CN113296254A - 一种光学显微检测光源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测装置技术领域，公开了一种光学显微检测光源，包括光学显微检测机构，其包括用于观测待测物的观测端头及与观测端头连通的光路结构，光路结构可选地提供广视野观测或微视野高精度观测；广视野外环灯，设置于观测端头，观测端头与广视野外环灯的用于避让观测光路的第一避让孔同轴，广视野外环灯用于广视野照明打光；微视野内环灯，其可选地设于观测端头的不同位置，当微视野内环灯设置于观测端头且观测端头与微视野内环灯的用于避让观测光路的第二避让孔同轴时，微视野内环灯用于微视野照明打光，第二避让孔的孔径小于第一避让孔的孔径。本发明能同时很好的满足广视野下以及微视野下的照射需求，照度均匀，提高检测精度。

Description

一种光学显微检测光源

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，尤其涉及一种光学显微检测光源。

背景技术

光学显微检测光源种类丰富多样，光学影像测量仪是其中的一种。

光学影像测量仪由光学放大机构对被测物体进行放大，经过CCD摄像系统采集影像特征并送入计算机后，可高效地检测各种复杂精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置度，进行微观检测与质量控制。为了能够满足不同大小的观测视野，光学放大机构通常可以包括获得大范围广视野的全景观测光路结构和获得局部微视野的放大观测光路结构，进而可以根据需要切换广视野或者微视野。为了提高检测精度，光学显微检测光源通常还设有照射打光装置。但是现有的照射打光装置结构简单，不能同时很好的满足广视野以及微视野下的照射需求，且存在打光不均匀的问题，进而影响检测精度。

因此，亟需提供一种光学显微检测光源，其能同时很好的满足广视野以及微视野下的打光需求，照度均匀，进而提高检测精度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种光学显微检测光源，其能同时很好的满足广视野以及微视野下的打光需求，照度均匀，进而提高检测精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种光学显微检测光源，包括：

光学显微检测机构，其包括用于观测待测物的观测端头及与所述观测端头连通的光路结构，所述光路结构可选地提供广视野观测或微视野高精度观测；

广视野外环灯，其设置于所述观测端头，所述观测端头与所述广视野外环灯的用于避让观测光路的第一避让孔同轴，所述广视野外环灯用于广视野照射打光；

微视野内环灯，其可选地设置于所述观测端头的不同位置，所述微视野内环灯设置于所述观测端头且所述观测端头与所述微视野内环灯的用于避让观测光路的第二避让孔同轴时，所述微视野内环灯用于微视野照射打光，所述第二避让孔的孔径小于所述第一避让孔的孔径。

可选地，还包括：

位移导向组件，所述位移导向组件用于限定所述微视野内环灯往复移动于避让位和照射打光位，所述微视野内环灯位于避让位时，所述广视野外环灯用于广视野照射打光，所述微视野内环灯位于照射打光位时，所述微视野内环灯用于微视照射打光。

可选地，所述位移导向组件包括：

滑轨，沿第一方向延伸的设置于所述广视野外环灯或所述观测端头上，第一方向垂直于所述观测端头的轴线；

滑块，滑动插接于所述滑轨上，所述微视野内环灯固连于所述滑块上。

可选地，还包括：

位移驱动组件，所述位移驱动组件用于驱动所述微视野内环灯往复移动于避让位和照射打光位。

可选地，所述位移驱动组件包括：

齿条，其沿第一方向延伸；

驱动齿轮，其和所述齿条两者中的一个设置于所述微视野内环灯，另一个设置于所述广视野外环灯上或所述观测端头上，所述驱动齿轮和所述齿条啮合传动连接；

减速马达，与所述驱动齿轮传动连接，所述减速马达用于驱动所述驱动齿轮转动。

可选地，还包括：

位移限位组件，所述位移限位组件用于使所述微视野内环灯限位停靠于照射打光位或避让位。

可选地，所述位移限位组件包括：

避让位限位块，设置于所述广视野外环灯和/或所述观测端头上，所述微视野内环灯由补光位向避让位移动时，所述避让位限位块能够限位抵靠所述微视野内环灯，以使所述微视野内环灯限位停靠于避让位。

可选地，所述位移限位组件还包括：

照射打光位限位检测件，与所述位移驱动组件信号连接，所述微视野内环灯由避让位向照射打光位移动时，所述位移驱动组件能够根据所述照射打光位限位检测件检测的所述微视野内环灯的位置参数，驱动所述微视野内环灯移动限定距离并停靠于所述照射打光位。

