JP2009512886A - 立体顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1A
Description
図1Aは、本発明の第1の実施の形態における立体顕微鏡の1つの平面において展開された状態の選択された素子の構成を通過するビーム経路を概略的に示し、
図1Bは、第1の実施の形態における立体顕微鏡の選択された素子の上面図を概略的に示し、
図1Cは、第1の実施の形態における立体顕微鏡の選択された素子の側面図を概略的に示し、
図1Dは、第1の実施の形態における立体顕微鏡の選択された素子の斜視図を概略的に示し、
図2Aは、第1の動作状態における第1の実施の形態における立体顕微鏡の偏向素子のミラー面の上面図を概略的に示し、
図2−Aは、上記立体顕微鏡の選択された素子の構成を通過する、図2Aに対応するビーム経路を概略的に示し、
図2Bは、第2の動作状態における第1の実施の形態における立体顕微鏡の偏向素子のミラー面の上面図を概略的に示し、
図2−Bは、上記立体顕微鏡の選択された素子の構成を通過する、図2Bに対応するビーム経路を概略的に示し、
図3は、本発明の第2の実施の形態における立体顕微鏡の1つの平面において展開された状態の選択された素子の構成を通過するビーム経路を概略的に示し、
図4Aは、本発明の第3の実施の形態における立体顕微鏡の1つの平面において展開された状態の選択された素子の構成を通過するビーム経路を概略的に示し、
図4Bは、第1の動作状態における第3の実施の形態における立体顕微鏡の偏向素子のミラー面の上面図を概略的に示し、
図4Cは、第2の動作状態における第3の実施の形態における立体顕微鏡の偏向素子のミラー面の上面図を概略的に示し、
図5は、本発明の第4の実施の形態における立体顕微鏡の1つの平面において展開された状態の選択された素子の構成を通過するビーム経路を概略的に示し、
図6Aは、本発明の第5の実施の形態における立体顕微鏡の選択された素子の斜視図を概略的に示し、
図6Bは、第5の実施の形態における立体顕微鏡の偏向素子のミラー面の上面図を概略的に示し、
図6Cは、第5の実施の形態の変形例における立体顕微鏡の偏向素子のミラー面の上面図を概略的に示し、
図6Dは、本発明の第5の実施の形態のさらなる変形例における顕微鏡の偏向素子のミラー面の上面図を概略的に示し、
図7は、本発明の第6の実施の形態における結像ビーム経路を1つのみ有する顕微鏡の1つの平面において展開された状態の選択された素子の構成を通過するビーム経路を概略的に示している。
Claims (54)
- 立体顕微鏡の物体平面(1)に配置可能な物体を結像するための立体顕微鏡であって、前記立体顕微鏡は、少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)を形成し、かつ、
ミラー面(3;3’)を有する少なくとも1つの偏向素子と、
いくつかの光学素子を有する結像システム(26;26*;26**;26’)とを含み、
前記いくつかの光学素子は、複数のレンズ(4〜8、11、13、14、16’〜21’、16’’〜21’’、16’’’〜21’’’、16’’’’〜21’’’’)を含むと共に、前記結像ビーム経路(2a、2b)の瞳面(27a、27b)が前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3;3’)と交差するか、あるいは前記ミラー面(3;3’)からある距離(S、S’;S*、S*’)だけ離間するように構成され、前記距離(S、S’;S*、S*’)は、前記複数のレンズ(4〜8、8、11、13、14、16’〜21’、16’’〜21’’、16’’’〜21’’’、16’’’’〜21’’’’)の前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)に沿って前記ミラー面(3;3’)に最も近接して配置されたレンズ(4)の直径(D)の1.5倍未満、好ましくは、1.0倍未満、さらに好ましくは、0.5倍未満であることを特徴とする立体顕微鏡。 - 前記偏向素子の前記ミラー面(3;3’)と前記立体顕微鏡の前記物体平面(1)との間の前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)には、光学有効素子(optically effective element)が存在しない、請求項1に記載の立体顕微鏡。
- 前記結像システム(26;26*;26**)の前記いくつかの光学素子は、前記少なくとも1つの偏向素子を含み、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3)は、前記少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)を偏向させるように構成されている、請求項1又は2に記載の立体顕微鏡。
- 前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)のビーム束は、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3)上においてある距離だけ互いに離間したビーム断面部(28a、28b、28c、28d)をそれぞれ規定している、請求項3に記載の立体顕微鏡。
