WO2006037531A1

WO2006037531A1 - Mikroscop mit einem schieber

Info

Publication number: WO2006037531A1
Application number: PCT/EP2005/010475
Authority: WO
Inventors: Matthias Gonschor
Original assignee: Carl Zeiss Microimaging Gmbh
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-04-13
Also published as: US20080130105A1; DE102004049275A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einem Schieber zum Einbringen optischer Elemente in den Strahlengang des Mikroskops. Dieser Schieber weist einen Halter für mehrere optische Elemente und ein Betätigungselement auf, mit dessen Hilfe die optischen Elemente in den Strahlengang eingebracht werden können.

Description

Mikroskop mit einem Schieber

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.a. einzubringen.

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 vereinheitlicht. Beispiele für die Anwendung und Aufbau solcher Schieber sind beispielsweise in der Schrift US 6,437,912 zu finden. Aus dem dort beschriebenen Stand der Technik sind Schieber vorbekannt, welche je ein optisches Element aufweisen und dieses in den Strahlengang des Mikroskops einbringen können. Um nicht beim Wechsel des Mikroskopierverfahren häufig den kompletten Schieber auswechseln, zu müssen schlägt diese Schrift vor, einen Schieber mit zwei Durchlässen für den Strahlengang zu verwenden und in jedem dieser Durchlässe in optisches Element zu platzieren, so dass der Wechsel zwischen diesen optischen Elementen durch Positionsänderung des Schiebers erfolgen kann. In Weiterbildung dieser Idee schlägt die DE 103 56 197 vor, mehr als 3 Durchlässe entlang der Achse des Schiebers anzuordnen und in jedem dieser Durchlässe ein optisches Element (hier Phasenkontrastringe) anzubringen. Der Wechsel zwischen diesen Elementen erfordert wieder eine Positionsänderung des Schiebers. Um die verschiedenen Positionen anwählen zu können weist dieser Schieber eine entsprechende Anzahl von Kerben auf, welche in Zusammenwirken mit einer Rast dafür sorgen, dass der jeweilige Phasenring korrekt im Strahlengang positioniert wird. Diese Vorrichtung fordert vom Nutzer erhebliche Geschicklichkeit, da der Abstand zwischen den einzelnen Rastpositionen unterschiedlich groß ist und damit zum Wechsel unterschiedliche Wege zurückgelegt werden müssen. Außerdem ist wegen der begrenzten Länge des Schiebers die Zahl der möglichen optischen Elemente beschränkt.

Die Erfindung hat die Aufgabe die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Schieber anzugeben, welcher es erlaubt, eine Vielzahl von optischen Elementen auf einfache Art und Weise in den Strahlengang von Mikroskopen einzubringen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs, vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schieber mindestens einen Halter für optische

Elemente und mindestens einen Durchlass aufweist, und der Halter über eine Einrichtung zum

Positionieren eines der optischen Elemente im Strahlengang des Mikroskops verfugt.

Dabei kann der Halter zum Wechsel zwischen den optischen Elementen im wesentlichen linear bewegbar sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Halter im wesentlichen radförmig ist und die optischen Elemente auf dem Umfang des Halters angeordnet sind, die

Positionierung der optischen Elemente erfolgt dann durch Drehung des Halters. Das Betätigen des Halters kann erfindungsgemäß mit einem manuellen Betätigungselement wie einem

Hebel, einem Drehknopf, einem Handrad o.a. oder auch motorisch erfolgen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Schieber mit einem zweiten oder weitern Halter(n) auszustatten um die Zahl der in den Strahlengang einbringbaren optischen Elemente weiter zu erhöhen. Dabei können die weiteren Halter so angebracht wein, dass sie den gleichen Durchlass für den Strahlengang des Mikroskops nutzen, es ist aber auch möglich, weitere Durchlässe vorzusehen. Um einen dieser weiteren

Durchlässe in den Strahlengang zu bringen ist dann eine Verschiebung des Schiebers notwendig. Eine solche Verschiebung zum Einbringen eines anderen Durchlasses in den

Strahlengang ist dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt (DE 103 56 197).

