JP2014106537A - 顕微鏡検査のための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心分離器に支持された試料を観察する顕微鏡において、スペースが狭い場所でも設置可能とする。
【解決手段】顕微鏡検査のための装置画像出力ユニット１２ａ、２つ以上の、空間的に分散して配置されている、異なった試料撮影範囲を備えた画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ、１つ以上の試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、１つ以上の生物学的試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、を支持する１つ以上のスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、を備え、及び画像出力ユニット１２ａと２つ以上の画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ、の１つを光学的に顕微鏡ユニット２０ａに結合するカップリングユニット４０ａを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像出力ユニットを備えた顕微鏡検査のための装置に関し、少なくとも２つの、空間的に分散して配置されている異なった試料撮影範囲を有する画像入力ユニット、少なくとも１つの試料、特に少なくとも１つの生物学的試料を支持する少なくとも１つのスライドグラスユニット、及び画像出力ユニット及び少なくとも２つの画像入力ユニットのうちの１つを光学的に顕微鏡ユニットと連結するカップリングユニットを備えている。

一般的な顕微鏡、特に光学顕微鏡は、拡大画像を形成するための画像形成ユニットを備え、この画像形成ユニットは顕微鏡鏡筒に配置されている対物要素、特に対物レンズ及び接眼要素、特に接眼レンズから構成されている。顕微鏡の鏡筒は、決められた方向に大きなスペースを必要とするため、顕微鏡を狭いスペースに配置することは困難である。さらに、例えば宇宙空間にある宇宙カプセル、宇宙ステーション又は人工衛星に載せている場合のように遠心分離機に支持された試料で顕微鏡の使用が必要な場合、顕微鏡全体が顕微鏡鏡筒と共に遠心分離機に取り付けることが必要であり、それにより、遠心分離機の回転が原因で顕微鏡の個々の構成部品に高い負荷がかかり、顕微鏡構成部品の動きが原因で引き起こされるアンバランスによって実験が妨害される可能性がある。

本発明の課題は特に、スペースが狭い状態でも設置可能な、この種類の顕微鏡検査のための装置を提供することである。

この課題は、発明による、請求項１の特徴を備えた装置によって解決され、有利な実施形態及び発展形態は従属請求項に見て取ることができる。

本発明は、画像出力ユニットを備えた顕微鏡検査のための装置から出発し、少なくとも２つの、空間的に分散して配置されている異なった試料撮影範囲を有する画像入力ユニット、少なくとも１つの試料、特に少なくとも１つの生物学的試料を支持する少なくとも１つのスライドグラスユニット、及び画像出力ユニット及び少なくとも２つの画像入力ユニットのうちの１つを光学的に顕微鏡ユニットと連結するカップリングユニットを備えている。

「顕微鏡ユニット」とは特に、物体の拡大画像を生じさせるために備えられているユニットであると理解される。好ましくは光線を使用して、顕微鏡が物体の拡大画像を生じさせ、その際光線は純粋に受動的に物体から受けられるか又は能動的に顕微鏡によって発生され得る。特に顕微鏡ユニットは、拡大画像を作るために、レンズとして作用する構成要素を備えている。基本的に顕微鏡ユニットは物体の拡大画像を粒子線、例えば電子線又はイオンビームでも作ることができる。「画像入力ユニット」とは特に、物体の方を向いた、物体の画像を撮影するユニットと理解され、物体の画像は拡大及び観察のために画像伝送経路を介して画像出力ユニットに伝送される。好ましくは、画像入力ユニットは少なくとも１つの対物レンズ又は対物レンズとして作用する磁場発生要素を粒子線の集束のために備えており、これを使用して物体の画像が撮影される。「画像伝送経路」とは特に、２つのユニットの間の光学的回路であると理解され、その際画像伝送経路上に例えば方向転換要素のような光路に影響を与える要素が配置されていてよい。画像伝送経路は、直線形状に又は方向転換要素を使用して非直線形状に形成されてよい。画像入力ユニットが「異なった試料撮影範囲を有している」とは特に、画像入力ユニットは同じタイミングで異なった試料に合わせられ、及び画像出力ユニットと異なった画像入力ユニットとの間の光学的結合によって異なった試料が後退で観察されることであると理解される。特に少なくとも２つの、異なった試料撮影範囲を備えた画像入力ユニットは、回転させることによって違う対物レンズを選択できる標準レンズターレットユニットとして形成された画像入力ユニットとは異なる。「試料撮影範囲」とは特に、その中で画像入力ユニットが試料を観察できる範囲であると理解され、その際試料撮影範囲は画像入力ユニットの開口角並びに画像入力ユニットの旋回及び／又は運動範囲によって与えられている。

