用于显微镜的碰撞保护制造技术

提供了一种用于将物镜安装到显微镜结构元件的设备，以及用于操作显微镜的方法。用于将物镜安装到显微镜结构元件的设备包括：接收部，其被安装或可安装到显微镜结构元件上；滑入部件，其被安装或可安装到物镜，并且该滑入部件可插入到接收部中，其中滑入部件可以进入锁定位置，在该锁定位置中，在滑入部件与接收部之间存在游隙；以及张紧单元，在锁定位置中，该张紧单元使滑入部件和接收部彼此抵靠以消除游隙，其中，该设备还包括第一碰撞检测装置，其包括至少一个第一位移传感器，第一位移传感器用于检测滑入部件相对于接收部的位移和/或物镜相对于接收部的位移。物镜相对于接收部的位移。物镜相对于接收部的位移。

【技术实现步骤摘要】
用于显微镜的碰撞保护


[0001]本专利技术涉及一种用于安装物镜的设备，该设备被配置成用于碰撞保护，装配有所述设备的显微镜以及用于操作所述显微镜的方法。

技术介绍

[0002]对于显微镜物镜，DD 00 0000 274 687 A1描述了通过弹性安装的且轴向可移位的物镜保持管的样本保护装置。DE 10 2017 120 651 B3描述了一种具有支架的显微镜，在所述支架上布置有用于承载样本的显微镜台和物镜，并且所述支架具有用于调节显微镜台与物镜之间的距离和/或用于调节显微镜台的xy位置的定位系统。显微镜具有力传感器或压力传感器，并且因此识别从显微镜台到物镜(即，在z方向上)的力的传递或反之亦然。
[0003]DE 10 2016 125 691 B4提供了一种用于样本载体的具有推力元件的保持件，以及一种用于控制显微镜的方法。容纳在推力元件中的压力传感器可以用于评估是否产生了除了正常物体载体夹紧力之外的力。DE 10 2013 006 997 A1描述了一种具有样本和挤压保护装置的物镜保持件，所述挤压保护装置同时具有碰撞保护的功能。在碰撞的情况下，光学系统对抗正在作用的弹力相对于物镜壳体移位，直到集成的微电子开关被关闭。DE 10 2018 205 894 A1公开了一种物镜变换器，其中物镜被从盒中抽出到光束路径中并在该过程中被固定地保持。DE 10 2010 001 604 A1描述了优选地将光学显微镜部件安装到显微镜支架上。安装的接口(卡口)用固定螺钉固定。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是改善对于物镜的碰撞保护，这同时也是样本的通用目的，即不限于样本的特定目的。
[0005]本专利技术在独立权利要求中限定；从属权利要求包括优选的改进。
[0006]实施例涉及一种用于将物镜安装到显微镜结构元件的设备，优选地将物镜安装到显微镜支架或者其他显微镜部件的设备，所述设备可选地传递数据信号和/或供电电力，其中所述设备包括接收部，所述接收部被安装到所述物镜或者可安装到所述物镜。接收部可选地具有基座环和保持套环，所述保持套环设置在基座环上并具有横向开口。
[0007]滑入部件滑入接收部中，并且滑入部件和接收部可以进入锁定位置，在所述锁定位置中，在滑入部件与接收部之间存在游隙。在锁定位置中，张紧单元相对于接收部抵住滑入部件，并且因此消除了在锁定位置中的游隙。
[0008]张紧单元使滑入部件和接收部彼此抵靠放置而没有游隙，然而滑入部件可以在游隙的范围内朝向接收部移动。第一碰撞检测装置包括至少一个第一位移传感器，所述至少一个第一位移传感器用于检测滑入部件相对于接收部的的位移和/或物镜相对于接收部的位移。该位移传感器优选地感测相对移动，但是也可以从绝对测量值导出位移。借助于该原理，基于接收部与滑入部件之间的位移来检测碰撞。因此，实现了精确且同时广泛的碰撞检测。
[0009]特别有利地，第一位移传感器基于张紧单元的张紧状态的变化来检测位移，由于滑入部件在游隙范围内的位移随着张紧单元的张紧状态的规则变化而大体增加。为此目的，张紧单元特别优选地包括压力弹簧和推力元件，所述推力元件通过压力弹簧而张紧地抵靠在滑入部件上，并且第一位移传感器感测推力元件的运动和/或由推力元件施加的压力。
