倍率切换装置及数字切片扫描仪的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种倍率切换装置及数字切片扫描仪。

背景技术：

现如今比较常见的倍率切换装置一般为手动装置，操作时一般需要通过手动拨杆调整并切换镜片，镜片到位后手动调整卡固部件，从而固定镜片。但手动装置使用方式较为繁琐，也难以确保到位的准确性和稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种倍率切换装置及数字切片扫描仪，以改善调整精度不高、操作繁琐、稳定性差的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种倍率切换装置，包括固定支撑部件、旋转驱动部件、旋转从动部件以及同步带；固定支撑部件包括底板以及设置于底板同侧面的前轴安装块和后轴安装块，前轴安装块设置有第一透光孔，后轴安装块设置有与第一透光孔同轴的第二透光孔；旋转驱动部件包括安装于底板上的步进电机或伺服电机，以及由步进电机或伺服电机驱动的同步轮；旋转从动部件包括前镜片安装块、后镜片安装块以及带动前镜片安装块和后镜片安装块转动的同步轴，同步轴的一端穿透前镜片安装块与前轴安装块转动连接，另一端穿透后镜片安装块与后轴安装块转动连接，同步带连接同步轮与同步轴，前镜片安装块设置有第一镜片和第三透光孔，后镜片安装块设置有第二镜片；当前镜片安装块和后镜片安装块转动到第一位置状态时，第一透光孔、第一镜片和第二透光孔轴心重合，当前镜片安装块和后镜片安装块转动到第二位置状态时，第一透光孔、第三透光孔、第二镜片和第二透光孔轴心重合。

在本实用新型较佳的实施例中，固定支撑部件还包括限制旋转从动部件位于第一位置状态的上限位组件，以及限制旋转从动部件位于第二位置状态的下限位组件。

在本实用新型较佳的实施例中，上限位组件和下限位组件结构相同，上限位组件和下限位组件均包括限位块和连接于限位块上的弹性柱塞，旋转从动部件设置有与弹性柱塞配合的第一凹槽和第二凹槽。

在本实用新型较佳的实施例中，弹性柱塞螺纹连接于限位块。

在本实用新型较佳的实施例中，弹性柱塞包括刚性的弹性柱塞主体和设置于弹性柱塞主体靠近旋转从动部件一端的弹性件。

在本实用新型较佳的实施例中，倍率切换装置还包括控制步进电机或伺服电机转动角度的控制器，控制器包括控制器、光电开关和用于调整光电开关感光强度的感应片，光电开关设置于底板上，感应片套设于同步轴上，光电开关与控制器的输入端电相连，控制器的输出端与步进电机或伺服电机电连接。

在本实用新型较佳的实施例中，前镜片安装块靠近前轴安装块的一侧面设置有第一磁性件，前轴安装块靠近后轴安装块的一侧面设置有用于吸引第一磁性件的第二磁性件和第三磁性件；后镜片安装块靠近后轴安装块的一侧面设置有第四磁性件，后轴安装块靠近前轴安装块的一侧面设置有第五磁性件和第六磁性件。

在本实用新型较佳的实施例中，前轴安装块远离后轴安装块的一侧设置有用于光路换向的反射镜。

在本实用新型较佳的实施例中，同步轴一端通过角接触轴承与前轴安装块转动连接，同步轴另一端通过角接触轴承与后轴安装块转动连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种数字切片扫描仪，包括上述倍率切换装置，还包括物镜和图像传感器，倍率切换装置安装于物镜和图像传感器之间。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型提供了一种倍率切换装置及数字切片扫描仪。该倍率切换装置利用步进电机或伺服电机驱动旋转从动部件，步进电机或伺服电机受到电信号的控制，可实现精确的角位移，因而由步进电机驱动的同步轴也能实现精确的角位移，进一步地，旋转从动部件在第一位置状态和第二位置状态之间的切换将非常精准，即可精确地切换放大倍率。另外，控制器和步进电机的应用，将繁琐的倍率切换过程变得简化，可在很大程度上提升工作效率。步进电机的使用也比传统的人工操作更为稳定。

数字切片扫描仪包括上述倍率切换装置，可以利用步进电机或伺服电机驱动旋转从动部件，从而准确、稳定、方便地切换放大倍数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的倍率切换装置的分解图；

