CN109061864A - 光路切换装置和光路切换方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及光学领域，提供了一种光路切换装置及方法，光路切换装置包括：镜头模组，包括具有第一倍率的第一镜头和具有第二倍率的第二镜头，所述第一镜头和所述第二镜头平行设置，且所述第一倍率不同于所述第二倍率；光路改变模块，设置于所述第一镜头的出光面上方，所述光路改变模块的反光面与所述第一镜头的出光面非垂直相交，用于反射从所述第一镜头入射的第一光束；光路切换模块，设置于所述第二镜头的出光面上方；控制模块，与所述光路切换模块连接，用于控制所述光路切换模块打开或闭合，以使所述第一光束或从第二镜头入射的第二光束进入信息采集模块。本公开能够减小设备体积、节省空间、提高检测效率、降低成本。

Description

光路切换装置和光路切换方法

技术领域

本公开涉及光学领域，特别涉及一种光路切换装置和光路切换方法。

背景技术

切片数字化自动扫描仪，通过结合虚拟切片软件系统，把传统玻璃切片进行扫描，再结合诊断软件系统，对拍摄的高倍率的图片进行诊断。此时的工业相机配合高倍率显微镜物镜进行扫描工作。在进行切片扫描诊断前，需要对玻璃切片进行信息读取，例如通过扫描二维码以获取玻璃切片信息。为了对后期的结果进行关联，需要对玻璃切片进行大致定位，以确定后期对焦和扫描的位置关系，这时需要工业相机配合普通工业镜头进行工作。

但是高倍率显微镜物镜和普通工业镜头的参数存在严重差异，在同一工业相机上无法做到兼容，因此大多数厂商都是用两个工业相机配合各种不同的镜头形成两套采集系统进行操作，可是采用两套采集系统不管是空间还是成本上都造成了极大的浪费。

鉴于此，本领域亟需开发一种新的光路切换方法及装置。

需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解。

发明内容

本公开的目的在于提供一种光路切换装置和光路切换方法，进而至少在一定程度上使得工业相机模组能够兼容差异极大的高倍率镜头和低倍率镜头，降低成本、节省空间。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种光路切换装置，其特征在于，包括：

镜头模组，包括具有第一倍率的第一镜头和具有第二倍率的第二镜头，所述第一镜头和所述第二镜头平行设置，且所述第一倍率不同于所述第二倍率；

光路改变模块，设置于所述第一镜头的出光面上方，所述光路改变模块的反光面与所述第一镜头的出光面非垂直相交，用于反射从所述第一镜头入射的第一光束；

光路切换模块，设置于所述第二镜头的出光面上方；

控制模块，与所述光路切换模块连接，用于控制所述光路切换模块打开或闭合，以使所述第一光束或从第二镜头入射的第二光束进入信息采集模块。

在本公开的示例性实施例中，所述光路切换模块为活动式反光镜模组。

在本公开的示例性实施例中，所述光路切换模块包括一半透半反镜和一光线遮挡模组。

在本公开的示例性实施例中，所述半透半反镜固定设置于所述第二镜头的出光面上方，且与所述光路改变模块的反光面平行设置于一光学腔中；所述光线遮挡模组包括第一光线遮挡模块和第二光线遮挡模块，所述第一光线遮挡模块用于允许或阻挡所述第一光束入射至所述半透半反镜，所述第二光线遮挡模块用于允许或阻挡所述第二光束入射至所述半透半反镜。

在本公开的示例性实施例中，所述第一光线遮挡模块位于所述第一镜头和所述光路改变模块之间或者位于所述光路改变模块和所述半透半反镜之间；所述第二光线遮挡模块位于所述第二镜头和所述半透半反镜之间。

