基于嵌入式系統(tǒng)自動連續(xù)變倍視頻顯微鏡
加入技術(shù)交流群
(2)總體設(shè)計方案。智能型連續(xù)變倍視頻顯微鏡實質(zhì)是在連續(xù)變倍系統(tǒng)中應(yīng)用嵌入式技術(shù)，取代傳統(tǒng)計算機(jī)來自動控制顯微鏡動作的自動系統(tǒng)，在降低了成本的同時能快速實現(xiàn)自動變倍、調(diào)焦和檢測功能，其簡潔而實用的技術(shù)讓取代人工變倍以及電腦變倍的視頻顯微鏡成為可能。從需求看，要具有自動調(diào)焦和電控變倍兩大功能。1)從文獻(xiàn)可知，設(shè)計的自動調(diào)焦方案思路是光學(xué)系統(tǒng)采集到的顯微圖像經(jīng)“CCD+PC”檢測，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動實施。2)電控變倍方案適用于替代手動在變倍手輪上實現(xiàn)不同角度的轉(zhuǎn)動，而達(dá)到光學(xué)系統(tǒng)連續(xù)變倍的目的。3)綜合上述思路，形成了文中總體設(shè)計方案，如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/148040.htm
2 自動視頻顯微鏡機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計
出于成本考慮，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架采用桂電光機(jī)電一體化研究所與梧州市澳特光電儀器公司合作研發(fā)的DT—10單筒連續(xù)變倍視頻顯微鏡的主體部分，在調(diào)焦和變倍上改造而成。
物鏡的移動一般使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，傳動機(jī)構(gòu)有齒輪傳動、精密絲杠傳動和壓電陶瓷等。齒輪傳動結(jié)構(gòu)較為簡單，傳動比可調(diào)，傳動速度快；缺點是：受嚙合精度影響，由磨損間隙可造成一定空回失步，傳動精度較低。精密絲杠容易實現(xiàn)高精度位移，缺點是移動速度較慢、影響調(diào)節(jié)速度。壓電陶瓷利用壓電效應(yīng)原理，位移精度較高，可用電路控制位移大?。蝗秉c是移動范圍較小，只能用作小位移高精度微調(diào)。基于連續(xù)變倍視頻顯微鏡的景深較大，調(diào)焦、變倍的精度要求較低，因此采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
連續(xù)變倍視頻顯微鏡的電控變倍采用齒輪傳動，兩齒輪分別安裝在連續(xù)變倍視頻顯微鏡的變倍手輪和步進(jìn)電機(jī)軸上，結(jié)構(gòu)簡單，使變倍手輪轉(zhuǎn)動角度可控，實現(xiàn)電控變倍。傳動比為1：4，傳動齒輪模數(shù)為0．5。通過齒輪齒條傳動，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為物鏡的移動，實現(xiàn)快速調(diào)焦。圖4為自動單筒連續(xù)變倍視頻顯微鏡結(jié)構(gòu)圖。
3 自動視頻顯微鏡伺服控制系統(tǒng)
3．1 電控變倍
3．1．1 連續(xù)變倍光學(xué)系統(tǒng)
變倍系統(tǒng)指焦距在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變而像面位置保持不變的光學(xué)系統(tǒng)。目前變倍鏡頭均是用改變透鏡組之間的間隔來改變整個物鏡的焦距，在移動透鏡改變焦距時，總是伴隨著像面的移動，固此要對像面的移動給予補償，主要有光學(xué)補償和機(jī)械補償兩種方式。目前后者是主流的方法。變倍鏡頭要根據(jù)變倍組與補償組位移間的數(shù)值關(guān)系計算出補償曲線，從而設(shè)計出補償像面移動的凸輪機(jī)構(gòu)。通過旋轉(zhuǎn)加工了凸輪曲線槽的鏡筒，實現(xiàn)了連續(xù)變倍且又保證像面位置不變的目標(biāo)。
評論