旋转式成像系统、植物成像仪、动物成像仪及动植物成像仪的制作方法

1.本发明涉及活体样品成像技术领域，尤其涉及一种旋转式成像系统、植物成像仪、动物成像仪及动植物成像仪。


背景技术：

2.活体成像技术应用影像学方法、非侵入性地快速观察活体的光学信号，对活体状态下的生物过程进行细胞和分子水平层面上的定性和定量研究，为疾病生物学、疾病早期检测、定性、评估和治疗的发展有着重大的促进作用。
3.现有的活体成像技术中，样品台承载有样品，经由多台相机对样品成像，并通过调整样品台与相机的相对位置关系，对不同位置的样品进行成像，为进一步进行图像的二维重构、图像的三维重构及多通道图像三维融合的操作提供图像信息。
4.目前，样品台通过三轴运动机构进行驱动，实现在相互垂直的x、y、z三个方向上的平移或者转动，或者，由多台相机在不同位置对样品进行成像，由此获取样品不同位置的图像信息。但是，实际样品台运动过程中容易导致样品滑动，使得最终得到的图像信息与初始预想图像出现偏差；另外，采用多台相机的方案，会极大增加系统成本。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种旋转式成像系统、植物成像仪、动物成像仪及动植物成像仪。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
7.一种旋转式成像系统，其特点在于，包括：
8.样品台单元，用于承载样品；
9.相机单元，用于对样品成像；及，
10.旋转单元，所述旋转单元包括容置有所述样品台单元的容置腔，所述旋转单元用于驱动所述相机单元相对于所述样品台单元旋转，及控制所述相机单元相对于所述样品台单元静止。
11.优选地，所述旋转单元包括旋转模块和动力模块，所述动力模块用于驱动所述旋转模块相对于所述样品台单元旋转；所述旋转模块具有所述容置腔，所述相机单元固接于所述旋转模块上。
12.本方案中，通过动力模块驱动旋转模块转动，控制相机单元相对于样品进行转动，从而在样品不动的情况下调整相机单元对其的成像角度，进而提高了对样品进行成像的成像角度的灵活性以及获取的图像信息的准确性。
13.优选地，所述旋转模块包括：
14.旋转支撑组件，所述旋转支撑组件具有所述容置腔，所述相机单元安装于所述旋转支撑组件上；
15.环形导轨，所述旋转支撑组件的两端均固接有所述环形导轨；及，
16.导向组件，所述导向组件用于对所述环形导轨导向，并使得所述环形导轨位于一预设的圆形轨迹上。
17.本方案中，通过旋转支撑组件承载相机单元，通过在旋转支撑组件的两端分别固定环形导轨，以及通过导向组件约束环形导轨的运动路径，提高了旋转支撑组件的运动时的稳定性。
18.优选地，所述导向组件包括若干滑轮，同一导向组件中的各所述滑轮沿一虚拟的圆均布，所述滑轮为所述环形导轨导向，并使得所述环形导轨位于所述预设的圆形轨迹上。
19.本方案中，通过滑轮对环形导轨进行导向，滑轮与环形导轨之间滚动摩擦，降低了环形导轨运动时的机械损耗。
20.优选地，每一所述导向组件具有6个所述滑轮，提高旋转支撑组件的稳定性；和/或，
21.所述导向组件对所述环形导轨的外圈和/或外圈导向。
22.优选地，所述旋转支撑组件包括连接件，所述连接件的两端与所述环形导轨相固接，所述相机单元安装于所述连接件上；其中：
23.所述旋转支撑组件具有若干个板状的所述连接件，各所述连接件沿着所述环形导轨的圆周方向间隔设置，各连接件围合形成所述容置腔；或者，
24.所述旋转支撑组件具有若干个环形的连接件，各连接件沿着所述环形导轨的轴向间隔设置，相邻所述连接件相连接，各连接件中部形成所述容置腔，位于两端的连接件与所述环形导轨固接；或者，
25.所述旋转支撑组件具有一个所述连接件，所述连接件具有所述容置腔。
26.优选地，所述环形导轨包括导轨部和连接部；所述连接部为环形板状或筒状；所述连接部的内圈和/或外圈设有所述导轨部；所述旋转支撑组件固接于所述连接部上；和/或，
27.所述环形导轨包括传动齿部，所述传动齿部与所述动力模块啮合，所述动力模块通过驱动所述传动齿部使得所述环形导轨旋转。
28.优选地，所述动力模块包括用于输出扭矩的动力元件和齿轮组，所述齿轮组的输入端与所述动力元件的输出端固接，所述齿轮组的输出端与所述旋转模块啮合。
29.优选地，所述相机单元包括均设于所述旋转单元上的第一成像模块和第二成像模块；所述第一成像模块进行成像时，样品发射、被激发和反射的光线经第一光路入射所述第一成像模块；所述第二成像模块进行成像时，样品发射、被激发和反射的光线经所述第一光路入射所述第二成像模块。
30.本方案中，相机单元能够通过第一成像模块和第二成像模块中的任一成像模块实现多个波段或者模式的成像。第一成像模块和第二成像模块共用第一光路，从而第一成像模块和第二成像模块拍摄的不同波段或者模式的图像能够直接进行图像融合处理。
31.优选地，所述第一成像模块包括均设于所述旋转单元上的第一相机和第一反射镜，所述第二成像模块包括均设于所述旋转单元上的第二相机和第二反射镜；
32.所述第一成像模块进行成像时，所述第二反射镜位于第一位置，样品发射、被激发和反射的光线经所述第一光路入射所述第一反射镜，并被所述第一反射镜反射入所述第一相机；
33.所述第二成像模块进行成像时，所述第二反射镜位于第二位置，样品发射、被激发
和反射的光线经所述第一光路入射所述第二反射镜，并被所述第二反射镜反射入所述第二相机。
34.本方案中，通过调整第二反射镜相对于第一光路的位置，使得第一成像模块和第二成像模块共用第一光路。
35.优选地，所述第二成像模块还包括摆动部件，所述摆动部件包括：
36.摆动支架，所述摆动支架与所述第二相机转动连接，所述第二反射镜固接于所述摆动支架；
37.第一滑动组件，所述第一滑动组件固接于所述摆动支架上，所述第一滑动组件的输出端与所述摆动支架滑动连接；及，
