(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受信して電気信号を形成するように構成されており、かつ、
検出器（３）と前記検出器（３）用のハウジング（４）とを備えている、
検出器装置（１）において、
前記検出器（３）は、少なくとも部分的に前記ハウジング（４）内に、かつ、前記ハウジング（４）に対して相対的に可動に、配置されており、
前記検出器（３）の放熱素子（１３）を前記検出器装置（１）の外部の吸熱部（１４）に押しつけるばね装置（１５）が設けられており、
前記ばね装置（１５）は、選択的に、前記ばね装置（１５）が前記検出器（３）に力を作用させる押圧位置へ、又は、前記ばね装置（１５）が前記検出器（３）に力を作用させない解放位置へ、移行可能である、
ことを特徴とする検出器装置（１）。
【請求項２】
前記押圧位置では、前記放熱素子（１３）は、前記吸熱部（１４）に熱伝導接触しており、
前記解放位置では、前記放熱素子（１３）は、前記吸熱部（１４）に接触していない、
請求項１に記載の検出器装置（１）。
【請求項３】
前記検出器（３）は、複数の検出器部品を有する、及び／又は、
前記検出器（３）は、個別に取り扱い可能な検出器モジュールとして構成されている、
請求項１又は２に記載の検出器装置（１）。
【請求項４】
前記複数の検出器部品のうち１つは、放熱素子（１３）又は能動冷却素子又はフォトカソード（１０）又は光学部品又はレンズ（７，９）又は鏡（８）又は加速段である、
請求項３に記載の検出器装置（１）。
【請求項５】
前記検出器（３）は、線形のシフト方向（５）に沿ってガイドされて可動に配置されている、及び／又は、
前記ハウジング（４）は、線形のシフト方向（５）を定める、前記検出器（３）のガイド部を形成している、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）。
【請求項６】
ａ．前記ばね装置（１５）は、少なくとも１つのばね弾性を有する押圧レバー（１６）を有する、及び／又は、
ｂ．前記ばね装置（１５）は、前記ハウジング（４）のねじ山に係合する締付ボルト（２２）を有する、及び／又は、
ｃ．前記ばね装置（１５）は、ばね弾性を有する押圧レバー（１６）の自由端部を前記ハウジング（４）に対する押圧位置へ到達させるために回動可能にし、かつ、前記ハウジング（４）に固定可能にする、締付ボルト（２２）を有する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）。
【請求項７】
ａ．前記ばね弾性を有する押圧レバー（１６）は、相互に枢動可能に連結された２つのレバー部材（１７，１８）を有する、及び／又は、
ｂ．前記ばね弾性を有する押圧レバー（１６）は、２つのレバー部材（１７，１８）を有し、前記２つのレバー部材（１７，１８）の一方が少なくとも前記押圧位置で前記検出器（３）に接する押圧カム（２４）を有する、及び／又は、
ｃ．前記ばね弾性を有する押圧レバー（１６）は、前記自由端部に、前記締付ボルト（２２）のボルトヘッド（２１）に対する受容部を有する、及び／又は、
ｄ．前記ばね弾性を有する押圧レバー（１６）は、相互に枢動可能に連結された２つのレバー部材（１７，１８）を有しており、連結部は、前記押圧位置では、連結部ストッパに接するように伸展する、及び／又は、
ｅ．前記ばね弾性を有する押圧レバー（１６）は、相互に枢動可能に連結された２つのレバー部材（１７，１８）を有しており、連結部は、前記解放位置で屈曲する、及び／又は、前記押圧位置から前記解放位置への移行の際に自動的に屈曲する、
請求項６に記載の検出器装置（１）。
【請求項８】
ａ．前記ハウジング（４）は、前記放熱素子（１３）から前記吸熱部（１４）へ熱を放出可能な少なくとも１つの放熱開口（３２）を有する、及び／又は、
ｂ．前記ハウジング（４）は、前記放熱素子（１３）が貫通して突出する少なくとも１つの放熱開口（３２）、又は、前記吸熱部（１４）が貫通して突出する少なくとも１つの放熱開口（３２）、又は、前記放熱素子（１３）を前記吸熱部（１４）に接触させる少なくとも１つの放熱開口（３２）を有する、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）。
【請求項９】
前記検出器（３）は、少なくとも１つのペルチエ素子（１２）を有しており、前記放熱素子（１３）は、前記ペルチエ素子（１２）の高温側に熱伝導接触している、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）。
【請求項１０】
前記ハウジング（４）は、入射してくる検出すべき光（２）の光軸が貫通して延在する少なくとも１つの光入射開口を有する、
