CN116263539A - 一种显微成像系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种显微成像系统。显微成像系统包括样品台控制结构和/或用于显微成像系统的平台机构。样品台控制结构包括基座、X平台、X平台移动机构、样品台、样品台移动机构、一级导轨和二级导轨。用于显微成像系统的平台机构包括样品台控制结构，还包括Y平台、Y平台移动机构、Z平台、Z平台移动机构和成像装置。

Description

一种显微成像系统

技术领域

本说明书涉及成像设备技术领域，特别涉及一种显微成像系统。

背景技术

在显微观测应用中，通常使用手动调焦或自动调焦的方式来进行成像观测。其中，手动调焦成本低、但依赖经验，稳定性欠佳；自动调焦依赖复杂的控制结构及算法，调焦所需的空间比较大，导致设备体积庞大，同时成本也较高，且显微操作需要实验员现场进行操作处理，费时费力，体验较差。

因此，需要提供一种能够更加简单、方便地实现清晰成像的显微成像系统。

发明内容

本说明书实施例之一提供一种样品台控制结构，包括基座、X平台、X平台移动机构、样品台、样品台移动机构、一级导轨和二级导轨；所述样品台设置于X平台上，所述样品台用于承载样品承载装置；所述样品台移动机构用于驱动所述样品台通过所述一级导轨相对所述X平台运动；所述X平台移动机构用于驱动所述X平台通过所述二级导轨相对所述基座移动；所述一级导轨的有效行程为L1，所述二级导轨的有效行程为L2，所述二级导轨的长度为L3；所述L1、所述L2和所述L3满足条件：L3＜L1+L2＜2L3。

在一些实施例中，所述一级导轨和所述二级导轨具有不同的精度；优选的，所述一级导轨为直线导轨，所述二级导轨为交叉导轨。

在一些实施例中，所述X平台移动机构和所述样品台移动机构具有不同的控制精度。

在一些实施例中，所述X平台移动机构包括X平台驱动部；所述X平台驱动部设置于所述基座上，所述X平台驱动部与所述X平台传动连接，所述X平台与所述基座之间设有所述二级导轨，所述X平台驱动部用于驱动所述X平台通过所述二级导轨相对所述基座移动。

在一些实施例中，所述样品台移动机构包括样品台驱动部；所述样品台驱动部设置于所述样品台上，所述X平台与所述样品台之间设有所述一级导轨，所述样品台驱动部用于驱动所述样品台通过所述一级导轨相对所述X平台移动。

在一些实施例中，所述样品台移动机构还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述样品台到达设定位置。

本说明书实施例之一提供一种如上述的样品台控制结构的控制系统，包括控制器，所述控制器用于执行所述样品台控制结构的控制方法，所述控制方法包括：在安装/更换所述样品台上的样品时，通过样品台移动机构控制所述样品台移动；在对所述样品进行显微成像时，通过X平台移动机构控制所述X平台移动。

本说明书实施例之一提供一种用于显微成像系统的平台机构，包括如上述的样品台控制结构。

在一些实施例中，还包括Y平台和Y平台移动机构；所述Y平台与所述基座滑动连接，所述Y平台移动机构用于驱动所述Y平台沿Y轴相对于所述基座移动。

在一些实施例中，所述X平台与所述Y平台不在同一平面。

在一些实施例中，所述平台结构还包括Z平台和Z平台移动机构，所述Z平台及所述Z平台移动机构均设置在所述Y平台上，所述Z平台与所Y平台垂直设置，所述Z平台移动机构用于驱动所述Z平台沿Z轴移动。

在一些实施例中，所述平台机构还包括成像装置，所述成像装置设置在所述Z平台上，且所述成像装置设置在所述样品承载装置下方。

本说明书实施例之一提供一种显微成像系统，包括如上述的样品台控制结构。

本说明书实施例之一提供一种显微成像系统，包括如上述的用于显微成像系统的平台机构。

在一些实施例中，所述X平台移动机构、所述Y平台移动机构和所述Z平台移动机构分别包括传感器，所述传感器分别用于检测所述X平台、所述Y平台和所述Z平台的位移。

在一些实施例中，所述Y平台移动机构包括Y平台驱动部；所述Y平台设有滑块，所述基座设有滑轨，所述Y平台驱动部通过所述滑块与所述滑轨配合驱动所述Y平台相对所述基座沿Y轴移动。

在一些实施例中，所述Z平台移动机构包括Z平台驱动部和第一安装块；所述Z平台驱动部固定在所述第一安装块上，所述Z平台滑动设于所述第一安装块，所述Z平台驱动部驱动所述Z平台相对所述第一安装块移动。

在一些实施例中，所述Z平台移动机构还包括第二安装块和连接板；所述第二安装块固定于所述Y平台，所述第一安装块沿Z轴滑动设于所述第二安装块上，所述连接板固定设置于所述第一安装块，所述连接板的一侧通过第一弹性部件与所述第二安装块连接，所述连接板的另一侧设有用于供所述成像装置的镜头穿过的螺孔，所述第一安装块位于所述成像装置与所述第一弹性部件之间。

