一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构、Y向调节机构以及Z向调节机构，所述X、Y、Z向调节机构分别用于对光学收集镜头的X、Y、Z方向的移动进行调节，所述光学收集镜头设置在X向调节机构和Y向调节机构之间，所述光学收集镜头随Z向调节机构在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构沿X方向或Y方向水平移动。本发明专利技术突破了传统方案中三个方向调节板从上至下依次堆叠的结构，将安装后光学镜头的轴心高度下移至与其他光学元件相匹配的高度，避免了现有方案中需设置高度调节架进行轴心高度匹配的问题，简化了整体结构设计，而且通过驱动机构的结构设计，有效缩小了结构体积，减小了占用面积。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构
本专利技术属于生命科学和临床诊断仪器
，特别涉及一种适用于大口径光学收集镜头手动三维调节的紧凑型结构。
技术介绍
在生命科学和临床诊断仪器中，如荧光显微镜、流式细胞仪、共焦扫描仪、核酸测序仪、实时荧光分析仪等设备中，都采用了高灵敏度荧光激发与检测的原理，在目前商业化的设备中通常都是由激发光源，如半导体激光器、汞灯或卤素灯等，照射至待测样品、玻片、皿、腔室的表面或内部，再进行透射光、散射光以及发射荧光信号的收集。由于待检测的细胞表面抗原、与核酸特异性结合的荧光探针等生物分子的含量通常较少，其被收集到的光学信号强度非常有限，而大数值孔径的光学镜头是决定系统灵敏度的关键，故通常需要用到较大口径的镜头。同时，由于这些生物分子的尺寸非常小，而透镜系统的视场、光电检测器件的敏感面积均有限，因此激发光源照明区域相对于光学收集镜头焦点的位置、以及荧光分子经过收集镜头后成像点相对于光电检测器件的位置，都将极大影响光信号的强弱。故目前常用的荧光分析设备中的光学系统均需要经过精密设计，并设置光学收集镜头的三维调节装置，例如荧光显微镜中常用的电动位移调节台、手动平板载物台、物镜竖直方向调整的微调焦螺旋，这些结构通常尺寸较大，成本高，不适合用于较紧凑、成本敏感的光学系统。因此研究者及厂家提出了手动位移台的设计，例如北京卓立汉光仪器有限公司的APFP-XYZ型三维调整架以及申请号为201710066702.3的中国专利，均采用了镜头固定架下方连接Y方向调节板、Y方向调节板连接X方向调节板、X方向调节板连接Z方向调节板的结构方案，其三个调节维度从上至下依次堆叠，并通过转动丝杠使得三个方向上的调节板相对于丝杠移动，进行三个方向自由度的调节。现有方案中三维调整架的典型例100，如图1和2所示，该方案虽然尺寸和成本已较为优异，但依然存在三大主要问题：1、三个调节板依次堆叠在一起，导致整个底座偏高，镜头安装后的轴心位置相应升高，高于常规光学元件的轴心高度，导致在其使用时，需要在所有光学元件上增加一个高度方向的调节架，如图3中102所示，进而导致系统复杂度和成本的成倍上升。2、采用了带刻度的高精度螺纹副101来进行位移调节，虽然调节分辨率较高，但由于高精度螺纹副101伸出平移台侧面，导致三维调节架整体空间占用较多，不利于紧促型场合的使用，例如商业化仪器的内部。3、最上层镜头固定架较窄，不适用于较大口径镜头的固定。因此，针对当前高精度、高灵敏的光学检测与分析仪器中，所需求的兼容大口径收集镜头、可三维自由调节、有限成本和空间占用的需求，急需提供一种用于安装后光学轴心低、可手动三维自由调节的紧凑型结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够适用于大口径光学收集镜头，且光学收集镜头安装轴心高度与常规光学元件匹配，同时能在三个正交垂直的自由维度手动精确调节的结构。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构、Y向调节机构以及Z向调节机构，所述X向调节机构、Y向调节机构以及Z向调节机构分别用于对光学收集镜头的X、Y、Z方向的移动进行调节，其特征在于：所述光学收集镜头设置在X向调节机构和Y向调节机构之间，所述光学收集镜头随Z向调节机构在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构沿X方向或Y方向水平移动。