根据本公开的第二方面，提供一种光路切换方法，采用如上所述的光路切换装置，其特征在于，包括：

通过所述控制模块使所述光路切换模块闭合，以使所述第一光束被反射至所述信号采集模块；或者

通过所述控制模块使所述光路切换模块打开，以使从所述第二镜头入射的第二光束进入所述信号采集模块。

在本公开的示例性实施例中，所述光路切换模块为活动式反光镜模组，通过所述控制模块控制所述活动式反光镜模组的反光面与所述光路改变模块的反光面平行，以使所述光路切换模块闭合，并将所述第一光束反射至所述信号采集模块。

在本公开的示例性实施例中，所述光路切换模块为活动式反光镜模组，通过所述控制模块控制所述活动式反光镜模组的反光面与所述第一光束垂直，以使所述光路切换模块打开，并使所述第二光束入射至所述信号采集模块。

在本公开的示例性实施例中，所述光路切换模块包括半透半反镜、第一光线遮挡模块和第二光线遮挡模块；所述方法还包括：

将所述半透半反镜固定设置于所述第二镜头的出光面上方，且与所述光路改变模块的反光面平行设置于一光学腔中；

将所述第一光线遮挡模块设置于所述第一镜头和所述光路改变模块之间或者设置于所述光路改变模块和所述半透半反镜之间；

将所述第二光线遮挡模块设置于所述第二镜头和所述半透半反镜之间。

在本公开的示例性实施例中，通过所述控制模块控制所述第一光线遮挡模块打开，所述第二光线遮挡模块闭合，以使所述第一光束被所述半透半反镜反射至所述信息采集模块；或者

通过所述控制模块控制所述第一光线遮挡模块闭合，所述第二光线遮挡模块打开，以使所述第二光束透过所述半透半反镜并入射至所述信息采集模块

由上述技术方案可知，本公开示例性实施例中的光路切换装置和光路切换方法至少具备以下优点和积极效果：

本公开通过控制模块控制光路切换模块的打开或闭合，以使从第二镜头入射的第二光束直接进入信息采集模块，或者从第一镜头入射的第一光束经过光路改变模块和光路切换模块的反射进入信息采集模块。本公开一方面提高了工业相机对不同镜头的兼容性，另一方面通过在同一装置中使用两个不同的镜头，节省了空间、降低了成本。

本公开应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中光路切换装置的结构示意图；

图2示出本公开示例性实施例中光路切换装置的结构示意图；

图3示出本公开示例性实施例中光路切换装置的结构示意图；

图4示出本公开示例性实施例中光路切换装置的光路图；

图5示出本公开示例性实施例中光路切换装置的光路图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

本说明书中使用用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

在本领域的相关技术中，为了对切片进行诊断，通常需要通过两种不同倍率的镜头获取不同的信息，例如通过低倍率镜头对切片进行大致定位，确定后期对焦和扫描的位置关系；通过高倍率镜头对切片拍照获取高倍率图片，以通过诊断软件系统对其进行诊断，进而完成对切片的诊断。但是不同倍率的镜头在同一工业相机上无法做到兼容，大多数厂商都是用两个工业相机配合各种不同的镜头形成两套采集系统进行操作，可是用两套采集系统不管是空间上还是在成本上都会造成极大的浪费。

针对相关技术中存在的问题，本公开提出了一种光路切换装置，图1示出了光路切换装置的结构示意图，如图1所示，光路切换装置包括：镜头模组101、光路改变模块102、光路切换模块103和控制模块104。其中，镜头模组101包括第一镜头101-1和第二镜头101-2，第一镜头101-1具有第一倍率，第二镜头101-2具有第二倍率，第一倍率不同于第二倍率，且该第一镜头101-1和该第二镜头101-2平行设置；光路改变模块102，设置于第一镜头101-1的出光面A上方，该光路改变模块102的反光面与第一镜头101-1的出光面非垂直相交，用于反射从第一镜头101-1入射的第一光束L1；光路切换模块103，设置于第二镜头101-2的出光面B上方；控制模块104，与光路切换模块103连接，用于控制光路切换模块103打开或闭合，以使第一光束L1或从第二镜头101-2入射的第二光束L2进入信息采集模块105。

