DE10246276B4

DE10246276B4 - Objekttisch für ein Mikroskop

Info

Publication number: DE10246276B4
Application number: DE2002146276
Authority: DE
Inventors: Klaus Schwaab; Michael Dr. Ganser
Original assignee: Leica Microsystems Wetzlar GmbH; Leica Microsystems CMS GmbH
Current assignee: Leica Microsystems CMS GmbH
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: DE10246276A1; AU2003250951A1; WO2004034125A1

Abstract

Objekttisch für ein Mikroskop,
– mit einem ersten Tischelement (1) und einem zweiten Tischelement (2), das relativ zum ersten Tischelement (1) in einer y-Richtung horizontal verschiebbar ist, und mit einem dritten Tischelement (3), das relativ zum zweiten Tischelement (2) in einer x-Richtung horizontal verschiebbar ist
– und mit einem Koaxialantrieb (6), über den die Verschiebungen bewirkbar sind,
– wobei der Koaxialantrieb (6) dem zweiten Tischelement (2) fest zugeordnet ist,
– und wobei zum Verschieben des dritten Tischelementes (3) ein Zugmechanismus (11) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
– dass der Koaxialantrieb (6) ein Antriebszahnrad (9) dreht, das in eine am ersten Tischelement (1) angebrachte, sich in y-Richtung erstreckende Zahnstange (10) eingreift,
– und dass das dritte Tischelement (3) eine den Rand des zweiten Tischelementes (2) umgreifende Führung (18, 19) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Objekttisch für ein Mikroskop, mit einem ersten Tischelement und einem zweiten Tischelement, das relativ zum ersten Tischelement in einer Y-Richtung horizontal verschiebbar ist, und mit einem dritten Tischelement, das relativ zum zweiten Tischelement in einer X-Richtung horizontal verschiebbar ist und mit einem Koaxialantrieb, über den die Verschiebungen bewirkbar sind, wobei der Koaxialantrieb dem zweiten Tischelement fest zugeordnet ist, und wobei zum Verschieben des dritten Tischelementes ein Zugmechanismus vorgesehen ist.
In der Mikroskopie spielt die ergonomische Bedienbarkeit insbesondere der Objekttische eine immer größere Rolle. Meist weisen die Objekttische zwei gegeneinander senkrecht verschiebbare Tischelemente auf, die von einem nach unten ragenden Koaxialtrieb bedient werden.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 898 191 A1 ist ein Koaxialtrieb für den Objekttisch eines Mikroskops bekannt. Der Objekttisch weist zwei senkrecht zueinander mit Hilfe von zwei drehbaren Bedienelementen eines Koaxialantriebs verschiebbare Tischteile auf, die in einer ortsfesten Führung gelagert sind. Der Koaxialtrieb mit den um eine gemeinsame koaxiale Achse drehbaren Bedienelementen behält bei einer Verschiebung des ersten oder zweiten Tischteils seine Lage im Raum bei. Dies wird von den Benutzern als nachteilig empfunden; denn die Verschiebung in Y-Richtung (vom Benutzer weg bzw. auf den Benutzer zu) wird dabei ausschließlich durch Drehen eines der Bedienelemente bei ruhender Hand durch das Gegeneinanderverschieben von Daumen und Zeigefinger bewirkt. Da die Hand des Benutzers ruht, vermittelt dieser Objekttisch dem Benutzer kein Gefühl für die aktuelle Position und für ein präzises Verschieben des Tisches in Y-Richtung. Der Objekttisch hat außerdem den Nachteil, dass der nach unten ragende Koaxialtrieb leicht mit dem am Mikroskopstativ üblicherweise seitlich angebrachten Drehknopf für die Z-Verstellung des Objekttisches kollidiert. Darüber hinaus hat der Objekttisch den Nachteil, dass das in X-Richtung verschiebbare Tischelement, das das Objektdeckglas trägt, in einer nach oben gerichteten Nut des darunter angeordneten in Y-Richtung verschiebbaren Tischteils geführt ist, so dass mit der Zeit unvermeidbarer Weise eindringendes Immersionsöl und andere Verunreinigungen die Führung und den Antriebsmechanismus negativ beeinflussen.

