CN2686044Y

CN2686044Y - 一种微调定位装置

Info

Publication number: CN2686044Y
Application number: CN 200420020477
Authority: CN
Inventors: 王铁铭; 林未旻
Original assignee: Aipute Instr Co ltd Shanghai
Current assignee: Aipute Instr Co ltd Shanghai
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2014-02-27

Abstract

本实用新型提供一种微调定位装置，它只需在一般的机械加工精度下即可确保被定位部件的定位精度。其包含：外套筒，其上开设贯穿筒壁的定位孔，所述定位孔靠近外套筒外壁的一端设置有螺纹；嵌入所述外套筒内壁并且内径设置有螺纹的微调盘；插入外套筒和微调盘的内套筒，其外壁设置有螺纹和沿内套筒轴线方向延伸的V形凹槽并且与外套筒的内壁互为配合定位面，所述内套筒与微调盘通过螺纹连接；以及定位组件，其包括定位球、定位柱和锁紧螺丝，其中，定位柱位于所述外套筒的定位孔内，定位球位于所述内套筒的V形凹槽与定位柱端部的锥形凹槽之间，锁紧螺丝旋入所述外套筒的定位孔内以将定位柱、定位球和内套筒紧固在一起。

Description

一种微调定位装置

技术领域

本实用新型涉及物体定位技术，特别涉及一种可应用于显微物镜等精密部件的微调定位装置。

背景技术

光学系统被广泛的应用于精密仪器中，光学镜头的调节对仪器的成像质量和仪器的精度有重要的影响。例如在双激光共轭聚焦基因芯片扫描仪中，采用了如图1所示的一种共轭聚焦荧光探测光学系统，其由激光光源(未画出)、显微物镜11、干涉滤光片12、反射镜13、会聚镜14、针孔光阑15等构成。基因芯片16位于显微物镜11的焦平面上，在激光辐射下芯片受激产生荧光信号，该荧光信号经过显微物镜11后，以平行光的方式通过干涉滤光片12、反射镜13、会聚镜14，并被会聚镜14会聚在针孔光阑15的中心点上，即该点为会聚透镜的像方像点。穿过针孔光阑15的荧光信号由光电倍增管17转变为电信号。

为了使光电倍增管17获得最大强度的荧光信号以提高整机的灵敏度和信噪比，如图1所示，应通过光学调试手段最终使得光电倍增管17的光敏面中心、针孔光阑15的中心点、会聚透镜14的光轴、显微物镜11的光轴均位于同一轴线上(以下将称此轴线为主光轴)，并使该主光轴垂直于基因芯片16的平面及光电倍增管17的光敏面。此外，还要调节显微物镜11，使它的焦平面与基因芯片表面重合。在调节显微物镜11以使其焦平面与基因芯片表面重合的过程中，由于调节机构本身的误差，有可能导致显微物镜11的光轴偏离主光轴。为了确保基因芯片上被激发的荧光光束通过针孔光阑15时获得高的信噪比，要求显微物镜光轴和主光轴的角度误差小于0.1毫弧度(mrad)。由此可见，在焦平面的调节过程中，如何确保显微物镜光轴与主光轴之间的角精度(＜0.1mrad)是保证整个系统获得高灵敏度的关键。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种微调定位装置，它只需在一般的机械加工精度下即可确保被定位部件的角精度。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种微调定位装置，包含：

外套筒，其上开设贯穿筒壁的定位孔，所述定位孔靠近外套筒外壁的一端设置有螺纹；

嵌入所述外套筒内壁并且内径设置有螺纹的微调盘；

插入外套筒和微调盘的内套筒，其外壁设置有螺纹和沿内套筒轴线方向延伸的V形凹槽并且与外套筒的内壁互为配合定位面，所述内套筒与微调盘通过螺纹连接；以及

定位组件，其包括定位球、定位柱和锁紧螺丝，其中，定位柱位于所述外套筒的定位孔内，定位球位于所述内套筒的V形凹槽与定位柱端部的锥形凹槽之间，锁紧螺丝旋入所述外套筒的定位孔内以将定位柱、定位球和内套筒紧固在一起。

比较好的是，在上述微调定位装置中，所述外套筒的底部开设有凹腔，所述内套筒的下部端口向外翻边以形成凸缘，并且进一步包括一消间隙弹簧，其两端分别抵靠住所述外套筒的凹腔底面和所述内套筒的凸缘。

在上述微调定位装置中，内套筒的外壁与外套筒的内壁是一对定位面，保证了内套筒轴线相对外套筒轴线的同轴精度。而通过定位组件，被定位部件围绕轴线方向的转动也受到限制，因此只能沿套筒轴线方向上下移动。在常规的加工条件下，当被定位部件与内套筒连接之后，就能保证把内套筒的偏角误差控制在0.1mrad之内。此外，由于采用消间隙弹簧，因此可消除内套筒与微调盘的螺纹间隙，也确保了被定位部件上下移动的精度。

