一种用于光学显微镜的对焦机构及其对焦方法与流程

本发明涉及光学显微镜，具体是一种用于光学显微镜的对焦机构及其对焦方法。

背景技术：

1、光学显微镜是一种利用光学原理的显微镜，把肉眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。显微镜在使用过程中，需要操作人员反复进行同一程式化的操作，其中包括显微镜的调焦，一般都是通过人工对目镜的观察，先是粗调显微镜镜筒与载物台的距离，调整到大致清晰时，再通过微调旋钮进行微调，使被观察物体的图像最清晰，但是这样的对焦过程，长时间重复进行操作，操作复杂，枯燥且易容易使人疲劳，也容易使人观测的结果出现人为偏差。

2、现有一种申请号为202210436046.2的中国专利，公开了具有高精度自动对焦机构的显微镜，包括基座，所述基座上安装有载物台和镜头，所述基座的后端设置有立柱，所述立柱的顶部前端固定安装有旋转驱动，所述旋转驱动和垂直于地面的旋转轴驱动连接。

3、上述专利文件中的技术方案以电动的方式实现镜头的自动对焦及样品的配合运动，但其在实际运用的过程中电动式的自动对焦依旧存在着误差风险，且无法便捷精确的进行对焦后的镜头调整；产品对样品进行观测时只能够进行样品的单个观测，一般物品在被观测时同类物品至少要制取两个观测样品，进而同类的多个样品在被观测时，需要依次的上下料操作，然后驱动升降移动机构实现对后续放置样品的对焦操作，其中，样品的上下料及后续对焦的操作时间影响对样品的观测效率。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种用于光学显微镜的对焦机构及其对焦方法，通过识别模块、控制模块及驱动模块的组合，实现对观测部件的整体性自动化调整，以此提高产品在粗略对焦时的效率，然后配合现有的对焦结构实现产品镜头的手动便捷性对焦，以此实现自动与手动的有效结合，在提高对焦效率的情况下保障对焦的效果，结合置物部件的设置，进而可对不同类样品进行装载，以工位切换的方式实现对被测物的高效切换，而同类的多个样品可进行移动换位，从而实现产品在被测物出现替换时能够进行快速的精确对焦，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面的技术方案：一种用于光学显微镜的对焦机构，包括由镜座、镜臂、载物台、遮光器、反光镜与观测部件所构成的显微镜主体，其中，观测部件由对焦结构与观测件所构成，所述镜臂上设置有用于驱动观测部件进行升降运动的驱动模块、用于识别被测样品的识别模块、用于中控处理的控制模块与用于提供电源的蓄电池主体，其中，驱动模块由电机一、减速器主体与丝杆所构成，电机一与丝杆分别装配于减速器主体的输入端与输出端，对焦结构螺纹连接于丝杆上；

4、所述载物台上安装有用于装载被测物的置物部件，置物部件由驱动机构、工位盘与置物机构所构成，其中，驱动机构装载于载物台上，工位盘设置于驱动机构上，置物机构包括有多个，沿圆周方向设置于工位盘上；

5、所述置物机构包括设置于工位盘上的基础件，基础件的侧壁上活动连接有u型板，u型板的两侧内壁上均滑动连接有侧板一与侧板二，每个侧板一与侧板二上均设置有齿条，上下对称的两个齿条之间设有与之啮合传动的齿轮，多个齿轮之间通过调节轴进行串联，每个侧板一与侧板二上均设置有夹持组件。

6、作为本发明再进一步的方案，所述镜座的顶部壳壁上一体式设置有固定座，所述镜臂通过销轴安装于固定座上，所述载物台由支架与载板所构成，其中，载板固定连接于支架的顶端，支架通过螺栓固定连接于镜臂的底部侧壁上，所述载板上开设有通光孔，所述遮光器转动连接于载板的底部壳壁，其中，遮光器上的孔洞与通光孔进行重合，所述反光镜安装于支架上，该反光镜用于反射光线穿过通光孔。

7、作为本发明再进一步的方案，所述镜臂的顶部侧壁上开设有凹槽与导向槽，其中，导向槽包括有两个，分别位于凹槽的前后侧，每个导向槽中均滑动连接有导向条，多个导向条远离镜臂的一侧共同固定连接于对焦结构上；

8、所述观测件由转换器、镜筒、目镜与物镜所构成，其中，镜筒设置于转换器的顶部，物镜包括有多个，分别沿圆周方向设置于转换器的底部，目镜插接于镜筒的顶端，目镜、物镜与通光孔处于同一轴心线上，所述观测件与对焦结构之间活动连接。