在一些实施例中，还包括随动结构和随动支架，所述Z平台及所述Z平台移动机构设置在随动结构上，所述随动支架设置在所述Y平台上，所述随动结构与所述随动支架活动连接；所述随动结构的顶端与所述样品承载装置的下表面抵接；所述随动结构用于保持所述成像装置与所述样品承载装置下表面的距离。

在一些实施例中，所述显微成像系统还包括固定装置，所述固定装置与所述样品承载装置滚动接触。

在一些实施例中，所述样品台上设有导向块，所述固定装置能够沿所述导向块滚动。

在一些实施例中，所述导向块的延长方向与所述固定装置的滚动方向相同，在垂直于所述导向块的延长方向上，所述导向块呈梯形。

在一些实施例中，所述导向块与所述固定装置的数量均为两个，所述导向块与所述固定装置分别设置于所述样品承载装置两侧。

在一些实施例中，还包括导向轴，所述导向轴竖直设置于所述基座或所述X平台上，所述固定装置包括压块，所述导向轴活动穿设所述压块；所述导向轴远离所述基座的一端设有锁紧件，所述导向轴上套设有第二弹性部件，所述第二弹性部件的一端与所述压块抵接，所述第二弹性部件的另一端与所述锁紧件抵接。

在一些实施例中，所述导向轴为能够伸缩的伸缩轴。

在一些实施例中，所述显微成像系统还包括压力传感器，用于检测所述第二弹性部件的压力。

在一些实施例中，还包括控制系统；所述控制系统包括通信装置和控制器，所述通信装置用于接收指令，所述控制器用于根据所述指令分别控制所述样品台、所述X平台、所述Y平台、所述Z平台移动，以及控制所述成像装置成像。

本说明书实施例之一提供一种显微成像系统的控制方法，由上述的显微成像系统执行，所述控制方法包括：接收移动指令；基于所述移动指令，控制所述样品台和/或所述X平台和/或所述Y平台和/或所述Z平台移动。

在一些实施例中，所述控制方法包括：接收成像指令；基于所述成像指令，控制所述成像装置成像。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统的结构示意图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统的部分结构示意图；

图3是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统的部分结构示意图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的图3的左视图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统的部分结构示意图；

图6是根据本说明书一些实施例所示的Z平台及Z平台移动机构的部分结构示意图；

图7是根据本说明书一些实施例所示的样品台控制结构的部分结构示意图；

图8是根据本说明书一些实施例所示的样品台控制结构的部分结构示意图；

图9是根据本说明书一些实施例所示的样品台控制结构的部分结构示意图；

图10是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统的部分结构示意图；

图11是根据本说明书一些实施例所示的成像装置的安装示意图；

图12是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

显微成像系统指的是通过成像装置对样品进行拍照成像的系统。在一些实施例中，成像装置可以包括显微镜，通过调节显微镜物镜成像的位置，使物镜所成的像位于目镜前焦点的外侧，经目镜放大得到一个经二次放大的正立实像，当光源足够强时，相机或摄像机的光电元件感光成像。显微成像系统将显微镜与摄像技术相结合，能够对人眼无法看到的微生物进行观察和图像采集，以将采集的图像进行存储或进一步处理。在一些实施例中，成像装置可以包括能够用于显微成像的装置(如显微相机等)。

图1是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统100的结构示意图。

图2是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统100的部分结构示意图。

图3是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统100的部分结构示意图。

在一些实施例中，如图1、图2和图3所示，显微成像系统100可以包括样品台110、固定装置、成像装置130、随动结构150和随动支架140。在一些实施例中，样品台110可以用于承载样品承载装置111，固定装置可以用于对样品承载装置111施加向下的压力；随动结构150与随动支架140可以活动连接，成像装置130可以设置在随动结构150上，随动结构150的顶端与样品承载装置111的下表面抵接；随动结构150可以用于保持成像装置130与样品承载装置111下表面的距离。

样品台110是用于适配样品承载装置111的结构，在一些实施例中，样品承载装置111可以固定装配在样品台110上。在一些实施例中，样品台110可以呈多种结构形态，例如呈水平台状。

样品承载装置111可以指用于生物实验中承载样品(例如，微生物等)的材料。在一些实施例中，样品承载装置111可以包括样品板、计数板、多孔板、培养皿等中的至少一种。

固定装置可以指用于向样品承载装置111施加向下的压力以限制样品承载装置111的位置的结构。在一些实施例中，固定装置可以分别设置于样品承载装置111侧边位置，以实现对样品承载装置111施加向下的压力的功能，且不影响样品承载装置111本身的功能以及显微成像系统100的功能。在一些实施例中，固定装置的数量可以为一个或多个，例如，固定装置可以为两个，两个固定装置可以分别设置于样品承载装置111相对的两侧，分别从样品承载装置111的两侧向样品承载装置111施加向下的压力。

