一种显微镜自动对焦控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于显微镜制造领域，尤其涉及一种显微镜自动对焦控制装置。
【背景技术】
[0002]在科研工作之中，显微镜是必不可少的科学观测仪器，以地质研究为例，矿物鉴定、包裹体观测等工作往往都需要显微镜参与。在使用显微镜时需要操作者调节对焦螺旋，增加或减小物镜到样品的距离，从而使焦点对准待观测样品。但实际应用之中，操作者如果经验不足，往往无法确定焦点的位置，在对焦时不能清楚判断应该增大还是减小物镜到样品的距离，造成一定的不便，另外，对于一些高倍短焦镜头，由于其镜筒过长，如果对焦前焦点已经在待观测样品下方，操作者仍然升高载物台或降低镜筒，减小物镜到待观测样品的距离，会造成镜筒压坏待观测样品，在初学者使用显微镜过程中，这种情况时有发生。如果显微镜能够自动完成对焦这一程序，将避免对焦时的不便和待观测样品被压坏的情况发生，传统显微镜还不具备自动识别焦点位置并自动对焦的功能。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有显微镜不能自动识别焦点位置并自动对焦，从而导致对焦时的不便和待观测样品被压坏的问题，提供一种显微镜自动对焦控制装置，实现自动对焦的功能，并防止物镜镜筒压坏待观测样品。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种显微镜自动对焦控制装置，包括透明块、自下到上倾斜贯穿透明块内部的透明红色条带、分光棱镜、第一全反射棱镜、第二全反射棱镜、凸透镜、光敏电阻盒、电动机控制电路、电动机，透明块设置在显微镜物镜下方的载物台上，显微镜物镜上方设置分光棱镜，分光棱镜的一侧设置第一全反射棱镜，自分光棱镜出射的第一路光线经过第一全反射棱镜后射入显微镜的目镜，分光棱镜的另一侧设置第二全反射棱镜，凸透镜位于第二全反射棱镜的上方，自分光棱镜出射的第二路光线经过第二全反射棱镜后射入凸透镜，该凸透镜将第二路光线转换为平行光，光敏电阻盒设置在该凸透镜的上方，光敏电阻盒包括光敏电阻一和光敏电阻二，光敏电阻一、光敏电阻二分别与透明块中的透明红色条带下端所在一侧、透明红色条带上端所在一侧的位置相对应，电动机控制电路的一端与光敏电阻一、光敏电阻二相连，电动机控制电路的另一端与电动机相连，电动机的转轴与显微镜对焦螺旋的转轴连接。
[0005]按上述技术方案，透明块为长方体，所述透明红色条带与透明块的下端面之间角度为30。?60。。
[0006]按上述技术方案，所述电动机控制电路包括，电源的正极与电阻R471连接，R471的另一端与单刀双掷开关K41的静触点连接，K41的第一动触点D411与电阻R473的一端连接，K41的第二动触点D412与电阻R474的一端连接，单刀双掷开关K42的静触点与电动机M48的一端连接，K42的第一动触点D421与R473的另一端连接，K42的第二动触点D422与R473的一端连接，M48的另一端与单刀双掷开关K43的静触点连接，K43的第一动触点D431与继电器Q46的一端连接，K43的第二动触点D432与R474的另一端连接，Q46的另一端与Q45的一端连接，Q45的另一端与电阻R472的一端连接，R472的另一端与继电器Q441的一端连接，Q441的一端与继电器Q442的一端连接，Q441的另一端与光敏电阻R251的一端连接，R251的另一端与R473的一端连接，Q442的另一端与光敏电阻R252的一端连接，R252的另一端与R474的一端连接，电源的负极与开关K401的静触点连接，K401的动触点与激光接收器J16的一端连接，J16的另一端与R473的另一端连接，K401的动触点与激光发射器L15的一端连接，L15的另一端与Q46的一端连接，L15和J16固定在载物台上，且位于物镜镜筒两侧。
[0007]按上述技术方案，电动机的转轴与显微镜对焦螺旋的转轴通过变速齿轮组连接。
[0008]按上述技术方案，还包括插板，透明块设置在插板的头部，显微镜载物台为圆形，它的上端面沿径向设置轨道，轨道的一端设置在显微镜载物台的中心，轨道长度与载物台半径相同，轨道宽度与插板板身的宽度相匹配。
