一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和信號處理和控制系統(tǒng)，信號處理和控制系統(tǒng)包括依次相連接的透射電子顯微鏡、電光轉(zhuǎn)換裝置、CCD、圖像采集卡、計算機(jī)，透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器連接于電光轉(zhuǎn)換裝置和計算機(jī)之間，計算機(jī)與打印機(jī)相連接；光學(xué)成像系統(tǒng)包括一對透鏡、一對棱鏡和熒光板，電鏡透鏡組發(fā)出的透射電子束打在熒光板上，熒光板成像后將影像傳送到棱鏡、透鏡進(jìn)行傳輸，最終到CCD由計算機(jī)采集。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有快捷、多樣精確成像的特點，且經(jīng)濟(jì)環(huán)保，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于計算機(jī)的光學(xué)圖像分析處理裝置，尤其是涉及一種基于電子顯微 鏡的圖像顯示裝置。 -種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展以及圖像處理和分析技術(shù)在電子顯微 學(xué)的廣泛應(yīng)用，使得投射顯微鏡完全可以實現(xiàn)聯(lián)機(jī)數(shù)字圖像采集和各種后處理，安裝聯(lián)機(jī) 的圖像處理和分析系統(tǒng)也成為現(xiàn)代先進(jìn)電子顯微鏡的重要標(biāo)志，國外在投射顯微鏡的數(shù)字 化成像和圖像處理系統(tǒng)這一領(lǐng)域取得長足進(jìn)展，但價格比較貴，國內(nèi)用戶一般難以承受。在 國內(nèi)，雖然有數(shù)百臺電子顯微鏡，但配備數(shù)字圖像實時采集處理分析系統(tǒng)的透射電鏡僅僅 有幾家，而且均是電鏡進(jìn)口時附帶的，因此研制適合于我國現(xiàn)有透射電鏡的數(shù)字圖像接收 處理系統(tǒng)，以較少的投入使國內(nèi)現(xiàn)有的透射電鏡的接收系統(tǒng)由單純的底片感光成像發(fā)展成 目前國際上先進(jìn)的數(shù)字圖像實時采集處理成像，使其在數(shù)字圖像接收處理系統(tǒng)上達(dá)到新一 代電鏡水平，提高國內(nèi)電鏡的應(yīng)用水平，是十分必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，與傳統(tǒng) 照片相比具有快捷、多樣精確等特點。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種基于電子顯微鏡的圖像顯 示裝置，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和信號處理和控制系統(tǒng)，所述信號處理和控制系統(tǒng)包括透射電 子顯微鏡、電光轉(zhuǎn)換裝置、CCD、圖像采集卡、計算機(jī)和透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器，所述透射電子 顯微鏡、電光轉(zhuǎn)換裝置、CCD、圖像采集卡、計算機(jī)依次相連接，所述透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器連 接于電光轉(zhuǎn)換裝置和計算機(jī)之間，所述計算機(jī)與打印機(jī)相連接；所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括 (XD、第一透鏡、第二透鏡、第一棱鏡、第二棱鏡、熒光板，所述電鏡透鏡組發(fā)出的透射電子束 打在熒光板上，所述熒光板安裝在第二棱鏡上方，所述第二棱鏡與第一棱鏡相對安裝，所述 第一棱鏡與C⑶相對安裝且二者之間安裝第一透鏡、第二透鏡，所述第一棱鏡與第二棱鏡 之間放置光闌。
[0005] 優(yōu)選的，所述第二棱鏡安裝在棱鏡座一側(cè)，所述棱鏡座另一側(cè)與其相對安裝有電 機(jī)，所述棱鏡座與電機(jī)之間安裝有驅(qū)動絲杠并與二者相連接，所述第二棱鏡、棱鏡座、電機(jī) 均安裝在基座上。
[0006] 優(yōu)選的，所述透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器包括單片機(jī)和與單片機(jī)相連的存儲器，所述單 片機(jī)輸出端與光電隔離模塊相連接，所述單片機(jī)輸入端與傳感信號接口模塊相連接，所述 光電隔離模塊與功率驅(qū)動模塊、步進(jìn)電機(jī)相連接。
[0007] 優(yōu)選的，所述單片機(jī)與計算機(jī)相連接。
[0008] 優(yōu)選的，所述C⑶采用美國Pixera公司生產(chǎn)的580萬真實像素超高靈敏度探測 器。
