成像室姿态调节机构和调节方法与流程

本发明涉及有形成分分析仪器领域，尤其涉及有形成分分析仪器中的光学系统的成像室的姿态调节机构和调节方法。

背景技术：

用于体液检测的有形成分分析仪器，涉及使用成像设备对体液中的有形成分（细胞粒子）进行拍照。通常需要对所拍摄的照片中的细胞粒子进行识别分析和计数。因此良好的拍摄状态对于采集细胞粒子的形态信息至关重要。

实际使用中，要求成像室内的液体腔或液体流垂直于显微成像系统的光轴，以保证图像中各个位置的图像一致性。

现有技术中，使用平行光管来调节成像室与光轴的垂直度。调节方法是：取下显微成像系统，在原显微成像系统的位置安装平行光管，使用平行光管内发射的光照射成像室表面并从成像室表面反射，令反射光与出射光重合即认为调节垂直度完成，完成调节后仍需拆下平行光管，安装显微成像系统。这种调节方式存在显而易见的缺点：调节步骤繁琐，反复拆装，容易在重新安装显微成像系统时造成姿态二次失控。

技术实现要素：

成像室姿态调节机构，包括固定和调节所述成像室的滑动平台，驱动所述滑动平台做z方向直线移动的驱动机构；所述滑动平台包括沿z方向设置的直线移动滑轨、x方向调节机构、y方向调节机构、x轴偏转调节机构、y轴偏转调节机构、支撑架；所述成像室安装到所述支撑架上，所述支撑架直接连接所述x轴偏转调节机构、y轴偏转调节机构，并依序继续连接到所述y方向调节机构、所述x方向调节机构、所述直线移动滑轨；所述x方向、y方向、z方向相互垂直。

进一步的，所述x方向与所述y方向具有可互换性。

进一步的，所述x方向调节机构与所述y方向调节机构的可调节距离为0~10mm。

进一步的，所述x轴偏转调节机构与所述y轴偏转调节机构的可调节角度为-5°~+5°。

进一步的，所述x方向调节机构、y方向调节机构、x轴偏转调节机构、y轴偏转调节机构，都是手动调节机构。

成像室姿态调节方法，包括：

成像室，所述成像室上设置聚焦标靶；

滑动平台，所述滑动平台具有x方向调节机构、y方向调节机构、x轴偏转调节机构、y轴偏转调节机构和支撑架，所述成像室固定在所述支撑架上，所述支撑架直接连接所述x轴偏转调节机构、y轴偏转调节机构，并依序继续连接到所述y方向调节机构、所述x方向调节机构；所述x方向、y方向相互垂直，组成的xy平面与所述相机的光轴相垂直；

相机，所述相机拍摄所述成像室上的所述聚焦标靶，输出第一分辨率图像；

根据所述第一分辨率图像中拍摄到的所述聚焦标靶，手动调节所述x方向调节机构、y方向调节机构、x轴偏转调节机构、y轴偏转调节机构。

进一步的，所述聚焦标靶，在平面内的x方向或y方向中至少一个方向上具有多个标靶图案。

进一步的，所述聚焦标靶，在平面内的x方向或y方向中至少一个方向上具有较大尺寸；所述较大尺寸是指所述聚焦标靶在所述第一分辨率图像的标靶像占据不小于图像边界1/5的尺寸。

进一步的，所述滑动平台具有可沿z方向移动的直线移动滑轨，所述滑动平台被电机或手动轮驱动沿z方向运动以实现聚焦。

附图说明

附图1是本发明的显微成像粒子分析的聚焦系统的结构示意图。

附图2是成像室的第一成像目标区、第二成像目标区通过显微成像镜组成像于相机的感光芯片上第一成像像素区、第二成像像素区的示意图。

附图3是同一平面内的x方向和y方向设置多个聚焦标靶图案的示意图。

附图4是多个平面之间聚焦标靶的图案、位置、数量都相互不同的示意图。

附图5是成像室运动机构的结构示意图。

附图6是滑动平台的结构示意图。

附图7是聚焦标靶像反映成像室需要在x方向移动调整的第一分辨率图像的示意图。

附图8是聚焦标靶像反映成像室需要在y方向移动调整的第一分辨率图像的示意图。

附图9是聚焦标靶像反映成像室需要在x方向和y方向移动调整的第一分辨率图像的示意图。

附图10是聚焦标靶像反映成像室需要以y方向为轴转动调整的第一分辨率图像的示意图。

附图11是聚焦标靶像反映成像室需要以x方向为轴转动调整的第一分辨率图像的示意图。

附图12是聚焦标靶像反映成像室需要以x方向和y方向为轴转动调整的第一分辨率图像的示意图。

附图13是聚焦标靶像反映成像室需要以x方向和y方向移动调整且需以x方向和y方向为轴转动调整的第一分辨率图像的示意图。

附图14是相机的感光芯片上第一成像像素区、第二成像像素区的一个实施例的示意图。

附图15是成像室上的聚焦标靶的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

参照附图1，一种显微成像粒子分析的成像系统，包括：

成像室100，成像室100上设置聚焦标靶110，成像室100内可流通有待分析粒子101的样本液体102，并在成像室100内的流体通道120的成像区域形成样流带103；

