CN100445795C - 可互换的显微镜台驱动组件 - Google Patents

Abstract

一种可互换的显微镜台驱动组件，这个组件包括显微镜台，和一个驱动机构，这个驱动机构可拆卸地固定在显微镜台的一个以上的位置上。

Description

可互换的显微镜台驱动组件

相关申请的交叉参考

本专利申请是2003年11月25日所提交的美国专利申请No.10/721695和2003年12月11日所提交的美国专利申请10/733628的部分后续申请。

技术领域

概括地讲，本发明涉及显微术，更具体地讲，涉及一种控制显微镜台移动的机构，再更具体地讲，涉及一种可互换的显微镜台驱动组件。

背景技术

众所周知，显微镜是用来观察、观测和研究微小物体的光学仪器。有很多种不同类型的显微镜，每种都有其特殊的应用。在这里只列出其中的一些显微镜，如复合显微镜、立体显微镜、共焦显微镜、倒置显微镜和激光显微镜。

本发明大体涉及复合显微镜和那些配备了试样镜台的显微镜，其中能够用镜台驱动机构控制试样镜台。

显微镜具有长期使用的镜台，用来把试样定位在光程中。通过向前和向后、向左和向右、以及向上和向下移动镜台能够操作物体。按照惯例，分别用x、y、z表示左右轴线、前后轴线和上下轴线。

通常通过调节镜台的高度使得聚焦机构起作用。通过改变试样的高度，使用显微镜的技术人员能够观察试样在z轴中的不同深度。

为了调节x或y位置，用户必须能够使用一个能够执行这种移动的镜台控制机构。通常用单独一个机构来实现x和y的调节。另外，这个机构位于镜台下的一侧。

由于使用显微镜的技术人员使用这些仪器的不同需求，同时需要左手镜台和右手镜台。镜台控制机构位于镜台的一侧，这一侧与用户操作镜台时惯用的手匹配。使问题更为复杂的是在一个实验室里左手用户和右手用户可能都要使用同一台显微镜。

由于要使得镜台的布置与使用显微镜的技术人员在操作时惯用的手相匹配，这就给产品的制造增加了困难。每个显微镜必须既是左手显微镜又是右手显微镜。在完成装配后，改变布置需要花费很多的拆卸和再次装配时间，而且需要另外一个完整的镜台机构。这个问题还使得显微镜制造商必须同时保持左手和右手镜台组件的库存。

另外，有时对于使用显微镜的技术人员来讲，在操作显微镜台时如果能够不受镜台控制机构的限制是很方便的。例如，大约90％的病理学家使用“手驱动”技术，即不使用镜台驱动机构而是直接移动载片台对试样进行快速移动。对于操作者来讲，目前的系统在不会潜在损坏驱动机构的前提下推或拉镜台/载片台是很困难的。另外，大部分病理学家更愿意完全去除镜台驱动机构。因此，长久以来一直需要一种能够互换的或很容易拆卸的显微镜台驱动组件。

发明内容

概括地讲，本发明包括一种可互换的显微镜台驱动组件，这个组件包括显微镜台和一个驱动机构，这个驱动机构可拆卸地固定在显微镜台的一个以上的位置上。

本发明的一个主要目的是提供一个移动显微镜试样的驱动装置，对于惯用右手和惯用左手的用户来讲，能够很容易并且很快地互换该驱动装置。

本发明的另一个目的是给显微镜台提供一种可互换的驱动组件，它包括能够滑动的摩擦离合器，用来从镜台定位旋钮向镜台传递驱动力。摩擦离合器包括一个活塞头和一个驱动滑轮。布置活塞头和驱动滑轮使得它们彼此配对地配合在一起。

