一种三维形貌比对显微镜的制作方法

文档序号:11856161阅读:569来源:国知局

本实用新型涉及一种比对显微镜,尤其是一种三维形貌比对显微镜,属于三维形貌测量与比对装置领域。



背景技术:

万能比对显微镜(universal comparison microscope)广泛应用于刑侦,医疗,工业等领域中,用以比对细小物品或细微痕迹间的异同,尤其在刑事技术领域,万能比对显微镜能够在枪弹痕迹、工具痕迹和足迹的比对与鉴定方面发挥重要作用,因此目前我国许多公安部门的痕迹检验机构都配备了万能比对显微镜。

在我国,被广泛使用的万能比对显微镜只能拍摄两个检材的二维图像,由于二维成像技术受光照等影响较大,且反应的仅是物体表面的反光特性而非真实轮廓或形貌,因此仅用二维图像进行比对准确率和可信度较低,需要将检材的二维图像与三维形貌进行综合分析比对后得出的结果才更具准确性。国外如加拿大、德国、美国等生产的比对显微镜虽然能够同时采集检材的二维图像与三维形貌,但在三维形貌采集方面国外运用的是共聚焦显微镜相关技术,其造价高且只能呈现三维模型而缺少三维坐标等具体的数据信息。为节约三维测量装置成本,国内提出了采用投影光栅三维轮廓测量技术采集物体三维形貌信息,并能够在一定分辨率内获得物体表面各点的三维坐标值。但这一方法目前仅用于单路采集,并没有应用于双路比对显微镜中。

有鉴于此特提出本实用新型。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种三维形貌比对显微镜,能够实现在一台比对显微镜上对两个检体通过两路进行二位图像及三维图像的采集、测量比对。

为解决上述技术问题,本实用新型采用技术方案的基本构思是:

一种三维形貌比对显微镜,包括基座、云台、投影机、摄像机、目镜、物镜。在基座上设置有可相对基座上下运动的升降体,在升降体上设有左右两个双光路物镜,在升降体上设置有左右两个摄像机,两个摄像机分别与两个双光路物镜的成像光路对应设置,在升降体上设置有一个投影机,投影机与两个双光路物镜的投影光路均对应,投影机投射的光分别通过两个双光路物镜的投影光路,在升降体上设置有目镜,目镜与两个双光路物镜的成像光路均对应设置,在基座的下部设有两个云台分别与两个双光路物镜对应且位于双光路物镜的下方。

进一步的,投影机为可编程式数字化投影机。

进一步的,摄像机为数字式高清高速摄像机。

进一步的,在基座上设置有用于减少外界光线干扰的遮光板,遮光板围成一个半开放的空间,云台及物镜的下端位于此空间内,遮光板围成的空间朝向物镜的一侧及朝向使用者的一侧开放。

进一步的,在两个双光路物镜分别设置有调焦旋钮,在升降体上设置有升降体旋钮、调光旋钮,升降体旋钮通过外齿轮与基座的齿条连接,两个调光旋钮分别与两个物镜对应。

进一步的,在升降体上设置有用于切换对比对显微镜调节模式的模式选择按钮。

进一步的,在云台上设置有夹持检体的夹持装置。

进一步的,在升降体的中部设置有两个目镜。

采用上述技术方案后,本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型一种三维形貌比对显微镜,投影机投射的光分别经两个双光路物镜后射在分别置于两个云台上的检体上,检体反射光经各自对应的物镜后分别进入目镜及各自对应的摄像机。本实用新型一种三维形貌比对显微镜,能够对枪弹痕迹,工具痕迹,字迹等刑侦痕迹,其制造成本低,设置有左右两组光路,能对分别置于两个云台的两个检体进行比对、测量,可同时进行二维图像和三维形貌方面的一对一比对,且在测量时能形成三维坐标等具体的数据信息,提高比对的准确率,使比对结果更具科学性。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本实用新型一种三维形貌比对显微镜的结构示意图。

1、投影机 2、调光旋钮 3、摄像机 4、调焦旋钮 5、物镜 6、基座 7、遮光板 8、云台 9、云台 10、模式选择按钮 11、物镜 12、调光旋钮 13、调焦旋钮 14、摄像机 15、升降体旋钮 16、目镜 17、目镜。

具体实施方式

如图1所示,本实用新型一种三维形貌比对显微镜,包括基座6、云台8和云台9、投影机1、摄像机3和摄像机14、目镜16和目镜17、物镜5和物镜11。

在基座上设置有可相对基座上下运动的升降体,在升降体上设有左右两个物镜5和11,两个物镜均为双光路物镜。在升降体上设置有左右两个摄像机3和14,两个摄像机分别与两个双光路物镜的成像光路对应设置,摄像机3与物镜5对应,摄像机14与物镜11对应。

