小动物成像装置
技术领域
本发明涉及实验成像设备技术领域，特别涉及一种小动物成像装置。
背景技术
小动物活体成像技术是利用高灵敏度制冷CCD(Charge Coupled Device，电荷藕合器件图像传感器)镜头和图像处理技术配合荧光或生物发光等技术手段实现分子靶标特异性追踪的技术。小动物活体成像技术广泛应用于生命科学、医学研究和药物开发等方面。
随着小动物活体成像技术的广泛应用，小动物成像仪作为活体动物实验的重要仪器之一，也得到越来越广泛的应用，同时小动物成像仪的性能要求越来越高，其中包括检测灵敏度、成像质量以及使用灵活性等方面的要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种小动物成像装置，能够提高检测灵敏度、成像质量和使用灵活性。
根据本发明实施例的小动物成像装置，包括机箱，所述机箱内部的上端设置有相机安装板；镜头，安装在所述相机安装板上，所述镜头的上方设置有CCD电路板；制冷仓，设置在所述CCD电路板的上方，所述制冷仓内设置有多叠层制冷器，所述制冷仓的上方设置有散热风道；镜片切换仓，设置在所述镜头和所述CCD电路板之间，所述镜片切换仓内设置有镜片转盘，所述镜片转盘上设置有多块滤波片，所述镜片转盘传动连接有第一驱动电机；调焦轮，与所述镜头连接，所述调焦轮传动连接有第二驱动电机。
根据本发明实施例的小动物成像装置，至少具有如下有益效果：与普通的半导体制冷片相比，制冷仓内的多叠层制冷器具有较高的制冷温差，可以使制冷仓达到更低温度，减少CCD成像的噪声，从而提高CCD检测的灵敏度，镜头连接有调焦轮，可以调节镜头的焦距，有利于提高成像质量，镜片转盘上设置有多个滤波片，可以根据需要切换不同波段的滤波片，有利于提高使用灵活性。
根据本发明的一些实施例，所述制冷仓内包括制冷密封仓体和导热密封盖板，所述制冷密封仓体扣合在所述CCD电路板上，且与所述镜片切换仓连接，所述制冷密封仓体内设置有制冷传导件和隔热垫，所述多叠层制冷器通过所述制冷传导件与所述CCD电路板连接，所述多叠层制冷器通过所述隔热垫与所述制冷密封仓体连接，所述导热密封盖板与所述制冷密封仓体盖合连接，且所述导热密封盖板的底部与所述多叠层制冷器接触连接，所述导热密封盖板与所述制冷密封仓体之间设置有隔热密封垫，所述隔热密封垫分别与所述导热密封盖板和所述制冷密封仓体连接，所述导热密封盖板的顶部连接有散热器。
根据本发明的一些实施例，所述镜片切换仓上且与所述制冷密封仓体的连接处设置有密封凹槽，所述密封凹槽上设置有密封圈。
根据本发明的一些实施例，所述机箱的背部两侧分别设置有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口上分别安装有第一散热风扇和第二散热风扇，所述机箱内且位于所述进风口和所述出风口之间设置有隔板，所述隔板上设置有第三散热风扇，所述第一散热风扇、所述第二散热风扇和所述第三散热风扇之间的气流通道为所述散热风道。
根据本发明的一些实施例，所述镜片切换仓的上端且与其中一个所述滤波片对应的位置设置有用于避让所述CCD电路板成像光路的第一避让孔，所述镜片切换仓的下端且与所述第一避让孔对应的位置设置有第二避让孔。
根据本发明的一些实施例，所述机箱的下端设置有暗箱，所述镜头穿设于所述暗箱的顶部，所述暗箱的前端设置有箱门，所述箱门和所述暗箱上分别设置有相互适配的遮光凸起和遮光凹槽。
根据本发明的一些实施例，所述机箱的侧壁且与所述暗箱对应的位置设置有金属夹层。
根据本发明的一些实施例，所述暗箱的底部设置有恒温板。
根据本发明的一些实施例，所述暗箱的底部或所述恒温板上安装有定位孔板，所述定位孔板上阵列设置有多个定位孔。
根据本发明的一些实施例，所述机箱的顶部设置有倾斜面，所述倾斜面上安装有人机交互组件。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的小动物成像装置的第一视角的结构示意图；
图2为本发明实施例的小动物成像装置的第二视角的内部结构示意图；
图3为图2示出的小动物成像装置的主视图；
