专利名称：带显示屏的数码摄像显微镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及显微镜领域中的数码摄像显微镜，尤其是一种带显示屏的数码摄像显微镜。
背景技术：
现代显微镜中，人们通过光电图像转换技术，使传统的目视观察显微镜的光学图像转换成电子图像信号在电视机或计算机里显示，即显微镜的数字化(数码显微镜)。目前，显微镜的数码技术已广泛应用于医学、纺织、教学及检测分析研究领域。
现有的显微镜实现数码摄像技术的方法有以下几种，一种方法是在传统的摄影显微镜(观察头为三目装置)基础上演变而来的摄像显微镜，主要是在显微镜三目头上方设置有摄像机接口。当需要摄像时，将摄像机与显微镜三目头上方的摄像机接口安装好，摄象机上端一头连接电源，一头将视频信号线连接到电视上或计算机上，并在计算机上安装专用图像卡，来完成电子图像信号在电视机或计算机里的显示。或将摄像机的信号线与视频/数字转换器接上，将转换器的USB接口与计算机连接，来完成电子图像信号在计算机里的显示。另一种方法是将摄像机内置于显微镜内部，摄像系统与显微镜合为一体。这样，可省却了摄像机的安装及调试。然而，对于学生用教学显微镜来说，这些方法使用起来比较麻烦。首先，为了实现标本像在电视机或计算机即时显示，便于老师了解、检查学生的显微镜应用动态过程，教室或每位学生必须具备计算机或电视机，更何况显微镜的应用教学可能在郊外非课堂进行，携带如此体积庞大的计算机、电视机将会很不方便。解决这一问题的另一种方法是直接将商品化的市售照相机通过一定的转接口与目视观察系统连接，使通过显微镜的标本成像在数码照相机的CCD芯片面上获取标本像的图片，并通过计算机读取、下载图片。这种外置的数码相机由于不同型号的接口不同，给应用带来一定的困难，同时使显微镜的高度太高，体积太大，不方便使用。且安装需要具备相当的专业水平。近来还有一种直接显示的数字化显微镜。由于是在普通显微镜上安装一种嵌入式图象处理装置以大大方便了显微镜的直接显示图像，但相对体积较大，不利于学生携带。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术现状而提供一种结构紧凑合理、体积小巧的带显示屏的数码摄像显微镜。
本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术现状而进一步提供一种使用方便、尤其是便于教学的带显示屏的数码摄像显微镜。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为该种带显示屏的数码摄像显微镜，其包括底座、置于底座上的镜体、目镜、分光棱镜及数码摄像单元，数码摄像单元包括有图像传感器和显示屏，镜体上安装有调焦机构、照明系统、载物台装置、物镜及物镜转换器，其特征在于数码摄像显微镜还包括一设置于所述分光棱镜上方的反光元件及置于反光元件前方的光学成像元件；所述的图像传感器内置于所述镜体的上端，而所述显示屏安装在一显示屏装置上，显示屏装置则外置于所述镜体且与所述镜体相连接；所述分光棱镜将光线分成两路，一路通往所述目镜，另一路经所述反光元件反射后沿与所述物镜的光轴成70～110°方向成像于所述的图像传感器上。优选的方案是经所述反光元件反射后的光路与所述物镜的光轴成90°。通往所述目镜的光路与所述物镜的光轴一般成0～60°，优选为45°。显示屏的选择则以液晶显示屏为优。图象传感器通常可选用CCD传感器或CMOS传感器。
所述的显示屏装置包括外壳、转轴座及所述的显示屏；转轴座固接于所述镜体上且其上设有水平方向的横向转轴，横向转轴的中部设有与横向转轴垂直的轴孔，而所述外壳的下部则设有与所述轴孔适配的纵向转轴。所述显示屏装置固定安装于镜体的上端或任一侧面均可，但其优选安装方案是安装在所述镜体上端端部且位于所述目镜的正前方，且其水平方向旋转角度范围为270°，而垂直方向旋转角度范围则大于90°。这样设置的好处在于当学生目视观察标本像时，抬头就可同时通过显微镜的显示屏观察并存储标本图像。同时还方便教师快速检查学生作业，因为本发明设计的显示屏可以水平方向270°旋转，当学生目视观察标本像时，显示屏水平旋转适当角度，老师可以在显微镜的侧面清楚地看到学生的观察标本。
所述分光棱镜、反光元件及光学成像元件均安装在一转像装置内，所述目镜安装在该转像装置上，而该转像装置则以可拆卸形式安装于所述镜体上端。所述转像装置的底部设有带台阶的凸台，凸台的中心开有光路通孔，所述镜体上设有与所述凸台适配的孔；并且，所述镜体一侧还开有向上倾斜的定位螺孔，所述转像装置上相应于该定位螺孔的位置则设有凹槽，定位螺钉穿过所述定位螺孔并紧扣在所述凹槽内。所述目镜为单目目镜或双目目镜。可见，设置整体可拆卸式的转像装置的好处是转像装置可以设计成单目或双目观察形式，并可以很方便互换；当单目(或双目)转像装置通过所述调焦结构调节清晰后，换上另一个双目(或单目)，不需任何调焦就可以达到成像的清晰性。
