本發(fā)明涉及一種顯微鏡，其具有物鏡系統(tǒng)以及變焦系統(tǒng)，該變焦系統(tǒng)帶有總變焦范圍。該物鏡系統(tǒng)包括至少兩個有選擇地引入到光路中的帶有不同焦距的物鏡。待顯微的物體的總放大率在此分別由所選物鏡的焦距以及變焦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)好的焦距產(chǎn)生。

背景技術(shù)：

針對數(shù)字顯微鏡往往采用既有物鏡系統(tǒng)又有變焦系統(tǒng)的放大系統(tǒng)，其中，變焦系統(tǒng)把待顯微的物體的圖像直接成像在數(shù)字顯微鏡系統(tǒng)的圖像檢測單元上。在此，放大率作為變焦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)好的焦距和位于光路中的物鏡的焦距的商得到。為了實(shí)現(xiàn)盡可能大的放大率，因而必須針對變焦系統(tǒng)調(diào)節(jié)出最大的焦距，并且采用具有小焦距的物鏡。相反，為了實(shí)現(xiàn)低放大率必須通過變焦系統(tǒng)調(diào)節(jié)出盡可能小的焦距，并且采用具有盡可能大的焦距的物鏡。

就已知的顯微鏡而言，盡可能大的變焦倍數(shù)即盡可能大的可調(diào)節(jié)的放大范圍的實(shí)現(xiàn)方式為，變焦范圍總是被充分利用至其極限，并且相應(yīng)地采用具有極其不同的焦距的物鏡。因而通過使得物鏡匹配于變焦系統(tǒng)來調(diào)節(jié)出最大的和最小的放大率。

為了實(shí)現(xiàn)盡可能大的放大范圍，因此必須既采用具有很短的焦距的物鏡，又采用具有很長的焦距的物鏡。然而具有很短的焦距的物鏡是不利的，因?yàn)楦叻糯舐仕璧臄?shù)值孔徑要求對物鏡精心設(shè)計(jì)。于是這種物鏡通常只允許很小的視場角，因?yàn)榉駝t就無法得到光學(xué)矯正。因而，大孔徑的復(fù)合物鏡通常不允許后接變焦系統(tǒng)，并且通過漸暈切分較大的視場角。

相反，對于低放大率所需的物鏡的長焦距要求在物鏡界面與物體平面之間相應(yīng)大的間距。因此，在把這種物鏡引入到光路中時，大多需要使變焦系統(tǒng)移動離開物體，以便獲得相距物體平面的必需的大距離。具有長焦距的物鏡的另一缺點(diǎn)是，對于給定的物體側(cè)的分辨率而言，光瞳直徑必須相應(yīng)地大，這導(dǎo)致高昂的成本，并且要求物鏡尺寸大。

另外，采用具有極其不同的焦距的物鏡有如下缺點(diǎn)：這些物鏡也有極其不同的補(bǔ)償長度，其中，所述補(bǔ)償長度是從物鏡的安裝面至物體平面的間距，且由物鏡的結(jié)構(gòu)長度和自由的工作距離組成。由此使得系統(tǒng)的等焦距設(shè)計(jì)非常繁瑣，或者甚至不可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提出一種顯微鏡，其具有大的放大范圍，而構(gòu)造卻簡單而緊湊。

該目的通過一種具有權(quán)利要求1的特征的顯微鏡得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中給出。

根據(jù)本發(fā)明，在總變焦范圍內(nèi)至少給第一物鏡指配第一變焦子范圍。

通過采用一種與所希望的變焦倍數(shù)真正需要的相比尺寸設(shè)計(jì)更大的變焦系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了所采用的物鏡的焦距差異不必像傳統(tǒng)的顯微鏡那樣大。特別地可以通過指配變焦子范圍來實(shí)現(xiàn)，對于具有大的放大率的物鏡而言也通過變焦系統(tǒng)進(jìn)行盡可能高程度的放大，該變焦系統(tǒng)因此為了高的總放大率而配合作用。而對于低放大率的物鏡來說，在總變焦范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x取變焦子范圍，使得該變焦子范圍也對應(yīng)于較低的放大率，從而實(shí)現(xiàn)大的視場角。由此通過指配的變焦子范圍來實(shí)現(xiàn)使得變焦系統(tǒng)分別適配于相應(yīng)物鏡的各自的要求，從而能夠相應(yīng)地對物鏡結(jié)構(gòu)提出較小的要求，特別是能夠采用具有近乎相等的焦距的物鏡。由此能實(shí)現(xiàn)把物鏡構(gòu)造得緊湊，進(jìn)而成本低廉。特別地由此可以采用具有類似尺寸的物鏡，這尤其能實(shí)現(xiàn)等焦距的物鏡系統(tǒng)。通過對物鏡系統(tǒng)的這種等焦距的設(shè)計(jì)，也實(shí)現(xiàn)了在更換物鏡時不必重新聚焦。此外可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)大的變焦倍數(shù)。這帶來了如下優(yōu)點(diǎn)：特別是對于任何物鏡來說，給操作人員實(shí)際上留下的變焦倍數(shù)一樣大。

