專(zhuān)利名稱(chēng)：為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種點(diǎn)光源，尤其涉及一種適用于CXD (或CMOS)與鏡頭組成的面陣攝像系統(tǒng)拍攝微弱光信號(hào)，視野范圍為一閉光小區(qū)域，對(duì)拍攝的圖像數(shù)據(jù)精度要求較高， 需要對(duì)攝像系統(tǒng)的非均勻性進(jìn)行矯正場(chǎng)所的為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源。
背景技術(shù)：
[0002]生物芯片閱讀儀通過(guò)面陣攝像系統(tǒng)獲取生物芯片的亮度信息，生物芯片具有一定的面積，假如生物芯片上，每個(gè)孔放置的樣品完全相同，由于處在視野的不同位置，拍攝出來(lái)的圖像上的亮度會(huì)不同，一般離中心越遠(yuǎn)，亮度越低。生物芯片上的微弱光信號(hào)，需要精確測(cè)量，攝像系統(tǒng)的非均勻性問(wèn)題是必須解決的。[0003]攝像系統(tǒng)的非均勻性主要是鏡頭引起的，非均勻性是鏡頭固有的問(wèn)題。通常非均勻性的矯正基于兩種光源點(diǎn)光源和面光源。面光源一次性獲取非均勻性數(shù)據(jù)，因?yàn)樗俣瓤欤鞘走x，但到目前為止，由于很多問(wèn)題沒(méi)有解決，致使面光源得不到應(yīng)用。理想的面光源是絕對(duì)的均勻的，但事實(shí)上很難做到的，那么就存在對(duì)面光源自身的非均勻性進(jìn)行標(biāo)定的問(wèn)題，用什么設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定？而點(diǎn)光源就不存在這個(gè)問(wèn)題。[0004]能公開(kāi)查到的此種用途的矯正方法和點(diǎn)光源并沒(méi)有。而目前我們使用的點(diǎn)光源存在諸多缺陷整塊PCB板上有48個(gè)插孔，把一個(gè)LED依次插到48個(gè)位置(含中心孔共49個(gè)位置)，來(lái)測(cè)量48個(gè)位置的非均勻性系數(shù)。此方法很難保證LED每次發(fā)光是否相同，也就無(wú)法保證系數(shù)的可靠性。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種適用于CXD (或CMOS)與鏡頭組成的面陣攝像系統(tǒng)拍攝微弱光信號(hào)，視野范圍為一閉光小區(qū)域，對(duì)拍攝的圖像數(shù)據(jù)精度要求較高，需要對(duì)攝像系統(tǒng)的非均勻性進(jìn)行矯正場(chǎng)所的為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè) 計(jì)的點(diǎn)光源。[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源，所述點(diǎn)光源包括點(diǎn)光源本體和與點(diǎn)光源本體配套使用的定位模板，所述點(diǎn)光源本體包括LED燈、黑色套環(huán)、黑色套筒、套蓋、電源、PCB板，所述LED 燈采用黑色的套筒套住，LED燈固定在PCB板上，在PCB板上，用膠水固定黑色套環(huán)，所述套筒插在套環(huán)里，所述套筒內(nèi)依次放置對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行衰減的中性衰減片和中性擴(kuò)散板，所述中性衰減片靠近LED，所述中性擴(kuò)散板蓋在中性衰減片上，最后蓋上套蓋，整個(gè)點(diǎn)光源采用電源供電，所述電源也固定在PCB板上；所述定位模板為一個(gè)印有定位格子的不易變形的不銹鋼薄板。[0007]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述點(diǎn)光源本體還包括使LED燈穩(wěn)流工作的低壓差線性穩(wěn)壓器、調(diào)節(jié)光強(qiáng)的精密電位器、微型撥碼開(kāi)關(guān)及固定限流電阻和主電路限流電阻。[0008]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述電源為電壓不低于6V短干電池。[0009]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述電池尺寸要求直徑不大于13mm，高不大于 25. 2mm0[0010]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述定位模板上的定位格子分為兩組，分別為四行六列的正方形的格子，在定位模板的中央還設(shè)置有中心定位格子，定位模板上下完全對(duì)稱(chēng)。