專利名稱：具有以非接觸方式操作的傳感器的顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求l的前序部分所述的顯微鏡，它有至 少一個(gè)可手動(dòng)移動(dòng)的調(diào)節(jié)元件。
背景技術(shù)：
在這種顯微鏡中，例如聚焦或變焦距系統(tǒng)通常是手動(dòng)改變或調(diào) 節(jié)。為此，這些部件與調(diào)節(jié)旋鈕機(jī)械連接。顯微鏡中的其它可手動(dòng)移 動(dòng)的調(diào)節(jié)元件例如是物鏡轉(zhuǎn)臺或?yàn)V光鏡滑動(dòng)器、濾光鏡轉(zhuǎn)臺、或者可 調(diào)節(jié)止動(dòng)器，它們或者是被直接致動(dòng)，或者具有與它們連接的調(diào)節(jié)輪， 這些顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單并且可以以相應(yīng)較低價(jià)格提供。
相反，還已知這樣的顯微鏡，其中，顯微鏡中的可變調(diào)節(jié)元件是
用步進(jìn)馬達(dá)或DC馬達(dá)來驅(qū)動(dòng).對于這些驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通常需要使這些馬 達(dá)裝備有增量編碼器和相應(yīng)的控制系統(tǒng)，利用這些復(fù)雜措施，它當(dāng)然 可自動(dòng)地進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，而且另外為了測量目的還可以使用設(shè)定的值 或變量。顯微鏡上的某些設(shè)定(例如變焦距位置或放大率、至試樣的 工作距離、或者要使用的物鏡)還可以重復(fù)儲存或編制。
相應(yīng)結(jié)構(gòu)的顯微鏡由文獻(xiàn)DE10355529A1 、 DE10225193B4和 DE19822256C2可知。這里所述的顯微鏡和控制裝置的優(yōu)點(diǎn)是，基本顯 微鏡功能實(shí)現(xiàn)為可以以電馬達(dá)方式來改變，且可以通過旋轉(zhuǎn)編碼器對 位置進(jìn)行可復(fù)現(xiàn)的控制，在顯微鏡中使用電馬達(dá)當(dāng)然需要精確操作的 控制裝置，因此相當(dāng)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的手動(dòng)操作的顯微鏡，它也 能夠用于測量目的，且顯微鏡的參數(shù)一經(jīng)調(diào)節(jié)則可反復(fù)設(shè)定.
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權(quán)利要求l的特征部分來實(shí)現(xiàn).本發(fā)明的 優(yōu)選改進(jìn)是從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明的特點(diǎn)是， 一種結(jié)構(gòu)簡單的可手動(dòng)操作的顯微鏡裝備有傳 感器，該顯微鏡具有可機(jī)械調(diào)節(jié)的變焦距系統(tǒng)和/或具有可機(jī)械調(diào)節(jié)的聚焦系統(tǒng)，要在顯微鏡中手動(dòng)調(diào)節(jié)的元件的位置由所述傳感器來確 定.
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該傳感器實(shí)現(xiàn)為以非接觸方式操作的絕對測量傳感器，這樣，在電流供給切斷后傳感器不需要初始化.與增量編碼器或步進(jìn)馬達(dá)相反，這時(shí)將不需要初始化。
在本發(fā)明的還一實(shí)施例中，該傳感器裝備有磁體和接收器，利用 磁體與接收器之間的相對運(yùn)動(dòng)，對磁場的變化進(jìn)行檢測。磁體或接收器安裝在顯微鏡的可移動(dòng)調(diào)節(jié)元件上。
在本發(fā)明的還一實(shí)施例中，該傳感器實(shí)現(xiàn)為霍耳(Hall)傳感器。 對于這種傳感器，磁體以非接觸方式在接收器模塊上方運(yùn)動(dòng)，且磁場 的場強(qiáng)度由接收器進(jìn)行測量。在這里，磁體與接收器的距離并不重要， 因此運(yùn)動(dòng)磁體的機(jī)械引導(dǎo)系統(tǒng)中的工差不會引起失真的測量結(jié)果。
在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，磁體或接收器以可作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式 與驅(qū)動(dòng)軸連接，優(yōu)選是與要被驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)元件的驅(qū)動(dòng)軸連接。這保證 設(shè)置值可以直接測量.具有這些特征的傳感器例如由 Austriamicrosystems AG， Austria公司來提供，模件號為AS 5045。 該傳感器的特點(diǎn)在于它是絕對測量傳感器，其中，旋轉(zhuǎn)軸可以進(jìn)行360 度運(yùn)動(dòng)，且各角度位置在該范圍內(nèi)可復(fù)現(xiàn)地指示或測量。
在本發(fā)明的改進(jìn)形式中，使得驅(qū)動(dòng)軸與齒輪組連接，并使得調(diào)節(jié) 元件的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由齒輪組而以減速或增速的方式傳遞給驅(qū)動(dòng)軸。減速或 增速的結(jié)果是充分開發(fā)這種絕對測量傳感器的測量范圍.
