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DE202011110077U1 - Arrangement for illuminating a sample - Google Patents

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Abstract

Anordnung zum Beleuchten einer Probe bei der SPIM-Mikroskopie a. mit einer Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtbündels, b. mit Mitteln zum Erzeugen eines Lichtstreifens aus dem Lichtbündel, insbesondere zum im Wesentlichen flächenartigen Beleuchten einer Probe in einer Beleuchtungsebene aus wenigstens einer Richtung, c. mit wenigstens einem Objektiv, das eine Optik aufweist, die dazu ausgebildet und bestimmt ist, von der Probe ausgehendes Detektionslicht direkt oder indirekt einem Detektor zuzuführen, wobei die Optik des Objektivs mit dem Lichtstreifen in Wechselwirkung tritt, d. und mit einer der Optik des Objektivs nachgeschalteten Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Lichtstreifens, wobei sich der Lichtstreifen nach dem Umlenken zum Beleuchten einer Probe in einem von Null Grad verschiedenen Winkel, insbesondere einem rechten Winkel, zur optischen Achse des Objektivs ausbreitet und/oder in einer optischen Achse des Objektivs nicht parallelen Ebene angeordnet ist.Arrangement for illuminating a sample in SPIM microscopy a. with a light source for generating a light beam, b. with means for generating a light strip from the light bundle, in particular for illuminating a sample essentially in the form of a surface in an illumination plane from at least one direction, c. with at least one lens which has an optical system which is designed and intended to supply detection light emanating from the sample directly or indirectly to a detector, the optical system of the objective interacting with the light strip, i. and with a deflection device downstream of the optics of the lens for deflecting the light strip, the light strip after deflecting for illuminating a sample spreading at an angle other than zero degrees, in particular a right angle, to the optical axis of the lens and / or in an optical one Axis of the lens is not arranged in a parallel plane.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop, insbesondere ein Scanmikroskop und/oder konfokales Scanmikroskop, und einen Experimentaufbau zum mikroskopischen Abbilden einer Probe mit einer solchen Anordnung.The present invention relates to a microscope, in particular a scanning microscope and / or confocal scanning microscope, and an experimental setup for microscopically imaging a sample with such an arrangement.

Das eingangs genannte und dieser Erfindung zugrundeliegende SPIM-Verfahren (Selective Plane Illumination Microscope) ist aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in Lindek et al; Journal of modern optics, 1999, vol. 46, no. 5, 843–858 beschrieben.The above-mentioned and this invention underlying SPIM method (Selective Plane Illumination Microscope) is known from the prior art and, for example, in Lindek et al; Journal of Modern Optics, 1999, vol. 46, no. 5, 843-858 described.

Ein nach dem SPIM-Verfahren arbeitendes Mikroskop ist in DE 102 57 423 A1 beschrieben. Bei diesem Mikroskop wird eine Probe mit einem dünnen Lichtstreifen beleuchtet, während die Beobachtung senkrecht zu der Ebene des beleuchtenden Lichtstreifens erfolgt. Hierbei erfolgen die Beleuchtung und die Detektion über zwei separate optische Strahlengänge mit jeweils separater Optik, insbesondere mit zwei separaten, zueinander senkrechten Objektiven. Der Lichtstreifen wird von Beleuchtungsobjektiv und einer ihm vorgeschalteten Zylinderoptik erzeugt. Für die Bildaufnahme wird die Probe durch den bezüglich des Detektors feststehenden Lichtstreifen bewegt, um schichtweise Fluoreszenz- und/oder Streulicht mit einem flächigen Detektor aufzunehmen. Die so gewonnenen Schichtbilddaten lassen sich anschließend zu einem einer dreidimensionalen Abbildung der Probe entsprechenden Datensatz zusammensetzen. Um einen möglichst dünnen Lichtstreifen zu erzeugen, muss das Beleuchtungsobjektiv eine entsprechend hohe numerische Apertur aufweisen, wobei der freie Arbeitsabstand des Beleuchtungsobjektivs entsprechend groß sein muss, um eine Kollision mit dem Beobachtungsobjektiv zu vermeiden. Eine derartige senkrechte Anordnung der beiden Objektive kann bei der Abbildung bestimmter, insbesondere biologischer, Proben von Nachteil sein. Beispielsweise ist es häufig nicht möglich, sphärische Objekte unter einer rechtwinkligen Objektivanordnung kollisionsfrei zu platzieren.A SPIM-method microscope is in DE 102 57 423 A1 described. In this microscope, a sample is illuminated with a thin strip of light while the observation is perpendicular to the plane of the illuminating light strip. Here, the illumination and the detection via two separate optical beam paths, each with a separate optics, in particular with two separate, mutually perpendicular lenses. The light strip is generated by the illumination lens and a cylinder optics connected in front of it. For image acquisition, the sample is moved through the fixed relative to the detector strip of light to record layer by layer fluorescent and / or scattered light with a flat detector. The slice image data thus obtained can then be combined to form a data record corresponding to a three-dimensional image of the sample. In order to produce as thin a light strip as possible, the illumination objective must have a correspondingly high numerical aperture, wherein the free working distance of the illumination objective must be correspondingly large in order to avoid a collision with the observation objective. Such a vertical arrangement of the two lenses may be disadvantageous in the imaging of certain, in particular biological, samples. For example, it is often not possible to place spherical objects collision-free under a rectangular objective arrangement.

Neben den äußerst hohen Anforderungen an die Probenpärparation, kommt es zudem auch häufig zu unerwünschten Abschattungen in der Probe.In addition to the extremely high demands on the Probenpärparation, it also often leads to unwanted shadowing in the sample.

Bei einem in WO 2010/012980 A1 beschriebenen abgewandelten SPIM-Verfahren erfolgen Beleuchtung und Detektion mit ein und demselben Objektiv. Hierzu wird die Eintrittspupille des Objektivs dezentral unterleuchtet, d. h. der Beleuchtungsstrahl tritt durch einen Teil der Eintrittspupille, der quer zur optischen Achse versetzt ist. Eine vor dem Objektiv angeordnete Zylinderlinse erzeugt in der Probe ein Lichtblatt, dass zur optischen Achse des Objektivs schräg gestellt ist. Der durch dieses Lichtblatt beleuchtete Bereich der Probe wird dann wiederum durch das Objektiv auf einen Detektor abgebildet. Allerdings ist diese Vorrichtung ausschließlich für eine Schrägbeleuchtung der Probe mit einem Lichtblatt ausgelegt und ermöglicht keine davon abweichende Anwendung, insbesondere keine punktweise konfokale Abtastung der Probe oder eine Variation der räumlichen Lichtintensitätsverteilung des Lichtblatts und insbesondere mit einem senkrecht zur optischen Achse des Objektivs ausgerichteten Lichtstreifen.At an in WO 2010/012980 A1 described modified SPIM process done lighting and detection with the same lens. For this purpose, the entrance pupil of the lens is underdeveloped decentrally, ie the illumination beam passes through a part of the entrance pupil, which is offset transversely to the optical axis. A cylinder lens arranged in front of the lens generates in the sample a light sheet which is inclined to the optical axis of the lens. The illuminated by this light sheet portion of the sample is then in turn imaged by the lens on a detector. However, this device is designed exclusively for an oblique illumination of the sample with a light sheet and does not allow a different application, in particular no pointwise confocal sampling of the sample or a variation of the spatial light intensity distribution of the light sheet and in particular with a perpendicular to the optical axis of the lens aligned light strip.

Aus DE 10 2004 034 957 A1 ist eine Anordnung zur mikroskopischen Beobachtung einer Probe über ein Mikroskopobjektiv bekannt, in dessen Gehäuse außerhalb der Linsenoptik Lichtführungen für das Beleuchtungslicht der Probe vorgesehen sind. Das Beleuchtungslicht verläuft dabei zunächst parallel zur optischen Achse des Objektivs innerhalb der Lichtführung und trifft danach auf am Objektivgehäuse angebrachte Reflektoren mit geringer Apertur, die das Beleuchtungslicht mit Hilfe zusätzlicher Abbildungselemente senkrecht zur optischen Achse des Mikroskopobjektivs und damit senkrecht zur Beobachtungsrichtung in die Probe fokussieren. Auch hier erfolgt die Beleuchtung der Probe flächenartig nach dem SPIM-Prinzip. Durch Verwenden eines derart ausgebildeten Mikroskopobjektivs kann zwar auch auf den Einsatz eines weiteren Objektives für das Beleuchtungslicht verzichtet werden. Allerdings ist die spezielle Ausgestaltung dieses Spezial-Objektivs mit zusätzlichen Lichtführungen und Reflektoren technisch sehr aufwendig und teuer.Out DE 10 2004 034 957 A1 an arrangement for microscopic observation of a sample via a microscope objective is known, in whose housing outside the lens optics light guides for the illumination light of the sample are provided. The illumination light initially runs parallel to the optical axis of the objective within the light guide and then impinges on the objective housing mounted reflectors with low aperture, which focus the illumination light by means of additional imaging elements perpendicular to the optical axis of the microscope objective and thus perpendicular to the observation direction in the sample. Again, the illumination of the sample is carried out areally according to the SPIM principle. By using a microscope objective designed in this way, it is also possible to dispense with the use of a further objective for the illumination light. However, the special design of this special lens with additional light guides and reflectors is technically very complicated and expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor genannten Anordnungen zum Beleuchten einer Probe in der SPIM-Mikroskopie dahingehend zu verbessern, dass eine schnell einstellbare und darüber hinaus zuverlässig und vielseitig einsetzbare, flächenartige, insbesondere zur Beobachtungsrichtung orthogonale, Beleuchtung der Probe ermöglich ist, wobei vorzugsweise viele ohnehin an einem Mikroskop, insbesondere Scanmikroskop, vorhandene Bauteile verwendbar sind.Object of the present invention is to improve the above arrangements for illuminating a sample in SPIM microscopy in that a quickly adjustable and beyond reliable and versatile, area-like, in particular orthogonal to the viewing direction, illumination of the sample is possible preferably many already existing on a microscope, in particular scanning microscope, existing components can be used.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung zum Beleuchten einer Probe gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.This object is achieved by an arrangement for illuminating a sample according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are subject matter of the subclaims.