- 前記立体顕微鏡は、前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)の前記ビーム断面部(28a、28b、28c、28d)間の領域において前記少なくとも1つの偏向素子を横切る少なくとも1つの副ビーム経路(24)を形成する、請求項4に記載の立体顕微鏡。
- 前記立体顕微鏡は、前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)の前記ビーム断面部(28a、28b、28c、28d)間の領域において前記少なくとも1つの偏向素子を横切るパイプ(24’)をさらに含む、請求項4又は5に記載の立体顕微鏡。
- 前記副ビーム経路(24)は、前記パイプ(24’)において導かれる、請求項6に記載の立体顕微鏡。
- 前記少なくとも1つの偏向素子は、前記少なくとも1つの副ビーム経路(24)及び/又は前記パイプ(24’)によって横切られる切欠部(25)を前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)の前記ビーム断面部(28a、28b、28c、28d)間の領域において含む、請求項5〜7のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)は、第1の波長範囲のビームを結像するように構成され、
前記少なくとも1つの偏向素子は、前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)の前記ビーム断面部(28a、28b、28c、28d)間の領域において、前記ビーム断面部(28a、28b、28c、28d)の領域における前記第1の波長範囲のビームに対する前記少なくとも1つの偏向素子の反射率よりも小さい反射率を前記第1の波長範囲のビームに対して有する、請求項5に記載の立体顕微鏡。 - 前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)は、第1の波長範囲のビームを結像するように構成され、前記副ビーム経路(24)は、前記第1の波長範囲とは異なる第2の波長範囲のビームを結像するように構成され、
前記少なくとも1つの偏向素子は、前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)の少なくとも前記ビーム断面部(28a、28b、28c、28d)の領域において、前記第2の波長範囲のビームに対する反射率よりも高い反射率を前記第1の波長範囲のビームに対して有する、請求項5に記載の立体顕微鏡。 - 前記立体顕微鏡は、少なくとも1つの副ビーム経路(24)をさらに形成し、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3’)は、前記少なくとも1つの副ビーム経路(24)を偏向させるように構成されている、請求項1又は2に記載の立体顕微鏡。
- 前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)のビーム束は、前記瞳面(25a、25b)において互いにある距離(X)だけ離間したビーム断面部(Qa、Qb)をそれぞれ規定し、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3’)は、前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)の前記ビーム断面部(Qa、Qb)間の領域に配置されている、請求項11に記載の立体顕微鏡。
- 前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3’)の前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)に沿った射影の直径は、前記ビーム断面部(Qa、Qb)の前記距離(X)よりも小さいか、又はこれに等しい、請求項12に記載の立体顕微鏡。
- 前記ビーム断面部(Qa、Qb)には、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3’)が存在しない、請求項12又は13に記載の立体顕微鏡。
- 前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)は、第1の波長範囲のビームを結像するように構成され、前記副ビーム経路(24)は、前記第1の波長範囲とは異なる第2の波長範囲のビームを結像するように構成され、
前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)のビーム束は、前記瞳面(27a、27b)において互いにある距離(X)だけ離間したビーム断面部(Qa、Qb)をそれぞれ規定し、
