CN102844728A - 用于镭射处理的触控屏幕接口 - Google Patents

Abstract

一种适用于一光学装置的触控屏幕用户接口24，其中该触控屏幕用户接口24连接于一控制器22，该控制器22可控制移动阶台26，通过响应于自该触控屏幕用户接口24所输入的命令让该移动阶台26能够进行该光学装置的视域20的位置复位、尺寸复位、指向复位、或是聚焦。

Description

用于镭射处理的触控屏幕接口

技术领域

本发明是有关一种用于成像装置的触控屏幕用户接口。尤其是有关一种用于显微系统的触控屏幕接口，其中该显微镜具有移动阶台以供固持待予检视的标本，并且其中该触控屏幕用户接口连接于一控制器，该控制器接收来自该触控屏幕用户接口的命令并将该命令转换成驱动该移动阶台的命令。更特别地，本发明是有关一种用于光学显微系统的触控屏幕用户接口，其中用户可透过触控屏幕用户接口将命令输入至该系统，并且使得该移动阶台响应于该命令，好比该使用者直接地移动该标本而非在触控屏幕上碰触该标本的影像。

背景技术

光学显微技术的领域极为广泛且涵盖众多类型的光学和其他装置，这些仰赖于放大作业以供成像或检视或取得有关远小于未经辅助人眼所寻常可见者的标本的信息。尤其所关注的是计算机辅助显微镜，其中一计算机系经接附于该显微镜，通过显示由该显微镜所产生的影像数据以及控制该显微镜的各种功能性的用户接口。除光学显微镜以外，像是电子显微镜或共轭焦显微镜的这些装置亦配备有计算机以供进行影像取得、显示、管理和用户接口功能。而尤其特别地关注于运用在镭射处理系统中的光学显微镜，其中该显微镜系用以相对于标本俾校准并规划激光束路径，同时选择性地检视镭射处理的结果。依照此一方式运用光学显微镜的示范性镭射处理系统包含镭射烧蚀感应耦接的电浆质团频谱仪(LA ICP-MS)、镭射烧蚀感应耦接的电浆发射频谱仪(ICP-OES/ICP-AES)，以及矩阵辅助的镭射解吸离子飞行时间(MALDI-TOF)频谱仪。

计算机辅助的显微镜系统常见问题在于用户需要选定镭射在该标本上所撞击到的点处。其目的为控制该标本中由镭射所产生的样品成分与质量。标本通常是被嵌封在具备有限接取度的样品室中。这表示必须经常利用遥控装置以相对于所检视标本进行视域移动。除此之外，有些标本的三维本质以及典型显微系统在高倍放大下的有限景深并同地要求视域须在三维上移动，并可能包含三个旋转度，依照需要进行标本成像。其一问题为按这种方式改变视域的控制可能需要划分成两个或更多的移动构件，并且协调整这些移动以提供视域与标本之间的所欲移位关系可能会困难重重。无论如何，改变该激光束与该标本间的关系在这些类型的系统里是一项共通任务。任何在用户接口上能够获致缩短设定时间并令更易于进行标本定位的改良结果皆具有正面益处。

1999年1月12日核予发明人Mary M.Yang且标题为“HIGHRESOLUTION IMAGING MICROSCOPE(HIRIM)AND USES THEREOF”的美国专利第5,859,700号案文中详细地描述一种数字成像显微镜，特别是一种数字成像分光频谱仪，以及经介接于该显微镜的计算机。所特定说明者为该计算机足可取得大量频谱仪资料并令以获予显示的能力。2006年6月31日核予发明人Nicholas James Salmon及Ernst Hans Karl Stelzer且标题为“COMPUTERCONTROLLED MICROSCOPE”的美国专利第6,991,374号案文中描述一种经计算机控制的光学显微镜，此者可自一组影像数据记忆多项参数设定，并且当该系统记录相关的影像数据集合时可将其等施用于该等数据集合。2010年6月12日核予发明人Michael Roger Cane、Michael Andrew Beadman及SymonD'Oyly Cotton且标题为“METHOD AND APPARATUS FOR INVESTIGATINGTISSUE HISTOLOGY”的美国专利第7,647,085号案文中描述一种具有触控屏幕接口的计算机辅助式光学显微镜，然该触控屏幕仅运用于起始操作或程序设定的步骤。

