EP3559722A2 - Halterung für einen objektträger, mikroskop und verfahren zum steuern eines mikroskops - Google Patents

Halterung für einen objektträger, mikroskop und verfahren zum steuern eines mikroskops

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Publication number
EP3559722A2
EP3559722A2 EP17829979.8A EP17829979A EP3559722A2 EP 3559722 A2 EP3559722 A2 EP 3559722A2 EP 17829979 A EP17829979 A EP 17829979A EP 3559722 A2 EP3559722 A2 EP 3559722A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slide
holder
pressure
microscope
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17829979.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Sieckmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leica Microsystems CMS GmbH
Original Assignee
Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leica Microsystems CMS GmbH filed Critical Leica Microsystems CMS GmbH
Publication of EP3559722A2 publication Critical patent/EP3559722A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/241—Devices for focusing
    • G02B21/245—Devices for focusing using auxiliary sources, detectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/34—Microscope slides, e.g. mounting specimens on microscope slides

Definitions

  • the invention relates to a holder for a microscope slide, a microscope and a method for controlling a microscope.
  • a slide so usually a simple, rectangular glass plate, pressed with two metallic clamps in a milled recess.
  • the metal clips are designed so that they exert a suitable pressure on the slide so that the slide is pressed so far that he can move only slightly.
  • the metal brackets are rotatably mounted so that they can be pivoted to change the slide, so that they no longer exert pressure on the slide. The exposed slide can then be levered out of the well and removed. The insertion of a new slide is done in reverse order.
  • the slide can move horizontally, since the during a horizontal movement to be overcome frictional force between the retaining clips and the glass of the slide is very low. In timelapse experiments, this reduces the relocalizability of an object's position.
  • the present invention solves the mentioned problems by a holder for a slide having a receiving area, which has a first support surface and a second support surface arranged opposite the first support surface, a first counter surface that at least partially spans the first support surface, and a second counter surface that covers the first support surface second support surface at least partially spans, wherein the receiving area is bounded on three sides by side elements and having an opening for insertion of a slide on one side, and wherein within the receiving area at least one pressure element is arranged, which is directed towards the interior of the receiving area restoring force can exercise.
  • a restoring force can, for example, upwards, downwards or in the direction of the opposite side element.
  • the holder has two slots arranged opposite one another, into which the slide can be inserted laterally.
  • a pressure element By means of a pressure element, the inserted slide is fixed in the holder.
  • the pressure element may be for example a spring, an elastomer or a similar elastic object.
  • the pressure element exerts a clamping action on the slide.
  • the force exerted by the pressure element should be large enough to hold the slide in position and secure against inadvertent movement, while allowing easy, manual or automatic removal of the slide.
  • the force must not be so great that it can cause damage or even breakage of the slide.
  • the surface of the pressure element may be made relatively soft in order to avoid damage or scratching of the slide.
  • a flat contact between the pressure element and the slide is made.
  • the pressure element should generate a sufficient frictional force that the slide remains firmly in position in case of accidental force.
  • a slide is understood in particular to mean a device which can record an ensemble of metallic or biological or other three-dimensional samples, cells or tissue sections for the purpose of further processing or observation, in particular for microscopy.
  • glass slides In particular, glass slides,
  • the restoring force can act at least substantially or completely parallel to the surface of the slide. This ensures that the restoring force actually only contributes to the fixation of the slide and does not cause undesirable stresses. But it is also possible that the restoring force acts substantially perpendicular or exactly perpendicular to the surface of the slide. In this case, the slide is clamped between the bearing surfaces and the mating surfaces, whereas it is clamped at a restoring force parallel to the surface of the slide between the side members.
  • the support surface may have a shape similar to those known from the prior art holders for slides and, for example, a milled recess represent.
  • the entire holder in this case has a large-area opening, so that light can penetrate the opening, so that held objects can be examined with a microscope.
  • the two mutually opposite bearing surfaces define the area that is available for the slide. It is advantageous if the two bearing surfaces have a distance from each other, which is slightly smaller than the
  • Page elements should be slightly larger than the width of the slide to be inserted.
  • the support surfaces may have an extent that is significantly larger than one side of a slide. For example, the
  • Pads at least 1, 5 times, at least 2.0 times or at least 2.5 times as long as one side of a slide are used as a measure.
  • the slide can then be placed first on the support surfaces and then pushed onto the support surfaces under the mating surfaces. In this case, the slide enters the area of action of the pressure element or the pressure elements and is clamped.
  • the counter surfaces limit the space available to the slide upwards, ie in the vertical direction, whereas the three side elements limit the movement of the slide in the horizontal direction, so that its position can be precisely determined.
  • the space defined by the bearing surfaces, the mating surfaces and the three side surfaces corresponds exactly to the dimensions of the slide to be inserted plus a small amount of leeway necessary to move the object
  • an advantageous embodiment of the object carrier according to the invention provides that a vertical distance between a support surface and an associated mating surface is between 0.5 mm and 5 mm, preferably between 1, 0 and 3.0 mm and particularly preferably between 1, 0 and 2.0 mm. In this way, the
  • the mating surfaces extend at least substantially parallel to the bearing surfaces. It is also possible that the bearing surfaces and the
  • Run substantially parallel to each other is understood in particular that the bearing surfaces and the mating surfaces form an angle of less than 10 °, preferably less than 5 °, most preferably less than 2 ° with each other.
  • a development of the invention provides that an expansion of the bearing surfaces in a first direction, which preferably corresponds to the insertion direction, is at least twice as large as an extension of the opposing surfaces. Such a configuration facilitates the insertion and fixing of the slide in the holder.
  • the pressure element or the pressure elements are attached to the side elements. It can thus be realized in a simple manner, a restoring force acting exclusively in the horizontal direction or at least substantially in the horizontal direction on the slide and thereby unfolds an advantageous clamping action.
  • pressure elements are arranged in both bearing surfaces and / or in both mating surfaces. In this way, the area available for an interaction between the pressure element and the slide can be increased. It is also possible to arrange pressure elements both in the side surfaces and in the bearing surfaces and / or in the mating surfaces.
  • the mating surfaces and the bearing surfaces with surfaces of the side elements facing the receiving space each form a right angle.
  • the shape of the receiving space is thus adapted to the usually cuboid slides.
  • a device for detecting a mechanical contact or a pressure sensor is arranged on at least one of the side elements. It can then be determined by means of the sensor or contact, whether a slide is inserted into the holder, as well as whether the slide has made contact with the respective side element and thus has reached its final position.
  • Such a sensor or contact can be designed, for example, as a microswitch, as a light barrier, as a capacitive, inductive or piezoresistive pressure sensor, as a piezoelectric or frequency-analogue pressure sensor, as strain gauges or by utilizing the Hall effect.
  • the device for detecting a mechanical contact or the pressure sensor is arranged on the side element which lies opposite the opening for insertion of a slide. This is usually the back wall of the bracket. As long as there is no contact with the slide, the slide must be pushed further into the slot.
  • a rear side element in the form of a rear wall which has an engagement recess.
  • the engagement recess can be dimensioned such that a user can engage with one or more fingers in the engagement recess to remove the slide from the holder by pushing it in the direction of the opening. If the holder has a closed frame, can also on the opposite side of the rear side of the frame
  • Engagement trough be arranged.
  • the holder can advantageously have a holding frame with which the holder can be attached to a microscope stage. It is thus a modular design and easy retrofitting of existing microscopes possible.
  • a development of the invention provides that the distance between the side elements
  • the side elements are designed as side walls. This feature also ensures that the receiving space corresponds as exactly as possible to the shape of the slide. Furthermore, simplifies the production of the holder. Under a wall is understood in particular a vertically extending, flat boundary surface.
