一种全自动智能显微镜的制作方法
1.本实用新型涉及显微镜的技术领域，具体涉及一种全自动智能显微镜。
背景技术：
2.显微镜作为医疗、生化、教育和检测等行业的基础设备，广泛应用于生物医学、制药、科研检测等领域。随着社会和技术的进步，传统显微镜在许多领域已不能满足应用需求，尤其在网络、图像处理和人工智能技术广泛应用的背景下，研发具有智能化、基于互联网远程控制和集图像处理功能于一身的显微工作站的需求越来越迫切。
3.现有的智能显微镜大多只能自动调节物镜或载物台，但是在生物医学领域，如细胞等样本往往需要在特定光线下才能进行准确的观测，这就导致现有的智能显微镜功能有限，无法满足实际的使用需求。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的是提供一种能够精确调整光线状态以实现对细胞等样本更为准确的观测的全自动智能显微镜。
5.为解决上述问题，本实用新型提供一种全自动智能显微镜，包括基座以及：
6.位于基座上部的调光模组，包括调光驱动件、改相驱动件以及从上向下依次设置的光源、改相板和光圈，所述调光驱动件用于调节光圈大小，所述改相板设有若干相差环片，所述改相驱动件用于带动所述改相板以使得任一相差环片与所述光圈相对；
7.位于基座下部的物镜模组，包括物镜台和调镜驱动件，所述物镜台上设有若干物镜，所述调镜驱动件用于调节所述物镜台的位置以使得任一物镜正对所述光圈；
8.位于基座中部的载物模组，包括载物台和滑移驱动组件，所述滑移驱动组件用于带动所述载物台在所述光圈和物镜之间移动。
9.上述方案通过载物模组的设置实现了对载物台上的样本位置的自动调节，通过物镜模组的设置实现了对物镜的自动切换，进而通过调光模组的设置，使得光圈在调光驱动件的作用下能够自动调整至所需的状态，同时通过改相驱动件对改相板的带动作用，使得相应的相差环片能够进入光源和光圈之间，实现对光线的改相，从而有效改善了对细胞的样本的观察效果，提供了清晰的观察图像。
10.作为优选的，所述基座的上部设有罩盒，所述光源和光圈分别安装于所述罩盒的上部和下部，所述改相板沿横向滑动连接于所述罩盒的中部，所述改相驱动件用于带动所述改相板滑移。罩盒的设置能够起到对光源、光圈、改相板的支撑与防护作用。
11.作为优选的，所述改相驱动件包括改相齿轮和用于驱动改相齿轮旋转的改相电机，所述改相板的侧面设有齿条，所述齿条与所述改相齿轮相啮合，从而在改相驱动件的带动下实现对改相板位置的精确控制与调节，运行稳定且结构紧凑。
12.作为优选的，所述罩盒的下侧面设有透光孔，所述光圈转动连接于所述罩盒内，调光驱动件为电机并用于带动所述光圈转动，从而实现光圈大小的自动化调节。
13.作为优选的，所述调光模组还包括均安装于罩盒的光测传感器和相测传感器，所述光测传感器用于检测所述光圈的转动角度，所述相测传感器用于检测所述改相板的位置，从而根据光测传感器和相测传感器的反馈信号实现对光圈和改相板的状态的实时监测。
14.作为优选的，所述物镜台和调镜驱动件均倾斜设置，所述物镜台的上侧设有若干呈圆周状分布的物镜插槽，所述调镜驱动件为电机并用于驱动所述物镜台的旋转，从而实现对不同物镜的快速切换。
15.作为优选的，所述物镜模组还包括支撑架和升降驱动件，所述调镜驱动件安装于所述支撑架，所述物镜台转动连接于所述支撑架，所述升降驱动件沿竖向安装于所述基座的下部并用于带动支撑架升降，从而便于自动对焦。
16.作为优选的，所述物镜模组还包括至少两个沿竖向分布的测高传感器，所述支撑架的侧面设有触发部，所述测高传感器用于检测所述触发部的位置，从而避免物镜台的位置超出行程导致物镜被磕碰损伤。
17.作为优选的，所述滑移驱动组件包括第一驱动件、第二驱动件、沿前后方向设置于基座中部的第一滑轨、滑动连接于所述第一滑轨的滑台和沿左右方向设置于滑台上的第二滑轨，所述载物台滑动连接于所述第二滑轨，所述第一驱动件驱动所述滑台相对第一滑轨的滑移，所述第二驱动件驱动所述载物台相对第二滑轨的滑移，从而实现对载物台的稳定且精确的位置调节。
18.本实用新型还提供一种全自动智能显微镜的图像处理方法，应用如上所述的全自动智能显微镜，基座的上部设有朝向载物台设置的相机，具体包含如下步骤：
19.s1.将目标物放置到载物台，由滑移驱动组件驱动载物台平移若干距离，在载物台的移动过程中相机按预设频次连续拍摄得到多张图像；
20.s2.相机将所得的多张图像传送至上位机，上位机对每张图像均进行分析，对每张图像的具体分析过程如下：
21.设sobel卷积核为g
x
，gy，基于sobel算子得到：
22.gx＝g(x-1，y+1)+2g(x，y+1)+g(x+1，y+1)-g(x-1，y-1)-2g(x，y-1)-g(x+1，y-1)
