DE102015116488A1

DE102015116488A1 - Mikroskop sowie Beleuchtungsvorrichtung und Beleuchtungssatz für ein Mikroskop

Info

Publication number: DE102015116488A1
Application number: DE102015116488.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander GAIDUK
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-03-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Mikroskop, mit welcher ein zu mikroskopierendes Objekt während eines Mikroskopierens des Objektes oder während eines Inspizierens des Objektes beleuchtet werden kann. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Mikroskop, welches mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ausgestattet ist. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Beleuchtungssatz für ein Mikroskop, welcher auf der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung basiert und unterschiedliche Konfigurationen der Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein am Mikroskop zu befestigendes Basismodul (01), welches elektrische Anschlüsse (11) zum Anschluss an eine Stromversorgung des Mikroskops und mindestens einen Sender (03) für eine drahtlose Übertragung elektrischer Energie aufweist. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin ein lösbar am Basismodul (01) anbringbares Beleuchtungsmodul (06) mit mindestens einer Lichtquelle (08) und mit mindestens einem Empfänger (09) zum Empfangen der vom Sender (03) des Basismoduls (01) aussendbaren elektrischen Energie. Der Empfänger (09) ist zur Speisung der mindestens einen Lichtquelle (08) mit der mindestens einen Lichtquelle (08) verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Mikroskop, mit welcher ein zu mikroskopierendes Objekt während eines Mikroskopierens des Objektes oder während eines Inspizierens des Objektes beleuchtet werden kann. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Mikroskop, welches mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ausgestattet ist. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Beleuchtungssatz für ein Mikroskop, welcher auf der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung basiert und unterschiedliche Konfigurationen der Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht.
Die US 2014/0313577 A1 zeigt ein digitales Lichtmikroskop mit einem Beleuchtungsring aus LEDs, der in ein Objektiv des Lichtmikroskops integriert ist.
Die US 7,273,298 B2 lehrt eine Steuereinheit für Mischbeleuchtungen in der Mikroskopie. An die Steuereinheit ist beispielsweise ein LED-Ringlicht anschließbar.
Aus der US 7,433,026 B2 ist ein LED-Modul für eine Mikroskopbeleuchtung bekannt, bei welcher LEDs durch eine Pulsweitenmodulation angesteuert werden, um die Helligkeit und die Farbe des erzeugten Lichtes einstellen zu können.
Die US 8,837,042 B2 zeigt eine Durchlichtbeleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop, welche eine Flächenlichtquelle und eine in Abstrahlrichtung dahinter angeordnete Blendenanordnung umfasst.
Die WO 2014/032193 A1 lehrt einen künstlichen Finger- oder Zehennagel, der mit einem Chip mit Transponderfunktion verbunden ist.
Die US 2013/0234658 A1 zeigt eine elektronische Schaltung zur drahtlosen Aufladung von Batterien, bei welcher eine Übertragung gemäß NFC erfolgt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, Mikroskopbeleuchtungen flexibler konfigurieren zu können, um diese aufwandsarm an unterschiedliche Anforderungen anpassen zu können.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein Mikroskop gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 8 und durch einen Beleuchtungssatz gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung dient zum Beleuchten eines zu mikroskopierendes Objektes während eines Mikroskopierens des Objektes oder während eines Inspizierens des Objektes. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist somit für ein Mikroskop vorgesehen, sodass die Beleuchtungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Komponente des Mikroskops zu bilden. Bei dem Mikroskop handelt es sich bevorzugt um ein digitales Mikroskop, welches dafür vorgesehen ist, dass das zu mikroskopierende Objekt mit einer Bildaufnahmeeinheit aufgenommen wird und dass die gewonnene Bildinformation digital verarbeitet und zur Anzeige auf einer Bildwiedergabeeinheit gebracht wird. Die Bildaufnahmeeinheit umfasst bevorzugt eine Kamera, während die Bildwiedergabeeinheit bevorzugt durch einen Monitor gebildet ist. Im Sinne der Erfindung wird unter einem digitalen Mikroskop jedes Mikroskop mit einem elektronischen Bildwandler verstanden.