WO2013079079A1 - Schieber zum einführen in einen strahlengang eines lichtmikroskops - Google Patents

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WO2013079079A1
WO2013079079A1 PCT/EP2011/005979 EP2011005979W WO2013079079A1 WO 2013079079 A1 WO2013079079 A1 WO 2013079079A1 EP 2011005979 W EP2011005979 W EP 2011005979W WO 2013079079 A1 WO2013079079 A1 WO 2013079079A1
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holder
housing
slider
displacement
spindle
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PCT/EP2011/005979
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Fahlbusch
Georg Herbst
Original Assignee
Carl Zeiss Microscopy Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0092—Polarisation microscopes

Definitions

  • the present invention relates to a slider for insertion into a beam path of a light microscope according to the preamble of claim 1.
  • a generic slider has a housing for placement in or on the light microscope, a holder which is displaceable in the housing in a displacement direction over a displacement length, an optical element which is aligned from the holder to an optical axis which is perpendicular to the displacement direction, is held, and moving means for moving the holder.
  • Such a slide is known from DE 101 12 706 B4.
  • a threaded spindle there, which is driven by a motor.
  • the spindle is arranged next to the holder, so that it can be moved along the threaded spindle.
  • the available space for a slider is limited to a light microscope.
  • the shaft may have a width of 19 mm and a height of 3.7 mm.
  • the slide from DE 101 12 706 B4 can not be used. Due to the arrangement of the threaded spindle and the motor described there, the width of the slider exceeds the available space.
  • a particular objective is also that the slider should have the largest possible passband, that in other words the largest possible portion of the effective width of the slider should be usable by the beam path.
  • the slider of the above type according to the invention is further developed in that at least that portion of the moving means, which is located in the displacement direction within the displacement length, in a direction perpendicular to a plane defined by the optical axis and the displacement direction level completely within a cover surface, when moving the holder is covered by this, wherein the cover surface is defined by the optical axis as normal.
  • the moving means can be considered to design and arrange the moving means so that the width of the slider at least in its end region, which is in a state inserted into the light microscope at the beam path, substantially only through the housing and the therein - taken holder is determined.
  • the width in this end should not be increased by the movement means.
  • the width of the slider whose dimension in the direction transverse to the direction of displacement.
  • the direction is meant, which also stands transversely to the beam path or to the optical axis of the light microscope at a state of the slider inserted into the beam path of the light microscope.
  • the recognition can be considered that in the abovementioned end region, the width of the slider can be kept particularly low, if there are no movement means in this end region next to the holder of the optical element. Therefore, a portion of the moving means, which lies in the direction of displacement within the area which is covered or swept by the holder during the displacement of the holder, does not protrude beyond this area in the transverse direction. Instead, this portion of the moving means is completely within the cover surface, which is covered when moving the holder of this, arranged.
  • the invention enables a particularly advantageous embodiment in which the size of an effectively usable extent of an opening of the holder in the direction perpendicular to the displacement direction greater than 48%, in particular between 48% and 68%, preferably between 53% and 63%, and particularly preferably between 56% and 60% of an outer width of the slider is.
  • the effective usable extension of the opening of the holder in this direction may be 11mm.
  • the opening of the holder is filled by the optical element received therein. In comparison to the prior art, the available space is used much more effectively.
  • the available space for a slider or slot at light microscopes is often greater at the end remote from the beam path to the shaft than at the beam path. Accordingly, in the direction of displacement outside the cover surface, a portion of the movement means can in principle also protrude beyond the cover surface.
  • the cover surface is to be understood as an area whose normal is parallel to the beam path of the light microscope, ie in the direction of the optical axis, when the slider is positioned on or in the light microscope.
  • the movement means can advantageously be the optical element between an extended position, in which the optical element is not in the beam path of the light microscope, and a retracted position, in which the optical element is in the beam path to be moved.
  • the housing can thus remain arranged on the light microscope and does not have to be moved in order to move the optical element out of the beam path. This is of particular advantage when an area required to remove the slider from the light microscope is not available.
  • the slide is arranged on an objective turret of the light microscope, the size of the area required for removal may depend on the type and position of the objective turret. In particular, with inverse tripods a rotation of the nosepiece may be necessary to remove the slider from the light microscope.
  • interference contours which are given for example by the tripod, by attached components such as a holding focus and / or by the lens, restrict the area next to the slide on the light microscope so far that a removal of the slide is not possible.
  • the invention offers the advantage that the optical element can be moved out of the beam path via the holder and the movement means, without it being necessary to remove the slider.
  • the slider can thus be left in particular in a shaft of the light microscope.
  • the holder of the slider is not or hardly moved out of the housing in a process, so that the interference contour is not affected.
  • the optical element can in principle be any means for influencing light and in particular have a platelet shape.
  • the optical element comprises a prism, in particular a differential interference contrast prism (DIC prism), a ⁇ / 2 or ⁇ / 4 plate, a polarizer, a color filter and / or a diaphragm.
  • DIC prism differential interference contrast prism
  • a ⁇ / 2 or ⁇ / 4 plate a polarizer
  • a color filter and / or a diaphragm Depending on the design of the optical element, different receiving positions or insertion openings for the slide can be provided on the light microscope.
  • Particular advantages of the invention in an embodiment of the slide as DIC or C-DIC slider, which is used in addition to a lens of a light microscope, where the available space is particularly limited.
  • DIC prism When using a DIC prism, measurements with and without a DIC prism are often required within a series of measurements.
  • the DIC prism can be retracted into the beam path via the holder and the moving means and also removed therefrom. Interrupting the series of measurements for modifications to the microscope is therefore not necessary.
  • the slide according to the invention can be advantageously used.
  • One possible embodiment of the slider according to the invention provides a diaphragm, so that the slider can be used, for example, as a field diaphragm or aperture diaphragm.
  • the holder of the optical element can be embodied, for example, as a frame which completely surrounds the optical element on its circumference.
  • the frame may also be U-shaped and be open at the side which, in the case of an extended position of the frame, in which the optical element is not in the beam path, points towards the beam path.
  • the necessary displacement length for guiding out the optical element from the position introduced in the beam path is lower.
  • the optical element is glued to the holder.
  • the moving means have a threaded spindle and the holder has a nut, in which the spindle can engage.
  • the holder is formed with a nut, so with an internal thread, a space-saving connection between the movement means and the holder can be achieved.
  • the width of the slider is advantageously not increased by the mother or the spindle.
  • the spindle which may also be referred to as a threaded rod, is thus located in the direction transverse to the direction of displacement within the dimensions of the frame.
  • the housing may have a housing opening, which leaves free the beam path at a completely introduced into the beam path of the light microscope state of the slider.
  • the optical element and / or the holder can engage in the beam path.
  • the movement means are arranged at a distance from the housing opening in order not to project into the beam path. If a spindle is present, then it runs with its longitudinal axis toward the housing opening, but preferably ends before it. In a retracted position in the optical path of the optical element, the holder is thus held only with an end portion of its internal thread on the spindle.
  • the dimensions of the housing opening can in particular correspond to the cross section of the beam path at the pickup position for the slider on or in the light microscope.
  • a basic idea of the invention may be formulated such that at least a portion of the moving means lying in the displacement direction within the displacement length is completely within the dimension of the housing opening in the direction transverse to the displacement direction.
  • the spindle may be provided a coupling point for a key, such as a hexagon socket, in which an Allen key can engage.
  • a key such as a hexagon socket
  • the spindle may have a handle protruding from the housing. The handle can thus be rotated manually by a user.
  • a spindle bearing shell for holding the spindle is provided on the housing, that the spindle is rotatable relative to the spindle bearing shell for fine movement of the holder and that the spindle bearing shell and a region of the spindle adjoining thereto are made magnetic are to allow a withdrawal of the spindle relative to the spindle bearing shell.
  • the spindle can advantageously be rotated here, for example via a handle.
  • the spindle In order to allow a fast movement of the holder out of the beam path of the light microscope, in this embodiment, the spindle must not be rotated. Rather, the magnetic coupling of the spindle on the Spindle bearing shell can be solved by a simple pull on the spindle or on its handle.
  • the moving means on a motor When using a spindle, the motor for rotating the spindle may be connected thereto. Because of the limited space, it is preferred that the motor is arranged in the displacement direction outside the displacement length. Depending on the light microscope, the width of the slider outside the displacement length may be greater. It can be provided that the motor is arranged with its axis of rotation at an angle to the direction of displacement. As a result, the total length of the slider, so its dimension in the direction of displacement, kept low.
  • a motor can advantageously also be used when the area adjacent to the receiving position of the slide on the light microscope is severely limited by an interference contour, for example by a part of the stand of the light microscope.
  • the moving means have a, in particular closed, band, which extends over the displacement length and is connected to the holder.
  • a rotatable drive roller about which the tape is laid.
  • the band may in particular be formed with or from a wire, a belt and / or a toothed belt. In order to allow the holder to move with the band, it extends around the housing opening, wherein the two parts of the band which extend in the direction of displacement can intersect the region of the housing opening.
  • the drive roller has a toothing, via which the drive roller is connected to a set screw.
  • the set screw then protrudes out of the housing and is thus accessible to a user.
  • a motor may be connected to the drive roller.
  • the retainer is preferably connected to the strap at a junction located at a portion of the strap extending in the translation direction.
  • the holder can be a guide Have rungsnut extending in the direction of displacement. The band can then be moved within the guide groove relative to the holder.
  • the movement means comprise a toothed rack which is attached to the holder.
  • a rotary rod with gear is present, which is arranged to move the holder to the rack engaged. Seen in the direction of displacement, the rotary rod with gear is preferably arranged outside the displacement length over which the optical element is displaceable.
  • the rotary rod is preferably a part of the engine.
  • a further variant of the slide according to the invention provides that the movement means have a mounted on the holder miniature motor for moving the holder along a guide track of the housing.
  • the miniature motor may in particular be a piezoelectric drive in which a movement is achieved by means of a piezoelectric actuator.
  • the guideway of the housing may be formed for example by a groove, provided with a rack wall of the housing or by a smooth housing wall.
  • the piezoelectric actuator may also be attached to a housing wall and from there move the holder along the guide track.
  • the moving means comprise a driver with a magnetic end portion which is movable in the displacement direction, that the holder has a magnetic region, via which a coupling with the driver can be produced, and that the movement means a Having lever with pivot, wherein the lever is mounted on the driver to allow movement of the driver in the direction of displacement by turning the lever.
