[發明專利]一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置及其掃描方法

有效

• 申請號: 201310206443.1
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103257438A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 李小帥;王強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02B21/26
• 分類號: G02B21/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 胡樹發

1.一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，它包括：上位計算機（1）和顯微鏡電動平移臺（4）；

其特征在于，它還包括控制系統（3），控制系統（3）與上位計算機（1）通過RS232串行通訊接口（2）進行連接，控制系統（3）的控制信號輸出端與顯微鏡電動平移臺（4）的移動信號輸入端連接；

所述上位計算機（1）內嵌入有控制模塊，該控制模塊包括：

用于將上位計算機（1）的控制命令發送給控制系統（3）的控制命令發送模塊；

用于對控制系統（3）發送的應答信息進行接收的應答信息接收模塊；

用于對顯微鏡電動平移臺（4）的掃描參數進行設置的掃描參數設置模塊；

用于輸入掃描原點（X1，Y1）的掃描原點輸入模塊；

用于輸入掃描原點對頂角坐標（X2，Y2）從而確定掃描區域大小的掃描區域設置模塊；

所述控制系統（3）內嵌入有控制模塊，該控制模塊包括：

用于對上位計算機（1）發送的控制命令進行接收的控制命令接收模塊；

用于將控制系統（3）的應答信息發送給上位計算機（1）的應答信息發送模塊；

用于將顯微鏡電動平移臺（4）進行左右移動的X軸方向步進模塊；

用于將顯微鏡電動平移臺（4）進行向前移動的Y軸方向步進模塊；

用于將顯微鏡電動平移臺（4）返回初始位置的返回初始位置模塊。

2.根據權利要求1所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，其特征在于，所述控制命令包括掃描參數設置命令；控制顯微鏡電動平移臺（4）移動方向的移動控制命令和停止掃描命令。

3.根據權利要求1所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，其特征在于，所述應答信息包括控制系統（3）準備就緒信息和顯微鏡電動平移臺（4）返回初始位置信息。

4.根據權利要求1所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，其特征在于，所述掃描參數包括顯微鏡電動平移臺（4）的移動速度、加速度、X軸方向和Y軸方向的移動實際步長和移動的最小步長。

5.根據權利要求1所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，其特征在于，上位機（1）的控制模塊中還包括：

用于根據掃描區域獲得Y軸方向采樣點數y，并判斷該采樣點數y為奇數還是偶數的Y軸采樣點數奇偶判斷模塊；

用于根據Y軸采樣點數奇偶判斷模塊的判斷結果，確定掃描總次數的掃描次數確定模塊；

用于對循環掃描模塊進行矩形區域掃描時的循環掃描次數進行計算的循環掃描次數計算模塊；

用于根據循環掃描次數計算模塊獲得的掃描次數和掃描次數確定模塊獲得的掃描總次數控制掃描的掃描控制模塊；

用于對完成矩形區域掃描所花費的時間進行顯示的時間顯示模塊。

6.根據權利要求5所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，其特征在于，所述掃描次數確定模塊進一步包括：

當Y軸采樣點數y為奇數時，確定循環掃描總次數為的模塊，其中[·]表示向下取整數；

當Y軸采樣點數y為偶數時，確定循環掃描總次數為的模塊。

7.根據權利要求1所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，其特征在于，控制系統（3）的控制模塊還包括：

用于對掃描原點和掃描原點對頂角坐標進行存儲的坐標存儲模塊；

用于對顯微鏡電動平移臺（4）所在坐標進行顯示的坐標顯示模塊。

8.根據權利要求7所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置，其特征在于，控制系統（3）的控制模塊還包括用于在沿軸向掃描過程中判斷顯微鏡電動平移臺（4）是否到達指令中的位置坐標的位置坐標定位模塊。

9.根據權利要求8所述的一種基于自動控制電動平移臺的平面二維矩形掃描裝置的掃描方法，其特征在于，所述掃描方法是由以下步驟實現的：

步驟一、根據掃描區域的位置確定并輸入掃描原點（X1,Y1），輸入掃描原點對頂角坐標（X2，Y2）從而確定掃描區域大小；并將顯微鏡電動平移臺（4）放置在掃描原點上；

步驟二、在顯微鏡電動平移臺（4）對矩形區域進行掃描之前，Y軸采樣點數奇偶判斷模塊對Y軸方向采集點數y為奇數還是偶數進行判斷，循環掃描次數計算模塊根據采集點數y的奇偶性計算循環掃描次數；

步驟三、顯微鏡電動平移臺（4）沿X軸方向向右移動到X_R處，在移動過程中其中，i為顯微鏡電動平移臺（4）沿X軸移動的步數，初始值為1，x為X軸上的采樣點數；

步驟四、通過位置坐標定位模塊判斷X_R是否等于X₂，是，顯微鏡電動平移臺（4）停止移動后執行步驟五；否，令i=i+1，返回執行步驟三；

步驟五、顯微鏡電動平移臺（4）沿Y軸方向向上移動一個步長；

步驟六、通過位置坐標定位模塊判斷顯微鏡電動平移臺（4）是否移動一個步長的距離，是，執行步驟七；否，位置坐標定位模塊對顯微鏡電動平移臺（4）的坐標進行修正，直至顯微鏡電動平移臺（4）沿Y軸方向向上移動一個步長的距離；

步驟七、顯微鏡電動平移臺（4）從掃描原點沿X軸方向向左移動到X_L處，在移動過程中XL=X2-(X2-X1)×ix-1,]]>i的初始值為1；

步驟八、通過位置坐標定位模塊判斷X_L是否等于X₁，是，顯微鏡電動平移臺（4）停止移動后執行步驟九；否，i=i+1，返回執行步驟七；

步驟九、顯微鏡電動平移臺（4）沿Y軸方向向上移動一個步長；

步驟十、通過位置坐標定位模塊判斷顯微鏡電動平移臺（4）是否移動一個步長的距離，是，完成循環掃描的一個循環；否，位置坐標定位模塊對顯微鏡電動平移臺（4）的坐標進行修正，直至顯微鏡電動平移臺（4）沿Y軸方向向上移動一個步長的距離；

步驟十一、判斷循環掃描次數計算模塊所計算的循環次數n是否等于掃描次數確定模塊所確定的循環次數，當循環掃描次數計算模塊所計算的循環次數n與掃描次數確定模塊所確定的循環次數相等時，執行步驟十二，否則，返回執行步驟三；

步驟十二、完成循環掃描后，當Y軸方向采集點數y為偶數時，顯微鏡電動平移臺（4）向右逐步移動到X軸方向的最右側，再向Y軸方向向前移動一步，最后再向左逐步移動到X軸方向的最右側，從而退出掃描區域，完成全部的掃描程序；

當Y軸方向采集點數y為奇數時，顯微鏡電動平移臺（4）向右逐步移動到X軸方向的最右側，從而退出掃描區域，完成全部的掃描程序。