(57)【要約】  ここに記載されているのは、顕微鏡（１０）の光軸（Ｏ）に沿って延在する無限ビーム路（１６）に選択的に挿入可能な、倍率の異なる複数のアフォーカル倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）を有する、顕微鏡（１０）用の変更システムである。倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）は、それぞれ、光偏向システム（２０２、３０２、４０２）を有し、光偏向システム（２０２、３０２、４０２）は、それぞれの倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）を貫通する無限ビーム路（１６）の経路長が設定され、これにより、すべての倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）により、倍率が異なるのにもかかわらず、顕微鏡（１０）の対物レンズの射出瞳が、光軸（Ｏ）に沿って同じ位置に結像される、ように構成されている。
2019525255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡（１０）の光軸（Ｏ）に沿って延在する無限ビーム路（１６）に選択的に挿入可能な、倍率の異なる複数のアフォーカル倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）を有する、顕微鏡（１０）用の変更システムにおいて、
前記倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）は、それぞれ、光偏向システム（２０２、３０２、４０２）を有し、
前記光偏向システム（２０２、３０２、４０２）は、それぞれの前記倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）を貫通する前記無限ビーム路（１６）の経路長が設定され、これにより、すべての倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）によって、倍率が異なるのにもかかわらず、前記顕微鏡（１０）の対物レンズ（１２）の射出瞳が、前記光軸（Ｏ）に沿って同じ位置に結像される、ように構成されている、
顕微鏡（１０）用の変更システム。
【請求項２】
前記倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）は、それぞれ、光入射側変更面（２０１、３０１、４０１）および光出射側変更面（２０３、３０３、４０３）を有するモジュール体（２０）を有しており、
前記２つの変更面は、すべてのモジュール体において互いに同一に配置されている、
請求項１記載の変更システム。
【請求項３】
前記倍率変更モジュール（２００ｂ〜２００ｄ、３００ｂ〜３００ｄ、４００ｂ〜４００ｄ）は、それぞれ、拡大システム（２０７ｂ〜２０７ｄ、３０７ｂ〜３０７ｄ、４０７ｂ〜４０７ｄ）を有する、
請求項１または２記載の変更システム。
【請求項４】
それぞれの前記拡大システム（２０７ｂ〜２０７ｄ、３０７ｂ〜３０７ｄ、４０７ｂ〜４０７ｄ）は、前記無限ビーム路（１６）において、それぞれの前記光偏向システム（２０２、３０２、４０２）に後置されている、
請求項３記載の変更システム。
【請求項５】
それぞれの前記拡大システム（２０７ｂ〜２０７ｄ、３０７ｂ〜３０７ｄ、４０７ｂ〜４０７ｄ）は、ケプラー式望遠鏡またはガリレオ式望遠鏡である、
請求項３または４記載の変更システム。
【請求項６】
前記光偏向システム（２０２、３０２、４０２）は、それぞれ、前記光入射側変更面（２０１、３０１、４０１）を貫通する、前記光軸（Ｏ）の部分に対し、前記光出射側変更面（２０３、３０３、４０３）を貫通する、前記光軸（Ｏ）の部分を同一に偏心させる、
請求項１から５までのいずれか１項記載の変更システム。
【請求項７】
前記光出射側変更面（２０３、３０３、４０３）を貫通する、前記光軸（Ｏ）の前記部分は、前記光入射側変更面（２０１、３０１、４０１）を貫通する、前記光軸の前記部分に対し、あらかじめ設定した平行偏心を有する、