图4为图2示出的小动物成像装置的内部结构爆炸示意图；
图5为图4示出的多叠层制冷器的结构示意图；
图6为图1中圈示位置A的局部放大图；
图7为图1中圈示位置B的局部放大图；
图8为本发明实施例的小动物成像装置的定位孔板的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
请参照图1至图4，本实施例公开了一种小动物成像装置，包括机箱100以及均设置在机箱100内的镜头200、制冷仓300、镜片切换仓400和调焦轮500，机箱100内部的上端设置有相机安装板110，镜头200安装在相机安装板110上，镜头200的上方设置有CCD电路板210，制冷仓300设置在CCD电路板210的上方，制冷仓300内设置有多叠层制冷器310，请参照图5，多叠层制冷器310包括多个半导体制冷片，每个半导体制冷片均包括间隔设置的P型半导体晶片311和N型半导体晶片312，相邻P型半导体晶片311和N型半导体晶片312之间通过金属导体313串联连接，，金属导体313的外侧设置有陶瓷绝缘层314，多个半导体制冷片台阶式堆叠，每个半导体制冷片均设置有导电接口，相邻两个半导体制冷片的导电接口通过导体连接，用以构成导电通路。与普通的半导体制冷片相比，制冷仓300内的多叠层制冷器310通过多个半导体制冷片叠加，每个半导体制冷片的热量逐层传递，使多叠层制冷器310上下两端之间具有较高的制冷温差，可以使制冷仓300达到更低温度，减少CCD成像的噪声，从而提高CCD检测的灵敏度。为了进一步提高制冷仓300的制冷效率，制冷仓300的上方设置有散热风道。
请参照图2和图3，镜片切换仓400设置在镜头200和CCD电路板210之间，请参照图4，镜片切换仓400内设置有镜片转盘410，镜片转盘410上设置有多块滤波片(未图示)，可以根据需要切换不同波段的滤波片，有利于提高使用灵活性，镜片转盘410传动连接有第一驱动电机420，调焦轮500与镜头200连接，调焦轮500传动连接有第二驱动电机510，实现电控调焦，调焦精度更高，使得图像更加清晰，有利于提高成像质量，其中，第二驱动电机510包括正向转动电机511和反向转动电机512，正向转动电机511和反向转动电机512分别通过传动皮带与调焦轮500连接，实现调焦轮500的正向转动和反向转动，应当想到的是，正向转动电机511和反向转动电机512还可以分别通过传动齿轮与调焦轮500连接。
请参照图4，制冷仓300内包括制冷密封仓体320和导热密封盖板330，制冷密封仓体320扣合在CCD电路板210上，且与镜片切换仓400连接，镜片切换仓400上且与制冷密封仓体320的连接处设置有密封凹槽401，密封凹槽401内设置有密封圈(未图示)，以提高制冷仓300的气密性。制冷密封仓体320内设置有制冷传导件340和隔热垫350，制冷传导件340可以采用金属或陶瓷等导热材料制成，本实施例中制冷传导件340采用高导铜。在完成装配后，多叠层制冷器310通过制冷传导件340与CCD电路板210连接，多叠层制冷器310通过隔热垫350与制冷密封仓体320连接，隔热垫350可以避免制冷密封仓体320上的热量直接传递到多叠层制冷器310上，从而减少多叠层制冷器310的导热总量，有利于提高制冷效率，导热密封盖板330与制冷密封仓体320盖合连接，且导热密封盖板330的底部与多叠层制冷器310接触连接，制冷时，多叠层制冷器310的热量通过导热密封盖板330导出制冷仓300，导热密封盖板330与制冷密封仓体320之间设置有隔热密封垫360，隔热密封垫360分别与导热密封盖板330和制冷密封仓体320连接，隔热密封垫360用于避免制冷密封仓体320上的热量直接传递到导热密封盖板330上，从而减少导热密封盖板330的导热总量，有利于提高制冷效率，导热密封盖板330的顶部连接有散热器370，散热器370可以提高导热密封盖板330的散热效率，从而提高制冷效率。制冷密封仓体320上设置有用于供装配布线的出线口321，在装配完成后，对出线口321进行灌胶密封，以确保制冷密封仓体320的气密性。