Oft ist das in X-Richtung verschiebbare Tischelement, das das Objektdeckglas trägt, über ein Zahnrad, das in eine an dem Tischelement angebrachte Zahnstange eingreift, angetrieben. Da der Verschiebeweg zumindest drei Zoll betragen sollte ist es unvermeidbar, dass der das Tischelement mit dem Zahnstangenantrieb bei einer üblichen Tischbreite von 150–180 mm, in den Endstellungen des Verfahrweges weit über die seitliche Tischkante hinausragen. Nur beispielhaft sei hierzu die US-Patentschrift 4,262,991 genannt. Dies führt häufig dazu, dass durch versehentliche Berührung ungewollt das zu mikroskopierende Objekt verschoben wird. Bei biologischen Experimenten, bei denen von außen Mikromanipulatoren, wie beispielsweise Mikropipetten oder Patch-Clamps, in das Objekt eingeführt sind, wird das Präparat durch die Berührung zerstört. Da das Tischelement mit dem Zahnstangenantrieb naturgemäß scharfkantig ist besteht auch eine Verletzungsgefahr.

Aus der US-Patentschrift 6,369,940 B1 ist ein Mikroskoptisch bekannt bei dem die Tischelemente über Seilzugmechanismen bewegt werden. Die Seilzugmechanismen haben Reibrollen, die Antriebskräfte über Seilzüge auf die Tischelemente übertragen. Zwar bewegt sich der Koaxialantrieb bei diesem Objekttisch bei Verstellung in Y-Richtung mit, was jedoch keinen Vorteil entfaltet, da schon bei geringem Druck der sich mitbewegenden Hand die Seilzüge über die Reibrollen rutschen und es zu einer ungewollten Verschiebung kommt. Eine Erhöhung der Reibung ist nur bedingt möglich, da dies gleichzeitig eine Schwergängigkeit hervorruft, die eine exakte Feineinstellung nicht mehr erlaubt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Objekttisch anzugeben, der zuverlässig in zwei vorzugsweise senkrecht zueinander angeordneten Bewegungsrichtungen mit weitestgehend spiel- und kippfreier Führung der Tischelemente verschiebbar ist.

Diese Aufgabe ist durch einen Objekttisch gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Koaxialantrieb ein Antriebszahnrad dreht, das in eine am ersten Tischelement angebrachte, sich in Y-Richtung erstreckende Zahnstange eingreift, und dass das dritte Tischelement eine den Rand des zweiten Tischelementes umgreifende Führung aufweist. Die Besonderheit der Erfindung ist in dem sich in Y-Richtung erstreckenden Zahnstangenantrieb in Verbindung mit dem innerhalb des zweiten Tischelements vorgesehen Zugmechanismus zu sehen, wonach eine spiel- und kippfreie Führung der Tischelemente relativ zueinander gewährleistet ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass sich der Koaxialtrieb bei Verstellung in Y-Richtung mitbewegt, so dass der Benutzer ein exaktes Gefühl für die aktuelle Position des zweiten Tischelementes hat und dieses exakt positionieren kann. Der Benutzer kann hierbei die Verschiebung nicht nur durch gegensinniges Verschieben von Daumen und Zeigefinger bewirken, sondern auch durch eine lineare Bewegung der flachen Hand, mit der er den der Y-Verschiebung zugeordneten Drehring am Koaxialtrieb bedient, wobei der Drehring auf der Handfläche „abrollt". Dies wird vom Benutzer als besonders angenehm empfunden. Gleichzeitig ist vorteilhafter Weise eine ungewollte Verstellung durch Schlupf wirksam vermieden; denn auch durch starkes Drücken lässt sich das zweite Tischelement nicht verschieben. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Objekttisches ist es, dass unabhängig von der Position des dritten Tischelementes keinerlei störende Teile seitlich herausragen.

In einer bevorzugen Ausgestaltung weist der Zugmechanismus einen Seilzug oder einen Riemenzug auf, wobei die Kraftübertragung durch eine über den Koaxialtrieb bewegte Antriebswelle erfolgt. Vorzugsweise ist an dem zweiten Tischelement zumindest eine Umlenkrolle vorgesehen. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Benutzer keine Schub- oder Zugkraft auf das dritte Tischelement in X-Richtung verursachen kann, daher spielt die Gefahr des ungewollten Verschiebens des dritten Tischelements durch Rutschen des Seilzugs über die Antriebswelle keine Rolle.

