特許 6985264 対物レンズ交換装置を有する顕微鏡

(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】6985264

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】対物レンズ交換装置を有する顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/00 20060101AFI20211213BHJP

   G02B 7/04 20210101ALI20211213BHJP

   G02B 7/16 20210101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   G02B21/00

   G02B7/04 C

   G02B7/16

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-522006(P2018-522006)

(86)(22)【出願日】2016年10月25日

(65)【公表番号】特表2018-532163(P2018-532163A)

(43)【公表日】2018年11月1日

(86)【国際出願番号】EP2016075611

(87)【国際公開番号】WO2017072094

(87)【国際公開日】20170504

【審査請求日】2019年10月24日

(31)【優先権主張番号】102015221040.5

(32)【優先日】2015年10月28日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】506151659

【氏名又は名称】カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＲＬ ＺＥＩＳＳ ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＹ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】シャハト，ペーター

(72)【発明者】

【氏名】ワール，フベルト

(72)【発明者】

【氏名】ラングホルツ，ニルス

(72)【発明者】

【氏名】ハッケル，トビアス

【審査官】 小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０４０３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３４８８１０９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１０６２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１８０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−００６９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８９１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７２８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００２８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００４７０７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２１／００

Ｇ０２Ｂ ７／０４

Ｇ０２Ｂ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対物レンズ交換装置を有する顕微鏡であって、前記対物レンズ交換装置は、
複数の対物レンズをそれぞれのホルダ位置において収容するためのホルダと、
１つの対物レンズを収容するために構成され、前記顕微鏡の光学ビーム路内に配置される対物レンズ収容部と、を備える、顕微鏡において、
それぞれ対物レンズ支持部を有する１つの選択された対物レンズを、受渡位置へ配送されるべきホルダ位置と対物レンズ収容部との間で移送するために構成された対物レンズ配送装置によって特徴づけられ、
対物レンズ収容部は前記対物レンズの移送中に前記光学ビーム路内に留まり、前記対物レンズ支持部は参照面として外側センタリング直径を有し、前記外側センタリング直径が前記対物レンズ収容部内にある横方向参照面に対して導かれることにより、前記顕微鏡の光軸に対して垂直方向の再現可能な位置決めを実現可能であり、
前記ホルダは回転軸周りに回転可能なリボルバホルダであり、前記回転軸が前記顕微鏡の前記光学ビーム路に対して傾斜し、その前記ホルダ位置を少なくとも１つの前記受渡位置に配送することができ、
前記対物レンズは、前記移送前に前記ホルダ内で、前記ホルダ位置においては前記顕微鏡の対物平面に対して傾斜して保持され、前記受渡位置においては前記対物平面に対して垂直に配置され、
前記対物レンズ配送装置は、キャッチャを有し、前記移送の際に、前記対物レンズは、前記対物平面に対して垂直に配置された状態で、前記キャッチャを用いて前記対物平面に対して平行に移動して前記対物レンズ収容部へ導かれる、
顕微鏡。

【請求項2】

前記対物レンズ支持部は、前記対物レンズの光軸に対して直交する少なくとも１つの平面状の当接面を有する、
請求項１記載の顕微鏡。

【請求項3】

前記対物レンズ支持部は、前記キャッチャに、形状結合及び／又は力結合により及び／又は磁気的に解除可能に接続するための連結領域を有し、前記キャッチャは前記連結領域に係合する、
請求項１又は２記載の顕微鏡。

【請求項4】

前記対物レンズ収容部内の使用位置において前記対物レンズを位置固定的に支持するためのクランプ装置によって特徴づけられる、
請求項１乃至３いずれか１項記載の顕微鏡。

【請求項5】

前記クランプ装置は、前記対物レンズ収容部の対向面と、少なくとも１つのクランプ要素とによって、少なくとも１つのクランプ要素を形成し、
前記使用位置にある前記対物レンズの前記対物レンズ支持部が、その当接面で前記対向面に対して前記クランプ要素によってクランプ可能である、
請求項４記載の顕微鏡。

【請求項6】

前記クランプ要素は、対物レンズ駆動部に接続され、前記対物レンズ駆動部を用いて前記顕微鏡の前記光学ビーム路の方向に制御されて動作可能である、
請求項５記載の顕微鏡。

【請求項7】

前記ホルダが動作可能に配置されたラインホルダであることにより、その前記ホルダ位置を少なくとも１つの前記受渡位置に配送することができる、
請求項１乃至６いずれか１項記載の顕微鏡。

【請求項8】

前記対物レンズ支持部は電気的コンタクトを備える、
請求項１乃至７いずれか１項記載の顕微鏡。

【請求項9】

直立又は倒立スタンドとして構成されたスタンドによって特徴づけられる、
請求項１乃至８いずれか１項記載の顕微鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は請求項１の前段部分に記載された、対物レンズ交換装置を有する顕微鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

