CN110673325A - 显微镜***、智能医疗设备、自动对焦方法和存储介质 - Google Patents

显微镜***、智能医疗设备、自动对焦方法和存储介质 Download PDF

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CN110673325A CN201910913623.0A CN201910913623A CN110673325A CN 110673325 A CN110673325 A CN 110673325A CN 201910913623 A CN201910913623 A CN 201910913623A CN 110673325 A CN110673325 A CN 110673325A
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Abstract

本发明实施例公开了一种显微镜***、智能医疗设备、自动对焦方法和存储介质，该智能医疗设备涉及人工智能领域，其中，智能医疗设备包括物镜、分束器、图像投影组件、照相机组件以及对焦装置，所述物镜具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向待观察样品，所述分束器设置在所述第二端，所述图像投影组件与所述分束器连通，所述图像投影组件包括第一透镜和图像投影装置，所述第一透镜的一端与所述分束器连接、另一端与所述图像投影装置连接，所述照相机组件与所述分束器连通，所述照相机组件包括照相机，所述对焦装置配置在所述照相机组件上，所述对焦装置用于对所述照相机进行对焦调节。该方案可以使得相机采集到的图像对焦更加准确。

Description

显微镜***、智能医疗设备、自动对焦方法和存储介质
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种显微镜***、智能医疗设备、自动对焦方法和存储介质。
背景技术
人工智能技术是一门综合学科，涉及领域广泛，既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互***、机电一体化等技术。
随着人工智能技术研究和进步，人工智能技术在多个领域展开研究和应用，例如，近年来增强现实技术和人工智能被提出用于传统的光学显微镜***。在传统的光学显微镜上使用相机采集待观察样品的图像，并结合机器学习算法对实时图像进行分析。
其中，相机能采集到高质量的图像是上述增强现实显微镜的算法准确性的保障。样品离焦的图像会丢失很多重要的光学信息，所以，保证相机能够采集到样品准确对焦的图像尤为重要。
发明内容
本发明实施例提供一种显微镜***、智能医疗设备、自动对焦方法和存储介质，可以使得相机采集到的图像对焦更加准确。
本发明实施例提供一种显微镜***，包括：
物镜，所述物镜具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向待观察样品；
分束器，所述分束器设置在所述第二端；
图像投影组件，所述图像投影组件与所述分束器连通，所述图像投影组件包括第一透镜和图像投影装置，所述第一透镜的一端与所述分束器连接、另一端与所述图像投影装置连接；
照相机组件，所述照相机组件与所述分束器连通，所述照相机组件包括照相机；
对焦装置，所述对焦装置配置在所述照相机组件上，所述对焦装置用于对所述照相机进行对焦调节。
相应的，本发明实施例还提供一种智能医疗设备，包括：
物镜，所述物镜具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向待观察样品；
分束器，所述分束器设置在所述第二端；
图像投影组件，所述图像投影组件与所述分束器连通，所述图像投影组件包括第一透镜和图像投影装置，所述第一透镜的一端与所述分束器连接、另一端与所述图像投影装置连接；
照相机组件，所述照相机组件与所述分束器连通，所述照相机组件包括照相机；
对焦装置，所述对焦装置配置在所述照相机组件上，所述对焦装置用于对所述照相机进行对焦调节。
相应的，本发明实施例还提供一种显微镜***自动对焦方法，应用于以上所述的显微镜***，所述对焦方法包括：
获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像；
基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量；
若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。
相应的，本发明实施例还提供一种智能医疗设备，包括显微镜***和处理器，所述显微镜***为以上所述的显微镜***，所述处理器执行以下步骤：
获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像；
基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量；
若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。
