CN115728038A - 一种物镜检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物镜检测装置及方法，其物镜检测装置包括：工作台、摄像模块、物镜升降锁止机构和可调光源模块；所述工作台上安装有支架，所述支架上沿竖向方向上可拆卸地安装有定位套；所述摄像模块轴向可调设置在所述定位套的正上方位置；所述物镜升降锁止机构包括位于所述定位套下方且可竖向升降的安装座，所述安装座上设置有用于放置物镜工件的安装腔；整体向上驱动所述安装座将所述物镜工件抵靠锁止在所述定位套上；所述可调光源模块位于所述物镜工件正下方；本发明的检测方法步骤包括固定物镜工件、齐焦调节、物镜合格判断等；本发明具备齐焦调节、物镜配合、清晰度检测等功能，其装置稳定可靠，其物镜检测效率高。

Description

一种物镜检测装置及方法

技术领域

本发明涉及显微镜物镜检测领域，特别是涉及一种物镜检测装置及方法。

背景技术

显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，要用于放大微小物体为人的肉眼所能看到的仪器。光学显微镜包括目镜、物镜、载物台、光源、镜臂等结构组成。而物镜是显微镜最重要的光学部件，其由若干个透镜组合而成的一个透镜组，显微镜的放大作用主要取决于物镜，物镜质量的好坏直接影响显微镜成像质量，它是决定显微镜的分辨率和成像清晰程度的主要部件，所以对物镜的校正和良品率检测是很重要的。

申请号为CN200710044558.X的中国发明专利，其公开了一种物镜检测装置以及方法，其物镜检测装置包括光源，掩模台，工件台，物镜框架，分别用于驱动掩模台和工件台运动的掩模台驱动装置和工件台驱动装置；该方法包括以下步骤：(1)将待检测物镜设置在该物镜框架上，并开启光源使第一掩模上的对准图形经过物镜成像；(2)控制掩模台驱动装置和工件台驱动装置分别驱动掩模台和工件台运动以使第一掩模与第二掩模对准；(3)控制工件台驱动装置驱动工件台在该预设区域内进行扫描运动；(4)在工件台进行扫描运动时探测透过该第二掩模上的对准图形的光的强度和该对准图形的位置；(5)将所探测到的数据运行一处理程序以得到待检测物镜的成像质量参数。

该发明并未具体提及物镜工件的定位装卸、物镜齐焦调节等，因此可以设计一款装置，可用于检测不同规格尺寸的物镜，能够将物镜齐焦调节和分辨率检测结合到一起。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的问题是提供一种物镜检测装置及方法，以克服现有技术中的缺陷，通过本装置能够完成物镜的齐焦调节和分辨率等检测。

(二)技术方案

为解决所述技术问题，本发明提供一种物镜检测装置及方法，物镜检测装置包括：工作台、摄像模块、物镜升降锁止机构和可调光源模块；所述工作台上安装有支架，所述支架上沿竖向方向上可拆卸地安装有定位套；所述摄像模块轴向可调设置在所述定位套的正上方位置；所述物镜升降锁止机构包括位于所述定位套下方且可竖向升降的安装座，所述安装座上设置有用于放置物镜工件的安装腔；整体向上驱动所述安装座将所述物镜工件抵靠锁止在所述定位套上；所述可调光源模块位于所述物镜工件正下方，包括可竖向整体移动的分划板和光源；所述摄像模块、所述定位套、所述物镜工件和所述分划板依次同轴设置。

进一步的，所述安装腔呈U形，其上端形成用于承载所述物镜工件的台阶槽，所述台阶槽内侧安装有弹簧卡销，防止所述物镜工件脱出所述安装腔的U形开口。

进一步的，所述物镜升降锁止机构还包括安装在所述工作台上的升降油缸，所述升降油缸的油缸轴连接有升降座，所述安装座安装在所述升降座上；所述支架上安装有与所述升降座滑动配合的导向柱；所述工作台在所述升降座上方设置有缓冲器；所述缓冲器通过连接板和连接轴安装在所述工作台上。

