WO2017121612A1 - Optisches gerät mit um eine achse drehbarem komponententräger - Google Patents

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WO2017121612A1
WO2017121612A1 PCT/EP2016/082616 EP2016082616W WO2017121612A1 WO 2017121612 A1 WO2017121612 A1 WO 2017121612A1 EP 2016082616 W EP2016082616 W EP 2016082616W WO 2017121612 A1 WO2017121612 A1 WO 2017121612A1
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WO
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component carrier
latching
optical device
spring arm
axis
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PCT/EP2016/082616
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Inventor
Martin Kubek
Original Assignee
Leica Microsystems Cms Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to JP2018536171A priority patent/JP7021088B2/ja
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/248—Base structure objective (or ocular) turrets
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/006—Filter holders
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor

Definitions

  • Optical device with component carrier rotatable about an axis
  • the invention relates to an optical device with a rotatable about an axis
  • Component carrier according to the preamble of the main claim.
  • component carriers are often used, which are rotatable about an axis.
  • filter wheels are known for introducing different filters or aperture wheels for introducing different diaphragms, for example phase contrast diaphragms, into an illumination beam path, as well as objective revolvers.
  • Appropriate component carrier snap to an exact positioning of the
  • a corresponding component carrier typically has one or more first ones
  • Locking structures such as locking grooves or notches, on.
  • a second detent structure for example a resilient projection or a spring-loaded ball, which is mounted relative to the axis at a rotationally fixed position, can be brought into latching engagement with this or these first detent structures.
  • a spring arm which carries the second latching structure, can be used.
  • the second latching structure is thus in each case by turning the component carrier about the axis in one or more latching positions with the or one of the first
  • Locking structures can be brought into a latching engagement, whereby the component carrier can be positioned in a defined position.
  • the illustrated second latching structures or these supporting springs or spring arms must conventionally be biased with a considerable spring force, which, however, can decrease over time.
  • the second latching structure for example a spring-loaded ball, also contacts the component carrier on a tread or raceway provided for this purpose outside the detent position (s) and grinds or rolls over it. This can cause both wear on the second latching structure and on the
  • a second latching structures for example, rolling bearings, in particular ball bearings, can be used, which have an outer ring rotatably mounted via rolling elements, which rolls on a running surface of the component carrier. Although the tread and the first latching structures are protected, the rolling bearing continues to be stressed.
  • JP 2003-090960 A a revolving nosepiece is described in which a mounted on a detent spring ball is pressed by a motor in a formed on a running surface locking groove when the nosepiece has reached a desired locking position.
  • the running surface of the component carrier can be spared.
  • a disadvantage of such a solution is that the force exerted by the motor pressure force with which the ball is pressed into the locking groove must be kept precisely constant over a large number of switching cycles, on the one hand a reliable locking of the component carrier in the desired locking positions to ensure and on the other to avoid excessive mechanical stress on the ball and the ball-receiving notch.
  • the engine has to work very fast to get high
  • an optical device with a rotatable about an axis component carrier with the features of the main claim is proposed.
  • the present invention is based on the recognition that it is particularly advantageous to use a corresponding second latching element, for example a sprung ball or a roller bearing, which is mounted on a spring arm, by means of magnetic force at one or more latching positions active in one or more first latching structures, For example, locking grooves to pull, rather than the second locking element outside the detent position (s) out of the motor or the locking grooves or in the
  • the invention proposes an optical device with a rotatable about an axis component carrier for receiving optical elements and a relation to the Axis rotatably mounted spring arm before.
  • the component carrier has one or more first latching structures, for example one or more latching grooves.
  • the spring arm carries a second latching structure, for example a detent ball or a rolling bearing.
  • the second detent structure can be achieved by rotating the component carrier about the axis in one or more detent positions with the or one of the first
  • the inventively proposed component carrier does not differ from those of the prior art. According to the invention, it is now provided that the component carrier and the spring arm support one another magnetically complementary elements, by means of which the spring arm is acted upon by a magnetic attraction when the
  • Component carrier is located in the or one of the detent positions.
  • the second detent structure is pulled by magnetic force into the first detent structure (s) as soon as the component carrier has assumed the corresponding detent position (s).
  • Component support is rotated and the second latching structure outside the first latching structure (s) is still appropriate wear on the component carrier itself, for example, on a tread, as they are
  • Another advantage of the present invention is that a corresponding
  • Magnetically complementary elements is meant here all elements between which a mechanically effective magnetic attraction is formed when the spatial positioning is sufficiently close
  • Magnetically complementary elements may, for example, be permanent magnets suitably arranged to each other, or element pairs of a permanent magnet and a ferromagnetic element formed by the
  • Mutually magnetically complementary elements may be present at one or more positions at a detent position, for example, to reinforce a force exerted on the spring arm magnetic force.