相应的，本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有指令，所述指令被处理器执行时实现本发明实施例任一提供的方法中的步骤。
本发明实施例显微镜***包括物镜、分束器、图像投影组件、照相机组件以及对焦装置，所述物镜具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向待观察样品，所述分束器设置在所述第二端，所述图像投影组件与所述分束器连通，所述图像投影组件包括第一透镜和图像投影装置，所述第一透镜的一端与所述分束器连接、另一端与所述图像投影装置连接，所述照相机组件与所述分束器连通，所述照相机组件包括照相机，所述对焦装置配置在所述照相机组件上，所述对焦装置用于对所述照相机进行对焦调节。本发明实施例可以使得相机采集到的图像对焦更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的显微镜的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的显微镜***的第一种结构示意图。
图3是本发明实施例提供的显微镜***的第二种结构示意图。
图4是本发明实施例提供的显微镜***的第三种结构示意图。
图5是本发明实施例提供的显微镜***的第四种结构示意图。
图6是本发明实施例提供的显微镜***的第五种结构示意图。
图7是本发明实施例提供的显微镜***的第六种结构示意图。
图8是本发明实施例提供的显微镜***的第七种结构示意图。
图9是本发明实施例提供的显微镜***的第八种结构示意图。
图10是本发明实施例提供的显微镜***的第九种结构示意图。
图11是本发明实施例提供的显微镜***的第十种结构示意图。
图12是本发明实施例提供的显微镜***的第十一种结构示意图。
图13是本发明实施例提供的显微镜***的第十二种结构示意图。
图14是本发明实施例提供的显微镜***的第十三种结构示意图。
图15是本发明实施例提供的显微镜***的第十四种结构示意图。
图16是本发明实施例提供的显微镜***的自动对焦方法的流程示意图。
图17是本发明实施例提供的显微镜***的自动对焦方法的场景示意图。
图18是本发明实施例提供的智能医疗设备的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例提供一种显微镜***、智能医疗设备和自动对焦方法。
请参阅图1，相关实施例中提供了一种显微镜100，该显微镜100具有显微镜机身101、显微镜机身载物台调焦旋钮102、显微镜机身载物台103、显微镜待观察样品104、机身物镜105、三目镜筒106、相机107以及目镜108。其中，显微镜机身101上方设置有显微镜载物台103，显微镜机身载物台103上放置有待观察样品104，所述显微镜机身101两侧设有显微镜机身载物台调焦旋钮102，所述显微镜机身物镜105位于显微镜机身载物台103的上方，在显微镜机身物镜105的上方还设有三目镜筒106，三目镜106头分别与照相机107和目镜108连接。调节所述显微镜机身载物台调焦旋钮102可以调整显微镜机身载物台103在垂直方向上升或者下降，从而改变显微镜机身载物台103与显微镜机身物镜105之间的间距以实现调焦。当然，也可以使得显微镜机身物镜105移动，从而改变显微镜机身载物台103与显微镜机身物镜105之间的间距从而实现调焦。
其中，上述显微镜100调焦的前提是假设目镜108端与显微镜100三目镜筒106的相机107端是齐焦的。然而，由于种种原因使得相机107的图像与目镜108端的图像是不齐焦的。例如：不同倍数物镜齐焦没有调节好，不同显微镜100使用者眼睛屈光度不同，且交换显微镜100使用者时，新的使用者没有调节目镜108屈光度旋钮的意识，而直接去调节载物台来使样品重新聚焦，等等。这些原因都可以导致显微镜100的目镜108端与相机107端图像不齐焦，以至于人眼看到清晰图像时，相机107采集到的是离焦的图像，从而不能保证图像算法分析结果的正确性。
为了提高相机采集到的图像对焦准确性。本申请实施例提供了一种显微镜***，以下对所述显微镜***做详细介绍。
请参阅图2，本申请实施例提供一种显微镜***200，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及对焦装置50，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机，所述对焦装置配置在所述照相机组件40上，所述对焦装置50用于对所述照相机进行对焦调节。
需要说明的是，物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及对焦装置50可以安装在显微镜机身上以形成一个整体，相应的，在分束器20上方还可以设置有目镜70，所述目镜70用于观察待观察样品80的图像。
需要说明的是，第一端10a和第二端10b相对设置，第一端10a和第二端10b的位置可以替换，本申请实施例在不做特殊说明的情况下，第一端10a为物镜10的下端，第二端10b为物镜10的上端。物镜10朝向待观察物品，也就是物镜10对准待观察的样品，可以通过物镜10对待观察样品80成像。
另外的，分束器20设置在物镜10的第二端10b，也就是分束器20设置在物镜10的上端，分束器20可以将一部分光线反射另一部分光线透射。
