專利名稱：用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微裝置，特別是一種用于展示生物切 片、裝片或涂片的高反襯度、高放大倍數(shù)和高分辨率的生物顯微鏡。
背景技術(shù)：
目前，專門化的顯微展示設(shè)備非常少，特別是高成像品質(zhì)、高分辨率和高放大倍數(shù) 的展示專用數(shù)字光學(xué)顯微鏡在全球還是空白。博物館、科技館或科學(xué)中心普遍采用改裝通 用研究/教學(xué)顯微鏡的做法，屏蔽其大部分功能，例如遮擋物鏡切換、聚光鏡調(diào)節(jié)、照明調(diào) 節(jié)、孔徑光闌與視場(chǎng)光闌調(diào)節(jié)、載物臺(tái)位移、粗聚焦甚至聚焦微調(diào)以及目鏡調(diào)整等等，最后 幾乎只剩下了瞳距的調(diào)整，通常每臺(tái)顯微鏡只能觀測(cè)一個(gè)樣品。由于無法保證聚光鏡、照 明、孔徑光闌與視場(chǎng)光闌處于匹配狀態(tài)，看到的影像反襯度低從而直接影響展示與觀賞效果。此外，通用顯微鏡的載物臺(tái)比較單薄，需要輕輕地進(jìn)行操作調(diào)節(jié)，在博物館環(huán)境下 非常容易受到損壞，所以一般情況下不讓觀眾動(dòng)手調(diào)節(jié)；或者是只用低放大倍數(shù)、低分辨率 的物鏡而不設(shè)載物臺(tái)，讓觀眾動(dòng)手直接移動(dòng)樣品。另外，直接用裸眼接觸目鏡進(jìn)行觀察，在 博物館等公共場(chǎng)所也不衛(wèi)生。圖1顯示了目前博物館中使用的光學(xué)顯微鏡示意圖，為低放大倍率和低分辨率的 簡(jiǎn)易裝置。其中101為底座，102為樣品盤，103為物鏡，104為目鏡，105為調(diào)焦旋鈕，106 為側(cè)面不透明外殼，107為不透明背面板，108為透明前窗，109為透明側(cè)窗，110為顯微鏡立 柱，112為樣品盤轉(zhuǎn)軸。其中物鏡103、目鏡104、調(diào)焦旋鈕105和顯微鏡立柱110為標(biāo)準(zhǔn)的 顯微鏡零部件，通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦旋鈕105使物鏡103上下移動(dòng)而最后獲得清晰的圖像，樣品盤 102可以繞樣品盤轉(zhuǎn)軸112旋轉(zhuǎn)，來更換不同的觀察對(duì)象。用側(cè)面不透明外殼106、不透明 背面板107、透明前窗108和透明側(cè)窗109將顯微鏡主體封閉起來，只露出目鏡104和樣品 盤102的一個(gè)邊供觀眾觀察和撥動(dòng)更換觀察對(duì)象。調(diào)焦旋鈕105在裝配該裝置時(shí)就調(diào)節(jié)到 清晰位置，這樣觀眾就不再需要調(diào)節(jié)調(diào)焦旋鈕105 了。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于博物館、科技館或科學(xué)中心 展示功能的高成像品質(zhì)、高分辨率和高放大倍數(shù)的數(shù)字光學(xué)顯微鏡。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其底盤上方 的中央固定有中心柱，在底盤的上表面、中心柱的周圍固定有載物臺(tái)，在載物臺(tái)的上方、中 心柱的周圍設(shè)置有樣品轉(zhuǎn)盤，成像裝置固定在中心柱頂端的前方、樣品轉(zhuǎn)盤的上方，照明裝 置固定在底盤的上表面、樣品轉(zhuǎn)盤的下方、載物臺(tái)的前側(cè)，照明裝置與成像裝置位于同一豎 向軸線上，中心柱頂端的后方固定有顯示器支柱，信號(hào)處理裝置固定在顯示器支柱的一側(cè)， 顯示器固定在顯示器支柱的上方，底盤上設(shè)有插座，插座通過電纜與操縱箱連接，四個(gè)地腳 固定在底盤的下面。[0007]進(jìn)一步的技術(shù)措施如下載物臺(tái)包括三組導(dǎo)軌X方向?qū)к墐蓚€(gè)、Y方向?qū)к墐蓚€(gè)、作為水平軸的導(dǎo)軌一個(gè)； 三組導(dǎo)軌支架x方向?qū)к壷Ъ芩膫€(gè)、Y方向?qū)к壷Ъ芩膫€(gè)、作為水平軸支架的導(dǎo)軌支架兩 個(gè)；三組滑塊x方向滑塊四個(gè)、Y方向滑塊四個(gè)、作為滑塊軸承的滑塊兩個(gè)；以及三層平板 組成的三自由度位移臺(tái)，每層平板中間都有一圓孔以使中心柱穿過；自底盤從下向上的三 層平板分別是x方向平移臺(tái)、Y方向平移臺(tái)和Z方向升降臺(tái)；載物臺(tái)由底部的X方向?qū)к壷Ъ芄潭ㄔ诘妆P上，兩條相互平行的X方向?qū)к壒潭?