(57)【要約】【課題】  できるだけ簡単な対物鏡交換を可能にし、一方で操作位置に置かれた対物鏡と検査標本の周囲に出来るだけ大きな自由空間をもたらす、対物鏡交換装置及び当該対物鏡交換装置を備えた顕微鏡を具体化することである。【解決手段】  少なくとも二つの対物鏡用の交換機を備えており、それによって各一つの対物鏡を待機位置から操作位置へ移送することが可能であり、操作位置に置かれた対物鏡は光学軸を定義する、対物鏡交換装置において、各対物鏡に対し、前記交換機は、対物鏡を、当該対物鏡に割り当てられた各待機位置から操作位置へ、他の対物鏡のものとは異なる変位路に沿って移送するための可動な対物鏡ホルダを有しており、各変位路は、少なくとも第一領域内において光学軸に対し実質的に垂直に配向していることを特徴とする、装置及び当該装置を備えた顕微鏡によって解決される。【選択図】      図２
2011002833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に顕微鏡（１）用の対物鏡交換装置であって、少なくとも二つの対物鏡（１９）用の交換機（４１）を備えており、それによって各一つの対物鏡（１９）を待機位置から操作位置へ移送することが可能であり、操作位置に置かれた対物鏡は光学軸（４２）を定義する、対物鏡交換装置において、
各対物鏡（１９）に対し、前記交換機（４１）は、対物鏡（１９）を、当該対物鏡に割り当てられた各待機位置から操作位置へ、他の対物鏡（１９）のものとは異なる変位路に沿って移送するための可動な対物鏡ホルダ（１５）を有しており、
各変位路は、少なくとも第一領域（６ａ）内において光学軸（４２）に対し実質的に垂直に配向していることを特徴とする、装置。
【請求項２】
各対物鏡（１９）に対し、一つの駆動可能なスライド（１０）が各々設けられ、その上に対物鏡ホルダ（１５）が装着され得ることを特徴とする、請求項１に記載の対物鏡交換装置。
【請求項３】
第一領域（６ａ）内の変位路は一つの共通面内に存在し、且つ、特に直線状に及び／又は湾曲して延びることを特徴とする、請求項１又は２に記載の対物鏡交換装置。
【請求項４】
二つの隣り合った直線の変位路がいつもＶ−形状で配置されることを特徴とする、請求項３に記載の対物鏡交換装置。
【請求項５】
変位路であって、それに沿って対物鏡ホルダ（１５）が移動し得る、変位路は、対物鏡ホルダ（１５）内に存在する全ての対物鏡（１９）が同時に各停止位置、特に各待機位置にあるものとし得るように、交換機（４１）内に配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置。
【請求項６】
各対物鏡ホルダ（１５）が、指定された対物鏡（１９）を第二領域（６ｂ）内のさらなる変位路に沿って動かすために可動であり、前記第二領域（６ｂ）は第一領域（６ａ）と直接境界をなしていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置。
【請求項７】
変位路の第一領域（６ａ）が、待機位置から操作位置までの、対物鏡（１９）の全変位路の主要部分を構成していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置。
【請求項８】
変位路が、第二領域（６ｂ）内において、光学軸（４２）と水平な方向に移動要素を有していることを特徴とする、請求項６に記載の対物鏡交換装置。
【請求項９】
各対物鏡（１９）に対し、スライド（１０）を備えた調整ユニット（３；３ａ，３ｂ）が設けられることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１０】
スライド（１０）が、少なくとも一つのガイド棒（９ａ，９ｂ）に沿って動かされ得ることを特徴とする、請求項２〜９のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１１】
スライド（１０）が、調整ユニット（３；３ａ，３ｂ）内に設けられたガイド溝（６）に沿って動かされ得ることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１２】
スライド（１０）が、少なくとも一つのガイド棒（９；９ａ，９ｂ）を介して調整ユニット（３；３ａ，３ｂ）のガイド受け（８）に結合されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１３】
ガイド溝（６）が、調整ユニット（３；３ａ，３ｂ）の静止キャリヤ（５）上に形成されることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１４】
スライド（１０）とガイド受け（８）とをキャリヤ（５）内のガイド溝（６）につなぐための軸継ぎ手（１２，１３，１４）が設けられることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１５】
調整ユニット（３；３ａ，３ｂ）において、各スライド（１０）に対し固有の駆動装置（１１）が設けられることを特徴とする、請求項９に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１６】
対物鏡ホルダ（１５）が、スライド（１０）上に枢軸回転可能に配置され、且つ、バイアス装置（１６，１７）及び／又はレバー機構（２３〜２８）を介してスライド（１０）に結合され、それによって対物鏡ホルダ（１５）の中央軸は、少なくとも変位路の第一領域（６ａ）内で光学軸（４２）に対して傾斜角（α）をもって保持され得ることを特徴とする、請求項２〜１５のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１７】
