CN106556350B

CN106556350B - 显微镜载玻片曲面高度值的测算方法以及一种显微镜

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Publication number: CN106556350B
Application number: CN201611077830.XA
Authority: CN
Inventors: 殷跃锋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2019-08-09
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: WO2018098833A1; JP6746722B2; EP3385663B1; EP3385663B8; EP3385663A4; CN106556350A; EP3385663A1; JP2019519000A

Abstract

本发明涉及显微成像技术领域，具体涉及测算载玻片的高度值，并通过高度值推算载玻片在显微镜体系内的位置以获得在高倍放大时能够连续扫描获得清晰图像的方法。本发明，通过一个标准载玻片作为模板获得另一个待测载玻片上所有标准测量点的高度值。该测算方法是通过位置坐标与高度值的函数方程组的换算关系获得的。本发明能够准确的测算出任一张载玻片的曲面高度，并将这种测量曲面高度的方法应用到自动扫描显微镜里面，实现对载玻片上样本物体的显微快速图像扫描。尤其是在高倍放大的镜头下，越是能够体现出本发明在成像清晰度高，以及扫描速度快，效率高，自动化的优点。

Description

显微镜载玻片曲面高度值的测算方法以及一种显微镜

技术领域

本发明涉及一种通过测量标准尺寸和材质的曲面物体上的若干个点的位置坐标和高度值，测算出另一个相同尺寸和材质的曲面物体的曲面上点的高度值，特别涉及可透光材质如显微镜的载玻片曲面高度值的测算方法，并应用于显微扫描以快速成像。

背景技术

任何一种物体的外表面均可视为规则或者不规则的曲面。现代先进工艺制造出来的精密元器件的表面已经非常“平整”了，人的肉眼很难看出物体曲面“高度”的变化。但是在某些特别精密的科学领域，如光学显微镜所放大的微观世界中，细微的变化都会被放大出很多倍从而对观测的结果和通过显微镜拍摄出来的图像质量产生巨大的影响。尤其是显微镜载玻片曲面高度的变化，会使得载玻片上的样本与显微镜镜头之间的距离因为载玻片曲面高度发生细微的改变而变化。在低倍镜放大下，景深深(景深是指在显微镜镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深)，对样本成像的影响有限，不需要调整调整镜头与载玻片的距离，样本与镜头的距离仍然落在景深范围内，依旧可获得清晰的像。但是在高倍放大下(如100倍以上)，景深浅，载玻片曲面细微的高度变化(微米量级)就会使得载玻片上的样本与显微镜头之间的距离超过景深的范围，观察的图像就是是模糊的，拍摄的图像也是模糊的。

如上所述，载玻片曲面高度变化会对高倍放大情况下，图像质量的产生巨大的影响。同一块载玻片上会铺满样本(样本即放置于载玻片上被观测的物体，同一载玻片上会放置若干个样本，每个样本所覆盖的载玻片的一定区域范围定义为面域)，一次观测需要对若干个样本进行观察。显微镜的镜头是不动的，这样就需要通过承载载玻片的金属轨道平台在横纵两个方向上的运动，带动载玻片运动从而将样本移动至镜头的下方进行观察。为了获得清晰的像，对不同的样本就需要调整镜头和载玻片的距离，以使得样本与镜头之间的距离在景深的范围内。在低倍镜的观测需求下，景深深，故而细微的载玻片曲面高度的变化实质上是不会影响成像的清晰度的。在需要在高倍放大的情况下景深浅，如在100倍以上的高倍放大下，载玻片曲面微米级的变化，就会使得样本超出景深的范围，为此就需要人工调整镜头和载玻片的距离。而一块载玻片上有众多样本，在高倍放大情况下，每观测一次样本就需要重新调整，效率非常低，这对科学研究和技术研发带来了极大的障碍。

在申请人早先申请的公开号为CN104730702的专利文献中，公开了一种实现连续扫描的显微扫描平台的拍摄方法。通过测算出载物台的高度变化，进而修正镜头与载物台上的标准玻片的距离调整的数值。但是，仍然没有解决载玻片曲面本身的曲面高度变化对显微镜拍摄图像的影响。

在公开号为CN102298206的发明专利文献中，公开了一种聚焦方法(参见说明书第0019段)根据摄像元件所生成的输出信号来计算表示照明视场光阑的焦点偏移度的特征量；并且根据所计算的特征量来驱动照明视场光阑焦点调节机构以调节照明视场光阑成像的成像位置。该专利文献中其是根据载玻片不同厚度部位所拍摄出来的两张图片的相差图像，并根据第一图像的输出信号与第二图像的输出信号之间的强度差来计算载玻片厚度变化量(即曲面高度变化)。位置控制部根据由厚度变化量计算块所计算的厚度变化量将镜台的位置朝着照明光学系统移动。上述方案提供了根据摄像元件所生成的输出信号来计算表示照明视场光阑的焦点偏移度的特征量；并且根据所计算的特征量来驱动照明视场光阑焦点调节机构以调节照明视场光阑成像的成像位置的聚焦方法。但实际上这种方法在大于100倍的高倍显微镜下误差很大，无法实现快速自动聚焦拍照扫描。