相机300，用于拍摄成像室100内目标物体，相机300输出第一分辨率图像310和第二分辨率图像320，第一分辨率图像310与第二分辨率图像320取景于相机300的感光芯片340的不同区域；

显微成像镜组200，显微成像镜组200置于成像室100与相机300之间，使成像室100上的聚焦标靶100或待分析粒子101成像于相机300的感光芯片340；

聚焦标靶110能够被第一分辨率图像310所拍摄，且不被第二分辨率图像320所拍摄；

待分析粒子101被第二分辨率图像320所拍摄；

位移装置400，改变成像室100与显微成像镜组200之间的距离。位移装置400包括用于手动调节的手动轮410，用于电驱动的电机420，和滑动平台430，其中手动轮410和电机420联动，驱动滑动平台430做直线移动，滑动平台430固定连接到成像室100。在另外一些实施例中，滑动平台430固定连接到显微成像镜组200。

参照附图1，本发明的显微成像粒子分析的聚焦系统的一个实施例，成像室100具有沿流动方向流通面积逐渐减缩的对称的液体通道120，液体通道120的靠近显微成像镜组200一侧的外壁是成像侧壁121，与成像侧壁121相对的另外一侧的外壁是照明侧壁122。液体通道120的上游具有伸入流体通道120的样本注入通道130，和缓冲液注入通道140；液体通道120的下游具有液体流出通道150。实际使用中，样本液体102由样本注入通道130处注入成像室100内，同时从缓冲液注入通道140处注入缓冲液体141，样本液体102被缓冲液体141所包裹，且在沿流动方向流通面积逐渐减缩的液体通道120的整形作用下形成一个薄的样流带103，样流带103处在液体通道120的中心。待分析粒子101仅会出现在样流带103内。显微成像镜组200和相机300，聚焦与样流带103即可拍摄到待分析粒子101的图像。成像室100上，设置有可用于显微成像镜组200聚焦的聚焦标靶110。聚焦标靶110可以设置在靠近样流带103的位置处。

聚焦标靶110设置的位置有如下要求，第一，聚焦标靶110要能够被相机300所拍摄；第二，在相机300正常拍摄待分析粒子101的图像时，聚焦标靶110不被拍摄到。在本发明的一些实施例中，聚焦标靶110与样流带103在显微成像镜组200的成像平面上相互分开一定距离。在成像室100的成像区域划分出第一成像目标区111，第二成像目标区112，第一成像目标区111内的不属于第二成像目标区112的部分是第三成像目标区113。聚焦标靶110在第一成像目标区111和第三成像目标区113内，而不在第二成像目标区112内。第一成像目标区111，第二成像目标区112，第三成像目标区113分别对应了相机300的感光芯片340上的第一成像像素区311，第二成像像素区321，第三成像像素区331。成像室100的第一成像目标区111、第二成像目标区112、聚焦标靶110，与相机300的感光芯片340上的第一成像像素区311、第二成像像素区321、聚焦标靶110的像的对应关系参照附图2所示。

成像室100的成像区域与相机300的感光芯片340上的像素区域具有对应关系，这种对应关系依赖于显微成像镜组200的光学成像，如附图2所示。成像室100上的第一成像目标区111通过显微成像镜组200成像于相机300的感光芯片340上的第一成像像素区311；相机300的感光芯片340上的第一成像像素区311通过显微成像镜组200拍摄成像室100上的第一成像目标区111的图像。成像室100上的第二成像目标区112通过显微成像镜组200成像于相机300的感光芯片340上的第二成像像素区321；相机300的感光芯片340上的第二成像像素区321通过显微成像镜组200拍摄成像室100上的第二成像目标区112的图像。成像室100上的第三成像目标区113通过显微成像镜组200成像于相机300的感光芯片340上的第三成像像素区331。成像室100上的位于第三成像目标区113的成像标靶110通过显微成像镜组200成像于相机300的感光芯片340上的第三成像像素区331的对应位置处，成像为标靶像330。

成像室100上的聚焦标靶110，在同一平面内的相互垂直的两个方向（x方向与y方向）之中至少一个方向上具有多个标靶图案或一个图案形状在至少一个方向上具有较大尺寸。x方向指的是聚焦平面内的水平方向；y方向指的是聚焦平面内的竖直方向。较大尺寸是指聚焦标靶110在第一分辨率图像310的标靶像330的尺寸不小于图像边界长度的1/5。

