一种显微镜系统及显微镜的制作方法

本技术涉及显微镜，特别是涉及一种显微镜系统及显微镜。

背景技术：

1、显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，用于将微小物体放大至为人眼可见。常见的显微镜包括体式显微镜、工具显微镜和金相显微镜等，但以上显微镜成像质量受限于待测样本本身的深度，若深度小于显微镜光学镜组的景深范围，则能够获得全幅画面对焦清晰的图像；若深度大于显微镜光学镜组的景深范围，则会存在景深范围之内的成像清晰、超出景深范围之外的成像模糊的问题，从而无法对待测样品实现全深度范围内的清晰观察。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种显微镜系统及显微镜，以实现降低传统光学显微镜组景深浅对成像质量带来的不良影响。具体技术方案如下：

2、第一方面，本技术实施例提供了一种显微镜系统，包括：主机控制子系统及显微镜、所述显微镜包括机头成像子系统及机身运控子系统，所述机身运控子系统包括z轴模块、载物台、辅助图像采集模块，所述机头成像子系统包括物镜、图像采集模块、物镜转换模块及物镜识别模块，所述主机控制子系统包括图像处理模块及显示控制模块；

3、所述主机控制子系统与所述机头成像子系统通信连接，所述主机控制子系统与所述机身运控子系统通信连接；所述机头成像子系统安装在所述机身运控子系统上；

4、所述载物台用于放置待测样品，在所述z轴模块的驱动下，所述机头成像子系统的物镜与所述载物台的距离沿z轴变化；

5、所述物镜转换模块，用于根据所述主机控制子系统的物镜切换控制指令，实现所述物镜的切换；

6、所述物镜识别模块，用于识别所述物镜转换模块上所述物镜的安装情况，在所述物镜转换模块已安装所述物镜的情况下，向所述主机控制子系统发送表示已安装的信号，以使得所述显示控制模块显示已安装的所述物镜的倍率；

7、所述辅助图像采集模块，用于获取所述物镜与待测样品之间的相对距离；

8、所述z轴模块，用于在所述相对位置不满足预设距离条件的情况下，根据所述主机控制子系统下发的移动控制指令调整z运动轴，直至所述物镜与待测样品之间的相对距离满足预设距离条件；

9、所述图像采集模块，用于通过所述物镜在多个相对距离下采集所述待测样品的多张深度图像；

10、所述图像处理模块，用于对各所述深度图像进行图像分析及融合处理，得到所述待测样品的目标图像，其中，所述目标图像为携带深度信息的二维图像或三维建模；

11、所述显示控制模块，用于显示所述目标图像。

12、本技术的一个实施例中，所述物镜识别模块包括电磁波传感器，或距离传感器；

13、所述物镜设置在所述物镜转换模块上，所述物镜识别模块设置在所述物镜转换模块上且位于所述物镜的一侧；

14、所述电磁波传感器，用于向所述物镜转换模块上安装所述物镜的位置发射电磁波，在收集到反射信号或散射信号的情况下，判定所述物镜转换模块已安装所述物镜；

15、所述距离传感器，用于获取所述距离传感器与所述物镜之间的测试距离，在所述测试距离与预设的标定距离匹配的情况下，判定所述物镜转换模块已安装所述物镜。

16、本技术的一个实施例中，所述z轴模块包括上z轴模块，所述上z轴模块包括上z运动轴、第一驱动电路和第一控制电路，所述上z运动轴与所述第一驱动电路连接，所述第一驱动电路与第一控制电路连接；

17、所述上z运动轴设置在z轴平面内，能够在所述第一驱动电路的驱动下在所述z轴平面内运动；所述机头成像子系统设置在所述上z运动轴上；

18、所述上z轴模块还包括上z轴电磁制动子模块，所述上z轴电磁制动子模块与所述上z运动轴连接；

19、所述第一控制电路，用于根据所述主机控制子系统下发的移动控制指令，通过第一驱动电路驱动所述上z运动轴在所述z轴平面内运动，直至所述机头成像子系统移动至指定位置，其中，所述指定位置表示所述物镜与所述待测样品之间的相对距离满足预设距离条件；

20、所述上z轴电磁制动子模块，用于在所述上z运动轴断电的情况下，锁定所述上z运动轴。

21、本技术的一个实施例中，所述机身运控子系统还包括：倾斜旋转模块及倾斜锁定模块；

22、所述上z轴模块设置在所述倾斜旋转模块上，所述上z轴模块能够在所述倾斜旋转模块的驱动下在所述z轴平面内转动；所述倾斜旋转模块与所述倾斜锁定模块连接；

23、所述倾斜旋转模块，用于在所述主机控制子系统下发的旋转控制指令下，带动所述上z轴模块及所述机头成像子系统在所述z轴平面内旋转，并通过角度传感器将所述上z轴模块及所述机头成像子系统当前的角度信息发送给所述主机控制子系统；

24、所述倾斜锁定模块，用于在所述显微镜系统断电的情况下，通过电流控制抱闸开关，启动自锁功能锁定所述倾斜旋转模块。

25、本技术的一个实施例中，所述机头成像子系统还包括：变焦模块，所述变焦模块包括至少两个光学镜片组成的变焦镜组；

26、所述变焦模块，用于根据所述主机控制子系统下发的变焦控制指令，通过电机驱动机械结构移动调节各所述光学镜片之间的间距，实现所述变焦镜组的有效焦距的离散或连续的倍率变化。

