CN103885168B - 用于显微镜装置的自校准的方法 - Google Patents
用于显微镜装置的自校准的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103885168B CN103885168B CN201310724846.5A CN201310724846A CN103885168B CN 103885168 B CN103885168 B CN 103885168B CN 201310724846 A CN201310724846 A CN 201310724846A CN 103885168 B CN103885168 B CN 103885168B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- numerical value
- times magnification
- image
- feature
- magnification numerical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/02—Objectives
- G02B21/025—Objectives with variable magnification
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/04—Measuring microscopes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
- G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
- G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
- G06T7/74—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving reference images or patches
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供用于显微镜装置的自校准的方法。显微镜装置包括具有可变放大倍数的光学放大系统和检测器器件,在光学放大系统的不同放大倍数值下通过检测器器件可捕获物体图像。先执行校准模式,在光学放大系统的已知参考放大倍数值下用检测器器件捕获物体图像,在图像中确定至少两个特征参考点,在图像中将至少两个特征参考点间的距离确定为参考距离,确定参考距离与参考放大倍数值间的相互关系。后实施测量模式,在光学放大系统的第二放大倍数值下通过检测器器件捕获物体的当前图像,在当前图像中识别至少两个特征参考点,在当前图像中确定该特征参考点间的当前距离,基于参考距离与参考放大倍数值间的相互关系从当前距离确定第二放大倍数值。
Description
技术领域
本发明涉及用于显微镜装置的自校准的方法。
背景技术
在具有光学放大系统的显微镜装置中,放大系统的放大倍数值通常可以自由地、平稳地调节。对于很多类型的、在特定放大倍数值下记录的图像的评估,必须知道放大倍数值。例如,物体的实际尺寸可通过当前选择的放大倍数值从物体的图像来确定。
编码的显微镜装置包括电子确定当前选择的放大倍数值的工具。例如,这可用电传感器来完成。显微镜装置还可提供有调节放大倍数的电机。当前选择的放大倍数值可直接通过电机指示。
然而,很多更简单的显微镜装置为不编码的,且没有用于确定当前选择的放大倍数值的工具。因此,放大倍数值必须由用户自身手动地确定。例如,用户可从打印的放大倍数的比例来读取该值。
如描述在DE 10 2009 054 703 A1中的,通过将放置样本的显微镜镜台移动已知的预定距离和评估图像中的相关联的移动来确定放大倍数值也是可能的。
US 2005/0220362描述了一种校准,其中使用了衍射晶格,其中晶格常数或晶格中的各个列之间的间距是已知的。使用显微镜获得晶格的放大图像且确定在这个晶格中的列之间的间距。使用晶格常数与晶格的图像中确定的这些间距的比确定放大倍数值。
手动确定放大倍数值的这些方法对用户是非常复杂、费力和费时的。另外,这些方法都具有人为误差的可能。评估中错误读取标记或制造误差的可能性不能被排除。
还发现用放大倍数值评估这些图像具有特别有限的再现性,因为用后来的时间的需要的精确度和准确度正确地重置对应的放大倍数值是非常困难的。
例如,如果使用软件自动评估图像,用户通常首先必须将确定的放大倍数值输入软件。这是人为误差的另一种可能的来源。例如,如果用不同放大倍数值取得一系列图像,用户可能对一个图像将不正确的放大倍数值输入软件或忘记输入放大倍数值。在这种情况下,他可能在一些情况下必须重复全部系列的图像。
如果需要用于手动确定放大倍数值的另外的器件(例如,前面提到的显微镜镜台),该器件的移动必须精确地知道,或具有精确地已知的晶格常数的衍射晶格,这暗示着具有大量成本。
因此,提供一种具有光学放大系统的、以简单、精确和可再现的方式确定当前选择用于光学放大系统的放大倍数值的显微镜装置是需要的。
发明内容
根据本发明,提出了一种用于显微镜装置的自校准的方法。
本发明提供了一种用于校准显微镜装置的方法,其中所述显微镜装置包括
-光学放大系统,所述光学放大系统允许可变的放大倍数,和
-检测器器件,
-其中在所述光学放大系统的不同放大倍数值下,通过所述检测器器件可捕获物体的图像,
其中,首先,在第一时间点,执行校准模式,其中
-在所述光学放大系统的已知参考放大倍数值下,用所述检测器器件捕获所述物体的图像,
-在所述图像中确定至少两个特征参考点,
-在所述图像中将所述至少两个特征参考点之间的距离确定为参考距离,
