專利名稱：一體化數(shù)字顯微鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種顯微鏡，尤其是一種采用數(shù)字技術的一體化數(shù)字顯微鏡。
背景技術：
目前，國內(nèi)的顯微鏡以人眼觀察為主要用途。如果要得到圖片，需另外增加微距照相機來拍攝照片。如果要獲得數(shù)字圖片，只有把照片進行掃描才能得到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種具有顯微成像、圖象數(shù)字轉(zhuǎn)換、記錄、顯示、處理、保存和傳輸功能的一體化數(shù)字顯微鏡，即方便了觀察，又方便了記錄和交換數(shù)據(jù)。
本發(fā)明是在光學顯微鏡的基礎上作出的改進，本發(fā)明的一體化數(shù)字顯微鏡包括光學顯微鏡，還包括數(shù)字圖象單元，數(shù)字圖象單元由電源以及與電源連接的數(shù)字圖象傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、液晶顯示器、數(shù)據(jù)存儲單元和通信接口組成；所述的數(shù)字圖象傳感器，用于獲取所述光學顯微鏡的分光棱鏡引出的一次實象，并將一次實象轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖象信號；所述的數(shù)據(jù)處理單元，由DSP和CPU組成，用于采集和處理所述數(shù)字圖象傳感器輸出的數(shù)字圖象信號，所述的CPU內(nèi)部存儲有控制軟件，用于對數(shù)字圖象信號進行處理并通過數(shù)據(jù)庫管理實現(xiàn)對圖象的查詢、瀏覽、統(tǒng)計和打印功能，所述的數(shù)據(jù)處理單元通過數(shù)據(jù)線分別與所述的圖象傳感器、液晶顯示器、數(shù)據(jù)存儲單元和通信接口連接；所述的數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲所述數(shù)據(jù)處理單元采集、處理的臨時數(shù)字圖象信號、中間運算結(jié)果、最終運算結(jié)果；所述的液晶顯示器，用于指定顯示圖象和實時顯示圖象；所述的通信接口，用于與外部設備和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換。
作為上述技術方案的進一步改進，本發(fā)明的一體化數(shù)字顯微鏡還包括由成像鏡頭和鏡筒組成的二次成像裝置，用于將所述分光棱鏡引出的一次實象二次成像到所述的數(shù)字圖象傳感器。
所述的數(shù)字圖象傳感器是可以是CCD數(shù)字圖象傳感器，也可以是CMOS數(shù)字圖象傳感器。所述的液晶顯示器是全彩液晶顯示器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，有如下有益效果(1)本發(fā)明采用CCD數(shù)字圖象傳感器或CMOS數(shù)字圖象傳感器，不僅功耗少，而且直接獲得數(shù)字圖象，避免了一般視頻攝像機信號和格式轉(zhuǎn)換帶來的各種誤差，因此圖象清晰穩(wěn)定，畸變?。?2)本發(fā)明將圖象數(shù)字轉(zhuǎn)換、記錄、顯示、處理、保存和傳輸功能于一體，即方便了觀察，又方便了記錄和交換數(shù)據(jù)；(3)通過通信接口可很方便地與外部設備和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換。


圖1是本發(fā)明的一種實施方式的原理示意圖；圖2是圖1所示實施方式的外形結(jié)構示意圖；圖3是圖1所示實施方式的數(shù)字圖象單元的內(nèi)部結(jié)構示意圖；附圖標記1光學顯微鏡2數(shù)字圖象單元 3一次實像 4二次成像裝置5數(shù)字圖象傳感器、 6液晶顯示器 7電源 8通信接口9數(shù)據(jù)處理單元 10數(shù)據(jù)存儲單元 11箱體 12數(shù)據(jù)處理和控制電路板13數(shù)據(jù)采集電路板 14電纜接口 15數(shù)據(jù)電纜 16調(diào)節(jié)按鈕17成像鏡頭 18鏡筒 21目視光學系統(tǒng) 22顯微物鏡23物面 24分光棱鏡具體實施方式
下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明的一體化數(shù)字顯微鏡作進一步的描述。
圖1所示的一體化數(shù)字顯微鏡由光學顯微鏡1、數(shù)字圖象單元2組成，其中數(shù)字圖象單元2由二次成像裝置4、數(shù)字圖象傳感器5、液晶顯示器6、電源7、通信接口8、數(shù)據(jù)處理單元9和數(shù)據(jù)存儲單元10組成。
