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DE19629725A1 - Doppelobjektiv-System für ein Mikroskop, insbesondere Rastermikroskop - Google Patents

Doppelobjektiv-System für ein Mikroskop, insbesondere Rastermikroskop

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DE19629725A1
DE19629725A1 DE19629725A DE19629725A DE19629725A1 DE 19629725 A1 DE19629725 A1 DE 19629725A1 DE 19629725 A DE19629725 A DE 19629725A DE 19629725 A DE19629725 A DE 19629725A DE 19629725 A1 DE19629725 A1 DE 19629725A1
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Europaisches Laboratorium fuer Molekularbiologie EMBL
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Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelobjektiv-System für ein Mi­ kroskop, insbesondere Rastermikroskop, mit einem ersten Objek­ tiv, das zur Fokussierung von Licht einer Objektbeleuchtungs­ quelle auf einen Objektpunkt in einem Beleuchtungsstrahlengang vorgesehen ist, und mit einem zweiten Objektiv, das zur Samm­ lung von Licht, das von dem Objektpunkt ausgeht, in einem Beobachtungsstrahlengang vorgesehen ist, wobei die Beobach­ tungsrichtung des zweiten Objektives unter einem Winkel zur Beleuchtungsrichtung des ersten Objektives steht.
Ein Rastermikroskop mit einem Doppelobjektiv-System der vor­ stehend genannten Art ist aus der DE 43 26 473 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Rastermikroskop wird kollimiertes Laserlicht durch das erste Objektiv im Beleuchtungsstrahlengang auf einen Objektpunkt fokussiert. Das zweite Objektiv ist relativ zu dem ersten Objektiv so angeordnet, daß die optischen Achsen der beiden Objektive senkrecht aufeinander stehen und der von dem ersten Objektiv beleuchtete Objektpunkt im Brennpunkt des zweiten Objektives liegt, so daß die Beobachtungsrichtung des zweiten Objektives unter einem rechten Winkel zur Beleuch­ tungsrichtung des ersten Objektives steht. Das von dem Objekt­ punkt ausgehende und von dem zweiten Objektiv gesammelte Be­ obachtungslicht wird von einer dem zweiten Objektiv im Beob­ achtungsstrahlengang nachgeschalteten Linse auf eine Loch­ blende fokussiert, wobei ein Lichtdetektor die Intensität des durch die Lochblende hindurchtretenden Lichtes mißt. Durch Abrasterung eines Objektbereiches kann dann ein entsprechendes Bild aus den Meßinformationen des Lichtdetektors erzeugt wer­ den.
Das aus der DE 43 26 473 A1 bekannte Rastermikroskop hat be­ reits eine extrem hohe Auflösung. Diese wird insbesondere dadurch erreicht, daß das im Fokalbereich erfaßte konfokale Volumen aufgrund der sich im Objektpunkt unter einem rechten Winkel schneidenden optischen Achsen des Beleuchtungsstrahlen­ ganges und des Beobachtungsstrahlenganges minimiert wird. Betrachtet man in grober Näherung das Beleuchtungsvolumen im Objektbereich als ein längs der Beleuchtungsachse lang­ gestrecktes Ellipsoid und das Beobachtungsvolumen des zweiten Objektives im Objektbereich als ein längs der optischen Achse des zweiten Objektives langgestrecktes Ellipsoid, so ergibt sich aufgrund der Überlagerung dieser Ellipsoide im Fokalbe­ reich bzw. Objektpunktbereich ein dem Schnittvolumen von Be­ leuchtungsvolumen und Beobachtungsvolumen im wesentlichen entsprechendes konfokales Volumen, welches entsprechend klei­ ner ist. Je kleiner das so betrachtete konfokale Volumen ist, desto besser ist die Auflösung des Mikroskops.
