CN114858761A - 一种多光路光机成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多光路光机成像设备，包括底座和若干荧光显微成像装置；同一荧光显微成像装置中相机组件、照明组件和调焦组件中相邻二者设有粘接部；粘接部包括多个吻合嵌套且胶粘固定的榫卯拼接面；同一粘接部中任意一对相互胶粘的榫卯拼接面与至少一对相互胶粘的另一榫卯拼接面相向分布且不垂直；任一荧光显微成像装置和底座之间设有三个以上底座粘接部；任一底座粘接部的粘接爪I和粘接槽I采用胶粘剂I固定、粘接爪II和粘接槽II采用胶粘剂II固定。该设备通过粘接部保障了单个荧光显微成像装置的装配精度并限缩了其体积，结合底座粘接部将多个荧光显微成像装置精确整合于底座，从而利用多个成像光路对观测对象同时观测以提高观测效率。

Description

一种多光路光机成像设备

技术领域

本发明涉及光学检测领域，尤其涉及一种多光路光机成像设备。

背景技术

光学成像设备是观测和研究样本的一种有力工具，具有亚微米级的分辨率。在生物样品检测领域中，通常会采用一些光学可检测基团/化合物/结构等标记物来标记待检测的生物分子，然后利用光学成像设备采集来自这些标记物的信号，继而实现待检测生物分子的定位或检测。

光学成像设备可采用荧光显微成像原理，其包括多种类型的光学和光电元件，例如工业相机、筒镜、物镜、多种带宽的滤光片、多种尺寸的光阑、透镜、对焦驱动装置(例如音圈电机或陶瓷电机)、LD光源、LED光源等。

由于光学成像设备对部分光学和光电元件的装配精度要求很高，因此一般需要在产品中增加位置调整补偿装置来保证前述光学和光电元件的实际装配位置，这就导致产品的体积较大，不仅使用不便、难以维护，而且观测效率低下，增加了操作人员的作业负担。

发明内容

本发明的目的是提供一种多光路光机成像设备，可以提高观测效率，降低操作频率和设备维护频率，从而保障操作人员的作业效果并降低作业负担。

为实现上述目的，本发明提供一种多光路光机成像设备，包括底座和若干定位安装于所述底座的荧光显微成像装置；任一所述荧光显微成像装置具有成像光路，全部所述荧光显微成像装置的全部所述成像光路间隔分布；任一所述荧光显微成像装置包括具有工业相机的相机组件、连接有筒镜的照明组件和具有音圈电机的调焦组件；所述相机组件、所述照明组件和所述调焦组件三者相互连接且相邻二者之间设有粘接部；任一所述粘接部包括多个相互吻合嵌套且胶粘固定的榫卯拼接面；同一所述粘接部中任意一对相互胶粘的所述榫卯拼接面与至少一对相互胶粘的另一所述榫卯拼接面相向分布且不垂直；

任一所述荧光显微成像装置和所述底座之间设有三个以上不共线的底座粘接部；任一所述底座粘接部包括粘接爪I、粘接槽I、粘接爪II和粘接槽II；所述粘接爪I和所述粘接槽I分别设于所述底座和所述荧光显微成像装置且采用胶粘剂I粘接固定；所述粘接爪II和粘接槽II分别设于所述底座和所述荧光显微成像装置且采用胶粘剂II粘胶固定；所述胶粘剂I的固化速率大于所述胶粘剂II的固化速率，所述胶粘剂II的粘接强度大于所述胶粘剂I的粘接强度。

优选地，所述粘接槽I为上下贯通的通槽；所述粘接槽II为沉槽；所述胶粘剂I具体为紫外固化光学胶。

优选地，所述粘接爪II自上而下插入所述沉槽内，所述粘接爪II自高度方向的中部向顶部渐缩；所述粘接爪I的顶部与所述粘接爪II的顶部形状不同。

优选地，全部粘接部包括设于所述相机组件和所述照明组件二者之间的第一粘接部和设于所述调焦组件和所述照明组件二者之间的第二粘接部；

所述第一粘接部中任一所述榫卯拼接面的法线垂直或平行于所述相机组件和所述照明组件的第一拼接方向；

所述第二粘接部中任一所述榫卯拼接面的法线垂直或平行于所述调焦组件和所述照明组件的第二拼接方向。

优选地，所述第一粘接部中任一所述榫卯拼接面的法线垂直于所述第一拼接方向；所述第一粘接部中全部所述榫卯拼接面包括平胶粘面和斜胶粘面；所述平胶粘面平行于第一基准方向或第二基准方向；所述斜胶粘面与所述第一基准方向、所述斜胶粘面与所述第二基准方向均不平行；其中，所述第一基准方向、所述第二基准方向和所述第一拼接方向三者中任意二者两两垂直。

优选地，所述第二粘接部中任一所述榫卯拼接面的法线平行于所述第二拼接方向；所述第二粘接部中全部所述榫卯拼接面沿所述第二拼接方向间隔分布为多层，且全部所述榫卯拼接面的投影在基准面内交叠重合；所述基准面与所述第二拼接方向垂直。

优选地，所述音圈电机的端部和所述照明组件的端部均设有呈链牙状的榫头部和榫眼部。

优选地，所述照明组件包括照明件、透镜套筒、主支座和多个设于所述透镜套筒和所述主支座之间的轴套件；

所述照明件设于所述透镜套筒内的透镜的上方；

所述主支座设有用以容纳且向上支撑所述透镜套筒的安装腔和多个用以供全部所述轴套件一一对应实现轴向移动和定位的调节腔；所述透镜套筒的周侧设有两对安装面；任一所述安装面与所述轴套件抵接；至少一个所述安装面与两个及以上的所述轴套件抵接；与同一对所述安装面抵接的全部所述轴套件沿同一方向移动，与两对所述安装面抵接的所述轴套件的移动方向相互垂直且均垂直于竖直方向。

