Фокусировочный механизм: грубая и точная фокусировка

Фокусировочный механизм обеспечивает движение стола или объектива (В современных микроскопах фокусировочное движение объектива осуществляется в специальных микроскопах для физиологов, где требуется крепление на столе микроманипуляторов.) для установки определенного расстояния между объектом наблюдения и оптической частью микроскопа. Это расстояние гарантирует резкое изображение объекта. «Наводка на резкость» осуществляется двумя регулировками — грубой и точной. Каждая регулировка — это свой механизм и своя рукоятка. Рукоятки управления могут быть разнесены или совмещены, но обязательно располагаются справа и слева от микроскопа попарно.

Разнесенные рукоятки управления обычно присущи учебным микроскопам как менее точные и более дешевые.

Грубая фокусировка (регулировка) осуществляется большой по диаметру рукояткой. Минимальная величина перемещения составляет 1 мм за один оборот. При этом грубая фокусировка является рабочей для увеличения микроскопа не более 400х (увеличение объектива не более 40х), что связано с глубиной резкости объектива, для остальных увеличений — это «черновое» движение. Обычно грубая фокусировка предназначена для установки стандартизованной величины, постоянной для всех увеличений объективов, так называемой высоты объектива.

Точная фокусировка (регулировка) осуществляется парой небольших рукояток, которые обычно за один оборот придвигают стол или объектив к объекту на 0,01-0,05 мм. Величина перемещения за один оборот зависит от конструктивных особенностей микроскопов различных фирм. Точная фокусировка является рабочей для объективов с увеличением от 40х и больше.

Как правило, на одну из рукояток точной фокусировки наносится шкала, которая позволяет контролировать вертикальное перемещение микроскопа.

Отечественный микроскоп модели Микмед 2 имеет грубое фокусиро-вочное перемещение на длине до 30 мм. При этом один оборот рукоятки обеспечивает перемещение на 2,5 мм, точная фокусировка осуществляется в пределах 2,5 мм (при одном обороте — на 0,25 мм) и на одну из рукояток точной фокусировки нанесена шкала с ценой деления 0,002 мм.

Функциональное назначение фокусировочного перемещения значительно важнее, чем принято полагать.

Без точной фокусировки не обойтись в следующих случаях:

- если увеличение объектива более 40х;

- при работе с иммерсионными объективами (Опытные микроскописты пользуются грубой фокусировкой при работе с объективами больших увеличений и иммерсионными объективами. Однако, рабочее расстояние этих объективов меньше 0,3 мм, а глубина резкости так мала, что увеличивается риск повреждения препарата или фронтального компонента объектива.);

- при работе с объективами, которые не дают резкого изображения по всему полю видения;

- если на всем видимом поле объект имеет различную толщину или объем, превышающий глубину резкости объектива.

Совмещение (коаксиальное расположение) обеих рукояток значительно упрощает работу, одновременно усложняя конструкцию и повышая стоимость микроскопа.

Современный уровень технологий позволяет совмещать функции как грубой, так и точной наводки на резкость с помощью одной рукоятки. Это достигается путем использования реверсного механизма, позволяющего вначале осуществить грубую настройку — до обеспечения стандартной высоты объектива, а затем точную — в пределах глубины резкости объектива. В основном, этот прием используется в учебных микроскопах.

Современные исследовательские и универсальные микроскопы имеют устройство «автоматической настройки на резкость» — автофокус. В этом случае при переключении револьверной головки и установки объектива в рабочее положение вначале происходит автоматический подвод объектива к объекту, затем реверсное движение (Реверсное движение состоит из трех этапов: движение к предмету (через «фокус»), движение от предмета (обратный ход через «фокус») и точная фиксация положения объектива в «фокусе».) в пределах глубины резкости объектива и, наконец, установка его в плоскости наилучшего видения.

Следует отметить, что «точность» плоскости наводки определяется оператором. Микроскоп «запоминает» это положение и дальше происходит воспроизведение при каждой установке именно этого объектива в ход лучей. При этом нельзя забывать, что каждый оператор обладает собственной плоскостью резкого видения, поскольку и острота зрения, и чувствительность глаз к свету строго индивидуальны.

Модели микроскопов Axio Imager Ml/Zl имеют моторизованное устройство для вращения револьверной головки с объективами и автофокусировочное устройство с запоминающим блоком и пакетом программ (AxioVision Control). После «обучения», дальнейший переход от одного увеличения к другому осуществляется простым нажатием на кнопки поворотного устройства, которые расположены или на основании микроскопа или на рукоятке фокусировочного механизма (рис. 2.6) и обеспечивают вращение объектива вправо или влево от центра. При этом гарантировано получение резкого изображения с любым увеличением.


Рис. 2.6. Кнопки управления микроскопом, расположенные на фокуси-ровочном механизме

На рукоятках фокусировочного механизма (справа и слева) расположено в общей сложности 6 кнопок управления настроечными функциями в ручном режиме, в том числе яркостью источника света, установкой светофильтров и т.д., и 10 кнопок при моторизованном режиме работы микроскопа.

Еще одно новшество появилось в моделях Axio Imager — это контрольное сенсорное устройство перемещения по оси Z (рис. 2.7), которое устанавливается сбоку на предметный столик. Точность перемещения фокусировочного механизма при этом составляет 25 нм.


Рис. 2.7. Сенсорное устройство контроля Z- положения

Одним из основных условий работы микроскопа с автофокусировкой является соблюдение требований государственных стандартов и стандарта ИСО 9000 по толщине предметного и покровного стекла.