Eine analoge Betrachtungsweise geht davon aus, daß die Inten­ sitätsverteilung des Objektbeleuchtungslichts im Fokalbereich des ersten Objektives durch die sogenannte Beleuchtungs-Punkt­ verwaschungsfunktion [illumination point-spread-function] beschrieben wird und daß die Detektionswahrscheinlichkeit für das vom Fokalbereich ausgehende Licht durch das zweite Objek­ tiv bei Verwendung einer Detektionslochblende von der Beobach­ tungs-Punktverwaschungsfunktion [detection point-spread-funct­ ion] beschrieben wird. Die resultierende konfokale Punktver­ waschungsfunktion KPVF eines konfokalen Mikroskops ist das Produkt der Beleuchtungs-Punktverwaschungsfunktion und der Beobachtungs-Punktverwaschungsfunktion. Je ausgedehnter die KPVF ist, desto schlechter ist die Auflösung des Mikroskops. Durch die jetzt annähernd senkrechte Anordnung der Beleuch­ tungs-Punktverwaschungsfunktion und der Beobachtungs-Punktver­ waschungsfunktion zueinander wird die vergleichsweise große Ausdehnung der Beleuchtungs-Punktverwaschungsfunktion längs der optischen Achse des ersten Objektives durch die geringe Ausdehnung der Beobachtungs-Punktverwaschungsfunktion längs dieser Achse kompensiert, so daß längs aller drei Raumachsen eine etwa gleich gute Auflösung erreicht wird. Aufgrund der sich im Objektpunkt senkrecht schneidenden Strahlengänge der Beleuchtung und der Beobachtung wird daher ein sehr gutes Auflösungsvermögen erzielt.
Für die Realisierung der einander im Objektpunkt kreuzenden Strahlengänge für die Beleuchtung und die Beobachtung ist gemäß der DE 43 26 473 A1 ein Spezialaufbau mit vollständiger Separation des Beobachtungsstrahlenganges vom Beleuchtungs­ strahlengang vorgesehen. Ein solcher Spezialaufbau beansprucht vergleichsweise viel Platz in den beiden senkrecht aufeinan­ derstehenden Richtungen der Strahlengänge für Beleuchtung und Beobachtung und ist entsprechend schwieriger zu handhaben als konventionelle Rastermikroskope, bei denen der Beleuchtungs­ strahlengang und der Beobachtungsstrahlengang zusammenfallen und die Fokussierung des Objektbeleuchtungslichtes und die Sammlung des von dem Objektpunkt kommenden Beobachtungslichtes durch dasselbe Objektiv erfolgt.
Durch die vorliegende Erfindung wird aufgabengemäß ein Weg aufgezeigt, wie das aus der DE 43 26 473 A1 bekannte optische Prinzip bei einem Lichtmikroskop anwendbar ist, ohne vom kon­ struktiven Aufbau eines konventionellen Mikroskops abzuwei­ chen.
Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die beiden Objektive unter Bildung einer beide Objektive enthaltenden zusammenhängenden Baugruppe oder Baueinheit an einem gemeinsa­ men Halter befestigt sind, wobei die Doppelobjektiv-Baueinheit eine Lichtdurchtrittsöffnung für die Zuführung von Licht einer Objektbeleuchtungsquelle aufweist und ferner ein Lichtumlenk­ system enthält, das den Beleuchtungsstrahlengang oder/und den Beobachtungsstrahlengang derart formt, daß das von dem zweiten Objektiv kommende Beobachtungslicht die Doppelobjektiv-Bauein­ heit durch die Lichtdurchtrittsöffnung verläßt.
Das erfindungsgemäße Doppelobjektiv-System ist aufgrund des Lichteintritts und des Lichtaustritts durch eine gemeinsame Lichtdurchtrittsöffnung hindurch als strahlengangkompatibles Objektivsystem für ein im übrigen konventionelles und für Beleuchtung und Beobachtung durch dasselbe Objektiv ausgeleg­ tes Mikroskop, insbesondere Rastermikroskop, verwendbar, wobei es bei dem konventionellen Mikroskop gegen das herkömmliche Einzelobjektiv auszutauschen ist.
Es kann daher das aus der DE 43 26 473 A1 bekannte optische Prinzip zur Erzielung einer extrem hohen Auflösung in allen drei Raumrichtungen in Kombination mit einem herkömmlichen Mikroskopaufbau verwirklicht werden.
Vorzugsweise sind die beiden Objektive und das Lichtumlenk­ system in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, welches eine Öffnung für die Einführung von Licht einer Objektbeleuch­ tungsquelle und für die Herausführung des Beobachtungslichtes hat.
Vorzugsweise ist das Gehäuse an der Objektivhalterung eines im übrigen konventionellen Mikroskops insbesondere drehbar um die Halterungsachse befestigbar, um den Beleuchtungsstrahlengang der Doppelobjektiv-Baueinheit in den Beleuchtungsstrahlengang des Mikroskops zu integrieren und um den Beobachtungsstrahlen­ gang der Doppelobjektiv-Baueinheit in den Beobachtungsstrah­ lengang des Mikroskops zu integrieren.