-确定所述参考距离与所述参考放大倍数值之间的相互关系,且随后,在第二时间点,实施测量模式,其中
-在所述光学放大系统的第二放大倍数值下,通过所述检测器器件捕获所述物体的当前图像,
-在所述当前图像中识别至少两个特征参考点,
-在所述当前图像中确定所述特征参考点之间的当前距离,
-基于所述参考距离与所述参考放大倍数值之间的所述相互关系,从所述当前距离确定所述第二放大倍数值。
在一些实施例中,优选在所述测量模式中,确定所述物体的尺寸。
在一些实施例中,优选在所述测量模式中,将所述物体的面积、长度、宽度、周长或另一个几何特征确定为所述物体的尺寸。
在一些实施例中,从所述参考放大倍数值或所述第二放大倍数值和所述检测器的像素尺寸确定物方像素尺寸。
在一些实施例中,从所述物方像素尺寸和所述图像中所述物体覆盖的、属于用于确定所述物方像素尺寸的放大倍数值的像素的数量,确定所述物体的所述尺寸。
在一些实施例中,参考轴的光带用于识别所述当前图像中的所述特征参考点,所述参考轴由所述图像的几何中心与所述校准模式的所述特征参考点限定。
在一些实施例中,所述参考轴的所述光带的宽度由所述显微镜装置的光轴距所述图像的所述几何中心的距离确定。
在一些实施例中,优选在所述测量模式中,确定所述物体在所述显微镜装置中的实际位置是否已被改变或所述放大系统的所述放大倍数值是否已被改变。
在一些实施例中,发出状态通知,所述状态通知提供了所述显微镜装置以何种模式操作的信息。
在一些实施例中,所述参考放大倍数值为所述光学放大系统的最大放大倍数值。
本发明还提供了一种计算机单元,所述计算机单元布置为用于执行上述方法。
本发明还提供了一种计算机程序,所述计算机程序具有程序编码工具,当在计算机单元上运行时,所述程序编码工具使所述计算机单元执行上述方法。
本发明还提供了一种机器可读的存储介质,所述存储介质上存储有上述计算机程序。
有利的特征将从以下的描述变得明显。
对于根据本发明的、用于显微镜装置的自校准的方法,对应的显微镜装置包括光学放大系统和检测器件。检测器件用光学放大系统的不同的放大级来记录待观察的物体的图像。
例如,显微镜装置可包括立体显微镜、光学显微镜或巨视显微镜。显微镜以聚焦的方式将物体成像在检测器单元上。检测器可配备为,例如,CCD照相机或CMOS照相机。检测器单元的图像中的物体的尺寸通过放大系统的放大级来确定,该放大系统允许可变的放大倍数。放大系统可以配备为,例如,变焦透镜、透镜变换器或放大倍数变换器。
在显微镜装置以测量模式(其中用未知放大级将物体成像)操作之前,在第二、后来的时间点,必须确定这个未知的放大级,在第一时间点,显微镜装置首先以校准模式操作。第一时间点出现在第二时间点之前。有利地,在测量模式中,物体的几何尺寸可通过特定放大倍数值来确定。
在校准模式中,在光学放大系统的放大倍数的已知参考值下,用检测器记录聚焦的物体的图像。优选在用户没有任何输入的情况下,自动在图像中确定至少两个特征参考点。
为了这个目的,例如,对每个特征参考点,确定成像物体的、高对比度且可清楚识别的参考特征。参考特征在形式上应该尽可能独立和可容易识别、与谐波几何形状(诸如圆形、椭圆形或正方形)尽可能明显不同。参考特征还应该在亮度、对比度和/或颜色上与环境背景明显不同。
清楚地表示特定参考特征的特征的点确定为特征参考点。例如,区域的中心或参考特征的几何中心可确定为特征参考点。
特别是在像素中,图像中的至少两个特征参考点之间的距离确定为参考距离。例如,如果精确地确定两个参考点,该两个参考点相互之间的直接距离可确定为参考距离。如果确定了多于两个参考点,可确定,例如每两个参考点之间的直接距离。例如,平均值或各个距离的和可确定为参考距离。
确定在确定的参考距离与已知的参考放大倍数值之间的相互关系,例如商。
在第二、后来的时间点,以测量模式操作显微镜装置。在光学放大系统的、未知的第二放大倍数值下,用检测器捕获物体的当前图像。
在当前图像中自动识别校准模式中确定的参考特征和相关联的特征参考点。为了识别参考特征或参考点,可使用图像分析的方法,诸如图像对比或特征提取器。从当前图像中识别的参考点,与校准模式中的参考距离类似地,确定当前图像中的参考点之间的当前距离。
基于参考距离与参考放大倍数值之间的相互关系,从当前距离确定第二放大倍数值。
本发明的优点
根据本发明的方法可特别地在用户没有任何输入的情况下,以软件的形式自主且独立地执行。因此可自动地、可靠地且精确地确定当前放大倍数值。根据本发明的方法与物体的观察实时平行地运行且不占用任何另外的时间。如果需要当前放大倍数值用于使用第二程序的评估,该软件能自动通知这个程序所确定的当前放大倍数值。
在测量模式中,通过检测器单元可连续捕获图像。软件持续搜索每个图像的、校准模式中确定的特征参考特征且持续确定当前放大倍数值。例如,确定的放大倍数值可通过软件的用户界面指示用户。如果用户手动调节放大系统的放大倍数值,用户可在没有延迟或等待时间的情况下立即读取新设置的放大倍数值。为此,用户不需要进行任何复杂、费时的计算或评估;新选择的放大倍数值实时自动、立即通知用户。
因此排除了手动确定放大倍数值中的读取误差、错误计算或其他来源的误差。此外,根据本发明的放大倍数值的确定和相关联的物体的成像是可再现的。例如,如果在甚至后来的时间点,用户希望用第二时间点的第二放大倍数值检测新物体,且为此必须精确地重置第二放大倍数值,用户首先在新物体上再次实施校准模式。这样,确定新物体的新的特征参考点和新的参考距离。然后,用户再次实施测量模式且调节放大倍数,直到使用根据本发明的方法、在新的特征参考点和新的参考距离的帮助下,将新物体待检测的、第二放大倍数值再次确定为当前放大倍数值。
特别有利地,可以确定物体的实际尺寸。在校准模式或测量模式中,已经可以确定物体的尺寸。