另外的，图像投影装置31可以投影出增强现实信息的投影，在目镜70端可以观察到待观察样品80和增强现实信息相叠加的场景。
另外的，照相机组件40可以接受来自分束器20反射或者透射过来的光线，照相机41可以扫描待观察样品80的图像，具体的，照相机可以提供焦平面的扫描功能。
另外的，对焦装置50配置在照相机组件40上，当照相机扫描到的图像对焦不准确时，对焦装置50可以使得照相机41进行对焦调节，从而确保照相机获得对焦准确的图像。
其中，显微镜***200还包括三目镜筒60，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端。
需要说明的是，三目镜筒60可以包括多个通道62，也就是沿三目镜筒60可以分为多个光路，其中一个通道62与目镜70连通，通过目镜70可以观察待观察样品80。
其中，所述对焦装置50包括但限于移动部件51和可变焦镜头52。
需要说明的是，对焦装置50可以包括移动部件51、可变焦镜头52等。可以理解的是，移动部件51可以驱动照相机41移动从而实现照相机41的变焦。移动部件51可以是线性移动平台511或伸缩套管512等。可变焦镜头52可以设置在照相机41的前方，通过变焦镜头从而实现对照相机41获得图像的变焦。可变焦镜头52可以是液态可变焦镜头52，当然也可以是其他可变焦镜头52。因此，对焦装置50的结构形式可以包括多种。本申请实施例中不过多赘述。
请参阅图3，其中，所述移动部件51包括线性移动平台511，所述线性移动平台511用于驱动所述照相机组件40靠近或者远离所述分束器20以对所述照相机41进行对焦调节。
需要说明的是，线性移动平台511可以安装在显微镜机身上，通过线性移动平台511可以驱动照相机组件40移动。线性移动平台511驱动照相机组件40移动从而对照相机41进行对焦。线性移动平台511的移动精度较高，具体的，线性移动平台511可以具有0.5纳米的移动精度，2纳米的最小步长，13至52毫米的移动范围，最大可承重约2千克。由于采用线性移动平台511驱动照相机组件40移动从而对照相机41进行对焦，这样可以提高照相机41的对焦精度。
其中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述三目镜筒60中的其中一个通道62与所述照相机组件40连通，所述照相机组件40还包括第一偏振片42，所述第一偏振片42位于所述照相机41与所述三目镜筒60之间，所述线性移动平台511驱动所述照相机41靠近或者远离所述分束器20。
需要说明的是，本申请实施例的显微镜***200光路为：物镜10的光线传输到分束器20，图像投影装置31的光线传输到分束器20，分束器20将物镜10的光线和图像投影装置31的光线经过管镜61传输到三目镜筒60，三目镜筒60通过两个通道62将光线分别传输给第一偏正片和目镜70，经过第一偏振片42的光线传输到照相机41的感光芯片上，可以通过目镜70观察待观察样品80的图像。
可以理解的，通过线性移动平台511驱动照相机41靠近或者远离分束器20，当照相机41获得待观察样本的图像不对焦时，可以通过调节线性移动平台511带动照相机41运动，从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
请参阅图4和图5，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述分束器20包括第一子分束器21和第二子分束器22，所述第一子分束器21与所述第二子分束器22连通，所述第一子分束器21与所述图像投影组件30连通，所述第二子分束器22与所述照相机组件40连通，所述照相机组件40还包括第二透镜43，所述第二透镜43位于所述第二子分束器22与所述照相机41之间，所述线性移动平台511驱动所述照相机41或者所述第二透镜43靠近或者远离所述第二子分束器22。
需要说明的是，本申请实施例的显微镜***200光路为：物镜10的光线传输到第二子分束器22，第二子分束器22将一部分光线反射到第二透镜43并传输到照相机41的感光芯片上，第二子分束器22将一部分光线传输到第一子分束器21上，图像投影装置31的光穿过第一透镜32传输到第一子分束器21上，第一子分束器21将物镜10传输的光透过并穿过管镜61并将图像投影装置31传输的光反射穿过管镜61达到三目镜筒60，三目镜筒60将光传输到目镜70，可以通过目镜70观察待观察样品80的图像。
可以理解的，通过线性移动平台511驱动照相机41或者第二透镜43靠近或者远离第二子分束器22，当照相机41获得待观察样本的图像不对焦时，可以通过调节线性移动平台511带动照相机41或者第二透镜43运动，从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
