CN114114587B - 一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学仪器技术领域，具体涉及一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，体视变倍显微镜光学系统包括从像侧到物侧之间共光轴依次设置的弧形镜片G1具有正光焦度的弯月结构透镜、G2具有负光焦度的弯月结构透镜、G3具有正光焦度的弯月结构透镜、G4具有负光焦度的双凹结构透镜，G5具有正光焦度的双凸结构透镜，G6具有正光焦度的弯月结构透镜，G7具有负光焦度的双凹结构透镜，G8具有正光焦度的弯月结构透镜，G9具有负光焦度的弯月结构透镜，G10具有正光焦度的双凸结构透镜。与现有技术相比，本发明可实现连续变倍≥11:1，在左眼和右眼同时看同一个点时体视角可达到11°，优秀的数值孔径，使得整套显微镜成像更优秀。

Description

一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头
技术领域
本发明涉及变倍镜头技术领域，具体为一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头。
背景技术
体视显微镜操作简单，体视显微镜在用途上也最为广泛,主要用途如下：动物学、植物学、昆虫学、组织学、矿物学、考古学、地质学和皮肤病学等的研究。广泛应用于纺织制品、化工化学、塑料制品、电子制造、机械制造、医药制造、食品加工、印刷业、高等院校、考古研究等众多的领域。
现有的分体式体视变倍镜头尽管已经实现了对镜头的放大倍数进行调整的效果，但在实际使用过程中还存在一些不足，变倍镜头在进行安装使用过程中，现有的安装方式不便于对镜头进行安装以及拆卸，进而不便于进行镜头的维护、检修等工作，并且目前市场上的体式显微镜在成像清晰度、视场方面的表现差强人意，无法满足日新月异的时代对高分辨率、大视场等应用需求，因此创新一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，通过设置安装壳以及安装组件；以解决上述背景技术中提出的现有的安装方式不便于对镜头进行安装以及拆卸，进而不便于进行镜头的维护、检修等工作的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，包括变倍镜头主体以及变倍镜头主体外部设置的安装壳，其特征在于：所述安装壳内部设有安装组件，所述变倍镜头主体固定安装于安装组件内部，所述安装壳外部一侧设有防护壳，所述安装壳外部另一侧固定安装于翻转板外部一侧，所述翻转板位于外部另一侧设有翻转组件，所述翻转组件固定安装于转动座外部一侧，所述转动座固定安装于高度调节组件外部，所述高度调节组件固定安装于固定板外部一侧，所述固定板固定安装于基座上表面一侧，所述翻转组件包括随动部件以及驱动部件；
所述变倍镜头主体的外壳内部从像侧到物侧之间共光轴依次设置的如下弧形镜片：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜，所述第二透镜、第九透镜分别具有负光焦度的弯月结构，所述第一透镜、第三透镜、第六透镜、第八透镜分别具有正光焦度的弯月结构，所述第五透镜、第十透镜具有正光焦度的双凸结构，所述第四透镜、第七透镜具有负光焦度的双凹结构。
优选的，所述第二透镜、第九透镜分别具有负光焦度的弯月结构，所述第一透镜、第三透镜、第六透镜、第八透镜分别具有正光焦度的弯月结构，所述第五透镜、第十透镜具有正光焦度的双凸结构，所述第四透镜、第七透镜具有负光焦度的双凹结构，所述第一透镜的前表面顶点到第十透镜的后表面顶点的距离L与光学系统的焦距f，满足关系式：0.5＜|L/f|＜2.5，所述第一透镜的折射率为n1，所述折射率n1满足关系式：1.5＜n1＜2.0
优选的，所述安装组件包括安装底板、弧形限位板、电动推杆以及橡胶垫，所述安装底板内部一侧中间位置开设有放置槽，所述变倍镜头主体放置于放置槽内部，所述弧形限位板位于安装底板外部一侧，所述电动推杆顶端固定安装于安装壳内壁，所述电动推杆输出端固定安装于弧形限位板外部一侧，所述橡胶垫胶接于弧形限位板外部另一侧。
