專利名稱：視頻投影顯示系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種視頻投影顯示系統(tǒng)，尤其是關于一種能夠精確地對物體定位并能對物體的圖像進行倒像和放大的視頻投影顯示系統(tǒng)。
一臺視頻投影顯示系統(tǒng)通常包括一夾持物體的平臺，一個用于把物體的光學圖像轉換成電子圖像信號的光學拾取裝置，和支承光學拾取裝置的支承機構。此外，通常光學拾取裝置根據(jù)一固定的放大倍數(shù)(一般8倍)裝有一變焦鏡頭組。一視頻輸出裝置接收來自光學拾取裝置的圖像數(shù)據(jù)并顯示該物體的視頻圖像。
通常，視頻輸出裝置包含一視頻顯示單元，或者包含一臺視頻顯示單元和一臺視頻處理器。視頻顯示單元轉換從光學拾取裝置接收到的圖像數(shù)據(jù)，并顯示該視頻圖像。例如，顯示單元可以包括一陰極射線管，一液晶顯示器，或一平板顯示器。如果在輸出裝置中包含一臺視頻處理器，在圖像數(shù)據(jù)輸出到視頻顯示裝置之前，該處理器儲存并再處理從光學拾取裝置接收到的圖像數(shù)據(jù)。


圖14例舉了一種已有技術中的視頻投影顯示系統(tǒng)。參考圖14，該已有技術中，視頻投影顯示系統(tǒng)包括主體2、載物板3、主桿轉動部分4、光盒5、主桿6、頭轉動部分7、攝像機頭8、和燈光部件9。把一個物體，例如一膠片圖像，放在構成主體2一部分的載物板3上，主桿6由二個部分組成，該二部分互相配合使主桿的長度可調(diào)節(jié)，主桿6與主桿轉動部分4連接，主桿轉動部分4本身又連接到主體2的高起部位的中間。主桿轉動部分4使主桿6能旋轉預定的角度。頭轉動部分7的一端連接到主桿6的上部，另一端與攝像機頭8連接。攝像機頭8拾取物體的光學圖像并與頭轉動部分7連接，使得它能夠在垂直平面內(nèi)轉動。攝像機頭8也可以包括一個附加透鏡8a。燈光部件9在主桿轉動部分4的左右兩側與主體2相連。
在上面所描述的已有技術的視頻投影顯示系統(tǒng)中，通過調(diào)節(jié)主桿轉動部分4的轉動、主桿6的長度、和位于頭轉動部分7上的攝像機頭8的垂直轉動來控制攝像機頭8的位置。通過這個調(diào)節(jié)過程，安裝在攝像機頭8上的光學拾取裝置能夠捕獲物體的光學圖像。
該系統(tǒng)也可以包括光盒5，將其可選擇地加放在載物板3的上面。當用顯示系統(tǒng)觀測透明物時，使用這種光盒5。此外，在載物板3的前面設有控制面板2a，用于控制圖像拾取和照明功能。
現(xiàn)在來描述上面已有技術的視頻顯示系統(tǒng)的操作。一物體放在載物板3上，使用者用控制面板2a選擇一個放大倍數(shù)值(例如8倍)，攝像機頭8的透鏡系統(tǒng)根據(jù)所選擇的放大值聚焦并放大圖像，結果，設置在攝像機頭8內(nèi)的光學拾取裝置上形成一個物體的光學圖像，光學拾取裝置把該光學圖像轉換成一種電子圖像信號并把圖像數(shù)據(jù)輸出到視頻輸出裝置(沒有標出)。
通常，光學拾取裝置包括一個電荷耦合器件(CCD)，該CCD由大量的象素組成，在每個象素上形成的光學圖像被轉換成電子圖像信號，然后，每個電子圖像信號以標準序列輸出。
當物體是細胞組織或微生物時，該顯示系統(tǒng)利用分離的圖像顯微鏡和燈光高倍放大該光學圖像，圖像顯微鏡通常包括一個物鏡，其有三種預定的放大倍數(shù)可供使用者選擇。光學圖像經(jīng)過物鏡后被倒像(倒轉過來)，然后該倒轉的圖像通過目鏡傳送到光學拾取裝置。
根據(jù)所要顯示的物體(例如膠片、文件等)，把合適的光學透鏡安裝到附加透鏡8a上。然而，上述視頻投影顯示系統(tǒng)的缺點是，在該系統(tǒng)中，每當使用者想觀察高倍放大圖像時需要一分離的圖像顯微鏡和照明裝置，此外，如果使用圖像顯微鏡，那么，只能按物鏡預先設定的放大倍數(shù)(一般設有三種放大值)中的一種來放大圖像，從而限制了圖像放大倍數(shù)的控制，使得難于獲得使用者所希望的放大精確度。
此外，由于已有技術的視頻投影顯示系統(tǒng)沒有倒像功能，系統(tǒng)常常難于使用。換句話說，當使用圖像顯微鏡時，很難調(diào)節(jié)拾取圖像的位置，并且由于它的圖像是倒的而難于觀測。
最后，因為拾取圖像的位置是通過主桿6、主桿轉動部分4、和攝像機頭8來調(diào)節(jié)的，這就大大限制了圖像拾取角。因而，如果物體的形狀復雜，那么為了用拾取裝置拾取它的圖像，必須不斷地重新定位。結果，使物體的圖像拾取變得很困難。
本發(fā)明的一個顯著的優(yōu)點是所提供的裝置基本上消除了所描述的已有技術方法中的一個或多個局限性和缺點。特別是，本發(fā)明目的在于提供一種視頻投影顯示系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠放大和反轉物體的圖像，并使圖像拾取單元能以各種角度作水平和垂直轉動。
下面的描述將顯示出本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點，部分特征和優(yōu)點根據(jù)描述將是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明的實施獲悉。用由說明書和權利要求書、以及附圖所特指的裝置可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它的優(yōu)點。
