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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung zum Schützen von Mikroskopkomponenten vor einem Flüssigkeitskontakt. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schützen von Mikroskopkomponenten vor einem Flüssigkeitskontakt.
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HINTERGRUND
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Bei Probenuntersuchungen mit Mikroskopen kommen regelmäßig Flüssigkeiten zum Einsatz, beispielsweise im Fall von Immersionsmedien, mit wässriger Lösung gefüllte Probenkammern oder Flüssigkeiten zur Probentemperierung. Allgemein besteht das Risiko, dass Flüssigkeiten auslaufen und Mikroskopkomponenten beschädigen oder verunreinigen können. Bei Flüssigkeiten mit gefährlichen Inhaltsstoffen können bereits geringe Feuchtigkeitsmengen aufwändige Reinigungen oder die Unbrauchbarkeit von Mikroskopkomponenten nach sich ziehen. Diese Gefahren sind besonders bei inversen Mikroskopen gegeben, bei welchen mindestens ein Objektiv, ein Objektivrevolver und zugehörige Komponenten unterhalb eines Probentisches angeordnet sind und somit von auslaufenden Flüssigkeiten besonders betroffen sein können. Um einen Havarieschutz, d.h. einen Schutz vor Flüssigkeitskontakt, bereitzustellen, sind verschiedene Schutzvorrichtungen bekannt.
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In
DE 20 2006 014 666 U1 wird eine Schutzvorrichtung beschrieben, bei welcher eng an den Objektiven anliegende Hüllen verwendet werden, die sich von einer Frontseite des Objektivs über einen Großteil der Mantelfläche erstrecken. Diese flexiblen Hüllen müssen speziell an die Konturen der jeweiligen Objektive angepasst sein und grenzen dichtend an eine Objektivaufnahmeabdeckung an, über welche die Flüssigkeit weiter in eine Abflussrinne geleitet wird. Um einen Flüssigkeitseintritt möglichst zu vermeiden, wird ein direkter, dichtender Kontakt zwischen Hülle und Objektivaufnahmeabdeckung bereitgestellt und auch von der Objektivaufnahmeabdeckung zur Abflussrinne wird eine lückenlose Formung angestrebt.
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DE 10 2013 011 544 A1 beschreibt eine Schutzvorrichtung im Bereich der Frontoptik eines Objektivs. Die Schutzvorrichtung umfasst eine Grundplatte mit Durchbruch, welcher von einer Membran abgedeckt wird, die eine Objektivlinsenöffnung hat. Die Grundplatte und die Membran schränken die Zugänglichkeit des Objektivs und des Objektivrevolvers ein und erschweren die Nutzung, beispielsweise bei einem Objektivwechsel.
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EP 2 003 481 A2 beschreibt einen Objektivrevolver, welcher vorzugsweise einteilig mit einer umlaufenden, hervorstehenden Kante („edge part“) gebildet ist. Über die Kante soll Flüssigkeit in eine Ablaufrinne geleitet werden.
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Anstelle eines Ableitens von Flüssigkeit ist es prinzipiell auch bekannt, eine Flüssigkeit abzusaugen. Beispielsweise beschreibt
US 8144 396 B2 eine Düse, über welche eine Immersionsflüssigkeit von der Frontfläche eines Immersionsobjektivs abgesaugt werden kann.
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Eine gattungsgemäße Schutzvorrichtung zum Schützen von Mikroskopkomponenten vor einem Flüssigkeitskontakt umfasst: mindestens einen Objektivschutzring zum Anordnen um ein Objektiv, wobei der Objektivschutzring einen ringförmigen Kontaktbereich zum Kontaktieren des Objektivs aufweist, optional eine Revolverabdeckung zum Anordnen auf einem Objektivrevolver, und einen Stativschutz mit Ablaufrinne zum Ableiten einer insbesondere von der Revolverabdeckung kommenden Flüssigkeit.
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In analoger Weise umfasst ein gattungsgemäßes Verfahren zum Schützen von Mikroskopkomponenten vor einem Flüssigkeitskontakt die folgenden Schritte: Mindestens ein Objektivschutzring wird um mindestens ein Objektiv angeordnet, wobei der Objektivschutzring mit einem ringförmigen Kontaktbereich das Objektiv kontaktiert. Eine Revolverabdeckung kann optional auf einem Objektivrevolver angeordnet werden. Ein Stativschutz wird an einem Stativ eines Mikroskops, insbesondere unterhalb der optionalen Revolverabdeckung, angeordnet, wobei der Stativschutz eine Ablaufrinne zum Ableiten einer insbesondere von der Revolverabdeckung kommenden Flüssigkeit aufweist.
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Eine wie oben beschriebene gattungsgemäße Schutzvorrichtung ist aus
WO 2002 029 469 A1 bekannt. Dort werden Dichtungsringe um die Objektive angeordnet. Die Dichtungsringe haben einen dichtenden Kontakt zu einem flexiblen Überzug, der auf dem Objektivrevolver angebracht wird. Ein Kragen wird am Revolverträger befestigt und schließt kantengenau mit dem Überzug ab. Der Kragen beinhaltet eine Rinne zum Ableiten von Flüssigkeit und schützt so das Stativ.
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Die beschriebenen Schutzvorrichtungen reduzieren einen Flüssigkeitseintritt bereits erheblich, wobei aber ein noch besserer Schutz gegen Flüssigkeiten gewünscht ist. Gleichzeitig sollte die Zugänglichkeit von Mikroskopkomponenten gewahrt bleiben. Beispielsweise werden von der Anmelderin Komponenten entwickelt, die an einer Objektivaußenseite, also an der Mantelfläche eines Objektivs, befestigt werden, was mit der Hülle aus
DE 20 2006 014 666 U1 unvereinbar ist. Weist ein Objektiv Bedienelemente auf, beispielsweise einen manuell verstellbaren Korrekturring für eine Deckglasdickenkorrektur, so ist dieser durch die Hülle aus
DE 20 2006 014 666 U1 nicht mehr zugänglich. Auch eine Grundplatte, wie in
DE 10 2013 011 544 A1 beschrieben, verringert die Zugänglichkeit des Objektivs und schließt die Nutzung mancher zusätzlicher Komponenten aus, insbesondere wenn diese an der Objektivaußenseite anzuordnen sind.
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Im Fall einer schwerwiegenden Havarie, wenn z.B. ein biologisch kontaminierter oder infektiöser Probeninhalt über die Objektive und den Objektivrevolver gelaufen ist, sollte ein Reinigen aller Teile möglich sein. Ein wie im Stand der Technik verbreiteter Faltenbalg als Objektivschutz lässt sich jedoch schlecht händisch vor Ort reinigen. Bei einer schweren Kontamination kann auch der gesamte Havarieschutz entsorgt werden. Hierbei ist es umso wichtiger, einen Feuchtigkeitskontakt zum Objektivrevolver oder der Objektivschnittstelle vollständig zu vermeiden, da ansonsten das gesamte Mikroskop aufwändig dekontaminiert oder gar entsorgt werden müsste.
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KURZFASSUNG
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Als eine Aufgabe der Erfindung kann angesehen werden, eine Schutzvorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche Mikroskopkomponenten besonders effizient vor einem Flüssigkeitskontakt bewahren und gleichzeitig die Bedienung und Zugänglichkeit der Mikroskopkomponenten nicht oder nur wenig erschweren.
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Diese Aufgabe wird durch die Schutzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.
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Bei der Schutzvorrichtung der oben genannten Art und dem Verfahren der oben genannten Art weist erfindungsgemäß der Objektivschutzring einen unteren Ringbereich auf, welcher sich unterhalb des Kontaktbereichs befindet und radial weiter nach außen hervorsteht als der Kontaktbereich, um nach innen einen Freiraum zu bilden.
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Der Freiraum, der zwischen dem Objektivschutzring und der benachbarten Objektivwechslerabdeckung oder zwischen dem Objektivschutzring und dem benachbarten Stativschutz gebildet wird, wirkt einem Kapillareffekt entgegen. Durch die Lücke, die im Betrieb zur Umgebung offen ist und dadurch mit (Umgebungs-) luft gefüllt ist, wird vermieden, dass Kapillarkräfte zwischen dem Objektivschutzring und der Objektivwechslerabdeckung bzw. dem Stativschutzring zu einem Eindringen von Flüssigkeit führen. Durch die Dimensionierung der Lücke spielen Kapillarkräfte keine wesentliche Rolle, das heißt die Lücke ist mindestens so groß gewählt, dass im Fall von Wasser die Kapillarkräfte nicht ausreichen, um Wasser über die Höhe der Lücke hochzuziehen. Die vorbeschriebenen Lösungen des Stands der Technik setzen hingegen auf einen dichtenden Kontakt zwischen Objektivschutzring und Revolverabdeckung; im Betrieb kann es aber zu kleinen Spalten hierzwischen kommen, über welche eine Flüssigkeit mittels Kapillarkräften eindringen kann. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird demgegenüber ein überlegener Flüssigkeitsschutz erreicht.
