基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)有采集圖像信息的相機(jī),所述相機(jī)經(jīng)透鏡和電子物鏡將采集的圖像信息輸送至PC,所述PC經(jīng)調(diào)焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出調(diào)焦信號(hào)至電子物鏡,所述的相機(jī)至少設(shè)有兩個(gè),所述電子物鏡經(jīng)分束器將圖形信息輸送至不同的相機(jī),順序控制器輸出啟動(dòng)信號(hào)至每個(gè)所述的相機(jī)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)多個(gè)相機(jī)配合采集圖像,能夠獲得高速顯微圖像采集,不僅降低了設(shè)備成本,也使得設(shè)備采集的精度和速度更高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及高速顯微圖像采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)速度節(jié)拍是一個(gè)重要的性能指標(biāo),常規(guī)的顯微檢測(cè)光學(xué)頭由一個(gè)照明裝置,一個(gè)物鏡,一個(gè)筒鏡和一個(gè)圖像傳感器(或相機(jī))組成。為了達(dá)到高速圖像采集,通常的做法是增加光學(xué)頭的個(gè)數(shù)。但這種做法有可能會(huì)受到成本限制,因?yàn)楦咝实恼彰飨到y(tǒng),高分辨率的物鏡和所配備的調(diào)焦系統(tǒng)價(jià)格高昂。另外,被檢測(cè)的物體也可能沒(méi)有空間來(lái)放置多個(gè)光學(xué)頭。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、采集精度高、制造成本低的高速顯微圖像采集系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)有采集圖像信息的相機(jī),所述相機(jī)經(jīng)透鏡和電子物鏡將采集的圖像信息輸送至PC,所述PC經(jīng)調(diào)焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出調(diào)焦信號(hào)至電子物鏡,所述的相機(jī)至少設(shè)有兩個(gè),所述電子物鏡經(jīng)分束器將圖形信息輸送至不同的相機(jī),順序控制器輸出啟動(dòng)信號(hào)至每個(gè)所述的相機(jī)。
[0005]所述的相機(jī)配有閃光燈,所述順序控制器輸出啟動(dòng)信號(hào)至閃光燈。
[0006]所述的相機(jī)設(shè)有四個(gè),且每個(gè)相機(jī)配有獨(dú)立的透鏡,每?jī)蓚€(gè)相機(jī)及其透鏡經(jīng)一個(gè)第一級(jí)分束器構(gòu)成連接第二級(jí)分束器的光通路,所述第二級(jí)分束器與閃光燈光線輸出端經(jīng)第三分束器構(gòu)成連接電子物鏡的光通路。
[0007]所述的相機(jī)設(shè)有四個(gè),每?jī)蓚€(gè)相機(jī)經(jīng)一個(gè)第一級(jí)分束器構(gòu)成連接第二級(jí)分束器的光通路,第二級(jí)分束器與第三分束器之間設(shè)有透鏡,所述第二級(jí)分束器與閃光燈光線輸出端經(jīng)第三分束器構(gòu)成連接電子物鏡的光通路。
[0008]所述相機(jī)包括但不限于面陣CM0S、(XD、InGaAs、單色或者彩色相機(jī)。
[0009]所述閃光燈包括但不限于氙燈,激光,LED,鹵素?zé)艋虻入x子體光源。
[0010]所述閃光燈波長(zhǎng)范圍包括紅外,可見(jiàn)光,紫外,深紫外。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)多個(gè)相機(jī)配合采集圖像,能夠獲得高速顯微圖像采集,不僅降低了設(shè)備成本,也使得設(shè)備采集的精度和速度更高。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0013]圖1為實(shí)施例1高速顯微圖像采集系統(tǒng)示意圖;
[0014]圖2為實(shí)施例2高速顯微圖像采集系統(tǒng)示意圖;
[0015]圖3為照明和各相機(jī)快門(mén)的時(shí)序控制圖;
