專利名稱：顯微圖像連續(xù)獲取裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種顯微圖像連續(xù)獲取裝置。
背景技術：
在醫(yī)學、藥學、生命科學、工業(yè)等領域，經常需要對同一樣本的多個視野進行顯微圖像拍攝和分析。現(xiàn)有技術下，采用顯微鏡進行圖像的顯微，然后通過數(shù)碼相機或攝像頭拍攝經顯微鏡顯微放大后形成的顯微圖像，將其轉化為數(shù)字信號，輸入計算機進行分析，數(shù)碼相機和攝像頭可以同計算機連接，在一定的計算機軟件支持下，實現(xiàn)計算機對數(shù)碼相機或攝像頭的控制，并對顯微圖像進行分析，自動顯示分析結果，例如中國CN01254617.8號專利公開的數(shù)字式顯微攝影儀就采用了這種技術路線。但是，采用現(xiàn)有技術，在對同一樣本的不同視野進行顯微的過程中，需要不斷移動放置樣本的載物臺，將樣本調至下一個視野拍攝位置，同時還有要人工進行顯微鏡調焦、數(shù)碼相機或攝像頭拍攝、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔襟E，操作復雜，耗時長，效率低。另外，由于環(huán)境中光照情況(強度、顏色)的變化，以及操作者在操作時的隨意性，導致不同操作者、不同操作時間下系統(tǒng)的光學參數(shù)不統(tǒng)一，分析數(shù)據(jù)和結果沒有可比性，無法進行不同批次樣本的橫向對比。

發(fā)明內容
為克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本實用新型提供了一種顯微圖像連續(xù)獲取裝置，這種裝置操作簡單，耗費的時間短，效率高，獲取的圖像亮度和色調基本上不受環(huán)境和操作者個人因素的影響，使不同時間、不同操作者獲得的數(shù)據(jù)可以具有可比性。
本實用新型實現(xiàn)上述目的的技術方案是一種顯微圖像連續(xù)獲取裝置，包括顯微裝置、數(shù)碼成像系統(tǒng)和箱體，所述顯微裝置和數(shù)碼成像系統(tǒng)設置在所述箱體內，所述顯微裝置設有穩(wěn)光源和移動式載物臺。
所述穩(wěn)光源可以是激光光源或者是設有分級調節(jié)裝置的恒壓或恒流光源，所述穩(wěn)光源和所述載物臺之間可以設有光線調節(jié)器。
由于顯微裝置的載物臺設置了微位移移動機構，可以通過配套的計算機或其他控制裝置控制微位移移動機構動作，在需要拍攝樣本的多個視野時，通過自動控制的方式實現(xiàn)載物臺在設定移動方向和移動幅度上的移動，由此簡化了操作步驟，提高了工作效率，特別是當配套有計算機控制和分析系統(tǒng)時，可以通過計算機實現(xiàn)對視野轉換、調焦、拍攝、信息傳輸和數(shù)據(jù)分析等全過程的自動化，連續(xù)獲取顯微圖像并實現(xiàn)對圖像數(shù)據(jù)的自動分析和處理；由于顯微裝置設置了穩(wěn)光源，并且通過箱體將顯微裝置和成像系統(tǒng)封閉起來，樣本只接受穩(wěn)光源的光照，不受外界環(huán)境和操作者的影響，使不同樣本得到的光照強度可以固定在預設值上，這樣得到的數(shù)據(jù)就具有了可比性。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的結構示意方框圖。
具體實施方式
參見圖1和圖2，本實用新型提供的顯微圖像連續(xù)獲取裝置包括顯微裝置10、數(shù)碼成像系統(tǒng)20和箱體50，所述顯微裝置和數(shù)碼成像系統(tǒng)設置在所述箱體內，所述顯微裝置設有穩(wěn)光源13和移動式載物臺3，所述移動式載物臺帶有微位移移動機構，所述數(shù)碼成像系統(tǒng)同所述顯微裝置連接或其成像元件位于所述顯微裝置的光路上。
