具有自动调整的可变光圈的显微镜的制作方法

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具有自动调整的可变光圈的显微镜的制作方法与工艺

本发明涉及一种包括物镜系统的显微镜,该物镜系统具有至少两个有选择地引入到光路中的带有不同焦距的物镜。该显微镜还具有变焦系统,该变焦系统具有变焦范围,其中,待显微的物体的相应的总放大率分别由所选物镜的焦距和变焦系统的在变焦范围内调节好的焦距产生。

该显微镜还具有用于限制光路孔径的光圈,其中,通过对光圈的调节能够调节光圈开口的大小,进而能够调节孔径。



背景技术:

已知的显微镜具有物镜系统和/或变焦系统,借助于它们可以调节焦距,进而可以调节显微物体的图像的总放大率。根据物镜系统的所选物镜,且根据变焦系统的设定,需要另外地理想地调节显微镜的孔径,以便实现最佳的图像。因此,为了调节孔径,设置了可变光圈,在该可变光圈情况下可以调节开口的大小,由此相应地改变孔径。

另外,在很多已知的显微镜中,可以更换硬件组件,例如所采用的摄像机,由此也产生了不同的理想的孔径。

此外,在很多显微镜中都可行的是,使用者可以针对不同的参数调节出不同的偏好,其中,根据不同的偏好也产生了用于拍摄高质量图像的不同的理想的孔径。

已知有些显微镜通过相应的操纵部件手动地进行光圈调节。此外已知一些显微镜机动地调节光圈。这两种方案的共同点是,显微镜的使用者必须按照显微镜的所选择的各个设定来调整光圈,若无使用者的相应的操纵,就无法调节光圈。

这里的缺点是,使用者需要相应的专业知识,以便分别选择光圈的理想的设定。此外,调节光圈很耗费时间,而且很快就会发生错误。

另外已知一些设有可变光圈的显微镜,该可变光圈机械地与变焦系统联接,从而根据调节的变焦位置自动地相应地一同调节光圈。

在此不利的是,这种机械的联接总是仅仅对于一个参数才可行,而例如对于应用不同的有选择地引入到光路中的物镜来说就无法进行。此外,这种机械联接无法实现显微镜使用者的干预,例如以便根据个人偏好来调整设定。



技术实现要素:

本发明的目的是,提出一种显微镜,借助于该显微镜以简单的方式且在操作成本较小的情况下实现了待显微的物体的高质量的图像。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的显微镜得以实现。本发明的有利改进在从属权利要求中给出。

根据本发明,设置了用于控制光圈的控制单元,借助于它总是自动地确定出光圈的最佳的设定,并相应地调节光圈。为此,控制单元根据显微镜的至少一个参数的当前值自动地分别确定出光圈的对于当前值来说理想的设定,并相应地调节光圈。由此实现总是自动地调节出光圈的最佳设定,由此调节显微镜的孔径,并且,操作人员在改变显微镜参数的设计时不必繁琐地自己确定并调节出光圈的理想设定。由此提高了操作舒适性,缩短了作业时间,并减少了使用者的必需的专业知识,避免了误操作。

当前的值换句话说就是参数的当前值或当前的设定。该参数例如是下面组中的一个或多个参数,该组至少包括:变焦系统的设定、所采用的物镜和/或当前的使用者设定。

尤其可以设置用于调节光圈的电机,其中,控制单元自动地控制电机,从而该电机相应地调节光圈。

另外将实现的是,能通过机动化和自动的控制根据显微镜的至少一个参数非常精确地且准确地控制光圈开口的大小。由此可以在显微镜的任何可能的设定下以简单的方式分别调节出理想的孔径。

此外由此可以实现所谓的“数字融合光学(Digital Fusion Optics)”,据此,由一个物体短暂地拍摄相继的图像,这些图像利用了不同的孔径,进而具有不同的分辨率,并叠加成一个图像。为此,特别是进行扫描,用于确定这些图像中的“更好的”各区域,然后把这些区域组成一个主图像(Masterbild)。