为此，申请人提供一种在高倍放大情况下，能够准确测算出载玻片曲面高度值的测算方法。并将其应用于显微镜的快速扫描的技术领域中。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种曲面物体的曲面高度值的测算方法，通过该方法能够测算出曲面物体上曲面高度值，具体的能够应用于测算显微镜载玻片的曲面高度值，并根据高度值修正显微镜镜头与载玻片之间的距离以提供出一种能够在高倍放大下，自动对载玻片上众多样本进行扫描拍照的方法和显微镜本身。

具体的，

一种曲面物体的曲面高度值的测算方法，

引入标准曲面物体，将标准曲面物体上的测量区域范围划分成为若干个面域，测量出每一个面域内标准测量点的位置坐标和若干个标准测量点高度值；

取另一个待测曲面物体，该待测曲面物体必须与标准曲面物体具有相同的尺寸以及相同材质；

将待测曲面物体上的测量区域范围划分出与标准曲面物体相同数目的面域；

测量待测曲面物体测量区域范围内若干个标准测量点的位置坐标和高度值，并带入测算待测曲面物体高度值的方程组中，获得关于位置坐标与高度值的函数方程；

将待测曲面物体曲面上任意一个面域的标准测量点位置坐标带入位置坐标与高度值的函数方程中测算获得该标准测量点的高度值。

本发明提供的曲面物体的曲面高度值的测算方法是针对同种材质，同种尺寸的物体所提出的技术方案，优选的是底面为矩形的物体。其中所述的测量区域范围是指利用成像工具所能成像的面积范围，成像工具如显微镜，摄像机，照相机但限于光学成像设备。通过光学设备的测量体系中获取标准的曲面物体的位置坐标，确定该曲面物体在平面坐标象限中的位置从而能够对测量区域范围内每一个点进行标记，并将测量出来的高度物理量转换成为显示系统显示和计算机程序能够计算的数据。这个在光学设备系统中表示高度物理量的数据定义为高度值。任何变化的物理现象都可以通过数学式表达出反应其变化规律定量计算方法，应用能够反应变化规律的数学式，输入一个可测量的量从而测算出符合该规律下的待测值，是本发明专利的技术思路。在本发明中可测量为标准曲面物体的位置坐标和标准曲面物体上面域内的标准测量点的高度值。在标准曲面物体是指在一种材质和尺寸下的模板物体。待测曲面物体是与标准曲面物体具有相同材质和尺寸的另一曲面物体。相同尺寸至少指具有相同的底面积或者具有相同的底面形状或者具有相同的长度和宽度。面域为成像工具一次成像的面积范围。标准测量点为成像工具的成像中心点投影于面域内的点。本发明就是通过测量一个标准曲面物体为模板的标准测量点的位置坐标和曲面上若干个高度值，利用数学式，测算出待测曲面物体的标准测量点的高度值。

进一步的，至少要测量出标准曲面物体的测量区域范围沿着X轴方向上边界线上全部标准测量点的高度值，沿着Y轴方向上边界线上全部标准测量点的高度值，以及相对于标准曲面物体的测量区域范围内位置坐标距离原点最远的标准测量点的高度值。

进一步的，所述的标准曲面物体与待测曲面物体上的标准测量点之间的位置坐标是一一对应关系。这里所谓的一一对应关系理解成为标准曲面物体与待测曲面物体的形状是完全相同的，放置于相同坐标系能够使得两个物体的位置坐标完全重合。

进一步的，基于测量设备测量过程中所建立的三位坐标系，在测量体系的X轴方向上、Y轴方向上划分表示长度测量单位的刻度值，则标准曲面物体和待测曲面物体的标准测量点的位置坐标能够通过坐标值表示出来，高度值通过测量设备通过电子设备测量并表示出来，高度值是可被电子计算机计算的数值，高度值对应的是标准测量点在测量设备的测量体系中Z轴方向上的位置。所谓的三维坐标系是虚拟的坐标系，通常情况下，在成像设备自身即构成了一个带有三维坐标系的设备。比如显微镜，其镜头运动所代表的竖直方向即为Z轴方向，放置载玻片的载物平台落入X-Y轴平面坐标系。本发明所述的建立虚拟的三维坐标系，应当理解为能够测量出曲面物体长宽以及在竖直方向上位置的测量体系来理解。X轴、Y轴方向，应当理解为表示物体测量区域范围的长度、宽度方向的意思，Z轴方向表示高度方向的意思。由于自动扫描显微镜是通过运动机构带动镜头运动的，其驱动运动的距离是通过设备给予微小的电压或者电流驱动的。

因此，均需要计算机的程序控制硬件设备，而高度值就是计算机程序能够“读懂”的数据不具备物理意义，通常是显微镜控制系统内的显示系统如显示屏所显示出来的数据。显微镜内的程序能够将高度值和位置量对应在一起，从而运动机构能够通过高度值将镜头驱动至对应的某一具体的位置。

