WO2006072389A1 - Temperierbares objektiv, insbesondere für mikroskope - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a temperable Obj ective, especially for microscopes, which is used in observations on living biological samples, for example, on living cells, use.
- Obj ective is understood to mean those obj ectives which are equipped with or without correction frames.
- a sleeve equipped with a heating element is slipped over the object to be tempered as an additional component.
- the heating element is connected to the sleeve or embedded therein. It can also be arranged between sleeve and obj ektiv neutral.
- a flexible heating element for example made of rubber with embedded heating wire, known, which is placed around the socket of the Mikroskopobj to be tempered ektivs.
- the heating element is connected to a controllable heating source.
- the invention is based on the object to provide an obj ective, especially for microscopes, which is tempered with simple means and largely without additional components in a simple structure, without significantly changing the outer dimensions of Obj ective and the obj ectraum of Additionally limit microscopes.
- this object is achieved in a designed according to the preamble of the first claim Obj ectively with the disclosed in the characterizing part of this claim means.
- details and further embodiments of the invention are disclosed.
- the temperature-controllable element is designed as a heating and / or a cooling element.
- the temperature-controllable element z. B. be designed as a resistance heating element for heating or as a Peltier element. The latter can be used for heating and cooling in a known manner.
- a further advantageous embodiment without changing the outer dimensions and the weight of Obj ektivs results when the temperature-controlled element is a socket part or another component of Obj ektivs.
- the temperature-controllable element is designed as a film, which is ektivbauteil between Obj ektivbau former or in an obj or in several obj ective components arranged.
- the temperature-controllable element can be arranged in or between socket parts of the lens. It is advantageous, in particular in the sense of a lightweight construction, if the temperature-controllable element consists of carbon fiber material or of another suitable material.
- a temperature sensor or sensor is provided in obj ektiv, which is connected to a device for temperature monitoring and -regel-ung.
- the temperature-controllable element is connected to the device for temperature monitoring and control.
- obj ektiv allows unrestricted accessibility to obj ektraum of the microscope, because additional components are avoided outside the obj ectively. This also eliminates an increased weight of Obj ective and a one-sided load by an externally arranged heater and thus also a possibly. Leverage by outside additionally arranged components.
- the outer dimensions of the obj ektivs are not affected by the temperature-controlled element. Due to the arrangement of the temperature-controllable element in the interior of the obj ektivs the obj ektiv or. Parts of the object which are adjacent to the object can be tempered directly and in a targeted manner. A complete equipping of the objective turret with obj ectives is made possible at any time without any restrictions.
- the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawings show
- FIG. 1 is an object with a temperature-controllable element
- FIG. 2 shows a detail of an object with a temperature-controllable obj ektivteil and
- Fig. 3 shows a detail of a Obj ective with a temperature-controlled film.
- Fig. L temperable Obj ective especially for microscopes or for other optical devices, which both as a rigid Obj ektiv without correction version with fixed imaging optical members, as well as an obj ective with at least one correction frame with adjustable optical Links may be made, comprises a main frame 1, in which Obj ective components in the form of cylindrical sleeves, frame rings 2, adjusting rings 3, driving rings, which are adjusted for example by externally operable adjusting rings 3, to imaging optical members (not shown) for the purpose of focusing or modification of the image scale.
- These imaging optical members may comprise single lenses or lens groups.
- a temperature-controllable element 6 is arranged.
- This temperature-controllable element 6 is in intimate contact with inner surfaces 7 of the mounting ring 4 with at least one of its boundary surfaces in order to realize a good heat transfer to the mounting ring 4.
- the temperature-controllable egg ment 6 is designed as a resistance heating element or as a per se known Peltier element and is connected via supply lines 8 and 9 with a connection part 10 in connection, via which the temperature-controllable element 6 can be supplied with power.
- a Peltier element for tempering the obj ektivs öder of parts of obj ektivs proves to be particularly advantageous, because with this both heating and cooling of obj ektivs can be achieved in a simple manner by a corresponding polarity of the terminals.
- a temperature sensor 11 is provided in Obj ectively, which is connected by electrical leads 12 and 13 to the connection part 10.
- the connector 10 may advantageously be formed as a socket or socket and is externally attached to the obj ectively.
- the temperature-controllable element 6 can be provided both as an additional component in the obj ektiv, as well as replace a Obj ektivbauteil. It can also consist of carbon fiber material or another suitable material.
- Fig. 3 shows a section of an obj ective with a temperature-controlled film 14.
- the temperature-controllable element 6 is formed as a heatable film 14, which is arranged in the interior of the mounting ring 4 in intimate contact therewith. Through lines 15 and 16, the film 14 is connected to the connection part 10.
