CN107436487A - 一种电动调焦变倍的视频显微镜及操作方法 - Google Patents

一种电动调焦变倍的视频显微镜及操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种电动调焦变倍的视频显微镜及操作方法，包括图像采集模组（1）、支架（14）、样品台（15）、调焦镜片组（16）、连续变倍镜片组（17）和物镜镜片组（18）以及调焦部件和连续变倍部件。本发明通过电机控制调焦和变倍，可以极大优化工作效率，增强操作人员体验，具有良好的应用前景。

Description

一种电动调焦变倍的视频显微镜及操作方法
技术领域
本发明涉及视频显微镜领域，特别涉及一种电动调焦变倍的视频显微镜及操作方法。
背景技术
随着数字化技术完善和普及，越来越多的人在进行显微放大观察时已经不再通过目镜直接观看影像，而是通过视频采集装置（如工业相机、摄像机等）把数字化的图像传送到显示屏上进行实时观察。
现有的视频显微镜有两种主要结构：
（1）体视显微镜或金相显微镜配视频采集装置（如工业相机、摄像机等），如图1所示，其主要结构有：1、目镜；2、视频采集装置；3、变倍体及变倍旋钮；4、调焦支架及调焦旋钮；5、物镜；6、底座。
（2）单筒变倍镜头配视频采集装置（如工业相机、摄像机等），如图2所示，其主要结构有：1、视频采集装置；2、变倍镜筒；3、变倍旋钮；4、底座；5、调焦支架及调焦旋钮。
上述两种视频显微镜，当样品置于底座上，如需取得清晰的视频图像，则需要通过旋动调焦支架上的调焦旋钮，使镜头升降调到合适的焦距，然后再调节变倍体，得到合适的倍数的清晰图像。
上述两种视频显微镜，如果想要调整放大倍数，均需要手动旋转变倍旋钮。而希望得到最清晰图像时，则需要手动调整调焦旋钮达到其固定的对焦距离，才能使图像清晰。因为日常观察的样品不一，需要反复调整放大倍数。而不同样品的高度不同，同一样品往往比较复杂，不同位置的高度也经常不同，所以也需要频繁操作调焦旋钮进行调焦，才可得到清晰图像。而图像是否为最清晰，也只能人为判断，不一定能得到最佳图像，因此也需要对操作人员进行专业培训。
因此，现在急需一种操作方便、减少人为因素影响的视频显微镜。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电动调焦变倍的视频显微镜及操作方法，以解决现有视频显微镜操作复杂的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电动调焦变倍的视频显微镜，包括图像采集模组、支架、样品台、调焦镜片组、连续变倍镜片组和物镜镜片组，导向装置通过导向轴承与调焦镜片组相连，通过导向轴承与连续变倍镜片组相连；导向装置通过导向轴承与调焦镜片组相连，通过导向轴承与连续变倍镜片组相连；
还包括调焦部件和连续变倍部件；
调焦部件包括电动马达、丝杠、马达传动部件；丝杠固定在电动马达上，电动马达与丝杠通过马达传动部件控制调焦镜片组沿导向装置上下移动；
连续变倍部件包括电动马达、丝杠、马达传动部件；丝杠固定在电动马达上，电动马达与丝杠通过马达传动部件控制连续变倍镜片组沿导向装置上下移动；
调焦镜片组放置在物镜镜片组和连续变倍镜片组的后面（可以用非常小的调焦行程来实现较大的调焦距离）。
进一步地，所述图像采集模组为CCD或CMOS。
进一步地，所述调焦镜片组通过软件控制配合图像对焦评价函数算法实现自动调焦。
进一步地，所述物镜镜片组采用大镜头设计，增大了显微镜的视野范围。
进一步地，所述导向装置为光轴导向杆、导轨滑块或简易滑槽。
进一步地，所述马达传动部件为丝杠螺母、齿轮或皮带。
进一步地，通过远程手动控制或程序控制电动马达。
任何支撑装置均可作为本发明的支架，故不作说明。
根据本发明的一个方面，还提供了一种电动调焦变倍的视频显微镜的操作方法，具体包括如下步骤：
将待观测样品放置在样品台上，电动马达及丝杠转动，带动丝杠螺母及调焦镜片组移动，当光路的聚焦距离调整到与样品成像面到物镜的距离相同时，完成聚焦，得到清晰的图像；再由电动马达及丝杠转动，带动丝杠螺母与连续变倍镜片组移动，从而得到适当的放大倍数；样品图像经过光路传到图像采集模组上，转化成数字图像传输到显示器中，即可。
本发明的视频显微镜是改变镜头的对焦距离从而适应不同高度的样品，而不是传统显微镜的固定焦距，须手动调节高度以适应不同样品的高度。本发明将外部调焦改为内部调焦：通过改变显微镜的内部调焦镜片组，改变光路，从而改变聚焦距离，达到内部调焦的功能。本发明中的连续变倍和调焦是由电动马达带动，快速准确，精度高。附加的导向装置保证了显微镜整体的精度、稳定和同轴性。
有益效果
（1）本发明通过电机控制调焦和变倍，可以极大优化工作效率，增强操作人员体验；
（2）本发明可以对样品进行观察和图像对焦变焦的操作，也可释放双手、通过程序操作，增加效率；
（3）本发明的内部调焦技术可以做到快速调焦，达到在1秒内完成对焦，大大提高了工作效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是体视显微镜或金相显微镜配视频采集装置的示意图；