[0009]本实用新型产生的有益效果是:物镜的焦平面和倾斜的透明红色条带是两个相交的平面，因此从显微镜的目镜中观察，视域中存在一条清楚的条带，也就是该两个平面交线的附近区域，而其余位置较为模糊，调节对焦螺旋，物镜的焦平面上下移动，两平面的交线位置发生改变，视域中清楚的条带会发生移动。由于光敏电阻对红光最为敏感，利用2个光敏电阻分别与透明块中的透明红色条带下端所在一侧、透明红色条带上端所在一侧的位置相对应，来识别该2个区域强度的差异，可以间接了解显微镜物镜焦点的位置。2个光敏电阻感应光线亮度的差异，判断焦点的位置，并控制电动机的正转和反转，电动机通过变速齿轮组控制对焦螺旋，实现自动对焦的功能，解决现有显微镜对焦不便的问题。载物台上的激光发射器和激光接收器位于物镜镜筒两侧，当物镜镜筒过低时光路被挡，激光接收器自动断开干路电源，防止镜筒压坏待观测样品。
【附图说明】
[0010]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0011]图1是本实用新型实施例中载物台的结构示意图；
[0012]图2是本实用新型实施例中透明块的示意图；
[0013]图3是本实用新型实施例显微镜自动调焦的光路示意图；
[0014]图4是本实用新型实施例中物镜焦平面位于透明块上部时示意图；
[0015]图5是本实用新型实施例中物镜焦平面位于透明块中部时示意图；
[0016]图6是本实用新型实施例中物镜焦平面位于透明块下部时示意图；
[0017]图7是与图4对应的光敏电阻盒的光强分布图；
[0018]图8是与图5对应的光敏电阻盒的光强分布图；
[0019]图9是与图6对应的光敏电阻盒的光强分布图；
[0020]图10是本实用新型实施例中电动机控制电路的结构图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]本发明实施例中，提供一种显微镜自动对焦控制装置，如图1-图3所示，包括透明块13、自下到上倾斜贯穿透明块内部的透明红色条带14、分光棱镜22、第一全反射棱镜、第二全反射棱镜、凸透镜24、光敏电阻盒25、电动机控制电路、电动机，透明块设置在显微镜物镜21下方的载物台11上，显微镜物镜上方设置分光棱镜，分光棱镜的一侧设置第一全反射棱镜，自分光棱镜出射的第一路光线经过第一全反射棱镜后射入显微镜的目镜(组)，分光棱镜的另一侧设置第二全反射棱镜，凸透镜位于第二全反射棱镜的上方，自分光棱镜出射的第二路光线经过第二全反射棱镜后射入凸透镜，该凸透镜将第二路光线转换为平行光，光敏电阻盒设置在该凸透镜的上方，光敏电阻盒包括光敏电阻一和光敏电阻二，光敏电阻一、光敏电阻二分别与透明块中的透明红色条带下端所在一侧、透明红色条带上端所在一侧的位置相对应，电动机控制电路26的一端与光敏电阻一、光敏电阻二相连，电动机控制电路的另一端与电动机27相连，电动机的转轴与显微镜对焦螺旋的转轴29连接。其中，透明块可以为长方体，所述透明红色条带与透明块的下端面之间角度为30°?60°。有利于光敏电阻一和光敏电阻二感应光线亮度的差异，判断焦点的位置。透明红色条带在透明块中镶嵌，透明红色条带平面倾斜，倾斜平面与焦平面(水平面)交线是一条直线，这一直线图像最清晰，亮度最高，其余部分也就是倾斜条带平面没有位于焦平面上，图像就会模糊，亮度相对较小。研究人员制作了内部有倾斜的透明红色条带的透明块放置于显微镜之下，对清楚的条带区域和其它模糊的区域进行了光谱测试，在狭缝宽度0.5mm，曝光时间1.5s的情况下，测得清楚的条带区域的光线强度(Intensity)为60000AU，而模糊区域的强度(Intensity)为 45000AU。
[0023]从透明块射来的光线201穿过物镜21后，进入物镜21上方光路上的分光棱镜22,分光棱镜22将光线分为两路,一路光通过第一全反射棱镜231,射入传统显微镜的目镜(组)，对应图上的射向传统显微镜目镜(组)的光线202，另一路光通过第二全反射棱镜232，进入凸透镜24，凸透镜24将光线折射为平行光，平行光投射在光敏电阻盒25上，光敏电阻盒25里有第一光敏电阻251和第二光敏电阻252,位于光敏电阻盒25内的两侧,两个光敏电阻连入一个有电动机27的控制电路，光敏电阻感应两侧位置光线亮度的差异，判断显微镜物镜焦点的位置，并由电动机控制电路26控制电动机27的正转和反转，电动机27可以通过变速齿轮组控制对焦螺旋，以实现自动对焦的功能。
[0024]如图4中的对焦平面空间位置之一 Al，对焦平面31位于透明块13上部，与透明红色条带14的交线位于对焦平面31的右侧，光路经折射后射入光敏电阻盒25，第一种情况下光敏电阻盒光线分布情况A2为左侧图像清晰，右侧模糊，如图7所示，即左侧光线强度高于右侧；如图中5的对焦平面空间位置之二 BI，对焦平面31位于透明块13中部，与透明红色条带14的交线位于对焦平面31的中间，光路经折射后射入光敏电阻盒25，第二种情况下光敏电阻盒光线分布情况B2为中间图像清晰，两边模糊，如图8所示