WO2019201558A1 - Adapter für ein objektiv, vorrichtung zum halten des adapters und stellvorrichtung - Google Patents

Adapter für ein objektiv, vorrichtung zum halten des adapters und stellvorrichtung Download PDF

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WO2019201558A1
WO2019201558A1 PCT/EP2019/057389 EP2019057389W WO2019201558A1 WO 2019201558 A1 WO2019201558 A1 WO 2019201558A1 EP 2019057389 W EP2019057389 W EP 2019057389W WO 2019201558 A1 WO2019201558 A1 WO 2019201558A1
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WO
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adapter
receptacle
optical element
lens
carriage
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PCT/EP2019/057389
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Ingo Fahlbusch
Saskia Pergande
Peter Schnuell
Daniel Stegmann
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Carl Zeiss Microscopy GmbH
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Carl Zeiss Microscopy GmbH
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/14—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses adapted to interchange lenses

Definitions

  • Adapter for a lens device for holding the adapter and adjusting device
  • the invention relates to an adapter for a microscope system.
  • the invention further relates to a device for holding an adapter and an adjusting device.
  • the lenses held on a microscope are usually arranged and held in a carrier such as an objective turret.
  • the lenses can be connected to standardized adapters, so that lenses can be used arbitrarily in a respective system for magazining, transfer and use of the lenses, despite different dimensions.
  • An objective currently used or provided for image acquisition is in a working position while the other lenses held in the objective turret are swung out of the working position.
  • the adapters are only suitable for one type of carrier. Their possible uses are therefore limited and in particular not suitable for both upright and inverse arrangements of the adapter.
  • the invention is based on the object of proposing a further possibility of designing an adapter, by means of which use in different carriers and arrangements is made possible.
  • an adapter for a lens a device for holding the adapter and an adjusting device for moving an optical element into the objective axis of the objective according to the independent and independent claims.
  • Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
  • the adapter is designed for connection to a lens and has a receiving area for receiving the objective.
  • the lens has a lens axis.
  • the adapter is characterized by support structures extending substantially in a plane transverse to the objective axis of the objective lens and designed to engage corresponding structural elements of an adapter receptacle during the insertion of the adapter into the adapter receptacle. Due to the joint effect of the support structures and the structural elements movement of the adapter is already prevented during insertion of the adapter into the adapter receptacle in the direction of the lens axis of the lens.
  • the support structures and the structural members corresponding to them allow the use of the adapter in both upright and inverse arrangements. These advantageous uses are achieved in particular in combination with a device according to the invention for holding the adapter, which is described in more detail below.
  • the adapter is advantageously provided with a receiving area, by means of which a releasable connection with a lens can be produced.
  • a detachable connection can, for example be realized by means of matching thread of receiving area and lens or in the form of a bayonet between the two.
  • the adapter encloses a free passage through which a beam path can be directed, along which a radiation detectable by means of the objective and / or radiation, for example an illumination radiation or a detection radiation, can propagate.
  • the holding structures can each be designed as an opening, groove, pin or projection and are located, for example, on a receiving area facing away from the base of the adapter.
  • An adapter may have multiple and different support structures. Openings acting as holding structures may be through-holes or blind holes. The cross section of the openings can be arbitrary. In a technologically simple and inexpensive simple embodiment, the openings are holes.
  • the adapter has a collar for resting on the adapter holder. It also has projections and / or indentations, which correspond to correspondingly shaped guides of the adapter receptacle. As indentations of the adapter and flattening of the outer circumference of the adapter are to be understood. For example, one or more lateral flats (-en) may be present on the adapter and lateral guide surfaces on the adapter receptacle. The projections and / or recesses and the corresponding guide surfaces cause the orientation of the adapter is maintained during insertion into the adapter receptacle. At least one of the projections and / or indentations of the adapter may have a contact surface. The contact surface serves to be guided against an adjustment surface of the adapter receptacle, whereby the adapter is moved relative to the adapter receptacle in a desired position.
  • the adapter can have a slot for receiving an optical element which can be moved into the objective axis.
  • the shaft is preferably located in the base of the adapter.
  • the optical element in one possible embodiment of the invention is a DIC (Differential Interference Contrast) slider, a filter.
  • DIC Different Interference Contrast
  • the optical element is explained in detail using the example of a DIC slider.
  • the shaft is closed in other embodiments only on parts of its scope and can be closed, for example, only by the lens used in the receiving area.
  • At least one magnet can be arranged in the shaft. This can cause a magnetic force effect with the material of an inserted into the shaft optical element and / or with a magnet of the optical element. Such a force effect serves, for example, for holding and positioning the optical element inserted into the shaft.
  • the magnet arranged in the shaft may be a permanent magnet or a controllably switchable electromagnet.
  • a damping element is arranged in the shaft and / or on the optical element. If the optical element is inserted into the shaft, an undesired hard stop of the optical element on the adapter by the damping element can be avoided or mitigated.
  • the damping element consists for example of cellular rubber, cellular rubber and / or a closed-pore elastomer.
  • Each adapter or lens may be assigned its own optical element which remains on the respective adapter.
  • the optical element can be fixedly connected to the adapter and remain independent of its current state of use on the adapter. It is also possible that the optical element can be inserted into the shaft of the respective adapter and completely removed from the shaft. For the purpose of this description, a completely removable optical element is not firmly connected to the adapter.
  • the adapter may have transport openings in further embodiments. In this transport elements can intervene. With the transport elements of the adapter can be inserted or removed in or out of an adapter receptacle described below.
  • the adapter can also be transported by means of the transport elements also optionally between a magazine and the adapter holder.
  • the transport openings may be provided with magnets in order to detachably connect to each other by the action of a magnetic holding force between the magnet and the transport element.
  • At least one magnet may also be present on the adapter which, in interaction with the adapter receptacle, effects a magnetic holding force.
  • This holding force supports a desired orientation and secure mounting of the adapter in the adapter receptacle and, for example, prevent the adapter from falling out of the adapter receptacle as long as the adapter receptacle is not closed (see also the following description).
  • An inventive device for holding the adapter comprises an adapter receptacle for receiving the adapter.
  • at least one adjustment surface of the adapter receptacle is formed, against which a contact surface of the adapter can be guided and brought into contact with it in a desired position. If the contact surfaces and the respective adjustment surfaces are in contact with each other, the adapter is in a desired position relative to the adapter receptacle. If the adapter receptacle is arranged, for example, in or on a support of the microscope system, for example an objective revolver, then the adapter is also in a desired position with respect to the microscope system. Depending on the current position of the carrier, the objective axis of the adapter located in the desired position can coincide with the beam path of the microscope system, ie with its optical axis.
  • the adapter receptacle Furthermore, structural elements of the adapter receptacle are present, which correspond to the holding structures of the adapter which extend in a plane transverse to the lens axis. During insertion of the adapter into the adapter receptacle, the retaining structures engage with the structural elements, so that movement of the adapter is already prevented during the insertion of the adapter into the adapter receptacle in the direction of the objective axis of the objective.
  • the adapter holder is provided with a pivotable or plug-in latch, by the action of the adapter used is held in the desired position.
  • the reproducibility of the setpoint position is achieved via the contact surfaces and adjustment surfaces.
  • a positioning can be realized by means of a swivel element adjusted to the optical axis of the microscope system and by a clamping of the contact surfaces and alignment surfaces against each other by means of the bolt.
  • the base of the adapter can be conical, for example, as a ring Schwalbe, shaped and executed in accordance with broken in sub-segments. Only two of the sub-segments are as contact surfaces in engagement with respective Justier vom and define contact points. A third point of contact can be realized via a spring element in the bolt, which acts as an adjustment surface and is guided against a further contact surface of the adapter.
  • a ring swallow for example, three balls on the bottom of the adapter may be present, which protrude slightly below and laterally from the adapter.
  • a three-point support on a surface of the adapter receptacle and at the same time a three-point system in the lateral direction can be realized on the adapter receptacle.
  • the adjustment surfaces are designed as inclined surfaces, for example in the form of lying V-grooves.
  • the Justier vom can be distributed at 120 ° to each other.
  • the device will be described below together with an adapter according to the invention.
  • the following assumes that the adapter is connected to a lens. From the point of view of the purely mechanical requirements of the invention, the operations of inserting the adapter into the adapter receptacle could also be carried out alone with the adapter.
  • the bolt can be hinged to the adapter receptacle, in particular on a base plate of the adapter receptacle, and pivotable about an axis of rotation.
  • the latch can be attached to the adapter receptacle or plugged into this.
  • the latch can be locked by means of a closure on the adapter receptacle. The adapter located at the desired position is prevented by the action of the bolt from moving transversely to the lens axis.
  • the closure of the bolt may have at least one magnet in one embodiment.
  • Magnetic chipping forces can serve to hold the latch in a desired position.
  • the bolt can be prevented even in the unlocked state by magnetic Flalte technology from accidental impact or falling.
  • the magnet may be a permanent magnet or a controlled switchable electromagnet.
  • a pressure piece may be attached, which is guided in a closed state of the bolt backlash against the adapter.
  • the pressure piece may in particular be resilient or elastic and thus bridge or compensate for any existing gap between bolt and adapter.
  • the pressure piece can have or represent one of the adjustment surfaces.
  • the bolt in particular the closure, has an access area to which, for example, an automated operating unit can engage and actuate the bolt.
  • the closure may have an opening in the sense of a keyhole. This keyhole can be detected automatically. In the keyhole detected can be introduced to this compatible actuator, by means of which the closure is actuated.
  • the device according to the invention can be designed to supply a medium to the adapter and optionally to the objective and / or to remove a medium from it.
  • the device is characterized in a possible embodiment by a first channel of the adapter receptacle and a second channel of the adapter.
  • a first channel of the adapter receptacle and a second channel of the adapter.
  • an opening of the first channel and the second channel are in contact with each other when the adapter is in the desired position, so that a medium can be passed through the thus communicating channels.
  • Such media may be liquid, gaseous or mixtures thereof, for example aerosols.
  • the supplied or discharged medium can serve, for example, the Immerg réelle a front lens of the lens and / or a temperature of the lens.
  • the lens may also have at least one channel as a media line.
  • the channels may be formed as bores, sealed grooves, tubes and / or tubes.
  • a groove or a hole in the version of the front lens can reach to the front lens and open there.
  • the front lens may have a corresponding groove in a further possible embodiment, if this does not affect the optical beam path.
  • the opening at the front lens channel may have at its end a nozzle through the effect of the medium is distributed on the front lens.
  • a larger number of channels may be present, through which one or more media can be transported.
  • adapter and adapter receptacle with electrical contact elements z.
  • contact elements in the form of contact pins and / or contact surfaces may be present in the adapter receptacle, which come into contact with the contact elements of the adapter in electrically conductive connection when the adapter has been brought into the desired position.
  • Contact elements may be embodied as electrically conductive pins, surfaces and / or as a foil cable, that is to say flexible electrical conductors applied to or connected to a flexible base.
  • the adapter receptacle may be attached to a carrier such as an objective turret, a strip magazine, a chain magazine, a conveyor belt or the like. If several adapter receptacles are present, an adapter can advantageously be connected to one of the adapter receptacles.
  • Each adapter receptacle can be designed as a separate component. Are on the carrier a number of mounting locations for optional mounting of each adapter receptacle available, a required number of adapter receptacles can be mounted on the support if necessary. In addition, these can be replaced individually when worn.
  • the device according to the invention comprising the adapter receptacle with the adapter can be equipped with an adjusting device for moving an optical element into the objective axis.