可选地，所述微视野内环灯包括：

环形电路板，所述环形电路板的中心位置有所述第二避让孔；

多个LED照射灯珠，呈圆形阵列状焊接于所述环形电路板上，且所述多个LED照射灯珠划分为呈环形均布环绕在所述第二避让孔周侧的环形灯组、以及环绕均布于所述环形灯组外侧的多个扇形灯组；

控制组件，其分别与所述环形灯组及各所述扇形灯组控制连接，以分别控制所述环形灯组及各所述扇形灯组。

可选地，所述LED照射灯珠的灯体呈柱状，由所述LED照射灯珠连接所述环形电路板的一端向所述LED照射灯珠远离所述环形电路板的一端，所述灯体向所述第二避让孔的轴心线倾斜，以使所述多个LED照射灯珠的发光能够朝向所述待测物的中心区域，所述LED照射灯珠的最小照射角度接近垂直。

本发明的有益效果：

本发明的光学显微检测机构的观测端头与广视野外环灯的用于避让观测光路的第一避让孔同轴，广视野外环灯用于广视野照射打光；微视野内环灯可选地设置于观测端头，微视野内环灯用于微视野照射打光，第二避让孔的孔径小于第一避让孔的孔径。由于微视野内环灯可选地设置于观测端头，因此当广视野照射打时，可以选择使得微视野内环灯避让开广视野外环灯的第一避让孔，保证广视野观测的观测光路通畅，并通过广视野外环灯进行广视野照射打光；而当微视野内环灯设置于观测端头时，则观测端头与微视野内环灯的用于避让观测光路的第二避让孔同轴，进而可使得微视野内环灯进行微视野照射打光。故光学显微检测光源能够根据广视野观测和微视野观测的实际需求来灵活使用广视野补外环灯和微视野内环灯进行照射打光，进而能很好的满足广视野以及微视野下的照射打光需求；同时，广视野外环灯和微视野内环灯分别能够与观测端头同轴设置，则能够围绕于观测端头的四周进行照射打光，保证打光均匀，最终有利于提高检测精度。

附图说明

图1是本发明提供的光学显微检测光源的微视野内环灯位于避让位时的示意图；

图2是本发明提供的光学显微检测光源的微视野内环灯位于照射打光位时的示意图；

图3是本发明提供的光学显微检测光源的拆解示意图；

图4是本发明提供的广视野外环灯和微视野内环灯的结构关系图；

图5是本发明提供的广视野外环灯和微视野内环灯同轴的仰视图；

图6是本发明提供的微视野内环灯的拆解图。

图中：

X、第一方向；Z、第二方向；

1、光学显微检测机构；11、观测端头；12、光路结构；121、广视野光路结构；122、微视野光路结构；

2、广视野外环灯；21、第一避让孔；

3、微视野内环灯；31、第二避让孔；32、LED照射灯珠；321、环形灯组；322、扇形灯组；33、环形电路板；34、微视野内环灯外壳；

4、位移导向组件；41、滑轨；42、滑块；

5、位移驱动组件；51、齿条；52、驱动齿轮；53、减速马达；

6、位移限位组件；61、避让位限位块；62、照射打光位限位检测件；

7、架体；

8、升降组件；81、升降气缸；82、升降滑块；83、升降导轨；

9、载板；

10、连接杆。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-3所示，本实施例提供了一种光学显微检测光源，光学显微检测光源尤其是指光学影像测量仪，其能同时很好的满足广视野以及微视野下的照射打光需求，进而提高检测精度。图中X表示第一方向，Z表示垂直于第一方向的第二方向。光学显微检测光源包括光学显微检测机构1、广视野外环灯2和微视野内环灯3。光学显微检测机构1包括用于观测待测物(图中未示出)的观测端头11及与观测端头11连通的光路结构12，光路结构12能够可选地提供广视野观测和微视野观测中的任意一种模式；光路结构12具体包括广视野光路结构121和微视野光路结构122，由于其为现有结构，故不再赘述。广视野外环灯2设置于观测端头11，观测端头11与广视野外环灯2的用于避让观测光路的第一避让孔21同轴，广视野外环灯2用于广视野照射打光；微视野内环灯3可选地设置于观测端头11的不同位置，当微视野内环灯3设置于观测端头11且观测端头11与微视野内环灯3的用于避让观测光路的第二避让孔31同轴时，微视野内环灯3用于微视野照射打光，第二避让孔31的孔径小于第一避让孔21的孔径。