所述显示屏装置与转像装置之间设有卡扣装置，便于显示屏装置折下与转像装置上端面叠合时定位。所述卡扣装置为显示屏装置的外壳上设有带斜面的凸扣，所述转像装置上则设有可与该凸扣扣接的带凹孔的挡块。当显示屏装置沿90°方向折下时，显示屏装置上的凸扣滑进转像装置上的凹孔中而定位，以便对显微镜进行防护性的管理，同时有效减小了显微镜收折状态下的体积。
所述显示屏装置内安装有电子信号处理器线路板及存储卡卡口，电子信号处理器线路板上安装有数据处理单元，所述电子信号处理器线路板及显示屏通过电缆线与所述图像传感器连接。存储卡可选用SD卡、CF卡、MMC卡等。
所述显示屏装置的外壳边框上设置有电源、拍照、菜单、预览、缩放功能按钮，便于操作者操作。
所述镜体上设有便于携带或手持移动的凹腰形握手用通孔。
所述镜体的背面设有带USB、AV、S-VIDEO、DC接口的线路板插座装置，便于向计算机、视频投影仪、TV监视器等外设传输数据。
为适应郊外等无外部供电电源情况下的使用操作，所述底座内设有可容纳充电电池的电池座。
所述的照明系统为LED照明系统。
可见，为解决现有显微镜存在的问题，本发明提供的带有液晶显示屏且数码相机的数码摄像系统为分体式，即图像传感器及显示屏等分体设置，图像传感器直接内置于镜体内，不占用额外的空间，而显示屏装置为扁平形状，收折后所占用的空间很小；并且，通过反光元件使通往图像传感器的光路转为大致水平方向，从而有效降低了显微镜的高度；此外，其显示屏装置可水平折下在显微镜的头部或侧面，并使数码处理部分和光学机械结构合理结合，显著减少了显微镜体积。另外，使用这种显微镜可以很方便的解决显微镜观察过程中教师与学生的交换沟通。当学生目视观察标本像时，抬头就可同时通过显微镜的液晶显示屏观察并存储标本图像。同时由于显示屏可以水平270°度转动，当学生目视观察标本像时，液晶显示屏水平旋转适当角度，包括老师在内的其他人可以在显微镜的侧面清楚地看到学生的观察标本及了解观察者的观察效果，从而使老师等也可以同时通过显示屏了解学生即时的学习作业及观察效果。提供的这种显微镜体积小、数码拍照功能强大，且操作方便。这种显微镜还可设计成带有可充电的电源，当使用前事先将显微镜充好电，以适应学生郊外显微镜使用操作，不需外用电源。
图1是本发明带液晶显示屏的数码摄像显微镜的侧视图。
图2是本发明显示屏装置1-3的示意图。
图3是显示屏装置1-3的侧向剖视图。
图4是本发明转像装置1-2的侧向剖视图。
图5是图4的D向视6是图1的C向局部视图。
图7是图1中本发明底座1-7的H-H向视图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例如图1～图7所示，为本发明的一种较佳实施方式。如图1～图7所示，本发明实施例带显示屏的数码摄像显微镜，其具有底座1-7、置于底座1-7上的镜体1-1、目镜1-2-2、分光棱镜1-2-1、转像装置1-2及数码摄像单元。数码摄像单元包括有图像传感器1-4、模拟电子信号处理器线路板1-3-10、模拟电子信号处理器1-3-10和液晶显示屏1-3-11。镜体1-1上安装有调焦机构1-6、LED照明系统1-8、载物台装置1-9、物镜1-10及物镜转换器1-11。数码摄像显微镜还包括一设置于所述分光棱镜1-2-1上方的反光元件1-2-3及置于反光元件1-2-3前方的光学成像元件1-2-5。所述的图像传感器1-4为CCD传感器，其内置于镜体1-1的上端。所述分光棱镜1-2-1将光线分成两路，一路通往所述目镜1-2-2供目视观察，且通往所述目镜1-2-2的光路与所述物镜1-10的光轴成45°，另一路经所述反光元件1-2-3反射后沿与所述物镜1-10的光轴成90°方向成像于所述的图像传感器1-4上。
