CN105324698B - 可调节的数字显微镜显示 - Google Patents

Abstract

本发明大体涉及显微术系统。特别的，本发明涉及呈现样本的数字图像的显微镜，具有数字地控制显微镜系统的焦点的能力，以及用于控制数字显微镜系统的操作的软件。进一步，本发明涉及显微镜结构，其容许显微镜的简洁和多功能使用，对需要特定光波长特性，例如荧光，用于检测和成像的样本提供光屏蔽和控制。显微镜可调节，以可沿着运动的范围和自由度移动的结构，来容许便利接触样本、样本的遮蔽、以及显示装置的操作。

Description

可调节的数字显微镜显示

相关申请的交叉引用

本美国专利申请要求于2013年5月1日同时提交的题为“可调节的数字显微镜显示”的美国临时专利申请No.61/818,251、题为“数字显微镜显示屏应用”的美国临时专利申请No.61/818,332、题为“可调节的数字显微镜聚焦控制”的美国临时专利申请No.61/818,258、以及题为“数字显微镜观察摄像机和显示”的美国临时专利申请No.61/818,340的每一个的优先权。这些临时专利申请的每一个的全部公开内容通过引用而整体结合于本申请用于所有目的。

技术领域

本发明大体涉及显微术系统。特别地，本发明涉及具有可调节显示装置的显微镜。

背景技术

显微镜对整个生命科学领域的研究员来说是重要的工具。传统的显微镜笨重、使用麻烦、且常常对于简单任务来说过于复杂。与显微镜相结合，荧光被用于生命科学，作为通过以特定频率的荧光发射的方式来跟踪或分析生物分子的一种非破坏性的方法。生物化合物可以用荧光标志物来标记(即，外来荧光团)，其可以是小分子、蛋白质、或量子原子团，其在被特定波长的光激发时，发出荧光。其他天然或固有的荧光生物材料也可在被用激发光触发时反应并发出光。不同的标志物对激发光的不同波长做出反应发出荧光。

对于可满足现代实验室里的研究员的此类需要的备选成像仪器的需求近年有增加，导致可提供小尺寸数字成像、且具有便携性和易用性的预期相关益处的产品(例如LumaScope(来自Etaluma公司)和FLoid(来自生命科技公司))的出现。然而，存在于该领域的产品，仍然缺乏研究人员所需要的能力。

附图说明

图1为依据本发明的实施例的具有可调节数字显示的显微镜的示意图；

图2A为依据第一配置中的本发明的实施例的可调节数字显微镜显示的升高组件(elevated assembly)的透视图；

图2B为依据第二配置中的本发明的实施例的可调节数字显微镜显示的升高组件的透视图；

图2C为依据第三配置中的本发明的实施例的可调节数字显微镜显示的升高组件的透视图；

图3A、3B、3C以及3D为依据本发明的各种实施例的具有聚焦控制的显示屏的框图表示；

图3E为具有用于显示屏的聚焦控制的显示屏的另一视图的框图表示；

图4为用于依据一个实施例的数字显微镜的示例显示单元的框图；

图5为用于使用依据一个实施例的具有可调节显示的数字显微镜的过程的示例流程图；

图6为依据一个实施例的数字显示屏内的图形用户界面的示例屏幕截图；

图7为所公开的实施例可被实施的数据处理系统的示例框图。

具体实施方式

出于解释的目的，在本描述中，大量的具体细节被阐述以便提供对本发明的全面理解。显而易见的，然而，对于本领域的技术人员来说，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它实例中，众所周知的结构和设备以框图的形式示出以免模糊所述实施例的基本原理。

本发明涉及呈现样本的数字图像、具有控制显微镜系统的聚焦的能力、以及用于控制数字显微镜系统的操作的软件的显微镜。进一步地，本发明涉及允许紧凑和显微镜的多功能使用、提供光屏蔽和对需要暴露于特定波长以便察觉、荧光、以及成像的样本进行控制的显微镜结构。

依据本发明的可调节数字显微镜仪器拥有几个使得仪器适合于增加效率和适用性的特征。一方面，可调节数字显微镜仪器具有升高组件结构，其可被调节、倾斜、或折叠为几种位置。升高组件结构包括数字显示屏，其向用户显示来自显微镜的样本台上的物体的图像和信息。在一个实施例中，显示屏可以是具有触屏功能的液晶显示(”LCD”)屏。可调节升高组件结构的能力具有几个优点。

首先，升高组件结构可被推动或向后倾斜以允许样本台上样本更换的便利。第二，可调显示屏可适应用户的视角(例如，来自坐或站位的视角)，或顾及来自外部光源的眩光。第三，升高组件的部件可以部分或全部地向下折并充当遮篷，如此升高组件至少部分地覆盖样本台并有效地遮挡住外部光到达样本台。通过允许升高组件结构以这种方式调整，提供额外地作为遮蓬的需要，升高组件结构可为荧光影像的获取提供必要的黑暗。

依据本发明的可调数字显微镜仪器也可包括显示屏上的缩略图区域。缩略图区域是数字显示于显示屏上的相对较小的窗口，其可在屏幕上的各个位置被示出。缩略图区域可显示关于在检样本(当前或以前)的信息，包括的信息诸如指示所用样本容器的类型、当容器实时移动时成像装置被对准的位置(区域或更精确的点位置)、或其它涉及所观察样本的信息。在某种程度上，当用户操作样本台上的样本或容器时，通过使用覆盖于缩略图区域内的指针或指示器，缩略图区域帮助用户对成像场所的位置保持注意。缩略图区域也可显示关于可调数字显微镜仪器自身的信息，例如仪器在使用中的状态、放大因子、或入射到所观察物体上的光的波长。

另一方面，对可调数字显微镜的显示的控制允许有对包括平移，缩放，和放大倍率等功能的直接控制，以及对通过显微镜观察的焦平面的“粗放”和“精细”控制。控制可在显示屏上通过触摸操作。另一方面，聚焦控制可被置于毗邻显示屏以机械表盘和/或调焦按钮(例如，“上”和“下”按钮来增加或减少所观察焦平面的高度)的形式存在。在显示屏上或毗邻处的控制的出现允许不受其它结构阻碍的控制的便捷操作。

被配置为对仪器的粗放和/或精细焦平面调节进行控制的表盘和/或调焦按钮可被提供。这些数字控制代表对用于显微镜上焦点控制的传统共轴旋钮的改进。表盘和调焦按钮可同时地或独立地工作，且本发明的各种实施例可同时包括机械表盘和调焦按钮，或仅包括这两种控制机构之一。在本发明的其它实施例中，可有一个单独的按钮或控制输入在粗放和精细增量之间转换调焦控制。机械拨号和按压这些控制键可传递电信号，其把焦平面内的物体数字地以图像的形式显示于显示屏上。

依据本发明的许多实施例的可调节数字显微镜为用户在工作流程处理上提供了显著的便利。样本和/或样本容器可轻松地被置于可调节数字显微镜的样本台上，其中放置和取向的便利部分地取决于升高组件的可调性。一旦在观察中，通过改变焦平面的高度使得样本容器内的样本可被发现，且在显微镜的显示屏上被观察的区域的位置可用覆盖于显示屏内图像上的缩略图区域内产生的指示器来指定。在其它实施例中，缩略图可在显示屏内但是不覆盖其中显示的图像。

当有选择地遮蔽环境光，在观察中的样本可被置于能引起与样本相关的特定标志物发出荧光的特定波长的光之中(也就是说，不同颜色的光)。发荧光的样本的图像可随之被捕捉并存储于计算机可读的媒体或加在显微镜上的内存里。进一步地，图像可随后被组织和/或与通过数字显微镜捕捉的其它图像合并。在一个实施例中，当样本被不同波长的光激励并引起不同的标志物发出荧光时的图像们被捕捉。相同样本的图像们的合并也允许在同一图像内展示多重荧光标志物(以及因此相关的样本对象)的多色图像的创建。此外，后处理功能可在由显微镜捕捉的图像上实施。

