FR2595832A1

FR2595832A1 - REVOLVER WITH INDEXING SYSTEM FOR MICROSCOPES

Info

Publication number: FR2595832A1
Application number: FR8703387A
Authority: FR
Inventors: Bernd Spruck
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1987-09-18
Also published as: GB2187905A; GB8705686D0; DE3630632A1; GB2187905B

Abstract

UN REVOLVER POUR MICROSCOPES EST EQUIPE, POUR SON INDEXAGE, D'UN SYSTEME COMPRENANT, SUR LA CUVETTE ROTATIVE 1 DU REVOLVER, POUR CHACUNE DES DIFFERENTES POSITIONS DE TRAVAIL DE CELUI-CI, DES AIMANTS PERMANENTS 5A, 5B DANS UNE DISPOSITION FORMANT UN CODE NUMERIQUE PARTICULIER POUR CHAQUE POSITION. LA PARTIE STATIONNAIRE 3 DU REVOLVER EST MUNIE DE PLUSIEURS CAPTEURS DE CHAMP MAGNETIQUE 6A-6E POUR LA RECONNAISSANCE DES CODES. L'INVENTION EST APPLICABLE EN PARTICULIER A UN OBJECTIF-REVOLVER, UN DIAPHRAGME-REVOLVER OU UN FILTRE-REVOLVER D'UN MICROSCOPE.A REVOLVER FOR MICROSCOPES IS EQUIPPED, FOR ITS INDEXING, WITH A SYSTEM INCLUDING, ON THE ROTATING BOWL 1 OF THE REVOLVER, FOR EACH OF THE DIFFERENT WORKING POSITIONS OF THIS ONE, PERMANENT MAGNETS 5A, 5B IN AN ARRANGEMENT FORMING A NUMERIC CODE SPECIAL FOR EACH POSITION. THE STATIONARY PART 3 OF THE REVOLVER IS EQUIPPED WITH SEVERAL MAGNETIC FIELD SENSORS 6A-6E FOR THE RECOGNITION OF CODES. THE INVENTION IS APPLICABLE IN PARTICULAR TO AN OBJECTIVE-REVOLVER, A DIAPHRAGM-REVOLVER OR A FILTER-REVOLVER OF A MICROSCOPE.

Description

L'invention concerne un dispositif appelé revolver pour microscopes, enThe invention relates to a device called a revolver for microscopes, in

particulier un objectifrevolver, comprenant un dispositif pour l'indexage de particularly a revolver lens, comprising a device for indexing

la position du revolver.the position of the revolver.

Un tel dispositif est connu par le document DE-AS 22 19 521 par exemple. Selon ce document, le dispositif est utilisé pour adapter des éléments optiques, placés dans le faisceau d'éclairage, à l'objectif amené en position de travail à la position considérée du re10 volver. A cet effet, le dispositif comporte, soit des cames discoides, soit des contacts électriques qui sont connectés à des résistances de valeurs différentes. Les deux solutions sont basées sur un système de palpage entre la cuvette mobile du revolver et son support, de 15 sorte que les appareils ainsi obtenus sont soumis à l'usure et exposés aux dérangements. Comme variante supplémentaire, le même document décrit (Fig. 5) une exploration optique, sans contact, mais qui porte, non pas sur la cuvette, mais sur les objectifs fixés à elle. Une 20 telle exploration optique de l'objectif est proposée également par le brevet allemand DE-28 46 655. La réalisation pratique de cette proposition rencontre cependant des difficultés parce que l'objectif vissé en place a Such a device is known from DE-AS 22 19 521 for example. According to this document, the device is used to adapt optical elements, placed in the lighting beam, to the objective brought into working position at the considered position of the re10 volver. For this purpose, the device comprises either discoidal cams or electrical contacts which are connected to resistors of different values. Both solutions are based on a probing system between the movable bowl of the revolver and its support, so that the apparatuses thus obtained are subject to wear and exposed to disturbances. As a further variant, the same document describes (FIG 5) an optical exploration, without contact, but which carries, not on the bowl, but on the objectives set to it. Such an optical exploration of the lens is also proposed by German Patent DE-28 46 655. The practical realization of this proposal, however, encounters difficulties because the lens screwed in place has

une position angulaire qui n'est pas exactement définie. an angular position that is not exactly defined.