进一步的，所述支架上安装有竖向设置的滑轨，所述摄像模块通过滑块座滑动安装在所述滑轨上，所述滑块座通过限位螺栓紧固在所述滑轨上；所述定位套通过锁紧螺钉固定安装在所述支架的安装腔内，用以适应不同尺寸的物镜工件。

进一步的，所述可调光源模块包括竖向安装在所述工作台上的手摇丝杆升降装置，通过转动所述手摇丝杆升降装置的手摇把整体调节所述分划板和所述光源的竖向高度；所述手摇丝杆升降装置的一侧安装有数显光栅尺。通过数显光栅尺还能读取不同物镜工件的物距差，实现物镜工件的配对功能。

进一步的，所述分划板和所述光源通过连接支架安装在所述手摇丝杆升降装置的丝杆座上，所述连接支架安装有用于放置所述分划板的透明均光板。

进一步的，本技术方案还提供一种物镜检测方法，基于上述物镜检测装置实现，具体包括如下步骤：

步骤S001，放置待检测物镜工件；将待检测物镜工件7放置在物镜升降锁止机构的安装座上；

步骤S002，固定物镜工件，统一像距距离；通过升降油缸向上驱动将所述物镜工件抵靠在定位套上，使摄像模块与所述物镜工件之间的像距距离固定统一；所述摄像模块将分划板所成像实时传送至计算机软件；

步骤S003，齐焦调节；转动所述物镜工件的主镜筒，将物镜调至最大倍率；转动调节手摇丝杆升降装置的手摇把用于调节物距，将最大倍率下的成像调整至最清晰状态；继续转动所述物镜工件的主镜筒，将物镜调至最小倍率，通过旋转物镜后组镜将最小倍率下的成像调整至最清晰状态；

步骤S004，重复所述步骤S003完成齐焦调节检测；

步骤S005，物镜合格判断；转动物镜工件的主镜筒从物镜最小倍率至最大倍率的变倍过程中，判断成像清晰度是否大于清晰度阈值，中心位移是否小于中心位移阈值；若都是，输出清晰度和中心位移合格绿灯，物镜合格；若否，对应输出清晰度和/或中心位移不合格红灯，物镜不合格；

步骤S006，卸下已检测完的物镜工件，重复步骤S001-S005。

进一步的，在所述步骤S004中，物镜齐焦调节完毕后将数显光栅尺进行首次归零位，检测不同物镜工件时，可以通过数显光栅尺的数显值，测得不同物镜工件之间的物距差。

进一步的，清晰度阈值的取值为6，中心位移阈值的取值为1；在所述步骤S005中还需要检查成像光学倍率是否符合物镜规格标准。

进一步的，所述定位套可拆卸地安装在工作台的支架上，用于适配不同尺寸的物镜工件；待检测的物镜工件安装至所述安装座的台阶槽上后，通过所述安装座的弹簧卡销将所述物镜工件定位在所述安装腔内；通过脚踩开关驱动升降油缸向上带动所述安装座上的物镜工件抵靠在定位套上；

所述摄像模块通过滑块座滑动安装在支架的滑轨上，所述滑块座通过限位螺栓紧固在所述滑轨上；调节像距距离时，拧松所述滑块座上的限位螺栓，竖向方向上调节所述摄像模块的高度然后再拧紧限位螺栓即可。

(三)有益效果

本发明提供的一种物镜检测装置相比现有技术而言，具备如下优点：1)、可以通过物镜升降锁止机构将物镜工件锁止定位在定位套上，物镜工件的安装取下方便，也便于统一摄像模块与物镜工件之间的像距距离，保证摄像模块与物镜工件同轴设置；2)、定位套可拆卸更换，可通过更换不同定位套来匹配不同外径尺寸的物镜；3)、通过转动手摇丝杆升降装置的手摇把来调节物距距离，整体带动分划板和光源升降，调节方便且精确，通过数显光栅尺的数显值来读取不同物镜之间的物距差，可以用于物镜的配对；4)、物镜工件放置在安装座呈U形的安装腔内，通过弹簧卡销对物镜工件限位，能够保证物镜工件处于竖直状态，便于物镜工件定位至定位套上；5)、摄像模块通过滑块座滑动安装在支架的滑轨上，以此可用于调节摄像模块与物镜工件之间的像距距离；本发明具备齐焦调节、物镜配合、清晰度检测等功能，其装置稳定可靠，其物镜检测效率高。

