CN106772987A - 显微扫描仪及其显微扫描方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显微扫描仪及其显微扫描方法，其中显微扫描仪包括：扫描仪本体和用于实现光路切换的目视装置；其中，所述扫描仪本体包括载物台、物镜、第二辅助镜组、第三反光镜组、荧光组、摄像透镜组、调焦镜头、显微相机和支承平台；所述目视装置包括目视成像单元，所述目视成像单元包括第一反光镜组、第一辅助镜组、第二反光镜组、转向棱镜和目镜组。该显微扫描仪中的收放单元结构简单，可靠性高，安装方便，简化实现光路切换的目视装置的结构，成本低。同时，调焦镜头采用液体镜头简化了显微扫描仪的结构，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及光技术领域，特别涉及一种显微扫描仪及其显微扫描方法。
背景技术
中国专利201511007566.8公开了一种显微扫描仪及显微扫描方法这种显微扫描仪包括扫描仪本体、目镜装置和用于实现光路切换的切换装置，其中，由扫描仪本体中的光源装置、用于放置切片的平台、物镜组、第三反光镜组、第二辅助镜组，切换装置，以及目镜装置中的第一反光镜组、第一辅助镜组、第二反光镜组、转向棱镜和目镜形成第一光路；由扫描仪本体中的光源装置、用于放置切片的平台、物镜组、第三反光镜组、第二辅助镜组、切换装置和显微相机形成第二光路，从而能够通过切换装置，使得显微扫描仪既可以用于进行切片扫描，又可以用于进行显微观察，但其切换装置进行光路切换需要主控制器发送切换指令完成，相应的导致切换装置结构复杂，从而增加了显微扫描仪的成本。同时，该显微扫描仪的目镜不能被收回到显微扫描仪内部，增大了显微扫描仪的体积，占用了更多的空间，并且，目镜位于外部容易被损坏，也不利于显微扫描仪的运输。
当前现有市场上的显微扫描仪在对物镜齐焦对焦中，采用直线电机机构模式。通过软件控制直线电机机构的行程，从而达到镜头齐焦的距离。但直线电机在显微扫描仪上应用速度慢，达不到显微扫描的速度要求，还需要滑轨机构、控制器等，使显微扫描仪结构复杂，生产安装精度要求高，装配效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显微扫描仪及其显微扫描方法，简化显微扫描仪结构，实现目镜组快速收放和光路切换，并降低显微扫描仪的成本。
为实现上述目的，本发明提供一种显微扫描仪，包括扫描仪本体和用于实现光路切换的目视装置；其中，
所述扫描仪本体包括载物台、物镜、第二辅助镜组、第三反光镜组、荧光组、摄像透镜组、调焦镜头、显微相机和支承平台；
所述目视装置包括目视成像单元，所述目视成像单元包括第一反光镜组、第一辅助镜组、第二反光镜组、转向棱镜和目镜组。
根据本发明的一个方面，所述调焦镜头采用液体镜头。
根据本发明的一个方面，由所述载物台、物镜、第二辅助镜组、第三反光镜组、荧光组、摄像透镜组、调焦镜头和显微相机依次设置构成第一光路。
根据本发明的一个方面，由所述载物台、物镜、第二辅助镜组、第三反光镜组、荧光组、第一反光镜组、摄像透镜组、调焦镜头和显微相机依次设置构成第二光路；
由所述载物台、物镜、第二辅助镜组、第三反光镜组、荧光组、第一反光镜组、第一辅助镜组、第二反光镜组、转向棱镜和目镜组依次设置构成第三光路。
根据本发明的一个方面，所述目视装置还包括收放单元；所述收放单元包括支承架和用于支承所述支承架的固定架。
根据本发明的一个方面，所述支承架可旋转地支承在所述固定架上；
所述第一反光镜组、第一辅助镜组、第二反光镜组、转向棱镜和目镜组固定支承在所述支承架上。
根据本发明的一个方面，所述支承架可推拉地支承在所述固定架上；
所述转向棱镜和目镜组固定支承在所述支承架上。
根据本发明的一个方面，所述调焦镜头与所述荧光组相邻，且位于所述荧光组之后。
根据本发明的一个方面，所述显微扫描仪本体还设有光源装置。
根据本发明所述显微扫描仪的显微扫描方法，
光源装置为放置在载物台上的样本进行照明，光线通过第一光路并在显微相机中对样本进行取像；
或者驱动收放单元将目视成像单元接入光线传导路径，光线通过第二光路并在显微相机中对样本进行取像，同时光线通过第三光路以便用户观察。
根据本发明的一种方案，该显微扫描仪中的收放单元结构简单，可靠性高，安装方便，简化实现光路切换的目视装置的结构，节省显微扫描仪的成本，提高生产安装效率。同时，收放单元能够方便快捷地实现用户使用目视装置对样本进行观察。