画像化方法（bildgebender
Verfahren）を用いて異なる大きさの構造を撮影し分析することができるようにするために、顕微鏡は、異なる対物レンズを備えて構成されており、対物レンズはそれぞれ所望の倍率に応じて光学ビーム路にもたらされることができ、例えばスイングイン（eingeschwenkt）されることができる。

【0003】

対物レンズが頻繁に交換される場合、複数の対物レンズが１つのホルダに配置され、それによって、選択された対物レンズへの迅速かつ繰り返しのアクセスが可能になり、対物レンズの交換が容易に行われることができる。

【0004】

例えば、所謂リボルバホルダにおいて、選択された対物レンズは、回動軸周りにホルダを回動させることによって、顕微鏡の光学ビーム路内にスイングインされる。焦点合わせは、対物レンズを有するホルダ又は試料が移動（verfahren）させることにより、対物レンズと顕微鏡検査されるべき試料との間の距離を設定することで行われる。

【0005】

ホルダ及びそこに固定された対物レンズの質量は、移動動作（Verfahrenbewegung）の際に、焦点合わせに使用される駆動トレイン又は対物レンズ駆動部における、高い機械的予負荷（Vorspannungen）をもたらし、それによって不利な所謂スティック・スリップ効果（付着滑り効果）が助長され、特に、摩擦に基づくガイド（Fuehrungen）及び駆動（Getrieben）が発生する。質量に由来する不利な効果を低減するために、複雑で、従って高い原理及び設計ソリューションが実施されねばならない。さらに、比較的高い駆動出力が必要になり、駆動の動的パラメータは不利な結果となり、このことは同様に、対物レンズの位置決め精度に悪影響を及ぼす。

【0006】

さらに、ホルダ及び駆動トレインの高い質量は、低い固有周波数を生じさせ、従って一定の駆動エネルギーにおいて高い振動振幅が生じる。これは、高倍率の際に、顕微鏡の分解能及び精度に不利な影響を及ぼす。

【0007】

さらに、ホルダ、特にリボルバホルダの偏心した重心は、駆動トレインの追加の変化する機械的負荷を導く。例えば、対物レンズの交換は、個別の対物レンズの質量が異なるために、重心の移動を引き起こし、対物レンズの交換前の出口状態に対して異なった負荷状態を生じさせ、同様に、画像部分の取得と移動動作の精度に負の影響を及ぼす。

【0008】

ＷＯ２０１２／０９７１９１ Ａ２によれば、複数の対物レンズをそれぞれのホルダ位置に収容する１つのホルダを有する対物レンズ交換装置を備えた顕微鏡が公知である。選択された対物レンズは、必要に応じて、対物レンズの収容及び保持のためにスキャンユニット内に構成された対物レンズ収容部内において、顕微鏡の光学ビーム路内で位置決め可能である。そのために、スキャンユニットは、関連するホルダ位置にある対物レンズを対物レンズ収容部でホルダから持ち上げ、磁気連結を用いて対物レンズ収容部と連結するために、対物レンズ収容部とともに所定のホルダ位置へと移動する。さらに、対物レンズ収容部の対物レンズは、可動ボールに基づくロックによってブロックされている。

【0009】

スキャンユニットは、対物レンズを収容した後、選択された対物レンズが顕微鏡の光学ビーム路内に位置するまで、水平に移動する。その際、スキャンユニットの煩雑な水平移動動作と、対物レンズ交換のたびに改めて必要な顕微鏡の光学ビーム路におけるスキャンユニットのアライメントが、不利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】ＰＣＴ国際公開第２０１２／０９７１９１号公報

【発明の概要】

【0011】

本発明は、従来技術から知られている不利な点を少なくとも低減し、対物レンズの交換を可能にする顕微鏡を提供するという課題に基づく。

【0012】

課題は、独立請求項１の特徴的発明特定事項によって解決される。有利な構成は、従属クレームの対象である。

【0013】

顕微鏡は対物レンズ交換装置を有し、対物レンズ交換装置は、複数の対物レンズをそれぞれのホルダ位置において収容するホルダと、対物レンズを収容するために構成され、顕微鏡の光学ビーム路内に配置される対物レンズ収容部と、を備える。本発明によれば、それぞれ対物レンズ支持部を有する１つの選択された対物レンズを、受渡位置へ配送されるべきホルダ位置と対物レンズ収容部との間で移送するために対物レンズ配送装置が構成され、対物レンズ収容部は、対物レンズの移送中に顕微鏡の光学ビーム路に留まる。対物レンズ支持部は、参照面として外側センタリング直径を有し、外側センタリング直径が対物レンズ収容部内にある横方向参照面に対して導かれることにより、顕微鏡の光軸に対して垂直方向の再現可能な位置決めが達成される、又は達成可能である。

