一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，包括光學成像系統和信號處理和控制系統，信號處理和控制系統包括依次相連接的透射電子顯微鏡、電光轉換裝置、CCD、圖像采集卡、計算機，透射電鏡聯機控制器連接于電光轉換裝置和計算機之間，計算機與打印機相連接；光學成像系統包括一對透鏡、一對棱鏡和熒光板，電鏡透鏡組發出的透射電子束打在熒光板上，熒光板成像后將影像傳送到棱鏡、透鏡進行傳輸，最終到CCD由計算機采集。與現有技術相比，本發明具有快捷、多樣精確成像的特點，且經濟環保，有效解決了現有技術的不足。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及基于計算機的光學圖像分析處理裝置，尤其是涉及一種基于電子顯微 鏡的圖像顯示裝置。 -種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著計算機軟硬件技術的飛速發展以及圖像處理和分析技術在電子顯微 學的廣泛應用，使得投射顯微鏡完全可以實現聯機數字圖像采集和各種后處理，安裝聯機 的圖像處理和分析系統也成為現代先進電子顯微鏡的重要標志，國外在投射顯微鏡的數字 化成像和圖像處理系統這一領域取得長足進展，但價格比較貴，國內用戶一般難以承受。在 國內，雖然有數百臺電子顯微鏡，但配備數字圖像實時采集處理分析系統的透射電鏡僅僅 有幾家，而且均是電鏡進口時附帶的，因此研制適合于我國現有透射電鏡的數字圖像接收 處理系統，以較少的投入使國內現有的透射電鏡的接收系統由單純的底片感光成像發展成 目前國際上先進的數字圖像實時采集處理成像，使其在數字圖像接收處理系統上達到新一 代電鏡水平，提高國內電鏡的應用水平，是十分必要的。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是提供一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，與傳統 照片相比具有快捷、多樣精確等特點。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：一種基于電子顯微鏡的圖像顯 示裝置，包括光學成像系統和信號處理和控制系統，所述信號處理和控制系統包括透射電 子顯微鏡、電光轉換裝置、CCD、圖像采集卡、計算機和透射電鏡聯機控制器，所述透射電子 顯微鏡、電光轉換裝置、CCD、圖像采集卡、計算機依次相連接，所述透射電鏡聯機控制器連 接于電光轉換裝置和計算機之間，所述計算機與打印機相連接；所述光學成像系統包括 (XD、第一透鏡、第二透鏡、第一棱鏡、第二棱鏡、熒光板，所述電鏡透鏡組發出的透射電子束 打在熒光板上，所述熒光板安裝在第二棱鏡上方，所述第二棱鏡與第一棱鏡相對安裝，所述 第一棱鏡與C⑶相對安裝且二者之間安裝第一透鏡、第二透鏡，所述第一棱鏡與第二棱鏡 之間放置光闌。
[0005] 優選的，所述第二棱鏡安裝在棱鏡座一側，所述棱鏡座另一側與其相對安裝有電 機，所述棱鏡座與電機之間安裝有驅動絲杠并與二者相連接，所述第二棱鏡、棱鏡座、電機 均安裝在基座上。
[0006] 優選的，所述透射電鏡聯機控制器包括單片機和與單片機相連的存儲器，所述單 片機輸出端與光電隔離模塊相連接，所述單片機輸入端與傳感信號接口模塊相連接，所述 光電隔離模塊與功率驅動模塊、步進電機相連接。
[0007] 優選的，所述單片機與計算機相連接。
[0008] 優選的，所述C⑶采用美國Pixera公司生產的580萬真實像素超高靈敏度探測 器。
[0009] 優選的，所述單片機采用AN2131QC單片機。
[0010] 本發明與現有技術相比具有的有益效果是：⑴在透射電鏡上實現了通過C⑶系 統直接成像，對電子花樣實現在線實時標定，原先從照相，洗相，分析標定大約需要2d時 間，現在瞬間就可獲得分析結果，大大提高了工作效率；(2)全部數據和圖片均可存儲在計 算機硬盤，隨時可脫機調用，節約了大量感光材料和顯影、定影的化學材料，有利于節約資 源和減少對環境污染；（3)由于全部數據和信息均是數字化，可以連入互聯網與相關單位 進行信息共享、交流；(4)系統具有相對獨立性，可滿足不同電鏡的升級改造要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1為透射電鏡系統工作原理圖；
[0012] 圖2為透射電鏡聯機控制器硬件結構原理圖；
[0013] 圖3為系統光路原理圖。
[0014] 圖中標號為：1_透射電子顯微鏡、2-電光轉換裝置、3-(XD、4_圖像采集卡、5-計算 機、6-打印機、7-透射電鏡聯機控制器、71-單片機、72-存儲器、73-光電隔離模塊、74-功 率驅動模塊、75-步進電機、76-傳感信號接口模塊；8-第一透鏡、9-第二透鏡、10-第一棱 鏡、11-光闌、12-電鏡透鏡組、13-熒光板、14-第二棱鏡、15-棱鏡座、16-基座、17-驅動絲 杠、18-電機。
【具體實施方式】
[0015] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0016] 如圖1、3所示，一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，包括光學成像系統和信號 處理和控制系統，所述信號處理和控制系統包括透射電子顯微鏡1、電光轉換裝置2、（XD3、 圖像采集卡4、計算機5和透射電鏡聯機控制器7,所述透射電子顯微鏡1、電光轉換裝置2、 CCD3、圖像采集卡4、計算機5依次相連接，所述透射電鏡聯機控制器7連接于電光轉換裝置 2和計算機5之間，所述計算機5與打印機6相連接；所述光學成像系統包括CCD3、第一透 鏡8、第二透鏡9、第一棱鏡10、第二棱鏡14、熒光板13,所述電鏡透鏡組12發出的透射電子 束打在熒光板13上，所述熒光板13安裝在第二棱鏡14上方，所述第二棱鏡14與第一棱鏡 10相對安裝，所述第一棱鏡10與(XD3相對安裝且二者之間安裝第一透鏡8、第二透鏡9,所 述第一棱鏡10與第二棱鏡14之間放置光闌11。