进一步地，伴随着依据本发明的实施例的数字显微镜，与所观测样本有关的数据可被输入，通过触摸屏上软件产生的键盘和功能按钮和/或通过与显微镜电气连接的外部键盘。

图1为依据本发明的实施例的可调数字显微镜100的图示。可调数字显微镜100具有两个基本区域，升高组件102和样本台104。在图示的实施例中，升高组件102通过垂直核心支撑115和升高组件铰链112与样本台104耦合。升高组件102包括显示屏幕层106，其通过显示屏幕层铰链110与光控制或光源层108耦合。在一个实施例中，光源层包括发光二极管(“LED”)作为光源。于此所描述的技术范围内的其它光源和配置是可接受的。在图1中，升高组件包括定位于样本台之上的定向摄像机101，以及遮光罩114。样本台104具有基座部分118，其顶部确定了样本甲板117，其上为样本成像区域116(其中各种样本和容器可被放置并操作，同时通过定向摄像机101来成像)。在本发明的实施例中，以及如此所规定的，显示屏幕层铰链110和升高组件铰链112可以是任意允许所确定的结构元件相对另一结构元件(例如，滚珠和承窝组件)转向或旋转的结构。

显示屏幕层106和光源层108可围绕升高组件铰链112(光源层108与其机械耦合)的旋转轴以旋转方式移动。通过升高组件铰链112推动的用于升高组件102的运动范围的方向如图1中元素109所示。相似地，显示屏幕层106可围绕显示屏幕层铰链110(显示屏幕层106与其机械耦合)的旋转轴以旋转方式移动。通过显示屏幕层铰链112推动的用于显示屏幕层106的运动范围的方向如图1中元素107所示。在本发明的备选实施例中，升高组件102可相对于样本台104沿着至少一个旋转轴移动，且每个旋转轴具有不同的运动范围。相似地，在本发明的实施例中，升高组件102可被沿着至少两个自由度进行调节，沿着不同的轴，例如通过显示屏幕层铰链110的旋转轴和升高组件铰链112的旋转轴确定的轴。

在图1中所示的发明的实施例中，遮光罩114位于一个位置，在光源层108的下面并与之机械连接，使得在其默认位置，遮光罩114在凹处且不对处理样本台104上的物体造成障碍。在这样的凹处位置，遮光罩114可阻挡来自光源的光，例如LED，在光源层108的下侧。遮光罩可被延伸到第一遮光位置114'，其可以从可调数字显微镜100向外延伸，即朝向用户，或向外朝向可调数字显微镜100的一侧。可以有多于一个遮光罩114，其的每一个可沿不同方向延伸，从升高组件支撑结构112，到达第一延伸遮光位置114'，遮光罩114可延伸和从升高组件支撑结构112的底部缩回，按需要遮挡环境光线。

在本发明的其它实施例中，一个或多个遮光罩114，当处于凹处位置时，可位于光源层108的构架的内部，并从那里延伸到环境光遮挡位置。在这样的实施例中，当处于光源层108的构架的内凹处时，一个或多个遮光罩114容许对可调数字显微镜100的更方便的操作，当，例如，沿着升高组件铰链112的旋转轴改变光源层108的高度或角度时。在本发明的进一步的实施例中，一个或多个遮光罩114可用铰链(未示出)连接到光源层108，使得一个或多个遮光罩114可被移动到第二延伸遮光位置114”，其可更彻底地遮挡环境光，使其免于入射到样本甲板117和样本成像区域116上。换言之，可延伸到可调数字显微镜100的前面和侧面的遮光罩114，即，到达第一遮光位置114'，可进一步被配置为向下折叠到第二延伸遮光位114”，形成垂直墙来提供对环境光的部分或全部的环抱式阻挡，避免其到达样本甲板117。

定向摄像机101可被定位于光源层108的底面上，即，接近样本甲板117的那一侧，处于中央相对于光源(例如，LED)也在光源层108的底面上的位置。定向摄像机101可被定位于光源层108或垂直核心支撑115两者任一位置，假如光源层108的光源不对定向摄像机101(由于样本成像区域116被照亮时的角度)所捕捉的图像产生不利影响的话。定向摄像机101与显示屏幕和显示屏幕层106的缩略图区域相连，且功能为提供样本成像区域116内样本容器的存在和/或身份相关的信息，以及在样本成像区域116中成像摄像机120所观察的位置。定向摄像机101可以是发送样本台104上物体的数字图像到显示屏幕层106的显示器的数字成像捕捉装置。

定向摄像机101与光源层108的光源协力运行，其在本发明的许多实施例中是LED，其中优选的实施例中，光源层108具有安装于光源层108的底面上的白光LED。由安装于光源层108的底面上的LED提供的光为定向摄像机101提供照明从而对样本甲板117上和/或样本成像区域116内的物体成像。当遮光罩114处于延伸遮光位置114'或114”，且环境光被普遍阻挡进入样本甲板117区域时，此光可能是必要的。LED光或其它光源可被配置为当遮光罩114被撤回时立即且自动地关闭，并仅在遮光罩114被展开时再次激活。

在样本台基座部分118的内部，成像摄像机120被定位于样本成像区域116的下方。样本甲板117具有开口或透明处(其被定位使得成像摄像机120可看清和捕捉位于样本成像区域116内的样本容器和样本的图像)。成像摄像机120与显示屏幕层106的显示屏幕电气耦合，使得来自成像摄像机120的图像可在显示屏幕上展示给用户。在本发明的备选实施例中，成像摄像机120可额外地与显示屏幕层106的缩略图区域电气耦合。成像摄像机120包括镜头装置122，其可被沿着如图1中元素124所示的运动方向升高或降低。

成像摄像机120和镜头装置122与出现在显示屏幕层106上的聚焦控制(未示出)和/或可通过出现于显示屏幕上的界面访问的聚焦控制软件电气耦合。基于从用户通过显示屏幕层106的聚焦控制获得的控制输入，镜头装置可被从样本成像区域进一步降低位置直到最小镜头装置高度122'。相似地，基于从用户通过显示屏幕层106的聚焦控制获得的控制输入，镜头装置可被升高到接近样本成像区域的位置直到最大镜头装置高度122”。马达(未示出)，例如步进马达或气动马达，与显示屏幕层106的聚焦控制电气耦合且可位于基座部分118的内部，或更近一步位于成像摄像机120之内。响应于来自显示屏幕层106的聚焦控制的输入，马达可与镜头装置122机械连接来对其升高或降低。

在一个实施例中，镜头装置122的镜头可以是定焦镜头(即，具有固定焦距的镜头)，因此，随着镜头装置从最小镜头装置高度122'通过镜头装置运动范围124到达最大镜头装置高度122”，由成像摄像机120观看的焦平面将移动穿过样本成像区域116。在本发明的许多实施例中，调节镜头装置122的位置和通过成像摄像机120观测的焦平面的高度的控制可以是如下图3A、3B、3C、以及3D所描述的聚焦控制。在这些实施例中，图3A-3B的第一聚焦按钮310的操作引起马达升高镜头装置到达接近样本甲板117的点，并因此改变焦平面的高度进一步向上穿过样本成像区域116。镜头装置122将到达最大高度122”并在与样本甲板117或位于样本成像区域116内的任何样本容器发生接触前停止上升。相似地，图3A-3B的第二聚焦按钮312的操作引起马达降低镜头装置122到达距离样本甲板117更远的点，并因此改变焦平面的高度进一步向下穿过样本成像区域116。镜头装置122将被配置为到达最小高度122'并基于成像摄像机120的物理容限停止下降。

