一種面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，該裝置的成像系統(tǒng)包括圖像采集模塊和顯微鏡頭，實際應(yīng)用中，保持成像系統(tǒng)始終定焦于透明封口玻璃的外表面，可通過分別調(diào)節(jié)圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置，實現(xiàn)連續(xù)變倍成像；同時，顯微鏡頭連有微調(diào)電機，可利用圖像分析的方法反饋調(diào)節(jié)顯微鏡頭的位置，實現(xiàn)自動對焦功能；本實用新型可以同時實現(xiàn)對活體組織的連續(xù)變倍及自動對焦顯微成像，解決了原位觀測活體組織變倍成像的問題，使用方便快捷。
【專利說明】一種面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及顯微成像系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置與方法。

【背景技術(shù)】
[0002]顯微成像系統(tǒng)是生物醫(yī)學(xué)微觀領(lǐng)域觀測及分析不可缺少的工具，傳統(tǒng)的顯微成像系統(tǒng)主要針對離體樣品，面向活體組織的顯微成像用于活體組織檢測，與傳統(tǒng)顯微成像技術(shù)不同的是，可在自然狀態(tài)下對組織樣品進行成像，不需要經(jīng)過封蠟，脫水，固定，染色，切片等復(fù)雜的樣品制備過程。
[0003]對于傳統(tǒng)的顯微鏡成像系統(tǒng)，通常需要更換目鏡或者物鏡獲取不同放大倍數(shù)的圖像，然而對于活體組織的顯微成像，更換鏡頭后，成像系統(tǒng)的焦點難以重復(fù)定位于更換前成像的部位，因而針對活體組織顯微成像，需要解決原位變倍，快速對焦成像的問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種面向活體組織的能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)變倍、自動對焦的顯微成像裝置，包括外殼、圖像采集模塊、顯微鏡頭、輸入輸出控制模塊、位移平臺控制模塊、第一電動位移平臺、第二電動位移平臺、光源和透明封口玻璃；所述圖像采集模塊和所述顯微鏡頭構(gòu)成該裝置的成像系統(tǒng)；所述輸入輸出控制模塊和位移平臺控制模塊連接；所述第一電動位移平臺和所述位移平臺控制模塊連接，所述第二電動位移平臺和所述位移平臺控制模塊連接，所述圖像采集模塊設(shè)置于所述第一電動位移平臺，所述顯微鏡頭設(shè)置于第二電動位移平臺；所述透明封口玻璃設(shè)于所述外殼的下端；所述輸入輸出控制模塊根據(jù)輸入的成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，輸出圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置信號，所述位移平臺控制模塊根據(jù)輸入輸出控制模塊輸出的所述位置信號控制所述第一電動位移平臺和第二電動位移平臺上下移動，從而獲取所需放大倍數(shù)的圖像；所述第一電動位移平臺和第二電動位移平臺相對設(shè)置于所述外殼的內(nèi)部。
[0006]為了得到更清晰的圖像，本實用新型的裝置設(shè)置有微調(diào)結(jié)構(gòu)，包括圖像分析模塊、微調(diào)電機控制模塊和微調(diào)電機，所述圖像采集模塊和所述圖像分析模塊連接，所述圖像分析模塊和微調(diào)電機控制模塊連接，所述微調(diào)電機控制模塊和微調(diào)電機連接，所述微調(diào)電機和顯微鏡頭連接；圖像分析模塊分析圖像采集模塊采集的圖像清晰度，所述微調(diào)電機控制模塊根據(jù)所述圖像分析模塊的分析結(jié)果反饋控制所述微調(diào)電機驅(qū)動顯微鏡頭的上下移動，從而獲取清晰的圖像。
[0007]上述中的微調(diào)電機的微調(diào)范圍為1000微米以內(nèi)；微調(diào)電機和第二電動位移平臺連接，所述顯微鏡頭通過微調(diào)電機和第二電動位移平臺連接；所述圖像采集模塊、圖像分析模塊、微調(diào)電機控制模塊設(shè)于一塊電路板中；所述圖像采集模塊、微調(diào)電機、顯微鏡頭、光源和透明封口玻璃同軸設(shè)置。
[0008]所述成像系統(tǒng)的焦點設(shè)置于透明封口玻璃的外表面。
[0009]所述顯微鏡頭由一片或多片透鏡組成。
[0010]所述圖像采集模塊與外部控制和顯示裝置連接。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0012]1.本實用新型適用于自然狀態(tài)下的活體組織的顯微成像，沒有傳統(tǒng)的復(fù)雜樣品制備過程，操作簡單方便；
[0013]2.在活體組織的顯微成像過程中，當(dāng)使用者需要變換放大的倍數(shù)時，只需要在輸入輸出控制模塊中輸入所需的倍數(shù)值，裝置會根據(jù)輸入輸出控制模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)經(jīng)過位移平臺控制模塊自動調(diào)節(jié)圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置，不需要更換不同倍數(shù)的顯微鏡，可以快速的達到變倍的效果，并且不會改變使用者需要進行變倍位置的焦點；
