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显微镜

阅读:581发布:2020-05-11

专利汇可以提供显微镜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 显微镜 ,包括:载物台;分别驱动载物台沿左右、前后和上下方向移动的x 马 达、y马达和z轴调焦驱动机构; 控制器 ;至少一个旋钮,所述旋钮经控制器选择性地与x马达和/或y马达或与z轴调焦驱动机构操作性地联接以控制所联接者的运行;和至少一个按钮,所述按钮与控制器通信联接并向控制器发送表明所述按钮被显微镜使用者的操作所触发的按钮 信号 。控制器配置成在接收到预定按钮信号时断开旋钮与z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并建立旋钮与x马达和/或y马达的操作性联接,而在不再接收到所述预定按钮信号或在接收到又一次按钮信号时恢复旋钮与z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并断开旋钮与x马达和/或y马达的操作性联接。,下面是显微镜专利的具体信息内容。

1.一种显微镜,包括:
载物台;
分别驱动所述载物台沿左右、前后和上下方向移动的x达、y马达和z轴调焦驱动机构;
控制器
至少一个旋钮,所述旋钮经所述控制器选择性地与所述x马达和/或y马达或者与所述z轴调焦驱动机构操作性地联接以控制所联接的马达或z轴调焦驱动机构的运行;和至少一个按钮,所述按钮与所述控制器通信联接并向所述控制器发送表明所述按钮被显微镜使用者的操作所触发的一种或多种按钮信号
其中,所述控制器配置成在接收到被触发的预定按钮信号时断开所述旋钮与所述z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并建立所述旋钮与所述x马达和/或y马达的操作性联接,而在不再接收到所述被触发的预定按钮信号或在接收到又一次被触发的按钮信号时恢复所述旋钮与所述z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并断开所述旋钮与所述x马达和/或y马达的操作性联接。
2.根据权利要求1所述的显微镜,其特征在于,所述至少一个按钮包括x按钮和y按钮,所述控制器配置成根据来自所述x按钮的按钮信号建立或断开所述旋钮与所述x马达的操作性联接,以及根据来自所述y按钮的按钮信号建立或断开所述旋钮与所述y马达的操作性联接。
3.根据权利要求1所述的显微镜,其特征在于,所述至少一个旋钮包括第一旋钮和第二旋钮,所述第一旋钮和第二旋钮配置成能够通过操作所述按钮分别与所述x马达和y马达建立或断开操作性联接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显微镜,其特征在于,所述z轴调焦驱动机构是z马达,所述旋钮上安装有旋转编码器,所述旋转编码器将所述旋钮的位移转换成用于控制所述x马达、y马达或z马达的运行的电脉冲信号。
5.根据权利要求4所述的显微镜,其特征在于,所述控制器包括主控制器、与所述z马达和所述主控制器联接的z控制器以及与所述x马达、y马达和所述主控制器联接的xy控制器;
所述主控制器配置成从所述按钮接收并向所述z控制器发送按钮信号;所述z控制器配置成从所述旋钮接收所述电脉冲信号,在接收到所述被触发的预定按钮信号时将所述电脉冲信号转发给所述主控制器而不根据所述电脉冲信号控制所述z马达,而在不再接收到所述被触发的预定按钮信号或在接收到又一次被触发的按钮信号时恢复根据所述电脉冲信号对所述z马达进行的控制;所述主控制器还配置成在从所述z控制器接收到所述电脉冲信号时根据所述电脉冲信号计算出移动量和移动方向并向所述xy控制器发送对应的移动指令;所述xy控制器配置成根据从所述主控制器接收到的移动指令控制所述x马达和/或y马达的运行。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的显微镜,其特征在于,所述按钮设置在所述旋钮附近以使得使用者在操作所述旋钮时用同一手能操作所述按钮,或设置在所述旋钮的端头,或者设置在所述旋钮中以使得所述按钮的动作方向与所述旋钮的旋转轴线的方向平行。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的显微镜,其特征在于,所述按钮是发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮,所述发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮构造成在通过其发出的按钮信号建立和断开所述旋钮与所述x马达和/或y马达的操作性联接时分别点亮和熄灭。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的显微镜,其特征在于,所述旋钮中的至少一个是由粗调节轮和细调节轮同轴配置而成的复合旋钮。