- a temperature sensor 17 is provided, which is connected to terminals 18 and 19 to the connection part 10.
- the advantageous designed as a socket connection part 10 is z. B. connected via a corresponding plug in a known manner by a line 20 with a device for temperature monitoring or control (not shown in the figures).
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein temperierbares objektiv, insbesondere für Mikroskope und andere optische Geräte, welches als Objektivbauteil eine Hauptfassung (1) besitzt, in welcher mindestens eine Korrekturfassung, Zylinderhülsen, Fassungsringe (2) Mitnahme- und/oder Einstellringe (3) und abbildende optische Glieder angeordnet sind. Zur Temperierung ist mindestens ein Objektivbauteil oder ein zwischen Objektivbauteilen angeordnetes Element als ein temperierbares Bauelement (6) oder eine temperierbare Folie (14) ausgebildet, welches über Leitungen (8; 9 bzw. 15; 16) mit einer Einrichtung zur Temperaturüberwachung verbunden ist (nicht dargestellt). Im Objektiv ist ferner ein Temperaturfühler (17) oder -sensor angeordnet, welcher ebenfalls mit der Einrichtung zur Temperaturüberwachung verbunden ist.
Description
Temperierbares Objektiv, insbesondere für Mikroskope
Die Erfindung bezieht sich auf ein temperierbares Obj ektiv, insbesondere für Mikroskope, welches bei Beobachtungen am lebenden biologischen Proben, beispielsweise an lebenden Zellen, Verwendung findet . Dabei werden unter Obj ektiv solche Obj ektive verstanden, welche ohne oder mit Korrekturfassungen ausgestattet sind.
Die Beobachtung von lebenden Zellproben beispielsweise erfolgt in den meisten Fällen bei Temperaturen von ca . 37 °C . Auf diese Temperatur müssen die Proben gebracht werden und über den BeobachtungsZeitraum auch gehalten werden . Insbesondere bei hohen Vergrößerungen wird naturgemäß mit einem sehr kleinen Abstand zwischen Obj ektiv und Obj ekt gearbeitet, so dass es bei temperierten Proben und Obj ekten bei einer vorhandenen Temperaturdifferenz zwischen Obj ektiv und Probe zu einem unkontrollierten Wärmeaustausch bzw . Wärme- abfluss über das Obj ektiv kommen kann . Um dieses zu verhindern, sind unterschiedliche Maßnahmen und Vorrichtungen entwickelt worden, um das Obj ektiv in Abhängigkeit von der Temperatur des zu beobachtenden Obj ektes zu temperieren .
Aus der Druckschrift der Firma PeCon GmbH, „Konstruktion von Laborgeräten für die Zell- und Gewebekultur" , Erbach- Bach, Germany, ist ein Obj ektivheizer mit einem Ölkanal bekannt, welcher mit einem ausreichenden Wärmekontakt auf das Mikroskopobj ektiv aufgesteckt wird . Durch einen Temperaturregler wird die Temperatur des den Ölkanal durchfließenden Öls geregelt . Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, dass sie als eine zusätzliche Baugruppe am Objektiv befestigt werden muss und zusätzlichen Raum erfordert . Somit wird die Zugänglichkeit im Obj ektraum eingeschränkt . Weiterhin kann
es infolge der einseitigen Belastung durch die Einrichtung zu unerwünschten Hebelwirkungen an Obj ektiv kommen . Außerdem wird für j eden Obj ektivdurchmesser ein gesonderter Heizer benötigt . Die Obj ektivtemperierung ist infolge der indirekten Aufheizung des Obj ektivs thermisch uneffektiv.
Aus der EP 1 057 064 Bl ist eine Einrichtung bekannt, mit welcher eine gleichzeitige Temperierung aller in einem Obj ektivrevolver angeordneten Obj ektive realisiert wird . Dazu wird eine Manschette um den Obj ektivrevolver gelegt, in welcher ein Kühl- oder Heizmittel zirkuliert . So ist es mit dieser Einrichtung z . B . nicht möglich, nur einzelne Obj ektive zu temperieren und die übrigen unbeeinflusst zu lassen, was bei bestimmten Arbeiten sinnvoll sein kann .
Bei der in der US 5 343 018 beschriebenen Anordnung wird eine mit einem Heizelement ausgestattete Hülse als zusätzliches Bauteil über das zu temperierende Obj ektiv gestülpt . Dabei ist das Heizelement mit der Hülse verbunden oder darin eingebettet . Auch kann es zwischen Hülse und Obj ektivfassung angeordnet sein .
Aus der US 5 410 429 ist ein flexibles Heizelement, beispielsweise aus Gummi mit eingebettetem Heizdraht, bekannt, welches um die Fassung des zu temperierenden Mikroskopobj ektivs gelegt wird. Das Heizelement ist mit einer steuerbaren Heizquelle verbunden .