Par le brevet allemand DE-32 02 461, on connait un dispositif qui explore également les objectifs eux-mêmes, par voie optique, sans contact. Dans ce cas, 5 un code numérique est appliqué sur le côté arrière des objectifs, munis d'un joint à baïonnette. En dehors du fait qu'il faut utiliser des objectifs spéciaux, ce dispositif implique la lecture dynamique du code à barres, en ce sens que le revolver doit d'abord être tourné, après la mise en service du microscope, avant que l'on puisse obtenir une information sur l'objectif occupant la German patent DE-32 02 461 discloses a device that also explores the lenses themselves, optically, without contact. In this case, a numerical code is applied to the rear side of the lenses, provided with a bayonet seal. Apart from the fact that it is necessary to use special lenses, this device involves the dynamic reading of the bar code, in that the revolver must first be turned, after the microscope is put into service, before can obtain information on the objective occupying the

position de travail.working position.

Par le brevet allemand DE-31 45 615, il est connu d'appliquer un codage magnétique sur des objets photographiques, par exemple sous forme d'aimants ayant des forces différentes, et de prévoir un seul capteur de champ magnétique sur le boîtier de la caméra pour la reconnaissance du code. Ce capteur est relié à un circuit discriminateur de niveau qui évalue le signal analogique 20 avec une résolution qui dépend du nombre des différents By German Patent DE-31 45 615, it is known to apply a magnetic coding on photographic objects, for example in the form of magnets having different forces, and to provide a single magnetic field sensor on the housing of the camera for code recognition. This sensor is connected to a level discriminator circuit which evaluates the analog signal 20 with a resolution which depends on the number of different

objectifs. Cependant, un tel codage analogique exige le respect de tolérances mécaniques très petites et l'ajustement exact des composants électroniques et il est relativement sensible aux perturbations, occasionnées par 25 exemple par des processus de vieillissement. goals. However, such analog coding requires compliance with very small mechanical tolerances and exact adjustment of the electronic components and is relatively sensitive to disturbances caused by, for example, aging processes.

Le but de la présente invention est d'équiper le revolver dans un microscope, en particulier l'objectifrevolver, d'un dispositif travaillant sans contact pour l'indexage de la position du revolver, qui soit de con30 struction simple, ne tombe pas facilement en panne et qui The object of the present invention is to equip the revolver in a microscope, in particular the revolver lens, of a non-contact device for indexing the position of the revolver, which is of simple construction, does not fall easily. broken down and who

convienne pour la retransmission de la position du revolver à un moteur entraînant ce dispositif. suitable for retransmission of the position of the revolver to a motor driving this device.

A cet effet, selon la revendication principale, au moins un aimant, pour chacune des positions de 35 travail du revolver, est fixé sur la cuvette tournante de ce dispositif, dans une disposition formant un code numérique, et plusieurs capteurs de champ magnétique sont For this purpose, according to the main claim, at least one magnet, for each of the working positions of the revolver, is fixed on the rotating bowl of this device, in a disposition forming a numerical code, and several magnetic field sensors are

prévus pour la reconnaissance des codes. provided for the recognition of codes.

Cette solution offre l'avantage que la cuvette peut très facilement être codée, même après coup, et que, pour l'exploration du code, on peut utiliser des composants du commerce, de préférence des éléments à effet Hall avec un interrupteur à seuil incorporé. Les signaux des éléments à effet Hall peuvent être comparés directement, sous la forme numérique, avec des valeurs de 10 consigne qui sont introduites par un clavier à touches dans un pupitre de commande, de sorte qu'on obtient une grande sûreté contre les perturbations, avec des moyens This solution offers the advantage that the bowl can very easily be coded, even afterwards, and that, for the exploration of the code, it is possible to use commercial components, preferably Hall effect elements with an incorporated threshold switch. . The signals of the Hall effect elements can be compared directly, in numerical form, with setpoint values which are input by a keypad into a control panel, so that a high level of safety against disturbances is obtained. with means

électroniques réduits.reduced electronics.

D'autres avantages de l'invention ressortent 15 de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés, o: Other advantages of the invention emerge from the following description of two exemplary embodiments shown in the accompanying drawings, where:

- la figure 1 est une coupe,contenant l'axe de rotation, de l'objectifrevolver d'un microscope équipé d'un dispositif pour l'indexage du revolver; - la figure 2 est une vue d'en haut sur le côté intérieur de la cuvette 1 du revolver de la figure 1; - la figure 3 montre un schéma fonctionnel de l'électronique utilisée pour le traitement des sig25 naux; - la figure 4 est une vue d'en haut du côté intérieur d'un objectifrevolver selon un deuxième exemple de réalisation; et - la figure 5 est un schéma fonctionnel de - Figure 1 is a section, containing the axis of rotation, of the revolver lens of a microscope equipped with a device for indexing the revolver; - Figure 2 is a top view on the inner side of the bowl 1 of the revolver of Figure 1; FIG. 3 shows a block diagram of the electronics used for the processing of signals; - Figure 4 is a top view of the inner side of a revolver lens according to a second embodiment; and - Figure 5 is a block diagram of

l'électronique utilisée pour l'exemple selon la figure 4. the electronics used for the example according to FIG.