如图1、图4、图5，所述分光棱镜1-2-1、反光元件1-2-3及光学成像元件1-2-5均安装在所述转像装置1-2内，所述目镜1-2-2安装在该转像装置1-2上，而该转像装置1-2则以可拆卸形式安装于所述镜体1-1上端。所述的转像装置1-2可以是单目或双目观察形式。并可以很方便互换；当单目(或双目)转像装置1-2通过所述挑焦机构1-6调焦清晰后，换上另一个双目(或单目)，不需任何调焦就可以达到成像的清晰性。单目(或双目)转像装置1-2的转换是这样实现的转像装置的底部设有带台阶的凸台1-2-6，凸台1-2-6的中心开有光路通孔1-2-7，所述镜体1-1上设有与所述凸台1-2-6适配的带台阶的圆柱形孔；并且，所述镜体1-1一侧还开有向上倾斜的定位螺孔1-1-3，所述转像装置1-2上相应于该定位螺孔1-1-3的位置则设有对应的向下倾斜的凹槽1-2-8，定位螺钉1-1-1穿过所述定位螺孔1-1-3并紧扣在所述凹槽1-2-8内，从而使转像装置1-2定位。当需要更换单目(或双目)转像装置1-2时，只要液晶显示屏装置1-3垂直向上，并松开上面所述的显微镜镜体1-1一侧的定位螺孔1-1-3上的定位螺钉1-1-1，就可以取出所述的单目(或双目)转像装置1-2，并换上另一个双目(或单目)转像装置，不需要重新调焦。
如图1～图5，所述的液晶显示屏1-3-11安装在一显示屏装置1-3上。显示屏装置1-3外置于所述镜体1-1且与所述镜体1-1相连接，其具体安装位置是安装在所述镜体1-1上端端部且位于所述目镜1-2-2的正前方。所述的显示屏装置1-3包括外壳1-3-9、转轴座1-3-8、模拟电子信号处理器线路板1-3-10及所述的液晶显示屏1-3-11。模拟电子信号处理器线路板1-3-10上安装有模拟电子信号处理器1-3-10，转轴座1-3-8固接于所述镜体1-1上且其上设有水平方向的横向转轴1-3-12，横向转轴1-3-12的中部设有与横向转轴1-3-12垂直的轴孔，而所述外壳1-3-9的下部则设有与所述轴孔适配的纵向转轴1-3-14。参见图1、图3，转轴座1-3-8前面设有一凸出的搭子1-3-15与位于镜体1-1上侧内部的凹槽1-1-2相扣牢，并且所述的转轴座1-3-8上有两个通孔，两螺钉1-3-13穿过通孔与显微镜镜体1-1相连接。这样，外壳1-3-9的纵向转轴1-3-14即可以在转轴座1-3-8上以270度或更大角度运转，带动液晶显示屏1-3-11及外壳1-3-9水平转动，以方便教师快速检查学生作业；沿横向转轴1-3-12转动，液晶显示屏1-3-11及外壳1-3-9就可以实现垂直方向大于90°翻转并沿90°方向折下。
显示屏装置1-3与转像装置1-2之间设有卡扣装置，便于显示屏装置的液晶显示屏1-3-11及外壳1-3-9部分折下与转像装置1-2上端面叠合时定位。所述卡扣装置为显示屏装置1-3的外壳1-3-9上设有带斜面的凸扣1-3-7，所述转像装置1-3上则设有可与该凸扣1-3-7扣接的带凹孔的挡块1-2-4，当显示屏装置1-3沿90°方向折下时，外壳1-3-9上的凸扣1-3-7即滑进转像装置1-2上挡块1-2-4的凹孔中而定位，以便对显微镜进行防护性的管理。
参见图6，显微镜镜体1-1背面安装有线路板插座装置1-5，线路板插座装置1-5上连接有USB、AV、S端子及电源插口DC。参见图1，镜体1-1的侧面有一个凹腰形的通孔1-1-4，便于手握。
参考图1～图3可见，图像传感器1-4与液晶显示屏1-3-11及模拟电子信号处理器线路板1-3-10为分体式独立安装。图像传感器1-4位于显微镜镜体1-1内部。液晶显示屏1-3-11及模拟电子信号处理器线路板1-3-10安装在显示屏装置1-3中，并通过电缆线1-3-16与图像传感器1-4连接，这样，图像传感器1-4可将来自转像装置1-2的光学信号转化为电流信号，然后将数据传输到模拟电子信号处理器1-3-10上，转化为计算机能识别的数码讯号，同时还可显示在液晶显示屏1-3-11上。
如图2所示，显示屏装置1-3边框上设置有拍照1-3-1、电源1-3-2、预览1-3-3、缩放1-3-4、菜单1-3-5等功能按钮；图2所示，显示屏装置1-3上还设有一个SD卡口1-3-6，其位于显示屏装置1-3的右边框下面，可以方便SD卡的取放。
图7所示是显微镜的底座1-7的内部腑视图，本实施例中，如图1、图7所示，有一个可充电锂电池1-7-1固定于所述的底座1-7里，本发明的数码摄像显示及显微镜光学照明的供电方法可由充电锂电池实现。锂电池1-7-1通过位于底座1-7的线路板1-7-2连接LED灯、电源开关、充电池插座，并向上通过线路板插座装置1-5及电缆线1-1-5等连接到显示屏装置1-3而供电，特别方便学生郊外操作。
权利要求
1.一种带显示屏的数码摄像显微镜，其包括底座、置于底座上的镜体、目镜、分光棱镜及数码摄像单元，数码摄像单元包括有图像传感器和显示屏，镜体上安装有调焦机构、照明系统、载物台装置、物镜及物镜转换器，其特征在于数码摄像显微镜还包括一设置于所述分光棱镜上方的反光元件及置于反光元件前方的光学成像元件；所述的图像传感器内置于所述镜体的上端，而所述显示屏安装在一显示屏装置上，显示屏装置则外置于所述镜体且与所述镜体相连接；所述分光棱镜将光线分成两路，一路通往所述目镜，另一路经所述反光元件反射后沿与所述物镜的光轴成70～110°方向成像于所述的图像传感器上。