「画像出力ユニット」とは特に、物体から観察者への、又は画像保存用機器、例えばコンピュータ又はメモリー付きカメラへの画像伝送経路において、画像入力ユニットと観察者との間又は画像保存機器との間に配置され、及び画像入力ユニットによって伝送された画像から、物体の拡大画像が、観察者又は画像保存機器へ提供されるユニットであると理解される。特に画像出力ユニットは、カメラ又は観察者による画像の観察用モニターを備えていてよい。特に画像出力ユニットは観察者と顕微鏡ユニットとの間のインターフェースを形成している。好ましくは、画像入力ユニットは少なくとも１つの接眼レンズ又は接眼レンズとして作用する磁場発生要素を粒子線の集束のために備えており、これを使用して、画像入力ユニットが作り出した、物体の拡大画像が生じる。好ましくは画像入力ユニット及び画像出力ユニットは、少なくとも１つの動作状態が互いに別々に形成され、及び例えば共通の筐体内での組み立てのような典型的な物理的接続がない。「画像出力ユニット及び少なくとも２つの画像入力ユニットのうちの１つが、１つの顕微鏡ユニットに光学的結合されている」とは特に、カップリングユニットが、画像出力ユニット及び少なくとも２つの画像入力ユニットのうちの１つが互いに光学的な接続を作る目的で互いに調整されるために備えられていると理解され、その際光学的な接続の作成には、画像出力ユニットと画像入力ユニットとの物理的接続の作成は不要である。選択的に画像出力ユニット及び／又は画像入力ユニットを画像転向要素に向けることで、又は選択的に画像転向要素を画像出力ユニット及び画像入力ユニットに向けることで、特にカップリングユニットは画像出力ユニットと画像入力ユニットを結合する。特にカップリングユニットが画像出力ユニット及び異なった画像入力ユニットを１つの顕微鏡ユニットに結合し、それによって交代で異なった試料を、特にそうでない場合には固定されている実験用構造で観察することができる。「画像転向要素」とは特に、例えばレンズ、プリズム及び／又はミラーのように光路を形成し、及び方向づけされ得る要素であると理解される。これによって特に、柔軟に配列可能な顕微鏡ユニットが実現される。なぜなら画像入力ユニットはスライドグラスユニットだけに割り当てられているが、画像出力ユニットは広範囲に任意に、空いた場所を備えた１つの箇所に割り当てられ得るからである。

さらに、顕微鏡が組み立てられ、位置合わせされた状態で、マルチピース構造に形成されていることが提示される。「組み立て、位置合わせされた状態で、マルチピース構造に形成されている」とは特に、組み立てられた状態の顕微鏡が、画像出力ユニットと画像入力ユニットとの光学的結合によって稼働され得、少なくとも２つの互いに別々の、物理的に接続されていない部分ユニットを備え、この部分ユニットが画像伝送のための１つの光学的な相互接続を備えていることであると理解される。特に物体の画像の撮影のために備えられた部分ユニットは、物体のそばに位置決めされ、及び別の部分ユニットは別の場所に、可能な限り有利にスペースを利用するために配置され得る。特に物体の画像の撮影のために備えられた部分ユニットは、画像入力ユニット及び画像出力ユニットの別の部分ユニットから形成されている。特に柔軟に使用することが可能な顕微鏡が実現可能であり、特に狭いスペースで特に有利には、省スペースで簡単に配置され得る。

本発明の一発展形態では少なくとも１つのスライドグラスユニットが遠心分離機として形成されることが提示される。遠心分離機上では、少なくとも１つの試料が固定して配置され、その結果試料は遠心分離機の回転に参加する。遠心分離機は特に、試料に１ｇより高い重力を発生するか、又は外部条件が１ｇより低い重力の場合に１ｇより低い重力の範囲の重力を発生することが企図され、そのために遠心分離機は静置状態で稼働され、及び固定された軸受面としてのみ機能することで、最大数ｇが生成され得る。特にさまざまな、調整可能な条件下で試料を観察するための柔軟なスライドグラスユニットが実現され得る。

さらに、少なくとも１つの動作状態で、画像入力ユニットの少なくとも１つが、少なくとも実質的に少なくとも１つの割り当てられたスライドグラスユニットに回転可能に結合していることが提示される。「少なくとも基本的に少なくとも１つの割り当てられたスライドグラスユニットに回転可能に結合している」とは、画像入力ユニットが同じく回転可能に支承され、その際画像入力ユニットが少なくとも１つの試料と共に、少なくとも１つのスライドグラスユニット上に回転可能に支承され得るか又は別の回転可能なユニットに支承されると理解され、このユニットは、最大５％、有利には最大２％、及び好ましくは最大１％スライドグラスユニットの回転速度から相違する回転速度で回転し、その際この相違は実質的に制御装置の不正確さが原因である。特に画像入力ユニットはスライドグラスユニットと同じ回転速度で運転され得る。特に回転する試料が移動しない撮影が可能である。

さらに、少なくとも１つの動作状態において、少なくとも１つの画像入力ユニットが画像出力ユニットに対して回転することが提示される。特に画像出力ユニットは静止している一方で、画像入力ユニットが回転可能に割り当てられたスライドグラスユニットに結合されている。特に画像出力ユニットの機械的負荷、特に試料の蛍光信号を発生するためのレーザー光源のような、画像出力ユニットの補助装置の、特に振動による機械的負荷は、画像出力ユニットの共回転によって防止することができる。

