DE10147481A1 - Pinhole-Blende für die Laserscanningmikroskopie - Google Patents

Abstract

Bei einer Pinhole-Blende für die Laserscannigmikroskopie, die ein Blendenloch mit bestimmter Größe und Lage in einer Blendenebene hat, ist ein Verstellmechanismus (2-5) zur Verstellung von Größe und Lage des Blendenlochs (14) vorgesehen, der mindestens zwei Nocken (2-5) aufweist, deren Drehstellung Größe und Lage des Blendenlochs (14) bestimmen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Pinhole-Blende für die Laserscanningmikroskopie, mit einem Blendenloch, das eine bestimmte Größe und Lage in einer Blendenebene hat, und einem Verstellmechanismus zur Verstellung von Größe und Lage des Blendenlochs.
• Derartige Pinhole-Blenden werden in der Laserscanningmikroskopie in einer Bildebene eines Detektionszweiges im allgemeinen hinter einem sogenannten Pinhole-Objektiv eingesetzt und dienen zur Streulichtelimination bei einem konfokal arbeitenden Mikroskop, wie es beispielsweise aus der US 5.760.951 bekannt ist.
• Der Durchmesser des Blendenlochs einer solchen Pinhole-Blende wirkt sich direkt auf die erreichbare Auflösung, sowohl in lateraler als auch in Tiefenrichtung, aus. Je kleiner das Blendenloch ist, desto höher ist die Auflösung. Gleichzeitig bestimmt die Blendenlochgröße aber auch die Lichtmenge, die einen Detektor im Mikroskop erreicht. Bei sehr kleinen Blendenlochgrößen muß an jedem Bildpunkt eine entsprechend lang andauernde Aufnahme erfolgen, wodurch sich die Zeitdauer, die für das Aufzeichnen eines gesamten Bildes benötigt wird, entsprechend verlängert. Zum Erzielen eines brauchbaren Signal-Rausch-Verhältnisses bei der Umwandlung der Lichtinformation in ein elektrisches Signal muß deshalb mit sinkender Blendenlochgröße die Aufnahmedauer jedes Bildpunktes verlängert werden. Es ist in der Laserscanningmikroskopie daher wünschenswert, den günstigsten Kompromiß zwischen Auflösung und Bildaufnahmezeit zu erreichen. Das erfolgt durch Anpassung der Blendenlochgröße an die vorliegenden Bedingungen. Man muß aus diesem Grund die Größe des Blendenlochs verändern können, um für verschiedene Anwendungsmöglichkeiten eine Anpassung vornehmen zu können. Der erforderliche Größenverstellbereich liegt üblicherweise zwischen 1.000 und 10 µm im Quadrat.
• Da die Pinhole-Blende in der Bildebene des Pinhole-Objektivs im Strahlengang eines Laserscanningmikroskopes genau im descannten Bildpunkt der aus der Bildebene zurückkehrenden Strahlung des Detektionszweiges des Laserscanning-Mikroskopes liegen muß, muß die Lage des Blendenlochs in der Blendenebene genau justiert werden können. Dies ist auch während des normalen Betriebs eines Laserscanningmikroskops erforderlich, da mitunter andere, verfahrensbedingt toleranzbehaftete Bauteile, beispielsweise ein überlicherweise verwendeter Hauptteiler, ein Wandern der erforderlichen Fokuslage zu Folge haben, wodurch leicht veränderte laterale Lagen des Bildpunktes zustandekommen.
• Es sind deshalb Pinhole-Blenden bekannt, die in der Art eines Vier-Backenfutters konstruiert sind. Die vier Backen begrenzen jeweils einen Randabschnitt eines quadratischen Blendenlochs. Durch gegenläufige Verstellung jeweils gegenüberliegender Backenpaare kann der Abstand dieser Backen zueinander und damit die entsprechende Abmessung des Blendenlochs verändert werden. Das Vier-Backenfutter ist üblicherweise auf einem zweiachsigen Stelltisch befestigt, der ein Verschieben des gesamten Futters und somit eine Verstellung der lateralen Lage des Blendenloches in der Blendenebene ermöglicht.
