CN113189760B - 通过防止液体接触保护显微镜部件的保护设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种通过防止液体接触保护显微镜部件的保护设备，包括至少一个围绕物镜(70)布置的物镜保护环(10)，其中，物镜保护环(10)包括与物镜(70)接触的环形接触区域(12)，和具有用于排放液体的排水通道(52)的支架保护器(50)。物镜保护环(10)包括下环区域(14)，该下环区域位于接触区域(12)的下方，并且比接触区域(12)在径向上更加向外突出，以便在向内方向上形成自由空间(15)。

Description

通过防止液体接触保护显微镜部件的保护设备和方法

技术领域

本发明涉及一种通过防止液体接触保护显微镜部件的保护设备。本发明还涉及一种通过防止液体接触保护显微镜部件的方法。

背景技术

在使用显微镜分析样本时，经常使用液体。在浸没介质的情况下，例如，使用装有水溶液或液体的样本室，该液体用于控制样本温度。在这种情况下，一般存在液体泄漏和损坏或污染显微镜部件的风险。如果液体中含有有害物质，即使少量的水分也可能导致繁琐的清洁操作或使显微镜部件失去作用。这些风险尤其适于倒置显微镜，在该倒置显微镜中有至少一个物镜，物镜转轮和相应的部件布置在样本台下方，因此特别容易受到液体泄漏的影响。已知已有不同的提供保护免受损坏，即防止与液体接触的保护设备。

DE,20,2006,014,666,U1描述了一种保护设备，该保护设备使用紧密贴靠在物镜上的套筒，所述套筒从物镜正面在壳体的大部分表面上延伸。这些弹性套筒必须特别地以液密方式安装在相应的物镜和边缘的轮廓上，通过物镜插槽盖将液体进一步引导到排水通道中。为了理想地防止液体进入，在套筒和物镜插口盖之间提供了直接的液密接触，而理想地，从物镜插口盖到排水通道之间提供了无缝的构造。

在DE,10,2013,011,544,A1中描述了一种在物镜的前光学区域中的保护设备。该保护设备包括具有孔口的基板，该孔口被隔膜覆盖，该隔膜包括物镜开口。基板和隔膜限制了物镜和物镜转轮的可及性，因此，例如在更换物镜时，会阻碍其使用。

EP,2003,481,A2描述了一种物镜转轮，该物镜转轮优选地形成为具有外围的突出边缘部分的单件。边缘部分用于将液体引导到排水通道中。

用于代替通过排水系统排出液体，已知原则上也通过抽吸除去液体。例如，US8144396B2描述了一种喷嘴，通过该喷嘴可以从浸没物镜的前表面抽吸浸没液体。

一种通过防止液体接触保护显微镜部件的通用保护设备，包括：至少一个物镜保护环，用于布置在物镜周围，其中，物镜保护环包括用于接触物镜的环形接触区域、可选地还包括布置在物镜转轮上的转轮盖、以及带有排水通道的支架保护设备，该排水通道用于排放特别是来自转轮盖的液体。

类似地，一种通过防止液体接触保护显微镜部件的方法包括以下步骤：在至少一个物镜周围布置至少一个物镜保护环，其中，物镜保护环以环形接触区域接触物镜。转轮盖可以选择性地安装在物镜转轮上。支架保护器布置在显微镜的支架上，特别是可选择地，安装在转轮盖的下方，其中，支架保护器包括排水通道，该排水通道用于排放特别是来自转轮盖的液体。

一种前述的WO,2002,029,469,A1已知的通用保护设备。密封环在本公开中围绕物镜布置。密封环以液密方式接触安装在物镜转轮上的弹性盖。套环轴向固定在转轮支架上，并恰好在盖的边缘终止。套环包含用于排出液体的通道，因此可以保护支架。

尽管所描述的保护设备已经相当大地减少了液体的进入，但是还是期望有更好的液体防护。同时，应保留显微镜部件的可及性。例如，申请人正在开发固定在物镜外侧即物镜的壳体表面上的部件，该部件与DE,20,2006,014,666,U1中公开的套筒不兼容。如果物镜包括控制元件，例如用于滑动厚度校正的手动可调节校正环，则不能通过在DE20,2006,014,666,U1中公开的套筒来使用该物镜。如DE,10,2013,011,544,A1中所述的基板还减少了物镜的可及性，并且排除了某些附属部件的使用，特别是当这些部件打算布置在物镜的外侧时。

万一发生严重事故，应清洁所有零件，例如，如果来自生物污染或传染性样本的内容物溢出物镜和物镜转轮。然而，在现有技术中广泛采用的带盖密封形式的物镜保护设备很难在现场手动清洁。在严重污染的情况下，甚至可以丢弃整个损坏的保护设备。因此，更重要的是要防止物镜转轮或物镜表面与液体接触，否则可能需要对整个显微镜进行费力的消毒或类似处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护设备和一种方法，该保护设备和方法特别有效地保护显微镜部件免于与液体接触，同时避免或最小化以任何方式阻碍显微镜部件的操作和可及性。

该目的通过通过防止液体接触保护显微镜部件的保护设备以及通过通过防止液体接触保护显微镜部件的保护方法来实现。

根据本发明在前述类型的保护设备和前述类型的方法中，物镜保护环包括下环区域，该下环区域位于接触区域下方并且比接触区域径向向外突出，从而形成向内的自由空间。

在物镜保护环和相邻的物镜转换器盖之间、或在物镜保护环和相邻的支架保护器之间形成的自由空间可防止毛细作用。通过间隙可以避免了物镜保护环与物镜转换器盖之间、或物镜保护环与支架保护器之间的毛细作用力而导致的液体进入。该间隙在操作期间向周围区域敞开，因此充满(周围的)空气。由于间隙的尺寸，毛细作用力不起很大作用，即，选择间隙的大小使得毛细作用力不足以提升，例如水到间隙的高度上。相反，上述现有技术的解决方案的方法是在物镜保护环和转轮盖之间实现液密接触。但是，在运行过程中，这些零件之间可能会出现小间隙，从而使液体可以借助毛细作用力通过这些缝隙进入。相比之下，根据本发明的解决方案实现了优异的液体防护。