【0014】

対物レンズ配送装置は、対物レンズ交換装置の１つの部品であり、選択された対物レンズをホルダ位置と対物レンズ収容部との間で移送することを可能にする。従って、顕微鏡の対物レンズの交換が行われることができ、同時にホルダに含まれる多数の対物レンズが対物レンズ収容部から切り離されて使用のために提供されることができる。

【0015】

対物レンズ収容部は、特に、ホルダ位置と対物レンズ収容部との間の対物レンズの移送中に、顕微鏡の光学ビーム路に留まる。変化しない対物レンズ収容部の位置により、対物レンズ交換後の、対物レンズ収容部の新たなアライメント又は調整が回避される。特に、光学ビーム路に対して実質的に直行して延在するＸＹ平面における、対物レンズ収容部の新たなアライメント又は調整は必要ない。

【0016】

顕微鏡の焦点合わせは、対物レンズ収容部内で使用位置に保持される対物レンズと、Ｚ方向における対物平面との間の距離を変化させることによって行われる。

【0017】

顕微鏡の光学ビーム路とは、所定の時点において光ビームが顕微鏡を通過するか否かには関わりなく、顕微鏡の光軸を意図するものであると理解される。顕微鏡の光軸及び後述する対物レンズの光軸とは、理論的なビーム中心の経過（der theoretische Verlauf eines Mittelstrahls）であると理解される、そこを通って顕微鏡又は対物レンズを通過するビーム路が簡易化されて図示されることができる。

【0018】

焦点合わせプロセス及び他の操作中に、対物レンズ収容部はＺ方向において最高１つの対物レンズだけが保持される。可能な対物レンズ交換のために保持される他の対物レンズはホルダ内にある。従って、低質量（eine geringe Masse）が、駆動トレインを介して、特に、Ｚ方向における対物レンズ収容部の動作を生成するための対物レンズ駆動部によって、加速され、減速されることになる。それにより、付着滑り効果（Haftgleiteffekte）が低減され、対物レンズ駆動部及び顕微鏡の動的特性、並びに対物レンズ駆動部の配送動作の精度が改善される。さらに、低質量に基づいて、対物レンズ収容部及び焦点合わせの目的で動作するさらなる部品の、加速及び減速のために、より少ないエネルギーが必要になる。その結果、その機械的負荷が低減される。

【0019】

さらに、対物レンズ駆動部の低質量は、同様に、より高い固有振動数を生じさせる。その結果、同一の励起エネルギーにおける振動振幅が低下する。それにより、高質量を有する対物レンズ駆動部に比べて、動的に生じる移動動作の偏差がより小さくなり、このことは、撮影（例えばスキャン）時間にわたる顕微鏡の画像分解能を改善する。

【0020】

対物レンズは、対物レンズ支持部を有する。対物レンズ支持部は、例えば各対物レンズのハウジングに設けられ、例えば、ハウジングの機械加工によって形成される（bei einer spanenden Bearbeitung des Gehaeuses ausgebildet）か、あるいは、例えば差し込み、ねじ込み及び／又は接着によって、ハウジングに取り付けられる。

【0021】

さらなる実施形態において、対物レンズは、そのハウジングで、特に平板状の対物レンズ支持部内に、例えばねじ込まれ、圧入され又は接着されることができる。

【0022】

以下において、簡易的に、対物レンズ又は対物レンズ収容部の移送について言及されるときは、対物レンズ収容部又は対物レンズの移送を含む。

【0023】

可能な実施形態において、対物レンズ支持部は、連結領域を、連結領域に係合するキャッチャに、形状結合及び／又は力結合により、及び／又は磁気に基づいて解除可能に接続するための連結領域を有する。その際、連結領域は、キャッチャが対物レンズ支持部内に及び／又は対物レンズ支持部に係合するように構成されている。

【0024】

例えば、連結領域は、対物レンズ支持部を顕微鏡側面内で及び／又は対物側面内で少なくとも部分的に取り囲む溝として形成されている。

【0025】

対物レンズ収容部内にある対物レンズ支持部の顕微鏡側面は、顕微鏡の対物面の反対を向いており（abgewandt）、対物側面は対物平面に対向する（zugewandt）。

【0026】

対物レンズ支持部は、例えばホルダ位置と対物レンズ収容部との間の移送中に、対物レンズの支持部として働く。さらに、対物レンズ支持部の側面は参照面及び参照位置の形成に役立つ、又は、対物レンズの移送中のガイド面として働く。

【0027】

顕微鏡の可能な実施形態において、対物レンズ支持部は、対物レンズの光軸に対して直行して延在する少なくとも１つの平面状の当接面を有する。「実質的に直交する」の表現には、数度、例えば４５度以下の偏差を含む。

【0028】

例えば、顕微鏡の可能な実施形態において、対物レンズ支持部の対物側面は、完全に又は部分的に当接面として形成されている。当接面は、特に精密に加工され、従って、これによって光学ビーム路における対物レンズの位置の参照が、可能となる又はサポートされる。

