获取图像数据的方法和布置技术

本发明专利技术涉及一种获取图像数据的方法，其中在具有相应选择的强度的照明光(BL)的多个照明事件中照明将要成像的样品(6)的像素区域(PB)，该强度彼此不同，并且随后针对强度中的每一个获取分别来自像素区域(PB)的检测光(DL)作为子像素(SP1至SP4)的图像数据项，并且从子像素(SP1至SP4)的所检测的图像数据的数目获取像素区域(PB)的产生的图像数据项。根据本发明专利技术，连续触发照明事件。在照明其他像素区域(PB)之前获取像素区域(PB)的所有子像素(SP1至SP4)的图像数据。本发明专利技术还涉及获取图像数据项的布置(1)并且涉及具有这样的布置(1)的显微镜(0)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】获取图像数据的方法和布置
本专利技术涉及依据独立权利要求的前序获取图像的方法和布置。
技术介绍
对于逐个像素获取图像数据，例如使用动态图像记录的方法，其中用不同的照明强度常规地照明样品或样品区域的多个记录、检测自样品发出的检测光并且以这种方法所获取的图像数据相互抵消。通过具有不同曝光时间的多个单图像记录，可以用良好的信噪比分别测量暗图像区域和亮图像区域二者。然后可以计算所述的图像区域以形成具有增强的动态的整个图像，其中亮区域和暗区域二者以高对比度渲染(称为高动态范围成像；HDRI；A.贝尔等：“高动态范围图像作为在变化的染色强度下检测嗜银核仁组织区域的基础(HighDynamicRangeImagesasaBasisforDetectionofArgyrophilicNucleolarOrganizerRegionsUnderVaryingStainlntensities)”，图像处理的IEEE国际会议的论文集，ICIP2006，2514-2544)。代替不同的曝光时间，在所激发的荧光作为检测光的情况下可以使用不同激发强度。在顺序的单图像记录或多个单图像记录的情况下，照明间隔(也就是说在像素区域被照明的期间的总时间)由彼此分离的照明事件构成。在像素区域的单独照明事件之间获取其他像素区域的图像数据。在其他已知的方法中，根据检测光的所检测的信号强度调节曝光强度。当使用所谓的CLEM方法(受控制的光曝光显微术)时，根据检测光的所捕获的信号强度进行消隐。尽管使用顺序记录的方法使得以良好的信噪比分别测量暗图像区域和亮图像区域二者并且可以计算所述图像区域以形成具有增强动态的整个图像成为可能，但是这些方法是复杂且缓慢的。作为顺序记录单独图像的替代例，EP1761071A1例如公开了通过不对称的光束分离同时记录不同对比度范围的单个图像。然而不可避免地，这需要在多个通道和多个光电检测器之上分割光信号，这表示附加的噪声源。通过单独通道中的信号强度进一步降低信噪比(SNR)，信号强度由于分割而减弱。在WO2011/038815A1中描述了其他方法。为了提出复杂且缓慢的顺序记录的替代例、为了产生各种样品区域的整个图像，根据结果信号和/或根据多个平行评估通道中的一个的中间结果信号来选择多个评估方法(SPCIADC、2D-PC)中的一个。来自各种信号评估的指定区域选择使得使用具有相关的样品区域的最佳动态范围的相应信号评估成为可能。得到的图像由此获得增强动态范围，起因于单独图像元素的动态范围的合并。US2010/0208339A1公开了操作显微镜的方法，其中将激发光指引到样品的不同点上。在这种情况下，在这些点的每一点中的激发光的强度改变，并且针对每一点量化地检测至少一个光谱范围中的检测光的强度。通过调节系统自动调节激发光的强度和/或激发光的光谱构成。检测光的强度的先前编译的测量数据充当调节的基数据，其中曝光事件的持续时间之上所积分的强度不会超过规定值。在还被称为DIM的该进程中，在曝光周期期间调节曝光强度。
技术实现思路
本专利技术基于提出获取图像数据的替代方法的目的，该替代方法还是易于实施的。本专利技术还基于提出获取图像数据的替代布置的目的。该目的由通过权利要求1中的特征的方法来实现。该目的由通过权利要求7中的特征的布置来实现。本专利技术的有利的配置是从属权利要求的主题。在所提出的获取图像数据的方法中，用各自不同强度的照明光反复地(至少两次)照明将要成像的样品的像素区域。因为照明，对于每个照明事件获取从像素区域发出的检测光作为子像素的图像数据。从相关的像素区域的子像素的所获取的图像数据的数目确定像素区域的产生的图像数据。该方法的特征在于像素区域的照明事件被连续触发的事实，并且在于在照明其他像素区域之前获取像素区域的所有子像素的图像数据。像素(图像元素)被认为是图像由其构成的最小单元。在本说明书中，将要成像的样品的像素区域旨在是像素(也就是说对应于图像的像素)中以指定的放大率成像的样品的区域。因为在从相应照明事件期间所获取的图像数据确定(例如计算出)相关的像素区域的以及因此相关像素的产生的图像数据之前反复地照明每个像素区域，而出现与相应强度的每个像素区域关联的图像数据。以所选择的强度之一的照明光对像素区域的任何照明构成照明事件。以相应选择的强度所照明的像素区域被称为子像素。照明间隔(称为像素驻留时间)分别由至少两个照明事件以及它们相应的时间周期构成。为了简化，子像素随后等同于照明事件。照明间隔因此分别由至少两个子像素以及它们相应的时间周期构成。