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung kann für unterschiedlichste Prinzipien einer Mikroskopbeleuchtung ausgebildet sein; beispielsweise für eine Beleuchtung gemäß dem Auflichtprinzip oder dem Durchlichtprinzip, oder für eine Hellfeld- und/oder für eine Dunkelfeldbeleuchtung.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein am Mikroskop zu befestigendes Basismodul. Das Basismodul umfasst elektrische Anschlüsse zum Anschluss an eine Stromversorgung des Mikroskops. Somit ist das Basismodul dazu ausgebildet, elektrisch von der Stromversorgung des Mikroskops gespeist zu werden. Die elektrische Energie für das von der Beleuchtungsvorrichtung zu erzeugende Licht wird folglich über die elektrischen Anschlüsse des Basismoduls geleitet. Im Weiteren umfasst das Basismodul mindestens einen Sender für eine drahtlose Übertragung elektrischer Energie. Der Sender ist somit zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen, eines elektromagnetischen Feldes und/oder eines elektrischen Feldes ausgebildet. Der Sender wird unmittelbar oder mittelbar über die elektrischen Anschlüsse des Basismoduls gespeist, wofür das Basismodul bevorzugt eine Sendeelektronik aufweist.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin mindestens ein lösbar am Basismodul anbringbares Beleuchtungsmodul. Die lösbare Anbringung erlaubt ein Austauschen des Beleuchtungsmoduls. Das Beleuchtungsmodul ist mittelbar oder bevorzugt unmittelbar am Basismodul anbringbar. Das Beleuchtungsmodul ist bevorzugt lösbar am Basismodul befestigbar. Das Beleuchtungsmodul weist mindestens eine elektrische Lichtquelle auf, mit welcher das von der Beleuchtungsvorrichtung zu erzeugende Licht zum Beleuchten des zu mikroskopierenden Objektes erzeugbar ist. Das Beleuchtungsmodul weist weiterhin mindestens einen Empfänger zum Empfangen der von dem mindestens einen Sender des Basismoduls aussendbaren elektrischen Energie auf. Somit kann zumindest ein Teil der von dem mindestens einen Sender des Basismoduls übertragenen Energie von dem mindestens einen Empfänger empfangen werden. Der mindestens eine Empfänger ist zur Speisung der mindestens einen Lichtquelle zumindest mittelbar mit der mindestens einen Lichtquelle elektrisch verbunden. Folglich wird die mindestens eine Lichtquelle auf dem Weg zwischen dem mindestens einen Sender und dem mindestens einen Empfänger drahtlos gespeist. Das Beleuchtungsmodul kann somit drahtlos vom Basismodul gespeist werden, sodass keine galvanische Kopplung zwischen dem Beleuchtungsmodul und dem Basismodul vorhanden sein muss, um Licht mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung erzeugen zu können.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung besteht darin, dass das Beleuchtungsmodul aufwandsarm am Mikroskop angebracht und gelöst werden kann, um es insbesondere gegen ein kompatibles Beleuchtungsmodul zu tauschen, dessen Lichtquelle andere Eigenschaften aufweist. Die verschiedenen Beleuchtungsmodule können unterschiedliche Anordnungen und/oder Muster der Vielzahl der Lichtquellen besitzen. Die Anordnungen bzw. die Muster können sich in alle drei Raumrichtungen erstrecken. Die verschiedenen Beleuchtungsmodule können alternativ oder ergänzend unterschiedliche Eigenschaften des erzeugten Lichtes aufweisen.
Die drahtlose elektrische Energieübertragung ist bevorzugt durch eine induktive Kopplung gebildet, sodass der mindestens eine Sender durch eine Sendespule gebildet ist und der mindestens eine Empfänger durch eine Empfängerspule gebildet ist. Die Sendespule dient zum Aufbau eines elektromagnetischen Feldes, welches in der Empfängerspule eine Spannung induzieren kann.
Die drahtlose elektrische Energieübertragung ist alternativ bevorzugt durch eine kapazitive Kopplung gebildet, sodass der mindestens eine Sender durch eine Sendekondensatorplatte gebildet ist und der mindestens eine Empfänger durch eine Empfängerkondensatorplatte gebildet ist. Zwischen der mindestens einen Sendekondensatorplatte und der mindestens einen Empfängerkondensatorplatte ist ein elektrisches Feld aufbaubar, über welches elektrische Energie drahtlos übertragbar ist.
Die induktive Kopplung und die kapazitive Kopplung stellen Nahfeldübertragungen dar.
Die drahtlose elektrische Energieübertragung ist alternativ bevorzugt durch eine Übertragung elektromagnetischer Wellen gebildet, sodass der mindestens eine Sender durch eine Sendeantenne gebildet ist und der mindestens eine Empfänger durch eine Empfangsantenne gebildet ist. Die Sendeantenne dient zur Aussendung elektromagnetischer Wellen, die von der Empfangsantenne empfangbar sind. Die Übertragung elektromagnetischer Wellen stellt eine Fernfeldübertragung dar, die aber auch über kurze Distanzen erfolgen kann.