本实施例的光学显微检测机构1的观测端头11与广视野外环灯2的用于避让观测光路的第一避让孔21同轴，广视野外环灯2用于广视野照射打光；微视野补内环灯3可选地设置于观测端头11的不同位置，微视野内环灯3用于微视野照射打光，第二避让孔31的孔径小于第一避让孔21的孔径。由于微视野内环灯3可选地设置于观测端头11，因此当广视野照射打光时，可以选择使得微视野内环灯3避让开广视野外环灯2的第一避让孔21，保证广视野观测的观测光路通畅，并通过广视野外环灯2进行广视野照射打光；而当微视野内环灯3设置于观测端头11时，则观测端头11与微视野内环灯3的用于避让观测光路的第二避让孔31同轴，进而可使得微视野内环灯3进行微视野照射打光。故光学显微检测光源能够根据广视野观测和微视野观测的实际需求来灵活使用广视野外环灯2和微视野内环灯3进行补光，进而能很好的满足广视野以及微视野下的照射打光需求；同时，广视野外环灯2和微视野内环灯3分别能够与观测端头11同轴设置，则能够围绕于观测端头11的四周照射打光，保证打光均匀，最终有利于提高检测精度。

进一步地，如图1-4所示，光学显微检测光源还包括位移导向组件4。位移导向组件4用于限定微视野内环灯3往复移动于避让位和照射打光位，微视野内环灯3位于避让位时，广视野外环灯2用于广视野照射打光，微视野内环灯3位于照射打光时，微视野内环灯3用于微视野照射打光。具体而言，位移导向组件4包括滑轨41和滑块42。滑轨41沿第一方向延伸的设置于广视野外环灯2或观测端头11上，第一方向垂直于观测端头11的轴线；滑块42滑动插接于滑轨41上，微视野内环灯3固连于滑块42上。示例性的，滑轨41沿第一方向延伸的设置于广视野外环灯2朝向观测端头11一端的壳体上，微视野内环灯3位于广视野外环灯2靠近观测端头11的一端上，广视野外环灯2通过连接杆10连接于载板9上，光学显微检测机构1也固连于载板9上，而载板9则固连于升降组件8的升降滑块82上，升降滑块82插装于沿第二方向延伸的升降导轨83上，同时升降导轨83以及与升降滑块82驱动连接的升降气缸81固定安装在架体7上。可以看出，在位移导向组件4的导向下可以简单方便的实现微视野内环灯3在避让位和照射打光位之间的位置调整，在升降组件8的调整下可以实现对光学显微检测机构1、广视野外环灯2和微视野内环灯3沿第二方向的同步升降调整。可以想到的，在其它实施例中，位移导向组件4也可由为直线导柱导套结构或者其它现有的直线导向装置，升降组件8也可以不设置，具体可根据实际需要灵活设置。

进一步地，如图1-4所示，本实施例中，光学显微检测光源还包括位移驱动组件5。位移驱动组件5用于驱动微视野内环灯3往复移动于避让位和照射打光位，通过位移驱动组件5驱动实现微视野内环灯3的自动化调节，自动化水平高，调整更高效。具体而言，位移驱动组件5包括齿条51、驱动齿轮52和减速马达53。驱动齿轮52和齿条51两者中的一个设置于微视野内环灯3上，驱动齿轮52和齿条51两者中的另一个设置于广视野外环灯2或观测端头11上，驱动齿轮52和齿条51啮合传动连接，且齿条51沿第一方向延伸；减速马达53与驱动齿轮52传动连接，减速马达53用于驱动齿轮52转动。示例性的，本实施例中，齿条51一体成型的设置于滑轨41上，而滑轨41固定于广视野外环灯2上，进而齿条51间接固定在广视野外环灯2上；减速马达53的输出轴设置驱动齿轮52，减速马达53固连于滑块42上，驱动齿轮52啮合齿条51，微视野内环灯3也固连于滑块42上，进而保证减速马达53能够驱动微视野内环灯3往复移动于避让位和照射打光位。需要说明的是，其它实施例中，位移驱动组件5也可以采用现有的直线驱动装置，具体不再赘述。