[0009] 優(yōu)選的，所述單片機(jī)采用AN2131QC單片機(jī)。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：⑴在透射電鏡上實現(xiàn)了通過C⑶系 統(tǒng)直接成像，對電子花樣實現(xiàn)在線實時標(biāo)定，原先從照相，洗相，分析標(biāo)定大約需要2d時 間，現(xiàn)在瞬間就可獲得分析結(jié)果，大大提高了工作效率；(2)全部數(shù)據(jù)和圖片均可存儲在計 算機(jī)硬盤，隨時可脫機(jī)調(diào)用，節(jié)約了大量感光材料和顯影、定影的化學(xué)材料，有利于節(jié)約資 源和減少對環(huán)境污染；（3)由于全部數(shù)據(jù)和信息均是數(shù)字化，可以連入互聯(lián)網(wǎng)與相關(guān)單位 進(jìn)行信息共享、交流；(4)系統(tǒng)具有相對獨立性，可滿足不同電鏡的升級改造要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為透射電鏡系統(tǒng)工作原理圖；
[0012] 圖2為透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器硬件結(jié)構(gòu)原理圖；
[0013] 圖3為系統(tǒng)光路原理圖。
[0014] 圖中標(biāo)號為：1_透射電子顯微鏡、2-電光轉(zhuǎn)換裝置、3-(XD、4_圖像采集卡、5-計算 機(jī)、6-打印機(jī)、7-透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器、71-單片機(jī)、72-存儲器、73-光電隔離模塊、74-功 率驅(qū)動模塊、75-步進(jìn)電機(jī)、76-傳感信號接口模塊；8-第一透鏡、9-第二透鏡、10-第一棱 鏡、11-光闌、12-電鏡透鏡組、13-熒光板、14-第二棱鏡、15-棱鏡座、16-基座、17-驅(qū)動絲 杠、18-電機(jī)。

【具體實施方式】
[0015] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0016] 如圖1、3所示，一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和信號 處理和控制系統(tǒng)，所述信號處理和控制系統(tǒng)包括透射電子顯微鏡1、電光轉(zhuǎn)換裝置2、（XD3、 圖像采集卡4、計算機(jī)5和透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器7,所述透射電子顯微鏡1、電光轉(zhuǎn)換裝置2、 CCD3、圖像采集卡4、計算機(jī)5依次相連接，所述透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器7連接于電光轉(zhuǎn)換裝置 2和計算機(jī)5之間，所述計算機(jī)5與打印機(jī)6相連接；所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括CCD3、第一透 鏡8、第二透鏡9、第一棱鏡10、第二棱鏡14、熒光板13,所述電鏡透鏡組12發(fā)出的透射電子 束打在熒光板13上，所述熒光板13安裝在第二棱鏡14上方，所述第二棱鏡14與第一棱鏡 10相對安裝，所述第一棱鏡10與(XD3相對安裝且二者之間安裝第一透鏡8、第二透鏡9,所 述第一棱鏡10與第二棱鏡14之間放置光闌11。
[0017] 本實施例中，所述第二棱鏡14安裝在棱鏡座15 -側(cè)，所述棱鏡座15另一側(cè)與其 相對安裝有電機(jī)18,所述棱鏡座15與電機(jī)18之間安裝有驅(qū)動絲杠17并與二者相連接，所 述第二棱鏡14、棱鏡座15、電機(jī)18均安裝在基座16上。
[0018] 如圖2所示，本實施例中，所述透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器7包括單片機(jī)71和與單片機(jī) 71相連的存儲器72,所述單片機(jī)71輸出端與光電隔離模塊73相連接，所述單片機(jī)71輸入 端與傳感信號接口模塊76相連接，所述光電隔離模塊73與功率驅(qū)動模塊74、步進(jìn)電機(jī)75 相連接。透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器7主要實現(xiàn)在計算機(jī)5的控制模式和手動模式下由電機(jī)18 帶動驅(qū)動絲杠17以激勵棱鏡在水平方向移動，以獲取聚焦后的當(dāng)前透射電鏡視場圖像，
[0019] 本實施例中，所述單片機(jī)71與計算機(jī)5相連接。
[0020] 本實施例中，所述(XD3采用美國Pixera公司生產(chǎn)的580萬真實像素超高靈敏度 探測器，靈敏度大0. 〇〇21ux，信噪比62dB，可長時間積分曝光64min。