9.根据权利要求4所述的显微镜,其特征在于,所述旋钮中的至少一个是由粗调节轮和细调节轮同轴配置而成的复合旋钮,所述粗调节轮和细调节轮共用同一旋转编码器或各自配置有单独的旋转编码器。
10.一种显微镜,包括:
载物台;
控制器;
至少一个旋钮,所述旋钮经所述控制器选择性地与所述载物台操作性地联接以控制所述载物台的移动;和
至少一个按钮,所述按钮与所述控制器通信联接并向所述控制器发送表明所述按钮被显微镜使用者的操作所触发的一种或多种按钮信号,
其中,所述控制器配置成在接收到被触发的预定按钮信号时断开所述旋钮与所述载物台的常态操作性联接并建立所述旋钮与所述显微镜的其它元件的操作性联接以控制所述其它元件的动作,而在不再接收到所述被触发的预定按钮信号或在接收到又一次被触发的按钮信号时恢复所述旋钮与所述载物台的常态操作性联接并断开所述旋钮与所述其它元件的操作性联接。
11.根据权利要求10所述的显微镜,其特征在于,所述显微镜的所述其它元件包括所述显微镜的物镜转盘和/或反射器转盘和/或屏幕视控系统的菜单。
12.根据权利要求11所述的显微镜,其特征在于,所述旋钮配置成在旋转时能够控制所述显微镜的物镜转盘的转动和/或反射器转盘的转动和/或屏幕视控系统的菜单选项的滚动。
13.根据权利要求10所述的显微镜,其特征在于,所述按钮被配置成能够在以预定方式被操作时触发显微镜相机拍照功能和/或摄像功能和/或保存当前工作物镜的等焦位置的功能和/或加载/卸载载物台位置的功能。
14.根据权利要求10所述的显微镜,其特征在于,所述旋钮上安装有旋转编码器,所述旋转编码器将所述旋钮的角位移转换成电脉冲信号,所述电脉冲信号用于控制驱动所述载物台或所述其它元件的驱动装置的运行。
15.根据权利要求14所述的显微镜,其特征在于,所述至少一个旋钮是由第一调节轮和第二调节轮同轴配置而成的复合旋钮。
16.根据权利要求10所述的显微镜,其特征在于,所述按钮设置在所述旋钮附近以使得使用者在操作所述旋钮时用同一手能操作所述按钮,或设置在所述旋钮的端头,或者设置在所述旋钮中以使得所述按钮的动作方向与所述旋钮的旋转轴线的方向平行。
17.根据权利要求15所述的显微镜,其特征在于,所述其它元件包括所述显微镜的物镜转盘和反射器转盘,所述第一调节轮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的一者的转动,所述第二调节轮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的另一者的转动。
18.根据权利要求10所述的显微镜,其特征在于,所述其它元件包括所述显微镜的物镜转盘和反射器转盘,所述至少一个按钮包括设置在所述显微镜的左侧和右侧的两个按钮,设置在左侧的旋钮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的一者的转动,设置在右侧的旋钮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的另一者的转动。
19.根据权利要求15所述的显微镜,其特征在于,所述其它元件包括所述显微镜的屏幕视控系统,所述第一调节轮配置成在旋转时在所述屏幕视控系统中的同一层菜单的各选项之间实现滚动选择,所述第二调节轮配置成在旋转时在所述屏幕视控系统中的上下层菜单之间实现来回选择,所述复合旋钮还具有配置成在被操作时确认对菜单选项的选择的确认按钮。
20.根据权利要求15所述的显微镜,其特征在于,所述第一调节轮和第二调节轮共用同一旋转编码器或各自配置有单独的旋转编码器。
21.根据权利要求10至20中任一项所述的显微镜,其特征在于,所述按钮是发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮,所述发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮构造成在通过其发出的按钮信号建立和断开所述旋钮与所述其它元件的操作性联接时分别点亮和熄灭。

说明书全文

显微镜

技术领域

[0001] 本发明涉及显微镜领域,更具体地涉及一种显微镜及显微镜的操作控制方法。