优选地，全部所述轴套件包括两个弹簧柱塞和多个周侧设有外螺纹的刚性球头柱塞；任意一对所述安装面的一者与一个所述弹簧柱塞抵接、另一者与所述刚性球头柱塞抵接；与所述刚性球头柱塞轴孔配合的所述调节腔具体为螺纹孔。

优选地，还包括用以沿竖直方向移动的刚性轴套定位件；所述刚性轴套定位件的轴向一端与所述透镜套筒相对固定。

相对于上述背景技术，本发明所提供的多光路光机成像设备包括底座和若干定位安装于底座的荧光显微成像装置；其中，任意一个荧光显微成像装置和底座之间设有三个以上不共线的底座粘接部；任意一个荧光显微成像装置包括具有工业相机的相机组件、设于筒镜的照明组件和具有音圈电机的调焦组件。

该多光路光机成像设备中，任意一个荧光显微成像装置具有成像光路，全部荧光显微成像装置的成像光路间隔分布，用于同时对观测对象的多个观测点进行图像采集。

该多光路光机成像设备中，任意一个荧光显微成像装置的相机组件、照明组件和调焦组件三者相互连接且相邻二者之间设有粘接部。其中，任意一个粘接部包括多个相互吻合嵌套且胶粘固定的榫卯拼接面；同一粘接部中，任意一对相互胶粘的榫卯拼接面与至少一对相互胶粘的另一榫卯拼接面相向分布且不垂直。

该多光路光机成像设备中，任意一个底座粘接部包括粘接爪I、粘接槽I、粘接爪II和粘接槽II；其中，粘接爪I和粘接槽I分别设于底座和荧光显微成像装置且采用胶粘剂I粘接固定；粘接爪II和粘接槽II分别设于底座和荧光显微成像装置且采用胶粘剂II粘胶固定。前述胶粘剂I的固化速率大于前述胶粘剂II的固化速率，前述胶粘剂II的粘接强度大于前述胶粘剂I的粘接强度。

对于上述多光路光机成像设备而言，单个荧光显微成像装置的重要零部件的装配精度可以通过粘接部保障，也就无需在增设位置调整补偿装置，因此装配好的单个荧光显微成像装置结构紧凑、体积小、外形规则完整，进而有利于将多个荧光显微成像装置在底座上的快速集成安装，同时便于精确控制全部荧光显微成像装置在底座上的相对位置精度。单个荧光显微成像装置和底座采用三个以上不同线的底座粘接部进行胶粘固定，底座粘接部使用的胶粘剂I固化速度快，可实现荧光显微成像装置和底座二者的快速定位，底座粘接部使用的胶粘剂II固化强度高，在胶粘剂I的预定位作用下令荧光显微成像装置和底座二者兼顾装配精度和装配强度。

综上，上述多光路光机成像设备利用其集成设置的全部荧光显微成像装置的全部成像光路对观测对象的多个部位同时进行观测，成倍提高观测效率，通过降低操作人员的操作频率和设备维护频率来降低操作人员的作业负担，提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的多光路光机成像设备的结构示意图；

图2为图1的爆炸视图；

图3为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置与多自由度调节装置连接件、检测装置连接件的装配结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中相机支架和筒镜支架在第一方向上的装配示意图；

图6为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中相机支架和筒镜支架在第二方向上的装配示意图；

图7为图6沿A-A方向的剖视图；

图8为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中照明组件和音圈电机组件在第三方向上的装配示意图；

图9为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中照明组件和音圈电机组件在第四方向上的装配示意图；

图10为本发明实施例所提供的照明组件的结构示意图；

图11为本发明实施例所提供的照明组件在透镜套筒处的局部结构示意图；

图12为本发明实施例所提供的底座粘接部的结构示意图；

图13为本发明实施例所提供的显微成像部的结构示意图；

图14为本发明实施例所提供的底座粘接部的剖视图。

其中，

01-多自由度调整装置连接件、02-检测装置连接件、03-透明胶带；

1-支撑板、2-横梁、4-工业相机、5-相机支架、6-防尘环、7-筒镜、8-筒镜支架、10-物镜座、11-物镜、12-音圈电机、13-对焦光源组件；

9-照明组件、91-散热片、92-导向柱、93-LED、94-透镜、95-透镜套筒、96-光阑、97-调节柱、98-主支座、99-轴套件、910-第一螺母、911-第二螺母、9121-第一弹簧柱塞、9122-第二弹簧柱塞、9123-第一球头柱塞、9124-第二球头柱塞、9125-第三球头柱塞、913-刚性轴套定位件、914-安装面、9141-第一安装面、9142-第二安装面、9143-第三安装面、915-导向柱定位件；

20-榫卯拼接面、201-平胶粘面、202-斜胶粘面；

321-显微成像部、322-底座部、3221-第一底座部、3222-第二底座部、3201-粘接爪I-I、3202-粘接爪II-I、3203-粘接爪I-II、3204-粘接爪II-II、3205-粘接爪I-III、3206-粘接爪II-III。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图14，图1为本发明实施例所提供的多光路光机成像设备的结构示意图；图2为图1的爆炸视图；图3为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置的结构示意图；图4为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置与多自由度调节装置连接件、检测装置连接件的装配结构示意图；图5为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中相机支架和筒镜支架在第一方向上的装配示意图；图6为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中相机支架和筒镜支架在第二方向上的装配示意图；图7为图6沿A-A方向的剖视图；图8为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中照明组件和音圈电机组件在第三方向上的装配示意图；图9为本发明实施例所提供的荧光显微成像装置中照明组件和音圈电机组件在第四方向上的装配示意图；图10为本发明实施例所提供的照明组件的结构示意图；图11为本发明实施例所提供的照明组件在透镜套筒处的局部结构示意图；图12为本发明实施例所提供的底座粘接部的结构示意图；图13为本发明实施例所提供的显微成像部的结构示意图；图14为本发明实施例所提供的底座粘接部的剖视图。其中，图7和图10二者的坐标系相互独立。

