数码显微镜和用于采集样本的显微图像的栈的方法技术

本发明专利技术涉及数码显微镜和用于采集样本的显微图像的栈的方法。本发明专利技术首先涉及一种用于采集样本的显微图像的栈的方法。栈的显微图像以不同的焦点位置来采集。根据本发明专利技术，至少以其中一些焦点位置在对用于照明样本的照明装置进行不同的设定的情况下分别采集样本的其中多个显微图像。根据本发明专利技术，至少针对其中多个焦点位置分别单个地决定：在对照明装置进行哪些设定的情况下采集样本的显微图像。此外，本发明专利技术还涉及一种用于在显微镜下观察样本的数码显微镜。

Digital Microscope and Stack Method for Collecting Microscopic Images of Samples

The invention relates to a digital microscope and a stack method for collecting microscopic images of samples. The invention first relates to a method for collecting a stack of microscopic images of a sample. The stack's microscopic images are captured at different focal points. According to the present invention, at least a plurality of microscopic images of a sample are collected with different settings of the illumination device for the illumination sample at some of the focus positions. According to the present invention, at least for the multiple focus positions, it is determined individually that the microscopic image of the sample is collected in the case of which settings are made to the illumination device. In addition, the invention also relates to a digital microscope for observing samples under a microscope.