  • the lever For turning the lever, it may be mounted on a drive axle of an engine.
  • a non-magnetic return divider is preferably present. This is movable relative to the driver and relative to the holder in the displacement direction.
  • the holder can be pulled out of a retracted position in the beam path over the driver with magnetic end, while the holder can be pushed back into the retracted position with the reset device.
  • a magnet is provided on an inner side of the housing adjacent to the housing opening and that the holder has a magnetic region with which it can be held on the magnet in a retracted position in the beam path.
  • the holder In the retracted position in the beam path, the holder is in a position in which the optical element is aligned with the housing opening.
  • the retracted into the beam path of the light microscope position of the optical element can be safely maintained even with disturbing influences hereby.
  • At least one magnet is present for holding the slider in a specific position when the slider is inserted into the beam path of the light microscope.
  • at least one magnet is present for holding the slider in a specific position when the slider is inserted into the beam path of the light microscope.
  • the housing in the displacement direction on a guide track for the holder in order to allow the most secure and accurate movement of the holder in the direction of displacement, in a further variant of the slider according to the invention, the housing in the displacement direction on a guide track for the holder.
  • the guideway may be formed with or on a housing wall.
  • a position sensor for determining the position of the holder relative to the housing is present.
  • This position sensor may be, for example, a magnetic, light and / or ultrasonic sensor.
  • a control of the motor for moving the holder into and out of the beam path can then take place in dependence on a signal of the position sensor.
  • the position sensor is adapted to detect the presence of the holder at a certain position.
  • the slider according to the invention may preferably have electrical contact surfaces on an outer side of the housing for transmitting electrical signals to the motor of the moving means, for supplying power to the motor and / or for transmitting electrical signals to the position sensor or away from the position sensor.
  • a control unit for outputting the electrical signals to the slide and the power supply can then be arranged outside the slider on the microscope, whereby a particularly space-saving design of the slider is possible.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of a slider according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of a slider according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of a slider according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of a slide according to the invention.
  • FIG. 5 is a schematic representation of a fifth embodiment of a slide according to the invention.
  • Fig. 6 is a schematic representation of a sixth embodiment of a slide according to the invention.
  • Figures 9 and 10 the seventh embodiment of Figures 7 and 8 in various schematic perspective views
  • Fig. 11 is a schematic representation of an eighth embodiment of a slider according to the invention. Identical and equivalent components are generally identified in the figures with the same reference numerals.
  • the slider 100 has a housing 10, a holder 40, an optical element 50 held by the holder 40, and moving means 30 for moving the holder 40 within the housing 10.
  • the holder 40 With the movement means 30, the holder 40 can be moved along a displacement direction 5. In this way, the holder 40 between the position shown in Fig. 1, in which the optical element 50 is located in the beam path of the light microscope, and an extended position in which the holder 40 and the optical element 50 are located outside the beam path can be moved ,
  • FIG. 2 A situation where the holder 40 and the optical element 50 are in the extended position is shown in FIG. 2 for a second embodiment of the slider according to the invention. Entered there is also the displacement length 7, via which the holder 40 is moved from the retracted position to the extended position.
  • the displacement length 7 can, as shown in FIG. 2, be determined as a displacement path 8 of that outer edge of the holder 40, which points in the position moved out of the beam path to the beam path of the light microscope, plus the extension of the holder 40 in the displacement direction 5.
  • the range available for the removal of the slider 100 may be severely limited.
  • this free area is limited by the interference contour 110, which may be given by a part of a tripod of the light microscope, for example. Because of the interference contour 110, therefore, the slide 100 can not be removed from the beam path of the light microscope in the illustrated case.
  • moving means 30 are provided according to the invention. By this, the holder 40 and the optical element 50 can be moved into and out of the beam path without requiring movement of the housing 10 of the slider 100.
  • the housing 10 has a housing opening 12, so that the beam path of the light microscope is not affected by the housing 10 when the holder 40 is extended.
  • the moving means 30 comprises a spindle 31 which extends in the displacement direction 5.
  • the holder 40 At one of the housing opening 12 remote from the end of the spindle 31, this is mounted on the housing 10. At the opposite end of the spindle 31, the holder 40 is arranged, which has a nut 41 for coupling to the spindle 31.
  • a guide track for the holder 40 is provided in the displacement direction 5, so that a rotation of the spindle 31 leads to a movement of the holder 40 in the displacement direction 5.
  • the available space for the slide 100 on the light microscope space is usually severely limited.
  • the width of a slider may typically be only about 2 cm or less.
  • a height of the slide, in Fig. 1 thus out of the plane, may be in many cases even only a maximum of 4 mm.
  • a special arrangement of the movement means 30 is provided according to the invention.
  • the movement means 30 should not protrude out of the region in the transverse direction 6, which is covered by the latter when the holder 40 is displaced.
  • the movement means 30 are located within the area covered by the latter when the holder 40 is displaced. che.
  • the space requirement of the slider 100 in the transverse direction 6 can thus be kept particularly low. In this case, the space in the direction of displacement 5 is used particularly efficiently.
  • the moving means 30 can also extend or expand further in the transverse direction 6.
  • the compact arrangement according to the invention causes the spindle 31 to extend towards the housing opening 12, ie in the direction of the beam path of the light microscope.
  • the spindle 31 does not protrude into the beam path, this ends before the housing opening 12. If the holder 40 retracted into the beam path, it is therefore held only at its outer edge of the spindle 31.
  • this has a coupling point 51.
  • a hexagon socket may be provided as a coupling point 51, so that the spindle 31 can be rotated with an Allen key (not shown).
  • the Allen key can also be retracted by a motor.
  • a round head hexagon which is resiliently mounted, can be used.
  • the position sensor 90 is arranged on a side of the housing 10 opposite the housing opening 12 in order to be able to determine an extended position of the mounting 40.
  • the holder 40 may have a flag 47, which covers the position sensor 90 during extension of the holder 40 and thus triggers a detection signal.
  • electronic control means (not shown) connected to the position sensor 90 are arranged to perform a reference run. This is used to determine how many steps or revolutions of the motor are necessary to move the holder 40 between the retracted and the extended position. Particularly accurate results can be obtained with a second Position sensor (not shown) can be achieved, which is arranged to detect a retracted into the beam path position of the holder 40.
  • the holder 40 under certain circumstances conceals a part of the beam path when it has moved into the beam path. As can be seen from FIGS. 1 and 2, this hidden area is largely determined by the size of the internal thread 41 of the holder 40. Therefore, it is desirable to provide the smallest possible diameter for the internal thread 41 and consequently also for the spindle 31. Such a long spindle 31 with a small diameter can be made difficult without impact error, whereby the spindle 31 may run restless. Thus, the slider 100 is not crazy in a troubled run the spindle 31 on the light microscope, holding means are preferably provided. For this purpose, in the embodiment of a slide 100 according to the invention shown in FIG.
  • the housing 10 of the slider 100 may consist of a magnetizable material.
  • a receiving shaft on the light microscope for the slider 100 may also be equipped with springs for holding the slider 100. Compared to a magnetic holding the space requirement is higher.
  • the slider 100 shown in Fig. 2 differs from that of Fig. 1 by the configuration of the movement means 30.
  • a spindle 31 is provided. However, this is not rotated via a coupling point with, for example, a hex key. Instead, the spindle 31 in Fig. 2, a handle 32. This protrudes out of the housing 10 so that it can be rotated by a user by hand.
  • the spindle 31 is held by a spindle bearing shell 11.
  • the spindle bearing shell 11 and a region of the spindle 31 adjoining it are designed to be magnetic.
  • the spindle 31 can thus be pulled out of the spindle bearing shell 31, whereby the holder 40 can be pulled out of the beam path of the light microscope.
  • such a long rotation of the spindle 31 is unnecessary. Pulling out the spin del 31 is only possible if this is not prevented by an interference contour 110. If the slide 100 is introduced into an insertion opening next to an objective of the light microscope, then the interference contour 110 can depend on the rotational position of the objective revolver. Depending on the rotational position thus pulling out the spindle 31 may be possible.
  • the slider 100 shown in Fig. 2 can be made cheaper than the slider 100 of FIG. 1. Because of the possibility of manual adjustment of the slider 100 of FIG. 2 is preferably used in upright microscope stands. Inverse microscopes, however, the accessibility to the handle may be limited.
  • the accessibility can also be limited by a sample support table.
  • the slider In the case of a microscope used in an incubation chamber, the slider is also generally not accessible to a user. Therefore, it is advantageous to provide a motor for moving the spindle.
  • a slider 100 with motor 39 is shown in Fig. 3.
  • the spindle 31 is equipped with a spur gear 52 to which a pinion of the motor 39 can engage.
  • an axis of rotation of the motor 39 is arranged transversely to the longitudinal direction of the spindle 31.
  • the Ragm pocket of the slider 100 to the interference contour 110 is less.
  • the width 21 of the slider 100 is also displayed.
  • This width 21 may be 19 mm in the region of the housing opening, for example.
  • the width of the housing can also have larger values.
  • an effective usable extent 22 of an opening of the holder 40 in the direction perpendicular to the displacement direction 5 is displayed.
  • This effectively usable extent 22 is filled by the optical element 50 and should be as close as possible to the width 21 of the Slider 100 come.
  • the effective usable extent is 11 mm and thus about 60% of the width 21 of the slider 100.
  • FIGS. 5 and 6 Exemplary embodiments of a slide 100 according to the invention are shown schematically in FIGS. 5 and 6, wherein the moving means 30 have a closed band 33 instead of a spindle 31.
  • This band 33 can also be referred to as a transmission element and in particular be formed by a wire, a belt or a toothed belt.
  • the holder 40 is connected to the band 33, in the illustrated examples via a screw 49.
  • deflection means 19 and a drive roller 34 are present, around which the band 33 is placed. Rotation of the drive roller 34 therefore causes movement of the belt 33 and thus a displacement of the holder 40 in the direction of displacement 5.
  • the drive roller 34 projects out of the housing 10.
  • the drive roller 34 by hand, especially with a single finger, are rotated.
  • an adjusting screw 53 is present, which engages via a helical toothing to the drive roller 34.
  • the drive roller 34 is arranged here within the housing 10, while the adjusting screw 53 protrudes from the housing 10.
  • the band 33 is made very thin, so that it covers only a very small part of the beam path of the light microscope.
  • FIG. 7 A further embodiment of a slide according to the invention is shown schematically in Fig. 7 from the front and in Fig. 8 rotated by 180 °.