【0029】

当接面は、相応に形成された対物レンズ支持部の対向面に対する面状の支持部として働く。対向面及びこれに対して面状に当接する当接面は、Ｚ方向における対物レンズの現在位置を求め又は設定するための、例えば対物レンズの焦点合わせの際に制御技術的に関連付けられる（参照点）、参照面を形成する。

【0030】

対物レンズの光軸に対して直行して形成された当接面及び対物レンズ支持部の平面状の実施形態は、容易かつ効果的な対物レンズ支持部の製造及び加工を可能にする。

【0031】

例えば、対物側面は、対物レンズ支持部の滑り面又はガイド面（Gleit- oder Fuehrungsflaeche）として用いられる。

【0032】

当接面及び参照面としての顕微鏡側面、及び、滑り面又はガイド面としての対物側面の機能的な分離は、有利には、精密に製造された顕微鏡側面の当接面を全く又は僅かにしか摩耗させないで、対物レンズ支持部の移送を可能にする。対物レンズ支持部は対物側面の少なくとも部分の上をスライドし、その摩耗は参照面としての顕微鏡側面の機能に不利な影響を及ぼさない。

【0033】

倒立スタンドにおいては、ＸＹ平面の構成は、対称的に（gespiegelt）考慮されなければならない。そうすると、対物側面は機能を果たさず、顕微鏡側面がガイド面及び参照面に区分されなければならない。ガイド面は有利には、精密に製造された参照面を全く又は僅かにしか摩耗させないで、対物レンズ支持部の移送を可能にする。

【0034】

可能な実施形態において、顕微鏡は、直立又は倒立スタンド（aufrechtes oder inverses Stativ）として構成されるスタンドが設けられる。

【0035】

さらなる実施形態において、顕微鏡はスタンドを有し、それによって、対物レンズは、対物平面に対する直交配向から変位して保持され及び／又は導かれる。

【0036】

さらなる実施形態において、対物レンズ支持部の対物側面の部分は、対物レンズ当接面として形成されており、そこでは、対物レンズ支持部内で保持された対物レンズが、その対物レンズハウジングのフランジで（mit einem Bund）載置され、さらなる参照面を形成する。

【0037】

顕微鏡のさらなる実施形態において、対物レンズは電気的コンタクトを備えることができ、それによって、適応光学系、検出要素、及び／又は対物レンズへの他の電子部品の使用が可能になる。

【0038】

対物レンズをホルダ位置と対物レンズ収容部との間で移送するために、対物レンズ配送装置はキャッチャを有する。キャッチャを、対物レンズ及び／又は対物レンズ支持部と、有利には分離可能に、力結合及び／又は形状結合により連結するために、かつ、対物レンズをホルダ位置と対物レンズ収容部との間で制御して移送するために、キャッチャは、対物レンズ及び／又は対物レンズ支持部が、力結合及び／又は形状結合及び／又は磁力によって接続可能であるように構成されている。

【0039】

キャッチャは、例えば水平方向に、かつ任意付加的に垂直方向にも移動可能又は変位可能な、フック、セル又は別様に構成された突起を有するアームとして形成される。

【0040】

対物レンズ支持部は、参照面として外側センタリング直径を有する。キャッチャを用いて、参照面を有する対物レンズは、クランプ装置内の横方向の参照面に対して、引っ張られ、又は引っ張られることができる。その結果、顕微鏡の光軸に対して垂直な再現可能な位置決めが、達成される。

【0041】

対物レンズを対物レンズ収容位置内で使用位置に位置固定して保持するために、可能な実施形態にでは顕微鏡はクランプ装置を備える。例えば、対物レンズ収容部は、例えば、対物レンズの位置と構成を対物レンズ収容部に対して変化させることなく、対物レンズ収容部がＺ方向に移動する顕微鏡の焦点合わせ動作を可能にする。使用位置において、対物レンズの光軸は、顕微鏡の光学ビーム路と一致し、対物レンズの実際の位置決め及び配向は、参照面として機能する少なくとも１つの当接面への対物レンズの載置によって固定される。

【0042】

可能な実施形態において、対物レンズ収容部は対物レンズ収容部の参照面としての当接面と、クランプ装置の少なくとも１つのクランプ要素とを有する。対物レンズ支持部は、当接面を有するクランプ要素を介して、対向面に対してクランプされ又はクランプすることができる。複数の当接面が形成されていると、対物レンズ支持部の当接面はそれぞれ対向面にクランプされ、又はクランプされることができる。

