一种便携式可调光显微镜系统的制作方法

本实用新型涉及显微镜及其应用技术领域，具体涉及一种便携式可调光显微镜系统。

背景技术：

古玩、文物、珠宝、文化收藏品及艺术品的本身价值很高，一直存在严重的人为刻意造假、制假、售假现象，当前人造仿品及赝品等假货现象的普遍泛滥，珠宝玉石等人工合成及优化处理的现象也非常普遍，仿制技术日益提高，并且种类和范围也越来越广，作为消费者来讲，一般缺少真假鉴别的工具和方法，当凭有限的传统眼学经验，已无法满足对于当前仿品及赝品等造假制假现象的有效鉴定及判断，尤其是我国传统人文艺术品的鉴定，传统眼学及形态学的经验鉴定，已越来越力不从心。

为了解决上述问题，往往需要借助显微镜等现代高科技技术，而常见的显微镜结构复杂、体积庞大且笨重，携带相当不便，大大影响了工作和研究，市场上也出现了便携式显微镜，结构简单，仅能作为单一的观察工具使用，虽然也自带照明系统，但照明系统仅是直射在被观测物体的表面且光照亮度是固定的无法调节，另外其内部镜片结构简单加上采用的光源为冷色调白光，成像不够清晰易产生色差还有光晕现象，尤其在观察被测物品的细节边缘时很模糊，同时市场上的便携式显微镜的遮光罩几乎是90度固定直角型，不能变换观察角度以致于观察的范围有限，无法进行较为全面地分析。

技术实现要素：

针对上述描述的显微镜的缺陷，本申请提供一种能多角度补光，不同角度观察被测物体，可对显微镜不同角度的影像信息进行保存和展示的便携式可调光显微镜系统，其技术方案如下：

一种便携式可调光显微镜系统，包括显微镜、摄像装置及影像显示装置；

所述显微镜包括镜筒、分别设于镜筒内两端的物镜组件和目镜组件、位于物镜组件下方可活动连接所述镜筒端部内侧的旋转罩、一体式连接镜筒的供电装置、照明光源和调焦手轮，所述照明光源包括照射方向与所述物镜组件轴线成一锐角的斜射照明灯及围绕物镜组件轴线均布的同轴照明灯，所述斜射照明灯、同轴照明灯分别连接有用于调整光照亮度的电路板，所述电路板另一端对应电连接斜射照明旋钮和同轴照明旋钮；

所述摄像装置包括取像镜头、光电转换器、数码转换器和存储器，其通过连接装置活动连接显微镜获取影像信息并保存；

所述影像显示装置与摄像装置连接并能显示显微镜及摄像装置获取的影像信息。

作为优选，所述物镜组件和目镜组件分别包括一组双胶合消色差镜片和至少一枚大口径凸透镜，所述双胶合消色差镜片由一凸透镜及一匹配所述凸透镜用于消除色差的凹透镜通过粘合剂粘合而成，所述物镜组件中最下方的凸透镜的平面端朝向被观测物体，所述目镜组件中的最上方凸透镜的平面端朝向观测者。

作为优选，所述物镜组件还包括平行于显微镜主光轴的调焦齿条，所述调焦齿条匹配啮合于与所述调焦手轮固定连接且与显微镜主光轴共轴设置的调焦齿轮，从而调节调焦手轮即可调节物镜组件相对于目镜组件的距离实现焦距的调节。

作为优选，所述电路板内设有驱动电路，所述驱动电路为采用线性调光技术的驱动电路。

作为优选，所述驱动电路包括一运放处理芯片，所述运放处理芯片包括内部设置的积分运放电路和外部设置的IN+端子、IN-端子、OUT端子，所述斜射照明灯、同轴照明灯上设有检测光照亮度的光敏电阻，所述光敏电阻的信号输出端连接所述运放处理芯片的IN-端子，所述OUT端子连接NPN型三极管的基极，所述NPN型三极管的集电极连接斜射照明灯、同轴照明灯，所述IN+端子通过滑动电阻式电位器电连接所述斜射照明旋钮、同轴照明旋钮。

作为优选，所述供电装置为更换式干电池、充电式锂电池或太阳能电池。

作为优选，所述斜射照明灯、同轴照明灯采用色温6400K的白色发光二极管，所述同轴照明灯包括至少两只发光二极管。

作为优选，所述旋转罩在其对称面相对两侧对称设有主定位槽、次定位槽，所述镜筒对应所述主定位槽、次定位槽对称设有主定位轴、次定位轴，从而所述旋转罩相对于所述镜筒活动时位置由所述主定位槽和主定位轴、次定位槽和次定位轴共同限定。