為獲得這些和其它的優(yōu)點以及按照本發(fā)明的目的，作為方案和一般性描述，本發(fā)明包括一種用于顯示物體圖像的視頻投影顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括圖像放大裝置，用于放大物體的光學圖像。圖像拾取裝置接收物體的放大了的光學圖像，并把放大的光學圖像轉換成一種電子圖像信號。圖像輸出裝置接收電子圖像信號并把電子圖像信號轉換成一種被顯示的圖像。
另一方面，本發(fā)明包括一個用于顯示物體圖像的視頻投影顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個帶有控制面板的主體。一圖像放大器放大物體的光學圖像。一與主體相連接的圖像拾取單元讀取放大的物體的光學圖像。此外，圖像放大器可分離地安裝到光學拾取裝置上。
可以理解，前面一般性的描述和后面詳細的描述都是示范性的和解釋性的，是用來對按照權利要求所說的本發(fā)明提供進一步的解釋。
說明書中的附圖作為說明書的一部分示出了本發(fā)明的一個實施例，并和說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的一種視頻投影顯示系統(tǒng)的透視圖；圖2是按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的一倒像裝置的方塊圖；圖3是圖2中所示的倒像器140的方塊圖；圖4是圖1中所示的圖像放大器200的透視圖；圖5是裝在圖像拾取部分上的圖像放大器200的部分剖視圖；圖6是圖1中所示的物體移動裝置300的透視圖；圖7是裝在圖像拾取部分上的物體移動裝置300的部分剖視圖；圖8是圖7中所示的水平移動部件340和載物體350的裝配透視圖；圖9是在圖1中所示的主桿轉動裝置400的部分剖視圖；圖10是沿圖9的A-A線的剖視圖；圖11是沿圖10的C-C線的剖視圖；圖12是沿圖9的B-B線的剖視圖13是在圖9中所示的摩擦簧458的正視圖；和圖14是已有技術的視頻投影顯示系統(tǒng)的透視圖。
現(xiàn)在參考附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的一種視頻投影顯示系統(tǒng)的透視圖。參考圖1，該視頻投影顯示系統(tǒng)包括主體100、載物臺102、光盒104、控制面板106、支柱110、角度旋轉裝置112、垂直移動裝置114、圖像拾取單元120、照明裝置122、視頻圖像放大器200、物體移動裝置300、和轉動裝置400。該視頻投影顯示系統(tǒng)進一步包括一顯示裝置10和一圖像信號傳輸線20。
圖像拾取單元120讀取放在載物臺102上的一物體的光學圖像，并把光學圖像轉換成一種電子圖像信號輸出。支柱110與主體100連接，并支承圖像拾取單元120。視頻放大器200根據(jù)設定的放大倍數(shù)放大物體的光學圖像，并把放大的圖像傳送給圖像拾取單元120。
顯示裝置10接收從圖像拾取單元120輸出的圖像信號，并把該圖像信號轉換成一種可顯示的圖像。圖像信號傳輸線20用以連接圖像拾取單元120與顯示裝置10，雖然顯示裝置10最好由一陰極射線管構成，但也可以用其它類型的圖像顯示裝置(例如液晶顯示器、平板顯示器、視頻圖像處理器、計算機等)。圖像拾取單元120進一步包括一光學拾取裝置和一變焦透鏡組(都沒表示出)以及用于照明物體的照明裝置122。變焦鏡頭組接在光學拾取裝置的前面，放大物體的圖像。一附加透鏡(沒有示出)可互換地連接在變焦透鏡組的前面，并可以使用不同的光學透鏡。
主體100包括可分離地裝在載物臺102上的光盒104和由使用者用以控制該視頻投影顯示系統(tǒng)的控制面板106。在主體100上還裝有一個如下面所描述的倒像裝置。支柱110包括形成在主體100上并連接在垂直移動裝置114底部的角度旋轉裝置112，其具有二個部分，使得它的長度可控制。轉動裝置400固定在垂直移動裝置114的上部，以使它能夠水平轉動并使圖像拾取單元能垂直轉動。
圖2是按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的倒像裝置的方塊圖。參考圖2，該倒像裝置包括一光學拾取裝置124、A/D轉換器130、倒像器140、數(shù)字信號處理器150、和一圖像信號處理器160。
A/D轉換器130接收從圖像拾取單元120的光學拾取裝置124輸出的電子圖像信號，并把它轉換成一種數(shù)字圖像信號。倒像器140接收該數(shù)字圖像信號，并根據(jù)由使用者在控制面板106上所選定的模式執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)處理。尤其是，如果選擇了倒像模式，則倒像器140反轉圖像；如果沒有選擇倒像模式，那么倒像器140不對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行任何處理。不管怎樣，數(shù)字信號處理器150接收從倒像器140輸出的數(shù)字圖像信號，并處理成三種信號亮度信號、色度信號、和復合同步信號。這三種信號都被輸?shù)綀D像信號處理器160，圖像信號處理器160組合這三個信號以形成一復合圖像信號。
