大视场图像测量显微镜制造技术

大视场图像测量显微镜是一种成本低、易操作、观测范围大的光学测量显微镜，由透镜组和摄像头等所组成，该显微镜由光源、准直镜、反射镜、载物台、Ｘ方向位移机构、Ｙ方向位移机构、中继透镜、成像物镜、粗调机构、微调机构、ＣＣＤ摄像头、底座、成像物镜镜筒、主构架所组成，光源位于底座内的一侧，反射透镜位于底座内的另一侧，准直透镜位于底座内的中间，在底座上设有主构架，在主构架上设有成像物镜镜筒，在成像物镜镜筒的上部设有ＣＣＤ摄像头，在中部设有成像物镜，在下部设有中继透镜在中继透镜下方的底座台面上设有载物台。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学测量显微镜，具体地说是涉及一种大视场图像测量显微镜。二
技术介绍
在光学显微镜系统中，CCD图像技术不断得到应用。CCD图像技术是集光学、电子学、精密机械及计算机技术为一体的综合性技术，通过CCD采集光学图像，然后在计算机中处理便可获得被研究对象的空间分布、面形及误差等信息。有的是直接对被测物体图像进行测量，如物体的外观尺寸、形状；有的是通过对被测物表面所形成的光学图样进行分析测量，如干涉计量等。无论何种观察测量都是把CCD靶面作为一把尺子，CCD上的一个像元就是尺子的最小刻度，因而作为像传感器的CCD也就成了测量系统中影响测量精度的重要因素。在光学显微镜系统中，为了观察细节，提高分辨率，常采用显微光路观测近距离微小物体。通常它是由物镜和目镜组成的。物体位于物镜的一倍和二倍焦距之间，经物镜成一放大倒立的实像于目镜的物方焦平面处或焦面之内，再经目镜放大成一虚像位于无限远或明视距离处。可以用人眼观察或用CCD器件接收。面阵CCD器件用于显微测量，尽管分辨率较高，但是受到CCD靶面的限制，往往视场较小，很难胜任需要观测大范围的场合。例如，常用的工业和医学检测中，所需的纵向分辨率仅为λ/4-λ/10，而观测范围就比较小。现有的CCD摄像显微镜技术不能满足大视场条件下分辨率和低成本的要求。三
技术实现思路
(1)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种低成本和易操作观测范围大的大视场图像测量显微镜。(2)技术方案本技术是一种大视场图像测量显微镜，由透镜组和摄像头等所组成，其特征在于该显微镜由光源、准直镜、反射镜、载物台、X方向位移机构、Y方向位移机构、中继透镜、成像物镜、粗调机构、微调机构、CCD摄像头、底座、成像物镜镜筒、主构架所组成，光源、位于底座内的一侧，反射透镜位于底座内的另一侧，准直透镜位于底座内的中间，在底座上设有主构架，在主构架上设有成像物镜镜筒，在成像物镜镜筒的上部设有CCD摄像头，在中部设有成像物镜，在下部设有中继透镜，在中继透镜下方的底座台面上设有载物台，在载物台上设有X方向位移机构和Y方向位移机构，在主构架上设有位移粗调机构和位移微调机构。本技术的大视场显微原理是采用放大镜和照相系统代替显微系统，即在常见摄像镜头前加一个中继透镜。物体经中继透镜成一正立、放大的虚像，摄影物镜再对虚像成一倒立缩小的实像，该处也正是CCD靶面所在的位置。加中继透镜的办法可灵活地变换光学放大倍率，使成像系统的视场扩大。当然，视场的扩大不是无限制的，还要受到CCD分辨率的影响。系统还具有CCD图像系统的电子放大能力。本技术的图像测量原理是将物体的图像采样量化后，细化物体或条纹图。按照图像的灰度和象素抽取条纹轮廓线，进行分析和计算。对于密集复杂条纹图像的处理，用5×5极值检测和形态细化处理相结合，通过增加一个滤波元素，加速了形态修剪的速度，可以极快的滤除条纹骨架中的噪声短链。改进的伪等高线方法可以实现条纹滤波、断点修补、条纹平滑及定级一次性完成。(3)技术效果与普通测量显微镜相比，大视场图像测量显微镜的视场扩大了2.5倍，而保持了同样的测量精度(λ/8)。实验可重复性好，实验时间可缩短。另外，软件有良好的图形界面和丰富的鼠标操作。此项专利技术是光机电算一体化技术，通过CCD采集条纹图像，经计算机处理可实时显示和测量全场条纹图，获得被研究对象的空间分布、面形及误差等信息。通过抽取条纹中心线方法达到全场条纹的准确判读。采用放大镜和照相系统代替传统的显微物镜和目镜系统，将微小物体放大成像，利用CCD的电子放大能力将图像在监视器上放大输出，通过图像处理技术来补偿扩大视场所造成的图像细节分辨率的下降，从而扩大了视场；降低了成本。四附图说明图1是本技术的结构图。其中有光源1、准直镜2、反射镜3、载物台4、X方向位移机构5、Y方向位移机构6、中继透镜7、成像物镜8、粗调机构9、微调机构10、CCD摄像头11、底座12、成像物镜镜筒13、主构架14。