所述光圈尤其是指一种可变光圈,其能以简单的方式改变其开口的大小。这种可变光圈构造简单且耐用,并允许以简单的方式精确地调节孔径。

替代地,代替可变光圈,作为光圈也可以设置光圈限制器,其带有多个可电子控制的部段。在此,尤其可以单独地控制这些可电子控制的部段中的每个部段的透射率或反射率。

光圈限制器优选是带有LCD部段的两维格栅的液晶阵列。光圈限制器因而也称为“LC快门”。

在一种特别优选的实施方式中,控制单元根据显微镜的至少两个参数的当前值分别确定出光圈的预定的理想的设定,并控制电机,从而该电机相应地调节光圈。

在一种特别优选的实施方式中,在确定光圈的理想的设定时,也可以自动地考虑多于两个的参数。特别是考虑显微镜的可以由操作人员调节的全部参数,从而操作人员绝对不必为了得到高质量的图像而根据这些参数所处的设定来自己改变光圈的设定。

光圈的要调节出的设定尤其事先已根据经验和/或以计算方式确定出来,并经过选择,从而在这些设定下总是产生待显微的物体的高质量的图像,特别是与相应的设定最佳地适配的图像。

特别有利的是,在控制单元中,针对所考虑的参数的全部可能的值,以及在这些参数的值的全部可能的组合中,总是把光圈的要调节出的设定与相应的值一对一对应地存储起来。控制单元于是在根据待考虑的参数的当前值确定光圈的要调节出的设定时,读出光圈的相应的调节值,并相应地控制电机。在控制单元中特别是存储了表格,在该表格内针对全部可能的值及其组合存储了光圈的相应地要调节出的值。

在本发明的一种替代的实施方式中,在控制单元内也可以存储计算规则,其中,控制单元借助于该计算规则确定出光圈的分别要调节出的设定。在该计算规则中特别是含有一些其值要予以考虑的参数,从而根据相应参数的值产生光圈的必需的理想设定,作为计算规则的结果。

计算规则特别是借助模拟和比较函数已事先确定下来。

光圈的要调节出的各设定特别是经过选择,从而这些设定是光圈的对于参数的相应值或其组合来说总是最佳的设定,也就是说,产生了对于参数的所选值而言最佳的孔径。

光圈的要调节出的设定在此可以直接作为光圈的必需的调节参数、电机的必需的控制数据、要调节出的孔径和/或光圈的要调节出的开口大小而被存储起来。这些值可以任意地相互换算,从而以何种方式存储它们并不重要。

在本发明的一种特别优选的实施方式中,控制单元根据变焦系统的当前的设定确定出光圈的要调节出的设定,并相应地自动地调节光圈。因而在这种情况下,在光圈调节时要考虑的参数,即变焦设定和当前的值,分别是变焦系统的当前设定。

由此可以实现沿着总变焦范围都得到理想的孔径走势,而操作人员不必为此繁琐地确定出相应的必需的设定。由此特别是不会忘记根据所希望的变焦设定来调整光圈的设定。

相比于在变焦调节与光圈调节之间存在机械联接的系统,实现了如下优点:系统的构造明显简化。另外,对相应光圈设定的自动的电调节能实现除了可以考虑变焦调节外,还可以考虑其它参数。

在本发明的一种特别优选的实施方式中,附加地或替代地,在确定光圈的设定时,还考虑当前引入到光路中的物镜。根据所用的物镜,产生了另一理想的孔径,从而必须相应地调节光圈,这通过在确定光圈设定时作为参数考虑所选的物镜以简单的方式来实现。

