DD242104A1

DD242104A1 - ELECTROMECHANICALLY MOVING SWITCHING DEVICE FOR OPTICALLY EFFECTIVE ELEMENTS

Info

Publication number: DD242104A1
Application number: DD28232185A
Authority: DD
Inventors: Adelbrecht Schorcht
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1987-01-14
Also published as: DE3627182A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch bewegte Wechseleinrichtung fuer optisch wirksame Elemente, insbesondere fuer wechselbare Objektive und Filter bei Mikroskopen. Ziel ist die Verringerung des Aufwandes fuer einen Schrittantrieb sowie die Verbesserung der Antriebsmoeglichkeit. Aufgabengemaess soll eine traegheitsarme Schrittantriebsmoeglichkeit geschaffen werden, durch welche der Revolver geraeuscharm, ohne Verschleisserscheinung mit hoher Geschwindigkeit und verlustleistungsarm bewegt werden kann. Durch die Erfindung werden gleichzeitig mit dem Schrittantrieb unmittelbar der drehbewegliche Teil des Revolvers angetrieben sowie die Rastkraft der Revolverrastung gesteuert. Fig. 1The invention relates to an electromechanically moving changing device for optically active elements, in particular for interchangeable lenses and filters in microscopes. The aim is to reduce the effort for a stepper drive and to improve the drive capability. Taskgemaess a low-inertia Schrittantriebsmoeglichkeit be created by which the turret can be moved without a noise, without wear at high speed and low loss of power. As a result of the invention, the rotatable part of the revolver is driven simultaneously with the step drive and the locking force of the revolver catch is controlled. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch bewegte Wechseleinrichtung für optisch wirksame Elemente, insbesondere für wechselbare Objektive und Filter bei Mikroskopen.The invention relates to an electromechanically moving changing device for optically active elements, in particular for interchangeable lenses and filters in microscopes.

Characteristic of the known technical solutions

Bekannt ist eine drehbewegliche Vergrößerungswechseleinrichtung mit mechanischer Rastung in fester Winkelteilung und Drehspulenantrieb, dessen Drehbewegung von der einen zur nächsten Raststellung führt und rückwärts freiläuft (US-PS 4262989). Nachteilig ist die nur einseitige Drehbarkeit des Antriebes und der relativ große Kraftbedarf bei der Rastung. Diese Rastkraft muß der Antrieb unter Aufbringung entsprechender Antriebsenergie überwinden. Infolge der hohen Rastkraft ist die Rastung recht geräuschintensiv, was zumindest bei der Anwendung in Mikroskopen als laboratives Untersuchungsgerät eine unangenehme Begleiterscheinung darstellt. Auch die Positioniergeschwindigkeit ist durch die Rastung begrenzt. Weiterhin bekannt ist (z.B. DE-OS 3240401) ein motorisch angetriebener Drehteller für Objektive mit Positionsindizes und -detektoren mit energetisch vorteilhafter Motorabschaltung in den Raststellungen, wobei allerdings wiederum die Rastung beim Starten des Motors mit den bereits vorgenannten Nachteilen überwunden werden muß. Fertigungsbedingt unterschiedliehe Reibmomente verursachen dabei ebenso unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten.Known is a rotatable magnification change device with mechanical detent in fixed angular pitch and rotary coil drive, the rotational movement of which leads to the next detent position and freewheeling backwards (US-PS 4262989). A disadvantage is the only one-sided rotation of the drive and the relatively large power requirement in the detent. This locking force must overcome the drive under application of appropriate drive energy. Due to the high locking force, the detent is quite noisy, which is an unpleasant side effect, at least when used in microscopes as a laboratory examination device. The positioning speed is limited by the detent. Also known (e.g., DE-OS 3240401) is a motorized turntable for lenses with position indexes and detectors with energetically advantageous engine shutdown in the detent positions, but again the detent must be overcome when starting the engine with the aforementioned disadvantages. Due to manufacturing different Reibmomente cause equally different rotational speeds.

Darüber hinaus ist eine elektromagnetisch steuerbare Rastung bekannt (US-PS 4307940), die den Nachteil des hohen Energieaufwandes zur Überwindung der Rastkraft nicht besitzt und die infolge der Steuerbarkeit bei rastender Positionierung relativ geräuscharm ist. Von Nachteil ist allerdings der hohe technisch-ökonomische Aufwand für die Raststeuerung.In addition, an electromagnetically controllable detent is known (US-PS 4307940), which does not have the disadvantage of high energy consumption to overcome the detent force and is relatively quiet due to the controllability with latching positioning. The disadvantage, however, is the high technical and economic effort for the locking control.

Schrittmotoren zum Antrieb von Wechseleinrichtungen werden in der Literatur allgemein als nachteilig wegen ihres hohen Aufwandesund Platzbedarf angesehen (siehe z.B. US-PS 4262989!).Stepping motors for driving changing devices are generally considered to be disadvantageous in the literature because of their high cost and space requirements (see, for example, U.S. Patent 4,262,989!).

