CN104503072A - 偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法 - Google Patents

偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法，包括基座底板、基座支架、下偏光组件和上偏光组件，所述基座支架竖直设置在所述基座底板的一侧，所述偏光显微镜通过固定装置安装在所述基座底板上，所述下偏光组件安装在所述基座支架的中下部，所述上偏光组件安装在所述基座支架的上部。本发明偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法通过上偏光组件和下偏光组件的配合实现正交偏振光镜检和单偏振光镜检的自动化操作，同时能够进行精确度量，增加镜检准确度。

Description

偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及偏光显微镜辅助装置，尤其涉及一种偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法。
背景技术
偏光显微镜是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜，在地质学等理工科专业中有重要应用，凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。反射偏光显微镜是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器，可供广大用户做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。现在大部分偏光显微镜的起振片和检振片在使用时均固定角度，不能够转动，而是通过转动载玻片，从而改变载玻片上的物质在偏振光下的角度，再通过计算机或者人眼进行识别，识别度较低，同时不能够进行二次检验。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种偏光显微镜的自动偏光装置，包括基座底板、基座支架、下偏光组件和上偏光组件，所述基座支架竖直设置在所述基座底板的一侧，所述偏光显微镜通过固定装置安装在所述基座底板上，所述下偏光组件安装在所述基座支架的中下部，所述上偏光组件安装在所述基座支架的上部。
具体地，所述上偏光组件包括上偏光架壳体、上偏光片和上偏光驱动系统，所述上偏光架壳体的第一端设置在所述基座支架内，所述上偏光架壳体的第二端设置有第一透光孔，所述上偏光片通过上偏光片轮安装在所述第一透光孔内，所述上偏光驱动系统设置在所述上偏光架壳体的第一端内部，且与所述上偏光片轮连接，所述上偏光架壳体上设置有上偏光架盖板。
具体地，所述上偏光架壳体的第二端插入所述偏光显微镜的检振片插口，所述上偏光驱动系统包括上偏光步进电机、上偏光控制器、上传动轮、第一上同步带和第二上同步带，所述上偏光控制器和所述上偏光步进电机通过控制器支架和电机支架固定在所述上偏光架壳体的上侧面，所述上传动轮的转轴与所述上偏光控制器连接，所述上传动轮的轮体通过第一上同步带与所述上偏光步进电机的转矩输出轴连接，所述上传动轮的轮体通过第二上同步带与所述上偏光片轮连接，所述上偏光控制器的控制信号输出端与所述上偏光步进电机连接
进一步，所述上偏光架壳体的第二端还设置有第二透光孔，所述第二透光孔位于所述第一透光孔的外端，所述第二透光孔内设置有减光片。
具体地，所述上偏光驱动系统还包括单光步进电机、光电开关、电机连接板和直线滑轨，所述直线滑轨设置在所述电机连接板的上表面，所述上偏光架壳体的下表面设置有导轨滑块，所述导轨滑块设置在所述直线滑轨内，所述单光步进电机与所述电机连接板的下表面固定连接，所述上偏光架壳体的底面侧边上设置有齿条，所述单光步进电机的转矩输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述光电开关设置在所述直线滑轨的外端，所述光电开关的信号输出端与所述上偏光控制器的信号输入端连接，所述单光步进电机的控制信号输入端与所述上偏光控制器的控制信号输出端连接。
具体地，所述下偏光组件包括下偏光架壳体、下偏光片和下偏光驱动系统，所述下偏光架壳体的第一端设置在所述基座支架内，所述下偏光架壳体的第二端设置有第二透光孔，所述下偏光片通过下偏光片轮安装在所述第三透光孔内，所述下偏光驱动系统设置在所述上偏光架壳体的第一端内部，且与所述下偏光片轮连接，所述下偏光架壳体上设置有下偏光架盖板。