本发明提供一种多光路光机成像设备，包括底座和若干定位安装于底座的荧光显微成像装置；任意一个荧光显微成像装置包括具有工业相机4的相机组件、固定连接有筒镜7的照明组件9和具有音圈电机12的调焦组件；任意一个荧光显微成像装置具有成像光路，全部荧光显微成像装置的全部成像光路间隔分布。此外，任意一个荧光显微成像装置和底座之间设有三个以上不共线的底座粘接部。

对于单个荧光显微成像装置而言，相机组件、照明组件9和调焦组件三者相互连接且相邻二者之间设有粘接部，例如，相机组件、照明组件9、调焦组件三者顺次连接，则相机组件和照明组件9之间设有粘接部，照明组件9和调焦组件之间设有粘接部。

任意一个粘接部包括多个相互吻合嵌套且胶粘固定的榫卯拼接面20；同一粘接部中任意一对相互胶粘的榫卯拼接面20与至少一对相互胶粘的另一榫卯拼接面20相向分布且不垂直。

以设于相机组件和照明组件9二者之间的粘接部为例，相机组件的端部可以设置若干间隔分布的凸起，前述多个凸起使得相机组件的端部形成兼具榫眼和榫头的插接端口；照明组件9的端部设有若干间隔分布的凸起，前述多个凸起使得照明组件9的端部形成兼具榫眼和榫头的插接端口。相机组件的前述插接端口和照明组件9的前述插接端口可彼此吻合嵌套且胶粘固定，因此，上文以榫卯拼接面20定义相机组件和照明组件9二者之间被胶粘固定的部分面。

仍以设于相机组件和照明组件9二者之间的粘接部为例，针对前述粘接部，其包括设于相机组件端部的第一面和第二面和设于照明组件9端部的第三面和第四面。前述第一面、第二面、第三面和第四面在相机组件的插接端口和照明组件9的插接端口相互插接时两两贴合，具体指第一面和第三面贴合成对且胶粘固定，第二面和第四面贴合成对且胶粘固定。对于前述结构而言，第一面、第三面及二者之间的胶层可视为一个平面，第二面、第四面及二者之间的胶层可视为另一平面，前述两个平面相向分布，例如可以相互平行或者倾斜，但不垂直。这样一来，多个位于不同平面的胶层在固化过程中的收缩以及胶层在产品使用过程中受温度变化而产生的涨缩可以相互抵消补偿，进而有效克服相机组件和照明组件9因胶体涨缩而造成的位置漂移，一则有效提高了装配过程中的相机组件和照明组件9的装配精度，二则削弱了使用过程中温度对相机组件和照明组件9的相对位置关系的干扰，保证相机组件和照明组件9的长期位置装配精度。

显然，相机组件和照明组件9二者之间的榫卯拼接面20对数越多，不同对的榫卯拼接面20的角度各异，则多个榫卯拼接面20对胶体涨缩所造成的位置漂移的抵消补偿有更大概率接近理想值，即抵消补偿效果越好。当然，随着相机组件和照明组件9之间的榫卯拼接面20增多，则相机组件、照明组件9的加工难度、装配难度也随之增大，因此，可根据不同产品对相机组件和照明组件9的实际需要设计相机组件和照明组件9之间的榫卯拼接面20的数量和角度。

同理，对于照明组件9和调焦组件而言，本文以榫卯拼接面20定义照明组件9和调焦组件二者之间被胶粘固定的部分面，照明组件9和调焦组件二者之间的榫卯拼接面20的具体结构可以参照上文记载。

在单个荧光显微成像装置中，由于相机组件、照明组件9和调焦组件三者的装配精度通过粘接部得以保障，因此无需在相机组件、照明组件9和调焦组件三者之间增设用于在装配工序中调节零部件位置的位置调整补偿装置，进一步导致装配好的单个荧光显微成像装置结构紧凑、体积小、外形规则完整，有利于多个荧光显微成像装置在底座上的集成安装，便于精确控制全部荧光显微成像装置在底座上的相对位置精度。

此外，本发明所提供的多光路光机成像设备中，单个荧光显微成像装置采用三个以上的底座粘接部胶粘固定于底座，且同一荧光显微成像装置和底座之间的全部底座粘接部中，至少三个底座粘接部不共线。

针对任意一个底座粘接部而言，其包括粘接爪I、粘接槽I、粘接爪II和粘接槽II。底座粘接部的粘接爪I和粘接槽I分别设于底座和荧光显微成像装置，且粘接爪I和粘接槽I二者采用胶粘剂I粘接固定；底座粘接部的粘接爪II和粘接槽II分别设于底座和荧光显微成像装置，且粘接爪I和粘接槽I二者采用胶粘剂II粘胶固定。其中，前述胶粘剂I的固化速率大于前述胶粘剂II的固化速率，前述胶粘剂II的粘接强度大于前述胶粘剂I的粘接强度。