Speziell für kleine und handliche laborative Untersuchungsgeräte ist der Platz- und Raumbedarf der Baugruppen ein wesentliches konstruktives Gestaltungsmerkmal. Hinzu kommt, daß generell bei motorischem Antrieb die Kraftübertragung vom Motor auf die Wechseleinrichtung, z. B. Kalotte bei Mikroskopen, über entsprechende Getriebemittel erfolgen muß, die aufgrund ihrer Massen eine gewisse Trägheit besitzen und damit die maximale Positioniergeschwindigkeit der Wechseleinrichtung beeinträchtigen. Besonders nachteilig sind jedoch Verschleißerscheinungen (Abrieb) dieser Getriebemittel, die nicht nur die Funktion, Zuverlässigkeit und Lebensdauer beeinflussen, sondern auch die Anwendung des Erzeugnisses mit der Wechseleinrichtung einschränken. So macht sich beispielsweise der auf den Objektträgern mit dem zu betrachtenden Objekt eines Mikroskopes fallende Abrieb derartiger Getriebemittel unter Umständen sehr störend bemerkbar. Gerade in der Praxis der Mikroelektronik, wo hohe Reinheitsgrade gefordert werden und deshalb sehr hohe Anforderungen an Umweltbedingungen gestellt werden, müssen solche Störungsquellen mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Ferner bedingt natürlich jede zu bewegende Masse einen entsprechenden Energieaufwand für den Antrieb.The space and space requirements of the assemblies are an essential design feature, especially for small and handy laboratory examination devices. In addition, the power transmission from the engine to the changing device, for. B. calotte in microscopes, must be done via appropriate gear means, which have a certain inertia due to their masses and thus affect the maximum positioning of the changing device. However, it is particularly disadvantageous wear (abrasion) of these transmission means, which not only affect the function, reliability and life, but also limit the application of the product with the changing device. Thus, for example, the abrasion of such gear means falling on the microscope slides with the object of a microscope to be viewed may be very disturbing. Especially in the practice of microelectronics, where high levels of purity are required and therefore very high demands are placed on environmental conditions, such sources of interference must be excluded with certainty. Furthermore, of course, every mass to be moved requires a corresponding amount of energy for the drive.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Verringerung des Aufwandes für einen Schrittantrieb der Wechseleinrichtung sowie die Verbesserung deren Antriebsmöglichkeit besonders in Hinsicht der Energiebilanz, Wartungsfreiheit, Lebensdauer und Antriebsgeschwindigkeit.The aim of the invention is to reduce the cost of a stepper drive the changing device and the improvement of their drive option, especially in terms of energy balance, maintenance, service life and drive speed.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln eine trägheitsarme elektromechanische Schrittantriebsmöglichkeit für den Revolver zu schaffen, durch welche der Revolver geräuscharm, ohne machanische "Verschleißerscheinungen, mit hoher Wechselgeschwindigkeit und mit geringer Verlustleistung bewegt werden kann. Ferner soll zusätzlich eine manuelle Bewegungsmöglichkeit mit guter Handhabung möglich sein.The invention has for its object to provide as simple as possible a low-inertia electromechanical step drive option for the revolver through which the turret can be moved quietly without machanic "wear, with high speed change and low power loss good handling possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer elektromechanisch bewegten Wechseleinrichtung für optisch wirksame Elemente, insbesondere für wechselbare Objektive und Filter bei Mikroskopen, bei der ein schrittangetriebener drehbeweglicher Teil eines Revolvers, z. B. eine Kalotte, mit optisch wirksamen Elementen drehbeweglich in einer Aufnahme eines feststehenden Teils des Revolvers, wie z. B. Gehäuse, Tragarm, Stativ usw., gelagert ist, wobei durch in fester Winkelteilung steuerbar rastende Drehbewegung der Kalotte jeweils ein optisch wirksames Element in einen optischen Strahlengang, beispielsweise in einen Beobachtungsstrahlengang eines Mikroskops, gebracht werden kann, dadurch gelöst, daß ein zumindest mit seinem Zentrum in dem drehbeweglichen Teil des Revolvers angeordneter und starr mit diesem verbundener, konzentrisch mit dem drehbeweglichen Teil des Revolvers um dessen Drehachse bewegbarer Stern mit in der Sternebene starren und quer zur Sternebene federbewegiichen Armen vorgesehen ist, dessen Ende jeweils ein zugehöriges Teil für ein an sich bekanntes, den Drehwinkel des drehbeweglichen Teils des Revolvers zum optischen Strahlengang arretierendes Rastelement, wie beispielsweise eine Kugelraste, mit federnder Keilwirkung zwischen jeweils einem der Arme des Sternes und dem feststehenden Teil des Revolvers sowie jeweils einen Weicheisenanker für auf einem Peripherieabschnitt des Sternes nebeneinander im feststehenden Teil des Revolvers angebrachte Spulen und Polschuhpaare des Schrittantriebes, mit einer den jeweiligen Arm des Sternes federnd verbiegender, mit dadurch die federnde Keilwirkung des Rastelementes aufhebender bzw. verringernder und mit den Stern drehender elektromagnetischer Kraftwirkung besitzen.This object is achieved in an electromechanically moving changing device for optically active elements, in particular for interchangeable lenses and filters in microscopes, in which a step-driven rotatable part of a revolver, z. B. a cap, with optically active elements rotatably in a recording of a fixed part of the revolver, such as. As housing, support arm, tripod, etc., is mounted, which can be brought by fixed angle division controllable latching rotational movement of the dome each have an optically active element in an optical beam path, for example in a viewing beam of a microscope, achieved in that at least arranged with its center in the rotatable part of the revolver and rigidly connected to this, concentric with the rotatable part of the revolver about the axis of rotation movable star with rigid in the star plane and spring-movable arms is provided across the star plane, the end of each an associated part for a Known per se, the rotation angle of the rotatable part of the revolver to the optical beam arretierendes locking element, such as a ball catch, with a resilient wedge effect between each one of the arms of the star and the fixed part of the revolver and each a soft iron anchor for on a Peri Pherieabschnitt of the star next to each other in the fixed part of the revolver mounted coils and Polschuhpaare the stepper drive, with a respective arm of the star resiliently bending, thereby canceling the resilient wedge effect of the locking element or reducing and star rotating electromagnetic force effect.