在X方向?qū)к壷Ъ軆?nèi)，每條X方向?qū)к壣洗┯袃蓚€(gè)X方向滑塊；自底盤從下向上數(shù)第一層平 板是X方向平移臺(tái)，四個(gè)X方向滑塊、X方向平移電機(jī)和X方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)都固定在X方 向平移臺(tái)的下表面；四個(gè)Y方向的滑塊、Y方向平移電機(jī)和Y方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)都固定在X 方向平移臺(tái)的上表面，通過相互平行的兩條Y方向?qū)к壖捌渲Ъ茯?qū)動(dòng)從下向上數(shù)第二層的 平板即Y方向平移臺(tái)做水平面Y方向的移動(dòng)；兩條Y方向?qū)к壖捌渌膫€(gè)支架以及Y方向限 位桿都固定在Y方向平移臺(tái)的下表面；Y方向平移臺(tái)與第三層的平板即Z方向升降臺(tái)由兩 者后方的一個(gè)水平軸、兩個(gè)滑塊軸承與兩個(gè)水平軸支架鉸接在一起；滑塊軸承固定在Y方 向平移臺(tái)的下表面，水平軸支架與水平軸固定在Z方向升降臺(tái)的后端面；Z方向升降臺(tái)由Z 方向升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)，Z方向升降電機(jī)與Z方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)也固定在Y方向平移臺(tái)的下表 面，通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)升降斜面的水平移動(dòng)，推動(dòng)固定在Z方向升降臺(tái)下表面的升降滾輪使Z方 向升降臺(tái)升降。樣品轉(zhuǎn)盤的上表面有8個(gè)放置載玻片的凹槽，每個(gè)凹槽的中央位于8等分圓周的 位置上有一個(gè)通光孔；每一載玻片兩端上方有壓片將載玻片壓緊在凹槽內(nèi)，載玻片上放置有樣品；在樣品轉(zhuǎn)盤的每個(gè)通光孔的向心側(cè)有一鋼制的定位螺絲，8個(gè)定位螺絲沿圓周均 勻分布；在升降臺(tái)中央圓孔外側(cè)相同直徑的圓周上等間距地固定有8個(gè)永磁鐵；在升降臺(tái)中央圓孔的上方固定有轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈，轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈的外側(cè)的下方是樣 品轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈外側(cè)的上方、樣品轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)的上方設(shè)有轉(zhuǎn)盤軸承外圈，轉(zhuǎn)盤軸承外圈 通過螺釘固定在樣品轉(zhuǎn)盤的內(nèi)側(cè)上方；轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈、樣品轉(zhuǎn)盤的內(nèi)側(cè)邊緣和轉(zhuǎn)盤軸承外 圈構(gòu)成了滾珠的菱形截面圓環(huán)軌道。所述的成像裝置的結(jié)構(gòu)為由下向上依次設(shè)置有物鏡、分光鏡、接目鏡、反射鏡、光 電探測(cè)器，在分光鏡的一側(cè)水平方向裝設(shè)有反射照明模式需要的集光透鏡和LED燈。所述的照明裝置的結(jié)構(gòu)為由上向下依次設(shè)置有阿貝聚光鏡、孔徑光闌、視場(chǎng)光 闌、集光透鏡、勻光片和LED燈。所述的操縱箱設(shè)置有一個(gè)X、Y方向平移操縱桿，一個(gè)Z方向升降操縱桿，一個(gè)包含 有正負(fù)12伏、3伏、5伏直流電源的數(shù)字模塊電源，及機(jī)箱和電纜插座；所述的電纜與電纜插 座相連接；操縱箱內(nèi)的正負(fù)12伏、3伏和5伏直流電源分別給Χ、Υ方向平移電機(jī)及Z方向升 降電機(jī)，LED燈，以及信號(hào)處理裝置供電。所述的X方向平移電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)的一端，該 兩個(gè)行程開關(guān)的另一端分別連接到由操縱桿的X方向電源開關(guān)所選擇的正或負(fù)12伏電壓端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上；所述的Y方向平移電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)的一端，該 兩個(gè)行程開關(guān)的另一端分別連接到由操縱桿的Y方向電源開關(guān)所選擇的正或負(fù)12伏電壓 端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上；所述的Z方向升降電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)的一端，該 兩個(gè)行程開關(guān)的另一端分別連接到由操縱桿的Z方向電源開關(guān)所選擇的正或負(fù)12伏電壓 端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上。