附图说明

图1为本发明一种物镜检测装置的立体图；

图2为本发明一种物镜检测装置略去工作台后的主视图；

图3为本发明一种物镜检测装置的物镜升降锁止机构和摄像模块部分的立体图；

图4为本发明图3中A的放大图；

图5为本发明一种物镜检测装置的摄像模块部分的立体图；

图6为本发明一种物镜检测装置的可调光源模块的立体图；

图7为本发明一种物镜检测装置的物镜工件的立体图；

图8为本发明一种物镜检测装置的实物结构图；

图9为本发明一种物镜检测方法的步骤流程图；

图10为本发明物镜工件的成像和检测参数截图；

图11为本发明物镜工件放大后的检测参数截图；

图中各个附图标记的对应的部件名称是：1、工作台；2、支架；3、定位套；4、摄像模块；5、物镜升降锁止机构；6、安装座；7、物镜工件；8、安装腔；9、可调光源模块；10、分划板；11、光源；12、台阶槽；13、弹簧卡销；14、升降油缸；15、升降座；16、导向柱；17、缓冲器；18、连接板；19、滑轨；20、滑块座；21、手摇丝杆升降装置；22、手摇把；23、数显光栅尺；24、连接支架；25、透明均光板；26、主镜筒；27、物镜后组镜；28、孔；29、连接轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：

参阅图1至图8，本发明提供一种物镜检测装置，主要适用于体视显微镜物镜，物镜检测装置具体包括：工作台1、摄像模块4、物镜升降锁止机构5和可调光源模块9；工作台1上安装有支架2，支架2上沿竖向方向上可拆卸地安装有定位套3，具体参阅图3和图4，定位套3通过锁紧螺钉固定安装在支架2的安装腔内，用以适应不同尺寸的物镜工件7，物镜升降锁止机构5向上带动物镜工件7抵靠在定位套3上，其物镜工件7上端连接套的外径与定位套3的内径配合(不同的物镜工件7其上端连接套的外径尺寸是不同的，因此可以通过更换不同规格的定位套3，在保证物镜工件7与摄像模块4之间的像距距离统一，又能保证物镜工件7与摄像模块4同轴设置)；摄像模块4轴向可调设置在定位套3的正上方位置，具体参阅图3和图5，支架2上安装有竖向设置的滑轨19，摄像模块4通过滑块座20滑动安装在滑轨19上，滑块座20通过限位螺栓紧固在滑轨19上。

参阅图7，对待检测的物镜工件7进行简单介绍，其包括上端的连接套、主镜筒26以及物镜后组镜27，物镜后组镜27上设置有孔28；主镜筒26可转动，物镜后组镜27可转动。

参阅图2和图3，物镜升降锁止机构5包括位于定位套3下方且可竖向升降的安装座6，安装座6上设置有用于放置物镜工件7的安装腔8；整体向上驱动安装座6将物镜工件7抵靠锁止在定位套3上。物镜升降锁止机构5还包括安装在工作台1上的升降油缸14，在本实施例中，升降油缸14通过脚踏开关驱动；升降油缸14的油缸轴连接有升降座15，安装座6安装在升降座15上；支架2上安装有与升降座15滑动配合的导向柱16；工作台1在升降座15上方设置有缓冲器17；缓冲器17通过连接板18和连接轴29安装在工作台1上；导向柱16和连接轴29都具备竖向导向的作用，保证物镜工件7沿竖向方向轴向移动。

