全文摘要
本实用新型属于计算机视觉领域，尤其公开了一种用于显微镜的穹顶光源装置，现提出如下方案，包括主支架、工业相机和显微镜头，所述主支架的一侧固定有显微镜头，显微镜头的底面安装有穹顶单元，所述显微镜头的顶部设置有工业相机，所述主支架的底面另一侧固定有副支架，所述副支架上从上至下依次设置有显微变倍单元和穹顶升降装置；所述穹顶外罩的内壁安装有灯位电路板，所述灯位电路板的内壁安装有穹顶内罩，所述穹顶外罩的顶部安装有灯组电路板，灯组电路板与灯位电路板相连接，所述灯组电路板的顶部安装有电路盖板。本实用新型在电动变倍和手动变倍下会根据设定的放大倍数自动调整穹顶高度，以适应不同的工作距离，保证RTI的精确性。
主设计要求
1.一种用于显微镜的穹顶光源装置，包括主支架（5）、工业相机（1）和显微镜头（2），其特征在于，所述主支架（5）的一侧固定有显微镜头（2），显微镜头（2）的底面安装有穹顶单元（4），所述显微镜头（2）的顶部设置有工业相机（1），所述主支架（5）的底面另一侧固定有副支架（6），所述副支架（6）上从上至下依次设置有显微变倍单元（3）和穹顶升降装置（28）；所述穹顶单元（4）包括穹顶内罩（15）、灯位安装孔（16）、灯位电路板（17）、LED（18）、穹顶外罩（14）、灯组电路板（19）、柔性电路板（27），所述穹顶外罩（14）的内壁安装有灯位电路板（17），所述灯位电路板（17）的内壁安装有穹顶内罩（15），所述穹顶外罩（14）的顶部安装有灯组电路板（19），灯组电路板（19）与灯位电路板（17）相连接，所述灯组电路板（19）的顶部安装有电路盖板（20）；所述显微变倍单元（3）包括绝对值编码器（9）、变倍电机（7），所述副支架（6）的侧面安装有编码器座（10），编码器座（10）上安装有绝对值编码器（9），变倍电机（7）通过一个电机座（8）安装在副支架（6）的侧面上部，所述变倍电机（7）的输出端连接有主动齿轮（11）和绝对值编码器（9），所述显微镜头（2）的外壁安装有与主动齿轮（11）啮合连接的从动齿轮（12）；所述穹顶升降装置（28）包括穹顶升降电机（21），所述穹顶升降电机（21）通过另一个电机座（8）固定在副支架（6）的下部，所述穹顶升降电机（21）的输出轴朝下并安装有丝杆（22），丝杆（22）上螺旋传送配合有丝杆螺母（23），所述丝杆螺母（23）上固定有穹顶支架（26），穹顶支架（26）的下部固定在穹顶外罩（14）的外壁上，所述穹顶支架（26）通过竖向滑动设置的直线导轨（25）和滑块（24）安装在副支架（6）的侧壁上。
设计方案
1.一种用于显微镜的穹顶光源装置，包括主支架（5）、工业相机（1）和显微镜头（2），其特征在于，所述主支架（5）的一侧固定有显微镜头（2），显微镜头（2）的底面安装有穹顶单元（4），所述显微镜头（2）的顶部设置有工业相机（1），所述主支架（5）的底面另一侧固定有副支架（6），所述副支架（6）上从上至下依次设置有显微变倍单元（3）和穹顶升降装置（28）；
所述穹顶单元（4）包括穹顶内罩（15）、灯位安装孔（16）、灯位电路板（17）、LED（18）、穹顶外罩（14）、灯组电路板（19）、柔性电路板（27），所述穹顶外罩（14）的内壁安装有灯位电路板（17），所述灯位电路板（17）的内壁安装有穹顶内罩（15），所述穹顶外罩（14）的顶部安装有灯组电路板（19），灯组电路板（19）与灯位电路板（17）相连接，所述灯组电路板（19）的顶部安装有电路盖板（20）；
所述显微变倍单元（3）包括绝对值编码器（9）、变倍电机（7），所述副支架（6）的侧面安装有编码器座（10），编码器座（10）上安装有绝对值编码器（9），变倍电机（7）通过一个电机座（8）安装在副支架（6）的侧面上部，所述变倍电机（7）的输出端连接有主动齿轮（11）和绝对值编码器（9），所述显微镜头（2）的外壁安装有与主动齿轮（11）啮合连接的从动齿轮（12）；