Es ist vorteilhaft, wenn der Stern mit seinen die Weicheisenanker aufweisenden Armen sowie das Rastelement innerhalb des drehbeweglichen Teils des Revolvers angeordnet sind.It is advantageous if the star is arranged with its soft iron anchor having arms and the locking element within the rotatable part of the revolver.

Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn der drehbewegliche Teil des Revolvers Aussparungen zur Durchführung der Arme des Sternes aufweist und wenn die Weicheisenanker an den Armenden des Sternes sowie das Rastelement außerhalb des drehbeweglichen Teils des Revolvers angeordnet sind.It is also advantageous if the rotatable part of the revolver has recesses for the passage of the arms of the star and if the soft iron anchors are arranged on the arm ends of the star and the detent element outside of the rotatable part of the revolver.

Von Vorteil ist auch, wenn der Stern zur Gewährleistung der ungehinderten Anordnung von weiteren optischen Gliedern unmittelbar an den im Strahlengang befindlichen optisch wirksamen Elementen gegenüber der Ebene des Stemzentrums abgewinkelte und im Bereich der Fassung der optisch wirksamen Elemente in dem drehbeweglichen Teil des Revolvers bzw. in die Fassungen eingesenkte sowie jeweils annähernd senkrecht zur optischen Achse der Elemente angeordnete Arme besitzt. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Weicheisenanker in ihrer Längsausdehnung in Drehrichtung des Sternes jeweils der Längsausdehnung zweier benachbarter Polschuhpaare der Spulen des Schrittantriebes entsprechen.It is also advantageous if the star to ensure the unobstructed arrangement of other optical links directly to the optically active elements located in the beam path relative to the plane of the center Stemzentrums and in the version of the optically active elements in the rotatable part of the revolver or in the sockets sunken and each arranged approximately perpendicular to the optical axis of the elements has arms. Furthermore, it is expedient if the soft iron anchors in their longitudinal extent in the direction of rotation of the star respectively correspond to the longitudinal extent of two adjacent pairs of pole pieces of the coils of the step drive.

Günstig ist auch, wenn die an den Armen des Sternes angeordneten Teile_ydes Rastelementes aus bei Raststellung jeweils in bzw. zwischen mit dem feststehenden Teil des Revolvers in Verbindung stehende Gegenrastglieder, z. B. Raststäbe, rastenden und vorzugsweise zu den jeweiligen Weicheisenankern justierbaren kufenförmigen Ausbildungen bestehen. Gleichfalls ist günstig, wenn Führungselemente, z.B. Führungsstäbe, zur Führung der kufenförmigen Ausbildungen in und/oder außerhalb der Raststellungen vorgesehen sind.It is also beneficial if the arranged on the arms of the star parts _{y of} the locking element from each other in locking position in or between with the fixed part of the revolver in connection counter-locking members, z. B. locking bars, latching and preferably adjustable to the respective soft iron anchors skid-shaped formations exist. It is also advantageous if guide elements, such as guide rods, are provided for guiding the runner-shaped formations in and / or outside the locking positions.

Mit der Erfindung wird als erstes wesentliches Merkmal ein in die Wechseleinrichtung integrierter Schrittantrieb realisiert, d. h. der drehbewegliche Teil des Revolvers mit den optisch wirksamen Elementen bzw. der an ihm starr angebrachte Stern mit Federarmen ist unmittelbar der Rotor des Schrittantriebes, dessen Spulen und Polschuhe im Stativ angeordnet sind. Durch Bewegung der Weicheisenanker der Federarmenden wird ohne zusätzliche Getriebe- und andere Bewegungsübertragungsmittel gleich der Revolver bewegt. Dadurch wird ein raum- und platzsparender Schrittantrieb im Stativ, Gehäuse bzw. Tragarm realisiert, der trägheitsarm und ohne mechanischen Verschleiß von Bewegungsübertragungsmitteln die Wechseleinrichtung mit hoher Positioniergeschwindigkeit bewegen kann.With the invention, the first essential feature realized in the changing device stepper drive, d. H. the rotatable part of the revolver with the optically active elements or rigidly attached to it star with spring arms is directly the rotor of the stepper drive, the coils and pole pieces are arranged in the tripod. By moving the soft iron anchors of the spring arm ends, the turret is moved without additional transmission and other motion transmission means. As a result, a space- and space-saving stepper drive in the tripod housing or support arm is realized, the inertia and can move without mechanical wear of motion transmission means changing device with high positioning speed.

Als zweites wesentliches Funktionsmerkmal steuert der Schrittantrieb gleichzeitig die Rastung des Revolvers, d. h. mit elektromagnetischer Betätigung des Schrittantriebes zur Drehbewegung des Revolvers wird gleichzeitig mit denselben elektromagnetischen Mitteln für die Dauer der Positionierung die Rastwirkung aufgehoben bzw. vermindert. Die Positionierung des trägheits- und bei Drehung rastkraftarmen Antriebssystems kann sehr energiesparend erfolgen, ohne daß zusätzlicheAs a second essential feature of the stepper simultaneously controls the detent of the revolver, d. H. with electromagnetic actuation of the stepper to the rotational movement of the revolver is released or reduced simultaneously with the same electromagnetic means for the duration of the positioning, the detent effect. The positioning of the inertia and low-rotation power drive system can be very energy efficient, without additional

Mittel und zusätzlicher Energieaufwand (oder sonstige Bedienfunktionen) zur Überwindung der Rastkraft aufgebracht werden müssen.Means and additional energy expenditure (or other operating functions) must be applied to overcome the locking force.

Die an sich bekannten Vorteile der Rastkraftsteuerung, z. B. Geräuscharmut, vorgenannte ernergiearme Verdrehung, werden im vollen Umfang wirksam.The per se known advantages of the locking force control, z. B. low noise, the aforementioned low-energy rotation, are fully effective.