2.根据权利要求1所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述的显示屏装置包括外壳、转轴座及所述的显示屏；转轴座固接于所述镜体上且其上设有水平方向的横向转轴，横向转轴的中部设有与横向转轴垂直的轴孔，而所述外壳的下部则设有与所述轴孔适配的纵向转轴。
3.根据权利要求2所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述显示屏装置安装在所述镜体上端端部且位于所述目镜的正前方。
4.根据权利要求3所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述显示屏装置的水平方向旋转角度范围为270°，而垂直方向旋转角度范围则大于90°。
5.根据权利要求2或3或4所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述分光棱镜、反光元件及光学成像元件均安装在一转像装置内，所述目镜安装在该转像装置上，而该转像装置则以可拆卸形式安装于所述镜体上端。
6.根据权利要求5所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述转像装置的底部设有带台阶的凸台，凸台的中心开有光路通孔，所述镜体上设有与所述凸台适配的孔；并且，所述镜体一侧还开有向上倾斜的定位螺孔，所述转像装置上相应于该定位螺孔的位置则设有凹槽，定位螺钉穿过所述定位螺孔并紧扣在所述凹槽内。
7.根据权利要求5所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述显示屏装置与转像装置之间设有卡扣装置，便于显示屏装置折下与转像装置上端面叠合时定位。
8.根据权利要求7所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述卡扣装置为显示屏装置的外壳上设有带斜面的凸扣，所述转像装置上则设有可与该凸扣扣接的带凹孔的挡块。
9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述显示屏装置内安装有电子信号处理器线路板，电子信号处理器线路板上安装有数据处理单元，所述电子信号处理器线路板及显示屏通过电缆线与所述图像传感器连接。
10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述显示屏装置内安设有存储卡卡口。
11.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述显示屏装置的外壳边框上设置有电源、拍照、菜单、预览、缩放功能按钮。
12.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于所述镜体的背面设有带USB、AV、S-VIDEO、DC接口的线路板插座装置。
13.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于经所述反光元件反射后的光路与所述物镜的光轴成90°。
14.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的带显示屏的数码摄像显微镜，其特征在于通往所述目镜的光路与所述物镜的光轴成45°。
全文摘要
本发明公开了一种带显示屏的数码摄像显微镜。它包括底座、置于底座上的镜体、目镜、分光棱镜及数码摄像单元，数码摄像单元包括有图像传感器和显示屏，镜体上安装有调焦机构、照明系统、载物台装置、物镜及物镜转换器，其特征在于还包括一设置于所述分光棱镜上方的反光元件及置于反光元件前方的光学成像元件；所述的图像传感器内置于所述镜体的上端，而所述显示屏安装在一显示屏装置上，显示屏装置则外置于所述镜体且与所述镜体相连接；所述分光棱镜将光线分成两路，一路通往所述目镜，另一路经所述反光元件反射后沿与所述物镜的光轴成70°～110°方向成像于所述的图像传感器上。具有结构紧凑合理、体积小巧、使用方便、尤其是便于教学的特点。
文档编号H04N5/225GK1800903SQ200610049110
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月17日 优先权日2006年1月17日
发明者曾丽珠, 杨鸣, 崔志英, 邵福棠, 郑亚玲, 钟励勇, 毛磊 申请人:宁波永新光学股份有限公司