請求項１から９までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）。
【請求項１１】
入射してくる検出すべき光（２）の光軸は、前記シフト方向（５）とは異なる配向を有する、及び／又は、
前記光軸と前記シフト方向（５）とは、相互に垂直に配置されている、
請求項５に記載の検出器装置（１）。
【請求項１２】
前記ハウジング（４）は、前記ハウジングの内部を周状に延在する凸部（２９）と、前記ハウジング（４）内へ突入する縁（３１）を有するハウジングカバー（３０）と、を有しており、
電子回路板（２７）は、前記凸部（２９）と前記縁（３１）との間で、クランプによって保持されている、
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）を少なくとも１つと、
前記検出器装置（１）に対する受容部（３８）を有する検出器結合モジュール（３７）と、
を備えた検出器システム。
【請求項１４】
前記検出器結合モジュール（３７）は、吸熱部（１４）を有する、
請求項１３に記載の検出器システム。
【請求項１５】
請求項１から１２までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）のそれぞれに対する受容部（３８）を複数備えている、
請求項１３又は１４に記載の検出器システム。
【請求項１６】
請求項１から１２までのいずれか１項に記載の検出器装置（１）、及び／又は、
請求項１３から１５までのいずれか１項に記載の検出器システム（３６）
を備えた走査型顕微鏡又は共焦点走査型顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を受信して電気信号を形成するように構成されており、かつ、検出器とこの検出器用のハウジングとを備えている、検出器装置に関する。
【０００２】
本発明はさらに、このような検出器装置を備えた検出器システム、及び、このような検出器装置を備えた顕微鏡にも関する。
【背景技術】
【０００３】
冒頭に言及した形式の検出器装置は、例えば、独国実用新案第２０２０１１１０９８０９号明細書（ＤＥ２０２０１１１０９８０９Ｕ１）から公知である。当該検出器装置は、ハウジング内に冷却素子が配置されており、検出すべき光の光路が冷却素子を通って延在するように定められていることを特徴とする。さらに、上記文献には、冷却素子が熱伝導性及び電気的絶縁性を有する中間要素として構成可能であること、及び／又は、当該冷却素子もしくは別の冷却素子が能動冷却素子、特にペルチエ素子もしくはヒートポンプもしくはヒートパイプとして構成可能であることも開示されている。
【０００４】
独国特許出願第１０２００９０３６０６６号明細書（ＤＥ１０２００９０３６０６６Ａ１）からは、冷却され、周囲空気湿分及び周囲露点温度のうち一方のパラメータの瞬時値を検出するセンサを含む光電検出器が公知である。ここでのセンサには、検出された値に依存して冷却装置を制御する制御ユニットが接続されている。冷却装置を制御する際に周囲空気湿分又は露点温度を考慮することにより、検出器での結露を回避できる。検出器及び冷却装置の気密のカプセル化は必要ない。
【０００５】
従来技術から公知の検出器装置では、検出器装置の部品に欠陥がないにもかかわらず、ときおり機能障害が発生しうることがわかっている。これは特に、検出器装置の信号対雑音比が一時的にきわめて低くなるために発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、機能障害の発生しない検出器装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、検出器が少なくとも部分的にハウジング内に配置されておりかつハウジングに対して相対的に可動に配置されていることを特徴とする検出器装置により、解決される。
【０００８】
本発明の手段では、機能障害が主として検出器装置の幾つかの部品の位置ずれに帰せられることを認識している。このことの原因は、本発明の手段でも認識されているように、公知の検出器装置が大抵の場合に能動冷却素子、特にペルチエ素子を含むにもかかわらず、当該幾つかの部品の、温度に起因する膨張特性にある。
【０００９】
また、検出器装置外の吸熱部への放熱を行う検出器装置の放熱素子が吸熱部に充分に熱伝導接触している場合にしか、検出器装置から検出器装置外の吸熱部への充分な熱輸送が保証されないことも認識されている。さらに、充分な熱伝導接触は、放熱素子と吸熱部とを充分に大きな面積で相互に形状結合するのみでは保証できず、むしろさらに最小押圧力が必要であることも認識されている。最小押圧力が得られないと、検出器装置からの充分な熱輸送が保証されない。
【００１０】
