共聚焦显微镜的重建方法技术

本公开描述了一种共聚焦显微镜的重建方法，包括：获取待测物的多组第一反射光束，基于多组第一反射光束获得多组第一测量信息；获取待测物的多组第二反射光束，基于多组第二反射光束获得多组第二测量信息；令包括第一反射光束的最大强度小于第一预设值的第一测量信息为第一目标信息，令包括第一反射光束的最大强度不小于第一预设值的第一测量信息为第二目标信息，令包括第二反射光束的最大强度小于第一预设值且大于第二预设值的第二测量信息为第三目标信息；并且基于第一目标信息、第二目标信息、以及第三目标信息中的至少两项获得目标图像以重建待测物。根据本公开，能够提供一种提高对待测物的重建精度的重建方法。种提高对待测物的重建精度的重建方法。种提高对待测物的重建精度的重建方法。

【技术实现步骤摘要】
共聚焦显微镜的重建方法


[0001]本公开涉及一种智能制造装备产业，具体涉及共聚焦显微镜的重建方法。

技术介绍

[0002]目前，光学显微技术广泛应用于科学技术研究、工业测量等各个领域，但是普通光学显微技术(例如普通光学显微镜)对具有一定厚度的物体很难实现三维形貌的重建。随着近年来显微技术的不断发展，共聚焦显微技术已成为光学显微领域重要技术之一，其具有高精度、高分辨率、非接触和独特的轴向层析扫描成像等功能特点，可实现待测物的三维形貌重建，在微纳检测、精密测量和生命科学研究等领域得到了广泛的应用。
[0003]一般而言，共聚焦显微检测技术是基于光源、待测物和显微物镜三点彼此共轭的原理进行机械扫描以获得待测物的相对高度进而对待测物进行三维形貌重建。理想情况下，可以根据待测物的各个待测区域的反射光束的强度确定待测物的各个待测区域位于显微物镜的焦平面时的相对位置，从而确定待测物的各个待测区域的相对高度。
[0004]然而，对于非单一结构的待测物，待测物的各个待测区域的反射率分布不一致，则在相同的测量条件下，当光源的照明光束较强时，反射率较高的待测区域易导致成像结果的光强信息过高而失真(即过曝现象)，基于过曝现象产生的过曝信息将无法有效地获得与之匹配的待测区域的相对高度；当光源的照明光束较弱时，反射率较低的待测区域的反射光束易受到背景噪声等因素的影响，导致获得的待测区域的相对高度的误差较大。

