专利名称：显微镜系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显微镜系统。
背景技术：
在现有技术(见专利参考文献1)的显微镜系统中，或者驱动物镜或者驱动载物台以调节对物平面的对焦。该驱动行程相应于该显微镜的尺寸或该导向单元的长度并且比该行程大的样品不能被观察。在现有技术中通过采用使所用子载物台的安装位置能够保持该载物台，以沿着Z轴(向上/向下方向)的调节结构，或通过在该载物台和物镜之间(在许多情况下，在显微镜的镜座区域上)插入提升适配器等能够观察其高度大于行程的样品。
专利参考文献1日本公开专利公告H6-186469号。
发明内容
但是，每当大于显微镜行程的样品设置在载物台上时，必需将该子载物台的调节到最佳位置，或必需对应于具体的样品插入该最佳提升适配器。为此，当观察在很宽的厚度范围内改变厚度的样品时必需进行的操作非常复杂。
根据本发明的单元式显微镜系统包括具有用于物镜的向上/向下驱动单元的镜座单元，和具有用于X-Y载物台的向上/向下驱动单元的底座单元，其中当镜座单元和底座单元相互固定时，物镜驱动单元沿着向上/向下方向的移动范围和载物台驱动单元沿着向上/向下方向的移动范围相互不同。根据本发明，能够确保足够宽的向上/向下行程，以观察具有大厚度的样品以及具有小厚度的样品，因此改善改变样品的可操作性并且顺利地观察样品。
应当注意，保持物镜的保持装置、保持样品的载物台装置以及控制电机驱动的控制装置可以分别用保持设备(means)、载物台设备、第一装置设备、第二装置设备和控制设备替换。
图1示出根据本发的明显微镜系统的第一实施例；图2示出根据本发明的显微镜系统的第二实施例；图3给出通过驱动电机由控制器执行的AF控制和物镜移动控制的流程图；图4示出在本发明的第三实施例中实现的显微镜系统的系统图；图5示出根据本发明的显微镜系统的第四实施例；图6示出螺栓的侧面图；图7示出臂部分的顶视图；图8示出镜座单元的顶视图；图9示出根据本发明的显微镜系统的第五实施例；图10示出在本发明的第六实施例中实现的观察装置；以及图11示出通过形成在该镜座单元的螺栓通孔。
具体实施例方式
第一实施例图1示出从侧面观察的根据本发明的显微镜系统的第一实施例。假定X轴垂直于画面延伸，Y轴在画面上水平地延伸，Z轴在画面上竖直的延伸。用于发射照明的灯箱2连接于底座单元1。用于发射照明的起源于灯箱2的光通过安装在该底座单元1内照明发射的系统(未示出)并且从下面照明样品100。
样品皮100放置在载物台3上，并且由于该载物台3沿X-Y方向移动，样品100也沿着X-Y方向移动。该载物台3安装在子载物台4上以便能够沿着X和Y方向移动。该子载物台4经由第一Z驱动机构5保持以便能够相对于该底座单元1沿着Z轴(相对于该显微镜的顶部/底部方向)移动。因此，载物台3也能够沿着Z方向移动。这种结构使样品100能够相对于物镜沿着Z轴移动，用于对焦调节。
载物台3经由X-Y驱动机构17沿着X-Y方向驱动。使用者(通过显微镜观察样品的人)通过用手旋转第一竖直运动手柄7操作第一Z驱动机构5，以便向上或向下移动该载物台3，并且操作该X-Y驱动机构17以左右或前后移动该载物台3。
具有不同放大率的多个物镜6安装在换镜转盘8上，以便使给定的样品能够以所希望的放大率观察。安装在臂部分9上的该换镜盘8经由支架部分10保持在镜座单元11，以便能够向上/向下移动。该支架部分10经由第二Z驱动机构18安装在该镜座单元11。保持该臂部分9的支架部分10经由该第二Z驱动机构18能够相对于该镜座单元11沿着Z轴(向上/向下)移动。
使用者通过用手旋转第二竖直运动手柄操作第二Z驱动机构18，以便向上/向下移动该支架部分10、臂部分9和换镜盘8，并且因此能够相对于样品沿着Z轴移动该物镜6。
如上所述，在该实施例中实现的该显微镜系统包括两个Z轴升降机构，即，设置在子载物台4和底座单元1之间的第一Z驱动机构5，和设置在该支架部分10和该镜座单元11之间的第二Z驱动机构18。应当注意，导向单元将竖直运动手柄7和12的旋转运动经由诸如齿条和齿轮的机构转换为线性运动，使得物镜6和载物台3向上/向下移动。
在该实施例中实现的显微镜系统中，通过旋转该第一竖直运动手柄7该载物台3能够沿着Z轴(向上/向下)移动的范围，和通过旋转该第二竖直运动手柄12该物镜6能够沿着Z轴(向上/向下)移动的范围设置成不相互重叠。即，由第一竖直运动手柄7和相应的驱动机构5沿Z轴(向上/向下)驱动的载物台3的驱动范围和由第二竖直运动手柄12和相应的驱动机构18沿Z轴(向上/向下)驱动的物镜6的驱动范围是不同的。