Demgemäß sieht die Erfindung eine Anordnung vor

  • a. mit einer Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtbündels,
  • b. mit Mitteln zum Erzeugen eines Lichtstreifens aus dem Lichtbündel, insbesondere zum im Wesentlichen flächenartigen Beleuchten einer Probe in einer Beleuchtungsebene aus wenigstens einer Richtung,
  • c. mit wenigstens einem Objektiv, das eine Optik aufweist, die dazu ausgebildet und bestimmt ist, von der Probe ausgehendes Detektionslicht direkt oder indirekt einem Detektor zuzuführen, wobei die Optik des Objektivs mit dem Lichtstreifen in Wechselwirkung tritt,
  • d. und mit einer der Optik des Objektivs nachgeschalteten Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Lichtstreifens, wobei sich der Lichtstreifen nach dem Umlenken zum Beleuchten einer Probe in einem von Null Grad verschiedenen Winkel, insbesondere einem rechten Winkel, zur optischen Achse des Objektivs ausbreitet und/oder in einer optischen Achse des Objektivs nicht parallelen Ebene angeordnet ist.
Accordingly, the invention provides an arrangement
  • a. with a light source for generating a light beam,
  • b. with means for producing a light strip from the light bundle, in particular for substantially planar illumination of a sample in an illumination plane from at least one direction,
  • c. with at least one objective having optics designed and intended for supplying detection light emanating from the sample directly or indirectly to a detector, the optics of the objective interacting with the light stripe,
  • d. and with a deflection device downstream of the optics of the objective for deflecting the light strip, wherein the light strip propagates after deflection to illuminate a sample at an angle different from zero degrees, in particular a right angle, to the optical axis of the objective and / or in an optical Axis of the lens is not arranged parallel plane.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass zum Beleuchten einer Probe nach dem SPIM-Verfahren, insbesondere zum flächenartigen Beleuchten in einer zur Beobachtungsrichtung senkrechten Ebene, im Wesentlichen ein herkömmliches Mikroskopobjektiv ohne zusätzliche Optik innerhalb des Mikroskopgehäuses verwendet werden kann, wobei das Beleuchtungslicht durch die Objektivoptik hindurch geht und anschließend mit einer Umlenkeinrichtung unter einem von Null Grad verschiedenen Winkel, insbesondere einem rechten Winkel, zur optischen Achse des Objektivs in die Probe fokussiert werden kann.According to the invention, it has been recognized that for illuminating a sample according to the SPIM method, in particular for planar illumination in a plane perpendicular to the viewing direction, essentially a conventional microscope objective without additional optics can be used within the microscope housing, wherein the illumination light passes through the objective optics and can then be focused with a deflection at an angle different from zero degrees, in particular a right angle, to the optical axis of the lens in the sample.

Zum Erzeugen des Lichtbündels für die Probenbeleuchtung sind gemäß der Erfindung in der Mikroskopie übliche und bekannte Lichtquellen, wie beispielsweise CW-Laser oder gepulste Laser, vorgesehen.To generate the light beam for the sample illumination, conventional and known light sources, such as, for example, CW lasers or pulsed lasers, are provided in microscopy according to the invention.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehene optische Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine Strahlablenkvorrichtung aufweisen, mit der das Lichtbündel vorzugsweise derart schnell in einer Beleuchtungsebene bewegbar ist, dass de facto in der Beleuchtungsebene ein Lichtstreifen vorliegt und/oder dass diese Beleuchtung mit den zur Detektion des von der Probe ausgehenden Lichtes vorgesehenen Detektoren und den nachgeschalteten Auswertevorrichtungen eines Mikroskops nicht von einem kontinuierlichen Lichtstreifen unterscheidbar ist und/oder dass die aufgenommenen Bilddaten sich nicht oder nicht Wesentlich von den Daten unterscheiden, die bei einer Beleuchtung einem kontinuierlichen Lichtstreifen erzeugt würden.The provided according to the inventive method and the inventive arrangement optical means for generating the light strip may according to an advantageous embodiment of the invention comprise a Strahlablenkvorrichtung with which the light beam is preferably such fast in an illumination plane movable that de facto in the illumination plane is a light strip and / or that this illumination with the detectors provided for the detection of the light emanating from the sample and the downstream evaluation devices of a microscope is not distinguishable from a continuous light strip and / or that the recorded image data does not differ or does not differ materially from the data that is obtained in a Lighting a continuous light strip would be generated.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die durch die Strahlablenkvorrichtung bewirkte Schwenkbewegung des Lichtbündels dazu genutzt wird, den Fokus innerhalb der Probe zu bewegen und somit einen fokussierten Lichtstreifen zum flächigen Beleuchten der Probe aus einer bestimmten Richtung zu erzeugen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Lichtbündel von der Strahlablenkvorrichtung vor dem Objektiv mit einer ausreichend schnellen Geschwindigkeit hin und her verkippt wird, so dass die resultierende Oszillationsbewegung des fokussierten Lichtbündels zeitgemittelt zu einer scheibenartigen bzw. flächigen Lichtverteilung in einer Beleuchtungsebene innerhalb der Probe führt.In particular, it can be provided that the pivoting movement of the light beam caused by the beam deflection device is used to move the focus within the sample and thus to produce a focused light strip for illuminating the sample from a specific direction in a planar manner. This can be achieved, for example, by the light beam being tilted back and forth by the beam deflecting device in front of the objective at a sufficiently fast speed so that the resulting oscillatory movement of the focused light bundle leads in a timely manner to a disc-like light distribution in an illumination plane within the sample ,

Die Strahlablenkvorrichtung lenkt das Lichtbündel vorzugsweise derart ab, dass das Lichtbündel im Bereich der Eintrittspupille des Objektivs näherungsweise ortsfest an einem Kipppunkt bleibt, während das Lichtbündel in einem Abstand von der Eintrittspupille in Richtung der Strahlablenkvorrichtung eine Schwenkbewegung relativ zu einer parallel zur optischen Achse des Objektivs liegenden Referenzrichtung ausführt. Diese Schwenkbewegung des Lichtbündels setzt das Objektiv und die nachgeschaltete Umlenkeinrichtung in eine entsprechende Bewegung des unter anderem durch das Objektiv erzeugten Fokus des Lichtbündels um. Für die Mikroskopie wird die Probe vorzugsweise in diesem Fokus positioniert. Die tatsächliche Größe des Fokus und die Amplitude der Fokusbewegung in der Probe hängen dabei vom konkreten Aufbau der Optik des Objektivs und eventuell zusätzlich verwendeter optischer Elemente im Strahlengang ab.The beam deflecting device preferably deflects the light bundle in such a way that the light bundle remains approximately stationary at a tilting point in the region of the entrance pupil of the objective, while the light bundle at a distance from the entrance pupil in the direction of the beam deflecting device has a pivoting movement relative to a parallel to the optical axis of the objective Reference direction executes. This pivoting movement of the light beam converts the objective and the downstream deflection device into a corresponding movement of the focus of the light bundle, which is generated inter alia by the objective. For microscopy, the sample is preferably positioned in this focus. The actual size of the focus and the amplitude of the focus movement in the sample depend on the specific structure of the optics of the lens and possibly additionally used optical elements in the beam path.

In besonders geeigneter und technisch einfach zu realisierender Weise kann die Strahlablenkvorrichtung wenigstens einen Drehspiegel und/oder einen Kippspiegel, vorzugsweise einen Galvanometerspiegel, und/oder ein drehbares Prisma und/oder eine verschiebbare Linse und/oder akusto-optischen Deflektor aufweisen. Insbesondere kann es sich bei der Strahlablenkvorrichtung um die – ggf. ohnehin vorhandene – Strahlablenkvorrichtung eines Scanmikroskops oder eines konfokalen Scanmikroskops handeln.In a particularly suitable and technically easy to implement manner, the beam deflection device can have at least one rotary mirror and / or one tilting mirror, preferably a galvanometer mirror, and / or a rotatable prism and / or a displaceable lens and / or acousto-optical deflector. In particular, the beam deflecting device can be the beam deflecting device of a scanning microscope or a confocal scanning microscope, which may already be present anyway.

Zusätzlich zu oder anstelle der Strahlablenkvorrichtung kann nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Zylinderoptik als optisches Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens vorgesehen sein.In addition to or instead of the beam deflection device, according to a further embodiment of the invention, a cylinder optics may be provided as an optical means for generating the light strip.

Nach einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Form und/oder die Position und/oder die Orientierung des Lichtstreifens, insbesondere mit den zuvor beschriebenem optischen Mittel und/oder dem Objektiv und/oder der Umlenkeinrichtung eingestellt werden bzw. einstellbar sind.According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the shape and / or the position and / or the orientation of the light strip, in particular with the previously described optical means and / or the lens and / or the deflection device can be adjusted or adjusted ,

Die Position und/oder Ausrichtung des Lichtstreifens lässt sich eine Schwenkbewegung mittels einer Strahlablenkeinrichtung einstellen. Die Form, insbesondere die Breite, des Lichtstreifens kann beispielsweise durch Auswahl verschiedener Oszillationsamplituden der Schwenkbewegung eingestellt werden.The position and / or orientation of the light strip can be adjusted by means of a pivoting device pivotal movement. The shape, in particular the width, of the light strip can be adjusted, for example, by selecting different oscillation amplitudes of the pivoting movement.

Bei einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Strahlengang des Lichtbündels und/oder des Lichtstreifens und/oder des Detektionslichts der Art aufeinander abgestimmt werden, dass der Lichtstreifen an einem zu beobachtenden Probenort einen Fokus aufweist und dass von dem Probenort ausgehen des Detektionslicht auf dem Detektor einen der Detektionsfokus aufweist. In a particular embodiment, it is provided that the beam path of the light beam and / or the light strip and / or the detection light of the type are matched to each other, that the light strip has a focus on a sample location to be observed and that emanating from the sample location of the detection light on the detector has one of the detection foci.