在本發(fā)明的還一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)受到限制，這保證傳感 器不會到達(dá)不確定的位置。
在本發(fā)明的改進(jìn)形式中，磁體或接收器布置在載體上.通過這種 布置方式，從動(dòng)元件的直線運(yùn)動(dòng)由傳感器來確定。具有霍耳傳感器的 這樣一種直線編碼器在文獻(xiàn)Electronik Praxis No. 12 ( 2006年6月16 日，第26頁)中示出并介紹。這種傳感器包括一個(gè)接一個(gè)布置的多個(gè) 兩極磁體，它們在接收器模塊上面作直線移動(dòng)。在更小的直線運(yùn)動(dòng)中， 當(dāng)然也可以只布置單個(gè)兩極磁體.
在本發(fā)明的改進(jìn)形式中，顯微鏡裝備有變焦距系統(tǒng)以便改變放大 率，并裝備有用于調(diào)節(jié)聚焦的系統(tǒng)，且各傳感器與變焦距和/或聚焦系 統(tǒng)相關(guān)聯(lián).然后，例如關(guān)于放大率的數(shù)據(jù)則可以由變焦距系統(tǒng)的位置來確定，這樣，所述數(shù)據(jù)則可被存儲以用于編錄目的，或者能夠與圖
像和/或電子圖像獲得裝置(例如具有CCD成像芯片的電子照相機(jī))的 圖像獲得數(shù)據(jù)一起儲存.因?yàn)樵搱D像數(shù)據(jù)、圖像獲得數(shù)據(jù)和顯微鏡數(shù) 據(jù)組合儲存，因此，對應(yīng)的設(shè)定可以在以后的時(shí)間點(diǎn)及時(shí)地重新應(yīng)用。
在本發(fā)明的還一實(shí)施例中，傳感器與控制裝置和/或指示裝置連 接.控制裝置通過有源(active)接口而與下游儲存裝置和/或圖像處 理裝置連接.這里，指示裝置用于使所設(shè)定的值可視化，例如，于是 可以返回至特定的調(diào)節(jié)位置.