Die drahtlose elektrische Energieübertragung ist bevorzugt durch eine Kombination aus einer induktiven Kopplung und einer Übertragung elektromagnetischer Wellen gebildet.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist die mindestens eine Lichtquelle durch eine LED gebildet. Die mindestens eine LED ist bevorzugt durch eine RGB-LED gebildet, sodass Licht mit unterschiedlichen spektralen Zusammensetzungen erzeugbar ist. Grundsätzlich kann die mindestens eine Lichtquelle auch durch andere Lichtquellenarten gebildet sein.
Bevorzugt umfasst das Beleuchtungsmodul mehrere der Lichtquellen. Dabei kann jeder der Lichtquellen einer der mehreren Empfänger zugeordnet sein, sodass jede der Lichtquellen über den zugehörigen Empfänger gespeist wird. Die mehreren Lichtquellen können aber auch über einen einzigen Empfänger gespeist werden.
Die Anzahl der Lichtquellen des Beleuchtungsmoduls beträgt bevorzugt mindestens 100; weiter bevorzugt mindestens 1.000.
Die mehreren Lichtquellen sind bevorzugt über eine Fläche verteilt. Die Fläche weist eine Länge und eine Breite bzw. einen Durchmesser auf, welche bevorzugt jeweils zwischen 1 cm und 20 cm; besonders bevorzugt zwischen 5 cm und 15 cm betragen. Die Fläche ist bevorzugt eben oder alternativ bevorzugt dreidimensional geformt.
Die mindestens eine LED ist bevorzugt durch eine anorganische LED, durch eine Mikro-LED, durch eine OLED, oder durch ein OLED-Panel gebildet.
Das Beleuchtungsmodul umfasst bevorzugt eine Vielzahl der Lichtquellen, die matrixartig in einer Ebene oder auf einer gekrümmten Fläche angeordnet sind. Hierdurch sind mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung unterschiedlichste Beleuchtungssituationen erzeugbar.
Das Beleuchtungsmodul umfasst bevorzugt eine Leiterplatte. Eine derartige Leiterplatte wird auch als Platine bezeichnet. Die Lichtquellen, insbesondere in Form der LEDs, sind auf der Platine angeordnet und dort elektrisch angeschlossen. Die Platine ist bevorzugt eben. Auch der mindestens eine Empfänger ist bevorzugt auf der Platine angeordnet und dort elektrisch angeschlossen. Das Beleuchtungsmodul ist somit bevorzugt durch die bestückte Platine gebildet.
Auch das Basismodul umfasst bevorzugt eine Platine. Der Sender ist bevorzugt auf der Platine des Basismoduls ausgebildet. Somit ist das Basismodul bevorzugt im Wesentlichen durch die bestückte Platine gebildet.
Das Beleuchtungsmodul umfasst weiterhin bevorzugt eine Empfangselektronik, welche mit dem mindestens einen Empfänger und mit der mindestens einen Lichtquelle elektrisch verbunden ist. Die Empfangselektronik dient zur Aufnahme der mit dem mindestens einen Empfänger empfangenen elektrischen Energie und zur Weiterleitung der aufgenommenen elektrischen Energie an die mindestens eine Lichtquelle. Die Empfangselektronik dient zudem zur Aufnahme von mit dem mindestens einen Empfänger empfangenen Steuersignalen und zur Ansteuerung der mindestens einen Lichtquelle gemäß den Steuersignalen. Die Empfangselektronik ist bevorzugt auf der Platine des Beleuchtungsmoduls angeordnet und dort elektrisch angeschlossen.
Das Basismodul umfasst weiterhin bevorzugt eine Sendeelektronik, welche mit dem mindestens einen Sender und mit den elektrischen Anschlüssen des Basismoduls elektrisch verbunden ist. Die Sendeelektronik dient zur Speisung des Senders. Die Sendeelektronik ist bevorzugt auf der Platine des Basismoduls angeordnet.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung besitzen das Basismodul und das Beleuchtungsmodul weiterhin jeweils elektrische Kontakte, über welche das Basismodul und das Beleuchtungsmodul im angebrachten Zustand des Beleuchtungsmoduls elektrisch verbunden sind. Diese elektrischen Kontakte dienen zur alternativen Speisung und/oder zur Steuerung der mindestens einen Lichtquelle des Beleuchtungsmoduls.