上述任意一个底座粘接部对荧光显微成像装置和底座起到胶粘固定的作用，同一荧光显微成像装置和底座之间的全部底座粘接部有利于改善底座粘接部的受力特性以提高胶粘固定强度，例如可以克服因粘接点过少且荧光显微成像装置过重而形成的力矩效应；任一底座粘接部中使用的胶粘剂I固化速度快，可实现荧光显微成像装置和底座二者的快速定位，任一底座粘接部中使用的胶粘剂II固化强度高，在胶粘剂I的预定位作用下令荧光显微成像装置和底座二者兼顾装配精度和装配强度。

综上，本发明所提供的多光路光机成像设备采用粘接部保障了单个荧光显微成像装置的装配精度并极大缩短了装配体的尺寸，进一步结合底座粘接部将多个荧光显微成像装置以高精度、高强度的装配效果集成于底座，因此该多光路光机成像设备可以利用全部荧光显微成像装置的全部成像光路对观测对象的多个部位同时进行观测，大幅提高了观测效率，降低了操作频率和设备维护频率。

下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的多光路光机成像设备做更进一步的说明。

上述实施例中，粘接槽I可设置为上下贯通的通槽，而粘接槽II可设置为沉槽。其中，通槽和插入通槽内的粘接爪I通过胶粘剂I固定。此过程要求胶粘剂I在荧光显微成像装置和底座精确定位后快速固化，因此胶粘剂I具体可采用紫外固化光学胶。

为了令紫外固化光学胶约束于通槽内，粘接爪I嵌入通槽之前可以采用透明胶带03临时封堵通槽在敞通方向上的出口，例如前述通槽上下贯通，则可在通槽的底部敞口处临时粘贴透明胶带03。

通槽相较于便于沉槽而言，其敞露面积更大，在透明胶带03的辅助作用下不仅可以满足紫外固化光学胶对粘接爪I和粘接槽I的胶粘固定，也能够有利于外界更多的紫外光线照射粘接爪I和粘接槽I，从而缩短紫外固化光学胶的固化时间。

特别的，对于上下贯通且设于底座的通槽而言，紫外固化光学胶固化膨胀时会向下膨胀并挤压透明胶带03，因此荧光显微成像装置及其粘接爪I在自重作用下有利于限制荧光显微成像装置相对于底座的向上漂移，更好的保障荧光显微成像装置和底座的装配精度。

进一步地，上述粘接爪II自上而下插入沉槽内，换言之，沉槽的入口朝上，粘接爪II自沉槽的入口向下插入至沉槽内。前述粘接爪II自其高度方向的中部向顶部渐缩，因此粘接爪II的顶部大致可以呈棱柱、棱锥或者圆锥状。与此同时，粘接爪II的顶部和粘接爪I的顶部形状不同。一方面，粘接爪II的顶部形状有利于操作人员向相互嵌套的粘接爪II和沉槽二者间隙处填补胶粘剂II，另一方面，粘接爪II的顶部形状可明显区别于粘接爪I的形状，方便操作人员准确分辨粘接爪I和粘接爪II，进而向粘接爪I和粘接爪II二者内准确加入胶粘剂I和胶粘剂II。当然，针对前文记载的粘接爪II的顶部形状，粘接爪I的顶部则可设置为方形等形状，且方形的粘接爪I的顶部可设置倒角，方便操作人员补胶并保障操作人员的作业安全。

以下以设于任一荧光显微成像装置和底座之间的三个底座粘接部为例进行说明。

任意一个荧光显微成像装置和底座之间设有三个底座粘接部，且三者分别按照等腰三角形的三个顶点分散分布。一个底座粘接部包括一个粘接爪I、一个粘接爪II、一个粘接槽I和一个粘接槽II，则这三个底座粘接部共包括三个粘接爪I、三个粘接爪II、三个粘接槽I和三个粘接槽II。前述三个粘接爪I和三个粘接爪II均设于荧光显微成像装置，三个粘接爪I具体包括粘接爪I-I3201、粘接爪I-II3203和粘接爪I-III3205，三个粘接爪II具体包括粘接爪II-I3202、粘接爪II-II3204和粘接爪II-III3206。前述三个粘接槽I和三个粘接槽II均设于底座，三个粘接槽I具体包括粘接槽I-I、粘接槽I-II和粘接槽I-III，三个粘接槽II具体包括粘接槽II-I、粘接槽II-II和粘接槽II-III。

上述示例中，粘接槽I-I和粘接爪I-I3201嵌套、粘接槽I-II和粘接爪I-II3203嵌套、粘接槽I-III和粘接爪I-III3205嵌套，且前述任意一对相互嵌套的结构采用胶粘剂I固定。上述粘接槽II-I和粘接爪II-I3202嵌套、粘接槽II-II和粘接爪II-II3204嵌套、粘接槽II-III和粘接爪II-III3206嵌套，且前述任意一对相互嵌套的结构采用胶粘剂II固定。

为了方便操作人员作业，粘接槽I-I和粘接爪I-I3201、粘接槽I-II和粘接爪I-II3203、粘接槽I-III和粘接爪I-III3205此三对相互嵌套的结构可分布于另外三对相互嵌套的结构的外部，如图13和图14所示，方便操作人员在底座和荧光显微成像装置精确定位后快速、方便、准确地嵌套粘接槽I-I和粘接爪I-I3201、粘接槽I-II和粘接爪I-II3203、粘接槽I-III和粘接爪I-III3205，并有利于向前述三对结构之间补充胶粘剂I。

在上述结构的基础上，该多光路光机成像设备中，底座包括横梁2；位于同一荧光显微成像装置和底座之间的全部底座粘接部通过显微成像部321与荧光显微成像装置固定为一体，并通过底座部322例如图12所示的第一底座部3221、第二底座部3222与横梁2固定为一体。