バイアス装置（１６，１７）及び／又はレバー機構（２３〜２８）によって、対物鏡ホルダ（１５）の中央軸が、光学軸（４２）に対し、第一領域（６ａ）内のものよりも小さな傾斜角（α）をもって変位路の第二領域（６ｂ）内で保持され得ることを特徴とする、請求項１６又は６に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１８】
交換機（４１）、特に請求項９に記載の複数の調整ユニット（３；３ａ，３ｂ）が、中間板（２９）に結合されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置。
【請求項１９】
中間板（２９）上に、対物鏡ホルダ（１５）の空間的に固定された位置決めをするための中央揃え架台（４）が配置されることを特徴とする、請求項１８に記載の対物鏡交換装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置を備えた顕微鏡。
【請求項２１】
顕微鏡（１）は、焦点合わせ方向に調整可能な支持要素（２）を有しており、
前記支持要素上には、対物鏡交換装置（４０）の交換機（４１）、特に請求項９に記載の複数の調整ユニット（３；３ａ，３ｂ）が装着されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の対物鏡交換装置を備えた請求項２０に記載の顕微鏡。
【請求項２２】
中間板（２９）が、顕微鏡（１）の支持要素（２）に結合され得、
前記支持要素が焦点合わせ方向に調整可能であることを特徴とする、請求項１８に記載の対物鏡交換装置を備えた請求項２０に記載の顕微鏡。
【請求項２３】
中間板（２９）が支持要素（２）へ、支持要素上の対応するカウンタ受けとの蟻継ぎ結合（３０）を介して結合され得ることを特徴とする、請求項２２に記載の顕微鏡。
【請求項２４】
支持要素（２）上に、対物鏡ホルダ（１５）の空間的に固定された位置決めのための中央揃え架台（４）が配置されることを特徴とする、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の顕微鏡。
【請求項２５】
第一領域（６ａ）内の対物鏡（１９）の各変位路が、実質的に使用者位置から離れる方向への又は使用者位置の方向への、対物鏡（１９）の変位を可能にすることを特徴とする、顕微鏡（１）の使用者にもたらされた位置を有する、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に顕微鏡用であって少なくとも二つの対物鏡（対物レンズ）用に交換機を有する対物鏡交換装置、ならびにかかる交換装置を備えた顕微鏡に関連している。
【背景技術】
【０００２】
この種類の対物鏡交換装置は従来技術から公知である。幾つかの対物鏡がキャリヤ上に円形に並んで装着され、所望の対物鏡がキャリヤを回転することによって作動位置に旋回され得る公知の対物鏡タレットに加え、対物鏡が待機位置から、全対物鏡に共通の作動位置へ個々にもたらされ得る対物鏡交換装置が公知である。
【０００３】
後者の種類の対物鏡交換装置は、特に電気生理学の分野で用いるのに有利であることが証明された、というのはこれによって対物鏡と測定対象物の周囲に大きな自由空間がつくり出されるからである。典型的には電気生理学の用途では、試料台の上に置かれた試料を有する当該試料台は、試料の位置決め後にはもはや動かされないのである。これは一方で測定（検査）試料へしばしば在る接触及び振動感応性のためであり、他方で観察中に検査される生物学的試料がしばしば操作されるという事実のためである。かかる操作は、測定対象物の周囲に大きな自由空間を要求するのである。しばしば幾つかのマニピュレータが同時に標本（プレパラート）に接近する。例えば電流、電圧又は染色、液体等をマニピュレータによって試料へ加える、又は試料中に注入する。しばしばマニピュレータは、全検査に渡って試料に対する彼らの相対位置を変えないでいるのである。大きな自由空間の需要に加え、例えば低い倍率を有する全体画像から高い倍率を有する詳細画像へ変更することを可能にするために、幾つかの（即ち少なくとも二つの）対物鏡を測定対象物測定に用いることができるという要望が在るということを考慮に入れなければならない。
【０００４】
対物鏡を交換する場合、電気生理学において用いられる対物鏡が大抵、検査される標本へ非常に僅かな作業距離しか有していない、又はしばしば標本を取り囲む液体中に浸っていることすらあることを考慮に入れなければならない。大抵の場合、標本は皿の形状をした容器、いわゆるペトリ皿内に置かれる。対物鏡を交換する場合、対物鏡は容器の縁を越えて持ち上げられ、且つそれが容器の内側領域に到達した時に新しい対物鏡のみが降下されることを担保しなければならない。そうすることにおいて、対物鏡交換を容易にするために試料台のいかなる動きも妨げられるべきである。
【０００５】
この背景に対し本出願人の特許文献１は少なくとも二つの対物鏡用の交換機を有する対物鏡交換装置を示唆しており、各対物鏡は、交換機によって垂れ下がって揺れて焦点合わせ位置付近のその操作位置に入る。操作位置から、対物鏡は揺れて待機位置へ入る。有利には垂れ下がって揺れる動きが一つの面内において生じる。一つの対物鏡の揺れて入る動きは、他の対物鏡の揺れて出る動きを生じることが可能である。さらに対物鏡は、揺れて入る間には下降され得、且つ揺れて出る間には上昇され得る。対物鏡の全揺れ領域はマニピュレータが自由に出入りできるように維持されなければならないので、この対物鏡交換装置は、いくつかの用途には不利であることを証明した。
【０００６】
電気生理学の分野における検査の場合に妨害及び干渉を回避するために、対物鏡が観察位置から待機位置へ揺れて出ることは、特許文献２の基本的原理の教示にも表されている。