變焦系統(tǒng)的總變焦范圍尤其是指由結(jié)構(gòu)決定的最大可供使用的變焦范圍。總變焦范圍尤其表示能夠通過變焦系統(tǒng)調(diào)節(jié)出來的不同的焦距。因而，總變焦范圍的極限由變焦系統(tǒng)的最小焦距和最大焦距給定。

物鏡系統(tǒng)尤其包括物鏡旋座，在該物鏡旋座中安置著不同的物鏡，通過該物鏡旋座的旋轉(zhuǎn)可以分別將所希望的物鏡引至光路中。這些物鏡本身經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，從而針對它們分別使得各個透鏡組的布置相互間固定地設(shè)定好，而不可調(diào)節(jié)。而變焦系統(tǒng)具有多個透鏡組，其中至少一個透鏡組相對于不可移動的透鏡組可軸向地移動，由此能夠調(diào)節(jié)變焦系統(tǒng)的焦距，進(jìn)而調(diào)節(jié)其放大率。

優(yōu)選在總變焦范圍內(nèi)也給第二物鏡指配第二變焦子范圍。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，至少一個物鏡的變焦子范圍小于總變焦范圍。特別有利的是，所有物鏡的變焦子范圍都分別小于變焦系統(tǒng)的總變焦范圍。因而針對每個物鏡都只采用總變焦范圍的部分范圍，該部分范圍從其特性方面匹配于物鏡的特性。

因?yàn)槲镧R的總變焦范圍由此大于針對各個物鏡所采用的變焦子范圍，所以變焦系統(tǒng)也稱為“超裕度設(shè)計(jì)的”或“超尺寸的”變焦系統(tǒng)。

這些物鏡的變焦子范圍在此也可以至少部分地交疊。替代地也可行的是，這些變焦子范圍也經(jīng)過選擇，從而不進(jìn)行交疊。通過這些變焦子范圍的交疊，實(shí)現(xiàn)了每個物鏡都通過對變焦系統(tǒng)焦距的相應(yīng)調(diào)節(jié)而具有盡可能大的調(diào)節(jié)范圍，且相應(yīng)地可以明顯地改變放大率。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，變焦子范圍的上限和下限分別經(jīng)過選擇，從而對于不同的變焦子范圍在相應(yīng)的下限和上限之間分別產(chǎn)生相同的預(yù)定的變焦倍數(shù)。變焦倍數(shù)尤其是指相應(yīng)變焦范圍的上限和下限的商，即特別是最大焦距和最小焦距的商。由此實(shí)現(xiàn)對于操作人員的每個物鏡來說都有相同的變焦倍數(shù)可供使用，從而操作人員具有相同的放大方案，而無關(guān)于采用哪個物鏡，然而，根據(jù)所用的物鏡，自然會產(chǎn)生不同的總放大率，因?yàn)樗亲鳛樽兘瓜到y(tǒng)的焦距除以物鏡的焦距的商得到的。

特別有利的是，至少一個變焦子范圍的下限對應(yīng)于總變焦范圍的下限，至少一個變焦子范圍的上限對應(yīng)于總變焦范圍的上限。由此實(shí)現(xiàn)最佳地充分利用變焦系統(tǒng)的總變焦范圍，進(jìn)而也使得顯微鏡的總共得到的變焦倍數(shù)盡可能大。

特別有利的是，變焦子范圍經(jīng)過事先調(diào)節(jié)，從而具有比另一物鏡的焦距大的焦距的物鏡的變焦子范圍包括比該另一物鏡的變焦子范圍的最小放大率或焦距小的放大率或焦距。如果一個物鏡具有比另一物鏡大的焦距，則這意味著，該物鏡產(chǎn)生比另一物鏡低的放大率。變焦子范圍因而經(jīng)過選擇，使得它相對于總變焦范圍而言覆蓋變焦子范圍的較小的焦距，從而最佳地補(bǔ)充物鏡的和變焦系統(tǒng)的特性，特別是最佳地補(bǔ)充在低放大率情況下的所希望的大的視場角。

相反，這些變焦子范圍經(jīng)過預(yù)先調(diào)節(jié)，從而具有比另一物鏡的焦距小的焦距的物鏡的變焦子范圍包括比另一物鏡的變焦子范圍的最大的放大率或焦距大的放大率或焦距。由此實(shí)現(xiàn)對于具有高放大率的物鏡而言該變焦子范圍也覆蓋總變焦子范圍的大的焦距，因而有助于大的總放大率。

