[發明專利]顯微鏡物鏡轉換裝置

有效

• 申請號: 201410779091.3
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104503071A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 萬新軍;朱偉超;嚴帥;楊波
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G02B21/02
• 分類號: G02B21/02
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本發明涉及掃描顯微鏡領域，特別涉及一種基于壓電位移升降臺的顯微鏡物鏡轉換裝置。

背景技術

隨著微細加工技術的發展逐步豐富和精細，微電路、微光學元件、微機械以及其它各種微結構不斷出現，使得測量微結構表面形貌的需求越發迫切。微結構表面是由微觀結構單元組成的復雜三維結構，其測量一般都需要借助直接的或間接的顯微放大，而且要求有較高的橫向分辨率和縱向分辨率。同時，與測量平滑表面不同，測量微結構表面不僅要測量表面的粗糙度或瑕疵，還要測量表面的輪廓、形狀偏差和位置偏差。

干涉顯微法是光學干涉法和顯微系統相結合的產物，通過在干涉儀上增加顯微放大視覺系統，提高了干涉圖的橫向分辨率，從而能夠實現微納結構的三維表面形貌測量。隨著計算機技術、現代控制技術以及圖像處理技術的發展，干涉顯微法出現了測量精度達到納米級的單色光相移干涉法(PSI)和白光垂直掃描干涉法(VSI)。這兩種干涉顯微測量方法都需要顯微物鏡進行縱向掃描，使得共焦顯微鏡可以根據接收光強值的大小將整個物面上點的高度進行精密測定。

顯微物鏡縱向掃描可以通過普通的線性電動導軌來實現。但是對于類似干涉顯微測量和共焦顯微測量等精密的三維測量領域，基于各種電機的線性電動導軌往往難以達到分辨率的要求。此時就需要使用壓電位移升降臺，特別是基于柔性鉸鏈放大的壓電升降平臺來提供顯微物鏡的升降驅動。

縱向掃描顯微鏡往往還需要使用物鏡轉換器來提供多個物鏡之間的切換，從而切換物鏡時不需要手動拆裝物鏡。然而，物鏡轉換器裝上多個顯微物鏡后，其非對稱的結構會導致驅動其升降的壓電位移升降臺受到橫向負載。如果基于柔性鉸鏈放大的壓電升降平臺承受橫向負載，就會導致壓電位移升降臺的壽命大大縮短。

發明內容

本發明是針對上述問題進行的，目的在于提供一種能夠消除非對稱的顯微鏡物鏡轉換器對壓電位移升降臺所造成的橫向負載的顯微鏡物鏡轉換裝置。

本發明為實現上述目的，采用了以下的技術方案：

本發明提供一種顯微鏡物鏡轉換裝置，包括：物鏡轉換器，用于安裝復數個顯微鏡物鏡并將特定的顯微鏡物鏡轉動至使用位置；壓電位移升降臺，圓環柱形，上表面可以進行升降運動；安裝基座，圓環柱形，上端與壓電位移升降臺的下表面相連，用于固定和支撐壓電位移升降臺；連接件，穿過壓電位移升降臺和安裝基座，上部與壓電位移升降臺的上表面相連，下部和物鏡轉換器的上端相連，使得壓電位移升降臺通過連接件來帶動物鏡轉換器進行上下移動；其特征在于，還包括：橫向負載消除機構，設置在安裝基座和連接件之間，用于抵消物鏡轉換器產生的橫向負載。

根據本發明的顯微鏡物鏡轉換裝置，還可以具有這樣的特征：其中，橫向負載消除機構具有：至少兩條滑軌，分別設置在安裝基座的內表面，滑軌的延伸方向與壓電位移升降臺的上表面的運動方向相平行；和與滑軌的個數相對應的滑塊，分別與滑軌相卡合，并與連接件固定相連。

根據本發明的顯微鏡物鏡轉換裝置，還可以具有這樣的特征：其中，橫向負載消除機構是直線運動軸承，該直線運動軸承的外圓安裝在安裝基座內表面上，內圓與連接件相接觸。

發明的作用與效果

根據本發明所涉及的顯微鏡物鏡轉換裝置，因為在連接件和安裝基座之間設置了橫向負載消除機構，從而抵消安裝有多個物鏡的非對稱物鏡轉換器所產生的橫向負載，因此可以保護壓電位移升降臺不受橫向負載的影響，提高壓電位移升降臺的使用壽命。

附圖說明

圖1是實施例一的顯微鏡物鏡轉換裝置的結構示意圖；

圖2是實施例一的橫向負載消除機構的縱向剖面示意圖；

圖3是實施例二的橫向負載消除機構的橫向剖面示意圖；以及

圖4是實施例二的橫向負載消除機構的縱向剖面示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發明所涉及的顯微鏡物鏡轉換裝置作詳細闡述。

<實施例一>

圖1是實施例一的顯微鏡物鏡轉換裝置的結構示意圖。

如圖1所示，顯微鏡物鏡轉換裝置10包括物鏡轉換器11、壓電位移升降臺12、安裝基座13、連接件14以及橫向負載消除機構15。

物鏡轉換器11具有復數個顯微鏡物鏡的安裝位置(圖中未示出)，用于安裝不同的顯微鏡物鏡。在圖1中，僅畫出了物鏡16和物鏡17作為示意。物鏡轉換器11能夠繞其中軸旋轉，將所需的顯微鏡物鏡轉動到使用位置，如圖1中的物鏡16。

壓電位移升降臺12是圓環柱形結構，其上表面可以在壓電位移升降臺12中的壓電陶瓷(圖中未示出)的驅動下進行緊密的升降運動。