Hinsichtlich der angestrebten hohen Auflösung sollte der Win­ kel zwischen der Beleuchtungsrichtung des ersten Objektives und der Beobachtungsrichtung des zweiten Objektives etwa 90° betragen. Jedoch werden die Vorteile der Erfindung in ausrei­ chendem Maße auch dann noch erzielt, wenn der Winkel in nicht zu großem Maße von 90° abweicht. Die Begriffe Beleuchtungs­ richtung und Beobachtungsrichtung beziehen sich auf die Rich­ tung des Austrittsstrahlenganges des ersten Objektivs bzw. auf die Richtung des Eintrittsstrahlenganges des zweiten Objek­ tivs.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Objektive relativ zueinander verstellbar sind, um den Winkel zwischen der Beleuchtungsrichtung und der Beobachtungs­ richtung wahlweise ändern zu können. Wird der Winkel bei­ spielsweise etwas kleiner als 90° eingestellt, so ist der Probenraum vor der Doppelobjektiv-Baueinheit weniger stark eingeschränkt, ohne daß größere Kompromisse hinsichtlich der angestrebten Auflösung hingenommen werden müßten.
Die Objektive haben vorzugsweise gleiche und insbesondere große numerische Apertur und können aus herkömmlichen Linsen­ elementen bestehen. Vorzugsweise sollten die Objektive einen großen Arbeitsabstand haben.
Zur Verkleinerung des Winkels zwischen den optischen Achsen der beiden Objektive können Linsenelemente der Objektive ange­ schliffen sein. Dadurch ist das Sehfeld der einzelnen Objek­ tive zwar nicht mehr rund. Dies hat jedoch bei Einsatz des Doppelobjektiv-Systems in einem Rastermikroskop mit Strahlra­ sterung keinen Einfluß auf die Abbildungseigenschaften, da der Strahl jeweils nur in einer Dimension gerastert wird, die dann senkrecht zu den optischen Achsen der Objektive liegt.
Durch die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Doppelobjektiv- Baueinheit in einem konventionellen Rastermikroskopaufbau ergibt sich ferner der wesentliche Vorteil, daß auch die zur Rasterung (Strahlrasterung und/oder Objektrasterung) erforderlichen Strahl- bzw. Objektbewegungsmittel konventioneller Art sein können und keiner besonderen Anpassung bedürfen. Die Strahlra­ sterung erfolgt üblicherweise senkrecht zu den optischen Achsen der beiden Objektive. Hierdurch ist bei Strahlrasterung zu ge­ währleisten, daß der Beleuchtungs- und der Beobachtungspunkt gemeinsam bewegt werden.
Vorteilhafterweise erlaubt die erfindungsgemäße Doppelobjektiv- Baueinheit die Verwendung eines Immersionsmediums bei Einsatz in einem Rastermikroskop.
Das Lichtumlenksystem der Doppelobjektiv-Baueinheit kann bei­ spielsweise Spiegel, dichroitische Spiegel, Strahlteiler oder optische Fasern enthalten.
Vorzugsweise sind wenigstens einige optische Elemente des Licht­ umlenksystems zu Justierzwecken bewegbar in dem Gehäuse befe­ stigt und/oder bei Bedarf austauschbar. Entsprechendes gilt für die Objektive.
Die Doppelobjektiv-Baueinheit nach der Erfindung ist in einfa­ cher Weise im wesentlichen wie ein herkömmliches Objektiv bei einem konventionellen Mikroskop handhabbar und kann in einem Fluoreszenzmikroskop, bei dem die Fluoreszenzfarbstoffe durch Ein- oder auch durch Mehrphotonenabsorption angeregt werden, eingesetzt werden. Bei der Beobachtung von Fluoreszenzlicht können geeignete optische Elemente, welche die Wellenlänge des Lichtes beeinflussen, vorgesehen sein. Derartige optische Ele­ mente, bei denen es sich beispielsweise um spektrale Filter handeln kann, können in den innerhalb der Doppelobjektiv-Bau­ einheit getrennt verlaufenden Strahlengängen der Beleuchtung und Beobachtung eingesetzt sein. Andererseits ist die Einführung solcher Elemente auch an einer Stelle möglich, an der die Strah­ lengänge gemeinsam verlaufen.
