基于自动连续变倍视频显微镜
(2)总体设计方案。智能型连续变倍视频显微镜实质是在连续变倍系统中应用嵌入式技术，取代传统计算机来自动控制显微镜动作的自动系统，在降低了成本的同时能快速实现自动变倍、调焦和检测功能，其简洁而实用的技术让取代人工变倍以及电脑变倍的视频显微镜成为可能。从需求看，要具有自动调焦和电控变倍两大功能。1)从文献可知，设计的自动调焦方案思路是光学系统采集到的显微图像经“CCD+PC”检测，步进电机驱动实施。2)电控变倍方案适用于替代手动在变倍手轮上实现不同角度的转动，而达到光学系统连续变倍的目的。3)综合上述思路，形成了文中总体设计方案，如图3所示。
2 自动视频显微镜机械结构设计
出于成本考虑，系统结构框架采用桂电光机电一体化研究所与梧州市澳特光电仪器公司合作研发的DT—10单筒连续变倍视频显微镜的主体部分，在调焦和变倍上改造而成。
物镜的移动一般使用步进电机驱动，传动机构有齿轮传动、精密丝杠传动和压电陶瓷等。齿轮传动结构较为简单，传动比可调，传动速度快；缺点是：受啮合精度影响，由磨损间隙可造成一定空回失步，传动精度较低。精密丝杠容易实现高精度位移，缺点是移动速度较慢、影响调节速度。压电陶瓷利用压电效应原理，位移精度较高，可用电路控制位移大小；缺点是移动范围较小，只能用作小位移高精度微调。基于连续变倍视频显微镜的景深较大，调焦、变倍的精度要求较低，因此采用齿轮传动机构。
连续变倍视频显微镜的电控变倍采用齿轮传动，两齿轮分别安装在连续变倍视频显微镜的变倍手轮和步进电机轴上，结构简单，使变倍手轮转动角度可控，实现电控变倍。传动比为1：4，传动齿轮模数为0．5。通过齿轮齿条传动，将电机的转动转化为物镜的移动，实现快速调焦。图4为自动单筒连续变倍视频显微镜结构图。
3 自动视频显微镜伺服控制系统
3．1 电控变倍
3．1．1 连续变倍光学系统
变倍系统指焦距在一定范围内连续改变而像面位置保持不变的光学系统。目前变倍镜头均是用改变透镜组之间的间隔来改变整个物镜的焦距，在移动透镜改变焦距时，总是伴随着像面的移动，固此要对像面的移动给予补偿，主要有光学补偿和机械补偿两种方式。目前后者是主流的方法。变倍镜头要根据变倍组与补偿组位移间的数值关系计算出补偿曲线，从而设计出补偿像面移动的凸轮机构。通过旋转加工了凸轮曲线槽的镜筒，实现了连续变倍且又保证像面位置不变的目标。
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