• Die bekannten Pinhole-Blenden haben den Nachteil, daß sie aufgrund der sechs erforderlichen Verstellmechanismen (Vier-Backenverstellung und zwei Verstellrichtungen in der Blendenebene) relativ groß und teuer sind.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Pinhole-Blende der eingangs genannten Art so fortzubilden, daß ihr Aufbau bei hinsichtlich Größe und Lage des Blendenlochs gleichbleibender Verstellmöglichkeit einfacher, insbesondere kleiner und preisgünstiger, wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verstellmechanismus mindestens zwei Nocken aufweist, deren Drehstellung Größe und Lage des Blendenlochs bestimmen.
• Die Nocken weisen eine Mantelfläche auf, deren Abstand zur Drehachse in verschiedenen Richtungen unterschiedlich groß ist, wobei die gegenseitigen Abstände der Mantelflächen der Nocken die Abmessung des Blendenlochs festlegen. Jeder Nocken wirkt somit als Exzenter, dessen wirksamer Radius als Abstand zwischen Drehachse und Blendenloch die Lage des von diesem Nocken festgelegten Abschnitt des Blendenlochrandes definiert.
• Eine Drehung eines Nockens bewirkt aufgrund exzentrischer Gestalt des Nockens eine Verschiebung des diesem Nocken zugeordneten Randabschnittes des Blendenlochs. Eine Nockendrehung verändert folglich die Größe des Blendenlochs, indem der von diesem entsprechenden Nocken beeinflußte Blendenrand verschoben wird.
• Jeder Nocken beeinflußt die Lage eines bestimmten Randabschnittes des Blendenlochs. Besonders zweckmäßig erfolgt diese Beeinflussung dadurch, daß jeder Nocken mit seiner Mantelfläche eine Abdeckung an einem Randabschnitt des Blendenlochs bewirkt, wobei die Lage der Grad der Abdeckung von der Drehstellung des jeweiligen Nocken abhängt.
• Da die Nocken die Lage eines jeweiligen Randabschnittes des Blendenlochs steuern, muß der Verstellmechanismus mindestens zwei Nocken aufweisen, um eine Verstellung des Blendenloches an zwei Randabschnitten zu erreichen. Drei Nocken erlauben eine universelle Verstellung. Durch geeignete Drehung aller Nocken ist dann sowohl eine gezielte Größenänderung ohne Verschiebung der Blendenmitte als auch eine Mittenverstellung ohne Größenveränderung sowie jede Kombination daraus im konstruktiv vorgesehenen Verstellbereich möglich.
• Besonders zweckmäßig sind jedoch vier Nocken, da dann jeweils zwei Nocken paarweise gegenüberliegen. Darüber hinaus ist damit ein Blendenloch erreichbar, das keine oder nur gering spitzwinklige Abschnitte aufweist. Die Ecken weichen dann nur wenig vom rechten Winkel ab. Deutlich spitze Winkel sind vermieden, die Nachteile aus optischen Gründen verursachen würden.
• Bei der Ausführungsform mit vier Nocken erhält man ein quadratisches Blendenloch, wenn vier Nocken an Eckpunkten eines Quadrates liegen. Eine solche Blendenlochform ist aus optischen und ansteuerungstechnischen Gründen zu bevorzugen.
• Wesentlich für die Erfindung ist es, daß jeder Nocken die Lage eines Randabschnittes des Blendenloches bestimmt. Dabei sollten alle Randabschnitte des Blendenloches möglichst gute mechanische Qualität haben, z. B. eine möglichst geringe Rauhigkeit aufweisen, um eine exakte Definition des Blendenloches zu gewährleisten und unnötiges Streulicht zu verhindern. Dies kann besonders einfach dadurch erreicht werden, daß jeder Nocken einen Hebel betätigt, der eine Schneide aufweist, die den Randabschnitt des Blendenloches begrenzt. Diese Schneide kann, insbesondere wegen ihrer geringen erforderlichen Größe mit geringem Aufwand mechanisch auf einfache Weise so bearbeitet werden, daß eine exakte Blendenlochdefinition erreicht ist.