同样地，图3C-3D的调焦表盘308可被配置为控制镜头装置122的高度，并特别地配置为免得强迫镜头装置122超过最大高度122”或低于最小高度122'。图3C-3D的调焦表盘308可与机械耦合到调焦表盘308的物理限位联合建成，避免表盘在沿其旋转轴的任何一个方向上旋转得太远，从而避免调焦表盘指导镜头装置(通过马达)移动到太高或太低高度。在另一实施例中，调焦表盘308可被配置为结合操作软件使得一旦镜头装置122到达其最大高度122”或最小高度122'时，移动镜头装置122的马达简单地忽略升高或降低镜头装置122的进一步的指示，分别地。

此外，如果镜头装置122在接近或到达其最大高度122”或最小高度122'时，可调数字显微镜100也可被配置为发出通知用户镜头装置122已到达极限位置的警报信号。这样的警告可以是发自仪器内扬声器的蜂鸣声或其它此类声音，或可以是出现于显示屏幕304上的可视化队列，或者是听觉和视觉警告两者的组合。

进一步地，彩色光源126(例如，非白光LED，或者被称为彩色光LED 126)可被定位于基座部分118之内并被安排为使得发自彩色光源126的光穿过样本甲板117的开口或透明处并照亮样本成像区域116。彩色光源126可发出红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、或其它波长的光，且彩色光LED 126可被配置为使得在任一时间点或任一段时间时仅有一种波长的光被发出。作为一种选择，彩色光LED 126可被配置为使得不止一种波长的光被同时发出。进一步地，彩色光LED 126可被配置为使得特定波长的光被定时发射和/或按有序序列发射。彩色光LED 126可任选地用于和白色光源相呼应，例如白光LED，居于光源层108之内或可调数字显微镜100之上和/或内部其它位置。当特定波长的光(或波长范围具体到光的特定颜色)发自彩色光LED 126，位于样本成像区域的样本或样本容器中存在的标志物可发出荧光对特定波长的光做出反应。由成像摄像机120在样本成像区域116内捕捉的物体的影像可被存储于计算机可读的媒体，在电气连接的显示屏幕上展示给用户，然后任选可以进行软件实现的后成像处理，包括但不限于管理图像的对比度，合并单独的图像，裁剪图像，以及其它图像处理操作。

可调数字显微镜110也可具有存储和传输其内存或计算机可读媒体上的数据到外部源的机制。用于传输数据的机制可以是通过任意有线或无线连接到独立操作于可调数字显微镜100的计算机系统。可调数字显微镜100也可具有至少一个计算机可读媒体或存储器可被插入的端口，源自可调数字显微镜100的数据可被存储于其上。在一个实施例中，端口为标准的通用串行总线(“USB”)端口。这样的端口可被定位于可调数字显微镜100上，在用户容易触及的位置，不管可调数字显微镜100是在使用和/或不在使用。

图2A、2B、和2C展示依据本发明的各种实施例的可调显微镜显示器200的升高组件的各种透视图，位于显微镜的样本台之上。图2A、2B、和2C以渐进式的配置展示升高组件200，其每一个容许对设备操作的特定方面。在图示的实施例中，升高组件的基本部件为升高组件支撑202，其将升高组件与显微镜的其它部分相连接，光源层204(光控制层)，以及显示屏幕层206。

升高组件支撑202被机械连接到升高组件铰链210，其转而连接到光源层204背面边缘。光源层204的前边缘被机械连接到显示屏幕层铰链208，其转而机械连接到显示屏幕层206的底部边缘。相应地，如图2A、2B、和2C中显而易见的，当被沿升高组件铰链210的旋转轴彼此联接时，光源层204和显示屏幕层206可以移动。类似地，显示屏幕层206可沿显示屏幕层铰链208的旋转轴移动以接近或远离光源层204。

图2A展示其中光源层204和显示屏幕层206均处于相对于升高组件支撑202在升高位置的配置中的升高组件200。图2A展示相对于光源层204处于升高位置的显示屏幕层206，但是显示屏幕层206可被沿显示屏幕层铰链208的旋转轴向下折叠，使得当两个屏幕层均处于相对于升高组件支撑202在升高位置时，显示屏幕层206和光源层204彼此接近和/或接触。光源层204和显示屏幕层206彼此通过显示屏幕层铰链208机械连接，且显示屏幕层进一步机械连接到升高组件铰链210。相应地，光源层204和显示屏幕层206可沿着升高组件铰链210的旋转轴一起移动并因此能够在高度和角度上调整，根据升高组件铰链210的容限。LED光源(未示出)位于光源层204的接近样本台(未示出)的那一边，其可被称为光源层204的下面。LED光源可以是单个LED，LED行，或其它以各种配置来照亮升高组件200下方的样本台的LED组合的排列。在优选的实施例中，光源层204里的LED光源是白光LED。在本发明的其它实施例中，在光源层204的下侧上的替代光源可被用于产生不同波长的光。显示屏幕层206包括位于显示屏幕层206框架的一侧上的聚焦控制表盘212。聚焦控制表盘212具有垂直于显示屏幕层206的大部分表面区域的中心轴，且因此聚焦控制表盘212可操作于沿着显示屏幕层206的(可调节的)轴旋转。聚焦控制表盘212的使用容许对捕捉展示给用户的图像的摄像机和镜头的焦距的增加或减少。在此配置中，环境光可以入射在样品台上，且样本容器可容易地移到和/或移除于样本台甲板。

图2B示出其中光源层204处于相对升高组件支撑202在较低的位置且显示屏幕层206处于相对光源层204在较高的位置的配置中的升高组件200。在此配置中，环境光的显著部分将被阻挡免于进入样本台，通过充当盖子或遮蓬于样本台上的光源层204的存在。进一步地，在此配置中，显示屏幕层206可处于易于被用户观看和操作的位置。光源层204的光源可提供唯一的入射到样本台上的光。一方面，光源层204起到作为遮蓬的作用来为诸如荧光图像捕捉的操作所需的直射光提供保护，且可或随着样本台一起作为一片来移动，或保持静止，独立于样本台的移动。

图2C示出其中光源层204和显示屏幕层206均处于相对升高组件支撑202在较低的位置的配置中的升高组件200。显示屏幕214和聚焦控制按钮216出现于远离样本台的显示屏幕层的一侧。显示屏幕214接收来自显微镜的一个或多个图像捕捉部件的电信号并显示合成的图像和/或图像。在本发明的实施例中，显示屏幕214为可容许对所示的数字图像进行操作的触摸屏，该触摸屏对佩戴着胶乳手套、腈手套、其它常用于实验室的手套的用户、或者未佩戴手套的用户均具备可操作性。

聚焦控制按钮216容许对展示给用户的图像的清晰度进行增加或减少。聚焦控制按钮216可独立使用或与聚焦控制表盘212串联使用，且在本发明的实施例中，聚焦控制结构的两者或仅一个可出现。在此配置中，聚焦控制可由用户操作且该仪器具有相对简洁的形状因素；然而，升高组件铰链210的容差，不允许升高组件200朝着样本台移动到低于平行于样本台甲板的水平面的位置。进一步地，在此配置中，通过光源层204和显示屏幕层206的出现(扮演着样本台上的盖子的角色)，环境光的重要部分将被阻挡进入样本台。因此，光源层204和显示屏幕层206起到作为遮蓬的作用来为诸如荧光图像捕捉的操作所需的直射光提供保护，且可或随着样本台一起作为一片来移动，或保持静止，独立于样本台的移动。

如图2A、2B、以及2C中所示，显示屏幕214可被调节以在不同的角度出现，其容许用户在站位或坐位对显示屏幕214的观看。通过倾斜、折叠、或沿显示屏幕层铰链208的旋转轴进行的其它调节来调整显示屏幕层204的能力容许对来自坐或站位的用户视角的适应，或顾及眩光。类似地，调整显示屏幕层206和/或光源层204的角度的能力容许这些层、以及升高组件200作为一个整体，来被定位和/或倾斜远离用户以容许对样本台上的样本容器(例如，样本“匣子”)进行从容和无障碍的交换。

