专利名称：受防护的、基于人机工程学的显微镜台的制作方法
技术领域：
概括地讲，本发明涉及显微术，更具体地讲，涉及一种人类功率学方面改进的且防尘、防碎屑的显微镜台。
背景技术：
众所周知，显微镜是用来观察、观测和研究微小物体的光学仪器。有很多种不同类型的显微镜，每种都有其特殊的应用。在这里只列出其中的一些显微镜，如复合显微镜、立体显微镜、共焦显微镜、倒置显微镜和激光显微镜。
本发明大体涉及复合显微镜和那些配备了试样镜台的显微镜，其中能够用镜台驱动机构控制试样镜台。
显微镜具有长期使用的镜台，用来把试样定位在光程中。通过向前和向后、向左和向右、以及向上和向下移动镜台能够操作物体。按照惯例，分别用x、y、z表示左右轴线、前后轴线和上下轴线。
通常通过调节镜台的高度使得聚焦机构起作用。通过改变试样的高度，使用显微镜的技术人员能够观察试样在z轴中的不同深度。
为了调节x或y位置，用户必须能够使用一个能够执行这种移动的镜台控制机构。尽管一些镜台定位部件已经放置于显微镜台的下面，但是显微镜持续增加的复杂性和先进性已经阻碍了对用于显微镜台操纵的主要部件的最佳防护，即避免这些主要部件暴露在灰尘和碎屑中、并且避免灰尘和碎屑在这些部件上的堆积。因此会需要对显微镜台部件进行定期清理，这种工作既没意思又耗时间。
有时对于使用显微镜的技术人员来讲，在操作显微镜台时如果能够不受镜台驱动系统的限制而定位试样载玻片是很方便的。例如，大多数病理学家喜欢使用“手驱动”技术，即不使用机械的镜台驱动系统而是直接用手移动载片台来快速移动试样。但是目前的镜台不适于为长时间地手动调节而用手方便舒适地接合载片台。当前的显微镜台具有相当尖锐的90°边缘和接触点，连续接触时所有这些都可能刺痛甚至刮伤皮肤，使得用户很不舒服。
因此，非常需要一种更符合人机工程学的显微镜台，其适于在手驱动操作时对用户而言更为方便和舒适，这种显微镜台还包括改进的显微镜台组件，并且需要配备这种显微镜台的显微镜，其中更有效地防护镜台的几乎所有部件，使其免受灰尘、碎屑、试样残渣等的伤害，以便不需要经常的清理以及相关的维护过程。
发明内容
因此本发明的一个主要目的是提供一种显微镜台组件，其中所有的或几乎所有的部件都安置于镜台的底侧上，从而更有效地保护它们使得它们免受灰尘和碎屑聚集在组件的主要部件内的伤害，同时允许试样和镜台在x、y和/或z轴线方向的充分移动。这主要通过镜台中的一个狭槽来实现，它使得试样固定器直接穿过显微镜台的基底与驱动组件连接，并且在那里与驱动系统接合。优选试样固定器还具有足够的宽度以交迭或覆盖镜台基底中狭槽的几乎整个宽度，以进一步保护驱动系统的部件不受灰尘和碎屑的伤害。
因此本发明的一个目的是提供一种显微镜台组件，它包括一个镜台，镜台具有顶侧、底侧以及在镜台中的开口，优选开口的形式是直线形狭槽。一个托架定位在狭槽附近，以便在大致平行于狭槽的方向移动。包括托架的驱动装置。试样固定装置位于镜台的顶侧。镜台组件进一步包括其它装置，如穿过镜台中狭槽/开口把试样固定装置固定到托架上的连接销。通常托架的移动会导致试样固定装置的侧向移动，同时试样载玻片移动，这样就沿着x轴线调节试样在光程中的位置，即试样载玻片侧向移动，相对于镜台的基底向右或向左移动。
