CN1109920C - 视频投影显示系统 - Google Patents

Abstract

一种用于显示物体图像的视频投影显示系统，用于放大物体光学图像的图像放大装置，包括一物镜组、目镜组和一镜头筒，物镜组和目镜组分别固定在镜头筒的两端；一图像拾取单元，包括一图像拾取器、一变焦镜头组、一照明装置和一倒像装置，倒像装置接收来自图像拾取器的电子图像信号并有选择性地对图像信号进行倒像；用于接收电子图像信号并把电子图像信号转换成一种被显示的图像的图像输出装置。从而，通过使用都能够放大光学图像的物镜组和目镜组，获得了高放大倍数；而且通过利用倒像输出装置，能够很容易地对图像进行观察。

Description

视频投影显示系统

                        技术领域

本发明涉及一种视频投影显示系统，尤其是关于一种能够精确地对物体定位并能对物体的图像进行倒像和放大的视频投影显示系统。

                        背景技术

一台视频投影显示系统通常包括一夹持物体的平台，一个用于把物体的光学图像转换成电子图像信号的光学拾取装置，和支承光学拾取装置的支承机构。此外，通常光学拾取装置根据一固定的放大倍数(一般8倍)装有一变焦镜头组。一视频输出装置接收来自光学拾取装置的图像数据并显示该物体的视频图像。

通常，视频输出装置包含一视频显示单元，或者包含一台视频显示单元和一台视频处理器。视频显示单元转换从光学拾取装置接收到的图像数据，并显示该视频图像。例如，显示单元可以包括一阴极射线管，一液晶显示器，或一平板显示器。如果在输出装置中包含一台视频处理器，在图像数据输出到视频显示装置之前，该处理器储存并再处理从光学拾取装置接收到的图像数据。

图14例举了一种已有技术中的视频投影显示系统。参考图14，该已有技术中，视频投影显示系统包括主体2、载物板3、主杆转动部分4、光盒5、主杆6、头转动部分7、摄像机头8、和灯光部件9。把一个物体，例如一胶片图像，放在构成主体2一部分的载物板3上，主杆6由二个部分组成，该二部分互相配合使主杆的长度可调节，主杆6与主杆转动部分4连接，主杆转动部分4本身又连接到主体2的高起部位的中间。主杆转动部分4使主杆6能旋转预定的角度。头转动部分7的一端连接到主杆6的上部，另一端与摄像机头8连接。摄像机头8拾取物体的光学图像并与头转动部分7连接，使得它能够在垂直平面内转动。摄像机头8也可以包括一个附加透镜8a。灯光部件9在主杆转动部分4的左右两侧与主体2相连。

在上面所描述的已有技术的视频投影显示系统中，通过调节主杆转动部分4的转动、主杆6的长度、和位于头转动部分7上的摄像机头8的垂直转动来控制摄像机头8的位置。通过这个调节过程，安装在摄像机头8上的光学拾取装置能够捕获物体的光学图像。

该系统也可以包括光盒5，将其可选择地加放在载物板3的上面。当用显示系统观测透明物时，使用这种光盒5。此外，在载物板3的前面设有控制面板2a，用于控制图像拾取和照明功能。

现在来描述上面已有技术的视频显示系统的操作。一物体放在载物板3上，使用者用控制面板2a选择一个放大倍数值(例如8倍)，摄像机头8的透镜系统根据所选择的放大值聚焦并放大图像，结果，设置在摄像机头8内的光学拾取装置上形成一个物体的光学图像，光学拾取装置把该光学图像转换成一种电子图像信号并把图像数据输出到视频输出装置(没有标出)。

通常，光学拾取装置包括一个电荷耦合器件(CCD)，该CCD由大量的象素组成，在每个象素上形成的光学图像被转换成电子图像信号，然后，每个电子图像信号以标准序列输出。

当物体是细胞组织或微生物时，该显示系统利用分离的图像显微镜和灯光高倍放大该光学图像，图像显微镜通常包括一个物镜，其有三种预定的放大倍数可供使用者选择。光学图像经过物镜后被倒像(倒转过来)，然后该倒转的图像通过目镜传送到光学拾取装置。

根据所要显示的物体(例如胶片、文件等)，把合适的光学透镜安装到附加透镜8a上。然而，上述视频投影显示系统的缺点是，在该系统中，每当使用者想观察高倍放大图像时需要一分离的图像显微镜和照明装置，此外，如果使用图像显微镜，那么，只能按物镜预先设定的放大倍数(一般设有三种放大值)中的一种来放大图像，从而限制了图像放大倍数的控制，使得难于获得使用者所希望的放大精确度。

此外，由于已有技术的视频投影显示系统没有倒像功能，系统常常难于使用。换句话说，当使用图像显微镜时，很难调节拾取图像的位置，并且由于它的图像是倒的而难于观测。

最后，因为拾取图像的位置是通过主杆6、主杆转动部分4、和摄像机头8来调节的，这就大大限制了图像拾取角。因而，如果物体的形状复杂，那么为了用拾取装置拾取它的图像，必须不断地重新定位。结果，使物体的图像拾取变得很困难。