优选的，所述随动部件包括连接板以及滑动块，所述转动座内部一侧开设有圆形滑槽，所述滑动块滑动连接于圆形滑槽内部，所述连接板一侧固定安装于翻转板外部另一侧，所述连接板另一侧固定安装于滑动块外部，所述连接板与转动座互不接触。
优选的，所述驱动部件包括步进电机以及旋转轴，所述步进电机固定安装于转动座外部一侧中间位置。
优选的，所述步进电机输出轴一端通过联轴器与旋转轴顶端连接，所述旋转轴末端固定连接于翻转板外部另一侧中间位置。
优选的，所述高度调节组件包括直线导轨、电动滑台以及限位板，所述限位板固定安装于固定板外部一侧上端，所述转动座固定安装于电动滑台外部一侧。
优选的，所述直线导轨固定安装于固定板外部一侧中间位置，所述电动滑台滑动连接于直线导轨外部一侧，所述限位板位于直线导轨顶端，所述电动滑台与固定板互不接触。
优选的，所述安装壳内部一侧开设有外螺纹，所述防护壳内部一侧开设有内螺纹，所述外螺纹与内螺纹匹配设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设有设有安装壳以及安装组件，实际对变倍镜头主体进行安装时，通过安装壳以及安装组件的配合使用，便于变倍镜头主体的安装以及拆卸，且整个操作过程简单便捷，便于相关工作人员操作，一定程度上解决了现有的安装方式不便于对镜头进行安装以及拆卸，进而不便于进行镜头的维护、检修等工作的问题；
2、本发明设有翻转组件，且翻转组件包括随动部件以及驱动部件，实际进行使用过程中，通过随动部件以及驱动部件的配合使用，得以调节变倍镜头主体的使用角度，进而便于对不同角度的拍摄使用；
3、本发明设有高度调节组件，实际进行使用时，相关工作人员可根据实际所需的拍摄高度，通过高度调节组件进行调整变倍镜头主体的使用高度，进而便于拍摄不同高度的物体。
附图说明
图1为本发明主体结构示意图；
图2为本发明侧视结构示意图；
图3为本发明主视结构示意图；
图4为本发明安装壳结构示意图；
图5为本发明防护壳结构示意图；
图6为本发明转动座结构示意图；
图7-9为本发明变倍镜头主体内部镜片设置原理图。
图中：1、变倍镜头主体；2、安装壳；21、外螺纹；3、安装组件；31、安装底板；311、放置槽；32、弧形限位板；33、电动推杆；34、橡胶垫；4、防护壳；41、内螺纹；5、翻转板；6、转动座；61、圆形滑槽；7、翻转组件；71、随动部件；711、连接板；712、滑动块；72、驱动部件；721、步进电机；722、旋转轴；8、高度调节组件；81、直线导轨；82、电动滑台；83、限位板；9、固定板；10、基座。
具体实施方式
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实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～6，本发明提供一种技术方案：一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，包括变倍镜头主体1以及变倍镜头主体1外部设置的安装壳2，安装壳2内部设有安装组件3，变倍镜头主体1固定安装于安装组件3内部，安装壳2外部另一侧固定安装于翻转板5外部一侧，翻转板5位于外部另一侧设有翻转组件7，翻转组件7固定安装于转动座6外部一侧，转动座6固定安装于高度调节组件8外部，高度调节组件8固定安装于固定板9外部一侧，固定板9固定安装于基座10上表面一侧，翻转组件7包括随动部件71以及驱动部件72，变倍镜头主体1具体参数为：连续变倍体视变倍11：1、倍数0.6x～6.6x、工作距离120mm、像方视场φ23mm、共轭距离470mm、变倍体长度95mm、低倍NA0.15以及高倍NA0.85，实际进行安装使用时，先将待安装的变倍镜头主体1放置于安装组件3内部；
通过控制安装组件3进行固定安装，进而得以进行正常使用，使用过程中根据实际情况，通过随动部件71以及驱动部件72的配合使用，可带动翻转板5进行转动，进而得以带动安装壳2及其内部的变倍镜头主体1进行转动，以实现对不同物体进行不同角度的拍摄，需要对不同高度的物体进行拍摄时，根据物体的实际高度，通过调节高度调节组件8进行调节转动座6的高度，进而带动翻转组件7以及翻转板5进行上下移动，从而实现了带动安装壳2及其内部的变倍镜头主体1进行上下移动的效果，使得便于对不同高度的物体进行拍摄。