【技术实现步骤摘要】
数码显微镜和用于采集样本的显微图像的栈的方法
本专利技术首先涉及一种用于采集样本的显微图像的栈的方法。以不同的焦点位置采集栈的图像。此外，本专利技术还涉及一种用于用显微镜观察样本的数码显微镜。
技术介绍
由US7,345,816B2公知了一种光学的显微镜，其包括具有可控地改变的反射性的表面的反光镜。通过改变反光镜的表面可以从不同的焦点的位置采集图像。制造商SDOptics的产品“3D显微镜”被用于快速产生具有扩展景深技术(EDoF-ExtendedDepthofField)的宏观图像和显微图像。使用被称为MALS模块的反光镜阵列透镜系统来实现EDoF功能。MALS代表微透镜阵列镜头系统(MirrorArrayLensSystem)。该系统的细节例如在WO2005/119331A1中或WO2007/134264A2中公开。EP2687890A1说明了一种用于将用显微镜采集的栈图像进行压缩的仪器和方法。由EP2687893A1公知了一种用于在显微镜中改善景深的方法。也可以称为z-Stack的具有不同调焦的图像的栈，被作为序列进行采集。将栈的图像叠化，以便获得具有扩展的景深的图像。DE102014006717A1说明了一种用于在数码显微镜中产生对象物的三维信息的方法。在该方法中，针对各一个焦点位置采集图像，并且和所属的焦点位置一起保存在图像栈中。由图像栈的所采集的图像计算EDoF图像。在EDoF图像的计算过程期间探测到一定数量的像素缺陷，这些像素缺陷通过与相邻的像素进行插补加以修正。经修正的EDoF图像被用于计算对象物的等高线图或3D模型。
技术实现思路
以现有技术为出发点，本专利技术的任务在于，最小化在以不同的焦点位置采集显微图像的栈时对样本的不当照明的缺点。不当的照明在各个所采集的图像中导致了曝光过度或曝光不足的区域，这些区域例如以反光或阴影的形式在图像中可见。以不同的焦点位置采集到的显微图像的栈被用于产生具有扩展的景深的图像或三维的图像。所提出的任务通过根据权利要求1所述的方法以及通过根据并列的权利要求10所述的数码显微镜来解决。根据本专利技术的方法被用于用显微镜，尤其是用数码显微镜采集样本的显微图像的栈。在数码显微镜中进行电子的图像转换。显微镜包括物镜和用于对从物镜直接或间接成像到图像传感器上的图像进行转换的图像传感器。可以手动地或者用执行器改变显微镜的焦点位置或焦平面，为此能够改变显微镜的对焦、尤其是改变采集距离或者说焦距。在样本与物镜之间的采集距离优选能通过形式为马达的执行器来改变。显微镜的可改变的焦点位置也可以描述为显微镜的焦点位置或焦平面的可改变的z坐标。显微图像的栈是指以不同的焦点位置采集到的一定数量的显微图像。这些图像优选成像了同一个样本或样本的同一个区段。这些图像除了焦点位置和照明外优选用显微镜的相同的光学参数进行采集。不同的焦点位置优选通过在采集图像时的不同的采集距离或者不同的焦距形成。栈的图像区别在于它们的照片的z坐标，从而它们也可以被称为z栈或z堆栈。根据该方法，以不同的焦点位置采集样本的显微图像，以便由此能够产生图像的栈。为了以不同的焦点位置采集样本的显微图像，分别手动地或者用执行器改变焦点位置。焦点位置优选在样本的空间范围内改变，而样本与显微镜的物镜之间的距离不改变。焦点位置优选通过驱控具有能运动的反光镜的微型系统或者通过驱控可变形的光学的透镜来改变。替选地，焦点位置优选通过改变采集距离或者说焦距来改变。样本与物镜之间的采集距离优选电动地改变。为此可以例如电动地改变承载样本的载物台的高度。替选地，优选手动地改变焦点位置。在此，优选测量焦点位置，为此优选使用位置传感器。所测得的焦点位置的数据优选被编码并且优选和描述了照明装置的为了显微图像最优的品质所需的设定的数据一起被储存。根据本专利技术，在对用于照明样本的照明装置进行不同的设定的情况下，至少以其中一些不同的焦点位置分别采集样本的其中多个显微图像。因此，分别以其中一个不同的焦点位置来采集图像，在这些不同的焦点位置中，以对照明装置进行不同的设定来对样本进行照明，也就是说，在这些不同的焦点位置中，样本被不同地照明。对照明装置的各自的设定优选包括选出照明方式、选出照明强度、选出单个光源并且/或者选出照明方向。对照明装置的各自的设定优选包括选出显微镜的由分段的照明装置形成的照明装置的一个或多个照明段。根据本专利技术，至少针对其中多个焦点位置分别单个地决定：在对照明装置进行哪些设定的情况下来采集样本的显微图像。因此优选发生的是，在其中一个焦点位置上采集显微图像时对照明装置进行不同的设定与在其中另一个焦点位置上采集显微图像时对照明装置进行不同的设定有区别。优选为了减少在各自的显微图像中的反光和/或阴影而决定，在对照明装置进行哪些设定的情况下来采集样本的各自的显微图像。因此优选如下这样来进行该决定，即，使所选出的对照明装置的设定导致在各显微图像中的反光和/或阴影的最小化。该决定可以手动地、半自动地或全自动地进行。根据本专利技术的方法的特别的优点在于，分别以其中一个焦点位置并且在对照明装置进行了不同的设定的情况下所采集到的、可能分别具有曝光不足或曝光过度的区域的图像在它们合起来地适用于由此生成一个图像，在该图像中避免了曝光不足或曝光过度的区域。因此可以产生以不同的焦点位置采集到的显微图像的栈，在该栈中避免了曝光不足或曝光过度的区域，从而由该栈可以产生具有扩展的景深的经改进的图像或经改进的三维的图像。优选地，至少针对其中多个焦点位置分别单个地决定：在对照明装置进行哪些设定的情况下来采集样本的显微图像。优选地，针对其中全部的焦点位置分别单个地决定：在对照明装置进行哪些设定的情况下采集样本的显微图像。此外还优选决定的是，在对照明装置进行哪些设定的情况下，以位于其他多个焦点位置中两个之间的焦点位置来采集至少一个显微图像。优选地，以之前所确定的对用于具有其之间存在有该位于中间的焦点位置的那些焦点位置的显微图像的照明的设定为出发点地，对用于各自的具有该位于中间的焦点位置的显微图像的照明进行评定。针对该评定，优选对之前所确定的对用于具有存在有该位于中间的焦点位置的那些焦点位置的显微图像的照明的设定取平均。优选地，在对照明装置进行不同的设定的情况下，以如下那些焦点位置来采集样本的显微图像，在这些焦点位置中，在以各自的焦点位置所采集到的图像中存在曝光过度和/或曝光不足的区域。因此，只有当分别以其中一个焦点位置所采集的图像中的至少一个具有例如在图像中可以以反光或阴影形式看到的曝光过度和/或曝光不足的区域时，才在对照明装置进行不同的设定的情况下以该焦点位置来采集多个图像。优选地，在对照明装置进行不同的设定的情况下，样本的显微图像以如下那些焦点位置来采集，在这些焦点位置中，在以各自的焦点位置所采集的第一图像中就存在曝光过度和/或曝光不足的区域。因此，只有当至少是分别以其中一个焦点位置所采集的第一图像就具有曝光过度和/或曝光不足的区域时，才在对照明装置进行不同的设定的情况下以该焦点位置来采集多个图像。根据本专利技术的方法的第一优选的实施方式首先包括如下步骤，在该步骤中，设立用于照明样本的照明装置的第一设定。第一设定尤其可以包括选出照明方式、选出照明强度、选出单个光源以及选出照明方向。紧接着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于采集样本的显微图像的栈的方法，在所述方法中，以不同的焦点位置(01、02、03、04、05)来采集所述样本的显微图像，其特征在于，至少以所述焦点位置(01、02、03、04、05)中的一些焦点位置、在对用于照明所述样本的照明装置进行不同的设定(11、12、13、14)的情况下分别采集所述样本的显微图像中的多个显微图像，其中，至少针对所述焦点位置(01、02、03、04、05)中的多个焦点位置分别单个地决定：在对所述照明装置进行哪些设定(11、12、13、14)的情况下采集所述样本的显微图像。