                        发明内容

本发明的一个显著的优点是所提供的装置基本上消除了所描述的已有技术方法中的一个或多个局限性和缺点。特别是，本发明目的在于提供一种视频投影显示系统，这种系统能够放大和反转物体的图像，并使图像拾取单元能以各种角度作水平和垂直转动。

下面的描述将显示出本发明的其它的特征和优点，部分特征和优点根据描述将是显而易见的，或者可以通过本发明的实施获悉。用由说明书和权利要求书、以及附图所特指的装置可以实现和获得本发明的目的和其它的优点。

为获得这些和其它的优点以及按照本发明的目的，作为方案和一般性描述，本发明包括一种用于显示物体图像的视频投影显示系统，包括：用于放大物体光学图像的图像放大装置，所述图像放大装置包括：一物镜组，其放大物体的光学图像；一目镜组，其能够放大物体的光学图像，并与物镜组保持一预定的距离；和一镜头筒，具有一预定的长度，它的一端固定安装所述物镜组，它的另一端安装所述目镜组；一图像拾取单元，所述图像放大装置可分离地安装在所述图像拾取单元上，所述图像拾取单元接收放大了的物体的光学图像并把放大的光学图像转换成一种电子图像信号，所述图像拾取装置包括：一变焦镜头组，其能够放大物体的光学图像；一图像拾取器，该装置把光学图像转换成电子图像信号，所述变焦镜头组固定到图像拾取器上，并放大物体的光学图像；一照明装置，用于照明物体；和一倒像装置，其接收来自图像拾取器的电子图像信号并有选择性地对图像信号进行倒像；用于接收电子图像信号并把电子图像信号转换成一种被显示的图像的图像输出装置。其中所述倒像输出装置包括：一A/D转换器，接收从所述图像拾取单元输出的电子图像信号，并把该电子图像信号转换成数字图像信号；一倒像器，其接收来自如A/D转换器的数字图像信号，有选择地颠倒该电子图像信号，并输出该有选择地倒像的电子图像信号；一数字信号处理器，其处理从倒像器接收到的数字图像信号，并输出一亮度信号、一色度信号、和一复合同步信号；和一图像信号处理器，该图像信号处理器组合该亮度信号、色度信号、复合同步信号，并把该组合后的信号作为一种复合图像信号输出。

可以理解，前面一般性的描述和后面详细的描述都是示范性的和解释性的，是用来对按照权利要求所说的本发明提供进一步的解释。

                        附图说明

说明书中的附图作为说明书的一部分示出了本发明的一个实施例，并和说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是按照本发明的一个优选实施例的一种视频投影显示系统的透视图；

图2是按照本发明的一个优选实施例的一倒像装置的方块图；

图3是图2中所示的倒像器140的方块图；

图4是图1中所示的图像放大器200的透视图；

图5是装在图像拾取部分上的图像放大器200的部分剖视图；

图6是图1中所示的物体移动装置300的透视图；

图7是装在图像拾取部分上的物体移动装置300的部分剖视图；

图8是图7中所示的水平移动部件340和载物体350的装配透视图；

图9是在图1中所示的主杆转动装置400的部分剖视图；

图10是沿图9的A-A线的剖视图；

图11是沿图10的C-C线的剖视图；

图12是沿图9的B-B线的剖视图；

图13是在图9中所示的摩擦簧458的正视图；和

图14是已有技术的视频投影显示系统的透视图。

                      具体实施方式

现在参考附图详细地描述本发明的优选实施例。

图1是按照本发明的一个优选实施例的一种视频信号显示系统的透视图。参考图1，该视频投影显示系统包括主体100、载物台102、光盒104、控制面板106、支柱110、角度旋转装置112、垂直移动装置114、图像拾取单元120、照明装置122、视频图像放大器200、物体移动装置300、和转动装置400。该视频投影显示系统进一步包括一显示装置10和一图像信号传输线20。

图像拾取单元120读取放在载物台102上的一物体的光学图像，并把光学图像转换成一种电子图像信号输出。支柱110与主体100连接，并支承图像拾取单元120。视频放大器200根据设定的放大倍数放大物体的光学图像，并把放大的图像传送给图像拾取单元120。

显示装置10接收从图像拾取单元120输出的图像信号，并把该图像信号转换成一种可显示的图像。图像信号传输线20用以连接图像拾取单元120与显示装置10，虽然显示装置10最好由一阴极射线管构成，但也可以用其它类型的图像显示装置(例如液晶显示器、平板显示器、视频图像处理器、计算机等)。图像拾取单元120进一步包括一光学拾取装置和一变焦透镜组(都没表示出)以及用于照明物体的照明装置122。变焦镜头组接在光学拾取装置的前面，放大物体的图像。一附加透镜(没有示出)可互换地连接在变焦透镜组的前面，并可以使用不同的光学透镜。

主体100包括可分离地装在载物板102上的光盒104和由使用者用以控制该视频投影显示系统的控制面板106。在主体100上还装有一个如下面所描述的倒像装置。支柱110包括形成在主体100上并连接在垂直移动装置114底部的角度旋转装置112，其具有二个部分，使得它的长度可控制。转动装置400固定在垂直移动装置114的上部，以使它能够水平转动并使图像拾取单元能垂直转动。