参阅图2和图6，可调光源模块9位于物镜工件7正下方，具体包括可竖向整体移动的分划板10和光源11；可调光源模块9包括竖向安装在工作台1上的手摇丝杆升降装置21，通过转动手摇丝杆升降装置21的手摇把22整体调节分划板10和光源11的竖向高度(手摇把22带动丝杆转动，从而使丝杆座竖向方向移动，从而实现分划板10和光源11的竖向高度调节)；手摇丝杆升降装置21的一侧安装有数显光栅尺23。分划板10和光源11通过连接支架24安装在手摇丝杆升降装置21的丝杆座上，连接支架24安装有用于放置分划板10的透明均光板25。通过手摇丝杆升降装置21和数显光栅尺23可以用于调节物镜物距，将成像分辨率调节至最清晰状态。数显光栅尺23还有一个作用是可以测得不同物镜的物距差。

参阅图2，其中，摄像模块4、定位套3、物镜工件7和分划板10依次同轴设置。

参阅图3和图4，安装腔8呈U形的开口状，用于放置物镜工件7，安装腔8上端形成用于承载物镜工件7的台阶槽12(物镜工件7上端的连接套下端面置于台阶槽12上)，台阶槽12内侧安装有弹簧卡销13，安装上物镜工件7以后，弹簧卡销13对物镜工件7起到一定的限位作用，防止物镜工件7脱出安装腔8的U形开口，保证升降油缸14向上带动物镜工件7时，物镜工件7上端连接套的外径与定位套3的内径配合。

其中，驱动升降油缸14的液压站，连接摄像模块4的显示器、数显光栅尺23的数显屏幕未在图1中示出。

本实施例的物镜检测装置，可以通过物镜升降锁止机构5将物镜工件7锁止定位在定位套3上，通过升降油缸14进行上下驱动，定位套3可拆卸更换，可通过更换不同定位套3来匹配不同外径尺寸的物镜，保证物镜工件7与摄像模块4同轴且两者的像距距离统一；通过转动手摇丝杆升降装置21来调节物距距离，通过数显光栅尺23的数显值来读取不同物镜之间的物距差，可以用于物镜的配对；物镜工件7放置在安装座6呈U形的安装腔8内，通过弹簧卡销13对物镜工件7限位；摄像模块4通过滑块座20滑动安装在支架2的滑轨19上，以此可用于调节摄像模块4与物镜工件7之间的像距距离。

实施例二：

参阅图7、图9-图11，本实施例提供一种物镜检测方法，基于实施例一的物镜检测装置实现，具体包括如下步骤：

步骤S001，放置待检测物镜工件；将待检测物镜工件7放置在物镜升降锁止机构5的安装座6上；步骤S002，固定物镜工件，统一像距距离；通过升降油缸14向上驱动将物镜工件7抵靠在支架2的定位套3上，使摄像模块4与物镜工件7之间的像距距离固定统一；摄像模块4将分划板10所成像实时传送至计算机软件；步骤S003，齐焦调节；转动物镜工件7的主镜筒26，将物镜调至最大倍率；转动调节手摇丝杆升降装置21的手摇把22用于调节物距，将最大倍率下的成像调整至最清晰状态；继续转动物镜工件7的主镜筒26，将物镜调至最小倍率，通过旋转物镜后组镜27(通过螺丝刀等工具抵住孔28从而来旋转物镜后组镜27)将最小倍率下的成像调整至最清晰状态；步骤S004，重复步骤S003完成齐焦调节检测(此步骤用于验证步骤S003中物镜齐焦是否调节到位)；步骤S005，物镜合格判断；转动物镜工件7的主镜筒26从物镜最小倍率至最大倍率的变倍过程中，判断成像清晰度是否大于清晰度阈值，中心位移是否小于中心位移阈值；若都是，输出清晰度和中心位移合格绿灯，物镜合格；若否，对应输出清晰度和/或中心位移不合格红灯，物镜不合格(其中只要有一不合格红灯即判定物镜不合格)；步骤S006，卸下已检测完的物镜工件，重复步骤S001-S005。