前記少なくとも1つの偏向素子は、前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)の少なくとも前記ビーム断面部(Qa、Qb)の外側の領域において、前記第1の波長範囲のビームに対する反射率よりも高い反射率を前記第2の波長範囲のビームに対して有する、請求項11に記載の立体顕微鏡。 - 物体平面(1)を照射するための照射システムをさらに含み、前記照射システムは、ビーム源(23)と前記少なくとも1つの副ビーム経路(24)を形成する照射光学系(30)とを含む、請求項5〜15のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記少なくとも1つの副ビーム経路(24)を形成する赤外線結像光学系を有する赤外線観察システムをさらに含む、請求項5〜16のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記副ビーム経路(24)を形成する結像光学系を有する観察システムをさらに含む、請求項5〜17のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記少なくとも1つの副ビーム経路(24)を形成するビーム誘導システムを有するレーザをさらに含む、請求項5〜18のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記結像システム(26;26*;26’)は、第1のサブシステム(T1;T1*;T1’)を含み、前記第1のサブシステムの光学素子は、前記少なくとも一対のビーム経路の両方の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)によって共通に横切られる複数のレンズ(4〜8、11、13、14)を含む、請求項1〜19のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)に沿って前記ミラー面(3;3’)に最も近接して配置された前記レンズ(4)は、前記第1のサブシステム(T1;T1*、T1’)のレンズ(4)である、請求項20に記載の立体顕微鏡。
- 前記第1のサブシステム(T1;T1*、T1’)の前記複数のレンズ(4〜8、11、13、14)は、1つの共通の光軸に沿って配置され、前記第1のサブシステム(T1;T1*;T1’)の少なくとも2つのレンズ(4、5;6、7)は、前記光軸に沿って互いに対して変位可能である、請求項20又は21に記載の立体顕微鏡。
- 前記第1のサブシステム(T1;T1*;T1’)の前記少なくとも2つのレンズ(4、5;6、7)は、前記物体平面(1)の前記立体顕微鏡からの距離及び/又は結像倍率を変更するために、前記光軸に沿って互いに対して変位可能である、請求項22に記載の立体顕微鏡。
- 前記第1のサブシステム(T1;T1*;T1’)の前記光学素子は、前記立体顕微鏡の前記物体平面(1)が、前記第1のサブシステム(T1;T1*;T1’)の一対のレンズ(11、13)間に配置される中間像(P)に結像されるように構成されている、請求項20〜23のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記結像システム(26;26*)は、第2のサブシステム(T2)を含み、前記第2のサブシステム(T2)の光学素子は、前記少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)のうちの1つの結像ビーム経路(2a;2b;2c;2d)によってのみそれぞれ横切られる複数のレンズ(16’〜21’、16’’〜21’’、16’’’〜21’’’、16’’’’〜21’’’’)を含む、請求項1〜24のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)のうちの第1の対の結像ビーム経路(2a、2b)によって横切られ、かつ、前記少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)のうちの第2の対の結像ビーム経路(2c、2d)が反射される少なくとも1つの部分的に透明なミラー面を有するビームスプリッタ装置(15)をさらに含む、請求項25に記載の立体顕微鏡。
- 前記第2のサブシステム(T2)の少なくとも2つのレンズ(16’、17’、18’、19’、16’’、17’’、18’’、19’’、16’’’、17’’’、18’’’、19’’’、16’’’’、17’’’’、18’’’’、19’’’’)は、結像倍率を変更するために、前記光軸に沿って互いに対して変位可能である、請求項25又は26に記載の立体顕微鏡。
- 前記第2のサブシステム(T2)は、少なくとも一対の接眼レンズを含む、請求項25〜27のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記第2のサブシステム(T2)は、少なくとも一対のカメラ(31’’’、31’’’’)を含む、請求項25〜28のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記結像システム(26**)によって導かれる、前記物体側の前記ビーム束のうちの一対の部分ビーム束(2a*、2b*)を選択するためのセレクタ装置をさらに含み、
