变焦转轮的转动角度具有基于物镜限制的显微镜的制作方法
变焦转轮的转动角度具有基于物镜限制的显微镜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种显微镜，其包括物镜系统，该物镜系统具有至少两个可选地引入 到光路中的带有不同焦距的物镜和用于容纳可引入到光路中的物镜的容纳区域。此外，该 显微镜包括可手动转动的转轮，用于调节变焦系统的放大倍率，其中转轮相对于显微镜的 旋转固定（rotationally fixed)的壳体可在预定的最大转动范围内沿着第一方向和沿着 与第一方向相反的第二方向转动，并且其中通过最大转动范围确定总变焦范围。
【背景技术】
[0002] 在数字显微镜中，常常使用放大系统，该放大系统不仅具有物镜系统而且具有变 焦系统，其中变焦系统将待显微检测的对象的图像直接成像到数字显微镜系统的成像单元 (Bilderfassungseinheit)上。放大倍率在此情况下作为变焦系统的所调节的焦距与处于 光路中的物镜的焦距之商而得到。为了实现尽可能大的放大倍率，因此在变焦系统中必须 调节最大的最大焦距，并且使用具有小的焦距的物镜。相反，对于小放大倍率必须通过变焦 系统调节尽可能小的焦距，并且使用具有尽可能大的焦距的物镜。
[0003] 在已知的显微镜中，尽可能大的变焦因数例如尽可能大的可调放大倍率范围通过 如下方式实现：变焦范围都被利用直至其边界并且相应地使用具有极为不同的焦距的物 镜。因此，最大和最小放大倍率的调节通过如下方式进行：物镜与变焦系统匹配。
[0004] 为了实现尽可能大的放大倍率范围，因此不仅必须使用具有非常短的焦距的物镜 而且还必须使用具有非常长的焦距的物镜。然而，具有非常短的焦距的物镜是不利的，因为 对于高放大倍率而言所需的数值孔径需要对物镜的复杂设计。这样的物镜于是大部分只允 许非常小的场角，因为要不然不能获得光学校正。大孔径复合物镜因此不允许后接变焦系 统，并且由于暗角切掉较大的场角。
[0005] 相反，对于小的放大倍率所需的物镜的长焦距需要在物镜界面与对象平面之间相 应大的距离。因此，在将这种物镜引入到光路中时通常需要移开对象的变焦系统，以便获得 距对象平面所需的大的间距。具有长焦距的物镜的另一缺点是，对于给定的对象侧的分辨 率，瞳孔直径（Pupillendurchmesser)必须相应大，这导致高成本并且需要物镜有大尺寸。
[0006] 此外，使用具有极为不同的焦距的物镜还有如下缺点：物镜也具有非常不同的齐 焦距离（AbgicichUingc),其中齐焦距离是物镜的安装面距对象平面的距离并且由物镜 的结构长度和自由的工作间距组成。由此，系统的等焦面实施只是变得非常复杂或甚至不 可能。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种显微镜，其具有大的放大倍率范围并且因此结构简单 且紧凑。
[0008] 该目的通过具有权利要求1所述的特征的显微镜来实现。本发明的有利的改进方 案在从属权利要求中予以说明。
[0009] 根据本发明，转轮包括第一接合元件。此外，在显微镜的壳体上可移动地布置有至 少一个第二接合元件，其中第二接合元件在去活位置中并不与第一接合元件接合而在激活 位置中与第一接合元件接合。当这两个接合元件彼此接合时，通过该接合来将操作轮的可 转动性限制到子转动范围上，其中该子转动范围是操作轮的最大转动范围中的子范围。尤 其是，通过接合允许转动轮沿着第一方向或沿着第二方向转动直至预定的边界转动角度， 边界转动角度在最大转动范围内并且并不与最大转动范围的边界转动角度重合。第二接合 元件的位置通过分别当前在容纳区域中容纳并且因此处于光路中的物镜来确定。
[0010] 由此实现的是，只要布置在光路中的物镜设计为，在该物镜的情况下在第一接合 元件和第二接合元件之间存在接合，转轮的可转动性限制到通过第二接合元件确定的子转 动范围上。因此，当物镜被引入到光路中时，变焦系统并不能在总变焦范围上调节，而是仅 能在变焦子范围上调节，该变焦子范围在总变焦范围内。在其内可调节放大倍率的总变焦 范围通过最大转动范围来确定，并且其中根据转轮的转动位置来调节相应不同的放大倍 率。
[0011] 因此，经由第二限制元件，尤其为第一物镜配设总变焦范围内的第二变焦范围。
[0012] 通过使用设计得大于实际对所期望的变焦因数所需的尺寸更大的变焦系统，实现 的是，所使用的物镜的焦距差不必与常规的显微镜的情况一样大。尤其是通过配设变焦子 范围可以实现的是，在物镜具有大放大倍率的情况下也通过变焦系统实现非常大的放大倍 率，并且这因此共同作用于高的总放大倍率。而在低放大倍率的物镜的情况下，变焦范围在 总变焦范围内选择使得该变焦范围也对应于较低的放大倍率，从而实现大的场角。因此，通 过所配设的变焦子范围实现，变焦系统分别与每个物镜的各自要求相匹配，使得相应地可 以对物镜的结构提出较低的要求，并且尤其可以使用焦距比较靠近的物镜。由此实现的是， 物镜可以更为紧凑地并且因此成本更低廉地设计。尤其是，因此可以使用具有类似尺寸的 物镜，这尤其能够实现等焦面物镜系统。通过对物镜系统的这样的等焦面构成，又实现了在 更换物镜时不必进行重新聚焦。此外，能够实现的是，实现比较高的变焦因数。这带来如下 优点：尤其在任意物镜中，实际剩余的变焦因数对于操作人员等大。
[0013] 变焦系统的总变焦范围尤其理解为受结构制约的最大可供使用的变焦范围。总变 焦范围尤其说明了不同的焦距，所述焦距可以通过变焦系统调节。总变焦范围的边界因此 通过变焦系统的最小焦距和最大焦距来给定。
[0014] 通过使用形成机械接合的两个接合元件可以以特别简单的方式安全地将变焦子 范围配设给相应的物镜。尤其是，为此不需要复杂的电控制，这简化了结构并且减小了错误 率。
[0015] 在本发明的一种优选的实施例中，第二接合元件的位置通过与相应的容纳在容纳 区域中的物镜的接触面接触来调整。尤其是，物镜系统的不同物镜可以具有不同形状的接 触面，由此第二接合元件根据物镜和根据接触面的形状要么布置在激活位置中要么布置在 去活位置中，并且因此相应地必要时变焦系统的可调节性在该物镜的情况下限制到通过第 二接合元件确定的子转动范围上并且因此限制到与该子转动范围相关的相应的变焦子范 围上。在此情况下，第二接合元件尤其可以预紧在激活的或去活位置中，并且通过与接触面 接触要么留在该位置中要么移动到相应其他的位置中。尤其，该移动在将相应的物镜引入 到容纳区域中时进行。
[0016] 物镜尤其被推移到容纳区域中。在推移期间可以通过在第二子范围与物镜的为此 设置的接触面之间的接触可以对第二接合元件的位置进行调节。如果要让第二接合元件留 在其预紧到的位置中，则接触面尤其设计为使得，第二接合元件完全不接触，或尽管出现接 触，但这并不足以使第二接合元件完全从相应预紧的位置移动到相应其他位置中。
[0017] 在本发明的一种特别优选的实施例中，设置第一物镜和第二物镜，它们分别具有 接触面。第一物镜的接触面设计为使得，当第一物镜容纳在容纳区域中并且因此布置在光 路中时，第二接合元件布置在激活位置中。因此，在第一物镜中转轮的转动范围通过第二接 合元件经由接合到第一接合元件中来限制，使得仅可以使用相应配设的变焦子范围。相反， 第二物镜的接触面设计为使得，当第二物镜容纳在容纳区域中时，第二接合元件布置在去 活位置中。因此，在第二物镜中第二接合元件并不接合到第一接合元件中，使得至少通过该 接合元件不对转轮的转动角度进行限制。
[0018] 在本发明的一种特别优选的实施例中，第二接合元件借助弹性元件预紧在激活位 置中并且在引入该物镜时通过要布置在去活位置中的物镜经由与该物镜的相应设计的接 触面克服弹性元件的复位力从激活位置移动到去活位置中。
[0019] 如果物镜又被从容纳区域移除，则弹性元件使第二接合元件移动回到激活位置 中。
[0020] 预紧在激活位置中具有如下优点：只要没有物镜引入到容纳区域中，则在第一接 合元件与第二接合元件之间始终存在接合并且因此限制转轮的可转动性。
[0021 ] 在本发明的一种可选的实施例中，第二接合元件可以通过弹性元件也预紧在去活 位置中，并且通过物镜根据接触面的构造在需要时可以移动到激活位置中。
[0022] 在本发明的另一可选的实施例中，也可以不在这两个位置中进行预紧，而是第二 接合元件在两个位置中主动通过相应的物镜来移动。
[0023] 此外，可选地，"预紧"也可以不通过弹性元件进行，而是通过重力进行。这尤其在 第二接合元件在这两个位置之间竖直移动用以调整时是可行的，其中第二接合元件在此情 况下只要没有具有相应接触面的物镜容纳在容纳区域中则布置在下部位置中并且在引入 物镜时通过与物镜的接触面接触可抬起第二接合元件。
[0024] 弹性元件尤其是弹簧，例如压力弹簧。由此实现了特别简单且安全的结构。
[0025] 在本发明的一种特别优选的实施例中，第一物镜的接触面设计为使得，在第一物 镜引入容纳区域中时，第二接合元件并未被第一物镜的接触面接触。由此实现的是，第二接 合元件保持在接合元件所预紧的位置中，即尤其保持在激活位置中。此外，第二物镜的接触 面尤其设计为使得，当第二物镜被引入到容纳区域中，则第二接合元件接触第二物镜的接 触面并且通过接触克服弹性元件的复位力从预紧的位置中移动到未预紧的位置中，即从激 活位置中移动到去活位置中。
[0026] 第一物镜和第二物镜的接触面尤其阶梯状地设计，其中所述阶梯具有斜切的侧 面，使得在推移物镜时第二接合元件可以滑动到所述阶梯上并且相应地如需要时可以在激 活位置与去活位置之间移动。由此尤其避免了倾斜。此外，因此确保了第二接合元件的纯 机械的安全的调整。
[0027] 在本发明的一种特别优选的实施例中，第一接合元件包括至少一个运动导路，而 第二接合元件包括销，其中销在激活位置中接合到运动导路中 。但运动导路可以被转动直 至销在运动导路的一侧上抵触在其端部区域上，使得至少沿着该方向通过接合限制转动范 围。尤其，由此也可以通过运动导路的两个端部限制沿着两个方向的转动范围。由此于是 实现的是，在相应的物镜中子转动范围在最大转动范围内，使得其边界不与最大转动范围 的边界重合。然而，如果销通过接合到运动导路中仅在一个方向上限制转动范围，例如因为 在该销已抵靠到运动导路的另一端部上之前转轮沿着另一方向首先抵靠到用于限制最大 转动范围的止挡件上，则子转动范围的其中一个边界至少与最大转动范围的边界重叠。
[0028] 此外有利的是，第二接合元件包括连接元件，该连接元件与销牢固连接并且连接 元件根据物镜的接触面的构造与该物镜接触并且通过接触来移动。通过连接元件的相应移 动，与连接元件牢固连接的销相应地一同移动。由此实现的是，销可以安全地引导地容纳在 壳体中并且尽管通过连接元件可以建立与被引入的物镜的接触面的接触，该连接元件尤其 同样设计为销。连接元件为此伸入容纳区域中。
[0029] 在本发明的一种特别优选的实施例中，设置多个第二接合元件，每个第二接合元 件在去活位置中不与第一接合元件接合而在激活位置中与第一接合元件接合。通过在激活 位置中的接合，转轮的可转动性分别被限制到子范围上，其中子转动范围分别是最大转动 范围的子范围并且因此分别对应于总变焦范围内的变焦子范围。通过当前相应布置在容纳 区域中的物镜确定多个第二接合元件中的哪些接合元件布置在激活的状态中并且哪些接 合元件布置在去活位置中。因此，针对每个物镜即使在多个物镜的情况下通过如下方式可 以分别调整对于该物镜最佳的变焦子范围：转轮的可转动性被限制到与该变焦子范围对应 的子转动范围上。
[0030] 第一接合元件尤其包括两个运动导路。此外，尤其设置四个销作为第二接合元件， 其中两个接合在这两个运动导路的第一运动导路中而另外两个销接合在这两个运动导路 的第二运动导路中，分别假设：所述销布置在激活位置中。
[0031] 在本发明的一种特别有利的实施例中，设置多个物镜，其中每个物镜只要其容纳 在容纳区域中则确定销在激活的或去活位置中的布置的不同组合。因此在任意物镜中调节 其他转动范围并且因此调节其他变焦范围。
