为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源的制作方法

专利名称：为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源的制作方法
技术领域：
为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源技术领域[0001]本实用新型涉及一种点光源，尤其涉及一种适用于CXD (或CMOS)与镜头组成的面阵摄像系统拍摄微弱光信号，视野范围为一闭光小区域，对拍摄的图像数据精度要求较高， 需要对摄像系统的非均匀性进行矫正场所的为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源。
背景技术：
[0002]生物芯片阅读仪通过面阵摄像系统获取生物芯片的亮度信息，生物芯片具有一定的面积，假如生物芯片上，每个孔放置的样品完全相同，由于处在视野的不同位置，拍摄出来的图像上的亮度会不同，一般离中心越远，亮度越低。生物芯片上的微弱光信号，需要精确测量，摄像系统的非均匀性问题是必须解决的。[0003]摄像系统的非均匀性主要是镜头引起的，非均匀性是镜头固有的问题。通常非均匀性的矫正基于两种光源点光源和面光源。面光源一次性获取非均匀性数据，因为速度快，是首选，但到目前为止，由于很多问题没有解决，致使面光源得不到应用。理想的面光源是绝对的均匀的，但事实上很难做到的，那么就存在对面光源自身的非均匀性进行标定的问题，用什么设备进行标定？而点光源就不存在这个问题。[0004]能公开查到的此种用途的矫正方法和点光源并没有。而目前我们使用的点光源存在诸多缺陷整块PCB板上有48个插孔，把一个LED依次插到48个位置(含中心孔共49个位置)，来测量48个位置的非均匀性系数。此方法很难保证LED每次发光是否相同，也就无法保证系数的可靠性。实用新型内容[0005]针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种适用于CXD (或CMOS)与镜头组成的面阵摄像系统拍摄微弱光信号，视野范围为一闭光小区域，对拍摄的图像数据精度要求较高，需要对摄像系统的非均匀性进行矫正场所的为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设 计的点光源。[0006]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源，所述点光源包括点光源本体和与点光源本体配套使用的定位模板，所述点光源本体包括LED灯、黑色套环、黑色套筒、套盖、电源、PCB板，所述LED 灯采用黑色的套筒套住，LED灯固定在PCB板上，在PCB板上，用胶水固定黑色套环，所述套筒插在套环里，所述套筒内依次放置对光强进行衰减的中性衰减片和中性扩散板，所述中性衰减片靠近LED，所述中性扩散板盖在中性衰减片上，最后盖上套盖，整个点光源采用电源供电，所述电源也固定在PCB板上；所述定位模板为一个印有定位格子的不易变形的不锈钢薄板。[0007]在本实用新型的具体实施例子中，所述点光源本体还包括使LED灯稳流工作的低压差线性稳压器、调节光强的精密电位器、微型拨码开关及固定限流电阻和主电路限流电阻。[0008]在本实用新型的具体实施例子中，所述电源为电压不低于6V短干电池。[0009]在本实用新型的具体实施例子中，所述电池尺寸要求直径不大于13mm，高不大于 25. 2mm0[0010]在本实用新型的具体实施例子中，所述定位模板上的定位格子分为两组，分别为四行六列的正方形的格子，在定位模板的中央还设置有中心定位格子，定位模板上下完全对称。[0011]本实用新型的积极进步效果在于本实用新型提供的为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源具有以下优点本实用新型首先上电采用大电流预热I分钟， 使LED光强到达稳定值的时间很短；采用低压差线性稳压器稳压，光强稳定性很好；稳定性好，是同一个光源移动到区域的各个位置，能确保阅读仪每次拍摄到的是同一个光强，矫正出来的系数可靠。点光源本体体积较小，LED位置的巧妙放置，配合使用上下完全对称的定位模板，使点光源能快速、便捷的被移到各个指定位置。


