特許 6133375 ズーム回転部の回転角を対物レンズに依存して制限する顕微鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6133375

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】ズーム回転部の回転角を対物レンズに依存して制限する顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/10 20060101AFI20170515BHJP

   G02B 21/00 20060101ALI20170515BHJP

   G02B 7/04 20060101ALI20170515BHJP

   G02B 7/16 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/10 C

   G02B21/00

   G02B7/04 C

   G02B7/04 D

   G02B7/16

【請求項の数】15

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2015-198584(P2015-198584)

(22)【出願日】2015年10月6日

(65)【公開番号】特開2016-75906(P2016-75906A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2015年10月6日

(31)【優先権主張番号】10 2014 114 465.1

(32)【優先日】2014年10月6日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】500519563

【氏名又は名称】ライカ マイクロシステムズ （シュヴァイツ） アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ （Ｓｃｈｗｅｉｚ） ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(72)【発明者】

【氏名】ルヴァン ヘープ

(72)【発明者】

【氏名】ハラルト シュニッツラー

【審査官】 登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１９２８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０２４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６７９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５４９７２６７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７４１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５１２６３６７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１００３０６３７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１１１１４３３６（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／１０

Ｇ０２Ｂ ７／０４

Ｇ０２Ｂ ７／１６

Ｇ０２Ｂ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

顕微鏡であって、
光路に選択的に配置可能な、焦点距離がそれぞれ異なる少なくとも２つの対物レンズ（４４，５２）と、当該光路に配置されている対物レンズ（４４，５２）を受容するための受容領域（１０２）とを備えた対物レンズシステム（３０）と、
総ズーム範囲（９０）を有するズームシステム（３２）であって、顕微鏡観察対象の実際の総倍率は、選択されている対物レンズ（４４，５２）の焦点距離と、前記総ズーム範囲（９０）内で設定されている前記ズームシステム（３２）の倍率とから得られる、ズームシステム（３２）と、
前記ズームシステム（３２）の倍率を調整するための、手動で回転可能な回転部（１０８）であって、予め定められている最大回転範囲内で前記顕微鏡（１０）の回転不能なハウジングに対して相対回転可能であり、前記最大回転範囲によって、前記総ズーム範囲が決定される、回転部（１０８）と、
を備え、
前記回転部（１０８）は第１の係合エレメント（１６２，１６４）を含み、
前記ハウジング（１００）に、少なくとも１つの第２の係合エレメント（１３０乃至１３６、１４２乃至１４８）が可動に取り付けられており、
前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）は、
非作動位置では前記第１の係合エレメント（１６２，１６４）に係合せず、
作動位置では前記第１の係合エレメント（１６２，１６４）に係合することにより、前記回転部（１０８）の回転範囲が、前記最大回転範囲の一部の範囲である部分回転範囲に制限され、
前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）の位置は、前記受容領域（１０２）に受容されている対物レンズ（４４，５２）によって定められる
ことを特徴とする顕微鏡。

【請求項2】

前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）の位置は、前記受容領域（１０２）に受容されている対物レンズ（４４，５２）の接触面との接触を介して調整される、
請求項１記載の顕微鏡（１０）。

【請求項3】

それぞれ接触面（１５４）を有する第１の対物レンズおよび第２の対物レンズ（４４，５２）が設けられており、
前記第１の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）は、当該第１の対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域（１０２）に受容されているときに前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）が前記作動位置に配置されるように構成されており、
前記第２の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）は、当該第２の対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域（１０２）に受容されているときに前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）が前記非作動位置に配置されるように構成されている、
請求項２記載の顕微鏡（１０）。

【請求項4】

前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）は弾性部材（１４０）を用いて前記作動位置に付勢されており、これによって前記受容領域（１０２）に受容されている対物レンズ（４４，５２）に応じて場合によっては、前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）は前記弾性部材（１４０）の復元力に抗して前記非作動位置に保持される、
請求項１から３までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。

【請求項5】

前記弾性部材（１４０）はバネである、
請求項４記載の顕微鏡（１０）。

【請求項6】

それぞれ接触面（１５４）を有する第１の対物レンズおよび第２の対物レンズ（４４，５２）が設けられており、
前記第１の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）は、当該第１の対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域に配置されるときに前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）に当該第１の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）を接触させないように構成されており、
前記第２の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）は、当該第２の対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域（１０２）に配置されるときに前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）に当該第２の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）が接触し、当該接触により、前記弾性部材（１４０）の復元力に抗して前記作動位置から前記非作動位置へ移動するように構成されている、
請求項４または５記載の顕微鏡（１０）。

【請求項7】

それぞれ接触面（１５４）を有する第１の対物レンズおよび第２の対物レンズ（４４，５２）が設けられており、
前記第１の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）および／または前記第２の対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）は階段状である、
請求項１から６までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。

【請求項8】

前記第１の係合エレメント（１６２，１６４）は少なくとも１つの係合リンク（１６２，１６４）を備え、かつ、前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）はピン（１３０乃至１３６）を備えており、
前記ピン（１３０乃至１３６）は、前記作動位置では前記係合リンク（１６２，１６４）に係合する、
請求項１から７までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。

【請求項9】

前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）は、前記ピン（１３０乃至１３６）に結合された接続部材（１４２乃至１４８）を備え、
対物レンズ（４４，５２）の接触面（１５４）の形態に応じて、前記接続部材（１４２乃至１４８）に当該接触面（１５４）が接触することにより当該接続部材（１４２乃至１４８）は移動する、
請求項８記載の顕微鏡（１０）。

【請求項10】

複数の前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）が設けられており、
前記複数の第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）は、
非作動位置では、前記第１の係合エレメント（１６２，１６４）に係合せず、
作動位置では、前記第１の係合エレメント（１６２，１６４）に係合することにより、前記回転部（１０８）の回転範囲は常に、前記最大回転範囲の一部の範囲である部分回転範囲に制限され、
前記受容領域（１０２）内に位置している対物レンズ（４４，５２）によって、前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）のうちどれが前記作動位置にあり、どれが前記非作動位置にあるかが特定される、
請求項１から９までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。

【請求項11】

前記第１の係合エレメント（１６２，１６４）は２つの係合リンク（１６２，１６４）を備えており、
前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）として４つのピン（１３０乃至１３６）が設けられており、
前記ピン（１３０乃至１３６）のうち２つは、前記作動位置では第１の係合リンク（１６２）に係合し、他の２つのピン（１３０，１３６）は、当該作動位置では第２の係合リンク（１６４）に係合する、
請求項１０記載の顕微鏡（１０）。

【請求項12】

複数の前記対物レンズ（４４，５２）が設けられており、
各対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域（１０２）に受容されているとき、前記作動位置または前記非作動位置における前記ピン（１３０乃至１３６）の配置の異なる組合せが決定される、
請求項１１記載の顕微鏡（１０）。

【請求項13】

第１の対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域（１０２）に受容されているとき、第１のピン（１３２）は前記作動位置に位置し、かつ、第２，第３および第４のピン（１３０，１３４，１３６）は前記非作動位置に位置し、
第２の対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域（１０２）に受容されているとき、前記第２および前記第３のピン（１３０，１３６）は前記作動位置に位置し、かつ、前記第１および前記第４のピン（１３２，１３４）は前記非作動位置に位置し、
第３の対物レンズ（４４，５２）が前記受容領域（１０２）に受容されているとき、前記第４のピン（１３４）は前記作動位置に位置し、かつ、前記第１，前記第２および前記第３のピン（１３０，１３２，１３６）は前記非作動位置に位置する、
請求項１０または１１記載の顕微鏡（１０）。