优选地,物体的面积、长度、宽度、周长或其他几何特征可确定为物体的尺寸。仅确定物体的部分区域的尺寸或参考特征的尺寸也是可能的。例如,用户可通过用户界面标记物体的区域。然后可确定这个标记的区域的尺寸。例如,标记可以为线条,直线,矩形,圆形或用户可自由限定的区域,例如多边形或徒手画的区域。
优选地,确定物方的像素尺寸。物方的像素尺寸通常为检测器单元的像点的尺寸与当前选择的放大倍数值的商。在CCD照相机或CMOS相机的情况下,像点的尺寸可为CCD芯片或CMOS传感器的像素尺寸。在校准模式中,物方像素尺寸确定为参考放大倍数值与检测器单元的像素尺寸的商。在测量模式中,物方像素尺寸确定为第二放大倍数值与检测器单元的像素尺寸的商。
物方像素尺寸表示在图像中精确填充像素的物体的特征的实际尺寸。在具有可变的放大倍数值的显微镜装置中,物方像素尺寸随着选择的特定放大倍数值而变化。在校准模式中,物方像素尺寸可确定为参考像素尺寸。
有利地,物体的实际尺寸可从确定的物方像素尺寸来确定。为此,确定实际图像中被物体覆盖的像素的数量。物体的实际尺寸通过将物方像素尺寸乘以被覆盖的像素的数量来获得。物方像素尺寸必须用捕获图像的放大倍数值来确定。
优选地,参考轴的光带可用于识别实际图像中的特征参考点。理想地,如果改变放大倍数值,图像中属于各个放大倍数值的参考点位于与参考点相关联的参考轴上。参考轴由图像的几何中心和校准模式的特征参考点来限定。
然而,实际上,属于不同放大倍数值的参考点没有位于精确的一维参考轴上,而是位于参考轴的光带上。
通过将实际图像中的实际参考点的搜索限制在参考轴的光带上,识别实际图像中的特征参考点的(例如计算机的)所需的计算容量(computing power)可被大大降低。因此确定第二放大倍数值花费的时间也可被大大减少。此外,实际图像中的特征参考点的可能的错误判断和检测失败的风险可以以这种方式被显著减少。
优选地,参考轴的光带的宽度可通过显微镜装置的光轴距图像的几何中心的距离来确定。实际上,作为放大倍数值的改变的结果的、图像中的参考点的位置的改变不是准确地旁中心的(paracentric),即,不是相对于图像的中心准确对称的。此外,实际上,显微镜装置的光轴与图像的中心不是准确重合的。实际显微镜和理想显微镜之间的不同是参考轴的散射以形成参考轴的光带的原因。
有利地,在测量模式中,区分放大系统的放大倍数值是否已经改变或放大倍数值是否保持不变和显微镜装置中的物体的实际位置是否已经改变是可能的。如果在物体的实际位置改变之后图像中的参考特征不再可见,必须再次实施校准模式。然而,如果参考特征在图像中仍然可见,在校准模式中确定的特征参考点和确定的参考距离可以继续使用。
由于物体的实际位置改变而放大倍数值保持不变,图像中的参考特征的位置和参考点的位置也改变。图像中的参考特征和参考点的这些新位置通常通过绕旋转中心旋转和通过移动来获得。物体的实际位置改变之前的参考距离和这个改变之后的参考距离在量上是相同的。通过比较参考特征和参考点的位置改变之前和之后的参考距离,区分物体的实际位置的改变和放大系统的放大倍数值的改变是可能的。
在本发明的一个特别有利的实施例中,可以通过状态通知通知用户显微镜装置的当前模式,即,校准模式或测量模式。例如,状态通知可配备为图像上的颜色标记,作为软件用户界面上的指示元素或作为声音通知。
特别有利的是,参考放大倍数为放大系统的最大放大倍数值。结果是,最小的可能物场成像在检测器器件中。这确保了在所有其他可能的放大倍数值下,图像中也存在每个特定参考特征和每个特征参考点。
本发明的另外特征和优点将从说明书和附图中变得更明显。
将被理解的是,在不超出本发明的范围的情况下,以上提到的特征和以下将说明的特征不仅可以以所述的特定组合使用,而且还可以以其他组合使用或单独使用。
通过示例,本发明在附图中示意性地通过实施例表示且以下将参考附图详细地描述。
附图说明
图1示意性地示出了一种适于执行根据本发明的方法的一个优选实施例的显微镜装置。
图2示意性地示出了显微镜装置的区域,通过图2描述了在根据本发明的方法的一个优选实施例的过程中物体的尺寸的确定。
图3示意性地示出了显微镜装置的区域,通过图3描述了在根据本发明的方法的一个优选实施例的过程中的校准模式。
图4至7示意性地示出了图像,诸如在根据本发明的方法的一个优选实施例的过程中可被捕获的图像。
在图1至7中,对相同的元件给予相同附图标记。
具体实施方式
图1示意性地示出了显微镜装置1,该显微镜装置1适于执行根据本发明的方法的优选实施例。物体10通过光源2照明。显微镜装置1包括物镜13a和变焦透镜器件13。在这个实施例中,允许可变放大倍数的放大系统具有变焦透镜器件13。照射穿过物体10的光首先碰到物镜13a然后是变焦透镜器件13。通过使用合适透镜(未示出),将光聚焦到检测器器件12上。附图标记5表示显微镜装置1的光轴。检测器单元构造为CCD照相机12。CCD照相机12连接至计算机3。计算机3评估CCD照相机12捕获的图像。在计算机上运行软件,执行根据本发明的方法的一个优选实施例。通过连接至计算机3的显示屏4,用户可以观察到由CCD照相机12捕获的图像。
通过参考图2中示意性地示出的显微镜装置的区域,以下将描述在根据本发明的方法的一个优选实施例的过程中物体10的尺寸的确定。
物体10通过变焦透镜器件13成像在CCD照相机12的CCD芯片12a上。CCD芯片12a的像素11的像素尺寸为已知的或可确定的。软件通过将像素11的尺寸除以变焦透镜器件13的当前放大倍数值来确定物方像素尺寸14。
例如,物方像素面积可通过将像素11的面积除以变焦透镜器件13的当前放大倍数值来确定。
物方像素长度可通过将像素11的长度除以变焦透镜器件13的当前放大倍数值来确定。物方像素宽度可以通过将像素11的宽度除以变焦透镜器件13的当前放大倍数值来确定。
在为变焦透镜器件13当前选择的放大倍数值下,成像的物体覆盖了数量为16a的CCD芯片12a上和因此的被捕获的图像中的像素11。
