CN108415149A - 一种宏微双视场同步成像显微镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宏微双视场同步成像显微镜，包括低倍显微镜部分和高倍显微镜部分；所述低倍显微镜部分包括半透半反棱镜(1)、低倍工业镜头(2)、被测物体(3)、半透半反膜(4)、同轴光源(6)、图像传感器A(7)、夹持器(9)和培养皿(10)；高倍显微镜部分包括被测物体(3)、半透半反膜(4)、高倍工业镜头(5)、图像传感器B(8)和培养皿(10)。本发明在利用低倍显微镜成像的同时，利用高倍显微镜进行成像，双光路同时成像，避免了利用静态图像拼接技术引起的实时性低，可靠性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其是一种宏微双视场同步成像显微镜，利用双光路搭建宏微双视场同步成像显微镜，同时实现对同一物体的正反两面、不同视野的成像。
背景技术
目前，高倍显微镜具有十分广阔的应用，便于分辨细节，测量精度高，但是由于其具有小视场，小景深，对焦困难等缺点，低倍显微镜具有大视场，大景深，易对焦的优点。现在的多数单视觉系统是采用高倍显微镜观察及检测细节，利用多幅静态细节图像拼接技术构建大视野的全局图像，但其实时性差的问题一直没有得到很好地解决；部分显微镜通过更换镜头进行切换视场，这样不能同时实现低倍率与高倍率同步成像；变焦显微镜虽然可以获得不同视野的图像，但仍不能同时获取低倍率与高倍率的图像；名称为“复合显微镜”的发明专利(专利号为200910306753.4)提供了一种复合显微镜，该发明专利实现了对同一视场的高倍分辨与低倍观察，但其通过共用同一物镜实现双光路，视场单一。该发明专利在原有单视觉系统基础上进行改造，同时实现对同一目标正反两面的宏微双视野成像；另外通过将高倍显微镜物镜部分倒置，低倍物镜部分正置，实现对同一物面的正反两面观测；采用低倍长物距来获得大范围操作空间，将光源与低倍物镜同轴，实现精准对心，获得目标细节。
发明内容
为了克服多数显微镜不具备同时进行高倍成像与低倍成像功能的缺点，本发明提供一种可以同时对同一物体进行正反两面高倍与低倍成像的宏微双视场同步成像显微镜，解决了高倍小视场初定位困难且难以实时更新全局图像的问题。
本发明的技术方案是：一种宏微双视场同步成像显微镜，包括低倍显微镜部分和高倍显微镜部分；
所述低倍显微镜部分包括半透半反棱镜1、低倍工业镜头2、被测物体3、半透半反膜4、同轴光源6、图像传感器A7、夹持器9和培养皿10，所述夹持器9夹持低倍工业镜头2，所述图像传感器A7位于低倍工业镜头2的上端，所述半透半反棱镜1设置低倍工业镜头2内，在低倍工业镜头2上设有同轴光源通孔，所述同轴光源通孔位置与半透半反棱镜1相适配，在低倍工业镜头2底部设有培养皿10，所述培养皿10放置载物台13上；
所述高倍显微镜部分包括被测物体3、半透半反膜4、高倍工业镜头5、图像传感器B8和培养皿10，所述高倍工业镜头5位于载物台13下端，所述图像传感器B8设于高倍工业镜头5的底部。
进一步的，低倍显微镜成像光路与高倍显微镜成像光路共用半透半反膜4对光进行成比例的反射与透射，实现双光路的照明。
进一步的，所述低倍工业镜头2正置于被测物体3一侧，所述高倍工业镜头5倒置于被测物体4的另一侧，实现对同一物体的正反两面成像。
进一步的，所述图像传感器A7和图像传感器B8采用的是CCD/CMOS图像传感器。
进一步的，所述低倍工业镜头2对被测物体3进行宏观上的全局定位与观察。
进一步的，所述高倍工业镜头5对被测物体3的细节进行微观成像，且配合低倍镜同时成像，同步更新高倍视场的位置信息。
进一步的，入射光11从同轴光源6进入低倍镜筒，经过半透半反棱镜1发生全反射，反射的光照射在被测物体3的上表面，经过半透半反膜4发生二次透射与反射，二次反射的光12沿低倍显微镜成像光路经过半透半反棱镜1透射进入图像传感器A7，二次透射的光14沿高倍显微镜成像光路经过高倍工业镜头5进入图像传感器B8。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中低倍镜头焦距较长，镜头与被测物体之间距离较长，预留大范围操作空间。
(2)本发明设置有可调式同轴光源，可以对进光量进行调节来获取精准、清晰图像。
(3)本发明解决了高倍小视场初定位困难且难以实时更新全局图像的问题。
(4)本发明在利用低倍显微镜成像的同时，利用高倍显微镜进行成像，双光路同时成像，避免了利用静态图像拼接技术引起的实时性低，可靠性差的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的半透半反膜光路示意图。