38.第一线性机构，所述第一线性机构固接于所述旋转单元，所述第一线性机构的输出端与所述第一滑动组件的输出端转动连接；所述第一线性机构的输出端输出线性运动，驱动所述第一滑动组件的输出端相对于所述摆动支架滑动，并使得所述摆动支架摆动。
39.本方案中，通过第一线性机构输出的直线运动驱动摆动支架相对于第一光路或第一相机的摆动，从而实现第二反射镜摆动。
40.优选地，所述相机单元还包括：
41.x射线成像模块，所述x射线成像模块包括用于发射x射线的x射线光源和x射线探测器，所述x射线探测器被设置为与样品台单元保持相对静止，x射线成像模块进行成像时，所述第二反射镜位于所述第一位置，x射线沿所述第一光路传播，x射线探测器吸收透过样品的x射线，并将其转化为图像信息；和，
42.同步运动驱动部件，所述同步运动驱动部件固接于所述旋转单元，并用于驱动所述x射线光源和所述第一成像模块同步运动。
43.优选地，所述同步运动驱动部件包括：
44.安装支架，所述安装支架固接于所述旋转单元，所述x射线光源、所述第一相机及所述第一反射镜均固接于所述安装支架上；和，
45.第二线性机构，所述第二线性机构连接于所述旋转单元，并用于驱动所述安装支架在水平方向上移动。
46.本方案中，通过第二线性机构驱动安装架实现x射线光源、第一相机及第一反射镜运动，从而实现调整x射线光源和第一相机相对于第一光路的位置关系，进而实现x成像光源和第一成像光源共用第一光路。优选地，所述第二线性机构包括：
47.第二驱动组件，所述第二驱动组件固接于所述旋转单元，并用于驱动所述安装支架线性运动；和，
48.第二滑动组件，所述第二滑动组件包括一一对应的第二导轨和第二滑块，所述第二导轨固接于所述旋转单元，所述第二滑块与所述第二导轨滑动连接，并与所述安装支架固接。
49.本方案中，第二滑动组件固接于旋转单元，从而将第二线性机构的作用力传递到旋转单元。第二驱动组件驱动安装支架运动，从而实现对x射线光源、第一相机及第一反射镜相对于第一光路的位置。
50.优选地，所述相机单元还包括第三成像模块；所述第三成像模块包括基于可见光成像的第三相机，所述第三相机固接于所述旋转单元，并位于所述容置腔中；所述第三相机
被设置为直接接收样品发射或者反射的光线。
51.优选地，所述第一相机为红外相机；和/或，
52.所述第二相机为生物发光相机或荧光相机；和/或，
53.所述第三相机为cmos相机；和/或，
54.所述相机单元包括用于发射近红外激光的第一光源，所述第一相机成像时，所述第一光源照射所述样品；和/或，
55.所述相机单元包括用于发射激发光的第二光源，所述第二光源激发样品发出生物学荧光，所述生物学荧光经第一光路入射所述第二成像模块进行成像；和/或，
56.所述相机单元包括用于发射白光的第三光源，所述第三相机成像时，所述第三光源照射所述样品。
57.优选地，所述旋转式成像系统还包括暗箱单元，所述暗箱单元包括位于所述容置腔中的内箱模块，所述内箱模块具有通光孔，所述通光孔位于所述第一光路上，所述样品台单元位于所述内箱模块中，样品发射、被激发和反射的光线经由所述通光孔入射到所述内箱模块的外部。
58.本方案中，通过将样品设置于内箱模块中，降低了外部的光线对成像的影响。
59.优选地，所述内箱模块包括：
60.旋转箱，所述旋转箱被设置为与所述旋转单元保持相对静止，所述旋转箱上设有所述通光孔；和，
61.固定箱，所述固定箱与所述旋转箱转动连接并光密封；所述样品台单元固接于所述固定箱，并深入所述旋转箱内。
62.本方案中，通过设置旋转箱和固定箱两者同旋转单元的技术联系，并设置样品台单元固接于固定箱上，及相机单元连接于旋转箱上，实现对相机单元和样品的位置关系的调整。
63.优选地，所述固定箱为筒体；和/或，
64.所述旋转箱为筒体；和/或，
65.所述固定箱上设有用于连通外部的温控进风口和用于连通外部的温控出风口；和/或，
66.所述固定箱上设有用于连通外部的麻醉进气口和用于连通外部的麻醉出气口；和/或，
67.所述固定箱内设有用于连通外部的湿气进气口和用于连通外部的湿气出气口。
68.一种植物成像仪，包括壳体，所述样品为植物活体，其特点在于，所述植物成像仪还包括如上任一项所述的成像系统，所述旋转单元连接于所述壳体内。
69.一种动物成像仪，包括壳体，所述样品为动物活体，其特点在于，所述动物成像仪还包括如上任一项所述的成像系统，所述旋转单元连接于所述壳体内。
70.一种动植物成像仪，包括壳体，所述动植物成像仪兼具对动物活体成像及对植物活体成像的功能；其特点在于，所述动植物成像仪还包括如上任一项所述的成像系统，所述旋转单元设于所述壳体内。
71.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
72.本发明的积极进步效果在于：
73.本发明中，经由旋转单元控制相机单元相对于样品台单元旋转和静止，第一，在样品不动的情况下将相机单元调整至样品的不同位置进行成像，从而相机单元对样品成像的角度始终是准确的，加之不同相机在相同角度对样品拍摄时候时共用同一光路，有利于得到更加准确的三维重构模型和更加精确的融合图像。
74.第二，实现了对样品的不同位置进行成像的效果，相机单元相对于样品台单元的位置关系比较灵活，由此减少了实现这一功能所需相机的数量。
75.第三，成像过程中不涉及样品台单元的运动，且相机单元输出的是旋转运动，使得调整相机单元和样品的相对位置所占用的空间小，从而成像系统的结构更紧凑、体积更小。
附图说明
76.图1为本发明一实施例的成像系统的结构示意图；
77.图2为本发明一实施例的成像系统的结构示意图；
78.图3为图2的a部放大图；
79.图4为本发明一实施例的相机单元的第二成像模块对样品成像的原理示意图；
80.图5为本发明一实施例的相机单元的第一成像模块对样品成像的原理示意图；
81.图6为本发明一实施例的相机单元的结构示意图，其中隐去了第一相机和第一反射镜；
82.图7为图6的b部放大图；
83.图8为本发明一实施例的相机单元的结构示意图，其中隐去了第二相机和第二反射镜；
84.图9为本发明一实施例的相机单元的结构示意图，其中第二反射镜位于第二位置；