前記セレクタ装置は、前記2つの部分ビーム束(2a*、2b*)のうちの少なくとも一方のビーム断面を前記物体側の前記ビーム束のビーム断面に対して変位させるように構成されている、請求項1〜29のいずれかに記載の立体顕微鏡。 - 前記セレクタ装置は、前記少なくとも1つのミラー面(3;3’)に隣接して配置され、前記物体側の前記ビーム束の前記ビーム断面に配置された、前記第1の部分ビーム束(2a*)又は前記第2の部分ビーム束(2b*)を選択的に透過させる切替可能な開口(29)を含む、請求項30に記載の立体顕微鏡。
- 前記セレクタ装置は、前記少なくとも1つの偏向素子に一体化され、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(3)は切替可能である、請求項30に記載の立体顕微鏡。
- 前記切替可能なミラー面(3)は、ビームを反射する状態から該ビームを反射しない状態に切替可能な、別々に切り替えが可能な複数のミラー素子を含む、請求項32に記載の立体顕微鏡。
- 立体顕微鏡の物体平面(1)に配置可能な物体を結像するための、特に、請求項1〜33のいずれかに記載の立体顕微鏡であって、前記立体顕微鏡は、少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)を形成し、かつ、
いくつかの光学素子(3〜15、16’〜22’、16’’〜22’’、16’’’〜22’’’、16’’’’〜22’’’’)を有する結像システム(26;26*;26**)を含み、
前記いくつかの光学素子は、複数のレンズ(4〜8、13、14、16’〜21’、16’’〜21’’、16’’’〜21’’’、16’’’’〜21’’’’)と、前記少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)を偏向させるための複数の偏向素子とを含み、前記偏向素子は、少なくとも1つのミラー面(3、9、10、12)をそれぞれ含み、
前記少なくとも一対の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)は、第1のミラー面(3)、第2のミラー面(9)、第3のミラー面(10)及び第4のミラー面(12)によって順次反射され、
前記第1のミラー面(3)及び前記第4のミラー面(12)は、互いに対して70度〜110度、好ましくは、90度の角度を有し、前記第2のミラー面(9)及び前記第3のミラー面(10)は、互いに対して70度〜110度、好ましくは、90度の角度を有し、
前記複数のレンズ(4〜8、11、13、14、16’〜21’、16’’〜21’’、16’’’〜21’’’、16’’’’〜21’’’’)は、前記立体顕微鏡の前記物体平面(1)が、前記第1のミラー面(3)と前記第4のミラー面(12)との間において前記結像システム(26;26*;26**)のビーム経路に配置される中間像(P)に結像されるように構成されていることを特徴とする立体顕微鏡。 - 前記第1のミラー面(3)及び前記第2のミラー面(9)は、互いに対して70度〜110度、好ましくは、90度の角度を有する、請求項34に記載の立体顕微鏡。
- 前記第2のミラー面(9)と前記第3のミラー面(10)との間の前記ビーム経路には、レンズが存在しない、請求項34又は35に記載の立体顕微鏡。
- 前記中間像(P)は、前記第3のミラー面(10)と前記第4のミラー面(12)との間の前記ビーム経路に配置されている、請求項34〜36のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記結像システム(26;26*;26**)の複数のレンズ(4〜8、11)が、前記第1のミラー面(3)と前記中間像(P)との間に配置され、前記複数のレンズ(4〜8、11)は、前記少なくとも一対のビーム経路の両方の結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)によって共通に横切られる、請求項34〜37のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 前記複数のレンズ(4〜8、11)は、1つの共通の光軸に沿って配置され、少なくとも2つのレンズ(4、5;6、7)が、前記共通の光軸に沿って互いに対して変位可能である、請求項38に記載の立体顕微鏡。
- 前記少なくとも2つのレンズ(4、5;6、7)は、前記物体平面(1)の前記立体顕微鏡からの距離及び/又は結像倍率を変更するために、前記光軸に沿って互いに対して変位可能である、請求項39に記載の立体顕微鏡。
- 前記第1のミラー面(3)、前記第2のミラー面(9)、前記第3のミラー面(10)及び前記第4のミラー面(12)は、これらが前記結像ビーム経路(2a、2b、2c、2d)に対してポロシステムII型(a Porro-system of the second kind)を形成するように配置されている、請求項34〜40のいずれかに記載の立体顕微鏡。
- 顕微鏡の物体平面(701)に配置可能な物体を結像する顕微鏡であって、前記顕微鏡は、少なくとも1つの結像ビーム経路(702)を形成し、かつ、
ミラー面(703)を有する少なくとも1つの偏向素子と、
いくつかの光学素子を有する結像システム(726)とを含み、
