[發明專利]一種虛擬顯微鏡實物套件及其應用

有效

• 申請號: 201811477671.1
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109326166B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 馮志全
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B23/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 商金婷

1.一種虛擬顯微鏡實物套件實現的交互方法，包括虛擬顯微鏡實物套件，所述虛擬顯微鏡實物套件包括：顯微鏡本體模型以及設置在顯微鏡本體模型上的螺旋傳感器、壓力傳感器和載玻片位置傳感器；FPGA芯片和本地顯示設備；

所述螺旋傳感器、壓力傳感器和載玻片位置傳感器分別與FPGA芯片連接；

所述FPGA芯片通過有線或無線方式與本地顯示設備進行通訊；

在所述顯微鏡本體模型的粗準焦螺旋、細準焦螺旋處分別設置一個螺旋傳感器；

在所述顯微鏡本體模型的鏡臂、鏡座，以及鑷子、膠頭滴管、載玻片、蓋玻片上分別設置壓力傳感器；

在所述顯微鏡本體模型的載物臺和載玻片上設置有載玻片位置傳感器；

所述螺旋傳感器包括：旋轉軸、轉動桿、鏈桿、滑塊、固定軌道；

所述旋轉軸能夠繞其軸線進行旋轉；

與所述旋轉軸垂直的一個平面為旋轉平面，所述旋轉軸與所述旋轉平面的交點為軸心；

所述轉動桿的一端在所述軸心處與所述旋轉軸固定連接，另一端通過鉸鏈與鏈桿的一端連接，所述鏈桿的另一端與滑塊連接；

所述轉動桿能夠在所述旋轉平面內隨旋轉軸一同旋轉；

所述鏈桿能夠在所述旋轉平面內繞所述鉸鏈進行旋轉；

所述固定軌道位于所述旋轉平面內，其一端固定在所述軸心處，另一端沿半徑方向伸出；

在所述滑塊上設置有光源，所述滑塊能夠在固定軌道上滑動，其特征在于，所述方法包括：

(1)通過螺旋傳感器、壓力傳感器獲取用戶的操縱數據，并將螺旋傳感器的數據、壓力傳感器的數據發送給FPGA芯片；

(2)FPGA芯片處理粗準焦螺旋處的螺旋傳感器的數據，獲得粗準焦螺旋處的交互行為；

(3)FPGA芯片處理細準焦螺旋處的螺旋傳感器的數據，獲得細準焦螺旋處的交互行為；

(4)FPGA芯片處理壓力傳感器的數據，獲得各個設置有壓力傳感器處的壓力；

(5)FPGA芯片監控載玻片的位置；

所述步驟(2)的操作包括：

A.針對當前圖像，生成兩個連續圖像序列：一個是增大當前視野范圍的圖像序列，即大視野序列，另一個是減小當前視野范圍的圖像序列，即小視野序列；

生成連續圖像序列的步驟如下：

A.1構建視野半徑函數r：

r＝h[tan(α)] (6)

h＝ωθ (7)

其中，tan代表正切函數，θ是螺旋傳感器測得的旋轉角度，ω是經驗參數，h是顯微鏡本體模型的鏡筒的高度，α是顯微鏡本體模型的物鏡的視野范圍；

A.2生成大視野序列：

A.2.1θ依次取為θ(0),θ(0)+1,θ(0)+2,……θ(0)+L，按照式子(6)(7)計算r0,r1,r2,…,rL；其中，L表示序列長度；

A.2.2對每個ri(0≤i≤L)，以原始樣本圖像的中心為中心、以ri為半徑畫圓；

A.2.3裁減掉該圓之外的原始樣本圖像，只保留圓內部的原始樣本圖像，得到圖像I(i)，保存圖像I(i)，則I(0),I(1),…I(L)為所述大視野序列；

A.3生成小視野序列：

A.3.1θ依次取為θ(0),θ(0)-1,θ(0)-2,……θ(0)-L，按照式子(6)(7)計算r0,r1,r2,…,rL；其中，L表示序列長度；

A.3.2對每個ri(0≤i≤L)，以原始樣本圖像的中心為中心、以ri為半徑畫圓；

A.3.3裁減掉該圓之外的原始樣本圖像，只保留圓內部的原始樣本圖像，得到圖像I(i)，保存圖像I(i)，則I(0),I(1),…I(L)為所述小視野序列；

B.如果旋轉方向D是順時針方向，則在屏幕上顯示小視野序列；如果旋轉方向D是逆時針方向，則在屏幕上顯示大視野序列；

C.在顯示大視野序列、顯示小視野序列的過程中，如果接收到新的旋轉方向D、旋轉角度θ，則進行以下處理：

C.1如果旋轉方向D保持不變，則保持當前序列呈現完畢，然后等待下一個新的旋轉方向D、旋轉角度θ；

C.2如果旋轉方向D改變，則終止當前序列的呈現過程，然后返回步驟B。