进一步地，调整显示屏幕层204的能力允许其用作阻隔环境光进入样本台的遮蓬。在本发明的实施例中，显示屏幕214可以是响应于电容或电感激发物或触发器的触摸屏。触摸屏容许用户与出现于多触感显示表面上的图像进行交互。触摸屏容许用户来直接控制数字显微镜，控制包括但不限于增加或减少所捕捉图像的暴露时间、在图像上移动镜头以及放大图像。

图3A、3B、3C、以及3D示出表现包括显示屏幕层302(图2A、2B、以及2C中的元素206)和具有聚焦控制的显示屏幕304(图2A、2B、以及2C中的元素214)的显示屏幕层配置300的框图。如上所述，显示屏幕304可以是LCD触摸屏显示，尽管其它在此所描述的实施例并非如此有限且可包括其它类型的触摸屏显示设备。

在图3A-3D所示的实施例中，显示屏幕304包括可被叠加在由显微镜捕捉的图像上的缩略图区域306(即，显示屏幕304上的软件生成的插入显示窗口)，来帮助用户意识到他们在特定放大图像的哪里，仅从放大的图像上来判断有时会较困难。缩略图区域306可提供显微镜台上样本的更大的观察区域。在缩略图区域306中所示的图像由定向摄像机提供，例如图1的摄像机101，其提供较大的观察区域来为用户标定样本台上的样本的方位。在一个实施例中，定向摄像机为广角观察摄像机。定向摄像机101可被置于图1的光源层108的下侧样本台的上方，即，接近样本甲板117的一侧。当需要的时候，定向摄像机101也可用额外的照明定位来观察此较大样本区域。为了完成这件事，定向摄像机101可被置于相对于光源层108的下侧上的光源在中央位置。此外，定向摄像机101与显示屏幕304(其可被操作将由定向摄像机101捕捉的图像显示在缩略图区域306内且置于由成像摄像机120的显微镜头所捕捉的图像之上，并示于显示屏幕304上)保持电气通信。

缩略图区域306为用户提供成像区域116内样本的位置。出现于缩略图区域306内的图像可用数字标示确定样本容器内的区域，从而为用户标定关于样本的较大图像内容器的当前成像区域。缩略图区域306容许用户观察较大的样本区域为了便于在使用显微镜镜头122提供的大的放大率进行详细检查之前移动或替换在检(under inspection)样本。由缩略图区域306内较大观察区域产生的图像可被投射到显示屏幕304上，或者在用户转换到来自显微镜镜头的放大的图像之前，或者可被以画中画模式显示在显示屏幕304内的某个位置同时来自显微镜镜头的放大图像被示于同一显示屏幕上。

此外，缩略图区域306可在缩略图区域306内包括指针或指示器，其可被用于帮助用户来跟踪用户在显示屏幕304内观察样本的哪个部分。指针或指示器可用一种或多种结构表示，例如箭头、交叉瞄准线、靶心、彩色的点(具有颜色与下层图像或图示形成对比)、或可通过软件叠加在定向摄像机101的图像上的任意其它指针或指示器，或者使用机械标记在缩略图区域306内精确定位图像的中心。指针或指示器可以实心的、半透明的、或轮廓的形式数字生成。指针或指示器也可物理叠加在缩略图区域306内，并校准以始终如一地设在焦点处。

缩略图区域306也可包括关于样本台的成像区域内特定容器和/或样本的信息。缩略图区域306可传递信息诸如容器类型(即，容器是瓶、盘、串列管束、等其中的哪一个)且也可实时随着样本或样本容器在样本台上的移动同时更新。在本发明的进一步的实施例中，缩略图区域306内成像的样本容器的表现可以是(1)用成像捕捉设备捕捉的样本容器的真实图像，(2)样本容器的图示表示(例如，表示样本容器的主要结构部件的线框图图示)，或者(3)样本容器的真实图像和图示表示的混合。

显示屏幕304和缩略图区域306均可，分别地或同时地，显示关于由显微镜观察的样本和/或样本容器的信息。此信息可包括，但不限于(1)图像被观察的时间(用相关的时间戳)，(2)照亮样本台区域的光的波长和/或颜色，(3)照亮样本台区域的光的强度，(4)人工施加(自动地或单独地)于样本或样本容器的名称，(5)被观察的样本容器的类型，(6)样本容器内所观察图像的位置，(7)用于观察所视图像的显微镜的焦平面，(8)图像的暴露时间，(9)用于观察所视图像的放大系数，(10)任意其它关于所视样本和/或样本容器的信息，(11)和/或这些信息的任意组合。

用户也可直接在显示屏幕上通过触摸控制显微镜的仪器，包括功能诸如平移和缩放，等。显示屏幕层302上聚焦和放大控制的位置可被设计成单手操作，允许另一只手被用于其它任务例如操作样本或持有样本的容器。显示屏幕层302上的聚焦控制也被设计成在操作控制键时具有舒适的手感。如本文所用的，聚焦的“精细的”控制意味着以小于1微米(<1μm)增加或减少焦平面的高度，以及聚焦的“粗放的”控制意味着以不小于10微米(≥10μm)增加或减少焦平面的高度。进一步地，依据本发明的可调数字显微镜的聚焦间隔尺寸(granularity)可被设定为“精细的”或“粗放的”，或用于改变焦平面的高度的其它间隔尺寸的度，相对于显微镜的使用者的需要。

此外，聚焦水平在中间和/或大于或小于预设的“精细的”和“粗放的”聚焦水平可被设置并用于可调数字显微镜。随着焦平面高度的改变，由镜头装置和摄像机捕捉，传输并示于显示屏幕304上的样本台内样本和样本容器的图像，相应地改变。此功能允许用户移动显微镜的焦点穿过样本容器和样本到达所需的位置和高度来观察样本，并用摄像机捕捉所观察焦平面的样本的图像。在本发明的实施例中，对焦平面的高度的控制可用机械按钮和本文所述的表盘并也可用出现于显示屏幕304上的控制来完成。

图3A描绘表示本发明的实施例的框图，展示具有聚焦控制(具体地，调焦表盘308、第一聚焦按钮310和第二聚焦按钮312)的显示屏幕层302。聚焦控制允许用户通过改变由样本台下方的镜头和摄像机所观察的焦平面的位置(即，高度)，从而调节样本台上显微镜所观察的对象(即，样本容器和样本)内的位置，来改变示于显示屏幕304上的图像。样本台下方的镜头可以是固定焦距镜头，因此当镜头移动时，摄像机所观察的焦平面相应移动。在这样的实施例中，可调数字显微镜可被配置为使得调焦表盘308可以粗放的增量控制焦平面的高度，而第一聚焦按钮310和第二聚焦按钮312可以精细的增量控制焦平面的高度。反之，在这样的实施例中，可调数字显微镜可被配置为使得调焦表盘308可以精细的增量控制焦平面的高度，而第一聚焦按钮310和第二聚焦按钮312可以粗放的增量控制焦平面的高度。

图3B为表示本发明的实施例的框图，展示具有聚焦控制(具体地，第一聚焦按钮310、第二聚焦按钮312、以及聚焦模式转换按钮314)的显示屏幕层302。在这样的实施例中，第一聚焦按钮310和第二聚焦按钮312可控制焦平面的高度的增加或减少，而聚焦模式转换按钮314可改变由第一聚焦按钮310和第二聚焦按钮312的使用所引起的焦平面高度改变的程度。聚焦模式转换按钮314可在用于增加或减少焦平面的高度的粗放的或精细的增量，或在介于中间的、大于、或小于预设的粗放的和精细的增量之间进行切换。

图3C为表示本发明的实施例的框图，展示具有聚焦控制(具体地，调焦表盘308和聚焦模式转换按钮314)的显示屏幕层302。在这样的实施例中，调焦表盘308可控制焦平面的高度的增加或减少，而聚焦模式转换按钮314可改变由调焦表盘308的使用所引起的焦平面的高度改变的程度成为粗放的或精细的增量，或介于中间的、大于、或小于预设的粗放的和精细的增量。

