TW201215922A - Touch screen interface for laser processing - Google Patents

Description

201215922 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關一種用於成像裝置的觸控螢幕使用者介 面。尤其是有關一種用於顯微系統的觸控螢幕介面，其中 該顯微鏡具有移動階台則共固持待予檢視之標纟，並且其 中該觸控#幕使用者介面係經連接於—控制器，此者接收 來自該觸控螢幕使用者介面的命令並將該等命令轉換成驅 動該等移動階台的命令。更特別&，本發明是有關一種用 於光學顯微系統的觸控螢幕使用者介面，#中使用者可透 過觸控螢幕使用者介面以將命令輸入至該系統並且令該 等移動階台回應於該等命令而宛若該使用者直接地移動該 標本而非在觸控螢幕上碰觸該標本的影像。 【先前技術】 光學顯微技術的領域極為廣泛且涵蓋^多類型的光學 j關：裝[這些仰賴於放大作業以供成像或檢視或取得 於未經辅助人眼所尋常可見者之標本的資訊。尤 顯：㈣是電腦輔助顯微鏡，…電腦係經接附於該 :顯二 示由該顯微鏡所產生的影像資料以及控制 重功能性的使用者介面1光學顯微鏡以 ΓΓΓΓ取得、顯示、管理和使用者介面功能。 ，尤：：別地關注於運用在雷射處理系統中的光學顯微 兄/、中«微鏡係用以相對於標本俾校準並規劃雷射光 201215922 束路徑，同時選擇性地檢視雷射處理的結果。依照此一方 式運用光學顯微鏡的示範性雷射處理系統包含雷射燒餘感 應耦接之電漿質團頻譜儀（LAICP-MS)、雷射燒蝕感應耦接 之電聚發射頻谱儀（ICP-OES/ICP-AES)，以及矩陣輔助之雷 射解吸離子飛行時間（MALDI-TOF)頻譜儀。 電腦輔助之顯微鏡系統的常見問題在於使用者需要選 定雷射在該標本上所撞擊到的點處。其目的為控制該標本 中由雷射所產生的樣品成分與品質。標本通常是被嵌封在 具備有限接取度的樣品室中。這表示必須經常利用遙控裝 置以相對於所檢視標本進行視域移動。除此之外，有2標 本的三維本質以及典型顯微系統在高倍放大下的有限^ 併同地要求視域須在三維上移動，並可能包含三個旋轉 度，藉以依照需要進行標本成像。其一問題為按這種方式 改變視域的控制可能需要劃分成兩㈣更多㈣動構件： 並且協調整這些移動以提供視域與標本之間的所欲移位關 係可能會困難重重。無論如何，&變該雷射光束與該標本 間之關係在這些類型的系統裡是一項共通任務。;壬何：使 用者介面上能㈣致縮短設定時間並令更易於進行標本定 位的改良結果皆具有正面益處。 疋 .....w· rang 且標 「HIGH RESOLUTION IMAGING MICROSCOPE (HI] 颜〇1；那丁服卿」的美國專利第5,859,7〇〇號案文 細地描述一種數位成像顯微鏡，特別是一種數位成像 頻譜儀，以及經介接於該顯微鏡的電腦。所特定說明 4 201215922

該電腦足可取得大量頻譜儀資料並令以獲予顯示的能力。 2006 年 6 月 3 1 曰核予發明人 Nicholas James Salmon 及 Ernst Hans Karl Stelzer 且標題為「COMPUTER CONTROLLED MICR0SC0PE」的美國專利第6,991，374號案文中描述一種 經電腦控制的光學顯微鏡，此者可自一組影像資料記憶多 項參數設定’並且當該系統記錄相關的影像資料集合時可 將其等施用於該等資料集合。2〇1〇年6月12日核予發明人 Michael R0ger Cane、Michael Andrew Beadman 及 Sym〇n D’Oyly Cotton 且標題為 r METIi〇D AND APPARATUS FOR INVESTIGATING TISSUE HISTOLOGY」的美國專利第 7,647,085唬案文中描述一種具有觸控螢幕介面的電腦辅助 式光學顯微鏡，然該觸控螢幕僅運用於起始操作或程式設 定的步驟。 觸控榮幕技術為眾人皆知且廣泛地商業可獲用。