确定CCD芯片12a上被物体10覆盖的所有像素11的数量16a。例如,附图标记15a、15b、15c和15d表示CCD芯片12a上被物体10覆盖的四个像素11。
物体10的实际尺寸可以以物体10的面积16、长度17或宽度18的形式来确定。为了确定物体10的面积16作为物体10的尺寸,将CCD芯片12a上被物体10覆盖的所有像素11的数量16a乘以物方像素面积作为物方像素尺寸14。
为了确定物体10的长度17作为物体10的尺寸,将CCD芯片12a上沿物体10的纵向范围覆盖的所有像素11的数量17乘以物方像素长度作为物方像素尺寸14。
为了确定物体10的宽度18作为物体10的尺寸,将CCD芯片12a上沿物体10的横向范围覆盖的所有像素11的数量18乘以物方像素宽度作为物方像素尺寸14。
通过参考图3和4中示意性地示出的显微镜装置1的区域,现在将描述根据本发明的方法的一个优选实施例的范围内的校准模式。
在如变焦透镜装置13的参考放大倍数值的最大放大倍数值下,将物体10成像在CCD芯片上。使用最大放大倍数值作为用于变焦透镜装置13的参考放大倍数值确保了使用最小的可能物场21用于校准模式。
在附图中,确定具有清楚的形式和明显对比的两个参考特征31a和31b。参考特征31a和31b为物体10的各个参考特征21a和21b的图像。
最大参考值的选择确保了物体10的每个参考特征21a和21b甚至在放大系统13的不同放大倍数值下成像在CCD芯片12a上。
图4至7示意性地示出了图像,诸如在根据本发明的方法的一个优选实施例的过程中通过检测器单元可捕获的图像。附图标记52表示图像的几何中心。
图4示出了校准模式过程中的可能图像50,图像50在参考放大倍数值下被捕获。软件将图像的各个参考特征31a和31b的区域的中心32a和32b作为特征参考点。将参考点32a与32b之间的距离34确定为参考距离34。
软件将参考放大倍数与参考距离34的商确定为参考距离34与参考放大倍数值之间的相互关系。因此,校准模式结束。
图5示出了测量模式过程中的可能图像51。用比参考放大倍数值更小的、第二放大倍数值捕获图像51。作为放大倍数值的改变的结果,通过与校准模式的参考特征31a和31b比较,参考特征51a和51b的位置相对于中心52移动。因此,通过与校准模式的特征参考点32a和32b比较,特征参考点52a和52b也相对于中心52移动。软件识别图像51中的参考特征51a和51b。将图像51中的参考特征51a和51b的区域的中心52a和52b确定为当前图像51中的特征参考点。确定区域的中心52a和52b之间的当前距离54。
然后软件通过校准模式中确定的相互关系通过将距离54乘以参考放大倍数与参考距离34的商来确定第二放大倍数值。
软件持续重复测量模式。软件从当前距离54和校准模式的相互关系连续确定当前放大倍数值。使用用户界面软件输出确定的放大倍数值,且用户在任意时间可从显示屏4读取该确定的放大倍数值。一旦用户手动调节了变焦透镜器件13的放大倍数,他就可以读取新设置的放大倍数值。
有利地,现在使用软件可实施根据本发明的方法的另外实施例。
软件可通过将CCD芯片12a的像素11的像素尺寸除以确定的第二放大倍数值来确定当前物方像素尺寸。与图3类似,用这个当前物方像素尺寸14软件可以确定形式为物体10或各个参考特征21a和21b的面积16、长度17或宽度18的、整个物体10的实际尺寸或物体10的各个参考特征21a和21b的实际尺寸。
用户还可以通过在显示屏4上的用户界面标记图像的区域。然后软件确定标记区域的实际尺寸。为了标记,用户可选择形式为几何形状(诸如线条、矩形、圆形或椭圆形)的工具。用户还可以为自身限定多边形。此外,用户可以使用鼠标光标在图像中“画”任意需要的形状。然后软件确定,例如,这个形状的区域作为物体10的尺寸。
图6示意性地示出了两个图像71和72,通过图6由参考轴64和65的光带66和67说明了特征参考点的识别。
在图6a中,将具有不同放大倍数值的三个图像叠加以形成组合图像71。
一方面,图像71包括校准模式过程中捕获的图像50。在图像71中可看到属于图像50的参考特征和特征参考点31a、31b、32a和32b。
另一方面,图像71包括测量模式中捕获的图像51。类似地,可以看到属于图像51的参考特征和特征参考点51a、51b、52a和52b。
此外,图像71包括与测量模式中的另一个图像相关的参考特征61a和61b和特征参考点62a和62b。测量模式中的该另一个图像在比第二放大倍数值更小的第三放大倍数值下被捕获。
如图像71中可以看到的,属于参考特征31a、51a和61a的参考点32a、52a和62a理想地位于参考轴65上。参考轴65由图像的几何中心52和校准模式的参考点32a限定。
类似地,参考特征31a、51a和61a的参考点32a、52a和62a理想地位于参考轴64上。参考轴64由图像的几何中心52和校准模式的参考点32b限定。
与图像71类似,图6b示出了用实际显微镜装置捕获的图像72。参考轴64和65被散射以形成参考轴的光带66和67。
在实际显微镜装置中,作为放大倍数值的改变的结果、参考点32b、52b和62b的位置的改变不是准确地旁中心的,即不是相对于图像的中心52准确对称的。
此外,在实际显微镜装置中,显微镜装置的光轴5与图像的中心52不是准确重合的。理想显微镜装置的参考轴64和65因此在实际显微镜装置中被散射以形成参考轴的光带66和67。
图7示意性地示出了图像30,通过图7说明了显微镜装置1中的物体10的实际位置的改变的确定。
如果显微镜装置1中的物体10的实际位置改变而变焦透镜器件13的放大倍数值保持不变,图像30中的参考特征31a和31b和特征参考点32a和32b的位置也改变。
