CN114384680B - 放大倍数调节组件及图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开的一种放大倍数调节组件及图像采集装置，包括：物镜单元、固定架和驱动电机；物镜单元包括至少两个放大倍数不同的后物镜组，每一个后物镜组中包含两个镜片；固定架设置在采集镜筒中，固定架上设有至少两个贯穿孔，各贯穿孔在固定架的内侧相交于固定架的轴心，贯穿孔的端口位于以轴心为圆心形成的同一圆周上；驱动电机的转动轴驱动固定架沿轴心自转；每一个贯穿孔中设置两个镜片，以形成后物镜组；在同一个后物镜组中，镜片平行设置，且镜片的光轴相互重合并恰好穿过轴心，能够提高放大倍数的切换精度，以提高切换后采集到的多倍率的图像质量。

Description

放大倍数调节组件及图像采集装置

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域，例如涉及一种放大倍数调节组件及图像采集装置。

背景技术

裂隙灯显微镜是一种眼科检查仪器，其能够通过照明系统和显微镜得到瞳孔的光学切面，从而对瞳孔进行病变检查。在实际检查中，为了对瞳孔组织进行深入检查，往往需要得到更为清晰的切面画面，此时要求观察者携带有不同放大倍数的后物镜组，以便于进行透镜更换，从而得到放大倍率更高的切面画面。然而，现有的透镜更换方法依赖于观察者的手动切换，导致切换后的透镜的光轴难以与原光路重合，切换精度较低。

发明内容

本申请目的在于：提供一种放大倍数调节组件及图像采集装置，其能够提高放大倍数的切换精度，以提高切换后采集到的多倍率的图像质量。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请提供了一种放大倍数调节组件，包括：物镜单元、固定架和驱动电机；

所述物镜单元包括至少两个放大倍数不同的后物镜组，每一个所述后物镜组中包含两个镜片；

所述固定架设置在采集镜筒中，所述固定架上设有至少两个贯穿孔，各所述贯穿孔在所述固定架的内侧相交于所述固定架的轴心，所述贯穿孔的端口位于以所述轴心为圆心形成的同一圆周上；

