-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Objektivs an einer Objektivaufnahme eines Mikroskops und zum Bereitstellen eines Anschlusses für ein elektrisches Zusatzmodul für das Objektiv, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Adapterring, der ein Auge aufweist, an dem das Objektiv anbringbar ist, und der an der Objektivaufnahme befestigbar ist, wobei der Adapterring eine Ringachse, eine zum Objektiv weisende Ringfläche sowie weiter elektrische Adapterkontakte zum Anschließen an elektrische Aufnahmekontakte der Objektivaufnahme und an einem Ringrand angeordnete Kontaktelemente zum elektrischen Verbinden mit dem Zusatzmoduls aufweist, und eine Modulhalterung für das Zusatzmodul.
-
-
Immersionsobjektive werden in der Lichtmikroskopie verwendet, um die optische Auflösung zu erhöhen. Bei einem Immersionsobjektiv handelt sich um ein Objektiv, dessen Frontlinse im Betrieb in ein Immersionsmittel, das in der Regel flüssig ist, eintaucht. Das Immersionsmittel ist bei einem aufrechten Mikroskop auf einem Deckglas aufgebracht, unter dem sich eine zu untersuchende Probe befindet. Bei einem invertierten Mikroskop erfolgt die Abbildung durch den Probenträger von unten. Das Immersionsmittel befindet sich dann auf dem Probenträger.
-
Die gattungsbildende
DE 10 2020 111 716 A1 offenbart ein Immersionsnachrüstset, das am Mantel eines Objektivs angebracht werden kann und das Objektiv mit Immersionsmittel an der Frontlinse versorgt. Das Objektiv wird über einen Bajonettadapterring an einer Mikroskopaufnahme befestigt, wobei elektrische Kontakte zwischen Bajonettadapterring und Mikroskopaufnahme geschlossen werden. Das Immersionsnachrüstset ist elektrisch steuerbar und wird deshalb elektrisch mit dem Mikroskop verbunden. Hierfür sieht die
DE 10 2020 111 716 A1 zwei Varianten vor. In beiden Varianten erfolgt eine Kontaktierung zu Kontakten, die an einer Abflachung des Bajonettadapterrings ausgebildet sind und zur Mikroskopaufnahme durchgeschleift werden. In einer ersten Variante, die in
14 der
DE 102020 111 716 A1 gezeigt ist, weist das Objektiv an seiner Mantelfläche elektrische Stecker auf, an denen das Immersionsnachrüstset eingesteckt wird und die über im Objektiv verlaufenden Leitungen mit den Kontakten am Bajonettadapterring verbunden sind. Das Objektiv weist dazu passende Gegenkontakte an seiner Unterseite auf. In einer zweiten Variante, die in
9 der
DE 10 2020 111 716 A1 gezeigt ist, wird das Immersionsnachrüstset mittels einer Schraubverbindung, z.B. einer Schelle, am Mantel des Objektivs befestigt und kontaktiert selbst über an seiner Unterseite vorgesehene Gegenkontakte die Kontakte am Bajonettadapterring.
-
Durch die
DE 10 2020 111 716 A1 wird sehr vorteilhaft erreicht, dass eine zuverlässige und elektrisch gesteuerte Aufbringung des Immersionsmittels möglich ist. Allerdings bestehen Einschränkungen hinsichtlich der möglichen Kombinationen aus Immersionsnachrüstset und Objektiv. Entweder muss das Objektiv bereits die Gegenkontakte, den Stecker und die Leitungen vom Stecker zu den Gegenkontakten bereitstellen und somit für ein bestimmtes Immersionsnachrüstset ausgebildet sein (Variante 1). Oder das Objektiv und das Immersionsnachrüstset sind so in ihren Abmessungen, insbesondere was den Manteldurchmesser des Objektivs angeht, aufeinander abgestimmt, dass die am Immersionsnachrüstset untenliegende Gegenkontakte exakt auf den Kontakten am Bajonettadapterring liegen (Variante 2). Zudem muss in beiden Fällen dann auf eine richtige Drehausrichtung, entweder des Objektiv im Bajonettadapterring (Variante 1) oder des Immersionsnachrüstsets am Objektiv (Variante 2), geachtet werden, damit die Kontakte und die Gegenkontakte richtig miteinander verbunden sind.
-
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen vielfältigeren Einsatz eine Zusatzmoduls, z.B. einer Immersionsnachrüstlösung zu ermöglichen - mit weniger oder ohne Einschränkungen hinsichtlich der möglichen Kombinationen aus Zusatzmodul und Objektiv. Weiter soll eine möglichst große Freiheit hinsichtlich der Zusatzmodule geschaffen werden, und mühsame und fehlerträchtige Justierungen sollen entfallen.
-
Die Erfindung ist im unabhängigen Anspruch definiert; die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen.
