CN209103000U - 一种自动聚焦显微镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动聚焦显微镜，该显微镜结构包括：显微镜平台、数码相机、物镜、电动载物平台、卤素灯、控制电机、PC电脑以及控制系统，数码相机采集由物镜观测到的图像传送给电脑上的控制系统，控制系统的图像处理模块内的新提出的判别函数能够快速的处理图像信息并作出判断，根据判断控制系统内的控制模块能够根据内置的搜索算法去控制移动物镜载物平台，从而达到快速精确的聚焦目的。

Description

一种自动聚焦显微镜

技术领域

本实用新型涉及一种自动聚焦的显微镜，属于器械领域，尤其是能自动识别采集细胞样本。

背景技术

传统的人工阅片方法给工作人员带来繁重的劳动，这种阅片方法速度慢，花费高，而且容易造成错误判断。随着图像处理技术的发展和仪器自动化的实现，自动阅片技术开始出现并迅速发展。该技术通过计算机控制显微镜采集图像，然后经过计算机的处理分析找出异常细胞。现有的自动聚焦显微镜由于控制系统内采用的方法比较传统，存在聚焦速度慢甚至难以聚焦的缺陷。

实用新型内容

为了克服原有传统的自动聚焦显微镜聚焦速度慢，聚焦成功率较低的缺陷，本实用新型提供了一种新的自动聚焦显微镜，该显微镜较之传统的自动聚焦显微镜能够快速准确的聚焦采集图像。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种新的自动聚焦显微镜，该显微镜系统包括：

显微镜平台，用于搭载显微镜的各种器件。

物镜，用来提供视野。

目镜，方便进行人眼观察。

数码相机，用来采集图像信息。

电动载物台，用了来承载载玻片，调节物体与物镜的距离即调节物距。

卤素灯，用来调节视野的亮度。

PC端，用来搭载控制系统。

控制系统，用来处理图像并控制显微镜。

其中，所述的显微镜平台包含显微镜支架、物镜、数码相机、电动载物平台、卤素灯和控制电机。

其中，所述物镜包含3个物镜镜头。

其中，所述PC端为一台电脑搭载win732位系统，在此上面搭载控制系统。

其中，所述控制系统由图像处理模块和控制模块组成。图像处理模块采用最新提出的评价函数去评价所采集图像的质量，通过该评价函数去计算图像的灰度值，然后根据计算的结果去评价图像是否清晰。控制模块采用最新提出的搜索控制方法去控制显微镜的运动，运用该方法去控制显微镜何时需要快速移动，何时需要慢速精聚焦移动。

本实用新型的有益效果是，可以快速的处理采集到的图像并迅速做出判断，然后控制系统根据判断做出反应，先快速的靠近焦点位置附近然后慢速移动达到精聚焦目的，整个系统能够快速精确的定位到聚焦位置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的总体结构图。

图2为显微镜平台上的结构图。

图3为PC端的控制系统结构图。

图4为结构的控制执行图。

图5为平台整体结构执行图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。另外还需要说明，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

如图1所示，图1为本实用新型的总体结构图，具体的实施方式采用以下技术方案：显微镜平台6搭载数码相机1、物镜2、电动载物平台3、卤素灯4还有控制电机。将样本放在电动载物台3上，由物镜2观测到的图片信息经数码相机1采集后传输到PC电脑端的控制系统，经由图像处理模块7和控制模块8处理后传输回显微镜平台6，从而控制卤素灯4、电动载物台3和物镜2。

如图2所示，图2为显微镜平台，具体实施方式采用以下技术方案：将采集好的样本放在电动载物台3上，运用PC端5的控制系统调节卤素灯4的亮度，使物镜2中视野亮度适中。由物镜2放大观察到的图像经数码相机1采集转换后传送给PC电脑端5的图像处理模块7。

如图3所示，图3为PC电脑端，具体实施方式采用以下技术方案：接收到数码相机1采集到的图片信息送入到PC电脑端上的控制系统内的图像处理模块 7，图像处理模块7内先运用图像处理技术将图片转换成数字形式，然后采用新提出的清晰度判别函数进行判别。其评价函数为：

其中为经过多组背景图采样所求取的背景像素点灰度平均值，g(i,j) 为当前视野下的改坐标处的像素点灰度值。α(i,j)为权重，表示非图像内容区域处的灰度变化值参与计算的权重较少，此方法称为像素点对比法。其中D(i,j)为像素点差值，称为像素点灰度差值法。

如图3和图4所示，图4为搜索方法，经判别函数判别此图像是否为清晰图像，将判别的结果传送到控制模块8，控制模块8内有新提出的搜索方法，此方法为结合上述的清晰度判别函数设计的变步爬山法。控制模块8根据判别的结果运用搜索方法决定以大步长还是小步长移动电动载物平台，然后将信号传递给执行机构去执行。若此图像判定为模糊状态，电动载物平台3则以大步长快速移动靠近焦点位置，若此图像判定为不太清晰状态即处于焦点位置附近，电动载物平台3则以小步长慢速精聚焦接近并定位焦点。图4中所述g点即判别函数判定图像为较模糊的位置，图4中所述G点即判别函数判定图像为较清晰的位置，图4 中所述顶点位置即为判别函数判别图像最清晰的位置，也就是焦点位置。G点之前运用像素点对比法去做判断，G点之后运用像素点灰度差值法去做判断。

如图5所示，图5为执行系统，具体实施方式采用以下技术方案：执行机构根据PC电脑端5发出的信号去运转电动载物平台3的电机进行上下左右移动。另外执行机构也可以根据PC电脑端发出的信号调节卤素灯4的亮度，也可以运转物镜电机转动物镜2变换物镜。

以上具体实施方式介绍和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权力要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种自动聚焦显微镜，其特征是：所述的自动聚焦显微镜包含高清数码相机，用来采集高清图像；PC电脑端，用来搭载控制系统；电动载物台，用来上下左右调节物距；卤素灯，用来调节聚焦过程中的视野中的亮度；目镜，方便人眼观察；物镜，用来提供视野。

2.根据权利要求1所述的一种自动聚焦显微镜，其特征是：物镜提供载玻片在显微镜下的视野，高清数码相机采集物镜视野中的图片。

3.根据权利要求1所述的一种自动聚焦显微镜，其特征是：高清数码相机采集后的图片经过数模转换由视频采集线传输到PC端的控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种自动聚焦显微镜，其特征是：PC端的控制系统运用图像处理技术，将图片以数字类型呈现出来，并且判断此图像是否清晰，若此图像判别为清晰图像，控制系统发出停止指令，若此图像判别为模糊图像，控制系统发出指令继续以一定的步长移动。

5.根据权利要求1所述的一种自动聚焦显微镜，其特征是：控制系统中图像处理技术包含新提出的清晰度评价函数和新提出的搜索策略。

6.根据权利要求1所述的一种自动聚焦显微镜，其特征是：控制系统发出的指令经由串口通信线传递给显微镜的执行系统，控制电机的运转，从而控制载物台及物镜的运动，达到调节物距和更换物镜的目的。

7.根据权利要求1所述的一种自动聚焦显微镜，其特征是：控制系统发出指令控制卤素灯的光强亮度，从而控制物镜视野中的亮度。