これにより特に、検出器装置の個々の部材が温度に起因して膨張し、位置ずれが発生することがある。こうした位置ずれは、大抵の場合、光ビーム案内部に対しても電子部品に対しても負の影響を有する。電子部品に関しては、温度の上昇は大抵の場合に信号対雑音比の低下として現れる。
【００１１】
外部への熱結合部そのものまで温度に起因する膨張変動を受ける検出器装置は、きわめて劇的に、特に予測不能かつ制御不能となる。特に、本来は最小押圧力を下回るべきでない押圧力が検出器装置内の温度に起因する膨張変動に依存する場合、しばしば自己増幅性の温度作用が不規則に生じ、これをユーザは認識できなくなり、その原因を識別することが非常に困難になってしまう。
【００１２】
本発明の手段ではさらに、検出器装置のハウジングが大抵の場合に熱輸送位置から離れた検出器装置外の機器内、例えば顕微鏡内の固定位置に堅固に固定され、特にねじ止めされる点に上記問題が帰せられることも認識されている。このようにすると、機械的結合位置が熱輸送位置から離れてしまい、これにより、放熱素子を吸熱部に押しつける押圧力が、機械的に中間に存在する部材の変動、特に温度に起因する膨張変動の影響を受けるという欠点がある。
【００１３】
したがって、本発明の特別のコンセプトは、放熱素子を検出器装置外の吸熱部に押しつける押圧力を、位置ずれ、特に温度に起因する膨張変動から分離するということにある。このことは、放熱素子を有する検出器がハウジング内に可動に配置されることによって達成される。このようにすれば、ハウジングを、検出器装置外の機器内、特に顕微鏡内もしくは共焦点走査型顕微鏡内に任意に固定でき、そのうえ同時に、固定箇所から独立に、検出器の放熱素子を吸熱部へ充分に熱伝導接触させることができる。
【００１４】
よって、本発明の検出器装置は特に、熱の放出がつねに充分に保証され、これにより温度に起因する位置ずれがほぼ回避されるか、又は、少なくとも機能障害が発生しない程度まで制限されるという利点を有する。特に有利には、温度に起因する膨張変動が自己増幅作用において検出器装置からの熱放出に影響することが回避される。
【００１５】
特に簡単に実現可能な実施形態では、検出器の放熱素子が、場合により中間に設けられる例えばカーボンポリマーフィルム製の熱伝導層を介して、検出器装置外の機器の吸熱部に直接に結合され、特にねじ止められる。このために、検出器は、相応の固定部材、例えば少なくとも１つのねじ孔を有することができる。同様に、検出器装置のハウジングも、検出器装置外の機器内での固定のための少なくとも１つの固定手段を有することができる。上述したように、検出器はハウジング内に可動に配置されるので、ハウジングの固定は、検出器から検出器装置外の機器への熱輸送には影響しない。ただし、放熱素子から検出器装置外の吸熱部への熱輸送位置は、実際には大抵の場合、そこでの固定を可能にするような空間的なアクセス性を有さない。さらに、検出器装置全体を専ら放熱素子のみによって固定することは、検出器装置の大きさから、実際的でない。
【００１６】
したがって、検出器装置のハウジングは、検出器装置外の機器、特に顕微鏡の内部に及び／又はこれに接して固定されるように構成及び設計されるのに対して、ハウジング内に可動に配置される検出器は、放熱素子とともに、ばね装置によって検出器装置外の吸熱部に押しつけられる。こうした構成では、有利には、検出器装置を固定するための１つもしくは複数の固定位置が放熱素子に対して相対的にどこに配置されるかは、さほど重要ではない。
【００１７】
特に有利な構成では、検出器がばね装置の力に対してハウジング内に可動に配置されることはごく一般的である。特に、検出器装置は有利には、検出器の放熱素子を検出器装置外の吸熱部に押しつけるように構成及び設計されたばね装置を有することができる。
【００１８】
こうした構成は、ばね装置が検出器に上述した最小押圧力と少なくとも同じ大きさの力を作用させることで充分な熱伝導接触が保証されるというきわめて特別な利点を有する。また、きわめて有利には、検出器装置をハウジングの箇所でほぼ任意に検出器装置外の機器、特に顕微鏡に接してもしくはその内部に固定できるうえ、放熱素子と吸熱部との充分に大きな熱伝導接触が保証される。
【００１９】
特に、検出器装置は、検出器装置外の機器に検出器装置を固定するためのねじ孔、ラグもしくはフランジなどの固定部材を有することができ、これらの固定部材は、検出器の放熱素子と検出器装置外の機器の吸熱部との間の熱輸送位置から空間的に離間される。特に、熱輸送位置が検出器装置のハウジングの一方の端部領域に配置され、対して検出器装置はハウジングの反対側の端部で検出器装置外の機器に結合されるように構成及び設計可能である。こうした構成により、検出器装置に対する検出器装置外の受容部を、底部に吸熱部を配置した袋孔状の凹部として形成することができる。本発明による検出器装置の、放熱素子を有する端部を、まずこうした受容部に挿入し、続いて反対側の端部で固定することができる。