85.图10为本发明一实施例的成像系统的结构示意图；
86.图11为本发明一实施例的成像系统的结构示意图；
87.图12为本发明一实施例的成像系统的结构示意图；
88.图13为本发明一实施例的植物成像仪的结构示意图；
89.图14为本发明一实施例的动物成像仪的结构示意图；
90.图15为本发明一实施例的动植物成像仪的结构示意图。
91.附图标记说明：
92.成像仪 1000
93.成像系统 100
94.相机单元 10
95.第一成像模块 11
96.第一相机 111
97.第一反射镜 112
98.第二成像模块 12
99.第二相机 121
100.第二反射镜 122
101.第一位置 123
102.第二位置 124
103.摆动部件 125
104.摆动支架 1251
105.第一线性机构 1252
106.第一驱动组件 1253
107.第一传动组件 1254
108.第一丝杆 1255
109.第一螺母 1256
110.第一滑动组件 1257
111.第一导轨 1258
112.第一滑块 1259
113.连接架 12510
114.第一折弯部 12511
115.第二折弯部 12512
116.相机底座 126
117.x射线成像模块 13
118.x射线光源 131
119.x射线探测器 132
120.同步运动驱动部件 14
121.安装支架 141
122.光源安装部 142
123.反射镜安装部 143
124.第一相机安装部 144
125.第二线性机构 145
126.第二驱动组件 146
127.第二滑动组件 147
128.第二导轨 148
129.第二滑块 149
130.固定支架 15
131.第二相机安装部 151
132.第三成像模块 16
133.第三相机 161
134.第一光源 171
135.第二光源 172
136.第三按光源 173
137.样品台单元 20
138.旋转单元 30
139.旋转模块 31
140.旋转支撑组件 311
141.连接件 3111
142.容置腔 3112
143.环形导轨 312
144.轨道部 3121
145.导轨面 31211
146.连接部 3122
147.传动齿部 3123
148.导向组件 313
149.滑轮 3131
150.动力模块 32
151.动力元件 321
152.齿轮组 322
153.主动轮 3221
154.从动轮 3222
155.传动轮 3223
156.内箱模块 40
157.成像室 41
158.旋转箱 42
159.固定箱 43
160.温控进风口 431
161.温控出风口 432
162.加湿器 433
163.麻醉出气口 434
164.样品 200
165.样品的顶部 201
166.第一光路 300
167.壳体 400
具体实施方式
168.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。
169.本发明实施例提供一种旋转式成像系统100，用于对样品200进行成像。本发明实施例的成像系统100用于成像仪1000中，成像系统100安装在成像仪1000的壳体400内。为便于理解，下述在阐述成像系统100的构造的过程中，会相应的介绍成像系统100与壳体400之间的技术联系。
170.请参照图1进行理解。本发明实施例的成像系统100包括样品台单元20、相机单元10及旋转单元30；样品台单元20用于承载样品200；相机单元10用于对样品200成像；旋转单元30包括容置有样品台单元20的容置腔3112，旋转单元30用于驱动相机单元10相对于样品台单元20旋转，及控制相机单元10相对于样品台单元20静止。
171.其中，样品200随样品台单元20一起位于容置腔3112内。对样品200从某一角度进行成像时：旋转单元30驱动相机单元10旋转至对应的位置后使相机单元10和样品台单元20保持相对静止，然后相机单元10从该位置直接对样品200成像或者进一步调整相机单元10中的相机相对于样品200的位置关系后进行成像。当然，根据样品200成像的需求，旋转单元30驱动相机单元10相对于样品200转动的同时对样品200成像也可以实现。
172.由上述可知，本发明实施例的成像系统100经由旋转单元30控制相机单元10相对于样品台单元20旋转和静止，实现了在样品200不动的情况下将相机单元10调整至样品200的不同位置进行成像的功能，由于样品台单元20始终不动，则在成像的整个过程中样品200与样品台单元20之间不涉及相对滑动，从而相机单元10对样品200成像的角度始终是准确的，后续基于准确地图像信息进行图像重建和图像融合时，能够精准定位所研究的样品200的具体位置，例如，基于本发明实施例的成像系统100获取动物活体的准确的图像信息，后续对图像信息进行处理后，能够准确定位肿瘤病灶、药物作用的所在位置。
173.本发明实施例的成像系统100通过调整相机单元10相对于样品台单元20旋转，实现了对样品200的不同位置进行成像这一功能，相机单元10相对于样品台单元20的位置关系比较灵活，由此减少了实现这一功能的相机的数量。例如，对植物的不同位置进行成像时，现有技术通过多台相机实现，其中至少有一台相机位于植物的侧方以对植物的侧视方向进行成像，而本发明实施例的成像系统100仅需要一台相机即可实现从植物的顶部和两侧分别成像的功能。
174.本发明实施例的成像系统100通过旋转单元30控制相机单元10相对于样品台单元20的相对位置关系，使得对样品200进行成像的角度更灵活及范围更广。另外，成像过程中不涉及样品台单元20的运动，且相机单元10输出的是旋转运动，使得调整相机单元10和样品200的相对位置所占用的空间小，从而成像系统100的结构更紧凑、体积更小。