请参阅图6和图7，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40、三目镜筒60以及对焦装置50，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述照相机组件40与所述图像投影组件30沿所述分束器20相对设置，所述图像投影组件30还包括第二偏振片33，所述第二偏振片33位于所述第一透镜32与所述分束器20之间，所述照相机组件40还包括第三透镜44和第三偏振片45，第三偏振片45位于所述分束器20与所述第三透镜44之间，所述第三透镜44位于所述第三偏振片45与所述照相机41之间，所述线性移动平台511驱动所述照相机41或者所述第三透镜44靠近或者远离所述分束器20。
需要说明的是，本申请实施例的显微镜***200光路为：物镜10的光线传输到分束器20，图像投影装置31的光线穿过第一透镜32传输和第二偏振片33传输到分束器20，分束器20将物镜10光线反射经过第三偏振片45和第三透镜44传输到照相机41的感光芯片上，分束器20将图像投影装置31的光线反射经过管镜61后传输到三目镜筒60，三目镜70头通过通道62将光线传输给目镜70，可以通过目镜70观察待观察样品80的图像。
可以理解的，通过所述线性移动平台511驱动所述照相机41或者所述第三透镜44靠近或者远离所述分束器20，当照相机41获得待观察样本的图像不对焦时，可以通过调节线性移动平台511带动照相机41或者第三透镜44运动，从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
其中，所述移动部件51还包括伸缩套管512，所述伸缩套管512与所述照相机组件40连接，所述伸缩套管512驱动所述照相机组件40在所述伸缩套管512内伸缩以对所述照相机41进行对焦调节。
需要说明的是，伸缩套管512可以包括驱动电机和套筒，驱动电机可以驱动套筒伸缩。具体的，套筒可以安装在照相机41上，套筒可以驱动照相机41的伸缩以实现照相机41的变焦。伸缩套管512内可以安装透镜或者透镜组，伸缩套管512可以驱动透镜或者透镜组运动。具体的，驱动电机可以是直流电机或者交流电机。比如，驱动电机可以为步进电机或超声马达等。本申请实施例对驱动电机具体采用何种类型不做过多赘述。
在一些实施例中，提供一种具有伸缩套管512的镜头组件，该具有伸缩套管512的镜头组件包括套筒和定焦镜头，定焦镜头安装在所述套筒上，套筒可以驱动所述定焦镜头运动。需要注意的是，套筒伸缩时外部不会旋转而是线性前进伸缩，故不会造成相机跟随旋转。另外的，照相机41可以具有一个处理器或者单片机。
另外的，伸缩套管512是否安装透镜或者透镜组可以根据相机的具体配置限定。对于相机的管镜61工作距离比较长的，可以不需要伸缩套管512和透镜或者套管组件组合，对于相机的管镜61工作距离比较短的，需要将伸缩套管512和透镜或者套管组件组合使用。
请参阅图8，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述三目镜筒60中的其中一个通道62与所述照相机组件40连通，所述照相机组件40还包括第一偏振片42，所述第一偏振片42位于所述照相机41与所述三目镜筒60之间，所述伸缩套管512驱动所述照相机41在所述伸缩套管512内伸缩。
可以理解的，当照相机41获得待观察样本的图像不对焦时，可以通过伸缩套管512驱动所述照相机41在所述伸缩套管512内伸缩，从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
请参阅图9和图10，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述分束器20包括第一子分束器21和第二子分束器22，所述第一子分束器21与所述第二子分束器22连通，所述第一子分束器21与所述图像投影组件30连通，所述第二子分束器22与所述照相机组件40连通，所述照相机组件40还包括第二透镜43，所述第二透镜43位于所述第二子分束器22与所述照相机41之间，所述伸缩套管512驱动所述照相机41或者第三透镜44在所述伸缩套管512内伸缩。
可以理解的，当照相机41获得待观察样本的图像不对焦时，可以所述伸缩套管512驱动所述照相机41或所述第二透镜43在所述伸缩套管512内伸缩，从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
请参阅图11和图12，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述照相机组件40与所述图像投影组件30沿所述分束器20相对设置，所述图像投影组件30还包括第二偏振片33，所述第二偏振片33位于所述第一透镜32与所述分束器20之间，所述照相机组件40还包括第三透镜44和第三偏振片45，第三偏振片45位于所述分束器20与所述第三透镜44之间，所述第三透镜44位于所述第三偏振片45与所述照相机41之间，所述伸缩套管512驱动所述照相机41或者第三透镜44在所述伸缩套管512内伸缩。
可以理解的，当照相机41获得待观察样本的图像不对焦时，可以通过所述伸缩套管512驱动所述照相机41或所述第三透镜44在所述伸缩套管512内伸缩，从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
请参阅图13，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述三目镜筒60中的其中一个通道62与所述照相机组件40连通，所述照相机组件40还包括第一偏振片42，所述第一偏振片42位于所述照相机41与所述三目镜筒60之间，所述可变焦镜头52设置在所述第一偏振片42与所述管镜61之间。