根据本发明，提供一种可互换的显微镜台驱动组件，包括：一个显微镜台；和一个镜台驱动机构，它能够在所述镜台的一个以上位置处可拆卸地固定到所述显微镜台上。

所述镜台的第一位置包括一个皮带和一个滑轮，它们操作性地布置成与镜台驱动机构接合。

所述镜台的第二位置包括一个皮带和一个滑轮，它们操作性地布置成与镜台驱动机构接合。

本发明所述组件包括一个皮带和一个滑轮，操作性地布置它们用于实现载玻片支撑件的侧向移动。

本发明所述组件包括一个皮带和一个滑轮，在操作性地布置它们用于实现所述镜台的前后向移动。

本发明所述组件的第一接合装置包括一个由弹簧加载的滚球轴承，它把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

本发明所述组件的第二接合装置包括一个由弹簧加载的滚球轴承，它能够把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

本发明所述组件包括一个由弹簧加载的滚球轴承，它把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

对于本领域技术人员来讲，当结合附图和所附权利要求阅读本发明的详细说明后，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得很明显。

附图说明

本发明的实质和操作模式将结合附图在下列对本发明的详细说明中进行更充分的描述，其中：

图1是一种典型的复合显微镜的透视图，它所具有的结构能够使用本发明的可互换显微镜台驱动组件；

图2是本发明的可互换显微镜台驱动组件的透视图；

图3是本发明的可互换显微镜台驱动组件的底部透视图，其驱动机构在操作上为惯用右手的用户布置；

图4是本发明的可互换显微镜台驱动组件的底部透视图，其驱动机构在操作上为惯用左手的用户布置；

图5是本发明的可互换显微镜台驱动组件的底部透视图，描述了在右手操作布置时驱动机构的一种固定方法；

图6是本发明的可互换显微镜台驱动组件的底部透视图，描述了把驱动机构从操作布置中拆除下来的情形；

图7是本发明的可互换显微镜台驱动组件的底部透视图，描述了在左手操作布置时驱动机构的一种固定方法；

图8是本发明的可互换显微镜台驱动组件的顶视图。

图9是本发明的可互换的显微镜台驱动组件大体上沿图8中线9-9的剖视图；

图10是本发明的可互换的显微镜台驱动组件大体上沿图8中线10-10的剖视图；

图11是图10中本发明用线圈起来的区域的放大视图；

图12是本发明的可互换的显微镜台驱动组件大体上沿图8中线10-10的剖视图，描述了镜台驱动机构移动的自由度；

图13是图12中本发明用线圈起来的区域的放大视图；

图14与图13类似，是本发明的可互换的显微镜台驱动组件的放大视图，描述了活塞头和驱动滑轮的第二个实施例；和

图15与图13类似，是本发明的可互换的显微镜台驱动组件的放大视图，描述了活塞头和驱动滑轮的第三个实施例。

具体实施方式

首先应该理解尽管本发明涉及“可互换的显微镜台驱动组件”，本专利申请的受让人已经对显微镜进行了其它某些改进，如在题目如下的一些美国专利申请中所述：“用于显微镜的可拆卸的/可互换的焦距微调旋钮”、“按照人机工程学布置的物镜调节控制”、“屏蔽的、基于人机工程学的显微镜台”、“显微镜的灯组件”和“运输显微镜的装置”，本专利申请的受让人在申请本专利时同时提交了上述这些申请，在这里把上述所有申请引入作为参考。

另外，应该理解在不同的附图中相同的附图标记表示本发明的相同结构元件。尽管参考目前认为是优选的实施例来描述本发明，应该理解要求保护的本发明不限于所披露的实施例。在下面的描述中，应该从观察图1示出的显微镜的观察者视角来理解术语“上”、“下”、“向前”、“向后”、“左”、“右”及其派生词。

本发明主要包括一种显微镜组件，该组件包括一个显微镜台和一个可互换的镜台驱动机构。在示于图1的实施例中，镜台适于容纳可互换的驱动机构。可以在操作上把可互换的驱动机构布置在台中的几个特殊位置上。在图1的透视图中示出了一种传统的复合显微镜。尽管本发明适于用在各种光显微镜中，回顾一下基本的显微镜结构和功能对理解本发明是有用的。