该多光路光机成像设备中，全部荧光显微成像装置以全部成像光路平行间隔的角度固定于横梁2。此外，横梁2的下方还可设置支撑板1，用于快速连接其他设备。

举例来说，该多光路光机成像设备包括四个荧光显微成像装置，任意一个荧光显微成像装置的成像光路垂直于水平延展的横梁2的水平表面，这四个荧光显微成像装置的成像光路以前述横梁2的中心为中点呈矩形阵列分布。当然，针对具有不同形态特点的观测对象，该多光路光机成像设备的全部荧光显微成像装置也可以按照其他角度分布，例如沿同一直线均匀间隔分布。

进一步地，本发明所提供的多光路光机成像设备中，全部粘接部可包括设于相机组件和照明组件9二者之间的第一粘接部和设于调焦组件和照明组件9二者之间的第二粘接部。与此同时，第一粘接部中任意一个榫卯拼接面20的法线垂直或平行于相机组件和照明组件9的第一拼接方向，第二粘接部中任意一个榫卯拼接面20的法线垂直或平行于调焦组件和照明组件9的第二拼接方向。

其中，上述第一粘接部和第二粘接部可以设置为相同的结构形态，也可以设置为不同的结构形态。下文以形态不同的第一粘接部和第二粘接部为例详细说明。

针对需要胶粘固定的相机组件和照明组件9而言，第一粘接部中任意一个榫卯拼接面20的法线垂直于相机组件和照明组件9的第一拼接方向。可参考图5至图7。前述拼接方向指的是图5和图6的水平方向以及图7中垂直于纸面内外的方向。因此，对于任意一个榫卯拼接面20而言，其平行于相机组件和照明组件9的第一拼接方向，也就垂直于图7所在的纸面。

其中，全部榫卯拼接面20可包括平胶粘面201和斜胶粘面202；平胶粘面201201指的是在图7所在的纸面内水平或竖直的面，斜胶粘面202202指的是在图7所在的纸面内倾斜的面。

为了方便表述，可以图7所示的水平方向、竖直方向和图7的纸面内外方向建立XZY轴坐标系。Z轴对应于图7的纸面内外方向，该示例中又称为第一拼接方向；X轴和Y轴分别对应于图7的水平方向和竖直方向，该示例中又称为第一基准方向和第二基准方向。显然，前述第一拼接方向、第一基准方向和第二基准方向三者中任意二者相互垂直。因此，上述平胶粘面201指的是平行于第一基准方向或第二基准方向的面，上述斜胶粘面202指的是既不平行于第一基准方向也不平行于第二基准方向的面。

以图7中全部阴影结构对应于相机组件而全部空白框体对应于照明组件9为例，相机组件和照明组件9均包括8个榫卯拼接面20，这16个榫卯拼接面20两两成对贴合，形成8对相互胶粘的榫卯拼接面20。前述8对相互胶粘的榫卯拼接面20中，任意一对榫卯拼接面20垂直于图7所在纸面，其中2对榫卯拼接面20水平分布且相互平行，2对榫卯拼接面20竖直分布且相互平行，另外4对榫卯拼接面20倾斜分布且相互平行。

相机组件和照明组件9之间的8对榫卯拼接面20因胶层涨缩而产生的位移变化量均可以分解至X轴和Y轴。由于任意一对榫卯拼接面20之间的胶层可能会膨胀，也可能会收缩，且膨胀和收缩量各异，因此，8对榫卯拼接面20各自产生不同方向的应力得以相互抵消补偿。相较于利用单一方向的单个粘层实现相机组件和照明组件9的胶粘固定而言，本申请所提供的方案有利于通过抵消补偿全部胶层的涨缩变化来提高相机组件和照明组件9在X轴和Y轴方向的装配精度和使用过程中的相对位置精度。

针对需要胶粘固定的调焦组件和照明组件9而言，第二粘接部中任意一个榫卯拼接面20的法线平行于调焦组件和照明组件9的第二拼接方向。可参考图8和图9。前述第二拼接方向对应于图8中左上角至右下角的斜线方向，也对应于图9的竖直方向。因此，对于任意一个榫卯拼接面20而言，其沿图9的水平方向分布。

与第一粘接部类似的，对于第二粘接部中的全部榫卯拼接面20而言，其可以通过全部榫卯拼接面20之间的多个胶层实现应力和涨缩变化相互抵消补偿，避免调焦组件和照明组件9在图9的竖直方向产生位置漂移。

进一步地，在第二粘接部中，全部榫卯拼接面20可沿拼接方向间隔分布为多层。如图9所示，调焦组件和照明组件9分别在三处涂胶点共形成10个榫卯拼接面20，这20个榫卯拼接面20两两成对贴合，形成10对榫卯拼接面20。

与此同时，上述10对榫卯拼接面20的投影在图9的水平面交叠重合。其中，图9的水平面可视为第二粘接部的基准面，此基准面与调焦组件和照明组件9之间的拼接方向垂直。这一设置针对于沿前述拼接方向具有相互运动趋势的调焦组件和照明组件9，调焦组件和照明组件9具有沿图9的竖直方向相互远离和相互靠近的运动趋势，因此，前述10对榫卯拼接面20在实现调焦组件和照明组件9相互胶粘固定的前提下，利用这10对榫卯拼接面20在基准面上的投影相互交叠这一特性，进一步降低了调焦组件和照明组件9自粘胶处相互脱离的风险。

上述多层榫卯拼接面20的相对位置设置相当于在调焦组件和照明组件9的粘接处形成了安全冗余，可以规避粘接工艺过程中难以控制的风险，例如胶量、固化的温度和湿度、涂胶时形成的空泡等因素对粘接效果造成的不利干扰。