Die erfindungsgemäße Doppelobjektiv-Baueinheit kann alternativ auch bei einem Mikroskop eingesetzt werden, das mit Streulicht arbeitet. Bei der Beobachtung von Streulicht können geeignete optische Elemente, welche die Polarisationsrichtung des Lich­ tes beeinflussen, vorgesehen sein. Derartige Polarisatoren kön­ nen beispielsweise in die in der Doppelobjektiv-Baueinheit ge­ trennt verlaufenden Strahlengänge für Beleuchtung und Beobach­ tung eingesetzt werden. Alternativ ist jedoch auch der Einsatz an einer Stelle möglich, an der die beiden Strahlen­ gänge gemeinsam verlaufen.
Das Doppelobjektivsystem nach der Erfindung kann derart ausge­ bildet sein, daß in bezug auf die genannten beiden Strahlengänge Beleuchtung und Beobachtung vertauscht werden können. Eine wei­ tere Möglichkeit besteht darin, bei Bedarf jeweils nur den einen oder den anderen Strahlengang in konventioneller Weise gleich­ zeitig als Beleuchtungsstrahlengang und als Beobachtungsstrah­ lengang zu nutzen, etwa um visuelle Beobachtung des Objektpunk­ tes durch ein Okularsystem durchzuführen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Doppelobjektiv-Systems als zusammenhängende und als Einheit handhabbare Baugruppe 1 (Doppelobjektiv-Baueinheit) in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Doppelobjektiv-Baueinheit 1 hat ein Gehäuse 3 mit einer Lichtdurchtrittsöffnung 5, die von einer Fassung 7 umgeben ist. Die Doppelobjektiv-Baueinheit 1 ist an der Fassung 7 mit der schematisch angedeuteten Objektivhalte­ rung 9 eines bei 11 gebrochen angedeuteten Mikroskops zu ver­ binden, so daß die Lichtdurchtrittsöffnung 5 in bezug auf die optische Tubusachse 13 zentriert ist, wobei die Doppelobjektiv- Baueinheit 1 wahlweise um die optische Achse 13 drehbar ist.
Die Doppelobjektiv-Baueinheit 1 weist einen Beleuchtungsstrah­ lengang 15 auf, der einen Teil des gesamten Beleuchtungsstrah­ lengangs des Mikroskops 11 bildet. Wie bei einem Auflichtmikro­ skop tritt das von einer (nicht gezeigten) Objektbeleuchtungs­ quelle des Mikroskops 11 kommende Licht längs der optischen Achse 13 durch die Öffnung 5 hindurch in das Objektivsystem 1 ein. Das Objektbeleuchtungslicht wird dann an der Oberfläche 17 des Strahlteilers 19 eines in dem Gehäuse 3 angeordneten Licht­ umlenksystems seitlich reflektiert und trifft dann nacheinander auf die Umlenkspiegel 21 und 23, so daß schließlich das vom Umlenkspiegel 23 reflektierte Licht durch ein erstes Objektiv 25 im Beleuchtungsstrahlengang 15 tritt. Das erste Objektiv 25 dient dazu, das Licht von der Objektbeleuchtungsquelle auf einen Objektpunkt 27 eines Objektes zu fokussieren, welches auf einem Objektträger 29 aufliegt.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist die optische Achse 31 des ersten Objektives 25 gegenüber der optischen Tubusachse 13 des Mikro­ skops 11 um einen Winkel β₁ geneigt.
Zur Beobachtung des Objektpunktes 27 weist die Doppelobjektiv- Baueinheit 1 in dem Gehäuse 3 ein zweites Objektiv 33 auf, das in dem Beobachtungsstrahlengang 35 angeordnet ist und von dem Objektpunkt 27 kommendes Licht sammelt. An der Lichtaustrittsseite des zweiten Objektivs 33 ist ein Umlenkspie­ gel 37 vorgesehen, der das von dem zweiten Objektiv 33 gesam­ melte Beobachtungslicht seitlich zu einem weiteren Umlenkspiegel 39 reflektiert. Das vom Umlenkspiegel 39 reflektierte Beobach­ tungslicht tritt dann mit kleinem Versatz durch den Strahlteiler 19 hindurch und gelangt schließlich entlang der optischen Achse 13 durch die Öffnung 5 hindurch zu einem (nicht gezeigten) Be­ obachtungssystem oder Lichtdetektionssystem des Mikroskops 11.
Die optische Achse 41 des zweiten Objektivs 33 ist relativ zu der optischen Achse 13 um einen Winkel β₂ geneigt, wobei der Winkel β₂ vorzugsweise den gleichen Betrag hat wie der gegenüber­ liegende Winkel β₁.