9、作为本发明再进一步的方案，所述电机一与减速器主体均设置于镜臂的顶部外壁上，所述丝杆的底端贯穿凹槽的顶部壳壁，并通过轴承转动连接于凹槽的底部内壁上，且丝杆上螺纹连接有内纹座，内纹座的侧壁通过螺钉安装于对焦结构上，所述减速器主体的左侧开设有位于镜臂上的缺口，所述蓄电池主体装配于缺口中，用于电源的提供，所述识别模块安装于镜臂的右侧壳壁上，所述控制模块设置于镜臂的前侧壳壁上。

10、作为本发明再进一步的方案，所述驱动机构包括通过螺栓固定连接于载板上的支撑架，支撑架的顶部壳壁上安装有电机二，电机二的输出端设置有蜗杆，蜗杆的侧边设有与之啮合传动的蜗轮，蜗轮上安装有旋转轴，旋转轴的底端通过轴承转动连接于支撑架的顶部壳壁上，所述工位盘固定连接于旋转轴的顶端，工位盘的底部壳壁上开设有环形槽，所述蜗杆远离电机二的一端通过轴承转动连接于支板，支板的底端固定连接于支撑架上；

11、所述工位盘上沿圆周方向开设有多个切口，用于充当不同的工位，多个所述置物机构与多个切口之间一一对应。

12、作为本发明再进一步的方案，所述基础件包括通过螺钉固定连接于工位盘顶部壳壁上的l型板，l型板的侧壁上一体式设置有滑轨，滑轨的上方与下方均安装有位于l型板侧壁上的复位件；

13、所述复位件由端板、导向杆、复位弹簧与载座所构成，其中，端板包括有两个，分别设置于导向杆的两端，并固定连接于l型板的侧壁上，载座与复位弹簧套设于导向杆上，其中，复位弹簧包括有两个，分别位于载座的两侧，载座与u型板之间通过螺栓进行固定连接，且u型板与滑轨之间滑动连接。

14、作为本发明再进一步的方案，所述u型板的两侧内壁上均一体式设置有两个滑条，所述侧板一滑动连接于上方的滑条上，所述侧板二滑动连接于下方的滑条上，每个所述侧板一与侧板二的侧壁上均一体式设置有凸条，多个所述齿条分别固定连接于相应的凸条上，所述调节轴的两端分别贯穿u型板的相应侧壁，并安装有调节把手。

15、作为本发明再进一步的方案，每个所述侧板一与侧板二的内壁上均一体式设置有凸台一与凸台二，凸台一与凸台二之间的空隙用于容纳待测的样品；

16、所述夹持组件包括设置于凸台一上的压片夹，所述压片夹由定位杆与压玻片所构成，其中，定位杆螺纹连接于凸台一的顶部壳壁上，压玻片套设于定位杆上。

17、作为本发明再进一步的方案，所述夹持组件由压片件与辅助件所构成，其中，压片件包括开设于上方凸台一上的贯穿孔一与开设于下方凸台一上的贯穿孔二，贯穿孔一中活动连接有活动杆一，活动杆一上套设有用于压夹样品的压片一，活动杆一的周壁上开设有弧形槽一，弧形槽一中滑动连接有凸杆一，凸杆一远离弧形槽一的一端固定连接有耳板一，耳板一的底端固定连接于凸台一上；

18、贯穿孔二中活动连接有活动杆二，活动杆二上套设有用于压夹样品的压片二，且活动杆二的底端贯穿相应的侧板二，并滚动连接有滚珠，所述活动杆二的周壁上开设有弧形槽二，弧形槽二中滑动连接有凸杆二，凸杆二远离弧形槽二的一端固定连接有耳板二，耳板二的顶端固定连接于侧板二的底部壳壁上；

19、所述活动杆一的顶端活动连接有异形板，异形板的另一端对应下方的活动杆二，所述异形板上开设有圆孔，圆孔中设有圆杆，圆杆的底端固定连接于相应的侧板一上，且侧板一与异形板之间套设有位于圆杆上的挤压弹簧；

20、所述辅助件包括通过螺栓固定连接于支撑架底部壳壁上的托架，托架的顶部固定连接有弧形台，弧形台的两侧均开设有倾斜面，用于方便滚珠的活动接触，其中，弧形台位于环形槽的正下方。

21、第二方面的技术方案：一种用于光学显微镜的对焦机构的对焦方法，该方法包括以下步骤：

22、步骤一、显微镜主体的对光校准：取出显微镜主体，将其放置于桌面上，然后装配好观测件上的目镜与物镜，并使得低倍镜对准通光孔；

23、调节遮光器，使得其上较大的孔洞对准通光孔，一只眼睛注视目镜内，另一只眼睛睁开，调整反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜可以看到白亮的圆形视野，以此完成对光校准；

