CN104459968A - 紧凑型显微镜 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种外形规整、体积小、可以作为嵌入元件与其它零部件结合的紧凑型显微镜，它结构紧凑，实现了模块化的即插即用和平台化的快速组合，能够应用于激光加工、激光切割、激光修补、半导体检测、基因芯片检查等领域。它包括用于形成物体镜像的物镜、用于观察物镜形成的镜像的目镜或用于把物镜形成的镜像转换为电信号的CCD传感器；物镜和目镜或CCD传感器设置在一个壳体的壳壁上，在壳体内设置第一半透半反镜和至少包括一个镜组的光路系统；从物镜出来的光线经第一半透半反镜透射后、再经光路系统进入目镜或者CCD传感器；在壳体内还设置有包括光源、聚光镜在内的照明系统；光源发出的光经聚光镜汇聚后再经第一半透半反镜反射进入物镜。

Description

紧凑型显微镜

技术领域

本技术涉及显微镜，具体地说，是一种嵌入式紧凑型显微镜。

背景技术

现有的显微镜的构造主要分为三部分：机械部分、照明部分和光学部分。机械部分包括镜座、镜柱、镜臂、镜筒、物镜转换器、载物台、调节器等。照明部分包括光源、反光镜、集光器。光学部分包括目镜和物镜。

镜座是显微镜的底座，用以支持整个镜体。镜柱是镜座上面直立的部分，用以连接镜座和镜臂。镜臂一端连于镜柱，一端连于镜筒，是取放显微镜时手握部位。镜筒连在镜臂的前上方，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器。物镜转换器接于镜筒的下方，可自由转动，盘上有3－4个圆孔，是安装物镜部位，转动转换器，可以调换不同倍数的物镜。载物台在镜筒下方，形状有方、圆两种，用以放置玻片标本。调节器是装在镜柱上的大小两种螺旋，调节时使镜台作上下方向的移动。粗调节器(粗螺旋)：大螺旋称粗调节器，移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降，所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中，通常在使用低倍镜时，先用粗调节器迅速找到物象。细调节器(细螺旋)：小螺旋称细调节器，移动时可使镜台缓慢地升降，多在运用高倍镜时使用，从而得到更清晰的物象，并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构。

这种常规显微镜的外形不规则、体积大，难于作为一个整体嵌入其它零部件中。

技术内容

本技术的目的是提供一种外形规整、体积小、可以作为嵌入元件与其它零部件结合的紧凑型显微镜。

本技术的紧凑型显微镜，包括用于形成物体镜像的物镜、用于观察物镜形成的镜像的目镜或用于把物镜形成的镜像转换为电信号的CCD传感器；物镜和目镜或CCD传感器设置在一个壳体的壳壁上，在壳体内设置第一半透半反镜和至少包括一个镜组的光路系统；从物镜出来的光线经第一半透半反镜透射后、再经光路系统进入目镜或者CCD传感器；在壳体内还设置有包括光源、聚光镜在内的照明系统；光源发出的光经聚光镜汇聚后再经第一半透半反镜反射进入物镜。

本技术的有益效果：本技术把光路系统、照明系统等设置在壳体内，而不露出壳体，不但体积小而且外形规整，可以作为插入元件、嵌入元件与其它零部件结合使用。本技术中，需要眼睛观察图像时，可以使用目镜；需要存贮图像时，可以使用CCD传感器把图像信息以电子信号输出。

上述紧凑型显微镜，在壳体上滑动连接有用于把光束收缩的转换器；当转换器相对于壳体滑动时，转换器能够位于或离开位于目镜或CCD传感器的光轴。因为CCD传感器尺寸很小，所以在使用CCD传感器时，一般需要使用转换器。但以目镜观察时，又不能使用转换器。所以转换器要相对于壳体能够滑动。

上述的紧凑型显微镜，在壳体壁上开有孔，在孔内滑动设置有滑座，滑座上设置有相差观察光阑；当滑座位于孔内时，相差观察光阑位于光路系统的光轴上。相差观察光阑属于现有技术，通过相差观察光阑能够进行相差观察。

