DD271964B5 - Automatische Objektivwechseleinrichtung fuer Mikroskope umgekehrter bauart - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird insbesondere für Durch- und Auflichtmikroskope umgekehrter Bauart angewendet, deren Objektivwechsel und Fokussierung motorisch, mittels eines Objektivrevolvers oder einer translatorisch wirkenden Wechselvorrichtung erfolgt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei Mikroskopen fur Durch- und Auflicht umgekehrter Bauart, die mit Drehtischen und Objektiven für Hell- und Dunkelfeldbeleuchtung und/oder solchen für höchste Vergrößerungen ausgerüstet sind, ist beim Objektivwechsel ein vorgegebener, systemabhängiger Bewegungsablauf einzuhalten. Dabei ist es notwendig, nicht nur die Objektivwechselvorrichtung rotatorisch oder translatorisch zu betätigen, es ist auch erforderlich, zunächst durch eine in Richtung der optischen Achse des Objektivs wirkende Vertikalbewegung (/-Bewegung) das Objektiv und das Objekt voneinander zu entfernen, um beim Objektivwechsel Beschädigungen des Objektivs oder des mikroskopischen Objekts zu vermeiden. Diese Vertikalbewegung kann in bekannter Weise wie beim Mikroskop „NEOPHOT" vom VEB Carl Zeiss JENA zeitsparend als mechanische Schnellhubbewegung ausgeführt werden, die vor und nach dem Objektivwechsel erfolgt. Die nacheinander auszuführenden mechanischen Bewegungsabläufe bei Mikroskopen umgekehrter Bauart sind allgemein nicht durch logische Verknüpfungen zu einem Zwangsablauf verbunden, sondern vom Gerätebenutzer manuell auszuführen. In der DE-OS 3 627185 und DD-PS 242106 werden Mikroskope beschrieben, deren Objektivrevolver beim Objektivwechsel motorisch gedreht wird, um die Gefahr einer Kontamination oder Zerstörung empfindlicher oder wertvoller Objekte bei manueller Objektivrevolverbedienung auszuschließen. Dabei handelt es sich allgemein um Mikroskope aufrechter Bauart, bei denen die Erfordernis für eine vor und nach der Drehbewegung des Objektivrevolvers einzuschaltende Vertikalbewegung nicht zwingend vorgegeben ist.

Aus der DE-PS 3332788 ist ein Mikroskop mit einem motorisch betriebenen Objektivrevolver bekannt, der mit mehreren Objektiven bestückt ist und bei dem die motorisch betriebene Objektivrevolverdrehung sowohl dann, wenn sich ein Objektiv im Strahlengang des Mikroskops befindet, als auch in vorwählbaren Zwischenstellungen des Objektivrevolvers über Auswähltasten abschaltbar ist. Aus dem Zusatzpatentzur DE-PS 3 332 788, der DE-OS 3344510 ist bekannt, daß beim Objektivwechsel zwischen Anfangs- und Endstellung zusätzlich eine Relativbewegung zur Erhöhung des Abstandes Objektiv-Objekt eingeleitet wird. Dabei ist das verwendete Mikroskop bin Mikroskop aufrechter Bauart, das Abstoppen der Objektivrevolverdrehung in Zwischenstellungen eröffnet die Möglichkeit des Aufbringens von Immersicnsflüssigkeiten bei entsprechenden Objektiven. Durch die zusätzliche Vertikalbewegung wird die Verschmutzung anderer Objektivsysteme durch die auf das Objekt aufgebrachte Immersionsflüssigkeit beim Durchdrehen des Objektivrevolvers vermieden.