• In einer mechanisch besonders einfachen Ausgestaltung sind die Hebel einseitig und dazu einerseits an einem Gelenk befestigt und andererseits von einem Nocken betätigt. Die Ausbildung des Gelenks ist dabei vielfältig denkbar; so ist u. a. ein Scharnier, eine Feder oder ein Festkörpergelenk möglich. Besonders zweckmäßig ist die Ausgestaltung des Gelenks derart, daß es zugleich eine Beaufschlagung des Hebels auf den Nocken und dadurch einen Kraftschluß zwischen Hebel und Nocken bewirkt, da dann dafür keine separaten Bauteile vonnöten sind.
• Bei dieser Bauweise kann durch das Untersetzungsverhältnis der die Randabschnitte des Blendenloches begrenzenden Hebel auch mit gröberer Toleranz der Nocken eine sehr exakte Blendenlochdefinition sowie ein hochpräziser Verstellmechanismus mit feinfühliger Verstellung des Blendenloches und seiner Lage erreicht werden. Darüber hinaus ergibt sich bei der Verwendung von vier Hebeln ein quadratisches Blendenloch, das in seiner Form genau dem bisher bekannten Blendenloch eines Vier-Backenpinholes entspricht. Es kann somit in bestehende Aufbauten übernommen werden.
• Bei der Ausführungsform mit vier Nocken kann man eine schmal bauende Pinhole-Blende mit geringer Tiefenausdehnung erreichen, wenn je zwei Hebel, die gegenüberliegende Randabschnitte des Blendenlochs begrenzen, in einer Ebene liegen. Bei dieser Bauform wird das Blendenloch dann durch die Schneiden von vier Hebeln begrenzt, wobei nur zwei Montageebenen in der Pinhole-Blende auftreten, in denen jeweils die gegenüberliegenden Hebelpaare angeordnet sind.
• Die Betätigung der Hebel durch die Nocken ermöglicht eine besonders feinfühlige Verstellung. Bei einseitiger Anlenkung bewirkt jedoch eine Hebelverstellung durch Drehung des betätigenden Nockens eine Schwenkbewegung des Hebels, durch die der Abschnitt der Schneide, die das Blendenloch am Rand begrenzt, sich entlang des Hebels verschiebt. Die Schneide muß deshalb entsprechend lang sein. Möchte man dies vermeiden, ist es zweckmäßig, daß jeder Nocken einen Hebel über einen Anlenkmechanismus betätigt, der die Nockendrehungen in eine schwenkfreie, rein transversale Verschiebung des Hebels umsetzt. Für dieses Konzept sind prinzipiell verschiedene Anlenkmechanismen tauglich. Beispielsweise kann ein Hebel beidseitig in einem Längslager geführt werden. Eine besonders exakt arbeitende und dennoch konstruktiv einfache Lösung stellt die Verwendung eines Parallelogramms im Anlenkmechanismus dar, das einen über das Parallelogramm auskragenden Hebel trägt. Das Parallelogramm wird dann abhängig von der Nockenstellung verformt, wodurch eine verschwenkfreie Verschiebung des Hebels erreicht ist. Die Ausgestaltung des Parallelogramms kann prinzipiell durch einfache Gestängekonstruktionen realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine möglichst verschleißarme Bauweise, insbesondere eine Bauweise, bei der keine bewegten Gelenke oder Lager eingesetzt werden müssen. Dies kann durch ein aus vier Festkörpergelenken aufgebautes Parallelogramm erreicht werden, das dann besonders spiel- und verschleißfrei arbeitet.
• Alternativ zu der Lösung mit Hebeln können die Nocken aber auch direkt mit ihrem Umfangsrand bzw. ihrer Mantelfläche die Randabschnitte des Blendenloches begrenzen. Diese Bauweise kommt mit weniger Bauteilen aus, erfordert allerdings eine exakte Bearbeitung eines relativ großen Bereiches der Mantelflächen der Nocken.
