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专利名称：多模式扫描成像系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于显微镜领域，尤其涉及一种提供多模式操作的多模式扫描成像系统。
背景技术：
为了得到物体的图像，常常需要通过移动物体和成像系统来扫描物体。一种常用的方法就是光学显微镜，使组织样品成像来获得诊断分析；然而，图像扫描可以使用在无放大或者有缩小的地方。在显微镜中，当使用传统的单轴显微镜时，分辨率更需要与显微镜视野一起被权衡；然而，必须减小视野来增加分辨率。因此，一个有视野的物镜的显微镜，视野太小以致不能在一个需要的分辨率下成像整个物体。机械化的透镜显微镜载玻片，移动样品的一部分到显微镜的视野中，然后另一部分，来得到样品的图像部分。整个样品的图像，或者所选的超出显微镜视野的部分，这种独立二维的视野的过程被称为合成。而这种扫描是耗时的。另外，合成的过程配合扫描，精确速度的可靠性。合成需要开销和机械化设备都放在台上，例如，从一个位置转化到另一个精确的，快速放置来成像或者对齐的错误的矫正是困难和不可能的。一个错误的来源是用来记录图像的探测器和扫描系统的可见载玻片之间的不同。最近，多模式成像系统发展起来了，采用阵列光学元件。调整显微镜，这个阵列被微型化来形成一个微型显微镜阵列(“显微镜阵列”)。显微镜阵列可以得到全部的显微镜图像，或者一个大的部分，例如20mmX 50mm物体区域，显微镜载玻片为标准的I’’ X3’’。这个可以通过用由一阵列的探测器的阵列光学元件逐行扫描物体来得到。光学元件以一个距离彼此的优选地距离，整个阵列和物体根据其他的移动，因此探测器中图像数据位置上的关系被固定，这个数据因此自动对齐。这提供了消除合成必要的优势。多维成像系统的另一个优势在于速度。整个样品可以在一次扫描中成像，因为系统的视野可以是任意大，无需牺牲分辨率。然而，大量扫描的操作模式仍旧是需要的，在一个给定阵列的维度中，对于一个给定的应用，来覆盖物体的整个区域来在单个的扫描下成像。在复杂的分析中，大量光源的数据经常被结合在一起来形成一个更加完整的图像。例如，在医疗调查中，可见的组织信息被合成在一起。使用荧光显微镜、双光子显微镜或多光子显微镜可以得到后者的信息，来探测化学组成或者生物结构的标记。研究人员必须使用分开的一起来提供不同的成像模式，这使数据收集复杂化了，呈现位置的问题，相关于仪器的数据。在提供给多模式的操作的传统单维显微镜中，例如传递的光线和暗区域的照明，模式选用一般的光学系统，任何一个都不能被单独使用，使位置错误和耗时更难矫正。关于多维成像，当传统制造流程制造的阵列意识到一个单维成像模式，整合大量成像模式的阵列就变得不可行甚至是不可能。因此，对于多模式扫描成像系统来说，需要在大量成像模式的多轴扫描成像方面做出有效的改进。
实用新型内容鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种多模式扫描成像系统。本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现一种多模式扫描成像系统，用于物体成像，包括复数个的沿单一直线方向运动的二维的显微镜阵列，每个显微镜阵列包括用于成像物体的复数个的排列成行的光学元件；一扫描装置设置在所述显微镜阵列和物体之间，作沿所述单一直线方向运动地相对运动；复数个的分别与所述显微镜阵列对应连接的图像传感器，用于捕获代表物体各部分的图像的图像数据；一模式实现系统与所述图像传感器连接，用于结合在所述扫描装置扫描过程中所述图像传感器捕获的图像数据。优选的，上述的多模式扫描成像系统，其中还包括一照明系统，所述显微镜阵列在至少两个不同模式下扫描。优选的，上述的多模式扫描成像系统，其中所述不同模式包括透射照明显微镜，反射光照明显微镜，突光显微镜和双光子显微镜。优选的，上述的多模式扫描成像系统，其中所述扫描装置包括一托盘，所述托盘可拆装地支撑所述显微镜阵列。本实用新型的突出效果为本实用新型的一种多模式扫描成像系统，包括大量的光学元件组和一个扫描装置。每个光学元件组根据相应的成像面放置，以成像物体的每个部分。扫描装置在光学元件组和物体之间作相对的平移，从而扫描整个物体。相应于光学元件组的图像传感器组，用于获得代表物体各部分的图像数据。一种模式实施系统根据一个或多个的成像系统操作模式使图像数据结合。本实用新型实现并简化了在大量成像模式下的多轴扫描成像。以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

