一種高發(fā)光強度光源顯微鏡及圖像鑒別分析裝置和應用的制作方法

本發(fā)明屬于顯微鏡鑒別與測量領(lǐng)域，特別是一種高發(fā)光強度光源顯微鏡及圖像鑒別分析裝置和應用。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的透射型試樣顯微鏡人工照明一般采用白熾燈，其缺點是發(fā)光效率低，發(fā)熱兩大，對經(jīng)染色呈深色的被見物體試樣，難以通過顯微鏡或顯微投影儀鑒別其結(jié)構(gòu)形態(tài)，例如價格較高的染色羊絨混制紡織品中，羊絨含量組份測定很難從表面形態(tài)來鑒別分析羊絨及其混紡纖維的比例，給紡織纖維制品的顯微鏡鑒別方法帶來困難。目前對這一問題采取的措施是，預先將深色纖維用化學試劑退色來提高試樣的透光度，但該方法除了手續(xù)繁瑣、花費時間較長外，化學試劑處理使纖維尺寸膨脹或收縮產(chǎn)生測量結(jié)果的誤差。

纖維鑒別與組份分析可采用光學顯微鏡法，用顯微鏡觀察纖維縱向和橫截面結(jié)構(gòu)形態(tài)特征，對照纖維的標準照片來識別未知纖維的類別，將不同纖維區(qū)別開來，分別測量直徑或截面積及計數(shù)根數(shù)，從而計算出各組纖維的重量百分比含量。目前，國內(nèi)纖維檢驗機構(gòu)在鑒別和測量纖維直徑與截面積時常用光學顯微投影儀，將纖維片段放大500倍后投影到儀器屏幕上，用通過屏幕圓心的刻度尺量處纖維寬度或用楔形尺測量纖維直徑，逐次記錄測量結(jié)果，求出纖維直徑平均值。該方法存在主要問題是，必須在暗室內(nèi)進行測量，人工操作較多，另外成像清晰度不夠，對纖維表面結(jié)構(gòu)分辨能力不強，特別是對染色較深的纖維表面結(jié)構(gòu)形態(tài)難以識別。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高發(fā)光強度光源顯微鏡及圖像鑒別分析裝置和應用，主要解決上述現(xiàn)有的技術(shù)所存在的缺陷，采用內(nèi)置高發(fā)光強度LED并加集光罩新的顯微鏡光源特殊結(jié)構(gòu)，與顯微鏡、攝像頭和圖形分析系統(tǒng)組合，形成一個新型高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置，采用該裝置顯著地提高對被測對象識別是成像清晰度和透光強度，在應用與纖維鑒別與組份分析測試時，纖維結(jié)構(gòu)形態(tài)成像清晰，測量精度高，尤其適用于解決目前透射型顯微鏡對深色物體試樣表面結(jié)構(gòu)形態(tài)鑒別和組份分析的困難，使顯微鏡鑒別分析技術(shù)的發(fā)展有了新的突破。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種高發(fā)光強度光源顯微鏡，其特征在于：它包括的內(nèi)置高發(fā)光強度LED集光光源裝置；所述的內(nèi)置高發(fā)光強度LED集光光源裝置包括電源、亮度調(diào)節(jié)器、內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源、集光罩、燈座；內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源集光罩中心線集光焦點處，通過燈座固裝在顯微鏡內(nèi)部底座內(nèi)，其所發(fā)的光線通過集光罩產(chǎn)生成束的平行光；通過亮度調(diào)節(jié)器控制內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源發(fā)光強弱，并借助集光罩給試樣鑒別分析提供所需的光線強度。

所述的內(nèi)置高發(fā)光強度LED集光光源裝置，其特征在于：所述的內(nèi)置高發(fā)光強度LED集光光源上帶有散熱結(jié)構(gòu)。

一種高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置，其特征在于：它包括上述的高發(fā)光強度光源的顯微鏡及攝像頭；所述的高發(fā)光強度光源的顯微鏡還包括光闌、聚光鏡、載物臺、物鏡和鏡筒；內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源所發(fā)的光線通過集光罩、光闌、聚光鏡后照射到載物臺上方的試樣上；所述的攝像頭置于鏡筒上。

所述的高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置，其特征在于：所述的攝像頭通過數(shù)據(jù)線把攝取到的試樣結(jié)構(gòu)形態(tài)圖像傳輸給計算機，安裝在計算機內(nèi)圖像鑒別分析系統(tǒng)讓試樣結(jié)構(gòu)形態(tài)實時顯示在顯示器屏幕上。

所述的高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置，其特征在于：所述的屏幕上呈現(xiàn)出清新的試樣表面結(jié)構(gòu)形態(tài)，由此判定試樣的品種類別，并通過安裝在計算機內(nèi)圖像鑒別分析系統(tǒng)，可測量試樣各項結(jié)構(gòu)形態(tài)指標。

