CN202749334U - 一种侧装镜头耦合透射电镜数字成像装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子光学领域，特别是指一种侧装镜头耦合透射电镜数字成像装置，其主要特点是包括真空密封外壳(40)、外壳(40)内的金属支架(41)以及固定安装在此金属支架(41)上随其同步进入或退出透射电镜电子光路的数码相机(32)、镜头(33)、直角棱镜(24)、透射电子荧光屏(30)。可以解决透射电子荧光屏(30)退出后再进入透射电镜电子光路时，镜头(33)、透射电子荧光屏(30)、数码相机(32)之间的相对空间位置发生变化，因而不适合透射电镜高分辨率成像的问题。本实用新型在生命科学、医学等领域的透射电镜数字成像方面有广泛的应用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及透射电子显微镜和成像装置，特别是涉及一种通过透射电镜的35mm相机接口安装，镜头耦合的，以数字方式记录透射电子图像和衍射花样的装置。
背景技术
参见附图1，反映样品信息的电子束(11)在观察荧光屏(13)上转换成光学图像，操作者通过铅玻璃观察窗(16)观察此光学图像。传统上人们通过安装在透射电镜投影室底部的底插式相机用电镜胶片(14)记录样品的透射电子图像或衍射花样信息，也可以通过在35mm相机接口(10、12)处安装侧插式相机用胶片记录样品的信息。
龚丹等介绍一种侧装镜头耦合型透射电镜CCD数字图像系统(龚丹，曾立波，张宏波，等.透射电镜CCD数字图像系统的研制[J].分析测试技术与仪器，2005，11(2)：133-136.)，参见附图3，该装置主要特点是：数码相机(32)和透射电子荧光屏(30)分别通过透射电镜的两个35mm相机接口安装，数码相机(32)被光学窗口(31)隔离，位于透射电镜的镜筒外，透射电子荧光屏(30)则位于透射电镜的镜筒内；用步进电机(34)通过驱动丝杆(35)驱动透射电子荧光屏(30)进入(图3)或退出(图4)透射电镜的电子光路；透射电子荧光屏(30)上的光学图像经直角棱镜(24)、光学窗口(31)和镜头(33)成像在数码相机(32)上。
由于透射电子荧光屏上的荧光粉粒径的大小有一定范围，荧光粉在透射电子荧光屏上不可能绝对均匀分布，因此透射电子荧光屏不同空间位置的电子-光学转换效率存在差别，镜头中央和四周的光传输特性显然不同，图像传感器不同像素光响应特性也不一样，几乎所有透射电镜数字成像装置使用前都要做基于像素的均匀性校正，这对于高分辨率成像尤其必不可少。实际应用时，用均匀性校正产生的数据对获取的原始数据进行修正，得到最终图像数据。这就要求透射电子荧光屏、镜头和数码相机在实际应用时和均匀性校正时的空间位置完全一致。由于龚丹等介绍的装置存在不可避免的机械和运动误差，透射电子荧光屏退出后再进入透射电镜电子光路时的位置不可能与前次的位置精确重合，因而，即使对透射电子荧光屏、镜头、图像传感器进行了均匀性校正，也 不能使用该校正数据，所以该装置不适合高分辨率成像。
发明内容
为了克服基于现有技术的侧装镜头耦合透射电镜数字成像装置不适合高分辨率成像的不足，本实用新型提出一种结构简单、容易实现的侧装镜头耦合透射电镜数字成像装置。
现结合附图5说明本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：①外壳(40)为真空密封外壳，安装在透射电镜的一个35mm相机接口上，其内部空间与透射电镜的镜筒连通，在其内部安装金属支架(41)等；②把透射电子荧光屏(30)、直角棱镜(24)、镜头(33)、数码相机(32)都固定安装在金属支架(41)上，它们随金属支架(41)一起整体进入或退出(附图6)透射电镜的电子光路，从而确保了数码相机(32)、镜头(33)、直角棱镜(24)、透射电子荧光屏(30)之间在实际应用时和均匀性校正时的相对空间位置完全一致；③在外壳(40)上安装的插座(44)为真空密封插座，可在真空隔离条件下实现有关电气连接和馈电等功能；④透射电子荧光屏(30)的导电膜层(20)通过电缆(42)和金属支架(41)等与透射电镜的镜筒壁(15)导通，可避免电子在透射电子荧光屏(30)上积累；⑤用无磁金属制作金属支架(41)，以避免磁场对电子运动的影响。