可选实施例

根据本发明的保护设备和根据本发明的方法的有利变型是从属权利要求的对象，并且在下面的描述中将更详细地解释。

具有自由空间的物镜保护环，可防止毛细作用

物镜保护环应理解为在运行过程中围绕物镜布置的环形物体。物镜保护环可以形成为一件，或者原则上也可以由多个部件组装而成。物镜保护环的内侧具有最小的直径，可以构成物镜的环形接触区域。“环形”不是必须得理解为圆形，而是接触区域的形状适合于物镜的外部形状，并且可选地适合于附接到其上的部件。为了接触区域的密封作用，物镜保护环可以由弹性材料制成或包括这种材料。物镜保护环尤其可以设计为弹性橡胶或硅树脂环或塑料环。导电体的部分可以并入其中，如下面更详细的描述。

物镜保护环的接触区域应为液密的，但物镜与转轮盖/支架保护器之间，即物镜保护环与转轮盖/支架保护器之间，的液密接触并不一定是为了防止液体进入物镜表面而需要，更多的是通过自由空间来实现。自由空间位于接触区域的下方，并且从下环区域径向向内，下环区域从接触区域向外和向下延伸。物镜保护环的更复杂的构造也是可能的，只要所述自由空间形成在其底侧上即可。当密封接触不完全液密时，液体可通过毛细作用渗透到密封元件之间的空隙中，但这种不被希望的毛细作用可通过自由空间来防止。在此为了清楚起见指出，物镜表面，例如螺纹，在其自身内部并不能产生足够的液体密封，因此需要保护设备精确地保护免于与液体接触。

为了减少或防止液体通过毛细作用进入，自由空间的径向尺寸可以大于或等于0.5mm，特别是大于或等于0.7mm。因此，自由空间实质上大于在前述现有技术中可能公开的任何间隙。如果自由空间沿其圆周具有不同的径向尺寸，则所示的径向尺寸可以表示自由空间沿其圆周的最小径向尺寸。

在安装状态下，自由空间可以在物镜的整个圆周上以环形方式运行，从而防止毛细作用。安装状态通常表示将保护设备固定在显微镜上的情况，例如在显微镜的测量操作期间的情况。

至少一个物镜保护环可以被布置成与物镜转换器盖或者在不使用物镜转换器盖的情况下而距支架保护器一定距离，特别是轴向距离。因此只要自由空间保持开放，就可以减少由于毛细作用引起的液体进入。可选地，也可以提供与物镜保护环的至少一部分圆周的接触，在这种情况下，自由空间也减少了毛细作用。在接触的情况下，自由空间尤其可以从接触点径向向内定位。

物镜保护环可以在下环区域的内侧和/或底侧上包括疏水涂层。因此，疏水涂层将自由空间和/或自由空间的进入区域接壤，以防止液体进入自由空间。相反，可选地，物镜保护环的外侧上可以不设置疏水涂层。而是可以附加地或替代地至少在外侧的一部分上设置亲水涂层。排液的方向可以由亲水涂层影响或确定。

物镜保护环的外侧可以在径向向外的方向上向下倾斜。因此排出的液体可以向外输送。尤其可以提供，与例如现有技术的挡圈密封件的形状相比，物镜保护环不包括在径向向外的方向上上升的任何区域。

如果物镜保护环的接触区域具有径向突出的不同程度的起伏形状，则下环区域比接触区域突出的特征可以理解为，下环区域比接触区域的最外接触点更向外突出。

物镜保护环的高度，即轴向延伸，可以小于其在径向上的环宽度。相对较小的轴向延伸量使物镜的壳体表面基本上保持自由状态，从而使那里的控制元件保持可及性、或可以在那里安装辅助部件。由于越来越频繁地使用不同的辅助部件，因此特别有利的是，物镜保护环在很大程度上在壳体表面保持自由状态，因此可以与各种不同形状的辅助部件一起使用。相比之下，现有技术的物镜套筒根本不能与辅助部件一起使用，或者仅与专门配置的辅助部件一起使用。

物镜保护环的相对较大的环宽度确保了其中的相对较宽的自由空间，由此特别有效地防止了液体通过毛细作用进入物镜保护环下方。例如，下环区域的内半径可以在20到30mm之间，并且自由空间的径向尺寸为0.5到1mm，从而导致理论上的毛细上升小于1mm。下环区域通常表示物镜保护环的最低部分，即物镜保护环距离物镜前端最远的端部(在操作过程中指向样本)。

物镜转换器盖，特别是转轮盖

保护设备的可选的物镜转换器盖可用于带有物镜转换器的显微镜。物镜转换器盖位于物镜转换器上，该物镜转换器可以是例如物镜转轮或物镜滑块。因此，物镜转换器盖可以特别地用于覆盖物镜转轮的转轮盖或用于覆盖物镜滑块的物镜滑块盖。为了简单起见，以下描述将仅针对转轮盖和物镜转轮，尽管以下陈述旨在类似地应用于物镜滑块盖和物镜滑块、或物镜转换器盖和物镜转换器。

转轮盖原则上可以由任何液密材料制成，并且尤其是板状的，以便可安装在物镜转轮上。转轮盖上有物镜开口，物镜可在安装时穿过物镜孔开口。就其位置而言，物镜开口与物镜转轮的物镜接口相对应。

转轮盖可以在物镜保护环的径向上与物镜保护环重叠。也就是说，转轮盖可以在至少一个物镜保护环的下方、且在物镜保护环的中心方向上比所述物镜保护环的下环区域进一步延伸。转轮盖因此在向下的方向上限定了相应的自由空间。

转轮盖可以在每个物镜开口处包括一个套环(内套环)。内套环在安装状态下沿物镜的轴向即向上延伸，或者至少具有一个这样方向的分量。因此，内套环也可以限定自由空间的位置，特别是在所讨论的物镜保护环的中心方向上向内限定。在一定条件下(标准条件下的水)，毛细作用力只会导致液体上升至小于内套环高度，特别是小于内套环高度的一半，可以相对于自由空间的径向尺寸(即，相对于从内套环到物镜保护环的径向距离)选择内套环的高度。

