CN216351508U - 物镜切换和对焦装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物镜切换和对焦装置，包括Z轴驱动音圈电机机构(1)、控制系统(2)、物镜切换机构(3)、物镜机械限位机构(4)和物镜电信号定位机构(5)；本实用新型的物镜切换和对焦装置将磁块组(52)设置在机械零点位置，通过霍尔传感器(51)感测转动盘(34)上的磁块组，并控制切换步进电机(35)驱动转动盘的位移数据归零，避免了自动显微镜在物镜转换中误差累积的问题；本实用新型除了通过切换步进电机将转动盘转至定位位置之外，还额外通过的物镜机械限位机构的定位弹片(41)对转动盘进行机械限位，避免了物镜转换器的运动惯性，导致物镜重复定位精度不高的问题,可达到1微米至2微米的重复定位精度。

Description

物镜切换和对焦装置

技术领域

本实用新型涉及显微镜物镜的控制装置领域，具体涉及一种物镜切换和对焦装置。

背景技术

自动显微镜通常会安装不同放大倍数的物镜。在检测过程中，当需要用到特定倍数的物镜时，由电机驱动物镜转换器将特定倍数的物镜转至观察位置。物镜转换器需保证两方面的精度：一是定位精度，即各个定位孔的中心偏移量要尽可能的小；二是是齐焦精度，即当一个物镜调焦在工作位置时，转换其他物镜时，应不需重新调焦或只稍许调焦就能得到清晰的像。显微镜物镜转换装置，通常采用的定位装置为电动定位机构，通过电机驱动控制物镜转换器转动到指定位置进行定位，由于转换器旋转运动的惯性以及转动零件如齿轮的加工误差，会造成物镜齐焦精度不高，并影响显微镜最终成像的清晰度。

显微镜是景深很小的一类光学系统，快速准确地实现自动对焦有很大的难度。现有的自动对焦显微镜有采用电机加光栅传感器的对焦装置，如中国专利CN206321565U中公开了一种本实用新型公开了一种自动对焦显微镜，包括显微镜支架、载物台、目镜，还包括目镜支架、电机以及光栅尺传感器。本实用新型通过光栅尺传感器以及电机的配合，能够自动进行对焦并在一定程度上提高了对焦的操作便捷性及精度，但是从此实用新型的中公开了如下具体实施方式：显微镜的目镜有其固定的工作距离，并一般来说，当显微镜的物镜距离被测物体5.3mm的时候，显微镜显示的图像最清晰，因此，计算并设定好光栅读数头62对应标尺光栅61上的尺寸数据，当电机5控制目镜支架4沿着显微镜支架1上的滑轨11移动时，与目镜支架4联动的光栅读数头62读取标尺光栅61上的尺寸数据，当读取到设定的数据时，控制电机5停止，此时，显微镜物镜移动至被测物体5.3mm，即显微镜镜头自动停止在图像最清晰的位置。从具体实施方式中可知：物镜距离被测物体的调焦距离范围很大，不能实现即时可调的精准的显微镜自动调焦。

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种显微镜用物镜切换和对焦装置，以实现达到微米级的物镜共焦定位精度和即时可调的精准的显微镜自动调焦。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的物镜切换和对焦装置，包括

包括Z轴驱动音圈电机机构、物镜切换机构、物镜机械限位机构、物镜电信号定位机构、控制系统；所述物镜切换机构固定连接于所述Z轴驱动音圈电机机构下部，所述物镜机械限位机构、所述物镜电信号定位机构连接于物镜切换机构。

由Z轴驱动音圈电机机构和控制系统来实现在很小的景深范围内高清晰度的对焦，同时提供了对焦范围的零位和上下限位；由物镜切换机构、物镜机械限位机构、物镜电信号定位机构和控制系统共同运行来实现不同分辨率的物镜高共焦精度的切换动作。

所述Z轴驱动音圈电机机构包括磁柱组、固定支架、位移感应开关、音圈电机、连接件、光栅尺、读数头和导轨；

所述音圈电机电连接于所述控制系统；其具体为直线式音圈电机，可以有效增大负载。由于音圈电机具有结构简单、体积小、低能耗、无噪音、高加速度、响应速度快、位移精确和价格低等优点，所以对于自动调焦装置来说，以音圈电机为核心的自动调焦功能为性价比最高的方案。直线式音圈电机的行程短、推力大、响应时间快，特别适合作为小景深的显微镜的调焦机构。