所述的光電探測(cè)器將顯微光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)，產(chǎn)生的光電信號(hào)通過柔性 扁平數(shù)據(jù)線輸入到信號(hào)處理裝置，信號(hào)處理裝置上的數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP以標(biāo)準(zhǔn)的 VGA (VideoGraphic Array)視頻圖形陣列格式發(fā)送到信號(hào)處理裝置上的VGA接口，通過VGA 電纜輸出給顯示器。本實(shí)用新型具有以下有益效果1、使用者無須顯微鏡的使用經(jīng)驗(yàn)就可獲得高品質(zhì)、高分辨率與高放大率的顯微影 像，而不是像操作通用顯微鏡那樣需要在切換物鏡后再去調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)各部件，依靠使用 者的經(jīng)驗(yàn)保證光學(xué)系統(tǒng)滿足匹配參數(shù)。2、樣品轉(zhuǎn)盤和大載物臺(tái)強(qiáng)化了顯微鏡的多樣品展示功能而且簡(jiǎn)潔、耐用，經(jīng)得起 博物館環(huán)境中高強(qiáng)度的使用。觀眾無須培訓(xùn)就可以直接旋轉(zhuǎn)樣品轉(zhuǎn)盤切換不同的樣品進(jìn)行 觀賞，還可以用操縱桿控制電動(dòng)調(diào)節(jié)樣品垂直Z方向的聚焦和X、Y方向的平移，瀏覽樣品的 不同區(qū)域。由于操縱單元與顯微鏡主體分離，從而隔離了操作引起的振動(dòng)，使調(diào)整過程中 的顯微影像變化平穩(wěn)，觀看舒適。3、數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用省略了顯微鏡的目鏡，觀眾直接觀察顯示器屏幕上樣品的影 像，既安全又衛(wèi)生。4、本實(shí)用新型可以對(duì)生物切片，古生物標(biāo)本、礦石、珠寶或巖石樣本，集成電路、集 成光電子器件和微機(jī)電芯片等透明或不透明樣品進(jìn)行觀賞。5、本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用在各類博物館、科技館、行業(yè)或商業(yè)及企業(yè)展覽等展示、 教育場(chǎng)所，涵蓋生命科學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、礦產(chǎn)冶金、農(nóng)業(yè)與環(huán)境、信息與材料科技及教育培訓(xùn)等 諸多領(lǐng)域。

圖1是目前博物館中使用的光學(xué)顯微鏡示意圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的X向視圖；圖4是本實(shí)用新型的裝配關(guān)系示意圖(未含顯示器)；圖5Α是本實(shí)用新型的成像與照明裝置的光路示意圖；圖5Β是本實(shí)用新型的成像與照明裝置的光路及樣品轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D2、3，一種用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于包括有底盤1、中心柱2，載物臺(tái)3，樣品轉(zhuǎn)盤4，成像裝置5，照明裝置6，操縱箱7，信號(hào)處理裝置8，顯示器9和顯 示器支柱91。底盤1上方的中央固定有中心柱2 ；在底盤1的上表面、中心柱2的周圍固定有載 物臺(tái)3 ；在載物臺(tái)3的上方、中心柱2的周圍設(shè)置有樣品轉(zhuǎn)盤4 ；成像裝置5固定在中心柱2 頂端的前方、樣品轉(zhuǎn)盤4的上方；照明裝置6固定在底盤1的上表面、樣品轉(zhuǎn)盤4的下方、載 物臺(tái)3的前側(cè)；照明裝置6與成像裝置5位于同一豎向軸線上；中心柱2頂端的后方固定有 顯示器支柱91 ；信號(hào)處理裝置8固定在顯示器支柱91的一側(cè)；顯示器9固定在顯示器支柱 91的上方；底盤1上設(shè)有插座12，插座12通過電纜75與操縱箱7連接；四個(gè)地腳11固定 在底盤1的下面。