在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，物鏡系統(tǒng)具有帶第一焦距的第一物鏡和帶第二焦距的第二物鏡，其中，第二焦距大于第一焦距。第二物鏡由此產(chǎn)生比第一物鏡低的放大率?？傋兘狗秶哂械谌咕嘧鳛橄孪?，且具有第四焦距作為上限。指配給第一物鏡的第一變焦子范圍具有第四焦距作為上限，指配給第二物鏡的第二變焦子范圍具有第三焦距作為下限。由此實(shí)現(xiàn)使得在兩個物鏡中具有較大放大率的第一物鏡在調(diào)節(jié)出第四焦距時與變焦系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)最大的總放大率。相反，可以通過選擇第二物鏡和第三焦距來實(shí)現(xiàn)盡可能小的放大率。

這些焦距尤其也可以經(jīng)過適當(dāng)選擇，從而在相應(yīng)地調(diào)節(jié)時產(chǎn)生<1的總放大率，也就是說，物體被縮小地成像。

此外有利的是，設(shè)置一些限制機(jī)構(gòu)，通過這些限制機(jī)構(gòu)將變焦系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性分別限制到被指配給選定的物鏡，即當(dāng)前引入到光路中的那個物鏡的變焦子范圍。

在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，作為限制機(jī)構(gòu)，在每個物鏡上都設(shè)置至少一個止擋，其中，通過該止擋把變焦系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性限制到分別指配給該物鏡的變焦子范圍。由此特別是純機(jī)械地保證針對每個物鏡來說都只能在所指配的變焦子范圍內(nèi)調(diào)節(jié)變焦系統(tǒng)。

在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在每個物鏡上都設(shè)置兩個止擋，通過這些止擋來限制變焦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。如果變焦子范圍的極限通過由結(jié)構(gòu)決定的最大可能的總變焦范圍的極限給定，則在這方面可以省去止擋。

在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，變焦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)也可以采用電學(xué)方式來進(jìn)行，其方式為，設(shè)置電的驅(qū)動單元，特別是電機(jī)。另外，設(shè)置用于控制驅(qū)動單元的控制單元，其中，在該控制單元內(nèi)存儲著指配給相應(yīng)物鏡的部分范圍?？刂茊卧谑强刂浦?qū)動單元，從而總是只能在相應(yīng)的變焦子范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。尤其是設(shè)置傳感機(jī)構(gòu)，控制單元通過它可以自動地識別出哪個物鏡引入到了光路中，從而控制單元自動地選擇能夠由操作人員調(diào)節(jié)的變焦子范圍，并相應(yīng)地控制電的驅(qū)動單元。在這種情況下，尤其可以省去用于限制變焦子范圍的機(jī)械止擋，因?yàn)樽鳛橄拗茩C(jī)構(gòu)采用了電的驅(qū)動單元的控制件。

此外有利的是，顯微鏡包括操縱部件，用于手動地調(diào)節(jié)變焦系統(tǒng)的放大倍數(shù)。該操縱部件可以是旋鈕。

此外有利的是，顯微鏡包括光圈，用于根據(jù)分別選取的物鏡和變焦系統(tǒng)的分別調(diào)節(jié)好的焦距來調(diào)節(jié)透光量。該光圈尤其是指受控的可變光圈，其根據(jù)物鏡和變焦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)好的焦距來控制孔徑變化。這一點(diǎn)是必要的，特別是因?yàn)閷γ黠@放大的物鏡來說光瞳直徑通常較小。對于高程度地放大的物鏡來說，放大率通常比孔徑增大得明顯，因?yàn)榉駝t物鏡的開口比就會太大，致使對像差的矯正非常繁瑣。在一種替代的實(shí)施方式中，如果相應(yīng)地采用具有很大孔徑的物鏡，則可以省去這種光圈。

此外有利的是，變焦系統(tǒng)具有至少兩個透鏡組，其中的一個透鏡組為了調(diào)節(jié)變焦系統(tǒng)的焦距能夠朝向光軸移動。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，變焦系統(tǒng)具有三個或四個透鏡組，其中的兩個透鏡組能朝向光軸移動。

所述顯微鏡尤其是指一種數(shù)字顯微鏡，其包括圖像檢測單元，用于拍攝被顯微的物體的圖像。對于數(shù)字顯微鏡來說，待顯微的物體的圖像特別是通過變焦系統(tǒng)直接成像到圖像檢測單元上。

在一種替代的實(shí)施方式中，該顯微鏡也可以是視覺顯微鏡。

附圖說明

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可由后續(xù)說明得到，該說明借助實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明予以詳述。

