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Die Erfindung betrifft einen Schieber
für ein Mikroskop
wie er zum Platzieren optischer Elemente in den Strahlengang benutzt
wird.
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In der Mikroskopie ist es für bestimmte
Mikroskopierverfahren notwendig, in „ausgezeichnete" Ebenen wie z.B.
die Leuchtfeldblendenebene, die Aperturblendenebene usw. spezielle
optische Elemente wie Filter, Pupillenmodulator-Elemente, Blenden,
Kontrastmodulatoren o.ä.
einzubringen.
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Dazu weisen die Mikroskope an den
entsprechenden Stellen geeignete Ausbrüche in den Gehäusen sowie
Führungen
auf, mit deren Hilfe der Benutzer je nach Bedarf verschiedene optische
Elemente in den Strahlengang einbringen kann. Um die einfache und
sichere Platzierung sowie die Universalität zu sichern sind diese Führungen
bei den einzelnen Mikroskopherstellern bzgl. der Größe und der
geometrischen Abmessungen genormt.
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Da diese optischen Elemente möglichst
genau in die jeweiligen optischen Ebenen eingebracht werden müssen erlauben
die Führungen
nur eine Bewegung senkrecht zur optischen Achse. Beispiele für die Anwendung
und Aufbau solcher Schieber sind beispielsweise in der Schrift
US 6,437,912 zu finden. Dort
sind für
eine Reihe von Anwendungen verschiedene Schieber angegeben. Allen
diesen Schiebern ist gemeinsam, dass durch die Führung und die Art der Montage
der optischen Elemente auf dem Schieber die jeweilige Ebene justierfrei
eingehalten wird. Die korrekte Positionierung der optischen Elemente im
Strahlengang wird üblicherweise
mittels mechanischer Rastungen realisiert.
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Ein modernes Mikroskopierverfahren
ist die Total Internal Reflection Microscopy (TIRF), bei der die
Tatsache ausgenutzt wird, dass Licht welches unter einem Winkel,
der größer ist
als der Grenzwinkel der Totalreflexion, in die Probe eingestrahlt
wird, nur eine sehr geringe Eindringtiefe in die Probe hat (evaneszente
Welle) und daher auch nur Farbstoffe in einem eng begrenzten Gebiet
zum Fluoreszieren und damit zur Beobachtung bringen kann. Eine Reihe
von Möglichkeiten
zur technischen Realisierung von TIRF ist in Daniel Axelrod, Journal
of Biomedical Optics 6(1), p. 6–13,
2001 angegeben. In der Patentanmeldung
US 2002/0097489 ist ein Mikroskop
beschrieben, bei dem der erforderliche grosse Einfallwinkel durch
eine auf einem Schieber in den Strahlengang eines herkömmlichen
Mikroskops einbringbare spezielle Ringblende realisiert wird. Auf
den kompletten Inhalt dieser Dokumente wird im Folgenden Bezug genommen.
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Für
eine optimale Funktion muss diese Ringblende zur optischen Achse
des Mikroskopes zentriert werden, entsprechende Mittel sind in
US 2002/0097489 6 angedeutet.
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Versuche haben ergeben, dass mit
dieser Anordnung nicht in jedem Fall ein optimales Ergebnis erzielbar
ist und unerwünschtes
Beleuchtungslicht auf die Probe fällt.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe
diese Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und die Möglichkeiten
zum Einbringen optischer Elemente in den Strahlengang von Mikroskopen
mittels Schiebern zu erweitern.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein
Mikroskopschieber gemäß dem Hauptanspruch, vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrIeben.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das
oder die an dem Schieber angebrachten optischen Elemente sowohl
in einer Ebene senkrecht zur als auch in Richtung der optischen
Achse des Strahlengangs beweg- und justierbar ausgeführt sind.
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Alternativ können auch am Gehäuse des
Mikroskops Mittel vorgesehen sein, welche eine Bewegung des gesamten
Schiebers in allen drei Raumrichtungen bewirken. Das hätte den
Vorteil, dass nur eine Justiereinrichtung für verschiedene Schieber notwendig
wäre, allerdings
sind zu dieser Realisierung der Erfindung Eingriffe am Mikroskopgehäuse erforderlich.
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Die Erfindung wird mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
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l den
erfindungsgemäßen Schieber
in Draufsicht
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2 die
Einzelheiten des erfindungsgemäßen Schiebers
in einer Explosiv-Darstellung
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In 1 weist
ein Schiebergrundkörper 1 einen
ersten Durchgang 2 auf, in welchem mit Hilfe einer Blendenaufnahme 3 eine
Ringblende 4 gehaltert wird. Zwei Justierschrauben 5, 6 sind
von der Aussenseite 7 des Schiebers zugänglich und wirken auf den Aussenrand
des ringförmigen
Teils der Blendenaufnahme 3. Der ringförmige Teil der Blendenaufnahme 3 verfügt über ein
Innengewinde mit relativ grosser Steigung (z.B. M28x6), welches
mit einem entsprechenden Gewindering 8 zusammenwirkt. Ein Verbindungshebel 9,
welcher durch einen Drehhebel 10 bewegt werden kann, ist
mittels eines Stifts 11 an den Gewindering 8 angelenkt.