Das Basismodul ist bevorzugt zur mechanischen Aufnahme des Beleuchtungsmoduls ausgebildet, sodass das Basismodul aufwandsarm in das Beleuchtungsmodul eingesetzt werden kann. Das Basismodul ist bevorzugt zur passgenauen mechanischen Aufnahme des Beleuchtungsmoduls ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst bevorzugt weiterhin eine mechanische Steckverbindung, mit welcher das Basismodul und das Beleuchtungsmodul zusammensteckbar sind, um das Beleuchtungsmodul lösbar am Basismodul anzubringen.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst bevorzugt weiterhin eine magnetische Halterung, um das Beleuchtungsmodul lösbar am Basismodul anzubringen.
Die Platine des Basismoduls und die Platine des Beleuchtungsmoduls weisen bevorzugt gleiche äußere geometrische Abmessungen in ihren Erstreckungsebenen auf. So können die beiden Platinen passgenau übereinander angeordnet werden, um das Beleuchtungsmodul am Basismodul anzubringen.
Die Platine des Basismoduls und die Platine des Beleuchtungsmoduls sind bevorzugt jeweils kreisförmig, ringförmig oder rechteckförmig. Grundsätzlich können die Platine des Basismoduls und die Platine des Beleuchtungsmoduls aber auch unterschiedliche Formen besitzen.
Das Basismodul umfasst bevorzugt weiterhin ein Gehäuse, in welchem die Platine des Basismoduls angeordnet ist. Zudem ist das Gehäuse zur Aufnahme des Beleuchtungsmoduls ausgebildet. Das Gehäuse ist besonders bevorzugt zur passgenauen Aufnahme des Beleuchtungsmoduls ausgebildet.
Über der Platine des Basismoduls ist bevorzugt eine Schutzkappe angeordnet, welche nach Anbringen des Beleuchtungsmoduls zwischen der Platine des Basismoduls und der Platine des Beleuchtungsmoduls angeordnet ist.
Erfolgt die drahtlose elektrische Energieübertragung durch eine Übertragung elektromagnetischer Wellen, so sind die Sendeantenne und die Empfangsantenne bevorzugt zur Übertragung von elektromagnetischen Wellen ausgebildet, beispielsweise gemäß einer Nahfeldkommunikation (NFC) oder RFID. Entsprechend sind auch die Sendeelektronik und die Empfangselektronik bevorzugt zur Übertragung gemäß der Nahfeldkommunikation (NFC) bzw. RFID ausgebildet.
Zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne ist bevorzugt eine drahtlose Funkstrecke ausgebildet, in welcher sich bevorzugt Luft befindet. Grundsätzlich befindet sich zwischen dem Sender und dem Empfänger bevorzugt Luft.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist bevorzugt weiterhin dazu ausgebildet, dass die mindestens eine Lichtquelle des Beleuchtungsmoduls vom Basismodul aus drahtlos über den Sender und den Empfänger steuerbar ist. Die mindestens eine Lichtquelle ist bevorzugt hinsichtlich der Helligkeit und/oder der Farbe des von ihr erzeugten Lichtes steuerbar. Die mehreren Lichtquellen sind bevorzugt individuell steuerbar. Somit kann die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung für unterschiedliche Beleuchtungsszenarien und/oder für unterschiedliche Kontrastverfahren konfiguriert werden.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist diese zur Beleuchtung eines mit dem Mikroskop zu mikroskopierenden Objektes während Aufnahmen mit einer Überblickskamera ausgebildet. Die Aufnahmen mit der Überblickskamera dienen dem Inspizieren des mit dem Mikroskop zu mikroskopierenden Objektes in Vorbereitung des Mikroskopierens. Bei dieser ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Basismodul bevorzugt zur Befestigung an einem die Überblickskamera umfassenden optischen Modul des Mikroskops ausgebildet. Die Beleuchtungsvorrichtung umgibt die Überblickskamera bevorzugt ringförmig.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist diese für eine Durchlichtbeleuchtung eines mit dem Mikroskop zu mikroskopierenden Objektes ausgebildet. Bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform ist das Basismodul bevorzugt zur Befestigung an einem Mikroskoptisch des Mikroskops ausgebildet, sodass sich die Beleuchtungsvorrichtung gemeinsam mit dem Mikroskoptisch bewegt. Bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform ist das Basismodul alternativ bevorzugt zur Befestigung an einer Grundplatte des Mikroskops ausgebildet, sodass sich die Beleuchtungsvorrichtung im Gegensatz zu dem bewegbaren zu mikroskopierenden Objekt in Ruhe befindet.
Bei einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist diese für eine Ringlichtbeleuchtung eines mit dem Mikroskop zu mikroskopierenden Objektes ausgebildet. Bei dieser dritten bevorzugten Ausführungsform ist das Basismodul bevorzugt zur Befestigung an einem Objektiv des Mikroskops ausgebildet. Die Beleuchtungsvorrichtung umgibt das Objektiv bevorzugt ringförmig.