保持用于反射照明的灯箱14的反射照明装置13安装在臂部分9以便从上面照明样品100。镜筒15安装在该反射照明装置13的顶部，以便使使用者能够经由安装在该镜筒15上的目镜16观察该样品放大的图像。
在如上所述构成的第一实施例中的显微镜系统能够实现下述操作效果。
(1)在第一实施例中实现的该显微镜系统包括两个Z驱动机构，即，设置在子载物台4和底座单元1之间的第一Z驱动机构5和设置在该支架部分10和该镜座单元11之间的第二Z驱动机构18。因此在该显微镜中实现的整个行程是该两个导向单元行程的组合。换句话说，假定与相关技术中的显微镜的行程相匹配的行程经由该两个导向单元的每个来实现，那末连续观察范围是相关技术中的显微镜行程长度的两倍，这使得通过简单的操作能够观察从薄样品到厚样品的各种类型的样品。
(2)对上面的一点进行详细说明，由于载物台3和物镜6两者能够在相互不同的范围内沿着Z轴(向上/向下)驱动，必要时，与该载物台3的行程和该物镜6的行程组合一样大的空间能够设置在该载物台3和该物镜6之间。结果，无论它具有很小的厚度或大的厚度，能够调节对样品100的聚焦，只要转动该第一竖直运动手柄7和该第二竖直运动手柄12。即，与现有技术的显微镜不同，该显微镜系统不需要任何复杂的操作，例如每当更换样品100时将子载物台重新安装在用于特定样品的最佳位置，或插入/拆去提升适配器。
(3)当调节对样品100的聚焦时，使用者能够选择或者向上/向下驱动该载物台3，或者向上/向下驱动该物镜6。如果探头，或各种类型的测量装置安装在该样品100处，向上/向下移动该物镜6将更加方便。另一方面，如果使用者希望将眼睛保持在固定的位置(该观察眼睛的位置)以便较少疲劳，那末，可以向上/向下移动载物台。换句话说，为了调焦被驱动的部件可以根据具体的观察环境确定。
应当注意，虽然在结构上参考本发明采用的实施例的例子给出上述的说明，在该例子中，当物镜6向上/向下移动时，镜筒15和目镜16也向上/向下移动，但是本发明不限于这个例子。在具有固定于该镜座单元11上的反射照明装置13的结构中，其中当竖直运动手柄12转动时，物镜6和换镜盘8单独向上/向下移动。这种结构也使观察眼睛能够保持在固定的位置。
在上述实施例中，经由第一竖直运动手柄7和相应的驱动机构沿着Z轴(向上/向下)驱动的该载物台3的驱动范围和经由第二竖直运动手柄12和相应的驱动机构沿着Z轴(向上/向下)驱动的该物镜6的驱动范围相互不同并且因此不相重叠。但是，本发明不限于这个例子并且这些范围可以部分地重叠。然而，应当注意，这些驱动范围必需总是包括不相互重叠的部分，并且它们不相互重叠尽可能宽的范围。
第二实施例图2示出根据本发明的显微镜系统的第二实施例。同样的附图标记赋予类似于第一实施例中实现的显微镜系统的零部件，以不需要对其进行详细说明。在第二实施例中实现的显微镜系统包括电驱动的竖直运动单元，代替在第一实施例中所用的用手操作的第二竖直运动手柄12。下面的说明重点放在与第一实施例的不同之处。
使支架部分10、臂部分9、换镜盘8以及物镜6向上/向下移动的电机22装入电驱动的镜座单元21内。AF单元23安在国在该发身照明装置13的顶上。此外，开关盒25安装在外部。两者均电连接于控制器(控制装置)24的电机22和AF单元23由控制器24控制。用微型计算机和其外围电路构成的该控制器24通过执行特定的程序控制该显微镜系统的所有操作。该控制器24包括用于该电机22的驱动电路。虽然该控制器24在图2提供的图示中设置在该显微镜系统的外面，但是该控制器24可以代之以安装在该底座单元1或该电驱动的镜座单元21的里面。
经由AF开关(未示出)、用于向上/向下移动物镜(未示出)等的竖直运动开关设置在其中的开关盒25，用于各种类型控制的指令能够响应由使用者在开关盒25进行的操作发布给该控制器24。例如，响应由使用者进行的AF开关的操作，相应的操作信号从该开关盒25传输给控制器24，该控制器24然后执行AF(自动对焦)控制。响应由使用者进行的物镜竖直运动开关的操作，相应的操作信号从该开关盒25传输给控制器24，然后该控制器24通过控制该电机22使物镜移动。