本公开中的光路切换装置100通过控制模块控制光路切换模块的打开和闭合，以使第一镜头入射的光或第二镜头入射的光进入信息采集模块。本公开一方面可以在同一装置中设置两个不同倍率的镜头，并从各个镜头获取所需的不同的光学信号，降低了检测成本；另一方面，由于将两个镜头集成在了同一装置中，因此减小了装置体积，节省了空间。

在本公开的示例性实施例中，镜头模组101中的第一镜头101-1和第二镜头101-2可以是参数(如：倍率)不同的镜头，例如第一镜头101-1可以是高倍率镜头或低倍率镜头，第二镜头101-2可以是低倍率镜头或高倍率镜头。当第一镜头101-1和第二镜头101-2为参数不同的两个镜头时，可以避免采用两套采集系统采集不同精度的信息，节省了空间，降低了检测成本。

进一步的，由于经过第一镜头101-1入射的第一光束L1要经过两次反射才能进入信息采集模块105，各元件在安装时不可避免的出现安装误差，所以优选地将低倍率、安装精度要求相对较低的镜头作为第一镜头101-1，在信息采集模块105获取光学信息形成图像后，再通过图像校正系统对获取的图像进行误差修正。

在本公开的示例性实施例中，光路改变模块102位于第一镜头101-1的出光面A上方，并且光路改变模块102包含一反光面，该反光面可以与出光面A之间存在一夹角，且该夹角不等于90°。具体地，在本公开的示例性实施例中，该光路改变模块102可以是一反光镜，其固定安装在一光学腔C中，并与出光面A之间存在夹角，该夹角可以为45°、60°、65°等等，本公开对该夹角的大小不做具体限定，只要可以将从第一镜头101-1入射的第一光束L1反射至光学腔C，并传输至光路切换模块103即可。

在本公开的示例性实施例中，光路切换模块103设置于第二镜头101-2的出光面B上方，用于在控制装置104的控制下打开或闭合，进而使第二镜头101-2入射的第二光束L2入射至信息采集模块105，或者使被光路改变模块102反射的第一光束L1入射至信息采集模块105。在本公开中，该光路切换模块103具体地可以是一活动式反光镜模组，也可以是一个包括半透半反镜和光线遮挡模组的模块，该两种光路切换模块103能够在控制模块104的控制下对入射至信息采集模块的光束的路径进行控制。

在本公开的示例性实施例中，图2示出了一种光路切换装置的结构示意图，如图2所示，第一镜头101-1和第二镜头101-2平行设置；光路改变模块102为一反光镜，其固定设置于光学腔C内，并与第一镜头101-1的出光面A呈45°夹角；光路切换模块103位于第二镜头101-2的出光面B上方，该光路切换模块103为活动式反光镜模组，其通过旋转轴P与光学腔连接；信息采集模块105与第二镜头101-2相对设置于光学腔C的两侧。

在本公开的示例性实施例中，图3示出了一种光路切换装置的结构示意图，如图3所示，第一镜头101-1和第二镜头101-2平行设置；光路改变模块102为一反光镜，其固定设置于光学腔C内的一侧，并与第一镜头101-1的出光面A呈45°夹角；光路切换模块103包括一半透半反镜103a和一光线遮挡模组103b，其中半透半反镜103a固定设置于光学腔C的另一侧，与光路改变模块102的反光面平行，且位于第二镜头101-2的出光面B上方，该半透半反镜103a可以反射50％的光线，同时可以透射50％的光线；光线遮挡模组103b包括第一光线遮挡模块103b-1和第二光线遮挡模块103b-2，第一光线遮挡模块103b-1用于允许或阻挡第一光束L1入射至半透半反镜103a，第二光线遮挡模块103b-2用于允许或阻挡第二光束L2入射至半透半反镜103a。具体地，第一光线遮挡模块103b-1可以设置于光学腔C中光线改变模块102和半透半反镜103a之间的任意位置，也可以设置于第一镜头101-1的出光面A和光线改变模块102之间，为了减小光路切换装置的加工难度，优选地将第一光线遮挡模块103b-1设置于第一镜头101-1的出光面A和光线改变模块102之间；第二光线遮挡模块103b-2设置于第二镜头101-2的出光面B和半透半反镜103a之间，且该第二光线遮挡模块103b-2可以设置于光学腔C之外，也可以设置在光学腔C之内，本公开对此不做具体限定；信息采集模块105与第二镜头101-2相对设置于光学腔的两侧。