图中：1-半透半反棱镜，2-低倍工业镜头，3-被测物体，4-半透半反膜，5-高倍工业镜头，6-同轴光源，7-图像传感器A，8-图像传感器B，9-夹持器，10-培养皿，11-入射光，12-反射光，13-载物台，14-透射光。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，显微镜系统包括低倍显微镜部分和高倍显微镜部分，低倍显微镜部分包括半透半反棱镜1、低倍工业镜头2、被测物体3、半透半反膜4、同轴光源6、图像传感器A7、夹持器9和培养皿10，高倍显微镜部分包括被测物体3、半透半反膜4、高倍工业镜头5、图像传感器B8和培养皿10，工作时，入射光11从同轴光源进入低倍镜筒，经过半透半反棱镜1发生全反射，反射的光照射在被测物体3的上表面，经过半透半反膜4发生二次透射与反射，二次反射的光12沿低倍显微镜成像光路经过半透半反棱镜1透射进入CCD/CMOS图像传感器A7，二次透射的光14沿高倍显微镜成像光路经过高倍工业镜头5进入CCD/CMOS图像传感器B8。双光路同时成像，同步观测，实现宏微双视场信息的实时更新。通过调整半透半反膜的透反比例来调整高低倍镜头的进光量。
如图2所示，光从低倍镜头照射在被测物体3上表面，经过半透半反膜4按照透反比例进行透射与反射，透射光14经过高倍工业镜头5进入CCD/CMOS图像传感器B8中实现高倍细节成像；反射光12沿原光路进入低倍工业镜头2，经过半透半反棱镜1的透射进入CCD/CMOS图像传感器A7实现低倍全局成像。低倍镜头正置于被测物体3上方，高倍镜头倒置于3下方，实现对被测物体3的正反两面宏微双光路同步成像。
工作原理：
采用双镜头实现宏微双光路同步成像。低倍镜头，其主要作用是对被测物体进行宏观上的全局定位与观察；高倍镜头，其主要作用是对被测物体的细节进行微观成像，且配合低倍镜同时成像，可以同步更新高倍视场的位置信息。通过将低倍镜头正置于被测物体上方，高倍镜头倒置于被测物体下方，实现对同一物体正反两面的宏微双视场同步成像。通过改变半反半透膜的透反比例来改变高低倍镜头的进光量。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种宏微双视场同步成像显微镜，其特征在于，包括低倍显微镜部分和高倍显微镜部分；
所述低倍显微镜部分包括半透半反棱镜(1)、低倍工业镜头(2)、被测物体(3)、半透半反膜(4)、同轴光源(6)、图像传感器A(7)、夹持器(9)和培养皿(10)，所述夹持器(9)夹持低倍工业镜头(2)，所述图像传感器A(7)位于低倍工业镜头(2)的上端，所述半透半反棱镜(1)设置低倍工业镜头(2)内，在低倍工业镜头(2)上设有同轴光源通孔，所述同轴光源通孔位置与半透半反棱镜(1)相适配，在低倍工业镜头(2)底部设有培养皿(10)，所述培养皿(10)放置载物台(13)上；
所述高倍显微镜部分包括被测物体(3)、半透半反膜(4)、高倍工业镜头(5)、图像传感器B(8)和培养皿(10)，所述高倍工业镜头(5)位于载物台(13)下端，所述图像传感器B(8)设于高倍工业镜头(5)的底部；
所述低倍工业镜头(2)正置于被测物体(3)一侧，所述高倍工业镜头(5)倒置于被测物体(4)的另一侧，实现对同一物体的正反两面成像；
低倍显微镜成像光路与高倍显微镜成像光路共用半透半反膜(4)对光进行成比例的反射与透射，实现双光路的照明。
2.根据权利要求1所述的一种宏微双视场同步成像显微镜，其特征在于，入射光(11)从同轴光源(6)进入低倍镜筒，经过半透半反棱镜(1)发生全反射，反射的光照射在被测物体(3)的上表面，经过半透半反膜(4)发生二次透射与反射，二次反射的光(12)沿低倍显微镜成像光路经过半透半反棱镜(1)透射进入图像传感器A(7)，二次透射的光(14)沿高倍显微镜成像光路经过高倍工业镜头(5)进入图像传感器B(8)。
3.根据权利要求1所述的一种宏微双视场同步成像显微镜，其特征在于，所述图像传感器A(7)和图像传感器B(8)采用的是CCD/CMOS图像传感器。
4.根据权利要求1所述的一种宏微双视场同步成像显微镜，其特征在于，所述低倍工业镜头(2)对被测物体(3)进行宏观上的全局定位与观察。
5.根据权利要求1所述的一种宏微双视场同步成像显微镜，其特征在于，所述高倍工业镜头(5)对被测物体(3)的细节进行微观成像，且配合低倍镜同时成像，同步更新高倍视场的位置信息。
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