[發明專利]一種用于數字切片掃描儀的精密對焦裝置

在審

• 申請號: 201910212714.1
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109884060A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 杜慧林;賴蛟嬌;萬方;權琳
• 申請（專利權）人: 武漢千屏影像技術有限責任公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01;G02B21/24
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了一種用于數字切片掃描儀的精密對焦裝置。本發明包括位移平臺、推力連接機構、杠桿機構、頂針與E形固定架；位移平臺包括音圈電機、交叉滾子導軌及安裝板；推力連接機構由安裝在位移平臺的推力板與一方形彈性片組成；杠桿機構包括杠桿長桿、杠桿短桿、杠桿支板與長條形彈性片；頂針為一圓球；E形固定架用于固定掃描光源、預覽光源、顯微光路及運動平臺。本發明可以為成像過程中的自動對焦過程提供上下兩個緊密運動，得到清晰的成像圖像。應用于組織細胞觀測、遠程病理診斷、病理學教學及專家討論。

技術領域

本發明涉及一種精密對焦裝置，具體涉及一種用于數字切片掃描儀的精密對焦裝置。數字切片掃描儀自動對焦、顯微鏡成像、臨床醫學診斷、生命科學研究及病理學教學等領域。

背景技術

數字切片掃描儀是一種集合高速運動平臺、顯微光學與計算機技術為一體的裝置。與傳統的顯微鏡不同，它通過高速運動平臺移動物理切片，拍攝多個不同視野下的組織細胞圖像。再利用計算機技術將拍攝的細胞圖像進行圖像拼接生成具有完整病變信息的數字切片圖像。總的來說，數字切片掃描儀是一種將整個載玻片全信息、全方位快速掃描，使傳統物質化的載玻片變成新一代數字化病理切片的裝置。

隨著網絡與計算機技術的發展，圖像處理技術的日漸成熟，數字圖像被逐漸應用于各種領域中。機器人借助機器視覺拍攝的數字圖像進行工件的定位，無損檢測中，通過數字圖像的相位干涉觀察工件的面形情況。數字圖像除應用于工業中，也越來越多地應用于醫學診斷與病理學中。通過網絡傳輸掃描的數字切片圖像，專家可對疑難病癥進行遠程討論，進行臨床醫學診斷。通過觀察切片上的細胞情況，可進行生命科學研究。生成的數字切片由于其可復制與遠程傳輸的特性，可脫離必備的顯微鏡觀察，用于病理學教學。方便教學，減少設備費用，解決常見的設備不足問題。

但由于不同細胞大小厚度不同，同類細胞也有可能大小不同，導致制作的物理切片或細胞涂片常厚度不一致。對于定焦距的顯微物鏡來說，會因為切片不在焦點上而出現數字切片圖像模糊的現象。因此有必要開發一種用于數字切片掃描裝置的自動聚焦裝置，實現對物理切片的精確掃描，拍攝到清晰的數字切片圖像。

現有的自動聚焦方法，有利用圖像相干方法。根據兩幅模糊的圖像計算出清晰圖像的焦點位置及清晰的圖像形貌。但這種方法對于設備的配置要求十分高，同時由于要處理大量的圖像數據，聚焦速度極慢。另一種方法是專門配備對應的自動聚焦裝置，輔助切片進行聚焦成像。但由于顯微成像，單個視野的尺寸僅為1.1mm左右，而整個切片待掃描區域為75mm*55mm。故需要極高的響應頻率、速度以及運動精度。現有的運動平臺常由于自身運動精度為微米級，無法直接提供自動聚焦運動。音圈電機配合高精度的光柵傳感器結合杠桿機構實現對顯微聚焦的精密控制。

本發明面向上述需求，通過音圈電機位移臺結合杠桿機構支撐病理切片等創新設計，開發一種用于數字切片掃描儀的精密聚焦裝置。通過該裝置可精密控制物理切片的上下運動，實現切片掃描過程中的自動聚焦。從而拍攝清晰的數字切片，用于臨床醫療診斷，病理學教學等。

發明內容

本發明的目的是針對數字切片掃描儀、顯微鏡成像、臨床醫學診斷、生命科學研究及病理學教學等場合對精密聚焦成像的應用需求，設計一種能夠驅動載玻片實現上下方向精密運動的自動聚焦裝置。同時該裝置具有機械限位功能，可以為數字切片的清晰成像提供一定范圍內的精密運動。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以解決：

一種用于數字切片掃描儀的精密對焦裝置，包括位移平臺、推力連接機構、杠桿機構、頂針與E形固定架：

位移平臺包括音圈電機、交叉滾子導軌及安裝板；推力連接機構由安裝在位移平臺的推力板與一方形彈性片組成；杠桿機構包括杠桿長桿、杠桿短桿、杠桿支板與長條形彈性片；頂針為一圓球；E形固定架用于固定掃描光源、預覽光源、顯微光路及運動平臺，具體的：