AF单元包括由CCD等(未示出)构成的内置的成像装置，并将对焦信息传输给控制器24。根据从该AF单元传输对焦信息，该控制器24通过控制该电机22的旋转方向、该旋转本身和使该旋转停止的计时，对该显微镜系统进行AF控制。也就是，该控制器24进行控制以便自动将焦点调节在样品100上。
从电机22产生的驱动力经由实现特定减速比的齿轮传递给第三Z驱动机构26，该第三Z驱动机构26类似于在第一实施例中实现的Z驱动机构。由于由齿条和齿轮机构等构成的该第三Z驱动机构26将电机22的旋转运动转换成线性运动，该支架部分10由该第三Z驱动机构26向上/向下驱动。应当注意，由于物镜由主要用于AF控制的电机22驱动，可以选择特定类型的减速齿轮等，以确保该物镜能用非常精确的控制来驱动。
图3给出通过驱动该电机22由控制器24执行的AF控制和物镜移动控制的流程图。在步骤S1，判断在开关盒25中的物镜竖直运动开关是否已经被起动。如果在步骤S1判断该物镜竖直运功动开关已经被起动，则操作进行到步骤S6，而如果在步骤S1判断该物镜竖直运动开关没有被起动，则操作进行到步骤S2。
在步骤S2，判断在开关盒25的AF开关是否已经起动。如果判断在步骤S2该物镜AF开关已经起动，则操作进行到步骤S3，而如果在步骤S2判断该物镜AF开关没有起动，则操作返回到步骤S1，以重复的进行上述过程。
在步骤S3，输入由AF单元23提供的对焦信息(对焦信号)，该对焦信息可以表示，例如，样品图像的对比度值。在步骤S4，根据对焦信息判断焦点是否已经调节，即，是否已经实现焦点匹配。例如，如果表示出对比度值的峰值，则可以判断焦点已经调节(焦点匹配已经实现)。
如果在步骤S4判断焦点已经调节，该处理结束。但是，如果在步骤S4判断焦点没有调节，则操作进行到步骤S5，驱动电机22以将物镜移动非常小的量。电机旋转的方向根据电机以前的旋转方向并根据焦点信息确定。因此操作返回到步骤S3以重复进行上述处理。
在步骤S6，驱动电机22以移动该物镜6，在物镜竖直运动开关，向上运动和向下运动可以规定为相互不同，并且使物镜根据来自该竖直运动开关的操作信号向上/向下移动。此外，虽然假定物镜响应该开关的按下移动到其移动范围的末端给出该说明，但是可以采用另一种结构，其中只有在该开关保持按下才使物镜移动。因此，处理接触。
除了在第一实施例中的该显微镜系统的操作效果之外，如上所述构造的第二实施例中的显微镜系统能够实现下述效果。
(1)通过移动经由电机22驱动的物镜整体地实现焦点调节，并且当载物台3需要降低很大的量时，例如，当更换样品100时，该载物台3通过由使用者进行的手动操作能够移动很大的量。结果，显微镜系统的可操作性大大改善。
应当注意，虽然参考实施例的例子给出上述说明，在该例子中本发明采用一种结构，该结构包括设置成代替该第二竖直运动手柄12的电驱动竖直运动单元，但是本发明不限于这个例子。不是该第二竖直运动手柄12，而是该第一竖直运动手柄7可以用电驱动竖直运动单元代替。可选地，该第一竖直运动手柄7和第二竖直运动手柄12两者均可以用电驱动竖直运动单元代。虽然通过上述的手动操作和电机操作的结合，可操作性的改善在下面的情况下不能被实现，但是在物镜和载物台都用电驱动的显微镜系统中能够得到参考第一实施例说明的类似的优点。
第三实施例图4示出在本发明的第三实施例中实现的显微镜系统的系统图。在第三实施例中实现的显微镜系统包括三个相互独立的单元，即，底座单元100，镜座单元200和目镜单元300，该三个单元每个都能独立安装/拆卸。此外，该底座单元100和镜座单元200每个包括多个变型单元，因此，该底座单元和镜座单元能够用于单个变型单元的任何各种组合。结果，只要在组合中利用特定的变型单元，很容易提供类似于在第一实施例中实现的显微镜系统和第二实施例中实现的显微镜系统。应当注意，同样的附图标记赋予与第一实施例和第二实施例中实现的显微镜系统同样的零部件，以不需要对其进行详细描述。
在底座单元101采用一种类似于在第一实施例中的结构，该底座单元101具有底座单元1、用于传输照明的灯箱2，传输照明系统(未示出)，载物台3，子载物台4，第一Z驱动机构5，第一竖直运动手柄7，X-Y驱动机构17等。除了底座单元102没有用于传输照明的灯箱2或传输照明系统(未示出)之外，底座单元102类似于底座单元101。底座单元103具有载物台3，子载物台31，X-Y驱动机构17和底座单元1。与子载物台4不同，子载物台31固定在底座单元1上。换句话说，在底座单元103中的载物台3不能向上/向下移动。