Alle diese bekannten Einrichtungen stellen stets zusätzliche adapterfähige Bauteile dar, welche am Obj ektiv oder am Obj ektivrevolver angeordnet werden müssen . Stets muss für jeden Obj ektivdurchmesser ein gesondertes Element vorgesehen werden .
So liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Obj ektiv, insbesondere für Mikroskope zu schaffen, welches bei einem einfachen Aufbau mit einfachen Mitteln und weitestgehend ohne zusätzliche Bauteile temperierbar ist, ohne die äußeren Abmessungen des Obj ektivs wesentlich zu verändern und den Obj ektraum des Mikroskops zusätzlich einzuschränken .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs gestalteten Obj ektiv mit den im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs offenbarten Mitteln gelöst . In den ünteransprüchen sind Einzelheiten und weitere Ausgestaltungen der Erfindung offenbart .
Um einen breiten Temperaturbereich bei der Temperierung realisieren zu können ist es vorteilhaft , wenn das temperierbare Element als ein Heiz- und/oder ein Kühlelement ausgebildet ist . So kann das temperierbare Element z . B . als Widerstandsheizelement zum Erwärmen oder als ein Peltier- Element ausgebildet sein . Letzteres kann zur Erwärmung und zur Kühlung in bekannter Weise angewendet werden .
Eine weitere vorteilhafte Ausführung ohne Veränderung der äußeren Abmessungen und des Gewichtes des Obj ektivs ergibt sich, wenn das temperierbare Element ein Fassungsteil oder ein anderes Bauteil des Obj ektivs ist .
Ferner kann es von Vorteil sein, wenn das temperierbare Element als Folie ausgebildet ist, welche zwischen Obj ektivbauteilen oder in einem Obj ektivbauteil oder in mehreren Obj ektivbauteilen angeordnet ist . So kann das temperierbare Element beispielsweise in oder zwischen Fassungsteilen des Obj ektivs angeordnet sein .
Von Vorteil insbesondere im Sinne einer leichten Bauweise ist es, wenn das temperierbare Element aus Kohlenstofffa- serwerkstoff oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff besteht .
Zur Realisierung einer effektiven Temperaturüberwachung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn im Obj ektiv ein Temperaturfühler oder -sensor vorgesehen ist, welcher mit einer Einrichtung zur Temperaturüberwachung und -regel-ung verbunden ist .
Ferner ist es , um eine effektive und zuverlässige Temperaturüberwachung und -regelung zu verwirklichen, vorteilhaft, wenn das temperierbare Element mit der Einrichtung zur Temperaturüberwachung und -regelung verbunden ist .
Ein gemäß der Erfindung ausgeführtes Obj ektiv erlaubt eine nicht eingeschränkte Zugänglichkeit zum Obj ektraum des Mikroskops , weil zusätzliche Bauteile außen am Obj ektiv vermieden werden . Damit entfallen auch ein erhöhtes Gewicht des Obj ektivs und eine einsseitige Belastung durch einen außen angeordneten Heizer und damit auch eine evtl . Hebelwirkung durch außen zusätzlich angeordnete Bauteile . Die äußeren Abmessungen des Obj ektivs werden durch das temperierbare Element nicht beeinflusst . Durch die Anordnung des temperierbaren Elementes im Innern des Obj ektivs kann das Obj ektiv bzw . können dem Obj ekt benachbarte Teile des Obj ektivs direkt und gezielt temperiert werden . Eine vollständige Bestückung des Obj ektivrevolvers mit Obj ektiven wird j ederzeit ohne Einschränkungen ermöglicht .
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden . In den Zeichnungen zeigen
Fig . l ein Obj ektiv mit temperierbarem Element, Fig .2 einen Ausschnitt aus einem Obj ektiv mit temperierbarem Obj ektivteil und
Fig .3 einen Ausschnitt aus einem Obj ektiv mit einer temperierbaren Folie .
Das in der Fig. l dargestellte temperierbare Obj ektiv, insbesondere für Mikroskope oder auch für andere optische Geräte, welches sowohl als starres Obj ektiv ohne Korrekturfassung mit fest positionierten abbildenden, optischen Gliedern, als auch als ein Obj ektiv mit mindestens einer Korrekturfassung mit verstellbaren optischen Gliedern ausgeführt sein kann, umfasst eine Hauptfassung 1 , in welcher Obj ektivbauteile in Form von Zylinderhülsen, Fassungsringen 2 , Einstellringen 3, Mitnahmeringen, welche beispielsweise durch von außen betätigbare Einstellringe 3 verstellt werden, um abbildende optische Glieder (nicht dargestellt ) zwecks Fokussierung oder Veränderung des Abbildungsmaßstabs entsprechend zu positionieren. Diese abbildenden optischen Glieder können Einzellinsen oder auch Linsengruppen umfassen .