如图7-9所示：光学系统O数据如下表1所示：
表1实施例的光学系统O数据
表1
光学系统O的焦距f为90.9mm，放大倍率为0.6X，数值孔径NA≥0.15，U5为固定组，U2为变倍组，U3为补偿组，U6为固定组，第一透镜G1的前表面顶点到第十透镜G10的后表面顶点的距离L＝90.78mm，光学后截距BFL＝120mm，共轭距为469.4mm，半像高y’＝11.5mm，第三透镜G3的焦距fG3＝25.81mm，第四透镜G4的焦距fG4＝-17.99mm，第五透镜G5的焦距fG5＝37.62mm。
光学系统O数据如下表2所示：
表2实施例的光学系统O数据
表2
光学系统O的焦距f为111.66mm，放大倍率为3.1X，数值孔径NA≥0.45，U5为固定组，U2为变倍组，U3为补偿组，U6为固定组，第一透镜G1的前表面顶点到第十透镜G10的后表面顶点的距离L＝90.78mm，光学后截距BFL＝120mm，共轭距为469.4mm，半像高y’＝11.5mm，第三透镜G3的焦距fG3＝25.81mm，第四透镜G4的焦距fG4＝-17.99mm，第五透镜G5的焦距fG5＝37.62mm。
光学系统O数据如下表3所示：
表3实施例的光学系统O数据
表3
光学系统O的焦距f为45mm，放大倍率为6.6X，数值孔径NA≥0.85，U5为固定组，U2为变倍组，U3为补偿组，U6为固定组，第一透镜G1的前表面顶点到第十透镜G10的后表面顶点的距离L＝90.78mm，光学后截距BFL＝120mm，共轭距为469.4mm，半像高y’＝11.5mm，第三透镜G3的焦距fG3＝25.81mm，第四透镜G4的焦距fG4＝-17.99mm，第五透镜G5的焦距fG5＝37.62mm。
变倍镜头主体1的外壳内部从像侧到物侧之间共光轴依次设置的如下弧形镜片：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜，分别记做G1-G10，所述第二透镜、第九透镜分别具有负光焦度的弯月结构，所述第一透镜、第三透镜、第六透镜、第八透镜分别具有正光焦度的弯月结构，所述第五透镜、第十透镜具有正光焦度的双凸结构，所述第四透镜、第七透镜具有负光焦度的双凹结构；
进一步的，变倍镜头主体1最大像高为φ23mm，变倍镜头主体1的有效焦距为45-165mm；
第一透镜的前表面顶点到所述第十透镜的后表面顶点的距离L与光学系统的焦距f，满足关系式：0.5＜|L/f|＜2.5；
变倍镜头主体1光学后截距BFL与所述光学系统的焦距f，满足关系式：0.5＜|BFL/f|＜3；
第一透镜的折射率为n1，折射率n1满足关系式：1.5＜n1＜2.0；
第五透镜的折射率为n5，折射率n5满足关系式：1.5＜n5＜2.0。
示例性的，变倍镜头主体O的焦距f为90.9mm，放大倍率为0.6X，数值孔径NA＝0.015，第一透镜G1的前表面顶点到第十透镜G10的后表面顶点的距离L＝90.78mm，光学后截距BFL＝120mm，半像高y’＝11.5mm，第三透镜G3的焦距fG3＝25.81mm，第四透镜G4的焦距fG4＝-17.99mm，第五透镜G5的焦距fG5＝37.62mm；
示例性的，变倍镜头主体O的焦距f为45mm，放大倍率为6.6X，数值孔径NA＝0.85，第一透镜G1的前表面顶点到第十透镜G10的后表面顶点的距离L＝90.78mm，光学后截距BFL＝120mm，半像高y’＝11.5mm，第三透镜G3的焦距fG3＝25.81mm，第四透镜G4的焦距fG4＝-17.99mm，第五透镜G5的焦距fG5＝37.62mm。
安装壳2外部一侧设有防护壳4，安装壳2内部一侧开设有外螺纹21，防护壳4内部一侧开设有内螺纹41，外螺纹21与内螺纹41匹配设置，通过安装壳2外部设置的防护壳4，可有效的起到保护安装壳2内部变倍镜头主体1的效果，通过防护壳4一端设置的锥形结构，一定程度上起到了对变倍镜头主体1在使用过程中防雨、防尘等效果，且通过外螺纹21与内螺纹41的匹配设置，使得防护壳4通过螺纹固定连接在安装壳2外部，进而防护壳4便于进行安装以及拆卸，从而便于变倍镜头主体1进行安装以及拆卸。