  • the mutually magnetically complementary elements thus advantageously include permanent magnets and ferromagnetic elements or attractively arranged permanent magnets. Because corresponding elements on the component carrier can be arranged at one or more defined positions, they ensure that the spring arm is tightened only at this or these positions and here the second latching structure on the spring arm comes into latching engagement with the first latching structure of the component carrier. Outside the defined detent position (s) is, as mentioned, the second detent structure of the spring arm lifted from the component carrier or is possibly pressed with low spring force to this.
  • the component carrier consists essentially of non-magnetic material except for the permanent magnets and / or the ferromagnetic elements.
  • the component carrier consists essentially of non-magnetic material, the component carrier at a suitable position, of course, magnetic materials, such as mechanical reinforcement, for the identification of certain positions and the like may have, as far as these do not affect the mechanism proposed according to the invention.
  • a corresponding optical element when the spring arm extends over an area of the component carrier, wherein at least two of the magnetically complementary elements of the spring arm and the component carrier, which were previously discussed, at the one or more detent positions in plan view along an imaginary extension of the axis lie one above the other.
  • the magnetically complementary elements can be brought into close spatial proximity to each other and thereby a magnetic force can be maximized.
  • the spring arm as mentioned, biased such that the component carrier through the second
  • Detent structure is not affected when the component carrier is not in the or the detent positions. As already explained in detail, wear phenomena on the second latching structure and / or on the
  • first latching structure or the first latching structures of the component carrier are formed as a groove or grooves
  • the second latching structure comprises a projecting element, in particular a ball or a rolling bearing.
  • rolling bearings are for use in the present invention particularly advantageous because such a rolling bearing of a first latching structure
  • a rolling bearing for use in the context of the present invention may be designed, for example, as ball or cylindrical rollers or, particularly advantageously, as a needle bearing.
  • a corresponding component carrier is advantageously used in an optical device which comprises an electric drive for the component carrier.
  • the component carrier therefore advantageously has an engagement structure for such an electric drive.
  • the present invention has particular advantages in such electrically powered component carriers because of the high switching speed and the frequent change of detent positions be made and thus in conventional component carriers high wear occurs.
  • the engagement structure can be, for example, a toothed rim which rotates peripherally on the component carrier and with which a pinion driven by the electric drive meshes.
  • the component carrier can be designed as a lens carrier, in particular as an objective revolver or magnification changer, as a fluorescence filter carrier or carrier of other filters and / or as an aperture carrier, for example for phase contrast apertures.
  • a lens carrier in particular as an objective revolver or magnification changer, as a fluorescence filter carrier or carrier of other filters and / or as an aperture carrier, for example for phase contrast apertures.
  • the optical device of the present invention is configured as a composite microscope, for example as a reverse microscope, and the component carrier is arranged in an illumination beam path. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the
  • Figure 1 A and 1 B show an arrangement according to an embodiment of the invention in an oblique view in and out of a detent position.
  • Figures 2A and 2B show the arrangement of Figure 1 A and 1 B in side and
  • Figure 3 shows an optical device according to an embodiment of the invention in a highly simplified view.
  • FIG. 1 A and 1 B an arrangement according to a particularly preferred embodiment of the invention is shown in an oblique view in each case.
  • the arrangement comprises a component carrier 1 1 which can be rotated about an axis 1 and which is provided with receptacles 12 for receiving optical elements, for example lenses or filters.
  • FIG. 1 A and 1 B further comprises a relative to the axis 1 rotatably mounted spring arm 14 having a second latching structure 15, which is illustrated here as a rolling bearing.
  • a second latching structure 15 which is illustrated here as a rolling bearing.
  • the second latching structure 15 is located in FIG. 1A.
  • Locking structure 13 and the second latching structure 15 produces or intensified. If the component carrier 1 1 is rotated out of the illustrated in Figure 1 detent position, as illustrated in Figure 1 B, the distance between the mutually magnetically complementary elements 16 and 17, the magnetic force increases, and by a suitable bias of a spring material of the spring arm 14, the second detent structure 15 of the spring arm is disengaged from the first detent structure 13. As already mentioned, the prestressing of the spring material of the spring arm 14 can be chosen such that the second detent structure 15 of the spring arm 14 no longer has any mechanical contact with the component carrier 11 has, if this was turned out of the detent position. Wear is significantly reduced in this way.
