WO2023275103A1 - Microscope having a microscope housing - Google Patents

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WO2023275103A1
WO2023275103A1 PCT/EP2022/067815 EP2022067815W WO2023275103A1 WO 2023275103 A1 WO2023275103 A1 WO 2023275103A1 EP 2022067815 W EP2022067815 W EP 2022067815W WO 2023275103 A1 WO2023275103 A1 WO 2023275103A1
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WO
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microscope
optics module
lens
objective
carrier plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/067815
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andre Gross
Original Assignee
Cytena Gmbh
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0088—Inverse microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/248—Base structure objective (or ocular) turrets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/362—Mechanical details, e.g. mountings for the camera or image sensor, housings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/14—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses adapted to interchange lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/51—Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means

Definitions

  • the invention relates to a microscope with a microscope housing, an optics module that carries a lens and has an illumination system and a detection system, the optics module being arranged in an interior space of the microscope housing and being movable relative to the microscope housing, and a control device for controlling the optics module.
  • the invention relates to a method for changing an objective.
  • microscopes are used to observe biological samples such as cells.
  • a microscope is known that has one mount or multiple mounts into which sample carriers with multiple containers or other substrates, such as Petri dishes, bottles, etc., can be placed.
  • the microscope has an optics module which can be moved in two or three spatial directions within a microscope housing by means of an axis system.
  • the microscope has an objective that is screwed onto the optics module.
  • the microscope can be placed in a cell culture incubator and the cell development viewed through the microscope.
  • Such a microscope is disclosed in WO 2020/157 077 A2.
  • the known microscope has the disadvantage that, depending on the application, a user requires different magnifications. This means that the user occasionally has to manually swap out the mounted lens for another lens. This requires the user to access the inside of the microscope, which disrupts ongoing observations. In addition, the user has to open a cell incubator for a long time, which may damage the cell cultures.
  • the object of the invention is therefore to provide a microscope in which an objective can be changed easily.
  • the object is achieved by a microscope of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the microscope has an objective magazine arranged in the interior of the microscope housing for storing at least one other objective, with the control device causing the optics module to change the objective by the other lens is moved to the lens magazine.
  • a further object of the invention is to provide a method for changing a lens in which the lens can be easily changed.
  • the object is achieved by a method for changing an objective, with an optics module that carries the objective and has an illumination system and a detection system, the optics module being arranged in an interior of a microscope housing of a microscope and being movable relative to the microscope housing, the method has the following steps: moving the optics module to a lens magazine storing at least one other lens and
  • the invention has the advantage that by providing an objective magazine and the movable optics module, the individual objectives can be exchanged automatically without the user having to access the inside of the microscope.
  • the lens can be exchanged automatically in a simple manner. Thus, the user no longer has to access the inside of the microscope to change the objective.
  • the weight of the optics module does not depend on the number of lenses located in the microscope, which means in particular that drive motors with low power can be used to drive the optics module.
  • the microscope has few moving parts, namely the components of the optics module and the lens arranged on the optics module. This makes it possible for the optics module to be moved very quickly and at the same time precisely.
  • a further disadvantage of arranging a nosepiece or a linearly displaceable lens holding system on the optics module is that when the optics module moves, the center of gravity of the microscope changes and thus moments are exerted on an axis system driving and/or guiding the optics module. This leads to increased wear and the precision of the positioning of the optics module in a specified position is reduced.
  • This disadvantage does not occur with the solution according to the invention because, as mentioned above, the lenses that are not required are arranged in a lens magazine that is not supported on the optics module.
  • An optical module is understood to be a structural unit that is moved as a whole. This means that when the optics module is moved, all the components of the optics module are moved. In particular, all components of the illumination system and all components of the detection system are moved when the optics module is moved.
  • the lens is firmly connected to the optics module, in particular in a detachable manner. Thus, when the optics module is moved, the lens moves together with the optics module.
  • the lighting system can have one or more light sources.
  • the illumination system can thus have three light sources for generating a blue, green and red illumination light.
  • the microscope can be a fluorescence microscope such that the light source or light sources provide excitation light that reaches a biological sample.
  • the illumination system may include one or more collimator lenses and one or more excitation filters.
  • the lighting system per light source can each have a collimator lens and each have an excitation filter.
  • the detection system can have an image sensor.
  • the image sensor can have three fluorescence channels.
  • the detection system has an emission filter.
  • the detection system can have a tube lens and a steering optics for steering a detection light emanating from the biological sample.
  • the optics module may include an optics module housing that houses the components of the illumination system and the detection system.
  • the optics module can have a dichroic mirror, which allows the illumination light, in particular excitation light, to pass through to the objective and thus to the biological sample, and deflects a detection light in the direction of the detection system.
  • the control device can cause the optics module to move in the interior of the microscope.
  • the control device can cause the optics module to be moved into different viewing positions or into a receiving position or into a dispensing position.
  • the control device can be a processor or have a processor and/or be electrically connected to the optics module and/or the lens magazine.
  • a receiving position is understood to mean a position of the optics module in which another lens located in the lens magazine can be received by the optics module.
  • the pick-up position can differ from a viewing position and/or output position of the optics module.
  • a biological sample can be viewed in the viewing position of the optics module.
  • the optics module can be moved into several viewing positions. The viewing position depends on the sample carrier or substrate that supports the biological sample. If the sample carrier contains several containers, the optics module can be moved into different viewing positions, in which one container is viewed in each case.
  • the biological sample can include a liquid and/or biological particles.
  • the biological particles can be microorganisms such as bacteria, archaea, yeast, fungi, and viruses, or cells, DNA, RNA, or proteins.
  • the biological sample can have one or more of the aforementioned biological particles.
  • the liquid can be a cell suspension that can promote growth of the cells arranged in the liquid.
  • the particle can be a glass or polymer bead and have substantially the same volume as a cell.
  • Replacing the lens with a lens stored in the object magazine is understood to mean that the lens carried by the optics module is replaced with the other lens.
  • the optics module can be moved into a number of positions, such as the output position and the receiving position, in the lens magazine.
  • the lens can be arranged on a carrier plate.
  • the carrier plate can be arranged on or in the optics module housing.
  • the lens can be connected to the carrier plate, in particular in a detachable manner.
  • the lens can be screwed to the carrier plate. Arranging the lens on the carrier plate enables the lens to be changed easily and quickly, as will be explained in more detail below.
  • the carrier plate can have a cone-shaped profile.
  • the carrier plate can have an undercut at one end.
  • the undercut offers the advantage that the carrier plate can be mechanically connected to the lens magazine in a simple manner and/or can be held in the lens magazine.
  • the cone-shaped course has the advantage that, as will be explained in more detail below, the carrier plate and thus the lens can be easily aligned with the optics module.
  • a backing plate thickness may depend on the lens being carried.
  • Each lens is therefore assigned to a specific carrier plate. This is advantageous because the lenses from different manufacturers differ from one another, so that different carrier plates are required. In addition, it must be ensured that a rear focal plane is always in the same place.
  • the carrier plate thickness must therefore be adapted to the lens in order for this condition to be met. As a result, the handling of the microscope is simplified because it no longer has to be moved along a spatial direction in order to fulfill the condition.
  • the carrier plate can have at least one magnet.
  • the magnet can be arranged on the end of the support plate facing away from the undercut of the support plate.
  • the magnet can be arranged on an end face of the carrier plate.
  • the undercut can be arranged at one end of the carrier plate and the magnet at the other end of the carrier plate. It is particularly preferred if the undercut is arranged at the end of the carrier plate that has the larger cross section.
  • the carrier plate can have an identification means for identifying the lens. This is particularly helpful in order to be able to easily recognize the other lenses stored in the lens magazine. In this respect, the lens required depending on the application can be quickly identified and exchanged in the lens magazine.
  • the identification means can have a code and/or an RFID chip that contain information about the lens.
  • the optics module and/or the control device can read the stored information so that it is known at which points in the lens magazine the lens is arranged. Alternatively or additionally, the position of the lenses in the lens magazine can be stored in an electrical memory.
  • the optics module can have a carrier fixing means for fixing the carrier plate.
  • the carrier fixing means can be arranged on the optics module housing and enables precise positioning of the carrier plate and thus the lens on the optics module.
  • the carrier fixing means can be connected to the carrier plate in a form-fitting and/or force-fitting manner.
  • the carrier fixing means can have a receptacle which is complementary in shape to the carrier plate. The carrier plate penetrates into the receptacle in order to fix the carrier plate in the carrier fixing means.
  • the non-positive connection can be implemented in a simple manner by means of a magnetic connection.
  • the optics module can be designed in such a way that it accommodates a single lens. This offers the advantage that the optics module has a low weight.
  • the carrier fixing means may have another magnet.
  • the other magnet can interact with the magnet of the carrier plate in order to connect the carrier plate to the carrier fixing means, in particular magnetically.
  • the other magnet is an electromagnet.
  • the control device can be used to control when there should be magnetic attraction between the carrier fixing means and the carrier plate.
  • the control device can cause the other magnet to be activated in order to fix the carrier plate in the carrier fixing means.
  • the control device can cause the magnet to be deactivated or reversed polarity in order to eject the carrier plate.
  • a magnetic force supports the ejection of the objective from the optics module by repelling the carrier plate from the carrier fixing means.
  • the control device can automatically initiate a change of lens or a lens recording. Thus, there is no need for a user to change lenses manually.
  • the optics module can be designed in such a way that it can be moved in three spatial directions.
  • the microscope can have at least one axis system that causes and/or guides the movement of the optics module.
  • the optics module can be moved translationally, in particular along at least one straight path.
  • the optics module can be designed in such a way that it cannot perform any rotational movement.
  • the optics module and the lens magazine can be designed in such a way that the optics module can be moved relative to the lens magazine.
  • the optics module can be moved translationally, in particular in at least one, preferably in three, spatial directions to the lens magazine.
  • the lens magazine can have several storage devices.
  • the storage devices can all be of the same design.
  • the storage device can be such be trained to carry only one lens.
  • the carrier plate can be positively connected to the storage device, so that an automatic movement of the carrier plate relative to the storage device is prevented when the carrier plate is arranged in the storage device.
  • the bearing device can be arranged on the microscope housing. In particular, the bearing device can be mechanically connected to the microscope housing, in particular firmly. The bearing device is thus supported on the microscope housing. In other words, the bearing device is not supported on the optics module.
  • the optics module is supported on the microscope housing, in particular by means of the axis system.
  • the bearing device can have two, in particular bendable, clamp elements.
  • the clamp elements can engage in the undercut of the carrier plate and thus realize a form-fitting connection between the bearing device and the carrier plate.
  • the storage device can also have a storage plate for holding another lens.
  • the bearing plate can be connected at one end to the microscope housing, in particular firmly.
  • the clamp elements can extend from the microscope housing, in particular into the interior of the microscope housing.