Die Mehrfachfunktion des Schrittantriebes in Hinsicht auf unmittelbare Drehung des Revolvers und gleichzeitige Rastkraftsteuerung für die Positionierdauer wird dadurch erreicht, daß ein Stern zumindest mit seinem Zentrum im drehbeweglichen Teil des Revolvers angeordnet und fest mit diesem verbunden ist. Der Stern besitzt federnde Arme, z.B. Blattfederarme, die entwederje nach konstruktiver Gestaltung innerhalb des drehbeweglichen Teils des Revolvers sind oder aus diesem herausragen. Die Federarmenden besitzen Weicheisenanker für den Schrittantrieb und jeweils ein Teil (z.B. Schlitz) für ein Rastelement (z. B. Kugelraste) innerhalb oder außerhalb des drehbeweglichen Teils, des Revolvers. Wird der Schrittantrieb nicht betätigt, so ist einer der Federarme des Sternes durch das Rastelement rastend mit dem feststehenden Teil des Revolvers verbunden, der betreffende Federarm ist durch die Rastung vorgespannt. Zusätzlich kann das Rastelement selbst weitere Federelemente in Richtung der Federkraft des Federarmes enthalten (z.B. federnde Kugelhalterung u.a.). Bei Betätigung des Schrittantriebes werden die Weicheisenanker der Federarme im Bereich der Spule, die in einem Peripherieabschnitt des Sternes angeordnet sind, in Richtung der Spulen mit den Polschuhen ge zogen und damit die entsprechenden Federarme des Sternes verbogen. Dadurch wird allerdings gleichzeitig die Feder- bzw. Anschlagkraft des Rastelementes, die auf federnder Berührung mit einem der Blattfederarme im Spulen bereich des Schrittantriebes beruht, aufgehoben bzw. stark verringert. Jeder Federarm, der während der Positionierung diesen Bereich durchfährt, weist die Verbiegung auf, die durch den für die Positionierung erforderlichen elektromagnetischen Anzug des entsprechenden Weicheisenankers zwangsläufig gegeben ist. Damit ist die Rastkraft für die Dauer der Positionierung des Revolvers durch die Mittel zur Positionierung selbst aufgehoben bzw. verringert. Nach Abschluß der Positionierung fallen der bzw. die angezogenen Weicheisenanker in ihre Ausgangslage ab, so daß einer der Federarme des Sternes durch Feder- bzw. Anschlagkraft auf das Rastelement wieder rastend mit dem feststehenden Teil des Revolvers verbunden ist. Die Erregung des Schrittantriebes in der Positionierpause kann vorteilhafterweise abgeschaltet werden.The multiple function of the stepper in terms of immediate rotation of the turret and simultaneous locking force control for the positioning is achieved in that a star is arranged at least with its center in the rotatable part of the revolver and fixedly connected thereto. The star has resilient arms, e.g. Leaf spring arms, either either constructive design within the rotatable part of the revolver or protrude from this. The spring arm ends have soft iron anchors for the stepper drive and a respective part (e.g., slot) for a detent element (eg ball catch) inside or outside the rotatable part of the turret. If the stepper drive is not actuated, then one of the spring arms of the star is latchingly connected by the latching element to the stationary part of the revolver, the relevant spring arm is biased by the detent. In addition, the detent element itself may contain other spring elements in the direction of the spring force of the spring arm (e.g., resilient ball retainer and the like). Upon actuation of the stepper the soft iron armature of the spring arms in the coil, which are arranged in a peripheral portion of the star, ge in the direction of the coil with the pole pieces pulled and thus bent the corresponding spring arms of the star. As a result, however, at the same time the spring or stop force of the locking element, which is based on resilient contact with one of the leaf spring arms in the coil area of the step drive, repealed or greatly reduced. Each spring arm, which passes through this area during the positioning, has the deflection which is necessarily given by the required for the positioning electromagnetic suit of the corresponding soft iron anchor. Thus, the locking force for the duration of the positioning of the revolver is repealed or reduced by the means for positioning itself. After completion of the positioning of the attracted or soft iron anchor fall from its original position, so that one of the spring arms of the star is connected by spring or stop force on the locking element latching with the fixed part of the revolver. The excitation of the stepper in the positioning pause can be switched off advantageously.

Durch das NichtVorhandensein von Getriebe- und zusätzlichen Bewegungsübertragungsmitteln ist eine manuelle Revolverbewegung allerdings unter Überwindung der Rastkraft prinzipiell relativ gut möglich.Due to the non-presence of transmission and additional motion transmission means a manual turret movement is, however, relatively well overcoming the locking force in principle.

In einer möglichen Ausgestaltungsform des Sternes können die Federarme zur Ebene des Sternzentrums abgewinkelt sein, so daß sich diese im Revolver bzw. in den Objektiv- und Filterfassungen eingesenkt bewegen können. Somit können in den Raum unmittelbar an den Objektiven und Filtern vom rastenden Schrittantrieb ungehindert weitere optische Elemente bei Bedarf z.B. einschwenkbar angeordnet werden. Mit der Ausgestaltung der Weicheisenanker derart, daß ihre Längsausdehnung in Drehrichtung der Längsausdehnung je zweier benachbarter Polschuhpaare der Spulen des Schrittantriebes entsprechen, ist ein universeller Schrittbetrieb (Vollschritt/Halbschritt) und eine vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung der Schrittschaltelemente im eng begrenzten Revolver möglich. Mit der Einrastung des Rastelementes zentriert sich gleichzeitig die Lage des Revolvers zum Mikroskopstrahlengang. .In a possible embodiment of the star, the spring arms can be angled to the plane of the star center, so that they can move into the turret or in the lens and filter holders recessed. Thus, in the space immediately adjacent to the lenses and filters of the latching stepper drive, further optical elements may be readily available, e.g. be arranged swivel. With the design of the soft iron anchors such that their longitudinal extent in the direction of rotation of the longitudinal extent of each two adjacent pairs of poles of the coils of the stepper drive, a universal step mode (full step / half step) and an advantageous structural design of the stepping elements in a narrow turret is possible. With the latching of the locking element centered at the same time the position of the revolver to the microscope beam path. ,