Die optischen Achsen 31 und 41 der beiden Objektive 25 und 33 schließen einen Winkel α ein, der im Beispiel der Fig. 1 etwas kleiner als 90° ist, jedoch in einer alternativen Ausführungs­ form auch exakt 90° betragen kann.
Durch eine solche Anordnung des Beobachtungsobjektivs 33 relativ zum Beleuchtungsobjektiv 25 werden bei der erfindungsgemäßen Doppelobjektiv-Baueinheit 1 die Vorteile extrem hoher Auflösung wie bei dem Rastermikroskop nach der DE-OS 43 26 473 erhalten, und es sind Aufnahmen mit der höchsten Auflösung, die ein Fern­ feld-Lichtmikroskop ohne die Benutzung von Interferenz haben kann, möglich. Die erfindungsgemäße Doppelobjektiv-Baueinheit 1 kann darüber hinaus bei einem konventionellen Rastermikroskop, welches an der Schnittstelle zum Objektiv einen gemeinsamen Strahlengang für Beleuchtung und Beobachtung durch ein herkömm­ liches Objektiv aufweist, eingesetzt werden, da der Beleuch­ tungsstrahlengang und der Beobachtungsstrahlengang der Doppel­ objektiv-Baueinheit 1 im Bereich der Lichtdurchtrittsöffnung 5 und somit im Anschlußbereich zum herkömmlichen Mikroskopaufbau gemeinsam im wesentlichen längs der Achse 13 verlaufen, so daß hinsichtlich des Beleuchtungs-/Beobachtungsstrahlenganges des herkömmlichen Mikroskopaufbaus Anschlußkompatibilität bei der erfindungsgemäßen Doppelobjektiv-Baueinheit 1 besteht.
Da die beiden Objektive 25 und 33 und das Lichtumlenksystem 19, 21, 23, 37, 39 in einem gemeinsamen Gehäuse 3 untergebracht sind, kann die erfindungsgemäße Doppelobjektiv-Baueinheit 1 im wesentlichen wie ein herkömmliches Einzelobjektiv bei einem konventionellen Rastermikroskop gehandhabt werden. Vorzugsweise ist die Doppelobjektiv-Baueinheit 1 abnehmbar an dem Mikroskop­ aufbau 11 befestigbar, so daß sie bei Bedarf gegen ein anderes Objektiv, beispielsweise ein herkömmliches Einzelobjektiv, aus­ getauscht werden kann.
Die Objektive 25 und 33 bestehen vorzugsweise aus konventionel­ len Objektivlinsen. Insbesondere können die Objektive 25 und 33 gleichen Aufbau aufweisen und gleiche numerische Apertur besit­ zen, wobei die numerische Apertur möglichst groß sein sollte und wobei die Objektive 25 und 33 vorzugsweise einen großen Arbeits­ abstand und ein kleines Sichtfeld aufweisen sollten.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die optischen Elemente im Beobachtungsstrahlengang 35 (insbesondere die Um­ lenkspiegel 37 und 39) in bezug auf das Gehäuse 3 ortsfest an­ geordnet, so daß der Beobachtungspunkt festliegt und als Refe­ renz für die Einstellung des Beleuchtungspunktes dienen kann. Die Justage des Beleuchtungsstrahlenganges erfordert dann fünf Freiheitsgrade, die beispielsweise durch die Umlenkspiegel 21 und 23 mit jeweils zwei Freiheitsgraden und durch das Objektiv 25 mit einem Freiheitsgrad zur Verfügung gestellt werden können.
Mit 43 ist in Fig. 1 ein mittels einer Rastersteuerung gesteuert bewegbarer Objektträgertisch bezeichnet, der eine Objektraste­ rung durch kontrollierte Bewegung des Objektes relativ zum Mi­ kroskop ermöglicht. Vorzugsweise kann der Objektträgertisch 43 Translationsbewegungen und Rotationsbewegungen unter Kontrolle der Rastersteuerung ausführen.
Die erfindungsgemäße Doppelobjektiv-Baueinheit 1 kann auch bei einem Mikroskop mit Strahlrasterung eingesetzt werden, bei der eine (nicht gezeigte) Rastereinheit des kommerziellen Mikroskops 11 den gemeinsamen Beleuchtungs- und Beobachtungsstrahlengang so bewegt, daß der Beleuchtungspunkt und der Beobachtungspunkt unter kontrollierten Bedingungen relativ zu dem Objekt bewegt werden, was einen wesentlichen Geschwindigkeitsvorteil mit sich bringt. Die Betriebsarten Objektrasterung und Strahlrasterung können ggf. auch kombiniert werden.