图2是按照本发明的一个优选实施例的倒像装置的方块图。参考图2，该倒像装置包括一光学拾取装置124、A/D转换器130、倒像器140、数字信号处理器150、和一图像信号处理器160。

A/D转换器130接收从图像拾取单元120的光学拾取装置124输出的电子图像信号，并把它转换成一种数字图像信号。倒像器140接收该数字图像信号，并根据由使用者在控制面板106上所选定的模式执行图像数据处理。尤其是，如果选择了倒像模式，则倒像器140反转图像；如果没有选择倒像模式，那么倒像器140不对图像数据执行任何处理。不管怎样，数字信号处理器150接收从倒像器140输出的数字图像信号，并处理成三种信号：亮度信号、色度信号、和复合同步信号。这三种信号都被输到图像信号处理器160，图像信号处理器160组合这三个信号以形成一复合图像信号。

图3是图2所示的倒像器140的方块图。参考图3，倒像器140包括一控制信号发生器141、输入线选择器142、地址选择器143、存储器145、和输出单元147。控制信号发生器141按照由使用者通过控制面板106输入的输出指令输出控制信号，以执行对从A/D转换器130接收到的数字图像数据的读写操作。此外，控制信号发生器141还输出用于控制倒像器140的各个其它组件的控制信号。

根据控制信号发生器141输出的控制信号，输入线选择器142选择用来传送数字图像数据的输入线路。根据接收到的控制信号，地址选择器143或者输出一个用于写数字图像数据的地址，或者选择一个其内的图像数据被读出的地址。相应地，根据从控制信号发生器141来的控制信号，存储器145按照地址选择器143输出的地址写或读数字图像数据。输出部分147把数字图像数据从存储器145输出到数字信号处理器150。

存储器145进一步包括第一存储器145a和第二存储器145b，此外，地址选择器143进一步包括对应于第一存储器145a的第一地址选择器143a，和对应于第二存储器145b的第二地址选择器143b。地址选择器143还包括一个列地址计数器143c和一个行地址计数器143d。列地址计数器143c按照从发生器141接收到的控制信号计算列地址数，计数器143c把该计算值输到第一地址选择器143a和第二地址选择器143b。行地址计数器143d按照接收到的控制信号计算行地址数，并把该计算值送到第一地址选择器143a和第二地址选择器143b。

图4和图5分别是图1所示的图像放大器200的透视图和部分剖视图。参见图4，图像放大器200包括连接件210、物镜组220、目镜组230、镜头筒240、和光导管250。连接件210把图像放大器200连接到图像拾取单元120上。物镜组220高倍放大物体，其位置靠近物体。镜头筒240联接物镜组220与目镜组230，使得镜头组220和230互相之间有一段预先设定的固定距离。

如图5所示，连接件210把图像放大器200连接到图像拾取单元120的附加镜头组126上。为完成这一目的，连接件210含有一凸起，该凸起卡入附加透镜组126上所形成的一个凹槽内。具体说，附加透镜组126包括一导向突起部分126a和连接凹槽126b。导向突起部分126a形成在附加透镜组126的外圆周上，并具有倒L形。连接凹槽126b形成在靠近且平行于导向突起部分126a垂直部位。

图像放大器200进一步包括一配接件212，其位于连接部件210的朝上部位，配接件212包括一导向槽212a和一个向外伸出在导向槽212a上方的钩212b。导向凹槽212a在配接件212的内部，使得在其内可卡住导向突起部分126a。这样，当导向突起部分126a的水平部分滑入导向槽212a内时，钩212b插入连接凹槽126b，结果，钩212b与连接凹槽126b弹性相连。在上面，最好分别有三组沿着附加透镜组126配接件212的周围以一定的距离设置的连接凹槽126b、导向槽212a和钩212b。

图像放大器200的物镜组220由许多不同的透镜222(例如一凸透镜、一凹透镜等等)组成，这些透镜安装在目镜筒224内。此外，物镜组220可拆卸地连接在镜头筒240上，并且具有多个固定的放大倍数，例如3X、6X、和9X放大倍数。由于物镜组220的可拆卸性，在物镜220的外圆周和镜头筒240的内圆周上分别加工有联接螺纹。用这种方法，使用者能够通过转换到不同的物镜组220来改变放大倍数。

目镜组230包括许多透镜232(例如一凸透镜、一凹透镜等等)。此外，为在物镜组220和被观察的物体之间保持一定量的工作距离，目镜组230包括一个具有正折光度的第一双凸透镜、一个具有正折光度的第二双凸透镜、和一个具有负折光度的第三双凹透镜。而且，目镜组230由下述关系式限定：

(1)0.48＜D/f＜0.51，和

(2)0.37＜fb/f＜0.4，

其中，

D是目镜组230的总长度，

f是目镜组230的焦距，

fb是目镜组230的后焦距。

如上所述，目镜组230和物镜组220安装在镜头筒240内，物体的图像首先通过物镜组220。物镜组220按一初始放大倍数放大该光学图像，并经过目镜组230将该图像传送到图像拾取单元120。使目镜组230和图像拾取单元120之间保持一预先设定的物象距，当物镜组220的象点与目镜组230的物象成一线时，就能够获得物体的图像。