在一些实施例中，固定装置可以与样品承载装置111滚动接触。在一些实施例中，固定装置可以包括压块120和压轮。

图4是根据本说明书一些实施例所示的图3的左视图。在一些实施例中，如图4所示，压块120的横截面可以呈阶梯型，压块120的阶梯端面可以设有多个压轮122。其中，压块120的阶梯端面可以指压块120呈阶梯型的一端侧面，如图4所示，压块120相对的侧面呈阶梯型，其中，相对远离样品台110的阶梯相比于相对靠近样品台110的阶梯具有更大的横截面积，且相对远离样品台110的阶梯与相对靠近样品台110的阶梯均设有压轮。多个压轮122的轴线(图4中虚线a)可以与压块120的横截面平行，多个压轮122的轴线(图4中虚线a)可以与样品台110平行。

在一些实施例中，样品台110上可以设有导向块121，固定装置能够沿导向块121滚动。在一些实施例中，固定装置可以包括多个压轮122，导向块121可以用于引导压轮移动。多个压轮122中的至少一个能够沿导向块121移动，多个压轮122中的另外至少一个能够沿样品台110移动且能够用于对样品承载装置111施加向下的压力。在一具体实施例中，每个压块120的端面上设置的压轮的数量可以为3个，其中两个压轮相对于另一个压轮在竖直方向上更远离样品台110，相对远离样品台110的两个压轮能够沿样品承载装置111移动，相对靠近样品台110的一个压轮能够沿导向块121移动。

在一些实施例中，导向块121的延长方向可以与固定装置的滚动方向相同，在垂直于导向块121的延长方向上，导向块121可以呈梯形。在一些实施例中，导向块121可以呈等腰梯形，其斜面可以用于引导压轮移动。

在一些实施例中，导向块121与压块120的数量可以均为两个，导向块121可以与压块120分别设置于样品承载装置111两侧。在一些实施例中，导向块121可以与压块120配合，以实现压块120与样品承载装置111的接触和分离，从而实现对样品承载装置111的装配和拆卸。

在一些实施例中，显微成像系统100还可以包括导向轴和基座。在一些实施例中，导向轴可以竖直设置于基座上，导向轴活动穿设压块120。在另一些实施例中，导向轴也可以竖直设置于X平台210上。在一些实施例中，导向轴远离基座的一端可以设有锁紧件124，导向轴上可以套设有第二弹性部件123，第二弹性部件123的一端与压块120抵接，第二弹性部件123的另一端可以与锁紧件124抵接。在一些实施例中，每个压块120可以对应一个或以上的导向轴，压块120可以沿导向轴在竖直方向上移动，同时基于第二弹性部件123的作用，压块120能够对样品承载装置111施加向下的作用力。

在一些实施例中，压块120能够通过沿导向轴上下移动，适应不同厚度的样品承载装置111，提高了样品承载装置111装配的稳定性，有利于显微成像的实现。

在一些实施例中，在样品台移动时，导向块121可以根据样品台110的位置，引导压轮与样品承载装置111接触或分离。

仅作为示例，实验过程中，相对远离样品台110的压轮与样品承载装置111抵接从而限制样品承载装置111的位置；当实验结束，样品承载装置111需要退出时，相对靠近样品台110的压轮可以沿梯形导向块121的倾斜面向上滑行，使得相对远离样品台110的压轮与样品承载装置111逐渐分离，待相对远离样品台110的压轮与样品承载装置111完全分离后，相对靠近样品台110的压轮从导向块121另一端的倾斜面下滑至样品台110。当实验开始，进行样品承载装置111装配时，过程可以与样品承载装置111退出相反，相对靠近样品台110的压轮可以从导向块121一端的倾斜面向上滑行，使得相对远离样品台110的压轮被抬升至样品承载装置111的上方，相对靠近样品台110的压轮可以从导向块121另一端的倾斜面向下滑行，该过程中使得相对远离样品台110的压轮逐渐与样品承载装置111接触，实现对样品承载装置111从上而下的作用力。

在一些实施例中，通过导向块121和相对靠近样品台110的压轮的配合，能够使得相对远离样品台110的压轮被抬升至样品承载装置111上用于压紧样品承载装置111，以及能够使得相对远离样品台110的压轮从样品承载装置111上方移开用于样品承载装置111的退出，在样品承载装置111装配或退出的过程中能够保持样品承载装置111的稳定。

在一些实施例中，通过随动结构能够实现对样品承载装置111从下而上施加向上的作用力(关于随动结构的描述可以参见下文进一步说明)，而样品承载装置111的两侧可以通过压块120从上而下施加向下的作用力；当样品承载装置111上下的作用力达到平衡(进一步可以通过调节导向轴的第二弹性部件123的弹力)，即可实现样品承载装置111的随动定焦。