【請求項14】

前記最大回転範囲を制限するための、定位置の第１のストッパおよび第２のストッパ（１７２，１７４）が設けられている、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。

【請求項15】

前記第２の係合エレメント（１３０乃至１３６，１４２乃至１４８）は、前記作動位置と前記非作動位置との間で直線的に移動可能である、
請求項１から１４までのいずれか１項記載の顕微鏡（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対物レンズシステムを含む顕微鏡に関し、当該対物レンズシステムは、選択的に光路に配置可能である少なくとも２つの対物レンズと、当該光路に配置された対物レンズを受容するための受容領域とを有し、当該少なくとも２つの対物レンズはそれぞれ異なる焦点距離を有する。当該顕微鏡はさらに、ズームシステムの倍率を調整するための、手動で回転可能な回転部も有し、前記回転部は、当該顕微鏡の相対回転不能のハウジングに対して、予め定められた最大回転領域の範囲内において、第１の方向と、当該第１の方向とは逆方向である第２の方向とに相対回転可能であり、当該最大回転領域によって総ズーム範囲が定められる。

【背景技術】

【0002】

デジタル顕微鏡ではしばしば、対物レンズシステムとズームシステムとの双方を備えた拡大システムが用いられることが多く、このズームシステムは、顕微鏡観察対象の像を、当該デジタル顕微鏡の画像検出ユニットに直接結像させる。この倍率は、ズームシステムの設定された焦点距離と、光路上にある対物レンズの焦点距離との商として求められる。よって、可能な限り大きな倍率を実現するためには、ズームシステムにおいて焦点距離を可能な限り大きく設定し、かつ、焦点距離が小さい対物レンズを使用しなければならない。逆に、倍率を小さくするためには、ズームシステムによる焦点距離を可能な限り小さく設定し、かつ、焦点距離が可能な限り大きい対物レンズを使用しなければならない。

【0003】

公知の顕微鏡では、可能な限り大きなズーム率を実現するため、すなわち、設定可能な倍率範囲を可能な限り大きくするために、ズーム範囲をその都度限界まで使用し、かつ、これに応じて、焦点距離が非常に異なる複数の対物レンズを用いていた。よって、最大倍率および最小倍率の調整は、対物レンズをズームシステムに合わせて調整することにより行われていた。

【0004】

よって、倍率範囲を可能な限り大きくするためには、焦点距離が非常に短い対物レンズと、焦点距離が非常に長い対物レンズとの双方を使用しなければならない。しかし、焦点距離が非常に短い対物レンズは好適でない。というのも、倍率を高くするために必要な開口数を実現するため、対物レンズの複雑な構成が必要となるからである。このような複雑な構成の対物レンズにより実現できる視野角は、大抵は非常に小さくなってしまう。というのも、そうしないと光学補正が実現できなくなるからである。よって、高開口数の複合対物レンズでは、ズームシステムを後置接続することができず、口径食によって切り取られる視野角が大きくなってしまうのが一般的である。

【0005】

逆に、倍率を小さくするために必要な、対物レンズの長い焦点距離を実現するためには、これに応じて、対物レンズ境界面と観察対象面との間の距離を大きくしなければならない。よって、このような対物レンズを光路に配置する際には、たいてい、観察対象面との間に必要な大きな距離をおくため、観察対象からズームシステムを離す必要がある。焦点距離が長い対物レンズの他の欠点は、対物レンズ側の分解能が同じである場合、対物レンズの長い焦点距離に応じて瞳径を大きくしなければならないことであり、このことによってコストが高くなり、対物レンズの所要寸法が大きくなってしまう。

【0006】

その上、焦点距離が大きく異なる複数の対物レンズを用いることは、これらの対物レンズの同焦点距離も大きく異なってくるという欠点を有する。この同焦点距離は、対物レンズの取付面から観察対象面までの距離であり、対物レンズの面間寸法と作動距離とを合わせたものである。このことにより、システムの同焦点構成が非常に複雑になってしまうか、または完全に実現不可能となってしまう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、倍率範囲が大きく、かつ、構成が簡単でコンパクトである顕微鏡を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題は、請求項１に記載の特徴を有する顕微鏡により解決される。従属請求項に、本発明の有利な実施形態が記載されている。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明では、回転部は第１の係合エレメントを有する。さらに、顕微鏡のハウジングには少なくとも１つの第２の係合エレメントが可動に取り付けられており、当該第２の係合エレメントは、非作動位置では第１の係合エレメントに係合せず、作動位置では第１の係合エレメントと係合する。これら双方の係合エレメントが相互に係合しているときは、この係合によって手動回転部の回転範囲は、当該手動回転部の最大回転領域の一部の領域である部分回転領域に限定される。とりわけ、この係合により、第１の方向または第２の方向への回転部の回転は、前記最大回転領域以内の所定の限界回転角までしか行うことができなくなり、この所定の限界回転角は、当該最大回転領域の両限界回転角のうち一方とは一致しない。第２の係合エレメントの位置は、目下実際に受容領域に受容されている対物レンズによって、ひいては、光路上にある対物レンズによって定められる。

【0010】

このような構成により、対物レンズが光路上に配置されているときに第１の係合エレメントと第２の係合エレメントとが係合しているように当該対物レンズが構成されていれば、回転部の回転範囲を、当該第２の係合エレメントによって定められた部分回転領域に制限することが可能になる。よって、当該対物レンズが光路に配置されているときには、ズームシステムは総ズーム範囲全体にわたって移動できなくなり、この総ズーム範囲内のズーム部分範囲でしか移動することができなくなる。倍率を調整できる総ズーム範囲は最大回転領域によって定められ、回転部の回転位置に応じて別の倍率に調整することができる。

【0011】

したがって、上記の第２の制限エレメントにより、特に第１の対物レンズと総ズーム範囲内の第１のズーム部分範囲とに割り当てられる。

【0012】

所望のズーム率に本来必要とされる寸法より大きな寸法のズームシステムを用いることにより、使用される複数の対物レンズの焦点距離差が従来の顕微鏡の焦点距離差ほど大きくならないようにすることができる。とりわけ、複数のズーム部分範囲の割り当てにより、倍率が大きい対物レンズの場合でも、ズームシステムによる倍率を可能な限り高くすることができ、これにより、総倍率を高くするようにズームシステムが協働することができる。それに対し、倍率が低い対物レンズの場合には、上記ズーム部分範囲が低いズーム率にも対応したものとなり、大きな視野角を実現するように、当該ズーム部分範囲を総ズーム範囲内で選択する。このようにして、割り当てたズーム部分範囲により、各対物レンズの個別要求にその都度応じてズームシステムを調整することにより、当該対物レンズの構成に課される要求を小さくすることができ、特に、焦点距離がより近い複数の対物レンズを用いることが可能になる。このことにより、対物レンズをよりコンパクトに構成することができ、この構成のコンパクト化によって対物レンズを低コスト化することができる。

【0013】

このようにして特に、使用される複数の対物レンズの寸法をより近づけることができ、このことによって特に、同焦点の対物レンズシステムを実現することができる。このように対物レンズシステムを同焦点構成とすることによっても、対物レンズの交代時に改めて焦点合わせを行うのを不要にすることができる。さらに、比較的高いズーム率を実現することもできる。このことにより、とりわけどのような対物レンズでも、オペレータに対して実際に確保されるズーム率の大きさが等しくなるという利点が奏される。

【0014】

ズームシステムの「総ズーム範囲」とは、とりわけ、構造により定まる最大使用可能ズーム範囲を指す。この総ズーム範囲によってとりわけ、ズームシステムによって設定可能である複数の異なる焦点距離が規定される。よって総ズーム範囲の限界は、ズームシステムの最小焦点距離と最大焦点距離とによって与えられる。