技术实现思路

[0005]本公开是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种通过提高对待测区域的测量精度进而提高对待测物的重建精度的共聚焦显微镜的重建方法。
[0006]为此，本公开提供一种共聚焦显微镜的重建方法，是应用于包括显微物镜的共聚焦显微镜并基于待测物的反射光束以重建所述待测物的方法，所述待测物包括多个待测区域，其特征在于，所述重建方法包括：获取所述待测物在第一光束照明时所述多个待测区域的反射光束作为多组第一反射光束，基于多组第一反射光束获得与所述多个待测区域相匹配的多组第一测量信息，其中，所述第一测量信息包括第一反射光束的强度；获取所述待测物在第二光束照明时所述多个待测区域的反射光束作为多组第二反射光束，基于多组第二反射光束获得与所述多个待测区域相匹配的多组第二测量信息，其中，第二光束的强度小于第一光束的强度，所述第二测量信息包括第二反射光束的强度；令包括第一反射光束的最大强度小于第一预设值的所述第一测量信息为第一目标信息，令包括第一反射光束的最大强度不小于所述第一预设值的所述第一测量信息为第二目标信息，令包括第二反射光束的最大强度小于所述第一预设值且大于第二预设值的所述第二测量信息为第三目标信息；并且基于所述第一目标信息、所述第二目标信息、以及所述第三目标信息中的至少两项获得目标图像以重建所述待测物。
[0007]在本公开中，通过利用不同强度的照明光束(第一光束和第二光束)对待测物进行
多次测量，能够获得不同测量条件下的待测物的测量结果分别作为第一测量信息和第二测量信息，并且，通过综合第一测量信息和第二测量信息两次测量结果对待测物进行重建能够提高待测物的重建精度。
[0008]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，令与所述第一目标信息相匹配的待测区域为第一区域，与所述第二目标信息相匹配的待测区域为第二区域，令与所述第三目标信息相匹配的待测区域为第三区域，令基于所述第一目标信息获得所述第一区域的高度作为第一高度，令基于所述第二目标信息获得所述第二区域的高度作为第二高度，令基于所述第三目标信息获得所述第三区域的高度作为第三高度；并且基于所述第一高度、所述第二高度、以及所述第三高度中的至少两项获得所述目标图像。由此，能够根据实际测量需求自主选用合适的测量结果以达到快速并精确地重建待测物。
[0009]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，所述第一测量信息包括用于表征第一反射光束的强度的且与所述显微物镜的负离焦区域相匹配的第一负离焦信息、与所述显微物镜的对焦区域相匹配的第一对焦信息、以及与所述显微物镜的正离焦区域相匹配的第一正离焦信息，所述第一目标信息中的第一对焦信息小于所述第一预设值，基于所述第一对焦信息获得所述第一高度。在这种情况下，能够通过判断第一对焦信息与第一预设值之间的大小关系快速且直接地获得第一目标信息，并且，能够通过观察第一对焦信息出现时所对应的高度获得第一高度，由此，能够便于后续重建待测物。
[0010]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，所述第二目标信息中的第一对焦信息不小于所述第一预设值，基于所述第二目标信息中小于所述第一预设值的第一负离焦信息和第一正离焦区域获得所述第二高度。由此，在保持高效测量的同时还能够获得第二高度。
[0011]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，基于所述第二目标信息中小于所述第一预设值的第一负离焦信息获得第一直线，基于所述第二目标信息中小于所述第一预设值的第一正离焦信息获得第二直线，并且，基于所述第一直线和所述第二直线获得所述第二高度。由此，通过拟合两条直线(第一直线和第二直线)的方式并基于两条直线能够获得第二高度。
[0012]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，基于所述第一高度和所述第二高度获得所述目标图像。在这种情况下，通过单次测量即可重建待测物，由此，能够提升测量效率。
[0013]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，所述第二测量信息包括与所述显微物镜的负离焦区域相匹配的第二负离焦信息、与所述显微物镜的对焦区域相匹配的第二对焦信息、以及与所述显微物镜的正离焦区域相匹配的第二正离焦信息，所述第三目标信息中的第二对焦信息小于所述第一预设值且大于所述第二预设值，基于所述第二对焦区域获得所述第三高度。在这种情况下，能够通过判断第二测量信息是否小于第一预设值并且大于第二预设值以获得第三目标信息，进而能够通过观察第三目标信息的第二对焦信息出现时所对应的高度获得第三高度，由此，能够便于后续重建待测物。
[0014]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，基于所述第一高度获得与所述第一区域相匹配的第一图像，基于所述第三高度获得与所述第三区域相匹配的第三图像，并且基于所述第一图像和所述第三图像获得所述目标图像。在这种情况下，利用不同强度的照
明光束对待测物进行两次照明并测量，能够分别使第一区域的反射光束的强度和第三区域的反射光束的强度小于第一预设值，进而能够先后获得第一图像和第三图像并基于第一图像和第三图像获得目标图像，由此，能够降低因测量失误导致待测区域的反射光束的强度大于第一预设值进而引起测量结果出现误差的几率。
[0015]另外，在本公开所涉及的重建方法中，可选地，令所述第一区域和所述第三区域中重合的区域为重合区域，令所述第一图像中与所述重合区域相匹配的部分为第一重合图像，令所述第三图像中与所述重合区域相匹配的部分为第三重合图像，基于所述第一重合图像和所述第三重合图像将所述第一图像和所述第三图像对齐并融合所述第一图像和所述第三图像以获得所述目标图像。在这种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共聚焦显微镜的重建方法，是应用于包括显微物镜的共聚焦显微镜并基于待测物的反射光束以重建所述待测物的方法，所述待测物包括多个待测区域，其特征在于，所述重建方法包括：获取所述待测物在第一光束照明时所述多个待测区域的反射光束作为多组第一反射光束，基于多组第一反射光束获得与所述多个待测区域相匹配的多组第一测量信息，其中，所述第一测量信息包括第一反射光束的强度；获取所述待测物在第二光束照明时所述多个待测区域的反射光束作为多组第二反射光束，基于多组第二反射光束获得与所述多个待测区域相匹配的多组第二测量信息，其中，第二光束的强度小于第一光束的强度，所述第二测量信息包括第二反射光束的强度；令包括第一反射光束的最大强度小于第一预设值的所述第一测量信息为第一目标信息，令包括第一反射光束的最大强度不小于所述第一预设值的所述第一测量信息为第二目标信息，令包括第二反射光束的最大强度小于所述第一预设值且大于第二预设值的所述第二测量信息为第三目标信息；并且基于所述第一目标信息、所述第二目标信息、以及所述第三目标信息中的至少两项获得目标图像以重建所述待测物。2.如权利要求1所述的重建方法，其特征在于：令与所述第一目标信息相匹配的待测区域为第一区域，与所述第二目标信息相匹配的待测区域为第二区域，令与所述第三目标信息相匹配的待测区域为第三区域，令基于所述第一目标信息获得所述第一区域的高度作为第一高度，令基于所述第二目标信息获得所述第二区域的高度作为第二高度，令基于所述第三目标信息获得所述第三区域的高度作为第三高度；并且基于所述第一高度、所述第二高度、以及所述第三高度中的至少两项获得所述目标图像。3.如权利要求2所述的重建方法，其特征在于：所述第一测量信息包括用于表征第一反射光束的强度的且与所述显微物镜的负离焦区域相匹配的第一负离焦信息、与所述显微物镜的对焦区域相匹配的第一对焦信息、以及与所述显微物镜的正离焦区域相匹配的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琥杰，许陈旭，张和君，霍阔，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：