23.gy＝g(x+1，y-1)+2g(x+1，y)+g(x+1，y+1)-g(x-1，y-1)-2g(x-1，y)-g(x-1，y+1)
24.相应的算子矩阵：
[0025][0026]
则图像i在点(x，y)处的灰度梯度为：
[0027][0028]
定义图像i的tenengrad值为：
[0029][0030]
s3.取tenengrad值最大的图像作为最终图像。
附图说明
[0031]
图1为一种全自动智能显微镜的左侧的示意图；
[0032]
图2为一种全自动智能显微镜的右侧的示意图；
[0033]
图3为一种全自动智能显微镜的调光模组的示意图(隐去了罩盒)；
[0034]
图4为一种全自动智能显微镜的左视图；
[0035]
图5为沿图4中a-a剖面线的剖视示意图；
[0036]
图6为沿图4中b-b剖面线的剖视示意图；
[0037]
图7为沿图4中c-c剖面线的剖视示意图；
[0038]
图8为一种全自动智能显微镜的右视图；
[0039]
图9为沿图8中d-d剖面线的剖视示意图。
[0040]
附图标记说明，
[0041]
110、光源；120、改相板；121、相差环片；122、齿条；130、光圈；131、轮齿；132、磁性触发件；133、拨杆；140、调光驱动件；141、传动齿轮；150、改相驱动件；151、改相齿轮；160、光测传感器；170、相测传感器；
[0042]
210、物镜台；211、物镜插槽；220、调镜驱动件；230、支撑架；231、触发部；240、升降驱动件；250、测高传感器；
[0043]
310、载物台；311、通槽；312、凹槽；321、第一驱动件；322、第二驱动件；323、第一滑轨；324、第二滑轨；325、滑台；
[0044]
410、罩盒；411、透光孔；412、滑槽。
具体实施方式
[0045]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0046]
实施例1
[0047]
请参阅图1-图9，本实用新型的实施例1提供的一种全自动智能显微镜，包括基座以及：
[0048]
位于基座上部的调光模组，包括调光驱动件140、改相驱动件150以及从上向下依次设置的光源110、改相板120和光圈130，调光驱动件140用于调节光圈130大小，改相板120
设有若干相差环片121，改相驱动件150用于带动改相板120以使得任一相差环片121与光圈130相对；
[0049]
位于基座下部的物镜模组，包括物镜台210和调镜驱动件220，物镜台210上设有若干物镜，调镜驱动件220用于调节物镜台210的位置以使得任一物镜朝向光圈130；
[0050]
位于基座中部的载物模组，包括载物台310和滑移驱动组件，滑移驱动组件用于带动载物台310移动至光圈130和物镜之间。
[0051]
上述方案由于载物模组的设置，通过滑移驱动组件实现了对载物台310上的样本位置的自动调节；由于物镜模组的设置，通过调镜驱动件220实现了对物镜的自动切换，进而通过调光模组的设置，使得光圈130在调光驱动件140的作用下能够自动调整至所需的状态，同时通过改相驱动件150对改相板120的带动作用，使得相应的相差环片121能够进入光源110和光圈130之间，实现对光线的改相，从而有效改善了对细胞类样本的观察效果，提供了清晰的观察图像。
[0052]
在本实施例中，基座的上部设有罩盒410，光源110和光圈130分别安装于罩盒410的上部和下部。罩盒410的下侧面设有透光孔411，光圈130转动连接于罩盒410内，且光圈130的外侧面设有沿周向设置的轮齿131。调光驱动件140为电机，调光驱动件140固定安装于罩盒4内，调光驱动件140的输出轴设有传动齿轮141，传动齿轮141与光圈130的轮齿131相啮合以带动光圈130转动，从而实现光圈130大小的自动化调节。应当理解，调光驱动件140也可以通过其他常见形式实现对光圈130的带动，例如同步带传动，本设计对此不做限定。
[0053]
进一步的，罩盒410的下部的侧面设有沿横向设置的开口，光圈130的侧面连接有拨杆133，拨杆133的一端穿过开口直至罩盒410的外部，从而一方面便于用户通过拨杆133观察光圈130的转动角度，另一方面调光驱动件140停用时，用户可以直接手动拨动拨杆133实现光圈130大小的调节。
[0054]