【0015】

機械的な係合エレメントを成す２つの係合エレメントを用いることにより、各対物レンズへのズーム部分範囲の割り当てを特に簡単かつ確実に行うことができる。特に、このような割り当てを行うために複雑な電気的駆動制御部を用いる必要はなく、このことにより構造が簡素化され、エラーが発生しにくくなる。

【0016】

本発明の１つの有利な実施形態では、受容領域に受容されている対物レンズの接触面と接触させることにより、第２の係合エレメントの位置を設定する。とりわけ、対物レンズシステムの複数の各対物レンズがそれぞれ異なる形状の接触面を有することができ、このことにより、第２の係合エレメントは対物レンズと接触面の形状とに応じて、作動位置または非作動位置に配置され、場合によってはこの配置に応じて、当該対物レンズの場合におけるズームシステムの位置調整範囲が、第２の係合エレメントによって規定された部分回転範囲に制限され、これにより、当該部分回転範囲に対応する各ズーム部分範囲に制限される。その際には、第２の係合エレメントをとりわけ作動位置または非作動位置に付勢しておき、前記接触面との接触により当該位置にて留まるか、または目下の位置とは異なる位置に移動することができる。とりわけ、その移動は、各対物レンズが受容領域に入るときに行われる。

【0017】

前記対物レンズはとりわけ、受容領域にスライド進入することができる。このスライド進入中に、第２の部分領域と、対物レンズの、当該第２の部分領域に対して設けられた接触面とが接触することにより、第２の係合エレメントの位置の調整を行うことができる。第２の係合エレメントを付勢位置に留める場合には、前記接触面はとりわけ、第２の係合エレメントに全く接触しないように構成されるか、または、接触は生じるが第２の係合エレメントを現在付勢されている位置から別の位置へ完全に移動させるのに十分でないように構成される。

【0018】

本発明の特に有利な実施形態では、それぞれ接触面を有する第１の対物レンズと第２の対物レンズとを設ける。第１の対物レンズの接触面は、当該第１の対物レンズが受容領域に受容されて光路上に位置しているときに第２の係合エレメントを作動位置に配置するように構成されている。このような構成により、第１の対物レンズの場合には、回転部の回転範囲が第２の係合エレメントと第１の係合エレメントとの係合によって制限されることにより、割り当てられたズーム部分範囲しか用いることができなくなる。逆に、第２の対物レンズの接触面は、当該第２の対物レンズが受容領域に受容されているときに第２の係合エレメントを非作動位置に配置するように構成される。このようにして、第２の対物レンズのときには、第２の係合エレメントは第１の係合エレメントに係合しないので、少なくともこの係合エレメントによっては、回転部の回転角が制限されることはない。

【0019】

本発明の特に有利な実施形態では、第２の係合エレメントは弾性部材によって作動位置に付勢されており、当該第２の係合エレメントを非作動位置に配置しようとするときの対物レンズによって、これに対応した構成の、当該対物レンズの接触面との接触により、当該対物レンズが挿入されるときの当該弾性部材の復元力に抗して、当該第２の係合エレメントは作動位置から非作動位置へ移動する。

【0020】

対物レンズを受容領域から離して戻すと、弾性部材は第２の係合エレメントを作動位置に戻す。作動位置に付勢しておくことの利点は、受容領域に挿入されている対物レンズが無い限り、第１の係合エレメントと第２の係合エレメントとは常に係合しており、この係合により、回転部の回転範囲が制限されることである。

【0021】

本発明の他の１つの実施形態では、弾性部材を介して前記第２の係合エレメントを非作動位置に付勢しておき、必要なときに限り対物レンズを介して、接触面の形態に応じて作動位置に動かすことも可能である。

【0022】

本発明の他の１つの択一的な実施形態では、上述の両位置のいずれにおいても付勢を行わず、いずれの位置でも第２の係合エレメントを目下の対物レンズによって能動的に動かすことも可能である。

【0023】

さらに、上述の実施形態に代えて択一的に、前記「付勢」を弾性部材によって行わずに、重力によって行うことも可能である。この実施形態はとりわけ、第２の係合エレメントを上記２つの位置に位置調整するために縦方向に移動させる場合に実施可能である。上述のように付勢すると、対応する接触面を有する対物レンズが受容領域に受容されていない場合、第２の係合エレメントは下方位置に位置することとなり、対応する接触面を有する対物レンズが挿入されると、当該対物レンズの接触面と接触することにより上昇することができる。

【0024】

前記弾性部材はとりわけバネであり、有利には圧縮バネである。このようなバネにより、特に簡単かつ確実な構成を実現することができる。

【0025】

本発明の特に有利な実施形態では、前記第１の対物レンズの接触面は、当該第１の対物レンズが受容領域に挿入されるときに第２の係合エレメントに当該第１の対物レンズの接触面が接触しないように構成されている。このような構成により、第２の係合エレメントが付勢位置に、すなわち作動位置に留まるようにすることができる。さらに、前記第２の対物レンズの接触面はとりわけ、当該第２の対物レンズが受容領域に挿入されるときに第２の係合エレメントが当該第２の対物レンズの接触面に接触し、この接触によって、弾性部材の復元力に抗して付勢位置から非付勢位置へ、すなわち特に、作動位置から非作動位置へ移動するようにも構成される。

【0026】

第１の対物レンズおよび第２の対物レンズの接触面は、特に階段状に形成されている。その際には、対物レンズのスライド進入時に第２の係合エレメントが当該接触面の段まで摺動し、これにより、規定通りに作動位置と非作動位置との間を移動できるように、当該段は傾斜した側壁を有する。このような側壁により、特に角形成を回避することができる。さらに、上述の構成により、第２の係合エレメントを純粋に機械的にのみ確実に位置調整することが保証される。

【0027】

本発明の特に有利な実施形態では、前記第１の係合エレメントは少なくとも１つの係合リンク（エキスパンションリンク、溝）を有し、前記第２の係合エレメントはピンを有し、前記作動位置では前記ピンは係合リンクに係合する。よって、ピンが係合リンクの片側において当該係合リンクの端部分にぶつかるまでしか当該係合を回転させることができないので、少なくともこの方向では、当該係合によって回転範囲が制限される。このような構成によってとりわけ、係合リンクの両端によって、２方向での回転範囲を制限することもできる。こうすることにより、各対物レンズのときに、各対応する部分回転範囲のいずれの限界も最大回転範囲の限界と一致しないように、当該部分回転領域が当該最大回転範囲内にあるようにすることができる。それに対し、ピンが係合リンクとの係合によって、１方向でしか回転範囲を制限しない場合（これはたとえば、最大回転範囲を制限するために回転部がまず最初に、他方向にストッパにぶつかってから、その後にピンが係合リンクの他端にぶつかることに起因する）、部分回転範囲の少なくとも当該一方の限界は、最大回転範囲の限界と一致する。

【0028】

さらに、前記第２の係合エレメントが、前記ピンと固定的に結合された接続部材を備えており、対物レンズの接触面の構成に応じて当該接触面が当該接続部材に接触し、その接触によって当該接続部材が動くように構成すると有利である。この接続部材を適切に動かすと、当該接続部材に固定的に結合されたピンが当該接続部材の動きに応じて連動する。このような構成により、ピンを確実にガイドしながらハウジング内に収容することができ、なおかつ、特に同様にピンとして構成されるこの接続部材を介して、挿入されている対物レンズの接触面との接触を確立することも可能になる。こうするためには、前記接続部材はとりわけ、前記受容領域内に突出している。

