數字化顯微鏡及其使用方法
【專利摘要】本發明公開了數字化顯微鏡，包括顯微鏡主體，在顯微鏡主體上連接有控制主機，顯微鏡主體通過數據線與控制主機相連接，在數據線上設置有運動控制卡，在顯微鏡主體上還設置有數字化載物臺、設置有焦距調節桿的焦距調節裝置、圖像采集頭、設置有偏光鏡調節桿的偏光鏡調節裝置與設置有轉軸的物鏡轉換器，該數字化載物臺上設置有載物平臺與物鏡臺尺，載物平臺上還設置有矢量電機。本發明提供數字化顯微鏡及其使用方法，能夠通過控制主機對顯微鏡進行調整，其調整的準確度、精度與效率較高，使用方便簡潔，降低了操作人員的精力消耗。
【專利說明】數字化顯微鏡及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種數字化載物臺及其使用方法，具體涉及一種在顯微鏡上使用的數字化顯微鏡及其使用方法。
【背景技術】
[0002]顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構成的一種光學儀器，大大提高了人類對細微物體的觀測效果。主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。首先將受觀測物體，如包裹體薄片放置在載物臺平臺上，用樣品夾將其固定，通過旋轉兩個螺桿就可移動薄片在載物臺位置，達到改變薄片的觀測區域的效果，手動旋轉焦距調節滾輪，可以調整觀測體在鏡下的清晰程度，旋轉物鏡轉換器，實現用不同倍數的物鏡進行觀察，地質學顯微鏡還配有偏光鏡，當插入偏光鏡則只有部分正交光可進入目鏡。本次制作的主要目的是改進該載物臺系統。通過計算機來控制載物臺上薄片的相對移動、焦距調節、物鏡選擇、偏光鏡的插入或拔出，相比于傳統載物臺來說具有直觀方便的優點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供數字化顯微鏡及其使用方法，能夠通過控制主機對顯微鏡進行調整，其調整的準確度、精度與效率較高，使用方便簡潔，降低了操作人員的精力消耗。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
數字化顯微鏡，包括顯微鏡主體，在顯微鏡主體上連接有控制主機，顯微鏡主體通過數據線與控制主機相連接，在數據線上設置有運動控制卡，在顯微鏡主體上還設置有數字化載物臺、設置有焦距調節桿的焦距調節裝置、圖像采集頭、設置有偏光鏡調節桿的偏光鏡調節裝置與設置有轉軸的物鏡轉換器，該數字化載物臺上設置有載物平臺與物鏡臺尺，載物平臺上還設置有矢量電機。
[0005]作為優選，所述載物平臺上設置的矢量電機的數量為兩臺，兩臺矢量電機分別控制載物平臺在X軸與Y軸方向的移動。
[0006]進一步的，上述焦距調節裝置上設置有矢量電機，該矢量電機連接在焦距調節裝置的焦距調節桿上，并通過該矢量電機的正反轉帶動焦距調節桿轉動。
[0007]再進一步的，上述偏光鏡調節裝置上設置有矢量電機，該矢量電機連接在偏光鏡調節裝置的偏光鏡調節桿上，并通過該矢量電機的正反轉控制偏光鏡的插入與拔出。
[0008]更進一步的，上述物鏡轉換器上設置有矢量電機，該矢量電機連接在物鏡轉換器上的轉軸上，并通過該矢量電機的正反轉控制物鏡轉換器的正反向轉動。
[0009]數字化顯微鏡的使用方法，包括以下步驟:
數字化顯微鏡的使用前置準備步驟:
A、將標本固定在載物平臺上；
B、啟動控制主機并打開相應的控制軟件；
C、圖像采集頭將目鏡中顯示圖像實時傳輸至控制主機； D、控制主機根據用戶的選擇驅動相應的矢量電機，帶動物鏡轉換器旋轉得到相應倍數的物鏡；
E、控制主機通過接收的圖像信息判斷并驅動矢控制焦距調節裝置上的矢量電機進行焦距調節；
