JP6529997B2 - 試料ホルダの調整装置、調整装置付き顕微鏡及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の調整装置に関する。さらに、本発明は、調整装置を備える顕微鏡と、試料ホルダの配向を調整する方法とに関する。

（例えば、レーザ走査顕微鏡、高解像度システム、超解像度システム、全反射照明蛍光顕微鏡（ＴＩＲＦ）法を実施するための器具などの）対物レンズが高い開口数（以下ではＮＡとも称される。）を有する高性能顕微鏡システムでは、ビーム経路内に存在する透明な対象物の配向、特に観察されるべき試料を覆うカバーガラスの配向は、達成される解像度に関して重要な役割を果たす。

したがって、顕微鏡の光軸に対して傾斜したカバーガラスは、特に水浸対物レンズにおいて、非点収差やコマ収差のような望ましくない収差を招く。

このような収差は、例えば、カバーガラスに対する光軸の傾斜を既に備えるシステムで特に生じる。カバーガラスなどの光学的有効要素を通るビーム経路の傾斜したパスは、例えば選択的平面照明顕微鏡法（ＳＰＩＭ）の変形例で提供される。これらの変形例では、発生する収差は、例えばＤＥ１０２０１３１１２６００Ａ１及びＤＥ１０２０１３１０５５８６Ａ１に記載されているように、特別な補正要素で補正される。

補正の機能は、カバーガラスの形状及び位置に強く依存する。特に、イメージングシステムの光軸に対するカバーガラスの位置は、実際には大きく変わる可能性がある。その寸法によって配向が確保される配置の試料ホルダの構成が提供できても、（例えば、ペトリ皿、マイクロタイタープレート、オブジェクトキャリアの）カバーガラスは、顕微鏡で使用され、試料ホルダの配向と独立して配置されうる試料ホルダの唯一の構成部品である。試料ホルダに受け入れられた試料が、ほぼ示された方法で、試料ホルダのそれぞれの本体上に保持されているが、この本体に対する実際のカバーガラスの配向、及び、顕微鏡の光軸に対する実際のカバーガラスの配向は、不明確であり、同じ試料ホルダであっても、試料ごとに異なることがある。

ＤＥ２９６１８１４９Ｕ１には、キャリア要素が、各々２つの直線自由度と３つの回転自由度を有し、直線駆動部に接続された６つの連結要素を介して、ベースに連結された調整装置が開示されている。調整装置の駆動部はベース上に配置される。連結要素のベース側関節点の位置は、駆動部を介して変更することができる。

大きい設置スペースが必要とされるため、ＤＥ２９６１８１４９Ｕ１に記載されているヘキサポッドは、高い開口数の光学系を使用する光学顕微鏡での使用には適しておらず、フライトシミュレータ、ドライブシミュレータ、工作機械の作業ヘッド、及び、組み立て若しくは機械加工のために使用される装置のような、かなりの重量及びサイズの装置を支持し、配向するように構成されている。このようなヘキサポッドは製造するのが非常に高価であり、その制御に関して複雑である。

独国特許出願公開第１０２０１３１１２６００号明細書 独国特許出願公開第１０２０１３１０５５８６号明細書 独国実用新案出願公開第２９６１８１４９号明細書

本発明が解決しようとする課題は、従来技術の既知の欠点を低減又は回避する手段及び方法を用いて、試料ホルダの配向のための装置及び方法を提案することである。

この目的は、装置に関しては、請求項１及び９の特徴によって、及び、方法に関しては、請求項１１の特徴によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項の対象である。

試料ホルダの調整装置は、駆動部が配置されたベースと、キャリアとを備え、キャリアは駆動部によって調整可能であり、キャリアは試料ホルダを受け入れるように構成されている。各駆動部について、ベースとキャリアを接続するように構成された連結要素が存在し、各連結要素は、少なくとも１つの直線自由度及び少なくとも１つの回転自由度の両方を有する。

本発明による調整装置は、前記キャリアが、前記連結要素によって前記連結要素から前記キャリアへ向けられた移動軸に沿って直線的に移動可能であることを特徴とする。

調整装置の有利な実施形態では、移動軸は、キャリアの回動中心又は回動中心の近くで仮想的に交差する。有利には、移動軸及び／又は回動中心の交点は、調整装置を備えた顕微鏡の視野内に存在する。視野内の交点及び／又は回動中心の位置決めは、試料ホルダの正確な配向を支援する。