此外，由于物镜组220和目镜组230都能放大图像，就可确保在物镜组220和物体之间有足够的工作距离，这样，物体的总放大倍数等于物镜组220的放大倍数乘以目镜组230的放大倍数。因此，由于部分放大倍数由目镜组230执行，降低了对物镜组220的放大倍数的要求。这种二级放大处理保证了在物体和物镜组220之间有足够的距离。最后，物镜组220的可拆卸性便于使用者调节放大倍数。

图像放大器200进一步包括用于照明物镜组220的光导管250。光导管250把来自安装在图像拾取单元120内的照明装置122的光传送到物镜组220。光导管250进一步包括一光传导部件252、光连接部件254、连接板256和一棱镜258。光传导部件252把光从照明装置122导入物镜220。连接部件254使光导管250与照明装置122连接。连接板256通过使光连接部件254与图像放大器200的连接部件210以一预定的距离连接，来支承光连接部件254。最后，光导管250包括固定在物镜组220的上方并位于光传导部件252的端部的棱镜258，棱镜258使传送来的光照在物镜组220上。

照明装置122包括一个光源123，一会聚透镜124和开孔128。光源123发射光，会聚透镜124聚集该发射光，使它穿过开孔128进入光导管250的光传导部件252。另外，光传导部件252最好由光导纤维构成。

图6和图7分别是图1所示的物体移动装置300的透视图和部分剖视图，参见图6，物体移动装置300包括一个装在图像拾取单元120上的竖立件310。竖立件310还与一垂直移动部件330相连，该垂直移动部件330能沿竖立件310垂直移动。在竖立件310的底端联接一水平件320，一水平移动部件340与垂直移动部件330相连接。一个在其上放置物体的载物台350连在水平移动部件340上。

参见图7，为使物体移动装置300可分离地安装到图像拾取单元120上，在图像拾取单元120上加工有一个螺孔127和许多插入孔128。此外，在竖立件310的上面和里面有许多突起312和连接孔311与图像拾取单元120的插入孔128和螺孔127相对应。物体移动装置300的突起312置于图像拾取单元120的插孔128内，使螺孔127与连接孔311对准。然后一个联接件313穿过连接孔311并与螺孔127联接。在竖立件310上形成的多个突起312保证了竖立件310的安装位置，并防止在使用图像显示系统时震动。

可以通过把在竖立件310上的突起置于在水平件320上的孔内来连接竖立件310和水平件320。也可以用另一种方法，用一个螺钉穿过水平件320内的一个孔拧入到一竖立件310底部的一个螺孔内来连接部件310和320。

现在说明竖立件310和垂直移动部件330的连接。在竖立件310上有一个移动导向部分314，在垂直移动部件330上有一个移动导向槽331。在该方式中，移动导向槽331能够沿着移动导向部分314滑动。移动导向部分314和移动导向槽331的侧面最好具有互补的三角形形状，这种形状一般用于机械装置。而在移动导向部分314的前面有一齿条315，在垂直移动部件330的侧面有一个小齿轮孔332，一小齿轮件333穿过小齿轮孔332与齿条315相联。使用者操纵小齿轮件333可以精确地控制垂直移动部件330的移动。此外，在垂直移动部件330的另一侧面上加工有一内螺纹(没标出)，其与一螺钉(没标出)联接。如果旋转该螺钉，螺钉的一端面部分紧压移动导向部分314的一个侧面，使垂直移动部件330牢固在适当的位置上。

现在描述垂直移动部件330和水平移动部件340的连接。在垂直移动部件330的底部有一个连接凹槽334，该凹槽包含多个螺纹孔。在水平移动部件340内有连接孔和多个螺钉(没标出)穿过这些连接孔并拧入连接凹槽334的螺纹孔内。

图8是图7中所示的水平移动部件340和载物台350的装配透视图。现在参见图8来描述水平移动部件340与载物台350的连接。在水平移动部件340的中心形成一个连接孔334。螺纹孔341穿通水平移动部件340的二侧到连接孔344。对着螺孔341的是弹簧孔342。一个托板345包括一通光口345a并连到水平移动部件340的底部，使得通光口345a与连接孔344对齐。在与连接孔344相通的每一个螺纹孔341和弹簧孔342处放置压片351，使它们位于载物台350和水平移动部件340之间。

载物台350包括一个通光孔352和一个圆柱体部件353，均与连接孔344的圆柱形的尺寸相匹配，使其能插入在连接孔344内。压杆347、弹簧348、和弹簧固定片349插入弹簧孔342内，使得压杆347接触压片351。同样地，一根左右移动的螺钉346a和一根前后移动的螺钉346b旋入水平移动部件340的螺纹孔341内，并与压片351接触。此外，最好在载物台350的连接孔344的顶部加一片玻璃片(没标出)。

如图6所示，在水平移动部件320上位于载物台350的通光孔352的下方设有一个通光孔322。此外，通光孔322的直径最好大于孔352的直径。

图9是图1中所示的主杆转动装置400的部分剖视图。参见图9，转动装置400包括一下旋转罩412、一上旋转罩414、一水平转动部分415、和一垂直转动部分475。水平转动部分415安装在由上旋转罩414和下旋转罩412构成的空间内部。水平转动部分415与垂直移动装置114相连并在垂直移动装置114上转动。垂直转动部分475安装在水平转动部分415相同的空间，并与图像拾取单元相连接，以使其能够垂直转动。