Claims (12)

1. Doppelobjektiv-System für ein Mikroskop, insbesondere Ra­ stermikroskop, mit einem ersten Objektiv (25), das zur Fokussierung von Licht einer Objektbeleuchtungsquelle auf einen Objektpunkt (27) in einem Beleuchtungsstrahlengang (15) vorgesehen ist, und mit einem zweiten Objektiv (33), das zur Sammlung von Licht, das von dem Objektpunkt (27) ausgeht, in einem Be­ obachtungsstrahlengang (35) vorgesehen ist, wobei die Be­ obachtungsrichtung des zweiten Objektivs (33) unter einem Winkel (α) zur Beleuchtungsrichtung des ersten Objektivs (25) steht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Objektive (25, 33) unter Bildung einer beide Objektive enthaltenden Doppelobjekt-Baueinheit (3, 19, 21, 23, 25, 33, 37, 39) an einem gemeinsamen Halter (3) befe­ stigt sind, wobei die Doppelobjektiv-Baueinheit (3, 19, 21, 23, 25, 33, 37, 39) eine Lichtdurchtrittsöffnung (5) für die Zuführung von Licht einer Objektbeleuchtungsquelle aufweist und ferner ein Lichtumlenksystem (19, 21, 23, 37, 39) enthält, das den Beleuchtungsstrahlengang (15) oder/und den Beobachtungsstrahlengang (35) derart formt, daß das von dem zweiten Objektiv (33) kommende Beobachtungslicht die Doppelobjektiv-Baueinheit (3, 19, 21, 23, 25, 33, 37, 39) durch die Lichtdurchtrittsöffnung (5) hindurch verläßt.
2. Doppelobjektiv-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der gemeinsame Halter ein die beiden Objektive (25, 33) und das Lichtumlenksystem (19, 21, 23, 37, 39) enthaltendes Gehäuse (3) aufweist, das eine die Lichtdurch­ trittsöffnung (5) bildende Gehäuseöffnung aufweist.
3. Doppelobjektiv-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (3) an der Objektivhalterung eines Mikroskops (11) - insbesondere drehbar um die Achse der Ob­ jektivhalterung - befestigbar ist, um den Beleuchtungs­ strahlengang (15) der Doppelobjektiv-Baueinheit in den Beleuchtungsstrahlengang des Mikroskops (11) zu integrieren und um den Beobachtungsstrahlengang (35) der Doppelobjek­ tiv-Baueinheit in den Beobachtungsstrahlengang des Mikro­ skops (11) zu integrieren.
4. Doppelobjektiv-System nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen der Beleuchtungsrichtung des ersten Objektivs (25) und der Beobachtungsrichtung des zweiten Objektivs (33) etwa 90° beträgt.
5. Doppelobjektiv-System nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Objektiv (25) oder/und das zweite Objektiv (33) zur wahlweisen Änderung des Winkels (α) zwischen der Beleuchtungsrichtung und der Beobachtungsrichtung bewegbar gehalten ist.
6. Doppelobjektiv-System nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (31) des ersten Objektivs (25) relativ zu der Achse (13) der Lichtdurchtrittsöffnung um einen ersten Neigungswinkel (β₁) geneigt verläuft und daß lichteintrittsseitig des ersten Objektivs (25) Lichtumlenkelemente (17, 21, 23) des Licht­ umlenksystems, insbesondere Umlenkspiegel, vorgesehen sind, die das längs der Achse (13) der Lichtdurchtrittsöffnung (5) einfallende Licht der Objektbeleuchtungsquelle zum Durchgang durch das erste Objektiv (25) umlenken.
7. Doppelobjektiv-System nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (41) des zweiten Objektivs (33) relativ zu der Achse (13) der Lichtdurchtrittsöffnung um einen Neigungswinkel (β₂) geneigt verläuft und daß lichtaustrittsseitig des zweiten Objektivs (33) Lichtumlenkelemente (37, 39, 19) des Lichtumlenksy­ stems, insbesondere Umlenkspiegel, vorgesehen sind, die das von dem zweiten Objektiv (33) kommende Beobachtungslicht umlenken, so daß es längs der Achse (13) der Lichtdurch­ trittsöffnung (5) die Doppelobjektiv-Baueinheit verläßt.
8. Doppelobjektiv-System nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtumlenksystem optische Lichtleitfasern enthält.