可以理解的，所述可变焦镜头52设置在所述第一偏振片42与所述管镜61之间，通过可变焦镜头52变焦从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
请参阅图14，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述分束器20包括第一子分束器21和第二子分束器22，所述第一子分束器21与所述第二子分束器22连通，所述第一子分束器21与所述图像投影组件30连通，所述第二子分束器22与所述照相机组件40连通，所述照相机组件40还包括第二透镜43，所述第二透镜43位于所述第二子分束器22与所述照相机41之间，所述可变焦镜头52位于所述第一子分束器21与所述第二透镜43。
可以理解的，所述可变焦镜头52位于所述第一子分束器21与所述第二透镜43之间，通过可变焦镜头52变焦从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
请参阅图15，本申请实施例中，该显微镜***200具体包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及三目镜筒60，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述三目镜筒60设置在所述分束器20远离所述物镜10的一端，所述三目镜筒60包括通道62和管镜61，所述通道62至少包括两个且位于远离所述分束器20的一端，其中一个通道62与目镜70连通，所述管镜61位于靠近所述分束器20的一端，所述照相机组件40与所述图像投影组件30沿所述分束器20相对设置，所述图像投影组件30还包括第二偏振片33，所述第二偏振片33位于所述第一透镜32与所述分束器20之间，所述照相机组件40还包括第三透镜44和第三偏振片45，第三偏振片45位于所述分束器20与所述第三透镜44之间，所述第三透镜44位于所述第三偏振片45与所述照相机41之间，所述可变焦镜头52位于所述分束器20与所述第三偏振片45。
可以理解的，所述可变焦镜头52位于所述分束器20与所述第三偏振片45之间，通过可变焦镜头52变焦从而实现对照相机41的对焦，确保照相机41扫描到的图像为对焦的准确图像。
本发明实施例中的显微镜***200包括物镜10、分束器20、图像投影组件30、照相机组件40以及对焦装置50，所述物镜10具有相对设置的第一端10a和第二端10b，所述第一端10a朝向待观察样品80，所述分束器20设置在所述第二端10b，所述图像投影组件30与所述分束器20连通，所述图像投影组件30包括第一透镜32和图像投影装置31，所述第一透镜32的一端与所述分束器20连接、另一端与所述图像投影装置31连接，所述照相机组件40与所述分束器20连通，所述照相机组件40包括照相机41，所述对焦装置配置在所述照相机组件40上，所述对焦装置50用于对所述照相机41进行对焦调节。本申请实施例在不同屈光度的显微镜观测人员交换使用显微镜时，不用每次都重复一遍繁琐的三目齐焦调节，而是通过对焦装置50自动对焦，提升了操作的便利性。其次，即使不同倍数物镜10不齐焦或者未完成齐焦调节也不会影响相机采集清晰的图像，进而在目镜70端未处于对焦状态时，相机依然可以自动对焦。最后，本申请的调节方式调节更加准确。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图16，本申请实施例还提供一种显微镜***自动对焦方法，应用于以上所述的显微镜***，所述对焦方法具体包括：
301、获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像。
需要说明的是，可以通过显微镜***的照相机扫描待观察样品以获得多张不同深度的图像，具体的，照相机逐层扫描待观察样品可以获得多张不同深度的图像。例如，通过对焦装置驱动照相机在预设好的不同深度分别采集图像，从而获得多张不同深度的图像。具体的，可以获取三张、四张甚至多张不同深度的图像。为了节省资源，获取三张不同深度的图像就可以达到本申请实施例的要求。
302、基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述多张不同深度的图像的离焦量。
需要说明的是，指标信息可以为图像的锐度或者对比度。本申请实施例中的指标信息不限于此。通过图像的锐度或者对比度得到图像的离焦量。
其中，获取指标信息中图像的锐度的具体方法包括：
(1)提取所述多张不同深度的图像的尺寸信息和对应像素点的像素值。
需要说明的是，提取多张不同深度的图像的尺寸信息，图像的尺寸信息为M*N，对应像素点的像素值可以理解为在某个坐标点的像素值。比如，s(i，j)为坐标在(i，j)处的像素值。
(2)根据所述多张不同深度的图像的尺寸信息和对应像素点的像素值计算得到指标信息值。
需要说明的是，将多张不同深度的图像的尺寸信息M*N和坐标在(i，j)处的像素值代入公式：
Figure BDA0002215429880000151