【００２０】
有利な構成では、特に検出器装置外の機器内に固定された、検出器装置のハウジングを開放して、ハウジング内に可動に配置された検出器を取り外すことができ、その際に検出器装置のその他の部品が検出器装置外の機器から解離しない。なお、機器は例えば顕微鏡として構成されていてよい。このことは、例えば修理のケースにおいて、検出器装置全体でなく検出器のみを取り外せばよいという特別の利点を有する。したがってこの場合、修理もしくは組み換えを特に迅速かつ有効に実行可能である。さらに有利には、検出器装置の、検出器に属さない部品、例えば電圧供給のための電子回路部品を、検出器の交換時にハウジング内に残すことができる。
【００２１】
特に有利には、選択的に、ばね装置が検出器に力を作用させる押圧位置へ、又は、検出器に力を作用させない解放位置へ移行可能となるように構成できる。例えば、ばね装置は、取り付け作業もしくは修理作業を実行するために解放位置へ移行可能である。これは例えば、好ましくは個別に取り扱い可能な検出器モジュールとして構成された検出器が検出器装置から取り出されるか又は他の検出器もしくは別形式の検出器と交換されるケースである。
【００２２】
特に有利な構成では、ばね装置は少なくとも１つのばね弾性を有する押圧レバー及び／又は締付ボルトを有する。特に、締付ボルトは、検出器装置のハウジングのねじ山に係合するように構成可能である。特に、ばね装置は、ばね弾性を有する押圧レバーの自由端部をハウジングに対する押圧位置へ到達させるために回動可能にし、かつ、ハウジングに固定可能にする、締付ボルトを有することができる。押圧レバーは、ハウジング内に可動に配置された検出器に押圧位置で力を作用させる押圧カムを有してよい。こうした構成は、きわめて簡単に、大きな取り付けコストをかけず、ばね装置を押圧位置から解放位置へ又は解放位置から押圧位置へ切り替えることができるという特別の利点を有する。
【００２３】
特にはまた、特に相互に並列に配置されたばね弾性を有する２つの押圧レバーを設けると有利でありうる。このようにすれば、それぞれ異なる位置で同時に、ハウジング内に可動に配置された検出器に力を作用させることができ、これにより、ハウジング内での検出器の傾きのおそれを有効に回避できる。
【００２４】
特に有利な構成では、ばね弾性を有する押圧レバーが相互に枢動可能に連結された２つのレバー部材を有する。この場合特に、一方のレバー部材が少なくとも押圧位置において検出器に接する押圧カムを有するように構成できる。押圧カムは、これを含むレバー部材が他方のレバー部材に対して相対的に回動する際に、枢動可能な連結部の連結軸と検出器との間に楔状に押しつけられるように構成及び配置可能である。このために、押圧カムは、回動の際に自身が接する外面に沿ってスライドするスライド面を有することができる。こうした構成は、力をきわめて良好に分配して、意図通りに所望の方向で検出器に作用させることができるという特別の利点を有する。またこうした構成は、両方のレバー部材が押圧位置から解放位置へ移行する際に押圧カムによって自動的に相対回動し、押圧レバーの自由端部が持ち上げられるという特別の利点を有する。さらにこれにより、押圧レバーの自由端部のボルトヘッドに対する受容部内に回転可能に配置されている締付ボルトがねじ孔のねじ山から完全に緩められている場合、締付ボルトが自動的にねじ孔から浮き上がるという特別の利点も得られる。これにより、有利には、締付ボルトのボルトヘッドを、組立工の指で掴めるように配置しなくてよくなる。むしろ、締付ボルトは構造スペースの節約のためにきわめて見えにくい位置に組み込まれていてもよく、組立工は緩んだ締付ボルトをロングノーズプライヤもしくはピンセットで手間をかけて除去する必要がない。
【００２５】
特に上記構成では、好ましくは、連結部が押圧位置で連結部ストッパに接して伸展されるようにされる。このようにすれば、配分された力を意図通りに検出器に作用させることができる一方、解放位置では、上述したように、移行の際に、押圧カムによって生じる屈折位置を通して解放位置へと、緩められた締付ボルトを容易に除去することができる。
【００２６】
後に詳述するように、検出器は好ましくは複数の検出器部品を含む。これに代えてもしくはこれに加えて、特に、検出器が個別に取り扱い可能な検出器モジュールとして構成されるようにしてもよい。こうした個別に取り扱い可能な検出器モジュールは、上述したように、全体として、検出器装置のハウジングから除去可能であるという特別の利点を有する。これは特に、検出器装置のハウジングが検出器装置外の機器内、特に顕微鏡内に固定されている場合にも有利である。
