[发明专利]音圈致动空心轴显微镜对焦装置

说明书

本发明提供了一种音圈致动空心轴显微镜对焦装置，包括控制系统、成像系统、位置调节机构、位置反馈组件、装置基板、物镜以及转接器；被测物体放置在所述物镜下方；所述位置调节机构能够沿着靠近所述被测物体或远离所述被测物体的方向运动；所述物镜通过所述转接器与所述位置调节机构相连，且所述物镜能够随着所述位置调节机构的运动而运动；所述位置调节机构以及所述位置反馈组件均与所述控制系统电连接。本发明采用音圈电机驱动物镜对焦，结构简单，安装方便，稳定性好，并且控制精度高，避免了导轨、悬臂横梁引入的物镜光路垂直度装调困难，控制困难、动态响应不高等问题。

技术领域

本发明涉及机电设计、运动控制、显微光学等技术领域，具体地，涉及一种音圈致动空心轴显微镜对焦装置。

背景技术

近年来，随着医药研发、临床检验和数字病理等领域自动化需求的提升，显微镜的数字化、自动化成为趋势，其中，显微镜自动对焦是其中重要环节。

显微镜自动对焦装置，主要分为两类：驱动载物台对焦和驱动物镜对焦。对于无限远成像系统，驱动物镜对焦方式在动态性能和稳定性上具有较大优势。目前，驱动物镜对焦方式通常采用交叉导轨、滑块导轨作为运动导向元件、通过电机-丝杆系统等拖动安装有物镜的悬臂横梁完成对焦运动。但普遍存在如下问题：由导轨和物镜安装法兰存在一定距离，需要靠悬臂梁联结，通常扫描面积和载物台尺寸越大、悬臂梁就越长，导致由导轨、悬臂横梁引入的物镜光路垂直度装调困难，悬臂横梁容易发生振动影响高倍物镜成像质量，丝杠回程间隙导致对焦精度控制困难、动态响应不高等。

专利文献CN109752832 A公开了一种显微镜镜筒在Z轴上的运动控制方法及自动显微镜，显微镜包括一台固设在显微镜镜筒一侧的相机，显微镜镜筒上具有至少一处的可被相机识别的标记点，通过相机获得标记点在当前图像中的当前像素位置；计得当前像素位置与标记点在预先标定时所获得的理想像素位置之间在高度方向上的像素个数差；依据像素个数差信息按预设规则计算出显微镜镜筒当前高度与理想高度之间的高度偏差信息；通过高度偏差信息对显微镜镜筒进行高度调节。但其仍然是采用电机-丝杆结构对物镜进行移动，仍然避免不了上述的，容易发生振动影响高倍物镜成像质量、丝杠回程间隙导致对焦精度控制困难、动态响应不高等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种音圈致动空心轴显微镜对焦装置。

根据本发明提供的一种音圈致动空心轴显微镜对焦装置，包括控制系统、成像系统、位置调节机构、位置反馈组件、装置基板、物镜以及转接器；

被测物体放置在所述物镜下方；

所述位置调节机构能够沿着靠近所述被测物体或远离所述被测物体的方向运动；

所述物镜通过所述转接器与所述位置调节机构相连，且所述物镜能够随着所述位置调节机构的运动而运动；

所述位置调节机构以及位置反馈组件均安装在所述装置基板上；

所述位置反馈组件与所述位置调节机构相连接；

所述位置调节机构以及所述位置反馈组件均与所述控制系统电连接。

优选地，所述位置调节机构包括空心轴滑动组件、音圈电机、以及致动连接板；

所述空心轴滑动组件的一端紧固安装在所述致动连接板的第一预留通孔内，所述空心轴滑动组件的另一端穿过所述装置基板，延伸至所述装置基板外部，与所述转接器相连；

所述音圈电机所具有的线圈端紧固安装在所述致动连接板的第二预留通孔内，所述音圈电机所具有的永磁机座端紧固安装在所述装置基板的第三预留通孔内；随着所述音圈电机的线圈端的上下运动，所述致动连接板能够沿着远离所述被测物体或靠近所述被测物体的方向运动；所述音圈电机与所述控制系统电连接。