  • an electric drive 18 is provided, which carries a pinion which is not designated separately and, in the case shown, is likewise secured against rotation relative to the axis 1.
  • the pinion of the electric motor 18 engages in an engagement structure 19 of the component carrier 1, so that it can be rotated in.
  • Figures 2A and 2B correspond to Figures 1 A and 1 B, but the arrangement in side and, delimited by a boundary line 2, shown in partial sectional view.
  • the elements already shown in FIGS. 1A and 1B are provided with identical reference symbols and will not be explained repeatedly for the sake of clarity.
  • a magnet or ferromagnetic pin may be embedded in the component carrier 11, with a magnet or ferromagnetic pin facing the spring arm 14.
  • a ferromagnetic pin 17 of the spring arm 14 may also be integrally formed with the spring arm, which saves material costs and simplifies the production ,
  • FIG. 3 a highly simplified optical device in the form of a microscope is illustrated. An appropriate one
  • Component carrier is, as in the previous figures, designated 1 1.
  • Component carrier 1 1 is here as a filter carrier in a reflected light beam of the optical device 10 is formed.
  • Optical elements which are arranged in the component carrier 1 1, by a rotation of the component carrier 1 1 by means of the electric motor 18 in a light beam path 3 of the optical device 10 are introduced.
  • the invention can also be realized by using a corresponding nosepiece 1 1 ', which rotates about an obliquely arranged axis.
  • the nosepiece 1 1 ' can be rotated by means of a suitable electric motor 18', so that an objective can be introduced into the reflected light beam path 3.
  • Image side of the lenses in the optical device 10 is a slide 4
  • a lighting unit 7 can be moved on a stage 5 by means of a coaxial drive 6 in the x and y direction.
  • a lighting unit 7 can be moved on a stage 5 by means of a coaxial drive 6 in the x and y direction.
  • Illumination light are coupled via a beam splitter 8 in the reflected light beam path 3.
  • the beam path can be deflected and made viewable by a viewer eye 20, for which purpose advantageously further optical elements, which are not separately illustrated in FIG. 3, are provided.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Gerät (10) mit einem um eine Achse (1) drehbaren Komponententräger (11) zur Aufnahme optischer Elemente (12), der eine oder mehrere erste Raststrukturen (13) aufweist, und einem gegenüber der Achse (1) drehfest angebrachten Federarm (14), der eine zweite Raststruktur (15) aufweist, wobei die zweite Rastruktur (15) durch Drehen des Komponententrägers (11) um die Achse (1) in einer oder mehreren Rastpositionen mit der oder einer der ersten Raststrukturen (13) in einen Rasteingriff bringbar ist. Es ist vorgesehen, dass der Komponententräger (11) und der Federarm (14) zueinander magnetisch komplementäre Elemente (16, 17) aufweisen, mittels derer der Federarm (14) mit einer magnetischen Anziehungskraft beaufschlagt wird, wenn sich der Komponententräger (11) in der oder den Rastpositionen befindet.

Description

Optisches Gerät mit um eine Achse drehbarem Komponententräger
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein optisches Gerät mit einem um eine Achse drehbaren
Komponententräger gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Stand der Technik
Zum Positionieren von optischen Elementen in optischen Geräten werden
bekanntermaßen häufig Komponententräger eingesetzt, die um eine Achse drehbar sind. Bekannt sind beispielsweise Filterräder zum Einbringen unterschiedlicher Filter oder Blendenräder zum Einbringen unterschiedlicher Blenden, beispielsweise von Phasenkontrastblenden, in einen Beleuchtungsstrahlengang, sowie Objektivrevolver. Entsprechende Komponententräger rasten, um eine exakte Positionierung der
Komponenten zu ermöglichen, typischerweise in einer oder in mehreren Positionen (Rastpositionen) ein, wenn sie um die Achse gedreht werden. Hierzu weist ein entsprechender Komponententräger typischerweise eine oder mehrere erste
Raststrukturen, beispielsweise Rastnuten bzw. -kerben, auf. Eine zweite Raststruktur, beispielsweise ein federnder Vorsprung oder eine gefederte Kugel, die gegenüber der Achse an einer drehfesten Position angebracht ist, kann mit dieser oder diesen ersten Raststrukturen in Rasteingriff gebracht werden. Beispielsweise kann in diesem Zusammenhang auch ein Federarm, der die zweite Raststruktur trägt, verwendet werden.
