基于嵌入式系統(tǒng)自動連續(xù)變倍視頻顯微鏡
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(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，步進電機驅(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://www.ex-cimer.com/article/148040.htm
2 自動視頻顯微鏡機械結(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電機驅(qū)動，傳動機構(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小；缺點是移動范圍較小，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電機軸上，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)。
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