所述驱动电机的转动轴驱动所述固定架沿所述轴心自转；

每一个所述贯穿孔中设置两个所述镜片，以形成所述后物镜组；

在同一个所述后物镜组中，所述镜片平行设置，且所述镜片的光轴相互重合并恰好穿过所述轴心。

进一步地，当所述物镜单元包括第一后物镜组、第二后物镜组和第三后物镜组时，所述固定架中包含三个所述贯穿孔，相邻的所述贯穿孔之间的夹角为60°。

进一步地，所述固定架包含三个固定管，所述固定管在所述固定架的轴心相交，相邻的所述固定管的轴线之间的夹角为60°；

其中，每一个所述固定管的内部分别形成一个所述贯穿孔，且所述贯穿孔的孔壁设有用于固定所述镜片的凹槽。

进一步地，所述第一后物镜组、第二后物镜组和第三后物镜组中的镜片放大倍数分别6倍、25倍和40倍。

进一步地，所述驱动电机为脉冲控制式步进电机，所述驱动电机根据接收到的脉冲指令带动所述固定架旋转。

本申请还提供了一种图像采集装置，包括：采集设备，采集镜筒和上述任一项所述所述的放大倍数调节组件；

所述采集设备固定在所述采集镜筒的一端，所述采集镜筒的另一端设置有采集窗；

所述放大倍数调节组件设置在所述采集镜筒中，所述固定架可通过所述驱动电机的旋转使同一个所述后物镜组中，所述镜片的光心之间的连线所述采集镜筒的光轴重合。

进一步地，还包括前物镜组；

所述前物镜组设置在所述采集窗中，且所述前物镜组的光轴与所述采集镜筒的光轴重合。

进一步地，所述采集镜筒包括第一镜筒段和第二镜筒段，其中，所述第一镜筒段与所述第二镜筒段之间的夹角小于180°；

所述第一镜筒段与所述第二镜筒段的相交处设有反射棱镜，所述反射棱镜可通过镜面反射，使得光路与所述第一镜筒段和所述第二镜筒段的光轴同时重合

所述放大倍数调节组件设置在所述第二镜筒段中；

所述采集设备设置在所述第一镜筒段远离所述第二镜筒段的一端。

进一步地，所述第一镜筒段和所述第二镜筒段之间的夹角为90°；所述反射棱镜与所述第一镜筒段和所述第二镜筒段之间的夹角分别为45°。

进一步地，还包括固定支架，所述固定支架的一端固定在所述第二镜筒段的底部，且所述固定支架与所述第一镜筒段平行设置。

本申请的一种放大倍数调节组件及图像采集装置，在光路通道中设置多对不同倍数的后物镜组，通过驱动电机带动固定架转动以改变光路中的后物镜组，从而实现了后物镜组的放大倍数的自动切换，提高了放大倍数的切换速度，进而提高了多倍率的图像的采集效率，避免了使用者手动旋转镜片导致切换精度较低，以及手部的汗水等残留物污染器具的情况；通过将固定有镜片的固定架设置在采集镜筒的内部，避免了外界环境中的灰尘等杂质附在镜片表面影响镜片的透光率，提高了镜片透光率的稳定性；另外，在固定架设置至少两个贯穿孔后，形成多组后物镜组，简化了放大倍数调节组件结构，从而提高了切换效率。

附图说明

图1是本申请一实施例中一种放大倍数调节组件结构示意图；

图2是本申请一实施例中一种固定架的侧视图之一；

图3是本申请一实施例中一种固定架的侧视图之二；

图4是本申请一实施例中一种图像采集装置结构示意图；

图1至图4中：

1、物镜单元；2、固定架；201、贯穿孔；202、固定管；3、驱动电机；4、采集设备；5、采集镜筒；501、采集窗；502、前物镜组；503、第一镜筒段；504、第二镜筒段；6、反射棱镜；7、固定支架。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参照图1，是本申请一实施例中一种放大倍数调节组件结构示意图，包括：物镜单元1、固定架2和驱动电机3；

所述物镜单元1包括至少两个放大倍数不同的后物镜组，每一个所述后物镜组中包含两个镜片；

所述固定架2设置在采集镜筒5中，所述固定架2上设有至少两个贯穿孔201，各所述贯穿孔201在所述固定架2的内侧相交于所述固定架2的轴心，所述贯穿孔201的端口位于以所述轴心为圆心形成的同一圆周上；

所述驱动电机3的转动轴驱动所述固定架2沿所述轴心自转；

每一个所述贯穿孔201中设置两个所述镜片，以形成所述后物镜组；

在同一个所述后物镜组中，所述镜片平行设置，且所述镜片的光轴相互重合并恰好穿过所述轴心。

一实施例中，采集镜筒5为两端开口的腔体，其一端开口作为采集窗，患者将瞳孔调整至直视该采集窗，即可通过当前的后物镜组进行不同倍数的放大；其另一端连通至相机等摄像设备处，以使相机对采集窗中的物体进行图像记录。

一实施例中，物镜单元1可根据实际需要设定后物镜组的数量N，固定架2可以为圆柱体，也可以为等边的2N面柱体；当固定架2为等边的2N面柱体时，可以设置N个贯穿孔201，每一个贯穿孔201从柱体的一个侧面贯穿至与该侧面相对的另一个侧面。

一实施例中，贯穿孔201与镜片的固定方式可以为粘连，也可以为卡接；当物镜单元1中的镜片安装至贯穿孔201中后，同一个后物镜组中的镜片均为相对设置，且相互平行，同时，同一个后物镜组中的镜片光心之间的连线与镜片的轴线垂直且恰好穿过上述固定架2的轴心。

一实施例中，驱动电机3设置在采集镜筒5的筒壁外侧，且筒壁上设有通孔；驱动电机3的转动轴面向固定架2，并通过上述通孔与筒内的固定架2的轴心传动连接，当驱动电机3旋转时，即可带动固定架2围绕该轴心旋转，从而实现后物镜组的切换。

