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中級(jí)會(huì)員 | 第15年

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徠卡生物顯微鏡的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(上)

時(shí)間:2011/12/5閱讀:16774
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中儀光科作為徠卡顯微鏡,奧林巴斯顯微鏡,,尼康顯微鏡在中國地區(qū)的經(jīng)銷商,,為北京顯微鏡購買者提供服務(wù).我們公司長期供應(yīng)工業(yè),體視,,金相顯微鏡,,倒置顯微鏡,偏光顯微鏡,,熒光,,徠卡生物顯微鏡等等一系列產(chǎn)品。做到廣大消費(fèi)群體滿意就是我們的宗旨,。
 
徠卡生物顯微鏡除光學(xué)系統(tǒng)(由目鏡,、物鏡和照明系統(tǒng)組成)外.還必須配以適當(dāng)?shù)臋C(jī)械部分才能正常工作。通常.機(jī)械部分主要包括底座,、鏡臂,、鏡筒、物鏡轉(zhuǎn)換器,、載物臺(tái)和調(diào)焦機(jī)構(gòu),。圖3—15為雙簡目鏡顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖。雙簡目鏡顯微鏡是用一組復(fù)合棱鏡把透過物鏡后的光束分成強(qiáng)度相同的2束而形成2個(gè)中間像,,分別再由左右目鏡放大,。圖3—16給出其光學(xué)原理。
生物顯微鏡結(jié)構(gòu)
顯微鏡光學(xué)原理

來自物鏡的光柬經(jīng)半五角棱鏡I折轉(zhuǎn)90°進(jìn)入半透復(fù)合棱鏡II,。復(fù)合棱鏡II由大小兩個(gè)等腰直角棱鏡膠合而成,,膠合面上鍍半透膜,,恰好使入射光分成強(qiáng)度相等的2束光分別經(jīng)棱鏡III和IV形成分開的兩平行光束.調(diào)節(jié)III和IV的間距即可調(diào)節(jié)這兩個(gè)平行光軸的距離,。在兩個(gè)平行光軸上形成的中間橡P1和P2是和目鏡L1和L2共軸的。由于人的瞳間距一般在53—75mm之間.即兩條平行光軸間距離也應(yīng)在這個(gè)范圍內(nèi)可調(diào),。在目鏡筒內(nèi),,棱鏡II是固定在中間的,棱鏡III和IV安裝在兩塊相對于II可左右滑動(dòng)的滑板上,,通過調(diào)整可以適應(yīng)不同瞳孔距的觀察者,。

其實(shí)光靠調(diào)節(jié)棱鏡滑板使光軸間距和觀察者的瞳間距相等還是不夠的,。只要分析一下當(dāng)光軸間距離變動(dòng)時(shí)對巾間像面P1和P2的影響就明白其中的道理了。假定雙目鏡筒等長,,中間像面跟目鏡距離也相等,,其條件必須是從棱鏡I出來的光束經(jīng)棱鏡II和III及經(jīng)棱鏡II和IV的光程是相等的,顯然滿足這個(gè)條件的瞳間距是一個(gè)確定的值,。那么當(dāng)調(diào)節(jié)瞳間距即兩個(gè)平行光軸間距時(shí),,P就會(huì)在一定范圍△內(nèi)移動(dòng),如果目鏡筒長是固定的沒有對應(yīng)于△的可調(diào)節(jié)量,,那么就會(huì)破壞顯微鏡的光學(xué)成像條件,。為此在雙筒目鏡的鏡筒上就需要設(shè)有筒長補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。一般在門鏡管上有刻度尺,,只要選定和瞳間距滑板刻度數(shù)符合就可得到補(bǔ)償了,。先進(jìn)的雙目顯微鏡能夠進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償,而且會(huì)考慮使用者兩只眼睛屈光度的不同再進(jìn)行屈光度調(diào)節(jié),。大部分顯微鏡對左側(cè)目鏡有±5屈光度的調(diào)節(jié)范圍,。使用時(shí),先調(diào)節(jié)日鏡筒上的光瞳間距(若需要還配合筒長補(bǔ)償),,使兩眼看到單一的像,,再通過屈光度調(diào)節(jié)使兩眼都能清晰地看到單一的像。