請求項６記載の変更システム。
【請求項８】
前記光出射側変更面（２０３、３０３、４０３）を貫通する、前記光軸（Ｏ）の前記部分は、前記光入射側変更面（２０１、３０１、４０１）を貫通する、前記光軸（Ｏ）の前記部分に対して直角に偏向され、かつ、前記光入射側変更面からあらかじめ設定した間隔で配置されている、
請求項６記載の変更システム。
【請求項９】
前記光偏向システム（２０２、３０２、４０２）は、それぞれ、少なくとも１つの第１および第２の光反射部材（２０４、２０５、３０４、３０５、４０４、４０５）を有し、
前記第１の光反射部材（２０４、３０４、４０４）は、前記光入射側変更面（２０１、３０１、４０１）を貫通する、前記光軸（Ｏ）の部分に配置されており、前記第２の光反射部材（２０５、３０５、４０５）は、前記光出射側変更面（２０３、３０３、４０３）を貫通する、前記光軸（Ｏ）の部分に配置されている、
請求項１から８までのいずれか１項記載の変更システム。
【請求項１０】
前記第１および第２の光反射部材（２０４、２０５、３０４、３０５、４０４、４０５）は、ミラー装置またはプリズムの部分である、
請求項９記載の変更システム。
【請求項１１】
前記倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）のうちの１つは、１と等しい倍率を有する、
請求項１記載の変更システム。
【請求項１２】
顕微鏡（１０）の光軸（Ｏ）に沿って延在する無限ビーム路（１６）に挿入可能な、顕微鏡（１０）用のアフォーカル倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）において、
光偏向システム（２０２、３０２、４０２）を有しており、
前記光偏向システム（２０２、３０２、４０２）は、前記倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）を貫通する前記無限ビーム路（１６）の経路長が設定され、これにより、前記倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）によって、前記顕微鏡（１０）の対物レンズ（１２）の射出瞳が、前記光軸（Ｏ）に沿ってあらかじめ設定した位置に結像される、ように構成されている、
アフォーカル倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）。
【請求項１３】
拡大システム（２０７ｂ〜２０７ｄ、３０７ｂ〜３０７ｄ、４０７ｂ〜４０７ｄ）を有する、
請求項１２記載のアフォーカル倍率変更モジュール（２００ｂ〜２００ｄ、３００ｂ〜３００ｄ、４００ｂ〜４００ｄ）。
【請求項１４】
前記拡大システム（２０７ｂ〜２０７ｄ、３０７ｂ〜３０７ｄ、４０７ｂ〜４０７ｄ）は、前記無限ビーム路（１６）において前記光偏向システム（２０２、３０２、４０２）に後置されている、
請求項１３記載のアフォーカル倍率変更モジュール（２００ｂ〜２００ｄ、３００ｂ〜３００ｄ、４００ｂ〜４００ｄ）。
【請求項１５】
射出瞳を備えた対物レンズ（１２）を有し、さらに請求項１から１１までのいずれか１項記載の変更システム、または請求項１２から１４までのいずれか１項記載のアフォーカル倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）を有する、
顕微鏡（１０）。
【請求項１６】
前記倍率変更モジュール（２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄ、４００ａ〜４００ｄ）によって形成される、前記対物レンズ（１２）の前記射出瞳の像の位置に光学部材が配置されている、
請求項１５記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１７】
前記光学部材は、空間光変調器、マイクロミラー装置または位相変化マスクである、
請求項１６記載の顕微鏡（１０）。
【請求項１８】
４ｆシステムを有しており、それぞれの前記倍率変更モジュールは、前記４ｆシステムの部分である、