一实施例中，驱动电机3与控制单元相连，其控制方式可以为自动切换和手动切换，自动切换方式下，可以预先设置切换时间，使得驱动电机3按照预设的时间间隔，以预设的角度切换不同放大倍数的后物镜组，以便在需要采集大量图像样本时，提高样本质量的稳定性；手动切换方式下，使用者可以向控制单元发送切换指令，实时切换后物镜组的放大倍数，提高了切换效率和切换的准确性；其中，上述预设的角度可以为各个镜片之间的最小夹角，示例性地，当物镜单元中包含两个后物镜组时，两个后物镜组中的四个镜片之间的夹角相互成90°，此时一个后物镜组中的镜片的光轴与另一个后物镜组中的镜片的光轴形成的最小夹角也成90°，因此，驱动电机旋转90°即可切换到另一个后物镜组；同理地，当物镜单元中包含6个后物镜组时，6个后物镜组中的12个镜片之间的最小夹角为30°，此时一个后物镜组中的镜片的光轴与另一个后物镜组中的镜片的光轴形成的最小夹角也为30°，因此，驱动电机旋转30°即可切换到下一个后物镜组。

进一步地，参照图2，当所述物镜单元1包括第一后物镜组、第二后物镜组和第三后物镜组时，所述固定架2中包含三个所述贯穿孔201，相邻两个所述贯穿孔201的端口之间的夹角为60°。

在具体的实施方式中，设置的后物镜组越多，则能够切换的放大倍数也越多，但是当固定架2的大小一定时，每一个镜片的尺寸就必然越小，通过后物镜组成像的图像信息的大小也越小；因此，为了在提高放大倍数调节的灵活性的同时确保采集到大小足够的图像信息，本实施设置三组后物镜组，从而避免通过后物镜组采集到的图像信息尺寸过小。

进一步地，参照图3，所述固定架2包含三个固定管202，所述固定管202在所述固定架2的轴心相交，相邻的所述固定管202的轴线之间的夹角为60°；

其中，每一个所述固定管202的内部分别形成一个所述贯穿孔201，且所述贯穿孔201的孔壁设有用于固定所述镜片的凹槽。

一实施例中，上述固定管202远离轴心的一端为中空的圆柱体，固定管202靠近轴心的一端的管壁与相邻固定管202的管壁固定连接，形成3个贯穿孔，得到3条由贯穿孔形成的，以便于光路穿过的通道，通过固定管202内部的贯穿孔201将镜片分别固定在固定管202的内部，通过固定管202对杂光进行了遮挡，避免了不同镜片之间发生反光，造成采集到的图像上存在光斑，从而降低图像画质的情况。

进一步地，所述第一后物镜组、第二后物镜组和第三后物镜组中的镜片放大倍数分别6倍、25倍和40倍。

一实施例中，上述放大倍数调节组件通常设置于裂隙灯显微镜中，用于对患者的瞳孔进行放大，在实际使用中，部分病变是通过小倍数放大即可识别的，而部分深部组织的病变需要进行大倍数放大才能观察到，因此本实施例将三个后物镜组分别设置为6、25和40的倍数，为使用者提供更加全面的图像采集倍数。

进一步地，所述驱动电机3为脉冲控制式步进电机，所述驱动电机3根据接收到的脉冲指令带动所述固定架2旋转。

一实施例中，为了提高驱动电机3传动的准确性，采用脉冲控制式步进电机，通过与驱动电机3相连的控制单元向驱动电机3发送脉冲指令，从而控制驱动电机3旋转到相应的角度。

参照图4，是本申请一实施例中一种图像采集装置，包括：采集设备4，采集镜筒5和本实施例提供的一种放大倍数调节组件；

所述采集设备4固定在所述采集镜筒5的一端，所述采集镜筒5的另一端设置有采集窗501；

所述放大倍数调节组件设置在所述采集镜筒5中，所述固定架2可通过所述驱动电机3的旋转使同一个所述后物镜组中，所述镜片的光心之间的连线所述采集镜筒5的光轴重合。

一实施例中，采集设备4通常为摄像机，其摄像头面向放大倍数调节组件的镜片设置。

一实施例中，驱动电机3根据控制单元发送的指令将对应放大倍数的后物镜组旋转至与采集镜筒5中的光路平行，且此时该后物镜组中镜片光心之间的连线所述采集镜筒5的光轴，从而提高图像采集的清晰度。