  • a method for controlling a microscope with the step a. Inserting a slide along an insertion direction into a slit-shaped receiving space of a holder for a slide, wherein the slide is moved along the direction of insertion until a sensor arranged in a rear area of the receiving space detects contact with the slide, proposed. In this way, it can be reliably determined whether a
  • Slide is inserted.
  • the user has less to focus on the exact insertion of the slide and is relieved, especially in dark environments.
  • it becomes possible to automate the changeover of microscope slides because the signal from the sensor can be used to control the automatic insertion of the slide. Accordingly, the introduction of the slide can be done manually or automatically.
  • Mount attached pressure sensor detected a change in pressure, c. Set a value of an actual distance between lens and slide to zero, and
  • a fine focusing can be done. This can be done manually or automatically. In this case, further control parameters, which can be obtained for example via a camera, can be used.
  • Figure 1 is a perspective view of a first embodiment of a
  • Figure 2 is a view of the first embodiment in a second
  • Figure 4 is a view of a second embodiment
  • FIG. 5 shows a first step when inserting a slide
  • FIG. 6 shows a second step when inserting a slide
  • FIG. 7 shows a third step when inserting a slide
  • FIG. 8 shows a fourth step when inserting a slide
  • Figure 9 is a view of a third embodiment of an inventive
  • Figure 10 is a detail view of a holder according to the invention and parts of a
  • Slides do not belong to the holder according to the invention. They are, however, shown to illustrate the function. Mounts according to the invention can be produced with a small number of adaptations for a multiplicity of differently configured slides.
  • Figure 1 shows a schematic view of a first embodiment of a
  • the holder 2 has a peripheral frame 4, which has an upper side 6 and a lower side 8.
  • the frame 4 is rectangular and basically disc-like. In other words, its extension in the vertical direction is significantly smaller than in the two horizontal directions.
  • a recess 10 is arranged, which has approximately the width of a slide 12, also shown for illustrative purposes.
  • the term “width” should be understood to mean the extent of the slide 12 along its longest side, and the “width of the recess 10" is the extent of the recess 10 along the side parallel to the longest side of the slide 12 in the figure.
  • the "length of the recess 10" is intended to extend at a right angle, the "height” is to be understood in each case the extent along the shortest side.
  • bearing surfaces 14 are arranged at the edge of the recess.
  • the support surfaces 14 have a width of a few millimeters, so that a slide can be safely placed there.
  • the bearing surfaces 14 may be integral with the frame 4. Both the frame 4 and the bearing surfaces 14 are made of metal. It is possible to coat the bearing surfaces 14, for example with a sliding layer or an anti-slip layer, to obtain a desired behavior when inserting the slide 12.
  • the support surfaces 14 and the mating surfaces 18 are spaced from the support surfaces 14 and parallel to these mating surfaces 18 arranged. Their length corresponds approximately to the length of the slide 12 or about half the length of the recess 10.
  • the vertical distance between the support surfaces 14 and the mating surfaces 18 is dimensioned so that the slide 12 can be inserted, but only a small game in vertical Has direction. In other words, the distance is slightly greater than the height of the slide to be inserted 12.
  • the superimposed support surfaces 14 and counter surface 18 define a cavity that can be occupied by the slide to be inserted 12 and in which this is held.
  • the mating surfaces 18 may also be integral with the
  • Frame 4 to be executed.
  • pressing elements 20 are arranged on the underside of the mating surfaces 18 . These are made of an elastic material and can be compressed in the vertical direction. They then exercise a directed against the compression direction restoring force. This presses an inserted slide 12 against the support surface, so that unintentional movement of the slide 12 in the horizontal direction is avoided.
  • the pressure elements 20 are made flat in the example shown and extend over a majority of the width of the mating surfaces 18 and over a little more than half the length of the mating surfaces 18th
  • the back 16 can be seen in the rear region of the frame 4, the back 16 can be seen. It is designed in the form of a simple vertical rear wall and has an engagement recess 22, which represents a rounded recess and has approximately the diameter of a human finger.
  • the engagement recess 22 allows the easy removal of a slide 12 by the slide 12 is pushed forward. The slide 12 thus reaches a region in which the support surfaces 14 are not covered by mating surfaces 18. The slide 12 can thus be removed upwards.
  • FIG. 1 shows a snapshot during the insertion of the slide 12.
  • the slide 12 has already been placed with its rear edge on the support surfaces 14 and is pivoted in the sequence so that it is parallel to the surface of the holder 2 and in the area in which slide 12 and support surface 14 overlap, rests over its entire surface.
  • the slide 12 can then move in the direction of
  • the slide 12 can be inserted so far into the slots between the support surfaces 14 and the mating surfaces 18 until it abuts against the rear wall 16.
  • FIG. 2 shows the same exemplary embodiment as FIG. 1, but in a situation when removing the slide 12.
  • the slide 12 is here already out of the measuring position, in which he was pushed to the rear stop in the form of the rear wall 16, has been moved to the removal position.
  • the slide 12 has been pushed to the front stop in the form of the front wall 24 and is now pivoted along the arrow shown so that it can be easily removed.
  • the slide In the measuring position, the slide is completely in the receiving area.
  • Figure 3 shows the same embodiment as Figure 1 and 2.
  • a slide 26 is shown, different from the slide previously shown, which has a vertically extending structure providing four sample chambers 28.
  • the illustrated slide 26 is already resting on the support surfaces 14 and can now be pushed along the indicated arrow into the measuring position.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a holder 2 according to the invention.
  • the exemplary embodiment shown essentially corresponds to the example shown in FIGS. 1 to 3.
  • Like reference numerals designate the same elements.
  • two lateral pressure sensors 30 and two rear pressure sensors 32 are present.
  • the lateral pressure sensors 30 are located in the side walls 34 in the rear region between the support surfaces 14 and the counter surfaces 18.
  • the rear pressure sensors 32 are arranged in the rear wall 16.
  • the two back pressure sensors 32 determine whether the sample has been correctly inserted to the rear stop point and there is a contact between the slide 26 and the rear wall 16.
  • the two lateral pressure sensors 30 check whether on the
  • Slide 32 is applied from below pressure or a pressure change. This pressure could e.g. be exerted by a lens which accidentally touches the slide 32.
  • Andrucksensoren 30, 32 can now solve several problems that so far to breaks of slides, to defective lenses and wrong
  • Figures 5 to 8 show the process of inserting a slide 12 in the
  • Figure 5 corresponds to Figure 1:
  • the slide 12 has been placed with its rear edge 36 on the support surfaces 14.
  • the front edges of the mating surfaces 18 can serve as a stop for the slide 12.
  • the slide 12 is now pivoted so that the front edge 38 moves down and the slide 12 finally rests flat on the support surfaces 16.
  • the state shown in Figure 6 is reached.
  • the slide 12 can now be moved in the direction of the rear wall 16 parallel to the support surfaces 14.
  • FIG. 7 corresponding view is shown in Figure 7.
  • the slide 12 has already partially penetrated into the slot formed by the support surfaces 14 and the mating surfaces 18. A part of its surface is covered by the mating surfaces 18. In the state shown, the slide 12 just comes in contact with the pressure elements 20. The user notices this by means of a slightly increased resistance in the sliding direction.
  • Slide 12 has now reached the measuring position. With its rear edge 36, the slide 12 has now made contact with the rear wall 16 of the holder 2.
  • the slide 12 has assumed a stable position, from which it can be moved out only with an adjustable by the design of the pressure elements 20 force. An unwanted movement during the measuring process is thus safely avoided.