9. Doppelobjektiv-System nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Objektive (25, 33) im wesentlichen gleiche numerische Apertur aufweisen.
10. Mikroskop, insbesondere Rastermikroskop, mit einem Doppel­ objektiv-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Mikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Fluoreszenzmikroskop ist.
12. Mikroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Beobachtung von Streu- und/oder Reflexionslicht einge­ richtet ist.
DE19629725A 1996-07-23 1996-07-23 Doppelobjektiv-System für ein Mikroskop, insbesondere Rastermikroskop Expired - Lifetime DE19629725C2 (de)

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US09/043,624 US5969854A (en) 1996-07-23 1997-07-22 Confocal microscope with double-objective system
EP97935534A EP0866993B1 (de) 1996-07-23 1997-07-22 Konfokales mikroskop mit einem doppelobjektiv-system
JP10506578A JPH11513145A (ja) 1996-07-23 1997-07-22 二重対物レンズ系を有する共焦点顕微鏡
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US (1) US5969854A (de)
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DE (2) DE19629725C2 (de)
WO (1) WO1998003892A1 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632040C2 (de) * 1996-08-08 1999-11-18 Europ Lab Molekularbiolog Konfokales Mikroskop
DE19851240C1 (de) * 1998-11-06 2000-03-02 Europ Lab Molekularbiolog Fluoreszenzmikroskop mit Mehrphotonenanregung
DE19914049A1 (de) * 1999-03-27 2000-10-05 Leica Microsystems Mikroskop
EP1150153A1 (de) 2000-04-25 2001-10-31 Leica Microsystems Heidelberg GmbH Mikroskop
DE19834279C2 (de) * 1998-07-30 2002-09-26 Europ Lab Molekularbiolog Kompaktes Einzelobjektiv Theta-Mikroskop
AT16689U1 (de) * 2013-05-10 2020-04-15 European Molecular Biology Laboratory Mikroskopmodul zum Abbilden einer Probe
US10656404B2 (en) 2013-05-10 2020-05-19 European Molecular Biology Laboratory Microscope module for a microscope arrangement for imaging a sample
DE102018222876A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Leica Microsystems Cms Gmbh Mikroskop und Verfahren zur mikroskopischen Untersuchung großer Proben

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19956438A1 (de) * 1999-11-24 2001-05-31 Leica Microsystems Anordnung zum Scannen einer Objektaufnahmeeinrichtung
JP2001305430A (ja) * 2000-04-25 2001-10-31 Leica Microsystems Heidelberg Gmbh 顕微鏡
US6423956B1 (en) 2000-07-28 2002-07-23 Optical Biopsy Technologies Fiber-coupled, high-speed, integrated, angled-dual-axis confocal scanning microscopes employing vertical cross-section scanning
US6351325B1 (en) 2000-07-28 2002-02-26 Optical Biopsy Technologies, Inc. Fiber-coupled, angled-dual-axis confocal scanning microscopes for imaging in a scattering medium
US6441356B1 (en) 2000-07-28 2002-08-27 Optical Biopsy Technologies Fiber-coupled, high-speed, angled-dual-axis optical coherence scanning microscopes
US6369928B1 (en) 2000-11-01 2002-04-09 Optical Biopsy Technologies, Inc. Fiber-coupled, angled-dual-illumination-axis confocal scanning microscopes for performing reflective and two-photon fluorescence imaging
US6414779B1 (en) 2000-11-30 2002-07-02 Opeical Biopsy Technologies, Inc. Integrated angled-dual-axis confocal scanning endoscopes
DE10344063A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-21 Zeiss Carl Jena Gmbh Lumineszenz-Mikroskopie
JP4789177B2 (ja) 2005-07-06 2011-10-12 独立行政法人科学技術振興機構 3次元位置観測方法及び装置
US9116353B2 (en) * 2008-09-16 2015-08-25 Yokogawa Electric Corporation Microscope device
US8934169B2 (en) 2010-04-04 2015-01-13 Ram Srikanth Mirlay Dual objective 3-D stereomicroscope
WO2012122027A2 (en) * 2011-03-04 2012-09-13 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Optomechanical module for converting a microscope to provide selective plane illumination microscopy
DE102013107297B4 (de) 2013-07-10 2025-04-24 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Anordnung zur Lichtblattmikroskopie
DE202013012338U1 (de) 2013-07-10 2016-04-29 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Anordnung zur Lichtblattmikroskopie