請求項１５から１７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、顕微鏡の光軸に沿って延在する無限ビーム路に選択的に挿入可能な、倍率の異なる複数のアフォーカル倍率変更モジュールを有する、顕微鏡用の変更システムに関する。さらに本発明は、アフォーカル倍率変更モジュールと、変更システムまたはアフォーカル倍率変更モジュールを備えた顕微鏡と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学顕微鏡システムにおける倍率を適合させるため、いわゆるアフォーカル倍率変更器が公知である。無限ビーム路を有する複合顕微鏡において、この倍率変更器は、一般に、対物レンズとチューブレンズとの間の無限ビーム路に配置されており、かつ例えば、リボルバまたは別のタイプの変更装置を用いて変更することが可能な複数の望遠鏡光学系によって実現される。
【０００３】
倍率変更器に使用される望遠鏡光学系により、確かに顕微鏡光路のアフォーカル性は確保される。しかしながら、望遠鏡光学系の倍率が種々異なることにより、対物レンズの射出瞳は、光軸に沿って異なる位置に結像され、これにより、チューブレンズの作用が加わって、全体システムの異なる射出瞳位置が生じてしまうことになる。射出瞳位置のこのような変化に伴う口径食は、一般には許容され得る。
【０００４】
しかしながら特殊な顕微鏡法では、対物側のテレセントリック系に対し、顕微鏡対物レンズの射出瞳の位置にある焦平面における結像を変化させなければならないことが多い。このような変化をもたらすものとしては、例えば、空間光変調器、略してＳＬＭ（Spatial Light Modulator）、マイクロミラー装置、略してＤＭＤ（Digital Mirror Device）または位相変化マスクなどの変調部材を焦平面に配置することなどが考えられる。上記の構成部材を定位置に位置決めできるようにするため、対物瞳に対して共役な平面を定位置に配置する必要がある。
【０００５】
したがってこの特殊な顕微鏡法では、望遠鏡光学系によって射出瞳位置が変化してしまう一般的な倍率変更器を使用することはできない。
【０００６】
定位置の瞳位置を有する倍率変更システムは、例えば米国特許第８１４４３９５号明細書（US 8 144 395 B2）および米国特許第８５８２２０３号明細書（US 8 582 203 B2）に記載されているように、いわゆるリモートフォーカシング技術との関連においても重要である。ここでは、第１に、実装において対物瞳を定位置に配置することが有効である４ｆ配置構成が必要である。というのは、これにより、すべてのシステムコンポーネントを定位置に取り付けることができるからである。しかしながら、この配置構成内で対物レンズを交換する際には、収差のないリフォーカシングに必要な倍率条件を維持するために、全体システムの倍率も一定に保たなければならない。しかしながら使用上の制限から、例えばカバーガラス補正、自由な作業距離、液浸などの理由から、対物側の別の対物レンズを使用しようとする場合、生じ得る倍率変化を補償し、かつその際に対物瞳の像を定位置に留める付加的なシステムが必要になる。
【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、比較的少ない技術的コストで、倍率変更時に対物瞳の像を定位置に維持することを可能にする、顕微鏡用の変更システムと、アフォーカル倍率変更モジュールと、変更システムまたはアフォーカル倍率変更モジュールを備えた顕微鏡と、を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明により、請求項１に記載した変更システム、請求項１２に記載したアフォーカル倍率変更モジュール、もしくは請求項１５に記載した顕微鏡によって解決される。有利な発展形態は、従属請求項および以下の説明に示されている。
【０００９】
