RU1826007C - "Устройство автоматической наводки на резкость системы "объектив микроскопа - объект" - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано, дл  автоблокировки в микроскопах . Сущность изобретени : устройство содержит объектив микроскопа, столик с образцом , оптическую систему, оптически св занную с образцом, блок формировани  управл ющего напр жени , соединенный с приводом столика. Новым в устройстве  вл етс  то, что оптическа  система выполнена в виде интерферометра перемещени  без переноса спектра сигнала, выходы которого соединены с входами блока формировани  управл ющего напр жени , который содержит последовательно соединенные нормирующий преобразователь, ключ задани  фокуса, реверсивный счетчик, схему сравнени  и схему управлени  приводом. Кроме того, нормирующий преобразователь содержит два усилител , выходы которых соединены с входами формирователей пр моугольных импульсов, выходы которых в свою очередь соединены с входами формировател  счетных импульсов и определени  направлени  смещени  фокуса обьектива. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано дл  автофокусировки в микроскопах .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение диапазона фокусировки .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства автофокусировки; на фиг. 2 - оптическа  система; на фиг. 3 - блок-схема нормирующего преобразовател .

Устройство автофокусировки (фиг.1) содержит объектив 1 микроскопа, столик 2 с образцом 3, оптическую систему 4, оптически св занную с образцом 3 и выполненную в виде интерферометра перемещени  без переноса спектра сигнала, блок 5 формировани  управл ющего напр жени , содержащий последовательно соединенные нормирующий преобразователь 6, ключ 7 задани  фокуса, реверсивный счетчик 8, схему 9 сравнени  и схему 10 управлени  приводом 11 столика 2.

Оптическа  система (фиг,2), выполненна  в виде интерферометра без переноса спектра сигнала, содержит оптически св занные лазер 12, светоделительный кубик 13, две фазовые пластимки 14 и 15, уголковый отражатель 16, зеркало 17, светоделительный кубик 18, пол роиды 19 и 20, фотоприемники 21 и 22. зеркало 23.

Нормирующий преобразователь (фиг.З), содержит усилители 24 и 25, выходы которых соединены с входами формирователей 26 и 27 пр моугольных импульсов, выходы которых соединены с входами формирова00

ю о о о

VI

ел  28 счетных импульсов и определени  направлени  смещени  фокуса объектива.

Способ и работа устройства осуществ ютс  следующим образом.

Фокус объектива (фиг.1) инфракрасного ИК) микроскопа (не показан) совмещают с выбранной плоскостью автофокусировки, параллельной поверхности образца 3. Это достигаетс  путем перемещени  по оси стоика 2 или объектива 1. Выбор плоскости автофокусировки производитс , например, визуально по неоднородности поверхности образца 3 или по неоднородност м его внутренней структуры. Затем облучают поверхность образца 3 информационным лучом, генерируемым лазером 12(фиг.2). Прин тие фазы луча, отраженного от поверхности образца 3 за исходную, осуществл етс  путем установлени  св зи между фазой и содержимым реверсивного счетчика 8 посредством оптической системы 4 (фиг.11, выполненной в виде интерферометра перемещени  без переноса спектра сигнала, нормирующего преобразовател  6 и ключа 7 задани  фокуса. Дл  этого на управл ющий вход ключа 7 задани  фокуса подают управл ющий сигнал, в результате чего ключ 7 выбора фокуса коммутирует выходы нормирующего преобразовател  6 и соответствующие входы реверсивного счетчика 8. При этом в реверсивный счетчик 8 и схему 9 сравнени  предварительно записаны числа , соответствующие половине объема реверсивного счетчика 8. Преобразование изменени  фазы отраженного от поверхности образца 3 информационного луча при дефокусировке объектива 1 микроскопа в первую или вторую последовательности электрических импульсов, в зависимости от направлени  дефокусировки объектива 1 микроскопа, осуществл ют посредством оптической системы 4 и нормирующего преобразовател  6. Дл  этого исходный луч. генерируемый лазером 12, делитс  в свето- делительном кубике 13 на опорный и информационный лучи. Информационный луч, пройд  фазовую пластинку 14, направл етс  на поверхность образца 3 посредством зеркала 17. Отраженный от поверхности образца 3 и зеркала 23, расположенного пер- пендикул рно оптической оси информационного луча, направл етс  све- тоделительным кубиком 18 всветоделитель- ный кубик 13, где на его внутренней грани раздел етс  на два взаимно перпендикул рных луча. Опорный луч, пройд  фазовую пластинку 15, направл етс  уголковым отражателем 16 в светоделительный кубик 13, где он также раздел етс  на два взаимно перпендикул рных лучэ, совпадающих с лучами , полученными при делении отраженного информационного луча. Пройд  пол роиды 19 и 20, полученные таким образом лучи рекомбинируют. Фотоприемники 21 и