图1是本实用新型实施例1的示意图；图2是图1的侧视图；图3是本实用新型实施例2的示意图；图4是图3的侧视图；图5是本实用新型实施例3的示意图；图6是本实用新型实施例4的示意图；图7是本实用新型实施例5的示意图；图8是本实用新型实施例5可选的示意图；图9是本实用新型实施例6的示意图；图10是图9的接收和固定显微镜阵列组件810的方法示意图。
具体实施方式
[0025]实施例1 :如图1和2所示，本实施例的一种多模式扫描成像系统100，包括三个阵列显微镜110，分别为110a、110b、110c，根据成像的显微镜载玻片128依次放置。每个阵列显微镜110设置以用于在显微镜载玻片128的不同部分同时成像。由于通过三个阵列显微镜110扫描，例如根据三个阵列显微镜110在扫描方向S上移动物体，需要扫描整个物体的时间根据三个中的一个来减少。实施例2 如图3和4所不,本实施例的一种多模式扫描成像系统200,包括三个阵列显微镜210，分别为210a、210b、210c，根据成像的物体228依次放置。每个阵列显微镜210设置以用于在物体228的不同部分同时成像。因为物体228通过三个阵列显微镜210扫描，阵列显微镜21使用不用的操作模式来使物体228成像。在本实施例中，阵列显微镜210a通过红色光谱滤光器RF来提供在红色光谱上成像物体228的模式，阵列显微镜210b通过绿色光谱滤光器GF来提供在绿色光谱上成像物体228的模式，阵列显微镜210c通过蓝色光谱滤光器BF来提供在蓝色光谱上成像物体228的模式。三个阵列显微镜210的图像数据结合起来形成一个彩色的图像。通过使用同一显微镜阵列和根据特定阵列调整照明光谱性质，可以得到不同光谱频带下成像的同样功能。实施例3 如图5所不,本实施例的一种多模式扫描成像系统300,包括三个阵列显微镜310,分别为310a、310b、310c，根据成像的物体328在扫描方向“S”上依次放置。物体328可以是一个被固定在一个显微镜载玻片329的组织样品。调整每个阵列显微镜310来提供不同的成像模式。阵列显微镜310a调整到第一焦点深度使阵列显微镜310a的物平面328a在物体的第一深度。相同地，阵列显微镜310b调整到第二焦点深度使阵列显微镜310b的物平面328b在物体的第二深度，阵列显微镜310c也是如此，用来三维成像。实施例4:如图6所不,本实施例的一种多模式扫描成像系统400,包括五个阵列显微镜410,分别是410a、410b、410c、410d、410e，为放在显微镜载玻片429上的生物样品428提供不同的成像模式。显微镜载玻片429在扫描方向“S”上被增强，因此生物样品428依次经过阵列显微镜410。阵列显微镜410a通过透射照明系统430a产生的白色光为生物样品428提供RGB扫描；阵列显微镜410b通过透射照明系统430b产生的光，来根据生物样品428产生的荧光成像；阵列显微镜410c通过由滤光器430c阵列组成的照明系统发出的光的飞秒脉冲，来进行生物样品428的双光子扫描。在经过阵列显微镜410a、410b、410c之后，生物样品428经过阵列显微镜410d，聚焦到第一物平面404d上。最后，生物样品428经过阵列显微镜410e，聚焦到第二物平面404e上。透射照明系统410d和410e用来为阵列显微镜410d和410e透射照明生物样品428。显微镜的照明系统和图像传感器是为显微镜的成像模式定制的。实施例5 如图7所不,本实施例的一种多模式扫描成像系统500a,包括五个阵列显微镜510，分别为510a、510b、510c、510d、510e横向跨越物体528的宽W，沿着物体528的长L，在横向扫描方向SL扫描物体528。为了达到这个目的，阵列显微镜510最好以横向对接方式放置，这样阵列显微镜510可以一次性扫描物体528。