載物臺(tái)3包括三組導(dǎo)軌X方向?qū)к?1X兩個(gè)、Y方向?qū)к?1Y兩個(gè)、作為水平軸 381的導(dǎo)軌一個(gè)；三組導(dǎo)軌支架-X方向?qū)к壷Ъ?2X四個(gè)、Y方向?qū)к壷Ъ?2Y四個(gè)、作為 水平軸支架382的導(dǎo)軌支架兩個(gè)；三組滑塊X方向滑塊33X四個(gè)、Y方向滑塊33Y四個(gè)、作 為滑塊軸承383的滑塊兩個(gè)；以及三層平板組成的三自由度位移臺(tái)，每層平板中間都有一 圓孔以使中心柱2穿過，自底盤1從下向上的三層平板分別是X方向平移臺(tái)34、Y方向平 移臺(tái)36和Z方向升降臺(tái)37。載物臺(tái)3由底部的X方向?qū)к壷Ъ?2X固定在底盤1上，兩條相互平行的X方向 導(dǎo)軌3IX固定在X方向?qū)к壷Ъ?2X內(nèi)，每條X方向?qū)к?IX上穿有兩個(gè)X方向滑塊33X ； 自底盤1從下向上數(shù)第一層平板是X方向平移臺(tái)34，四個(gè)X方向滑塊33X、X方向平移電機(jī) 和X方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)35X都固定在X方向平移臺(tái)34的下表面；四個(gè)Y方向的滑塊33Y、 Y方向平移電機(jī)和Y方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)35Y都固定在X方向平移臺(tái)34的上表面，通過相互 平行的兩條Y方向?qū)к?1Y及其支架32Y驅(qū)動(dòng)從下向上數(shù)第二層的平板即Y方向平移臺(tái)36 做水平面Y方向的移動(dòng)；兩條Y方向?qū)к?IY及其四個(gè)支架32Y以及Y方向限位桿35Y6都 固定在Y方向平移臺(tái)36的下表面；Y方向平移臺(tái)36與第三層的平板即Z方向升降臺(tái)37由 兩者后方的一個(gè)水平軸381、兩個(gè)滑塊軸承383與兩個(gè)水平軸支架382鉸接在一起；滑塊軸 承383固定在Y方向平移臺(tái)36的下表面，水平軸支架382與水平軸381固定在Z方向升降 臺(tái)37的后端面；驅(qū)動(dòng)升降臺(tái)的電機(jī)與Z方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)35Z也固定在Y方向平移臺(tái)36 的下表面，通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)升降斜面371的水平移動(dòng)，推動(dòng)固定在Z方向升降臺(tái)37下表面的 升降滾輪372 (見圖6的右上方)使Z方向升降臺(tái)37小幅度升降。參照?qǐng)D4，樣品轉(zhuǎn)盤4通過載物臺(tái)3內(nèi)的X方向平移臺(tái)34、Y方向平移臺(tái)36和Z方 向升降臺(tái)37運(yùn)動(dòng)的疊加，可以做Χ、Υ、Ζ方向的移動(dòng)。在升降臺(tái)37中央圓孔的上方固定有轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈41，轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈41的外側(cè)的 下方是樣品轉(zhuǎn)盤4，轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈41外側(cè)的上方、樣品轉(zhuǎn)盤4內(nèi)側(cè)的上方設(shè)有轉(zhuǎn)盤軸承外圈 40，轉(zhuǎn)盤軸承外圈40通過螺釘4Α固定在樣品轉(zhuǎn)盤4的內(nèi)側(cè)上方；轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈41、樣品轉(zhuǎn) 盤4的內(nèi)側(cè)邊緣和轉(zhuǎn)盤軸承外圈40構(gòu)成了滾珠49的菱形截面圓環(huán)軌道，使樣品轉(zhuǎn)盤4可 以繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。載玻片45上放置有樣品46?？紤]到每個(gè)載玻片45上的樣品46不一定位于載玻 片45的中心位置，所以樣品轉(zhuǎn)盤4的上表面有8個(gè)放置載玻片45的凹槽47，每個(gè)凹槽47 的中央位于8等分圓周的位置上有一個(gè)通光孔44，為使8個(gè)載玻片上的生物樣品46處于通 光孔44中心，凹槽47的寬度大于載玻片45的寬度，使載玻片45有調(diào)整位置的余量。載玻片45的位置確定后，每一載玻片45兩端上方有壓片48將載玻片45壓緊在凹槽47內(nèi)。