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Die
Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einer reversibel in das Mikroskop
einfügbaren
Haltevorrichtung für
auswechselbare optische Komponenten.
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Für spezielle
mikroskopische Untersuchungsverfahren ist es üblich, an einem Mikroskop spezielle
reversibel einfügbare
Haltevorrichtungen vorzusehen, auf denen auswechselbare optische Komponenten
befestigt sind. Dies erlaubt dem fachmännischen Benutzer des Mikroskops,
das Mikroskop für
seine speziellen Anwendungen zu optimieren. So ist es beispielsweise üblich, dass
Fluoreszenzmikroskope eine auf einem Schlitten ausziehbare Haltevorrichtung
aufweisen, auf der ein Fluoreszenzwürfel bzw. mehrere Fluoreszenzwürfel angeordnet
sind. Häufig
ist diese Haltevorrichtung zusätzlich
relativ zum Strahlengang des Mikroskops bzw. seiner optischen Achse
verschiebbar oder drehbar angeordnet. Dies erlaubt das Auswählen des
geeigneten Fluoreszenzwürfels
und sein Einbringen in den Strahlengang für die jeweils aktuelle Anwendung.
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Ebenso
ist es für
den Fachmann geläufig,
zur Vorbereitung spezieller Anwendungen bzw. Untersuchungen diese
Haltevorrichtung aus dem Mikroskop zu entfernen und mit anderen
Fluoreszenzwürfel
zu bestücken.
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Dabei
kann das Prinzip der herausnehmbaren Haltevorrichtung auch für andere
Arten von optischen Komponenten Verwendung finden, beispielsweise
Farbfilter, Modulatoren, z.B. Hoffmann-Modulatoren, verschiedene
Tubuslinsen, usw.. Bei den Mikroskopen, die eine solche herausnehmbare
Haltevorrichtung für
auswechselbare optische Komponenten aufweisen, bestehen besondere
Anforderungen an die Führung
der Schublade. Üblich
sind beispielsweise präzise
Schwalbenschwanzführungen.
Dennoch ergeben sich in der Praxis Schwierigkeiten, da beim Einschieben
der Schublade die Gefahr des Verkantens besteht. Ist die Schublade
dann komplett aus dem Mikroskop entnommen, wird sie vom Benutzer zum
Wechseln der optischen Komponenten auf dem Arbeitstisch abgelegt.
Dabei können
die optische Komponenten verstaubt oder verschmutzt bzw. beschädigt werden
oder aber verloren gehen. Für
den Fall, dass die Schublade motorisch verstellbar sein soll, ergeben
sich darüber
hinaus konstruktive Probleme mit der Anordnung des Motors und der
Kraftübertragung,
da die Schublade nach dem vollständigen
Entnehmen aus dem Mikroskop wieder exakt justiert eingeführt und
mit dem Motor und dem Antrieb in kraftschlüssiger Weise zusammengefügt werden
muss.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikroskop
mit einer reversibel in das Mikroskop einfügbaren Haltevorrichtung für auswechselbare
optische Komponenten anzugeben, welches einen einfachen und sicheren
Austausch von optischen Komponenten bei zugleich verbesserter Handhabung
der Haltevorrichtung erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Mikroskop mit einer reversibel in das Mikroskop
einfügbaren
Haltevorrichtung für
auswechselbare optische Komponenten dadurch gelöst, dass die Haltevorrichtung
als eine Schwenklade ausgebildet ist, die um eine Schwenkachse ein-
und ausschwenkbar angeordnet ist.
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Diese
Lösung
bietet den besonderen Vorteil, dass die Haltevorrichtung beim Austausch
bzw. Einsetzen von optischen Komponenten immer in Verbindung zum
Mikroskopstativ bleibt und durch das geführte Einschwenken keine besonderen
Einschiebebedingungen beachtet werden müssen. Insbesondere bei einem
inversen Mikroskop, bei dem die Fluoreszenzeinrichtung schlecht
zugänglich
ist, bietet die erfindungsgemäße Schwenklade
erhebliche Vorteile in der Handhabung der Fluoreszenzeinheit. Auch
bei der Verwendung der Schwenklade zur Halterung von Filtern, Modulatoren,
Tubuslinsen und andere optische Komponenten, können die Vorteile der einfachen
und präzisen
Handhabung bei stets gewährleisteter
Justierung genutzt werden.
