[发明专利]一种显微镜物镜轴向扫描装置

说明书

技术领域

本发明属于成像扫描领域，具体涉及一种显微镜物镜轴向扫描装置和扫描方法。 

背景技术

目前关于轴向扫描方法的技术有很多，如常用的移动物镜法，即通过驱动物镜轴向移动，改变焦点位置，达到扫描的目的，此方法受到物镜自身重量产生的机械惯性限制，扫描速度达不到KHz量级；液体变焦透镜法，该方法是通过给液体变焦透镜上施加一定压力，改变其焦距，从而完成扫描，其缺点是焦距的改变总是伴随着液体的机械位移，扫描速度仍然较小。 

发明内容

显微镜物镜通常包括用于放大和保证整个物镜成像质量所进行色散消除、像差校正等的主透镜组，及靠近待扫描样品端的聚焦透镜组。为提高显微镜物镜轴向扫描的扫描速度，本发明提供一种扫描装置和扫描方法，只驱动物镜中靠近样品端的聚焦透镜组进行移动扫描，而无需驱动整个物镜，大大减轻了驱动负载重量，因此可以实现高速轴向扫描。 

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案： 

一种显微镜物镜轴向扫描装置，通过对安装在显微镜物镜上的位移驱动器件进行控制，实现待测样品的扫描，该物镜轴向扫描装置包括：沿物镜轴向移动的位移驱动器件、及驱动控制模块，其中所述位移驱动器件位于物镜中靠近待扫描样品端的聚焦透镜组和远离待扫描样品端的物镜主透镜组之间，并固定在物镜镜筒上；驱动控制模块与位移驱动器件相连接，并对位移驱动器件进行控制。 

所述位移驱动器件为压电陶瓷及位移放大或传动装置，其一端固定在物镜镜筒上，另一通过驱动控制模块控制的可伸缩端，同所述需驱动的物镜的聚焦透镜组固定在一起。所述的位移驱动器件可以为压电陶瓷及位移放大装置，也可以为压电陶瓷及传动装置。 

在驱动控制模块的控制下，压电陶瓷本身的长度发生变化，通过位移放大或者传动装置将压电陶瓷本身的长度变化传送给与位移驱动器件相连接的所述聚焦透镜组，驱动物镜的聚焦透镜组进行沿物镜轴向的移动。 

优选的是，上述压电陶瓷可以为由多层陶瓷片串联形成的堆叠型压电陶瓷驱动器，或者是弯曲型压电陶瓷驱动器。 

本发明中的聚焦透镜组与主透镜组之间为近平行光路，通过物镜后射向样品的激发光，以及由样品发出入射到物镜的荧光在这一段距离内均为近平行光，因 此在几百微米范围内改变这一段近平行光路的距离不会引入额外的像差和色散。 

本发明同时提供一种显微镜物镜轴向扫描方法，包括：位移驱动器件在驱动控制模块的控制下，对物镜靠近待扫描样品端的聚焦透镜组进行驱动，使所述聚焦透镜组沿物镜轴向移动。 

所述的显微镜物镜轴向扫描方法，所述位移驱动器件对聚焦透镜组进行驱动，通过将位移驱动器件一端固定在物镜镜筒上，另一通过驱动控制模块控制的可伸缩端，固定在所述需驱动的物镜的聚焦透镜组上实现。 

综上所述，通过本发明提供的方案，可以实现显微镜成像高速轴向扫描。 

附图说明

图1为本发明装置物镜部分装置示意图。 

图中：1.样品；2.聚焦透镜组；3.位移驱动器件；4.驱动控制模块；5.物镜中除聚焦透镜组外的主透镜组；6.物镜镜筒；7.照明光线。 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细描述： 

如附图所示，本发明提供的一种显微镜物镜轴向扫描装置，通过对安装在显微镜物镜上的位移驱动器件进行控制，实现待测样品的扫描，该物镜轴向扫描装置包括：沿物镜轴向移动的位移驱动器件、及驱动控制模块，其中所述位移驱动器件位于物镜中靠近待扫描样品端的聚焦透镜组和远离待扫描样品端的物镜主透镜组之间，并固定在物镜镜筒上；驱动控制模块与位移驱动器件相连接，并对位移驱动器件进行控制。 

本发明实施例中，所述位移驱动器件为压电陶瓷及位移放大或传动装置，其一端固定在物镜镜筒上，另一通过驱动控制模块控制的可伸缩端，同所述需驱动的物镜的聚焦透镜组固定在一起。压电陶瓷可以为由多层陶瓷片串联形成的堆叠型压电陶瓷驱动器，也可以是弯曲型压电陶瓷驱动器。 

本发明提供的一种显微镜物镜轴向扫描方法，包括：位移驱动器件在驱动控制模块的控制下，对物镜靠近待扫描样品端的聚焦透镜组进行驱动，使所述聚焦透镜组沿物镜轴向移动。 

进一步地，所述的显微镜物镜轴向扫描方法，所述位移驱动器件对聚焦透镜组进行驱动，通过将位移驱动器件一端固定在物镜镜筒上，另一通过驱动控制模块控制的可伸缩端，固定在所述需驱动的物镜的聚焦透镜组上实现。 

另外，所述位移驱动器件对聚焦透镜组进行驱动，还可以通过将直线电机机身固定在物镜镜筒上，其可伸缩端固定在所述需驱动的聚焦透镜组上实现。本发明提供的显微镜物镜轴向扫描装置和扫描方法，只驱动物镜中样品端的聚焦透镜组进行移动扫描，由于聚焦透镜组镜片的重量只有数克，位移驱动器件无需驱动整个物镜进行扫描，大大减轻了驱动负载重量，实现了高速轴向扫描，同时 保证了成像质量。