图像30示出了参考放大倍数值下参考特征31a和31b和特征参考点32a和32b的位置。此外,由于在仍然与之前的参考放大倍数值相同的放大倍数值下,参考特征41a和41b和特征参考点42a和42b可能在显微镜装置中的物体10的实际位置改变的情况下被捕获,图像30示出了参考特征41a和41b和特征参考点42a和42b的位置。
如果软件检测了图像30中参考特征41a和41b的新位置和特征参考点42a和42b的新位置,软件确定导致图像30中的参考特征41a和41b和特征参考点42a和42b的位置的改变的旋转和移动。
软件首先确定旋转的中心46,与物体10的位置的改变的参考距离35相比,物体10的位置的改变之前参考距离34绕该中心46旋转。此外,软件确定由附图标记44示出的、旋转的角度。最后,软件确定位移45。
Claims (12)
1.一种用于校准显微镜装置(1)的方法,其中所述显微镜装置(1)包括
-光学放大系统(13),所述光学放大系统(13)允许可变的放大倍数,和
-检测器器件(12),
-其中在所述光学放大系统(13)的不同放大倍数值下,通过所述检测器器件(12)可捕获物体(10)的图像,
其中,首先,在第一时间点,通过计算机执行校准模式,其中
-在所述光学放大系统(13)的已知参考放大倍数值下,用所述检测器器件(12)捕获所述物体(10)的图像(50),
-在所述图像(50)中确定至少两个特征参考点(32a、32b),
-在所述图像中将所述至少两个特征参考点(32a、32b)之间的距离确定为参考距离(34),
-确定所述参考距离(34)与所述参考放大倍数值之间的相互关系,且随后,在第二时间点,通过计算机实施测量模式,其中
-在所述光学放大系统(13)的第二放大倍数值下,通过所述检测器器件(12)捕获所述物体(10)的当前图像(51),
-在所述当前图像中识别至少两个特征参考点(52a、52b),
-在所述当前图像中确定所述特征参考点(52a、52b)之间的当前距离(54),
-基于所述参考距离(34)与所述参考放大倍数值之间的所述相互关系,从所述当前距离(54)确定所述第二放大倍数值;
其中,在所述测量模式中,还确定所述物体(10)在所述显微镜装置(1)中的实际位置是否已被改变或所述放大系统(13)的所述放大倍数值是否已被改变。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在所述测量模式中,确定所述物体(10)的尺寸。
3.根据权利要求2所述的方法,其中在所述测量模式中,将所述物体(10)的几何特征确定为所述物体(10)的尺寸。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述物体(10)的几何特征包括所述物体(10)的面积(16)、长度(17)、宽度(18)以及周长中的任一个。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中从所述参考放大倍数值或所述第二放大倍数值和所述检测器的像素尺寸(11)确定物方像素尺寸(14)。
6.根据权利要求5所述的方法,其中从所述物方像素尺寸(14)和所述图像(50、51)中所述物体(10)覆盖的、属于用于确定所述物方像素尺寸(14)的放大倍数值的像素的数量(16a),确定所述物体(10)的所述尺寸。
7.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中参考轴(64、65)的光带(66、67)用于识别所述当前图像(51)中的所述特征参考点(52a、52b),所述参考轴(64、65)由所述图像(51)的几何中心(52)与所述校准模式的所述特征参考点(32a、32b)限定。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述参考轴(64、65)的所述光带(66、67)的宽度由所述显微镜装置的光轴距所述图像的所述几何中心(52)的距离确定。
9.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中发出状态通知,所述状态通知提供了所述显微镜装置(1)以何种模式操作的信息。
10.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中所述参考放大倍数值为所述光学放大系统(13)的最大放大倍数值。
11.一种计算机单元(3),所述计算机单元(3)布置为用于执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。
12.一种机器可读的存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序具有程序编码工具,当在计算机单元(3)上运行时,所述程序编码工具使所述计算机单元(3)执行根据权利要求1至10中的任一项所述的方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210223763 DE102012223763B3 (de) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Verfahren zur Selbstkalibrierung eines Mikroskopgeräts |
DE102012223763.1 | 2012-12-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103885168A CN103885168A (zh) | 2014-06-25 |
CN103885168B true CN103885168B (zh) | 2018-04-10 |
Family