這牵 涉至_i將設備增置於-顯示器±，藉以讓使用者能夠藉由碰 觸顯不器營幕將命令輸人至該系统。觸控螢幕顯示器通常 可藉由偵測因使用者碰觸所致生的電容變化，或是 測跨於整個蝥幕上的紅外線傳輸變化，而運作。而回應於 碰觸，該營幕可將在該螢幕上所碰觸之點處的座標 :至一控制器。該控制器通常將該螢幕碰觸的座標解譯 ^像疋滑鼠或軌跡球的點指裝置所起算，並且依 私式設定的方式來採取適當動作。 ’、，、所 “匕所冀求者係一種適用於電腦 觸控螢幕使用去八； 八…貝域糸統的 者"面，此介面可運作連接於移動階台以讓 201215922 使用者能夠將命令輸入至該等移動階台，藉以改變該系統 的視域並且改善系統設定，提高產通量，同時能夠克服與 達到標本和雷射光束間關係之所欲變化相關聯的問題。 【發明内容】 本發明提供一種經整合於一雷射處理系統内之光學顯 微鏡的觸控螢幕介面。本發明特點包含一光學系統，此者 具有控制器、一視域和一待予檢視的標本，並且包含一 觸控螢幕使用者介面，此者可運作連接於該控制器。本發 明的其他特點包含多個移動階台’該等可運作連接於該控 制器，同時可固持該標本而且改變該標本與該視域之間的 關係。該控制器可運作以自一觸控螢幕使用者介面輸入使 用者命令’將該等使用者命令轉換成輸出命令，並且將該 :輸出命令輸出至該等移動階台。而回應於該等輸出命 7 ’遠等移動階台按照來自—觸控榮幕的輸人使用者命令 以改變該視域與該標本之間的關係。 可受惠於本發明的示範性雷射處理系統包含雷射燒蝕 感應耦接之電漿質團頻譜儀、雷射燒蝕感應耦接之電漿發 射頻譜儀’以及矩陣輔助之雷射解吸離子飛行時間頻譜 儀。圖1顯示本發明之一具體實施例的略圖。這些系統皆 能運用光學顯微鏡以供檢視待予處理的標本。在操作上是 將標本放置在該系統内，同時利用該光學顯微鏡來選定該 雷射光束的起始位置以撞擊於該標本上並開始進行處理。 這可藉由取得該標本視域的影像並予顯示於-觸控螢幕監 201215922 視器上所達成。該顯示器具有「 曰 ^現％性」且連續性，意思 是該相機之視域内的任何變化都將會顯示在該觸控螢以 視…這種觸控登幕顯示器之一範例可如…所示： 在忒監視器上，一圖形覆疊是表示該 林赖| Λ田射先束將會初始地 才里擊到該標本的位置。該監視器亦 Μ ΜΗ不表不一加工路徑 的圖形覆疊，而該雷射光束將會後續地沿其所導引以撞擊 到該標本。欲改變該雷射光束將撞擊到該標本的位置使 用者可碰觸該螢幕並且跨於該螢幕 , 拖曳手指。該控制器 偵測使用者手指在螢幕上的移動，缺 ^…、後相對於該相機的視 域導引該移動階台移動該標本，蕤 I藉以令该標本在該觸控螢 幕上的影像看似該使用者宛若移動該影像本身，而不是在 該視域内重新定位該樣品。 圖2a及2b說明如何利用本發明 +知明以選定新的雷射處理起 始點》假設該使用者想要改變圖2 M ^ r ^射處理的起始點， s亥使用者可在該標本影像上的任一 41 慝娅觸該螢幕為開始。 當該使用者在該螢幕上拖曳手沪拄—舰_ 戈于心時，該觸控螢幕介面偵測 使用者手指在該螢幕上的移動，n> 忠|町杪動，同時在該光學顯微鏡的視 域下導引該等移動階台以實體祕软氣—丄 « A頁體地移動該標本，藉此改變在 該監視器上所檢視的影像。#由適當程式設定該控制号， 碰觸該螯幕並且跨於該榮幕上拖突手指將會使得該螢幕上 的影像資料看似宛如由該手雜晰ώ — 发于葙所拖复。實際上該控制器正 導引該等移’動階台以在該相避沾丨目U〜α 1 发^ ^的視域内移動該標本，藉以 模擬右3亥使用者以手移動該持士 , 夕^ ^ ^本’而非在觸控螢幕上拖曳 手指，將會出現的移動方式。园，k & -丄 々式圖2b顯示在使用者輸入之後 201215922 的觸控螢幕’其中顯示該影像資料相關於顯示該雷射光束 撞擊點之螢幕上圖形覆疊的移動。 該控制器可經程式設定以回應於使用者觸控螢幕輸入 而k供許多不同選項。S亥控制器可移動該等移動階台以令