在镜座单元201采用一种类似于在第一实施例中的结构，该镜座单元201具有物镜6、换镜盘8、臂部分9、支架部分10、镜座单元11、第二Z驱动机构18、第二竖直运动手柄12等。在镜座单元202采用类似于在第二实施例中的结构，该镜座单元202包括设置成代替在镜座单元201中的第二竖直运动手柄12的电驱动竖直运动单元、电驱动的镜座单元21、电机22、第三Z驱动机构26等。此外，虽然在图4给出的图示中没有包括，但是该镜座单元202包括控制器24和开关盒25。镜座单元203具有物镜6、换镜盘8、臂镜座单元32等。该臂镜座单元32是组合臂部分和镜座单元的一体的单元，并且臂镜座单元32的臂部分是不能运动部件。换句话说，在该镜座单元203中的物镜6不能向上/向下运动。
该目镜单元300具有用于反射照明的灯箱14，反射照明装置13、镜筒15、目镜16和AF单元23。应当注意，在使用中在与底座单元和镜座单元特定组合的连接中用于反射照明的灯箱14、反射照明装置13和AF单元23需要时能够被拆下。
在各种组合中通过利用特定的单元构成显微镜系统，显微镜系统的通用性大大地扩展。例如，在没有AF单元23的组合中通过利用底座单元101，镜座单元201和目镜单元300，构成类似于在第一实施例中实现的显微镜系统。在具有AF单元的组合中，通过利用底座单元101、镜座单元202和目镜单元300，构成类似于在第二实施例中实现的显微镜系统。还有，在没有AF单元的组合中，通过利用底座单元101、镜座单元203和目镜单元300，能够构成使载物台沿着X、Y和Z方向仅仅用手动驱动的标准显微镜系统。
应当注意，单个的单元经由诸如螺钉或螺母和螺栓(未示出)的连接件相互连接。此外，诸如接触表面或定位销的定位机构设置在底座单元1、镜座单元11、电驱动镜座单元21和臂镜座单元32，以确保精确定位，结果，每个单元能够很容易精确地安装在正确的位置。
还有，当将反射照明装置13安装在臂部分9或臂镜座单元32上时，该反射照明装置13参照参考标记被定位并固定。但是，当使用包括传输照明系统的底座单元101时，不是总是需要安装该反射照明装置。在这种情况下，可以从目镜单元300去掉用于反射照明的灯箱14和反射照明装置13。
正如早先在第二实施例中说明的，在与由电机22电驱动的镜座单元202的组合中希望利用安装有AF单元23的目镜单元300。
在第三实施例中得到下述的操作效果，其通过如上所述的特定单元的组合能够构成各种显微镜。
(1)通过利用特定的单元构成各种组合的显微镜，该显微镜的通用性大大地扩展。因此，能够很容易以低成本提供满足使用者喜好的各种显微镜。此外，为使用者提供更多的选择。
(2)具体说，通过利用诸如通用单元的各种单元，能够很容易得到在第一实施例和第二实施例中的显微镜系统。而且，在第一实施例中的显微镜系统2能够重新构造成第二实施例中的显微镜系统，或者反之亦然，并且也很容易以低成本得到其他的显微镜构造。
应当注意，虽然第三实施例没有包括具有电驱动的第一竖直运动手柄7的底座单元，但是这种底座单元可以作为一种变化提供。
在该实施例的描述中，术语“单元”用于指每个部件单元。可选地，术语“部件”的可以用于指这样的部件单元。这些术语的任何一个可以用于指物理上独立于其他单元的单元，并且能够单独地制造、包装、运输等。这些单元能够以特定的构造组合以得到各种显微镜系统。
第四实施例下面将说明本发明的第四实施例。
正如在早先参考第三实施例所说明的，下面参考该第四实施例说明，当用相互独立的底座单元100、镜座单元200和目镜单元300构成显微镜系统时，通过将它们精确地定位，可以用于将单个单元相互锁定的方法。
图5以从显微镜的侧面截取的局部剖视图的形式示出根据本发明显微镜系统的第四实施例。图5中的显微镜通过组合没有图4中的AF单元的底座单元101、镜座单元203和目镜单元300构成。应当注意，在镜座单元203中的臂镜座单元32用分开的部分构成，即臂部分9和镜座单元32A。因此，该镜座单元23A也可以看成独立的单元。应当注意，同样的附图标记赋予类似于第一至第三实施例中的零部件，以不需要对该单个部件进行详细说明。
下面说明在该显微镜系统中，该底座单元1和该镜座单元32A如何能够被相互连接，以及该镜座单元32A和臂部分9如何能够相互连接。
如图5所所示。经由多个螺栓12B和多个螺栓10B该底座单元1和镜座单元32相互固定并且该镜座单元32A和该臂部分9相互固定。图6示出用于将臂部分9连接于底座单元32A的螺栓10B的侧面图。图7示出该臂部分9的顶视图，而图8示出该镜座单元32A的顶视图。