背景技术

[0002] 在显微镜中,为了对载物台上的标本进行有效观察,需要调节载物台在左右、前后和上下方向上的位置,以使得标本的特定区域以适当的清晰程度呈现在观察视野中。在现有技术中,例如一般的电动显微镜配置有调焦旋钮可通过齿轮齿条传动机构或电机传动方式来调节载物台的升降(即,上下位置),并且通常利用另外的操纵杆(控制手柄)来调节载物台在平面内(左右和前后方向上)的定位。这使得显微镜的操作需要配置额外的外接控制装置,增加系统成本。另外,在要利用操纵杆使载物台水平移动时,显微镜的使用者需要将他/她的眼睛从显微镜的目镜移开以找到操纵杆的位置,然后再将视线移回到目镜以便在观察的同时操作操纵杆进行载物台的水平调节,这带来了操作上的繁琐和不便。
[0003] 随着越来越多的功能被引入到自动化的显微镜中,各种按钮按键越来越多,用户很难记忆这些按钮按键的位置,产品设计者也很难用符合人机工程学理念的方式设置众多按钮按键。所以,一些显微镜厂商转由通过更容易设置众多按钮按键的触摸屏或PC来控制显微镜的各种功能。但这样做的弊端还是在于,如果显微镜操作者在独立工作观察模式中(Stand-along Mode,不借助计算机或者软件辅助),必须将双眼从显微镜目镜处移开,先将视线转到触摸屏进行操作,然后再将双眼视线移回显微镜目镜。
[0004] 在美国专利US7259908B2中,调焦旋钮仅可用来控制调载物台的升降,其周边的按钮被用来控制物镜转盘和反射器转盘(reflector turret)的转动,以实现工作物镜和工作反射器的切换,该设计在一定程度上强化了操作者的人机体验且便于操作。但是,该专利也并没有公开如何利用符合人机工程理念的方式来控制显微镜载物台在水平面内的移动,且该调焦旋钮仅可用来控制载物台在Z轴方向的升降。
[0005] 此外,随着显微镜的自动化和集成化程度的提高,有越来越多的功能元件结合到显微镜中。如何用尽量少的操控装置简便、精准和高效地控制显微镜的各种功能和部件已成为本领域日益关注的问题。
[0006] 本发明的目的是解决现有技术中存在的上述及其它问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的可采用下述的显微镜来实现。
[0008] 根据本发明的第一方面,提供了一种显微镜,包括:载物台;分别驱动所述载物台沿左右、前后和上下方向移动的x达、y马达和z轴调焦驱动机构;控制器;至少一个旋钮,所述旋钮经所述控制器选择性地与所述x马达和/或y马达或者与所述z轴调焦驱动机构操作性地联接以控制所联接的马达或z轴调焦驱动机构的运行;和至少一个按钮,所述按钮与所述控制器通信联接并向所述控制器发送表明所述按钮被显微镜使用者的操作所触发的一种或多种按钮信号,其中,所述控制器配置成在接收到被触发的预定按钮信号时断开所述旋钮与所述z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并建立所述旋钮与所述x马达和/或y马达的操作性联接,而在不再接收到所述被触发的预定按钮信号或在接收到又一次被触发的按钮信号时恢复所述旋钮与所述z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并断开所述旋钮与所述x马达和/或y马达的操作性联接。
[0009] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述至少一个按钮可包括x按钮和y按钮,所述控制器配置成根据来自所述x按钮的按钮信号建立或断开所述旋钮与所述x马达的操作性联接,以及根据来自所述y按钮的按钮信号建立或断开所述旋钮与所述y马达的操作性联接。
[0010] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述至少一个旋钮可包括第一旋钮和第二旋钮,所述第一旋钮和第二旋钮配置成能够通过操作所述按钮分别与所述x马达和y马达建立或断开操作性联接。
[0011] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述z轴调焦驱动机构可以是z马达,所述旋钮上可安装有旋转编码器,所述旋转编码器将所述旋钮的位移转换成用于控制所述x马达、y马达或z马达的运行的电脉冲信号。
[0012] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述控制器可包括主控制器、与所述z马达和所述主控制器联接的z控制器以及与所述x马达、y马达和所述主控制器联接的xy控制器;所述主控制器配置成从所述按钮接收并向所述z控制器发送按钮信号;所述z控制器配置成从所述旋钮接收所述电脉冲信号,在接收到所述被触发的预定按钮信号时将所述电脉冲信号转发给所述主控制器而不根据所述电脉冲信号控制所述z马达,而在不再接收到所述被触发的预定按钮信号或在接收到又一次被触发的按钮信号时恢复根据所述电脉冲信号对所述z马达进行的控制;所述主控制器还配置成在从所述z控制器接收到所述电脉冲信号时根据所述电脉冲信号计算出移动量和移动方向并向所述xy控制器发送对应的移动指令;所述xy控制器配置成根据从所述主控制器接收到的移动指令控制所述x马达和/或y马达的运行。
[0013] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述按钮可设置在所述旋钮附近以使得使用者在操作所述旋钮时用同一手能操作所述按钮,或设置在所述旋钮的端头,或者设置在所述旋钮中以使得所述按钮的动作方向与所述旋钮的旋转轴线的方向平行。
[0014] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述按钮可以是发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮,所述发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮构造成在通过其发出的按钮信号建立和断开所述旋钮与所述x马达和/或y马达的操作性联接时分别点亮和熄灭。
[0015] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述旋钮中的至少一个可以是由粗调节轮和细调节轮同轴配置而成的复合旋钮。
[0016] 根据上述第一方面的显微镜的一种示例性构型,所述粗调节轮和细调节轮可以共用同一旋转编码器或各自配置有单独的旋转编码器。
[0017] 根据本发明的第二方面,提供了一种显微镜,包括:载物台;控制器;至少一个旋钮,所述旋钮经所述控制器选择性地与所述载物台操作性地联接以控制所述载物台的移动;和至少一个按钮,所述按钮与所述控制器通信联接并向所述控制器发送表明所述按钮被显微镜使用者的操作所触发的一种或多种按钮信号,其中,所述控制器配置成在接收到被触发的预定按钮信号时断开所述旋钮与所述载物台的常态操作性联接并建立所述旋钮与所述显微镜的其它元件的操作性联接以控制所述其它元件的动作,而在不再接收到所述被触发的预定按钮信号或在接收到又一次被触发的按钮信号时恢复所述旋钮与所述载物台的常态操作性联接并断开所述旋钮与所述其它元件的操作性联接。
[0018] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述显微镜的所述其它元件可包括所述显微镜的物镜转盘和/或反射器转盘和/或屏幕视控(On-Screen-Display,OSD)系统的菜单。
[0019] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述旋钮可配置成在旋转时能够控制所述显微镜的物镜转盘的转动和/或反射器转盘的转动和/或屏幕视控系统的菜单选项的滚动。
[0020] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述按钮可被配置成能够在以预定方式被操作时触发显微镜相机拍照功能和/或摄像功能和/或保存当前工作物镜的等焦位置的功能和/或加载/卸载载物台位置的功能。
[0021] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述旋钮上可安装有旋转编码器,所述旋转编码器将所述旋钮的角位移转换成电脉冲信号,所述电脉冲信号用于控制驱动所述载物台或所述其它元件的驱动装置的运行。
[0022] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述至少一个旋钮可以是由第一调节轮和第二调节轮同轴配置而成的复合旋钮。
[0023] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述按钮可设置在所述旋钮附近以使得使用者在操作所述旋钮时用同一手能操作所述按钮,或设置在所述旋钮的端头,或者设置在所述旋钮中以使得所述按钮的动作方向与所述旋钮的旋转轴线的方向平行。
[0024] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述其它元件可包括所述显微镜的物镜转盘和反射器转盘,所述第一调节轮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的一者的转动,所述第二调节轮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的另一者的转动。
[0025] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述其它元件可包括所述显微镜的物镜转盘和反射器转盘,所述至少一个按钮包括设置在所述显微镜的左侧和右侧的两个按钮,设置在左侧的旋钮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的一者的转动,设置在右侧的旋钮配置成在旋转时控制所述物镜转盘和反射器转盘中的另一者的转动。
[0026] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述其它元件可包括所述显微镜的屏幕视控系统,所述第一调节轮配置成在旋转时在所述屏幕视控系统中的同一层菜单的各选项之间实现滚动选择,所述第二调节轮配置成在旋转时在所述屏幕视控系统中的上下层菜单之间实现来回选择,所述复合旋钮还具有配置成在被操作时确认对菜单选项的选择的确认按钮。
[0027] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述第一调节轮和第二调节轮可以共用同一旋转编码器或各自配置有单独的旋转编码器。
[0028] 根据上述第二方面的显微镜的一种示例性构型,所述按钮可以是发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮,所述发光按钮或者能够点亮发光装置的按钮构造成在通过其发出的按钮信号建立和断开所述旋钮与所述其它元件的操作性联接时分别点亮和熄灭。
[0029] 本发明的意义在于,使具有诸多功能的自动显微镜的操作者在不借助计算机和软件的情况下,可以使用传统和舒适的方式在常规的独立工作观察模式中操作显微镜。在整个独立工作观察模式中,操作者可持续观察,不需要将视线从目镜移开。在根据本发明的显微镜中,能利用显微镜中已有的调节载物台升降的调焦旋钮执行附加的元件操控功能(包括控制载物台的垂直和水平移动,使控制显微镜载物台在水平平面内移动(寻找标本或样品上的观察目标)和用传统方式控制载物台的垂直聚焦一样便利。同时,由于本发明的显微镜载物台可在水平平面内的X方向和Y方向上同时移动,可以加快寻找标本或样品上的观察目标的速度。在本发明中,使用同一旋钮亦可操控显微镜的其它元件例如物镜、反射器和屏幕视控,并使用按钮简单地实现在旋钮的各种功能之间的切换,而用旋钮操作这些部件和功能又能带来比较好的操作手感。这样,既节省了显微镜中操控装置的数量,又利用了旋钮在操控方面便利、精准和符合人的操作习惯等优点,使得根据本发明的显微镜结构简单、成本下降、操作简便。
[0030] 从下面参照附图对本发明实施例的描述中可更清楚地获知本发明的上述及其它技术效果。

附图说明

[0031] 图1是根据本发明一个实施例的显微镜的总体视图。
[0032] 图2是根据本发明实施例的显微镜中的旋钮的示例性工作原理的说明图。
[0033] 图3至6是根据本发明实施例的显微镜中的元件操控方式的说明框图
[0034] 图7是根据本发明另一个实施例的显微镜的透视图。
[0035] 图8是根据本发明实施例的显微镜中的另一种示例性旋钮的剖视图。
[0036] 图9是根据本发明又一个实施例的显微镜的总体视图。
[0037] 图10是图9所示的显微镜中的旋钮的操作说明图。

具体实施方式

[0038] 如图1所示,根据本发明一个实施例的显微镜例如包括镜座10、镜柱11、镜臂12、载物台13、物镜14、物镜转盘15、反射器转盘16、目镜17和可选的照相机/摄像机18等。显微镜的基本结构和工作方式是本领域公知的,在此不加赘述。
[0039] 根据本发明的显微镜尤其包括用于控制载物台13升降以调节观测焦距的旋钮3。典型地,旋钮3是由粗调节轮3a和细调节轮3b同轴配置而成的复合旋钮。当然,粗调节轮3a和细调节轮3b也可分开设置在显微镜上的不同位置而作为显微镜的两个不同的调焦旋钮。
另外,可如图1所示在显微镜的左右两侧各设置一个旋钮3,以便于使用者的双手都能够调焦。左右两侧的两个旋钮3可以共轴地配置成一体地同步旋转(在这种情况下,左右两个旋钮从功能上讲实际上相当于一个旋钮),也可以分开地配置成可相对于彼此独立地旋转。另外,理论上,还可在显微镜上的适当位置处设置更多的旋钮3。
[0040] 在根据本发明一个实施例的显微镜中,载物台13沿左右、前后和上下方向(也可分别称为x方向、y方向和z方向)的移动可例如分别由三个马达(x马达、y马达和z马达,未示出)来驱动。根据本发明,旋钮3不仅能通过控制z马达的运行而像在现有的普通显微镜中那样调节载物台13的升降,而且也能控制x马达和/或y马达的运行以便调节载物台13在水平面内(x方向和/或y方向上)的定位。当然,旋钮3对载物台13的x方向、y方向和z方向的控制也可以通过旋钮3与载物台13之间的机械传动机构和机械驱动装置(例如,齿轮和齿条)或任何其它适当形式的驱动机构来实现。在本发明中,驱动载物台沿上下方向移动的z马达或其它类型的驱动机构统称为“z轴调焦驱动机构”。
[0041] 为了能通过旋钮3的旋转来控制x马达、y马达和z轴调焦驱动机构的运行,在显微镜的内部设置有控制器(未示出),例如电子控制单元。控制器(或控制系统)可以实现为处理器和存储有相应控制程序的存储器的组合,也可以实现为专用集成电路(ASIC)、现场可编程阵列(FPGA)等模拟和/或数字电路。旋钮3经控制器选择性地与x马达和/或y马达或者与z轴调焦驱动机构操作性地联接。在本发明中,诸如“前者与后者操作性地联接”或“前者与后者的操作性联接”这样的表述是指前者的预定动作经过所述联接之后能够引起并控制后者的对应动作。例如,旋钮与马达操作性地联接就是指旋钮的旋转动作经过这种联接能够启动并控制马达的运行(包括马达的转速和转数)。
[0042] 在本发明的一个实施例中,旋钮3对各马达的控制是通过如图2所示在旋钮3上安装旋转编码器6来实现的。旋转编码器6包括随着旋钮3的旋转而旋转的码盘7a和与码盘7a同轴且对向地配置成固定不动的光栅(mask)7b,以及设置在码盘7a和光栅7b两侧的成对的光电检测器件A和B。旋转编码器6能够将旋钮3的角位移转换成用于控制马达运行的电脉冲信号。旋转编码器的结构和工作方式是公知技术,在此不作过多叙述。
[0043] 在本实施例中,由于旋钮3的初始功能是控制载物台13的升降以进行调焦,所以旋钮3与z轴调焦驱动机构之间的操作性联接是本发明中所称的“常态操作性联接”,这是指旋钮3在通常的默认状态下始终与z轴调焦驱动机构操作性地联接,而只有在满足特定条件时才断开与z轴调焦驱动机构的操作性联接。
[0044] 上述的特定条件例如就包括需要操控载物台13沿x方向和/或y方向移动的情况。在这种情况下,为了通知控制器断开旋钮3与z轴调焦驱动机构的操作性联接并建立旋钮3与x马达和/或y马达的操作性联接以控制x马达和/或y马达的运行,根据本实施例的显微镜还包括至少一个按钮,所述按钮与控制器通信联接并向控制器发送表明所述按钮被显微镜使用者的操作所触发的按钮信号。优选地,按钮设置在调焦旋钮附近的位置,以便于使用者的双手在操作旋钮的同时能方便地操作按钮。更优选地,按钮设置在调焦旋钮附近的位置以使得使用者在操作旋钮时拇指能操作按钮。在本发明中,“按钮”应理解为能够通过触敏的、热敏的、光敏的或其它方式检测和识别出显微镜使用者对其进行的预定操作(如压下、按压并保持、单击、双击、触碰、拨动等)的任何装置或开关,例如而不限于下压式按钮、按键(回弹式按钮)、扳钮或设置在显微镜上的特定位置处的触敏、热敏或光敏区域。按钮被使用者的特定操作触发后可发出表征该特定操作的按钮信号并通过按钮与控制器之间的通信联接(可为有线或无线的)将按钮信号发送到控制器。根据按钮的类型和操作方式的不同,按钮信号可为持续的或瞬时的。例如,对于普通的下压式按钮,其被压下后保持处于下压状态,于是可产生一种持续的按钮信号,并且在按钮被再次按压而复位后该按钮信号消失;而对于按键来说,其能够以按压并保持、单击、双击的方式被操作而产生三种按钮信号:分别是一种持续信号和两种不同的瞬时信号。
[0045] 在本实施例中,控制器配置成在接收到预定按钮信号(例如,对于普通的下压式按钮来说即为一种持续信号,而对于按键来说可以是上述三种按钮信号中的任一种)时断开旋钮3与z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并建立旋钮3与x马达和/或y马达的操作性联接,而在不再接收到所述预定按钮信号或在接收到又一次按钮信号时恢复旋钮3与z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并断开旋钮3与x马达和/或y马达的操作性联接(例如,下压式按钮复位时或按键被按压并保持一定时间后被释放时所产生的持续按钮信号消失,此时可恢复上述常态操作性联接;或者,按键第一次被单击后产生的瞬时信号使上述常态操作性联接断开,而在下一次被单击后产生的又一次瞬时信号又使上述常态操作性联接恢复,如此交替往复下去)。