进一步的，在步骤S004中，物镜齐焦调节完毕后将数显光栅尺23进行首次归零位，检测不同物镜工件7时，可以通过数显光栅尺23的数显值，测得不同物镜工件7之间的物距差，可以用于物镜配对用(在实际使用过程中可以对物镜进行分级，每级物镜的物距差控制在0.02mm内即符合配对要求)。比如前后两个物镜工件7完成以上操作步骤后，其数显光栅尺23的数显值如果在0.02mm之内，就认定两者的焦距相同，可以用于物镜配对。相比现有技术而言，本实施例具备物镜的配对功能，且配对判别方式方便。

在本实施例中，清晰度阈值的取值为6，中心位移阈值的取值为1；中心位移阈值定义参考体视显微镜国家标准，显微镜物镜在转动转换到任意的其他倍率的过程中，分划板刻度中心(原视场中心物点)的偏离位移量极限值，在本实施例中小于1合格(目的在于调节物镜放大倍率时，其所成像要求是线性放大/缩小的，如果其成像发生的偏移抖动余量大会影响观测)；本实施例物镜的清晰度需要符合体视显微镜国家标准，通过光学分辨率检验板来检验，在相应的物镜倍率下能看清光学分辨率检验板的线对数要符合要求，本实施例的清晰度阈值由此换算而得；在本实施例中清晰度≥6(6-10)为合格；在步骤S005中还需要检查成像光学倍率(即放大率)是否符合物镜规格标准(物镜的放大率误差不超过+-5％)。参阅图11，图11即为某一物镜工件7检测时合格时的参数图。

其中，定位套3可拆卸地安装在工作台1的支架2上，用于适配不同尺寸的物镜工件7；待检测的物镜工件7安装至安装座6的台阶槽12上后，通过安装座6的弹簧卡销13将物镜工件7定位在安装腔8内；通过脚踩开关驱动升降油缸14向上带动安装座6上的物镜工件7抵靠在定位套3上；

摄像模块4通过滑块座20滑动安装在支架2的滑轨19上，滑块座20通过限位螺栓紧固在滑轨19上；调节像距距离时，拧松滑块座20上的限位螺栓，竖向方向上调节摄像模块4的高度然后再拧紧限位螺栓即可。

通过本实施例的检测方法，能够实现对物镜的齐焦调节、清晰度判断以及物镜配对功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种物镜检测装置，其特征在于，包括：

工作台(1)，所述工作台(1)上安装有支架(2)，所述支架(2)上沿竖向方向上可拆卸地安装有定位套(3)；

摄像模块(4)，轴向可调设置在所述定位套(3)的正上方位置；

物镜升降锁止机构(5)，包括位于所述定位套(3)下方且可竖向升降的安装座(6)，所述安装座(6)上设置有用于放置物镜工件(7)的安装腔(8)；整体向上驱动所述安装座(6)将所述物镜工件(7)抵靠锁止在所述定位套(3)上；

可调光源模块(9)，位于所述物镜工件(7)正下方，包括可竖向整体移动的分划板(10)和光源(11)；

其中，所述摄像模块(4)、所述定位套(3)、所述物镜工件(7)和所述分划板(10)依次同轴设置。

2.如权利要求1所述的物镜检测装置，其特征在于：所述安装腔(8)呈U形，其上端形成用于承载所述物镜工件(7)的台阶槽(12)，所述台阶槽(12)内侧安装有弹簧卡销(13)，防止所述物镜工件(7)脱出所述安装腔(8)的U形开口。

3.如权利要求2所述的物镜检测装置，其特征在于：所述物镜升降锁止机构(5)还包括安装在所述工作台(1)上的升降油缸(14)，所述升降油缸(14)的油缸轴连接有升降座(15)，所述安装座(6)安装在所述升降座(15)上；所述支架(2)上安装有与所述升降座(15)滑动配合的导向柱(16)；所述工作台(1)在所述升降座(15)上方设置有缓冲器(17)；所述缓冲器(17)通过连接板(18)和连接轴(29)安装在所述工作台(1)上。

