本文基于變焦光學系統原理,對變焦光學系統的種類進行分析,通過建立變焦方程,計算相關參數,設計了2款應用于生物領域的機械補償式連續變倍數碼生物顯微物鏡。其中1款變倍顯微鏡的變倍范圍為3-20倍,實現了7倍的變倍比。永新光學介紹為了獲得更大的變倍比以及更高的倍率,另1款變倍顯微鏡的實現了5-40倍的變倍區間,8倍的變倍比。2款連續變倍顯微鏡的共軛距均為195mmm,其像質和變焦曲線滿足設計與實用要求。連續變倍生物顯微鏡的設計成功為顯微鏡領域開辟了一個新的思路,同時簡化了顯微系統的機械結構,為用戶探測提供了更大的選擇范圍。數碼技術的進步,對顯微鏡適配器提出了新的要求。本文為滿足這種要求,設計了用于無限遠生物顯微物鏡適配器和用于有限共軛距生物顯微鏡的變倍電子目鏡適配器。無限遠生物顯微物鏡適配器在四個不同顯微物鏡倍率切換時,不影響像質,實現了顯微鏡所成中間像的中繼功能。江南永新介紹其變倍區間為0.35-I倍,系統光學總長為120mm。此外,通過分析有限共軛距生物顯微物鏡的光學特性并結合相應的圖像傳感器類型,設計了變倍區間為0.37-0.75倍的連續變倍電子目鏡適配器,系統總長63mm,實現了小型化。上述連續變倍數碼適配器的研制成功,為傳統顯微鏡的數碼化跨出了一大步,在可以匹配一定尺寸范圍內的所有芯片,擴大用戶選擇傳感器芯片范圍的同時,又保證了顯微鏡視場的充分利用。江南永新最后討論了顯微照明的方式,設計了用于透明樣本觀察的LED底光源和用于非透明樣本觀察的LED環形燈,然后研究了自由曲面器件的設計方法,通過在環形燈中加入自由曲面器件提高了照明的亮度和均勻性。顯微照明裝置的引入滿足了更高亮度和均勻性的需求,同時大幅度改善了顯微系統的對比度和分辨率。