[0014]3.裝置中設(shè)置的微調(diào)電機對成像圖像做進一步自動對焦，使成像圖像更清晰，可以滿足使用者的高要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016]參見圖1，本實用新型的一種面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，包括外殼11，輸入輸出控制模塊1，位移平臺控制模塊2，第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7，圖像采集模塊5，圖像分析模塊4，微調(diào)電機控制模塊8，微調(diào)電機9，顯微鏡頭10，光源6，透明封口玻璃12，圖像采集模塊5、微調(diào)電機9、顯微鏡頭10、光源6和透明封口玻璃12同軸設(shè)置，其中光源6為環(huán)形光源。
[0017]所述外殼11的上端設(shè)置輸入輸出控制模塊1，下端設(shè)置透明封口玻璃12。
[0018]所述外殼11內(nèi)部設(shè)置有位移平臺控制模塊2 ;輸入輸出控制模塊I和位移平臺控制模塊2連接，位移平臺控制模塊2連接兩個一維電動位移平臺，即第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7，所述第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7相對設(shè)于所述外殼11的內(nèi)部；所述圖像采集模塊5和微調(diào)電機9分別設(shè)置于第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7的滑臺上；所述圖像采集模塊5、圖像分析模塊4和微調(diào)電機控制模塊8設(shè)置于一塊電路板，所述微調(diào)電機9與顯微鏡頭10連接；所述位移平臺控制模塊2根據(jù)輸入輸出控制模塊I發(fā)出的位置信號控制所述第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7上下移動；所述圖像采集模塊5和所述圖像分析模塊4連接，所述圖像分析模塊4和所述微調(diào)電機控制模塊8連接，所述微調(diào)電機控制模塊8和所述微調(diào)電機9連接；圖像分析模塊4分析圖像采集模塊5采集的圖像清晰度，微調(diào)電機控制模塊8根據(jù)圖像分析模塊4分析的圖像清晰度結(jié)果反饋控制微調(diào)電機9驅(qū)動顯微鏡頭10的移動；位移平臺控制模塊2控制第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7移動，第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7分別帶動圖像采集模塊5和微調(diào)電機9移動，圖像分析模塊4和微調(diào)電機控制模塊8會與圖像采集模塊5 —起移動，顯微鏡頭10會與微調(diào)電機9 一起移動。
[0019]所述圖像采集模塊5和顯微鏡頭10構(gòu)成該裝置的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)的焦點設(shè)置于透明封口玻璃12的外表面，成像系統(tǒng)的輸出為所需的圖像信息；
[0020]成像系統(tǒng)的焦點確定后，成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)取決于圖像采集模塊5和顯微鏡頭10的位置，調(diào)節(jié)圖像采集模塊5和顯微鏡頭10的位置，即可調(diào)整成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，一個放大倍數(shù)對應(yīng)一組圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置。
[0021]將圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置與成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)一一對應(yīng)，并將對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)內(nèi)置于輸入輸出管理模塊I;
[0022]所述輸入輸出控制模塊I用于管理該裝置的輸入與輸出信號，夕卜界輸入一個放大倍數(shù)，可在該模塊內(nèi)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的圖像采集模塊5和顯微鏡頭10的位置信息。
[0023]所述微調(diào)電機9用于小范圍控制顯微鏡頭10的位置，當(dāng)外界輸入一個放大倍數(shù)，裝置調(diào)整圖像采集模塊5和顯微鏡頭10的位置，其相當(dāng)于先對顯微成像做初步的對焦，此時圖像分析模塊4分析圖像的清晰度，并發(fā)送信號給微調(diào)電機控制模塊8，由微調(diào)電機控制模塊8控制微調(diào)電機9的運動，從而實現(xiàn)對顯微鏡頭10的微調(diào)，使顯微成像圖形更精確；微調(diào)電機9可在1000微米以內(nèi)對顯微鏡頭進行微調(diào)，小范圍調(diào)整顯微鏡頭10的位置，使得成像系統(tǒng)精確對焦于樣品表面，提高成像圖片的質(zhì)量。
[0024]所述顯微鏡頭10由一片或多片透鏡組成；
[0025]所述圖像采集模塊與外部控制和顯示裝置連接；
