用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构的制作方法

本发明涉及显微镜及机电设计技术领域，具体地，涉及一种用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构。

背景技术：

目前全自动扫描数字显微镜都是采用竖直光路的形式，如经典的正置显微镜、倒置显微镜结构，其特点在于物镜的光轴垂直于水平面，对角运动也是垂直于水平面，自动对焦系统必须克服载物台系统或物镜切换系统的重力才能实现自动对焦。

此类显微镜的对焦系统多采用齿轮齿条、丝杠螺母传动等推力较大、具备克服重力自锁能力的驱动方式，这种驱动方式的传动系统存在背隙、振动等难以克服的固有缺陷，同时动态特性较差，难以满足高速扫描过程的频繁对焦运动需求。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构。

根据本发明提供的用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构，包括：照明模块、扫描进给模块、物镜模块、直线驱动对焦模块、无限远成像光路模块以及相机；

所述照明模块、所述物镜以及所述无限远成像光路模块的光轴平行于水平面；

待测切片安装于所述扫描进给模块上，所述照明模块发出的光线依次经过所述待测切片、所述物镜模块以及所述无限远成像光路模块后进入所述相机；

所述物镜模块安装在所述直线驱动对焦模块上，所述直线驱动对焦模块驱动所述物镜模块在所述光轴方向上来回移动。

优选的，所述扫描进给模块包括竖直进给子模块和水平进给子模块，所述竖直进给子模块和水平进给子模块组成的扫描平面垂直于所述光轴，同时垂直于水平面。

优选的，所述水平进给子模块采用直线磁轴电机驱动，所述竖直进给子模块采用丝杠-导轨驱动。

优选的，还包括切片夹持模块，设置于所述扫描进给模块上，将待测切片固定于所述扫描平面内。

优选的，所述切片夹持模块是由刚性安装座和弹簧片组成的半包围卡爪结构。

优选的，所述物镜模块包括若干物镜以及物镜切换子模块，所述物镜安装于所述物镜切换子模块上，通过独立的自由度实现所述物镜之间的切换。

优选的，所述照明模块为明场照明模块。

优选的，所述明场照明模块为led科勒照明系统。

优选的，所述直线驱动对焦模块采用直线电机驱动形式进行精密对焦位置控制，并通过光栅尺进行绝对位置控制。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构，采用了平行于水平面的横置光路的形式，因此对焦运动不需要克服物镜切换系统或者传统载物台系统的重力，直接采用结构简单、动态特性好、控制精度高的直线电机驱动形式实现对焦运动。提高全自动扫描过程中的对焦系统性能的同时，降低了全自动显微镜系统的实施成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构的原理图；

图2为扫描进给模块的原理图；

图中：

1-照明模块；2-扫描进给模块；201-竖直进给子模块；202-水平进给子模块；3-切片夹持模块；4-物镜；5-物镜切换模块；6-直线驱动对焦模块；7-无限远成像光路模块；8-相机；9-待测切片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明提供的一种用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构，包括：照明模块1、扫描进给模块2、切片夹持模块3、物镜4、物镜切换模块5、直线驱动对焦模块6、无限远成像光路模块7以及相机8。照明模块1、物镜4以及无限远成像光路模块7的光轴平行于水平面。

照明模块1为明场照明模块，采用led科勒照明系统。

扫描进给模块2包括竖直进给子模块201和水平进给子模块202，竖直进给子模块201和水平进给子模块202组成的扫描平面垂直于光轴，同时垂直于水平面。水平进给子模块202采用直线磁轴电机驱动，竖直进给子模块201采用丝杠-导轨驱动。切片夹持模块3可以是由刚性安装座和弹簧片组成的半包围卡爪结构，安装在扫描进给模块上2，将待测切片9夹紧固定在扫描进给模块的扫描平面内，即图2中xoy平面。

物镜切换模块5安装在直线驱动对焦模块6上，若干物镜4安装在物镜切换模块5上，通过独立的自由度实现高低倍物镜的切换，而直线驱动对焦模块6采用直线电机驱动形式进行精密对焦位置控制，使物镜4在光轴方向上来回移动，并通过光栅尺等元件实现绝对位置控制。

本发明的工作流程及原理如下：

先将待测切片9夹紧固定在切片夹持模块3上，照明模块1发出的光线依次经过待测切片9、物镜4以及无限远成像光路模块7后进入相机8。在此过程中，通过物镜切换模块5选择合适的物镜4，并通过控制系统控制扫描进给模块2的竖直进给子模块201和水平进给子模块202移动，水平进给子模块202用于实现推扫运动，竖直进给子模块201用于控制推扫位置。

该显微镜结构采用了平行于水平面的横置光路的形式，因此对焦运动不需要克服物镜切换系统或者传统载物台系统的重力，直接采用结构简单、动态特性好、控制精度高的直线电机驱动形式实现对焦运动。提高全自动扫描过程中的对焦系统性能的同时，降低了全自动显微镜系统的实施成本。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，

本技术：
的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种用于全自动扫描的光路横置数字显微镜结构，包括：照明模块、扫描进给模块、物镜模块、直线驱动对焦模块、无限远成像光路模块、相机；所述照明模块、所述物镜和所述无限远成像光路模块的光轴平行于水平面；待测切片安装于所述扫描进给模块上，所述照明模块发出的光线依次经过所述待测切片、所述物镜模块以及所述无限远成像光路模块后进入所述相机；所述物镜模块安装在所述直线驱动对焦模块上，所述直线驱动对焦模块驱动所述物镜模块在所述光轴方向上来回移动。采用平行于水平面的横置光路形式，对焦运动不需要克服物镜切换系统或者传统载物台系统的重力，提高全自动扫描过程中的对焦性能。

技术研发人员：谷朝臣;吴开杰;关新平
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2017.07.20
技术公布日：2017.11.07