[发明专利]一种面向活体显微成像系统的调焦装置和调焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及显微成像系统领域，特别涉及一种面向活体显微成像系统的调焦装置和调焦方法。

背景技术

显微成像系统是生物医学微观领域观测及分析不可缺少的工具。然而传统的显微成像系统，需要先将生物组织从活体切离，再进行封蜡，脱水，固定，染色，切片等一系列样品准备过程，才能获取显微图像。

活体的显微成像系统的光学原理与传统显微镜相同，但样品不需要经过上述封蜡，脱水，固定，染色，切片等复杂准备过程。其技术关键在于如何调节焦点，使其与观测部位重合，以获得清晰的高分辨率图像。活体显微成像系统调焦的难点在于，活体组织和活体显微成像系统的相对位置难以确定，即在显微镜调节焦点时，活体样品难以固定，使得调节焦点的难度大，结果成像模糊。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单且能快速调焦以获得清晰显微图像的一种面向活体显微成像系统的调焦装置。

本发明的又一目的在于：提供一种面向活体显微成像系统的调焦方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向活体显微成像系统的调焦装置，包括外管、内管、显微成像模块、定焦罩、驱动电机，所述驱动电机设置于所述外管上端，所述定焦罩设置于所述外管下端；所述显微成像模块设置于所述内管内部；所述内管设置于所述外管内部，所述内管的上端与所述驱动电机连接，所述驱动电机用于驱动所述内管在所述外管内部上下移动。所述显微成像模块与外部显示装置信号连接。所述外管、内管、显微成像模块、定焦罩及驱动电机呈同轴设置。所述显微成像模块包括物镜、投影透镜和成像装置，所述物镜、投影透镜和成像装置设置于所述内管的内部且自上而下依次排列。所述物镜、投影透镜、成像装置与所述内管同轴。所述物镜、投影透镜和成像装置彼此之间的距离可根据实际应用需求而设计。所述成像装置为CCD探头。所述驱动电机为音圈马达。所述物镜的材质为玻璃或者塑胶。所述投影透镜的材质为玻璃或者塑胶。所述内管与所述外管滑动连接。所述定焦罩为锥形或圆柱形骨架结构，或其他用于固定焦距的结构。所述定焦架罩的高度和直径可根据实际应用需求而设计，使得本发明的调焦装置的焦点基本落在成像区域内。

本发明还包括光源。所述光源为环形光源，所述环形光源设置于所述外管的下端或者所述定焦罩的上端。所述环形光源与所述外管呈同轴设置，或者所述环形光源与所述定焦罩呈同轴设置。所述环形光源为LED光源。所述环形光源也可以为任何白光、单色光源，或者红外光源。

本发明还包括控制键，利用所述控制键手动控制所述驱动电机而完成连续聚焦或者步进聚焦；或者还包括自动对焦软件，利用自动对焦软件自动控制所述驱动电机而完成连续聚焦或者步进聚焦。

本发明提供的一种面向活体显微成像系统的调焦方法，包括以下步骤：

1：利用定焦罩固定显微成像模块与活体样品的相对位置，使得成像模块的焦点与活体样品初步重合；

2：根据显微成像模块的显微图像，利用控制键或者自动对焦软件控制驱动电机带动内管上下移动来调节成像模块的焦点，使得成像模块的焦点与活体样品精确重合，从而获得高分辨率清晰的显微图像。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过定焦罩来固定显微成像模块与活体样品的相对位置，即可使得显微成像模块的焦点与活体样品初步重合。

2、本发明通过电机驱动内管上下移动，即可快速、精确调节显微成像模块的焦点，使其与活体样品精确重合，从而方便地获得清晰的显微图像。

3、本发明通过内管与外管的滑动连接，使得调焦装置结构简单、体积小。

附图说明

图1本发明的调焦装置的结构示意图；

图2本发明的驱动电机的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的一种面向活体的显微成像系统的调焦装置，包括外管6、内管8、显微成像模块、定焦罩5、驱动电机1，所述驱动电机1设置于所述外管6上端，所述定焦罩5设置于所述外管6下端；所述显微成像模块设置于所述内管8内部；所述内管8设置于所述外管6内部，所述内管8的上端与所述驱动电机1连接，所述驱动电机1用于带动所述内管8在所述外管6内部上下移动。

所述外管6、内管8、显微成像模块、定焦罩5及驱动电机1呈同轴设置。

所述显微成像模块包括物镜4、投影透镜3和成像装置2，所述物镜4、投影透镜3和成像装置2在所述内管8的内部自上而下依次排列，所述物镜4、投影透镜3、成像装置2与所述内管8同轴。所述物镜4、投影透镜3和成像装置2彼此之间的距离可根据实际应用需求而设计。