具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明的图像获取装置和镜头切换方法。显然，本发明的施行并不限于显微技术领域技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。

如上所述，在对细胞图像进行显微观察并拍摄显微镜下的细胞图像时，若从低倍物镜切换到高倍物镜时的重复定位精度较差，就可能出现细胞偏出高倍镜视野范围的现象，从而无法拍摄到想要的图片。

实施例一

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种图像获取装置，包括：

镜头转换装置，所述镜头转换装置上设置有至少两个镜头；和

驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述镜头转换装置运动到目标位置以实现所述至少两个镜头之间的切换，其中，所述驱动装置包括：

主动部，所述主动部能够绕轴旋转；

从动部，所述从动部与所述镜头转换装置连接并且与所述主动部之间设置有间隙；以及

控制装置，所述控制装置对所述主动部的所述绕轴旋转进行控制，以使所述主动部在沿着第一方向进行所述绕轴旋转时消除所述间隙后能够继续沿着所述第一方向进行绕轴旋转，从而推动所述从动部转动，使所述从动部在转动过程中带动所述镜头转换装置运动到所述目标位置。

参看图1，示出了根据本发明的一个实施例的图像获取装置1的结构示意图。

参照图1，根据本发明的图像获取装置1包括镜头转换装置11，镜头转换装置11上设置有至少两个镜头，通过镜头切换装置的运动可以实现在至少两个镜头之间的切换。

示例性的，如图1所示，镜头转换装置11上设置有两个镜头，镜头111和镜头112，其中镜头111为低倍物镜，镜头112为高倍物镜。

需要理解的是，本实施例在镜头转换装置上设置两个镜头仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解在镜头转换装置上可以设置更多个镜头，均适用于本发明。

如图2所示，示出了根据本发明的一个实施例的镜头切换装置11的结构示意图。示例性的，如图2所示，镜头转换装置11设置为圆形转换器113，镜头111和镜头112设置在圆形转换器113的圆周上，圆形转换器113的旋转，实现在镜头111和镜头112之间的切换。

需要理解的是，本实施例在将镜头转换装置设置为圆形转换器仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，镜头转换装置还可以设置成其他形式。同时需要理解的是，本实施例通过旋转圆形转换器实现镜头转换装置上的两个镜头之间的切换也仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，还可以设置镜头转换装置做任何形式的运动，只要能通过镜头切换装置的运动实现镜头切换，均适用于本发明。

继续参看图1，示例性的，镜头转换装置11安装在与镜臂15固定连接的镜筒14上，镜筒14上方设置目镜观察孔16和摄像装置161。图像获取装置1还设置有载物台13，载物台13固定设置在基座17上。在使用过程中，使用人员通过目镜观察孔16将低倍物镜的镜头111聚焦于载物台13上的待观测点，通过转换镜头转换装置11将物镜的镜头112切换到低倍物镜的镜头111定位的观测点并完成对焦而获得拍摄视野区，摄像装置161实现对拍摄视野区的拍摄。

需要理解的是，本实施例中示出的上述镜臂15、镜筒14、目镜观察孔16、摄像装置161、载物台13仅仅是示例性的，镜头转换装置11还可以包括本领域技术人员公知的任何其他部件，本发明对此不作限定。

由于从低倍物镜切换到高倍物镜时，视野范围变小，当镜头转换装置11的定位精度较差时，就可能出现观测点偏出高倍物镜视野范围的现象，从而使摄像装置161无法拍摄到想要的观测点的图像。

根据本发明的图像获取装置1还包括驱动装置(图1中未示出)，驱动装置通过驱动镜头转换装置运动到目标位置以实现所述至少两个镜头之间的切换。

参看图3示出了根据本发明的一个实施例的驱动装置12的结构示意图。

如图3所示，驱动装置12包括主动部121和从动部122以及控制装置123。

主动部121能够绕轴旋转。

从动部122与镜头转换装置11连接并且与主动部121之间设置有间隙。

控制装置123控制主动部121绕轴旋转，使主动部121沿着第一方向进行绕轴旋转时消除主动部121与从动部122之间的间隙后能够即系沿着第一方向进行绕轴旋转，从而推动从动部122转动，在从动部122转动过程中带动与之连接的镜头转换装置11运动，从而实现设置在镜头转换装置11上的至少两个镜头之间的切换。

参看图4，示出了驱动装置中主动部、从动部以及控制装置之间的平面位置关系示意图。

如图4所示，主动部121和从动部122之间设置有间隙D，控制装置123控制主动部121沿着箭头A示出的方向绕轴旋转消除间隙D之后，继续控制主动部121沿着箭头A方向进行绕轴旋转，从而主动部121能够推动从动部122转动。由于从动部122与镜头转换装置11连接(图4中未示出)，因此，在主动部121推动从动部122转动的过程中可以带动镜头转换装置11运动。

示例性的，控制装置包括驱动电机，如图3所示，控制装置123设置为驱动电机，主动部121固定在驱动电机的电机轴1231，驱动电机的电机轴1231转动时，带动主动部121转动。

示例性的，如图3所示，从动部122固定连接有同步带轮124。同步带轮124与镜头转换装置11连接，从动部122通过同步带轮124带动镜头转换装置11转动。

参看图5，示出了根据本发明的一个实施例的驱动装置12与镜头转换装置11的连接结构示意图。

如图5所示，示例性的，驱动装置12与镜头转换装置11通过同步带125连接，当驱动装置12上的同步带轮124在从动部122的带动下转动时，同步带轮124通过同步带125传动，以进一步带动镜头转换装置11转动，从而实现设置在镜头转换装置11上的至少两个镜头之间的切换。