本发明的另一个目的是提供一种显微镜台组件，优选在镜台的底侧包括一个镜台安装板，作为把镜台组件固定到显微镜上的装置。因此，显微镜台组件还包括相对于静止的安装板沿着y轴线向后和向前平移镜台的装置。执行这种操作的一个实施例通过与固定在镜台安装板上的齿条啮合的显微镜台驱动机构来实现，以便当把它固定在显微镜上时，就能够相对于安装板沿着y轴线移动镜台。也就是说，在操作上布置显微镜台驱动机构和齿条用于相对于安装板和显微镜移动镜台，以沿着y轴线向前和向后移动镜台。
本发明的另一个目的是给本发明的显微镜台组件提供驱动系统，如驱动皮带和滑轮组件，以在侧向，即向右和向左移动托架和试样固定装置。托架的驱动系统定位在镜台的底侧，从而保护它不受灰尘、碎屑等的伤害。这包括用于沿着x轴线移动托架和试样固定装置的显微镜台驱动机构，它本身也用于沿着y轴线移动镜台。
尽管不作为要求，但是为便于直接用手接合以驱动系统从而在x和y轴线的光程中调节试样载玻片，特别优选镜头驱动机构是可互换的显微镜台驱动机构。根据特殊用户的需要，这种基于人机工程学的镜台驱动机构能够可拆卸地在显微镜台的右底侧或左底侧使用，这特别适用于多个用户共享一台显微镜。通常在一组用户中，有些人喜欢用右手把试样载玻片定位在镜台上，而有些人则喜欢用左手。因此，可互换的显微镜台驱动机构具有人机工程学的可改装的特征，它同时满足了右手用户和左手用户的需要。因此本发明的显微镜台组件的镜台还包括第一接合装置和第二接合装置，其中第一接合装置把显微镜台驱动机构可拆卸地固定到镜台上第一位置，第二接合装置把显微镜台驱动机构可拆卸地固定到镜台上第二位置。
这种适于在镜台的多于一个位置处可拆卸地固定到显微镜台底侧的可互换的显微镜台驱动机构在与本申请同时提交的、共同未决的美国专利“可互换的显微镜台驱动组件”中有详细描述，在这里把该申请引入作为参考。
本发明的另一个目的是提供前述显微镜台组件，其镜台结构具有以下特征其中镜台的周边包括边沿，更具体地说，边沿是圆的，包括镜台的角部都足够圆，以避免压力点。根据本发明的这个方面，通过消除在显微镜台的至少一个边缘(即一个或多于一个边缘)上尖锐的接触点，圆边使得这样配备的显微镜更满足人机工程学，特别是对于那些采用“手驱动”技术的用户而言。
应该理解，镜台的这后一个特征，即至少一条边具有能够消除至少一个尖锐接触点的边沿这一特征实际上能够应用到任何显微镜台上，而与镜台组件的特征无关。
对于本领域技术人员来讲，当结合附图和所附权利要求阅读对本发明的详细说明后，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得很明显。
本发明的本质和操作模式将结合附图在下面的本发明详细说明中进行充分的描述，在附图中图1是一种典型的复合显微镜的透视图，其构造为用来与本发明的受防护的、基于人机工程学的显微镜一起使用；
图2单独示出了本发明的受防护的显微镜台驱动组件，是其透视图；图3是图2的受防护的、基于人机工程学的显微镜台的透视图，其中为了更好地示出镜台基底取下了载片台；图4是本发明的受防护显微镜台组件底部的透视图，它具有在操作上为便于右手使用所布置的可互换的显微镜台驱动机构；图5是本发明的受防护显微镜台组件底部的透视图，它具有在操作上为便于左手使用所布置的可互换的显微镜台驱动机构；图6是本发明的受防护的、基于人机工程学的显微镜台底部的另一个视图，其中包括在右手操作布置中接合了可互换的显微镜台驱动机构的装置；图7是本发明的受防护的、基于人机工程学的显微镜台底部的透视图，其中包括把可互换的显微镜台驱动机构从操作布置中取下的过程；图8是本发明的受防护的、基于人机工程学的显微镜台另一个底视图，其中包括在左手操作布置中接合了可互换的显微镜台驱动机构的装置；图9是本发明的受防护的、基于人机工程学的显微镜台的顶视图，其中载片台偏离中心以示出镜台基底中的狭槽；图10是本发明的受防护的、基于人机工程学的显微镜台组件上侧朝下、沿图9中线10-10的剖视图；图11是基于人机工程学改进的显微镜台的透视图，它具有圆边和圆角，从而在使用时更舒适更安全；和图12是本发明的显微镜台大致沿图11中线12-12的剖视图。