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Optionale Gestaltungen
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Vorteilhafte Varianten der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung erläutert.
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Objektivschutzring mit Freiraum, um einem Kapillareffekt entgegenzuwirken
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Als Objektivschutzring wird ein ringförmiger Körper verstanden, welcher im Betrieb um ein Objektiv angeordnet wird. Der Objektivschutzring kann einteilig gebildet sein oder prinzipiell auch aus mehreren Komponenten zusammengefügt sein. Eine Innenseite des Objektivschutzrings, an welcher dieser seinen kleinsten Durchmesser hat, kann den ringförmigen Kontaktbereich zu einem Objektiv darstellen. Unter „ringförmig“ muss nicht ein Kreis verstanden werden, vielmehr ist die Form des Kontaktbereichs an eine Außenform des Objektivs und optional an daran angebrachte Komponenten angepasst. Für eine Dichtwirkung am Kontaktbereich kann der Objektivschutzring aus einem elastischen Material bestehen oder ein solches umfassen. Insbesondere kann der Objektivschutzring als elastischer Gummi- oder Silikonring oder als Kunststoffring gestaltet sein. Dabei können elektrisch leitfähige Teile ergänzt sein, wie weiter unten näher beschrieben.
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Während am Kontaktbereich des Objektivschutzrings ein dichtender Kontakt angestrebt wird, wird zwischen dem Objektiv und der Revolverabdeckung / dem Stativschutz beziehungsweise zwischen dem Objektivschutzring und der Revolverabdeckung / dem Stativschutz ein dichtender Kontakt nicht zwingend benötigt, um einen Flüssigkeitseintritt in die Objektivschnittstelle zu vermeiden. Vielmehr wird dies maßgeblich durch den Freiraum erreicht. Dieser befindet sich unterhalb des Kontaktbereichs bzw. radial innen vom unteren Ringbereich, wobei der untere Ringbereich sich vom Kontaktbereich nach außen und nach unten erstreckt. Auch komplexere Formungen des Objektivschutzrings sind möglich, solange an seiner Unterseite der genannte Freiraum gebildet wird. Während bei Dichtungen, die keinen vollständig dichtenden Kontakt herstellen, durch Kapillareffekte Flüssigkeiten zwischen Dichtelemente eindringen können, wird diese unerwünschte Kapillarwirkung durch den Freiraum vermieden. Klarstellend wird angemerkt, dass eine Objektivschnittstelle an sich, beispielsweise ein Gewinde, keine ausreichende Flüssigkeitsabdichtung bewirkt und daher gerade durch die Schutzvorrichtung vor Flüssigkeitskontakt geschützt werden soll.
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Zum Reduzieren oder Vermeiden eines Flüssigkeitseintritts durch Kapillarwirkung kann eine Radialabmessung des Freiraums größer oder gleich 0,5 mm sein, insbesondere größer oder gleich 0,7 mm. Hiermit ist der Freiraum wesentlich größer als gegebenenfalls vorhandene Lücken beim vorgenannten Stand der Technik. Hat der Freiraum entlang seines Umfangs unterschiedliche Radialabmessungen, so kann die angegebene Radialabmessung die minimale Radialabmessung des Freiraums entlang seines Umfangs bezeichnen.
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In einem montierten Zustand kann der Freiraum kapillareffektentgegenwirkend ringförmig um den gesamten Umfang des Objektivs verlaufen. Der montierte Zustand bezeichnet allgemein den Fall, dass die Schutzvorrichtung an ein Mikroskop befestigt ist, wie in einem Messbetrieb des Mikroskops der Fall.
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Der mindestens eine Objektivschutzring kann, insbesondere axial, beabstandet von der Objektivwechslerabdeckung angeordnet sein bzw. vom Stativschutz, wenn keine Objektivwechslerabdeckung genutzt wird. Hiermit wird ein Flüssigkeitseintritt durch Kapillarwirkung reduziert, wobei der Freiraum offen ist. Alternativ kann aber auch ein Kontakt mit zumindest einem Teil des Umfangs des Objektivschutzrings vorliegen; auch in diesem Fall reduziert der Freiraum eine Kapillarwirkung. Im Fall eines Kontaktes kann sich der Freiraum insbesondere radial innen vom Kontakt befinden.
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Der Objektivschutzring kann an einer Innenseite und/oder Unterseite des unteren Ringbereichs eine hydrophobe Beschichtung aufweisen. Die hydrophobe Beschichtung begrenzt also den Freiraum und/oder einen Eintrittsbereich zum Freiraum und wirkt einem Flüssigkeitseintritt in den Freiraum entgegen. Hingegen ist optional an der Außenseite des Objektivschutzrings keine hydrophobe Beschichtung vorhanden. Vielmehr kann zusätzlich oder alternativ zumindest an Teilen der Außenseite eine hydrophile Beschichtung vorhanden sein. Durch die hydrophile Beschichtung kann eine Richtung der Flüssigkeitsableitung beeinflusst oder vorgegeben werden.
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Die Außenseite des Objektivschutzrings kann radial nach außen abfallen. Dadurch wird eine Flüssigkeitsableitung nach außen gefördert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Objektivschutzring keine radial nach außen ansteigenden Bereiche umfasst, im Gegensatz zu beispielsweise der Faltenbalgform des Stands der Technik.
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Hat der Kontaktbereich des Objektivschutzrings eine gewellte Form, die unterschiedlich weit radial hervorsteht, so kann das Merkmal, dass der untere Ringbereich weiter als der Kontaktbereich hervorsteht, so verstanden werden, dass der untere Ringbereich weiter nach außen hervorsteht als die äußerste Kontaktstelle des Kontaktbereichs.
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Eine Höhe, also axiale Ausdehnung, des Objektivschutzrings kann kleiner sein als seine Ringbreite in radialer Richtung. Die verhältnismäßig kleine axiale Ausdehnung lässt die Mantelfläche des Objektivs weitgehend frei, womit dort Bedienelemente zugänglich bleiben oder Anbaukomponenten angebracht werden können. Da immer häufiger verschiedene Anbaukomponenten genutzt werden, ist es besonders vorteilhaft, dass der Objektivschutzring die Mantelfläche weitgehend freilässt und daher mit zahlreichen unterschiedlich geformten Anbaukomponenten genutzt werden kann. Hingegen sind Objektiv-Überziehhüllen des Stands der Technik überhaupt nicht mit Anbaukomponenten oder nur mit einer speziell geformten Anbaukomponente nutzbar.
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Die verhältnismäßig große radiale Ringbreite des Objektivschutzrings sorgt für einen verhältnismäßig breiten Freiraum im Inneren, womit ein kapillareffektbedingter Flüssigkeitseintritt unterhalb des Objektivschutzrings besonders effizient vermieden wird. Beispielsweise kann ein Innenradius des unteren Ringbereichs zwischen 20 und 30 mm betragen und eine Radialabmessung des Freiraums von 0,5 bis 1 mm bewirken, womit theoretische kapillare Steighöhen von unter 1 mm resultieren. Allgemein kann der untere Ringbereich den untersten Abschnitt des Objektivschutzrings bezeichnen, das heißt das Ende des Objektivschutzrings, welches von der Objektivfront (die im Betrieb auf eine Probe gerichtet wird) am weitesten entfernt ist.
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Obiektivwechslerabdeckung, insbesondere Revolverabdeckung
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Für ein Mikroskop mit Objektivwechsler kann eine optionale Objektivwechslerabdeckung der Schutzvorrichtung eingesetzt werden. Die Objektivwechslerabdeckung wird auf dem Objektivwechsler angebracht, welcher beispielsweise ein Objektivrevolver oder ein Objektivschieber sein kann. Dementsprechend kann die Objektivwechslerabdeckung insbesondere eine Revolverabdeckung zum Abdecken eines Objektivrevolvers oder eine Objektivschieberabdeckung zum Abdecken eines Objektivschiebers sein. Zum leichteren Verständnis wird nachfolgend allein auf die Revolverabdeckung und einen Objektivrevolver Bezug genommen, wobei aber gleiches auch für die Objektivschieberabdeckung und einen Objektivschieber oder für die Objektivwechslerabdeckung und einen Objektivwechsler gelten soll.
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Die Revolverabdeckung kann aus einem prinzipiell beliebigen, flüssigkeitsdichten Material bestehen und insbesondere schalenförmig sein, um auf einen Objektivrevolver aufsetzbar zu sein. Die Revolverabdeckung weist Objektivöffnungen auf, durch welche sich in einem montierten Zustand Objektive erstrecken können. Die Objektivöffnungen stimmen in ihrer Lage mit den Objektivschnittstellen des Objektivrevolvers überein.
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Die Revolverabdeckung kann mit den Objektivschutzringen in deren radialer Richtung überlappen. Das heißt, die Revolverabdeckung kann unter dem mindestens einen Objektivschutzring weiter zu einer Mitte des Objektivschutzrings hin ragen als der untere Ringbereich des jeweiligen Objektivschutzrings. Dadurch begrenzt die Revolverabdeckung den jeweiligen Freiraum nach unten.
