DE102012003984A1 - Changing device for optical components e.g. filter for microscope such as fluorescence microscope, has turret having superimposed carrier wheels which are separated and are controllable by drive unit with optical components - Google Patents
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- G02B7/16—Rotatable turrets
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Wechseleinrichtung für optische Komponenten an einem Mikroskop, insbesondere zum Austausch von Filterkombinationen für die Fluoreszenzmikroskopie, umfassend einen drehbar gelagerten Revolver mit mehreren zum Tragen der optischen Komponenten dienenden, in den Strahlengang des Mikroskops einschwenkbaren, Halterungen sowie einer Antriebseinheit zur Erzeugung der Drehbewegung des Revolvers.The invention relates to a device for changing optical components on a microscope, in particular for the exchange of filter combinations for fluorescence microscopy, comprising a rotatably mounted revolver with several serving to carry the optical components, in the beam path of the microscope swiveled holders and a drive unit for generating the rotational movement of the revolver.
Mikroskopisch zu untersuchende Proben werden in der Regel mit verschiedenen Farbstoffen eingefärbt, um unterschiedliche Bereiche gezielt hervorzuheben. Um ein vollständiges Bild der Probe zu erhalten, muss diese mit unterschiedlichen, zu den jeweiligen Farbstoffen passenden, Filtern angeregt werden. Ebenso muss auch ein entsprechender Sperrfilter zugeschaltet werden. Dies erfolgt bekannter weise mit Hilfe eines Revolvers. Mit diesem lassen sich verschiedene Reflektormodule in den Strahlengang schalten. Eine derartige Anordnung wir beispielsweise in
Nachteilig bei derartigen Anordnungen ist, dass der zeitliche Aufwand beim Abscannen von großen Probenmengen relativ hoch ist, da ein Wechsel von verschiedenen Filterkombinationen erforderlich ist.A disadvantage of such arrangements is that the time required when scanning large amounts of sample is relatively high, since a change of different filter combinations is required.
In
Ausgehend von den Nachteilen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wechseleinrichtung für optische Komponenten an einem Mikroskop dahingehend weiter zu entwickeln, dass eine kürzere Zeit zwischen zwei Positionen im Strahlengang möglich wird.Based on the disadvantages of the prior art, the present invention seeks to further develop a changing device for optical components on a microscope to the effect that a shorter time between two positions in the beam path is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Wechseleinrichtung der eingangs beschriebenen Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention this object is achieved by a changing device of the type described above with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.Advantageous embodiments are specified in the
Erfindungsgemäß weist der Revolver mindestens zwei axial fluchtend, übereinander gelagerte Trägerräder aufweist, wobei jedes Trägerrad in Leichtbauweise gefertigt und getrennt voneinander von der Antriebseinheit ansteuerbar ist.According to the invention the turret has at least two axially aligned, superimposed carrier wheels, each carrier wheel is made in lightweight construction and separated from each other by the drive unit can be controlled.
Bedingt durch die Überlagerung mehrerer separat ansteuerbarer Trägerräder lassen sich verschiedenartige Kombinationen von optischen Komponenten realisieren, so dass ohne Austausch einzelner Elemente ein schnelles Wechseln der Kombinationen möglich ist.Due to the superimposition of a plurality of separately controllable carrier wheels, various combinations of optical components can be realized, so that a quick change of combinations is possible without the replacement of individual elements.
Der schnelle Positionswechsel wird zusätzlich durch die neuartige Gestaltung der Trägerräder in Leichtbauweise unterstützt, das heißt, dass die Trägerräder nur die notwendigen Komponentenaufnahme- und Stabilitätskonstruktionen enthalten, während auf zusätzliche Materialien eines kompakten (massiven) Aufbaus, wie aus den Lösungen nach dem Stand der Technik bekannt, verzichtet wird, so dass damit eine Reduzierung der Masseträgheit beim Wechsel eintritt.The rapid change of position is further supported by the novel design of the carrier wheels in lightweight construction, that is, that the carrier wheels contain only the necessary component receiving and stability designs, while on additional materials of a compact (solid) structure, as from the solutions of the prior art is known, is omitted, so that thus a reduction of inertia occurs during the change.
Vorteilhafterweise weisen die Trägerräder umfangseitig Zahnradstrukturen auf, in die Zahnriemen eingreifen, die mit der Antriebseinheit verbunden sind. Es sind aber auch andere Mechanismen zur Übertragung der Drehbewegungen denkbar.Advantageously, the carrier wheels circumferentially gear structures, engage in the timing belt, which are connected to the drive unit. But there are also other mechanisms for transmitting the rotational movements conceivable.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltungsvariante sind zwei Trägerräder vorhanden, wobei das erste, dem Okular des Mikroskops zugewandte Trägerrad, mit mehreren zur Aufnahme von Filterelementen ausgebildeten Halterungen bestückt ist und das zweite, darunter angeordnete Trägerrad, mehrere Halterungen zur Aufnahme von beispielsweise Strahlteilern besitzt.In an expedient embodiment variant, two carrier wheels are provided, wherein the first, the eyepiece of the microscope facing carrier wheel is equipped with a plurality of holders for receiving filter elements and the second, arranged underneath carrier wheel, a plurality of holders for receiving, for example, beam splitters.
