CN2831169Y - 显微镜物镜的透镜定中结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种显微镜物镜的透镜定中结构，使透镜组与物镜管之间采用圆锥配合，从而用简单的结构，实现在低的加工精度就能达到高的透镜定中精度，从而提高大视场物镜在整个视场范围内的成像质量。

Description

显微镜物镜的透镜定中结构

技术领域

本实用新型涉及了一种显微镜物镜设计的透镜定中结构。

背景技术

在光学系统中存在的透镜的中心偏差会从根本上破坏光学设计的理论基础——共轴理论。同轴性的破坏导致物镜像面成像质量的不对称性，以及引起光学系统成像质量的恶化。

一般来说，在生产中保证单个透镜的中心与一个金属座的某个旋转轴同轴是容易达到的。目前在显微镜的物镜中，通过一个透镜组与物镜管的圆柱面配合，来保证物镜中各个透镜的中心同轴。而通常物镜有多个透镜组(如大数值孔径且倍数较高的物镜通常都有多组透镜组成)，透镜组安装方法，把透镜组全部装入同一物镜管内，以最大可能的保证各个透镜的光轴中心同轴，然后采用压圈锁紧。透镜的中心偏差对最终成像质量的影响非常灵敏，尤其是高倍物镜的前透镜组，有时可能要求透镜的中心偏差小于等于0.004mm，甚至更高的精度。而物镜由于由，因此，使用上述的显微镜物镜的透镜定中结构，要达这样的多组透镜组组成技术要求，就要求透镜组与物镜管的配合精度很高，从而对加工设备、定位夹具、观察、测量等设备都提出了相当高的要求，对操作工人的技术水平要求也非常高；对于批量显微镜物镜的生产，由于设备精度、加工精度、以及测量精度等各种因素造成的中心偏差往往达不到这样的技术要求，因而工厂不得不在装配时采取选配、调校等措施来达到最终的技术要求，这样就大幅提高了制造成本，物镜装较的成品合格率很低，甚至无法形成批量生产。

发明内容

本实用新型提供一种结构简单、装配方便、加工精度低的一种高定中精度的显微镜物镜的透镜定中结构。

为了实现上述的目的，本实用新型采取了以下的技术方案来实现：

显微镜物镜的透镜定中结构由透镜组、物镜管及锁紧结构组成。

所述的物镜透镜组部分可以由一个或多个透镜组组成。

所述的多个透镜组，通常用来作大数值孔径、高倍率物镜组成部分，即，所述的大数值孔径、高倍率物镜通常由多组透镜组组成，安装在物镜前部的透镜组为前透镜组。

所述的前透镜组，将其外圆制造成圆锥面，同时保证透镜的中心与圆锥面中心具有同轴性；

所述的物镜管上的对应位置制造出相应的圆锥孔，并保证此圆锥孔与其配合圆柱孔的具有同轴性。

所述的前透镜组，其外圆制造成圆锥面锥度与物镜管上的对应位置的圆锥孔锥度相同，前透镜组在装进物镜管内安装时，前透镜组外圆锥面与物镜管的圆锥孔相配合。

所述的前透镜组制作可以采用先把透镜与透镜座装配固定，在精整车床上用反射式定心仪调校，使透镜的中心与机床的旋转轴同轴，然后采用成型刀具精加工外圆锥面及配合端面；

所述的物镜管，可采用数控车床或使用成型刀具加工，保证在同一次装夹工序中完成，可以保证达到其圆锥孔与柱状孔的同轴度要求。

优点：

1、由于圆锥面配合的自动定中心的性能，前透镜组的圆锥面以及镜管的圆锥孔设计和加工尺寸精度要求不高。

当把此透镜组装配到物镜管，并锁紧后，由于锥面配合的特性，就能自动定中，同时也自动消除配合面之间的间隙，可以说这是无间隙的配合。

2、这样在现有的工艺条件下，很容易的就用低的加工精度实现高的定中精度，甚至可以达到0.002mm。

从而大幅的提高了物镜整个视场范围内的成像质量，特别是对于物镜的轴外彗差，可以使之在像面的各个位置对称性良好；

3、对于装配来说，也可以大幅度的简化，不必要来回的选配、调校，从而可以迅速的提高生产效率，降低对操作工人技术水平的要求，大幅的降低生产成本，形成稳定的批量生产。

大数值孔径、高倍率物镜的前镜组的中心偏差，对物镜装较的最终成像质量的影响非常灵敏，中心偏差一般要求为0.004mm。本发明从物镜的结构设计上，采用下述设计方案，可以非常容易地达到这种中心偏差要求。