Vorzugsweise befindet sich der Detektor in einer zur Detektionsebene korrespondierenden Ebene. Die Position und die Orientierung der Detektionsebene ist im Wesentlichen von der Art, der Orientierung und der Position des Objektivs, der Position des Detektors und der gegebenenfalls zwischen Detektor und Objektiv angeordneten weiteren optischen Bauteile abhängig. Vorzugsweise wird der Lichtstreifen der Art positioniert und ausgerichtet, dass er nach der Umlenkung in der Detektionsebene angeordnet ist.Preferably, the detector is located in a plane corresponding to the detection plane. The position and orientation of the detection plane essentially depends on the type, the orientation and the position of the objective, the position of the detector and the further optical components optionally arranged between the detector and the objective. Preferably, the light strip of the type is positioned and aligned such that it is arranged after the deflection in the detection plane.

Wenn sowohl die Beleuchtung, als auch die Detektion durch das Objektiv hindurch erfolgt ist zu beachten, dass der Lichtweg des Lichtstreifens von der Pupille des Objektivs bis zu seinem Fokus – insbesondere aufgrund der Umlenkung – in aller Regel länger ist, als der Lichtweg des Direktionslichts, das direkt – ausgehend von dem mittels des Fokus des Lichtstreifens beleuchteten Probenbereichs und direkt durch das Objektiv tretend – zur Objektivpupille gelangt. Dieser Weglängenunterschied kann beispielsweise dadurch ausgeglichen werden, dass das Lichtbündel nicht als paralleles Lichtbündel, sondern als divergentes Lichtbündel zum Objektiv gelangt. Eine Divergenz kann beispielsweise mithilfe einer zusätzlichen Optik, die ausschließlich auf das Lichtbündel, nicht jedoch auf das der Detektionslicht wirkt, erreicht werden. Alternativ kann der Weglängenunterschied natürlich auch dadurch ausgeglichen werden, dass der Detektionsstrahlengang entsprechend verlängert wird. Selbstverständlich ist natürlich auch eine Kombination aus beiden Maßnahmen grundsätzlich möglich.If both the illumination and the detection is carried out through the lens, it should be noted that the light path of the light strip from the pupil of the objective to its focus - in particular due to the deflection - is usually longer than the optical path of the directional light, which passes directly - starting from the illuminated by the focus of the light strip sample area and passing directly through the lens - to the objective pupil. This difference in path length can be compensated, for example, by virtue of the fact that the light bundle does not reach the objective as a parallel bundle of light but as a divergent bundle of light. A divergence can be achieved, for example, by means of an additional optics which acts exclusively on the light beam but not on the detection light. Alternatively, the path length difference can of course also be compensated by the detection beam path being extended accordingly. Of course, a combination of both measures is of course possible.

Nach einem unabhängigen, von der Idee eines Lichtstreifens losgelösten Erfindungsgedanken kann vorgesehen sein, dass die Probe nicht streifenartig, sondern nur linierartig beleuchtet wird, insbesondere wenn das Lichtbündel keine Schwenkbewegung ausführt. Hierbei kann die Strahlablenkvorrichtung auch dazu verwendet werden, die Probe sequenziell mit dem fokussierten Lichtbündel gleichsam einem Abtast- bzw. Scanverfahren zu beleuchten, wobei das Lichtbündel – anders als bei üblichen Scanmikroskopen oder konfokalen Scanmikroskopen – einen von Null Grad verschiednen Winkel zur optischen Achse des Objektivs aufweisen kann.According to an independent idea of the invention, which is detached from the idea of a light strip, it can be provided that the sample is not illuminated like a strip, but only like a line, in particular if the light bundle does not execute a pivoting movement. In this case, the beam deflecting device can also be used to illuminate the sample sequentially with the focused light beam as a scanning or scanning, the light beam - unlike conventional scanning microscopes or confocal scanning microscopes - a non-zero angle to the optical axis of the lens can have.

Darüber hinaus kann die Form des Lichtstreifens vorteilhaft dadurch variiert werden, dass die Eintrittspupille des Objektivs von dem Lichtbündel unterleuchtet wird, indem das Lichtbündel nicht die gesamte Fläche der Eintrittspupille durchsetzt und damit nicht die volle Apertur des Objektivs ausnutzt. Dieses Unterleuchten bewirkt eine Ausweitung des Fokus des Lichtbündels sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung.In addition, the shape of the light strip can advantageously be varied by illuminating the entrance pupil of the objective by the light bundle, in that the light bundle does not penetrate the entire area of the entrance pupil and thus does not exploit the full aperture of the objective. This undercutting causes an expansion of the focus of the light beam both in the longitudinal direction and in the transverse direction.

Außerdem kann die Strahlablenkvorrichtung beispielsweise dazu verwendet werden, das Lichtbündel an verschiedenen Orten, insbesondere dezentral auf die Eintrittspupille zu führen. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich die Orientierung des fokussierten Lichtbündels bzw. des Lichtstreifens nach dem Objektiv und damit auch die Orientierung des Lichtbündels bzw. des Lichtstreifens in der Probe gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ändern.In addition, the beam deflection device can be used, for example, to guide the light bundle at different locations, in particular decentrally on the entrance pupil. In this way it is achieved that the orientation of the focused light beam or of the light strip after the lens and thus also the orientation of the light beam or of the light strip in the sample change according to an advantageous embodiment of the invention.

Für die Erfindung ist von wesentlicher Bedeutung, dass die Optik des Objektivs mit dem Lichtbündel bzw. des Lichtstreifens in Wechselwirkung tritt, wobei die Optik des Objektivs auch dazu ausgebildet und bestimmt ist, von der Probe ausgehendes Detektionslicht direkt oder indirekt einem Detektor, beispielsweise einer CCD-Kamera (Charged Coupled Device) zuzuführen.For the invention is essential that the optics of the lens with the light beam or the light strip interacts, wherein the optics of the lens is also designed and determined, emanating from the sample detection light directly or indirectly a detector, such as a CCD Camera (Charged Coupled Device).

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann aber auch ein weiteres Objektiv und/oder eine Kondensoroptik zum direkten oder indirekten Zuführen des von der Probe ausgehenden Detektionslichts an den Detektor verwendet werden. Dazu können das weitere Objektiv und/oder die Kondensoroptik dem Objektiv gegenüberliegend entlang dessen optischer Achse angeordnet sein, während sich die Probe dazwischen befindet.According to a further advantageous embodiment of the invention, however, it is also possible to use a further objective and / or condenser optics for direct or indirect feeding of the detection light emanating from the sample to the detector. For this purpose, the further objective and / or the condenser optics can be arranged opposite the objective along its optical axis, while the sample is located therebetween.

Erfindungsgemäß ist eine der Optik des Objektivs nachgeschalteten Umlenkvorrichtung vorgesehen, die dazu dient, den Lichtstreifen derart abzulenken, dass er sich nach dem Umlenken zum Beleuchten der Probe in einem von Null Grad verschiedenen Winkel, insbesondere einem rechten Winkel, zur optischen Achse des Objektivs ausbreitet und vorzugsweise in der Probe fokussiert ist.According to the invention, a deflecting device connected downstream of the optics of the objective serves to deflect the light strip in such a way that, after being deflected to illuminate the sample, it propagates at an angle different from zero degrees, in particular a right angle, to the optical axis of the objective and is preferably focused in the sample.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann die Umlenkvorrichtung an dem Objektiv und/oder dem weiteren Objektiv und/oder an der Kondensoroptik festgelegt werden bzw. festgelegt sein. Insbesondere kann die Umlenkvorrichtung an die zuvor genannten Bauteile gegen die Kraft eines elastischen Elements, insbesondere gegen eine Feder, insbesondere in einem von 90° verschiedenen Winkel gegenüber der optischen Achse des Objektivs, verschiebbar gehalten sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, the deflection device can be fixed or fixed to the objective and / or the further objective and / or to the condenser optics. In particular, the deflection device can be held displaceably on the abovementioned components against the force of an elastic element, in particular against a spring, in particular at an angle different from 90 ° with respect to the optical axis of the objective.

Als technisch besonders leicht zu realisierende Verbindung zum Festlegen der Umlenkvorrichtung ist nach Schraubverbindung denkbar. Dazu kann beispielsweise der Kopf des Objektivs, d. h. die der Probe zugewandte Seite des Objektivs, ein auf die optische Achse des Objektivs zentriertes Außengewinde aufweisen, das mit einem korrespondierten Innengewinde an der Umlenkvorrichtung in Verbindung gebracht werden kann.As technically particularly easy to implement connection for setting the deflection is conceivable after screw. To For example, the head of the objective, ie the side of the objective facing the specimen, can have an external thread centered on the optical axis of the objective, which can be brought into contact with a corresponding internal thread on the deflecting device.

Daran angelehnt ergibt sich eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Umlenkeinrichtung wieder lösbare, vorzugsweise manuell lösbare, Verbindungsmittel aufweist, derart dass die Umlenkvorrichtung als Nachrüstbauteil an das Objektiv und/oder ein anderes konventionelles Objektiv festgelegt werden kann. Auf diese Weise lässt sich auch ein Austausch verschiedenartig ausgebildeter Umlenkeinrichtungen erreichen.Based on this results in a further advantageous embodiment of the invention, which is characterized in that the deflection again releasable, preferably manually releasable, connecting means, such that the deflection device can be set as a retrofit component to the lens and / or another conventional lens. In this way, an exchange of differently designed deflection can be achieved.

Alternativ kann wenigstens ein Bauteil der Umlenkvorrichtung mit einem Bauteil des Objektivs oder einem Bauteil des weiteren Objektivs oder einem Bauteil der Kondensoroptik einstückig hergestellt sein.Alternatively, at least one component of the deflection device can be produced integrally with a component of the objective or a component of the further objective or a component of the condenser optics.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Lichtstreifens wenigstens eine zumindest teilweise reflektierende Fläche aufweist. Dazu kann die reflektierende Fläche beispielsweise als Teil eines planen Spiegels ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment of the invention, the deflection device for deflecting the light strip has at least one at least partially reflecting surface. For this purpose, the reflective surface may be formed, for example, as part of a plane mirror.

