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DE102004053816B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von mikroskopischen Proben - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von mikroskopischen Proben Download PDF

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DE102004053816B4 DE102004053816.6A DE102004053816A DE102004053816B4 DE 102004053816 B4 DE102004053816 B4 DE 102004053816B4 DE 102004053816 A DE102004053816 A DE 102004053816A DE 102004053816 B4 DE102004053816 B4 DE 102004053816B4
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Abstract

Vorrichtung zur Untersuchung von mikroskopischen Proben, mit einem Mikroskop mit einer zur Beleuchtung der Probe dienenden Lichtquelle, die einen entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs (7, 8) verlaufenden Beleuchtungslichtstrahl (6) erzeugt, mit einem Detektor zur Detektion des von der Probe ausgehenden Lichts, das entlang eines Detektionsstrahlengangs verläuft, und mit einer in das Mikroskopobjektiv (1) integrierten Messeinrichtung zur Messung der Lichtintensität des Beleuchtungslichtstrahls (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung Ausblendmittel zur Ausblendung eines Teils des Lichts aus dem Beleuchtungslichtstrahl (6) sowie Detektionsmittel (13) zum Nachweis des ausgeblendeten Teils des Lichts des Beleuchtungslichtstrahls (6) umfasst, wobei die Ausblendmittel derart im Mikroskopobjektiv (1) angeordnet sind, dass der Anteil des ausgeblendeten Lichts unabhängig vom Feldwinkel des Beleuchtungslichtstrahls (6) ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Untersuchung von mikroskopischen Proben, mit einem Mikroskop, vorzugsweise einem konfokalen Scanmikroskop, mit einer zur Beleuchtung der Probe dienenden Lichtquelle, die einen entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs verlaufenden Beleuchtungslichtstrahl erzeugt, mit einem Detektor zur Detektion des von der Probe ausgehenden Lichts, das entlang eines Detektionstrahlengangs verläuft, und mit einer in das Mikroskopobjektiv integrierten Messeinrichtung zur Messung der Lichtintensität des Beleuchtungslichtstrahls.
  • In der (konfokalen) Laserscanmikroskopie werden Proben einem Beleuchtungslichtstrahl ausgesetzt, und es wird die Reaktion der Probe auf die Lichtbestrahlung vermessen. Als mögliche Reaktion der Probe auf die Lichtbestrahlung sei beispielhaft die Emission von Fluoreszenzlicht genannt, da Fluoreszenzuntersuchungen in der Praxis einen breiten Raum einnehmen. Die Emission des Fluoreszenzlichts kann ihre Ursache in der Anregung von Fluorophoren durch Absorption einzelner Photonen oder – mit einer um ein Vielfaches geringeren Wahrscheinlichkeit – in Zwei-Photonen-Anregungen haben. Neben der Fluoreszenzemission können auch das Bleichen von Farbstoffen oder chemische Veränderungen an Farbstoffen oder anderen Substanzen mögliche Reaktionen der Probe auf einen Lichteintrag sein.
  • Im Hinblick auf eine quantitative Auswertung der Messungen ist bei den meisten lichtmikroskopischen Untersuchungen die Kenntnis von großer Bedeutung, mit welchen Reizen die Probe exakt stimuliert worden ist. Nur wenn die Lichtleistung, der die Probe ausgesetzt worden ist, mit hoher Genauigkeit bekannt ist, ist eine exakte Auswertung der gemessenen Reaktionen möglich.
  • Aus der Praxis sind seit einiger Zeit bereits Scanmikroskope bekannt, die eine Messeinrichtung aufweisen, mit der die Lichtintensität, mit der die Probe bestrahlt wird, gemessen werden kann. Im Konkreten handelt es sich dabei im Allgemeinen um als Monitordioden ausgeführte Detektoren, die in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden. Im Hinblick auf die Positionierung der Detektoren sind im Wesentlichen zwei unterschiedliche Ansätze bekannt. So ist zum einen eine Positionierung des Detektors hinter teildurchlässigen Spiegeln oder Strahlteilern in einem Bereich des Scanmikroskops üblich, in denen der Beleuchtungslichtstrahl keine Scanbewegungen ausführt. Dieses Messverfahren ist jedoch dahingehend nachteilig, dass das Licht nach der Messung noch einen sehr weiten Weg bis zur Probe zurückzulegen hat und dabei noch eine Vielzahl von Bauteilen, u.a. den Scanspiegel, die Tubusoptik sowie die Mikroskopoptik, passieren muss. Durch Absorptionen, Reflektionen oder ähnliche störende Effekte kommt es dabei zu Veränderungen des Beleuchtungslichtstrahls, die von der Messung zwangsläufig nicht erfasst werden. Im Ergebnis ergibt sich somit eine ungenaue Messung der Lichtleistung im Beleuchtungslichtstrahl, wobei die Messfehler allenfalls durch aufwendige Korrekturrechnungen bei der Datenauswertung berücksichtigt werden können.