  • the clamp elements can be designed in such a way that a clamp force acting by the clamp elements for holding in the storage device is smaller than a magnetic force acting on the carrier. This means that the lens can be picked up from the storage device when the other lens is to be transferred to the optics module.
  • the other magnet of the carrier fixing means can be activated in order to receive the lens, so that the carrier plate arranged in the storage device is attracted. Since the clamping force is less than the magnetic force, the carrier plate moves onto the optics module and into the mount of the carrier fixation means.
  • the clamp elements can be designed in such a way that they are pressed apart when the carrier plate is moved onto the optics module.
  • the control device can cause the optics module to be moved to the viewing position in which the biological sample is observed.
  • the microscope housing can have a receptacle for receiving at least one sample carrier for a biological sample.
  • the sample carrier can be a plate with a large number of containers.
  • the control device can cause the optics module to be moved into different viewing positions, so that each of the containers can be viewed separately.
  • the control device can cause the optics module to be moved into an output position in which the objective is output into an empty storage facility of the objective magazine.
  • the optics module can be moved such that the Clamp elements are pressed apart.
  • the other magnet of the carrier fixing means can be deactivated or reversed.
  • the optics module is then moved in a direction away from the storage device. The direction is opposite to the direction of the carrier plate for moving the optics module into the dispensing position.
  • the clamp elements engage in the undercut of the carrier plate and thus prevent the carrier plate from moving together with the optics module.
  • the microscope can be an inverted microscope.
  • the optics module can be designed in such a way that an emitted illumination light, in particular excitation light, and a detection light received by the objective run coaxially to one another.
  • the detection light emanates from the biological sample after the biological sample has been exposed to the illumination light.
  • the illuminating light is generated by the at least one light source of the optics module.
  • An incubator is a device used to create controlled outdoor conditions for various development and growth processes. A temperature and/or air humidity can thus be controlled by means of the incubator.
  • FIG. 1 shows a side sectional view of a microscope according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of an optics module that is located just before an output position
  • FIG. 3 is a side sectional view of the position shown in FIG. 2,
  • Fig. 5 is a side sectional view of the position shown in Figure 4,
  • FIG. 6 is a perspective view of the lens magazine.
  • a microscope 1 shown in FIG. 1 has a microscope housing 2 and an optics module 3 .
  • the optics module 3 is arranged in an interior space of the microscope housing 2 and can be moved relative to the microscope housing 2 .
  • the microscope 1 has a control device 7 for controlling the optics module 3 and an objective magazine 8 for storing at least one objective 9 .
  • the control device 7 is electrically connected to the optics module 3 .
  • the microscope 1 also has an objective 9 which is arranged on a carrier plate 10 .
  • the carrier plate 10 is arranged on an optics module housing 11 .
  • the control device 7 causes that the optics module 3 is moved to the lens magazine 8 . This is explained in more detail below.
  • the microscope housing 2 has a receptacle 21 for receiving a sample carrier 22 that carries a biological sample.
  • the microscope 1 is an inverted microscope 1 so that the optics module 3 and the lens 9 are arranged below the sample carrier 22 .
  • the optics module 3 and the lens 9 can be arranged above the sample carrier 22 .
  • the optics module 3 is arranged in a viewing position 23 in which the liquid sample is viewed through the lens 9 and the optics module 3 .
  • the optics module 4 has an illumination system 4 and a detection system 5 .
  • the lighting system 4 has two light sources 24 .
  • the number of light sources is not limited to two light sources 24 .
  • Each of the two light sources 24 is followed by collimating optics 25, such as a collimating lens.
  • each of the collimating optics 25 is preceded by an excitation filter 26 .
  • the two illuminating light beams are combined in beam combining optics 27 to form an illuminating light 28 .
  • the illuminating light 28 is deflected by 90° by a deflection device 29, such as a mirror.
  • the illuminating light 28 emerges from the optics module 3 and the lens 9 and impinges on the biological sample 37.
  • the detection system 4 has an image sensor 30 for receiving detection light.
  • the detection light corresponds to the light emanating from the biological sample after it has been exposed to the illumination light 28 .
  • a tube lens 31 , steering optics 40 and an emission filter 32 are connected in front of the image sensor 30 .
  • the optics module 3 also has a dichroic mirror 33 .
  • the dichroic mirror 33 is designed in such a way that it allows the illumination light 28 to pass through, so that it comes out of the optics module 3 and the lens 9 in the direction of the biological sample 37 .
  • the dichroic mirror 33 is designed in such a way that it deflects the detection light 38 received through the lens 9 in the direction of the image sensor 30 .
  • Figure 2 shows a top view of an optics module 3 that is located just before an output position 20 and Figure 3 shows a side view of the optics module 3 shown in Figure 2.
  • the optics module 3 moves together with the lens 9 in direction A to the output position 20 to get.
  • Both figures show a storage device 18 of the lens magazine 8.
  • the storage device 18 is an empty storage device 18, ie a storage device 18 which does not carry any other lens 36.
  • the bearing device 18 can accommodate the lens 9 located on the optics module 3 .
  • the bearing device 18 is firmly connected to the microscope housing 2 and has a bearing plate 24 for receiving the carrier plate 19 and two clamp elements 19 .
  • the clamp elements 19 are hook-shaped at their end facing away from the microscope housing 2 . Both the bearing plate 24 and the brackets 19 extend from the microscope body 2 in the direction interior 6
  • the support plate 10 is cone-shaped.
  • the carrier plate 10 has an undercut 12 at one end.
  • the carrier plate 10 has magnets 13 on the end facing away from the undercut 12 .
  • the end having the magnets 13 has a smaller cross section than the end of the support plate 10 having the undercut 12 .
  • the lens 9 is firmly connected to the support plate 10 .
  • the optics module 3 has a carrier fixing means 15 .
  • the carrier fixing means 15 has other magnets 17 which interact with the magnet 15 and thus hold the carrier plate 10 by means of magnetic force.
  • the carrier fixing means 15 is designed in such a way that it is positively connected to the carrier plate 10 .
  • the carrier fixing means 15 has a receptacle 16 which is designed to complement the cone-shaped carrier plate 10 in shape.
  • the end having the undercut 12 pushes the two clamp elements 19 apart when the optics module 3 is moved along the direction A in the direction of the deployment position.
  • the other magnet 17 of the carrier fixing means 15 is deactivated, so that the carrier plate 10 is no longer magnetically connected to the carrier fixing means 15.
  • the optics module 3 is moved in a direction opposite to direction A.
  • the carrier plate 10 and thus the lens 9 remain in the storage device 18.
  • the optics module 3 can then be moved into a receiving position 39 in the lens magazine 8 after the lens 9 has been issued.
  • the optics module 3 is moved to a storage device 18 that contains the desired other lens 36 .
  • Figures 4 and 5 show the optics module 3 in a receiving position 39.
  • Figure 4 shows a side view of the optics module 3 and the bearing device 18
  • Figure 5 shows a plan view of the optics module 3 and the bearing device 18.
  • the control device 7 causes the other magnet 17 to be activated.
  • a magnetic force acts on the carrier plate 10 in a direction W pointing away from the microscope housing 2.
  • the force directed against this movement by the clamp elements 19 is smaller than the magnetic force exerted on the carrier plate 10, so that the clamp elements 19 are pressed apart by the carrier plate 10 .
  • the carrier plate 10 penetrates further into the receptacle 16 of the carrier fixing means 15 .
  • the carrier fixing means 15 is designed in such a way that it aligns the carrier plate 10 . After the carrier plate 10 has entered the receptacle 16 of the carrier fixing means 15, the carrier plate 10 is closed aligned with the optics module 3 and fixed in the carrier fixing means 15 .
  • FIG. 6 shows a perspective view of the lens magazine 8.
  • the lens magazine 8 has a plurality of storage devices 18. For reasons of simplification, only the bearing plate 34 of the respective bearing device 18 is shown. Thus, the clamp elements 19 of the respective bearing device 18 are not shown.
  • the bearing plates 34 are firmly connected to the microscope housing 2 . No other lens is arranged in a storage facility 18, so that the storage facility 18 corresponds to the empty storage facility mentioned above. In contrast, the remaining bearing devices each carry a different lens 34.
  • the other lenses 34 can differ from one another in terms of their magnification.
  • An identification means 35 is arranged on each end face of the bearing plate 34 . The identification means contains information about the other lens 36 located in the storage device 18.

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Abstract

The invention relates to a microscope having a microscope housing; an optical module which supports a lens and has an illumination system and a detection system, the optical module being arranged in an interior of the microscope housing and being movable relative to the microscope housing; and a control device for controlling the optical module. The microscope is characterised in that the microscope has a lens magazine, arranged in the interior of the microscope housing, for storing at least one other lens, the control device causing the optical module to move to the lens magazine in order to replace the lens with the other lens.

Description

Mikroskop mit einem Mikroskopgehäuse Microscope with a microscope body
Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einem Mikroskopgehäuse, einem Optikmodul, das ein Objektiv trägt und ein Beleuchtungssystem und ein Erfassungssystem aufweist, wobei das Optikmodul in einem Innenraum des Mikroskopgehäuses angeordnet und relativ zu dem Mikroskopgehäuses bewegbar ist, und einer Steuervorrichtung zum Steuern des Optikmoduls. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wechseln eines Objektivs. The invention relates to a microscope with a microscope housing, an optics module that carries a lens and has an illumination system and a detection system, the optics module being arranged in an interior space of the microscope housing and being movable relative to the microscope housing, and a control device for controlling the optics module. In addition, the invention relates to a method for changing an objective.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Mikroskope eingesetzt werden, um biologische Proben, wie Zellen, zu beobachten. Dabei ist ein Mikroskop bekannt, dass eine Aufnahme oder mehrere Aufnahmen hat, in die Probenträger mit mehreren Behältnissen oder andere Substrate, wie beispielsweise Petrischalen, Flaschen, etc., eingebracht werden können. Das Mikroskop weist ein Optikmodul auf, welches mittels eines Achssystems in zwei oder drei Raumrichtungen innerhalb eines Mikroskopgehäuses bewegt werden kann. Außerdem weist das Mikroskop ein Objektiv auf, das auf das Optikmodul verschraubt ist. Das Mikroskop kann in einen Zellkulturinkubator eingebracht und die Zellentwicklung mittels des Mikroskops betrachtet werden. Ein derartiges Mikroskop ist in WO 2020/157 077 A2 offenbart. It is known from the prior art that microscopes are used to observe biological samples such as cells. A microscope is known that has one mount or multiple mounts into which sample carriers with multiple containers or other substrates, such as Petri dishes, bottles, etc., can be placed. The microscope has an optics module which can be moved in two or three spatial directions within a microscope housing by means of an axis system. In addition, the microscope has an objective that is screwed onto the optics module. The microscope can be placed in a cell culture incubator and the cell development viewed through the microscope. Such a microscope is disclosed in WO 2020/157 077 A2.