其中，B为图像的指标信息值，不同深度的图像对应不同的指标信息值。
(3)基于所述指标信息值得到所述离焦量。
需要说明的是，将不同的指标信息值拟合成一曲线，其中曲线的顶点就是离焦量为零时对应的位置。离焦量越接近零，则代表图像越清晰，也就是对焦装置驱动照相机需要调节到的位置。
如图17所示，比如，照相机扫描了五张不同深度的图像，五张不同深度的图像计算得到指标信息值为B1、B2、B3、B4、B5。根据B1、B2、B3、B4、B5拟合成一条曲线，其中，曲线的顶点确定为离焦量为零的位置点，也就是照相机需要调节靠近的位置点。
303、若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。
需要说明的是，预设阈值可以是人为设定的阈值，该阈值可以为0、0.1、0.5等。通常情况下，离焦量的预设阈值为0，该阈值可确保图像的清晰。当离焦量大于预设阈值时，使得对焦装置对照相机进行对焦调节，直到离焦量达到预设阈值时，则确定照相机对焦准确。
本申请实施例中的显微镜***为以上所述的显微镜***。本申请实施例对显微镜***不做过多追赘述。
本申请实施例获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像，基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量，若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。本申请实施例在不同屈光度的显微镜观测人员交换使用显微镜时，不用每次都重复一遍繁琐的三目齐焦调节，而是通过对焦装置自动对焦，提升了操作的便利性。其次，即使不同倍数物镜不齐焦或者未完成齐焦调节也不会影响相机采集清晰的图像，进而在目镜端未处于对焦状态时，相机依然可以自动对焦。最后，本申请的调节方式调节更加准确。
在本发明实施例中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
本申请实施例还提供一种智能医疗设备。本申请实施例智能医疗设备涉及人工智能领域中的智能医疗器械领域。
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用***。换句话说，人工智能是计算机科学的一个综合技术，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能与人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能也就是研究各种智能机器的设计原理与实现方法，使机器具有感知、推理与决策的功能。
人工智能技术是一门综合学科，涉及领域广泛，既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互***、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
本申请实施例的智能医疗设备具体包括物镜、分束器、图像投影组件、照相机组件以及对焦装置，所述物镜具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向待观察样品，所述分束器设置在所述第二端，所述图像投影组件与所述分束器连通，所述图像投影组件包括第一透镜和图像投影装置，所述第一透镜的一端与所述分束器连接、另一端与所述图像投影装置连接，所述照相机组件与所述分束器连通，所述照相机组件包括照相机，所述对焦装置配置在所述照相机组件上，所述对焦装置用于对所述照相机进行对焦调节。
本发明实施例还提供一种智能医疗设备，该智能医疗设备可以用于待观察样品的显微成像。如图18所示，其示出了本发明实施例所涉及的智能医疗设备的结构示意图，具体来讲：
该电子设备可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器401、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器402、电源403和输入单元404等部件。本领域技术人员可以理解，图18中示出的智能医疗设备结构并不构成对智能医疗设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者某些部件的组合，或者不同的部件布置。其中：
处理器401是该智能医疗设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个智能医疗设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器402内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器402内的数据，执行智能医疗设备的各种功能和处理数据，从而对智能医疗设备进行整体监控。可选的，处理器401可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器401可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器401中。