具体地，所述下偏光驱动系统包括下偏光步进电机、下偏光控制器和下传动轮，所述下偏光控制器通过固定套安装在所述下偏光架壳体的上表面上，所述下偏光步进电机安装在所述下偏光架的下表面上，所述下传动轮的转轴分别与所述下偏光步进电机的转矩输出轴和所述下偏光控制器连接，所述下传动轮的转轮通过下同步带与所述下偏光片轮连接，所述下偏光控制器的控制信号输出端与所述下偏光步进电机的控制信号输入端连接。
一种用于偏光显微镜的自动偏光装置的使用方法，包括以下步骤：
A1：将所述偏光显微镜安装到所述基座底板上，并通过所述固定螺钉固定，使所述下偏光组件的第二端位于所述偏光显微镜的起振片的位置处，同时将上偏光组件的第二端插入所述偏光显微镜的检振片插口处。
A2：通过所述上偏光控制器和所述下偏光控制器控制所述上偏光步进电机和所述下偏光步进电机的转动，调节所述下偏光片和所述上偏光片之间的角度，使其偏振方向互相垂直。
A3：当进行正交偏振光镜检时跳转至步骤B1，当进行单偏振光镜检时跳转至步骤B2或B3。
B1：进行正交偏振光镜检时，通过所述上偏光控制器和所述下偏光控制器控制所述上偏光片和所述下偏光片以相同的方向和相同的角速度转动。
B2：进行单偏振光镜检时，通过所述上偏光控制器控制上偏光片旋转，使所述上偏光片和所述下偏光片的偏振方向互相平行。
B3：进行单偏振光镜检时，通过所述上偏光控制器控制所述单光步进电机，从而将上偏光片移出所述偏光显微镜的光路，同时将所述减光片放置在所述偏光显微镜的光路中。
优选地，所述上偏光控制器和所述下偏光控制器均为型号为LI38T08的编码器。
本发明的有益效果在于：
本发明偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法通过上偏光组件和下偏光组件的配合实现正交偏振光镜检和单偏振光镜检的自动化操作，同时能够进行精确度量，增加镜检准确度。
附图说明
图1是本发明所述偏光显微镜的自动偏光装置的使用示意图；
图2是本发明所述偏光显微镜的自动偏光装置的整体剖视图；
图3是本发明所述上偏光组件的立体图；
图4是本发明所述上偏光组件的侧视图；
图5是图4的A-A截面图；
图6是图4的J-J截面图；
图7是本发明所述下偏光组件的剖视图。
100-偏光显微镜，200-基座底板，300-基座支架，400-下偏光组件，500-上偏光组件，401-下偏光架壳体，402-下偏光步进电机，403-下偏光控制器，404-下偏光片，405-下传动轮，406-下偏光片轮，407-下固定套，408-下偏光架盖板，501-上偏光架壳体，502-上偏光架盖板，503-上传动轮，504-上偏光片轮，505-上偏光控制器，506-上偏光步进电机，507-控制器支架，508-上偏光片，509-单光步进电机，510-直线导轨，511-齿轮，512-电机连接板，513-第一上同步带，514-第二上同步带，515-光电开关，516-减光片,517-电机支架
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，本发明偏光显微镜的自动偏光装置，包括基座底板200、基座支架300、下偏光组件400和上偏光组件500，基座支架300竖直设置在基座底板200的一侧，偏光显微镜100通过固定装置安装在基座底板200上，下偏光组件400安装在基座支架300的中下部，上偏光组件500安装在基座支架300的上部。
如图3、图4、图5和图6所示，上偏光组件500包括上偏光架壳体501、上偏光片508和上偏光驱动系统，上偏光架壳体501的第一端设置在基座支架300内，上偏光架壳体501的第二端设置有第一透光孔，上偏光片508通过上偏光片轮504安装在第一透光孔内，上偏光驱动系统设置在上偏光架壳体501的第一端内部，且与上偏光片轮504连接，上偏光架壳体501上设置有上偏光架盖板502，上偏光架壳体501的第二端插入偏光显微镜100的检振片插口，上偏光驱动系统包括上偏光步进电机506、上偏光控制器505、上传动轮503、第一上同步带513、第二上同步带514、单光步进电机509、光电开关515、电机连接板512和直线滑轨，上偏光控制器505和上偏光步进电机506通过控制器支架507和电机支架517固定在上偏光架壳体501的上侧面，上传动轮503的转轴与上偏光控制器505连接，上传动轮503的轮体通过第一上同步带513与上偏光步进电机506的转矩输出轴连接，上传动轮503的轮体通过第二上同步带514与上偏光片轮504连接，上偏光控制器505的控制信号输出端与上偏光步进电机506连接，上偏光架壳体501的第二端还设置有第二透光孔，第二透光孔位于第一透光孔的外端，第二透光孔内设置有减光片516，直线滑轨设置在电机连接板512的上表面，上偏光架壳体501的下表面设置有导轨滑块，导轨滑块设置在直线滑轨内，单光步进电机509与电机连接板512的下表面固定连接，上偏光架壳体501的底面侧边上设置有齿条，单光步进电机509的转矩输出轴上设置有齿轮511，齿轮511与齿条啮合，光电开关515设置在直线滑轨的外端，光电开关515的信号输出端与上偏光控制器505的信号输入端连接，单光步进电机509的控制信号输入端与上偏光控制器505的控制信号输出端连接。