さらに、この装置が少なくとも１つの、少なくとも１つの画像入力ユニットと画像出力ユニットとの間の光路中に配置されたディローテータユニットを有していることが提示される。「ディローテータユニット」とは特に、画像入力ユニットの回転が原因で、画像出力ユニットに対して回転する画像が、画像出力ユニットに伝送される静止した画像に変換されるために備えられたユニットであると理解される。ディローテータユニットは、これに関して、回転する画像を電子的に処理し及びディローテーションして画像出力ユニットに伝送する画像キャプチャが付いたユニットとして、又は適切に動く、例えばプリズムのような光学要素の付いたユニットとして、それによって画像の角度変化が画像出力ユニットに対する画像入力ユニットの回転により補正されるように、形成され得る。特に簡単に観察できる画像が、回転に起因する外乱なしに実現できる。

さらに、ディローテータユニット使って少なくとも１つの画像入力ユニットの少なくとも実質的に半分の回転数で回転する、少なくとも１つの回転数等分ユニットが提示される。特に少なくとも１つの画像入力ユニットが画像出力ユニットと、ミラーとして形成された方向転換要素を介して光学的に接続し、その結果、入射角と反射角が同じであるという理由から、画像入力ユニットの回転及び少なくとも１つの試料の回転によって角度変化が倍にされ、及びディローテータユニットがプリズムとして形成され、その結果プリズムが画像入力ユニットの回転速度の半分で回転することで画像がディローテーションされる。特に単純な構造で形成されたディローテータユニットを実現することができる。

さらに、画像出力ユニットが少なくとも１つの画像入力ユニットと光学的に、少なくとも１つの方向転換要素を介して接続されていることが提示される。「方向転換要素」とは特に、例えばミラー又はプリズムのような、画像の光路が、好ましくは可能な限りわずかな強度損失で方向転換する要素であると理解される。特に構造が単純で、画像伝送経路を少なくとも１つの方向転換要素を使って適切に調整することにより、画像出力ユニットを画像入力ユニットに対して高い柔軟性で配置することができる。

さらに、少なくとも１つのチャンネル交換ユニットが提示され、このチャンネル交換ユニットは、画像出力ユニットがそれぞれ１つの試料に割り当てられた異なった試料チャンネルの間で切替えられことが企図されている。「チャンネル交換ユニット」は特に、例えば画像出力ユニットを、異なった試料チャンネルに割り当てられた異なった位置の間で動かすことで、また例えば選択ミラーのような選択要素を使用して１つの試料チャンネルを複数の試料チャンネルから選択し、及び光学的に画像出力ユニットと接続することで、試料チャンネルを交換するユニットであると理解され、その際それまで観察していた試料チャンネルが押しのけられ、又は画像出力ユニットと光学的結合されている画像入力ユニットに割り当てられた試料が他の試料と置き換えられることで、例えばスライドグラスユニットを画像入力ユニットに対して回転することで、実施される。好ましくは画像出力ユニットが異なった位置の間を運動する手段は、交換手段との組み合わせで、複数の位置の１つに割り当てられた画像入力ユニットの交換手段及び／又は画像入力ユニットによって観察される試料との間で、チャンネル交換ユニットを使用して交換する手段である。「試料チャンネル」とは特に、特定の試料から光学的に結合された顕微鏡ユニットを形成する画像入力ユニットと画像出力ユニットとのペアへのその都度の画像伝送経路であると理解される。これは特に複数の試料の観察が、ただ１つの画像出力ユニットによって実現され、それによって別の試料のための別個の画像出力ユニットを省略することができる。

さらに、チャンネル交換ユニットが少なくとも１つの画像出力交換ユニットを有し、この画像出力交換ユニットは、少なくとも１つの画像出力ユニットを少なくとも２つの、それぞれ少なくとも１つの試料チャンネルに割り当てられた作業ポジションの間で移動するか又は位置決めするために備えられていることが提示される。好ましくは、画像出力交換ユニットはレール上を走行可能な又は回転可能な、画像出力ユニット用キャリアユニットとして形成される。特に単純な構造で形成されたチャンネル交換ユニットを実現することができる。

さらに、チャンネル交換ユニットが少なくとも１つの画像入力交換ユニットを備え、この画像入力交換ユニットは、少なくとも２つの画像入力ユニットの少なくとも１つを、複数の試料チャンネルの間で切替え可能にするために備えられていることが提示される。画像入力交換ユニットは、例えば可動の、好ましくは回転可能の選択ミラーを備えてよく、この選択ミラーは選択的に画像入力交換ユニットを異なった試料と接続するか、又は複数の試料を備えた回転可能なスライドグラスユニットとして形成され、このスライドグラスユニットは交代で画像入力ユニットの前に回される。特に単純な構造で形成されたチャンネル交換ユニットを実現することができる。

さらに、画像入力交換ユニットが、少なくとも２つの画像入力ユニットの少なくとも１つが複数の試料チャンネルの間で回転運動によって切替えられることが提示される。好ましくは、複数の試料チャンネルの間の切替えのための回転運動は、静止した画像入力ユニットに対する異なった試料の回転運動又は旋回運動によって達成され得る。複数の試料チャンネル間で切替えるために、基本的に画像入力ユニットも静止して支承された試料に対して回転することができ、及び／又は旋回運動によって位置合わせされ得る。特に単純な構造で形成された画像入力交換ユニットを実現することができる。

