具有触摸屏的显微镜制造技术

本发明专利技术涉及一种显微镜(100)，其包括适于光学地和数字地成像物体以生成物体图像的图像采集系统(110)，并进一步地包括适于在显示区域(151)显示物体图像并在显示区域(151)感应输入的触摸屏(150)，该显微镜(100)适于基于触摸屏(150)的显示区域(151)上感应的输入允许在显微镜(100)上改变机动的和/或电气可控的显微镜元件(110，112，71，114，115，120，121，160)的设置。

【技术实现步骤摘要】
具有触摸屏的显微镜
本专利技术涉及具有触摸屏的显微镜，以及相关联的控制装置和相关操作方法。
技术介绍
本专利技术特别地关于视频显微镜来描述，但可以理解本专利技术的特征也可用于检查物体的其它成像系统。本申请中使用的术语“显微镜”旨在包括，特别地，所谓显宏镜、立体显微镜、立体放大镜等。在显微镜中，被观察的物体(例如在以生产质量控制或医学分析为目的的样品检查中)，典型地具有超过所使用的显微镜物镜视场的尺寸。因此，使用显微镜的习惯作法是首先以低放大倍率找到要检测的样本区域(“感兴趣的区域”)，并将其定位在视场的中心。然后，增加放大倍率，以获得要检查、测量、记录、或特别地用于特征提取的图形处理的各个区域的细节。为了进一步找到类似的样本区域，需要再次降低放大倍率。为了以上提及的目的，习有的显微镜具有，例如，手动交叉台和/或旋转台和/或用于放大倍率调节的装置，例如镜头转轮或缩放系统，或其它类似的机动装置。上述步骤被证明是复杂、非直观的，特别对常规检查，鉴于上述调节过程并不直接地对应于物体的自然观察。对于常规显微镜，例如在DE20013359U1中所描述的已知的自动化显微镜系统，在外部单元中提供控制和电源工具。例如在EP15533643A1中描述以输入用于观察装置的操作和控制命令的外部单元。举例来说，这种单元可具有例如触摸屏的屏幕的形式，作为显示值的设定和/或正被观察的物体或步骤顺序的工具。此外，文献WO96/18924A1和JP07244243A，特别描述了用于控制显微镜的触摸屏。然而，从现有技术获知的用于显微镜的控制单元和相关联的方法仅适合于用于上述任务的非常有限的范围，且不允许以有效、直观和有成本效益的方式检查样本。因此，仍然存在着对能够克服现有技术缺点的控制显微镜的操作方法的需求。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术提供显微镜和相关联的控制装置、以及相关操作方法，其特征在于独立权利要求的特征。优选实施例是各从属权利要求的主题，以及下文的描述。本专利技术的目的在于一种显微镜，其包括适于光学地和数字地成像物体以生成物体图像的图像采集系统。图像采集系统典型地由光学和数字元件组成，并具有用于光学地和/或数字地放大或缩小生成的物体图像的工具(分别地，已知为光学和数字缩放)。此外，有利地，提供用于数字处理捕获的图像的工具，例如，以提高对比度。在实践示例中，现有的显微镜的图像采集系统包括已知的光学元件，例如物镜、变焦系统和/或放大变换器、镜筒、聚焦驱动、显微镜台(交叉台或旋转台)、照明装置和可能的一个或两个目镜。图像采集系统进一步包括数字元件，例如摄像机和可能的图像处理系统。摄像机具有传感器矩阵形式的光敏电子装置。这种装置的典型实施例是CCD或CMOS芯片。通常，图像采集系统具有集成数字图像处理系统。图像采集系统的光学元件生成放大倍率可选的物体图像，而数字元件用于处理图像数据以随后在屏幕上以物体图像的形式显示这些图像数据。在提到“实时图像”的时候，对显微镜元件，特别是前述的图像采集系统的元件的任何变化都导致所显示的物体图像的变化。相反，对“静态图像”而言，只能通过处理已存储的图像造成所显示的物体图像中的变化。依照本专利技术，所讨论类型的显微镜具有触摸屏，其适于在显示区域上显示物体图像并在显示区域上感应用户输入，显微镜适于基于在触摸屏的显示区域内感应的输入，即在显示的物体图像内感应的输入，允许在显微镜上改变机动和/或电气可控的显微镜元件的设置。