【０００７】
浸漬媒体で満たされた試料室ないの試料の検査に対し、特許文献３は、試料室に対して可動に配置された二つの固定された対物鏡を備えた顕微鏡用対物鏡変更機を示唆している。前記変位によって、二つの対物鏡のうち一つが操作位置へもたらされ得、一方で他の一つは待機位置に存在する。
【０００８】
特許文献４は対物鏡交換装置を示唆しており、それによって対物鏡の縦軸（長手方向軸）は、対物鏡交換のために対物鏡の光学軸と実質的に同軸方向に動かされ得る。一実施形態において対物鏡は湾曲したガイドレールに沿って動かされ得、この湾曲が概ね放物線状に延び、放物線の面は対物鏡の光学軸を含み、且つ放物線の頂点は対物鏡の所望の位置（操作位置）に相当する。他の実施形態において対物鏡は、グリッパアームによってその所望の位置からその光学軸の方向へ持ち上げられ、且つ、旋回アームによって保管位置（待機位置）へもたらされる。さらに他の実施形態において、選択された対物鏡が、対物鏡の光学軸と同軸であるが顕微鏡の光学軸には垂直に延びる供給溝によって、保管位置からその所望の位置へもたらされ、このためにそれは「水平（横向き）状態（位置）」から「直立状態（位置）」へ立てられる必要があり、それによって対物鏡の光学軸は顕微鏡のそれと一致する。
【０００９】
最後に、独国特許出願である特許文献５から、直立型顕微鏡における対物鏡交換装置用装置が公知であり、少なくとも二つの対物鏡と付随した焦点合わせ装置を有しており作動位置（つまり操作位置）に置かれた対物鏡を光学軸の方向へ動かすことができ、並びに、対物鏡を対物鏡ホルダ内に受け入れる共通のスライドを有しており当該スライドは対物鏡交換のために光学軸に垂直に動かされ得る。ここではスライドを動かすために、単一の作動要素が設けられ、それによって更に所望の対物鏡も上昇又は下降され、且つ作動位置にもたらされ得る。この作動要素はスライド上に装着された一つの棒であって、当該棒は、スライド上に装着された二つの対物鏡のうち一つを操作位置へ且つ他のもう一つを待機位置へもたらすための引棒（プルロッド）として用いられる。回転された場合、前記棒は、対物鏡ホルダを上昇又は下降するために対物鏡ホルダと相互作用しているレバーを作動する。この解決手段からして、二つの対物鏡が互いに対して固定位置に在ることが不利益となり得ることを証明しており、それによって自由な作業空間が、待機位置にあって使用者の方向に置かれた第二の対物鏡のために大いに制限されるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】DE 10 2007 042 260 A1
【特許文献２】JP 09258088 A
【特許文献３】DE 10 2007 018 862 A1
【特許文献４】EP 1 168 027 B1
【特許文献５】DE 198 22 870 C2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この背景に対して本発明の課題は、できるだけ簡単な対物鏡交換を可能にし、一方で操作位置に置かれた対物鏡と検査標本の周囲に出来るだけ大きな自由空間をもたらす、対物鏡交換装置を具体化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は本発明にしたがい請求項１に係る対物鏡交換装置、及び請求項２０に係る付随する顕微鏡によって解決される。有利な実施形態は各従属請求項及び以下の記載から結果として生じる。
【００１３】
本発明にしたがうと、少なくとも二つの対物鏡用の交換機を備えた対物鏡交換装置であって、それによって各対物鏡を待機位置から操作位置に移行することが可能であり、操作位置に在る対物鏡が光学軸を定義している、対物鏡交換装置は、前記交換機が各対物鏡に対して可動対物鏡ホルダを有していることによって特徴づけられており、対物鏡を、そこへ割り当てられた各待機位置から他の対物鏡のものとは違う変位路に沿って操作位置へ移行させ、各変位路は少なくとも第一領域内の光学軸と実質的に垂直に配向される。
【００１４】
ここで、一つの対物鏡ホルダが装着され得る一つの駆動可能なスライドが、各対物鏡に対してそれぞれ設けられると便利である。
【００１５】
対物鏡は、手動で又はモーターによって各対物鏡ホルダで直接的に動かされ得る。
【００１６】
便利にはスライドが設けられ、対物鏡ホルダを支持し且つ順番にそれぞれ手動で又はモーターによって駆動することが可能である。単純化のために、後者の場合は次のように仮定されるべきである、つまり、対物鏡ホルダが置かれて順番に対物鏡を支持することのできるスライドの存在である。
【００１７】
この種類の対物鏡交換装置によって、このように各対物鏡は、そこへ割り当てられた駆動可能なスライドによって光学軸に対し実質的に垂直に動かされる。よってこれは、回転盤の回転によって操作位置へ所望の対物鏡がもたらされるところの、回転盤上の対物鏡の通常の装置ではない。次に無制限に仮定され得る顕微鏡用途の典型的な場合において、光学軸は通常垂直方向に進み、それによって対物鏡は本発明に係る対物鏡交換装置内において水平方向に動かされる。ここで、対物鏡が操作位置から待機位置へもたらされる場合に、対物鏡を使用者から離れるように動かすことが便利である。通常、先に述べた変位路の（第一）領域は、対物鏡の待機位置から操作位置への全変位路の主要部分を構成している。各対物鏡が固有の変位路を有しているので、互いに独立して動かされ得る。その結果、互いに固定して連結された対物鏡を備えた対物鏡交換装置と比べて、可能な自由空間がより一層増している、というのは所望でない全ての対物鏡が、所望の自由空間の外側に存在する各待機位置に入り得るからであり、時空間を最適化した各変位路が定義され得るのである。
【００１８】
