CN1166608A - 显微镜稳定聚焦装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种显微镜(1)稳定聚焦装置，带有一物镜(2)和一可进行聚焦调整移动的载物台(3)。载物台(3)可通过齿条(4)和驱动齿轮(5)沿物镜(2)的光轴(22)移动。在内装的电子器件(6)和/或照明装置(7)对显微镜(1)加热时产生显微镜体(13)的膨胀，并导致显微镜(1)的散焦。为对该散焦进行补偿，在齿条(4)和载物台(3)间设置有两根相互连接的金属条(8，9)，该金属条的热膨胀是不同的。

Description

显微镜稳定聚焦装置

本发明涉及一种显微镜的稳定聚焦装置。

公知的显微镜通常配备有一个物镜旋转盘，在物镜旋转盘上安装有多个物镜。通过旋转物镜旋转盘将所需的物镜旋至显微镜的光路内。然后，通过沿显微镜物镜光轴移动载物台实现物镜的聚焦。为此，在载物台上固定设置有一个齿条，该齿条与驱动齿轮啮合。该驱动齿轮通过其它传动器件与设置在显微镜体体外上的控制旋钮连接。

此外，在公知的显微镜中还装有用于控制不同的自动化或机动化显微镜功能的电子器件及光源的电源电路。

由于光源和安装在机内的电子器件将导致在工作时显微镜体被加热。

实践表明，显微镜体受热会膨胀。由于此膨胀，出现显微镜物镜在极小的焦深范围(在μ范围)所不希望的载有标本的载物台与显微镜物镜间的距离的变化，并因此失去已经一次性调整好的聚焦位置。

在DE3520475中对一种带有安装在机内的电气和电子器件的显微镜已做了记载。在这种显微镜支座内，设置有用于安装所有电气和电子器件的隔热室，并通过在底板上的通风孔将室内产生的热导出，采用此方法避免对显微镜体的加热。

在DE2558625A1中对一种带有热补偿装置和测量传感器的钻床或铣床做了记载。为对由于照明造成的加热进行补偿，采用在机床悬臂上的主轴轴承配置有一根铁条和一根与其平行设置的铝条，该铝条将起着抵消铁条热膨胀的作用。铁条在其一端上装有一电气测量传感器，另外该传感器还与悬臂连接。

由测量传感器测得的悬臂的热膨胀和测得因此造成的在X-Y方向的刀具失调，这种装置是以在机壳上金属条的固定点与测量传感器在主轴上的之间的固定距离为前提条件的。

补偿时，由测量传感器产生的测量值输入给工件架持台的电控驱动。随之相应地将根据机壳的热膨胀来改变工件架持台的调零。

DE4232079A1对一种用于共焦显微镜的载物台的压电转换器做了说明，该种显微镜可对载物台进行同心，无间隙移动。采用此压电转换器可以进一步避免因热漂移造成的载物台的径向偏移。

本发明的任务在于，不需要附加采用电子控制执行机械即可对由于显微镜体的热膨胀造成的在Z方向的散焦进行补偿。

依照本发明，该任务采用权利要求1特征部分中表述的特征得以解决。本发明的其它优选的进一步设计是由从属权利要求的内容来解决的。

采用本发明实现了，保持公知的显微镜的通常的结构不变，并且其中仅通过两根在一端相互连接的，具有不同热膨胀的金属条避免了一次性调整好的聚焦位置或预先给定的一定的聚焦位置的散焦。

所采用的装置处于动态，即随着在显微镜或显微镜支座中温度的升高和与此伴生的散焦的增大，通过两根金属条对相应的散焦量进行补偿。所以，调整的聚焦在很宽的温度范围内可以保持不变。

两金属条由具有不同的热膨胀系数的材料制成。

为了与显微镜支座上的升温状况进行精确的适配，这两根金属条也可以取不同的长度。

下面对照实施例借助附图将对本发明作进一步的说明。

图1中示出一架显微镜1，该显微镜带有一显微镜体13，一双目镜管14，一物镜旋转盘15，该物镜旋转盘带有一正处于有效位置的显微物镜2。在物镜2下设置有一个用于承载物镜轴线上的标本的载物台3。标本通过一照明装置7透射，该照明装置在这里作为外部装置加以标示。为此，在光路或光轴22上设置有一个平面转向镜16。

此外，显微镜体13具有一个用于安装电子控制电路和/或用于安装照明装置7的电源的，并与显微镜体构成一体的室6。

载物台3与台角21固定连接。台角21可以沿导轨17须双箭头方向移动，以便对显微物镜2聚焦，导轨固定设置在显微镜体13上。台角21通过两个螺钉20与第一金属条8固定连接。该第一金属条8选用由铁制成，并通过螺接18与第二金属条连接，第二金属条9选用由铝制成。齿条4通过两个螺钉19固定在第二金属条9上。齿条4与驱动齿轮5齿合，齿轮5通过另外图中未示出的传动器件与外部控制钮和/或驱动电机连接。