ID=48915460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310724846.5A Active CN103885168B (zh) | 2012-12-19 | 2013-12-19 | 用于显微镜装置的自校准的方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9471984B2 (zh) |
JP (1) | JP6216635B2 (zh) |
CN (1) | CN103885168B (zh) |
DE (1) | DE102012223763B3 (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014106233A1 (de) * | 2014-05-05 | 2015-11-05 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Digitales Mikroskop und Verfahren zum Erkennen einer Bildvorlage |
CN104406519A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-03-11 | 深圳市计量质量检测研究院 | 一种放大倍率数字化测量方法和装置 |
US9786053B2 (en) | 2015-03-06 | 2017-10-10 | ZephaVision, LLC | Optical measuring device |
US10409051B2 (en) * | 2016-08-02 | 2019-09-10 | Novartis Ag | Extraction of microscope zoom level using object tracking |
DE102016217792A1 (de) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | Xion Gmbh | Justiersystem |
CN106783495B (zh) * | 2016-12-09 | 2018-07-27 | 北京中科科仪股份有限公司 | 电子显微镜的工作距离的校准装置 |
US10909708B2 (en) * | 2016-12-09 | 2021-02-02 | Hand Held Products, Inc. | Calibrating a dimensioner using ratios of measurable parameters of optic ally-perceptible geometric elements |
JP6564431B2 (ja) * | 2017-08-28 | 2019-08-21 | ファナック株式会社 | 工作機械および軸移動制御方法 |
CN108663792A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-10-16 | 芜湖市皖江光电仪器有限公司 | 一种用于数码比较显微镜倍率差自动消除的方法 |
CN109834664B (zh) * | 2019-01-28 | 2022-03-22 | 上海交通大学 | 适用于长方形工作台的自校准方法 |
DE102022200823B3 (de) | 2022-01-25 | 2023-05-17 | Carl Zeiss Meditec Ag | Verfahren zum Bestimmen einer optischen Achse einer Hauptbeobachterkamera eines medizinischen Mikroskops in einem Referenzkoordinatensystem und medizinisches Mikroskop |
CN114879354A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-08-09 | 深圳市劢科隆科技有限公司 | 可切换多物镜的快速测算数码显微镜装置及测算方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1825158A (zh) * | 2005-02-25 | 2006-08-30 | 宝钢集团上海梅山有限公司 | 一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法 |
CN101896847A (zh) * | 2007-12-10 | 2010-11-24 | 西泰克公司 | 显微镜校准装置和方法以及包括校准装置的载片台 |
JP2011043458A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン寸法計測方法及びそのシステム |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4521686A (en) * | 1983-05-24 | 1985-06-04 | Nanometrics Incorporated | Linewidth measuring with linearity calibration of the T.V. camera tube |
US5389774A (en) * | 1993-11-08 | 1995-02-14 | Optical Gaging Products, Inc. | Method and means for calibrating the magnification of zoom optical systems using reticle images |