此外有利的是,控制单元根据显微镜的至少一个硬件组件的至少一个特性来确定出光圈的要调节出的设定。由此实现使得显微镜孔径更好地适配于分别采用的设定。特别是可以更换显微镜的各种不同的硬件组件,比如所采用的图像传感器,由此根据图像传感器的不同的分辨率和灵敏度产生其它理想的孔径。

控制单元特别是根据显微镜的图像传感器的分辨率、显微镜的图像传感器的灵敏度、显微镜的摄像机的分辨率和显微镜的摄像机的灵敏度,确定出光圈的要调节出的设定。

另外有利的是,控制单元根据显微镜使用者的至少一个使用者设定,确定出光圈的要调节出的设定。显微镜经过特殊构造,从而使用者能够选出偏好和设定。这些使用者设定例如可以是所希望的曝光时间、多个分辨率级别中的所希望的那个分辨率级别、多个预定的景深级别中的所希望的那个景深级别或者多个预定的亮度级别中的所希望的那个亮度级别。根据所选择的设定,产生了另一理想的孔径。特别地通过自动的调整实现了使用者不必繁琐地将其偏好换算成必需的光圈位置,而是他能够通过菜单在明文中选取所希望的偏好,并且,显微镜自动地执行全部必需的调节。

例如,可以通过与显微镜连接的计算机来规定选择菜单,在该选择菜单中使用者例如可以选择“恒定的亮度”、“提高的分辨率”、“改善的分辨率”、“较高的景深”等作为偏好。为了实现该调节,必须相应地改变光圈设定,这自动地通过控制单元来进行。

在本发明的一种特别优选的实施方式中,在确定光圈调节和自动地实施这种调节时考虑多个或全部前述的参数,即特别是变焦设定、所采用的物镜、硬件组件的特性和/或使用者设定。这通过如下方式得以实现:对光圈的调节电子受控地进行。在机械地调节光圈时,可以始终都仅仅针对一个参数,而通过控制单元即显微镜的固件进行的自动调节允许按任意组合考虑任意多的参数。

特别有利的是,至少一个传感器单元被设置用来确定出一个参数的当前值或者多个参数的当前值。这一点特别是当对参数的调节可以手动地进行时是必需的,以便控制单元知道当前处于哪种设定。例如可以手动地且纯机械地调节显微镜的物镜系统,从而起初并不存在关于相应的设定的电子信息。在这种情况下,于是特别是设置了一些传感器,借助于这些传感器可以明确地确定出设定。

而在采用电的变焦调节系统和物镜调节系统时,并非一定需要设置传感器,因为可以采用在变焦调节或物镜调节时使用的相应的电的控制信号来确定出光圈设定。

在本发明的一种特别优选的实施方式中,在总变焦范围内给每个物镜都指配了变焦子范围,其中,设置一些限制机构,通过这些限制机构将变焦系统的可调节性分别限制到被指配给选定的物镜的变焦范围。在这种情况下,控制单元根据分别选择的物镜和/或变焦系统的调节好的焦距,确定出光圈的预定的设定。

通过采用一种与对于所希望的变焦倍数真正需要的相比尺寸设计较大的变焦系统,实现了使得所采用的物镜的焦距差不必像传统的显微镜那样大。特别地可以通过指配变焦子范围来实现对于具有大的放大率的物镜而言也通过变焦系统进行尽可能高程度的放大,该变焦系统因而为了大的总放大率而配合作用。而对于低放大率的物镜来说,在总变焦范围内适当地选取变焦子范围,使得该变焦子范围也相应于较低的放大率,从而实现大的视场角。由此通过指配的变焦子范围来实现使得变焦系统分别适配于相应物镜的各自的要求,从而相应地能够对物镜结构提出较小的要求,特别是能够采用具有近乎相等的焦距的物镜。由此实现能把物镜构造得紧凑,进而成本低廉。特别地由此可以采用具有类似尺寸的物镜,这尤其能实现等焦距的物镜系统。通过对物镜系统的这种等焦距的设计,也实现了在更换物镜时不必重新聚焦。此外可以实现相当大的变焦倍数。这带来了如下优点:特别是对于任何物镜来说,给操作人员实际上留下的变焦倍数一样大。