  • Figures 9 and 10 show schematic perspective views of this embodiment from the front and from the back. Compared with the figures 1 to 6 more components of the housing 10 are shown here.
  • FIGS. 7 to 10 differs from the preceding one in the design of the movement means 30.
  • the movement means 30 comprise a motor 39 and a rack 44.
  • the rack 44 is fixedly connected to the support 40 and extends therefrom in the displacement direction.
  • a rotary rod 38 of the motor 39 is provided with pinions, which in the Engage rack 44.
  • the rack 44 has an inclined toothing, that is, the recesses of the rack 44 are not perpendicular to the direction of displacement.
  • the axis of rotation of the motor 39 can also be arranged at an angle to the direction of displacement, that is to say at an angle to the perpendicular to the direction of displacement.
  • the overall extent of the slider 100 in the direction of displacement is lower.
  • the rack 44 or a part of this, that portion of the moving means, which lies in the direction of displacement within the displacement length.
  • the motor 39 is, however, arranged, as in the other embodiments, outside the displacement length, where larger widths of the slider 100 are allowed.
  • the rack 44 has a magnet 54.
  • the magnet 54 is arranged relative to a magnetic region of the housing 10 so that it holds the holder 40 in a retracted into the beam path of the light microscope position.
  • a magnetic field sensor for determining the position of the magnet 54 may be present on the housing 10, in order thus to determine a retracted position of the holder 40 in the beam path.
  • Other configurations of one position sensor or of several position sensors are also possible.
  • the slider 100 are located on the outer sides of the housing 10 magnets 14, 15 and 17 for holding the slider 100 on the light microscope, for example in a slot.
  • About the magnet 17 can be achieved in particular in the direction 5, a certain position between the slider 100 and the light microscope.
  • the magnets 15 are attached to an outside which is adjacent to the outside with the magnets 14 and 17. In this way, the slider 100 can be kept at a specific position on the light microscope with respect to all three spatial directions.
  • the light microscope may have magnetizable steel at appropriate locations.
  • the optical element 50 exactly opposite the optical axis 4 of the light microscope.
  • Fig. 9 electrical contact surfaces 18 of a supply board of the slider 100 can be seen.
  • the motor 39 and other components can be supplied with power and data.
  • the supply board also has a control unit, for example a microprocessor, for controlling the motor 39 as a function of measured data of the position sensor.
  • a miniature drive such as a piezoelectric actuator, may also be provided as means of movement.
  • This can be connected to the housing or with the holder.
  • a conductor track such as a film web
  • the miniature drive can be connected to the electrical contact surfaces for power and data transmission. It is expedient here, if a position sensor is present and a control unit is adapted to measure a reference travel of the holder using the position sensor. The miniature drive can then be controlled during operation depending on the measured data of the homing run.
  • control unit is arranged as part of the supply board within the slider 100 or on the slider 100
  • the control unit may alternatively be mounted on the light microscope, for example on a revolver slide of the light microscope.
  • the control unit is preferably mounted displaceably on the turret slide.
  • contact pins of the control unit can be lifted off from the contact surfaces of the slider 100 before rotating the revolver plate, whereby the wear of the electrical contact surfaces is reduced.
  • the control unit or its contact pins are preferably spring-mounted.
  • the contact surfaces 18 on the slide 100 can be designed so that the contact pins of the control unit can slide open during screwing.
  • FIG. 11 Another embodiment of a slide 100 according to the invention is shown in FIG. 11.
  • the holder 40 is here connected to an extension rod 48, which extends in the connecting direction.
  • the holder 40 may also be formed integrally with the extension rod 48.
  • the extension bar 48, or at least a portion thereof, constitutes the portion of the moving means which is within the displacement length in the direction of displacement and lies entirely within the area transverse to the direction of displacement covered by the support 40 when displaced therefrom.
  • the extension rod 48 has a magnet 42 on its end remote from the holder 40. With this magnet 42, a coupling to a driver 36, which is also provided with a magnet 43, take place.
  • the driver 36 can be moved in the direction of displacement 5 for moving the holder 40.
  • the driver 36 is connected via a rotary joint with a lever 37.
  • This lever 37 is mounted on the drive axle of a motor 39, not shown here. By means of the rotary joint, a rotation of the motor 39 can thus be converted into a linear movement of the driver 36 coupled to the extension rod 48.
  • a return divider 58 is present in the illustrated embodiment. This can press the extension rod 48 and thus the holder 40 in the direction of displacement 5 to the housing opening 12 through a motor not shown. To release the magnetic coupling, preferably the return divider 58 and the driver 36 are simultaneously moved in opposite directions.
  • a magnet 46 is attached to the holder 40. This may be a coupling to a magnet 16 which is fixed to the housing on a side opposite to the extension rod 48 side of the housing opening 12, produce.
  • the magnets 46 and 16 for holding the holder 40 in the retracted position in the beam path are for weaker magnetic coupling from placed as the magnets 42 and 43, via which the driver 36, the holder 40 pulls out of the retracted into the beam path position.
  • the course of the interference contour 110 can depend on a rotational position of the objective turret of the light microscope.
  • the interference contour 110 may be formed by a holding focus of the light microscope.
  • the driver 36 and the lever 37 protrude beyond the interference contour 110. Consequently, with them a displacement of the extension rod 48 and the holder 40 can be carried out only in certain rotational positions of the nosepiece, in which no interference contour 110 as shown in Fig. 11 is present.
  • the advantages of the invention can be achieved, in particular that a displacement of the holder 40 held by the optical element 50 between a retracted into the beam path of the light microscope and a position extended from the beam path position is possible without the housing 10 of the Light microscope must be removed.
  • the slider 100 according to the invention also has a very small width, ie a very small extent in a direction transverse to the direction of displacement, whereby the slide 100 according to the invention can be used even with very limited available space.
  • a motorized movement of the optical element 50 is made possible.
  • a comfortable adjustment of the optical element 50 can also take place when the slider 100 is not accessible to a user. This may in particular be the case when the light microscope is in an incubation chamber. But even with the accessibility of the slider 100 for a user can be increased by a motorized control ease of use.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schieber zum Einführen in einen Strahlengang eines Lichtmikroskops. Ein solcher Schieber weist ein Gehäuse zum Anordnen an dem Lichtmikroskop, eine Halterung, welche in dem Gehäuse in einer Verschiebungsrichtung über eine Verschiebelänge verschiebbar ist, ein optisches Element, das von der Halterung ausgerichtet zu einer optischen Achse, die senkrecht zur Verschiebungsrichtung verläuft, gehalten ist, und Bewegungsmittel zum Verschieben der Halterung auf. Der Schieber ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zumindest derjenige Abschnitt der Bewegungsmittel, der in Verschiebungsrichtung innerhalb der Verschiebelänge liegt, in einer Richtung senkrecht zu einer durch die optische Achse und die Verschiebungsrichtung festgelegten Ebene vollständig innerhalb einer Abdeckungsfläche liegt, die beim Verschieben der Halterung von dieser abgedeckt wird, wobei die Abdeckungsfläche durch die optische Achse als Normale festgelegt ist.

Description

Schieber zum Einführen in einen Strahlengang eines Lichtmikroskops
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schieber zum Einführen in einen Strahlengang eines Lichtmikroskops nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßer Schieber weist ein Gehäuse zum Anordnen in oder an dem Lichtmikroskop, eine Halterung, welche in dem Gehäuse in einer Verschiebungsrichtung über eine Verschiebelänge verschiebbar ist, ein optisches Element, das von der Halterung ausgerichtet zu einer optischen Achse, die senkrecht zur Verschiebungsrichtung verläuft, gehalten ist, und Bewegungsmittel zum Verschieben der Halterung auf.
Ein solcher Schieber ist aus DE 101 12 706 B4 bekannt. Als Bewegungsmittel ist dort eine Gewindespindel vorhanden, die über einen Motor angetrieben wird. Die Spindel ist neben der Halterung angeordnet, so dass diese entlang der Gewindespindel verfahren werden kann.
Der verfügbare Bauraum für einen Schieber ist am Lichtmikroskop beschränkt. Insbesondere wenn das Lichtmikroskop eine Einschuböffnung oder einen Schacht für den Schieber aufweist, ist es notwendig, dass die Abmessungen des Schiebers an den Schacht angepasst sind. Beispielsweise kann der Schacht eine Breite von 19 mm und eine Höhe von 3,7 mm aufweisen. Insbesondere bei solch einem stark begrenzten Bauraum kann der Schieber aus DE 101 12 706 B4 nicht verwendet werden. Durch die dort beschriebene Anordnung der Gewindespindel und des Motors überschreitet die Breite des Schiebers den verfügbaren Bauraum.
Daher werden bei kleinem verfügbarem Bauraum herkömmliche Schieber ohne die in DE 101 12 706 B4 beschriebenen Bewegungsmittel eingesetzt. Solche Schieber werden vollständig aus ihrer am Lichtmikroskop eingesetzten Position entfernt, um das optische Element aus dem Strahlengang zu bewegen. Dies kann beispielsweise bei Schiebern, die als Differenzinterferenzkontrast-Schieber (DIC-Schieber) ausgeführt sind, während des Betriebs gefordert sein. So kann gewünscht sein, an derselben Probe auch Fluoreszenzmessungen ohne DIC-Schieber durchzuführen. Der Schacht für den DIC-Schieber ist jedoch bei vielen, insbesondere inversen, Lichtmikroskopen so angeordnet, dass eine Entnahme des DIC-Schiebers per Hand nur bei einer Drehung des Objektivrevolvers möglich ist. Dadurch kann die Probe nicht durchgängig beobachtet werden.
Als eine A u f g a b e der Erfindung kann angesehen werden, einen Schieber zum Einführen in einen Strahlengang eines Lichtmikroskops bereitzustellen, welcher bei geringen Abmessungen ein Verschieben der Halterung in einfacher Weise ermöglicht.
Eine besondere Zielsetzung besteht außerdem darin, dass der Schieber einen möglichst großen Durchlassbereich aufweisen soll, dass mit anderen Worten ein möglichst großer Anteil der effektiven Breite des Schiebers vom Strahlengang nutzbar sein soll.
Diese Aufgabe wird durch den Schieber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Schiebers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden außerdem in der folgenden Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, beschrieben.