存储器402可用于存储软件程序以及模块，处理器401通过运行存储在存储器402的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据智能医疗设备的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器402还可以包括存储器控制器，以提供处理器401对存储器402的访问。
智能医疗设备还包括给各个部件供电的电源403，优选的，电源403可以通过电源管理***与处理器401逻辑相连，从而通过电源管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源403还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电***、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
智能医疗设备还可包括输入单元404，该输入单元404可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。
智能医疗设备还可以包括显微镜***100，显微镜***100为以上所述的显微镜***100。本申请实施例中对显微镜***100不做过多赘述。
尽管未示出，智能医疗设备还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，智能医疗设备中的处理器401会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器402中，并由处理器401来运行存储在存储器402中的应用程序，从而实现各种功能，如下：
可以获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像，基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量，若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一种安全防护方法中的步骤。比如：
获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像，基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量，若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一种方法中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一种方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
以上对本发明实施例所提供的显微镜***、智能医疗设备、自动对焦方法和存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (19)

1.一种显微镜***，其特征在于，包括：
物镜，所述物镜具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向待观察样品；
分束器，所述分束器设置在所述第二端；
图像投影组件，所述图像投影组件与所述分束器连通，所述图像投影组件包括第一透镜和图像投影装置，所述第一透镜的一端与所述分束器连接、另一端与所述图像投影装置连接；
照相机组件，所述照相机组件与所述分束器连通，所述照相机组件包括照相机；
对焦装置，所述对焦装置配置在所述照相机组件上，所述对焦装置用于对所述照相机进行对焦调节。
2.根据权利要求1所述的显微镜***，其特征在于，还包括三目镜筒，所述三目镜筒设置在所述分束器远离所述物镜的一端，所述三目镜筒包括通道和管镜，所述通道至少包括两个且所述通道位于远离所述分束器的一端，其中一个通道与目镜连通，所述管镜位于靠近所述分束器的一端。
3.根据权利要求2所述的显微镜***，其特征在于，所述对焦装置包括移动部件和可变焦镜头。
4.根据权利要求3所述的显微镜***，其特征在于，所述移动部件包括线性移动平台，所述线性移动平台用于驱动所述照相机组件靠近或者远离所述分束器以对所述照相机进行对焦调节。
5.根据权利要求4所述的显微镜***，其特征在于，所述三目镜筒中的其中一个通道与所述照相机组件连通，所述照相机组件还包括第一偏振片，所述第一偏振片位于所述照相机与所述三目镜筒之间，所述线性移动平台驱动所述照相机靠近或者远离所述分束器。
6.根据权利要求4所述的显微镜***，其特征在于，所述分束器包括第一子分束器和第二子分束器，所述第一子分束器与所述第二子分束器连通，所述第一子分束器与所述图像投影组件连通，所述第二子分束器与所述照相机组件连通，所述照相机组件还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第二子分束器与所述照相机之间，所述线性移动平台驱动所述照相机或者所述第二透镜靠近或者远离所述分束器。