圖3是圖2所示的倒像器140的方塊圖。參考圖3，倒像器140包括一控制信號發(fā)生器141、輸入線選擇器142、地址選擇器143、存儲器145、和輸出單元147?？刂菩盘柊l(fā)生器141按照由使用者通過控制面板106輸入的輸出指令輸出控制信號，以執(zhí)行對從A/D轉換器130接收到的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的讀寫操作。此外，控制信號發(fā)生器141還輸出用于控制倒像器140的各個其它組件的控制信號。
根據(jù)控制信號發(fā)生器141輸出的控制信號，輸入線選擇器142選擇用來傳送數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的輸入線路。根據(jù)接收到的控制信號，地址選擇器143或者輸出一個用于寫數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的地址，或者選擇一個其內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)被讀出的地址。相應地，根據(jù)從控制信號發(fā)生器141來的控制信號，存儲器145按照地址選擇器143輸出的地址寫或讀數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。輸出部分147把數(shù)字圖像數(shù)據(jù)從存儲器145輸出到數(shù)字信號處理器150。
存儲器145進一步包括第一存儲器145a和第二存儲器145b，此外，地址選擇器143進一步包括對應于第一存儲器145a的第一地址選擇器143a，和對應于第二存儲器145b的第二地址選擇器143b。地址選擇器143還包括一個列地址計數(shù)器143c和一個行地址計數(shù)器143d。列地址計數(shù)器143c按照從發(fā)生器141接收到的控制信號計算列地址數(shù)，計數(shù)器143c把該計算值輸?shù)降谝坏刂愤x擇器143a和第二地址選擇器143b。行地址計數(shù)器143d按照接收到的控制信號計算行地址數(shù)，并把該計算值送到第一地址選擇器143a和第二地址選擇器143b。
圖4和圖5分別是圖1所示的圖像放大器200的透視圖和部分剖視圖。參見圖4，圖像放大器200包括連接件210、物鏡組220、目鏡組230、鏡頭筒240、和光導管250。連接件210把圖像放大器200連接到圖像拾取單元120上。物鏡組220高倍放大物體，其位置靠近物體。鏡頭筒240聯(lián)接物鏡組220與目鏡組230，使得鏡頭組220和230互相之間有一段預先設定的固定距離。
如圖5所示，連接件210把圖像放大器200連接到圖像拾取單元120的附加鏡頭組126上。為完成這一目的，連接件210含有一凸起，該凸起卡入附加透鏡組126上所形成的一個凹槽內(nèi)。具體說，附加透鏡組126包括一導向突起部分126a和連接凹槽126b。導向突起部分126a形成在附加透鏡組126的外圓周上，并具有倒L形。連接凹槽126b形成在靠近且平行于導向突起部分126a垂直部位。
圖像放大器200進一步包括一配接件212，其位于連接部件210的朝上部位，配接件212包括一導向槽212a和一個向外伸出在導向槽212a上方的鉤212b。導向凹槽212a在配接件212的內(nèi)部，使得在其內(nèi)可卡住導向突起部分126a。這樣，當導向突起部分126a的水平部分滑入導向槽212a內(nèi)時，鉤212b插入連接凹槽126b，結果，鉤212b與連接凹槽126b彈性相連。在上面，最好分別有三組沿著附加透鏡組126配接件212的周圍以一定的距離設置的連接凹槽126b、導向槽212a和鉤212b。
圖像放大器200的物鏡組220由許多不同的透鏡222(例如一凸透鏡、一凹透鏡等等)組成，這些透鏡安裝在目鏡筒224內(nèi)。此外，物鏡組220可拆卸地連接在鏡頭筒240上，并且具有多個固定的放大倍數(shù)，例如3X、6X、和9X放大倍數(shù)。由于物鏡組220的可拆卸性，在物鏡220的外圓周和鏡頭筒240的內(nèi)圓周上分別加工有聯(lián)接螺紋。用這種方法，使用者能夠通過轉換到不同的物鏡組220來改變放大倍數(shù)。
目鏡組230包括許多透鏡232(例如一凸透鏡、一凹透鏡等等)。此外，為在物鏡組220和被觀察的物體之間保持一定量的工作距離，目鏡組230包括一個具有正折光度的第一雙凸透鏡、一個具有正折光度的第二雙凸透鏡、和一個具有負折光度的第三雙凹透鏡。而且，目鏡組230由下述關系式限定(1)0.48＜D/f＜0.51，和(2)0.37＜fb/f＜0.4，其中，D是目鏡組230的總長度，f是目鏡組230的焦距，fb是目鏡組230的后焦距。
如上所述，目鏡組230和物鏡組220安裝在鏡頭筒240內(nèi)，物體的圖像首先通過物鏡組220。物鏡組220按一初始放大倍數(shù)放大該光學圖像，并經(jīng)過目鏡組230將該圖像傳送到圖像拾取單元120。使目鏡組230和圖像拾取單元120之間保持一預先設定的物象距，當物鏡組220的象點與目鏡組230的物象成一線時，就能夠獲得物體的圖像。
此外，由于物鏡組220和目鏡組230都能放大圖像，就可確保在物鏡組220和物體之間有足夠的工作距離，這樣，物體的總放大倍數(shù)等于物鏡組220的放大倍數(shù)乘以目鏡組230的放大倍數(shù)。因此，由于部分放大倍數(shù)由目鏡組230執(zhí)行，降低了對物鏡組220的放大倍數(shù)的要求。這種二級放大處理保證了在物體和物鏡組220之間有足夠的距離。最后，物鏡組220的可拆卸性便于使用者調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。