附图说明

图1是显微镜物镜的透镜定中结构组成示意图

图2是透镜组结构示意图

图3是物镜管结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型由透镜组、物镜管及锁紧结构组成。本物镜为大数值孔径、高倍率物镜，因此由不只一个透镜组组成。第一透镜组(前透镜组)1，第二透镜组4，第三透镜组5，第四透镜组7，第五透镜组9装在物镜管2内，并通过缩紧结构压圈11锁紧组成，由于在物镜管2和压圈11上加工有相匹配的螺纹，当把所有的透镜组1、4、5、7、9装入物镜管之后，物镜管2与压圈11的螺纹连接，就能把物镜中的各个透镜组固定，这样就使各个透镜组都与物镜管2的内壁配合，从而使透镜组与物镜管成钢性连接。透镜组1圆锥面与物镜管2内圆锥面锥度相同，在二者的圆锥面在配合面14处相接触配合，由于第一透镜组(前透镜组)1的透镜外圆与物镜管2上的对应的内圆锥孔的锥度相同，并同时保证二者透镜的中心与圆锥面中心具有同轴性，从而保证各个配合面之间的同轴度要求。因此锥面能自动定中，且自动消除配合面之间的间隙，从而达到本透镜的高精度定中要求。由于是根据透镜中心偏差对整个物镜成像质量的影响程度来控制各个配合面之间的配合间隙，并且这样就达到了各个透镜的中心偏差的技术要求，在实际生产中可根据产品要求选择符合自己需要的透镜组组成结构和数量。

如图2所示，对于透镜组1的加工可以采用以下工艺措施来保证定中的技术要求，先把透镜与透镜座装配固定，在精整车床上用反射式定心仪调校，使透镜的中心(X-Y与机台的旋转轴同轴，然后采用成型刀具精加工外圆锥面及配合端面15。

如图3示，物镜管2可以采用以下的工艺措施来保证各个配合锥面16同轴度的技术要求，在数控车床上或使用成型刀具加工，在同一次装夹工序中，精加工各个配合面，保证在同一次装夹工序中完成，就可以保证达到设计要求。在锥面配合中，由于锥面的尺寸偏差会造成所有的透镜整体轴向移动，但此移动不会对最终的成像质量有任何影响，并且由于在物镜的生产过程中，是先装配好各个透镜，然后再在齐焦车床上加工齐焦螺纹，并保证齐焦距离的要求，所以，上述的移动在较大的偏差范围内，甚至达到±0.3mm，都可以满足物镜的技术要求。

Claims (4)

1.一种显微镜物镜的透镜定中结构，它由透镜组、物镜管及锁紧结构组成，所述的物镜透镜组部分可以由一个或多个透镜组组成，前透镜组安装在物镜前部，其特征在于：其中前透镜组与物镜管的配合面为圆锥面。

2.根据权利要求1中所述的一种显微镜物镜的透镜定中结构，其特征在于：前透镜组其外圆制造成圆锥面，同时保证透镜的中心与圆锥面中心具有同轴性。

3.根据权利要求1中所述的一种显微镜物镜的透镜定中结构，其特征在于：物镜管上的对应位置制造出相应的圆锥孔，并保证此圆锥孔与其配合圆柱孔具有同轴性。

4.根据权利要求1中所述的一种显微镜物镜的透镜定中结构，其特征在于：前透镜组锥度与物镜管上的对应位置的圆锥孔锥度相同。

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