F、控制主機對載物平臺進行坐標分區；
G、控制主機控制載物平臺回到初始坐標點；
使用數字化顯微鏡進行全區域檢測的方法:
H1、用戶在控制主機上選擇全區域檢測，控制主機將第一個觀測區域設定為選擇區域；
11、控制主機根據選擇的區域通過運動控制卡向載物平臺上的矢量電機發送信號驅動矢量電機運行；
J1、載物平臺上的矢量電機根據運動控制卡發送的信號驅動載物平臺橫向或縱向移動；
K1、運動控制卡將載物平臺上矢量電機的運行信號反饋至控制主機上，控制主機根據反饋信號判斷載物平臺所處觀測區域的坐標，并判斷載物平臺是否達到選擇的觀測區域，若載物平臺未到達選擇的觀測區域則繼續重復步驟I1-K1，若載物平臺到達了選擇的觀測區域則進行步驟LI ；
L1、控制主機根據反饋信號記錄下觀測區域的坐標位置并控制圖像采集頭進行圖像信息采集；
Ml、控制主機判斷是否采用偏光鏡，若需要采用偏光鏡則進行步驟NI，若不需要采用偏光鏡則直接進行步驟Pl ;
N1、控制主機正向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機，插入偏光鏡；
01、控制主機再次控制圖像采集頭進行圖像信息采集，完畢后反向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機運行，拔出偏光鏡；
P1、控制主機對圖像信息與坐標位置進行配對，并在相應的分區坐標中對圖像進行存儲與顯示；
Q1、控制主機判斷是否處于最后一個觀測區域，若是處于最后一個觀測區域則控制載物平臺返回初始坐標點，并發出警報，若不是最后一個觀測區域則選擇下一個觀測區域并返回步驟Il開始對下一觀測區域的觀測；
R1、用戶根據情況對相應坐標中的圖像信息添加相關的備注信息；
使用數字化顯微鏡進行全區域檢測的方法:
H2、用戶在控制主機上選擇需要檢測的區域；
12、控制主機根據選擇的區域通過運動控制卡向載物平臺上的矢量電機發送信號驅動矢量電機運行；
J2、載物平臺上的矢量電機根據運動控制卡發送的信號驅動載物平臺橫向或縱向移動；
K2、運動控制卡將載物平臺上矢量電機的運行信號反饋至控制主機上，控制主機根據反饋信號判斷載物平臺所處觀測區域的坐標，并判斷載物平臺是否達到選擇的觀測區域，若載物平臺未到達選擇的觀測區域則繼續重復步驟I2-K2，若載物平臺到達了選擇的觀測區域則進行步驟L2 ；
L2、控制主機根據反饋信號記錄下觀測區域的坐標位置并控制圖像采集頭進行圖像信息采集；
M2、控制主機判斷是否采用偏光鏡，若需要采用偏光鏡則進行步驟N2，若不需要采用偏光鏡則直接進行步驟P2 ；
N2、控制主機正向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機，插入偏光鏡；
02、控制主機再次控制圖像采集頭進行圖像信息采集，完畢后反向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機運行，拔出偏光鏡；
P2、控制主機對圖像信息與坐標位置進行配對，并在相應的分區坐標中對圖像進行存儲與顯示；
Q2、控制主機控制載物平臺回歸初始坐標點，并發出警報；
R2、用戶根據情況對相應坐標中的圖像信息添加相關的備注信息。
[0010]作為優選，步驟F中對載物平臺的坐標分區中，其橫向的第一行觀測區域坐標為AUBl……NI，第二行觀測區域坐標為A2、B2……N2，觀測區域依照以上規律依次排列直至最后一行為An、Bn......Nn ;且步驟G中所述的初始坐標點為Al坐標位置。