[0016]圖4為各相機(jī)在勻速掃描中采集的圖像位置;
[0017]上述圖中的標(biāo)記均為:1、PC; 2、調(diào)焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu);3、順序控制器;4、相機(jī);5、透鏡;6、閃光燈;7、電子物鏡;8、分束器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng)設(shè)有采集圖像信息的相機(jī)4(圖像傳感器),相機(jī)4包括但不限于面陣CMOS、CCD、InGaAs、單色或者彩色相機(jī)4。
[0019]相機(jī)4經(jīng)透鏡5和電子物鏡7將采集的圖像信息輸送至PCl,任何采集的圖像信息傳送到PCl 的接口和協(xié)議,包括但不限于USB3,IEEE-1394,GigE,Camera-1 ink,CoaXPress,或者PClet3PCl經(jīng)調(diào)焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2輸出調(diào)焦信號(hào)至電子物鏡7,為了提高相機(jī)4采集速率,相機(jī)4至少設(shè)有兩個(gè),電子物鏡7經(jīng)分束器8將圖形信息輸送至不同的相機(jī)4,順序控制器3輸出啟動(dòng)信號(hào)至每個(gè)相機(jī)4,控制每個(gè)相機(jī)4逐一采集圖像信息,此外,相機(jī)4配有閃光燈6,順序控制器3同時(shí)輸出啟動(dòng)信號(hào)至閃光燈6,配合相機(jī)4采集圖像信息。閃光燈6包括但不限于氙燈,激光,LED,鹵素?zé)艋虻入x子體光源。閃光燈6波長(zhǎng)范圍包括紅外,可見(jiàn)光,紫外,深紫外。
[0020]如果一個(gè)相機(jī)4的幀率是600幅/s.通過(guò)一個(gè)4個(gè)相機(jī)4的分時(shí)采集系統(tǒng)就能得到4x600幅/s = 2400幅/s的圖像。
[0021]若采用USB3的圖像采集接口,目前在市場(chǎng)上能買(mǎi)到的最快的相機(jī)4的數(shù)據(jù)采集和傳輸率大約是350MB/S。運(yùn)用該實(shí)用新型的圖像分時(shí)采集技術(shù),用四個(gè)相機(jī)4,整體的圖像采集速率則可達(dá)到1.4GB/s.這將是在目前(2016年)全世界范圍內(nèi)單個(gè)PCl不用圖像采集卡能達(dá)到的最快的圖像采集速率。
[0022]若采用CoaXPress的圖像采集接口,目前在市場(chǎng)上能買(mǎi)到的最快的相機(jī)4的數(shù)據(jù)采集和傳輸率大約是2.2GB/s。運(yùn)用該實(shí)用新型的圖像分時(shí)采集技術(shù),用四個(gè)相機(jī)4,整體的圖像采集速率則可達(dá)到8.8GB/s。
[0023]基于相機(jī)4的設(shè)置,可以存在以下兩個(gè)實(shí)施例:
[0024]實(shí)施例1一個(gè)物鏡配多個(gè)筒鏡和相機(jī)4,如圖1所示,相機(jī)4設(shè)有四個(gè),且每個(gè)相機(jī)4配有獨(dú)立的透鏡5,每?jī)蓚€(gè)相機(jī)4及其透鏡5經(jīng)一個(gè)第一級(jí)分束器8構(gòu)成連接第二級(jí)分束器8的光通路,第二級(jí)分束器8與閃光燈6光線輸出端經(jīng)第三分束器8構(gòu)成連接電子物鏡7的光通路。即在成像光路的平行光部分,通過(guò)分束器8把成像光束一分為二,然后二分為四,每一個(gè)相機(jī)4有各自的透鏡5。
[0025]實(shí)施例2—個(gè)筒鏡配有多個(gè)相機(jī)4接口,如圖2所示,相機(jī)4設(shè)有四個(gè),每?jī)蓚€(gè)相機(jī)4經(jīng)一個(gè)第一級(jí)分束器8構(gòu)成連接第二級(jí)分束器8的光通路,第二級(jí)分束器8與第三分束器8之間設(shè)有透鏡5,第二級(jí)分束器8與閃光燈6光線輸出端經(jīng)第三分束器8構(gòu)成連接電子物鏡7的光通路。即在成像光路的平行光部分,通過(guò)分束器8把成像光束一分為二,然后二分為四,每一個(gè)相機(jī)4共用一個(gè)透鏡5。
