CN105899992A - 地质扫描仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于获取和显示晶体样品的整体载玻片图像的方法和设备。在一些实施方式中，将载玻片放置于具有机动载物台和数字成像装置的成像装置上，并且对标本的所有部分进行成像和重组以将整个载玻片显示为可在PC上显示并且可跨局域网和广域网以及因特网传输的单一图像，继而促进在以不同角度旋转的交叉偏振镜下采集所述载玻片的多个整体载玻片图像，其中以偏振角度向查看者显示每个图像。

Description

地质扫描仪
交叉引用
本申请要求提交于2013年11月15日的美国临时专利申请号U.S.61/905,036的权益，其通过引用而全文并入于此。
技术领域
下文涉及材料科学与工程、岩相学、地质显微术、材料结构扫描，包括工业材料、显微术培训、地质教育、研究以及晶体结构显微术。
发明背景
用于研究材料(例如，岩相学)的显微镜是在材料科学、岩相学和光性矿物学中用来鉴别薄片中的材料、岩石和矿物的一类光学显微镜。该显微镜用于材料科学、材料工程、光性矿物学以及岩相学。该方法称为偏振光显微术(PLM)。
发明内容
本文公开了用于获取和显示材料的完整或部分图像的方法和设备，所述材料包括但不限于地质样品或标本、岩石、矿物、金属、成品材料、工业样品、具有不透明且反射性质的部件和组件、嵌入到介质中并且被抛光或研磨以供查看和文档记录的金属以及/或者晶体样品或标本。在一些实施方式中，将衬底或载玻片放置于具有机动载物台和数字成像装置(例如，相机或行扫描仪)的成像装置上，并且对所述标本的所有部分进行成像和重组以将整个衬底或载玻片显示为可在监视器上显示并且可跨局域网和广域网以及因特网传输的单一图像。所显示的图像用于促进在以不同角度旋转的交叉偏振镜下采集所述载玻片或衬底的多个完整载玻片或衬底图像，其中以偏振角度向查看者显示每个图像。
在一个实施方式中，公开了使标本可视化的方法，所述方法包括以下步骤：a)将标本放置于衬底上，所述标本占据所述衬底的一个区域；b)将所述衬底放置于载物台上并且使用高倍放大物镜和交叉偏振镜对具有所述标本的所述衬底的所述区域进行成像，从而以高放大倍率和高分辨率获得对所述标本的单次扫描，其中在单一方向上设置所述交叉偏振镜以提供所述标本的高分辨率图像的数据；c)在以各个角度增量改变所述交叉偏振镜的角度的情况下重复步骤(b)的成像过程，还包括通过在所述标本中逐步推进显微镜的高倍物镜的视场并且每次在每个偏振角下获取所述标本的每个视场的连续图像，来获得连续图像的连续序列；以及d)上传所述高分辨率图像数据并将其储存在数据库中以供远程查看。
在其他实施方式中，公开了显微装置，其包括：具备至少一个物镜、机动转台、数字成像系统和机动载物台的装置、偏振镜和检偏镜，所述偏振镜和检偏镜形成能够绕轴旋转的交叉偏振镜，其中所述显微设备能够控制用于以高放大倍率和高分辨率获得对标本的单次扫描，以提供占据放置于所述机动载物台上的衬底的一个区域的所述标本的高分辨率数字图像数据，包括通过在所述标本中逐步推进高倍物镜的视场从而获取所述标本的整个视场的连续图像以及在不同的偏振角下进行连续扫描而获得的连续图像的连续序列；用于处理所述高分辨率数字图像数据以获得所述图像数据的低分辨率拷贝的图像处理装置；用于储存所述高分辨率图像数据和由此获得的所述图像数据的所述低分辨率拷贝的存储装置；用于从数据存储向远程终端传送所述图像数据的所述低分辨率拷贝以便在所述终端的监视器上显示对应的低分辨率图像作为导航图的装置；以及用于从所述数据存储向所述终端传送针对所述导航图的所述图像的选定区域的对应高分辨率图像数据的装置。
在各个方面，本文提供了能够获取标本的一个或多个图像的扫描仪。标本包括通常不被处理用于载玻片上的传统显微观察的样品。术语“标本”或“样品”可以在本文公开的各个实施方式中互换使用。此类标本的示例包括但不限于各种尺寸的岩石、基于金属的样品以及例如不透明样品等样品，所述不透明样品需要与其中无法将光递送穿过标本的传统显微术不同的微分照明。所述标本可以是完整标本、完整标本的截面或任何部分。在许多实现方式中，在不毁坏标本的情况下扫描该标本，从而允许用户将标本重新放置到其所来源于的位置。扫描仪可以是便携式的，其中在采样地点或远程地点扫描标本。在一些实施方式中，扫描仪包括具有用于对标本进行照明的光源的照明器，其中所述光继而被所述标本反射并且反射到成像装置上。在一个实施方式中，诸如相机等成像装置是扫描仪的组件。
在一方面，本文提供了一种照明器，该照明器通过照明光路(从光源到标本的光路)向半镀银反射镜(50％反射分束器)提供同轴照明，所述半镀银反射镜被放置在从主物镜路径到照明路径的45度角处，从而允许将50％的光引导穿过物镜。所述物镜发挥具有与同一物镜的光收集能力相同的数值孔径的聚光透镜的作用。在一些实施方式中，将交叉偏振滤光器放置在所述照明光路中，以允许偏振反射光。
在一方面，本文提供了一种成像装置。在一个实施方式中，由成像装置例如通过物镜来收集被标本反射的光。示例性成像装置包括但不限于CCD、CMOS、行扫描相机或行扫描仪以及其他图像感测装置。
在一方面，本文提供了一种用于保持一个或多个标本的平台。在一个实施方式中，所述平台是载物台。在各个实现方式中，所述载物台包括机动载物台。机动载物台允许相对于照明器(光源)和/或扫描仪的成像装置来移动标本。在另一方面，所述平台是垫子。在某些情况下，垫子既充当平台又充当显示器。例如，将标本放置于所述垫子上并且使用扫描仪来获取所述标本的图像。所述标本可随后从所述垫子移除，并且所获取的图像继而显示在所述垫子上。在另一实施方式或附加实施方式中，所述垫子发挥触摸板的作用。触摸板用于对所获取的图像作注释。触摸板还可以包括控制面板，通过该控制面板来控制后续的标本采集图像细节，例如，分辨率、用于成像的标本区域的选择。在一些实施方式中，使用所述垫子的宏观图像来确定在大样品的更高放大倍率下的扫描区域。
在另一方面，本文提供了用于查看一个或多个所获取的图像的一个或多个显示器。在一个示例性实施方式中，显示器允许用户查看来自标本的图像数据以及关于该标本的对应信息。标本信息包括对所述标本的一个或多个图像的分析。标本信息还可以包括所述标本的矿物含量。在其他方面或附加方面，关于所述标本的信息包括用于标识出获取标本的位置的坐标。在示例性实施方式中，显示器是地理图。地理图是交互式地图，其允许用户查看标本图像和对应数据(例如，标本分析，诸如矿物含量)以及标本坐标。在各个实施方式中，所述地理图包括来自多个用户提供的数据的标本图像和对应数据。
在一个实施方式中，将来自所扫描标本的图像数据与标本坐标数据储存在一起，所述坐标数据标识出检索到的标本的位置。所述扫描仪可以是被配置用于获得所述标本的低分辨率图像、高分辨率图像或者低分辨率图像和高分辨率图像的2D或3D扫描仪。在示例性实施方式中，所述扫描仪包括偏振滤光器。