上文及下文中使用的术语“物体图像”应理解为意为：首先为实时图像，或其次为静态图像。因此，不像现有技术(其至多允许通过位于显示的物体图像之外的合适的触摸屏区域选择和调整例如缩放和聚焦设置的装置参数)，本专利技术提出了在显示的物体图像范围内直接执行的被触摸屏感应的输入。为此，被图像采集系统捕获的物体图像，首先以模拟的形式，并随后以数字的形式，以及有利地其已经被合适的处理过地，在触摸屏的显示区域上被显示。依照本专利技术，用户随后可使用合适的输入工具直接在显示的物体图像上实现输入。在提供合适设计的触摸屏的最简单的情形中，用户可以使用他或她的手指来进行输入，但可选地，也可在输入笔、红外指示器等的帮助下进行输入。给定合适的仪器配置，例如短暂或长期持续的接触、示意动作、线性和/或旋转的移动的这些输入可被转换成用于显微镜元件的设置。在人体功率学上特别有益的并因而是特别推荐的一个实施例来自于显微镜的实时成像功能：在所显示的物体图像中所作的输入，即对该物体图像的操作，可以被直接地转换成显微镜元件的设置的对应变化，从而新的实时图像对应于所期望的图像结果。前述输入所导致的被调节的显微镜元件特别地包括图像采集系统的数字元件，例如照相机、传感器和图像处理系统，以及图像采集系统的光学元件，例如物镜、显微镜台(交叉台或旋转台)，和可能存在的目镜。因此，在该特别优选的本专利技术的实施例中，实时图像中的输入导致了新的图像结果，这通过前述的显微镜元件的调节而实现。由此，该新的图像结果不是通过操作已存储的图像而获得的，例如不是通过数字图像变换、图像旋转或数字缩放，而是通过操作光学和/或数字显微镜元件(包括显微镜台)实现的。提供了若干例子以阐述该特别优选的本专利技术的实施例。在所描述的直观的、且人体功率学上特别方便的控制显微镜的方法中，显示在触摸屏上的物体图像中接触点的运动使得机动的载物台平移，从而新的实时图像对应于变换的物体图像的期望的图像结果。在最简单的情况中物体图像中细节的旋转使得载物台旋转，从而新的实时图像对应于旋转的物体图像的期望的图像结果。额外地或可选地，实时图像的旋转可以由图像处理系统通过即时坐标变化实现，特别是在没有旋转台的情况下。物体图像中两接触点之间的距离变化可以使得变焦系统和/或放大变换器缩放，从而新的实时图像对应于以更改的放大率显示的期望的物体图像的图像结果。选定输入工具连续接触物体图像而不移动该选定的输入工具使得例如(自)聚焦的调节，而短接触导致实时图像存储(为静态图像)。这种直观的控制选择的其他实施例在下文中被说明。在一些应用中(例如上述物体图像的旋转)，有必要和/或有利的是除了上述光学显微镜元件(包括显微镜台)之外，一并使用上述图像采集系统的数字元件，以最优地再调节所有显微镜元件，从而图像结果对应于期望的实时图像。这种将输入直接地转换为显微镜中例如物体、图像或图像区域的移动的方式并未在以前描述过。进一步地，迄今，先前技术仅描述了必须作为独立成分提供的独立的控制单元，因此，增加了显微镜的制造成本。此外，这种独立单元需要更加复杂的系统设置并增加了为此的空间需求。因而，图像采集系统和触摸屏被设计为整体单元是有利的。例如上文提及的日本专利申请JP07244243A所提出的一种解决方案，由于提供的控制元件的尺寸，减少了在触摸屏上总是可视的图像显示区域。相反，本专利技术的解决方案中，整个图像显示区域可用作输入单元。当然，本专利技术并不排除使用其它操作控制元件，例如操纵杆、输入按钮、光标键、键盘、旋转控制器、脚踏开关等。讨论类型的显微镜有利地，适于至少在显示区域，感应在其表面上或邻近表面的至少一个输入工具的位置、移动和/或加速度。