专利名称：显微镜机械筒长测量装置及测量方法
技术领域：
本发明涉及一种显微镜装置，特别是涉及一种生物显微镜机械筒长测量装置及测量方法。
背景技术：
传统的生物显微镜的光学系统中，一般都设计有45°或30°的转向棱镜，而且有的还有附加1倍补偿(机械筒长)透镜，因此光轴不是直线而是折线，不能使用普通的量具如游标卡尺等直接测量。虽然也有其它测量机械筒长的检具，可以测量无附加透镜的显微镜机械筒长，但精确度不高，一般只能达到±0.21mm的水平；对于含有透镜的情形，以往的测量工具不能对有限机械筒长显微镜物镜成像系统中有1X拉长系统的情形和无限远物镜的管镜组的机械筒长进行测量。由于生物显微镜内部结构的不同，传统的测量工具无法用该种测量工具进行检验，给测量工作带来了许多不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一整套精确度高、可检测各种具有复杂光学系统的生物显微镜机械筒长测量装置和测量方法。
为达到上述目的，本发明的显微镜机械筒长测量装置由主光学系统、中间接筒、测量机构、物镜组组件、反射镜组组件和已知距离的标准筒组成；所述的主光学系统由目镜组组件、分光镜组组件和信号发生器构成，其中分光镜组组件由呈T字形的筒状壳体和安装在筒状壳体中的分光镜组构成，该T字形的筒状壳体具有两个对称设置的接口和一个基本与上述两个对称接口轴线基本垂直的第三接口；目镜组组件内端套置在两对称接口中的一个接口内，中间接筒的左端与筒状壳体的另一个接口相接，测量机构套置在中间接筒与物镜组组件相连接的一端，且目镜组与和物镜组位于同一轴线上；信号发生器套置在第三接口中，且信号发生器的机械轴与目镜组与物镜组的机械轴和光轴垂直；测量机构的外端可与被测件的一端套接；反射镜组组件可与被测件的另一端套接；该已知距离的标准筒(被测件之一)用于置零。
所述的测量机构由接头和用于读取测量值的刻度圈组成，刻度圈套在接头外径上，该接头内端可轴向移动地螺接在中间接筒的部分外端面上，接头的外端可与被测件的一端套接。
所述的信号发生器由依次安装在筒状壳体内的光源、集光镜和光信号板组成。
所述的光信号板为局部区域透光的不透明板材；或为镀铬的不透明玻璃板，该玻璃板表面刻划有透光的线条；或为表面划有黑线的透明玻璃。
所述的分光镜组为一棱镜或半透半反的平面镜。
使用本发明的显微镜机械筒长测量装置的测量方法包括步骤1首先标定“零位”，也就是误差为“0”时的读数位置。
确定“0”位的方法为首先将物镜组与反射镜组置于已知距离的标准筒的两端，并设置起始读数值(一般为“0”)，然后以此标准距离为基准来与待测量机械筒长进行比较。
步骤2测量待测机械筒长的误差值。
(1)先将显微镜机械筒长测量装置中测量机构的接头插入到待测显微镜的目镜筒中；(2)将反射镜组组件的安装接头旋入待测显微镜的转换器的螺孔，并置于光路中；(3)开启照明器的光源，也就是打开光源的供电源的开关使光源点亮。
(4)通过目镜组观察测量光信号，若不清晰时，则来回转动测量机构的接头，直到找到清晰像为止，在操作过程中，操作者一只手握住信号发生器外壳，另一只手转动测量机构的接头，所以，主光学系统相对于待测显微镜只是沿光轴方向作直线移动，而不转动。
(5)按步骤(4)找到清晰像后，即读取测量机构的刻度圈与中间接筒上的测量线的对应数值，也就是所测量出的待测机械筒长的误差值ΔL。
步骤3计算出待测机械筒长L’＝标准筒长L+误差值ΔL。
本发明由主光学系统、测量机构和反射镜组组成，并采用自准成像原理，即由主光学系统自身来产生用于测量的光信号，通过旋转测量机构使主光学系统与反射系统的轴向间隔达到规定值，则测量这个沿轴向的移动量就等于测量出被测间隔与规定间隔之差值，可以方便、准确地测量各类生物显微镜的机械筒长的误差值，精度可达到±0.05mm。本发明还从机械结构上进行改进，读数机构可设置在测量物镜组前端与被测显微镜的目镜筒相接触的转动套上，这样的设计不仅减小了反射镜的体积，有利于解决测量各类显微镜机械筒长的通用性问题，尤其适合于测量无限远物镜管镜组的机械筒长。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的分解图；图3为本发明反射镜组组件的分解图；图4为本发明的在显微镜上的应用图；图5为本发明的实施图。
具体实施例方式
如图1、2所示，本发明主要由主光学系统1、中间接筒3、测量机构2、物镜组组件4、反射镜组组件5和一已知距离的标准筒15组成。