【0029】

本発明の特に有利な実施形態では、前記第２の係合エレメントは複数設けられており、非作動位置では、当該複数の第２の係合エレメントはそれぞれ第１の係合エレメントに係合せず、作動位置では第１の係合エレメントに係合する。作動位置におけるこの係合により、回転部の回転範囲は常に、最大回転範囲の一部である各部分範囲に制限される。各部分範囲は最大回転範囲の一部であるから、それぞれ、総ズーム範囲内の１ズーム部分範囲に相当する。目下受容領域内にある対物レンズによって、前記複数の第２の係合エレメントのどれが作動位置にあり、どれが非作動位置にあるかが特定される。このようにして、対物レンズが多数存在していても、回転部の回転範囲が、各ズーム部分範囲に対応する部分回転範囲に制限されることにより、各対物レンズごとにそれぞれ最適なズーム部分範囲を設定することができる。

【0030】

前記１つの第１の係合エレメントは、特に２つの係合リンクを有する。さらに、前記第２の係合エレメントとして特に４つのピンが設けられ、これらのピンのうち２つが、前記２つの係合リンクのうち第１の係合リンクに係合し、他の２つのピンが両係合リンクのうち第２の係合リンクに係合する。当該係合はそれぞれ、作動位置に位置していることを前提とする。

【0031】

本発明の特に有利な実施形態では、前記対物レンズは複数設けられており、各対物レンズが、受容領域にて受容されている場合には、作動位置ないしは非作動位置における前記ピンの配置の他の組合せを規定する。このようにして、各対物レンズごとに別の回転範囲が設定され、これにより別のズーム部分範囲が設定される。

【0032】

本発明の特に有利な実施形態では３つの対物レンズが設けられており、第１の対物レンズが受容領域内に受容されているときには第１のピンが作動位置に来て、他の３つのピンが非作動位置に来るようにする。このようにして、第１の対物レンズのときには、これに割り当てられた回転部分範囲は、互いに対応するピンと係合リンクとの係合によって定まり、かつ、他方向では最大回転範囲の限界によって定まる。

【0033】

それに対して第２の対物レンズが受容領域に受容されているときには、第２のピンおよび第３のピンは作動位置に位置しており、かつ、第１のピンおよび第４のピンは非作動位置に位置している。その際には、第２の対物レンズに対応する部分回転範囲は双方向にて前記２つのピンによって制限され、この双方向での制限により、対応するズーム部分範囲は、総ズーム範囲との共通の限界を有することなく、総ズーム範囲内にある。

【0034】

それに対して第３の対物レンズが受容領域に受容されているときは、第４のピンのみが作動位置に位置しており、他の３つのピンは非作動位置に位置している。このようにして第３の対物レンズのときには、これに対応する部分回転範囲は、第４のピンと、これに対応する係合リンクとの係合によって、最大回転範囲の制限により規定される。

【0035】

さらに、前記最大回転範囲を制限するために、固定位置の第１のストッパおよび第２のストッパを設けると有利である。これら２つのストッパは特に、顕微鏡のハウジングに対して相対的に固定位置に取り付けられ、複数の位置の間において移動不能とされることにより、両ストッパが回転部の回転範囲を常に制限する。

【0036】

さらに、１つまたは複数の第２の係合エレメントが作動位置と非作動位置との間で直線移動可能ことも有利である。このようにして、作動位置と非作動位置との間にて前記１つまたは複数の第２の係合エレメントを、特に簡単に、低エラー率で移動できるのが保証される。

【0037】

上記にて１つの第２の係合エレメントについて説明した構成は、当該第２の係合エレメントを複数用いる場合にも同様に実施することが可能である。とりわけ、すべての第２の係合エレメントについてそれぞれ弾性部材を用いて、当該第２の係合エレメントを作動位置に付勢しておくことができる。

【0038】

対物レンズを受容領域に入れる前において、回転部の設定が、当該対物レンズに対して予め定められた部分回転範囲外になっている場合には、当該予め定められた部分回転範囲内に最初に回転して挿入されるときに、第２の係合エレメントは第１の係合エレメントにスナップ係合し、これにより、この時点から回転範囲は当該回転部分領域に制限される。こうするためには、第２の係合エレメントが第１の係合エレメントに達したときに弾性部材によって自動的に当該第１の係合エレメントに押入されるように、当該第２の係合エレメントを、特に当該第１の係合エレメントが挿入されている表面において案内する。

【0039】

第１の係合エレメントの１つまたは複数の係合リンクは、特に円弧状に形成されている。

【0040】

有利には第２の対物レンズにも、前記総ズーム範囲内の第２のズーム部分範囲を割り当てる。

【0041】

１つの有利な実施形態では、少なくとも１つの対物レンズのズーム部分範囲は総ズーム範囲より小さい。特に好適なのは、すべての対物レンズの各ズーム部分範囲を、ズームシステム全体の総ズーム範囲より小さくすることである。よって、総ズーム範囲のうち、各対物レンズに使用される部分範囲は、各対物レンズの特性に適合した特性を有する１つのみとなる。

【0042】

このようにして、前記対物レンズの総ズーム範囲は、各対物レンズに用いられる各ズーム部分範囲より大きくなるので、ズームシステムは「オーバーサイズ」または「オーバーサイジング」ズームシステムとも称される。

【0043】

上記実施形態において、各対物レンズのズーム部分範囲は少なくとも部分的に互いに重複することも可能である。これに代えて択一的に、重複が生じないように各ズーム部分範囲を選択することも可能である。各ズーム部分範囲が重複することにより、ズームシステムの焦点距離を適宜調整することによって各対物レンズの位置調整範囲を可能な限り大きくすることができ、これによって倍率を大きく変化させることが可能になる。

【0044】

本発明の１つの有利な実施形態では、ズーム部分範囲の下限と上限との間においてズーム部分範囲が異なっても常に、ズーム率が予め定められた通り一定であるように、当該ズーム部分範囲の下限および上限を選択する。「ズーム率」とはとりわけ、目下のズーム部分範囲の上限と下限との商すなわち最大焦点距離と最小焦点距離との商を指す。上述の構成により、どの対物レンズであっても、オペレータが使用できるズーム率を等しくすることができ、これによってオペレータは、どの対物レンズを用いるかに依存せずに一定の倍率範囲を得ることができ、なおかつ、使用されている対物レンズに応じて総倍率を変えることももちろん可能である。というのもこの総倍率は、ズームシステムの焦点距離を対物レンズの焦点距離で除算することにより得られるものだからである。

【0045】

特に、少なくとも１つのズーム部分範囲の下限が総ズーム範囲の下限と一致し、かつ、少なくとも１つのズーム部分範囲の上限が当該総ズーム範囲の上限と一致すると有利である。このような構成により、ズームシステムの総ズーム範囲を最大限利用することができ、これにより、顕微鏡全体における総ズーム率も可能な限り大きくすることができる。

【0046】

特に好適なのは、焦点距離が他の対物レンズの焦点距離より大きい対物レンズのズーム部分範囲は、当該他の対物レンズのズーム部分範囲の最小倍率ないしは最小焦点距離より小さい倍率ないしは焦点距離を有するように、各ズーム部分範囲を事前設定しておくことである。当該１つの対物レンズが、前記他の対物レンズの焦点距離より大きい焦点距離を有する場合には、当該対物レンズにより、当該他の対物レンズの倍率より小さい倍率になる、ということになる。よって、低倍率の場合に対物レンズおよびズームシステムの特性を、特に所望の大きな視野角になるように最大限補填するため、このズーム部分範囲がカバーする、当該ズーム部分範囲の焦点距離が、総ズーム範囲に対して小さくなるように、当該ズーム部分範囲を選択する。

