[发明专利]一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置及其扫描方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动平移台自动控制和电动平移台扫描领域。

背景技术

随着科学的发展，在许多微观领域，如医疗、生物、生命科学、遗传基因学、精密加工、微电子等研究领域，都需要对它们内部进行三维观察与处理。而光学显微术一直以来都被作为研究微观世界的重要课题，它的无破坏性显微观察对各种领域都很重要。近些年来随着激光技术的迅速发展，出现了激光共聚焦扫描显微镜，其自动聚焦的实现是通过共轭焦点技术，使光源、被照物和探测器处在彼此对应的共轭位置上，光源通过系统在样品上得到的会聚焦点与目镜的焦点相重合，形成共焦成像。如果观测样本被荧光标记了某种特异性物质在激发光条件下扫描，可以共焦成像。

共聚焦扫描显微镜在平面扫描样本时，确定最佳焦平面位置一般是通过人眼的经验知识，受主观因素影响多，缺乏客观标准。在观察生物或细胞显微标本时，有时候需要对某一微小区域进行观察，在这种结构复杂、变化微小的情况下显然人为操作是不够精确的。但是如果在观察显微标本的其中一小部分区域之前能够先通过人眼经验确定大概位置，再通过显微镜电动平移台的自动机械扫描来观察，将期望提高扫描位置的精确性。

发明内容

本发明为了解决显微镜在平面上进行扫描样本时，传统的人为操作无法完成局部扫描区域内精确定位的问题，提供了一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置及其扫描方法。

一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置，它包括：上位计算机和显微镜电动平移台；它还包括控制系统，控制系统与上位计算机通过RS232串行通讯接口进行连接，控制系统的控制信号输出端与显微镜电动平移台的移动信号输入端连接；

所述上位计算机内嵌入有控制模块，该控制模块包括：

用于将上位计算机的控制命令发送给控制系统的控制命令发送模块；

用于对控制系统发送的应答信息进行接收的应答信息接收模块；

用于对显微镜电动平移台的扫描参数进行设置的扫描参数设置模块；

用于输入扫描原点（X1，Y1）的扫描原点输入模块；

用于输入扫描原点对顶角坐标（X2，Y2）从而确定扫描区域大小的扫描区域设置模块。

上位计算机的控制模块还包括：

用于根据扫描区域获得Y轴方向采样点数y，并判断该采样点数y为奇数还是偶数的Y轴采样点数奇偶判断模块；

用于根据Y轴采样点数奇偶判断模块的判断结果，确定扫描总次数的扫描次数确定模块；

用于对循环扫描模块进行矩形区域扫描时的循环扫描次数进行计算的循环扫描次数计算模块；

用于根据循环扫描次数计算模块获得的扫描次数和扫描次数确定模块获得的扫描总次数控制扫描的扫描控制模块；

用于对完成矩形区域扫描所花费的时间进行显示的时间显示模块。

所述控制系统内嵌入有控制模块，该控制模块包括：

用于对上位计算机发送的控制命令进行接收的控制命令接收模块；

用于将控制系统的应答信息发送给上位计算机的应答信息发送模块；

用于将显微镜电动平移台进行左右移动的X轴方向步进模块；

用于将显微镜电动平移台进行向前移动的Y轴方向步进模块；

用于将显微镜电动平移台返回初始位置的返回初始位置模块。

控制系统的控制模块还包括：

用于对扫描原点和扫描原点对顶角坐标进行存储的坐标存储模块；

用于对显微镜电动平移台所在坐标进行显示的坐标显示模块。

一种基于自动控制电动平移台的平面二维矩形扫描装置的扫描方法，是由以下步骤实现的：

步骤一、根据扫描区域的位置确定并输入扫描原点（X1,Y1），输入扫描原点对顶角坐标（X2，Y2）从而确定扫描区域大小；并将显微镜电动平移台放置在扫描原点上；

步骤二、在显微镜电动平移台对矩形区域进行扫描之前，Y轴采样点数奇偶判断模块对Y轴方向采集点数y为奇数还是偶数进行判断，循环扫描次数计算模块根据采集点数y的奇偶性计算循环扫描次数；

步骤三、显微镜电动平移台沿X轴方向向右移动到X_R处，在移动过程中其中，i为显微镜电动平移台沿X轴移动的步数，初始值为1，x为X轴上的采样点数；

步骤四、通过位置坐标定位模块判断X_R是否等于X₂，是，显微镜电动平移台停止移动后执行步骤五；否，令i=i+1，返回执行步骤三；

步骤五、显微镜电动平移台4沿Y轴方向向上移动一个步长；