さらに、この装置がマルチキャリア構造を有していることが提示され、この構造にはチャンネル交換ユニット、少なくとも１つの画像出力ユニット、並びに複数のスライドグラスユニット及び割り当てられた画像入力ユニットが配置されている。「マルチキャリア構造」とは特に、割り当てられた画像入力ユニットを備え、ローカルのスライドグラスユニットを保持するための、複数の定義された作業ステーションを備えた構造であると理解され、その際作業ステーションは、例えばビューホールを備えることで画像入力ユニットと画像出力ユニットとの光学的結合が可能になるように形成されている。マルチキャリア構造は、直線状のマルチキャリア構造として、例えばテーブルとして形成されてよく、このテーブルは上面と下面を備え、この上面には複数の、遠心分離機として形成されたスライドグラスユニットが、割り当てられた回転可能に結合された画像入力ユニットと共に配置され、及びこの下面にはレール又はガイドが、レール又はガイドを走行可能な画像出力ユニットと共に配置されており、その際テーブルは、画像入力ユニットの位置のところに又はその付近にビューホールを、画像入力ユニットの画像を通すために備えており、対応するスライドグラスユニット、カップリングユニット及び／又は画像入力ユニットの各のビューホールとオーバーラップされる。マルチキャリア構造は、それとは異なる形に、例えば内面を備えたリング状の構造として形成されてよく、この内面には画像出力ユニットが走行可能に配置されており、外面には、スライドグラスユニット、画像入力ユニット及び試料が配置されている。特にコンパクトな、簡単に操作できる装置構造が実現できる。

さらに、スライドグラスユニットの少なくとも１つが、マルチ試料キャリアユニットとして形成され、このマルチ試料キャリアユニットには複数の試料が配置されていることが提示される。特に必要な画像入力ユニットの数を減らすことができる。

さらに、各スライドグラスユニットが少なくとも１つの別々の画像入力ユニットに割り当てられていることが提示される。好ましくは、スライドグラスユニットはマルチ試料キャリアユニットとして形成されている。特に複数のスライドグラスユニット間で画像入力ユニットが動くことを省略でき、及びそれによって装置の費用が低減できる。

さらに、マルチキャリア構造が多角形構造に形成されることが提示される。「多角形構造」とは特に、多角形状のマルチキャリア構造であると理解され、その際多角形の角の間の多角形の面上に、スライドグラスユニットが割り当てられた画像入力ユニットと共に配置され、及び多角形の１つの中心に画像出力ユニットが配置されている。多角形構造は特に少なくとも十分な無重力状態で使用するために備えられている。特に省スペースのマルチキャリア構造が達成される。

さらに、各試料がそれぞれ１つの別々の画像入力ユニットに割り当てられていることが提示される。特に試料チャンネルの間の交換が、画像入力ユニットを光学的に画像出力ユニットと接続できる選択ミラーを回転させることによって達成される。特に、複数の試料の観察で、装置に関して低費用で観察切替えが達成される。

さらに、顕微鏡ユニットが蛍光性顕微鏡ユニットから形成されていることが提示される。「蛍光性顕微鏡ユニット」とは特に、試料の蛍光信号を生成するために試料を照射するための、少なくとも１つの光源、好ましくは１つのレーザー光源を、及び蛍光信号の光周波数から外れている光周波数をフィルタリングするために少なくとも１つのフィルタ要素が備えられている顕微鏡ユニットと理解される。蛍光性顕微鏡ユニットは、例えばＳＴＥＤ顕微鏡法又はＴＩＲＦ顕微鏡法を実施するためにさらに別の補助装置を備え得る。好ましくは蛍光性顕微鏡ユニットの画像入力ユニットはただ１つ又は複数の対物レンズを備えている。画像出力ユニットは、レーザー光源、フィルタ要素及び別の補助装置のようなすべてのさらなる必要要素を備えている。特に蛍光性顕微鏡ユニットの複雑で壊れやすい構成部品を固定された画像出力ユニットに取り付けることで、回転している試料の観察でも、複雑な構成部品への機械的負荷が小さくなり、並びに試料を回転させるための回転装置のアンバランスが小さくなる。さらに、特に解像度の高い装置が特に実現できる。

さらに、低重力条件下で前述の請求項のいずれかに記載の装置の使用が提示される。「低重力条件」とは特に重力効果が最大０．９ｇ、有利には最大１^＊１０^−３ｇ、好ましくは最大１^＊１０^−６ｇ及び特に好ましくは最大１^＊１０^−８ｇが有効である条件と理解される。重力効果は万有引力により及び／又は人工的に加速によって生成され得る。「ｇ」は地球上の重力加速度で、９．８１ｍ／ｓ^２である。特に重力の影響から自由な試料及びその挙動の観察が達成され得る。さらに、特に遠心分離機として形成されたスライドグラスユニットとの相互作用で、試料がさまざまな、特に変化する、遠心分離機の制御によって調節可能な重力条件の下で、重力範囲１ｇ未満から重力数ｇのハイパー重力まで検査され得る。

その他の利点は、以下の図面の説明によって開示される。図面では、本発明の３つの実施例が示される。図面、説明、請求項中には、多数の特徴が組み合わされて含まれている。当業者はこれらの特徴を目的に合わせて個別のものとしても見なし、有意義な別の組み合わせにまとめる。