  • the removal of the slide 12 takes place in reverse order. So that the user in a simple manner can exert a horizontal force on the slide 12 in the measurement position to move it to the removal position, the engagement recess 22 is disposed on the rear wall 16, in which the user with a
  • Fingertip or a fingernail can intervene.
  • FIG. 9 shows a third exemplary embodiment of a holder 2 according to the invention.
  • the holder 2 shown here has an outer holding frame 40. This one can not be firm with one
  • the outer support frame 40 receives the inner frame 42, which is constructed very similar to the embodiments described above. In the outer holding frame 40 different, adapted to the respective sample types inner frame 42 can be inserted. This allows the microscope to be configured for different slides without costly modifications.
  • the holding frame 40 may have a connection 44, to which, for example, via a plug connection, a power connection and / or a connection for a data line can be realized.
  • the pressure elements 20 may also be connected to a line system 46. At the contacts 48, the data and / or the current between the inner frame 42 and the outer support frame 40 are transferred. In this way, a variety of sensors can be connected and operated.
  • the sensors may be, for example, pressure contacts or pressure sensors, which are accommodated in the pressure elements 20 such that they can measure whether a
  • the sensors can not only respond to simple contact, but also quantitatively evaluate the pressure to thereby measure the pressure applied by contact between lens 50 and slide 12. By measuring the pressure, the system can then detect whether the lens 50 is applying pressure to the slide 12 and appropriate
  • the system may be suitable react, eg by preventing the user from moving the lens 50 further towards the slide 12 so that the slide 12 can not be destroyed.
  • the detection of a pressure increase can also be utilized to find a capture range for the focus and to automatically adjust the position of the objective 50.
  • the free working distance for each lens 50 is known. For example, if the working distance of the objective 50 is 250 ⁇ , then the optimum position, i. the distance of the lens 50 from the slide 12, are automatically adjusted once a contact between the lens 50 and the slide 12 has been detected with certainty. At the moment of contact, the pressure on the pressure sensors increases, which then emit a corresponding signal. With this signal as a trigger, the system can now automatically adjust the distance of the objective 50 from the slide 12 to the working distance.
  • the inner frame 42 may be fixed by small magnets 52 disposed in the corners of the outer support frame 40, which may be configured as neodymium magnets, for example.
  • the inner frame 42 can be small, manual turnable grips 54 are screwed firmly in the current position.
  • the handles 54 also serve to be able to easily remove the inner frame 42.
  • the grip 54 may be configured, for example, like a screw equipped with a handle.
  • the inner frame 42 may include a small clamping space 56, which is prepared for connection and / or for receiving electronic components, for example a camera or a temperature sensor.
  • FIG. 10 shows an enlarged detail of the embodiment shown in FIG. It can be seen that the slide 26 has been brought into the measuring position. From below, the lens 50 is approximated. This procedure is common, the user looks through the eyepiece of the microscope and approaches the lens 50 to the slide 26 until he sees a sharp image. In the illustrated situation, the approach movement has already led to an undesired contact between lens 50 and slide 26, which is symbolized by the small star. There is a risk of damage to the slide 26 and / or the lens 50.
  • the illustrated enlarged in Figure 10 The illustrated enlarged in Figure 10
  • Pressure sensor 58 may detect a collision of the objective 50 with the underside of the slide 26. A suitable controller may then stop the further movement of the lens 50 and optionally remove the lens 50 again slightly from the slide 26 so that a safety margin is maintained. Furthermore, the rear pressure sensor 32 can be seen.
  • the pressure sensor 58 measures the pressure applied to it. He is attached to the underside of the counter surface 18 so that he an upward movement of the
  • Slides 26 and an increase of the upward pressure can detect.
  • a pressure change now occurs and exceeds a predetermined threshold the further upward movement of the objective 50 can be automatically interrupted and / or a warning message or a signal tone can be output. In this way, damage to lens 50 and / or to the slide 12 can be avoided.
  • the predetermined threshold is shown graphically in FIG.
  • Pointer instrument 60 illustrated.
  • an analogous construction can be made. In this case, the
  • Pressure sensors then arranged on top of the support surface in order to detect a pressure increase in the event of a collision can.
  • the holder can be equipped with several pressure sensors that combine the two principles described above. There are then arranged both on the underside of the mating surfaces and on the top of the bearing surfaces sensors.

Abstract

Es wird eine Halterung (2) für einen Objektträger (12) vorgeschlagen, die eine schlitzförmige Aufnahme für den Objektträger (12) aufweist, in welcher der Objektträger (12) beim Einlegen mit Hilfe eines Andruckelements (20) automatisch festgeklemmt wird. Weiterhin wird ein Verfahren zum Steuern eines Mikroskops vorgeschlagen, bei dem automatisch detektiert wird, ob ein Objektträger (12) eingelegt ist und ggf. ob ein Kontakt zwischen Objektträger (12) und dem Objektiv (50) des Mikroskops besteht und eine Zerstörung des Objektträgers (12) und/oder des Objektivs (50) droht.

Description

Halterung für einen Objektträger, Mikroskop und Verfahren zum Steuern eines
Mikroskops
Die Erfindung betrifft eine Halterung für einen Objektträger, ein Mikroskop und ein Verfahren zum Steuern eines Mikroskops. In nahezu allen derzeit bekannten Systemen, in denen ein Objektträger verwendet wird, um die zu untersuchende Probe in ein Mikroskop einzuführen, geschieht dies auf ähnliche Art und Weise. Üblicherweise wird ein Objektträger, also meistens eine einfache, rechteckige Glasplatte, mit zwei metallischen Klammern in eine ausgefräste Mulde gepresst. Dabei sind die Metallklammern so beschaffen, dass sie einen geeigneten Druck auf den Objektträger ausüben, so dass der Objektträger soweit angedrückt wird, dass er sich nur noch wenig bewegen kann. Um einen Objektträger einlegen zu können sind die Metallklammern drehbar gelagert, so dass sie zum Wechseln des Objektträgers verschwenkt werden können, so dass sie keinen Druck mehr auf den Objektträger ausüben. Der freiliegende Objektträger kann dann aus der Mulde gehebelt und entnommen werden. Das Einsetzen eines neuen Objektträgers erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Das Einlegen eines Objektträgers ist somit aufgrund der Vielzahl von nötigen Arbeitsschritten recht aufwendig und nur eingeschränkt automatisierbar. Der Benutzer muss mit beiden Händen arbeiten und kann sich an den Metallklammern verletzen oder seine Handschuhe beschädigen. Beide Halteklammern müssen verdreht werden. Die Halteklammern können auch die Probe beschädigen und sind schwer zu reinigen, so dass Kontaminationen der Proben nicht ausgeschlossen sind.
Es ist darüber hinaus wünschenswert, die Präzision der Positionierung des Objektträgers zu verbessern. Dies gilt sowohl für die Reproduzierbarkeit der Positionierung beim mehrfachen Einlegen desselben Objektträgers als auch hinsichtlich einer konstanten Aufrechterhaltung der gleichen Position während eines längeren Experiments, beispielsweise beim Abrastern einer Probe mit einem konfokalen Mikroskop. Insbesondere kann sich hierbei der Objektträger horizontal verschieben, da die während einer horizontalen Bewegung zu überwindende Reibungskraft zwischen den Halteklammern und dem Glas des Objektträgers sehr gering ist. Bei Timelapse-Experimenten sinkt dadurch die Relokalisierbarkeit einer Objektposition.