进一步地，为了能够提高微视野内环灯3的移动精确度。如图1-4所示，光学显微检测光源还包括位移限位组件6，位移限位组件6用于使微视野内环灯3限位停靠于照射打光位或避让位，以提高微视野内环灯3的移动精确度。通过限位进而保证微视野内环灯3的移动精确度。具体而言，如图1-4所示，位移限位组件6包括避让位限位块61。避让位限位块61设置于广视野外环灯2和/或观测端头11上，微视野内环灯3由照射打光位向避让位移动时，避让位限位块61能够抵靠微视野内环灯3，以使微视野内环灯3限位停靠于避让位。示例性的，本实施例中，避让位限位块61为设置于滑轨41上的挡块，进而间接设置于广视野外环灯2上，避让位限位块61起到挡位的作用，进而使得微视野内环灯3准确停靠在避让位，避免过度位移。

进一步地，如图1-4所示，位移限位组件6还包括照射打光位限位检测件62，照射打光位限位检测件62为现有的光电位移传感器。照射打光位限位检测件62与位移驱动组件5信号连接，微视野内环灯3由避让位向照射打光位移动时，位移驱动组件5能够根据照射打光位限位检测件62检测的微视野内环灯3的位置参数，驱动微视野内环灯3限位停靠于照射打光位。示例性的，本实施例中，照射打光位限位检测件62安装于承载壳体(图中未表示)中，壳体固定在载板9上，照射打光位限位检测件62正对滑块42朝向照射打光位的一侧，进而通过测距的方式，可以准确确定微视野内环灯3由避让位向照射打光位移动时微视野内环灯3的位置，进而保证微视野内环灯3按照限定距离准确到达照射打光位。

进一步地，如图5-6所示，本实施例中，微视野内环灯3还包括环形电路板33和多个LED照射灯珠32、微视野内环灯外壳34以及控制组件，环形电路板33的中心位置形成第二避让孔31，同时微视野内环灯外壳34也对应开设第二避让孔31，环形电路板33和多个LED照射灯珠32安装于微视野内环灯外壳34内；其中，多个LED照射灯珠32呈圆形阵列状电连接于环形电路板33上，且多个LED照射灯珠32划分为环绕第二避让孔31周侧均布的呈环形的环形灯组321、以及环绕均布于环形灯组321外侧的多个扇形灯组322；控制组件分别与环形灯组321及各扇形灯组322控制连接，以分别控制环形灯组321及各扇形灯组322。其优点在于，可以根据补光需要灵活调整环形灯组321及各扇形灯组322的开关以及亮度，进而达到最佳的补光效果。具体而言，本实施例中，扇形灯组322共有八个，环形灯组321为一个，每个扇形灯组322中分别有九个LED照射灯珠32。八个扇形灯组322和环形灯组321相互并联，进而可以单独控制开关及亮度，适应灵活，补光调整多样，适用性更强。

更进一步地，如图5-6所示，LED照射灯珠32的灯体呈柱状，由LED照射灯珠32连接环形电路板33的一端向LED照射灯珠32远离环形电路板33的一端，灯体向第二避让孔31的轴心线倾斜，以使多个LED照射灯珠32的发光能够朝向待测物的中心区域，通过对各LED照射灯珠32的倾斜设置，使其共同向待测物的中心区域集中补光，能够进一步提高补光效果，使得补光更加均匀，更进一步地，LED照射灯珠32的最小照射角度接近垂直，接近垂直的角度范围在80°-90°之间，而最小照射角度接近垂直可以理解为：灯体向第二避让孔31的轴心线倾斜，其与第二避让孔31的轴心线的夹角在10°以内。

而且，本实施例中，微视野内环灯3安装于广视野外环灯2上，广视野外环灯2安装于载板9上，光学显微检测机构1也设置于载板9上，在满足灵活补光的前提下，其整体结构紧凑，空间布置合理。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光学显微检测光源，其特征在于，包括：

光学显微检测机构(1)，其包括用于观测待测物的观测端头(11)及与所述观测端头(11)连通的光路结构(12)，所述光路结构(12)可选地提供广视野观测或微视野高精度观测；

广视野外环灯(2)，其设置于所述观测端头(11)，所述观测端头(11)与所述广视野外环灯(2)的用于避让观测光路的第一避让孔(21)同轴，所述广视野外环灯(2)用于广视野照射打光；