当自由空间的径向尺寸大于物镜保护环和转轮盖之间的轴向距离，特别是大于物镜保护环的下环区域和转轮盖之间的轴向距离时，可以通过毛细管作用进一步减少或排除液体的进入。

转轮盖和支架保护器之间的接合点设计

转轮盖在其安装状态下位于支架保护器的上方。转轮盖可包括相对于支架保护器在径向方向上的悬垂部。在悬垂部下方、沿支架保护器的方向上形成一(尤其是环形)间隙，该间隙防止液体通过毛细作用进入。因此，在转轮盖的径向最外侧区域与支架保护器之间在轴向上存在间隙。特别地，悬垂部的内半径(以及间隙的外半径)可以在80至90mm之间，并且间隙的径向尺寸在至少0.5至1mm之间，从而使得在理论上的毛细上升小于1毫米。间隙在径向上也可以更大，或者其截面可以更大，例如5mm或更大。因此，在内部部件不是圆形的情况下，即，例如，当内部部件的一部分向外突出从而所述部件所在的位置处沿径向方向的间隙较小时，所述部件可以毫无问题地进行旋转。

转轮盖可以包括在径向向外的方向上向上突出的套环(外套环)。外套环向上或倾斜向上突出，即，它包含轴向分量。设置转轮盖的物镜转轮通常具有倾斜的方向，即，转轮的旋转轴或对称轴相对于显微镜的光路倾斜，即相对于当前选定物镜的光轴倾斜。当安装在倾斜的物镜转轮上时，转轮盖具有相同的倾斜方向，从而由于外套环，使得转轮盖的最下侧将朝着支架保护器排放液体。因此，液体可以从外套环向下流到支架保护器的最下侧，而外套环可以防止液体在另一侧溢出。为了实现在最下侧排出液体，外套环应当可选地不平行于物镜转轮的旋转轴线延伸，而是相对于所述旋转轴线倾斜地向外延伸。

转轮盖可包括用于防止水性液体进入的疏水涂层区域。也可以采用亲水涂层区域来排出水性液体。特别地，转轮盖可以在一些区域中至少部分地具有疏水涂层，该区域为沿物镜保护环的方向与自由空间的一部分接壤的区域和/或形成朝向支架保护器的间隙的一部分的区域。可替代地或附加的，转轮盖可以在其外侧上(尤其在未被物镜保护环覆盖的区域中)至少部分地包括亲水涂层。因此，液体在支架保护器的方向上被引导离开至少一个物镜保护环。

支架保护器

支架保护器可以表示为一盖，该盖旨在保护显微镜支架和布置在其上的显微镜部件不被液体损坏。如果使用转轮盖，则在安装状态下的支架保护器位于转轮盖下方并接收从其排出的液体。在没有物镜转换器的显微镜中，支架保护器直接设置在物镜保护环附近，并接收从其中排放的液体。为了简洁的描述，下面描述具有转轮盖的本发明的变型，应当理解，在所述变型的变化中可以省去转轮套而由物镜保护环代替它。也就是说，在没有转轮盖的本发明的变型中，支架保护器和转轮盖之间的位置和距离的描述应理解为支架保护器和物镜保护环之间的位置和距离的描述。

支架保护器可包括围绕物镜转轮或围绕支架延伸的环或环段的形状。除了这种形状之外，支架保护器可以包括其他部件或不同形状的区域，以用于进一步的液体排出。如果旋转了可选的物镜转轮，则在支架保护器保持静止(即不旋转)的同时，转轮盖也随之旋转。然而，支架保护器原则上也可以与上述元件一起旋转。

支架保护器的排水通道可以具有环或环段的形状，并且特别是在安装状态下围绕物镜转轮延伸。在此，排水通道可以至少部分地直接布置在转轮盖的外边缘下方，并且在径向上被该外缘重叠。因此，来自转轮盖的液体被直接引导到排水通道中。

转轮盖的外缘或外环套的形状可以使得：在安装状态下，液体仅通过转轮盖的最低侧/点排出。在这种情况下，支架保护器不必具有周向的排水通道；而是，至少在最下侧设置排水通道就足够了。相反，支架保护器可以与转轮盖的外环套的最低点相对，或者不会径向突出到转轮盖之外，或者不具备有凹槽或中断。凹槽表示机架保护器的轴向尺寸减小；特别地，排水通道在这里可以更浅。在排水通道中断的情况下，在中断位置省略了排水通道。从而改善了对最上层物镜(位于显微镜的光路中)和该光学活性物镜区域中物镜转轮的接触。特别地，因此可以实现或改善对DIC插槽(用于差分干涉对比片的插槽)的接触。相比之下，现有技术的解决方案通常遮盖了DIC插槽。

支架保护器可被布置成使得排水通道的凹槽或中断被当前物镜定位在显微镜的光路中。换句话说，凹部或中断部可以位于与排水口相对的一端。凹槽或中断改善了对当前正在使用的物镜和相应部件(例如DIC插槽)的接触。物镜旋转器可以定向为：在所有物镜中位于光路中的物镜位于最高点。通过这种倾斜的定向，转轮盖的外套环可以限定凹槽，该凹槽沿外套环绕着物镜转轮将液体引导到最下面的物镜旁边的一个点或区域，在该点或区域中，液体沿支架保护器的方向排出。由于没有液体或几乎没有液体通过最高物镜流过转轮盖的外套环，因此支架保护器不必从那里径向突出超过转轮盖。因此，支架保护器的排水通道在此可以具有中断，即，转轮盖未在圆周方向上被支架保护器完全包围。排水通道由两个单独的凹槽组成，这两个凹槽均通向支架保护器的排水口或相应的排水口。为了代替在圆周方向上的所述中断，还可以在最上方的物镜附近设置连续的较浅的排水通道。因此，支架保护器不会在最上方的物镜附近向下突出那么远，并在那里形成凹槽。这样的凹槽以及中断都便于接触例如DIC插槽。

支架保护器可包括凹槽或间断，用于接触与排水口相对的一侧的DIC插槽。排水口连接到排水通道，以便从中排放液体。

收集容器可以流畅的连接到支架保护器的排水口，特别是通过排水管。收集容器还可以收集通过保护设备排出的大量液体。

可选地，支架保护器可以在它的滴落边缘，特别是在其外缘上。滴落边缘可以为圆周形并且以环或环段的形状围绕物镜转轮。支架保护器或滴落边缘可比位于其下方的显微镜部件或支架径向向外放置。因此，这些部件或支架不会被在支架保护器外边缘上流过的液体或从滴落边缘滴下的液体撞击。滴流边缘尤其可以在排水通道的下侧上并且沿着排水通道延伸。为了改善滤光器或DIC狭缝的可及性，光学物镜区域内的滴落边缘的长度可以比滴落边缘的其他部分短，或者可以在此处省去。