27、本技术的一个实施例中，所述机头成像子系统还包括明场照明模块、暗场照明模块及透射照明模块；所述明场照明模块及所述暗场照明模块的出光侧朝向所述载物台；

28、所述机身运控子系统还包括透射照明模块，所述透射照明模块设置在所述载物台内，所述透射照明模块的出光侧朝向所述物镜；

29、所述明场照明模块，用于提供明场照明的光源，其中，所述光源包括至少一个中心光源及分布在所述中心光源四周的至少两个区域的明场片射光源，或仅包括至少两个区域的明场片射光源；

30、所述暗场照明模块，用于提供暗场照明的光源，所述光源包括至少两个区域的暗场片射光源；

31、所述透射照明模块，用于提供从底部照射所述待测样品的光源。

32、本技术的一个实施例中，所述主机控制子系统还包括照明控制模块；

33、所述照明控制模块，用于下发照明控制指令，以使得所述明场照明模块控制所述明场片射光源对应的明场片射光源区域的照明开关及亮度调节，和/或所述暗场照明模块控制所述暗场片射光源对应的暗场片射区域的照明开关及亮度调节，或透射照明的照明开关及亮度调节。

34、本技术的一个实施例中，所述机身运控子系统还包括xy轴模块、旋转模块及隔震模块；

35、所述z轴模块包括下z轴模块，所述下z轴模块包括下z运动轴、第二驱动电路和第三控制电路，所述下z运动轴与所述第二驱动电路连接，所述第二驱动电路与第二控制电路连接；

36、所述隔震模块设置在所述机身运控子系统的支撑位置；

37、所述载物台设置在所述xy轴模块上，所述xy轴模块设置在所述旋转模块上，所述旋转模块设置在所述下z运动轴上；

38、所述下z运动轴设置在z轴平面内，能够在所述第二驱动电路的驱动下在竖直方向上运动；

39、所述载物台在所述xy轴模块的驱动下沿xy轴平面运动，所述xy轴模块在所述旋转模块的驱动下在xy轴平面内转动；

40、所述隔震模块，用于隔离所述显微镜系统所在平台的震动；

41、所述xy轴模块，用于根据所述主机控制子系统下发的移动控制指令，沿xy轴平面移动xy运动轴，直至所述载物台及所述待测样品移动至所述指定位置；

42、所述旋转模块，用于旋转所述载物台，直至所述待测样品处于预设角度。

43、所述第二控制电路，用于根据所述主机控制子系统下发的移动控制指令，通过第二驱动电路驱动所述下z运动轴在竖直方向上运动，直至所述载物台及所述待测样品移动至所述指定位置。

44、本技术的一个实施例中，所述图像处理模块包括图像预处理子模块及图像后置处理子模块；

45、所述图像预处理子模块，用于对各所述深度图像进行图像预处理；

46、所述图像后置处理子模块，用于对各所述深度图像进行算法融合及并行数据计算，得到所述待测样品的目标图像。

47、第二方面，本技术实施例还提供了一种显微镜，包括机头成像子系统及机身运控子系统，所述机身运控子系统包括z轴模块、载物台、辅助图像采集模块，所述机头成像子系统包括物镜、图像采集模块、物镜转换模块及物镜识别模块；

48、所述机头成像子系统安装在所述机身运控子系统上；

49、所述载物台用于放置待测样品，在所述z轴模块的驱动下，所述机头成像子系统的物镜与所述载物台的距离沿z轴变化；

50、所述物镜转换模块，用于实现所述物镜的切换；

51、所述物镜识别模块，用于识别所述物镜转换模块上所述物镜的安装情况；

52、所述辅助图像采集模块，用于获取所述物镜与待测样品之间的相对距离；

53、所述z轴模块，用于调整z运动轴，直至所述物镜与待测样品之间的相对距离满足预设距离条件；

54、所述图像采集模块，用于通过所述物镜在多个相对距离下采集所述待测样品的多张深度图像。

55、本技术实施例有益效果：

56、本技术实施例提供的显微镜系统及显微镜，通过物镜转换模块与物镜识别模块配合，自动识别物镜的安装情况，同时能够明确定位到每颗物镜对应的倍率并根据需求直接切换，为采集图像过程中的物镜倍率切换提供便利，使得操作更加简单，系统自动化与智能化更高，提高了显微镜系统的适用性和便捷性。通过辅助图像采集模块获取物镜与待测样品之间的相对距离，并通过z轴模块不断调整z运动轴直至物镜与待测样品之间的相对距离满足预设距离条件，在多个满足预设距离条件下的相对距离下采集多张深度图像，并通过图像处理模块对多张深度图像进行图像分析及融合处理，得到携带有待测样品的深度信息的二维图像或三维建模，从而克服了物镜的景深范围与不同深度的待测样品可能存在的不匹配的问题，降低了传统光学显微镜组景深浅对成像质量带来的不良影响，再通过显示控制模块显示目标图像，以使得待测样品能够通过显微镜系统清晰、完整地显示出来，进一步降低了待测样品的不同深度可能给成像质量带来的不利影响。

57、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。