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An jeder Objektivöffnung kann die Revolverabdeckung einen Kragen (Innenkragen) umfassen. Der Innenkragen erstreckt sich im montierten Zustand in Axialrichtung des Objektivs bzw. nach oben oder hat zumindest eine solche Richtungskomponente. Der Innenkragen kann somit ebenfalls den Freiraum mitbegrenzen, insbesondere nach innen zu einem Mittelpunkt des jeweiligen Objektivschutzrings hin. Eine Höhe des Innenkragens kann bezüglich einer Radialabmessung des Freiraums (also bezüglich des Radialabstands vom Innenkragen zum Objektivschutzring) so gewählt sein, dass (im Fall von Wasser bei Standardbedingungen) Kapillarkräfte lediglich einen Flüssigkeitsanstieg bewirken, der kleiner als die Höhe des Innenkragens ist, insbesondere kleiner als die halbe Höhe des Innenkragens.
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Ein Flüssigkeitseintritt durch Kapillarwirkung kann weiter reduziert oder ausgeschlossen werden, wenn eine Radialabmessung des Freiraums größer ist als ein Axialabstand zwischen dem Objektivschutzring und der Revolverabdeckung, insbesondere größer ist als ein Axialabstand zwischen dem unteren Ringbereich des Objektivschutzrings und der Revolverabdeckung.
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Gestaltungen zwischen Revolverabdeckung und Stativschutz
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Im montierten Zustand befindet sich die Revolverabdeckung oberhalb des Stativschutzes. In radialer Richtung kann die Revolverabdeckung einen Überhang relativ zum Stativschutz aufweisen. Unter dem Überhang zum Stativschutz hin wird eine (insbesondere ringförmige) Lücke gebildet, welche einem kapillareffektbedingten Flüssigkeitseintritt entgegenwirkt. Ein radial äußerster Bereich der Revolverabdeckung hat somit in axialer Richtung einen Abstand zum Stativschutz. Insbesondere kann ein Innenradius des Überhangs (und somit ein Außenradius der Lücke) zwischen 80 und 90 mm betragen und eine Radialabmessung der Lücke bereitstellen, welche mindestens zwischen 0,5 und 1 mm betragen kann, womit theoretische kapillare Steighöhen von unter 1 mm resultieren. Die Lücke kann auch in Radialrichtung größer oder abschnittsweise größer sein, zum Beispiel teilweise 5 mm oder größer. Dadurch kann eine Drehung auch dann problemlos erfolgen, wenn eine innere Komponente nicht kreisförmig ist, sondern abschnittsweise nach außen hervorsteht, wodurch an diesen Stellen die Lücke in Radialrichtung kleiner ist.
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Die Revolverabdeckung kann radial außen einen emporragenden Kragen (Außenkragen) aufweisen. Der Außenkragen steht nach schrägoben oder oben bzw. mit axialer Richtungskomponente hervor. Typischerweise hat ein Objektivrevolver, an dem die Revolverabdeckung angebracht wird, eine schräge Ausrichtung, das heißt die Dreh- oder Symmetrieachse des Revolvers steht schräg zum Mikroskopstrahlengang bzw. schräg zur optischen Achse eines momentan ausgewählten Objektivs. Die Revolverabdeckung hat daher im montierten Zustand an einem schrägstehenden Objektivrevolver ebenfalls diese geneigte Ausrichtung, womit der Außenkragen einen Flüssigkeitsablauf an einer tiefstliegenden Seite der Revolverabdeckung zum Stativschutz hin bewirkt. An der tiefstliegenden Seite kann also Flüssigkeit über den Außenkragen hinüber zum Stativschutz abfließen, während an übrigen Seiten der Außenkragen ein Überlaufen von Flüssigkeit verhindert. Um einen Flüssigkeitsabfluss an der tiefstliegenden Seite zu erlauben, sollte sich der Außenkragen optional nicht parallel zur Drehachse des Objektivrevolvers erstrecken, sondern bezüglich dieser Drehachse schräg nach außen.
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Die Revolverabdeckung kann hydrophob beschichtete Bereiche zum Blockieren eines Eintritts von wässriger Flüssigkeit umfassen. Hydrophil beschichtete Bereiche zum Ableiten von wässriger Flüssigkeit können ebenfalls genutzt werden. Insbesondere kann die Revolverabdeckung in Bereichen, welche den Freiraum zum Objektivschutzring mitbegrenzen, und/oder in Bereichen, welche die Lücke zum Stativschutz mitformen, zumindest teilweise eine hydrophobe Beschichtung haben. Alternativ oder zusätzlich kann die Revolverabdeckung an ihrer Außenseite (insbesondere in Bereichen, welche nicht von einem Objektivschutzring überdeckt sind) zumindest teilweise eine hydrophile Beschichtung aufweisen. Dadurch wird Flüssigkeit vom mindestens einem Objektivschutzring weg in Richtung des Stativschutzes geleitet.
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Stativschutz
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Der Stativschutz kann eine Abdeckung bezeichnen, welche ein Mikroskopstativ und daran angeordnete Mikroskopkomponenten vor einem Flüssigkeitsschaden schützen soll. Bei Verwendung einer Revolverabdeckung befindet sich der Stativschutz im montierten Zustand unterhalb der Revolverabdeckung und nimmt von dieser abgeleitete Flüssigkeit auf. Bei Mikroskopen ohne Objektivwechsler ist der Stativschutz direkt benachbart zum Objektivschutzring angeordnet und nimmt von diesem abgeleitete Flüssigkeit auf. Zur kürzeren Darstellung werden nachstehend Ausführungen mit Revolverabdeckung beschrieben, wobei zu verstehen ist, dass in Abwandlungen dieser Ausführungen auf die Revolverabdeckung verzichtet werden kann und stattdessen der Objektivschutzring an dessen Stelle tritt; d.h., Beschreibungen zu Lage und Abständen zwischen dem Stativschutz und der Revolverabdeckung sind in Abwandlungen ohne Revolverabdeckung als Beschreibungen zu Lage und Abständen zwischen dem Stativschutz und dem Objektivschutzring zu verstehen.
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Der Stativschutz kann eine Ringform oder Ringsegmentform umfassen, die um den Objektivrevolver oder um das Stativ verläuft. Zusätzlich zu dieser Form kann der Stativschutz weitere Komponenten oder anders geformte Bereiche zur weiteren Flüssigkeitsableitung umfassen. Bei einer Drehung des optionalen Objektivrevolvers wird die Revolverabdeckung mitgedreht, während der Stativschutz ortsfest bleibt, sich also nicht mitdreht. Prinzipiell ist aber auch ein sich mitdrehender Stativschutz möglich.
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Die Ablaufrinne des Stativschutzes kann ringförmig oder ringsegmentförmig sein und im montierten Zustand insbesondere um den Objektivrevolver verlaufen. Dabei kann die Ablaufrinne zumindest teilweise direkt unterhalb einer Außenkante der Revolverabdeckung angeordnet sein und in radialer Richtung mit dieser Außenkante überlappen. Eine Flüssigkeit von der Revolverabdeckung wird dadurch direkt in die Ablaufrinne geleitet.
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Eine Außenkante oder ein Außenkragen der Revolverabdeckung kann so geformt sein, dass im montierten Zustand Flüssigkeit allein über eine tiefstliegende Seite/Stelle der Revolverabdeckung abfließt. Der Stativschutz muss in diesem Fall keine umlaufende Ablaufrinne haben, vielmehr genügt es, die Ablaufrinne zumindest an der tiefstliegenden Seite vorzusehen. Gegenüberliegend zur tiefstliegenden Stelle des Außenkragens der Revolverabdeckung kann der Stativschutz hingegen entweder radial nicht über die Revolverabdeckung herausragen oder eine Aussparung oder eine Unterbrechung haben. Als Aussparung wird eine verringerte Axialabmessung des Stativschutzes bezeichnet, insbesondere kann die Ablaufrinne hier flacher sein. Bei einer Unterbrechung der Ablaufrinne ist keine Ablaufrinne an der genannten Stelle vorhanden. Dadurch ist eine Zugänglichkeit zum höchstgelegenen Objektiv (welches sich im Mikroskopstrahlengang befindet) und zum Objektivrevolver im Bereich dieses optisch aktiven Objektivs verbessert. Insbesondere kann hierdurch eine Zugänglichkeit zu einem DIC-Schacht (Schacht für einen Differentialinterferenzkontrast-Schieber) erreicht oder verbessert werden. Bei Lösungen des Stands der Technik wird hingegen ein DIC-Schacht in der Regel verdeckt.