图10是沿图9中的A-A线的剖视图。如图9和10所示，水平转动部分415包括一水平旋转主体430，在它的底部设有一个支承轴凹槽432。在垂直移动装置114的上面部位形成一个支承轴470，支承轴470插入支承轴凹槽432。一块水平旋转板420固定到支承轴470上，并具有多个形成在板420的外圆周上的定位凹口422。转动部分415还包括水平定位装置425，水平定位装置425的一端插入定位凹口422中的一个，控制水平旋转板420的转动。此外，还装有一个与水平定位装置425相连接的按钮416。

现在描述一个用于使水平旋转板420固定在支承轴470上的优选方法。在水平旋转板420内形成多个螺纹孔423。另外，在支承轴470的上面部位内形成多个内螺纹孔474，每一个均对应于螺纹孔423。多个小螺钉462穿过螺纹孔423并拧入内螺纹孔474。但是，本发明并不局限于这种结构，可以用其它的方法把水平旋转板420固定到支承轴470上。例如，支承轴470能够插入形成在水平旋转板420上的孔内。也可以使支承轴470上表面的多个突起插入水平旋转板420上相应的孔内。

垂直移动装置114的支承轴470和形成在水平旋转主体430上的支承轴凹槽432，都有多个阶梯状结构。当水平旋转主体430进行水平旋转时，这种阶梯状结构增进稳定性。

图11是沿图10中的C-C线的截面图。参见图11，水平定位装置425包括一“之”字形的定位杆424。一个定位滚轮426且一销钉427固定在定位杆424的一端，它的一部分嵌入水平旋转板420的定位凹口422中一个凹口内。一弹簧定位销418固定到水平旋转主体430上，使得定位杆424能够旋转。一回复弹簧428置于弹簧定位销418上，形成在水平旋转主体430上的一个弹簧固定突起429钩住回复弹簧428的一端。

有关设置定位杆424的中心部位使其在水平旋转主体430上转动的方法，最好在水平旋转主体430上形成一个内螺纹孔433，弹簧定位销418的顶端有螺纹。以这种方式，销418能够穿过定位杆424并拧入内螺纹孔433。此外，回复弹簧428的一端被拉伸固定到弹簧固定凸起429，而另一端被拉伸钩住定位杆424的外表面。从而杆424被推向水平旋转板420。

为了使定位滚轮426牢固在板420的定位凹槽422内，最好所组成的定位滚轮426一部分的厚度等于水平旋转板420的厚度。而且，为了在图像拾取单元120作水平方向转动时防止定位滚轮426沿水平旋转板420的外表面滑动，最好使销钉427可旋转地固定在定位杆424上。

图12是沿图9的B-B线的剖视图。参见图9和图12，垂直转动部分475包括一固定在图像拾取单元120上的垂直旋转主体440，一块垂直旋转板450固定在垂直转动部分475的水平旋转主体430上，并具有多个定位孔454。弹簧444插入在垂直旋转主体440上的弹簧插槽445内，定位杆446与弹簧444的一端相连并插入定位孔454内。弹簧固定片422设置在垂直旋转主体440上，并固定在弹簧444的与定位杆446的位置相对的那一端。此外，一个摩擦簧458嵌在垂直旋转板450和垂直旋转主体440之间。

在上面的结构中，最好通过在垂直旋转主体440的凸缘部位441上形成多个螺纹孔441a来连接垂直旋转主体440和图像拾取单元120。此外，在图像拾取单元120的连接面上正对着螺纹孔441a设有内螺纹孔484。然后多根小螺钉466穿过螺纹孔441a拧入内螺纹孔484。然后垂直旋转主体440的凸缘部位441被图像拾取单元外壳490盖住。此外，形成在水平旋转主体430的垂直部分上的固定轴434插入垂直旋转主体440上的轴安装孔448内。

而且，最好通过固定轴434的外表面设置多个内螺纹孔438和在水平旋转板450上设置多个相应的螺孔456来把垂直旋转板450固定到水平旋转主体430上，然后小螺钉464穿过螺孔456拧入内螺纹孔438。此外定位杆446的一个端部最好形成圆弧形(或采用滚珠轴承)以使它们能容易地从垂直旋转板450的定位孔454中被取下。

参见图13，摩擦簧458是带有许多凸起的片簧。摩擦簧458固定在垂直旋转板450的一个表面和垂直旋转主体440的内表面之间，通过这一种结构，摩擦簧458在这二个面上施加一预定量的压力。此外也可以且一种环形的摩擦簧，和形成两相等部分的环形。

当下旋转罩412和上旋转罩414安装成一体时水平旋转主体430转动。当整体固定在图像拾取单元120上时垂直旋转主体440转动。并且分别在垂直移动装置114的支承轴470上、图像拾取单元120上、垂直旋转板420上、水平旋转主体430、和垂直旋转板450上形成导线孔472、482、432、436、和452，使上述每一部分都接上导线。