在另一方面，本文提供了用于使用一个或多个扫描仪来获取低分辨率图像、高分辨率图像或者低分辨率图像和高分辨率图像的系统和方法。在一些实施方式中，一个扫描仪具有偏振装置。每个扫描仪获取样品的一个或多个图像并且将所述图像储存在服务器或计算机上以供显示。在示例性实施方式中，扫描仪的用户输入全球定位系统坐标，以供加入图像数据。
在各个实施方式中，本文还提供了扫描标本的方法。所述方法可以包括使用本文描述的扫描仪或其他市售扫描仪。扫描仪能够以二维或三维捕捉标本的一个或多个图像。
在一个实施方式中，一种用于扫描标本的方法包括将标本放置于诸如载物台或垫子等平台上。所述载物台或垫子可以通过手动或电子装置而移动。扫描仪获取整个标本或所述标本的感兴趣区域的一个或多个图像。如果获取了不止一个图像，则重组所述图像以显示为单一图像。所获取的图像和重组的图像的数据可跨局域网和广域网和/或因特网传输以便在任何位置处显示。在一些实施方式中，对所查看的图像作注释。在其他实施方式或附加实施方式中，所查看的图像用作引导，以控制对所述标本的附加图像(例如，高分辨率图像)的后续采集。在其他实施方式或附加实施方式中，用户使用软件与显示器进行交互，以获取所述标本的附加图像以及/或者对所述标本进行注释和/或分析。所述显示器可以促进在以不同角度旋转的交叉偏振镜下采集所述标本的多个图像，其中以偏振角显示每个图像。在某些实施方式中，获取并重组多个z平面以提供场图像的扩展深度。在一个实施方式中，使用无偏振装置的二维扫描仪来获取标本的一个或多个图像。在该实施方式中，在显示器上查看所述图像并且将该图像用作模板，以便用户随后使用偏振扫描仪来扫描所述标本。
附图说明
图1描绘了地质扫描仪的非限制示例性实施方式，其中两个偏振镜(偏振镜和检偏镜)相对于彼此而交叉。在该实施方式中，所述偏振镜以45度增量同步旋转。进一步地在该实施方式中，在五个旋转增量的每一个处捕捉图像。图1中未描绘出通常定位于所述两个偏振镜之间的载物台和样品。
图2描绘了包括偏振分束器立方体的示例性扫描仪。
图3描绘了反射光系统中的暗场反射镜块的实施方式。
图4描绘了其中光行进穿过暗场反射镜块的实施方式。
图5描绘了针对光反射显微术中的反射镜块的实施方式。A.明场反射镜；B.暗场反射镜。
图6描绘了反射光显微术中包括柯勒照明的成像设备的实施方式。
图7描绘了反射光显微术中的反衬机构的实施方式。A.反射明场配置；B.反射暗场配置；C.反射偏振光配置。
具体实施方式
数字病理学或对生物组织的整个载玻片的数字化已经得到使用，并且已被证明是储存和跨长距离分享显微镜载玻片或者对组织、疾病等的库进行编目的有用方法。由于技术障碍，例如需要旋转载玻片以及无法在倾斜图像中平铺矩形图像，因此该技术尚未扩展到包括工业、岩相、地质、金属或晶体显微术样品。在各个方面，本文提供了使用偏振扫描仪来获取、储存、共享和/或分析这样的工业样品、岩相样品、地质样品、金属样品和晶体样品的方法和系统。偏振扫描装置可用于查看包含各向异性材料的样品，其中颜色是对于矿物鉴别有用的重要性质。因此本文提供的方法和系统允许使用具有偏振装置的扫描仪来采集地质样品的图像，其中可以针对粒度尺寸和形状、结晶度和/或形态而数字化储存、查看和/或分析所述图像，这有助于对样品的鉴别和分析。在另一实施方式中，使用偏振扫描仪考察的样品特性包括但不限于多向色性、折射率、矿物含量、双折射率、孪晶形成、夹杂物和解理特性。除了工业样品、地质样品、岩相样品、晶体样品和金属样品，可以使用本文提供的系统和方法来扫描额外的材料，包括但不限于天然矿物和工业矿物、水泥复合材料、陶瓷、金属、矿物、矿物纤维、岩石、聚合物、淀粉、木材、具有各向异性材料的生物样品、成品材料、具有不透明且反射性质的工业部件和组件、嵌入到介质中并且被抛光或研磨以供查看和文档记录的金属、晶体样品以及具有各向异性材料的其他样品。
为了在显微镜下观察诸如岩石和晶体等晶体结构以及酸的许多形式，需要该显微镜配备称为偏振镜和检偏镜的两个偏振滤光器，并且需要以小的增量旋转标本，以观察偏振光对晶体物质的影响，从而正确地对其进行鉴别和标记。在一方面，本文描述的方法、系统和设备提供了两个偏振滤光器：偏振镜和检偏镜，作为数字显微术中使用的显微镜的组件。所述显微镜可例如在扫描仪中包括或者可操作地连接至用于获取标本图像的成像装置。偏振镜位于标本台的下方，并具有在从左到右或从东到西方向上起始的偏振镜振动方位角，然而这些元件能够转动360度并且可以机动化。检偏镜起始与朝向北南的振动方向对准，但同样能够例如利用放置于显微镜的物镜上方的对应马达而旋转，其中所述检偏镜和偏振镜振动方位角被定位成彼此成直角。在该配置中，偏振镜和检偏镜被称为是交叉的，其中没有任何光穿过该系统并且呈现给所述成像装置的是暗场。当将标本放置到系统中时，通过拍摄包含保持所述标本的衬底(这样的衬底包括显微镜载玻片)的每个场的数字化图像并且将所述图像重组为单一图像来扫描所述标本。可以通过基于web的程序，例如类似于Qumulus的程序，可选地利用所描述的修改来上传和重组所述图像。
系统继而同时将偏振镜和检偏镜旋转45度，以使得偏振滤光器仍然交叉，并且获取另一扫描。这可以总共发生5次，从而覆盖沿着交叉偏振的180度弧的每次停止。
用图像名称加度数记号(例如，ABC0、ABC45、ABC90、ABC135、ABC180)来标记每个组合图像，并且将所收集的图像保存和上传到服务器。
在本文描述的附加方法和系统中，两个偏振滤光器定位在保持标本的平台的同一侧。所述偏振滤光器——偏振镜和检偏镜——交叉于既沿着光源与标本之间的路径(照明路径)又沿着标本与成像装置之间的路径(反射路径)而安置的分束器立方体中。在许多实现方式中，光源和成像装置是数字扫描仪的组件。在示例性方法中，将标本放置在平台上并对其进行扫描。扫描仪同时将偏振镜和检偏镜旋转45度，从而保持交叉配置，并且在每次旋转偏振镜时使用成像装置来获取图像。继而使用软件或诸如Qumulus等基于web的程序将所获取的图像重组为单一图像。如前文所述，用图像名称和度数记号来标记每个组合图像。保存图像并且可选地将其上传到服务器。
在许多实现方式中，所述服务器承载web查看器，该web查看器显示主图像(例如，ABC0)以供查看。由于该图像由多个平铺或扫描图像构成，因此该图像可被放大和/或四处摇动，从而显示整个标本和/或显微镜载玻片的放大视图，仅处理同时查看到的图像。
为了优化时间和速度，该图像能够以“平铺金字塔文件”格式显示，从而查看包含所有文件夹的完整高分辨率图像，然而，当回退并获得较低放大倍率视图时，将会在其位置处加载较低分辨率的新图像。
所述查看器允许查看图像的个人或用户以45度增量来“旋转”所述图像。在“旋转”时，对应的图像恰以所查看的场就位处于与在拍摄图像时偏振镜旋转的度数相对应的角度、以与查看当前图像时相同的缩放因子加载。
例如，用户使用本文描述的系统来获取标本的五个图像，并且上传所述图像。用户对一个图像进行放大，以使得该用户感兴趣的物体或区域占据查看器的大部分屏幕。用户继而“旋转45度”并且新的图像加载有同一物体，但它是以与原始图像成45度角加载的。以这种方式，让用户感觉好像其正在旋转所述标本，这就是他们在岩相显微镜上所要做的。