所述數(shù)碼成像系統(tǒng)可以采用數(shù)碼攝像頭、數(shù)碼攝像機或者數(shù)碼照相機等可以進行數(shù)碼成像的裝置，通常包括圖像獲取裝置21和圖像數(shù)字化模塊22，所述圖像獲取裝置可以采用現(xiàn)有的成像元件或其他成像元件與裝置，所述圖像數(shù)字化模塊將圖像獲取裝置的顯微圖像轉化成數(shù)字信息，發(fā)送給計算機等處理設備。
所述顯微裝置可以包括顯微鏡頭11和與數(shù)碼成像系統(tǒng)匹配的顯微鏡攝像接口12，以便實現(xiàn)同所述成像系統(tǒng)的連接，將成像系統(tǒng)中的圖像獲取裝置(成像元件)連接在該接口上，就可以獲取顯微裝置的顯微圖像。
所述顯微裝置可以采用現(xiàn)有技術，其主體支架7可以通過螺釘或螺栓9同所述箱體固定連接，這樣更有利于可以保證顯微裝置的固定和穩(wěn)定。
所述穩(wěn)光源可以采用現(xiàn)有具有穩(wěn)定光強的任意形式的光源，例如激光光源。
所述穩(wěn)光源可以具有分級光強調節(jié)功能，設有分級調節(jié)裝置，其調節(jié)旋鈕8可以安裝在所述顯微裝置的支架上，通過這種調節(jié)裝置，可以根據(jù)需要調節(jié)穩(wěn)光源的強度，并且只要將調節(jié)旋鈕設置在一定檔位上，就可以保證一定的光強，避免無級調節(jié)下光強不易固定的缺陷。
所述穩(wěn)光源和所述載物臺之間可以設有光線調節(jié)器5，以進一步調節(jié)照射在樣本上的光線。
所述箱體一般應為封閉的箱體，用于遮蔽環(huán)境光線，并可以對內部設置進行保護，箱體一般應設有一個或多個箱門，用于取放樣本、進行內部設置維護等。
所述箱體也可以是局部封閉的箱體，將所述載物臺和光源部分遮蔽住，以避免外界光線影響樣本上的光照強度。
箱體的具體形狀可以根據(jù)需要采用意適宜的方式。
所述載物臺一般可以采用多個活動連接相組合的方式同箱體之間連接，實現(xiàn)同箱體之間的三維方向上的任意平動。這種多個活動連接相組合的連接方式可以采用任意的現(xiàn)有技術或其他可能的技術，例如采用三個活動連接相組合，各活動連接均具有一個直線方向上的平動自由度，而這三個直線方向相互垂直，由此可以使得載物臺在設定的空間范圍內移動到任意一點。
所述載物臺可以設有載物臺支架，所述載物臺同其支架之間采用直線移動的活動連接方式相連接，其直線移動方向為樣本平面的X方向，具體連接結構可以采用滑槽或滑軌形式等形式，所述X方向通常是指橫向，既左右方向，這種連接方式使得載物臺可以相對于箱體、顯微裝置和載物臺支架做X向平動，而滑槽和滑軌結構使得載物臺相對其支架移動時可以非常平穩(wěn)。
所述載物臺支架可以分為主體和活動件兩部分，所述載物臺支架的活動件同載物臺支架主體之間采用在Y方向上直線移動的活動連接方式連接，具體連接結構也可以采用滑槽或滑軌形式等形式，所述載物臺活動連接的載物臺支架部分是載物臺支架的活動件，由此通過載物臺同載物臺支架活動件之間的X向移動和活動件同支架主體之間的Y向移動，使得載物臺可以相對與其支架主體在XY平面上任意移動。
所述載物臺支架主體可以設有垂直移動機構，所述垂直移動機構可以采用螺桿傳動機構或其他任意適宜的技術，該垂直方向為垂直于XY平面的Z向，通過該垂直移動機構，可以使載物臺支架主體做Z方向上的移動，由此也就實現(xiàn)了載物臺在Z方向的移動。
所述微位移移動機構可以包括X方向位移機構、Y方向位移機構和Z方向位移機構，分別用于驅動所述載物臺相對于載物臺支架活動件、所述載物臺支架活動件相對于支架主體、所述載物臺支架主體相對于箱體的直線平動，由此控制所述載物臺在X、Y、Z三個方向上的移動。