图3D为表示本发明的实施例的框图，展示具有聚焦控制(具体地，调焦表盘308(在其默认位置)，其可移动到至少第二位置308')的显示屏幕层302。在这样的实施例中，调焦表盘308可控制焦平面高度的增加或减少，以及是否调焦表盘308以粗放或精细的增量改变焦平面高度，或任意其它移动间隔尺寸的程度，通过调焦表盘是处于默认位置308还是处于第二位置308'来控制。例如，如果调焦表盘308当操作时(在其默认位置)引起相关的摄像机和镜头装置以相对粗放的尺度改变焦平面高度，那么当调焦表盘在其第二位置308'时，表盘的操作将引起相关的摄像机和镜头装置以相对精细的尺度改变焦平面高度。进一步地，调焦表盘可具有多于两个功能位置，容许由调焦表盘308的使用所引起的焦平面高度改变的程度以增量包括、介于之间、以及超过预设的粗放和精细的增量。在本发明的实施例中，调焦表盘308可操作于第三位置，容许焦平面的高度的改变不同于当调焦表盘308处于默认初期位置或第二位置308'时的焦平面高度的改变。类似地，调焦表盘308可在介于初期位置和第二位置308'之间的任意位置处操作，使得对相关摄像机和镜头装置的焦平面高度的改变与调焦表盘308相对于初期和第二位置的位置相关或成比例。

图3E为框图，表示具有调焦控制308、310、和312的显示屏幕层302和显示屏幕304，对于显示屏幕304具有进一步关于缩略图区域306的详述。缩略图区域306进一步说明由数字显微镜仪器观察的样本容器的示例性表示，样本容器具有六口井(well)316。缩略图区域306内所示的样本容器的表示可以是由数字显微镜上的定向摄像机所捕捉的实况的或录制的图像。作为一种选择，缩略图区域306内样本容器的表示可以是强调出样本容器的关键特征的样本容器的图示(例如线框图图示)。指针318为用户指示显示屏304所正在显示的是样本容器内的哪个位置。指针可叠加在观察摄像机的图像上，通过软件控制或机械线来精准定位图像的中心。指针318可基于数字显微镜器具的校准数字叠加于缩略图区域306上。指针318可以表现为十字、点、箭头、或任意其它有用的形状。指针318也可以某种颜色出现，其将与由缩略图区域306所示的图像区分开来。

除了图3A-3E中所示的画中画模式之外，缩略图区域也可以全屏预览模式显示。于是，较大样本区域可被观察(画中画模式或预览模式)用于许多目的。较大观察区域对于为用户标定显示屏上所示的由数字显微镜的放大镜头所观察的区域是在哪里很有帮助。观察此较大区域帮助用户在使用显微镜镜头的放大视图执行详细的检查之前移动样本至所需的位置。

图4示出依据一个实施例用于数字显微镜的示例显示单元的框图。显示单元400包括显示屏(未示出)以及与之耦合的各种可编程模块来帮助显示屏幕的操作。在图示的实施例中，显示单元400包括显示模块407用于传达数据和控制信息到显示屏幕来显示数字显微镜的样本台上在检的样本的图像。显示单元400包括被配置为基于用户控制输入402(通过用户控制接口403)执行控制操作的控制模块401。用户控制接口403被配置为接收用户控制输入包括，在至少某些实施例中，用于执行调焦功能在样本的显示图像上的指令，以及使用显微镜的成像系统406捕捉图像的指令。

显示单元400进一步包括与控制模块401耦合的成像界面404，其可操作以接收来自数字显微镜的摄像机单元406的成像信息(例如图1的成像摄像机120和镜头122)。显示单元400进一步包括与控制模块401耦合的定位界面405，其可操作以接收来自数字显微镜的摄像机单元406的定位信息，包括涉及镜头122相对于在检样本的位置的信息。控制模块401可被进一步配置为基于接受自定位界面405的定位信息和接受自控制界面403的控制信息而在显示屏幕上显示样本的图像。

控制模块401被进一步配置为导致示于显示屏幕上的样本的图像被捕捉并存储于内存，基于接受自用户控制界面403的进一步用户输入。所捕捉的图像可使用存储接口408存储于内存409中。用于在显示屏幕内在检样本的图像上执行调焦功能的指令包括执行平移和缩放功能的指令以及调整平移和缩放功能的间隔尺寸的指令。在一个实施例中，显示屏幕为触摸屏幕LCD显示而平移和缩放功能可通过用户选择位于显示单元的触摸屏幕上的控制功能来产生。在其它的实施例中，平移和缩放功能可通过用户可选的机械控制来产生、或机械和电气用户控制的组合来选择示于触摸屏上的控制功能。

在其它实施例中，控制模块401被配置为通过定向摄像机接口410接收来自定向摄像机411的附加成像信息。定向摄像机411被置于数字显微镜的样本台上在检样本的上方。在检样本的图像的广角视图可随之被显示于数字显微镜的显示屏幕上。相比数字显微镜的摄像机单元406，来自定向摄像机的成像信息提供相对于在检样本的较大、广角观察区域。来自摄像机单元的第一成像信息包括数字显微镜的样本台上在检样本的放大视图，而第二成像信息包括在检样本的俯视透视图。在一个实施例中，广角观察区域可以预览模式在观察在检样本的放大图像之前被单独显示于显示窗口内。在其它实施例中，广角观察区域可以画中画模式显示于叠加在在检样本的放大图像上的显示窗口内。在另外的其它实施例中，广角观察区域可以在检样本的缩略图像显示。显示于显示屏幕上的图像，包括那些示于广角观察区域内的，可随着在检样本的图像信息的改变而实时更新。在一个实施例中，用户选择的样本容器类型可被用于持有在检样本且广角观察区域内的位置指示器被依照用户选择的样本容器类型进行相应调整。数字显微镜的摄像机单元406的镜头的位置可被相对于在检样本跟踪且该跟踪信息可被示于显示屏幕上。后处理功能也可被在数字显微镜捕捉的图像上执行。

图5描绘关于依据一个实施例使用具有可调显示的数字显微镜的示例流程图。在图示的实施例中，流程500始于操作501，其中数字显微镜接通电源并处于就绪状态。流程500继续于操作502，其中成像信息在用于显示屏的控制器处接收，例如图4的控制模块401。在至少某些实施例中，成像信息包括来自数字显微镜的摄像机单元406的成像信息，以及来自置于数字显微镜的样本台上在检样本上方的定向摄像机411的成像信息。流程500继续，其中定位信息在控制器处接收(操作503)。在一个实施例中，定位信息包括摄像机单元406的镜头相对于数字显微镜的样本台上在检样本的位置。

然后在操作504，控制信息接收自可操作以接收用户的控制输入的控制界面。在某些实施例中，控制信息包括用于执行关于如数字显微镜的显示屏上所示的在检样本的图像的调焦功能的指令。用于执行调焦功能的指令可包括，例如，平移和缩放功能，以及用于调整平移和缩放功能的间隔尺寸的指令。在一个实施例中，显示为触摸屏显示，而平移和缩放指令通过位于触摸屏上用户控制输入的用户选择来产生。平移和缩放功能可由数字显微镜的机械控制生成，或数字控制诸如显示于触摸屏上的控制。作为一种选择，平移和缩放功能可生成自机械控制和诸如那些示于触摸屏幕上的控制的数字控制的组合。基于定位信息和控制信息，在检样本的图像可随之被显示于数字显微镜的显示屏幕上。

在至少某些实施例中，来自定向摄像机411的成像信息提供相对于在检样本的广角观察区域，相较数字显微镜的摄像机单元。来自摄像机单元406的成像信息包括数字显微镜的样本台上在检样本的放大视图，以及来自定向摄像机411的成像信息包括在检样本的俯视透视图。在一个实施例中，广角观察区域可以预览模式在观察在检样本的放大图像之前被单独显示于显示窗口内。在其它实施例中，广角观察区域可以在检样本的缩略图像显示或以画中画模式显示于叠加在在检样本的放大图像上的显示窗口内。广角观察区域也可随着在检样本的第一成像信息的改变而实时更新。