Das zweite Tischelement weist ein Führungselement aufweist, in das das dritte Tischelement eingreift. Vorzugsweise ist das Führungselement auf der dem ersten Tischelement zugewandten Seite angeordnet, wobei das dritte Tischelement einen Führungsbügel aufweist, der um eine Stirnseite des zweiten Tischelementes herum in das Führungselement eingreift. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass Führungsnuten und Öffnungen auf der oberen Fläche des zweiten Tischelements unnötig sind, so dass die obere vollkommen geschlossen ausgebildet sein kann. Ein Eindringen beispielsweise von Immersionsöl in die Verschiebemechanismen ist damit wirksam vermieden.

In einer besonderen Ausführung weist das zweite Tischelement an der dem ersten Tischelement zugewandten Seite zumindest eine Ausnehmung auf. In dieser Ausnehmung ist vorzugsweise der Zugmechanismus in der Ausnehmung geschützt angeordnet. Vorzugsweise ist der Zugmechanismus vollständig umschlossen. Auch das Führungselement ist vorzugsweise in der Ausnehmung angeordnet.

In einer besonders bevorzugen Ausgestaltung weist das zweite Tischelement eine Ausbuchtung auf, an der der Koaxialtrieb angeordnet ist. In einem in ein Mikroskop mit C-Bogen eingebauten Zustand ist folglich die dem C-Bogen zugewandte Seite des zweiten Tischelements breiter, als die dem Benutzer zugewandte Seite. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Koaxialtrieb seitlich so weit nach außen verlagert sein kann, dass er in keiner Verstellposition mit dem am Mikroskopstativ befindlichen Einstellrad für die Z-Verstellung des Objekttisches kollidiert. Ein seitlich weit außen angeordneter Koaxialtrieb hat erfindungsgemäß keinen wesentlichen Einfluss auf die Verschiebemechanismen; denn für den Zugmechanismus ist nur ein längeres Zugseil erforderlich und in Bezug auf die X-Verstellung nur ein größeres Antriebszahnrad oder Zwischenzahnräder. Vorteilhafter Weise kann auch ein Getriebe vorgesehen sein, um eine Über- oder Untersetzung zu erreichen.

Das dritte Tischelement weist zumindest einen Halter für zumindest ein Objektträgerplättchen vorzugsweise jedoch für mehrere Objektträgerplättchen auf.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleich wirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
1 Einen erfindungsgemäßen Objekttisch und
2 ein Detail eines erfindungsgemäßen Objekttischs.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Objekttisch für ein Mikroskop. Der Objekttisch weist ein erstes Tischelement 1 auf, das vorzugsweise ortsfest an einem Mikroskopstativ befestigbar ist. Das erste Tischelement 1 trägt die übrigen Komponenten des Objekttischs und kann so ausgestaltet sein, dass es zusammen mit den übrigen Komponenten in der X-Y-Ebene, in der das erste Tischelement 1 liegt, drehbar ist. Das erste Tischelement 1 weist nicht gezeigte Führungen auf, in die nicht gezeigte Führungselemente eines zweiten Tischelements 2 eingreifen, so dass das zweite Tischelement 2 relativ zum ersten Tischelement in Y-Richtung horizontal verschiebbar ist. Das zweite Tischelement weist ein in dieser Figur nicht gezeigtes Führungselement auf, in das nicht gezeigte Führungselemente eines dritten Tischelements 3 eingreifen. Die Besonderheit der geführten Lagerung des dritten Tischelements 3 sind in 2 illustriert. Das dritte Tischelement 3 ist vorzugsweise senkrecht zum zweiten Tischelement 2 in einer X-Richtung verschiebbar. Nur schematisch sind die Haltebügel 4, 5 eingezeichnet, die einen oder mehrere Objektträger aufnehmen können.
An dem zweiten Tischelement 2 ist ein Koaxialantrieb 6 angebracht, über den die Verschiebungen bewirkbar sind. Der Koaxialantrieb 6 weist einen ersten Drehring 7 und einen zweiten Drehring 8 auf, wobei der erste Drehring 7 der Verschiebung des dritten Tischelements 3 in X-Richtung zugeordnet ist, während der zweite Drehring 8 der Verschiebung des zweiten Tischelements 2 in Y-Richtung zugeordnet ist. Ein Drehen des zweiten Drehrings 8 bewirkt eine Drehung eines Antriebszahnrads 9, das in eine am ersten Tischelement 1 angeordnete Zahnstange 10 eingreift. Der Benutzer kann, da sich der Koaxialtrieb 6 zusammen mit dem zweiten Tischelement 2 in Y-Richtung verschiebt, unter Erhaltung des Gefühls für die vorgenommene Verschiebung den zweiten Drehring 8 auf der Handfläche abrollen. Durch die formschlüssige Kopplung ist eine versehentliche Verschiebung des zweiten Tischelements durch zu starkes Ziehen oder zu starkes Drücken weitgehend ausgeschlossen. Der Koaxialtrieb 6 ist an einer Ausbuchtung 16 des zweiten Tischelements 2 angebracht. Durch die Ausbuchtung 16 ist gewährleistet, dass der Koaxialtrieb 6 in keiner Verstellposition mit dem am nicht gezeigten Mikroskopstativ befindlichen Einstellrad für die Z-Verstellung kollidiert.
Zum Verschieben des dritten Tischelements 3 ist ein Zugmechanismus 11 vorgesehen, der einen Seilzug 12 aufweist. Ein Drehen des ersten Drehrings 7 des Koaxialtriebs 6 bewirkt eine Drehung einer Antriebswelle 20, die als Reibwelle ausgeführt ist. Der Seilzug 12 verläuft um die Antriebswelle 20 und um eine am zweiten Tischelement 2 angebrachte Umlenkrolle 13 herum. An dem Seilzug ist das dritte Tischelement 3 mit zwei Klemmschrauben 14, 15 befestigt.
2 zeigt ein Detail eines erfindungsgemäßen Objekttisches. Das dritte Tischelement 3 weist einen Führungsbügel 19 auf, der um eine Stirnseite des zweiten Tischelementes 2 herum in ein Führungselement 18, das an dem zweiten Tischelement 2 angebracht ist, eingreift. Das Führungselement 18 befindet sich auf der dem ersten Tischelement 1 zugewandten Seite (vorzugsweise die Unterseite) des zweiten Tischelements 2. Das zweite Tischelement 2 weist auf der dem ersten Tischelement 1 zugewandten Seite eine Ausnehmung 17 auf, in der Zugmechanismus 11 mit dem Zugseil 12 und das Führungselement 18 angeordnet sind.