所述穹顶升降装置（28）包括穹顶升降电机（21），所述穹顶升降电机（21）通过另一个电机座（8）固定在副支架（6）的下部，所述穹顶升降电机（21）的输出轴朝下并安装有丝杆（22），丝杆（22）上螺旋传送配合有丝杆螺母（23），所述丝杆螺母（23）上固定有穹顶支架（26），穹顶支架（26）的下部固定在穹顶外罩（14）的外壁上，所述穹顶支架（26）通过竖向滑动设置的直线导轨（25）和滑块（24）安装在副支架（6）的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种用于显微镜的穹顶光源装置，其特征在于，所述灯位电路板（17）包括柔性电路板（27）和LED（18），所述柔性电路板（27）的表面设有LED（18），所述穹顶内罩（15）的外壁设有与LED（18）位置相配合的灯位安装孔（16）。
3.根据权利要求2所述的一种用于显微镜的穹顶光源装置，其特征在于，所述LED（18）设有36个，每块柔性电路板（27）上分布9颗LED（18）。
4.根据权利要求1所述的一种用于显微镜的穹顶光源装置，其特征在于，所述副支架（6）的外壁安装有主电路板（29），主电路板（29）连接灯组电路板（19）。
5.根据权利要求1所述的一种用于显微镜的穹顶光源装置，其特征在于，所述穹顶外罩（14）采用铝合金材质。
6.根据权利要求1所述的一种用于显微镜的穹顶光源装置，其特征在于，所述穹顶内罩（15）由3D打印一体成型。
7.根据权利要求1所述的一种用于显微镜的穹顶光源装置，其特征在于，所述副支架（6）固定连接直线导轨（25），其中滑块（24）安装在直线导轨（25）上，滑块（24）固定在穹顶支架（26）的侧面。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种用于显微镜的穹顶光源装置。
背景技术
本实用新型基于计算机视觉的一种新技术：反射变换成像技术（RTI），此技术获取对象的三维数据和反射率数据，通过多种渲染模式充分呈现物体表面细微的三维特征。RTI技术克服了传统成像方式存在的反光和投影干扰，呈现物体表面的三维形态。但是，RTI影像形成过程中要求光位数量较多，图像获取和处理耗时较长。
现有显微镜的光源中的环形光光源，可以全面打开光源，也可切换不同部位的局部光源形成不同角度侧光照明。这种光源可以用于实现光度立体技术，但是光源数量和光位不够，计算获得的数据误差较大，调整环形光源的位置不会改善误差，因此一般这种光源位置固定。
现有用于RTI技术的穹顶光源一般配合相机拍摄，被摄物尺寸较大，不能配合显微镜观察和记录微观世界的被摄物。较大且尺寸固定的穹顶光源不宜用于显微镜，会影响对载物台上样品的操作和移动，也不宜与镜头变倍和调焦配合进行升降，如果穹顶中心不与显微镜的焦平面重合，RTI数据计算会形成较大误差。
为此，本实用新型提出一种用于显微镜的穹顶光源装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于显微镜的穹顶光源装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种用于显微镜的穹顶光源装置，包括主支架、工业相机和显微镜头，所述主支架的一侧固定有显微镜头，显微镜头的底面安装有穹顶单元，所述显微镜头的顶部设置有工业相机，所述主支架的底面另一侧固定有副支架，所述副支架上从上至下依次设置有显微变倍单元和穹顶升降装置；
所述穹顶单元包括穹顶内罩、灯位安装孔、灯位电路板、LED、穹顶外罩、灯组电路板、柔性电路板，所述穹顶外罩的内壁安装有灯位电路板，所述灯位电路板的内壁安装有穹顶内罩，所述穹顶外罩的顶部安装有灯组电路板，灯组电路板与灯位电路板相连接，所述灯组电路板的顶部安装有电路盖板；
所述显微变倍单元包括绝对值编码器、变倍电机，所述副支架的侧面安装有编码器座，编码器座上安装有绝对值编码器，变倍电机通过一个电机座安装在副支架的侧面上部，所述变倍电机的输出端连接有主动齿轮和绝对值编码器，所述显微镜头的外壁安装有与主动齿轮啮合连接的从动齿轮；
所述穹顶升降装置包括穹顶升降电机，所述穹顶升降电机通过另一个电机座固定在副支架的下部，所述穹顶升降电机的输出轴朝下并安装有丝杆，丝杆上螺旋传送配合有丝杆螺母，所述丝杆螺母上固定有穹顶支架，穹顶支架的下部固定在穹顶外罩的外壁上，所述穹顶支架通过竖向滑动设置的直线导轨和滑块安装在副支架的侧壁上。