【0043】

さらなる可能な実施形態において、クランプ要素は、クランプ要素駆動部に接続され、これによってＺ方向に移動可能である。クランプ要素駆動部によって、クランプ要素はＺ方向においてクランプ要素の開位置とクランプ位置との間で制御されて移動可能である。開位置では、対物レンズ支持部がクランプ要素と対向面との間で遊びを有して配置されるようにクランプ要素が対向面から離れている。あるいは、クランプ力を乗り越える必要なく、対物レンズ支持部がクランプ要素と対向面との間に導入されることができ、離脱することができる。

【0044】

クランプ位置において、対物レンズ支持部が、クランプ要素と対向面との間で作用するクランプ力によって保持されるように、クランプ要素は対向面に近づけられる。対物レンズ支持部のクランプは、例えば、この場合磁気クランプによって、顕微鏡へのより良い動的連結をもたらす。顕微鏡への連結の堅牢さは、対物レンズ支持部のクランプによって同様に有利に向上される。

【0045】

さらなる実施形態において、クランプ要素駆動部の機能は、少なくとも１つの対物レンズ収容部のＺ方向における移動を生成するために構成された対物レンズ駆動部によって果たされる。

【0046】

ホルダは、例えば顕微鏡のハウジングに及び／又は担体構造に、例えば顕微鏡の架台又はスタンドに配置され、ホルダ位置が受渡位置に配送されるように可動に構成される。その際、ホルダは、対物平面にある試料を損傷することなく、対物レンズ交換を可能にするために対物平面の上に配置される。

【0047】

ホルダ位置が受渡位置に配送されると、対物レンズ収容部への関連するホルダ位置にある対物レンズの移送、又は、対物レンズ収容部にある対物レンズの関連するホルダ位置への移送が可能になる。さらに、キャッチャは連結領域と連結されることができ、従ってキャッチャの制御された動作が対物レンズの移送を実現する。移送の終了後に、特に対物レンズのホルダ位置への移送の終了後に、キャッチャは連結領域から切り離されるか又は切り離し可能になる。

【0048】

ホルダは異なる構成を有することができ、１つの可能な実施形態において、可動に配置されたラインホルダであり、そのホルダ位置は少なくとも１つの受渡位置に送られることができる。

【0049】

ホルダのさらなる可能な実施態様において、これは、可動に配置されたリボルバホルダとして構成される。リボルバホルダのような回転対称のホルダは、対物レンズの受渡位置への短い配送経路をゆるす。さらに、対物レンズを移送するための高コストでのみ製造可能な精密ガイドが、大部分又は完全に回避される。リボルバホルダのような回転対称のホルダとしてのホルダの実施形態は、有利には対物レンズ交換装置のコンパクトな構成及び費用効果的な製造を可能にする。

【0050】

ホルダに含まれる対物レンズを顕微鏡の画像領域の外に（aus dem Bildbereich）保持するために、及び／又は、顕微鏡の可能な限り大きな移動自由度を対物レンズの領域において実現するために、ホルダは顕微鏡の可能な実施形態において、光学ビーム路に対して傾斜した回転軸周りに回転可能に構成されている。本発明による顕微鏡によって、回動軸の相応に大きな傾斜において、試料の大きな移動領域が可能であり、従って大きな試料が顕微鏡検査可能である。

【0051】

本発明による顕微鏡は、種々の対物レンズを有することができ、顕微鏡法の全分野から選択された顕微鏡として構成されることができる。顕微鏡は、例えば、遠視野顕微鏡法、共焦点顕微鏡法、レーザ走査顕微鏡法及び光ブレード顕微鏡法（light sheet microscopy）のために形成されることができる。顕微鏡はさらなる実施形態において、インターフェロメータ、特に白色インターフェロメータを備えていることができる。対物レンズ交換装置も、インターフェロメータ、特に白色インターフェロメータと組み合わせられることができる。

【図面の簡単な説明】

【0052】

本発明は、例示的実施形態及び図面に基づいて、以下でさらに詳細に説明される。

【図1】対物レンズ支持部を有する対物レンズの一実施形態を模式的に示す図である。

【図2】本発明による顕微鏡の一実施形態の概略図を示す。

【図3】第１の運転状態における本発明による顕微鏡の第１実施形態を模式的に示す図である。

【図4】第２の運転状態における本発明による顕微鏡の第１実施形態を模式的に示す図である。

【図5】第３の運転状態における本発明による顕微鏡の第１実施形態を模式的に示す図である。

【図6】本発明による顕微鏡の第３実施形態を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0053】

図１乃至図６は、本発明による顕微鏡１２の可能な実施形態の概略図である。同一の技術的な要素は、同一の参照符号によって示される。

【0054】

図１は、対物レンズ支持部３を有する対物レンズ１の例示的実施形態を示す。対物レンズ１は対物レンズハウジング２を備え、対物レンズ支持部３にねじ込まれた第１端１．１を有し、従って対物レンズ１は第２端１．２で片側だけ、下向きに図示された対物レンズ支持部３の対物側面３．２から突出する。