Die zweite Raststruktur ist also jeweils durch Drehen des Komponententrägers um die Achse in einer oder mehreren Rastpositionen mit der oder einer der ersten
Raststrukturen in einen Rasteingriff bringbar, wodurch der Komponententräger in einer definierten Position positionierbar ist. Um eine sichere Positionierung sicherzustellen, müssen die erläuterten zweiten Raststrukturen bzw. diese stützende Federn oder Federarme herkömmlicherweise mit einer beträchtlichen Federkraft vorgespannt werden, die jedoch über die Zeit nachlassen kann. Ferner ist es unvermeidlich, dass die zweite Raststruktur, beispielsweise eine gefederte Kugel, auch außerhalb der Rastposition(en) den Komponententräger auf einer hierfür vorgesehenen Lauffläche bzw. Laufbahn kontaktiert und über diese schleift oder abrollt. Hierdurch können sich sowohl Abnutzungserscheinungen an der zweiten Raststruktur als auch an dem
Komponententräger einstellen.
Beispielsweise in der DE 10 2009 024 599 A1 ist dieses Problem angesprochen. Wie dort diskutiert, können als zweite Raststrukturen beispielsweise Wälzlager, insbesondere Kugellager, verwendet werden, die einen über Wälzkörper drehbar gelagerten äußeren Ring aufweisen, der auf einer Lauffläche des Komponententrägers abrollt. Hierbei werden zwar die Lauffläche und die ersten Raststrukturen geschont, jedoch das Wälzlager weiterhin belastet.
In der JP 2003-090960 A ist ein Objektivrevolver beschrieben, bei dem eine an einer Rastfeder angebrachte Kugel von einem Motor in eine auf einer Lauffläche ausgebildete Rastnut gedrückt wird, wenn der Objektivrevolver eine gewünschte Rastposition erreicht hat. Hierdurch kann die Lauffläche des Komponententrägers geschont werden. Nachteilig an einer derartigen Lösung ist jedoch, dass die von dem Motor ausgeübte Andruckkraft, mit der die Kugel in die Rastnut gedrückt wird, über eine große Zahl an Schaltzyklen präzise konstant gehalten werden muss, um zum einen eine zuverlässige Arretierung des Komponententrägers in den gewünschten Rastpositionen zu gewährleisten und zum anderen eine zu starke mechanische Beanspruchung der Kugel und der die Kugel aufnehmende Rastkerbe zu vermeiden. Außerdem muss der Motor besonders schnell arbeiten, um bei hohen
Drehgeschwindigkeiten des Komponententrägers seine Funktion zuverlässig erfüllen zu können. Dieses Ziel lässt sich, wenn überhaupt, nur mit einem technisch aufwändigen und kostspieligen Motor erreichen. In der bereits erwähnten DE 10 2009 024 599 A1 wird dagegen eine Lösevorrichtung vorgeschlagen, die durch eine Steuerung in Abhängigkeit der erfassten Drehstellung des Komponententrägers ansteuerbar ist, und die bewirkt, dass ein entsprechendes zweites Rastelement entgegen der von einem Federarm ausgeübten Andruckkraft von dem Komponententräger abgehoben wird, wenn der Komponententräger gedreht werden soll. Hierdurch kommt es während des Drehens des Komponententrägers zu keiner mechanischen Belastung des zweiten Rastelements, der Lauffläche auf dem Komponententräger, sowie der ersten Rastelemente. Auch gemäß dieser Lösung ist jedoch ein aufwändiger Elektromotor zum Abheben des zweiten Rastelements erforderlich.
Es besteht daher grundsätzlich der Bedarf nach optischen Geräten mit um eine Achse drehbaren Komponententrägern und entsprechenden Rastelementen, die einfacher und mit geringeren Kosten herstellbar sind und zuverlässiger arbeiten, und bei denen die erläuterten Probleme nicht auftreten.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein optisches Gerät mit einem um eine Achse drehbaren Komponententräger mit den Merkmalen des Hauptanspruchs vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es besonders vorteilhaft ist, ein entsprechendes zweites Rastelement, beispielsweise eine gefederte Kugel oder ein Wälzlager, das an einem Federarm angebracht ist, mittels Magnetkraft an einer oder mehreren Rastposition aktiv in eine oder mehrere erste Raststrukturen, beispielsweise Rastnuten, zu ziehen, anstatt das zweite Rastelement außerhalb der Rastposition(en) motorisch aus der oder den Rastnuten heraus- oder in der
Rastposition in diese hineinzudrücken, wie dies der zuvor zitierte Stand der Technik vorschlägt.