該影像資料能夠相較於來自該螢幕的移動輸入而移動更Z 或更少。如此可提供加速標本移動或令其對微小移動較於 敏感的效果以利進行微調作業。該控制器亦可解譯一些關 聯於Z㈣動的移動’其中當在該瑩幕上朝上或朝下移動 手指時會在該視域内朝上或朝下移動該標本，故而可將該 標本移入或移出焦點。其他移動則可視需要予以程式設^ 俾依3D方式移動該標本。或另者’該控制器可經程式設定 以回應於使用者觸控螢幕輸入而移動指以是其他的蟹幕 圖形。❹’在此模式下’該使用者可藉由碰觸該螢幕並 ::動表示該雷射光束之位置的圖形裝置以移動該雷射光束 ^撞擊到該標本的點處。然後該控制器可導引該等移動 h ^藉以相對於該雷射光束移動該 處進行撞擊。 早？其在選疋位置 將觸控螢幕介面、控制器和移動階台增置於一經配備 進r Ϊ:理系統的光學顯微鏡可讓使用者能夠與觸控螢幕 是:，並且令其等顯似能夠直接地操縱標本。這主要 土；兩項理由。第—是該標本可為嵌 理的特定環境中。“& 丁於供以進仃處 於像a ϋ $ + & > 、处理系統有時要求該標本須為嵌封 造成：7 U的惰性氣體大氣裡以利處理，然如此會 成難以直接地操縱該標 ^ 此汁右疋利用複雜的移動 8 201215922 階台來移動該部份’則有可能必須要協調兩個或更多致動 器/階台/編碼器單元的移動方可在位置上獲得所欲變化。而 增置經適當程式設定的觸控螢幕介面可將所有這些移動降 咸簡易的螢幕碰觸。提供具有本揭所述改良結果的雷射 處理系統將能獲以更易於操作該系統並提高系統產通量。 【實施方式】 本發明提供—種經整合於一雷射處理系統内之光學顯 微鏡的觸控螢幕介面。圖i顯示本發明的—項具體實施例。 此具體實施例含有—標本1G，以及—具有雷射光束μ的雷 射η。該雷射光束14係經由一光學顯微鏡16而導引至該 標本10。該光學顯微鏡16為—示範性光學裝置，此者合併 該雷射12的光軸和該相機視域2〇以讓該相機18能夠成像 該標本iG中以該視域2G之内的局部。亦可利用其他的 光學裝置，例如半鑛銀映鐘丨失+ 賴^禾于圖不），以合併該雷射光束 Μ和該相機視域20。此外，該系統可經建構而使得該相機 視域20和該雷射光束14並非位在相同的光軸上，且因而 需要額外的個別光學裝置(未予圖示)來導引該雷射光束Μ 及該相機視域20。在此情況下，該控制器22可計算出該相 機視域2〇與該雷射光束14之間的實際位移值，並且將此 位移值施用於後續的計算作業。 5亥相機1 8係經連接於一控制考9 〇 ^ 制為22,此控制器導引該相 機以取得影像資料並且將其傳送至該 仏制态22。該控制器 Μ可在該觸控螢幕監視器24上顯示來自於該相機Μ的影 9 201215922 像資料。該相機18通常是一種視訊類型的相機，並且能夠 連續地，或是按照足夠地高而可顯似為連續的訊框速率， 取得影像資料。該控制器22亦為連接於多個移動階台26， 該等可相對於該雷射光束14和該相機視域2〇以移動該標 本10。本具體實施例雖顯示該標本1〇是由該等移動階台 %所載荷，然該系統亦可相對於該標本1〇移動該雷射光束 14和該相機視域20，或是藉由令該等移動階台彼此接附（未 予圖示）以將此移動劃分於該等構件之間。本發明的具體實 施例可按達三個維度（X、Y和z)以及繞於三條軸線種 旋轉（rho、phi和theta)來改變該標本1〇相對於該雷射光束 14和該相機視域20的位置，藉以讓該系統能夠將該雷射光 束1 4施用於s亥標本1 〇上的任何所欲局部。 在本發明之一具體實施例裡，該雷射光束14是用以自 該標本10燒蝕材料以供檢視所燒蝕的材料。一般說來，使 用者會希望選定該標本10的其一或多個特定局部以進行^ 蝕而供檢視。例如，該標本10可為由一種以上的材料所: 成，並且使用者意欲僅研究該等材料的其中一 '、 石。§亥使用 者可利用該標本10中落屬顯示在該觸控螢幕24上之相機 視域20内的影像，俾藉由碰觸該觸控螢幕24以將該雷射 光束14定位於該標本10上，並藉以導引該控制器^來命 令該等移動階台26相對於該雷射光| 14和該相機視域二 以移動該標本10。此項程序可如圖2a及2b所示。圖u辱 示本發明之一具體實施例，該者具有顯示一標本32之景^ 的觸控螢幕顯示器30。