Zur Vermeidung von Abschattungen in der Probe kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die Probe mithilfe der Umlenkvorrichtung und/oder den optischen Mitteln zum Erzeugen des Lichtstreifens aus wenigstens zwei Richtungen mit des Lichtstreifens beleuchtet wird, wobei der Lichtstreifen vorzugsweise aus jeder der wenigstens zwei Richtungen in einem einzigen Fokusbereich in der Probe fokussiert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Umlenkeinrichtung zwei sich gegenüberliegende Spiegel aufweist und dass der Lichtstreifen mithilfe der Strahlablenkvorrichtung alternierend, insbesondere mit einer Taktfrequenz im Bereich von beispielsweise 1 kHz, unter zwei verschiedenen Winkel symmetrisch um die Objektivachse verkippt wird, so dass die Probe über die beiden Spiegel von zwei sich gegenüberliegenden Seiten beleuchtet wird. Dabei ist die Oszialltionsfrequenz zum Erzeugen des Lichtstreifens wesentlich größer als die Taktfrequenz zum Wechseln der Beleuchtungsrichtung.In order to avoid shading in the sample, it may also be advantageous if the sample is illuminated by means of the deflection device and / or the optical means for generating the light strip from at least two directions with the light strip, the light strip preferably from each of the at least two directions is focused in a single focus area in the sample. This can be achieved, for example, by virtue of the deflecting device having two mutually opposite mirrors and the strip of light being tilted symmetrically about the objective axis at two different angles by means of the beam deflecting device, in particular with a clock frequency in the range of 1 kHz, for example, so that the sample illuminated by the two mirrors from two opposite sides. In this case, the oscillation frequency for generating the light strip is substantially greater than the clock frequency for changing the direction of illumination.

Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung kann die Probe radial aus allen Richtungen einer Ebene mit des Lichtstreifens beleuchtet werden bzw. beleuchtbar sein, wobei auch hier der Lichtstreifen aus jeder der Richtungen der Ebene in einem einzigen Fokusbereich in der Probe fokussiert wird. Hierzu kann die Umlenken Einrichtung derart ausgestaltet sein, dass die reflektierende Fläche zumindest teilweise auf der Innenseite eines Konus ausgebildet ist. Zusätzlich wird der Lichtstreifen mit Hilfe der Strahlablenkvorrichtung kreisförmig um die optische Achse des Objektivs geführt so dass zeitgemittelt eine radiale Beleuchtung der Probe von allen Seiten resultiert.According to another embodiment of the invention, the sample may be illuminated radially from all directions of a plane with the light strip, again focusing the light strip from each of the directions of the plane in a single focus area in the sample. For this purpose, the deflecting device can be designed such that the reflective surface is at least partially formed on the inside of a cone. In addition, the light stripe is guided in a circle around the optical axis of the objective with the aid of the beam deflecting device so that averaged over time radial illumination of the sample results from all sides.

Das eingangs erläuterte SPIM-Verfahren erlaubt in vorteilhafter Weise eine dreidimensionale Abbildung einer räumlich ausgedehnten Probe. Dieses Abbildungsverfahren basiert dabei auf einer schichtweisen Detektion der Probe und anschließender Rekonstruktionen der dreidimensionalen Form aus den zweidimensionalen Schichtaufnahmen. Für die Aufnahme der einzelnen Bilder ist es in besondere Weise von Vorteil, wenn die Probe relativ zum Objektiv und zur Umlenkvorrichtung, insbesondere entlang der optischen Achse des Objektivs, verschoben wird bzw. verschiebbar ist. Zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, wenn die Probe relativ zum Objektiv und zur Umlenkvorrichtung, insbesondere um die optische Achse des Objektivs gedreht wird bzw. drehbar ist. Durch das Drehen der Probe kann ebenfalls eine Beleuchtung aus mehreren Richtungen erreicht werden.The SPIM method explained in the introduction advantageously allows a three-dimensional image of a spatially extended sample. This imaging method is based on a layer-by-layer detection of the sample and subsequent reconstructions of the three-dimensional shape from the two-dimensional slice images. For the recording of the individual images, it is particularly advantageous if the sample is displaced or displaceable relative to the objective and to the deflection device, in particular along the optical axis of the objective. In addition, it can also be provided when the sample is rotated relative to the lens and the deflection device, in particular about the optical axis of the lens or is rotatable. Rotating the sample can also provide illumination from multiple directions.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Probe in einem optischen Medium, insbesondere einem Immersionsmittel, positioniert wird bzw. positionierbar ist. Die kann dazu dienen, die optische Auflösung zu erhöhen, lebende Zellen oder Gewebe die von wässrigen Lösungen umgeben sind zu beobachten und/oder um kontrastsenkende Reflexionen durch Vermeidung von Brechungsindex-Wechsel zu unterdrücken. Mögliche Immersionsmittel sind beispielsweise Wasser, Silikonöl oder Glycerin.Furthermore, it can be provided that the sample is positioned or positionable in an optical medium, in particular an immersion medium. This can serve to increase the optical resolution, to observe living cells or tissues surrounded by aqueous solutions and / or to suppress contrast-reducing reflections by avoiding refractive index changes. Possible immersion agents are, for example, water, silicone oil or glycerol.

Insbesondere bei der Verwendung von derartigen optischen Medien kann es von Vorteil sein, wenn die Probe in einer Probenkammer positioniert wird bzw. positionierbar ist. Alternativ kann auch eine Kapillare zur Positionieren der Probe vorgesehen sein.In particular, when using such optical media, it may be advantageous if the sample is positioned or can be positioned in a sample chamber. Alternatively, a capillary for positioning the sample may also be provided.

Um eine Kollision der Probe und/oder der die Probe haltendenden Vorrichtungen mit der Umlenkvorrichtung und/oder dem Objektiv zu vermeiden, kann die Probe in vorteilhafter Weise auf einem Sockel positioniert werden bzw. positionierbar sein. Durch den Einsatz eines Sockels kann die Probe zur Erhöhung der optischen Auflösung besonders nah an die Optik des Objektivs positioniert werden, insbesondere dann, wenn die Umlenkeinrichtung, wie zuvor beschrieben, derart ausgestaltet ist, dass sie die Probe seitlich umfasst.In order to avoid a collision of the sample and / or the devices holding the sample with the deflection device and / or the objective, the sample can advantageously be positioned on a base or be positionable. By using a base, the sample can be positioned particularly close to the optics of the objective to increase the optical resolution, in particular when the deflection device, as described above, is designed such that it laterally surrounds the sample.

Bei der Verwendung von optischen Medien, insbesondere von Immersionsmitteln kann es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Objektiv als Eintauchobjektiv ausgebildet ist und dass darüber hinaus das Objektiv und/oder die Umlenkvorrichtung in die Probenkammer und/oder in das optische Medium eintaucht.When using optical media, in particular of immersion means, it can be provided according to a further embodiment of the invention that the lens as an immersion objective is formed and that in addition the lens and / or the deflection device is immersed in the sample chamber and / or in the optical medium.

Nach einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mehrere Proben beispielsweise in einer Matrixform angeordnet werden und dass diese nacheinander oder sich zyklisch wiederholend mikroskopische Untersuchungen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Beleuchtung und/oder unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommen werden. Dazu können die Proben beispielsweise auf einem Objektträger, beispielsweise in Agar oder Wasser eingebettet, aufgebracht sein und nacheinander abgefahren werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Probenträger abgesenkt wird, wenn die Position relativ zum Objektiv und/oder zur Umlenkvorrichtung verändert werden soll. Nach dem Verschieben an die neue Stelle wird die Probe wieder an das Objektiv und die Umlenkvorrichtung herangefahren.According to another embodiment of the invention it can be provided that several samples are arranged, for example, in a matrix form and that these are carried out successively or cyclically repeating microscopic examinations using the arrangement according to the invention for illumination and / or using the method according to the invention. For this purpose, the samples can be applied, for example, to a microscope slide, for example embedded in agar or water, and be run in succession. It can be provided that the sample carrier is lowered when the position is to be changed relative to the lens and / or the deflection device. After moving to the new location, the sample is moved back to the lens and the deflection device.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann dem Lichtstreifen ein Stimulationslichtstrahl und/oder ein Stimulationslichtstreifen zum Vergrößern der optischen Auflösung nach dem Prinzip der STED-Mikroskopie überlagert werden bzw. überlagerbar sein. Das Prinzip der Prinzip der STED-Mikroskopie (Stimulated Emission Depletion) ist beispielsweise in S. Hell, et al., Stimulated Emission Depletion Fluorescence Microscopy, Optics Letters. 19, Nr. 11, 1994, S. 780–782 beschrieben und dient im Allgemeinen dazu, die räumliche Auflösung einer lichtmikroskopischen Abbildung über die Beugungsgrenze hinaus zu steigern. Dabei werden durch den Stimulationslichtstrahl bzw. den Stimulationslichtstreifen Fluoreszenzfarbstoffe, die zum Markieren einzelner Bereiche der Probe eingesetzt werden, gezielt abgeregt und damit gleichsam ausgeschaltet, so dass die während der Detektion kein weiteres Fluoreszenzlicht aussenden. Demgemäß könnte man den Stimulationslichtstrahl auch als Ausschaltlichtstrahl und den Stimulationslichtstreifen auch als Ausschaltlichtstreifen bezeichnen.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, a stimulation light beam and / or a stimulation light stripe can be superimposed or superimposed on the light stripe to increase the optical resolution according to the principle of STED microscopy. The principle of the principle of STED microscopy (Stimulated Emission Depletion) is, for example, in S. Hell, et al., Stimulated Emission Depletion Fluorescence Microscopy, Optics Letters. 19, No. 11, 1994, pp. 780-782 and generally serves to increase the spatial resolution of a light microscopic image beyond the diffraction limit. In this case, by the stimulation light beam or the stimulation light strip fluorescent dyes that are used to mark individual areas of the sample, specifically targeted and thus turned off, so that send out during detection no further fluorescent light. Accordingly, one could also designate the stimulation light beam as Ausschaltlichtstrahl and the stimulation light strip as Ausschaltlichtstreifen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anordnung zum Beleuchten der Probe kann das STED-Verfahren derart eingesetzt werden, dass der Bereich in der Probe, aus dem Fluoreszenzlicht von der Probe ausgesandt wird, kleiner ist als der Bereich der Probe, der von des Lichtstreifens beleuchtet wird. Effektiv wird bei einer vorteilhaften Ausführung erreicht, dass die resultierende Lichtstreifen dünner bzw. flacher geformt wird.In the method and arrangement for illuminating the sample according to the invention, the STED method can be used such that the area in the sample from which fluorescent light is emitted from the sample is smaller than the area of the sample which is illuminated by the light strip becomes. Effectively, in an advantageous embodiment, it is achieved that the resulting light strip is thinner or shallower.