175.进一步地，界定第一侧和第二侧为样品台单元20的相对的两侧。相机单元10用于分别从样品200的第一侧、样品的顶部201及样品200的第二侧对样品200进行成像。本实施例中，相机单元10能够从样品200的第一侧的任一角度、样品的顶部201及样品200的第二侧的任一角度对样品200进行成像，换言之，旋转单元30控制相机单元10相对于样品台单元20旋转的角度大于或等于180
°
。
176.请参阅图2-3进行理解。旋转单元30包括旋转模块31和动力模块32，动力模块32用于驱动旋转模块31相对于样品台单元20旋转。旋转模块31具有上述的容置腔3112，相机单元10固接于旋转模块31上。其中，动力模块32固定在壳体400的底部，旋转模块31安装在壳体400内，并位于动力模块32的上方。
177.本实施例的成像系统100中，动力模块32外置于旋转模块31，诚然，在其他的实施例中，作为可替代的手段，动力模块32内置于旋转模块31，并能够驱动旋转模块31相对于样品台单元20转动，也在本发明的保护范围之内。
178.请参阅图1-3进行理解。旋转模块31包括旋转支撑组件311、环形导轨312和导向组件313；旋转支撑组件311具有上述的容置腔3112，即样品200位于旋转支撑组件311内部；旋转支撑组件311上安装有上述的相机单元10；旋转支撑组件311的两端均固接有环形导轨312；导向组件313用于对环形导轨312进行导向，并使得环形导轨312位于一预设的圆形轨迹上。
179.具体而言，导向组件313固接于壳体400上，环形导轨312绕其自身的轴向的旋转自由度被放开，其他的旋转自由度和各位移自由度均被导向组件313约束，其中，环形导轨312绕其轴向的旋转运动的轨迹即为预设的圆形轨迹。
180.本发明实施例的成像系统100通过导向组件313约束设有环形导轨312的旋转支撑组件311的运动轨迹，从而驱动旋转支撑组件311上的相机单元10相对于样品台单元20运动，以调整相机单元10与样品200的位置关系。
181.旋转支撑组件311包括连接件3111，连接件3111的两端与环形导轨312相直接或者间接地固接，相机单元10安装于连接件3111上。
182.请参阅图1-3进行理解。本实施例中，旋转支撑组件311具有多个连接件3111，各连接件3111为板状，各连接件3111沿着环形导轨312的圆周方向间隔设置，各连接件3111共同围成上述的容置腔3112，相机单元10安装于其中一个或多个连接件3111上。
183.在其他一些实施例中，作为可替换的手段，旋转支撑组件311具有多个环形的连接件3111，各环形的连接件3111沿着环形导轨312的轴向间隔设置，相邻的连接件3111之间直接或者间接地固定连接，位于两端的两个连接件3111与对应的环形导轨312相固接。相机单元10安装于其中一个或多个连接件3111上。
184.在其他一些实施例中，作为可替换的手段，旋转支撑组件311仅具有一个连接件3111，该连接件3111为筒状或半筒状，该连接件3111壁面围成容置腔3112。相机单元10安装于该连接件3111上。
185.请参阅图1-3进行理解。导向组件313包括若干滑轮3131，同一导向组件313中的各滑轮3131沿一虚拟的圆(图中未示意)均布，滑轮3131为环形导轨312导向，并使得环形导轨312位于预设的圆形轨迹上。具体而言，滑轮3131通过紧固件转动连接于壳体400上，环形导轨312与滑轮3131之间滚动摩擦，诚然，在其他的实施例中，作为可替代的手段，导向组件313采用若干固接于壳体400上的滑块对环形导轨312进行导向，也在本发明的保护范围之内。
186.请参阅图1-2进一步理解。每一导向组件313具有至少三个滑轮3131，本实施例中以每一导向组件313具有6个滑轮3131为例进行了示意，以使得旋转模块31具有更高的稳定性。
187.请参阅图1-3进一步理解。本实施例中，环形导轨312的外圈上形成导轨面31211，导向组件313设置在环形导轨312的外圈，即各个滑轮3131对环形导轨312的外圈进行导向。诚然，在其他的实施例中，作为可替代的手段，环形导轨312的内圈上形成导轨面31211，导向组件313设置在其对应的环形导轨312的内圈，即各滑轮3131对环形导轨312的内圈进行导向，或者，环形导轨312的内圈、外圈均具有导轨面31211，且各导轨面31211均对应一导向组件313，这两种手段都在本发明的保护范围之内。
188.环形导轨312包括轨道部3121和连接部3122，连接部3122为环形板状或筒状结构，连接部3122的外圈设有导轨部，旋转支撑组件311固接于连接部3122上。其中，旋转支撑组件311通过上述的连接板直接或者间接地固定在连接部3122上，导轨部与导向组件313之间形成导向关系。
189.请参阅图2-3进行理解。本实施例中，连接部3122的外圈设置有导轨部，诚然，在其他的实施例中，作为可替代的手段，连接部3122的内圈设置导轨部，或者连接部3122的内圈
和外圈均设置导轨部都在本发明的保护范围之内。
190.请参阅图2-3进行理解。环形导轨312包括传动齿部3123，传动齿部3123与动力模块32相啮合，动力模块32通过驱动环形齿部使得环形导轨312旋转，最终实现对相机单元10和样品200的位置关系的调整。传动齿部3123围绕环形导轨312的周向布置，在不同的实施例中，传动齿部3123的延伸长度可有所不同，传动齿部3123可为闭合的环形或开放式的半环形结构。
191.本实施例中，传动齿部3123设于连接部3122的外表面，换言之，连接部3122的外圈同时设有导轨部和传动齿部3123，诚然，导轨部和传动齿部3123在环形导轨312的轴向上相互错开。
192.请参阅图2-3进行理解。动力模块32包括用于输出扭矩的动力元件321和齿轮组322，齿轮组322的输入端与动力元件321的输出端固接，齿轮组322的输出端与旋转模块31啮合。