[0011]作為優選，步驟Kl與K2中運動控制卡根據矢量電機的正反轉情況以及旋轉圈數反饋相應信號給控制主機，控制主機根據接收到運動控制卡的反饋信號判斷載物平臺當前所處的位置坐標。
[0012]本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
(1)本發明的數字化顯微鏡通過其使用方法僅需手動在控制主機上對需要觀測的區域進行選擇，便能通過控制主機自動將載物平臺調整至觀測區域進行觀測，大大提高了調整的準確度、精度以及調整的效率，其使用方便簡潔，降低了相關操作人員的工作強度，進而節省了其精力的耗費，進一步提高了相關操作人員工作的效率與準確度；
(2)本發明的載物平臺通過與運動控制卡相連的矢量電機控制，運動控制卡能夠對矢量電機的運行數據進行收集與反饋使控制主機能夠更好的對載物平臺所處的位置進行判斷，其原理與結構簡單，準確度高，能夠大規模的進行使用，能夠很好的促進產品的推廣與使用；
(3)本發明對載物平臺進行了坐標劃分，大大方便了操作人員的操作與記錄，進一步提高了研究的效率，節省了大量的時間；
(4)本發明設置有圖像采集頭，還能過對顯微鏡的觀測區域進行拍攝，進一步提升了顯微鏡的適用范圍；
(5)本發明的整體結構與原理簡單，能夠很好的進行大規模的生產與使用，能夠大大提高使用者的工作效率，很好的促進了領域的發展與相關人員的交流；
(6 )本發明通過控制主機對焦距調節裝置、偏光鏡調節裝置以及物鏡轉換器進行控制，簡化了操作人員的操作難度，進一步簡化了操作過程，進而提高了產品的使用效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構簡圖。
[0014]圖2為本發明的使用方法流程圖。
[0015]圖3為本發明實施例2中坐標分布圖。
[0016]附圖標記說明:1、控制主機；2、數據線；3、數字化載物臺；4、焦距調節裝置；5、圖像采集頭；6、偏光鏡調節裝置；7、物鏡轉換器。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0018]實施例1
如圖1所示，數字化顯微鏡，包括顯微鏡主體，在顯微鏡主體上連接有控制主機1，顯微鏡主體通過數據線2與控制主機I相連接，在數據線2上設置有運動控制卡，在顯微鏡主體上還設置有數字化載物臺3、設置有焦距調節桿的焦距調節裝置4、圖像采集頭5、設置有偏光鏡調節桿的偏光鏡調節裝置6與設置有轉軸的物鏡轉換器7，該數字化載物臺上設置有載物平臺與物鏡臺尺，載物平臺上還設置有矢量電機。
[0019]所述載物平臺上設置的矢量電機的數量為兩臺，兩臺矢量電機分別控制載物平臺在X軸與Y軸方向的移動。
[0020]上述焦距調節裝置4上設置有矢量電機，該矢量電機連接在焦距調節裝置4的焦距調節桿上，并通過該矢量電機的正反轉帶動焦距調節桿轉動。
[0021]上述偏光鏡調節裝置6上設置有矢量電機，該矢量電機連接在偏光鏡調節裝置6的偏光鏡調節桿上，并通過該矢量電機的正反轉控制偏光鏡的插入與拔出。
[0022]上述物鏡轉換器7上設置有矢量電機，該矢量電機連接在物鏡轉換器7上的轉軸上，并通過該矢量電機的正反轉控制物鏡轉換器7的正反向轉動。
[0023]在數字化載物臺上還設置有加熱裝置，能夠對載物臺上的觀測物品進行加熱。并可以通過控制主機的對不同溫度下的觀測物品的狀態進行記錄與存儲，將溫度、圖像以及坐標匹配存儲，進一步提升了顯微鏡的功能與適用范圍，提高了顯微鏡的競爭力與市場價值。
[0024]實施例2
如圖2、3所示，數字化顯微鏡的使用方法，包括以下步驟:
數字化顯微鏡的使用前置準備步驟:
A、將標本固定在載物平臺上；
B、啟動控制主機；
C、圖像采集頭將目鏡中顯示圖像實時傳輸至控制主機；
