一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置和調(diào)焦方法
【專利摘要】本發(fā)明的調(diào)焦裝置包括外管、內(nèi)管、顯微成像模塊、定焦罩和驅(qū)動電機，所述顯微成像模塊設(shè)置于所述內(nèi)管內(nèi)部；所述內(nèi)管設(shè)置于所述外管內(nèi)部，所述內(nèi)管的上端與所述驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動電機用于驅(qū)動所述內(nèi)管在所述外管內(nèi)部上下移動。基于上述調(diào)焦裝置的調(diào)焦方法，包括以下步驟：步驟1：將一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置置于成像區(qū)域之上，利用調(diào)焦裝置的定焦罩固定顯微成像模塊與活體樣品的相對位置，使得成像模塊的焦點與活體樣品初步重合；步驟2：根據(jù)顯微成像模塊的顯微圖像，控制驅(qū)動電機帶動內(nèi)管上下移動來調(diào)節(jié)成像模塊的焦點，使得成像模塊的焦點與活體樣品精確重合，從而獲得高分辨率清晰的顯微圖像。
【專利說明】—種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置和調(diào)焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯微成像系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置和調(diào)焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]顯微成像系統(tǒng)是生物醫(yī)學(xué)微觀領(lǐng)域觀測及分析不可缺少的工具。然而傳統(tǒng)的顯微成像系統(tǒng)，需要先將生物組織從活體切離，再進行封蠟，脫水，固定，染色，切片等一系列樣品準備過程，才能獲取顯微圖像。
[0003]活體的顯微成像系統(tǒng)的光學(xué)原理與傳統(tǒng)顯微鏡相同，但樣品不需要經(jīng)過上述封蠟，脫水，固定，染色，切片等復(fù)雜準備過程。其技術(shù)關(guān)鍵在于如何調(diào)節(jié)焦點，使其與觀測部位重合，以獲得清晰的高分辨率圖像?；铙w顯微成像系統(tǒng)調(diào)焦的難點在于，活體組織和活體顯微成像系統(tǒng)的相對位置難以確定，即在顯微鏡調(diào)節(jié)焦點時，活體樣品難以固定，使得調(diào)節(jié)焦點的難度大，結(jié)果成像模糊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種結(jié)構(gòu)簡單且能快速調(diào)焦以獲得清晰顯微圖像的一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置。
[0005]本發(fā)明的又一目的在于:提供一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，包括外管、內(nèi)管、顯微成像模塊、定焦罩、驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機設(shè)置于所述外管上端，所述定焦罩設(shè)置于所述外管下端；所述顯微成像模塊設(shè)置于所述內(nèi)管內(nèi)部；所述內(nèi)管設(shè)置于所述外管內(nèi)部，所述內(nèi)管的上端與所述驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動電機用于驅(qū)動所述內(nèi)管在所述外管內(nèi)部上下移動。所述顯微成像模塊與外部顯示裝置信號連接。所述外管、內(nèi)管、顯微成像模塊、定焦罩及驅(qū)動電機呈同軸設(shè)置。所述顯微成像模塊包括物鏡、投影透鏡和成像裝置，所述物鏡、投影透鏡和成像裝置設(shè)置于所述內(nèi)管的內(nèi)部且自上而下依次排列。所述物鏡、投影透鏡、成像裝置與所述內(nèi)管同軸。所述物鏡、投影透鏡和成像裝置彼此之間的距離可根據(jù)實際應(yīng)用需求而設(shè)計。所述成像裝置為CCD探頭。所述驅(qū)動電機為音圈馬達。所述物鏡的材質(zhì)為玻璃或者塑膠。所述投影透鏡的材質(zhì)為玻璃或者塑膠。所述內(nèi)管與所述外管滑動連接。所述定焦罩為錐形或圓柱形骨架結(jié)構(gòu)，或其他用于固定焦距的結(jié)構(gòu)。所述定焦架罩的高度和直徑可根據(jù)實際應(yīng)用需求而設(shè)計，使得本發(fā)明的調(diào)焦裝置的焦點基本落在成像區(qū)域內(nèi)。