未使用的物镜转轮位置的接口盖

接口盖表示当在所述物镜开口处不使用物镜时可安装在转轮盖的物镜开口中的盖。每个接口盖包括在安装状态下接合物镜开口的安装区域。可以提供具有不同安装区域的多个接口盖，例如，具有螺纹、卡口安装或卡口连接器。替代地，安装区域也可以包括磁体。

接口盖可以包括突出区域，该突出区域可以形成为类似于物镜保护环的径向突出的环区域，并且可以形成相应的自由空间。在接口盖的安装状态下，悬垂区域可以从物镜开口(轴向)延伸，并在安装区域和物镜开口上径向突出。悬垂区域在安装状态下可位于距转轮盖一定距离的位置。因此，悬垂区域可以在向内的方向上形成用于防止毛细作用间隙或自由空间。

可选地，接口盖包括电触点，用于连接到物镜转换器(例如物镜转轮)的接触点。通过这种方式可以实现自动部件识别(ACR)，为此，接口盖可以包括用于识别数据的存储器，该存储器可以通过电触点读取。

显微镜

本发明还涉及具有所述保护设备的显微镜。显微镜可以是例如光学显微镜，其特别地用UV、IR或可见光谱范围内的光工作。原则上，防止液体接触的保护设备不取决于显微镜的测量原理，因此其他类型的显微镜也可以从该保护设备中受益。

显微镜尤其可以包括支架、至少一个物镜和保护设备。可选的，显微镜可以进一步包括物镜转换器，例如物镜滑块或物镜旋转器。可选地，可以进一步的提供其他部件，例如光源和照相机。

支架可以理解为表示适用于支撑物镜转轮和/或其他显微镜部件的显微镜部件，例如照明单元，导管或照相机。支架尤其还可以用于将显微镜支撑在表面上。

物镜保护环可以围绕相应物镜的连接端延伸，否则将使物镜的壳体表面保持自由状态。例如，物镜保护环可以覆盖壳体表面至多20％，特别是至多15％。物镜的连接端可以表示安装在物镜转轮上的物镜的端部。广义上讲，物镜保护环在可沿物镜的轴向长度、从连接端开始的该长度的三分之一或四分之一之内设置。因此，壳体表面的大部分都为可接近的，例如可手动控制的校正环或可安装在物镜上的辅助部件之类的控制元件，例如由申请人开发的自动浸没单元。

特别的，显微镜可以是倒置显微镜。在这种类型的显微镜中，物镜转轮和一个或多个物镜布置在要分析的样本下面。因此，如果在样本区域意外泄漏液体，则有可能在物镜和物镜转轮之间的界面处、或物镜转轮或支架上的其他部件处发生液体损坏或液体接触的危险。除倒置显微镜外，该保护设备也可与直立显微镜一起使用。在直立布置中，所描述的排水通道不用作排水。在喷水的情况下，保护设备还可以防止胶滴通过毛细作用被拉入例如物镜和物镜转轮之间的接口。

一般特征

特别的，通过保护设备保护免受液体侵害的显微镜部件可以是以下的一种或多种：物镜和物镜转轮之间的界面；物镜转轮；物镜转轮或支架上的部件或开口；物镜转轮或支架上的过滤器插槽，特别是DIC插槽。

原则上，提供保护的液体可以是任何液体，例如油，水，包含水或油的溶液，混合物或乳液。液体可以是例如泄漏的浸没液体，样本介质或样本介质周围的液体。

指示“向上”和“向下”与倒置显微镜的操作有关。因此，“向上”表示朝向样本或物镜的前方的方向。相反，“向下”表示相反的方向，即在操作过程中远离样本。

诸如“径向向外”或“向内”的表示与所描述的部件有关。例如，在物镜保护环的情况下，径向向外的方向表示远离环的中心的向外的方向。因此，从环到中心的方向称为“向内”，而相反的方向称为“向外”。在转轮盖的情况下，这样的表示相应地涉及转轮盖的中心或所覆盖的物镜转轮的旋转轴。表示“轴向”涉及平行于物镜保护环所延伸的轴线的方向(在操作过程中，这是相应物镜的纵轴)或平行于物镜转轮的旋转轴的方向。

物镜转轮可以理解为表示一种可移动的器械，该器械可以支撑一个或多个物镜，特别的，还可旋转，以便将物镜移入或移出显微镜的光路。物镜转轮也可以选择设计成支持物镜以外的其他部件。

物镜保护环，转轮盖和支架保护器可以是不同的部件。为了便于安装，物镜保护环和转轮盖是分开的部件是特别有利的。转轮盖和支架保护器也可以是单独的部件，也可以一体成型或彼此牢固连接。通过类似于屋顶板的径向重叠布置，甚至可以排走更多的液体。通过所描述的设计避免了重叠部件之间的毛细作用问题。特别地，可以选择重叠部件之间的自由间隙的尺寸，使得即使在液体泄露的情况下，该自由间隙也不会在其整个圆周上被液体覆盖。从而进一步减小了毛细作用。

可选地，为了提供电磁屏蔽，保护设备的一个或多个所描述的部件可以进一步包括导电部件，特别是物镜保护环，转轮盖和/或支架保护器。特别的，为了满足EMC标准(电磁兼容性)，在物镜镜筒上提供电子辅助部件时，或者在电控电动物镜的情况下，这种屏蔽更加重要。导电部件尤其可以由金属制成。这些部分可以是例如分布在部件材料中的金属涂层或金属颗粒。物镜保护环可以是例如设置有所述导电部件的弹性橡胶或硅酮环或塑料环。这样，可以为电子部件至少提供部分保护，以防止由用户引起的电涌损坏，该电涌损坏尤其可以通过静电放电发生。可选地，导电部分可以连接到显微镜的壳体的导电部分。