所述的高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置，其特征在于：所述的計算機還進一步連接輸入輸出設(shè)備。

一種如上述所述的高發(fā)光強度光源顯微鏡圖形鑒別分析裝置用于纖維鑒別與組份分析，其特征在于：它包括如下步驟：

A、打開高發(fā)光強度光源顯微鏡圖形鑒別分析裝置和計算機的電源：

B、將校準標尺置于載物臺上，移動載物臺使標尺至視場中心，轉(zhuǎn)動顯微鏡粗細準焦旋鈕使圖形聚焦清晰；

C、以標準標尺100微米長度為基準，自動校準顯示器屏幕上每個像素對應的微米數(shù)；

D、取下校準標尺，放上待測試樣，進行調(diào)焦后，轉(zhuǎn)動亮度調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源光線強弱，光線通過光闌、聚光鏡到達載物臺的試樣；

E、經(jīng)上述調(diào)焦和亮度調(diào)節(jié)后，被測試樣成像經(jīng)攝像頭和數(shù)據(jù)線輸入到計算機內(nèi)，經(jīng)安裝在計算機內(nèi)圖像鑒別分析系統(tǒng)將試樣縱向或橫截面圖像清晰地展現(xiàn)在顯示器屏幕上；

F、根據(jù)各種纖維的機構(gòu)形態(tài)特征，識別屏幕上待測試未知纖維試樣的類別，將不同類別的纖維區(qū)分開來；

G、根據(jù)各種纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)特征，識別屏幕上待測試未知纖維試樣的類別，將不同類別的纖維區(qū)分開來；

H、通過安裝在計算機內(nèi)圖像鑒別分析系統(tǒng)測量試樣直徑或面積，自動計算出纖維的平均直徑、直徑分布和各組份纖維的重量百分比含量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明優(yōu)點如下：

1、本發(fā)明設(shè)計的高發(fā)光強度光源顯微鏡圖形鑒別分析裝置，它采用新型光源，解決了國外儀器顯微鏡白熾燈照明所存在的問題，提高對被測對象識別時成像清晰度和透光強度，提高顯微鏡法識別與測量的能力。

2、本發(fā)明裝置對經(jīng)染色的深色試樣無需進行退色也能直接測量。能識別各種染色及深色試樣形態(tài)結(jié)構(gòu)，客服目前深色試樣鑒別時必須預先采用退色處理才能看清試樣表面形態(tài)所存在的問題，避免化學試劑處理產(chǎn)生試樣尺寸變化帶來的測量誤差。

3、本發(fā)明裝置在應用于纖維鑒別與組份分析測試時，纖維結(jié)構(gòu)形態(tài)成像清晰，測量精度高，取得較高的纖維鑒別與分析效果，可取代現(xiàn)有光學投影儀法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的新型光源結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1—電源，2—亮度調(diào)節(jié)器，3—內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源，4—集光罩，41—焦點，5—燈座。

圖2為本發(fā)明的高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置示意圖。

圖2中，1—電源，2—亮度調(diào)節(jié)器，3—內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源，4—集光罩，41—焦點，5—燈座，6—光闌，7—聚光鏡，8—載物臺，9—試樣，10—物鏡，11—鏡筒，12—攝像頭，13—數(shù)據(jù)線，14—計算機，15—顯示器。

具體實施方式

請參閱圖1—2，本發(fā)明公開了一種高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置。如圖1所示，本發(fā)明的主要創(chuàng)新點在于：顯微鏡包括的內(nèi)置高發(fā)光強度LED集光光源裝置；所述的內(nèi)置高發(fā)光強度LED集光光源裝置包括電源1、亮度調(diào)節(jié)器2、內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源3、集光罩4、燈座5、內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源3位于集光罩4中心線集光焦點41處，通過燈座5固裝在顯微鏡內(nèi)部底座內(nèi)，其所發(fā)的光線通過集光罩4產(chǎn)生成束的平行光；通過亮度調(diào)節(jié)器2控制內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源3發(fā)光強弱，并借助集光罩4給試樣鑒別與分析頭功所需的光線強度。

作為一種優(yōu)選方式，所述的內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源3帶有散熱結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，本發(fā)明的該發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置包括如上所述的高發(fā)光強度光源的顯微鏡及攝像頭12。所述的高發(fā)光強度光源的顯微鏡還包括光闌6、聚光鏡7、載物臺8、物鏡10和鏡筒11；內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源3所發(fā)的光線通過集光罩4、光闌6、聚光鏡7后照射到載物臺8上方的和飼養(yǎng)9上；所述的攝像頭12置于鏡筒11上。