Durch Bewegen des Drehhebels 10 wird der Gewindering 8 gegen
die Blendenaufnahme 3 verdreht und damit vermittels der
Gewindesteigung eine Bewegung senkrecht zur Zeichenebene (d.h. in
Richtung der optischen Achse des Mikroskops) realisiert. Bei der
angegebenen Gewindesteigung ergibt sich ein Verstellweg von 1 mm bei
einer Verdrehung um 30°.
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Eine Nut 12 dient in Verbindung
mit einer hier nicht dargestellten Rast zur Positionierung des Schiebers
im Mikroskop. Eine zweite Nut 13 dient zur Positionierung
des Schiebers in einer zweiten Position, in der z.B. ein freier
Durchgang in die optische Achse eingeschoben werden kann.
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Zur besseren Verdeutlichung des Ausführungsbeispiels
wird in 2 eine Explosiv-Darstellung angegeben.
Der Schiebergrundkörper
weist an seiner Aussenseite 7, welche im eingeschobenen Zustand
dem Benutzer zugänglich
ist zwei Bohrungen 15, 16 auf, durch welche die
Justierschrauben 5, 6 mittels eines Werkzeugs
(z. B. eines Imbus-Schlüssels)
verdrehbar sind. Die beiden Nuten 12, 13 sind den
beiden Durchgängen 2, 14 zugeordnet.
Das ringförmige
Teil der Blendenaufnahme 3 weist ein Innengewinde (hier
nicht dargestellt) und einen Schlitz 17 auf. Durch diesen
Schlitz 17 wird der Verbindungshebel 9 durchgeführt und
mittels des Stifts 11 an den Gewindering 8 angelenkt.
Der Drehhebel 10 ist um eine mit der Blendenaufnahme 3 verbundene
Achse drehbar und greift mittels eines Stifts 19 in die
Bohrung 20 des Verbindungshebels ein. In den Gewindering 8 taucht
eine Blendenfassung 21 eine, welche mittels einer Nut 22 und
einer an der Blendenaufnahme 3 angebrachten Rast 23 gegen
Verdrehung gesichert ist, d.h. die mittels des Drehhebels 10 über den Verbindungshebel 9 realisierte
Drehbewegung des Gewinderings 8 wird nicht auf die Blendenfassung 21 übertragen.
In der Blendenfassung 21 ist ein Vorschraubring 24 befestigt,
welcher die eigentliche Ringblende 25 (entspricht Bezugszeichen 4 in 1) hält. Die Ringblende besteht
vorzugsweise aus einem Glaskörper,
welcher mit Ausnahme eines schmalen Rings voll verspiegelt ist.
Damit diese Verspiegelung nicht zu unerwünschten Reflexen im Mikroskopstrahlengang
führt ist
die Blendenfassung 21 und damit auch die Ringblende 25 um
einen gewissen Winkel, z. B. 6° gegen
die Schieberebene geneigt. Zwei Abstimmringe 26, 27 und
eine Druckfeder 28 sichern die exakte Positionierung der
Ringblende im Mikroskopstrahlengang im Bezug auf die Lage entlang
der optischen Achse. Ein Decke129 verschließt den Schieber.
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Die Bewegung der Ringblende 25 in
Richtung der optischen Achse, wie sie zum Ausgleich von unterschiedlichen
Lagen der Mikroskopbeleuchtung und der Tubuslinse zur Lage des Schiebers
sowie zur Anpassung an beim Objektivwechsel möglicherweise auftretende Abweichungen
der Lage der Aperturblendenebene notwendig ist wurde bereits bei
der Erklärung
von 1 erläutert.
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Die Justierung der Ringblende bzgl.
der optischen Achse funktioniert wie folgt: die Blendenaufnahme 3 ist
bzgl. des Schiebergrundkörpers 2 durch 2
Stifte 30, 31, die in zwei Langlöcher 32, 33 eingreifen,
beweglich gelagert. Eine Druckfeder 35 stützt sich
im Langloch 32 so gegen den Stift 30, dass die Blendenaufnahme 3 gegen
die Aussenseite 7 des Schiebergrundkörpers 2 gedrückt wird.
Dadurch wird der ringförmige
Teil der Blendenaufnahme 3 gegen die Enden der Justierschrauben 5, 6 gedrückt. Je nachdem,
wie weit die Justierschrauben 5, 6 in der Schiebergrungkörper eingeschraubt
sind wird die Position des ringförmigen
Teils der Blendenaufnahme 3 und damit auch der Ringblende 25 entlang
der Längsachse
des Schiebers definiert; durch unterschiedlich weites Hineinschrauben
der beiden Justierschrauben 5, 6 ist eine Position
quer zur Längsachse
des Schiebers einstellbar. Damit ist eine sehr exakte Positionierung
der Ringblende zur Austrittspupille des verwendeten Objektivs möglich, wie
sie zur Realisierung des TIRF-Verfahrens notwendig ist.
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Die Realisierung der Erfindung ist
nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel
gebunden, so können
die Bewegungen des optischen Elements in den drei Raumrichtungen
auch auf anderen, dem Fachmann geläufigen Konstruktionsprinzipien
beruhen. Weiterhin kann auch der gesamte Schieber bzgl. des Mikroskopgrundkörpers in
den drei Raumrichtungen beweglich sein.