确定光学系统的可互换部件的情境信息技术方案

获得至少一个图像，该至少一个图像显示了光学系统(100)的至少一个可互换部件(111‑116)的外视图。基于至少一个图像确定至少一个可互换部件(111‑116)的情境信息。

Situational information for determining interchangeable components of an optical system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定光学系统的可互换部件的情境信息
本专利技术的各种实施例总体上涉及包括一个或多个可互换部件的光学系统。本专利技术的各种实施例特别是涉及确定光学系统的一个或多个可互换部件的情境信息的技术，该技术基于反映一个或多个可互换部件的外视图的一个或多个图像。
技术介绍
当改变显微镜系统的可互换部件时，通常可期望的是，获得关于显微镜系统的目前操作状态的知识，即确定一个或多个操作参数。对于显微镜系统的校正操作，通常可期望的是，获得与所使用的可互换部件相关联的情境信息。这样的情境信息的示例对于操作显微镜系统是有用的，该示例例如包括在可互换部件是可互换物镜时的可用放大率、可互换部件的传输行为、或容差。在参考实现方式中，必须手动地输入指示一个或多个操作参数的这样的情境信息。在这种情况下，对于购买电子装置，直观操作者控制理念变得越来越重要。特别是，出于各种原因，显微镜系统可以从更好的自动化中获益：在复杂“高端”的显微镜支架(例如激光扫描显微镜(LSM))的情况中，综合机动化是可期望的，这也是通常使用大量可移动的部件和辅助的部件的原因。为了可以按用户友好的方式操作LSM，将多个可互换部件自动地引入到光束路径中或自动地从光束路径中移除，或者打开光源/光路或使光源/光路可用。由于显微镜支架处的许多组合可能性和客户界面，可期望捕获所使用的可互换部件以及可互换部件的状态/位置作为情境信息。进一步的应用涉及在光学显微镜中使用手动支架进行数字记录。为了可以稍后测量记录，记录的缩放应该可用作情境信息，即放大率、检测器孔径和图像校正。在基于目镜的记录(同样这包含将具有相机的便携式装置——例如手机或智能手机——附接到立体显微镜或总体上附接到显微镜支架)的情况下，使用与物镜有关的情境信息，以便能够以基于图像的方式对通过相机捕获的图像实行测量或校正。因此，在便携式装置处可靠地、自动地捕获情境信息是可期望的，以便稍后可以在图像处理程序中实行绝对测量。同时，便携式装置的附件也已经可用于双目镜、瞄准镜和望远镜。在这种情况下，现有技术公开了在具有可互换部件的光学系统中以自动化方式确定情境信息的各种解决方案。在这种情况下，例如将情境信息在可互换部件的数据储存单元和控制装置之间传输。例如，这样的传输可以通过无线收发机来实现，参见DE102005010479A1。其他传输技术利用磁学或电容，参见DE10245170A1。其他传输技术利用滑动接触件。作为示例，可以在参考实现方式中通过近场通信(NFC)确定情境信息。自动部件识别(ACR)的技术也是已知的。然而，这样的先前已知的技术具有具体的限制和缺点。例如，实现对应的传输设备可能是相对复杂的。此外，对应的传输设备的能量需求可能相对较高，使得必需精巧地设计电能的供应。这样的参考技术进一步是基于被修改的可互换的部件。这些修改会导致对产品价格产生不利影响的成本，并且不得不增加时间支出来进行管理。并非所有可互换部件可以使得进行随后转换/修改。手动输入到系统数据库中还意味着附加的费用，或构成易于出错的操作者控制理念。
技术实现思路
因此，需要改进技术，以确定光学系统的可互换部件的情境信息。特别地，需要这样的技术，使得消除或减轻上文所提及的至少一个限制和缺点。该目的由独立权利要求的特征来实现。从属权利要求的特征限定实施例。方法包括获得至少一个图像。至少一个图像反映光学系统的至少一个可互换部件的外视图。该方法还包括基于至少一个图像确定至少一个可互换部件的情境信息。作为示例，该方法可以包括捕获至少一个图像。图像可以通过相机来捕获。图像可以包括大量像素。作为示例，图像可以在可见光谱下记录。作为示例，图像可以通过便携式装置的相机(例如智能手机相机或手机相机)来捕获。因此，相机可以关于可互换部件具有变化的姿态。在例如不同照明情景等的变化的环境条件下可以使用相机。因此，该方法还可以包括：确定姿态和/或环境条件，至少一个图像以该姿态和/或环境条件反映至少一个可互换部件。这可以使得情境信息能够被更准确地确定，例如因为可以补偿变化的姿态和/或变化的环境条件。然而，图像还可以通过相机来捕获，该相机具有关于光学系统的至少一个可互换部件的预先限定的距离和取向(姿态)。例如，相机可以与光学系统固定地安装。因此，至少一个图像因而可以以预先限定的姿态反映至少一个可互换部件。作为示例，图像可以包括在结合状态下的至少一个可互换部件的外视图，即将可互换部件与光学系统的一个或多个其他可互换部件和/或基础部件结合在一起进行成像。例如，在操作光学系统之前，即例如直接在借助于光学系统实行测量之前或直接在通过光学系统实行图像记录之前的时间情境下，可以捕获至少一个图像。在这种情况下，本文所描述的技术可以应用于各种类型的光学系统。示例包括光学显微镜(诸如LSM)、望远镜等。情境信息可以具有各种信息内容。在一个示例中，情境信息可以表明至少一个可互换部件的类型，例如批号或序列号。例如，情境信息的其他示例包括可互换部件的几何性质，以便避免碰撞。情境信息还可以表明至少一个可互换部件的一个或多个操作参数。在这种情况下，例如可以基于至少一个可互换部件的类型确定一个或多个操作参数。例如，与确定情境信息相关联，该方法具体地还可以包括情境信息：基于至少一个图像确定至少一个可互换部件的类型；以及访问数据库且基于至少一个可互换部件的类型确定至少一个可互换部件的操作参数。在这种情况下，数据库可以是例如在光学系统的存储器中、或用户的便携式终端的存储器中储存的本地数据库。然而，数据库还可以是例如经由网络存取的中央数据库。操作参数的示例(其可以通过情境信息来指示)例如包括可互换部件的几何尺寸、例如与相应的可互换部件的改变相关的操作指令等。如果可互换部件是物镜，操作参数可以例如表示可互换物镜的孔径或放大率或者由可互换物镜带来的像差。作为示例，情境信息还可以表明关于至少一个可互换部件的外视图的异常。作为示例，该方法还可以包括：识别至少一个图像中的异常。作为示例，异常可以涉及例如划痕、污染物、损坏、不正确的定位等。本文中所描述的技术可以用于各种类型的可互换部件。作为示例，至少一个可互换部件可以从以下的组合来选择：可互换物镜；台插入件；台，照明模块；检偏器支架；沃拉斯顿(诺马斯基)棱镜；偏振滤光器；透镜；光栅；用户专用的附接件；微操纵器；透射光臂；以及滤光器插入件。作为示例，情境信息可以表示此类可互换部件的位置。作为示例，情境信息可以表明透射光臂是向下摆动还是向上摆动。例如，情境信息可以指示台插入件的位置。情境信息还可以指示可互换部件的几何尺寸。然后可以例如基于情境信息识别光学系统的可互换部件和其他部件之间可能的碰撞。这样的碰撞识别可以向光学系统的用户输出适当的警告，使得可以避免碰撞。例如，碰撞识别必须确定可互换部件的外轮廓的轨迹，所述外轮廓基于几何尺寸来确定。作为示例，然后可以沿着轨迹确定与一个或多个其他部件的重叠。台插入件可以配置为在光学系统的束路径中固定样品物体。作为示例，台插入件可以配置为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n-获得至少一个图像，所述至少一个图像反映光学系统(100)的至少一个可互换部件(111-116、300、750)的外视图，以及/n-基于所述至少一个图像确定所述至少一个可互换部件(111-116、300、750)的情境信息，/n其中使用图像处理算法和/或机器学习算法，例如使用人工神经网络和可选的支持向量机，确定所述情境信息。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170505 DE 102017109698.11.一种方法，包括：
-获得至少一个图像，所述至少一个图像反映光学系统(100)的至少一个可互换部件(111-116、300、750)的外视图，以及
-基于所述至少一个图像确定所述至少一个可互换部件(111-116、300、750)的情境信息，
其中使用图像处理算法和/或机器学习算法，例如使用人工神经网络和可选的支持向量机，确定所述情境信息。