Bei einer vierten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist diese für eine Koaxialbeleuchtung eines mit dem Mikroskop zu mikroskopierenden Objektes ausgebildet. Bei dieser vierten bevorzugten Ausführungsform ist das Basismodul bevorzugt zur Anordnung in einem optischen Modul des Mikroskops ausgebildet.
Die mindestens eine Lichtquelle besitzt bevorzugt eine Linse zur Ausrichtung eines von der Lichtquelle erzeugbaren Lichtes.
Die mindestens eine Lichtquelle besitzt bevorzugt ein Filter zur Filterung eines von der Lichtquelle erzeugbaren Lichtes.
Die mindestens eine Lichtquelle besitzt bevorzugt einen Diffusor zur Streuung eines von der Lichtquelle erzeugbaren Lichtes.
Das erfindungsgemäße Mikroskop umfasst die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung, sodass die Beleuchtungsvorrichtung eine Komponente des Mikroskops bildet. Das Basismodul der Beleuchtungsvorrichtung ist an einer anderen Komponente des Mikroskops, beispielsweise an einem Ständer oder an einem Objektiv, befestigt. Die elektrischen Anschlüsse des Basismoduls sind elektrisch mit einer Stromversorgung des Mikroskops verbunden. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Mikroskop bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung. Im Übrigen weist das erfindungsgemäße Mikroskop bevorzugt auch die Merkmale auf, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung angegeben sind.
Das Basismodul ist bevorzugt an einem optischen Modul, an einem Mikroskoptisch, an einem Ständer, an einem Objektiv oder an einer Grundplatte des Mikroskops befestigt.
Das erfindungsgemäße Mikroskop umfasst bevorzugt weiterhin mindestens ein Aktuatormodul, ein Sensormodul, ein Signalgeneratormodul, ein Kommunikationsmodul und/oder ein weiteres Funktionsmodul zum Betreiben des Mikroskops. Das Aktuatormodul, das Sensormodul, das Signalgeneratormodul, das Kommunikationsmodul bzw. das weitere Funktionsmodul weist mindestens einen elektrischen Verbraucher auf, der insbesondere durch einen Aktuator, durch eine Sensorelektronik, durch einen Signalgenerator, durch eine Kommunikationselektronik bzw. durch eine Funktionselektronik gebildet ist. Das Aktuatormodul, das Sensormodul, das Signalgeneratormodul, das Kommunikationsmodul bzw. das weitere Funktionsmodul weist weiterhin mindestens einen Empfänger zum Empfangen der vom Sender des Basismoduls aussendbaren elektrischen Energie auf. Der Empfänger ist zur Speisung des mindestens einen elektrischen Verbrauchers zumindest mittelbar mit dem mindestens einen elektrischen Verbraucher verbunden. Somit speist das Basismodul der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung auch das Aktuatormodul, das Sensormodul, das Signalgeneratormodul, das Kommunikationsmodul und/oder das weitere Funktionsmodul des Mikroskops. Der Empfänger des Aktuatormoduls, des Sensormoduls, des Signalgeneratormoduls, des Kommunikationsmoduls bzw. des weiteren Funktionsmoduls des Mikroskops weist bevorzugt auch die Merkmale auf, die für den Empfänger des Beleuchtungsmoduls als bevorzugt angegeben sind.
Der erfindungsgemäße Beleuchtungssatz ist für ein Mikroskop vorgesehen und ermöglicht eine Konfiguration einer Beleuchtungsvorrichtung des Mikroskops. Der erfindungsgemäße Beleuchtungssatz umfasst die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung mit jedoch mindestens zwei der Beleuchtungsmodule, die sich unterscheiden. Entsprechend umfasst der Beleuchtungssatz zunächst ein am Mikroskop zu befestigendes Basismodul, welches elektrische Anschlüsse zum Anschluss an eine Stromversorgung des Mikroskops und mindestens einen Sender für eine drahtlose Übertragung elektrischer Energie aufweist. Die mindestens zwei Beleuchtungsmodule sind alternativ jeweils lösbar am Basismodul anbringbar. Jedes der Beleuchtungsmodule weist mindestens eine Lichtquelle und einen Empfänger zum Empfangen der vom Sender des Basismoduls aussendbaren elektrischen Energie auf. Bei jedem der Beleuchtungsmodule ist der Empfänger zur Speisung der mindestens einen Lichtquelle elektrisch mit der mindestens einen Lichtquelle verbunden. Die mindestens zwei Beleuchtungsmodule sind zur Erzeugung unterschiedlicher Beleuchtungen ausgebildet, d. h., dass sich die mit einem der mindestens zwei Beleuchtungsmodule erzeugbare Beleuchtung von der mit einem anderen der mindestens zwei Beleuchtungsmodule erzeugbaren Beleuchtung unterscheidet. Die sich mit den Beleuchtungsmodulen erzeugbaren Beleuchtungen unterscheiden sich somit voneinander.