在一些实施例中，导向轴可以为能够伸缩的伸缩轴，通过伸缩轴的伸缩能够改变导向轴的长度。在一些实施例中，伸缩轴的伸缩能够调节第二弹性部件123的弹力。例如，伸缩轴伸长，第二弹性部件123的被压缩程度降低，弹力将会减小，反之，弹力增大。

在一些实施例中，显微成像系统100还可以包括压力传感器，用于检测第二弹性部件123的压力，例如，第二弹性部件123对压块或锁紧件施加的压力。在一些实施例中，伸缩轴能够根据压力传感器的检测结果自动调节长度，例如，压力传感器检测到压力较小，根据经验数据获知该压力可能无法使得压块抵紧样品承载装置111时，可以控制伸缩轴收缩，以提高第二弹性部件123的压缩程度，从而增大压力。

在一些实施例中，通过压力可调的伸缩轴，能够实现对样品承载装置111的稳定抵接，以提高实验的稳定性。

图5是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统100的部分结构示意图。图6是根据本说明书一些实施例所示的Z平台230及Z平台移动机构的部分结构示意图。

如图2、图3、图5、图6所示，本说明书一些实施例提供一种用于显微成像系统100的平台机构，可以包括样品台控制结构，还可以包括Y平台220、Y平台移动机构、Z平台230、Z平台移动机构和成像装置。其中，样品台控制结构可以包括基座、X平台、X平台移动机构、样品台、样品台移动机构、一级导轨和二级导轨，关于样品台控制结构的更多内容可以参见图7、图8和图9的相关描述。

在一些实施例中，样品台110可以设置在X平台210上，X平台210可以与基座滑动连接，X平台移动机构可以用于驱动X平台210沿X轴相对于基座移动；Y平台220与可以基座滑动连接，Y平台移动机构可以用于驱动Y平台220沿Y轴相对于基座移动；Z平台230及Z平台移动机构均可以设置在Y平台220上，Z平台移动机构可以用于驱动Z平台230沿Z轴移动。在一些实施例中，成像装置130可以设置在Z平台230上。

在一些实施例中，通过X平台移动机构、Y平台移动机构和Z平台移动机构分别对于X平台、Y平台和Z平台的驱动，便于采集到样品承载装置111上任意位置的样品图像，且在Z轴方向能够调节成像装置130与样品承载装置111之间的距离，使得两者能够保持最佳的相对距离，以实现清晰的成像。

在一些实施例中，样品台110可以用于承载样品承载装置111，成像装置130可以设置在样品承载装置111下方。在一些实施例中，X平台移动机构可以用于驱动X平台210沿X轴移动，从而带动样品承载装置111沿X轴移动；Y平台移动机构可以用于驱动Y平台220沿Y轴移动，从而带动成像装置130沿Y轴移动；Z平台移动机构可以用于驱动Z平台230沿Z轴移动，从而带动成像装置130沿Z轴移动。

在一些实施例中，显微成像系统100还可以包括样品台移动机构，样品台110设置于X平台210上；X平台移动机构可以用于驱动X平台210相对于基座移动，样品台移动机构可以用于驱动样品台110相对于X平台210移动。

在一些实施例中，样品承载装置111能够沿X轴移动，成像装置130能够沿Y轴和Z轴移动，实现了成像装置130能够对样品承载装置111上任意位置的样品进行观察，且能够容易地调节成像装置130与样品承载装置111下表面(成像面)距离，以保证清晰的成像。

本说明书一些实施例提供一种样品台控制结构。在一些实施例中，X平台210和样品台110的相对移动可以是由样品台控制结构来进行控制的。图7是根据本说明书一些实施例所示的样品台控制结构的部分结构示意图。图8是根据本说明书一些实施例所示的样品台控制结构的部分结构示意图。图9是根据本说明书一些实施例所示的样品台控制结构的部分结构示意图。

在一些实施例中，样品台控制结构可以理解为样品台以及控制样品台移动的相关结构。如图7、图8和图9所示，在一些实施例中，样品台控制结构可以包括基座、X平台210、X平台移动机构、样品台110、样品台移动机构、一级导轨113和二级导轨114。在一些实施例中，样品台110可以设置于X平台210上；样品台移动机构可以用于驱动样品台110通过一级导轨113相对X平台210运动；X平台移动机构可以用于驱动X平台210通过二级导轨114相对基座移动。

在一些实施例中，通过一级导轨113和二级导轨114的设置，使得样品台110和X平台210能够分别沿一级导轨113和二级导轨114移动，从而保证了样品台110和X平台210的移动的稳定性，减少了设备所需的工作空间。