图2为本实用新型第一实施例提供的倍率切换装置的第一视角结构图：

图3为本实用新型第一实施例提供的倍率切换装置的第二视角结构图；

图4为本实用新型第一实施例提供的控制器的输入端和输出端的连接结构示意图；

图5为本实用新型第一实施例提供的倍率切换装置处于第一位置状态的示意图；

图6为本实用新型第一实施例提供的倍率切换装置处于第二位置状态的示意图；

图7为本实用新型第一实施例提供的限位组件的结构示意图；

图8为本实用新型第一实施例提供的前镜片安装块的第一视角的结构示意图；

图9为本实用新型第一实施例提供的前轴安装块第一视角结构示意图；

图10为本实用新型第一实施例提供的前镜片安装块第一视角结构示意图；

图11为本实用新型第一实施例提供的后轴安装块第一视角结构示意图；

图12为本实用新型第一实施例提供的后镜片安装块第一视角结构示意图。

图标：100-倍率切换装置；200-固定支撑部件；300-旋转从动部件；400-同步带；500-旋转驱动部件；600-控制器；210-底板；220-前轴安装块；230-后轴安装块；240-电机安装块；260-光电开关；221-第二磁性件；222-前轴安装块主体；223-第三磁性件；224-第一透光孔；226-第一轴连接孔；228-反射镜；231-第五磁性件；232-后轴安装块主体；233-第六磁性件；234-第二透光孔；236-第二轴连接孔；242-电机安装孔；251-弹性柱塞；253-限位块；255-弹性柱塞主体；257-弹性件；252-第一限位组件；254-第二限位组件；272-第一旋转通孔；274-第二旋转通孔；310-同步轴；320-前镜片安装块；330-后镜片安装块；360-感应片；321-第一磁性件；322-前镜片安装块主体；323-第一凹槽；324-第一镜片；325-第二凹槽；326-第三透光孔；331-第四磁性件；332-后镜片安装块主体；334-第二镜片；510-步进电机；520-同步轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“平行”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平、悬垂、平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜，又如“平行”仅仅是指两个部件之间的位置关系相对“垂直”而言更加平行，并不是表示两部件间一定要完全平行，而是可以稍微有一定的夹角。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参考图1。本实施例提供一种倍率切换装置100，包括固定支撑部件200、旋转驱动部件500、旋转从动部件300以及同步带400。

首先介绍固定支撑部件200。

请参考图1和图2。固定支撑部件200包括底板210、前轴安装块220、后轴安装块230、电机安装块240、光电开关260、第一限位组件252以及第二限位组件254。前轴安装块220、后轴安装块230和电机安装块240设置于底板210的一侧；光电开关260和第一限位组件252设置于底板210上，并与前轴安装块220的呈同侧设置；第二限位组件254设置于底板210上，并与前轴安装块220呈对侧设置。

前轴安装块220包括前轴安装块主体222，以及设置于前轴安装块主体222上的第一透光孔224、第一轴连接孔226、反射镜228。后轴安装块230包括后轴安装块主体232，以及设置于后轴安装块主体232上的第二透光孔234、第二轴连接孔236。前轴安装块220和后轴安装块230相对设置，第一透光孔224和第二透光孔234同轴，第一轴连接孔226和第二轴连接孔236同轴。光线第一透光孔224，穿出第二透光孔234。

反射镜228设置于前轴安装块220远离后轴安装块230的一侧，主要用于使光路换向。优选的，该反射镜228与后轴安装块230的高度方向夹角约为45度。若底板210水平放置，光线为竖直方向，通过该反射镜228的作用，将被反射为水平方向并通过上述第一透光孔224和第二透光孔234。那么，相应的倍率切换装置100均为水平方向，较之传统的竖直方向的倍率切换装置100，稳定性更佳。

靠近前轴安装块220且位于前轴安装块220和后轴安装块230之间的底板210上设置有第一旋转通孔272，靠近后轴安装块230且位于后轴安装块230和前轴安装块220之间的底板210上设置有第二旋转通孔274。

电机安装块240设置于前轴安装块220和后轴安装块230的一侧，电机安装块240上设置有电机安装孔242，电机安装块240轴心所在直线与第一旋转通孔272的轴心所在直线平行。

光电开关260设置于第一轴连接孔226和第二轴连接孔236轴心所在直线一侧附近。优选的，光电开关260为对射式光电开关260，其光学通路方向与第一轴连接孔226的轴心方向相同或相近。

下面介绍旋转驱动部件500。

请参考图1。旋转驱动部件500包括步进电机510和同步轮520。步进电机510和同步轮520连接，并可驱动同步轮520转动。

需要说明，由于伺服电机和步进电机510能达到相类似的技术效果，因此步进电机510可以用伺服电机替换。在后文中，不再就这一点进行说明。

接下来介绍由旋转驱动部件500驱动的旋转从动部件300。

请参考图1。旋转从动部件300包括前镜片安装块320、后镜片安装块330、同步轴310以及感应片360。前镜片安装块320设置于前轴安装块220靠近后轴安装块230的一侧，后镜片安装块330设置于后轴安装块230靠近前轴安装块220的一侧。同步轴310穿过前镜片安装块320并与前镜片安装块320固定连接，穿过后镜片安装块330并与后镜片安装块330固定连接。感应片360套设于同步轴310上，并可跟随同步轴310转动。