【0047】

逆に、焦点距離が他の対物レンズの焦点距離より小さい対物レンズのズーム部分範囲が、他の対物レンズのズーム部分範囲の最大倍率ないしは最大焦点距離より大きい倍率ないしは焦点距離を有するように、各ズーム部分範囲を事前設定しておく。このような構成により、倍率が高い対物レンズの場合には、ズーム部分範囲も総ズーム範囲の大きな焦点距離をカバーし、これにより、総倍率を大きくするのに寄与することができる。

【0048】

本発明の特に有利な実施形態では、前記対物レンズシステムは、第１の焦点距離を有する第１の対物レンズと、当該第１の焦点距離より長い第２の焦点距離を有する第２の対物レンズとを有する。このような実施形態により、第２の対物レンズにより実現される倍率は、第１の対物レンズにより実現される倍率より小さくなる。総ズーム範囲は、下限を第３の焦点距離とし、上限を第４の焦点距離とする。第１の対物レンズに割り当てられる第１のズーム部分範囲は、上限を前記第４の焦点距離とし、第２の対物レンズに割り当てられる第２のズーム部分範囲は、下限を前記第３の焦点距離とする。このようにして、前記第４の焦点距離に設定するとき、前記２つの対物レンズのうち倍率が高い方である第１の対物レンズはズームシステムと共に、総倍率を最大限に大きくすることができる。逆に、第２の対物レンズと第３の焦点距離とを選択すると、倍率を可能な限り小さくすることができる。

【0049】

特に、各焦点距離に応じた設定時に総倍率が１未満となるように、すなわち、観察対象の像が縮小されて結像されるように、各焦点距離を選択することも可能である。

【0050】

さらに、ズームシステムの位置調整範囲を、現在選択されている対物レンズに割り当てられたズーム部分範囲に、すなわち、光路に現在配置されている対物レンズに割り当てられたズーム部分範囲に制限するための制限手段を設けると有利である。

【0051】

本発明の特に有利な実施形態では、前記制限手段として各対物レンズそれぞれに、ズームシステムの位置調整範囲を、各対物レンズに現在割り当てられているズーム部分範囲に制限するための少なくとも１つのストッパを設ける。このような構成によって特に、どの対物レンズでも、割り当てられたズーム部分範囲内でしかズームシステムの位置調整を行えなくなるのを、純粋に機械的に保証することができる。

【0052】

特に有利な実施形態では、各対物レンズにそれぞれ、ズームシステムの位置調整を制限するためのストッパを少なくとも２つずつ設ける。ズーム部分範囲の限界が、構造により定まる最大可能総ズーム範囲の限界によって与えられているのであれば、この側においてストッパを省略することができる。

【0053】

本発明の特に有利な実施形態では、電気的な駆動ユニットを設けることにより、特にモータを設けることにより、前記ズームシステムの位置調整を電気的に行うことができる。さらに、前記駆動ユニットを駆動制御するための制御ユニットも設けられ、各対物レンズに割り当てられた部分領域をこの制御ユニットに記憶する。前記制御ユニットは、常に現在のズーム部分範囲内でしか位置調整を行うことができないように、前記駆動ユニットを駆動制御する。とりわけ、どの対物レンズが光路に配置されているかを前記制御ユニットが自動的に判定するためのセンサ系を設ける。この自動判定により、制御ユニットは、オペレータにより設定可能なズーム部分範囲を自動的に選択し、これに応じて、前記電気的な駆動ユニットを駆動制御する。この場合には、ズーム部分範囲を制限するための機械的なストッパを省略することができる。というのも、前記制限手段として、電気的な駆動ユニットの駆動制御が機能するからである。

【0054】

さらに、ズームシステムの倍率を手動設定するための操作エレメントを前記顕微鏡が備えていると有利である。この操作エレメントは、回転ノブとすることができる。

【0055】

また、現在選択されている対物レンズと、ズームシステムの現在設定されている焦点距離とに依存して、光透過を調整するためのシャッタを、前記顕微鏡が備えていると有利である。このシャッタは特に、ズームシステムの設定されている焦点距離と対物レンズとに依存して開口形状を制御する、制御式のアイリスシャッタである。このことが必要であるのは、特に、対物レンズの倍率が高い場合、一般的には瞳径が小さくなるからである。対物レンズの倍率が高い場合、倍率は典型的には、開口の増大より大きく増大する。というのもそうしないと、対物レンズの口径比が過度に大きくなり、収差の補正が非常に面倒になってしまうからである。上記実施形態に代わる択一的な実施形態では、上記シャッタに応じて非常に高い開口を有する対物レンズを用いる場合、シャッタを省略することができる。

【0056】

さらに、ズームシステムが少なくとも２つのレンズ群を有し、これらのレンズ群のうち１つは、当該ズームシステムの焦点距離を光軸の方向に調整するために可動に構成すると有利である。１つの有利な実施形態では、前記ズームシステムは３つまたは４つのレンズ群を有し、これらのレンズ群のうち２つは光軸の方向に可動に構成する。

【0057】

前記顕微鏡は特に、顕微鏡観察対象の像を取得する画像検出ユニットを備えたデジタル顕微鏡である。このデジタル顕微鏡では顕微鏡観察対象の像は、特にズームシステムを介して前記画像検出ユニットに直接結像される。

【0058】

上記実施形態に代わる択一的な実施形態では、可視顕微鏡とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0059】

【図1】デジタル顕微鏡の概略的な斜視図である。

【図2】図１に示された顕微鏡の拡大システムの概略図である。

【図3】第１の対物レンズを使用した場合の、図２に示された拡大システムの概略図である。

【図4】第２の対物レンズを使用した場合の、図２に示された拡大システムの概略図である。

【図5】第１の対物レンズおよび第２の対物レンズの各ズーム部分範囲と総ズーム範囲とを示す概略図である。

【図6】図１に示された顕微鏡の一部の概略的な斜視図である。

【図7】図６に示された一部を示す別の概略的な斜視図である。

【図8】顕微鏡のハウジングの概略図である。

【図9】図８に示されたハウジングを示す別の概略的な斜視図である。

【図10】顕微鏡の一部を示す概略的な細部図である。

【図11】対物レンズハウジングおよび対物レンズの一部の概略図である。

【図12】第１の回転位置にあるときのズームシステムの操作エレメントの概略的な斜視図である。

【図13】第２の回転位置にあるときの、図１２に示した操作エレメントの概略的な斜視図である。

【図14】第１の動作モードにおいて第１の対物レンズが使用されているときの操作エレメントの概略図である。

【図15】第２の動作モードにおいて第１の対物レンズが使用されているときの操作エレメントの概略図である。

【図16】第３の動作モードにおいて第２の対物レンズが使用されているときの操作エレメントの概略図である。

【図17】第４の動作モードにおいて第２の対物レンズが使用されているときの操作エレメントの概略図である。

【図18】第５の動作モードにおいて第３の対物レンズが使用されているときの操作エレメントの概略図である。

【図19】第６の動作モードにおいて第３の対物レンズが使用されているときの操作エレメントの概略図である。

【0060】

以下の記載から、本発明の他の特徴および利点が明らかである。以下、添付の図面を参照して実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。

【0061】

図１は、デジタル顕微鏡の概略的な斜視図である。この顕微鏡１０は、定置のスタンド基体１２と、当該スタンド基体１２に対して相対旋回可能な旋回ユニット１４とを含む。

【0062】

旋回ユニット１４は、顕微鏡観察対象の像を撮像するための少なくとも１つの画像検出ユニットを有する。とりわけ、この画像検出ユニットによって、個々の画像だけでなくビデオも撮像することができ、このビデオにより、顕微鏡観察対象を複数の異なる視角から観察することができる。