优选的，所述灯位电路板包括柔性电路板和LED，所述柔性电路板的表面设有LED，所述穹顶内罩的外壁设有与LED位置相配合的灯位安装孔。
优选的，所述LED设有36个，每块柔性电路板上分布9颗LED。
优选的，所述副支架的外壁安装有主电路板，主电路板连接灯组电路板。
优选的，所述穹顶外罩采用铝合金材质。
优选的，所述穹顶内罩由3D打印一体成型。
优选的，所述副支架固定连接直线导轨，其中滑块安装在直线导轨上，滑块固定在穹顶支架的侧面。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型用于500倍-1000倍放大显微镜下的RTI成像，实现微观世界三维形态的呈现和记录。
2.本实用新型在电动变倍和手动变倍下会根据设定的放大倍数自动调整穹顶高度，以适应不同的工作距离，保证RTI的精确性。
3.本实用新型是模组化结构，方便安装在各种支架上，使之具有较大的适应性。
4.本实用新型的穹顶光源使用穹顶外罩+灯位电路板+穹顶内罩 “三明治”结构组装而成，4片灯位电路板集成了所有LED，安装方便，仅需要4颗螺丝，将“三明治”紧贴在一起。既能满足散热要求，也能保证穹顶精度。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种用于显微镜的穹顶光源装置的结构示意图。
图2为本实用新型提出的一种用于显微镜的穹顶光源装置中显微变倍单元的结构示意图。
图3为本实用新型提出的一种用于显微镜的穹顶光源装置中穹顶单元结构分解图。
图4为本实用新型提出的一种用于显微镜的穹顶光源装置中灯位电路板的结构示意图。
图5为本实用新型提出的一种用于显微镜的穹顶光源装置的安装示意图。
图中标号：1、工业相机；2、显微镜头；3、显微变倍单元；4、穹顶单元；5、主支架；6、副支架；7、变倍电机；8、电机座；9、绝对值编码器；10、编码器座；11、主动齿轮；12、从动齿轮；13、变倍环；14、穹顶外罩；15、穹顶内罩；16、灯位安装孔；17、灯位电路板；18、LED；19、灯组电路板；20、电路盖板；21、穹顶升降电机；22、丝杆；23、丝杆螺母；24、滑块；25、直线导轨；26、穹顶支架；27、柔性电路板；28、穹顶升降装置；29、主电路板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种用于显微镜的穹顶光源装置，包括主支架5、工业相机1和显微镜头2，主支架5的一侧固定有显微镜头2，显微镜头2的底面安装有穹顶单元4，显微镜头2的顶部设置有工业相机1，主支架5的底面另一侧固定有副支架6，副支架6上从上至下依次设置有显微变倍单元3和穹顶升降装置28；
穹顶单元4包括穹顶内罩15、灯位安装孔16、灯位电路板17、LED18、穹顶外罩14、灯组电路板19、柔性电路板27，穹顶外罩14的内壁安装有灯位电路板17，灯位电路板17的内壁安装有穹顶内罩15，穹顶外罩14的顶部安装有灯组电路板19，灯组电路板19与灯位电路板17相连接，灯组电路板19的顶部安装有电路盖板20；
显微变倍单元3包括绝对值编码器9、变倍电机7，副支架6的侧面安装有编码器座10，编码器座10上安装有绝对值编码器9，变倍电机7通过一个电机座8安装在副支架6的侧面上部，变倍电机7的输出端连接有主动齿轮11和绝对值编码器9，显微镜头2的外壁安装有与主动齿轮11啮合连接的从动齿轮12；
穹顶升降装置28包括穹顶升降电机21，穹顶升降电机21通过另一个电机座8固定在副支架6的下部，穹顶升降电机21的输出轴朝下并安装有丝杆22，丝杆22上螺旋传送配合有丝杆螺母23，丝杆螺母23上固定有穹顶支架26，穹顶支架26的下部固定在穹顶外罩14的外壁上，穹顶支架26通过竖向滑动设置的直线导轨25和滑块24安装在副支架6的侧壁上。
本实施方式中，灯位电路板17包括柔性电路板27和LED18，柔性电路板27的表面设有LED18，穹顶内罩15的外壁设有与LED18位置相配合的灯位安装孔16。
本实施方式中，LED18设有36个，每块柔性电路板27上分布9颗LED18。