变焦系统的总变焦范围尤其是指由结构决定的最大可供使用的变焦范围。总变焦范围尤其表示能够通过变焦系统调节出来的不同的焦距。总变焦范围的极限因而由变焦系统的最小的焦距和最大的焦距给定。

物镜系统尤其包括物镜旋座,在该物镜旋座中安置着不同的物镜,通过该物镜旋座的旋转可以分别将所希望的物镜引至光路中。这些物镜本身经过特殊设计,从而针对它们分别使得各个透镜组的布置相互间固定地设定好,而不可调节。而变焦系统具有多个透镜组,其中的至少一个透镜组相对于不可移动的透镜组可轴向地移动,由此能够调节变焦系统的焦距,进而调节其放大率。

优选在总变焦范围内也给第二物镜指配第二变焦子范围。

在一种优选的实施方式中,至少一个物镜的变焦子范围小于总变焦范围。特别有利的是,所有物镜的变焦子范围都分别小于变焦系统的总变焦范围。因而针对每个物镜都仅仅分别采用总变焦范围的部分区域,该部分区域从其特性方面匹配于物镜的特性。

由于变焦系统的总变焦范围由此大于针对各个物镜所采用的变焦子范围,所以变焦系统也称为“超裕度设计的”或“超尺寸的”变焦系统。

这些物镜的变焦子范围在此也可以至少部分地交叠。替代地也可行的是,这些变焦子范围也经过选择,从而不进行交叠。通过这些变焦子范围的交叠,实现了每个物镜都通过对变焦系统焦距的相应调节而具有尽可能大的调节范围,且相应地可以明显地改变放大率。

在本发明的一种优选的实施方式中,变焦子范围的上限和下限分别经过选择,从而对于不同的变焦子范围在相应的下限和上限之间分别产生相同的预定的变焦倍数。变焦倍数尤其是指相应变焦范围的上限和下限的商,即特别是最大焦距和最小焦距的商。由此实现对于操作人员的每个物镜来说都有相同的变焦倍数可供使用,从而操作人员具有相同的放大方案,而无关于采用哪个物镜,然而,根据所用的物镜,当然产生不同的总放大率,因为它是作为变焦系统的焦距除以物镜的焦距的商得到的。

特别有利的是,至少一个变焦子范围的下限相应于总变焦范围的下限,至少一个变焦子范围的上限相应于总变焦范围的上限。由此实现最佳地充分利用变焦系统的总变焦范围,进而也使得显微镜的总共得到的变焦倍数尽可能大。

特别有利的是,变焦子范围经过事先调节,从而具有比另一物镜的焦距大的焦距的物镜的变焦子范围包括比该另一物镜的变焦子范围的最小的放大率或焦距小的放大率或焦距。如果一个物镜具有比另一物镜大的焦距,则这意味着,该物镜引起比另一物镜小的放大率。变焦子范围因而经过选择,使得它相对于总变焦范围而言覆盖变焦子范围的较小的焦距,从而最佳地补充物镜的和变焦系统的特性,特别是最佳地补充在低放大率情况下的所希望的大的视场角。

相反,这些变焦子范围经过预先调节,从而具有比另一物镜的焦距小的焦距的物镜的变焦子范围包括比另一物镜的变焦子范围的最大的放大率或焦距大的放大率或焦距。由此实现对于具有大的放大率的物镜而言该变焦子范围也覆盖总变焦子范围的大的焦距,因而有助于大的总放大率。

