[实用新型]一种显微镜快速调焦载物台装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种显微镜快速调焦载物台装置，用于光学显微镜的快速、高精度的微调焦辅助，属于显微镜功能扩展器具。

技术背景

传统光学显微镜一般采用调节物镜与试样之间的距离的方法实现对焦，其调焦机构普遍采用机械齿轮减速及齿轮齿条配合的调焦方法，存在调焦速度慢且易受到齿轮传动比及齿间距的影响，其调焦精度不好控制等问题，特别是针对40X以上的物镜显微镜而言，精准调整焦距更是一种技能。此外，在高倍率条件下，由于物镜镜深较小，显微镜原始载物台与镜筒垂直度有偏差或载玻片、试样的不平整都会使成像存在部分区域失焦情况，即局部清晰、边缘模糊等现象。另外，针对科学研究和微生物检测等高倍率显微观察或多幅面扫描拼接成像要求，以往的光学显微镜主要通过提高加工精度，或资深实验人员纯靠经验完成，其观察成本高，测试时间长。

本实用新型专利针对常规光学显微镜的高倍率下调焦和载物台或试样的不水平引起的成像效果差的问题，基于三点调整平面水平度和高度的方案，利用压电陶瓷执行器可快速、高精度调平载物台的倾斜角度和高度位移。该载物台装置结构简单、操作方便，可用于生物显微镜、体式显微镜等常规光学显微镜上，作为显微镜调焦功能的优化。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决高倍率显微观察时调焦难、重复精度差等问题，提供一种显微镜快速调焦载物台装置，通过该装置可有效改善调焦精度和显微成像质量。

本实用新型是由上部载物台、底座、预紧弹簧、连接螺栓、压电陶瓷执行器、钢球、载玻片夹具、控制单元组成，其中上部载物台和底座组成快速调焦装置的台架，压电陶瓷执行器和钢球实现上部载物台高度的变化，连接螺栓和预紧弹簧组成预紧单元；上部载物台和底座通过三个压电陶瓷执行器和三个钢球进行三点支撑，钢球安装于压电陶瓷执行器的凹球槽内，同时通过点接触支撑上部载物台，通过点接触确保压电陶瓷执行器对上部载物台的支撑力精准传递并便于对上部载物台进行不同角度的调节；压电陶瓷执行器置于底座表面的压电陶瓷执行器卡槽内，并通过导线与控制单元相连接，通过控制单元调节压电陶瓷执行器两端的直流电压，独立或同步驱动、控制压电陶瓷执行器的径向位移变化，实现上部载物台的不同角度和方向的倾斜以及上部载物台的平行上升、下沉，改变了载玻片与显微镜物镜的距离，完成显微镜的微调焦；连接螺栓通过内螺纹孔与上部载物台相连接，连接螺栓头部置于底座连接螺栓凹槽内，并采用预紧弹簧对其进行预紧；上部载物台下沉时，连接螺栓在预紧弹簧的张力作用下，缩短了上部载物台的降低时间并确保钢球始终与上部载物台保持点接触，避免了降低时的不稳定性；上部载物台具有通光孔，载玻片夹具通过载玻片夹具固定螺栓固定在上部载物台上。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型利用精度高、响应快、易控制的压电陶瓷执行器支撑上部载物台，通过调节压电陶瓷执行器两端的电压，使其发生微小的径向位移变化，改变试样与物镜之间的距离，实现上部载物台的不同角度和方向的倾斜以及上部载物台的平行上升和下沉。

2、本实用新型由于采用压电陶瓷执行器，载物台移动精度可达0.1μｍ级，调焦速度达ms级，并容易实现50μｍ以上精确调焦范围变化

3、本实用新型装置结构及操作简单、方便、时间短、精度高，可用于传统光学显微镜实现快速、精准调焦和调平的功能的优化。

附图说明

图1是本实用新型的立体分解示意图。

图2是本实用新型的上部载物台与底座之间的连接示意图。

图3是本实用新型用于显微镜时的示意图。

其中：1-预紧弹簧；2-底座；3-连接螺栓；4-压电陶瓷执行器卡槽；5-通孔；6-连接螺栓凹槽；7-压电陶瓷执行器；8-钢球；9-载玻片；10-上部载物台；11-载玻片夹具；12-载玻片夹具固定螺栓；13-通光孔；14-导线；15-控制单元；16-显微镜载物台；17-固定螺栓；18-显微镜；19-物镜；20-钢球槽；21-内螺纹孔。

具体实施方式