用于优化视场的系统、方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于最大限度增加成像系统视场利用率的方法。所述成像系统包括成像设备，所述成像设备包括检测设备和定位单元。所述方法包括捕获物体的初始图像，然后计算物体的旋转角度和变焦系数，以便最大限度增大所述物体在视场中覆盖的面积。计算完成后，计算机可以指示检测和定位单元重新配置其相对于物体的方向。

【技术实现步骤摘要】
用于优化视场的系统、方法和装置
本公开整体涉及用于最大限度增大视场内物体大小的光学系统、方法和装置。本文公开的系统、方法和装置适用于通过增加视场内任何物体所占面积来最大限度提高视场的利用率。特别地，本公开涉及通过基于第一捕获图像计算优化的旋转几何结构和变焦来优化用于图像捕获的系统、方法和装置，以便增加目标物体的分辨率和图像质量。背景生物成像和成像领域普遍受益于数码相机技术的整体改进。一种这样的改进是现代相机中像素检测器数量的增加，这提高了图像分辨率，从而提升了生成数据的质量。凝胶电泳是分离DNA、RNA、多肽和蛋白质等生物分子的常用方法。在凝胶电泳中，可以根据外加电场使分子穿过滤凝胶迁移的速率，将分子分离成多个区带。可以使用封闭在玻璃管中或以板条形式夹在玻璃板或塑料板之间的凝胶。凝胶具有开放的分子网络结构，形成的孔被盐的导电缓冲溶液浸透。这些孔的尺寸足以使迁移的大分子通过凝胶。电泳凝胶的一个问题是它们的大小或形状并不总是相同，在成像装置中的位置和方向往往也不相同。此外，区带的形状经常是不规则或不完整的。区带的外观可能弯曲、变形或者模糊。这些问题在本领域众所周知，为分析制造了困难。常规凝胶成像装置的另一个问题是，它们会对包含不相关信息的大部分背景成像，从而降低了光传感器的利用效率。因此，本领域需要设计一种系统、方法和装置，对不同属性电泳凝胶成像，获得尽可能高质量的图像，提高图像分辨率，从而提高数据的精度和准确性。这样的系统将通过增加物体或电泳凝胶在检测器的视场中所占的面积，最大限度提高检测器像素传感器的利用率。专利技术概述本文公开的光学系统、方法和装置用于利用图像捕获装置或系统最大限度增大物体的视场。这样的系统、方法和装置中会在视场内的一个第一位置捕获物体图像。然后计算将所述物体的边缘与所述视场的边缘对齐的旋转角度，再计算沿着所述视场的所述边缘定位所述物体的所述边缘的变焦系数。在某些实施例中，用于利用图像捕获装置或系统最大限度增大物体视场的所述光学系统包括用于捕获所述物体图像的相机和具有计算所述旋转角度和所述变焦系数的指令的处理器。实施例可以包括配置为根据所述计算所得旋转角度旋转并且根据所述计算所得变焦系数调整图像捕获设备或系统变焦的表面。在某些实施例中，可以通过机械方式实现所述变焦调整。在某些实施例中，所述图像捕获设备或系统配置为在视场内的一个第二位置对所述物体成像。在某些实施例中，可以对所述第二位置进行优化，以使捕获所述物体的所述图像时所用的所述视场部分大于所述第一图像，并使所述物体所述第二图像的旋转定位优于所述第一图像。在某些实施例中，所述光学系统包括显示器和处理器，该处理器配置为基于所述计算所得旋转角度和/或所述计算所得变焦系数来创建要呈现在所述显示器上的虚拟图像。在某些实施例中，最终用户可以通过虚拟方式旋转和/或通过虚拟方式变焦所述虚拟图像。在某些实施例中，用于利用图像捕获装置或系统最大限度增大物体视场的方法包括：在视场内的第一位置捕获物体的图像，通过虚拟方式将物体的边缘与视场的边缘对齐以计算旋转角度，计算沿着所述视场的所述边缘定位所述物体的所述边缘的变焦系数，根据所述计算将所述物体重新定位在相对所述视场的第二位置，然后在所述第二位置对物体成像以生成第二图像。所述第二图像中所述物体覆盖的所述视场部分可以大于所述第一图像中所述物体覆盖的所述视场部分。在某些实施例中，所述重新定位使用可移动表面在所述视场内重新定位所述物体。在某些实施例中，所述重新定位使用机械变焦来达到所述计算所得变焦系数。在某些实施例中，所述方法还包括创建虚拟变焦和/或旋转图像的虚拟图示。在某些实施例中，所述虚拟图像配置为可由最终用户操纵。在某些实施例中，用于利用图像捕获装置或系统最大限度增大物体视场的方法包括：在视场内的第一位置捕获物体的图像，通过虚拟方式将物体的边缘与视场的边缘对齐以计算旋转角度，根据所述计算所得旋转角度相对视场旋转物体，在视场内的第二位置捕获物体图像，计算沿着所述视场的所述边缘定位所述物体的所述边缘的变焦系数，根据所述变焦系数增大物体在视场内的大小，然后在第三位置对物体成像以生成第三图像。可以对所述第二位置进行优化，以使捕获所述物体时其旋转定位优于所述第一位置的所述第一图像。可以对所述第三位置进行优化，以使捕获所述物体的所述图像时所用的部分视场大于所述第一位置的所述第一图像。在某些实施例中，所述方法包括创建可由最终用户操纵的虚拟图像。所述虚拟图像可以配置为由最终用户旋转和/或变焦。实施例可以考虑通过旋转承托所述物体的表面来旋转所述物体以达到所述计算所得旋转角度。实施例也可以考虑通过机械方式进行变焦以达到所述计算所得变焦系数。附图简略说明为了更完全地理解本文中所公开的原理和其优点，现在结合附图参考以下描述，在附图中：图1示出根据多个实施例之一的成像系统。图2示出根据多个实施例之一的成像装置。图3A示出根据多个实施例之一的一组引导装置，用于协调长光路配置中检测单元的各个元件。图3B示出根据多个实施例之一的一组引导装置，用于协调短光路配置中检测单元的各个元件。