具体实施例方式
首先应该理解尽管本发明涉及“受防护的、基于人机工程学的显微镜台”，本专利申请的受让人已经对显微镜进行了其它某些改进。如在题目如下的一些美国专利申请中所述“可互换的显微镜台驱动组件”，“用于显微镜的可拆卸的/可互换的焦距微调旋钮”，“按照人机工程学布置的物镜调节控制”，“显微镜的灯组件”和“运输显微镜的装置”，本专利申请的受让人在申请本专利时同时提交了上述这些申请，在这里把上述所有申请内容引入作为参考。
另外，应该理解在不同的附图中相同的附图标记表示本发明的相同结构元件。尽管参考目前认为是优选的实施例来描述本发明，应该理解要求保护的发明不限于所披露的实施例。在下面的描述中，应该基于观察图1示出的显微镜的观察者视角来理解术语“上”、“下”、“向前”、“向后”、“左”、“右”及其派生词。
概括地讲，本发明包括一种受防护的、基于人机工程学的显微镜台组件，其中包括对它的驱动装置。尽管不是本发明的基本需要，在图1的实施例中和其它的附图中，该镜台适于容纳可互换的镜台驱动机构，可以在操作上把可互换的镜台驱动机构布置在镜台中的多个位置。在图1的透视图中示出了一种传统的复合显微镜。尽管本发明适于用在各种光显微镜中，回顾一下基本的显微镜结构和功能对理解本发明是有益的。
图1示出了复合显微镜10的大致结构。显微镜主要包括安装台座12，显微镜的所有部件都安装在台座上。在示出的实施例中，观察本体19是双目镜，包括本体和两个目镜21。观察本体和本发明没有特别密切的关系，本发明适于与配有任何类型观察体(单目、双目、三目、视频等)的显微镜一起使用。物镜23安装在可转动的透镜旋转台15上。显微镜10还包括安装在台座12上的、本发明的受防护的、基于人机工程学的显微镜台组件11。显微镜台组件11的上侧包括载片台16，镜台14和驱动机构27。载片台16包括在显微镜台组件11中并且能够接合载玻片17，其中载玻片17把要观察的试样保持在载玻片上。焦距粗调旋钮25和焦距微调旋钮13安装在台座12上，用来转动。转动旋钮13和25向上和向下移动镜台14，进一步在显微镜的光程中移动载玻片17，能够在试样上聚焦。
图2是从图1的显微镜10上取下的、本发明的显微镜台组件11的透视图。图3与图2基本一样，其区别在于从镜台14上取下了载片台16。示出的镜台14(图2)支撑着可拆卸的载片台16，载片台16配备有转动臂35，转动臂35通过由弹簧加载的锁紧螺帽36固定在载片台上。因此就偏置了转动臂35，使得转动臂35通过与载玻片的一条边接合向试样载玻片17施加侧向压力，并且把载玻片夹持在载片台16中切口附近的固定区域。
镜台14的后部包括一个狭槽31，它是从顶侧向底侧穿过镜台基底的连续直线形开口。驱动组件的托架30(图3)在x轴线方向平行于该狭槽移动。托架30还包括一个具有合适尺寸的隆起部分37(图3)，它能够进入狭槽31中并且能够在狭槽31中不受阻碍地滑动。隆起部分37配备有安放锁紧销33的螺纹孔，锁紧销33与载片台16后边缘内的切口(未示出)配合，以固定载片台相对于镜台14的侧向左右移动。在图3示出的镜台组件中，松开了螺纹销并且取下了载片台16。