L'objectif-revolver représenté sur la figure 1 comprend une partie stationnaire 3 fixée au statif d'un microscope qui n'est-pas représenté lui-même,- ainsi The revolver lens shown in FIG. 1 comprises a stationary portion 3 fixed to the stand of a microscope which is not represented itself,

qu'une cuvette rotative 1 dont l'axe 2 est monté dans la 35 partie stationnaire 3. that a rotary bowl 1 whose axis 2 is mounted in the stationary part 3.

La cuvette 1 possède cinq réceptions filetées Bowl 1 has five threaded receptions

8a-8e pour les objectifs à visser en place sur la cuvette. 8a-8e for lenses to screw in place on the bowl.

Les figures 1 et 2 montrent seulement l'objectif 4 occupant la position de travail. Figures 1 and 2 show only the objective 4 occupying the working position.

Trois éléments à effet Hall 6a-6c sont juxta5 posés dans un trou oblong 7 sur la partie stationnaire 3 du revolver, dans une disposition radiale par rapport à l'axe 2, et sont fixés par collage par exemple. Ces éléments à effet Hall peuvent être constitués, par exemple, par des éléments commercialisés sous la désignation TL 172 par la firme Texas Instruments, qui sont équipés d'un Three Hall effect elements 6a-6c are placed in an oblong hole 7 on the stationary portion 3 of the revolver, in a radial arrangement with respect to the axis 2, and are fixed by gluing, for example. These Hall effect elements may be constituted, for example, by elements marketed under the designation TL 172 by the firm Texas Instruments, which are equipped with a

interrupteur à seuil incorporé.built-in threshold switch.

La cuvette 1 possède quinze trous, trois pour chacune des cinq réceptions filetées 8a-8e des objectifs. Les trois trous de chacun des cinq groupes de 15 trous sont également disposés radialement par rapport à l'axe 2 et ils sont situés en face des capteurs 6a-6c lorsque l'objectif correspondant se trouve à la position de travail. Des aimants permanents sont insérés dans certains trous, de manière à représenter un code univoque, 20 c'est-à-dire un code numérique différent pour chacun des Bowl 1 has fifteen holes, three for each of the five threaded receptions 8a-8e of the lenses. The three holes of each of the five groups of 15 holes are also arranged radially relative to the axis 2 and they are located in front of the sensors 6a-6c when the corresponding objective is in the working position. Permanent magnets are inserted into certain holes so as to represent a unique code, ie a different numerical code for each of the

cinq groupes. Ce code est lu par les trois éléments à effet Hall 6a-6e lorsque les aimants sont placés devant les éléments à effet Hall à la position concernée du revolver. five groups. This code is read by the three Hall effect elements 6a-6e when the magnets are placed in front of the Hall effect elements at the relevant position of the revolver.