  • Alternativ zur oben beschriebenen Positionierung des Detektors wird der Detektor häufig in einem Bereich des Scanmikroskops angeordnet, in dem der Beleuchtungslichtstrahl Scanbewegungen ausführt. Mittels einer besonderen Stellung der Strahlablenkeinrichtungen kann der Beleuchtungslichtstrahl dabei auf den Detektor gelenkt werden. Bei einem derartigen Verfahren ist allerdings nachteilig, dass die Leistungsmessung im Beleuchtungslichtstrahl aufgrund der erforderlichen besonderen Stellung der Strahlablenkeinrichtungen nicht während der Bildaufnahme durchgeführt werden kann. Eine Lichtleistungsmessung kann beispielsweise vor und/oder nach einer Bildaufnahme oder nach jedem Zeilenscan vorgenommen werden. Mit dem beschriebenen Verfahren können jedoch beispielsweise Schwankungen der Lichtleistung zwischen zwei Messungen nicht erkannt werden.
  • Aus der DE 39 05 348 A1 ist ein Laser-Rastermikroskop bekannt, mit einer zur Beleuchtung einer Probe dienenden Lichtquelle, die einen entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs verlaufenden Beleuchtungslichtstrahl erzeugt. Zur Messung der an dem Laser-Rastermikroskop auftretenden Bestrahlungsleistung ist eine Messeinrichtung vorgesehen, die in das Mikroskopobjektiv integriert sein kann und die zwei Photoelemente umfasst, welche direkt im optischen Strahlengang derart angeordnet sind, dass das Licht im Beleuchtungsstrahlengang zwischen Lichtquelle und Probe die Photoelemente entweder beide durchstrahlt oder an ihnen reflektiert wird oder ein Photoelement durchstrahlt und am andern reflektiert wird.
  • Aus der DE 101 42 945 A1 ist ein Mikroskop bekannt, bei dem eine Lichtquelle ein Lichtbündel zur Beleuchtung einer Probe emittiert, wobei eine Vorrichtung zur Ermittlung der Lichtleistung des Lichtbündels innerhalb des Mikroskopobjektivs angeordnet ist. Konkret umfasst die Vorrichtung eine Lichtleitfaser, die zumindest teilweise innerhalb des Lichtbündels angeordnet ist und einen Teil des Lichts des Lichtbündels aufnimmt und einem Detektor zuführt.
  • Aus der DE 35 40 916 A1 ist eine raster-lichtmikroskopische Darstellung von Objekten im Dunkelfeld bekannt. Die entsprechenden Detektionsmittel, welche dort im Kanal eines Dunkelfeldringkondensors angeordnet sind, werden mit von dem zu untersuchenden Objekt ausgehendem Streulicht beaufschlagt, das über Ringspiegel in den Dunkelfeldringkondensor eingeleitet und dort mittels einer Sammeloptik auf die Detektionsmittel fokussiert wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine Messung der Lichtleistung des Beleuchtungslichtstrahls während der Bildaufnahme mit hoher Genauigkeit möglich ist.
  • In vorrichtungsmäßiger Hinsicht wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist eine Vorrichtung zur Untersuchung von mikroskopischen Proben dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung Ausblendmittel zur Ausblendung eines Teils des Lichts aus dem Beleuchtungslichtstrahl sowie Detektionsmittel zum Nachweis des ausgeblendeten Teils des Lichts des Beleuchtungslichtstrahls umfasst, wobei die Ausblendmittel derart im Mikroskopobjektiv angeordnet sind, dass der Anteil des ausgeblendeten Lichts unabhängig vom Feldwinkel des Beleuchtungslichtstrahls ist.