試料ホルダは、例えば、対象担体、ペトリ皿、マルチウェルプレート若しくはマイクロタイタープレート又はそれらの一部、いくつかの試料容器のストリップ、キュベット、いわゆるＰＣＲチューブなどである。

試料ホルダは、光学的有効要素を含むことができる。例えば、試料ホルダに置かれた試料は、カバーガラスで覆われているか、覆われることができる。この場合、カバーガラスは光学的有効要素である。さらに、光学的有効要素は、例えば、観察放射に対して透明な蓋、フィルム又はキャップであってもよい。

ベースは、例えば、底部プレート、一部品若しくは複数部品のプロファイル要素、又は、規定された空間関係で互いに配置され、駆動部を受け入れるように構成された構成要素である。ベースは、例えば、試料ホルダ又は試料ホルダ内の観察されるべき試料が、ベースによって覆われておらず、試料の観察がベースの方向からも可能であるように、フレームの形態で構成されていてもよい。

駆動部は、ベースに、セットポジションで、即ち、固定的又はリジットな方法で接続される。例えば、それらはベースに、ねじ止め、ピン止め、プラグ止め、クランプ、ボンディング、はんだ付け、溶接、及び／又はリベット止めされることができる。

キャリアは、駆動された連結要素によって、デカルト座標系の各軸の方向に調整可能である。

３つの駆動部が存在すると有利である。調整装置のこのような実施形態は、試料ホルダの正確な配向を少数の駆動部で可能にする。さらに、必要な設置スペースが小さく、調整装置を、例えば、顕微鏡内で、直立位置と倒立位置の両方で使用することができる。

駆動部はそれぞれ駆動軸を有し、この駆動軸に沿って、駆動部の前進移動が行われるか、又は、行われることができ、前進移動は連結要素に伝達又は伝達される。この場合、駆動軸は互いに実質的に平行に、かつ、ベースに対して垂直に向けられている。平行度又はベースとの直交性に関して最大５°の相違を有する駆動軸は、平行又は直交であるとみなされる。

調整装置は、有利には、高精度の調整移動を提供するように構成されている。駆動軸の実質的に垂直なセッティングは、横方向の移動成分を避けることによって正確な調整を支援する。

この目的のために、少なくとも１つの駆動部、有利にはすべての駆動部が、長手方向軸が駆動部の駆動軸と一致している駆動スピンドルを備えることができる。駆動スピンドルには、適したねじ、例えば細いねじを備えることができる。

回転運動を直線運動に変換するための手段を備えた、あらゆる直線駆動部及び回転駆動部が、駆動部として好適である。使用可能な駆動部は、（内側又は外側スピンドルの）スピンドル駆動部を有するステップモータ、ピエゾベースのドライブ、ピエゾスタック（チルト補正のみ）、ピエゾリニアモータ、例えば、ステッピングドライブ、スティックスリップドライブ、超音波ドライブ；リニアサーボドライブ；リニア同期ドライブ、リニアステップモーター又はボイスコイルドライブである。

駆動スピンドルは、重力の不都合な影響を打ち消すために、又は、存在する可能性のあるベアリング遊びを補償するために、例えば引張りばね又は圧縮ばねなどのばねによって負荷をかけられることができる。例えば、このような構成は、駆動スピンドル及び／又は駆動部のモータシャフトの負荷を低減する。

簡単な実施形態では、駆動スピンドル自体が、連結要素のガイド又はガイド要素として役立つ。

さらなる実施形態では、駆動スピンドルは、Ｚ軸の方向に作用するガイドと組み合わせることができる。

さらに、駆動部は、マルチパート構造（積み重ねられたアクチュエータ）を有することができる。例えば、スピンドル駆動部及び／又は駆動スピンドルの一部は、Ｚ軸の方向の粗い調整のため及び傾きの粗い配向のために構成されている。そうすると、これに隣接して、例えばピエゾアクチュエータの形態で存在し、傾きの迅速かつ精密な配向に役立つ部分が形成される。

駆動スピンドルは、キャリア側端部にボールジョイントを有することができる。

あるいは、駆動スピンドルは、曲線的な、好ましくは硬化された、又は、コーティングされた端面を有することができる。端面（ドーム）は、キャリアの座面を押圧する。ばね要素は、適切に強い引っ張り力を得ることができる引っ張りばねとして構成されており、各駆動スピンドルの端面に対するキャリアの恒久的な逆圧力を生成し維持するのに役立つ。