[0026]所述第一電動位移平臺3和第二電動位移平臺7為齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、渦輪蝸桿傳動等或者相互組合的其他熟知的傳動結(jié)構(gòu)。
[0027]本實用新型提供了一種面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦的顯微成像方法:
[0028]步驟1:檢測時，將透明封口玻璃貼合待檢測的活體組織；
[0029]步驟2:根據(jù)需要，在輸入輸出控制模塊中輸入所需的放大倍數(shù)，輸入輸出控制模塊根據(jù)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)，選擇和輸入倍數(shù)相符的第一電動位移平臺和第二電動位移平臺的位置，并將位置信號發(fā)送給位移平臺控制模塊，位移平臺控制模塊根據(jù)接收的位置信號驅(qū)動第一電動位移平臺和第二電動位移平臺上下移動，第一電動位移平臺和第二電動位移平臺的移動將帶動和他們連接的圖像采集模塊和顯微鏡頭移動到相應(yīng)位置；
[0030]步驟3:圖像分析模塊分析圖像采集模塊采集到的圖像的清晰度，并將結(jié)果發(fā)送到微調(diào)電機控制模塊，微調(diào)電機控制模塊根據(jù)圖像清晰度結(jié)果驅(qū)動微調(diào)電機運動，從而實現(xiàn)顯微鏡頭的微調(diào)，使得成像系統(tǒng)精確對焦，獲取清晰的圖像；
[0031]步驟4:當(dāng)需要切換放大倍數(shù)時，保持裝置和活體組織的位置不變，在輸入輸出控制模塊中輸入新的放大倍數(shù)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟2和步驟3，即可獲取新放大倍數(shù)的顯微圖像。
[0032]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，包括外殼、圖像采集模塊、顯微鏡頭、輸入輸出控制模塊、位移平臺控制模塊、第一電動位移平臺、第二電動位移平臺、光源和透明封口玻璃；所述圖像采集模塊和所述顯微鏡頭構(gòu)成該裝置的成像系統(tǒng)； 所述輸入輸出控制模塊和位移平臺控制模塊連接；所述第一電動位移平臺和所述位移平臺控制模塊連接，所述第二電動位移平臺和所述位移平臺控制模塊連接，所述圖像采集模塊設(shè)置于所述第一電動位移平臺，所述顯微鏡頭設(shè)置于第二電動位移平臺；所述透明封口玻璃設(shè)于所述外殼的下端； 所述輸入輸出控制模塊根據(jù)輸入的成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，輸出圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置信號，所述位移平臺控制模塊根據(jù)輸入輸出控制模塊輸出的所述位置信號控制所述第一電動位移平臺和第二電動位移平臺上下移動，從而獲取所需放大倍數(shù)的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，所述第一電動位移平臺和第二電動位移平臺相對設(shè)置于所述外殼的內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，還包括圖像分析模塊、微調(diào)電機控制模塊和微調(diào)電機，所述圖像采集模塊和所述圖像分析模塊連接，所述圖像分析模塊和微調(diào)電機控制模塊連接，所述微調(diào)電機控制模塊和微調(diào)電機連接，所述微調(diào)電機和顯微鏡頭連接；圖像分析模塊分析圖像采集模塊采集的圖像清晰度，所述微調(diào)電機控制模塊根據(jù)所述圖像分析模塊的分析結(jié)果反饋控制所述微調(diào)電機驅(qū)動顯微鏡頭上下移動，從而獲取清晰的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，所述微調(diào)電機和第二電動位移平臺連接，所述顯微鏡頭通過微調(diào)電機和第二電動位移平臺連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，所述圖像采集模塊、圖像分析模塊、微調(diào)電機控制模塊設(shè)于一塊電路板中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，所述圖像采集模塊、微調(diào)電機、顯微鏡頭、光源和透明封口玻璃同軸設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，微調(diào)電機的微調(diào)范圍為1000微米以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，所述成像系統(tǒng)的焦點設(shè)置于透明封口玻璃的外表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，所述顯微鏡頭由一片或多片透鏡組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的面向活體組織的連續(xù)變倍自動對焦顯微成像裝置，其特征在于，所述圖像采集模塊與外部顯示裝置連接。
【文檔編號】G02B21/24GK204009217SQ201420385495
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】葉飛, 相韶華 申請人:廣州博隆興中信息科技有限公司