本专利技术所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Y向调节机构包括Y向基座、Y向调节板以及Y向驱动机构，所述Y向基座用于将三维调节结构固定至仪器底板，所述Y向调节板与Y向基座滑动连接，所述Y向调节板在Y向驱动机构作用下相对于Y向基座沿Y向移动；所述Z向调节机构包括镜头固定架以及Z向驱动机构，所述镜头固定架与Y向调节板滑动连接，所述镜头固定架在Z向驱动机构作用下相对于Y向调节板沿Z向移动，所述光学收集镜头套接在镜头固定架上，在沿Y向及Z向移动过程中，所述光学收集镜头与镜头固定架相对静止且同步移动，在沿X向移动过程中，所述光学收集镜头相对于镜头固定架作水平移动；所述X向调节机构包括X向调节板以及X向驱动机构，所述X向调节板与镜头固定架上端部滑动连接，所述X向调节板在X向驱动机构作用下相对于镜头固定架沿X向移动，所述光学收集镜头固定安装于X向调节板下方，所述光学收集镜头位于X向调节板与Y向调节板之间。本专利技术所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Y向基座中部设置有工字形条状突出部，所述Y向调节板整体呈U形结构，所述Y向调节板的中空腔底部设置有与Y向基座上工字形条状突出部对应配合的Y向滑槽，所述镜头固定架呈箱形结构且置于Y向调节板的中空腔内，在所述镜头固定架前端面设置有用于光学收集镜头穿过的通孔，在所述镜头固定架两侧对称地设置有与Y向调节板的U形上部竖直段对应配合的Z向滑槽，在所述镜头固定架顶部设置有与X向调节板对应配合的X向滑槽，所述X向调节板可滑动地置于X向滑槽内。本专利技术所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其在所述Y向基座的工字形条状突出部两侧设置有Y向基座导轨槽，在所述Y向调节板的Y向滑槽内侧壁设置有与Y向基座导轨槽对应配合的调节板Y向导轨槽；在所述Y向调节板上部竖直段的两侧端面分别设置有调节板Z向导轨槽，在所述镜头固定架的Z向滑槽内侧壁设置有与调节板Z向导轨槽对应配合的固定架Z向导轨槽；在所述镜头固定架的X向滑槽内侧壁设置有固定架X向导轨槽，在所述X向调节板两侧对称地设置有与固定架X向导轨槽对应配合的调节板X向导轨槽；在所述Y向基座导轨槽与调节板Y向导轨槽之间、所述调节板Z向导轨槽与固定架Z向导轨槽之间以及所述固定架X向导轨槽与调节板X向导轨槽之间分别设置有用于直线移动的导轨组成。本专利技术所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述导轨组成包括钢丝导轨、滚珠片以及若干球形滚珠，在所述滚珠片上设置有若干与球形滚珠一一对应的安装孔，所述钢丝导轨分为两组且分别设置在对应的导轨槽内，每组钢丝导轨由至少两根钢丝组成，装配有若干球形滚珠的滚珠片整体被装夹于设置有钢丝导轨的对应导轨槽内，所述装配有若干球形滚珠的滚珠片能够沿钢丝导轨作直线运动。本专利技术所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其在所述X向调节板、Y向基座、Y向调节板以及镜头固定架上的各导轨槽两端均设置有销钉孔，置于各导轨槽内的钢丝导轨两端分别通过固定销钉固定于导轨槽两端的销钉孔处，在所述Y向滑槽、Z向滑槽以及X向滑槽的侧面分别设置有多个预紧通孔，在所述预紧通孔处设置有紧定螺钉。本专利技术所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Y向驱动机构包括Y向调节螺杆和Y向螺杆座，所述Y向螺杆座固定设置在Y向调节板上，所述Y向调节螺杆沿Y向穿过Y向螺杆座且相互螺纹连接，所述Y向调节螺杆的端部抵靠在Y向基座的底部侧壁，通过旋动Y向调节螺杆使Y向调节板相对于Y向基座沿Y向移动，在所述Y向基座与Y向调节板之间设置有Y向复位机构；所述Z向驱动机构包括Z向调节螺杆和Z向螺杆座，所述Z向螺杆座固定设置在镜头固定架上部，所述Z向调节螺杆沿Z向穿过Z向螺杆座且相互螺纹连接，所述Z向调节螺杆的端部抵靠在Y向调节板的U形竖直段上端面，通过旋动Z向调节螺杆使镜头固定架相对于Y向调节板沿Z向移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构（1）、Y向调节机构（2）以及Z向调节机构（3），所述X向调节机构（1）、Y向调节机构（2）以及Z向调节机构（3）分别用于对光学收集镜头（4）的X、Y、Z方向的移动进行调节，其特征在于：所述光学收集镜头（4）设置在X向调节机构（1）和Y向调节机构（2）之间，所述光学收集镜头（4）随Z向调节机构（3）在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构（3）沿X方向或Y方向水平移动。

