CN214041858U - 一种自动对焦电学显微镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动对焦电学显微镜，包括底座、竖直固定在底座上的支架、固定于底座上的平面运动平台、镜臂、镜筒、目镜、分光镜、红外测距仪和工业相机；所述支架竖直方向设有滑槽；所述镜臂与滑槽啮合滑动固定在支架上，所述镜臂上设有Z轴电机用于驱动镜臂沿支架上下滑动；所述镜筒竖直固定于镜臂，位于平面运动平台上方；所述镜筒的顶端固定有红外测距仪，底端固定有物镜，所述红外测距仪与物镜同轴心；所述目镜和工业相机固定于镜臂，所述镜筒、目镜和工业相机之间设有光道连接；所述分光镜包括第一分光镜和第二分光镜，所述第一分光镜位于光道和镜筒的连接处，所述第二分光镜位于目镜和工业相机的延长线交接处。

Description

一种自动对焦电学显微镜

技术领域

本实用新型涉及电学显微镜领域，具体为一种自动对焦电学显微镜。

背景技术

显微镜是用于放大微小生物，使其能够为人眼看到的仪器，显微镜的许多应用场合，需要操作人员反复进行同一程式化的操作，其中包括显微镜的调焦，一般都是通过人工对目镜的观察，先是粗调显微镜镜筒与载物台的距离，调整到大致清晰时，再通过微调旋钮进行微调，使被观察物体的图像最清晰，但是这样的对焦过程，长时间重复进行操作，操作复杂，枯燥且易容易使人疲劳，也容易使人观测的结果出现人为偏差。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种自动对焦电学显微镜，用于解决显微镜需要人工对焦的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种自动对焦电学显微镜，包括底座、竖直固定在底座上的支架、固定于底座上的平面运动平台、镜臂、镜筒、目镜、分光镜、红外测距仪和工业相机；

所述支架竖直方向设有滑槽；

所述镜臂与滑槽啮合滑动固定在支架上，所述镜臂上设有Z轴电机用于驱动镜臂沿支架上下滑动；

所述镜筒竖直固定于镜臂，位于平面运动平台上方；

所述镜筒的顶端固定有红外测距仪，底端固定有物镜，所述红外测距仪与物镜同轴心；

所述目镜和工业相机固定于镜臂，所述镜筒、目镜和工业相机之间设有光道连接；

所述分光镜包括第一分光镜和第二分光镜，所述第一分光镜位于光道和镜筒的连接处，所述第二分光镜位于目镜和工业相机的延长线交接处。

进一步的，所述支架设有齿条，所述Z轴电机的转轴上设有与齿条啮合的齿轮。

进一步的，所述Z轴电机为步进电机。

进一步的，平面运动平台包括X轴电机、X轴丝杆、X轴平台、Y轴电机、Y轴丝杆和Y轴平台；

所述X轴平台滑动固定在底座上，所述X轴电机通过X轴丝杆驱动X轴平台位移；

所述Y轴平台滑动固定在X轴平台上，所述Y轴电机通过Y轴丝杆驱动Y轴平台位移。

进一步的，所述X轴电机和Y轴电机为伺服电机。

进一步的，所述底座上设有透射光源，所述透射光源位于平面运动平台下方。

应用本实用新型的技术方案，被观察物体固定在平面运动平台上，通过红外测距仪测量物镜与平面运动平台的距离，通过工业相机对成像的图像进行拍摄和传输，通过远程计算机根据工业相机拍摄的图片调整物镜与被观察物体距离实现对焦，物镜与被观察物体的水平相对位置和竖直相对位置均可以分别通过X轴电机、Y轴电机和Z轴电机调节，即实现自动对焦，避免人工操作，减少使用者的工作量，且自动调节对焦的显微镜是远程操控观察的前提。

实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。

图1是本实用新型一种自动对焦电学显微镜的侧视图：

图2是本实用新型一种自动对焦电学显微镜的示意图：

图3是本实用新型一种自动对焦电学显微镜的光路图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，一种自动对焦电学显微镜，包括底座100、竖直固定在底座100上的支架101、固定于底座100上的平面运动平台200、镜臂300、镜筒400、目镜500、分光镜、红外测距仪800和工业相机900；