  • the adjusting device comprises the adapter receptacle, the adapter and a driver.
  • the driver has a carriage for coupling to the optical element.
  • the carriage is provided with at least one magnet or a mechanical coupling mechanism, by means of which a releasable holding force between the carriage and the optical element can be generated.
  • the carriage can be driven by a motor and controllable. In other embodiments, it can also be designed to be movable manually into or out of the beam path of the microscope system.
  • the adjusting device may have on its driver a scraper, which is movable due to an adjusting movement of the carriage against the optical element and by the action of the releasable holding force is overcome in a continuous adjusting movement of the carriage.
  • the scraper thus serves to separate the optical element from the carriage. This may be necessary if the optical element remains on the adapter when changing the adapter.
  • a separation of carriage and optical element can be effected by a movement of the carrier substantially transversely to a direction of movement of the carriage.
  • a carriage with a magnet moves to the coupling point of the optical element zoom and docks on this.
  • another coupling mechanism between the carriage and the optical element for example, electrically switchable magnets or mechanically acting coupling mechanisms can be used. After a return of the optical element in the slot of the adapter, the coupling must be released again. In the case of permanent magnets, the scraper is needed to counteract the holding force of the magnetic coupling between the optical element and the magnet on the carriage by holding the optical element in position in the shaft while the carriage returns.
  • the device according to the invention is applicable in the entire field of microscopy with a wide variety of objectives, ranging from wide-field on confocal microscopes to light-sheet microscopy, but also in a white light interferometer.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of an adjusting device according to the invention with a carrier in a perspective view.
  • FIG. 2 is a schematic representation of a first embodiment of an adapter according to the invention in a side view
  • Fig. 3 is a schematic representation of the first embodiment of the adapter according to the invention in plan view
  • FIG. 4 is a schematic representation of a second embodiment of an adapter according to the invention in a side view
  • FIG. 5 is a schematic representation of a third embodiment of an adapter according to the invention in a side view
  • FIG. 6 is a schematic representation of a fourth embodiment of an adapter according to the invention with adjustable fitting pieces
  • Figure 7 is a schematic representation of a fifth embodiment of an adapter according to the invention without shaft and threaded ring in a side view.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of an adapter according to the invention without a shaft and without a threaded ring in a side view;
  • FIG. 9 is a schematic representation of a first embodiment of an adapter receptacle according to the invention in a perspective view, inverse arrangement
  • FIG. 10 is a schematic representation of a second embodiment of an adapter receptacle according to the invention in a perspective view, upright arrangement
  • FIG. 11 is a schematic representation of a third embodiment of an adapter receptacle according to the invention in a perspective view, upright arrangement;
  • FIG. 12 is a schematic representation of a first embodiment of a device according to the invention with adapter, lens and adapter receptacle; 13 is a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention in a sectional view;
  • Fig. 14 is a schematic representation of a first embodiment of a closure button
  • Fig. 15 is a schematic representation of a bolt and a limiter in the closed state
  • FIG. 16 shows a schematic representation of a bolt and a limiter in the open state
  • FIG. 17 is a schematic representation of a third embodiment of a device according to the invention in a sectional view
  • FIG. 18 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of an adapter receptacle according to the invention in a sectional representation
  • FIG. 19 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of an adjusting device according to the invention with an optical element located in the objective axis in a perspective representation
  • FIG. 20 is a schematic representation of the second embodiment of an adjusting device according to the invention with optical element located from the lens axis in a perspective view;
  • 21 is a schematic representation of a third embodiment of an adjusting device according to the invention with a carrier in a plan view;
  • FIG. 22 shows a schematic illustration of a first exemplary embodiment of an optical element in a perspective representation
  • FIG. 23 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of an optical element in a perspective representation
  • Fig. 24 is a schematic representation of an embodiment of a removable bracket with screw in a perspective view
  • 25 is a schematic representation of the first embodiment of an optical element with attached bracket and screw in a perspective view
  • Fig. 26 is a schematic representation of an embodiment of a driver of a perspective view
  • FIG. 27 is a schematic representation of a first embodiment of a device according to the invention with a media feed in a sectional view;
  • FIG. 28 is a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention with a media supply in a schematic representation;
  • 29 is a schematic representation of a first embodiment of a media feed on a front lens of a lens in a sectional view
  • Fig. 30 is a schematic representation of a second embodiment of the media supply to the front lens of the lens in a sectional view.
  • a carrier 131 is shown in an overview, on which a number of adapter receptacles 2 are arranged.
  • the carrier 131 is part of a microscope system 1, not shown in more detail, with an optical axis 11.
  • an adapter 7 (see, for example, FIG. 2) is held with an objective 6 whose objective axis 61 is aligned with the optical axis 11 of the microscope system 1 coincides.
  • a shaft 74 (see for example Fig. 2 and 4) is provided, in which an optical element 8 can be inserted.
  • the optical element 8 In the inserted state, the optical element 8 is located in the lens axis 61 and in the case shown in FIG. 1 also in the optical axis 11 of the microscope system 1.
  • the optical element 8 is completely removed from the slot 74 of the adapter 7 by means of a driver 119 ,
  • the carrier 131 is rotatable controlled about an indicated axis of rotation, so that due to corresponding control commands of a control unit 110 depending a selected adapter holder 2 can be moved into the optical axis 11.
  • FIG. 7 An inventive adapter 7 is shown by way of example in FIG.
  • the adapter 7 has a collar 73, which has upper and lower flat bearing surfaces.
  • the shaft 74 In a base 75 of the adapter 7, the shaft 74 is present, in which the optical element e (see Fig. 1, 19 to 26), can be inserted and held transversely to the lens axis 61.
  • the objective axis 61 is determined by the optical axis of an objective 6 connected to the adapter 7, as shown for example in FIGS. 1, 19 and 20.
  • contact surfaces 71 and guide surfaces 72 are present.
  • the contact surfaces 71 serve to ensure a desired setpoint positioning when they are in contact with corresponding alignment surfaces 21 of an adapter receptacle 2 (see, for example, FIGS. 9 and 13).
  • Centering pins 129 are optionally used in the base 75, by means of which an objective 6 accommodated in the adapter 7 can be adjusted with respect to an alignment.
  • At least one magnet 111 can be embedded in the base 75 of the adapter 7. If correspondingly arranged regions of the adapter receptacle 2 are also magnetic and / or consist of a ferromagnetic material, the adapter 7 is held in the adapter receptacle 2 by a magnetic holding force.
  • contact elements 113 can be seen on a circulating board, which serve for electrical contacting of the adapter 7.
  • two indentations 128 are present in the scope of the Federal 73, in the corresponding pin 112 of an adapter receptacle 2 (see Fig. 9 to 12) can engage and thus a correct reading of the adapter 7 is secured in the adapter receptacle 2.
  • FIG. 4 shows a receiving region 3 of the adapter 7, which is designed to connect the adapter 7 to an objective 6.
  • the connection can be made for example by means of a bayonet closure or thread.
  • transport openings 124 are present in the base, in the optional magnets 111 are used.
  • transport elements (not shown), for example, arms of a pick and place machine in the manner of a forklift engage and transport the adapter 7 alone or together with the lens 6.
  • the magnets 111 in the transport openings 124 fix the adapter 7 to the transport elements.
  • a scraper not shown, on the transport elements of the adapter 7 can be separated from these and, for example, to a magazine or to a support 131 (see Fig. 1, 21) passed.
  • a lighting unit 125 is additionally present (FIG. 5).
  • Contact elements 113 of a board are in contact with lights 125.1.
  • the illumination unit 125 shown schematically in FIG. 5 enables the known dark field application without passing the dark field channel through a microscope stand.
  • the illumination is guided through the objective 6 and mirrored in the object field by a toric mirror 118 of the microscope system 1 which is shown only symbolically.
  • this adapter 7 it is possible to use conventional darkfield lenses with this adapter 7.
  • the adapter 7 is intended to be used together with an adapter receptacle 2 in the acquisition of image data, in particular by means of a microscope system 1.
  • two adjustable fitting pieces 126 can be integrated into the adapter 7 be (Fig. 6).
  • the fitting pieces 126 can each be adjusted in the directions indicated by double arrows and then fixed.
  • the fitting pieces 126 are adjustable only in one degree of freedom.
  • Each of the fitting pieces 126 is moved by means of the respective threaded pin 127.1, wherein the adapter 7 is also moved in accordance with the adapter receptacle 2.
  • the lens axis 61 can be adjusted to the optical axis 11 of the microscope system 1.
  • the respective second threaded pin 127.2 the adjusted positions of the fitting pieces 126 are determined, i. locked.
  • the adapter 7 can be embodied in other embodiments without a shaft 74.
  • the adapter 7 is provided with a centerable threaded insert 5, which serves as a receiving area 3.
  • An adjustment of the threaded insert 5 is possible for example by means of tuning rings.
  • a contact element 113 is shown schematically in the form of a contact pin, which is looped through the adapter 7 and thus allows the conduction of electrical signals, for example, from an adapter receptacle 2 to the lens 6.
  • the centerable threaded insert 5 may be omitted in further embodiments (FIG. 8).
  • An objective 6 (not shown) can then be inserted into the adapter 7 with the correct orientation, centered and fixed by means of the centering pins 129.
  • An electrical contact can be made by means of a contact element 113, which is guided by the adapter 7 and formed, for example, as a film cable.
  • a threaded insert 5 requires a larger space. For example, ten ring tracks are required for ten contacts, which would require a larger diameter of the adapter 7.
  • a first exemplary embodiment of an adapter receptacle 2 shown in FIG. 9 has a base plate 132 with a central opening and at least one adjustment surface 21.
  • structural elements 130 in the form of two pins are present, which project transversely to the lens axis 61 via the base plate 132.
  • the structural elements 130 serve to engage in the holding structures 4 of an adapter 7 to be inserted into the adapter receptacle 2 already during the insertion process and to prevent the adapter 7 from moving in the direction of the objective axis 61.
  • Shown is a so-called inverse arrangement in which an adapter to be used 7 rests on the base plate 132 (see also Fig. 19, 20 and 21).
  • the base plate 132 is further provided with contact elements 113 which correspond to contact elements 113 of the adapter 7 and allow a data flow and / or a power supply between adapter receptacle 2 and adapter 7 or lens 6.
  • a pivotable latch 114 is articulated. This serves in the closed state to hold an inserted adapter 7 in the adapter receptacle 2 and to guide the adapter 7 with its contact surfaces 71 against the Justier vom 21 and to keep it in a desired position.
  • On the base plate 132 standing bolts 112 serve a correct positioning of the adapter. 7
  • the latch 114 is provided with a closure comprising a closure button 115 and a closure element 133 in the form of a pivot bar.
  • a closure comprising a closure button 115 and a closure element 133 in the form of a pivot bar.
  • On the base plate 132 and on the latch 114 are each provided magnets 111, which are oppositely poled.
  • the magnets 111 opposing each other with the latch 114 closed keep the latch 114 in a closed position even when the shutter member 133 is moved to an "open" position, for example, by a user overcoming the latch 114
  • the latch 114 has a recess with a pressure piece 116 in the form of a spring The recess engages over a contact surface 71 of the inserted adapter 7 while the pressure piece 116 acts on the adapter 7 with a force and this when closing the bolt 114 in the desired position brings and stops there.
  • FIG. 10 shows an embodiment of the adapter receptacle 2, which is basically the same as the embodiment described with reference to FIG. 9.
  • the adapter receptacle 2 allows the insertion of an adapter 7 also in a so-called upright arrangement in which an inserted adapter 7 hangs in the adapter receptacle 2.
