[发明专利]对显微镜设备异步排序的同时利用卷帘式快门照相机采集图像的系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求2012年11月12日提交的申请号为61/727,374的美国临时专利申请的优先权，并通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明一般涉及从光学显微镜系统采集图像，尤其涉及在对这种显微镜设备的组件异步地排序的同时利用卷帘式快门照相机采集图像。

背景技术

自动化显微镜系统可由图像采集系统控制来对分布在这种显微镜的X-Y载物台上的一个或多个样本采集图像。除了载物台，显微镜可包括其它设备，如照相机支架、置于该支架中的照相机、闪光灯装置、透镜系统等。这些设备可在图像采集系统的控制下移动从而使得照相机能够采集样本的不同部分的图像、采集不同样本的图像、在不同的聚焦平面上采集图像、和/或使用不同的照明条件采集图像。显微镜设备还可包括光学元件，包括滤波器、相环、分光镜、带通滤波器。在实验过程中，这些显微镜设备的位置可在自动化显微镜捕捉的样本的框架内进行改变。

通常，数字照相机中使用的传感器包含以二维图案布置的多行像素元件。一些适合使用自动化显微镜的照相机利用全局快门。在这种照相机中，照相机传感器的所有像素被同时地以预定的曝光时间曝光给从样本反射的、样本放射的、和/或从样本透射出的光线。曝光时间结束时，来自传感器的所有像素的数据都被读取并被传送到图像采集系统作为像帧。

其它照相机，特别是使用CMOS传感器的照相机，使用卷帘式快门。通常，这些快门在不同的时间对照相机传感器的每行(或排)像素开始曝光。这些照相机中，存在一个时间周期，该时间周期内所有的或一组多行像素被同时曝光。此外，一些使用卷帘式快门的照相机可在像素被曝光时读取和传送来自这些行的像素的数据。

当在自动化显微系统中使用时，多个显微镜设备的移动必须与照相机进行的图像采集相协调，从而避免所采集的图像中的伪影。例如，如果在曝光期间样本的位置相对于照相机的位置发生了改变，则使用全局快门采集的图像中会出现全局图像模糊。在这种移动过程中使用卷帘式快门捕捉的图像会展现出，在图像的某些部分出现水平的和/或垂直的位移，或者在所捕捉的图像的不同部分中出现亮度差。

发明内容

一种计算机实施的方法，其用于将与显微镜相关联的设备的移动跟与显微镜相关联的照相机的图像采集同步化。该计算机实施的方法接收来自与显微镜相关联的照相机的曝光信号。对曝光信号进行分析从而识别与显微镜相关联的设备可能被移动的时间周期。此外，接收与曝光信号相关联的图像数据。另外，在识别的时间周期中，向与显微镜相关联的设备发出一个命令从而将与显微镜相关联的设备移动到新的位置。

一种图像采集系统，其用于将与显微镜相关联的设备的移动跟与显微镜相关联的照相机的图像采集同步化。该图像采集系统包括照相机控制器、系统控制器、图像采集模块、移动控制器。照相机控制器接收来自与显微镜相关联的照相机的曝光信号。系统控制器对曝光信号进行分析从而识别与显微镜相关联的设备可能被移动的时间周期。图像采集模块接收与曝光信号相关联的图像数据。移动控制器在识别的时间周期中向与显微镜相关联的设备发出命令从而将与显微镜相关联的设备移动到新的位置。

本发明的其它方面和优点将基于过对下面的详细描述的思考而变得清晰。

附图说明

图1是用于对自动化显微镜的照相机的图像采集进行控制的系统的系统简图；

图2是可由图1的系统控制的照相机中的传感器的曝光的示例性时序图；

图3至图5是由图1的系统承担的用于使照相机的操作与自动化显微镜的设备的移动同步化的处理的流程图；以及

图6A至图6F是由图1的系统的用户界面生成的用于从它的操作员获得信息的对话框。

具体实施方式

参照图1，图像采集系统100对包括照相机104和照明源106的显微镜设备102进行控制。图像采集系统100包括系统控制器108、移动控制器110、照相机控制器112、照明控制器114、系统存储器115。操作员使用图像采集系统100的用户界面116输入命令，这些命令指导图像采集系统100来对位于显微镜载物台上的一个或多个样本的一个或多个图像的捕捉进行控制。这种命令存储在移动指令存储器118中，移动指令存储器118是系统存储器115的一部分。