193.具体而言，动力元件321为电机，动力元件321的输出端即为电机的输出轴。齿轮组322包括若干齿轮，通过设置齿轮之间的传动比实现增速或减速的效果，当然，在实现减速效果的实施例中齿轮组322可经由减速机替换。本实施例中齿轮组322包括主动轮3221和从动轮3222，主动轮3221即为齿轮组322的输入端，并与电机的输出轴固接，从动轮3222即为齿轮组322的输出端，并与传动齿部3123相啮合。动力元件321驱动主动轮3221转动，直接或者间接地带动从动轮3222转动，进一步使得传动齿部3123旋转。本实施实施例中的齿轮组322还包括传动轮3223，传动轮3223位于主动轮3221和从动轮3222之间，用于将主动轮3221的转速输出给从动轮3222。
194.请参阅图4-5进行理解。相机单元10包括均设于旋转单元30上的第一成像模块11和第二成像模块12，第一成像模块11进行成像时，样品200发射、被激发和反射的光线经第一光路300入射第一成像模块11；第二成像模块12进行成像时，样品200发射、被激发和反射的光线经第一光路300直接入射第二成像模块12。
195.其中，第一成像模块11位于第二成像模块12的上方。第一成像模块11和第二成像模块12均设于旋转支撑组件311上，进一步地，本实施例中第一成像模块11和第二成像模块12均设于连接件3111上。
196.一方面成像系统100能够用一台成像模块实现多个波段或者模式的成像，另一方面本发明实施例的成像系统100中，第一成像模块11和第二成像模块12对样品200单独成像，第一成像模块11和第二成像模块12均经由第一光路300接收样品200发射、被激发或者反射的光线，则一方面第一成像模块11和第二成像模块12能够实现多个波段或者模式的成像，并且由于共用第一光路300的缘故，更加有利于对拍摄到的不同波段或者模式的图像进行图像融合处理；另一方面第一成像模块11和第二成像模块12共同通过旋转模块31调整其与样品200的位置关系，从而缩减了成像系统100占用的空间，提高了成像系统100结构的紧凑性。
197.请参阅图4-5进行理解。第一成像模块11包括均设于旋转单元30的第一相机111和第一反射镜112，第二成像模块12包括均设于旋转单元30上的第二相机121和第二反射镜122。第一成像模块11进行成像时，第二反射镜122位于第一位置123，样品200发射、被激发或者反射的光线经第一光路300反射入第一反射镜112，并被第一反射镜112反射入第一相
机111；第二成像模块12进行成像时，第二反射镜122位于第二位置124，样品200发射、被激发或者反射的光线经第一光路300入射第二反射镜122，并被第二反射镜122反射入第二相机121。
198.具体而言，当第一成像模块11进行成像时，第二反射镜122被设置在避开第一光路300的第一位置123，从而光线直接入射第一反射镜112，图5中给出了一种第一位置123的一种情况的示意。当第二成像模块12进行成像时，第二反射镜122被设置在第一光路300上，如图4所示，从而光线直接入射第二反射镜122。通过调整第二反射镜122相对于第一光路300的位置，使得第一成像模块11和第二成像模块12共用第一光路300，进一步使得第一成像模块11和第二成像模块12能够在上下方向上紧凑地叠置。
199.请结合图4-5进一步理解，图4-5中以含箭头的直线示意了来自于样品200的光线的入射方向，光线传播至第一反射镜112和第二反射镜122所占用的空间即为第一光路300；需要说明的是，第一光路300的位置随着相机单元10与样品200的相对位置不同而有所不同。图4-5中简单示意了第二反射镜122的第一位置123和第二位置124，图中第二反射镜122与第二相机121的位置关系不作为对本发明保护范围的限定，第二反射镜122只要满足在第二成像模块12成像时将光线反射入第二相机121、在第一成像模块11成像时避开第一光路300即在本发明的保护范围之内。图4-5仅用作简单示意成像系统100的工作原理，其中未体现第二反射镜122与第二相机121的连接关系。图4-5中以虚线框将第一相机111和第一反射镜112框在一个空间并示意第一成像模块11，将第二相机121和第二反射镜122框在一个空间并示意第二成像模块12，需要说明的是，这里的两个虚线框不表示实体构件。
200.本发明不对第一相机111和第二相机121的类型是否相同进行限制，一些实施例中第一相机111和第二相机121为相同类型的相机，还有一些实施例中，第一相机111和第二相机121为不同类型的相机。
201.本实施例的成像系统100中，第一相机111与第二相机121为不同类型的相机，一方面便于实现样品200的不同成像需求，另一方面对同一样品200采用不同类型的相机进行成像，便于后续进行图像融合。第一相机111为红外相机，第二相机121为生物发光相机或荧光相机，其中，生物发光相机解释为基于生物发光进行成像的相机，荧光相机解释为基于荧光发光进行成像的相机，具体来说，第二相机121为ccd相机或scmos相机，这两类型的相机兼具对生物发光进行成像和对荧光发光进行成像的功能。
202.请参阅图6-8进行理解。本实施例中，相机单元10还包括固定支架15，固定支架15固定在一个连接件3111上。第一相机111、第一反射镜112、第二相机121及第二反射镜122均安装于固定支架15上，下述对相机单元10的各个部分进行展开的过程中进一步阐述其与固定支架15的技术联系。
203.请参阅图6-8，第二成像模块12还包括摆动部件125，摆动部件125通过紧固件固定在固定支架15上，摆动部件125驱动第二反射镜122相对于第二相机121摆动，并在第一位置123和第二位置124之间切换。换言之，第二反射镜122通过摆动动作在第一位置123和第二位置124之间进行切换，第二反射镜122摆动的作用力经由摆动部件125提供。
204.本实施例通过摆动部件125控制第二反射镜122与第一光路300的相对位置，与此同时也实现了对第二反射镜122与第二相机121之间的角度的控制，第二反射镜122的运动幅度小，占用的空间少，第二成像模块12的结构更紧凑。诚然，在其他实施例中，作为可替代