所述音圈电机与电机导轨连接部固定连接，然后电机导轨连接部与物镜切换机构通过连接件固定连接，连接件为能起到固定可拆卸式连接的零件，例如圆柱销或圆锥销，数量为两个以上，以保证连接强度。音圈电机带动其负载相对于所述导轨做沿着导轨中心轴线的上下直线式移动；

所述导轨的中心轴线与所述音圈电机的中心轴线相互平行；具体导轨可为直线导轨组，其将音圈电机的运动轨迹限定为沿Z轴的上下直线运动，这样当显微镜变焦时，音圈电机变焦路径不会偏离显微镜的光轴路径，保证了对焦的清晰度。

导轨固定连接于电机导轨连接部，在这种情况下在固定支架的相应位置应设置基准导向面，基准导向面在固定支架上由机械加工方法得到，即由机床的机械加工精度来保证音圈电机动子运行的直线度，从而对对焦动作提供了更高的运行基准。

所述磁柱组设置为其中心轴线与所述导轨的中心轴线相互平行，且各轴线两端与所述导轨的中心轴线两端延伸方向一致，磁柱组固定设置于所述电机导轨连接部；所述磁柱组产生的磁力略大于所述音圈电机和其负载组件的重量并且方向与音圈电机加其负载机构受到的重力方向相反；所述磁柱组成为音圈电机的重力补偿机构，音圈电机属单相短行程电机，只具有一个自由度，需要垂向出力时，音圈电机会因为自身的重量及其负载的重量产生相当一部分能耗，重力始终存在，该能耗也会始终存在，导致用电量的增加及线路的发热。本实用新型的装置增加了重力补偿机构，并且因为重力补偿机构产生的磁力稍微大于重力，那么重力即被磁铁之间的作用力补偿掉，对于垂直方向输出力的音圈电机无需应付重力，使上下运动的音圈电机的上下移动更加平稳高效，不会产生谐振且能耗更小。这一改进可以为垂直方向输出力的音圈电机减小约90％的能耗。并且即使音圈电机被断电，音圈电机以及其负载也能保持在空中的位置，不会掉落，避免了意外断电情况下的装置的损坏。

作为本实用新型的改进，磁柱组可由一组不限形状的磁体构成，可为圆柱形，可为矩形，应相对于音圈电机对称地分布排列，其数量需保证其产生的磁力能够抵消音圈电机和音圈电机的负载之和。磁柱组的材质为高磁能级的稀土永磁体。优选的，所述高磁能级的稀土永磁体为钕铁硼永磁体、钐钴永磁体、铝镍钴永磁体或铁氧体永磁体。磁柱磁场方向设置为同向为了提供尽可能大的能够抵消音圈电机及其负载的重力的磁力。

所述位移感应开关固定所述于固定支架；并电连接于所述控制系统；所述读数头固定于所述固定支架，并电连接于所述控制系统；所述光栅尺安装于电机导轨连接部靠近读数头的侧面。

所述音圈电机的对焦位移的零位位置标识在光栅尺上，通过位移感应开关进行行程的限制，光栅尺随着音圈电机的移动而移动，所述读数头的发射器发出的光通过光栅尺可被读数器的光电探测器接收，形成电信号，并传输给控制系统进而及时准确地改变音圈电机在Z轴上的位移量；

所述物镜切换机构包括切换步进电机和主动轮；所述切换步进电机电连接于所述控制系统；所述主动轮为齿轮，优选为高精度薄片齿轮，齿轮与所述切换步进电机输出轴固定连接，例如连接方式为过盈连接；所述主动轮的轴线与所述切换步进电机输出轴的轴线同轴地安装。所述切换步进电机，优选为三相步进电机，亦可为两相或五相步进电机。

所述物镜切换机构包括切换固定上盘、切换下盘、从动轮、转动盘；

所述连接件的一端固定连接于电机导轨连接部，另一端固定连接于所述切换固定上盘；所述切换下盘为环式结构，中心部设置圆形缺口，所述转动盘可转动地设置于所述切换下盘，转动盘的物镜定位孔均在切换下盘的圆形缺口范围内，在物镜旋转时物镜不会与切换下盘发生干涉；