所述支架101竖直方向设有滑槽；

所述镜臂300与滑槽啮合滑动固定在支架101上，所述镜臂300上设有Z轴电机301用于驱动镜臂300沿支架101上下滑动；

所述镜筒400竖直固定于镜臂300，位于平面运动平台200上方；

所述镜筒400的顶端固定有红外测距仪800，底端固定有物镜600，所述红外测距仪800与物镜600同轴心；

所述目镜500和工业相机900固定于镜臂300，所述镜筒400、目镜500和工业相机900之间设有光道连接；

所述分光镜包括第一分光镜701和第二分光镜702，所述第一分光镜701位于光道和镜筒400的连接处，所述第二分光镜702位于目镜500和工业相机900的延长线交接处。被观察物体固定在平面运动平台200上，光线经过物镜600传递至第一分光镜701，一部分光线传递至红外测距仪800，测量物镜600与平面运动平台200的距离；另一部分传递至第二分光镜702，光线再一分为二，一份传递至工业相机900，工业相机900记录观察并传输观察结果至计算机，另一部分传递至目镜500，使用者可通过工业相机900的拍摄内容观察，也可以直接通过目镜500观察；通过人眼直接观察判读，或者计算机通过拍摄的画面判断是否对焦，通过Z轴电机301驱动镜臂300上下位移即调整物镜600与被观察物体的距离，完成自动对焦。

本实施案例中，所述支架101设有齿条，所述Z轴电机301的转轴上设有与齿条啮合的齿轮。齿轮齿条传动与带传动或丝杆传动相比传递动力大，负载高。

本实施案例中，所述Z轴电机301为步进电机。步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移，它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制，输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量，这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低，几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比，而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

本实施案例中，平面运动平台200包括X轴电机、X轴丝杆、X轴平台201、Y轴电机、Y轴丝杆和Y轴平台202；

所述X轴平台201滑动固定在底座100上，所述X轴电机通过X轴丝杆驱动X轴平台201位移；

所述Y轴平台202滑动固定在X轴平台201上，所述Y轴电机通过Y轴丝杆驱动Y轴平台202位移。

本实施案例中，所述X轴电机和Y轴电机为伺服电机。伺服电机在控制系统中，被用作执行元件，把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机在控制系统中，被用作执行元件，把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机的精度决定于编码器的精度，也就是说伺服电机本身具备发出脉冲的功能，它每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样伺服驱动器和伺服电机编码器的脉冲形成了呼应，所以它是闭环控制。

本实施案例中，所述底座100上设有透射光源，所述透射光源位于平面运动平台200下方。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动对焦电学显微镜，其特征在于，包括底座(100)、竖直固定在底座(100)上的支架(101)、固定于底座(100)上的平面运动平台(200)、镜臂(300)、镜筒(400)、目镜(500)、分光镜、红外测距仪(800)和工业相机(900)；

所述支架(101)竖直方向设有滑槽；

所述镜臂(300)与滑槽啮合滑动固定在支架(101)上，所述镜臂(300)上设有Z轴电机(301)用于驱动镜臂(300)沿支架(101)上下滑动；

所述镜筒(400)竖直固定于镜臂(300)，位于平面运动平台(200)上方；

所述镜筒(400)的顶端固定有红外测距仪(800)，底端固定有物镜(600)，所述红外测距仪(800)与物镜(600)同轴心；

所述目镜(500)和工业相机(900)固定于镜臂(300)，所述镜筒(400)、目镜(500)和工业相机(900)之间设有光道连接；

所述分光镜包括第一分光镜(701)和第二分光镜(702)，所述第一分光镜(701)位于光道和镜筒(400)的连接处，所述第二分光镜(702)位于目镜(500)和工业相机(900)的延长线交接处。

2.根据权利要求1所述自动对焦电学显微镜，其特征在于，所述支架(101)设有齿条，所述Z轴电机(301)的转轴上设有与齿条啮合的齿轮。

3.根据权利要求2所述自动对焦电学显微镜，其特征在于，所述Z轴电机(301)为步进电机。

4.根据权利要求1所述自动对焦电学显微镜，其特征在于，平面运动平台(200)包括X轴电机、X轴丝杆、X轴平台(201)、Y轴电机、Y轴丝杆和Y轴平台(202)；

所述X轴平台(201)滑动固定在底座(100)上，所述X轴电机通过X轴丝杆驱动X轴平台(201)位移；

所述Y轴平台(202)滑动固定在X轴平台(201)上，所述Y轴电机通过Y轴丝杆驱动Y轴平台(202)位移。

5.根据权利要求4所述自动对焦电学显微镜，其特征在于，所述X轴电机和Y轴电机为伺服电机。

6.根据权利要求1所述自动对焦电学显微镜，其特征在于，所述底座(100)上设有透射光源，所述透射光源位于平面运动平台(200)下方。

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