[0007]本發(fā)明還包括光源。所述光源為環(huán)形光源，所述環(huán)形光源設(shè)置于所述外管的下端或者所述定焦罩的上端。所述環(huán)形光源與所述外管呈同軸設(shè)置，或者所述環(huán)形光源與所述定焦罩呈同軸設(shè)置。所述環(huán)形光源為LED光源。所述環(huán)形光源也可以為任何白光、單色光源，或者紅外光源。
[0008]本發(fā)明還包括控制鍵，利用所述控制鍵手動控制所述驅(qū)動電機而完成連續(xù)聚焦或者步進聚焦；或者還包括自動對焦軟件，利用自動對焦軟件自動控制所述驅(qū)動電機而完成連續(xù)聚焦或者步進聚焦。
[0009]本發(fā)明提供的一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦方法，包括以下步驟:
[0010]1:利用定焦罩固定顯微成像模塊與活體樣品的相對位置，使得成像模塊的焦點與活體樣品初步重合；
[0011]2:根據(jù)顯微成像模塊的顯微圖像，利用控制鍵或者自動對焦軟件控制驅(qū)動電機帶動內(nèi)管上下移動來調(diào)節(jié)成像模塊的焦點，使得成像模塊的焦點與活體樣品精確重合，從而獲得高分辨率清晰的顯微圖像。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]1、本發(fā)明通過定焦罩來固定顯微成像模塊與活體樣品的相對位置，即可使得顯微成像模塊的焦點與活體樣品初步重合。
[0014]2、本發(fā)明通過電機驅(qū)動內(nèi)管上下移動，即可快速、精確調(diào)節(jié)顯微成像模塊的焦點，使其與活體樣品精確重合，從而方便地獲得清晰的顯微圖像。
[0015]3、本發(fā)明通過內(nèi)管與外管的滑動連接，使得調(diào)焦裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1本發(fā)明的調(diào)焦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2本發(fā)明的驅(qū)動電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]請參閱圖1，本發(fā)明的一種面向活體的顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，包括外管6、內(nèi)管8、顯微成像模塊、定焦罩5、驅(qū)動電機1，所述驅(qū)動電機I設(shè)置于所述外管6上端，所述定焦罩5設(shè)置于所述外管6下端；所述顯微成像模塊設(shè)置于所述內(nèi)管8內(nèi)部；所述內(nèi)管8設(shè)置于所述外管6內(nèi)部，所述內(nèi)管8的上端與所述驅(qū)動電機I連接，所述驅(qū)動電機I用于帶動所述內(nèi)管8在所述外管6內(nèi)部上下移動。
[0019]所述外管6、內(nèi)管8、顯微成像模塊、定焦罩5及驅(qū)動電機I呈同軸設(shè)置。
[0020]所述顯微成像模塊包括物鏡4、投影透鏡3和成像裝置2，所述物鏡4、投影透鏡3和成像裝置2在所述內(nèi)管8的內(nèi)部自上而下依次排列，所述物鏡4、投影透鏡3、成像裝置2與所述內(nèi)管8同軸。所述物鏡4、投影透鏡3和成像裝置2彼此之間的距離可根據(jù)實際應(yīng)用需求而設(shè)計。
[0021 ] 所述成像裝置2為CXD探頭。
[0022]所述CXD探頭通過信號線9與外部顯示裝置連接。
[0023]所述驅(qū)動電機I為音圈馬達。所述音圈馬達包括磁性殼1-1和線圈1-2，所述線圈1-2可伸縮移動。
[0024]所述物鏡4的材質(zhì)為玻璃或者塑膠。
[0025]所述投影透鏡3的材質(zhì)為玻璃或者塑膠。
[0026]所述內(nèi)管8與所述外管6滑動連接。優(yōu)選地，所述內(nèi)管外表面設(shè)有凸棱，所述外管內(nèi)表面設(shè)有相應(yīng)的凹槽。
[0027]所述定焦罩5為錐形或圓柱形骨架，或者他用于固定焦距的結(jié)構(gòu)。所述定焦架罩的高度和直徑可根據(jù)實際應(yīng)用需求而設(shè)計，使得本發(fā)明的調(diào)焦裝置的焦點基本落在成像區(qū)域內(nèi)。
[0028]優(yōu)選地，本發(fā)明還包括光源10。
[0029]所述光源為環(huán)形光源，所述環(huán)形光源10設(shè)置于所述外管6的下端或者所述定焦罩5的上端。所述環(huán)形光源與所述外管6呈同軸設(shè)置，或者所述環(huán)形光源與所述定焦罩5呈同軸設(shè)置。