【００２７】
上述したように、検出器部品は、特に検出器装置外の吸熱部に熱伝導接触するように構成及び設計された放熱素子であってよい。特に検出器は、能動冷却素子、例えばペルチエ素子を含むことができる。この場合特に、冷却部材の高温側が放熱素子に熱伝導接触するように構成可能である。さらに、検出器は特に、入射光を案内及び整形する光学部品、例えば少なくとも１つのレンズ又は偏向鏡を有することができる。これに代えてもしくはこれに加えて、検出器が、特には厳密に１つの、電子のための加速段（電子加速段）を有してもよい。
【００２８】
特別な構成では、検出器装置は、検出器のために１００Ｖ超の給電電圧を形成する少なくとも１つの電圧源を含む。これに代えてもしくはこれに加えて、検出器はフォトカソードを有するように構成可能である。特に、検出器は、フォトカソードから出た電子を受け取り、第１の給電電圧を供給されるアバランシェダイオードを有することができる。第１の給電電圧は、例えば４００Ｖから５００Ｖまでの領域にあってよい。また、検出器が、第２の給電電圧を供給される、少なくとも１つの、特には厳密に１つの電子加速段を有するように構成することもできる。第２の給電電圧は、好ましくは５０００Ｖ超であり、例えば７０００Ｖから９０００Ｖまでの領域にあってよく、特には８０００Ｖであってよい。特に有利な構成では、検出器は、フォトカソードとアバランシェダイオードとを含み、これらの間に第２の給電電圧又は第１の給電電圧と第２の給電電圧との差電圧を生じさせる、少なくとも１つの、特には厳密に１つの電子加速段を有する。
【００２９】
好ましくは、検出器はハウジング内で任意に運動可能には配置されない。むしろ、大抵の場合、検出器が特には線形状もしくは直線状のシフト方向に沿ってガイドされてハウジング内を可動に配置されていれば充分である。このために、ハウジングが検出器のための少なくとも１つのガイド部を含むことができるか、又は、ハウジング自体が挿入されている検出器に対するガイド部として機能するようにも構成できる。
【００３０】
有利な一実施形態では、ハウジングは、検出器の放熱素子から検出器装置外の吸熱部へ熱を放出可能な放熱開口を有する。特に、検出器の放熱素子は、当該放熱開口を通して外部へ向かって突出し、外部で検出器装置外の吸熱部に熱伝導接触するように構成できる。これに代えて、検出器装置外の吸熱部が外部から検出器装置内へ突入して、検出器装置のハウジング内で検出器の放熱素子に熱伝導接触できるように、放熱開口を構成及び配置してもよい。これに代えて、もちろん、放熱素子と検出器装置外の吸熱部との接触位置が厳密に放熱開口内に存在するように構成してもよい。これらの構成は、検出器、特に個別に取り扱い可能な検出器モジュールを、検出器装置のハウジング内で保護して、特に電気的に絶縁して配置できるうえ、検出器から検出器装置外の吸熱部への確実な熱伝導接触を保証できるという特別の利点を有する。これは特に、検出器が、上述したように、ばね装置によって放熱素子の箇所で検出器装置外の吸熱部に押しつけられる場合に達成される。
【００３１】
検出器装置のハウジングは、入射してくる検出すべき光の光軸が貫通して延在する光入射開口を有する。特に有利には、検出すべき光を必要に応じて平行移動させて入力させることができるよう、光入射開口を細長く構成できる。このことは、例えば、検出器装置内に可動に配置された検出器が他の位置へ移動された場合に必要となることがある。細長い光入射開口はさらに、空間的に分割された光、特に空間スペクトルに分割された光も検出器装置へ入力させることができるという利点を有する。
【００３２】
特に有利な構成では、光軸はシフト方向とは異なる配向を有する。特に、光軸とシフト方向とは相互に垂直に配置可能である。こうした構成は、ハウジング内に可動に配置される検出器が入射光の光軸から機械的に分離されるという特別の利点を有する。
【００３３】
検出器装置は、検出器以外の別の検出器装置部品、例えば電圧供給モジュール、又は、検出器で形成された１次電気信号を処理もしくは評価する電子回路を含むことができる。
【００３４】
ハウジング内に可動に検出器を配置するというアイデアとは別個に実現されてもよい、独立した特別の発明コンセプトによれば、検出器装置は電子部品を有する回路板を含み、この回路板はハウジング内で専らクランプによって保持される。この場合、例えばハウジングに、内部を周状に延在する凸部と、内部へ突入する縁を有するハウジングカバーとを設け、電子回路板を凸部と縁との間にクランプによって保持することができる。電子回路板は特に、クランプされた縁に導通される少なくとも１つのアース層を有することができる。こうした構成は、電子回路板への特に良好なアース接続が得られるという特別の利点を有する。さらに特に低い電磁放射特性が達成される。ここで特に有利には、電子回路板に固定のためのねじ用の孔を設ける必要がない。