五具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明。照明方式分为两种透射和反射。光源1发射的光束经准直镜2和反射镜3透射照明物体(或调整反射镜于物体之上，反射照明物体)。物体放置于载物台4，由X，Y方向位移旋钮5和6调节水平位置。大视场测量显微镜的成像系统由中继透镜7和成像物镜8组成。它的原理是采用放大镜和照相系统代替显微系统。调节粗调旋钮9和微调旋钮10，使成像物镜将被测物体的像清晰地聚于CCD摄像头11，本技术选用黑白CCD摄像头。CCD摄像头摄得的图像经图像卡和计算机处理和显示。测量显微镜选择镜头时要参考CCD靶面的大小，CCD靶面与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。摄像镜头的焦距(50mm)光圈数(F1.8)能满足摄像时分辨率、最低照度、信噪比和视场大小的要求。CCD芯片的大小对镜头的选择有很大的影响。镜头一般也分1″、2/3″、1/2″和1/3″等规格。配套使用时最好用与CCD芯片尺寸对应的，如1/2″镜头配1/2″芯片的摄像机。一旦镜头被选定，所需的视场和光学筒长也被事先确定。对于一般的摄像镜头，物距相对焦距来说大得多。通常物距U＞2000mm，中继透镜的焦距选取应稍大于焦距的值。则工作距离接近焦距。为了满足近轴成像，减小显微图边缘畸变，镜头的视角取小一点为好。图像采集卡采用基于PCI总线的高速图像采集卡，符合PAL制式(625行，20场/秒)和NTSC制式(525行，60场/秒)的视频输入信号，用14.75MHz(PAL制)或12.273MHz(NTSC制)的频率进行采样，然后进行A/D转换、比例缩放、裁剪等处理，通过PCI总线将图像数据传送到VGA卡实时显示或传送到计算机的内存中实时存储。CCD摄像头、图像卡和镜头有成品，但是选用时要按照上述技术要求组合。权利要求1.一种大视场图像测量显微镜，由透镜组和摄像头等所组成，其特征在于该显微镜由光源(1)、准直透镜(2)、反射镜(3)、载物台(4)、X方向位移机构(5)、Y方向位移机构(6)、中继透镜(7)、成像物镜(8)、粗调机构(9)、微调机构(10)、CCD摄像头(11)、底座(12)、成像物镜镜筒(13)、主构架(14)所组成，光源(1)位于底座(12)内的一侧，反射透镜(3)位于底座(12)内的另一侧，准直透镜(2)位于底座(12)内的中间，在底座(12)上设有主构架(14)，在主构架(14)上设有成像物镜镜筒(13)，在成像物镜镜筒(13)的上部设有CCD摄像头(11)，在中部设有成像物镜(8)，在下部设有中继透镜(7)在中继透镜(7)下方的底座(12)台面上设有载物台(4)。2.根据权利要求1所述的大视场图像测量显微镜，其特征在于在载物台(4)上设有X方向位移机构(5)和Y方向位移机构(6)。3.根据权利要求1所述的大视场图像测量显微镜，其特征在于在主构架(14)上设有位移粗调机构(9)和位移微调机构(10)。专利摘要大视场图像测量显微镜是一种成本低、易操作、观测范围大的光学测量显微镜，由透镜组和摄像头等所组成，该显微镜由光源、准直镜、反射镜、载物台、X方向位移机构、Y方向位移机构、中继透镜、成像物镜、粗调机构、微调机构、CCD摄像头、底座、成像物镜镜筒、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大视场图像测量显微镜，由透镜组和摄像头等所组成，其特征在于该显微镜由光源（１）、准直透镜（２）、反射镜（３）、载物台（４）、Ｘ方向位移机构（５）、Ｙ方向位移机构（６）、中继透镜（７）、成像物镜（８）、粗调机构（９）、微调机构（１０）、ＣＣＤ摄像头（１１）、底座（１２）、成像物镜镜筒（１３）、主构架（１４）所组成，光源（１）位于底座（１２）内的一侧，反射透镜（３）位于底座（１２）内的另一侧，准直透镜（２）位于底座（１２）内的中间，在底座（１１２）上设有主构架（１４），在主构架（１４）上设有成像物镜镜筒（１３），在成像物镜镜筒（１３）的上部设有ＣＣＤ摄像头（１１），在中部设有成像物镜（８），在下部设有中继透镜（７）在中继透镜（７）下方的底座（１２）台面上设有载物台（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸣，聂守平，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]