本發(fā)明涉及一種用于大視場斷層成像的共焦顯微鏡。
背景技術(shù)：
美國Lucid公司的系列皮膚CT產(chǎn)品，其利用共焦技術(shù)實(shí)現(xiàn)大視場斷層成像的機(jī)理存在一定缺陷：電機(jī)驅(qū)動小齒輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)與外圍齒圈配合進(jìn)行傳動，并通過凸輪槽內(nèi)的銷軸實(shí)現(xiàn)物鏡的前后平移。 但由于自由度約束過少，這種平移會引起物鏡旋轉(zhuǎn)，影響運(yùn)動精度，進(jìn)而影響斷層成像效果。 同時(shí)，這種傳動方式占用的軸向空間太大，實(shí)施起來比較困難。 機(jī)構(gòu)小型化、緊湊化。
有鑒于此顯微鏡的制作方法，本發(fā)明迫切需要解決上述技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是提供一種傳輸精度好、占用軸向空間較小的大視場斷層攝影共焦顯微鏡。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種大視場斷層攝影共焦顯微鏡，包括基板、軸向移動機(jī)構(gòu)、橫向移動機(jī)構(gòu)、物鏡和鼻管。 。 軸向移動機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)、蝸輪機(jī)構(gòu)、凸輪槽套、旋轉(zhuǎn)限位銷、軸向槽套和槽螺桿。 第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動蝸輪機(jī)構(gòu)的蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸輪機(jī)構(gòu)的蝸輪連接并驅(qū)動凸輪。 槽套轉(zhuǎn)動，凸輪槽套轉(zhuǎn)動并支撐在底板上。 旋轉(zhuǎn)限位銷插入凸輪槽套周向螺旋排列的凸輪槽中，然后固定在軸向槽套上。 物鏡固定在軸向槽套上。 在筒體的端部，槽螺釘相對于底板固定并插入軸向槽套外筒壁上沿軸向設(shè)置的軸向槽中。 槽螺桿與旋轉(zhuǎn)限位銷配合，將蝸輪的周向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為物鏡的軸向移動，實(shí)現(xiàn)斷層成像； 橫向移動機(jī)構(gòu)設(shè)置于基板上，鼻管設(shè)置于橫向移動機(jī)構(gòu)上，物鏡設(shè)置于鼻管內(nèi)，橫向移動機(jī)構(gòu)用于沿垂直于軸向的第一方向移動物鏡的方向和第二方向調(diào)整鼻管相對于基板的位置，以實(shí)現(xiàn)寬視場成像。
其中，軸向運(yùn)動機(jī)構(gòu)還包括聯(lián)軸器和凹座。 第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置于凹座的外側(cè)。 聯(lián)軸器和蝸桿相對固定并在凹形底座上旋轉(zhuǎn)。 第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)穿過聯(lián)軸器。 軸帶動蝸桿旋轉(zhuǎn)。
軸向運(yùn)動機(jī)構(gòu)還包括蝸桿固定軸承和壓環(huán)。 蝸桿固定軸承組裝至凹座的側(cè)壁，用于旋轉(zhuǎn)地支撐蝸桿。 壓環(huán)將蝸桿固定軸承壓向凹底座。
軸向運(yùn)動機(jī)構(gòu)還包括凸輪槽套固定軸承和軸承座。 軸承座安裝在底板的一側(cè)。 凸輪槽套固定軸承用于將凸輪槽套可旋轉(zhuǎn)地支撐在軸承座內(nèi)。
其中，軸向移動機(jī)構(gòu)還包括法蘭結(jié)構(gòu)的薄壁筒體。 薄壁筒體通過法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)置在底板的另一側(cè)。 薄壁筒體上設(shè)有螺紋孔，槽螺釘旋入薄壁筒體中。 螺紋孔插入軸向槽套的軸向槽中。
其中，橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括第一運(yùn)動平臺、第二運(yùn)動平臺、第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 第一運(yùn)動平臺位于第二運(yùn)動平臺與基板之間，鼻管設(shè)置于第二運(yùn)動平臺上。 第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動第一運(yùn)動平臺以帶動第二運(yùn)動平臺及鼻管沿第一方向運(yùn)動，第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動第二運(yùn)動平臺以帶動鼻管向內(nèi)運(yùn)動。第二個(gè)方向。
其中，橫向移動機(jī)構(gòu)還包括第一適配器和第二適配器。 第一轉(zhuǎn)接器的一端固定于第一移動平臺，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)沿第一方向驅(qū)動第一轉(zhuǎn)接器的另一端。 ，第二轉(zhuǎn)接器的一端固定于第二運(yùn)動平臺，第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)沿第二方向驅(qū)動第二轉(zhuǎn)接器的另一端顯微鏡的制作方法，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定于基板，第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定于基板上。到第一運(yùn)動平臺平臺。