Par exemple, dans la représentation selon la figure 1, 25 deux aimants 5a et 5b sont situés en face des capteurs 6a et 6b, tandis que le trou 5c n'est pas garni. Les éléments 6a-6e délivrent de ce fait un signal parallèle qui, en code binaire, correspond au nombre 3 et qui caractérise l'objectif coordonné à la position en question. 30 Le signal parallèle des capteurs 6a-6c est appliqué à l'entrée B d'un comparateur 11. L'entrée A de celui-ci est reliée à la sortie 10 d'un clavier à touches dans un pupitre de commande non représenté ici. Sur ce pupitre, on peut appeler l'objectif à mettre en position 35 de travail en appuyant sur l'une de cinq touches qui portent des inscriptions correspondant aux objectifs mis en place sur le revolver. Il convient particulièrement d'utiliser, à cet effet, des touches avec des inscriptions intorohangoablos, do sorte que l'utilisateur pout réaliser les inscriptions lui-même. En cas d'actionnement d'une des touches, la sortie du clavier fournit un code qui est comparé avec celui des capteurs 6a-6c dans le circuit 11. Au cas o la position réelle ne coincide pas avec la position de consigne désirée, le comparateur 11 fournit un signal de sortie au circuit de commande 12 pour le moteur 13, lequel fait alors tourner la cuvette 1, jusqu'à ce que les deux codes appliqués aux entrées A et B concordent. Lorsque cela est le cas, le moteur 13 s'arrête et un élément d'arrêt à billes - qui est en soi connu et qui n'est pas représenté ici pour cette raison 15 assure le positionnement fin et exactement centré de la cuvette 1, avec l'objectif qui y est fixé, sur l'axe For example, in the representation according to FIG. 1, two magnets 5a and 5b are located opposite the sensors 6a and 6b, whereas the hole 5c is not filled. The elements 6a-6e thus deliver a parallel signal which, in binary code, corresponds to the number 3 and which characterizes the objective coordinated at the position in question. The parallel signal of the sensors 6a-6c is applied to the input B of a comparator 11. The input A thereof is connected to the output 10 of a keypad in a control panel not shown here. . On this desk, we can call the objective to put 35 working position by pressing one of five keys that have inscriptions corresponding to the objectives set up on the revolver. It is particularly appropriate to use, for this purpose, keys with intorohangoablos inscriptions, so that the user can make the inscriptions himself. When one of the keys is actuated, the output of the keyboard provides a code which is compared with that of the sensors 6a-6c in the circuit 11. In the case where the actual position does not coincide with the desired setpoint position, the comparator 11 provides an output signal to the control circuit 12 for the motor 13, which then rotates the bowl 1, until the two codes applied to the inputs A and B match. When this is the case, the motor 13 stops and a ball stop element - which is in itself known and which is not shown here for this reason 15 ensures the fine and exactly centered positioning of the bowl 1, with the objective attached to it, on the axis

optique du microscope.optical microscope.

Le comparateur 11 contient, en plus, une mémoire dans laquelle est stocké l'ordre de succession des 20 différents codes de la cuvette 1. Un circuit logique assure que la rotation du moteur 13 s'effectue dans le sens de l'éloignement le plus petit de la position présélectionnée du revolver, de sorte que le temps nécessaire à The comparator 11 contains, in addition, a memory in which the order of succession of the different codes of the bowl 1 is stored. A logic circuit ensures that the rotation of the motor 13 takes place in the direction of the most the preselected position of the revolver, so that the time required for

l'opération de changement est minimisé. the change operation is minimized.

Il est évident que les signaux de sortie des capteurs 6a-6e peuvent servir à la commande d'autres fonctions dans le microscope, telles que les commandes de diaphragmes ou de systèmes de lentilles dans le faisceau It is obvious that the output signals of the sensors 6a-6e can be used to control other functions in the microscope, such as diaphragm or lens system controls in the beam

d'éclairage, ou d'afficheurs, par exemple pour le gros30 sissement réglé du microscope. lighting, or displays, for example for the large settled setting of the microscope.

Dans l'exemple de réalisation représenté, les éléments à effet Hall et les groupes d'aimants coordonnés sont placés avec une orientation radiale entre l'axe 2 et les réceptions filetées 8a-8e. Il peut être avantageux, surtout s'il y a des problèmes de place dans le revolver, d'agencer les aimants, non pas dans une disposition en étoile entre l'axe 2 et les réceptions 8a-8e, mais entre les réceptions filetées voisines. Naturellement, on peut utiliser aussi d'autres types de dispositions, par exemple avec les aimants les uns derrière les autres sur un cercle concentrique à l'axe 2. Un tel exemple de réalisation est représenté sur la figure 4. Ici, la référence 101 désigne la cuvette, rotative autour de l'axe 102 et présentant les réceptions filetées 108 pour les objectifs. La cuvette pré10 sente, en outre, des encoches en V 104a-e qui, en coopération avec une bille d'arrêt 120 chargée par ressort sur la partie stationnaire 109 du statif du microscope, In the exemplary embodiment shown, the Hall effect elements and the groups of coordinated magnets are placed in a radial orientation between the axis 2 and the threaded receptions 8a-8e. It may be advantageous, especially if there are space problems in the revolver, to arrange the magnets, not in a star arrangement between axis 2 and receptions 8a-8e, but between adjacent threaded receptions . Naturally, it is also possible to use other types of arrangements, for example with the magnets one behind the other on a circle concentric with the axis 2. Such an exemplary embodiment is shown in FIG. 4. Here, the reference 101 denotes the bowl, rotatable about the axis 102 and presenting the threaded receptions 108 for the objectives. The bowl further has V-shaped notches 104a-e which, in cooperation with a spring-loaded stop ball 120 on the stationary portion 109 of the microscope stand,

fixent les positions du revolver.fix the positions of the revolver.