【００３５】
また、本発明の検出器装置とさらにこの検出器装置に対する受容部を形成する検出器結合モジュールとを備えた検出器システムを構成すると特に有利である。当該検出器結合モジュールは特に、検出器装置の検出器の放熱素子に熱伝導接触するように構成及び設計された吸熱部を有することができる。検出器結合モジュールは、好ましくは、検出器装置を受容部に固定可能にするための固定手段を有する。特に、検出器結合モジュールは、検出器装置のハウジングを受容部に固定することのできるラグもしくはねじ孔を有することができる。
【００３６】
検出器システムは、有利には、本発明の検出器装置のそれぞれに対する複数の受容部を有することができる。こうした検出器システムは、特に、それぞれ異なる検出光束を同時に検出するのに適する。検出光束は、特には、１次検出光束から空間スペクトル分割によって生じたものであってよい。
【００３７】
複数の受容部を有するこうした検出器システムは、さらに、検出器装置全体を統一的に調整及び／又は制御できるという特別の利点を有する。
【００３８】
独立した特別の発明コンセプトによれば、検出器システム内に配置可能な各検出器装置が、検出器装置ごとのデータ、例えば少なくとも１つの特性曲線及び／又は少なくとも１つの冷却パラメータ及び／又は少なくとも１つのキャリブレーション値及び／又は感度及び／又は増倍率及び／又は使用可能性などを内部に記憶したメモリを有する。これらの情報は、個々の検出器装置を特に用途ごとに調整及び／又は設定するために、検出器システムの制御装置によって利用されうる。なお、当該発明コンセプトはもちろん、機器、例えば顕微鏡において唯一の検出器装置しか用いられない場合にも適用可能である。
【００３９】
例えば、有利には、検出器システムの制御装置が、ユーザ、例えば検出器システムの組み込まれた顕微鏡のユーザから、計画された用途に関する情報を取得し、記憶されている検出器ごとの情報を用いて検出器装置全体を当該用途のために調整するように構成できる。これに代えてもしくはこれに加えて、検出器システムの制御装置が全ての制御装置に対して均一に、形成された電気信号の電流強度に関する遮断値を設定し、この遮断値に達すると直ちに個々の検出器装置の１つ（もしくは複数）の電圧装置を遮断するように構成してもよい。
【００４０】
さらに、本発明の検出器装置及び／又は本発明の検出器システムを備えた顕微鏡、特に走査型顕微鏡又は共焦点走査型顕微鏡を構成すると特に有利である。こうした顕微鏡は、撮影された２次元もしくは３次元の画像が１つもしくは複数の検出器装置の機能障害によってエラーを起こすことがないという特別の利点を有する。特に有利には、１つもしくは複数の検出器装置の劣悪な信号対雑音比に基づいて、画像アーティファクトが生じたり又は画像撮影が完全に阻害されたりすることが回避される。また、こうした顕微鏡は、検出器装置全体も、特に個別に取り扱い可能な検出器モジュールとして構成されている場合には各検出器も、簡単容易にメンテナンスでき、場合により交換できるという特別の利点を有する。
【００４１】
各図に発明の対象を略示し、各図に即して以下に説明する。ここで、同じ要素又は同様に機能する要素には、大抵の場合、同じ参照番号を付してある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の検出器装置の第１の実施形態を示す詳細図である。
【図２】第１の実施形態の検出器装置にこの検出器装置のための検出器結合モジュールを合わせて示す図である。
【図３】本発明の検出器装置の第２の実施形態を示す図である。
【図４】第２の実施形態の検出器及びばね装置を示す斜視詳細図である。
【図５】ばね装置を別個に示す図である。
【図６】ばね弾性を有する押圧レバーを示す図である。
【図７】第２の実施形態の検出器を示す詳細図である。
【図８】本発明の検出器装置の電子回路部品の一実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明の検出器装置の電子回路部品の別の実施形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の検出器装置を複数備えた本発明の検出器システムを有する顕微鏡の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１には、本発明の検出器装置１の第１の実施形態の詳細図が示されている。検出器装置１は、光２を受信して電気信号を形成するように構成されている。このために、検出器装置１は、検出器装置１のハウジング４内に可動に配置された検出器３を有する。具体的には、検出器３はシフト方向５に沿ってガイドされてハウジング４内に配置されており、ここでのシフト方向５は図中の双方向矢印によって示されている。