  • In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass sich eine besonders präzise Messung der Lichtintensität des Beleuchtungslichtstrahls dann realisieren lässt, wenn die Messeinrichtung zum einen nahe an der Probe positioniert ist und es zum anderen möglich ist, die Messung während des Scanvorgangs durchzuführen. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist dann erkannt worden, dass sich die beiden genannten Vorgaben dadurch erfüllen lassen, dass die Messeinrichtung in das Mikroskopobjektiv integriert wird. Durch eine Positionierung der Messeinrichtung im Mikroskopobjektiv befindet sich die Messeinrichtung in unmittelbarer Nähe der Probe. Ungenauigkeiten der Lichtintensitätsmessung, die daraus resultieren, dass der Beleuchtungslichtstrahl nach der Lichtintensitätsmessung noch eine Vielzahl von optischen Bauelementen passieren muss, sind somit effektiv vermieden. Aufgrund des speziellen Strahlverlaufs des Beleuchtungslichtstrahls im Mikroskopobjektiv ist darüber hinaus eine Online-Messung während eines Scanvorgangs möglich. Auch insoweit erreicht die erfindungsgemäße Vorrichtung folglich eine Reduzierung möglicher Fehlerquellen.
  • In weiter erfindungsgemäßer Weise umfasst die Messeinrichtung Detektionsmittel zum Nachweis eines – vorzugsweise vorgebbaren – Teils des Lichts des Beleuchtungslichtstrahls. Die Detektionsmittel können beispielsweise direkt in dem Beleuchtungsstrahlengang, insbesondere in einem Randbereich des Beleuchtungsstrahlengangs, positioniert sein.
  • Zur Gewährleistung einer hohen Flexibilität im Hinblick auf die Positionierung der Detektionsmittel ist in weiter erfindungsgemäßer Weise vorgesehen, dass die Messeinrichtung Ausblendmittel zur Ausblendung eines Teils des Lichts aus dem Beleuchtungslichtstrahl umfasst. Die Ausblendung kann beispielsweise durch Streuung geschehen. Dazu kann beispielsweise eine Mattscheibe in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht werden, oder es kann ein mattierter Bereich einer ohnehin im Mikroskopobjektiv vorhandenen Fläche genutzt werden.
  • Eine andere Möglichkeit zur Ausblendung eines Teils des Lichts aus dem Beleuchtungslichtstrahl stellt die gerichtete Ausspiegelung dar. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Spiegel, ein Prisma oder ein eine ähnlich geeignete Vorrichtung im Mikroskopobjektiv vorgesehen sein. Es ist ebenfalls denkbar, zum Zwecke der Ausspiegelung bereits im Mikroskopobjektiv vorhandene Flächen teilweise zu verspiegeln. In besonders vorteilhafter Weise kann das Licht mittels diffuser Reflektion oder Streuung aus dem Beleuchtungslichtstrahl ausgeblendet werden. Eine derartige Ausblendung bietet den Vorteil, dass störende Effekte durch Rückreflektionen von Licht, durch Interferenzen oder durch Winkelabhängigkeiten der Detektionsmittel minimiert werden.
  • Im Hinblick auf eine hohe Genauigkeit der Lichtintensitätsmessung ist in weiter erfindungsgemäßer Weise eine Anordnung der Ausblendmittel im Mikroskopobjektiv vorgesehen, bei der gewährleistet ist, dass der Anteil des ausgeblendeten Lichts unabhängig vom Feldwinkel des Beleuchtungslichtstrahls ist. Insoweit bietet sich beispielsweise eine Positionierung der Ausblendmittel in der Nähe der Pupille des Mikroskopobjektivs an.
  • Das ausgeblendete Licht kann den Detektionsmitteln zuführbar sein, wobei die Detektionsmittel dazu derart positioniert sein könnten, dass das ausgeblendete Licht die Detektionsmittel direkt erreicht. Alternativ ist eine Zuführung mittels optischer Abbildungen denkbar.