需要理解的是，本实施例采用驱动装置与镜头转换装置通过同步带连接以进行传动的形式仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，还可以采用其他连接传动方式，如链条、齿轮传动。

由于主动部和从动部之间设置有间隙，在主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后再推动从动部运动，这一过程消除了驱动装置本身的回程差；在后续主动部推动从动部运动过程中通过控制装置的控制使从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置，实现了镜头转换装置的精准定位，并最终实现了镜头转换装置上的镜头之间的精准切换。在上述驱动过程中，每一次驱动之前，使主动部进行绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后再推动从动部运动，即能实现每一次驱动过程消除驱动装置本身的回程差，镜头转换装置能够重复精准定位，提高了获取的显微图像的准确度和精准度。

示例性的，在根据本发明的图像获取装置还包括阻动装置，所述阻动装置向所述从动部提供阻力，当所述主动部向所述从动部提供的推力大于所述阻力时推动所述从动部转动。

设置阻动装置，通过阻动装置提供的对从动部的阻力，可以确保主动部绕轴旋转在推动从动部运动之前，消除了主动部与从动部之间的间隙。在根据本发明的通过同步带连接驱动装置和镜头转换装置的实施例中，由于同步带的运动之初，往往因为主动部推力过大而出现同步带的抖动，通过阻动装置对从动部设置阻力，使主动部在推动从动部运动的起始位置的推力减小，有效避免同步带的抖动。

示例性的，所述阻动装置包括固定设置的弹性部件，所述弹性部件设置为通过自身的弹性形变向所述从动部或者所述镜头转换装置提供压力，从而向所述从动部提供阻力。由于镜头转换装置受从动部的运动的传动，弹性部件向镜头转换装置提供的压力作为阻力也能作为对从动部的阻力。将阻动装置设置为弹性部件，简化结构设置。示例性的，弹性部件固定设置在镜臂15上。

参看图6，示出了根据本发明的一个实施例的图像获取装置中设置阻动装置的结构示意图。

如图6所示，阻动装置包括固定设置的弹簧片181和与镜头转换装置11固定连接的凸起结构182。弹簧片181一端固定设置在镜臂15上，另一端接触凸起结构182，通过对凸起结构182施加弹力产生对镜头转换装置11的阻力，从而对从动部提供阻力。

在本发明中，在确定消除了主动部和从动部之间的间隙之后再控制从动部带动镜头转换装置的运动过程中，对主动部的运动距离实现精准控制，从而实现对主动部推动从动部带动镜头转换装置的运动路程的精准控制，使镜头转换装置最终停止在目标位置，实现镜头的精准切换。其中，对主动部的运动距离实现精准控制需要对主动部的推动从动部运动的起始位置和主动部停止推动从动部运动的终止位置进行确定。

在根据本发明的一个示例中，对主动部的推动从动部运动的起始位置进行确定可以通过与控制装置进行通信连接的定位装置来实现。

示例性的，所述控制装置包括对所述主动部推动所述从动部转动的起始位置进行定位的第一定位装置。具体的，所述第一定位装置设置为：对所述主动部推动所述从动部转动的起始位置进行定位，以使所述控制装置根据所述起始位置对所述主动部继续沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转的距离进行控制。

对主动的运动距离的精准定位需要对主动部消除其与从动部之间的间隙后推动主动部运动的起始位置进行确定，在第一定位装置对主动部消除其与从动部之间的间隙后推动主动部运动的起始位置进行确定，通过第一定位装置反馈的起始位置信息，使控制装置能够精准定位主动部从消除其与从动部之间的间隙后推动主动部运动的起始位置从而精准控制主动部从起始位置开始推动从动部运动的距离，进而精准控制主动部推动从动部使从动部带动镜头转换装置运动的路程，最终使镜头转换装置停止在目标位置。

示例性的，所述第一定位装置包括固定设置的光电传感器和与所述镜头转换装置固定连接的挡片。在本实施例中，第一定位装置配合阻动装置使用以对主动部推动从动部转动的起始位置进行定位。

参看图7，示出了根据本发明的一个实施例的，第一定位装置与阻动装置配合设置的连接示意图。

其中，第一定位装置的光电传感器191与阻动装置的弹片181一起固定设置在镜臂15上，第一定位装置的挡片192与阻动装置的凸起结构一定固定设置在镜头转换装置11上。在起始位置下挡片192阻挡光电传感器191的光从传感器发出端传递到接收端，当主动部消除了主动部与从动部之间的间隙并克服通过阻动装置的弹片181施加在凸起结构182上的阻力之后，推动从动部运动的瞬间，从动部带动镜头转换装置转动，使镜头转换装置11上挡片192移动而使光电传感器的接收端接收到光电传感器的发出端发出的光，光电传感器181将信号传递给控制装置，控制装置接收到信号时确认从动部此时位于起始位置，进而根据所述起始位置对所述主动部继续沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转推动从动部带动镜头转换装置运动的路程进行精准控制，最终使镜头转换装置停止在目标位置。

需要理解的是，本实施例中，将第一定位装置与阻动装置配合设置连接，仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，将第一定位装置单独设置在镜头转换装置或者驱动装置的从动部上均适用于本发明。同时应当理解的是，本实施例中将第一定位装置设置为挡片和光电传感器的形式仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，还可以设置其他传感器(如，压力传感器等)实现本发明的技术效果。