Der Schieber der oben genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass zumindest derjenige Abschnitt der Bewegungsmittel, der in Verschiebungsrichtung innerhalb der Verschiebelänge liegt, in einer Richtung senkrecht zu einer durch die optische Achse und die Verschiebungsrichtung festgelegten Ebene vollständig innerhalb einer Abdeckungsfläche liegt, die beim Verschieben der Halterung von dieser abgedeckt wird, wobei die Abdeckungsfläche durch die optische Achse als Normale festgelegt ist.
Als ein Kerngedanke der Erfindung kann angesehen werden, die Bewegungsmittel so zu gestalten und anzuordnen, dass die Breite des Schiebers zumindest in dessen Endbereich, der sich bei einem in das Lichtmikroskop eingesetzten Zustand am Strahlengang befindet, im Wesentlichen nur durch das Gehäuse und die darin auf- genommene Halterung bestimmt wird. Die Breite in diesem Endbereich soll aber nicht durch die Bewegungsmittel vergrößert sein.
Dabei soll als Breite des Schiebers dessen Abmessung in der Richtung quer zur Verschiebungsrichtung verstanden werden. Mit dieser Querrichtung zur Verschiebungsrichtung ist die Richtung gemeint, die bei einem in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingesetzten Zustand des Schiebers außerdem quer zum Strahlengang oder zur optischen Achse des Lichtmikroskops steht.
Als eine wesentliche Idee der Erfindung kann die Erkenntnis angesehen werden, dass in dem oben genannten Endbereich die Breite des Schiebers besonders gering gehalten werden kann, wenn sich in diesem Endbereich keine Bewegungsmittel neben der Halterung des optischen Elements befinden. Ein Abschnitt der Bewegungsmittel, der in Verschieberichtung innerhalb der Fläche liegt, die beim Verschieben der Halterung von dieser abgedeckt oder überstrichen wird, ragt daher nicht über diese Fläche in der Querrichtung hinaus. Stattdessen ist dieser Abschnitt der Bewegungsmittel vollständig innerhalb der Abdeckungsfläche, die beim Verschieben der Halterung von dieser abgedeckt wird, angeordnet.
Die Erfindung ermöglicht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, bei der die Größe einer effektiv nutzbaren Ausdehnung einer Öffnung der Halterung in Richtung senkrecht zur Verschiebungsrichtung größer als 48%, insbesondere zwischen 48% und 68%, bevorzugt zwischen 53% und 63%, und besonders bevorzugt zwischen 56% und 60% einer äußeren Breite des Schiebers ist. Beispielsweise kann bei einer Breite des Schiebers von 19mm die effektiv nutzbare Ausdehnung der Öffnung der Halterung in dieser Richtung 11mm betragen. Die Öffnung der Halterung wird durch das darin aufgenommene optische Element ausgefüllt. Im Vergleich zum Stand der Technik wird hierbei der zur Verfügung stehende Raum erheblich effektiver genutzt.
Zudem kann gemäß der Erfindung genutzt werden, dass der für einen Schieber verfügbare Raum oder Schacht an Lichtmikroskopen oftmals an dem zum Strahlengang entfernten Ende des Schachts größer ist als am Strahlengang. Demgemäß kann in Verschieberichtung außerhalb der Abdeckungsfläche ein Abschnitt der Bewegungsmittel prinzipiell auch über die Abdeckungsfläche hinausragen. Die Abdeckungsfläche soll dabei als eine Fläche verstanden werden, deren Normale parallel zum Strahlengang des Lichtmikroskops, also in Richtung der optischen Achse, steht, wenn der Schieber am oder im Lichtmikroskop positioniert ist.
Ist das Gehäuse des Schiebers am Lichtmikroskop angeordnet, so kann mit den Bewegungsmitteln vorteilhafterweise das optische Element zwischen einer ausgefahrenen Position, in welcher sich das optische Element nicht im Strahlengang des Lichtmikroskops befindet, und einer eingefahrenen Position, in welcher sich das optische Element im Strahlengang befindet, verschoben werden. Vorteilhafterweise kann so das Gehäuse am Lichtmikroskop angeordnet bleiben und muss nicht bewegt werden, um das optische Element aus dem Strahlengang heraus zu bewegen. Das ist von besonderem Vorteil, wenn ein zum Entnehmen des Schiebers vom Lichtmikroskop benötigter Bereich nicht verfügbar ist. Wird der Schieber an einem Objektivrevolver des Lichtmikroskops angeordnet, so kann die Größe des zur Entnahme benötigten Bereichs von Art und Stellung des Objektivrevolvers abhängen. Insbesondere bei inversen Stativen kann ein Drehen des Objektivrevolvers notwendig sein, um den Schieber aus dem Lichtmikroskop zu entfernen. Zudem können Störkonturen, die beispielsweise durch das Stativ, durch angebaute Komponenten wie einen Haltefokus und/oder durch das Objektiv gegeben sind, den Bereich neben dem Schieber am Lichtmikroskop soweit einschränken, dass eine Entnahme des Schiebers nicht möglich ist. Hier bietet die Erfindung den Vorteil, dass das optische Element über die Halterung und die Bewegungsmittel aus dem Strahlengang herausbewegt werden kann, ohne dass eine Entnahme des Schiebers notwendig ist. Der Schieber kann also insbesondere in einem Schacht des Lichtmikroskops belassen werden. Die Halterung des Schiebers wird bei einem Verfahren nicht oder nur kaum aus dem Gehäuse bewegt, so dass die Störkontur nicht berührt wird.
Das optische Element kann grundsätzlich jedes Mittel zum Beeinflussen von Licht sein und insbesondere eine Plättchenform haben. Bei beispielhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Schiebers weist das optische Element ein Prisma, insbesondere ein Differenzinterferenzkontrast-Prisma (DIC-Prisma), eine λ/2- oder λ/4- Platte, einen Polarisator, einen Farbfilter und/oder eine Blende auf. Abhängig von der Ausführung des optischen Elements können verschiedene Aufnahmepositionen oder Einschuböffnungen für den Schieber am Lichtmikroskop vorgesehen sein. Besondere Vorteile bietet die Erfindung bei einer Ausgestaltung des Schiebers als DIC- oder C-DIC-Schieber, welcher neben einem Objektiv eines Lichtmikroskops eingesetzt wird, wo der verfügbare Bauraum besonders beschränkt ist. Beim Einsatz eines DIC- Prismas sind oftmals innerhalb einer Messreihe Messungen sowohl mit als auch ohne DIC-Prisma gewünscht. Hier kann vorteilhafterweise ohne Verstellen der Mikroskopkomponenten das DIC-Prisma über die Halterung und die Bewegungsmittel in den Strahlengang eingefahren und auch diesem entfernt werden. Ein Unterbrechen der Messreihe für Umbauten am Mikroskop ist somit nicht erforderlich.
Aber auch an anderen Positionen des Lichtmikroskops, beispielsweise zwischen einem Probentisch und einer Lichtquelle für Durchlicht oder Auflicht, kann der erfindungsgemäße Schieber vorteilhaft eingesetzt werden. Eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schiebers sieht eine Blende vor, so dass der Schieber beispielsweise als Leuchtfeldblende oder Aperturblende einsetzbar ist.
Die Halterung des optischen Elements kann beispielsweise als Rahmen ausgeführt sein, der das optische Element an dessen Umfang vollständig umgibt. Alternativ kann der Rahmen auch U-förmig ausgeführt und an derjenigen Seite offen sein, die bei einer ausgefahrenen Position des Rahmens, in welcher sich das optische Element nicht im Strahlengang befindet, zu dem Strahlengang hinzeigt. Vorteilhafterweise ist hierdurch die nötige Verschiebelänge zum Herausführen des optischen Elements aus der in dem Strahlengang eingeführten Position geringer.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das optische Element an die Halterung geklebt ist.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Schiebers weisen die Bewegungsmittel eine Spindel mit Gewinde auf und die Halterung weist eine Mutter auf, in welche die Spindel eingreifen kann. Indem die Halterung mit einer Mutter, also mit einem Innengewinde, gebildet ist, kann eine raumsparende Verbindung zwischen den Bewegungsmitteln und der Halterung erreicht werden. Hierdurch wird die Breite des Schiebers vorteilhafterweise nicht durch die Mutter oder die Spindel vergrößert. Die Spindel, die auch als Gewindestange bezeichnet werden kann, befindet sich also in der Richtung quer zur Verschiebungsrichtung innerhalb der Ausdehnungen des Rahmens. Zweckmäßigerweise kann das Gehäuse eine Gehäuseöffnung aufweisen, die bei einem in den Strahlengang des Lichtmikroskops vollständig eingeführten Zustand des Schiebers den Strahlengang freilässt. Gegebenenfalls kann das optische Element und/oder die Halterung in den Strahlengang eingreifen. Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Schiebers sind die Bewegungsmittel beabstandet zur Gehäuseöffnung angeordnet, um nicht in den Strahlengang hineinzuragen. Ist eine Spindel vorhanden, so läuft sie mit ihrer Längsachse also auf die Gehäuseöffnung zu, endet aber bevorzugt vor dieser. Bei einer in den Strahlengang eingefahrenen Position des optischen Elements wird die Halterung folglich nur mit einem Endbereich ihres Innengewindes an der Spindel gehalten.
Die Abmessungen der Gehäuseöffnung können insbesondere dem Querschnitt des Strahlengangs an der Aufnahmeposition für den Schieber am oder im Lichtmikroskop entsprechen. Auf die Gehäuseöffnung bezogen kann ein grundlegender Gedanke der Erfindung dahingehend formuliert werden, dass zumindest ein Abschnitt der Bewegungsmittel, der in Verschiebungsrichtung innerhalb der Verschiebelänge liegt, in der Richtung quer zur Verschiebungsrichtung vollständig innerhalb der Abmessung der Gehäuseöffnung liegt.