对于多个点分布的聚焦标靶110，可在x方向依次编号x0、x1、x2……，在y方向依次编号y0、y1、y2……，在如附图3所示的实施例中，一个平面内共有6个聚焦标靶110，分别为：聚焦标靶110x0y0，聚焦标靶110x1y0，聚焦标靶110x2y0，聚焦标靶110x0y1，聚焦标靶110x1y1，聚焦标靶110x2y1；6个聚焦标靶110形成一个3*2的矩阵形状。

在一些实施例中，成像室100上的聚焦标靶110，同时存在于多个平面内，如成像侧壁121的内侧表面和照明侧壁122的内侧表面。不同表面内设置的聚焦标靶110的形状、位置、数量可以互不相同。参照附图4所示，设置在成像侧壁121的内侧表面的聚焦标靶110b，只有1个环绕形的聚焦标靶110b，采用了“口”字形图案，位置在环绕第二成像目标区112的一整圈；设置在照明侧壁122的内侧表面的聚焦标靶110d，共有4个标靶点，采用了类似“田”字形图案，分别是聚焦标靶110dx0y0、聚焦标靶110dx1y0、聚焦标靶110dx0y1、聚焦标靶110dx1y1。

设置在同一平面内的多个聚焦标靶110或大尺寸的聚焦标靶110，可以用于调整成像室的位置和姿态。

调整成像室位置和姿态的机构参照附图5所示，位移装置400包括用于手动调节的手动轮410，用于电驱动的电机420，和滑动平台430，其中手动轮410和电机420联动，驱动滑动平台430做直线移动，滑动平台430固定连接到成像室100。

滑动平台430的结构参照附图6所示，滑动平台430包括底部的被手动轮410或电机420驱动的直线移动滑轨430z，安装在直线移动滑轨430z上的x向调节机构430x，安装在x向调节机构430x上的y向调节机构430y，和安装在y向调节机构430y上的x轴偏转调节机构430xz、y轴偏转调节机构430yz、支撑架431。当手动旋转调节x轴偏转调节机构430xz时，支撑架431上部发生z方向移动，同时支撑架431整体发生沿x轴的转动。当手动旋转调节y轴偏转调节机构430yz时，支撑架431侧部发生z方向移动，同时支撑架431整体发生沿y轴的转动。当手动旋转调节y向调节机构430y时，支撑架431、x轴偏转调节机构430xz、y轴偏转调节机构430yz随之在y方向移动。当手动旋转调节x向调节机构430x，支撑架431、x轴偏转调节机构430xz、y轴偏转调节机构430yz、y向调节机构430y随之在x方向移动。成像室100安装到支撑架431上，与支撑架431保持相对静止。

在一些示例性的实施例中，滑动平台430上的x向调节机构430x和y向调节机构430y可以互换位置，即不同于附图6中的y向调节机构430y安装在x向调节机构430x上，而是令x向调节机构430x安装在y向调节机构430y上。实际上，x方向与y方向具有互换性。

在一些实施例中，x向调节机构430x的可移动距离为10mm，y向调节机构430y的可移动距离为10mm。

在一些实施例中，x轴偏转调节机构430xz的可调节角度为±5°，y轴偏转调节机构430yz的可调节角度为-5°~+5°。

实际使用过程中，成像室100安装到滑动平台430以后，并不能够直接安装到合适的位置，需要进行位置调整和姿态调整。

在一些示例性的实施例中，第一成像目标区111、第二成像目标区112、聚焦标靶110的相对位置关系如附图3所示：第一成像目标区111包含第二成像目标区112，且第二成像目标区112处在第一成像目标区111内部的正中央，第一成像目标区111内的不属于第二成像目标区112的一圈“回”字形部分是第三目标成像区113；聚焦标靶110设置在第三目标成像区113内，共6个聚焦标靶110形成一个3*2的矩阵形状，分别为：聚焦标靶110x0y0，聚焦标靶110x1y0，聚焦标靶110x2y0，聚焦标靶110x0y1，聚焦标靶110x1y1，聚焦标靶110x2y1。成像室100安装到滑动平台430以后，相机300通过显微成像镜组200拍摄到的第一分辨率图像310有可能如附图7、附图8、附图9、附图10、附图11、附图12所示，此时应手动调节成像室100的位置或姿态。

