[發明專利]用于拍攝和呈現樣品的三維圖像的顯微鏡裝置

有效

• 申請號: 201880019344.3
• 申請日: 2018-04-05
• 公開（公告）號: CN110431465B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 伊利亞·卡拉寧;亞歷山大·蓋杜克
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司顯微鏡有限責任公司
• 主分類號: G02B21/36
• 分類號: G02B21/36;G02B21/00;G06T17/00;G02B27/01;G01B11/24;A61B90/20;G01B9/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 潘小軍;李驥

本發明涉及一種用于三維拍攝要用顯微鏡檢驗的樣品的和用于呈現用顯微鏡檢驗的樣品的三維圖像的顯微鏡裝置(01)。顯微鏡裝置(01)包括用于獲知樣品的照片的圖像拍攝單元(02)和用于從圖像拍攝單元(02)的照片生成樣品的三維圖像的圖像處理單元(03)。顯微鏡裝置(01)此外還包括用于三維呈現樣品的生成的三維圖像的至少一個顯示單元(04)。根據本發明，顯微鏡裝置(01)配置成用于以每秒至少一個圖像的圖像重復頻率生成并呈現樣品的三維圖像。

技術領域

本發明涉及一種用于三維拍攝要用顯微鏡檢驗的樣品的和用于呈現用顯微鏡檢驗的樣品的三維圖像的顯微鏡裝置。

背景技術

針對確定的應用需要顯微鏡，其能夠實現實時地三維呈現用顯微鏡檢驗的對象。典型的使用領域例如是手術顯微鏡、在電子顯微鏡檢查和X射線顯微鏡檢查中的應用以及用于生物研究和日常工作的顯微鏡。為了促成三維印象，在這些應用中現在使用立體顯微鏡，其首先結合人的觀察產生偽三維顯示。用戶要求已知的立體顯微鏡具有從獲得的圖像生成立體圖像的能力。然而三維印象是不可用的。

一些數字顯微鏡能夠實現以顯微鏡來檢驗的對象的三維顯示。為此可用的解決方案是非實時性的。

EP 2 671 114 B1描述了用于用顯微鏡拍攝和顯示的成像系統。系統包括用于檢測深度信息的設備、用于主動實時監控用戶的一個或兩個眼睛的位置的設備和用于配置依賴于檢測的眼睛位置的二維顯示內容的器件。

US 2015/0032414 A1教導了一種用于三維測量樣品的方法。該方法能夠針對多個用戶同時實現觀察和檢查樣品。該解決方案基于激光掃描顯微鏡(LSM)。激光掃描顯微鏡的實時性通過基于幀掃描的數據檢測來限界。

制造商SD Optics有限公司的在市場上得到的產品“3D WiseScopemicroscope”能夠實現快速產生宏觀的和微觀的圖像，其具有擴展景深(EDoF)。聚焦可以以1kHz至10kHz或更大的頻率改變。被稱為MALS模塊的鏡子-陣列-透鏡系統用于實現EDoF功能性。MALS代表鏡子陣列透鏡系統。

立體顯微鏡經常用于三維和實時檢查微觀環境，為此，需要在所有三個維度且實時的導航。利用立體顯微鏡的空間感知基于人的視覺能力，用以調節視力并且在大腦中重建空間圖像。無目鏡的檢查和導航也基于人的視覺能力，但使用另一光學技術，以便將立體圖像傳輸至光學輸出端。空間微觀信息的數字式文件匯編還是有問題的，并且大多是緩慢的，從而其不能夠與自然的視覺感知實時比較。這一方面具有物理原因。因此，不是每個用戶都能夠使借助立體顯微鏡檢測的圖像在空間上可視化。對于許多用戶來說，利用立體顯微鏡的目鏡或三維顯示器的工作此外是非常疲勞的。

WO 2016/078923 A1示出了一種用于立體觀察的設備，其中，立體圖像由兩個視頻圖像產生。該解決方案需要兩個用于投影兩個視頻圖像的投影器、空心鏡子裝置和觀察透鏡。兩個待投影的圖像在位置上和/或在其相對于待呈現的對象的取向中有所不同。

DE 10 2015 118 154 A1示出了一種手術顯微鏡，其也可以構造為立體顯微鏡。手術顯微鏡包括用于改變照相機單元的焦點位置的調節裝置。從針對多個焦點值產生的主要圖像數據組獲知次要圖像數據組，其具有擴展景深。次級圖像以至少25Hz的頻率產生和顯示。

DE 10 2005 032 354 A1示出了一種用于在用顯微鏡掃描樣品期間利用擴展景深區域來拍攝圖像的方法。利用控制設施預設針對光學單元的可變的焦點調節區域。針對焦點調節區域的每個焦點值拍攝單圖像，從而拍攝多個單圖像，從多個單圖像的分別對比明顯的部分實時產生總圖像。該過程應該快速進行，從而總圖像可以實時再現在屏幕上。

US 2004/0264765 A1示出了一種顯微鏡系統，其中，在物鏡的焦距改變并且測量各自的焦點位置期間，確定在拍攝的圖像內的陰影信息。對象的全焦點圖像和高度圖被確定，以便從中獲知三維圖像。全焦點圖像的聚焦應該實時進行。