在各个实施方式中，本文提供了一种用于获取和显示标本的一个或多个图像的系统。标本包括但不限于工业样品、岩相样品、地质样品、金属样品和晶体样品。在示例性实施方式中，所述系统包括：(a)扫描仪、(b)由用户控制的图像采集系统、(c)用以显示图像后采集的服务器工作流和查看系统，以及(d)用于最终用户查看所获取的图像的显示器。在一个实施方式中，扫描仪包括G2扫描仪。在一个实施方式中，采集系统是包含软件或基于web的程序的计算机，以控制扫描仪进行图像采集。在一个实施方式中，服务器位于标本采集地点。在另一实施方式中，服务器位于远离标本采集地点的位置处。在附加实施方式或其他实施方式中，服务器是基于云的服务器，其能够位于采集地点或远程数据中心内。在一个实施方式中，显示器是诸如计算机、平板计算机、电视(例如，智能电视)、智能电话等装置，或者是能够查看图像的任何支持网络的装置。
在一些实施方式中，成像系统/设备不包括位于反射标本上的分束器立方体中的偏振镜或检偏镜的旋转。在一些实施方式中，反射光中不需要或不期望标本旋转。
参考图1，在特定实施方式中，一个偏振滤光器位于载物台和样品上方，而另一偏振滤光器位于载物台和样品下方。在该实施方式中，所述两个偏振滤光器——偏振镜和检偏镜——相对于彼此交叉并且以五个45度增量同步旋转。进一步地在该实施方式中，在五个旋转增量(A-E)中的每一个处捕捉图像。可选地在稍后的某一时间点重组所述图像以模拟样品的旋转。
在另一方面，本文提供了包括两个偏振滤光器的系统，所述偏振滤光器全都位于保持标本的平台的上方或下方。所述两个偏振滤光器是可用于获取标本图像的扫描仪的组件。图2中示出了示例性扫描仪200。该扫描仪包括用于对标本210进行照明的光源204。在该图中，照明光行进穿过包括分束器立方体201的光路(照明路径)，其中所述分束器立方体包括两个偏振滤光器：交叉偏振镜202和检偏镜203。在该示例中，光路还包括光阑(孔径206和视场207)。图2的扫描仪可操作地连接至和/或包括成像装置208，用于接收和捕捉被所述标本反射的光。所述反射光从标本沿着反射路径行进至成像装置。在该图中，所述反射路径包括物镜205。图2中的标本由平台211保持。
扫描仪
在一方面，本文提供了一种包括用于对标本进行照明的光源的扫描仪。在一些实施方式中，从所述光源引导至标本的光的强度是可调节的。光源包括但不限于发光二极管(LED)。LED包括白光、红光、绿光和蓝光LED。在一些情况下，系统包括反射镜，该反射镜将光从外部源反射至所要扫描的标本。在其他实施方式中，光源是冷阴极荧光灯(CCFL)。在许多实现方式中，经由沿着光源与标本之间光路(照明路径)安置的光学组件将该光源导引至所述标本。光学组件包括反射镜、滤光器和透镜。在其他实施方式或附加实施方式中，扫描仪包括或者可操作地连接至成像装置。所述成像装置可以包括CCD(电荷耦合器件)成像器、CMOS、行扫描仪或其他成像装置。
在一些实施方式中，扫描仪光源与标本或样品之间的光路包括光阑。在一个实施方式中，光阑是孔径光阑。孔径光阑可用于抑制除了可穿过光阑孔径的光以外的光的穿过，其中孔径的尺寸调控可穿过光阑的光量。在一个实施方式中，光阑是视场光阑。
在一些实施方式中，扫描仪光源与标本之间的光路包括两个偏振滤光器——偏振镜和检偏镜。所述偏振滤光器可以位于标本的一侧，例如，如图2中所示。在其他实施方式中，标本位于所述偏振滤光器之间，例如，如图1中所示。在许多实现方式中，在偏振滤光器位于标本的同一侧的情况下，所述偏振滤光器交叉于偏振立方体分束器中。图2中示出了具有偏振镜和检偏镜的示例性分束器立方体。偏振镜是让具有特定偏振的光穿过而阻止具有其他偏振的光的光学滤光器。在许多实现方式中，偏振镜可用于将具有不明确或混合偏振的光束转换成明确偏振的光。偏振镜可以是线偏振镜或圆偏振镜。线偏振镜包括吸收型偏振镜和分束偏振镜。系统的第二偏振滤光器一般可以称为检偏镜。
在一些实施方式中，标本与成像装置之间的光路(例如，反射或透射路径)包括物镜。在许多实现方式中，物镜获取从所述标本反射和/或透射的光并将所述光投射到成像装置。在一些实现方式中，系统包括多个物镜，其中所述多个物镜中的至少两个物镜具有不同光焦度。例如，系统包括4倍、10倍、40倍或100倍物镜或其组合。在一些实施方式中，通过相对于标本移动物镜来聚焦标本的视图。在附加实施方式中，扫描仪包括镜头更换装置，其中所述镜头更换装置可以是机动化的。在一些情况下，手动地或者通过使用软件程序自动地控制所述镜头更换装置。
在一些实施方式中，系统的物镜是适合于以高放大倍率和高分辨率获得对整个标本的单次扫描的高焦强物镜。在其他实施方式或附加实施方式中，系统的物镜是适合于以低分辨率获得整个标本的多个图像的低焦强物镜，其中所述多个图像可继而组合成单一低分辨率图像。在一些实施方式中，成像装置通过在整个样品上逐步推进高焦强物镜的视场来获得连续图像的连续序列。在一些情况下，处理所获得的高分辨率图像数据以生成相对较低分辨率图像拷贝的数据。在一些实施方式中，高分辨率图像数据和低分辨率图像拷贝数据保存在元数据文件中。在其他实施方式中，成像装置光学地捕捉来自样品的低放大倍率图像的低分辨率数据。
在一方面，本文提供了一种包括成像装置的扫描仪，其中根据扫描仪类型(例如，偏振的或非偏振的)和/或标本(例如，显微镜标本或地质标本)，将从光源发出的光以及从标本反射和/或透射通过标本的光引导至该成像装置。成像装置将光信号变换成对应的电信号，以变成计算机可识别的数字信号。数字信号可通过以下接口传送到计算机，所述接口包括但不限于因特网、增强型并行端口(EPP)、蓝牙、通用串行总线(USB)和小型计算机系统接口(SCSI)等。在一方面，成像装置包括被制造用于执行光电变换的表面光电器件，例如，电荷耦合器件(CCD)。在备选实施方式中，成像装置包括CMOS、行扫描相机或其他图像感测装置。
在一方面，本文提供了包括用于保持标本以供扫描的平台的系统。在一些实施方式中，平台为载物台。在一个实施方式中，在用于放置在载物台上的衬底(诸如载玻片)上制备标本。在一个实施方式中，载物台是可移动的，其中手动地或可选地通过使用软件程序自动地控制所述载物台的位置并从而控制所述标本的位置。在其他实施方式或附加实施方式中，平台为垫子。垫子被配置用于保持不是传统地在载玻片上制备的标本，例如，地质标本。
在一些实施方式中，本文公开的设备包括反射光系统或其使用；参考图3。本文公开的反射光系统允许用户选择推进区域和/或扫描整个区域。在附加实施方式中，反射光系统能够重组所述图像并将其上传到基于web的查看器，该查看器被承载于本地服务器上或基于云的远程服务器上。
在一些实施方式中，使用获取图形并将其组合为单一图像的反射光系统。在一些应用中，反射光系统手动获取并组合图像；系统操作者移动载物台并且在他/她移动载物台时添加每个图片，随后以单一图像格式(例如，单一位图，而不是可经由web浏览器查看的金字塔平铺文件)保存一个或多个图片。