光學顯微鏡1可選用傳統(tǒng)的光學顯微鏡，21是目視光學系統(tǒng)，22是顯微物鏡，23是物面，24是分光棱鏡。二次成像裝置4由成像鏡頭17和鏡筒18組成，用于將分光棱鏡引出的一次實象3二次成像到數(shù)字圖象傳感器5，安裝二次成像裝置4的目的在于獲得與目視一致的顯微圖象視場。但是，二次成像裝置4會使顯微圖象的分變率降低，不包含二次成像裝置4的一體化數(shù)字顯微鏡，其數(shù)字圖象傳感器5在顯微鏡的一次實象面上直接接受圖象，可以獲得更高分變率的顯微圖象。
數(shù)字圖象傳感器5用于獲取所述光學顯微鏡的分光棱鏡引出的一次實象，并將一次實象轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖象信號，數(shù)字圖象傳感器5可以采用CCD數(shù)字圖象傳感器(Charge CoupledDevice，電荷耦合裝置)，也可以采用CMOS數(shù)字圖象傳感器(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor Transistor，互補型金屬氧化物半導體)。采用高分變率的CCD數(shù)字圖象傳感器或CMOS數(shù)字圖象傳感器，不僅功耗少，而且直接獲得數(shù)字圖象，避免了一般視頻攝像機信號和格式轉(zhuǎn)換帶來的各種誤差，因此圖象清晰穩(wěn)定，畸變小。
數(shù)據(jù)處理單元9，由DSP(Digital Signal Processing數(shù)字信號處理)和CPU組成，DSP用于采集和處理所述數(shù)字圖象傳感器5輸出的數(shù)字圖象信號，CPU內(nèi)部存儲有控制軟件，用于對顯微圖象進行處理并通過數(shù)據(jù)庫管理實現(xiàn)對圖象的查詢、瀏覽、統(tǒng)計和打印功能。數(shù)據(jù)處理單元9通過數(shù)據(jù)線分別與所述的圖象傳感器5、液晶顯示器6、數(shù)據(jù)存儲單元10和通信接口8連接；通過CPU內(nèi)部存儲的控制軟件的菜單或液晶顯示器的調(diào)節(jié)按鈕16，可對數(shù)字圖象進行亮度、色度、對比度、縮放處理，進行銳化、平滑、濾波等處理，優(yōu)化圖象質(zhì)量。
數(shù)據(jù)存儲單元10用于存儲所述數(shù)據(jù)處理單元采集、處理的臨時圖象信號、中間運算結(jié)果、最終運算結(jié)果。數(shù)據(jù)存儲單元包含幾個不同功能的數(shù)據(jù)緩存單元和FLASH存儲單元，數(shù)據(jù)緩存單元用于存儲數(shù)據(jù)處理單元采集和處理的臨時圖象信號和中間運算結(jié)果，F(xiàn)LASH存儲單元用于存儲最終處理后的顯微圖象和相關信息?？梢园堰x定的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)存儲到本地的FLASH-RAM中，也可把存儲在FLASH-RAM中數(shù)字圖象調(diào)出來顯示液晶顯示器的屏幕上，還可以擦除和更新。
液晶顯示器6用于指定顯示圖象和實時顯示圖象，可采用全彩液晶顯示器，功耗小，分辨率高。在CPU控制下，液晶顯示器可6顯示原始圖象，也可顯示調(diào)節(jié)處理后的圖象。通過CPU內(nèi)部存儲的控制軟件的菜單或液晶顯示器的調(diào)節(jié)按鈕，均可調(diào)節(jié)器節(jié)數(shù)字圖象的亮度、色度、對比度、縮放等圖象參數(shù)。
通信接口8用于與外部設備和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換，可以采用USB接口、RS232C接口、RS485打印接口和TCP/IP網(wǎng)絡接口，把存儲的圖象數(shù)據(jù)傳送到計算機，通過專用的計算機軟件，可以對顯微圖象進行進一步精細處理，通過數(shù)據(jù)庫管理，實現(xiàn)查詢、瀏覽、統(tǒng)計和打印等功能。
通過通信接口8與外部計算機連接后，可實現(xiàn)共享計算機圖象處理功能，一體化數(shù)字顯微鏡也可不設置數(shù)據(jù)處理單元，而把數(shù)字圖象數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)接嬎銠C后，通過計算機對圖象進行銳化、平滑、濾波、顏色變換等處理。圖象采集的亮度、色度、對比度、縮放處理等本地功能仍然有效。
圖2是圖1所示實施方式的外形結(jié)構示意圖，圖2的下部是傳統(tǒng)的光學顯微鏡1，箱體11設置在該傳統(tǒng)的光學顯微鏡1的目鏡附近，以獲取分光棱鏡24引出的一次實象3，數(shù)字圖象單元2設置在箱體11內(nèi)。有用于與外部設備和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換的通信接口8的數(shù)據(jù)電纜接口設置在箱體11一側(cè)的電纜接口14處，數(shù)據(jù)處理單元9與液晶顯示器6連接的數(shù)據(jù)電纜15也由電纜接口14引出。