当然，上述示例仅以调焦组件和照明组件9之间设置10对榫卯拼接面20为例进行说明。至于调焦组件和照明组件9之间的榫卯拼接面20的数量和除角度以外的其他相对关系，均可以根据实际需要具体设计。

例如，可参考图9，本申请令调焦组件中音圈电机12的端部和照明组件9的端部均设有呈链牙状的榫头部和榫眼部，以此实现调焦组件和照明组件9相互插嵌连接，进而形成嵌套且胶粘固定的第二粘接部。

为了实现更好的技术效果，本发明所提供的多光路光机成像设备采用的照明组件9可包括照明件、透镜套筒95、主支座98以及多个设于透镜套筒95和主支座98之间的轴套件99。

上述照明组件9中，透镜套筒95内设置透镜94，照明件安装于透镜的上方。主支座98设有安装腔和多个调节腔，安装腔用于容纳且向上支撑透镜套筒95，全部调节腔与该照明组件9的全部轴套件99一一对应，任意一个调节腔用于约束轴套件99的自由度，实现轴套件99仅沿自身轴向移动和定位。

其中，轴套件99指轴套类零件，包括且不限于轴状、杆状的零部件或者套筒状的零部件。

该位置调节结构中，透镜套筒95的周侧设有两对安装面914，任意一个安装面914与轴套件99抵接，至少一个安装面914与两个及以上的轴套件99抵接。针对同一对安装面914而言，与其抵接的全部轴套件99沿同一方向移动，也就是说，与其抵接的全部轴套件99的轴向为同一方向。针对两对安装面914而言，与第一对安装面914抵接的轴套件99的移动方向垂直于与第二对安装面914抵接的轴套件99的移动方向，且前述两个移动方向均垂直于竖直方向。简而言之，若视图10的竖直方向为Z轴，则与第一对安装面914抵接的轴套件99和与第二对安装面914抵接的轴套件99分别沿X轴和Y轴移动。

由于轴套件99既与透镜套筒95的安装面914抵接，又与主支座98的调节腔轴孔配合，因此，轴套件99沿其所在的调节腔轴向移动时，可以向透镜套筒95的安装面914施加作用力，令透镜套筒95在主支座98的安装腔内移动或偏转，从而以主支座98为参照物实现调节透镜套筒95的相对位置。

该实施例中，基于轴套件99在调节腔内的移动方向，与透镜套筒95抵接的全部轴套件99的移动可以分为沿X轴移动和沿Y轴移动。可参考图10和图11，以图11的水平方向为图10中的X轴方向。图10和图11提供的示例中，沿X轴移动的轴套件99为三个，两个位于透镜套筒95的右侧，另外一个位于透镜套筒95的左侧。

上述三个轴套件99均向左移动时，则透镜套筒95相对于主支座98向X轴的左侧移动；反之，前述三个轴套件99均向右移动，则透镜套筒95相对于主支座98向X轴的右侧移动。上述过程实现透镜套筒95相对于主支座98的X轴的平移。

上述三个轴套件99中，位于同侧的两个轴套件99若仅其一向左移动，且位于对侧的一个轴套件99向左移动时，则透镜套筒95相对于主支座98绕Z轴实现旋转，转向可定义为第一旋向；反之，前述三个轴套件99中，位于同侧的两个轴套件99若仅其一向右移动，且位于对侧的一个轴套件99向右移动时，则透镜套筒95相对于主支座98绕Z轴实现旋转，转向为第二旋向。前述第一旋向和第二选项互为反向。

同理，沿Y轴移动的多个轴套件99可以令透镜套筒95实现相对于主支座98的Y轴平移和绕Z轴的旋转。

在上述实施例中，针对透镜套筒95的一对安装面914而言，两个轴套件99可以满足透镜套筒95的平移，三个就可以满足透镜套筒95绕Z轴的旋转，因此，对于透镜套筒95而言，仅需其中一个安装面914与两个及以上的轴套件99抵接。可见，在该多光路光机成像设备中，照明组件9利用位于透镜套筒95和主支座98之间的轴套件99实现了透镜套筒95和主支座98的相对位置调节，其结构精简、操作方便快捷，有利于调整透镜94的观测区域内荧光信号强度，保证观测区域内的光照强度均匀，从而提高信噪比。

进一步地，透镜套筒95中至少一对安装面914可设置为斜面。此处斜面定义为法线倾斜向上分布的面。

可参考图11，透镜套筒95的外周设有方形定位凸缘；方形定位凸缘的外周包括首尾衔接的四个安装面914，前述四个安装面914两两相对，用于供位置调节结构中的轴套件99抵接。对于透镜套筒95右侧的安装面914而言，其法线向图11的右上角倾斜；对于透镜套筒95左侧的安装面914而言，其法线向图2的左上角倾斜。因此，在图11所示的多个轴套件99沿X轴移动的前提下，任意一个前述轴套件99施加于安装面914的作用力可以分解得到向下挤压透镜套筒95的分力，此分力有利于配合主支座98对透镜套筒95的支撑作用改善透镜套筒95在Z轴上的定位效果，提高透镜套筒95和主支座98的相对稳定性。

为了实现更好的技术效果，照明组件9的全部轴套件99包括两个弹簧柱塞和多个周侧设有外螺纹的刚性球头柱塞。在此基础上，对于透镜套筒95的两对安装面914而言，任意一对安装面914的一者与一个弹簧柱塞抵接、另一者与刚性球头柱塞抵接。其中，与刚性球头柱塞轴孔配合的调节腔具体为螺纹孔。