在一些实施方式中，本文公开的系统和设备包括暗场照明或其使用。在一些实现方式中，反射暗场照明偏振显微镜包括放置在行进穿过垂直照明器的光的路径中的不透明遮挡盘，使得仅外围光线抵达偏转镜。在某些应用中，这些光线由反射镜反射并且穿过围绕物镜的中空套环，从而以倾斜的角度(包括高度倾斜的角度)对标本进行照明。进入反射镜块的光被位于所述块内部的镜筒内的特殊反射镜反射。该反射镜的朝向与入射光束成45度角，并且具有由全镀银前表面反射镜包围的椭圆形开口。在一些实施方式中，从椭圆反射镜反射的外围光线向下偏转，在垂直照明器的底部离开。光柱继而在传入定制暗场物镜中之前行进穿过物镜转换器。这些物镜通常设计成具有在缺少盖玻片的标本上使用所必需的光学校正。
在一些实施方式中，如图4中所示，来自暗场反射镜块的光沿着360度中空腔行进，所述中空腔围绕特殊构造的BD反射光物镜中位于中央的透镜元件。在标本处从倾斜光线中的每个方位角引导该光，以借助位于物镜的中空腔底部的圆形反射镜或棱镜来形成中空的照明锥。以这种方式，物镜充当两个单独的光学系统，所述两个光学系统同轴耦合，使得外系统发挥暗场“聚光器”的作用，而内系统发挥典型物镜的作用。图像继而穿过物镜和镜筒透镜，并被收集于CCD、CMOS、行扫描仪或其他成像装置上。
图5呈现了在其中反射镜块用于反射光显微术的实施方式。在包含亮场反射镜块的实施方式中，使用半反射镜并且立方体的一侧是敞开的。在包含暗场反射镜的其他实施方式中，使用椭圆形反射镜，并且将立方体的一侧安装作为暗场光阑。
参考图6，在一些实施方式中，成像设备包括反射光显微术中的柯勒照明系统。所述科勒照明系统包括灯丝，其生成穿过聚光透镜、孔径和场透镜的光。分束器使光偏转到标本上。由所述标本反射的光进一步穿过所述分束器并被投射在像平面上。
参考图7，在一些实现方式中，成像设备包括反射光显微术中的反衬机构。在反射明场配置的一些实施方式中，来自照明源的光照射在分束器上，该分束器将光导引导至标本上。在反射暗场配置的一些实施方式中，来自照明源的光被一系列反射镜(例如，椭圆反射镜、凹面反射镜)传递至所述标本；来自标本的反射光最终到达镜筒透镜并形成图像。在反射偏振光配置的一些实施方式中，来自照明源的光行进穿过偏振镜并由分束器偏转到标本上；来自所述标本的反射光继而反向行进穿过物镜、分束器、检偏镜和镜筒透镜。
图像采集系统和服务器
本文还提供了图像采集系统或数字处理装置，用于控制使用扫描仪对标本图像的采集。图像采集系统可以包括计算机，所述计算机包括软件或基于web的程序，用于远程查看图像。本文还提供了服务器和查看系统，用于显示所获取的图像。
数字处理装置
在一些实施方式中，本文描述的设备、平台、装置、系统、方法、介质和软件包括数字处理装置或其使用。在进一步实施方式中，数字处理装置包括执行装置功能的一个或多个硬件中央处理器(CPU)。在进一步实施方式中，数字处理装置还包括被配置用于执行可执行指令的操作系统。在一些实施方式中，数字处理装置可选地连接至计算机网络。在进一步实施方式中，数字处理装置可选地连接至因特网，以使得其访问万维网。在进一步实施方式中，数字处理装置可选地连接至云计算基础架构。在其他实施方式中，数字处理装置可选地连接至内联网。在其他实施方式中，数字处理装置可选地连接至数据存储装置。
根据本文公开的描述，举非限制性示例而言，合适的数字处理装置包括服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、亚笔记本计算机、上网本计算机、上网平板计算机、机顶盒计算机、手持式计算机、因特网设备、移动智能电话、平板计算机、个人数字助理、视频游戏主机和载具。本领域技术人员将会认识到，许多智能电话都适合于在本文所述的系统中使用。本领域技术人员还将认识到，具有可选的计算机网络连通性的选定的电视机、视频播放器和数字音乐播放器适合于在本文所述的系统中使用。合适的平板计算机包括本领域中技术人员所知晓的具有小册子、平板以及可转换式配置的那些平板计算机。
在一些实施方式中，数字处理装置包括被配置用于执行可执行指令的操作系统。操作系统例如为包括程序和数据在内的软件，其管理装置的硬件并且为应用的执行提供服务。本领域技术人员将会认识到，举非限制性示例而言，合适的服务器操作系统包括FreeBSD、OpenBSD、Linux、Mac OS X Windows和本领域技术人员将会认识到，举非限制性示例而言，合适的个人计算机操作系统包括Mac OS以及类UNIX操作系统，诸如在一些实施方式中，操作系统由云计算提供。本领域技术人员还将认识到，举非限制性示例而言，合适的移动智能电话操作系统包括OS、Research InBlackBerryWindowsOS、WindowsOS、和
在一些实施方式中，所述装置包括存储和/或存储器装置。存储和/或存储器装置是用于暂时地或永久地储存数据或程序的一个或多个物理设备。在一些实施方式中，所述装置为易失性存储器，并且需用电力来维持所储存的信息。在一些实施方式中，所述装置为非易失性存储器，并且在数字处理装置未通电时保留所储存的信息。在进一步的实施方式中，非易失性存储器包括快闪存储器。在一些实施方式中，非易失性存储器包括动态随机存取存储器(DRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括铁电随机存取存储器(FRAM)。在一些实施方式中，非易失性存储器包括相变随机存取存储器(PRAM)。在其他实施方式中，所述装置为以下存储装置，举非限制性示例而言，包括CD-ROM、DVD、快闪存储器装置、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器以及基于云计算的存储。在进一步的实施方式中，存储和/或存储器装置是诸如本文所公开的那些装置的组合。
在一些实施方式中，数字处理装置包括显示器，以向用户发送视觉信息。在一些实施方式中，显示器为阴极射线管(CRT)。在一些实施方式中，显示器为液晶显示器(LCD)。在进一步实施方式中，显示器为薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。在一些实施方式中，显示器为有机发光二极管(OLED)显示器。在各个进一步实施方式中，OLED显示器为被动矩阵OLED(PMOLED)或主动矩阵OLED(AMOLED)显示器。在一些实施方式中，显示器为等离子显示器。在其他实施方式中，显示器为视频投影仪。在进一步实施方式中，显示器为诸如本文所公开的那些装置的组合。
在一些实施方式中，数字处理装置包括输入装置，以从用户接收信息。在一些实施方式中，输入装置为键盘。在一些实施方式中，输入装置为指点设备，举非限制性示例而言，包括鼠标、轨迹球、轨迹板、操纵杆、游戏控制器或触控笔。在一些实施方式中，输入装置为触摸屏或多点触摸屏。在其他实施方式中，输入装置为麦克风，以捕捉语音或其他声音输入。在其他实施方式中，输入装置为视频相机，以捕捉运动或视觉输入。在进一步实施方式中，输入装置为诸如本文所公开的那些装置的组合。