的手段，第二反射镜122与第二相机121的角度始终保持固定，并通过输出线性往复运动的机构控制第二反射镜122与第一光路300的相对位置，也在本发明的保护范围之内。
205.请参阅图6-8，摆动部件125包括摆动支架1251、第一滑动组件1257及第一线性机构1252。摆动支架1251与第二相机121转动连接，第二反射镜122固接于摆动支架1251上。第一滑动组件1257固接于摆动支架1251的上，且第一滑动组件1257的输出端与摆动支架1251滑动连接。第一线性机构1252固接于旋转单元30，第一线性机构1252的输出端与第一滑动组件1257的输出端转动连接，第一线性机构1252的输出端输出线性往复运动，并驱动第一滑动组件1257的输出端相对于摆动支架1251滑动，并使得摆动支架1251摆动。
206.具体而言，摆动支架1251通过紧固件与相机底座126转动连接，第二反射镜122固定在摆动支架1251上，从而随摆动支架1251一起摆动。第二反射镜122的镜面朝向第二相机121的镜头，以将光线反射入第二相机121。
207.本实施例中，摆动支架1251的顶端通过转轴连接相机底座126，诚然，在其他实施例中，作为可替代的手段，设置摆动支架1251的其他位置与第二相机121或相机底座126转动连接也在本发明的保护范围之内。第一线性机构1252通过紧固件安装在固定支架15上，其输出端通过输出线性运动驱动第一滑动组件1257的输出端相对于摆动支架1251滑动，从而使得摆动支架1251带动第二反射镜122相对于第二相机121进行转动。
208.本实施例的成像系统100经由摆动支架1251、第一滑动组件1257和第一线性机构1252实现对第二反射镜122与第一光路300的位置关系的调整，诚然，在其他的实施例中，采用其他的机构直接推动第二反射镜122绕第二相机121摆动也在本发明的保护范围之内。
209.请参阅图6-7进一步理解，本实施例中，第一滑动组件1257设置于摆动支架1251的侧面，诚然，在其他的实施例中，作为可替代的手段，第一滑动组件1257设置在摆动支架1251的朝向第二相机121或背离第二相机121的表面上，也在本发明的保护范围之内。
210.请参阅图6-7进一步理解，本实施例中，仅在摆动支架1251的单侧设置第一滑动组件1257和第一线性机构1252。诚然，在其他实施例中，作为可替代的手段，摆动支架1251的两个侧面均设置有第一滑动组件1257和第一线性机构1252，各第一线性机构1252同步动作，共同驱动摆动支架1251摆动，也在本发明的保护范围之内。
211.请继续参阅图6-7，第一线性机构1252包括第一驱动组件1253和第一传动组件1254，第一传动组件1254将第一驱动组件1253输出的旋转运动转化成直线运动，且第一传动组件1254的输出端与摆动支架1251滑动连接。
212.其中，第一驱动组件1253用作动力源，用于输出旋转运动。第一驱动组件1253通过紧固件安装在固定支架15上，第一传动组件1254以悬臂于固定支架15上的形式设置，或者在固定在固定支架15的同时进一步与固定支架15滑动连接。本实施例中第一驱动组件1253为电机，诚然，在其他实施例中，作为可替代的手段，第一驱动组件1253采用其他能够输出旋转运动的部件或机构也在本发明的保护范围之内。
213.第一传动组件1254的输入端与第一驱动组件1253的输出端相固接。第一传动组件1254将接收的扭矩转化成直线运动。
214.本实施例中第一线性机构1252基于第一驱动组件1253和第一传动组件1254实现，诚然，在其他实施例中，作为可替代的手段，第一线性机构1252可直接经由安装在固定支架15上的丝杆步进电机实现，该丝杆步进电机的输出端与固定支架15滑动连接，并与摆动支
架1251滑动连接。
215.请继续参阅图6-7，第一传动组件1254包括第一丝杆1255和第一螺母1256，第一丝杆1255的一端固接于第一驱动组件1253，第一螺母1256与第一丝杆1255螺纹配合，并与摆动支架1251滑动连接，第一螺母1256还被设置为与固定支架15滑动连接，以提高其运动的稳定性。换言之，本实施例中，第一驱动组件1253驱动第一丝杆1255转动，相应地，第一螺母1256输出直线运动，从而驱动摆动支架1251摆动。
216.请结合图6进一步理解，本实施例中，摆动部件125还包括第一滑动组件1257，第一滑动组件1257包括第一导轨1258和第一滑块1259，第一导轨1258固接于摆动支架1251上，第一滑块1259与第一导轨1258滑动设置，第一滑块1259与第一传动组件1254的输出端转动连接。
217.其中，第一导轨1258通过紧固件固定在摆动支架1251的侧面，第一滑块1259与第一导轨1258一一对应。第一滑块1259与第一螺母1256通过一连接架12510转动连接，连接架12510为折弯状，具有第一折弯部12511和第二折弯部12512，第一滑块1259与第一折弯部12511通过轴承转动连接，第一螺母1256与第二折弯部12512固接。
218.请参阅图8-9进一步理解。相机单元10还包括x射线成像模块13和同步运动驱动部件14。x射线成像模块13包括用于发射x射线的x射线光源131，x射线成像模块13进行成像时，第二反射镜122位于第一位置123，x射线沿第一光路300传播。同步运动驱动部件14固接于旋转单元30，并用于驱动x射线光源131和第一成像模块11在水平方向上同步运动。
219.换言之，x射线成像模块13、第一成像模块11及第二成像模块12各自单独成像，并共用第一光路300，x射线成像模块13进行成像时，第二反射镜122摆动至第一位置123，x射线光源131在同步运动驱动部件14的驱动下运动至拍摄位置，x射线沿第一光路300传播；第一成像模块11进行成像时，其在同步运动驱动部件14的驱动下运动至拍摄位置，使第一反射镜112位于第一光路300上。同步运动驱动部件14输出水平方向的直线运动，其输出端与x射线光源131和第一成像模块11均构成固接关系，从而实现对两者的同步控制。