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Der Stativschutz kann so angeordnet sein, dass eine Aussparung oder Unterbrechung der Ablaufrinne an demjenigen Objektiv liegt, welches sich in einem Mikroskopstrahlengang befindet. In anderen Worten kann sich die Aussparung oder Unterbrechung an einem gegenüberliegenden Ende zum Ablass befinden. Die Aussparung oder Unterbrechung verbessert die Zugänglichkeit zum momentan genutzten Objektiv und zugehörigen Komponenten, beispielsweise einem DIC-Schacht. Der Objektivrevolver kann so ausgerichtet sein, dass sich das im Strahlengang befindliche Objektiv an höchster Stelle von allen Objektiven befindet. Durch diese Schrägstellung kann ein Außenkragen der Revolverabdeckung eine Rille definieren, welche Flüssigkeit entlang dem Außenkragen um den Objektivrevolver leitet und einen Abfluss zum Stativschutz hin erst neben dem tiefstgelegenen Objektiv bewirkt. Weil am höchstgelegenen Objektiv keine oder kaum Flüssigkeit über den Außenkragen der Revolverabdeckung hinaustritt, braucht hier der Stativschutz auch nicht über die Revolverabdeckung radial hinausragen. Daher kann die Ablaufrinne des Stativschutzes hier eine Unterbrechung haben, das heißt die Revolverabdeckung wird nicht in Umfangsrichtung vollständig vom Stativschutz umgeben. Vielmehr besteht die Ablaufrinne aus zwei voneinander getrennten Rinnen, welche beide zu dem Ablauf oder einem jeweiligen Ablauf des Stativschutzes führen. Anstelle dieser Unterbrechung in Umfangsrichtung kann auch vorgesehen sein, dass eine durchgängige Ablaufrinne neben dem höchstgelegenen Objektiv flacher gestaltet ist. Dadurch ragt der Stativschutz neben dem höchstgelegenen Objektiv weniger weit nach unten und bildet hier eine Aussparung. Sowohl eine solche Aussparung als auch eine Unterbrechung erleichtern die Zugänglichkeit zu beispielsweise einem DIC-Schacht.
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Der Stativschutz kann die bzw. eine Aussparung oder Unterbrechung zur Zugänglichkeit eines DIC-Schachts an einer Seite aufweisen, welche sich gegenüberliegend zu einem Ablass befindet. Der Ablass ist mit der Ablaufrinne verbunden, um von dieser Flüssigkeit abzuleiten.
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Ein Sammelbehälter kann fluidisch mit dem bzw. einem Ablass des Stativschutzes verbunden sein, insbesondere über einen Ablaufschlauch. Mit dem Sammelbehälter können auch größere Flüssigkeitsmengen, die über die Schutzvorrichtung abgeleitet werden, aufgefangen werden.
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Der Stativschutz kann optional an seiner Unterseite, insbesondere an seinem äußeren Rand, eine Abtropfkante haben. Die Abtropfkante kann umlaufend geformt sein und den Objektivrevolver ringförmig oder ringsegmentförmig umgeben. Der Stativschutz oder die Abtropfkante kann radial weiter außen liegen als darunter befindliche Mikroskopkomponenten bzw. als das Stativ. Dadurch werden die Komponenten oder das Stativ nicht von Flüssigkeit getroffen, die über den äußeren Rand des Stativschutzes übertritt oder von der Abtropfkante herunter tropft. Insbesondere kann die Abtropfkante an der Unterseite der Ablaufrinne und entlang der Ablaufrinne verlaufen. Für eine bessere Zugänglichkeit zu einem Filter- oder DIC-Schacht, kann die Abtropfkante im Bereich des optisch aktiven Objektivs eine kürzere Länge haben als an übrigen Abschnitten der Abtropfkante oder hier entfallen.
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Schnittstellenabdeckungen für nicht benutzte Obiektivrevolverplätze
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Als Schnittstellenabdeckung wird eine Abdeckung bezeichnet, welche an eine Objektivöffnung der Revolverabdeckung montierbar ist, wenn kein Objektiv an dieser Objektivöffnung verwendet wird. Jede Schnittstellenabdeckung umfasst einen Montagebereich, welcher im montierten Zustand in die Objektivöffnung eingreift. Es können mehrere Schnittstellenabdeckungen mit verschiedenen Montagebereichen vorhanden sein, beispielsweise mit Gewinde, Bajonett- oder E-Bajonettanschluss. Alternativ oder zusätzlich kann ein Montagebereich auch Magnete umfassen.
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Die Schnittstellenabdeckung kann einen Überstandbereich umfassen, welcher wie der radial hervorstehende Ringbereich des Objektivschutzrings gebildet und einen entsprechenden Freiraum formen kann. Im montierten Zustand der Schnittstellenabdeckung kann der Überstandbereich von der Objektivöffnung (axial) hervorstehen und radial über den Montagebereich und die Objektivöffnung überstehen. Der Überstandbereich kann dabei beabstandet von der Revolverabdeckung sein. Nach innen kann der Überstandbereich somit eine Lücke oder einen Freiraum bilden, was einem Kapillareffekt entgegenwirkt.
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Die Schnittstellenabdeckung kann optional elektrische Kontakte aufweisen zum Verbinden mit Kontakten des Objektivwechslers, beispielsweise eines Objektivrevolvers. Hierüber kann eine Komponentenerkennung (ACR, Automatic Component Recognition) erfolgen, wozu die Schnittstellenabdeckung einen Datenspeicher mit Identifikationsdaten umfassen kann, welche über die elektrischen Kontakte auslesbar sind.
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Mikroskop
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Die Erfindung betrifft auch ein Mikroskop mit der beschriebenen Schutzvorrichtung. Das Mikroskop kann beispielsweise ein Lichtmikroskop sein, welches insbesondere mit Licht im UV-, IR- oder sichtbaren Spektralbereich arbeitet. Grundsätzlich ist die Schutzvorrichtung gegen Flüssigkeitskontakt aber unabhängig vom Messprinzip des Mikroskops, weshalb auch andere Mikroskoptypen von der Schutzvorrichtung profitieren können.
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Das Mikroskop kann insbesondere ein Stativ, mindestens ein Objektiv und die Schutzvorrichtung umfassen. Zudem kann das Mikroskop einen fakultativen Objektivwechsler aufweisen, beispielsweise einen Objektivschieber oder einen Objektivrevolver. Weitere Komponenten wie eine Lichtquelle und eine Kamera können optional vorhanden sein.
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Als Stativ kann eine Mikroskopkomponente aufgefasst werden, welche zum Halten des Objektivrevolvers und/oder weiterer Mikroskopkomponenten, beispielsweise einer Beleuchtungseinheit, eines Tubus oder einer Kamera, eingerichtet ist. Das Stativ kann insbesondere auch dem Stand des Mikroskops auf einem Untergrund dienen.
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Der Objektivschutzring kann sich um das entsprechend zugehörige Objektiv an dessen anschlussseitigem Ende erstrecken und im Übrigen eine Mantelfläche des Objektivs freilassen. Beispielsweise kann der Objektivschutzring so geformt sein, dass höchstens 20%, insbesondere höchstens 15%, der Mantelfläche bedeckt werden. Das anschlussseitige Ende des Objektivs kann das Objektivende bezeichnen, welches am Objektivrevolver montiert wird. Allgemeiner formuliert kann sich der Objektivschutzring entlang einer Objektivaxiallänge innerhalb des vom anschlussseitigen Ende ausgehenden Drittels oder Viertels dieser Länge befinden. So bleibt der Großteil der Mantelfläche zugänglich, beispielsweise für Bedienelemente wie einen manuell bedienbaren Korrekturring, oder zur Montage zusätzlicher Komponenten am Objektiv, beispielsweise einer von der Anmelderin entwickelten Autoimmersionseinheit.
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Bei dem Mikroskop kann es sich insbesondere um ein inverses Mikroskop handeln. Bei diesem sind der Objektivrevolver und das Objektiv oder die Objektive unterhalb eines zu untersuchenden Präparats angeordnet. Bei einem unbeabsichtigten Flüssigkeitsaustritt im Bereich des Präparats droht daher ein Flüssigkeitsschaden oder -kontakt an der Schnittstelle zwischen Objektiv und Objektivrevolver oder an anderen Komponenten am Objektivrevolver oder am Stativ. Die Schutzvorrichtung kann aber außer mit inversen Mikroskopen auch bei aufrechten Mikroskopen eingesetzt werden. Die beschriebene Ablaufrinne wirkt bei aufrechter Anordnung zwar nicht als Ablauf. Im Fall von Spritzwasser kann durch die Schutzvorrichtung aber auch hier ausgeschlossen werden, dass haftende Tropfen durch Kapillareffekte in beispielsweise die Schnittstellen zwischen Objektiven und Objektivrevolver eingezogen werden.
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Allgemeine Eigenschaften
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Die Mikroskopkomponenten, die durch die Schutzvorrichtung vor Flüssigkeiten geschützt werden, können insbesondere eines oder mehreres aus Folgendem sein: eine Schnittstelle zwischen Objektiv und Objektivrevolver; der Objektivrevolver; Komponenten oder Öffnungen am Objektivrevolver oder am Stativ; ein Filterschacht oder insbesondere DIC-Schacht am Objektivrevolver oder am Stativ.