[0032] 在本发明的一种特别优选的实施例中，设置三个物镜，其中当第一物镜容纳在容 纳区域中，第一销布置在激活位置中而另外三个销布置在去活位置中。因此，在第一物镜 中，配设给第一物镜的转动子范围一方面通过销接合到相应的运动导路中来确定而另一方 面沿着其他方向通过最大转动范围的边界来确定。
[0033] 而当第二物镜容纳在容纳区域中时，第二销和第三销布置在激活位置中而第一和 第四销布置在去活位置中。为此，于是相应地配设给第二物镜的子转动范围沿着两个方向 通过两个销限制，使得相应的变焦范围在总变焦范围内，而不与总变焦范围共享边界。
[0034] 而当第三物镜容纳在容纳区域中时，仅仅第四销布置在激活位置中。另外三个销 根据去活位置布置。因此，在该第三物镜中，相应的子转动范围通过第四销接合到相应的运 动导路中和限制最大转动范围来确定。
[0035] 此外，有利的是，设置第一和第二位置固定的止挡件用于限制最大转动范围。这两 个止挡件尤其相对于显微镜的壳体位置固定地布置并且不能在不同的位置中移动，使得这 些止挡件始终限制转轮的可转动性。
[0036] 此外，有利的是，第二接合元件或多个第二接合元件可线性地在激活位置与去活 位置之间移动。因此确保一个或多个第二接合元件在激活位置与去活位置之间特别简单无 错误地移动。
[0037] 前面针对第二接合元件所描述的特征相应地在使用多个第二接合元件时也可以 应用。尤其是，所有第二接合元件在不同情况下可以通过弹性元件预紧在激活位置中。
[0038] 如果转轮在物镜引入容纳区域之前调节在对于该物镜预设的子转动范围之外，则 第二接合元件在首次转入预定的子转动范围中卡扣到第一接合元件中，使得至少从此起将 可转动性限制到相应的转动子范围上。为此，第二接合元件尤其在第一接合元件所引入的 表面上引导使得第二接合元件在到达第一接合元件时自动地通过弹性元件被压入到其中。
[0039] 第一接合元件的一个或多个运动导路尤其是圆弧形设计。
[0040] 优选地，第二物镜也配设有在总变焦范围内的第二变焦子范围。
[0041] 在一种优选的实施例中，至少一个物镜的变焦子范围小于总变焦范围。特别优选 的是，所有物镜的变焦子范围都小于变焦系统的总变焦范围。因此，针对每个物镜仅分别使 用总变焦范围的子范围，从其特征来看与物镜的特征匹配。
[0042] 由于物镜的总变焦范围因此大于用于各个物镜的变焦子范围，所以变焦系统也称 作"超尺寸（Uberdimensioniertes) "或"过大"的变焦系统。
[0043] 物镜的变焦子范围在此情况下也可以部分交叠。可选地，也可以选择变焦子范围 使得其不交叠。通过变焦子范围的交叠实现了，每个物镜通过相应地调节变焦系统的焦距 而具有尽可能大的调节范围，并且放大倍率可以相应较宽地变换。
[0044] 在本发明的一种优选的实施例中，变焦子范围的下边界和上边界分别选择为使 得，在不同的变焦子范围中在相应的下边界与上边界之间分别得到预定的相同的变焦因 数。变焦因数尤其是对于相应的变焦子范围而言理解为上边界与下边界之商，即尤其是由 最大焦距与最小焦距构成的商。因此实现，针对每个物镜而言，为操作人员提供相同的变焦 因数，使得操作人员不依赖于使用何种物镜而有相同的放大可能性，然而其中根据所使用 的物镜自然得到不同的总放大倍率，因为该总放大倍率作为变焦系统的焦距除以物镜的焦 距之商而得到。
[0045] 尤其有利的是，至少一个变焦范围的下边界对应于总变焦范围的下边界而至少一 个变焦范围的上边界对应于总变焦范围的上边界。由此实现的是，变焦系统的总变焦范围 被最佳地利用并且因此显微镜的总体得到的变焦因数也尽可能大。
[0046] 特别有利的是，变焦子范围预调节为使得，焦距大于另一物镜的焦距的物镜的变 焦子范围包括放大倍率或焦距，其小于另一物镜的变焦子范围的最小放大倍率或焦距。当 其中一个物镜具有比另一物镜更大的焦距时，这意味着，该物镜实现比另一物镜更小的放 大倍率。变焦子范围因此选择为使得，该变焦子范围相对于总变焦范围覆盖变焦子范围的 较小的焦距，使得物镜和变焦系统的特征最佳地互补，尤其是在低放大倍率的情况下所期 望的大的场角。
[0047] 相反，变焦子范围预调节为使得，焦距小于另一物镜的焦距的物镜的变焦子范围 包括放大倍率或焦距，其大于另一物镜的变焦子范围的最小放大倍率或焦距。由此实现，在 物镜具有大放大倍率的情况下变焦子范围也覆盖总变焦范围的高焦距并且因此对大的总 放大倍率有帮助。
[0048] 在本发明的一种特别优选的实施例中，物镜系统包括具有第一焦距的第一物镜和 具有第二焦距的第二物镜，其中第二焦距大于第一焦距。因此，第二物镜相比于第一物镜实 现更小的放大倍率。总变焦范围作为下边界具有第三焦距而作为上边界具有第四焦距。配 设给第一物镜的第一变焦子范围作为上边界具有第四焦距，配设给第二物镜的第二变焦子 范围作为下边界具有第三焦距。因此实现，在调节第四焦距的情况下，这两个物镜中具有较 大的放大倍率的第一物镜与变焦系统一起实现了最大的大总放大倍率。相反，通过选择第 二物镜和第三焦距可以实现尽可能小的放大倍率。
[0049] 焦距尤其也可以选择为使得，在相应的调节情况下得到小于1的总放大倍率，即 将对象缩小地成像。
[0050] 此外有利的是，设置有限制装置，通过该限制装置分别将变焦系统的可调节性限 制到如下变焦子范围上：该变焦子范围配设给所选择的物镜，即当前引入到光路中的物镜。
[0051] 在本发明的一个特别优选的实施例中，在每个物镜上设置至少一个止挡件作为限 制装置，其中通过所述止挡件将变焦系统的可调节性限制到分别配设给该物镜的变焦子范 围上。因此尤其纯机械地确保了，在每个物镜中仅可以在配设的变焦子范围内调节变焦系 统。
[0052] 在一种特别优选的实施例中，在每个物镜上设置有两个止挡件，通过所述止挡件 限制变焦系统的调节。如果变焦子范围的边界通过受结构约束的最大可行的总变焦范围的 边界给定，则在该侧上可以省去止挡件。
[0053] 在本发明的一种特别优选的实施例中，也可以以电学方式进行变焦系统的调节， 其方式是：设置电驱动单元，尤其是马达。此外，设置有用于控制驱动单元的控制单元，其中 在该控制单元中存储有配设给相应的物镜的子范围。控制单元控制驱动单元使得总是只能 在相应的变焦子范围内调节。尤其是，设置传感器装置，控制单元通过该传感器装置可以自 动地识别哪个物镜被引入到光路中，使得控制单元于是自动地选择可由操作人员调节的变 焦范围，并且相应地控制电驱动单元。在此情况下，尤其可以省去机械止挡件来限制变焦子 范围，因为电驱动的装置的控制用作限制装置。
[0054] 此外有利的是，显微镜包括操作元件，用于手动地调节变焦系统的放大因数。该操 作元件可以是旋钮。
[0055] 此外有利的是，显微镜包括光圈，用于根据相应选择的物镜和变焦系统的相应调 节的焦距来调节光透射率。光圈尤其是可变光圈，其根据物镜和变焦系统的所调节的焦距 来调节孔径曲线（Aperturverlauf)。这尤其由于在高放大倍率的物镜中通常较小的瞳孔直 径而是必要的。在高放大倍率的物镜中，放大倍率相比于孔径更强地升高，因为要不然物镜 的开口关系变得过大，使得像差的校正非常费事。在一种可选的实施例中，当使用相应的具 有非常高的孔径的物镜时，可以省去这样的光圈。
[0056] 此外有利的是，变焦系统具有至少两个透镜组，为了调节变焦系统的焦距，其中一 个透镜组可以沿着光学轴线的方向移动。在 一种优选的实施例中，变焦系统具有三个或四 个透镜组，其中两个透镜组可以沿着光学轴线的方向移动。
[0057] 显微镜尤其为数字显微镜，其包括成像单元用于记录显微检测的对象的图像。在 数字显微镜中，待显微检测的对象的图像尤其通过变焦系统直接成像到成像单元上。
[0058] 在一种可选的实施例中也可以是可视化的显微镜。
【附图说明】
[0059] 本发明的其他特征和优点从如下的描述中得到，该描述参照实施例结合所附的附 图详细阐述了本发明。
[0060] 在附图中：
[0061] 图1示出了数字显微镜的示意性立体示图；
[0062] 图2示出了根据图1的显微镜的放大系统的示意图；
[0063] 图3示出了在使用第一物镜的情况下根据图2的放大系统的示意图；
[0064] 图4示出了在使用第二物镜的情况下根据图2的放大系统的示意图；
[0065]图5示出了第一物镜和第二物镜的变焦子范围和总变焦范围的示意图；
[0066] 图6示出了根据图1的显微镜的剖面的示意性立体图；
[0067] 图7示出了根据图6的剖面的示意性立体图；
[0068] 图8示出了显微镜的壳体的示意图；
[0069] 图9示出了根据图8的壳体的示意性立体图；
[0070] 图10示出了显微镜的细节部分的示意图；
[0071] 图11示出了物镜和物镜壳体的部分的示意图；
[0072] 图12示出了在第一转动位置中的操作元件的示意性立体图；
[0073] 图13示出了在第二转动位置中的根据图12的操作元件的示意性立体图；
[0074] 图14示出了在第一运行状态中在插入第一物镜的情况下操作元件的示意图；
[0075] 图15示出了在第二运行状态中在插入第一物镜的情况下操作元件的示意图；
[0076] 图16示出了在第三运行状态中在插入第二物镜的情况下操作元件的示意图；
[0077] 图17示出了在第四运行状态中在插入第二物镜的情况下操作元件的示意图；
[0078] 图18示出了在第五运行状态中在插入第三物镜的情况下操作元件的示意图；
[0079] 图19示出了在第六运行状态中在插入第三物镜的情况下操作元件的示意图。
【具体实施方式】
[0080] 在图1中示出了数字显微镜的示意性立体图。显微镜10包括固定的台架基座12、 以及相对于其可枢转的枢转单元14。
[0081] 枢转单元14包括至少一个成像单元，借助其可以记录待显微检测的对象的图像。 尤其是，通过成像单元不仅可以记录单个图像而且也可以记录视频，其能够实现从不同的 视角观察待显微检测的对象。
[0082] 此外，枢转单元具有物镜和变焦系统，借助其可以对待显微检测的对象调节不同 放大倍率。物镜系统具有多个物镜，其中每个物镜选择性地被引入到光路中。
[0083] 成像单元和变焦系统在图1中不可见，因为其被枢转单元14的壳体16遮盖。
[0084] 物镜系统和变焦系统的结构在下文中还结合图2至图4的不断变换予以描述。
[0085] 物镜系统的物镜尤其是等焦面地构成，使得在物镜更换时不必由操作人员进行再 聚焦。物镜在此情况下尤其与枢转单元14转动所围绕的转动轴线与物镜的界面之间的间 距相协调，使得形成偏心系统，这导致在枢转单元14枢转时不必重新聚焦。
[0086] 此外，在台架基座上布置有显微镜载物台18,在其上放置待显微检测的对象。显微 镜载物台18可以借助调节轮20相对于台架基座12沿着双箭头P1的方向调整，由此可以 对待显微检测的对象进行聚焦。
[0087] 在图2中纯粹示意性地示出了在三个不同设定中的布置在枢转单元14中的放大 系统。放大系统包括物镜系统30以及变焦系统32,通过其相互作用实现所期望的总放大倍 率。物镜系统30包括具有不同焦距的至少两个物镜44、52,其中在不同情况下，物镜中的一 个选择性地枢转到显微镜10的光路中。
[0088] 变焦系统32具有三个透镜组34至38,其中两个透镜组36、38可以沿着光学轴线 50来调节。在本发明的一种可选的实施例中，变焦系统也可以仅包括两个透镜组34至38， 其中仅仅一个透镜组34至38可轴向地调节。同样也可考虑具有多于三个的透镜组34至 38的变焦系统。
[0089] 在图2所示的实施例中，通过变焦系统32将对象的图像直接成像在成像单元40 上，成像单元尤其可以是照相机。
[0090] 在图2中示出了变焦系统32的三个设定。在左设定中，变焦系统32设定为使得 其具有最大焦距并且因此实现最大放大倍率。相应地，表示在至物镜系统30的界面区域中 的主射束相对于光学轴线50的角度的场角42最小地设计。
[0091] 而图2中所示的右设定示出了变焦系统32的其他极端设定，即变焦系统32具有 最小焦距并且相应地具有最小放大作用的设定。在该情况下，场角42最大地设计。
[0092] 图2中示出的中间情况为中间状态，在中间状态中焦距通过变焦系统32实现，该 焦距大于最小焦距而小于最大焦距。相应地在此情况下场角42在其他两种情况的场角42 之间。
