本发明专利技术提供一种确定成像系统（３２）的畸变的方法，所述成像系统具有物平面（４０）和像平面（４２）。所述方法包括如下步骤：通过分析图像数据确定（２０４）图像传感器（３４）的敏感区域（４４）上的图像光斑（４６）的位置；以及拟合（２０５）映射函数，使得所述映射函数将辅助点阵（４８）的点阵点映射到所述图像光斑（４６）的位置，其中，所述辅助点阵（４８）在几何结构上类似于所述探针光斑（６）的布拉维点阵（８）。本发明专利技术还提供使用具有物平面（４０）和像平面（４２）的成像系统（３２）对样品进行成像的方法，所述方法包括以下步骤：通过将映射函数应用于辅助点阵（４８）的点阵点，确定（３０４）所述图像传感器（３４）的所述敏感区域（４４）上的读出点，所述辅助点阵在几何结构上类似于所述探针光斑（６）的布拉维点阵（８）；以及从所述敏感区域（４４）上的所述读出点读取（３０５）图像数据。还公开了用于确定成像系统的畸变的测量系统（１０）、以及多斑光学扫描设备（１０）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及确定成像系统的畸变的方法，该成像系统具有物平面和像平面。本专利技术还涉及用于确定具有物平面和像平面的成像系统的畸变的测量系统，该测 量系统包括用于在物平面中生成探针光斑的阵列的斑生成器，探针光斑按照一维或二维 布拉维点阵布置；具有敏感区域的图像传感器，该敏感区域布置为能够与图像光斑的阵列 相互作用；以及耦合至图像传感器的信息处理设备。本专利技术还涉及使用具有物平面和像平面的成像系统对样品进行成像的方法。本专利技术还涉及多斑光学扫描设备，特别是多斑光学扫描显微镜，包括具有物平面 和像平面的成像系统；斑生成器，用于在物平面中生成探针光斑的阵列，由此在像平面中生 成对应的图像光斑的阵列，其中探针光斑按照一维或二维布拉维点阵布置；具有敏感区域 的图像传感器，该敏感区域布置为能够与图像光斑的阵列相互作用；以及耦合至图像传感 器的信息处理设备。
技术介绍
光学扫描显微镜是用于提供显微样品的高分辨率图像的良好确立的技术。根据 此技术，在样品中生成一个或数个区别的、高强度光斑。因为样品调制光斑的光，所以检测 并分析来自光斑的光产生关于光斑处的样品的信息。通过扫描样品相对光斑的相对位置， 获得了样品的完全的二维或三维图像。该技术在如下领域找到了应用生命科学(生物样 本的检查和研究)、数字病理学(使用显微载玻片的数字化图像的病理学)、基于自动化图 像的诊断学(例如，对于宫颈癌、疟疾、肺结核)、如快速微生物学(RMB)的微生物学筛选 (screening)、以及工业计量学。通过收集在任何方向上离开光斑的光，可以从该方向对样品中生成的光斑进行成 像。特别是，可以以透射方式对光斑进行成像，即，通过在样品的远侧检测光。替代地，可以 以反射方式对光斑进行成像，即，通过在样品的近侧检测光来对光斑进行成像。在共焦扫描 显微镜技术中，通常经由生成光斑的光学器件，即经由光斑生成器，以反射方式对光斑进行 成像。US6248988B1提出了多斑扫描光学显微镜，其特征在于照明物体的多个独立的 聚焦的光斑的阵列和对每个独立的斑检测来自物体的光的对应阵列检测器。以相对于斑的 行的小角度扫描阵列和物体的相对位置于是使得物体的整个场被相继地照明并被成像在 多个像素上。由此，扫描速度得到了相当大的增加。此目的所需的光斑的阵列通常由准直光束生成，该光束由斑生成器合适地调整以 在距斑生成器一定距离处形成光斑。根据现有技术，斑生成器是折射类型的或衍射类型的。 折射斑生成器包括诸如微透镜阵列的透镜系统，以及诸如W02006/035393中提出的二元相 结构的相结构。关于本申请中的图，不同图中出现的任何参考数字表示相同或类似的部件。图1示意性地示例了多斑光学扫描显微镜的范例。显微镜10包括激光器20、准直5器透镜14、分束器16、正向感测光电检测器18、斑生成器20、样品组件22、扫描台30、成像 光学器件32、像素化光电检测器34形式的图像传感器、视频处理集成电路(IC)36、以及个 人计算机(PC)38。样品组件22能够由盖片Μ、样品26、以及显微镜载玻片观构成。样品 组件22放置在耦合至电动机(未示出)的扫描台30上。成像光学器件32由用于得到光 学图像的第一物镜3 和第二透镜3 构成。物镜3 和3 可以是复合物镜。激光器12 发射由准直器透镜14准直并入射到分束器16上的光束。光束的透射部分由用于测量激光 器12的光输出的正向感测光电检测器18捕获。此测量的结果由激光器驱动器(未示出) 使用以控制激光器的光输出。光束的反射部分入射到斑生成器20上。斑生成器20调整入 射光束以在样品26中产生探针光斑的阵列6 (图2中所示)。成像光学器件32具有与样品 26的位置重合的物平面40和与像素化光电检测器32的敏感表面44重合的像平面42。