上述的紧凑型显微镜，在壳体内设置第二半透半反镜，光源发出的光经第二半透半反镜反射、经聚光镜汇聚、再经第一半透半反镜反射进入物镜。优选，在壳体内设置有第一反射镜，在壳体上设置用于插入光纤的插口；当光纤插入插口时，从光纤出来的光经第一反射镜反射、第二半透半反镜透射、聚光镜汇聚、再经第一半透半反镜反射进入物镜。这样，本紧凑型显微镜可以采用普通光源(如led灯)作为照明光源，也可以采用光纤作为照明光源。

上述的紧凑型显微镜，在壳体上设置一个卡口，目镜或CCD传感器可拆卸的连接在卡口上。以方便更换目镜或CCD传感器。

上述的紧凑型显微镜，物镜通过鼻轮连接在壳体上。这样，转动鼻轮可以更换不同倍率的物镜。

上述的紧凑型显微镜，它还包括可插拔连接在壳体上的、位于在光路中的自动对焦模块。

上述的紧凑型显微镜，第一半透半反镜设置一个可插拔连接在壳体上的第一半透半反镜模块上；它还包括一个用于替换第一半透半反镜模块的荧光模块，荧光模块包括第一半透半反镜、设置在第一半透半反镜与聚光镜之间的激发滤色镜、设置在第一半透半反镜与物镜之间的吸收滤色镜。当以荧光模块替换第一半透半反镜模块后，本显微镜即可作为荧光显微镜使用。

上述的紧凑型显微镜，第一半透半反镜设置一个可插拔连接在壳体上的第一半透半反镜模块上；它还包括一个用于替换第一半透半反镜模块的偏振模块，偏振模块包括第一半透半反镜、设置在第一半透半反镜与聚光镜之间的起偏镜、设置在第一半透半反镜与物镜之间的检偏镜。当以偏振模块替换第一半透半反镜模块后，本显微镜即可作为偏振光显微镜使用。

在物镜与检偏镜具有一个可插拔连接在壳体上的DIC棱镜模块。以DIC棱镜模块与偏振模块配合，本显微镜可以微差干涉衬度方法进行观察，提高显微组织衬度。

上述的紧凑型显微镜，所述壳体为一个长度、宽度均大于厚度的长方体，光路系统的光轴与壳体的厚度方向垂直。这样，本壳体的长方体外形更加适于作为嵌入元件，同时，光路系统的光轴与壳体的厚度方向垂直，能够使得厚度变得更小。

上述的紧凑型显微镜，物镜的光轴与壳体的厚度方向垂直。

上述的紧凑型显微镜，在壳体内设置一个把从物镜出来的光线反射到第一半透半反镜的第二反射镜，光源发出的光经聚光镜汇聚后再经第一半透半反镜反射、第二反射镜反射进入物镜。这样，作为倒置显微镜，显著改变了普通的倒置显微镜在物镜光轴方向上尺寸较大的缺陷，能够更加容易嵌入或插入到其它零部件中，作为嵌入元件使用。

本紧凑型显微镜的有益效果：本显微镜不但结构紧凑，实现了模块化的即插即用和平台化的快速组合，能够应用于激光加工、激光切割、激光修补、半导体检测、基因芯片检查等工业、生物、化学等领域。

附图说明

图1是实施例1的示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4、图5、图6分别是实施例1的立体图。

图7是实施例2的示意图；

图8是实施例3的示意图；

图9是实施例4的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。

实施例1：紧凑型显微镜(物镜光轴沿着壳体的长度方向延伸)：

参见图1所示的紧凑型显微镜，具有一个封闭的长方体壳体1，壳体的长度X＞宽度Y＞厚度Z。壳体1具有6个面(壳壁)，分别是前壁11、后壁12、上壁13、下壁14、左壁15、右壁16。

