устройство для захвата изображения

Формула изобретения

1. Устройство (1) для захвата изображения образца, размещенного в устройстве (7) для исследования образца, включающее блок (2) захвата изображения с компоновкой (6) линз с фиксированной фокальной плоскостью, держатель (3) образца, содержащий первый блок (10) магнитов и второй блок (14) магнитов, держатель (3) образца выполнен с возможностью вмещения устройства (7) для исследования образца и с возможностью перемещения по отношению к компоновке (6) линз в первую позицию (18), в которой первый и второй блоки (10, 14) магнитов расположены в таком взаимном расположении, что возможно их магнитное взаимодействие, а также при этом держатель образца (3) выполнен с возможностью перемещения с первой позиции (18) во вторую позицию (19) при магнитном взаимодействии первого блока (10) магнитов и второго блока (14) магнитов, а также блок захвата изображения (2) выполнен с возможностью захвата изображения образца посредством компоновки (6) линз, когда держатель (3) образца находится во второй позиции (19).

2. Устройство (1) по п.1, дополнительно содержащее приемное устройство (5), причем в указанном приемном устройстве (5) держатель (3) образца выполнен с возможностью вмещения устройства (7) для исследования образца.

3. Устройство (1) по п.2, дополнительно содержащее третий блок (15) магнитов, причем третий блок (15) магнитов выполнен с возможностью позиционирования держателя (3) образца в приемном устройстве (5) посредством магнитного взаимодействия первого блока (10) магнитов и третьего блока (15) магнитов.

4. Устройство (1) по п.2 или 3, дополнительно содержащее блок (4) передачи, причем блок (4) передачи выполнен таким образом, чтобы удерживать держатель (3) образца и перемещать упомянутый держатель (3) образца от приемного устройства (5) в первую позицию (18).

5. Устройство (1) по п.4, в котором блок (4) передачи выполнен с возможностью перемещения между приемным (5) устройством и положением, при котором держатель (3) образца находится в первой позиции (18).

6. Устройство (1) по п.4, в котором второй блок (14) магнитов расположен на блоке (4) передачи.

7. Устройство (1) по п.4, в котором третий блок (15) магнитов расположен на блоке (4) передачи.

8. Устройство (1) по п.1, дополнительно содержит регулировочное устройство (20) для выравнивания держателя (3) образца относительно компоновки (6) линз при его перемещении от первой позиции (18) ко второй позиции (19).

9. Устройство (1) по п.4, в котором регулировочное устройство (20) расположено на блоке (4) передачи.

10. Устройство (1) по п.1, в котором первый и второй блоки (10, 14) магнитов расположены таким образом, чтобы держатель (3) образца перемещался из первой позиции (18) во вторую позицию (19) под воздействием магнитных сил отталкивания.

11. Устройство (1) по п.3, в котором первый и третий блоки (10, 15) магнитов расположены таким образом, чтобы удерживать держатель (3) образца в приемном устройстве (5) под воздействием магнитных сил притяжения.

12. Устройство (1) по п.1, в котором держатель (3) образца выполнен с возможностью вмещения устройства (7) для исследования образца, выполненного в форме кюветы (7).

13. Устройство (1) по п.1, дополнительно содержащее блок обработки изображения, причем блок обработки изображения выполнен с возможностью обработки изображения образца.

14. Устройство (1) по п.13, в котором блок обработки изображения выполнен с возможностью идентификации и подсчета частиц в образце.

15. Способ захвата изображения образца в устройстве (7) для исследования образца, содержащий позиционирование устройства (7) для исследования образца в держателе (3) образца, содержащем первый блок (10) магнитов, перемещение указанного держателя (3) образца относительно компоновки (6) линз с фиксированной фокальной плоскостью блока (2) захвата изображения в первую позицию (18), при которой первый и второй блоки (10, 14) магнитов взаимно расположены на таком близком расстоянии, что происходит их магнитное взаимодействие, перемещение держателя (3) образца из первой позиции (18) во вторую позицию (19) посредством магнитного взаимодействия между первым блоком (10) магнитов и вторым блоком (14) магнитов, и захват изображения образца посредством компоновки (6) линз, когда держатель (3) образца находится во второй позиции (19).