在检样本的图像可随之被显示，基于定位信息和控制信息(操作505)，且所显示的图像可被捕捉，基于在控制接口处接收的进一步的用户输入(操作506)。在一个实施例中，用户控制输入被显示于触摸屏幕上。所捕捉的图像可随之被存储在与显微镜耦合的内存里用于以后的检索或后续处理。在一个实施例中，内存可以是显微镜内部的并包含在控制模块或其他模块或组件中。在其它实施例中，内存可以是外部存储器、计算机可读的存储介质、或其它存储设备例如与显微镜耦合的USB记忆棒。依据一个示例实施例完成了流程500。

用于在显示中的在检样本的图像上执行调焦功能的用户指令可包括执行平移和缩放功能的指令以及调整平移和缩放功能的间隔尺寸的指令。在一个实施例中，显示屏幕为触摸屏幕显示，而平移和缩放功能通过位于显示器的触摸屏上用户选择的控制功能来生成。在其它实施例中，平移和缩放功能可由机械控制或者由机械控制和位于显示器的触摸屏上用户选择的控制功能的组合来生成。

附加的成像信息可接收来自数字显微镜的定向摄像机，相比数字显微镜的成像设备，其适合于提供较大观察区域。由定向摄像机提供的较大观察区域可以画中画模式显示于叠加在在检样本的放大图像上的显示窗口内，或可被单独地以预览模式在观察在检样本的放大图像之前显示。此外，由定向摄像机提供的较大观察区域可随着在检样本的第一图像信息的改变实时更新。再者，用户也可选择要用于在检样本的样本容器类型。与之对应的是，系统可被配置为基于用户输入实时自动地调整较大观察区域的位置。使用数字显微镜，在图像被捕捉并存储之后，图像处理功能可被执行于由数字显微镜捕捉的图像上。

本文所述的数字显微镜以几种模式操作包括(1)定位模式，(2)实时图像捕捉模式，(3)图像处理模式，以及(4)设置模式。图6显示依据一个实施例的显示屏幕内的图形用户界面的示例屏幕截图。在图示的实施例中，图形用户界面601包括定位模式选择标签602。在定位模式中，用户可定位显微镜的放大镜头(例如，成像摄像机120的镜头装置122)，基于如上所述的缩放和平移控制的用户输入。例如，参见图3E的显示屏幕304，用户可操作控制308、310、和312来提供输入来定位数字显微镜的放大镜头。在定位模式中，定向摄像机可被用于提供样本和/或样本容器的较大视图，伴随着指示器(例如十字准线)在视场的上方。用户可选择特定的控制来相应地调整放大的图像，且可使用由定向摄像机提供的较大视图来协助缩放和/或平移到样本的放大视图内适当的位置。图标也被提供以定位图像中心在位置(0,0)处。

图形用户界面601进一步包括实时模式选择标签603。一旦样本和/或样本容器被定位于正确的位置来开始捕捉样本的图像，用户可通过选择标签603进入实时图像捕捉模式。在一个实施例中，用户显示为触摸屏且用户可选的控制可出现于屏幕自身内。在其它的实施例中，各种机械用户控制可被提供或者触摸屏和机械用户控制的组合。在一个实施例中，当用户进入实时模式时，明亮的视野通道被激活(默认)。此外，用于四种通道的图标606被激活且可由用户选择。用户可按压图标来定位电动平台的中心(位置0,0)。用户可通过按压适当的按钮602返回到定位模式。用户也可通过按压适当的图标604进入图像处理模式。在一个实施例中，图像处理模式包括按用户输入合并多个图像。

用户选择合适的通道606然后相应的通道指示器打开。样本的图像在与所选通道606相符的特定波长的光之中被观察。用户可以做预采集调整。当用户在触摸屏幕上扫过的时候，这转化为位置上的改变。在一个实施例中，这种位置的改变导致电动平台的移动且位置坐标被更新来反映修正后的位置。用户可随后捕捉当前以实时模式显示的样本视图，通过按压捕捉图标610。所捕捉的图像，在一个实施例中，可被自动地存储到内存中且用户可轻松地按需要删除之，通过相应地在每个分别的通道内按压删除按钮611。所捕获的图像继续保持直到用户按压“返回实时模式”指令。当图像被打开时，用户也可使用输出标签608输出图像至外部存储器例如USB记忆棒。

用户可通过选择其他通道完成观察所捕获的图像。在这种情况下，实时观察屏幕出现且用于新选定通道的对应光源开启并显示于图形用户界面的606内。图像一经捕捉，其充满了适当的通道。如果用户点击已经包含图像的通道，所捕获的图像开启。每个通道可包括一张图像。

用户也可通过选择标签604来执行各种图像处理任务。用于包含所捕获图像的通道的通道图标606用该图像的缩略图填充。用户点击通道606然后可对所选通道执行采集后的调整。如果多个通道被选择那么那些调整将适用于所有被选中的通道。所有选中的通道可被用于图像合并。图像合并和来自各个通道的图像可被输出。设置模式也被提供，其中用户可进入设置诸如日期和时间，或通过选择设置标签605来打开或关闭声音。

下面提供的是一些可被用于如上所述的系统和方法中的设备(以及那些设备的部件)的描述。这些设备可被用于，例如，接收、传输、处理、或储存数据，涉及如上所述的任意功能。如将被本领域的普通技术人员所理解的，下面所描述的设备可能只有下面所描述的部件的一些，或可能具有附加的部件。

图7描绘其上所公开的实施例可被实施的数据处理系统的示例框图。实施例可用各种计算机系统配置实践，例如便携式设备、微处理器系统、基于微处理器或可编程的用户电子器件、小型计算机、大型计算机、或类似的系统。实施例也可实践于分布式计算环境，其中任务由基于有线或无线网络连接的远程处理设备执行。

图7展示数据处理系统的一个示例，例如数据处理系统700，其可被用于所描述的实施例。注意虽然图7说明数据处理系统的各种部件，其并不打算代表任意特别的架构或互联组件的方式，因为这些细节与本文所述的技术没有密切关系。还应当理解的是网络计算机和其它具有较少部件或也许较多部件的数据处理系统也可被使用。图7的数据处理系统可以，例如，是个人电脑(PC)，工作站，平板电脑、智能手机或其它便携无线设备、或具有类似功能的任意设备。

如图示，数据处理系统701包括耦合到微处理器703的系统总线702、只读内存(ROM)707、易失随机存取存储器(RAM)705、以及其它非易失存储器706。在图示的实施例中，微处理器703耦合到高速缓冲存储器704。系统总线702可适于将这些各种部件互联在一起且也将部件703、707、705、以及706互连到显示控制器和显示设备708，以及连到外部设备例如输入/输出(“I/O”)设备710。I/O设备的类型可包括键盘、调制解调器、网络接口、打印机、扫描仪、摄像机、或其它本领域所公知的设备。典型地，I/O设备710通过I/O控制器709耦合到系统总线702。在一个实施例中I/O控制器709包括通用串行总线(“USB”)适于控制USB外部设备或其它类型的总线适配器。

RAM 705可被执行为动态RAM(“DRAM”)，其需要不断地动力以便在内存中刷新或维持数据。其它非易失存储器706可以是磁性硬盘驱动器、磁性光驱、光驱、DVD RAM、或其它类型的可在电源被移除系统后维持数据的存储系统。尽管图7将非易失存储器706显示为与数据处理系统里的其余部件耦合的本地设备，本领域的技术人员可以理解的是所描述的技术可使用远离系统的非易失存储器，例如与数据处理系统通过网络接口例如调制解调器或以太网接口(未示出)耦合的网络存储设备。