圖像放大器200進一步包括用于照明物鏡組220的光導管250。光導管250把來自安裝在圖像拾取單元120內(nèi)的照明裝置122的光傳送到物鏡組220。光導管250進一步包括一光傳導部件252、光連接部件254、連接板256和一棱鏡258。光傳導部件252把光從照明裝置122導入物鏡220。連接部件254使光導管250與照明裝置122連接。連接板256通過使光連接部件254與圖像放大器200的連接部件210以一預定的距離連接，來支承光連接部件254。最后，光導管250包括固定在物鏡組220的上方并位于光傳導部件252的端部的棱鏡258，棱鏡258使傳送來的光照在物鏡組220上。
照明裝置122包括一個光源123，一會聚透鏡124和開孔128。光源123發(fā)射光，會聚透鏡124聚集該發(fā)射光，使它穿過開孔128進入光導管250的光傳導部件252。另外，光傳導部件252最好由光導纖維構成。
圖6和圖7分別是圖1所示的物體移動裝置300的透視圖和部分剖視圖，參見圖6，物體移動裝置300包括一個裝在圖像拾取單元120上的豎立件310。豎立件310還與一垂直移動部件330相連，該垂直移動部件330能沿豎立件310垂直移動。在豎立件310的底端聯(lián)接一水平件320，一水平移動部件340與垂直移動部件330相連接。一個在其上放置物體的載物臺350連在水平移動部件340上。
參見圖7，為使物體移動裝置300可分離地安裝到圖像拾取單元120上，在圖像拾取單元120上加工有一個螺孔127和許多插入孔128。此外，在豎立件310的上面和里面有許多突起312和連接孔311與圖像拾取單元120的插入孔128和螺孔127相對應。物體移動裝置300的突起312置于圖像拾取單元120的插孔128內(nèi)，使螺孔127與連接孔311對準。然后一個聯(lián)接件313穿過連接孔311并與螺孔127聯(lián)接。在豎立件310上形成的多個突起312保證了豎立件310的安裝位置，并防止在使用圖像顯示系統(tǒng)時震動。
可以通過把在豎立件310上的突起置于在水平件320上的孔內(nèi)來連接豎立件310和水平件320。也可以用另一種方法，用一個螺釘穿過水平件320內(nèi)的一個孔擰入到一豎立件310底部的一個螺孔內(nèi)來連接部件310和320。
現(xiàn)在說明豎立件310和垂直移動部件330的連接。在豎立件310上有一個移動導向部分314，在垂直移動部件330上有一個移動導向槽331。在該方式中，移動導向槽331能夠沿著移動導向部分314滑動。移動導向部分314和移動導向槽331的側面最好具有互補的三角形形狀，這種形狀一般用于機械裝置。而在移動導向部分314的前面有一齒條315，在垂直移動部件330的側面有一個小齒輪孔332，一小齒輪件333穿過小齒輪孔332與齒條315相聯(lián)。使用者操縱小齒輪件333可以精確地控制垂直移動部件330的移動。此外，在垂直移動部件330的另一側面上加工有一內(nèi)螺紋(沒標出)，其與一螺釘(沒標出)聯(lián)接。如果旋轉該螺釘，螺釘?shù)囊欢嗣娌糠志o壓移動導向部分314的一個側面，使垂直移動部件330牢固在適當?shù)奈恢蒙稀?br> 現(xiàn)在描述垂直移動部件330和水平移動部件340的連接。在垂直移動部件330的底部有一個連接凹槽334，該凹槽包含多個螺紋孔。在水平移動部件340內(nèi)有連接孔和多個螺釘(沒標出)穿過這些連接孔并擰入連接凹槽334的螺紋孔內(nèi)。
圖8是圖7中所示的水平移動部件340和載物臺350的裝配透視圖?，F(xiàn)在參見圖8來描述水平移動部件340與載物臺350的連接。在水平移動部件340的中心形成一個連接孔334。螺紋孔341穿通水平移動部件340的二側到連接孔344。對著螺孔341的是彈簧孔342。一個托板345包括一通光口345a并連到水平移動部件340的底部，使得通光口345a與連接孔344對齊。在與連接孔344相通的每一個螺紋孔341和彈簧孔342處放置壓片351，使它們位于載物臺350和水平移動部件340之間。
載物臺350包括一個通光孔352和一個圓柱體部件353，均與連接孔344的圓柱形的尺寸相匹配，使其能插入在連接孔344內(nèi)。壓桿347、彈簧348、和彈簧固定片349插入彈簧孔342內(nèi)，使得壓桿347接觸壓片351。同樣地，一根左右移動的螺釘346a和一根前后移動的螺釘346b旋入水平移動部件340的螺紋孔341內(nèi)，并與壓片351接觸。此外，最好在載物臺350的連接孔344的頂部加一片玻璃片(沒標出)。
如圖6所示，在水平移動部件320上位于載物臺350的通光孔352的下方設有一個通光孔322。此外，通光孔322的直徑最好大于孔352的直徑。
圖9是圖1中所示的主桿轉動裝置400的部分剖視圖。參見圖9，轉動裝置400包括一下旋轉罩412、一上旋轉罩414、一水平轉動部分415、和一垂直轉動部分475。水平轉動部分415安裝在由上旋轉罩414和下旋轉罩412構成的空間內(nèi)部。水平轉動部分415與垂直移動裝置114相連并在垂直移動裝置114上轉動。垂直轉動部分475安裝在水平轉動部分415相同的空間，并與圖像拾取單元相連接，以使其能夠垂直轉動。