在請參閱圖2，所述的攝像頭12置于新型光源顯微鏡的鏡筒11上，通過數(shù)據(jù)線13把攝取到的試樣9結(jié)構(gòu)形態(tài)圖形傳輸給計算機，安裝在計算機14內(nèi)圖形鑒別分析系統(tǒng)讓試樣9結(jié)構(gòu)形態(tài)實時顯示在顯示器15屏幕上。所述的屏幕上呈現(xiàn)出清晰地試樣9表面結(jié)構(gòu)形態(tài)，由此判定試樣的品種類別，并通過安裝在計算機14內(nèi)圖像鑒別分析系統(tǒng)，可測量試樣各項結(jié)構(gòu)形態(tài)指標。所述的攝像頭12與計算機14連接，計算機還進一步連接輸入輸出設(shè)備。

以纖維鑒別與組份分析為例，一種采用如上所述的高發(fā)光強度光源顯微鏡圖像鑒別分析裝置來實現(xiàn)的測試方法，它包括如下步驟：

A、打開高發(fā)光強度光源顯微鏡圖形鑒別分析裝置和計算機的電源：

B、將校準標尺置于載物臺上，移動載物臺使標尺至視場中心，轉(zhuǎn)動顯微鏡粗細準焦旋鈕使圖形聚焦清晰；

C、以標準標尺100微米長度為基準，自動校準顯示器屏幕上每個像素對應的微米數(shù)；

D、取下校準標尺，放上待測試樣，進行調(diào)焦后，轉(zhuǎn)動亮度調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)內(nèi)置高發(fā)光強度LED光源光線強弱，光線通過光闌、聚光鏡到達載物臺的試樣；

E、經(jīng)上述調(diào)焦和亮度調(diào)節(jié)后，被測試樣成像經(jīng)攝像頭和數(shù)據(jù)線輸入到計算機內(nèi)，經(jīng)安裝在計算機內(nèi)圖像鑒別分析系統(tǒng)將試樣縱向或橫截面圖像清晰地展現(xiàn)在顯示器屏幕上；

F、根據(jù)各種纖維的機構(gòu)形態(tài)特征，識別屏幕上待測試未知纖維試樣的類別，將不同類別的纖維區(qū)分開來；

G、根據(jù)各種纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)特征，識別屏幕上待測試未知纖維試樣的類別，將不同類別的纖維區(qū)分開來；

H、通過安裝在計算機內(nèi)圖像鑒別分析系統(tǒng)測量試樣直徑或面積，自動計算出纖維的平均直徑、直徑分布和各組份纖維的重量百分比含量。

本發(fā)明方法實施過程中，所用高光強度顯微鏡圖像鑒別分析裝置采用大功率LED光源置于集光罩焦點位置形成高亮度平等光束，進入光學顯微鏡光學體統(tǒng)經(jīng)光闌、集光鏡照射纖維試樣，通過物鏡放大成像于攝像頭的CCD圖像單元，通過計算機圖像處理軟件使被測纖維試樣圖像清晰地展示在顯示器屏幕上，這種高發(fā)光強度LED集光光源與顯微鏡圖像分析系統(tǒng)的新的組合體現(xiàn)了以下幾方面的突觸優(yōu)點：

1、LED集光光源的發(fā)光亮度大與現(xiàn)有白熾光源，使新型光學顯微鏡鑒別分析深色物體組份的測試成為可能。

2、LED集光光源發(fā)熱量遠低于目前所用的白熾燈發(fā)熱量，使顯微鏡內(nèi)置光源不因長時間使用致其發(fā)熱量大損害儀器結(jié)構(gòu)。

3、LED集光光源的較短波長，有利于提高光學顯微鏡的分辨率。

4、LED集光光源缺點是在生產(chǎn)高亮度的視場背景下，用目光觀察纖維成像時對觀察者視力會造成的不良影響，以及LED光源中的藍光成份可能對視網(wǎng)膜造成上海，但本發(fā)明采用LED集光光源與顯微鏡圖像系統(tǒng)的組合，成功的解決了該問題。

因此，本發(fā)明的特點是LED高發(fā)光強度集光光源與顯微鏡圖像分析系統(tǒng)的組合測試裝置，解決目前透射型光學顯微鏡無法鑒別深色物體結(jié)構(gòu)形態(tài)和組份分析中，特別是在紡織品羊毛羊絨組份鑒別與分析中得到成功的應用，纖維結(jié)構(gòu)形態(tài)成像清下，測量精度高，取得較好的纖維鑒別與分析效果，可取代現(xiàn)有光學投影儀法。

綜上所述僅為本發(fā)明較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應為本發(fā)明的技術(shù)范疇。