在根据本发明的一个示例中，对主动部的推动从动部运动的终止位置进行确定可以通过与控制装置进行通信连接的定位装置来实现。

示例性的，所述控制装置包括对主动部停止推动从动部运动的终止位置进行确定的第二定位装置，所述第二定位装置设置为：

对所述主动部推动所述从动部转动的终止位置进行定位，以使所述控制装置根据所述终止位置控制所述主动部停止所述绕轴旋转。具体的，当主动部推动从动部到达终止位置时，第二定位装置检测到主动部推动从动部到达终止位置的信号，并将该信号发送给控制装置，控制装置根据该信号控制从动部停止推动从动部。

与前述对主动部推动从动部转动起始位置进行定位的第一定位装置类似，根据本发明的一个实施例，所述第二定位装置包括与控制装置通信连接的传感器。示例性的传感器包括光电传感器，当主动部推动从动部运动到终止位置时，在镜头转换装置上设置的相应挡片阻挡光电传感器接收端接收到光电传感器发出端发出的光，光电传感器将接收端接收受阻的信号传递给控制装置，控制装置接收到信号时确认从动部此时位于终止位置，进而根据所述终止位置控制所述主动部停止转动。

在根据本发明的一个示例中，控制装置包括驱动主动部转动的驱动电机，对主动部的推动从动部运动的终止位置进行确定可以通过设置预先设定的驱动进程的驱动电机来实现。具体的，在主动部推动从动部运动的起始位置，设置驱动电机一预定驱动进行使驱动电机继续驱动主动部转动的一预定距离，当主动部推动从动部转动预定距离后，驱动电机停止驱动，此时主动部位于主动部推动从动部转动的终止位置。

示例性的，驱动电电机设置为步进电机或者伺服电机。步进式驱动电机是以固定的单位步进角位移或者线位移进行驱动，通过设置步进式电机运转的步进次数设置其驱动进程从而设置受其驱动转动的部件的运动距离，在本实施示例中，通过预先设定步进式驱动电机步进的次数以预先设定驱动进程，从而设置主动部推动从动部转动一预定距离后停止。伺服电机是以固定的单位旋转角度进行驱动，通过设置伺服电机轴旋转的次数设置其转动的角度进而设置其驱动进程，本实施例中，通过设置伺服电机电机轴旋转的次数设置其预先设定的驱动进程，从而设置受其驱动的转动的主动部推动从动部转动一预定距离后停止。

采用步进电机或者伺服电机作为驱动电机，可以减少图像获取装置的生产成本。

需要理解的是，上述通过单独设置的定位装置或者通过设置预定驱动进程的驱动电机实现对主动部推动从动部的终止位置的确定仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，任何能够实现对主动部推动从动部的终止位置进行确定的方式均适用于本发明。

在上述主动部停止推动从动部时，由于惯性作用，从动部仍具有继续运动的速度。为此，根据本发明的示例，设置镜头定位机构对镜头转换装置进行进一步的定位，以使镜头转换装置停止在目标位置。

根据本发明的一个示例，主动部停止推动从动部时，所述镜头转换装置位于目标位置；通过所述第二定位装置对主动部停止推动从动部的终止位置的定位时，控制主动部停止推动从动部运动，此时从动部带动镜头转换装置也运动到目标位置。此时，设置镜头定位机构，实现主动部停止推动从动部运动的同时镜头转换装置停止。具体的，镜头定位机构用于在所述镜头转换装置运动过程中对所述镜头转换装置进行定位，使从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置时，使镜头转换装置停止运动，从而实现主动部在目标位置停止推动从动部的同时，镜头转换装置位于目标位置。

示例性的，镜头定位机构设置为：在所述镜头转换装置运动过程中，所述镜头定位机构提供阻止所述镜头转换装置继续运动的阻力，使从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置时，使镜头转换装置停止运动。

示例性的，镜头定位机构包括设置在目标位置的挡片，当控制装置控制主动部停止的瞬间，当镜头定位机构对镜头转换装置提供的阻力大于或等于主动部推动从动部的推力时，伴随主动部的停止，从动部也停止，此时，镜头转换装置停止的位置为目标位置。

根据本发明的一个示例，主动部停止推动从动部时，所述镜头转换装置不位于目标位置，即，当第二定位装置对主动部停止推动从动部的终止位置进行定位时，镜头转换装置位于与目标位置不同的第一定位位置，此时，设置镜头定位机构，使镜头转换装置从第一定位位置运动到目标位置。

示例性的，所述镜头定位机构设置为：

在所述镜头转换装置运动过程中，所述镜头定位机构提供阻止所述镜头转换装置继续运动的阻力实现对所述镜头转换装置的定位。

根据本发明的一个示例，所述镜头定位机构设置为：

当所述镜头定位机构对所述镜头转换装置进行定位时，所述镜头转换装置包括第一定位位置和所述目标位置，其中，

在所述第一定位位置下，所述主动部停止推动所述从动部，并且，

当所述镜头转换装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时，所述从动部的运动距离小于或者等于所述间隙。

由于根据本发明的图像获取装置中的驱动装置的主动部和从动部之间设置有间隙，当主动部停止推动从动部时，由于惯性作用，从动部具有继续运动的速度，在本实施例中，设置镜头定位结构对在主动部停止推动从动部时位于第一定位位置的镜头转换装置进行定位时，使所述镜头转换装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时，所述从动部的运动距离小于或者等于所述间隙，即在从动部在间隙的距离内继续运动的过程中逐渐停止的同时带动镜头转换装置逐渐停止，从而保证镜头转换装置停止过程缓慢稳定进行，有效提升镜头转换装置的切换稳定性。