图3C是根据多个实施例之一的包含检测单元的成像装置外壳横截面视图。图4A是根据多个实施例之一的定位单元图示。图4B是根据多个实施例之一，包括电机和驱动轴的定位单元图示。图4C是根据多个实施例之一，除下表面外壳后定位单元的图示。图4D是根据多个实施例之一，具有旋转表面的定位单元图示。图4E是根据多个实施例之一，具有旋转表面的定位单元图示。图4F是根据多个实施例之一，定位单元旋转定位几何结构的图示。图5示出根据多个实施例之一，具有指示像素传感器位置的重叠网格的相机视场。图6A-6B是根据现有技术的图像捕获方法流程图。图7A-B是根据多个实施例之一的图像捕获方法流程图。图8A是非优化视场中电泳凝胶的图示。图8B是根据多个实施例之一，对非优化视野进行旋转优化后电泳凝胶的图示。图9A是根据多个实施例之一的变焦系数计算示意图。图9B是根据多个实施例之一，对非优化视野进行变焦优化后电泳凝胶的图示。虽然结合各种实施例描述本教导内容，但是并非旨在将本教导内容限制于此类实施例。相反，本领域的技术人员应当了解，本教导内容涵盖各种替代方案、修改以及等效形式。另外，在描述各种实施例时，本说明书可已将方法和/或过程呈现为特定序列的步骤。然而，在所述方法或过程并不依赖于本文中所阐述的特定次序的步骤的程度上，所述方法或过程不应限于所描述的特定序列的步骤。所属领域的一般技术人员将了解，其它序列的步骤可为可能的。因此，本说明书中所阐述的特定次序的步骤不应解释为对权利要求书的限制。另外，针对所述方法和/或过程的权利要求书不应限于其步骤按所写次序的执行，且所属领域的技术人员可易于了解所述序列可变化且仍保留在各种实施例的精神和范围内。为了更容易地理解本公开，首先对某些术语进行定义。其他定义在具体实施方式中有所阐述。具体实施方式所附说明和附图中描述了用于成像系统的系统、方法和装置的实施例。图中示出了众多具体细节，以提供对某些实施例的全面理解。技术人员将能够理解，本文描述的成像系统、方法和装置可以用于使用光学系统的各种仪器，包括但不限于电泳凝胶成像装置。此外，技术人员将理解，可以在没有这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于最大限度增大图像捕获设备视场的系统，所述系统包括：表面，配置为承托物体；相机，配置为在视场内的第一位置捕获物体的图像；处理器，包括通过虚拟方式将物体的边缘与视场的边缘对齐，以计算旋转角度以及计算沿着所述视场的所述边缘定位所述物体的所述边缘的变焦系数的指令。

【技术特征摘要】
2016.10.13 US 62/408,0131.一种用于最大限度增大图像捕获设备视场的系统，所述系统包括：表面，配置为承托物体；相机，配置为在视场内的第一位置捕获物体的图像；处理器，包括通过虚拟方式将物体的边缘与视场的边缘对齐，以计算旋转角度以及计算沿着所述视场的所述边缘定位所述物体的所述边缘的变焦系数的指令。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述表面配置为根据所述旋转角度旋转，并根据所述变焦系数进行变焦。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述相机配置为在所述视场内的第二位置对所述物体成像。4.根据权利要求3所述的系统，其中来自所述第二位置的所述图像是经过优化的图像，并且捕获所述经过优化的图像时使用所述视场的部分大于所述第一位置的物体图像。5.根据权利要求2所述的系统，其中所述变焦通过机械方式实现。6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括一台显示器，其中所述处理器配置为基于所述计算所得旋转角度创建虚拟图像，并将所述虚拟图像呈现在所述显示器上。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述虚拟图像配置为由最终用户以虚拟方式旋转。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述相机配置为在所述视场内的第二位置对所述物体成像。9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括显示器，其中所述处理器配置为基于所述计算所得变焦系数创建虚拟图像，并将所述虚拟图像呈现在所述显示器上。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述虚拟图像配置为由最终用户以虚拟方式变焦。11.根据权利要求10所述的系统，其中在所述视场内的第二位置对所述物体成像。12.一种用于最大限度增大图像捕获设备视场的系统，所述系统包括：一种成像设备，包括：可旋转表面，配置为承托物体；相机，配置为在一个视场内的第一位置捕获所述物体的图像；以及一种计算设备，包含：处理器，包括通过虚拟方式将所述物体的边缘与所述视场的边缘对齐，以计算旋转角度的指令以及计算沿着所述视场的所述边缘定位所述物体的所述边缘的变焦系数的指令。13.一种用于最大限度...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·曹，S·洪，T·H·多，S·姚，B·史，K·S·泰欧，B·韦伯，
申请(专利权)人：生命技术控股私人有限公司，皮尔斯生物技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US