第一実施形態において、先に述べた変位路の（第一）領域は、待機位置から操作位置までの全変位路を構成し、それによって先に述べた例では、対物鏡は、待機位置から操作位置まで水平の変位路に沿って動かされる。他の実施形態では、先に述べた第一領域は変位路の第二領域によって直接境界を成され、第二領域の終端が対物鏡の操作位置を表すことが可能、又は少なくとも対物鏡の操作位置とすぐ隣に存在することが可能である。そのような第二領域の定めは、電気生理学の分野での顕微鏡用対物鏡交換装置の先に述べた用途において特に有利である。変位路の第二領域は次に、容器（ペトリ皿）の内側領域内において測定対象物の方向へ又は測定対象物から離れる方向へ対物鏡が動かされるところの領域を便利に形成する。第二領域内の変位路は次に、ベクトル幾何学の点からみると水平移動要素に加えて垂直移動要素も有することが可能となる。
【００１９】
本発明に係る対物鏡交換装置において、各対物鏡は固有の変位路を有しており、（第一）領域内の変位路が一つの共通面内に在り、特に直線状に及び／又は湾曲して延びていると有利である。先に述べた例において、（第一）領域内の変位路はこのように水平面内に有利に存在し、例えば扇状に、互いに対して直線で延びる。単に直線と湾曲した進路の組み合わせであるが、前記面内の湾曲した進路も考えられる。変位路の進路選択に対して決定的なものは、対物鏡が衝突のないように各待機位置から操作位置へ移行され得るということである。他方で変位路は、自由な作業空間ができるだけ制限されないように、出来るだけ互いに近接して存在しなければならない。それらが扇状に互いに直線に進むという先に述べた場合には、二つの隣り合った直線変位路がいつもＶ−状に配置される。
【００２０】
本発明は、選択した対物鏡を個々に操作位置へ動かすことを可能にし、一方で他の対物鏡は各待機位置に留めたままであって、これら待機位置は、待機状態の対物鏡が自由な作業空間を全く制限しないように操作位置から十分に離れるように選択され得る。また、対物鏡が水平方向に（顕微鏡の光学軸に対し垂直に）移行され得、これによって例えば、観察者から離れて待機位置へ移行され得る。そのような実質的に水平に延びる変位路が、以下において更に説明する実施形態によって表されるように、特に顕微鏡内において比較的低い技術費用で実現され得る。対物鏡の水平可動性は、垂直変位と比較して遥かに大きな自由空間を結果としてもたらす、というのは、後者は自由空間を制限して最終的には高い工事費を必要とする妨害作用を通常有しているからである。
【００２１】
対物鏡ホルダ内に配置された全ての対物鏡が同時に各停止位置、特に各待機位置につくように、対物鏡ホルダが沿って動かされ得る変位路が交換機内において配置されれば特に有利である。このようにして全ての対物鏡が、使用者から見て後方位置に特に停止され得る。その結果試料空間が、例えば手動操作のために開放される。
【００２２】
対物鏡のスライドが、又は対物鏡が装着される対物鏡ホルダが、少なくとも一つのガイド棒に沿って動かすことができれば有利である。少なくとも一つのガイド棒は、有利には専ら直線状に延びる。もちろん、待機位置から見てガイド棒が例えば最初に水平に真直ぐ延び（第一領域）て次に垂直要素に到達する（下方に湾曲した第二領域）ように、待機位置から操作位置への対物鏡の全変位路をガイド棒が表すことも考えられる。
【００２３】
代わりに、調整ユニット内に設けられたガイド溝に沿ってスライドが可動であることも可能である。この場合ガイド溝は、待機位置から操作位置への対物鏡の変位路を意味する。
【００２４】
特に有利なものは、先に述べた両特徴構成の組み合わせ、つまり一方では、特に直線状に延びる少なくとも一つのガイド棒に沿ってスライドが可動であること、他方では、待機位置から操作位置への変位路を定義するガイド溝に沿ってスライドが可動であることの組み合わせである。このためにスライドは、特に少なくとも一つのガイド棒を介して調整ユニットのガイド受けへ接続される。このようにしてガイド受けは、言わばスライドが沿って動く少なくとも一つのガイド棒を保持する。一方では、ガイド溝は特に調整ユニットの静止キャリヤ上に形成される。スライドとガイド受けを静止キャリヤ内のガイド溝へ結合することによって、スライドは、一方ではガイド受け（直線）内でガイド棒に沿って動き、他方では、静止キャリヤ内のガイド溝への結合によって、所望の定義された変位路を同時に通り抜けるということが今や生じ得る。このために、スライドのガイド受けは、静止キャリヤ内に、有用には可動に又は枢軸回転可能に装着されなければならない。既に述べたように、変位路は、有利には、ある角度をなした第二領域によって境を定められた、水平に延びる第一領域から主に成っており、前記変位路によって対物鏡は、その最終操作位置へ（対物鏡を下降することによって）もたらされ得るのである。この解決手段は、対物鏡の、特に正確で安定した変位を可能にする。
【００２５】
また、各スライドに対し固有の駆動が備えられると有利である。そのような駆動は、例えばねじ付きスピンドルによって設けられ得る。代わりに、一つの駆動によって幾つかのスライドを動かすことも予想され、特に二つの対物鏡が比較的容易に実現され得る場合には、一つの対物鏡の操作位置（作動位置）への移動が、他の対物鏡の待機位置への移動と同時に生じる必要があるだろう。前記駆動は手動で又は電動機によって達成され得る。
【００２６】