Im Übrigen weist der erfindungsgemäße Beleuchtungssatz bevorzugt auch die Merkmale auf, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung angegeben sind.
Der erfindungsgemäße Beleuchtungssatz weist bevorzugt mindestens drei der Beleuchtungsmodule auf. Die sich mit den mindestens drei Beleuchtungsmodulen erzeugbaren Beleuchtungen unterscheiden sich voneinander.
Die mindestens zwei Beleuchtungsmodule besitzen bevorzugt unterschiedliche Lichtquellen und/oder eine unterschiedliche Anzahl der Lichtquellen.
Die Lichtquellen sind bevorzugt durch LEDs gebildet. Die LEDs der verschiedenen Beleuchtungsmodule sind bevorzugt unterschiedlich groß. Die LEDs der verschiedenen Beleuchtungsmodule sind bevorzugt unterschiedlich aufgebaut. Die LEDs der verschiedenen Beleuchtungsmodule besitzen bevorzugt unterschiedliche Wiedergabespektren des mit ihnen erzeugbaren Lichtes. Die LEDs der verschiedenen Beleuchtungsmodule sind bevorzugt nach unterschiedlichen Mustern angeordnet. Die LEDs der verschiedenen Beleuchtungsmodule weisen bevorzugt unterschiedliche Formen auf; beispielsweise eine flache Form und eine sphärische Form. Die LEDs der verschiedenen Beleuchtungsmodule besitzen bevorzugt unterschiedliche Filter. Die LEDs der verschiedenen Beleuchtungsmodule besitzen bevorzugt unterschiedliche Diffusoren.
Bei dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssatz handelt es sich bevorzugt um einen erweiterten Beleuchtungssatz, d. h. um einen Modulsatz, der zudem zumindest ein Aktuatormodul, ein Sensormodul, ein Signalgeneratormodul, ein Kommunikationsmodul und/oder ein weiteres Funktionsmodul zum Betreiben des Mikroskops umfasst. Das Aktuatormodul, das Sensormodul, das Signalgeneratormodul, das Kommunikationsmodul und das weitere Funktionsmodul sind im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Mikroskop beschrieben.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1: eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
2: eine Abwandlung der in 1 gezeigten Ausführungsform;
3: eine Prinzipdarstellung eines in 1 gezeigten Beleuchtungsmoduls;
4: eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer Explosionsdarstellung;
5: eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskops;
6: eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops;
7: eine Abwandlung der in 6 gezeigten Ausführungsform;
8: eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops; und
9: eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops.
1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung, welche zur Beleuchtung eines zu mikroskopierenden Objektes (nicht gezeigt) für ein digitales Mikroskop (gezeigt in 6) vorgesehen ist. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein Basismodul 01, von welchem insbesondere eine Platine 02 dargestellt ist. Auf der Platine 02 ist ein Sender in Form einer Sendeantenne 03 ausgebildet, die in einer vergrößerten Detaildarstellung 04 veranschaulicht ist. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin ein Beleuchtungsmodul 06, welches eine Platine 07 mit darauf befindlichen LEDs 08 umfasst. Die LEDs 08 sind matrixartig auf der Platine 07 angeordnet. Auf der Platine 07 sind Empfänger in Form von Empfangsantennen 09 ausgebildet, von denen eine in der vergrößerten Detaildarstellung 04 exemplarisch veranschaulicht ist. Die Empfangsantennen 09 sind jeweils mit einer der LEDs 08 elektrisch verbunden.
Die Beleuchtungsvorrichtung wird über elektrische Anschlüsse 11 gespeist, die mit einer Stromversorgung (nicht gezeigt) des Mikroskops (gezeigt in 6) elektrisch zu verbinden sind. Zwischen der Sendeantenne 03 und den Empfangsantennen 09 erfolgt eine Nahfeldübertragung von elektrischer Energie zur Speisung der LEDs 08 und eine Übertragung von Steuersignalen zur Steuerung der LEDs 08. Bei dieser Nahfeldübertragung befinden sich elektromagnetische Wellen und/oder ein elektromagnetisches Feld zwischen der Sendeantenne 03 und den Empfangsantennen 09.