在本发明的一种特别优选的实施方式中,物镜系统具有带第一焦距的第一物镜和带第二焦距的第二物镜,其中,第二焦距大于第一焦距。第二物镜由此引起比第一物镜小的放大率。总变焦范围具有第三焦距作为下限,且具有第四焦距作为上限。指配给第一物镜的第一变焦子范围具有第四焦距作为上限,指配给第二物镜的第二变焦子范围具有第三焦距作为下限。由此实现使得在两个物镜中具有较大放大率的第一物镜在调节出第四焦距时与变焦系统一起实现最大的总放大率。相反,可以通过选择第二物镜和第三焦距来实现尽可能小的放大率。

这些焦距尤其也可以经过适当选择,从而在相应地调节时产生<1的总放大率,也就是说,物体被缩小地成像。

此外有利的是,设置一些限制机构,通过这些限制机构将变焦系统的可调节性分别限制到被指配给选定的物镜、即当前引入到光路中的那个物镜的变焦子范围。

在本发明的一种特别优选的实施方式中,作为限制机构,在每个物镜上都设置至少一个止挡,其中,通过该止挡把变焦系统的可调节性限制到分别指配给该物镜的变焦子范围。由此特别是纯机械地保证针对每个物镜来说都只能在所指配的变焦子范围内调节变焦系统。

在一种特别优选的实施方式中,在每个物镜上都设置两个止挡,通过这些止挡来限制变焦系统的调节。如果变焦子范围的极限通过由结构决定的最大可能的总变焦范围的极限给定,则在这方面可以省去止挡。

在本发明的一种特别优选的实施方式中,变焦系统的调节也可以采用电学方式来进行,其方式为,设置电的驱动单元,特别是电机。另外,设置用于控制驱动单元的控制单元,其中,在该控制单元内存储着指配给相应物镜的部分区域。控制单元于是控制着驱动单元,从而总是只能在相应的变焦子范围内进行调节。尤其是设置传感机构,控制单元通过它可以自动地识别出哪个物镜引入到了光路中,从而控制单元于是自动地选择有操作人员调节的变焦子范围,并相应地控制电的驱动单元。在这种情况下,尤其可以省去用于限制变焦子范围的机械的止挡,因为作为限制机构采用了电的驱动单元的控制件。

此外有利的是,显微镜包括操纵部件,用于手动地调节变焦系统的放大倍数。该操纵部件可以是旋钮。

此外有利的是,变焦系统具有至少两个透镜组,其中的一个透镜组为了调节变焦系统的焦距可朝向光轴移动。在一种优选的实施方式中,变焦系统具有三个或四个透镜组,其中的两个透镜组可朝向光轴移动。

所述显微镜尤其是指一种数字的显微镜,其包括图像检测单元,用于拍摄被显微的物体的图像。对于数字显微镜来说,待显微的物体的图像特别是通过变焦系统直接成像到图像检测单元上。

在一种替代的实施方式中,该显微镜也可以是视觉显微镜。

附图说明

本发明的其它特征和优点可由后续说明得到,该说明借助实施例结合附图对本发明予以详述。

其中:

图1为数字显微镜的示意性的立体图;

图2为根据图1的显微镜的放大系统的示意图;

图3为在使用第一物镜的情况下根据图2的放大系统的示意图;

图4为在使用第二物镜的情况下根据图2的放大系统的示意图;

图5为总变焦范围与第一和第二物镜的变焦子范围的示意图;

图6为根据另一实施方式的放大系统的示意图。

具体实施方式

图1中所示为数字显微镜的示意性的立体图。该显微镜10包括静止的座架基体12以及相对于它可摆动的摆动单元14。

摆动单元14包括至少一个图像检测单元,借助于该图像检测单元可以拍摄待显微的物体的图像。特别地,利用该图像检测单元不仅能够拍摄各个图像,而且能拍摄系列图像和视频,其能实现从不同的视角观察待显微的物体。