如果按预期实施，被描述为保护设备的附加特征的特征也将产生根据本发明的方法的变型。相反，保护设备也可以被配置为执行所描述的方法变型。

附图说明

下面参照附图进一步描述本发明的其他优点和特征：

图1是根据本发明的用于显微镜的保护设备的示例实施例的示意性透视图；

图2示出了图1的保护设备的组装状态；

图3示出了与图2对应的侧视图；

图4示出了图3的局部放大图；

图5示出了根据本发明的保护设备的示例实施例的另一透视图；

图6示出了与图5对应的透视截面图；

图7示出了图6的局部放大图；

图8至11示出了用于本发明的保护设备的不同的接口盖；

图12示出了根据本发明的保护设备的示例实施例的另一透视图；

图13示出了与图12对应的立体图；

图14示出了根据本发明的显微镜的示例实施例的物镜；

图15示出了与图14对应的侧视图；

图16示出了根据本发明的保护设备的示例性实施例的物镜保护环的透视图；

图17示出了根据本发明的显微镜的示例实施例的另一物镜的侧视图；

图18示出了根据本发明的显微镜的示例实施例的另一物镜的侧视图；

图19示出了根据本发明的保护设备和显微镜的另一示例性实施例的局部透视图；

图20示出了图19的保护设备和显微镜的另一部分；

图21示出了图19和20的保护设备和显微镜的透视图；

图22示出了与图21对应的的透视侧视图。

具体实施方式

下面参考附图描述不同的示例实施例。通常，相同的元件和以相同方式起作用的元件由相同的附图标记表示。

图1至图18的示例实施例

下面参考图1至图18描述根据本发明的保护设备1的示例性实施例，其为显微镜部件提供了防止液体接触的保护。

图1

如图1所示，保护设备1尤其包括多个物镜保护环10、转轮盖30和支架保护器50。转轮盖30包括多个物镜开口32，并且物镜开口32在操作状态中位于物镜转轮上。物镜开口32的位置对应于物镜转轮的物镜位置，从而每个物镜可以延伸穿过相应的物镜开口32。物镜保护环10防止液体在物镜和转轮盖30之间进入，下面将作更加详细的描述。

为当前未被物镜占据的物镜开口32设置了接口盖40。接口盖40可安装在物镜开口32中，并防止液体进入该物镜开口。物镜开口32可以具有不同的形状，以便容纳不同形状的物镜。因此，接口盖40也可以有不同的形状。同样，物镜保护环10也可以具有不同的尺寸和/或形状。

可选地，转轮盖30可以包括位于物镜转轮的旋转轴(旋转轴开口31)上的开口。例如，可以通过旋转轴开口31来固定转轮盖30。例如，为了清洁目的，可以以这种方式很容易地拆卸和移除转轮盖30。旋转轴开口31还可以设置有盖(旋转轴盖45)，以防止液体进入旋转轴开口31。旋转轴盖45可以以与下述相对于接口盖40更详细地描述的相同的方式设计。在替代设计中，省略了旋转轴开口31。在这些情况下，转轮盖30可以被固定，例如借助磁体或夹子。

支架保护器50包括开口51，使得支架保护器50可被配置为围绕显微镜的支架或物镜旋转器。排水通道52在开口51周围沿周向延伸，在排水通道52中收集并排出到达支架保护器50的液体。在该示例中，排水通道52是环形的。替代地，如下面关于其他示例性实施例更详细地描述，排水通道52不必形成闭合形状，并且开口51不必在径向方向上被封闭。排水通道52通向支架保护器50中的排水口58，例如支架保护器50的下侧上的开口。收集容器60连接到排水器58，例如通过排水管59连接到排水器58。

图2

图2示出了图1的保护设备1的组装状态，保护设备1在该状态下具有多个物镜70。

如果在操作过程中液体到达多个物镜70之中的一个，则它会从物镜70流到物镜保护环10，再到转轮盖30，再从转轮盖30到达支架保护器50，最后进入收集容器60。

如该图所示，可以使用外部尺寸不同的不同物镜70。特别地，一些物镜70可以配备有辅助浸没套装75，其固定在物镜70的壳体表面72上，在该壳体表面72上支撑有浸没液罐，并且包括用于将液体浸没到物镜70的前部区域的导管。为了能够将这样的辅助浸没套装75安装在物镜70上，物镜保护环10不可能包围物镜70的壳体表面72的更大的一部分。在所示的示例中，从物镜70的安装侧开始，物镜保护环10在轴向上被限制在物镜70的表面的至多10％或至多20％的纵向区域。因此，辅助浸没套装75可以容易地安装在数个物镜70之一的壳体表面72上。此外，物镜壳体表面上的控制元件，例如校正环，仍可接触。另外，通过这种设计，转轮盖30仅需适应于物镜转轮及其物镜的连接，而不是或仅略微适应于在任何时候连接的物镜70的形状。在此，相对于例如DE,20,2006,014,666,U1中所述的设计具有重要的优点.

图3、4、6和7

图3和图6示出了图1和图2的保护设备1的透视截面图。参照图1和2。还可以看到光学显微镜100的一部分，特别是支架90和物镜转轮80的一部分。物镜转轮80倾斜定向，因此转轮盖30也具有倾斜方向，并且其用于排出液体的排水通道52是倾斜的。

支架保护器50径向地(相对于显微镜的光轴径向地)突出超过支架90。在图示示例的支架保护器50的下侧或在所述支架保护器50的下侧的外缘上形成有向下突出的滴落边缘56。滴落边缘56也径向地突出超过支架，以保护其免于滴落液体。

图4中示出了由图3中的A表示的放大区域。图7中同样示出了由图6中的B表示的放大区域。

如图4中示出且在图7中更详细地示出，物镜保护环10分别安装在每个物镜70的连接端71处。物镜保护环10包括接触区域12，该接触区域12与物镜70以液密方式相配合。物镜保护环10在向下弯曲之前从接触区域12径向向外延伸。因此，将物镜保护环10的外下端称为下环区域14是本发明所要保护的内容。每个物镜保护环10可以形成为一体件，使得接触区域12和下环区域14指定同一环的不同部分。