所述转动盘上沿着圆周方向等间隔设有物镜定位孔，所述转动盘与所述从动轮周向固定地连接，所述从动轮为齿轮，优选为高精度薄片齿轮，所述从动轮与所述主动轮啮合。

所述物镜机械限位机构包括定位弹性片、定位凸台；所述定位弹性片，设置于所述切换固定上盘上；所述定位弹性片设有定位槽，所述转动盘上设置对应的定位凸台。本实用新型的装置除了通过切换步进电机将转动盘转至定位位置之外，还额外通过定位弹片对转动板进行机械限位，避免了因物镜切换机构的运动惯性，导致物镜重复定位精度不高的问题；在达到要求的定位位置后，由于定位弹性片的弹性压紧力，即使切换步进电机断电，转动盘也不会改变定位位置。

本实用新型对于物镜切换动作，还通过物镜电信号定位机构来实现微米级的控制。物镜电信号定位机构包括：霍尔传感器、磁铁组、光电感应开关；所述磁块组，设置于所述转动盘上并与所述物镜定位孔相对应；所述磁块组的数量与物镜定位孔的数量一致，且各个磁块组的磁块构成均具有唯一性；所述霍尔传感器，与所述控制系统电连接，所述霍尔传感器为一件或者多件，霍尔传感器件数最大值与物镜定位孔数量数值相等；所述霍尔传感器感测所述转动盘上的所述磁块组，并对应发出电信号至所述控制系统；霍尔传感器结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，且霍尔电压传感器还具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量等诸多优点。磁块组设置于转动盘上并与机械零点位置相对应，磁块组具有磁性，并可被霍尔传感器感测，磁块组可以为磁钢，也可以为磁块，在本实用新型中对于其具体形状选择可以没有特殊要求，参照本领域的常规选择即可。霍尔传感器感测到磁块组，会发出一个归零讯号至切换步进电机，通过该归零讯号控制切换步进电机驱动转动盘的位移数据归零，避免自动显微镜在物镜转换中误差累积。本实用新型中磁块组的数量与物镜定位孔数量相同，并且每个位置的磁块组的磁块排列均不相同，从而输出不同的电平讯号以使霍尔传感器识别出不同的磁块组。

所述光电感应开关固定安装于切换下盘，与所述控制系统电连接，所述光电感应开关的挡光件固定安装于所述主动轮。当挡光件完全遮挡住其光线，光电感应开关会发出一个讯号，控制切换步进电机驱动转动盘，在接收到此讯号时即意味着转动盘转动到了一个预定的定位位置，再通过霍尔传感器的归零讯号得到精确的重复定位精度，此时再由物镜机械限位机构的定位槽和定位凸台防止转动盘偏转。这样本实用新型的物镜切换装置能够消除因转动盘的惯性、步进电机丢步和光电感应开关信号延时而产生的种种不利影响得到1微米至两微米的重复定位精度。

所述转动盘的所述一个物镜定位孔的轴线与所述导轨中心轴线相互平行；保证了由所述光电感应开关和霍尔传感组控制的所述切换步进电机每执行一次切换物镜的转动动作，转动盘的所述一个相应的物镜定位孔的轴线与所述导轨中心轴线相互平行。

所述物镜切换机构布成倾斜式。

本实用新型的有益效果为：切换步进电机本实用新型公布的磁柱组结构可以与音圈电机结构实现无缝衔接，构成具有重力补偿的音圈电机来实现精准的对焦位移。由于音圈电机具有结构简单、体积小、低能耗、无噪音、高加速度、响应速度快、位移精确和价格低等优点，所以对于自动调焦装置来说，音圈电机的自动调焦功能无疑为性价比最高的方案。本实用新型的装置为音圈电机增加了重力补偿机构，并且因为重力补偿机构产生的磁力稍微大于音圈电机以及其负载的重力，那么重力即被磁铁之间的作用力补偿掉，即对于垂直方向输出力的音圈电机无需应付重力，使上下运动的音圈电机的动子输出端的上下移动更加平稳高效，不会产生谐振且能耗更小。这一改进可以为垂直方向输出力的音圈电机减小约90％的能耗。并且即使音圈电机被断电，音圈电机以及其负载也能保持在空中的位置，不会掉落，避免了意外断电情况下的装置的损坏。本实用新型的物镜切换和对焦装置将磁块组设置在机械零点位置，通过霍尔开关感测转动板上的磁块组，并控制切换步进电机驱动转动盘的位移数据归零，避免了自动显微镜在物镜转换中误差累积的问题；本实用新型的物镜电信号定位机构除了通过电机将转动盘转至定位位置之外，还额外通过定位弹片对转动板进行机械限位，避免了物镜转换器的运动惯性，导致物镜重复定位精度不高的问题；综合以上，本实用新型的物镜切换部分可达到1微米至2微米的重复定位精度。