其中：

圖1為數(shù)字顯微鏡的示意性的立體圖；

圖2為根據(jù)圖1的顯微鏡的放大系統(tǒng)的示意圖；

圖3為在使用第一物鏡的情況下根據(jù)圖2的放大系統(tǒng)的示意圖；

圖4為在使用第二物鏡的情況下根據(jù)圖2的放大系統(tǒng)的示意圖；

圖5為總變焦范圍與第一和第二物鏡的變焦子范圍的示意圖；

圖6為根據(jù)圖1的顯微鏡的局部的示意性的立體圖；

圖7為根據(jù)圖6的局部的另一示意性的立體圖；

圖8為顯微鏡殼體的示意圖；

圖9為根據(jù)圖8的殼體的另一示意性的立體圖；

圖10為顯微鏡的細(xì)節(jié)部分的示意圖；

圖11為物鏡的局部和物鏡殼體的示意圖；

圖12為處于第一旋轉(zhuǎn)位置的變焦系統(tǒng)的操縱部件的示意性的立體圖；

圖13為處于第二旋轉(zhuǎn)位置的根據(jù)圖12的操縱部件的示意性的立體圖；

圖14為在第一工作狀態(tài)下采用第一物鏡時操縱部件的示意圖；

圖15為在第二工作狀態(tài)下采用第一物鏡時操縱部件的示意圖；

圖16為在第三工作狀態(tài)下采用第二物鏡時操縱部件的示意圖；

圖17為在第四工作狀態(tài)下采用第二物鏡時操縱部件的示意圖；

圖18為在第五工作狀態(tài)下采用第三物鏡時操縱部件的示意圖；

圖19為在第六工作狀態(tài)下采用第三物鏡時操縱部件的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1中所示為數(shù)字顯微鏡的示意性的立體圖。該顯微鏡10包括靜止的座架基體12以及相對于它可擺動的擺動單元14。

擺動單元14包括至少一個圖像檢測單元，借助于該圖像檢測單元可以拍攝待顯微的物體的圖像。特別地，利用該圖像檢測單元不僅能夠拍攝各個圖像，而且能夠拍攝視頻，其能實(shí)現(xiàn)從不同的視角觀察待顯微的物體。

另外，擺動單元具有物鏡和變焦系統(tǒng)，借此能夠調(diào)節(jié)出待顯微的物體的不同放大率。物鏡系統(tǒng)具有多個物鏡，其中每一個物鏡都有選擇地引入到光路中。

在圖1中看不到圖像檢測單元、物鏡系統(tǒng)和變焦系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈儽粩[動單元14的殼體16遮擋住了。

物鏡系統(tǒng)和變焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還將在下面結(jié)合圖2～4予以詳述。

物鏡系統(tǒng)的物鏡特別是等焦距地構(gòu)造，從而在更換物鏡時無需由操作人員進(jìn)行再聚焦。這些物鏡在此尤其與在旋轉(zhuǎn)軸線和物鏡界面之間的距離協(xié)調(diào)，從而產(chǎn)生一種共心系統(tǒng)，這使得在擺動單元14擺動時不必進(jìn)行重新聚焦，擺動單元14可以通過該旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。

在座架基體上還設(shè)置有載物臺18，在該載物臺上安置著待顯微的物體。該載物臺18可以借助于調(diào)節(jié)輪20相對于座架基體12沿雙箭頭P1的方向調(diào)節(jié)，由此可以實(shí)現(xiàn)對待顯微的物體聚焦。

在圖2中以三種不同的設(shè)定純示意性地示出設(shè)置在擺動單元14中的放大系統(tǒng)。該放大系統(tǒng)包括物鏡系統(tǒng)30以及變焦系統(tǒng)32，通過它們的配合實(shí)現(xiàn)所希望的總放大率。物鏡系統(tǒng)30包括至少兩個具有不同焦距的物鏡44、52，其中的每一個物鏡都有選擇地?cái)[入到顯微鏡10的光路中。

變焦系統(tǒng)32具有三個透鏡組34～38，其中的兩個透鏡組36、38可沿光軸50的方向調(diào)節(jié)。在本發(fā)明的一種替代的實(shí)施方式中，變焦系統(tǒng)也可以只包括兩個透鏡組34～38，其中只有一個透鏡組34～38可軸向地調(diào)節(jié)。同樣，也可以考慮具有多于三個的透鏡組34～38的變焦系統(tǒng)。

就圖2中所示實(shí)施方式而言，物體的圖像通過變焦系統(tǒng)32直接在圖像檢測單元40上成像，該圖像檢測單元尤其可以是攝像機(jī)。

在圖2中示出了變焦系統(tǒng)32的三種設(shè)定。在左邊的設(shè)定下，變焦系統(tǒng)32經(jīng)過調(diào)節(jié)，從而它具有最大的焦距，因而產(chǎn)生最大的放大率。相應(yīng)地，視場角42被設(shè)計(jì)得最小，該視場角表示在與物鏡系統(tǒng)30的接口區(qū)域中主光束相對于光軸50的角度。