[0012]图I为本实用新型的点光源本体的结构示意图。[0013]图2为本实用新型的视野分割图示意图。图3为本实用新型的点光源结构图。[0015]图4为本实用新型的定位模板图。[0016]图5为本实用新型的点光源与模板配合图。[0017]图6为本实用新型的点光源在视野中的位置示意图。[0018]图7为本实用新型的点光源倒过来与模板组合示意图。[0019]图8为本实用新型的点光源倒过来在视野中的位置示意图。[0020]图9为本实用新型的点光源正向在中心位置示意图。[0021]图10为本实用新型的点光源在视野中心位置示意图。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。[0023]图I为本实用新型的结构示意图。如图I所示本实用新型包括点光源本体100 和与点光源本体配套使用的定位模板200，所述点光源本体100包括LED灯I、黑色套环2、 黑色套筒3、套盖4、电源5，所述LED灯I采用黑色套筒3套住，点光源本体100固定在PCB 板6上，在PCB板6上，用胶水固定黑色套环2，所述套筒3插在套环2里，所述套筒3内依次放置对光强进行衰减的中性衰减片7和中性扩散板8，所述中性衰减片7靠近LED灯1， 所述中性扩散板8盖在中性衰减片7上，最后盖上套盖4，整个点光源采用电源5供电，所述电源5也固定在PCB板6上；所述定位模板200为一个印有定位格子的不易变形的不锈钢薄板。[0024]在本实用新型的具体实施例子中，所述点光源本体100还包括使LED灯I稳流工作的低压差线性稳压器，调节光强的精密电位器、微型拨码开关及贴片电阻。[0025]在本实用新型的具体实施例子中，所述电源3为6V短干电池。[0026]在本实用新型的具体实施例子中，所述电池型号为4LR44，直径为13mm，高为 25. 2mm0[0027]在本实用新型的具体实施例子中，所述定位模板200上的定位格子分为两组，分别为四行六列的正方形的格子，在定位模板200的中央还设置有中心定位格子。[0028]以下是一个具体的实施例子[0029]点光源尺寸要求阅读仪样品台的尺寸为85*72mm。样品台上将整个视野范围中心72*54_ (生物芯片阅读仪的被测物-生物芯片就是这个尺寸)的区域细分为若干个区域，如图1，划分为6*8=48个区域(每个区域的尺寸是9*9mm)，为了使点光源的能在这48 个位置以及中心位置都能移到，其尺寸必不能超过53*27mm，所以对器件的选择、结构的设计要 求都很高。体积最大的器件是电池，选用短干电池(型号为4LR44，6V，直径13mm，高 25. 2mm)。开关采用微型贴片拨码开关，电阻采用贴片电阻。[0030]图3为本实用新型的点光源结构图。如图3所示图中标注11为拨码开关，标注 10为低压差线性稳压器，标注9为滤波电容，标注12为精密电位器，标注13为固定限流电阻，标注14为主电路限流电阻。[0031]灯的设计因为是分区域进行点矫正，光斑要求尽量小。为得到减小光斑面积，LED 处，采用黑色套筒套住LED，为了固定此套筒，PCB板上，用胶水固定黑色套环，套筒插在套环里，紧密配合。为了对光强进行衰减，套筒内，依次放置中性衰减片、扩散板。衰减片放下方，靠近LED，光线在衰减片内没有任何扩散，所以通过衰减片后的光斑保持LED原有灯芯形状，衰减效果很好。由于此时的光斑保持原有灯芯的形状，光斑上亮暗不均，这样拍摄出来的灰度值，稳定性不够好，在衰减片上，再盖一个中性扩散板，光线在扩散板内扩散后，出来的光斑很均匀，图像灰度值稳定性好。[0032]对光强衰减的原因是，LED本身发光的亮度远远超出了阅读仪的测量范围，而且， LED要达到一定亮度(即电流达到一定值时)，光强才能稳定。衰减片透过率为1%，扩散板的透过率为2%。[0033]光强稳定性的解决作为测量工具，稳定是前提。要LED发光稳定，也即通过的电流要稳定。上电方法同时打开PCB板上的拨码开关的第I位和第4位，采用大电流供电(约5.3mA),使LED充分预热，I分后，关掉拨码开关的第4位，此时电流约O. 35mA,采用3. 3V低压差线性稳压器稳压，控制LED稳流工作。工作前大电流预热，大大降低了 LED稳定所需的时间，如果没有此预热电路，LED发光会从较低的亮度慢慢上升，到亮度稳定，时间长达2小时。通过调节PCB板上精密电位器来控制LED亮度，确保其亮度在阅读仪的测量范围内。[0034]定位模板的设计见图4。模板大小与样品台(即视野范围)大小相同。模板上每个小格子的尺寸是9*9_，这个尺寸跟前面区域分割对应。