通过说明书清楚了解本实用新型的技术方案后，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型目的、特征和优点能够更明显易懂，用以下具体实施方式，并配合附图，进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式的物镜切换和对焦装置的结构示意图。

图2为本实用新型的一种实施方式中的Z轴驱动音圈电机机构的结构示意图。

图3为本实用新型的一种实施方式中的物镜切换机构和物镜电信号定位机构的结构示意图。

图4为本实用新型的一种实施方式中的物镜机械限位机构的结构示意图；

图5为本实用新型的一种实施方式中的控制系统运行示意图。

图中各编号的意义为：1-Z轴驱动音圈电机机构；11-磁柱组；12-固定支架；13-位移感应开关14-音圈电机；15-光栅尺；16-读数头；17-导轨； 171-电机导轨连接部；2-控制系统；3-物镜切换机构；31-切换固定上盘； 32-切换下盘；33-从动轮；34-转动盘；35-切换步进电机；36-主动轮；4- 物镜机械限位机构；41-定位弹性片；42-定位凸台；5-物镜电信号定位机构；51-霍尔传感器；52-磁块组；53-光电感应开关；54-挡光件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实用新型中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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。

在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。图1为本实用新型的一种实施方式的物镜切换和对焦装置的结构示意图。图5为本实用新型的一种实施方式中的控制系统运行示意图。如图1和图 5所示，本实施方式涉及的物镜切换和对焦装置，包括Z轴驱动音圈电机机构1、控制系统2、物镜切换机构3、物镜机械限位机构4、物镜电信号定位机构5；所述物镜切换机构3固定连接于所述Z轴驱动音圈电机机构1，所述物镜机械限位机构4、所述物镜电信号定位机构5连接于物镜切换机构3。

由Z轴驱动音圈电机机构1和控制系统2来实现在很小的景深范围内高清晰度的对焦，同时提供了对焦范围的零位和上下限位；由物镜切换机构3、物镜机械限位机构4、物镜电信号定位机构5和控制系统2共同运行来实现不同分辨率的物镜高共焦精度的切换动作。

图2为本实用新型的一种实施方式的Z轴驱动音圈电机机构1的结构示意图。

如图2和图5所示，所述音圈电机14组件机构包括磁柱组11、固定支架12、位移感应开关13、音圈电机14、连接件、光栅尺15、读数头16 和导轨17；

所述音圈电机14电连接于所述控制系统2；其具体为直线式音圈电机，可以有效增大负载。所述音圈电机14与电机导轨连接部171固定连接，具体连接方式为螺钉连接，电机导轨连接部171与物镜切换机构3通过连接件固定连接，连接件为圆柱销，数量为两个，以保证连接强度。

所述导轨17固定连接于电机导轨连接部171；所述导轨17的中心轴线与所述音圈电机11的中心轴线相互平行；具体导轨17为直线导轨组，直线导轨17将音圈电机14的运动轨迹限定为沿Z轴的上下直线运动。

所述磁柱组11设置为其中心轴线与Z轴移动电机所述导轨17的中心轴线相互平行，且各轴线两端与所述导轨17的中心轴线两端延伸方向一致，磁柱组11固定设置于所述电机导轨连接部171；所述磁柱组11为双磁柱构成，产生的磁力略大于所述音圈电机141和其负载组件的重量并且方向与音圈电机141加其负载机构受到的重力方向相反；所述磁柱组11成为音圈电机141的重力补偿机构。

优选的，磁柱组11的磁柱为铁氧体永磁体。磁柱磁场方向设置为同向为了提供尽可能大的能够抵消重力的磁力。

图3为本实用新型的一种实施方式的物镜切换机构3和物镜电信号定位机构5的结构示意图。

如图3和图5所示，所述位移感应开关13固定所述于固定支架12；并电连接于所述控制系统2；所述读数头16固定于所述固定支架12，并电连接于所述控制系统；所述光栅尺15安装于电机导轨连接部171靠近读数头16的侧面。