用作照明光的是至少成比例地由样品反射且作为检测光的光和/或通过其位于样品中的分子被激发以发射例如荧光的光且作为检测光的光。特别地当以点状的方式(扫描)采样像素区域时，有利地，照明光是激光。因此检测光可以是荧光和/或照明光的反射的光谱部分。根据本专利技术的方法区别于已知的方法在于，在最短可能的时间内完全得到像素区域的图像数据的获取。这有利地防止像素区域被精确地打击，例如在更新的照明的情况下对其顺序记录的情况下和/或在更新的照明和图像数据的获取发生之前基于时间已经改变像素区域的性质的情况下。后者特别是在生物样品中是相关的。有利地，保护了用于检测检测光的检测器并且通过根据本专利技术的方法显著地降低了样品上的负载。此外，在对样品的准调制的照明的情况下，有利地影响可能出现在样品中和/或样品上的荧光团。在照明其他像素区域之前获取像素区域的所有子像素的图像数据的陈述是指所用的照明装置或照明束路径。在方法的可能的配置中，如果多个照明装置和/或多个照明束路径例如用于样品的多点采样，则在照明下一个像素区域之前通过每个照明装置或每个照明束路径照明并且获取像素区域的所有子像素。在方法的可能的配置中，以持续递增的强度或者以持续递减的强度产生连续照明事件。通过方法的这个配置，借助于基于开关元件的已知的暂时上升响应来选择递增或递减强度，可以有利地利用用于执行方法的开关元件的暂时上升响应。在方法的可能的配置中，借助于选择阶梯函数的函数值，基于阶梯函数选择连续照明事件的强度或像素区域的子像素。在这种情况下，可以针对阶梯函数的阶梯中的每一个有利地选择函数值，因为这些在时间周期内是恒定的。基于阶梯函数的所选择的函数值产生控制命令，所述控制命令用于致动照明装置。在此，如果阶梯函数的阶梯在它们的时间顺序和持续时间方面对应于照明事件或子像素，则是非常有利的。特别是当动态地(也就是说周期地或持续地)选择函数值时这是显著的。在这种情况下，如果选择的函数值在容许的公差极限内，则可以周期地或持续地产生控制命令和/或周期地或持续地检查控制命令。如果照明事件具有非常短的持续时间，即实现短像素驻留时间，则阶梯相应地渐小。在这样的情况下，可以使用正弦函数，其中必须考虑在图像数据的随后评估中在照明事件或子像素期间产生的照明和强度的非线性。因此，在方法的其他配置中，借助于选择正弦函数的函数值、基于正弦函数的所选择的函数值产生控制命令以及通过产生的控制命令致动照明装置，基于正弦函数，可选择像素区域的连续照明事件的强度。当例如ATOF或AOTF晶体用作调制开关元件时，方法的这个配置使得例如对于1μs(微秒)的照明间隔的调制频率为500kHz成为可能。如果在该方法的其他配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取图像数据的方法，其中在具有相应选择的强度的照明光(BL)的多个照明事件中照明将要成像的样品(6)的像素区域(PB)，该强度彼此不同，并且随后针对所述强度中的每一个获取从相应的像素区域(PB)发出的检测光(DL)作为子像素(SP1至SP4)的图像数据，并且从所述子像素(SP1至SP4)的所获取的图像数据的数目确定所述像素区域(PB)的产生的图像数据，其特征在于‑连续地触发所述照明事件；以及‑在照明其他像素区域(PB)之前获取所述像素区域(PB)的所有子像素(SP1至SP4)的图像数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.15 DE 102016215177.01.一种获取图像数据的方法，其中在具有相应选择的强度的照明光(BL)的多个照明事件中照明将要成像的样品(6)的像素区域(PB)，该强度彼此不同，并且随后针对所述强度中的每一个获取从相应的像素区域(PB)发出的检测光(DL)作为子像素(SP1至SP4)的图像数据，并且从所述子像素(SP1至SP4)的所获取的图像数据的数目确定所述像素区域(PB)的产生的图像数据，其特征在于-连续地触发所述照明事件；以及-在照明其他像素区域(PB)之前获取所述像素区域(PB)的所有子像素(SP1至SP4)的图像数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以持续递增的强度或者以持续递减的强度产生连续照明事件。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于选择阶梯函数(SF1、SF2)的函数值、基于所述阶梯函数(SF1、SF2)的所选择的函数值产生控制命令并且通过所产生的控制命令致动照明装置(2)，基于所述阶梯函数(SF1、SF2)选择像素区域(PB)的连续照明事件的强度。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于选择正弦函数(Fsin)的函数值、基于所述正弦函数(Fsin)的所选择的函数值产生控制命令并且通过所产生的控制命令致动照明装置(2)，基于所述正弦函数(Fsin)选择像素区域(PB)的连续照明事件的强度。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，开关元件(3)用于产...

【专利技术属性】
技术研发人员：M李德克，J哈尔斯特里希，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE