designed as a microscope beam path.

Object examination device according to claim 1 or 2, characterized by an observation beam path ( 162 ) associated focusing or autofocus arrangement, which is designed to use an actuator arrangement assigned to the observation beam path ( 65 ; 65e ) on the basis of at least one electrical signal of the measuring arrangement, to adjust the observation beam path in such a way that a selected object plane ( 164 ) is depicted sharply.

Object examination device according to claim 3, characterized in that the object plane to be sharply imaged ( 164 ) in relation to a through at least one second electrode ( 62 ; 62e ) defined reference plane or reference point of the object area with a defined distance from it can be selected.

Object examination device according to claim 3 or 4, characterized in that the focusing or autofocus arrangement comprises a control unit ( 70 ; 70e ), which is designed for this, on the basis of at least one electrical signal of the measuring arrangement and at least one selection signal (kZ _target ; kΔZ _target ), which preferably represents a target distance of the object plane to be sharply imaged from the reference plane or reference point, the actuator arrangement ( 65 ; 65e ) of the observation beam path ( 162 ) head for.

Object examination device according to one of claims 1 to 5, characterized by a focusing or autofocus functionality based on digital image processing, which evaluates a digital image captured in the image area and by adjusting the observation beam path ( 162 ) by means of the actuator arrangement assigned to the observation beam path ( 65e ), preferably by specifying a corresponding selection signal kZ _Soll ; kΔZ _target ) or change of the selection signal and / or, if desired, taking into account at least one electrical signal of the measuring arrangement, a target object plane ascertained from the digital image processing or a sharp image of the observation beam path in the direction of a sharp image of a target ascertained or predicted from the digital image processing Object level adjusted.

Object examination device according to one of Claims 1 to 5, characterized by a search functionality based on digital image processing, possibly superordinate to the focusing or autofocus functionality, for searching objects of interest or object levels ( 164 ) in the image area at least by adjusting the observation beam path ( 162 ) by means of the actuator arrangement assigned to the observation beam path ( 65e ), preferably by specifying a corresponding selection signal (kΔZ _Obj ) or changing the selection signal and / or, if desired, taking into account at least one electrical signal from the measuring arrangement.

Object examination device according to one of Claims 1 to 7, characterized by a movement system for the automatic or automated lateral movement of a specimen slide ( 173 ) in the object area relative to the observation beam path ( 162 ).

Object examination device according to claim 8, characterized in that the observation beam path ( 162 ) by means of an actuator arrangement assigned to the observation beam path ( 65e ) can be automatically adjusted on the basis of at least one signal of the measuring arrangement in order to adjust an instantaneous relative imaging setting of the observation beam path ( 162 ), which is relative to a / the reference plane or reference point of the object area, which by at least a second electrode ( 62e ) is defined, defined object level ( 164 ) Sharp images to maintain during the lateral movement of the slide or to readjust after a lateral movement.

Object examination device according to one of claims 1 to 9, characterized in that between at least one first electrode ( 60 ; 60a ; 12 ; 24 ) and at least one second electrode ( 62 ; 62e ) or at least one contact point ( 22 ) a defined electrical measurement potential difference, in particular an alternating potential difference, can be applied.

Object examination device according to claim 10, characterized in that at least one first electrode ( 60 ; 60e ; 12 ; 24 ) and at least one second electrode ( 62 ; 62e ) or at least one contact point ( 22 ) can be placed on a defined measurement potential to create the measurement potential difference.

Object examination device according to claim 10 or 11, characterized in that at least one further first electrode and / or at least one further second electrode ( 64 ; 64d ) or at least one further contact point can be placed on a defined shield potential.

Object examination device according to one of claims 1 to 12, with at least one slide ( 40 ; 40b ; 40c ) for at least one object, preferably several objects, characterized in that the object carrier has an electrically conductive layer on at least one surface or interface, at least in regions. 46a ; 46b ; 46c ) which is connected or connectable to the contact point in order to serve as a second electrode.

Object inspection device according to claim 13, characterized in that the layer ( 46a ; 46b ; 46c ) optically transparent for at least selected light wavelengths and / or in association with at least one object location area ( 44c ) recessed ( 50c ) is executed.

Object examination device according to claim 13 or 14, characterized in that the slide as a microtiter plate ( 46a ; 46b ; 46c ) is executed.

Object examination device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the contact point as an immersion electrode ( 22 ) is executed, which is arranged in an object area Liquid volume ( 18 ) can be immersed in order to serve as a second electrode or - preferably - cooperating with at least one first electrode ( 12 ; 24 ) and a potential difference between these electrodes to induce a potential layer serving as a second electrode in the liquid volume.