转轮盖30位于物镜保护环10的下方。转轮盖30的顶侧在下环区域14下方向内延伸，即在物镜保护环10的中心方向上延伸。进一步地，转轮盖30在其每个物镜开口32处具有向上延伸的套环(内套环36)。内套环36的半径至少比下环区域14的半径小0.5mm。因此，环形的自由空间15在内套环36和下环区域14之间产生至少0.5mm的宽度(沿径向)。该自由空间15对于减少湿气的进入是重要的。常规方法是试图尽可能的在物镜保护环和转轮盖之间建立液密接触(参见WO,2002,029,469,A1或类似地在DE,20,2006,014,666,U1中)。然而，对于常规设计，在操作期间在物镜保护器和转轮盖之间会形成狭窄的间隙，从而毛细作用会将液体吸入间隙中。因此，如果密封件不完全是液密的，则液体会进入。相反，在根据本发明的实施例中，产生了防止毛细作用的自由空间15。通过自由空间15的至少0.5mm的相对较大的宽度，可以实现自由空间15中的液体不会上升或几乎不会上升自由空间15的壁。在标准条件下，相对于自由空间15的径向延伸部的内套环36的高度，使得毛细管效应不会将液体(例如，油，水或水溶液)拉到内套环36的上缘。这样，防止了液体的进入，保护设备1相对于要保护的显微镜部件的对准的每个点上都没有必要达到最佳精度。例如，内套环36不一定必须以液密方式抵靠物镜70或另一显微镜部件。物镜保护环10相对于转轮盖30的尺寸和位置也不必为避免液体进入而带来液密接触或以最佳精度实现。例如，如果自由空间15的宽度在例如0.5mm和6mm之间变化，则仍然通过自由空间15防止液体的进入。物镜保护环10的下端，即下环形区域14可以在轴向方向上与转轮盖30相距一定距离，其中，所述距离的变化同样可以在不发生液体进入的情况下进行。

可选的，此处在物镜保护环10的内侧16上提供了疏水涂层。这也抵消了毛细效应。可选的，物镜保护环10的外侧17上进一步提供亲水涂层。

对于从转轮盖30到支架保护器50的排液，转轮盖30和支架保护器50之间的液密接触又不是绝对必要的。首先，这是通过径向重叠实现的。此外，在从转轮盖30到支架保护器50的相对于一个或多个排水区域径向向内的位置处设置有轴向距离。在图7所示的示例中，转轮盖30还具有悬垂部34，该悬垂部34在径向向外的方向向下倾斜。经由所述悬垂部34将液体排到支架保护器50，即排入排水通道52。悬垂部34在支架保护器50上径向突出，在悬垂部34下方沿向内方向形成间隙35。间隙35由支架保护器50的向上突出的内套环沿向内方向限制。另一方面，在间隙35的区域中，转轮盖30与支架保护器50之间没有必要在轴向上接触。与上述自由空间15类似，间隙35确保液体不会由于毛细作用而进入支架保护器50和转轮盖30之间。间隙35的尺寸的选择可以类似于自由空间15的尺寸，或更大。因此，该设计在从转轮盖30到支架保护器50的排水区域处没有提供无间隙的连接，在WO,2002,029,469,A1中，在那里被称为套环而在此处指定为柔性盖或涂层的支架保护器，恰好终止于转轮盖的边缘。

图5

图5示出了具有如前附图中所示的保护设备1的显微镜100的各部分的透视斜视图。在多个所提供的物镜70中，由于物镜转轮80的倾斜取向，使得当前活动的物镜79位于最高位置。因此，在操作过程中，在该最高位置旁边的支架保护器50的排水通道52相比排水通道52的下部将必然传导较少的液体。因此，与物镜转轮80的最高位置相邻的排水通道52可以更浅。因此，支架保护器50可以在其径向外侧上包括凹槽54。与其他区域相比，支架保护器50在凹槽54的区域中具有较短的轴向延伸。因此改善了当前使用物镜79下方的显微镜部件的可及性。例如，改善了当前使用物镜79对DIC插槽85的接触。因此，无需使用者为此移动保护设备1，就可以更容易插入和取出DIC滑动件。DIC插槽85区域中的滴落边缘56可以缩短或中断，以进一步改善对DIC插槽85的接触。

图8-11

图8至11分别示出了用于未使用的物镜转轮的转轮位置的接口盖40。如果在转轮位置未使用物镜，则不能通过物镜保护环10保护转轮盖30的相应物镜开口32免受液体的侵袭，但可以通过多个接口盖40的中的一个来保护。接口盖40特别在关于它们的尺寸、形状和/或其安装区域42而不同。图8和9所示的接口盖40包括用于安装在带螺纹的转轮位置上的螺纹安装区域42。相反，图10的接口盖40包括呈卡口连接器形式的安装区域42，而图11的接口盖40包括呈卡口安装形式的安装区域42。图8至11的接口盖40还具有电触点43，通过该电触点43可以读取数据，例如用于自动部件识别(ACR)。在替代设计中，接口盖可以简单地放置在相应的开口上方并由例如磁体来保持。在这种情况下，可以省去螺纹，并且可以实现特别快速和容易的安装。

接口盖40包括垂悬区域44，该突出区域在安装区域42上径向突出。在悬垂区域44和安装区域42之间形成类似于上述物镜保护环10的自由空间15的环形自由空间。悬垂区域44在沿轴向方向或具有轴向分量的方向向下延伸之前径向地突出，即沿转轮盖30的方向径向地突出。在这里，悬垂区域44的下缘在这里与转轮盖30相距一定距离，转轮盖30在悬垂区域44的下方向内延伸并在那里形成上述内套环。通过这种设计，接口盖40可以特别可靠地防止液体通过转轮盖30的物镜开口32进入。

图12和13

类似于图2，图13是保护设备1和一部分显微镜100的透视图。图12示出了类似于图7的相应的放大截面图。图13与图2的不同之处在于：转轮的位置的设置不同。在所示状态下，物镜70占据四个转轮位置，而两个转轮位置分别被图8和10的接口盖40覆盖。

在组装过程中，首先将物镜保护环10安装在物镜70上，同时将转轮盖30安装在物镜转轮上。然后将物镜70与物镜保护环10一起安装在配备有转轮盖30的物镜转轮上。相反，在DE,20,2006,014,666,U1中公开的称为Aquastop的保护设备仅在物镜已经安装在物镜转轮上时才安装保护设备；然而，在这种情况下，不可能在物镜上使用其他辅助部件，例如图13中所示的辅助浸没套装75。