非暂时性计算机可读存储介质
在一些实施方式中，本文公开的设备、平台、装置、系统、方法、介质和软件包括一个或多个非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质被编程具有包括可由可选地联网的数字处理装置的操作系统执行的指令的程序。在进一步实施方式中，计算机可读存储介质是数字处理装置的有形组件。在进一步实施方式中，计算机可读存储介质可选地可从数字处理装置移除。在一些实施方式中，举非限制性示例而言，计算机可读存储介质包括CD-ROM、DVD、快闪存储器装置、固态存储器、磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、云计算系统和服务等。在一些情况下，所述程序和指令永久地、基本上永久地、半永久地或非暂时性地编码在所述介质上。
计算机程序
在一些实施方式中，本文公开的设备、平台、装置、系统、方法、介质和软件包括至少一个计算机程序或其使用。计算机程序包括指令序列，所述指令序列可在数字处理装置的CPU中执行，被编写用于执行指定任务。计算机可读指令可被实现为执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序模块，诸如函数、对象、应用程序编程接口(API)、数据结构等。根据本文所提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，计算机程序能够以各种语言的各种版本编写。
在各个环境中，计算机可读指令的功能可以根据需要进行组合或分配。在一些实施方式中，计算机程序包括一个指令序列。在一些实施方式中，计算机程序包括多个指令序列。在一些实施方式中，计算机程序从一个位置提供。在其他实施方式中，计算机程序从多个位置提供。在各个实施方式中，计算机程序包括一个或多个软件模块。在各个实施方式中，计算机程序部分地或整体地包括一个或多个web应用、一个或多个移动应用、一个或多个独立应用、一个或多个web浏览器插件、扩展、加载项或附加项，或者它们的组合。
Web程序
在一些实施方式中，计算机程序包括web应用。根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，在各个实施方式中，web应用利用一个或多个软件框架以及一个或多个数据库系统。在一些实施方式中，在诸如NET或Ruby on Rails(RoR)等软件框架上创建web应用。在一些实施方式中，web应用利用一个或多个数据库系统，举非限制性示例而言，所述数据库系统包括关系型数据库系统、非关系型数据库系统、面向对象数据库系统、关联数据库系统和XML数据库系统。在进一步实施方式中，举非限制性示例而言，合适的关系型数据库系统包括SQL Server、mySQLTM和本领域技术人员还将认识到，在各个实施方式中，web应用是以一种或多种语言的一个或多个版本编写的。web应用能够以一种或多种标记语言、表示定义语言、客户端脚本语言、服务器端编码语言、数据库查询语言或其组合编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如超文本标记语言(HTML)、可扩展超文本标记语言(XHTML)或可扩展标记语言(XML)等标记语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如层叠样式表(CSS)等表示定义语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如异步JavaScript和XML(AJAX)、ActionScript、JavaScript或等客户端脚本语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如活动服务器页面(ASP)、Perl、JavaTM、JavaServer Pages(JSP)、超文本预处理器(PHP)、PythonTM、Ruby、Tcl、Smalltalk、或Groovy等服务器端编码语言编写。在一些实施方式中，web应用在一定程度上以诸如结构化查询语言(SQL)等数据库查询语言编写。在一些实施方式中，web应用集成了企业级服务器产品，诸如Lotus在一些实施方式中，web应用包括媒体播放器元素。在各个进一步实施方式中，媒体播放器元素利用许多合适的多媒体技术中的一种或多种，举非限制性示例而言，包括HTML 5、 JavaTM和
移动应用
在一些实施方式中，计算机程序包括提供给移动数字处理装置的移动应用。在一些实施方式中，在制造移动数字处理装置时为其提供移动应用。在其他实施方式中，经由本文描述的计算机网络向移动数字处理装置提供移动应用。
根据本文所提供的公开内容，使用本领域已知的硬件、语言和开发环境，通过本领域技术人员已知的技术来创建移动应用。本领域技术人员将会认识到，移动应用是以若干语言编写的。举非限制性示例而言，合适的编程语言包括C、C++、C#、Objective-C、JavaTM、Javascript、Pascal、Object Pascal、PythonTM、Ruby、VB.NET、WML以及具有或不具有CSS的XHTML/HTML或其组合。
合适的移动应用开发环境可从若干来源获得。举非限制性示例而言，市售的开发环境包括AirplaySDK、alcheMo、Celsius、Bedrock、Flash Lite、.NETCompact Framework、Rhomobile以及WorkLight Mobile Platform。其他开发环境可免费获得，举非限制性示例而言，包括Lazarus、MobiFlex、MoSync和Phonegap。而且，移动设备制造商分发软件开发工具包，举非限制性示例而言，包括iPhone和iPad(iOS)SDK、AndroidTMSDK、SDK、BREW SDK、OS SDK、Symbian SDK、webOS SDK以及Mobile SDK。
本领域技术人员将会认识到，若干商业论坛可用于移动应用的分发，举非限制性示例而言，所述商业论坛包括App Store、AndroidTMMarket、AppWorld、App Store for Palm devices、App Catalog for webOS、Marketplace for Mobile、Ovi Store fordevices、Apps以及DSi Shop。
独立应用