Eine andere Möglichkeit zur Erhöhung des Auflösungsvermögens besteht in der Nutzung der Resolft-Technologie. Hierbei werden besondere Farbstoffe verwendet, die ganz gezielt durch Beaufschlagung mit geeignetem Licht in einen Zustand versetzt werden können, in dem sie kein Detektionslicht mehr abgeben. Durch gezielte Beaufschlagung eines Bereichs des von dem Lichtstreifen beleuchteten Probenbereichs mit geeignetem Licht, kann der Bereich der Detektionslicht emittiert verringert und damit das Auflösungsvermögen erhöht werden.Another way to increase the resolution is to use Resolft technology. In this case, special dyes are used, which can be specifically offset by exposure to suitable light in a state in which they no longer give detection light. By selectively applying a portion of the light-stripe-illuminated sample area with appropriate light, the area of the detection light emitted can be reduced and thus the resolving power can be increased.

Besonders bevorzugt werden dazu der Lichtstreifen und der Stimulationslichtstrahl bzw. der Stimulationslichtstreifen derart überlagert, dass beide in einem gemeinsamen Bereich in der Probe fokussiert werden. Während bei der herkömmlichen Anwendung des STED-Verfahrens der Fokus des Stimulationslichtstrahls im Querschnitt ringförmig ist, gleichsam einer TEM01* Laguerre-Gauß-Mode, sieht die hier beschriebene Ausführung der Erfindung vorteilhaft eine Fokusform des Stimulationslichtstrahls vor, die symmetrisch oberhalb und unterhalb der von des Lichtstreifens erzeugten Beleuchtungsebene im Querschnitt zwei Intensitätsmaxima und dazwischen im Fokus des Lichtstreifens ein Minimum, gleichsam einer TEM01 Hermite-Gauß-Mode, aufweist. Zur Erzeugen einer solchen Lichtmode kann beispielsweise eine Phasenplatte verwendet werden. Dadurch wird erreicht dass der Lichtstreifen lediglich in Richtung ihrer Fokusquerausdehnung senkrecht zur Beleuchtungsebene, nicht jedoch in Richtung der Fokuslängsausdehnung herabgesetzt wird. Insgesamt ergibt sich somit eine großflächige und zugleich sehr dünne Lichtstreifen die es erlaubt, räumlich hoch aufgelöste Schrittbilder der Probe auftreten zu können.For this purpose, the light strip and the stimulation light beam or the stimulation light strip are particularly preferably superposed in such a way that both are focused in a common area in the sample. While in the conventional application of the STED method, the focus of the stimulation light beam in cross-section is annular, as a TEM 01 * Laguerre Gaussian mode, the embodiment of the invention described here advantageously provides a focus shape of the stimulation light beam symmetrically above and below that of The illumination plane generated by the light strip in cross-section two intensity maxima and in between the focus of the light stripe a minimum, as a TEM 01 Hermite Gaussian mode has. For example, a phase plate can be used to generate such a light mode. This ensures that the light strip is reduced only in the direction of their focal transverse extension perpendicular to the illumination plane, but not in the direction of the focal length extension. Overall, this results in a large and at the same time very thin light stripes which allows spatially high-resolution step images of the sample to occur.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.

Es zeigen:Show it:

1a eine schematische Darstellung, die eine vollständige Ausleuchtung der Eintrittspupille eines Objektivs zur Erzeugung eines Fokus veranschaulicht, 1a 3 is a schematic diagram illustrating a complete illumination of the entrance pupil of a lens for producing a focus;

1b, c je eine schematische Darstellung, die die Wirkung des Verkippens eines in die Eintrittspupille des Objektivs eintretenden Lichtbündels veranschaulicht, 1b c is a schematic representation illustrating the effect of tilting a light beam entering the entrance pupil of the objective;

2a eine schematische Darstellung, die das Unterleuchten der Eintrittspupille eines Objektivs zur Erzeugung eines Fokus veranschaulicht, 2a 3 is a schematic diagram illustrating the under-illumination of the entrance pupil of a lens for producing a focus;

2b, c je eine schematische Darstellung, die die Wirkung des Verkippens eines die Eintrittspupille des Objektivs unterleuchtenden Lichtbündels veranschaulicht, 2 B c is a schematic diagram illustrating the effect of tilting a light beam that illuminates the entrance pupil of the objective;

3a eine schematische Darstellung, die das dezentrale Unterleuchten der Eintrittspupille eines Objektivs zur Erzeugung eines Fokus veranschaulicht, 3a a schematic representation illustrating the decentralized undercutting the entrance pupil of a lens for generating a focus,

3b, c je eine schematische Darstellung, die die Wirkung des Verkippens eines die Eintrittspupille des Objektivs dezentral unterleuchtenden Lichtbündels veranschaulicht, 3b c shows a schematic representation which illustrates the effect of tilting a light bundle that illuminates the entrance pupil of the objective decentrally,

4 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beleuchten einer Probe in der SPIM-Mikroskopie, 4 a schematic representation of a possible embodiment of the inventive arrangement for carrying out the method according to the invention for illuminating a sample in SPIM microscopy,

5 eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beleuchten einer Probe in der SPIM-Mikroskopie, die zusätzlich zu der in 4 gezeigten Ausführungsform eine Zylinderoptik aufweist, 5 a schematic representation of another possible embodiment of the inventive arrangement for performing the method according to the invention for illuminating a sample in SPIM microscopy, in addition to the in 4 embodiment shown has a cylinder optics,

6 eine schematische Darstellung einer Umlenkvorrichtung und eines Objektivs nach einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und 6 a schematic representation of a deflecting device and a lens according to a third embodiment of the inventive arrangement for performing the method according to the invention and

7 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beleuchten einer Probe in der SPIM-Mikroskopie, die unter anderem den Einsatz eines weiteren Objektivs vorzieht. 7 a schematic representation of a fourth embodiment of the inventive arrangement for performing the method according to the invention for illuminating a sample in SPIM microscopy, which, inter alia, prefers the use of another lens.

Unter Bezugnahme auf die 1a1c, 2a2c und 3a3c werden im Folgenden zunächst die Prinzipien der verschiedenen Pupillenbeleuchtungsmöglichkeiten veranschaulicht. Dabei ist zu berücksichtigen, dass diese Figuren lediglich rein schematische Darstellungen sind, die zum besseren Verständnis der Erfindung dienen sollen. In der nachstehenden Erläuterung wird jeweils auf ein Koordinatensystem Bezug genommen, dessen x-Achse in der Zeichenebene horizontal und dessen z-Achse in der Zeichenebene vertikal ausgerichtet ist, während die y-Achse aus der Zeichenebene heraus zeigt.With reference to the 1a - 1c . 2a - 2c and 3a - 3c In the following, the principles of the various pupil lighting options are first illustrated. It should be noted that these figures are purely schematic representations that are intended to better understand the invention. In the following discussion, reference will be made to a coordinate system whose x-axis is horizontal in the drawing plane and whose z-axis is vertically aligned in the drawing plane, while the y-axis is pointing out of the drawing plane.

In 1a ist der Fall einer vollständigen Ausleuchtung der Eintrittspupille 4.1 eines Objektivs 4 mit einem Lichtbündel 1 gezeigt. Das Lichtbündel 1 verläuft parallel zur optischen Achse O1 des Objektivs 4 (z-Achse) und tritt senkrecht in die Eintrittspupille 4.1 (x-y-Ebene) des Objektivs 4 ein. Das Objektiv 4 erzeugt eine fokussierte Lichtverteilung in Form eines Fokus des Lichtbündels 1.1, dessen Ausdehnung längs der optischen Achse O1 größer ist als quer zur optischen Achse O1.In 1a is the case of a complete illumination of the entrance pupil 4.1 a lens 4 with a light beam 1 shown. The light beam 1 runs parallel to the optical axis O1 of the lens 4 (z-axis) and enters perpendicular to the entrance pupil 4.1 (xy plane) of the lens 4 one. The objective 4 produces a focused light distribution in the form of a focus of the light beam 1.1 whose extent along the optical axis O1 is greater than transverse to the optical axis O1.

Die 1b und 1c zeigen, wie sich die Lage des Fokus 1.1 ändert, wenn das Lichtbündel 1 in der Eintrittspupille 4.1 des Objektivs 4 relativ zur optischen Achse O1 verkippt wird, aber dennoch die Eintrittspupille 4.1 vollständig ausleuchtet. Die durch das Verkippen erzeugte Änderung der Einfallsrichtung A1 des Lichtbündels 1 wird durch das die Optik 4.2 des Objektiv 4 in eine Verschiebung des Fokus 1.1 quer zur optischen Achse O1 umgesetzt. Da das Lichtbündel 1 die Eintrittspupille 4.1 des Objektivs 4 vollständig durchsetzt, bleibt der Fokus 1.1 mit seiner Längserstreckung parallel zur optischen Achse O1 ausgerichtet.The 1b and 1c show how the location of the focus 1.1 changes when the light beam 1 in the entrance pupil 4.1 of the lens 4 is tilted relative to the optical axis O1, but still the entrance pupil 4.1 completely illuminates. The change caused by the tilting of the direction of incidence A1 of the light beam 1 is through the the optics 4.2 of the lens 4 in a shift of focus 1.1 implemented transversely to the optical axis O1. Because the light beam 1 the entrance pupil 4.1 of the lens 4 completely penetrated, the focus remains 1.1 aligned with its longitudinal extent parallel to the optical axis O1.