220.请参阅图11进行理解。x射线成像模块13还包括x射线探测器132，x射线探测器132被设置为与样品台单元20保持相对静止，并被固定在样品200的下方，x射线成像模块13进行成像时，经x射线光源131发出的x射线沿第一光路300照射样品200，x射线探测器132吸收透过样品200的x射线，并将其转化成图像信息。
221.请参阅图7，同步运动驱动部件14包括安装支架141和第二线性机构145。安装支架141固接于旋转单元30，x射线光源131、第一相机111及第一反射镜112均固接于安装支架141上。第二线性机构145连接于旋转单元30，并用于驱动安装支架141在水平方向上移动。
222.具体而言，安装支架141安装于固定支架15上，并能够相对于固定支架15运动。安装支架141为单个板件，或者为由若干板件相互固定形成的板组件。安装支架141至少用于将x射线光源131、第一相机111及第一反射镜112集成在一起。安装支架141可仅与第二线性机构145的输出端连接，也可在于第二线性机构145的输出端连接的基础上进一步与固定支架15滑动连接，以便将x射线光源131、第一相机111及第一反射镜112的重力传递给固定支架15，提高成像系统100的稳定性。
223.第二线性机构145安装于固定连接于固定支架15上，并能够输出水平方向的运动。安装支架141与第二线性机构145的输出端相连接，从而使得x射线光源131、第一相机111、
第一反射镜112在水平方向上产生移动。
224.x射线成像模块13进行成像时，当x射线光源131的出光口不在第一光路300上时，第二线性机构145驱动安装支架141运动，使得x射线光源131的出光口对准第一光路300。第一成像模块11进行成像时，当第一反射镜112不在第一光路300上时，第二线性机构145驱动安装支架141运动，使得第一反射镜112位于第一光路300上。
225.本实施例的成像系统100通过安装支架141和第二线性机构145实现了x射线成像模块13和第一成像模块11共用第一光路300进行成像的效果，进一步提高了成像系统100结构的紧凑性，缩减了成像系统100占用的空间。
226.请参阅图7，第二线性机构145包括第二驱动组件146和第二滑动组件147，第二驱动组件146固接于旋转单元30，并用于驱动安装支架141线性运动。
227.其中，第二驱动组件146为丝杆步进电机，该丝杆步进电机固定在固定支架15上，其输出端与安装支架141固定连接，以驱动安装支架141相对于固定支架15运动。诚然，在其他实施例中，作为可替换的手段，第二驱动组件146采用与第一线性机构1252相同的结构也在本发明的保护范围之内。
228.本实施例中第二滑动组件147位于x射线光源131的侧面，诚然，在其他实施例中，第二滑动组件147位于x射线光源131的上方或下方也在本发明的保护范围之内。
229.本实施例中x射线光源131的两侧均设置有第二滑动组件147，各第二滑动组件147同步动作，提高了x射线光源131、第一相机111、第一反射镜112及安装支架141的运动的稳定性。诚然，在其他的实施例中，仅在x射线光源131的单侧设置第二滑动组件147也在本发明的保护范围之内。
230.本实施例中x射线光源131的每一侧各设置有两个第二滑动组件147，各第二滑动组件147同步动作，诚然，在其他实施例中，作为可替代的手段，x射线光源131的单侧设置一个第二滑动组件147也在本发明的保护范围之内。
231.第二滑动件包括一一对应设置的第二导轨148和第二滑块149，第二导轨148固接于旋转单元30，第二滑块149与第二导轨148滑动连接，并与安装支架141固接。第二滑动组件147为安装支架141及固定在安装支架141上的零部件进行导向和承重。第二导轨148的两端固定在固定支架15上，第二滑块149通过紧固件连接固定支架15或x射线光源131。
232.请参阅图8进一步理解，安装支架141包括光源安装部142、第一相机安装部144以及反射镜安装部143。其中，光源安装部142为板状，光源安装部142的一端的中部位置向外延伸依次形成板状的反射镜安装部143和第一相机安装部144。x射线光源131通过紧固件固定在光源安装部142上，第一相机111固定在第一相机安装部144上，第一反射镜112固定在反射镜安装部143上。
233.本实施例中，x射线光源131、第一相机111以及第一反射镜112均位于安装支架141的朝下的下安装面。诚然，在其他实施例中，作为可替代的手段，x射线光源131、第一相机111以及第一反射镜112均固定在安装支架141的朝上的上安装面也在本发明的保护范围之内。
234.请参阅图10进行理解。在上述任一实施例的基础之上，相机单元10还包括第三成像模块16，第三成像模块16包括第三相机161，第三相机161直接或者间接地固接于旋转单元30，并位于容置腔3112中，第三相机161被设置为直接接收样品200发射或者反射的光线。
235.具体而言，第三相机161基于可见光成像原理进行成像。第三相机161直接或者间接地与旋转支撑组件311相固接。第三相机161和样品200位于同一空间，两者之间不存在其他物理构件进行隔离，或者第三相机161所处空间和样品200所处空间相连通，且样品200发射或者反射的光线直接入射第三相机161。
236.本实施例的成像系统100中，第一成像模块11采用红外相机，第二成像模块12采用ccd相机，第三成像模块16采用cmos相机，x射线成像模块13基于x射线成像原理进行ct成像。本实施例的成像系统100的四个成像模块均基于不同的成像原理对样品200进行成像，操作者根据操作需要选择对应的成像模块进行操作，以便后续对获取的图像信息进行二维重构、三维重构及图像融合的操作。
