[发明专利]一种面向活体组织的连续变倍自动对焦显微成像装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及显微成像系统领域，具体涉及一种面向活体组织的连续变倍自动对焦显微成像装置与方法。

背景技术

显微成像系统是生物医学微观领域观测及分析不可缺少的工具，传统的显微成像系统主要针对离体样品，面向活体组织的显微成像用于活体组织检测，与传统显微成像技术不同的是，可在自然状态下对组织样品进行成像，不需要经过封蜡，脱水，固定，染色，切片等复杂的样品制备过程。

对于传统的显微镜成像系统，通常需要更换目镜或者物镜获取不同放大倍数的图像，然而对于活体组织的显微成像，更换镜头后，成像系统的焦点难以重复定位于更换前成像的部位，因而针对活体组织显微成像，需要解决原位变倍，快速对焦成像的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向活体组织的连续变倍自动对焦显微成像装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向活体组织的能够实现连续变倍、自动对焦的显微成像装置，包括外壳、图像采集模块、显微镜头、输入输出控制模块、位移平台控制模块、第一电动位移平台、第二电动位移平台、光源和透明封口玻璃；所述图像采集模块和所述显微镜头构成该装置的成像系统；所述输入输出控制模块和位移平台控制模块连接；所述第一电动位移平台和所述位移平台控制模块连接，所述第二电动位移平台和所述位移平台控制模块连接，所述图像采集模块设置于所述第一电动位移平台，所述显微镜头设置于第二电动位移平台；所述透明封口玻璃设于所述外壳的下端；所述输入输出控制模块根据输入的成像系统的放大倍数，输出图像采集模块和显微镜头的位置信号，所述位移平台控制模块根据输入输出控制模块输出的所述位置信号控制所述第一电动位移平台和第二电动位移平台上下移动，从而获取所需放大倍数的图像。

所述输入输出控制模块内设置有图像采集模块和显微镜头的位置与成像系统的放大倍数一一对应的关系数据。

为了得到更清晰的图像，本发明的装置设置有微调结构，还包括图像分析模块、微调电机控制模块和微调电机，所述图像采集模块和所述图像分析模块连接，所述图像分析模块和微调电机控制模块连接，所述微调电机控制模块和微调电机连接，所述微调电机和显微镜头连接；图像分析模块分析图像采集模块采集的图像清晰度，所述微调电机控制模块根据所述图像分析模块的分析结果反馈控制所述微调电机驱动显微镜头的上下移动，从而获取清晰的图像。

上述中的微调电机的微调范围为1000微米以内；微调电机和第二电动位移平台连接，所述显微镜头通过微调电机和第二电动位移平台连接；所述图像采集模块、图像分析模块、微调电机控制模块设于一块电路板中；所述图像采集模块、微调电机、显微镜头、光源和透明封口玻璃同轴设置。

所述成像系统的焦点设置于透明封口玻璃的外表面。

所述显微镜头由一片或多片透镜组成。

本发明的又一目的在于提供一种面向活体组织的连续变倍自动对焦显微成像方法，该方法的具体步骤如下：

步骤1：检测时，将透明封口玻璃贴合待检测的活体组织；

步骤2：根据需要，在输入输出控制模块中输入所需的放大倍数，输入输出控制模块根据其内部的数据，选择和输入倍数相符的第一电动位移平台和第二电动位移平台的位置，并将位置信号发送给位移平台控制模块，位移平台控制模块根据接收的位置信号驱动第一电动位移平台和第二电动位移平台上下移动，第一电动位移平台和第二电动位移平台的移动将带动和他们连接的图像采集模块和显微镜头移动到相应位置；

步骤3：图像分析模块分析图像采集模块采集到的图像的清晰度，并将结果发送到微调电机控制模块，微调电机控制模块根据图像清晰度结果驱动微调电机运动，从而实现显微镜头的微调，使得成像系统精确对焦，获取清晰的图像；

步骤4：当需要切换放大倍数时，保持装置和活体组织的位置不变，在输入输出控制模块中输入新的放大倍数，重复执行上述步骤2和步骤3，即可获取新放大倍数的显微图像。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明适用于自然状态下的活体组织的显微成像，没有传统的复杂样品制备过程，操作简单方便；

2.在活体组织的显微成像过程中，当使用者需要变换放大的倍数时，只需要在输入输出控制模块中输入所需的倍数值，装置会根据输入输出控制模块内的数据经过位移平台控制模块自动调节图像采集模块和显微镜头的位置，不需要更换不同倍数的显微镜，可以快速的达到变倍的效果，并且不会改变使用者需要进行变倍位置的焦点；