根据本发明的一种方案，该显微扫描仪的目镜装置能够实现光路的快速切换，使目镜组能够在工作和隐藏状态之间切换。目镜组在隐藏状态下位于显微扫描仪本体内部，合理的利用了显微扫描仪的内部空间，从而缩小了显微扫描仪的体积。同时，目镜组隐藏在显微扫描仪内部，能够被有效保护，避免了外界因素对目镜组的损坏，并且有利于整个显微扫描仪的运输。
根据本发明的一种方案，该显微扫描仪的调焦镜头采用液体镜头替代了传统的直线电机调焦镜头，减少了直线电机的使用，节省了显微扫描仪的成本。同时，液体镜头装配方便，简化了显微扫描仪的结构，并且液体镜头使用方便，只需要直接连接到总控制器上即可实现对焦，增强了显微扫描仪的可操作性。
根据本发明的一种方案，液体镜头在短距离就能够自动找焦，齐焦对焦的速度比直线电机快5倍，提高了该显微扫描仪的对焦速度，从而提高了显微扫描速度，节省了时间。液体镜头可方便的安装在显微扫描仪内部，中心保证率高，从而提高了生产安装效率。同时，液体镜头的使用减小了占用空间，从而进一步缩小了该显微扫描仪的体积。
附图说明
图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的显微扫描仪的光路图；
图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的显微扫描仪的立体图；
图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的显微扫描仪的目镜组处于隐藏状态的立体图；
图4是示意性表示根据本发明的另一种实施方式的显微扫描仪的光路图；
图5是示意性表示根据本发明的再一种实施方式的显微扫描仪的立体图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的显微扫描仪的光路图。图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的显微扫描仪的立体图。结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，该显微扫描仪包括扫描仪本体1、目视装置2和光源装置(图中未示出)。在本实施方式中，扫描仪本体1包括载物台11、物镜12、第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、摄像透镜组16、调焦镜头17、显微相机18和支承平台19。在本实施方式中，调焦镜头17采用液体镜头。载物台11和物镜12位于支承平台19下方，第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、摄像透镜组16、调焦镜头17和显微相机18支承于支承平台19上。在本实施方式中，荧光组15自带照明，荧光组15设置于物镜12与显微相机18即可实现照明功能。当然，第三反光镜组14还可以采用分光棱镜。该显微扫描仪的调焦镜头采用液体镜头减少了显微扫描仪对直线电机的使用，降低了显微扫描仪的成本。液体镜头装配方便，避免了传统的直线电机调焦镜头的复杂结构，从而简化了显微扫描仪的结构。同时，液体镜头在短距离能够快速自动找焦，液体镜头在对物镜齐焦对焦的速度比直线电机快5倍，节省了显微扫描时间，直接提高了显微扫描仪的显微扫描速度，从而提高了整个显微扫描仪的工作效率。液体镜头可直接固定在显微扫描仪内，中心保证率高，安装方便，提高了该显微扫描仪的生产安装效率，并且液体镜头只需要直接连接到总控制器上即可实现功能，增强了该显微扫描仪的可操作性，易于客户使用。
结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，目视装置2包括目视成像单元21和收放单元22，目视成像单元21支承在收放单元22上，收放单元22支承于支承平台19上。在本实施方式中，目视成像单元21包括第一反光镜组211、第一辅助镜组212、第二反光镜组213、转向棱镜214和目镜组215。收放单元22包括支承架221和固定架222。第一反光镜组211、第一辅助镜组212、第二反光镜组213、转向棱镜214和目镜组215固定支承在支承架221上，支承架221可转动地支承在固定架222上。第一反光镜组211、第一辅助镜组212、第二反光镜组213、转向棱镜214和目镜组215可随支承架221在固定架222上转动。当然，第一反光镜组211和第二反光镜组213还可采用分光棱镜。通过驱动支承架221在固定架222上转动就可以方便快捷地切换目视成像单元21与光路的通断，从而实现了显微扫描仪光路的快速切换。在切换光路的同时方便快捷地实现了目镜组的收放，方便用户使用。