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Bei der Flüssigkeit, vor welcher Schutz geboten wird, kann es sich prinzipiell um eine beliebige Flüssigkeit handeln, beispielsweise ein Öl, Wasser, eine wasserhaltige oder ölhaltige Lösung, ein Gemisch oder eine Emulsion. Die Flüssigkeit kann beispielsweise ein ausgelaufenes Immersionsmittel, das Probenmedium oder eine das Probenmedium umgebende Flüssigkeit sein.
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Die Angaben „oben“ und „unten“ beziehen sich auf einen inversen Mikroskopbetrieb. „Oben“ kennzeichnet somit die Richtung zur Probe oder zur Objektivfront hin. Hingegen bezeichnet „unten“ die entgegengesetzte Richtung, das heißt im Betrieb von der Probe weg.
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Angaben wie „radial nach außen“ oder „nach innen“ beziehen sich auf die jeweilige Komponente. Beim Objektivschutzring bezeichnet beispielsweise die radiale Richtung eine Richtung vom Ringmittelpunkt nach außen. Eine Richtung vom Ring zum Mittelpunkt wird als „nach innen“ bezeichnet und die entgegengesetzte Richtung als „nach außen“. Bei der Revolverabdeckung beziehen sich solche Angaben entsprechend auf einen Mittelpunkt der Revolverabdeckung oder auf eine Drehachse des abgedeckten Objektivrevolvers. Die Angabe „axial“ bezieht sich auf eine Richtung parallel zur Achse, um die ein Objektivschutzring verläuft (im Betrieb ist dies die Längsachse des zugehörigen Objektivs), oder eine Richtung parallel zu einer Drehachse des Objektivrevolvers.
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Unter dem Objektivrevolver kann eine Einrichtung verstanden werden, die ein oder mehrere Objektive halten kann und die bewegbar ist, insbesondere drehbar, um ein Objektiv in den Mikroskopstrahlengang hinein oder heraus zu bewegen. Der Objektivrevolver kann optional auch zum Halten weiterer Komponenten gestaltet sein, die keine Objektive sind.
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Der Objektivschutzring, die Revolverabdeckung und der Stativschutz können voneinander verschiedene Komponenten sein. Für eine einfache Montage ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Objektivschutzring und die Revolverabdeckung separate Komponenten sind. Die Revolverabdeckung und der Stativschutz können ebenfalls separate Komponenten oder auch einteilig oder starr miteinander verbunden sein. Durch eine radial überlappende Anordnung, ähnlich zu Dachschindeln, können auch größere Flüssigkeitsmengen abgeleitet werden. Problematische Kapillareffekte zwischen den überlappenden Komponenten werden durch die beschriebenen Gestaltungen vermieden. Insbesondere können die Abmessungen der freien Spalte zwischen den überlappenden Komponenten so groß gewählt sein, dass auch bei schwallartigem Flüssigkeitsaustritt die freien Spalte nicht über ihren gesamten Umfang mit Flüssigkeit bedeckt sind. Dadurch wird eine Kapillarwirkung weiter reduziert.
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Um eine elektromagnetische Abschirmung bereitzustellen, können eine oder mehrere der beschriebenen Komponenten der Schutzvorrichtung, insbesondere der Objektivschutzring, die Revolverabdeckung und/oder der Stativschutz, optional auch elektrisch leitfähige Teile umfassen. Insbesondere im Fall von elektronischen Anbaukomponenten an der Objektivhülle oder bei elektronisch gesteuerten motorisierten Objektiven kommt der Abschirmung eine gesteigerte Relevanz zu, um Vorgaben zum EMV-Schutz (Elektromagnetische Verträglichkeit) zu erfüllen. Die elektrisch leitfähigen Teile können insbesondere aus Metall bestehen. Beispielsweise kann es sich um eine metallische Beschichtung oder um Metallteilchen handeln, die im Material der Komponente verteilt sind. Der Objektivschutzring kann z.B. ein elastischer Gummi- oder Silikonring oder ein Kunststoffring sein, welcher mit den genannten elektrisch leitfähigen Teilen versehen ist. In dieser Weise kann auch ein zumindest teilweiser Schutz von elektrischen Komponenten vor Überspannungsschäden durch den Anwender bereitgestellt werden, welche insbesondere durch elektrostatische Entladungen entstehen können. Die elektrisch leitfähigen Teile können optional mit leitfähigen Gehäuseteilen des Mikroskops verbunden sein.
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Die als zusätzliche Schutzvorrichtungsmerkmale beschriebenen Eigenschaften ergeben bei bestimmungsgemäßer Verwendung auch Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens. In umgekehrter Weise kann die Schutzvorrichtung auch zum Ausführen der beschriebenen Verfahrensvarianten eingerichtet sein.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben:
- 1 ist eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung für ein Mikroskop;
- 2 zeigt die Schutzvorrichtung aus 1 in einem zusammengesetzten Zustand;
- 3 zeigt eine Seitenansicht zu 2;
- 4 zeigt vergrößert einen Ausschnitt aus 3;
- 5 zeigt eine weitere Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung;
- 6 zeigt eine perspektivische Schnittansicht zu 5;
- 7 zeigt vergrößert einen Ausschnitt aus 6;
- 8 bis 11 zeigen verschiedene Schnittstellenabdeckungen für eine Schutzvorrichtung der Erfindung;
- 12 zeigt eine weitere Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung;
- 13 zeigt eine perspektivische Aufsicht zu 12;
- 14 zeigt ein Objektiv eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Mikroskops;
- 15 zeigt eine Seitenansicht zu 14;
- 16 zeigt perspektivisch einen Objektivschutzring eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung;
- 17 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren Objektivs eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Mikroskops;
- 18 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren Objektivs eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Mikroskops;
- 19 zeigt perspektivisch einen Ausschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Schutzvorrichtung und eines Mikroskops;
- 20 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Schutzvorrichtung und des Mikroskops aus 19;
- 21 zeigt eine perspektivische Aufsicht der Schutzvorrichtung und des Mikroskops aus den 19 und 20; und
- 22 zeigt eine perspektivische Seitenansicht zu 21.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Gleiche und gleich wirkende Bestandteile sind in der Regel mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 18
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Mit Bezug auf die 1 bis 18 werden zunächst Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 1 beschrieben, welche einen Schutz vor Flüssigkeitskontakt für Mikroskopkomponenten bereitstellt.
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Fig. 1
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Schutzvorrichtung 1 unter anderem mehrere Objektivschutzringe 10, eine Revolverabdeckung 30 und einen Stativschutz 50. Die Revolverabdeckung 30 ist in einem Betriebszustand auf einen Objektivrevolver gesetzt und umfasst mehrere Objektivöffnungen 32. Die Objektivöffnungen 32 stimmen örtlich mit Objektivpositionen des Objektivrevolvers überein, so dass durch jede Objektivöffnung 32 ein jeweiliges Objektiv verlaufen kann. Die Objektivschutzringe 10 verhindern einen Flüssigkeitseintritt zwischen Objektiven und der Revolverabdeckung 30, was später näher beschrieben wird.
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Für Objektivöffnungen 32, die momentan nicht mit einem Objektiv besetzt sind, sind Schnittstellenabdeckungen 40 vorhanden. Eine Schnittstellenabdeckung 40 kann in eine der Objektivöffnungen 32 gesetzt werden und verhindert einen Flüssigkeitseintritt in diese. Für verschieden geformte Objektive können die Objektivöffnungen 32 entsprechend verschiedene Formen haben. Daher können sich auch die Schnittstellenabdeckungen 40 in ihrer Form unterscheiden. Ebenso können die Objektivschutzringe 10 verschiedene Größen und/oder Formen haben.
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Optional kann die Revolverabdeckung 30 eine Öffnung (Drehachsenöffnung 31) umfassen, welche auf einer Drehachse des Objektivrevolvers liegt. Über die Drehachsenöffnung 31 kann beispielsweise eine Befestigung der Revolverabdeckung 30 erfolgen. In dieser Weise kann die Revolverabdeckung 30 leicht gelöst und entnommen werden, beispielsweise für Reinigungszwecke. Die Drehachsenöffnung 31 kann ebenfalls mit einer Abdeckung (Drehachsenabdeckung 45) versehen sein, um einen Flüssigkeitseintritt in die Drehachsenöffnung 31 zu verhindern. Die Drehachsenabdeckung 45 kann gleichartig gestaltet sein, wie es später zu den Schnittstellenabdeckungen 40 näher beschrieben wird. Bei alternativen Gestaltungen wird auf die Drehachsenöffnung 31 verzichtet. In diesen Fällen kann die Revolverabdeckung 30 über beispielsweise Magnete oder Klips befestigt werden.
