本實用新型涉及光學成像技術、自動控制技術和計算機圖像處理技術，具體涉及一種基于顯微鏡的全自動檢測系統。
背景技術：
最早的顯微鏡是16世紀末期在荷蘭制造出來的。實用新型者是荷蘭眼鏡商亞斯詹森，用兩片透鏡制作了簡易的顯微鏡，但并沒有用這些儀器做過任何重要的觀察。后來有兩個人開始在科學上使用顯微鏡。第一個是意大利科學家伽利略。他通過顯微鏡觀察到一種昆蟲后，第一次對它的復眼進行了描述。第二個是荷蘭亞麻織品商人列文胡克，自己學會了磨制透鏡，并第一次描述了許多肉眼所看不見的微小植物和動物。
目前，顯微鏡已經廣泛地應用于社會生產、科研、檢測、教學等各個方面，尤其是生物醫學領域。但目前顯微鏡的操作使用，以及圖像信息的存儲、處理、打印等都不是很方便，多數顯微鏡還只能進行手動操作。近年來，雖然在顯微鏡的自動化方面有了較大的進展，但顯微鏡的自動化程度并不是很高。
公開號為CN1553241A的中國發明專利，公開了一種光學自動顯微鏡，包括一個由目鏡、物鏡、載物臺、聚光鏡、照明光源構成的主體顯微鏡，所述主體顯微鏡頂部裝有一個圖像掃描攝像機，所述物鏡上設有電動轉換器，所述載物臺上設有水平橫軸電機和水平縱軸電機，所述主體顯微鏡的立柱上設有豎直軸電機；所述水平橫軸電機通過傳動機構與一個樣品夾定位架驅動連接，所述水平縱軸電機通過傳動機構與所述載物臺驅動連接，所述豎直軸電機通過傳動機構與載物臺驅動連接；還包括一個控制器，該控制器由嵌入式控制電路、液晶顯示屏、水平橫軸電機驅動電路、水平縱軸電機驅動電路、豎直軸電機驅動電路、水平移動控制指令編碼器、豎直移動控制指令編碼器、燈光亮度控制指令編碼器、物鏡轉換控制指令編碼器、操作手柄構成；所述控制器電路通過通訊接口電路與上位控制計算機連接。該發明的優點是能夠實現圖像的自動聚焦自動掃描。其缺點是自動化程度不高，不能實現被檢物載片的自動移動，也不能將光學圖像轉換成電信號送計算機進行自動處理與識別。
技術實現要素：
為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提出一種基于顯微鏡的全自動檢測系統。
為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
一種基于顯微鏡的全自動檢測系統，包括安裝在底座上的機械系統、光學顯微鏡和用于控制為機械系統提供動力的步進電機的控制系統，還包括安裝在光學顯微鏡機架上的CCD相機，以及位于底座外的計算機。機械系統將被檢物涂片移至光學顯微鏡下，光學顯微鏡的光源發出的光穿過被檢物涂片，經過物鏡在CCD相機的電子目鏡上聚焦成像，CCD相機將所成像的光學信號轉化為電信號后傳送到計算機進行圖像處理及檢測。
進一步地，機械系統包括安裝在底座上用于移動放置被檢物涂片的片盒的進出倉機構、推片機構、電梯機構，安裝在光學顯微鏡機架上的載物臺、Z軸調整機構、物鏡轉臺。
進一步地，進出倉機構包括進出倉步進電機和由進出倉步進電機驅動的位于上層的輸送帶與位于下層的曲柄連桿，輸送帶用于移動片盒，曲柄連桿用于將檢測完的片盒從進出倉機構取回。
進一步地，推片機構包括推片步進電機和推片框架。推片框架的連接板由壓帶板連接到齒形帶上，推片步進電機驅動齒形帶做往返運動。推片框架分為上、下兩層，上層推片框架的推板將片盒由進出倉機構推到電梯機構的盒托上，并完成被檢物涂片出、入片盒的操作；下層推片框架的鉤板將片盒從電梯機構的下面推回。
進一步地，電梯機構包括電梯步進電機、絲杠螺母副、直線導軌副及其支架，電梯步進電機通過齒形帶驅動絲杠螺母副驅動放置片盒的盒托在直線導軌副上做豎直運動。在支架上設有片盒的側面定位裝置，側面定位裝置通過安裝在固定板上的壓板與帶有壓簧的伸縮軸配合，從片盒豎直方向運動的兩個位置的側面松開片盒，其余位置壓緊片盒。