图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的显微扫描仪的目镜组处于隐藏状态的立体图。结合图2所示，根据本发明的一种实施方式，固定架222固定支承在支承平台19上。在本实施方式中，固定架222为具有两条支脚的平台，支承架221与固定架222的两条支脚转动连接，固定架222的两条支脚固定支承于支承平台19上。支承平台19在固定架222两条支脚之间设有一凹槽，支承架221通过在固定架222上的转动，实现支承架221与支承平台19上凹槽的嵌合或脱离。通过这种设置保证了光路切换时支承架221与支承平台19的配合稳定，并且支承架221和固定架222的这种设置结构简单，可靠性高，易于安装，从而简化了实现光路切换的目视装置的结构，进一步降低了显微扫描仪的成本。通过这种旋转结构可以方便快捷地实现目镜组的收放，有效的利用显微扫描仪内部空余的空间隐藏目镜组，从而使目镜组受到很好的保护，避免了目镜组在不使用时被损坏。同时，目镜组被隐藏到显微扫描仪内部，合理的利用了显微扫描仪的内空间，有效减小了扫描仪本体的体积。
如图1结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，调焦镜头17与摄像透镜组16相邻，且位于摄像透镜组16之后。在本实施方式中，结合图3所示，驱动支承架221在固定架222上转动，支承架221与支承平台19上的凹槽脱离，使支承架221带动其所支承的目视成像单元21与光线传导路径脱离。在本实施方式中，光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线依次经过第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、摄像透镜组16和调焦镜头17，最后进入显微相机18，并通过显微相机18对样本进行取样，从而实现第一光路的成像。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，调焦镜头17与摄像透镜组16相邻，且位于摄像透镜组16之后。在本实施方式中，结合图2所示，驱动支承架221在固定架222上转动，支承架221与支承平台19上的凹槽嵌合，使支承架221带动其所支承的目视成像单元21与光线传导路径连通。第一反光镜组211与荧光组15相邻，且位于荧光组15之后，即第一反光镜组211位于荧光组15和摄像透镜组16之间。光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线依次经过第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、第一反光镜组211、摄像透镜组16和调焦镜头17，最后进入显微相机18，并通过显微相机18对样本进行取样，从而实现第二光路的成像。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，调焦镜头17与摄像透镜组16相邻，且位于摄像透镜组16之后。在本实施方式中，结合图2所示，驱动支承架221在固定架222上转动，支承架221与支承平台19上的凹槽嵌合，使支承架221带动其所支承的目视成像单元21与光线传导路径连通。第一反光镜组211与荧光组15相邻，且位于荧光组15之后，即第一反光镜组211位于荧光组15和摄像透镜组16之间。光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线依次经过第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、第一反光镜组211、第一辅助镜组212、第二反光镜组213和转向棱镜214，最后进入目镜组215，从而实现第三光路的成像。