本発明に係る対物鏡交換装置では、対物鏡は、固定された空間的向きをもって、つまり、例えばそれらの長手方向軸（縦軸）が、先に定義した光学軸とは常に平行な状態で、それらの変位路に沿って動かされ得るのである。しかしながら対物鏡を、傾いた状態で待機位置から操作位置の方向へ移送すること、且つ、操作位置に到着後にのみ（又は到着寸前に）直立状態へもたらすことが有利になり得、前記直立状態ではそれらの長手方向軸は光学軸と平行にはしっている。そのような傾斜を枢軸回転することによって、動かされるべき対物鏡の真下の自由空間が増加する。また、電気生理学での先に述べた用途においては、そのような傾斜によって容器縁を容易に乗り越えることが可能であり、それによって、容器内部への到達を待ってから対物鏡が（操作位置と同一の位置に）直立され得る。例えば対物鏡は、傾斜状態で、先に述べた第一領域を渡って動き、一方では先に述べた第二領域内では（操作位置と同一の位置に）直立又は少なくともより直立した状態であることが既に前提としていることが、規定され得る。しかしながら、先に述べた直立状態が、操作位置に到達した場合にのみ前提としていることも規定され得る。先に述べたこれら可能性を実現するためには、対物鏡ホルダがスライド上に枢軸回転可能となるように配置されること、及び、バイアス装置及び／又はレバー機構を介してスライドに結合されると有利であり、それによって、対物鏡ホルダの中央軸（対物鏡ホルダ内に存在する対物鏡の長手方向軸と同一である）は、変位路の少なくとも第一領域内において、先に述べた光学軸に対してある傾斜角度に保たれ得る。
【００２７】
先に述べたバイアス装置は、対物鏡ホルダを保持する装置であることが可能で、（引張又は圧縮）バネによってスライド上に枢軸回転可能に配置され、ピボット軸に対して傾斜しており、対物鏡ホルダを水平面に対して傾いた状態でスライドに結合する。傾斜角度を制限するために留め金が設けられ得る。次に対物鏡ホルダ内に挿入された対物鏡の長手方向軸は、操作位置の対物鏡の長手方向軸によって定義された垂直軸又は光学軸に対してある傾斜角度を有している。対物鏡が操作位置に到達すると、対物鏡をおそらく今なお傾斜している状態からバネ力に抗して直立状態へもたらすことのできる機構が備えられなければならない。かかる機構の例をさらに以下において説明する。
【００２８】
例えば、傾斜角度を作り出すための、先に述べたレバー機構は、スライド上に枢軸回転可能に装着されたレバーを備えて構成され、当該レバーは、上述した傾斜角度を作り出すために、対物鏡ホルダ上に装着されたピンと相互作用する。このために、対物鏡ホルダは、スライド上に順番に枢軸回転可能に配列される。レバー機構を用いる場合、上述した傾斜角度は、対物鏡が試料台上の在り得る容器又は対象物からできるだけ遠くに離れていることができるように、より大きく選択されてもよい。このために、レバー機構は、既に述べた調整ユニットのガイド溝の第一水平領域を通り抜ける時、対物鏡が、バネによって生じた傾斜を越えることのできる、大きく傾斜した位置にレバーによって保持されるように設計されてもよい。調整ユニットのガイド溝の第二傾斜領域に到達する時にレバーが傾きはじめ、それによって対物鏡は大きく傾斜した状態をやめて、傾斜角度を減じる。更なる経過で、スライドのガイドは同様に角度を持った領域に到達し、その結果、対物鏡の降下が生じ、このことは傾斜角度の更なる減少を結果としてもたらす。操作位置に到達すると、最終的には傾斜角度がゼロ度となり、それによって対物鏡の長手方向軸は、光学軸と一致する。そのようなレバー機構の具体的な例は、実施形態に関連して詳しく取り扱う。
【００２９】
対物鏡交換装置の交換機、特に上述した対物鏡用調整ユニットが、例えば対物鏡ホルダの定位置決め用中央揃え架台が配置された中間板に結合されると有利である。中央揃え架台は、対物鏡の操作位置に置かれ、対物鏡ホルダを決まった空間位置で受け取り、それによって（顕微鏡の）光学軸に沿った、対物鏡の長手方向軸の精確な軸合わせが担保される。先に述べた中間板の規定は、対物鏡交換装置のモジュラー構造（体）を可能にする。先に述べた対物鏡交換装置を備えた顕微鏡の例に於いて、上述の中間板は、例えば顕微鏡の支持要素上の同様な架台受けに、蟻継ぎ結合を介して結合することが可能である。支持要素は焦点合わせ方向に調整可能である。
【００３０】
本発明はさらに、本発明に係る対物鏡交換装置を有する顕微鏡に関連している。それについて、特に顕微鏡の例と関連して上記例に対して引用がなされている。そのような顕微鏡は通常、焦点合わせ方向に調整可能な支持要素を備えており、その上には、対物鏡交換装置の交換機、特に先に述べた調整ユニットが装着され得る。この場合、対物鏡ホルダの定位置決め用中央揃え架台が、上述の顕微鏡の支持要素上に通常配置される。この実施形態の代わりが、既に述べた、中簡易がを用いるモジュラー設計である。後者の設計について、中央揃え板が顕微鏡（又はその支持要素）に装着されてもよい。
【００３１】
本発明の特徴及びその設計は、この以降に記載の組み合わせにおいてのみならず、他の組み合わせ又は単独でも用いられ得るということを指摘する。
【００３２】
以下に、本発明とその利点を、図に関連した実施形態を参照しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る対物鏡交換装置が用いられ得る顕微鏡の斜視図である。
【図２】本発明に係る対物鏡交換装置の一実施形態を備えた図１の顕微鏡の、支持要素の斜視底面図である。
【図３】中央揃え架台を備えた、本発明に係る対物鏡交換装置の一実施形態の、調整ユニットの斜視図である。
【図４】図３の調整ユニットの、キャリヤの図である。
【図５】図４のキャリヤの無い、図３の調整ユニットの背面図である。
【図６】対物鏡ホルダを備えたスライドの一実施形態の詳細図である。
【図７】対物鏡を備えた、図３と同様の図である。
【図８】対物鏡を備えた、対物鏡ホルダの一実施形態の図である。
【図９】図５と類似の調整ユニットの図であって、容器の真上に降下された、対物鏡を備えた対物鏡ホルダが見える図である。
【図１０】待機位置から操作位置への、対物鏡の動きの順序を概略的に表した図である。