Während das Basismodul 01 dauerhaft am Mikroskop (gezeigt in 6) zu befestigen ist, ist das Beleuchtungsmodul 06 lösbar am Basismodul 01 anzubringen, sodass es austauschbar ist. Zur Anbringung des Beleuchtungsmoduls 06 am Basismodul 01 ist das Beleuchtungsmodul 06 auf das Basismodul 01 zu stecken, was durch Pfeile 12 veranschaulicht ist.
2 zeigt eine Abwandlung der in 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung. Diese Abwandlung umfasst zusätzlich zu der Sendeantenne 03 und den Empfangsantennen 09 elektrische Steckkontakte 16, über welche das Beleuchtungsmodul 06 auf das Basismodul 01 elektrisch leitend verbunden sind, wenn das Beleuchtungsmodul 06 auf das Basismodul 01 gesteckt ist. Die Steckkontakte 16 erlauben eine alternative Speisung und schnellere Steuerung der LEDs 08.
3 zeigt eine Prinzipdarstellung des in 1 gezeigten Beleuchtungsmoduls 06. Die Platine 07 ist quadratisch und weist exemplarisch eine Kantenlänge von 100 mm auf. Die LEDs 08 weisen exemplarisch einen Abstand von 2 mm auf.
4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einer perspektivischen Explosionsdarstellung. Das Basismodul 01 umfasst neben der in 1 gezeigten Platine 02 auch ein Gehäuse 18 und eine Schutzkappe 19. Die Platine 02 sitzt fest im Gehäuse 18 und wird von der Schutzkappe 19 bedeckt. Zur lösbaren Anbringung des Beleuchtungsmoduls 06 ist dieses in das Gehäuse 18 zu stecken, wo es formschlüssig aufgenommen wird.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 ringförmig ausgebildet, um eine ringförmige Mikroskopbeleuchtung zu ermöglichen. Das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 können alternativ auch quadratförmig ausgebildet sein. Das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 besitzen eine zentrale Öffnung 21 zur Aufnahme eines Objektivs 22 (gezeigt in 8).
5 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikroskops in einer seitlichen Ansicht. Bei dem Mikroskop handelt es sich um ein digitales Mikroskop mit einem Objektiv 22, welches in einem optischen Modul 26 angeordnet ist. Das optische Modul 26 wird von einem Ständer 27 gehalten und kann an diesem verschoben werden. Der Ständer 27 steht auf einer Grundplatte 28, welche weiterhin einen Mikroskoptisch 29 trägt.
Das optische Modul 26 umfasst weiterhin eine Überblickskamera 30, welche von dem Basismodul 01 und dem Beleuchtungsmodul 06 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ringförmig umschlossen ist. Somit bewegen sich das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 gemeinsam mit der Überblickskamera 30.
6 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops in einer seitlichen Ansicht. Diese Ausführungsform gleicht zunächst der in 5 gezeigten Ausführungsform. Abweichend von der in 5 gezeigten Ausführungsform weist die hier gezeigte Ausführungsform keine Überblickskamera auf. Die hier gezeigte Ausführungsform ist für eine Durchlichtbeleuchtung vorgesehen, wofür das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung im Mikroskoptisch 29 angeordnet sind. Somit bewegen sich das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 gemeinsam mit dem Mikroskoptisch 29. Das Beleuchtungsmodul 06 oder die gesamte Beleuchtungsvorrichtung kann insbesondere in einer im Mikroskoptisch 29 integrierten Einlegeplatte (nicht gezeigt) angeordnet sein. Eine derartige Einlegeplatte (nicht gezeigt) kann baugleich mit einer Durchlichteinlegeplatte (nicht gezeigt) sein.
7 zeigt eine Abwandlung der in 6 gezeigten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops in einer seitlichen Ansicht. Diese Abwandlung besteht darin, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in der Grundplatte 28 angeordnet ist, sodass das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung gemeinsam mit der Grundplatte 28 ruhen. Im Mikroskoptisch 29 befindet sich eine Durchlichtöffnung 32, durch welche das von der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Licht tritt.
8 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops in einer seitlichen Ansicht. Diese Ausführungsform gleicht zunächst der in 5 gezeigten Ausführungsform. Abweichend von der in 5 gezeigten Ausführungsform weist die hier gezeigte Ausführungsform keine Überblickskamera auf. Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ringförmig ausgebildet und umschließen das Objektiv 22. Das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 können alternativ auch objektseitig an das Objektiv 22 angekoppelt sein.
