DE29707762U1 - Fokussiereinrichtung für ein Mikroskop - Google Patents

Description

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Europäische Patentanwälte

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&ngr;. Bezold & Sozien, Bnenner Str. 52 ■ D-80333 München Mandataires Europeens

Zugelassen/admitted OHIM

14422 Sch/Vu /41

Luigs & Neumann

Feinmechanik + Elektrotechnik GmbH
Boschstraße 19

D-40880 Ratingen

Fokussiereinrichtunq für ein Mikroskop

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14422 Sch/Vu /42 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Fokussiereinrichtung für ein Mikroskop zur Einstellung des in einer Halterung gelagerten Objektivs
längs einer axialen Führung.

Üblicherweise werden Mikroskope mit Hilfe eines Einstellrades
fokussiert, mit dem über ein Ritzel und eine Zahnstange das in einer Führung gelagerte Objektiv verschiebbar ist. Für sehr
kleine genaue Objektivbewegungen verwendet man Piezoantriebe,
die mit elektrischen Steuerspannungen kleine Verschiebungen erlauben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Mikroskop
auch größere Objektivverschiebungen mit sehr hoher Einstellgenauigkeit
zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.

Der spielfreie Spindeltrieb und die Bewegungsumlenkung mit
Hilfe eines mit hoher Präzision herstellbaren Keiles gestatten eine außerordentlich feinfühlige und genaue Bewegung des Objektivs und damit der Fokussiereinstellung auch über erheblich
größere Wege als mit Hilfe eines Piezowandlers. Von Vorteil ist insbesondere dabei auch die geringe Masse des allein zu bewegenden Objektivs ohne den gesamten Tubus oder sonstige Halterungsteile. Die erfindungsgemäße Konstruktion läßt sich auch in
einfacher Weise als Nachrüsteinheit bauen, die an vorhandene
Mikroskope entweder anstelle des Mikroskoprevolvers oder unter geringfügiger Abänderung des Revolvers angebaut werden kann.
Das Auswechseln des Revolvers macht üblicherweise keine Schwierigkeiten. Bei Verwendung eines Schrittschaltmotors sind die
hochpräzisen Objektivverschiebungen ferner mit sehr hoher
Genauigkeit reproduzierbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Keilflächen durch zwei Schienen in Form gehärteter und geschliffener Gleitwellen gebildet, die auf einer Schrägfläche des von einer Gewindespindel bewegten Antriebsschlittens befestigt, vorzugsweise angeklebt, sind und auf denen Mitnehmerstifte gleiten, die seitlich von Objektivhalterungen wegragen.

Die Objektivführung kann ebenfalls als Schlitten ausgebildet sein, und diese Schlitten können in bekannter Weise etwa mit Hilfe einer Keilanordnung gemäß der DE 41 34 727 A1 spielfrei eingestellt werden. Die entsprechenden Schlittenführungen können auf einer Basis als Träger montiert sein, die sich an einen vorhandenen Mikroskoprevolver anschrauben läßt, der - wenn notwendig - an der Stelle des Objektivs ausgefräst ist, um ausreichende Objektivbewegungen zu erlauben. Der Träger kann aber auch in der Form realisiert werden, daß er unmittelbar gegen die Revolverscheibe ausgetauscht werden kann, wobei sich eine Änderung der ursprünglichen Revolverscheibe erübrigt.

Die spielfreie Lagerung der Gewindespindel läßt sich beispielsweise mit einer Spindelmutter aus zwei federnd miteinander verbundenen Mutterteilen erreichen, die beim Einschrauben der Gewindespindel durch das zwischen ihnen angeordnete Federelement gegen entgegengesetzte Gewindeflächen der Spindel gedrückt werden, so daß diese spielfrei in der Mutter verdreht werden kann. Der eine Mutterteil ist mit dem Antriebsschlitten fest verbunden, z.B. durch eine Verklebung, der andere Mutterteil kann sich gegenüber dem Antriebsschlitten im Rahmen des Federweges verschieben. Bei ebenfalls spielfrei gelagerter Gewindespindel sind so außerordentlich genaue und exakt reproduzierbare Einstellungen der Schlittenbewegung und damit der Objektivbewegung möglich.