【0055】

倒立顕微鏡１２では、全機構が、水平方向について回転して考慮されるべきである。

【0056】

対物レンズ支持部３は、顕微鏡側面（mikroskopseitite Seitenflaeche）３．１と、それに平行な対物側面（objektseitige Seitenflaeche）３．２を有し、対物側面３．２の法線は対物レンズ１の第２端１．２の方向で、対物レンズ１の光軸４に平行な方向を示す。

【0057】

対物側面３．２の部分は対物レンズの当接面５として形成され、そこに、詳細には図示されていない対物レンズハウジング２のフランジが当接する。対物レンズ当接面５とそこに当接するフランジとは、対物レンズ１の参照面６を提供する。対物レンズ支持部３の幾何学的構造は、面（Seitenflaeche）３．１と３．２の平行性並びに対物レンズ当接面５とフランジとの高い同心性、さらに、それによって参照面６の正確な形成に関して容易な製造を可能にする。

【0058】

顕微鏡側面３．１には、模式的に示された溝の形態の連結領域７が形成される。対物レンズ１の光軸４が部分的に連結領域７によって取り囲まれる。

【0059】

連結領域７に加えて、これに重ならないように、顕微鏡側面３．１の部分が、当接面８として構成される。

【0060】

対物レンズ支持部３は、対物レンズ支持部３に対して対物レンズ１をセンタリングするための内側センタリング直径９と、対物レンズ収容部１１内で対物レンズ３をセンタリングするための外側センタリング直径１０とを備える（図２乃至５参照）。

【0061】

顕微鏡１２のさらなる実施形態において、ＤＩＣスライダ（ＤＩＣ＝デジタル干渉コントラスト、digital interference contrast）は、対物レンズ支持部３内に一体化されているか、又は一体化されることができる。

【0062】

顕微鏡１２の第１の例示的実施形態は、図２において、見やすさの理由から部分的にのみ模式的に図示される。顕微鏡１２は、フリーな横断面（freien Querschnitt）を有する対物レンズ収容部１１を備え、そこを通って顕微鏡１２の光軸、ここでは光学ビーム路１３として示される、が延在する。対物レンズ収容部１１において、対物レンズ１は、その対物レンズ支持部３を介して保持されている。対物レンズ１は、水平方向に向けられた矢印によって象徴的に図示される使用位置ＥＰに位置し、対物レンズ１の光軸４が光学ビーム路１３と一致するように光学ビーム路１３内に配置されており、それにより、顕微鏡１２が機能可能である。

【0063】

光学ビーム路１３に沿った方向はＺ方向Ｚと呼ばれ、Ｚ方向Ｚに直交し、かつ相互に直交する、Ｘ方向Ｘ及びＹ方向Ｙが各々定められる。ここで与えられた方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、デカルト座標系の軸によって表される。

【0064】

顕微鏡１２には、キャリア３１に配置された対物レンズ収容部１１のＺ方向Ｚにおける制御された移動動作を生成するための対物レンズ駆動部１６が設けられている。対物レンズ収容部１１は接続要素３１を介して対物レンズ駆動部１６と接続されている。対物レンズ駆動部１６は、粗ドライブ及び微細ドライブ（Grob- und Feintriebe）を有するか、又は、これによって構成されることができる。

【0065】

さらに、顕微鏡１２は、キャッチャ１７と、特にＸＹ平面ＸＹにおけるキャッチャ１７の動作の制御された生成のためのキャッチャ駆動部１８とを備える。

【0066】

リボルバホルダとして構成されたホルダ２１において、複数の対物レンズ１が保持される。見やすさの理由からホルダ２１内では、対物レンズ支持部３は、そこに保持される対物レンズ１のみが示されている。ホルダ２１及び対物レンズ駆動部１６は、顕微鏡１２のスタンド３０と可動に連結され、これによって支持される。

【0067】

各対物レンズ１は、その対物レンズ支持部３で、ホルダ２１のホルダ位置２１．ｎに保持される。各対物レンズ支持部３は、破線によって模式的に概略的に図示され２つの相互に対向するガイド２３が設けられた、ホルダ２１のＵ字形状のスライド部に差し込まれており、各スライド部２４によって１つのホルダ位置２１．ｎが提供される。ホルダ２１は、回転軸２５まわりに回転可能に支持されており、回転軸は光学ビーム路１３に対して傾いている。ホルダ位置２１．ｎの１つはそれぞれ受渡位置ＵＰに配送可能である。受渡位置では、対物レンズ１の実質的に水平な移送が、受渡位置ＵＰに配送されたホルダ位置２１．ｎと対物レンズ収容部１１との間で可能である。