如图6所示，螺栓10B是包括头部10a和构成具有圆柱形部分10b的杆部以及阳螺纹部分10c的阶梯形螺栓。六方形扳手能够插入的六方形孔10d形成在头部10a。圆柱形部分10b是没有螺纹线的螺杆部分，当臂部分9和镜座单元32A相互连接时，其起定位销的作用。该圆柱形部分10b的外径大于该阳螺纹部分10c的外径，因此，在螺杆部分形成阶梯。形成该阶梯的区域称作该圆柱形部分10b的底表面10e。
四个螺栓通孔9b-1、9b-2、9c和9d形成在该臂部分9上。应当注意，上述每个通孔9b-1、9b-2、9c和9d(沿着Z轴)，形成相应的螺栓10B的头部10a通过的导向孔9g。为了确保该螺栓10B的圆柱形部分10b容易插入，孔9b-1、9b-2形成为其内径明显大于该圆柱形部分10b的外径。这些孔9b-1、9b-2称作螺栓孔。
孔9c是配合孔，用于相对于相互定位该臂部分9和该镜座单元32A。该孔形成为具有稍稍大于该圆柱形部分10b的外径的内径，以便相应螺栓10B的圆柱形部分10b能够配合在其中而基本上没有间隙。即，该配合孔9c构造成使其内径小于螺栓孔9b-1和9b-2的内径。孔9d是细长孔，沿着短轴(图7的向上/向下方向，沿着X轴延伸的方向)测量的宽度设置成稍稍大于该螺栓10B的圆柱形部分10b的外径，并且沿着长轴(图7中的左右方向，沿着Y轴延伸的方向)测量的长度设置成明显地大于该圆柱形部分10b的外径。希望沿着该细长孔9d的长轴测量的长度小于该螺栓10B的头部10a的外径。
如图8所示，四个通孔11b-1、11b-2、11c和11d形成在镜座单元32A的上表面对应于这些螺栓孔9b-1、9b-2、该配合孔9c和细长孔9d的位置。为了确保该螺栓10B的圆柱形部分10b容易插入，该螺栓孔11b-1和11b-2形成为其内径明显大于该圆柱形部分10b的外径。该配合孔11c用于相对于相互定位该臂部分9和镜座单元32A，并且形成为其内径稍稍大于该圆柱形部分10b的外径，以便该螺栓10B的圆柱形部分10b能够配合在其中基本上没有间隙。即，该配合孔11c构造成其内径小于该螺栓孔11b-1和11b-2的内径。该细长孔11d构造成沿着短轴(图8中的向上/向下方向，沿着X轴延伸的方向)测量的宽度设置成稍稍大于该螺栓10B的圆柱形部分10b的外径，并且沿着长轴(图8中的左右方向，沿着Y轴延伸的方向)设置成明显大于该圆柱形部分10b的外径。
希望该螺栓孔11b-1和11b-2的内径、该配合孔11c的内径和该细长孔11d的内径分别基本上等于形成在该臂部分9上的螺栓孔9b-1、9b-2、配合孔9c和细长孔9d的内径。
在该螺栓孔11b-1和11b-2、该配合孔11c和该细长孔11d(沿着Z轴)的下面，形成与该螺栓10B的阳螺纹部分10c互锁的阴螺纹部分11e。在每个螺栓孔11b-1、11b-2、配合孔11c和该细长孔11d处，沿着孔轴向地形成相应的阴螺纹部分11e。应当注意，该内螺纹部分11e的内径小于该螺栓孔11b-1和11b-2、该配合孔11c和该细长孔11d的内径。结果，对应于该螺栓10B的圆柱形部分10b的底表面10e的底表面形成在孔11b-1和11b-2、11c和11d的每个孔。
由于该螺栓10B的阳螺纹部分10c与该镜座单元32A的阴螺纹11e互锁，该螺栓10B的头部10a的底表面与形成在该臂部分9的导向孔9g的底表面接触。结果，该臂部分9的接触表面(连接表面)9a和该镜座单元32A的接触表面(连接表面)11b相互压紧，如图5所示，因而将该臂部分9和该镜座单元32A相互连接。在镜座单元32A的螺栓孔11b-1、11b-2、配合孔11c和细长孔11d的深度设置为以便这时在该臂部分9和该镜座单元32A之间产生足够的紧固力的大小。即，如果由于该阳螺纹部分10c与阴螺纹部分11e成为互锁，该螺栓10B的圆柱形部分10b的底表面10e与孔11b-1、11b-2、孔11c和孔11d的底表面接触，足够大的紧固力不能实现。因此，孔的深度需要设置为使得该接触表面9a和该镜座单元32A的接触表面11b成相互压紧，很小的间隙形成在该螺栓10B的圆柱形部分10b的底表面10e和个单个孔11b-1和11b-2、11c和11d的底表面之间。