Vorteilhaft ist dabei ein Rastelement mit ggf. justierbaren kufenförmigen Ausbildungen, wobei die Kufenflächen in bzw. zwischen entsprechende Gegenrastglieder, wie Gegenraststäbe u.a. einrasten und wobei die kufenförmigen Ausbildungen in und/oder außerhalb der Raststellungen z. B. zum sicheren Einrasten und zur Vermeidung von Verkantungen geführt werden können. Mit der Erfindung ist ein derart exaktes rastendes Positionieren möglich, daß zusätzliche Positionierhilfsmittel für die Rastung, wie z. B. Lichtschranken und sonstige Lagemelder entfallen können. Diese können aber zur Erkennung eines definierten lageabhängigen Abschaltmomentes der Elektromagneten zur selbsttätigen zentrierenden Rastung vorhanden sein.It is advantageous in this case a latching element with optionally adjustable skid-shaped formations, the skid surfaces in or between corresponding counter-latching elements, such as counter-locking bars u.a. engage and wherein the skid-shaped formations in and / or outside the locking positions z. B. for safe engagement and avoid tilting can be performed. With the invention, such a precise latching positioning is possible that additional positioning aids for the detent, such as. B. Photoelectric sensors and other position sensors can be omitted. However, these can be present for the detection of a defined position-dependent shutdown torque of the electromagnets for self-centering detent.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained below with reference to two illustrated in the drawings embodiments. In the drawing show:

Fig. 1: Querschnitt durch einen Objektivrevolver als Wechseleinrichtung mit einem vollständig in der Kalotte angeordneten Blattfederstern und deren Schrittantriebspole und Rastelement sich innerhalb der Kalotte befinden.Fig. 1: Cross-section through a nosepiece as a change device with a fully arranged in the dome leaf spring and their Schrittantriebspole and locking element are located within the calotte.

Fig.2: Draufsicht in das Innere des Objektivrevolvers nach Fig. 12: top view into the interior of the objective turret according to FIG. 1

Fig.3: Querschnitt durch einen Objektivrevolver als Wechseleinrichtung mit einem Stern, dessen Federarme aus der Kalotte nach außen geführt sind und deren Schrittantriebspole und Rastelement sich im Stativ der Kalotte befinden3 shows a cross section through a nosepiece as a change device with a star whose spring arms are guided outward from the calotte and whose stepping drive poles and locking element are located in the stand of the calotte

Fig.4: Draufsicht in das Innere des Objektivrevolvers nach Fig. 34 shows a top view into the interior of the objective turret according to FIG. 3

Fig. 5: Vorteilhaftes Rastelement des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 in Raststellung Fig. 6: Rastelement gemäß Fig. 5 außerhalb der Raststellung.5: Advantageous locking element of the embodiment according to FIG. 3 in locking position FIG. 6: locking element according to FIG. 5 outside the locking position.

In Fig. 1 trägt ein Tragarm 1 als Teil eines Mikroskopstativs als feststehender Teil der Wechseleinrichtung einen Lagerbock 2, konzentrisch angeordnet in einem Gehäuse 3. Drehbar im Lagerbock 2 und um das Gehäuse 3 ist das bewegte Teil der Wechseleinrichtung als Kalotte 4 ausgebildet, welches fünf gleichmäßig über dem Umfang verteilt anbringbare optisch wirksame Bauelemente, von denen ein Objektiv 5 aus Übersichtsgründen in Fig. 1 dargestellt ist, tragen kann. Im Innern des Gehäuses 3 ist ein Schrittantriebssystem, bestehend aus drei Elektromagneten mit drei Spulen 6,7,8 sowie mit sechs jeweils paarweise angeordneten Polschuhen 9-10,11-12,13-14 (siehe Fig.2!) über eine Beilage 15 befestigt. Die Spule 7 fluchtet mit einer optischen Achse 16 des im Mikroskopstrahlengang befindlichen Objektivs 5 (siehe Fig. 2!) sowie mit einer Drehachse 17 der Kalotte 4 im Lagerbock 2. In gleicher Weise fluchtet eine Rastkugel 18, die über einen Ansatz 19 am Gehäuse 3 befestigt ist. Mit der Kalotte 4 im Drehzentrum fest verbunden ist ein Blattfederstern 20 mit fünf Federarmen, die je einen Durchbruch 21 für den freien Lichtdurchtritt des jeweils im Mikroskopstrahlengang befindlichen optisch wirksamen Elementes aufweisen. Jeder Federarm des Blattfedersterns 20 trägt am federnden Ende auf seiner Oberseite je einen Weicheisenankern 22,23,24,25 bzw. 26 in Form eines Ringsegments und auf der Unterseite je eine Rastvertiefung 27, die wiedieRastkUgel 18 mit der optischen Achse 16 und der Drehachse 17 fluchtet. Die Rastvertiefungen 27,In Fig. 1 carries a support arm 1 as part of a microscope stand as a fixed part of the changer a bearing block 2, concentrically arranged in a housing 3. Rotatable in the bearing block 2 and the housing 3, the moving part of the changing device is designed as a cap 4, which five Evenly distributed over the circumference attachable optically active components, of which an objective 5 is shown for reasons of clarity in Fig. 1, can wear. In the interior of the housing 3 is a step drive system consisting of three electromagnets with three coils 6,7,8 and six pairs of pole pieces 9-10,11-12,13-14 (see Fig.2!) On a supplement 15th attached. The coil 7 is aligned with an optical axis 16 of the lens located in the microscope beam 5 (see Fig. 2!) And with a rotation axis 17 of the cap 4 in the bearing block 2. In the same way a detent ball 18, which is aligned via a projection 19 on the housing. 3 is attached. With the calotte 4 firmly connected in the center of rotation is a leaf spring star 20 with five spring arms, each having an opening 21 for the free passage of light located in the microscope beam path optically active element. Each spring arm of the leaf spring star 20 carries at the resilient end on its upper side each a soft iron anchors 22,23,24,25 and 26 in the form of a ring segment and on the underside each have a detent recess 27, which is the detent 18 with the optical axis 16 and the axis of rotation 17th flees. The locking recesses 27,