9 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikroskops in einer seitlichen Ansicht. Diese Ausführungsform gleicht zunächst der in 8 gezeigten Ausführungsform. Abweichend von der in 8 gezeigten Ausführungsform sind das Basismodul 01 und das Beleuchtungsmodul 06 der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in einem Strahlengang 31 im optischen Modul 26 angeordnet, wo sie eine koaxiale Beleuchtung ermöglichen. Das Beleuchtungsmodul 06 ist als Einschub ausgebildet, sodass es ausgewechselt werden kann.
Bezugszeichenliste

01: Basismodul
02: Platine
03: Sendeantenne
04: Detaildarstellung
05
06: Beleuchtungsmodul
07: Platine
08: LED
09: Empfangsantenne
10
11: elektrische Anschlüsse
12: Pfeil
13
14
15
16: Steckkontakt
17
18: Gehäuse
19: Schutzkappe
20
21: zentrale Öffnung
22: Objektiv
23
24
25
26: optisches Modul
27: Ständer
28: Grundplatte
29: Mikroskoptisch
30: Überblickskamera
31: Strahlengang
32: Durchlichtöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2014/0313577 A1 [0002]
US 7273298 B2 [0003]
US 7433026 B2 [0004]
US 8837042 B2 [0005]
WO 2014/032193 A1 [0006]
US 2013/0234658 A1 [0007]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für ein Mikroskop, folgende Komponenten umfassend: – ein am Mikroskop zu befestigendes Basismodul (01), welches elektrische Anschlüsse (11) zum Anschluss an eine Stromversorgung des Mikroskops und mindestens einen Sender (03) für eine drahtlose Übertragung elektrischer Energie umfasst; und – ein lösbar am Basismodul (01) anbringbares Beleuchtungsmodul (06) mit mindestens einer Lichtquelle (08) und mit mindestens einem Empfänger (09) zum Empfangen der vom Sender (03) des Basismoduls (01) aussendbaren elektrischen Energie, wobei der Empfänger (09) zur Speisung der mindestens einen Lichtquelle (08) zumindest mittelbar mit der mindestens einen Lichtquelle (08) verbunden ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle durch eine LED (08) gebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmodul (06) mehrere der Lichtquellen (08) umfasst und jeder der Lichtquellen (08) einer der mehreren Empfänger (09) zugeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismodul (01) eine Vielzahl der Lichtquellen (08) umfasst, die matrixartig in einer Ebene angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismodul (01) und das Beleuchtungsmodul (06) weiterhin jeweils elektrische Kontakte (16) besitzen, über welche das Basismodul (01) und das Beleuchtungsmodul (06) im angebrachten Zustand des Beleuchtungsmoduls (06) elektrisch verbunden sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Übertragung elektrischer Energie durch eine induktive Kopplung, durch eine kapazitive Kopplung oder/und durch eine Übertragung elektromagnetischer Wellen gebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Beleuchtung eines mit dem Mikroskop zu mikroskopierenden Objektes während Aufnahmen mit einer Überblickskamera (30) ausgebildet ist.
Mikroskop mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Basismodul (01) der Beleuchtungsvorrichtung befestigt ist und die elektrischen Anschlüsse (11) des Basismoduls (01) elektrisch mit einer Stromversorgung des Mikroskops verbunden sind.
Mikroskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein Aktuatormodul, ein Sensormodul, ein Signalgeneratormodul oder ein Kommunikationsmodul umfasst, welches mindestens einen elektrischen Verbraucher und mindestens einen Empfänger zum Empfangen der vom Sender (03) des Basismoduls (01) aussendbaren elektrischen Energie aufweist, wobei der Empfänger zur Speisung des mindestens einen elektrischen Verbrauchers zumindest mittelbar mit dem mindestens einen elektrischen Verbraucher verbunden ist.
Beleuchtungssatz für ein Mikroskop, umfassend: – ein am Mikroskop zu befestigendes Basismodul (01), welches elektrische Anschlüsse (11) zum Anschluss an eine Stromversorgung des Mikroskops und mindestens einen Sender (03) für eine drahtlose Übertragung elektrischer Energie umfasst; und – mindestens zwei lösbar am Basismodul (01) anbringbare Beleuchtungsmodule (06), wobei jedes der Beleuchtungsmodule (06) mindestens eine Lichtquelle (08) und einen Empfänger (09) zum Empfangen der vom Sender (03) des Basismoduls (01) aussendbaren elektrischen Energie aufweist, wobei bei jedem der Beleuchtungsmodule (06) der Empfänger (09) zur Speisung der mindestens einen Lichtquelle (08) zumindest mittelbar mit der mindestens einen Lichtquelle (08) verbunden ist, und wobei sich die mit den Beleuchtungsmodulen (06) erzeugbaren Beleuchtungen voneinander unterscheiden.