In 2a ist eine Unterleuchtung der Eintrittspupille 4.1 des Objektivs 4 dargestellt. Wie zu erkennen ist, durchsetzt das Lichtbündel 1 lediglich einen zentralen Teilbereich der Eintrittspupille 4.1 des Objektivs 4. Durch die Unterleuchtung der Eintrittspupille 4.1 wird eine Aufweitung des Fokus 1.1 bewirkt, d. h. der Fokus 1.1 ist insgesamt größer als bei der vollständigen Ausleuchtung der Eintrittspupille 4.1.In 2a is an under-illumination of the entrance pupil 4.1 of the lens 4 shown. As can be seen, the light beam penetrates 1 only a central part of the entrance pupil 4.1 of the lens 4 , Through the under-illumination of the entrance pupil 4.1 becomes an expansion of focus 1.1 causes, ie the focus 1.1 is larger overall than in the complete illumination of the entrance pupil 4.1 ,

In den 2b und 2c ist nun der Fall gezeigt, in dem das die Eintrittspupille 4.1 unterleuchtende Lichtbündel 1 zentral durch die Eintrittspupille 4.1 verläuft und in der Eintrittspupille 4.1 verkippt wird. Unter Berücksichtigung der Erläuterungen bezüglich der vorherigen Figuren ergibt sich insgesamt eine Verschiebung des aufgeweiteten Fokus 1.1 nach außen, wobei der Abstand von der optischen Achse O1 umso größer ist, je mehr das Lichtbündel 1 relativ zur optischen Achse O1 verkippt wird.In the 2 B and 2c now the case is shown in which the entrance pupil 4.1 Illuminating light bundles 1 centrally through the entrance pupil 4.1 runs and in the entrance pupil 4.1 is tilted. Taking into account the explanations with respect to the previous figures, a total displacement of the expanded focus results 1.1 to the outside, wherein the distance from the optical axis O1 is greater, the more the light beam 1 is tilted relative to the optical axis O1.

In 3a3c ist das die Eintrittspupille 4.1 des Objektivs 4 unterleuchtende Lichtbündel 1 zusätzlich dezentral versetzt angeordnet ist, d. h. quer zur optischen Achse O1 verschoben. Diese Dezentrierung des Lichtbündels 1 in der Eintrittspupille 4.1 führt dazu, dass der Fokus 1.1 relativ zur optischen Achse O1 schräg gestellt wird. Dies kann beispielsweise dazu nützlich sein, den Lichtstreifen 2 unter verschieden Winkel zur optischen Achse O1 in die Probe zu führen.In 3a - 3c is this the entrance pupil 4.1 of the lens 4 Illuminating light bundles 1 additionally arranged offset decentralized, that is displaced transversely to the optical axis O1. This decentering of the light beam 1 in the entrance pupil 4.1 causes the focus 1.1 is inclined relative to the optical axis O1. This can be useful, for example, the light strip 2 at different angles to the optical axis O1 into the sample.

4 zeigt in schematischer Darstellung eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beleuchten einer Probe in der SPIM-Mikroskopie. Dazu weist die Anordnung eine Lichtquelle 8 zum Erzeugen des Lichtbündels 1 auf. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle ein Festkörperlaser, der einen CW-Laserstrahl beispielsweise mit einer Wellenlänge von 532 nm aussendet. 4 shows a schematic representation of a possible embodiment of the inventive arrangement for performing the method according to the invention for illuminating a sample in SPIM microscopy. For this purpose, the arrangement has a light source 8th for generating the light beam 1 on. In the exemplary embodiment shown here, the light source is a solid-state laser which has a CW Laser beam, for example, emitted with a wavelength of 532 nm.

Weiterhin weist die Anordnung eine Strahlablenkvorrichtung 6 auf, die aus dem Lichtbündel 1 in der eingangs beschriebenen Weise einen Lichtstreifen 2 erzeugt und zudem das Lichtbündel 1 bzw. den erzeugten Lichtstreifen 2 in der Eingangspupille 4.1 des Objektivs 4 gegenüber der optischen Achse O1 verkippt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden hierzu zwei Kippspiegel 6.1 als wesentlicher Bestandteil der Strahlablenkvorrichtung 6 verwendet. Jeder dieser Kippspiegel 6.1 kann entlang zweier orthogonaler Raumrichtung mit einem maximalen Winkelhub von 20 Grad verkippt werden, wobei die Kippbewegung entlang beider Raumrichtungen jeweils mit einem elektromagnetischen Aktuator bewirkt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermöglichen die Aktuatoren unter anderem eine oszillierende Kippbewegung der Kippspiegel 6.1 entlang beider Richtung mit einer maximalen Bandbreit von 12 kHz. Insgesamt lässt sich damit zum einen eine Lichtstreifen 2 erzeugen. Zum anderen kann somit der Lichtstreifen 2 bzw. das Lichtbündel 1 unter verschiedenen Winkel und an verschiedenen Postionen in die Eintrittspupille 4.1 des Objektivs 4 geführt werden.Furthermore, the arrangement has a beam deflecting device 6 up, out of the light beam 1 in the manner described above, a light strip 2 generates and also the light beam 1 or the generated light strip 2 in the entrance pupil 4.1 of the lens 4 tilted with respect to the optical axis O1. In the present embodiment, two tilting mirrors are used for this purpose 6.1 as an integral part of the Strahlablenkvorrichtung 6 used. Each of these tilt mirrors 6.1 can be tilted along two orthogonal spatial direction with a maximum angular stroke of 20 degrees, wherein the tilting movement along both spatial directions is effected in each case with an electromagnetic actuator. In the present exemplary embodiment, the actuators enable inter alia an oscillating tilting movement of the tilting mirrors 6.1 along both directions with a maximum bandwidth of 12 kHz. Overall, it can be a light strip 2 produce. On the other hand, therefore, the light strip 2 or the light beam 1 at different angles and at different positions in the entrance pupil 4.1 of the lens 4 be guided.

Alternativ kann anstelle oder zusätzlich zur Strahlablenkvorrichtung 6 auch noch einen Zylinderoptik 13 zum Erzeugen des Lichtstreifens 2 aufweisen. Eine derart ausgestaltete Ausführungsform der Erfindung mit einer Zylinderoptik 13 ist in 5 dargestellt, wobei die Zylinderoptik 13 der Strahlablenkvorrichtung 6 vorgeschaltet ist. Es ist aber auch denkbar im Falle der Verwendung einer Zylinderoptik zumindest auf Teile Strahlablenkvorrichtung – oder auch auf die gesamte Strahlablenkvorrichtung – zu verzichten.Alternatively, instead of or in addition to the beam deflecting device 6 also a cylinder optics 13 for generating the light strip 2 exhibit. Such embodied embodiment of the invention with a cylinder optics 13 is in 5 shown, wherein the cylinder optics 13 the beam deflector 6 upstream. However, it is also conceivable in the case of using a cylinder optics at least parts without beam deflection - or on the entire beam deflection - to dispense.

Die beiden in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiele weisen im weiteren Strahlengang eine, dem Objektiv 4 vorgeschaltete zusätzliche Linsenoptik 9 auf. Die zusätzliche Linsenoptik 9 erzeugt zusammen mit der Optik 4.2 des Objektivs 4 in der zuvor erläuterten Weise den Fokus 2.2 des Lichtstreifens 2, die daraufhin von der Umlenkvorrichtung in die Probe 7 umgelenkt wird. Das Umlenken erfolgt dabei so, dass der Lichtstreifen 2 nach dem Umlenken zum Beleuchten der Probe 7 in einem von Null Grad verschiedenen Winkel, insbesondere wie hier in einem rechten Winkel, zur optischen Achse des Objektivs O1 verläuft und in der Probe 7 fokussiert ist. Wesentlich für die Erfindung ist hierbei, dass der Lichtstreifen 2 in Wechselwirkung mit der Optik 4.2 des Objektivs 4 tritt. Die Optik 4.2 des Objektivs 2 ist aber auch dazu bestimmt und ausgebildet, von der Probe 7 ausgehendes Detektionslicht 10 direkt oder indirekt einem Detektor 11 zuzuführen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dazu ein Strahlteiler 12 im Strahlengang vorgesehen, der das von der Probe 7 ausgehende Detektionslicht 10 auf einen Detektor 11, beispielsweise wie hier einen CCD-Kamera, führt.The two in the 4 and 5 shown embodiments have in the further beam path, the lens 4 upstream additional lens optics 9 on. The additional lens optics 9 produced together with the optics 4.2 of the lens 4 in the manner explained above the focus 2.2 of the light strip 2 , which then from the deflection device in the sample 7 is diverted. The deflection takes place so that the light strip 2 after redirecting to illuminate the sample 7 at an angle different from zero degrees, in particular as here at a right angle, to the optical axis of the objective O1 and in the sample 7 is focused. Essential for the invention here is that the light strip 2 in interaction with the optics 4.2 of the lens 4 occurs. The optics 4.2 of the lens 2 but is also designed and trained by the sample 7 outgoing detection light 10 directly or indirectly to a detector 11 supply. In the present embodiment, this is a beam splitter 12 provided in the beam path, that of the sample 7 outgoing detection light 10 on a detector 11 , for example, as here a CCD camera leads.

Den 4 und 5 ist ferner zu entnehmen, dass die Umlenkvorrichtung 5 zum Umlenken des Lichtstreifens – hier mit einem rechtwinkligen Pfeil 5.1 dargestellt – zwei plane Spiegel 5.1 aufweist, die beide eine für die vorgesehene Wellenlänge reflektierenden sind und die sich bezüglich der optischen Achse O1 des Objektivs 4 spiegelsymmetrsich gegenüberliegen. Durch die Verwendung zweier, sich gegenüberliegender Spiegel 5.1 kann erreicht werden, dass die Probe 7 zur Vermeidung von Abschattungen vorteilhaft aus zwei Richtung beleuchtet wird. Dazu wird, wie eingangs beschrieben mit Hilfe der Strahlablenkvorrichtung 6, der Lichtstreifen 2 zum flächenartigen Beleuchten der Probe 7 abwechselnd über die beiden Spiegel 5.1 in die Probe 7 geführt. Die Spiegel 5.1 sind dabei so angeordnet, dass der Lichtstreifen 2 aus beiden Richtungen in einen einzigen Fokusbereich 2.1 fokussiert ist bzw. fokussierbar ist.The 4 and 5 It can also be seen that the deflection device 5 for deflecting the light strip - here with a right-angled arrow 5.1 shown - two plane mirrors 5.1 both of which are reflective for the intended wavelength and which are relative to the optical axis O1 of the objective 4 Opposite mirror symmetry. By using two opposing mirrors 5.1 can be achieved that the sample 7 to avoid shading advantageous illuminated from two directions. This is, as described above with the help of the Strahlablenkvorrichtung 6 , the light strip 2 for surface illumination of the sample 7 alternately over the two mirrors 5.1 into the sample 7 guided. The mirror 5.1 are arranged so that the light strip 2 from both directions into a single focus area 2.1 is focused or focusable.