下面说明该臂部分9和该镜座单元32A相互连接的过程。在臂部分9上的配合孔9c与该镜座单元32A上的配合孔11c对齐之后，插入螺栓10B。其次，细长孔9和该细长孔11d对齐并插入螺栓10B。因此，该臂部分9不再相对于该镜座单元32A在X-Y平面上移动，这使得能够相对于该镜座单元精确地定位该臂部分9。在相对于该镜座单元定位该臂部分之后，六角扳手(未示出)用于将该螺栓10B的阳螺纹部分10c拧入该配合孔11c和细长孔11d的阴螺纹部分11e中。
然后，该螺栓10B插入相互面对的该螺栓孔9b-1、11b-1，并且用六角扳手将该螺栓10B的阳螺纹部分10c拧入该阴螺纹部分11e中。此外，螺栓10B插入相互面对的该螺栓孔9b-2、11b-2，并且用六角扳手将该螺栓10B的阳螺纹部分10c拧入该阴螺纹部分11e中。结果，该臂部分9和该镜座单元32A变成相互连接，其中该臂部分9相对于该镜座单元32A的位置精确地设置。
通过类似于上述的该臂部分9和该镜座单元32A相互连接的方法，底座单元1和镜座单元32A相互连接。因此，其功能分别类似于早先描述的配合孔11c和细长孔11d的配合孔11f和细长孔11h和其功能类似于螺栓孔11b-1和11b-2的两个螺栓孔(未示出)形成在与该底座单元1接触的该镜座单元32A的表面11a上，如图5所示。上述每个孔(沿着Z轴)，形成与螺栓12B的阳螺纹部分12c互锁的阴螺纹部分11g。其功能分别类似于配合孔9c和细长孔9d的配合孔11c和细长孔1b，以及其功能类似于螺栓孔9b-1和9b-2的两个螺栓孔形成在与该镜座单元32A接触的该底座单元1的表面1a。
如同螺栓孔10B，该螺栓孔12B每个包括头部12a、圆柱形部分12b和阳螺纹部分12c。
由于螺栓12B的阳螺纹部分12c与该镜座单元32A上的阴螺纹部分11g互锁，该螺栓孔12B的头部12a的底表面与该底座单元1的内表面接触。结果，该底座单元1的接触表面1a和该镜座单元32A的接触表面11a相互压紧，因而，将该底座单元1和该镜座单元32A相互连接。该镜座单元32A上的配合孔11f和细长孔11h的深度设置成以便这时在该底座单元1和该镜座单元32A之间产生足够的紧固力。即，当该阳螺纹部分12c与阴螺纹部分11g成为互锁时，如果该螺栓12B的圆柱形部分12b的底表面(相应于螺栓10B的圆柱形部分10b的底表面10e)与孔11f和11h的底表面接触，不能得到足够的紧固力。因此，孔的深度需要设置成使得在接触表面1a和该镜座单元32A的接触表面11a变成相互压紧时，在该螺栓12B的圆柱形部分12b的底表面和单个孔11f和11h的底表面之间形成很小的间隙。该螺栓孔(未示出)的深度，也通过考虑到这些因素选择。
通过在底座单元1和镜座单元32A采用上述结构，类似于早先说明的该臂部分9和该镜座单元32A精确地相互连接的方式，该底座单元1和镜座单元32A能够相互连接，其中，其位置相对于相互精确地设置。
应当注意，当使用如上所述的四个螺栓10B和四个螺栓12B时，由于所需要的紧固力不同，不同类型的螺栓应当用于用来将臂部分9和镜座单元32A相互连接的螺栓10B，和用来将该底座单元1和该镜座单元32A相互连接的螺栓12B。可选地，单一类型的螺栓以不同的数量用于螺栓10B和和螺栓12B，以便得到在相互连接该臂部分9和镜座单元32A以及相互连接该底座单元1和镜座单元32A时所需要的不同大小的紧固力。还应当注意，至少需要形成配合孔和细长孔以用至少两个螺栓将两个单元相互连接，以便确保在其位置相对于相互精确地设置的情况下连接该两个单元。
第五实施例下面说明本发明的第五实施例。
图9以从该显微镜系统侧面截取的局部剖视图的形式示出根据本发明显微镜系统的第五实施例。通过组合没有图4中的AF单元23的该基座单元101、镜座单元201和目镜单元300构成图9中的该显微镜，类似于第一实施例中实现的显微镜。该镜座单元201的镜座单元11经由第二子驱动机构18以可拆卸的方式安装于支架部分10，并且臂部分9和该支架部分10能够相互分开。换句话说，该镜座单元11和该支架部分也可以考虑构成独立的单元。应当注意，相同的附图标记赋予与第一实施例中的显微镜系统相同的零部件，以便不需要详细说明该单个部件。
下面说明在该显微镜系统中，该底座单元1和镜座单元11如何能够相互连接，以及该支架部分10和该臂部分9如何能够相互连接。如图9所示，分别经由多个螺栓12B和多个螺栓10B，该底座单元1和该镜座单元11相互固定，并且该支架部分10和臂部分9相互固定。