图1示出了复合显微镜10的大致结构。显微镜主要包括安装台座12，显微镜的所有部件都安装在安装台座12上。在示出的实施例中，观察本体19是双目镜，包括本体和两个目镜21。观察本体和本发明没有特别密切的关系，本发明适用于具有任何类型观察本体(单目、双目、三目的显微镜、视频等)。物镜23安装在旋转台15上。显微镜10还包括可互换的显微镜台系统11，它安装在台座12上。可互换的显微镜台系统11包括载片台16、镜台14和驱动机构27。载片台16包括在镜台系统11中并且能够使得载玻片17移动，其中载玻片17承载要观察的试样。焦距粗调旋钮25和焦距微调旋钮13安装在台座12上，用来转动。转动旋钮13和25向上和向下移动镜台14，进一步在显微镜的光程中移动载玻片17，允许在试样上聚焦。

图2是本发明的可互换显微镜台驱动组件11的透视图。镜台14支撑载玻片17。驱动机构27包括驱动轴29，第一镜台定位旋钮18和第二镜台定位旋钮20。驱动轴29包括外部驱动轴22和内部驱动轴48(示于图9)。为了方便惯用右手或惯用左手的用户，驱动机构27布置成在多个位置可拆卸地固定到镜台14的下侧。牢固固定第一镜台定位旋钮18以驱动外部驱动轴22(示于图9)，它的布置起到向前和向后移动镜台14的作用。牢固固定第二镜台定位旋钮20以驱动内部驱动轴48，它的布置起到向左和向右移动载片台16的作用，从而可以进一步移动载玻片17。第一镜台定位旋钮18起到向前和向后移动镜台14的作用，而第二镜台定位旋钮20起到向左和向右移动载片台16的作用。

图3是本发明的可互换显微镜台驱动组件11(右手布置)的底部透视图。在这种布置中，驱动机构27可拆卸地固定在安装孔24中。镜台安装板34和镜台14在操作上布置成允许安装板34和镜台14之间的轴向相对移动。通过载片台16和载片台滑道30之间的刚性连接以便于载片台16的前述移动。在这种布置中，小齿轮58位于外部驱动轴22的终端，与第一镜台定位旋钮18相对。小齿轮58的齿与齿条38的齿60啮合。齿条38固定在镜台安装板34上，当转动力施加到小齿轮58上时，进而允许安装板34和镜台14之间的轴向相对移动。

图4是本发明的可互换显微镜台驱动组件11(左手布置)的底部透视图。在这种布置中，驱动机构27可拆卸地固定在安装孔26中。镜台安装板34和镜台14在操作上布置成允许所述安装板34和镜台14之间的轴向相对移动。通过所述的载片台16和载片台滑道30之间的刚性连接以便于载片台16的前述移动。在这种布置中，小齿轮58位于外部驱动轴22的终端(示于图9)，与第一镜台定位旋钮18相对。小齿轮58的齿与齿条40的齿62啮合。齿条40固定在镜台安装板34上，当转动力施加到小齿轮58上时，进而允许安装板34和镜台14之间的轴向相对移动。

驱动机构27可拆卸地固定到镜台14上。对于本领域技术人员来讲，很明显有很多方法来实现这种安装。在优选实施例中，利用定位螺钉可拆卸地固定驱动机构，这个定位螺钉把镜台14和驱动机构的固定环44装配在一起。图5是本发明可互换的显微镜台驱动机构27的底部透视图，它示出了把与固定环44和镜台14装配在一起的定位螺钉42拆除下来的状态。图中示出了正在用扳手28(优选通用扳手)拆除定位螺钉的情形。

图6示出了从镜台上拆除的驱动机构。在示出的图中定位螺钉42还连接在扳手28上。在图中进一步示出了载片台驱动件32和拉伸弹簧59，它们都连接螺钉61，而螺钉61则固定在载片台滑道30上。驱动滑轮56(示于图9)的转动赋予驱动件32驱动力。力经过弹簧59传递并衰减，并且利用通过螺钉61所实现的驱动件32和滑道30之间的连接来实现滑道30的移动。滑道30的移动进一步实现载片台16的移动，其中平动改变载玻片17(示于图1)中的观察位置。另外，这个实施例描述了应用前述“手驱动”技术的镜台机构的布置。