一实施例中，上述采集窗501用于面向患者，并对准患者的待检查部位，以便于采集设备4进行患处放大后的图像采集。

进一步地，还包括前物镜组502；

所述前物镜组502设置在所述采集窗501中，且所述前物镜组502的光轴与所述采集镜筒5的光轴重合。

一实施例中，为了保护后物镜组以及采集镜筒5的内部，同时提高患处的放大倍数，本实施例在采集窗501上设置前物镜组502，该前物镜组502的放大倍数通常为16倍。

进一步地，所述采集镜筒5包括第一镜筒段503和第二镜筒段504，其中，所述第一镜筒段503与所述第二镜筒段504之间的夹角小于180°；

所述第一镜筒段503与所述第二镜筒段504的相交处设有反射棱镜6，所述反射棱镜6可通过镜面反射，使得光路与所述第一镜筒段503和所述第二镜筒段504的光轴同时重合

所述放大倍数调节组件设置在所述第二镜筒段504中；

所述采集设备4设置在所述第一镜筒段503远离所述第二镜筒段504的一端。

一实施例中，为了减小上述图像采集装置的占地面积，本实施例对镜筒进行分段设置，即采集镜筒5由第一镜筒段503与第二镜筒段504组成，且第一镜筒段503与第二镜筒段504不在同一直线上，使得采集镜筒5的总长缩短，提高了图像采集装置移动的便捷性。

一实施例中，通过反射棱镜6对光路进行反射，使得采集镜筒5的总长缩短的同时不影响光路的长度，以便于图像聚焦。

进一步地，所述第一镜筒段503和所述第二镜筒段504之间的夹角为90°；所述反射棱镜6与所述第一镜筒段503和所述第二镜筒段504之间的夹角分别为45°。

一实施例中，当第一镜筒段503与第二镜筒段504相互垂直时，采集镜筒5的总长即可与第二镜筒段504的总长相同，此时通过倾斜角度为45°的反射棱镜6将平行的光路反射为垂直光路，从而使得采集设备4进行图像采集。

进一步地，还包括固定支架7，所述固定支架7的一端固定在所述第二镜筒段504的底部，且所述固定支架7与所述第一镜筒段503平行设置。

一实施例中，在第二镜筒段504的底部设置与第一镜筒段503平行的固定支架7，从而在支撑采集镜筒5的同时减小图像采集装置的总占地面积，提高装置的实用性。

在具体的实施方式中，固定支架7的底部设置有配重的底座，从而提高装置的放置的稳定性。

综上，为本申请实施例中提供的放大倍数调节组件及图像采集装置，在光路通道中设置多对不同倍数的后物镜组，通过驱动电机3带动固定架2转动以改变光路中的后物镜组，从而实现了后物镜组的放大倍数的自动切换，提高了放大倍数的切换速度，进而提高了多倍率的图像的采集效率，避免了使用者手动旋转镜片导致切换精度较低，以及手部的汗水等残留物污染器具的情况；通过将固定有镜片的固定架2设置在采集镜筒5的内部，避免了外界环境中的灰尘等杂质附在镜片表面影响镜片的透光率，提高了镜片透光率的稳定性；另外，在固定架设置至少两个贯穿孔后，形成多组后物镜组，简化了放大倍数调节组件结构，从而提高了切换效率；通过设置三组后物镜组，从而避免通过后物镜组采集到的图像信息尺寸过小；通过固定管202内部的贯穿孔201将镜片分别固定在管中，避免了不同镜片之间发生反光，造成采集到的图像上存在光斑，从而降低图像画质的情况；通过与驱动电机3相连的控制单元向驱动电机3发送脉冲指令，从而控制驱动电机3旋转到相应的角度；对镜筒进行分段设置，即采集镜筒5由第一镜筒段503与第二镜筒段504组成，且第一镜筒段503与第二镜筒段504不在同一直线上，使得采集镜筒5的总长缩短，提高了图像采集装置移动的便捷性，通过反射棱镜6对光路进行反射，使得采集镜筒5的总长缩短的同时不影响光路的长度，以便于图像聚焦，提高了装置的实用性。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的通过控制单元驱动上述驱动电机的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述控制单元驱动上述驱动电机的方法的实施例的流程。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种放大倍数调节组件，其特征在于，包括：物镜单元、固定架和驱动电机和控制单元；

