USB免驱动视频头显微数码成像系统构建及其应用

1、摄像头显微数码成像装置制作及其应用张 锐（甘肃省会宁县第五中学 甘肃 会宁 730700）摘 要 在中学显微实验教学中，其操作和使用是教学的一个难点，实验课上，众多学生难以找见物像。为此，笔者设计制作的摄像头显微数码成像装置，连接显微镜和电脑，电脑连接投影，可将镜下物像展现在大屏幕上。关键词 显微数码成像 生物学 实验教学随着全国诸多地区高效课堂的运行，实验教学在学科教学中的地位越来越重要。笔者在显微实验教学中发现，好多学生很难调出显微镜下物像，致使多数学生上实验课的积极性锐减。其次，普通显微镜使用的特殊性和个体性，镜下观察使学生很难得到教师的有效指导。结合实际，设计和制作的摄像头显微数码成像

2、装置，能解决以上不足，使显微观察类实验课真正达到高效。该装置成本低廉，使用方便。1 摄像头显微数码成像装置设计与制作1.1 设计方案及创新点1.1.1 设计方案改装的摄像头，其上安装显微镜目镜套筒，使用时，将摄像头与显微镜目镜、电脑连接起来，电脑连接投影，可将显微镜下物像投影到大屏幕上，实现镜下物像全班共享。同时，设计的摄像头数码成像软件，可对镜下物像进行录像和拍照。1.1.2 创新点把显微镜下的物像通过视频传输展现在所有学生面前，解决了学生要求看到镜下物像但看不到物像的问题。更主要是该摄像头能够调节焦距，使图像清晰化，原有特性未改变。同时还节约经费（百度搜索中查到有关“显微镜摄像头免驱动显微

3、数码摄像头MD30”的出售，价格3000元，由广州市明美光电技术有限公司制造。），只要花几十元钱，就能将显微镜成像投影到屏幕上进行教学。使用起来非常方便。尤其适合广大农村学校使用。1.2 所需的材料和工具及加工材料：普通光学显微镜一台，普通电脑视频头(免驱)一个，302胶水，内径为27mm的药瓶盖，摄像头数码成像装置软件，笔记本电脑等。（注：单筒光学显微镜的目镜外围直径为26.5mm，双筒光学显微镜和解剖镜的目镜外围直径为34.5mm。）工具：剪刀，美工刀片等。加工技法：均由自手工制作。1.3 制作过程（1）取下普通电脑视频头(免驱) 原有的广角镜头。（2）将内直径为27mm的药瓶盖（如果是双

4、筒显微镜或解剖镜，则需要内径为35mm药瓶盖）中间开14mm的洞，作为显微镜目镜套筒。（3）将视频头广角镜头和目镜套筒用302胶水粘接起来。如下图所示： （4）再将视频头镜头安装到视频头座上。如下图所示：（5）将视频头套筒套到显微镜的目镜上。如下图所示： （6）再将目镜插到显微镜镜筒上组装起来，视频头USB接口连接到电脑上（电脑上事先安装MiniVCap 5.5），显微数码成像系统就构建好了。如下图所示： 2 显微目镜套筒USB免驱动视频头的应用2.1 USB免驱动视频头数码显微成像系统构建2.1.1 单筒显微镜显微成像系统单筒显微镜目镜外径为26.5mm，视频头上目镜套筒内径做成27mm。在

5、观察时，将显微镜、视频头、电脑、投影连接起来，并启动MiniVCap 5.5，这样就可以实现显微物像的放大、全班观看及物像的拍摄记录。2.1.2 双筒显微镜显微成像系统双筒显微镜目镜外径34.5mm，将视频头上目镜套筒换成内径35mm套筒。实现图像共享。2.1.3 解剖镜显微成像系统解剖镜目镜外径同双筒显微镜，方法同上。解剖时，可在电脑上看到需要解剖的结构，物像呈现放大化。同时还解决了在目镜上方观察时眼睛较累的问题。MiniVCap 5.5实现了在电脑上对显微镜下物像的拍照及录像，可将高中生物学的一些实验如“植物细胞的吸水与失水”等的整个动态记录下来1。应用MiniVCap 5.5还可实现解剖

6、过程的录像记录和结构的拍摄。2.2 其他用途将视频头取下，再安放到如下图架子上，可组装成实物展台。（实物展台用到了玩具陀螺发射器当可移动滑道）图示如下： 3 USB免驱动视频头数码显微成像系统的优势： 3.1 准确示范 可通过显微镜、视频头、电脑把示教标本物像投影到屏幕上，全班学生可见，对所示教的内容有一个高度统一，避免造成认识上的误差。3.2 良好的师生互动沟通功能传统的实验教学过程中，学生对显微镜下的标本物像存在疑问时，教师和学生不能同时观察物像，师生讨论和交流受限制。只要学生将显微镜拿到讲台上，教师将视频头插到显微镜目镜上，学生通过大屏幕可指示显微镜物像中的任意位置，

7、使内容一目了然。师生间的交流变得直观而有效。3.3 方便灵活的图像存储和处理功能该系统可随时将需要留存的图像拍摄下来，方便保存研究记录。并可对特殊要求的图像或不合要求的图像通过PS软件作必要的加工、裁剪和特殊处理，以满足研究结束时的成果展示。该系统的建立，不仅很好的解决了传统生物实验教学中存在的一些问题，还对开拓学生思维、激发学生学习兴趣起到了良好的促进作用。主要参考文献1 朱正威, 赵占良. 普通高中课程标准实验教科书. 生物(必修1，分子与细胞)M. 北京: 人民教育出版社出版, 2007. 2：6162The Construction and Application of the USB

8、 Free Driving Video Microscopic Digital Imaging SystemZhang Rui (Fifth Middle School of Huining County in Gansu province, Huining, Gansu, 730700.)Abstract： It is difficult to operate and use of the microscope of the biology teaching in middle school. Many students are in troubled when they turn out

9、the aimed images in experiment. Therefore, a USB free driving video is modified. The modified video was lied into the microscope eyepiece, and then linked the video, computer, and projection, the images under the microscope can be shown on the big screen. the videos and photos will be recorded by using MiniVCap 5.5 softwa