图14至16

图14和15示出了在上述附图的实施例中使用的浸没物镜/物镜70。物镜70配备有辅助浸没套件75，其安装在物镜70的壳体表面72上。辅助浸没套件75包括浸没液罐77、泵和浸液导管78，该浸液导管通向物镜70的前透镜。为了进行电控制和供电，辅助浸没套装75包括在物镜70的外套或外壳表面72上导引的电导体76。电导体76可以接触例如物镜70的卡口连接器的电触点。

如图16所示，物镜保护环10成形为可以容纳物镜10的外套筒上的电导体76。该图所示的物镜保护环10包括带有开口的内部开口18。凹口19的形状适合于辅助浸没套装75的部分，特别是其电导体76。除了辅助浸没套装75之外，还可以为物镜70上的其他带电附件单元提供这种凹口19。

为了清楚起见，在图15的左下方区域中示出了特别是通过物镜保护环10和电导体76的截面，以提供更好的可视性。

图17和18

图17示出了具有辅助浸没套装75和物镜保护环10的物镜70。与之前的图相反，这里示出的物镜70是变焦物镜，在其中内部某些光学元件可由马达调节。

图18示出了具有辅助浸没套装75和物镜保护环10的另一物镜70。与前两个图相反，所描绘的物镜是自动校正物镜，在其中，例如用于滑动厚度校正器的透镜可通过电动机进行调节。

例如在前透镜和透镜框架之间、或在透镜框架和套筒之间的接头可以在所有物镜70中通过密封材料密封，例如通过胶粘剂密封。

还可在物镜70上提供可移动的接头，例如，在物镜前侧的滑动保护器和固定的物镜主体之间的区域。在这种情况下，可以提供围绕物镜的圆周延伸并且包括周向内部间隙的上部结构。在此，间隙宽度可以大于或等于0.25mm。

图19至22的示例实施例

在图19至22中示出了具有根据本发明的保护设备1的显微镜100的另一示例实施例。

图19是侧视图，在右侧区域中示出了保护设备1和物镜转轮80的各部分的截面。该部分延伸穿过物镜70的最上面的物镜79，该最上面的物镜79位于显微镜的光路中。

与前面的描述相反，转轮盖30的径向突出的部分在此未形成为向下倾斜，而是包括向上升高的套环(外套环)37。也就是说，外套环37在物镜70的方向上而不是在转轮盖30的底侧的方向上与转轮盖30的其余部分形成一个角度。因此，来自转轮盖30的液体不会径向向外直接流到支架保护器50。相反，外套环37形成一个凹槽，使得液体首先在进入支架保护器50的排水通道之前，沿环形段的路径流过物镜转轮80。

在图20的放大截面图中示出了转轮盖30的当前最低点38周围的截面。如前所述，由于物镜转轮80的倾斜方向，当前位于显微镜光路中与物镜79相对的区域位于最低点。由于物镜转轮80的倾斜定向，外套环37在最低点38处的延伸是相对平坦的，使得液体可以在外套环37上更容易地向外流出。通过这种设计，实现了基本上液体仅在转轮盖30的最低点38处排出。因此，排水通道52不必完全围绕转轮盖30设置。当排水通道52径向地突出并在最低点38(图20)处超出外套环37的位置时，排水通道可以在最高点(图19)处中断或省去。

在此产生的优点是改进了在当前光学活性的物镜79下方的转轮盖30下方区域的可及性。如图19所示，特别是可以改善对DIC插槽85的接触。

图21示出了对应于前两个附图的透视俯视图，而图22示出了物镜转轮80的最上侧的透视侧视图。在光学活性物镜79旁边的排水通道52的中断53是可见的。因此排水通道52由两个分开的沟槽组成，所述两个单独的沟槽分别包括呈环段形状的区段并且通向排水口58。

在前述的所示示例实施例中，转轮盖30用作例如物镜转换器盖39。在这些示例性实施例的变型中，显微镜可以包括除物镜转轮之外的物镜转换器。在这种情况下，设置有物镜转换器盖39代替物镜盖30，该物镜转换器盖39的形状可选地适合于物镜转换器，从而覆盖物镜转换器的顶侧并横向突出。在其他变型中，显微镜既不包括物镜转轮，也不包括任何其他设计的物镜转换器。在这些情况下，可以省略上述的转轮盖30/物镜更换器盖39，从而使物镜保护环10直接与支架保护器50相邻。然后，可以在物镜保护环10和支架保护器50之间形成自由空间15。

前述的示例实施例可以有利地提供非常有效的液体防护。在这些实施例中，显微镜部件的可操作性和可及性特别好。图示和描述的变型旨在被理解为纯粹是示例。尤其，物镜或接口盖的布置纯粹是示例性的，可以选择此类设备的不同布置进行操作。不同图形的元素也可以相互组合。为了促进对本发明的理解，用倒置光学显微镜描绘了保护设备。然而，还根据所附权利要求单独地要求保护设备。可以在不同位置添加弹性密封元件，例如橡胶垫圈。附图中描述或示出的部件不应被理解为保护设备的所有元件的详尽或完整的指示。在所附权利要求的框架内，示出的示例实施例的变型是可能的。

参考标志清单

1保护设备；

10物镜保护环；

12物镜保护环的接触区域；

14物镜保护环的下环区域

15自由空间；

16下环区域的内侧；

17物镜保护环的外侧；

18物镜保护环的中心开口；

19辅助浸没式套装的的物镜保护环的凹槽；

30转轮盖；

31旋转轴开度；

32转轮盖的物镜开口；

34转轮盖的悬垂部；

35间隙；

36转轮盖的内套环；

37转轮盖的外套环；

38外套环/转轮盖的最下侧；

39物镜转换器盖；

40未使用的转轮位置的接口盖；

42接口盖的安装区域；

43接口盖的电导体；

44接口盖的悬垂区域；

45旋转轴盖；

50支架保护器；

51支架保护器的开口；

52支架保护器的排水通道；

53排水通道的中段；

54支架保护器的凹槽；

56支架保护器的滴落边缘；

58支架保护器的排水口；

59用于收集容器的排水管；

60收集容器；

70物镜；

71物镜的连接端；

72物镜的壳体表面；

75辅助浸没套装；

76辅助浸没式套装的电导体；

77浸没液罐；

78浸没液导管；

79光学物镜；

80物镜转轮；

85DIC插槽；

90支架；

100显微镜；

Claims (17)

