CN210534428U - 一种显微光路移动模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种显微光路移动模组，包括：显微镜光路模组、水平移动模组和垂直移动模组，所述显微镜光路模组通过水平移动模组实现水平方向的移动以用于扫描，所述显微镜光路模组通过垂直移动模组实现垂直方向的升降以用于对焦。本技术方案将显微镜系统的扫描过程和载物台的上下片过程互相独立，提升了扫描效率。可以根据不同的场景独立设计特定的切片上下片机构，不受扫描部分的影响，可扩展性强，适用范围广，切片的上片和下片可以在载物台的两侧同时进行，提高上下片效率，减少单个扫描周期的时间，进一步提升了扫描效率，同时也可以实现自动与病理切片扫描的前后仪器的流水线的搭建。

Description

一种显微光路移动模组

技术领域

本实用新型涉及显微图像采集领域，具体的涉及一种显微光路移动模组。

背景技术

病理切片扫描仪在对切片进行数字化扫描的过程中，由于显微镜光路的放大，相机只能同时拍摄带组织区域的很小一部分，如果需要拍摄完整的图像，切片相对于光路系统就必须在X轴方向和Y轴方向移动，同时物镜需要对焦，在Z轴方向上切片和物镜之间也必须要做相对运动，同时还需兼顾不同放大倍率物镜之间的切换问题。因此整个病理切片扫描仪存在X、Y、Z三个方向的运动、以及一个物镜切换的运动，总共4个方向的运动。

如图1所示，目前采取的方式是切片放在一个XY运动平台61上，XY运动平台61带着切片在X方向和Y方向移动，Z轴方向上的对焦有两种方式：一种是XY运动平台61本身可以在Z轴方向上下移动进行对焦，另一种是物镜62 相对与XY运动平台61上下移动，XY运动平台61在X方向和Y方向都有一定的行程，可以带着切片在两个方向以一定速度移动，物镜62可以上下移动，实现在Z轴方向上的对焦。

这种两方式都存在以下问题：

1、XY运动平台既要负责扫描时的切片移动，又要负责上下片时的切片移动，切片的上下片过程与扫描过程无法分开，导致整体的扫描效率低。

2、整个仪器的平台和光路更改的难度较大，难以应用到不同的需求情况，扩展性不高，适用范围窄。

3、切片的上片和下片位置只能设置在XY运动平台的同一侧，无法实现一侧上片另一侧下片，也就无法实现与其他的仪器对接以及多台仪器的联机运行。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种上下片过程和扫描过程互相独立、提升扫描效率、可扩展性强的显微光路移动模组。

本实用新型采用的技术方案是：

一种显微光路移动模组，包括：显微镜光路模组、水平移动模组和垂直移动模组，所述显微镜光路模组通过水平移动模组实现水平方向的移动以用于扫描，所述显微镜光路模组通过垂直移动模组实现垂直方向的升降以用于对焦。

进一步的，所述水平移动模组包括Y轴移动模组和X轴移动模组，所述显微镜光路模组通过Y轴移动模组实现左右移动扫描，所述显微镜光路模组通过X轴移动模组实现前后移动扫描。

进一步的，所述显微镜光路模组安装在垂直移动模组上，所述垂直移动模组安装在Y轴移动模组上，所述Y轴移动模组安装在X轴移动模组上。

进一步的，所述垂直移动模组包括直线电机定子、位于直线电机定子底部的直线电机动子、负载板和固定架，所述显微镜光路模组固定在负载板上，所述直线电机定子安装在固定架上端，所述直线电机动子与负载板固定连接以用于带动显微镜光路模组升降，所述固定架安装在水平移动模组上。

进一步的，所述固定架包括固定侧板、安装在固定侧板顶部的固定顶板，所述直线电机定子安装在固定顶板底部，所述固定顶板与负载板之间安装有恒力弹簧以用于在升降过程中保持受力平衡。