【図１１】対物鏡軸を傾斜するためのレバー機構を備えた、本発明に係る対物鏡交換装置の一実施形態の、調整ユニットの図である。
【図１２】調整ユニットのキャリヤの無い、図１１の背面図である。
【図１３】図９と同様の図であって、ここでは、操作位置に到達する前の、図１１に係る対物鏡交換装置の実施形態に関する図である。
【図１４】図１３と同様の図であって、対物鏡の操作位置に今や到達した図である。
【図１５】モジュラー設計を備えた本発明対物鏡交換装置の一実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
別様に記載されない限り、図は広範囲に渡って以下のとおり取り扱う。同一の参照符号は同一の構成要素を識別する。実施形態は本発明の具体例を取り扱っており、本発明を制限するものとして解釈すべきではない。請求項に係る上記説明は、当業者をここに図示した実施形態の一般化及び変形の作成に導くだろう。
【００３５】
図１は、特に電気生理学の分野において用いられるような顕微鏡１を表している。焦点合わせ方向に高さを調整可能な支持要素が参照符号２を備えている。この支持要素２は、対物鏡を有する対物鏡交換装置を支持している。焦点合わせを目的として、支持要素２は高さを調整可能である。試料が置かれた試料台が、顕微鏡１の垂直支柱の台ホルダ３４に装着される。検査すべき試料の接触及び振動感応性により、試料台は位置決め後にはそれ以上動かされない。検査中、検査標本までの作業距離はしばしば非常に短く、しばしば対物鏡が標本を取り囲んでいる液体中に浸かっていることすらあり得るのである。標本の検査のために、標本は通常処理される、つまり、精密機械で作られたマニピュレータによって、電流、電圧、又は特定の物質が特定の標本領域に加えられる。全検査を通じてこれらマニピュレータは、試料に対するこれらの位置に留まったままである。しかしながら検査中には通常、試料の異なる（詳細な）画像を得るために対物鏡を交換する必要がある。マニピュレータには、現在用いている対物鏡及び試料の周囲に大きな自由空間が必要であり、この自由空間は、対物鏡を交換する場合ですら制限されてはならないのである、というのは対物鏡交換中にマニピュレータは不変位置に維持されなければならないからである。
【００３６】
図２は、図１の、顕微鏡１の支持要素２の底面図である。そこ（顕微鏡）から、対物鏡交換装置の交換機４１が取り出されている。この実施形態では、この交換機４１は二つの対物鏡用に設計されており、したがって二つの調整ユニット３ａ、３ｂを有している。これら調整ユニット３ａ、３ｂは支持要素２に装着される。各調整ユニット３ａ、３ｂは駆動装置１１とスライド１０を有しており、スライド上に対物鏡ホルダ１５が設置される。各調整ユニット３ａ、３ｂの構成は、以下でより詳細に説明する。また図２中に記載されているのは中央揃え架台４であって、図２に係る実施形態では支持要素２に固定されている。図２から、調整ユニット３ａ及び３ｂの配置がはっきりと見ることができ、両者は互いにＶ−形状に配置され、顕微鏡１の光学軸４２に垂直な一つの面上に存在する（図１参照）。従ってこの光学軸４２は、操作位置に存在する（図１０及び１４も参照）対物鏡１９の長手方向軸によって定義される。各スライド１０は、対物鏡ホルダ１５内に在る対物鏡１９を待機位置から操作位置まで移送するために、対物鏡ホルダ１５を動かす。異なる対物鏡の待機位置は、各変位路が存在するのと全く同じように互いに異なっている。操作位置とは、顕微鏡１が、対物鏡１９を用いて検査されるべき標本の画像をもたらすことができる位置のことである。
【００３７】
標本操作のためのできるだけ大きな自由空間を得るために、対物鏡１９は、できるだけ小さな空間内で操作位置から待機位置へ移送されなければならない。このことは図２に記載の調整ユニット３ａ及び３ｂによって生じ、対物鏡を、それに割り当てられた且つ光学軸４２に垂直に向いた、変位路に沿って動かす。それら固有の駆動装置１１により、各対物鏡ホルダは、互いに独立して動かされ得る。この独立した可動性はまた、固定して結合された複数の対物鏡／単数の対物鏡ホルダを有する対物鏡交換装置と比べて、必要な空間を減少する。最後に水平可動性は、垂直可動性と比べて大きな自由空間をもたらす、というのは、垂直可動性は、図１から分かるように、試料台と支持要素との間の、どうしても既に制限されている空間を大いに妨害するからである。調整ユニット３ａ及び３ｂをＶ−形状に配置することによって、二つの対物鏡は、顕微鏡１の使用者から見て「後方へ」、従って使用者から離れるように、代わる代わる動かされ、その結果、よりいっそう大きな自由空間が創り出される。特に、両対物鏡は、使用者から見て「後方へ」動かされて各待機位置へ入ることが可能であり、それによって両対物鏡は、それらの待機位置へ同時に「停止され」る。その結果、試料空間は手動操作に対して開放される。
【００３８】
図３は、（図２の調整ユニット３ａ及び３ｂに相応する）調整ユニット３の詳細図である。追加記載されたものは、（図２に記載のものと同様の）中央揃え架台４である。後者の中央揃え架台４は、再度ではあるが、顕微鏡１の支持要素２に装着され、且つ、光学軸４２に固定して向けられている。対物鏡１９と中央揃え架台４との間の機能的係合により、操作位置への対物鏡１９の空間的に固定された位置決めが担保される。
【００３９】
調整ユニット３は、高さ調整可能な（図２参照）支持要素２に装着されたキャリヤ５を備えている。このキャリヤ５は軸受内径面（軸受孔）７を有しており、垂直方向に枢軸回転可能となるように、ガイド受け８が装着されている。このガイド受け８はスライド１０を受け入れ、それに接して対物鏡ホルダ１５が配置される。後者は通常、対物鏡１９を受け入れるための、対物鏡ネジ溝１８を備えている。ガイド受け８は、少なくとも一つのガイド棒９ａ、９ｂ、及び、ねじ付きスピンドル駆動装置１１の場合には、ねじ付きスピンドル１１ｂを備えている。スライド１０は、ねじ付きスピンドル１１ｂと、ガイド棒９ａ、９ｂとに沿って動かされ得る。スライド１０の支持アーム１０ａは、対物鏡ホルダ１５の（傾斜）装着用に支持点１０ｂを有している。これに関して、以下により詳細に引用する。