Das bekannte Mikroskop weist den Nachteil auf, dass je nach Anwendung ein Benutzer verschiedene Vergrößerungen benötigt. Dies bedeutet, dass der Benutzer gelegentlich das montierte Objektiv händisch gegen ein anderes Objektiv austauschen muss. Dazu muss der Benutzer auf das Innere des Mikroskops zugreifen, was laufende Beobachtungen stört. Darüber hinaus muss der Benutzer einen Zellinkubator für längere Zeit öffnen was unter Umständen den Zellkulturen schadet. The known microscope has the disadvantage that, depending on the application, a user requires different magnifications. This means that the user occasionally has to manually swap out the mounted lens for another lens. This requires the user to access the inside of the microscope, which disrupts ongoing observations. In addition, the user has to open a cell incubator for a long time, which may damage the cell cultures.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Mikroskop bereitzustellen, bei dem ein Objektiv einfach gewechselt werden kann. The object of the invention is therefore to provide a microscope in which an objective can be changed easily.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Mikroskop der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mikroskop ein in dem Innenraum des Mikroskopgehäuses angeordnetes Objektivmagazin zum Lagern von wenigstens einem anderen Objektiv aufweist, wobei die Steuervorrichtung veranlasst, dass das Optikmodul zum Wechseln des Objektivs durch das andere Objektiv zum Objektivmagazin bewegt wird. The object is achieved by a microscope of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the microscope has an objective magazine arranged in the interior of the microscope housing for storing at least one other objective, with the control device causing the optics module to change the objective by the other lens is moved to the lens magazine.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Wechseln eines Objektivs bereitzustellen, bei dem das Objektiv einfach gewechselt werden kann. A further object of the invention is to provide a method for changing a lens in which the lens can be easily changed.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Wechseln eines Objektivs, mit einem Optikmodul, das das Objektiv trägt und ein Beleuchtungssystem und ein Erfassungssystem aufweist, wobei das Optikmodul in einem Innenraum eines Mikroskopgehäuses eines Mikroskops angeordnet und relativ zu dem Mikroskopgehäuse bewegbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bewegen des Optikmoduls zu einem Objektivmagazin, das wenigstens ein anderes Objektiv lagert und The object is achieved by a method for changing an objective, with an optics module that carries the objective and has an illumination system and a detection system, the optics module being arranged in an interior of a microscope housing of a microscope and being movable relative to the microscope housing, the method has the following steps: moving the optics module to a lens magazine storing at least one other lens and
Wechseln des Objektivs durch das im Objektivmagazin gelagerte andere Objektiv. Changing the lens with the other lens stored in the lens magazine.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass durch Vorsehen eines Objektivmagazins und des bewegbaren Optikmoduls die einzelnen Objektive automatisiert ausgewechselt werden können, ohne dass der Benutzer auf das Innere des Mikroskops zugreifen muss. Insofern kann das Objektiv auf einfache Weise automatisiert ausgewechselt werden. Somit muss das Benutzer nicht mehr auf das Innere des Mikroskops zugreifen, um das Objektiv zu wechseln. The invention has the advantage that by providing an objective magazine and the movable optics module, the individual objectives can be exchanged automatically without the user having to access the inside of the microscope. In this respect, the lens can be exchanged automatically in a simple manner. Thus, the user no longer has to access the inside of the microscope to change the objective.
Es wurde außerdem erkannt, dass durch die bewegliche Ausbildung des Optikmoduls und des Vorsehens des Objektivmagazins es nicht notwendig ist, die Objektive, beispielsweise mittels eines Revolvers, auf dem Optikmodul anzuordnen. Somit hängt das Gewicht des Optikmoduls nicht von der Anzahl der im Mikroskop befindlichen Objektiv ab, was insbesondere dazu führt, dass Antriebsmotoren mit geringer Leistung zum Antreiben des Optikmoduls eingesetzt werden können. Darüber hinaus weist das Mikroskop wenig bewegte Teile auf, nämlich die Bauteile des Optikmoduls und des auf dem Optikmodul angeordneten Objektivs. Dies ermöglich, dass das Optikmodul sehr schnell und gleichzeitig präzise verfahren werden kann. It was also recognized that due to the mobile design of the optics module and the provision of the lens magazine, it is not necessary to arrange the lenses on the optics module, for example by means of a turret. Thus, the weight of the optics module does not depend on the number of lenses located in the microscope, which means in particular that drive motors with low power can be used to drive the optics module. In addition, the microscope has few moving parts, namely the components of the optics module and the lens arranged on the optics module. This makes it possible for the optics module to be moved very quickly and at the same time precisely.
Ein weiterer Nachteil der Anordnung eines Objektivrevolvers oder eines linear verschiebbaren Objektivhaltesystems auf dem Optikmodul besteht darin, dass sich bei einer Bewegung des Optikmoduls der Schwerpunkt des Mikroskops ändert und somit Momente auf ein das Optikmodul antreibende und/oder führende Achssystem ausgeübt wird. Dies führt zu erhöhtem Verschleiß und die Präzision der Positionierung des Optikmoduls in einer vorgegebenen Lage reduziert sich. Dieser Nachteil tritt bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht auf, weil, wie zuvor erwähnt ist, die nicht benötigten Objektive in einem Objektivmagazin angeordnet sind, das sich nicht auf dem Optikmodul abstützt. A further disadvantage of arranging a nosepiece or a linearly displaceable lens holding system on the optics module is that when the optics module moves, the center of gravity of the microscope changes and thus moments are exerted on an axis system driving and/or guiding the optics module. This leads to increased wear and the precision of the positioning of the optics module in a specified position is reduced. This disadvantage does not occur with the solution according to the invention because, as mentioned above, the lenses that are not required are arranged in a lens magazine that is not supported on the optics module.
Als Optikmodul wird eine Baueinheit verstanden, die als Ganzes bewegt wird. Dies bedeutet, dass bei einem Bewegen des Optikmoduls alle Bauteile des Optikmoduls bewegt werden. Insbesondere werden bei einem Bewegen des Optikmoduls alle Bauteile des Beleuchtungssystems und alle Bauteile des Erfassungssystems bewegt. Das Objektiv ist, insbesondere wieder lösbar, fest mit Optikmodul verbunden. Somit bewegt sich das Objektiv zusammen mit dem Optikmodul, wenn das Optikmodul bewegt wird. An optical module is understood to be a structural unit that is moved as a whole. This means that when the optics module is moved, all the components of the optics module are moved. In particular, all components of the illumination system and all components of the detection system are moved when the optics module is moved. The lens is firmly connected to the optics module, in particular in a detachable manner. Thus, when the optics module is moved, the lens moves together with the optics module.
Das Beleuchtungssystem kann eine oder mehrere Lichtquellen aufweisen. So kann das Beleuchtungssystem drei Lichtquellen zum Erzeugen eines blauen, grünen und roten Beleuchtungslichts aufweisen. Das Mikroskop kann ein Fluoreszenzmikroskop sein, sodass die Lichtquelle oder die Lichtquellen Anregungslicht bereitstellen, das zu einer biologischen Probe gelangt. Darüber hinaus kann das Beleuchtungssystem eine oder mehrere Kollimatorlinsen und einen oder mehrere Anregungsfilter aufweisen. Insbesondere kann das Beleuchtungssystem pro Lichtquelle jeweils eine Kollimatorlinse und jeweils einen Anregungsfilter aufweisen. The lighting system can have one or more light sources. The illumination system can thus have three light sources for generating a blue, green and red illumination light. The microscope can be a fluorescence microscope such that the light source or light sources provide excitation light that reaches a biological sample. In addition, the illumination system may include one or more collimator lenses and one or more excitation filters. In particular, the lighting system per light source can each have a collimator lens and each have an excitation filter.
Das Erfassungssystem kann einen Bildsensor aufweisen. Der Bildsensor kann drei Fluoreszenzkanäle aufweisen. Darüber hinaus weist das Erfassungssystem einen Emissionsfilter auf. Außerdem kann das Erfassungssystem eine Tubuslinse und eine Lenkoptik zum Lenken eines von der biologischen Probe ausgehenden Detektionslichts aufweisen. The detection system can have an image sensor. The image sensor can have three fluorescence channels. In addition, the detection system has an emission filter. In addition, the detection system can have a tube lens and a steering optics for steering a detection light emanating from the biological sample.
Das Optikmodul kann ein Optikmodulgehäuse aufweisen, das die Bauteile des Beleuchtungssystems und des Erfassungssystems aufnimmt. Darüber hinaus kann das Optikmodul einen dichroitischen Spiegel aufweisen, der das Beleuchtungslicht, insbesondere Anregungslicht, zum Objektiv und somit zur biologischen Probe durchlässt und ein Detektionslicht in Richtung zum Erfassungssystem umlenkt. The optics module may include an optics module housing that houses the components of the illumination system and the detection system. In addition, the optics module can have a dichroic mirror, which allows the illumination light, in particular excitation light, to pass through to the objective and thus to the biological sample, and deflects a detection light in the direction of the detection system.
Die Steuervorrichtung kann ein Bewegen des Optikmoduls im Innenraum des Mikroskops veranlassen. Insbesondere kann die Steuervorrichtung ein Bewegen des Optikmoduls in unterschiedliche Betrachtungspositionen oder in eine Aufnahmeposition oder in eine Ausgabeposition veranlassen. Die Steuervorrichtung kann ein Prozessor sein oder einen Prozessor aufweisen und/oder mit dem Optikmodul und/oder dem Objektivmagazin elektrisch verbunden sein. The control device can cause the optics module to move in the interior of the microscope. In particular, the control device can cause the optics module to be moved into different viewing positions or into a receiving position or into a dispensing position. The control device can be a processor or have a processor and/or be electrically connected to the optics module and/or the lens magazine.
Als Aufnahmeposition wird eine Position des Optikmoduls verstanden, in der ein in dem Objektivmagazin befindliches anderes Objektiv von dem Optikmodul aufgenommen werden kann. Die Aufnahmeposition kann sich von einer Betrachtungsposition und/oder Ausgabeposition des Optikmoduls unterscheiden. A receiving position is understood to mean a position of the optics module in which another lens located in the lens magazine can be received by the optics module. The pick-up position can differ from a viewing position and/or output position of the optics module.
In der Betrachtungsposition des Optikmoduls kann eine biologische Probe betrachtet werden. Dabei kann das Optikmodul in mehrere Betrachtungspositionen verfahren werden. Die Betrachtungsposition hängt von dem Probenträger oder Substrat ab, das die biologische Probe trägt. Sofern der Probenträger mehrere Behältnisse enthält, kann das Optikmodul in unterschiedliche Betrachtungspositionen verfahren werden, bei der jeweils ein Behältnis betrachtet wird. A biological sample can be viewed in the viewing position of the optics module. The optics module can be moved into several viewing positions. The viewing position depends on the sample carrier or substrate that supports the biological sample. If the sample carrier contains several containers, the optics module can be moved into different viewing positions, in which one container is viewed in each case.