La périphérie de la cuvette présente cinq groupes de trois trous chacun. Ces trous reçoivent les aimants permanents coordonnés aux positions du revolver, aimants qui sont représentés en noir sur la figure 4. Ces aimants, dont les directions du champ sont orientées radialement vers l'extérieur, sont situés, aux positions 20 d'arrêt, en face de trois éléments à effet Hall 106a-c sur la partie stationnaire 109 de l'appareil, éléments qui assurent la lecture du code formé par les aimants The periphery of the bowl has five groups of three holes each. These holes receive the permanent magnets coordinated at the positions of the revolver, which magnets are shown in black in FIG. 4. These magnets, whose field directions are oriented radially outwardly, are located at the stop positions in FIG. face of three Hall effect elements 106a-c on the stationary portion 109 of the apparatus, elements which ensure the reading of the code formed by the magnets

dans les trous 105a-c.in the holes 105a-c.

Comme les aimants et les éléments à effet Hall 106a-c sont disposés sur un cercle concentrique à l'axe 102, les éléments à effet Hall 106 fournissent d'abord, lors du passage devant eux du revolver 101, des signaux de code erronés. Afin de supprimer le traitement de ces signaux, la partie stationnaire 109 est munie d'un microrupteur 117 dont le bras d'actionnement pénètre dans l'une des encoches (114e) dès que le revolver 101 Since the magnets and the Hall effect elements 106a-c are arranged on a circle concentric with the axis 102, the Hall effect elements 106 first provide, when passing the revolver 101, erroneous code signals. In order to eliminate the processing of these signals, the stationary portion 109 is provided with a microswitch 117 whose actuating arm enters one of the notches (114e) as soon as the revolver 101

est arrivé à sa position de repos. has arrived at his rest position.

Comme on peut le voir sur la figure 5, cet As can be seen in Figure 5, this

interrupteur 117 est relié au circuit de commande 118, à 35 travers duquel les sorties des éléments à effet Hall 106a-c sont connectés au circuit de comparaison 111. switch 117 is connected to control circuit 118, through which the outputs of Hall effect elements 106a-c are connected to comparison circuit 111.

Le code lu est seulement déclaré valable, par le circuit de commande 118, et est seulement transmis au circuit de comparaison 111, s'il correspond au code délivré par les éléments à effet Hall 116a-c à une position définie de l'interrupteur 117. Les exemples de réalisation selon les figures 1 et 4 portent chacun sur un objectif-revolver équipé du dispositif selon l'invention pour l'indexage de la position du revolver. Il est possible aussi, de la même fa10 son, d'indexer d'autres revolvers dans le microscope, un The code read is only declared valid, by the control circuit 118, and is only transmitted to the comparison circuit 111, if it corresponds to the code delivered by the Hall effect elements 116a-c at a defined position of the switch 117. The exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 4 each relate to a revolver lens equipped with the device according to the invention for indexing the position of the revolver. It is also possible, in the same way, to index other revolvers in the microscope, a

diaphragme-revolver par exemple ou un filtre-revolver. diaphragm-revolver for example or a filter-revolver.

Claims

1. Device referred to as a revolver for microscopes, in particular a revolver, comprising a device for indexing the position of the revolver, characterized in that, for each of the working positions of the revolver, at least one magnet (5a, 5b) is attached to the rotating bowl of the revolver (1), in a disposition forming a numerical code, and that several sensors of

magnetic field (6a-c) are provided for recognizing the codes.

2. Device according to claim 1, characterized in that the magnetic field sensors (6a-c) are Hall effect elements with a switch to

built-in threshold.

Device according to claim 2, characterized in that the outputs of the Hall effect elements (6a-c) are connected to a digital comparison circuit (11) and the second input (A) of the comparison circuit (11) is connected to a keypad (10) in a control console for the microscope.

4. Device according to claim 3, characterized in that the comparison circuit (11) is connected to the control electronics (12) for a motor (13) driving the revolver (1).

5. Device according to claim 3, characterized in that the outputs of the Hall effect elements (106a-c) are connected to the comparison circuit (111) through a control circuit (118) and that this circuit

The control unit is connected to a switch (117) actuated by notches (114) on the revolver (101).