[0011]本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型提供的為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型首先上電采用大電流預(yù)熱I分鐘， 使LED光強(qiáng)到達(dá)穩(wěn)定值的時(shí)間很短；采用低壓差線性穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，光強(qiáng)穩(wěn)定性很好；穩(wěn)定性好，是同一個(gè)光源移動(dòng)到區(qū)域的各個(gè)位置，能確保閱讀儀每次拍攝到的是同一個(gè)光強(qiáng)，矯正出來(lái)的系數(shù)可靠。點(diǎn)光源本體體積較小，LED位置的巧妙放置，配合使用上下完全對(duì)稱(chēng)的定位模板，使點(diǎn)光源能快速、便捷的被移到各個(gè)指定位置。


[0012]圖I為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源本體的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖2為本實(shí)用新型的視野分割圖示意圖。圖3為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源結(jié)構(gòu)圖。[0015]圖4為本實(shí)用新型的定位模板圖。[0016]圖5為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源與模板配合圖。[0017]圖6為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源在視野中的位置示意圖。[0018]圖7為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源倒過(guò)來(lái)與模板組合示意圖。[0019]圖8為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源倒過(guò)來(lái)在視野中的位置示意圖。[0020]圖9為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源正向在中心位置示意圖。[0021]圖10為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源在視野中心位置示意圖。
具體實(shí)施方式
[0022]
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。[0023]圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示本實(shí)用新型包括點(diǎn)光源本體100 和與點(diǎn)光源本體配套使用的定位模板200，所述點(diǎn)光源本體100包括LED燈I、黑色套環(huán)2、 黑色套筒3、套蓋4、電源5，所述LED燈I采用黑色套筒3套住，點(diǎn)光源本體100固定在PCB 板6上，在PCB板6上，用膠水固定黑色套環(huán)2，所述套筒3插在套環(huán)2里，所述套筒3內(nèi)依次放置對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行衰減的中性衰減片7和中性擴(kuò)散板8，所述中性衰減片7靠近LED燈1， 所述中性擴(kuò)散板8蓋在中性衰減片7上，最后蓋上套蓋4，整個(gè)點(diǎn)光源采用電源5供電，所述電源5也固定在PCB板6上；所述定位模板200為一個(gè)印有定位格子的不易變形的不銹鋼薄板。[0024]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述點(diǎn)光源本體100還包括使LED燈I穩(wěn)流工作的低壓差線性穩(wěn)壓器，調(diào)節(jié)光強(qiáng)的精密電位器、微型撥碼開(kāi)關(guān)及貼片電阻。[0025]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述電源3為6V短干電池。[0026]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述電池型號(hào)為4LR44，直徑為13mm，高為 25. 2mm0[0027]在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例子中，所述定位模板200上的定位格子分為兩組，分別為四行六列的正方形的格子，在定位模板200的中央還設(shè)置有中心定位格子。[0028]以下是一個(gè)具體的實(shí)施例子[0029]點(diǎn)光源尺寸要求閱讀儀樣品臺(tái)的尺寸為85*72mm。