Eine weitere motorisch betriebene Objektivwechselvorrichtung für Mikroskope aufrechter Bauart wird in der DE-PS 3410201 beschrieben. Kennzeichen dieser Einrichtung ist eine Erkennungsmöglichkeit für die Vergrößerung jeweils in Arbeitsstellung befindlicher Objektive, durch die die Vertikalbewegung des Objekttisches beim Objektivwechsel gesteuert wird. Diese Verschiebung des Objekttisches kann sich wegen deren einseitiger Halterung durch die Führungselemente bei Einwirkung von Schwingungen auf das Mikroskop, speziell bei hoher Vergrößerung nachteilig erweisen.

Aus der DE-OS 3630632 ist eine Sensoranordnung bekannt, die auf in einem digitalen Code angeordneten Magneten für jede Revolverraststellung basiert, deren Vorhandensein oder NichtVorhandensein mittels Hall-Elementen ausgewertet wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine ohne Gefahr einer Beschädigung von Objektiv und Objekt sicher und zeitsparend sowie automatisch arbeitende Objektivwechseleinrichtung für Mikroskope umgekehrter Bauart.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Objektivwechseleinrichtung für Mikroskope umgekehrter Bauart, deren Objektivwechsel und Fokussierung motorisch mittels eines Objektivrevolver erfolgt, so zu gestalten, daß eine logische Verknüpfung für einen automatischen Ablauf der einzelnen Arbeitsphasen erhalten wird, wobei der Mikroskoptisch, der bei Geräten umgekehrter Bauart und Einsatz von Objektivsystemen mit integriertem Ounkelfeldbeleuchtungskanal relativ große Abmessungen und Masse hat, sehr stabil und unempfindlich gegenüber Induzierten Schwingungen zu halten ist. Die vertikale Fokussierbewegung (z-Bewegung) erfolgt dabei sowohl motorisch, als auch manuell in bekannter Weise mit einem Grob-Feintrieb über eine Führung, die den entsprechend der DD-PS 242106 über ein Schrittschaltwerk motorisch betriebenen Objektivrevolver trägt.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen automatischen Objektivwechseleinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des I.Anspruchs gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorteilhaft ist es, daß die einzelnen Objektive den Anschrauböffnungen des Objektivrevolvers zugeordnet und über Tasten anwählbar sind und daß die Freihubbewegung auch unabhängig von der Objektivrevolverdrehung durch eine Zusatztaste eines an sich bekannten, nicht näher dargestellten Bedienpultes ausgelöst wird. Die erfindungsgemäße automatische Objektivwechseleinrichtung ermöglicht damit für Mikroskope umgekehrter Bauart einen zeitsparenden, sicheren Objektivwechsel ohne Gefahr einer Beschädigung von Objektiven und Objekten sowie eine logische Verknüpfung der einzelnen Arbeitsphasen über einen Mikroprozessor.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: ein erfindungsgemäßes AusfUhrungsbeispiel einer automatischen Objektivwechseleinrichtung Fig. 2: eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Obioktivwechsels.

