[發明專利]一種面向活體組織的連續變倍自動對焦顯微成像裝置與方法

有效

• 申請號: 201410331941.3
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104133288B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 葉飛;相韶華
• 申請（專利權）人: 廣州博隆興中信息科技有限公司
• 主分類號: G02B21/36
• 分類號: G02B21/36;G02B21/24
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司44302
• 代理人: 陳業勝,張春耀

技術領域

本發明涉及顯微成像系統領域，具體涉及一種面向活體組織的連續變倍自動對焦顯微成像裝置與方法。

背景技術

顯微成像系統是生物醫學微觀領域觀測及分析不可缺少的工具，傳統的顯微成像系統主要針對離體樣品，面向活體組織的顯微成像用于活體組織檢測，與傳統顯微成像技術不同的是，可在自然狀態下對組織樣品進行成像，不需要經過封蠟，脫水，固定，染色，切片等復雜的樣品制備過程。

對于傳統的顯微鏡成像系統，通常需要更換目鏡或者物鏡獲取不同放大倍數的圖像，然而對于活體組織的顯微成像，更換鏡頭后，成像系統的焦點難以重復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。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向活體組織的連續變倍自動對焦顯微成像裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種面向活體組織的能夠實現連續變倍、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成該裝置的成像系統；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置于所述第一電動位移平臺，所述顯微鏡頭設置于第二電動位移平臺；所述透明封口玻璃設于所述外殼的下端；所述輸入輸出控制模塊根據輸入的成像系統的放大倍數，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的圖像。

所述輸入輸出控制模塊內設置有圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置與成像系統的放大倍數一一對應的關系數據。

為了得到更清晰的圖像，本發明的裝置設置有微調結構，還包括圖像分析模塊、微調電機控制模塊和微調電機，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電機控制模塊連接，所述微調電機控制模塊和微調電機連接，所述微調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，所述微調電機控制模塊根據所述圖像分析模塊的分析結果反饋控制所述微調電機驅動顯微鏡頭的上下移動，從而獲取清晰的圖像。

上述中的微調電機的微調范圍為1000微米以內；微調電機和第二電動位移平臺連接，所述顯微鏡頭通過微調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、微調電機控制模塊設于一塊電路板中；所述圖像采集模塊、微調電機、顯微鏡頭、光源和透明封口玻璃同軸設置。

所述成像系統的焦點設置于透明封口玻璃的外表面。

所述顯微鏡頭由一片或多片透鏡組成。

本發明的又一目的在于提供一種面向活體組織的連續變倍自動對焦顯微成像方法，該方法的具體步驟如下：

步驟1：檢測時，將透明封口玻璃貼合待檢測的活體組織；

步驟2：根據需要，在輸入輸出控制模塊中輸入所需的放大倍數，輸入輸出控制模塊根據其內部的數據，選擇和輸入倍數相符的第一電動位移平臺和第二電動位移平臺的位置，并將位置信號發送給位移平臺控制模塊，位移平臺控制模塊根據接收的位置信號驅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位置；

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，并將結果發送到微調電機控制模塊，微調電機控制模塊根據圖像清晰度結果驅動微調電機運動，從而實現顯微鏡頭的微調，使得成像系統精確對焦，獲取清晰的圖像；

步驟4：當需要切換放大倍數時，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，重復執行上述步驟2和步驟3，即可獲取新放大倍數的顯微圖像。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1.本發明適用于自然狀態下的活體組織的顯微成像，沒有傳統的復雜樣品制備過程，操作簡單方便；

2.在活體組織的顯微成像過程中，當使用者需要變換放大的倍數時，只需要在輸入輸出控制模塊中輸入所需的倍數值，裝置會根據輸入輸出控制模塊內的數據經過位移平臺控制模塊自動調節圖像采集模塊和顯微鏡頭的位置，不需要更換不同倍數的顯微鏡，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；