在本公开的示例性实施例中，控制模块104与光路切换模块103电连接，用于控制光路切换模块103的打开或闭合。该控制模块104可以是一连动装置，其可以与光路切换装置中的旋转轴或光线遮挡模组连接，控制旋转轴带动活动式反光镜模组转动、第一光线遮挡模块103b-1和第二光线遮挡模块103b-2的打开与闭合；也可以是一电子控制模块，根据用户的输入指令控制旋转轴P的转动，或者控制第一光线遮挡模块103b-1和第二光线遮挡模块103b-2的打开与闭合。在图2或图3所示的光路切换装置的结构示意图中，控制模块104位于光学腔C的外侧，并靠近光路切换模块103设置，在控制模块104的控制下，活动式反光镜模组闭合以将第一光束L1反射至信息采集模块105，打开以使第二光束L2入射至信息采集模块105；或者第一光线遮挡模块103b-1打开、第二光线遮挡模块103b-2闭合，使第一光束L1被半透半反镜反射至信息采集模块105；亦或第一光线遮挡模块103b-1闭合、第二光线遮挡模块103b-2打开，使第二光束L2入射至信息采集模块105中。

接着，本公开还提出了一种光路切换方法，该光路切换方法采用如上所述的光路切换装置实现，该光路切换方法的具体流程可以是：

S110：通过所述控制模块使所述光路切换模块闭合，以使所述第一光束被反射至所述信号采集模块；或者

S120：通过所述控制模块使所述光路切换模块打开，以使从所述第二镜头入射的第二光束进入所述信号采集模块。

下面对光路切换方法进行详细说明。

在本公开的示例性实施例中，光路切换模块103可以是一活动式反光镜模组，也可以是一包括半透半反镜和光线遮挡模组的光路切换模块，对于不同的光路切换模块，其光路切换机理不同，具体如下：

参考图2所示的光路切换装置的结构示意图，从图2所示的光路可知，第一光束L1由第一镜头101-1入射，经光路改变模块102的反光面反射进入光学腔C，并传输至活动式反光镜模组；通过控制模块104控制活动式反光镜模组的反光面与光路改变模块102的反光面平行，使活动式反光镜模组闭合，并通过活动式反光镜模组将第一光束L1反射至信息采集模块105。

同时，图4示出了一种光路切换装置的光路图，如图4所示，通过控制模块104控制活动式反光镜模组的反光面与第一光束L1垂直，打开活动式反光镜模组，以使第二光束L2由第二镜头101-2入射至信息采集模块105。

参考图3所示的光路切换装置的结构示意图，从图3所示的光路可知，通过控制模块104控制第一光线遮挡模块103b-1打开，第二光线遮挡模块103b-2闭合，以使光路切换模块103闭合，进而使得从第一镜头101-1入射的第一光束L1经光路改变模块102的反光面反射进入光学腔C并传输至半透半反镜103a，然后经半透半反镜103a反射至信号采集模块105。

图5示出了一种光路切换装置的光路图，如图5所示，通过控制模块104控制第一光线遮挡模块103b-1闭合，第二光线遮挡模块103b-2打开，以使光路切换模块103打开，进而使得从第二镜头101-2入射的第二光束L2经半透半反镜103a透射至信号采集模块105。