進一步地，載物臺通過基座與光學顯微鏡的載物臺托板相連。載物臺步進電機通過驅動絲杠螺母副使載物臺在直線導軌副上進行X、Y方向的運動，將被檢物涂片從交接位置(被檢物涂片移至載物臺時的起始位置)移動至成像位置。控制系統利用X、Y軸的光柵編碼器輸出的位移反饋信號對載物臺步進電機進行閉環控制，使載物臺在X、Y方向的運動滿足成像的定位精度要求。
進一步地，Z軸調整機構用于實現光學顯微鏡的聚焦，包括精調機構和粗調機構，粗調機構由Z軸調整步進電機驅動齒形帶從而控制載物臺的升降；精調機構直接連接顯微鏡Z軸，控制系統利用安裝在Z軸的光柵編碼器輸出的位移反饋信號對Z軸調整步進電機進行閉環控制，使物臺的升降滿足聚焦的精度要求。
進一步地，物鏡轉臺包括物鏡旋轉機構和條形碼掃描儀。物鏡轉臺旋轉機構由物鏡轉臺步進電機驅動齒形帶從而帶動物鏡轉臺(通過齒形帶輪)旋轉，控制系統利用安裝在物鏡轉臺步進電機后部的光柵編碼器，輸出位移反饋信號對物鏡轉臺步進電機進行閉環控制，實現不同倍數的物鏡的轉換。條形碼掃描儀用于獲取被檢物涂片上的條形碼識別信息。
進一步地，機械系統還包括安裝在底座上的注射泵機構，注射泵機構包括油瓶、注射泵和注射泵步進電機；注射泵步進電機通過齒形帶驅動絲桿帶動注射泵做往復運動，將油滴到被檢物涂片上的成像區域，使圖像清晰。
進一步地，控制系統包括驅動器、控制器、光柵編碼器和行程限位開關；控制器輸出的脈沖信號經驅動器放大后驅動步進電機轉動；控制器利用光柵編碼器反饋的位移信號對步進電機進行閉環控制；行程限位開關反饋極限位置信號至計算機，計算機輸出控制信號至控制器實現步進電機的啟動與停止。
與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：
本實用新型基于光學顯微鏡，通過設置用于移動放置被檢物涂片的片盒的進出倉機構、推片機構和電梯機構，用于控制被檢物精確成像的載物臺、Z軸調整機構和物鏡轉臺，以及對被檢物成像進行圖像處理、檢測識別的計算機，實現了對被檢物的全自動檢測識別。本實用新型自動化程度高，大大簡化了檢測程序，降低了因人工檢測的主觀性和經驗不足帶來的誤差，提高了檢測速度和效率，降低了人員勞動強度，節約了人力資源。
附圖說明
圖1為基于顯微鏡的全自動檢測系統的組成框圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。
一種基于顯微鏡的全自動檢測系統，其組成如圖1所示，包括安裝在底座上的機械系統、光學顯微鏡和用于控制為機械系統提供動力的步進電機的控制系統，還包括安裝在光學顯微鏡機架上的CCD相機，以及位于底座外的用于數據處理的計算機。機械系統將被檢物涂片移至光學顯微鏡下，光學顯微鏡的光源發出的光穿過被檢物涂片，經過物鏡在CCD相機的電子目鏡上聚焦成像，CCD相機將所成像的光學信號轉化為電信號后傳送到計算機進行圖像處理及檢測。
機械系統包括安裝在底座上用于移動放置被檢物涂片的片盒的進出倉機構、推片機構、電梯機構，安裝在光學顯微鏡機架上的載物臺、Z軸調整機構、物鏡轉臺。
進出倉機構包括進出倉步進電機和由進出倉步進電機驅動的位于上層的輸送帶與位于下層的曲柄連桿，輸送帶用于移動片盒，曲柄連桿用于將檢測完的片盒從進出倉機構取回。
推片機構包括推片步進電機和推片框架。推片框架的連接板由壓帶板連接到齒形帶上，推片步進電機驅動齒形帶做往返運動。推片框架分為上、下兩層，上層推片框架的推板將片盒由進出倉機構推到電梯機構的盒托上，并完成被檢物涂片出、入片盒的操作；下層推片框架的鉤板將片盒從電梯機構的下面推回。