微视野内环灯(3)，其可选地设置于所述观测端头(11)的不同位置，所述微视野内环灯(3)设置于所述观测端头(11)且所述观测端头(11)与所述微视野内环灯(3)的用于避让观测光路的第二避让孔(31)同轴时，所述微视野内环灯(3)用于微视野照射打光，所述第二避让孔(31)的孔径小于所述第一避让孔(21)的孔径。

2.如权利要求1所述的光学显微检测光源，其特征在于，还包括：

位移导向组件(4)，所述位移导向组件(4)用于限定所述微视野内环灯(3)往复移动于避让位和照射打光位，所述微视野内环灯(3)位于避让位时，所述广视野外环灯(2)用于广视野照射打光，所述微视野内环灯(3)位于照射打光位时，所述微视野内环灯(3)用于微视照射打光。

3.如权利要求2所述的光学显微检测光源，其特征在于，所述位移导向组件(4)包括：

滑轨(41)，沿第一方向延伸的设置于所述广视野外环灯(2)或所述观测端头(11)上，第一方向垂直于所述观测端头(11)的轴线；

滑块(42)，滑动插接于所述滑轨(41)上，所述微视野内环灯(3)固连于所述滑块(42)上。

4.如权利要求2或3所述的光学显微检测光源，其特征在于，还包括：

位移驱动组件(5)，所述位移驱动组件(5)用于驱动所述微视野内环灯(3)往复移动于避让位和照射打光位。

5.如权利要求4所述的光学显微检测光源，其特征在于，所述位移驱动组件(5)包括：

齿条(51)，其沿第一方向延伸；

驱动齿轮(52)，其和所述齿条(51)两者中的一个设置于所述微视野内环灯(3)，另一个设置于所述广视野外环灯(2)上或所述观测端头(11)上，所述驱动齿轮(52)和所述齿条(51)啮合传动连接；

减速马达(53)，与所述驱动齿轮(52)传动连接，所述减速马达(53)用于驱动所述驱动齿轮(52)转动。

6.如权利要求4所述的光学显微检测光源，其特征在于，还包括：

位移限位组件(6)，所述位移限位组件(6)用于使所述微视野内环灯(3)限位停靠于照射打光位或避让位。

7.如权利要求6所述的光学显微检测光源，其特征在于，所述位移限位组件(6)包括：

避让位限位块(61)，设置于所述广视野外环灯(2)和/或所述观测端头(11)上，所述微视野内环灯(3)由补光位向避让位移动时，所述避让位限位块(61)能够限位抵靠所述微视野内环灯(3)，以使所述微视野内环灯(3)限位停靠于避让位。

8.如权利要求6或7所述的光学显微检测光源，其特征在于，所述位移限位组件(6)还包括：

照射打光位限位检测件(62)，与所述位移驱动组件(5)信号连接，所述微视野内环灯(3)由避让位向照射打光位移动时，所述位移驱动组件(5)能够根据所述照射打光位限位检测件(62)检测的所述微视野内环灯(3)的位置参数，驱动所述微视野内环灯(3)移动限定距离并停靠于所述照射打光位。

9.如权利要求1所述的光学显微检测光源，其特征在于，所述微视野内环灯(3)包括：

环形电路板(33)，所述环形电路板(33)的中心位置有所述第二避让孔(31)；

多个LED照射灯珠(32)，呈圆形阵列状焊接于所述环形电路板(33)上，且所述多个LED照射灯珠(32)划分为呈环形均布环绕在所述第二避让孔(31)周侧的环形灯组(321)、以及环绕均布于所述环形灯组(321)外侧的多个扇形灯组(322)；

控制组件，其分别与所述环形灯组(321)及各所述扇形灯组(322)控制连接，以分别控制所述环形灯组(321)及各所述扇形灯组(322)。

10.如权利要求9所述的光学显微检测光源，其特征在于，所述LED照射灯珠(32)的灯体呈柱状，由所述LED照射灯珠(32)连接所述环形电路板(33)的一端向所述LED照射灯珠(32)远离所述环形电路板(33)的一端，所述灯体向所述第二避让孔(31)的轴心线倾斜，以使所述多个LED照射灯珠(32)的发光能够朝向所述待测物的中心区域，所述LED照射灯珠(32)的最小照射角度接近垂直。

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