在上壁13上设置一个卡口2，该卡口2能够与目镜或CCD传感器可拆卸的连接。

第一半透半反镜4固定在第一半透半反镜模块41上，第一半透半反镜模块41在壳体的厚度方向上与壳体后壁成可插拔连接。壳体内的光路系统5包括第一镜组51、第一平面反射镜52、第二平面反射镜53、第二镜组54、第三平面反射镜55、第四平面反射镜56。在下壁14上可拆卸的连接有用于形成物体镜像的物镜3。物镜的光轴沿着壳体的长度方向延伸，并与光路系统的光轴共面。

在后壁上沿宽度方向滑动连接有用于把光束收缩的转换器6。当转换器相对于壳体在宽度方向滑动时，转换器能够位于或离开位于目镜或CCD传感器的光轴。

在后壁上开有孔，在孔内沿厚度方向滑动设置有滑座7，滑座上设置有相差观察光阑71；当滑座位于孔内时，相差观察光阑位于第四平面反射镜与转换器之间的光路上。

在壳体内还设置有照明系统8。照明系统包括led灯81、第二半透半反镜82、聚光镜83、第一反射镜84、光纤插口85等。光纤插口85开在后壁上，当光纤插入光纤插口85后，光纤沿壳体的厚度方向延伸。

当使用led灯作为光源时，led灯发出的光经第二半透半反镜82反射、经聚光镜83汇聚、再经第一半透半反镜4反射进入物镜3。当使用光纤作为光源时，从光纤来的入射光经第一反射镜84反射、第二半透半反镜82透射、经聚光镜83汇聚、再经第一半透半反镜4反射进入物镜3，经物镜后照亮被观察物体。

被观察物体反射或散射的光线进入物镜，从物镜出来的光线经第一半透半反镜4透射后、再经第一镜组51、第一平面反射镜52反射、第二平面反射镜53反射、第二镜组54、第三平面反射镜55反射、第四平面反射镜56反射，再经相差观察光阑71进入连接在卡口上的目镜。当然，如果不进行相差观察时，可以把具有相差观察光阑71的滑座7从后壁上拔出，进行明视场观察。

如果不使用目镜而使用CCD传感器输出电信号时，取下目镜，把CCD传感器卡接在卡口上，同时移动转换器，使得转换器位于CCD传感器的光轴上。被观察物体反射或散射的光线进入物镜，从物镜出来的光线经第一半透半反镜4透射后、再经第一镜组51、第一平面反射镜52反射、第二平面反射镜53反射、第二镜组54、第三平面反射镜55反射、第四平面反射镜56反射，经转换器后到达CCD传感器。

实施例2：紧凑型显微镜(物镜光轴沿着壳体的宽度方向延伸)：

实施例2与实施例1的区别在于：本实施例2中，物镜3可拆卸的连接在壳体的左壁15上；物镜的光轴沿着壳体的宽度方向延伸；在壳体内还设置一个第二反射镜9；照明系统8发出的光线经第一半透半反镜4反射、再经第二反射镜9反射进入物镜，经物镜后照亮被观察物体；被观察物体反射或散射的光线进入物镜，经第二反射镜9反射到达第一半透半反镜4。其它结构与实施例1相同。

实施例3：紧凑型荧光显微镜

实施例3与实施例1的不同在于：

实施例3还包括一个用于替换实施例1中的第一半透半反镜模块41的荧光模块42。实施例3中的物镜3设置在鼻轮31上，鼻轮31可以相对于壳体转动。当把实施例1中的第一半透半反镜模块41从壳体上拔下，插入荧光模块后示意图参见图8。荧光模块42包括第一半透半反镜4、设置在第一半透半反镜与聚光镜之间的激发滤色镜43、设置在第一半透半反镜与物镜之间的吸收滤色镜44。鼻轮31、激发滤色镜43、吸收滤色镜44等属于现有技术，不再描述。