電梯機構包括電梯步進電機、絲杠螺母副、直線導軌副及其支架，電梯步進電機通過齒形帶驅動絲杠螺母副驅動放置片盒的盒托在直線導軌副上做豎直運動。在支架上設有片盒的側面定位裝置，側面定位裝置通過安裝在固定板上的壓板與帶有壓簧的伸縮軸配合，從片盒豎直方向運動的兩個位置的側面松開片盒，其余位置壓緊片盒。
載物臺通過基座與光學顯微鏡的載物臺托板相連。載物臺步進電機通過驅動絲杠螺母副使載物臺在直線導軌副上進行X、Y方向的運動，將被檢物涂片從交接位置(被檢物涂片移至載物臺時的起始位置)移動至成像位置。控制系統利用X、Y軸的光柵輸出的位移反饋信號對載物臺步進電機進行閉環控制，使載物臺在X、Y方向的運動滿足成像的定位精度要求。
Z軸調整機構用于實現光學顯微鏡的聚焦，包括精調機構和粗調機構，粗調機構由Z軸調整步進電機驅動齒形帶從而控制載物臺的升降；精調機構直接連接顯微鏡Z軸，控制系統利用安裝在Z軸的光柵編碼器輸出的位移反饋信號對Z軸調整步進電機進行閉環控制，使物臺的升降滿足聚焦的精度要求。
物鏡轉臺包括物鏡轉臺旋轉機構和條形碼掃描儀。物鏡轉臺旋轉機構由物鏡轉臺步進電機驅動齒形帶從而帶動物鏡轉臺旋轉，控制系統利用安裝在物鏡轉臺步進電機后部的光柵編碼器，輸出位移反饋信號對物鏡轉臺步進電機進行閉環控制，實現不同倍數的物鏡的轉換。條形碼掃描儀用于獲取被檢物涂片上的條形碼識別信息。
機械系統還包括安裝在底座上的注射泵機構，注射泵機構包括油瓶、注射泵和注射泵步進電機；注射泵步進電機通過齒形帶驅動絲桿帶動注射泵做往復運動，將油滴到被檢物涂片上的成像區域，使圖像清晰。
控制系統包括驅動器、控制器、光柵編碼器和行程限位開關；控制器輸出的脈沖信號經驅動器放大后驅動步進電機轉動；控制器利用光柵編碼器反饋的位移信號對步進電機進行閉環控制；行程限位開關反饋極限位置信號至計算機，計算機輸出控制信號至控制器實現步進電機的啟動與停止。
下面是應用本實用新型所述檢測系統進行醫學細胞形態學形態分類識別的檢測流程：
步驟1，將15個醫學臨床涂片放入片盒中，將片盒放在進出倉機構上層的輸送帶上；進出倉機構的輸送帶將片盒運送到進出倉最左端；推片機構將片盒推到電梯機構的盒托上，推片機構退回；電梯機構下降到第1個醫學臨床涂片位置，推片機構將第1個醫學臨床涂片推出片盒，推入載物臺交接位置并定位。
步驟2，載物臺在X、Y、Z方向運動，醫學臨床涂片光移至學顯微鏡的鏡頭下面，條形碼掃描儀掃描醫學臨床涂片的條形碼并送至計算機識別。
步驟3，聚光燈的強光線照射醫學臨床涂片檢測區域，光線經顯微鏡10倍物鏡放大，經過載物臺Z方向運動聚焦成像，由CCD相機圖像光學信號轉換為電信號后送到計算機，由計算機進行判斷后選定100個細胞的視野區域；載物臺沿X方向移動，注射泵機構向醫學臨床涂片滴油，載物臺沿X方向返回；物鏡轉臺轉換100倍物鏡，經過載物臺Z方向精調聚焦成像，由CCD相機將100倍物鏡圖像光學信號轉換為電信號后送計算機進行處理后；載物臺進行X、Y方向城垛形微動，采集圖像送計算機處理；計算機完成全部圖像處理；物鏡轉臺換回10倍物鏡，載物臺在X、Y、Z方向運動使醫學臨床涂片由顯微鏡物鏡正下方退回到載物臺交接位置。
步驟4，推片機構將醫學臨床涂片推回片盒后退回一定距離；電梯機構下降至第2個醫學臨床涂片位置。
步驟5，循環步驟1～4，完成第一個片盒內全部醫學臨床涂片的檢測。電梯機構下降到底層，推片機構將片盒推回進出倉機構下層，進出倉機構的曲柄連桿機構將片盒取回，同時進出倉機構的輸送帶將第2個片盒由出倉最左端推入電梯機構的盒托上，開始第2個片盒的檢測。如此循環直到完成全部片盒檢測。
本實用新型不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本實用新型的構思和所附權利要求的保護范圍。