【技术特征摘要】
1.一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构（1）、Y向调节机构（2）以及Z向调节机构（3），所述X向调节机构（1）、Y向调节机构（2）以及Z向调节机构（3）分别用于对光学收集镜头（4）的X、Y、Z方向的移动进行调节，其特征在于：所述光学收集镜头（4）设置在X向调节机构（1）和Y向调节机构（2）之间，所述光学收集镜头（4）随Z向调节机构（3）在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构（3）沿X方向或Y方向水平移动。2.根据权利要求1所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述Y向调节机构（2）包括Y向基座（21）、Y向调节板（22）以及Y向驱动机构，所述Y向基座（21）用于将三维调节结构固定至仪器底板，所述Y向调节板（22）与Y向基座（21）滑动连接，所述Y向调节板（22）在Y向驱动机构作用下相对于Y向基座（21）沿Y向移动；所述Z向调节机构（3）包括镜头固定架（31）以及Z向驱动机构，所述镜头固定架（31）与Y向调节板（22）滑动连接，所述镜头固定架（31）在Z向驱动机构作用下相对于Y向调节板（22）沿Z向移动，所述光学收集镜头（4）套接在镜头固定架（31）上，在沿Y向及Z向移动过程中，所述光学收集镜头（4）与镜头固定架（31）相对静止且同步移动，在沿X向移动过程中，所述光学收集镜头（4）相对于镜头固定架（31）作水平移动；所述X向调节机构（1）包括X向调节板（11）以及X向驱动机构，所述X向调节板（11）与镜头固定架（31）上端部滑动连接，所述X向调节板（11）在X向驱动机构作用下相对于镜头固定架（31）沿X向移动，所述光学收集镜头（4）固定安装于X向调节板（11）下方，所述光学收集镜头（4）位于X向调节板（11）与Y向调节板（22）之间。3.根据权利要求2所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述Y向基座（21）中部设置有工字形条状突出部（211），所述Y向调节板（22）整体呈U形结构，所述Y向调节板（22）的中空腔（221）底部设置有与Y向基座（21）上工字形条状突出部（211）对应配合的Y向滑槽（222），所述镜头固定架（31）呈箱形结构且置于Y向调节板（22）的中空腔（221）内，在所述镜头固定架（31）前端面设置有用于光学收集镜头（4）穿过的通孔（311），在所述镜头固定架（31）两侧对称地设置有与Y向调节板（22）的U形上部竖直段对应配合的Z向滑槽（312），在所述镜头固定架（31）顶部设置有与X向调节板（11）对应配合的X向滑槽（314），所述X向调节板（11）可滑动地置于X向滑槽（314）内。4.根据权利要求3所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：在所述Y向基座（21）的工字形条状突出部（211）两侧设置有Y向基座导轨槽（212），在所述Y向调节板（22）的Y向滑槽（222）内侧壁设置有与Y向基座导轨槽（212）对应配合的调节板Y向导轨槽（223）；在所述Y向调节板（22）上部竖直段的两侧端面分别设置有调节板Z向导轨槽（224），在所述镜头固定架（31）的Z向滑槽（312）内侧壁设置有与调节板Z向导轨槽（224）对应配合的固定架Z向导轨槽（313）；在所述镜头固定架（31）的X向滑槽（314）内侧壁设置有固定架X向导轨槽（315），在所述X向调节板（11）两侧对称地设置有与固定架X向导轨槽（315）对应配合的调节板X向导轨槽（111）；在所述Y向基座导轨槽（212）与调节板Y向导轨槽（223）之间、所述调节板Z向导轨槽（224）与固定架Z向导轨槽（313）之间以及所述固定架X向导轨槽（315）与调节板X向导轨槽（111）之间分别设置有用于直线移动的导轨组成（5）。5.根据权利要求4所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述导轨组成（5）包括钢丝导轨（51）、滚珠片（52）以及若干球形滚珠（53），在所述滚珠片（52）上设置有若干与球形滚珠（53）一一...

【专利技术属性】
技术研发人员：程振，张兴鹏，张冠斌，高云，
申请(专利权)人：重庆博奥新景医学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50