• Bei der Verwendung von vier Nocken erhält man analog zu der Ausführungsform mit vier Hebeln eine sehr schmal bauende Einheit mit geringer Tiefenausdehnung, wenn je zwei Nocken, die gegenüberliegende Randabschnitte des Blendenlochs begrenzen, in einer Ebene liegen.
• Die Drehstellung der Nocken ist ausschlaggebend für Lage und Größe des Blendenlochs. Die Form der Nocken wirkt sich dabei auf die Feinheit der Verstellung aus. Der Verstellmechanismus ist besonders feinfühlig einstellbar, wenn die Mantelflächen der Nocken über einen Winkelbereich von mindestens 90° die Form einer archimedischen Spirale haben.
• Der Antrieb der Nocken kann prinzipiell auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise über einen mit einer entsprechenden Mikrometerschraube versehenen Schneckenantrieb. Häufig wird man jedoch eine elektrische Verstellmöglichkeit vorziehen, um bei rechnergesteuerten Laserscanningmikroskopen eine automatische Verstellung erreichen zu können. Für solche Fälle ist es günstig, wenn die Nocken von mit Lagerückmeldung versehenen Motoren angetrieben sind. Hierzu kommen Schrittmotoren oder mit Inkrementalgebern versehene DC-Motoren in Frage. Alternativ können die Nocken selbst mit einer Lagerückmeldung versehen sein.
• Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
• Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Pinhole-Blende in einer ersten Ausführungsform,
• Fig. 2 eine Draufsicht ähnlich der Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform einer Pinhole-Blende,
• Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Pinhole-Blende der Fig. 2 entlang der Linie A-A,
• Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Lagers einer Pinhole-Blende und
• Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer Hebelbefestigung einer Pinhole-Blende mit schwenkfreier Hebelbewegung.
• In Fig. 1 ist in Draufsicht eine Pinhole-Blende gezeigt, die eine Grundplatte 1 aufweist. Auf dieser Grundplatte 1 sind vier Nocken 2-5 angeordnet, die auf Achsen 6-9 sitzen, welche an den Eckpunkten eines gedachten Quadrates liegen. Die Achsen 6-9 sind mit vier auf der Rückseite der Grundplatte 1 befestigten Motoren drehfest verbunden. Die Nocken 2-5 betätigen einseitige Hebel 10-13. Jeder Hebel weist eine Schneide 17 auf, wobei die vier Hebel 10-13 mit ihren Schneiden 17 ein Blendenloch 14 begrenzen, das als Pinhole-Blende in einem Laserscanningmikroskop dient.
• Jeder Hebel 10-13 ist mittels eines Federgelenkes 15 auf einem auf der Grundplatte 1 montierten zylinderförmigen Rahmen 16 befestigt und wird vom jeweiligen Nocken 2-5 betätigt. Die Federgelenke sind so ausgebildet, daß die Hebel 10-13 am gegenüberliegenden Ende kraftschlüssig an den Nocken 2-5 anliegen. Der wirksame Radius oder Hebelarm des betätigenden Nockens 2-5 am Kontaktpunkt zwischen Nocken 2-5 und jeweiligem Hebel 10-13 bestimmt dabei die Lage des Hebels 10-13 und mithin die Lage der Schneide 17. Bei Drehung der Nocken 2-5 werden die Hebel 10-13 dem wirksamen Radius der Nocken entsprechend ausgelenkt, so daß die Lage der Schneiden 17 und damit die Geometrie des Blendenloches 14 beeinflußt wird.
• Durch das untersetzend wirkende Hebelverhältnis wird eine durch die Drehung eines Nockens 2-5 bewirkte Änderung des wirksamen Radius des Nockens 2-5 verursachte Lageänderung am Angriffspunkt Hebel-Nocken in eine entsprechend geringere Lageänderung der jeweiligen Schneide 17 umgesetzt. Eine Drehung eines Nockens 2-5 erlaubt somit eine entsprechend präzis einstellbare Verschiebung der Schneide 17. Unvollkommenheiten der Nocken und der Lagerung der Nocken wirken sich um den Faktor des Untersetzungsverhältnisses vermindert aus. Die Mantelflächen der Nocken 2-5 sind über einen großen Winkelbereich (bis ca. 300°) als archimedische Spirale ausgebildet, so daß eine Drehung eines Nockens eine der Winkeländerung proportionale Lageänderung der entsprechenden Schneide 17 verursacht.