示例性的，上述镜头定位机构设置的实现包括固定设置的第一定位元件和与镜头转换装置固定连接的第二定位元件，并且，所述镜头定位机构设置为：

当所述镜头转换装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时，第一定位元件对第二定位元件施加逐渐减小的力。

在主动部停止运动后，通过第一定位元件对第二定位元件施加逐渐减小的力，使镜头转换装置和从动部逐渐停止运动，进一步使镜头转换装置的停止过程稳定，进一步减缓镜头转换装置的停止过程，从而使镜头转换装置稳定地停止在目标位置。

进一步，示例性的，所述镜头定位机构设置为：

当所述镜头定位机构对所述镜头转换装置施加的力大于在所述目标位置时所述镜头定位机构对所述镜头转换装置施加的力，所述镜头定位机构能够使所述镜头转换装置朝向所述目标位置移动。

通过上述设置的镜头定位机构，使得当从动部在惯性作用下带动镜头转换装置运动到目标位置后进一步越过目标位置之后，能够在镜头定位机构的作用下再回复到目标位置。

进一步，示例性的，所述镜头定位装置设置为：

所述第一定位元件包括在第二方向上延伸的弹性部件，所述第二方向与所述镜头转换装置运动的方向相交设置；

所述第二定位元件具有在所述第二方向上与所述第一定位元件的端部相配合的形状；其中，所述弹性部件设置为：

当所述镜头转换装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时，所述弹性部件在所述第二方向上的弹性形变逐渐减小以产生对所述第二定位元件的逐渐减小的弹力，并且，

当所述弹性部件的弹力大于在所述目标位置的弹力时，能够使所述镜头转换装置朝向所述目标位置移动。

下面参照图2、图8以及图9A-图9D对根据本发明的一个实施例的一种图像获取装置中的镜头定位机构进行示例性介绍。

如图2所示，图像获取装置1包括对镜头转换装置11进行定位的镜头定位机构20，镜头定位机构20对镜头转换装置11进行定位以使镜头转换装置11停止在目标位置。

继续参看图2，镜头定位机构20包括第一定位元件201和第二定位元件202。其中，第一定位元件201包括固定设置的弹性件2011和固定在弹性件2011上的钢球2012(未示出)。第二定位元件202为设置在镜头转换装置11上的V型槽。

如图8示出了根据本发明的一个实施例的在镜头转换装置位于目标位置时镜头定位结构中第一定位元件和第二定位元件配合的结构示意图。

参看图8示，根据本实施例的第一定位元件201包括的弹性件2011和钢球2012与设置成V型槽的第二定位元件202相配合，此时，第二定位元件202的V型槽的轴线和钢球2012的轴线重合，镜头转换装置位于目标位置。

下面参照图9A-图9D对根据本实施例的镜头定位机构的定位原理进行进一步说明。其中，在图9A-图9D中(1)示出了在运动过程中镜头转换装置与驱动装置的相对位置示意图，(2)示出了在运动过程中镜头定位机构的第一定位元件和第二定位元件的相对位置示意图。

参看图9A，示出为控制装置控制主动部121进行绕轴旋转的初始位置，其中，如图9A中(1)所示主动部121和从动部122之间设置有间隙D。此时，如图9A中(2)所示镜头定位机构上的钢球2012位于第二定位元件202的V型槽的右侧远离V型槽的位置，弹性件2011在钢球2012的重力作用下具有初始长度L1。

参看图9B，示出为控制装置控制主动部121沿着箭头A所示的方向进行绕轴旋转后消除主动部121和从动部122之间的间隙后，主动部121位于开始推动从动部122的起始位置。此时，如图9B中(1)所示主动部121与从动部122之间的间隙D消除。如图9B中(2)所示镜头定位机构上的钢球2012从第二定位元件202的V型槽右侧初始位置，弹性件2011在钢球2012的重力作用下具有初始长度L1。

参看图9C，示出为控制装置控制主动部121推动从动部122继续运动一预定距离后，控制主动部121停止推动从动部122运动，主动部121位于停止推动从动部122的终止位置。此时，如图9C中(1)所示镜头转换装置11位于第一定位位置，如图9C中(2)所示设置在镜头转换装置上的第二定位元件202朝向第一定位元件201移动之后，镜头定位机构的第二定位元件202的V型槽的右内侧面与第一定位元件201钢球2012接触。此时由于主动部121和从动部122之间设置有间隙，主动部121停止推动从动部122，从动部122在惯性作用下仍然能够继续运动，镜头转换装置仍具有朝向目标位置运动方向上的速度。同时由于钢球2012与V型槽的右内侧面接触，钢球2012上方的弹性件2011受到挤压产生弹性形变并具有形变长度L2，弹性件2011对钢球2012有一个向下的作用力，使钢球2012对第二定位元件202上的V型槽施加有一垂直于其右内侧面的作用力，第二定位元件202在钢球2012对其右侧面施加的作用力下继续朝向目标位置运动。

参看图9D，示出为在惯性作用和钢球2012对第二定位元件202的V型槽施加的作用力下，从动部122继续运动，使镜头定位机构将镜头转换装置11定位于目标位置。此时，如图9D中(1)所示，镜头转换装置11位于目标位置；如图9D中(2)所示，第二定位元件202的V型槽的轴线和钢球2012的轴线重合，此时弹性件2011形变减小，具有形变长度L3；钢球2012对V型槽两内侧面的作用力相同使镜头定位机构定位在目标位置。