16. Способ по п.15, дополнительно содержащий обработку изображения в блоке обработки изображения для идентификации и подсчета частиц в образце.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству и методу захвата изображения образца, удерживаемого в устройстве для исследования образца.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Во введении описываются устройства и способ захвата изображения образца, для осуществления анализа образца.

В документе PCT/SE2006/000311 (не опубликованном к моменту подачи этой заявки) и US 6710879 описываются способы исследования объема образца путем обработки изображения образца.

Для захвата изображения образца в некоторых случаях образец помещается под компоновкой линз, расположенной либо с возможностью регулирования фокальной плоскости, либо с фиксированной фокальной плоскостью.

Проблемы при использовании компоновки линз с возможностью регулирования фокальной плоскости заключаются в том, что они дороги и затруднена настройка фокальной плоскости компоновки линз в правильное положение по отношению к образцу.

Проблемы при использовании компоновки линз с фиксированной фокальной плоскостью заключаются в том, что для получения надежного результата образец, например закрепленный в кювете, необходимо каждый раз помещать точно в одно и то же положение относительно фиксированной фокальной плоскости компоновки линз.

Целью настоящего изобретения является создание устройства, при помощи которого захват изображения образца, удерживаемого в устройстве для исследования образца, можно осуществлять более эффективным способом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Новизна и изобретательский уровень

Настоящее изобретение заключаются в создании устройства в соответствии с п.1 формулы изобретения и способа в соответствии с п.15. Варианты осуществления изобретения описаны в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению устройство для захвата изображения образца, удерживаемого в устройстве для исследования образца, содержит блок захвата изображения, содержащий компоновку линз с фиксированной фокальной плоскостью, держатель образца, содержащий первый блок магнитов и второй блок магнитов, причем держатель образца выполнен с возможностью вмещения для исследования образца и с возможностью перемещения устройства относительно компоновки линз в первой позиции, в которой первый и второй блоки магнитов взаимно расположены на точном расстоянии, что может происходить магнитное взаимодействие, а держатель образца может перемещаться из первой позиции во вторую позицию в результате магнитного взаимодействия первого и второго блока магнитов, причем блок захвата изображения выполнен с возможностью захвата изображения образца с помощью компоновки линз, когда держатель образца находится во второй позиции.

Преимущество заключается в том, что держатель образца может быть помещен во вторую позицию с высокой точностью, а компоновка линз с фиксированной фокальной плоскостью может быть использована для надежного захвата изображения образца.

Преимущества заключаются также в том, что уменьшено количество движущихся механических деталей для перемещения образца из первой позиции во вторую.

При уменьшении количества механических деталей преимущество заключается в том, что снижается влияние допуска каждой детали. Это особенно важно, если устройство для исследования образца допускает толщину образца, равную или чуть меньшую глубины участка блока захвата изображения. В таких случаях небольшое отклонение в расположении устройства для исследования образца сделало бы анализ захваченного изображения невозможным, или, что еще хуже, были бы получены неверные результаты.

Другое преимущество заключается в том, что при перемещении держателя образца в результате магнитного взаимодействия износ устройства уменьшается.

Чтобы устанавливать устройство для исследования образца в устройстве простым и надежным способом, оно должно содержать приемное устройство и держатель образца, выполненный с возможностью вмещения упомянутого устройства для исследования образца в указанном приемном устройстве.

Для достижения преимущества в позиционировании держателя образца в точно заданном положении надежным и простым способом устройство дополнительно содержит третий блок магнитов, который выполнен с возможностью позиционирования держателя образца в приемном устройстве в результате магнитного взаимодействия первого и третьего блока магнитов. Еще одним преимуществом является то, что держатель образца можно легко извлекать из устройства для последующей чистки.