在樣品轉(zhuǎn)盤4的每個(gè)通光孔44的向心側(cè)有一鋼制的定位螺絲43(見圖5B)，8個(gè) 定位螺絲43沿圓周均勻分布；在升降臺(tái)37的中央圓孔的外側(cè)相同直徑的圓周上等間距地 固定有8個(gè)永磁鐵42，依靠永磁鐵42與定位螺絲43的相互吸引實(shí)現(xiàn)樣品轉(zhuǎn)盤4上的通光 孔44定位，使觀眾在切換樣品時(shí)有到位的感覺。大型化中空載物臺(tái)3和樣品轉(zhuǎn)盤4的設(shè)計(jì)強(qiáng)化了展示功能。顯微鏡的立柱位于載 物臺(tái)3的中間孔內(nèi)而非載物臺(tái)3的一側(cè)，使整機(jī)的體積不至于因載物臺(tái)3的大型化而過大。 由于使用了大型化載物臺(tái)3，允許將樣品轉(zhuǎn)盤4沿Z軸的平移用繞載物臺(tái)3后方的水平軸 381轉(zhuǎn)動(dòng)代替，不影響展示和觀測(cè)效果，從而使顯微鏡結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。參照?qǐng)D5A、圖5B，成像裝置5的結(jié)構(gòu)為由下向上依次設(shè)置有物鏡51、分光鏡52、 接目鏡53、反射鏡M、光電探測(cè)器55，在分光鏡52的一側(cè)水平方向裝設(shè)有反射照明模式需 要的集光透鏡58和LED光源57。照明裝置6的結(jié)構(gòu)為由上向下依次設(shè)置有阿貝聚光鏡61、孔徑光闌62、視場(chǎng)光闌 63、集光透鏡64、勻光片65和LED燈66。采用平場(chǎng)消色差物鏡并在成像光路中插入分光鏡52，可以進(jìn)行反射觀察與展示。參照?qǐng)D2、圖6，操縱箱7設(shè)置有一個(gè)X、Y方向平移操縱桿71，一個(gè)Z方向升降操 縱桿72，一個(gè)包含有正負(fù)12伏、3伏、5伏直流電源的數(shù)字模塊電源，及機(jī)箱73和電纜插座 74 ；電纜75與電纜插座74相連接。操縱箱7內(nèi)的正負(fù)12伏、3伏和5伏直流電源分別給X、Y方向平移電機(jī)及Z方向 升降電機(jī)，LED燈57、66，以及信號(hào)處理裝置8供電。開關(guān)用于透射或反射照明方式的選擇， 用電位器連續(xù)調(diào)節(jié)照明光的強(qiáng)度。觀眾通過操縱桿71、72分別對(duì)X、Y方向平移電機(jī)以及Z方向升降電機(jī)的正反向運(yùn) 動(dòng)進(jìn)行控制。X、Y、Z方向的三個(gè)電機(jī)各有兩個(gè)電極，每個(gè)電機(jī)的兩個(gè)電極與各自的操縱桿 (電源開關(guān))、行程開關(guān)及電源的連接方式相同，即X方向平移電機(jī)的一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)35)(50、35)(51的一端，這兩個(gè)行 程開關(guān)35)(50、35)(51的另一端分別連接到由操縱桿71的X方向電源開關(guān)所選擇的正或負(fù) 12伏電壓端，決定了 X方向平移電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向即X方向平移臺(tái)34的移動(dòng)方向；另一個(gè)電 極接到正負(fù)12伏電源的公共地上；Y方向平移電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)35TO0、35TO1的一 端，該兩個(gè)行程開關(guān)35TO0、35Y51的另一端分別連接到由操縱桿71的Y方向電源開關(guān)所選 擇的正或負(fù)12伏電壓端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上；Z方向升降電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)35Z50、35Z51的一 端，該兩個(gè)行程開關(guān)35Z50、35Z51的另一端分別連接到由操縱桿72的Z方向電源開關(guān)所選 擇的正或負(fù)12伏電壓端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上。限位桿;35X6、;35Y6、;35Z6 和行程開關(guān)!35Χ50、35Χ51，35Υ50、35Υ51，3Μ50、3Μ51 保 證了樣品轉(zhuǎn)盤4在X、Y、Z方向的移動(dòng)范圍不至過大而與中心柱2或物鏡51發(fā)生碰撞。