现在描述本发明的视频投影显示系统的操作。首先，物体放在载物台102上，并由装在图拾取单元120内的拾像装置形成一个光学物象，拾取单元120转换该光学图像成为一种电子图像信号并把该图像数据输给倒像装置(见图2)。调节变焦镜头组以得到所希望的放大倍数，调节照明装置以照明物体。

根据选定的倒像装置的模式，图像信号或者被倒像，或者仍保持其颠倒状态，并被输出到显示装置10，显示装置把该信号转换成显示的图像。在这一阶段，如本领域的技术人员所熟知，如果显示装置10包含一图像处理器，那末图像数据经过处理可产生一种更好的图像。也就是说，可以合成图像数据，改变颜色，或把静止图像选作移动图像用。

此外，如果被观察的是细胞组织或微生物，将图像放大器200与图像拾取单元120连接。在这种情况下，物象被物镜组220初次放大，被目镜组230二次放大，被装在图像拾取单元120上的变焦镜头组三次放大，最后得到的是已被高倍放大的图像(例如800倍)，并能够成像在装在图像拾取单元120的图像拾取装置上。

下面详细描述把光学图像信号转换成电子图像数据的过程和输出由换向装置140倒像的图像过程。图像拾取单元120把电子图像数据输出到A/D转换器130，A/D转换将数字图像数据输出到倒像器140。如果使用者用控制面板106选择倒像模式，则控制信号发生器14器向输入线选择器142、地址选择器143、存储器145、和输出部件147输出一控制信号。然后存储器145a和145b把该图像数据储存在与从第一地址选择器143a和第二地址选择器143b输出的地址相应的地址上，这些地址是根据列地址计数器143c和行地址计数器143d的计算值得到的。

如果选择正常模式，则通过从第一存储器地址读数来完成第一和第二存储器145a和145b的读操作；如果选择倒像模式，则从后一个存储器地址开始读。当在存储器145上执行读和写操作时输出一图像。在本发明中由于有两个存储器145a和145b，可以完成上述操作并且可以在第一存储器145a写图像数据时第二存储器145b读图像数据，反之亦然。

然后从存储器145输出数字图像数据并输出到倒像器140的输出部件147，输出部件将图像数据输出到数字信号处理器150。数字信号处理器150把该图像数据转换成亮度信号、色度信号、和复合同步信号，这些信号通过，例如，垂直和水平同步信号、垂直和水平消隐信号、或色彩同步信号来获得的。然后这些信号被输出到图像信号处理器160，图像信号处理器组合这些信号并把它们转换成一种复合图像信号。然后该复合图像信号从按照本发明的视频投影显示系统输出，并用图像处理器显示装置10作为一种图像被再显现。

如果被观察的是如细胞组织或微生物之类的小物体，在图像拾取单元120上安装图像放大器200和物体移动装置300。在这种情况下，物体放在物体移动装置300的载物台350上，调节图像拾取单元120的物镜组220和变焦透镜组，以按照选定的放大倍数放大物体。这里，通过使用图像拾取单元120的物镜组220、目镜组230和变焦镜头组，能够把物体放大至800倍。

位于图像拾取单元120内的照明装置122的光源123供光给物镜220。从光源123发射出的光线通过会聚透镜124会聚在光传导部件252，然后会聚的光线由光传导部件252传输，然后通过棱镜258照射在物镜组220上。最好用光导纤维作光传导部件，因为它们容易调节光的照射位置。

此外，装在载物台102顶上的光盒104发射的光线通过下列孔：水平件320上的通光孔322、支托板345上的通光孔345a、和载物台350的通光孔352。光通过这些孔以后照射在放在载物台350上的物体的底部。而且，垂直移动部件330和水平移动部件340以三个不同的方向移动载物台350上的物体，从而精确地控制物体的位置。

小齿轮件333与竖立件310的齿条315相连，通过旋转小齿轮件333实现载物台350的垂直移动。此外，由于竖立件310的移动导向部分314沿垂直移动部件330的移动导向槽331滑动，载物台的垂直移动平稳。载物台350达到所要求的位置时，使用者停止转动小齿轮件333，并且在移动导向部分314的一个侧面拧紧紧固部件(没标出)，以固定垂直移动部件330的位置。

左右移动螺钉346a和前后移动螺钉346b都拧入水平移动部件340，通过旋转左右移动螺钉和前后移动螺钉来实现载物台350的水平移动。此外，左右移动螺钉346a和前后移动螺钉346b、压杆347、和压片351的结合，可防止载物台350震动。水平移动部件340上的连接孔344的直径最好大于载物台350的圆柱体部位353的外径，这一直径之差决定了载物台350能在水平方向移动的范围。由此，可以通过旋转小齿轮件333、左右移动螺钉346a和前后移动螺钉346b精确调节载物台350。

物镜组220颠倒物体的光学图像。然而，倒像装置140能够使从图像拾取装置输入的图像信号倒像。使用者可以选择倒像装置的模式，可以或者输出倒像后的图像或者输出颠倒的图像。由于图像经倒像后转成正立状态，使用者能够很容易地通过物体移动装置300将物体到精确的位置。

下面将详细地描述本发明的视频投影显示系统中的转动装置400和支柱110的旋转操作。如果使用者按压按钮416，定位杆424绕弹簧定位销418转动，使定位滚轮426离开定位凹口422。另外，水平旋转板420和支承轴470离开水平旋转主体430和下旋转罩412。这些部件的分离使水平旋转部件415转动。