请参照图2和图3，机箱100的背部两侧分别设置有进风口和出风口，进风口和出风口上分别安装有第一散热风扇120和第二散热风扇130，机箱100内且位于进风口和出风口之间设置有隔板140，隔板140上设置有第三散热风扇150，第一散热风扇120、第二散热风扇130和第三散热风扇150之间的气流通道即为散热风道，散热风道为单向气流通道，避免热量在机箱100内无序分布，有利于提高散热效率。本实施例的第三散热风扇150设置在散热器370的一侧，用于产生经过散热器370的单向气流，以便于将散热器370上的热量带走。应当想到的是，第一散热风扇120、第二散热风扇130和第三散热风扇150的数量可以为一个或多个。
请参照图4，镜片切换仓400的上端且与其中一个滤波片对应的位置设置有第一避让孔430，第一避让孔430用于避让CCD电路板210成像光路，以确保CCD电路板210能够获取成像信息，第一避让孔430内安装有密封镜片(未图示)，密封镜片的边缘采用UV胶(紫外光固化胶)进行密封，以确保制冷仓300的气密性，镜片切换仓400的下端且与第一避让孔430对应的位置设置有第二避让孔440。镜片转盘410上设置有多个镜片安装孔411，其中，镜片转盘400包括相互嵌套的传动盘412和承载盘413，传动盘412与第一驱动电机420传动连接，承载盘413用于放置不同波段的滤波片，并配合传动盘412对滤波片进行固定，不同波段的滤波片按照波段的顺序顺时针或逆时针安装在相应的镜片安装孔411内，转动镜片转盘410可以切换不同波段的滤波片，本实施例中，镜片转盘410和第一驱动电机420之间采用齿轮传动，应当想到的是，镜片转盘410和第一驱动电机420之间还可以采用皮带传动。
请参照图1，机箱100的下端设置有暗箱600，镜头200穿设于暗箱600的顶部。暗箱600顶部的内侧设置有多波长的照明光源，暗箱600用于提供一个无干扰光的环境，以便于观察实验体内的靶标，以及提高CCD成像质量。
请参照图1、图6和图7暗箱600的前端设置有箱门610，箱门610和暗箱600上分别设置有相互适配的遮光凸起611和遮光凹槽612。当箱门610关闭时，遮光凸起611嵌套于遮光凹槽612，可以避免门缝漏光，确保暗箱600内无干扰光，从而提高CCD成像质量。需要说明的是，遮光凹槽612的宽度比遮光凸起611的宽度大，以避免在箱门610开启或关闭时，遮光凹槽612和遮光凸起611相互干涉。
为了提高装置的便携性，机箱100采用塑料制成，质量轻，为了避免环境光对CCD成像的红外干扰，机箱100的侧壁且与暗箱600对应的位置设置有金属夹层，本实施例的金属夹层为在贴装在机箱100内壁的铝膜，铝膜的表面还设置有防反光的聚丙烯膜，有利于提高CCD成像质量，本实施例的小动物成像装置体积小、质量轻，便携性好。
请参照图1，暗箱600的底部设置有恒温板620，恒温板620的底部设置有凹槽(未图示)，凹槽内安装有发热丝(未图示)和温度传感器(未图示)。恒温板620有利于调节暗箱600内的温度，以满足不同的实验环境要求，有利于提高使用灵活性。
请参照图8，暗箱600的底部或恒温板620上安装有定位孔板630，定位孔板630上阵列设置有多个定位孔631。在需要多次重复实验时，定位孔板630便于实验体的快速定位，还可以确保实验体的位置相同，有利于实验图像的对比。
请参照图1，机箱100的顶部设置有倾斜面，倾斜面上安装有人机交互组件160，人机交互组件160采用触摸式显示屏，应当想到的是，人机交互组件160还可以采用普通显示屏和键盘。机箱100顶部的倾斜面与水平面之间具有一定夹角，使人机交互组件160朝向机箱100的前端，便于用户操作，有利于提高使用的便利性。请参照图2，由于人机交互组件160设置在散热器370的上方，为了避免散热器370的热量直接散发到人机交互组件160上，散热器370的顶部安装有隔热件371，隔热件371的两侧壁均设置有散热口，第三散热风扇150安装在其中一个散热口处，以便于形成单向散热气道。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