• Unterhalb des Blendenloches 14 befindet sich eine Bohrung in der Grundplatte 1, deren Größe der maximalen Blendenöffnung plus dem maximalen Verschiebebereich der Mitte des Blendenloches entspricht. In dem zylinderförmigen Rahmen 16 sind im nicht schraffiert gekennzeichneten Bereich Ausfräsungen vorgesehen, deren Tiefe so abgestimmt ist, daß auf Ihnen die freien Enden der Hebel ruhen können. Damit ist die Lage der Hebel in der Tiefe definiert.
• Die Hebel 10 und 11 sowie 12 und 13 begrenzen mit ihren Schneiden 17 jeweils gegenüberliegende Ränder des im wesentlichen quadratischen Blendenlochs 14. Dabei liegen die paarweise gegenüberliegenden Hebel 10 und 11 bzw. 12 und 13 jeweils in einer Ebene, wobei die Hebel 12 und 13 in der Darstellung der Fig. 1 oberhalb der Hebel 10 und 11 liegen. Die Hebel liegen im Bereich des Blendenloches direkt aufeinander.
• Jeder Nocken 2-5 wird von einem entsprechenden unterhalb der Grundplatte 1 befestigten, in Fig. 1 gestrichelt, in Fig. 3 in der Seitenansicht dargestellten Motor 18-21 angetrieben. Dabei handelt es sich um Schrittmotoren, die jeweils mit einem Sensor zur Erkennung der Ausgangslage versehen sind. Diese Schrittmotoren werden von einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung angesteuert, die auch die erwähnten Sensoren ausliest. Dadurch ist in Betrieb eines Laserscanningmikroskops eine automatische Verstellung der Nocken möglich.
• Die Verstellung der Größe des Blendenlochs 14 erfolgt mit der Pinhole-Blende der Fig. 1 folgendermaßen:
  Eine Drehung eines Nockens, beispielsweise des Nockens 3, bei der der wirksame Radius bzw. Hebelarm des Nockens abnimmt, bewegt den von diesem Nocken angetriebenen Hebel 10 vom Blendenloch 14 weg. Dadurch wächst das Blendenloch 14 durch Verschiebung des entsprechenden Randabschnittes, der von der Schneide 17 des Hebels 10 gebildet wird. Dies gilt natürlich für alle Nocken 2-5 sowie Hebel 10-13.
• Durch eine gleichsinnige Verstellung gegenüberliegender Nocken, beispielsweise der Nocken 3 und 5 oder der Nocken 2 und 4, in dem Sinne, daß beide Nocken zu einem kleineren wirksamen Radius bzw. Hebelarm hin verstellt werden, nimmt die Größe des Blendenloches 14 zu, wobei die Größenzunahme symmetrisch an gegenüberliegenden Randabschnitten des quadratischen Blendenlochs 14 erfolgt.
• Werden alle vier Nocken gleichsinnig derart bewegt, daß sie in Richtung geringerer wirksamer Radien bzw. Hebelarme verstellt werden, wächst das Blendenloch 14 an allen vier Kanten.
• Analog bewirkt eine Verdrehung eines Nockens in Richtung eines größeren wirksamen Radius bzw. Hebelarms eine Verkleinerung des Blendenlochs 14 an dem Randbereich der von der Schneide 17 des vom jeweiligen Nocken betätigten Hebel gebildet wird. Eine gleichsinnige Betätigung gegenüberliegender Nocken bewirkt demzufolge eine symmetrische Einengung des Blendenlochs 14. Ist die Ausgangsstellung und Ausführung der Nocken so, daß die größte Blendenöffnung eingestellt ist und bei Drehung im Uhrzeigersinn der am Nocken wirksame Radius sich vergrößert, so nähern sich bei identischer Drehung aller Nocken 2-5 im Uhrzeigersinn die Schneiden der Hebel 10-13 um zueinander gleiche Wegstrecken an. Die Größe der Blendenöffnung verringert sich.