罩盒410的中部的侧面设有沿横向设置的滑槽412，改相板120沿横向滑动连接于滑槽412；多个相差环片121呈直线排布，改相驱动件150用于带动改相板120滑移以使得任一相差环片121能够移动至正对光圈130的位置。在本实施例中，改相驱动件150包括改相齿轮151和用于驱动改相齿轮151旋转的改相电机，改相电机固定安装于罩盒410内，改相板120的侧面设有齿条122，齿条122与改相齿轮151相啮合，从而在改相驱动件150的带动下实现对改相板120位置的精确控制与调节，运行稳定且结构紧凑。应当理解，改相驱动件150对改相板120的带动方式也可以是其他形式，例如在其他实施例中，改相驱动件150为气缸或电缸，同样能实现对改相板120的位置调节作用；或者改相驱动件150为电机，而相差环片121呈圆周状分布于改相板120，改相驱动件150通过同步带带动改相板120的转动以使得任一相差环片121能够移动至正对光圈130的位置。
[0055]
作为对上述实施例的进一步优化，调光模组还包括均安装于罩盒410的光测传感器160和相测传感器170，光测传感器160和相测传感器170的类型均为霍尔传感器，光圈130的侧壁和改相板120的侧壁均设有磁性触发件132，光测传感器160朝向光圈130的侧壁设置从而能够检测光圈130的转动角度，相测传感器170朝向改相板120的侧壁设置从而能够检测改相板120的位置，进而根据光测传感器160和相测传感器170的反馈信号实现对光圈130和改相板120的状态的实时监测。
[0056]
在本实施例中，物镜台210和调镜驱动件220均倾斜设置，物镜台210的上侧设有五个呈圆周状分布的物镜插槽211，物镜插槽211沿竖向设置，调镜驱动件220为电机并用于驱动物镜台210的旋转，倾斜设置的物镜台210能够避免物镜的干涉问题，从而实现对不同物镜的快速切换。
[0057]
作为对上述实施例的优化，物镜模组还包括支撑架230和升降驱动件240，调镜驱动件220安装于支撑架230，物镜台210转动连接于支撑架230，升降驱动件240优选为沿竖向设置的电缸，升降驱动件240的缸体固定安装于基座的下部，支撑架230连接于升降驱动件240的伸缩杆的端部，从而在升降驱动件240的带动下实现支撑架230升降调节，便于自动对焦。进一步的，物镜模组还包括至少两个沿竖向分布的测高传感器250，测高传感器250优选为光电传感器，支撑架230的侧面设有触发部231，触发部231优选为遮光片，遮光片在支撑架230的带动下在两个测高传感器250之间移动。测高传感器250用于检测触发部231的位置，从而避免物镜台210的位置超出行程导致物镜被磕碰损伤。
[0058]
在本实施例中，滑移驱动组件包括第一驱动件321、第二驱动件322、沿前后方向设置于基座中部的第一滑轨323、滑动连接于第一滑轨323的滑台325和沿左右方向设置于滑台325上的第二滑轨324，载物台310滑动连接于第二滑轨324，第一驱动件321驱动滑台325相对第一滑轨323的滑移，第二驱动件322驱动载物台310相对第二滑轨324的滑移，从而实现对载物台310的稳定且精确的位置调节。第一驱动件321和第二驱动件322的具体类型本设计不做限定，例如可以是丝杠电机副、气缸等。
[0059]
在本实施例中，载物台310的中部设有沿竖向贯穿的通槽311，通槽311的相对侧的槽壁的下部设有凸起，以实现对待观测的细胞培养皿的支撑固定；通槽311的相对侧的槽壁的上部设有贯穿至载物台310的上侧面的凹槽312，凹槽312能够便于操作者对通槽311内的细胞培养皿进行存取。
[0060]
实施例2
[0061]
本实用新型的实施例2提供一种全自动智能显微镜的图像处理方法，应用如上所述的全自动智能显微镜，还包括朝向载物台设置的相机(图中未示出)，具体包含如下步骤：
[0062]
s1.将目标物放置到载物台，由滑移驱动组件驱动载物台平移若干距离，在载物台的移动过程中相机按预设频次连续拍摄得到多张图像；
[0063]
s2.相机将所得的多张图像传送至上位机，上位机对每张图像均进行分析，对每张图像的具体分析过程如下：
[0064]
设sobel卷积核为g
x
，gy，基于sobel算子得到：
[0065]
gx＝g(x-1，y+1)+2g(x，y+1)+g(x+1，y+1)-g(x-1，y-1)-2g(x，y-1)-g(x+1，y-1)
[0066]
gy＝g(x+1，y-1)+2g(x+1，y)+g(x+1，y+1)-g(x-1，y-1)-2g(x-1，y)-g(x-1，y+1)
[0067]
相应的算子矩阵：
[0068][0069]
则图像i在点(x，y)处的灰度梯度为：
[0070][0071]
定义图像i的tenengrad值为：
[0072][0073]
s3.取tenengrad值最大的图像作为最终图像。