而圖2中所示的右邊的設(shè)定表示變焦系統(tǒng)32的另一種極端設(shè)定，即在該設(shè)定下，變焦系統(tǒng)32具有最小的焦距，相應(yīng)地具有最小的放大作用。在這種情況下，視場角42被設(shè)計(jì)得最大。

圖2中所示的中間的情況表示一種中間設(shè)定，在該中間設(shè)定下，通過變焦系統(tǒng)32達(dá)到一種焦距，這個焦距大于最小焦距，且小于最大焦距。在此相應(yīng)地，視場角42處于另外兩種情況的視場角42之間。

顯微鏡10的相應(yīng)的總放大率可由變焦系統(tǒng)32的調(diào)節(jié)好的焦距與物鏡系統(tǒng)30的引入到光路中的物鏡44、52的焦距的商得到。

變焦系統(tǒng)32具有總變焦范圍，該總變焦范圍表示變焦系統(tǒng)32的通過變焦系統(tǒng)32可調(diào)節(jié)的焦距。該總變焦范圍在圖5中示范性地用箭頭90示出，其中，下限92表示變焦系統(tǒng)32的最小焦距，該最小焦距是在圖2中右邊所示的設(shè)定下得到的?？傋兘狗秶?0的上限94相應(yīng)地表示變焦系統(tǒng)32的最大焦距，該最大焦距是在圖2中左邊所示的設(shè)定下得到的。因而，總變焦范圍90特別是取決于構(gòu)造預(yù)先確定的，并且表示變焦系統(tǒng)32的放大率的最大可能實(shí)現(xiàn)的范圍。

如已述，變焦系統(tǒng)32包括多個具有不同焦距的物鏡44、52。在總變焦范圍90內(nèi)給這些物鏡44、52中的每一個都指配一個變焦子范圍，其中，在圖5中示出了第一物鏡44的第一變焦子范圍96和第二物鏡52的第二變焦子范圍98。兩個變焦子范圍96、98分別僅覆蓋總變焦范圍90的一部分，并且特別是經(jīng)過設(shè)計(jì)使得它們至少部分地交疊。

顯微鏡10經(jīng)過構(gòu)造，使得變焦系統(tǒng)32分別總是只能在變焦子范圍96、98內(nèi)調(diào)節(jié)，該變焦子范圍指配于當(dāng)前擺入到光路中的物鏡44、52。

就圖5中所示實(shí)施例而言，相比于第二物鏡52，指配有變焦子范圍96的第一物鏡44具有較大的焦距，因而具有較小的放大作用。第一變焦子范圍96相應(yīng)地也經(jīng)過選擇，從而它相比于第二變焦子范圍98涵蓋總變焦范圍90的較小的放大率，而第二變焦子范圍98涵蓋總變焦范圍90的較大的放大率。

由此實(shí)現(xiàn)對于具有大的放大率、亦即具有小的焦距的物鏡52而言，通過變焦系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了高放大率，從而整體上實(shí)現(xiàn)了高的總放大率。

相反，針對于具有低放大率，即具有大視場角的物鏡44，指配了變焦子范圍96，就該變焦范圍而言，變焦系統(tǒng)32同樣具有低放大率，進(jìn)而具有大的視場角。

由此，變焦系統(tǒng)32的所采用的部分范圍始終都與相應(yīng)的物鏡44、52的特性協(xié)調(diào)。

圖3中所示為處于兩種狀態(tài)下的根據(jù)圖2的放大系統(tǒng)的示意圖，其中，物鏡系統(tǒng)30的第一物鏡44引入到光路中。針對于具有相當(dāng)大的焦距，即具有低放大率的第一物鏡44，通過限制部件46、48來限制變焦系統(tǒng)32的調(diào)節(jié)性，從而相比于圖2中所示的最大的調(diào)節(jié)區(qū)域，雖然可以調(diào)節(jié)至最小焦距(圖3右邊)，但不能調(diào)節(jié)至最大焦距。相應(yīng)地，只能在第一變焦子范圍96內(nèi)調(diào)節(jié)變焦系統(tǒng)32。利用限制部件46、48把透鏡組36、38的相向移動限制到圖3中左邊所示的狀態(tài)。限制部件46、48尤其是與第一物鏡44聯(lián)接的止擋，從而在第一物鏡44引入到光路中時，止擋46、48自動地隨之移動，從而它們經(jīng)過適當(dāng)布置，使得它們布置在透鏡組34～38的移動區(qū)域內(nèi)。

在圖4中所示的情況下，第二物鏡52擺入到光路中。該物鏡52也包括止擋54、56，利用這些止擋把變焦系統(tǒng)32的調(diào)節(jié)限制到第二變焦子范圍98。針對于該第二物鏡52，利用止擋54、56來防止透鏡組36、38的彼此離開的移動距離比在圖4中右邊所示的狀態(tài)下大，從而防止產(chǎn)生最小的放大率。