22 преобразуют интенсивности падающего на них света в электрические синусоидальные сигналы. Введение фазовых пластин 14 и 15 и пол роидов 19 и 20 необходимо дл  того, чтобы получить интерферирующие лучи , разность фаз между изменени ми интен- сивностей которых составл ет 90°, причем фаза интенсивности одного интерферирующего луча будет опережать или отставать от фазы интенсивности другого интерферирующего луча, в зависимости от направлени  смещени  фокуса объектива 1 микроскопа по оси. Это свойство используетс  дл  определени  направлени  смещени  фокуса объектива 1 микроскопа. Далее синусоидальные сигналы с фотоприемников 21 и 22 поступают на усилители 24 и 25 нормирующего преобразовател  б (фиг.З), которые усиливают их до необходимых дл  работы формирователей 26 и 27 пр моугольных импульсов напр жени . Пр моугольные импульсы , полученные на выходах формирователей 26 и 27, поступают на первый и второй входы формировател  28 счетных импульсов и определени  направлени 

смещени  фокуса объектива 1 микроскопа по оси, который формирует последовательность счетных импульсов напр жени  через каждые п I 4 изменени  фазы отраженного информационного луча. За счет этого разрешающа  способность автофокусирующего устройства повышаетс  до А/8, гдеЯ- длина волны лазера 12. Счетные импульсы по вл ютс  на первом или на втором выходе формировател  28, в зависимости отсоотношени  фаз интерферирующих лучей. Счетные импульсы через ключ 7 выбора фокуса поступают на первый или второй входы реверсивного счетчика 8, который суммирует число импульсов, поступивших на первый

входили вычитает число импульсов,поступив- ших на второй вход из числа предварительно записанного в нем и соответствующего положению фокуса объектива 1 в плоскости автофокусировки . Определение направлени  и

степени дефокусировки осуществл етс  посредством схемы 9 сравнени . Полученное в результате сложени  или вычитани  число, представленное в двоичном коде, поступает на схему 9 сравнени . Схема 9 с записанным

в ней числом сравнивает полученное. В случае , если число, пришедшее с реверсивного счетчика 8,больше числа, записанного в схеме 9 сравнени , что соответствует положительной разности количества импульсов в последовательност х , то на ее первом выходе формируетс  напр жение высокого уровн  (логическа  единица), которое поступает на первый вход схемы 10 управлени  приводом 11 столика 2. При этом привод 11 пере- мещает столик 2 в сторону уменьшени  дефокусировки и содержимое реверсивного счетчика 8 будет уменьшатьс , пока не сравн етс  с числом, заданным в схеме 9 сравнени , что будет соответствовать нулевой разности количества счетных импульсов в последовательност х. При этом на обеих ее выходах по в тс  нулевые потенциалы (логические нули). Привод 11 прекратит смещение столика 2, а фокус объектива 1 будет находитьс  в выбранной плоскости автофокусировки . В случае, если число, пришедшее с реверсивного счетчика 8 меньше числа, записанного в схеме 9 сравнени , что соответствует отрицательной разности ко- личества счетных импульсов в последовательност х , тогда напр жение высокого уровн  по витс  на втором выходе схемы 9 сравнени . Это напр жение поступит на второй вход схемы 10 управлени  приводом столика 2, привод 11 отработает в сторону уменьшени  дефокусировки. При этом содержимое реверсивного счетчика 8 будет увеличиватьс , пока не сравн етс  с числом , заданным в схеме 9 сравнени .

Claims (2)

1.Устройство автоматической наводки на резкость системы объектив микроскопа - объект, содержащее столик дл  установки объекта с приводом, оптическую систему контрол  положени  объекта и блок формировани  управл ющего напр жени , подключенный к приводу столика, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона фокусировки , оптическа  система контрол  положени  выполнена в виде интерферометра перемещени  без переноса спектра сигнала с фотоприемниками на выходе его, соединенными с входами блока формировани  управл ющего напр жени , который содержит последовательно соединенные нормирующий преобразователь, ключ задани  фокуса, реверсивный счетчик, схему сравнени  и схему управлени  приводом.

2.Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что нормирующий гфеобразователь выполнен в виде двух усилителей, выходы которых соединены с входами формирователей пр моугольных импульсов, выходы которых соединены с входами формировател  счетных импульсов и определени  направлени  смещени  фокуса объектива.

упр. &х.

фиг.г

г