樣品臺(tái)上將整個(gè)視野范圍中心72*54_ (生物芯片閱讀儀的被測(cè)物-生物芯片就是這個(gè)尺寸)的區(qū)域細(xì)分為若干個(gè)區(qū)域，如圖1，劃分為6*8=48個(gè)區(qū)域(每個(gè)區(qū)域的尺寸是9*9mm)，為了使點(diǎn)光源的能在這48 個(gè)位置以及中心位置都能移到，其尺寸必不能超過(guò)53*27mm，所以對(duì)器件的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要 求都很高。體積最大的器件是電池，選用短干電池(型號(hào)為4LR44，6V，直徑13mm，高 25. 2mm)。開(kāi)關(guān)采用微型貼片撥碼開(kāi)關(guān)，電阻采用貼片電阻。[0030]圖3為本實(shí)用新型的點(diǎn)光源結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示圖中標(biāo)注11為撥碼開(kāi)關(guān)，標(biāo)注 10為低壓差線性穩(wěn)壓器，標(biāo)注9為濾波電容，標(biāo)注12為精密電位器，標(biāo)注13為固定限流電阻，標(biāo)注14為主電路限流電阻。[0031]燈的設(shè)計(jì)因?yàn)槭欠謪^(qū)域進(jìn)行點(diǎn)矯正，光斑要求盡量小。為得到減小光斑面積，LED 處，采用黑色套筒套住LED，為了固定此套筒，PCB板上，用膠水固定黑色套環(huán)，套筒插在套環(huán)里，緊密配合。為了對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行衰減，套筒內(nèi)，依次放置中性衰減片、擴(kuò)散板。衰減片放下方，靠近LED，光線在衰減片內(nèi)沒(méi)有任何擴(kuò)散，所以通過(guò)衰減片后的光斑保持LED原有燈芯形狀，衰減效果很好。由于此時(shí)的光斑保持原有燈芯的形狀，光斑上亮暗不均，這樣拍攝出來(lái)的灰度值，穩(wěn)定性不夠好，在衰減片上，再蓋一個(gè)中性擴(kuò)散板，光線在擴(kuò)散板內(nèi)擴(kuò)散后，出來(lái)的光斑很均勻，圖像灰度值穩(wěn)定性好。[0032]對(duì)光強(qiáng)衰減的原因是，LED本身發(fā)光的亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了閱讀儀的測(cè)量范圍，而且， LED要達(dá)到一定亮度(即電流達(dá)到一定值時(shí))，光強(qiáng)才能穩(wěn)定。衰減片透過(guò)率為1%，擴(kuò)散板的透過(guò)率為2%。[0033]光強(qiáng)穩(wěn)定性的解決作為測(cè)量工具，穩(wěn)定是前提。要LED發(fā)光穩(wěn)定，也即通過(guò)的電流要穩(wěn)定。上電方法同時(shí)打開(kāi)PCB板上的撥碼開(kāi)關(guān)的第I位和第4位，采用大電流供電(約5.3mA),使LED充分預(yù)熱，I分后，關(guān)掉撥碼開(kāi)關(guān)的第4位，此時(shí)電流約O. 35mA,采用3. 3V低壓差線性穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，控制LED穩(wěn)流工作。工作前大電流預(yù)熱，大大降低了 LED穩(wěn)定所需的時(shí)間，如果沒(méi)有此預(yù)熱電路，LED發(fā)光會(huì)從較低的亮度慢慢上升，到亮度穩(wěn)定，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。通過(guò)調(diào)節(jié)PCB板上精密電位器來(lái)控制LED亮度，確保其亮度在閱讀儀的測(cè)量范圍內(nèi)。[0034]定位模板的設(shè)計(jì)見(jiàn)圖4。模板大小與樣品臺(tái)(即視野范圍)大小相同。模板上每個(gè)小格子的尺寸是9*9_，這個(gè)尺寸跟前面區(qū)域分割對(duì)應(yīng)。模板與光源的尺寸配合見(jiàn)圖5， 如圖5放置時(shí)，點(diǎn)光源在視野中的實(shí)際位置見(jiàn)圖6。也就是說(shuō)，將光源左上角與定位模板上 “H1”小格子的左上角對(duì)齊時(shí)，LED光斑(中心圓點(diǎn))即在視野的“H1”中心位置。[0035]48個(gè)位置的定位方法都是如此。模板上下對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，E到H行，光源正放，A到D 行，光源需倒過(guò)來(lái)放置，見(jiàn)圖7，圖8，倒過(guò)來(lái)后，是光源左下角與每個(gè)小格子邊緣的左小角對(duì)齊。將光源上邊緣與模板中心定位格子的上邊框?qū)R放置，LED光斑即在視野的中心位置，見(jiàn)圖9，10。由于模板上下完全對(duì)稱(chēng)，光源倒過(guò)來(lái)時(shí)，同樣可以將光源與模板中心定位格子的下邊框?qū)R，LED光斑也會(huì)在視野的中心位置。