2.根据权利要求1所述的方法，
其中基于参考图像数据训练所述机器学习算法，所述参考图像数据反映在不同姿态和/或环境条件下的所述至少一个可互换部件。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述至少一个可互换部件包括可互换物镜(300、750)，
其中所述至少一个图像可选地反映所述可互换物镜(300、750)的前侧(302)。


4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
-在所述至少一个图像中确定所述前侧(302)的中心(301)，以及
-在从所述前侧(302)的中心(301)出发的径向方向上确定所述至少一个图像的对比度轮廓(309)，
其中使用所述对比度轮廓(309)确定所述情境信息。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中使用作为所述至少一个可互换部件的外视图的参考的多个CAD模型(700)确定所述情境信息。


6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
-识别所述至少一个图像中的边缘，
其中使用在所识别的边缘和所述多个CAD模型(700)之间的比较确定所述情境信息。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
-识别所述至少一个图像中的机器可读字符(305)，
其中使用由所述机器可读字符(305)编码的信息确定所述情境信息。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中所述至少一个图像以预先限定的姿态(171)反映所述至少一个可互换部件(111-116、300、750)。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
-通过便携式装置的相机(170)捕获所述至少一个图像，以及
-确定姿态(171)和/或环境条件，所述至少一个图像以所述姿态(171)和/或所述环境条件反映所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D哈泽，T奥尔特，
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