Die biologische Probe kann eine Flüssigkeit und/oder biologische Partikel aufweisen. Die biologischen Partikel können Mikroorganismen wie Bakterien, Archaean, Hefen, Pilze, und Viren oder Zellen, DNA, RNA oder Proteine sein. Die biologische Probe kann ein einziges oder mehrere der zuvor genannten biologischen Partikel aufweisen. Dabei kann die Flüssigkeit eine Zellsuspension sein, die ein Wachstum der in der Flüssigkeit angeordneten Zellen fördern kann. Alternativ kann das Partikel ein Glas- oder Polymerkügelchen sein und im Wesentlichen das gleiche Volumen aufweisen wie eine Zelle. The biological sample can include a liquid and/or biological particles. The biological particles can be microorganisms such as bacteria, archaea, yeast, fungi, and viruses, or cells, DNA, RNA, or proteins. The biological sample can have one or more of the aforementioned biological particles. The liquid can be a cell suspension that can promote growth of the cells arranged in the liquid. Alternatively, the particle can be a glass or polymer bead and have substantially the same volume as a cell.
Als Wechseln des Objektivs durch ein im Objektmagazin gelagertes Objektiv wird verstanden, dass das durch das Optikmodul getragene Objektiv durch das andere Objektiv ersetzt wird. Dazu kann, wie nachfolgend näher beschrieben ist, das Optikmodul in mehrere Positionen, wie beispielsweise die Ausgabeposition und die Aufnahmeposition, im Objektivmagazin verfahren werden. Bei einer besonderen Ausführung kann das Objektiv auf einer Trägerplatte angeordnet sein. Die Trägerplatte kann auf oder in dem Optikmodulgehäuse angeordnet sein. Das Objektiv kann mit der Trägerplatte, insbesondere wieder lösbar, verbunden sein. Insbesondere kann das Objektiv mit der Trägerplatte verschraubt sein. Eine Anordnung des Objektivs auf der Trägerplatte ermöglicht einen einfachen und schnellen Wechsel des Objektivs, wie nachstehend noch näher erläutert ist. Replacing the lens with a lens stored in the object magazine is understood to mean that the lens carried by the optics module is replaced with the other lens. For this purpose, as is described in more detail below, the optics module can be moved into a number of positions, such as the output position and the receiving position, in the lens magazine. In a special embodiment, the lens can be arranged on a carrier plate. The carrier plate can be arranged on or in the optics module housing. The lens can be connected to the carrier plate, in particular in a detachable manner. In particular, the lens can be screwed to the carrier plate. Arranging the lens on the carrier plate enables the lens to be changed easily and quickly, as will be explained in more detail below.
Die Trägerplatte kann einen konusförmigen Verlauf aufweisen. Insbesondere kann die Trägerplatte an einem Ende eine Hinterschneidung aufweisen. Die Hinterschneidung bietet den Vorteil, dass die Trägerplatte mit dem Objektivmagazin auf einfache Weise mechanisch verbunden werden kann und/oder in dem Objektivmagazin gehalten werden kann. Der konusförmige Verlauf weist den Vorteil auf, dass, wie nachstehend detaillierter erläutert wird, die Trägerplatte und somit das Objektiv auf einfache Weise zu dem Optikmodul ausgerichtet werden kann. The carrier plate can have a cone-shaped profile. In particular, the carrier plate can have an undercut at one end. The undercut offers the advantage that the carrier plate can be mechanically connected to the lens magazine in a simple manner and/or can be held in the lens magazine. The cone-shaped course has the advantage that, as will be explained in more detail below, the carrier plate and thus the lens can be easily aligned with the optics module.
Eine Trägerplattendicke kann von dem getragenen Objektiv abhängen. Somit ist jedes Objektiv einer bestimmten Trägerplatte zugeordnet. Dies ist vorteilhaft, weil sich die Objektive von unterschiedlichen Herstellern zueinander unterscheiden, sodass unterschiedliche Trägerplatten benötigt werden. Außerdem muss sichergestellt sein, dass eine hintere Fokusebene immer an derselben Stelle ist. Somit muss die Trägerplattendicke an das Objektiv angepasst werden, damit diese Bedingung erfüllt ist. Im Ergebnis vereinfacht sich die Handhabung des Mikroskops, weil dieses nicht mehr entlang einer Raumrichtung bewegt werden muss, um die Bedingung zu erfüllen. A backing plate thickness may depend on the lens being carried. Each lens is therefore assigned to a specific carrier plate. This is advantageous because the lenses from different manufacturers differ from one another, so that different carrier plates are required. In addition, it must be ensured that a rear focal plane is always in the same place. The carrier plate thickness must therefore be adapted to the lens in order for this condition to be met. As a result, the handling of the microscope is simplified because it no longer has to be moved along a spatial direction in order to fulfill the condition.
Die Trägerplatte kann wenigstens einen Magneten aufweisen. Der Magnet kann an dem der Hinterschneidung der Trägerplatte abgewandten Ende der Trägerplatte angeordnet sein. Insbesondere kann der Magnet an einer Stirnseite der Trägerplatte angeordnet sein. Somit kann die Hinterschneidung an einem Ende der Trägerplatte und der Magnet an dem anderen Ende der Trägerplatte angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist, wenn die Hinterschneidung an dem im Querschnitt größeren Ende der Trägerplatte angeordnet ist. Das Vorsehen eines Magneten ermöglicht, dass die Trägerplatte und somit das Objektiv auf einfache Weise mit dem Optikmodul mechanisch verbunden werden können. The carrier plate can have at least one magnet. The magnet can be arranged on the end of the support plate facing away from the undercut of the support plate. In particular, the magnet can be arranged on an end face of the carrier plate. Thus, the undercut can be arranged at one end of the carrier plate and the magnet at the other end of the carrier plate. It is particularly preferred if the undercut is arranged at the end of the carrier plate that has the larger cross section. The provision of a magnet makes it possible for the carrier plate and thus the objective to be mechanically connected to the optics module in a simple manner.
Die Trägerplatte kann ein Identifizierungsmittel zum Identifizieren des Objektivs aufweisen. Dies ist insbesondere hilfreich, um die in dem Objektivmagazin gelagerten anderen Objektive auf einfache Weise erkennen zu können. Insofern kann das je nach Anwendung benötigte Objektiv in dem Objektivmagazin schnell erkannt und ausgetauscht werden. Das Identifzierungsmittel kann eine Codierung und/oder ein RFID Chip aufweisen, die Informationen zu dem Objektiv enthalten. Das Optikmodul und/oder die Steuervorrichtung kann die hinterlegte Information lesen, sodass bekannt ist, an welchen Stellen im Objektivmagazin das Objektiv angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Position der Objektive in dem Objektivmagazin in einem elektrischen Speicher hinterlegt sein. The carrier plate can have an identification means for identifying the lens. This is particularly helpful in order to be able to easily recognize the other lenses stored in the lens magazine. In this respect, the lens required depending on the application can be quickly identified and exchanged in the lens magazine. The identification means can have a code and/or an RFID chip that contain information about the lens. The optics module and/or the control device can read the stored information so that it is known at which points in the lens magazine the lens is arranged. Alternatively or additionally, the position of the lenses in the lens magazine can be stored in an electrical memory.
Bei einer besonderen Ausführung kann das Optikmodul ein Trägerfixiermittel zum Fixieren der Trägerplatte aufweisen. Das Trägerfixiermittel kann auf dem Optikmodulgehäuse angeordnet sein und ermöglich ein genaues Positionieren der Trägerplatte und somit des Objektivs auf dem Optikmodul. Zum Erzielen einer genauen Positionierung des Objektivs auf dem Optikmodul kann das Trägerfixiermittel mit der Trägerplatte formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden sein. Dabei kann das Trägerfixiermittel eine Aufnahme aufweisen, die formkomplementär zu der Trägerplatte ist. Die Trägerplatte dringt zum Fixieren der Trägerplatte in dem Trägerfixiermittel in die Aufnahme ein. Die kraftschlüssige Verbindung kann durch eine magnetische Verbindung auf einfache Weise realisiert werden. In a special embodiment, the optics module can have a carrier fixing means for fixing the carrier plate. The carrier fixing means can be arranged on the optics module housing and enables precise positioning of the carrier plate and thus the lens on the optics module. In order to achieve precise positioning of the lens on the optics module, the carrier fixing means can be connected to the carrier plate in a form-fitting and/or force-fitting manner. In this case, the carrier fixing means can have a receptacle which is complementary in shape to the carrier plate. The carrier plate penetrates into the receptacle in order to fix the carrier plate in the carrier fixing means. The non-positive connection can be implemented in a simple manner by means of a magnetic connection.
Das Optikmodul kann derart ausgebildet sein, dass sie ein einziges Objektiv aufnimmt. Dies bietet den Vorteil, dass das Optikmodul ein geringes Gewicht aufweist. The optics module can be designed in such a way that it accommodates a single lens. This offers the advantage that the optics module has a low weight.
Das Trägerfixiermittel kann einen anderen Magneten aufweisen. Der andere Magnet kann mit dem Magneten der Trägerplatte Zusammenwirken, um die Trägerplatte mit dem Trägerfixiermittel, insbesondere magnetisch, zu verbinden. Im Ergebnis kann eine magnetische Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem Trägerfixiermittel auf einfache Weise erreicht werden. Besonders bevorzugt ist, wenn der andere Magnet ein Elektromagnet ist. In diesem Fall kann durch die Steuervorrichtung gesteuert werden, wann eine magnetische Anziehung zwischen dem Trägerfixiermittel und der Trägerplatte bestehen soll. The carrier fixing means may have another magnet. The other magnet can interact with the magnet of the carrier plate in order to connect the carrier plate to the carrier fixing means, in particular magnetically. As a result, magnetic connection between the carrier plate and the carrier fixing means can be easily achieved. It is particularly preferred if the other magnet is an electromagnet. In this case, the control device can be used to control when there should be magnetic attraction between the carrier fixing means and the carrier plate.
Dabei kann die Steuervorrichtung veranlassen, dass zum Fixieren der Trägerplatte in dem Trägerfixiermittel der andere Magnet aktiviert wird. Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung veranlassen, dass zum Ausgeben der Trägerplatte der Magnet deaktiviert oder umgepolt wird. Insbesondere bei einer Umpolung des Magneten wird erreicht, dass eine Magnetkraft das Ausgeben des Objektivs von dem Optikmodul unterstützt, indem die Trägerplatte von dem Trägerfixiermittel abgestoßen wird. Im Ergebnis kann durch die Steuervorrichtung automatisch ein Objektivwechsel oder eine Objektivaufnahme veranlasst werden. Somit besteht keine Notwendigkeit, dass ein Benutzer die Objektive händisch wechselt. The control device can cause the other magnet to be activated in order to fix the carrier plate in the carrier fixing means. In addition, the control device can cause the magnet to be deactivated or reversed polarity in order to eject the carrier plate. In particular, when the polarity of the magnet is reversed, a magnetic force supports the ejection of the objective from the optics module by repelling the carrier plate from the carrier fixing means. As a result, the control device can automatically initiate a change of lens or a lens recording. Thus, there is no need for a user to change lenses manually.