在該觸控螢幕顯示器3〇上，經:聶 201215922 於該標本32之影像上者為表示，當該雷射係經導引以發射 雷射光束時’該雷射光束14將會撞擊到該標本上之點處34 的覆疊圖形。圖2b顯示該使用者是如何改變該雷射光束將 會撞擊到該標本10的點處34。在圖2b裡該使用者於38處 碰觸該榮幕，並且跨於該螢幕上沿著箭頭所表示的路徑將 手指拖良至40處。這會使得該控制器22導引該等移動階 台26以在該相機視域2〇内移動該標本1〇而導致該標本32 的影像在該觸控螢幕顯示器3〇上改變，藉此移動該雷射將 會撞擊到該標本1 〇的點處3 4。 此時，該使用者通常會導引該雷射以發射光束14並且 k餘材料。注意到此項移動可經程式設定以將該使用者手 指在該螢幕38、40上的移動轉化成該標本1()與該相機視 域20之間精確匹配的移動關係，故而讓該使用者能夠依照 對一對應性將該標本10與該相機視域2〇之間的關係， 並因此該標纟32在該觸控螢幕顯示胃3〇 ±之所顯示影像 的位置，改變成該使用者手指在該螢幕38、4()上的移動。 在其他具體實施例裡，㈣統係經程式設定以放大或縮小 該螢幕38、40上的使用者輸入手指移動。在這些情況下， 该標本10與該相機視域2〇之間的關係可為程式設定以八 :標本32在該觸控螢幕顯示器％上的影像移動較該制 的手指移動38' 40為更快或更慢，藉此誇大輸入動作以 =較大標本區域上加速移動或是降低輸入動作以改善精 30的使用者輸入導引 按此方式回應於來自該觸控螢幕 201215922 該等移動階台26會要求該控制 J益22須將该專輸入使用者 〒令，像是藉由將手指自螢幕座# 及知的點處38拖曳至點處40 所產生者，轉換成適用於該等移動階台的輸出命令。這可 能會牽涉到在該等移動階台的多 仏 夕條釉線間分割該移動動 乍。例如’若該標本10係經固持於—對χ、γ階台 該螢幕3 0上的對角移動給Α科 、 對於該等移動階台26之土 換成 乏入及Υ軸兩者的輸出命令， 生對應於該觸控螢幕3〇上之對角使 斟&孩# s — 用者叩令輸入的標本10 :角移動。另1例為若該標本具有三維表面細節。在此 清況下，當移動至待予成像的新區域 或甚略微地改變，則嗜相嬙,# 435 I 右忒私本的南度 亥相機在該標本上的視域移動都可心 會使得該光學顯微鏡離出隹 T ^ _ 出焦點。故而該控制器22必須^ 表示該系統需要進杆番如_取壯， 生 “ 進仃重新聚焦的輸出命令。重新聚隹可葬 由令以該顯微鏡1 6内的弒毹咖△必a ' J ^ 内的移動階台移動光學構 地移動該標本10，或是鈿μ + π L 月上次朝下 a '朝上或朝下地移動該顯微鏡16，十 疋該等動作的一此植人（去名 或 —組〇 (未予圖不），所達成。 圖3顯示本發明的進一步具體 幕顯示器41顯示一俨太^ A 八中觸控螢

颅不軚本42的影像。在該標本U 顯不出多條示範性的加工路徑44、46、48， Γ曰 示雷射將會被導引而$沾^ -專路傻疋表 S被令引而至俾自該標本上燒蝕材 置。在此顯示出_點陳# 4 重位 點陣樣式44、一點處集紐 路徑48。這些示範性加工路徑44、46、48=—住意 計，並且是利用圖并:鈐 疋使用者所設 的-傻W (未予圖示）以予關聯於師本 的衫像。s亥4加工路徑斑 b本 路仏與圖2a及2b内所標註之點處間的差 12 201215922 別是在於這些樣式為關聯於該標本上的位置，並且當該使 用者利用此觸控螢幕42移動該標本42的影像時，^等加 工路徑44、46、48會連同於該標本的影像而移動，這表示 無論在該視域裡究於何處移動該標本，該雷射都將自該標 本上的相同位置燒蝕材料。 圖4顯不本發明的另一項具體實施例。本具體實施例 係經配備以一具有較大視域52的第二相機5〇,該視域係經 顯示在具有觸控螢幕的第二監視器54上。該觸控螢幕監視 器54係與该控制器22相通訊以供輸入既經轉換且可致令 "亥移動階台26移動的命令。該高解析度相機〖8會繼續經 由該顯微鏡16以檢視該標本1〇的高解析度視像。在本具 體貫施例裡，可利用該大視域相機5〇和該觸控螢幕監視器 54以相對於該雷射處理系統移動該標本，同時利用該小视 域（高解析度）相機18及該監視器24以供檢視該標本。