在上述过程中，弹性件2011从长度为L1的伸缩状态变化为收缩状态，其中，从图9C到图9D的过程中弹性件收缩状态下的长度L3>L2中，即从图9C到图9D的过程中弹性件2011的形变量逐渐减小，使钢球2012对第二定位元件202的作用力也逐渐减小，由于弹性件2011始终具有减小其形变量的趋势，使得当所述弹性件的弹力大于在所述目标位置的弹力时，能够使所述镜头转换装置朝向所述目标位置移动，而当所述镜头转换装置位于所述目标位置时，弹性件2011能阻止镜头转换装置进一步移动，从而使镜头转换装置11稳定定位在目标位置。

需要理解的是，本实施例采用弹性件和钢球作为第一定位元件以及采用设置在镜头转换装置上的V型卡槽作为第二定位元件仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，还可以设置其他形式的弹性部件和与弹性部件相配合的镜头定位机构，实现对镜头转换装置的定位。

至此，已经对根据本发明的一个实施例的一种图像获取装置的结构进行了示例性介绍，在本实施例中，通过在驱动装置的主动部和从动部之间设置间隙，在主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后再推动从动部运动，这一过程消除了驱动装置本身的回程差；在后续主动部推动从动部运动过程中通过控制装置的控制使从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置，实现了镜头转换装置的精准定位，并最终实现了镜头转换装置上的镜头之间的精准切换。其中，在控制装置的控制使从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置的过程中，通过设置阻动装置，确保主动部与从动部之间的间隙消除，配合对主动部推动从动部转动的起始位置进行定位的第一定位装置和对主动部停止推动从动部转动的终止位置进行定位的第二定位装置，使控制装置控制主动部推动从动部运动的起始位置和终止位置均得到精确定位，实现对主动部推动从动部运动的运动距离的精准控制。设置镜头定位机构在主动部停止推动从动部时使从镜头转换装置停止运动，或者在主动部停止推动从动部转动之后，使镜头转换装置运动到目标位置，最终实现镜头转换装置运动到目标位置实现在至少两个镜头之间的切换的目的。

在上述驱动过程中，每一次驱动之前，使主动部进行绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后再推动从动部运动，即能实现每一次驱动过程消除驱动装置本身的回程差，镜头转换装置能够重复精准定位，提高了获取的显微图像的准确度和精准度。

实施例二

本发明还提供了一种应用于图像获取装置的镜头切换方法，其中，图像获取装置包括：

镜头转换装置，所述镜头转换装置上设置有至少两个镜头；和

驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述镜头转换装置运动到目标位置以实现所述至少两个镜头之间的切换，其中，所述驱动装置包括：

主动部，所述主动部能够绕轴旋转；

从动部，所述从动部与所述镜头转换装置连接并且与所述主动部之间设置有间隙；

所述方法包括：

控制所述主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除所述间隙后继续沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转，使所述主动部推动所述从动部转动，从而使所述从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置。

由于主动部和从动部之间设置有间隙，在控制主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后再推动从动部运动，这一过程消除了驱动装置本身的回程差；在后续主动部推动从动部运动过程中通过精确控制主动部继续推动从动部的运动，控制主动部推动从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置，实现了镜头转换装置的精准定位，并最终实现了镜头转换装置上的镜头之间的精准切换，最终实现镜头转换装置在至少两个镜头之间的切换。在上述控制方法过程中，每一次驱动之前，使主动部进行绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后再推动从动部运动，即能实现每一次驱动过程消除驱动装置本身的回程差，镜头转换装置能够重复精准定位，提高了获取的显微图像的准确度和精准度。

示例性的，图像获取装置的结构如实施例一所述，其中，包括对主动部的运动进行控制的控制装置。

在根据本发明的一个示例中，在主动部绕轴旋转消除了主动部和从动部之间的间隙之后，通过控制主动部继续进行绕轴旋转第一距离后停止，以实现对主动部继续推动从动部运动进行精确控制(即，通过控制主动部继续进行绕轴旋转的距离实现对主动部继续推动从动部运动进行精确控制)。

参看图10，其示出了根据本发明的一个实施例的应用于图像获取装置的镜头切换方法的示意性流程图，其中，具体示出了控制所述主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除所述间隙后继续沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转的过程。

示例性的，如图10所示，控制所述主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除所述间隙后继续沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转的过程包括：

步骤S1：控制所述主动部沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转。

所述第一方向为使主动部推动从动部转动带动镜头转换装置朝向目标位置运动的方向。

步骤S12：对所述镜头转换装置和/或所述从动部的位置进行检测，当所述镜头转换装置和/或所述从动部的位置发生改变时，控制所述主动部沿着所述第一方向继续进行所述绕轴旋转第一距离后停止所述绕轴旋转，以使所述主动部推动所述从动部转动以带动所述镜头转换装置运动到第一定位位置。

示例性的，在主动部进行绕轴旋转消除了主动部和从动部之间的间隙之后，控制主动部沿着第一方向继续进行绕轴旋转第一距离的起始位置(也即主动部推动从动部运动的起始位置)通过对所述主动部推动所述从动部转动的起始位置进行定位的第一定位装置进行。所述第一定位装置对镜头转换装置和/或从动部的位置进行检测，当镜头转换装置和/或从动部的位置发生改变时，说明沿着第一方向运动的主动部消除了主动部和从动部之间的间隙，此时对主动部继续沿着第一方向运动的运动进行控制，控制主动部继续沿着第一方向绕轴旋转第一距离之后停止绕轴旋转。

进一步，示例性的，在检测到主动部消除了主动部和从动部之间的间隙之后，控制主动部继续沿着第一方向绕轴旋转第一距离通过设置驱动电机的驱动进程实现。

示例性的，如实施例一所示，控制装置包括驱动主动部转动的驱动电机，在主动部推动从动部运动的起始位置，设置驱动电机一预定驱动进行使驱动电机继续驱动主动部转动的一第一距离，当主动部推动从动部转动第一距离后，驱动电机停止驱动，此时实现驱动电机控制主动部继续沿着第一方向绕轴旋转第一距离。