本实用新型的突出优点显而易见：由于数码相机(32)、镜头(33)、直角棱镜(24)、透射电子荧光屏(30)之间的空间位置在任何时候都固定不变，因此很适合以均匀性校正为基础的透射电镜高分辨率成像。另外，本实用新型只使用了静密封结构，容易实现并且稳定可靠。
附图说明
图1：透射电镜电子光路及其成像示意图；
图2：透射电子荧光屏及附属结构示意图；
图3：一种基于现有技术透射电镜CCD图像系统-工作时结构示意图；
图4：一种基于现有技术透射电镜CCD图像系统-待机时结构示意图；
图5：基于本实用新型的一个实施例-工作时结构示意图；
图6：基于本实用新型的一个实施例-待机时结构示意图。
图中：10.35mm相机接口，11.电子束，12.35mm相机接口，13.观察荧光屏，14.电镜胶片，15.镜筒壁，16.铅玻璃观察窗，20.导电膜层，21.荧光粉层，22.透明基底层，24.直角棱镜，25.荧光屏支架，30.透射电子荧光屏，31. 光学窗口，32.数码相机，33.镜头，34.步进电机，35.驱动丝杆，40.外壳，41.金属支架，42.电缆，44.插座。
具体实施方式
透射电子荧光屏(30)组件的准备：1.取一块直径40mm、厚2mm的光学玻璃圆片作为透明基底层(22)，用刘文波介绍的方法(刘文波，李鸿业.电镜荧光屏的一种制作方法.实验室科学，2004，12(6)：47-48)在透明基底层(22)上制作一层荧光粉层(21)；2.在透明基底层(22)另一面用光敏胶与直角棱镜(24)粘接；3.用铝材制作一个合适的荧光屏支架(25)将上述结构固定；4.用直流蒸镀方法(委托加工)在荧光粉层(21)表面镀一层铝，形成导电膜层(20)。
参见图5，金属支架(41)由无磁不锈钢材料加工而成，在金属支架(41)上固定安装数码相机(32)、镜头(33)、直角棱镜(24)、透射电子荧光屏(30)等；数码相机(32)选择致冷单色天文数码相机，镜头(33)为有限共轭聚焦镜头(定制)；步进马达(图中未画出)驱动金属支架(41)使透射电子荧光屏(30)进入或退出透射电镜电子光路时，数码相机(32)、镜头(33)、直角棱镜(24)、透射电子荧光屏(30)之间的相对位置保持不变。
图5中，外壳(40)为用整块铝材加工成的真空密封外壳，通过透射电镜的一个35mm相机接口安装，在它与透射电镜镜筒相通的表面粘有2mm厚的铅皮；在外壳(40)的壁上开一合适的孔，安装一个插座(44)，优选真空密封插座MX15-8，电缆(42)通过插座(44)与外界的控制器(未画出)相连，实现对数码相机(32)、步进马达等的馈电和控制等功能。
本说明书所例举设备或器件的名称或型号等内容是为了更具体、直观、清楚地说明本实用新型及其优点，而不是对本实用新型权利要求范围的限定。
Claims (3)
1.一种侧装镜头耦合透射电镜数字成像装置，包括数码相机(32)、镜头(33)、直角棱镜(24)、透射电子荧光屏(30)、外壳(40)、电缆(42)、金属支架(41)和插座(44)，其特征在于：
所述的外壳(40)是真空密封外壳，安装在透射电镜的一个35mm相机接口上，其内部空间与透射电镜的镜筒连通；
所述的数码相机(32)、镜头(33)、直角棱镜(24)、透射电子荧光屏(30)都固定安装在所述的金属支架(41)上，随所述的金属支架(41)同步进入或退出透射电镜的电子光路。
2.根据权利要求1所述的一种侧装镜头耦合透射电镜数字成像装置，其特征在于：所述的金属支架(41)是无磁金属支架，所述的插座(44)是真空密封插座。
3.根据权利要求1所述的一种侧装镜头耦合透射电镜数字成像装置，其特征在于：所述的透射电子荧光屏(30)的导电膜层(20)经所述的金属支架(41)和电缆(42)等与透射电镜的镜筒壁导通。
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