Das Optikmodul kann derart ausgebildet sein, dass es in drei Raumrichtungen bewegt werden kann. Dazu kann das Mikroskop wenigstens ein Achssystem aufweisen, das die Bewegung des Optikmoduls bewirkt und/oder führt. Dabei kann das Optikmodul, insbesondere entlang wenigstens einer geraden Bahn, translatorisch bewegt werden. Insbesondere kann das Optikmodul derart ausgebildet sein, dass es keine rotatorische Bewegung ausführen kann. The optics module can be designed in such a way that it can be moved in three spatial directions. For this purpose, the microscope can have at least one axis system that causes and/or guides the movement of the optics module. The optics module can be moved translationally, in particular along at least one straight path. In particular, the optics module can be designed in such a way that it cannot perform any rotational movement.
Das Optikmodul und das Objektivmagazin können derart ausgebildet sein, dass das Optikmodul relativ zu dem Objektivmagazin bewegt werden kann. Insbesondere kann das Optikmodul translatorisch, insbesondere in wenigstens einer, vorzugsweise in drei, Raumrichtungen, zu dem Objektivmagazin bewegt werden. The optics module and the lens magazine can be designed in such a way that the optics module can be moved relative to the lens magazine. In particular, the optics module can be moved translationally, in particular in at least one, preferably in three, spatial directions to the lens magazine.
Bei einer besonderen Ausführung kann das Objektivmagazin mehrere Lagereinrichtungen aufweisen. Die Lagereinrichtungen können alle gleich ausgebildet sein. Dabei kann die Lagereinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie nur ein Objektiv trägt. Die Trägerplatte kann formschlüssig mit der Lagereinrichtung verbunden sein, sodass eine selbsttätige Bewegung der Trägerplatte relativ zu der Lagereinrichtung verhindert wird, wenn die Trägerplatte in der Lagereinrichtung angeordnet ist. Die Lagereinrichtung kann am Mikroskopgehäuse angeordnet sein. Insbesondere kann die Lagereinrichtung mit dem Mikroskopgehäuse, insbesondere fest, mechanisch verbunden sein. Somit stützt sich die Lagereinrichtung an dem Mikroskopgehäuse ab. Mit anderen Worten die Lagereinrichtung stützt sich nicht an dem Optikmodul ab. Das Optikmodul stützt sich, insbesondere mittels des Achssystems, an dem Mikroskopgehäuse ab. In a special embodiment, the lens magazine can have several storage devices. The storage devices can all be of the same design. The storage device can be such be trained to carry only one lens. The carrier plate can be positively connected to the storage device, so that an automatic movement of the carrier plate relative to the storage device is prevented when the carrier plate is arranged in the storage device. The bearing device can be arranged on the microscope housing. In particular, the bearing device can be mechanically connected to the microscope housing, in particular firmly. The bearing device is thus supported on the microscope housing. In other words, the bearing device is not supported on the optics module. The optics module is supported on the microscope housing, in particular by means of the axis system.
Die Lagereinrichtung kann zwei, insbesondere biegbare, Klammerelemente aufweisen. Dabei können zum Fixieren des Trägers mit der Lagereinrichtung die Klammerelemente in die Hinterschneidung der Trägerplatte eingreifen und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen der Lagereinrichtung und der Trägerplatte realisieren. Die Lagereinrichtung kann außerdem eine Lagerplatte zum Halten eines anderen Objektivs aufweisen. Die Lagerplatte kann an einem Ende mit dem Mikroskopgehäuse, insbesondere fest, verbunden sein. The bearing device can have two, in particular bendable, clamp elements. In order to fix the carrier to the bearing device, the clamp elements can engage in the undercut of the carrier plate and thus realize a form-fitting connection between the bearing device and the carrier plate. The storage device can also have a storage plate for holding another lens. The bearing plate can be connected at one end to the microscope housing, in particular firmly.
Die Klammerelemente können sich von dem Mikroskopgehäuse, insbesondere in den Innenraum des Mikroskopgehäuses, erstrecken. Die Klammerelemente können derart ausgebildet sein, dass eine von den Klammerelementen zum Halten in der Lagereinrichtung wirkende Klammerkraft kleiner ist als eine auf den Träger wirkende Magnetkraft ist. Dadurch wird erreicht, dass das Objektiv aus der Lagereinrichtung aufgenommen werden kann, wenn das andere Objektiv auf das Optikmodul überführt werden soll. The clamp elements can extend from the microscope housing, in particular into the interior of the microscope housing. The clamp elements can be designed in such a way that a clamp force acting by the clamp elements for holding in the storage device is smaller than a magnetic force acting on the carrier. This means that the lens can be picked up from the storage device when the other lens is to be transferred to the optics module.
So kann zum Aufnehmen des Objektivs der andere Magnet des Trägerfixiermittels aktiviert werden, sodass die in der Lagereinrichtung angeordnete Trägerplatte angezogen wird. Da die Klammerkraft kleiner ist als die Magnetkraft bewegt sich die Trägerplatte auf das Optikmodul und in die Aufnahme des Trägerfixiermittels. Die Klammerelemente können derart ausgebildet sein, dass sie bei einem Bewegen der Trägerplatte auf das Optikmodul auseinandergedrückt werden. For example, the other magnet of the carrier fixing means can be activated in order to receive the lens, so that the carrier plate arranged in the storage device is attracted. Since the clamping force is less than the magnetic force, the carrier plate moves onto the optics module and into the mount of the carrier fixation means. The clamp elements can be designed in such a way that they are pressed apart when the carrier plate is moved onto the optics module.
Nach Aufnahme des Objektivs kann die Steuervorrichtung veranlassen, dass das Optikmodul in die Betrachtungsposition verfahren wird, in der die biologische Probe beobachtet wird. Das Mikroskopgehäuse kann eine Aufnahme zur Aufnahme wenigstens eines Probenträgers für eine biologische Probe aufweisen. Der Probenträger kann eine Platte mit einer Vielzahl von Behältnissen sein. Die Steuervorrichtung kann veranlassen, dass das Optikmodul in unterschiedliche Betrachtungspositionen verfahren werden kann, so dass jedes der Behältnisse separat betrachtet werden kann. After picking up the lens, the control device can cause the optics module to be moved to the viewing position in which the biological sample is observed. The microscope housing can have a receptacle for receiving at least one sample carrier for a biological sample. The sample carrier can be a plate with a large number of containers. The control device can cause the optics module to be moved into different viewing positions, so that each of the containers can be viewed separately.
Die Steuervorrichtung kann veranlassen, dass beim Wechseln des Objektivs das Optikmodul in eine Ausgabeposition bewegt wird, bei der das Objektiv in eine leere Lagereinrichtung des Objektivmagazins ausgegeben wird. In der Ausgabeposition kann das Optikmodul derart verfahren werden, dass die Klammerelemente auseinandergedrückt werden. Nach einem Verfahren des Optikmoduls in die Ausgabeposition kann der andere Magnet des Trägerfixiermittels deaktiviert oder umgepolt werden. Anschließend wird das Optikmodul in eine von der Lagereinrichtung entfernte Richtung bewegt wird. Die Richtung ist entgegengesetzt gerichtet zu der Richtung der Trägerplatte zum Verfahren des Optikmoduls in die Ausgabeposition. Die Klammerelemente greifen in die Hinterschneidung der Trägerplatte ein und verhindern somit, dass sich die Trägerplatte gemeinsam mit dem Optikmodul bewegt. When changing the objective, the control device can cause the optics module to be moved into an output position in which the objective is output into an empty storage facility of the objective magazine. In the output position, the optics module can be moved such that the Clamp elements are pressed apart. After the optics module has been moved into the output position, the other magnet of the carrier fixing means can be deactivated or reversed. The optics module is then moved in a direction away from the storage device. The direction is opposite to the direction of the carrier plate for moving the optics module into the dispensing position. The clamp elements engage in the undercut of the carrier plate and thus prevent the carrier plate from moving together with the optics module.
Das Mikroskop kann ein inverses Mikroskop sein. Darüber hinaus kann das Optikmodul derart ausgebildet sein, dass ein ausgegebenes Beleuchtungslicht, insbesondere Anregungslicht, und ein vom Objektiv empfangenes Detektionslicht koaxial zueinander verlaufen. Das Detektionslicht geht von der biologischen Probe aus, nachdem die biologische Probe mit dem Beleuchtungslicht beaufschlagt wurde. Das Beleuchtungslicht wird durch die wenigstens eine Lichtquelle des Optikmoduls erzeugt. The microscope can be an inverted microscope. In addition, the optics module can be designed in such a way that an emitted illumination light, in particular excitation light, and a detection light received by the objective run coaxially to one another. The detection light emanates from the biological sample after the biological sample has been exposed to the illumination light. The illuminating light is generated by the at least one light source of the optics module.
Von besonderem Vorteil ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Mikroskops in einem Inkubator für biologische Proben. Ein Inkubator ist ein Gerät mit dem kontrollierte Außenbedingungen für verschiedene Entwicklungs- und Wachstumsprozesse geschaffen werden. So kann mittels des Inkubators eine Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit kontrolliert werden. The use of a microscope according to the invention in an incubator for biological samples is of particular advantage. An incubator is a device used to create controlled outdoor conditions for various development and growth processes. A temperature and/or air humidity can thus be controlled by means of the incubator.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt: The subject of the invention is shown schematically in the figures, with elements that are the same or have the same effect are usually provided with the same reference symbols. It shows:
Fig. 1 eine Seitenschnittansicht eines erfindungsgemäßen Mikroskops, 1 shows a side sectional view of a microscope according to the invention,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Optikmodul, dass sich kurz vor einer Ausgabeposition befindet, 2 shows a plan view of an optics module that is located just before an output position,
Fig. 3 eine Seitenschnittansicht der in Figur 2 gezeigten Stellung, 3 is a side sectional view of the position shown in FIG. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Optikmodul, das sich in einer Aufnahmeposition befindet, 4 shows a plan view of an optics module which is in a receiving position,
Fig. 5 eine Seitenschnittansicht der in Figur 4 gezeigten Stellung, Fig. 5 is a side sectional view of the position shown in Figure 4,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Objektivmagazins. 6 is a perspective view of the lens magazine.