Die vorliegende Erfindung löst die angesprochenen Probleme durch eine Halterung für einen Objektträger mit einem Aufnahmebereich, der eine erste Auflagefläche und eine der ersten Auflagefläche gegenüber angeordnete zweite Auflagefläche, eine erste Gegenfläche, die die erste Auflagefläche zumindest teilweise überspannt und eine zweite Gegenfläche, die die l zweite Auflagefläche zumindest teilweise überspannt, aufweist, wobei der Aufnahmebereich an drei Seiten von Seitenelementen begrenzt wird und an einer Seite eine Öffnung zum Einführen eines Objektträgers aufweist, und wobei innerhalb des Aufnahmebereichs zumindest ein Andruckelement angeordnet ist, das eine zum Inneren des Aufnahmebereichs hin gerichtete Rückstellkraft ausüben kann. Eine solche Rückstellkraft kann beispielsweise nach oben, nach unten oder in Richtung des gegenüberliegenden Seitenelements weisen.
Mit anderen Worten weist die Halterung zwei einander gegenüber angeordnete Schlitze auf, in die der Objektträger seitlich eingeschoben werden kann. Mittels eines Andruckelements wird der eingelegte Objektträger in der Halterung fixiert. Das Andruckelement kann beispielsweise eine Feder, ein Elastomer oder ein ähnlicher elastischer Gegenstand sein. Das Andruckelement übt eine Klemmwirkung auf den Objektträger aus. Die durch das Andruckelement ausgeübte Kraft sollte groß genug sein, um den Objektträger in seiner Position zu halten und gegen unbeabsichtigte Bewegungen zu sichern, gleichzeitig aber ein einfaches, manuelles oder automatisches Entfernen des Objektträgers ermöglichen.
Natürlich darf die Kraft auch nicht so groß sein, dass es zu Beschädigungen oder sogar einem Bruch des Objektträgers kommen kann. Die Oberfläche des Andruckelements kann relativ weich ausgestaltet sein, um eine Beschädigung oder ein Zerkratzen des Objektträgers zu vermeiden. Vorzugsweise wird ein flächiger Kontakt zwischen dem Andruckelement und dem Objektträger hergestellt. Das Andruckelement soll eine ausreichende Reibungskraft erzeugen, dass der Objektträger bei unbeabsichtigter Krafteinwirkung fest in seiner Position bleibt.
Unter einem Objektträger wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die ein Ensemble von metallischen oder biologischen oder sonstigen dreidimensionalen Proben, Zellen oder Gewebeschnitten zum Zwecke einer weiteren Bearbeitung oder Beobachtung, insbesondere zum Mikroskopieren, aufnehmen kann. Dies können insbesondere Glasträger,
beispielsweise Wellplates oder Kammerslides, oder auch andere Spezialslides sein
Die Rückstellkraft kann zumindest im Wesentlichen oder vollständig parallel zur Oberfläche des Objektträgers wirken. Hierdurch wird erreicht, dass die Rückstellkraft tatsächlich nur zur Fixierung des Objektträgers beiträgt und keine unerwünschten Spannungen verursacht. Es ist aber ebenfalls möglich, dass die Rückstellkraft im Wesentlichen senkrecht oder exakt senkrecht zur Oberfläche des Objektträgers wirkt. In diesem Fall wird der Objektträger zwischen den Auflageflächen und den Gegenflächen eingeklemmt, wohingegen er bei einer Rückstellkraft parallel zur Oberfläche des Objektträgers zwischen den Seitenelementen eingeklemmt wird.
Die Auflagefläche kann eine Form ähnlich der aus dem Stand der Technik bekannten Halterungen für Objektträger aufweisen und beispielsweise eine ausgefräste Mulde darstellen. Die gesamte Halterung weist dabei eine großflächige Öffnung auf, so dass Licht die Öffnung durchdringen kann, so dass gehaltene Objekte mit einem Mikroskop untersucht werden können. Dabei definieren die beiden einander gegenüber liegenden Auflageflächen die Fläche, die für den Objektträger zur Verfügung steht. Es ist von Vorteil, wenn die beiden Auflageflächen einen Abstand voneinander aufweisen, der etwas kleiner als der
einzulegende Objektträger ist. Der Abstand der einander gegenüber liegenden
Seitenelemente sollte etwas größer als die Breite des einzulegenden Objektträgers sein. Quer zu diesem Abstand können die Auflageflächen eine Ausdehnung aufweisen, die deutlich größer als eine Seite eines Objektträgers ist. Beispielsweise können die
Auflageflächen zumindest 1 ,5 mal, zumindest 2,0 mal oder zumindest 2,5 mal so lang sein wie eine Seite eines Objektträgers. Eine sinnvolle Konstruktion ergibt sich, wenn hier jeweils die kurze Seite des üblicherweise rechteckigen Objektträgers als Maß herangezogen wird. Der Objektträger kann dann zunächst auf die Auflageflächen gelegt und danach auf den Auflageflächen unter die Gegenflächen geschoben werden. Hierbei gelangt der Objektträger in den Wirkungsbereich des Andruckelements oder der Andruckelemente und wird festgeklemmt.
Die Gegenflächen begrenzen den dem Objektträger zur Verfügung stehenden Raum nach oben hin, also in vertikaler Richtung, wohingegen die drei Seitenelemente die Bewegung des Objektträgers in horizontaler Richtung beschränken, so dass seine Position exakt festgelegt werden kann. Mit anderen Worten entspricht der Raum, der von den Auflageflächen, den Gegenflächen und den drei Seitenflächen definiert wird, genau den Abmaßen des einzulegenden Objektträgers plus einem kleinen Spielraum, der nötig ist, um den
Objektträger einführen zu können.
In absoluten Zahlen betrachtet sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Objektträgers vor, dass ein vertikaler Abstand zwischen einer Auflagefläche und einer zugehörigen Gegenfläche zwischen 0,5 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 1 ,0 und 3,0 mm und besonders bevorzugt zwischen 1 ,0 und 2,0 mm liegt. Auf diese Weise kann die
Halterung an handelsübliche Objektträger angepasst werden.
Es ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Gegenflächen zumindest im Wesentlichen parallel zu den Auflageflächen verlaufen. Auch ist es möglich, dass die Auflageflächen und die
Gegenflächen im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit exakt parallel zueinander verlaufen. Unter dem Merkmal, dass die Gegenflächen und die Auflageflächen zumindest im
Wesentlichen parallel zueinander verlaufen wird dabei insbesondere verstanden, dass die Auflageflächen und die Gegenflächen einen Winkel von weniger als 10°, bevorzugt weniger als 5°, äußerst bevorzugt weniger als 2° miteinander einschließen. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Ausdehnung der Auflageflächen in einer ersten Richtung, die vorzugsweise der Einschubrichtung entspricht, zumindest doppelt so groß ist wie eine Ausdehnung der Gegenflächen. Eine solche Ausgestaltung erleichtert das Einlegen und Fixieren des Objektträgers in der Halterung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Halterung sind das Andruckelement oder die Andruckelemente an den Seitenelementen angebracht. Es lässt sich so auf einfache Art und Weise eine Rückstellkraft realisieren, die ausschließlich in horizontaler Richtung oder zumindest im Wesentlichen in horizontaler Richtung auf den Objektträger wirkt und dadurch eine vorteilhafte Klemmwirkung entfaltet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind in beiden Auflageflächen und/oder in beiden Gegenflächen Andruckelemente angeordnet. Auf diese Art und Weise kann die für eine Wechselwirkung von Andruckelement und Objektträger zur Verfügung stehende Fläche vergrößert werden. Es ist ebenfalls möglich, sowohl in den Seitenflächen als auch in den Auflageflächen und/oder in den Gegenflächen Andruckelemente anzuordnen.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung bilden die Gegenflächen und die Auflageflächen mit zum Aufnahmeraum weisenden Oberflächen der Seitenelemente jeweils einen rechten Winkel. Die Form des Aufnahmeraums wird somit den üblicherweise quaderförmigen Objektträgern angeglichen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist an zumindest einem der Seitenelemente eine Vorrichtung zum Detektieren eines mechanischen Kontakts oder ein Drucksensor angeordnet. Es lässt sich dann mit Hilfe des Sensors oder Kontakts feststellen, ob ein Objektträger in die Halterung eingelegt ist, sowie, ob der Objektträger Kontakt zu dem betreffenden Seitenelement aufgenommen hat und somit seine finale Position erreicht hat.