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Um
die optischen Komponenten auf der Schwenklade anzuordnen, sind auf
der Schwenklade entweder ein lateral verschiebbarer Komponentenhalter
oder eine Drehscheibe angeordnet, auf welchen die optischen Komponenten
gehaltert sind. Der Komponentenschieber ist mit Führungselementen
so auf der Schwenklade angeordnet, dass er relativ zu ihr verschiebbar
ist und wahlweise eine der auf ihm befestigten optischen Komponenten
in den Strahlengang des Mikroskops eingebracht werden kann. Ganz
analog ist die Drehscheibe mit einer Drehachse so auf der Schwenklade
montiert, dass durch Drehen der Drehscheibe eine der auf ihr angeordneten
optischen Komponenten wahlweise in den optischen Strahlengang eingefügt werden
kann oder aus diesem entfernt werden kann. An dem Komponentenschieber
oder der Drehscheibe kann auch eine Position unbestückt sein,
also keine optische Komponente aufweisen. Auch diese freie Öffnung kann,
je nach Anwendung, gezielt in den Strahlengang eingebracht werden,
um den Strahlengang an dieser Stelle nicht mit einer optischen Komponente
zu beaufschlagen.
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In
dem Mikroskop können
Mittel vorgesehen sein, die das Verschieben des Komponentenschiebers
und/oder das Drehen der Drehscheibe bewirken, so dass die ausgewählte optische
Komponente in den Strahlengang des Mikroskops eingefügt werden
kann. Diese Mittel können
entweder mechanische Komponenten oder auch mindestens einen Motor
umfassen.
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Ein
zusätzlicher
Vorteil ergibt sich, wenn Detektions-Mittel vorgesehen sind, welche
die aktuelle Position mindestens einer optischen Komponente oder
aller optischen Komponenten auf dem Komponentenschieber und/oder
auf der Drehscheibe beziehungsweise ihre Position relativ zum Strahlengang des
Mikroskops detektieren. Diese Information kann dann über eine
Anzeigevorrichtung dem Benutzer angezeigt werden.
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Um
den Strahlengang des Mikroskops und die optischen Komponenten vor
Staub und Streulicht zu schützen,
ist vorzugsweise die Schwenklade so geformt, dass ihr nach außen weisender
Teil im eingeschwenkten Zustand der Schwenklade die Gehäuseoberfläche des
Mikroskops verschließt.
Auf diese Weise führt
die Schwenklade ihre eigene Abdeckung beim Ein- und Ausschwenken
stets mit sich.
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Zum Öffnen der
Schwenklade kann nun dieser äußere Teil
der Schwenklade, welcher die Gehäuseoberfläche des
Mikroskops verschließt,
mit einer Griffmulde oder einem Griff versehen sein, in welche der
Benutzer des Mikroskops eingreifen kann, um die Schwenklade herauszuschwenken.
Es erweist sich jedoch als vorteilhaft, wenn zum Öffnen der
Schwenklade ein Betätigungsmittel
vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise ein Knopf oder ein Hebel
oder ein elektrischer Taster sein. Darüber hinaus kann dem Betätigungsmittel
eine mechanische oder elektrische Hilfsvorrichtung zugeordnet sein,
welche von dem Betätigungsmittel
aktiviert wird und dann das Ausschwenken der Schwenklade bewirkt.
Die Hilfsvorrichtung kann beispielsweise in einer mit einer Feder
vorgespannten Mechanikkomponente oder einer elektrisch steuerbaren
Komponente bestehen, welche eine Arretierung der Schwenklade löst.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schwenklade
nach dem Lösen
der Arretierung durch ein Federelement aktiv herausgeschwenkt. Um
die optischen Komponenten sowie die Halterungen, an denen sie befestigt
sind, zu schonen, kann an der Schwenklade ein Dämpfungselement vorgesehen sein,
welches die Schwenkbewegung der Schwenklade dämpft.
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Auf
diese Weise wird beim Herausschwenken ein sanfter Anschlag in die
Endposition bewirkt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
Mikroskop mit einer eingeschwenkten Schwenklade für optische
Komponenten;
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2:
Mikroskop mit einer ausgeschwenkten Schwenklade für optische
Komponenten;
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3:
einen Schnitt durch den mittleren Teil des Mikroskops mit Aufsicht
auf die eingeschwenkte Schwenklade;
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4:
einen Schnitt durch den mittleren Teil des Mikroskops mit ausgeschwenkter
Schwenklade.
