一种目标物显微图像采集设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种目标物显微图像采集设备，包括图像采集装置、微动装置；其中微动装置包括转盘和摆动盘，转盘和摆动盘之间设置有间隔体；间隔体安装于转盘上，且与摆动盘滚动连接；图像采集装置设置于摆动盘上。首次提出适合环绕微小物体采集的结构，避免了旋转出视野的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种目标物显微图像采集设备
本技术涉及形貌测量
，特别涉及微小物体3D形貌测量

技术介绍
目前在研究细胞、微生物时，传统显微镜由于只能观察平面情况，已经不满足目前的立体观察测量的需求。而在目前进行三维显微成像设备中，常用的通常为共焦成像法，形成不同深度下的图像，从而合成3D图像。但这种方式通常需要主动发射激光或荧光，这些光本身可能就会对生物体造成影响，导致观测的不准确。同时，由于不同深度逐层成像，因此3D成像速度非常慢，对于活动的生命体来说并不合适。现在也有采用透镜阵列分光进行多焦点成像的方式，但这种方式的分辨率依赖于透镜阵列的密度。而加工高精度高密度透镜阵列并不容易。因此本技术提出了采用机器视觉的方式进行3D合成建模。但传统机器视觉进行3D建模的方式并不适合微小物体成像，特别是显微级别的微小物体。这是由于对于显微成像系统而言，通常镜头的景深非常小，轻微的移动就会导致对焦不准。因此无法使用旋转相机的方式进行图像采集。同时显微镜头的视野通常较小，传统使用转臂进行相机旋转的模式容易导致轻微的旋转就将目标物转出了显微镜头的视野范围，导致采集失败。而如果使用多个固定相机采集多个角度图像的方式，也会受到相机体积的限制，导致无法在微小物体周边布置足够多的相机。另外，在进行显微成像时，由于景深较小，每次转动后均无法准确对焦，因此使用普通显微镜头将必须进行人工对焦，费时费力。并且对于显微镜而言，只能通过转换镜头来实现变焦，由于微小物体的尺寸差别也较大，操作起来非常不方便。因此，对于利用机器视觉方式进行微小物体3D建模而言，目前还没有更好的方案。最后，在现有技术中，在进行3D采集建模时也曾提出使用包括转动角度、目标物尺寸、物距的经验公式限定相机位置，从而兼顾合成速度和效果。然而在实际应用中发现：除非有精确量角装置，否则用户对角度并不敏感，难以准确确定角度；而且在目标物为显微级别时，其尺寸难以准确确定，导致该方案无法在微小物体的3D采集建模中使用。因此，目前急需解决以下技术问题：①对于微小物体3D采集合成而言，能够同时大幅度提高合成速度和合成精度；②方便操作，无需使用专业设备，无需过多测量，能够快速获得优化的相机位置。③适合微小物体，特别是显微级别的微小物体旋转采集。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的采集设备。本技术提供了一种目标物显微图像采集设备，包括图像采集装置、微动装置；其中微动装置包括转盘和摆动盘，转盘和摆动盘之间设置有间隔体；间隔体安装于转盘上，且与摆动盘滚动连接；图像采集装置设置于摆动盘上。在可选的实施例中，间隔体为两个或多个。在可选的实施例中，间隔体大小不同。在可选的实施例中，满足其中D1为转盘与摆动盘之间的最小距离，D2为转盘与摆动盘之间的最大距离，D为上述最大距离点与最小距离点之间的距离，为图像采集装置的垂直半视场角，为图像采集装置的水平半视场角；k为经验系数。在可选的实施例中，k<0.96。在可选的实施例中，间隔体为滚珠，滚珠嵌入转盘上的滚珠座中。在可选的实施例中，图像采集装置包括镜头；镜头包括变焦镜头和显微镜头；变焦镜头和显微镜头光学连接。在可选的实施例中，图像采集装置的采集位置符合如下条件：δ<0.582其中L为图像采集装置在相邻两个采集位置时光心的直线距离；f为图像采集装置的焦距；d为图像采集装置感光元件的矩形长度或宽度；T为图像采集装置感光元件沿着光轴到目标物表面的距离；δ为调整系数。在可选的实施例中，δ<0.412。在可选的实施例中，δ<0.335。