本発明による変更システムは、顕微鏡の光軸に沿って延在する無限ビーム路に選択的に挿入可能な、倍率の異なる複数のアフォーカル倍率変更モジュールを有する。これらの倍率変更モジュールは、それぞれ、光偏向システムを有する。この光偏向システムは、それぞれの倍率変更モジュールを貫通する無限ビーム路の経路長が設定され、これにより、すべての倍率変更モジュールによって、倍率が異なるのにもかかわらず、顕微鏡の対物レンズの射出瞳が、光軸に沿って同じ位置に結像される、ように構成されている。
【００１０】
変更システムを形成する倍率変更モジュールに含まれている種々異なる光偏向システムは、倍率変更が原因で発生する射出瞳位置の変化を補償するように構成されている。このことが意味するのは、複数の倍率変更モジュールのうちのいずれが、現在、顕微鏡に挿入されているかかかわらずに、対物レンズ射出瞳の像が、つねに同じ位置に形成されることである。
【００１１】
対物レンズの射出瞳がそれぞれの倍率変更モジュールによって結像される結像長さの、本発明による変更システムによって実現されるこのような一元化により、定位置の焦平面において、ＳＬＭ、ＤＭＤまたは位相変化マスクのような光学部材を定位置に配置することができる。このとき、このような構成部材の光学的に有効な平面は、定位置の瞳位置において、対応する拡大により、すなわち、適切な倍率変更モジュールを挿入することにより、瞳サイズに適合可能である。
【００１２】
本発明による変更システムのモジュール性は、２つの観点から有用である。第１には、メーカ側においてこのモジュール性を利用し、これにより、メーカが、（ただ１つの）あらかじめ設定した倍率を有する倍率変更器を具備するように顕微鏡システムを製造する際に、１つのシステムから、異なる倍率を有するが構造的には同質である、異なる複数のモジュールを使用できるようにする。これにより、製造コストが大幅に減少される。第２には、顕微鏡システムのユーザは、上記のモジュール性を利用し、これにより、このユーザは、簡単な倍率変更により、すなわち、顕微鏡に挿入されている倍率変更モジュールを、別の倍率の構造的に同質のモジュールに交換することにより、システム倍率を変更することができる。したがって本発明による変更システムにより、例えば、手動によるまたはモータ駆動による実施において、スライドシステムもしくはリボルバを使用する、または別のリニア式もしくは回動式の変更器も使用する、迅速な交換のコンセプトのベースが形成される。
【００１３】
好適には、倍率変更モジュールは、それぞれ、光入射側変更面および光出射側変更面を有するモジュール体を有しており、２つの変更面は、すべてのモジュール体において互いに同一に配置されている。これらの変更面は、例えば、対応する当接部と協働し、無限ビーム路内で空間的に固定の複数のインタフェースを成し、これらのインタフェースにより、構造的に同質のモジュール体を必要に応じて簡単に交換することが可能になる。それぞれのモジュール体の光入射側変更面は、倍率変更モジュールの入射瞳に対するいわば機械的な基準を形成し、この機械的な基準は、モジュールを組み込んだ際に、顕微鏡対物レンズの射出瞳と一致するようにされる。これに対応して、モジュール体の光出射側変更面は、倍率変更モジュールを含めた無限ビーム路内に形成される、対物レンズ射出瞳の像に対する機械的な基準を形成する。ここで上述の機械的な基準とは、それぞれの倍率変更モジュールに対し、顕微鏡対物レンズの射出瞳が、光入射側変更面に対して同じ位置を有し、かつ射出瞳の像が、光出射側変更面に対して同じ位置を有することであると理解されたい。２つの変更面は、すべてのモジュール体において互いに同一に配置されているため、射出瞳もしくはその像に対するこの機械的な基準も、すべての倍率変更モジュールについて同一である。したがって複数の倍率変更モジュールの変更面が、無限ビーム路の同じ個所に位置決めされる場合、対物レンズの射出瞳が、複数の倍率変更モジュールのうちのいずれが、現在、顕微鏡に挿入されているかにかかわらず、光軸に沿ってつねに同じ個所に結像されることが保証される。
【００１４】