この種のスプリング要素は、駆動部のベアリング及び／又はねじ／ナットの組み合わせに存在するあらゆる遊びを補償することができる。

すべての駆動部は、位置検出のための手段は設けられることができ、又は、そのような手段に接続することができる。

駆動部は、例えば、キャリアのキャリア面の端点又は終点が駆動部によって、特にそれらのそれぞれの駆動軸によって画定されるように配置される。回動中心はキャリア面にある。

キャリア及びキャリア面は、任意の所望の形状を有することができ、例えば、長方形、円形、楕円形、三角形、多角形及び不規則な形状であり得る。３つの駆動部が１つの平面内で互いに１２０°の角度で配置され、それによって正三角形に広がると有利である。このような駆動部の配置は、キャリアの任意の曲げ力／曲げモーメント（傾動力）の、実質的に対称的な、したがって有利な分布及び補償を可能にする。

さらなる可能な実施形態では、駆動部は、キャリア面として直角又は二等辺三角形に広がる。駆動部が、キャリア面が三角形になるように配置されている場合は、駆動部の省スペース化が可能である。

調整装置の１つの可能な実施形態では、回動中心は同時にキャリア面の面積重心である。これは、駆動部によって生成される前進移動の際に、回動中心の横方向オフセットを最小にする。例えば、顕微鏡の光学軸が回動中心に向けられている場合、回動中心は前進移動にもかかわらず完全に又は実質的に光軸上に維持される。

調整装置のさらなる実施形態は、移動軸の交点が固定されている結果として、面積重心の外側にある回動中心を有することができる。したがって、調整装置は、移動軸の位置の選択によって異なる用途のために構成することができる。個々の駆動部の規定された前進移動によって、回動中心は、任意の所望の位置に配置され、レベリングにかかわらず維持される。

キャリアは、市販のマルチウェルプレート、対象担体及び／又はペトリ皿を受け入れるように構成された試料ステージであり得る。

キャリアは、さらに、ピエゾステージと組み合わされるか、又は、組み合わされ得る。

個々の連結要素の可能な異なる垂直位置によって引き起こされる、補償のために役立つ移動の移動軸の方向におけるキャリアの直線移動は、例えば連結ジョイントの部分であるスライドベアリングによって、又は、異なる自由度のベアリングの組み合わせによって達成される。例えば、調整装置の１つの構成では、旋回移動のための揺動ボールベアリングと、直線移動のためのスライドベアリング又は直線ボールベアリングとを組み合わせることができる。

さらなる実施形態では、曲げ部の組み合わせ、及び／又は、スライド及び／又はボールベアリングとの組み合わせも可能である。

調整装置のさらなる実施形態では、連結要素は、移動軸に沿って移動可能であり、キャリアのボア及び／又はガイド内で、及び／又は、ボールジョイントのボール内で、例えば、ボールジョイントのボール内で、移動可能に滑るように構成されているボルトの形態である。ボルトとボールジョイントとがともに連結要素を形成する。

ボルトの各々は、有利にはそれぞれの移動軸と一致する長手方向軸を有し、その結果、ベースとキャリアとの相互に対する直線移動が移動軸に沿って許容される。

調整装置のさらなる実施形態では、傾動可能にするために、ボルトが追加的に取り付けられる。例えば、スライドベアリングと、さらなるボール又はさらなるボールジョイント又はボールベアリングとの組み合わせは、ベース及び／又はキャリアの更なる回転及び／又は傾動移動を可能にすることができる。

さらに、さらなる実施形態では、基部及び／又はキャリア又は調整装置がさらに回転可能及び／又は傾動可能となるように、基部及び／又はキャリアが回転可能に取り付けられていることが可能である。

その実施形態の１つでは、調整装置は顕微鏡で使用することができる。

顕微鏡の有利な実施形態では、回動中心は顕微鏡の光軸上にあり、試料ホルダの傾動にかかわらず焦点位置に留まる。

本発明による方法は、基準軸又は基準面に対する試料ホルダの配向を調整するのに役立つ。

例えば、基準軸は、光学機器、特に顕微鏡の光軸である。基準面は、例えば、ベース又はキャリアが延在する平面である。基準軸及び／又は基準面は自由に選択することができる。