另外,摆动单元具有物镜和变焦系统,借此能够调节出待显微的物体的不同的放大率。物镜系统具有多个物镜,其中的每一个物镜都有选择地引入到光路中。

在图1中看不到图像检测单元、物镜系统和变焦系统,因为它们被摆动单元14的壳体16遮挡住了。

物镜系统和变焦系统的结构还将在下面结合图2~4予以详述。

物镜系统的物镜特别是等焦距地构造,从而在更换物镜时无需由操作人员进行再聚焦。这些物镜在此尤其与在旋转轴线和物镜界面之间的距离协调,从而产生一种共心系统,这使得在摆动单元14摆动时不必进行重新聚焦,而且,被观察的区域居中地保持在图像中心,摆动单元14可以通过该旋转轴线转动。

在座架基体上还设置有载物台18,在该载物台上安置着待显微的物体。该载物台18可以借助于调节轮20相对于座架基体12沿双箭头P1的方向调节,由此可以实现对待显微的物体聚焦。

在图2中以三种不同的设定纯示意性地示出设置在摆动单元14中的放大系统。该放大系统包括物镜系统30以及变焦系统32,通过它们的配合实现所希望的总放大率。物镜系统30包括至少两个具有不同焦距的物镜44、52,其中的每一个物镜都有选择地摆入到显微镜10的光路中。

变焦系统32具有三个透镜组34~38,其中的两个透镜组36、38可沿光轴50的方向调节。在本发明的一种替代的实施方式中,变焦系统也可以只包括两个透镜组34~38,其中只有一个透镜组34~38可轴向地调节。同样,也可以考虑具有多于三个的透镜组34~38的变焦系统。

就图2中所示实施方式而言,物体的图像通过变焦系统32直接在图像检测单元40上成像,该图像检测单元尤其可以是摄像机。

在图2中示出了变焦系统32的三种设定。在左边的设定下,变焦系统32经过调节,从而它具有最大的焦距,因而产生最大的放大率。相应地,视场角42被设计得最小,该视场角表示在与物镜系统30的接口区域中主光束相对于光轴50的角度。

而图2中所示的右边的设定表示变焦系统32的另一种极端的设定,即在该设定下,变焦系统32具有最小的焦距,相应地具有最小的放大作用。在这种情况下,视场角42被设计得最大。

图2中所示的中间的情况表示一种中间设定,在该中间设定下,通过变焦系统32达到一种焦距,这个焦距大于最小焦距,且小于最大焦距。在此相应地,视场角42位于另外两种情况的视场角42之间。

显微镜10的相应的总放大率可由变焦系统32的调节好的焦距与物镜系统30的引入到光路中的物镜44、52的焦距的商得到。

变焦系统32具有总变焦范围,该总变焦范围表示变焦系统32的通过变焦系统32可调节的焦距。该总变焦范围在图5中示范性地用箭头90示出,其中,下限92表示变焦系统32的最小焦距,该最小焦距是在图2中右边所示的设定下得到的。总变焦范围90的上限94相应地表示变焦系统32的最大焦距,该最大焦距是在图2中左边所示的设定下得到的。因而,总变焦范围90特别是取决于构造预先确定的,并且表示变焦系统32的放大率的最大可能实现的范围。

如已述,变焦系统32包括多个具有不同焦距的物镜44、52。在总变焦范围90内给这些物镜44、52中的每一个都指配有一个变焦子范围,其中,在图5中示出了第一物镜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。两个变焦子范围96、98分别仅覆盖总变焦范围90的一部分,且特别是经过设计,从而它们至少部分地交叠。

显微镜10经过构造,使得变焦系统32分别总是只能在变焦子范围96、98内调节,该变焦子范围指配于当前摆入到光路中的物镜44、52。

就图5中所示实施例而言,相比于第二物镜52,指配有变焦子范围96的第一物镜44具有较大的焦距,因而具有较小的放大作用。第一变焦子范围96相应地也经过选择,从而它相比于第二变焦子范围98涵盖总变焦范围90的较小的放大率,而第二变焦子范围98涵盖总变焦范围90的较大的放大率。