所述物镜单元包括至少两个放大倍数不同的后物镜组，每一个所述后物镜组中包含两个镜片；

所述固定架设置在采集镜筒中，所述固定架上设有至少两个贯穿孔，各所述贯穿孔在所述固定架的内侧相交于所述固定架的轴心，所述贯穿孔的端口位于以所述轴心为圆心形成的同一圆周上；

所述固定架包含三个固定管，所述固定管在所述固定架的轴心相交，所述固定管远离轴心的一端为中空的圆柱体，所述固定管靠近轴心的一端的管壁与相邻所述固定管的管壁固定连接，形成3个贯穿孔，相邻的所述固定管的轴线之间的夹角为60°；

其中，每一个所述固定管的内部分别形成一个所述贯穿孔，且所述贯穿孔的孔壁设有用于固定所述镜片的凹槽，所述固定管内部的贯穿孔将镜片分别固定在所述固定管的内部，所述固定管可遮挡杂光；

所述驱动电机的转动轴驱动所述固定架沿所述轴心自转；

每一个所述贯穿孔中设置两个所述镜片，以形成所述后物镜组；

在同一个所述后物镜组中，所述镜片平行设置，且所述镜片的光轴相互重合并恰好穿过所述轴心；

所述驱动电机与所述控制单元相连，所述控制单元的控制方式包括自动切换和/或手动切换。

2.根据权利要求1所述的放大倍数调节组件，其特征在于，当所述物镜单元包括第一后物镜组、第二后物镜组和第三后物镜组时，所述固定架中包含三个所述贯穿孔，相邻的所述贯穿孔之间的夹角为60°。

3.根据权利要求2所述的放大倍数调节组件，其特征在于，所述第一后物镜组、第二后物镜组和第三后物镜组中的镜片放大倍数分别6倍、25倍和40倍。

4.根据权利要求1所述的放大倍数调节组件，其特征在于，所述驱动电机为脉冲控制式步进电机，所述驱动电机根据接收到的脉冲指令带动所述固定架旋转。

5.一种图像采集装置，其特征在于，包括：采集设备，采集镜筒和权利要求1至4中任一项所述的放大倍数调节组件；

所述采集设备固定在所述采集镜筒的一端，所述采集镜筒的另一端设置有采集窗；

所述放大倍数调节组件设置在所述采集镜筒中，所述固定架可通过所述驱动电机的旋转使同一个所述后物镜组中，所述镜片的光心之间的连线所述采集镜筒的光轴重合。

6.根据权利要求5所述的图像采集装置，其特征在于，还包括前物镜组；

所述前物镜组设置在所述采集窗中，且所述前物镜组的光轴与所述采集镜筒的光轴重合。

7.根据权利要求5所述的图像采集装置，其特征在于，所述采集镜筒包括第一镜筒段和第二镜筒段，其中，所述第一镜筒段与所述第二镜筒段之间的夹角小于180°；

所述第一镜筒段与所述第二镜筒段的相交处设有反射棱镜，所述反射棱镜可通过镜面反射，使得光路与所述第一镜筒段和所述第二镜筒段的光轴同时重合；

所述放大倍数调节组件设置在所述第二镜筒段中；

所述采集设备设置在所述第一镜筒段远离所述第二镜筒段的一端。

8.根据权利要求7所述的图像采集装置，其特征在于，所述第一镜筒段和所述第二镜筒段之间的夹角为90°；所述反射棱镜与所述第一镜筒段和所述第二镜筒段之间的夹角分别为45°。

9.根据权利要求8所述的图像采集装置，其特征在于，还包括固定支架，所述固定支架的一端固定在所述第二镜筒段的底部，且所述固定支架与所述第一镜筒段平行设置。

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