この方法は、可能な実施形態のうちの１つにおける調整装置を含む顕微鏡において、試料ホルダの現在の配向を検出し、ここで顕微鏡の光軸は試料ホルダを通って方向付けられている。試料ホルダの光学的有効要素の現在の配向が検出され、そこを通って光軸が方向づけられている。光学的有効要素の検出された現在の配向は、基準軸又は基準面の配向及び／又は位置と比較され、基準軸又は基準面からの光学的有効要素の現在の配向の相違が、所定の許容可能な相違公差よりも大きい場合は、試料ホルダの配向は、基準軸又は基準面からの光学的有効要素の現在の配向の相違が、相違公差よりも小さくなるように制御された方法で変更される。

本発明による調整装置、このような調整装置を備えた顕微鏡及び方法は、有利には、例えば試料ホルダ及び光学的有効要素の傾きなど、配向の正確で迅速な調整を可能にする。本発明は、特に、小さい作業スペースを有する高い開口数を有する対物レンズと共に使用するのに適している。調整装置及び方法は光学機器の、特に顕微鏡の、直立、倒立及び横方向の配置に使用することができる。

調整装置及び方法は、例えばフォーカシング、試料ホルダの横方向変位、及び、ピエゾステージ及び／又はインキュベータなどのアドオンモジュールのような、顕微鏡のすべての位置決め可能性と組み合わせることができる。有利には、試料ホルダの配向を自動化することができる。

取り込まれる空間が小さいので、本発明による調整装置は、インキュベータ及び／又は試料操作のための他の装置のための空間を提供する。

電動３点ベアリングは、少数の駆動部で、試料ホルダの正確な配向とＺ軸の方向へのキャリアの前進移動を実現することができる。先行技術による顕微鏡で生じる種類の高い傾動モーメントは、この配置において有利に回避される。

調整装置及び方法のさらなる利点は、Ｚ軸の方向及び傾斜調整について正確な調整が可能であることにある。

同種の駆動部を使用することは、調整装置の費用効果の高い生産と保守を可能にする。Ｘ軸及びＹ軸方向の傾きとＺ軸方向の調整機能の両方の配向は、有利には、調整装置、試料ホルダ、及び、光学的有効要素の傾きが、Ｚ軸方向の調整とＺ軸方向の調整なしに、一定の傾きが許可されるように組み合わされる。駆動部の適切な制御及び配置により、キャリアの任意の所望の点について傾動移動を実現することができる。

少なくとも２つの駆動部を同期して制御することができ、その結果、例えば、傾斜の急速な調整及び／又はＺ軸の方向への前進が許容される。

駆動部が対称的に配置されている場合は、同じ移動割合を引き起こし、従って差動制御を簡単にプログラミングし実行することができる。

特に、Ｘ軸及びＹ軸（傾き）の方向の配向の場合、非常に僅かな系統的な配向誤差のみが補償されるべきである。

調整装置は、ピエゾスキャナ、インキュベータなどのキャリア付属品との組み合わせのための多くのスペースを提供する。試料の取り扱いは、空間的に制限されないか、又は、ごくわずかしか制限されない。

調整装置は、例えば、主に傾きの配向のために駆動部が使用されるように構成することができる。このような実施形態では、駆動部及び／又は連結要素の小さな移動範囲が有利に必要とされ、その結果、スペースが少なくて済み、製造コストが低減される。

角度セクション又は角度スキャンを実行することも可能である。ここでは、基準軸又は基準面に対するキャリアの明確な傾動移動が作用する。これらの角度セクション又は角度スキャンは、異なる方向からの試料の観察を可能にする。

本発明を、例示的な実施形態及び図面に基づいて以下により詳細に説明する。

調整装置の第１の例示的実施形態及びこの調整装置を備えた顕微鏡を概略的に示す図である。 調整装置の第２の例示的実施形態の部分的な横断面図を概略的に示す図である。 調整装置の第３の例示的実施形態の平面図を概略的に示す図である。 調整装置の第４の例示的実施形態の概略的に示す図である。 調整装置の第５の例示的実施形態の概略的に示す図である。 調整装置の第６の例示的実施形態の概略的に示す図である。 調整装置の第７の例示的実施形態の概略的に示す図である。 調整装置の第８の例示的実施形態の概略的に示す図である。 調整装置の第９の例示的実施形態の概略的に示す図である。

以下に説明する図面において使用される参照符号は、それぞれ同一の要素を示す。方向は、デカルト座標系の軸によって指定され、Ｘ軸Ｘ、及び、Ｙ軸Ｙは、平面Ｘ−Ｙに亘っており、これに対してベース２が平行に配置されている。

