Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung zum Positionieren eines Objekts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Mikroskopen finden Verstellvorrichtungen in Form von Objektivverstellern Verwendung. Her kömmliche Durchlicht- oder Auflichtmikroskope umfassen in der Regel mehrere auf einem dreh baren Objektivrevolver montierte Objektive, wovon wenigstens eines mit einem solchen Objek- tivversteller versehen sein kann. Aufgrund der Drehfunktion des Objektivrevolvers kann das ge wünschte Objektiv zwischen Okular und Präparat positioniert werden, wobei mit Hilfe des Objek- tivverstellers eine motorisierte Bewegung des entsprechenden Objektivs entlang seiner Fokus richtung realisiert werden kann.

Über eine Zuleitung findet eine Energie- bzw. Signalübertragung von bzw. zu einer Basis des Objektivverstellers statt, um ein Objektiv, das mit der Basis verbunden ist, entlang seiner Fokus richtung positionsgeregelt zu bewegen. Aufgrund der Höhe der anliegenden Spannungen und der Störanfälligkeit der Signalübertragung ist die Zuleitung bei herkömmlichen Objektivverstel lern fest mit der Basis verbunden.

Als nachteilig hat sich dabei herausgestellt, dass die Kabel der Zuleitung bei einer unvorherge sehenen Drehung des Objektivrevolvers, wie sie beispielsweise bei einer Initialisierung nach Neustart auftritt, schädigende mechanische Kräfte erfahren. Die durch den kompakten Bauraum gering dimensionierte Zugentlastung der Kabel kann nicht in jedem Fall der mechanischen Be lastung die Kräfte wie notwendig aufnehmen. Folglich kommt es zum Kabelbruch oder anderwei ten Beschädigungen der Stromversorgungs- bzw. Energieübertragungsleitung(en) und/oder der sensiblen Sensor- bzw. Signalübertragungsleitung(en).

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstellvorrichtung bereitzustellen, die eine dauerhafte Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Energie- und/oder Signalübertra gungsleitungien) garantiert sowie die Handhabung erleichtert.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung die Verstellvorrichtung zum Positionieren eines Objekts nach Anspruch 1 bereit, umfassend: eine Basis, die ausgebildet ist, um ein mit der Basis verbindbares Objekt im verbundenen Zustand positionsgeregelt entlang einer Bewegungsbahn zu bewegen, und eine Zuleitung zur Energie- und/oder Signalübertragung zu und/oder von der Basis, wobei die Zuleitung reversibel lösbar mit der Basis gekoppelt ist. Durch diese Ausführung löst sich die Zuleitung bei Überschreiten einer bestimmten Zug- oder Druckkraft, die auf die Zuleitung wirkt, von der Basis, wodurch eine Beschädigung der Zuleitung und/oder der Basis verhindert wird. Zusätzlich bietet sich der Vorteil, dass die Zuleitung manuell von der Basis gelöst werden kann bzw. mit der Basis verbunden werden kann, was die Handhabung bei der Montage der Verstellvorrichtung erleichtert.

Vorteilhafte Ausführungen der beanspruchten Erfindung sind Gegenstände der abhängigen An sprüche.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Verstellvorrichtung eine Kopplungseinrichtung aufweist, über die die Zuleitung reversibel lösbar mit der Basis gekoppelt ist, umfassend einen ersten Kopplungsabschnitt, der fest mit der Basis verbunden ist, und einen zweiten Kopplungsabschnitt, der fest mit der Zuleitung verbunden ist. Mit der Verbindungseinrichtung kann eine eindeutige Schnittstelle bereitgestellt werden, an der die Zuleitung bei Überschreiten der bestimmten Zug- oder Druckkraft von der Basis gelöst werden kann.

Es kann sinnvoll sein, wenn eine Kopplungsachse, entlang welcher der erste und zweite Kopplungsabschnitt koppelbar und/oder entkoppelbar sind, senkrecht zu der Bewegungsbahn ausgerichtet ist. Im Anwendungsfall Mikroskopie rotiert die Verstellvorrichtung in Form eines Objektivverstellers um eine Achse, die näherungsweise parallel zur Bewegungsbahn ist. Durch eine Ausrichtung der Kopplungsachse senkrecht zur Bewegungsbahn wirken die Zug- bzw. Druckkräfte, die auf die Zuleitung ausgeübt werden, unter günstigen Bedingungen auf die Kopplungseinrichtung ein, sodass die definierte Lösbarkeit des ersten Kopplungsabschnitts vom zweiten Kopplungsabschnitts verbessert wird.