进一步的，所述固定架包括固定侧板、安装在固定侧板顶部的固定顶板、以及固定底座，所述直线电机动子通过连接板与负载板固定连接，所述固定底座安装在连接板下方的固定侧板侧壁上，所述负载板与固定底座相对的侧壁上开设有第一滑槽，所述固定底座上安装有与第一滑槽匹配的第一滑块以用于使负载板升降时相对于固定底座滑动。

进一步的，所述Y轴移动模组包括第二电机、第二丝杠和第二滑槽，所述第二丝杠安装在第二滑槽内，所述第二电机安装在第二滑槽的一端并且与第二丝杠相连以用于提供驱动力，所述第二丝杠上设置有第二安装板，所述第二安装板侧边设置有与第二滑槽匹配的滑块，所述垂直移动模组固定在第二安装板上。

进一步的，所述X轴移动模组包括第三电机、第三丝杠和第三滑槽，所述第三丝杠安装在第三滑槽内，所述第三电机安装在第三滑槽的一端并且与第三丝杠相连以用于提供驱动力，所述第三丝杠上设置有第三安装板，所述Y轴移动模组固定在第三安装板上。

进一步的，所述X轴移动模组还包括与第三滑槽平行设置的导轨，所述第三安装板与Y轴移动模组一端的底部固定连接，所述导轨位于Y 轴移动模组另一端的下方，所述Y轴移动模组另一端底部安装有与导轨配合的导轨滑块，以用于使Y轴移动模组在前后移动时保持两端的受力平衡。

进一步的，所述Y轴移动模组、X轴移动模组和垂直移动模组上皆安装有光栅尺以用于反馈移动距离。

本实用新型的有益效果在于：

本技术方案将显微镜光路模组安装在水平移动模组和垂直移动模组上，通过水平移动模组进行水平扫描移动，通过垂直移动模组进行垂直对焦移动，载物台无需移动，显微镜系统的扫描过程和载物台的上下片过程互相独立，将扫描运动与切片的运动完全分开，提升了扫描效率。

可以根据不同的场景独立设计特定的切片上下片机构，不受扫描部分的影响，提高病理切片扫描仪的工作灵活性，同时无需考虑载物台移动和光路系统移动的配合问题，可扩展性强，适用范围广。

切片的上片和下片可以在载物台的两侧同时进行，提高上下片效率，减少单个扫描周期的时间，进一步提升了扫描效率，同时也可以实现自动与病理切片扫描的前后仪器的流水线的搭建。

附图说明

图1为常规的病理切片扫描仪中显微镜光路模组的原理示意图；

图2为本实用新型中显微光路移动模组的原理示意图；

图3为本实用新型中显微光路移动模组的正面结构示意图；

图4为本实用新型中显微光路移动模组的底面结构示意图；

图5为本实用新型中显微镜光路模组和垂直移动模组的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

如图2所示为一种显微光路移动模组，包括：显微镜光路模组1、Y 轴移动模组3、X轴移动模组4和垂直移动模组2，显微镜光路模组1通过Y轴移动模组3实现左右移动扫描，显微镜光路模组1通过X轴移动模组4实现前后移动扫描，显微镜光路模组1通过垂直移动模组2实现Z 轴方向上的升降对焦。

优选的，显微镜光路模组1安装在垂直移动模组2上，垂直移动模组2安装在Y轴移动模组3上，Y轴移动模组3安装在X轴移动模组4 上，也可以将三者的安装关系任意替换，因为切片的宽度通常为25mm；切片组织区域的极限长度通常为60mm，加上物镜切换所需的距离50mm；因此X轴移动模组4的行程应大于25mm，Y轴移动模组3的行程应大于 110mm，垂直移动模组2的行程在20mm到300mm之间，用于物镜的对焦。