如图7所示，下偏光组件400包括下偏光架壳体401、下偏光片404和下偏光驱动系统，下偏光架壳体401的第一端设置在基座支架300内，下偏光架壳体401的第二端设置有第二透光孔，下偏光片404通过下偏光片轮406安装在第三透光孔内，下偏光驱动系统设置在上偏光架壳体501的第一端内部，且与下偏光片轮406连接，下偏光架壳体401上设置有下偏光架盖板408，下偏光驱动系统包括下偏光步进电机402、下偏光控制器403和下传动轮405，下偏光控制器403通过固定套安装在下偏光架壳体401的上表面上，下偏光步进电机402安装在下偏光架的下表面上，下传动轮405的转轴分别与下偏光步进电机402的转矩输出轴和下偏光控制器403连接，下传动轮405的转轮通过下同步带与下偏光片轮406连接，下偏光控制器403的控制信号输出端与下偏光步进电机402的控制信号输入端连接。
上偏光控制器505和下偏光控制器403均为型号为LI38T08的编码器。
一种用于偏光显微镜的自动偏光装置的使用方法，包括以下步骤：
A1：将偏光显微镜100安装到基座底板200上，并通过固定螺钉固定，使下偏光组件400的第二端位于偏光显微镜100的起振片的位置处，同时将上偏光组件500的第二端插入偏光显微镜100的检振片插口处。
A2：通过上偏光控制器505和下偏光控制器403控制上偏光步进电机506和下偏光步进电机402的转动，调节下偏光片404和上偏光片508之间的角度，使其偏振方向互相垂直。
A3：当进行正交偏振光镜检时跳转至步骤B1，当进行单偏振光镜检时跳转至步骤B2或B3。
B1：进行正交偏振光镜检时，通过上偏光控制器505和下偏光控制器403控制上偏光片508和下偏光片404以相同的方向和相同的角速度转动。
B2：进行单偏振光镜检时，通过上偏光控制器505控制上偏光片508旋转，使上偏光片508和下偏光片404的偏振方向互相平行。
B3：进行单偏振光镜检时，通过上偏光控制器505控制单光步进电机509，从而将上偏光片508移出偏光显微镜100的光路，同时将减光片516放置在偏光显微镜100的光路中。
本发明偏光显微镜的自动偏光装置及其使用方法的工作原理如下：
将偏光显微镜100安装到基座底板200上，并通过固定螺钉固定，使下偏光组件400的第二端位于偏光显微镜100的起振片的位置处，同时将上偏光组件500的第二端插入偏光显微镜100的检振片插口处，通过上偏光控制器505和下偏光控制器403控制上偏光步进电机506和下偏光步进电机402的转动，上偏光步进电机506通过第一上同步带513带动上传动轮503转动，同时上传动轮503通过第二上同步带514带动上偏光片轮504转动，从而调节上偏光片508的角度，并且上传动轮503的转轴与上偏光控制器505中的角度传感器连接，使上偏光控制器505可以对上偏光片508的角度进行控制，同理，下偏光控制器403和下偏光步进电机402实现对下偏光片404的角度的控制与操作；
进行正交偏振光镜检时，通过上偏光控制器505和下偏光控制器403控制上偏光片508和下偏光片404以相同的方向和相同的角速度转动，从而在不转动载玻片的情况下实现了多角度的偏振光检测；
进行单偏振光镜检时，可通过两种方法实现，其一，通过上偏光控制器505控制上偏光片508旋转，使上偏光片508和下偏光片404的偏振方向互相平行；其二，通过上偏光控制器505控制单光步进电机509，从而将上偏光片508移出偏光显微镜100的光路，同时将减光片516放置在偏光显微镜100的光路中，减光片516可以减小进入偏光显微镜100目镜的光强，避免光线突然增强。
偏光显微镜100的光源采用可控独立光源，同时将其控制信号输入端与上偏光控制器505连接，使其在需要进行单偏振光镜检时，自动降低其光源的亮度，避免光线突然增强。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种偏光显微镜的自动偏光装置，其特征在于：包括基座底板、基座支架、下偏光组件和上偏光组件，所述基座支架竖直设置在所述基座底板的一侧，所述偏光显微镜通过固定装置安装在所述基座底板上，所述下偏光组件安装在所述基座支架的中下部，所述上偏光组件安装在所述基座支架的上部。