画像出力ユニット、割り当てられた画像入力ユニット及びカップリングユニットを直線状のマルチキャリア構造上に具備した複数のマルチ試料キャリアユニットを備えた、発明による顕微鏡検査のための装置の図である。 本発明による装置の、画像入力ユニットを備えた個別スライドグラスユニットの１つの詳細図である。 本発明による装置の、スライドグラスユニット及び画像入力ユニットの別の詳細図である。 本発明による顕微鏡検査のための装置のディローテータユニットの模式図である。 多角形構造として形成された別法のマルチキャリア構造を備えた別法の装置の図である。 １つのスライドグラスユニット上の各試料が別々の画像入力ユニットに割り当てられており、及びカップリングユニットが方向転換要素の回転用ユニットを有している、別法の顕微鏡検査のための装置の図である。

図１は、顕微鏡検査のための装置１０ａを示しており、この装置は画像出力ユニット１２ａ、５つの空間的に分散して配置されている、異なった試料撮影範囲を備えた画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ、それぞれ４つの、生物学的試料を形成する試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａを支持する５つのスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、及び画像出力ユニット１２ａと画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの１つを光学的に顕微鏡ユニット２０ａと結合しているカップリングユニット４０ａとを備えている。画像出力ユニット１２ａは、画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの１つを使用して撮影された試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａの１つの画像の拡大画像のための接眼レンズ並びに観察される試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａに、少なくとも１つの、蛍光信号を生成するためのレーザー光源を有し、蛍光信号の光周波数範囲外の周波数をフィルタリングするための、特にレーザー光源の励起信号をフィルタリングするためのフィルタ要素、及び試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａの拡大画像を保存するためのメモリーシステムを備えたカメラを備えている。顕微鏡ユニット２０ａは、それによって蛍光性顕微鏡ユニットとして形成される。画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａは複数の対物レンズを備えたそれぞれ１つの対物レンズターレットを有し、これらの対物レンズは適切に選択されることができ、及び回転可能に回転キャリアユニット５２ａに支承された筐体に取り付けられ、その際回転キャリアユニット５２ａはスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａによって側面を取り囲まれている。スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａは、遠心分離機として形成され、その上にはそれぞれ４つの試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａが固定して、それぞれ試料容器５４ａ内に配置されている。試料容器５４ａはスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ上でそれぞれレール上に取り付けられ、試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａの異なった部分範囲を観察するためにこれらレールは試料容器５４ａの直線状の一次元の移動を小さい範囲で可能にする。別の実施形態では、二次元又は三次元での位置変化によって試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａの異なった部分範囲を観察するために、試料容器は二次元又は三次元でも可動にスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ上に配置されていてよい。試料容器５４ａは、試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａを観察するためのガラス板付き表示窓を備えている。スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａは、これによりマルチ試料キャリアユニットとして形成され、複数の試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａが配置されている。別法の構造としてそれぞれ１つの試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａがスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａに割り当てられていてよい。少なくとも１つの動作状態において、画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの１つは少なくとも実質的に回転可能に少なくとも１つの割り当てられたスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａに結合され、それにより、画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの回転キャリアユニット５２ａ及び割り当てられたスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａを制御することで、同じ角速度を備えた回転が引き起こされる。各スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａには、別々の画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａが割り当てられている。

画像出力ユニット１２ａは、画像入力ユニット１４ａと示された例の中で光学的に方向転換要素４８ａを介して接続され（図２）及びこの方向転換要素は顕微鏡ユニット２０ａに結合されている。画像出力ユニット１２ａは画像入力ユニット１４ａと物理的接続なしに（図３）光学的に接続され、それによって顕微鏡ユニット２０ａが、取り付けられ及び位置合わせされた状態でマルチピース構造に形成される。画像出力ユニット１２ａを画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの１つと共に光学的に顕微鏡ユニット２０ａに結合するカップリングユニット４０ａは、画像出力ユニット１２ａがテーブルの下側でレール又はガイドに沿って移動するための１つのユニットから形成されている。チャンネル交換ユニット４２ａ、画像出力ユニット１２ａ並びに複数のスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ及び割り当てられた画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａが配置されている、マルチキャリア構造５０ａを形成しているテーブルの上面上には、スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ及び割り当てられた画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａが配置されている。ビューホール５６ａはテーブル内並びに、遠心分離機として形成されているスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ内の対応する穴は、画像が画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａから画像出力ユニット１２ａへと通ることを可能にしている。画像出力ユニット１２ａを異なった作業位置に移動することで、光路が筐体内で回転キャリアユニット５２ａ上に配置されている方向転換要素４８ａ、画像出力ユニット１２ａ及び画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの１つを介して、顕微鏡ユニット２０ａとの光学的結合が達成される。