触控屏幕技术为大众所熟知且广泛地用在商业领域。这涉及到将设备增置于一显示器上，让使用者能够通过碰触显示器屏幕将命令输入至该系统。触控屏幕显示器通常可通过侦测因使用者碰触所致生的电容变化，或是通过侦测跨于整个屏幕上的红外线传输变化，而运作。而响应于用户碰触，该屏幕可将在该屏幕上所碰触点处的坐标传送至一控制器。该控制器通常将该屏幕碰触的坐标解译为自一像是鼠标或轨迹球的点指装置所起算，并且依照所程序设定的方式来采取适当动作。

如此，所冀求者系一种适用于计算机辅助式显微系统的触控屏幕用户接口，此接口可运作连接于移动阶台以让使用者能够将命令输入至该等移动阶台，藉以改变该系统的视域并且改善系统设定，提高产通量，同时能够克服与达到标本和激光束间关系的所欲变化相关联的问题。

发明内容

本发明提供一种经整合于一镭射处理系统内的光学显微镜的触控屏幕接口。本发明特点包含一光学系统，其具有一控制器、一视域和一待予检视的标本，并且包含一触控屏幕用户接口，其可运作连接于该控制器。本发明的其他特点包含移动阶台，该可运作连接于该控制器，同时可固持该标本而且改变该标本与该视域之间的关系。该控制器可运作以自一触控屏幕用户接口输入用户命令，将该使用者命令转换成输出命令，并且将该输出命令输出至该移动阶台。而响应于该输出命令，该移动阶台按照来自一触控屏幕的输入用户命令以改变该视域与该标本之间的关系。

有利于本发明的示范性镭射处理系统包含镭射烧蚀感应耦接的电浆质团频谱仪、镭射烧蚀感应耦接的电浆发射频谱仪，以及矩阵辅助的镭射解吸离子飞行时间频谱仪。图1显示本发明的一具体实施例的略图。这些系统皆能运用光学显微镜以供检视待予处理的标本。在操作上是将标本放置在该系统内，同时利用该光学显微镜来选定该激光束的起始位置以撞击于该标本上并开始进行处理。这可通过取得该标本视域的影像并予显示于一触控屏幕监视器上所达成。该显示器具有「现场性」且连续性，意思是该相机的视域内的任何变化都将会显示在该触控屏幕监视器上。这种触控屏幕显示器的一范例可如第2a图所示。在该监视器上，一图形覆迭是表示该激光束将会初始地撞击到该标本的位置。该监视器亦可显示表示一加工路径的图形覆迭，而该激光束将会后续地沿其所导引以撞击到该标本。欲改变该激光束将撞击到该标本的位置，用户可碰触该屏幕并且跨于该屏幕上拖曳手指。该控制器侦测用户手指在屏幕上的移动，然后相对于该相机的视域导引该移动阶台移动该标本，藉以令该标本在该触控屏幕上的影像看似该用户宛若移动该影像本身，而不是在该视域内重新定位该样品。

图2a及2b说明如何利用本发明以选定新的镭射处理起始点。假设该用户想要改变图2a中镭射处理的起始点，该用户可在该标本影像上的任一处碰触该屏幕为开始。当该用户在该屏幕上拖曳手指时，该触控屏幕接口侦测用户手指在该屏幕上的移动，同时在该光学显微镜的视域下导引该等移动阶台以实体地移动该标本，藉此改变在该监视器上所检视的影像。通过适当程序设定该控制器，碰触该屏幕并且跨于该屏幕上拖曳手指将会使得该屏幕上的影像数据看似宛如由该手指所拖曳。实际上该控制器正导引该等移动阶台以在该相机的视域内移动该标本，藉以模拟若该使用者以手移动该标本，而非在触控屏幕上拖曳手指，将会出现的移动方式。图2b显示在用户输入之后的触控屏幕，其中显示该影像数据相关于显示该激光束撞击点的屏幕上图形覆迭的移动。