如图10所示，透镜套筒95的两对安装面914具体包括均呈平面状的第一安装面9141、第二安装面9142、第三安装面9143和第四安装面。其中，第一安装面9141和第二安装面9142间隔相向，第三安装面9143和第四安装面间隔相向，第一安装面9141和第二安装面9142分别与一个弹簧柱塞抵接，第二安装面9142与两个刚性球头柱塞抵接，第三安装面9143与一个刚性球头柱塞抵接。

更具体的，该照明组件9的弹簧柱塞具体可包括分别与两对安装面中其中一面抵接的第一弹簧柱塞9121和第二弹簧柱塞9122，如图10和图11所示，第一弹簧柱塞9121与第一安装面9141抵接，第二弹簧柱塞9122与第四安装面抵接。该照明组件9的刚性球头柱塞具体可包括分别与两对安装面中另外一面抵接的第一球头柱塞9123、第二球头柱塞9124和第三球头柱塞9125，如图10和图11所示，第一球头柱塞9123和第二球头柱塞9124均与第二安装面9142抵接，第三球头柱塞9125与第三安装面9143抵接。

由于刚性球头柱塞与调节腔螺纹配合，因此，操作人员除了通过旋转刚性球头柱塞实现刚性球头柱塞的轴向移动以外，还可以精确判断刚性球头柱塞的轴向位移量，进而实现判断透镜套筒95沿X轴、Y轴的位移量和绕Z轴的旋转角度。当然，通过螺纹啮合还能够提高刚性球头柱塞和调节腔的定位连接强度，简而言之，当操作人员未操作刚性球头柱塞时，刚性球头柱塞在调节腔的位置不易受外力影响，可有效保证透镜套筒95和主支座98的连接稳定性。

上述示例中，无论是弹簧柱塞还是刚性球头柱塞，均与安装面914点接触。相较于刚性球头柱塞而言，弹簧柱塞沿其轴向具有弹性，因此，针对任意一个弹簧柱塞而言，当其轴向一端固定不动时，其轴向另一端仍然能够借助弹性实现移动。基于弹簧柱塞的前述特点，调整与同一对安装面914所抵接的多个轴套件99时，可以仅调整前述多个轴套件99中的刚性球头柱塞，此时弹簧柱塞自适应地发生弹性变形，满足照明组件9的位移需求。可见，设于弹簧柱塞可以明显简化照明组件9的调节操作，提高操作速度，降低操作难度。

此外，在该多光路光机成像设备中，照明组件9还包括用以沿竖直方向移动的刚性轴套定位件913；刚性轴套定位件913的轴向一端与透镜套筒95固定。

刚性轴套定位件913同样属于轴套类零件，如图10所示的第一紧定螺钉和第二紧定螺钉，用于沿竖直方向即Z轴方向移动，实现透镜套筒95相对于主支座98的俯仰。该刚性轴套定位件913的轴向一端与透镜套筒95相对固定，另一端向透镜套筒95外侧延伸，方便操作人员调整该刚性轴套定位件913沿Z轴方向的位置。

其中，刚性轴套定位件913具体可设置为紧定螺钉。

为了满足透镜套筒95多种角度的俯仰运动，透镜套筒95的周侧设有多个刚性轴套定位件913。调整透镜套筒95的俯仰角度时，操作人员可以单独移动其中一个或多个刚性轴套定位件913。

上述照明装置中，照明件具体可设置为板状的LED93。LED93的上方可设置散热片91，LED93可通过螺钉固定连接散热片91，散热片91通过导向柱92和调节柱97连接于主支座98。

导向柱92插入散热片91的孔内，导向柱92的一端通过第一螺母910锁紧于散热片91的表面，导向柱92的另一端插入主支座98的孔内。调节柱97的一端插入散热片91的孔内并通过第二螺母911锁紧于散热片91，调节柱97的另一端拧入主支座98的螺纹孔内。因此，结合于导向柱92，操作人员可以通过旋转调节柱97可以实现LED93和散热片91一起沿Z轴远离和靠近透镜套筒95和透镜94，调整完毕后利用导向柱定位件915将导向柱92与主支座98锁紧固定。

进一步地，上述透镜套筒95与安装于其内的透镜94和位于其下方的光阑96同轴分布且固定连接，例如可将透镜94、光阑96和透镜套筒95三者胶粘接固，确保调节时透镜94、光阑96随透镜套筒95同步稳定移动。

综上可见，该多光路光机成像设备所采用的照明装置满足了系统对LED93、光阑96、透镜94的准直透镜的相对位置调节，且整个产品的结构紧凑体积小，调整快捷且调整后状态稳定可靠。使用该荧光显微成像系统的照明装置能够保证观测区域内的光效，以便获得合适的荧光信号强度；同时保证观测区域内照明的均匀性，从而使观测区域内的荧光分子或荧光基团获得同等强度的光照，提高信噪比。

装配该多光路光机成像设备时，首先对不同的光学和光电元件合理分组装配，例如将工业相机4、相机支架5、相机安装件等零部件划分为相机组件并装配呈一体，将LED93、准直透镜、光阑96、滤光片、二向色镜、汇聚透镜、散热片91、照明安装件、对焦光源组件13、筒镜7和筒镜支架8等零部件划分为照明组件9并装配呈一体，将物镜11、音圈电机12、音圈电机安装件、物镜座10等零部件划分为调焦组件并装配呈一体。其次利用多自由度调整装置和外部检测装置辅助定位相机组件和照明组件9的筒镜7，实现工业相机4和筒镜7的胶粘固定，并利用多自由度调整装置和外部检测装置辅助定位照明组件9和调焦组件的音圈电机12，实现照明组件9和音圈电机12的胶粘固定，由此完成单个荧光显微成像装置的装配作业。再者，利用多自由度调整装置和外部检测装置辅助定位底座和任一荧光显微成像装置，从而实现全部荧光显微成像装置在底座上的胶粘固定。其中，工业相机4和筒镜7之间设有防尘环6。

