[实用新型]一种自动聚焦立体拍摄培养物的光照培养箱

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及生物实验领域的生物培养设备，具体涉及一种自动聚焦立体拍摄培养物的光照培养箱。

背景技术

《视频记录可调光波光照培养箱》(ZL 2013205546840，授权公告日：2014-02-05)隔着双层真空玻璃隔板作视频记录，距离下述观察要求甚远：自动聚焦、且从培养物的上、下方直接拍摄。

发明内容

本实用新型提供一种自动聚焦立体拍摄培养物的光照培养箱，该光照培养箱在其顶部与底部分别安排一套直线轴位移装置，在计算机RS232C接口的操作下，两个摄像头得以分别精细地调节它们与目标的距离，对培养物上、下方分别清晰成像。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括一台光照培养箱、两套Z轴位移装置、两个摄像头、一台计算机、两块MAX232、一块74HC164、一块74HC273以及+5V电源；其中，第一套Z轴位移装置通过它的第一块金属板上的销钉孔安装到光照培养箱内的顶部，第二套Z轴位移装置通过它的第一块金属板上的销钉孔安装到光照培养箱内的底部，两个摄像头分别安装在两套Z轴位移装置各自的滑台上，并通过摄像头的USB电缆分别连接到计算机的两个USB接口；计算机的RS232C接口的两根输出联络线以及串行数据输出端分别经过电平转换电路MAX232以后变换成TTL电平信号RTS、DTR与TXD，RTS、DTR与TXD分别连接有一个下拉电阻，RTS连接到74HC164的时钟端，DTR连接到74HC164的第一个串行信号输入端，TXD连接到74HC273的时钟端，74HC164的第二个串行信号输入端及其清零端以及74HC273的清零端都连接到+5V电源的正极，74HC164的八个信号输出端与74HC273的八个信号输入端一一连接，74HC273的八个信号输出端各自连接有一个下拉电阻，74HC273八个信号输出端中的四个分别与第一套、第二套Z轴位移装置中的步进电机驱动电路的正转控制线与反转控制线一一连接。

所述一套Z轴位移装置包括两根光轴、一根滚珠丝杆、两个法兰直线轴承、三个直线轴承、三个螺母座、一个滑台、两块金属板、一块金属底板、联轴器、一个步进电机、一组步进电机驱动电路以及一个步进电机架；两根光轴以及滚珠丝杆彼此平行，各自穿过一个直线轴承，这三个直线轴承上各自配合有一个螺母座，滑台是一个金属板，滑台上面开设有销钉孔，滑台通过螺丝同时固定在上述三个螺母座上；两块金属板各自开设有左、中、右三个圆孔，第一根光轴的两端分别安装在这两块金属板的左圆孔上，通过这两个左圆孔上的螺丝固定，第二根光轴的两端分别安装在这两块金属板的右圆孔上，通过这两个右圆孔上的螺丝固定；两块金属板上中间的圆孔各自通过螺丝安装一个法兰直线轴承，滚珠丝杆的一端安置在第一块金属板上的法兰直线轴承中，其另一端穿过第二块金属板上的法兰直线轴承以后连接到联轴器的一端，联轴器的另一端连接步进电机的轴，步进电机的控制线与步进电机驱动电路的输出配合，步进电机以及步进电机驱动电路都安装在步进电机架上，步进电机架以及两块金属板都安置在Z轴位移装置的金属底板上，金属底板以及两块金属板上分别开设有销钉孔。

本实用新型的有益效果是：分别从培养物的上方与下方自动地聚焦并拍摄培养物。

附图说明：

下面结合附图进一步说明本实用新型。

图1是本实用新型的方框图。

图2是计算机RS232C接口与TTL逻辑电平信号之间进行电平转换的电路图。

图3是计算机RS232C接口的RTS、DTR以及TXD信号控制两个步进电机的电路图。

图1中，1.光照培养箱，2.计算机，21.计算机的第一个USB接口，22.计算机的第二个USB接口，23.计算机的RS232C接口，3.第一个摄像头，4.第一套Z轴位移装置，41.第一个步进电机及其步进电机驱动电路，7.第二个摄像头，8.第二套Z轴位移装置，81.第二个步进电机及其步进电机驱动电路。

具体实施方式

图1是本实用新型的方框图。其中，第一个摄像头(3)安置在第一套Z轴位移装置(4)中的滑台上，它俩一起安装在光照培养箱(1)内部的顶部。第二个摄像头(7)安置在第二套Z轴位移装置(4)中的滑台上，它俩一起安装在光照培养箱(1)内部的底部。两个摄像头分别通过USB电缆连接到计算机(2)的第一个USB接口(21)与第二个USB接口(22)。Z轴位移装置上步进电机的轴旋转，驱动着通过联轴器连接的滚珠丝杆旋转，结果是承载摄像头的滑台沿着滚珠丝杆精细地移动。两个摄像头据此精细地调节光学透镜与目标之间的物距，做到成像清晰。

计算机(2)的RS232C接口(23)的两根输出联络线以及串行数据输出线经过电平转换电路例如MAX232以后分别变换成TTL逻辑电平信号RTS、DTR与TXD，如图2所示，步进电机驱动电路主要承担产生导致步进电机正转或者反转之电磁线圈激励脉冲的任务，具体参见单片机书籍的有关章节。一组步进电机驱动电路有正转控制线与反转控制线两根，控制两个步进电机一共需要四位二进制控制信号。为此，RS232C接口(23)的输出联络线RTS与DTR联合操作串入并出移位寄存器74HC164，可以准确地输出八位二进制控制信号，如图3所示。计算机的RS232C接口(23)受通信控件MSComm32.OCX的管理。为了避免74HC164串行移位输出过程中其输出端出现的一些过渡性信号，使用输出联络线TXD在正确的时刻控制74HC273把所述四位二进制控制信号施加到第一个步进电机及其步进电机驱动电路(41)与第二个步进电机及其步进电机驱动电路(81)。