-
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Objektivs an einer Objektivaufnahme eines Mikroskops derart, dass gleichzeitig ein Anschluss für ein elektrisches Zusatzmodul für das Objektiv bereitgestellt ist. Ein solches Zusatzmodul kann beispielsweise das bereits genannte Immersionsnachrüstset sein. Die Vorrichtung umfasst einen Adapterring sowie einen Moduladapter. Der Adapterring weist ein Auge auf, in dem das Objektiv anbringbar ist; üblicherweise haben Objektive sogenannte Feingewinderinge. In einem solchen Fall ist das Auge mit einem entsprechenden Innengewinde ausgestattet, in welches der Feingewindering des Objektivs einschraubbar ist. Der Adapterring ist weiter an der Objektivaufnahme befestigbar. Hierbei kommt in der Regel eine Bajonett-artige Befestigung zur Anwendung, da übliche Objektivaufnahmen an Objektivrevolvern entsprechende Bajonettverschlüsse einsetzen. Der Adapterring ist somit nicht zwingend Bestandteil des Objektivs, sondern wird mit diesem verbunden, beispielsweise verschraubt. Der Adapterring umfasst eine Ringachse, welche üblicherweise mit der optischen Achse des Objektivs nach dessen Montage am Adapterring zusammenfällt, sowie eine zum Objektiv weisende Ringfläche. Diese Ringfläche stellt dabei in einer Ausrichtung des Objektivs, die mit der Frontlinse nach oben weist, die Oberseite des Adapterrings dar.
-
Soweit in der nachfolgenden Beschreibung von Oberseite bzw. Unterseite oder oben bzw. unten sowie oberhalb bzw. unterhalb gesprochen wird, beziehen sich diese Begriffe auf eine derartige Orientierung des Objektivs mit oben liegender Frontlinse. Dies darf nicht damit verwechselt werden, dass eine derartige Lage des Objektivs üblicherweise nur bei einem invertierten Mikroskop vorliegt, wohingegen bei einem sogenannten aufrechten Mikroskop, bei dem sich das Objektiv oberhalb einer Probe befindet, die Verhältnisse umgekehrt sind. Dann vertauschen sich oben und unten in der Nomenklatur. Um Verwirrungen zu vermeiden, werden die Begriffe jedoch in dieser Beschreibung durchgängig so eingesetzt, dass sie sich auf eine Position des Objektivs beziehen, bei dem dessen Frontlinse oben liegt.
-
Der Adapterring weist elektrische Adapterkontakte auf, die zum Anschließen an entsprechende elektrische Aufnahmekontakte in der Objektivaufnahme ausgebildet sind. Diese Adapterkontakte liegen am Adapterring in der Regel an dessen Unterseite, da dann vorteilhafterweise für Adapterkontakte und Aufnahmekontakte große Flächenbereiche zur Verfügung stehen. Der Adapterring verfügt weiter an einem Ringrand über Kontaktelemente zum elektrischen Verbinden mit dem Zusatzmodul. Über diese Kontaktelemente kann letztlich das Zusatzmodul elektrisch mit einer Datenverbindung bzw. einer Energieversorgung verbunden und so elektrisch angeschlossen werden.
-
Der Moduladapter weist einen Grundkörper auf, welcher mit einer Unterseite auf die Ringfläche des Adapterrings in vorbestimmter Drehlage befestigbar ist. Er hat eine Öffnung, die das Auge nicht abdeckt, wenn der Grundkörper auf der Ringfläche des Adapterrings befestigt ist. Die Befestigung des Grundkörpers erfolgt auf der Oberseite des Adapterrings, weshalb der Grundkörper die genannte Öffnung aufweist, in welcher das Objektiv zu liegen kommt, wenn es am Adapterring befestigt ist. Der Moduladapter hat am Rand der Unterseite des Grundkörpers elektrische Gegenkontaktelemente, welche passend zu den Kontaktelementen am Ringrand des Adapterrings (bezogen auf die vorbestimmte Drehlage) ausgebildet sind. Sie kontaktieren diese am Ringrand des Adapterrings angeordneten Kontaktelemente, wenn der Grundkörper in der vorbestimmten Drehlage auf der Ringfläche des Adapterrings befestigt ist. Der Begriff „Drehlage“ bezieht sich dabei auf eine Drehung um die Ringachse.
-
Am Grundkörper ist seitlich eine sich parallel zur Ringachse erstreckende Modulhalterung angeordnet, die das Auge und die Öffnung nicht überdeckt. Sie ragt (in der hier verwendeten Nomenklatur) nach oben, erstreckt sich also längs des Objektivs, jedoch außerhalb des Bauraums, den das Objektiv einnimmt, wenn es im Auge befestigt ist. Die Modulhalterung ist an ihrer vom Auge und damit vom Objektiv weg weisenden Seite zum Haltern des Zusatzmoduls ausgebildet. Sie weist dort zudem elektrische Modulkontakte zum Kontaktieren des Zusatzmoduls auf. Diese Modulkontakte sind im Moduladapter mit den elektrischen Gegenkontaktelementen leitend verbunden.
-
Der Moduladapter kommt im Gesamtaufbau zwischen dem Adapterring, welcher die mechanische Befestigung und den elektrischen Anschluss des Objektivs an der Objektivaufnahme sicherstellt, und dem Objektivkörper selbst zu liegen bzw. umgibt diesen oberhalb des Adapterrings mindestens teilweise. Bevorzugt ist der Grundkörper ringförmig ausgeführt und umgibt den Objektivkörper dann vollständig. An einem Rand des Grundkörpers und zugleich außerhalb des Volumens, das für das Mikroskopobjektiv vorgesehen ist, ist die Modulhalterung ausgebildet.
-
Dadurch, dass der Grundkörper in vorbestimmter Drehlage auf der Ringfläche des Adapterrings befestigt wird, ist eine zuverlässige Kontaktierung zu den Kontaktelementen, die am Adapterring vorgesehen sind, möglich. Die dafür vorgesehenen elektrischen Gegenkontaktelemente des Moduladapters sind elektrisch verbunden mit den elektrischen Modulkontakten zum Kontaktieren des Zusatzmoduls, welche in der seitlich angeordneten Modulhalterung angebracht sind.