Claims

Objekttisch für ein Mikroskop, – mit einem ersten Tischelement (1) und einem zweiten Tischelement (2), das relativ zum ersten Tischelement (1) in einer y-Richtung horizontal verschiebbar ist, und mit einem dritten Tischelement (3), das relativ zum zweiten Tischelement (2) in einer x-Richtung horizontal verschiebbar ist – und mit einem Koaxialantrieb (6), über den die Verschiebungen bewirkbar sind, – wobei der Koaxialantrieb (6) dem zweiten Tischelement (2) fest zugeordnet ist, – und wobei zum Verschieben des dritten Tischelementes (3) ein Zugmechanismus (11) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Koaxialantrieb (6) ein Antriebszahnrad (9) dreht, das in eine am ersten Tischelement (1) angebrachte, sich in y-Richtung erstreckende Zahnstange (10) eingreift, – und dass das dritte Tischelement (3) eine den Rand des zweiten Tischelementes (2) umgreifende Führung (18, 19) aufweist.
Objekttisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugmechanismus einen Seilzug oder einen Riemenzug aufweist, wobei die Kraftübertragung durch eine über den Koaxialtrieb bewegte Antriebswelle erfolgt.
Objekttisch nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Tischelement zumindest eine Umlenkrolle aufweist.
Objekttisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Tischelement ein Führungselement aufweist, in das das dritte Tischelement eingreift.
Objekttisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement auf der dem ersten Tischelement zugewandten Seite angeordnet ist und dass das dritte Tischelement einen Führungsbügel aufweist, der um eine Stirnseite des zweiten Tischelementes herum in das Führungselement eingreift.
Objekttisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Tischelement an der dem ersten Tischelement zugewandten Seite zumindest eine Ausnehmung aufweist.
Objekttisch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugmechanismus in der Ausnehmung angeordnet ist.
Objekttisch nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement in der Ausnehmung angeordnet ist.
Objekttisch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Tischelement eine Ausbuchtung aufweist, an der der Koaxialtrieb angeordnet ist.
Objekttisch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Tischelement einen Halter für zumindest ein Objektträgerplättchen aufweist.
Mikroskop mit einem Objekttisch nach einem der Ansprüche 1 bis 10.