図１は、調整装置１の第１の例示的実施形態の概略図を示している。ベース２とキャリア３は、それぞれフレームの形態であり、上下に配置され、第１の連結要素４．１、第２の連結要素４．２及び第３の連結要素４．３を介して互いに連結されている。ここで３つの連結要素４．１，４．２及び４．３は詳細には示されていない。

第１の駆動軸５．１Ａに沿って延在する第１の駆動スピンドル５．１１を備える第１の駆動部５．１と、第２の駆動軸５．２Ａに沿って延在する第２の駆動スピンドル５．２１を備える第２の駆動部５．２と、第３の駆動軸５．３Ａに沿って延在する第２の駆動スピンドル５．３１を備える第３の駆動部５．３とは、ベース２に接続されている。駆動部５．１〜５．３は、駆動スピンドル５．１１〜５．３１を介してベース２に接続され、駆動スピンドル５．１１〜５．３１のベース側の端部が、例えば差し込まれることにより、Ｘ方向Ｘ及びＹ方向Ｙに固定されるように、しかし各駆動軸５．１Ａ〜５．３Ａを中心に回転可能であるように、ベース２に接続される。駆動軸５．１Ａ〜５．３Ａは互いに平行であり、ベース２に直交している。

ピエゾスキャナ９は、試料ホルダ６としてキャリア３に挿入可能である。カバーガラスの形態の光学的有効要素８は、試料ホルダ６内に挿入可能である。観察されるべき又は検査されるべき試料７は、光学的有効要素８上に配置されうる。例えば、試料７は、光学的有効要素８の上に載置し、噴霧し、滴下し（ピペッティングし）又はコーティングすることができる。細胞での特定の場合には、これらを光学的有効要素上に置き、培養することができる。

さらなる実施形態では、ピエゾスキャナ９は、別個の試料ホルダ６を受け入れるように構成されている。

ピエゾスキャナ９は、３つまでの位置決め軸に沿って移動可能であり、例えば、迅速なｚフォーカシング又は試料走査に使用することができる。追加の自律的移動がピエゾスキャナ９によって生成されうる。

あるいは、試料７は、キャリア３上に固定され及び／又はキャリア３によって受け入れる試料ホルダ６によって、位置決め及び保持されることができる。試料ホルダ６は、例えば、１つ又は複数のペトリ皿、マルチウェルチャンバ、マイクロタイタープレート、カバーガラスの背後の対象担体上の埋設試料の形態である１つ又は複数の試料容器のガラス底部である、光学的有効要素８を受け入れるように構成されている。

図１は、状態をより明瞭にするために、対物レンズ１１のみが示された顕微鏡１０の倒立の配置を示す。顕微鏡１０の光学軸１０．１は、光学的有効要素８を介して試料７へ方向付けられる。

他の実施形態では、顕微鏡１０の光軸１０．１が光学的有効要素８を介して上から試料７上に方向づけられているか又は方向づけられうる、顕微鏡１０の直立の配置が実現され得る。

キャリア３の傾き、すなわち、Ｘ軸Ｘ及び／又はＹ軸Ｙの回りの傾動移動は、駆動部５．１〜５．３によって可能になる。

駆動部５．１〜５．３を同期して同じ方向に制御することにより、例えば顕微鏡１０を介して試料７にフォーカシングするために、Ｚ軸Ｚの方向におけるキャリア３の調整が可能である。

駆動部５．１〜５．３は、さらに、制御ユニット１４に接続され、制御ユニットによってコマンドが生成され、それぞれの駆動部５．１〜５．３に送信される。

制御ユニット１４は、データの伝送に適した方法でセンサ装置１７に接続され、センサ装置１７は、試料ホルダ６及び／又は光学的有効要素８の現在の配向を検出するように構成されている。

別の実施形態では、ベース２は、その一部について、横方向に、すなわちＸ軸Ｘ及び／又はＹ軸Ｙの方向に位置決めできるように構成されていてもよい。

例えば、ベース２の、したがって調整装置１の、このような調整機能により、試料の横方向の位置決め、又は、試料交換、例えば自動的な試料交換が可能になる。

調整装置１のさらなる実施形態は、代替的に又は追加的に、例えば、（図示しない）さらなる駆動部によって調整可能であるベース２によって、Ｚ軸Ｚ方向におけるベース２の軸方向の位置決めを可能にする。

調整装置１の第２の例示的実施形態は横断面として図２に示されており、ベース２に固定された駆動部５．１を備え、その駆動スピンドル５．１１はＺ軸Ｚの方向の第１の駆動軸５．１Ａに沿って向けられている。