其中，橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)還包括第一導(dǎo)軌滑塊組件和第二導(dǎo)軌滑塊組件。 第一導(dǎo)軌滑動組件設(shè)置于底板與第一運(yùn)動平臺之間，第二導(dǎo)軌滑動組件設(shè)置于第一運(yùn)動平臺上。 以及第二運(yùn)動平臺之間。
其中，橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)還包括第一彈簧元件和第二彈簧元件。 第一彈簧部件包括沿第一方向延伸的兩個(gè)第一彈簧。 第一彈簧的一端固定于基板，另一端固定于第一移動平臺。 第二彈簧部件包括沿第二方向延伸的兩個(gè)第二彈簧。 第二彈簧的一端固定于第一移動平臺，另一端固定于第二移動平臺。 第一彈簧組件用于手動沿第一方向推動第二彈簧。 第一移動平臺在一個(gè)移動平臺后復(fù)位，第二彈簧組件用于在手動沿第二方向推動第二移動平臺后使第二移動平臺復(fù)位。
其中，共焦顯微鏡還包括光耦限位開關(guān)。 光耦限位開關(guān)包括光耦檢測片和待檢金屬片。 光耦檢測片固定在基板上，并具有U型槽。 待檢金屬板的一端固定在蝸輪上，蝸輪每旋轉(zhuǎn)一圈，待檢金屬板的另一端就穿過光耦檢測片的U型槽。
本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大視野斷層共聚焦顯微鏡包括軸向運(yùn)動機(jī)構(gòu)和橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)。 軸向移動機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)物鏡的軸向焦距調(diào)整，以達(dá)到斷層成像的目的，橫向移動機(jī)構(gòu)用于沿第一方向和第一方向調(diào)整鼻管相對于基板的位置。第二方向垂直于物鏡光軸，達(dá)到大視場成像的目的； 軸向運(yùn)動機(jī)構(gòu)中，蝸輪蝸桿的傳動方式帶動凸輪槽套轉(zhuǎn)動，可以減少傳動占用的軸向空間，大大降低共焦顯微鏡的高度，從而減少共焦顯微鏡占用的空間; 進(jìn)一步地，利用一字螺釘插入沿軸向槽套的軸向設(shè)置的軸向槽中，保證凸輪槽套轉(zhuǎn)動時(shí)，與物鏡連接的軸向槽套只能沿軸向平移。物鏡不跟隨旋轉(zhuǎn)。 ，具有良好的傳輸精度，從而保證共焦顯微鏡能夠獲得高質(zhì)量的斷層成像結(jié)果。
附圖說明
圖1為本發(fā)明大視野斷層共焦顯微鏡較佳實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)圖；
圖2是圖1所示共焦顯微鏡軸向運(yùn)動機(jī)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)圖；
圖3是圖1所示共焦顯微鏡橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)圖；
如圖。 圖4是圖3所示的共焦顯微鏡的光耦限位開關(guān)的俯視圖。 1.
詳細(xì)方式
請參考圖1。 1. 本發(fā)明的大視場斷層成像共焦顯微鏡包括基板10、軸向移動機(jī)構(gòu)20、橫向移動機(jī)構(gòu)30、物鏡40、鼻管50和光耦限位開關(guān)60。
軸向移動機(jī)構(gòu)20包括第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)21、蝸輪機(jī)構(gòu)22、凸輪槽套23、旋轉(zhuǎn)限位銷201、軸向槽套24、槽螺桿(未示出)、聯(lián)軸器25、凹座26、蝸桿固定軸承27、壓環(huán)28、凸輪槽套固定軸承29和薄壁氣缸(未示出)。
第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)21為直線電機(jī)，用于驅(qū)動蝸輪機(jī)構(gòu)22的蝸桿222旋轉(zhuǎn)。 凹底26包括底壁和一對側(cè)壁。 第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)21設(shè)置在凹座26的一個(gè)側(cè)壁的外側(cè)。聯(lián)軸器25與蝸輪機(jī)構(gòu)22的蝸桿222相對固定并可旋轉(zhuǎn)地支撐在凹座26內(nèi)。第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)21通過聯(lián)軸器25驅(qū)動凹形基座26的蝸桿222旋轉(zhuǎn)。蝸桿固定軸承27設(shè)置在凹形基座26的另一側(cè)壁的通孔內(nèi)，用于旋轉(zhuǎn)支撐凹形基座26。蠕蟲 222 。 壓環(huán)28將蝸桿固定軸承27從側(cè)壁外側(cè)壓向凹底26。
蝸輪221與蝸桿222嚙合，當(dāng)蝸桿222旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動蝸輪221旋轉(zhuǎn)。 蝸輪221在軸向上設(shè)有凸臺階，并通過橫向螺釘（未示出）與凸輪槽套23連接。 因此，當(dāng)蝸輪221旋轉(zhuǎn)時(shí)，與其連接的凸輪槽套23也隨之旋轉(zhuǎn)。 凸輪槽套23具有沿其周向呈螺旋狀排列的凸輪槽231。 旋轉(zhuǎn)限位銷201插入凸輪槽套23的凸輪槽231中，然后固定在軸向槽套24上，使得軸向槽套24能夠相對于凸輪槽套繞凸輪槽231移動。