Es kann sich überdies als praktisch erweisen, wenn eine Teilungsebene, entlang welcher der erste und zweite Kopplungsabschnitt geteilt sind, parallel zu der Bewegungsbahn ausgerichtet ist. Diese Konfiguration trägt ebenfalls zu günstigen Kräftebedingungen an der Kopplungseinrichtung bei, was die definierte Lösbarkeit des ersten Kopplungsabschnitts vom zweiten Kopplungsabschnitt verbessert.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Kopplungseinrichtung auf einer von der Bewegungsbahn abgewandten Fläche der Basis angeordnet ist. Eine derartige Fläche der Basis ist leicht zugänglich und ermöglicht eine einfache manuelle Kopplung oder Entkopplung des ersten und zweiten Kopplungsabschnitts. Es kann sinnvoll sein, wenn der erste Kopplungsabschnitt über ein Kabel zur Energie-und Signalübertragung mit der Basis verbunden ist. Diese Konfiguration erweitert den Bewegungsraum der Verstellvorrichtung bevor es aufgrund eines Überschreitens der bestimmten Zug- oder Druckkraft, die auf die Zuleitung wirkt, zur Entkopplung des ersten und zweiten Kopplungsabschnitts kommt.

Es kann nützlich sein, wenn der erste und der zweite Kopplungsabschnitt magnetisch gekoppelt sind. Dadurch kann eine einfache und sichere Kopplung und Entkopplung realisiert werden.

Es kann auch von Nutzen sein, wenn wenigstens einer der beiden Kopplungsabschnitte wenigstens einen Permanentmagneten oder wenigstens einen Elektromagneten aufweist. Mithilfe eines Permanentmagneten kann eine einfache manuelle Kopplung oder Entkopplung erreicht werden. Da ein Elektromagnet über eine geeignete Steuerung gezielt aktiviert bzw. deaktiviert werden kann, besteht die Möglichkeit die Koppelbarkeit bzw. eine automatische Entkopplung an verschiedene, von der Steuerung erfasste Randbedingungen zu knüpfen. Beispielsweise kann die Steuerung eine automatische Entkopplung auslösen, wenn ein bestimmter Rotationswinkel der Verstellvorrichtung um ihre Rotationsachse überschritten wird.

Es kann von Vorteil sein, wenn die beiden Kopplungsabschnitte mittels Reibschluss oder Formschluss miteinander koppelbar sind. Hierbei kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn einer der beiden Kopplungsabschnitte, vorzugsweise der erste Kopplungsabschnitt, als weiblicher Kopplungsabschnitt, und der andere der beiden Kopplungsabschnitte als männlicher Kopplungsabschnitt ausgebildet ist.

Es kann sich auch als praktisch erweisen, wenn der weibliche Kopplungsabschnitt als Steckeraufnahme mit Vertiefungen und/oder Vorsprüngen ausgebildet ist und der männliche Kopplungsabschnitt als Stecker mit Vertiefungen und/oder Vorsprüngen ausgebildet ist. Durch die Ausführung derartiger Pins und Einsteckbuchsen kann die Berührsicherheit gemäß CE-Norm gewährleistet werden.

Es kann sich als nützlich erweisen, wenn Kontakte für die Energie- und/oder Signalübertragung in beiden Kopplungsabschnitten kreisförmig angeordnet sind. Durch diese Anordnung und entsprechende Abstände der Kontakte ist eine Überschlagsicherheit sowie eine hohe Signalqualität des Sensorsignals gegeben.

Es kann überdies von Vorteil sein, wenn zumindest ein Teil des ersten Kopplungsabschnitts drehbar und vorzugsweise in verschiedenen Drehstellungen arretierbar ausgeführt ist. Dadurch kann der zweite Kopplungsabschnitt relativ zur Basis in verschiedenen Orientierungen mit dem ersten Kopplungsabschnitt gekoppelt werden.

Es kann sinnvoll sein, wenn die Basis eine Antriebseinheit umfasst, die ausgebildet ist, das Objekt, vorzugsweise in Form eines Objektivs, aufzunehmen und entlang der Bewegungsbahn zu bewegen, und einen Positionssensor, der ausgebildet ist, die Position des Objekts entlang der Bewegungsbahn zu erfassen, wobei die Bewegungsbahn vorzugsweise entlang der Fokusrichtung des Objektivs verläuft.