等同于早先描述的配合孔11f和细长孔11h的配合孔20f和细长孔20h以及两个螺栓孔(未示出)形成在与该底座单元1相接触的该镜座单元11的表面20a上，，如图9所示。上述每个孔(沿Z轴)形成与螺栓12B的阳螺纹部分12c互锁的阴螺纹部分20g。通过将螺栓12B插入相互对齐的形成在该底座单元1上的配合孔1c和形成在该镜座单元11上的配合孔20f中，并且将螺栓12B插入相互对齐的形成细长孔1d和细长孔20h中，该底座单元1和镜座单元11相互连接。结果，该底座单元1和镜座单元11变成相对于相互精确地定位。因此，该螺栓12B的阳螺纹部分12c与该镜座单元11上的阴螺纹部分20g互锁，因而将该底座单元1和镜座单元11相互连接。然后，螺栓12B插入两组螺栓孔中，并且该阳螺纹部分12c与相应的阴螺纹部分20g互锁。
等同于早先描述的配合孔11c和细长孔11d的配合孔22c和细长孔22d以及两个螺栓孔(未示出)形成在与该臂壁部分9接触的该支架部分10的上表面22a上，在下面的每个孔(沿着Z轴)形成与该螺栓10B的阳螺纹部分10c互锁的阴螺纹部分22e。通过将螺栓10B插入已经相互对齐的形成在臂部分9上的配合孔9c和形成在该支架部分10上配合孔22c中，并且将螺栓10B插入已经相互对齐的细长孔9d和细长孔22d，该支架部分10和该臂部分9相互连接。结果该支架部分10和该臂部分9成为相对于相互精确地定位。因此，该螺栓10B的阳螺纹部分10c与该支架10上的阴螺纹壁部分22e互锁，因而将该支架部分10和该臂部分9相互连接。然后，螺栓10B插入两组螺栓孔中并且阳螺纹部分10c与相应的阴螺纹部分22e互锁。
第六实施例下面说明本发明的第六实施例图10示出在本发明的第六实施例。如图10所示，通过连接目镜单元和镜座单元构成示出第六实施例的观察装置用于观察大样品32。在该观察装置中，该镜座单元的镜座单元11经由第二Z驱动机构18安装在L形支架30上，以便能够沿着Z轴移动，并且该镜座单元11也连接于接合在样品32的传输器的传输装置31。在图10中，同样的附图标记赋予与第一至第五实施例中同样的零部件，并且其详细描述被省去。
在早先描述的第五实施例中的显微镜系统通过将该镜座单元11和该底座单元1相互连接构成。第六实施例中的观察装置通过将该镜座单元11和传输装置31相互连接构成。为了使该单一式的镜座单元11能够用于实现各种装置结构，螺栓通孔形成在该镜座单元11的多个表面。
更具体地说，配合孔20f、细长孔20h和两个螺栓孔(未示出)形成在表面20a上，如图11所示。上述每个孔(沿着Z轴)形成与螺栓12B的阳螺纹部分12c互锁的阴螺纹20g。此外，配合孔25c、细长孔25d和两个螺栓孔(未示出)形成在该镜座单元11的另一个表面。对于每个孔的左面(沿着Y轴)形成与螺栓10B的阳螺纹部分10c互锁的阴螺纹25e。
在第六实施例中，该镜座单元11和传输装置31通过形成在该镜座单元11的表面25a上的配合孔25c、细长孔25d和螺栓孔相互连接。因此如图10所示配合孔31c、细长孔31d和两个螺栓孔在对应于配合孔25c、细长孔25d和两个螺栓孔的位置形成在该传输装置31的表面31a上。
通过将螺栓10B插入已经相互对齐的形成在传输装置31上的配合孔31c和形成在镜座单元11上的配合孔25c，并将螺栓10B插入已经相互对齐的细长孔31d和细长孔25d，该镜座单元11和传输装置31相互连接。因此，该镜座单元11和传输装置31成为相对于相互精确地定位。然后该螺栓10B的阳螺纹部分10c与该镜座单元211上的阴螺纹部分25e互锁，以便将该镜座单元11连接于该传输装置31。，此外，螺栓10B插入两个螺栓孔中，并且该螺栓10B的阳螺纹壁部分10c与阴螺纹部分25e互锁。
如上所述通过在该镜座单元11的多个表面20a和25a的每个表面上形成多个螺栓通孔，能够很容易地组装用于观察样品的各种类型的观察装置和各种类型的检查装置，例如图9所示的该显微镜系统和图10所示的观察装置。此外，通过如上所述形成的配合孔、细长孔和螺栓孔，多个单元能够相对于相互非常可靠地定位并相互固定。
应当注意，通过形成类似于形成在该镜座单元11的表面上的多个螺栓通孔，在图5所示的镜座单元32A或图4所示的镜座单元202的电驱动镜座单元21的多个表面的每个表面形成多个螺栓孔，该镜座单元32A，或电驱动的镜座单元21也能够安装在不同于该底座单元100的装置上，例如传输装置31。