顕微鏡検査のための装置１０ａのチャンネル交換ユニット４２は、それぞれ試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａに割り当てられた画像出力ユニット１２ａが異なった試料チャンネルの間で切替えられるために備えられている。チャンネル交換ユニット４２ａは、画像出力交換ユニット４４ａを備え、この画像出力交換ユニットは画像出力ユニット１２ａをそれぞれ少なくとも１つの試料チャンネルに割り当てられた作業位置に移動するか位置決めするために備えられている。画像出力交換ユニット４４ａは、画像出力ユニット１２ａを、レール又はガイドに沿って、マルチキャリア構造５０ａの下側で移動するためのユニットから形成されている。試料チャンネルは、特定の試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａから、画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの１つ、画像出力ユニット１２ａへの方向転換要素４８ａを介した画像伝送チャンネルであり、これらを使って特定の試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａを顕微鏡検査し得る。各作業位置は、複数の、この例では４つの試料チャンネルが割り当てられており、ここで各スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ上には、この例ではそれぞれ４つの試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａが配置されている。選ばれた作業位置の４つの試料チャンネルから１つを選ぶために、チャンネル交換ユニット４２ａは各スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａのために１つの画像入力交換ユニット４６ａを備え、この画像入力交換ユニットは、スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａがそれぞれ割り当てられた画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａに、複数の試料チャンネルの間で切替えられる。画像入力交換ユニット４６ａは、各回転キャリアユニット５２ａから形成され、この回転キャリアユニットはそれぞれ画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａを旋回運動から形成される回転運動により複数の試料チャンネルの間で切替え、このことは、回転キャリアユニット５２ａがスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａに対して、スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａがそれぞれ割り当てられた画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａで他の試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａの方を向くように動かされることで行われる。

遠心分離機として形成されたスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａは、稼働中に回転させられ、それによって異なった重力状況において試料２８ａ、３０ａ、３２ａ、３４ａのためにシミュレーションされる。画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａが少なくとも実質的に回転可能に少なくとも１つの割り当てられたスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａに連結され及び割り当てられたスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａが回転する、少なくとも１つの動作状態において、割り当てられた画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａは画像出力ユニット１２ａに対して回転する。画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａが画像出力ユニット１２ａに対して回転することが原因で画像出力ユニット１２ａの画像が回転することを防止するため、及び静止した画像を得るために、画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａと画像出力ユニット１２ａの間の光路中にディローテータユニット３６ａが配置されている（図４）。基本的に公知の方法で、回転数等分ユニット３８ａを使用してディローテータユニット３６ａを少なくとも実質的に画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの半分の回転数で回転させ、それによって静止した画像が得られる。ディローテータユニット３６ａは、そのために基本的に公知の方法で、好ましくはドーブプリズムとして形成されたプリズムを有している。ドーブプリズム内では公知の方法でプリズムへ光線が進入した後、プリズム中で光線の全反射が起こる。光線によって伝達される画像は、さらにドーブプリズムの縦軸周りの回転によって角度変化の２倍回転される。画像がドーブプリズムを通った後、画像は左右が逆に表示される。ディローテータユニット３６ａのプリズム内を光線が通過することにより、及びディローテータユニット３６ａが画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの半分の回転数でディローテータユニット３６ａの縦軸周りを回転することにより、方向転換要素４８ａが原因でスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａの２倍の角速度で回転する画像が、静止した画像に変換される。画像の左右逆転は、画像出力ユニット１２ａ内でカメラ及び／又はモニターへの表示で、電子的に修正されるか又は別のドーブプリズムによって光学的に修正され得る。本発明の別法の実施形態では、ディローテータユニット３６ａ内のドーブプリズムの代わりにアッベ−ケーニッヒ型プリズム、シュミット−ペシャン型プリズム又はユッペンダールプリズムが使用されてよい。回転数等分ユニット３８ａは減速ギヤから構成され、この減速ギヤは機械的にスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａに結合され、及び上述のように画像入力ユニット１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａの半分の回転数で回転し、画像入力ユニットはやはり回転可能にスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａに結合されている。別法として回転数等分ユニット３８ａは制御ユニットから形成されてもよく、この制御ユニットは、スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａの制御ユニットにより、スライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａの半分の回転数で制御される。スライドグラスユニット２２ａは、遠心分離機モーター５８ａによって駆動される。

本発明による、顕微鏡検査のための装置１０ａは、例えば宇宙カプセル、宇宙ステーション又はロケットの中で、宇宙空間又は小惑星、月、又は地球以外の惑星上で、重力効果が最大０．９ｇの低重力条件下で使用することを企図している。特に低重力条件下で、好ましくは無重力状態で、遠心分離機として形成されたスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａを使用して、低重力の重力範囲及びｇのハイパー重力が調整され、それによって幅広い実験範囲をカバーすることができる。発明による、顕微鏡検査のための装置１０ａの使用は、地球上でも可能であり、その際遠心分離機として形成されたスライドグラスユニット２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａを使用して１ｇより大きい重力をシミュレーションすることが可能である。

図５及び図６には、本発明の２つの別の実施例が示されている。以下の記述及び図は、実施例の間の実質的な相違に限定され、その際同じ名称の構成部品、特に同じ符号の付いた構成部品に関しては、基本的に他の実施例、特に図１〜図４の実施例に使用されている図面上及び／又は説明も参照される。実施例を区別するため、図１〜図４の実施例では符号の後ろにアルファベットａが付けられている。図５〜図６の実施例では、アルファベットａに代ってアルファベットｂ〜ｃが使用される。