在操 作上’該系統可具備一個或兩個觸控螢幕介面，或是將該 等顯示器合併於單一台監視器上。 現已揭示本發明主題項目，然應可瞭解經閱覽本教示 將即能顯知可進行本發明的眾多修改、替換和變化。故應 知曉確可按除在此所特定描述者以外的方式實作本發明， 同蚪在其廣度與範疇上僅應受限於後載申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 圖1顯示觸控螢幕雷射處理系統的圖式； 圖2a顯示具有影像及圖形之觸控螢幕的圖式； 201215922 控螢幕的圖式 螢幕的圖式； 圖2 b顯示具有經移動影像及圖形之觸 圖3顯示具有影像及加工路徑之觸控 及 圖4顯示具有額外視域相機之觸控螢幕雷射處理系統 的圖式。 【主要元件符號說明】 10 標本 12 雷射 14 雷射光束 16 光學顯微鏡 18 相機 20 相機視域 22 控制器 24 觸控螢幕監視器 26 移動階台 30 觸控螢幕顯示器 32 標本 34 點處 38 螢幕 40 螢幕 41 觸控螢幕顯示器 42 標本 44 點陣樣式 201215922 46 點 處 集組 48 任 意 路徑 50 第 二 相機 52 較 大 視域 54 觸 控 螢幕監視器 15

Claims (1)

1. 201215922 七、申請專利範圍： 1.一種具有待予處理之標本的雷射處理系統，其中 含： ' 一控制器； -第-相機’此者具有第一視域並可運作連接於該押 制器； I -觸控螢幕使用者介面，此者可運作以輸入使用者命 令，並且運作連接於該控制器以顯示來自該第一相機 像； 多個移動階台，該等移動階台可運作連接於該控制器 並且改變該標本與該第一視域之間的關係； 。 該控制器可運作以接受來自該觸控勞幕使用者介面的 輸入使用者命令，將該等使用者命令轉換成輸出命令並 且將該等輸出命令傳通至該等移動階台； 其中，回應於該等輸出命令，該等移動階台按照該等 輸入使用纟命令以改變該第—視域與該標本之間的關係。 2.如申請專利範圍第丨項所述之雷射處理系統，其中該 雷射處理系統為雷射燒蝕感應耦接之電漿質團頻譜儀、雷 射燒蝕感應耦接之電漿發射頻譜儀或是矩陣辅助之雷射解 吸離子飛行時間頻譜儀的其中一者。 3·如申請專利範圍第丨項所述之雷射處理系統其中該 第一相機利用一光學顯微鏡以成像該標本。 ^ 4.如申請專利範圍第1項所述之雷射處理系統，其中該 系虎具有一第二相機，此者可運作連接於該控制器以供成 16 201215922 像一大於該第一視域的第二視域。 5. —種用以控制具有標本之雷射處理系統的方法，其中 包含： 〃 ，供一控制器，此者具有輸入及輸出命令； 提供一第一相機，此者具有第一視域並可運作連接於 該控制器； ' 提供-觸控螢幕使用者介面，此者可運作以輸入使用 者中令並且運作連接於該控制器； 提供多個移動階台，該等移動階台可運作連接於該控 制益並且改變該標本與該第一視域之間的關係； 〃自該觸控螢幕使用者介面輸入使用者命令，並且將該 等輸入使用者命令傳通至該控制器而作為輸入命令； 藉由該控制器以將該等輸入命令轉換成該編命 令，並且將該等輸出命令傳通至該等移動階台； 其中’回應於該等輸出命令，該等移動階台按照該等 輸入使用者命令以改變續當<__ 40 1-¾ ijb j-j- 叹釔忒弟視域與该標本之間的關係， 並且藉此控制該雷射處理系統。 6.如申請專利範圍第4項所述之方法，其t該雷射處理 系統為雷射燒蝕感應耦接之電漿質團頻譜儀、雷射燒蝕感 應搞接之電Ε發射頻譜儀或是矩陣辅助之雷射解吸離子飛 行時間頻譜儀的其中一者。 7·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第—相機 利用一光學顯微鏡以成像該標本。 8.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中供置有 17 201215922 運作連接於該控制器的第二相機，此者可供成像一大於該 第一視域的第二視域。 八、圖式： (如次頁） 18