在可选的实施例中，所述变焦镜头和显微镜头至少之一属于自动对焦镜头。专利技术点及技术效果1、首次提出适合环绕微小物体采集的结构，避免了旋转出视野的问题。2、设计了适合微小物体采集的镜头结构，便于操作，且清晰成像。特别是便于3D合成建模。3、针对微小物体3D采集合成，通过优化相机采集图片的位置，保证能够同时提高合成速度和合成精度。优化位置时，无需测量角度，无需测量目标尺寸，适用性更强。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本技术实施例提供的目标物显微图像采集设备的结构示意图；图2为本技术实施例提供的微动装置的示意图；图3为本技术实施例提供的图像采集装置在微动装置上转动到一位置的采集原理示意图；图4为本技术实施例提供的图像采集装置在微动装置上的转动到另一位置的示意图；图5为本技术实施例提供的图像采集装置镜头的结构示意图。附图标记与设备各部件的关系如下：1图像采集装置、2微动装置、3载物台、4驱动装置、21转盘、22摆动盘、23间隔体、11显微镜头、12变焦镜头。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。为解决上述技术问题，本技术一实施例提供了一种目标物显微图像采集设备，如图1，包括图像采集装置1、微动装置2、载物台3、驱动装置4。其中微动装置包括转盘21和摆动盘22，转盘21和摆动盘22之间设置有两个直径大小不同的间隔体23，两个间隔体23相对设置，位于转盘21某一直径的两端，即转盘21的圆周上。间隔体23可以为球体。其与摆动盘22滚动连接，与转盘21固定连接。转盘21与驱动装置4连接，受驱动装置驱动进行旋转。当然，间隔体23也可以为多个，但直径应当均不相同。且间隔体23也可以为凸起、圆柱等其他多种形状。从而使得转盘21在使用是基本水平，而摆动盘22与水平面具有一定夹角。转盘21旋转带动间隔体23一起旋转。由于两个间隔体23直径不同，从而导致摆动盘22发生摆动，即摆动盘22不同圆周部分依次向前运动，并又逐渐归位。请参考图2，在大间隔体与摆动盘22上A点接触时，摆动盘22上与A点相对的B点必然与小间隔体接触，此时摆动盘22上A点向前倾，B点向后撤，两点分别位于水平基准面两侧。从侧面来看，AB两点的连线与水平基准面呈一定的角度。在下一时刻，大间隔体逐渐远离摆动盘上A点，此时摆动盘22上A点逐渐回撤，向基准面逐渐靠拢，B点逐渐向前，也向基准面靠拢。直到大间隔体转到B点，小间隔体转到A点，此时摆动盘22上A点向后撤，B点前倾，两点分别位于水平基准面两侧，正好与初始状态相反。依次类推，当转盘继续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标物显微图像采集设备，其特征在于：包括图像采集装置、微动装置；/n其中微动装置包括转盘和摆动盘，转盘和摆动盘之间设置有间隔体；/n间隔体安装于转盘上，且与摆动盘滚动连接；/n图像采集装置设置于摆动盘上。/n

【技术特征摘要】
1.一种目标物显微图像采集设备，其特征在于：包括图像采集装置、微动装置；
其中微动装置包括转盘和摆动盘，转盘和摆动盘之间设置有间隔体；
间隔体安装于转盘上，且与摆动盘滚动连接；
图像采集装置设置于摆动盘上。


2.如权利要求1所述设备，其特征在于：间隔体为两个或多个。


3.如权利要求2所述设备，其特征在于：间隔体大小不同。


4.如权利要求1所述设备，其特征在于：满足



其中D1为转盘与摆动盘之间的最小距离，D2为转盘与摆动盘之间的最大距离，D为上述最大距离点与最小距离点之间的距离，为图像采集装置的垂直半视场角，为图像采集装置的水平半视场角；k为经验系数。


5.如权利要求4所述设备，其特征在于：k<0.96。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：左忠斌，左达宇，
申请(专利权)人：天目爱视北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11