Устройство может также содержать блок передачи, который предназначен для того, чтобы удерживать держатель образца и перемещать названный держатель от приемного устройства в первую позицию. Это создает преимущество в возможности перемещения держателя образца простым и надежным способом.

Блок передачи устройства можно перемещать между приемным устройством и таким положением, которое рассматривается как первая позиция держателя образца.

Чтобы реализовать преимущество, заключающееся в повышении надежности устройства, используется второй блок магнитов, который может быть размещен в блоке передачи.

Для повышения надежности устройства и удержания держателя образца при его перемещении от приемного устройства в первую позицию в блоке передачи может быть размещен третий блок магнитов.

Для уменьшения допуска при перемещении держателя образца во вторую позицию устройство может также содержать регулировочное устройство для выравнивания держателя образца относительно компоновки линз, когда держатель перемещается из первой позиции во вторую позицию.

Регулировочное устройство может быть размещено в блоке передачи.

Первый и второй блоки магнитов могут быть установлены таким образом, чтобы перемещение держателя образца осуществлялось в результате сил магнитного отталкивания. В результате преимущество заключается в том, что держатель образца помещается во вторую позицию с очень высокой точностью.

Для достижения преимуществ установки держателя образца при перемещении в правильное положение первый и третий блок магнитов устройства располагают, таким образом, чтобы держатель образца удерживался в приемном устройстве под воздействием сил магнитного притяжения.

Держатель образца устройства выполнен с возможностью крепления устройства для исследования образца, выполненного в форме кюветы.

Устройство также может содержать блок обработки изображения, причем блок обработки изображения выполнен с возможностью обработки изображения образца.

Блок обработки изображения устройства может быть выполнен с возможностью идентификации и подсчета частиц в образце. В частности, блок обработки изображения может быть выполнен с возможностью идентификации и подсчета биологических частиц, например, клеток крови, в образцах жидкости, например, крови.

Способ захвата изображения образца, согласно изобретению, при котором образец удерживается в устройстве для исследования образца, содержит: позиционирование устройства для исследования образца в держателе образца, содержащем первый блок магнитов, перемещение держателя образца в первую позицию по отношению к компоновке линз с фиксированной фокальной плоскостью блока захвата образца, причем в первой позиции первый и второй блоки магнитов взаимно расположены на таком расстоянии, что может возникать магнитное взаимодействие между первым блоком магнитов и вторым блоком магнитов, в результате которого держатель образца перемещается из первой позиции во вторую позицию, а захват изображения образца при помощи компоновки линз происходит тогда, когда держатель образца находится во второй позиции.

Преимущества способа согласно изобретению заключаются в том, что изображение образца может быть захвачено надежным и простым способом.

Способ далее может включать обработку изображения в блоке обработки изображения, а также идентификацию и подсчет частиц в образце.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение и многие его преимущества более детально описаны ниже на схематических чертежах, на которых в качестве примера использованы неограничивающие варианты осуществления.

На фиг.1 вид сверху показан вариант осуществления, когда держатель образца расположен в приемном устройстве.

На фиг.2 показано поперечное сечение по линии А-А варианта осуществления, представленного на фиг.1.

На фиг.3 показан вид сверху варианта осуществления, когда держатель образца расположен во второй позиции.

На фиг.4 показано поперечное сечение по линии В-В варианта осуществления, представленного на фиг.3.

На фиг.5 показан вид второго варианта осуществления изобретения в перспективе.

Все представленные фигуры весьма схематичны, и выполнены не в масштабе и показаны лишь те части, которые необходимы для пояснения изобретения, а остальные части исключены, либо предполагаются.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 и 2 показан вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением. Устройство 1 содержит блок 2 захвата изображения, держатель 3 образца, блок 4 передачи и приемное устройство 5. В представленном варианте осуществления держатель 3 образца вмещает устройство 7 для исследования, которое может быть выполнено в форме кюветы 7.