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Der Stativschutz 50 weist eine Öffnung 51 auf, so dass der Stativschutz 50 um ein Stativ oder einen Objektivrevolver des Mikroskops geführt werden kann. Um die Öffnung 51 verläuft in Umfangsrichtung eine Ablaufrinne 52, in welcher auf den Stativschutz 50 treffende Flüssigkeit gesammelt wird und abläuft. In diesem Beispiel ist die Ablaufrinne 52 ringförmig. Alternativ muss die Ablaufrinne 52 aber nicht eine geschlossene Form bilden und die Öffnung 51 muss nicht in radialer Richtung umschlossen sein, wie zu späteren Ausführungsbeispielen näher beschrieben wird. Die Ablaufrinne 52 führt zu einem Ablass 58 im Stativschutz 50, beispielsweise eine Öffnung an der Unterseite des Stativschutzes 50. Ein Sammelbehälter 60 ist mit dem Ablass 58 verbunden, zum Beispiel über einen Ablaufschlauch 59.
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Fig. 2
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2 zeigt die Schutzvorrichtung 1 aus 1 in einem zusammengesetzten Zustand mit mehreren Objektiven 70.
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Gelangt Flüssigkeit im Betrieb auf eines der Objektive 70, so läuft die Flüssigkeit vom Objektiv 70 auf den Objektivschutzring 10, weiter auf die Revolverabdeckung 30, von dieser auf den Stativschutz 50 und schließlich in den Sammelbehälter 60.
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Wie dargestellt, können verschiedene Objektive
70 verwendet werden, die sich in ihren äußeren Abmessungen unterscheiden. Insbesondere können auch manche Objektive
70 mit einem Immersionsnachrüstset
75 ausgestattet sein, welches an einer Mantelfläche
72 des Objektivs
70 befestigt wird, dort einen Immersionsmitteltank hält und eine Leitung für Immersionsmittel zu einem Frontbereich des Objektivs
70 umfasst. Um ein solches Immersionsnachrüstset
75 an einem Objektiv
70 anzubringen, darf der Objektivschutzring
10 keinen größeren Anteil der Mantelfläche
72 des Objektivs
70 umhüllen. In Axialrichtung eines Objektivs
70 ist der Objektivschutzring
10 im dargestellten Beispiel auf einen Längenbereich von höchstens 10% oder höchstens 20% ab der Montageseite des Objektivs
70 beschränkt. Hierdurch kann ein Immersionsnachrüstset
75 problemlos an einer Mantelfläche
72 von einem der Objektive
70 angebracht sein. Auch Bedienelemente wie ein Korrekturring an einer Mantelfläche eines Objektivs bleiben zugänglich. Darüber hinaus muss durch diese Gestaltung die Revolverabdeckung
30 lediglich an den Objektivrevolver und dessen Objektivanschlüsse angepasst sein, aber nicht oder nur geringfügig an die Form von momentan angeschlossenen Objektiven
70. Hierin liegen relevante Vorteile gegenüber einer Gestaltung, wie sie beispielsweise in
DE 20 2006 014 666 U1 beschrieben ist.
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Fig. 3, 4, 6 und 7
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Die 3 und 6 zeigen perspektivische Schnittansichten der Schutzvorrichtung 1 aus den 1 und 2. Ebenfalls sichtbar sind Teile eines Lichtmikroskops 100, insbesondere ein Teil des Stativs 90 und des Objektivrevolvers 80. Der Objektivrevolver 80 ist schräg orientiert, wodurch auch die Revolverabdeckung 30 schräg ausgerichtet ist und ihre Ablaufrinne 52 ein Gefälle zur Flüssigkeitsableitung hat.
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Der Stativschutz 50 ragt radial (radial bezüglich der optischen Achse des Mikroskops) über das Stativ 90 hinaus. An seiner Unterseite, im dargestellten Beispiel an einer Außenkante der Unterseite, ist eine nach unten ragende Abtropfkante 56 gebildet. Die Abtropfkante 56 ragt ebenfalls radial über das Stativ hinaus, um dieses vor abtropfender Flüssigkeit zu schützen.
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Der in 3 mit A gekennzeichnete Bereich ist vergrößert als 4 gezeigt. Ebenso ist der in 6 mit B gekennzeichnete Bereich vergrößert als 7 gezeigt
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Wie in 4 und noch besser in 7 gezeigt, ist an einem anschlussseitigen Ende 71 von jedem Objektiv 70 ein jeweiliger Objektivschutzring 10 angebracht. Dieser umfasst einen Kontaktbereich 12, welcher dichtend am Objektiv 70 anliegt. Vom Kontaktbereich 12 aus erstreckt sich der Objektivschutzring 10 radial nach außen und ist nach unten gebogen. Ein äußeres bzw. unteres Ende des Objektivschutzrings 10 wird daher vorliegend auch als unterer Ringbereich 14 bezeichnet. Jeder Objektivschutzring 10 kann einteilig gebildet sein, so dass der Kontaktbereich 12 und der untere Ringbereich 14 verschiedene Abschnitte desselben Rings bezeichnen.
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Unterhalb vom Objektivschutzring
10 befindet sich die Revolverabdeckung
30. Die Revolverabdeckung
30 hat eine Oberseite, welche sich unter dem unteren Ringbereich
14 nach innen, das heißt Richtung Mitte des Objektivschutzrings
10, erstreckt. Zudem hat die Revolverabdeckung
30 an jeder ihrer Objektivöffnungen
32 einen Kragen (Innenkragen
36), welcher sich nach oben erstreckt. Ein Radius des Innenkragens
36 ist mindestens 0,5 mm kleiner als ein Radius des unteren Ringbereichs
14. Dadurch wird zwischen dem Innenkragen
36 und dem unteren Ringbereich
14 ein ringförmiger Freiraum
15 mit einer Breite (in radialer Richtung) von mindestens 0,5 mm erzeugt. Dieser Freiraum
15 ist relevant, um ein Eindringen von Feuchtigkeit zu reduzieren. Herkömmlicherweise wird ein möglichst dichtender Kontakt zwischen einem Objektivschutzring und einer Revolverabdeckung angestrebt (vergleiche
WO 2002 029 469 A1 oder auch in ähnlicher Weise in
DE 20 2006 014 666 U1 ). Bei den herkömmlichen Gestaltungen kann es jedoch im Betrieb zu schmalen Lücken zwischen Objektivschutz und Revolverabdeckung kommen, womit der Kapillareffekt eine Flüssigkeit in die Lücke hineinzieht. Ist die Dichtung nicht vollkommen schließend, kann daher Flüssigkeit eindringen. Hingegen wird in der erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Freiraum
15 erzeugt, welcher einem Kapillareffekt entgegenwirkt. Durch die verhältnismäßig große Breite des Freiraums
15 von mindestens 0,5 mm wird erreicht, dass eine Flüssigkeit im Freiraum
15 nicht bzw. nur kaum an den Wänden des Freiraums
15 empor steigt. Der Innenkragen
36 ist bezüglich der Radialausdehnung des Freiraums
15 so hoch, dass der Kapillareffekt die Flüssigkeit (z.B. Öl, Wasser oder eine wässrige Lösung) bei Standardbedingungen nicht bis zum oberen Rand des Innenkragens
36 zieht. In dieser Weise wird ein Flüssigkeitseintritt vermieden, ohne dass höchste Präzision in der Abstimmung der Schutzvorrichtung
1 relativ zu den zu schützenden Mikroskopkomponenten an jeder Stelle nötig wäre. Beispielsweise muss der Innenkragen
36 nicht zwingend dichtend am Objektiv
70 oder an einer anderen Mikroskopkomponente anliegen. Auch die Abmessungen und Positionierungen vom Objektivschutzring
10 relativ zur Revolverabdeckung
30 muss weder dichtend noch mit höchster Präzision erfolgen, um einen Flüssigkeitseintritt zu vermeiden. Hat beispielsweise der Freiraum
15 eine schwankende Breite, die z.B. zwischen 0,5 mm und 6 mm variiert, wird gleichwohl ein Flüssigkeitseintritt mit Hilfe des Freiraums
15 verhindert. In axialer Richtung kann ein unteres Ende des Objektivschutzrings
10 bzw. des unteren Ringbereichs
14 beabstandet von der Revolverabdeckung
30 sein, wobei ebenfalls Schwankungen in diesem Abstand möglich sind, ohne dass es zu einem Flüssigkeitseintritt kommt.
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Eine optionale hydrophobe Beschichtung ist hier an einer Innenseite 16 des Objektivschutzrings 10 vorhanden. Dies wirkt dem Kapillareffekt weiter entgegen. An der Außenseite 17 des Objektivschutzrings 10 ist zudem eine optionale hydrophile Beschichtung vorhanden.