[0021] 本實施例中，所述單片機(jī)71采用AN2131QC單片機(jī)，該控制器采用通用的設(shè)備接口 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以即插即用，可以供32個設(shè)備端點，并支持控制傳輸、塊傳輸、中斷 傳輸和同步傳輸者四種類型的USB通信管道，能提供每秒12Mb的數(shù)據(jù)傳輸速度，其TO、T1 定時器產(chǎn)生變頻信號源以實現(xiàn)在計算機(jī)控制模式和手動模式下的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速自適應(yīng)控 制，即加速-勻速-減速過程，勻速階段步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率達(dá)50kPs。
[0022] 系統(tǒng)工作時，控制器自動檢測電光轉(zhuǎn)換裝置2的激活區(qū)域位置，如果不在其原點 位置，控制器會自動讓其退回原點位置，該裝置固定在可以來回移動的基座16上，使之可 以根據(jù)需要方便地進(jìn)出電子光路而不破壞真空，透射電子束從電鏡透鏡組12出來之后直 接打在熒光板13上，通過熒光板13的電光轉(zhuǎn)換，在熒光板13上成像，熒光板13上所成的 像經(jīng)過第一棱鏡10、第二棱鏡14以及第一透鏡8、第二透鏡9成像在(XD3的靶面上，然后 通過圖像采集卡4將信號數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)5內(nèi)，在計算機(jī)5上完成圖像的分析（測量、 統(tǒng)計、分類等）、處理和管理，然后打印機(jī)6直接打印出實時的具有照片質(zhì)量的"圖文分析報 告"，操作非常方便，大大提高效率。
[0023] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：包括光學(xué)成像系統(tǒng)和信號處 理和控制系統(tǒng)，所述信號處理和控制系統(tǒng)包括透射電子顯微鏡（1)、電光轉(zhuǎn)換裝置（2)、 CCD (3)、圖像采集卡（4)、計算機(jī)（5)和透射電鏡聯(lián)機(jī)控制器（7)，所述透射電子顯微鏡（1)、 電光轉(zhuǎn)換裝置（2)、CCD(3)、圖像采集卡（4)、計算機(jī)（5)依次相連接，所述透射電鏡聯(lián)機(jī)控 制器（7)連接于電光轉(zhuǎn)換裝置（2)和計算機(jī)（5)之間，所述計算機(jī)（5)與打印機(jī)（6)相連 接；所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括CCD (3)、第一透鏡（8)、第二透鏡（9)、第一棱鏡（10)、第二棱鏡 (14)、熒光板（13)，所述電鏡透鏡組（12)發(fā)出的透射電子束打在熒光板（13)上，所述熒光 板（13)安裝在第二棱鏡（14)上方，所述第二棱鏡（14)與第一棱鏡（10)相對安裝，所述第 一棱鏡（10)與CCD(3)相對安裝且二者之間安裝第一透鏡（8)、第二透鏡（9)，所述第一棱 鏡（10)與第二棱鏡（14)之間放置光闌（11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述第 二棱鏡（14)安裝在棱鏡座（15) -側(cè)，所述棱鏡座（15)另一側(cè)與其相對安裝有電機(jī)（18)， 所述棱鏡座（15)與電機(jī)（18)之間安裝有驅(qū)動絲杠（17)并與二者相連接，所述第二棱鏡 (14)、棱鏡座（15)、電機(jī)（18)均安裝在基座（16)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述透 射電鏡聯(lián)機(jī)控制器（7)包括單片機(jī)（71)和與單片機(jī)（71)相連的存儲器（72)，所述單片機(jī) (71)輸出端與光電隔離模塊（73)相連接，所述單片機(jī)（71)輸入端與傳感信號接口模塊 (76)相連接，所述光電隔離模塊（73)與功率驅(qū)動模塊（74)、步進(jìn)電機(jī)（75)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述單 片機(jī)（71)與計算機(jī)（5)相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述 (XD(3)采用美國Pixera公司生產(chǎn)的580萬真實像素超高靈敏度探測器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電子顯微鏡的圖像顯示裝置，其特征在于：所述單 片機(jī)（71)采用AN2131QC單片機(jī)。
【文檔編號】H04N5/225GK104064425SQ201410298304
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】王遠(yuǎn)志 申請人:王遠(yuǎn)志