7.根据权利要求4所述的显微镜***，其特征在于，所述照相机组件与所述图像投影组件沿所述分束器相对设置，所述图像投影组件还包括第二偏振片，所述第二偏振片位于所述第一透镜与所述分束器之间，所述照相机组件还包括第三透镜和第三偏振片，第三偏振片位于所述分束器与所述第三透镜之间，所述第三透镜位于所述第三偏振片与所述照相机之间，所述线性移动平台驱动所述照相机或者所述第三透镜靠近或者远离所述分束器。
8.根据权利要求3所述的显微镜***，其特征在于，所述移动部件还包括伸缩套管，所述伸缩套管与所述照相机组件连接，所述伸缩套管驱动所述照相机组件在所述伸缩套管内伸缩以对所述照相机进行对焦调节。
9.根据权利要求8所述的显微镜***，其特征在于，所述三目镜筒中的其中一个通道与所述照相机组件连通，所述照相机组件还包括第一偏振片，所述第一偏振片位于所述照相机与所述三目镜筒之间，所述伸缩套管驱动所述照相机在所述伸缩套管内伸缩。
10.根据权利要求8所述的显微镜***，其特征在于，所述分束器包括第一子分束器和第二子分束器，所述第一子分束器与所述第二子分束器连通，所述第一子分束器与所述图像投影组件连通，所述第二子分束器与所述照相机组件连通，所述照相机组件还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第二子分束器与所述照相机之间，所述伸缩套管驱动所述照相机或所述第二透镜在所述伸缩套管内伸缩。
11.根据权利要求8所述的显微镜***，其特征在于，所述照相机组件与所述图像投影组件沿所述分束器相对设置，所述图像投影组件还包括第二偏振片，所述第二偏振片位于所述第一透镜与所述分束器之间，所述照相机组件还包括第三透镜和第三偏振片，第三偏振片位于所述分束器与所述第三透镜之间，所述第三透镜位于所述第三偏振片与所述照相机之间，所述伸缩套管驱动所述照相机或所述第三透镜在所述伸缩套管内伸缩。
12.根据权利要求3所述的显微镜***，其特征在于，所述三目镜筒中的其中一个通道与所述照相机组件连通，所述照相机组件还包括第一偏振片，所述第一偏振片位于所述照相机与所述三目镜筒之间，所述可变焦镜头设置在所述第一偏振片与所述管镜之间。
13.根据权利要求3所述的显微镜***，其特征在于，所述分束器包括第一子分束器和第二子分束器，所述第一子分束器与所述第二子分束器连通，所述第一子分束器与所述图像投影组件连通，所述第二子分束器与所述照相机组件连通，所述照相机组件还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第二子分束器与所述照相机之间，所述可变焦镜头位于所述第一子分束器与所述第二透镜之间。
14.根据权利要求3所述的显微镜***，其特征在于，所述照相机组件与所述图像投影组件沿所述分束器相对设置，所述图像投影组件还包括第二偏振片，所述第二偏振片位于所述第一透镜与所述分束器之间，所述照相机组件还包括第三透镜和第三偏振片，第三偏振片位于所述分束器与所述第三透镜之间，所述第三透镜位于所述第三偏振片与所述照相机之间，所述可变焦镜头位于所述分束器与所述第三偏振片之间。
15.一种智能医疗设备，其特征在于，包括：
物镜，所述物镜具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端朝向待观察样品；
分束器，所述分束器设置在所述第二端；
图像投影组件，所述图像投影组件与所述分束器连通，所述图像投影组件包括第一透镜和图像投影装置，所述第一透镜的一端与所述分束器连接、另一端与所述图像投影装置连接；
照相机组件，所述照相机组件与所述分束器连通，所述照相机组件包括照相机；
对焦装置，所述对焦装置配置在所述照相机组件上，所述对焦装置用于对所述照相机进行对焦调节。
16.一种显微镜***自动对焦方法，应用于权利要求1至14任一项的显微镜***，其特征在于，所述对焦方法包括：
获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像；
基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量；
若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。
17.根据权利要求16所述的显微镜***自动对焦方法，其特征在于，所述基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量，包括：
提取所述多张不同深度的图像的尺寸信息和对应像素点的像素值；
根据所述多张不同深度的图像的尺寸信息和对应像素点的像素值计算得到指标信息值；
基于所述指标信息值得到所述离焦量。
18.一种智能医疗设备，其特征在于，包括显微镜***和处理器，所述显微镜***为权利要求1至14任一项所述的显微镜***，所述处理器执行以下步骤：
获取目标物镜视野对应的多张不同深度的图像，所述多张不同深度的图像为照相机采集到的图像；
基于所述多张不同深度的图像得到所述图像的指标信息，根据所述指标信息计算所述图像的离焦量；
若所述离焦量大于预设阈值，触发所述对焦装置对所述照相机进行对焦调节。
19.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行权利要求15或16所述的显微镜***自动对焦方法中的步骤。
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