  • the adapter 7 is again secured by the interaction of support structures 4 and structural elements 130 against falling out during insertion.
  • the desired position of the adapter 7 is held by the intermeshing contact surfaces 71 and Justier vom 21 and the latch 114, which also engages over one of the contact surfaces 71.
  • closure element 133 is designed as a bayonet closure.
  • the pressure piece 116 is realized in the form of a spring-loaded ball (FIG. 11).
  • FIG. 12 shows, by way of example, an adapter receptacle 2 with a closed latch 114 and an adapter 7 with a lens 6 located in the desired position (only partially visible).
  • the bolts 112 are engaged in the recesses 128 of the collar 73 (see FIG. 3).
  • the contact surfaces 71 of the adapter 7 are guided in the desired position against the adjusting surface 21 or against the adjusting surfaces 21 of the adapter holder 2 (FIG. 13).
  • a trained as a slope adjustment surface 21 of the bolt 114 is connected to a likewise inclined contact surface 71 in contact.
  • the closure button 115 may include a keyhole 134 in another embodiment (FIG. 14).
  • a key (not shown) formed in correspondence with the keyhole 134 and fixed to an arm of a transfer machine, for example, can be retracted into the keyhole 134 and open or close the shutter button 115 by, for example, a 90 ° rotation.
  • About an optional inserted into the lock button 115 at the bottom of the keyhole 134 driving magnet 111 of the latch 114 can be taken with a corresponding movement of the key and pivoted.
  • the keyhole 134 can serve as a reference structure for automated optical recognition of a current position of the closure button 115 and / or for detecting a current spatial position of the closed or pivoted-out bar 114, for example by means of a camera.
  • FIGS. 15 and 16 show an exemplary embodiment of a limiting element 135. This is attached to the latch 114, for example screwed.
  • the delimiting element 135 is delimited by broken solid lines and shown transparent in order to be able to represent all the elements involved and their interaction.
  • the magnet 111 of the limiting element 135 is in the closed state of the bolt 114 laterally of a arranged in the groove of the adapter holder 2 magnet 111.
  • the magnets 111 of the limiting element 135 and the adapter receptacle 2 in the groove opposite and cause due to their mutually facing different poles a magnetic holding force by which the latch 114 is held in its open state.
  • the magnetic holding force can be overcome again by a correspondingly large force on the latch 114 and the latch 114 can be pivoted and closed.
  • a further embodiment of the adapter receptacle 2 has on the latch 114 a pressure piece 116 which has a knob 136, an externally threaded portion 137 and a ball head 117 (FIG. 17).
  • the pressure piece 116 extends through the latch 114 in the direction of the adapter receptacle 2 or in the direction of the inserted adapter 7 and is guided in an internal thread in the latch 114.
  • the pressure piece 116 in particular the ball head 117, can be guided against a contact surface 71 of the adapter 7 by turning the knob 136.
  • the adapter 7 is pushed by the pressure piece 116 in the desired position and held there.
  • the ball head 117 is advantageously made flattened and is optionally movably mounted in the section 137.
  • the contact pressure is evenly distributed and it is a flat contact of acting as an adjustment surface 21 flattening of the ball head 117 achieved.
  • the section 137 advantageously has radial stops which prevent complete unscrewing of the pressure piece 116 from the latch 114. The pressure piece 116 is therefore captive.
  • the operation of the pressure piece 116 is shown in the (Fig. 18) in a plan view (partial section) of a further embodiment.
  • the latch 114 can be locked in its closed state by means of a closure element 133 designed as a closure hook.
  • the closure element 133 is loaded with a tension spring 121 and is pulled by this in a locking position.
  • the locking hook engages behind a securing pin 123 and is limited by a limiting pin 122 in its possible opening angle.
  • the pressure piece 116 is shown in a position in which the ball head 117 terminates with an outer contour of the bolt 114.
  • an adjusting device for moving an optical element 8 into the lens axis 61 comprising the adapter holder 2, the adapter 7 and a driver 119 is shown by way of example in two states.
  • FIG. 19 shows the optical element 8 in the slot 74 (see FIGS. 2 and 4) and inserted into the lens axis 61.
  • the driver 119 has a slide 9 guided on a carriage track 10 for coupling to the optical element e.
  • Optical element 8 and carriage 9 are separated from each other in the illustrated state of the adjusting device.
  • the carriage 9 is controlled by means of a drive 120 movable.
  • a control unit 110 communicates with and drives the drive 120.
  • the objective axis 61 of the adapter 7 and the objective 6 located in the desired position coincides with the optical axis 11 of the microscope system 1, which is not shown in greater detail.
  • the carriage 9 is detachably connected to the optical element 8 by means of a coupling mechanism provided on the carriage 9.
  • At least one magnet 111 may be present instead of a coupling mechanism on the carriage 9 and / or on the optical element 8, and a coupling may be effected by means of magnetic holding forces. If only one magnet 111 is present on the carriage 9 or the optical element e, then the respective other technical element can be ferromagnetic or magnetizable, so that a magnetic force is caused between optical element 8 and carriage 9 when the optical element 8 and slide 9 are far close enough to each other. The magnetic force can be used to pull the optical element 8 out of the shaft 74 by means of the carriage 9.
  • the optical element 8 is pulled out of the beam path of the microscope 1 and is no longer pierced by the optical axes 11, 61. A portion of the optical element 8 is still in the slot 74.
  • the drive 120 driven by the control unit 110 and the carriage 9 moves to the adapter 7 to. If the optical element 8 is inserted into the adapter 7, the image acquisition can take place, for example, in the DIC method.
  • the optical element e is completely removed from the shaft 74 before a change of the adapter 7 and remains on the carriage 9.
  • FIG. 21 An embodiment of a delivery device shown in FIG. 21 can be used.
  • a section of a carrier 131 is shown in the form of a nosepiece.
  • a plurality of adapter receptacles 2 are attached on the support 131 .
  • an objective 6 is inserted and delivered with its objective axis 61 to an optical axis 11 of the microscope system 1.
  • the carriage 9 is in contact with the optical element 8 at beveled surfaces at the end of the optical element 8 projecting from the shaft 74 (stripping surfaces 138).
  • the contact between the carriage 9 and the optical element 8 is released. Since the movement of the carrier 131 is substantially transverse to the magnetic connection, the optical element 8 is not pulled out of the slot 74 and the connection is "sheared off".
  • Fig. 22 shows a first embodiment of a DIC slider as a possible optical element 8.
  • Circumferential bevels on the frame of the optical element 8 assist in retraction into the well 74.
  • the optical element 8 comprises a damping element 148 made of an elastic material.
  • optional magnets 111 are present, through the effect of the optical element e can be releasably connected to the adapter 7.
  • the further exemplary embodiment of an optical element 8 shown in FIGS. 23 and 24 can be provided with a removable bracket 139 with a set screw 140.
  • the bracket 139 is provided with at least one magnet 111.
  • a receiving surface for the bracket 139 and a raised edge 141 is present on the optical element 8.
  • the bracket 139 with the screw 140 can be placed on demand on the receiving surface.
  • the magnets 111 of the bracket 139 engage in the bore of the raised edge 141.
  • the bracket 139 is held by the action of the magnetic holding force of the magnets 111 of the bracket 139 and the raised edge 141 on the receiving surface.
  • the optical element 8 With attached bracket 139, the optical element 8 by means of the adjusting screw 140 manually adjustable (Fig. 25). If the optical element 8 is to be used automatically, in particular driven by a motor, the bracket 139 is removed with the adjusting screw 140 (FIG. 23).
  • the carriage track 10 (see, for example, FIG. 20) can be provided with transversely arranged webs 142 on which the optical element e rests with its frame and which act as a tilt protection.
  • Fig. 26 shows such an embodiment of a driver with a camera 143.
  • the camera 143 is placed so that a mark or a coding 144, for example a QR code, can be detected when the optical element e is in an end position, for example ,
  • This end position which can also be used as a reference position, is achieved, for example, when the optical element 8 is fully extended out of the slot 74.
  • it can be detected whether an optical element 8 is present and what it is.
  • FIG. 27 shows a basic structure of a through the adapter 7 and the lens 6 and guided media line 145.
  • a not shown in the adapter receptacle 2 existing first channel 146.1 is attached to a second channel 146.2, which is formed in or on the adapter 7 ,
  • the junction of first channel 146.1 and second channel 146.2 acts as a media transfer port.
  • the media line 145 leads in the embodiment through the adapter 7 and opens in the region of the Federal 73. From there a medium passes through a further media line 145 which is formed in the lens 6, for example in the outer sleeve, to a front lens, where the medium passes through an opening 147 of the media line 145 on the front lens.
  • the media line 145 is guided in a semicircle around the inner region of the lens 6 and therefore only partially visible.
  • the first channel 146.1 may be formed in other embodiments also on a media supply, which is not part of the adapter holder 2.
  • the media supply can be present, for example, on the driver 119.
  • the media lines 145 may be realized as bores and / or grooves. These are to be sealed accordingly at the transition points and openings to the outside.
  • a technical solution of the media feedthrough for a lens 6 is shown with a sample protector, which springs in, for example, in contact with the sample.
  • the spring travel can be compensated by a laid around the core of the lens 6 elastic hose element as a media line 145, as shown schematically.
  • a sealing of the springing-in area by means of O-rings can also be realized here.
  • the transfer point between the adapter 7, adapter receptacle 2 and / or support 131 is designed so that a connection of the first and second channel 146.1, 146.2 (see FIG. 27) either by the movement in the direction of the optical axis 61 when lifting the lens 6 or perpendicular to the optical axis 61 when gripping / clamping of the lens 6 is performed.
  • the media transfer opening is sealed against leakage of the medium.
  • This can e.g. be realized by a membrane in the lens 6, which has a hole in the middle, through which a media line 145 pushes or can be pushed.
  • the media line 145 may be a piece of pipe, which is fixedly attached to the carrier 131.
  • a slotted membrane with corresponding rigidity can also be used here.
  • an O-ring can be used as a seal in the media transfer port. It should be noted that as far as possible the entire medium is sucked off before a change of the adapter 7 so that it comes to dirt, corrosion and possibly short circuits.
  • a passage over plastic hoses or pipelines is possible. These are routed through a groove or hole in the front lens mount directly to the front lens (Fig. 29). Likewise, they can be guided through a groove in the front lens, if this groove does not affect the optical beam path (Fig. 30).
  • the media line 145 may have at the mouth 147 a nozzle (not shown) which advantageously distributes the medium to the front lens.
  • hose or pipe is the interchangeability of contamination of this line by particles, eg from the medium itself or by abrasion of the flow-through parts.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Adapter (7) zur Verbindung mit einem Objektiv (6), aufweisend einen Aufnahmebereich (3) zur Aufnahme des Objektivs (6). Der Adapter (7) ist gekennzeichnet durch sich im Wesentlichen in einer Ebene quer zur Objektivachse (61) des Objektivs (6) gerichtet erstreckende Haltestrukturen (4), die zum Eingriff korrespondierender Strukturelemente (130) einer Adapteraufnahme (2) während des Einsetzens des Adapters (7) in die Adapteraufnahme (2) ausgebildet sind, wodurch eine Bewegung des Adapters (7) bereits während des Einsetzens des Adapters (7) in die Adapteraufnahme (2) in Richtung der Objektivachse (61) verhindert wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Halten eines Adapters (7), umfassend eine Adapteraufnahme (2) zur Aufnahme des Adapters (7) und einen Adapter (7) sowie zum Bewegen eines optischen Elements(8) in die Objektivachse (61).Ferner ist eine Stellvorrichtung Teil der Erfindung.