如图3-图5所示为本实用新型的一种显微光路移动模组，显微镜光路模组1包括自而上下依次连接的物镜11、分光棱镜箱12、管透镜13和相机14。

垂直移动模组2包括直线电机定子21、位于直线电机定子21底部的直线电机动子22、负载板23和固定架，固定架包括竖直的固定侧板24、安装在固定侧板24顶部的水平固定顶板25、以及固定底座27，分光棱镜箱12固定在负载板23上，直线电机定子21安装在固定顶板25底部，直线电机动子22通过连接板231与负载板23固定连接以带动显微镜光路模组1升降，固定顶板25与负载板23之间安装有恒力弹簧26以用于在升降过程中保持受力平衡。

其中，固定底座27安装在连接板231下方的固定侧板24侧壁上，固定底座27与连接板231之间设置有若干橡胶圈，当连接板231下降时可以起到缓冲作用，避免直接撞击固定底座27，负载板23与固定底座27相对的侧壁上开设有第一滑槽232，固定底座27的侧壁上安装有与第一滑槽匹配的第一滑块271以用于使负载板23升降时相对于固定底座滑动。

Y轴移动模组3包括第二电机31、第二丝杠32和第二滑槽33，第二丝杠32安装在第二滑槽33内，第二电机31安装在第二滑槽33的一端并且与第二丝杠32相连以用于提供驱动力，第二丝杠32的螺母上安装有第二安装板34，第二安装板34侧边设置有与第二滑槽33匹配的滑块，垂直移动模组2的固定顶板25固定在第二安装板34上，当第二电机31 驱动第二丝杠32运动时垂直移动模组2随螺母左右移动。

X轴移动模组4包括第三电机41、第三丝杠42和第三滑槽43，第三丝杠42安装在第三滑槽43内，第三电机41安装在第三滑槽43的一端并且与第三丝杠42相连以用于提供驱动力，第三丝杠42上设置有第三安装板44，Y轴移动模组3固定在第三安装板44上。

为了保证移动时的稳定性，X轴移动模组4还包括与第三滑槽43平行设置的导轨45，第三安装板44与第二滑槽33一端的底部支撑板固定连接，导轨45位于Y轴移动模组3另一端的下方，第二滑槽33的另一端底部支撑板安装有与导轨45配合的导轨滑块35，这种结构可以使Y 轴移动模组3在前后移动时两端的底部皆有支撑，保持两端的受力平衡。

优选的，Y轴移动模组3、X轴移动模组4和垂直移动模组2上皆安装有光栅尺5，垂直移动模组2的光栅尺5安装在第一滑槽232的侧边， Y轴移动模组3和X轴移动模组4的光栅尺安装在对应的滑槽内，以用于反馈移动距离实现精确定位。

本实用新型的工作流程为

开始扫描时，切片预处理完成后，由切片送片机构先进行送片，切片运动到设定的位置后，整个显微镜光路模组1开始进行垂直方向的对焦处理，对焦完成后，开始进行扫描，扫描的区域为切片预处理系统自动识别的组织区域；

扫描的水平运动路径由系统选择合适的运动路径，整个扫描区域完成扫描后，各个模组回到相应的原始位置；

扫描完成后的切片由切片送片机构从另外一个方向移出，同时另外一片切片进入扫描区域，开始下一个扫描周期。

综上所述，本技术方案将显微镜光路模组1安装在水平移动模组和垂直移动模组2上，通过水平移动模组进行水平扫描移动，通过垂直移动模组2进行垂直对焦移动，载物台无需移动，显微镜系统的扫描过程和载物台的上下片过程互相独立，将扫描运动与切片的运动完全分开，提升了扫描效率。

可以根据不同的场景独立设计特定的切片上下片机构，不受扫描部分的影响，提高病理切片扫描仪的工作灵活性，同时无需考虑载物台移动和光路系统移动的配合问题，可扩展性强，适用范围广。