[0010]物镜的安装可以被配置为卡口接口，其中接收部形成卡口环或集成在卡口环中，并且滑入部件形成卡口凸缘或集成在卡口凸缘中。接收部可以被预组装在第二部件(例如显微镜的支架)上，或者可以作为一个单元可滑动到显微镜的第二部件(例如显微镜的物镜旋转器)中。
[0011]在锁定位置中，在滑入部件与接收部之间可以至少在x和/或y方向上(即，相对于物镜的光轴的横向方向)的区域中设置间隙。在锁定位置中，滑入部件和接收部可以至少在x和/或y方向上的区域中彼此抵靠。在物镜发生横向接触或碰撞的情况下(即在x和/或y方向上)，滑入部件在接收部中至少侧向移动(例如以倾斜的形式)。在该过程中，滑入部件压靠在接收部(例如保持套环)上。物镜被移位到侧部和/或相对于其光轴倾斜。然而，物镜会例如经由螺纹而保持固定地连接到滑入部件。经由所述至少一个第一位移传感器来检测由接触或碰撞而引起的滑入部件在接收部中的位移。因此，可以识别横向地作用在物镜上的力，即在x和/或y方向上的力。如果接收部和滑入部件经由倾斜表面彼此抵靠，则同样也适用于z方向的力，并且在游隙范围内的轴向力同样会导致滑入部件相对于接收部的横向移动。
[0012]第一位移传感器优选地检测横向位移(即相对于光轴横向地位移)，和/或轴向位移。
[0013]对于张紧单元，可以设置至少一个第一弹性元件，在锁定位置中，所述至少一个第一弹性元件在接收部与滑入部件之间被张紧。因此，在锁定位置中，如已经解释的，弹性行程在游隙的范围内。一旦滑入部件已在碰撞的情况下在接收部中移动，并且一旦碰撞的原因被消除，则张紧单元就将滑入部件再次推回到其标准位置。
[0014]在碰撞的情况下，游隙和张紧单元因此提供反作用距离，所述反作用距离允许停止、制动或关闭使碰撞行程实施的驱动器，而不会立即发生损坏或永久变形。这些措施使得可以避免物镜的硬撞击，由于张紧单元和游隙允许一定程度的偏转。这在轴向(物镜的纯轴向触碰)以及横向(倾斜)都是如此。
[0015]第一位移传感器可以包括选自下列项中的至少一个元件：设置在接收部和/或滑入部件中的位置传感器或设置在接收部和/或滑入部件上的位置传感器、具有磁换能器的位置传感器、压力传感器、以及设置在接收部、滑入部件和/或物镜中的倾斜传感器或设置在接收部、滑入部件和/或物镜上的倾斜传感器、或者这些元件的组合。倾斜传感器可以从陀螺仪、基于磁场感测的角度感测传感器、应变传感器、压力传感器和压电薄膜传感器中选取。此外，压力传感器可以从测力电阻器和压电薄膜传感器中选取。因此，第一位移传感器实现了主动碰撞检测。可选地，第一位移传感器还检测具有碰撞保护的滑入部件和/或第一部件是否设置在接收部上，例如位移传感器是否感测张紧单元的状态。
[0016]在一个实施例中，位置传感器的至少一个传感器可以设置在接收部中(例如在保持套环处)，用于该传感器的感测元件设置在滑入部件上，并且在锁定位置中，用于该传感
器的感测元件被布置成与该传感器并列。替代地，位置传感器的传感器可以布置在滑入部件上，并且感测元件可以布置在接收部中。利用第一位移传感器，不仅可以检测滑入部件在接收部中的位置变化，并且因此检测碰撞。可选地，还可以选择性地检测提供有特定物镜的滑入部件是否就位，即例如特定物镜是否在使用中。此外，可以可选地识别滑入部件是否布置在锁定位置中。
[0017]张紧单元可以包括压力弹簧和接合压力弹簧的推力元件作为弹性元件，其中推力元件包括从推力件、球、滚珠轴承、弹性片、杠杆、杠杆的延伸臂、以及第一位移传感器的压力传感器中选择的至少一个元件。第一弹性元件还可以包括第一位移传感器，或者可以被配置为第一位移传感器(例如压电薄膜传感器)。