一种可能的情况如附图7所示，拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330位于第一分辨率图像310的x方向的一侧且有部分像未被拍摄到。此时应手动旋转调节x向调节机构430x，在x方向推动成像室100发生运动，使拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330移动到第一分辨率图像310的中间合适的区域。一种可能的情况如附图8所示，拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330位于第一分辨率图像310的y方向的一侧且有部分像未被拍摄到。此时应当手动旋转调节y向调节机构430y，在y方向推动成像室100发生运动，使拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330移动到第一分辨率图像310的中间合适的区域。一种可能的情况如附图9所示，拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330位于第一分辨率图像310的一侧且有部分像未被拍摄到。此时应当手动旋转调节x向调节机构430x和y方向调节机构430y，在x方向和y方向推动成像室100发生运动，使拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330移动到第一分辨率图像310的中间合适的区域。

调整好位置以后，应当调整姿态。一种可能的情况如附图10所示，拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330包括位于下方的清晰的标靶像330y0和位于上方的不清晰的标靶像330y1。此时应当手动旋转调节x轴偏转调节机构430xz，令成像室100发生沿x轴的转动，使标靶像330y0和标靶像330y1的清晰度相一致。一种可能的情况如附图11所示，拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330包括位于左侧方的离焦的标靶像330x0、位于中间的清晰的标靶像330x1和位于右侧方的离焦的标靶像330x2；左侧方的离焦的标靶像330x0和右侧方的离焦的标靶像330x2的离焦方式不相同，其中之一表现为中央较黑向外逐渐淡化，其中另一表现为中央偏白向外一圈深色边缘。此时应当手动旋转调节y轴偏转调节机构430yz，令成像室100发生沿y轴的转动，使标靶像330x0、标靶像330x1和标靶像330y1的清晰度相一致。一种可能的情况如附图12所示，拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330包括位于左侧下方的离焦的标靶像330x0y0、位于中间下方的离焦的标靶像330x1y0、位于右侧下方的清晰的标靶像330x2y0、左侧上方的清晰的标靶像330x0y1、位于中间上方的离焦的标靶像330x1y1、位于右侧上方的离焦的标靶像330x2y1；左侧下方的离焦的标靶像330x0y0和右侧上方的离焦的标靶像330x2y1的离焦方式不相同，其中之一表现为中央较黑向外逐渐淡化，其中另一表现为中央偏白向外一圈深色边缘。此时应当手动旋转调节y轴偏转调节机构430yz和x轴偏转调节机构430xz，令成像室100发生沿y轴和x轴的转动，使标靶像330x0y0、标靶像330x1y0、标靶像330x2y0、标靶像330x0y1、标靶像330x1y1和标靶像330x2y1的清晰度相一致。

在一些示例性的实施例中，成像室100上的聚焦标靶110，可以是在至少一个方向上具有较大尺寸，如附图4所示的聚焦标靶110b，采用“口”字形图案，环绕第二成像目标区112的一整圈，在x方向和y方向上都具有较大尺寸。

在一些示例性的实施例中，拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330的一种可能情况如附图13所示，拍摄到的“口”字形聚焦标靶110的标靶像330位于第一分辨率图像310的右侧下方且只有部分被拍摄进入图像内，标靶像330有部分清晰，部分处在离焦状态。此时应当先手动旋转调节x向调节机构430x和y方向调节机构430y，在x方向和y方向推动成像室100发生运动，使拍摄到的聚焦标靶110的标靶像330移动到第一分辨率图像310的中间合适的区域，再手动旋转调节y轴偏转调节机构430yz和x轴偏转调节机构430xz，令成像室100发生沿y轴和x轴的转动，使“口”字形的标靶像330具有整体一致的清晰度。为使此种方式的调整能够实现，该“口”字形的聚焦标靶110的尺寸应满足这样的条件：成像于第一分辨率图像310的标靶像330的x方向或y方向的尺寸，应不小于第一分辨率图像310的长度的1/5。

在一些示例性的实施例中，使用带有标尺刻度的“口”字形的聚焦标靶110。带有刻度的“口”字形聚焦标靶110相比于不带有刻度的“口”字形聚焦标靶110，更容易识别位置和分析清晰度。

在一些示例性的实施例中，相机300的感光芯片340上的第一成像像素区311与第二成像像素区321无重合区域。参照附图14所示，第一成像像素区311a与第二成像像素区321a按左/右方式分别占据感光芯片340一半的面积；实际使用中也可以按3:7、4:6、6:4、7:3的比例分配。相应的，成像室100上的聚焦标靶110的设置可以如附图15所示，两个成竖立方向的标尺状聚焦标靶110，成对称形式设置于流体通道120的正面，样流带103在两个成竖立方向的标尺状聚焦标靶110中间位置流动。第二成像目标区112位于两个成竖立方向的标尺状聚焦标靶110的中间，第一成像目标区111位于第二成像目标区112的一侧，并能够将该侧的竖立方向的标尺状聚焦标靶110纳入拍摄范围。标尺状聚焦标靶110，同时具备x方向的较大尺寸和y方向的较大尺寸，可以作为成像室位置和姿态调节的目标。