DE102013112596B4 (de) 2013-11-15 2023-12-28 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Anordnung zur Lichtblattmikroskopie
DE102013112595B4 (de) 2013-11-15 2024-08-01 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Anordnung zur Lichtblattmikroskopie
US20150198794A1 (en) 2014-01-14 2015-07-16 Applied Scientific Instrumentation, Inc. Light sheet generator
DE102014104977B4 (de) 2014-04-08 2023-11-30 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Anordnung zur Lichtblattmikroskopie sowie Mikroskopobjektiv für die Lichtblattmikroskopie
CN107991766A (zh) * 2016-10-26 2018-05-04 中国科学技术大学 一种具有三维成像能力的显微镜和成像方法
US11428632B2 (en) 2017-06-01 2022-08-30 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Systems and methods for three-dimensional fluorescence polarization via multiview imaging
DE102019207873B4 (de) * 2019-05-29 2021-10-14 Leica Microsystems Cms Gmbh Optischer Aufbau für ein Mikroskop und Mikroskop
DE102019208858A1 (de) 2019-06-18 2020-12-24 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Beleuchtungseinheit für Mikroskope
CN111474733B (zh) * 2020-04-13 2023-02-10 宁波大学 一种大量程高频响双物镜光学独立共焦式测头
DE102022125117A1 (de) 2022-09-29 2024-04-04 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Lichtblattmikroskop

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9408066U1 (de) * 1994-05-16 1994-10-06 Siersch, Wolfgang, 80686 München Auflichtbeleuchtung für Stereomikroskope
DE4326473A1 (de) * 1993-08-06 1995-02-09 European Molecular Biology Lab Embl Rastermikroskop zur Beobachtung unter einem Winkel zur Beleuchtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3517980A (en) * 1966-12-05 1970-06-30 Ceskoslovenska Akademie Ved Method and arrangement for improving the resolving power and contrast
JPS57111508A (en) * 1980-12-27 1982-07-12 Olympus Optical Co Ltd Lighting optical system of microscope for surgical operation
DE3427592A1 (de) * 1984-07-26 1986-02-06 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Koaxiales beleuchtungssystem fuer operationsmikroskope
JP2516007Y2 (ja) * 1989-03-17 1996-11-06 株式会社トプコン 手術用顕微鏡
GB9014570D0 (en) * 1990-06-29 1990-08-22 Dixon Arthur E Method for transmitted-light and reflected-light imaging

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4326473A1 (de) * 1993-08-06 1995-02-09 European Molecular Biology Lab Embl Rastermikroskop zur Beobachtung unter einem Winkel zur Beleuchtung
DE9408066U1 (de) * 1994-05-16 1994-10-06 Siersch, Wolfgang, 80686 München Auflichtbeleuchtung für Stereomikroskope

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632040C2 (de) * 1996-08-08 1999-11-18 Europ Lab Molekularbiolog Konfokales Mikroskop
DE19834279C2 (de) * 1998-07-30 2002-09-26 Europ Lab Molekularbiolog Kompaktes Einzelobjektiv Theta-Mikroskop
DE19851240C1 (de) * 1998-11-06 2000-03-02 Europ Lab Molekularbiolog Fluoreszenzmikroskop mit Mehrphotonenanregung
DE19914049A1 (de) * 1999-03-27 2000-10-05 Leica Microsystems Mikroskop
DE19914049C2 (de) * 1999-03-27 2003-07-31 Leica Microsystems Konfokales Laserscanmikroskop
EP1150153A1 (de) 2000-04-25 2001-10-31 Leica Microsystems Heidelberg GmbH Mikroskop
AT16689U1 (de) * 2013-05-10 2020-04-15 European Molecular Biology Laboratory Mikroskopmodul zum Abbilden einer Probe
US10656404B2 (en) 2013-05-10 2020-05-19 European Molecular Biology Laboratory Microscope module for a microscope arrangement for imaging a sample
DE102018222876A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Leica Microsystems Cms Gmbh Mikroskop und Verfahren zur mikroskopischen Untersuchung großer Proben
WO2020128095A3 (de) * 2018-12-21 2020-08-13 Leica Microsystems Cms Gmbh Mikroskop und verfahren zur mikroskopischen untersuchung grosser proben

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11513145A (ja) 1999-11-09
DE59711340D1 (de) 2004-04-01
US5969854A (en) 1999-10-19
DE19629725C2 (de) 1998-09-17
EP0866993B1 (de) 2004-02-25
WO1998003892A1 (de) 1998-01-29
EP0866993A1 (de) 1998-09-30

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