Description

Adapter für ein Objektiv, Vorrichtung zum Halten des Adapters und Stellvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Adapter für ein Mikroskopsystem. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Halten eines Adapters und eine Stellvorrichtung.
In vielen modernen Verfahren der Mikroskopie ist eine hochgenaue Positionierung der jeweils zur Bilderfassung verwendeten Mikroskopobjektive erforderlich. So muss beispielsweise während der Aufnahme von Stapeln einzelner in Richtung einer optischen Achse des Mikroskopsystems hintereinanderliegender Bilder (Bilderstapel, z-Stacks) ein für die Bildaufnahme benutztes Objektiv hochdynamisch und hochgenau bewegt werden können. Um den Mikroskopiervorgang an einer Probe mit unterschiedlichen Vergrößerungen und Auflösungen realisieren zu können, ist zudem ein Wechsel zwischen verschiedenen Objektiven erforderlich.
Die an einem Mikroskop vorgehaltenen Objektive sind üblicherweise in einem Träger wie einem Objektivrevolver angeordnet und gehalten. Dazu können die Objektive mit standardisierten Adaptern verbunden sein, so dass Objektive trotz unterschiedlicher Abmessungen beliebig in einem jeweiligen System zur Magazinierung, Übergabe und Verwendung der Objektive verwendet werden können. Ein aktuell zur Bildaufnahme verwendetes oder vorgesehenes Objektiv befindet sich dabei in einer Arbeitsposition während die anderen in dem Objektivrevolver gehaltenen Objektive aus der Arbeitsposition ausgeschwenkt sind.
Die Adapter sind nur für ein Typ Träger verwendbar. Deren Einsatzmöglichkeiten sind daher eingeschränkt und insbesondere nicht sowohl für aufrechte als auch für inverse Anordnungen des Adapters geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine weitere Möglichkeit der Gestaltung eines Adapters vorzuschlagen, durch den eine Verwendung in unterschiedlichen Trägern und Anordnungen ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird durch einen Adapter für ein Objektiv, eine Vorrichtung zum Halten des Adapters sowie eine Stellvorrichtung zum Bewegen eines optischen Elements in die Objektivachse des Objektivs gemäß den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Adapter ist zur Verbindung mit einem Objektiv ausgebildet und weist dazu einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Objektivs auf. Das Objektiv besitzt eine Objektivachse.
Gekennzeichnet ist der Adapter durch sich im Wesentlichen in einer Ebene quer zur Objektivachse des Objektivs gerichtet erstreckende Haltestrukturen, die zum Eingriff korrespondierender Strukturelemente einer Adapteraufnahme während des Einsetzens des Adapters in die Adapteraufnahme ausgebildet sind. Durch die gemeinsame Wirkung der Haltestrukturen und der Strukturelemente wird eine Bewegung des Adapters bereits während des Einsetzens des Adapters in die Adapteraufnahme in Richtung der Objektivachse des Objektivs verhindert.
Die Haltestrukturen und die zu diesen korrespondierenden Strukturelementen erlauben die Verwendung des Adapters sowohl in aufrechten als auch in inversen Anordnungen. Diese vorteilhaften Verwendungsmöglichkeiten werden insbesondere in einer Kombination mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Halten des Adapters erreicht, die weiter unten ausführlicher beschrieben ist.
Der Adapter ist vorteilhaft mit einem Aufnahmebereich versehen, mittels dem eine lösbare Verbindung mit einem Objektiv herstellbar ist. Eine solche lösbare Verbindung kann beispielsweise mittels zueinander passender Gewinde von Aufnahmebereich und Objektiv oder in Form eines Bajonettverschlusses zwischen beiden realisiert werden.
Der Adapter umschließt einen freien Durchgang, durch den ein Strahlengang gerichtet sein kann, entlang dem sich eine mittels des Objektivs erfassbare und/oder abstrahlbare Strahlung, beispielsweise eine Beleuchtungsstrahlung beziehungsweise eine Detektionsstrahlung, ausbreiten kann.
Die Haltestrukturen können jeweils als Öffnung, Nut, Stift oder Vorsprung ausgebildet sein und befinden sich beispielsweise an einer dem Aufnahmebereich abgewandten Basis des Adapters. Ein Adapter kann mehrere und unterschiedliche Haltestrukturen aufweisen. Als Haltestrukturen fungierende Öffnungen können Durchgangslöcher oder Sacklöcher sein. Der Querschnitt der Öffnungen kann beliebig sein. In einem technologisch einfachen und kostengünstigen einfachen Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen Bohrungen.
Der Adapter besitzt einen Bund zur Auflage auf der Adapteraufnahme. Er weist außerdem Vorsprünge und/oder Einbuchtungen auf, die zu entsprechend geformten Führungen der Adapteraufnahme korrespondieren. Als Einbuchtungen des Adapters sind auch Abflachungen des äußeren Umfangs des Adapters zu verstehen. Beispielsweise können eine oder mehrere seitliche Abflachung(-en) am Adapter und seitlichen Führungsflächen an der Adapteraufnahme vorhanden sein. Die Vorsprünge und/oder Einbuchtungen sowie die dazu korrespondierenden Führungsflächen bewirken, dass die Ausrichtung des Adapters während des Einsetzens in die Adapteraufnahme beibehalten wird. Wenigstens einer der Vorsprünge und/oder Einbuchtungen des Adapters kann eine Anlagefläche aufweisen. Die Anlagefläche dient dazu, gegen eine Justierfläche der Adapteraufnahme geführt zu werden, wodurch der Adapter bezüglich der Adapteraufnahme in eine Sollposition bewegt ist.
Der Adapter kann in einer weiteren möglichen Ausführung einen Schacht für die Aufnahme eines in die Objektivachse bewegbaren optischen Elements aufweisen. Der Schacht befindet sich vorzugsweise in der Basis des Adapters.
Das optische Element ist in einer möglichen Ausführung der Erfindung ein DIC-Schieber (DIC = Differentialinterferenzkontrast; differential interference contrast), ein Filter. Im Weiteren wird das optische Element am Beispiel eines DIC-Schiebers näher ausgeführt.
Je nach Ausführung des Schachts kann dieser geschlossen, also entlang seines Umfangs von Material des Adapters umfangen sein. Alternativ ist der Schacht in weiteren Ausführungen nur über Anteile seines Umfangs geschlossen und kann beispielsweise erst durch das in den Aufnahmebereich eingesetzte Objektiv geschlossen werden.
In dem Schacht kann wenigstens ein Magnet angeordnet sein. Dieser kann mit dem Material eines in den Schacht eingeschobenen optischen Elements und/oder mit einem Magneten des optischen Elements eine magnetische Kraftwirkung hervorrufen. Eine solche Kraftwirkung dient beispielsweise zum Halten und Positionieren des in den Schacht eingeschobenen optischen Elements. Der in dem Schacht angeordnete Magnet kann ein Permanentmagnet oder ein gesteuert schaltbarer Elektromagnet sein.
Es ist ferner möglich, dass in dem Schacht und/oder an dem optischen Element ein Dämpfungselement angeordnet ist. Wird das optische Element in den Schacht eingeschoben, kann ein ungewollt harter Anschlag des optischen Elements an dem Adapter durch das Dämpfungselement vermieden oder gemildert werden. Das Dämpfungselement besteht beispielsweise aus Zellkautschuk, Zellgummi und/oder einem geschlossen-porigen Elastomer. Jedem Adapter beziehungsweise Objektiv kann ein eigenes optisches Element zugeordnet sein, das am jeweiligen Adapter verbleibt. Das optische Element kann fest mit dem Adapter verbunden sein und unabhängig von seinem aktuellen Nutzungszustand an dem Adapter verbleiben. Es ist auch möglich, dass das optische Element in den Schacht des jeweiligen Adapters eingeschoben und vollständig aus dem Schacht entnommen werden kann. Im Sinne dieser Beschreibung ist ein vollständig entnehmbares optisches Element nicht fest mit dem Adapter verbunden.
Der Adapter kann in weiteren Ausführungen Transportöffnungen aufweisen. In dieser können Transportelemente eingreifen. Mit den Transportelementen kann der Adapter in beziehungsweise aus einer weiter unten beschriebenen Adapteraufnahme eingesetzt beziehungsweise entnommen werden. Der Adapter kann mittels der Transportelemente auch optional zwischen einem Magazin und der Adapteraufnahme transportiert werden.
Die Transportöffnungen können mit Magneten versehen sein, um durch Wirkung einer magnetischen Haltekraft zwischen Magnet und Transportelement beide miteinander lösbar zu verbinden.
An dem Adapter kann außerdem mindestens ein Magnet vorhanden sein, das in Wechselwirkung mit der Adapteraufnahme eine magnetische Haltekraft bewirkt. Diese Haltekraft unterstützt eine gewünschte Orientierung und sichere Halterung des Adapters in der Adapteraufnahme und kann beispielsweise ein Herausfallen des Adapters aus der Adapteraufnahme verhindern, solange die Adapteraufnahme nicht geschlossen ist (siehe auch die nachfolgende Beschreibung).
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Halten des Adapters umfasst eine Adapteraufnahme zur Aufnahme des Adapters. Außerdem ist mindestens eine Justierfläche der Adapteraufnahme ausgebildet, gegen die eine Anlagefläche des Adapters geführt und mit dieser in einer Sollposition in Kontakt gebracht werden kann. Befinden sich die Anlageflächen und die jeweiligen Justierflächen miteinander in Kontakt, so befindet sich der Adapter bezüglich der Adapteraufnahme in einer Sollposition. Ist die Adapteraufnahme beispielsweise in oder an einem Träger des Mikroskopsystems, zum Beispiel einem Objektivrevolver, angeordnet, dann befindet sich der Adapter auch bezüglich des Mikroskopsystems in einer Sollposition. Je nach aktueller Stellung des Trägers kann die Objektivachse des in der Sollposition befindlichen Adapters mit dem Strahlengang des Mikroskopsystems, also mit dessen optischer Achse, zusammenfallen.
Weiterhin sind Strukturelemente der Adapteraufnahme vorhanden, die zu den sich in einer Ebene quer zur Objektivachse gerichtet erstreckenden Haltestrukturen des Adapters korrespondieren. Während des Einsetzens des Adapters in die Adapteraufnahme gelangen die Haltestrukturen mit den Strukturelementen in Eingriff, sodass eine Bewegung des Adapters bereits während des Einsetzens des Adapters in die Adapteraufnahme in Richtung der Objektivachse des Objektivs verhindert ist. Die Adapteraufnahme ist mit einem schwenkbaren oder einsteckbaren Riegel versehen, durch dessen Wirkung der eingesetzte Adapter in der Sollposition gehalten wird.
Die Reproduzierbarkeit der Sollposition ist über die Anlageflächen und Justierflächen erreicht. Diese bilden beispielsweise eine Dreipunktauflage oder eine Dreipunktanlage. Zum Beispiel kann eine solche Positionierung mittels eines zur optischen Achse des Mikroskopsystems justierten Schwalbenelements und durch eine Klemmung der Anlageflächen und Justierflächen gegeneinander mittels des Riegels realisiert sein.