作为优选，所述镜筒还包括弹簧片，所述弹簧片相对于所述旋转罩的对称平面对称设置，并且包括圆滑的凸起，所述旋转罩在所述凸起的相应位置开设有档位孔，所述凸起与所述档位孔配合限制所述旋转罩的自由运动。

依据上述技术方案，本实用新型的显微镜通过连接装置，采用活动连接方式如可拆卸式螺纹连接，将显微镜与连接装置固定，再将摄像装置安置于连接装置中，可以快速方便将显微镜不同角度的影像信息，通过摄像装置的拍摄，以图片或视频的形式保存，然后最终通过影像显示装置（如显示屏）进行显示显微镜及摄像装置获取的影像信息，以便于藏家之间的信息交流及真假微观痕迹的教学和取证。本实用新型中的显微镜外观小巧，携带方便，物镜组件、目镜组件配备有高清大口径的光学凸透镜及双胶合消色差镜片，并配备照射方向与所述物镜组件轴线成一锐角的斜射照明灯及围绕物镜组件轴线均布的同轴照明灯两组可自主调节强弱变化的光源进行多种角度补光，能方便地贴合被测物体并从不同角度观察同一平面，通过自由可变角度遮光罩，能改变贴合观察平面时显微镜的观察角度，区别于现有技术中常用的固定角度，可快速鉴别出瓷器、古玉器、青铜器的做假、做旧痕迹或自然、老化痕迹；对于翡翠A、B、C货鉴别更是快速方便，白玉人工合成压制与天然等级区别也能起到重要辅助作用；古玉器传统加工工艺痕迹及现代机器工痕迹鉴别；对于各种宝石的内部解理解构观察也可适用；新老字画纸张纤维观察、墨迹观察、落款印章印泥观察也能用到，古天珠及人工仿天珠的内沁鉴别，天然犀角与合成及其他类仿犀角鉴别，琥珀蜜蜡内部气泡排列观察；邮票与钱币的印刷及锻压纹理观察，还可以应用到各种物品显微观察与表面折射光亮区显微观察，应用范围广，是能带在身边的鉴别与观察用的实用工具。

综合上述，本显微镜系统具有以下优点：

1、物镜组件、目镜组件配备有高清大口径的光学凸透镜及双胶合消色差镜片成像，非常清晰，无畸变现象发生，包括图像的边缘，都会清晰无阴影，并且成像没有色差；

2、配置可自主调节光照亮度强弱变化的照明光源，在检测不同被测物品时，可根据被测物品表面光的反射情况，根据需要可自主随意进行照明光源强弱变化的控制调节；6400K色温的发光二极管灯芯，在配合显微镜观看被测物体的细节时，能够做到还原自然色，以尽最大限度的减少色差现象的产生；

3、显微镜下方物镜处独特的多角度可自由变换角度的旋转罩，可根据被测物体表面的角度不同的情形，自主调节旋转罩的角度，以便于观看被测物体表面的微观痕迹特征；如：自然老化及氧化痕迹、人为做旧、做假痕迹、人工优化、处理痕迹、新老加工工艺痕迹、珠宝玉石内部结构特征等；

4、本显微镜通过连接装置，可以快速方便将显微镜不同角度的微观影像信息，通过摄像装置拍摄抓取，以图片或视频的形式保存，然后通过影像显示装置进行显示显微镜及摄像装置获取的影像信息，以便于藏家之间的信息交流及真假微观痕迹的教学和取证作用。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型中的显微镜系统的一种结构示意图；

图2为图1中的显微镜的部分内部结构图；

图3为图1中的显微镜的另一角度部分内部结构图（不含旋转罩）；

图4为图2中的旋转罩的结构示意图；

图5为图2中的镜筒的部分剖面结构示意图；

图6为本实用新型中的摄像装置示意图；

图7为本实用新型中电路板内的驱动电路示意图；

其中，1、显微镜；11、镜筒；111、主定位轴；112、次定位轴；113、弹簧片；12、物镜组件；121、凸透镜；122、调焦齿条；13、目镜组件；131、凸透镜；14、旋转罩；141、主定位槽；142、次定位槽；143、档位孔；15、供电装置；16、照明光源；161、斜射照明灯；162、同轴照明灯；163、斜射照明旋钮；164、同轴照明旋钮；17、调焦手轮；171、调焦齿轮；18、电路板；181、驱动电路；1811、运放处理芯片；1812、光敏电阻；1813、三极管；1814、电位器；2、摄像装置；21、取像镜头；22、光电转换器；23、数码转换器；24、存储器；3、影像显示装置；4、连接装置；5、双胶合消色差镜片；51、凸透镜；52、凹透镜；6、发光二极管。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，术语“上方”、“下方”、“内侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系仅为了方便描述，除非另有明确限定，术语“连接”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连接等。