图7是本发明的可互换显微镜台驱动组件的底部透视图，描述了本发明惯用左手的用户布置。在这个视图中，驱动机构27重新安装在镜台14的安装孔26中。在这个视图中，通用扳手28正在拧紧定位螺钉42以固定该机构。

图8是本发明的可互换显微镜台驱动组件的顶视图。

图9是本发明可互换的显微镜台驱动组件的剖视图，该剖视图大体上沿图8中线9-9剖开。在图9中可以看出外部驱动轴22和内部驱动轴48在操作上共轴布置。第一镜台定位旋钮18安装在外部驱动轴22上。第二镜台定位旋钮20安装在内部驱动轴48上。如这个实施例中所描述的，与第二镜台定位旋钮20相对的内部驱动轴48的终端是一个截头圆锥体的活塞头50，不过它也可以是在要求保护的本发明范围内的、具有其它形状的活塞头。偏置弹簧52来提供活塞头50和驱动滑轮56之间的接合力。

图10是本发明的可互换的显微镜台驱动组件大体上沿图8的线10-10的剖视图，它进一步描述了镜台定位旋钮18和20、驱动轴22和48连同定位螺钉42的布置。在这个视图中，活塞头50没有施加到活塞头上的接合力，因此活塞头50和驱动滑轮56没有互相配合地接触在一起。另外在这种布置中，驱动力不能施加到驱动件32上。

图11是可互换的显微镜台驱动组件的视图，它是图10中用线圈起来的区域的放大图。这个视图进一步描述了使用带有定位螺钉42的固定环44把驱动轴22和48固定在镜台14上。固定环44包括环形圈45，螺钉42位于其中，可拆卸地把固定环44固定在镜台14中。

与图10类似，图12是驱动组件的视图，除了示出镜台定位旋钮18和20以及驱动轴48的自由度外，还示出了活塞头50和驱动滑轮56之间的相互配合。镜台定位旋钮18和20在操作上都布置成能够转动。内部驱动轴48在操作上布置成能够转动和沿轴向移动。通过顺时针转动第一镜台定位旋钮18来实现镜台14的向前移动。通过顺时针转动第二镜台定位旋钮20来实现载片台16的向右移动。

图13是可互换的显微镜台驱动组件的视图，它是图12中用线圈起来的区域的放大图。在这个视图中，弹簧52接触固定环44的内表面46和活塞头50的顶表面49。所述的接触偏置活塞头50使之与驱动滑轮56内的沉孔47配合。在这个实施例中，活塞头50和沉孔47相互配合在一起，其中活塞头50和沉孔47的形状是截头圆锥体。

类似于图13，图14是可互换的显微镜台驱动组件的放大视图，不同之处在于活塞头51和驱动滑轮53内的沉孔57是另外的形式。在这个实施例中，弹簧52接触固定环44的内表面46和活塞头51的顶表面64。所述的接触偏置活塞头51使之与驱动滑轮53内的沉孔57配合。如图所示，活塞头51和沉孔57相互配合在一起，其中活塞头51和沉孔57的形状是圆柱体。

类似于图13，图15是可互换的显微镜台驱动组件的放大视图，不同之处在于活塞头54和驱动滑轮55内的沉孔63。在这个实施例中，弹簧52接触固定环44的内表面46和活塞头54的顶表面65。所述的接触偏置活塞头54使之与驱动滑轮55内的沉孔63配合。如图所示，活塞头54和沉孔63相互配合在一起，其中活塞头54和沉孔63的形状是弯曲的。

因此，能够看出有效地实现了本发明的目的，但是对于本领域技术人员来讲对本发明的一些改进和变化是显然的，这里意图把这些改进包括在本发明所要求的精神和范围内。

Claims (31)