Um eine Dreipunktklemmung zu erreichen, kann die Basis des Adapters konisch, beispielsweise als eine Ringschwalbe, geformt und entsprechend in Teilsegmente unterbrochen ausgeführt sein. Lediglich zwei der Teilsegmente sind als Anlageflächen im Eingriff mit jeweiligen Justierflächen und definieren Anlagepunkte. Ein dritter Anlagepunkt kann über ein Federelement im Riegel realisiert sein, das als Justierfläche fungiert und gegen eine weitere Anlagefläche des Adapters geführt ist. Statt einer Ringschwalbe können beispielsweise auch drei Kugeln am Boden des Adapters vorhanden sein, die nach unten und seitlich etwas aus dem Adapter ragen. Somit können zum einen eine Dreipunktauflage auf einer Fläche der Adapteraufnahme und gleichzeitig eine Dreipunktanlage in lateraler Richtung an der Adapteraufnahme realisiert werden.
In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Adapteraufnahme sind die Justierflächen als schräge Flächen, beispielsweise in Form liegender V-Nuten, ausgebildet. Die Justierflächen können unter 120° zueinander verteilt sein.
Die Vorrichtung wird im Folgenden zusammen mit einem erfindungsgemäßen Adapter beschrieben. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass der Adapter mit einem Objektiv verbunden ist. Aus Sicht der rein mechanischen Erfordernisse der Erfindung könnten die Vorgänge des Einsetzens des Adapters in die Adapteraufnahme auch allein mit dem Adapter ausgeführt werden.
Der Riegel kann an der Adapteraufnahme, insbesondere an einer Grundplatte der Adapteraufnahme, angelenkt und um eine Drehachse schwenkbar sein. Alternativ kann der Riegel an die Adapteraufnahme ansteckbar oder in diese einsteckbar ausgebildet sein. Vorteilhaft kann der Riegel mittels eines Verschlusses an der Adapteraufnahme verriegelt werden. Der an der Sollposition befindliche Adapter wird durch Wirkung des Riegels an einer Bewegung quer zur Objektivachse gehindert.
Der Verschluss des Riegels kann in einer Ausführungsmöglichkeit mindestens einen Magneten aufweisen. Magnetische Flaltekräfte können dazu dienen, den Riegel in einer gewünschten Position zu halten. Beispielsweise kann der Riegel auch im unverschlossenen Zustand durch magnetische Flaltekräfte an einem unbeabsichtigten Aufschlagen oder Abfallen gehindert werden. Der Magnet kann ein Permanentmagnet oder ein gesteuert schaltbarer Elektromagnet sein.
An dem Riegel kann ein Druckstück befestigt sein, das in einem geschlossenen Zustand des Riegels spielfrei gegen den Adapter geführt ist. Das Druckstück kann insbesondere federnd oder elastisch sein und somit eventuell vorhandene Spalte zwischen Riegel und Adapter überbrücken und ausgleichen. Das Druckstück kann eine der Justierflächen aufweisen oder darstellen.
Außerdem ist es möglich, dass der Riegel, insbesondere der Verschluss, einen Zugriffsbereich aufweist, an den beispielsweise eine automatisierte Betätigungseinheit angreifen und den Riegel betätigen kann. So kann der Verschluss eine Öffnung im Sinne eines Schlüssellochs aufweisen. Dieses Schlüsselloch kann automatisiert detektiert werden. In das detektierte Schlüsselloch kann ein zu diesem kompatibles Betätigungselement eingeführt werden, mittels dem der Verschluss betätigt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer weiterentwickelten Ausführung dazu ausgebildet sein, dem Adapter und gegebenenfalls dem Objektiv ein Medium zuzuführen und/oder ein Medium von diesen abzuführen.
Dazu ist die Vorrichtung in einer möglichen Ausführung durch einen ersten Kanal der Adapteraufnahme und einen zweiten Kanal des Adapters gekennzeichnet. Jeweils eine Öffnung des ersten Kanals und des zweiten Kanals stehen miteinander in Kontakt, wenn sich der Adapter in der Sollposition befindet, sodass durch die derart in Verbindung stehenden Kanäle ein Medium geleitet werden kann. Solche Medien können flüssig, gasförmig oder Gemische daraus, beispielsweise Aerosole, sein.
Das zu- beziehungsweise abgeführte Medium kann beispielsweise der Immergierung einer Frontlinse des Objektivs und/oder einer Temperierung des Objektivs dienen. Dazu kann das Objektiv ebenfalls mindestens einen Kanal als Medienleitung aufweisen. Ein Vorteil einer solchen Ausführung ist, dass die Zu- beziehungsweise Abführung des Mediums nicht an einem drehbaren Objektivrevolver angebracht werden muss und auf eine teure Drehdurchführung der Medienleitungen zu dem sich drehenden Objektivrevolver verzichtet werden kann.
Die Kanäle können als Bohrungen, abgedichtete Nuten, Röhren und/oder Schläuche ausgebildet sein. Um beispielsweise eine Frontlinse des Objektivs bei Bedarf mit Immersionsmedium zu versorgen oder um dieses wieder zu entfernen, kann eine Nut oder eine Bohrung in der Fassung der Frontlinse bis zur Frontlinse reichen und dort münden. Die Frontlinse kann in einer weiteren möglichen Ausführung eine entsprechende Nut aufweisen, wenn diese den optischen Strahlengang nicht beeinträchtigt.
Der an der Frontlinse mündende Kanal kann an seinem Ende eine Düse aufweisen, durch deren Wirkung das Medium auf der Frontlinse verteilt wird.
Ein Vorteil des Einsatzes von Schlauch- bzw. Rohrleitung ist deren Austauschbarkeit bei Verschmutzung oder Alterung.
In weiteren Ausführungen kann eine größere Anzahl Kanäle vorhanden sein, durch die ein Medium oder mehrere Medien transportiert werden können.
Des Weiteren kann die Schnittstelle zwischen Adapter und Adapteraufnahme mit elektrischen Kontaktelementen z. B. für eine Objektiverkennung, für Objektive mit integrierter Beleuchtung, für Objektive mit integrierter Kamera (Übersichtsobjektiv) oder für motorische Objektive ausgeführt sein. Beispielsweise können in der Adapteraufnahme Kontaktelemente in Form von Kontaktstiften und/oder Kontaktflächen vorhanden sein, die mit Kontaktelementen des Adapters in elektrisch leitende Verbindung gelangen, wenn der Adapter in die Sollposition gebracht worden ist. Kontaktelemente können als elektrisch leitfähige Stifte, Flächen und/oder als Folienkabel, also flexible, auf eine flexible Unterlage aufgebrachte oder mit einer solchen verbundene elektrische Leiter, ausgeführt sein.
Die Adapteraufnahme kann an einem Träger wie einem Objektivrevolver, einem Streifenmagazin, einem Kettenmagazin, einem Förderband oder dergleichen befestigt sein. Sind mehrere Adapteraufnahmen vorhanden, kann vorteilhaft ein Adapter wahlweise mit einer der Adapteraufnahmen verbunden werden.
Jede Adapteraufnahme kann als ein eigenständiges Bauteil ausgeführt sein. Sind an dem Träger eine Anzahl von Montageplätzen zur optionalen Montage je einer Adapteraufnahme vorhanden, kann auf dem Träger bei Bedarf eine erforderliche Anzahl von Adapteraufnahmen montiert werden. Außerdem können diese bei Verschleiß einzeln ausgetauscht werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfassend die Adapteraufnahme mit dem Adapter kann mit einer Stellvorrichtung zum Bewegen eines optischen Elements in die Objektivachse ausgerüstet sein. Die Stellvorrichtung umfasst dabei die Adapteraufnahme, den Adapter und einen Mitnehmer. Der Mitnehmer weist einen Schlitten zum Ankoppeln an dem optischen Element auf. Der Schlitten ist mit wenigstens einem Magnet oder einem mechanischen Koppelmechanismus versehen, mittels dem eine lösbare Haltekraft zwischen Schlitten und optischen Element erzeugbar ist. Der Schlitten kann motorisch angetrieben und steuerbar sein. Er kann in weiteren Ausführungsmöglichkeiten auch manuell in beziehungsweise aus dem Strahlengang des Mikroskopsystems bewegbar ausgebildet sein.
Die Stellvorrichtung kann an ihrem Mitnehmer einen Abstreifer aufweisen, der infolge einer Stellbewegung des Schlittens gegen das optische Element fahrbar ist und durch dessen Wirkung die lösbare Haltekraft bei einer fortdauernden Stellbewegung des Schlittens überwunden wird. Der Abstreifer dient also dazu, das optische Element vom Schlitten zu trennen. Dies kann erforderlich sein, wenn das optische Element bei einem Wechsel des Adapters an dem Adapter verbleibt. In weiteren Ausführungen kann eine Trennung von Schlitten und optischem Element durch eine Bewegung des Trägers im Wesentlichen quer zu einer Bewegungsrichtung des Schlittens bewirkt werden.
Zur Positionierung oder Entnahme des optischem Elements- aus dem Strahlengang des aktiven Objektivs fährt beispielsweise ein Schlitten mit einem Magnet an die Koppelstelle des optischen Elements heran und dockt an diesem an. Alternativ kann auch ein anderer Koppelmechanismus zwischen Schlitten und optischem Element, z. B. federnde Elemente, elektrisch schaltbare Magnete oder mechanische wirkende Koppelmechanismen, genutzt werden. Nach einer Rückführung des optischen Elements in den Schacht des Adapters muss die Kopplung wieder gelöst werden. Im Falle von Permanentmagneten wird der Abstreifer benötigt, um gegen die Haltekraft der Magnetkopplung zwischen optischem Element und Magnet am Schlitten zu wirken, indem er das optische Element an seiner Position im Schacht hält, während der Schlitten wieder zurückfährt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in dem gesamten Gebiet der Mikroskopie mit den verschiedensten Objektiven, angefangen bei Weitfeld- über konfokale Mikroskope bis hin zur Lichtblattmikroskopie (light-sheet microscopy), aber auch bei einem Weißlichtinterferometer anwendbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem Träger in einer perspektivischen Sicht;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters in einer Seitenansicht;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Adapters in der Draufsicht;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters in einer Seitenansicht;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters in einer Seitenansicht;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters mit einstellbaren Passstücken;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters ohne Schacht und mit Gewindering in einer Seitenansicht;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Adapters ohne Schacht und ohne Gewindering in einer Seitenansicht;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Adapteraufnahme in einer perspektivischen Ansicht, inverse Anordnung;
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Adapteraufnahme in einer perspektivischen Ansicht, aufrechte Anordnung;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Adapteraufnahme in einer perspektivischen Ansicht, aufrechte Anordnung;
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Adapter, Objektiv und Adapteraufnahme; Fig. 13 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittdarstellung;
Fig. 14 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verschlussknopfes;
Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Riegels und eines Begrenzers im geschlossenen Zustand;
Fig. 16 eine schematische Darstellung eines Riegels und eines Begrenzers im geöffneten Zustand;
Fig. 17 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittdarstellung;
Fig. 18 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Adapteraufnahme in einer Schnittdarstellung;
Fig. 19 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem in der Objektivachse befindlichem optischen Element in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 20 eine schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit aus der Objektivachse befindlichem optischen Element in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 21 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem Träger in einer Draufsicht;
Fig. 22 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines optischen Elements in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 23 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines optischen Elements in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 24 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines abnehmbaren Bügels mit Stellschraube in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 25 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels eines optischen Elements mit aufgesetztem Bügel und Stellschraube in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 26 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Mitnehmers einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 27 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Medienzuführung in einer Schnittdarstellung;
Fig. 28 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Medienzuführung in einer Prinzipdarstellung;
Fig. 29 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Medienzuführung an einer Frontlinse eines Objektivs in einer Schnittdarstellung und
Fig. 30 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Medienzuführung an der Frontlinse des Objektivs in einer Schnittdarstellung.