所述X方向位移機構和Y方向位移機構可以主要由各自的驅動電機以及相應的傳動機構構成，所述驅動電機通?？梢允遣竭M電機，以實現(xiàn)移動幅度的精確性并避免積累誤差，保證樣本各拍攝視野的精確范圍，所述傳動機構的最后一級可以是由齒輪齒條構成的傳動副，以便將轉動轉化為平動，所述傳動機構的其他各級傳動均可以采用齒輪傳動，例如采用齒輪箱，以保證精確的傳動比，所述Z方向位移機構可以主要由其驅動電機及相應的傳動機構構成，所述驅動電機可以是直流伺服電機，以實現(xiàn)任意幅度的無級轉動，方便調焦控制，其傳動機構可以采用帶傳動機構等現(xiàn)有技術。
根據(jù)需要，所述各方向的位移機構也可以采用其他任意適宜的現(xiàn)有技術或可能的技術。
所述X方向位移機構、Y方向位移機構和Z方向位移機構中的電機均可以設有各自的控制裝置，這些控制裝置均可以采用現(xiàn)有技術，通過通電和斷電實現(xiàn)對電機工作狀態(tài)的控制，進而控制載物臺的位移。所述X方向位移機構和Y方向位移機構的電機控制裝置構成XY方向位移控制器31，所述Z方向位移機構的電機控制裝置構成Z方向位移控制器33。
本實用新型可以配有分析和控制用計算機60，所述計算機設有圖像分析模塊40、XY方向微位移控制模塊32、Z方向微位移控制模塊34、調焦控制模塊、中央控制模塊和輸出模塊。所述圖像分析模塊接受所述數(shù)碼成像系統(tǒng)送來的數(shù)碼圖像信息，對其進行分析，生成分析結果信息，并將該結果信息一路送至所述輸出模塊，由所述輸出模塊送至計算機顯示器進行圖像和數(shù)據(jù)顯示，一路送至計算機存儲單元進行存儲；所述XY方向微位移控制模塊在中央控制模塊的控制下，向XY方向位移控制器發(fā)出X方向位移和/或Y方向位移控制指令，X方向位移機構和/或Y方向位移機構的電機控制裝置接收該指令后，接通或切斷相應位移機構電機的電源輸入；所述Z方向微位移控制模塊在中央控制模塊的控制下，向Z方向位移控制器發(fā)出Z方向位移控制指令，Z方向位移機構的電機控制裝置接收該指令后，接通或切斷Z方向位移機構電機的電源輸入；所述調焦控制模塊接收所述數(shù)碼成像系統(tǒng)送來的數(shù)碼圖像信息，分析圖像清晰度，并生成Z方向位移信息或調焦成功信息，送至中央控制模塊；所述中央控制模塊用于控制所述圖像分析模塊、XY方向微位移控制模塊、Z方向微位移控制模塊、調焦控制模塊和輸出模塊的協(xié)調工作，在收到調焦控制模塊送來的Z方向位移信息后，向Z方向微位移控制模塊發(fā)出工作指令，在收到調焦控制模塊送來的調焦成功信息后，向圖像分析模塊發(fā)出工作指令，由所述圖像分析模塊根據(jù)該指令，接收并暫存數(shù)碼成像系統(tǒng)送來的數(shù)碼圖像信息，在收到所述圖像分析模塊送來的數(shù)碼圖像信息接收成功的信息后，依據(jù)預設程序，向XY方向微位移控制模塊發(fā)出工作指令，由所述XY方向微位移控制模塊根據(jù)該指令向XY方向位移控制器發(fā)送相應的位移指令，在收到XY方向微位移控制模塊或另設的位移傳感器反饋的移動成功信息后，再次向圖像分析模塊發(fā)出工作指令，由圖像分析模塊接收樣本新視野下的數(shù)碼圖像信息，當依據(jù)預設程序拍攝完所有視野的圖像后，向圖像分析模塊發(fā)出分析指令，由所述圖像分析模塊對所有暫存的數(shù)碼圖像信息進行分析，生成分析結果信息。
所述XY方向位移控制器、XY方向微位移控制模塊、Z方向位移控制器和Z方向微位移控制模塊一同構成了本實用新型的位移控制系統(tǒng)30。
可以采用現(xiàn)有軟件技術形成上述各功能模塊，實現(xiàn)計算機的上述控制和分析功能。根據(jù)實際需要可以增加新的模塊，設置所需的各種數(shù)據(jù)庫，也可以減少部分模塊(例如在人工調焦的情況下，可以省略Z方向微位移控制模塊)。本實用新型涉及的數(shù)碼圖像信息分析內容、分析方法、結果內容以及結果顯示方式均可以依據(jù)現(xiàn)有技術下的分析要求或其他具體的分析要求確定。
