專利名稱：顯微圖像層切掃描方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯微圖像采集的調(diào)焦方法及設(shè)備，特別是一種可以利用顯微鏡來進(jìn)行顯微圖像層切掃描的方法及其設(shè)備。
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種顯微圖像層切掃描的方法，在顯微鏡的成像方設(shè)置手動或自動調(diào)焦機構(gòu)，通過改變顯微鏡的像面位置，在物鏡像方獲得物體各縱向深度的像，實現(xiàn)顯微圖像層切掃描。
上述的改變顯微鏡的像面位置的方式為物面相對于圖像采集系統(tǒng)不動，改變調(diào)焦系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)。
上述的改變顯微鏡的像面位置的方式為調(diào)焦系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)一起相對物面運動。
上述的電腦圖像融合系統(tǒng)，可在物鏡像方采集被觀察物體沿光軸的分層次圖片，合成被觀察物體三維圖像。
上述的方法可通過圖像采集系統(tǒng)記錄獲得的信息。
上述的方法可通過電控系統(tǒng)及電腦圖像融合系統(tǒng)自動重建三維圖像。
一種用于顯微圖像層切掃描的裝置，由調(diào)焦機構(gòu)、顯微鏡組成，手動或自動調(diào)焦機構(gòu)設(shè)置在像面一側(cè)。
上述的調(diào)焦機構(gòu)連接在顯微鏡的圖像采集系統(tǒng)接頭上。
上述的調(diào)焦機構(gòu)和圖像采集系統(tǒng)與電控系統(tǒng)相連，可同時控制調(diào)焦和拍攝記錄圖像。
上述的圖像采集系統(tǒng)可以是攝像機、照相機或圖形采集處理卡。
本發(fā)明不需改變被觀察物體和物鏡的間距，只需改變顯微鏡的像面位置，即可獲得物體各縱向深度(層次)的像。如

圖1原理圖所示。我們可以看到，對于同一個物鏡，當(dāng)改變像面與物鏡的位置關(guān)系(在調(diào)焦范圍內(nèi)A)，即獲得了被觀察物體的掃描范圍內(nèi)B的各個層面a、b、c點的像。其次，由于絕大多數(shù)顯微鏡都是放大的光學(xué)系統(tǒng)，因此，在物面一邊的細(xì)微變化反映在像面一邊都比較大，在像面一邊調(diào)焦可以獲得比較細(xì)微的調(diào)焦分辨能力。
如果存在圖像采集系統(tǒng)，我們增加自動(電動)調(diào)焦機構(gòu)，可以在一定的時間或者空間間隔內(nèi)、自動重復(fù)地搜集被觀察物體不同縱向?qū)哟蔚膱D像，全面了解被觀察物體，更進(jìn)一步地可以重建被觀察物體的3D立體圖像。與共焦掃描顯微鏡相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了對縱向掃描機構(gòu)的精度要求，而且有可能作成模塊化的附件，安裝在各類中高檔顯微鏡上，使之能得到各類標(biāo)本的三維圖像，從中獲取更多的信息。
如圖3所示，一種用于顯微圖像層切掃描的裝置，由顯微鏡1、調(diào)焦機構(gòu)2和圖像采集系統(tǒng)3組成，手動或自動調(diào)焦機構(gòu)2設(shè)置在像面一側(cè)，連接在顯微鏡的圖像采集系統(tǒng)2接頭上，目鏡11在側(cè)面，調(diào)焦機構(gòu)2位于分光鏡12的上方，透過物鏡13，觀察掃描載物臺14上的物體6的各個層面，并采集物體6各個層面的圖像。
如果需要自動實現(xiàn)調(diào)焦，則應(yīng)包括一套自動驅(qū)動系統(tǒng)4，比如電機，用來連接調(diào)焦系統(tǒng)2和圖像采集系統(tǒng)3的部分。采用電學(xué)驅(qū)動，可以隨時控制調(diào)焦和拍攝記錄圖像。
如圖4所示，一種用于顯微圖像層切掃描的裝置，可實現(xiàn)被觀察物體6的3D重現(xiàn)。也就是將圖像采集系統(tǒng)3與電腦融合系統(tǒng)5相聯(lián)。電腦上配有圖形圖像處理軟件。連接調(diào)焦系統(tǒng)2和圖像采集系統(tǒng)3的電控系統(tǒng)(含電學(xué)驅(qū)動)4部分，可以同時控制調(diào)焦和記錄圖象，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的時間或者空間間隔內(nèi)、自動重復(fù)拍攝和記錄；電腦圖象融合系統(tǒng)則可以根據(jù)采集到的被觀察物體6的沿光軸分層次的多張圖片，重建原物體6的3D圖象。