[0093] 显微镜10的相应总放大倍率由变焦系统32的所调节的焦距与物镜系统30的引 入光路中的物镜44、52的焦距之商得到。
[0094] 变焦系统32具有总变焦范围，该总变焦范围表示经由变焦系统32可调节的变焦 系统32的焦距。总变焦范围在图5中示意性地通过箭头90示出，其中下边界92表示变焦 系统32的最小焦距，该最小焦距在图2中右侧所示的设定的情况下得到。总变焦范围90 的上边界94相应地说明了变焦系统32的最大焦距，该最大焦距在图2左侧示出的设定的 情况下得到。总变焦范围90因此尤其受结构约束地预给定并且说明了变焦系统32允许实 现的最大放大倍率范围。
[0095] 如已阐述的那样，物镜系统32包括具有不同焦距的多个物镜44、52。每个物镜44、 52配设有在总变焦范围90内的变焦范围，其中在图5中示出了用于第一物镜44的第一变 焦子范围96和第二物镜52的第二变焦子范围98。这两个变焦子范围96、98分别仅覆盖总 变焦范围90的一部分并且尤其设计为，其至少部分重叠。
[0096] 显微镜10设计为，使得变焦系统32分别始终只能在变焦子范围96、98内调节，该 变焦子范围配给当前枢转到光路中的物镜44、52。
[0097] 在图5示出的实施例中，配设有变焦子范围96的物镜44,与第二物镜52相比具有 较大的焦距并因此具有较小的放大作用。第一变焦子范围96相应地选择为使得其与第二 变焦子范围98相比覆盖总变焦范围的较小的放大倍率，反之第二变焦子范围98包括总变 焦范围90的较大的放大倍率。
[0098] 因此实现的是，在具有高的放大倍率（即小的焦距）的物镜52中通过变焦系统也 实现高放大倍率，使得总体上实现了高总放大倍率。
[0099] 反之，在具有小放大倍率（即具有大的场角）的物镜44中配设变焦子范围96,在 该变焦子范围中变焦系统32同样具有小的放大倍率并因此具有大的场角。
[0100] 因此，变焦系统32的所使用的子范围始终与相应的物镜44、52的特征相一致。
[0101] 在图3中示出了在两个状态中的根据图2的放大系统的示意图，其中物镜系统30 的第一物镜44被引入光路中。在具有比较大的焦距（即小的放大倍率）的第一物镜44中， 通过限制元件46、48限制变焦系统32的可调节性，与图2中所示的最大调节范围相比，尽 管可以调节至最小焦距（图3,右侧）但并不能够调节至最大焦距。相应地，仅在第一变焦 子范围96内可以调节变焦系统32。通过限制元件46、48将透镜组36、38的彼此相向移动 限制到图3中左侧所示的状态上。限制元件46、48尤其为止挡件，该止挡件以此方式与第 一物镜44耦接，使得在第一物镜44引入光路中时止挡件46、48自动地一起移动，使得止挡 件布置在透镜组34至38的移动区域中。
[0102] 在图4中示出了如下情况：第二物镜52枢转到光路中。物镜52也包括止挡件54、 56,通过止挡件将变焦系统32的调节限制到第二变焦子范围98上。在第二物镜52中，通 过止挡件54、56防止透镜组36、38与在图4中右侧所示的状态的情况相比彼此背向移动得 更远，使得防止最小放大倍率的调节。
[0103] 限制元件46、48、54、56在图3和图4中仅纯粹示意性地示出。在如图6-19中所 示的具体实施例中，限制元件46、48、54、56尤其是并不布置在变焦系统32中，而是如后续 还要详细阐述的那样作为可调节的销130-136布置在物镜系统30与变焦系统32之间的界 面上。
[0104] 如在图5中所示的那样，因此变焦系统32分别运行的变焦子范围96、98设计得小 于最大总变焦范围90,因此变焦系统32也称作"超尺寸（Uberdimensioniertes) "或"过大 (oversized) "的变焦系统。
[0105] 与始终使用总变焦范围的并且通过相应选择物镜实现最大和最小放大倍率的已 知的显微镜相比，现在对于相同的总放大范围所使用的物镜不再必须具有不同的焦距，如 如下数字例子要阐明的那样：
[0106] 为了在现有技术的显微镜中利用两个物镜实现在0. 15x到30x之间的放大范围， 例如使用具有20的焦距的第一物镜和具有250的焦距的第二物镜。变焦系统具有38到 600之间可调节的焦距。30的最大放大倍率通过如下方式实现：使用第一物镜和调节变焦 系统的最大焦距。在此情况下，30的放大倍率通过计算式b = 和因此600/20 = 30得到。
[0107] 相应地，在使用第二 物镜和变焦系统的最小焦距时，0. 15的最小放大倍率作为由 38与250构成的商而得到。
[0108] 为了在根据本发明的实施例的显微镜时实现0. 15x到30x的相同放大倍率，现在 设置在21到600之间可调节的焦距的变焦系统32。第一物镜44的变焦子范围为38到 600,第二物镜的变焦范围为21到336。第一物镜44具有140的焦距，第二物镜52具有20 的焦距。
[0109] 对于30的最大放大倍率而言，相应地一起使用了第二物镜52以及变焦系统32的 最大焦距。对于最小放大倍率，一起使用第一物镜44以及变焦系统32的最小焦距，其中因 数0. 15作为由21和140构成的商而得到。
[0110] 因此，可以实现相同的总放大范围，然而其中在所使用的物镜44、52之间的焦距 差结果明显更小。
[0111] 这具有如下优点：物镜44、52可以明显更紧凑且简单地构造。尤其，通过物镜44、 52的焦距的较小展开可以实现等焦面物镜系统30。此外，针对每个物镜44、52,操作人员可 选择相同的变焦因数，在上述的例子中即16的变焦因数（336/21或600/38)。
[0112] 变焦子范围配设给不同的物镜不仅可以使用在数字显微镜中而且可选地可以使 用在所有其他具有物镜系统和变焦系统的显微镜中。
[0113] 在图6和图7中分别示出了根据图1的显微镜的细节部分（Detailausschnitts) 的示意性立体图。在此情况下，示出了变焦系统32和物镜系统30的部分（Ausschnitt)。 在图6和图7中以及后续的图的示图的重心在此在于，要阐述如何纯机械地将变焦系统32 的可调节性限制到不同物镜44、45的相应的变焦子范围96、98上。
[0114] 物镜系统30具有壳体100,在该壳体中设置容纳区域102,在该容纳区域中容纳相 应当前被引入到光路中的物镜44。在图7的示图中在容纳区域102中未引入物镜。在图6 的示图中，物镜44被推移到容纳区域102中。物镜44在此情况下支承在板104上并且被 壳体106包围，其中板104可以固定在物镜系统30的壳体100上。
[0115] 物镜系统32具有转轮（Drehrad) 108,其可以由显微镜10的操作员转动。为了更 好的操作，在转轮108的环周面上设置有沟纹110。转轮108在背离沟纹110的侧上具有齿 部112,转轮108通过齿部借助齿轮系统114与心轴116接合。通过转动转轮108相应地转 动心轴116。
[0116] 在心轴116上通过保持元件（Halterungen) 118支承有透镜组36、38。在心轴116 转动时，透镜组96、38相应相向移动或背向移动。
[0117] 在图8和图9中分别示出了物镜系统30的壳体100的示意性立体图。在壳体100 中沿着双箭头P2的方向尤其是竖直可移动地布置总共四个销130-136。销130-136在此 情况下可在激活（aktivierten)的位置或者去活（deaktivierten)的位置之间移动，其中 销130、134在图8的示图中所示在激活位置中，而销132、136在去活位置中。在激活位置 中，销130-136从壳体100的表面138朝向转轮108的方向伸出了预定的间距。在去活位 置中，销132-136布置在壳体100内并且尤其并不从该壳体中伸出。可选地，这些销也可以 在去活位置中稍微地从壳体100伸出，但并不如在激活位置中伸出得远。
[0118] 如在图10中所示，销130-136分别通过弹簧140预紧在激活位置中。
[0119] 此外，每个销130-136分别与销142-148连接。销142-146如在图9中所示伸入 到容纳区域102中并且分别在壳体100的长孔中引导。
[0120] 通过销142-148的移动，销130-136可以克服弹簧140的复位力从激活位置移动 到去活位置中。为此，销142-148向下沿着箭头P3的方向移动。在图9的示图中销142、 148克服相应弹簧的复位力向下移动，使得相应地如在图8中所示，所配设的销132、136布 置在去活位置中。
[0121] 销142、148的移动借助分别引入到容纳区域102中的物镜44通过与相应的物镜 壳体106接触来进行。在图11中示出了第一物镜44的细节示意图（Darstellung eines Ausschnitts)。在物镜44的壳体106上，两个接触元件150、152设置在壳体102的对置的 侧上。这两个接触元件150、152分别具有阶梯的接触面154。如果物镜44被推移到容纳区 域102中，则如图10所示，销142-148向下移动，只要在相应的销142-148的区域中相应的 接触元件150、152在接触面154上具有相应的阶梯，所述阶梯使对应的销142-148向下移 动并且保持在该位置中。相应地，通过销142、148将销130-136在激活位置与去活位置之 间调节。
[0122] 接触元件150、152根据物镜44不同地设计，使得其他销130-136布置在激活的或 去活位置中。
[0123] 在图12和图13中分别示出了变焦系统32的示意性立体图，其示出不同的转动位 置。
[0124] 在转轮106上，在朝向物镜系统30并且因此朝向物镜系统30的壳体100的侧上 旋转固定地布置运动导路板（Kulissenscheibe) 160。在该运动导路板160中设置两个圆形 分段形的运动导路162、164,销130-136可以接合到所述运动导路中，只要其分别布置在激 活位置中。此外，运动导路板160具有突起166,转轮106的可转动性通过突起166被限制 到最大转动范围上。为此，在旋转固定的壳体部分170上设置两个止挡件172、174,其中壳 体部分并不与转轮106 -起转动。
[0125] 在图12所示的转动位置中，突起166贴靠在第一止挡件172上，使得操作轮仅沿 着箭头P4的方向能够转动。该位置尤其称作0°的转动位置。
[0126] 而在图13中，突起166贴靠在第二止挡件174上，使得操作轮仅沿着箭头P5的方 向能够转动，其中转动方向P5与转动方向P4反向。在第二状态中，转轮160相对于图12 所示的0°位置被最大地转动。这尤其对应于130°的角度。因此，操作轮的最大转动范围 为130°。通过该最大转动范围预给定了总变焦范围。
[0127] 将销130-136布置在激活位置中并且由此实现接合到这两个运动导路162、164之 一中，转轮106的可转动性可以根据所使用的物镜44来限制，使得转轮106根据物镜44只 能在子转动范围中转动，该子转动范围为最大转动范围的子范围。在子转动范围之上，相应 地因此调节变焦子范围，因为操作轮的转动范围的限制自动地表示可供使用的变焦范围的 限制。
[0128] 在图14-19中示例性地示出了带有三个不同物镜的物镜系统30,如通过借助针对 三个物镜中的每个不同物镜设计不同的接触元件150、152将销130、132不同地布置在相应 的激活或去活位置中来确定转轮106的不同子转动范围，并且因此为相应的物镜配设不同 的变焦子范围。
[0129] 在图14和图15中示出了如下情况：其在第一物镜被插入到容纳区域102时出现， 其中在第一物镜中，销132布置在激活位置中而销130-136布置在去活位置中。如在图14 和图15中所示，销132因此接合到运动导路（Kulisse) 162中。在此情况下，转轮106在图 14所示的0°的转动位置与图15所示的112°的转动位置之间转动。超过112°的转动并 不可能，因为销132抵靠运动导路162的端部区域。
[0130] 可选地，其他销130、134、136也可以布置在激活位置中。在此情况下，销134、136 首先贴靠在运动导路板160的表面上并且在略微从0°的位置转动出来时卡入运动导路 164中。于是不可能反向移动到初始位置中。