Die Erfindung schlägt dabei ein optisches Gerät mit einem um eine Achse drehbaren Komponententräger zur Aufnahme optischer Elemente und einem gegenüber der Achse drehfest angebrachten Federarm vor. Der Komponententräger weist eine oder mehrere erste Raststrukturen, beispielsweise eine oder mehrere Rastnuten, auf. Der Federarm trägt eine zweite Raststruktur, beispielsweise eine Rastkugel oder ein Wälzlager. Die zweite Raststruktur kann durch Drehen des Komponententrägers um die Achse in einer oder mehreren Rastpositionen mit der oder einer der ersten
Raststrukturen in einen Rasteingriff gebracht werden. Insoweit unterscheidet sich der erfindungsgemäß vorgeschlagene Komponententräger nicht von jenen des Standes der Technik. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Komponententräger und der Federarm zueinander magnetisch komplementäre Elemente tragen, mittels derer der Federarm mit einer magnetischen Anziehungskraft beaufschlagt wird, wenn sich der
Komponententräger in der oder einer der Rastpositionen befindet. Mit anderen Worten wird, wie bereits erwähnt, die zweite Raststruktur durch Magnetkraft in die erste(n) Raststruktur(en) gezogen, sobald der Komponententräger die entsprechende(n) Rastposition(en) eingenommen hat.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass weder die zweite Raststruktur, beispielsweise die Rastkugel oder das Wälzlager, verschleißen, wenn der
Komponententräger gedreht wird und sich die zweite Raststruktur außerhalb der ersten Raststruktur(en) befindet, noch sich entsprechende Verschleißerscheinungen auf dem Komponententräger selbst, beispielsweise auf einer Lauffläche, wie sie
herkömmlicherweise vorgesehen ist, einstellen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, der dass ein entsprechender
Federarm mit geringerer Kraft als im Stand der Technik vorgespannt werden muss. Der Federarm bzw. das Federmaterial wird hierdurch entlastet und
Ermüdungserscheinungen werden verhindert. Die Erfindung ermöglicht trotz des Verzichts auf eine aktive Rastabhebung, wie sie beispielsweise in der erwähnten DE 10 2009 024 599 A1 beschrieben ist, eine exakte und reproduzierbare mechanische Positionierung eines entsprechenden Komponententrägers bzw. der in diesem aufgenommenen optischen Elemente. Ist hier von„magnetisch komplementären Elementen" die Rede, seien hierunter sämtliche Elemente verstanden, zwischen denen sich bei ausreichend naher räumlicher Positionierung eine mechanisch wirksame magnetische Anziehungskraft ausbildet. Magnetisch komplementäre Elemente können beispielsweise zueinander in geeigneter Weise angeordnete Dauermagneten sein, oder Elementpaare aus einem Dauermagneten und einem ferromagnetischen Element, das durch den
Dauermagneten angezogen wird. Zueinander magnetisch komplementäre Elemente können an einer Rastposition ein- oder mehrfach vorhanden sein, beispielsweise um eine auf den Federarm ausgeübte Magnetkraft zu verstärken.
Mit anderen Worten umfassen die zueinander magnetisch komplementären Elemente also vorteilhafterweise Dauermagneten und ferromagnetische Elemente oder einander anziehend angeordnete Dauermagneten. Weil entsprechende Elemente auf dem Komponententräger an einer oder mehreren definierten Positionen angeordnet werden können, stellen diese sicher, dass der Federarm nur an dieser oder diesen Positionen angezogen wird und hier die zweite Raststruktur an dem Federarm mit der ersten Raststruktur des Komponententrägers in Rasteingriff kommt. Außerhalb der definierten Rastposition(en) ist, wie erwähnt, die zweite Raststruktur des Federarms von dem Komponententräger abgehoben bzw. wird allenfalls mit geringer Federkraft an diesen angedrückt.
Um eine derartige definierte Anziehung sicherzustellen, kann es, insbesondere wenn ein Dauermagnet an dem Federarm angeordnet ist, vorteilhaft sein, wenn der Komponententräger bis auf die Dauermagneten und/oder die ferromagnetischen Elemente im Wesentlichen aus nichtmagnetischem Material besteht. Beispielsweise können als Materialien für den Komponententräger Aluminium, Messing oder geeignete Kunststoffe verwendet werden. Es versteht sich, dass, wenn hier davon die Rede ist, dass der Komponententräger„im Wesentlichen" aus nichtmagnetischem Material besteht, der Komponententräger an geeigneter Position natürlich magnetische Materialien, beispielsweise zur mechanischen Verstärkung, zur Identifikation bestimmter Positionen und dergleichen, aufweisen kann, soweit diese sich nicht auf den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mechanismus auswirken. Besonders vorteilhaft ist ein entsprechendes optisches Element, wenn der Federarm sich über einen Bereich des Komponententrägers erstreckt, wobei wenigstens zwei der magnetisch komplementären Elemente des Federarms und des Komponententrägers, die zuvor erläutert wurden, an der oder den Rastpositionen in Draufsicht entlang einer gedachten Verlängerung der Achse übereinander liegen. Auf diese Weise können die magnetisch komplementären Elemente in enge räumliche Nähe zueinander gebracht und hierdurch eine Magnetkraft maximiert werden.
