[发明专利]微液滴芯片沟道定位装置及方法

权利要求书

1.一种微液滴芯片沟道定位装置，其特征在于，包括：

芯片装卡单元，用于装设微液滴芯片(10)，微液滴芯片(10)上构造有沟道(11)，其水平位置由水平驱动电机(12)调整；

光学单元，用于将激光光路与可见光成像光路重合共轴，其包括物镜(20)，物镜(20)上连接有电荷耦合器件(21)，物镜(20)的垂直位置由垂直驱动电机(22)调整；

激光发射源(30)，其发出的激光经由物镜(20)射至微液滴芯片(10)上形成激光光路；

白光源(40)，与物镜(20)正对设置，其发出的可见光经由微液滴芯片(10)、物镜(20)射至电荷耦合器件(21)上形成可见光成像光路；

控制单元(50)，与电荷耦合器件(21)通讯连接，以对电荷耦合器件(21)获取的图像进行计算分析得到调整值，并依据调整值控制水平驱动电机(12)和/或垂直驱动电机(22)运转。

2.一种应用权利要求1所述的微液滴芯片沟道定位装置进行微液滴芯片沟道定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

位置初始化步骤，控制垂直驱动电机(22)运转驱动物镜(20)沿垂直方向靠近微液滴芯片(10)运动至第一高度位置；

沟道水平搜索步骤，控制水平驱动电机(12)运转驱动微液滴芯片(10)沿水平方向由物镜(20)的第一侧运动至第二侧，并获取微液滴芯片(10)在水平不同位置的第一图像，分析获取的第一图像的第一图像灰度总和，控制水平驱动电机(12)运转驱动微液滴芯片(10)运动至第一图像灰度总和的最大值所对应的微液滴芯片(10)的水平位置；

物镜聚焦步骤，控制垂直驱动电机(22)运转驱动物镜(20)沿垂直方向靠近微液滴芯片(10)由第一高度位置运动至第二高度位置，并获取微液滴芯片(10)在垂直不同位置的第二图像，分析获取的第二图像的第二图像灰度总和，控制垂直驱动电机(22)运转驱动物镜(20)运动至第二图像灰度总和的最大值所对应的物镜(20)的垂直位置；

沟道水平位置精调步骤，识别与第二图像灰度总和的最大值相对应的第二图像中的沟道实时位置，与沟道目标位置比较得水平调整值，依据水平调整值控制水平驱动电机(12)运转驱动微液滴芯片(10)水平运动。

3.根据权利要求2所述的微液滴芯片沟道定位方法，其特征在于，

第一图像的灰度采用自适应阈值分割处理获得，和/或，第二图像的灰度采用灰度方差乘积函数获得。

4.根据权利要求2所述的微液滴芯片沟道定位方法，其特征在于，

在物镜聚焦步骤中，第二图像灰度总和在物镜(20)由第一高度位置运动至第二高度位置过程中先增大后减小。

5.根据权利要求2所述的微液滴芯片沟道定位方法，其特征在于，

沟道目标位置通过微液滴荧光激发试验标定获得。

6.根据权利要求2所述的微液滴芯片沟道定位方法，其特征在于，

沟道实时位置采用如下方法获得：

对第二图像进行自适应阈值分割处理，获得对应于第二图像的第三图像；

确定第三图像中的沟道的边缘水平位置。

7.根据权利要求6所述的微液滴芯片沟道定位方法，其特征在于，

第三图像中的沟道的边缘水平位置采用如下方法获得：

统计第三图像中每一列像素灰度和，获取像素灰度和超过预设阈值的列对应的水平位置，根据沟道(11)实际宽度所对应的像素宽度，获得对应于沟道(11)边缘的实际水平位置，计算获得像素偏移修正量，像素偏移修正量即为水平调整值。

8.根据权利要求7所述的微液滴芯片沟道定位方法，其特征在于，

统计第三图像中每一列像素灰度和之后形成二值图像每一列像素灰度和分布直方图。