前镜片安装块320包括前镜片安装块主体322，以及设置于前镜片安装块主体322上的第一镜片324和第三透光孔326；后镜片安装块330包括后镜片安装块主体332，以及设置于后镜片安装块主体332上的第二镜片334。优选的，第一镜片324约为20倍放大倍率，第二镜片334约为40倍放大倍率；或者第一镜片324约为40倍放大倍率，第二镜片334约为20倍放大倍率。这里的20倍和40倍，为观察人体组织切片的常用倍率，是一种较佳的实施方式，并不对保护范围产生限定。

请参考图1。此外，同步带400主要用于连接旋转驱动部件500和旋转从动部件300。

以上主要介绍了倍率切换装置100的各个部件，下面就各部件间的连接关系做进一步的说明。

请参考图3。倍率切换装置100还包括控制器600，控制器600用于控制步进电机510的工作。光电开关260与控制器600的输入端电连接，控制器600的输出端与步进电机510电连接。光电开关260向控制器600输入电信号，控制器600控制步进电机510的角位移。

请参考图4。步进电机510与固定支撑部件200的电机安装块240连接。步进电机510和同步轮520的连接处位于电机安装孔242处，步进电机510位于电机安装块240的一侧，同步轮520位于步进电机510的对侧。

旋转驱动部件500的同步轮520和旋转从动部件300的同步轴310通过同步带400连接。当步进电机510驱动同步轮520时，由于同步带400的作用，同步轴310也将随之转动。

同步轴310靠近前镜片安装块320的一端和前轴安装块220上的第一轴连接孔226之间、同步轴310靠近后镜片安装块330的一端和后轴安装块230上的第二轴连接孔236之间通过一对角接触轴承连接，由此旋转从动部件300与固定支撑部件200转动连接。需要说明，角接触轴承为一种常用的轴承，具有结构简单、极限转速比较高、摩擦力矩比较小、可同时承受径向和轴向载荷、同样的外型尺寸比深沟球轴承动静载荷容量大、旋转精度高、噪音小等优点，是高速、高精度、低噪音精密轴承的首选。在此处成对设置角接触轴承，是出于上述优点的考虑。

此外，前镜片安装块320位于第一旋转通孔272处，后镜片安装块330位于第二旋转通孔274处。

在步进电机510的驱动下，由于同步带400的传动作用，使得传动轴转动，从而带动连接于传动轴上的前镜片安装块320和后镜片安装块330转动。在第一限位组件252、第二限位组件254、光电开关260、感应片360的共同作用下，前镜片安装块320可于第一位置状态和第二位置状态进行切换。

下面进一步说明第一位置状态和第二位置状态时各部件的位置关系及切换过程中各部件的配合关系。

请参考图5。当处于第一位置状态时，前镜片安装块320卡固于第一限位组件252，第一透光孔224、第一镜片324、第二透光孔234的中轴所在直线重合，即此时经由反射镜228反射的光线通过第一镜片324进行放大。

请参考图6。当处于第二位置状态时，当前镜片安装块320卡固于第二限位组件254，第一透光孔224、第三透光孔326、第二镜片334、第二透光孔234的中轴所在直线重合，即此时经由反射镜228反射的光线通过第二镜片334进行放大。

旋转从动部件300在上述第一位置状态和第二位置状态切换。下面介绍具体的切换过程。

假设初始状态为第二位置状态，目的状态为第一位置状态。感光片随着同步轴310转动，当转动到一定角度时，感光片遮挡光电开关260的光学通路，即阻挡光电开关260的发射器和接收器之间的光线，并产生一路开关信号输入控制器600，控制器600对输入的开关信号进行处理后，控制步进电机510转动继续转动一定角度，从而控制旋转从动部件300转动一定角度，并准确地转动到第一位置状态。此后控制器600切断步进电机510电源。

假设初始状态为第一位置状态，目的状态为第二位置状态。感光片随着同步轴310转动，当转动到一定角度是，感光片遮挡光电开关260的光学通路，即阻挡光电开关260的发射器和接收器之间的光线，并产生一路开关信号输入控制器600，控制器600对输入的开关信号进行处理后，控制步进电机510转动继续转动一定角度，从而控制旋转从动部件300转动一定角度，并准确地转动到第二位置状态。此后控制器600切断步进电机510电源。

需要说明，光电开关260发射器和接收器之间的底板210镂空，以便于感应片360随着同步轴310转动。

下面介绍限定旋转从动部件300位置的具体结构。

请参考图7和图8。第一限位组件252和第二限位组件254的结构相同，均包括设置于底板210上的限位块253和连接于限位块253上的弹性柱塞251。弹性柱塞251一端穿出限位块253。前镜片安装块320底面两端分别设置有第一凹槽323和第二凹槽325。第一限位组件252上的弹性柱塞251垂直于底板210，第二限位组件254的弹性柱塞251平行于底板210，当处于第一位置状态时，第一限位组件252弹性柱塞251穿出限位块253的一端置于第一凹槽323内，当处于第二位置状态时，第二限位组件254弹性柱塞251穿出限位块253的一端置于第二凹槽325内。