図５には、顕微鏡検査のための別法の装置１０ｂが示されており、ここではマルチキャリア構造５０ｂが多角形構造として形成されている。多角形構造は、六角形として６つの角と６つの側面から構成され、その際中心と反対向きの、多角形構造の１つの上面の上に、側面上にそれぞれ１つのスライドグラスユニット２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂが遠心分離機として配置されている。各スライドグラスユニット２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの上には、さらに画像入力ユニット１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ、１９ｂが配置されている。下面上には移動可能な画像出力ユニット１２ｂが中心に配置されている。画像出力ユニット１２ｂの移動用ユニットはマルチキャリア構造５０ｂの下面にあり、公知の方法でチャンネル交換ユニット４２ｂの画像出力交換ユニット４４ｂを形成し、並びに方向転換要素４８ｂとの相互作用でカップリングユニット４０ｂを形成する。別法として、多角形構造として形成されるマルチキャリア構造５０ｂは、画像出力ユニット１２ｂの周りを試料チャンネルの交換のために旋回することができ、その際この場合には多角形構造旋回用ユニットが画像出力交換ユニット４４ｂを形成する。

図６は、その他の別法の、顕微鏡検査のための装置１０ｃの部分図であり、スライドグラスユニット２２ｃ上の各試料２８ｃ、３０ｃ、３２ｃ、３４ｃがそれぞれ１つの別々の画像入力ユニット１４ｃ、１５ｃ、１６ｃ、１７ｃを割り当てられている。別法の装置１０ｃは、そのほかは完全に上述の実施例と同じに形成されている。

１０ａ 顕微鏡検査のための装置
１０ｂ 顕微鏡検査のための装置
１０ｃ 顕微鏡検査のための装置
１２ａ 画像出力ユニット
１２ｂ 画像出力ユニット
１２ｃ 画像出力ユニット
１４ａ 画像入力ユニット
１４ｂ 画像入力ユニット
１４ｃ 画像入力ユニット
１５ａ 画像入力ユニット
１５ｂ 画像入力ユニット
１５ｃ 画像入力ユニット
１６ａ 画像入力ユニット
１６ｂ 画像入力ユニット
１６ｃ 画像入力ユニット
１７ａ 画像入力ユニット
１７ｂ 画像入力ユニット
１７ｃ 画像入力ユニット
１８ａ 画像入力ユニット
１８ｂ 画像入力ユニット
１９ｂ 画像入力ユニット
２０ａ 顕微鏡ユニット
２０ｂ 顕微鏡ユニット
２０ｃ 顕微鏡ユニット
２２ａ スライドグラスユニット
２２ｂ スライドグラスユニット
２２ｃ スライドグラスユニット
２３ａ スライドグラスユニット
２３ｂ スライドグラスユニット
２４ａ スライドグラスユニット
２４ｂ スライドグラスユニット
２５ａ スライドグラスユニット
２５ｂ スライドグラスユニット
２６ａ スライドグラスユニット
２６ｂ スライドグラスユニット
２７ｂ スライドグラスユニット
２８ａ 試料
２８ｂ 試料
２８ｃ 試料
３０ａ 試料
３０ｂ 試料
３０ｃ 試料
３２ａ 試料
３２ｂ 試料
３２ｃ 試料
３４ａ 試料
３４ｂ 試料
３４ｃ 試料
３６ａ ディローテータユニット
３８ａ 回転数等分ユニット
４０ａ カップリングユニット
４０ｂ カップリングユニット
４０ｃ カップリングユニット
４２ａ チャンネル交換ユニット
４２ｂ チャンネル交換ユニット
４２ｃ チャンネル交換ユニット
４４ａ 画像出力交換ユニット
４４ｂ 画像出力交換ユニット
４４ｃ 画像出力交換ユニット
４６ａ 画像入力交換ユニット
４６ｂ 画像入力交換ユニット
４６ｃ 画像入力交換ユニット
４８ａ 方向転換要素
４８ｂ 方向転換要素
５０ａ マルチキャリア構造
５０ｂ マルチキャリア構造
５０ｂ マルチキャリア構造
５２ａ 回転キャリアユニット
５２ｂ 回転キャリアユニット
５２ｃ 回転キャリアユニット
５４ａ 試料容器
５４ｂ 試料容器
５４ｃ 試料容器
５６ａ ビューホール
５６ｂ ビューホール
５８ａ 遠心分離機モーター
５８ｃ 遠心分離機モーター

Claims (19)