Ein solcher Sensor oder Kontakt kann beispielsweise als Microschalter, als Lichtschranke, als kapazitiver, induktiver oder piezoresistiver Drucksensor, als piezoelektrischer oder frequenzanaloger Drucksensor, als Dehnungsmessstreifen oder unter Ausnutzung des Halleffekts ausgestaltet sein.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zum Detektieren eines mechanischen Kontakts oder der Drucksensor an dem der Öffnung zum Einführen eines Objektträgers gegenüber liegenden Seitenelement angeordnet ist. Dies ist üblicherweise die Rückwand der Halterung. So lange hier kein Kontakt zum Objektträger vorliegt, muss der Objektträger weiter in den Schlitz geschoben werden.
Es ist möglich, dass entsprechende Kontakte oder Sensoren sowohl in einem oder mehreren der einander gegenüberliegenden Seitenelemente, üblicherweise also der Seitenwände, als auch in dem rückwärtigen Seitenelement, üblicherweise also der Rückwand, angeordnet sind. Es kann dann eine horizontale und vertikale Lageprüfung durchgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist ein hinteres Seitenelement die Form einer Rückwand auf, die eine Eingriffsmulde aufweist. Die Eingriffsmulde kann dabei derart dimensioniert sein, dass ein Benutzer mit einem oder mehreren Fingern in die Eingriffsmulde eingreifen kann, um den Objektträger aus der Halterung zu entfernen, indem er ihn in Richtung der Öffnung schiebt. Wenn die Halterung einen geschlossenen Rahmen aufweist, kann auch an der der Rückseite gegenüberliegenden Seite des Rahmens eine
Eingriffsmulde angeordnet sein.
Die Halterung kann vorteilhafterweise einen Halterahmen aufweisen, mit dem die Halterung an einem Mikroskoptisch befestigt werden kann. Es ist dadurch ein modularer Aufbau sowie ein einfaches Nachrüsten von bestehenden Mikroskopen möglich.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand der Seitenelemente
voneinander im Bereich einer Rückseite geringer ist als im Bereich der Öffnung zum
Einführen eines Objektträgers. Auf diese Weise kann die Elastizität des Materials, aus der die Halterung hergestellt ist ausgenutzt werden, um die Rückstellkraft aufzubringen. Dies kann zusätzlich zu der Rückstellkraft des Andruckelements geschehen. In einer besonders für Objektträger aus Kunststoff geeigneten Ausführungsform kann auch ausschließlich die Rückstellkraft des Materials der Halterung genutzt werden. In diesem Fall stellen die
Seitenelemente selbst das Andruckelement bzw. die Andruckelemente dar.
Bevorzugt sind die Seitenelemente als Seitenwände ausgeführt. Auch durch dieses Merkmal wird erreicht, dass der Aufnahmeraum möglichst exakt der Form des Objektträgers entspricht. Weiterhin vereinfacht sich die Herstellung der Halterung. Unter einer Wand wird dabei insbesondere eine sich vertikal erstreckende, ebene Begrenzungsfläche verstanden.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, ein Mikroskop mit einer erfindungsgemäßen Halterung für einen Objektträger auszurüsten. Ein solches Mikroskop ist besonders einfach in der
Handhabung.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Steuern eines Mikroskops mit dem Schritt a. Einführen eines Objektträgers entlang einer Einführungsrichtung in einen schlitzförmigen Aufnahmeraum einer Halterung für einen Objektträger, wobei der Objektträger so lange entlang der Einführungsrichtung bewegt wird, bis ein in einem hinteren Bereich des Aufnahmeraums angeordneter Sensor einen Kontakt zum Objektträger detektiert, vorgeschlagen. Auf diese Art und Weise kann zuverlässig festgestellt werden, ob ein
Objektträger eingelegt wird. Der Benutzer muss sich weniger auf das genaue Einlegen des Objektträgers konzentrieren und wird gerade in dunklen Umgebungen entlastet. Weiterhin wird so eine Automatisierung des Wechseins von Objektträgern möglich, da das Signal des Sensors für die Steuerung des automatischen Einlegens des Objektträgers genutzt werden kann. Dementsprechend kann das Einführen des Objektträgers manuell oder automatisch erfolgen.
Eine Weiterbildung des beschriebenen Verfahrens erweitert das Verfahren um die Schritte b. Annähern eines Objektivs an den Objektträger so lange, bis ein in der
Halterung angebrachter Drucksensor eine Veränderung des Drucks detektiert, c. Setzen eines Wertes eines Ist-Abstands zwischen Objektiv und Objektträger auf Null, und
d. Einstellen des Ist-Abstands so, dass er dem bekannten freien Arbeitsabstand des Objektivs entspricht.
Auf diese Art und Weise kann eine grobe Fokussierung auf ein auf dem Objektträger angeordnetes zu untersuchendes Objekt vorgenommen werden. Sobald der Drucksensor eine Veränderung des Drucks und somit einen Kontakt des Objektivs mit dem Objektträger detektiert, kann die Annäherungsbewegung des Objektivs sofort unterbrochen werden. Es kann so verhindert werden, dass der Benutzer während des Fokussierens den Objektträger oder sogar das Objektiv beschädigt.
Im Anschluss kann eine Feinfokussierung erfolgen. Diese kann manuell oder automatisch erfolgen. Hierbei können weitere Regelparameter, die beispielsweise über eine Kamera erhalten werden können, genutzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 Eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Halterung in einem ersten Zustand,
Figur 2 eine Ansicht des erstens Ausführungsbeispiels in einem zweiten
Zustand,
Figur 3 eine Ansicht des erstens Ausführungsbeispiels in einem dritten Zustand,
Figur 4 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
erfindungsgemäßen Halterung,
Figur 5 einen ersten Schritt beim Einlegen eines Objektträgers, Figur 6 einen zweiten Schritt beim Einlegen eines Objektträgers,
Figur 7 einen dritten Schritt beim Einlegen eines Objektträgers,
Figur 8 einen vierten Schritt beim Einlegen eines Objektträgers,
Figur 9 eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Halterung, und
Figur 10 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Halterung sowie Teile eines
Mikroskops.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die in den Figuren dargestellten
Objektträger nicht zur erfindungsgemäßen Halterung gehören. Sie sind allerdings dargestellt, um die Funktion zu verdeutlichen. Erfindungsgemäße Halterungen können mit geringen Anpassungen für eine Vielzahl unterschiedlich ausgestalteter Objektträger hergestellt werden.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Halterung 2. Die Halterung 2 weist einen umlaufenden Rahmen 4 auf, der eine Oberseite 6 und eine Unterseite 8 aufweist. Der Rahmen 4 ist rechteckig und grundsätzlich scheibenartig aufgebaut. In anderen Worten ist seine Ausdehnung in vertikaler Richtung deutlich kleiner als in den beiden horizontalen Richtungen. In dem Rahmen 4 ist eine Ausnehmung 10 angeordnet, die in etwa die Breite eines zur Anschauung ebenfalls dargestellten Objektträgers 12 aufweist. Unter„Breite" soll hierbei die Ausdehnung des Objektträgers 12 entlang seiner längsten Seite verstanden werden. Ebenso ist die„Breite der Ausnehmung 10" die Ausdehnung der Ausnehmung 10 entlang der in der Figur zur längsten Seite des Objektträgers 12 parallelen Seite. Die„Länge der Ausnehmung 10" soll sich dazu im rechten Winkel erstrecken, unter der„Höhe" ist jeweils die Ausdehnung entlang der kürzesten Seite zu verstehen.