Zum Drehen der Spindel kann eine Koppelstelle für einen Schlüssel vorgesehen sein, beispielsweise ein Innensechskant, in den ein Inbusschlüssel eingreifen kann. Alternativ kann die Spindel ein Griffstück aufweisen, das aus dem Gehäuse herausragt. Das Griffstück kann so von einem Benutzer manuell gedreht werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Schiebers ist vorgesehen, dass am Gehäuse eine Spindellagerschale zum Halten der Spindel vorhanden ist, dass die Spindel relativ zu der Spindellagerschale zur Feinbewegung der Halterung drehbar ist und dass die Spindellagerschale und ein an diese angrenzender Bereich der Spindel magnetisch ausgeführt sind, um ein Wegziehen der Spindel relativ zur Spindellagerschale zu ermöglichen. Für ein vorsichtiges Bewegen der Halterung kann hier vorteilhafterweise die Spindel gedreht werden, beispielsweise über ein Griffstück. Um ein schnelles Bewegen der Halterung aus dem Strahlengang des Lichtmikroskops heraus zu ermöglichen, muss bei dieser Ausführung die Spindel nicht gedreht werden. Vielmehr kann die magnetische Kopplung der Spindel an der Spindellagerschale gelöst werden durch ein einfaches Ziehen an der Spindel oder an ihrem Griffstück.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Schiebers weisen die Bewegungsmittel einen Motor auf. Bei Verwendung einer Spindel kann der Motor zum Drehen der Spindel mit dieser verbunden sein. Wegen des begrenzten Bauraums ist es bevorzugt, dass der Motor in Verschiebungsrichtung außerhalb der Verschiebelänge angeordnet ist. Abhängig vom Lichtmikroskop kann die Breite des Schiebers außerhalb der Verschiebelänge größer sein. Es kann vorgesehen sein, dass der Motor mit seiner Drehachse in einem Winkel zur Verschiebungsrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird die Gesamtlänge des Schiebers, also dessen Abmessung in Verschiebungsrichtung, gering gehalten. Somit kann ein Motor vorteilhafterweise auch dann eingesetzt werden, wenn durch eine Störkontur, beispielsweise durch ein Teil des Stativs des Lichtmikroskops, der Bereich neben der Aufnahmeposition des Schiebers am Lichtmikroskop stark eingeschränkt ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Schiebers weisen die Bewegungsmittel ein, insbesondere geschlossenes, Band auf, das sich über die Verschiebelänge erstreckt und mit der Halterung verbunden ist. Zum Bewegen des Bands kann eine drehbare Antriebsrolle vorhanden sein, um die das Band gelegt ist. Das Band kann insbesondere mit oder aus einem Draht, einem Riemen und/oder einem Zahnriemen gebildet sein. Um ein Bewegen der Halterung mit dem Band zu ermöglichen, erstreckt sich dieses um die Gehäuseöffnung herum, wobei die beiden in Verschiebungsrichtung verlaufenden Abschnitte des Bands den Bereich der Gehäuseöffnung schneiden können.
Um die Antriebsrolle manuell zu betätigen, kann vorgesehen sein, dass diese eine Verzahnung aufweist, über die die Antriebsrolle mit einer Stellschraube verbunden ist. Die Stellschraube ragt dann aus dem Gehäuse heraus und ist so für einen Benutzer zugänglich. Alternativ kann auch ein Motor mit der Antriebsrolle verbunden sein.
Die Halterung ist mit dem Band bevorzugt an einer Verbindungsstelle, die sich an einem in Verschiebungsrichtung erstreckenden Abschnitt des Bands befindet, verbunden. Der Verbindungsstelle gegenüberliegend kann die Halterung eine Füh- rungsnut aufweisen, die sich in Verschiebungsrichtung erstreckt. Das Band kann dann innerhalb der Führungsnut relativ zur Halterung bewegt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Schiebers weisen die Bewegungsmittel eine Zahnstange auf, die an der Halterung angebracht ist. Zudem ist eine Drehstange mit Zahnrad vorhanden, welches zum Bewegen der Halterung an die Zahnstange eingreifend angeordnet ist. In Verschiebungsrichtung gesehen ist die Drehstange mit Zahnrad vorzugsweise außerhalb der Verschiebelänge, über die das optische Element verschiebbar ist, angeordnet. Bei Ausführungsvarianten mit einem Motor ist die Drehstange bevorzugt ein Teil des Motors.
Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Schiebers sieht vor, dass die Bewegungsmittel einen an der Halterung angebrachten Miniaturmotor zum Bewegen der Halterung entlang einer Führungsbahn des Gehäuses aufweisen. Bei dem Miniaturmotor kann es sich insbesondere um einen piezoelektrischen Antrieb handeln, bei welchem eine Bewegung mittels eines piezoelektrischen Aktuators erreicht wird. Die Führungsbahn des Gehäuses kann beispielsweise durch eine Nut, eine mit einer Zahnstange versehenen Wand des Gehäuses oder auch durch eine glatte Gehäusewand gebildet sein. Alternativ kann der piezoelektrische Aktuator auch an einer Gehäusewand angebracht sein und von dort die Halterung entlang der Führungsbahn bewegen.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsmittel einen Mitnehmer mit magnetischem Endbereich aufweisen, der in Verschiebungsrichtung beweglich ist, dass die Halterung einen magnetischen Bereich aufweist, über den eine Kopplung mit dem Mitnehmer herstellbar ist, und dass die Bewegungsmittel einen Hebel mit Drehgelenk aufweisen, wobei der Hebel an dem Mitnehmer angebracht ist, um ein Bewegen des Mitnehmers in Verschiebungsrichtung durch Drehen des Hebels zu ermöglichen. Für ein Drehen des Hebels kann dieser auf einer Antriebsachse eines Motors angebracht sein. Um die magnetische Kopplung zwischen dem Mitnehmer und der Halterung zu lösen, ist bevorzugt ein nichtmagnetischer Rücksteiler vorhanden. Dieser ist relativ zu dem Mitnehmer und relativ zu der Halterung in Verschiebungsrichtung beweglich. Somit kann über den Mitnehmer mit magnetischem Endbereich die Halterung aus einer in den Strahlengang eingefahrenen Position herausgezogen werden, während mit dem Rücksteller die Halterung zurück in die eingefahrene Position geschoben werden kann.
Insbesondere bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass an einer Innenseite des Gehäuses neben der Gehäuseöffnung ein Magnet vorhanden ist und dass die Halterung einen magnetischen Bereich aufweist, mit dem sie an dem Magneten in einer in den Strahlengang eingefahrenen Position gehalten werden kann. In der in den Strahlengang eingefahrenen Position befindet sich die Halterung in einer Position, in der das optische Element zur Gehäuseöffnung ausgerichtet ist. Vorteilhafterweise kann hiermit die in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingefahrene Position des optischen Elements auch bei Störeinflüssen sicher beibehalten werden. Zudem kann vermieden werden, dass die Halterung bei Bewegungen des Gehäuses aus diesem herausgleitet.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass an einer Außenseite des Gehäuses mindestens ein Magnet vorhanden ist zum Halten des Schiebers in einer bestimmten Position, wenn der Schieber in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingeführt ist. Vorteilhafterweise findet so kein unbeabsichtigtes Bewegen des Schiebers statt, wenn die Halterung relativ zum Gehäuse, beispielsweise durch Drehen einer Spindel mit einem Schlüssel, bewegt wird.
Um eine möglichst sichere und genaue Bewegung der Halterung in Verschiebungsrichtung zu ermöglichen, weist bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Schiebers das Gehäuse in Verschiebungsrichtung eine Führungsbahn für die Halterung auf. Material- und platzsparend kann die Führungsbahn mit oder an einer Gehäusewand gebildet sein.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass ein Positionssensor zum Bestimmen der Position der Halterung relativ zum Gehäuse vorhanden ist. Bei diesem Positionssensor kann es sich beispielsweise um einen Magnet-, Licht- und/oder Ultraschallsensor handeln. Eine Steuerung des Motors zum Bewegen der Halterung in den Strahlengang hinein und aus diesem heraus kann sodann abhängig von einem Signal des Positionssensors erfolgen. Bei einer einfachen Ausgestaltung ist der Positionssensor dazu eingerichtet, die Anwesenheit der Halterung an einer bestimmten Position festzustellen. Der erfindungsgemäße Schieber kann bevorzugt än einer Außenseite des Gehäuses elektrische Kontaktflächen zum Übertragen elektrischer Signale an den Motor der Bewegungsmittel, zur Energieversorgung des Motors und/oder zum Übertragen elektrischer Signale an den Positionssensor oder von dem Positionssensor weg aufweisen. Eine Steuereinheit zum Ausgeben der elektrischen Signale an den Schieber und zur Energieversorgung kann dann außerhalb des Schiebers am Mikroskop angeordnet sein, wodurch eine besonders raumsparende Gestaltung des Schiebers möglich ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers;
Figuren 7 und 8 ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Schiebers aus verschiedenen schematischen Ansichten;
Figuren 9 und 10 das siebte Ausführungsbeispiel aus den Figuren 7 und 8 in verschiedenen schematischen Perspektivdarstellungen;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers. Gleiche und gleichwirkende Komponenten sind in den Figuren in der Regel mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schiebers 100 zum Einführen in einen Strahlengang eines Lichtmikroskops. Als wesentliche Komponenten weist der Schieber 100 ein Gehäuse 10, eine Halterung 40, ein von der Halterung 40 gehaltenes optisches Element 50 und Bewegungsmittel 30 zum Bewegen der Halterung 40 innerhalb des Gehäuses 10 auf.
Mit den Bewegungsmitteln 30 kann die Halterung 40 entlang einer Verschieberichtung 5 bewegt werden. Hierdurch kann die Halterung 40 zwischen der in Fig. 1 dargestellten Position, in welcher sich das optische Element 50 im Strahlengang des Lichtmikroskops befindet, und einer ausgefahrenen Position, in welcher sich die Halterung 40 und das optische Element 50 außerhalb des Strahlengangs befinden, verschoben werden.
Eine Situation, wo sich die Halterung 40 und das optische Element 50 in der ausgefahrenen Position befinden, ist für ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schiebers in Fig. 2 dargestellt. Eingetragen ist dort zudem die Verschiebelänge 7, über die die Halterung 40 von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position bewegt wird. Die Verschiebelänge 7 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, als Verschiebeweg 8 derjenigen äußeren Kante der Halterung 40 bestimmt sein, welche in der aus dem Strahlengang herausgefahrenen Position zu dem Strahlengang des Lichtmikroskops hin zeigt, zuzüglich der Ausdehnung der Halterung 40 in Verschiebungsrichtung 5.
Insbesondere wenn der Schieber 100 in einer Einschuböffnung eines hier nicht dargestellten Lichtmikroskops eingeführt ist, kann der zur Entnahme des Schiebers 100 verfügbare Bereich stark begrenzt sein. Im dargestellten Beispiel wird dieser freie Bereich durch die Störkontur 110, welche beispielsweise durch ein Teil eines Stativs des Lichtmikroskops gegeben sein kann, begrenzt. Wegen der Störkontur 110 kann in dem abgebildeten Fall daher der Schieber 100 nicht aus dem Strahlengang des Lichtmikroskops entfernt werden. Um dennoch den Strahlengang freigeben zu können, sind erfindungsgemäß Bewegungsmittel 30 vorgesehen. Durch diese können die Halterung 40 und das optische Element 50 in den Strahlengang hinein und aus diesem heraus bewegt werden, ohne dass eine Bewegung des Gehäuses 10 des Schiebers 100 erforderlich ist.