安装组件3包括安装底板31、弧形限位板32、电动推杆33以及橡胶垫34，安装底板31内部一侧中间位置开设有放置槽311，变倍镜头主体1放置于放置槽311内部，弧形限位板32位于安装底板31外部一侧，电动推杆33顶端固定安装于安装壳2内壁，电动推杆33输出端固定安装于弧形限位板32外部一侧，橡胶垫34胶接于弧形限位板32外部另一侧；
实际需要进行安装变倍镜头主体1时，先将待安装的变倍镜头主体1通过安装壳2放置于放置槽311内部，随即通过控制两侧的电动推杆33进行拉伸，推动两侧的弧形限位板32进行移动，直至两侧的弧形限位板32移动至变倍镜头主体1外部两侧，且弧形限位板32外部的橡胶垫34与变倍镜头主体1相接触，通过放置槽311的型腔限位以及两端弧形限位板32的夹持固定，以实现对变倍镜头主体1进行固定安装的效果，且橡胶垫34材质较软，具有一定的缓冲作用，夹持在变倍镜头主体1外部两侧时受力会发生弹性形变，从而一定程度上起到保护变倍镜头主体1的效果；
需要进行变倍镜头主体1的拆卸时，通过控制两侧的电动推杆33进行收缩，带动两侧的弧形限位板32沿远离变倍镜头主体1的方向进行移动，使得弧形限位板32外部的橡胶垫34不再接触变倍镜头主体1，进而将变倍镜头主体1沿着放置槽311内部取出即可，整个变倍镜头主体1的安装以及拆卸过程简单便捷，且无需耗费大量人力，便于相关工作人员进行使用。
随动部件71包括连接板711以及滑动块712，转动座6内部一侧开设有圆形滑槽61，滑动块712滑动连接于圆形滑槽61内部，连接板711一侧固定安装于翻转板5外部另一侧，连接板711另一侧固定安装于滑动块712外部，连接板711与转动座6互不接触，驱动部件72包括步进电机721以及旋转轴722，步进电机721固定安装于转动座6外部一侧中间位置，步进电机721输出轴一端通过联轴器与旋转轴722顶端连接，旋转轴722末端固定连接于翻转板5外部另一侧中间位置；
实际需要调整变倍镜头主体1的拍摄角度时，通过开启步进电机721，驱动旋转轴722进行转动，进而带动翻转板5以及连接板711跟随滑动块712沿着圆形滑槽61进行转动，从而带动安装壳2及其内部的变倍镜头主体1进行转动，以实现调整变倍镜头主体1的拍摄角度的效果，且连接板711以及滑动块712均设置有两组，分别位于驱动部件72外部两侧，通过设置连接板711进行支撑翻转板5的位置，从而得以实现带动安装壳2及其内部的变倍镜头主体1进行转动的效果。
高度调节组件8包括直线导轨81、电动滑台82以及限位板83，限位板83固定安装于固定板9外部一侧上端，转动座6固定安装于电动滑台82外部一侧，直线导轨81固定安装于固定板9外部一侧中间位置，电动滑台82滑动连接于直线导轨81外部一侧，限位板83位于直线导轨81顶端，电动滑台82与固定板9互不接触；
实际需要调节变倍镜头主体1的使用高度时，通过控制电动滑台82沿着直线导轨81的方向进行滑动，进而得以带动转动座6以及外部的翻转板5进行上下移动，从而实现了带动安装壳2及其内部的变倍镜头主体1进行上下移动的效果，通过设置限位板83进行限定电动滑台82的滑动行程，防止电动滑台82向上滑动过程中，滑出直线导轨81，导致安装壳2及其内部的变倍镜头主体1摔落，造成变倍镜头主体1的损坏，直线导轨81末端位于基座10上表面，使得电动滑台82最下端的滑动位置为翻转板5接触基座10上表面，通过基座10实现了限定电动滑台82最下端滑动位置的效果，通过固定板9进行固定直线导轨81以及限位板83的位置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，包括变倍镜头主体(1)以及变倍镜头主体(1)外部设置的安装壳(2)，其特征在于：所述安装壳(2)内部设有安装组件(3)，所述变倍镜头主体(1)固定安装于安装组件(3)内部，所述安装壳(2)外部一侧设有防护壳(4)，所述安装壳(2)外部另一侧固定安装于翻转板(5)外部一侧，所述翻转板(5)位于外部另一侧设有翻转组件(7)，所述翻转组件(7)固定安装于转动座(6)外部一侧，所述转动座(6)固定安装于高度调节组件(8)外部，所述高度调节组件(8)固定安装于固定板(9)外部一侧，所述固定板(9)固定安装于基座(10)上表面一侧，所述翻转组件(7)包括随动部件(71)以及驱动部件(72)；