• Eine Veränderung der Lage des Blendenlochs 14 kann erreicht werden, indem zwei gegenüberliegende Nocken so gegensinnig verstellt werden, daß ein Nocken in Richtung kleinerem wirksamen Radius bzw. Hebelarm und ein Nocken in Richtung größerem Radius bzw. Hebelarm verstellt wird. Dann wandert das Blendenloch 14 in Richtung des Hebels, der von dem Nocken betätigt wird, der in Richtung kleinerem Radius bzw. Hebelarm verstellt wird. Soll die Mitte der Blendenöffnung bei gleichbleibender Größe z. B. in vertikaler Richtung verschoben werden, so muß man unter den oben definierten Voraussetzungen die Nocken 7 und 9 um gleiche Winkel in entgegengesetzte Richtung drehen. Dabei vergrößert sich der wirksame Radius des einen Nockens, während der des anderen sich um den gleichen Betrag verringert. Damit wandert die Schneide des einen Hebels in eine Richtung aus, während die gegenüberliegende um den gleichen Betrag in die selbe Richtung folgt, d. h. der Spalt zwischen den Schneiden bleibt konstant, sein Ort verlagert sich aber. Bei Verschiebung in horizontaler Richtung ist eine entsprechende Drehung der Nocken 6 und 8 erforderlich.
• So kann durch einfache Drehbetätigung der Nocken 2-5 das Blendenloch 14 sowohl hinsichtlich Größe als auch hinsichtlich seiner Lage verstellt werden.
• Bei Verschiebung der Mitte des Blendenloches nimmt mitunter die Öffnung eine geringfügig in Richtung eines Parallelogramm bzw. Rhombus vom Quadrat abweichende Form an. Durch geeignete Wahl der Abmessungen der Hebel kann diese Formabweichung so gering gehalten werden, daß sie sich nicht störend auf die Ergebnisse in einem Laserscanningmikroskop auswirkt.
• Diese Formabweichung kann darüber hinaus unter Anwendung von Federparallelogrammen vermieden werden. Diese Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt und wird später noch beschrieben.
• Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Pinhole-Blende, wobei Elemente, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den jeweils gleichen Bezugszeichen versehen sind.
• Die Ausführungsform der Fig. 2 folgt dem gleichen Grundprinzip wie die Ausführungsform der Fig. 1, wonach die Drehstellungen der Nocken 2-5 Lage und Größe des Blendenlochs 14 beeinflussen. Allerdings betätigen die Nocken 2-5 in der Ausführungsform der Fig. 2 keine Blenden, sondern begrenzen direkt mit ihren Mantelflächen das Blendenloch 14. Dazu sind die Nocken in Form von exzentrischan Scheiben ausgebildet, deren Mantel- bzw. Randflächen sorgfältig bearbeitet sind. Diese Nocken liegen viel näher als in Fig. 1 zusammen, so daß ihre Ränder den Abstand der gewünschten Blendenöffnung haben, ansonsten entsprechen sie im wesentlichen den Nocken der Fig. 1. Da allerdings keine Hebeluntersetzung, wie durch das Hebelverhältnis in der Ausführungsform der Fig. 1, gegeben ist, wirkt sich eine Drehung der Nocken 2-5 direkter auf die Veränderung des Blendenlochs 14 aus. Auch bei dieser Ausführungsform befindet sich am Ort des vorgesehenen Blendenloches 14 in der Grundplatte 1 eine Bohrung mit der Größe der maximalen Blendenöffnung plus dem maximalen Mittenversatz.
• Die Mantelflächen der Nocken 2-5 folgen wiederum einer achimedischen Spirale.
• Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Pinhole-Blende der Fig. 2 entlang der Linie A-A. Dort sind die Motoren 18 und 21 gut zu erkennen, die unter der Grundplatte 1 sitzen und die Nocken antreiben; aufgrund der Schnittdarstellung sind in Fig. 3 nur die Nocken 2 und 5 zu sehen. Bei den Motoren 18 bis 21 kann es sich um Gleichspannungsmotoren handeln, deren Lage jeweils von einem Inkrementalgeber 18 abgefühlt wird, der zugleich auch eine Startpositionerkennung ermöglicht. Dann sind die Motoren sowie der Inkrementalgeber mit einem (nicht dargestellten) Steuergerät verbunden.