本公开中的光路切换方法可以通过一个光学装置中的两个镜头获取信息，当两个镜头的倍率不同时，则可以获取不同的图像信息，避免了使用两套采集系统采集信息引起的成本过高、占用空间较大的问题。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方式。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种光路切换装置，其特征在于，包括：

镜头模组，包括具有第一倍率的第一镜头和具有第二倍率的第二镜头，所述第一镜头和所述第二镜头平行设置，且所述第一倍率不同于所述第二倍率；

光路改变模块，设置于所述第一镜头的出光面上方，所述光路改变模块的反光面与所述第一镜头的出光面非垂直相交，用于反射从所述第一镜头入射的第一光束；

光路切换模块，设置于所述第二镜头的出光面上方；

控制模块，与所述光路切换模块连接，用于控制所述光路切换模块打开或闭合，以使所述第一光束或从第二镜头入射的第二光束进入信息采集模块。

2.根据权利要求1所述的光路切换装置，其特征在于，所述光路切换模块为活动式反光镜模组。

3.根据权利要求1所述的光路切换装置，其特征在于，所述光路切换模块包括一半透半反镜和一光线遮挡模组。

4.根据权利要求3所述的光路切换装置，其特征在于，所述半透半反镜固定设置于所述第二镜头的出光面上方，且与所述光路改变模块的反光面平行设置于一光学腔中；所述光线遮挡模组包括第一光线遮挡模块和第二光线遮挡模块，所述第一光线遮挡模块用于允许或阻挡所述第一光束入射至所述半透半反镜，所述第二光线遮挡模块用于允许或阻挡所述第二光束入射至所述半透半反镜。

5.根据权利要求4所述的光路切换装置，其特征在于，所述第一光线遮挡模块位于所述第一镜头和所述光路改变模块之间或者位于所述光路改变模块和所述半透半反镜之间；所述第二光线遮挡模块位于所述第二镜头和所述半透半反镜之间。

6.一种光路切换方法，采用如权利要求1所述的光路切换装置，其特征在于，包括：

通过所述控制模块使所述光路切换模块闭合，以使所述第一光束被反射至所述信号采集模块；或者

通过所述控制模块使所述光路切换模块打开，以使从所述第二镜头入射的第二光束进入所述信号采集模块。

7.根据权利要求6所述的光路切换方法，其特征在于：所述光路切换模块为活动式反光镜模组，通过所述控制模块控制所述活动式反光镜模组的反光面与所述光路改变模块的反光面平行，以使所述光路切换模块闭合，并将所述第一光束反射至所述信号采集模块。

8.根据权利要求6所述的光路切换方法，其特征在于，所述光路切换模块为活动式反光镜模组，通过所述控制模块控制所述活动式反光镜模组的反光面与所述第一光束垂直，以使所述光路切换模块打开，并使所述第二光束入射至所述信号采集模块。

9.根据权利要求6所述的光路切换方法，其特征在于，所述光路切换模块包括半透半反镜、第一光线遮挡模块和第二光线遮挡模块；所述方法还包括：

将所述半透半反镜固定设置于所述第二镜头的出光面上方，且与所述光路改变模块的反光面平行设置于一光学腔中；

将所述第一光线遮挡模块设置于所述第一镜头和所述光路改变模块之间或者设置于所述光路改变模块和所述半透半反镜之间；

将所述第二光线遮挡模块设置于所述第二镜头和所述半透半反镜之间。

10.根据权利要求9所述的光路切换方法，其特征在于，

通过所述控制模块控制所述第一光线遮挡模块打开，所述第二光线遮挡模块闭合，以使所述第一光束被所述半透半反镜反射至所述信息采集模块；或者

通过所述控制模块控制所述第一光线遮挡模块闭合，所述第二光线遮挡模块打开，以使所述第二光束透过所述半透半反镜并入射至所述信息采集模块。