在一些实施方式中，计算机程序包括独立应用，所述独立应用是作为独立计算机过程运行的程序，而不是现有过程的附加项，例如，不是插件。本领域技术人员将会认识到，独立应用通常是已编译的。编译器是将以编程语言编写的源代码变换成诸如汇编语言或机器代码等二进制目标代码的一个或多个计算机程序。举非限制性示例而言，合适的已编译编程语言包括C、C++、Objective-C、COBOL、Delphi、Eiffel、JavaTM、Lisp、PythonTM、VisualBasic以及VB.NET或其组合。通常至少部分地执行编译以创建可执行程序。在一些实施方式中，计算机程序包括一个或多个可执行的已编译应用。
web浏览器插件
在一些实施方式中，计算机程序包括web浏览器插件。在计算中，插件是将特定功能添加到更大的软件应用中的一个或多个软件组件。软件应用的制造商支持插件，以使第三方开发者能够创造出扩展应用的能力、支持便利添加新特征以及减少应用的大小。当受到支持时，插件能够定制软件应用的功能。例如，web浏览器中经常使用插件来播放视频、生成交互性、扫描病毒和显示特定文件类型。本领域技术人员将会熟悉若干web浏览器插件，包括Player、以及在一些实施方式中，工具栏包含一个或多个web浏览器扩展、加载项或附加项。在一些实施方式中，工具栏包含一个或多个浏览器栏、工具条或桌面工具条。
根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，可使用若干插件框架，所述插件框架支持以不同的编程语言开发插件，举非限制性示例而言，所述编程语言包括C++、Delphi、JavaTM、PHP、PythonTM和VB.NET或其组合。
web浏览器(还称作因特网浏览器)是被设计用于与连网数字处理装置一起使用的软件应用，用于在万维网上检索、呈现和遍历信息资源。举非限制性示例而言，合适的web浏览器包括InternetChrome、 Opera以及KDE Konqueror。在一些实施方式中，web浏览器是移动web浏览器。移动web浏览器(还称作微浏览器、迷你浏览器和无线浏览器)被设计用于在移动数字处理装置上使用，举非限制性示例而言，所述移动数字处理装置包括手持式计算机、平板计算机、上网本计算机、亚笔记本计算机、智能电话、音乐播放器、个人数字助理(PDA)以及手持式视频游戏系统。举非限制性示例而言，合适的移动web浏览器包括浏览器、RIMBrowser、Blazer、 Browser、for mobile、InternetMobile、Basic Web、Browser、OperaMobile以及PSPTM浏览器。
软件模块
在一些实施方式中，本文公开的设备、平台、装置、系统、方法、介质和软件包括软件、服务器和/或数据库模块或其使用。根据本文所提供的公开内容，使用本领域已知的机器、软件和语言，通过本领域技术人员已知的技术来创建软件模块。本文公开的软件模块以多种方式实现。在各个实施方式中，软件模块包括一个文件、一个代码段、一个编程对象、一个编程结构，或者它们的组合。在进一步的各个实施方式中，软件模块包括多个文件、多个代码段、多个编程对象、多个编程结构，或者它们的组合。在各个实施方式中，举非限制性示例而言，所述一个或多个软件模块包括web应用、移动应用和独立应用。在一些实施方式中，软件模块处于一个计算机程序或应用中。在其他实施方式中，软件模块处于不止一个计算机程序或应用中。在一些实施方式中，软件模块承载于一个机器上。在其他实施方式中，软件模块承载于不止一个机器上。在进一步实施方式中，软件模块承载于云计算平台上。在一些实施方式中，软件模块承载于一个位置中的一个或多个机器上。在其他实施方式中，软件模块承载于不止一个位置中的一个或多个机器上。
数据库
在一些实施方式中，本文公开的设备、平台、装置、系统、方法、介质和软件包括一个或多个数据库或其使用。根据本文提供的公开内容，本领域技术人员将会认识到，许多数据库适合于储存和检索矿物学、岩相学和岩石学图像/信息。在各个实施方式中，举非限制性示例而言，合适的数据库包括关系型数据库、非关系型数据库、面向对象数据库、对象数据库、实体-关系模型数据库、关联数据库以及XML数据库。在一些实施方式中，数据库是基于因特网的。在进一步实施方式中，数据库是基于web的。在进一步实施方式中，数据库是基于云计算的。在其他实施方式中，数据库是基于一个或多个本地计算机存储装置的。
联网模块
在一些实施方式中，本文描述的设备、平台、装置、系统、方法、介质和软件包括一个或多个联网模块或其使用。在一些实施方式中，网络模块是所述设备/平台/系统/装置的一部分，或者与所述设备/平台/系统/装置耦合。网络模块是有线或无线的，或者是有线和无线的组合。有线模块包括以下各项中的一项或多项：双绞电线、电话线、印刷电线/电子线、同轴电缆以及光纤。无线模块包括蜂窝接口或非蜂窝接口或者蜂窝接口和非蜂窝接口的组合。在某些实施方式中，联网模块作用于卫星通信和/或全球定位系统(GPS)。本领域技术人员可以轻易地识别出运行在网络上的各个协议；非限制性示例包括：因特网协议、TCP协议、FTP、UDP、XML以及如XSD等数据绑定方案。
在一些实施方式中，联网模块是被专门设计用于传输数据(例如，材料、结构、矿物学、岩相学和/或岩石学图像/信息)的电子逻辑。在一些实施方式中，联网模块是与成像设备/平台/系统/装置耦合的便携式数字处理装置(例如，智能电话、平板计算机、便携式计算机、膝上型计算机、台式计算机、一体式计算机、掌上计算机等)，用于数据传输。
最终用户显示器
本文还提供了最终用户显示器，用于显示所获取的图像。在许多实施方式中，最终用户显示器提供针对所显示获取到的图像的信息。信息包括标本坐标和图像注释和/或分析。图像分析包括标本矿物含量以及对所获取的图像的描述。标本坐标可用于生成地理图。在各个实施方式中，最终显示器是包括标本图像以及连接至标本来源处坐标的对应标本信息的地理图。最终显示器可由多个用户查看。显示器是能够查看图像的任何支持网络的装置，包括但不限于计算机、平板计算机、智能电话和电视机。
地理图
在一些实施方式中，本文描述的设备、平台、装置、系统、方法、介质和软件包括一个或多个地理图或其使用。地理图储存在本地和/或远程计算装置中(例如，服务器)。在附加实施方式中，地理图的范围覆盖以下各项中的一项或多项：建筑物、街道、镇、地区、地点、城市、州、国家以及全球。所述图与矿物学、岩相学和/或岩石学图像/信息相关联。
在某些实施方式中，地理图可以包括与用户的接口，其中所述用户是本地用户或/和远程用户。用户可以点击一个位置以获得与该位置相关联的矿物学、岩相学和/或岩石学图像/信息。
方法
在一方面，本文提供了一种获取标本的图像以供进一步分析和/或地理标记的方法，包括：(a)从给定位置获得标本，(b)可选地记录所述位置的坐标，其中使用全球定位系统来确定所述坐标，(c)将所述标本定位在平台上，其中所述平台是载物台或垫子，(d)使用物镜和交叉偏振镜来对标本的区域进行成像，以获得对所述标本的单次扫描，(e)在以不同增量改变的交叉偏振镜的角度下重复一次或多次步骤(d)的成像过程，以获取所述标本在每个偏振角处的每个视场的连续图像，以及(e)将图像数据和可选的坐标数据储存在数据库中。在一个实施方式中，使用高倍放大物镜对标本进行成像来以高分辨率和高放大倍率获得对标本的扫描。可选地处理高分辨率图像数据以获得标本的合成图像的相对较低分辨率拷贝。在附加实施方式或其他实施方式中，所述方法还包括光学地捕捉所述标本的低分辨率和/或低放大倍率图像并且储存所述图像数据。