虽然已经参考附图相对于实施例和其变化示出并描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例，并且本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神、范围和公开的情况下能够在形式上和细节上进行各种修改。
下面在先申请的内容接合于此供参考2004年10月8日提交的日本专利申请2004-296042号；2004年12月22日提交的日本专利申请2004-370929号。
权利要求
1.一种显微镜系统，包括保持物镜的保持装置；保持样品的载物台装置；第一驱动装置，其沿着在该显微镜系统的顶部和底部之间延伸的向上/向下的方向移动保持该物镜的保持装置；以及第二驱动装置，其沿着在该显微镜系统的顶部和底部之间延伸的向上/向下的方向移动保持该样品的载物台装置，其中，由该第一驱动装置使该物镜向上/向下移动的移动范围和由该第二驱动装置使该载物台装置向上/向下移动的移动范围相互不同。
2.如权利要求1所述的显微镜系统，其中该保持装置和该第一驱动装置构成一体的镜座单元；并且该载物台装置和该第二驱动装置构成一体的底座单元，其独立于该镜座单元。
3.如权利要求2所述的显微镜系统，其中该镜座单元具有该镜座单元与该底座单元连接的第一连接表面，和构造成与该底座单元之外的装置连接的第二连接表面。
4.一种显微镜系统，包括第一镜座单元，其包括用于保持物镜的保持装置和沿着在该显微镜系统的顶部和底部之间延伸的向上/向下的方向移动该保持装置的第一驱动装置，该保持装置和该第一驱动装置组合成一体的单元；第二镜座单元，保持该物镜的保持装置固定于该第二镜座单元；以及基座单元，其包括保持样品的载物台装置和用于沿着在该显微镜系统的顶部和底部之间延伸的向上/向下的方向移动该载物台装置的第二驱动装置，该载物台装置和该第二驱动装置组合成一体的单元，其中选择该第一镜座单元和该第二镜座单元其中之一与该底座单元连接；该选择的镜座单元安装在其上的连接表面形成于该底座单元；并且在通将接该第一镜座单元和该底座单元相互连接实现的结构中，经由该第一驱动装置沿着向上/向下的方向实现的移动范围和经由该第二驱动装置沿着向上/向下的方向实现的移动范围相互不同。
5.如权利要求1至4中任一项所述的显微镜系统，还包括当对样品进行自动对焦时输出被使用信号的自动对焦装置；和控制该电机的驱动的控制装置，其中被该控制装置控制其驱动的该电机至少包含在该第一驱动装置和第二驱动装置的其中之一中，并且除了根据由该对焦装置提供的信号，通过控制该电机的旋转和停止进行自动对焦控制之外，该控制装置还进行电机控制，在这种控制下响应于外部操作控制该电机的旋转和停止。
6.如权利要求4所述的显微镜系统，其中具有手动操作的第一驱动装置的手动镜座单元，和具有电操作的第一驱动装置的电驱动的镜座单元，每个用作第一镜座单元。
7.如权利要求4或6所述的显微镜系统，其中该第一镜座单元和第二镜座单元每个具有与底座单元连接的第一连接表面，和设计成与该底座单元之外的装置连接的第二连接表面。
8.如权利要求4或6所述的显微镜系统，其中多个螺钉孔和各自与该多个螺钉孔连通的多个第一螺栓通孔形成于该底座单元；在与该多个第一螺栓通孔的位置相对应的位置处，多个第二螺栓通孔形成于该第一镜座单元和该第二镜座单元；用于将该底座单元与该第一镜座单元和第二镜座单元的其中之一相连接的螺栓杆插入该多个第二螺栓通孔和该多个第一螺栓通孔，并且该螺栓的螺纹部分与该多个螺纹孔互锁；该多个第一螺栓通孔的内径和在与该多个第一螺栓通孔的位置相对应的位置形成的该多个第二螺栓通孔的内径基本上彼此相等；并且在多个第一螺栓通孔中的孔(以下称之为第一配合孔)的内径，和在与该第一配合孔的位置相对应的位置形成的该多个第二螺栓通孔中的孔(以下称之为第二配合孔)的内径，设计成稍稍大于该螺栓的螺栓杆的外径。
9.如权利要求8所述的显微镜系统，其中在该多个第一螺栓通孔中，除该第一配合孔之外的孔是细长孔，并且在该多个第二螺栓通孔中，对应于该细长孔的孔也是细长孔。
全文摘要
一种显微镜系统包括具有用于物镜的向上/向下驱动单元的镜座单元，和具有用于X－Y载物台的向上/向下驱动单元的底座单元。当镜座单元和底座单元相互固定时，物镜驱动单元沿着向上/向下方向的移动范围和载物台驱动单元沿着向上/向下方向的移动范围相互不同。
文档编号G02B7/28GK101040203SQ200580034508
公开日2007年9月19日 申请日期2005年10月7日 优先权日2004年10月8日
发明者竹内淳 申请人:株式会社尼康