本発明による変更システムのモジュール性を備えた特性は、光入射側変更面および光出射側変更面の定義によって得られ、またそれぞれの倍率変更モジュールを収容しなければならない最大の組み込みスペースをあらかじめ設定することによって得られる。変更面では、光軸の方向も位置も固定に定義され、これにより、個々の倍率変更モジュールを交換できることが保証される。
【００１５】
好適には、倍率変更モジュールは、それぞれ、例えばケプラー式望遠鏡またはガリレオ式望遠鏡である拡大システムを有する。設置スペースをより小さくするという理由から、特にケプラー式望遠鏡として形成することが有利である。好ましい実施形態では、それぞれの拡大システムは、無限ビーム路において、光偏向システムに後置されている。
【００１６】
それぞれのモジュール体内での拡大システムの位置決めおよび拡大システムを形成する光学素子の焦点距離は、それぞれのモジュールの全体長さが最小化され、ひいては最大限に確保すべき設置スペースが制限されるように選択可能である。
【００１７】
好適には、光偏向システムは、それぞれ、光入射側変更面を貫通する、光軸の部分に対し、光出射側変更面を貫通する、光軸の部分を同一に偏心させる。この同一の偏心により、すべての倍率変更モジュールに対し、変更面における光軸の位置および配向が同一に定義され、これにより、個々のモジュールを交換できることが保証される。
【００１８】
特別な実施形態において、光出射側変更面を貫通する、光軸の部分は、光入射側変更面を貫通する、光軸の部分に対し、あらかじめ設定した平行偏心を有する。この実施形態により、１８０°のビーム偏向を実現することも可能である。
【００１９】
９０°のビーム偏向は、光出射側変更面を貫通する、光軸の部分が、光入射側変更面を貫通する、光軸の部分に対して直角に偏向され、かつ光入射側変更面からあらかじめ設定した間隔で配置されている場合に実現される。
【００２０】
好ましい実施形態において、光偏向システムは、それぞれ、少なくとも１つの第１および第２の光反射部材を有し、第１の光反射部材は、光入射側変更面を貫通する、光軸の部分に配置されており、第２の光反射部材は、光出射側変更面を貫通する、光軸の部分に配置されている。光偏向システムを形成する２つの光反射部材の相対的な配置を適切に選択することにより、定位置の瞳の結像を実現するために、それぞれの倍率変更モジュール内の無限ビーム路の経路長を望み通りに設定することができる。２つの光反射部材を使用することにより、さらに、顕微鏡にいずれにせよ必要なビーム偏向を、像の反転なしに保証することができるという利点が得られる。
【００２１】
２つの光反射部材は、好適には、ミラー装置またはプリズムの部分である。さらに上の方で述べた直角のビーム偏向のために、特に、スミスプリズムもしくはペンタプリズムまたはこれと同等のミラー装置を使用することが考えられる。
【００２２】
変更システムは、倍率が１に等しい倍率変更モジュールを有することも可能である。このことが意味するのは、このモジュールでは、光偏向システムだけは設けられているが、別のモジュールに設けられる拡大システムは設けられていないことである。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、顕微鏡の光軸に沿って延在する無限ビーム路に挿入可能な、顕微鏡用のアフォーカル倍率変更モジュールが規定される。倍率変更システムは、光偏向システムを有しており、この光偏向システムは、倍率変更モジュールを貫通する無限ビーム路の経路長が設定され、これにより、倍率変更モジュールによって、顕微鏡の対物レンズの射出瞳が、光軸に沿ってあらかじめ設定した位置に結像される、ように構成されている。
【００２４】
さらに本発明では、射出瞳を備えた対物レンズと、上で説明した形態の変更システムまたはアフォーカル倍率変更モジュールと、を有する顕微鏡が規定される。
【００２５】
顕微鏡の好ましい実施形態において、倍率変更モジュールによって形成される、対物レンズの射出瞳の像の位置に、顕微鏡の結像を変化させるために利用可能な、例えばＳＬＭ、ＤＭＤまたは位相変化マスクのような光学部材が配置されている。
【００２６】
顕微鏡の別の好ましい実施形態において、倍率変更モジュールは、好適には収差のないリフォーカシングに利用される４ｆシステムの部分である。