JP3409931B2 (ja) * | 1994-12-19 | 2003-05-26 | 株式会社ニコン | 画像処理測定機用の倍率校正プレート |
US7209596B2 (en) * | 1999-07-02 | 2007-04-24 | General Phosphorix, Llc | Method of precision calibration of a microscope and the like |
DE10225193B4 (de) * | 2002-06-06 | 2004-08-12 | Leica Microsystems (Schweiz) Ag | Verfahren zur Kalibrierung der Vergrößerung eines Mikroskops sowie kalibrierbares Mikroskop |
US8218000B2 (en) * | 2002-09-13 | 2012-07-10 | Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Method and system for size calibration |
DE10242628B4 (de) * | 2002-09-13 | 2004-08-12 | Leica Microsystems (Schweiz) Ag | Verfahren und System zur Größenkalibrierung |
US6875982B2 (en) * | 2003-08-29 | 2005-04-05 | International Business Machines Corporation | Electron microscope magnification standard providing precise calibration in the magnification range 5000X-2000,000X |
JP2007127578A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Olympus Corp | 欠陥検査装置および欠陥検査方法 |
US8401269B2 (en) * | 2006-03-13 | 2013-03-19 | Clemex Technologies Inc. | System and method for automatic measurements and calibration of computerized magnifying instruments |
JP5125025B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2013-01-23 | セイコーエプソン株式会社 | 撮像装置及び計測装置 |
DE102008014030B4 (de) * | 2008-03-12 | 2017-01-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Kalibrieren eines Bühne-Kamera-Systems sowie Bühne-Kamera-System und Mikroskop mit derartigem Bühne-Kamera-System |
DE102008000879A1 (de) | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Leica Microsystems (Schweiz) Ag | Mikroskop umfassend wenigstens zwei Komponenten |
US8331726B2 (en) * | 2009-06-29 | 2012-12-11 | International Business Machines Corporation | Creating emission images of integrated circuits |
DE102009054703A1 (de) * | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Carl Zeiss Imaging Solutions Gmbh | Kalibrierverfahren für ein Mikroskop und Mikroskop mit einer Kalibriereinheit |
JP2011169677A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Nikon Corp | 校正器および画像測定機 |
-
2012
- 2012-12-19 DE DE201210223763 patent/DE102012223763B3/de active Active
-
2013
- 2013-12-18 US US14/132,086 patent/US9471984B2/en active Active
- 2013-12-18 JP JP2013261051A patent/JP6216635B2/ja active Active
- 2013-12-19 CN CN201310724846.5A patent/CN103885168B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1825158A (zh) * | 2005-02-25 | 2006-08-30 | 宝钢集团上海梅山有限公司 | 一种数码金相显微图像放大倍率的标定方法 |