-
Auf diese Weise ist die Montage des Zusatzmoduls stark vereinfacht, und es besteht keine Einschränkung auf bestimmte Kombinationen von Objektiven und Zusatzmodulen. Es muss nicht darauf geachtet werden, dass das Zusatzmodul auf den Außendurchmesser des Objektivmantels so abgestimmt ist, dass an der Unterseite des Zusatzmoduls vorgesehene Gegenkontaktelemente mit den Kontakten am Adapterring zuverlässig in Kontakt treten. Auch muss nicht darauf geachtet werden, dass bei der Befestigung des Zusatzmoduls eine bestimmte Drehlage gegenüber dem Adapterring eingehalten wird, denn dies wird durch den Moduladapter bereits garantiert. Beide Problemstellungen ergaben sich bei der genannten Variante 2 der
DE 10 2020 111 716 A1 . Auch muss das Objektiv selbst nicht auf die Befestigung des Zusatzmoduls vorbereitet sein, wie dies in der Variante 1 der
DE 10 2020 111 716 A1 der Fall ist.
-
Die Modulhalterung kann universell ausgebildet sein. Sie stellt für beliebige Module eine einheitliche Schnittstelle bereit, sowohl was die elektrischen Modulkontakte als auch was die mechanische Befestigung angeht. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Modulhalterung eine konvex gekrümmte Außenfläche aufweist, die in konstantem Radius zur Ringachse des Adapterrings zu liegen kommt. Auf diese Weise ist ein Anschlag geschaffen, der eine definierte Lage des Zusatzmoduls zur optischen Achse des Objektivs sicherstellt, die letztlich mit der Ringachse des Auges zusammenfällt. Somit liegt unabhängig von der konkreten Gestaltung des Zusatzmoduls und den Abmessungen des Objektivmantels eine Bezugsfläche vor, auf der das Zusatzmodul sich abstützen kann, um Elemente, beispielsweise einen Immersionsmittelkanal etc., in ganz definierter Lage zur optischen Achse des Objektivs zu positionieren.
-
Besonders bevorzugt ist es, dass der Grundkörper als Ring ausgebildet ist, der auf die Ringfläche aufsetzbar ist. Dann können am Adapterring und am Grundkörper Rastelemente und/oder Schraubelemente vorgesehen werden, mittels denen der Grundkörper und der Adapterring miteinander verrastet und/oder verschraubt wird. Schraubverbindungen sind besonders fest. Im Falle einer Rastverbindung ist sehr einfach eine werkzeuglose Montage sichergestellt. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Rastelemente an der Ringfläche ausgebildet sind und als Paare aus Rastzapfen und Rastaufnahmen am Adapterring unter dem Grundkörper ausgeführt sind. Auf diese Weise kann die Befestigung des Moduladapters am Adapterring durch eine rein axiale Aufsetzbewegung erfolgen.
-
Die Verbindung kann ergänzt oder realisiert werden durch Paare von Magneten und Gegenmagneten, die an zueinander weisenden Seiten von Adapterring und Grundkörper angeordnet sind und den Moduladapter auf die Ringfläche ziehen bzw. dort sichern. Passelemente können unabhängig von der konkreten Verbindungstechnik vorgesehen werden, um die entsprechende Drehlage sicherzustellen und damit eine zuverlässige Verbindung von Kontaktelementen und Gegenkontaktelementen zu gewährleisten.
-
Eine besonders einfache Befestigung des Zusatzmoduls ist realisiert, wenn am oberen Rand der Modulhalterung eine, bevorzugt U-förmig ausgebildete, Hakenleiste angeordnet ist, in die das Zusatzmodul eingehängt werden kann. Bevorzugt wirkt diese Hakenleiste mit Magneten zusammen, die mit entsprechenden Gegenmagneten am Zusatzmodul das eingehängte Zusatzmodul an der Modulhalterung sichern.
-
Das unerwünschte Freisetzen von Immersionsflüssigkeiten ist grundsätzlich eine Gefahr in der Mikroskopie. Dies gilt insbesondere bei inversen Mikroskopen, da dann unerwünscht freigesetzte Immersionsflüssigkeit am Objektiv nach unten laufen und in das Mikroskopstativ eintreten kann. Beispielsweise könnte sie die elektrische Kontaktierung zwischen Adapterkontakten und Modulkontakten stören und Kurzschlüsse verursachen. Es ist deshalb bevorzugt, die Hakenleiste als umlaufenden Kragen auszugestalten, der oberhalb der Modulhalterung unerwünscht freigesetzte Immersionsflüssigkeit von den Modulkontakten wegleitet. Dies kann kombiniert werden mit einem ringförmigen Grundkörper, der an seiner Innenseite eine Dichtung aufweist, die zum Objektiv hin abdichtet. Eine solche Dichtung ist natürlich auch grundsätzlich für sich alleine vorteilhaft.
-
Zum weiteren Schutz des Mikroskopstativs vor unerwünscht freigesetzter Immersionsflüssigkeit ist es bekannt, einen sogenannten Havarieschutzring vorzusehen, welcher oberhalb des Adapterrings unerwünscht freigesetzte Immersionsflüssigkeit vom Mikroskopstativ wegleitet. Ein derartiger Schutzring kann nun besonders einfach an der Außenseite des Grundkörpers angebracht werden, wenn dieser dort einen entsprechenden Montageflansch, insbesondere umfassend eine Ringnut, zum Befestigen des Schutzrings aufweist. Dann wird unerwünscht freigesetzte Immersionsflüssigkeit bereits am Grundkörper des Montageadapters abgeleitet.