[0131] 在图16和图17中示出了如下情况：该情况在第二物镜代替第一物镜被引入容纳 区域102中时出现，其中在第二物镜中，销130、136布置在激活位置中，而销132、134布置 在去活位置中。通过销136接合到运动导路164中，在第二物镜的情况下转轮106的可转 动性被限制到9°的最小转动角度上。沿着箭头P5的进一步转动即进一步转动到0°的转 动位置是不可能的。
[0132] 通过布置在激活位置中的销130接合到运动导路164将沿着方向P4反向转动限 制到12Γ的转动角度上。
[0133] 在图18和图19中示出了如下情况：该情况在第三物镜被插入到容纳区域102中 时出现。在第三物镜中，接触元件150和152设计为，销134布置在激活位置中而销130、 132、134布置在去活位置中。通过销134接合到运动导路164中，转轮106沿着方向P5的 可转动性限制在作为最小转动角度的18°上。而沿着方向P4,转轮106可以被转动，直至 突起166抵靠到第二止挡件174,即直至130°的最大转动角度。
[0134] 通过前面所描述的接合到相应的运动导路162、164中的销130-136的布置，因此 可以以简单方式纯机械地根据物镜44来限制转轮106的可转动性，使得每个物镜44可以 以简单方式可靠地配设在总变焦范围内的变焦子范围。
[0135] 在一种可选的实施例中，也可以设置多于四个的或少于四个的销130、136。可选 地，也可以设置多于两个或少于两个的运动导路162、164。销和运动导路的数目尤其可以与 使用的不同物镜的数目并且因此所需的不同的变焦子范围的数目匹配。
[0136] 附图标记列表
[0137] 10 显微镜
[0138] 12 台架基座
[0139] 14 枢转单元
[0140] 16 壳体
[0141] 1 8 显微镜载物台
[0142] 20 调节轮
[0143] 30 物镜系统
[0144] 32 变焦系统
[0145] 34、36、38 透镜组
[0146] 40 成像单元
[0147] 42 场角
[0148] 44、52 物镜
[0149] 46、48、54、56 限制元件
[0150] 50 光学轴线
[0151] 90 总变焦变焦范围
[0152] 92 下边界
[0153] 94 上边界
[0154] 96、98 变焦子范围
[0155] 100 壳体
[0156] 102 容纳区域
[0157] 104 板
[0158] 106 物镜壳体
[0159] 108 转轮
[0160] 110 沟纹
[0161] 112 齿部
[0162] 114 齿轮装置
[0163] 116 心轴
[0164] 118、120 保持元件（halteelement)
[0165] 130-136 销
[0166] 138 表面
[0167] 140 弹簧
[0168] 142、148 销
[0169] 150、152 接触元件
[0170] 154 接触面
[0171] 160 运动导路板
[0172] 162、164 运动导路
[0173] 166 突起
[0174] 170 壳体部分
[0175] 172、174 止挡件
[0176] P1-P5 方向
【主权项】
1. 一种显微镜，包括： 物镜系统（30)，其包括：至少两个可选择地能引入光路中的具有不同焦距的物镜（44、 52);以及用于容纳被引入到光路中的所述物镜（44、52)的容纳区域（102)， 变焦系统（32)，其具有总变焦范围（90)， 其中待显微检测的对象的相应的总放大倍率由所选的物镜（44、52)的相应焦距和变 焦系统（32)在总变焦范围（90)内调节的放大倍率得到，以及 可手动转动的转轮（108)，用于调节所述变焦系统（32)的放大倍率，其中所述转轮 (108)相对于所述显微镜（10)的旋转固定的壳体能在预定的最大转动范围内转动，并且其 中所述总变焦范围通过最大转动范围来确定， 其中，所述转轮（108)包括第一接合元件（162、164)， 其中，在所述壳体（100)上可移动地支承至少一个第二接合元件（130-136、142-148)， 其中，所述第二接合元件（130-136、142-148)在去活位置中不与所述第一接合元件 (162、164)接合，而在激活位置中与所述第一接合元件（162、164)接合，其中通过接合将所 述转轮（108)的可转动性限制到子转动范围上，该子转动范围是所述最大转动范围的子范 围，以及 其中，所述第二接合元件（130-136、142-148)的位置相应地通过当前容纳在所述容纳 区域（102)中的所述物镜（44、52)来确定。2. 根据权利要求1所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136、142-148)的位置通过与相应容纳在所述容纳区域（102)中的所述物镜（44、、52)接触的接触面（154)来调节。3. 根据权利要求2所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置第一和第二物镜（44、52)，每者具有接触面（154)，其中所述第一物镜（44、52)的 所述接触面（154)设计为使得，当所述第一物镜（44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时， 所述第二接合元件（130-136U42-148)布置在所述激活位置中，并且其中所述第二物镜 (44、52)的所述接触面（154)设计为使得，当所述第二物镜（44、52)容纳在所述容纳区域 (102)时，所述第二接合元件（130-136、142-148)布置在所述去活位置中。4. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136、142-148)借助弹性元件（140)预紧在所述激活位置中并 且根据容纳在所述容纳区域（102)中的所述物镜（44、52)通过所述物镜（44、52)根据情况 克服所述弹性元件（40)的复位力保持在所述去活位置中。5. 根据权利要求4所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述弹性元件（140)包括弹簧。6. 根据权利要求4或5所述的显微镜（10)， 其特征在于， 第一物镜（44、52)的所述接触面（154)设计为使得，当所述第一物镜（44、52)引入 到所述容纳区域中时，所述第二接合元件（130-136U42-148)并不与所述第一物镜（44、 52)的所述接触面（154)接触，并且所述第二物镜（44、52)的所述接触面（154)设计为使 得，当所述第二物镜（44、52)被引入所述容纳区域（102)时，所述第二接合元件（130-136、 142-148)接触所述第二物镜（44、52)的所述接触面（154)，并且通过该接触克服所述弹性 元件（140)的复位力从所述激活位置移动到所述去活位置中。7. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第一物镜（44、52)的所述接触面（154)和/或所述第二物镜（44、52)的所述接触 面（44、52)呈阶梯状设计。8. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第一接合元件（162、164)包括至少一个运动导路（162、164)，并且所述第二接合 元件（130-136、142-148)包括销（130-136)，其中所述销（130-136)在所述激活位置中接合 到所述运动导路（162、164)中。9. 根据权利要求8所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136U42-148)包括连接元件（142-148)，所述连接元件(142-148)牢固地与所述销（130-136)连接并且所述连接元件根据所述物镜（44、52)的所 述接触面（154)的构造与其接触并且由此移动。10. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置多个第二接合元件（130-136、142-148)，每一个第二接合元件（130-136、 142-148)在所述去活位置中并不与所述第一接合元件（162、164)接合而在所述激活位置 中与所述第一接合元件（162、164)接合，其中所述转轮（108)的可转动性通过接合分别限 制到子转动范围上，所述子转动范围是最大转动范围的子范围，并且通过相应布置在所述 容纳区域（102)中的所述物镜（44、52)来确定所述第二接合元件（130-136、142-148)中的 哪个处于所述激活位置而哪个处于所述去活位置中。11. 根据权利要求10所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第一接合元件（162、164)包括两个运动导路（162、164)，并且设置四个销(130-136)作为第二接合元件（130-136、142-148)，其中所述销（130至136)中的两个在所 述激活位置中接合到第一运动导路（162)中而另外两个销（130、136)在所述激活位置中接 合到第二运动导路（164)中。12. 根据权利要求11所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置多个物镜（44、52)，并且当相应的所述物镜（44、52)容纳在所述容纳区域（102)中 时，每个所述物镜（44、52)确定所述销（130-136U42-148)在所述激活位置或者所述去活 位置中的布置的不同组合。13. 根据权利要求10或11所述的显微镜（10)， 其特征在于， 当第一物镜（44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时，第一销（132)布置在所述激 活位置中而第二销、第三销和第四销（130、134、136)布置在所述去活位置中，当第二物镜 (44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时，所述第二销和第三销（130、136)布置在所述激 活位置中而所述第一销和第四销（132、134)布置在所述去活位置中，并且当所述第三物镜 (44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时，所述第四销（134)布置在所述激活位置中而所述 第一销、第二销和第三销（130、132、136)布置在所述去活位置中。14. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置位置固定的第一和第二止挡件（172、174)，用于限制最大转动范围。15. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136、142-148)可在所述激活位置和所述去活位置之间线性 移动。
【专利摘要】本发明涉及一种显微镜，包括：物镜系统(30)以及变焦系统(32)。此外，显微镜具有能手动转动的转轮(108)，用于调节变焦系统(32)的放大倍率，其中转轮(108)能在预定的最大转动范围内转动。转轮(108)包括第一接合元件(162、164)。此外，在壳体(100)上能移动地支承至少一个第二接合元件(130-136)。第二接合元件(130-136)可在激活位置和去活位置中之间移动，其中第二接合元件在去活位置中并不与第一接合元件(162、164)接合。第二接合元件(130-136)的位置通过分别当前容纳在容纳区域(102)中的物镜(44、52)来确定。
【IPC分类】G02B21/24
【公开号】CN105487215
【申请号】CN201510645493
【发明人】R·赫贝, H·施尼茨勒
【申请人】徕卡显微系统(瑞士)股份公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月8日
【公告号】DE102014114465B3, US20160097922