弹性柱塞251与限位块253间为螺纹连接，通过旋转弹性柱塞251可调节弹性柱塞251和限位块253间的相对位置关系，即调整弹性柱塞251突出限位块253的高度，从而调整前镜片安装块320到位位置，即调整旋转从动部件300的到位角度，使得到位位置可调，便于使用。

此外，弹性柱塞251包括与限位块253螺纹连接的弹性柱塞主体255，为了减轻到位震动，也为了减小冲击噪声，还包括设置于弹性柱塞主体255突出限位块253一端的弹性件257。

为了进一步减轻倍率切换到位时的抖动对器件产生影响，也为了保证弹性柱塞251不易滑出第一凹槽323或第二凹槽325，通过错位吸引的方式进行了改进。下面具体介绍。

请参考图9。前轴安装块220靠近前镜片安装块320一面上设置有第二磁性件221和第三磁性件223。

请参考图10。前镜片安装块320靠近前轴安装块220的一面上设置有第一磁性件321。

请参考图11。后轴安装块230靠近后镜片安装块330的一面上设置有第五磁性件231和第六磁性件233。

请参考图12。后镜片安装块330靠近后轴安装块230的一面上设置有第四磁性件331。

控制器600接收到光电开关260输入的开关信号后，控制步进电机510转动，下面举例说明上述磁性件的作用。

前镜片安装块320的第一位置状态和第二位置状态夹角假定为90度。当前镜片安装块320初始位于第一位置状态，光电开关260在同步轴310转动45度时被感应片360遮挡光学通路，并发送开关信号到控制器600的输入端。控制器600的输入端控制步进电机510转动40度后停止，而后第一磁性件321在第三磁性件223的错位吸引下，第四磁性件331在第六磁性件233的错位吸引下，带动旋转从动部件300转动到第二位置状态并固定；当前镜片安装块320初始位于第二位置状态，光电开关260在同步轴310转动45度时被感应片360遮挡光学通路，并发送开关信号到控制器600的输入端。控制器600的输入端控制步进电机510转动40度后停止，而后第一磁性件321在第二磁性件221的错位吸引下，第四磁性件331在第五磁性件231的错位吸引下，带动旋转从动部件300转动到第一位置状态并固定。

以上控制器600控制步进电机510未到位时即停止工作也有减小冲击噪声的考量。

整体而言，步进电机510受到电信号的控制，可实现精确的角位移，所以由步进电机510驱动的同步轴310也能实现精确的角位移，进一步地，旋转从动部件300在第一位置状态和第二位置状态之间的切换将非常精准，即可精确地切换放大倍率。控制器600和步进电机510的应用，将繁琐的倍率切换过程变得简化，可在很大程度上提升工作效率。另外，步进电机510的工作相对人工操作也更为稳定，磁性件、成对的角接触轴承、弹性柱塞主体255上的弹性件257等部件的设置，以及器件的水平放置，也增强了倍率切换装置100使用的稳定性。弹性件257的设置等也减少了到位冲击噪声。弹性柱塞251可调，使得倍率切换装置100使用的灵活性也得到了保障。

第二实施例

本实施例提供了一种数字切片扫描仪。该数字切片扫描仪包括第一实施例中的倍率切换装置100，还包括物镜和图像传感器。倍率切换装置100设置于物镜和图像传感器之间。

光源先照射载玻台上的玻片，后携有物像信息的光穿透物镜，此时光为竖直方向，再经过倍率切换装置100的反射镜228反射为水平方向，并做进一步放大，最后由图像传感器如CMOS、CCD等，采集图像信息并传输至终端设备。

此数字切片扫描仪具有倍率切换装置100操作简便、调整精度高、稳定性能好等优点。

综上所述，本实用新型提供了一种倍率切换装置100及数字切片扫描仪。该倍率切换装置100利用步进电机510或伺服电机驱动旋转从动部件300，由于步进电机510或伺服电机可实现精确的角位移，所以由步进电机510或伺服电机驱动的同步轴310也能实现精确的角位移，进一步地，旋转从动部件300在第一位置状态和第二位置状态间的切换将非常精准，即可精确地切换放大倍率。步进电机510的应用也将繁琐的切换过程变得简化，可在很大程度上提升工作效率。另外，步进电机510的工作相对人工操作也更为稳定。

数字切片扫描仪包括上述倍率切换装置100。数字切片扫描仪可以利用步进电机510或伺服电机驱动旋转从动部件300，从而准确、稳定、便捷地切换放大倍数。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。