本实施方式中，副支架6的外壁安装有主电路板29，主电路板29连接灯组电路板19。
本实施方式中，穹顶外罩14采用铝合金材质。
本实施方式中，穹顶内罩15由3D打印一体成型。
本实施方式中，副支架6固定连接直线导轨25，其中滑块24安装在直线导轨25上，滑块24固定在穹顶支架26的侧面。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
用于显微RTI成像的自动光源装置具有两个主要功能：
1. 不同倍数下穹顶的自动适配
显微镜在不同的放大倍数下，有不同的工作距离，因此穹顶光源中心高度必须随放大倍数自动进行调整，既穹顶光源根据放大倍数相对显微镜头上下移动特定的距离。实现的方法是：通过变倍齿轮组将绝对值编码器9连接到显微镜头的变倍环13上，使绝对值编码器能够测得变倍环的绝对角度，从而获取显微镜头处于的放大倍数，再根据出厂的预设值计算得出工作距离，最后通过穹顶升降装置28控制穹顶的高度，使得穹顶中心落在显微镜头的焦平面上。
绝对值编码器9同时也和变倍电机7相连接，用户既可以以手动拨动变倍环13的方式调节倍数，也可以通过软件设定值，相关电路驱动变倍电机自动将显微镜设置到该倍数。
2. 小尺寸穹顶光源技术方案：
本实用新型的穹顶光源使用穹顶外罩14+灯位电路板17+穹顶内罩15的“三明治”结构构成。三明治结构迫使灯位电路板紧贴穹顶外罩，促进散热。
穹顶外罩为铝合金一次成型加工制成，既为外观件，也保证灯位电路板的散热；
穹顶由4片灯位电路板组成17，灯组电路板19由柔性电路板27和多个LED18组成。柔性电路板集成一组LED，省去了固定灯位的结构和灯位的电气连接，是制作小尺寸穹顶的关键，柔性电路板27上每个LED焊盘的位置和旋转角度是经过计算后确定的，保证当灯位电路板贴服在弧形穹顶内罩上时，每个LED位置、角度准确。
穹顶内罩15为孔洞结构，均匀分布可恰好放入LED的灯位安装孔16，用于保证每个灯位的位置和光源光轴方向准确。内罩为黑色，只将LED的发光部分露出，不仅能防止穹顶内部的反光，也能保护灯位电路板。
3. 电路部分
本实用新型电路部分由主电路板29和穹顶光源电路组成。主电路主要功能为：1.通过USB接口与计算机通信；2.通过驱动变倍电机7调节放大倍数；3.通过读取绝对值编码器9值和驱动穹顶升降电机21调节穹顶高度以适配放大倍数；4.控制穹顶光源，实现单个或多个LED的开闭、亮度控制；5.触发工业相机1拍照，穹顶光源相关电路包括灯位电路板17和灯组电路板19，灯位电路板将所有LED连接到灯组电路板，所有LED由灯组电路板中相关电路驱动。
本实施方式中：
1.本实用新型用于500倍-1000倍放大显微镜下的RTI成像，实现微观世界三维形态的呈现和记录。
2.本实用新型在电动变倍和手动变倍下会根据设定的放大倍数自动调整穹顶高度，以适应不同的工作距离，保证RTI的精确性。
3.本实用新型是模组化结构，方便安装在各种支架上，使之具有较大的适应性。
4.本实用新型的穹顶光源使用穹顶外罩14+灯位电路板17+穹顶内罩15 “三明治”结构组装而成，4片灯位电路板集成了所有LED，安装方便，仅需要4颗螺丝，将“三明治”紧贴在一起。既能满足散热要求，也能保证穹顶精度。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920057410.8
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209182575U
授权时间:20190730
主分类号:G02B 21/00
专利分类号:G02B21/00;G02B21/06;G02B21/24
范畴分类:30A;
申请人:南京易纹兴智能科技有限公司
第一申请人:南京易纹兴智能科技有限公司
申请人地址:210019 江苏省南京市建邺区福园街131号1819室
发明人:张力超;刘宁
第一发明人:张力超
当前权利人:南京易纹兴智能科技有限公司
代理人:李静
代理机构:11548
代理机构编号:北京华仲龙腾专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计