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による顕微鏡の概略図である。
【図２ａ】変更システムの第１実施例を示す図である。
【図２ｂ】別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第１実施例を示す図である。
【図２ｃ】さらに別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第１実施例を示す図である。
【図２ｄ】さらに別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第１実施例を示す図である。
【図３ａ】変更システムの第２実施例を示す図である。
【図３ｂ】別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第２実施例を示す図である。
【図３ｃ】さらに別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第２実施例を示す図である。
【図３ｄ】さらに別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第２実施例を示す図である。
【図４ａ】変更システムの第３実施例を示す図である。
【図４ｂ】別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第３実施例を示す図である。
【図４ｃ】さらに別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第３実施例を示す図である。
【図４ｄ】さらに別の倍率変更モジュールを有する変更システムの第３実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１には、顕微鏡１０がブロック図で示されている。顕微鏡１０は、対物面１４から到来する光を受光する対物レンズ１２を有する。この光は、コリメートされた光束として対物レンズ１２から出射し、無限ビーム路１６に伝搬し、モジュール体２０を有する倍率変更モジュール１８に到達する。この倍率変更モジュール１８は、アフォーカル光学系である。これに対応して、倍率変更モジュール１８からの光は、ここでもコリメートされた光束として出射する。次にチューブレンズ２２により、光は、中間像を形成するために中間像面２４に集束される。
【００３０】
図１に示した実施形態において、アフォーカル倍率変更モジュール１８を通って出射した光は、アフォーカル倍率変更モジュール１８によって偏向され、これにより、無限ビーム路１６が、平行偏心される。
【００３１】
図２ａ〜図２ｄには、図１に示した倍率変更モジュール１８に対応するモジュールをそれぞれ形成する異なる４つの倍率変更モジュール２００ａ〜２００ｄが示されている。これらの倍率変更モジュール２００ａ〜２００ｄにより、顕微鏡１０において全体的な倍率を変更するために使用可能な変更システムが得られる。このために、倍率変更モジュール２００ａ〜２００ｄのうちの１つが選択的に顕微鏡１０の無限ビーム路１６に挿入される。
【００３２】
図２ａ〜図２ｄに示した実施例において、倍率変更モジュール２００ａは、倍率１を有し、倍率変更モジュール２００ｂは、倍率１．０５を有し、倍率変更モジュール２００ｃは、倍率１．５を有し、倍率変更モジュール２００ｄは、倍率１．６を有する。当然のことながら、これらの数値は、純粋に例示的なものであると理解されたい。
【００３３】
倍率変更モジュール２００ａは、図２ａに示していないそのモジュール体に、光入射側変更面２０１を有しており、この光入射側変更面２０１を通して、光は、光軸Ｏに沿ってモジュール体に入射する。次に、光は、モジュール体内の光偏向システム２０２によって偏向され、これにより、光は、平行偏心されて、モジュール体に形成された変更面２０３を通って倍率変更モジュール２００ａから出射する。したがって光出射側変更面２０３を貫通する、光軸Ｏの部分は、光入射側変更面２０１を貫通する、光軸Ｏの部分に対し、図２ａにおいてｄ１で示したように平行偏心される。