Object examination device according to one of claims 1 to 16, characterized in that a structural unit having the at least one optical element ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ) with at least one first electrode ( 22 ; 24 ; 30a ; 30b . 24b ; 30c . 24c ) is executed.

Object examination device according to claim 17, characterized in that the structural unit as an objective, in particular a microscope objective ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ) is carried out.

Object examination device according to claim 17 or 18, characterized in that a housing holding the optical element ( 22 ) as a whole serves as the first electrode and / or at least one electrode section serving as the first electrode ( 30a ; 30b ; 30c ) having.

Object inspection device according to claim 19, characterized in that a conductive ring section electrically insulated from the housing ( 30a ; 30b ; 30c ) a front lens ( 20a ; 20b ; 20c ) of the unit ( 12a ; 12b ; 12c ) surrounds and serves as the first electrode.

Object inspection device according to claim 19 or 20, characterized in that a / the front lens ( 20 ; 20b ; 20c ) the unit with an electrically conductive layer ( 24 ; 24b ; 24c ) which is optically transparent for at least selected light wavelengths and serves as the first electrode.

Object examination device according to claim 20 or 21, characterized in that the conductive ring section ( 30a ; 30b ; 30c ) or / and the conductive layer electrically insulated from the housing ( 24 ; 24b ; 24c ) to a defined measurement potential and that the housing ( 22 ; 22a ; 22b ; 22c ) can be placed on a defined shield potential.

Object examination device according to one of Claims 17 to 22, characterized in that at least one first electrode of the structural unit, in particular the conductive ring section ( 30c ) or / and the conductive layer ( 24c ) or / and at least one front section of the housing, with electrical insulation, possibly insulation layer ( 34c ), is designed on an outer side which can be immersed in an immersion medium assigned to the object area and which, in the case of the conductive layer, is optically transparent for at least selected light wavelengths.

Object examination device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one incident light illumination beam path, preferably at least two incident light illumination beam paths ( 180 . 182 ), which, if desired, at least partially with the observation beam path ( 162 ) coincides.

Object examination device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one transmitted-light illumination beam path ( 100 ) having.

Object examination device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the object area ( 164 ), the observation beam path ( 162 ) and at least one illumination beam path ( 180 . 182 . 100 microscope ( 160 ) includes.

Object examination device according to claim 26, characterized in that the microscope ( 160 ) is designed as an inverse microscope.

Object examination device according to claim 26, characterized in that the microscope ( 160 ) is designed as an upright microscope.

Object examination device according to one of claims 26 to 28, characterized in that the microscope ( 160 ) than over the observation beam path ( 162 ) an imaging microscope imaging an image in the image or observation area is implemented optically.

Object inspection device according to one of claims 26 to 28, characterized in that the microscope as a confocal microscope or / and Laser scanning microscope executed is.

Object examination device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises an object area ( 164 ), the observation beam path ( 162 ) and at least one illumination beam path ( 180 . 182 . 100 ) fluorescence measuring device (possibly including the microscope) 160 ) includes.

Slide, if necessary microtiter plate ( 40a ; 40b ; 40c ), having on at least one surface and / or on at least one boundary layer at least in some areas an electrically conductive layer that is directly or indirectly accessible to electrical contacting ( 46a ; 40b ; 46c ).

Slide according to claim 32, characterized ge indicates that the layer ( 46a ; 46b ; 46c ) optically transparent for at least selected light wavelengths and / or in association with at least one object location area, possibly microtiter well ( 44c ), omitted ( 50c ) is executed.

Method for examining at least one object, in particular at least one biological object, optically, preferably using an object examination device ( 10 ; 160 ) according to one of claims 1 to 33, characterized in that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of / of the observation beam path ( 162 ) or a change in the current imaging state of the observation beam path ( 162 ) is electrically detected on a capacitive basis on the basis of a distance influencing the imaging state or a change in distance influencing the imaging state.

Device for examining at least one object, in particular at least one biological object, optically, possibly as part of an object examination device ( 10 ; 160 ) according to one of claims 1 to 31, optionally using a slide ( 40a ; 40b ; 40c ) according to claim 32 or 33, characterized in that a current imaging state, possibly focusing or focusing state, of / of the observation beam path ( 162 ) or a change in the current imaging state of the observation beam path ( 162 on the basis of a distance influencing the imaging state or a change in distance influencing the imaging state by means of a capacitive distance sensor arrangement assigned to the observation beam path.