Vorteilhafterweise ist in einem entsprechenden optischen Gerät der Federarm, wie erwähnt, derart vorgespannt, dass der Komponententräger durch die zweite
Raststruktur nicht berührt wird, wenn sich der Komponententräger nicht in der oder den Rastpositionen befindet. Wie bereits ausführlich erläutert, werden auf diese Weise Verschleißerscheinungen an der zweiten Raststruktur und/oder an dem
Komponententräger reduziert.
Vorteilhafterweise ist die erste Raststruktur oder sind die ersten Raststrukturen des Komponententrägers als Nut oder Nuten ausgebildet, und die zweite Raststruktur umfasst ein vorspringendes Element, insbesondere eine Kugel oder ein Wälzlager. Insbesondere Wälzlager sind zum Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft, weil ein solches Wälzlager aus einer ersten Raststruktur
„herausgerollt" werden kann und diese daher auch über die Zeit nicht oder allenfalls geringfügig abnutzt. Weil außerhalb der Raststruktur(en) vorteilhafterweise kein oder nur ein Kontakt mit einem geringen Anpressdruck zwischen dem Wälzlager und dem Komponententräger besteht, nutzt sich auch das Wälzlager in sehr viel geringerem Maße ab als im zuvor beschriebenen Stand der Technik. Ein Wälzlager zum Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise als Kugel-, Zylinderrollenoder, besonders vorteilhaft, als Nadellager ausgebildet sein.
Ein entsprechender Komponententräger kommt vorteilhafterweise in einem optischen Gerät zum Einsatz, das einen elektrischen Antrieb für den Komponententräger umfasst. Der Komponententräger weist daher vorteilhafterweise eine Eingriffsstruktur für einen derartigen elektrischen Antrieb auf. Die vorliegende Erfindung entfaltet besondere Vorteile in derartigen elektrisch angetriebenen Komponententrägern, weil hier eine hohe Umschaltgeschwindigkeit und ein häufiger Wechsel der Rastpositionen vorgenommen werden und damit in herkömmlichen Komponententrägern ein hoher Verschleiß auftritt. Die Eingriffsstruktur kann beispielsweise ein peripher an dem Komponententräger umlaufender Zahnkranz sein, mit dem ein durch den elektrischen Antrieb angetriebenes Ritzel kämmt.
Der Komponententräger kann gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung als Linsenträger, insbesondere als Objektivrevolver bzw. Vergrößerungswechsler, als Fluoreszenzfilterträger oder Träger anderer Filter und/oder als Blendenträger, beispielsweise für Phasenkontrastblenden, ausgebildet sein. In sämtlichen
Anwendungsgebieten entfaltet die vorliegende Erfindung ihre Vorteile. Insbesondere ist das optische Gerät der vorliegenden Erfindung als zusammengesetztes Mikroskop, beispielsweise als Umkehrmikroskop, ausgebildet, und der Komponententräger in einem Beleuchtungsstrahlengang angeordnet. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Figurenbeschreibung
Figur 1 A und 1 B zeigen eine Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Schrägansicht in und außerhalb einer Rastposition.
Figur 2A und 2B zeigen die Anordnung gemäß Figur 1 A und 1 B in Seiten- und
Teilschnittansicht in und außerhalb der Rastposition. Figur 3 zeigt ein optisches Gerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in stark vereinfachter Ansicht.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren 1 A und 1 B ist jeweils eine Anordnung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Schrägansicht gezeigt. Die Anordnung umfasst einen um eine Achse 1 drehbaren Komponententräger 1 1 , der Aufnahmen 12 zur Aufnahme optischer Elemente, beispielsweise von Linsen oder Filtern, eingerichtet ist. In dem Komponententräger 1 1 sind mehrere erste Raststrukturen 13, hier in Form von Rastnuten, ausgebildet.
Die in den Figuren 1 A und 1 B gezeigte Anordnung umfasst ferner einen gegenüber der Achse 1 drehfest angebrachten Federarm 14, der eine zweite Raststruktur 15 aufweist, die hier als Wälzlager veranschaulicht ist. Durch Drehen des Komponententrägers 1 1 um die Achse 1 kann ein Rasteingriff zwischen den ersten Raststrukturen 13 und der zweiten Raststruktur 15 an dem Federarm 14 hergestellt werden.