Einander gegenüber liegend und sich über die gesamte Länge der Ausnehmung erstreckend sind am Rand der Ausnehmung zwei Auflageflächen 14 angeordnet. Die Auflageflächen 14 weisen eine Breite von einigen Millimetern auf, so dass ein Objektträger dort sicher aufgelegt werden kann. Die Auflageflächen 14 können einstückig mit dem Rahmen 4 ausgeführt sein. Sowohl der Rahmen 4 als auch die Auflageflächen 14 bestehen aus Metall. Es ist möglich, die Auflageflächen 14 zu beschichten, beispielsweise mit einer Gleitschicht oder einer rutschhemmenden Schicht, um ein gewünschtes Verhalten beim Einlegen des Objektträgers 12 zu erhalten.
Im hinteren Bereich der Ausnehmung 10, also im an die Rückseite 16 angrenzenden
Bereich, sind beabstandet von den Auflageflächen 14 und parallel zu diesen Gegenflächen 18 angeordnet. Ihre Länge entspricht in etwa der Länge des Objektträgers 12 bzw. etwa der halben Länge der Ausnehmung 10. Der vertikale Abstand zwischen den Auflageflächen 14 und den Gegenflächen 18 ist dermaßen dimensioniert, dass der Objektträger 12 eingelegt werden kann, aber lediglich ein geringes Spiel in vertikaler Richtung hat. In anderen Worten ist der Abstand ein wenig größer als die Höhe des einzulegenden Objektträgers 12. Die jeweils übereinander angeordneten Auflageflächen 14 und Gegenfläche 18 definieren einen Hohlraum, der von dem einzulegenden Objektträger 12 eingenommen werden kann und in dem dieser gehalten wird. Die Gegenflächen 18 können ebenfalls einstückig mit dem
Rahmen 4 ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Zwischenraum zwischen den
Auflageflächen 14 und den Gegenflächen 18 ausgefräst sein.
An der Unterseite der Gegenflächen 18 sind Andruckelemente 20 angeordnet. Diese sind aus einem elastischen Material gefertigt und können in vertikaler Richtung komprimiert werden. Sie üben dann eine entgegen der Kompressionsrichtung gerichtete Rückstellkraft aus. Diese drückt einen eingelegten Objektträger 12 gegen die Auflagefläche, so dass ein unbeabsichtigtes Bewegen des Objektträgers 12 in horizontaler Richtung vermieden wird. Die Andruckelemente 20 sind im gezeigten Beispiel flächig ausgeführt und erstrecken sich über einen Großteil der Breite der Gegenflächen 18 sowie über etwas mehr als die Hälfte der Länge der Gegenflächen 18.
Im hinteren Bereich des Rahmens 4 ist die Rückseite 16 zu erkennen. Sie ist in Form einer einfachen vertikalen Rückwand ausgeführt und weist eine Eingriffsmulde 22 auf, die eine abgerundete Ausnehmung darstellt und in etwa den Durchmesser eines menschlichen Fingers aufweist. Die Eingriffsmulde 22 erlaubt das einfache Entnehmen eines Objektträgers 12, indem der Objektträger 12 nach vorne geschoben wird. Der Objektträger 12 erreicht so einen Bereich, in dem die Auflageflächen 14 nicht von Gegenflächen 18 überdeckt werden. Der Objektträger 12 kann somit nach oben hin entnommen werden kann.
In Figur 1 ist eine Momentaufnahme während des Einlegens des Objektträgers 12 dargestellt. Der Objektträger 12 ist mit seiner hinteren Kante bereits auf die Auflageflächen 14 aufgelegt worden und wird in der Folge so verschwenkt, dass er parallel zur Oberfläche der Halterung 2 liegt und im Bereich, in dem Objektträger 12 und Auflagefläche 14 überlappen, vollflächig aufliegt. Der Objektträger 12 kann dann in Richtung des
eingezeichneten Pfeils verschoben werden, so dass er zwischen den Auflageflächen 14 und den Gegenflächen 18 eingeklemmt wird. Der Objektträger 12 kann so weit in die Schlitze zwischen den Auflageflächen 14 und den Gegenflächen 18 eingeschoben werden, bis er an die Rückwand 16 anschlägt.
Figur 2 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel wie Figur 1 , jedoch in einer Situation beim Entnehmen des Objektträgers 12. Der Objektträger 12 ist hier bereits aus der Messposition, in der er bis zum Hinteren Anschlag in Form der Rückwand 16 eingeschoben war, in die Entnahmeposition verschoben worden. Hierbei wurde der Objektträger 12 bis zum vorderen Anschlag in Form der Vorderwand 24 geschoben und wird nun entlang des eingezeichneten Pfeils so verschwenkt, dass er bequem entnommen werden kann. In der Messposition befindet sich der Objektträger vollständig im Aufnahmebereich.
Figur 3 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel wie Figur 1 und 2. Zur Verdeutlichung der Vielseitigkeit der Halterung ist ein von dem zuvor dargestellten Objektträger verschiedener Objektträger 26 dargestellt, der einen sich in vertikaler Richtung erstreckenden Aufbau aufweist, der vier Probenkammern 28 zur Verfügung stellt. Der dargestellte Objektträger 26 liegt bereits auf den Auflageflächen 14 auf und kann nun entlang des eingezeichneten Pfeils in die Messposition geschoben werden.
Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Halterung 2. Das gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispiel. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Elemente. Zusätzlich sind jedoch zwei seitliche Andrucksensoren 30 sowie zwei rückwärtige Andrucksensoren 32 vorhanden. Die seitlichen Andrucksensoren 30 befinden sich dabei in den Seitenwänden 34 im hinteren Bereich zwischen den Auflageflächen 14 und den Gegenflächen 18. Die rückwärtigen Andrucksensoren 32 sind in der Rückwand 16 angeordnet.
Die beiden rückwärtigen Andrucksensoren 32 ermitteln, ob die Probe korrekt bis zum hinteren Anschlagspunkt eingelegt wurde und ein Kontakt zwischen Objektträger 26 und Rückwand 16 besteht. Die beiden seitlichen Andrucksensoren 30 prüfen, ob auf den
Objektträger 32 von unten Druck oder eine Druckänderung ausgeübt wird. Dieser Druck könnte z.B. von einem Objektiv ausgeübt werden, welches versehentlich den Objektträger 32 berührt. Durch die Andrucksensoren 30, 32 lassen sich nun mehrere Probleme lösen, welche bislang zu Brüchen von Objektträgern, zu defekten Objektiven und zu falschen
Ansteuerungen führen konnten. Detaillierte Verwendungsmöglichkeiten der Sensoren werden weiter unten beschrieben.