【0068】

ある時点に受渡位置ＵＰの外側にあるホルダ位置２１．ｎは、傾斜した回転軸２５に基づいて、ＸＹ平面ＸＹから出るように移動する。ＸＹ平面ＸＹ内では、対物レンズ１の水平方向の移送が行われ、又は行われることができる。受渡位置ＵＰにない対物レンズ１は、従って、顕微鏡１２で調査されるべき対物平面２８にある試料２６から離れるように回動される（weggeschwenkt）。このことは特に、複合的に構成された試料２６において及び／又は試料２６のアクセスしにくい領域において有利である。

【0069】

さらなる実施形態において、ホルダ２１がラインホルダとして形成されていれば、そのホルダ位置２１．１ｎが受渡位置ＵＰに配送されるように並進によって移動可能である。

【0070】

ホルダ位置２１．ｎは、顕微鏡１２のさらなる可能な実施形態において、垂直に相互に重なり合って配置される。

【0071】

顕微鏡１２のさらなる実施形態において、ホルダ位置２１．ｎの配送は、手動で行われることができる。そのような場合、ホルダ２１は、有利には走査機構を備える。

【0072】

対物レンズ１が、対物レンズ収容部１１及び現在受渡位置ＵＰに配送されているホルダ位置２１．ｎにある場合の衝突を回避するために、（図示されていない）対物レンズ１の存在を捕捉するために光学センサか、及び／又は、機械的に作用するロック機構が設けられている。

【0073】

キャッチャ（Mitnehmer）１７及びキャッチャ駆動部（Mitnehmerantrieb）１８は、顕微鏡１２の対物レンズ配送装置２０の主要なコンポーネントを表す。

【0074】

対物レンズ配送装置２０、対物レンズ収容部１１及びホルダ２１によって、顕微鏡１２の対物レンズ配送装置２２が形成される。

【0075】

図３乃至５に基づいて、以下では、顕微鏡１２の第２の実施形態の、連続的に続く運転状態が説明される。

【0076】

対物レンズ収容部１１は、クランプジョー（Klemmbacke）として実施されたクランプ要素１４及び対向面２７を、対物レンズ収容部１１の壁又はブリッジ（einem Stege）に有する。Ｚ方向Ｚにおけるクランプ要素１４の制御された移動を生成するために、クランプ要素１４がクランプ要素駆動部１５と接続されており、それによって移動可能である。

【0077】

クランプ要素駆動部１５、対物レンズ駆動部１６及びキャッチャ駆動部１８はコントロールユニット１９に接続され、これによって、例えば、結果的な移動の時点、時間間隔、方向、及び量が駆動制御される、又は駆動制御されることができる。

【0078】

クランプ要素駆動部１５と、対物レンズ駆動部１６と、キャッチャ駆動部１８と、コントロールユニット１９とによって、対物レンズの交換と、対物レンズ支持部３のクランピング（Klemmen）及び／又は解除とが、広範に自動化されて実施可能であり、それによって、顕微鏡１２の容易な操作可能性が保証され、誤操作の恐れが低減される。

【0079】

図３には、ホルダ２１が示され、対物レンズ１がその対物レンズ支持部３で保持されるホルダ位置２１．ｎの１つで、受渡位置ＵＰに配送されている。さらなるホルダ位置２１．ｎにおいて、対物レンズ支持部３を有するさらなる対物レンズ１が示され、傾斜した回転軸２５に基づいて、ＸＹ平面ＸＹからスイングアウトしている（ausgeschwenkt ist）。

【0080】

対物レンズ収容部１１は対物レンズ駆動部１６によってＺ方向Ｚに移動し、ホルダ２１の構成と寸法によって対物平面２８の上方に決定されている受渡位置ＵＰの高さにある。受渡位置ＵＰの対物平面２８の上方での決定は、試料２６の損傷なく、対物レンズの交換を実現する。

【0081】

キャッチャ１７が形状結合により連結領域７に係合するように、キャッチャ１７はコントロールユニット１９によって駆動制御されたキャッチャ駆動部を用いてＸＹ平面ＸＹ内で移動する。

【0082】

図示された実施形態において、キャッチャ１７とキャッチャ駆動部１８とは、対物レンズ駆動部１６によってＺ方向Ｚ内で移動行可能に配置されている。

【0083】

顕微鏡１２のさらなる可能な実施形態において、キャッチャ１７とキャッチャ駆動部１８とは、顕微鏡１２のスタンド３０又はハウジングに取り付けられる。

【0084】

対物レンズ１を有する対物レンズ支持部３は、対物レンズ収容部１１に対して水平方向に移送可能であり、そこにおいて、キャッチャ駆動部１８は、コントロールユニット１９によってコントロールコマンドを用いて切り換えられることができ、対物レンズ１は対物側面３．２上での移送中にスライドされる。クランプ要素１４は開口位置にあり、従って、対物レンズ支持部３は、クランプ要素１４を介してクランプ力ＦＫ（図５参照）が対物レンズ支持部３にかかることなく、クランプ要素１４と対向面２７との間の対物レンズ収容部１１内に移送可能である。