Die Darstellungen der Ausführungsbeispiele sind beispielhaft und schematisch. Gleiche Bezugszeichen benennen gleiche technische Elemente, falls dies nicht ausdrücklich anders angegeben ist. In Fig. 1 ist in einer Übersichtsdarstellung ein Träger 131 gezeigt, an dem eine Anzahl von Adapteraufnahmen 2 angeordnet sind. Der Träger 131 ist Teil eines nicht näher dargestellten Mikroskopsystems 1 mit einer optischen Achse 11. In einer der Adapteraufnahmen 2 ist ein Adapter 7 (siehe z. B. Fig. 2) mit einem Objektiv 6 gehalten, dessen Objektivachse 61 mit der optischen Achse 11 des Mikroskopsystems 1 zusammenfällt. In dem Adapter 7 ist ein Schacht 74 (siehe zum Beispiel Fig. 2 und 4) vorhanden, in den ein optisches Element 8 einsteckbar ist. Im eingesteckten Zustand befindet sich das optische Element 8 in der Objektivachse 61 und in dem in Fig. 1 dargestellten Fall auch in der optischen Achse 11 des Mikroskopsystems 1. Das optische Element 8 ist mittels eines Mitnehmers 119 vollständig aus dem Schacht 74 des Adapters 7 entfernt. Der Träger 131 ist um eine angedeutete Drehachse gesteuert rotierbar, so dass infolge entsprechender Steuerbefehle einer Steuereinheit 110 je eine ausgewählte Adapteraufnahme 2 in die optische Achse 11 bewegt werden kann.
Ein erfindungsgemäßer Adapter 7 ist in Fig. 2 beispielhaft gezeigt. Der Adapter 7 besitzt einen Bund 73, der obere und untere plane Auflageflächen aufweist. In einer Basis 75 des Adapters 7 ist der Schacht 74 vorhanden, in dem das optische Element e (siehe Fig. 1, 19 bis 26), quer zur Objektivachse 61 eingeschoben und gehalten werden kann. Die Objektivachse 61 ist durch die optische Achse eines mit dem Adapter 7 verbundenen Objektivs 6 bestimmt, wie dies beispielsweise in den Figuren 1, 19 und 20 gezeigt ist. An der Basis 75 des Adapters 7 sind Anlageflächen 71 sowie Führungsflächen 72 vorhanden. Die Anlageflächen 71 dienen der Sicherstellung einer gewünschten Soll-Positionierung, wenn diese mit entsprechenden Justierflächen 21 einer Adapteraufnahme 2 (siehe zum Beispiel Fig. 9 und 13) in Kontakt stehen. In der Basis 75 sind optional Zentrierstifte 129 eingesetzt, mittels denen ein in dem Adapter 7 aufgenommenes Objektiv 6 bezüglich einer Ausrichtung justiert werden kann.
An der Basis 75 des Adapters 7 sind Flaltestrukturen 4 in Form von Nuten oder Vorsprüngen vorhanden. Diese verlaufen im Wesentlichen quer zur Objektivachse 61.
Um den Adapter 7 in der Adapteraufnahme 2 gegen ein Flerausfallen zu sichern, kann in der Basis 75 des Adapters 7 optional wenigstens ein Magnet 111 eingelassen sein. Sind entsprechend angeordnete Bereiche der Adapteraufnahme 2 ebenfalls magnetisch und/oder bestehen aus einem ferromagnetischen Material, wird der Adapter 7 durch eine magnetische Haltekraft in der Adapteraufnahme 2 gehalten.
In der Fig. 3 sind in der Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Adapter 7 Kontaktelemente 113 auf einer umlaufenden Platine zu sehen, die einer elektrischen Kontaktierung des Adapters 7 dienen. Außerdem sind im Umfang des Bundes 73 zwei Einbuchtungen 128 vorhanden, in die korrespondierende Bolzen 112 einer Adapteraufnahme 2 (siehe Fig. 9 bis 12) eingreifen können und somit eine seitenrichtige Aufnahme des Adapters 7 in die Adapteraufnahme 2 sichergestellt ist.
In Fig. 4 ist ein Aufnahmebereich 3 des Adapters 7 gezeigt, der zur Verbindung des Adapters 7 mit einem Objektiv 6 ausgebildet ist. Die Verbindung kann beispielsweise mittels eines Bajonett verschlusses oder Gewindes erfolgen.
Außerdem sind in der Basis 75 Transportöffnungen 124 vorhanden, in die optional Magnete 111 eingesetzt sind. In diese Transportöffnungen 124 können Transportelemente (nicht dargestellt) beispielsweise Arme eines Bestückungsautomaten nach Art eines Gabelstaplers eingreifen und den Adapter 7 allein oder zusammen mit dem Objektiv 6 transportieren. Die Magnete 111 in den Transportöffnungen 124 fixieren dabei den Adapter 7 an den Transportelementen. Mit Hilfe eines nicht dargestellten Abstreifers an den Transportelementen kann der Adapter 7 von diesen getrennt und beispielsweise an ein Magazin oder an einen Träger 131 (siehe Fig. 1, 21) übergeben werden. In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit des Adapters 7 ist zusätzlich eine Beleuchtungseinheit 125 vorhanden (Fig. 5). Kontaktelemente 113 einer Platine stehen mit Leuchten 125.1 in Kontakt. Die in Fig. 5 schematisch dargestellte Beleuchtungseinheit 125 ermöglicht die bekannte Dunkelfeld- Anwendung, ohne den Dunkelfeldkanal durch ein Mikroskopstativ zu leiten. Die Beleuchtung wird durch das Objektiv 6 geführt und durch einen lediglich symbolisch gezeigten torischen Spiegel 118 des Mikroskopsystems 1 in das Objektfeld gespiegelt. Somit ist es möglich, herkömmliche Dunkelfeldobjektive mit diesem Adapter 7 zu verwenden.
Der Adapter 7 soll bestimmungsgemäß zusammen mit einer Adapteraufnahme 2 bei der Erfassung von Bilddaten, insbesondere mittels eines Mikroskopsystems 1, verwendet werden.
Um die Objektivachse 61 des mit einem Objektiv 6 in die Adapteraufnahme 2 eingesetzten Adapters 7 auf die optische Achse 11 des Mikroskopsystems 1 (z. B. Fig. 5, 19, 20) zu justieren, können zwei einstellbare Passstücke 126 in den Adapter 7 integriert sein (Fig. 6).
Mittels den in Fig. 6 gezeigten jeweils zwei Gewindestiften 127.1 und 127.2 können die Passstücke 126 jeweils in den mit Doppelpfeilen gekennzeichneten Richtungen eingestellt und danach fixiert werden. Die Passstücke 126 sind nur in einem Freiheitsgrad einstellbar. Jedes der Passstücke 126 wird mit Hilfe des jeweiligen Gewindestiftes 127.1 verschoben, wobei der Adapter 7 in der Adapteraufnahme 2 entsprechend ebenfalls verschoben wird. Somit kann die Objektivachse 61 auf die optische Achse 11 des Mikroskopsystems 1 justiert werden. Mit Hilfe des jeweils zweiten Gewindestiftes 127.2 werden die justierten Positionen der Passstücke 126 festgelegt, d.h. arretiert.
Der erfindungsgemäße Adapter 7 kann in weiteren Ausführungen ohne Schacht 74 ausgeführt sein. In Fig. 7 ist der Adapter 7 mit einem zentrierbaren Gewindeeinsatz 5 versehen, der als Aufnahmebereich 3 dient. Eine Justierung des Gewindeeinsatzes 5 ist beispielsweise mittels Abstimmringen möglich. In Fig. 7 ist schematisch ein Kontaktelement 113 in Form eines Kontaktstifts dargestellt, das durch den Adapter 7 durchgeschleift ist und somit die Leitung elektrischer Signale beispielsweise von einer Adapteraufnahme 2 zu dem Objektiv 6 ermöglicht.
Der zentrierbare Gewindeeinsatz 5 kann in weiteren Ausführungen weggelassen sein (Fig. 8). Ein Objektiv 6 (nicht gezeigt) kann dann mit der richtigen Orientierung in den Adapter 7 eingesetzt, mittels der Zentrierstifte 129 zentriert und fixiert sein. Eine elektrische Kontaktierung kann mittels eines Kontaktelements 113 erfolgen, das durch den Adapter 7 geführt und beispielsweise als ein Folienkabel ausgebildet ist. Im Vergleich erfordert die Verwendung eines Gewindeeinsatzes 5 einen größeren Bauraum. Beispielsweise benötigt man für zehn Kontakte zehn Ringbahnen, was einen größeren Durchmesser des Adapters 7 erfordern würde.
Ein in der Fig. 9 gezeigtes erstes Ausführungsbeispiel einer Adapteraufnahme 2 weist eine Grundplatte 132 mit einer zentralen Öffnung und mindestens eine Justierfläche 21 auf. Außerdem sind Strukturelemente 130 in Form von zwei Stiften vorhanden, die quer zur Objektivachse 61 über die Grundplatte 132 ragen. Die Strukturelemente 130 dienen dazu, um in die Haltestrukturen 4 eines in die Adapteraufnahme 2 einzusetzenden Adapters 7 bereits während des Vorgangs des Einsetzens einzugreifen und den Adapter 7 an einer Bewegung in Richtung der Objektivachse 61 zu hindern. Gezeigt ist eine sogenannte inverse Anordnung, bei der ein einzusetzender Adapter 7 auf der Grundplatte 132 aufsteht (siehe auch Fig. 19, 20 und 21).
Die Grundplatte 132 ist weiterhin mit Kontaktelementen 113 versehen, die zu Kontaktelementen 113 des Adapters 7 korrespondieren und einen Datenfluss und/oder eine Energiezufuhr zwischen Adapteraufnahme 2 und Adapter 7 beziehungsweise Objektiv 6 erlauben. An der Grundplatte 132 ist ein schwenkbarer Riegel 114 angelenkt. Dieser dient im geschlossenen Zustand dazu, einen eingesetzten Adapter 7 in der Adapteraufnahme 2 zu halten und den Adapter 7 mit seinen Anlageflächen 71 gegen die Justierflächen 21 zu führen und dort in einer Sollposition zu halten. Auf der Grundplatte 132 stehende Bolzen 112 dienen einer lagerichtigen Positionierung des Adapters 7.
Der Riegel 114 ist mit einem Verschluss umfassend einen Verschlussknopf 115 und ein Verschlusselement 133 in Form eines Schwenkriegels versehen. An der Grundplatte 132 und an dem Riegel 114 sind jeweils Magnete 111 vorhanden, die einander entgegengesetzt gepolt sind. Die sich bei geschlossenem Riegel 114 gegenüberstehenden Magnete 111 halten den Riegel 114 auch dann in einer geschlossenen Position, wenn das Verschlusselement 133 in eine„Offen"-Stellung bewegt ist. Die magnetische Haltekraft kann beispielsweise durch einen Nutzer überwunden werden, indem dieser den Riegel 114 schwenkt. Der Riegel 114 weist eine Aussparung mit einem Druckstück 116 in Form einer Feder auf. Die Aussparung greift über eine Anlagefläche 71 des eingesetzten Adapters 7 während das Druckstück 116 den Adapter 7 mit einer Kraft beaufschlagt und diesen beim Schließen des Riegels 114 in die Sollposition bringt und dort hält.