该控制器可经程序设定以响应于用户触控屏幕输入而提供许多不同选项。该控制器可移动该等移动阶台以令该影像数据能够相较于来自该屏幕的移动输入而移动更多或更少。如此可提供加速标本移动或令其对微小移动较于敏感的效果以利进行微调作业。该控制器亦可解译一些关联于Z轴移动的移动，其中当在该屏幕上朝上或朝下移动手指时会在该视域内朝上或朝下移动该标本，故而可将该标本移入或移出焦点。其他移动则可视需要予以程序设定俾依3D方式移动该标本。或另者，该控制器可经程序设定以响应于用户触控屏幕输入而移动指针或是其他的屏幕图形。例如，在此模式下，该用户可通过碰触该屏幕并移动表示该激光束的位置的图形装置以移动该激光束将会撞击到该标本的点处。然后该控制器可导引该等移动阶台藉以相对于该激光束移动该标本俾令其在选定位置处进行撞击。

将触控屏幕接口、控制器和移动阶台增置于一经配备有镭射处理系统的光学显微镜可让用户能够与触控屏幕进行互动，并且令其等显似能够直接地操纵标本。这主要是基于两项理由。第一是该标本可为嵌封于一供以进行处理的特定环境中。镭射处理系统有时要求该标本须为嵌封于像是氮气或氩气的惰性气体大气里以利处理，然如此会造成难以直接地操纵该标本。此外，若是利用复杂的移动阶台来移动该部份，则有可能必须要协调两个或更多致动器/阶台/编码器单元的移动方可在位置上获得所欲变化。而增置经适当程序设定的触控屏幕接口可将所有这些移动降减至简易的屏幕碰触。提供具有本揭所述改良结果的镭射处理系统将能获以更易于操作该系统并提高系统产通量。

附图说明

图1为触控屏幕镭射处理系统的示意图；

图2a显示具有影像的图形的触控屏幕的示意图；

图2b显示具有经移动影像的图形的触控屏幕的示意图；

图3显示具有影像及加工路径的触控屏幕的示意图；以及

图4为具有额外视域相机的触控屏幕镭射处理系统的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种经整合于一镭射处理系统内的光学显微镜的触控屏幕接口。图1显示本发明的一项具体实施例。该具体实施例含有一标本10，以及一具有激光束14的镭射12。该激光束14系经由一光学显微镜16而导引至该标本10。该光学显微镜16为一示范性光学装置，此者合并该镭射12的光轴和该相机视域20以让该相机18能够成像该标本10中落在该视域20之内的局部。亦可利用其他的光学装置，例如半镀银映镜(图中未标出)，以合并该激光束14和该相机视域20。此外，该系统可经建构而使得该相机视域20和该激光束14并非位在相同的光轴上，且因而需要额外的个别光学装置(图中未标出)来导引该激光束14及该相机视域20。在此情况下，该控制器22可计算出该相机视域20与该激光束14之间的实际位移值，并且将此位移值施用于后续的计算作业。

该相机18系经连接于一控制器22，此控制器导引该相机以取得影像数据并且将其传送至该控制器22。该控制器22可在该触控屏幕监视器24上显示来自于该相机18的影像数据。该相机18通常是一种视讯类型的相机，并且能够连续地，或是按照足够地高而可显似为连续的讯框速率，取得影像数据。该控制器22亦为连接于多个移动阶台26，该等移动阶台26可相对于该激光束14和该相机视域20以移动该标本10。本具体实施例虽显示该标本10是由该等移动阶台26所载荷，然该系统亦可相对于该标本10移动该激光束14和该相机视域20，或是通过该移动阶台彼此接附(图中未标出)以将此移动划分于该构件之间。本发明的具体实施例可按达三个维度(X、Y和Z)以及绕于三条轴线的三种旋转(rho、phi和theta)来改变该标本10相对于该激光束14和该相机视域20的位置，藉以让该系统能够将该激光束14施用于该标本10上的任何所欲局部。