從這些移動(dòng)的位置圖上可以看出，點(diǎn)光源的長(zhǎng)度尺寸，受限于放置到中心位置，寬度尺寸，受限于放置到左右兩列(第I和第6列) 位置。本設(shè)計(jì)已經(jīng)把尺寸用到了允許的最大值。[0036]本實(shí)用新型首先上電采用大電流預(yù)熱I分鐘，使LED光強(qiáng)到達(dá)穩(wěn)定值的時(shí)間很短； 采用低壓差線性穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，光強(qiáng)穩(wěn)定性很好；穩(wěn)定性好，是同一個(gè)光源移動(dòng)到區(qū)域的各個(gè)位置，能確保閱讀儀每次拍攝到的是同一個(gè)光強(qiáng)，矯 正出來(lái)的系數(shù)可靠。點(diǎn)光源本體體積較小，LED位置的巧妙放置，配合使用上下完全對(duì)稱(chēng)的定位模板，使點(diǎn)光源能快速、便捷的被移到各個(gè)指定位置。[0037]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征以及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源，其特征在于所述點(diǎn)光源包括點(diǎn)光源本體(100)和與點(diǎn)光源本體配套使用的定位模板(200)，所述點(diǎn)光源本體 (100)包括LED燈(I)、黑色套環(huán)(2)、黑色套筒(3)、套蓋(4)、電源(5)、PCB板(6)，所述LED 燈(I)采用黑色套筒(3)套住，LED燈(I)固定在PCB板(6)上，在PCB板(6)上，用膠水固定黑色套環(huán)(2 )，所述套筒(3 )插在套環(huán)(2 )里，所述套筒(3 )內(nèi)依次放置對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行衰減的中性衰減片(7 )和中性擴(kuò)散板(8 )，所述中性衰減片(7 )靠近LED (I)，所述中性擴(kuò)散板(8 ) 蓋在中性衰減片(7)上，最后蓋上套蓋(4)，整個(gè)點(diǎn)光源采用電源(5)供電，所述電源(5)也固定在PCB板(6)上；所述定位模板(200)為一個(gè)印有定位格子的不易變形的不銹鋼薄板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源，其特征在于所述點(diǎn)光源本體(100)還包括使LED燈(I)穩(wěn)流工作的低壓差線性穩(wěn)壓器(10)、 調(diào)節(jié)光強(qiáng)的精密電位器(12)、微型撥碼開(kāi)關(guān)(11)及固定限流電阻(13)和主電路限流電阻 (14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源，其特征在于所述電源(3 )為電壓不低于6V短干電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源，其特征在于所述電池尺寸要求直徑不大于13mm,高不大于25. 2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源，其特征在于所述定位模板(200)上的定位格子分為兩組，分別為四行六列的正方形的格子，在定位模板(200)的中央還設(shè)置有中心定位格子，定位模板(200)上下完全對(duì)稱(chēng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種為生物芯片閱讀儀進(jìn)行非均勻性矯正而設(shè)計(jì)的點(diǎn)光源，包括點(diǎn)光源本體和與點(diǎn)光源本體配套使用的定位模板，點(diǎn)光源本體包括LED燈、黑色套環(huán)、黑色套筒、套蓋、電源、PCB板，LED燈采用黑色套筒套住，LED燈固定在PCB板上，在PCB板上，用膠水固定黑色套環(huán)，套筒插在套環(huán)里，套筒內(nèi)依次放置對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行衰減的中性衰減片和中性擴(kuò)散板，中性衰減片靠近LED，中性擴(kuò)散板蓋在中性衰減片上，最后蓋上套蓋。定位模板為一個(gè)印有上下完全對(duì)稱(chēng)定位格子的不易變形的不銹鋼薄板。本實(shí)用新型使LED光強(qiáng)到達(dá)穩(wěn)定值的時(shí)間很短；同時(shí)穩(wěn)定性很好,能確保閱讀儀每次拍攝到的是同一個(gè)光強(qiáng)，矯正出來(lái)的系數(shù)可靠。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK202791748SQ20122043196
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者張香琴, 夏龔杰, 黃平, 陳毅, 許穎原, 姚涌 申請(qǐng)人:上海銘源數(shù)康生物芯片有限公司