-
Die Drehlage des Montageadapters am Adapterring ist durch die entsprechende Befestigung sichergestellt. Um zusätzlich auch eine Drehlage des Zusatzmoduls besonders präzise und sicher einstellen zu können, ist es bevorzugt, zur Dreh-Ausrichtung eines Zusatzmoduls, das an der Modulhalterung befestigt wird, oberhalb der Modulhalterung eine Vertiefung, ein Loch oder einen Vorsprung auszubilden, mit dem das Zusatzmodul eingreifen kann, um die Drehausrichtung präzise zu fixieren.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. In den Figuren zeigen:
- 1A-1C einen Adapter zum Befestigen eines Objektivs in verschiedenen Schritten beim Befestigens des Adapters in einer Aufnahme;
- 2 eine Draufsicht auf einen Adapterring zur Bajonettbefestigung eines Objektivs an einer Aufnahme;
- 3 den Adapterring der 2 in einer Ansicht von unten, d.h. von der Seite, welche zu einem Mikroskopstativ hin orientiert ist;
- 4 eine perspektivische Ansicht eines Moduladapters, der auf dem Adapterring der 2 und 3 befestigt wird;
- 5 den Moduladapter der 4 in einer Ansicht von oben, d.h. von der Seite, an der das Objektiv eingesetzt werden soll;
- 6-7 Modifikationen des Adapterrings der 2 und des Moduladapters der 4, wobei die Modifikation die Befestigung des Moduladapters auf dem Adapterring betrifft;
- 8-10 Detailansichten der axialen Fixierung des Moduladapters der 4 auf dem Adapterring der 2;
- 11 Draufsichten auf eine Modulhalterung des Moduladapters der 4, 5 oder 7 in zwei unterschiedlichen Zuständen, nämlich mit einer geschlossenen bzw. einer aufgeklappten Schutzkappe über einer Modulkontaktleiste;
- 12 eine Schnittdarstellung durch den Moduladapter mit aufgeklappter Schutzkappe;
- 13 eine seitliche Ansicht des Moduladapters der 12;
- 14-15 Ansichten entsprechend den 12 und 13, jedoch mit geschlossener Schutzkappe;
- 16 eine Seitenansicht des Adapterrings mit darauf befestigtem Moduladapter, eingesetztem Objektiv und am Moduladapter angebrachten Zusatzmodul;
- 17 eine vergrößerte Darstellung des Schnittes durch die Modulhalterung der 12;
- 18- 23 verschiedene Schritte des Zusammenbaus von Moduladapter, Havarieschutzring, Adapterring, Objektiv, Objektivrevolver und Zusatzmodul;
- 24 eine Schnittdarstellung ähnlich der 12 jedoch mit befestigtem Zusatzmodul, und
- 25-26 perspektivische Darstellungen des Zusatzmoduls von der Seite her gesehen, die an der Modulhalterung des Moduladapters befestigt wird.
-
1A zeigt einen Bajonett-Adapterring 2, der in einer Aufnahme 4 für Objektive eines Mikroskops befestigt wird. Der Adapterring 2 weist ein Auge 6 mit einer Ringachse auf, das mit einem Gewinde 8 versehen ist, in das ein Mikroskopobjektiv eingeschraubt werden kann. Das Objektiv ist in den 1A bis 1C nicht gezeigt, da diese nur das Bajonett-Prinzip der Befestigung des Adapterrings 2 in der Aufnahme 4 veranschaulichen sollen. Der Adapterring 2 weist zwei Halteflansche 10, 12 sowie zwei gegenüberliegende Abflachungen 14, 16 auf, an denen der Adapterring 2 gegenüber dem Außenumfang der Halteflansche 10, 12 zurückbleibt. Diese Abflachungen 14, 16 erlauben es, den Adapterring 2 quer zur Ringachse in einen Haltekragen 18 der Aufnahme 4 einzuschieben (1A), bis einer der Halteflansche 12 in den Haltekragen 18 einsteht und das Auge 6 über der optischen Achse zentriert ist (1B). Anschließend wird der Adapterring 2 in der Aufnahme rotiert, bis beide Halteflansche 10, 12 in den Haltekragen 18 eingreifen. Durch geeignete Mittel wird dabei gleichzeitig der Adapterring 2 in der Aufnahme 4 verriegelt.
-
Die Aufnahme 4 ist Teil eines Objektivflansches eines Mikroskops und weist elektrische Aufnahmekontakte 20 auf, die mit entsprechenden Adapterkontakten, welche in den 1A bis 1C nicht zu sehen sind, da sie auf der in den Figuren dargestellten Lage des Adapterrings 2 auf dessen Rückseite angeordnet sind, leitend verbunden sind, wenn der Adapterring 2 in der Stellung gemäß 1C in der Aufnahme 4 verriegelt ist. An einer der Abflachungen, nämlich der Abflachung 16, weist der Adapterring 2 Kontaktelemente 22 auf, deren Funktion nachfolgend noch erläutert wird. Sie sind bevorzugt axial, d.h. längs der Ringachse freiliegend. Die Kontaktelemente 22 sind über elektrische Leitungen (nicht dargestellt), die im Adapterring 2 verlaufen, mit den Adapterkontakten verbunden, so das eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen 22 und den Aufnahmekontakten 20 besteht, wenn der Adapterring 2 in der eingeschobenen und verriegelten Stellung gemäß 1C ist, und zugleich in axialer Richtung die Kontaktelemente 22 zugänglich sind.