在本发明的一具体实施例里，该激光束14是用以自该标本10烧蚀材料以供检视所烧蚀的材料。一般说来，使用者会希望选定该标本10的其一或多个特定局部以进行烧蚀而供检视。例如，该标本10可为由一种以上的材料所组成，并且使用者意欲仅研究该等材料的其中一者。该用户可利用该标本10中落属显示在该触控屏幕24上的相机视域20内的影像，俾通过碰触该触控屏幕24以将该激光束14定位于该标本10上，并藉以导引该控制器22来命令该等移动阶台26相对于该激光束14和该相机视域20以移动该标本10。此项程序可如图2a及2b所示。图2a显示本发明的一具体实施例，该者具有显示一标本32的影像的触控屏幕显示器30。在该触控屏幕显示器30上，经覆迭于该标本32的影像上者为表示，当该镭射系经导引以发射激光束时，该激光束14将会撞击到该标本上的点处34的覆迭图形。图2b显示该用户是如何改变该激光束将会撞击到该标本10的点处34。在图2b里该使用者于38处碰触该屏幕，并且跨于该屏幕上沿着箭头所表示的路径将手指拖曳至40处。这会使得该控制器22导引该等移动阶台26以在该相机视域20内移动该标本10而导致该标本32的影像在该触控屏幕显示器30上改变，通过移动该镭射撞击到该标本10的点处34。

此时，该用户通常会导引该镭射以发射光束14并且烧蚀材料。注意到此项移动可经程序设定以将该用户手指在该屏幕38、40上的移动转化成该标本10与该相机视域20之间精确匹配的移动关系，故而让该使用者能够依照一对一对应性将该标本10与该相机视域20之间的关系，并因此该标本32在该触控屏幕显示器30上所显示影像的位置，改变成该用户手指在该屏幕38、40上的移动。在其他具体实施例里，该系统系经程序设定以放大或缩小该屏幕38、40上的使用者输入手指移动。在这些情况下，该标本10与该相机视域20之间的关系可为程序设定以令该标本32在该触控屏幕显示器30上的影像移动较该用户的手指移动38、40为更快或更慢，通过夸大输入动作以在一较大标本区域上加速移动或是降低输入动作以改善精准度。

按此方式响应于来自该触控屏幕30的用户输入导引该等移动阶台26会要求该控制器22须将该等输入使用者命令，像是通过将手指自屏幕坐标的点处38拖曳至点处40所产生者，转换成适用于该等移动阶台的输出命令。这可能会牵涉到在该等移动阶台的多条轴线间分割该移动动作。例如，若该标本10系经固持于一对X、Y阶台上，则该屏幕30上的对角移动输入就必须由该控制器22转换成对于该等移动阶台26的X及Y轴两者的输出命令，藉以产生对应于该触控屏幕30上的对角使用者命令输入的标本10对角移动。另一范例为若该标本具有三维表面细节。在此情况下，当移动至待予成像的新区域时，若该标本的高度或甚略微地改变，则该相机在该标本上的视域移动都可能会使得该光学显微镜离出焦点。故而该控制器22必须产生表示该系统需要进行重新聚焦的输出命令。重新聚焦可通过令以该显微镜16内的移动阶台移动光学构件朝上或朝下地移动该标本10，或是朝上或朝下地移动该显微镜16，或是该等动作的一些组合(未予图标)，所达成。