前記いくつかの光学素子は、複数のレンズ(704〜708、711、713、714、716〜721)を含み、前記いくつかの光学素子は、前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)の瞳(727)によって規定された平面が、前記ミラー面(703)に隣接して配置され、かつ、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(703)と交差するか、もしくは前記ミラー面(703)から距離(70S)をあけて配置されるように構成され、前記距離(70S)は、前記複数のレンズ(704〜708、711、713、714、716〜721)のうちの前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)に沿って前記ミラー面(703)に最も近接して配置されたレンズ(704)の直径(70D)の1.5倍未満、好ましくは、1.0倍未満、さらに好ましくは、0.5倍未満であることを特徴とする顕微鏡。 - 前記偏向素子の前記ミラー面(703)と前記顕微鏡の前記物体平面(701)との間の前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)には、光学有効素子が存在しない、請求項42に記載の顕微鏡。
- 前記結像システム(726)の前記いくつかの光学素子は、前記少なくとも1つの偏向素子をさらに含み、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(703)は、前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)を偏向させるように構成されている、請求項42又は43に記載の顕微鏡。
- 前記顕微鏡は、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(703)に隣接して配置されているか、又は、前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)の最大ビーム断面部の外側の領域において該ミラー面を横切る、少なくとも1つの副ビーム経路を形成する、請求項44に記載の顕微鏡。
- 前記顕微鏡は、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(703)に隣接して配置されているか、又は、前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)の最大断面部の外側の領域において該ミラー面を横切る少なくとも1つのパイプ(724’)を含む、請求項44に記載の顕微鏡。
- 前記副ビーム経路は、前記パイプ(724)において導かれる、請求項46に記載の顕微鏡。
- 前記顕微鏡は、少なくとも1つの副ビーム経路をさらに形成し、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(703)は、前記少なくとも1つの副ビーム経路を偏向させるように構成されている、請求項42又は43に記載の顕微鏡。
- 前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)のビーム束は、前記瞳(727)によって規定された前記平面において断面部を規定し、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(703)は、前記少なくとも1つの結像ビーム経路(702)のこのビーム断面部に隣接して配置され、前記ビーム断面部には、前記少なくとも1つの偏向素子の前記ミラー面(703)が存在しない、請求項48に記載の顕微鏡。
- それぞれ、前記少なくとも1つの副ビーム経路を形成する、前記物体平面(701)を照射するためのビーム源と照射光学系とを有する照射システム、及び/又は、赤外線結像光学系を有する赤外線観察システム、及び/又は、ビーム誘導システムを有するレーザをさらに含む、請求項45〜49のいずれかに記載の顕微鏡。
- 前記少なくとも1つの副ビーム経路を形成する結像光学系を有する観察システムをさらに含む、請求項45〜50のいずれかに記載の顕微鏡。
- 前記複数のレンズ(704〜708、711、713、714、716〜721)は、1つの共通の光軸に沿って配置され、2つのレンズ(704、705;706、707;716〜719)が、前記光軸に沿って互いに対して変位可能である、請求項42〜51のいずれかに記載の顕微鏡。
- 前記少なくとも1つの副ビーム経路を形成する、前記ビーム源及び照射光学系、及び/又は、前記赤外線結像光学系を有する前記赤外線観察システム、及び/又は、前記ビーム誘導システムを有する前記レーザ、及び/又は、前記結像光学系に対して少なくとも3つの自由度を有する特殊なロボット式取付台(763)をさらに含む、請求項16〜19のいずれか、又は請求項50〜52のいずれかに記載の顕微鏡。
- 少なくとも3つの自由度を有する特殊なロボット式取付台(762)を含む、先行する請求項のいずれかに記載の顕微鏡。
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