[实用新型]一种自动显微镜

说明书

本实用新型涉及一种自动显微镜，显微镜包括一台固设在显微镜镜筒一侧的相机，显微镜镜筒上具有至少一处的可被相机识别的标记点，通过相机获得标记点在当前图像中的当前像素位置；计得当前像素位置与标记点在预先标定时所获得的理想像素位置之间在高度方向上的像素个数差；依据像素个数差信息按预设规则计算出显微镜镜筒当前高度与理想高度之间的高度偏差信息；通过高度偏差信息对显微镜镜筒进行高度调节。通过采用本实用新型中方法以及本实用新型中自动显微镜，无需高绝对定位精度的定位模块和直线运动模块来控制Z轴，而使用低精度硬件定位与软件计算定位达到了相同的实用效果，极大降低了成本。

技术领域

本实用新型涉及病理数字化领域，具体涉及一种自动显微镜。

背景技术

自动显微镜(motorized microscope)技术经过十数年发展，已比较成熟。但其中具有全切片扫描(whole slide imaging)功能的型号多基于高精度机械定位的原理，成本极高，限制了其在中低预算需求用户中的广泛应用。

本质而言，自动显微镜和传统的手动显微镜一样通常使用三个自由度移动被观察的样本：X、Y轴水平面移动以及Z轴垂直移动。其中，Z轴移动镜头，直接决定显微光学系统的物距，因而决定了对焦成像效果。

为了保证运行过程可控而稳定，Z轴与X、Y轴同样需要高精度的定位功能，但设计Z轴的定位系统的条件与X、Y轴有所不同：一方面Z轴上受重力作用，可以保证向下方向没有死区（镜筒的运行基本是通过丝杠滑块副带动，在重力作用下，可以保证滑块始终紧密地接触到丝杠，因此在丝杠转动时滑块即行在丝杠上开始运动，而不会出现“空程”）。

另一方面，使用高倍率而短景深的镜头时，只有在Z轴高度恰好位于能保证光学系统齐/合焦的位置处时才能观察到清晰的图像，略微上下移动(通常只需要几微米，而总行程有数千微米)使得失焦后，画面便非常模糊，无法通过其测定Z轴当前的高度，加上样本上广泛存在未被样本覆盖而为彻底空白、无法通过显微图像判定合焦平面的区域，因而无法保证在任意位置时测定Z轴高度。这意味着现有技术中必须使用极高绝对定位精度、价格高昂的Z轴测量运动系统。即通过高精度的定位装置首先找出当前镜筒与目标齐/合焦的位置处的高度差，再通过控制行走装置来驱动镜筒向下或向上行走到达理想位置。高精度的定位装置价格昂贵，不易维护。

另外，为了拍摄样本的全片鸟瞰照片，自动显微镜上通常配有与显微镜头分离的、低倍率的鸟瞰摄像头，但其与运动控制通常无关。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提出一种避免采用高成本的、维护不易的高精度硬件定位装置而能够实现相同效果的自动显微镜。

本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种自动显微镜，包括镜筒，其特征在于：

所述自动显微镜包括载物台、中央控制器、一台固设在所述镜筒一侧的相机和用于带动镜筒沿Z轴往复运动的Z轴行走机构，

所述镜筒上具有至少一处的可被所述相机识别的标记点，

所述相机适于在中央控制器控制下进行拍摄，并将所得图像即时传输给中央控制器，

所述中央控制器适于控制相机进行拍摄，所述中央控制器具有图像识别处理单元，所述图像识别处理单元适于在图像中识别出标记点并获得关于该标记点的当前像素位置；所述中央控制器具有计算单元，所述计算单元适于计算出标记点的当前像素位置与理想像素位置之间在高度方向上的像素个数差，进而根据所述像素个数差按预设规则计算出所述显微镜镜筒当前高度与理想高度之间的高度偏差信息；所述中央控制器还适于根据所述高度偏差信息控制所述Z轴行走机构带动所述镜筒运行到理想高度位置处。

进一步的，还包括以45度倾角设置在镜筒与相机之间的反光镜，

所述载物台为二维平移载物台，所述二维平移载物台能够在所述中央控制器的控制下将样片带动到所述反光镜下方。