【技术特征摘要】
2017.10.10 DE 102017123510.81.用于采集样本的显微图像的栈的方法，在所述方法中，以不同的焦点位置(01、02、03、04、05)来采集所述样本的显微图像，其特征在于，至少以所述焦点位置(01、02、03、04、05)中的一些焦点位置、在对用于照明所述样本的照明装置进行不同的设定(11、12、13、14)的情况下分别采集所述样本的显微图像中的多个显微图像，其中，至少针对所述焦点位置(01、02、03、04、05)中的多个焦点位置分别单个地决定：在对所述照明装置进行哪些设定(11、12、13、14)的情况下采集所述样本的显微图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述焦点位置(01、02、03、04、05)中的那些在以各自的焦点位置(01；02；03；04；05)采集到的图像中存在曝光过度或曝光不足的区域的焦点位置，在对所述照明装置进行不同的设定(11、12、13、14)的情况下采集所述样本的显微图像。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述照明装置的各自的设定(11；12；13；14)优选包括选出显微镜的由分段的照明装置形成的照明装置的一个或多个照明段。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述焦点位置(01；02；03；04；05)在覆盖所述样本的空间范围上在所述样本与物镜之间的距离不改变的情况下来改变，或者通过所述样本与物镜之间的采集距离的改变来改变。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：-设立用于照明所述样本的照明装置的第一设定(11；12；13；14)；-以不同的焦点位置(01、02、03、04、05)的组中的焦点位置(01、02、03、04、05)在所述照明装置的所述第一设定(11；12；13；14)的情况下采集第一组显微图像；-设立用于照明所述样本的照明装置的第二设定(11；12；13；14)；并且-以所述不同的焦点位置(01、02、03、04、05)的组中的焦点位置(01、02、03、04、05)在所述照明装置的所述第二设定(11；12；13；14)的情况下采集第二组显微图像。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列另外的步骤：-设立用于照明所述样本的照明装置的第三设定(11；12；13；14)；并且-以所述不同的焦点位置(01、02、03、04、05)的组中的焦点位置(01、02、03、04、05)在所述照明装置的所述第三设定(11；12；13；14)的情况下采集第三组显微图像。7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：-设立用于照明所述样本的照明装置的第一设定(11；12；13；14)；-以不同的焦点位置(01、02、03、04、05)的组中的第一焦点位置(01；02；03；04；05)在所述照明装置的所述第一设定(11；12；13；14)的情况下采集第一系列显微图像的第一显微图像；-检验：在所述第一系列显微图像的第一显微图像中是否存在曝光过度或曝光不足的区域；-当在所述第一系列显微图...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·盖杜克，
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