die Rastkugel 18 und der Ansatz 19 bilden ein Rastelement mit durch den entsprechenden Federarm des Blattfedersternes 20 federnder Wirkung der Rastkraft. Der Blattfederstern 20 mit den Weicheisenankern 22,23,24,25,26 bildet den Rotor für den Schrittantrieb der Spulen 6,7,8 zum Drehen der Kalotte 4. Ein notwendiger oberer Anschlag für den Federstern 20 für den Magnetluftspalt der Elektromagneten ist der Übersicht wegen nicht in der Zeichnung dargestellt.the detent ball 18 and the projection 19 form a latching element with by the corresponding spring arm of the leaf spring star 20 resilient effect of the detent force. The leaf spring star 20 with the soft iron anchors 22,23,24,25,26 forms the rotor for the step drive of the coils 6,7,8 to rotate the cap 4. A necessary upper stop for the spring star 20 for the magnetic air gap of the electromagnet is the overview because not shown in the drawing.

Für den Antrieb der Wechseleinrichtung ist als vorbereitender Arbeitsgang eine rastende Drehung von Hand möglich, die bei abgeschalteter Schrittantrieberregung, wie bekannt, durch manuelles Drehen der Kalotte 4 erfolgt. Bei elektromechanisch bewegter Kalotte 4 war in der gezeigten Kalottenstellung von Fig. 1 und Fig.2 vor der Erregungsabschaltung zuletzt die Spule 7 erregt.For the drive of the changing device as a preparatory operation, a detent rotation by hand is possible, which is done with switched off stepper drive excitation, as is known, by manually rotating the cap 4. In electromechanically moving calotte 4, the coil 7 was energized in the shown Kalottenstellung of Fig. 1 and Fig.2 before the excitation shutdown last.

Für den nächsten Arbeitsgang eines neuen Bewegungszyklus wird wiederum Spule 7 erregt. Dabei hebt sich der betreffende darunterliegende Federarm des Federsternes 20 mit dem Weicheisenanker 22 unter Federarmbiegung von der Rastkugel 18 weg bis zum nichtdargestellten Luftspaltanschlag, der ebenfalls mit der Kalotte 4 verbunden ist und für den entsprechenden Luftspalt zwischen den Polschuhen 11-12 und dem Weicheisenanker 22 sorgt. Für eine Schrittbewegung zur Kalottendrehung in Uhrzeigersinn wird zusätzlich die Spule 8 erregt, so daß sich der Weicheisenanker 22 auf die Mitte zwischen den Spulen 7,8 bewegt (Halbschrittbetrieb). Darauf wird die Spule 7 abgeschaltet und der Weicheisenanker 22 bewegt sich mit Drehung der Kalotte 4 unter die Spule 8. Als nächster Halbschritt wird Spule 6 zugeschaltet, so daß sich der Weicheisenanker 22 nur noch zur Hälfte unter der Spule 8 und der Weicheisenanker 26 sich ebenfalls zur Hälfte unter der Spule 6 befinden. Nach Abschaltung der Spule 8 bewegt sich der Weicheisenanker 26 ganz unter die Spule 6, nach Zuschalten der Spule 7 in die Mitte zwischen Spule 6 und 7 und als letzter Halbschritt bis zur nächsten Raststellung nach Abschalten der Spule 6 in die Gebrauchsstellung des nächsten ansetzbaren Objektivs oder Filters, welches sich beim Abschalten der Spule 7 durch Abfallen des Federarmes und Einrasten dessen Rastvertiefung 27 auf die Rastkugel 18 zentriert. Es lassen sich durch Aussetzen der Erregungsabschaltung in der Raststellung und Zykluswiederholung beliebig eine oder mehrere Raststellungen der Kalotte 4 überspringen. In umgedrehter Drehrichtung der Kalotte 4 erfolgt die Erregung der Spulen 6,7,8 sinngemäß.For the next operation of a new cycle of motion coil 7 is again excited. In this case, the relevant underlying spring arm of the spring star 20 lifts with the soft iron anchor 22 under Federarmbiegung of the detent ball 18 away up to the unillustrated air gap stop, which is also connected to the cap 4 and provides the corresponding air gap between the pole pieces 11-12 and the soft iron anchor 22 , For a step movement to the calotte rotation in a clockwise direction, the coil 8 is additionally energized, so that the soft iron anchor 22 moves to the middle between the coils 7,8 (half-step operation). Then the coil 7 is turned off and the soft iron armature 22 moves with rotation of the cap 4 under the coil 8. As the next half step coil 6 is switched on, so that the soft iron anchor 22 only half under the coil 8 and the soft iron anchor 26 also are located halfway under the coil 6. After switching off the coil 8, the soft iron anchor 26 moves completely under the coil 6, after connecting the coil 7 in the middle between coil 6 and 7 and as the last half step to the next detent position after switching off the coil 6 in the position of use of the next attachable lens or Filters, which centered when switching off the coil 7 by falling of the spring arm and latching the latching recess 27 on the detent ball 18. It can be skipped by suspending the excitation shutdown in the detent position and cycle repetition any one or more detent positions of the cap 4. In reversed direction of rotation of the cap 4, the excitation of the coils 6,7,8 is carried out analogously.