上述操作中，多自由度调整装置采用多自由度调整装置连接件01定位连接该多光路光机成像设备的零部件，外部检测装置采用检测装置连接件02定位连接该多光路光机成像设备的零部件。

以上对本发明所提供的多光路光机成像设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多光路光机成像设备，其特征在于，包括底座和若干定位安装于所述底座的荧光显微成像装置；

任一所述荧光显微成像装置具有成像光路，全部所述荧光显微成像装置的全部所述成像光路间隔分布；任一所述荧光显微成像装置包括具有工业相机(4)的相机组件、连接有筒镜(7)的照明组件(9)和具有音圈电机(12)的调焦组件；同一所述荧光显微成像装置中所述相机组件、所述照明组件(9)和所述调焦组件三者相互连接且相邻二者之间设有粘接部；任一所述粘接部包括多个相互吻合嵌套且胶粘固定的榫卯拼接面(20)；同一所述粘接部中任意一对相互胶粘的所述榫卯拼接面(20)与至少一对相互胶粘的另一所述榫卯拼接面(20)相向分布且不垂直；

任一所述荧光显微成像装置和所述底座之间设有三个以上不共线的底座粘接部；任一所述底座粘接部包括粘接爪I、粘接槽I、粘接爪II和粘接槽II；所述粘接爪I和所述粘接槽I分别设于所述底座和所述荧光显微成像装置且采用胶粘剂I粘接固定；所述粘接爪II和粘接槽II分别设于所述底座和所述荧光显微成像装置且采用胶粘剂II粘胶固定；所述胶粘剂I的固化速率大于所述胶粘剂II的固化速率，所述胶粘剂II的粘接强度大于所述胶粘剂I的粘接强度。

2.根据权利要求1所述的多光路光机成像设备，其特征在于，所述粘接槽I为上下贯通的通槽；所述粘接槽II为沉槽；所述胶粘剂I具体为紫外固化光学胶。

3.根据权利要求2所述的多光路光机成像设备，其特征在于，所述粘接爪II自上而下插入所述沉槽内，所述粘接爪II自高度方向的中部向顶部渐缩；所述粘接爪I的顶部与所述粘接爪II的顶部形状不同。

4.根据权利要求1至3任一项所述的多光路光机成像设备，其特征在于，全部所述粘接部包括设于所述相机组件和所述照明组件(9)二者之间的第一粘接部和设于所述调焦组件和所述照明组件(9)二者之间的第二粘接部；

所述第一粘接部中任一所述榫卯拼接面(20)的法线垂直或平行于所述相机组件和所述照明组件(9)的第一拼接方向；

所述第二粘接部中任一所述榫卯拼接面(20)的法线垂直或平行于所述调焦组件和所述照明组件(9)的第二拼接方向。

5.根据权利要求4所述的多光路光机成像设备，其特征在于，所述第一粘接部中任一所述榫卯拼接面(20)的法线垂直于所述第一拼接方向；所述第一粘接部中全部所述榫卯拼接面(20)包括平胶粘面(201)和斜胶粘面(202)；所述平胶粘面(201)平行于第一基准方向或第二基准方向；所述斜胶粘面(202)与所述第一基准方向、所述斜胶粘面(202)与所述第二基准方向均不平行；其中，所述第一基准方向、所述第二基准方向和所述第一拼接方向三者两两垂直。

6.根据权利要求4所述的多光路光机成像设备，其特征在于，所述第二粘接部中任一所述榫卯拼接面(20)的法线平行于所述第二拼接方向；所述第二粘接部中全部所述榫卯拼接面(20)沿所述第二拼接方向间隔分布为多层，且全部所述榫卯拼接面(20)的投影在基准面内交叠重合；所述基准面与所述第二拼接方向垂直。

7.根据权利要求5所述的多光路光机成像设备，其特征在于，所述音圈电机(12)的端部和所述照明组件(9)的端部均设有呈链牙状的榫头部和榫眼部。

8.根据权利要求1至3任一项所述的多光路光机成像设备，其特征在于，所述照明组件(9)包括照明件、透镜套筒(95)、主支座(98)和多个设于所述透镜套筒(95)和所述主支座(98)之间的轴套件(99)；

所述照明件设于所述透镜套筒(95)内的透镜(94)的上方；

所述主支座(98)设有用以容纳且向上支撑所述透镜套筒(95)的安装腔和多个用以供全部所述轴套件(99)一一对应实现轴向移动和定位的调节腔；所述透镜套筒(95)的周侧设有两对安装面(914)；任一所述安装面(914)与所述轴套件(99)抵接；至少一个所述安装面(914)与两个及以上的所述轴套件(99)抵接；与同一对所述安装面(914)抵接的全部所述轴套件(99)沿同一方向移动，与两对所述安装面(914)抵接的所述轴套件(99)的移动方向相互垂直且均垂直于竖直方向。

9.根据权利要求8所述的多光路光机成像设备，其特征在于，全部所述轴套件(99)包括两个弹簧柱塞和多个周侧设有外螺纹的刚性球头柱塞；任意一对所述安装面(914)的一者与一个所述弹簧柱塞抵接、另一者与所述刚性球头柱塞抵接；与所述刚性球头柱塞轴孔配合的所述调节腔具体为螺纹孔。

10.根据权利要求8所述的多光路光机成像设备，其特征在于，还包括用以沿竖直方向移动的刚性轴套定位件(913)；所述刚性轴套定位件(913)的轴向一端与所述透镜套筒(95)相对固定。

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