Die Erfindung sei nun anhand von in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Unteransicht der erfindungsgemäßen Fokussiereinrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinien A-A aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Unteransicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fokussiereinrichtung; und

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie A-A aus Fig. 3.

Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen einen Revolver 1 eines Mikroskops, an welchem eine Basis 4 als Träger der erfindungsgemäßen Fokussiereinrichtung über einen Aufnahmebolzen 1.2 befestigt ist. Im dargestellten Fall trägt der scheibenförmige Revolver zwei Objektive 2. Ausfräsungen 1.1 im Revolver 1 ermöglichen eine ausreichende Bewegung der Objektivhalterungen 3 nach oben. Die Objektivhalterungen 3 sind über Linearführungen 3.3 in einer Schlittenschiene 3.1 gelagert, welcher mit der Basis 4 fest verbunden, im vorliegenden Beispiel gemäß Fig. 1 verschraubt, ist. In dieser Linearführung wird die Objektivhalterung 3 mit dem Objektiv 2 durch Schwerkraft nach unten gezogen, so daß ein seitlich von ihr wegragender Mitnahmestifte 3.2 auf einer zugehörigen Gleitwelle 7 aufliegt, die gehärtet und präzisionsgeschliffen sind und als Gleitschienen für die Bewegungsumlenkung wirken, nämlich der durch einen Doppelpfeil veranschaulichten Bewegung des Antriebsschlittens 6 in Richtung der strichpunktierten Achse der Spindel 8 in die ebenfalls durch einen Doppelpfeil veranschaulichte Objektivbewegung in Richtung der ebenfalls strichpunktierten Achse des Objektivs 2. Zwischen den Gleitwellen 7 und den Mitnahmestiften 3.2 erfolgt nur eine punktförmige Berührung, und die Präzisionsbearbeitung dieser Teile ist einfacher als das Präzisionsschleifen einer ganzen Keilfläche. Ebenso wie die Linearführung 3.3 der Objektivhalterung 3 in der Schlittenschiene 3.1 ist auch die Linearführung 5 des Antriebsschlittens 6 spielfrei ausgebildet: Hierbei ist eine von zwei Führungsschienen quer zur Bewegungsrichtung verschiebbar und mit Hilfe eines Keils so einstellbar, daß die Führung gerade kein Spiel mehr aufweist. In dieser Position

wird die Schiene bleibend festgelegt. In Fig. 1 ist ein Profilraum 3.4 für die spielfreie Einstellung der zunächst beweglichen Schiene mittels eines Keiles veranschaulicht.

In Fig. 2 erkennt man den spielfreien Spindeltrieb mit Hilfe einer Mutter 10, die aus zwei Mutterteilen 10.1 und 10.3 besteht, die über einen flexiblen Balg 10.2 miteinander verbunden sind. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform einer solchen Mutter 10 bestehen die beiden Mutterteile 10.1 und 10.3 mit dem flexiblen Balg 10.2 aus einem Stück. Der Mutterteil 10.1 ist in eine Ausnehmung des Antriebsschlittens 6 eingeklebt, und mit einem Zustellring 9, der in die Ausnehmung eingeschraubt wird, wird der Mutterteil 10.3 unter Zusammendrücken des Balges 10.2 gegen den Mutterteil 10.1 vorgespannt. Wenn die Spindel 8 durch beide Mutterteile hindurch in die Mutter 10 eingeschraubt ist, wird der Zustellring 9 wieder etwas gelöst, so daß die beiden Mutterteile 10.1 und 10.3 auseinandergedrückt werden und gegen jeweils entgegengesetzte Gewindeflanken der Spindel 8 anliegen, so daß die Spindel in der Mutter 10 spielfrei verdreht werden kann. Die Spindel 8 selbst ist über zwei Kugellager 1 ebenfalls spielfrei in der Basis 4 gelagert, wobei die Spielfreiheit des Lagers auch hier mit Hilfe eines Zustellringes 8.2 eingestellt wird.