Die Figuren 3 und 4 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, wie sie für Objektive größeren Durchmessers, wie z. B. Hell-Dunkelfeldobjektive mit extrem großem Gesichtsfeld sowie mit möglicher Einfügung optischer Glieder direkt hinter dem Austritt der Objektive zweckmäßig ist. Figur 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht, Figur 4 eine vereinfachte Draufsicht. Ein Raum 28 dient dem wahlweisen Einfügen von nicht dargestellten optischen Gliedern, wie Filter u.a., unmittelbar hinter dem gezeigten Objektiv 5. Der Blattfederstern 20, der auch aus einzelnen Federn zusammengesetzt sein kann, liegt in Ausfräsungen versenkt in der Kalotte 4, um die in den Raum 28 wahlweise einzufügenden optischen Glieder nicht zu behindern. Der Blattfederstern 20 ist in seinem Zentrum mittels einer Platte 29 mit der Kalotte 4 form- und kraftschlüssig konzentrisch mit dieser verbunden. Der Blattfederstern 20 ist mit der Platte 29, wie in Fig.4 angedeutet, verschraubt. Es besitzt schmale, zwischen den Objektiven (wiederum in Fig. 3 und 4 lediglich Objektiv 5 bezeichnet) angeordnete Federarme, so daß die Objektivstrahlengänge im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nicht durch die Federarme des Blattfedersterns 20 hindurchtreten. Die Federarme ragen dabei aus der Kalotte 4 heraus (siehe Fig. 4!). Die drei Elektromagnete (eine größere Anzahl zur feineren Schrittunterteilung ist möglich) des Schrittantriebes wurden gegenüber dem Raum 28 und unterhalb eines Auflichtstrahlenganges 30 in liegender Form angeordnet. Sie bestehen aus den jeweils paarweise übereinander liegenden Polschuhen 9-10,11-12,13-14, zwischen denen jeweils ein Magnetkern 31,32 bzw. 33 mit jeweils einer der Spulen 6,7,8 angeordnet sind. Der Lagerbock 2 besitzt einen plattenförmigen Ansatz 24, der auch die Polschuhe 10,12,14 trägt, die vorteilhafterweise (in der Zeichnung nicht dargestellt) als ein einziges Teil ausgebildet sein können. Mit den Elektromagneten verbunden und am Tragarm 1 angeordnet ist ein Ansatz 35, der Gegenraststäbe 36 für in den Weicheisenankern 22,23,24,25,26 des Blattfedersterns 20 justierbar mit jeweils einer Drückschraube (gezeichnet Druckschraube 37 des Weicheisenankers 22) angebrachte Rastkufen 38,43,44,45,46 (gezeichnet lediglich Rastkufe 38 des Weicheisenankers 22 in Fig. 3) besitzt. Die Rastkufe 38 rastet in der Raststellung mit ihren Kufenflächen zwischen die Gegenraststäbe 36 und arretiert so den Drehwinkel des Blattfedersterns 20 und damit der Kalotte 4. Mit der Druckschraube 37 ist die Rastkufe 38 in ihrer Lage veränderbar, um die rastende Lage des außerhalb der Kalotte 4 befindlichen Weicheisenankers 22 zur optischen Achse 16 des Objektivs 5 justieren zu können. Die Justierung der anderen Weicheisenanker 23,24,25,26 erfolgt sinngemäß zum jeweils korrespondierenden Objektiv.Figures 3 and 4 illustrate another embodiment of the invention, as they are used for lenses of larger diameter, such. B. Bright-dark field objectives with extremely large field of view and with possible insertion of optical elements directly behind the exit of the lenses is appropriate. Figure 3 shows a sectional side view, Figure 4 is a simplified plan view. A space 28 is used for optional insertion of optical members, not shown, such as filters, etc., directly behind the lens shown 5. The leaf spring 20, which may also be composed of individual springs, recessed in recesses in the cap 4, in order to Room 28 optional optical members not to obstruct. The leaf spring star 20 is in its center by means of a plate 29 with the cap 4 positively and non-positively concentrically connected thereto. The leaf spring star 20 is screwed to the plate 29, as indicated in Figure 4. It has narrow, between the lenses (again in Fig. 3 and 4 only lens 5) arranged spring arms, so that the lens beam paths, unlike the first embodiment does not pass through the spring arms of the leaf spring star 20. The spring arms protrude out of the cap 4 (see Fig. 4!). The three electromagnets (a larger number for finer step division is possible) of the stepper drive were arranged opposite the space 28 and below an incident light path 30 in a lying form. They consist of the respective paired pole pieces 9-10,11-12,13-14, between each of which a magnetic core 31,32 and 33, each with one of the coils 6,7,8 are arranged. The bearing block 2 has a plate-shaped projection 24, which also carries the pole shoes 10,12,14, which advantageously (not shown in the drawing) may be formed as a single part. Connected to the electromagnets and arranged on the support arm 1 is a projection 35, the counter-locking rods 36 for in the soft iron anchors 22,23,24,25,26 of the leaf spring 20 adjustable with each one push-in screw (shown pressure screw 37 of the soft iron anchor 22) mounted locking skids 38, 43,44,45,46 (drawn only Rastkufe 38 of the soft iron anchor 22 in Fig. 3) has. The locking skid 38 snaps in the locked position with its skid surfaces between the counter-locking rods 36 and thus locks the rotation angle of the leaf spring star 20 and thus the calotte 4. With the pressure screw 37, the locking skid 38 is changeable in position to the latching position of the outside of the dome. 4 be located soft iron anchor 22 to the optical axis 16 of the lens 5 to adjust. The adjustment of the other soft iron anchors 23,24,25,26 takes place mutatis mutandis to each corresponding lens.