-
2 zeigt den Adapterring 2 in einer ersten Ausführungsform in einer perspektivischen Position, die im Wesentlichen der der 1A bis 1C entspricht. In dieser Lage würde sich das Objektiv, wenn es in das Auge eingesetzt ist, von der Zeichenebene nach schräg oben erstrecken. Es ist gut zu erkennen, dass der Adapterring 2 sich ringförmig um ein Auge 6 erstreckt, wobei sich an der in 2 oben liegenden Begrenzungsfläche eine Ringfläche 24 befindet. Sie stellt die dem Objektiv zugeordnete Oberseite des Adapterrings 2 dar. Gegenüber dieser Oberseite 24 würde das Objektiv nach oben ragen. 3 zeigt den Adapterring 2 in einer Ansicht von unten, d.h. von der Unterseite 26, welche der Aufnahme 4 hin zu liegen kommt. Es sind deshalb die Adapterkontakte 28 als kleine Kreise zu sehen, von denen einer mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet ist. Bevorzugt befinden sich an der Unterseite 26 Magnete 29a, b, die mit Gegenmagneten an der Aufnahme 4 zusammenwirken und das Eindrehen des Adapterrings 2 in der Aufnahme 4 in die korrekte Stellung, wie sie in 1C gezeigt ist, zu unterstützen.
-
Der Adapterring 2 weist in der Ausführungsform der 2 in der Ringfläche 24 drei Spannhülsen 30a, 30b und 30c auf. Sie haben die Funktion einer Rastaufnahme, die nachfolgend noch näher erläutert wird und bilden jeweils einen Teil eines Paares aus Rastzapfen und Rastaufnahme.
-
Zum Durchleiten von elektrischen Signalen oder Versorgungsspannung an ein entsprechend ausgerüstetes Objektiv sind an der Ringfläche 24 weiter zwei elektrische Objektivkontakte 32a, 32b angeordnet. Wie 2 erkennen lässt, liegen diese auf unterschiedlichen radialen Positionen bezogen auf das Zentrum des Auges 6 und können somit mit radial beabstandeten Schleifringen an einem Objektiv entsprechend in Kontakt treten, um damit den elektrischen Anschluss beispielsweise von einem elektrischen Antrieb im Mikroskopobjektiv zu ermöglichen. Die Objektivkontakte 32a, 32b sind ebenfalls mit Adapterkontakten 28 verbunden.
-
Die Spannhülsen 30a bis 30c sowie Magnete 34a bis 34d dienen dazu, einen Moduladapter 36 auf der Ringfläche 24 zu befestigen. Dieser Moduladapter 36 ist in einer ersten Ausführungsform in den 4 und 5, sowie in einer zweiten Ausführungsform in 7 gezeigt. Er umfasst einen Ringkörper 38 als Grundkörper, der eine Ringöffnung 40 freilässt und auf die Ringfläche 24 des Adapterrings 2 aufgesetzt werden kann. Dabei liegt die in 4 zu sehende Unterseite 44 des Ringkörpers 38 auf der Ringfläche 24 auf. Dem gegenüber erstreckt sich eine Modulhalterung 42 am Ringkörper 38 nach oben, also parallel zum Objektiv (in 20 gut zu sehen). An der Unterseite 44 sind vier Rastzapfen 46a bis 46c vorgesehen, die zum Eingriff in den Spannhülsen 30a bis c ausgebildet sind um derart den Ringkörper 38 des Moduladapters 36 auf der Ringfläche 24 des Adapterrings 2 zu befestigen. Die 8 bis 10 zeigen im Detail das Zusammenwirken der Spannhülsen, hier der Spannhülse 30a am Adapterring 2 mit dem Rastzapfen, hier dem Rastzapfen 46a am Ringkörper 38.
-
Die Bezugszeichen sind in den Figuren dabei so gewählt, dass der Rastzapfen 46a in den Spannhülse 30a eingesetzt wird usw. Gegenmagnete 48a bis 48d an der Unterseite 44 sind in passender Lage zu den Magneten 34a bis 34d an der Ringfläche 24 vorgesehen und unterstützen das rotationsrichtige Aufsetzen des Ringkörpers 38 auf die Fläche 24. Zusätzlich sind Führungsstifte 50a bis 50c an der Unterseite 44 ausgebildet, die beim Aufsetzen des Ringkörpers 38 auf die Ringfläche 24 in dort ausgebildeten Führungslöchern 52a bis 42c eingesetzt werden. Die Kombination aus Führungsstiften 50a bis c und Führungslöchern 52a bis c stellt eine sehr präzise Justage hinsichtlich der Drehstellung sicher, die Paare aus Magneten 34a bis 34d und Gegenmagneten 48a bis 48d erleichtern es, diese Drehstellung zu finden, da sie beim Ansetzen den Ringkörper 38 in die entsprechende Drehstellung gegenüber dem Adapterring 2 führen und die Rastelemente bestehend aus Paaren von Rastzapfen 46a bis 46c und Rastaufnahmen in Form von Spannhülsen 30a bis 30c fixieren den Moduladapter 36 axial, d.h. senkrecht zur Ringfläche 24 bzw. entlang der Ringachse des Adapterrings 2 sowie des Ringkörpers 38.
-
Die richtige Drehlage des Moduladapters 36 am Adapterring 2 ist auch deshalb von Relevanz, da der Ringkörper 38 an seine Unterseite 44 weiter elektrische Gegenkontaktelemente 54 aufweist, die mit den Kontaktelementen 22 in Verbindung treten, wenn der Ringkörper 38 in der vorbestimmten Drehstellung auf den Adapterring 2 aufgesetzt ist. Auf diese Weise wird eine elektrische Kontaktierung zur Modulhalterung 42 erreicht. Diese hat eine Modulaufnahme 56, welche von der Öffnung 40 und damit vom Objektiv weg weist. An dieser Modulaufnahme 6 sind noch zu erläuternde elektrische Modulkontakte ausgebildet, die auf die Gegenkontaktelemente 54 durchkontaktiert sind und damit letztlich mit den Kontaktelementen 22 und somit mit den Adapterkontakten 28 in Verbindung stehen.
-
5 zeigt die Modulhalterung 36 von oben. Es ist gut zu erkennen, dass die Modulhalterung 42 eine Ausnehmung 58 aufweist, die konkav geformt ist und somit als Freistellung für den Außenumfang des Objektivs dient, das in der in 5 gezeigten Ausrichtung nach oben ragen würde und somit in die konkave Ausnehmung 58 einstehen kann.
-
Die Ausführungsform der 6 und 7 variiert die Ausgestaltung von Adapterring 2 und Moduladapter 36 hinsichtlich der gegenseitigen Befestigung. Diese Ausführungsform ist besonders für invertierte Mikroskope geeignet, bei denen also ein Objektiv im tatsächlichen Einsatz mit seiner nach unten weisenden Fläche am Mikroskopstativ angebracht ist. Besonders in diesem Fall genügt die Kraft von Magneten und Gegenmagneten, von denen hier nur Bezugszeichen für das Paar 30a, 48a eingezeichnet sind, zusammen mit den Führungsstiften sowie den Führungslöchern, von denen hier nur das Paar 50a, 52a mit Bezugszeichen versehen ist, um den Ringkörper 38 an der Führungsfläche 24 des Adapterrings 2 zu sichern. Wie die 4 und 6 zeigen, sind in dieser Ausführungsform für eine besonders gute magnetische Verankerung acht Paare an Magneten/Gegenmagneten vorgesehen, weshalb diese Ausführungsform grundsätzlich auch bei einem aufrechten Mikroskop, in dem das Objektiv mit nach oben weisendem Flansch am Stativ befestigt ist, geeignet. Bis auf die Befestigung des Ringkörpers 38 an der Ringfläche 24 entspricht die Ausführungsform der 6 und 7 der gemäß 2 bis 5. Die entsprechenden Elemente sind deshalb nicht noch einmal eingezeichnet und wiederholt. Die Darstellung der 7 unterscheidet sich jedoch von der 4 dahingehend, dass eine Schutzkappe 60 über einer Modulkontaktleiste 62 aufgeklappt ist, die in 4 geschlossen dargestellt ist. Es sind damit die Modulkontakte zu sehen, die mit den Gegenkontaktelementen 54 verbunden sind. Sie sind in einer Modulkontaktleiste 62 zusammengefasst.
-
11 zeigt in zwei Darstellungen detailliert diesen geschlossenen bzw. geöffneten Zustand der Schutzkappe 60. Sie ist an einem Scharnier 64 angebracht und kann nach oben in eine Vertiefung 66 aufgeklappt werden. Bevorzugt wird sie geöffnet und/oder geschlossen mittels Magneten gehalten.
-
In der Modulaufnahme 56 sind weiter noch Vorsprünge angeordnet, die nachfolgend noch erläutert werden und die es erlauben, ein Modul, beispielsweise ein Immersionsmodul einzuhängen.
-
Die 12 und 13 zeigen einen Schnitt durch den Moduladapter 36 derart, dass die elektronische Verbindung von der Modulkontaktleiste 62 zum Modulkontakt 54 erkennbar ist. 13 zeigt eine Draufsicht ähnlich der 11, wobei nun der Ringkörper 38 und die Gegenkontaktelemente 54 ebenfalls zu sehen sind. Die 14 und 15 entsprechen der Darstellung der 12 und 13, jedoch ist hier die Schutzkappe 60 geschlossen. Bevorzugt ist sie (auch) in dieser Stellung mittels Magnetkraft verriegelt. Hierbei können Magnete eingesetzt werden, die am in 14 unten liegenden Rand der Schutzkappe 14 angeordnet sind.