【００３４】
光偏向システム２０２は、第１の偏向ミラー２０４および第２の偏向ミラー２０５を有する。第１の偏向ミラー２０４は、光入射側変更面２０１を貫通する、光軸Ｏの部分にあるのに対し、第２の偏向ミラー２０５は、光出射側変更面２０３を貫通する、光軸Ｏの部分に配置されている。２つの偏向ミラー２０４および２０５は、それぞれ、光軸Ｏに対して傾けられており、かつ互いに平行に配向されている。これに対応して、図２ａに示した角度α１およびα２は、絶対値が等しい。
【００３５】
図２ａにおいて、倍率変更モジュール２００ａの入射瞳には参照符号２０６が付されている。入射瞳２０６は、光軸Ｏに沿って、光入射側変更面２０１から、あらかじめ設定した固定の間隔を有する。倍率変更モジュール２００ａが、顕微鏡１０の無限ビーム路１６に配置されると、入射瞳２０６は、対物レンズ１２の射出瞳の位置に配置される。
【００３６】
倍率１を有する、図２ａに示した倍率変更モジュール２００ａとは異なり、別の倍率変更モジュール２００ｂ、２００ｃおよび２００ｄは、それぞれ、２つのレンズ群２０８ｂ、２０９ｂ、もしくは２０８ｃ、２０９ｃ、もしくは２０８ｄ、２０９ｄから形成されかつケプラー式望遠鏡である拡大システム２０７ｂ、２０７ｃもしくは２０７ｄを有する。倍率変更モジュール２００ａ〜２００ｄを有する変更システムは、すべての倍率変更モジュール２００ａ〜２００ｄにおいて、入射瞳２０６、ひいてはモジュールを組み込んだ際の対物レンズ１２の射出瞳と、光入射側変更面２０１と、の間の間隔が同一になるように設計される。さらに、すべての倍率変更モジュール２００ａ〜２００ｄについて、光軸Ｏの平行偏心ｄ１も同じである。拡大システム２０７ｂ、２０７ｃおよび２０７ｄの異なる拡大作用によって位置が変化する射出瞳の像が、すべてのモジュールについて定位置に維持されることを保証するため、光偏向システム２０２を形成する２つの偏向ミラー２０４および２０５は、個々の倍率変更モジュール２００ｂ、２００ｃおよび２００ｄにおいて互いに異なる間隔を有する。言い換えると、光偏向システム２０２は、倍率変更モジュール２００ｂ、２００ｃおよび２００ｄのそれぞれにおいて、すべての倍率変更モジュール（拡大システムのないモジュール２００ａを含めて）により、射出瞳の像が同じ位置に形成されるように、対応する拡大システム２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄに応じて調整される。
【００３７】
図２ａ〜図２ｄの比較が示すように、偏向ミラー２０４および２０５は、それぞれの倍率変更モジュールを貫通する光束の影が生じないようにそれぞれ互いに配置される。すなわち、特に、すべての倍率変更モジュール２００ａ〜２００ｄについて、このシステムコンセプトにおいて規定される最大の瞳サイズおよび画角を考慮して、口径食のない結像が可能になるように間隔ｄ１を選択する。
【００３８】
図３ａ〜図３ｄには、同様に上で説明したコンセプトに対応して実施された本発明による変更システムの第２実施例が示されている。第２実施例による変更システムには、図３ａに示した倍率１を有する倍率変更モジュール３００ａと、図３ｂに示した倍率１．０５を有する倍率変更モジュール３００ｂと、図３ｃに示した倍率１．５を有する倍率変更モジュール３００ｃと、図３ｄに示した倍率１．６を有する倍率変更モジュール３００ｄと、が含まれている。
【００３９】
この実施例においても、すべての倍率変更モジュール３００ａ〜３００ｄは、それぞれ、光入射側変更面３０１と、２つの偏向ミラー３０４、３０５から形成される光偏向システム３０２と、光出射側変更面３０３と、入射瞳３０６と、を有する。倍率変更モジュール３００ｂ、３００ｃおよび３００ｄは、さらに（倍率１の倍率変更モジュール３００ａとは異なり）、それぞれ、２つのレンズ群３０８ｂ、３０９ｂ、もしくは３０８ｃ、３０９ｃ、もしくは３０８ｄ、３０９ｄから形成されかつケプラー式望遠鏡である拡大システム３０７ｂ、３０７ｃもしくは３０７ｄを有する。
【００４０】
