一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種顯微鏡控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)，屬于顯微鏡自動(dòng)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]顯微鏡廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，是一種常見的光學(xué)儀器。儀器自動(dòng)化、智能化的發(fā)展對(duì)顯微鏡的自動(dòng)化程度提出了更高的要求，應(yīng)用中急需全自動(dòng)控制顯微鏡系統(tǒng)。全自動(dòng)控制顯微鏡系統(tǒng)的核心部分是自動(dòng)聚焦技術(shù)，因此如何有效地實(shí)現(xiàn)顯微鏡的自動(dòng)聚焦成為提尚顯微分析系統(tǒng)性能、實(shí)現(xiàn)尚精度測(cè)量的關(guān)鍵冋題。
顯微鏡聚焦方法目前主要可以分成兩大類:一類是激光共焦法[I]。它是利用激光束經(jīng)照明針孔形成點(diǎn)光源，對(duì)標(biāo)本內(nèi)焦平面的每一點(diǎn)掃描，標(biāo)本上的被照射點(diǎn)，在探測(cè)孔處成像，由探測(cè)孔后的光電倍增管(PMT)接收，迅速在計(jì)算機(jī)屏幕上形成熒光圖像。該方法復(fù)雜度高，不易實(shí)現(xiàn)。另一類方法是通過焦面圖像與非焦面圖像的銳度、邊緣等特征來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦[2]，如運(yùn)用絕對(duì)方差函數(shù)、平面微分平方和函數(shù)、灰度梯度算子函數(shù)、灰度差分法、能量譜函數(shù)、小波變換、羅伯茨算子、拉普拉斯算子等評(píng)價(jià)函數(shù)，該方法對(duì)硬件處理速度要求高，因此對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展有一定的局限性。
[0003]例如申請(qǐng)?zhí)枮椤?00710118135.8”的一種自動(dòng)控制數(shù)碼顯微鏡光源的方法，包括以下步驟:I)顯微鏡端的圖像傳感器根據(jù)寄存器內(nèi)保存的曝光時(shí)間數(shù)值獲得圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，再通過顯微鏡端傳輸模塊發(fā)送給計(jì)算機(jī)端；2)計(jì)算機(jī)端的計(jì)算機(jī)傳輸模塊接收顯微鏡端發(fā)送過來的圖像數(shù)據(jù)，再發(fā)送給處理模塊；3)所述處理模塊根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)結(jié)合預(yù)設(shè)的算法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出該次獲得圖像的明亮度數(shù)值，并與事先設(shè)定在計(jì)算機(jī)端存儲(chǔ)單元內(nèi)的圖像明亮度數(shù)值范圍和/或曝光時(shí)間數(shù)值范圍進(jìn)行比較，進(jìn)而由指令生存單元生成顯示輸出圖像指令、調(diào)節(jié)曝光時(shí)間或是調(diào)節(jié)顯微鏡的光源的亮度的指令；4)根據(jù)步驟3)生成指令執(zhí)行步驟I)或5) ;5)輸出顯示該次圖像。
[0004]又如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01010297468.3”種基于便攜橋搭結(jié)構(gòu)的顯微鏡自動(dòng)控制臺(tái)，控制平臺(tái)上面連接放置顯微鏡的中央放置臺(tái)，控制平臺(tái)上分別設(shè)置粗、細(xì)調(diào)焦控制機(jī)構(gòu)、隨動(dòng)升降臺(tái)和光源控制機(jī)構(gòu)，粗、細(xì)調(diào)焦控制機(jī)構(gòu)分別分布于中央放置臺(tái)左右兩側(cè)、且均由一帶動(dòng)顯微鏡焦距調(diào)節(jié)旋鈕旋轉(zhuǎn)的可控伸縮式橋搭結(jié)構(gòu)組成；位于中央放置臺(tái)一側(cè)的隨動(dòng)升降臺(tái)上設(shè)有均由一雙伸縮柱鏈條橋搭結(jié)構(gòu)和一旋轉(zhuǎn)橋搭結(jié)構(gòu)組合成的顯微鏡載物臺(tái)的Χ、γ向控制機(jī)構(gòu)；顯微鏡的上部設(shè)置圖像掃描攝像機(jī)，圖像掃描攝像機(jī)連接計(jì)算機(jī)；本發(fā)明解決了直接對(duì)旋鈕控制的打滑及失步問題，控制簡(jiǎn)單、實(shí)用、方便且容易用于其它顯微鏡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足提供了一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)，包含CCD攝像頭、行幀分離模塊、行同步模塊、幀同步模塊、視頻信號(hào)模塊、帶通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器模塊、CPLD模塊、步進(jìn)電機(jī)，所述CCD攝像頭依次通過視頻信號(hào)模塊、帶通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器連接微控制器模塊，所述微控制器模塊通過CPLD模塊連接步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端連接CCD攝像頭的輸入端，所述CCD攝像頭連接行幀分離模塊，所述行幀分離模塊分別通過行同步模塊和幀同步模塊連接微控制器模塊；