所述音圈电机14的对焦位移的零位位置标识在光栅尺15上，通过位移感应开关13进行行程的限制，光栅尺15随着音圈电机14的移动而移动，所述读数头16的发射器发出的光通过光栅尺15可被读数器的光电探测器接收，形成电信号，并传输给控制系统2进而及时准确地改变音圈电机14 在Z轴上的位移量；

所述物镜切换机构3包括切换步进电机35和主动轮36；所述切换步进电机35电连接于所述控制系统2；所述主动轮36为高精度薄片齿轮，齿轮与所述切换步进电机35输出轴为过盈连接；所述主动轮36的轴线与所述切换步进电机35输出轴的轴线同轴地安装。所述切换步进电机35为三相步进电机。

所述物镜切换机构3包括切换固定上盘31、切换下盘32、从动轮33、转动盘34；

圆柱销的一端过盈安装入电机导轨连接部171，另一端过盈安装入所述切换固定上盘31；所述切换下盘32为环式结构，中心部设置圆形缺口，所述转动盘34可转动地设置于所述切换下盘32，转动盘34与切换下盘32 之间设置滚珠减少摩擦力，转动盘34的物镜定位孔均在切换下盘32的圆形缺口范围内，在物镜旋转时物镜不会与切换下盘32发生干涉；

所述转动盘34上沿着圆周方向等间隔设有三个物镜定位孔，所述转动盘34与所述从动轮33周向固定地连接，具体为粘接。所述从动轮33为高精度薄片齿轮，所述从动轮33与所述主动轮36啮合。

图4为本实用新型的一种实施方式的物镜机械限位机构4的结构示意图。

如图4所示，所述物镜机械限位机构4包括定位弹性片41、定位凸台 42；所述定位弹性片41，设置于所述切换固定上盘31上；所述定位弹性片41设有定位孔，所述转动盘34上设置对应的三处定位滚珠。定位滚珠粘接在转动盘34机械加工成的凹槽中，切换步进电机35控制转动盘34转至定位位置附近时，滚珠即可被导引滑进定位孔内，对转动盘34进行定位，这样可增大定位坐标范围，使坐标位置设置更容易。在本实施方式中，除了通过三相步进切换步进电机35将转动盘34转至定位位置之外，还额外通过定位弹片对转动板进行机械限位，避免了因物镜切换机构3的运动惯性，导致物镜重复定位精度不高的问题；在达到要求的定位位置后，由于定位弹性片41的弹性压紧力，即使切换步进电机35断电，转动盘34也不会改变定位位置。

本实施方式中对于物镜切换动作，还通过物镜电信号定位机构5来实现微米级的控制。物镜电信号定位机构5包括：霍尔传感器51、磁铁组52、光电感应开关53；所述磁块组52为三组，为磁钢块，设置于所述转动盘 34上并与所述三个物镜定位孔中心位置相对应；且三组磁块组52的磁块构成均具有唯一性；所述霍尔传感器51为一件，与所述控制系统电连接；所述霍尔传感器51感测所述转动盘34上的所述磁块组52，并对应发出电信号至所述控制系统2。三组磁块组52设置于转动盘34上且与机械零点位置相对应，霍尔传感器51感测到磁块组52，会发出一个归零讯号至切换步进电机35，通过该归零讯号控制切换步进电机35驱动转动盘34的位移数据归零，避免自动显微镜在物镜转换中误差累积。

所述光电感应开关53固定安装于切换下盘32，与所述控制系统2电连接，所述光电感应开关53的挡光件54固定安装于所述主动轮36。当挡光件54完全遮挡住其光线，光电感应开关53会发出一个讯号，控制切换步进电机35驱动转动盘34，在接收到此讯号时即意味着转动盘34转动到了一个预定的定位位置，再通过霍尔传感器51的归零讯号得到精确的重复定位精度，此时再由物镜机械限位机构4的定位孔和定位滚珠防止转动盘34偏转。这样本实施方式的物镜切换装置能够消除因转动盘34的惯性、切换步进电机35丢步和光电感应开关53信号延时的种种不利影响，得到 1微米至两微米的重复定位精度。

本实施方式在定位位置的位于音圈电机14正下方的物镜定位孔的轴线与所述音圈电机14中心轴线相互平行；

本实施方式的物镜切换机构3设置成倾斜式。所述转动盘34的中心轴线与所述Z轴驱动电机14的对称中心轴线空间相交于一点。

由所述光电感应开关53和霍尔传感器51控制的所述切换步进电机35 每执行一次切换物镜的转动动作，转动盘34的所述一个相应的物镜定位孔的轴线与所述导轨中心轴线相互平行。