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1 zeigt
ein Mikroskop 1, bestehend aus einem Stativ 2,
einem Beleuchtungsarm 3 mit einer optischen Achse 4 und
einem hier nicht dargestellten, im Inneren des Stativs verlaufenden
Abbildungsstrahlengang. Von den Komponenten des Abbildungsstrahlengangs
sind der Objektivrevolver 5 mit einem auf der optischen
Achse positionierten Mikroskopobjektiv (hier nicht gezeigt) und
der Tubus 6 mit den Okularen 7 dargestellt. Ein
Mikroskoptisch 8 dient zum Auflegen der zu untersuchenden
Objekte. Die Höhenverstellung
und damit die Fokussierung des Objektivs auf das untersuchte Objekt
erfolgt mittels des Z-Triebknopfes 9.
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Unterhalb
des Objektivrevolvers 5 ist eine als Schwenklade 10 ausgebildete
Haltevorrichtung für optische
Komponenten vorgesehen. In 1 ist diese
Schwenklade 10 vollständig
in das Stativ 2 eingeschwenkt. Ihr äußerer Teil ist so ausgebildet,
dass er mit der Gehäuseoberfläche so abschließt, dass
weder Staub noch Streulicht eindringen können. Ein Druckknopf 11 dient
als Betätigungsmittel
zum Öffnen
der Schwenklade 10. Dies ermöglicht, eine besonders gut
abschließende
Außenfläche der Schwenklade 10 zu
verwenden, da kein manueller Eingriff, z. B. in Form von Griffmulden
usw., vorgesehen sein muss. Statt dessen schwingt die Schwenklade 10 nach
Drücken
des Druckknopfes 11 von selbst heraus.
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Als
zusätzliche
Hilfe für
den Benutzer des Mikroskops ist ein Inspektionseinblick 12 vorgesehen, der
es erlaubt, die richtige Positionierung der in den Strahlengang
eingeschwenkten optischen Komponente zu überprüfen. Dazu kann beispielsweise
der Inspektionseinblick 12 in seiner Mitte eine Streuscheibe
umfassen, auf welcher der interessierende Teil des Strahlengangs
sichtbar gemacht wird.
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2 zeigt
das Mikroskop 1 mit den bei 1 bereits
beschriebenen Komponenten. Hier ist jedoch die Schwenklade 10 seitlich
um eine Drehachse herausgeschwenkt. Auf der Oberseite der Schwenklade 10 ist
eine Drehscheibe 13 angeordnet, die mehrere Fluoreszenzwürfel 14 trägt. Einzelheiten
werden anhand der folgenden Figuren genauer beschrieben.
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3 zeigt
einen Querschnitt durch das Stativ 2 oberhalb der Z-Triebknöpfe 9,
so dass die Schwenklade 10 mit den darauf angeordneten
optischen Komponenten sichtbar ist. Auf der Schwenklade 10 ist
eine Drehscheibe 13 mit darauf angeordneten Fluoreszenzwürfeln 14 montiert.
Die Drehscheibe 13 ist um eine Drehachse 15 so
drehbar, dass ein ausgewählter
Fluoreszenzwürfel 14 im
Strahlengang des Mikroskops auf die optische Achse 4 justiert
und zentriert ist. Zum Öffnen
der Schwenklade 10 ist am Stativ 2 ein Druckknopf 11 vorgesehen.
Zum Öffnen der
Schwenklade 10 wird somit diese nicht selbst vom Benutzer
angefasst, sondern es wird der Druckknopf 11 am Stativ 2 gedrückt. Der
Druckknopf 11 betätigt
einen vorgespannten Hebel 16, dessen Arretierbolzen 17 ein
Gegenlager 18 an der Schwenklade 10 freigibt.
Daraufhin schwenkt die Schwenklade 10 aus dem Stativ 2 aus.
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4 zeigt
dieselbe Ansicht wie 3, jedoch mit ausgeschwenkter
Schwenklade 10. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern
versehen. Um zu verhindern, dass die Schwenklade 10 bei
ihrer Ausschwenkbewegung hart in der Endposition anschlägt, und
damit eventuell die optischen Komponenten oder deren Haltevorrichtungen,
an denen sie befestigt sind, keinen Schaden nehmen können, wird in
der hier gezeigten vorteilhaften Ausführungsform die Ausschenkbewegung
gedämpft.
Dazu ist ein Drehdämpfungselement 19 vorgesehen,
welches an der Schwenklade angreift und bewirkt, dass die Schwenklade
in einer gedämpften
Bewegung ausschwingt, bis sie ihre Endposition im ausgeschenkten Zustand
erreicht hat. Die Energie zum selbsttätigen Ausschwenken der Schwenklade 10 kommt
aus einer vorgespannten Spiralflachfeder 20, die um die Schwenkachse 21 der
Schwenklade 10 herum angeordnet ist. Als Mitnehmer des
Federschenkels 22 dient ein Stift 23 in der Schwenklade 10.