凸輪槽套23可轉(zhuǎn)動地支撐在底板10上。具體地，凸輪槽套固定軸承29卡在凸輪槽套23的外壁上，軸承座(未示出)安裝在凸輪槽套23的一側(cè)。基板10(該側(cè)遠(yuǎn)離物鏡40的一側(cè)也稱為后側(cè)，面向物鏡40的一側(cè)稱為前側(cè))。 凸輪槽套23通過凸輪槽套固定軸承29可轉(zhuǎn)動地支撐在軸承座上，即可轉(zhuǎn)動地支撐在基板10上。
軸向槽套24一端壁上設(shè)有定位孔，用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)限位銷201，另一端內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)螺紋，用于緊固物鏡40。物鏡40緊固在軸向套筒24上。軸向套筒24的外筒壁沿軸向凹設(shè)有軸向凹槽241。
槽螺釘（未示出）相對于基板10固定并插入軸向槽套24的軸向槽241中。 具體來說，薄壁管有自己的法蘭結(jié)構(gòu)。 薄壁管設(shè)置在軸向槽套24的外側(cè)，并通過其凸緣結(jié)構(gòu)設(shè)置在基板10的另一側(cè)，即設(shè)置在基板10的正面。 薄壁圓筒上設(shè)有螺紋孔，槽螺釘旋入薄壁圓筒的螺紋孔中，然后插入軸向槽套24的軸向槽241中。槽螺釘與軸向配合。凹槽241限制軸向槽套24沿周向轉(zhuǎn)動。 槽螺桿與轉(zhuǎn)動限位銷201配合，當(dāng)凸輪槽套轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)動限位銷201在凸輪槽231內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而將蝸輪221的圓周轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向運(yùn)動。物鏡40實(shí)現(xiàn)斷層成像。
橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)30設(shè)置于基板10上，鼻管50設(shè)置于橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)30上，物鏡40設(shè)置于鼻管50內(nèi)，橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)30用于沿橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)40移動。第一方向x垂直于物鏡40的軸向，第二方向y調(diào)整鼻管50相對于基板10的位置，以實(shí)現(xiàn)寬視場成像。 第一方向x和第二方向y彼此垂直。
具體地，橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)30包括第一運(yùn)動平臺31、第二運(yùn)動平臺32、第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)33、第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)34、第一適配器35、第二適配器36、第一導(dǎo)軌滑塊組件37。 、第二導(dǎo)軌滑塊組件38、第一彈簧組件和第二彈簧組件。 優(yōu)選地，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)33和第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)34為線性電機(jī)。
第一運(yùn)動平臺31設(shè)置于基板10的前側(cè)，且位于基板10與第二運(yùn)動平臺32之間。 鼻管50設(shè)置于第二運(yùn)動平臺上。 第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)33用于驅(qū)動第一運(yùn)動平臺31。 第二運(yùn)動平臺32與鼻管50沿第一方向x運(yùn)動，第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)34用于驅(qū)動第二運(yùn)動平臺32帶動鼻管50相對于第一運(yùn)動平臺31沿第二方向x運(yùn)動。方向y。
優(yōu)選地，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)33固定于基板，第一轉(zhuǎn)接器35的一端固定于第一移動平臺31，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)33沿第一方向x驅(qū)動第一轉(zhuǎn)接器35的另一端。 ; 第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)34固定于第一移動平臺31，第二適配器36的一端固定于第二移動平臺32，第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)34沿第二方向y驅(qū)動第二適配器36。
第一導(dǎo)軌滑塊組件37和第二導(dǎo)軌滑塊組件38的設(shè)置是為了提高第一運(yùn)動平臺31和第二運(yùn)動平臺32的運(yùn)動精度，其中第一導(dǎo)軌滑塊組件37和第二導(dǎo)軌滑塊組件38的導(dǎo)軌相互配合。其中一個(gè)滑塊設(shè)置于基板10上，另一個(gè)滑塊設(shè)置于第一移動平臺31上。 第二導(dǎo)軌滑塊組件38的配合導(dǎo)軌和滑塊其中一個(gè)設(shè)置在第一運(yùn)動平臺31上，另一個(gè)設(shè)置在第一運(yùn)動平臺31上。一個(gè)設(shè)置在第二運(yùn)動平臺32上。 優(yōu)選地，第一導(dǎo)軌滑塊組件37的數(shù)量為兩個(gè)，第二導(dǎo)軌滑塊組件38的數(shù)量也為兩個(gè)。