以下の説明は、例えば、第１の駆動部５．１及びそれに関連付けられた要素に関し、それに応じて、存在するさらなる駆動部５．１，５．２，５．３〜５．ｎにも適用される。

第１の連結要素４．１を共に形成するボルト１２を備えたボールジョイント１５が、駆動スピンドル５．１１のキャリア側の端部に存在する。ボルト１２がその長手方向軸１２．１に沿って移動可能に取り付けられているボア１３は、ボールジョイント１５を貫通している。

ボルト１２は、キャリア３の端面に存在する水平ボア１３内の一端と係合する。ボア１３は、ボルト１２の外径よりも大きな内径を有し、ボルト１２がキャリア３のボア１３の長手方向軸１２．１に沿って移動可能である。

さらなる実施形態では、ボルト１２は、キャリア３のボアにクランプされ、キャリア３のボア１３内のみに取り付けられる。

さらなる実施形態では、ボルト１２は、ボールジョイント１５のボアにクランプされ、キャリア３のボア１３内のみに移動可能に取り付けられる。

結果として生じる、ベース２とキャリア３との相対的な直線移動度は、ボルトの長手方向軸１２．１と実質的に一致する第１の移動軸Ａ１（第１のタイプの破線で示す）の方向に生じる。

第１の移動軸Ａ１に沿ったベース２とキャリア３の線形移動は、キャリア３がベース２に対して傾いているときの駆動スピンドル５．１１とキャリア３との間の距離の変化の補償を可能にする。

ボールジョイント１５は、ボルト１２のために直接的に、及び、キャリア３のために間接的に、ベアリングとしての役割を果たす。これは、調整装置１の構成によって定められた移動範囲内で、キャリア３の第１の駆動軸５．１Ａ周りの回転と、任意の軸周りの旋回移動とを可能にする。

ボールジョイント１５が、可能な実施形態において、少なくとも１つのボールベアリング又はローラーベアリングを備える場合、そのベアリングは、有利には、ボールジョイント１５に半径方向に作用する力が、第１の駆動軸５．１Ａの方向に有利に転向されるように配置される。このような構成により、Ｙ軸Ｙ周りの駆動スピンドル５．１１の曲げ応力が有利に低減される。

第１の連結要素４．１、ベース２及びキャリア３の間の有利な接触を確実にするために、正確な前進の目的で、ベース２及びキャリア３は、それらの間に配置されたバネ要素１６によって負荷がかけられ、例示的実施形態は、例えば、単にコイルばねとして構成され、圧縮ばねとして作用する。さらなるばね要素１６が存在してもよい。

代替的実施形態では、ばね要素１６の１つ又は全ては、例えば、コイルばね、板ばね又はゴム製の弾性変形可能要素、ゴム混合物、プラスチック又は複合材料、例えばゴム、プラスチック及び金属の少なくとも２つの材料からなる。さらなる実施形態では、各ばね要素１６を引張りばねとして構成することができる。

第３の例示的実施形態として、図３に、共通の周回上で、互いに１２０°の角度にある、駆動部５．１〜５．３の配置を示す。駆動部５．１〜５．３は、キャリア面３．１の頂点を形成する（図６ａ〜６ｄ参照）。

第１〜第３の移動軸Ａ１〜Ａ３は、キャリア面３．１の仮想の回動中心Ｐで交差し、回動中心Ｐはキャリア面３．１の面積重心となる。制御ユニット１４によって制御されている駆動部５．１〜５．３によって、キャリア３はＸ軸Ｘ及び／又はＹ軸Ｙ周りに、又は、Ｘ軸Ｘ及び／又はＹ軸Ｙに平行な軸周りに、傾動可能であり、存在する試料ホルダ６の、及び、存在する光学的有効要素８（図１参照）、特にカバーガラスの配向が、制御された方法で影響を受ける。同時に、傾動移動が起こる回動中心Ｐは、その位置が、Ｚ軸Ｚの方向において変化せずにとどまる。

空間を節約する方法での駆動部５．１〜５．３の可能な配置を、ベース２の平面図で図４に示す。駆動部５．１〜５．３の特定の制御により、キャリア３（図示せず）は、いずれも一点鎖線で表された軸の周りに傾動可能である。３つの駆動部５．１〜５．３の全てが同期して同じ方向に制御される場合、ベース２とキャリア３との間の相対移動はＺ軸Ｚのみで行われる。駆動部５．３のみが制御される場合、キャリア３の傾斜移動は駆動部５．１と５．２との間の一点鎖線の周りで行われる。駆動部５．１及び５．２が同時に反対方向に制御される場合、第３の駆動部５．３を通って延びる軸は平行に移動可能である。