所述的主光学系统1由目镜组组件11、分光镜组组件12和信号发生器13构成。所述的分光镜组组件12由呈T字形的筒状壳体121和安装在筒状壳体121中部的分光镜组122构成，该T字形的筒状壳体121具有两个对称设置的接口123、124和一个与上述两个接口123、124轴线基本垂直的第三接口125，其中分光镜组122为一棱镜或半透半反的平面镜；所述的目镜组组件11由筒状壳体111和安装在该筒状壳体111内的目镜组112组成，筒状壳体111内端外表面设有外螺纹，该外螺纹可螺合入T字形的筒状壳体121的接口123内；中间接筒3的左端与筒状壳体121的另一个接口124相接，测量机构2套置在中间接筒3与物镜组组件4相螺合的一端，该物镜组组件4由安装在筒状壳体41内的物镜组42组成，并置于中间接筒3和测量机构2中，且目镜组组件11与中间接筒3、测量机构2和物镜组42位于同一轴线上；信号发生器13套置在第三接口125中，且信号发生器13的机械轴与目镜组112与物镜组42的机械轴和光轴垂直；所述的信号发生器13由筒状壳体134和依次安装在该筒状壳体134内的光源131、集光镜132和光信号板133组成，光源131可以由电池6供电，其中光信号板133一般由局部区域透光的不透明板材(如金属和塑料板等)制成，如采用镀铬的不透明玻璃板，该玻璃板表面刻划有透光的线条，或采用表面划有黑线的透明玻璃制作。
所述的测量机构2由接头21和用于读取测量值的刻度圈22组成。刻度圈22套在接头21外径上，刻度圈22上有一个小螺孔，用一粒螺钉通过此小螺孔可止紧在接头21上(松开此螺钉后刻度圈22可以自由转动)；刻度圈22的一侧为圆锥面，其上沿圆周均匀刻划(即等分刻划)有若干条线(比如40条)和标注相应数字(如“0”、“1”、“2”等)。中间接筒3上沿轴向也刻划了一条细直线，用于瞄准刻度圈22上的刻线以实现测量值的读取；接头21的内端有内螺纹可螺合在中间接筒3的外螺纹上并可沿轴向移动，接头21的外端可与被测件，如待测机械筒17或标准筒15(如图4所示)套接。
如图3所示，所述的反射镜组组件5由筒状壳体51、固定座52和反射镜组53构成，固定座52的一端外表面设有外螺纹，该外螺纹可螺合入筒状壳体51一端的内螺纹，反射镜组53安放在固定座52内，并被夹持在筒状壳体51和固定座52之间。筒状壳体51的另一端外表面设有外螺纹54，该外螺纹54可与被测件螺接。反射镜组53可以白玻璃或金属材料等制成。
本发明所测量的生物显微镜的机械筒长是指从转换器的物镜安装基面到目镜安装基面之间沿光轴方向的等效空气距离。
本发明的基本原理是这样的通过光学和结构设计，使主光学系统1和反射镜组组件5在某一规定轴向间隔时，才能让使用者通过目镜看到清晰的光信号像，反之，如果图像不清楚，则这两组之间的距离就不是上述的规定值，可以通过旋转测量机构2使主光学系统1与反射镜组组件5的轴向间隔重新达到规定值，则测量这个沿轴向的移动量就等于测量出被测间隔与规定间隔之差值。
为了实现通用性和实用性，本发明在测量待测机械筒长时充分考虑到以下三种情况1、显微镜物镜光路中只有折光棱镜(或反射镜)和空气；2、显微镜物镜光路中除了有折光棱镜和空气外还有透镜(一般是一倍拉长的正负透镜组和场镜等)；3、无限远物镜的管镜组(含有棱镜、空气和管镜)。
本发明将测量物镜的中间像面位置与反射系统的1X共轭面均设置于显微镜的实像面理论位置，该设置方式适用于上述的三种情形，并且以此来解决通用测量的问题。对于只含有空气和转向棱镜的被测量对象，也可以将测量机构2设置于反射镜组组件5中，其原理也是用螺纹结构通过旋转使反射镜组组件5与主光学系统1的间隔发生变化实现调焦和测量。
本发明的测量过程如下如图2所示，光源131经集光镜132聚光后照亮光信号板133通过分光镜组122、物镜组42和反射镜组53后，使用者通过目镜组112可观察到光信号的像(可以是十字亮线)。当使用者发现图像不清晰时，则转动接头21直到清晰为止。
如图4所示，采用相对测量的方法，由本发明读出误差值。
步骤1首先标定“零位”，也就是误差为“0”时的读数位置。
确定“0”位的方法为首先将物镜组42与反射镜组53置于已知距离的标准筒15的两端(比如需要测量的筒长L为160mm时，标准筒15的长度L即为160mm)，并设置起始读数值(一般为“0”)，然后以此标准距离为基准来与待测量机械筒长17进行比较。
如图5所示，测量待测机械筒长的误差值的操作步骤2如下(1)先将本装置接头21插入到待测显微镜18的目镜筒中；(2)将反射镜组组件5的安装接头54旋入待测显微镜18的转换器20的螺孔，并置于光路中；(3)开启照明器的光源131，也就是打开光源的供电源6的开关使光源131点亮。