所述变倍镜头主体(1)的外壳内部从像侧到物侧之间共光轴依次设置的如下弧形镜片：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜，所述第二透镜、第九透镜分别具有负光焦度的弯月结构，所述第一透镜、第三透镜、第六透镜、第八透镜分别具有正光焦度的弯月结构，所述第五透镜、第十透镜具有正光焦度的双凸结构，所述第四透镜、第七透镜具有负光焦度的双凹结构。
2.根据权利要求1所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述第二透镜、第九透镜分别具有负光焦度的弯月结构，所述第一透镜、第三透镜、第六透镜、第八透镜分别具有正光焦度的弯月结构，所述第五透镜、第十透镜具有正光焦度的双凸结构，所述第四透镜、第七透镜具有负光焦度的双凹结构，所述第一透镜的前表面顶点到第十透镜的后表面顶点的距离L与光学系统的焦距f，满足关系式：0.5＜|L/f|＜2.5，所述第一透镜的折射率为n1，所述折射率n1满足关系式：1.5＜n1＜2.0。
3.根据权利要求1所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述安装组件(3)包括安装底板(31)、弧形限位板(32)、电动推杆(33)以及橡胶垫(34)，所述安装底板(31)内部一侧中间位置开设有放置槽(311)，所述变倍镜头主体(1)放置于放置槽(311)内部，所述弧形限位板(32)位于安装底板(31)外部一侧，所述电动推杆(33)顶端固定安装于安装壳(2)内壁，所述电动推杆(33)输出端固定安装于弧形限位板(32)外部一侧，所述橡胶垫(34)胶接于弧形限位板(32)外部另一侧。
4.根据权利要求1所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述随动部件(71)包括连接板(711)以及滑动块(712)，所述转动座(6)内部一侧开设有圆形滑槽(61)，所述滑动块(712)滑动连接于圆形滑槽(61)内部，所述连接板(711)一侧固定安装于翻转板(5)外部另一侧，所述连接板(711)另一侧固定安装于滑动块(712)外部，所述连接板(711)与转动座(6)互不接触。
5.根据权利要求1所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述驱动部件(72)包括步进电机(721)以及旋转轴(722)，所述步进电机(721)固定安装于转动座(6)外部一侧中间位置。
6.根据权利要求5所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述步进电机(721)输出轴一端通过联轴器与旋转轴(722)顶端连接，所述旋转轴(722)末端固定连接于翻转板(5)外部另一侧中间位置。
7.根据权利要求1所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述高度调节组件(8)包括直线导轨(81)、电动滑台(82)以及限位板(83)，所述限位板(83)固定安装于固定板(9)外部一侧上端，所述转动座(6)固定安装于电动滑台(82)外部一侧。
8.根据权利要求7所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述直线导轨(81)固定安装于固定板(9)外部一侧中间位置，所述电动滑台(82)滑动连接于直线导轨(81)外部一侧，所述限位板(83)位于直线导轨(81)顶端，所述电动滑台(82)与固定板(9)互不接触。
9.根据权利要求1所述的一种便于拆装检修的分体式体视变倍镜头，其特征在于：所述安装壳(2)内部一侧开设有外螺纹(21)，所述防护壳(4)内部一侧开设有内螺纹(41)，所述外螺纹(21)与内螺纹(41)匹配设置。
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紧凑型大变倍比红外光学系统设计;曲锐等;红外与激光工程;第46卷(第11期);全文 *

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