【００４４】
検出すべき入射光２は、ハウジング４の光入射開口６を通って入射し、第１の集光レンズ７を通過した後、偏向鏡８へ入射する。入射光２の光軸は、シフト方向５に対して垂直に配向されている。
【００４５】
偏向鏡８によって偏向された光２は、第２の集光レンズ９を通過した後、フォトカソード１０へ入射する。フォトカソード１０は、ハウジング４の電圧レベルを数千ボルト下回る電圧レベルに置かれている。特には、ハウジングの電圧レベルが０Ｖとなり、対してフォトカソード１０の電圧レベルが−１０００Ｖ未満、特に−５０００Ｖ未満、特に−７０００Ｖ未満、特に−７０００Ｖから−９０００Ｖまでの範囲、特に−８０００Ｖとなるように構成可能である。
【００４６】
フォトカソード１０は、終端にアバランシェフォトダイオード１１を配置した加速区間の始端に設けられている。アバランシェフォトダイオード１１は、ハウジング４の電圧レベルを上回る電圧レベルにある。特に、アバランシェフォトダイオード１１の電圧レベルは、４５０Ｖから５００Ｖまでの範囲の電圧レベルに置かれる。
【００４７】
光電効果によってフォトカソード内に形成される電子は、大きな電位差に基づき、フォトカソード１０からアバランシェダイオード１１へ到る加速区間によって加速される。アバランシェフォトダイオード１１で形成された電気信号は、図示されていない電気線路を介して導出される。
【００４８】
検出器３はさらに、特にフォトカソード１０に熱伝導接触している低温側を有する能動冷却素子すなわちペルチエ素子１２を含むが、このことはわかりやすくするために図示されていない。ペルチエ素子１２の高温側は放熱素子１３に熱伝導接触しており、この放熱素子１３は（図１に示されていない）押圧位置において検出器装置外の吸熱部１４に熱伝導接触している。
【００４９】
検出器装置１は、ばね弾性を有する押圧レバー１６を含むばね装置１５を有する。当該ばね弾性を有する押圧レバー１６は、相互に枢動可能に連結された２つのレバー部材１７，１８、すなわち、第１のレバー部材１７及び第２のレバー部材１８を有する。
【００５０】
ばね装置１５は、選択的に、図１に示されている解放位置、又は、放熱素子１３が吸熱部１４に押しつけられる押圧位置へ移行可能である。当該押圧位置は図２に示されている。
【００５１】
ばね弾性を有する押圧レバー１６は、ハウジング４に固定にねじ止められた固定端部１９を有する。さらに、ばね弾性を有する押圧レバー１６は、締付ボルト２２のボルトヘッド２１に対する受容部を備えた自由端部２０を有する。
【００５２】
締付ボルト２２がハウジング４のねじ孔２３へねじ込まれると、ばね弾性を有する押圧レバー１６が伸展し、これにより押圧カム２４がシフト方向５に沿った向きの力を検出器３に作用させ、放熱素子１３を吸熱部１４に押しつける。吸熱部１４は、好ましくは、検出器装置１に対する受容部を有する検出器結合モジュールの要素である。
【００５３】
締付ボルト２２が緩められると、ばね弾性を有する押圧レバー１６は自動的に図示されている屈曲位置へ達する。この屈曲位置では、締付ボルト２２がねじ孔２３の最後のねじ溝を離れると直ちに、自動的にこれがねじ孔２３から動いて除去可能となる。
【００５４】
図２には、本発明の検出器装置１の第１の実施形態が示されている。ここでは、ばね装置１５が押圧位置へ移行し、これにより、放熱素子１３と吸熱部１４とが相互に押し合わされる。有利には、放熱素子１３と吸熱部１４との間に、熱伝導性の中間層、例えばカーボンポリマーフィルムから成る層を挿入できる。わかりやすくするために、検出器３及びハウジング４の個々の部品はこの図では示していない。
【００５５】
図２にはさらに、検出器装置１に対する受容部を形成する検出器結合モジュール２５が略示されている。なお、検出器結合モジュール２５は吸熱部１４を含む。
【００５６】
検出器装置１は、検出器３及びばね装置１５のほか、電圧供給モジュール２６を有する。検出器装置１はさらに、複数の電子回路部品２８を担持する電子回路板２７も有する。
【００５７】
検出器装置１のハウジング４は、ハウジング内部で周状に延在する凸部２９を有する。また、ハウジング４は、ハウジング内部へ突入する縁を有するハウジングカバー３０を有する。電子回路板２７は、凸部２９と縁との間にクランプされて保持されている。
【００５８】
図３には、本発明の検出器装置１の第２の実施形態が示されている。検出器装置１は、個別に取り扱い可能な検出器３を有する。第１の実施形態と同様に、検出器３は第１の集光レンズ７及び偏向鏡８及び第２の集光レンズ９を有する。さらに、検出器３は同様に、ペルチエ素子１２と、検出器装置１のハウジング４の放熱開口３２を貫通して突出する放熱素子１３とを有する。検出器装置１は、高電圧ケーブル３３を介して検出器３に結合された電圧供給モジュール２６も含む。この場合、電圧の伝送のために、独立した発明コンセプトにしたがって構成される専用のコネクタ装置が使用される。このことは図７に関連して詳述する。