以上所述仅为本实用新型的一个方案而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.物镜切换和对焦装置，其特征在于：包括Z轴驱动音圈电机机构(1)、控制系统(2)、物镜切换机构(3)、物镜机械限位机构(4)、物镜电信号定位机构(5)；

所述物镜切换机构(3)固定连接于所述Z轴驱动音圈电机机构(1)；所述物镜机械限位机构(4)、所述物镜电信号定位机构(5)连接于物镜切换机构(3)；所述控制系统(2)电连接于所述Z轴驱动音圈电机机构(1)、所述物镜切换机构(3)和所述物镜电信号定位机构(5)。

2.根据权利要求1所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述Z轴驱动音圈电机机构(1)包括磁柱组(11)、固定支架(12)、位移感应开关(13)、音圈电机(14)、导轨(17)、电机导轨连接部(171)；

所述音圈电机(14)，并电连接于所述控制系统；所述导轨(17)的中心轴线与所述音圈电机(14)的中心轴线相互平行；

所述位移感应开关(13)固定于所述固定支架(12)；并电连接于所述控制系统(2)。

3.根据权利要求2所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：

所述导轨(17)固定连接于所述电机导轨连接部(171)；所述固定支架(12)设置所述导轨(17)的基准导向件；所述音圈电机(14)带动所述电机导轨连接部(171)相对于所述导轨(17)的基准导向件做沿着导轨的基准导向件中心轴线的上下直线式移动；

磁柱组(11)固定设置于所述电机导轨连接部(171)；所述磁柱组(11)设置为其中心轴线与所述导轨(17)的中心轴线相互平行，且各轴线两端与所述导轨(17)的中心轴线两端延伸方向一致。

4.根据权利要求3所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述磁柱组(11)的磁柱数量为大于或等于两个，各磁柱同磁场方向设置成为磁柱组。

5.根据权利要求4所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述物镜切换机构(3)包括切换步进电机(35)和主动轮(36)；所述切换步进电机(35)电连接于所述控制系统(2)；

所述主动轮(36)为齿轮，与所述切换步进电机(35)连接，所述主动轮(36)的轴线与所述切换步进电机(35)输出轴的轴线同轴地安装。

6.根据权利要求5所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述物镜切换机构(3)包括切换固定上盘(31)、切换下盘(32)、从动轮(33)、转动盘(34)；

所述切换固定上盘(31)和所述切换下盘(32)可拆卸地固定连接在一起，所述切换下盘(32)为环式结构，中心部设置圆形缺口；

所述转动盘(34)上沿着圆周方向等间隔设有物镜定位孔，所述转动盘(34)的物镜定位孔均在切换下盘的圆形缺口范围内，所述转动盘(34)与所述从动轮(33)周向固定地连接，所述从动轮(33)为齿轮，所述从动轮(33)与所述主动轮(36)啮合。

7.根据权利要求6所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述转动盘(34)可转动地设置于所述切换下盘(32)。

8.根据权利要求7所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述物镜机械限位机构(4)包括定位弹性片(41)、定位凸台(42)；

所述定位弹性片(41)，设置于所述切换固定上盘(31)上；所述定位弹性片(41)设有定位槽，所述转动盘(34)上设置对应的定位凸台(42)，所述定位槽与所述定位凸台(42)的形状相适配。

9.根据权利要求8所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：物镜电信号定位机构(5)包括：霍尔传感器(51)、磁块组(52)、光电感应开关(53)；

所述磁块组(52)，设置于所述转动盘(34)上并与所述物镜定位孔相对应；所述磁块组(52)的数量与所述物镜定位孔的数量一致，且各磁块组(52)的磁块构成均具有唯一性；

所述霍尔传感器(51)与所述控制系统(2)电连接；所述霍尔传感器(51)感测所述转动盘(34)上的所述磁块组(52)，并发出对应电信号至所述控制系统；

所述光电感应开关(53)固定安装于切换下盘(32)，与所述控制系统电连接，所述光电感应开关的挡光件(54)固定安装于所述主动轮(36)。

10.根据权利要求9所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述转动盘(34)的所述一个物镜定位孔的轴线与所述导轨(17)中心轴线相互平行。

11.根据权利要求1至10中的任一项的所述的物镜切换和对焦装置，其特征在于：所述物镜切换机构(3)布置成倾斜式。

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