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种显微镜，其包括物镜系统，该物镜系统具有至少两个可选地引入 到光路中的带有不同焦距的物镜和用于容纳可引入到光路中的物镜的容纳区域。此外，该 显微镜包括可手动转动的转轮，用于调节变焦系统的放大倍率，其中转轮相对于显微镜的 旋转固定（rotationally fixed)的壳体可在预定的最大转动范围内沿着第一方向和沿着 与第一方向相反的第二方向转动，并且其中通过最大转动范围确定总变焦范围。
【背景技术】
[0002] 在数字显微镜中，常常使用放大系统，该放大系统不仅具有物镜系统而且具有变 焦系统，其中变焦系统将待显微检测的对象的图像直接成像到数字显微镜系统的成像单元 (Bilderfassungseinheit)上。放大倍率在此情况下作为变焦系统的所调节的焦距与处于 光路中的物镜的焦距之商而得到。为了实现尽可能大的放大倍率，因此在变焦系统中必须 调节最大的最大焦距，并且使用具有小的焦距的物镜。相反，对于小放大倍率必须通过变焦 系统调节尽可能小的焦距，并且使用具有尽可能大的焦距的物镜。
[0003] 在已知的显微镜中，尽可能大的变焦因数例如尽可能大的可调放大倍率范围通过 如下方式实现：变焦范围都被利用直至其边界并且相应地使用具有极为不同的焦距的物 镜。因此，最大和最小放大倍率的调节通过如下方式进行：物镜与变焦系统匹配。
[0004] 为了实现尽可能大的放大倍率范围，因此不仅必须使用具有非常短的焦距的物镜 而且还必须使用具有非常长的焦距的物镜。然而，具有非常短的焦距的物镜是不利的，因为 对于高放大倍率而言所需的数值孔径需要对物镜的复杂设计。这样的物镜于是大部分只允 许非常小的场角，因为要不然不能获得光学校正。大孔径复合物镜因此不允许后接变焦系 统，并且由于暗角切掉较大的场角。
[0005] 相反，对于小的放大倍率所需的物镜的长焦距需要在物镜界面与对象平面之间相 应大的距离。因此，在将这种物镜引入到光路中时通常需要移开对象的变焦系统，以便获得 距对象平面所需的大的间距。具有长焦距的物镜的另一缺点是，对于给定的对象侧的分辨 率，瞳孔直径（Pupillendurchmesser)必须相应大，这导致高成本并且需要物镜有大尺寸。
[0006] 此外，使用具有极为不同的焦距的物镜还有如下缺点：物镜也具有非常不同的齐 焦距离（AbgicichUingc),其中齐焦距离是物镜的安装面距对象平面的距离并且由物镜 的结构长度和自由的工作间距组成。由此，系统的等焦面实施只是变得非常复杂或甚至不 可能。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种显微镜，其具有大的放大倍率范围并且因此结构简单 且紧凑。
[0008] 该目的通过具有权利要求1所述的特征的显微镜来实现。本发明的有利的改进方 案在从属权利要求中予以说明。
[0009] 根据本发明，转轮包括第一接合元件。此外，在显微镜的壳体上可移动地布置有至 少一个第二接合元件，其中第二接合元件在去活位置中并不与第一接合元件接合而在激活 位置中与第一接合元件接合。当这两个接合元件彼此接合时，通过该接合来将操作轮的可 转动性限制到子转动范围上，其中该子转动范围是操作轮的最大转动范围中的子范围。尤 其是，通过接合允许转动轮沿着第一方向或沿着第二方向转动直至预定的边界转动角度， 边界转动角度在最大转动范围内并且并不与最大转动范围的边界转动角度重合。第二接合 元件的位置通过分别当前在容纳区域中容纳并且因此处于光路中的物镜来确定。
[0010] 由此实现的是，只要布置在光路中的物镜设计为，在该物镜的情况下在第一接合 元件和第二接合元件之间存在接合，转轮的可转动性限制到通过第二接合元件确定的子转 动范围上。因此，当物镜被引入到光路中时，变焦系统并不能在总变焦范围上调节，而是仅 能在变焦子范围上调节，该变焦子范围在总变焦范围内。在其内可调节放大倍率的总变焦 范围通过最大转动范围来确定，并且其中根据转轮的转动位置来调节相应不同的放大倍 率。
[0011] 因此，经由第二限制元件，尤其为第一物镜配设总变焦范围内的第二变焦范围。
[0012] 通过使用设计得大于实际对所期望的变焦因数所需的尺寸更大的变焦系统，实现 的是，所使用的物镜的焦距差不必与常规的显微镜的情况一样大。尤其是通过配设变焦子 范围可以实现的是，在物镜具有大放大倍率的情况下也通过变焦系统实现非常大的放大倍 率，并且这因此共同作用于高的总放大倍率。而在低放大倍率的物镜的情况下，变焦范围在 总变焦范围内选择使得该变焦范围也对应于较低的放大倍率，从而实现大的场角。因此，通 过所配设的变焦子范围实现，变焦系统分别与每个物镜的各自要求相匹配，使得相应地可 以对物镜的结构提出较低的要求，并且尤其可以使用焦距比较靠近的物镜。由此实现的是， 物镜可以更为紧凑地并且因此成本更低廉地设计。尤其是，因此可以使用具有类似尺寸的 物镜，这尤其能够实现等焦面物镜系统。通过对物镜系统的这样的等焦面构成，又实现了在 更换物镜时不必进行重新聚焦。此外，能够实现的是，实现比较高的变焦因数。这带来如下 优点：尤其在任意物镜中，实际剩余的变焦因数对于操作人员等大。
[0013] 变焦系统的总变焦范围尤其理解为受结构制约的最大可供使用的变焦范围。总变 焦范围尤其说明了不同的焦距，所述焦距可以通过变焦系统调节。总变焦范围的边界因此 通过变焦系统的最小焦距和最大焦距来给定。
[0014] 通过使用形成机械接合的两个接合元件可以以特别简单的方式安全地将变焦子 范围配设给相应的物镜。尤其是，为此不需要复杂的电控制，这简化了结构并且减小了错误 率。
[0015] 在本发明的一种优选的实施例中，第二接合元件的位置通过与相应的容纳在容纳 区域中的物镜的接触面接触来调整。尤其是，物镜系统的不同物镜可以具有不同形状的接 触面，由此第二接合元件根据物镜和根据接触面的形状要么布置在激活位置中要么布置在 去活位置中，并且因此相应地必要时变焦系统的可调节性在该物镜的情况下限制到通过第 二接合元件确定的子转动范围上并且因此限制到与该子转动范围相关的相应的变焦子范 围上。在此情况下，第二接合元件尤其可以预紧在激活的或去活位置中，并且通过与接触面 接触要么留在该位置中要么移动到相应其他的位置中。尤其，该移动在将相应的物镜引入 到容纳区域中时进行。
[0016] 物镜尤其被推移到容纳区域中。在推移期间可以通过在第二子范围与物镜的为此 设置的接触面之间的接触可以对第二接合元件的位置进行调节。如果要让第二接合元件留 在其预紧到的位置中，则接触面尤其设计为使得，第二接合元件完全不接触，或尽管出现接 触，但这并不足以使第二接合元件完全从相应预紧的位置移动到相应其他位置中。
[0017] 在本发明的一种特别优选的实施例中，设置第一物镜和第二物镜，它们分别具有 接触面。第一物镜的接触面设计为使得，当第一物镜容纳在容纳区域中并且因此布置在光 路中时，第二接合元件布置在激活位置中。因此，在第一物镜中转轮的转动范围通过第二接 合元件经由接合到第一接合元件中来限制，使得仅可以使用相应配设的变焦子范围。相反， 第二物镜的接触面设计为使得，当第二物镜容纳在容纳区域中时，第二接合元件布置在去 活位置中。因此，在第二物镜中第二接合元件并不接合到第一接合元件中，使得至少通过该 接合元件不对转轮的转动角度进行限制。
[0018] 在本发明的一种特别优选的实施例中，第二接合元件借助弹性元件预紧在激活位 置中并且在引入该物镜时通过要布置在去活位置中的物镜经由与该物镜的相应设计的接 触面克服弹性元件的复位力从激活位置移动到去活位置中。
[0019] 如果物镜又被从容纳区域移除，则弹性元件使第二接合元件移动回到激活位置 中。
[0020] 预紧在激活位置中具有如下优点：只要没有物镜引入到容纳区域中，则在第一接 合元件与第二接合元件之间始终存在接合并且因此限制转轮的可转动性。
[0021 ] 在本发明的一种可选的实施例中，第二接合元件可以通过弹性元件也预紧在去活 位置中，并且通过物镜根据接触面的构造在需要时可以移动到激活位置中。
[0022] 在本发明的另一可选的实施例中，也可以不在这两个位置中进行预紧，而是第二 接合元件在两个位置中主动通过相应的物镜来移动。
[0023] 此外，可选地，"预紧"也可以不通过弹性元件进行，而是通过重力进行。这尤其在 第二接合元件在这两个位置之间竖直移动用以调整时是可行的，其中第二接合元件在此情 况下只要没有具有相应接触面的物镜容纳在容纳区域中则布置在下部位置中并且在引入 物镜时通过与物镜的接触面接触可抬起第二接合元件。
[0024] 弹性元件尤其是弹簧，例如压力弹簧。由此实现了特别简单且安全的结构。
[0025] 在本发明的一种特别优选的实施例中，第一物镜的接触面设计为使得，在第一物 镜引入容纳区域中时，第二接合元件并未被第一物镜的接触面接触。由此实现的是，第二接 合元件保持在接合元件所预紧的位置中，即尤其保持在激活位置中。此外，第二物镜的接触 面尤其设计为使得，当第二物镜被引入到容纳区域中，则第二接合元件接触第二物镜的接 触面并且通过接触克服弹性元件的复位力从预紧的位置中移动到未预紧的位置中，即从激 活位置中移动到去活位置中。
[0026] 第一物镜和第二物镜的接触面尤其阶梯状地设计，其中所述阶梯具有斜切的侧 面，使得在推移物镜时第二接合元件可以滑动到所述阶梯上并且相应地如需要时可以在激 活位置与去活位置之间移动。由此尤其避免了倾斜。此外，因此确保了第二接合元件的纯 机械的安全的调整。
[0027] 在本发明的一种特别优选的实施例中，第一接合元件包括至少一个运动导路，而 第二接合元件包括销，其中销在激活位置中接合到运动导路中 。但运动导路可以被转动直 至销在运动导路的一侧上抵触在其端部区域上，使得至少沿着该方向通过接合限制转动范 围。尤其，由此也可以通过运动导路的两个端部限制沿着两个方向的转动范围。由此于是 实现的是，在相应的物镜中子转动范围在最大转动范围内，使得其边界不与最大转动范围 的边界重合。然而，如果销通过接合到运动导路中仅在一个方向上限制转动范围，例如因为 在该销已抵靠到运动导路的另一端部上之前转轮沿着另一方向首先抵靠到用于限制最大 转动范围的止挡件上，则子转动范围的其中一个边界至少与最大转动范围的边界重叠。
[0028] 此外有利的是，第二接合元件包括连接元件，该连接元件与销牢固连接并且连接 元件根据物镜的接触面的构造与该物镜接触并且通过接触来移动。通过连接元件的相应移 动，与连接元件牢固连接的销相应地一同移动。由此实现的是，销可以安全地引导地容纳在 壳体中并且尽管通过连接元件可以建立与被引入的物镜的接触面的接触，该连接元件尤其 同样设计为销。连接元件为此伸入容纳区域中。
[0029] 在本发明的一种特别优选的实施例中，设置多个第二接合元件，每个第二接合元 件在去活位置中不与第一接合元件接合而在激活位置中与第一接合元件接合。通过在激活 位置中的接合，转轮的可转动性分别被限制到子范围上，其中子转动范围分别是最大转动 范围的子范围并且因此分别对应于总变焦范围内的变焦子范围。通过当前相应布置在容纳 区域中的物镜确定多个第二接合元件中的哪些接合元件布置在激活的状态中并且哪些接 合元件布置在去活位置中。因此，针对每个物镜即使在多个物镜的情况下通过如下方式可 以分别调整对于该物镜最佳的变焦子范围：转轮的可转动性被限制到与该变焦子范围对应 的子转动范围上。
[0030] 第一接合元件尤其包括两个运动导路。此外，尤其设置四个销作为第二接合元件， 其中两个接合在这两个运动导路的第一运动导路中而另外两个销接合在这两个运动导路 的第二运动导路中，分别假设：所述销布置在激活位置中。
[0031] 在本发明的一种特别有利的实施例中，设置多个物镜，其中每个物镜只要其容纳 在容纳区域中则确定销在激活的或去活位置中的布置的不同组合。因此在任意物镜中调节 其他转动范围并且因此调节其他变焦范围。
[0032] 在本发明的一种特别优选的实施例中，设置三个物镜，其中当第一物镜容纳在容 纳区域中，第一销布置在激活位置中而另外三个销布置在去活位置中。因此，在第一物镜 中，配设给第一物镜的转动子范围一方面通过销接合到相应的运动导路中来确定而另一方 面沿着其他方向通过最大转动范围的边界来确定。