驱动机构27(图2-8和10)是可互换的镜台驱动机构，它包括驱动轴29、沿y轴线移动镜台的第一镜台定位旋钮18和在x轴线方向移动托架30和载片台16的第二镜台定位旋钮20。驱动轴29包括外部驱动轴22(图10)和内部驱动轴48。为了方便惯用右手的用户(图4和6)或惯用左手的用户(图5和7)，驱动机构27布置成在多个位置可拆卸地固定到镜台14的下侧(图4-8和10)，将这些安装位置命名为安装孔24和26。如上所述，牢固固定第一镜台定位旋钮18以驱动外部驱动轴22，它起到相对于镜台安装板34向前和向后移动镜台14的作用。在这个结构中，驱动机构27的小齿轮58位于外部驱动轴22的终端，与第一镜台定位旋钮18相对。小齿轮58的齿与齿条38的齿60啮合，齿条38刚性地固定在镜台安装板34上，使得当操作者把转动力施加到旋钮18上时，小齿轮58转动，使得镜台14相对于镜台安装板34向前和向后移动。
图4-8详细地示出了用于托架30和载片台16的驱动系统，并且为了左右移动载片台，载片台16可拆卸地固定在托架30上。用于在侧向左右移动托架30和载片台16的驱动系统定位在镜台的底侧，它通过镜台基底的狭槽30固定在那里从而能够最佳地保护部件使得它们不暴露在灰尘和碎屑中。驱动系统包括缆索形式的皮带32或等效结构，皮带32在镜台14底部的侧端绑在一对相对放置的驱动滑轮56(图10)上，驱动滑轮56定位于镜台底侧的安装孔24和26中。当显微镜台驱动机构27插入右或左安装孔24-26时，显微镜台驱动机构27的活塞头50(图10)与驱动滑轮56配合。
皮带32还包括弹簧组件41，弹簧组件41用于使得皮带32保持持续的拉力以避免当滑轮转动时皮带32打滑。弹簧组件41装在托架30下侧的狭窄凹槽63内。所安装的托架30利用传统设计方法中的衬垫64和65平行于狭槽31移动，每个衬垫包括安装在托架每侧的、多个彼此分开的滚柱轴承。通过取下螺纹销59和止动条66穿过镜台14的后侧安装托架30和衬垫64-65。首先把衬垫64定位在托架30的侧壁和镜台的邻近边之间的轴承槽(未示出)内，随后安装托架30；然后把衬垫65放置在托架侧壁中靠近轴承槽(未示出)处；最后利用螺纹销59把止动条66固定在镜台的下侧。
皮带32可以通过弹簧组件41处的销43固定到托架30上，以保证当转动驱动机构27的第二镜台定位旋钮20以驱动驱动组件时，托架30、狭槽31中的隆起部分37和载片台16能够平稳不打滑地移动。当转动第二镜台定位旋钮20以驱动显微镜台驱动机构时，衬垫64和65一起保证托架在固定的路线上移动，从而允许托架30和狭槽31中的隆起部分37做平稳的往复移动，以调节载片台16和试样载玻片17的位置。如上所述，牢固固定第二镜台定位旋钮20，以驱动内部驱动轴48(图10)，它起到相对于镜台14向左和向右(x轴线)移动载片台16的作用，以便在光程内调节试样载玻片17的位置。
驱动机构27可拆卸地固定到镜台14上(图7)。对于本领域技术人员来讲，很明显有很多方法来实现这种安装。在一个优选实施例中，借助扳手28用定位螺栓42可拆卸地固定驱动机构。定位螺栓42(图7-8)把镜台14和驱动机构27的固定环44装配在一起。在从镜台上取下定位螺栓42后(图7)，可以取下驱动机构27，然后使用定位螺栓42和扳手28把驱动机构插入安装孔26以便于惯用左手的用户操作显微镜(图8)。
