[發明專利]一種高速面陣掃描的大視場切片顯微成像系統

在審

• 申請號: 201711474374.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108490596A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 賈靜;毛珩;單俍;翟慕岳;張家治;李海文
• 申請（專利權）人: 三英精控（天津）儀器設備有限公司
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/06;G02B21/24;G02B21/36
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

本發明提供一種高速面陣掃描的大視場切片顯微成像系統，包括同軸照明光源裝置、透射明場LED光源裝置、顯微物鏡、物鏡壓電升降裝置、高速顯微成像裝置以及高速掃描設備，所述同軸照明光源裝置設置于高速顯微成像裝置一側，所述高速顯微成像裝置的下方通過物鏡壓電升降裝置與顯微物鏡相連通，所述顯微物鏡下方設置高速掃描設備，所述高速掃描設備下方設置透射明場LED光源裝置。本發明的有益效果是直接通過下位機PMAC板和FPGA板實時控制樣本臺完成垂軸向二軸掃描和物鏡軸向離焦補償，并在行進至等間隔掃描點處時同步觸發相機曝光，從而實現無需圖像拼接的大視場切片高速掃描顯微成像。

技術領域

本發明特別涉及一種高速面陣掃描的大視場切片顯微成像系統。

背景技術

在現有的技術中大視場切片(載玻片樣品)顯微成像技術在生物、醫學、工業等諸多領域的圖像檢測中均有重要應用。由于顯微鏡成像的物方視場極其有限，通常采用移動樣本臺的方式來實現大視場分塊成像，再通過相鄰分塊重疊區域的圖像配準來實現全視場圖像拼接。在上述掃描成像過程中，傳統方式是走-停-走-停模式，每次走過一個相鄰的子視場，停在下一個子視場的設定位置，完成實時對焦和圖像獲取，之后再走向下一個子視場，以此往復直至完成全視場遍歷。近年來，由于對成像高通量、高內涵、高時效的迫切需求，一方面需要加速掃描方式，轉而采用連續掃描成像；另一方面，設法在掃描過程中準確獲取每個子視場成像時的平臺絕對位置，以期避免使用圖像拼接算法直接獲得全視場顯微圖像。但是在樣本臺連續運動下獲得圖像曝光時的絕對位置存在多個因素的測量不確定性。

發明內容

本發明的目的是提供一種高速面陣掃描的大視場切片顯微成像系統，直接通過下位機PMAC板和FPGA板實時控制樣本臺完成垂軸向二軸掃描和物鏡軸向離焦補償，并在行進至等間隔掃描點處時同步觸發相機曝光，從而實現無需圖像拼接的大視場切片高速掃描顯微成像。

本發明的技術方案是：一種高速面陣掃描的大視場切片顯微成像系統，包括同軸照明光源裝置、透射明場LED光源裝置、顯微物鏡、物鏡壓電升降裝置、高速顯微成像裝置以及高速掃描設備，所述同軸照明光源裝置設置于高速顯微成像裝置一側，所述高速顯微成像裝置的下方通過物鏡壓電升降裝置與顯微物鏡相連通，所述顯微物鏡下方設置高速掃描設備，所述高速掃描設備下方設置透射明場LED光源裝置。

進一步，所述同軸照明光源裝置包括同軸照明激光裝置和同軸照明LED 光源裝置，所述同軸照明光源裝置為高速顯微成像裝置提供單色、高輸出功率的激發光同軸照明和提供不同可見光波段的LED同軸照明。

進一步，所述高速顯微成像裝置包括顯微鏡鏡筒和高速相機，所述顯微鏡鏡筒與高速相機通過相機接圈相連接。

進一步，所述高速相機選用100-400萬像素的高速相機。

進一步，所述高速相機使用GigE、USB3.0或CameraLink數據傳輸接口，傳輸幀頻在50-100Hz范圍

進一步，所述高速相機使用黑白或彩色面陣芯片，20倍以上顯微成像選用像元尺寸5um以上的面陣芯片，面陣大小適在100-400萬之間。

進一步，所述高速掃描設備包括樣本臺及高速掃描機，所述高速掃描設備用于系統初始化參數標定、顯微成像的初始化定位和高速掃描-同步觸發。

本發明具有的優點和積極效果是：本發明專利可用于樣本臺掃描的大視場切片顯微成像裝置，當驅動樣本臺高速連續運動時，直接通過下位機PMAC 板和FPGA板實時控制樣本臺完成垂軸向二軸掃描和物鏡軸向離焦補償，并在行進至等間隔掃描點處時同步觸發相機曝光，從而實現無需圖像拼接的大視場切片高速掃描顯微成像。

附圖說明

圖1是本發明的原理結構示意圖；

圖2是本發明的硬件控制流程框圖；

圖3是本發明的控制時序圖。