• Dargestellt sind in Fig. 2 Schrittmotoren mit Getriebe. Zur Erkennung der Grundstellung sind hierbei Buchsen 22, die zur Befestigung der scheibenförmigen Nocken auf den Achsen 6-9 dienen, mit je einem Fähnchen 23 versehen, das in der Grundstellung der Nocken in je einen Optokoppler 24 eintaucht. Genau in der Grundstellung der Nocken gibt dieser ein entsprechendes elektrisches Signal an die Steuereinrichtung ab, so daß die Startposition erkannt wird.
• Die mechanische Güte der Nocken 2-5 sowie der Lagerung der Achsen, auf denen diese Nocken sitzen, wirken sich direkt in der Genauigkeit, mit der Größe und Ort des Blendenloches 14 definiert wird, aus. Um einfache handelsübliche Schrittmotoren verwenden zu können, sind spezielle zusätzliche Lager für die Motoren 18-21 vorgesehen, die in Fig. 4 dargestellt sind.
• Sie bestehen aus einer V-förmigen Anlage 25 mit einem Winkel zwischen 60-90°. Die Spitze dieser Anlage zeigt in Richtung des Blendenloches. An diese Anlage 25 wird die einen Nocken tragende jeweilige Achse 26 mit einer Feder 27 angedrückt. Die Anlage 25 kann für alle vier Achsen direkt in die Grundplatte 1 eingearbeitet sein.
• Schließlich ist in Fig. 5 eine besondere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Hebel dargestellt, bei denen sich die Schneide 17 bei Ortsveränderung nicht längs des Blendenloches verschiebt.
• Dazu ist ein Parallelogramm 28 vorgesehen, das in seinen Eckpunkten Festkörpergelenken 29-32 aufweist. Eine Seite 33 des Parallelogramms 28 ist mit der Grundplatte 1 verbunden, die gegenüberliegende Seite 34 wird durch die Vorspannung der Festkörpergelenke an den Nocken 35 gedrückt. Je nach gewünschter Hebeluntersetzung ist zwischen den Seiten 33 und 34 ein zu diesen paralleler Steg 36 ebenfalls mit Festkörpergelenken an den anderen beiden Seiten des Parallelogramms angebracht, der einen auskragenden Finger 37 trägt, an dessen Ende eine Schneide 17 angearbeitet ist.
• Eine Drehung des Nockens 35 bewirkt dabei eine Verformung des Parallelogramms aus der, in Fig. 5 eingezeichneten, quadratischen Grundstellung heraus. Durch diese Verformung wird der auskragend befestigte Finger 37 parallelverschoben, so daß der das Blendenloch 14 begrenzende Bereich der Schneide 17 nur radial zum Blendenloch 14 bewegt wird, eine Tangentialbewegung findet nicht statt. Das Verhältnis, mit dem eine Drehbewegung des Nockens 35 in eine Verschiebung des Fingers 37 und damit der Schneide 17 umgesetzt wird, hängt zum einen vom wirksamen Radius des Nockens 35 und zum anderen von der Geometrie des Parallelogramms 28, insbesondere von der Lage des parallelen Steges 36 zwischen den Seiten 33 und 34 ab. Je näher der Steg 36 an der an der Grundplatte 1 befestigten Seite 33 des Parallelogramms 28 liegt, desto größer ist das Untersetzungsverhältnis. Ist nur ein geringes Untersetzungsverhältnis erforderlich, kann der Steg 36 auch entfallen. Der Finger 37 kann dann direkt an der Seite 34 des Parallelogramms angebracht werden.
• Diese rein radiale Verschiebung des Fingers 37 wird dadurch erreicht, daß derjenige Abschnitt des Parallelogramms 28, an dem der Finger 37 befestigt ist, bei der Drehung des Nockens lediglich eine tangentiale Bewegung bezogen auf das Blendenloch 14 ausführt.