在另一方面，本文还提供了一种用于使用两个或更多个扫描仪来获取标本的图像的方法，其中一个扫描仪是偏振扫描仪。例如，使用传统扫描仪来扫描提供给垫子上的系统的样品的一个或多个图像，其中所述图像是二维的或三维的。附加地利用具有偏振滤光器的第二扫描仪来获得标本的图像以供金相分析。来自两次扫描的图像数据被上传到服务器上，以供查看和进一步分析。在一个实施方式中，完成非偏振扫描并且使用所产生的图像作为模板以指导用户使用偏振扫描仪来获得附加图像。
在另一方面，本文还提供了一种使用系统的平台来对所获取的标本图像作注释的方法。如前文所述，可以将标本放置在垫子上并对其进行扫描。在一些实施方式中，从垫子移除所扫描的标本，并且所述垫子充当显示器，用于查看所扫描的图像。在一个实施方式中，图上的标本的图像是交互图像，所述交互图像可以使用所述图作为控制面板进行旋转和缩放。可以针对矿物含量或金属含量而分析所述图像并且对其作注释。可以利用标本坐标信息来对所述图像作注释。
在另一方面，本文提供了一种使用一个或多个先前获取的图像作为模板来控制对样品的一个或多个图像的采集的方法。在示例性实施方式中，将所获取的图像储存至网络并且在显示器上查看。在一个实施方式中，在显示器上同时查看标本的实时显示。使用所储存的图像作为引导来获取实时标本的一个或多个图像。实时图像可以是高分辨率的或低分辨率的，并且可以使用本文描述的任何扫描仪。
标本和样品
本文公开的成像设备包括标本和/或样品或者其使用。适合于任何种类的成像设备的非限制性示例包括工业样品、岩相样品、地质样品、金属样品或晶体显微术样品，其包括地质岩石、石头、沙子、固态物体、矿物、天然复合物和/或化合物。在一些实施方式中，非限制性示例包括不透明且具有反射性质但性质上不一定是地质性的非地质金属、部件、组件、复合物等。在各个实施方式中，非限制性示例包括工业物体、任何人造物体，诸如工业器件、半导体、导体、绝缘体、塑料、非塑料、航空航天和/或制造。
实施例
实施例1：地质扫描仪及使用方法
鉴别地质上感兴趣的区域以供岩相分析。所述区域包含要对其进行矿物分析的多种标本。从感兴趣区域获得标本，并且利用移动装置来拍摄标本的宏观图像。将所获得的标本的坐标与宏观图片一起保存并且将其上传到服务器，或者通过标签将其手动放置在标本上。将所述坐标标记在标本的任一表面上，其可以在晚些时候在所获取的样品图像上看到，或者将所述坐标以数字方式记录到数据库。如果在不拍摄宏观照片的情况下标记所述标本，则将该标本放置于宏观扫描系统的平台或垫子上。继而拍摄样品的宏观图像，并且用户从宏观图像选择所要扫描的标本区域，而该区域继而充当图像的“地图”。高倍率扫描系统包括数字偏振扫描仪，该数字偏振扫描仪至少具有以下光学组件：包括交叉偏振镜和检偏镜的偏振分束立方体、LED光源、CCD相机以及物镜。将LED光沿着具有分束器立方体的照明光路引导至包括所述标本的平台。光通过包括物镜的反射光路从所述标本反射到所述相机。相机获得标本的图像并且使标本在x轴、y轴和z轴上移动，从而继续拍摄图片直到以高放大倍率拍摄完整个所选区域。将所获取的图像上传到服务器，在其中远程查看图像以供分析。远程用户操纵图像的各个视图并且确定感兴趣的区域以供进一步分析。收集标本的感兴趣区域以供进一步分析或随后使用扫描系统对其进行成像。后续图像是标本的感兴趣区域的高分辨率图像。这些高分辨率图像提供关于标本的矿物含量的重要信息。可以收集标本，或者将其送还到环境。将对矿物含量的分析以及坐标信息上传到具有对应图像数据的数据库上。通过地理位置坐标信息来储存所述数据，以使得其可由任何用户使用地理图检索和显示。
实施例2：图像分析：冶金(矿物分析)
冶金测试实验室希望向其客户提供整个标本的高放大倍率视图，用于报告失效分析、金属疲劳、铁素体组成、涂层分析、粒度尺寸和晶粒流动、热处理后条件、材料缺陷、喷涂覆盖率、孔隙度以及/或者冶金样品性质的其他指标。就此而言，它们仅能够向其客户提供单一视场，而这可能不包含与所述标本或多个失效点有关的重要情景数据。通过将它们的样品嵌入在环氧树脂中并且在工业抛光台上对其进行抛光，它们能够获取多个视场，从而将其重组为可继而经由网络接口远程放大和缩小的单一连续图像，从而允许它们的客户以详细而全面的方式分析它们的样品。
实施例3：大峡谷实地研究
加利福尼亚大学的一个研究小组开展了研究大峡谷的地质构造的项目。这项研究基于调查大峡谷现场的岩石。然而，整个研究小组涉及超过10人，而且并不是所有人都可以一起前往现场。研究小组利用本申请中公开的成像设备。研究生被派往大峡谷进行实地研究，而教授则留在大学进行他们的日常教学工作。
研究生前往大峡谷南缘。成像设备在房车中与连接至因特网的无线网络相连接。在鉴别出感兴趣的岩石之后，他们使用成像系统来扫描所述岩石。学生还能够以低分辨率成像设置来扫描岩石，包括他们不了解的岩石。继而经由联网系统将低分辨率图像发送至服务器，可选地附有研究生所作的注释。此外，学生用他们的便携式设备来拍照，所述便携式设备与GPS系统耦合，从而允许将岩石的地理位置与标本的照片记录在一起，并且还将其发送至服务器。通过访问储存在服务器中的上述数据，教授可以查看岩石的信息(例如、纹理、颜色、粒度等)。在查看图像时，教授能够将一些岩石鉴别为无用的，并将一些岩石鉴别为有价值的。教授还指导学生拍摄有价值岩石的详细高分辨率图像。学生再次利用成像设备来扫描发送至服务器的高分辨率图像。教授能够基于所述高分辨率图像来评价所述岩石。
在整个大峡谷的不同地点(例如，西缘和北缘)处重复上述研究步骤。所述成像设备自动记录他们进行岩石研究的位置，并进一步构建在大峡谷中找到的岩石的地图。所述地图使教授能够实时监视/考察研究发现。由扫描仪辅助的虚拟实地考察显著地提高了研究的效率和有效性。
一些定义
除非另有定义，本文使用的所有技术术语全都具有与本发明所属领域普通技术人员所公认的理解相同的含义。在本说明书和随附权利要求书中所使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。本文对“或”的任何提及都旨在包含“和/或”，除非另有说明。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员将会显而易见的是，这样的实施方式只是通过示例的方式而提供的。本领域技术人员现将想到众多更改、改变和替换，而不会偏离本发明。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用本文所述的本发明实施方式的各种替代方案。