通过螺接11防止两根金属条8和9侧扭或移动。为此，在第二金属条9纵向上有一长孔12，螺钉11穿过此孔。该螺钉11在其对面的第一金属条8上。为减少摩擦，在两根金属条8和9之间有一空隙10。

驱动齿轮5的转动通过齿条4，两根金属条8和9被传递到带有载物台3的台角21上，从而使载物台3顺双箭头方向沿物镜轴22移动，进行聚焦。

受电子器件6和照明装置7产生热的影响，随着显微镜1工作时间的增长，显微镜体13被加热，并因此产生相应的热膨胀现象。该热膨胀导致显微镜旋转盘15与载物台3之间距离的增大。由于显微物镜2的焦深范围极其小(在μ范围)，因而在出现该间距变化时将失去调整好的聚焦。

为对此间距变化进行补偿，载物台3与两根金属条8和9连接。由于所采用的金属条材料的热膨胀系数不同，第一根金属条8是铁的(热膨胀系数10^-612.1)，第二根金属条9是铝的(热膨胀系10^-6·23.8)，所以将实现依据温度的对载物台3的跟随调节。

在本实施例中，当温度升高时第一金属条8将沿箭头方向23膨胀，这是因为第二金属条9被齿条4和驱动齿轮5已被固定。同时也产生第二金属条9的膨胀。由于两根金属条8，9的膨胀系数不同，因而在结构长度相同的情况下，金属条9的膨胀量大于金属条8的膨胀量。两个量的差将导致载物台3向显微镜2方向的提升。可以通过对两根金属条8，9选取不同的结构长度的方法来改变该量值。

通过对各金属条8或9的相应长度的选择和/或采用与其它材料相应热膨胀系数，可以实现单独的与不同显微镜外形和尺寸适配的，对散焦的补偿。

        附图标记说明

        1    显微镜

        2    显微物镜

        3    载物台

        4    齿杆

        5    驱动齿轮

        6    集成电子器件

        7    照明装置

        8    第一金属条

9     第二金属条

10    空隙

11    螺钉

12    长孔

13    显微镜体

14    双目镜管

15    物镜旋转盘

16    平面转向镜

17    载物台的导轨

18    螺钉

19    螺钉

20    螺钉

21    台角

22    物镜轴

23    箭头方向

Claims (7)

1.显微镜(1)稳定聚焦装置，包括：—带有一物镜(2)和一载物台(3)，该载物台可沿物镜轴(22)进行高度调整，从而实现聚焦，—并带有一显微镜体(13)，在该显微镜体内电子器件(b)和/或标本照明件将产生热并造成与物镜(2)相对的受温度决定的载物台(3)高度的移动，并因此产生散焦，

其特征在于：—为对由升温决定的散焦进行补偿，在齿条(4)和载物台(3)之间至少接有两根其热膨胀不同的金属条(8，9)，—其中的第二金属条(9)的一端与齿条(4)连接，并且另一端与第一金属条(8)连接。—并且其中的第一金属条(8)的自由端支承载物台(3)，并且在载物台受热膨胀时将与第二金属条(9)的热膨胀相抵消，—从而由于两根金属条(8，9)的热膨胀不同，可对载物台(3)的高度根据温度变化进行跟调。

2.依照权利要求1的显微镜(1)稳定聚焦装置，其特征在于：第一金属条(8)和第二金属条(9)并列设置并平行对准齿条(4)。

3.依照权利要求1的显微镜(1)稳定聚焦装置，其特征在于：第二金属条(9)的热膨胀能力大于第一金属条(8)。

4.依照权利要求1至3的显微镜(1)稳定聚焦装置，其特征在于：为减少两根金属条(8.9)相互间的摩擦，两条金属条(8，9)之间相互有一定间隔。

5.依照权利要求1至4的显微镜(1)稳定聚焦装置，其特征在于：第二金属条(9)是铝制的，并且第一金属条(8)是铁制的。

6.依照权利要求1至5的显微镜(1)稳定聚焦装置，其特征在于：为实现对两根金属条(8，9)的侧导向，两根金属条中的一根(8)在其自由端支承一螺钉11并且两根金属条中的另一根(9)具有一长孔(12)，螺钉(11)插入此长孔内。

7.依照权利要求1至6的显微镜(1)稳定聚焦装置，其特征在于：两根金属条(8，9)可以取不同的长度。