限制部件46、48、54、56在圖3和4中僅僅純示意性地示出。在比如圖6～19所示的具體實(shí)施方式中，限制部件46、48、54、56尤其未設(shè)置在變焦系統(tǒng)32中，而是作為可調(diào)節(jié)的銷釘130～136布置在物鏡系統(tǒng)30和變焦系統(tǒng)32之間的接口處，如下面還要予以詳述。

因此如圖5中所示，變焦系統(tǒng)32分別在變焦子范圍96、98中工作，這些變焦子范圍小于最大的總變焦范圍90，所以變焦系統(tǒng)32也稱為“超裕度設(shè)計(jì)的”或“超尺寸的”變焦系統(tǒng)。

就已知的顯微鏡而言，始終都采用總變焦系統(tǒng)，且通過相應(yīng)地選擇物鏡來實(shí)現(xiàn)最大和最小的放大率，與所述已知的顯微鏡相比，現(xiàn)在所采用的物鏡不必為了相同的總放大范圍而具有不同的焦距，這將解釋下面的數(shù)據(jù)范例：

為了在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的顯微鏡中利用兩個物鏡實(shí)現(xiàn)介于0.15x和30x之間的放大范圍，例如采用具有焦距為20的第一物鏡和具有焦距為250的第二物鏡。變焦系統(tǒng)具有介于38和600之間的可調(diào)節(jié)的焦距。最大放大率為30的實(shí)現(xiàn)方式為，采用所述第一物鏡，并調(diào)節(jié)出變焦系統(tǒng)的最大焦距。在這種情況下，通過計(jì)算公式b＝f變焦/f物鏡，進(jìn)而600/20＝30得到放大率為30。

相應(yīng)地，在采用第二物鏡和變焦系統(tǒng)的最小焦距的情況下，作為38和250的商，得到最小的放大率為0.15。

為了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的顯微鏡中實(shí)現(xiàn)0.15x～30x的相同的放大范圍，現(xiàn)在設(shè)置一種變焦系統(tǒng)32，其帶有介于21和600之間的可調(diào)節(jié)的焦距。第一物鏡44的變焦范圍為38～600，第二物鏡的變焦范圍為21～336。第一物鏡44具有140的焦距，第二物鏡52具有20的焦距。

對于最大放大率為30而言，第二物鏡52連同變焦系統(tǒng)32的最大焦距一起使用。對于最小的放大率來說，第一物鏡44連同變焦系統(tǒng)32的最小焦距一起使用，其中，作為21和140的商，也得到倍數(shù)0.15。

由此可以實(shí)現(xiàn)相同的總放大范圍，但所采用的物鏡44、52之間的焦距差異明顯較小。

這具有如下優(yōu)點(diǎn)：物鏡44、52可以明顯緊湊且簡單地構(gòu)造。尤其可以通過物鏡44、52的焦距的較小的幅度來實(shí)現(xiàn)等焦距的物鏡系統(tǒng)30。此外，對于每個物鏡44、52等而言，得到可由操作人員選擇的變焦倍數(shù)，在上述例子中就是16(336/21或600/38)的變焦倍數(shù)。

變焦子范圍與不同物鏡的指配不僅可以應(yīng)用于數(shù)字的顯微鏡，而且替代地可以應(yīng)用于具有物鏡系統(tǒng)和變焦系統(tǒng)所有其它的顯微鏡。

圖6和7中所示分別為根據(jù)圖1的顯微鏡10的局部細(xì)節(jié)的示意性的立體圖。這里示出了變焦系統(tǒng)32的以及物鏡系統(tǒng)30的局部。在此，圖6和7以及后續(xù)附圖的重點(diǎn)在于，要解釋是如何純機(jī)械地將變焦系統(tǒng)32的可調(diào)節(jié)性限制到不同物鏡44、52的相應(yīng)的變焦子范圍96、98。

物鏡系統(tǒng)30具有殼體100，在該殼體中設(shè)置有容納區(qū)域102，在該容納區(qū)域中容納著分別在當(dāng)前引入到光路中的物鏡44。在圖7中，在該容納區(qū)域102內(nèi)未引入物鏡。而在圖6中，物鏡44被推移到了容納區(qū)域102中。物鏡44在此安置在一個板104上，且被殼體106包圍，其中，該板104可以固定在物鏡系統(tǒng)30的殼體100上。

物鏡系統(tǒng)32具有轉(zhuǎn)輪108，該轉(zhuǎn)輪可以由顯微鏡10的操作人員轉(zhuǎn)動。為了便于操作，特別是在轉(zhuǎn)輪108的圓周面上設(shè)置有滾花110。轉(zhuǎn)輪108在背離滾花110的一側(cè)具有齒112，轉(zhuǎn)輪108通過所述齒借助于齒輪系統(tǒng)114與螺桿116嚙合。通過轉(zhuǎn)輪108的轉(zhuǎn)動，螺桿116相應(yīng)地轉(zhuǎn)動。