图2是单筒变倍镜头配视频采集装置的示意图；
图3和图4是本发明装置的示意图；
图5是本发明装置的程序控制示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
实施例1
如图3和4所示，根据本发明的实施例，提供了一种电动调焦变倍的视频显微镜，包括图像采集模组1、支架14、样品台15、调焦镜片组16、连续变倍镜片组17和物镜镜片组18，导向装置2通过导向轴承3与调焦镜片组16相连，通过导向轴承（4）与连续变倍镜片组17相连；导向装置8通过导向轴承12与调焦镜片组（16）相连，通过导向轴承13与连续变倍镜片组17相连；
还包括调焦部件和连续变倍部件；
调焦部件包括电动马达9、丝杠10、马达传动部件11；丝杠10固定在电动马达9上，电动马达9与丝杠10通过马达传动部件11控制调焦镜片组16沿导向装置2、8上下移动；
连续变倍部件包括电动马达7、丝杠5、马达传动部件6；丝杠5固定在电动马达7上，电动马达7与丝杠5通过马达传动部件6控制连续变倍镜片组17沿导向装置2、8上下移动；
调焦镜片组16放置在物镜镜片组18和连续变倍镜片组17的后面。
其中，图像采集模组1采用CCD，物镜镜片组采用大镜头设计，导向装置2、8采用光轴导向杆，马达传动部件6、11采用丝杠螺母。
实施例2
根据本发明的实施例，提供了一种电动调焦变倍的视频显微镜的操作方法，具体步骤如下：
将待观测样品放置在样品台15上，电动马达9及丝杠10转动，带动丝杠螺母11及调焦镜片组16移动；当光路的聚焦距离调整到与样品成像面到物镜的距离相同时，完成聚焦，即可得到清晰的图像。再由电动马达7及丝杠5转动，带动丝杠螺母6与连续变倍镜片组17移动，从而得到适当的放大倍数。样品图像经过光路传到图像采集模组1上，转化成数字图像传输到显示器中。
实施例3
根据本发明的实施例，提供了一种电动调焦变倍的视频显微镜的程序控制，具体如下：
将待观测样品放置在样品台15后，在控制面板上输入指令（如调焦范围、放大倍数）至程序，程序经过换算后发送信号至电动马达9，电动马达9带动丝杠10按程序进行转动调焦；同时，发送信号至电动马达7，电动马达7带动丝杠5按程序进行倍数放大。样品图像经过自动调焦变倍，光路传到图像采集模组1上，转化成数字图像传输到显示器中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动调焦变倍的视频显微镜，包括图像采集模组（1）、支架（14）、样品台（15）、调焦镜片组（16）、连续变倍镜片组（17）和物镜镜片组（18），其特征在于，导向装置（2）通过导向轴承（3）与调焦镜片组（16）相连，通过导向轴承（4）与连续变倍镜片组（17）相连；导向装置（8）通过导向轴承（12）与调焦镜片组（16）相连，通过导向轴承（13）与连续变倍镜片组（17）相连；
还包括调焦部件和连续变倍部件；
调焦部件包括电动马达（9）、丝杠（10）、马达传动部件（11）；丝杠（10）固定在电动马达（9）上，电动马达（9）与丝杠（10）通过马达传动部件（11）控制调焦镜片组（16）沿导向装置（2）、（8）上下移动；
连续变倍部件包括电动马达（7）、丝杠（5）、马达传动部件（6）；丝杠（5）固定在电动马达（7）上，电动马达（7）与丝杠（5）通过马达传动部件（6）控制连续变倍镜片组（17）沿导向装置（2）、（8）上下移动；
调焦镜片组（16）放置在物镜镜片组（18）和连续变倍镜片组（17）的后面。
2.根据权利要求1所述的一种电动调焦变倍的视频显微镜，其特征在于，所述图像采集模组（1）为CCD或CMOS。
3.根据权利要求1所述的一种电动调焦变倍的视频显微镜，其特征在于，所述调焦镜片组（16）通过软件控制配合图像对焦评价函数算法实现自动调焦。
4.根据权利要求1所述的一种电动调焦变倍的视频显微镜，其特征在于，所述物镜镜片组（18）采用大镜头设计。
5.根据权利要求1所述的一种电动调焦变倍的视频显微镜，其特征在于，所述导向装置（2）、（8）为光轴导向杆、导轨滑块或简易滑槽。
6.根据权利要求1所述的一种电动调焦变倍的视频显微镜，其特征在于，所述马达传动部件（6）、（11）为丝杠螺母、齿轮或皮带。
7.根据权利要求1所述的一种电动调焦变倍的视频显微镜，其特征在于，通过远程手动控制或程序控制电动马达（7）、（9）。
8.一种电动调焦变倍的视频显微镜的操作方法，具体包括如下步骤：
将待观测样品放置在样品台（15）上，电动马达（9）及丝杠（10）转动，带动丝杠螺母(11)及调焦镜片组(16)移动，当光路的聚焦距离调整到与样品成像面到物镜的距离相同时，完成聚焦，得到清晰的图像；再由电动马达（7）及丝杠(5)转动，带动丝杠螺母(6)与连续变倍镜片组(17)移动，从而得到适当的放大倍数；样品图像经过光路传到图像采集模组(1)上，转化成数字图像传输到显示器中。
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