[0046] 在图1所示的显微镜中,设置有两个按钮4和5,控制器配置成仅根据来自其中一个按钮(例如按钮4)的按钮信号建立或断开旋钮3与x马达的操作性联接,以及仅根据来自另一个按钮(例如按钮5)的按钮信号建立或断开旋钮3与y马达的操作性联接。因此,按钮4也可称为x按钮,而按钮5也可称为y按钮。
[0047] 图3是利用x按钮和y按钮来分别控制是否启用x马达和y马达来驱动载物台移动的一种示例性方式的总框图。在本例中,z轴调焦驱动机构可例如为z马达,所述控制器可包括主控制器、与z马达和主控制器联接的z控制器以及与x马达、y马达和主控制器联接的xy控制器。主控制器配置成从x按钮或y按钮接收并向z控制器发送按钮信号。z控制器配置成从旋钮3的旋转编码器6接收电脉冲信号,并根据接收到的按钮信号来决定是否将电脉冲信号转发给主控制器。主控制器还配置成在从z控制器接收到电脉冲信号时根据电脉冲信号计算出移动量和移动方向并向xy控制器发送对应的移动指令。xy控制器配置成根据从主控制器接收到的移动指令来控制x马达或y马达的运行。
[0048] 更具体而言,图3的框图可分解为图4至6所示的三种不同的控制情形。
[0049] 在图4中,x按钮和y按钮都未被操作,因此无按钮信号发送给主控制器和z控制器;于是,z控制器根据从旋转编码器6接收到的电脉冲信号直接控制z马达的运行,这种情况属于旋钮3与z马达的常态操作性联接状态。
[0050] 在图5中,x按钮以预定操作方式被触发并向主控制器发送其预定按钮信号,主控制器将该预定按钮信号进一步发送给z控制器;z控制器在接收到该预定按钮信号后将其从旋转编码器6接收到的电脉冲信号转发给主控制器而不再根据该电脉冲信号控制z马达(即,断开旋钮3与z马达的常态操作性联接);主控制器再根据接收到的电脉冲信号计算出并向xy控制器发送对应的移动指令,然后xy控制器根据该移动指令控制x马达的运行。同样,在图6中,y按钮以预定操作方式被触发并向主控制器发送其预定按钮信号,主控制器将该预定按钮信号进一步发送给z控制器;z控制器在接收到该预定按钮信号后将其从旋转编码器6接收到的电脉冲信号转发给主控制器而不再根据该电脉冲信号控制z马达(即,断开旋钮3与z马达的常态操作性联接);主控制器再根据接收到的电脉冲信号计算出并向xy控制器发送对应的移动指令,然后xy控制器根据该移动指令控制y马达的运行。
[0051] 应指出的是,如上所述,当在图5和6中主控制器和z控制器不再接收到x按钮或y按钮的预定按钮信号或接收到又一次可导致恢复常态操作性联接的按钮信号时,z控制器恢复根据所述电脉冲信号对z马达进行的控制,即恢复到图4所示的旋钮3与z马达的常态操作性联接状态。
[0052] 在上述实施例中,为了控制程序的简明起见,采用了主控制器、z控制器和xy控制器共三个控制器,然而从实际设计的角度讲也可将其中的任两个或三个控制器集成在一起。
[0053] 在上述实施例中,设置了两个按钮,即旋钮3根据是x按钮还是y按钮被触发来分别控制x马达和y马达的启用。然而,根据本发明的另一个实施例,也可仅采用一个按钮,或者虽然在与上述实施例中相同的位置设置两个按钮,但两个按钮被触发时发出的信号相同(即两个按钮被以相同的方式触发时控制器从这两个按钮接受到的信号无区别,以下简称“两个相同按钮”)。优选地,该一个按钮或两个相同按钮设置在调焦旋钮3附近的位置,以便于使用者在调焦的同时能方便地操作该按钮。当该一个按钮或两个相同按钮中的任意一个被触发时,控制器断开旋钮3与z轴调焦驱动机构的常态操作性联接并建立旋钮3与x马达和/或y马达的操作性联接。在这种情况下,可例如在显微镜的左右侧各设置一个旋钮3(第一旋钮和第二旋钮),其实质即是前述将在左右两侧的两个旋钮3分开地配置成可相对于彼此独立地旋转,控制器根据第一旋钮和第二旋钮各自的旋转编码器分别发出的电脉冲信号来分别控制x马达和y马达,例如左侧的第一旋钮控制x马达,右侧的第二旋钮控制y马达,亦或反之。此外,若第一旋钮和第二旋钮被使用者的双手同时操作,则x马达和y马达可同时被控制运行,使得载物台13能同时沿x方向和y方向移动,即实现在水平平面内的斜向运动。
[0054] 在图1所示的实施例中,为了操作的便利,按钮4、5可设置在对应的旋钮3附近。或者,如图8所示,按钮4可直接集成在旋钮3的端部中央,并且设置成使得按钮的动作方向与旋钮3的旋转轴线的方向平行。
[0055] 另外,在图2所示的复合旋钮3中,粗调节轮3a和细调节轮3b共用同一旋转编码器6,在这种情况下粗、细调节轮相对于码盘7a的旋转传动比不同。然而,如图8所示,也可为粗、细调节轮3a和3b分别设置各自的旋转编码器6a和6b。
