[发明专利]一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置及其扫描方法

权利要求书

1.一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，它包括：上位计算机（1）和显微镜电动平移台（4）；

其特征在于，它还包括控制系统（3），控制系统（3）与上位计算机（1）通过RS232串行通讯接口（2）进行连接，控制系统（3）的控制信号输出端与显微镜电动平移台（4）的移动信号输入端连接；

所述上位计算机（1）内嵌入有控制模块，该控制模块包括：

用于将上位计算机（1）的控制命令发送给控制系统（3）的控制命令发送模块；

用于对控制系统（3）发送的应答信息进行接收的应答信息接收模块；

用于对显微镜电动平移台（4）的扫描参数进行设置的扫描参数设置模块；

用于输入扫描原点（X1，Y1）的扫描原点输入模块；

用于输入扫描原点对顶角坐标（X2，Y2）从而确定扫描区域大小的扫描区域设置模块；

所述控制系统（3）内嵌入有控制模块，该控制模块包括：

用于对上位计算机（1）发送的控制命令进行接收的控制命令接收模块；

用于将控制系统（3）的应答信息发送给上位计算机（1）的应答信息发送模块；

用于将显微镜电动平移台（4）进行左右移动的X轴方向步进模块；

用于将显微镜电动平移台（4）进行向前移动的Y轴方向步进模块；

用于将显微镜电动平移台（4）返回初始位置的返回初始位置模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，其特征在于，所述控制命令包括扫描参数设置命令；控制显微镜电动平移台（4）移动方向的移动控制命令和停止扫描命令。

3.根据权利要求1所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，其特征在于，所述应答信息包括控制系统（3）准备就绪信息和显微镜电动平移台（4）返回初始位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，其特征在于，所述扫描参数包括显微镜电动平移台（4）的移动速度、加速度、X轴方向和Y轴方向的移动实际步长和移动的最小步长。

5.根据权利要求1所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，其特征在于，上位机（1）的控制模块中还包括：

用于根据扫描区域获得Y轴方向采样点数y，并判断该采样点数y为奇数还是偶数的Y轴采样点数奇偶判断模块；

用于根据Y轴采样点数奇偶判断模块的判断结果，确定扫描总次数的扫描次数确定模块；

用于对循环扫描模块进行矩形区域扫描时的循环扫描次数进行计算的循环扫描次数计算模块；

用于根据循环扫描次数计算模块获得的扫描次数和扫描次数确定模块获得的扫描总次数控制扫描的扫描控制模块；

用于对完成矩形区域扫描所花费的时间进行显示的时间显示模块。

6.根据权利要求5所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，其特征在于，所述扫描次数确定模块进一步包括：

当Y轴采样点数y为奇数时，确定循环扫描总次数为的模块，其中[·]表示向下取整数；

当Y轴采样点数y为偶数时，确定循环扫描总次数为的模块。

7.根据权利要求1所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，其特征在于，控制系统（3）的控制模块还包括：

用于对扫描原点和扫描原点对顶角坐标进行存储的坐标存储模块；

用于对显微镜电动平移台（4）所在坐标进行显示的坐标显示模块。

8.根据权利要求7所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，其特征在于，控制系统（3）的控制模块还包括用于在沿轴向扫描过程中判断显微镜电动平移台（4）是否到达指令中的位置坐标的位置坐标定位模块。

9.根据权利要求8所述的一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置的扫描方法，其特征在于，所述扫描方法是由以下步骤实现的：

步骤一、根据扫描区域的位置确定并输入扫描原点（X1,Y1），输入扫描原点对顶角坐标（X2，Y2）从而确定扫描区域大小；并将显微镜电动平移台（4）放置在扫描原点上；

步骤二、在显微镜电动平移台（4）对矩形区域进行扫描之前，Y轴采样点数奇偶判断模块对Y轴方向采集点数y为奇数还是偶数进行判断，循环扫描次数计算模块根据采集点数y的奇偶性计算循环扫描次数；

步骤三、显微镜电动平移台（4）沿X轴方向向右移动到X_R处，在移动过程中其中，i为显微镜电动平移台（4）沿X轴移动的步数，初始值为1，x为X轴上的采样点数；

步骤四、通过位置坐标定位模块判断X_R是否等于X₂，是，显微镜电动平移台（4）停止移动后执行步骤五；否，令i=i+1，返回执行步骤三；

步骤五、显微镜电动平移台（4）沿Y轴方向向上移动一个步长；

步骤六、通过位置坐标定位模块判断显微镜电动平移台（4）是否移动一个步长的距离，是，执行步骤七；否，位置坐标定位模块对显微镜电动平移台（4）的坐标进行修正，直至显微镜电动平移台（4）沿Y轴方向向上移动一个步长的距离；

步骤七、显微镜电动平移台（4）从扫描原点沿X轴方向向左移动到X_L处，在移动过程中XL=X2-(X2-X1)×ix-1,]]>i的初始值为1；

步骤八、通过位置坐标定位模块判断X_L是否等于X₁，是，显微镜电动平移台（4）停止移动后执行步骤九；否，i=i+1，返回执行步骤七；

步骤九、显微镜电动平移台（4）沿Y轴方向向上移动一个步长；

步骤十、通过位置坐标定位模块判断显微镜电动平移台（4）是否移动一个步长的距离，是，完成循环扫描的一个循环；否，位置坐标定位模块对显微镜电动平移台（4）的坐标进行修正，直至显微镜电动平移台（4）沿Y轴方向向上移动一个步长的距离；

步骤十一、判断循环扫描次数计算模块所计算的循环次数n是否等于扫描次数确定模块所确定的循环次数，当循环扫描次数计算模块所计算的循环次数n与扫描次数确定模块所确定的循环次数相等时，执行步骤十二，否则，返回执行步骤三；

步骤十二、完成循环扫描后，当Y轴方向采集点数y为偶数时，显微镜电动平移台（4）向右逐步移动到X轴方向的最右侧，再向Y轴方向向前移动一步，最后再向左逐步移动到X轴方向的最右侧，从而退出扫描区域，完成全部的扫描程序；

当Y轴方向采集点数y为奇数时，显微镜电动平移台（4）向右逐步移动到X轴方向的最右侧，从而退出扫描区域，完成全部的扫描程序。