图4是示意性表示根据本发明的另一种实施方式的显微扫描仪的光路图。如图所示，根据本发明的另一种实施方式，调焦镜头17设置于摄像透镜组16之前，其与荧光组15相邻，且位于荧光组15之后。在本实施方式中，结合图3所示，驱动支承架221在固定架222上转动，支承架221与支承平台19上的凹口脱离，从而使支承架221带动其所支承的目视成像单元21与光路断开。光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线依次经过第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、调焦镜头17和摄像透镜组16，最后光线进入显微相机18，并通过显微相机18对样本进行取样，从而实现第一光路的成像。
如图4所示，根据本发明的另一种实施方式，调焦镜头17设置于摄像透镜组16之前，其与荧光组15相邻，且位于荧光组15之后。在本实施方式中，结合图2所示，驱动支承架221在固定架222上转动，支承架221与支承平台19上的凹口嵌合，从而使支承架221带动其所支承的目视成像单元21与光路连通。第一反光镜组211与调焦镜头17相邻，且位于调焦镜头17之后。光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线依次经过第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、调焦镜头17、第一反光镜组211和摄像透镜组16，最后进入显微相机18，并通过显微相机18对样本进行取样，从而实现第二光路的成像。
如图4所示，根据本发明的另一种实施方式，调焦镜头17设置于摄像透镜组16之前，其与荧光组15相邻，且位于荧光组15之后。在本实施方式中，结合图2所示，驱动支承架221在固定架222上转动，支承架221与支承平台19上的凹口嵌合，从而使支承架221带动其所支承的目视成像单元21与光路连通。第一反光镜组211与调焦镜头17相邻，且位于调焦镜头17之后。光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线依次经过第二辅助镜组13、第三反光镜组14、荧光组15、调焦镜头17、第一反光镜组211、第一辅助镜组212、第二反光镜组213和转向棱镜214，最后光线进入目镜组215，从而实现第三光路的成像。
图5是示意性表示根据本发明的再一种实施方式的显微扫描仪的立体图。如图所示，根据本发明的再一种实施方式，支承架221可推拉地支承在固定架222上。在本实施方式中，支承架221能够在固定架222上线性滑动，并且在支承架221线性移动的两端均设有防止支承架221脱出的挡块。第一反光镜组211、第一辅助镜组212、第二反光镜组213固定支承于固定架222上，转向棱镜214和目镜组215固定支承在支承架221上。转向棱镜214和目镜组215可随支承架221在固定架222上线性滑动。驱动支承架221使转向棱镜214位于第二反光镜组213正上方，就能够快捷方便地实现转向棱镜214和目镜组215与光路的连通，从而实现用户通过目镜装置2对样本进行观察。驱动支承架221使转向棱镜214与第二反光镜组213脱离，转向棱镜214和目镜组215与光路断开，从而实现转向棱镜214与第二反光镜组213的快速收回。当然，目镜组215还可转动地支承在支承架221上。推动支承架221就可以方便快捷地实现显微扫描仪光路的切换，并且支承架221与固定架222的这种设置结构简单，可靠性高，方便使用，从而简化了实现光路切换的目视装置的结构，同时降低了显微扫描仪的成本。通过这种推拉结构可以方便快捷地实现目镜组的收放，有效的利用显微扫描仪内部空余的空间隐藏目镜组，从而使目镜组受到很好的保护，避免了目镜组在不使用时被损坏。同时，目镜组被隐藏到显微扫描仪内部，合理的利用了显微扫描仪的内空间，有效减小了扫描仪本体的体积。
根据本发明的一种实施方式，调焦镜头17与摄像透镜组16相邻，且位于摄像透镜组16之后时，提供了上述显微扫描仪的显微扫描方法，包括以下步骤：
驱动目视装置2中的支承架221在固定架222上转动，使支承架221与支承平台19上的凹口脱离，从而使被支承架221所支承的目视成像单元21与光路断开。将待检测样本放置在载物台11上，光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线进入第二辅助镜组13，并被第二辅助镜组13传递到第三反光镜组14，第三反光镜组14再将光线发射到荧光组15，通过荧光组15的光线进入摄像透镜组16，调焦镜头17接收由摄像透镜组16传递的光线并将光线传到显微相机18，光线进入显微相机18后，显微相机18对样本进行取样；