D、控制主機根據用戶選擇控制物鏡轉換器上的矢量電機調節物鏡轉換器到相應倍數的物鏡；用戶先在控制主機上選擇相應倍數的目鏡，接著控制主機通過控制物鏡轉換器上的電機轉動而得到相應倍數的物鏡；
E、控制主機通過接收的圖像信息判斷并控制焦距調節裝置上的矢量電機來調節焦距；用戶還可以根據控制主機上顯示的圖像來操作控制主機，控制主機通過控制焦距調節裝置上電機的轉動方向與速度來對焦距進行調節；
F、控制主機對載物平臺進行坐標分區；其橫向的第一行觀測區域坐標為A1、B1……NI，第二行觀測區域坐標為A2、B2……N2，觀測區域依照以上規律依次排列直至最后一行為An、Bn......Nn ;如圖3所示，其中NI為G1，其中An為AlO ；
G、控制主機控制載物平臺回到初始坐標點；所述的初始坐標點為Al坐標位置；
使用數字化顯微鏡進行全區域檢測的方法:
H1、用戶在控制主機上選擇全區域檢測，控制主機將第一個觀測區域設定為選擇區域；
11、控制主機根據選擇的區域通過運動控制卡向載物平臺上的矢量電機發送信號驅動矢量電機運行；
J1、載物平臺上的矢量電機根據運動控制卡發送的信號驅動載物平臺橫向或縱向移動；
K1、運動控制卡將載物平臺上矢量電機的運行信號反饋至控制主機上，控制主機根據反饋信號判斷載物平臺所處觀測區域的坐標，并判斷載物平臺是否達到選擇的觀測區域，若載物平臺未到達選擇的觀測區域則繼續重復步驟I1-K1，若載物平臺到達了選擇的觀測區域則進行步驟LI ；
L1、控制主機根據反饋信號記錄下觀測區域的坐標位置并控制圖像采集頭進行圖像信息采集；
Ml、控制主機判斷是否采用偏光鏡，若需要采用偏光鏡則進行步驟NI，若不需要采用偏光鏡則直接進行步驟Pl ;
N1、控制主機正向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機，插入偏光鏡；
01、控制主機再次控制圖像采集頭進行圖像信息采集，完畢后反向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機運行，拔出偏光鏡；
P1、控制主機對圖像信息與坐標位置進行配對，并在相應的分區坐標中對圖像進行存儲與顯示；
Q1、控制主機判斷是否處于最后一個觀測區域，若是處于最后一個觀測區域則控制載物平臺返回初始坐標點，并發出警報，若不是最后一個觀測區域則選擇下一個觀測區域并返回步驟Il開始對下一觀測區域的觀測；
R1、用戶根據情況對相應坐標中的圖像信息添加相關的備注信息；
使用數字化顯微鏡進行全區域檢測的方法:
H2、用戶在控制主機上選擇需要檢測的區域；
12、控制主機根據選擇的區域通過運動控制卡向載物平臺上的矢量電機發送信號驅動矢量電機運行；
J2、載物平臺上的矢量電機根據運動控制卡發送的信號驅動載物平臺橫向或縱向移動；
K2、運動控制卡將載物平臺上矢量電機的運行信號反饋至控制主機上，控制主機根據反饋信號判斷載物平臺所處觀測區域的坐標，并判斷載物平臺是否達到選擇的觀測區域，若載物平臺未到達選擇的觀測區域則繼續重復步驟I2-K2，若載物平臺到達了選擇的觀測區域則進行步驟L2 ；
L2、控制主機根據反饋信號記錄下觀測區域的坐標位置并控制圖像采集頭進行圖像信息采集；
M2、控制主機判斷是否采用偏光鏡，若需要采用偏光鏡則進行步驟N2，若不需要采用偏光鏡則直接進行步驟P2;
N2、控制主機正向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機，插入偏光鏡；
02、控制主機再次控制圖像采集頭進行圖像信息采集，完畢后反向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機運行，拔出偏光鏡；