图9是本发明的镜台14的平面图，其中载玻片17偏离中心定位，说明由于实际上镜台的所有部件通过镜头基底中的狭槽定位在镜台的底侧，就实现了改进的防护。
图10是本发明的显微镜台驱动组件大体上沿图9中线9-9的剖视图。在图10中可以看出外部驱动轴22和内部驱动轴48在操作上以共轴方向布置。第一镜台定位旋钮18安装在外部驱动轴22上。第二镜台定位旋钮20安装在内部驱动轴48上。如这个实施例中所描述的，与第二镜台定位旋钮20相对的内部驱动轴48的终端是一个截头圆锥体的活塞头50，但是它也可以是其它形状的活塞头。偏置弹簧52来提供活塞头50和驱动滑轮56之间的接合力。
图10也是本发明的镜台和驱动组件大体上沿图9中线10-10的后端剖视图，它主要示出了载片台16的驱动系统和可互换的显微镜台驱动机构27的元件，所有这些前面都已讨论过。
图11和12进一步示出了镜台14的人机工程学设计，它在镜台边缘66和镜台角部67都具有圆边。尽管镜台基底的上部边缘和角部显示为圆边，但在本发明所设想的实施例中圆边延伸到镜台的上部和下部边缘。尽管用连续的圆边示出了镜台的这个特征，这给用户提供了最大可能的舒适性，但是镜台可以只在其有限部分采用圆边和圆角。因此本发明设想的圆边和圆角可以是部分的并且不针对连续长度的显微镜台边缘，或者连续延伸(换言之，完全或大体上遍布镜台边缘和角部的整个长度)。本发明的目的是改进镜台具有相对尖锐压力点的那些部分，这些部分是用所谓的“手驱动”技术调节试样载玻片或在镜台上放置试样载玻片时，用户的手会与之接触的部分。
因此，能够看出有效地实现了本发明的目的，但是对于本领域技术人员来讲对本发明的一些改进和变化是显然的，这里意图把这些改进包括在本发明所要求的精神和范围内。
权利要求
1.一种显微镜台组件，它包括一个镜台，镜台具有顶侧和底侧，并且在所述镜台中具有一个开口，开口的形式是直线形狭槽；一个托架，它定位在所述狭槽附近以在大致平行于所述狭槽的方向移动；用于所述托架和所述镜台的驱动装置；位于所述镜台顶侧的试样固定装置；和穿过所述镜台中所述开口把所述试样固定装置固定到所述托架上的装置。
2.如权利要求1所述的显微镜台组件，其中所述托架和试样固定装置在x轴线上相对于所述镜台侧向移动。
3.如权利要求1所述的显微镜台组件，包括一个镜台安装板，用来把所述组件安装到显微镜上。
4.如权利要求3所述的显微镜台组件，包括驱动装置，用来在y轴线上相对于所述安装板移动所述镜台。
5.如权利要求1所述的显微镜台组件，其中用于所述托架的所述驱动装置包括一个皮带和滑轮组件、以及移动所述皮带和滑轮组件的显微镜台驱动机构。
6.如权利要求5所述的显微镜台组件，其中所述托架的所述驱动装置定位在所述镜台的底侧。
7.如权利要求1所述的显微镜台组件，其中所述托架的所述驱动装置包括一个驱动机构，该驱动机构适于可拆卸地固定到所述镜台的多于一个的位置处。
8.如权利要求1所述的显微镜台组件，包括位于所述镜台上第一位置处的显微镜台驱动机构的第一接合装置，和位于所述镜台上第二位置处的所述显微镜台驱动机构的第二接合装置。
9.如权利要求8所述的显微镜台组件，其中所述第一位置进一步包括一个显微镜台驱动机构和一个在操作上布置成与所述显微镜台驱动机构接合的齿条，用来在y轴线上移动所述镜台。
10.如权利要求9所述的显微镜台组件，包括一个把所述组件安装到显微镜上的镜台安装板，所述齿条安装在所述镜台安装板上，在操作上布置所述显微镜台驱动机构和所述齿条用于相对于所述安装板在y轴线上移动所述镜台。