如果水平旋转部件415作水平转动并不再按压按钮416，回复弹簧428的弹性力朝着水平旋转板420的方向推定位滚轮426。如果水平转动部分415继续转动，定位滚轮426到达水平旋转板420的下一个定位凹口422的位置，于是定位滚轮426嵌入定位凹口422，从而停止转动。结果使水平旋转板420和支承轴470重新与水平旋转主体430和下旋转罩412连接。

此外，如果图像拾取单元120垂直转动，垂直旋转主体440转动，并且压靠垂直旋转板450的定位杆446压弹簧444。如果图像拾取单元120继续转动，定位杆446插入到垂直旋转板450的下一个定位孔454，从而垂直旋转主体440固定在图像拾取单元120上，垂直旋转板450固定在水平旋转主体430上。

在上面的结构中，定位杆446在弹簧444的弹力作用下插入定位孔454内，结果垂直旋转主体440固定在图像拾取单元120上，且垂直旋转板450固定在水平旋转主体430上。此外，由于摩擦簧458夹在垂直旋转板450和垂直旋转主体440之间，必需有足够大小的力使图像拾取单元120垂直转动。这能防止图像拾取单元120由于自重而转动，并使它稳固定位。另外，可以通过在垂直旋转板450上形成多个具有固定间隔的定位孔454和在水平旋转板420上的多个定位凹口422来选择各种垂直角度和水平角度。

本发明的视频投影显示系统的优点在于，它能对被观察的物体图像进行各种图像处理。而且本发明不要求与图像放大器200和图像拾取单元分离的图像显微镜或灯光，因此使得本发明容易携带。

此外，使用者通过控制面板106选择倒像模式，图像很容易反转成正立状态，这一特征使得物体的位置容易确定，并容易测定它的形状。还有，物镜组220的可替换性容许使用多种不同的放大倍数。最好，由于本发明的图像拾取单元120能够通过支柱110的转动装置400调节到各种不同的角度，所以不须移动物体本身就很容易获得物像。

本领域的普通技术人员明白，不脱离本发明的精神和范围的情况下能对本发明的方法和系统作各种变化和修改。本发明包括了落在权利要求书范围内的变化和修改以及其等同物。

Claims (19)

1.一种用于显示物体图像的视频投影显示系统，包括：

用于放大物体光学图像的图像放大装置(200)，所述图像放大装置(200)包括：一物镜组(220)，其放大物体的光学图像；一目镜组(230)，其能够放大物体的光学图像，并与物镜组(220)保持一预定的距离；和一镜头筒(240)，具有一预定的长度，它的一端固定安装所述物镜组(220)，它的另一端安装所述目镜组(230)；

一图像拾取装置(120)，所述图像放大装置(200)可分离地安装在所述图像拾取装置(120)上，所述图像拾取装置(120)接收放大了的物体的光学图像并把放大的光学图像转换成一种电子图像信号，所述图像拾取装置(120)包括：一变焦镜头组，其能够放大物体的光学图像；一图像拾取器，该装置把光学图像转换成电子图像信号，所述变焦镜头组固定到图像拾取器上；一照明装置(122)，用于照明物体；和一倒像装置，其接收来自图像拾取器的电子图像信号并有选择性地对图像信号进行倒像；

用于接收电子图像信号并把电子图像信号转换成一种被显示的图像的图像输出装置(10)，

其中所述倒像输出装置包括：

一A/D转换器(130)，接收从所述图像拾取单元输出的电子图像信号，并把该电子图像信号转换成数字图像信号；

一倒像器(140)，其接收来自如A/D转换器(130)的数字图像信号，有选择地颠倒该电子图像信号，并输出该有选择地倒像的电子图像信号；

一数字信号处理器(150)，其处理从倒像器(140)接收到的数字图像信号，并输出一亮度信号、一色度信号、和一复合同步信号；和

一图像信号处理器(160)，该图像信号处理器(160)组合该亮度信号、色度信号、复合同步信号，并把该组合后的信号作为一种复合图像信号输出。

2.按照权利要求1所说的系统，其中所述倒像器(140)包括：

一控制信号发生装置(141)，其输出控制信号以执行数字图像数据的读写操作；

一输入线选择器(142)，按照从控制信号发生装置(141)接收到的控制信号，选择用来传送从A/D转换器(130)接收到的数字图像信号的输入线路；

一地址选择装置(143)，根据从控制信号发生装置(141)接收到的控制信号，或者输出一个用于写数字图像信号的地址，或者输出一个其内的数字图像信号被读出的地址；

一存储器(145)，其根据从控制信号发生装置(141)接收到的控制信号，按照从地址选择装置(143)输出的地址读或写数字图像信号；和

一输出部件(147)，其按照从控制信号发生装置(141)接收到的控制信号，把来自存储器(145)的数字图像信号输出到数字信号处理器。

3.按照权利要求2所说的系统，其中，

所述存储器(145)进一步包括一个第一存储器(145a)和一个第二存储器(145b)；和

所述地址选择装置(143)包括一个与该第一存储器(145a)相应的第一地址选择装置(143a)，和一个与第二存储器(145a)相应的第二地址选择装置(143b)。