Das Gehäuse 10 weist eine Gehäuseöffnung 12 auf, so dass der Strahlengang des Lichtmikroskops bei ausgefahrener Halterung 40 von dem Gehäuse 10 nicht beeinträchtigt wird.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Bewegungsmittel 30 eine Spindel 31 , die sich in Verschiebungsrichtung 5 erstreckt.
An einem von der Gehäuseöffnung 12 abgewandten Ende der Spindel 31 ist diese am Gehäuse 10 gelagert. An dem gegenüberliegenden Ende der Spindel 31 ist die Halterung 40 angeordnet, die eine Mutter 41 zur Kopplung an die Spindel 31 aufweist. Durch hier nicht dargestellte Gehäusewände wird eine Führungsbahn für die Halterung 40 in Verschiebungsrichtung 5 bereitgestellt, so dass ein Drehen der Spindel 31 zu einer Bewegung der Halterung 40 in Verschiebungsrichtung 5 führt.
Der für den Schieber 100 am Lichtmikroskop verfügbare Bauraum ist in der Regel stark beschränkt. In einer Querrichtung 6, die senkrecht zur Verschiebungsrichtung 5 steht, darf die Breite eines Schiebers typischerweise nur etwa 2 cm oder weniger betragen. Eine Höhe des Schiebers, in Fig. 1 also aus der Zeichenebene heraus, darf in vielen Fällen sogar nur maximal 4 mm betragen. Um auch bei diesen äußerst kleinen Abmessungen ein Verschieben der Halterung 40 innerhalb des Gehäuses 10 zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß eine besondere Anordnung der Bewegungsmittel 30 vorgesehen. Insbesondere soll für die Bewegungsmittel 30 derjenige Bereich genutzt werden, der beim Verfahren der Halterung 40 von dieser abgedeckt wird. Dabei soll ein Abdecken in einer Draufsicht auf die Halterung 40, also in einer Sicht entlang dem Strahlengang des Lichtmikroskops, definiert sein.
Erfindungsgemäß soll zumindest derjenige Abschnitt der Bewegungsmittel 30, der innerhalb der Verschiebelänge 7 liegt, in der Querrichtung 6 nicht aus dem Bereich herausragen, der beim Verschieben der Halterung 40 von dieser abgedeckt wird. Vorzugsweise befinden sich für die gesamte Abdeckungslänge 8 die Bewegungsmittel 30 innerhalb der beim Verschieben der Halterung 40 von dieser abgedeckten Flä- che. Vorteilhafterweise kann so der Platzbedarf des Schiebers 100 in der Querrichtung 6 besonders gering gehalten werden. Hierbei wird der Raum in Verschiebungsrichtung 5 besonders effizient genutzt.
Außerhalb der Abdeckungslänge 8 ist bei vielen Lichtmikroskopen der verfügbare Raum in Querrichtung 6 größer. Daher können sich in diesem Abschnitt die Bewegungsmittel 30 auch weiter in Querrichtung 6 erstrecken oder ausdehnen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung der Bewegungsmittel 30 als Spindel 31 führt die kompakte Anordnung gemäß der Erfindung dazu, dass die Spindel 31 auf die Gehäuseöffnung 12 zu verläuft, also in Richtung des Strahlengangs des Lichtmikroskops. Damit die Spindel 31 nicht in den Strahlengang hineinragt, endet diese vor der Gehäuseöffnung 12. Ist die Halterung 40 in den Strahlengang eingefahren, wird sie folglich nur an ihrem äußeren Rand von der Spindel 31 gehalten.
Zum Drehen der Spindel 31 weist diese eine Koppelstelle 51 auf. Beispielsweise kann ein Innensechskant als Koppelstelle 51 vorgesehen sein, so dass die Spindel 31 mit einem Inbusschlüssel (nicht dargestellt) gedreht werden kann. Der Inbus- schlüssel kann auch motorisch eingefahren werden. Um Abnutzungen und Beschädigungen zu vermeiden, kann bevorzugt ein Rundkopfsechskant, der federnd gelagert ist, verwendet werden.
Insbesondere bei einem motorisierten Verstellen der Halterung 40 ist es zweckmäßig, einen Positionssensor 90 vorzusehen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der Positionssensor 90 an einer der Gehäuseöffnung 12 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 10 angeordnet, um eine ausgefahrene Position der Halterung 40 feststellen zu können. Die Halterung 40 kann eine Fahne 47 aufweisen, welche bei einem Ausfahren der Halterung 40 den Positionssensor 90 abdeckt und so ein Feststellungssignal auslöst.
Um bei Verwendung eines Motors eine definierte Bewegung des optischen Elements 50 zu erreichen, sind mit dem Positionssensor 90 verbundene elektronische Steuermittel (nicht dargestellt) dazu eingerichtet, eine Referenzfahrt durchzuführen. Mit dieser wird festgestellt, wie viele Schritte oder Umdrehungen des Motors notwendig sind, um die Halterung 40 zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Position zu verschieben. Besonders genaue Ergebnisse können mit einem zweiten Positionssensor (nicht gezeigt) erreicht werden, welcher zum Feststellen einer in den Strahlengang eingefahrenen Position der Halterung 40 angeordnet ist.
Durch die kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Schiebers 100 verdeckt unter Umständen die Halterung 40 einen Teil des Strahlengangs, wenn sie in den Strahlengang eingefahren ist. Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, wird dieser verdeckte Bereich maßgeblich durch die Größe des Innengewindes 41 der Halterung 40 bestimmt. Deshalb ist es wünschenswert, für das Innengewinde 41 und folglich auch für die Spindel 31 einen möglichst kleinen Durchmesser vorzusehen. Eine solche lange Spindel 31 mit kleinem Durchmesser kann nur schwer ohne Schlagfehler hergestellt werden, wodurch die Spindel 31 gegebenenfalls unruhig läuft. Damit der Schieber 100 auch bei einem unruhigen Lauf der Spindel 31 nicht am Lichtmikroskop verrückt wird, sind bevorzugt Haltemittel vorgesehen. Hierzu sind bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schiebers 100 Magnete 14 an einer Außenseite des Gehäuses 10 vorhanden. Durch magnetische Anlageflächen am Lichtmikroskop kann sodann der Schieber 100 in einer bestimmten Position gehalten werden. Alternativ kann auch das Gehäuse 10 des Schiebers 100 aus einem magnetisierbaren Werkstoff bestehen. Prinzipiell kann zwar ein Aufnahmeschacht am Lichtmikroskop für den Schieber 100 auch mit Federn zum Halten des Schiebers 100 ausgestattet sein. Gegenüber einem magnetischen Halten ist der Raumbedarf dabei jedoch höher.
Der in Fig. 2 dargestellte Schieber 100 unterscheidet sich von dem aus Fig. 1 durch die Ausgestaltung der Bewegungsmittel 30. Bei Fig. 2 ist zwar auch eine Spindel 31 vorgesehen. Diese wird aber nicht über eine Koppelstelle mit beispielsweise einem Sechskantschlüssel gedreht. Stattdessen weist die Spindel 31 bei Fig. 2 ein Griffstück 32 auf. Dieses ragt aus dem Gehäuse 10 heraus, so dass es von einem Benutzer per Hand gedreht werden kann.
Am Gehäuse 10 ist die Spindel 31 über eine Spindellagerschale 11 gehalten. Im dargestellten Beispiel sind die Spindellagerschale 11 und ein an diese angrenzender Bereich der Spindel 31 magnetisch ausgeführt. Die Spindel 31 kann somit aus der Spindellagerschale 31 herausgezogen werden, womit die Halterung 40 aus dem Strahlengang des Lichtmikroskops herausgezogen werden kann. Vorteilhafterweise wird so ein langes Drehen der Spindel 31 überflüssig. Ein Herausziehen der Spin- del 31 ist aber nur möglich, wenn dies nicht durch eine Störkontur 110 verhindert wird. Wird der Schieber 100 in eine Einschuböffnung neben einem Objektiv des Lichtmikroskops eingebracht, so kann die Störkontur 110 von der Drehposition des Objektivrevolvers abhängen. Je nach Drehposition kann somit ein Herausziehen der Spindel 31 möglich sein.
Der in Fig. 2 dargestellte Schieber 100 kann kostengünstiger ausgeführt werden, als der Schieber 100 aus Fig. 1. Wegen der Stellmöglichkeit per Hand ist der Schieber 100 aus Fig. 2 vorzugsweise bei aufrechten Mikroskopstativen einsetzbar. Bei inversen Mikroskopen kann hingegen die Zugänglichkeit zum Griffstück eingeschränkt sein.
Zudem kann die Zugänglichkeit auch durch einen Probenauflagetisch eingeschränkt sein. Bei einem in einer Inkubationskammer verwendeten Mikroskop ist ebenfalls in der Regel der Schieber nicht einem Benutzer zugänglich. Daher ist es vorteilhaft, einen Motor zum Bewegen der Spindel vorzusehen.
Ein solches Ausführungsbeispiel eines Schiebers 100 mit Motor 39 ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist die Spindel 31 mit einem Stirnrad 52 ausgestattet, an welches ein Ritzel des Motors 39 eingreifen kann. Hierdurch ist eine Drehachse des Motors 39 quer zur Längsrichtung der Spindel 31 angeordnet. Dadurch ist der Ragmbedarf des Schiebers 100 zur Störkontur 110 hin geringer.
Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Längsrichtung der Spindel 31 mit der Drehachse des Motors 39 übereinstimmt. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 gezeigt. Durch eine direkte Verbindung zwischen dem Motor 39 und der Spindel 31 , wie in den Figuren 3 und 4 der Fall, wird gegenüber der indirekten motorischen Ansteuerung aus Fig. 1 die Störanfälligkeit weiter reduziert.