Ein in Figur 1 gezeigtes Mikroskop 1 weist ein Mikroskopgehäuse 2 und Optikmodul 3 auf. Das Optikmodul 3 ist in einem Innenraum des Mikroskopgehäuses 2 angeordnet und relativ zu dem Mikroskopgehäuse 2 bewegbar. Darüber hinaus weist das Mikroskop 1 eine Steuervorrichtung 7 zum Steuern des Optikmoduls 3 und ein Objektivmagazin 8 zum Lagern von wenigstens einem Objektiv 9 auf. Die Steuervorrichtung 7 ist mit dem Optikmodul 3 elektrisch verbunden. Das Mikroskop 1 weist außerdem ein Objektiv 9 auf, das auf einer Trägerplatte 10 angeordnet ist. Die Trägerplatte 10 ist auf einem Optikmodulgehäuse 11 angeordnet. Zum Wechseln des Objektivs 9 veranlasst die Steuervorrichtung 7, dass das Optikmodul 3 zum Objektivmagazin 8 bewegt wird. Dies wird nachstehend detaillierter erläutert. A microscope 1 shown in FIG. 1 has a microscope housing 2 and an optics module 3 . The optics module 3 is arranged in an interior space of the microscope housing 2 and can be moved relative to the microscope housing 2 . In addition, the microscope 1 has a control device 7 for controlling the optics module 3 and an objective magazine 8 for storing at least one objective 9 . The control device 7 is electrically connected to the optics module 3 . The microscope 1 also has an objective 9 which is arranged on a carrier plate 10 . The carrier plate 10 is arranged on an optics module housing 11 . To change the lens 9, the control device 7 causes that the optics module 3 is moved to the lens magazine 8 . This is explained in more detail below.
Das Mikroskopgehäuse 2 weist eine Aufnahme 21 zum Aufnehmen eines Probenträgers 22 auf, der eine biologische Probe trägt. Das Mikroskop 1 ist ein inverses Mikroskop 1 , sodass das Optikmodul 3 und das Objektiv 9 unterhalb des Probenträgers 22 angeordnet sind. Alternativ kann das Optikmodul 3 und das Objektiv 9 oberhalb des Probenträgers 22 angeordnet sein. Das Optikmodul 3 ist in einer Betrachtungsposition 23 angeordnet, bei der die flüssige Probe durch das Objektiv 9 und das Optikmodul 3 betrachtet werden. The microscope housing 2 has a receptacle 21 for receiving a sample carrier 22 that carries a biological sample. The microscope 1 is an inverted microscope 1 so that the optics module 3 and the lens 9 are arranged below the sample carrier 22 . Alternatively, the optics module 3 and the lens 9 can be arranged above the sample carrier 22 . The optics module 3 is arranged in a viewing position 23 in which the liquid sample is viewed through the lens 9 and the optics module 3 .
Das Optikmodul 4 weist ein Beleuchtungssystem 4 und ein Erfassungssystem 5 auf. Das Beleuchtungssystem 4 weist im vorliegenden Fall zwei Lichtquellen 24 auf. Die Anzahl der Lichtquellen ist jedoch nicht auf zwei Lichtquellen 24 beschränkt. Jeder der beiden Lichtquellen 24 ist ein Kollimieroptik 25, wie eine Kollimierlinse, nachgeschaltet. Darüber hinaus ist jeder der Kollimieroptik 25 ein Anregungsfilter 26 vorgeschaltet. Die beiden Beleuchtungslichtstrahlen werden in einer Strahlvereingungsoptik 27 zu einem Beleuchtungslicht 28 zusammengeführt. Das Beleuchtungslicht 28 wird durch eine Umlenkeinrichtung 29, wie einen Spiegel, um 90° umgelenkt. Das Beleuchtungslicht 28 tritt aus dem Optikmodul 3 und dem Objektiv 9 aus und trifft auf die biologische Probe 37. The optics module 4 has an illumination system 4 and a detection system 5 . In the present case, the lighting system 4 has two light sources 24 . However, the number of light sources is not limited to two light sources 24 . Each of the two light sources 24 is followed by collimating optics 25, such as a collimating lens. In addition, each of the collimating optics 25 is preceded by an excitation filter 26 . The two illuminating light beams are combined in beam combining optics 27 to form an illuminating light 28 . The illuminating light 28 is deflected by 90° by a deflection device 29, such as a mirror. The illuminating light 28 emerges from the optics module 3 and the lens 9 and impinges on the biological sample 37.
Das Erfassungssystem 4 weist einen Bildsensor 30 zum Empfangen von Detektionslicht auf. Das Detektionslicht entspricht dem von der biologischen Probe ausgehenden Licht, nachdem es mit dem Beleuchtungslicht 28 beaufschlagt wurde. Dem Bildsensor 30 ist eine Tubuslinse 31 , eine Lenkoptik 40 und ein Emissionsfilter 32 vorgeschaltet. The detection system 4 has an image sensor 30 for receiving detection light. The detection light corresponds to the light emanating from the biological sample after it has been exposed to the illumination light 28 . A tube lens 31 , steering optics 40 and an emission filter 32 are connected in front of the image sensor 30 .
Das Optikmodul 3 weist außerdem einen dichroitischen Spiegel 33 auf. Der dichroitische Spiegel 33 ist derart ausgebildet, dass er das Beleuchtungslicht 28 durchlässt, sodass dieses aus dem Optikmodul 3 und dem Objektiv 9 in Richtung zu der biologischen Probe 37 gelangt. Darüber hinaus ist der dichroitische Spiegel 33 derart ausgebildet, dass er das durch das Objektiv 9 empfangene Detektionslicht 38 in Richtung zum Bildsensor 30 umlenkt. The optics module 3 also has a dichroic mirror 33 . The dichroic mirror 33 is designed in such a way that it allows the illumination light 28 to pass through, so that it comes out of the optics module 3 and the lens 9 in the direction of the biological sample 37 . In addition, the dichroic mirror 33 is designed in such a way that it deflects the detection light 38 received through the lens 9 in the direction of the image sensor 30 .
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Optikmodul 3, dass sich kurz vor einer Ausgabeposition 20 befindet und Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des in Figur 2 gezeigten Optikmoduls 3. Das Optikmodul 3 bewegt sich zusammen mit dem Objektiv 9 in Richtung A um in die Ausgabeposition 20 zu gelangen. Beide Figuren zeigen eine Lagereinrichtung 18 des Objektivmagazins 8. Bei der Lagereinrichtung 18 handelt es sich um eine leere Lagereinrichtung 18, also eine Lagereinrichtung 18, die kein anderes Objektiv 36 trägt. Insofern kann die Lagereinrichtung 18 das auf dem Optikmodul 3 befindliche Objektiv 9 aufnehmen. Figure 2 shows a top view of an optics module 3 that is located just before an output position 20 and Figure 3 shows a side view of the optics module 3 shown in Figure 2. The optics module 3 moves together with the lens 9 in direction A to the output position 20 to get. Both figures show a storage device 18 of the lens magazine 8. The storage device 18 is an empty storage device 18, ie a storage device 18 which does not carry any other lens 36. In this respect, the bearing device 18 can accommodate the lens 9 located on the optics module 3 .
Die Lagereinrichtung 18 ist fest mit dem Mikroskopgehäuse 2 verbunden und weist eine Lagerplatte 24 zum Aufnehmen der Trägerplatte 19 und zwei Klammerelemente 19 auf. Die Klammerelemente 19 sind an ihrem von dem Mikroskopgehäuse 2 abgewandten Ende ein hackenförmig ausgebildet. Sowohl die Lagerplatte 24 als auch die Klammern 19 erstrecken sich von dem Mikroskopgehäuse 2 in Richtung Innenraum 6. The bearing device 18 is firmly connected to the microscope housing 2 and has a bearing plate 24 for receiving the carrier plate 19 and two clamp elements 19 . The clamp elements 19 are hook-shaped at their end facing away from the microscope housing 2 . Both the bearing plate 24 and the brackets 19 extend from the microscope body 2 in the direction interior 6
Die Trägerplatte 10 ist konusförmig ausgebildet. Dabei weist die Trägerplatte 10 an einem Ende eine Hinterschneidung 12 auf. Darüber hinaus weist die Trägerplatte 10 an dem von der Hinterschneidung 12 abgewandten Ende Magnete 13 auf. Dabei weist das die Magnete 13 aufweisende Ende einen kleineren Querschnitt auf als das die Hinterschneidung 12 aufweisende Ende der Trägerplatte 10. Das Objektiv 9 ist fest mit der Trägerplatte 10 verbunden. The support plate 10 is cone-shaped. The carrier plate 10 has an undercut 12 at one end. In addition, the carrier plate 10 has magnets 13 on the end facing away from the undercut 12 . The end having the magnets 13 has a smaller cross section than the end of the support plate 10 having the undercut 12 . The lens 9 is firmly connected to the support plate 10 .
Das Optikmodul 3 weist ein Trägerfixiermittel 15 auf. Das Trägerfixiermittel 15 weist andere Magnete 17 auf, die mit dem Magneten 15 Zusammenwirken und somit die Trägerplatte 10 mittels Magnetkraft halten. Zudem ist das Trägerfixiermittel 15 derart ausgebildet, dass es mit der Trägerplatte 10 formschlüssig verbunden ist. Dazu weist das Trägerfixiermittel 15 eine Aufnahme 16 auf, die formkomplementär zu der konusförmigen Trägerplatte 10 ausgebildet ist. The optics module 3 has a carrier fixing means 15 . The carrier fixing means 15 has other magnets 17 which interact with the magnet 15 and thus hold the carrier plate 10 by means of magnetic force. In addition, the carrier fixing means 15 is designed in such a way that it is positively connected to the carrier plate 10 . For this purpose, the carrier fixing means 15 has a receptacle 16 which is designed to complement the cone-shaped carrier plate 10 in shape.
Das die Hinterschneidung 12 aufweisende Ende drückt bei einem Verfahren des Optikmoduls 3 entlang der Richtung A in Richtung zur Ausbringposition die beiden Klammerelemente 19 auseinander. Sobald das Optikmodul 3 die Ausbringposition 20 erreicht hat, wird der andere Magnet 17 des Trägerfixiermittels 15 deaktiviert, sodass die Trägerplatte 10 mit dem Trägerfixiermittel 15 nicht mehr magnetisch verbunden ist. Zudem wird das Optikmodul 3 in eine Richtung bewegt, die entgegengesetzt gerichtet ist zur Richtung A. Dabei greifen die beiden Klammerelemente 19, insbesondere deren hackenförmigen Enden, in die Hinterschneidung 12 der Trägerplatte 10 und verhindern somit, dass sich die Trägerplatte 10 zusammen mit dem Optikmodul 3 bewegt. Im Ergebnis verbleibt die Trägerplatte 10 und somit das Objektiv 9 in der Lagereinrichtung 18. The end having the undercut 12 pushes the two clamp elements 19 apart when the optics module 3 is moved along the direction A in the direction of the deployment position. As soon as the optics module 3 has reached the deployment position 20, the other magnet 17 of the carrier fixing means 15 is deactivated, so that the carrier plate 10 is no longer magnetically connected to the carrier fixing means 15. In addition, the optics module 3 is moved in a direction opposite to direction A. The two clamp elements 19, in particular their hook-shaped ends, engage in the undercut 12 of the carrier plate 10 and thus prevent the carrier plate 10 together with the optics module 3 moves. As a result, the carrier plate 10 and thus the lens 9 remain in the storage device 18.