Claims (26)

1.一种使标本可视化的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将标本放置于衬底上，所述标本占据所述衬底的一个区域；
(b)将所述衬底放置于载物台上并且使用高倍放大物镜和交叉偏振镜对具有所述标本的所述衬底的所述区域进行成像，从而以高放大倍率和高分辨率获得对所述标本的单次扫描，其中在单一方向上设置所述交叉偏振镜以提供所述标本的高分辨率图像的数据；
(c)在以各个角度增量改变所述交叉偏振镜的角度的情况下重复步骤(b)的成像过程，还包括通过在所述标本中逐步推进显微镜的高倍物镜的视场并且每次在每个偏振角下获取所述标本的每个视场的连续图像，来获得连续图像的连续序列；以及
(d)上传所述高分辨率图像数据并将其储存在数据库中以供远程查看。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括获得所述标本的低分辨率图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述标本是工业标本、岩相标本、地质标本、金属标本或晶体标本。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述地质标本是晶体标本。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述地质标本是岩石、矿物或晶体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述标本是完整标本。
7.一种显微设备，包括：
(a)具备至少一个物镜、数字成像系统和机动载物台的装置，
(b)偏振镜和检偏镜，所述偏振镜和检偏镜形成能够绕轴旋转的交叉偏振镜，其中所述显微设备能够控制用于以高放大倍率和高分辨率获得对标本的单次扫描，以提供占据放置于所述机动载物台上的衬底的一个区域的所述标本的高分辨率数字图像数据，包括通过在所述标本中逐步推进高倍物镜的视场从而获取所述标本的整个视场的连续图像以及在不同的偏振角下进行连续扫描而获得的连续图像的连续序列；
(c)用于处理所述高分辨率数字图像数据的图像处理装置；
(d)用以储存所获得的高分辨率图像数据的存储装置；
(e)用于从数据存储向终端传送所述高分辨率图像数据的装置。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述数字成像系统为CCD相机、CMOS或行扫描仪。
9.根据权利要求7所述的设备，还包括用于移动所述显微镜的所述物镜以便提供自动聚焦的装置。
10.根据权利要求7所述的设备，还包括用于记录评价用户表现要求哪些图像数据的装置。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述记录装置是便携式数据存储装置。
12.根据权利要求7所述的设备，其中所述标本是完整标本。
13.根据权利要求7所述的设备，其中所述标本是地质标本。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述地质标本是岩石、矿物或晶体结构。
15.根据权利要求7所述的设备，还包括机动转台。
16.一种用于获取图像数据以供显微术中使用的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将包含制备好的标本的衬底放置于配备有高倍物镜、数字成像系统和机动载物台以及偏振镜和检偏镜的显微镜的载物台上，所述偏振镜和检偏镜形成能够绕轴旋转的交叉偏振镜；
(b)使用所述高倍物镜对所述标本的区域进行成像，从而以高放大倍率和高分辨率获得对所述标本的单次扫描，以提供所述标本的高分辨率图像；
(c)对所述高分辨率数字图像数据进行数字处理，以获得所述图象数据的相对较低分辨率拷贝，其中成像步骤包括通过在所述标本中逐步推进所述显微镜的所述高倍物镜的视场并且获取所述标本的每个视场的连续图像以及在多个偏振角下进行多次成像，来获得连续图像的连续序列；
(d)从数据存储向远程终端传送所述图像数据的所述低分辨率拷贝，以便在所述终端的监视器上显示对应的低分辨率图像作为导航图；以及
(e)可选地从所述数据存储向最终用户传送针对所述图像的选定区域的所述导航图的区域的对应高分辨率图像数据。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：将所述高分辨率图像数据和所述图像数据的所述低分辨率拷贝储存在数据存储中。
18.根据权利要求16所述的方法，其中在所述成像过程中，所述方法还包括通过使所述物镜相对于所述显微镜载玻片移动而周期性地重新聚焦所述显微镜。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括处理针对每个视场的每个图像获取的图像数据，并且将经处理的数据储存在数据存储中。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述处理包括数字图像压缩以及用以移除每个视场的每个图像周围的外围阴影的处理中的一个或多个。
21.一种远程显微术方法，包括以下步骤：
(a)使用根据权利要求16所述的方法来获取标本的图像数据；
(b)允许从远程终端访问数据存储；
(c)向所述远程终端传送所述图像数据的低分辨率拷贝的数据；
(d)在所述远程终端处显示对应的低分辨率图像；以及
(e)从所述数据存储向所述终端传送针对所述低分辨率图像的一个区域的该区域的对应高分辨率图像数据。
22.根据权利要求21所述的方法，其中传送所述低分辨率图像的一个区域的所述对应高分辨率图像数据是通过选择显示于所述终端的监视器上的低分辨率图像的一个区域而实现的。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括记录所选择的所述低分辨率图像的区域的步骤，以便评价执行所述方法的人的表现。
24.一种显微设备，包括：
(a)具备至少一个物镜、机动转台、数字成像系统、机动载物台以及反射光系统的装置；
(b)用于获得高分辨率数字图像数据并且获得所述图像数据的低分辨率拷贝的图像处理装置；
(c)用于储存由此获得的所述高分辨率图像数据以及所述图像数据的所述低分辨率拷贝的存储装置；
(d)用于从数据存储向远程终端传送所述图像数据的所述低分辨率拷贝以便在所述终端的监视器上显示对应的低分辨率图像作为导航图的装置；以及
(e)用于从所述数据存储向所述终端传送针对所述导航图的所述图像的选定区域的对应高分辨率图像数据的装置。
25.根据权利要求24所述的显微设备，其中所述反射光系统不包括移动的偏振镜。
26.根据权利要求24所述的显微设备，其中所述反射光系统包括可选的暗场照明装置。
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