模板与光源的尺寸配合见图5， 如图5放置时，点光源在视野中的实际位置见图6。也就是说，将光源左上角与定位模板上 “H1”小格子的左上角对齐时，LED光斑(中心圆点)即在视野的“H1”中心位置。[0035]48个位置的定位方法都是如此。模板上下对称设计，E到H行，光源正放，A到D 行，光源需倒过来放置，见图7，图8，倒过来后，是光源左下角与每个小格子边缘的左小角对齐。将光源上边缘与模板中心定位格子的上边框对齐放置，LED光斑即在视野的中心位置，见图9，10。由于模板上下完全对称，光源倒过来时，同样可以将光源与模板中心定位格子的下边框对齐，LED光斑也会在视野的中心位置。从这些移动的位置图上可以看出，点光源的长度尺寸，受限于放置到中心位置，宽度尺寸，受限于放置到左右两列(第I和第6列) 位置。本设计已经把尺寸用到了允许的最大值。[0036]本实用新型首先上电采用大电流预热I分钟，使LED光强到达稳定值的时间很短； 采用低压差线性稳压器稳压，光强稳定性很好；稳定性好，是同一个光源移动到区域的各个位置，能确保阅读仪每次拍摄到的是同一个光强，矫 正出来的系数可靠。点光源本体体积较小，LED位置的巧妙放置，配合使用上下完全对称的定位模板，使点光源能快速、便捷的被移到各个指定位置。[0037]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源，其特征在于所述点光源包括点光源本体(100)和与点光源本体配套使用的定位模板(200)，所述点光源本体 (100)包括LED灯(I)、黑色套环(2)、黑色套筒(3)、套盖(4)、电源(5)、PCB板(6)，所述LED 灯(I)采用黑色套筒(3)套住，LED灯(I)固定在PCB板(6)上，在PCB板(6)上，用胶水固定黑色套环(2 )，所述套筒(3 )插在套环(2 )里，所述套筒(3 )内依次放置对光强进行衰减的中性衰减片(7 )和中性扩散板(8 )，所述中性衰减片(7 )靠近LED (I)，所述中性扩散板(8 ) 盖在中性衰减片(7)上，最后盖上套盖(4)，整个点光源采用电源(5)供电，所述电源(5)也固定在PCB板(6)上；所述定位模板(200)为一个印有定位格子的不易变形的不锈钢薄板。
2.根据权利要求I所述的为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源，其特征在于所述点光源本体(100)还包括使LED灯(I)稳流工作的低压差线性稳压器(10)、 调节光强的精密电位器(12)、微型拨码开关(11)及固定限流电阻(13)和主电路限流电阻 (14)。
3.根据权利要求I所述的为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源，其特征在于所述电源(3 )为电压不低于6V短干电池。
4.根据权利要求3所述的为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源，其特征在于所述电池尺寸要求直径不大于13mm,高不大于25. 2mm。
5.根据权利要求I所述的为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源，其特征在于所述定位模板(200)上的定位格子分为两组，分别为四行六列的正方形的格子，在定位模板(200)的中央还设置有中心定位格子，定位模板(200)上下完全对称。
专利摘要本实用新型涉及一种为生物芯片阅读仪进行非均匀性矫正而设计的点光源，包括点光源本体和与点光源本体配套使用的定位模板，点光源本体包括LED灯、黑色套环、黑色套筒、套盖、电源、PCB板，LED灯采用黑色套筒套住，LED灯固定在PCB板上，在PCB板上，用胶水固定黑色套环，套筒插在套环里，套筒内依次放置对光强进行衰减的中性衰减片和中性扩散板，中性衰减片靠近LED，中性扩散板盖在中性衰减片上，最后盖上套盖。定位模板为一个印有上下完全对称定位格子的不易变形的不锈钢薄板。本实用新型使LED光强到达稳定值的时间很短；同时稳定性很好,能确保阅读仪每次拍摄到的是同一个光强，矫正出来的系数可靠。
文档编号F21Y101/02GK202791748SQ20122043196
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者张香琴, 夏龚杰, 黄平, 陈毅, 许颖原, 姚涌 申请人:上海铭源数康生物芯片有限公司