考虑到这些实施例，从这些描述所显而易见的是所描述的技术的各方面可被体现，至少在部分上，以软件、硬件、固件、或它们的任意组合。也应了解的是实施例可采用各种计算机实现的功能包括数据存储于数据处理系统。换句话说，技术可被执行于计算机内或其它数据处理系统响应内存中存储的指令的执行序列。在各种实施例中，硬连线的电路可被单独使用，或与软件指令结合，来执行这些技术。例如，所描述的功能可由包括用于执行操作的硬接线逻辑的特定硬件部件来执行，或通过定制硬件部件和可编程计算机部件的任意组合。本文所述的技术不限于硬件电路和软件的任意特定组合。

实施例也可以存储于计算机可读媒体上的计算机编码的形式。计算机可读媒体也可适于存储计算机指令，其当由计算机或其它数据处理系统执行时，例如数据处理系统700，适于引起系统依据本文所述的技术来执行操作。计算机可读媒体可包括任意机制，其以数据处理装置可读的形式存储信息，例如计算机、网络设备、平板电脑、智能手机、或具有类似功能的任意设备。计算机可读媒体的示例包括任意类型的能够存储信息于其上的制造的有形物品，例如硬盘机、软盘、DVD、CD-ROM、磁性光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、闪存和其等价物、磁性或光卡、或任意类型的适于存储电子数据的媒体。计算机可读媒体也可分散于与网络耦合的计算机系统，其可以分布式的方式存储或执行。

本可调数字显微镜显示的方面可备选地阐述如下。可调成像装置可包括样本台、位于样本台上的升高组件，配置为相对于样本台沿至少一个运动范围移动和可沿至少两个自由度调节，成像摄像装置，位于样本台内捕捉样本台上物体的图像。

在多个方面中，可调成像装置可包括含光控制层的升高组件，其具有机械耦合到第一铰链的第一边缘，第一铰链被进一步耦合到可调成像装置的支撑结构，以及显示层，机械耦合到第二铰链，第二铰链被进一步耦合到光控制层，并配置为相对于光控制层沿至少一个运动范围移动。

在多个方面中，可调成像装置可包括接近样本台的含光源的光控制层。

在多个方面中，可调成像装置可包括进一步含显示屏和调焦控制的显示层，显示屏和调焦控制与成像摄像装置电气连接。

在多个方面中，可调成像装置可进一步包括一个或多个光屏蔽，机械耦合到升高组件，其延伸自升高组件以便阻挡环境光被投射到样本台上。

在多个方面中，可调成像装置可包括光控制层，其可调节覆盖样本台，以便阻挡环境光被投射到样本台上。

在多个方面中，可调成像装置可包括接近成像摄像机装置的位于样本台内的彩色光源。

在多个方面中，可调成像装置可包括在任何一个时间点或任何一段时间内发出仅单一波长范围的光的彩色光源。

在多个方面中，可调成像装置可包括以定时或有序序列发出特定波长范围的光的彩色光源。

在多个方面中，可调成像装置可包括能调整到所需观察角的显示层。

在多个方面中，可调成像装置可包括能操作于升高或降低成像摄像机装置的高度的调焦控制。

在多个方面中，可调成像装置可包括配置为相对样本台移动以容许接入到样品台的表面的升高组件。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括配置为从焦平面获得数字图像的数字图像源，与数字图像源电气连接的显示屏幕，并配置为从数字图像源接收数字图像并显示数字图像，以及控制机制，可操作地连接到数字图像源，并配置为移动数字图像源的焦平面。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含可旋转的表盘，被配置为移动焦平面的数字图像源对可旋转的表盘的转动做出反应，以及改变移动的间隔尺寸的模式按钮对可旋转的表盘的转动做出反应。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含第一调焦按钮、第二调焦按钮，被配置为移动焦平面的数字图像源对第一和第二调焦按钮的操作做出反应，以及改变移动的间隔尺寸的模式按钮对第一和第二调焦按钮的操作做出反应。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含可旋转的表盘、第一调焦按钮、第二调焦按钮，可旋转的表盘操作以使数字图像源的焦平面以第一程度移动间隔尺寸改变，而第一和第二调焦按钮操作以使数字图像源的焦平面以不同于第一程度移动间隔尺寸的第二程度移动间隔尺寸改变。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含可旋转的表盘，可旋转的表盘能在初始位置和第二位置操作，使得可旋转的表盘在初始位置的操作导致数字图像源的焦平面以第一程度移动间隔尺寸改变，而可旋转的表盘在第二位置的操作导致数字图像源的焦平面以不同于第一程度移动间隔尺寸的第二程度移动间隔尺寸改变。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含可旋转的表盘，可旋转的表盘能在初始位置和第二位置操作，使得可旋转的表盘在初始位置的操作导致数字图像源的焦平面以第一程度移动间隔尺寸改变，而可旋转的表盘在第二位置的操作导致数字图像源的焦平面以不同于第一程度移动间隔尺寸的第二程度移动间隔尺寸改变。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含可旋转的表盘，可旋转的表盘能在初始位置、第二位置、以及第三位置操作，使得可旋转的表盘在初始位置的操作导致数字图像源的焦平面以第一程度移动间隔尺寸改变，而可旋转的表盘在第二位置的操作导致数字图像源的焦平面以不同于第一程度移动间隔尺寸的第二程度移动间隔尺寸改变，以及可旋转的表盘在第三位置的操作导致数字图像源的焦平面以不同于第一程度移动间隔尺寸和第二程度移动间隔尺寸的第三程度移动间隔尺寸改变。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含可旋转的表盘，可旋转的表盘能在中间的任意位置和包括初始位置和第二位置操作，使得可旋转的表盘的操作导致数字图像源的焦平面以同相对初始和第二位置的调焦表盘的位置有关的移动间隔尺寸的程度改变。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括显示屏幕，其提供可操作以接收用户控制输入(配置为调整数字图像源的焦平面)的用户控制界面。

在多个方面中，数字图像显示装置可包括用于移动数字图像源的焦平面的控制机制含可旋转的表盘、第一调焦按钮、第二调焦按钮、以及可操作以在显示屏幕上提供用户控制界面来接收配置为调整数字图像源的焦平面的用户控制输入。

本发明的方面进一步包括控制用于数字显微镜的显示的方法。方法包括从数字显微镜的摄像机单元接收第一成像信息；接收包括摄像机单元的镜头的位置相对于数字显微镜的样本台上在检样本的定位信息；接收来自可操作以接收用户控制输入的控制界面的控制信息，其中控制信息包括用于执行关于如数字显微镜的显示屏幕上所示的在检样本的图像的调焦功能的指令；接收来自置于数字显微镜的样本台上在检样本上方的定向摄像机的第二成像信息；以及基于定位信息和控制信息在数字显微镜的显示屏上显示在检样本的图像。

上述的方法进一步包括显示基于接受自定向摄像机的第二成像信息的在检样本的缩略图。方法进一步包括捕捉基于接受自控制界面的进一步用户输入的显示屏上所显示的图像。方法进一步包括存储所捕捉的图像于数字显微镜内的存储单元中。方法进一步包括跟踪摄像机单元的镜头相对于在检样本的位置并显示所跟踪的信息于显示屏幕上。其中用于执行调焦功能的指令包括平移和缩放功能指令以及调整平移和缩放功能的间隔尺寸的指令。其中显示为触摸屏幕显示且平移和缩放指令通过控制功能(对应于位于触摸屏幕显示上的一定的用户控制输入)的用户选择产生。其中平移和缩放功能生成自数字显微镜的机械控制结合触摸屏幕显示上控制输入的用户选择。其中图像基于位于触摸屏幕显示上附加的控制输入的用户选择而被捕捉。其中来自摄像机单元的第一成像信息包括数字显微镜的样本台上在检样本的放大视图，而第二成像信息包括在检样本的俯视透视图。其中显示于显示屏幕上的图像基于第一和第二成像信息而实时更新。