成 像光学器件32在像平面44中生成由扫描斑的阵列照明的样品沈的光学图像。从而，在像 素化光电检测器34的敏感区域44上生成图像光斑的阵列。从光电检测器34读出的数据 由视频处理IC 36处理成显示的数字图像并且还可能由PC 38处理。图2中，示意性地陈述了在图3中所示的样品沈中生成的光斑的阵列6。阵列6 沿具有间距P的方形单位晶胞的矩形点阵布置。格子的两个主轴分别取X和y方向。阵列 以与χ或y方向成斜角Y的方向对样品进行扫描。阵列包括标注(i，j) WLxXLyA斑，其 中i和j分别从1至Lx和Ly。每个斑在χ方向上扫描线81、82、83、84、85、86，相邻线之间的 y间隔为R/2，其中R为分辨率且R/2为采样距离。分辨率与角、具有如下关系p sin γ = R/2和ρ cosy =Lx R/2。扫描的“条”的宽度为w = LR/2。以速度ν对样品进行扫描， 产生wv = LRv/2的吞吐量(单位时间的扫描面积)。清楚地，高扫描速度对吞吐量是有利 的。然而，沿扫描方向的分辨率由v/f给出，其中f为图像传感器的帧速率。从图像传感器的每个单位区域读出强度数据，同时，扫描样品能够使得扫描过程 非常慢。因此，图像数据通常仅从与图像光斑的预测位置匹配的那些单位区域读出。通常 地，通过将点阵拟合到记录的图像，在扫描样品前的预准备的步骤中确定图像光斑的位置。 与确定斑的位置相比，拟合点阵具有某些优点，无需考虑斑之间的关系。首先，测量误差是 更鲁棒的。其次，避免了记忆斑的单个位置的需要。第三，从点阵参数计算斑位置能够比从 存储器读取斑位置迅速得多。问题是，通常，诸如以上参照图1讨论的透镜系统32的光学成像系统经受了畸变。 此畸变能够是桶型畸变或针垫型畸变，导致得到的图像的向外或向内凸出的外观。此畸变 通常在一定程度上在含有光学透镜或弯曲镜的所有像机、显微镜、望远镜中出现。畸变使矩 形点阵边形为弯曲点阵。结果，将布拉维点阵拟合到记录的图像斑的步骤不正确地运作。在 一些点阵点，实际斑发生了显著的移位。结果，点阵点附近的强度与斑附近的强度不对应， 并且将在数字图像中出现假象。与常规光学显微镜相比，光学成像系统的畸变的影响在由 多斑扫描光学系统生成的图像中更加显著。在常规光学系统的情况下，诸如常规光学显微 镜或像机，畸变的影响主要限于图像的角落。相反，在多斑扫描光学系统的情况下，畸变的 影响分布在整个数字图像上。这归因于相邻扫描线能够源自光学系统的整个视场上非常分 散的斑的事实，这能够从上述图2推得。本专利技术的目的是提供用于测量成像系统的畸变的方法和设备。本专利技术的另一目的 是提供用于生成具有改善的质量的数字图像的方法和光学扫描设备。这些目的通过独立权利要求的特征实现。从属权利要求中概述了进一步的说明和 优选实施例。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，一种确定成像系统的畸变的方法包括如下步骤-在物平面中生成探针光斑的阵列，由此在像平面中生成对应的图像光斑的阵列， 其中，所述探针光斑根据一维或二维布拉维点阵布置；-设置图像传感器，使得其敏感区域与所述图像光斑相互作用；-从所述图像传感器读取图像数据；-通过分析所述图像数据确定所述图像传感器上的所述图像光斑的位置；以及-拟合映射函数，使得所述映射函数将辅助点阵的点阵点映射到所述图像光斑的 所述位置，其中，所述辅助点阵在几何结构上类似于所述探针光斑的所述布拉维点阵。于此，应当理解，映射函数将平面本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种确定成像系统（３２）的畸变的方法，所述成像系统具有物平面（４０）和像平面（４２），其中所述方法包括如下步骤：－在所述物平面（４０）中生成（２０１）探针光斑（６）的阵列，由此在所述像平面（４２）中生成对应的图像光斑（４６）的阵列，其中，所述探针光斑（６）根据一维或二维布拉维点阵（８）布置；－设置（２０２）图像传感器（３４），使得其敏感区域（４４）与所述图像光斑（４６）相互作用；－从所述图像传感器（３４）读取（２０３）图像数据；－通过分析所述图像数据确定（２０４）所述敏感区域（４４）上的所述图像光斑（４６）的位置；以及－拟合（２０５）映射函数，使得所述映射函数将辅助点阵（４８）的点阵点映射到所述图像光斑（４６）的所述位置，其中，所述辅助点阵（４８）在几何结构上类似于所述探针光斑（６）的所述布拉维点阵（８）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·胡什肯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。