[0026]基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng)的采集方法,如圖3、4所示,每個(gè)相機(jī)4逐一采集圖像信息,所有相機(jī)4均拍攝完一次計(jì)為一個(gè)周期,一個(gè)周期完成后循環(huán)進(jìn)入下一個(gè)周期采集,且每次每個(gè)相機(jī)4采集時(shí)閃光燈6同時(shí)啟動(dòng)閃爍一次,PCl按照相機(jī)4拍攝時(shí)間順序?qū)⒚總€(gè)相機(jī)4所采集的圖像信息存儲(chǔ),相機(jī)4的成像照明方式包括但不限于亮場(chǎng),暗場(chǎng),離軸照明。假若所有相機(jī)4同時(shí)打開(kāi)快門(mén),曝光時(shí)間長(zhǎng)短也一樣的話,所有相機(jī)4所接受到的成像信息是一致的。在一個(gè)掃描式的檢測(cè)系統(tǒng)里,我們勻速地移動(dòng)(方向垂直于光軸)被檢測(cè)物體,在每一幅圖像的位置打開(kāi)閃光燈6,相機(jī)4的觸發(fā)則是輪流進(jìn)行。這樣我們就可以得到一個(gè)分時(shí)的圖像采集系統(tǒng)。
[0027]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述,顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制,只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn),或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的,均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)有采集圖像信息的相機(jī),所述相機(jī)經(jīng)透鏡和電子物鏡將采集的圖像信息輸送至PC,所述PC經(jīng)調(diào)焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出調(diào)焦信號(hào)至電子物鏡,其特征在于:所述的相機(jī)至少設(shè)有兩個(gè),所述電子物鏡經(jīng)分束器將圖形信息輸送至不同的相機(jī),順序控制器輸出啟動(dòng)信號(hào)至每個(gè)所述的相機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),其特征在于:所述的相機(jī)配有閃光燈,所述順序控制器輸出啟動(dòng)信號(hào)至閃光燈。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),其特征在于:所述的相機(jī)設(shè)有四個(gè),且每個(gè)相機(jī)配有獨(dú)立的透鏡,每?jī)蓚€(gè)相機(jī)及其透鏡經(jīng)一個(gè)第一級(jí)分束器構(gòu)成連接第二級(jí)分束器的光通路,所述第二級(jí)分束器與閃光燈光線輸出端經(jīng)第三分束器構(gòu)成連接電子物鏡的光通路。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),其特征在于:所述的相機(jī)設(shè)有四個(gè),每?jī)蓚€(gè)相機(jī)經(jīng)一個(gè)第一級(jí)分束器構(gòu)成連接第二級(jí)分束器的光通路,第二級(jí)分束器與第三分束器之間設(shè)有透鏡,所述第二級(jí)分束器與閃光燈光線輸出端經(jīng)第三分束器構(gòu)成連接電子物鏡的光通路。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),其特征在于:所述相機(jī)包括但不限于面陣CMOS、(XD、InGaAs、單色或者彩色相機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),其特征在于:所述閃光燈包括但不限于氙燈,激光,LED,鹵素?zé)艋虻入x子體光源。7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于分時(shí)控制的高速顯微圖像采集系統(tǒng),其特征在于:所述閃光燈波長(zhǎng)范圍包括紅外,可見(jiàn)光,紫外,深紫外。
【文檔編號(hào)】G01N21/01GK205620293SQ201620190821
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】伍祥辰
【申請(qǐng)人】伍祥辰