In der Darstellung gemäß Figur 1 A befindet sich die zweite Raststruktur 15 im
Rasteingriff mit einer ersten Raststruktur 13, weil der Komponententräger 1 1 in eine Rastposition gedreht wurde. In der Darstellung gemäß Figur 1 B befindet sich die zweite Raststruktur 15 hingegen neben den ersten Raststrukturen 13, weil der Komponententräger 1 1 sich nicht in einer Rastposition befindet. An dem Federarm 14 und auf dem Komponententräger 1 1 sind zueinander magnetisch komplementäre Elemente 17 bzw. 16 angeordnet. Wird der Komponententräger 1 1 in eine Rastposition gedreht, wie in Figur 1 A veranschaulicht, liegen das magnetisch komplementäre Element 17 des Federarms 14 und ein entsprechend komplementäres Element 16 des Komponententrägers 1 1 einander gegenüber, so dass auf den Federarm 14 eine Magnetkraft ausgeübt wird, die die zweite Raststruktur 15 in die erste Raststruktur 13 zieht und damit einen Rasteingriff zwischen der ersten
Raststruktur 13 und der zweiten Raststruktur 15 herstellt oder intensiviert. Wird der Komponententräger 1 1 aus der in Figur 1 veranschaulichten Rastposition herausgedreht, wie in Figur 1 B veranschaulicht, vergrößert sich der Abstand zwischen den zueinander magnetisch komplementären Elementen 16 bzw. 17, die Magnetkraft verringert sich, und durch eine geeignete Vorspannung eines Federmaterials des Federarms 14 kommt die zweite Raststruktur 15 des Federarms außer Eingriff mit der ersten Raststruktur 13. Wie bereits erwähnt, kann die Vorspannung des Federmaterials des Federarms 14 dabei derart gewählt werden, dass die zweite Raststruktur 15 des Federarms 14 keinen mechanischen Kontakt zu dem Komponententräger 1 1 mehr hat, wenn dieser aus der Rastposition herausgedreht wurde. Verschleißerscheinungen werden auf diese Weise deutlich verringert.
Als weiteres Element der in Figur 1 A und 1 B veranschaulichten Anordnung ist ein elektrischer Antrieb 18 vorgesehen, der ein nicht gesondert bezeichnetes Ritzel trägt und im gezeigten Fall ebenfalls drehfest gegenüber der Achse 1 befestigt ist. Das Ritzel des Elektromotors 18 greift in eine Eingriffsstruktur 19 des Komponententrägers 1 ein, so dass dieser in gedreht werden kann.
Die Figuren 2A und 2B entsprechen den Figuren 1 A und 1 B, jedoch ist die Anordnung in Seiten- und, durch eine Begrenzungslinie 2 abgegrenzt, in Teilschnittansicht dargestellt. Die bereits in Figur 1 A und 1 B gezeigten Elemente sind mit identischen Bezugszeichen versehen und werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert. Wie in Figur 2A und 2B gezeigt, kann in dem Komponententräger 1 1 insbesondere ein Magnet oder ferromagnetischer Stift eingebettet sein, dem ein Magnet oder ferromagnetischer Stift an dem Federarm 14 gegenüber liegt. Die Magneten bzw. ferromagnetischen Stifte stellen jeweils die zueinander magnetisch komplementären Elemente 16, 17 dar. Ist der Federarm 14 aus ferromagnetischem Material gefertigt, kann ein ferromagnetischer Stift 17 des Federarms 14 auch einstückig mit dem Federarm ausgebildet sein, was Materialkosten einspart und die Fertigung vereinfacht.
In Figur 3 ist ein optisches Gerät in Form eines Mikroskops stark vereinfacht Ansicht veranschaulicht und insgesamt mit 10 bezeichnet. Ein entsprechender
Komponententräger ist, wie in den vorigen Figuren, mit 1 1 bezeichnet. Der
Komponententräger 1 1 ist hier als Filterträger in einem Auflichtstrahlengang des optischen Geräts 10 ausgebildet. Optische Elemente, die in dem Komponententräger 1 1 angeordnet sind, können durch eine Drehung des Komponententrägers 1 1 mittels des Elektromotors 18 in einen Auf lichtstrahlengang 3 des optischen Geräts 10 eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Komponententräger 1 1 ' in Form eines Objektivrevolvers vorgesehen sein, der entsprechende Objektive als optische Elemente 12' trägt. Grundsätzlich kann die Erfindung auch unter Verwendung eines entsprechenden Objektivrevolvers 1 1 ' realisiert werden, der sich um eine schräg angeordnete Achse dreht. Auch der Objektivrevolver 1 1 ' kann mittels eines geeigneten Elektromotors 18' gedreht werden, so dass ein Objektiv in den Auflichtstrahlengang 3 eingebracht werden kann.