例 如用操縱桿71接通X軸負(fù)12伏電源開關(guān)，使X方向平移臺(tái)34沿X軸負(fù)向移動(dòng)，直到限位 桿35)(6觸碰負(fù)向行程開關(guān)35X50并使之?dāng)嚅_，X方向平移電機(jī)與負(fù)12伏電源的廻路中斷， X方向平移臺(tái)34停止運(yùn)動(dòng)；這時(shí)若用該操縱桿71接通X軸正12伏電源開關(guān)，由于正向行程開關(guān)35X51仍然閉合，X方向平移電機(jī)與正12伏電源的廻路接通，X方向平移臺(tái)34沿X 軸正向移動(dòng)，經(jīng)過約1毫米的位移后，限位桿35)(6與負(fù)向行程開關(guān)35X50脫離接觸，負(fù)向行 程開關(guān)35X50再次閉合，允許X方向平移臺(tái)34沿X軸負(fù)向移動(dòng)。參照?qǐng)D6，光電探測(cè)器55將顯微光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)，產(chǎn)生的光電信號(hào)通過 柔性扁平數(shù)據(jù)線傳輸?shù)叫盘?hào)處理裝置8，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并由數(shù)字信號(hào)處理芯片 (DSP)以標(biāo)準(zhǔn)的VGA (Video Graphic Array)視頻圖形陣列格式，經(jīng)VGA接口、VGA電纜輸出 給顯示器9。信號(hào)處理裝置8由操縱箱7中產(chǎn)生的5伏直流電源供電。將1000倍生物顯微鏡按照說明書描述的方式設(shè)計(jì)、制造成展示專用的數(shù)字光學(xué) 顯微鏡，可以得到分辨率0.5微米的顯微圖像，達(dá)到了理論極限，可以清晰分辨直徑小于 0.5微米的精蟲尾巴。本實(shí)用新型的優(yōu)化設(shè)計(jì)為采用40倍的平場(chǎng)消色差物鏡，0. 5倍的接目鏡，1/2英寸 靶面的光電探測(cè)器。本實(shí)用新型通過采用單一的高倍物鏡51并在設(shè)計(jì)上使照明系統(tǒng)恒定滿足該物鏡 51所要求的最優(yōu)化工作條件，實(shí)現(xiàn)高反襯度、高放大倍數(shù)和高分辨率，不需要使用通用顯微 鏡時(shí)繁瑣的聚光鏡調(diào)節(jié)過程。在透射式庫勒照明光路中使用LED光源，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)阿貝 聚光鏡、集光透鏡、孔徑光闌與視場(chǎng)光闌的形狀、尺寸與位置等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)聚光鏡61與物鏡 51間的孔徑及視場(chǎng)匹配，在保證影像分辨率的同時(shí)減小了雜散光對(duì)影像反襯度的不良影 響，使高放大倍率下圖像仍然足夠清晰。采用0. 5倍接目鏡53將物鏡51 —次像的大小壓 縮一半，使之與光電探測(cè)器陽的靶面尺寸一致，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)分辨率、數(shù)字化分辨率及顯示 器分辨率的匹配，既不損失光學(xué)分辨率，又不損失視場(chǎng)，更沒有因追求無意義的高像素指標(biāo) 和高放大倍數(shù)而造成的成本浪費(fèi)。
權(quán)利要求1.一種用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，底盤(1)上方的中央固定有中心柱 0)，在底盤(1)的上表面、中心柱(2)的周圍固定有載物臺(tái)(3)，在載物臺(tái)(3)的上方、中心 柱O)的周圍設(shè)置有樣品轉(zhuǎn)盤G)，成像裝置(5)固定在中心柱( 頂端的前方、樣品轉(zhuǎn)盤 (4)的上方，照明裝置(6)固定在底盤(1)的上表面、樣品轉(zhuǎn)盤的下方、載物臺(tái)(3)的 前側(cè)，照明裝置(6)與成像裝置(5)位于同一豎向軸線上，中心柱(2)頂端的后方固定有顯 示器支柱(91)，信號(hào)處理裝置(8)固定在顯示器支柱(91)的一側(cè)，顯示器(9)固定在顯示 器支柱(91)的上方，底盤(1)上設(shè)有插座(12)，插座(1 通過電纜(7 與操縱箱(7)連 接，四個(gè)地腳(11)固定在底盤⑴的下面。