【0063】

さらに前記旋回ユニットは、顕微鏡観察対象の倍率を変えて調整するための対物レンズおよびズームシステムも有する。この対物レンズシステムは多数の対物レンズを有し、これらの対物レンズのうちその都度１つが選択的に光路に配置される。

【0064】

図１では、画像検出ユニット、対物レンズシステムおよびズームシステムは旋回ユニット１４のハウジング１６に隠れているので見えない。

【0065】

以下、図２から図４までを参照して、対物レンズシステムおよびズームシステムの構成について詳細に説明する。

【0066】

対物レンズシステムの対物レンズをとりわけ同焦点とすることにより、対物レンズの交代時にオペレータが改めて焦点合わせしなくてもよいようにする。この対物レンズはとりわけ、旋回軸１４の回転軸と対物レンズの境界面との間の距離に合わせて調整されているので、ユーセントリックシステムとなり、これにより、旋回ユニット１４の旋回時に改めて焦点合わせを行う必要がなくなる。

【0067】

スタンド基体にはさらに対象物ステージ１８も取り付けられており、この対象物ステージ上に顕微鏡観察対象が載置される。回転調整部２０を用いてこの対象物ステージ１８をスタンド基体１２に対して相対的に双方向矢印Ｐ１の方向に移動することにより、顕微鏡観察対象の焦点合わせを行うことができる。

【0068】

図２に、旋回ユニット１４内に配置された、３つの異なる設定状態にある拡大システムを、単なる概略図として示す。この拡大システムは、対物レンズシステム３０とズームシステム３２とを含み、これらが協働することにより、所望の総倍率が実現される。対物レンズシステム３０は、焦点距離が異なる少なくとも２つの対物レンズ４４，５２を有し、顕微鏡１０の光路には、これらの対物レンズ４４，５２のうちその都度１つが旋回によって配置される。

【0069】

ズームシステム３２は３つのレンズ群３４乃至３８を有し、これらのうち２つのレンズ群３６，３８が光軸５０の方向に位置調整可能となっている。本発明の他の択一的な実施形態では、ズームシステムが２つのレンズ群３４乃至３８のみを含み、これらのレンズ群３４乃至３８のうち１つのレンズ群３４乃至３８のみが軸方向に位置調整可能とすることも可能である。また、３つより多くのレンズ群３４乃至３８を含むズームシステムを用いることも可能である。

【0070】

図２に示された実施形態では、観察対象の像はズームシステム３２を介して画像検出ユニット４０に直接結像される。この画像検出ユニット４０はとりわけカメラとすることができる。

【0071】

図２には、ズームシステム３２の３つの設定を示しており、左側の設定では、ズームシステム３２は最大焦点距離をとり、これによって倍率が最大となるように、当該ズームシステム３２は設定されている。これに応じて、対物レンズシステム３０との境界面の領域における光軸５０に対する主光線の角度である視野角４２は、最小になるように構成される。

【0072】

それに対し、図２の右側に示された設定は、ズームシステム３２の他方の最端設定、すなわち、当該ズームシステム３２が最小焦点距離をとることにより拡大作用が最小になる設定を示している。この場合、視野角４２は最大になるように構成されている。

【0073】

図２の中央に示した事例は、ズームシステム３２による焦点距離が最小焦点距離より大きくかつ最大焦点距離より小さくなる中間的な設定である。この設定では、視野角４２は他の２つの事例の視野角４２の間になる。

【0074】

顕微鏡１０全体の実際の総倍率は、ズームシステム３２の設定された焦点距離と、対物レンズシステム３０の、光路に配置された対物レンズ４４，５２の焦点距離との商である。

【0075】

ズームシステム３２の総ズーム範囲が、当該ズームシステム３２により設定可能である、当該ズームシステム３２の焦点距離を決定する。この総ズーム範囲の一例を、図５において矢印９０により示している。下限９２は、図２の右側に示された設定により実現される、ズームシステム３２の最小焦点距離を定めるものである。よって、総ズーム範囲９０の上限９４は、図２の左側に示された設定により実現される、ズームシステム３２の最大焦点距離を定めるものである。したがって、総ズーム範囲９０は構造型式によって予め定まるものであり、ズームシステム３２の倍率の最大可能範囲を定める。

【0076】

既に説明したように、対物レンズシステム３２は、焦点距離が異なる複数の対物レンズ４４，５２を有している。これらの各対物レンズ４４，５２にそれぞれ、総ズーム範囲９０内のズーム部分範囲が割り当てられている。図５では、第１の対物レンズ４４に対応する第１のズーム部分範囲９６と、第２の対物レンズ５２に対応する第２のズーム部分範囲９８とが示されている。これら２つのズーム部分範囲９６，９８はそれぞれ、総ズーム範囲９０の一部のみをカバーしており、特に、互いに少なくとも部分的に重複するように構成されている。

【0077】

ズームシステム３２が常に、旋回によって光路に目下配置されている対物レンズ４４，５２に割り当てられているズーム部分範囲９６，９８以内でしか位置調整できないように、顕微鏡１０は構成されている。

【0078】

図５に示された実施例では、ズーム部分範囲９６に割り当てられている第１の対物レンズ４４は、第２の対物レンズ５２と比較して大きな焦点距離を有するので、当該第１の対物レンズ４４の拡大作用は第２の対物レンズ５２より小さい。これに応じて第１のズーム部分範囲９６も、総ズーム範囲９０のうち当該第１のズーム部分範囲９６がカバーする倍率が、第２のズーム部分範囲９８より小さく、当該総ズーム範囲９０のうち第２のズーム部分範囲９８の倍率がより大きくなるように選択される。

【0079】

よって、倍率が大きく焦点距離が小さい対物レンズ５２の場合、ズームシステムによる倍率も大きくすることができるので、全体的に高い総倍率を実現できる。

【0080】

逆に、倍率が小さく視野角が大きい対物レンズ４４には、ズームシステム３２の倍率も小さくなることにより当該ズームシステム３２の視野角が大きくなるズーム部分範囲９６が割り当てられている。

【0081】

このようにして、ズームシステム３２の使用される部分範囲は常に、目下の対物レンズ４４，５２の特性に合ったものとなる。

【0082】

図３は、２つの状態にある図２の拡大システムの概略図であり、同図では、対物レンズシステム３０の第１の対物レンズ４４が光路に配置されている。焦点距離が比較的大きく倍率が小さい第１の対物レンズ４４の場合には、制限エレメント４６，４８によって、図２に示した最大位置調整範囲とは対照的に、最小焦点距離までは位置調整可能であるが（図３右側）最大焦点距離までは位置調整できないようにズームシステム３２の位置調整範囲が制限される。これにより、ズームシステム３２の位置調整は第１のズーム部分範囲９６内でしかできなくなる。制限エレメント４６，４８によって、レンズ群３６，３８の相互接近は、図３の左側に示された状態に制限される。この制限エレメント４６，４８はとりわけ、第１の対物レンズ４４が光路に配置されたときに自動的に連動するように当該第１の対物レンズ４４に結合されたストッパ４６，４８である。よって、ストッパ４６，４８はレンズ群３４乃至３８の可動領域内に配置される。

【0083】

図４に、第２の対物レンズ５２が旋回によって光路に配置される事例を示す。この対物レンズ５２も、ズームシステム３２の位置調整を第２のズーム部分範囲９８に制限するためのストッパ５４，５６を有する。この第２の対物レンズ５２の場合には、ストッパ５４，５６によって、レンズ群３６，３８が互いに離れていく距離が、図４の右側に示された状態よりも大きくなるのを阻止することにより、最小倍率に調整されるのが阻止される。