由于在本实施例中，对主动部推动从动部运动的起始位置和主动部从起始位置开始继续进行绕轴旋转的距离进行了精确控制，从而实现了对主动部绕轴旋转推动从动部运动的过程的精确控制。

示例性的，驱动电电机设置为步进电机或者伺服电机。采用步进电机或者伺服电机作为驱动电机，可以减少图像获取装置的生产成本。

在根据本发明的一个示例中，在主动部绕轴旋转消除了主动部和从动部之间的间隙之后，通过对主动部继续进行绕轴旋转推动从动部带动镜头转换装置运动的运动位置进行检测，当检测到镜头转换装置运动到第一位置之后，控制主动部停止绕轴旋转，从而实现对主动部继续推动从动部运动的精确控制(即，通过控制主动部继续推动从动部运动的位置实现对主动部继续推动从动部运动的精确控制)。

参看图11，其示出了根据本发明的一个实施例的应用于图像获取装置的镜头切换方法的示意性流程图，其中，具体示出了控制所述主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除所述间隙后继续沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转的过程。

示例性的，如图11所示，控制所述主动部沿着第一方向进行绕轴旋转消除所述间隙后继续沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转的的过程包括：

步骤S1：控制所述主动部沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转；

步骤S22：对所述镜头转换装置的位置进行检测，当所述镜头转换装置沿着运动方向到达第一定位位置时，控制所述主动部停止所述绕轴旋转。

示例性的，在主动部进行绕轴旋转消除了主动部和从动部之间的间隙之后，控制主动部沿着第一方向继续进行绕轴旋转的起始位置(也即主动部推动从动部运动的起始位置)通过对所述主动部推动所述从动部转动的起始位置进行定位的第一定位装置进行。

示例性的，在主动部进行绕轴旋转消除了主动部和从动部之间的间隙之后，对主动部继续进行绕轴旋转推动从动部带动镜头转换装置运动的运动位置进行检测通过设置在第一定位位置的第二定位装置进行。所述第二定位装置对镜头转换装置和/或从动部的位置进行检测，当镜头转换装置和/或从动部的位置到达预定的第一定位位置时，控制主动部停止绕轴旋转，此时主动部位于推动从动部运动的终止位置。

由于在本实施例中，对主动部推动从动部运动的起始位置和终止位置都进行了确定，从而实现了对主动部绕轴旋转推动从动部运动的过程的精确控制。

需要理解的是，在主动部进行绕轴旋转消除了主动部和从动部之间的间隙之后，通过控制主动部继续进行绕轴旋转的距离或者通过控制主动部继续进行绕轴旋转的位置，以实现对主动部继续进行绕轴旋转推动从动部运动的过程的精确控制，仅仅是示例性的，本领域技术人员应当理解，任何能够实现对主动部继续推动从动部的运动进行精确控制的方法均适用于本发明。

在根据本发明的一个示例中，第一定位位置为镜头转换装置的目标位置。

将第一定位位置设置为目标位置，也就是说，在主动部绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后继续进行绕轴旋转推动从动部运动，使从动部带动镜头转换装置运动到目标位置时，停止主动部的绕轴旋转。此时，使镜头转换装置定位于目标位置，即实现镜头转换装置上镜头之间的切换。这一切换过程由于前述在主动部绕轴旋转消除主动部和从动部之间的间隙之后对主动部继续进行绕轴旋转推动从动部的运动进行了精确控制，也就是对主动部开始推动从动部带动镜头转换装置开始运动到使从动部带动镜头转转装置运动到目标位置这一过程进行了精确控制，实现了镜头转换装置的精准定位。

示例性的，通过镜头定位机构实现在主动部推动从动部带动镜头转换装置运动到目标位置时，停止主动部的绕轴旋转的同时使镜头转换装置停止在目标位置。

示例性的，镜头定位机构设置为：在所述镜头转换装置运动过程中，所述镜头定位机构提供阻止所述镜头转换装置继续运动的阻力，使从动部带动所述镜头转换装置运动到目标位置时，使镜头转换装置停止运动。

示例性的，镜头定位机构包括设置在目标位置的挡片，当控制装置控制主动部停止的瞬间，当镜头定位机构对镜头转换装置提供的阻力大于或等于主动部推动从动部的推力时，伴随主动部的停止，从动部也停止，此时，镜头转换装置停止的位置为目标位置。

在根据本发明的一个示例中，所述第一定位位置与所述目标位置不同。此时，通过对镜头转换装置进行进一步的定位控制使所述镜头转换装置停止在所述目标位置，实现将镜头定位装置定位到目标位置。

示例性的，所述第一定位位置设置为：当所述镜头固定装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时所述从动部转动的距离小于或者等于所述间隙。由于主动部和从动部之间设置有间隙，当镜头转换装置运动到第一定位位置时，主动部停止绕轴旋转，此时由于惯性作用，从动部仍具有继续运动的速度，为此，在主动部停止推动从动部时对位于第一定位位置的镜头转换装置进行定位，在从动部在惯性作用下的运动距离小于或者等于所述间隙的范围内，使所述镜头转换装置从第一定位位置运动到目标位置并停止在目标位置，即在从动部在间隙的距离内继续运动的过程中逐渐停止的同时带动镜头转换装置逐渐运动到目标位置并停止，从而保证镜头转换装置停止过程缓慢稳定进行，有效提升镜头转换装置的切换稳定性。