上述方法进一步包括在通过数字显微镜捕捉的图像上执行图像处理功能。方法进一步包括接收光源的用户选择从而在由数字显微镜捕捉图像时生成挑选的波长的光，基于位于触摸屏幕显示上附加的控制输入；并使用所选定的光源在通过数字显微镜捕捉在检样本的图像的同时生成所选定的波长的光。其中所选定的光源为可基于用户控制输入来选择的多个发光二极管(”LED”)光源的一种。

本发明的方面进一步包括用于数字显微镜(含具有处理器的控制器和通过互联总线与其耦合的内存，内存适于存储用于操作数字显微镜的显示系统的模组和指令)的显示系统；与控制器耦合并配置为接收来自数字显微镜的摄像机单元的第一成像信息的成像界面；与控制器耦合并配置为接收包括摄像机的镜头的位置相对于数字显微镜的样本台上在检样本的定位信息的定位界面；用户控制界面，与控制器耦合并配置为接收基于用户控制输入的控制信息，其中控制信息包括用于执行关于如数字显微镜的显示屏幕上所示的在检样本的图像的调焦功能的指令；定向摄像机界面，与控制器耦合并配置为接收来自置于数字显微镜的样本台上在检样本上方的定向摄像机的第二图像信息；显示屏幕；以及显示模块，配置为基于定位信息和控制信息在数字显微镜的显示屏幕上显示在检样本的图像。

上述显示系统，其中显示模块被进一步配置为基于接受自定向摄像机的第二成像信息显示在检样本的缩略图图像。其中在检样本的图像基于接受自用户控制界面的用户输入来捕捉。其中内存被进一步适于存储所捕捉的图像于数字显微镜内的存储单元。显示系统进一步包括跟踪模块，配置为跟踪摄像机的镜头相对于在检样本的位置并发送指令给显示模块从而在显示屏幕上显示跟踪信息。其中用于执行调焦功能的指令包括平移和缩放功能指令以及调整平移和缩放功能的间隔尺寸的指令。其中显示屏幕为触摸屏幕且平移和缩放指令通过与触摸屏上一定的用户控制输入相一致的控制功能的用户选择来生成。其中平移和缩放功能产生自数字显微镜的机械控制结合触摸屏上控制输入的用户选择。其中图像基于触摸屏幕显示上附加的控制输入的用户选择来捕捉。其中来自摄像机单元的第一成像信息包括数字显微镜的样本台上在检样本的放大视图且第二成像信息包括在检样本的俯视透视图。其中显示屏幕上所显示的图像基于第一和第二成像信息而实时更新。其中图像处理功能执行于由数字显微镜捕捉的图像上。

上述显示系统进一步包括多个光源适于在由数字显微镜检测样本的图像捕捉时生成选定波长的光，基于触摸屏幕上用于接收多个光源的光源的用户选择的附加的用户控制输入。其中选定的光源为可基于用户控制输入来选择的多个发光二极管(“LED”)光源的一个。

本发明的方面进一步包括含放大镜头的数字显微镜；与放大镜头耦合并适于提供关于在检样本的第一成像信息的摄像机单元；适合于其上接收样本用于数字显微镜的检查的样本观察平台；置于样本观察平台上并适于提供关于在检样本的第二成像信息的定向摄像机；以及配置为基于第一成像信息和第二成像信息显示在检样本的图像的显示屏幕。其中来自摄像机单元的第一成像信息包括数字显微镜的样本台上在检样本的放大视图，以及第二成像信息包括在检样本的俯视透视图。其中来自定向摄像机的第二成像信息提供相对于在检样本的较大的视图区域，相比数字显微镜的摄像机单元。其中较大观察区域为广角观察区域。其中较大观察区域以预览模式被单独显示于显示窗口内，在观察在检样本的放大图像之前。其中较大观察区域以在检样本的缩略图图像显示。其中较大观察区域以画中画模式显示于叠加在在检样本的放大图像之上的显示窗口内。其中较大观察区域随着在检样本的第一成像信息的改变而实时更新。

上述数字显微镜进一步包括用户选择的用于持有在检样本的样本容器类型，其中较大观察区域中的位置指示器依据所选样本容器类型而调整。

本发明的方面进一步包括使用数字显微镜的方法，含接收来自与数字显微镜的放大镜头耦合的摄像机单元的关于在检样本的第一成像信息；接收来自置于持有待数字显微镜检查的样本的样本观察平台上方的定向摄像机的第二成像信息；以及配置为基于第一成像信息和第二成像信息显示在检样本的图像的显示屏幕。其中来自摄像机单元的第一成像信息包括样本台上在检样本的放大视图，而第二成像信息包括在检样本的俯视透视图。其中来自定向摄像机的第二成像信息提供相对于在检样本的较大观察区域，相比数字显微镜的摄像机单元。其中较大观察区域为广角观察区域。

上述方法进一步包括单独以预览模式显示较大观察区域，在观察在检样本的放大视图之前。其中较大视图区域以在检样本的缩略图图像显示。其中较大视图区域以画中画模式显示于叠加在在检样本的放大视图上的显示窗口内。其中较大观察区域随着在检样本的第一成像信息和第二成像信息的改变而实时更新。方法进一步包括接收用于持有在检样本的样本容器类型的用户选择；以及依据所选样本容器的类型自动调整较大观察区域内指示器的位置。

上述描述为说明性的而非限制性，且正如那些本领域的技术人员在审阅本公开时将显而易见的，本发明可以不脱离其本质特征的其它特定形式实现。例如，如上所述的方面的任何一个可组合为一个或几个不同的配置，每个具有方面的子集。进一步，通过前述描述，出于解释的目的，大量具体细节被阐述以便提供对本发明的彻底理解。然而，显然，对于本领域的技术人员来说这些实施例没有这些具体细节的某些也可实施。这些其它实施例旨在包括于本发明的精神和范围之内。相应地，本发明的范围应该，因此，可以不参照上面的描述来确定，而是应该参照以下和未决的权利要求连同法律等同物的全部范围来确定。

Claims (11)

1.一种可调成像装置，包括：

样本台；

位于样本台之上的升高组件，配置为相对于样本台沿至少一个运动范围移动并且沿至少两个自由度是可调整的，每个自由度沿着各自的不同旋转轴，其中所述升高组件包括：

光控制层，包括光源并且具有机械耦合到第一铰链的第一边缘，第一铰链被进一步耦合到可调成像装置的结构支撑；以及

显示层，机械耦合到第二铰链，第二铰链被进一步耦合到光控制层，并配置为相对于光控制层沿至少一个运动范围移动；以及

成像摄像机装置，位于样本台内以捕捉样本台上物体的图像。

2.如权利要求1所述的可调成像装置，其特征在于，所述光源接近样本台。

3.如权利要求1所述的可调成像装置，其特征在于，所述显示层进一步包括显示屏幕和调焦控制，显示屏幕和调焦控制与成像摄像机装置电气连接。

4.如权利要求1所述的可调成像装置，进一步包括一个或多个遮光罩，被机械耦合到升高组件，从升高组件延伸以便阻挡环境光入射到样本台上。

5.如权利要求1所述的可调成像装置，其特征在于，所述光控制层是可调节的以覆盖样本台以便阻挡环境光入射到样本台上。

6.如权利要求1所述的可调成像装置，进一步包括彩色光源，位于样本台内接近成像摄像机装置。

7.如权利要求6所述的可调成像装置，其特征在于，所述彩色光源在任意一点时间或一段时间内发出仅单一波长范围的光。

8.如权利要求6所述的可调成像装置，其特征在于，所述彩色光源以定时或有序序列发出特定波长范围内的光。

9.如权利要求1所述的可调成像装置，其特征在于，所述显示层可调节到所需的视角。

10.如权利要求3所述的可调成像装置，其特征在于，所述调焦控制可操作以升高或降低成像摄像机装置的高度。

11.如权利要求1所述的可调成像装置，其特征在于，所述升高组件被配置为相对样本台移动以容许接触样本台的表面。