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Für eine Ableitung von der Revolverabdeckung
30 zum Stativschutz
50 ist wiederum kein dichtender Kontakt zwischen diesen Komponenten zwingend nötig. Erreicht wird dies zum einen durch eine radiale Überlappung. Zum anderen wird ein axialer Abstand an einer radial innen gelegenen Stelle bezüglich eines oder mehrerer Abflussbereiche von der Revolverabdeckung
30 zum Stativschutz
50 bereitgestellt. Im Beispiel von
7 hat dazu die Revolverabdeckung
30 einen radial nach außen abfallenden Überhang
34. Über den Überhang
34 erfolgt ein Flüssigkeitsabfluss zum Stativschutz
50, nämlich in dessen Ablaufrinne
52. Der Überhang
34 ragt radial über den Stativschutz
50, wobei unter dem Überhang
34 nach innen eine Lücke
35 gebildet ist. Die Lücke
35 ist nach innen durch einen emporragenden Innenkragen des Stativschutzes
50 begrenzt. In axialer Richtung ist im Bereich der Lücke
35 allerdings kein Kontakt zwischen der Revolverabdeckung
30 und dem Stativschutz
50 nötig. Ähnlich wie der oben beschriebene Freiraum
15 sorgt die Lücke
35 dafür, dass keine Flüssigkeit durch Kapillareffekte zwischen dem Stativschutz
50 und der Revolverabdeckung
30 eindringt. Abmessungen der Lücke
35 können wie zum Freiraum
15, oder größer, gewählt sein. Diese Gestaltung sieht demnach gerade keine lückenlose Verbindung an Ablaufbereichen von der Revolverabdeckung
30 zum Stativschutz
50 vor, im Gegensatz zu beispielsweise
WO 2002 029 469 A1 , wo ein als Kragen bezeichneter Stativschutz kantengenau mit einer als Überzug bezeichneten Revolverabdeckung abschließt.
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Fig. 5
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5 zeigt eine perspektivische Schrägansicht von Teilen eines Mikroskops 100 mit einer Schutzvorrichtung 1 wie aus den vorherigen Figuren. Aufgrund der Schrägstellung des Objektivrevolvers 80 liegt das jeweils momentan aktive Objektiv 79 der mehreren Objektive 70 an höchster Stelle. Die Ablaufrinne 52 des Stativschutzes 50 wird daher im Betrieb neben dieser höchsten Stelle weniger Flüssigkeit führen müssen als in den tiefer gelegenen Abschnitten der Ablaufrinne 52. Aus diesem Grund kann die Ablaufrinne 52 benachbart zur höchsten Stelle des Objektivrevolvers 80 flacher sein. Hierdurch kann der Stativschutz 50 an seiner radialen Außenseite eine Aussparung 54 aufweisen. Im Bereich der Aussparung 54 hat der Stativschutz 50 eine kürzere Axialausdehnung als in übrigen Bereichen. Hierdurch wird die Zugänglichkeit von Mikroskopkomponenten unterhalb des momentan aktiven Objektivs 79 verbessert. Beispielsweise wird die Zugänglichkeit zu einem DIC-Schacht 85 für das momentan aktive Objektiv 79 verbessert. Somit kann ein DIC-Schieber leichter eingesetzt und entfernt werden, ohne dass ein Nutzer hierfür die Schutzvorrichtung 1 verstellen müsste. Eine Abtropfkante 56 kann im Bereich des DIC-Schachts 85 kürzer oder unterbrochen sein, um die Zugänglichkeit zum DIC-Schacht 85 weiter zu verbessern.
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Fig. 8 bis 11
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Die 8 bis 11 zeigen jeweils eine Schnittstellenabdeckung 40 für eine nicht benutzte Revolverposition des Objektivrevolvers. Wird kein Objektiv an einer der Revolverpositionen verwendet, wird die zugehörige Objektivöffnung 32 der Revolverabdeckung 30 nicht mit Hilfe eines Objektivschutzrings 10 vor Flüssigkeit geschützt, sondern mit Hilfe einer der Schnittstellenabdeckungen 40. Die gezeigten Schnittstellenabdeckungen 40 unterscheiden sich insbesondere in ihrer Größe, Form und / oder ihrem Montagebereich 42. Die Schnittstellenabdeckungen 40 der 8 und 9 umfassen als Montagebereich 42 ein Gewinde zur Montage an einer Revolverposition mit Gewinde. Hingegen umfasst die Schnittstellenabdeckung 40 aus 10 als Montagebereich 42 ein E-Bajonett und die Schnittstellenabdeckung 40 aus 11 umfasst als Montagebereich 42 einen Bajonettanschluss. Die Schnittstellenabdeckungen 40 der 8 und 10 haben zudem elektrische Kontakte 43, über die ein Datenauslesen ermöglicht wird, beispielsweise für eine automatische Komponentenerkennung (ACR, automatic component recognition). In alternativen Gestaltungen können die Schnittstellenabdeckungen auch einfach aufgesteckt und durch z.B. Magnete gehalten werden. Auf ein Gewinde kann hierbei verzichtet werden und eine besonders schnelle und einfache Installation ist möglich.
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Die Schnittstellenabdeckungen 40 weisen einen Überstandbereich 44 auf, welcher radial über den Montagebereich 42 übersteht. Zwischen dem Überstandbereich 44 und dem Montagebereich 42 wird ein ringförmiger Freiraum erzeugt, analog zum oben beschriebenen Freiraum 15 des Objektivschutzrings 10. Der Überstandbereich 44 steht radial hervor und verläuft sodann in axialer Richtung oder mit axialer Richtungskomponente nach unten, das heißt auf die Revolverabdeckung 30 zu. Hierbei kann eine untere Kante des Überstandbereichs 44 beabstandet zur Revolverabdeckung 30 sein, wobei die Revolverabdeckung 30 unter dem Überstandbereich 44 nach innen verläuft und dort den oben beschriebenen Innenkragen bildet. Durch diese Gestaltung verhindern die Schnittstellenabdeckungen 40 besonders sicher einen Flüssigkeitseintritt durch eine Objektivöffnung 32 der Revolverabdeckung 30.
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Fig. 12 und 13
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13 ist eine Perspektivansicht von der Schutzvorrichtung 1 und Teilen des Mikroskops 100, ähnlich wie 2. 12 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht hierzu, ähnlich wie 7. Von 2 unterscheidet sich 13 in der aktuellen Bestückung der Revolverpositionen. Im dargestellten Zustand sind vier Revolverpositionen mit Objektiven 70 besetzt, während zwei Revolverpositionen mit den Schnittstellenabdeckungen 40 der 8 und 10 abgedeckt sind.
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Im Zusammenbau wird zunächst der Objektivschutzring
10 am Objektiv
70 angebracht und die Revolverabdeckung
30 wird auf dem Objektivrevolver angebracht. Anschließend wird das Objektiv
70 zusammen mit dem Objektivschutzring
10 am Objektivrevolver, an dem die Revolverabdeckung
30 bereits angebracht ist, montiert. Hingegen wird beispielsweise die als Aquastop bezeichnete Schutzvorrichtung aus
DE 20 2006 014 666 U1 erst angebracht, nachdem die Objektive bereits auf den Objektivrevolver montiert sind; in diesem Fall können aber keine Zusatzkomponenten an den Objektiven ergänzt werden, wie beispielsweise die in
13 gezeigten Immersionsnachrüstsets
75.
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Fig. 14 bis 16
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Die 14 und 15 zeigen ein Immersionsobjektiv / Objektiv 70, wie es in den Ausführungen der oben beschriebenen Figuren verwendet wird. Das Objektiv 70 ist mit einem Immersionsnachrüstset 75 ausgestattet, welches an einer Mantelfläche 72 des Objektivs 70 montiert wird. Das Immersionsnachrüstset 75 umfasst einen Immersionsmitteltank 77, eine Pumpe und eine Immersionsmittelleitung 78, die zu einer Frontlinse des Objektivs 70 führt. Für eine elektrische Ansteuerung und eine Energieversorgung umfasst das Immersionsnachrüstset 75 elektrische Leitungen 76, die an der Außenhülle bzw. Mantelfläche 72 des Objektivs 70 geführt sind. Die elektrischen Leitungen 76 können elektrische Kontakte von beispielsweise einem E-Bajonett des Objektivs 70 kontaktieren.
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Für die elektrischen Leitungen 76 an der Außenhülle des Objektivs 10 ist ein Objektivschutzring 10 passend geformt, wie in 16 gezeigt. Der dort abgebildete Objektivschutzring 10 umfasst eine innere Öffnung 18 mit einem Ausschnitt 19, dessen Form an Teile des Immersionsnachrüstsets 75 angepasst ist, insbesondere an dessen elektrische Leitungen 76. Ein solcher Ausschnitt 19 kann außer für das Immersionsnachrüstset 75 auch für andere elektrifizierte Anbaueinheiten am Objektiv 70 vorgesehen sein.
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Klarstellend wird angemerkt, dass in 15 zur besseren Sichtbarkeit im unteren linken Bereich ein Schnitt dargestellt ist, welcher insbesondere durch den Objektivschutzring 10 und die elektrischen Leitungen 76 verläuft.
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Fig. 17 und 18
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17 zeigt ein Objektiv 70 mit Immersionsnachrüstset 75 und Objektivschutzring 10. Im Unterschied zur vorherigen Figur handelt es sich hierbei um ein Zoom-Objektiv, bei dem bestimmte Optikelemente innerhalb des Objektivs 70 motorisch verstellbar sind.