2.如權(quán)利要求1所述的用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，載物臺(tái)(3)包括三組導(dǎo)軌X方向?qū)к?31X)兩個(gè)、Y方向?qū)к?31Y)兩個(gè)、作為水平 軸(381)的導(dǎo)軌一個(gè)；三組導(dǎo)軌支架X方向?qū)к壷Ъ?32X)四個(gè)、Y方向?qū)к壷Ъ?32Y) 四個(gè)、作為水平軸支架(382)的導(dǎo)軌支架兩個(gè)；三組滑塊X方向滑塊(33X)四個(gè)、Y方向滑 塊(33Y)四個(gè)、作為滑塊軸承(383)的滑塊兩個(gè)；以及三層平板組成的三自由度位移臺(tái)，每 層平板中間都有一圓孔以使中心柱( 穿過；自底盤(1)從下向上的三層平板分別是X方 向平移臺(tái)(34)、Y方向平移臺(tái)(36)和Z方向升降臺(tái)(37)；載物臺(tái)(3)由底部的X方向?qū)к壷Ъ?32X)固定在底盤(1)上，兩條相互平行的X方 向?qū)к?31X)固定在X方向?qū)к壷Ъ?3 內(nèi)，每條X方向?qū)к?31X)上穿有兩個(gè)X方向滑 塊(33X)；自底盤⑴從下向上數(shù)第一層平板是X方向平移臺(tái)(34)，四個(gè)X方向滑塊(33X)、 X方向平移電機(jī)和X方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)(35X)都固定在X方向平移臺(tái)(34)的下表面；四個(gè) Y方向的滑塊(33Y)、Y方向平移電機(jī)和Y方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)(35Υ)都固定在X方向平移臺(tái) (34)的上表面，通過相互平行的兩條Y方向?qū)к?31Υ)及其支架32Υ驅(qū)動(dòng)從下向上數(shù)第二 層的平板即Y方向平移臺(tái)(36)做水平面Y方向的移動(dòng)；兩條Y方向?qū)к?31Υ)及其四個(gè)支 架(32Υ)以及Y方向限位桿(35Υ6)都固定在Y方向平移臺(tái)(36)的下表面；Y方向平移臺(tái) (36)與第三層的平板即Z方向升降臺(tái)(37)由兩者后方的一個(gè)水平軸(381)、兩個(gè)滑塊軸承 (383)與兩個(gè)水平軸支架(38 鉸接在一起；滑塊軸承(383)固定在Y方向平移臺(tái)(36)的 下表面，水平軸支架(382)與水平軸(381)固定在Z方向升降臺(tái)(37)的后端面；Z方向升 降臺(tái)(37)由Z方向升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)，Z方向升降電機(jī)與Z方向傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)(35Z)也固定在 Y方向平移臺(tái)(36)的下表面，通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)升降斜面(371)的水平移動(dòng)，推動(dòng)固定在Z方向 升降臺(tái)(37)下表面的升降滾輪(372)使Z方向升降臺(tái)(37)升降。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，樣品轉(zhuǎn)盤(4)的上表面有8個(gè)放置載玻片0 的凹槽(47)，每個(gè)凹槽的中央位于8等 分圓周的位置上有一個(gè)通光孔G4)；每一載玻片G5)兩端上方有壓片G8)將載玻片05)壓緊在凹槽07)內(nèi)，載玻片G5) 上放置有樣品G6)；在樣品轉(zhuǎn)盤(4)的每個(gè)通光孔G4)的向心側(cè)有一鋼制的定位螺絲0；3)，8個(gè)定位螺絲 (43)沿圓周均勻分布；在升降臺(tái)(37)中央圓孔外側(cè)相同直徑的圓周上等間距地固定有8個(gè)永磁鐵02)；在升降臺(tái)(37)中央圓孔的上方固定有轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈(41)，轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈的外側(cè) 的下方是樣品轉(zhuǎn)盤G)，轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)圈Gl)外側(cè)的上方、樣品轉(zhuǎn)盤(4)內(nèi)側(cè)的上方設(shè)有轉(zhuǎn)盤軸承外圈(40)，轉(zhuǎn)盤軸承外圈00)通過螺釘(4A)固定在樣品轉(zhuǎn)盤的內(nèi)側(cè)上方；轉(zhuǎn)盤 軸承內(nèi)圈(41)、樣品轉(zhuǎn)盤的內(nèi)側(cè)邊緣和轉(zhuǎn)盤軸承外圈GO)構(gòu)成了滾珠09)的菱形截 面圓環(huán)軌道。