在圖3所示的數(shù)字圖象單元2的內(nèi)部結(jié)構中，鏡筒18與箱體11連接，成像鏡頭17設置在鏡筒18內(nèi)的前部，并且成像鏡頭17在一定的范圍內(nèi)可前后調(diào)整，以使CCD或CMOS圖象傳感器獲得清晰的圖象；CCD或CMOS圖象傳感器設置在鏡筒內(nèi)的后部，并固定通過數(shù)據(jù)采集電路板13予以固定；數(shù)據(jù)采集電路板13設置在箱體11內(nèi)的前部，電源7及數(shù)據(jù)處理和控制電路板12設置在箱體內(nèi)的后部；用于與外部設備和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換的通信接口8的數(shù)據(jù)電纜接口設置在箱體一側(cè)的電纜接口14處，數(shù)據(jù)處理單元9與液晶顯示器6連接的數(shù)據(jù)電纜15也由電纜接口14引出。數(shù)字圖象單元2的數(shù)據(jù)處理單元9、數(shù)據(jù)存儲單元10和通信接口8的電路被制作在數(shù)據(jù)采集電路板、數(shù)據(jù)處理和控制電路板上。
權利要求
1.一種一體化數(shù)字顯微鏡，包括光學顯微鏡，其特征是，它還包括數(shù)字圖象單元，數(shù)字圖象單元由電源以及與電源連接的數(shù)字圖象傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、液晶顯示器、數(shù)據(jù)存儲單元和通信接口組成；所述的數(shù)字圖象傳感器，用于獲取所述光學顯微鏡的分光棱鏡引出的一次實象，并將一次實象轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖象信號；所述的數(shù)據(jù)處理單元，由DSP和CPU組成，DSP用于采集和處理所述數(shù)字圖象傳感器輸出的數(shù)字圖象信號，所述的CPU內(nèi)部存儲有控制軟件，用于對所述的數(shù)字圖象單元的各組成部件進行操作控制，并通過數(shù)據(jù)庫管理實現(xiàn)對圖象的查詢、瀏覽、統(tǒng)計和打印功能，所述的數(shù)據(jù)處理單元通過數(shù)據(jù)線分別與所述的圖象傳感器、液晶顯示器、數(shù)據(jù)存儲單元和通信接口連接；所述的數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲所述數(shù)據(jù)處理單元采集、處理的臨時數(shù)字圖象信號、中間運算結(jié)果、最終運算結(jié)果；所述的液晶顯示器，用于指定顯示圖象和實時顯示圖象；所述的通信接口，用于與外部設備和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種一體化數(shù)字顯微鏡，其特征是它還包括由成像鏡頭和鏡筒組成的二次成像裝置，用于將所述分光棱鏡引出的一次實象二次成像到所述的數(shù)字圖象傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種一體化數(shù)字顯微鏡，其特征是所述的數(shù)字圖象傳感器是CCD數(shù)字圖象傳感器。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種一體化數(shù)字顯微鏡，其特征是所述的數(shù)字圖象傳感器是CMOS數(shù)字圖象傳感器。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種一體化數(shù)字顯微鏡，其特征是所述的液晶顯示器是全彩液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一體化數(shù)字顯微鏡，包括光學顯微鏡和數(shù)字圖象單元，數(shù)字圖象單元由電源以及與電源連接的數(shù)字圖象傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、液晶顯示器、數(shù)據(jù)存儲單元和通信接口組成。數(shù)字圖象傳感器，用于獲取所分光棱鏡引出的一次實象，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖象信號。數(shù)據(jù)處理單元，由DSP和CPU組成，DSP用于采集和處理所述數(shù)字圖象傳感器輸出的數(shù)字圖象信號，CPU內(nèi)部存儲有控制軟件，用于對所述的數(shù)字圖象單元的各組成部件進行操作控制，并通過數(shù)據(jù)庫管理實現(xiàn)對圖象的查詢、瀏覽、統(tǒng)計和打印功能。本發(fā)明可直接獲得數(shù)字圖象，避免了一般視頻攝像機信號和格式轉(zhuǎn)換帶來的各種誤差，因此圖象清晰穩(wěn)定，畸變小。通過通信接口還可很方便地與外部設備和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交換。
文檔編號G02B21/36GK1556429SQ200310122008
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權日2003年12月30日
發(fā)明者黃戰(zhàn)華, 蔡懷宇 申請人:天津大學