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器與有源接口連接，該有源接口 例如形成為USB或火線接口，并能夠在向傳感器供電的同時(shí)傳送數(shù)據(jù)。 因此，在顯微鏡中并不需要附加電源，且傳感器能夠直接與控制裝置 連接，例如與普通計(jì)算機(jī)連接，
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，以非接觸方式操作的傳感器實(shí)現(xiàn)為霍 耳傳感器，它用于光學(xué)裝置，優(yōu)選是用在手動(dòng)操作和以專門機(jī)械方式 起作用的顯微鏡中，以便確定機(jī)械功能調(diào)節(jié)元件的位置。
在本發(fā)明的還一實(shí)施例中，霍耳傳感器用于變焦距顯微鏡，以便 標(biāo)定和/或儲存放大率數(shù)據(jù)。
當(dāng)用于移動(dòng)的顯微鏡部件被以專門的機(jī)械方式移動(dòng)時(shí)(即沒有電 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和相應(yīng)控制裝置來確認(rèn)位置，不過必須確定該部件的確切 位置)，使用這樣的傳感器特別有利。


下面將參考實(shí)施例并借助于附圖來介紹本發(fā)明，附圖中 圖l是具有變焦距系統(tǒng)的顯微鏡中的光學(xué)殼體的視圖； 圖2示意表示了在可調(diào)節(jié)顯微鏡元件上的傳感器； 圖3表示了圖2的詳細(xì)情況，其中有傳感器。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了顯微鏡的光學(xué)殼體14 (并未更詳細(xì)表示)，它有主物鏡 15、布置在光學(xué)殼體14中的變焦距系統(tǒng)7以及用于觀測管(未示出)的 連接器配件16.在光學(xué)殼體14中還提供有用于改變變焦距系統(tǒng)7的位置 的調(diào)節(jié)元件2。該調(diào)節(jié)元件2包括控制旋鈕10和與該控制旋鈕連接的軸
11，該軸11與心軸12連接，該心軸12再與變焦距系統(tǒng)7機(jī)械連接.變焦 距系統(tǒng)7包括栽體17，該栽體17與心軸12機(jī)械連接。為了消除機(jī)械游 隙，載體17與彈簧13連接，該彈黃13安裝在光學(xué)殼體14的另一側(cè).
控制旋鈕10的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過軸11傳遞給心軸12.利用心軸12的旋 轉(zhuǎn)，變焦距系統(tǒng)7的栽體17隨著彈簧13的伸展而移動(dòng)，由此進(jìn)行顯微鏡
放大率的手動(dòng)調(diào)節(jié)，
心軸12優(yōu)選是設(shè)置成這樣，即，心軸的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致放大率成對數(shù)變 化，結(jié)果是，例如心軸旋轉(zhuǎn)10度將使得由變焦距系統(tǒng)7所提供的放大率 改變固定倍數(shù)，而不管心軸12的角度位置是如何。例如，當(dāng)心軸旋轉(zhuǎn) 720度時(shí)，可設(shè)定總放大系數(shù)為16X,
光學(xué)殼體14中還布置有傳感器1，該傳感器1與驅(qū)動(dòng)軸5連接。驅(qū)動(dòng) 軸5承栽齒輪組6的小齒輪19.與該小齒輪19相對地聯(lián)合使用的是另一 小齒輪20，該與小齒輪20與心軸12連接'小齒輪19、 20有不同直徑， 并形成齒輪組6。利用該結(jié)構(gòu)，控制旋鈕10的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過軸11和齒輪 組6而傳遞給驅(qū)動(dòng)軸5和傳感器1。這樣，可手動(dòng)移動(dòng)的調(diào)節(jié)元件2的位 置可以由傳感器l來確定。
這種布置的另一結(jié)果是，在控制旋鈕10和/或軸11處的任何機(jī)械游
隙都不會影響傳感器l的測量.
當(dāng)然，將前述具有霍耳傳感器的直線編碼器布置在栽體17和光學(xué) 殼體14上并測量該載體的直線運(yùn)動(dòng)，這也在本發(fā)明的范閨內(nèi).
圖2示意表示了其中布置有齒輪組6和驅(qū)動(dòng)軸5的光學(xué)殼體14.傳感 器1包括布置在驅(qū)動(dòng)軸5上的磁體3。固定連接在光學(xué)殼體14上的接收器 4與磁體3相對地聯(lián)合使用，
圖3表示了圖2的細(xì)節(jié)，其中有磁體3，在這里，該磁體形成為簡單 的兩極(北極-南極)。磁體3的場強(qiáng)度(當(dāng)磁體3被軸5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該場 強(qiáng)度發(fā)生變化)通過相對設(shè)置的接收器4來測量。接收器4與有源接口 18連接，該有源接口18將傳感器1和接收器4連接至下游控制裝置8和指 示裝置9，該接口18實(shí)現(xiàn)為有源接口 (例如實(shí)現(xiàn)為USB或火線)，并同 時(shí)向傳感器1和接收器4供電。部件表
1傳感器
2 調(diào)節(jié)元件
3 磁體
4接收器
5 驅(qū)動(dòng)軸
6 齒輪組
7 變焦距系統(tǒng) 8控制裝置
9指示裝置
10控制旋鈕
11軸
12心軸
13彈簧
14光學(xué)殼體
15主物鏡
16連接器配件
17栽體
18有源接口
19 3的小齒輪
20 12的小齒輪
權(quán)利要求
1.一種顯微鏡，具有可機(jī)械調(diào)節(jié)的變焦距系統(tǒng)(7)和/或可機(jī)械調(diào)節(jié)的聚焦系統(tǒng)，有至少一個(gè)可手動(dòng)移動(dòng)的調(diào)節(jié)元件(2)用于調(diào)節(jié)該變焦距系統(tǒng)(7)和/或該聚焦系統(tǒng)；其中，該調(diào)節(jié)元件(2)與傳感器(1)相關(guān)聯(lián)，用于確定和/或指示該調(diào)節(jié)元件(2)的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯微鏡，其中，該傳感器(1)實(shí)現(xiàn)為以 非接觸方式操作的傳感器.