这使得探测在短暂或较长时段下手指或其它输入工具与表面的接触成为可能，或使得探测在接触表面时输入工具的移动成为可能(称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.11.15 DE 102010043942.8;2010.12.17 DE 10201001.一种显微镜(100)，包括适于光学地和数字地成像物体以生成物体图像的图像采集系统(110)，并进一步地包括适于在显示区域(151)显示物体图像并在显示区域(151)感应输入的触摸屏(150)，该显微镜(100)适于基于在所显示的物体图像内的触摸屏(150)的显示区域(151)上感应的包括至少一个输入工具的移动的输入允许在显微镜(100)上改变机动和/或电气可控的显微镜元件(110，112，71，114，115，120，121，160)的设置，使得显微镜元件以相应的方式运动，其中感测在所显示的物体图像内的与旋转命令相对应的所述至少一个输入工具的第一运动引起物体图像在显示区域的坐标系内的对准的变化，从而使得显微镜元件以相应的方式运动。2.如权利要求1所述的显微镜(100)，其中至少在所显示的物体图像内的显示区域(151)上，该触摸屏(150)适于感应在其表面上或邻近其表面的所述至少一个输入工具的位置和/或加速度。3.如权利要求2所述的显微镜(100)，其中能够控制机动和/或电气可控的显微镜元件(110，112，71，114，115，120，121，160)的功能的控制信号来源于探测的位置、移动和/或加速度。4.如权利要求1至3之一所述的显微镜(100)，其中该机动和/或电气可控的显微镜元件(110，112，71，114，115，120，121，160)包括图像采集系统(110)的光学和数字元件。5.如权利要求1至3之一所述的显微镜(100)，其中至少在所显示的物体图像内的显示区域(151)上，该触摸屏(150)适于感应在其表面上或邻近其表面的数个输入工具的彼此相对位置、相对移动和/或相对加速度。6.如权利要求1至3之一所述的显微镜(100)，其中至少在所显示的物体图像内的显示区域(151)上，该触摸屏(150)设计为多点触摸屏幕。7.如权利要求1至3之一所述的显微镜(100)，其中至少在所显示的物体图像内的显示区域(151)上，该触摸屏(150)具有声音脉冲和/或表面波传感器、电容传感器、弯曲波传感器、电阻传感器、用于感应输入的光学和/或红外传感器。8.如权利要求1至3之一所述的显微镜(100)，具有至少一个物体移动装置(120)和/或光学单元(111)和/或数字图像处理系统(115)，其中对显微镜的设置的改变影响该物体移动装置(120)、光学单元(111)和/或数字图像处理系统(115)。9.如权利要求1至3之一所述的显微镜(100)，具有图像采集系统(110)，适于光学地和数字地对物体进行成像以产生作为物体图像的实时图像，其中该显微镜适于改变作为显微镜元件的图像采集系统(110)的光学(111)和数字元件中的至少一个的设置。10.如权利要求4所述的显微镜(100)，其中所述图像采集系统(110)的光学和数字元件包括以下元件中的一个或多个：图像传感器(114)或数字摄像机(71)，图像处理系统(115)，控制和/或处理工具(160)，具有至少一个物镜(112)的镜头转轮，机动的缩放调节装置，在z-向上可移的聚焦驱动，x-y可调显微镜台(121)。11.如权利要求10所述的显微镜(100)，其中所述x-y可调显微镜台(121)是交叉台和/或旋转台。12.如权利要求9所述的显微镜(100)，其中所述图像采集系统(110)的光学(111)和数字元件包括以下元件中的一个或多个：物镜(112)、变焦系统和/或放...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·祖斯特，R·鲁特曼，H·史尼兹勒，R·莱特，
申请(专利权)人：徕卡显微系统瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：