(4)通过目镜组112观察测量光信号，若不清晰时，则来回转动接头21，直到找到清晰像为止，在操作过程中，操作者一只手握住信号发生器13外壳，另一只手转动测量机构2的接头21，所以，主光学系统1相对于待测显微镜18只是沿光轴方向作直线移动，而不转动。
(5)按步骤(4)找到清晰像后，即读取测量机构2的刻度圈22与中间接筒3上的测量线的对应数值，也就是所测量出的待测机械筒17误差值ΔL。
步骤3计算出待测机械筒长L’＝标准筒长L+误差值ΔL
权利要求
1.一种显微镜机械筒长测量装置，其特征在于由主光学系统、中间接筒、测量机构、物镜组组件、反射镜组组件和已知距离的标准筒组成；所述的主光学系统由目镜组组件、分光镜组组件和信号发生器构成，其中分光镜组组件由呈T字形的筒状壳体和安装在筒状壳体中的分光镜组构成，该T字形的筒状壳体具有两个对称设置的接口和一个基本与上述两个对称接口轴线基本垂直的第三接口；目镜组组件内端套置在两对称接口中的一个接口内，中间接筒的左端与筒状壳体的另一个接口相接，测量机构套置在中间接筒与物镜组组件相连接的一端，且目镜组与和物镜组位于同一轴线上；信号发生器套置在第三接口中，且信号发生器的机械轴与目镜组与物镜组的机械轴和光轴垂直；测量机构的外端可与被测件的一端套接；反射镜组组件可与被测件的另一端套接；该已知距离的标准筒(被测件之一)用于置零。
2.根据权利要求1所述的显微镜机械筒长测量装置，其特征在于所述的测量机构由接头和用于读取测量值的刻度圈组成，刻度圈套在接头外径上，该接头内端可轴向移动地螺接在中间接筒的部分外端面上，接头的外端可与被测件的一端套接。
3.根据权利要求1、2所述的显微镜机械筒长测量装置，其特征在于所述的信号发生器由依次安装在筒状壳体内的光源、集光镜和光信号板组成。
4.根据权利要求3所述的显微镜机械筒长测量装置，其特征在于所述的光信号板为局部区域透光的不透明板材。
5.根据权利要求4所述的显微镜机械筒长测量装置，其特征在于所述的光信号板为镀铬的不透明玻璃板，该玻璃板表面刻划有透光的线条。
6.根据权利要求3所述的显微镜机械筒长测量装置，其特征在于所述的光信号板为表面划有黑线的透明玻璃。
7.根据权利要求1所述的显微镜机械筒长测量装置，其特征在于所述的分光镜组为一棱镜或半透半反的平面镜。
8.使用权利要求1所述的显微镜机械筒长测量装置的测量方法，包括以下步骤步骤1首先标定“零位”，也就是误差为“0”时的读数位置。确定“0”位的方法为首先将物镜组与反射镜组置于已知距离的标准筒的两端，并设置起始读数值(一般为“0”)，然后以此标准距离为基准来与待测量机械筒长进行比较。步骤2测量待测机械筒长的误差值。(1)先将显微镜机械筒长测量装置中测量机构的接头插入到待测显微镜的目镜筒中；(2)将反射镜组组件的安装接头旋入待测显微镜的转换器的螺孔，并置于光路中；(3)开启照明器的光源，也就是打开光源的供电源的开关使光源点亮。(4)通过目镜组观察测量光信号，若不清晰时，则来回转动测量机构的接头，直到找到清晰像为止，在操作过程中，操作者一只手握住信号发生器外壳，另一只手转动测量机构的接头，所以，主光学系统相对于待测显微镜只是沿光轴方向作直线移动，而不转动。(5)按步骤(4)找到清晰像后，即读取测量机构的刻度圈与中间接筒上的测量线的对应数值，也就是所测量出的待测机械筒长的误差值ΔL。步骤3计算出待测机械筒长L’＝标准筒长L+误差值ΔL。
全文摘要
本发明公开了一种主要由主光学系统、测量机构、中间接筒、物镜组组件和反射镜组组件组成的显微镜机械筒长测量装置和测量方法，所述的主光学系统由目镜组组件、分光镜组组件和信号发生器构成，该分光镜组组件由呈T字形的筒状壳体和安装在筒状壳体中部的分光镜组构成，该T字形的筒状壳体分别连接目镜组组件、中间接筒和信号发生器，信号发生器的轴线与目镜组和物镜组的轴线垂直，本发明通过旋转测量机构使主光学系统与反射系统的轴向间隔达到规定值，则测量这个沿轴向的移动量就等于测量出被测间隔与规定间隔之差值，待测显微镜机械筒长即为标准筒长+差值，可以方便、准确地测量各类生物显微镜的机械筒的筒长，精度可达到±0.05mm。
文档编号G02B21/00GK1506653SQ0214848
公开日2004年6月23日 申请日期2002年12月6日 优先权日2002年12月6日
发明者杨泽声 申请人:麦克奥迪实业集团有限公司