Als optische Elemente kommen alle in der Mikroskopie zur Manipulation des Strahlengangs bekannten Elemente in Frage, Beispiele sind Farbfilter, Neutralfilter, Streuscheiben,

Phasenmodulatoren, Gitter, Kontrastmodulatoren, Phasenringe, Blenden, usw..

Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn die optischen Elemente Streuscheiben oder Streuscheibenkombinationen unterschiedlicher Transmission sind und der Schieber in der Aperturblendenebene positioniert wird; in diesem Fall lässt sich in einfacher Art und

Weise die Intensität der auf das Objekt fallenden Strahlung regulieren, ohne dass die

Lampenspannung verändert werden muss, was stets mit einer im Allgemeinen unerwünschten

Veränderung der Farbtemperatur einhergeht.

Desweiteren lassen sich die Streuscheiben auch vorteilhaft in Verbindung mit

Quecksilberhöchstdrucklampen einsetzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen

Interferenzgraufiltern unterliegen sie keinem Verschleiß.

Durch die Kombination mit der streuenden Wirkung wird außerdem die Ausleuchtung des

Objektfeldes homogenisiert.

Es ist auch möglich, Mittel vorzusehen, mit denen die optischen Elemente relativ zum Halter und damit zum Strahlengang justiert werden können. Solche Mittel sind beispielsweise aus der DE 102 58 988 bekannt. Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch den Strahlengang in einem Mikroskop

Fig. 2 eine Ansicht einer ersten Ausrahrungsform der Erfindung

Fig. 3 und Fig. 4 schematisch eine zweite und eine dritte Ausfuhrungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist schematisch der Gesamtstrahlengang in einem Mikroskop dargestellt. Von einer

Lichtquelle 1 wird das Licht über ein Wärmeschutzfilter 2, die Aperturblende 3 und die

Leuchtfeldblende 4 auf den Anregungsfilter 5 gerichtet. Der Teilerspiegel 6 reflektiert das

Anregungslicht über das Objektiv 6 auf das Objekt 8. Das vom Anregungslicht im Objekt 8 erzeugte Fluoreszenzlicht passiert wiederum das Objektiv 7 und wird jetzt vom Teilerspiegel

6 durchgelassen und durch das Emissionsfilter 9 auf die Tubuslinse 10 und von dieser über ein Prismensystem in die Okulare 11 abgebildet. Alternativ kann das Licht auch mittels einer am Fototubus 12 angebrachte Kamera abgebildet werden. An der Stelle der Aperturblende 3 und der Leuchtfeldblende 4 verfügt das Mikroskopgehäuse über Ausbrüche zum Einbringen von optischen Elementen in den Strahlengang mittels Schiebern.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht eines Schiebers nach einer bevorzugten Ausführungsform der

Erfindung. Der Schieber 13 trägt einen Halter 14, welcher um eine Achse 15 drehbar ist und über Aufnahmen 16, 17, 18, 19, 20, 21 für hier nicht dargestellte optische Elemente wie

Blenden, Filter o.a. verfügt. Zur besseren Veranschaulichung ist das Gehäuse des Schiebers mit einem Ausbruch dargestellt, in Realität ist nur ein Durchlass an der Stelle vorgesehen, an der sich die Aufnahme 16 befindet, der Rest des Halters 14 ist vom Gehäuse verdeckt. Der

Schieber 13 verfügt über eine Rast 22, welche die korrekte Positionierung des Schiebers zum

Strahlengang des Mikroskops gewährleistet. Als Betätigungselement für den Halter 14 ist ein

Rändelrad 23 so an dem Schieber 13 angebracht, dass es bei eingeschobenen Schieber 13 durch den Benutzer von außen bedient werden kann. Zur Information für den Benutzer verfügt das Rändelrad weiterhin über eine Anzeige 24 für die Nummer oder Bezeichnung des aktuell in den Strahlengang eingebrachten optischen Elements.

In Fig. 3 und 4 sind schematisch weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Dabei weist der Schieber 13 je zwei Halter 14, 14' mit Aufnahmen für optische Elemente auf, welche um Achsen 15, 15' drehbar sind.