Es kann von Nutzen sein, wenn die Antriebseinheit ein piezoelektrischer Motor ist.

Es kann sich als praktisch erweisen, wenn die Zuleitung mehrere getrennte Leitungen zur Energie- und/oder Signalübertragung in einer gemeinsamen Hülle umfasst.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Zuleitung einen Stecker zur Verbindung mit einer externen Einrichtung aufweist. Dadurch kann eine einfache Verbindung mit der externen Einrichtung hergestellt werden.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich durch Kombination der vorteilhaften Ausführungen.

Obwohl die Verstellvorrichtung im Wesentlichen mit Bezug auf einen Objektivversteller be schrieben wird, ist die Erfindung auf sämtliche Verstellvorrichtungen übertragbar, welche dazu ausgebildet sind, ein Objekt entlang einer Bewegungsbahn positionsgeregelt zu bewegen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Es zeigen:

Fig. 1A und 1B eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in Form eines Objektivverstellers, bei der der erste Kopplungsabschnitt an einer der Bewegungsbahn abgewandten Seitenfläche der Basis angeordnet ist.

Fig. 2 und 3 jeweils eine Modifikation der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ver stellvorrichtung, bei der der erste Kopplungsabschnitt jeweils an einer anderen Seitenfläche der Basis angeordnet ist.

Fig. 4A bis 4D eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in Form eines Objektivverstellers, bei der zumindest ein Teil des ersten Kopplungsabschnitts dreh- und arretierbar ausgeführt ist, sodass der zweite Kopplungsabschnitt relativ zur Basis in verschiede nen Orientierungen mit dem ersten Kopplungsabschnitt gekoppelt werden kann.

Fig. 5A und 5B eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in Form eines Objektivverstellers, bei der der erste Kopplungsabschnitt über ein Kabel zur Energie- und Signalübertragung mit der Basis verbunden ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in Form eines Objek tivverstellers 1 ist in den Fig. 1A und 1B gezeigt. Der Objektivversteller 1 umfasst eine Basis 2, die aus einem Basis-Hauptkörper 2a und einer Antriebseinheit 2b besteht. Der Basis- Hauptkörper 2a ist näherungsweise quaderförmig ausgebildet und über eine Seitenfläche mit der Antriebseinheit 2b verbunden. Die Antriebseinheit 2b umfasst eine ringförmige Aufnahme, die ausgebildet ist, ein Objektiv aufzunehmen. Das Objektiv kann beispielsweise in die ringför mige Aufnahme eingeschraubt, eingepresst oder eingeklebt werden. Das aufgenommene Objek tiv kann von der Basis 2 entlang einer Bewegungsbahn B positionsgeregelt bewegt werden. Da zu umfasst die Basis 2 zusätzlich einen Positionssensor. Weiterhin umfasst der Objektivverstel ler 1 eine Zuleitung 3 zur Energie- und/oder Signalübertragung zu und/oder von der Basis 2, wobei die Zuleitung 3 aus mehreren einzelnen Leitungen gebildet sein kann, die in einer ge meinsamen Hülle aufgenommen sind. Vorzugsweise umfasst die Zuleitung 3 an dem der Basis abgewandten Ende einen Stecker 8 (siehe Fig. 5A und 5B) zur Verbindung mit einer externen Einrichtung, insbesondere einer Energie- und Signalquelle. Die Zuleitung 3 ist reversibel lösbar mit dem Basis-Hauptkörper 2a gekoppelt. Insbesondere wird diese Lösbarkeit über eine Kopp lungseinrichtung 4 realisiert. Dazu besteht die Kopplungseinrichtung 4 aus einem ersten Kopp lungsabschnitt 5 und einem zweiten Kopplungsabschnitt 6, die im gekoppelten Zustand eine Energie-und Signalübertragung zwischen Zuleitung 3 und Basis 2 ermöglichen.

In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Kopplungsabschnitt 5 an einer rückseitigen bzw. einer der Bewegungsbahn B abgewandten Außenfläche des Basis-Hauptkörpers 2a ange ordnet. Der erste Kopplungsabschnitt 5 besteht aus einer Platte, die auf der Außenfläche des Basis-Hauptkörpers 2a vorzugsweise durch Schraubverbindungen befestigt ist, und einem hohl zylinderförmigen Vorsprung in Form eines umlaufenden Stegs, der von der Platte hervorsteht. Der erste Kopplungsabschnitt 5 ist als weiblicher Kopplungsabschnitt ausgeführt. Dazu sind in einem Bereich der Platte, der von dem umlaufenden Steg umschlossen wird, Vertiefungen bzw. Einsteckbuchsen ausgebildet, die Kontakte für die Energie-und Signalübertragung bilden. Die Vertiefungen sind dabei vorzugsweise kreisförmig und konzentrisch zum umlaufenden Steg ausgebildet.