-
12 zeigt schraffiert ein mehrfach gewinkeltes Bauteil, das die elektrische Verbindung zu einem der Modulkontakte in der Modulkontaktleiste 62 herstellt. Es handelt sich um einen Kontaktierungsstift 68, der einerseits elektrisch mit einem der Modulkontakte in der Modulkontaktleiste 62 verbunden ist und andererseits an der Unterseite 44 vorsteht und damit ein Gegenkontaktelement 54 bildet. Der Kontaktierungsstift 68 ist in 12 schraffiert hervorgehoben. Er wird von einer Feder 70 auf die Unterseite 44 hin gespannt, so dass das Gegenkontaktelement 54 federbelastet an der Unterseite 44 vorsteht und damit von der Feder 70 auf das ihm zugeordnete Kontaktelement 22 gedrückt wird, wenn der Moduladapter 36 auf die Ringfläche 24 aufgesetzt wird. 17 zeigt vergrößert die elektrische Verbindung von einem Element der Modulkontaktleiste 62 über den Kontaktierungsstift 68, der von der Feder 70 belastet ist und mit seinem freien Ende, das einen Modelkontakt 54 darstellt, auf ein Kontaktelement 22 gepresst ist. Hierbei wird auch erkennbar, dass die Kontaktelemente 22 am Adapterring 2 so ausgebildet sind, dass sie in axialer Richtung kontaktiert werden können. Beispielsweise stehen sie radial geeignet vor.
-
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass dieses Aufsetzen mit einer Bewegung erfolgt, die rein axial verläuft, d.h. keine Rotation um die Achse durch das Auge 6 bzw. die Achse 40 des Ringkörpers 38 ausgeführt wird. Auf diese Weise wird beim Aufsetzen der Kontaktierungsstift 68 gegen die Feder 70 nach oben gedrückt und liegt federbelastet mit seinem das Gegenkontaktelement 54 bildenden Ende auf dem zugeordneten Kontaktelement 22 auf. Diese axiale Verschiebung des Kontaktierungsstiftes 68 erfolgt nur in geringem Maße, ist und durch eine entsprechende gleitende Anlage des Kontaktierungsstiftes 68 ist ein Kontakt in der Modulkontaktleiste 62 möglich. Natürlich sind für jedes Kontaktelement 22 ein Kontaktierungsstift 60 und ein Modulkontakt in der Modulkontaktleiste 62 vorgesehen. In 13 sind es sechs einzelne Modulkontakte in der Modulkontaktleiste 62.
-
12 zeigt weiter eine Hakenleiste 76 am oberen Rand der Modulaufnahme 56, die zum Einhängen eines Zusatzmoduls ausgebildet ist. Ein an der Oberseite der Modulhalterung 42 vorgesehenes Langloch 74 dient als Nut zur radialen Ausrichtung eines Zusatzmoduls, das an der Modulaufnahme 56 befestigt wird. Die konvex gekrümmte Außenfläche 76 der Modulhalterung definiert einen Aufnahmedurchmesser für Zusatzmodule, da sie in konstantem Radius zur Ringachse liegt. Sie stellt so eine definierte Lage der Zusatzmodule zur Objektivachse sicher, die mit der Ringachse des Auges 6 bzw. der Öffnung 40 zusammenfällt.
-
Die Hakenleiste ist bevorzugt ein umlaufender Kragen 7 und dient als sogenannter Havarieschutz, da sie eine Beschädigung des Objektivs durch unerwünscht freigesetzte Immersionsflüssigkeit verhindert, indem Immersionsmittel durch den Kragen abgeleitet wird. Er wirkt mit einem Dichtring 80 zusammen, der am Innenrand des Ringkörpers 38 vorgesehen ist und zum Objektiv hin abdichtet.
-
An seinem Außenumfang weist der Ringkörper 38 eine Nut 82 auf, in die ein Havarieschutzring 84 eingesetzt werden kann. Dieser leitet bei einer invertierten Anordnung des Objektivs, bei welcher der Adapterring 2 tiefer liegt, als die Spitze des Objektivs, etwaige Immersionsflüssigkeit vom Adapterring 2 und damit der Aufnahme 4 und dem Mikroskopstativ ab.
-
16 zeigt ein am Adapterring 2 befestigtes Objektiv 85. An der Modulhalterung 42 ist ein Immersionsset 86 angebracht. Es kann beispielsweise von der Bauart sein, die in
DE 10 2020 111 716 A1 beschrieben ist.
-
Die 18 bis 23 zeigen die verschiedenen Schritte zum Zusammenbau von Adapterring 2, Moduladapter 36, Havarieschutzring 84, Objektiv 85, Aufnahme 4 und schließlich Immersionsset 86. Dies kann werkzeuglos erfolgen.
-
Zuerst wird gemäß 18 der Havarieschutzring 84 in die Nut 82 des Ringkörpers 38 eingeklipst. Passmarkierungen an dem Havarieschutzring 84 und dem Ringkörper 38 erleichtern das Auffinden der richtigen Rotationslage in Ausführungsformen, in denen der Havarieschutzring 84 nicht vollständig rotationssymmetrisch ist, beispielsweise weil er Ausnehmungen etc. hat. Das Zusammenfügen erfolgt längs des Pfeiles, der in 18 eingezeichnet ist.
-
Anschließend wird gemäß 19 die Einheit aus Moduladapter 36 und Havarieschutzring 24 auf die Ringfläche 24 des Adapters 2 aufgesetzt, und der Moduladapter 36 und der Adapterring 2 werden miteinander verbunden.
-
Als nächstes wird, wie 20 zeigt, das Objektiv 85 mit seinem Objektivgewinde 88 in das Gewinde 8 am Adapterring 2 eingeschraubt. Dies erfolgt in der in 20 gezeigte Orientierung der Einheit aus Adapterring 2 und Moduladapter 36, also derart, dass der Moduladapter 36 zwischen dem Adapterring 2 und dem Objektiv 85 liegt. Auf die genaue Drehstellung kommt es in einigen Ausführungsformen nicht an, denn durch den Adapterring 2 und den Moduladapter 36 ist bereits hinsichtlich der Befestigung des Zusatzmoduls gegenüber der Aufnahme 4 die nötige Lage sichergestellt. Ggf. wird erst kurz vorher der Dichtring 80 eingesetzt, da seine Ringbreite auf den Außendurchmesser des Objektivs 85 abgestimmt sein muss.