如图1、图2、图3、图6所示，一种便携式可调光显微镜系统，包括显微镜1、摄像装置2及影像显示装置3；所述显微镜1包括镜筒11、分别设于镜筒11内两端的物镜组件12和目镜组件13、位于物镜组件12下方可活动连接所述镜筒11端部内侧的旋转罩14、一体式连接镜筒11的供电装置15、照明光源16和调焦手轮17，所述照明光源16包括照射方向与所述物镜组件12轴线成一锐角的斜射照明灯161及围绕物镜组件12轴线均布的同轴照明灯162，所述斜射照明灯161、同轴照明灯162分别连接有用于调整光照亮度的电路板18，所述电路板18另一端对应电连接斜射照明旋钮163和同轴照明旋钮164；所述摄像装置2包括取像镜头21、光电转换器22、数码转换器23和存储器24，其通过连接装置4活动连接显微镜1获取影像信息并保存；所述影像显示装置3与摄像装置2连接并能显示显微镜1及摄像装置2获取的影像信息。斜射照明灯161发出的照明光以一定的入射角度照射被观测物体平面，可更明显地突出被观测物体平面的凹凸情况，也可以使观察者更好地观察到被照射平面内部的情况，同轴照明灯162从不同角度照射被观测物体平面，减少阴影的形成，避免阴影影响观察者的观察和判断，在一些情况下，也可以将斜射照明灯161和同轴照明灯162结合使用，更清晰地观察被观测物体；旋转罩14设于显微镜1靠近物镜组件12的一端，能提供更好的遮蔽外部杂光的效果，以及在改变观察角度时对观察视野造成更小的影响；斜射照明灯161、同轴照明灯162分别通过连接的电路板18由斜射照明旋钮163、同轴照明旋钮164控制开关和亮度调整，从而根据实际环境给被观测物体平面提供适宜的照明条件；图1中描述的摄像装置2和影像显示装置3一体设计，例如采用我们生活中常见的手机或平板笔记本，即摄像装置2为手机或平板笔记本中的电子控制转换元件和摄像头，影像显示装置3为手机或平板笔记本中的显示屏，连接装置4（如采用类似于自拍杆的手机固定支架）与显微镜1通过螺纹连接，其上设有摄像头对应的开口与目镜组件13相连，但不仅局限于图片的形状结构，影像显示装置3我们还可以采用液晶电视或电脑屏幕或投影布等，相应地摄像装置2上设有音频视频转接口，可通过有线或无线方式与影像显示装置3连接，另外摄像装置2上的存储器24除了内部设置的存储器，还可以设置有移动硬盘、U盘、SD存储卡的接口方便转接携带。

如图5所示，作为优选，所述物镜组件12和目镜组件13分别包括一组双胶合消色差镜片5和至少一枚大口径凸透镜（121、131），所述双胶合消色差镜片5由一凸透镜51及一匹配所述凸透镜51用于消除色差的凹透镜52通过粘合剂粘合而成，所述物镜组件12中最下方的凸透镜121的平面端朝向被观测物体，所述目镜组件13中的最上方凸透镜131的平面端朝向观察者。凸透镜（121、131）镜片的凸面、平面朝向很重要，关系到边缘的变形、视野的大小、清晰度等等，本显微镜1的大口径凸透镜（121、131）镜片直径可达16mm，比目前市面上同类型的镜片（一般直径为6-8mm）要大很多，可以进入更多光照做到大视野清晰成像；所有物体轮廓都如同彩虹构成，不是锐利的线条而是一条条彩带，普通透镜在对光线进行加工的同时，会不可避免的产生一种副作用，那就是将光线分离出“红橙黄绿青蓝紫”，一束构成物体的白光进入透镜再进入人的眼睛时，却已经成了模糊不清的彩带，而双胶合消色差镜片5可以解决这个问题，不同的玻璃对光线的色散性能是不同的，当光线经过双胶合消色差镜片5的凹透镜52时，产生色差，但到了凸透镜51时，新产生的色差恰恰相反，会对凹透镜52出现的色差产生抵消，实现成像没有色差。