如图8所不,是本实施例的一个可选的多模式扫描成像系统500b,其中五个阵列显微镜510在一个横向扫描方向SL用来扫描五个不同的物体529,分别为529a 529e。物体529有各自的宽度W，分别是Wa We，这样显微镜510与物体529的横向尺寸没有横向对接关系。阵列显微镜510由托盘626支撑。实施例6 如图9所示，本实施例的一种多模式扫描成像系统800，包括三个显微镜阵列组件810，分别为8IOb、8IOc、810d。显微镜阵列组件810可以从一大组的显微镜阵列组件810挑选出来，使在多种成像模式中选择成为可能。组件接收托盘826用来接收和固定显微镜阵列组件810，用于插座K中使适合对应的显微镜阵列组件810。比使用的显微镜阵列组件810数量更多的插座K允许扩增。在箭头Al的方向，托盘826在插座Kd中接受显微镜阵列组件810c。扫描可以在根据托盘的任何横向方向进行，也就是，任何扫描方向SI和S2的线性结合。显微镜阵列组件810有标准的大小和形状，这样显微镜阵列组件810就可以被固定并匹配一个所给的应用。显微镜阵列组件810和托盘826包括电子和光学的相互连接组合812b、812c (图中未标示)、812d等等，每个组合通过合适的连接器来调整。显微镜阵列组件810捕捉的图像数据被传送到相互连接组合到计算机。控制显微镜阵列组件810的控制信号在显微镜阵列组件810和计算机之间通过。例如，显微镜阵列组件810用驱动器来调整焦点，控制驱动器的控制和反馈信号在计算机和显微镜阵列组件810之间来回传递。显微镜阵列组件810和托盘826具有互补的配合特征MT，例如图9中的MFl MF3，使显微镜阵列组件810和托盘826可重复安装。例如，如图10所示，显微镜阵列组件810具有的突出与托盘826的凹槽互补配合，一个或多个的MF2用来偏置显微镜阵列组件810来保证突出和凹槽的匹配。例如MFl的突出和相应的例如MF3的凹槽可以用来指导显微镜阵列组件810进入插座，突出停止在较深的凹槽中例如MF4，最后匹配显微镜阵列组件810到托盘上。每个显微镜阵列组件810都可以自给自足，完整的成像系统包括一个成像的光学系统，一个传感系统和一个照明系统，其中上述系统分别用于获得特定的成像模式。例如，光学系统，传感系统和照明系统可以在三个各不相同的模式中提供。然后，成像模式将采用大量的传感系统和大量的照明系统来提供大量的系统可能的结合。本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种多模式扫描成像系统，用于物体成像，其特征在于包括复数个的离散的沿单一直线方向运动的二维的显微镜阵列，每个显微镜阵列包括用于成像物体的复数个的排列成行的光学元件；一扫描装置设置在所述显微镜阵列和物体之间，作沿所述单一直线方向运动地相对运动；复数个的分别与所述显微镜阵列对应连接的图像传感器，用于捕获代表物体各部分的图像的图像数据；一模式实现系统与所述图像传感器连接，用于结合在所述扫描装置扫描过程中所述图像传感器捕获的图像数据。
2.根据权利要求1所述的多模式扫描成像系统，其特征在于还包括一照明系统，所述显微镜阵列在至少两个不同模式下扫描。
3.根据权利要求2所述的多模式扫描成像系统，其特征在于所述不同模式包括透射照明显微镜，反射光照明显微镜，突光显微镜和双光子显微镜。
4.根据权利要求1所述的多模式扫描成像系统，其特征在于所述扫描装置包括一托盘，所述托盘可拆装地支撑所述显微镜阵列。
专利摘要本实用新型揭示了一种多模式扫描成像系统，用于物体成像，包括复数个的离散的沿单一直线方向运动的二维的显微镜阵列，每个显微镜阵列包括用于成像物体的复数个的排列成行的光学元件；一扫描装置设置在所述显微镜阵列和物体之间，作沿所述单一直线方向运动地相对运动；复数个的分别与所述显微镜阵列对应连接的图像传感器，用于捕获代表物体各部分的图像的图像数据；一模式实现系统与所述图像传感器连接，用于结合在所述扫描装置扫描过程中所述图像传感器捕获的图像数据。本实用新型实现并简化了在大量成像模式下的多轴扫描成像。
文档编号G01N21/64GK202903663SQ20122055435
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者周丕轩, 周伟锋, 周斌福 申请人:帝麦克斯(苏州)医疗科技有限公司