4.按照权利要求3所说的系统，其中所述地址选择装置(143)包括：

一个列地址计数器(143c)，其按照从控制信号发生装置(141)接收到的控制信号计算列地址数，并把该计算值输到第一地址选择装置(143a)和第二地址选择装置(143b)；和

一个行地址计数器(143d)，其按照从控制信号发生装置(141)接收到的控制信号计算行地址数，并把该计算值送到第一地址选择装置(143a)和第二地址选择装置(143b)。

5.按照权利要求1所说的系统，进一步包括：一连接到所述图像放大装置(200)的光导管(250)，包括：与照明装置(122)连接的一光连接部件(254)，一光传导部件(252)，用于把光从照明装置(122)传送到物镜组(220)，和一棱镜(258)，其固定在物镜组(220)的上方并位于光传导部件(252)的一个端部。

6.按照权利要求5所说的系统，其中光传导部件(252)由光导纤维构成。

7.按照权利要求1所说的系统，其中：

所述图像拾取单元(120)包括一附加透镜组(126)，该附加透镜组(126)包括：

形成在附加透镜组(126)外圆周上一导向突起部分(126a)，其为倒L形，和一连接凹槽(126b)，其平行于导向突起(126a)的垂直部位；和

图像放大器(200)包括一配接件(212)，配接件(212)包括：

在配接件(212)内部的一导向槽(212a)，其中所述附加透镜组(126)的导向突起部分(126a)能够插入导向槽(212a)，和

一个钩(212b)，位于导向槽(212a)的上方并伸向里面。

8.按照权利要求1所说的系统，其中物镜组(220)可拆卸地安装在透镜筒(240)上，并根据一预定的放大倍数放大物体。

9.按照权利要求1所说的系统，其中一物体移动装置(300)可分离地安装在图像拾取单元(120)上。

10.按照权利9所说的系统，其中所述物体移动装置(300)包括：

一竖立件(310)，安装在图像拾取单元(120)上；

一水平件(320)，连接在竖立件(310)的底侧；

一垂直移动部件(330)，与竖立件(310)相连，其能沿竖立件(310)垂直移动；

一水平移动部件(340)，与垂直移动部件(330)相连接；和

一载物台(350)，连接在水平移动部件(350)上，用于放置物体。

11.按照权利要求1所说的系统，进一步包括一支柱(110)，用于支承图像拾取单元(120)，该支柱(110)进一步包括：

一连接于主体(100)上的角度旋转装置(112)；

一垂直移动装置(114)，与角度旋转装置(112)连接，具有两个部分，这两个部分一起控制垂直移动装置(114)的长度；

一转动装置(400)，固定在垂直移动装置(114)上，以使转动装置(400)能够水平转动并使图像拾取单元(120)能垂直转动。

12.按照权利要求11所说的系统，其中所述转动装置(400)包括：

一下旋转罩(412)；

一上旋转罩(414)；

一水平转动部分(415)，安装在由下旋转罩(412)和上旋转罩(414)构成的内部空间内，并在垂直移动装置(114)上转动；和

一垂直转动部分(475)，安装在由上旋转罩(414)和下旋转罩(412)构成的内部空间内，并与图像拾取单元(120)相连接，以使图像拾取单元(120)能够垂直转动。

13.按照权利要求12所说的系统，其中，

水平转动部分(415)包括一个具有支承轴凹槽(432)的水平旋转主体(430)；

垂直移动装置(114)包括一根支承轴(470)，支承轴(470)插入水平旋转主体(430)的所述支承轴凹槽(432)内；

一块水平旋转板(420)固定到支承轴(470)上，并在水平旋转板(420)的外圆周上形成多个定位凹口(422)；

水平定位装置(425)，用于控制水平旋转板(420)的旋转。

14.按照权利13所说的系统，其中所述水平定位装置(425)包括：

一“之”字形的定位杆(424)；

一个定位滚轮(426)，连接在定位杆(424)的一端，并嵌入水平旋转板(420)的所述定位凹口(422)中的一个凹口内；

一弹簧定位销(418)，连接到水平旋转主体(430)上，使得定位杆(424)能够绕该弹簧定位销(418)旋转；和

一回复弹簧(428)，置于弹簧定位销(418)上。

15.按照权利要求13所说的系统，其中所述垂直转动部分(475)包括：

一垂直旋转主体(440)，固定在图像拾取单元(120)上并包含多个弹簧定位槽(445)；

一块垂直旋转板(450)，固定在垂直转动部分(475)的垂直旋转主体(440)上，并具有多个定位孔(454)；

多根弹簧(444)，用于插入相应的弹簧定位槽内(445)；

定位杆(446)，与弹簧(444)的一端相连并插入相应的定位孔(454)内。

16.按照权利要求15所说的系统，其中定位杆(446)的一端为圆弧形。

17.按照权利要求15所说的系统，其中定位杆(446)包括滚珠轴承。

18.按照权利要求15所说的系统，其中一摩擦簧(458)置于垂直旋转板(450)和水平旋转板(420)之间。

19.按照权利要求18所说的系统，其中摩擦簧(458)由具有许多高起的圆环形板簧构成。

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