在一些实施例中，一级导轨113和二级导轨114可以具有不同的精度。在一具体实施例中，样品台110的移动主要用于安装/拆卸样品承载装置111等，X平台210移动用于显微成像过程中拍摄视野的控制等，因此，用于驱动X平台210移动的二级导轨114可以相较于用于驱动样品台110移动的一级导轨113具有更高的精度。在一些实施例中，一级导轨113的有效行程可以为L1，二级导轨114的有效行程可以为L2，二级导轨114的长度可以为L3；L1、L2和L3可以满足条件：L3＜L1+L2＜2L3。对于X轴方向上的移动，若只设置一条导轨，则为了满足显微成像的需求，该条导轨需要具有较高的精度，则其会对应较长的长度，占据较大的空间。例如，该条导轨的有效行程L4＝L1+L2，此时，为了能够达到这样的有效行程，该条导轨的自身长度将远大于2L3。因此，本说明书一些实施例通过分别设置不同精度的一级导轨113和二级导轨114，相对于单条导轨大大节省了空间。

仅作为示例，对于二级导轨114的精度要求相对较高，则可以使用交叉导轨配合步进驱动部来实现X平台210相对基座移动，从而实现较高精度的成像视野切换。

仅作为示例，对于一级导轨113精度要求相对不高，则可以使用涡轮减速驱动部配合直线导轨实现样品台110相对X平台210运动，从而能够节省空间，降低设备成本。

在一些实施例中，一级导轨113可以为直线导轨，二级导轨114可以为交叉导轨。

在一具体实施例中，交叉导轨可以设置于X平台210与基座之间，X平台移动机构可以包括X平台驱动部211，通过X平台驱动部211驱动X平台210沿交叉导轨相对于基座移动。

在一具体实施例中，一级导轨113还可以包括齿轮116和齿条115，样品台110上可以设置有样品台驱动部117，齿条115可以设置在X平台210上，样品台驱动部117的转轴可以连接齿轮116，齿轮116与齿条115可以配合，使得样品台驱动部117可以控制样品台110沿直线导轨相对X平台移动。

在一些实施例中，基于显微成像系统100的需求，可以设置对X轴方向的移动不同的控制精度。在一些实施例中，X平台移动机构和样品台移动机构可以具有不同的控制精度。例如，移动样品台110用于安装/更换样品承载装置111可以具有相对不高的精度，移动样品台110用于拍摄样品则可以具有相对较高的精度。

在一些实施例中，X平台移动机构可以具有较高的控制精度，可以通过控制系统实现对X平台210的移动路径和X平台210的移动速度的设置和控制，从而能够实现对于成像装置130拍照视野的控制。

在一些实施例中，样品台移动机构可以具有相对不高的控制精度，可以通过控制系统实现对样品台110移动速度的控制，能够将样品台110移动至相对于显微成像系统100的外侧(即样品台110在水平面上的投影与显微成像系统100的其他部分在水平面上的投影不重合)，进行样品承载装置111安装更换、将样品承载装置111送至拍摄位置等。

仅作为示例，样品台110和X平台210能够分别沿一级导轨113和二级导轨114移动，通过一级导轨113可以将样品台110推出，用于安装样品承载装置111，安装好后再将样品台110推回并送至初步拍摄位置，然后通过二级导轨114可以移动X平台的位置，进一步调整成像装置130的拍照视野，以将样品调整最佳拍摄位置。通过一级导轨113和二级导轨114的设置，分别移动样品台110和X平台210，相比于单一的X轴方向移动设备能够有效节省空间，此外，不同精度的设置也能够实现效能最大化。

在一些实施例中，X平台移动机构可以包括X平台驱动部211；X平台驱动部211可以设置于基座，X平台驱动部211可以与X平台210传动连接，X平台210与基座之间可以设有二级导轨114，X平台驱动部211可以驱动X平台210通过二级导轨114相对基座移动。

在一具体实施例中，X平台210与基座之间可以设置交叉导轨(例如，交叉滚柱导轨等)，X平台驱动部211可以驱动X平台210通过交叉导轨相对基座移动。

在一些实施例中，所述样品台移动机构可以包括样品台驱动部117；样品台驱动部117可以设置于样品台110，X平台210与样品台110之间可以设有一级导轨113，样品台驱动部117可以驱动样品台110通过一级导轨113相对X平台210移动。

在一具体实施例中，X平台210与样品台110之间可以设有直线导轨，同时，X平台210上可以设置齿条115，样品台驱动部117的转轴可以连接有齿轮116，齿轮116可以与齿条115相配合，样品台驱动部117驱动样品台110相对X平台210移动。

在一些实施例中，样品台移动机构还可以包括位置传感器，位置传感器可以用于检测样品台110到达设定位置，以提升控制样品台110移动位置的精准性。例如，通过位置传感器能够检测到样品台110移动至用于装配样品承载装置111或退出/拆卸样品承载装置111的位置，以实现样品承载装置111的装配和拆卸。又例如，通过位置传感器能够检测样品台110移动至样品位于成像装置130的预设拍照视野，以便于后续进行样品图像采集。在一些实施例中，设定位置可以为样品承载装置111安装完成并准备进行成像的位置，在成像过程中，样品台110与X平台210之间的相对位置不变。通过在设定位置安装位置传感器，能够避免样品台移动机构的精度误差对成像造成影响。