Alternativ kann auch eine radiale Beleuchtung der Probe aus allen Richtungen einer Ebene erfolgen. Dazu weist die Umlenkvorrichtung 5 nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wie in 6 gezeigt, eine reflektierende Fläche 5.3 auf, die auf der Innenseite eines Konus 5.4 aufgebracht ist. Wird nun der Lichtstreifen 2 mit Hilfe der Strahlablenkvorrichtung 6 in der Eintrittspupille 4.1 des Objektivs 4 auf einer Ringbahn um die optische Achse O1 geführt, so wird zeitgemittelt eine flächenartige Beleuchtung der Probe aus allen Richtung einer Beleuchtungsebene erreicht.Alternatively, a radial illumination of the sample can take place from all directions of a plane. For this purpose, the deflection device 5 according to a further embodiment of the invention, as in 6 shown a reflective surface 5.3 on that on the inside of a cone 5.4 is applied. Will now be the light strip 2 with the help of the beam deflector 6 in the entrance pupil 4.1 of the lens 4 guided on a circular path around the optical axis O1, so a time-aided areal lighting of the sample is achieved from all directions of a lighting level.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Umlenkvorrichtung 5 mit Hilfe einer manuell wieder lösbaren Verbindung 5.5 am Gehäuse 4.3 des Objektivs 4 festgelegt werden kann. Nach der in 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist dazu an der konusartige Umlenkvorrichtung 5 ein Innengewinde 5.6 vorgesehen, mit dem die Umlenkvorrichtung mittels eines korrespondierenden Außengewinde 5.7 am Gehäuse 4.3 des Objektivs 4 an das Objektiv 4 angeschraubt werden kann. Darin liegt der besondere Vorteil, dass die Umlenkeinrichtung 5 beispielsweise gegen eine andersartig ausgestaltete Umlenkvorrichtung ausgetauscht werden kann. Alternativ kann auch ein Objektiv 2 auf diese Weise sehr einfach für das SPIM-Verfahren mit einer entsprechend ausgestalteten Umlenkvorrichtung 5 nachgerüstet werden.It is particularly advantageous if the deflection device 5 with the help of a manually detachable connection 5.5 on the housing 4.3 of the lens 4 can be determined. After the in 6 shown embodiment of the invention is to the cone-like deflection 5 an internal thread 5.6 provided, with which the deflection device by means of a corresponding external thread 5.7 on the housing 4.3 of the lens 4 to the lens 4 can be screwed. This is the particular advantage that the deflection 5 for example, can be replaced by a differently configured deflection. Alternatively, also a lens 2 in this way very easy for the SPIM process with a correspondingly designed deflection 5 be retrofitted.

7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der sich die Probe 7 in einer mit einem optischen Medium 15 gefüllten Probenkammer 14 befindet. Zusätzlich ist die Probe 7 auf einem Sockel 16 positioniert, so dass die Probe 7 an die hochauflösende Optik 4.2 des Objektivs 4 herangefahren werden kann. Insbesondere kann die Probe 7 auf diese Weise kollisionsfrei zwischen die beiden Spiegel 5.1 der in 7 gezeigten Umlenkvorrichtung 5 positioniert werden. Sowohl das Objektiv 2, das hier als Eintauchobjektiv ausgebildet ist, als auch die Umlenkvorrichtung 5 tauchen in das optische Medium 15 und damit auch in die Probekammer 14 ein. Als optisches Medium 15 wird im vorliegenden Beispiel Glyzerin verwendet. Denkbar sind aber auch Wasser, Silikonöl oder andere Immersionsmittel. 7 shows a further embodiment of the invention, in which the sample 7 in one with an optical medium 15 filled sample chamber 14 located. In addition, the sample is 7 on a pedestal 16 positioned so that the sample 7 to the high-resolution optics 4.2 of the lens 4 moved up can be. In particular, the sample can 7 in this way collision-free between the two mirrors 5.1 the in 7 shown deflection 5 be positioned. Both the lens 2 , which is designed here as immersion objective, as well as the deflection device 5 dive into the optical medium 15 and therefore also in the sample chamber 14 one. As an optical medium 15 Glycerin is used in this example. However, water, silicone oil or other immersion agents are also conceivable.

Außerdem ist 7 zu entnehmen, dass neben dem Objektiv 4 auch ein weiteres Objektiv 17 oder eine Kondensoroptik 18 für die Detektion verwendet werden kann, d. h. um von der Probe 7 ausgehendes Detektionslicht 10 direkt oder indirekt einem Detektor 11 zuzuführen. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich ein weiteres Objektiv 17 unterhalb der Probe 7, gegenüber des Objektivs 2 und entlang dessen optischer Achse O1 ausgerichtet. Auch kann sich, wie in 7 gezeigt, ein Deckglas 19 zwischen der Probe 7 und dem weiteren Objektiv 4 befinden, dessen Optik 4.2 dementsprechend für die Beobachtung durch das Deckglass 19 korrigiert ist.Besides that is 7 to take that next to the lens 4 also another lens 17 or a condenser optics 18 can be used for detection, ie from the sample 7 outgoing detection light 10 directly or indirectly to a detector 11 supply. In the embodiment shown here is another lens 17 below the sample 7 , opposite the lens 2 and aligned along its optical axis O1. Also, as in 7 shown a cover slip 19 between the sample 7 and the other lens 4 its appearance 4.2 accordingly for observation by the cover glass 19 corrected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lichtbündellight beam
1.11.1
Fokus des LichtbündelsFocus of the light beam
22
Lichtstreifenlight strips
2.12.1
Fokus des LichtstreifensFocus of the light strip
33
Optische Mittel (zum Erzeugen eines Lichtstreifens)Optical means (for generating a light strip)
44
Objektivlens
4.14.1
Eintrittspupille (des Objektivs)Entrance pupil (of the lens)
4.24.2
Optik (des Objektivs)Optics (of the lens)
55
Umlenkvorrichtungdeflecting
5.15.1
planer Spiegelplanner mirror
5.25.2
rechtwinkliger Pfeil (symbolisiert das Umlenken des Lichtstreifens)right-angled arrow (symbolizes the deflection of the light strip)
5.35.3
reflektierende Flächereflective surface
5.45.4
Innenseite des KonusInside of the cone
5.55.5
wieder lösbare Verbindungagain detachable connection
5.65.6
Innengewindeinner thread
5.75.7
Außengewindeexternal thread
66
Strahlablenkvorrichtungbeam deflection
6.16.1
Kippspiegeltilting mirror
77
Probesample
88th
Lichtquellelight source
99
zusätzliche Linsenoptikadditional lens optics
1010
Detektionslichtdetection light
1111
Detektordetector
1212
Strahlteilerbeamsplitter
1313
Zylinderoptikcylindrical optics
1414
Probenkammersample chamber
1515
optisches Mediumoptical medium
1616
Sockelbase
1717
weiteres Objektivanother lens
1818
Kondensoroptikcondenser
1919
Deckglascover glass
O1O1
optische Achse des Objektivsoptical axis of the lens
A1A1
Einfallsrichtung in das ObjektivDirection of incidence in the lens

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10257423 A1 [0003] DE 10257423 A1 [0003]
  • WO 2010/012980 A1 [0005] WO 2010/012980 A1 [0005]
  • DE 102004034957 A1 [0006] DE 102004034957 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Lindek et al; Journal of modern optics, 1999, vol. 46, no. 5, 843–858 [0002] Lindek et al; Journal of Modern Optics, 1999, vol. 46, no. 5, 843-858 [0002]
  • S. Hell, et al., Stimulated Emission Depletion Fluorescence Microscopy, Optics Letters. 19, Nr. 11, 1994, S. 780–782 [0041] S. Hell, et al., Stimulated Emission Depletion Fluorescence Microscopy, Optics Letters. 19, No. 11, 1994, pp. 780-782 [0041]

Claims (15)