1. 画像出力ユニット（１２ａ〜ｃ）、少なくとも２つの、空間的に分散して配置されている、異なった試料撮影範囲を備えた画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）、少なくとも１つの試料（２８ａ〜ｃ、３０ａ〜ｃ、３２ａ〜ｃ、３４ａ〜ｃ）、特に少なくとも１つの生物学的試料（２８ａ〜ｃ、３０ａ〜ｃ、３２ａ〜ｃ、３４ａ〜ｃ）を支持する少なくとも１つのスライドグラスユニット（２２ａ〜ｃ、２３ａ〜ｂ、２４ａ〜ｂ、２５ａ〜ｂ、２６ａ〜ｂ、２７ｂ）を備え、及び画像出力ユニット（１２ａ〜ｃ）と少なくとも２つの画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）の１つを光学的に顕微鏡ユニット（２０ａ〜ｃ）に結合するカップリングユニット（４０ａ〜ｃ）を備えた、顕微鏡検査のための装置。
2. 前記顕微鏡ユニット（２０ａ〜ｃ）が、取り付けられ及び位置合わせされた状態でマルチピース構造に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも１つのスライドグラスユニット（２２ａ〜ｃ、２３ａ〜ｂ、２４ａ〜ｂ、２５ａ〜ｂ、２６ａ〜ｂ、２７ｂ）が遠心分離機として形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 少なくとも１つの動作状態で、前記画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）の少なくとも１つが、少なくとも実質的に回転可能に少なくとも１つの割り当てられたスライドグラスユニット（２２ａ〜ｃ、２３ａ〜ｂ、２４ａ〜ｂ、２５ａ〜ｂ、２６ａ〜ｂ、２７ｂ）に連結されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 少なくとも１つの動作状態で、前記画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）の少なくとも１つが前記画像出力ユニット（１２ａ〜ｃ）に対して回転することを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 少なくとも１つの、前記少なくとも１つの画像入力ユニット（１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ）と前記画像出力ユニット（１２ａ）との間の光路に配置されているディローテータユニット（３６ａ）を特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 少なくとも１つの回転数等分ユニット（３８ａ）が、該回転数等分ユニットを使用して前記ディローテータユニット（３６ａ）が少なくとも実質的に前記少なくとも１つの画像入力ユニット（１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、１８ａ）の半分の回転数で回転することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記画像出力ユニット（１２ａ〜ｃ）が、前記少なくとも１つの画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）と光学的に少なくとも１つの方向転換要素（４８ａ〜ｃ）を介して結合されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 少なくとも１つのチャンネル交換ユニット（４２ａ〜ｃ）が、前記画像出力ユニット（１２ａ〜ｃ）を、それぞれ１つの試料（２８ａ〜ｃ、３０ａ〜ｃ、３２ａ〜ｃ、３４ａ〜ｃ）を割り当てられている、異なった試料チャンネル間で切替えるために備えられていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記チャンネル交換ユニット（４２ａ〜ｂ）が、少なくとも１つの画像出力交換ユニット（４４ａ〜ｂ）を備え、該画像出力交換ユニットが、前記少なくとも１つの画像出力ユニット（１２ａ〜ｂ）を、少なくとも２つの、それぞれ少なくとも１つの試料チャンネルに割り当てられた作業位置の間で移動するか又は位置決めするために備えられていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記チャンネル交換ユニット（４２ａ〜ｃ）が少なくとも１つの画像入力交換ユニット（４６ａ〜ｃ）を備え、該画像入力交換ユニットが、少なくとも２つの画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）の少なくとも１つを複数の試料チャンネルの間で切替えることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の装置。
12. 前記画像入力交換ユニット（４６ａ〜ｃ）が、前記少なくとも２つの画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）の少なくとも１つを、回転運動によって複数の試料チャンネルの間で切替えることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記チャンネル交換ユニット（４２ａ〜ｃ）、少なくとも１つの画像出力ユニット（１２ａ〜ｃ）、並びに複数のスライドグラスユニット（２２ａ〜ｃ、２３ａ〜ｂ、２４ａ〜ｂ、２５ａ〜ｂ、２６ａ〜ｂ、２７ｂ）及び割り当てられた画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）が配置されているマルチキャリア構造（５０ａ〜ｃ）を特徴とする、少なくとも請求項９に記載の装置。
14. 少なくとも１つのスライドグラスユニット（２２ａ〜ｃ、２３ａ〜ｂ、２４ａ〜ｂ、２５ａ〜ｂ、２６ａ〜ｂ、２７ｂ）がマルチ試料キャリアユニットとして形成され、該マルチ試料キャリアユニットに前記複数の試料（２８ａ〜ｃ、３０ａ〜ｃ、３２ａ〜ｃ、３４ａ〜ｃ）が配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. 各スライドグラスユニット（２２ａ〜ｃ、２３ａ〜ｂ、２４ａ〜ｂ、２５ａ〜ｂ、２６ａ〜ｂ、２７ｂ）に少なくとも１つの、別個の画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）が割り当てられていることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の装置。
16. 前記マルチキャリア構造（５０ｂ）が、多角形構造として形成されていることを特徴とする、少なくとも請求項１３に記載の装置。
17. 各試料にそれぞれ１つの別個の画像入力ユニット（１４ａ〜ｃ、１５ａ〜ｂ、１６ａ〜ｂ、１７ａ〜ｂ、１８ａ〜ｂ、１９ｂ）が割り当てられていることを特徴とする、請求項１から１６のうちのいずれか一項に記載の装置。
18. 前記顕微鏡ユニット（２０ａ〜ｃ）が蛍光性顕微鏡ユニットとして形成されていことを特徴とする、請求項１から１７のうちのいずれか一項に記載の装置。
19. 低重力の条件下での、請求項１から１８のうちのいずれか一項に記載の装置（１０ａ〜ｃ）の使用。