上述的圖像采集系統(tǒng)3是指能夠重新展示和記錄圖像的系統(tǒng)?？梢允嵌粌H限于照相機、攝像機、USB、1394或者圖形采集處理卡等，可根據(jù)需要達(dá)到的效果來采用不同的圖像采集系統(tǒng)。
使用上述的顯微鏡的調(diào)焦機構(gòu)2時，通過改變顯微鏡1的像面位置，在物鏡像方獲得物體各縱向深度的像，實現(xiàn)顯微圖像自動層切掃描。
光學(xué)調(diào)焦可通過兩種方式實現(xiàn)①物面相對于圖像采集系統(tǒng)不動，改變調(diào)焦系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)。②調(diào)焦系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)一起相對物面運動。
權(quán)利要求
1.一種顯微圖像層切掃描的方法，其特征在于在顯微鏡的成像方設(shè)置手動或自動調(diào)焦機構(gòu)，通過改變顯微鏡的像面位置，在物鏡像方獲得物體各縱向深度的像，實現(xiàn)顯微圖像層切掃描。
2.如權(quán)利要求1所述的顯微圖像層切掃描的方法，其特征在于改變顯微鏡的像面位置的方式為物面相對于圖像采集系統(tǒng)不動，改變調(diào)焦系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的顯微圖像層切掃描的方法，其特征在于上述的改變顯微鏡的像面位置的方式為調(diào)焦系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)一起相對物面運動。
4.如權(quán)利要求1所述的顯微圖像層切掃描的方法，其特征在于上述的電腦圖像融合系統(tǒng)，可在物鏡像方采集被觀察物體沿光軸的分層次圖片，合成被觀察物體三維圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的顯微圖像層切掃描的方法，其特征在于上述的方法可通過圖像采集系統(tǒng)記錄獲得的信息。
6.如權(quán)利要求1所述的顯微圖像層切掃描的方法，其特征在于上述的方法可通過電控系統(tǒng)及電腦圖像融合系統(tǒng)自動重建三維圖像。
7.一種用于顯微圖像層切掃描三維重建的裝置，由調(diào)焦機構(gòu)、顯微鏡組成，手動或自動調(diào)焦機構(gòu)設(shè)置在像面一側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的顯微圖像層切掃描的裝置，其特征在于上述的調(diào)焦機構(gòu)連接在顯微鏡的圖像采集系統(tǒng)接頭上。
9.如權(quán)利要求7所述的顯微圖像層切掃描的裝置，其特征在于上述的調(diào)焦機構(gòu)和圖像采集系統(tǒng)與電控系統(tǒng)相連，可同時控制調(diào)焦和拍攝記錄圖像。
10.如權(quán)利要求7所述的顯微圖像層切掃描的裝置，其特征在于上述的圖像采集系統(tǒng)可以是攝像機、照相機或圖形采集處理卡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顯微圖像層切掃描的方法及其裝置，由調(diào)焦機構(gòu)、圖像采集系統(tǒng)、顯微鏡組成，手動或自動調(diào)焦機構(gòu)設(shè)置在像面一側(cè)，連接在顯微鏡的圖像采集系統(tǒng)接頭上。本發(fā)明不需改變被觀察物體和物鏡的間距，只需改變顯微鏡的像面位置，即可獲得物體各縱向深度(層次)的像，而且在像面一邊調(diào)焦可以獲得比較細(xì)微的調(diào)焦分辨能力。該裝置可增設(shè)電腦圖像融合系統(tǒng)，重建被觀察物體的三維立體圖像。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了對縱向掃描機構(gòu)的精度要求，而且有可能作成模塊化的附件，安裝在各類中高檔顯微鏡上，使之能得到各類標(biāo)本的三維圖像，從中獲取更多的信息。
文檔編號G02B21/36GK1405596SQ0112722
公開日2003年3月26日 申請日期2001年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者楊澤聲 申請人:麥克奧迪實業(yè)集團有限公司