第一彈簧組件包括兩個(gè)相互平行且均沿第一方向x延伸的第一彈簧301。 第一彈簧301的一端固定于基板10，另一端固定于第一移動平臺31。 第一彈簧組件用于當(dāng)?shù)诙?qū)動機(jī)構(gòu)33不工作時(shí)，手動沿第一方向x推動第一移動平臺31。 當(dāng)?shù)诙?qū)動機(jī)構(gòu)33釋放后，第一移動平臺31在第一彈簧301的彈力作用下自動復(fù)位。 第二彈簧組件包括兩個(gè)相互平行且沿第二方向y延伸的第二彈簧302。 第二彈簧302的一端固定于第一移動平臺31，另一端固定于第二移動平臺32。 第二彈簧組件用于在第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)不工作時(shí)手動沿第二方向y推動第二移動平臺32。 松開后，第二移動平臺32在第二彈簧302的回彈力的作用下自動復(fù)位。 第一彈簧組件301和第二彈簧組件302的設(shè)置用于預(yù)調(diào)節(jié)共焦顯微鏡的大視場。
光電耦合限位開關(guān)60包括光電耦合檢測部件61和待檢測金屬片62。 光耦檢測部件61固定在基板10上，并具有U形槽611。待檢測金屬片62的一端固定在蝸輪221上。在初始位置，金屬片62的另一端固定在蝸輪221上。待檢測件62位于U形槽611內(nèi)； 蝸輪221每轉(zhuǎn)動一次，待檢金屬片62的另一端就穿過光耦合檢測元件61的U形槽611，并被光耦合檢測元件61檢測到。 當(dāng)光耦合器檢測元件61檢測到被檢金屬箔62時(shí)，軸移機(jī)構(gòu)20停止移動，從而精確地控制蝸輪機(jī)構(gòu)的移動量，從而調(diào)節(jié)物鏡40的變焦移動量。 。
與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明的大視野斷層共焦顯微鏡包括軸向移動機(jī)構(gòu)20和橫向移動機(jī)構(gòu)30。軸向移動機(jī)構(gòu)20用于實(shí)現(xiàn)物鏡40的軸向焦距調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)物鏡40的軸向焦距調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)斷層成像。 目的，橫向移動機(jī)構(gòu)30用于沿垂直于物鏡40軸向的第一方向x和第二方向y調(diào)整鼻管50相對于基板10的位置，以達(dá)到大的目的。 - 現(xiàn)場成像； 在軸向移動機(jī)構(gòu)20的方法中，采用蝸輪帶動凸輪槽套23旋轉(zhuǎn)，可以減少傳動所占用的軸向空間，大大降低共焦顯微鏡的高度，從而減小空間被共焦顯微鏡占據(jù)； 進(jìn)一步地，用一字螺釘插入軸向槽套24沿軸向設(shè)置的軸向槽241，以保證凸輪槽套23轉(zhuǎn)動時(shí)，軸向槽套24只能與物鏡40連通。物鏡軸向40°平移而不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，傳輸精度良好，從而保證共焦顯微鏡能夠獲得高質(zhì)量的斷層成像結(jié)果。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明的專利范圍。 凡是利用本發(fā)明的說明書和附圖所做出的等效結(jié)構(gòu)或等效工藝變換，或者直接或間接應(yīng)用于其他相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，均同樣包含在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特點(diǎn)：
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于大視場斷層成像的共焦顯微鏡，包括軸向運(yùn)動機(jī)構(gòu)和橫向運(yùn)動機(jī)構(gòu)。 軸向移動機(jī)構(gòu)的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動蝸輪機(jī)構(gòu)帶動凸輪槽套轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動限位銷插入凸輪槽套的凸輪槽內(nèi)然后固定在軸向槽套上。 物鏡固定在軸向槽套的端部。 槽螺釘相對于基板固定并沿軸向插入軸向槽套的外筒壁。 利用凹槽將蝸輪的圓周旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為物鏡的軸向移動，實(shí)現(xiàn)斷層成像； 橫向移動機(jī)構(gòu)設(shè)置在底板上，鼻管設(shè)置在橫向移動機(jī)構(gòu)上，物鏡設(shè)置在鼻管內(nèi)，橫向移動機(jī)構(gòu)用于沿鼻管相對位置移動。通過在垂直于物鏡軸線的第一方向和第二方向上調(diào)節(jié)基板，可以實(shí)現(xiàn)大視場成像。
技術(shù)研發(fā)人員：苗鑫； 張?jiān)坪＃?朱雷
受保護(hù)技術(shù)使用者：吉林亞泰中科醫(yī)療器械工程技術(shù)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.07.06
技術(shù)公告日期：2018.01.16