2.根据权利要求1所述的偏光显微镜的自动偏光装置，其特征在于：所述上偏光组件包括上偏光架壳体、上偏光片和上偏光驱动系统，所述上偏光架壳体的第一端设置在所述基座支架内，所述上偏光架壳体的第二端设置有第一透光孔，所述上偏光片通过上偏光片轮安装在所述第一透光孔内，所述上偏光驱动系统设置在所述上偏光架壳体的第一端内部，且与所述上偏光片轮连接，所述上偏光架壳体上设置有上偏光架盖板。
3.根据权利要求2所述的偏光显微镜的自动偏光装置，其特征在于：所述上偏光架壳体的第二端插入所述偏光显微镜的检振片插口，所述上偏光驱动系统包括上偏光步进电机、上偏光控制器、上传动轮、第一上同步带和第二上同步带，所述上偏光控制器和所述上偏光步进电机通过控制器支架和电机支架固定在所述上偏光架壳体的上侧面，所述上传动轮的转轴与所述上偏光控制器连接，所述上传动轮的轮体通过第一上同步带与所述上偏光步进电机的转矩输出轴连接，所述上传动轮的轮体通过第二上同步带与所述上偏光片轮连接，所述上偏光控制器的控制信号输出端与所述上偏光步进电机连接。
4.根据权利要求2所述的偏光显微镜的自动偏光装置，其特征在于：所述上偏光架壳体的第二端还设置有第二透光孔，所述第二透光孔位于所述第一透光孔的外端，所述第二透光孔内设置有减光片。
5.根据权利要求3所述的偏光显微镜的自动偏光装置，其特征在于：所述上偏光驱动系统还包括单光步进电机、光电开关、电机连接板和直线滑轨，所述直线滑轨设置在所述电机连接板的上表面，所述上偏光架壳体的下表面设置有导轨滑块，所述导轨滑块设置在所述直线滑轨内，所述单光步进电机与所述电机连接板的下表面固定连接，所述上偏光架壳体的底面侧边上设置有齿条，所述单光步进电机的转矩输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述光电开关设置在所述直线滑轨的外端，所述光电开关的信号输出端与所述上偏光控制器的信号输入端连接，所述单光步进电机的控制信号输入端与所述上偏光控制器的控制信号输出端连接。
6.根据权利要求1所述的偏光显微镜的自动偏光装置，其特征在于：所述下偏光组件包括下偏光架壳体、下偏光片和下偏光驱动系统，所述下偏光架壳体的第一端设置在所述基座支架内，所述下偏光架壳体的第二端设置有第二透光孔，所述下偏光片通过下偏光片轮安装在所述第三透光孔内，所述下偏光驱动系统设置在所述上偏光架壳体的第一端内部，且与所述下偏光片轮连接，所述下偏光架壳体上设置有下偏光架盖板。
7.根据权利要求6所述的偏光显微镜的自动偏光装置，其特征在于：所述下偏光驱动系统包括下偏光步进电机、下偏光控制器和下传动轮，所述下偏光控制器通过固定套安装在所述下偏光架壳体的上表面上，所述下偏光步进电机安装在所述下偏光架的下表面上，所述下传动轮的转轴分别与所述下偏光步进电机的转矩输出轴和所述下偏光控制器连接，所述下传动轮的转轮通过下同步带与所述下偏光片轮连接，所述下偏光控制器的控制信号输出端与所述下偏光步进电机的控制信号输入端连接。
8.一种用于偏光显微镜的自动偏光装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
A1：将所述偏光显微镜安装到所述基座底板上，并通过所述固定螺钉固定，使所述下偏光组件的第二端位于所述偏光显微镜的起振片的位置处，同时将上偏光组件的第二端插入所述偏光显微镜的检振片插口处。
A2：通过所述上偏光控制器和所述下偏光控制器控制所述上偏光步进电机和所述下偏光步进电机的转动，调节所述下偏光片和所述上偏光片之间的角度，使其偏振方向互相垂直。
A3：当进行正交偏振光镜检时跳转至步骤B1，当进行单偏振光镜检时跳转至步骤B2或B3。
B1：进行正交偏振光镜检时，通过所述上偏光控制器和所述下偏光控制器控制所述上偏光片和所述下偏光片以相同的方向和相同的角速度转动。
B2：进行单偏振光镜检时，通过所述上偏光控制器控制上偏光片旋转，使所述上偏光片和所述下偏光片的偏振方向互相平行。
B3：进行单偏振光镜检时，通过所述上偏光控制器控制所述单光步进电机，从而将上偏光片移出所述偏光显微镜的光路，同时将所述减光片放置在所述偏光显微镜的光路中。
9.根据权利要求8所述的用于偏光显微镜的自动偏光装置的使用方法，其特征在于：所述上偏光控制器和所述下偏光控制器均为型号为LI38T08的编码器。
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