[0030]所述環(huán)形光源為LED光源。
[0031 ] 所述環(huán)形也可以為任何白光、單色光源，或者紅外光源。
[0032]優(yōu)選地，本發(fā)明還包括控制鍵7，所述控制鍵7用于手動控制所述驅(qū)動電機I而完成連續(xù)聚焦或者步進聚焦；或者還包括自動對焦軟件，利用自動對焦軟件自動控制所述驅(qū)動電機而完成連續(xù)聚焦或者步進聚焦。
[0033]所述控制鍵7設(shè)置于所述外管6的外表面。
[0034]本發(fā)明的一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦方法包括以下步驟:
[0035]1:將一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置置于活體樣品之上，利用調(diào)焦裝置的定焦罩固定顯微成像模塊與活體樣品的相對位置，使得成像模塊的焦點與活體樣品初步重合；
[0036]2:根據(jù)顯微成像模塊的顯微圖像，控制驅(qū)動電機帶動內(nèi)管上下移動來調(diào)節(jié)成像模塊的焦點，使得成像模塊的焦點與活體樣品精確重合，從而獲得高分辨率清晰的顯微圖像。
[0037]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語和一些方位詞，但這些術(shù)語和方位詞只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:包括外管、內(nèi)管、顯微成像模塊、定焦罩和驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機設(shè)于外管上端，所述定焦罩設(shè)于外管下端；所述顯微成像模塊設(shè)置于內(nèi)管內(nèi)部；所述內(nèi)管設(shè)置于外管內(nèi)部，內(nèi)管的上端與所述驅(qū)動電機連接，驅(qū)動電機用于驅(qū)動所述內(nèi)管在外管內(nèi)部上下移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:所述內(nèi)管與所述外管滑動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:所述外管、內(nèi)管、顯微成像模塊、定焦罩及驅(qū)動電機呈同軸設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:所述驅(qū)動電機為音圈馬達。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:還包括控制鍵，利用所述控制鍵手動控制所述驅(qū)動電機而完成連續(xù)聚焦或者步進聚焦；或者還包括自動對焦軟件，利用自動對焦軟件自動控制所述驅(qū)動電機而完成連續(xù)聚焦或者步進聚焦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:還包括LED環(huán)形光源，所述環(huán)形光源設(shè)置于所述外管的下端或者所述定焦罩的上端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:所述定焦罩為錐形或圓柱形骨架。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:所述顯微成像模塊包括物鏡、投影透鏡和成像裝置，所述物鏡、投影透鏡和成像裝置設(shè)置于所述內(nèi)管的內(nèi)部且自上而下依次排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦裝置，其特征在于:所述成像裝置為CXD探頭。
10.一種面向活體顯微成像系統(tǒng)的調(diào)焦方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:利用定焦罩固定顯微成像模塊與活體樣品的相對位置，使得成像模塊的焦點與活體樣品初步重合； 步驟2:根據(jù)顯微成像模塊的顯微圖像，控制驅(qū)動電機帶動內(nèi)管上下移動來調(diào)節(jié)成像模塊的焦點，使得成像模塊的焦點與活體樣品精確重合，從而獲得高分辨率清晰的顯微圖像。
【文檔編號】G02B21/36GK103592752SQ201310577404
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】相韶華, 葉飛 申請人:廣州博隆興中信息科技有限公司