【００４０】
対物鏡をその待機位置から操作位置へもたらすのに水平方向への対物鏡の動きだけで十分であれば、ガイド受け８は支持要素２（図２参照）へ直接固定され得るだろう。しかしながら、操作位置へ到達する寸前に標本の方向へ対物鏡を降下する必要があれば、垂直方向に枢軸回転され得るガイド受け８と静止キャリヤ５とを有する、二部構造体が有利である。操作モードは以下に説明する。
【００４１】
図４は、図３のキャリヤ５の斜視図である。垂直方向に枢軸回転可能な状態でガイド受け８を受け入れるための軸受内径面７が見える。（ガイド受け８に面している）その内面側ではキャリヤ５が、第一水平領域６ａと第２傾斜領域６ｂとを有するガイド溝６を備えている。水平領域６ａは、対物鏡を、待機位置から、光学軸４２に対して実質的に垂直に向けられた変位路に沿って操作位置の方向へ動かすために用いられる。第二領域６ｂは、対物鏡を標本の方向へ下降するため、したがって対物鏡を操作位置へもたらすために用いられる。図３に係る図では、スライド１０がガイド受け８の変位領域を渡って直線的に動く一方で、ガイド受け８は、傾斜領域６ｂに到達した時に下降される。このためにスライド１０は、ガイド受け８内の長穴１２を通って突き出ているボルト１４によってキャリヤ５のガイド溝６内に配向され、前記ボルトは（ボール）軸受１３を支えている。それに関して、図３の背面図を表す図５を引用している。
【００４２】
操作手順は以下のとおりである。開始位置として、対物鏡１９が操作位置から最も離れている後方の待機位置がここでは採用されてもよい。調整を開始する時に、スライド１０は、ねじ付きスピンドル１１ｂを備えたねじ付きスピンドル駆動装置１１によって始動されて、ガイド溝６の水平領域６ａ内を向くように（ボール）軸受１３によって把持される。軸受１３がガイド溝６の傾斜領域６ｂに到達した時に、ガイド受け８は、軸受内径面７の周りを下方に枢軸回転し始める（図３参照）。その結果、垂直方向に対する対物鏡長手方向軸の傾きが減じる。これら二つの動きは、対物鏡ホルダが中央揃え架台４と係合するようになるまで生じる。次に対物鏡１９が操作位置に在る。この位置では、軸受１３はガイド溝６の外側に位置し、その結果、対物鏡１９は、中央揃え架台４によって光学軸に単独で向く。
【００４３】
先に述べた対物鏡ホルダ１５と中央揃え架台４との間の、係合の記載は、図３、７、及び８に引用される。図７は実質的に図３と同様の図を表しており、ここでは単に一つの対物鏡１９が対物鏡ホルダ１５に装着されているだけに過ぎない。対物鏡ホルダ１５の詳細は図８に記載する。対物鏡ホルダ１５の外側は円柱形状であって、溝２０と勾配付き側面２１と底面３１とを備えている。中央揃え架台４は表面３２とカウンタ軸受３３とを有している。ガイド受け８が自身で下降し傾斜領域６ｂに到達すると（図３及び４参照）、次に対物鏡ホルダ１５は、対物鏡ホルダ１５の表面３１が中央揃え架台４の表面３２に載るまで下降される。対物鏡ホルダ１５の勾配付き側面２１は次に、中央揃え架台４内の二つのカウンタ軸受３３に抗して載る。その上、図３、７及び８から、光学軸４２に対して傾斜した状態の対物鏡１９の長手方向軸が見える。これに関して以下により詳細に引用する。しかしながら、ここに記載した対物鏡交換装置にとって、そのような傾斜した位置が必ずしも必須条件ではないことに注意されたい。むしろ対物鏡１９の長手方向軸は、全変位路中では光学軸４２に対して平行に向けられることも可能である。長手方向軸１９の傾斜は、しかしながら、できるだけ大きな自由空間をもたらしながら、検査されるべき標本が設置される容器の縁を越えるように対物鏡１９を運ぶには有利である。対物鏡１９の傾斜した長手方向軸は次に、自由空間を制限するであろう垂直方向の追加の調整空間を省く。
【００４４】
図９は、対物鏡１９が操作位置に存在する、対物鏡交換装置の調整ユニット３を表している。対物鏡９は、単に中央揃え架台４によって光学軸４２に向けられている。対物鏡１９は、検査されるべき標本が入っている皿形状をした容器２２内に突入している。（垂直な調整要素を備えている）第一水平領域６ａと第二傾斜領域６ｂが見え、（ボール）軸受１３が第二領域６ｂの端部にちょうど到達したところである。
【００４５】
光学軸４２に対する対物鏡１９長手方向軸の傾斜の一可能性が、図６に係る実施形態に示されている。図３から理解できるように、スライド１０は、支持点１０ｂを備えた支持アーム１０ａを有しており、当該点において対物鏡ホルダ１５が垂直方向に枢軸回転可能となるように配置されている。スライド１０上のバネ１６と留め金１７で構成されたバイアス装置によって、対物鏡ホルダ１５は、スライド１０上及び対物鏡ホルダ１５上に装着されたバネ１６のバネ力によって傾斜した状態で留め金１７に抗して引っ張られており、それによって対物鏡１９の長手方向軸は、垂直軸又は光学軸４２に対して傾斜角αを有している。ガイド受け８を第二傾斜領域６ｂに沿って降下する場合、傾斜角αは中央揃え架台４に到達するまで減少し、且つ、対物鏡ホルダ１５と中央揃え架台４との間の係合部に到達すると傾斜角はゼロ度まで減少する。
【００４６】