24、步骤二、样品制作：先将各类待测物品进行样品制作，而同类待测物品制作两份样品，样品制作完成后在其上贴附识别码，然后将识别码信息记录于控制模块中；

25、步骤三、样品装载：由手动装载与自动装载所构成；

26、手动装载：通过控制模块对置物部件中的驱动机构进行开启，使得工位盘进行旋转换位，以此实现其上的多个置物机构进行切换，每次置物机构完成切换后便进行暂停，方便工作人员将待测的同类两份样品放置于同一置物机构上的侧板一与侧板二上，样品放置完成后，通过对其上夹持组件中压片夹的压玻片进行手动调整，以此完成对样品的装载，然后再以控制模块实现对驱动机构的开启，循环往复，从而完成对不同类样品在相应置物机构上的手动装载；

27、自动装载：通过控制模块对置物部件中的驱动机构进行开启，使得工位盘进行旋转换位，以此实现其上的多个置物机构进行切换，每次置物机构完成切换后便进行暂停，置物机构在抵达辅助件所处的位置时，相应置物机构上的各个压片件便进行自动开启，从而方便工作人员将待测的同类样品放置于其上的侧板一与侧板二上；

28、样品放置完成后，再以控制模块实现对驱动机构的开启，以此实现工位盘上各个置物机构之间的换位，对应于辅助件的置物机构换位离开后，在挤压弹簧的作用下，进而实现复位运动，以此实现各个压片一及压片二对相应样品的夹持限位，循环往复，从而完成对不同类样品在相应置物机构上的自动装载；

29、步骤四、样品对焦：由自动对焦与手动对焦所构成；

30、自动对焦：识别模块对置物机构上样品的识别码进行识别，并将识别信息传入到控制模块中，控制模块根据识别信息开启驱动模块中的电机一，电机一的运行在减速器主体的减少作用下带动丝杆进行缓慢活动，以此实现观测部件的缓慢式升降调整；

31、手动对焦：自动对焦完成后，使用人员通过对对焦结构的手动调整，以此实现观测件对样品的清晰观测；

32、步骤五、样品调整：样品完成对焦后，其在观测的过程中可对相应置物机构中的u型板进行横向的推移调节，以此实现对样品全方位的观测，当需要进行同类样品的切换时，通过调整调节轴，驱动齿轮活动，在齿条的作用下实现侧板一与侧板二的换位，以此实现其上所装载样品的换位；

33、步骤六、简易对焦：完成同类样品的换位后，再次对对焦结构进行轻微的调整，即可完成对样品的对焦，方便对其的便捷性观测；

34、步骤七、异类样品的切换对焦；通过控制模块实现对驱动机构的开启，以此完成工位盘的旋转，带动其上所布置的多个置物机构进行换位，置物机构完成换位后，识别模块再次对待测样品进行识别，然后使得驱动模块运行，实现自动对焦，自动对焦完成后，自动对焦完成后再以手动对焦实现对样品的清晰观测。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

36、1、通过识别模块、控制模块及驱动模块的组合，实现对观测部件的整体性自动化调整，以此提高产品在粗略对焦时的效率，然后配合现有的对焦结构实现产品镜头的手动便捷性对焦，以此实现自动与手动的有效结合，在提高对焦效率的情况下保障对焦的效果。

37、2、通过在被测样品上贴附识别码，然后将识别码所对应的样品物质信息输入到控制模块中，控制模块根据识别模块所识别的信息实现驱动模块对观测部件的粗略性调整，以此高效性完成对观测部件的粗略调整。

38、3、通过置物部件的设置，进而可对不同类样品进行装载，然后以旋转切换的方式进行工位的切换，以此完成对被测物的高效切换，配合识别码及识别模块，进而在样品完成工位切换时迅速实现观测部件的高效性对焦。

39、4、同类的多个样品在置物机构上的装载可进行移动换位，从而实现同类被测物的快速性替换，然后通过对现有的对焦结构进行手动调整，以此实现产品对被测物观测时的便捷性对焦，减少被测物替换时所需的时间，进一步提高产品对焦观测的效率。

40、5、置物部件在旋转切换时配合辅助件可实现对置物机构中用于夹持样品的夹持组件进行抬升，从而取消夹持组件对样品的夹持，以此方便对该工位上的样品进行替换，从而实现在观测其他样品的过程中完成对已观测样品的便捷性替换。