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18 zeigt ein weiteres Objektiv 70 mit Immersionsnachrüstset 75 und Objektivschutzring 10. Im Unterschied zu den beiden vorstehenden Figuren handelt es sich hierbei um ein Autocorr-Objektiv, bei dem Linsen für beispielsweise eine Deckglasdickenkorrektur motorisch verstellbar sind.
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Trennfugen, wie von der Frontlinse zur Fassung oder von der Fassung zur Hülse, können bei allen Objektiven 70 durch ein Dichtmaterial verschlossen sein, beispielsweise mittels Dichtkleber.
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Es können auch bewegliche Trennfugen am Objektiv 70 vorgesehen sein, z.B. am Bereich zwischen dem Präparate-Schutz an der Objektivfrontseite und dem feststehenden Objektivkörper. Hier kann eine umlaufende Überbauung mit einem umlaufenden Innenspalt vorgesehen sein. Das Spaltmaß kann dabei größer oder gleich 0,25 mm sein.
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Ausführungsbeispiel der Figuren 19 bis 22
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Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Mikroskops 100 mit einer Schutzvorrichtung 1 ist in den 19 bis 22 gezeigt.
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19 ist eine Seitenansicht, wobei im rechten Bereich ein Schnitt durch Komponenten der Schutzvorrichtung 1 und den Objektivrevolver 80 gezeigt ist. Dieser Schnitt verläuft an dem höchstgelegenen Objektiv 79 der Objektive 70, welches sich im Mikroskopstrahlengang befindet.
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Im Unterschied zu den vorausgegangenen Beschreibungen ist hierbei der radial überstehende Teil der Revolverabdeckung 30 nicht nach unten abfallend geformt, sondern weist einen nach oben stehenden Kragen (Außenkragen) 37 auf. Das heißt, der Außenkragen 37 steht zur übrigen Revolverabdeckung 30 in einem Winkel zu den Objektiven 70 hin und nicht zur gegenüberliegenden Unterseite hin. Hierdurch läuft Flüssigkeit von der Revolverabdeckung 30 nicht direkt radial nach außen zum Stativschutz 50. Vielmehr bildet der Außenkragen 37 eine Rille, entlang welcher Flüssigkeit zunächst ringsegmentförmig um den Objektivrevolver 80 herum fließt, ehe die Flüssigkeit in die Ablaufrinne des Stativschutzes 50 geleitet wird.
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Dies ist in einer vergrößerten Schnittansicht in 20 gezeigt. Dargestellt ist ein Ausschnitt um die momentan tiefstliegende Stelle 38 der Revolverabdeckung 30. Wie beschrieben, führt die Schrägstellung des Objektivrevolvers 80 dazu, dass der Bereich gegenüberliegend zu dem im Mikroskopstrahlengang befindlichen Objektiv 79 an tiefster Stelle liegt. Durch die Schrägstellung des Objektivrevolvers 80 verläuft der Außenkragen 37 an der tiefstliegenden Stelle 38 verhältnismäßig flach, so dass hier Flüssigkeit leichter über den Außenkragen 37 nach außen abfließen kann. Durch diese Gestaltung wird erreicht, dass Flüssigkeit im Wesentlichen allein an der tiefstliegenden Stelle 38 von der Revolverabdeckung 30 abfließt. Deshalb muss die Ablaufrinne 52 auch nicht vollständig um die Revolverabdeckung 30 verlaufen. Während an der tiefstliegenden Stelle 38 die Ablaufrinne 52 radial über den Außenkragen 37 hinüberragt (20), kann die Ablaufrinne an der höchstliegenden Stelle unterbrochen sein und dort fehlen (19). Als ein Vorteil wird der Bereich unter der Revolverabdeckung 30 unterhalb des momentan optisch aktiven Objektivs 79 besser zugänglich. Wie in 19 gezeigt, kann insbesondere ein DIC-Schacht 85 besser zugänglich werden.
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21 zeigt eine perspektivische Draufsicht zu den vorherigen beiden Figuren und 22 zeigt eine perspektivische Seitenansicht auf die höchstgelegene Seite des Objektivrevolvers 80. Erkennbar ist die Unterbrechung 53 der Ablaufrinne 52 neben dem optisch aktiven Objektiv 79. Die Ablaufrinne 52 besteht hierdurch aus zwei separate Rinnen, die jeweils einen ringsegmentförmigen Abschnitt umfassen und jeweils zum Ablass 58 führen.
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In den dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Revolverabdeckung 30 als ein Beispiel einer Objektivwechslerabdeckung 39 verwendet. In Abwandlungen dieser Ausführungsbeispiele kann das Mikroskop statt eines Objektivrevolvers einen anderen Objektivwechsler umfassen. In diesen Fällen ist anstelle der Revolverabdeckung 30 eine Objektivwechslerabdeckung 39 vorgesehen, die in ihrer Form optional so an den Objektivwechsler angepasst ist, das dessen Oberseite abgedeckt ist und die Objektivwechslerabdeckung 39 seitlich übersteht. In weiteren Abwandlungen weist das Mikroskop weder einen Objektivrevolver noch einen anders gestalteten Objektivwechsler auf. In diesen Fällen kann die oben beschriebene Revolverabdeckung 30 / Objektivwechslerabdeckung 39 entfallen und der Objektivschutzring 10 ist direkt benachbart zum Stativschutz 50. Der Freiraum 15 kann dann zwischen dem Objektivschutzring 10 und dem Stativschutz 50 gebildet sein.
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Mit den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann vorteilhafterweise ein besonders effizienter Schutz vor Flüssigkeiten bereitgestellt werden. Die Bedienbarkeit und Zugänglichkeit von Mikroskopkomponenten ist dabei besonders gut. Die dargestellten und beschriebenen Ausführungen sollen rein exemplarisch verstanden werden. Insbesondere sind die Bestückungen mit Objektiven oder Schnittstellenabdeckungen rein beispielhaft und können im Betrieb anders gewählt werden. Auch können Elemente aus verschiedenen Figuren miteinander kombiniert werden. Zum besseren Verständnis wurde meist die Schutzvorrichtung zusammen mit einem inversen Lichtmikroskop dargestellt. Gemäß den beigefügten Ansprüchen wird aber auch eine Schutzvorrichtung separat beansprucht. Elastische Dichtelemente, beispielsweise Gummiringe, können an verschiedenen Stellen ergänzt sein. Die beschriebenen oder in den Figuren gezeigten Komponenten sollen nicht als abschließende oder vollständige Auflistung aller Bestandteile der Schutzvorrichtung verstanden werden. Variationen der dargestellten Ausführungsbeispiele sind im Rahmen der beigefügten Ansprüche möglich.
-
Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzvorrichtung
- 10
- Objektivschutzring
- 12
- Kontaktbereich des Objektivschutzrings
- 14
- unterer Ringbereich des Objektivschutzrings
- 15
- Freiraum
- 16
- Innenseite des unteren Ringbereichs
- 17
- Außenseite des Objektivschutzrings
- 18
- zentrale Öffnung des Objektivschutzrings
- 19
- Ausschnitt im Objektivschutzring für das Immersionsnachrüstset
- 30
- Revolverabdeckung
- 31
- Drehachsenöffnung der Revolverabdeckung
- 32
- Objektivöffnung der Revolverabdeckung
- 34
- Überhang der Revolverabdeckung
- 35
- Lücke
- 36
- Innenkragen der Revolverabdeckung
- 37
- Außenkragen der Revolverabdeckung
- 38
- tiefstliegende Seite des Außenkragens / der Revolverabdeckung
- 39
- Objektivwechslerabdeckung
- 40
- Schnittstellenabdeckung für nicht benutzte Revolverpositionen
- 42
- Montagebereich der Schnittstellenabdeckung
- 43
- elektrische Kontakte der Schnittstellenabdeckung
- 44
- Überstandbereich der Schnittstellenabdeckung
- 45
- Drehachsenabdeckung
- 50
- Stativschutz
- 51
- Öffnung des Stativschutzes
- 52
- Ablaufrinne des Stativschutzes
- 53
- Unterbrechung der Ablaufrinne
- 54
- Aussparung des Stativschutzes
- 56
- Abtropfkante des Stativschutzes
- 58
- Ablass vom Stativschutz
- 59
- Ablaufschlauch zum Sammelbehälter
- 60
- Sammelbehälter
- 70
- Objektiv
- 71
- anschlussseitiges Ende des Objektivs
- 72
- Mantelfläche des Objektivs
- 75
- Immersionsnachrüstset
- 76
- elektrische Leitungen des Immersionsnachrüstsets
- 77
- Immersionsmitteltank
- 78
- Immersionsmittelleitung
- 79
- optisch aktives Objektiv
- 80
- Objektivrevolver
- 85
- DIC-Schacht
- 90
- Stativ
- 100
- Mikroskop
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006014666 U1 [0003, 0010, 0068, 0073, 0080]
- DE 102013011544 A1 [0004, 0010]
- EP 2003481 A2 [0005]
- US 8144396 B2 [0006]
- WO 2002029469 A1 [0009, 0073, 0075]