由此实现对于具有大的放大率、亦即具有小的焦距的物镜52而言,通过变焦系统也实现了大的放大率,从而整体上实现了大的总放大率。

相反,针对于具有低放大率,即具有大视场角的物镜44,指配了变焦范围96,就该变焦范围而言,变焦系统32同样具有低放大率,进而具有大的视场角。

由此,变焦系统32的所采用的部分区域始终都与相应的物镜44、52的特性协调。

图3中所示为处于两种状态下的根据图2的放大系统的示意图,其中,物镜系统30的第一物镜44引入到光路中。针对于具有相当大的焦距,即具有低放大率的第一物镜44,通过限制部件46、48来限制变焦系统32的调节性,从而相比于图2中所示的最大的调节区域,虽然可以调节至最小的焦距(图3右边),但不能调节至最大的焦距。相应地,只能在第一变焦范围96内调节变焦系统32。利用限制部件46、48把透镜组36、38的相向移动限制到图3中左边所示的状态。限制部件46、48尤其是与第一物镜44联接的止挡,从而在第一物镜44引入到光路中时,止挡46、48自动地随之移动,从而它们经过适当布置,使得它们布置在透镜组34~38的移动区域内。

在图4中所示的情况下,第二物镜52摆入到光路中。该物镜52也包括止挡54、56,利用这些止挡把变焦系统32的调节限制到第二变焦子范围98。针对于该第二物镜52,利用止挡54、56来防止透镜组36、38的彼此离开的移动距离比在图4中右边所示的状态下大,从而防止产生最小的放大率。

因此如图5中所示,变焦系统32分别在变焦子范围96、98中工作,这些变焦子范围小于最大的总变焦范围90,所以,变焦系统32也称为“超裕度设计的”或“超尺寸的”变焦系统。

根据哪一个物镜44、52被引入到光路中并且进而在当前被使用,且根据变焦系统32的设定,需要另一孔径,以便得到具有所希望的特性的待显微的物体的高质量的图像。

因此在图6中示出了一种实施方式,在该实施方式中,为了调节孔径,设置了孔径光圈60,该孔径光圈特别是被构造成可变光圈的形式。替代地,代替可变光圈,也可以采用其它类型的光圈,这些光圈允许能够改变其开口的大小,进而改变孔径。也可以设置光圈系统,其包括带有不同开口大小的多个光圈,这些光圈可以有选择地根据所需要的孔径引入到光路中。

此外设置了电的驱动单元62特别是电机,借助于它可以调节光圈60,也就是说,借助于它可以调节光圈60的大小。

另外,显微镜10包括控制单元64,该控制单元控制电机62,并通过其控制信号向电机62规定它应调节出光圈60的哪个设定。

控制单元64经过构造,从而它根据变焦系统32的当前的各值或设定,并根据当前引入到显微镜光路中的、进而被采用的物镜44、54,确定出光圈60的要调节出来的对于实现理想的孔径来说必需的设定。

在控制单元64中特别是存储着指配规则,该指配规则对于任何可能的变焦设定和任何可能的物镜或由此得到的组合来说,都分别含有光圈60在此需要的设定。控制单元64根据当前的设定从所述指配规则中读出光圈60的必需的设定,并相应地控制电机62,从而该电机按照预先调节好的设定来调节光圈60。

在另一实施方式中,附加于或替代于指配规则,也可以在控制单元64中存储计算规则,借助于该计算规则,控制单元64根据变焦系统32的和所选物镜44、52的当前的值或设定来确定出光圈60的各个理想设定。