Блок 2 захвата изображения содержит компоновку 6 линз с фиксированной фокальной плоскостью. Представлен вариант осуществления изобретения с компоновкой 6 линз, состоящей из четырех линз 8 (см. фиг.4).

Держатель 3 образца содержит пластину 9 и первый блок 10 магнитов. В пластине 9 на верхней стороне имеет центральную выемку 11, а по окружной поверхности нижней стороны пластины 9 имеется кромка 12, которая простирается в направлении верхней стороны. Первый блок 10 магнитов расположен на нижней стороне пластины 9. Центральная выемка 11 имеет форму, соответствующую форме устройства 7 для исследования образца.

Блок 4 передачи содержит опорную пластину 13, второй блок 14 магнитов, третий блок 15 магнитов и ручку 16. Опорная пластина 13 изогнута по направлению своей длины. Опорная пластина 13 имеет выемку 17 на верхней стороне, причем форма выемки 17 соответствует форме держателя 3 образца. Второй блок 14 магнитов и третий блок 15 магнитов смонтированы на нижней стороне опорной пластины 13. Ручка 16 смонтирована на той стороне опорной пластины 13, которая имеет наибольший радиус. Опорную пластину 13 блока 4 передачи можно перемещать, меняя положение ручки 16.

Держатель 3 образца расположен в выемке 17 опорной пластины 13. Как только опорная пластина 13 блока 4 передачи перемещается при повороте ручки 16, держатель 3 образца движется вместе с опорной пластиной 13 блока 4 передачи. Ручка 16 блока 4 передачи расположена таким образом, чтобы перемещать держатель 3 образца между приемным устройством 5 и первой позицией 18.

Первый 10 и третий 15 блоки магнитов расположены таким образом, чтобы они притягивались друг к другу в результате силы магнитного взаимодействия. Первый и второй блоки 10, 14 магнитов расположены таким образом, чтобы они отталкивались друг от друга в результате силы магнитного взаимодействия. Третий блок 15 магнитов расположен на опорной пластине 13 в таком положении, чтобы в момент нахождения держателя 3 образца в приемном устройстве 5 первый и третий блоки 10, 15 магнитов взаимодействовали и прижимали держатель 3 образца к опорной пластине 13. Для перемещения держателя 3 образца в первую позицию ручку 16 блока 4 передачи сначала поворачивают на 75 градусов и таким образом передвигают держатель 3 образца. После поворота на 75 градусов держатель 3 образца достигает упора (не показан). Затем ручку 16 блока 4 передачи поворачивают еще на 15 градусов. При этом опорная пластина 13 блока 4 передачи перемещается относительно держателя 3 образца, так что второй блок 14 магнитов взаимодействует с первым блоком 10 магнитов. Теперь держатель 3 образца находится в первой позиции 18.

Для перемещения держателя 3 образца во вторую позицию 19 взаимодействуют первый блок 10 магнитов и второй блок 14 магнитов (см. фиг.3 и 4). Так как первый блок 10 магнитов и второй блок 14 магнитов, расположены таким образом, что они отталкиваются друг от друга, то держатель 3 образца будет двигаться вверх. Когда держатель образца 3 движется вверх, кромка 12 и регулировочное устройство 20 опорной пластины 13 взаимодействуют таким образом, чтобы препятствовать движению и центрировать держатель 3 образца относительно оптической оси компоновки 6 линз. Регулировочное устройство 20 может быть образовано стенками 20 выемки 17. Так как держатель 3 образца перемещается на некоторое расстояние от опорной пластины 13 блока 4 передачи, должно существовать равновесие между силой магнитного взаимодействия между первым и вторым блоком 10, 14 магнитов и весом держателя 3 образца, устройством 7 для исследования образца и образцом. Держатель 3 образца находится теперь во второй позиции 19.