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Um
einen optimalen Zugriff zu dem Fluoreszenzwürfel 14 zu erzielen,
wird in einer vorteilhaften Ausführungsform
die Drehscheibe 13 mit den Fluoreszenzwürfel-Aufnahmen 24 noch
etwas über
den normalen Schwenkwinkel der Schwenklade 10 hinaus weitergedreht.
Hierzu fädelt
eine eingefräste
Nut 25 in der Fluoreszenzwürfel-Aufnahme 24 in
einen fest im Stativ 2 montierten Stift 26 ein
und dreht die Fluoreszenzwürfel-Aufnahme 24 um
die Drehachse 15 der Drehscheibe 13, welche zugleich
die Drehachse der Fluoreszenzwürfel-Aufnahme 24 ist.
Die Drehscheibe 13 wird weiter bis zu einem vordefinierten Anschlag
gedreht, bis sich der zu wechselnde Fluoreszenzwürfel 14 in optimaler
Zugriffposition für
den Anwender befindet. Die Befestigung der Fluoreszenzwürfel 14 an
den Fluoreszenzwürfel-Aufnahmen 24 erfolgt
beispielsweise mit einer Schwalbenschwanzhalterung oder einem Rastmechanismus, die
aus dem Stand der Technik bekannt sind.
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Im
ausgeschwenkten Zustand der Drehscheibe 10, wie in 4 gezeigt,
wird eine Arretierung der Schwenklade 10 erneut mit dem
Arretierbolzen 17 auf dem Hebel 16 in einem Ausschwenk-Gegenlager 27 zum
Arretierbolzen 17 erzeugt. Durch das Schließen der
Schwenklade 10 dreht sich die Drehscheibe 13 wieder
in eine Rastposition zurück. Die
Spiralflachfeder 20 wird dadurch wieder gespannt.
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Die
Schwenklade 10 wird bis zu dem festen mechanischen Anschlag 28 zugeschwenkt.
Nach Erreichen des Anschlages 28 greift der Arretierbolzen 17 auf
dem Hebel 16 wieder in das Gegenlager 18 der Schwenklade 10 und
fixiert diese dort.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt die Schwenklade 10 im
eingeschwenkten Zustand auf einer Dreipunktauflage auf, so dass eine
optimal stabile Lagerung und dadurch eine optimale Reproduzierbarkeit
der Position der Filterblöcke 14 und
somit ihrer optischen Justierung auf der optischen Achse 4 gewährleistet
wird. Als Vorteil erweist sich weiterhin ein motorischer Antrieb
der Drehscheibe 13 mit den Fluoreszenzwürfeln 14. Dazu erfolgt der
Antrieb der Drehscheibe 13 über einen Motor 29 mit
einem Antriebsritzel, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel
fest montiert im Stativ 2 angeordnet ist. Es ist auch möglich, den
Motor 29 auf der Schwenklade selbst anzuordnen, was jedoch
eine kompliziertere Spannungsversorgung zur Folge hat.
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Die
Erkennung der aktuellen Position der Fluoreszenzwürfel 14 erfolgt über eine
Sensor-Platine 30, die ebenfalls fest montiert im Stativ 2 angeordnet
ist, und eine Encoder-Scheibe 31 ausliest, die an der Drehscheibe 13 befestigt
ist.
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- 1
- Mikroskop
- 2
- Stativ
- 3
- Beleuchtungsarm
- 4
- optische
Achse
- 5
- Objektivrevolver
- 6
- Tubus
- 7
- Okular
- 8
- Mikroskoptisch
- 9
- Z-Triebknopf
- 10
- Schwenklade
- 11
- Druckknopf
- 12
- Inspektionseinblick
- 13
- Drehscheibe
- 14
- Fluoreszenzwürfel
- 15
- Drehachse
der Drehscheibe 13
- 16
- Hebel
- 17
- Arretierbolzen
- 18
- Gegenlager
- 19
- Dreh-Dämpfungselement
- 20
- Spiralflachfeder
- 21
- Schwenkachse
der Drehscheibe 13
- 22
- Federschenkel
- 23
- Stift
- 24
- Fluoreszenzwürfel-Aufnahmen
- 25
- Nut
- 26
- Stift
- 27
- Ausschwenk-Gegenlager
- 28
- Anschlag
für Schwenklade
- 29
- Motor
- 30
- Sensor-Platine
- 31
- Encoder-Scheibe