Der zweite Kopplungsabschnitt 6 ist als flacher Zylinder ausgeführt und stellt einen männlichen Kopplungsabschnitt dar. Eine Stirnfläche des Zylinders weist dabei stiftartige Vorsprünge bzw. Pins auf, die als Kontakte für die Energie-und Signalübertragung ausgebildet sind und im ge koppelten Zustand in die Einsteckbuchsen des ersten Kopplungsabschnitts 5 eingesteckt sind. Die Zuleitung 3 tritt über die Mantelfläche des zylinderförmigen zweiten Kopplungsabschnitts 6 in das Innere des zweiten Kopplungsabschnitts 6 ein, wobei die einzelnen Leitungen der Zulei tung 3 mit den entsprechenden Pins in Verbindung stehen. Zudem weist der zweite Kopplungs abschnitt 6 eine umlaufende Nut auf der Stirnfläche auf, auf der auch die Pins bereitgestellt sind. Im gekoppelten Zustand befindet sich der umlaufende Steg des ersten Kopplungsabschnitts 5 mit der umlaufenen Nut des zweiten Kopplungsabschnitts 6 im Eingriff.

Vorzugsweise sind die Einsteckbuchsen des ersten Kopplungsabschnitts 5 und die Pins des zweiten Kopplungsabschnitts 6, welche die Kontakte für die Energie-und Signalübertragung bil den, beispielsweise durch verschiedene Durchmesser so ausgebildet, dass der erste Kopp lungsabschnitt 5 und der zweite Kopplungsabschnitt 6 nur in einer einzig möglichen Orientierung zueinander gekoppelt werden können. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kontakte bezüglich ihrer Art, d. h. Energie- oder Signalübertragungskontakt, und im Falle von Energieübertragungs kontakten bezüglich ihrer Polung bestimmungsgemäß verbunden werden.

Um eine sichere Kopplung der beiden Kopplungsabschnitte 5, 6 zu gewährleisten, kann mindes tens einer der Kopplungsabschnitte 5, 6 als Magnet ausgeführt sein oder magnetische Elemente umfassen, sodass die beiden Kopplungsabschnitte 5, 6 magnetisch gekoppelt werden können. Dabei kann es sich sowohl um Permanent- als auch Elektromagneten handeln. Alternativ ist es auch möglich, dass die beiden Kopplungsabschnitte 5, 6 allein durch mechanische Klemmung, beispielsweise durch Ausführung mindestens eines Kopplungselements in Form einer Kugel pfanne, einem Haftreibelement oder einem Federelement, realisiert werden.

Die Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, in der der erste Kopplungsabschnitt 5 an einer rückseitigen Außenfläche des Basis-Hauptkörpers 2a angeordnet ist. Insbesondere kann der erste Kopplungsabschnitt 5 je nach Anwendungsfall auch an anderen Flächen des Basis-Hauptkörpers 2a angeordnet sein, wie Fig. 2 und 3 beispielhaft zeigen.

In Fig. 4A ist eine zweite Ausführungsform der Verstellvorrichtung in Form eines Objektivverstel- lers 1 gezeigt, in der zumindest ein Teil des ersten Kopplungsabschnitts 5 dreh- und arretierbar ausgeführt ist. Insbesondere besteht der erste Kopplungsabschnitt dazu aus einer Grundplatte 5a, einem drehbaren Aufsatz 5b und einer Zugfeder 5c, welche den drehbaren Aufsatz 5b ge gen die Grundplatte 5a spannt. Die Grundplatte 5a ist wie in der ersten Ausführungsform an einer Seitenfläche des Basis-Hauptkörpers 2a befestigt. An der vom Basis-Hauptkörper 2a ab gewandten Fläche ist die Grundplatte 5a mit kreisförmig angeordneten und gleichmäßig beab- standeten Vorsprüngen versehen. Der drehbare Aufsatz 5b ist als flacher Hohlzylinder mit Bo den ausgeführt und weist auf der der Grundplatte 5a zugewandten Fläche des Bodens entspre chende Vertiefungen bzw. Rasten auf, die im nicht ausgelenkten Zustand der Feder 5c mit den Vorsprüngen der Grundplatte 5a in Eingriff stehen. Die Kontakte für die Energie-und Signalüber tragung sind im Boden des drehbaren Aufsatzes 5b bereitgestellt. Die Feder 5c verbindet die Zentren der Grundplatte 5a und des drehbaren Aufsatzes 5b. Durch eine axiale Auslenkung der Feder 5c kann der drehbare Aufsatz 5b gegen die Vorspannung der Feder 5c von der Grund platte 5a abgehoben werden. In diesem Zustand kann der drehbare Aufsatz 5b gedreht werden und in einer beliebigen, den Vorsprüngen und Rasten entsprechenden Orientierung wieder mit der Grundplatte 5a in Eingriff gebracht werden sobald der Federspannung nachgegeben wird. Im nicht ausgelenkten Zustand der Feder 5c ist der drehbare Aufsatz 5b verdrehsicher mit der Grundplatte 5a verbunden.