所述帶通濾波器包括T型高通濾波器，以及與該T型高通濾波器串聯(lián)的發(fā)夾線共振腔；
所述T型高通濾波器包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容和第一電感，所述第一電容、第二電容、第三電容依次串聯(lián)，所述第一電感的一端連接在第一電容和第二電容之間，所述第一電感的另一端接地；所述第四電容的一端連接在第二電容和第三電容之間，所述第四電容的另一端通過第二電感接地；
其中，CCD攝像頭，用于實(shí)時(shí)采集切片對(duì)象的光學(xué)圖像；
視頻信號(hào)模塊，用于將采集的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成模擬圖像的視頻信號(hào)；
帶通濾波器，用于濾掉視頻信號(hào)的高頻噪聲和低頻信號(hào)；
A/D轉(zhuǎn)換器，用于將過濾后的視頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成視頻數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而傳輸至微控制器模塊；
行幀分離模塊，用于將CCD攝像頭采集的光學(xué)圖像進(jìn)行行幀分離；
行同步模塊，用于進(jìn)行行同步；
幀同步模塊，用于進(jìn)行幀同步；
微控制器模塊，用于在行同步和幀同步的的控制下，根據(jù)接收的視頻數(shù)字信號(hào)通過CPLD模塊驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，改變CCD攝像頭的焦距，從而獲得清晰的圖像實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦。
[0007]作為本發(fā)明一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述CCD攝像頭的芯片型號(hào)為DGT-004。
[0008]作為本發(fā)明一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊采用ARM系列單片機(jī)。
[0009]作為本發(fā)明一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述A/D轉(zhuǎn)換器的芯片型號(hào)為ML14433。
[0010]作為本發(fā)明一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述步進(jìn)電機(jī)的芯片型號(hào)為86BYG。
[0011]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明將模擬圖像的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，而是直接截取各點(diǎn)的模擬視頻信號(hào)，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與處理，得到圖像正確聚焦與否的判據(jù)參數(shù)，給出反饋信號(hào)，控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向，調(diào)節(jié)系統(tǒng)使之處于正確聚焦?fàn)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦。大大簡(jiǎn)化了圖像處理的過程，縮短了自動(dòng)聚焦時(shí)間；
2、本發(fā)明通過改善聚焦算法和改變硬件電路的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)顯微鏡的快速聚焦，從而提高了顯微鏡聚焦的精度；
3、本發(fā)明采用ARM系列單片機(jī)提高了系統(tǒng)的可靠性，且專用性強(qiáng)，功耗低； 4、本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的帶通濾波器，在小于中心頻率處能獲得可調(diào)節(jié)的傳輸零點(diǎn)，提供了良好的頻帶抑制效果，且低插入損耗、尺寸小，制作成本低，完全符合無線通信應(yīng)用的需求。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2是本發(fā)明的帶通濾波器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
如圖1所示，一種基于帶通濾波器的全自動(dòng)顯微鏡控制系統(tǒng)，包含CCD攝像頭、行幀分離模塊、行同步模塊、幀同步模塊、視頻信號(hào)模塊、帶通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器模塊、CPLD模塊、步進(jìn)電機(jī)，所述CCD攝像頭依次通過視頻信號(hào)模塊、帶通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器連接微控制器模塊，所述微控制器模塊通過C