[0074]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。对本领域技术人员来说，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种全自动智能显微镜，其特征在于，包括基座以及：位于基座上部的调光模组，包括调光驱动件(140)、改相驱动件(150)以及从上向下依次设置的光源(110)、改相板(120)和光圈(130)，所述调光驱动件(140)用于调节光圈(130)大小，所述改相板(120)设有若干相差环片(121)，所述改相驱动件(150)用于带动所述改相板(120)以使得任一相差环片(121)与所述光圈(130)相对；位于基座下部的物镜模组，包括物镜台(210)和调镜驱动件(220)，所述物镜台(210)上设有若干物镜，所述调镜驱动件(220)用于调节所述物镜台(210)的位置以使得任一物镜正对所述光圈(130)；位于基座中部的载物模组，包括载物台(310)和滑移驱动组件，所述滑移驱动组件用于带动所述载物台(310)在所述光圈(130)和物镜之间移动。2.根据权利要求1所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述基座的上部设有罩盒(410)，所述光源(110)和光圈(130)分别安装于所述罩盒(410)的上部和下部，所述改相板(120)沿横向滑动连接于所述罩盒(410)的中部，所述改相驱动件(150)用于带动所述改相板(120)滑移。3.根据权利要求2所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述改相驱动件(150)包括改相齿轮(151)和用于驱动改相齿轮(151)旋转的改相电机，所述改相板(120)的侧面设有齿条(122)，所述齿条(122)与所述改相齿轮(151)相啮合。4.根据权利要求2所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述罩盒(410)的下侧面设有透光孔(411)，所述光圈(130)转动连接于所述罩盒(410)内，调光驱动件(140)为电机并用于带动所述光圈(130)转动。5.根据权利要求4所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述调光模组还包括均安装于罩盒(410)的光测传感器(160)和相测传感器(170)，所述光测传感器(160)用于检测所述光圈(130)的转动角度，所述相测传感器(170)用于检测所述改相板(120)的位置。6.根据权利要求1所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述物镜台(210)和调镜驱动件(220)均倾斜设置，所述物镜台(210)的上侧设有若干呈圆周状分布的物镜插槽(211)，所述调镜驱动件(220)为电机并用于驱动所述物镜台(210)的旋转。7.根据权利要求1或6所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述物镜模组还包括支撑架(230)和升降驱动件(240)，所述调镜驱动件(220)安装于所述支撑架(230)，所述物镜台(210)转动连接于所述支撑架(230)，所述升降驱动件(240)沿竖向安装于所述基座的下部并用于带动支撑架(230)升降。8.根据权利要求7所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述物镜模组还包括至少两个沿竖向分布的测高传感器(250)，所述支撑架(230)的侧面设有触发部(231)，所述测高传感器(250)用于检测所述触发部(231)的位置。9.根据权利要求1所述的一种全自动智能显微镜，其特征在于，所述滑移驱动组件包括第一驱动件(321)、第二驱动件(322)、沿前后方向设置于基座中部的第一滑轨(323)、滑动连接于所述第一滑轨(323)的滑台(325)和沿左右方向设置于滑台(325)上的第二滑轨(324)，所述载物台(310)滑动连接于所述第二滑轨(324)，所述第一驱动件(321)驱动所述滑台(325)相对第一滑轨(323)的滑移，所述第二驱动件(322)驱动所述载物台(310)相对第二滑轨(324)的滑移。
技术总结
一种全自动智能显微镜，包括基座以及：调光模组，包括调光驱动件、改相驱动件以及从上向下依次设置的光源、改相板和光圈，调光驱动件用于调节光圈大小，改相板设有若干相差环片，改相驱动件用于带动改相板以使得任一相差环片与光圈相对；物镜模组，包括物镜台和调镜驱动件，物镜台上设有若干物镜，调镜驱动件用于调节物镜台的位置以使得任一物镜朝向光圈；载物模组，包括载物台和滑移驱动组件，滑移驱动组件用于带动载物台移动至光圈和物镜之间。上述方案有效改善了对细胞样本的观察效果，提供了清晰的观察图像。供了清晰的观察图像。供了清晰的观察图像。