由于根据本发明的图像获取装置中的驱动装置的主动部和从动部之间设置有间隙，当主动部停止推动从动部时，由于惯性作用，从动部具有继续运动的速度，在本实施例中，设置镜头定位结构对在主动部停止推动从动部时位于第一定位位置的镜头转换装置进行定位时，使所述镜头转换装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时，所述从动部的运动距离小于或者等于所述间隙，即在从动部在间隙的距离内继续运动的过程中逐渐停止的同时带动镜头转换装置逐渐停止。

示例性的，通过对所述镜头转换装置施加阻止所述镜头转换装置继续运动的力以使所述镜头转换装置停止在所述目标位置。

通过对镜头转换装置施加阻止其继续运动的力，使镜头转换装置在向前运动到目标位置的过程中在受到阻力的情况下速度逐渐减小，从而保证镜头转换装置停止过程缓慢稳定进行，有效提升镜头转换装置的切换稳定性。

示例性的，通过对所述镜头转换装置施加逐渐减小的力，以使所述镜头转换装置停止在所述目标位置。

通过对镜头转换装置施加逐渐减小的力，使镜头转换装置和从动部逐渐停止运动，进一步使镜头转换装置的停止过程稳定，进一步减缓镜头转换装置的停止过程，从而使镜头转换装置稳定地停止在目标位置。

进一步，示例性的，所述逐渐减小的力能够带动所述镜头转换装置从所述第一定位位置移动到所述目标位置。

当在主动部停止推动从动部时，在惯性作用下，从动部继续带动镜头转换装置从第一定位置向前运动的过程中，当从动部速度为零时，镜头转换装置仍未到达目标位置，通过设置逐渐减小的力能够带动镜头转换装置从第一定位位置移动到目标位置，可以进一步使镜头转换装置向前移动，以最终达到目标位置。

同时，当驱动电机对主动部进行预先设定驱动进程的驱动时，在驱动电机为步进式驱动电极或伺服电机时，由于步进式驱动电极或伺服电机的驱动精度较小(步进式驱动电机以固定的单位步进角位移或者线位移进行驱动，最小驱动精度为单位步进角位移或者线位移；伺服电机以固定的单位旋转角度进行驱动，最小驱动精度为单位旋转角度)，容易使得在驱动主动部停止推动从动部运动时镜头转换装置运动的路程超出在主动部开始推动从动部运动时镜头转换装置距离目标位置的距离(即使得镜头转换装置运动到达的第一定位位置超出目标位置)，此时通过逐渐减小的力带动镜头转换装置从第一定位位置移动到目标位置，可以避免此种情况下镜头转换装置定位不准确的情况。

在根据本发明的一个示例中，通过实施例一中所述的如图2、图8以及图9A-图9D所示的镜头定位机构对镜头转换装置进行定位。

具体的，如图2所示，图像获取装置1包括对镜头转换装置11进行定位的镜头定位机构20，镜头定位机构20对镜头转换装置11进行定位以使镜头转换装置11停止在目标位置。

继续参看图2，镜头定位机构20包括第一定位元件201和第二定位元件202。其中，第一定位元件201包括固定设置的弹性件2011和固定在弹性件2011上的钢球2012(未示出)。第二定位元件202为设置在镜头转换装置11上的V型槽。

参看图8示出了，根据本实施例的第一定位元件包括的弹性件2011和钢球2012与设置成V型槽的第二定位元件202相配合的结构示意图。当第二定位元件202的V型槽的轴线和钢球2012的轴线重合时，镜头转换装置位于目标位置。

在本实施例中，由于所述镜头转换装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时，所述从动部的运动距离小于或者等于所述间隙，第一定位位置包含两种情况：第一是，在所述步骤S12或S22中，在所述主动部沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转的过程中，从所述镜头转换装置开始运动到到达所述第一定位位置，所述镜头转换装置运动的路程为第一路程，所述第一路程小于所述镜头转换装置在开始运动时距离所述目标位置的距离；第二是，在所述步骤S12或S22中，在所述主动部沿着所述第一方向进行所述绕轴旋转的过程中，从所述镜头转换装置开始运动到到达所述第一定位位置，所述镜头转换装置运动的路程为第二路程，所述第二路程大于所述镜头转换装置在开始运动时距离所述目标位置的距离。两种情况下，对镜头转换装置的定位需要采取不同的方法，下面对参照图12A-图12B、图13A-图13C分别对两种情况下的镜头转换装置的定位方法进行示例性说明。

首先参看图12A-图12B对第一种情况进行说明：

当在上述步骤S12或S22中，在主动部沿着所述第一方向进行绕轴旋转的过程中，镜头转换装置从开始运动到到达第一定位位置时主动部停止推动从动部，由于主动部和从动部之间设置有间隙，主动部停止运动，而从动部仍具有继续向前运动的速度，由于镜头转换装置运动的第一路程小于镜头转换装置在开始运动时距离目标位置的距离，此时在朝向目标位置的运动方向上，镜头转换装置在从动部带动下继续运动。

参看12A，示出为镜头转换装置位于第一定位位置时，镜头转换装置上的第一定位元件和第二定位元件的相对位置关系示意图。此时，第二定位元件具有朝向目标位置方向的速度(如图中箭头V1所示)，镜头定位机构的第二定位元件202的V型槽的右内侧面与第一定位元件201钢球2012接触。钢球2012上方的弹性件2011受到挤压产生弹性形变并具有形变长度L2，弹性件2011对钢球2012有一个向下的作用力，使钢球2012对第二定位元件202上的V型槽施加有一垂直于其右内侧面的作用力，第二定位元件202在钢球2012对其右侧面施加的作用力下继续朝向目标位置运动。