所述計算機可以采用現(xiàn)有技術下的PC機，也可以采用單片機或其他任意具有相應功能的裝置，所述計算機可以封裝在所述箱體內，也可以設置在所述箱體外，通過數(shù)據(jù)向同設置在箱體內的其他部分連接。
本實用新型中的各部分之間、特別是其他部分同計算機之間的信號連接和傳輸方式可以采用現(xiàn)有技術，可以采用數(shù)據(jù)線方式實現(xiàn)相互件的信號傳遞，數(shù)據(jù)線接口可以采用USB接口，以方便連接，也可以采用其他任意適宜的形式。
權利要求1.一種顯微圖像連續(xù)獲取裝置，包括顯微裝置和數(shù)碼成像系統(tǒng)，其特征在于還包括箱體，所述顯微裝置和數(shù)碼成像系統(tǒng)設置在所述箱體內，所述顯微裝置設有穩(wěn)光源和移動式載物臺。
2.如權利要求1所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述穩(wěn)光源為激光光源或者是設有分級調節(jié)裝置的恒壓或恒流光源，所述穩(wěn)光源和所述載物臺之間設有光線調節(jié)器。
3.如權利要求2所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述數(shù)碼成像系統(tǒng)包括圖像獲取裝置和圖像數(shù)字化模塊，所述顯微裝置包括顯微鏡頭和與數(shù)碼成像系統(tǒng)匹配的顯微鏡攝像接口，所述成像系統(tǒng)中的圖像獲取裝置連接在該接口上，所述移動式載物臺帶有微位移移動機構，所述數(shù)碼成像系統(tǒng)同所述顯微裝置連接或其成像元件位于所述顯微裝置的光路上。
4.如權利要求3所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述箱體是封閉的箱體，設有一個或多個箱門。
5.如權利要求1、2、3或4所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述載物臺采用能夠實現(xiàn)載物臺同箱體之間在三維方向上任意平動的多個活動連接相組合的方式同箱體之間連接。
6.如權利要求5所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述載物臺同箱體之間的三維活動連接方式為所述載物臺設有載物臺支架，所述載物臺支架分為主體和活動件兩部分，所述載物臺同其支架上的活動件采用在X方向上直線移動的活動連接方式相連接，所述載物臺支架的活動件同支架主體之間采用在Y方向上直線移動的活動連接方式連接，所述載物臺支架主體設有在Z方向上的垂直移動機構。
7.如權利要求6所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述微位移移動機構包括用于驅動所述載物臺相對于載物臺支架活動件直線平動的X方向位移機構、用于驅動所述載物臺支架活動件相對于支架主體直線平動的Y方向位移機構和所述載物臺支架主體相對于箱體直線平動的Z方向位移機構。
8.如權利要求7所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述X方向位移機構和Y方向位移機構主要由各自的驅動電機以及相應的傳動機構構成，所述Y方向位移機構的驅動電機是步進電機，所述Y方向位移機構的傳動機構的最后一級是由齒輪齒條構成的傳動副，所述Z方向位移機構主要由其驅動電機及相應的傳動機構構成，所述Z方向位移機構的驅動電機是直流伺服電機，所述Z方向位移機構的傳動機構為帶傳動機構。