In Fig. 4 ist zudem die Breite 21 des Schiebers 100 angezeigt. Diese Breite 21 kann im Bereich der Gehäuseöffnung beispielsweise 19mm betragen. An dem zur Gehäuseöffnung entfernten Ende, an welchem hier der Motor 39 angeordnet ist, kann die Breite des Gehäuses auch größere Werte aufweisen. In Fig. 4 ist zudem eine effektiv nutzbare Ausdehnung 22 einer Öffnung der Halterung 40 in Richtung senkrecht zur Verschiebungsrichtung 5 angezeigt. Diese effektiv nutzbare Ausdehnung 22 wird durch das optische Element 50 ausgefüllt und soll möglichst nah an die Breite 21 des Schiebers 100 kommen. Im dargestellten Beispiel beträgt die effektiv nutzbare Ausdehnung 11mm und somit etwa 60% der Breite 21 des Schiebers 100.
In den Figuren 5 und 6 sind Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Schiebers 100 schematisch gezeigt, wobei die Bewegungsmittel 30 statt einer Spindel 31 ein geschlossenes Band 33 aufweisen. Dieses Band 33 kann auch als Übertragungselement bezeichnet werden und insbesondere durch einen Draht, einen Riemen oder einen Zahnriemen gebildet sein. Die Halterung 40 ist mit dem Band 33 verbunden, in den dargestellten Beispielen über eine Schraube 49. An dem Gehäuse 10 sind Umlenkmittel 19 sowie eine Antriebsrolle 34 vorhanden, um welche das Band 33 gelegt ist. Ein Drehen der Antriebsrolle 34 bewirkt daher ein Bewegen des Bands 33 und somit ein Verschieben der Halterung 40 in der Verschiebungsrichtung 5.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ragt die Antriebsrolle 34 aus dem Gehäuse 10 heraus. Vorteilhafterweise kann daher die Antriebsrolle 34 per Hand, insbesondere mit einem einzigen Finger, gedreht werden.
Im Unterschied hierzu ist bei der Ausführungsform von Fig. 6 eine Stellschraube 53 vorhanden, die über eine Schrägverzahnung an die Antriebsrolle 34 eingreift. Die Antriebsrolle 34 ist hier innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet, während die Stellschraube 53 aus dem Gehäuse 10 herausragt. Bevorzugt ist das Band 33 sehr dünn ausgeführt, so dass es nur einen sehr geringen Teil des Strahlengangs des Lichtmikroskops abdeckt.
Eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Schiebers ist schematisch in Fig. 7 von vorne und in Fig. 8 um 180° gedreht gezeigt. Die Figuren 9 und 10 zeigen schematische Perspektivdarstellungen dieser Ausführung von vorne und von hinten. Gegenüber den Figuren 1 bis 6 sind hier mehr Bestandteile des Gehäuses 10 abgebildet.
Die Ausführungsform der Figuren 7 bis 10 unterscheidet sich von den vorangehenden durch die Ausgestaltung der Bewegungsmittel 30. Hier umfassen die Bewegungsmittel 30 einen Motor 39 und eine Zahnstange 44. Die Zahnstange 44 ist fest mit der Halterung 40 verbunden und erstreckt sich von dieser in Verschiebungsrichtung. Eine Drehstange 38 des Motors 39 ist mit Ritzeln versehen, welche in die Zahnstange 44 eingreifen. Über eine Drehung der Drehstange 38 können somit die Zahnstange 44 und die Halterung 40 zwischen einer in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingefahrenen Position und einer aus dem Strahlengang ausgefahrenen Position verfahren werden.
Im dargestellten Beispiel weist die Zahnstange 44 eine schräg gestellte Verzahnung auf, das heißt die Vertiefungen der Zahnstange 44 stehen nicht senkrecht zur Verschiebungsrichtung. Dadurch kann auch die Drehachse des Motors 39 schräg zur Verschiebungsrichtung, also unter einem Winkel zur Senkrechten auf die Verschiebungsrichtung, angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist hierdurch die Gesamtausdehnung des Schiebers 100 in Verschiebungsrichtung geringer.
Bei dieser Ausführungsvariante stellt somit die Zahnstange 44, oder ein Teil von dieser, denjenigen Abschnitt der Bewegungsmittel dar, welcher in Verschiebungsrichtung innerhalb der Verschiebelänge liegt. Der Motor 39 ist hingegen, wie auch bei den übrigen Ausführungsformen, außerhalb der Verschiebelänge angeordnet, wo größere Breiten des Schiebers 100 erlaubt sind.
Wie in Fig. 8 dargestellt, weist die Zahnstange 44 einen Magneten 54 auf. Bevorzugt ist der Magnet 54 relativ zu einem magnetischen Bereich des Gehäuses 10 so angeordnet, dass er die Halterung 40 in einer in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingefahrenen Position hält. Alternativ oder zusätzlich kann am Gehäuse 10 ein Magnetfeldsensor zum Bestimmen der Position des Magneten 54 vorhanden sein, um so eine in den Strahlengang eingefahrene Position der Halterung 40 zu bestimmen. Andere Ausgestaltungen eines Positionssensors oder von mehreren Positionssensoren sind ebenfalls möglich.
Wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt, befinden sich an den Außenseiten des Gehäuses 10 Magnete 14, 15 und 17 zum Halten des Schiebers 100 am Lichtmikroskop, beispielsweise in einem Schacht. Über den Magneten 17 kann insbesondere in Verschieberichtung 5 eine bestimmte Position zwischen dem Schieber 100 und dem Lichtmikroskop erreicht werden. Die Magnete 15 sind an einer Außenseite angebracht, die benachbart zu der Außenseite mit den Magneten 14 und 17 ist. Hierdurch kann der Schieber 100 bezüglich aller drei Raumrichtungen an einer bestimmten Position am Lichtmikroskop gehalten werden. Das Lichtmikroskop kann an entsprechenden Stellen magnetisierbaren Stahl aufweisen. Vorteilhafterweise kann somit über die Magnete 14, 15 und 17 das optische Element 50 genau gegenüber der optischen Achse 4 des Lichtmikroskops positioniert werden.
In Fig. 9 sind elektrische Kontaktflächen 18 einer Versorgungsplatine des Schiebers 100 erkennbar. Über diese Kontaktflächen 18 können der Motor 39 sowie andere Bauteile, beispielsweise der Positionssensor, mit Energie und Daten versorgt werden. Vorzugsweise weist die Versorgungsplatine auch eine Steuereinheit, beispielsweise einen Mikroprozessor, zum Steuern des Motors 39 abhängig von Messdaten des Positionssensors auf.
An Stelle der in den Figuren 7 bis 10 dargestellten Ausgestaltung der Bewegungsmittel 30 durch einen Motor und eine Zahnstange kann auch ein Miniaturantrieb, wie beispielsweise ein piezoelektrischer Aktuator, als Bewegungsmittel vorgesehen sein. Dieser kann mit dem Gehäuse oder mit der Halterung verbunden sein. Über eine Leiterbahn, beispielsweise eine Folienbahn, kann der Miniaturantrieb mit den elektrischen Kontaktflächen zur Energieversorgung und Datenübertragung verbunden sein. Zweckmäßig ist hier, wenn ein Positionssensor vorhanden ist und eine Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine Referenzfahrt der Halterung mit Hilfe des Positionssensors zu vermessen. Der Miniaturantrieb kann im Betrieb dann abhängig von den Messdaten der Referenzfahrt angesteuert werden.
Während bei dieser Ausführung die Steuereinheit als Bestandteil der Versorgungsplatine innerhalb des Schiebers 100 oder am Schieber 100 angeordnet ist, kann die Steuereinheit alternativ auch am Lichtmikroskop, beispielsweise an einem Revolverschlitten des Lichtmikroskops, angebracht sein. Um den Verschleiß der elektrischen Kontaktflächen 18 bei einem Kontakt zu der Steuereinheit gering zu halten, ist die Steuereinheit bevorzugt verschiebbar auf dem Revolverschlitten montiert. Dadurch können Kontaktstifte der Steuereinheit vor einem Drehen des Revolvertellers von den Kontaktflächen des Schiebers 100 abgehoben werden, wodurch der Verschleiß der elektrischen Kontaktflächen verringert wird. Für einen sicheren Kontakt zwischen der Steuereinheit und den elektrischen Kontaktflächen des Schiebers 100 sind bevorzugt die Steuereinheit oder ihre Kontaktstifte federnd gelagert. Zudem können die Kontaktflächen 18 am Schieber 100 so ausgelegt sein, dass die Kontaktstifte der Steuereinheit beim Eindrehen aufgleiten können. Eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Schiebers 100 ist in Fig. 11 dargestellt.
Die Halterung 40 ist hier mit einer Verlängerungsstange 48 verbunden, die sich in Verbindungsrichtung erstreckt. Alternativ kann die Halterung 40 auch einstückig mit der Verlängerungsstange 48 gebildet sein. Die Verlängerungsstange 48 oder zumindest ein Bereich von dieser stellt den Abschnitt der Bewegungsmittel dar, der sich in Verschieberichtung innerhalb der Verschiebelänge befindet und in der Richtung quer zur Verschiebungsrichtung vollständig innerhalb der Fläche liegt, die beim Verschieben der Halterung 40 von dieser abgedeckt wird.
Die Verlängerungsstange 48 weist an ihrem der Halterung 40 abgewandten Ende einen Magneten 42 auf. Mit diesem Magneten 42 kann eine Kopplung zu einem Mitnehmer 36, der ebenfalls mit einem Magneten 43 versehen ist, erfolgen. Der Mitnehmer 36 kann in Verschiebungsrichtung 5 zum Verfahren der Halterung 40 bewegt werden. Hierzu ist der Mitnehmer 36 über ein Drehgelenk mit einem Hebel 37 verbunden. Dieser Hebel 37 ist auf der Antriebsachse eines hier nicht dargestellten Motors 39 angebracht. Durch das Drehgelenk kann somit eine Drehung des Motors 39 in eine Linearbewegung des an der Verlängerungsstange 48 angekoppelten Mitnehmers 36 überführt werden.
Um ein Lösen der magnetischen Kopplung zwischen der Verlängerungsstange 48 und dem Mitnehmer 36 zu ermöglichen, ist bei der dargestellten Ausführung ein Rücksteiler 58 vorhanden. Dieser kann über einen nicht abgebildeten Motor die Verlängerungsstange 48 und somit die Halterung 40 in Verschiebungsrichtung 5 zu der Gehäuseöffnung 12 hin drücken. Zum Lösen der magnetischen Kopplung werden vorzugsweise der Rücksteiler 58 und der Mitnehmer 36 gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen bewegt.