或者，驱动目视装置2中的支承架221在固定架222上转动，使支承架221与支承平台19上的凹口嵌合，从而使被支承架221所支承的目视成像单元21接入光线传导路径中，将待检测样本放置在载物台11上，光源装置为放置在载物台11上的样本进行照明，从载物台11上发出的光线被物镜12接收，通过物镜12的光线进入第二辅助镜组13，并被第二辅助镜组13传递到第三反光镜组14，第三反光镜组14再将光线发射到荧光组15，通过荧光组15的光线通过第一反光镜组211进入摄像透镜组16，通过摄像透镜组16的光线进入调焦镜头17，并被调焦镜头17传递到显微相机18中，显微相机18对样本取像；同时，通过荧光组15的光线还可以被第一反光镜组211发射到第一辅助镜组212，通过第一辅助镜组212的光线进入第二反光镜组213并被第二反光镜组213射入到转向棱镜214中，光线通过转向棱镜214的作用进入目镜组215，从而能够使用户进行观察。
根据本发明的另一种实施方式，调焦镜头17与荧光组15相邻，且位于荧光组15之后时，上述显微扫描仪的显微扫描方法中，调焦镜头17相对应的位于荧光组15之后，且与荧光组15相邻。
上述内容仅为本发明的具体实施方式的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种显微扫描仪，其特征在于，包括扫描仪本体(1)和用于实现光路切换的目视装置(2)；其中，
所述扫描仪本体(1)包括载物台(11)、物镜(12)、第二辅助镜组(13)、第三反光镜组(14)、荧光组(15)、摄像透镜组(16)、调焦镜头(17)、显微相机(18)和支承平台(19)；
所述目视装置(2)包括目视成像单元(21)，所述目视成像单元(21)包括第一反光镜组(211)、第一辅助镜组(212)、第二反光镜组(213)、转向棱镜(214)和目镜组(215)。
2.根据权利要求1所述的显微扫描仪，其特征在于，所述调焦镜头(17)采用液体镜头。
3.根据权利要求2所述的显微扫描仪，其特征在于，由所述载物台(11)、物镜(12)、第二辅助镜组(13)、第三反光镜组(14)、荧光组(15)、摄像透镜组(16)、调焦镜头(17)和显微相机(18)依次设置构成第一光路。
4.根据权利要求2所述的显微扫描仪，其特征在于，由所述载物台(11)、物镜(12)、第二辅助镜组(13)、第三反光镜组(14)、荧光组(15)、第一反光镜组(211)、摄像透镜组(16)、调焦镜头(17)和显微相机(18)依次设置构成第二光路；
由所述载物台(11)、物镜(12)、第二辅助镜组(13)、第三反光镜组(14)、荧光组(15)、第一反光镜组(211)、第一辅助镜组(212)、第二反光镜组(213)、转向棱镜(214)和目镜组(215)依次设置构成第三光路。
5.根据权利要求1或2所述的显微扫描仪，其特征在于，所述目视装置(2)还包括收放单元(22)，所述收放单元(22)包括支承架(221)和用于支承所述支承架(221)的固定架(222)。
6.根据权利要求5所述的显微扫描仪，其特征在于，所述支承架(221)可旋转地支承在所述固定架(222)上；
所述第一反光镜组(211)、第一辅助镜组(212)、第二反光镜组(213)、转向棱镜(214)和目镜组(215)固定支承在所述支承架(221)上。
7.根据权利要求5所述的显微扫描仪，其特征在于，所述支承架(221)可推拉地支承在所述固定架(222)上；
所述转向棱镜(214)和目镜组(215)固定支承在所述支承架(221)上。
8.根据权利要求3或4所述的显微扫描仪，其特征在于，所述调焦镜头(17)与所述荧光组(15)相邻，且位于所述荧光组(15)之后。
9.根据权利要求1所述的显微扫描仪，其特征在于，所述显微扫描仪本体(1)还设有光源装置。
10.利用如权利要求1-9之一所述显微扫描仪的显微扫描方法，其特征在于，
光源装置为放置在载物台(11)上的样本进行照明，光线通过第一光路并在显微相机(18)中对样本进行取像；
或者驱动收放单元(22)将目视成像单元(21)接入光线传导路径，光线通过第二光路并在显微相机(18)中对样本进行取像，同时光线通过第三光路以便用户观察。
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