参看12B，示出为在惯性作用和钢球2012对第二定位元件202的V型槽施加的作用力下，从动部122带动镜头定位装置继续运动到第二定位元件202的V型槽的轴线和钢球2012的轴线重合，此时镜头转换装置11位于目标位置。此时，弹性件2011形变减小，具有形变长度L3；钢球2012对V型槽两内侧面的作用力相同使镜头定位机构定位在目标位置。

在上述过程中，弹性件均处于收缩状态，并且L3>L2中，即镜头转换装置从第一定位位置运动到目标位置的过程中弹性件2011的形变量逐渐减小，使钢球2012对第二定位元件202的作用力也逐渐减小，由于弹性件2011始终具有减小其形变量的趋势，使得当所述弹性件的弹力大于在所述目标位置的弹力时，能够使所述镜头转换装置朝向所述目标位置移动，而当所述镜头转换装置位于所述目标位置时，弹性件2011能阻止镜头转换装置进一步移动，从而使镜头转换装置11稳定定位在目标位置。

下面参看图13A-图13C对第二种情况进行说明：

当在上述步骤S12或S22中，在主动部沿着所述第一方向进行绕轴旋转的过程中，从镜头转换装置开始运动到到达所述第一定位位置，所述镜头转换装置运动的第二路程大于所述镜头转换装置在开始运动时距离所述目标位置的距离时，此时镜头转换装置已经运动至越过目标位置。由于主动部推动从动部运动过程中主动部和从动部之间的间隙已经消除，在第一定位位置下主动部停止推动从动部时两者之间不具有间隙，由于主动部阻止从动部反向运动，此时镜头转换装置无法反向运动回目标位置，为此，本实施例中，在进行步骤S12或S22之后还包括：

步骤S3：在所述主动部停止沿着所述第一方向的所述绕轴旋转之后，控制所述主动部沿着与所述第一方向相反的方向进行所述绕轴旋转第三距离后停止所述绕轴旋转，所述第三距离至少等于当所述镜头固定装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时所述从动部转动的距离，并且所述第三距离小于或者等于所述间隙。

参看13A，示出为镜头转换装置运动至越过目标位置的第一定位位置时，镜头转换装置上的第一定位元件和第二定位元件的相对位置关系示意图。此时，第二定位元件具有远离目标位置方向的速度(如图中箭头V2所示)，镜头定位机构的第二定位元件202的V型槽的左内侧面与第一定位元件201钢球2012接触。钢球2012上方的弹性件2011受到挤压产生弹性形变并具有形变长度L2，弹性件2011对钢球2012有一个向下的作用力，使钢球2012对第二定位元件202上的V型槽施加有一垂直于其左内侧面的作用力，第二定位元件202在钢球2012对其左侧面施加的作用力下停止运动。

参看图13B，示出为控制主动部沿着与前述步骤S12或S22中的运动方向相反的方向绕轴旋转第三距离后，镜头转换装置上的第一定位元件和第二定位元件的相对位置关系示意图，其中，第三距离设置为：至少等于当所述镜头固定装置从所述第一定位位置运动到所述目标位置时所述从动部转动的距离，所述第三距离小于或者等于所述间隙。此时，由于主动部反向运动的距离小于或者等于所述间隙，其并未能推动从动部运动，也无法使从动部带动镜头转换装置运动偏离于图13B的状态，即镜头定位机构的第二定位元件202的V型槽的左内侧面仍与第一定位元件201钢球2012接触。

控制主动部沿着与前述步骤S12或S22中的运动方向相反的方向绕轴旋转，是为了提供从动部反向运动的间隙，在图13A中示出的钢球2012对第二定位元件202上的V型槽的内侧面施加的作用力的作用下，第二定位元件202能够朝向目标位置运动(即与图13A中V2相反的方向)，从而最终运动到目标位置。

参看13C，示出为在钢球2012对第二定位元件202上的V型槽的内侧面施加的作用力下，第二定位元件202朝向目标位置运动到第二定位元件202的V型槽的轴线和钢球2012的轴线重合，此时镜头转换装置11位于目标位置。此时，弹性件2011形变减小，具有形变长度L3；钢球2012对V型槽两内侧面的作用力相同使镜头定位机构定位在目标位置。

在上述过程中，弹性件均处于收缩状态，并且L3>L2中，即镜头转换装置从第一定位位置运动到目标位置的过程中弹性件2011的形变量逐渐减小，使钢球2012对第二定位元件202的作用力也逐渐减小，由于弹性件2011始终具有减小其形变量的趋势，使得当所述弹性件的弹力大于在所述目标位置的弹力时，能够使所述镜头转换装置朝向所述目标位置移动，而当所述镜头转换装置位于所述目标位置时，弹性件2011能阻止镜头转换装置进一步移动，从而使镜头转换装置11稳定定位在目标位置。

实施例三

本发明还提供了一种图像获取装置，包括：

镜头转换装置，所述镜头转换装置上设置有至少两个镜头；和

驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述镜头转换装置运动到目标位置以实现所述至少两个镜头之间的切换，其中，所述驱动装置包括：

主动部，所述主动部能够绕轴旋转；

从动部，所述从动部与所述镜头转换装置连接并且与所述主动部之间设置有间隙；以及

控制模块，其中，所述控制模块包括存储有可执行的程序指令和处理器，所述可执行的程序指令在由所述处理器执行时，使所述处理器执行如实施例二所述的方法。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。