本说明书一些实施例还提供一种样品台控制结构的控制系统。在一些实施例中，控制系统可以包括控制器，控制器可以用于执行样品台控制结构的控制方法。控制方法可以包括：在安装/更换样品台110上的样品时，可以通过样品台移动机构控制样品台110移动；在对样品进行显微成像时，可以通过X平台移动机构控制X平台210移动。样品台控制结构与样品台控制结构的控制系统能够配合成完整的控制装置，样品台控制结构在该控制系统的控制下，能够自动化完成安装/更换样品台以及样品成像功能。

在一些实施例中，对于安装/更换样品台110上的样品承载装置，精度要求不高，只要能够实现样品承载装置111的安装或更换即可，因而样品台移动机构可以具有相对不高的精度，以节省成本。在一些实施例中，对样品进行显微成像时需要成像装置130拍摄指定位置样品的清晰图像，需要较高的精度，因而X平台移动机构可以具有较高的精度以满足实验需要。

在一些实施例中，显微成像系统100可以包括任一项实施例的样品台控制结构。

在一些实施例中，如图2所示，Y平台移动机构可以包括Y平台驱动部221；Y平台220可以设有滑块，基座可以设有滑轨，Y平台220可以设有与Y平台驱动部221的转轴配合的丝杆螺母227，Y平台驱动部221驱动Y平台220通过滑块与滑轨配合相对基座沿Y轴移动。

在一些实施例中，通过分别设置能够沿X轴方向移动的X平台210和能够沿Y轴方向移动的Y平台220，使得设备实现了XY平面内的移动，相对于XY联合平台的移动所需工作空间更小，因而节省了空间，设备体积小。

在一些实施例中，如图6所示，Z平台移动机构可以包括Z平台驱动部231和第一安装块223(参见图11)；Z平台驱动部231固定在第一安装块223上，Z平台230滑动设于第一安装块223，Z平台驱动部231驱动Z平台230相对第一安装块223移动。在一具体实施例中，Z平台230上可以设有滑动块，第一安装块223上可以设有对应的滑轨，以实现Z平台230相对于第一安装块223的滑动设置。

在一些实施例中，X平台移动机构、Y平台移动机构、Z平台移动机构可以分别包括传感器，例如，位移传感器、角度传感器等。在一些实施例中，传感器(如位移传感器)可以分别安装在X平台210、Y平台220、Z平台230上，分别用于检测X平台210、Y平台220、Z平台230的位移。在一具体实施例中，位移传感器可以检测X平台210、Y平台220、Z平台230移动前后的位置，并将位置信息反馈给控制系统，以实现对X平台210、Y平台220、Z平台230移动位置的精确获知，从而进一步有利于X平台210、Y平台220、Z平台230移动进行精确控制。

图10是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统100的部分结构示意图。成像装置130可以用于感光以形成影像，成像装置130可以包括照相机、摄像机等。在一些实施例中，如图10所示，成像装置130可以对样品承载装置111上的样品进行显微成像，即透过样品或从样品反射回来的可见光，通过一个或多个透镜后，能够得到微小样品的放大图像。

图11是根据本说明书一些实施例所示的成像装置的安装示意图。如图11所示，在一些实施例中，显微成像系统100还可以包括第二安装块222和连接板224；第二安装块222固定于Y平台220，第一安装块223滑动设于第二安装块222，连接板224固定设置于第一安装块223，连接板224的一侧通过第一弹性部件226与第二安装块222连接，连接板224的另一侧设有用于供成像装置130的镜头穿过的螺孔，第一安装块223位于成像装置130与第一弹性部件226之间。

随动结构150可以用于与样品承载装置111下表面抵接。随动支架140可以用于安装随动结构150。

在一些实施例中，Z平台230及Z平台移动机构可以设置在随动结构150上，随动支架140可以设置在Y平台220上，随动结构150可以与随动支架140活动连接。

在一些实施例中，随动结构150的顶端可以与样品承载装置111的下表面抵接。在一具体实施例中，随动结构150的顶端可以设置随动件225，该随动件225可以抵接样品承载装置111下表面。在一些实施例中，成像装置130可以设置在随动结构150上，随动结构150可以用于保持成像装置130与样品承载装置111下表面的距离。在一些实施例中，在样品台110移动到设定位置时，随动结构150可以进行微小的上下移动，以保证成像装置130与被观察的样品之间的距离，从而获得清晰稳定的成像。