11.如权利要求8所述的显微镜台组件，其中所述第二位置进一步包括一个显微镜台驱动机构和一个在操作上布置成与所述显微镜台驱动机构接合的齿条。
12.如权利要求11所述的显微镜台组件，包括一个把所述组件安装到显微镜上的镜台安装板，所述齿条安装在所述镜台安装板上，所述显微镜台驱动机构和所述齿条在操作上布置用于相对于所述安装板在y轴线上移动所述镜台。
13.如权利要求10所述的显微镜台组件，其中所述显微镜台驱动机构是单独一个装置，它适于在x轴线上相对于所述镜台移动所述托架和试样固定装置，并且在y轴线上相对于所述镜台安装板移动所述镜台。
14.如权利要求11所述的显微镜台组件，其中所述显微镜台驱动机构是单独一个装置，它适于在x轴线上相对于所述镜台移动所述托架和试样固定装置，并且在y轴线上相对于所述镜台安装板移动所述镜台。
15.如权利要求13所述的显微镜台组件，其中所述单独显微镜台驱动机构包括一个内部驱动轴和一个相对于所述内部驱动轴同轴布置的外部驱动轴。
16.如权利要求14所述的显微镜台组件，其中所述单独显微镜台驱动机构包括一个内部驱动轴和一个相对于所述内部驱动轴同轴布置的外部驱动轴。
17.如权利要求1所述的显微镜台组件，其中镜台进一步包括圆边和/或圆角。
18.一种包括权利要求1的镜台驱动组件的显微镜。
19.一种包括权利要求2的镜台驱动组件的显微镜。
20.一种包括权利要求3的镜台驱动组件的显微镜。
21.一种包括权利要求4的镜台驱动组件的显微镜。
22.一种包括权利要求5的镜台驱动组件的显微镜。
23.一种包括权利要求7的镜台驱动组件的显微镜。
24.一种包括权利要求9的镜台驱动组件的显微镜。
25.一种包括权利要求12的镜台驱动组件的显微镜。
26.一种包括权利要求17的镜台驱动组件的显微镜。
27.如权利要求1所述的显微镜台组件，其中所述镜台包括一个周边，并且至少一部分所述周边包括一个符合人机工程学的边沿。
28.如权利要求27所述的显微镜台组件，其中所述符合人机工程学的边沿是圆的。
29.如权利要求1所述的显微镜台组件，其中所述镜台包括至少一个圆角。
30.如权利要求28所述的显微镜台组件，其中所述符合人机工程学的边沿进一步包括一个圆角。
31.一种包括权利要求27的显微镜台组件的显微镜。
32.一种包括权利要求29的显微镜台组件的显微镜。
33.一种包括符合人机工程学的边沿的显微镜台。
34.如权利要求33所述的显微镜台，其中所述符合人机工程学的边沿包括一个圆边和一个圆角。
全文摘要
一种先进的显微镜台，通过把所有或几乎所有镜台部件放置在镜台基底下面，避免灰尘和碎屑聚集在部件上，从而保护了显微镜台。受保护的镜台包括一个镜台，该镜台具有顶侧和底侧，并且在镜台基底上具有开口，开口的形式是直线形狭槽；一个托架，它定位在狭槽附近以在大致平行于狭槽的方向移动；托架和镜台的驱动装置；位于镜台顶侧的试样固定装置；和穿过镜台基底中的开口把试样固定装置固定到托架上的装置。先进的显微镜台还可以具有更符合人机工程学的结构特征，它具有圆边和圆角，以便用户使用起来更舒适。
文档编号G02B21/24GK1624517SQ20041009571
公开日2005年6月8日 申请日期2004年11月24日 优先权日2003年11月25日
发明者鲁塞尔·博纳文图拉, 斯克特·帕克斯, 曼弗雷德·吉尔伯特 申请人:莱卡微系统韦茨拉尔有限公司