图3显示本发明的进一步具体实施例，其中一触控屏幕显示器41显示一标本42的影像。在该标本42的影像上显示出多条示范性的加工路径44、46、48，该等路径是表示镭射将会被导引而至俾自该标本上烧蚀材料的多重位置。在此显示出一点阵样式44、一点处集组46以及一任意路径48。这些示范性加工路径44、46、48是由使用者所设计，并且是利用图形输入软件(未予图标)以予关联于该标本的影像。该等加工路径与图2a及2b内所标注的点处间的差别是在于这些样式为关联于该标本上的位置，并且当该用户利用此触控屏幕42移动该标本42的影像时，该等加工路径44、46、48会连同于该标本的影像而移动，这表示无论在该视域里究于何处移动该标本，该镭射都将自该标本上的相同位置烧蚀材料。

图4显示本发明的另一项具体实施例。本具体实施例系经配备以一具有较大视域52的第二相机50，该视域系经显示在具有触控屏幕的第二监视器54上。该触控屏幕监视器54系与该控制器22相通讯以供输入既经转换且可致令该移动阶台26移动的命令。该高分辨率相机18会继续经由该显微镜16以检视该标本10的高分辨率视像。在本具体实施例里，可利用该大视域相机50和该触控屏幕监视器54以相对于该镭射处理系统移动该标本，同时利用该小视域(高分辨率)相机18及该监视器24以供检视该标本。在操作上，该系统可具备一个或两个触控屏幕接口，或是将该等显示器合并于单一台监视器上。

现已揭示本发明主题项目，然应可了解经阅览本教示将即能显知可进行本发明的众多修改、替换和变化。故应知晓确可按除在此所特定描述者以外的方式实作本发明，同时在其广度与范畴上仅应受限于后载申请专利范围。

Claims (8)

1.一种具有待处理的标本的镭射处理系统，其中包含：

一控制器；

一第一相机，其具有第一视域并可运作连接于该控制器；

一触控屏幕用户接口，其可运作以输入使用者命令，并且运作连接于该控制器以显示来自该第一相机的影像；

移动阶台，该移动阶台可运作连接于该控制器并且改变该标本与该第一视域之间的关系；

该控制器可运作以接受来自该触控屏幕用户接口的输入用户命令，将该使用者命令转换成输出命令，并且将该输出命令传通至该移动阶台；

其中，响应于该输出命令，该移动阶台按照该输入使用者命令以改变该第一视域与该标本之间的关系。

2.如申请专利范围第1项所述的镭射处理系统，其中该镭射处理系统为镭射烧蚀感应耦接的电浆质团频谱仪、镭射烧蚀感应耦接的电浆发射频谱仪或是矩阵辅助的镭射解吸离子飞行时间频谱仪的其中一者。

3.如申请专利范围第1项所述的镭射处理系统，其中该第一相机利用一光学显微镜以成像该标本。

4.如申请专利范围第1项所述的镭射处理系统，其中该系统具有一第二相机，其可运作连接于该控制器以供成像一大于该第一视域的第二视域。

5.一种用以控制具有标本的镭射处理系统的方法，其中包含：

提供一控制器，其具有输入及输出命令；

提供一第一相机，其具有第一视域并可运作连接于该控制器；

提供一触控屏幕用户接口，其可运作以输入使用者命令并且运作连接于该控制器；

提供移动阶台，该移动阶台可运作连接于该控制器并且改变该标本与该第一视域之间的关系；

自该触控屏幕用户接口输入用户命令，并且将该输入使用者命令传通至该控制器而作为输入命令；

通过该控制器将该输入命令转换成该等输出命令，并且将该输出命令传通至该移动阶台；

其中，响应于该输出命令，该移动阶台按照该输入使用者命令以改变该第一视域与该标本之间的关系，并且控制该镭射处理系统。

6.如申请专利范围第4项所述的方法，其中该镭射处理系统为镭射烧蚀感应耦接的电浆质团频谱仪、镭射烧蚀感应耦接的电浆发射频谱仪或是矩阵辅助的镭射解吸离子飞行时间频谱仪的其中一者。

7.如申请专利范围第1项所述的方法，其中该第一相机利用一光学显微镜以成像该标本。

8.如申请专利范围第1项所述的方法，其中供置有一可运作连接于该控制器的第二相机，其可供成像一大于该第一视域的第二视域。

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