[0033] 而当第二物镜容纳在容纳区域中时，第二销和第三销布置在激活位置中而第一和 第四销布置在去活位置中。为此，于是相应地配设给第二物镜的子转动范围沿着两个方向 通过两个销限制，使得相应的变焦范围在总变焦范围内，而不与总变焦范围共享边界。
[0034] 而当第三物镜容纳在容纳区域中时，仅仅第四销布置在激活位置中。另外三个销 根据去活位置布置。因此，在该第三物镜中，相应的子转动范围通过第四销接合到相应的运 动导路中和限制最大转动范围来确定。
[0035] 此外，有利的是，设置第一和第二位置固定的止挡件用于限制最大转动范围。这两 个止挡件尤其相对于显微镜的壳体位置固定地布置并且不能在不同的位置中移动，使得这 些止挡件始终限制转轮的可转动性。
[0036] 此外，有利的是，第二接合元件或多个第二接合元件可线性地在激活位置与去活 位置之间移动。因此确保一个或多个第二接合元件在激活位置与去活位置之间特别简单无 错误地移动。
[0037] 前面针对第二接合元件所描述的特征相应地在使用多个第二接合元件时也可以 应用。尤其是，所有第二接合元件在不同情况下可以通过弹性元件预紧在激活位置中。
[0038] 如果转轮在物镜引入容纳区域之前调节在对于该物镜预设的子转动范围之外，则 第二接合元件在首次转入预定的子转动范围中卡扣到第一接合元件中，使得至少从此起将 可转动性限制到相应的转动子范围上。为此，第二接合元件尤其在第一接合元件所引入的 表面上引导使得第二接合元件在到达第一接合元件时自动地通过弹性元件被压入到其中。
[0039] 第一接合元件的一个或多个运动导路尤其是圆弧形设计。
[0040] 优选地，第二物镜也配设有在总变焦范围内的第二变焦子范围。
[0041] 在一种优选的实施例中，至少一个物镜的变焦子范围小于总变焦范围。特别优选 的是，所有物镜的变焦子范围都小于变焦系统的总变焦范围。因此，针对每个物镜仅分别使 用总变焦范围的子范围，从其特征来看与物镜的特征匹配。
[0042] 由于物镜的总变焦范围因此大于用于各个物镜的变焦子范围，所以变焦系统也称 作"超尺寸（Uberdimensioniertes) "或"过大"的变焦系统。
[0043] 物镜的变焦子范围在此情况下也可以部分交叠。可选地，也可以选择变焦子范围 使得其不交叠。通过变焦子范围的交叠实现了，每个物镜通过相应地调节变焦系统的焦距 而具有尽可能大的调节范围，并且放大倍率可以相应较宽地变换。
[0044] 在本发明的一种优选的实施例中，变焦子范围的下边界和上边界分别选择为使 得，在不同的变焦子范围中在相应的下边界与上边界之间分别得到预定的相同的变焦因 数。变焦因数尤其是对于相应的变焦子范围而言理解为上边界与下边界之商，即尤其是由 最大焦距与最小焦距构成的商。因此实现，针对每个物镜而言，为操作人员提供相同的变焦 因数，使得操作人员不依赖于使用何种物镜而有相同的放大可能性，然而其中根据所使用 的物镜自然得到不同的总放大倍率，因为该总放大倍率作为变焦系统的焦距除以物镜的焦 距之商而得到。
[0045] 尤其有利的是，至少一个变焦范围的下边界对应于总变焦范围的下边界而至少一 个变焦范围的上边界对应于总变焦范围的上边界。由此实现的是，变焦系统的总变焦范围 被最佳地利用并且因此显微镜的总体得到的变焦因数也尽可能大。
[0046] 特别有利的是，变焦子范围预调节为使得，焦距大于另一物镜的焦距的物镜的变 焦子范围包括放大倍率或焦距，其小于另一物镜的变焦子范围的最小放大倍率或焦距。当 其中一个物镜具有比另一物镜更大的焦距时，这意味着，该物镜实现比另一物镜更小的放 大倍率。变焦子范围因此选择为使得，该变焦子范围相对于总变焦范围覆盖变焦子范围的 较小的焦距，使得物镜和变焦系统的特征最佳地互补，尤其是在低放大倍率的情况下所期 望的大的场角。
[0047] 相反，变焦子范围预调节为使得，焦距小于另一物镜的焦距的物镜的变焦子范围 包括放大倍率或焦距，其大于另一物镜的变焦子范围的最小放大倍率或焦距。由此实现，在 物镜具有大放大倍率的情况下变焦子范围也覆盖总变焦范围的高焦距并且因此对大的总 放大倍率有帮助。
[0048] 在本发明的一种特别优选的实施例中，物镜系统包括具有第一焦距的第一物镜和 具有第二焦距的第二物镜，其中第二焦距大于第一焦距。因此，第二物镜相比于第一物镜实 现更小的放大倍率。总变焦范围作为下边界具有第三焦距而作为上边界具有第四焦距。配 设给第一物镜的第一变焦子范围作为上边界具有第四焦距，配设给第二物镜的第二变焦子 范围作为下边界具有第三焦距。因此实现，在调节第四焦距的情况下，这两个物镜中具有较 大的放大倍率的第一物镜与变焦系统一起实现了最大的大总放大倍率。相反，通过选择第 二物镜和第三焦距可以实现尽可能小的放大倍率。
[0049] 焦距尤其也可以选择为使得，在相应的调节情况下得到小于1的总放大倍率，即 将对象缩小地成像。
[0050] 此外有利的是，设置有限制装置，通过该限制装置分别将变焦系统的可调节性限 制到如下变焦子范围上：该变焦子范围配设给所选择的物镜，即当前引入到光路中的物镜。
[0051] 在本发明的一个特别优选的实施例中，在每个物镜上设置至少一个止挡件作为限 制装置，其中通过所述止挡件将变焦系统的可调节性限制到分别配设给该物镜的变焦子范 围上。因此尤其纯机械地确保了，在每个物镜中仅可以在配设的变焦子范围内调节变焦系 统。
[0052] 在一种特别优选的实施例中，在每个物镜上设置有两个止挡件，通过所述止挡件 限制变焦系统的调节。如果变焦子范围的边界通过受结构约束的最大可行的总变焦范围的 边界给定，则在该侧上可以省去止挡件。
[0053] 在本发明的一种特别优选的实施例中，也可以以电学方式进行变焦系统的调节， 其方式是：设置电驱动单元，尤其是马达。此外，设置有用于控制驱动单元的控制单元，其中 在该控制单元中存储有配设给相应的物镜的子范围。控制单元控制驱动单元使得总是只能 在相应的变焦子范围内调节。尤其是，设置传感器装置，控制单元通过该传感器装置可以自 动地识别哪个物镜被引入到光路中，使得控制单元于是自动地选择可由操作人员调节的变 焦范围，并且相应地控制电驱动单元。在此情况下，尤其可以省去机械止挡件来限制变焦子 范围，因为电驱动的装置的控制用作限制装置。
[0054] 此外有利的是，显微镜包括操作元件，用于手动地调节变焦系统的放大因数。该操 作元件可以是旋钮。
[0055] 此外有利的是，显微镜包括光圈，用于根据相应选择的物镜和变焦系统的相应调 节的焦距来调节光透射率。光圈尤其是可变光圈，其根据物镜和变焦系统的所调节的焦距 来调节孔径曲线（Aperturverlauf)。这尤其由于在高放大倍率的物镜中通常较小的瞳孔直 径而是必要的。在高放大倍率的物镜中，放大倍率相比于孔径更强地升高，因为要不然物镜 的开口关系变得过大，使得像差的校正非常费事。在一种可选的实施例中，当使用相应的具 有非常高的孔径的物镜时，可以省去这样的光圈。
[0056] 此外有利的是，变焦系统具有至少两个透镜组，为了调节变焦系统的焦距，其中一 个透镜组可以沿着光学轴线的方向移动。在 一种优选的实施例中，变焦系统具有三个或四 个透镜组，其中两个透镜组可以沿着光学轴线的方向移动。
[0057] 显微镜尤其为数字显微镜，其包括成像单元用于记录显微检测的对象的图像。在 数字显微镜中，待显微检测的对象的图像尤其通过变焦系统直接成像到成像单元上。
[0058] 在一种可选的实施例中也可以是可视化的显微镜。
【附图说明】
[0059] 本发明的其他特征和优点从如下的描述中得到，该描述参照实施例结合所附的附 图详细阐述了本发明。
[0060] 在附图中：
[0061] 图1示出了数字显微镜的示意性立体示图；
[0062] 图2示出了根据图1的显微镜的放大系统的示意图；
[0063] 图3示出了在使用第一物镜的情况下根据图2的放大系统的示意图；
[0064] 图4示出了在使用第二物镜的情况下根据图2的放大系统的示意图；
[0065]图5示出了第一物镜和第二物镜的变焦子范围和总变焦范围的示意图；
[0066] 图6示出了根据图1的显微镜的剖面的示意性立体图；
[0067] 图7示出了根据图6的剖面的示意性立体图；
[0068] 图8示出了显微镜的壳体的示意图；
[0069] 图9示出了根据图8的壳体的示意性立体图；
[0070] 图10示出了显微镜的细节部分的示意图；
[0071] 图11示出了物镜和物镜壳体的部分的示意图；
[0072] 图12示出了在第一转动位置中的操作元件的示意性立体图；
[0073] 图13示出了在第二转动位置中的根据图12的操作元件的示意性立体图；
[0074] 图14示出了在第一运行状态中在插入第一物镜的情况下操作元件的示意图；
[0075] 图15示出了在第二运行状态中在插入第一物镜的情况下操作元件的示意图；
[0076] 图16示出了在第三运行状态中在插入第二物镜的情况下操作元件的示意图；
[0077] 图17示出了在第四运行状态中在插入第二物镜的情况下操作元件的示意图；
[0078] 图18示出了在第五运行状态中在插入第三物镜的情况下操作元件的示意图；
[0079] 图19示出了在第六运行状态中在插入第三物镜的情况下操作元件的示意图。
【具体实施方式】
[0080] 在图1中示出了数字显微镜的示意性立体图。显微镜10包括固定的台架基座12、 以及相对于其可枢转的枢转单元14。
[0081] 枢转单元14包括至少一个成像单元，借助其可以记录待显微检测的对象的图像。 尤其是，通过成像单元不仅可以记录单个图像而且也可以记录视频，其能够实现从不同的 视角观察待显微检测的对象。
[0082] 此外，枢转单元具有物镜和变焦系统，借助其可以对待显微检测的对象调节不同 放大倍率。物镜系统具有多个物镜，其中每个物镜选择性地被引入到光路中。
[0083] 成像单元和变焦系统在图1中不可见，因为其被枢转单元14的壳体16遮盖。
[0084] 物镜系统和变焦系统的结构在下文中还结合图2至图4的不断变换予以描述。
[0085] 物镜系统的物镜尤其是等焦面地构成，使得在物镜更换时不必由操作人员进行再 聚焦。物镜在此情况下尤其与枢转单元14转动所围绕的转动轴线与物镜的界面之间的间 距相协调，使得形成偏心系统，这导致在枢转单元14枢转时不必重新聚焦。
[0086] 此外，在台架基座上布置有显微镜载物台18,在其上放置待显微检测的对象。显微 镜载物台18可以借助调节轮20相对于台架基座12沿着双箭头P1的方向调整，由此可以 对待显微检测的对象进行聚焦。
[0087] 在图2中纯粹示意性地示出了在三个不同设定中的布置在枢转单元14中的放大 系统。放大系统包括物镜系统30以及变焦系统32,通过其相互作用实现所期望的总放大倍 率。物镜系统30包括具有不同焦距的至少两个物镜44、52,其中在不同情况下，物镜中的一 个选择性地枢转到显微镜10的光路中。
[0088] 变焦系统32具有三个透镜组34至38,其中两个透镜组36、38可以沿着光学轴线 50来调节。在本发明的一种可选的实施例中，变焦系统也可以仅包括两个透镜组34至38， 其中仅仅一个透镜组34至38可轴向地调节。同样也可考虑具有多于三个的透镜组34至 38的变焦系统。
[0089] 在图2所示的实施例中，通过变焦系统32将对象的图像直接成像在成像单元40 上，成像单元尤其可以是照相机。
[0090] 在图2中示出了变焦系统32的三个设定。在左设定中，变焦系统32设定为使得 其具有最大焦距并且因此实现最大放大倍率。相应地，表示在至物镜系统30的界面区域中 的主射束相对于光学轴线50的角度的场角42最小地设计。
[0091] 而图2中所示的右设定示出了变焦系统32的其他极端设定，即变焦系统32具有 最小焦距并且相应地具有最小放大作用的设定。在该情况下，场角42最大地设计。
[0092] 图2中示出的中间情况为中间状态，在中间状态中焦距通过变焦系统32实现，该 焦距大于最小焦距而小于最大焦距。相应地在此情况下场角42在其他两种情况的场角42 之间。