[0018]张紧单元可以被配置为在滑入部件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于将物镜(12)安装到显微镜结构元件(13)的设备，优选地用于将物镜(12)安装到显微镜支架或其他显微镜部件(150)的设备，所述设备具有传递数据信号和/或供电电力的选项，其中，所述设备包括：接收部(14)，所述接收部被安装到所述显微镜结构元件(13)或能够安装到所述显微镜结构元件(13)；滑入部件(18)，所述滑入部件被安装到所述物镜(12)或能够安装到所述物镜(12)，并且所述滑入部件能够插入到所述接收部(14)中，在所述接收部处，所述滑入部件(18)能够进入锁定位置，在所述锁定位置中，在所述滑入部件(18)与所述接收部(14)之间存在游隙；张紧单元(30)，在所述锁定位置中，所述张紧单元(30)使所述滑入部件(18)和所述接收部(14)彼此抵靠，以消除所述游隙，其特征在于，所述设备还包括第一碰撞检测装置(20)，所述第一碰撞检测装置(20)包括至少一个第一位移传感器(22)，所述第一位移传感器(22)用于检测所述滑入部件(18)相对于所述接收部(14)的位移和/或所述物镜(12)相对于所述接收部(14)的位移。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一位移传感器(22)感测所述张紧单元(30)的张紧状态，并且基于所述张紧状态的变化来检测所述位移。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述张紧单元(30)包括压力弹簧(32；48)和推力元件(49；37；38；39；46)，所述推力元件由所述压力弹簧(32；48)偏置以接合所述滑入部件(18)，并且所述第一位移传感器(22)感测所述推力元件的位移和/或由所述推力元件施加的压力。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述推力元件包括推力件(49；38)、球、滚珠轴承(37)、弹性片、杠杆(39；46)、和/或所述第一位移传感器的压力传感器(26；28；50)，和/或所述张紧单元(30)设置在保持套环的用于定位所述滑入部件的装置(40)上，和/或所述张紧单元(30)包括所述第一位移传感器或被配置成所述第一位移传感器，和/或所述张紧单元(30)被配置成以弹簧力作用在所述滑入部件(18)和所述压力传感器(26、28；50)两者上，所述压力传感器布置在所述接收部(14)中或布置在所述接收部(14)上，并且所述压力传感器被设置成第一位移传感器。5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述滑入部件(18)的外侧包括锥形保持突起(181)，所述接收部(14)包括基座环(15)和保持套环(16)，所述保持套环设置在所述基座环上，并且用于插入所述滑入部件的横向开口(17)设置在所述保持套环中，其中，所述保持套环(16)在内侧包括远离所述基座环(15)逐渐变细的锥体，所述滑入部件(18)能够通过所述保持套环中的所述横向开口(17)插入预锁定位置中，并且所述滑入部件(18)和所述接收部(14)能够通过相互旋转从所述预锁定位置进入所述锁定位置，在所述锁定位置中，所述滑入部件的所述锥形保持突起与所述保持套环(16)的所述锥体接合并且将所述滑入部件(18)压靠在所述基座环(15)上。6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述位移传感器(22)包括下列元
件中的至少一个：位置传感器(24)、具有磁信号发射器的位置传感器、压力传感器(26；28；50)、压电薄膜传感器(28)和测力电阻器(50)、陀螺仪、角度感测磁场检测传感器以及应变传感器。7.根据前述权利要求中的任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：因戈，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：