附图说明

图1为一种共轭聚焦荧光探测光学系统的示意图。

图2为剖面示意图，其示出了按照本实用新型较佳实施例的微调定位装置的剖面结构。

图3为微调定位装置的截面简图。

附图中的标号与微调定位装置组成部件的对应关系如下：1为内套筒，1a为V形凹槽，1b为凸缘，2为外套筒，2a为凹腔，3为微调盘，4为定位球，5为定位柱，5a为锥形凹槽，6为锁紧螺丝，7为消间隙弹簧，11为显微物镜，12为干涉滤光片，13为反射镜，14为会聚镜，15为针孔光阑，16为基因芯片，17为光电倍增管。

具体实施方式

如附图2所示，本实用新型的微调定位装置主要包括内套筒1、外套筒2、微调盘3、定位球4、定位柱5和锁紧螺丝6。本实施例中，假设精密部件为显微物镜11，但是显而易见的是，本实用新型的微调定位装置并不局限于显微物镜，它还可应用于其它各种需要定位的部件。

内套筒1内部安装有显微物镜11，比较常用的安装方式为在内套筒1的内壁和显微物镜11的外壁上开设螺纹，从而将二者通过螺纹连接在一起。内套筒1与外套筒1的连接方式为，内套筒的外壁与外套筒的内壁互为定位配合面，内径有螺纹的微调盘3嵌入外套筒2的内壁上端，内套筒1插入外套筒和微调盘3并且外壁上设置有螺纹从而与微调盘3通过螺纹连接在一起，由此可以通过转动微调盘3来调节内套筒1和显微物镜11沿外套筒轴线(即图2中的Y轴)方向的位置。

上述连接方式限制了显微物镜11在垂直于Y轴的平面内(即图2中X轴和Z轴确定的平面)的位移和相对Y轴的偏折，因此，其仅能沿Y轴上下移动或围绕Y轴转动。为了限定显微物镜11相对Y轴的转动，采用以下由定位球4、定位柱5和锁紧螺丝6构成的定位组件。

参见图2和图3，内套筒1的外壁上沿Y轴方向开设一定长度的V型凹槽1a，外套筒2开设有贯通筒壁的定位孔，并在该定位孔靠近外套筒外壁的一端设置螺纹，定位柱5位于定位孔内并且其开设有锥形凹槽5a，定位球4置于内套筒的V型凹槽1a与与定位柱端部的锥形凹槽5a之间，锁紧螺丝6旋入外套筒定位孔内，从而将定位柱5、定位球4和内套筒1紧固在一起。由于只有在V型凹槽1a与定位孔对准时定位球4才能卡在凹槽1a与5a之间，因此定位组件可以确保内套筒1和显微物镜11在到达所需位置是不再围绕Y轴转动。

为了使定位球4牢固卡在内套筒的V形凹槽1a和定位柱端部的锥形凹槽5a之间，在实施例中其截面形状皆呈V形。

在上述结构的微调定位装置中，显微物镜和内套筒的配合要求其光轴和机械轴重合，这在传统的光学自准直车床上可以完成。显微物镜11与光轴(即Y轴)的角精度取决于内外套筒之间的配合精度，而一般的机械加工工艺已经足以保证将光轴的角精度控制在0.1mrad之内。

在上述微调定位装置中，由于微调盘3与内套筒1之间是螺纹连接，因此二者之间必然存在间隙，从而影响显微物镜11上下移动的精度。为此，在本实施例中，采用消间隙弹簧来提高显微物镜11的上下移动精度。

参见图1，外套筒2的底部开设有凹腔2a，内套筒1的下部端口则向外翻边以形成凸缘1b，从而在内套筒1与微调盘3之间始终保持沿Y轴方向的预紧力，由此消除了二者之间的螺纹间隙。

以下描述上述微调定位装置的装配方法。

在外套筒2内壁上端嵌入微调盘3，并在其底部凹腔2a内安装消间隙弹簧7。然后将安装有显微物镜11的内套筒1插入外套筒2内，使内套筒1与消间隙弹簧7之间有一定的预紧力并与微调盘3螺纹连接。接着，转动内套筒1，使其凹槽1a与外套筒上的定位孔对准。最后，将定位球4和定位柱5依次插入定位孔，其中定位柱5带锥形凹槽的端部朝向外套筒2的内部，然后将锁紧螺钉6旋入定位孔。

Claims

1、一种微调定位装置，其特征在于，包含：

嵌入所述外套筒内壁并且内径设置有螺纹的微调盘；

2、如权利要求1所述的微调定位装置，其特征在于，所述外套筒的底部开设有凹腔，所述内套筒的下部端口向外翻边以形成凸缘，并且进一步包括一消间隙弹簧，其两端分别抵靠住所述外套筒的凹腔底面和所述内套筒的凸缘。