圖10是沿圖9中的A-A線的剖視圖。如圖9和10所示，水平轉動部分415包括一水平旋轉主體430，在它的底部設有一個支承軸凹槽432。在垂直移動裝置114的上面部位形成一個支承軸470，支承軸470插入支承軸凹槽432。一塊水平旋轉板420固定到支承軸470上，并具有多個形成在板420的外圓周上的定位凹口422。轉動部分415還包括水平定位裝置425，水平定位裝置425的一端插入定位凹口422中的一個，控制水平旋轉板420的轉動。此外，還裝有一個與水平定位裝置425相連接的按鈕416。
現(xiàn)在描述一個用于使水平旋轉板420固定在支承軸470上的優(yōu)選方法。在水平旋轉板420內(nèi)形成多個螺紋孔423。另外，在支承軸470的上面部位內(nèi)形成多個內(nèi)螺紋孔474，每一個均對應于螺紋孔423。多個小螺釘462穿過螺紋孔423并擰入內(nèi)螺紋孔474。但是，本發(fā)明并不局限于這種結構，可以用其它的方法把水平旋轉板420固定到支承軸470上。例如，支承軸470能夠插入形成在水平旋轉板420上的孔內(nèi)。也可以使支承軸470上表面的多個突起插入水平旋轉板420上相應的孔內(nèi)。
垂直移動裝置114的支承軸470和形成在水平旋轉主體430上的支承軸凹槽432，都有多個階梯狀結構。當水平旋轉主體430進行水平旋轉時，這種階梯狀結構增進穩(wěn)定性。
圖11是沿圖10中的C-C線的截面圖。參見圖11，水平定位裝置425包括一“之”字形的定位桿424。一個定位滾輪426且一銷釘427固定在定位桿424的一端，它的一部分嵌入水平旋轉板420的定位凹口422中一個凹口內(nèi)。一彈簧定位銷418固定到水平旋轉主體430上，使得定位桿424能夠旋轉。一回復彈簧428置于彈簧定位銷418上，形成在水平旋轉主體430上的一個彈簧固定突起429鉤住回復彈簧428的一端。
有關設置定位桿424的中心部位使其在水平旋轉主體430上轉動的方法，最好在水平旋轉主體430上形成一個內(nèi)螺紋孔433，彈簧定位銷418的頂端有螺紋。以這種方式，銷418能夠穿過定位桿424并擰入內(nèi)螺紋孔433。此外，回復彈簧428的一端被拉伸固定到彈簧固定凸起429，而另一端被拉伸鉤住定位桿424的外表面。從而桿424被推向水平旋轉板420。
為了使定位滾輪426牢固在板420的定位凹槽422內(nèi)，最好所組成的定位滾輪426一部分的厚度等于水平旋轉板420的厚度。而且，為了在圖像拾取單元120作水平方向轉動時防止定位滾輪426沿水平旋轉板420的外表面滑動，最好使銷釘427可旋轉地固定在定位桿424上。
圖12是沿圖9的B-B線的剖視圖。參見圖9和圖12，垂直轉動部分475包括一固定在圖像拾取單元120上的垂直旋轉主體440，一塊垂直旋轉板450固定在垂直轉動部分475的水平旋轉主體430上，并具有多個定位孔454。彈簧444插入在垂直旋轉主體440上的彈簧插槽445內(nèi)，定位桿446與彈簧444的一端相連并插入定位孔454內(nèi)。彈簧固定片422設置在垂直旋轉主體440上，并固定在彈簧444的與定位桿446的位置相對的那一端。此外，一個摩擦簧458嵌在垂直旋轉板450和垂直旋轉主體440之間。
在上面的結構中，最好通過在垂直旋轉主體440的凸緣部位441上形成多個螺紋孔441a來連接垂直旋轉主體440和圖像拾取單元120。此外，在圖像拾取單元120的連接面上正對著螺紋孔441a設有內(nèi)螺紋孔484。然后多根小螺釘466穿過螺紋孔441a擰入內(nèi)螺紋孔484。然后垂直旋轉主體440的凸緣部位441被圖像拾取單元外殼490蓋住。此外，形成在水平旋轉主體430的垂直部分上的固定軸434插入垂直旋轉主體440上的軸安裝孔448內(nèi)。
而且，最好通過固定軸434的外表面設置多個內(nèi)螺紋孔438和在水平旋轉板450上設置多個相應的螺孔456來把垂直旋轉板450固定到水平旋轉主體430上，然后小螺釘464穿過螺孔456擰入內(nèi)螺紋孔438。此外定位桿446的一個端部最好形成圓弧形(或采用滾珠軸承)以使它們能容易地從垂直旋轉板450的定位孔454中被取下。
參見圖13，摩擦簧458是帶有許多凸起的片簧。摩擦簧458固定在垂直旋轉板450的一個表面和垂直旋轉主體440的內(nèi)表面之間，通過這一種結構，摩擦簧458在這二個面上施加一預定量的壓力。此外也可以且一種環(huán)形的摩擦簧，和形成兩相等部分的環(huán)形。
當下旋轉罩412和上旋轉罩414安裝成一體時水平旋轉主體430轉動。當整體固定在圖像拾取單元120上時垂直旋轉主體440轉動。并且分別在垂直移動裝置114的支承軸470上、圖像拾取單元120上、垂直旋轉板420上、水平旋轉主體430、和垂直旋轉板450上形成導線孔472、482、432、436、和452，使上述每一部分都接上導線。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的視頻投影顯示系統(tǒng)的操作。首先，物體放在載物臺102上，并由裝在圖拾取單元120內(nèi)的拾像裝置形成一個光學物象，拾取單元120轉換該光學圖像成為一種電子圖像信號并把該圖像數(shù)據(jù)輸給倒像裝置(見圖2)。調(diào)節(jié)變焦鏡頭組以得到所希望的放大倍數(shù)，調(diào)節(jié)照明裝置以照明物體。