CN101896847A (zh) * | 2007-12-10 | 2010-11-24 | 西泰克公司 | 显微镜校准装置和方法以及包括校准装置的载片台 |
JP2011043458A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン寸法計測方法及びそのシステム |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Computer Control of Microscopes using μManager;Nico Stuurman,Arthur D. Edelstein;《Current protocols in molecular biology》;20101231;第14卷(第20期);正文第10-11页 * |
Measuring Microscopic Deformations with Digital Image correlation;Zili Sun;《Optics and Lasers in Engineering》;19960610;第27卷(第4期);正文第416页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140169637A1 (en) | 2014-06-19 |
JP6216635B2 (ja) | 2017-10-18 |
DE102012223763B3 (de) | 2013-08-22 |
CN103885168A (zh) | 2014-06-25 |
US9471984B2 (en) | 2016-10-18 |
JP2014149289A (ja) | 2014-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103885168B (zh) | 用于显微镜装置的自校准的方法 | |
US10402956B2 (en) | Image-stitching for dimensioning | |
CN112013765B (zh) | 用于提高尺寸标注系统测量准确性的方法 | |
EP3259341B1 (en) | Image-based tube slot circle detection for a vision system | |
JP4558047B2 (ja) | 顕微鏡システム、画像生成方法、及びプログラム | |
JP2020507836A (ja) | 重複撮像を予測した手術アイテムの追跡 | |
JP5461630B2 (ja) | 合焦位置を決定する方法及びビジョン検査システム | |
EP3557231A1 (en) | Urine test strip comprising timer, and method for detecting and analyzing urine test strip | |
JP7153258B2 (ja) | 顕微鏡および顕微鏡の測定位置を決定する方法 | |
GB2531928A (en) | Image-stitching for dimensioning | |
US10217011B2 (en) | Apparatus and method for facilitating manual sorting of slides | |
US20200167591A1 (en) | Methods and systems for learning-based image edge enhancement of sample tube top circles | |
US20180047184A1 (en) | Image processing apparatus for processing images captured by a plurality of imaging units, image processing method, and storage medium storing program therefor | |
JP2013077127A (ja) | 画像分類装置および画像分類方法 | |
CN116539626A (zh) | 锂电池缺陷检测系统及方法 | |
JP7006833B2 (ja) | 細胞解析装置 | |
JP7006832B2 (ja) | 細胞解析装置 | |
Jütte et al. | Registration of polarimetric images for in vivo skin diagnostics | |
CN111289511B (zh) | 一种平整度调整方法及其系统 | |
JP2021107810A (ja) | 検査室自動化システムでの使用に対する、試料管の適合性を評価するための方法および装置 | |
Zhao et al. | Study on CCD laser scanning flatness measurement method for hot rolled strip | |
JP5972715B2 (ja) | 画像切り出し方法および画像取得装置 | |
US20230274441A1 (en) | Analysis method and analysis apparatus | |
JP4496149B2 (ja) | 寸法測定装置 | |
KR20200133898A (ko) | 의료진단용 세포검체분석장치 및 그 장치의 구동방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |