-
Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Objektivwechsler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 und ein Stereomikroskop.
-
In der klassischen Lichtmikroskopie
ist es bekannt, zur Schaffung einer in einfacher Weise handhabbaren Änderung
bzw. Erweiterung eines Vergrößerungsbereiches
Objektivwechsler, z.B. Objektivrevolver einzusetzen, auf denen wenigstens
zwei Objektive gehaltert sind, welche durch Verschiebung bzw. Drehung
des Wechslers bezüglich
der weiteren optischen Bauteile zur Ausrichtung gebracht werden können.
-
Zur Einhaltung der Parfokalität sind derartige Objektive
mechanisch auf ein gemeinsames Referenzmaß abgestimmt. Parfokalität bezeichnet
hierbei eine Abstimmung unterschiedlicher Objektive derart, dass
bei einem Objektiv- bzw. Vergrößerungswechsel
eine fokussierte Objektstelle scharf bleibt.
-
Aus der
US 6,268,958 ist ein klassisches Lichtmikroskop
mit einem Objektivwechsler bekannt. Hierbei sind zwei wahlweise
einsetzbare Objektive auf einen Objektivwechsler aufgebracht. Ein
erstes Objektivhalterungselement zur Halterung eines ersten Objektivs
ist fest an dem Objektivwechsler angebracht. Ein zweites Objektivhalterungselement
ist derart ausgebildet, dass es in Richtung einer optischen Achse
des zweiten Objektivs verschiebbar ist.
-
Werden bei herkömmlichen Stereomikroskopen
durch das Wechseln von Objektiven Änderungen der Vergrößerungsbereiche
herbeigeführt,
ist in der Regel eine Nachfokussierung zur Wiederherstellung der
Bildschärfe
notwendig, was einen relativ großen Bedienungsaufwand darstellt.
-
Dieser Bedienungsaufwand kann beispielsweise
durch einen Objektivrevolver zur Aufnahme wenigstens zweier Objektive
reduziert werden.
-
Es sind ferner Stereomikroskope,
insbesondere Mono-Objektiv-Stereomikroskope
bekannt, welche mit einem Objektivwechsler ausgebildet sind, auf denen
fest montierte Objektive aufgebracht sind.
-
Derartige Objektivwechsler für Stereomikroskope
sind beispielsweise aus den japanischen Patentanmeldungen mit den
Veröffentlichungsnummern 1
111 91 11 A bzw. 1 111 91 12 A bekannt.
-
Bei den dort beschriebenen Objektivwechslern
wird jedoch nicht auf die Beibehaltung bzw. Gewährleistung einer Parfokalität im Falle
eines Objektivwechsels eingegangen.
-
Ein gattungsgemäßer Objektivwechsler ist aus
der
US 2001/0008461
A1 bekannt. Bei einem dort vorgesehenen Zwischenring sind
ein Außengewinde
zur Halterung des Zwischenrings an einem Träger und ein Innengewinde zur
Halterung eines zu befestigenden Objektives axial versetzt zueinander ausgebildet,
wodurch eine relativ große
Bauhöhe
des Mikroskops in Kauf genommen werden muss.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines
Stereomikroskops mit gegenüber
herkömmlichen
Lösungen
verringerter Bauhöhe.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch
einen Objektivwechsler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie
ein mit einem derartigen Objektivwechsler ausgebildetes Stereomikroskop.
-
Mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausbildung
des Justiergewindes und des Aufnahmegewindes des Zwischenringes
auf gleicher axialer Höhe
ist gegenüber
dem Stand der Technik eine verminderte Bauhöhe des Objektivwechslers, und
damit des Stereomikroskops bereitgestellt.
-
Mit diesem Mechanismus ist eine mechanisch
einfache und zuverlässige
Justierung eines Objektivs an einem Objektivwechsler in Richtung
der optischen Achse des Objektivs bewerkstelligbar.
-
Die erfindungsgemäße Justiereinrichtung weist
einen Klemm-Mechanismus
zur Festlegung des Zwischenringes an einer gewünschten Position bezüglich des
Objektivwechslers auf. Mit einem derartigen Mechanismus ist eine
durch Drehung des Zwischenringes in dem Gegengewinde des Justierfeingewindes
eingestellte Objektivposition in einfacher Weise fixierbar.
-
Erfindungsgemäß ist es nun in einfacher Weise
möglich,
bei einem Stereomikroskop eine parfokale Abstimmung von beispielsweise
zwei Objektiven, insbesondere einem kurzbrennweitigen und einem
langbrennweitigen Objektiv, durchzuführen und eine derartige Abstimmung
der Objektive zu fixieren. Erfindungsgemäß ist nach einem Umschwenken
der Objektive oder einer Betätigung
des Wechslers ein Nachfokussieren nicht notwendig.
-
Es ist in einfacher Weise möglich, herkömmliche
Stereomikroskope mit einem erfindungsgemäßen justierbaren Objektivwechsler
nachzurüsten.
Ein derart nachgerüstetes
Stereomik roskop erlaubt es, ohne Fokussieraufwand zwischen verschiedenen Objektiven
hin- und herzuwechseln. Der Bedienkomfort herkömmlicher Stereomikroskope,
bei welchen jeder Objektivwechsel bislang mit aufwendigen Justierarbeiten
verbunden war, ist hierdurch optimiert. Im Rahmen der Stereomikroskopie
einsetzbare Objektive können
unter Einhaltung größerer Toleranzen
gefertigt werden, da derartige Toleranzen mittels des erfindungsgemäßen Objektivwechslers
in einfacher Weise ausgleichbar sind. Somit erweist sich bei Einsatz
der vorliegenden Erfindung die Herstellung von Stereomikroskop-Objektiven als gegenüber herkömmlichen
Lösungen
preiswerter.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Zweckmäßigerweise weist der Zwischenring wenigstens
eine Bohrung auf, in welche ein Werkzeug zur Verdrehung des Zwischenringes
bezüglich des
Objektivwechslers einbringbar ist. Hiermit ist eine einfache manuelle
Verstellbarkeit des Zwischenrings zur Einstellung einer gewünschten
Objektivposition bezüglich
des Objektivwechslers zur Verfügung
gestellt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Objektivwechslers
bzw. Stereomikroskopen weist der Klemm-Mechanismus eine in einer
mit einem Gewinde versehenen Ausnehmung des Trägers verdrehbare Schraube und
ein von dieser Schraube beaufschlagbares elastisches Klemm-Element
auf, das durch Beaufschlagung mittels der Schraube mit dem außenseitigen
Justiergewinde des Zwischenringes in Eingriff bringbar ist. Mit dieser
Maßnahme
ist eine einfache und zuverlässige Fixierung
des Objektives in der gewünschten
Lage möglich,
wobei gewährleistet
wird, dass das Justiergewinde nicht beschädigt wird.
-
Die Erfindung wird nun anhand der
beigefügten
Zeichnung weiter erläutert.
In dieser zeigt
-
1 eine
seitliche schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Objektivwechslers,
und
-
2 eine
vergrößerte Teilschnittansicht
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Objektivwechslers.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform
eines Objektivwechslers eines erfindungsgemäßen Stereomikroskopes ist in 1 insgesamt mit 2 bezeichnet. Auf die Darstellung
eines Stereomikroskopes in seiner Gesamtheit wird aus Gründen der
Kürze der
Darstellung verzichtet.
-
Der Objektivwechsler 2 trägt ein erstes
Objektiv 4 sowie ein zweites Objektiv 6. Beispielhaft
sei davon ausgegangen, dass das Objektiv 6 eine größere Vergrößerung bewirkt
als das Objektiv 4.
-
Die Objektive 4 und 6 weisen
jeweils eine optische Achse 4a bzw. 6a auf . Mittels
Drehung um eine Achse 8 sind die Objektive 4 und 6 wahlweise bezüglich einer
(nicht dargestellten) Instrumentenachse des Stereomikroskopes ausrichtbar,
so dass entweder die optische Achse 4a oder die optische Achse 6a bezüglich der
Instrumentenachse in Wirkposition bringbar ist. Unter Instrumentenachse
wird hierbei eine symmetrisch parallel zwischen zwei (nicht dargestellten)
Tubusachsen des Stereomikroskops verlaufende Achse verstanden. Die
(mittige) Ausrichtung eines Objektives 4, 6 bezüglich der
Instrumentenachse definiert somit die Wirkstellung des Objektives
in dem Stereomikroskop (Objektiv-Wirkstel lung). Die Objektebene
der Objektive 4, 6 ist mit 10 bezeichnet.
-
Zur Realisierung einer gewünschten
Fokussierung ist der Objektivwechsler 2 entlang der Achse 8 verschiebbar,
wobei entsprechende Verschiebemechanismen bzw. Fokussiermechanismen
an sich bekannt sind und hier nicht im einzelnen dargestellt werden
müssen.
-
Das Objektiv 6 ist starr,
insbesondere auf Anschlag, in den Objektivwechsler 2 eingeschraubt,
wobei eine entsprechende ein Gewinde und ein Gegengewinde umfassende
Einrichtung in 1 schematisch
insgesamt mit 3 bezeichnet ist.
-
Das Objektiv 4 ist hingegen
in Richtung seiner optischen Achse 4a verstellbar an dem
Objektivwechsler 2 montiert, wie im folgenden beschrieben wird.
-
In den Figuren erkennt man einen
zwischen einen Träger 2a des
Objektivwechslers 2 und das Objektiv 4 eingebrachten
Zwischenring 12. Dieser Zwischenring weist ein Aufnahmegewinde 12a zur Aufnahme
des Objektivs 4 auf. Hierbei ist das Objektiv 4 mit
einem entsprechenden Gegengewinde 16 ausgebildet. Zweckmäßigerweise
wird das Objektiv 4 unter Wechselwirkung der Gewinde 12a, 16 bis
zu einem Anschlag in den Zwischenring 12 eingeschraubt.
-
Außenseitig ist der Zwischenring 12 mit
einem Justier-Feingewinde 18 ausgebildet,
welches mit einem entsprechenden Gegengewinde 20 an dem
Träger 2a zusammenwirkt.
Durch Verdrehung des Zwischenrings 12 und dem mit diesem
starr verbundenen Objektiv 4 in dem Gegengewinde 20 des Trägers 2a ist
somit eine vertikale Verschiebbarkeit des Objektivs 4 in
Richtung seiner optischen Achse 4a realisiert.
-
Dieser Sachverhalt wird anhand der 2 besonders deutlich. Hier,
wie auch in 1, erkennt man,
dass das Justiergewinde 18 und das Aufnahmegewinde 12a des
Zwischenrings 12 bezüglich
der optischen Achse des Objektivs 4 auf der gleichen axialen
Höhe ausgebildet
sind.
-
Gemäß der Ausführungsform der 2 ist für das Gewinde 18 des
Zwischenringes 12 an dem Gegengewinde 20 kein
Anschlag vorgesehen, wodurch eine freiere Positionierbarkeit des
Objektivs 4 bezüglich
des Trägers 2a zur
Verfügung
gestellt ist.
-
Zusätzlich zu den bereits erwähnten Bauteilen
bzw. Maßnahmen
erkennt man in 2 einen insgesamt
mit 24 bezeichneten Klemm-Mechanismus, mittels dessen eine eingestellte
Position des Zwischenringes 12 bezüglich des Trägers 2a festlegbar
bzw, fixierbar ist.
-
Der Klemm-Mechanismus 24 weist
eine Schraube 24a auf, welche in eine mit einem entsprechenden
Gewinde ausgebildeten Ausnehmung 26 des Trägers 2a einschraubbar
ist. Die Schraube 24a wirkt mit einem elastischen Klemm-Element 24b zusammen.
Bei entsprechendem Einschrauben der Schraube 24a wird somit
dieses Klemm-Element 24b zur Fixierung des Zwischenrings 12 an
dem Träger 2a gegen
den Zwischenring 12 gedrückt und greift in dessen Außengewinde 18 ein.
Zweckmäßigerweise ist
das Klemmelement 24b aus einem elastischen Material, beispielsweise
einem Gummi- oder Kunststoff hergestellt, so dass eine Beschädigung des
Justiergewindes 18 des Zwischenrings bei Betätigung des
Klemm-Mechanismus vermieden werden kann.
-
Insgesamt erkennt man, dass die Ausnehmung 26 als
teilweise mit Gewinde ausgebildetes Durchgangsloch realisiert ist,
in welches die Schraube 24a und das Klemmelement 24b einbring bar
sind. Zweckmäßigerweise
ist hierbei das Durchgangsloch mit einer Schulter 26c ausgebildet,
an welcher das im Querschnitt T-förmige Klemmelement mit einem
Vorsprung 24c anliegt. Die Spitze 24d der Schraube 24a ist
hierbei abgeschrägt
ausgebildet, so dass die Endfläche
der Schraube 24a das Klemmelement 24b in dem Bereich
des ringförmigen
Vorsprungs 24c nicht beaufschlagt, wodurch eine wirksame
Belastung des elastischen Elements 24b in Richtung des
Gewindes 18 bzw. des Zwischenrings 12 realisierbar
ist. Durch diese vorteilhafte Geometrie des Durchgangsloches 26 und
des Klemmelementes 24b ist das Klemmelement 24b in
dem Durchgangsloch 26 unverlierbar positionierbar.
-
Zweckmäßigerweise ist der Zwischenring 12 ferner
mit einer Bohrung 30 ausgebildet, in welche ein Verstellwerkzeug
zur Verdrehung des Zwischenrings 12 bezüglich des Trägers 2a einführbar ist.
-
Die Wirkungsweise bzw. die mit dem
erfindungsgemäßen Objektivwechsler
erzielbaren Vorteile werden nun beispielhaft erläutert.
-
Zweckmäßigerweise werden zunächst die
in den Träger 2a einzubringenden
Objektive derart gewählt,
dass ihre theoretische Abstimmlänge,
d.h. der Abstand zwischen Objektebene und einem Referenzpunkt an
dem jeweiligen Verschraubungsgewinde der Objektive an dem Träger 2a im
wesentlichen gleich ist.
-
Aufgrund mechanischer und optischer
Toleranzen, welche sowohl stereomikroskop- als auch objektivseitig
auftreten können,
kann es jedoch in. der Praxis zu Unterschieden in der Abstimmlänge bzw.
zu Unterschieden in der Brennweite derartiger Objektive kommen.
-
Der oben beschriebene, einen Zwischenring 12 verwendende
Justiermechanismus ermöglicht
es jedoch, derartige Brennweitenunterschiede aufgrund mechanischer
oder optischer Toleranzen in einfacher Weise auszugleichen, indem
eines der Objektive in Richtung seiner optischen Achse bezüglich des
anderen Objektives auf Parfokalität justiert wird.
-
Nach derart erfolgtem Ausgleich ist
es mittels des beschriebenen Klemm-Mechanismus 24 möglich, den
Zwischenring 12 zur Definierung einer festgelegten Position
des einjustierten Objektivs 4 zu betätigen.
-
Erfindungsgemäß ist es möglich, wenigstens zwei Objektive 4, 6,
welche a priori nicht in spezieller Weise aufeinander abgestimmt
waren, auf einem einzigen Objektivträger 2 eines Objektivwechslers
derart zur Verfügung
zu stellen, dass eine Parfokalität zwischen
den zwei Objektiven, d.h. kein oder ein minimaler Nachjustieraufwand
bzw. Nachfokussieraufwand nach einer Betätigung des Objektivwechslers gewährleistet
werden kann. Herkömmliche
Stereomikroskope sind in einfacher Weise mit einem derartigen Objektivwechsler
nachrüstbar.
-
Beispielhaft sei schließlich angemerkt,
dass eine zweckmäßige vertikale
Verstellbarkeit des Objektivs 4 mittels Einstellung des
Zwischenringes 12 etwa +/- 2 mm betragen kann.