根據(jù)選定的倒像裝置的模式，圖像信號或者被倒像，或者仍保持其顛倒狀態(tài)，并被輸出到顯示裝置10，顯示裝置把該信號轉換成顯示的圖像。在這一階段，如本領域的技術人員所熟知，如果顯示裝置10包含一圖像處理器，那末圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可產(chǎn)生一種更好的圖像。也就是說，可以合成圖像數(shù)據(jù)，改變顏色，或把靜止圖像選作移動圖像用。
此外，如果被觀察的是細胞組織或微生物，將圖像放大器200與圖像拾取單元120連接。在這種情況下，物象被物鏡組220初次放大，被目鏡組230二次放大，被裝在圖像拾取單元120上的變焦鏡頭組三次放大，最后得到的是已被高倍放大的圖像(例如800倍)，并能夠成像在裝在圖像拾取單元120的圖像拾取裝置上。
下面詳細描述把光學圖像信號轉換成電子圖像數(shù)據(jù)的過程和輸出由換向裝置140倒像的圖像過程。圖像拾取單元120把電子圖像數(shù)據(jù)輸出到A/D轉換器130，A/D轉換將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)輸出到倒像器140。如果使用者用控制面板106選擇倒像模式，則控制信號發(fā)生器14器向輸入線選擇器142、地址選擇器143、存儲器145、和輸出部件147輸出一控制信號。然后存儲器145a和145b把該圖像數(shù)據(jù)儲存在與從第一地址選擇器143a和第二地址選擇器143b輸出的地址相應的地址上，這些地址是根據(jù)列地址計數(shù)器143c和行地址計數(shù)器143d的計算值得到的。
如果選擇正常模式，則通過從第一存儲器地址讀數(shù)來完成第一和第二存儲器145a和145b的讀操作；如果選擇倒像模式，則從后一個存儲器地址開始讀。當在存儲器145上執(zhí)行讀和寫操作時輸出一圖像。在本發(fā)明中由于有兩個存儲器145a和145b，可以完成上述操作并且可以在第一存儲器145a寫圖像數(shù)據(jù)時第二存儲器145b讀圖像數(shù)據(jù)，反之亦然。
然后從存儲器145輸出數(shù)字圖像數(shù)據(jù)并輸出到倒像器140的輸出部件147，輸出部件將圖像數(shù)據(jù)輸出到數(shù)字信號處理器150。數(shù)字信號處理器150把該圖像數(shù)據(jù)轉換成亮度信號、色度信號、和復合同步信號，這些信號通過，例如，垂直和水平同步信號、垂直和水平消隱信號、或色彩同步信號來獲得的。然后這些信號被輸出到圖像信號處理器160，圖像信號處理器組合這些信號并把它們轉換成一種復合圖像信號。然后該復合圖像信號從按照本發(fā)明的視頻投影顯示系統(tǒng)輸出，并用圖像處理器顯示裝置10作為一種圖像被再顯現(xiàn)。
如果被觀察的是如細胞組織或微生物之類的小物體，在圖像拾取單元120上安裝圖像放大器200和物體移動裝置300。在這種情況下，物體放在物體移動裝置300的載物臺350上，調(diào)節(jié)圖像拾取單元120的物鏡組220和變焦透鏡組，以按照選定的放大倍數(shù)放大物體。這里，通過使用圖像拾取單元120的物鏡組220、目鏡組230和變焦鏡頭組，能夠把物體放大至800倍。
位于圖像拾取單元120內(nèi)的照明裝置122的光源123供光給物鏡220。從光源123發(fā)射出的光線通過會聚透鏡124會聚在光傳導部件252，然后會聚的光線由光傳導部件252傳輸，然后通過棱鏡258照射在物鏡組220上。最好用光導纖維作光傳導部件，因為它們?nèi)菀渍{(diào)節(jié)光的照射位置。
此外，裝在載物臺102頂上的光盒104發(fā)射的光線通過下列孔水平件320上的通光孔322、支托板345上的通光孔345a、和載物臺350的通光孔352。光通過這些孔以后照射在放在載物臺350上的物體的底部。而且，垂直移動部件330和水平移動部件340以三個不同的方向移動載物臺350上的物體，從而精確地控制物體的位置。
小齒輪件333與豎立件310的齒條315相連，通過旋轉小齒輪件333實現(xiàn)載物臺350的垂直移動。此外，由于豎立件310的移動導向部分314沿垂直移動部件330的移動導向槽331滑動，載物臺的垂直移動平穩(wěn)。載物臺350達到所要求的位置時，使用者停止轉動小齒輪件333，并且在移動導向部分314的一個側面擰緊緊固部件(沒標出)，以固定垂直移動部件330的位置。
左右移動螺釘346a和前后移動螺釘346b都擰入水平移動部件340，通過旋轉左右移動螺釘和前后移動螺釘來實現(xiàn)載物臺350的水平移動。此外，左右移動螺釘346a和前后移動螺釘346b、壓桿347、和壓片351的結合，可防止載物臺350震動。水平移動部件340上的連接孔344的直徑最好大于載物臺350的圓柱體部位353的外徑，這一直徑之差決定了載物臺350能在水平方向移動的范圍。由此，可以通過旋轉小齒輪件333、左右移動螺釘346a和前后移動螺釘346b精確調(diào)節(jié)載物臺350。
物鏡組220顛倒物體的光學圖像。然而，倒像裝置140能夠使從圖像拾取裝置輸入的圖像信號倒像。使用者可以選擇倒像裝置的模式，可以或者輸出倒像后的圖像或者輸出顛倒的圖像。由于圖像經(jīng)倒像后轉成正立狀態(tài)，使用者能夠很容易地通過物體移動裝置300將物體到精確的位置。
下面將詳細地描述本發(fā)明的視頻投影顯示系統(tǒng)中的轉動裝置400和支柱110的旋轉操作。如果使用者按壓按鈕416，定位桿424繞彈簧定位銷418轉動，使定位滾輪426離開定位凹口422。另外，水平旋轉板420和支承軸470離開水平旋轉主體430和下旋轉罩412。這些部件的分離使水平旋轉部件415轉動。