Die Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Adapteraufnahme 2, die grundsätzlich gleich der zu Fig. 9 beschriebenen Ausführung ausgebildet ist. Die Adapteraufnahme 2 erlaubt das Einsetzen eines Adapters 7 auch in einer sogenannten aufrechten Anordnung, bei der ein eingesetzter Adapter 7 in der Adapteraufnahme 2 hängt. Dabei ist der Adapter 7 wieder durch das Zusammenwirken von Haltestrukturen 4 und Strukturelementen 130 gegen ein Herausfallen während des Einsetzens gesichert. In der Sollposition wird der Adapter 7 durch die ineinandergreifenden Anlageflächen 71 und Justierflächen 21 sowie den Riegel 114 gehalten, der ebenfalls über eine der Anlageflächen 71 greift.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verschlusselement 133 als ein Bajonettverschluss ausgebildet. Das Druckstück 116 ist in Form einer federbelasteten Kugel realisiert (Fig. 11).
In der Fig. 12 ist beispielhaft eine Adapteraufnahme 2 mit geschlossenem Riegel 114 und einem in der Sollposition befindlichem Adapter 7 mit Objektiv 6 (nur teilweise zu sehen) gezeigt. Die Bolzen 112 sind in die Einbuchtungen 128 des Bundes 73 (siehe Fig. 3) eingerückt.
Die Anlageflächen 71 des Adapters 7 sind in der Sollposition gegen die Justierfläche 21 beziehungsweise gegen die Justierflächen 21 der Adapteraufnahme 2 geführt (Fig. 13). Eine als Schräge ausgebildete Justierfläche 21 des Riegels 114 steht mit einer ebenfalls schrägen Anlagefläche 71 in Kontakt.
Der Verschlussknopf 115 kann in einer weiteren Ausführung ein Schlüsselloch 134 aufweisen (Fig. 14). Ein entsprechend dem Schlüsselloch 134 geformter Schlüssel (nicht gezeigt), der beispielsweise an einem Arm eines Übergabeautomaten befestigt ist, kann in das Schlüsselloch 134 eingefahren werden und den Verschlussknopf 115 beispielsweise durch eine 90°-Drehung öffnen beziehungsweise schließen. Über einen optional in den Verschlussknopf 115 am Grund des Schlüssellochs 134 eingelassenen Mitnahme-Magnet 111 kann der Riegel 114 bei einer entsprechenden Bewegung des Schlüssels mitgenommen und geschwenkt werden. Das Schlüsselloch 134 kann als Referenzstruktur zur automatisierten optischen Erkennung einer aktuellen Stellung des Verschlussknopfes 115 und/oder zur Erkennung einer aktuellen räumlichen Lage des geschlossenen oder ausgeschwenkten Riegels 114, beispielsweise mittels einer Kamera, dienen.
In den Fig. 15 und 16 ist ein Ausführungsbeispiel eines Begrenzungselements 135 dargestellt. Dieses ist an dem Riegel 114 befestigt, beispielsweise angeschraubt. Das Begrenzungselement 135 ist durch unterbrochene Volllinien umgrenzt und durchsichtig gezeigt, um alle beteiligten Elemente und deren Zusammenwirken darstellen zu können. Ein aus der Oberfläche des Begrenzungselements 135 hervorstehender Anschlag, der ein Magnet 111 beinhaltet oder durch einen Magnet 111 gebildet ist, greift in eine Nut der Adapteraufnahme 2 ein und begrenzt den möglichen Öffnungswinkel des Riegels 114.
Der Magnet 111 des Begrenzungselements 135 befindet sich im geschlossenen Zustand des Riegels 114 seitlich eines in der Nut der Adapteraufnahme 2 angeordneten Magneten 111. Im vollständig geöffneten Zustand des Riegels 114 stehen sich die Magneten 111 des Begrenzungselements 135 und der Adapteraufnahme 2 in der Nut gegenüber und bewirken aufgrund ihrer einander zugewandten unterschiedlichen Pole eine magnetische Haltkraft, durch die der Riegel 114 in seinem geöffneten Zustand gehalten ist. Die magnetische Haltekraft kann durch eine entsprechend große Krafteinwirkung auf den Riegel 114 wieder überwunden und der Riegel 114 geschwenkt und geschlossen werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Adapteraufnahme 2 weist an dem Riegel 114 ein Druckstück 116 auf, das einen Knopf 136, einen Abschnitt 137 mit Außengewinde und einen Kugelkopf 117 besitzt (Fig. 17). Das Druckstück 116 erstreckt sich durch den Riegel 114 in Richtung der Adapteraufnahme 2 beziehungsweise in Richtung des eingesetzten Adapters 7 und ist in einem Innengewinde in dem Riegel 114 geführt. Bei geschlossenem Riegel 114 kann das Druckstück 116, insbesondere der Kugelkopf 117, mittels Drehens des Knopfs 136 gegen eine Anlagefläche 71 des Adapters 7 geführt werden. Mittels des derart gestalteten Druckstücks 116 können auch an aufrechten Anordnungen Adapter 7 mit sehr schweren Objektiven 6 aufgenommen und in die Sollposition gebracht werden. Vorteilhaft sind keine zusätzlichen Federelemente erforderlich. Der Adapter 7 wird durch das Druckstück 116 in die Sollposition geschoben und dort gehalten. Der Kugelkopf 117 ist vorteilhaft abgeflacht ausgeführt und ist optional beweglich in dem Abschnitt 137 gelagert. Durch eine solche Ausführung wird der Anpressdruck gleichmäßig verteilt und es ist eine flächige Anlage der als Justierfläche 21 wirkenden Abflachung des Kugelkopfs 117 erreicht. Der Abschnitt 137 weist vorteilhaft radiale Anschläge auf, die ein vollständiges Herausschrauben des Druckstücks 116 aus dem Riegel 114 verhindern. Das Druckstück 116 ist daher unverlierbar.
Die Wirkungsweise des Druckstücks 116 ist in der (Fig. 18) in einer Draufsicht (Teilschnitt) eines weiteren Ausführungsbeispiels gezeigt. Der Riegel 114 ist mittels eines als Verschlusshaken ausgebildeten Verschlusselements 133 in seinem geschlossenen Zustand verriegelbar. Das Verschlusselement 133 ist mit einer Zugfeder 121 belastet und wird durch diese in eine Verriegelungsstellung gezogen. Der Verschlusshaken greift hinter einen Sicherungszapfen 123 und ist durch einen Begrenzungszapfen 122 in seinem möglichen Öffnungswinkel begrenzt. Das Druckstück 116 ist in einer Stellung gezeigt, in welcher der Kugelkopf 117 mit einer Außenkontur des Riegels 114 abschließt.
In den Fig. 19 und 20 ist eine Stellvorrichtung zum Bewegen eines optischen Elements 8 in die Objektivachse 61 umfassend die Adapteraufnahme 2, den Adapter 7 und einen Mitnehmer 119 beispielhaft in zwei Zuständen dargestellt.
Fig. 19 zeigt das optische Element 8 in den Schacht 74 (siehe Fig. 2 und 4) und in die Objektivachse 61 eingeschoben. Der Mitnehmer 119 weist einen auf einer Schlittenbahn 10 geführten Schlitten 9 zur Ankopplung an das optische Element e auf. Optisches Element 8 und Schlitten 9 sind in dem dargestellten Zustand der Stellvorrichtung voneinander getrennt. Der Schlitten 9 ist mittels eines Antriebs 120 gesteuert bewegbar. Eine Steuereinheit 110 steht mit dem Antrieb 120 in Verbindung und steuert diesen an. Die Objektivachse 61 des in der Sollposition befindlichen Adapters 7 und des Objektivs 6 fällt mit der optischen Achse 11 des nicht näher dargestellten Mikroskopsystems 1 zusammen. In dem in Fig. 20 dargestellten Zustand ist der Schlitten 9 mittels eines an dem Schlitten 9 befindlichen Kopplungsmechanismus lösbar mit dem optischen Element 8 verbunden. Alternativ kann anstatt eines Kopplungsmechanismus an dem Schlitten 9 und/oder an dem optischen Element 8 je wenigstens ein Magnet 111 vorhanden sein und eine Kopplung mittels magnetischer Haltekräfte erfolgen. Ist nur ein Magnet 111 an dem Schlitten 9 oder dem optischen Element e vorhanden, so kann das jeweilige andere technische Element ferromagnetisch oder magnetisierbar sein, sodass zwischen optischen Element 8 und Schlitten 9 eine Magnetkraft bewirkt wird, wenn sich optisches Element 8 und Schlitten 9 weit genug aneinander annähern. Die Magnetkraft kann dazu genutzt werden, das optische Element 8 mittels des Schlittens 9 aus dem Schacht 74 zu ziehen.
Das optische Element 8 ist aus dem Strahlengang des Mikroskops 1 gezogen und wird nicht länger von den optischen Achsen 11, 61 durchstoßen. Ein Anteil des optischen Elements 8 befindet sich noch in dem Schacht 74. Um das optische Element e für entsprechende Bildaufnahmen zu verwenden oder um den das optische Element 8 wieder in den Adapter 7 zurückzuschieben, damit beispielsweise der Adapter 7 gewechselt werden kann, wird der Antrieb 120 durch die Steuereinheit 110 angesteuert und der Schlitten 9 auf den Adapter 7 zu bewegt. Ist das optische Element 8 in den Adapter 7 eingeschoben, kann die Bildaufnahme beispielsweise im DIC-Verfahren erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit wird das optische Element e vor einem Wechsel des Adapters 7 vollständig aus dem Schacht 74 entfernt und verbleibt an dem Schlitten 9.
Ist der Magnet 111 an dem Schlitten 9 oder dem optischen Element 8 ein Permanentmagnet, ist ein in Fig. 21 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Zustellvorrichtung verwendbar. In einer Draufsicht ist ein Ausschnitt eines Trägers 131 in Form eines Objektivrevolvers gezeigt. An dem Träger 131 sind mehrere Adapteraufnahmen 2 angebracht. In einer der Adapteraufnahmen 2 ist ein Objektiv 6 eingesetzt und mit seiner Objektivachse 61 einer optischen Achse 11 des Mikroskopsystems 1 zugestellt. Der Schlitten 9 steht mit dem optischen Element 8 an abgeschrägten Flächen an dem aus dem Schacht 74 ragendem Ende des optischen Elements 8 (Abstreifflächen 138) in Kontakt. Bei einer Drehung des Trägers 131 wird der Kontakt zwischen Schlitten 9 und optischem Element 8 aufgehoben. Da die Bewegung des Trägers 131 im Wesentlichen quer zur magnetischen Verbindung erfolgt, wird das optische Element 8 nicht aus dem Schacht 74 gezogen und die Verbindung„abgeschert".
Fig. 22 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines DIC-Schiebers als ein mögliches optisches Element 8. Umlaufende Fasen an dem Rahmen des optischen Elements 8 unterstützen ein Einfahren in den Schacht 74. Das optische Element 8 weist ein Dämpfungselement 148 aus einem elastischen Material auf. Außerdem sind optional Magnete 111 vorhanden, durch deren Wirkung das optische Element e mit dem Adapter 7 lösbar verbunden werden kann.
Um das optische Element 8 sowohl motorisch als auch manuell einstellen zu können ist es von Vorteil, wenn eine für beide Möglichkeiten ausgelegte Ausführung des optischen Elements 8 verwendet wird.
Das in den Fig. 23 und 24 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel eines optischen Elements 8 kann mit einem abnehmbaren Bügel 139 mit Stellschraube 140 versehen werden. Der Bügel 139 ist mit mindestens einem Magneten 111 versehen.
