顯微鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)顯微鏡的要求也越來(lái)越高。顯微鏡幫助人類(lèi)認(rèn)識(shí)微觀世界，在人類(lèi)自然觀的形成和發(fā)展過(guò)程中有特殊作用。本文分析顯微系統(tǒng)的光學(xué)特性和性能指標(biāo)，研究了光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程及步驟，實(shí)現(xiàn)顯微鏡機(jī)械設(shè)計(jì)的全面進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：顯微鏡;機(jī)械;設(shè)計(jì)

引言：進(jìn)行顯微鏡機(jī)械設(shè)計(jì)研究新型顯微鏡的設(shè)計(jì)和應(yīng)用系統(tǒng)更加具備便捷性，在顯微物鏡的設(shè)計(jì)過(guò)程中，影像訊號(hào)可以在進(jìn)行觀察檢測(cè)的過(guò)程中有效的顯現(xiàn)出與目標(biāo)具有關(guān)聯(lián)性的一系列信息。實(shí)現(xiàn)了流程的設(shè)計(jì)的便捷性的進(jìn)一步的有效提升。

顯微鏡機(jī)械設(shè)計(jì)

進(jìn)行顯微鏡機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，線條相繼為透光和不透光。網(wǎng)絡(luò)板后適當(dāng)位置上與光軸對(duì)稱(chēng)地放置兩個(gè)受光元件。網(wǎng)絡(luò)板在與光軸垂直方向上往復(fù)振動(dòng)。當(dāng)聚焦面與網(wǎng)絡(luò)板重合時(shí)，通過(guò)網(wǎng)格板透光線條的光同時(shí)到達(dá)其后面的兩個(gè)受光元件。而當(dāng)離焦時(shí)，光束只能先后到達(dá)兩個(gè)受光元件，于是它們的輸出信號(hào)之間有相位差。有相位差的兩個(gè)信號(hào)經(jīng)電路處理后即可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)物鏡的位置，使聚焦面與網(wǎng)格板的平面重合。

分析零件各種信息，其中顯式信息，如尺寸、精度等，由零件經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)公式確定，形狀、材料、技術(shù)要求等作為圖形模板由零件尺寸驅(qū)動(dòng);隱式信息如結(jié)構(gòu)形狀的選擇和裝配基準(zhǔn)的定義等，由程序做好規(guī)定，用來(lái)為裝配鏡頭做準(zhǔn)備。最終系統(tǒng)借助于程序接口函數(shù)把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成AutoCAD所能接受的DXF圖形格式文件。

用寫(xiě)DXF文件的數(shù)據(jù)格式開(kāi)發(fā)和編制了一個(gè)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的尺寸、符號(hào)標(biāo)注函數(shù)庫(kù)。

首先建立輪廓邊界線方程，將剖面圖形轉(zhuǎn)化為單一的類(lèi)型，以便采用統(tǒng)一的描述處理方式，然后根據(jù)所設(shè)剖面線縱向間隔及剖面圖形縱向兩極端點(diǎn)的距離，求出剖面線的總條數(shù)，再逐條剖面線進(jìn)行處理，以減少占用的內(nèi)存，其處理的步驟是：

a.取出一條剖面線，求出它與輪廓線全部實(shí)交點(diǎn)的坐標(biāo)，存于數(shù)組中。

b.奇（偶）數(shù)剖面線按兩端點(diǎn)橫向坐標(biāo)的升（降）序排序，以便來(lái)回畫(huà)線，提高繪圖效率。

折反射式顯微鏡顧名思義是將折射系統(tǒng)與反射系統(tǒng)相結(jié)合的一種光學(xué)系統(tǒng)，光線先透一片透鏡產(chǎn)生曲折，再經(jīng)一面反射鏡將光反射聚焦，這種結(jié)合折射與反射的光學(xué)系統(tǒng)就稱(chēng)為折反射式顯微鏡。 它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡，觀察物體的光線要同時(shí)受到折射和反射。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是便于校正軸外像差。開(kāi)普勒式顯微系統(tǒng)和伽利略式顯微系兩種顯微系統(tǒng)相互比較可知，伽利略式顯微系的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)所觀測(cè)出的影像的整體清晰度的有效提升，與此同時(shí)，其成像模式較為便捷，不需要進(jìn)行倒像裝置的輔助應(yīng)用來(lái)完成成像，并且其結(jié)構(gòu)的緊密性較為理想，但是其應(yīng)用過(guò)程的開(kāi)展無(wú)法實(shí)現(xiàn)分劃板的有效安置，同時(shí)由于伽利略式顯微系的物鏡和目鏡之間存在像差互補(bǔ)問(wèn)題，因此在進(jìn)行化板的化分時(shí)，與開(kāi)普勒式顯微系統(tǒng)的應(yīng)用相比，伽利略式顯微系應(yīng)用下的觀測(cè)系統(tǒng)的清晰度相對(duì)較低。

顯微鏡的設(shè)計(jì)模式中的折射設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及反射設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效運(yùn)作，都需要保障顯微鏡與折反射式顯微目鏡的應(yīng)用的配合的理想性，同時(shí)在開(kāi)展劃分版的應(yīng)用工作的過(guò)程中，需要明確系統(tǒng)中的實(shí)像面的應(yīng)用流程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物像的劃分工作的清晰度的有效保障，此時(shí)顯微系統(tǒng)的整體放大倍數(shù)為：

Β =f / f o = D / d

以球面鏡為基礎(chǔ)，加入適當(dāng)?shù)恼凵湓?，用以校正球差，得以取得良好的光學(xué)質(zhì)量。折反射式顯微鏡有以下兩種形式：

施密特折反射式顯微鏡基本上是卡賽格林式，在球面反射鏡的球心上，所以要用特殊盤(pán)式底片，放在筒內(nèi)的焦點(diǎn)處曝光。

馬克斯托夫反射式顯微鏡與施密特式類(lèi)似，但修正透鏡形狀不同。由兩個(gè)球面構(gòu)成的彎月形透鏡，也能校正球面反射鏡產(chǎn)生的球差和彗差。這種校正透鏡稱(chēng)作馬克斯托夫彎月鏡，這種系統(tǒng)不能校正整個(gè)光束的球差，只能校正邊緣球差。

在進(jìn)行顯微鏡的matlab的整體機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，同每個(gè)組元之間的焦點(diǎn)距離的運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)多倍數(shù)值的運(yùn)動(dòng)的影響下該組織結(jié)構(gòu)的倍率參數(shù)的精確性的有效保障，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)多倍數(shù)值的運(yùn)動(dòng)的影響下該組織結(jié)構(gòu)的倍率參數(shù)的計(jì)算，同時(shí)在進(jìn)行數(shù)顯微結(jié)構(gòu)分類(lèi)選擇的過(guò)程中，為了確保所觀測(cè)到的影像的質(zhì)量的穩(wěn)定性，需要開(kāi)展物鏡成像的色差的降低工作。