In den Figuren 5 und 6 sind Einzelheiten einer vorteilhaften Rastung dargestellt, wobei der Ansatz 35 in der Ebene der Rastkufe 38 geschnitten erscheint. In Fig. 5 befindet sich der Weicheisenanker 22, in dem bzw. an dem die Rastkufe 38 befestigt ist, in Raststellung, in der sich zwei schräge Kufenflächen 39,40 mit zwei Gegenraststäben 36 verkeilen. Zwei Führungsstifte 41 werden von der Rastkufe 38 nur berührt, wenn sich der Weicheisenanker 22 mit der Rastkufe 38 verkanten sollte. Durch die aufliegende Berührung mit den Führungsstiften soll der mit Verkantung entstehende Positionsfehler des Objektivs 5 zur optischen Achse 16 ausreichend klein gehalten werden. In Fig. 6 befindet sich der Weicheisenanker 22 in der angezogenen und nicht zur optischen Achse 16 des Objektivs 5 ausgerichteten Stellung. Zur sicheren Rastung wird dieser zweckmäßigerweise vor Erreichen der Raststellung magnetisch entlastet, so daß die Rastkufe 38 auf den Gegenraststäben 36 aufsitzend in die Raststellung gleitet. Durch die schrägen Kufenflächen 39,40 lagezentriert sich die Rastkufe 38 in der Raststellung selbsttätig. Ein Ausbruch 42 in dem Ansatz 35 ermöglicht in der Zeichnung nicht dargestellten Sensoren, je nach Lage des Weicheisenankers 22 mit der Rastkufe 38 den Abschaltzeitpunkt für die Elektromagnete festzustellen.In Figures 5 and 6 details of an advantageous detent are shown, wherein the projection 35 appears cut in the plane of the locking runner 38. In Fig. 5 is the soft iron anchor 22, in which or on which the locking runner 38 is fixed, in the locking position in which two inclined runner surfaces 39.40 wedge with two counter-locking rods 36. Two guide pins 41 are only touched by the locking runner 38 when the soft iron anchor 22 should tilt with the locking skid 38. Due to the overlying contact with the guide pins, the tilting resulting position error of the lens 5 to the optical axis 16 should be kept sufficiently small. In Fig. 6, the soft iron anchor 22 is in the attracted and not aligned to the optical axis 16 of the lens 5 position. For safe latching this is expediently relieved magnetically before reaching the detent position, so that the locking runner 38 slides on the counter-locking rods 36 seated in the detent position. Due to the inclined runner surfaces 39,40 position, the locking skid 38 is self-centering in the locked position. An outbreak 42 in the approach 35 allows not shown in the drawing sensors, depending on the position of the soft iron anchor 22 with the locking skid 38 to determine the time for switching off the electromagnets.

Claims

claims:

1. Electromechanically moving changing device for optically active elements, in particular for interchangeable lenses and filters in microscopes, in which a step-driven rotatable part of a revolver, z. B. a cap, with optically active elements rotatably in a recording of a fixed part of the revolver, such as. B. housing, support arm, tripod, etc., is mounted, which can be controlled by fixed angle division locking rotational movement of the dome each have an optically active element in an optical beam path, for example, in a viewing beam of a microscope, characterized in that an at least arranged with its center in the rotatable part of the revolver and rigidly connected to this, concentric with the rotatable part of the revolver about the axis of rotation movable star with rigid in the star plane and is provided transversely to the star plane arms movable, the ends of each an associated part for a Known per se, the rotation angle of the rotatable part of the revolver to the optical beam arretierendes locking element, such as a ball catch, with a resilient wedge effect between each of the arms of the star and the fixed part of the revolver and each a soft iron anchor for a em peripheral section of the star next to each other in the fixed part of the revolver mounted coils and Polschuhpaare the stepper drive with a respective arm of the star resiliently bending, thereby aufsprendem by the spring effect of the detent element ceasing or decreasing and rotate with the star electromagnetic force effect.

2. Electromagnetically moving changing device according to claim 1, characterized in that the star are arranged with its soft iron armature having the arms and the locking element within the rotatable part of the revolver.

3. Electromagnetically movable changing device according to claim!, Characterized in that the rotatable part of the revolver has recesses for the passage of the arms of the star and that the soft iron anchors are arranged on the arm ends of the star and the locking element outside of the rotatable part of the revolver.

4. Electromechanically moving changing device according to claim 1, characterized in that the star angled to ensure the unobstructed arrangement of other optical elements directly to the optically active elements located in the beam path relative to the plane of the star center and in the frames of the optically active elements in the has rotatable part of the revolver or in the versions sunken and each arranged approximately perpendicular to the optical axis of the elements arms.

5. Electromechanically moving changing device according to claim 1, characterized in that the soft iron anchor in their longitudinal extent in the direction of rotation of the star respectively corresponding to the longitudinal extent of two adjacent pairs of pole pieces of the coils of the stepper drive.

6. Electromechanically moving changing device according to claim 1, characterized in that arranged on the arms of the star parts of the locking element from at rest position in each case or between standing with the fixed part of the revolver in connection counter-locking members, z. B. locking bars, latching and preferably adjustable to the respective WeTcheisenankern skid-shaped formations exist.

7. Electromechanically moving changing device according to claim 6, characterized by guide elements, for. B. guide rods, for guiding the runner-shaped formations in and / or outside the locking positions.