[0017] 本實施例中，所述第二棱鏡14安裝在棱鏡座15 -側，所述棱鏡座15另一側與其 相對安裝有電機18,所述棱鏡座15與電機18之間安裝有驅動絲杠17并與二者相連接，所 述第二棱鏡14、棱鏡座15、電機18均安裝在基座16上。
[0018] 如圖2所示，本實施例中，所述透射電鏡聯機控制器7包括單片機71和與單片機 71相連的存儲器72,所述單片機71輸出端與光電隔離模塊73相連接，所述單片機71輸入 端與傳感信號接口模塊76相連接，所述光電隔離模塊73與功率驅動模塊74、步進電機75 相連接。透射電鏡聯機控制器7主要實現在計算機5的控制模式和手動模式下由電機18 帶動驅動絲杠17以激勵棱鏡在水平方向移動，以獲取聚焦后的當前透射電鏡視場圖像，
[0019] 本實施例中，所述單片機71與計算機5相連接。
[0020] 本實施例中，所述(XD3采用美國Pixera公司生產的580萬真實像素超高靈敏度 探測器，靈敏度大0. 〇〇21ux，信噪比62dB，可長時間積分曝光64min。
[0021] 本實施例中，所述單片機71采用AN2131QC單片機，該控制器采用通用的設備接口 總線進行數據通信，可以即插即用，可以供32個設備端點，并支持控制傳輸、塊傳輸、中斷 傳輸和同步傳輸者四種類型的USB通信管道，能提供每秒12Mb的數據傳輸速度，其TO、T1 定時器產生變頻信號源以實現在計算機控制模式和手動模式下的步進電機轉速自適應控 制，即加速-勻速-減速過程，勻速階段步進電機脈沖頻率達50kPs。
[0022] 系統工作時，控制器自動檢測電光轉換裝置2的激活區域位置，如果不在其原點 位置，控制器會自動讓其退回原點位置，該裝置固定在可以來回移動的基座16上，使之可 以根據需要方便地進出電子光路而不破壞真空，透射電子束從電鏡透鏡組12出來之后直 接打在熒光板13上，通過熒光板13的電光轉換，在熒光板13上成像，熒光板13上所成的 像經過第一棱鏡10、第二棱鏡14以及第一透鏡8、第二透鏡9成像在(XD3的靶面上，然后 通過圖像采集卡4將信號數據傳送到計算機5內，在計算機5上完成圖像的分析（測量、 統計、分類等）、處理和管理，然后打印機6直接打印出實時的具有照片質量的"圖文分析報 告"，操作非常方便，大大提高效率。
[0023] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：包括光學成像系統和信號處 理和控制系統，所述信號處理和控制系統包括透射電子顯微鏡（1)、電光轉換裝置（2)、 CCD (3)、圖像采集卡（4)、計算機（5)和透射電鏡聯機控制器（7)，所述透射電子顯微鏡（1)、 電光轉換裝置（2)、CCD(3)、圖像采集卡（4)、計算機（5)依次相連接，所述透射電鏡聯機控 制器（7)連接于電光轉換裝置（2)和計算機（5)之間，所述計算機（5)與打印機（6)相連 接；所述光學成像系統包括CCD (3)、第一透鏡（8)、第二透鏡（9)、第一棱鏡（10)、第二棱鏡 (14)、熒光板（13)，所述電鏡透鏡組（12)發出的透射電子束打在熒光板（13)上，所述熒光 板（13)安裝在第二棱鏡（14)上方，所述第二棱鏡（14)與第一棱鏡（10)相對安裝，所述第 一棱鏡（10)與CCD(3)相對安裝且二者之間安裝第一透鏡（8)、第二透鏡（9)，所述第一棱 鏡（10)與第二棱鏡（14)之間放置光闌（11)。
2. 根據權利要求1所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述第 二棱鏡（14)安裝在棱鏡座（15) -側，所述棱鏡座（15)另一側與其相對安裝有電機（18)， 所述棱鏡座（15)與電機（18)之間安裝有驅動絲杠（17)并與二者相連接，所述第二棱鏡 (14)、棱鏡座（15)、電機（18)均安裝在基座（16)上。
3. 根據權利要求1所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述透 射電鏡聯機控制器（7)包括單片機（71)和與單片機（71)相連的存儲器（72)，所述單片機 (71)輸出端與光電隔離模塊（73)相連接，所述單片機（71)輸入端與傳感信號接口模塊 (76)相連接，所述光電隔離模塊（73)與功率驅動模塊（74)、步進電機（75)相連接。
4. 根據權利要求3所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述單 片機（71)與計算機（5)相連接。
5. 根據權利要求1所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述 (XD(3)采用美國Pixera公司生產的580萬真實像素超高靈敏度探測器。
6. 根據權利要求3所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述單 片機（71)采用AN2131QC單片機。
【文檔編號】H04N5/225GK104064425SQ201410298304
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】王遠志 申請人:王遠志