Вторая позиция 19 может быть установлена в результате магнитного взаимодействия первого и второго блока 10, 14 магнитов, прижимающего держатель 3 образца ко второму упору.

Вторая позиция 19 это такое положение устройства 1, при котором образец расположен в устройстве 7 для исследования образца на заданном расстоянии от компоновки 6 линз блока 2 захвата изображения. Это заданное расстояние калибровано таким образом, чтобы фиксированная фокальная плоскость компоновки 6 линз соответствовала такому положению образца, при котором блок 2 захвата изображения мог осуществить захват желаемого изображения.

Чтобы отсоединить кювету от устройства 7 исследования образца, нужно повернуть ручку 16 блока 4 передачи в противоположном направлении на 15 градусов. После поворота третий блок 15 магнитов переместится на такое близкое расстояние к первому блоку магнитов 10, что может возникнуть их магнитное взаимодействие. Сила магнитного притяжения переместит держатель 3 образца и прижмет его к опорной пластине 13 блока 4 передачи. Затем ручку 16 поворачивают еще на 75 градусов и таким образом держатель 3 образца снова перемещают в приемное устройство 5.

Если необходимо захватить изображение объема образца, например образца крови, его помещают в кювету 7 (устройство для исследования образца). Объем образца может быть относительно большим, т.е. объем образца допускает 3-х мерное расположение частиц относительно друг друга. Например, образец может быть помещен в измерительную кювету толщиной 140 мкм.

Блок 4 передачи и держатель 3 образца размещены в приемном устройстве 5. Первый и третий блоки 10, 15 магнитов взаимодействуют и удерживают образец 3 держателя в стабильном положении. Кювета 7 расположена в приемном устройстве 5 и держатель 3 образца удерживает ее.

Ручка 16 блока 4 передачи повернута на 90 градусов. При этом опорная пластина 13 блока 4 передачи перемещается, и держатель 3 образца перемещается в первую позицию 18.

В первой позиции 18 первый и второй блоки 10, 14 магнитов взаимодействуют и держатель 3 образца, а следовательно, и кювета 7 и образец, находящийся в кювете, перемещаются во вторую позицию 19.

Во второй позиции 19 образец расположен на заданном расстоянии от компоновки 6 линз блока 2 захвата изображения, при котором фиксированная фокальная плоскость компоновки 6 линз соответствует желаемому положению по отношении к образцу. Измерительная полость кюветы 7 расположена таким образом, чтобы полная толщина измерительной полости находилась в пределах блока 2 захвата изображения.

Соответственно блок 2 захвата изображения захватывает изображение образца с помощью компоновки 6 линз. После этого изображение от блока 2 захвата изображения может быть отправлено на компьютер или в устройство обработки изображения.

Во втором варианте осуществления изобретения устройство содержит также блок обработки изображения (не показан), см. фиг.5. Блок 2 захвата изображения направляет захваченное изображение образца в блок обработки изображения. В блоке обработки изображения анализируется изображение образца, например, может быть произведен подсчет количества белых кровяных телец в образце крови, и результат выводится на дисплей 21.

Держатель 3 образца удерживается в определенном положении в приемном устройстве 2 благодаря магнитному взаимодействию между первым и третьим блоками 10, 15 магнитов, таким образом, держатель 3 образца легко извлечь из устройства 1. Пользователь может ухватить держатель 3 образца и вытащить его, прикладывая усилие, которое превышает силу магнитного взаимодействия между первым блоком 10 магнитов и третьим блоком 15 магнитов. Если некоторое количество жидкости образца вытекает из устройства 7 для исследования образца, она может быть собрана в держателе 3 образца. Таким образом, преимущество заключается в том, что держатель 3 образца может быть легко очищен. Если держатель 3 образца загрязнен остатками старых образцов, изображение образца может быть неточным.

Хотя выше описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, для специалиста в области техники очевидны различные модификации вариантов осуществления изобретения, не выходящие за рамки изобретения определенного формулой изобретения.