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯微鏡，其中，該傳感器(1)包括磁體 (3 )和接收器(4 )，該接收器(4 )檢測磁場的變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯微鏡，其中，該傳感器(l)實(shí)現(xiàn)為霍 耳傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的顯微鏡，其中，該傳感器(1)的磁 體(3)或接收器(4)以可作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式布置在驅(qū)動(dòng)軸(5)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯微鏡，其中，該驅(qū)動(dòng)軸(5)與齒輪組 (6 )連接，且該調(diào)節(jié)元件(2 )的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由齒輪組(6 )而以減速或增速的方式傳遞給驅(qū)動(dòng)軸(5)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的顯微鏡，其中，該驅(qū)動(dòng)軸(5)的旋 轉(zhuǎn)以限制到360度的方式來實(shí)現(xiàn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的顯微鏡，其中，該磁體(3)或接收 器(4 )布置在活動(dòng)栽體(17 )上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯微鏡，其中，用于改變放大率的變焦 距系統(tǒng)(7)和用于調(diào)節(jié)圖像清晰度的聚焦系統(tǒng)各自具有與其關(guān)聯(lián)的一 個(gè)傳感器(1)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯微鏡，其中，該傳感器(1)經(jīng)由有 源接口 ( 18 )連接至控制裝置(8 )和/或指示裝置(9 )，該有源接口 特別是USB或火線接口。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯微鏡，其中，該有源接口 (18)向傳 感器(1)供電，
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯微鏡，其中，該傳感器(1)與顯微 鏡中的止動(dòng)器關(guān)聯(lián)和/或與物鏡轉(zhuǎn)臺關(guān)聯(lián)和/或與活動(dòng)顯微鏡臺關(guān)聯(lián)和 /或與濾光鏡轉(zhuǎn)臺關(guān)聯(lián)和/或與濾光鏡滑動(dòng)器關(guān)聯(lián)。
13. —種霍耳傳感器的用途，在光學(xué)裝置特別是顯微鏡中用來確 定調(diào)節(jié)元件在光學(xué)裝置中的位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器的用途，是以非接觸方式操作， 其中，該霍耳傳感器用在具有變焦距系統(tǒng)的顯微鏡中，用于標(biāo)定和/或用于儲存放大率數(shù)據(jù).
全文摘要
這里公開了一種具有以非接觸方式操作的傳感器的顯微鏡，其具有可機(jī)械調(diào)節(jié)的變焦距系統(tǒng)(7)和/或可機(jī)械調(diào)節(jié)的聚焦系統(tǒng)，該顯微鏡裝備有至少一個(gè)可手動(dòng)移動(dòng)的調(diào)節(jié)元件(2)，用于調(diào)節(jié)該變焦距系統(tǒng)(7)和/或該聚焦系統(tǒng)。該調(diào)節(jié)元件(2)與傳感器(1)相關(guān)聯(lián)，用于確認(rèn)和/或指示該調(diào)節(jié)元件(2)的位置。
文檔編號G02B21/24GK101206307SQ200710300929
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者E·希勒, H·斯圖德 申請人:萊卡微系統(tǒng)(瑞士)股份公司