Am äußeren Ende der Spindel 8 sitzt ein Motor 11, der über einen Montageflansch mit der Basis 4 verbunden ist. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Bestandteile der Fokussiervorrichtung miteinander verschraubt, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Jedoch können gegebenenfalls auch andere Befestigungsmöglichkeiten gewählt werden. Mit Hilfe des hier als Schrittschaltmotor ausgebildeten Motors 11 läßt sich die Spindel 8 sehr präzise verdrehen, wobei der Antriebsschlitten 6 je nach Drehrichtung der Spindel nach rechts oder links entsprechend dem Doppelpfeil feinfühlig verschoben werden kann. Dabei verschieben sich die Gleitwellen 7 mit dem Antriebsschlitten unter den Mitnahmestiften 2, die dabei die Objektiv-

halterung 3 anheben oder unter Schwerkraft nach unten gleiten lassen, wie dies der Doppelpfeil veranschaulicht.

Über den Keilwinkel &agr; erfolgt nochmals eine Verringerung der
Bewegungslänge bei der Umlenkung der Bewegung des Antriebsschlittens
6 in die Bewegung des Objektivs 2, so daß die Einstellgenauigkeit des Objektivs für Fokussier- oder Scanningzwecke
noch weiter verbessert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Fokussiereinrichtung nicht über eine eigene Basis mit einer vorhandenen Revolverscheibe des Mikroskops verbunden, die in den Figuren 1 und 2 als Revolver 1 bezeichnet ist, sondern hier wird die Revolverscheibe 15 von vornherein als Basis benutzt und nimmt die Linearführung 3.3 für das Objektiv 2 und die Linearführung 10.3 für den Antriebsschlitten 6 unmittelbar auf, und an ihr ist auch ein Lagerflansch 13 für die Spindel 8 befestigt. Ein Abdeckblech 12 schließt die ganze Anordnung nach unten ab. Über eine Montagebohrung 14 ist eine Befestigungsschraube,
etwa eine Imbußschraube, zugänglich, mit Hilfe deren die die einzelnen Teile der Fokussiereinrichtung tragende Revolverscheibe 15 am Mikroskop angebracht werden kann.

Claims (10)

14422 Sch/Vu /42 ANSPRÜCHE

1. Fokussiereinrichtung für ein Mikroskop zur Einstellung mindestens eines in einer Halterung gelagerten Objektivs längs einer axialen Führung, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivhalterung (3) sich mit einem Mitnehmer {Mitnahmestifte 3.2) gegen eine Keilfläche (Gleitwellen 7) eines Antriebsschlittens (6) abstützt, der mit Hilfe eines spielfreien Spindeltriebs (8,10) unter einem Winkel zur Einstellrichtung des Objektivs (2) verschiebbar ist.

2. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsschlitten (6) und die Objektivhalterung (3) in je einer Linearführung (5 bzw. 3.3) gelagert sind und diese Linearführungen an einem an das Mikroskop ansetzbaren Träger (Basis 4) angeordnet sind.

3. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (Basis 4) mit dem entsprechend abgewandelten Revolver (1) des Mikroskops verbunden ist.

4. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (Revolverscheibe 15) anstelle des Revolvers an das Mikroskop montiert ist.

5. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearführungen (3.3, 5) als mit einem Keil spielfrei einstellbare Schlittenführungen ausgebildet sind.

6. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer durch von der Objektivhalterung (3) wegragende Mitnehmerstifte (3.2) gebildet wird.

7. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Keilfläche durch auf einer Schrägfläche des Antriebsschlittens (6) befestigte Gleitwellen (7) gebildet wird.

8. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindeltrieb eine spielfrei gelagerte, drehbare Gewindespindel (8) und eine Spindelmutter (10) aus
zwei federnd (Balg 10.2) auf dem Spindelgewinde gegeneinander
verspannten Mutterteilen (10.1, 10.3) aufweist, von denen einer (10.1) mit dem Antriebsschlitten (6) fest verbunden ist.

9. Fokussiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spindeltrieb (8,10) von einem Schrittschaltmotor angetrieben wird.

10) Fokussiereinrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Antriebsschlittens (6) mehrere Objektive (2) einstellbar sind.