Es versteht sich von selbst, dass die Vorsprünge und Rasten beliebige Formen aufweisen kön nen, solange sie miteinander in Eingriff gebracht werden können. Weiterhin kann auch der dreh bare Aufsatz 5b die Vorsprünge und die Grundplatte 5a die Vertiefungen oder eine Kombination davon aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Grundplatte 24 Vorsprünge und der drehbare Aufsatz entsprechend 24 Rasten, sodass der drehbare Aufsatz 5b in 24 ver schiedenen Positionen relativ zur Grundplatte 5a orientiert werden kann. Entsprechend kann der zweite Kopplungsabschnitt 6 in 24 verschiedenen Positionen relativ zum Basis-Hauptkörper 2a orientiert werden. Die Anzahl der verschiedenen Positionen ist beispielhaft und kann durch An passung der Anzahl und des Abstandes der Vorsprünge und Rasten dem jeweiligen Anwen dungsfall angepasst werden. Insbesondere können auch Arretierungen in vier, um 90° verschie denen Positionen sinnvoll sein.

Fig. 4B bis 4D zeigen beispielhaft verschiedene Orientierungen des zweiten Kopplungsab schnitts 6 relativ zum Basis-Hauptkörper 2a.

Eine dritte Ausführungsform der Verstellvorrichtung in Form eines Objektivverstellers 1 ist in den Fig. 5A und 5B gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der erste Kopplungsabschnitt 5 nicht unmittelbar an einer Außenfläche des Basis-Hauptkörpers 2a angebracht, sondern über ein Ka- bei 7 zur Energie- und Signalübertragung mit der Basis 2 an der nach vorne weisenden Seite bzw. Außenfläche des Basis-Hauptkörpers 2a verbunden. Es ist denkbar, dass das Kabel 7 auch an einer der anderen Seiten bzw. Außenflächen des Basis-Hauptkörpers angeordnet ist. Der erste Kopplungsabschnitt 5 ist als flacher Zylinder ausgebildet und kann wie in den voran gehenden Ausführungsformen beschrieben mit dem zweiten Kopplungsabschnitt 6 gekoppelt werden. Analog zur Verbindung der Zuleitung 3 mit dem zweiten Kopplungsabschnitt 6, tritt das Kabel 7 über die Mantelfläche des Zylinders in den ersten Kopplungsabschnitt 5 ein, wobei die Verteilung der einzelnen Leitungen des Kabels 7 auf die entsprechenden Kontakte im Innern des ersten Kopplungsabschnitts 5 erfolgt. Fig. 5A zeigt die Kopplungsabschnitte 5 und 6 im ge koppelten Zustand, wohingegen Fig. 5B den ungekoppelten Zustand zeigt. Zudem zeigen die Fig. 5A und 5B den Stecker 8, der am anderen Ende der Zuleitung 3 angebracht ist und zur Verbindung der Zuleitung 3 mit einer externen Einrichtung dient.

Bezugszeichenliste

1 Objektivversteller (Verstellvorrichtung)

2 Basis

2a Basis-Hauptkörper

2b Antriebseinheit

3 Zuleitung

4 Kopplungseinrichtung

5 erster Kopplungsabschnitt

5a Grundplatte

5b drehbarer Aufsatz

5c Zugfeder

6 zweiter Kopplungsabschnitt

7 Kabel zur Energie- und Signalübertragung

8 Stecker

B Bewegungsbahn