図１０は、操作位置へ進行中の対物鏡１９の動作手順を再度概略的に示している。変位路の第一領域内には、垂直軸又は光学軸４２に対する対物鏡１９長手方向軸の傾斜が見える。図９から理解できるように、（軸受内径面７の周りに枢軸回転可能に装着された）ガイド受け８の降下が第二領域６ｂ内で行われる、その結果、対物鏡ホルダ１５と中央揃え架台４とが係合した時に、対物鏡の長手方向軸が光学軸４２と一致するまで対物鏡軸の傾斜角が減少する。図１０から、描き込まれた寸法「Ａ」は、傾斜状態にある対物鏡下面１９と垂直状態にある対物鏡下面との間の距離を示していることが分かる。対物鏡１９はしたがって、傾斜状態で容器縁を越えて移動可能であり、その後（第二領域６ｂに沿って変位した時に）容器内部に「浸漬」する。対物鏡１９が試料上に又は試料を取り囲んでいる液に準座すると仮定すると、寸法Ａは、容器縁の高さを表し、当該高さは対物鏡１９の傾斜によって乗り越えられ得る。
【００４７】
図１０の寸法Ａが増加すると、最初に、対物鏡長手方向軸のより大きな傾斜が必要となる。これは、例えば図１１〜１４を引用しながら説明するようなレバー機構の供給によって実現され得る。
【００４８】
図１１及び１２は、図１０に示した寸法Ａを増加するためのレバー機構２３〜２８を表している。レバー機構は、スライド１０の軸２３上に枢軸回転可能に装着された対物鏡側レバー２４を備えて構成される。対物鏡ホルダ１５上のピン２６がレバー２４のアームに結合され、レバー２４はピン２６の下に係合し、その結果、対物鏡ホルダ１５を大いに傾いた状態で保持する。軸２３上に同様に装着された第二レバー２５はガイド受け８の他の側、つまり、スライド１０とは反対側に配置される。この反対側の第二のレバー２５上には、（ボール）軸受２８がボルト２７を介して装着され、スライド１０の軸受１３のような当該軸受は、自身を調整ユニット３のキャリヤ５のガイド溝６内に向けている（図３及び４参照）。
【００４９】
変位路の第一領域６ａから第二領域６ｂへの対物鏡１９の変位が、図１３及び１４中に概略的に描かれている。前方の軸受２８が第一領域６ａ内に位置する限りは、既存の大きく傾いた対物鏡１９の状態は変わらないままである。この傾斜は特に、他の、特に通常用いられるペトリ皿よりもより高いカップを使用可能にするために、図６に係るバネ設備によって成し遂げられるものよりも更に高くすることが可能である。前方の軸受２８が変位路の第二領域６ｂに入るとすぐに（図１３参照）、レバー２５が水平位置から傾けられ、その結果、それに係合している対物鏡側レバー２４も同様に（下方へ）傾けられ、このようにして対物鏡１９の傾斜（傾斜角α）を減じる。第二の（後方の）軸受１３が変位路の第二領域６ｂに到達する直前に、傾斜角αは、図６に係る実施形態において選択されたものと概ね同一の値までの低下を完了する。軸受１３が第二領域６ｂに入る時、傾斜角αのさらなる減少を伴う対物鏡１９の降下が、軸受内径面７内に枢軸回転可能に装着されたガイド受け８の下方への枢軸回転の結果生じる。図１４には、対物鏡１９の長手方向軸が光学軸４２と一致し、それによって対物鏡１９が操作位置への到達を完了した、最終位置が示されている。
【００５０】
最後に、図１５を引用しながら対物鏡交換装置の可能なモジュラー構造を説明する。ここでは、各対物鏡１９の調整ユニット３は、顕微鏡１の支持要素２上に（図１及び２参照）ではなく、中間板２９上に装着されている。この中間板２９はその上側に接して蟻継ぎ３０を有しており、顕微鏡１の支持要素２上の対応するカウンタ受け内に挿入され得る。それによって、対応する結合部品（ここでは蟻継ぎ３０）と組み合わせた中間板２９と、中間板上に装着された交換機４１とは一つのモジュールを形成し、必要に応じて既存の顕微鏡１内に容易に挿入され得る。図１５に表した実施例では、中央揃え架台４は中間板２９に固定されている。しかしながら、（図１及び２に係る実施例のように）中央揃え架台４を顕微鏡１の支持要素２に直接結合することも有用であり得る。
【符号の説明】
【００５１】
１  顕微鏡
２  支持要素
３、３ａ、３ｂ  調整ユニット
４  中央揃え架台
５  キャリヤ
６ａ  第一（水平）領域
６ｂ  第二（傾斜）領域
７  軸受内径面
８  ガイド受け
９ａ、９ｂ  ガイド棒
１０  スライド
１０ａ  支持アーム
１０ｂ  支持点
１１  ねじ付きスピンドル駆動装置、駆動装置
１１ｂ  ねじ付きスピンドル
１２  長穴
１３  （ボール）軸受
１４  ボルト
１５  対物鏡ホルダ
１６  バネ
１７  留め金
１８  ネジ（溝）
１９  対物鏡
２０  溝
２１  勾配付き側面
２２  皿形状容器
２３  軸
２４  対物鏡側レバー
２５  レバー
２６  ピン
２７  ボルト
２８  （ボール）軸受
２９  中間板
３０  蟻継ぎ
３１  対物鏡ホルダ底面
３２  中央揃え架台表面
３３  カウンタ軸受
３４  台ホルダ
４１  交換機
４２  光学軸
α  傾斜角
【図１】
2011002833.tif 000003
【図２】
2011002833.tif 000004
【図３】
2011002833.tif 000005
【図４】
2011002833.tif 000006
【図５】
2011002833.tif 000007
【図６】
2011002833.tif 000008
【図７】
2011002833.tif 000009
【図８】
2011002833.tif 000010
【図９】
2011002833.tif 000011
【図１０】
2011002833.tif 000012
【図１１】
2011002833.tif 000013
【図１２】
2011002833.tif 000014
【図１３】
2011002833.tif 000015
【図１４】
2011002833.tif 000016
【図１５】
2011002833.tif 000017
【外国語明細書】
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2011002833000002.pdf
2011002833000003.pdf
2011002833000004.pdf