1.一种可互换的显微镜台驱动组件，包括：

一个显微镜台；和

一个镜台驱动机构，它能够在所述镜台的一个以上位置处可拆卸地固定到所述显微镜台上。

2.如权利要求1所述的组件，其中，所述镜台的一个以上位置包括第一位置和第二位置，

在第一位置处设置有用于所述镜台驱动机构的第一接合装置；和

在第二位置处设置有用于所述镜台驱动机构的第二接合装置。

3.如权利要求2所述的组件，其中所述的第一位置进一步包括一个齿条，其操作性地布置成与镜台驱动机构接合。

4.如权利要求2所述的组件，其中所述的第一位置进一步包括一个皮带和一个滑轮，它们操作性地布置成与镜台驱动机构接合。

5.如权利要求2所述的组件，其中所述的第一接合装置进一步包括一个定位螺钉，它把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

6.如权利要求2所述的组件，其中所述的第一接合装置进一步包括一个由弹簧加载的滚球轴承，它把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

7.如权利要求2所述的组件，其中所述的第二位置进一步包括一个齿条，其操作性地布置成与镜台驱动机构接合。

8.如权利要求2所述的组件，其中所述的第二位置进一步包括一个皮带和一个滑轮，它们操作性地布置成与镜台驱动机构接合。

9.如权利要求2所述的组件，其中所述的第二接合装置进一步包括一个定位螺钉，它把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

10.如权利要求2所述的组件，其中所述的第二接合装置进一步包括一个由弹簧加载的滚球轴承，它能够把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

11.如权利要求1所述的组件与显微镜的组合体。

12.如权利要求1所述的组件，其中所述的镜台驱动机构包括：

一个具有活塞头的内部驱动轴；和

一个外部驱动轴，它与所述的内部驱动轴共轴布置，所述的外部驱动轴具有小齿轮。

13.如权利要求12所述的组件，其中，所述镜台驱动机构还包括：

可拆卸地把所述的镜台驱动机构固定到显微镜台上的装置。

14.如权利要求13所述的组件，其中可拆卸地固定镜台驱动机构的所述装置进一步包括一个具有凹槽的环，其中在操作上将所述的凹槽布置成可容纳一个接合装置。

15.如权利要求13所述的组件与显微镜的组合体。

16.如权利要求1所述的组件，进一步包括一个定位螺钉，它把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

17.如权利要求1所述的组件，进一步包括一个由弹簧加载的滚球轴承，它把所述的镜台驱动机构可拆卸地固定到所述的镜台上。

18.如权利要求1所述的组件，进一步包括一个皮带和一个滑轮，操作性地布置它们用于实现载玻片支撑件的侧向移动。

19.如权利要求1所述的组件，进一步包括一个齿条和一个小齿轮，操作性地布置它们用于实现所述载玻片支撑件的侧向移动。

20.如权利要求1所述的组件，进一步包括一个皮带和一个滑轮，操作性地布置它们用于实现所述镜台的前后向移动。

21.如权利要求1所述的组件，进一步包括一个齿条和一个小齿轮，操作性地布置它们用于实现所述镜台的前后向移动。

22.如权利要求1所述的组件与显微镜的组合体。

23.如权利要求12所述的组件，其中所述的活塞头包括一个截头圆锥体的表面。

24.如权利要求12所述的组件，其中所述的活塞头包括一个圆柱形表面。

25.如权利要求12所述的组件，其中所述的活塞头包括一个弯曲表面。

26.如权利要求12所述的组件，其中所述的显微镜台驱动组件还包括一个能够滑动的摩擦离合器。

27.如权利要求12所述的组件，其中所述的活塞头用弹簧偏置来提供接合力。

28.如权利要求12所述的组件，其中所述的活塞头接触驱动滑轮，安装所述的滑轮以在所述的显微镜台中转动。

29.如权利要求12所述的组件，进一步包括一个把驱动力传递到所述镜台的驱动件。

30.如权利要求12所述的组件，其中所述的外部驱动轴小齿轮是一个齿轮。

31.如权利要求12所述的组件与显微镜的组合体。

Images