切片的上片和下片可以在载物台的两侧同时进行，提高上下片效率，减少单个扫描周期的时间，进一步提升了扫描效率，同时也可以实现自动与病理切片扫描的前后仪器的流水线的搭建。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种显微光路移动模组，其特征在于，包括：显微镜光路模组(1)、水平移动模组和垂直移动模组(2)，所述显微镜光路模组(1)通过水平移动模组实现水平方向的移动以用于扫描，所述显微镜光路模组(1)通过垂直移动模组(2)实现垂直方向的升降以用于对焦。

2.根据权利要求1所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述水平移动模组包括Y轴移动模组(3)和X轴移动模组(4)，所述显微镜光路模组(1)通过Y轴移动模组(3)实现左右移动扫描，所述显微镜光路模组(1)通过X轴移动模组(4)实现前后移动扫描。

3.根据权利要求2所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述显微镜光路模组(1)安装在垂直移动模组(2)上，所述垂直移动模组(2)安装在Y轴移动模组(3)上，所述Y轴移动模组(3)安装在X轴移动模组(4)上。

4.根据权利要求1所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述垂直移动模组(2)包括直线电机定子(21)、位于直线电机定子(21)底部的直线电机动子(22)、负载板(23)和固定架，所述显微镜光路模组(1)固定在负载板(23)上，所述直线电机定子(21)安装在固定架上端，所述直线电机动子(22)与负载板(23)固定连接以用于带动显微镜光路模组(1)升降，所述固定架安装在水平移动模组上。

5.根据权利要求4所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述固定架包括固定侧板(24)、安装在固定侧板(24)顶部的固定顶板(25)，所述直线电机定子(21)安装在固定顶板(25)底部，所述固定顶板(25) 与负载板(23)之间安装有恒力弹簧(26)以用于在升降过程中保持受力平衡。

6.根据权利要求4所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述固定架包括固定侧板(24)、安装在固定侧板(24)顶部的固定顶板(25)、以及固定底座(27)，所述直线电机动子(22)通过连接板(231)与负载板(23)固定连接，所述固定底座(27)安装在连接板(231)下方的固定侧板(24)侧壁上，所述负载板(23)与固定底座(27)相对的侧壁上开设有第一滑槽(232)，所述固定底座(27)上安装有与第一滑槽(232)匹配的第一滑块(271)以用于使负载板(23)升降时相对于固定底座滑动。

7.根据权利要求2所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述Y轴移动模组(3)包括第二电机(31)、第二丝杠(32)和第二滑槽(33)，所述第二丝杠(32)安装在第二滑槽(33)内，所述第二电机(31)安装在第二滑槽(33)的一端并且与第二丝杠(32)相连以用于提供驱动力，所述第二丝杠(32)上设置有第二安装板(34)，所述第二安装板(34)侧边设置有与第二滑槽(33)匹配的滑块，所述垂直移动模组(2)固定在第二安装板(34)上。

8.根据权利要求2所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述X轴移动模组(4)包括第三电机(41)、第三丝杠(42)和第三滑槽(43)，所述第三丝杠(42)安装在第三滑槽(43)内，所述第三电机(41)安装在第三滑槽(43)的一端并且与第三丝杠(42)相连以用于提供驱动力，所述第三丝杠(42)上设置有第三安装板(44)，所述Y轴移动模组(3)固定在第三安装板(44)上。

9.根据权利要求8所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述X轴移动模组(4)还包括与第三滑槽(43)平行设置的导轨(45)，所述第三安装板(44)与Y轴移动模组(3)一端的底部固定连接，所述导轨(45)位于Y轴移动模组(3)另一端的下方，所述Y轴移动模组(3)另一端底部安装有与导轨(45)配合的导轨滑块(35)，以用于使Y轴移动模组(3)在前后移动时保持两端的受力平衡。

10.根据权利要求2所述的显微光路移动模组，其特征在于：所述Y轴移动模组(3)、X轴移动模组(4)和垂直移动模组(2)上皆安装有光栅尺(5)以用于反馈移动距离。

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