在該螺桿116上通過支撐件118、120安置著透鏡組36、38。在螺桿116轉(zhuǎn)動時，透鏡組36、38相應(yīng)地朝向彼此移動或者遠(yuǎn)離彼此移動。

圖8和9中所示分別為物鏡系統(tǒng)30的殼體100的示意性的立體圖。在殼體100中設(shè)置了總共四個銷130～136，這些銷可沿雙箭頭P2方向特別是豎直地移動。銷130～136在此能夠在啟用位置和停用位置之間移動，其中在圖8中示出，銷130、134處于啟用位置，而銷132、136處于停用位置。在啟用位置，銷130～136沿轉(zhuǎn)輪108的方向從殼體100的表面138伸出預(yù)定的距離。在停用位置，銷130～136設(shè)置在殼體100內(nèi)部，特別是并不從該殼體伸出。替代地，它們也可以在停用位置略微從殼體100伸出，而不是像在啟用位置那樣伸出那么遠(yuǎn)。

如圖10中所示，銷130～136分別通過彈簧140在啟用位置被預(yù)加應(yīng)力。

此外，每個銷130～136都分別與銷142～148連接。如圖9中所示，這些銷142～148伸入到容納區(qū)域102中，且分別在殼體100的長孔中被引導(dǎo)。

通過銷142～148的移動，銷130～136可以克服彈簧140的復(fù)位力從啟用位置移動到停用位置。為此，銷142～148必須向下沿箭頭P3方向移動。在圖9中，銷144、148克服相應(yīng)彈簧的復(fù)位力向下移動，從而相應(yīng)地將指配的銷132、136布置在停用位置，如圖8中所示。

銷142、148的移動借助于分別引入到容納區(qū)域102中的物鏡44，通過與相應(yīng)的物鏡殼體106接觸來進(jìn)行。圖11中所示為第一物鏡44的局部的示意圖。在物鏡44的殼體106上，在殼體102的相對側(cè)設(shè)置了兩個接觸部件150、152。這兩個接觸部件150、152分別具有階梯式的接觸面154。如果物鏡44被推移到容納區(qū)域102中，則如圖10中所示，銷142～148向下移動，只要在各個銷142～148的區(qū)域中各個接觸部件150、152在接觸面154上具有相應(yīng)的臺階，該臺階就能使相應(yīng)的銷142～148向下移動并且保持在該位置。相應(yīng)地，通過銷142～148使得銷130～136在啟用位置與停用位置之間調(diào)節(jié)。

視物鏡44而定，接觸部件150、152不同地構(gòu)造，從而其它銷130～136布置在啟用位置或停用位置。

圖12和13中所示分別為變焦系統(tǒng)32的示意性的立體圖，其中示出了不同的旋轉(zhuǎn)位置。

在轉(zhuǎn)輪106上，在面向物鏡系統(tǒng)30、進(jìn)而面向物鏡系統(tǒng)30的殼體100的一側(cè)抗扭地設(shè)置了滑槽盤160。在該滑槽盤160中設(shè)置了兩個圓弓形的滑槽162、164，銷130～136可以插入到這些滑槽中，只要它們分別設(shè)置在啟用位置。此外，滑槽盤160具有凸起166，通過該凸起把轉(zhuǎn)輪106的可轉(zhuǎn)動性限制到最大的轉(zhuǎn)動范圍。為此在抗扭的殼體170上設(shè)置了兩個止擋172、174，該殼體不與轉(zhuǎn)輪106一起轉(zhuǎn)動。

在圖12中所示的轉(zhuǎn)動位置，凸起166貼靠在第一止擋172上，從而手輪只能沿箭頭P4方向轉(zhuǎn)動。該位置特別是稱為轉(zhuǎn)動位置0°。

而在圖13中，凸起166貼靠在第二止擋174上，從而手輪只能沿箭頭P5方向轉(zhuǎn)動，其中，該轉(zhuǎn)動方向P5與轉(zhuǎn)動方向P4相反。在該第二狀態(tài)下，轉(zhuǎn)輪160相對于圖12中所示的0°位置最大程度地轉(zhuǎn)動。這尤其相當(dāng)于轉(zhuǎn)動了130°的角度。因此，手輪的最大轉(zhuǎn)動范圍處于130°。通過該最大的轉(zhuǎn)動范圍給定了總變焦范圍。