4.如權(quán)利要求3所述的用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，所述的成像裝置(5) 的結(jié)構(gòu)為由下向上依次設(shè)置有物鏡(51)、分光鏡(52)、接目鏡(53)、反射鏡64)、光電探 測(cè)器(55)，在分光鏡(52)的一側(cè)水平方向裝設(shè)有反射照明模式需要的集光透鏡(58)和 LED 燈(57)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，所述的照明裝置(6) 的結(jié)構(gòu)為由上向下依次設(shè)置有阿貝聚光鏡(61)、孔徑光闌(62)、視場(chǎng)光闌(63)、集光透鏡 (64)、勻光片(65)和 LED 燈(66)。
6.如權(quán)利要求5所述的用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，所述的操縱箱7設(shè)置有一個(gè)X、Y方向平移操縱桿(71)，一個(gè)Z方向升降操縱桿(72)， 一個(gè)包含有正負(fù)12伏、3伏、5伏直流電源的數(shù)字模塊電源，及機(jī)箱(7 和電纜插座(74)； 所述的電纜(75)與電纜插座(74)相連接；操縱箱(7)內(nèi)的正負(fù)12伏、3伏和5伏直流電源分別給X、Y方向平移電機(jī)及Z方向升 降電機(jī)，LED燈(57、66)，以及信號(hào)處理裝置⑶供電。
7.如權(quán)利要求6所述的用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，所述的X方向平移電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)(35)(50、35)(51) 的一端，該兩個(gè)行程開關(guān)(35X50、35X51)的另一端分別連接到由操縱桿(71)的X方向電源 開關(guān)所選擇的正或負(fù)12伏電壓端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上；所述的Y方向平移電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)(35TO0、35TO1) 的一端，該兩個(gè)行程開關(guān)(35Y50、35Y51)的另一端分別連接到由操縱桿(71)的Y方向電源 開關(guān)所選擇的正或負(fù)12伏電壓端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上；所述的Z方向升降電機(jī)設(shè)有兩個(gè)電極，一個(gè)電極并接到兩個(gè)行程開關(guān)(35Ζ50、35Ζ51) 的一端，該兩個(gè)行程開關(guān)(3Μ50、3Μ51)的另一端分別連接到由操縱桿(7 的Z方向電源 開關(guān)所選擇的正或負(fù)12伏電壓端，另一個(gè)電極接到正負(fù)12伏電源的公共地上。
8.如權(quán)利要求7所述的用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，其特征在于，所述的光電探測(cè)器(5 將顯微光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)，產(chǎn)生的光電信號(hào)通過柔性 扁平數(shù)據(jù)線輸入到信號(hào)處理裝置(8)，信號(hào)處理裝置(8)上的數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP以標(biāo)準(zhǔn) 的VGA視頻圖形陣列格式發(fā)送到信號(hào)處理裝置(8)上的VGA接口，通過VGA電纜輸出給顯 示器(9)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于展示的數(shù)字光學(xué)顯微鏡，特別是展示生物切片、裝片或涂片的高反襯度、高放大倍數(shù)和高分辨率的生物顯微鏡。在底盤上方的中央固定有中心柱，底盤的上表面、中心柱的周圍固定有載物臺(tái)，在載物臺(tái)的上方、中心柱的周圍設(shè)置有樣品轉(zhuǎn)盤，成像裝置固定在中心柱頂端的前方、樣品轉(zhuǎn)盤的上方，照明裝置固定在底盤的上表面、樣品轉(zhuǎn)盤的下方、載物臺(tái)的前側(cè)，照明裝置與成像裝置位于同一豎向軸線上，中心柱頂端的后方固定有顯示器支柱，信號(hào)處理裝置固定在顯示器支柱的一側(cè)，顯示器固定在顯示器支柱的上方，底盤上設(shè)有插座并通過電纜與操縱箱連接。本產(chǎn)品采用單一高倍物鏡并在設(shè)計(jì)上使光學(xué)系統(tǒng)滿足該物鏡所要求的最優(yōu)化工作條件。
文檔編號(hào)G02B21/34GK201845126SQ20102051951
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者李倫根, 閆宏, 韓嵩 申請(qǐng)人:北京全景多媒體信息系統(tǒng)公司, 閆宏