駆動部５．１〜５．３が直角三角形の頂点として配置されている、調整装置１のさらなる可能な構成を図５に示す。

駆動部５．１〜５．３の異なる配置を図６ａ乃至図６ｄに示す。さらに、キャリア面３．１が示され、その頂点が駆動部５．１〜５．３を形成している。キャリア面３．１は、第２のタイプの破線で区切られている。

移動軸Ａ１〜Ａ３は、第１のタイプの破線で示されており、それに沿ってキャリア３が連結素子４．１〜４．３によって直線的に移動可能である。

キャリア面３．１における移動軸Ａ１〜Ａ３の仮想の交点は、それぞれ、回動中心Ｐとして指定され、顕微鏡１０の視野内に位置する（図１参照）。

図６ａによる構成では、駆動部５．１〜５．３は、二等辺三角形の形態のキャリア面３．１の頂点を形成する。ベース２（図示せず）及び／又はキャリア３は、長方形の形状を有する。

図６ｂに示される配置オプションのベース２（図示せず）及び／又はキャリア３は、同様に長方形である。駆動部５．１〜５．３は、直角三角形の頂点を形成する。

図６ａ〜６ｄによる実施形態において、回動中心Ｐは、キャリア面３．１の面積重心Ｆと一致する。

図６ｄに概略的に示されているように、ベース２（図示せず）及び／又はキャリア３が三角形であり、駆動部５．１〜５．３が三角形の頂点を形成している場合、回動中心Ｐと、キャリア３の重心Ｍと、キャリア面３．１の面積重心Ｆとが一致する。キャリア３は均一な厚さを有し、均質な材料又は複合材料で作られていると仮定する。

例示的な実施形態の特徴は、当業者にとってありふれた方法で互いに組み合わせることができる。

試料ホルダ６の配向を調整する方法は、図１及び図２を参照して例として説明されている。

試料ホルダ６は顕微鏡１０の光軸１０．１に対して配向され、光軸１０．１は基準軸Ｂとして機能する。

方法の別の実施形態では、配向は、例えば、ベース２が延在するＸ−Ｙ平面ＸＹによって提供される基準面に対して行われる。

この方法を実施するために、可能な実施形態の１における調整装置１を含む顕微鏡１０が使用される。

顕微鏡１０の光軸１０．１が試料ホルダ６を介して方向づけられ、試料ホルダ６の現在の配向が検出される。光軸１０．１の位置及び方向は、既知であるか、又は、例えば、位置センサなどによる適切な方法で求められる。

試料ホルダ６の光学的有効要素８の現在の配向は、センサ装置１７によって検出される。光軸１０．１は、光学的有効要素８を介して方向づけられる。

検出された光学的有効要素８の現在の配向は、次に、基準軸又は基準面の配向及び位置と比較される。

光学的有効要素８の現在の配向が基準軸又は基準面から相違する場合、試料ホルダ６の配向は、基準軸又は基準面からの光学的有効要素８の現在の配向の相違がキャンセルされるように、制御された方法で変更される。

オリエンテーションに関連して実際に必要とされるデータ処理作業を制限するために、許容可能な相違許容誤差が固定され、基準軸又は基準面からの光学的有効要素の現在の配向の相違が、許容可能な相違公差よりも小さくなるように、試料ホルダの配向が（制御された方法で）変更されると有利である。

１ 調整装置
２ ベース
３ キャリア
３．１ キャリア面
４．１ 第１の連結要素
４．２ 第２の連結要素
４．３ 第３の連結要素
５．１ 第１の駆動部
５．２ 第２の駆動部
５．３ 第３の駆動部
５．１１ 第１の駆動スピンドル
５．２１ 第２の駆動スピンドル
５．３１ 第３の駆動スピンドル
５．１Ａ 第１の駆動軸
５．２Ａ 第２の駆動軸
５．３Ａ 第３の駆動軸
６ 試料ホルダ
７ 試料
８ 光学的有効要素（カバーガラス）
９ ピエゾスキャナ
１０ 顕微鏡
１０．１ （顕微鏡１０の）光軸
１１ 対物レンズ
１２ ボルト
１２．１ ボルトの縦軸
１３ ボア
１４ 制御ユニット
１５ ボールジョイント
１６ ばね要素
１７ センサ装置
Ａ１ 第１の移動軸
Ａ２ 第２の移動軸
Ａ３ 第３の移動軸
Ｂ 基準軸
Ｐ 回動中心
Ｆ （キャリア面３．１の）面積重心
Ｍ （キャリア３の）重心
Ｘ Ｘ方向
Ｙ Ｙ方向
Ｚ Ｚ方向
ＸＹ Ｘ−Ｙ平面