Die Figuren 5 bis 8 zeigen den Prozess des Einlegens eines Objektträgers 12 in die
Halterung 2 anhand des ersten Ausführungsbeispiels, das auch in den Figuren 1 bis 3 gezeigt ist. Figur 5 entspricht dabei Figur 1 : Der Objektträger 12 ist mit seiner hinteren Kante 36 auf die Auflageflächen 14 aufgelegt worden. Die vorderen Kanten der Gegenflächen 18 können hierbei als Anschlag für den Objektträger 12 dienen. Der Objektträger 12 wird nun so verschwenkt, dass sich die vordere Kante 38 nach unten bewegt und der Objektträger 12 schließlich plan auf den Auflageflächen 16 aufliegt. Nun ist der in Figur 6 gezeigte Zustand erreicht. Der Objektträger 12 kann nun in Richtung der Rückwand 16 parallel zu den Auflageflächen 14 verschoben werden. Eine
entsprechende Ansicht ist in Figur 7 dargestellt. Der Objektträger 12 ist bereits zum Teil in den von den Auflageflächen 14 und den Gegenflächen 18 gebildeten Schlitz eingedrungen. Ein Teil seiner Oberfläche wird von den Gegenflächen 18 überdeckt. Im gezeigten Zustand kommt der Objektträger 12 gerade in Kontakt mit den Andruckelementen 20. Der Benutzer bemerkt dies anhand eines leicht erhöhten Widerstands in Schieberichtung.
Der Objektträger 12 wird nun weiter geschoben, bis der in Figur 8 gezeigte Zustand erreicht und das Einlegen des Objektträgers 12 in die Halterung 2 abgeschlossen ist. Der
Objektträger 12 hat nun die Messposition erreicht. Mit seiner hinteren Kante 36 hat der Objektträger 12 nun Kontakt mit der Rückwand 16 der Halterung 2 aufgenommen. Der Objektträger 12 hat eine stabile Position eingenommen, aus der er nur mit einem durch die Ausgestaltung der Andruckelemente 20 einstellbaren Kraftaufwand herausbewegt werden kann. Eine ungewünschte Bewegung während des Messvorgangs wird so sicher vermieden.
Das Entnehmen des Objektträgers 12 findet in umgekehrter Reihenfolge statt. Damit der Benutzer auch in der Messposition auf einfache Art und Weise eine horizontale Kraft auf den Objektträger 12 ausüben kann, um diesen in die Entnahmeposition zu verschieben, ist die Eingriffsmulde 22 an der Rückwand 16 angeordnet, in die der Benutzer mit einer
Fingerspitze oder einem Fingernagel eingreifen kann.
Figur 9 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Halterung 2.
Merkmale, die sich nicht von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
unterscheiden, werden an dieser Stelle nicht extra erwähnt, sind in der Figur aber ggf. durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
Gegenüber den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen weist die hier dargestellte Halterung 2 einen äußeren Halterahmen 40 auf. Dieser kann fest mit einem nicht
dargestellten Mikroskop verbunden oder mit der Tischplatte des Mikroskopstages identisch sein. Der äußere Halterahmen 40 nimmt den inneren Rahmen 42 auf, der sehr ähnlich zu den weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispielen aufgebaut ist. In den äußeren Halterahmen 40 können verschiedene, an die jeweiligen Probentypen adaptierte innere Rahmen 42 eingelegt werden. So kann das Mikroskop ohne aufwendige Umbauten für verschiedene Objektträger konfiguriert werden. Der Halterahmen 40 kann einen Anschluss 44 aufweisen, an den beispielsweise über eine Steckverbindung ein Stromanschluss und/oder ein Anschluss für eine Datenleitung realisiert werden kann.
Die Andruckelemente 20 können ebenfalls an ein Leitungssystem 46 angeschlossen sein. An den Kontakten 48 können die Daten und/oder der Strom zwischen dem inneren Rahmen 42 und dem äußeren Halterahmen 40 übertragen werden. Auf diese Art und Weise können eine Vielzahl von Sensoren angeschlossen und betrieben werden.
Die Sensoren können zum Beispiel Druckkontakte oder Drucksensoren sein, welche in den Andruckelementen 20 derart untergebracht sind, dass sie messen können, ob ein
Objektträger 12 in die Halterung 2 eingelegt ist. Darüber hinaus können die Sensoren nicht nur auf einfachen Kontakt reagieren, sondern auch den Druck quantitativ auswerten, um damit den Druck, der durch einen Kontakt zwischen Objektiv 50 und Objektträger 12 aufgebracht wird, zu messen. Durch die Messung des Drucks kann das System dann erkennen, ob das Objektiv 50 Druck auf den Objektträger 12 ausübt und geeignete
Gegenmaßnahmen treffen.
Falls die Druckmessung ergibt, dass das Objektiv 50 den Objektträger 12 berührt und nach oben (inverses Mikroskop) oder nach unten (aufrechtes Mikroskop) wegdrückt, so dass die Gefahr besteht, dass der Objektträger 12 durch diesen Druck zerbrochen wird, so kann das System passend reagieren, z.B. indem es verhindert, dass der Anwender das Objektiv 50 weiter in Richtung des Objektträgers 12 bewegen kann, so dass der Objektträger 12 nicht zerstört werden kann.
Gleichzeitig kann die Detektion eines Druckanstiegs aber auch ausgenutzt werden, um einen Fangbereich für den Fokus zu finden und die Position des Objektivs 50 automatisch einzustellen. Dazu wird ausgenutzt, dass der freie Arbeitsabstand für jedes Objektiv 50 bekannt ist. Wenn der Arbeitsabstand des Objektivs 50 beispielsweise 250 μηη beträgt, dann kann die optimale Position, d.h. der Abstand des Objektivs 50 vom Objektträger 12, automatisch eingestellt werden, sobald ein Kontakt zwischen dem Objektiv 50 und dem Objektträger 12 mit Sicherheit detektiert worden ist. Im Moment der Berührung steigt nun der Druck auf die Andrucksensoren an, die dann ein entsprechendes Signal ausgeben. Mit diesem Signal als Trigger kann das System den Abstand des Objektivs 50 vom Objektträger 12 nun automatisch auf den Arbeitsabstand einstellen. Dies kann beispielsweise passieren, indem ein Wert für den Ist-Abstand auf null gesetzt wird, sobald ein Sensor einen Kontakt von dem Objektiv 50 mit dem Objektträger 12 detektiert. Hiervon ausgehend kann dann der Ist-Abstand auf den bekannten freien Arbeitsabstand des Objektivs 50 eingestellt werden. Das System befindet sich danach automatisch in etwa im Fokus. Durch einen
anschließenden, nachgeschalteten Autofokusprozess kann dann der optimale Fokus leicht gefunden werden.
Der innere Rahmen 42 kann durch kleine, in den Ecken des äußeren Halterahmens 40 angeordnete Magneten 52, die beispielsweise als Neodymmagnete ausgestaltet sein können, fixiert werden. Zusätzlich kann der innere Rahmen 42 über kleine, manuell eindrehbare Anfasser 54 fest in der aktuellen Lage angeschraubt werden. Die Anfasser 54 dienen zudem dazu, den inneren Rahmen 42 leicht entnehmen zu können. Der Anfasser 54 kann beispielsweise wie eine mit einem Handgriff ausgestattete Schraube ausgestaltet sein.
Dabei wird automatisch über die Kontakte 48 eine Verbindung der elektrischen Leitungen des inneren Rahmens 42 mit dem äußeren Halterahmen 40 hergestellt, so dass die
Leitungsführung an den Anschluss 44 weitergeleitet wird und so ein Anschluss der
Stromversorgung und der Datenleitungen an die Außenwelt ermöglicht wird.
Zusätzlich kann der innere Rahmen 42 einen kleinen Klemmraum 56 aufweisen, der zum Anschließen und/oder zur Aufnahme von Elektronikkomponenten, zum Beispiel einer Kamera oder einem Temperatursensor, vorbereitet ist.
