[发明专利]具有超裕度设计的变焦系统的显微镜

说明书

本发明涉及一种显微镜(10)，其包括物镜系统(30)和变焦系统(32)，该物镜系统具有至少两个有选择地引入到显微镜(10)的光路中的物镜(44、52)。该变焦系统(32)具有总变焦范围(90)，在该总变焦范围内能够调节变焦系统(32)的焦距。在总变焦范围(90)内给每个物镜(44、52)都指配一个变焦子范围(96、98)。

技术领域

本发明涉及一种显微镜，其具有物镜系统以及变焦系统，该变焦系统带有总变焦范围。该物镜系统包括至少两个有选择地引入到光路中的带有不同焦距的物镜。待显微的物体的总放大率在此分别由所选物镜的焦距以及变焦系统的调节好的焦距产生。

背景技术

针对数字显微镜往往采用既有物镜系统又有变焦系统的放大系统，其中，变焦系统把待显微的物体的图像直接成像在数字显微镜系统的图像检测单元上。在此，放大率作为变焦系统的调节好的焦距和位于光路中的物镜的焦距的商得到。为了实现尽可能大的放大率，因而必须针对变焦系统调节出最大的焦距，并且采用具有小焦距的物镜。相反，为了实现低放大率必须通过变焦系统调节出尽可能小的焦距，并且采用具有尽可能大的焦距的物镜。

就已知的显微镜而言，尽可能大的变焦倍数即尽可能大的可调节的放大范围的实现方式为，变焦范围总是被充分利用至其极限，并且相应地采用具有极其不同的焦距的物镜。因而通过使得物镜匹配于变焦系统来调节出最大的和最小的放大率。

为了实现尽可能大的放大范围，因此必须既采用具有很短的焦距的物镜，又采用具有很长的焦距的物镜。然而具有很短的焦距的物镜是不利的，因为高放大率所需的数值孔径要求对物镜精心设计。于是这种物镜通常只允许很小的视场角，因为否则就无法得到光学矫正。因而，大孔径的复合物镜通常不允许后接变焦系统，并且通过渐晕切分较大的视场角。

相反，对于低放大率所需的物镜的长焦距要求在物镜界面与物体平面之间相应大的间距。因此，在把这种物镜引入到光路中时，大多需要使变焦系统移动离开物体，以便获得相距物体平面的必需的大距离。具有长焦距的物镜的另一缺点是，对于给定的物体侧的分辨率而言，光瞳直径必须相应地大，这导致高昂的成本，并且要求物镜尺寸大。

另外，采用具有极其不同的焦距的物镜有如下缺点：这些物镜也有极其不同的补偿长度，其中，所述补偿长度是从物镜的安装面至物体平面的间距，且由物镜的结构长度和自由的工作距离组成。由此使得系统的等焦距设计非常繁琐，或者甚至不可能。

发明内容

本发明的目的是，提出一种显微镜，其具有大的放大范围，而构造却简单而紧凑。

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，在总变焦范围内至少给第一物镜指配第一变焦子范围。

通过采用一种与所希望的变焦倍数真正需要的相比尺寸设计更大的变焦系统，实现了所采用的物镜的焦距差异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，该变焦系统因此为了高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对应于较低的放大率，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，从而能够相应地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。由此能实现把物镜构造得紧凑，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。因而，总变焦范围的极限由变焦系统的最小焦距和最大焦距给定。