实施例4：紧凑型偏振光显微镜

实施例4与实施例1的不同在于：

实施例4还包括一个用于替换实施例1中的第一半透半反镜模块41的偏振模块45。实施例4中的物镜3设置在鼻轮31上，鼻轮31可以相对于壳体转动。当把实施例1中的第一半透半反镜模块41从壳体上拔下，插入偏振模块后示意图参见图9。偏振模块45包括第一半透半反镜4、设置在第一半透半反镜与聚光镜之间的起偏镜46、设置在第一半透半反镜与物镜之间的检偏镜47。

实施例4还包括一个在壳体的厚度方向上与壳体后壁成可插拔连接的DIC棱镜48。当然，DIC棱镜也可不设置在壳体上，而可插拔的设置在鼻轮上。实施例4还包括一个在壳体的厚度方向上与壳体后壁成可插拔连接的自动变焦系统49。当壳体上插入自动变焦系统49后，自动变焦系统49位于第一平面反射镜52与第二平面反射镜53之间的光路上。

鼻轮、起偏镜、检偏镜、DIC棱镜、自动变焦系统等属于现有技术，不再描述。

Claims (10)

1.紧凑型显微镜，其特征是：它包括用于形成物体镜像的物镜、用于观察物镜形成的镜像的目镜或用于把物镜形成的镜像转换为电信号的CCD传感器；物镜和目镜或CCD传感器设置在一个壳体的壳壁上，在壳体内设置第一半透半反镜和至少包括一个镜组的光路系统；从物镜出来的光线经第一半透半反镜透射后、再经光路系统进入目镜或者CCD传感器；在壳体内还设置有包括光源、聚光镜在内的照明系统；光源发出的光经聚光镜汇聚后再经第一半透半反镜反射进入物镜。

2.如权利要求1所述的紧凑型显微镜，其特征是：在壳体上滑动连接有用于把光束收缩的转换器；当转换器相对于壳体滑动时，转换器能够位于或离开位于目镜或CCD传感器的光轴。

3.如权利要求1所述的紧凑型显微镜，其特征是：在壳体壁上开有孔，在孔内滑动设置有滑座，滑座上设置有相差观察光阑；当滑座位于孔内时，相差观察光阑位于光路系统的光轴上。

4.如权利要求1所述的紧凑型显微镜，其特征是：在壳体内设置第二半透半反镜，光源发出的光经第二半透半反镜反射、经聚光镜汇聚、再经第一半透半反镜反射进入物镜。

5.如权利要求4所述的紧凑型显微镜，其特征是：在壳体内设置有第一反射镜，在壳体上设置用于插入光纤的插口；当光纤插入插口时，从光纤出来的光经第一反射镜反射、第二半透半反镜透射、聚光镜汇聚、再经第一半透半反镜反射进入物镜。

6.如权利要求1所述的紧凑型显微镜，其特征是：它还包括可插拔连接在壳体上的、位于在光路中的自动对焦模块。

7.如权利要求1-6任一所述的紧凑型显微镜，其特征是：第一半透半反镜设置一个可插拔连接在壳体上的第一半透半反镜模块上；它还包括一个用于替换第一半透半反镜模块的荧光模块，荧光模块包括第一半透半反镜、设置在第一半透半反镜与聚光镜之间的激发滤色镜、设置在第一半透半反镜与物镜之间的吸收滤色镜。

8.如权利要求1-6任一所述的紧凑型显微镜，其特征是：第一半透半反镜设置一个可插拔连接在壳体上的第一半透半反镜模块上；它还包括一个用于替换第一半透半反镜模块的偏振模块，偏振模块包括第一半透半反镜、设置在第一半透半反镜与聚光镜之间的起偏镜、设置在第一半透半反镜与物镜之间的检偏镜。

9.如权利要求8所述的紧凑型显微镜，其特征是：在物镜与检偏镜具有一个可插拔连接在壳体上的DIC棱镜模块。

10.如权利要求1所述的紧凑型显微镜，其特征是：在壳体内设置一个把从物镜出来的光线反射到第一半透半反镜的第二反射镜，光源发出的光经聚光镜汇聚后再经第一半透半反镜反射、第二反射镜反射进入物镜。