目前,,在雙目顯微鏡中已有可以看到立體像的體現(xiàn)顯微鏡,,能夠獲得更豐富的信息。

(一)底座

底座是顯微鏡的基礎(chǔ),,它支持整個(gè)鏡體在工作狀態(tài)時(shí)的平衡,。為此,底座必須有適當(dāng)?shù)男螤?、大小和質(zhì)量c常用的底應(yīng)形狀以蹄形和矩形為多.也有用圓形,、橢圓形、丁字形和三角形的,。底座的底面通常設(shè)計(jì)有3個(gè)凸臺(tái).以便與工作臺(tái)面保持良好的接觸,。整臺(tái)顯微鏡的重心到底面的垂線座位于3個(gè)風(fēng)臺(tái)所構(gòu)成的平面內(nèi)。底座所用的材料以鑄鐵為多,,以便使重心降低,,機(jī)構(gòu)穩(wěn)定。底座也有用合金鋁等材料制造的,,其內(nèi)部中空,,用以安置變壓器及控制部分的電子元件。這種結(jié)構(gòu)比較緊湊,整機(jī)也很穩(wěn)定,,是一種較好的設(shè)計(jì)形式,。

(二)鏡臂

對直簡顯微鏡,鏡臂通過傾軸與底座上的支架相連,。照明光路,、載物臺(tái)、成像光路和調(diào)焦旋鈕均安置于鏡臂上,。使用時(shí),,鏡臂靠近操作者,載物臺(tái)在鏡臂前方,。作長時(shí)期觀測時(shí),,可使整個(gè)鏡體傾斜.此時(shí)顯微鏡的重心到底座的垂線應(yīng)通過(或很接近)傾斜軸,以使顯微鏡處于穩(wěn)定狀態(tài),。

彎把顯微鏡的鏡臂與底座合成主體,。成像光路、載物臺(tái),、聚光鏡和粗細(xì)調(diào)節(jié)旋鈕安置于鏡臂上,,光源和下聚光鏡則安置在底座內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)安排使操作者可直接面對載物臺(tái)(不被鏡臂隔開),,而鏡臂不妨礙操作,,工作面積更大。

(三)鏡簡及齊焦

鏡筒的上端安置目鏡,,下端通過物鏡轉(zhuǎn)換器與物鏡相連c若目鏡借助于轉(zhuǎn)像棱鏡與水平面成一傾斜角,,則該棱鏡的連接件也將安置于鏡筒上。某些有攝影裝置的顯微鏡,,鏡筒上帶有分光器和攝影接筒以便與照相機(jī)相連,。鏡筒分光器上安裝了共覽裝置.可同時(shí)供5人觀測,給教學(xué)及科研帶來很大的方便,。

對直簡顯微鏡而言,,鏡筒借助于燕尾導(dǎo)軌與鏡臂相連,調(diào)焦時(shí)鏡筒可上下移動(dòng),,但不得晃動(dòng),。移動(dòng)時(shí)沿一直線上下,此直線與載物臺(tái)面垂直,,其誤差不超過0.1°,。

為了使用上的方便,各個(gè)物鏡與目鏡應(yīng)齊焦,,且物鏡的像平面應(yīng)保持不變,。為此必須設(shè)計(jì)合理的鏡筒長并作相應(yīng)規(guī)定才行,這就要引入機(jī)械筒長的概念,。