Das Optikmodul 3 kann dann in eine Aufnahmeposition 39 im Objektivmagazin 8 verfahren werden, nachdem das Objektiv 9 ausgegeben wurde. Insbesondere wird das Optikmodul 3 zu einer Lagereinrichtung 18 verfahren, die das gewünschte andere Objektiv 36 enthält. The optics module 3 can then be moved into a receiving position 39 in the lens magazine 8 after the lens 9 has been issued. In particular, the optics module 3 is moved to a storage device 18 that contains the desired other lens 36 .
Die Figuren 4 und 5 zeigen das Optikmodul 3 in einer Aufnahmeposition 39. Dabei zeigt Figur 4 eine Seitenansicht auf das Optikmodul 3 und die Lagereinrichtung 18 und Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf das Optikmodul 3 und die Lagereinrichtung 18. Figures 4 and 5 show the optics module 3 in a receiving position 39. Figure 4 shows a side view of the optics module 3 and the bearing device 18 and Figure 5 shows a plan view of the optics module 3 and the bearing device 18.
Bei einer Anordnung des Optikmoduls 3 in der Aufnahmeposition 39 veranlasst die Steuervorrichtung 7, dass der andere Magnet 17 aktiviert wird. Insofern wirkt auf die Trägerplatte 10 eine magnetische Kraft in eine von dem Mikroskopgehäuse 2 weg weisende Richtung W. Die von den Klammerelementen 19 dieser Bewegung entgegengerichtete Kraft ist kleiner als die auf die Trägerplatte 10 ausgeübte Magnetkraft, sodass die Klammerelemente 19 durch die Trägerplatte 10 auseinandergedrückt werden. Dabei dringt die Trägerplatte 10 weiter in die Aufnahme 16 des Trägerfixiermittels 15 ein. Das Trägerfixiermittel 15 ist derart ausgebildet, dass es die Trägerplatte 10 ausrichtet. Nachdem die Trägerplatte 10 in die Aufnahme 16 des Trägerfixiermittels 15 eingedrungen ist, ist die Trägerplatte 10 zu dem Optikmodul 3 ausgerichtet und im Trägerfixiermittel 15 fixiert. Anschließend bewegt sich das Optikmodul 3 in die in Figur 1 gezeigte Betrachtungsposition 23, in der die biologische Probe 37 beobachtet wird. Dabei wird auf die Trägerplatte 10 weiterhin die Magnetkraft ausgeübt. Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf das Objektivmagazin 8. Das Objektivmagazin 8 weist mehrere Lagereinrichtungen 18 auf. Aus Vereinfachungsgründen ist nur die Lagerplatte 34 der jeweiligen Lagereinrichtung 18 dargestellt. Somit sind die Klammerelemente 19 der jeweiligen Lagereinrichtung 18 nicht dargestellt. Die Lagerplatten 34 sind mit dem Mikroskopgehäuse 2 fest verbunden. Bei einer Lagereinrichtung 18 ist kein anderes Objektiv angeordnet, sodass die Lagereinrichtung 18 der oben genannten leeren Lagereinrichtung entspricht. Die restlichen Lagereinrichtungen tragen dagegen jeweils ein anderes Objektiv 34. Die anderen Objektive 34 können sich hinsichtlich ihrer Vergrößerung voneinander unterscheiden. Auf einer Stirnseite der Lagerplatte 34 ist jeweils ein Identifizierungsmittel 35 angeordnet. Das Identifizierungsmittel enthält eine Information zu dem in der Lagereinrichtung 18 befindlichen anderen Objektiv 36. When the optics module 3 is arranged in the receiving position 39, the control device 7 causes the other magnet 17 to be activated. In this respect, a magnetic force acts on the carrier plate 10 in a direction W pointing away from the microscope housing 2. The force directed against this movement by the clamp elements 19 is smaller than the magnetic force exerted on the carrier plate 10, so that the clamp elements 19 are pressed apart by the carrier plate 10 . The carrier plate 10 penetrates further into the receptacle 16 of the carrier fixing means 15 . The carrier fixing means 15 is designed in such a way that it aligns the carrier plate 10 . After the carrier plate 10 has entered the receptacle 16 of the carrier fixing means 15, the carrier plate 10 is closed aligned with the optics module 3 and fixed in the carrier fixing means 15 . The optics module 3 then moves into the viewing position 23 shown in FIG. 1, in which the biological sample 37 is observed. The magnetic force continues to be exerted on the carrier plate 10 . FIG. 6 shows a perspective view of the lens magazine 8. The lens magazine 8 has a plurality of storage devices 18. For reasons of simplification, only the bearing plate 34 of the respective bearing device 18 is shown. Thus, the clamp elements 19 of the respective bearing device 18 are not shown. The bearing plates 34 are firmly connected to the microscope housing 2 . No other lens is arranged in a storage facility 18, so that the storage facility 18 corresponds to the empty storage facility mentioned above. In contrast, the remaining bearing devices each carry a different lens 34. The other lenses 34 can differ from one another in terms of their magnification. An identification means 35 is arranged on each end face of the bearing plate 34 . The identification means contains information about the other lens 36 located in the storage device 18.
Bezuqszeichenliste: Reference character list:
1 Mikroskop 1 microscope
2 Mikroskopgehäuse 2 microscope body
3 Optikmodul 3 optics module
4 Beleuchtungssystem 4 lighting system
5 Erfassungssystem 5 detection system
6 Innenraum 6 interior
7 Steuervorrichtung 7 control device
8 Objektivmagazin 8 lens magazine
9 Objektiv 9 lens
10 Trägerplatte 10 carrier plate
11 Optikmodulgehäuse 11 optics module housing
12 Hinterschneidung 12 undercut
13 Magnet 13 magnets
15 Trägerfixiermittel 15 carrier fixative
16 Aufnahme 16 recording
17 anderer Magnet 17 other magnet
18 Lagereinrichtung 18 storage facility
19 Klammerelement 19 bracket element
20 Ausgabeposition 20 output position
21 Aufnahme 21 recording
22 Probenträger 22 sample carriers
23 Betrachtungsposition 23 viewing position
24 Lichtquelle 24 light source
25 Kollimieroptik 25 collimating optics
26 Anregungsfilter 26 excitation filters
27 Strahlvereinigungsoptik 27 beam combining optics
28 Beleuchtungslicht 28 illumination light
29 Umlenkeinrichtung 29 deflection device
30 Bildsensor 30 image sensor
31 Tubuslinse 31 tube lens
32 Emissionsfilter 32 emission filters
33 dichroitischer Spiegel 33 dichroic mirror
34 Lagerplattte 34 storage plate
35 Identifizierungsmittel 35 means of identification
36 anderes Objektiv 36 different lens
37 biologische Probe 37 biological sample
38 Detektionslicht 38 detection light
39 Aufnahmeposition 39 shooting position
40 Lenkoptik 40 steering optics
A, W Richtung A, W direction

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Mikroskop (1) mit einem Mikroskopgehäuse (2), einem Optikmodul (3), das ein Objektiv (9) trägt und ein Beleuchtungssystem (4) und ein Erfassungssystem (5) aufweist, wobei das Optikmodul (3) in einem Innenraum (6) des Mikroskopgehäuses (2) angeordnet und relativ zu dem Mikroskopgehäuses (2) bewegbar ist, und einer Steuervorrichtung (7) zum Steuern des Optikmoduls (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop (1) ein in dem Innenraum (6) des Mikroskopgehäuses (2) angeordnetes Objektivmagazin (8) zum Lagern von wenigstens einem anderen Objektiv (36) aufweist, wobei die Steuervorrichtung (7) veranlasst, dass das Optikmodul (3) zum Wechseln des Objektivs (9) durch das andere Objektiv (36) zum Objektivmagazin (8) bewegt wird. 1. Microscope (1) with a microscope housing (2), an optics module (3) which carries a lens (9) and an illumination system (4) and a detection system (5), wherein the optics module (3) in an interior ( 6) of the microscope housing (2) and is movable relative to the microscope housing (2), and a control device (7) for controlling the optics module (3), characterized in that the microscope (1) has a built-in interior (6) of the The microscope housing (2) has an objective magazine (8) for storing at least one other objective (36), the control device (7) causing the optics module (3) to change the objective (9) through the other objective (36) to the Lens magazine (8) is moved.
2. Mikroskop (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass a. das Objektiv (9) auf einer Trägerplatte (10) angeordnet ist oder dass b. das Objektiv (9) auf einer Trägerplatte (10) angeordnet ist und die Trägerplatte (10) auf einem Optikmodulgehäuse (11) angeordnet ist. 2. Microscope (1) according to claim 1, characterized in that a. the lens (9) is arranged on a carrier plate (10) or that b. the lens (9) is arranged on a carrier plate (10) and the carrier plate (10) is arranged on an optics module housing (11).
3. Mikroskop (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Trägerplatte (10) einen konusförmigen Verlauf aufweist und/oder dass b. die Trägerplatte (10) an einem Ende eine Hinterschneidung (12) aufweist und/oder dass c. eine Trägerplattendicke von dem getragenen Objektiv (9) abhängt. 3. Microscope (1) according to claim 1 or 2, characterized in that a. the carrier plate (10) has a conical profile and/or that b. the carrier plate (10) has an undercut (12) at one end and/or that c. a carrier plate thickness depends on the lens (9) carried.
4. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. die T rägerplatte (10) wenigstens einen Magneten (13) aufweist oder dass b. die Trägerplatte (10) wenigstens einen Magneten (13) aufweist, der an dem einer Hinterschneidung (12) der Trägerplatte (10) abgewandten Ende angeordnet ist. 4. microscope (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a. the carrier plate (10) has at least one magnet (13) or that b. the carrier plate (10) has at least one magnet (13) which is arranged at the end facing away from an undercut (12) of the carrier plate (10).
5. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) ein Identifizierungsmittel (35) zum Identifizieren des getragenen Objektivs (9) aufweist. 5. Microscope (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier plate (10) has an identification means (35) for identifying the objective lens (9) carried.
6. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Optikmodul (3) ein Trägerfixiermittel (15) zum Fixieren der Trägerplatte (10) aufweist. 6. Microscope (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the optics module (3) has a carrier fixing means (15) for fixing the carrier plate (10).
7. Mikroskop (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Trägerfixiermittel (15) mit der Trägerplatte (10) formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist und/oder dass b. das Trägerfixiermittel (15) eine Aufnahme (16) aufweist, die formkomplementär zu der Trägerplatte (10) ist. 7. Microscope (1) according to claim 6, characterized in that a. the carrier fixing means (15) is positively and/or non-positively connected to the carrier plate (10) and/or that b. the carrier fixing means (15) has a receptacle (16) which is complementary in shape to the carrier plate (10).
8. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Optikmodul (3) ein einziges Objektiv (9) aufnimmt. 8. microscope (1) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the optics module (3) accommodates a single lens (9).
9. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das9. Microscope (1) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the
Trägerfixiermittel (15) einen anderen Magneten (17), insbesondere Elektromagneten, aufweist. Carrier fixing means (15) has another magnet (17), in particular an electromagnet.
10. Mikroskop (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Steuervorrichtung (7) veranlasst, dass zum Fixieren der Trägerplatte (10) in dem Trägerfixiermittel (15) der andere Magnet (17) aktiviert wird und/oder dass b. die Steuervorrichtung (7) veranlasst, dass zum Ausgeben der Trägerplatte (10) der andere Magnet (17) deaktiviert oder umgepolt wird. 10. Microscope (1) according to claim 9, characterized in that a. the control device (7) causes the other magnet (17) to be activated in order to fix the carrier plate (10) in the carrier fixing means (15) and/or that b. the control device (7) causes the other magnet (17) to be deactivated or reversed in polarity in order to eject the carrier plate (10).
11. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Optikmodul (3) derart ausgebildet ist, dass es in drei Raumrichtungen verfahrbar ist und/oder dass b. das Optikmodul (3), insbesondere entlang wenigstens einer geraden Bahn, translatorisch bewegbar ist und/oder dass c. das Optikmodul (3) relativ zu dem Objektivmagazin (8) bewegbar ist. 11. Microscope (1) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a. the optics module (3) is designed in such a way that it can be moved in three spatial directions and/or that b. the optics module (3) can be moved in a translatory manner, in particular along at least one straight path, and/or that c. the optics module (3) can be moved relative to the lens magazine (8).
12. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass a. das Objektivmagazin (8) mehrere Lagereinrichtungen (18) aufweist oder dass b. das Objektivmagazin (8) mehrere Lagereinrichtungen (18) aufweist, die jeweils ein Objektiv (9) tragen. 12. Microscope (1) according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a. the lens magazine (8) has a plurality of storage devices (18) or that b. the lens magazine (8) has a plurality of storage devices (18), each of which carries a lens (9).
13. Mikroskop (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) formschlüssig mit der Lagereinrichtung (18) verbunden ist. 13. Microscope (1) according to claim 12, characterized in that the carrier plate (10) is positively connected to the bearing device (18).
14. Mikroskop (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Lagereinrichtung (18) am Mikroskopgehäuse (2) angeordnet ist und/oder dass b. die Lagereinrichtung (18), mit dem Mikroskopgehäuse, insbesondere fest, mechanisch verbunden ist. 14. Microscope (1) according to claim 12 or 13, characterized in that a. the bearing device (18) is arranged on the microscope housing (2) and/or that b. the bearing device (18) is mechanically connected to the microscope housing, in particular firmly.
15. Mikroskop (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung15. Microscope (1) according to claim 12 or 13, characterized in that the bearing device
(18) zwei, insbesondere biegbare Klammerelemente (19) aufweist. (18) has two, in particular bendable, clamp elements (19).
16. Mikroskop (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass a. zum Fixieren der Trägerplatte (10) mit der Lagereinrichtung (18) die Klammerelemente (19) in die Flinterschneidung (12) eingreifen und/oder dass b. sich die Klammerelemente (19) von dem Mikroskopgehäuse (2) erstrecken und/oder dass c. eine von den Klammerelementen (19) zum Halten in der Lagereinrichtung (18) wirkende Klammerkraft kleiner als eine auf der Trägerplatte (10) wirkende Magnetkraft ist. 16. Microscope (1) according to claim 15, characterized in that a. for fixing the carrier plate (10) to the bearing device (18), the clamping elements (19) engage in the flinter cut (12) and/or that b. the clamp elements (19) extend from the microscope housing (2) and/or that c. a clamping force acting by the clamping elements (19) for holding in the storage device (18) is smaller than a magnetic force acting on the carrier plate (10).
17. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass a. beim Wechseln des Objektivs (9) die Steuervorrichtung (7) veranlasst, dass das Optikmodul (3) in eine Ausgabeposition (20) bewegt wird, bei der das Objektiv (9) in eine leere Lagereinrichtung (18) des Objektivmagazins (8) ausgebbar ist und/oder dass b. beim Wechseln des Objektivs (9) die Steuervorrichtung (7) veranlasst, dass das Optikmodul (3) in eine Aufnahmeposition (9) bewegt wird, in der ein insbesondere automatisiertes, Aufnehmen des anderen Objektivs (36) aus dem Objektivmagazin (8) auf oder in das Optikmodul (3) erfolgt. 17. Microscope (1) according to any one of claims 1 to 16, characterized in that a. when changing the objective (9), the control device (7) causes the optics module (3) to be moved into an output position (20), in which the objective (9) can be output into an empty storage facility (18) of the objective magazine (8). and/or that b. when changing the lens (9), the control device (7) causes the optics module (3) to be moved into a recording position (9) in which the other lens (36) can be picked up, in particular automatically, from the lens magazine (8) on or into the optics module (3).
18. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskopgehäuse (2) eine Aufnahme (21) zum Aufnahmen wenigstens eines Probenträger (22) für eine biologische Probe aufweist. 18. Microscope (1) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the microscope housing (2) has a receptacle (21) for receiving at least one sample carrier (22) for a biological sample.
19. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop19. Microscope (1) according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the microscope
(1) ein inverses Mikroskop ist. (1) is an inverted microscope.
20. Mikroskop (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Optikmodul (3) derart ausgebildet ist, dass ein ausgegebenes Beleuchtungslicht (28) und ein empfangenes Detektionslicht (38) koaxial zueinander verlaufen. 20. Microscope (1) according to one of claims 1 to 19, characterized in that the optics module (3) is designed such that an emitted illuminating light (28) and a received detection light (38) run coaxially to one another.
21. Verfahren zum Wechseln eines Objektivs (9), mit einem Optikmodul (3), das das Objektiv (9) trägt und ein Beleuchtungssystem (4) und ein Erfassungssystem (5) aufweist, wobei das Optikmodul (3) in einem Innenraum (6) eines Mikroskopgehäuses (2) eines Mikroskops (1), insbesondere eines Mikroskops (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, angeordnet und relativ zu dem Mikroskopgehäuse21. A method for changing an objective (9), with an optics module (3) which carries the objective (9) and has an illumination system (4) and a detection system (5), the optics module (3) being located in an interior space (6 ) A microscope housing (2) of a microscope (1), in particular a microscope (1) according to any one of claims 1 to 20, arranged and relative to the microscope housing
(2) bewegbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (2) is movable, the method comprising the steps of:
Bewegen des Optikmoduls (3) zu einem Objektivmagazin (8), das wenigstens ein anderes Objektiv (36) lagert und Moving the optics module (3) to a lens magazine (8) storing at least one other lens (36) and
Wechseln des Objektivs (9) durch das im Objektivmagazin (8) gelagerte andere Objektiv (36). Changing the objective (9) with the other objective (36) stored in the objective magazine (8).
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Wechseln des Objektivs (9) das Optikmodul (3) in eine Aufnahmeposition bewegt wird, in der ein insbesondere automatisiertes, Aufnehmen des anderen Objektivs (36) aus dem Objektivmagazin (8) auf oder in das Optikmodul (3) erfolgt. 22. The method according to claim 21, characterized in that when the objective (9) is changed, the optics module (3) is moved into a recording position in which, in particular, automated picking up of the other objective (36) from the objective magazine (8) on or into the optics module (3).
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass a. zum Aufnehmen des anderen Objektivs (36) der andere Magnet (17) des23. The method according to claim 22, characterized in that a. to hold the other lens (36), the other magnet (17) of the
Trägerfixiermittels (15) aktiviert wird, sodass die in der Lagereinrichtung (18) angeordnete Trägerplatte (10) angezogen wird oder dass b. zum Aufnehmen des anderen Objektivs (36) der andere Magnet (17) des Trägerfixiermittels (15) aktiviert wird, sodass die in der Lagereinrichtung (18) angeordnete Trägerplatte (10) in eine Aufnahme (16) des Trägerfixiermittels (17) eingezogen wird Carrier fixing means (15) is activated, so that the bearing device (18) arranged carrier plate (10) is tightened or that b. to hold the other lens (36), the other magnet (17) of the Carrier fixing means (15) is activated, so that the support plate (10) arranged in the storage device (18) is drawn into a receptacle (16) of the carrier fixing means (17).
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass nach Aufnahme des anderen Objektivs (36) das Optikmodul (3) in eine Betrachtungsposition (23) verfahren wird, in der eine biologische Probe betrachtet wird. 24. The method according to claim 22 or 23, characterized in that after recording the other objective (36), the optics module (3) is moved into a viewing position (23) in which a biological sample is viewed.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass a. beim Wechseln des Objektivs (9) das Optikmodul (3) die Steuervorrichtung (7) veranlasst, dass das Optikmodul (3) in eine Ausgabeposition (20) bewegt wird, bei der das Objektiv (9) in eine leere Lagereinrichtung (18) des Objektivmagazins (8) ausgegeben wird und/oder dass b. vor einem Aufnehmen des anderen Objektivs (9) das Optikmodul (3) in eine Ausgabeposition (20) verfahren wird, in der das auf dem Optikmodul (3) angeordnete Objektiv (9) in eine leere Lagereinrichtung (18) ausgegeben wird. 25. The method according to any one of claims 21 to 24, characterized in that a. when changing the objective (9), the optics module (3) causes the control device (7) to move the optics module (3) to an output position (20), in which the objective (9) is placed in an empty storage facility (18) of the objective magazine (8) is issued and/or that b. before the other objective (9) is picked up, the optics module (3) is moved into an output position (20) in which the objective (9) arranged on the optics module (3) is output into an empty storage device (18).
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahren in die Ausgabeposition (20) die Trägerplatte (10) die Klammerelemente (19) auseinanderdrückt. 26. The method according to claim 25, characterized in that the carrier plate (10) pushes the clamp elements (19) apart during the process into the delivery position (20).
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass a. nach einem Verfahren des Optikmoduls (3) in die Ausgabeposition (20) der andere Magnet (17) des Trägerfixiermittels (15) deaktiviert oder umgepolt wird und/oder dass b. nach einem Verfahren des Optikmoduls (3) in die Ausgabeposition das Optikmodul (3) in eine von der Lagereinrichtung (18) entfernte Richtung bewegt wird. 27. The method according to any one of claims 24 to 26, characterized in that a. after a movement of the optics module (3) into the output position (20), the other magnet (17) of the carrier fixing means (15) is deactivated or reversed in polarity and/or that b. after moving the optics module (3) into the output position, the optics module (3) is moved in a direction away from the storage device (18).
28. Verwendung eines Mikroskops (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 20 in einem Inkubator für biologische Proben. 28. Use of a microscope (1) according to any one of the preceding claims 1 to 20 in an incubator for biological samples.
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