【0084】

制限エレメント４６，４８，５４，５６は、図３および図４では単に概略的に示されているに過ぎない。図６から図１９までに示したような、その具体的な実施形態では、制限エレメント４６，４８，５４，５６を特にズームシステム３２内に配置するのではなく、対物レンズシステム３０とズームシステム３２との境界面に設けられる位置調整可能なピン１３０乃至１３６として設けている。これについては、以下詳細に説明する。

【0085】

よって、図５に示しているように、ズームシステム３２が動作する各ズーム部分範囲９６，９８は最大総ズーム範囲９０より小さくされるので、ズームシステム３２は「オーバーサイジング」または「オーバーサイズ」ズームシステムとも称される。

【0086】

総倍率範囲が同じである場合、常にズーム範囲全部を使用して対物レンズを適宜選択することにより最大倍率と最小倍率とに設定する公知の顕微鏡と比較して、使用される対物レンズの焦点距離差は、以下の数値例により示されるものほど大きくなることはなくなる。

【0087】

従来技術の顕微鏡において、２つの対物レンズを用いて０．１５ｘから３０ｘまでの間の倍率範囲を実現するためには、たとえば、焦点距離が２０である第１の対物レンズと、焦点距離が２５０である第２の対物レンズとを使用する。ズームシステムの設定可能な焦点距離は、３８から６００までの間となる。３０の最大倍率は、前記第１の対物レンズを使用し、かつ、ズームシステムを最大焦点距離に設定することにより実現される。この事例の倍率は、計算式ｂ＝f zoom／f objektiv により、６００／２０＝３０となる。

【0088】

第２の対物レンズを使用してズームシステムの焦点距離を最小焦点距離とした場合、同様にして、最小倍率は３８と２５０との商である０．１５となる。

【0089】

本発明の本実施形態の顕微鏡において、０．１５ｘから３０ｘまでの同じ倍率範囲を実現するためには、２１から６００までの間の設定可能な焦点距離を有するズームシステム３２を設ける。第１の対物レンズ４４のズーム部分範囲は３８から６００までであり、第２の対物レンズのズーム部分範囲は２１から３３６までである。第１の対物レンズ４４の焦点距離は１４０であり、第２の対物レンズ５２の焦点距離は２０である。

【0090】

３０の最大倍率を実現するためには、本実施形態では第２の対物レンズ５２を使用し、かつ、ズームシステム３２を最大焦点距離とする。最小焦点距離を実現するためには、第１の対物レンズ４４を使用し、かつ、ズームシステム３２を最小焦点距離とする。その際にも、倍率は２１と１４０との商である０．１５となる。

【0091】

このようにして同じ総倍率範囲を実現することができ、なおかつ、使用される対物レンズ４４，５２間の焦点距離差を格段に小さくすることができる。

【0092】

このことの利点は、対物レンズ４４，５２の構成を格段にコンパクトかつ簡素化できることである。特に、対物レンズ４４，５２の焦点距離の開きが小さくなることにより、同焦点対物レンズシステム３０を実現することができる。さらに、各対物レンズ４４，５２について、オペレータによって選択されるズーム率が同じになる。つまり上記実施例では、ズーム率は１６になる（３３６／２１ないしは６００／３８）。

【0093】

複数の対物レンズに対するズーム部分範囲の上述の割り当ては、デジタル顕微鏡だけでなく択一的に、対物レンズシステムとズームシステムとを備えた他のどの顕微鏡においても使用することができる。

【0094】

図６および図７の各図は、図１に示された顕微鏡１０の一部の細部を示す概略的な斜視図である。同図では、ズームシステム３２および対物レンズシステム３０の一部を示している。図６ならびに図７およびそれ以降の各図の重要な点は、ズームシステム３２の位置調整範囲を複数の各対物レンズ４４，５２のズーム部分範囲９６，９８に制限することを純粋に機械的にどのように行うかを解明しようとしている、という点にある。

【0095】

対物レンズシステム３０はハウジング１００を有し、このハウジング１００内に、光路に目下配置されている対物レンズ４４を受容する受容領域１０２が設けられている。図７では、この受容領域１０２内には対物レンズが入っていない。それに対して図６では、対物レンズ４４が受容領域１０２内にスライド挿入されている。この対物レンズ４４はプレート１０４に支持されており、ハウジング１０６によって包囲されている。プレート１０４は、対物レンズシステム３０のハウジング１００に固定することができる。

【0096】

対物レンズシステム３２は、顕微鏡１０のオペレータによって回転することができる回転ホイール１０８を備えている。操作性をより向上させるため、回転ホイール１０８の周面にとりわけギザギザ１１０が設けられている。回転ホイール１０８はこのギザギザ１１０とは反対側に、歯車システム１１４を用いて当該回転ホイール１０８をスピンドル１１６に係合させるための歯列１１２を有する。このような構成により、回転ホイール１０８が回転するとスピンドル１１６が回転する。

【0097】

スピンドル１１６には、ホルダ１１８，１２０を介してレンズ群３６，３８が支持されている。このような構成により、スピンドル１１６が回転するとレンズ群９６，３８が互いに接近したり離れたりする。

【0098】

図８および図９の各図は、対物レンズシステム３０のハウジング１００の概略的な斜視図である。ハウジング１００内には総じて４つのピン１３０乃至１３６が、双方向矢印Ｐ２の方向に、特に縦方向に可動に配置されている。これらのピン１３０乃至１３６は作動位置と非作動位置との間で移動することができ、ピン１３０，１３４は図８では作動位置にあり、ピン１３２，１３６は非作動位置にあるのが示されている。作動位置では、ピン１３０乃至１３６はハウジング１００の表面１３８から回転ホイール１０８の方向に、予め定められた距離だけ突出する。非作動位置では、ピン１３０乃至１３６はハウジング１００内に位置しており、特に、当該ハウジング１００内からは突出しない。これに代えて択一的に、非作動位置ではピン１３０乃至１３６はハウジング１００内から僅かに突出するが、作動位置の場合ほどは突出しないようにすることも可能である。

【0099】

図１０に示しているように、各ピン１３０乃至１３６は作動位置では、それぞれバネ１４０によって付勢されている。

【0100】

さらに、各ピン１３０乃至１３６はそれぞれ、ピン１４２乃至１４８に接続されている。これらのピン１４２乃至１４８は、図９に示されているように受容領域１０２内にまで突出しており、各ピンがそれぞれ、ハウジング１００の長孔内に案内されて挿入されている。

【0101】

ピン１４２乃至１４８が動くことにより、ピン１３０乃至１３６はバネ１４０の復元力に抗して、作動位置から非作動位置に移動することができる。こうするためには、ピン１４２乃至１４８を下方に向かって矢印Ｐ３の方向に動かさなければならない。図９では、ピン１４４，１４８は各バネの復元力に抗して下方に向かって移動し、これにより、図８に示されているように、これらのピンに対応するピン１３２，１３６が非作動位置に来る。

【0102】

ピン１４２，１４８は、受容領域１０２内に目下挿入されている対物レンズ４４によって、対応するハウジング１０６と接触することにより移動する。図１１に、第１の対物レンズ４４の一部を概略的に示している。対物レンズ４４のハウジング１０６には、ハウジング１０２の互いに対向する両面に２つの接触部１５０，１５２が設けられている。これら２つの各接触部１５０，１５２はそれぞれ、段部が設けられた接触面１５４を有する。接触部１５０，１５２が各ピン１４２乃至１４８の領域において前記接触面１５４に、対応する段部を有するならば、対物レンズ４４が受容領域１０２内にスライドして入り込むと、図１０に示されているようにピン１４２乃至１４８が下方に向かって移動し、当該段部が、各対応するピン１４２乃至１４８を下方に向かって動かしてこの位置に受容する。このようにして、ピン１４２乃至１４８介してピン１３０乃至１３６は、作動位置と非作動位置との間にて位置調整される。

