[发明专利]一种显微镜光学变焦控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种显微镜光学变焦控制系统及方法。

背景技术

光学变焦是通过改变显微镜镜头在物体和焦点之间的位置，使观测到的局部图像更加清晰。因此，显微镜镜头大都采用光学变焦，并且对于控制精度要求很高。显微镜变焦的关键是改变镜头的位置，一般场合是由操作人员手动调节，使显微镜镜头到达合适的位置。但手动变焦速度慢、精度低，且容易因人为失误而损坏显微镜镜头，为了得到更精确的观测图像数据，寻求一种操作简便可靠的显微镜光学变焦控制系统及方法是十分必要的。

发明内容

本发明目的在于提出一种显微镜光学变焦远制系统及方法，以解决上述现有技术存在的变焦速度慢、精度低且显微镜镜头安全性得不到保障的技术问题。

为此，本发明提出一种显微镜光学变焦控制系统，包括步进电机控制器、步进电机驱动器、步进电机、第一齿轮、第二齿轮、传动部件、第一限位开关、第二限位开关和感应装置；其中，所述步进电机控制器用于对接收到的远程控制器发送的TCP/IP数据包进行解析获得对步进电机的控制命令，所述TCP/IP数据包封装有对所述步进电机的控制命令，所述步进电机控制器通过控制所述步进电机驱动器而驱动所述步进电机转动，所述步进电机的转轴与第一齿轮连接，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述传动部件与所述第二齿轮连接，所述步进电机通过带动第一齿轮和第二齿轮转动而带动所述传动部件转动，所述传动部件转动带动显微镜镜头沿轴向移动，所述感应装置与所述第二齿轮相对固定设置，所述感应装置随着所述第二齿轮转动而转动，在所述第二齿轮的圆周边缘旁边设有所述第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关和第二限位开关分别用于检测所述感应装置是否转动到绝对起点和绝对终点，所述绝对起点和绝对终点分别对应显微镜镜头轴向移动的绝对原点和绝对最远点，所述感应装置分别位于所述绝对起点和绝对终点的情况下，所述第一限位开关和所述第二限位开关分别用于产生 触发信号并将所述触发信号反馈到所述步进电机控制器，所述步进电机控制器控制所述步进电机停止转动或反向转动。

优选地，所述显微镜光学变焦控制系统还包括用于固定所述感应装置的固定装置，所述固定装置与所述第二齿轮固定连接，所述固定装置随着所述第二齿轮的转动而转动。

优选地，所述固定装置呈空心柱体结构，所述固定装置穿设在所述传动部件上，所述第二齿轮穿设在所述固定装置上，所述固定装置的轴向宽度大于所述第二齿轮的轴向宽度，所述第二齿轮、所述固定装置以及传动部件的轴向相互平行，且所述固定装置的内径等于所述传动部件的外径，所述固定装置的外径等于所述第二齿轮的内径；所述感应装置设置在所述固定装置的侧壁上。

优选地，所述显微镜光学变焦控制系统还包括用于固定所述第一限位开关和第二限位开关的固定支架，所述第一限位开关、第二限位开关设置在所述固定支架朝向所述感应装置的表面上。

优选地，所述第一限位开关和所述第二限位开关为近触开关，所述感应装置为金属块。

优选地，所述显微镜光学变焦控制系统还包括显微镜镜头位置查询模块，所述显微镜镜头位置查询模块用于查询显微镜镜头所处位置。

优选地，所述显微镜光学变焦控制系统还包括远程控制器，所述远程控制器用于向所述步进电机控制器发送所述TCP/IP数据包。

本发明还提出一种使用上述显微镜光学变焦控制系统的光学变焦控制方法，包括以下步骤：

S1、所述步进电机控制器发送转动N个脉冲的控制命令给所述步进电机驱动器，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动，所述步进电机转动驱动所述传动部件转动；

S2、所述显微镜镜头在所述传动部件的带动下从显微镜镜头上次移动停止的位置开始轴向移动；

S3、所述步进电机控制器判断所述感应装置是否转动到所述第一限位开关或第二限位开关位置处，若在转动N个脉冲的过程中，所述感应装置转动到所述第一限位开关或第二限位开关位置处，所述步进电机控制器控制所述步进电机停 止转动或反向转动，若在转动N个脉冲完成时，所述感应装置未转动到所述第一限位开关或第二限位开关位置处，所述步进电机控制器控制所述步进电机停止转动，并锁定所述显微镜镜头；

S4、所述步进电机控制器判断显微镜镜头从最近一次位于所述绝对原点的时刻至当前时刻之间变焦的次数是否达到预设次数，若是，则执行步骤S5；

S5、所述步进电机控制器发送感应装置回到第一限位开关位置的控制命令给所述步进电机驱动器，所述步进电机驱动器驱动所述步进电机转动，所述步进电机转动驱动所述传动部件转动；