仅作为示例，成像装置130位于样品承载装置111的其中一个样品孔位正下方时，Z平台驱动部231可以控制成像装置130移动到最佳的观察位置(该位置能够清晰成像)，之后需要对其他孔位进行观察时，X平台驱动部211可以带动X平台210沿X轴移动，Y平台驱动部221可以带动Y平台220沿Y轴移动，Z平台驱动部231停止工作。随动件225远离连接板224的一端可以始终与样品承载装置111抵接，由于样品承载装置111的下表面不一定平整，可能某些位置存在凹坑或凸块，随动件225位于凹坑或凸块时，第一弹性部件226会迫使连接板224移向样品承载装置111或远离样品承载装置111，此时，连接板224、第一安装块223、Z平台驱动部231和成像装置130同时相对第二安装块222移动。

在一些实施例中，通过随动结构150的设置，可以保证成像装置130与被观察的样品之间始终保持最佳的相对距离，从而保证清晰的成像，以实现随动定焦。

图12是根据本说明书一些实施例所示的显微成像系统100的结构示意图。如图12所示，在一些实施例中，显微成像系统100还可以包括光源装置310，光源装置310可以基于成像装置130成像需要提供光源。在一些实施例中，光源装置310可以通过安装臂311与Y平台220或Z平台230连接，从而实现跟随成像装置130的移动而移动，以提供成像所需的光源。

在一些实施例中，显微成像系统100还可以包括控制系统。在一些实施例中，控制系统可以包括通信装置和控制器，通信装置可以用于接收指令；控制器可以用于根据指令控制成像装置130成像，控制器还可以用于根据指令分别控制样品台110、X平台210、Y平台220、Z平台230进行移动。在一些实施例中，显微成像系统100也可以根据用户的手动控制指令进行控制，例如，用户可以手动控制样品台110、X平台210、Y平台220、Z平台230移动以及手动控制成像装置130成像等。

在一些实施例中，显微成像系统100的控制方法可以由显微成像系统100的控制系统执行。在一些实施例中，控制方法可以包括：接收移动指令；基于移动指令，控制样品台110、X平台210、Y平台220、Z平台230移动，可以理解的，控制系统可以根据需要同时控制样品台110、X平台210、Y平台220、Z平台230其中任意一个或多个同时或先后进行移动。在一些实施例中，控制方法可以包括：接收成像指令；基于成像指令，控制成像装置130成像。可以理解的，控制系统可以根据需要同时或先后执行移动指令和成像指令，具体的，控制系统可以控制样品台110、X平台210、Y平台220、Z平台230其中任意一个或多个同时或先后进行移动，并在此同时控制成像装置130进行一次或多次成像。

仅作为示例，用户端(例如，手机、电脑等)可以以有线或无线(例如网络、蓝牙等)的方式发送实验运行指令，通信装置可以接收实验运行指令，控制器可以根据接收到的实验运行指令，基于预先设定好的拍摄视野和走位参数开始执行实验操作，实验结束后控制器可以通过通信装置将数据发送至用户端。

仅作为示例，用户端可以以有线或无线(例如网络、蓝牙等)的方式发送成像装置130开始拍摄的指令，通信装置可以接收该指令，控制器可以根据接收到的该指令，基于预先设定好的拍摄视野和拍摄参数开始执行拍摄操作，拍摄结束后控制器可以通过通信装置将数据发送至用户端。

仅作为示例，用户端可以以有线或无线(例如网络、蓝牙等)的方式发送成像装置130移动指令，通信装置可以接收移动指令，控制器可以根据接收到的移动指令，开始执行移动操作，移动完成后控制器可以通过通信装置将移动完成的结果发送至用户端。

在一些实施例中，显微成像系统100可以实现远程控制，对系统进行远距离操作，无需操作人员现场进行操作处理，安全高效，提高操作人员的舒适度。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (11)

1.一种样品台控制结构，其特征在于，包括基座、X平台、X平台移动机构、样品台、样品台移动机构、一级导轨和二级导轨；

所述样品台设置于X平台上，所述样品台用于承载样品承载装置；

所述样品台移动机构用于驱动所述样品台通过所述一级导轨相对所述X平台运动；

所述X平台移动机构用于驱动所述X平台通过所述二级导轨相对所述基座移动；

所述一级导轨的有效行程为L1，所述二级导轨的有效行程为L2，所述二级导轨的长度为L3；所述L1、所述L2和所述L3满足条件：L3＜L1+L2＜2L3。

2.根据权利要求1所述的样品台控制结构，其特征在于，所述一级导轨和所述二级导轨具有不同的精度；优选的，所述一级导轨为直线导轨，所述二级导轨为交叉导轨；

和/或，所述X平台移动机构和所述样品台移动机构具有不同的控制精度；

和/或，所述X平台移动机构包括X平台驱动部；所述X平台驱动部设置于所述基座上，所述X平台驱动部与所述X平台传动连接，所述X平台与所述基座之间设有所述二级导轨，所述X平台驱动部用于驱动所述X平台通过所述二级导轨相对所述基座移动；