4.如权利要求1所述的物镜检测装置，其特征在于：所述支架(2)上安装有竖向设置的滑轨(19)，所述摄像模块(4)通过滑块座(20)滑动安装在所述滑轨(19)上，所述滑块座(20)通过限位螺栓紧固在所述滑轨(19)上；所述定位套(3)通过锁紧螺钉固定安装在所述支架(2)的安装腔内，用以适应不同尺寸的物镜工件(7)。

5.如权利要求1所述的物镜检测装置，其特征在于：所述可调光源模块(9)包括竖向安装在所述工作台(1)上的手摇丝杆升降装置(21)，通过转动所述手摇丝杆升降装置(21)的手摇把(22)整体调节所述分划板(10)和所述光源(11)的竖向高度；所述手摇丝杆升降装置(21)的一侧安装有数显光栅尺(23)。

6.如权利要求5所述的物镜检测装置，其特征在于：所述分划板(10)和所述光源(11)通过连接支架(24)安装在所述手摇丝杆升降装置(21)的丝杆座上，所述连接支架(24)安装有用于放置所述分划板(10)的透明均光板(25)。

7.一种物镜检测方法，基于权利要求1-6任一项所述的物镜检测装置实现，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S001，放置待检测物镜工件；将待检测物镜工件(7)放置在物镜升降锁止机构(5)的安装座(6)上；

步骤S002，固定物镜工件，统一像距距离；通过升降油缸(14)向上驱动将所述物镜工件(7)抵靠在定位套(3)上，使摄像模块(4)与所述物镜工件(7)之间的像距距离固定统一；所述摄像模块(4)将分划板(10)所成像实时传送至计算机软件；

步骤S003，齐焦调节；转动所述物镜工件(7)的主镜筒(26)，将物镜调至最大倍率；转动调节手摇丝杆升降装置(21)的手摇把(22)用于调节物距，将最大倍率下的成像调整至最清晰状态；继续转动所述物镜工件(7)的主镜筒(26)，将物镜调至最小倍率，通过旋转物镜后组镜(27)将最小倍率下的成像调整至最清晰状态；

步骤S004，重复所述步骤S003完成齐焦调节检测；

步骤S005，物镜合格判断；转动物镜工件(7)的主镜筒(26)从物镜最小倍率至最大倍率的变倍过程中，判断成像清晰度是否大于清晰度阈值，中心位移是否小于中心位移阈值；若都是，输出清晰度和中心位移合格绿灯，物镜合格；若否，对应输出清晰度和/或中心位移不合格红灯，物镜不合格；

步骤S006，卸下已检测完的物镜工件，重复步骤S001-S005。

8.如权利要求7所述的物镜检测方法，其特征在于：在所述步骤S004中，物镜齐焦调节完毕后将数显光栅尺(23)进行首次归零位；检测不同物镜工件(7)时，可以通过数显光栅尺(23)的数显值，测得不同物镜工件(7)之间的物距差。

9.如权利要求7所述的物镜检测方法，其特征在于：其中，清晰度阈值的取值为6，中心位移阈值的取值为1；在所述步骤S005中还需要检查成像光学倍率是否符合物镜规格标准。

10.如权利要求7所述的物镜检测方法，其特征在于：所述定位套(3)可拆卸地安装在工作台(1)的支架(2)上，用于适配不同尺寸的物镜工件(7)；待检测的物镜工件(7)安装至所述安装座(6)的台阶槽(12)上后，通过所述安装座(6)的弹簧卡销(13)将所述物镜工件(7)定位在所述安装腔(8)内；通过脚踩开关驱动升降油缸(14)向上带动所述安装座(6)上的物镜工件(7)抵靠在定位套(3)上；

所述摄像模块(4)通过滑块座(20)滑动安装在支架(2)的滑轨(19)上，所述滑块座(20)通过限位螺栓紧固在所述滑轨(19)上；调节像距距离时，拧松所述滑块座(20)上的限位螺栓，竖向方向上调节所述摄像模块(4)的高度然后再拧紧限位螺栓即可。

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