  • In besonders vorteilhafter Weise handelt es sich bei den Detektionsmitteln um Festkörperdetektoren, da sich diese aufgrund ihrer kleinen Bauform besonders flexibel in das Mikroskopobjektiv integrieren lassen. Im Rahmen konkreter Anwendungen ist auch die Ausnutzung anderer Messprinzipien wie beispielsweise der äußere Photoeffekt, Erwärmung oder ähnliche physikalische und/oder chemische Effekte denkbar. Die Detektionsmittel können dann beispielsweise als Photodetektoren oder als Pyrometer ausgeführt sein.
  • Im Hinblick auf eine leichte Zugänglichkeit der Detektionsmittel – beispielsweise zu Reparatur- und zu Reinigungszwecken oder zum Austausch – können die Detektionsmittel außerhalb des Mikroskopobjektivs angeordnet sein. Insbesondere im Fall einer Anordnung der Detektionsmittel außerhalb des Mikroskopobjektivs kann das ausgeblendete Licht den Detektionsmitteln in vorteilhafter Weise über Glaslichtleitfasern, Flüssiglichtleiter oder Kunststofflichtleiter zuführbar sein.
  • Die Energieversorgung der Detektionsmittel kann über elektrische Kontakte erfolgen, welche in vorteilhafter Weise in der Nähe eines zur Montage des Mikroskopobjektivs an ein Mikroskopstativ dienenden Schraubgewindes bzw. einer Steckverbindung vorgesehen sind. Im Hinblick auf eine einfache Bedienbarkeit können die Kontakte beispielsweise als Steckverbinder oder als automatische Rastkontakte ausgeführt sein, die sich beim Einschrauben bzw. Aufstecken des Mikroskopobjektivs automatisch schließen.
  • Des Weiteren ist eine optische Energieversorgung der Detektionsmittel denkbar. Im Rahmen einer konkreten Ausführung kann dazu beispielsweise das Licht einer Lichtquelle, die außerhalb des Mikroskopobjektivs bereitgestellt ist, durch optische Kontakte, d.h. insbesondere durch ein lichtdurchlässiges Fenster, auf die Detektionsmittel geleitet werden, wo die Lichtenergie mittels Photozellen in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Das Fenster zur Einstrahlung des Lichts ist vorzugsweise in der Nähe des Anschraubgewindes bzw. der Steckverbindung des Mikroskopobjektivs angeordnet.
  • Zur Übertragung der Daten der Detektionsmittel an eine Auswerteeinheit können ebenfalls elektrische Kontakte am Mikroskopobjektiv vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich ist eine optische Datenübertragung denkbar. Vor einer optischen Datenübertragung kann an den Detektionsmitteln eine Digitalisierung der Messwerte vornehmbar sein.
  • In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 17 gelöst. Hiernach ist ein Verfahren zur Untersuchung von mikroskopischen Proben dadurch gekennzeichnet, dass mittels Ausblendmitteln ein Teil des Lichts aus dem Beleuchtungslichtstrahl ausgeblendet wird, dass der ausgeblendete Teil des Lichts des Beleuchtungslichtstrahls mittels Detektionsmitteln nachgewiesen wird, wobei die Ausblendmittel derart im Mikroskopobjektiv angeordnet werden, dass der Anteil des ausgeblendeten Lichts unabhängig vom Feldwinkel des Beleuchtungslichtstrahls ist. Vorzugsweise kommt dass erfindungsgemäße Verfahren in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Anwendung, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf den vorigen Teil der Beschreibung verwiesen wird.
  • Zur Gewährleistung einer exakten Auswertbarkeit der Messdaten können zur Kalibrierung der Messeinrichtung Testmessungen durchgeführt werden, die dazu dienen, spezifische Parameter der Messeinrichtung zu bestimmen.
  • In besonders vorteilhafter Weise können dem Mikroskopobjektiv Informationen zugeordnet werden, die für das Mikroskopobjektiv und die darin integrierte Messeinrichtung spezifisch sind. Im Konkreten kann es sich bei diesen Informationen beispielsweise um Angaben handeln, die den Anteil des den Detektionsmitteln zugeführten Lichts des Beleuchtungslichtstrahls, die Empfindlichkeit der Detektionsmittel für unterschiedliche Intensitäten und/oder Wellenlängen und/oder ähnliche Parameter betreffen. Die Informationen können beispielsweise auf einem in das Mikroskopobjektiv integrierten Datenspeicher gespeichert sein, wobei der Datenspeicher über elektrische Kontakte, die ebenfalls als Steckverbinder oder Rastkontakte am Anschraubgewinde oder an der Steckverbindung des Mikroskopobjektivs ausgebildet sein könnten, auslesbar und/oder beschreibbar sein kann.