[0093] 显微镜10的相应总放大倍率由变焦系统32的所调节的焦距与物镜系统30的引 入光路中的物镜44、52的焦距之商得到。
[0094] 变焦系统32具有总变焦范围，该总变焦范围表示经由变焦系统32可调节的变焦 系统32的焦距。总变焦范围在图5中示意性地通过箭头90示出，其中下边界92表示变焦 系统32的最小焦距，该最小焦距在图2中右侧所示的设定的情况下得到。总变焦范围90 的上边界94相应地说明了变焦系统32的最大焦距，该最大焦距在图2左侧示出的设定的 情况下得到。总变焦范围90因此尤其受结构约束地预给定并且说明了变焦系统32允许实 现的最大放大倍率范围。
[0095] 如已阐述的那样，物镜系统32包括具有不同焦距的多个物镜44、52。每个物镜44、 52配设有在总变焦范围90内的变焦范围，其中在图5中示出了用于第一物镜44的第一变 焦子范围96和第二物镜52的第二变焦子范围98。这两个变焦子范围96、98分别仅覆盖总 变焦范围90的一部分并且尤其设计为，其至少部分重叠。
[0096] 显微镜10设计为，使得变焦系统32分别始终只能在变焦子范围96、98内调节，该 变焦子范围配给当前枢转到光路中的物镜44、52。
[0097] 在图5示出的实施例中，配设有变焦子范围96的物镜44,与第二物镜52相比具有 较大的焦距并因此具有较小的放大作用。第一变焦子范围96相应地选择为使得其与第二 变焦子范围98相比覆盖总变焦范围的较小的放大倍率，反之第二变焦子范围98包括总变 焦范围90的较大的放大倍率。
[0098] 因此实现的是，在具有高的放大倍率（即小的焦距）的物镜52中通过变焦系统也 实现高放大倍率，使得总体上实现了高总放大倍率。
[0099] 反之，在具有小放大倍率（即具有大的场角）的物镜44中配设变焦子范围96,在 该变焦子范围中变焦系统32同样具有小的放大倍率并因此具有大的场角。
[0100] 因此，变焦系统32的所使用的子范围始终与相应的物镜44、52的特征相一致。
[0101] 在图3中示出了在两个状态中的根据图2的放大系统的示意图，其中物镜系统30 的第一物镜44被引入光路中。在具有比较大的焦距（即小的放大倍率）的第一物镜44中， 通过限制元件46、48限制变焦系统32的可调节性，与图2中所示的最大调节范围相比，尽 管可以调节至最小焦距（图3,右侧）但并不能够调节至最大焦距。相应地，仅在第一变焦 子范围96内可以调节变焦系统32。通过限制元件46、48将透镜组36、38的彼此相向移动 限制到图3中左侧所示的状态上。限制元件46、48尤其为止挡件，该止挡件以此方式与第 一物镜44耦接，使得在第一物镜44引入光路中时止挡件46、48自动地一起移动，使得止挡 件布置在透镜组34至38的移动区域中。
[0102] 在图4中示出了如下情况：第二物镜52枢转到光路中。物镜52也包括止挡件54、 56,通过止挡件将变焦系统32的调节限制到第二变焦子范围98上。在第二物镜52中，通 过止挡件54、56防止透镜组36、38与在图4中右侧所示的状态的情况相比彼此背向移动得 更远，使得防止最小放大倍率的调节。
[0103] 限制元件46、48、54、56在图3和图4中仅纯粹示意性地示出。在如图6-19中所 示的具体实施例中，限制元件46、48、54、56尤其是并不布置在变焦系统32中，而是如后续 还要详细阐述的那样作为可调节的销130-136布置在物镜系统30与变焦系统32之间的界 面上。
[0104] 如在图5中所示的那样，因此变焦系统32分别运行的变焦子范围96、98设计得小 于最大总变焦范围90,因此变焦系统32也称作"超尺寸（Uberdimensioniertes) "或"过大 (oversized) "的变焦系统。
[0105] 与始终使用总变焦范围的并且通过相应选择物镜实现最大和最小放大倍率的已 知的显微镜相比，现在对于相同的总放大范围所使用的物镜不再必须具有不同的焦距，如 如下数字例子要阐明的那样：
[0106] 为了在现有技术的显微镜中利用两个物镜实现在0. 15x到30x之间的放大范围， 例如使用具有20的焦距的第一物镜和具有250的焦距的第二物镜。变焦系统具有38到 600之间可调节的焦距。30的最大放大倍率通过如下方式实现：使用第一物镜和调节变焦 系统的最大焦距。在此情况下，30的放大倍率通过计算式b = 和因此600/20 = 30得到。
[0107] 相应地，在使用第二 物镜和变焦系统的最小焦距时，0. 15的最小放大倍率作为由 38与250构成的商而得到。
[0108] 为了在根据本发明的实施例的显微镜时实现0. 15x到30x的相同放大倍率，现在 设置在21到600之间可调节的焦距的变焦系统32。第一物镜44的变焦子范围为38到 600,第二物镜的变焦范围为21到336。第一物镜44具有140的焦距，第二物镜52具有20 的焦距。
[0109] 对于30的最大放大倍率而言，相应地一起使用了第二物镜52以及变焦系统32的 最大焦距。对于最小放大倍率，一起使用第一物镜44以及变焦系统32的最小焦距，其中因 数0. 15作为由21和140构成的商而得到。
[0110] 因此，可以实现相同的总放大范围，然而其中在所使用的物镜44、52之间的焦距 差结果明显更小。
[0111] 这具有如下优点：物镜44、52可以明显更紧凑且简单地构造。尤其，通过物镜44、 52的焦距的较小展开可以实现等焦面物镜系统30。此外，针对每个物镜44、52,操作人员可 选择相同的变焦因数，在上述的例子中即16的变焦因数（336/21或600/38)。
[0112] 变焦子范围配设给不同的物镜不仅可以使用在数字显微镜中而且可选地可以使 用在所有其他具有物镜系统和变焦系统的显微镜中。
[0113] 在图6和图7中分别示出了根据图1的显微镜的细节部分（Detailausschnitts) 的示意性立体图。在此情况下，示出了变焦系统32和物镜系统30的部分（Ausschnitt)。 在图6和图7中以及后续的图的示图的重心在此在于，要阐述如何纯机械地将变焦系统32 的可调节性限制到不同物镜44、45的相应的变焦子范围96、98上。
[0114] 物镜系统30具有壳体100,在该壳体中设置容纳区域102,在该容纳区域中容纳相 应当前被引入到光路中的物镜44。在图7的示图中在容纳区域102中未引入物镜。在图6 的示图中，物镜44被推移到容纳区域102中。物镜44在此情况下支承在板104上并且被 壳体106包围，其中板104可以固定在物镜系统30的壳体100上。
[0115] 物镜系统32具有转轮（Drehrad) 108,其可以由显微镜10的操作员转动。为了更 好的操作，在转轮108的环周面上设置有沟纹110。转轮108在背离沟纹110的侧上具有齿 部112,转轮108通过齿部借助齿轮系统114与心轴116接合。通过转动转轮108相应地转 动心轴116。
[0116] 在心轴116上通过保持元件（Halterungen) 118支承有透镜组36、38。在心轴116 转动时，透镜组96、38相应相向移动或背向移动。
[0117] 在图8和图9中分别示出了物镜系统30的壳体100的示意性立体图。在壳体100 中沿着双箭头P2的方向尤其是竖直可移动地布置总共四个销130-136。销130-136在此 情况下可在激活（aktivierten)的位置或者去活（deaktivierten)的位置之间移动，其中 销130、134在图8的示图中所示在激活位置中，而销132、136在去活位置中。在激活位置 中，销130-136从壳体100的表面138朝向转轮108的方向伸出了预定的间距。在去活位 置中，销132-136布置在壳体100内并且尤其并不从该壳体中伸出。可选地，这些销也可以 在去活位置中稍微地从壳体100伸出，但并不如在激活位置中伸出得远。
[0118] 如在图10中所示，销130-136分别通过弹簧140预紧在激活位置中。
[0119] 此外，每个销130-136分别与销142-148连接。销142-146如在图9中所示伸入 到容纳区域102中并且分别在壳体100的长孔中引导。
[0120] 通过销142-148的移动，销130-136可以克服弹簧140的复位力从激活位置移动 到去活位置中。为此，销142-148向下沿着箭头P3的方向移动。在图9的示图中销142、 148克服相应弹簧的复位力向下移动，使得相应地如在图8中所示，所配设的销132、136布 置在去活位置中。
[0121] 销142、148的移动借助分别引入到容纳区域102中的物镜44通过与相应的物镜 壳体106接触来进行。在图11中示出了第一物镜44的细节示意图（Darstellung eines Ausschnitts)。在物镜44的壳体106上，两个接触元件150、152设置在壳体102的对置的 侧上。这两个接触元件150、152分别具有阶梯的接触面154。如果物镜44被推移到容纳区 域102中，则如图10所示，销142-148向下移动，只要在相应的销142-148的区域中相应的 接触元件150、152在接触面154上具有相应的阶梯，所述阶梯使对应的销142-148向下移 动并且保持在该位置中。相应地，通过销142、148将销130-136在激活位置与去活位置之 间调节。
[0122] 接触元件150、152根据物镜44不同地设计，使得其他销130-136布置在激活的或 去活位置中。
[0123] 在图12和图13中分别示出了变焦系统32的示意性立体图，其示出不同的转动位 置。
[0124] 在转轮106上，在朝向物镜系统30并且因此朝向物镜系统30的壳体100的侧上 旋转固定地布置运动导路板（Kulissenscheibe) 160。在该运动导路板160中设置两个圆形 分段形的运动导路162、164,销130-136可以接合到所述运动导路中，只要其分别布置在激 活位置中。此外，运动导路板160具有突起166,转轮106的可转动性通过突起166被限制 到最大转动范围上。为此，在旋转固定的壳体部分170上设置两个止挡件172、174,其中壳 体部分并不与转轮106 -起转动。
[0125] 在图12所示的转动位置中，突起166贴靠在第一止挡件172上，使得操作轮仅沿 着箭头P4的方向能够转动。该位置尤其称作0°的转动位置。
[0126] 而在图13中，突起166贴靠在第二止挡件174上，使得操作轮仅沿着箭头P5的方 向能够转动，其中转动方向P5与转动方向P4反向。在第二状态中，转轮160相对于图12 所示的0°位置被最大地转动。这尤其对应于130°的角度。因此，操作轮的最大转动范围 为130°。通过该最大转动范围预给定了总变焦范围。
[0127] 将销130-136布置在激活位置中并且由此实现接合到这两个运动导路162、164之 一中，转轮106的可转动性可以根据所使用的物镜44来限制，使得转轮106根据物镜44只 能在子转动范围中转动，该子转动范围为最大转动范围的子范围。在子转动范围之上，相应 地因此调节变焦子范围，因为操作轮的转动范围的限制自动地表示可供使用的变焦范围的 限制。
[0128] 在图14-19中示例性地示出了带有三个不同物镜的物镜系统30,如通过借助针对 三个物镜中的每个不同物镜设计不同的接触元件150、152将销130、132不同地布置在相应 的激活或去活位置中来确定转轮106的不同子转动范围，并且因此为相应的物镜配设不同 的变焦子范围。
[0129] 在图14和图15中示出了如下情况：其在第一物镜被插入到容纳区域102时出现， 其中在第一物镜中，销132布置在激活位置中而销130-136布置在去活位置中。如在图14 和图15中所示，销132因此接合到运动导路（Kulisse) 162中。在此情况下，转轮106在图 14所示的0°的转动位置与图15所示的112°的转动位置之间转动。超过112°的转动并 不可能，因为销132抵靠运动导路162的端部区域。
[0130] 可选地，其他销130、134、136也可以布置在激活位置中。在此情况下，销134、136 首先贴靠在运动导路板160的表面上并且在略微从0°的位置转动出来时卡入运动导路 164中。于是不可能反向移动到初始位置中。