Es ist ferner ein Fassungsring 4 , welcher auf ein Element 5, vorteilhaft am objektseitigen Ende des Objektivs , geschraubt ist, vorgesehen, in dessen Inneren, wie aus Fig .2 ersichtlich, ein temperierbares Element 6 angeordnet ist . Dieses temperierbare Element 6 steht mit mindestens einer seiner Begrenzungsflächen in innigem Kontakt mit Innenflächen 7 des Fassungsringes 4, um einen guten Wärmeübergang zum Fassungsring 4 zu realisieren . Das temperierbare EIe-
ment 6 ist als Widerstandsheizelement oder auch als ein an sich bekanntes Peltier-Element ausgebildet und steht über Versorgungsleitungen 8 und 9 mit einem Anschlussteil 10 in Verbindung, über welche das temperierbare Element 6 mit Strom versorgt werden kann. Dabei erweist sich ein Peltier- Element zum Temperieren des Obj ektivs öder von Teilen des Obj ektivs als besonders vorteilhaft, weil mit diesem sowohl ein Erwärmen als auch ein Kühlen des Obj ektivs in einfacher Weise durch eine entsprechende Polung der Anschlüsse erreicht werden kann . Zur Temperaturüberwachung ist ein Temperaturfühler 11 im Obj ektiv vorgesehen, welcher durch elektrische Leitungen 12 und 13 mit dem Anschlussteil 10 verbunden ist . Das Anschlussteil 10 kann vorteilhaft als Buchse oder Steckdose ausgebildet sein und ist außen am Obj ektiv angebracht .
Das temperierbare Element 6 kann sowohl als ein zusätzliches Bauteil im Obj ektiv vorgesehen werden, als auch selbst ein Obj ektivbauteil ersetzen . Es kann auch aus Kohlenstoff- faserwerkstoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff bestehen .
Fig .3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Obj ektiv mit einer temperierbaren Folie 14. Bei dieser Ausführung ist das temperierbare Element 6 als eine temperierbare Folie 14 ausgebildet, welche im Inneren des Fassungsringes 4 in innigem Kontakt mit diesem angeordnet ist . Durch Leitungen 15 und 16 ist die Folie 14 mit dem Anschlussteil 10 verbunden . Gleichfalls im Obj ektiv ist ein Temperaturfühler 17 vorgesehen, welcher mit Anschlüssen 18 und 19 mit dem Anschlussteil 10 verbunden ist .
Das vorteilhaft als Steckdose ausgebildete Anschlussteil 10 ist z . B . über einen entsprechenden Stecker in bekannter Weise durch eine Leitung 20 mit einer Einrichtung zu Temperaturüberwachung oder -regelung verbunden (nicht in den Figuren dargestellt) .
Bezugszeichen
1 Hauptfassung
2 Fassungsring
3 Einstellring
4 Fassungsring
5 Element
6 temperierbares Element
7 Innenfläche
8 Versorgungsleitung
9 Versorgungsleitung
10 Anschlussteil
11 Temperaturfühler
12 Leitung
13 Leitung
14 Folie
15 Leitung
16 Leitung
17 Temperaturfühler
18 Anschluss
19 Anschluss
20 Leitung
Claims
1. Temperierbares Objektiv, insbesondere für Mikroskope, umfassend als Objektivbauteile eine Hauptfassung (1) , in welcher neben anderen Bauteilen Zylinderhülsen, Mitnahme- und/oder Einstellringe (3) angeordnet sind, und abbildende optische Glieder, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Objektivbauteil oder ein zwischen Objektivbauteilen angeordnetes Element als ein temperierbares Element (6) ausgebildet ist .
2. Objektiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das temperierbare Element (6) als ein Heiz- und/oder Kühlelement ausgebildet ist .
3. Obj ektiv nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das temperierbare Element (6) ein Passungsteil des Objektivs ist .
4. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das temperierbare Element (6) als Folie (14) ausgebildet ist, welches zwischen Objektivbauteilen und/oder in einem Objektivbauteil oder in mehreren Objektivbauteilen im Inneren der Hauptfassung
(1) angeordnet ist .
5. Obj ektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das temperierbare Element (6) aus Kohlenstofffaserwerkstoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff besteht .
6. Obj ektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Obj ektivs ein Temperaturfühler ( 17 ) vorgesehen ist, welcher mit einer Einrichtung zur Temperaturüberwachung und -regelung verbunden ist .
7. Obj ektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass das temperierbare Element ( 6) mit der Einrichtung zur Temperaturüberwachung und -regelung verbunden ist .
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