[0056] 此外,为了便于使用者清楚地认识到旋钮3当前是处于控制z轴调焦驱动机构还是x马达和/或y马达的状态,所述按钮可构造成例如内置有LED灯的发光按钮,或者在其外部设置相应的LED指示灯。这种发光按钮和LED指示灯可例如构造成在通过其发出的按钮信号建立和断开旋钮3与x马达和/或y马达的操作性联接时分别点亮和熄灭。也就是说,在旋钮3默认控制z轴调焦驱动机构的常态下,按钮是熄灭的,而在按钮被触发而控制x马达和/或y马达时,发光按钮和LED指示灯被点亮。按钮的这种发光特性尤其在使用者无法通过观察按钮的外观状态来判断其是否已被触发的情况下是有用的。例如,若按钮是通过被连续地单击而交替地断开和恢复旋钮3与z轴调焦驱动机构的常态操作性联接,则有必要通过其发光状态来告知使用者旋钮3当前控制的是z轴调焦驱动机构还是x马达和/或y马达。
[0057] 在上文中已描述了在根据本发明的显微镜中,用于调焦的旋钮除了用于控制载物台的升降以外还用于控制载物台的水平移动的实施例。然而,通过设置对应的切换按钮,所述旋钮除了操控载物台之外还能用于操控显微镜的其它元件。
[0058] 在图7所示的实施例中,旋钮3除了控制载物台13的移动之外还能控制物镜转盘15和反射器转盘16的转动。在标准显微镜中,反射器转盘16是切换不同显微镜滤光片应用和不同对比度的旋转装置,物镜转盘15则是实现不同放大倍率的物镜之间切换的旋转装置。
[0059] 旋钮3是包括第一调节轮3a和第二调节轮3b(对应于上文所述的粗调节轮和细调节轮)的复合旋钮,并且在旋钮3中如图8所示的那样集成有按钮4,当然按钮4也可以设置在显微镜的其他部位,按钮4用作将旋钮3从控制载物台13的功能切换到控制物镜转盘15和/或反射器转盘16的功能的切换按钮。物镜转盘15和反射器转盘16的转动由各自所配备的马达来驱动。当然,也可以由机械传动机构和机械驱动装置(例如,齿轮和齿条)来实现。在本实施例的显微镜中同样包括控制器,并且控制器、旋钮3和按钮4的工作方式与上述实施例中相同。在本实施例中,在按钮4被触发之后,第一调节轮3a可配置成在旋转时控制物镜转盘15和反射器转盘16中的一者的转动,而第二调节轮3b配置成在旋转时控制所述物镜转盘15和反射器转盘16中的另一者的转动。当然,也可以由在显微镜左右侧分别设置的第一旋钮和第二旋钮来分别实现物镜转盘15和反射器转盘16的转动。
[0060] 在图9和10所示的实施例中,旋钮3除了控制载物台13的移动之外还能控制显微镜的屏幕视控系统。该屏幕视控系统可包括照相机/摄像机18和与之相连的显示屏或触摸屏19。旋钮3的构型与在图8所示的实施例中相同。但是,在本实施例中用作切换按钮的不是旋钮3中集成的按钮20,而是例如设置在照相机18上的另一个按钮,该按钮被触发后可使显微镜的屏幕视控系统进入设定模式,从而在显示屏19上能看到如图10所示的菜单设定画面。
在本实施例中,例如,旋钮3的第一调节轮3a可配置成在旋转时在屏幕视控系统中的同一层菜单的各选项之间实现滚动选择,而第二调节轮3b可配置成在旋转时在屏幕视控系统中的上下层菜单之间实现来回选择(即展开进入下层子菜单或返回上一层菜单),而集成在旋钮
3中的按钮20可用作在被操作时确认对菜单选项的选择的确认按钮。
[0061] 在图7、9和10所示的实施例中,上述的切换按钮可同样构造成发光按钮或者具有外部LED指示灯的按钮,并且旋钮3中的第一和第二调节轮也可共用同一旋转编码器或各自配置有单独的旋转编码器。
[0062] 上文所述的各实施例中所描述的按钮可实现在调焦旋钮的各种功能之间的切换。然而,除此之外,这些按钮也可配置成在以与进行上述功能切换的操作方式不同的方式被触发时实现对显微镜元件的其它操控功能。例如,对于按键形式的按钮,其可配置成在被双击时使载物台快速下降到标本加载/卸载位置,并且在被再次双击时又使载物台返回先前的原位置;还可配置成在显微镜的不同模式(如工作模式和设定模式)下被单击时实现不同的其它功能(如在工作模式下启动照相机拍照,而在设定模式下保存当前工作物镜的等焦位置(parfocal position);又或者可配置成在被按下特定时间(如5秒)后被释放时启动摄像机拍摄视频,然后被单击时再退出摄像模式。
[0063] 对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本发明的实践,本发明的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的,本发明的真正范围由所附权利要求及其等同物指定
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