【0103】

接触部１５０，１５２は、他のピン１３０乃至１３６が作動位置ないしは非作動位置に来るように、対物レンズ４４に応じてそれぞれ異なった構成となっている。

【0104】

図１２および図１３の各図は、ズームシステム３２の概略的な斜視図であり、同図には複数の異なる回転位置を示している。

【0105】

回転ホイール１０６の、対物レンズシステム３０側ひいては当該対物レンズシステム３０のハウジング１００側の面に、係合リンクディスク（エキスパンションリンク、溝）１６０が相対回転不能に取り付けられている。この係合リンクディスク１６０には２つの円弧状の溝１６２，１６４が設けられている。ピン１３０乃至１３６がそれぞれ作動位置に位置していれば、この係合リンク１６２，１６４に係合することができる。係合リンクディスク１６０はさらに、回転ホイール１０６の回転範囲を最大回転領域に制限するための突起１６６も有する。こうするために、回転ホイール１０６と連動して回転しない相対回転不能のハウジング部１７０に、２つのストッパ１７２，１７４が設けられている。

【0106】

図１２に示された回転位置では、突起１６６は第１のストッパ１７２に当接しているので、手動ホイールは矢印Ｐ４の方向にしか回転させることができない。この位置はとりわけ、０°回転位置と称される。

【0107】

それに対して図１３では、突起１６６は第２のストッパ１７４に当接しているので、手動ホイールは、回転方向Ｐ４と逆方向である矢印Ｐ５の方向にしか回転させることができない。この第２の状態では回転ホイール１６０は、図１２に示された０°位置から最大限に回転移動している。これはとりわけ、角度１３０°の回転に相当する。よって、手動ホイールの最大回転範囲は約１３０°である。この最大回転範囲によって、総ズーム範囲が定められる。

【0108】

ピン１３０乃至１３６が作動位置に位置し、これによって両係合リンク１６２，１６４のうちいずれか１つに係合することにより、回転ホイール１０６の回転範囲を、使用されている対物レンズ４４に応じて制限することができ、これにより、対物レンズ４４に応じて手動ホイール１０６を、最大回転領域の一部の領域である部分回転領域内でしか回転させることができなくなる。よって、この部分回転領域を介してズーム部分範囲が調整される。というのも、手動ホイールの回転領域が制限されると、自動的に、使用可能なズーム範囲の制限になるからである。

【0109】

図１４から図１９に一例として、３つの異なる対物レンズを備えた対物レンズシステム３０の場合に、ピン１３０，１３２がそれぞれ作動位置ないしは非作動位置のいずれか異なった位置にあることにより、異なる対物レンズの接触部１５０，１５２のそれぞれ異なる構成によって、どのようにして３つの各対物レンズごとに回転ホイール１０６の異なる部分回転領域が規定されるか、ひいては、どのように各対物レンズにそれぞれ異なるズーム部分範囲が割り当てられるかを示す。

【0110】

図１４および図１５に、第１の対物レンズが受容領域１０２内に挿入されたときの状況を示しており、この第１の対物レンズの場合、ピン１３２は作動位置にあり、ピン１３０乃至１３６は非作動位置にある。よって、図１４および図１５に示されているように、ピン１３２は係合リンク１６２に係合している。その際には、手動ホイール１０６を、図１４に示された０°回転位置と、図１５に示された回転位置１１２°との間で回転させることができる。ピン１３２は係合リンク１６２の端部分にぶつかるので、１１２°を超えて回転させることはできない。

【0111】

これに代えて択一的に、他のピン１３０，１３４，１３６を作動位置に配置することも可能である。この場合には、ピン１３４，１３６がまず最初に係合リンクディスク１６０の表面上に載置され、０°位置から僅かに回転させると、当該ピン１３４，１３６は係合リンク１６４に係止することになる。その際には、初期位置に戻すことはできなくなる。

【0112】

図１６および図１７に、第１の対物レンズではなく第２の対物レンズが受容領域１０２内に挿入されたときの状況を示しており、この第２の対物レンズの場合、ピン１３０，１３６が作動位置にあり、ピン１３２，１３４が非作動位置にある。ピン１３６が係合リンク１６４に係合しているので、第２の対物レンズの場合、回転ホイール１０６の回転範囲は９°の最小回転角に制限される。方向Ｐ５の方向に、すなわち０°回転位置に向かって更に回転させることはできなくなる。

【0113】

逆の方向Ｐ４の回転は、作動位置にあるピン１３０が係合リンク１６４に係合していることにより、１２１°の回転角に制限される。

【0114】

図１８および図１９に、第３の対物レンズが受容領域１０２内に挿入されたときの状況を示す。この第３の対物レンズの場合、ピン１３４が作動位置にあり、かつ、ピン１３０，１３２，１３４が非作動位置にあるように、接触部１５０および１５２は構成されている。ピン１３４が係合リンク１６４に係合することにより、回転ホイール１０６の方向Ｐ５の回転範囲は、最小回転角である１８°に制限される。それに対して方向Ｐ４には、突起１６６が第２のストッパ１７４に当接するまで、すなわち１３０°の最大回転角に達するまで、回転ホイール１０６を回転させることができる。

【0115】

よって、対応する係合リンク１６２，１６４に係合するピン１３０乃至１３６を備えた上記の構成により、回転ホイール１０６の回転範囲を対物レンズ４４に応じて、簡単に、かつ純粋に機械的に制限することができ、これにより、各対物レンズ４４にそれぞれ、総ズーム範囲内のズーム部分範囲を簡単かつ確実に割り当てることができる。

【0116】

上記構成に代わる他の択一的な構成では、設けられるピン１３０，１３６を４つより多くするか、または４つより少なくすることも可能である。これに代えて択一的に、設けられる係合リンク１６２，１６４を２つより多くするか、または２つより少なくすることも可能である。ピンおよび係合リンクの数はとりわけ、使用される複数の対物レンズの数に応じて調整することができ、これにより、必要な複数のズーム部分領域の数に応じて調整することができる。

【符号の説明】

【0117】

１０ 顕微鏡
１２ スタンド基体
１４ 旋回ユニット
１６ ハウジング
１８ 観察対象テーブル
２０ 回転調整部
３０ 対物レンズシステム
３２ ズームシステム
３４，３６，３８ レンズ群
４０ 画像検出ユニット
４２ 視野角
４４，５２ 対物レンズ
４６，４８，５４，５６ 制限エレメント
５０ 光軸
９０ 総ズーム範囲
９２ 下限
９４ 上限
９６，９８ ズーム部分範囲
１００ ハウジング
１０２ 受容領域
１０４ プレート
１０６ 対物レンズハウジング
１０８ 回転ホイール
１１０ ギザギザ
１１２ 歯列
１１４ 歯車装置
１１６ スピンドル
１１８，１２０ ホールド部材
１３０乃至１３６ ピン
１３８ 表面
１４０ バネ
１４２，１４８ ピン
１５０，１５２ 接触部
１５４ 接触面
１６０ 係合リンクディスク
１６２，１６４ 係合リンク（エキスパンションリンク、溝）
１６６ 突起
１７０ ハウジング部
１７２，１７４ ストッパ
Ｐ１乃至Ｐ５ 方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】