[0131] 在图16和图17中示出了如下情况：该情况在第二物镜代替第一物镜被引入容纳 区域102中时出现，其中在第二物镜中，销130、136布置在激活位置中，而销132、134布置 在去活位置中。通过销136接合到运动导路164中，在第二物镜的情况下转轮106的可转 动性被限制到9°的最小转动角度上。沿着箭头P5的进一步转动即进一步转动到0°的转 动位置是不可能的。
[0132] 通过布置在激活位置中的销130接合到运动导路164将沿着方向P4反向转动限 制到12Γ的转动角度上。
[0133] 在图18和图19中示出了如下情况：该情况在第三物镜被插入到容纳区域102中 时出现。在第三物镜中，接触元件150和152设计为，销134布置在激活位置中而销130、 132、134布置在去活位置中。通过销134接合到运动导路164中，转轮106沿着方向P5的 可转动性限制在作为最小转动角度的18°上。而沿着方向P4,转轮106可以被转动，直至 突起166抵靠到第二止挡件174,即直至130°的最大转动角度。
[0134] 通过前面所描述的接合到相应的运动导路162、164中的销130-136的布置，因此 可以以简单方式纯机械地根据物镜44来限制转轮106的可转动性，使得每个物镜44可以 以简单方式可靠地配设在总变焦范围内的变焦子范围。
[0135] 在一种可选的实施例中，也可以设置多于四个的或少于四个的销130、136。可选 地，也可以设置多于两个或少于两个的运动导路162、164。销和运动导路的数目尤其可以与 使用的不同物镜的数目并且因此所需的不同的变焦子范围的数目匹配。
[0136] 附图标记列表
[0137] 10 显微镜
[0138] 12 台架基座
[0139] 14 枢转单元
[0140] 16 壳体
[0141] 1 8 显微镜载物台
[0142] 20 调节轮
[0143] 30 物镜系统
[0144] 32 变焦系统
[0145] 34、36、38 透镜组
[0146] 40 成像单元
[0147] 42 场角
[0148] 44、52 物镜
[0149] 46、48、54、56 限制元件
[0150] 50 光学轴线
[0151] 90 总变焦变焦范围
[0152] 92 下边界
[0153] 94 上边界
[0154] 96、98 变焦子范围
[0155] 100 壳体
[0156] 102 容纳区域
[0157] 104 板
[0158] 106 物镜壳体
[0159] 108 转轮
[0160] 110 沟纹
[0161] 112 齿部
[0162] 114 齿轮装置
[0163] 116 心轴
[0164] 118、120 保持元件（halteelement)
[0165] 130-136 销
[0166] 138 表面
[0167] 140 弹簧
[0168] 142、148 销
[0169] 150、152 接触元件
[0170] 154 接触面
[0171] 160 运动导路板
[0172] 162、164 运动导路
[0173] 166 突起
[0174] 170 壳体部分
[0175] 172、174 止挡件
[0176] P1-P5 方向
【主权项】
1. 一种显微镜，包括： 物镜系统（30)，其包括：至少两个可选择地能引入光路中的具有不同焦距的物镜（44、 52);以及用于容纳被引入到光路中的所述物镜（44、52)的容纳区域（102)， 变焦系统（32)，其具有总变焦范围（90)， 其中待显微检测的对象的相应的总放大倍率由所选的物镜（44、52)的相应焦距和变 焦系统（32)在总变焦范围（90)内调节的放大倍率得到，以及 可手动转动的转轮（108)，用于调节所述变焦系统（32)的放大倍率，其中所述转轮 (108)相对于所述显微镜（10)的旋转固定的壳体能在预定的最大转动范围内转动，并且其 中所述总变焦范围通过最大转动范围来确定， 其中，所述转轮（108)包括第一接合元件（162、164)， 其中，在所述壳体（100)上可移动地支承至少一个第二接合元件（130-136、142-148)， 其中，所述第二接合元件（130-136、142-148)在去活位置中不与所述第一接合元件 (162、164)接合，而在激活位置中与所述第一接合元件（162、164)接合，其中通过接合将所 述转轮（108)的可转动性限制到子转动范围上，该子转动范围是所述最大转动范围的子范 围，以及 其中，所述第二接合元件（130-136、142-148)的位置相应地通过当前容纳在所述容纳 区域（102)中的所述物镜（44、52)来确定。2. 根据权利要求1所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136、142-148)的位置通过与相应容纳在所述容纳区域（102)中的所述物镜（44、、52)接触的接触面（154)来调节。3. 根据权利要求2所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置第一和第二物镜（44、52)，每者具有接触面（154)，其中所述第一物镜（44、52)的 所述接触面（154)设计为使得，当所述第一物镜（44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时， 所述第二接合元件（130-136U42-148)布置在所述激活位置中，并且其中所述第二物镜 (44、52)的所述接触面（154)设计为使得，当所述第二物镜（44、52)容纳在所述容纳区域 (102)时，所述第二接合元件（130-136、142-148)布置在所述去活位置中。4. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136、142-148)借助弹性元件（140)预紧在所述激活位置中并 且根据容纳在所述容纳区域（102)中的所述物镜（44、52)通过所述物镜（44、52)根据情况 克服所述弹性元件（40)的复位力保持在所述去活位置中。5. 根据权利要求4所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述弹性元件（140)包括弹簧。6. 根据权利要求4或5所述的显微镜（10)， 其特征在于， 第一物镜（44、52)的所述接触面（154)设计为使得，当所述第一物镜（44、52)引入 到所述容纳区域中时，所述第二接合元件（130-136U42-148)并不与所述第一物镜（44、 52)的所述接触面（154)接触，并且所述第二物镜（44、52)的所述接触面（154)设计为使 得，当所述第二物镜（44、52)被引入所述容纳区域（102)时，所述第二接合元件（130-136、 142-148)接触所述第二物镜（44、52)的所述接触面（154)，并且通过该接触克服所述弹性 元件（140)的复位力从所述激活位置移动到所述去活位置中。7. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第一物镜（44、52)的所述接触面（154)和/或所述第二物镜（44、52)的所述接触 面（44、52)呈阶梯状设计。8. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第一接合元件（162、164)包括至少一个运动导路（162、164)，并且所述第二接合 元件（130-136、142-148)包括销（130-136)，其中所述销（130-136)在所述激活位置中接合 到所述运动导路（162、164)中。9. 根据权利要求8所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136U42-148)包括连接元件（142-148)，所述连接元件(142-148)牢固地与所述销（130-136)连接并且所述连接元件根据所述物镜（44、52)的所 述接触面（154)的构造与其接触并且由此移动。10. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置多个第二接合元件（130-136、142-148)，每一个第二接合元件（130-136、 142-148)在所述去活位置中并不与所述第一接合元件（162、164)接合而在所述激活位置 中与所述第一接合元件（162、164)接合，其中所述转轮（108)的可转动性通过接合分别限 制到子转动范围上，所述子转动范围是最大转动范围的子范围，并且通过相应布置在所述 容纳区域（102)中的所述物镜（44、52)来确定所述第二接合元件（130-136、142-148)中的 哪个处于所述激活位置而哪个处于所述去活位置中。11. 根据权利要求10所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第一接合元件（162、164)包括两个运动导路（162、164)，并且设置四个销(130-136)作为第二接合元件（130-136、142-148)，其中所述销（130至136)中的两个在所 述激活位置中接合到第一运动导路（162)中而另外两个销（130、136)在所述激活位置中接 合到第二运动导路（164)中。12. 根据权利要求11所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置多个物镜（44、52)，并且当相应的所述物镜（44、52)容纳在所述容纳区域（102)中 时，每个所述物镜（44、52)确定所述销（130-136U42-148)在所述激活位置或者所述去活 位置中的布置的不同组合。13. 根据权利要求10或11所述的显微镜（10)， 其特征在于， 当第一物镜（44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时，第一销（132)布置在所述激 活位置中而第二销、第三销和第四销（130、134、136)布置在所述去活位置中，当第二物镜 (44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时，所述第二销和第三销（130、136)布置在所述激 活位置中而所述第一销和第四销（132、134)布置在所述去活位置中，并且当所述第三物镜 (44、52)容纳在所述容纳区域（102)中时，所述第四销（134)布置在所述激活位置中而所述 第一销、第二销和第三销（130、132、136)布置在所述去活位置中。14. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 设置位置固定的第一和第二止挡件（172、174)，用于限制最大转动范围。15. 根据上述权利要求中任一项所述的显微镜（10)， 其特征在于， 所述第二接合元件（130-136、142-148)可在所述激活位置和所述去活位置之间线性 移动。
【专利摘要】本发明涉及一种显微镜，包括：物镜系统(30)以及变焦系统(32)。此外，显微镜具有能手动转动的转轮(108)，用于调节变焦系统(32)的放大倍率，其中转轮(108)能在预定的最大转动范围内转动。转轮(108)包括第一接合元件(162、164)。此外，在壳体(100)上能移动地支承至少一个第二接合元件(130-136)。第二接合元件(130-136)可在激活位置和去活位置中之间移动，其中第二接合元件在去活位置中并不与第一接合元件(162、164)接合。第二接合元件(130-136)的位置通过分别当前容纳在容纳区域(102)中的物镜(44、52)来确定。
【IPC分类】G02B21/24
【公开号】CN105487215
【申请号】CN201510645493
【发明人】R·赫贝, H·施尼茨勒
【申请人】徕卡显微系统(瑞士)股份公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月8日
【公告号】DE102014114465B3, US20160097922
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