确定出光圈60的各个设定以及实际调节出该设定尤其是全自动地进行,而显微镜10的操作人员不必为此做些什么。由此实现操作人员只需对变焦系统32和物镜系统30进行所希望的调节,而不必继续关心确定出光圈60的分别需要的设定。由此实现在总变焦范围内的理想的孔径走势。此外,由此实现了自动地、理想地调节显微镜10的孔径,同时简化了对显微镜10的操作,使用者的作业时间短,所需要的专业知识少,误操作的可能性低。另外,对光圈60的这种自动调节能实现快速地且精确地调节孔径,这有利于利用不同的孔径迅速地、顺序地拍摄同一物体的图像。

显微镜10特别是包括第一传感器66,借助于它可以确定出变焦系统32的当前的各值或设定。确定出的当前的设定特别是被传送至控制单元64,从而该控制单元随时都知道是如何调节变焦系统32的,因而知道可以总是理想地调整光圈60。第一传感器66例如可以是霍尔传感器,借助于它可以确定出用于调节变焦系统32的透镜组34~38的螺杆的旋转位置,进而确定出变焦系统32的值。

类似地,尤其可以设置第二传感器68,借助于它可以确定出物镜系统30的值,即,物镜系统30的物镜44、52中的哪个物镜在当前被引入到光路中。这些信息也被传输至控制单元64,从而该控制单元在更换物镜44、52时总是能够自动地调整光圈60的设定。特别地,每个物镜44、52都具有触点,其中,引入到光路中的物镜44、52的触点与传感器68的触点接触,从而该传感器能以简单的方式确定出哪一个物镜44、52在当前被引入到光路中。

特别是当对变焦系统32或物镜系统30的调节纯机械地且手动地进行时,传感器66和68是必需的,因为在这种情况下,不存在含有关于当前设定的信息的电子数据。相反,如果对变焦系统32和物镜系统30的调节借助于电子控制的单元进行,则可以利用控制单元64的为此采用的控制信号,用于确定出变焦系统32的或物镜系统30的设定,从而无需传感器66、68。

在替代的实施方式中,在确定光圈60的设定时,控制单元64也可以仅仅考虑变焦系统32的设定,或者仅仅考虑物镜系统30的设定。

另外替代地可行的是,在自动地调节光圈60时,控制单元64还考虑其它参数。例如可以考虑显微镜10的构件特性。尤其可以由控制单元64一同考虑图像检测单元40的分辨率和/或灵敏度。这一点特别是在如下情况下是有益的:可以更换各个构件,例如因为其是外部组件。

另外可以采用使用者偏好和使用者设定作为其它参数,控制单元64根据它们来确定出光圈60的要调节出的设定。操作人员尤其可以借助与显微镜10连接的计算机在明文中选取不同的偏好或设定。操作人员例如可以指明,他想要恒定的亮度或提高的分辨率。另外,操作人员例如可以通过菜单点来选择“更高的分辨率”或“更高的景深”。根据偏好和设定,分别需要另一种孔径,其中,控制单元64在确定光圈60的所需要的设定时自动地考虑在明文中选取的那些偏好和设定,并自动地调节光圈60,从而使用者不必按照其偏好根据经验自己调节光圈,而是全部自动地由控制单元64进行。

前面介绍的根据显微镜10的不同参数对光圈的自动的、电子的调节当然也可以应用于全部其它形式的显微镜,即并非仅仅应用于具有“超尺寸的”变焦系统的显微镜。

在一种替代的设计中,代替可变光圈(60),也可以采用带有LCD部段的两维格栅的液晶阵列,所谓的“LC快门”。在该实施方式中,可以省去电机(62)。替代地,控制单元(64)直接控制该液晶阵列,并相应地将这些LCD部段启用或停用。

附图标记清单

10 显微镜

12 座架基体

14 摆动单元

16 壳体

18 载物台

20 调节轮

30 物镜系统

32 变焦系统

34、36、38 透镜组

40 图像检测单元

42 视场角

44、52 物镜

46、48、54、56 限制部件

50 光轴

60 光圈

62 电机

64 控制单元

66、68 传感器

90 总变焦范围

92 下限

94 上限

96、98 变焦子范围

P1 方向。

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