Claims (12)

1. Pinhole-Blende für die Laserscanningmikroskopie, mit
einem Blendenloch (14), das eine bestimmte Größe und Lage in einer Blendenebene hat, und
einem Verstellmechanismus (2-5) zur Versteilung von Größe und Lage des Blendenlochs (14),
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verstellmechanismus mindestens zwei Nocken (2-5) aufweist, deren Drehstellung Größe und Lage des Blendenlochs (14) bestimmen.

2. Pinhole-Blende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nocken (2-5) mit seiner Mantelfläche eine Abdeckung an einem Randabschnitt des Blendenlochs (14) bewirkt.

3. Pinhole-Blende nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch vier Nocken (2-5), die insbesondere an Eckpunkten eines Quadrates befestigt sind.

4. Pinhole-Blende nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nocken (2-5) einen Hebel (10-13) betätigt, der eine Schneide (17) aufweist, welche einen Randabschnitt des Blendenlochs (14) begrenzt.

5. Pinhole-Blende nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel (10-13) einerseits an einem Gelenk (15) befestigt und andererseits von einem der Nocken (2-5) betätigt ist.

6. Pinhole-Blende nach einem der Ansprüche 4 oder 5 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Hebel (10-13), die gegenüberliegende Randabschnitte des Blendenlochs (14) begrenzen, in einer Ebene liegen.

7. Pinhole-Blende nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Nocken (2-5) einen Hebel (10-13) über einen Anlenkmechanismus betätigt, der eine Nockendrehung in eine schwenkfreie Verschiebung des Hebels (10-13) umsetzt.

8. Pinhole-Blende nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkmechanismus ein verformbares Parallelogramm (28) aufweist, an dessen einem Rand der Nocken (2-5) angreift.

9. Pinhole-Blende nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umfangsrand jedes Nockens (2-5) einen Randabschnitt des Blendenlochs (14) begrenzt.

10. Pinhole-Blende nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Nocken (2-5), die gegenüberliegende Randabschnitte des Blendenlochs (14) begrenzen, in einer Ebene liegen.

11. Pinhole-Blende nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (2-5) am Umfangsrand über einen Winkelbereich von mind. 90° die Form einer archimedischen Spirale haben.

12. Pinhole-Blende nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (2-5) von mit Lagerückmeldung versehenen Motoren angetrieben sind.