Bildseitig der Objektive ist in dem optischen Gerät 10 ein Objektträger 4
veranschaulicht, der auf einem Objekttisch 5 mittels eines Koaxialtriebs 6 in x- und y- Richtung bewegt werden kann. Mittels einer Beleuchtungseinheit 7 kann
Beleuchtungslicht über einen Strahlteiler 8 in den Auflichtstrahlengang 3 eingekoppelt werden. Über einen Spiegel 9 kann der Strahlengang umgelenkt und durch ein Betrachterauge 20 betrachtbar gemacht werden, wozu vorteilhafterweise weitere optische Elemente, die der Figur 3 nicht gesondert veranschaulicht sind, bereitgestellt sind.
Bezugszeichenliste
1 Achse
2 Begrenzungslinie
3 Auflichtstrahlengang
4 Objektträger
5 Objekttisch
6 Koaxialtrieb
7 Beleuchtungseinheit
8 Strahlteiler
9 Spiegel
10 optisches Gerät 1 1 Komponententräger
12 Aufnahme für optisches Element
13 erste Raststruktur
14 Federarm
15 zweite Raststruktur
16, 17 magnetisch komplementäre Elemente
18 elektrischer Antrieb
19 Eingriffsstruktur
20 Betrachterauge

Claims

Patentansprüche
1 . Optisches Gerät (10) mit einem um eine Achse (1 ) drehbaren
Komponententräger (1 1 ) zur Aufnahme optischer Elemente, der eine oder mehrere erste Raststrukturen (13) aufweist, und einem gegenüber der Achse (1 ) drehfest angebrachten Federarm (14), der eine zweite Raststruktur (15) trägt, wobei die zweite Rastruktur (15) durch Drehen des Komponententrägers (1 1 ) um die Achse (1 ) in einer oder mehreren Rastpositionen mit der oder einer der ersten Raststrukturen (13) in einen Rasteingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Komponententräger (1 1 ) und der Federarm (14) zueinander magnetisch
komplementäre Elemente (16, 17) aufweisen, mittels derer der Federarm (14) mit einer magnetischen Anziehungskraft beaufschlagt wird, wenn sich der Komponententräger (1 1 ) in der oder den Rastpositionen befindet.
2. Optisches Gerät (10) nach Anspruch 1 , bei dem die zueinander magnetisch komplementären Elemente (16, 17) Dauermagneten und ferromagnetische Elemente oder einander anziehend angeordnete Dauermagneten umfassen.
3. Optisches Gerät (10) nach Anspruch 2, bei dem der Komponententräger (1 1 ) bis auf die Dauermagneten und/oder ferromagnetischen Elemente im Wesentlichen aus nichtmagnetischem Material besteht.
4. Optisches Gerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich der Federarm (14) über einen Bereich des Komponententrägers (1 1 ) erstreckt, wobei wenigstens zwei der magnetisch komplementären Elemente (16, 17) des Federarms (14) und des Komponententrägers (1 1 ) in der oder den Rastpositionen in Draufsicht übereinander liegen.
5. Optisches Gerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Federarm (14) derart vorgespannt ist, dass der Komponententräger (1 1 ) durch die zweite Rastruktur (15) nicht berührt wird, wenn sich der Komponententräger (1 1 ) nicht in der oder den Rastpositionen befindet.
6. Optisches Gerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die die erste Raststruktur (13) oder die ersten Raststrukturen (13) als Rastnut oder Rastnuten ausgebildet ist oder sind, und bei dem die zweite Raststruktur (15) ein vorspringendes Element, insbesondere ein Wälzlager, umfasst.
7. Optisches Gerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das einen elektrischen Antrieb (18) umfasst, wobei der Komponententräger (1 1 ) eine
Eingriffsstruktur (19) für den elektrischen Antrieb (18) aufweist.
8. Optisches Gerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Komponententräger (1 1 ) als Linsenträger, insbesondere als Objektivrevolver, als Fluoreszenzfilterträger und/oder als Blendenträger ausgebildet ist.
9. Optisches Gerät (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das als zusammengesetztes Mikroskop ausgebildet ist.
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