In Fig. 3 sind die Halter 14, 14' so zueinander angeordnet, dass die optischen Elemente in einem gemeinsamer Durchlass 25 für den Strahlengang des Mikroskops positioniert werden können. Damit die optischen Elemente unabhängig voneinander in den Strahlengang eingebracht werden können weist jeder Halter 14, 14' eine freie Position auf. Damit sind bei sechs Aufnahmen für optische Elemente je Halter insgesamt 10 Elemente in den Strahlengang einbringbar, damit ist die erfinderische Lösung viel variabler als hisher bekannte Lösungen.

Für den Fall, dass der Schieber zur Helligkeitsregulierung benutzt werden soll und damit als optische Elemente Neutralfilter oder Streuscheiben unterschiedlicher Transparenz genutzt werden ist es auch möglich durch Kombination optischer Elemente aus beiden Haltern eine feinere Abstufung zu erzielen. Zum Beispiel lässt sich mit Filtern 100%, 50%, 25%,12% und

6% Durchlässigkeit in Halter 14 und 100%, 6%, 1,5% und 0,4% in Halter 14' stets eine optimale Helligkeit für Beobachtung und Kameraaumahme einstellen.

In Fig. 4 ist den Halter 14, 14' je ein eigener freier Durchlass 25, 25' zugeordnet, damit lassen sich bei sechs Aufnahmen je Halter insgesamt L2 verschiedene optische Elemente in den

Strahlengang einbringen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die optischen Elemente auf einem

Halter nebeneinander anzuordnen, so dass zum Einbringen der optischen Elemente in den

Strahlengang eine lineare Bewegung des Halters erfolgt. Eine solche Bewegung lässt sich einfach motorisieren und führt damit gleichfalls zu einer deutlichen Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik.

Die Erfindung wurde an einem aufrechten Mikroskop erläutert, ist aber ebenfalls an einem inversen Mikroskop einsetzbar.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt, fachmännische Weiterentwicklungen führen nicht zu einem Verlassen des durch die

Ansprüche definierten Schutzurnfangs.

Claims

P atentansprüche

1. Mikroskop mit mindestens einem Schieber zum definierten Einbringen optisch wirksamer Elemente in den Strahlengang des Mikroskops, wobei der Schieber einen Grundkörper aufweist, welcher in einen Ausbruch des Gehäuses des Mikroskops einbringbar ist, wobei der Schieber mindestens einen Durchlass für den Strahlengang des Mikroskops und einen Halter für mindestens zwei optische Elemente aufweist und wobei Mittel vorgesehen sind, durch welche der Halter so bewegbar ist, dass eines der optischen Elemente in den Strahlengang des Mikroskops einbringbar ist.

2. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach Anspruch 1, wobei der Halter zum Einbringen der optischen Elemente in den Strahiengang eine im wesentlichen lineare Bewegung ausfuhrt.

3. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach Anspruch 1 , wobei der Halter zum Einbringen der optischen Elemente in den Strahlengang eine im wesentlichen rotatorische Bewegung ausfuhrt.

4. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schieber ein Betätigungselement für die Wechselbewegung des Halters aufweist.

5. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schieber ein Anzeigeelement für die aktuelle Position des Halters aufweist.

6. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Schieber mindestens einen weiteren Halter für weitere optische Elemente aufweist, mit dem diese weiteren optischen Elemente in den Strahlengang des Mikroskops einbringbar sind.

7. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach Anspruch 6, wobei die weiteren optischen Elemente in den gleichen Durchlass für den Strahlengang des Mikroskops einbringbar sind.

8. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach Anspruch 6, wobei ein weiterer Durchlass für den optischen Strahlengang vorgesehen ist, in den die weiteren optischen Elemente einbringbar sind.

9. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Bewegung des Halters motorisch erfolgt.

10. Mikroskop mit mindestens einem Schieber nach einem der vorigen Ansprüche, wobei als optische Elemente eines oder mehrere der folgenden Gruppe vorgesehen sind: Farbfilter, Neutralfilter, Streuscheiben, Phasenmodulatoren, Gitter, Kontrastmodulatoren, Phasenringe, Blenden, ...