  • Im Hinblick auf eine hohe Benutzerfreundlichkeit kann für die Datenverarbeitung und/oder -Auswertung vorgesehen sein, dass die dem Mikroskopobjektiv zugeordneten Informationen automatisch, beispielsweise in Form von Korrekturfaktoren, berücksichtigt werden.
  • Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 17 nachgeordneten Patentansprüchen und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
  • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung von mikroskopischen Proben,
  • 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem externen Detektor,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer optischen Energieversorgung der Detektionsmittel,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit optischer Signalübertragung und
  • 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem in das Mikroskopobjektiv integrierten Datenspeicher.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung von mikroskopischen Proben. Der Aufbau eines Mikroskops, insbesondere eines Scanmikroskops, ist einem Fachmann hinlänglich bekannt und soll hier nicht im Einzelnen erläutert werden. Im Konkreten ist in 1 daher lediglich ein Mikroskopobjektiv 1 dargestellt, das mittels eines Schraubgewindes 2 an ein Mikroskopstativ 3 montierbar ist. Das Mikroskopobjektiv 1 umfasst eine Okularlinse 4 und eine Objektivlinse 5. Ein Beleuchtungslichtstrahl 6 ist für zwei unterschiedliche Beleuchtungsstrahlengänge 7, 8 gezeigt, die mit unterschiedlichen Stellungen einer Strahlablenkeinrichtung (nicht gezeigt) eines Scanmikroskops korrespondieren. In der Fig. verläuft der Beleuchtungsstrahlengang 7 parallel zur optischen Achse des Mikroskopobjektivs 1, wohingegen der Beleuchtungsstrahlengang 8 einen gewissen Feldwinkel zur optischen Achse des Mikroskopobjektivs 1 aufweist.
  • Die dargestellte Vorrichtung zur Untersuchung von mikroskopischen Proben weist eine Messeinrichtung zur Messung der Lichtintensität des Beleuchtungslichtstrahls 6 auf, die in erfindungsgemäßer Weise in das Mikroskopobjektiv 1 integriert ist. Die Messeinrichtung umfasst einen Ausblendspiegel 9, der in einem Randbereich des Beleuchtungsstrahlengangs 7, 8 positioniert ist. Durch eine Positionierung des Ausblendspiegels 9 in der Nähe der Pupille des Mikroskopobjektivs 1 wird erreicht, dass der aus dem Beleuchtungslichtstrahl 6 ausgeblendete Lichtanteil unabhängig vom Feldwinkel des Beleuchtungsstrahlengangs 7, 8 im Wesentlichen stets unverändert bleibt. Eine unter Umständen dennoch verbleibende geringfügige Abhängigkeit des ausgeblendeten Lichtanteils vom Feldwinkel des Beleuchtungsstrahlengangs 7, 8 kann mit Hilfe entsprechender Korrekturfaktoren in der späteren Datenauswertung berücksichtigt werden.
  • Die spiegelnde Fläche 10 des Ausblendspiegels 9 ist derart justiert, dass die aus dem Beleuchtungsstrahlengang 7, 8 ausgeblendeten Teillichtstrahlen 11, 12 auf ein Detektionsmittel 13 treffen, das als Festkörperdetektor 14 ausgeführt ist. Der Festkörperdetektor 14 ist innerhalb des Mikroskopobjektivs 1 angeordnet. Beim Auftreffen von Licht erzeugt der Detektor 14 ein elektrisches Signal, das mittels eines Kabels 15 einem am Schraubgewinde 2 des Mikroskopobjektivs 1 bereitgestellten elektrischen Kontakt 16 zuführbar ist. Der elektrische Kontakt 16 ist als Steckverbinder oder als automatischer Rastkontakt ausgeführt, welcher sich beim Einschrauben des Mikroskopobjektivs 1 in das Mikroskopstativ 3 automatisch schließt. Die gewonnenen Daten des Detektors 14 stehen somit am Mikroskopstativ 3 zur weiteren Verarbeitung bzw. Auswertung zur Verfügung.