P2、控制主機對圖像信息與坐標位置進行配對，并在相應的分區坐標中對圖像進行存儲與顯示；
Q2、控制主機控制載物平臺回歸初始坐標點，并發出警報；
R2、用戶根據情況對相應坐標中的圖像信息添加相關的備注信息。
[0025]在記錄完坐標與相應圖像信息后，控制主機將根據坐標位置將各個圖像信息進行拼接處理，通過拼接將整個標本進行全面顯示，在需要放大時僅需選擇相應的位置即可放大顯示。后期使用時，根據控制主機上軟件選擇備注過的相應區域既可以驅動載物平臺到達相應的觀測區域進行觀測。在控制主機上還設置有坐標復位按鈕，電機該按鈕后載物平臺將會被驅動回歸到初始坐標點。在控制主機上可以對本發明中的任意一個矢量電機進行運行速度的調控。
[0026]當需要結合溫度進行觀測時，還可在數字化載物臺上加裝加熱裝置，通過控制主機控制加熱裝置對觀測物品進行加熱，并通過矢量電機調整載物臺的觀測位置，同時通過圖像采集頭將圖像信息進行采集，并將溫度、圖像以及坐標進行匹配存儲。
[0027]按照上述實施例，便可很好地實現本發明。值得說明的是，基于上述結構設計的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本發明上做出的一些無實質性的改動或潤色，所采用的技術方案的實質仍然與本發明一樣，故其也應當在本發明的保護范圍內。
【權利要求】
1.數字化顯微鏡，包括顯微鏡主體，其特征在于，在顯微鏡主體上連接有控制主機(1 )，顯微鏡主體通過數據線(2)與控制主機(1)相連接，在數據線(2)上設置有運動控制卡，在顯微鏡主體上還設置有數字化載物臺(3)、設置有焦距調節桿的焦距調節裝置(4)、圖像采集頭(5)、設置有偏光鏡調節桿的偏光鏡調節裝置(6)與設置有轉軸的物鏡轉換器(7),該數字化載物臺上(3)設置有載物平臺與物鏡臺尺，載物平臺上還設置有矢量電機。
2.根據權利要求1所述的數字化顯微鏡，其特征在于，所述載物平臺上設置的矢量電機的數量為兩臺，兩臺矢量電機分別控制載物平臺在X軸與Y軸方向的移動。
3.根據權利要求2所述的數字化顯微鏡，其特征在于，所述焦距調節裝置(4)上設置有矢量電機，該矢量電機連接在焦距調節裝置(4)的焦距調節桿上，并通過該矢量電機的正反轉帶動焦距調節桿轉動。
4.根據權利要求3所述的數字化顯微鏡，其特征在于，所述偏光鏡調節裝置(6)上設置有矢量電機，該矢量電機連接在偏光鏡調節裝置(6 )的偏光鏡調節桿上，并通過該矢量電機的正反轉控制偏光鏡的插入與拔出。
5.根據權利要求4所述的數字化顯微鏡，其特征在于，所述物鏡轉換器(7)上設置有矢量電機，該矢量電機連接在物鏡轉換器(7)上的轉軸上，并通過該矢量電機的正反轉控制物鏡轉換器(7)的正反向轉動。
6.使用權利要求1-5任意一項所述的數字化顯微鏡的使用方法，其特征在于，包括以下步驟: 數字化顯微鏡的使用前置準備步驟: A、將標本固定在載物平臺上； B、啟動控制主機； C、圖像采集頭將目鏡中顯示的圖像實時傳輸至控制主機；D、控制主機驅動物鏡轉換器上的矢量電機，帶動物鏡轉換器旋轉得到相應倍數的物鏡; E、控制主機通過接收的圖像信息判斷并驅動焦距調節裝置上的矢量電機進行焦距調節; F、控制主機對載物平臺進行坐標分區； G、控制主機控制載物平臺回到初始坐標點； 使用數字化顯微鏡進行全區域檢測的方法: H1、用戶在控制主機上選擇全區域檢測，控制主機將第一個觀測區域設定為選擇區域； I1、控制主機根據選擇的區域通過運動控制卡向載物平臺上的矢量電機發送信號驅動矢量電機運行； J1、載物平臺上的矢量電機根據運動控制卡發送的信號驅動載物平臺橫向或縱向移動； K1、運動控制卡將載物平臺上矢量電機的運行信號反饋至控制主機上，控制主機根據反饋信號判斷載物平臺所處觀測區域的坐標，并判斷載物平臺是否達到選擇的觀測區域，若載物平臺未到達選擇的觀測區域則繼續重復步驟I1-K1，若載物平臺到達了選擇的觀測區域則進行步驟L1 ； L1、控制主機根據反饋信號記錄下觀測區域的坐標位置并控制圖像采集頭進行圖像信息采集； Ml、控制主機判斷是否采用偏光鏡，若需要采用偏光鏡則進行步驟N1，若不需要采用偏光鏡則直接進行步驟P1 ; N1、控制主機正向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機，插入偏光鏡； 01、控制主機再次控制圖像采集頭進行圖像信息采集，完畢后反向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機運行，拔出偏光鏡； P1、控制主機對圖像信息與坐標位置進行配對，并在相應的分區坐標中對圖像進行存儲與顯示； Q1、控制主機判斷是否處于最后一個觀測區域，若是處于最后一個觀測區域則控制載物平臺返回初始坐標點，并發出警報，若不是最后一個觀測區域則選擇下一個觀測區域并返回步驟II開始對下一觀測區域的觀測； R1、用戶根據情況對相應坐標中的圖像信息添加相關的備注信息； 使用數字化顯微鏡進行全區域檢測的方法: H2、用戶在控制主機上選擇需要檢測的區域； 12、控制主機根據選擇的區域通過運動控制卡向載物平臺上的矢量電機發送信號驅動矢量電機運行； J2、載物平臺上的矢量電機根據運動控制卡發送的信號驅動載物平臺橫向或縱向移動； K2、運動控制卡將載物平臺上矢量電機的運行信號反饋至控制主機上，控制主機根據反饋信號判斷載物平臺所處觀測區域的坐標，并判斷載物平臺是否達到選擇的觀測區域，若載物平臺未到達選擇的觀測區域則繼續重復步驟I2-K2，若載物平臺到達了選擇的觀測區域則進行步驟L2 ； L2、控制主機根據反饋信號記錄下觀測區域的坐標位置并控制圖像采集頭進行圖像信息采集； M2、控制主機判斷是否采用偏光鏡，若需要采用偏光鏡則進行步驟N2，若不需要采用偏光鏡則直接進行步驟P2; N2、控制主機正向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機，插入偏光鏡； 02、控制主機再次控制圖像采集頭進行圖像信息采集，完畢后反向驅動偏光鏡調節裝置的矢量電機運行，拔出偏光鏡； P2、控制主機對圖像信息與坐標位置進行配對，并在相應的分區坐標中對圖像進行存儲與顯示； Q2、控制主機控制載物平臺回歸初始坐標點，并發出警報； R2、用戶根據情況對相應坐標中的圖像信息添加相關的備注信息。
7.根據權利要求6所述的數字化顯微鏡的使用方法，其特征在于，步驟F中對載物平臺的坐標分區，其橫向的第一行觀測區域坐標為A1、B1……N1，第二行觀測區域坐標為A2、B2……N2，觀測區域依照以上規律依次排列直至最后一行為An、Bn……Nn ;步驟G中所述的初始坐標點為A1坐標位置。
8.根據權利要求6所述的數字化顯微鏡的使用方法，其特征在于，步驟K1與K2中運動控制卡根據矢量電機的正反轉情況以及旋轉圈數反饋相應信號給控制主機，控制主機根據接收到運動控制卡的反饋信號判斷載物平臺當前所處的位置坐標。
【文檔編號】G02B21/36GK104391371SQ201410792230
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】彭博, 袁海鋒, 胡琳, 趙明霞, 陳彥梅, 黎淩川, 劉勇, 周瑞琦, 梁家駒, 周雪威, 徐芳艮, 劉朋彥, 李振明, 羅健, 李曦 申請人:成都理工大學