和/或，所述样品台移动机构包括样品台驱动部；所述样品台驱动部设置于所述样品台上，所述X平台与所述样品台之间设有所述一级导轨，所述样品台驱动部用于驱动所述样品台通过所述一级导轨相对所述X平台移动；

和/或，所述样品台移动机构还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述样品台到达设定位置。

3.一种如权利要求1或2所述的样品台控制结构的控制系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器用于执行所述样品台控制结构的控制方法，所述控制方法包括：

在安装/更换所述样品台上的样品时，通过样品台移动机构控制所述样品台移动；

在对所述样品进行显微成像时，通过X平台移动机构控制所述X平台移动。

4.一种用于显微成像系统的平台机构，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的样品台控制结构。

5.根据权利要求4所述的平台机构，其特征在于，还包括Y平台和Y平台移动机构；

所述Y平台与所述基座滑动连接，所述Y平台移动机构用于驱动所述Y平台沿Y轴相对于所述基座移动；优选的，所述X平台与所述Y平台不在同一平面；

优选的，所述平台机构还包括Z平台和Z平台移动机构，所述Z平台及所述Z平台移动机构均设置在所述Y平台上，所述Z平台与所述Y平台垂直设置，所述Z平台移动机构用于驱动所述Z平台沿Z轴移动；

更优选的，所述平台机构还包括成像装置，所述成像装置设置在所述Z平台上，且所述成像装置设置在所述样品承载装置下方。

6.一种显微成像系统，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的样品台控制结构；或者，包括如权利要求4或5所述的用于显微成像系统的平台机构。

7.根据权利要求6所述的显微成像系统，其特征在于，所述X平台移动机构、所述Y平台移动机构和所述Z平台移动机构分别包括传感器，所述传感器分别用于检测所述X平台、所述Y平台和所述Z平台的位移；

和/或，所述Y平台移动机构包括Y平台驱动部；所述Y平台设有滑块，所述基座设有滑轨，所述Y平台驱动部通过所述滑块与所述滑轨配合驱动所述Y平台相对所述基座沿Y轴移动；

和/或，所述Z平台移动机构包括Z平台驱动部和第一安装块；所述Z平台驱动部固定在所述第一安装块上，所述Z平台滑动设于所述第一安装块，所述Z平台驱动部驱动所述Z平台相对所述第一安装块移动；

优选的，所述Z平台移动机构还包括第二安装块和连接板；所述第二安装块固定于所述Y平台，所述第一安装块沿Z轴滑动设于所述第二安装块上，所述连接板固定设置于所述第一安装块，所述连接板的一侧通过第一弹性部件与所述第二安装块连接，所述连接板的另一侧设有用于供所述成像装置的镜头穿过的螺孔，所述第一安装块位于所述成像装置与所述第一弹性部件之间。

8.根据权利要求6所述的显微成像系统，其特征在于，还包括随动结构和随动支架，所述Z平台及所述Z平台移动机构设置在随动结构上，所述随动支架设置在所述Y平台上，所述随动结构与所述随动支架活动连接；所述随动结构的顶端与所述样品承载装置的下表面抵接；所述随动结构用于保持所述成像装置与所述样品承载装置下表面的距离；

和/或，所述显微成像系统还包括固定装置，所述固定装置与所述样品承载装置滚动接触；

优选的，所述样品台上设有导向块，所述固定装置能够沿所述导向块滚动；

优选的，所述导向块的延长方向与所述固定装置的滚动方向相同，在垂直于所述导向块的延长方向上，所述导向块呈梯形；

优选的，所述导向块与所述固定装置的数量均为两个，所述导向块与所述固定装置分别设置于所述样品承载装置两侧。

9.根据权利要求8所述的显微成像系统，其特征在于，还包括导向轴，所述导向轴竖直设置于所述基座或所述X平台上，所述固定装置包括压块，所述导向轴活动穿设所述压块；所述导向轴远离所述基座的一端设有锁紧件，所述导向轴上套设有第二弹性部件，所述第二弹性部件的一端与所述压块抵接，所述第二弹性部件的另一端与所述锁紧件抵接；

优选的，所述导向轴为能够伸缩的伸缩轴；优选的，所述显微成像系统还包括压力传感器，用于检测所述第二弹性部件的压力。

10.根据权利要求6所述的显微成像系统，其特征在于，还包括控制系统；所述控制系统包括通信装置和控制器，所述通信装置用于接收指令，所述控制器用于根据所述指令分别控制所述样品台、所述X平台、所述Y平台、所述Z平台移动，以及控制所述成像装置成像。

11.一种显微成像系统的控制方法，其特征在于，由权利要求6-10任一项所述的显微成像系统执行，所述控制方法包括：

接收移动指令；

基于所述移动指令，控制所述样品台和/或所述X平台和/或所述Y平台和/或所述Z平台移动；

和/或

接收成像指令；

基于所述成像指令，控制所述成像装置成像。

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