237.请参阅图10-11进行理解。本发明实施例的成像系统100中，相机单元10还包括用于发射近红外激光的第一光源171，第一相机111成像时，第一光源171照射样品200，样品200被激发的光线通过第一光路300入射第一反射镜112，并进一步被反射入第一相机111，从而实现对样品200的红外激发成像。
238.请参阅图10-11进行理解。本发明实施例的成像系统100中，相机单元10还包括用于发射激光的第二光源172，第二光源172用于激发样品200发出生物学荧光，生物学荧光经第一光路300入射第二反射镜122，并进一步被反射入第二相机121，实现荧光成像。第二光源172能够发射不同波段的激发光，换言之，第二光源172能够发射不同颜色的激发光。根据样品200的成像需求打开对应波段的激发光，样品200经激发光照射产生生物学激发荧光。
239.与第二光源172配合实现对样品200的荧光成像是第二成像模块12的一种使用方式，作为另一种使用方式，第二成像模块12还可以对无需激发光便自身能够产生生物学荧光的样品200进行成像，即第二光源172不启动，样品200自身发射的荧光通过第一光路300入射第二成像模块12。
240.请参阅图10进行理解。本发明实施例的成像系统100中，相机单元10还包括用于发射白光的第三光源，第三相机161成像时，第三光源照射样品200，样品200反射的光线入射第三相机161。诚然，第三光源除用在第三相机161成像过程中，在其他需要采用白光对样品台单元20进行照射或者需要对容置腔3112内照射时也可应用。
241.本发明实施例中，相机单元10同时具有第一光源171、第二光源172及第三光源，第二光源172和第三光源共同经由rgbw led光源实现，第一光源171为发射红外激光的激发光源。第一光源171、第二光源172及第三光源直接或者间接地固接于旋转箱42内部。
242.请参阅图11进行理解。本发明实施例的成像系统100还包括暗箱单元，暗箱单元包括位于容置腔3112内的内箱模块40，内箱模块40具有位于第一光路300上的通光孔，样品台单元20位于内箱模块40中，样品200直接发射的光线经由通光孔入射到内箱模块40的外部。
243.换言之，内箱模块40内部中空并形成成像室41，样品台单元20位于成像室41中，成像系统100对样品200进行成像时，内箱模块40在通光孔处实现成像室41内、外的通光，成像室41在内箱模块40的其他位置均与其外部光密封。
244.本发明实施例的成像系统100中，内箱模块40包括旋转箱42和固定箱43，旋转箱42被设置为与旋转单元30保持相对静止，固定箱43与旋转箱42转动连接并光密封；样品台单元20固接于固定箱43，并深入旋转箱42内。
245.换言之，固定箱43和样品台单元20直接或者间接地固定在壳体400上，旋转箱42与
旋转单元30保持相对静止。成像时，旋转单元30驱动旋转箱42相对于固定箱43旋转至成像位置，相机单元10接收样品200通过第一光路300传播出来的光线或者通过第一光路300向样品200照射x射线。上述的成像室41可理解为经由中空的旋转箱42单独形成，或者经由中空的旋转箱42和中空的固定箱43共同形成。
246.本实施例中，固定箱43为一端开口或者两端均开口的筒体；旋转箱42为一端开口或者两端均开口的筒体。旋转箱42的一个开口处在周向上与固定箱43的一个开口处滑动连接，两者在连接处进行光密封，以防止内箱模块40外部的光对成像产生干扰。
247.请参阅图12进行理解。固定箱43上设置有用于连通外部的温控进风口431和用于连通外部的温控出风口432。其中，成像系统100所在的成像仪1000中具有温控系统，而温控进风口431和温控出风口432均为预留的通孔或槽，用于连通温控系统，以实现温控系统对成像室41内部的温度控制。
248.请参阅图12进行理解。固定箱43上还设有用于连通外部的麻醉进气口和用于连通外部的麻醉出气口434。其中，成像系统100所在的成像仪1000中具有麻醉系统，而麻醉进气口和麻醉出气口434均为预留的通孔或槽，用于连通麻醉系统。麻醉系统优选应用在具有对动物活体样品200成像功能的成像仪1000中。
249.请参阅图12进行理解。固定箱43为外部的加湿器433预留有安装位(图中未示意)。诚然，在其他的实施例中，作为可替换的手段，固定箱43内设有用于连通外部的湿气进气口和用于连通外部的湿气出气口；成像系统100所在的成像仪1000中具有湿度控制系统，而湿气进气口和湿气出气口均为预留的通孔或槽，用于连通湿气控制系统，以控制成像室41内的湿度。
250.上述任一实施例的成像系统100均可应用于不同各类型的成像仪1000中，下述列举三种类型的成像仪1000进行简单说明，图13-15示意了将上述实施例中的成像系统100应用于成像仪1000中的一种结构示意，图中所示的成像仪1000可以是下述三种类型的成像仪1000中的任一种。诚然，本发明实施例的成像系统100不局限于应用于下述三种类型的成像仪1000。
251.本发明实施例提供的成像仪1000为一种植物成像仪，用于对植物活体进行成像，植物成像仪包括上述任一实施例中的成像系统100和壳体400。
252.本实施例的植物成像仪与成像系统100基于同样的理由提高了获取的图像信息的精准度。
253.本发明实施例提供的成像仪1000为一种动物成像仪，用于对动物活体进行成像，动物成像仪包括上述任一实施例中的成像系统100和壳体400。
254.本实施例的动物成像仪与成像系统100基于同样的理由提高了获取的图像信息的精准度。
255.本发明实施例提供的成像仪1000为一种动植物成像仪，包括上述任一实施例中的成像系统100和壳体400，动植物成像仪兼具了对动物成像及对植物成像的功能。
256.本实施例的动植物成像仪与成像系统100基于同样的理由提高了获取的图像信息的精准度。
257.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离
本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。