個々の倍率変更モジュール３００ａ〜３００ｄに使用される光偏向システム３０２は、この実施例においても、拡大システム３０７ｂ、３０７ｃおよび３０７ｄの拡大作用を考慮し、対物レンズ１２の射出瞳が、すべてのモジュールにおいて同じ位置に結像されるように構成されている。
【００４１】
第２実施例は、図２ａ〜図２ｄに示した変更システムとは、光出射側変更面３０３を貫通する、光軸Ｏの部分が、光偏向システム３０２により、光入射側変更面３０１を貫通する、光軸Ｏの部分に対し、直角に偏向される点が異なる。したがって第２実施例の倍率変更モジュール３００ａ〜３００ｄにより、それぞれ９０°のビーム偏向が生じる。このビーム偏向を目的として、２つの偏向ミラー３０４および３０５は、光軸Ｏに対してそれぞれ（光軸に対して垂直な方向を基準にして）２２．５°傾けられている。第２の偏向ミラー３０５を第１の偏向ミラー３０４に対して適切に位置決めすることにより、倍率変更モジュール３００ａ〜３００ｄのそれぞれについて保証できるのは、対物レンズ１２の射出瞳の定位置の結像が得られることである。
【００４２】
すべての倍率変更モジュール３００ａ〜３００ｄにおいて、図３ａ〜図３ｄにおいてｄ２で示した、それぞれの光出射側変更面３０３を貫通する光軸Ｏと、光入射側変更面３０１と、の間の間隔は、同じである。ここでも、すべての倍率変更モジュール３００ａ〜３００ｄについて、このシステムコンセプトにおいて規定される最大の瞳サイズおよび画角を考慮して、口径食のない結像が可能になるように間隔ｄ２を選択する。
【００４３】
最後に、図４ａ〜図４ｄには、ここでも倍率１．０、１．０５、１．５および１．６を有する４つの倍率変更モジュール４００ａ〜４００ｄが設けられている第３実施例が示されている。ここでも、倍率変更モジュール４００ａ〜４００ｄは、それぞれ、光入射側変更面４０１と、２つの偏向ミラー４０４および４０５から形成される光偏向システム４０２と、光出射側変更面４０３と、入射瞳４０６と、を有する。１とは異なる倍率を有する倍率変更モジュール４００ｂ、４００ｃおよび４００ｄは、さらに、それぞれ、２つのレンズ群４０８ｂ、４０９ｂ、４０８ｃ、４０９ｃ、４０８ｄ、４０９ｄから形成されかつケプラー式望遠鏡である拡大システム４０７ｂ、４０７ｃもしくは４０７ｄを有する。
【００４４】
第３実施例は、上で説明した２つの実施例とは異なり、１８０°のビーム偏向のために設計されている。これに対応して、光偏向システム４０２を形成する２つの偏向ミラー４０４および４０５は、それぞれ、光軸に対して４５°傾けられている。同じ角度で２つの偏向ミラー４０４、４０５をこのように配置構成することは、光軸に対して異なる角度で偏向ミラーが傾けられている配置構成よりも、反射率および偏光上の理由から有利である。しかしながら無論、異なる角度で偏向ミラーが傾けられている配置構成を除外するものでもない。
【００４５】
倍率変更モジュール４００ａ〜４００ｄでは、それぞれの変更面４０１を通って入射した光は、それぞれの光偏向システム４０２によって偏向され、これにより、この光は、光入射方向とは逆の方向に、平行偏心されて変更面４０３から出射する。したがって光出射側変更面４０３を貫通する、光軸Ｏの部分は、光入射側変更面４０１を貫通する、光軸Ｏの部分に対し、図４ａ〜図４ｄにおいてｄ３で示したように偏心される。すべての倍率変更モジュール４００ａ〜４００ｄについて、瞳サイズおよび画角を考慮して、口径食のない結像が可能になるように偏心ｄ３を選択する。
【００４６】
図４ａ〜図４ｄの比較が示すように、拡大システム４０７ｂ、４０７ｃおよび４０７ｄの異なる拡大作用によって位置が変化する射出瞳の像が、すべてのモジュールについて定位置に維持されることを保証するため、２つの偏向ミラー４０４および４０５は、異なる倍率変更モジュール４００ａ〜４００ｄ全体を通して共通に、光入射側もしくは光出射側の光軸Ｏの部分に沿って同様にシフトされる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【国際調査報告】
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