Eine derartige Anordnung eignet sich besonders für die Fluoreszenzmikroskopie. Hier müssen nicht, wie bei den Lösungen nach dem Stand der Technik komplette Reflektormodule, bestehend aus Anregungsfilter, Strahlteiler und Sperrfilter gewechselt werden. Durch die Anordnung der optischen Komponenten auf zwei Trägerrädern, lassen sich bestimmte Kombinationen sehr schnell realisieren.Such an arrangement is particularly suitable for fluorescence microscopy. Here, it is not necessary, as in the solutions according to the prior art, to change complete reflector modules consisting of excitation filter, beam splitter and blocking filter. By arranging the optical components on two carrier wheels, certain combinations can be realized very quickly.
Vorteilhafterweise sind die Trägerräder gegenläufig ansteuerbar. Eine derartige Ansteuerung hat den Vorteil, dass sich in der Wechselvorrichtung nicht zu große Drehmomente aufbauen, die zu Vibrationen im Mikroskop führen können.Advantageously, the carrier wheels are driven in opposite directions. Such a control has the advantage that build up in the changing device not too large torques that can lead to vibrations in the microscope.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das zweite Trägerrad Halterungen in zwei Ebenen aufweist, so dass eine Fixierung der optischen Komponenten in zwei Ebenen möglich wird. Eine derartige Anordnung eignet sich besonders zur Fixierung von Stahlumlenkelementen beziehungsweise Strahlteilern, die unter einem bestimmten Winkel zur mechanischen Achse der Wechseleinrichtung zu positionieren sind. Dabei kann die dem ersten Trägerrad zugewandte Ebene in Leichtbauweise als Speichenrad ausgebildet sein, während die zweite Ebene das Trägerrades aus Stabilitätsgründen durch eine kompakte Scheibe charakterisiert ist.Furthermore, it is advantageous if the second carrier wheel has holders in two planes, so that it is possible to fix the optical components in two planes. Such an arrangement is particularly suitable for fixing Stahlumlenkelementen or beam splitters, the under are to be positioned at a certain angle to the mechanical axis of the changing device. In this case, the plane facing the first carrier wheel can be designed as a spoke wheel in lightweight construction, while the second plane of the carrier wheel is characterized by a compact disk for stability reasons.
Zum Zwecke der Anordnung der optischen Komponenten in einer zur mechanischen Achse gekippten Position sind dabei vorteilhafterweise an den äußeren Konturen vom Speichenrad, dem sogenannten ersten Teilerrad und der kompakten Scheibe, dem sogenannten zweiten Teilerrad, Auflageflächen und Fixierelemente vorhanden. Entlang der Längskante der optischen Komponenten werden diese nicht weiter fixiert, da dies zu einer Vergrößerung des Masse des Trägerrades führen würde und damit einen negativen Einfluss auf die Wechselgeschwindigkeit hätte.For the purpose of arranging the optical components in a tilted position to the mechanical axis are advantageously at the outer contours of the spoke wheel, the so-called first Teilerrad and the compact disc, the so-called second Teilerrad, bearing surfaces and fixing elements available. Along the longitudinal edge of the optical components they are not further fixed, as this would lead to an increase in the mass of the carrier wheel and thus would have a negative impact on the change speed.
Die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung für optische Komponenten an Mikroskopen soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels zur Anordnung von Sperrfiltern und Strahlteilern für die Fluoreszenzmikroskopie näher erläutert werden. Dazu zeigen:The inventive changing device for optical components on microscopes will be explained in more detail below with reference to an embodiment for the arrangement of barrier filters and beam splitters for fluorescence microscopy. To show:
Um unterschiedliche Bereiche gezielt hervorzuheben, werden die Präparate mit verschiedenen Farbstoffen eingefärbt. Zum Erhalt eines vollständigen Bildes des Präparates muss dieses mit unterschiedlichen, zu den Farbstoffen passenden Filtern angeregt werden. Gleichzeitig ist dabei die Zuschaltung verschiedener Sperrfilter erforderlich.In order to specifically highlight different areas, the preparations are dyed with different dyes. To obtain a complete picture of the specimen, it must be stimulated with different filters suitable for the dyes. At the same time, the connection of different blocking filters is required.
Am äußeren Umfang besitzt das Trägerrad
In Analogie hierzu wäre für die Fluoreszenzmikroskopie auch ein Trägerrad für Anregungsfilter in gleicher Bauweise zu gestalten und an entsprechender Position nach
In
Aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 bis 61 to 6
- Halterungbracket
- 7, 97, 9
- Trägerradcarrier wheel
- 88th
- Stegkonstruktionbar construction
- 9.1, 9.29.1, 9.2
- Teilerradsplitter wheel
- 10 bis 1510 to 15
- Durchbruchbreakthrough
- 16, 16a16, 16a
- Zahnradstrukturgear structure
- 17, 1817, 18
- Stiftpen
- 19, 2019, 20
- Auflageflächebearing surface
- 2121
- mechanische Achsemechanical axis
- 22 bis 3322 to 33
- Halterungselementsupporting member
- 3434
- gestellfeste Achseframe-fixed axle
- 35a bis 35d35a to 35d
- Kugellagerball-bearing
- 36, 3736, 37
- Sperrfiltercut filter
- 38, 3938, 39
- Strahlteilerbeamsplitter
- 40, 4140, 41
- Schraubverbindungscrew
- 43, 4343, 43
- Zahnriementoothed belt
- 4444
- Antriebseinheitdrive unit
- I, III, II
- Ebenelevel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 1322982 B1 [0004] EP 1322982 B1 [0004]
- US 6414805 [0005] US 6414805 [0005]
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