-
An der Ringfläche 24 liegt eine entsprechende Gegenfläche des Objektivs 85 an. Da durch diese Anlage der axiale Abstand des Objektivs zur Aufnahme und damit zum restlichen Strahlengang des Mikroskops festgelegt ist, kann es in Ausführungsformen erforderlich sein, diesen Abstand einzustellen. Hierfür sind optionale Abstimmringe vorgesehen, die als flache Ringscheiben einer definierten Dicke ausgeführt sind und auf die Fläche 24 aufgelegt werden. Sie kommen damit zwischen dem Ringkörper des Adapterrings 2 und einer unteren Passfläche des Mikroskopobjektivs zu liegen, wodurch die Dicke dieser Ringscheiben die axiale Lage des Mikroskopobjektivs 85 gegenüber den Passelementen, welche den Adapterring 2 in der Aufnahme 4 ausrichten, und damit letztlich gegenüber dem Mikroskop justiert.
-
Nun wird die zusammengefügte Kombination aus Objektiv 85, Moduladapter 36 und (generell optionalem) Havarieschutzring 84 sowie Adapterring 2 in die Aufnahme 4, welche beispielsweise an einem Objektivrevolver 90 angeordnet sein kann, eingesetzt. Dabei wird der bajonettverschlussartige Befestigungsablauf ausgeführt, der zuvor anhand der 1A bis 1C erläutert wurde, d.h. der Adapterring 2 wird zuerst seitlich in den Haltekragen 10 eingeschoben und dann in die Verriegelungsstellung gedreht.
-
Nun kann an der Modulhalterung 42 ein Zusatzmodul, z.B. Immersionsset 86 angebracht werden, wobei es gemäß dem in 22 eingezeichneten Pfeil mit einer Einhängebewegung eingesetzt wird. Eine zusätzliche Fixierung kann erfolgen, beispielsweise durch Schrauben etc. Bevorzugt ist es aber, am Immersionsset sowie der Modulhalterung 42 Paare von Magneten vorzusehen, welche das Immersionsset 86 an der Modulaufnahme 56 fixieren. 24 zeigt eine Schnittdarstellung durch das Immersionsset 86, welches an der Modulhalterung 42 angebracht ist. Dabei ist zu sehen, dass der Havarieschutzkragen gleichzeitig als Hakenleiste 72 fungiert, an die ein entsprechender Einhängevorsprung 92 des Immersionssets 86 eingehängt wird. Dieser Einhängevorsprung 92 ist in den 25 und 26 gut zu erkennen, die eine Draufsicht auf das Immersionsset 86 vom Objektiv her gesehen (25) bzw. schräg unten dazu (26) zeigen. Gut zu erkennen ist, dass das Immersionsset 86 eine konkave Innenseite 93 hat, welche an die konvexe Außenfläche 76 der Modulhalterung 42 angepasst ist und dort anliegt. Dadurch ist eine präzise Ausrichtung des Zusatzmoduls zur Objektivachse gewährleistet. Ein Ausrichtevorsprung 94 greift in das Langloch 74 ein und stellt zusammen mit dem Einhängevorsprung 92, der im gezeigten Ausführungsbeispiel U-förmig ausgeführt ist und somit die Hakenleiste 72 auch U-förmig umgreift, die Fixierung des Immersionssets 86 an der Modulhalterung 42 sicher. Zusätzlich sind an der konkaven Innenseite 92 Magnete 96, 96b vorgesehen, welche das Immersionsset 86 an der Außenfläche 76 der Modulhalterung 42 fixieren, die dazu entweder eine geeignete Metallfläche oder, besonders bevorzugt, passende Gegenmagnete aufweist. Zusätzlich kann auch an einem Ausrichtesteg 98, der in eine entsprechende Tasche an der Modulhalterung 42 eingreift, ein Magnet vorgesehen werden, bzw. der Ausrichtesteg 98 kann als Magnet ausgestaltet sein.
-
Somit kann auch das Immersionsset 86 werkzeugfrei an der Modulhalterung 42 angebracht werden. Zudem ist es möglich, den Adapterring 42, den Moduladapter 36, den Havarieschutzring 84 und das Objektiv 85 werkzeugfrei miteinander zu verbinden.
-
Es ist sichergestellt, dass Zusatzmodulkontakte 100, die am Zusatzmodul, beispielsweise dem Immersionsset 86 vorgesehen sind und zur elektrischen Versorgung und Ansteuerung des Zusatzmoduls dienen, über die Modulkontakte in der Modulkontaktleiste 62, die Kontaktierungsstifte 68, die Gegenkontaktelemente 54, die Kontaktelemente 22 sowie die Adapterkontakte 28 und die Aufnahmekontakte 20 mit dem Mikroskop elektrisch verbunden sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102020111716 A1 [0002, 0004, 0005, 0015, 0042]
- DE 102010001604 A1 [0002]
- DE 102013006997 A1 [0002]
- DE 3202461 C1 [0002]
- DE 10251379 A1 [0002]
- DE 102019218705 A1 [0002]
- WO 2011095609 A1 [0002]
- DE 102017208615 A1 [0002]