9.如權利要求8所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于所述X方向位移機構、Y方向位移機構和Z方向位移機構中的電機均設有各自的控制裝置，所述X方向位移機構和Y方向位移機構的電機控制裝置構成XY方向位移控制器，所述Z方向位移機構的電機控制裝置構成Z方向位移控制器。
10.如權利要求9所述的顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其特征在于還配有分析和控制用計算機，所述計算機設有圖像分析模塊、XY方向微位移控制模塊、Z方向微位移控制模塊、調焦控制模塊、中央控制模塊和輸出模塊。所述圖像分析模塊接受所述數(shù)碼成像系統(tǒng)送來的數(shù)碼圖像信息，對其進行分析，生成分析結果信息，并將該結果信息一路送至所述輸出模塊，由所述輸出模塊送至計算機顯示器進行圖像和數(shù)據(jù)顯示，一路送至計算機存儲單元進行存儲；所述XY方向微位移控制模塊在中央控制模塊的控制下，向XY方向位移控制器發(fā)出X方向位移和/或Y方向位移控制指令，X方向位移機構和/或Y方向位移機構的電機控制裝置接收該指令后，接通或切斷相應位移機構電機的電源輸入；所述Z方向微位移控制模塊在中央控制模塊的控制下，向Z方向位移控制器發(fā)出Z方向位移控制指令，Z方向位移機構的電機控制裝置接收該指令后，接通或切斷Z方向位移機構電機的電源輸入；所述調焦控制模塊接收所述數(shù)碼成像系統(tǒng)送來的數(shù)碼圖像信息，分析圖像清晰度，并生成Z方向位移信息或調焦成功信息，送至中央控制模塊；所述中央控制模塊用于控制所述圖像分析模塊、XY方向微位移控制模塊、Z方向微位移控制模塊、調焦控制模塊和輸出模塊的協(xié)調工作，在收到調焦控制模塊送來的Z方向位移信息后，向Z方向微位移控制模塊發(fā)出工作指令，在收到調焦控制模塊送來的調焦成功信息后，向圖像分析模塊發(fā)出工作指令，由所述圖像分析模塊根據(jù)該指令，接收并暫存數(shù)碼成像系統(tǒng)送來的數(shù)碼圖像信息，在收到所述圖像分析模塊送來的數(shù)碼圖像信息接收成功的信息后，依據(jù)預設程序，向XY方向微位移控制模塊發(fā)出工作指令，由所述XY方向微位移控制模塊根據(jù)該指令向XY方向位移控制器發(fā)送相應的位移指令，在收到XY方向微位移控制模塊或另設的位移傳感器反饋的移動成功信息后，再次向圖像分析模塊發(fā)出工作指令，由圖像分析模塊接收樣本新視野下的數(shù)碼圖像信息，當依據(jù)預設程序拍攝完所有視野的圖像后，向圖像分析模塊發(fā)出分析指令，由所述圖像分析模塊對所有暫存的數(shù)碼圖像信息進行分析，生成分析結果信息。
專利摘要本實用新型涉及一種顯微圖像連續(xù)獲取裝置，其包括顯微裝置、數(shù)碼成像系統(tǒng)、箱體以及控制和分析用計算機，所述顯微裝置和數(shù)碼成像系統(tǒng)設置在所述箱體內，所述顯微裝置設有穩(wěn)光源和移動式載物臺，所述移動式載物臺帶有微位移移動機構，所述數(shù)碼成像系統(tǒng)同所述顯微裝置連接或其成像元件位于所述顯微裝置的光路上，所述計算機自動控制各部分的動作，并自動對數(shù)碼圖像信號進行分析和結果顯示。本實用新型實現(xiàn)了顯微圖像連續(xù)獲得和分析的自動化，操作簡單，效率高，獲取的圖像亮度和色調基本上不受環(huán)境和操作者個人因素的影響，使不同時間、不同操作者獲得的數(shù)據(jù)可以具有可比性，可用在醫(yī)學、藥學和生命科學等領域。
文檔編號G06K9/20GK2859516SQ20062000096
公開日2007年1月17日 申請日期2006年1月16日 優(yōu)先權日2006年1月16日
發(fā)明者魯勁松, 宮環(huán), 包尚聯(lián) 申請人:北京海思威科技有限公司