An dem optischen Element 8 ist eine Aufnahmefläche für den Bügel 139 sowie ein erhöhter Rand 141 vorhanden. In den erhöhten Rand 141 sind Bohrungen mit darin eingesetzten Magneten 111 eingebracht. Der Bügel 139 mit der Stellschraube 140 kann bei Bedarf auf die Aufnahmefläche aufgesetzt werden. Dabei greifen die Magnete 111 des Bügels 139 in die Bohrung des erhöhten Randes 141 ein. Der Bügel 139 wird durch die Wirkung der magnetischen Haltekraft der Magnete 111 des Bügels 139 und des erhöhten Randes 141 auf der Aufnahmefläche gehalten. Mit aufgesetztem Bügel 139 ist das optische Element 8 mittels der Stellschraube 140 manuell einstellbar (Fig. 25). Soll das optische Element 8 automatisiert, insbesondere motorisch angetrieben, verwendet werden, wird der Bügel 139 mit der Stellschraube 140 entfernt (Fig. 23).
In einem Ausführungsbeispiel eines Mitnehmers kann die Schlittenbahn 10 (siehe z. B. Fig. 20) mit quer angeordneten Stegen 142 versehen sein, auf denen das optische Element e mit seinem Rahmen aufliegt und die als Kippsicherung wirken. Die Fig. 26 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel eines Mitnehmers mit einer Kamera 143. Die Kamera 143 ist so platziert, dass eine Marke oder eine Kodierung 144, beispielsweise ein QR-Code, erfasst werden kann, wenn das optische Element e beispielsweise in einer Endposition steht. Diese Endposition, die auch als Referenzposition verwendet werden kann, ist beispielsweise erreicht, wenn das optische Element 8 vollständig aus dem Schacht 74 ausgefahren ist. Somit kann erfasst werden ob ein optisches Element 8 vorhanden ist und um welches es sich dabei handelt.
Die Fig. 27 zeigt einen grundsätzlichen Aufbau eines durch den Adapter 7 und das Objektiv 6 und geführte Medienleitung 145. Ein in der nicht dargestellten Adapteraufnahme 2 vorhandener erster Kanal 146.1 ist an einen zweiten Kanal 146.2 angesetzt, der in oder an dem Adapter 7 ausgebildet ist. Die Verbindungsstelle von erstem Kanal 146.1 und zweitem Kanal 146.2 fungiert als Medienübergabeöffnung. Die Medienleitung 145 führt im Ausführungsbeispiel durch den Adapter 7 und mündet im Bereich des Bundes 73. Von dort gelangt ein Medium durch eine weitere Medienleitung 145, die in dem Objektiv 6, beispielsweise in dessen äußerer Hülse, ausgebildet ist, bis an eine Frontlinse, wo das Medium durch eine Mündung 147 der Medienleitung 145 auf die Frontlinse gelangt. Im Ausführungsbeispiel ist die Medienleitung 145 in einem Halbkreis um den inneren Bereich des Objektivs 6 geführt und daher nur abschnittsweise sichtbar.
Der erste Kanal 146.1 kann in weiteren Ausführungen auch an einer Medienzuführung ausgebildet sein, die nicht Bestandteil der Adapteraufnahme 2 ist. Die Medienzuführung kann beispielsweise an dem Mitnehmer 119 vorhanden sein. Die Medienleitungen 145 können als Bohrungen und/oder Nuten realisiert sein. Diese sind entsprechend an den Übergangsstellen und Öffnungen nach Außen abzudichten.
In Fig. 28 ist eine technische Lösung der Mediendurchführung für ein Objektiv 6 mit einem Probenschutz dargestellt, der beispielsweise bei einem Kontakt mit der Probe einfedert. Der Federweg kann durch ein um den Kern des Objektivs 6 verlegtes elastisches Schlauchelement als Medienleitung 145 ausgeglichen werden, wie diese schematisch dargestellt ist. Alternativ kann hier auch eine Abdichtung des einfedernden Bereichs mittels O-Ringen realisiert werden.
Die Übergabestelle zwischen Adapter 7, Adapteraufnahme 2 und/oder Träger 131 ist so gestaltet, dass eine Verbindung von erstem und zweitem Kanal 146.1, 146.2 (siehe Fig. 27) entweder durch die Bewegung in Richtung der optischen Achse 61 beim Abheben des Objektivs 6 oder senkrecht zur optischen Achse 61 beim Greifen/Klemmen des Objektivs 6 durchgeführt wird.
Hierbei ist darauf zu achten, dass die Medienübergabeöffnung gegen Austreten des Mediums abgedichtet ist. Dies kann z.B. durch eine Membran im Objektiv 6 realisiert werden, welche in der Mitte ein Loch aufweist, durch das sich eine Medienleitung 145 schiebt beziehungsweise geschoben werden kann. Die Medienleitung 145 kann dazu ein Rohrstück sein, welches fest am Träger 131 angebracht ist. Alternativ kann hier auch eine geschlitzte Membran mit entsprechender Steifigkeit genutzt werden.
Wiederum alternativ kann ein O-Ring als Dichtung in die Medienübergabeöffnung eingesetzt werden. Hierbei ist zu beachten, dass möglichst das komplette Medium vor einem Wechsel des Adapters 7 abgesaugt wird, damit es zu Verschmutzungen, Korrosion und gegebenenfalls Kurzschlüssen kommt. Alternativ zur Mediendurchführung mittels Bohrungen und abgedichteten Nuten in den Objektivteilen ist eine Durchführung über Kunststoffschläuche oder Rohrleitungen möglich. Diese werden durch eine Nut oder Bohrung in der Frontlinsenfassung direkt bis zur Frontlinse verlegt (Fig. 29). Ebenso können sie durch eine Nut in der Frontlinse geführt werden, wenn diese Nut den optischen Strahlengang nicht beeinträchtigt (Fig. 30).
Die Medienleitung 145 kann an der Mündung 147 eine Düse (nicht gezeigt) aufweisen, die das Medium vorteilhaft auf der Frontlinse verteilt.
Vorteil des Einsatzes von Schlauch- bzw. Rohrleitung ist die Austauschbarkeit bei Verschmutzung dieser Leitung durch Partikel, z.B. aus dem Medium selbst oder durch Abrasion der durchströmten Teile.
Bezugszeichen
1 Mikroskopsystem
II Optische Achse des Mikroskopsystems
2 Adapteraufnahme
21 Justierfläche
3 Aufnahmebereich
4 Haltestruktur
5 Gewindeeinsatz
6 Objektiv
61 Objektivachse
7 Adapter
71 Anlagefläche
72 Führungsfläche
73 Bund (des Adapters 7)
74 Schacht
75 Basis
8 optisches Element
9 Schlitten
10 Schlittenbahn
110 Steuereinheit
III Magnet
112 Bolzen
113 Kontaktelement
114 Riegel
115 Verschlussknopf
116 Druckstück/ Feder
117 abgeflachter Kugelkopf
118 torischer Spiegel
119 Mitnehmer
120 Antrieb (des Schlittens 9)
121 Zugfeder
122 Begrenzungszapfen Sicherungszapfen
Transportöffnung
Beleuchtungseinheit
Leuchten
Passstück
Gewindestift
Gewindestift
Einbuchtung
Zentrierstift
Strukturelement
Träger / Objektivrevolver
Grundplatte
Verschlusselement
Schlüsselloch
Begrenzungselement
Knopf
Abschnitt
Abstreiffläche
Bügel
Stellschraube
erhöhter Rand
Steg
Kamera
Marke/Kodierung
Medienleitung
erster Kanal
zweiter Kanal / Medienübergabeöffnung Mündung
Dämpfungselement

Claims

Patentansprüche
1. Adapter (7) zur Verbindung mit einem Objektiv (6), aufweisend
einen Aufnahmebereich (3) zur Aufnahme des Objektivs (6),
gekennzeichnet durch
sich im Wesentlichen in einer Ebene quer zur Objektivachse (61) des Objektivs (6) gerichtet erstreckende Haltestrukturen (4), die zum Eingriff korrespondierender Strukturelemente (130) einer Adapteraufnahme (2) während des Einsetzens des Adapters (7) in die Adapteraufnahme (2) ausgebildet sind, wodurch eine Bewegung des Adapters (7) bereits während des Einsetzens des Adapters (7) in die Adapteraufnahme (2) in Richtung der Objektivachse (61) verhindert wird.
2. Adapter (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestrukturen (4) jeweils als Öffnung, Nut, Stift oder Vorsprung ausgebildet sind.
3. Adapter (7) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schacht (74) zur Aufnahme eines in die Objektivachs (61) bewegbaren optischen Elements (8).
4. Adapter (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen im Schacht (74) angeordneten Magnet (111).
5. Adapter (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein im Schacht (74) angeordnetes Dämpfungselement (148).
6. Vorrichtung zum Halten eines Adapters (7), umfassend eine Adapteraufnahme (2) zur Aufnahme des Adapters (7) und einen Adapter (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
mindestens einer Justierfläche (21) der Adapteraufnahme (2), gegen die eine Anlagefläche (71) des Adapters (7) geführt und mit dieser in einer Sollposition in Kontakt gebracht ist,
Strukturelementen (130) der Adapteraufnahme (2), die zu den sich in einer Ebene quer zur Objektivachse (61) gerichtet erstreckenden Haltestrukturen (4) des Adapters (7) korrespondieren und mit diesen während des Einsetzens des Adapters (7) in die Adapteraufnahme (2) in Eingriff gelangen, sodass eine Bewegung des Adapters (7) bereits während des Einsetzens des Adapters (7) in die Adapteraufnahme (2) in Richtung der Objektivachse (61) verhindert wird, und
einem schwenkbaren oder einsteckbaren Riegel (114) der Adapteraufnahme (2) zum Halten des Adapters (7) in der Sollposition.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (114) mit einem Druckstück (116) versehen ist, das in einem geschlossenen Zustand des Riegels (114) spielfrei gegen den Adapter (7) geführt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (114) mit mindestens einem Magnet versehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen ersten Kanal (146.1) der Adapteraufnahme (2) und einen zweiten Kanal (146.2) des Adapters (7), wobei jeweils eine Öffnung des ersten Kanals (146.1) und des zweiten Kanals (146.2) miteinander in Kontakt stehen, wenn sich der Adapter (7) in der Sollposition befindet, sodass durch die derart in Verbindung stehenden Kanäle (146.1, 146.2) ein Medium geleitet werden kann.
10. Stellvorrichtung zum Bewegen eines optischen Elements (8) in die Objektivachse (61) umfassend die Adapteraufnahme (2), den Adapter (7) und einen Mitnehmer (119), wobei der Mitnehmer (119) einen Schlitten (9) zum Ankoppeln an dem optischen Element (8) aufweist und der Schlitten (9) mit wenigstens einem Magnet (111) oder einem mechanischen Koppelmechanismus versehen ist, mittels dem eine lösbare Haltekraft zwischen Schlitten (9) und optischen Element (8) erzeugbar ist.
11. Stellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (119) einen Abstreifer aufweist, der infolge einer Stellbewegung des Schlittens (9) gegen das optische Element (8) fahrbar ist und durch dessen Wirkung die lösbare Haltkraft bei einer fortdauernden Stellbewegung des Schlittens (9) überwunden wird.
PCT/EP2019/057389 2018-04-18 2019-03-25 Adapter für ein objektiv, vorrichtung zum halten des adapters und stellvorrichtung Ceased WO2019201558A1 (de)

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