Fig. 1 zeigt einen Objektivrevolver 1, dessen Kalotte 1.1 als Rotor eines Schrittschaltwerkes 1.3 gemäß der DD-PS 242106 ausgebildet Ist, ein koaxial angeordnetes Grob-Feintriebsystem 3, das über eine erste Kabelanordnung 3.4 und eine gerätefeste Führung 2 den Objektivrevolver 1 zur Scharfstellung des mikroskopischen Bildes in Richtung der optischen Achse (z-Richtung) bewegt und ein zweites Hebelsystem 4.1, in dem die erste Hebelanordnung 3.4 gelagert ist. Das zweite Hebelsystem 4.1 wird durch ein Federelement 4.4 gegen einen festen Anschlag 4.3 gedrückt und kann mittels motoi isch angetriebenen Exzenter 4.5 entgegen der Federkraft so verstellt werden, daß beide Hebelsysteme 3.4 und 4.1 gemeinsam so auswandern, daß sich ein Mikroskopobjektiv 5 und ein mikroskopisches Objektiv 6 voneinander entfernen. Beim Zurückstellen des Exzenters 4.5 bewegt sich der Objektivrevolver 1 wieder in Richtung der Objektebene 6.1, bis durch den festen Anschlag 4.3 die Endstellung erreirht wird. Durch die Anordnung eines Drehpunktes 4.2 für das zweite Hebelsystem wird gewährleistet, daß bei der Freihubbewegung keine Veränderung am koaxialen Grob-Feintriebsystem 3 eintritt und die vorher eingestellte Objektebene 6.1 genau wieder erreicht wird. Das Anfahren der beiden Endstellungen des Exzenters 4.5 wird durch eine Sensoranordnung 4.7 gesteuert. Ein nicht näher dargestelltes und an sich bekanntes Bedienpult enthält eine der Zahl der Raststellungen des Objektivrevolvers 1 entsprechende Anzahl von Tasten zum Einschalten der gewählten Objektive 5 In den Strahlengang des Mikroskops. Dabei kann mit einer ersten Zusatztaste wechselweise eine Absenk· oder Hubbewegung des Objektivs 5 ausgelöst werden, ohne daß eine Objektivrevolverdrehung erfolgt und eine zweite Zusatztaste jeweils nach dem Einschalten des Gerätes oder der Bedienung des Objektivrevolvers 1 betätigt werden, um die Zuordnung der Objektivrevolverraststellungen 1 zu den Tasten des Bedienpultes zu gewährleisten. Die zweite Zusatztaste kann auch mit einer der Objektiveinwahltasten identisch sein. Bei der Scharfeinstellung auf die Objektoberfläche 6.1 mittels der Grob-Feintriebbedienknöpfe 3.1 bewegt ein Räderwerk 3.2 über ein Antriebsrad 3.3 den Segmenthebel des ersten Hebelsystems 3.4, der über ein Schneidenlager 3.6 auf eine Führung 2 wirkt und den Objektivrevolver 1 in vertikaler Richtung (z-Bewegung) bewegt. Für den Objektivwechsel wird dann die entsprechende Taste des Bedienpultes gedruckt, die dem gewählten Objektiv 5zugeordnet ist. Dadurch wird ein Motor 4.6 angetrieben, der mittels des Exzenters 4.5 das zweite Hebelsystem 4.1 abwärts bewegt. In der unteren Stellung des Exzenters 4.5 wird über die Sensoranordnung 4.7 der Motor 4.6 dann abgeschaltet und die Drehbewegung des Objektivrevolvers 1 eingeleitet, Indem zuerst ein Rastmagnet 1.2 die mechanische Rast löst und danach über ein Schaltwerk 1.3 eine Drehbewegung erzeugt wird. Diese Drehbewegung wird dann von einem Mikroprozessor 8 so gesteuert, daß das gewählte Objektiv 5 auf den kürzestmöglichen Weg in die Arbeitsstellung gelangt. Eine Sensoranordnung 1.4 am Objektivrevolver 1 angeordnet, bewirkt, daß die mechanische Rast wieder wirksam und das Objektiv 5 sicher in der Arbeitsstellung positioniert wird. Danach wird der Motor 4.6 des Exzenterantriebes wieder in Betrieb gesetzt, der Exzenter 4.5 gibt die Bewegung für das zweite Hebelsystem 4.1 frei und die Druckfedern 4.4 schieben den Hebel 4.1 und damit die Führung 2 sowie den Objektivrevolver 1 bis zum Erreichen des festen Anschlages 4.3. Da der Hebel 4.1 auf dem Antriebsrad 3.3 abrollt, findet keine Relativbewegung statt, die die Einstellung des Grob-Feintriebes 3 verändert, so daß die vor dem Objektivwechsel eingestellte Objektebene 6.1 mit sehr guter Genauigkeit wieder erreicht wird. In Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung zur elektronischen Steuerung des Objektivwechsels dargestellt. Mittels einer Steuertastatur 7 eines nicht dargestellten, bekannten Bedienpultes erhält ein Mikrorechner 8 Informationen zur Einleitung des Programmablaufes und gleichzeitig erfolgt die Abfrage der Sensoranordnungen 1.4 und 4.7. Beim Vorliegen der für den