如图3所示，作为优选，所述物镜组件12还包括平行于显微镜1主光轴的调焦齿条122，所述调焦齿条122匹配啮合于与所述调焦手轮17固定连接且与显微镜1主光轴共轴设置的调焦齿轮171，从而调节调焦手轮17即可调节物镜组件12相对于目镜组件13的距离实现焦距的调节。物镜组件12连接有调焦齿条122，并被镜筒11内设置的轨道限定可沿物镜组件12和目镜组件13的光轴移动，观察者通过调焦手轮17转动调节可带动物镜组件12沿光轴方向移动，改变其相对于目镜组件13的距离从而实现调焦。

作为优选，所述电路板18内设有驱动电路181，所述驱动电路181为采用线性调光技术的驱动电路。

如图7所示，作为优选，所述驱动电路181包括一运放处理芯片1811，所述运放处理芯片1811包括内部设置的积分运放电路和外部设置的IN+端子、IN-端子、OUT端子，所述斜射照明灯161、同轴照明灯162上设有检测光照亮度的光敏电阻1812，所述光敏电阻1812的信号输出端连接所述运放处理芯片1811的IN-端子，所述OUT端子连接NPN型三极管1813的基极，所述NPN型三极管1813的集电极连接斜射照明灯161、同轴照明灯162，所述IN+端子通过滑动电阻式电位器1814电连接所述斜射照明旋钮163、同轴照明旋钮164。在实际调节灯光亮度时，先向斜射照明灯161或同轴照明灯162输入一给定电压U使之灯亮，灯的亮度作用于光敏电阻1812，光敏电阻1812阻值改变，使得滑动电阻式电位器1814分得的反馈电压U₁改变，若（U₁-U）不为零，则判定为出现偏差从而引起积分环节作用，当灯光亮度变强时，反馈电压U₁变大，偏差（U- U₁）变小，积分运放电路从而根据U₂=-1/RC∫（U₁-U）dt+U₂（T₀）可知道当U₁>U时，U₂变小然后灯的亮度变弱，又通过闭环反馈调节U₂变大灯又变亮，最终达到和给定电压U一样，在实际中可采用LM358P作为运放处理芯片1811和光敏电阻1812构成光度采集和闭环控制系统，LM358P是档次很高的双运算放大电路，稳定性非常高，价格便宜，此芯片由两个独立的高增益运算放大器构成，可在3V到32V的电源电压范围内单电源工作，也可以在双电源条件下独立工作，并且内部具有频率补偿。

作为优选，所述供电装置15为更换式干电池、充电式锂电池或太阳能电池。

作为优选，所述斜射照明灯161、同轴照明灯162采用色温6400K的白色发光二极管6，所述同轴照明灯162包括至少两只发光二极管6。发光二极管6能耗低、发热少、寿命长且性能可靠，斜射照明灯161、同轴照明灯162配备6400K色温的发光二极管6灯芯，在配合显微镜1观看被观测物体的细节时，能够做到还原自然色，以尽最大限度的减少色差现象的产生。

如图4所示，作为优选，所述旋转罩14在其对称面相对两侧对称设有主定位槽141、次定位槽142，所述镜筒11对应所述主定位槽141、次定位槽142对称设有主定位轴111、次定位轴112，从而所述旋转罩14相对于所述镜筒11活动时位置由所述主定位槽141和主定位轴111、次定位槽142和次定位轴112共同限定。在需要改变显微镜1的观察角度时，转动旋转罩14，主定位槽141和次定位槽142分别相对于主定位轴111和次定位轴112滑动，不设置固定转轴的优点在于调整旋转罩14的过程中对光路的影响更小。

如图4所示，作为优选，所述镜筒11还包括弹簧片113，所述弹簧片113相对于所述旋转罩14的对称平面对称设置，并且包括圆滑的凸起（图中未示），所述旋转罩14在所述凸起的相应位置开设有档位孔143，所述凸起与所述档位孔143配合限制所述旋转罩14的自由运动。为了既能转动旋转罩14又能使得旋转罩14的运动分档，并且不会由于自身重力等因素自动改变位置，还设有带凸起的弹簧片113和匹配的档位孔143，通过设置合理数量的凸起和档位孔143可实现多个档位，例如每侧档位孔143的数量为7个，每个弹簧片113上凸起数量为2个，在工作时凸起卡住中间相隔一个档位孔143的两个档位孔143，整个调节过程便可实现5个档位，同理改变每侧档位孔143的数量便可实现相应的多档分档。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。