基于嵌入式系統自動(dòng)連續變倍視頻顯微鏡
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(2)總體設計方案。智能型連續變倍視頻顯微鏡實(shí)質(zhì)是在連續變倍系統中應用嵌入式技術(shù)，取代傳統計算機來(lái)自動(dòng)控制顯微鏡動(dòng)作的自動(dòng)系統，在降低了成本的同時(shí)能快速實(shí)現自動(dòng)變倍、調焦和檢測功能，其簡(jiǎn)潔而實(shí)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(dòng)調焦和電控變倍兩大功能。1)從文獻可知，設計的自動(dòng)調焦方案思路是光學(xué)系統采集到的顯微圖像經(jīng)“CCD+PC”檢測，步進(jìn)電機驅動(dòng)實(shí)施。2)電控變倍方案適用于替代手動(dòng)在變倍手輪上實(shí)現不同角度的轉動(dòng)，而達到光學(xué)系統連續變倍的目的。3)綜合上述思路，形成了文中總體設計方案，如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/148040.htm
2 自動(dòng)視頻顯微鏡機械結構設計
出于成本考慮，系統結構框架采用桂電光機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單筒連續變倍視頻顯微鏡的主體部分，在調焦和變倍上改造而成。
物鏡的移動(dòng)一般使用步進(jìn)電機驅動(dòng)，傳動(dòng)機構有齒輪傳動(dòng)、精密絲杠傳動(dòng)和壓電陶瓷等。齒輪傳動(dòng)結構較為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比可調，傳動(dòng)速度快；缺點(diǎn)是：受?chē)Ш暇扔绊?，由磨損間隙可造成一定空回失步，傳動(dòng)精度較低。精密絲杠容易實(shí)現高精度位移，缺點(diǎn)是移動(dòng)速度較慢、影響調節速度。壓電陶瓷利用壓電效應原理，位移精度較高，可用電路控制位移大??；缺點(diǎn)是移動(dòng)范圍較小，只能用作小位移高精度微調。基于連續變倍視頻顯微鏡的景深較大，調焦、變倍的精度要求較低，因此采用齒輪傳動(dòng)機構。
連續變倍視頻顯微鏡的電控變倍采用齒輪傳動(dòng)，兩齒輪分別安裝在連續變倍視頻顯微鏡的變倍手輪和步進(jìn)電機軸上，結構簡(jiǎn)單，使變倍手輪轉動(dòng)角度可控，實(shí)現電控變倍。傳動(dòng)比為1：4，傳動(dòng)齒輪模數為0．5。通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)，將電機的轉動(dòng)轉化為物鏡的移動(dòng)，實(shí)現快速調焦。圖4為自動(dòng)單筒連續變倍視頻顯微鏡結構圖。
3 自動(dòng)視頻顯微鏡伺服控制系統
3．1 電控變倍
3．1．1 連續變倍光學(xué)系統
變倍系統指焦距在一定范圍內連續改變而像面位置保持不變的光學(xué)系統。目前變倍鏡頭均是用改變透鏡組之間的間隔來(lái)改變整個(gè)物鏡的焦距，在移動(dòng)透鏡改變焦距時(shí)，總是伴隨著(zhù)像面的移動(dòng)，固此要對像面的移動(dòng)給予補償，主要有光學(xué)補償和機械補償兩種方式。目前后者是主流的方法。變倍鏡頭要根據變倍組與補償組位移間的數值關(guān)系計算出補償曲線(xiàn)，從而設計出補償像面移動(dòng)的凸輪機構。通過(guò)旋轉加工了凸輪曲線(xiàn)槽的鏡筒，實(shí)現了連續變倍且又保證像面位置不變的目標。
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