  • Für die Energieversorgung des Detektors 14 ist am Schraubgewinde 2 des Mikroskopobjektivs 1 ein weiterer elektrischer Kontakt 17 vorgesehen, der ähnlich ausgeführt ist wie der oben in Zusammenhang mit dem Datenabgriff beschriebene Kontakt 16. Über ein mit dem Kontakt 17 in Verbindung stehendes Versorgungskabel 18 kann der Detektor 14 mit elektrischer Energie versorgt werden.
  • 2 zeigt – schematisch – ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das Detektionsmittel 13 nicht im Mikroskopobjektiv 1 angeordnet, sondern ist in das Mikroskopstativ 3 integriert. Der mit Hilfe des Ausblendspiegels 9 aus dem Beleuchtungsstrahlengang 7, 8 ausgeblendete Teillichtstrahl 11, 12 trifft zunächst auf ein optisches Kopplungsstück 19, das in die Gehäusewand des Mikroskopobjektivs 1 integriert ist. Das Kopplungsstück 19 dient zur Einkopplung des ausgeblendeten Teillichtstrahls 11, 12 in eine Glaslichtleitfaser 20, mit der der ausgeblendete Teillichtstrahl 11, 12 dem Detektionsmittel 13 zuführbar ist. Am Ende der Glaslichtleitfaser 20 wird das Licht des Teillichtstrahls 11, 12 ausgekoppelt und trifft als Freistrahl 21 auf das Detektionsmittel 13.
  • 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung, die der Vorrichtung gemäß 1 ähnlich ist und sich lediglich in der Energieversorgung des Detektionsmittels 13 unterscheidet. Zur Energieversorgung des Detektionsmittels 13 ist in das Mikroskopstativ 3 eine Lichtquelle 22 integriert. Über eine in das Schraubgewinde 2 des Mikroskopobjektivs 1 integrierte optische Kopplung 23 wird das Licht der Lichtquelle 22 in eine Glaslichtleitfaser 24 eingekoppelt und dem Detektionsmittel 13 zugeführt. Das Detektionsmittel 13 weist Photozellen (nicht gezeigt) auf, die zur Umwandlung der Lichtenergie in elektrische Energie mittels Photoeffekt dienen.
  • Das in 4 schematisch gezeigte Ausführungsbeispiel weist zusätzlich zu der optischen Energieversorgung des Detektionsmittels 13 mittels Photoeffekt eine optische Signalübertragung der Messdaten des Detektionsmittels 13 zum Mikroskopstativ 3 auf. Dazu werden die Signale zunächst am Detektionsmittel 13 digitalisiert und mittels einer Glaslichtleitfaser 25 über eine am Schraubgewinde 2 des Mikroskopobjektivs 1 montierte optische Kopplung 26 aus dem Mikroskopobjektiv 1 herausgeführt. Die optischen Signale 27 werden einer Auswerteeinheit 28 zur weiteren Verarbeitung zugeführt.
  • 5 zeigt schließlich in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel mit einem in das Mikroskopobjektiv 1 integrierten Datenspeicher 29. Auf dem Datenspeicher 29 sind für das Mikroskopobjektiv 1 und die darin integrierte Messeinrichtung spezifische Informationen gespeichert. Die gespeicherten Informationen umfassen Angaben über den dem Detektionsmittel 13 zugeführten Lichtanteil des Beleuchtungslichtstrahls 6 sowie über die Empfindlichkeit des Detektionsmittels 13 für unterschiedliche Intensitäten und Wellenlängen. Die gespeicherten Informationen werden automatisch bei der Auswertung der gewonnenen Messdaten berücksichtigt. Der Zugriff auf die auf dem Datenspeicher 29 abgelegten Informationen erfolgt wiederum mittels eines in das Schraubgewinde des Mikroskopobjektivs 1 integrierten elektrischen Kontakts 30.
  • Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor rein willkürlich gewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (20)

  1. Vorrichtung zur Untersuchung von mikroskopischen Proben, mit einem Mikroskop mit einer zur Beleuchtung der Probe dienenden Lichtquelle, die einen entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs (7, 8) verlaufenden Beleuchtungslichtstrahl (6) erzeugt, mit einem Detektor zur Detektion des von der Probe ausgehenden Lichts, das entlang eines Detektionsstrahlengangs verläuft, und mit einer in das Mikroskopobjektiv (1) integrierten Messeinrichtung zur Messung der Lichtintensität des Beleuchtungslichtstrahls (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung Ausblendmittel zur Ausblendung eines Teils des Lichts aus dem Beleuchtungslichtstrahl (6) sowie Detektionsmittel (13) zum Nachweis des ausgeblendeten Teils des Lichts des Beleuchtungslichtstrahls (6) umfasst, wobei die Ausblendmittel derart im Mikroskopobjektiv (1) angeordnet sind, dass der Anteil des ausgeblendeten Lichts unabhängig vom Feldwinkel des Beleuchtungslichtstrahls (6) ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblendmittel als streuende Fläche ausgeführt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der streuenden Fläche um eine Mattscheibe handelt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblendmittel als Spiegel (9) oder als Prisma ausgeführt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgeblendete Licht den Detektionsmitteln (13) direkt oder durch optische Abbildung zuführbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel (13) als Festkörperdetektor (14) ausgeführt sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel (13) derart ausgeführt sind, dass sie den äußeren Photoeffekt oder Erwärmung zum Nachweis des ausgeblendeten Lichts ausnutzen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel (13) außerhalb des Mikroskopobjektivs (1) angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgeblendete Licht den Detektionsmitteln (13) über Glaslichtleitfasern, Flüssiglichtleiter oder Kunststofflichtleiter zuführbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Detektionsmittel (13) über elektrische Kontakte (17) nahe eines zur Montage des Mikroskopobjektivs (1) an einem Mikroskopstativ (3) dienenden Schraubgewindes (2) oder einer Steckverbindung erfolgt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass den Detektionsmitteln (13) Energie optisch zuführbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass den Detektionsmitteln (13) Energie durch Bestrahlung mittels einer außerhalb des Mikroskopobjektivs (1) bereitgestellten Lichtquelle (22) zuführbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsmittel (13) Photozellen zur Umwandlung der Lichtenergie in elektrische Energie umfassen.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Daten der Detektionsmittel (13) an eine Auswerteeinheit (28) mittels elektrischer Kontakte und/oder optisch erfolgt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in das Mikroskopobjektiv (1) ein Datenspeicher (29) integriert ist, auf dem für die in das Mikroskopobjektiv (1) integrierte Messeinrichtung spezifische Parameter gespeichert sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop ein konfokales Scanmikroskop ist.
  17. Verfahren zur Untersuchung von mikroskopischen Proben mit einem Mikroskop, wobei die Probe mit einer Lichtquelle beleuchtet wird, die einen entlang eines Beleuchtungsstrahlengangs (7, 8) verlaufenden Beleuchtungslichtstrahl (6) erzeugt, wobei das von der Probe ausgehende und entlang eines Detektionsstrahlengangs verlaufende Licht mit einem Detektor detektiert wird und wobei die Lichtintensität des Beleuchtungslichtstrahls (6) mittels einer in das Mikroskopobjektiv (1) integrierten Messeinrichtung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Ausblendmitteln ein Teil des Lichts aus dem Beleuchtungslichtstrahl (6) ausgeblendet wird, dass der ausgeblendete Teil des Lichts des Beleuchtungslichtstrahls (6) mittels Detektionsmitteln (13) nachgewiesen wird, wobei die Ausblendmittel derart im Mikroskopobjektiv (1) angeordnet werden, dass der Anteil des ausgeblendeten Lichts unabhängig vom Feldwinkel des Beleuchtungslichtstrahls (6) ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibration der Messeinrichtung Testmessungen durchgeführt werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mikroskopobjektiv (1) Informationen zugeordnet werden, die den Anteil des den Detektionsmitteln (13) zugeführten Lichts des Beleuchtungslichtstrahls (6) und/oder die Empfindlichkeit der Detektionsmittel (13) für unterschiedliche Intensitäten und/oder Wellenlängen umfassen.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Mikroskopobjektiv (1) zugeordneten Informationen bei der Datenverarbeitung und/oder -auswertung automatisch berücksichtigt werden.
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