programmierten Bewegungsablauf erforderlichen Signale, beginnend nach Betätigung einer der den Mikroobjektiven 5 zugeordneten Tasten des Bedienpultes, die Einleitung des Objektivwechsels. Die verschiedenen Bewegungsabläufe der Antriebe für die Objektivrevolverdrehung 1 und Freihubbewegung sowie ihre zeitlicho Aufeinanderfolge, die Tastaturabfrage und die Ausgabe der Rückmeldesignale über die Steuertastatur 7 sind in einem Programmspeicher 10 als Mikrorechner-Steuerprogramm fixiert. Diese Takt- und Richtungssignale gelangen von dem Mikrorechner 8 zur Auffächerung, die auch die Leistungsschalter für die Spulen des Schrittschaltwerkes 1.3 zur Objektivrevolverdrehung und des Rastsystems beinhaltet. Die Leistungsstufen sind dabei als gechopperte Schalter ausgeführt zur Wirkungsgradverbesserung. Das Einfahren in die gewählte Raststellung des motorisch betriebenen Objektivrevolvers 1 wird von der Sensoranordnung 1.4 erkannt und dem Mikrorechner 8 mitgeteilt. Der als Gleichstrommotor mit einer Drehrichtung ausgeführte Antriebsmotor 4.6 für die Freihubbewegung des Objektivrevolvers 1 wird über den Leistungsschalter 11 gesteuert, wobei die Sonsoranordmirig 4.7 die beiden Endstellungen 'les Exzenters 4.5 erkennt, deren Signale vom Mikrorechner 8 verarbeitet werden. Eine erste Zusatztaste des Bedienpultes bewirkt über den Leistungsschalter 11 das Ein- und Ausschalten des Antriebsmotors 4.6 für die Freihubbewegung, wobei die Bewegung nur bis zur nächsten Endstellung des Exzenters 4.5 erfolgt. Über eine zweite Zusatztasto des Bedienpultes zur Zuordnung der Objektivrevolver-Raststellungen zu den Bedienpulttasten wird der Bewegungsablauf wie beim normalen Objektivwechsel eingeleitet, die Drehbewegung dauert aber nur so lange, bis der Mikrorechner 8 an einer speziellen Signalfolge der Sensoranordnung 1.4 erkennt, daß die erforderliche Zuordnung gewährleistet ist.

Claims (3)

1. Automatische Objektivwechseleinrichtung für Mikroskope umgekehrter Bauart, mit einem motorisch bewegbaren Freihub, der der Fokussierbewegung überlagert ist, einem motorisch über eine elektromagnetische Wechseleinrichtung durchschaltbaren Objektivrevolver, der mit einer Anzahl unterschiedlicher Objektive bestückt ist, denen jeweils eine Revolververstellung zugeordnet ist, mit Bedienelementen zur Betätigung des Objektivrevolvers und elektronischen Bauelementen zur Erkennung der Schaltstellungen des Objektivrevolvers, wobei zur Erfassung der Arbeitsstellung des Objektivrevolvers eine erste, mit einem Mikroprozessor zur Ansteuerung der Schaltbewegung des Objektivrevolvers verbundene Sensoranordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Sensoranordnung zur Erfassung der vertikalen Stellung des Objektivrevolvers vorgesehen ist, die zur kombinierten Ansteuerung der Schalt- und Hubbewegung des Objektivrevolvers gleichfalls mit dem Mikroprozessor verbunden ist.

2. Automatische Objektivwechseleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die einzelnen Objektive den Anschrauböffnungen des Objektivrevolvers zugeordnet und überlasten anwählbar sind.

3. Automatische Objektivwechseleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Freihubbewegung auch unabhängig von der Objektivrevolverdrehung durch eine Zusatztaste eines an sich bekannten Bedienpultes ausgelöst wird.