自制可环视的3D侧视显微镜,观察焊点不再只看俯视

为看清焊点侧面细节,Corebb用商用C口镜头、USB相机和一对反射镜做出可绕轴旋转的侧视显微镜适配器,并用铝合金机加工件替代3D打印件消除抖动。

随着电子元件越做越小,显微镜几乎成了任何精细作业的标配工具。不过在检查电路板、尤其是观察焊点时,[Corebb] 发现正上方俯视的视角实在太受限,于是他动手做了一台可以旋转到侧面角度观察的显微镜。

一只手正在调节与镜头相连的拨杆,镜头朝下对准小型电机的绕组,后方屏幕显示从略侧角度拍摄的绕组画面

显微镜主体由商用 C 口显微镜头和一只 USB 相机组成。镜头支持最高 200 倍的可变放大倍率,应付电子维修绰绰有余;整套组件装在一个可调支架上,用来上下移动对焦点。照明由一圈 LED 环形灯提供,另外还加了两片偏振滤镜——一片装在镜头上,一片装在灯环上。把两者调到相差 90 度,就能消掉反光表面造成的眩光。

用反射镜把侧视图送进主光路

要从侧面观察目标,他做了一个卡扣式的适配器:内部一对反射镜先捕捉物体侧面的景象,再把这束光送入显微镜主镜头。由于光路被拉长,适配器里还加了一片凹透镜做补偿。整套适配器靠滚珠轴承绕着显微镜旋转,因此可以从任意角度观察被摄物。

最初他用 3D 打印做这个适配器,结果发现材料受力变形会带来明显的抖动。换成机加工铝件后不仅更结实,还能把支撑结构做得更薄,从而减少遮挡造成的阴影。适配器通过几颗小磁铁吸附在显微镜上,每次装上都能保持光路对准一致。

更便宜的侧视方案

带侧视角度的焊接显微镜此前并非没有出现过,但这一版看起来成本要低得多。如果你也想给自己的显微镜加上偏振光源,这套思路同样可以直接借用。作者还录制了视频,演示这台显微镜在多种角度下的实际成像效果。

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