開(kāi)展顯微鏡設(shè)計(jì)的研究可知，在進(jìn)行數(shù)顯微結(jié)構(gòu)的應(yīng)用的過(guò)程中，可以通過(guò)提升顯微的距離長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)顯微物體對(duì)于人的視覺(jué)的角度的變化實(shí)現(xiàn)自身的分辨率的有方向性的調(diào)整。在所需要觀察的影像的大小一定時(shí)，人眼所能夠觀測(cè)的距離與人的視覺(jué)張角成反比，折反射式顯微鏡顧名思義是將折射系統(tǒng)與反射系統(tǒng)相結(jié)合的一種光學(xué)系統(tǒng)，光線先透一片透鏡產(chǎn)生曲折，再經(jīng)一面反射鏡將光反射聚焦，這種結(jié)合折射與反射的光學(xué)系統(tǒng)就稱(chēng)為折反射式顯微鏡。 就光學(xué)系統(tǒng)存在的差異來(lái)說(shuō)，其主要有兩種，一種為光學(xué)鏡片所存在的誤差，其中包括厚度誤差，曲率中心誤差和曲率半徑誤差等，而另一種則為鏡片之間所存在的誤差，主要包括了光軸同軸度誤差和鏡片誤差等。疊加系統(tǒng)中不存在移動(dòng)組元，需要保證其安裝方法和物鏡安裝方法的相同性，受到其光闌在系統(tǒng)內(nèi)部的影響，所以其光闌位置為分界，其左右兩端均需使用一個(gè)獨(dú)立的鏡筒，并在隨后將其固定在一起，使得其左右兩端通過(guò)階梯型結(jié)構(gòu)將其鏡片固定在鏡筒中，并將隔圈進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)其透鏡和鏡組之間的空氣間隔進(jìn)行固定，并用壓圈進(jìn)行緊固，而左端套筒中需要加入鏡孔光闌，并對(duì)成像光束進(jìn)行限制。在開(kāi)展設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需要將左右套筒的安裝問(wèn)題進(jìn)行考慮，其中的左端套筒在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要給予其一個(gè)帶有內(nèi)螺紋的套筒，并通過(guò)螺紋將其兩部分進(jìn)行固定.右向左促進(jìn)鏡片的放入，會(huì)受到其最右面鏡片表示為尖角形式的接觸，而這一鏡片所對(duì)應(yīng)的曲率半徑是相對(duì)較大的，使得其能夠在收到隔圈壓力的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心。而中間的負(fù)透鏡則在經(jīng)過(guò)磨邊的情況下，保證其外徑和右面的鏡片相同，而對(duì)應(yīng)的負(fù)透鏡邊緣需要與光軸的平面相互垂直，從而實(shí)現(xiàn)其與隔圈的配合，并且需要將其誤差轉(zhuǎn)化為邊緣和光軸的角度誤差。就左面的鏡片來(lái)說(shuō)，其所對(duì)應(yīng)的外徑相對(duì)較大，需要將其固定在鏡筒中。其中的左面正透鏡和負(fù)透鏡中間所對(duì)應(yīng)的隔圈僅僅起到的是固定作用，能夠針對(duì)其隔圈對(duì)透鏡產(chǎn)生擠壓，從而導(dǎo)致其隔圈所產(chǎn)生一定的壓力，并將其進(jìn)行固定。其應(yīng)用好處主要是將其受到的加工差異而導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行減少，避免光學(xué)系統(tǒng)出現(xiàn)變質(zhì)。 它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡，觀察物體的光線要同時(shí)受到折射和反射。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是便于校正軸外像差?，F(xiàn)代顯微系的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)所觀測(cè)出的影像的整體清晰度的有效提升，與此同時(shí)，其成像模式較為便捷，不需要進(jìn)行倒像裝置的輔助應(yīng)用來(lái)完成成像，顯微鏡的設(shè)計(jì)模式中的折射設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及反射設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效運(yùn)作，都需要保障折反射式顯微物鏡與折反射式顯微目鏡的應(yīng)用的配合的理想性，當(dāng)下在進(jìn)行顯微鏡的成像色差的消除工作的過(guò)程中，主要應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法為對(duì)稱(chēng)式設(shè)計(jì)方法。開(kāi)展顯微鏡設(shè)計(jì)的研究，實(shí)現(xiàn)顯微鏡設(shè)計(jì)理念的引用的先進(jìn)性在顯微鏡設(shè)計(jì)工作開(kāi)展進(jìn)程中的真正有效發(fā)揮，可以確保顯微鏡設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的科學(xué)性和穩(wěn)定性。

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作者簡(jiǎn)介：

姓名：許亞利 （性別：女出生年月：1982年3月6日）籍貫：陜西西安民族：漢? 單位：寧波永新光學(xué)股份有限公司學(xué)歷：本科職稱(chēng)：中級(jí)工程師研究方向：? 顯微鏡機(jī)械設(shè)計(jì)及測(cè)量。

（寧波永新光學(xué)股份有限公司? 浙江 寧波? ?315040）