Zum Halten der Halterung 40 in einer in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingefahrenen Position ist an der Halterung 40 ein Magnet 46 angebracht. Dieser kann eine Kopplung zu einem Magneten 16, der am Gehäuse auf einer zu der Verlängerungsstange 48 gegenüberliegenden Seite der Gehäuseöffnung 12 befestigt ist, herstellen. Die Magnete 46 und 16 zum Halten der Halterung 40 in der in den Strahlengang eingefahrenen Position sind für eine schwächere magnetische Kopplung aus- gelegt, als die Magnete 42 und 43, über welche der Mitnehmer 36 die Halterung 40 aus der in den Strahlengang eingefahrenen Position herauszieht.
Über die Magnete 46 und 16 wird auch sichergestellt, dass bei einer Bewegung des Schiebers 100 etwa bei einem Drehen des Objektivrevolvers des Lichtmikroskops die Verlängerungsstange 48 und die Halterung 40 nicht aus dem Gehäuse 10 herausrutschen.
Der Verlauf der Störkontur 110 kann von einer Drehposition des Objektivrevolvers des Lichtmikroskops abhängen. Beispielsweise kann die Störkontur 110 durch einen Haltefokus des Lichtmikroskops gebildet sein. Bei dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel ragen der Mitnehmer 36 und der Hebel 37 über die Störkontur 110 hinaus. Folglich kann mit ihnen ein Verschieben der Verlängerungsstange 48 und der Halterung 40 nur bei bestimmten Drehpositionen des Objektivrevolvers erfolgen, bei denen keine Störkontur 110 wie in Fig. 11 vorhanden ist. Dennoch können auch mit dieser Ausführung die erfindungsgemäßen Vorteile erreicht werden, insbesondere dass ein Verschieben des von der Halterung 40 gehaltenen optischen Elements 50 zwischen einer in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingefahrenen und einer aus dem Strahlengang ausgefahrenen Position möglich ist, ohne dass das Gehäuse 10 von dem Lichtmikroskop entfernt werden muss.
Vorteilhafterweise weist der erfindungsgemäße Schieber 100 zudem eine sehr geringe Breite auf, also eine sehr geringe Ausdehnung in einer Richtung quer zur Verschiebungsrichtung, wodurch der erfindungsgemäße Schieber 100 auch bei stark eingeschränktem verfügbarem Bauraum eingesetzt werden kann.
Weiterhin wird in vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Schiebers 100 ein motorisiertes Bewegen des optischen Elements 50 ermöglicht. Hierdurch kann ein komfortables Verstellen des optischen Elements 50 auch dann erfolgen, wenn der Schieber 100 nicht für einen Benutzer zugänglich ist. Das kann insbesondere der Fall sein, wenn sich das Lichtmikroskop in einer Inkubationskammer befindet. Aber auch bei Zugänglichkeit des Schiebers 100 für einen Benutzer kann durch eine motorisierte Steuerung der Bedienungskomfort erhöht werden. Bezugszeichenliste
4 Optische Achse
5 Verschiebungsrichtung
6 Richtung quer zur Verschiebungsrichtung 5
7 Verschiebelänge der Halterung 40
8 Verschiebeweg der Halterung 40
10 Gehäuse
11 Spindellagerschale
12 Gehäuseöffnung
14 Magnet am Gehäuse 10 zum Halten des Schiebers 100
15 Magnet am Gehäuse 10 zum Halten des Schiebers 100
16 Magnet am Gehäuse 10 zum Halten der Halterung 40 im Gehäuse 10
17 Magnet am Gehäuse 10 zum Halten des Schiebers 100
18 Elektrische Kontaktflächen
19 Umlenkmittel für das Band 33
1 Breite des Schiebers 100
2 effektiv nutzbare Ausdehnung der Öffnung der Halterung 40
0 Bewegungsmittel
1 Spindel
3 Band
4 Antriebsrolle für das Band 33
6 Mitnehmer
7 Hebel Drehstange, die in die Zahnstange 44 eingreift
Motor
Halterung
Magnetischer Bereich der Halterung 40 zur Kopplung mit dem Mitnehmer 36
Mutter der Halterung 40 zur Kopplung an der Spindel 31
Magnetischer Endbereich des Mitnehmers 36
Zahnstange
Magnetischer Bereich der Halterung 40 zur Kopplung mit dem Magneten 16
Verlängerungsstange an der Halterung 40
Schraube der Halterung 40 zum Befestigen an dem Band 33
Fahne der Halterung 40 zur Erkennung durch den Positionssensor 90
Optisches Element
Koppelstelle zum Kontaktieren der Bewegungsmittel 30
Stirnrad
Magnet der Zahnstange 44
Rücksteller
Positionssensor
Schieber
Störkontur

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Schieber zum Einführen in einen Strahlengang eines Lichtmikroskops mit einem Gehäuse (10) zum Anordnen in oder an dem Lichtmikroskop, mit einer Halterung (40), welche in dem Gehäuse (10) in einer Verschiebungsrichtung (5) über eine Verschiebelänge (7) verschiebbar ist,
mit einem optischen Element (50), das von der Halterung (40) ausgerichtet zu einer optischen Achse (4), die senkrecht zur Verschiebungsrichtung (5) verläuft, gehalten ist, und
mit Bewegungsmitteln (30) zum Verschieben der Halterung (40),
dadurch g e k e n n z e i c h n e t,
dass zumindest derjenige Abschnitt der Bewegungsmittel (30), der in Verschiebungsrichtung (5) innerhalb der Verschiebelänge (7) liegt, in einer Richtung (6) senkrecht zu einer durch die optische Achse (4) und die Verschiebungsrichtung (5) festgelegten Ebene vollständig innerhalb einer Abdeckungsfläche liegt, die beim Verschieben der Halterung (40) von dieser abgedeckt wird, wobei die Abdeckungsfläche durch die optische Achse (4) als Normale festgelegt ist.
Schieber nach Anspruch 1 ,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Bewegungsmittel (30) eine Spindel (31) mit Gewinde aufweisen und dass die Halterung (40) eine Mutter (41) aufweist, in welche die Spindel (31) eingreifen kann. Schieber nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Gehäuse (10) eine Spindellagerschale (11) zum Halten der Spindel (31) vorhanden ist,
dass die Spindel (31) relativ zu der Spindellagerschale (11) zur Feinbewegung der Halterung (40) drehbar ist und
dass die Spindellagerschale (11) und ein an diese angrenzender Bereich der Spindel (31) magnetisch ausgeführt sind, um ein Wegziehen der Spindel (31) von zur Spindellagerschale (11) zu ermöglichen.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsmittel (30) ein geschlossenes Band (33) aufweisen, das sich über die Verschiebelänge (7) erstreckt und mit der Halterung (40) verbunden ist, und
dass zum Bewegen des Bands (33) eine drehbare Antriebsrolle (34) vorhanden ist, um die das Band (33) gelegt ist.
Schieber nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das geschlossene Band (33) mit einem Draht (33), einem Riemen (33) und/oder einem Zahnriemen (33) gebildet ist.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsmittel (30) eine Zahnstange (44) aufweisen, die an der Halterung (40) angebracht ist, und
dass eine Drehstange (38) mit Zahnrad vorhanden ist, welches zum Bewegen der Halterung (40) an die Zahnstange (44) eingreifend angeordnet ist.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsmittel (30) einen Mitnehmer (36) mit magnetischem Endbereich (43) aufweisen, der in Verschiebungsrichtung (5) beweglich ist, dass die Halterung (40) einen magnetischen Bereich (42) aufweist, über den eine Kopplung mit dem magnetischen Endbereich (43) des Mitnehmers (36) herstellbar ist, und
dass die Bewegungsmittel (30) einen Hebel (37) mit Drehgelenk aufweisen, wobei der Hebel an dem Mitnehmer (36) angebracht ist, um ein Bewegen des
Mitnehmers (36) in Verschiebungsrichtung (5) durch Drehen des Hebels (37) zu ermöglichen.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (10) eine Gehäuseöffnung (12) aufweist, die bei einem in den Strahlengang des Lichtmikroskops vollständig eingeführten Zustand des Schiebers den Strahlengang freilässt, und
dass die Bewegungsmittel (30) beabstandet zur Gehäuseöffnung (12) angeordnet sind.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsmittel (30) einen Motor (39) aufweisen, welcher in Verschiebungsrichtung (5) außerhalb der Verschiebelänge (7) und mit seiner Drehachse in einem Winkel zur Verschiebungsrichtung (5) angeordnet ist.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsmittel (30) einen an der Halterung (40) angebrachten Miniaturmotor zum Bewegen der Halterung entlang einer Führungsbahn des Gehäuses (10) aufweisen.
11. Schieber nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Miniaturmotor einen piezoelektrischen Aktuator aufweist.
12. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einer Außenseite des Gehäuses (10) mindestens ein Magnet (14) vorhanden ist zum Halten des Schiebers in einer bestimmten Position, wenn der Schieber in den Strahlengang des Lichtmikroskops eingeführt ist.
13. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (10) in Verschiebungsrichtung (5) eine Führungsbahn für die Halterung (40) aufweist.
14. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Positionssensor (90) zum Bestimmen der Position der Halterung (40) relativ zum Gehäuse (10) vorhanden ist.
15. Schieber nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Positionssensor (90) ein Magnet-, Licht-, oder Ultraschallsensor ist.
16. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halterung (40) einen magnetischen Bereich (46) aufweist,
dass am Gehäuse (10) ein magnetischer Bereich (16) vorhanden ist und dass der magnetische Bereich (46) der Halterung (40) und der magnetische Bereich (16) des Gehäuses (10) zum Halten der Halterung (40) mit dem optischen Element (50) zur Gehäuseöffnung (12) ausgerichtet angeordnet sind.
17. Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einer Außenseite des Gehäuses (10) elektrische Kontaktflächen (18) zum Übertragen elektrischer Signale an einen Motor (39) der Bewegungsmittel (30), zur Energieversorgung des Motors (39) und/oder zum Übertragen elektrischer Signale an den Positionssensor (90) oder von dem Positionssensor (90) weg vorhanden sind.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass das optische Element (50) ein Prisma, insbesondere ein Differenzinterferenzkontrast-Prisma, eine λ/2- oder λ/4-Platte, einen Polarisator, einen Farbfilter und/oder eine Blende aufweist.
Schieber nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine effektiv nutzbare Ausdehnung einer Öffnung der Halterung (40) in Richtung (6) senkrecht zur Verschiebungsrichtung (5) größer als 48%, insbesondere zwischen 48% und 68%, bevorzugt zwischen 53% und 63%, und besonders bevorzugt zwischen 56% und 60% einer äußeren Breite des Schiebers ist.
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