1.一种通过防止液体接触保护显微镜部件的保护设备，包括

至少一个围绕物镜(70)布置的物镜保护环(10)，其中，物镜保护环(10)包括用于接触物镜(70)的环形接触区域(12)；和

具有用于排出液体的排水通道(52)的支架保护器(50)；

其特征在于

物镜保护环(10)包括下环区域(14)，该下环区域位于接触区域(12)的下方，并且比接触区域(12)径向向外突出，从而在向内的方向上形成自由空间(15)；

物镜转换器盖(39)在至少一个物镜保护环(10)的下方沿物镜保护环(10)的中心方向的延伸大于在该物镜保护环(10)的下环区域(14)的延伸，

或者，在没有设置物镜转换器盖(39)的情况下，支架保护器(50)在至少一个物镜保护环(10)的下方沿物镜保护环(10)的中心方向的延伸大于在所述物镜保护环(10)的下环区域(14)的延伸。

2.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，在安装状态下，自由空间(15)以环形方式围绕物镜(70)的整个圆周延伸，以防止毛细作用。

3.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，物镜转换器盖(39)是布置在物镜转轮(80)上的转轮盖(30)或布置在物镜滑块上的物镜滑块盖。

4.根据权利要求1所述的保护设备，

其中至少一个物镜保护环(10)布置在距物镜转换器盖(39)和/或支架保护器(50)一定距离处，以减少液体通过毛细作用进入。

5.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，物镜转换器盖(39)或支架保护器(50)包括至少一个用于物镜(70)的物镜开口(32)，并在每个物镜开口(32)处包括一个内套环(36)，其中套环(36)在安装状态下限制了自由空间(15)的部分。

6.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，为了减少液体通过毛细作用进入，自由空间(15)的径向尺寸大于物镜保护环(10)和物镜转换器盖(39)之间的轴向距离，或者，如果没有物镜转换器盖，则大于物镜保护环(10)和支架保护器(50)之间的轴向距离。

7.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，为了减少液体通过毛细作用进入，自由空间(15)的径向尺寸大于或等于0.5mm。

8.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，物镜保护环(10)在下环区域(14)的内侧(16)上包括疏水涂层，在其外侧(17)的至少一部分上包括亲水涂层；

其中，转轮盖(30)在沿物镜保护环(10)的方向上所限定的自由空间(15)的区域上有疏水涂层；和

其中，转轮盖(30)在其外侧至少部分包括亲水涂层，用于将液体从至少一个物镜保护环(10)传导至支架保护器(50)。

9.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，物镜保护环(10)、转轮盖(30)和支架保护器(50)中的至少一个包括用于电磁屏蔽的导电部分。

10.根据权利要求3所述的保护设备，

其中，转轮盖(30)相对于支架保护器(50)带有一个悬垂部(34)，其中该悬垂部(34)沿支架保护部(50)的方向形成一个环形间隙(35)，以便防止通过毛细作用的液体进入。

11.根据权利要求3至10中任一所述的保护设备，

其中，其中，转轮盖(30)在径向向外方向上具有向上突出的外套环(37)，其中，在安装在倾斜的物镜转轮(80)上的状态下，外套环(37)导致转轮盖(30)的最下侧(38)的液体的流失。

12.根据权利要求1所述的保护设备，

其中，为了改善DIC插槽(85)的可及性，支架保护器(50)在一侧具有凹槽(54)，该凹槽(54)的排水通道(52)的深度减小或周向中断(53)，该凹槽

-相对设置在转轮盖(30)的最下侧(38)，或

-相对设置在支架保护器(50)设有排水口(58)的一侧；

其中，支架保护器(50)在其下侧具有滴落边缘(56)，该滴落边缘在凹槽(54)的区域中更短；该保护设备还包括收集容器(60)，该收集容器(60)流畅的连接至支架保护器(50)的排水口(58)。

13.根据权利要求1所述的保护设备，

包括至少一个当在所述物镜开口(32)上不使用物镜时、可固定在物镜转换器盖(39)的物镜开口(32)上的接口盖(40)；

其中，接口盖(40)包括在安装状态下与物镜开口(32)接合的安装区域(42)；

其中，接口盖(40)包括悬垂区域(44)，该悬垂区域从物镜开口(32)向上延伸，在安装区域(42)上径向突出，并且在安装状态与物镜转换器盖(39)保持一定距离；

其中，接口盖(40)包括用于连接到物镜转换器的接触点的电触点(43)，其中，接口盖(40)包括具有识别数据的存储器，该存储器可以通过电触点(43)读取。

14.一种显微镜，包括支架(90)、至少一个物镜(70)和根据权利要求1中的保护设备。

15.根据权利要求14所述的显微镜，

其中物镜保护环(10)在其连接端(71)处围绕物镜(70)延伸，否则将使物镜(70)的壳体表面(72)保持自由状态。

16.根据权利要求14所述的显微镜，

其中，支架保护器(50)布置成使得排水通道(52)的凹槽(54)或周向中断部(53)紧邻位于显微镜的光路中的物镜(70)。

17.一种通过防止液体接触保护显微镜部件的保护方法，包括

围绕至少一个物镜(70)布置至少一个物镜保护环(10)，其中物镜保护环(10)通过环形接触区域(12)接触物镜(70)；和

将支架保护器(50)布置在显微镜的支架(90)上，其中，支架保护器(50)包括用于排放液体的排水通道(52)；

其特征在于

物镜保护环(10)包括下环区域(14)，该下环区域位于接触区域(12)的下方，并且比接触区域(12)在径向上更加向外突出，从而在向内的方向上形成自由空间(15)；

物镜转换器盖(39)在至少一个物镜保护环(10)的下方沿物镜保护环(10)的中心方向的延伸大于在该物镜保护环(10)的下环区域(14)的延伸，

或者，在没有设置物镜转换器盖(39)的情况下，支架保护器(50)在至少一个物镜保护环(10)的下方沿物镜保护环(10)的中心方向的延伸大于在所述物镜保护环(10)的下环区域(14)的延伸。

Images