如果水平旋轉部件415作水平轉動并不再按壓按鈕416，回復彈簧428的彈性力朝著水平旋轉板420的方向推定位滾輪426。如果水平轉動部分415繼續(xù)轉動，定位滾輪426到達水平旋轉板420的下一個定位凹口422的位置，于是定位滾輪426嵌入定位凹口422，從而停止轉動。結果使水平旋轉板420和支承軸470重新與水平旋轉主體430和下旋轉罩412連接。
此外，如果圖像拾取單元120垂直轉動，垂直旋轉主體440轉動，并且壓靠垂直旋轉板450的定位桿446壓彈簧444。如果圖像拾取單元120繼續(xù)轉動，定位桿446插入到垂直旋轉板450的下一個定位孔454，從而垂直旋轉主體440固定在圖像拾取單元120上，垂直旋轉板450固定在水平旋轉主體430上。
在上面的結構中，定位桿446在彈簧444的彈力作用下插入定位孔454內(nèi)，結果垂直旋轉主體440固定在圖像拾取單元120上，且垂直旋轉板450固定在水平旋轉主體430上。此外，由于摩擦簧458夾在垂直旋轉板450和垂直旋轉主體440之間，必需有足夠大小的力使圖像拾取單元120垂直轉動。這能防止圖像拾取單元120由于自重而轉動，并使它穩(wěn)固定位。另外，可以通過在垂直旋轉板450上形成多個具有固定間隔的定位孔454和在水平旋轉板420上的多個定位凹口422來選擇各種垂直角度和水平角度。
本發(fā)明的視頻投影顯示系統(tǒng)的優(yōu)點在于，它能對被觀察的物體圖像進行各種圖像處理。而且本發(fā)明不要求與圖像放大器200和圖像拾取單元分離的圖像顯微鏡或燈光，因此使得本發(fā)明容易攜帶。
此外，使用者通過控制面板106選擇倒像模式，圖像很容易反轉成正立狀態(tài)，這一特征使得物體的位置容易確定，并容易測定它的形狀。還有，物鏡組220的可替換性容許使用多種不同的放大倍數(shù)。最好，由于本發(fā)明的圖像拾取單元120能夠通過支柱110的轉動裝置400調(diào)節(jié)到各種不同的角度，所以不須移動物體本身就很容易獲得物像。
本領域的普通技術人員明白，不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下能對本發(fā)明的方法和系統(tǒng)作各種變化和修改。本發(fā)明包括了落在權利要求書范圍內(nèi)的變化和修改以及其等同物。
權利要求
1.一種用于顯示物體圖像的視頻投影顯示系統(tǒng)，包括用于放大物體光學圖像的圖像放大裝置；用于接收放大了的物體的光學圖像并把放大的光學圖像轉換成一種電子圖像信號的圖像拾取裝置；和用于接收電子圖像信號并把電子圖像信號轉換成一種被顯示的圖像的圖像輸出裝置。
2.按照權利要求1所說的系統(tǒng)，其中，所述圖像拾取裝置包括一圖像拾取器，該裝置把光學圖像轉換成電子圖像信號；一變焦鏡頭組，其固定到圖像拾取器上，并放大物體的光學圖像；一照明裝置，用于照明物體；和一倒像裝置，其接收來自圖像拾取器的電子圖像信號并有選擇性地對圖像信號進行倒像。
3.按照權利要求1所說的系統(tǒng)，其中，所述圖像放大裝置包括一物鏡組，其放大物體的光學圖像；一目鏡組，其與物鏡組保持一預定的距離；和一鏡頭筒，具有一預定的長度，它的一端固定安裝所述物鏡組，它的另一端安裝所述目鏡組。
4.一種用于顯示物體圖像的視頻投影顯示系統(tǒng)，包括一帶有控制面板的主體；一圖像放大裝置，用于放大物體的光學圖像；一圖像拾取單元，其與主體連接，用于拾取放大了的物體的光學圖像，其中，所述圖像放大裝置可分離地安裝在所述圖像拾取單元上。
5.按照權利要求4所說的系統(tǒng)，其中，所述圖像拾取單元包括一圖像拾取器，該裝置把放大了的物體的光學圖像轉換成電子圖像信號；一變焦鏡頭組，其固定到所述圖像拾取器上，放大從所述圖像放大器接收到的被放大了的物體的光學圖像；和一照明裝置，用于照明物體。
6.按照權利要求4所說的系統(tǒng)，進一步包括一倒像裝置，其有選擇性地對物體的圖像進行倒像。
7.按照權利要求6所說的系統(tǒng)，其中所述倒像裝置包括一A/D轉換器，接收從所述圖像拾取單元輸出的電子圖像信號，并把該電子圖像信號轉換成數(shù)字圖像信號；一倒像器，其接收來自如A/D轉換器的數(shù)字圖像信號，有選擇地顛倒該電子圖像信號，并輸出該有選擇地倒像的電子圖像信號；一數(shù)字信號處理器，其處理從倒像器接收到的數(shù)字圖像信號，并輸出一亮度信號、一色度信號、和一復合同步信號；和一圖像信號處理器，該圖像信號處理器組合該亮度信號、色度信號、復合同步信號，并把該組合后的信號作為一種復合圖像信號輸出。
8.按照權利要求7所說的系統(tǒng)，其中所述倒像器包括一控制信號發(fā)生裝置，其輸出控制信號以執(zhí)行數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的讀寫操作；一輸入線選擇器，按照從控制信號發(fā)生裝置接收到的控制信號，選擇用來傳送從A/D轉換器接收到的數(shù)字圖像信號的輸入線路；一地址選擇裝置，根據(jù)從控制信號發(fā)生裝置接收到的控制信號，或者輸出一個用于寫數(shù)字圖像信號的地址，或者輸出一個其內(nèi)的數(shù)字圖像信號被讀出的地址；一存儲器，其根據(jù)從控制信號發(fā)生裝置接收到的控制信號，按照從地址選擇裝置輸出的地址讀或寫數(shù)字圖像信號；和一輸出部件，其按照從控制信號發(fā)生裝置接收到的控制信號，把來自存儲器的數(shù)字圖像信號輸出到數(shù)字信號處理器。