Claims (9)

1. 試料ホルダの調整装置であって、
   ‐ ベースと、
   ‐ 前記ベース上に配置された複数の駆動部と、
   ‐ 前記複数の駆動部によって調整可能であり、前記試料ホルダを受け入れるために構成されたキャリアと、
   ‐ 前記ベースと前記キャリアとを連結するように構成された各前記駆動部に対する連結要素であって、各連結要素は、Ｚ軸周りの少なくとも１つの回転移動を行うとともに前記回転移動を変換してＺ軸方向に沿った少なくとも１つの直線移動を行う、連結要素と、
   を備えた調整装置において、
   ‐ 前記連結要素の前記キャリアへの接続部は、前記各連結要素から前記キャリアへ向けられた、Ｚ軸に交差する方向に延在するそれぞれの軸に沿って移動可能なボルトによって形成されていることにより、前記キャリアは、前記それぞれの軸に沿って直線的に移動可能であり、
   ‐ 前記キャリアは、前記キャリアの前記それぞれの軸についての直線的な移動及び／又は前記各連結要素の前記直線移動によって、デカルト座標系の各軸の方向に調整可能であり、
   ‐ 前記キャリアは、前記駆動部によって、Ｘ軸及びＹ軸周りに、又は、Ｘ軸及びＹ軸に平行な軸周りに傾動可能であり、
   ‐ 前記それぞれの軸同士は、前記キャリアの傾動移動が起こる回動中心で仮想的に交差し、前記回動中心は、キャリア面の面積重心である、ことを特徴とする調整装置。
2. 前記各連結要素は、
   Ｚ軸方向に延在する駆動スピンドルと、
   前記駆動スピンドルの延在方向に移動可能に取り付けられ、前記回転移動を前記直線移動に変換するジョイントと、を備え、
   前記ボルトは前記ジョイントに取り付けられ、
   前記キャリアは前記ボルトの一端に取り付けられている、
   請求項１記載の調整装置。
3. 前記駆動部は前記キャリア面の頂点に位置し、前記回動中心は前記キャリア面上に位置する、請求項１又は２記載の調整装置。
4. ３つの駆動部が存在する、請求項１乃至３いずれか１項記載の調整装置。
5. 前記駆動部はそれぞれの駆動軸に沿う移動を、それぞれの前記連結要素へ伝達するように構成されており、
   前記駆動軸は、互いに平行でありかつ前記ベースに垂直である、請求項１乃至４いずれか１項記載の調整装置。
6. 前記ベース及び前記キャリアが、Ｚ軸と交差する軸周りに傾動可能及び／又はＺ軸周りに回転可能に取り付けられている、請求項１乃至５いずれか１項記載の調整装置。
7. 請求項１乃至６いずれか１項記載の調整装置を含む顕微鏡。
8. 前記回動中心が顕微鏡の光軸上にある、請求項１乃至７いずれか１項記載の調整装置を含む顕微鏡。
9. 基準軸又は基準面に対して試料ホルダの配向を調整する方法であって、
   請求項７又は８記載の顕微鏡において、
   前記試料ホルダの現在の配向を検出するステップであって、前記顕微鏡の光軸が前記試料ホルダを通って方向づけられている、ステップと、
   前記試料ホルダの光学的有効要素の現在の配向を検出するステップであって、前記光学的有効要素を通って前記光軸が方向づけられている、ステップと、
   検出された前記光学的有効要素の現在の配向を、前記基準軸又は前記基準面の配向及び位置と比較することにより、前記光学的有効要素の現在の配向の、前記基準軸又は前記基準面からの現在の相違を検出するステップと、
   検出された現在の相違が許容可能な相違公差よりも大きい場合は、前記基準軸又は前記基準面からの前記光学的有効要素の現在の配向の相違が、許容可能な相違公差よりも小さくなるように制御して前記試料ホルダの配向を変更することにより、前記現在の相違を変更するステップと、を有する方法。

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