【００５９】
図４には、概略的な斜視図で、モジュール３が示されている。さらに、図４には、第１のばね弾性を有する押圧レバー１６ａと第２のばね弾性を有する押圧レバー１６ｂとを含むばね装置１５が示されている。第１のばね弾性を有する押圧レバー１６ａは解放位置で、第２のばね弾性を有する押圧レバー１６ｂは押圧位置で、示されている。
【００６０】
図５には、ばね弾性を有する押圧レバー１６ａ，１６ｂが別個に示されており、ここでは、締付ボルト２２のヘッドに対する専用の受容部も詳細に見て取れる。
【００６１】
図６のａ，ｂに、それぞれ第１のレバー部材１７と第２のレバー部材１８と押圧カム２４とを含む、ばね弾性を有する押圧レバー１６は、詳細にはさらに示されている。ここで、図６のａには押圧レバー１６の解放位置、図６のｂには押圧レバー１６の押圧位置が示されている。
【００６２】
図７には、高電圧ケーブル３３及びこれに接続された高電圧コネクタ３４を介して図示されていない電圧供給モジュール２６に電気的に結合可能なモジュール３が示されている。電圧供給モジュール２６は概略的に図８に示されている。電圧供給モジュール２６のコネクタ受容部には、高電圧コネクタ３４が挿入される。高電圧コネクタ３４は独立した発明コンセプトにしたがって構成されており、円筒形状であって、好ましくは約３ｃｍの長さ及び好ましくは約５ｍｍの直径を有するコネクタケーシングを有する。高電圧コネクタ３４の頂部には好ましくは金製のもしくは金めっきされたばねピン５３が配置されており、このばねピン５３は、ばね力に対して（ボールペンでの場合のように）コネクタケーシングに圧入させることができる。ばねピン５３は、コネクタが受容部に挿入されているときに、給電電圧がかかる電圧供給モジュール２６のコンタクトブラケットに当接するように配置及び設計されている。コネクタは、公知の高電圧コネクタに比べてきわめて小さく、固有の発明特徴を提供する。
【００６３】
図８には、可能な電圧供給モジュール２６の概略図が示されている。電圧供給モジュール２６は、２種の給電電圧を形成する２つの電圧源５５，５６を後面に担持した回路板５４を有する。当該回路板５４上に、８０００Ｖの給電電圧を取り出し可能なコンタクトブラケット５７が示されている。コンタクトブラケット５７の周囲の領域には、フラッシュオーバ防止のためにＯリング５８が設けられている。さらに、回路板５４は、コンタクトブラケット５７の領域に接する２つのスリットを有し、これらのスリットに、回路板５４に設けられた、好ましくはフライス加工されたカバー５９の２つの凸部が係合する。このようにして、回路板５４上に配置された他の部品への電圧フラッシュオーバが回避される。
【００６４】
回路板５４に設けられたカバー５９は、高電圧コネクタ３４を挿入可能な円筒状の受容部を有する。
【００６５】
図９には、可能な電圧供給モジュール２６の同様構造の別の実施形態が示されている。ここでの電圧供給モジュール２６には、特に、高電圧コネクタ３４に対する円筒状の収容部を有するように設けられたカバー５９が見て取れる。当該カバー５９は回路板５４のスリットに係合する。
【００６６】
図１０には、共焦点走査型顕微鏡として構成された顕微鏡３５が示されている。当該顕微鏡３５は検出器システム３６を有し、この検出器システム３６は、それぞれ１つずつの検出器装置１のための複数の受容部３８を有する検出器結合モジュール３７を有する。
【００６７】
光源３９から到来する照明光４０は、照明ピンホール４１を通過した後に主ビームスプリッタ４２に達し、そこから、カルダン懸架された振動鏡４４を含むビーム偏向装置４３へ偏向される。続いて、照明光は、スキャンレンズ４５及びチューブレンズ４６を通って対物系４７へ達し、そこから、顕微鏡ステージ４９上に配置された検査すべき試料４８へフォーカシングされる。試料４８から出た検出光５０は、同じ光路を通り、対物系４７、チューブレンズ４６及びスキャンレンズ４５を介してビーム偏向装置４３へ戻り、主ビームスプリッタ４２を通過した後、検出ピンホール５１に達する。検出ピンホール５１を通って出射される光は、検出光を空間的にスペクトル分割する分割装置５２によって種々の検出器装置１へ分配され、これにより、個々の検出器装置１で検出光５０の種々のスペクトル成分を検出可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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