9.按照權利要求8所說的系統(tǒng)，其中，所述存儲器進一步包括一個第一存儲器和一個第二存儲器；和所述地址選擇裝置包括一個與該第一存儲器相應的第一地址選擇裝置，和一個與第二存儲器相應的第二地址選擇裝置。
10.按照權利要求9所說的系統(tǒng)，其中所述地址選擇裝置包括一個列地址計數(shù)器，其按照從控制信號發(fā)生裝置接收到的控制信號計算列地址數(shù)，并把該計算值輸?shù)降谝坏刂愤x擇裝置和第二地址選擇裝置；和一個行地址計數(shù)器，其按照從控制信號發(fā)生裝置接收到的控制信號計算行地址數(shù)，并把該計算值送到第一地址選擇裝置和第二地址選擇裝置。
11.按照權利要求4所說的系統(tǒng)，其中，所述圖像放大裝置包括一物鏡組，其放大物體的光學圖像；一目鏡組，其與物鏡組保持一預定的距離；和一鏡頭筒，具有一預定的長度，它的一端固定安裝物鏡組，它的另一端安裝目鏡組。
12.按照權利要求11所說的系統(tǒng)，進一步包括一光導管連接到所述圖像放大器，用于照明物鏡組。
13.按照權利要求11所說的系統(tǒng)，其中所述圖像拾取單元包括一附加透鏡組，該附加透鏡組包括形成在附加透鏡組外圓周上一導向突起部分，其為倒L形，和一連接凹槽其平行于導向突起的垂直部位；和圖像放大器包括一配接件，配接件包括在配接件內(nèi)部的一導向槽，其中所述附加透鏡組的導向突起部分能夠插入導向槽，和一個鉤，位于導向槽的上方并伸向里面。
14.按照權利要求11所說的系統(tǒng)，其中物鏡組可拆卸地安裝在透鏡筒上，并根據(jù)一預定的放大倍數(shù)放大物體。
15.按照權利要求12所說的系統(tǒng)，進一步包括一照明裝置，且于照明物體；和光導管，包括與照明裝置連接的一光連接部件，一光傳導部件，用于把光從照明裝置傳送到物鏡組，和一棱鏡，其固定在物鏡組的上方并位于光傳導部件的一個端部。
16.按照權利要求15所說的系統(tǒng)，其中光傳導部件由光導纖維構成。
17.按照權利要求4所說的系統(tǒng)，其中一物體移動裝置可分離地安裝在圖像拾取單元上。
18.按照權利17所說的系統(tǒng)，其中所述目標移動裝置包括一豎立件，安裝在圖像拾取單元上；一水平件，連接在豎立件的底側；一垂直移動部件，與豎立件相連，其能沿豎立件垂直移動；一水平移動部件，與垂直移動部件相連接；和一載物臺，連接在水平移動部件上，用于放置物體。
19.按照權利要求4所說的系統(tǒng)，進一步包括一支柱，用于支承圖像拾取單元，該支柱進一步包括一連接于主體上的角度旋轉裝置；一垂直移動裝置，與角度旋轉裝置連接，具有兩個部分，這兩個部分一起控制垂直移動裝置的長度；一轉動裝置，固定在垂直移動裝置上，以使轉動裝置能夠水平轉動并使圖像拾取單元能垂直轉動。
20.按照權利要求19所說的系統(tǒng)，其中所述轉動裝置包括一下旋轉罩；一上旋轉罩；一水平轉動部分，安裝在由下旋轉罩和下旋轉罩構成的內(nèi)部空間內(nèi)，并在垂直移動裝置上轉動；和一垂直轉動部分，安裝在由上旋轉罩和下旋轉罩構成的內(nèi)部空間內(nèi)，并與圖像拾取單元相連接，以使圖像拾取單元能夠垂直轉動。
21.按照權利要求20所說的系統(tǒng)，其中，水平轉動部分包括一個具有支承軸凹槽的水平旋轉主體；垂直移動裝置包括一根支承軸，支承軸插入水平旋轉主體所述支承軸凹槽內(nèi)；一塊水平旋轉板固定到支承軸上，并在水平旋轉板的外圓周上形成多個定位凹口；水平定位裝置，用于控制水平旋轉板的旋轉。
22.按照權利21所說的系統(tǒng)，其中所述水平定位裝置包括一“之”字形的定位桿；一個定位滾輪，連接在定位桿的一端，并嵌入水平旋轉板的所述定位凹口中的一個凹口內(nèi)；一彈簧定位銷，連接到水平旋轉主體上，使得定位桿能夠繞該彈簧定位銷旋轉；和一回復彈簧，置于彈簧定位銷上。
23.按照權利要求21所說的系統(tǒng)，其中所述垂直轉動部分包括一垂直旋轉主體，固定在圖像拾取單元上并包含多個彈簧定位槽；一塊垂直旋轉板，固定在垂直轉動部分的垂直旋轉主體上，并具有多個定位孔；多根彈簧，用于插入相應的彈簧定位槽內(nèi)；定位桿，與彈簧的一端相連并插入相應的定位孔內(nèi)。
24.按照權利要求23所說的系統(tǒng)，其中定位桿的一端為圓弧形。
25.按照權利要求23所說的系統(tǒng)，其中定位桿包括滾珠軸承。
26.按照權利要求23所說的系統(tǒng)，其中一摩擦簧置于垂直旋轉板和水平旋轉板之間。
27.按照權利要求26所說的系統(tǒng)，其中摩擦簧由具有許多高起的圓環(huán)形板簧構成。
全文摘要
一種用于顯示物體圖像的視頻投影顯示系統(tǒng)，包括圖像放大裝置，用于放大物體的光學圖像，圖像拾取裝置接收放大了的物體的光學圖像，并把放大的光學圖像轉換成一種電子圖像信號，圖像輸出裝置接收電子圖像信號并把電子圖像信號轉換成一種被顯示的圖像。
文檔編號H04N5/378GK1168481SQ97110028
公開日1997年12月24日 申請日期1997年2月21日 優(yōu)先權日1996年2月21日
發(fā)明者金俊鎬, 李承燁, 柳名鎬 申請人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會社