把銷130～136設(shè)置在啟用位置，由此導(dǎo)致插入到兩個滑槽162、164之一中，這樣就能根據(jù)所用的物鏡44來限制轉(zhuǎn)輪106的可轉(zhuǎn)動性，從而手輪106根據(jù)物鏡44只能在部分旋轉(zhuǎn)區(qū)域中轉(zhuǎn)動，該部分旋轉(zhuǎn)區(qū)域是最大旋轉(zhuǎn)區(qū)域的一個部分區(qū)域。相應(yīng)地由此通過這些部分旋轉(zhuǎn)區(qū)域來調(diào)節(jié)變焦子范圍，因?yàn)閷κ州喰D(zhuǎn)區(qū)域的限制自動地意味著對可供使用的變焦范圍的限制。

在圖14～19中針對具有三個不同物鏡的物鏡系統(tǒng)30示范性地示出了如何通過銷130、132在各個啟用位置或停用位置的不同布置，通過各種物鏡的不同地構(gòu)造的接觸部件150、152，針對三個物鏡中的任一個確定轉(zhuǎn)輪106的不同的部分旋轉(zhuǎn)區(qū)域，進(jìn)而如何將不同的變焦子范圍指配給相應(yīng)的物鏡。

在圖14和15中示出了當(dāng)?shù)谝晃镧R裝在容納區(qū)域102中時所產(chǎn)生的情況，其中，就該第一物鏡而言，銷132布置在啟用位置，而銷130～136布置在停用位置。如圖14和15中所示，銷132由此插入到滑槽162中。在此，轉(zhuǎn)輪106可以在圖14中所示的轉(zhuǎn)動位置0°和圖15中所示的轉(zhuǎn)動位置112°之間轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動超過112°是不可能的，因?yàn)殇N132頂靠到滑槽162的端部區(qū)域上。

替代地，其它銷130、134、136也可以布置在啟用位置。在這種情況下，銷134、136首先會靠置在滑槽160的表面上，于是在從0°位置略微轉(zhuǎn)動出來時卡入到滑槽164中。于是就不可能往回移動到初始位置了。

在圖16和17中示出了當(dāng)?shù)诙镧R替代于第一物鏡伸入到容納區(qū)域102中時所產(chǎn)生的情況，其中，就該第二物鏡而言，銷130、136布置在啟用位置，而銷132、134布置在停用位置。通過使銷136插入到滑槽164中，針對第二物鏡將轉(zhuǎn)輪106的可轉(zhuǎn)動性限制到最小的轉(zhuǎn)動角度9°。沿方向P5即朝向轉(zhuǎn)動位置0°進(jìn)一步轉(zhuǎn)動是不可能的。

在相反的方向P4上，把設(shè)置在啟用位置的銷130插入到滑槽164中，由此將轉(zhuǎn)動限制到轉(zhuǎn)動角度121°。

在圖18和19中示出了當(dāng)?shù)谌镧R裝入到容納區(qū)域102中時所產(chǎn)生的情況。就該第三物鏡而言，接觸部件150和152經(jīng)過構(gòu)造，使得銷134布置在啟用位置，而銷130、132、134布置在停用位置。通過把銷134插入到滑槽164中，轉(zhuǎn)輪106的沿P5方向的可轉(zhuǎn)動性被限制到作為最小旋轉(zhuǎn)角度的18°。而在方向P4上，轉(zhuǎn)輪106可以轉(zhuǎn)動一定程度，直到凸起166頂靠到第二止擋174上，即直至最大的旋轉(zhuǎn)角度130°。

通過前述的帶有插入到相應(yīng)滑槽162、164中的銷130～136的布置方式，由此能夠以簡單的方式純機(jī)械地根據(jù)物鏡44來限制轉(zhuǎn)輪106的可轉(zhuǎn)動性，從而能以簡單的方式可靠地在總變焦范圍內(nèi)給每個物鏡44都指配一個變焦子范圍。

在一種替代的實(shí)施方式中，也可以設(shè)置多于四個或者少于四個的銷130、136。替代地，也可以設(shè)置多于兩個或者少于兩個的滑槽162、164。銷和滑槽的數(shù)量可以特別地適配于所采用的各種物鏡的數(shù)量，進(jìn)而適配于不同的必需的變焦子范圍的數(shù)量。

附圖標(biāo)記清單

10 顯微鏡

12 座架基體

14 擺動單元

16 殼體

18 載物臺

20 調(diào)節(jié)輪

30 物鏡系統(tǒng)

32 變焦系統(tǒng)

34、36、38 透鏡組

40 圖像檢測單元

42 視場角

44、52 物鏡

46、48、54、56 限制部件

50 光軸

90 總變焦范圍

92 下限

94 上限

96、98 變焦子范圍

100 殼體

102 容納區(qū)域

104 板

106 物鏡殼體

108 轉(zhuǎn)輪

110 滾花

112 齒

114 齒輪設(shè)備

116 螺桿

118、120 保持部件

130～136 銷

138 表面

140 彈簧

142、148 銷

150、152 接觸部件

154 接觸面

160 滑槽盤

162、164 滑槽

166 凸起

170 殼體部分

172、174 止擋

P1～P5 方向。