Figur 10 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiels. Es ist zu erkennen, dass der Objektträger 26 in die Messposition gebracht wurde. Von unten wird das Objektiv 50 angenähert. Diese Vorgehensweise ist üblich, der Benutzer sieht durch das Okular des Mikroskops und nähert das Objektiv 50 so lange dem Objektträger 26 an, bis er ein scharfes Bild sieht. In der dargestellten Situation hat die Annäherungsbewegung bereits zu einem unerwünschten Kontakt zwischen Objektiv 50 und Objektträger 26 geführt, was durch den kleinen Stern symbolisiert wird. Es besteht die Gefahr der Beschädigung des Objektträgers 26 und/oder des Objektivs 50. Der in Figur 10 vergrößert dargestellte
Andrucksensor 58 kann eine Kollision des Objektivs 50 mit der Unterseite des Objektträgers 26 erfassen. Eine geeignete Steuerung kann dann die weitere Bewegung des Objektivs 50 stoppen und optional das Objektiv 50 wieder etwas von dem Objektträger 26 entfernen, so dass ein Sicherheitsabstand eingehalten wird. Weiterhin ist der rückwärtige Drucksensor 32 zu erkennen.
Der Andrucksensor 58 misst den an ihm anliegenden Druck. Er ist an der Unterseite der Gegenfläche 18 angebracht, so dass er eine aufwärts gerichtete Bewegung des
Objektträgers 26 bzw. eine Erhöhung des aufwärts gerichteten Drucks detektieren kann. Natürlich ist es prinzipiell auch möglich, eine Druckverminderung eines auf der Oberseite der Auflagefläche 18 angeordneten Drucksensors als Eingangssignal zu verwenden.
Tritt nun eine Druckänderung auf und überschreitet sie eine vorgegebene Schwelle, so kann die weitere Aufwärtsbewegung des Objektivs 50 automatisch unterbrochen werden und/oder eine Warnmeldung oder ein Signalton ausgegeben werden. Auf diese Weise kann ein Schaden an Objektiv 50 und/oder an dem Objektträger 12 vermieden werden. Die vorgegebene Schwelle ist in Figur graphisch durch ein schematisch dargestelltes
Zeigerinstrument 60 veranschaulicht. Für ein aufrechtes Mikroskop, bei dem das Objektiv von oben in Richtung Probe gefahren wird, kann eine analoge Konstruktion erstellt werden. In diesem Falle sind die
Andrucksensoren dann auf der Oberseite der Auflagefläche angeordnet, um im Falle einer Kollision eine Druckerhöhung detektieren zu können.
Um den Halter universell sowohl für aufrechte als auch für inverse Mikroskope zugleich einsetzen zu können, kann der Halter mit mehreren Andrucksensoren ausgerüstet werden, die die beiden oben beschriebenen Prinzipien kombinieren. Es sind dann sowohl auf der Unterseite der Gegenflächen als auch auf der Oberseite der Auflageflächen Sensoren angeordnet.
Bezugszeichenliste
2 Halterung
4 Rahmen
6 Oberseite
8 Unterseite
10 Ausnehmung
12 Objektträger
14 Auflagefläche
16 Rückwand
18 Gegenfläche
20 Andruckelement
22 Eingriffsmulde
24 Vorderwand
26 Objektträger
28 Probenkammer
30 seitliche Andrucksensoren
32 rückwärtige Andrucksensoren
34 Seitenwand
36 hintere Kante
38 vordere Kante
40 äußerer Halterahmen
42 innerer Rahmen
44 Anschluss
46 Leitungssystem
48 Kontakt
50 Objektiv
52 Magnet
54 Anfasser
56 Klemmraum
58 Andrucksensor
60 Zeigerinstrument

Claims

Patentansprüche
1. Halterung (2) für einen Objektträger (12), mit einem Aufnahmebereich, der eine erste Auflagefläche (14) und eine der ersten Auflagefläche (14) gegenüber angeordnete zweite Auflagefläche (14), eine erste Gegenfläche (18), die die erste Auflagefläche (14) zumindest teilweise überspannt und eine zweite Gegenfläche (18), die die zweite Auflagefläche (14) zumindest teilweise überspannt, aufweist, wobei der
Aufnahmebereich an drei Seiten von Seitenelementen (16, 34) begrenzt wird und an einer Seite eine Öffnung zum Einführen eines Objektträgers (12) aufweist, und wobei innerhalb des Aufnahmebereichs zumindest ein Andruckelement (20) angeordnet ist, das eine zum Inneren des Aufnahmebereichs hin gerichtete Rückstellkraft ausüben kann.
2. Halterung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein vertikaler Abstand zwischen einer Auflagefläche (14) und einer zugehörigen Gegenfläche (18) zwischen 0,5 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 1 ,0 und 3,0 mm und besonders bevorzugt zwischen 1 ,0 und 2,0 mm liegt.
3. Halterung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gegenflächen (18) im Wesentlichen parallel zu den Auflageflächen (14) verlaufen.
4. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausdehnung der Auflageflächen (14) in einer ersten Richtung zumindest doppelt so groß ist wie eine Ausdehnung der Gegenflächen (18).
5. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement (20) oder die Andruckelemente (20) an den
Seitenelementen (16, 34) angebracht sind.
6. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Auflageflächen (14) und/oder in beiden Gegenflächen (18)
Andruckelemente (20) angeordnet sind.
7. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenflächen (18) und die Auflageflächen (14) mit zum Aufnahmeraum weisenden Oberflächen der Seitenelemente (16, 34) jeweils einen rechten Winkel bilden.
8. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Seitenelemente (16, 34) eine Vorrichtung zum
Detektieren eines mechanischen Kontakts oder ein Drucksensor (30, 32) angeordnet ist.
9. Halterung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Detektieren eines mechanischen Kontakts oder der Drucksensor (30, 32) an dem der Öffnung zum Einführen eines Objektträgers (12) gegenüber liegenden Seitenelement (34) angeordnet ist.
10. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein hinteres Seitenelement (16) die Form einer Rückwand aufweist, die eine Eingriffsmulde (22) aufweist.
11. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Halterahmen aufweist (4, 44), mit dem die Halterung (2) an einem Mikroskoptisch befestigt werden kann.
12. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand der Seitenelemente (34) im Bereich einer Rückseite geringer ist als im Bereich der Öffnung zum Einführen eines Objektträgers (12).
13. Halterung (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenelemente (34) als Seitenwände ausgeführt sind.
14. Mikroskop mit einer Halterung (2) für einen Objektträger (12) nach einem der
vorstehenden Ansprüche.
15. Verfahren zum Steuern eines Mikroskops mit dem Schritt a. Einführen eines Objektträgers (12) entlang einer Einführungsrichtung in einen schlitzförmigen Aufnahmeraum einer Halterung (2) für einen Objektträger (12), wobei der Objektträger (12) so lange entlang der Einführungsrichtung bewegt wird, bis ein in einem hinteren Bereich des Aufnahmeraums angeordneter Sensor (30, 32) einen Kontakt zum Objektträger (12) detektiert.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Schritte e. Annähern eines Objektivs (50) an den Objektträger (12) so lange, bis ein in der Halterung (2) angebrachter Drucksensor (30, 32) eine Veränderung des Drucks detektiert,
f. Setzen eines Wertes eines Ist-Abstands zwischen dem Objektiv (50) und dem Objektträger (12) auf null, und
g. Einstellen des Ist-Abstands so, dass er dem bekannten freien Arbeitsabstand des Objektivs (50) entspricht ausgeführt werden.
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