如圖3—17所示,,設(shè)物點(diǎn)A經(jīng)物鏡后成像在A’點(diǎn),此點(diǎn)也即目鏡的物方焦點(diǎn)F2,。為了能采用不同倍率的目鏡,,使高倍目鏡(短焦距)也能順利齊焦,將目鏡物方焦點(diǎn)即中間像位置,,到目鏡定位面距離c定為10mm,。物鏡定位面到物點(diǎn)A的距離為6,由于高,、低倍物鏡的工作距離及結(jié)構(gòu)形式均不同,,b值應(yīng)合理選擇。b太長,,保持物鏡內(nèi)各透鏡組光軸同心困難,,將影響物鏡質(zhì)量。b太短,,結(jié)構(gòu)不易安排,,且工作距離也小。一般認(rèn)為,,b=45mm是個(gè)合理的值,。我國規(guī)定,由物鏡定位面至鏡簡上端面(目鏡定位面)的距離lo=160mm,,該距離稱為機(jī)械筒長,。物鏡定位面到中間像平面距離t1=150mm。各國對機(jī)械筒長的規(guī)定不同,,有160mm,、170mm和190mm等幾種。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定.當(dāng)機(jī)械筒長為160mm時(shí),,lo=150±0.5mm,、c=10±0.3mm,b=45mm,,它的公差見表3—5,。
 

必須指出。b的尺寸是物體無覆蓋物時(shí)的距離,當(dāng)蓋玻片為017mm時(shí).b=45.06mm,;當(dāng)物體覆蓋1.5mm厚的加熱臺(tái)玻璃窗時(shí),,6=45.5mm。

對某些帶轉(zhuǎn)像棱鏡的生物顯微鏡而言,,應(yīng)考慮棱鏡中的光程,,使物鏡的物像共軛距依然保持195mm,以滿足機(jī)械筒長為160mm的要求。

(四)物鏡轉(zhuǎn)換器

使用徠卡生物顯微鏡時(shí),,常需要更換物鏡和目鏡,,以改變倍率。目鏡的更換較簡單,,只需從鏡筒上抽出原目鏡,,另插入所需的目鏡即可。但更換物鏡必須旋動(dòng)物鏡螺紋.不僅麻煩,,也易碰傷物鏡或標(biāo)本,。因此,目前的顯微鏡在鏡筒下端都有物鏡更換裝置,。物鏡轉(zhuǎn)換器是生物顯微鏡zui常用的物鏡更換裝置,。

以定位結(jié)構(gòu)分,物鏡轉(zhuǎn)換器可分為內(nèi)定位式和外定位式兩種,,它們都固定在鏡筒下端,。轉(zhuǎn)動(dòng)板可繞固定板上的軸旋轉(zhuǎn),其上開有3個(gè)以上的螺孔,,用以安置物鏡,。普通型生物顯微鏡,它的物鏡轉(zhuǎn)換器以3—57孔居多,。5孔或5孔以上的轉(zhuǎn)換器大多用在型顯微鏡上,。

旋轉(zhuǎn)動(dòng)板時(shí),物鏡可一個(gè)接著一個(gè)由定位器定位在正常的丁作位置,。內(nèi)定位的物鏡轉(zhuǎn)換器,,定位銷固定于轉(zhuǎn)動(dòng)板上,定位簧片則固定在固定板上,,外定位的物鏡轉(zhuǎn)換器,,其轉(zhuǎn)動(dòng)板的圓周上有3個(gè)120°等分的凸緣,在凸緣上有定位槽,,定位簧片則安裝在固定板上,,其上有定位珠。

中檔或顯微鏡的物鏡轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)屬于內(nèi)定位結(jié)構(gòu),,由定位簧片及滾珠組成,。旋轉(zhuǎn)板邊緣加工成凸槽,其內(nèi)安置許多滾珠,,使旋轉(zhuǎn)板和固定座之間的相對運(yùn)動(dòng)為滾動(dòng),。這種轉(zhuǎn)換器定位精度高,轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn),,輕巧,。

不論哪種形式的物鏡轉(zhuǎn)換器,,其精度都直接影響顯微鏡的成像質(zhì)量。通常設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證定位精度和齊焦精度,。所謂定位精度是指不論哪個(gè)物鏡在工作狀態(tài)時(shí),,其光軸都與目鏡光軸重合,此時(shí)不同物鏡的視場中心保持不變,。齊焦精度指的是當(dāng)一個(gè)物鏡在工作位置調(diào)焦清楚后,,轉(zhuǎn)換到其他物鏡時(shí),,應(yīng)在不重新調(diào)焦的情況下就能看到物像(要獲得清晰像,,允許作微量細(xì)調(diào))。

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