Anordnung zum Beleuchten einer Probe bei der SPIM-Mikroskopie a. mit einer Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtbündels, b. mit Mitteln zum Erzeugen eines Lichtstreifens aus dem Lichtbündel, insbesondere zum im Wesentlichen flächenartigen Beleuchten einer Probe in einer Beleuchtungsebene aus wenigstens einer Richtung, c. mit wenigstens einem Objektiv, das eine Optik aufweist, die dazu ausgebildet und bestimmt ist, von der Probe ausgehendes Detektionslicht direkt oder indirekt einem Detektor zuzuführen, wobei die Optik des Objektivs mit dem Lichtstreifen in Wechselwirkung tritt, d. und mit einer der Optik des Objektivs nachgeschalteten Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Lichtstreifens, wobei sich der Lichtstreifen nach dem Umlenken zum Beleuchten einer Probe in einem von Null Grad verschiedenen Winkel, insbesondere einem rechten Winkel, zur optischen Achse des Objektivs ausbreitet und/oder in einer optischen Achse des Objektivs nicht parallelen Ebene angeordnet ist.Arrangement for illuminating a sample in SPIM microscopy a. with a light source for generating a light beam, b. with means for producing a light strip from the light bundle, in particular for substantially planar illumination of a sample in an illumination plane from at least one direction, c. with at least one objective which has optics which are designed and intended to supply detection light emanating from the sample directly or indirectly to a detector, the optics of the objective interacting with the light stripe, d. and with a deflection device downstream of the optics of the objective for deflecting the light strip, wherein the light strip propagates after deflection to illuminate a sample at an angle different from zero degrees, in particular a right angle, to the optical axis of the objective and / or in an optical Axis of the lens is not arranged parallel plane. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. das optischen Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens wenigstens eine Strahlablenkvorrichtung aufweist und/oder dass b. das optische Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens wenigstens eine Strahlablenkvorrichtung aufweist, die als Strahlablenkeinrichtung eines Scanmikroskops oder eines konfokalen Scanmikroskops ausgebildet ist und/oder dass c. das optischen Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens wenigstens eine Strahlablenkvorrichtung mit wenigstens einem Drehspiegel und/oder einem Kippspiegel, vorzugsweise einen Galvanometerspiegel, und/oder einem drehbaren Prisma und/oder einer verschiebbaren Linse und/oder einem akusto-optischen Deflektor aufweist.Arrangement according to claim 1, characterized in that a. the optical means for generating the light strip comprises at least one beam deflecting device and / or that b. the optical means for generating the light strip comprises at least one beam deflection device, which is designed as a beam deflection device of a scanning microscope or a confocal scanning microscope and / or that c. the optical means for generating the light strip comprises at least one beam deflection device with at least one rotating mirror and / or a tilting mirror, preferably a galvanometer mirror, and / or a rotatable prism and / or a displaceable lens and / or an acousto-optical deflector. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens wenigstens eine Zylinderoptik aufweist.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the optical means for generating the light strip comprises at least one cylinder optics. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Form und/oder die Position und/oder die Orientierung des Lichtstreifens einstellbar ist und/oder b. dass die Form und/oder die Position und/oder die Orientierung des Lichtstreifens mit Hilfe des optischen Mittels zum Erzeugen des Lichtstreifens und/oder mit Hilfe des Objektives und/oder mit Hilfe der Umlenkvorrichtung einstellbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that a. the shape and / or the position and / or the orientation of the light strip is adjustable and / or b. in that the shape and / or the position and / or the orientation of the light strip can be adjusted by means of the optical means for producing the light strip and / or with the aid of the objective and / or with the aid of the deflection device. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Objektiv ein Eintauchobjektiv ist und/oder dass b. das Objektiv ein Eintauchobjektiv ist und dass das Objektiv dazu ausgebildet und bestimmt ist, insbesondere zusammen mit der Umlenkvorrichtung in eine Probenkammer oder in ein Probengefäß einzutauchen, die mit einem optischen Medium gefüllt ist, das eine zu beleuchtende Probe umgibt.Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that a. the lens is a dip lens and / or that b. the objective is an immersion objective and that the objective is designed and intended, in particular together with the deflection device, to immerse in a sample chamber or in a sample vessel which is filled with an optical medium which surrounds a sample to be illuminated. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Objektiv und/oder eine Kondensoroptik zum direkten oder indirekten Zuführen des von der Probe ausgehenden Detektionslichts an den Detektor aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that a further lens and / or a condenser optics for direct or indirect feeding of the emanating from the sample detection light to the detector. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Umlenkvorrichtung an dem Objektiv und/oder dem weiteren Objektiv und/oder an der Kondensoroptik festlegbar ist und/oder festgelegt ist und/oder dass b. die Umlenkvorrichtung an dem Objektiv und/oder dem weiteren Objektiv und/oder an der Kondensoroptik gegen die Kraft eines elastischen Elements, insbesondere gegen eine Feder, insbesondere in einem von 90° verschiedenen Winkel gegenüber der optischen Achse des Objektivs, verschiebbar gehalten ist. c. die Umlenkvorrichtung Verbindungsmittel aufweist, derart dass die Umlenkvorrichtung als Nachrüstbauteil an das Objektiv und/oder ein anderes Objektiv festlegbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that a. the deflecting device can be fixed to the objective and / or the further objective and / or the condenser optics and / or is fixed and / or that b. the deflecting device is held displaceably on the objective and / or the further objective and / or on the condenser optics against the force of an elastic element, in particular against a spring, in particular at an angle different from 90 ° with respect to the optical axis of the objective. c. the deflection device has connecting means, such that the deflection device can be fixed as a retrofit component to the objective and / or another objective. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bauteil der Umlenkvorrichtung mit einem Bauteil des Objektivs oder einem Bauteil des weiteren Objektivs oder einem Bauteil der Kondensoroptik einstückig hergestellt ist.Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one component of the deflection device is made in one piece with a component of the objective or a component of the further objective or a component of the condenser optics. Anordnung nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Lichtstreifens wenigstens eine zumindest teilweise reflektierende Fläche aufweist und/oder dass b. die Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Lichtstreifens wenigstens eine zumindest teilweise reflektierende Fläche aufweist, wobei die reflektierende Fläche als Teil eines planen Spiegels ausgebildet ist und/oder dass c. die Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Lichtstreifens wenigstens eine zumindest teilweise reflektierende Fläche aufweist, wobei die reflektierende Fläche zumindest teilweise auf der Innenseite eines Konus ausgebildet ist.Arrangement according to claim one of claims 1 to 8, characterized in that a. the deflection device for deflecting the light strip has at least one at least partially reflecting surface and / or that b. the deflection device for deflecting the light strip has at least one at least partially reflecting surface, wherein the reflecting surface is formed as part of a plane mirror and / or that c. the deflection device for deflecting the light strip has at least one at least partially reflecting surface, wherein the reflective surface is at least partially formed on the inside of a cone. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Probe a. aus wenigstens zwei Richtungen mit des Lichtstreifens beleuchtbar ist, wobei der Lichtstreifen vorzugsweise aus jeder der wenigstens zwei Richtungen in einem einzigen Fokusbereich in der Probe fokussierbar ist und/oder dass b. radial aus allen Richtungen einer Ebene mit des Lichtstreifens beleuchtbar ist, wobei der Lichtstreifen aus jeder der Richtungen der Ebene in einem einzigen Fokusbereich in der Probe fokussierbar ist und/oder dass c. die Probe durch Ändern der Einstrahlrichtung, insbesondere mit Hilfe der Umlenkvorrichtung und/oder dem optischen Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens, aus wenigstens zwei Richtungen beleuchtbar ist und/oder dass d. die Probe durch Rotieren der Einstrahlrichtung, insbesondere mit Hilfe der Umlenkvorrichtung und/oder dem optischen Mittel zum Erzeugen des Lichtstreifens, radial aus allen Richtungen einer Ebene mit dem Lichtstreifens beleuchtbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that a sample a. is illuminated from at least two directions with the light strip, wherein the light strip is preferably from each of the at least two directions in a focusable focus area in the sample and / or that b. radially illuminatable from all directions of a plane with the light stripe, wherein the stripe of light from each of the directions of the plane can be focused in a single focus area in the sample and / or that c. the sample can be illuminated from at least two directions by changing the irradiation direction, in particular by means of the deflection device and / or the optical means for producing the light strip, and / or that d. the sample can be illuminated radially from all directions of a plane with the light strip by rotating the irradiation direction, in particular by means of the deflection device and / or the optical means for producing the light strip. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlengang des Lichtbündels und/oder des Lichtstreifens und/oder des Detektionslichts der Art aufeinander abgestimmt sind, dass der Lichtstreifen an einem zu beobachtenden Probenort einen Fokus aufweist und dass von dem Probenort ausgehen des Detektionslicht auf dem Detektor einen der Detektionsfokus aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the beam path of the light beam and / or the light stripe and / or the detection light of the type are matched to one another that the light stripe has a focus on a sample site to be observed and that emanate from the sample location of the detection light on the detector has one of the detection foci. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere zum Ausgleichen eines Weglängenunterschieds zwischen einem Lichtweg des Lichtbündels und einem Lichtweg des Detektionslichtes a. das Lichtbündel als divergentes Lichtbündel auf das Objektiv trifft und/oder dass b. das Lichtbündel eine zusätzliche Optik durchläuft, die ausschließlich auf das Lichtbündel, nicht jedoch auf das der Detektionslicht wirkt und/oder dass c. die Anordnung einen verlängerten Detektionsstrahlengang aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that in particular for compensating a path length difference between a light path of the light beam and a light path of the detection light a. the light beam strikes the lens as a divergent light beam and / or that b. the light beam passes through an additional optical system which acts exclusively on the light beam but not on the detection light and / or that c. the arrangement has an extended detection beam path. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass a. dem Lichtstreifen wenigstens ein Stimulationslichtbündel und/oder ein Stimulationslichtstreifen zum Vergrößern der optischen Auflösung nach dem Prinzip der STED-Mikroskopie (Stimulated Emission Depletion) derart überlagert ist, dass der Bereich der Probe, aus dem das zum Erzeugen einer Abbildung zu detektierende Licht, kleiner ist als der Bereich der Probe, der von dem Lichtstreifen beleuchtet ist und/oder dass b. dem Lichtstreifen wenigstens ein Stimulationslichtstreifen zum Vergrößern der optischen Auflösung nach dem Prinzip der STED-Mikroskopie (Stimulated Emission Depletion) überlagert ist, wobei sich der Lichtstreifen und der Stimulationslichtstreifen teilweise überlappen und parallel zueinander ausgerichtet sind.Arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that a. at least one stimulation light bundle and / or a stimulation light strip for increasing the optical resolution according to the principle of STED (Stimulated Emission Depletion) microscopy is superimposed on the light strip in such a way that the area of the sample from which the light to be detected is smaller as the area of the sample that is illuminated by the light strip and / or that b. the light strip at least one stimulation light strip for increasing the optical resolution according to the principle of STED (Stimulated Emission Depletion) microscopy is superimposed, wherein the light strip and the stimulation light strip partially overlap and are aligned parallel to each other. Mikroskop, insbesondere Scanmikroskop und/oder konfokales Scanmikroskop, und/oder Experimentaufbau zum mikroskopischen Abbilden einer Probe mit einer Anordnung zum Beleuchten nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Microscope, in particular scanning microscope and / or confocal scanning microscope, and / or experimental setup for the microscopic imaging of a sample with an arrangement for illuminating according to one of Claims 1 to 13. Mikroskop und/oder Experimentaufbau nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere für die SPIM-Mikroskopie, a. eine Vorrichtung zum Verschieben und/oder Drehen einer Probe relativ zum Objektiv und zur Umlenkvorrichtung vorgesehen ist und/oder dass b. die Probe in einem optischen Medium, insbesondere einem Immersionsmittel, positionierbar ist und/oder dass c. eine Probenkammer oder eine Kapillare oder eine Probenschale für eine oder mehrere Proben vorgesehen ist und/oder dass d. wenigstens ein Sockel vorgesehen ist, auf dem eine Probe positionierbar ist und/oder positioniert ist.Microscope and / or experimental setup according to claim 14, characterized in that, in particular for SPIM microscopy, a. a device is provided for displacing and / or rotating a sample relative to the objective and the deflection device, and / or that b. the sample is positionable in an optical medium, in particular an immersion medium, and / or that c. a sample chamber or a capillary or a sample dish is provided for one or more samples and / or that d. at least one pedestal is provided on which a sample can be positioned and / or positioned.
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