在升降体上设置有一个投影机1,投影机与两个双光路物镜的投影光路均对应,投影机1投射的光分别通过两个双光路物镜的投影光路。在升降体上设置有目镜16和17,目镜与两个双光路物镜的成像光路均对应设置,即目镜16与物镜5和物镜11均对应,目镜17与物镜5和物镜11均对应。

在基座6的下部设有左右两个云台8和9分别与两个双光路物镜5和11对应且位于各自对应的双光路物镜的下方。同侧的摄像机、物镜及云台对应。

物镜5和物镜11均为双光路物镜,即可通过投射光,也可通过反射光。

投影机1、物镜5、摄像机3、目镜16和17构成一组投射和反射光路组件,形成一路测量光路;投影机1、物镜11、摄像机14、目镜16和17构成另一组投射和反射光路组件,形成另一路测量光路。

投影机1投射的光经物镜5后射在云台8上的检体上,检体反射光经物镜5后分别进入摄像机3、目镜16和17。投影机1投射的光经物镜11后射在云台9上的检体上,检体反射光经物镜11后分别进入摄像机14、目镜16和17。

优选投影机为可编程式数字化投影机,优选摄像机为数字式高清(1080p)高速摄像机。

在基座上设置有用于减少外界光线干扰的遮光板7,遮光板围成一个半开放的空间,云台及物镜的下端位于此空间内,遮光板围成的空间朝向物镜的一侧及朝向使用者的一侧开放。遮光板7包括前挡板和位于前挡板后方并与前挡板两侧连接的两块侧挡板,三块挡板围成一个半开放的空间。前挡板为矩形板,侧挡板为扇形板,侧挡板的边缘以弧线从顶部向后向下延伸,时侧挡板的边角钝化为弧,减少对使用者的伤害。

在两个双光路物镜5和11上分别设置有调焦旋钮4和13,在升降体上设置有升降体旋钮、调光旋钮,升降体旋钮15通过外齿轮与基座的齿条连接,调节升降体旋钮15可使升降体沿基座上下运动。两个调光旋钮2和12分别与两个物镜5和11对应,分别控制两个物镜所对应的视场光照程度,使视场亮度适合目视观察及摄像机拍摄。

将待比较的两物体即检体首先分别放置于两个云台8和9上,为了方便检体的放置,在云台上还设置有用于夹持检体的夹持装置。

设备通电后,在光源照射下,分别位于云台8和9上的检体表面反射光会经物镜5和11、目镜16和17显微放大,使用者通过调整云台8和9上的旋钮调节两检体的姿态,通过调节升降体旋钮15和调光旋钮2,12,调焦旋钮4,13进行对焦,使测量状态适合测量要求。

在升降体上设置有用于切换对比对显微镜调节模式的模式选择按钮10,可以通过模式选择按钮10以决定左右两路为同时调整模式或分别调整模式,使用者可以分别或同时调节左右两组测量光路的视场,以保证信息采集的效果。使用者可以分别或同时调节两个检体的姿态以实现人工配准,进而使二维图片间的比对和三维形貌间的比对更具准确性。然后通过目镜16和17可以同时观察到是否将两个检体二维图像和三维形貌的待测区域配准。

将待测区域配准后,打开投影机1,投影机1投出的条纹光分别经两个双光路物镜5和11投射至分别置于两个云台8和9上的两个检体的待测区域表面。

检体反射光经物镜进入摄像机内,摄像机3和14实时分别采集两个检体待测区域表面的二维图像信息和经投影条纹后的图像信息。通过计算采集得到的条纹图计算出表面各点的相对位置,进而得到物体表面的三维信息。摄像机3和14采集检体二维图像的同时,采集经投影机1投射条纹后的检体表面形貌。

分别通过显微镜比较观察得到的检体表面形状,二维图像所反映的物体表面明暗和三维数据所反映的物体轮廓与形貌进而得出两检体的待比对区域是否相似的结论。

本实用新型一种三维形貌比对显微镜,能够对枪弹痕迹,工具痕迹,字迹等刑侦痕迹,并且本实用新型一种三维形貌比对显微镜,其制造成本低,并且设置有左右两组光路,能对分别置于两个云台的两个检体进行比对、测量,可同时进行二维图像和三维形貌方面的一对一比对,且在测量时能形成三维坐标等具体的数据信息,提高比对的准确率,使比对结果更具科学性。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换,且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述,并非对本实用新型的构思和范围进行限定,在不脱离本实用新型设计思想的前提下,本领域中专业技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变化和改进,均属于本实用新型的保护范围。

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