【0085】

図４に模式的に図示された顕微鏡１２の第２の運転状態において、対物レンズ１はキャッチャ１７を用いてＸＹ平面ＸＹ内で対物レンズ収容部１１に引き入れられている。

【0086】

対物レンズ１は、外側センタリング直径１０によって対物レンズ収容部３内に配置された２つのストッパ２９に対してガイドされ、そこに保持される。外側センタリング直径１０は、その際、内側センタリング直径９（図１参照）に対向してＸＹ平面ＸＹ内で配向可能であり、従って、両センタリング直径９，１０の可能な最適な同心性が実現される。センタリング直径９、１０の配向は、精密に仕上げられた対向面２７と顕微鏡側面３．１、及び、ストッパ２９と外側センタリング直径１０、が協働することによって、達成される。

【0087】

図５に模式的に図示される顕微鏡１２の第３運転状態において、対物レンズ収容部１１内にある対物レンズ支持部３は、当接面８として形成された顕微鏡側面３．１で、クランプ要素１４を用いて対向面２７に対してガイドされ、そこでコントロールユニット１９によって駆動制御されるクランプ要素駆動部１５によってもたらされるクランプ力ＦＫによって保持される。

【0088】

対物レンズ収容部１１はその中にクランプされた対物レンズ収容部３を有し、光学ビーム路１３に沿って、対物レンズ駆動部１６を用いて、Ｚ方向Ｚ内で対物平面２８上に顕微鏡１２の焦点合わせの目的で移動する。

【0089】

顕微鏡１２及び対物レンズ交換装置２２のさらなる例示的実施形態において、ホルダ２１はガイド２３を有するスライド部２４を備えず、対物レンズ１はそれぞれのホルダ位置２１．ｎに固定され、例えば図６に模式的に示されるように引っ掛けられる。光学ビーム路１３に平行に配置されたキャッチャ１７としての回転ジョイント（Drehgelenks）を用いて、受渡位置ＵＰにある対物レンズ支持部３を有する対物レンズ１は、ホルダ２１．ｎから取り外されることができ、光学ビーム路１３内にスライドインされることができる（einschwenkbar）。対物レンズ１はその際、対物レンズ支持部１１内に固定され、例えば引っ掛けられる。

【0090】

この実施態様によれば、対物レンズ１の移送は、水平方向のスライドに対して容易化され、受渡位置ＵＰと対物レンズ収容部１１の配送の高い精度は必要とされない。

【0091】

さらなる可能な実施形態において、対物レンズ支持部３はクランプ可能であり、そこで、対物レンズ駆動部１６によって、顕微鏡１２のスタンド３０又はハウジングに配置されたストッパ２９に対して押圧される。かかる実施態様は、別々のクランプ要素駆動部１５を残し、必要なコントロール技術的なコストを低減する。いずれにしても、クランプは、機械的なバネ要素を必要とし、それに対して対物レンズ駆動部１６が作用する。

【0092】

顕微鏡１２のさらなる可能な実施態様において、対物レンズ支持部３は対物側面３．２で対物レンズ駆動部１６を用いて対物側に形成された対向面２７に対してクランプ可能であり、それによって対物レンズ１及び対物レンズ支持部３の位置は、対物レンズ支持部１１内で容易に参照面６上でだけ引っ張られることができる。

【0093】

倒立スタンドにおいては、ＸＹ平面の構成は、対称的に考慮されなければならない。

【0094】

上記の可能な実施形態及び例示的実施形態は、当業者の考察の範囲において相互に組み合わせられることができる。

【符号の説明】

【0095】

１ 対物レンズ
１．１ （対物レンズ１の）第１端
１．２ （対物レンズ１の）第２端
２ 対物レンズハウジング
３ 対物レンズ支持部
３．１ 顕微鏡側面
３．２ 対物側面
４ （対物レンズ１の）光軸
５ 対物レンズ当接面
６ 参照面
７ 連結領域
８ 当接面
９ 内側センタリング直径
１０ 外側センタリング直径
１１ 対物レンズ収容部
１２ 顕微鏡
１３ 光学光路
１４ クランプ要素
１５ クランプ要素駆動部
１６ 対物レンズ駆動部
１７ キャッチャ
１８ キャッチャ駆動部
１９ コントロールユニット
２０ 対物レンズ配送装置
２１ ホルダ
２１．ｎ ホルダ位置
２２ 対物レンズ交換装置
２３ ガイド
２４ スライダ
２５ 回転中心
２６ 試料
２７ 対向面
２８ 対物平面
２９ ストッパ
３０ スタンド
３１ キャリア
ＥＰ 使用位置
ＵＰ 受渡位置
ＸＹ ＸＹ平面
Ｘ Ｘ方向
Ｙ Ｙ方向
Ｚ Ｚ方向
ＦＫ クランプ力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】