优选的，所述的标准曲面物体和待测曲面物体的底面为矩形面。

一种显微镜载玻片曲面高度值的测算方法，

已知一个标准载玻片，将其测量区域范围划分出若干个面域，所述的测量区域范围沿X轴方向的长度为Lx，沿着Y轴方向的长度为Ly，测量区域范围内任意一个面域上的标准测量点B点的位置坐标为(x，y)，测量该点的高度值为Z_B(x，y)，则沿顺时针方向测量区域范围的四个角位置点的位置坐标为(0，0)，(Lx，0)，(Lx，Ly)，(0，Ly)，测量出测量区域范围内每一个面域的标准测量点位置坐标，至少测量出沿着X轴方向上和沿着Y轴方向上两条边界线的全部高度值Z_B(x，0)和Z_B(0，y)，以及位置坐标为(Lx，Ly)的高度值Z_B(Lx，Ly)；

取另一个待测载玻片，其与标准载玻片的尺寸相同，待测载玻片的测量区域范围的四个角位置点的位置坐标为(0，0)，(Lx，0)，(Lx，Ly)，(0，Ly)，高度值分别为Z_A(0，0)，Z_A(Lx，0)，Z_A(Lx，Ly)，Z_A(0，Ly)，则测量区域范围内必然存在一点A点，A点位置坐标为(x，y)其与标准载玻片测量区域范围内位置坐标为(x，y)的标准测量点对应，该点的高度值为Z_A(x，y)；

联立以下方程：

标准载玻片边界上的标准测量点的相对高度值计算公式：

其中，

z_B1＝Z_B(0，0)，z_B3＝Z_B(Lx，0)，z_B4＝Z_B(Lx，Ly)，

n_B1＝L_y(z_B1-z_B3)，n_B2＝L_x(z_B1-z_B5)，n_B3＝L_xL_y，(n_B1，n_B2，n_B3)为标准载玻片上经过位置坐标为(0，0)，(Lx，0)，(0，Ly)的三个标准测量点所构成的平面的法向量；

又，

待测载玻片上测量区域范围内任意一个标准测量点的相对高度值计算公式

其中，

f_x(x，a，L_x)为待测载玻片在X轴方向上边界高度值差函数，

f_y(y，b，L_y)为待测载玻片在Y轴方向上边界高度值差函数；

又，

位置坐标为(Lx，Ly)的标准测量点的相对高度值

其中，

z_A1＝Z_A(0，0)，z_A4＝Z_A(0，Ly)；

又，

n_A1＝L_y(zA1-z_A3)，nA₂＝L_x(z_A1-z_A5)，n_A3＝L_xL_y，

(4）

其中，

z_A3＝Z_A(Lx，Ly)，z_A5＝Z_A(0，Ly)；

待测载玻片上测量区域范围内任意一点相对高度值D_A(x，y)转为高度值Z_A(x，y)公式

将前面等式(1)，(2)，(3)，(4)，(5)联立获得关于未知数

a，b，z_A1，z_A3，z_A4，z_A5的方程组：

测量获得待测载玻片测量区域范围内任意至少六个标准测量点位置坐标和高度值获得输入项(x_i，y_i，z_i)带入方程组中，获得位置坐标与高度值的函数方程，再输入待测载玻片上任意一个标准测量点的位置坐标(x，y)获得对应的高度值Z_A(x，y)。载玻片为标准的矩形结构。显微镜自动扫描完成所扫描的全部面积为载玻片的区域面积，或者说在实际应用时平铺于载玻片上样本的区域面积成为测量区域面积。通过一张作为模板的标准载玻片的位置坐标和高度值，即可以测算出众多的待测载玻片的高度值。测量出载玻片曲面上任一一点的高度值并通过计算获得在测量体系中具体的位置点在精密仪器工业领域内具有很广阔的工业应用价值。

进一步的，所述的a为待测载玻片X轴方向上边界高度值差函数的参数，b为待测载玻片Y轴方向上边界高度值差函数的参数。

一种扫描方法，应用上述的显微镜载玻片曲面高度值的测算方法，能够获得放置于待测载玻片上任意一个面域上样本的图像且能够实现自动扫描获得放置于待测载玻片上所有的样本的图像。本发明的应用就在于，通过一张标准载玻片，应用本发明的方法即可以测算出众多的待测载玻片的高度值。高度值代表的是对应标准测量点在显微镜竖直方向上的位置。测算出每一个待测载玻片上的高度值后，实际上就可以推算出当前显微扫描成像设备每一个标准测量点之间的位置。清晰的扫描图像，需要成像设备与载玻片上的样本之间距离落入景深范围之内。当需要扫描某个标准测量点的上的样本图像时，只需要通过数据换算即可获得成像设备与载玻片上每一个标准测量点之间符合景深范围的相对位置，移动该成像设备至适当的位置即可获得清晰的图像。

一种显微镜，应用上述的显微镜载玻片曲面高度值的测算方法或者扫描方法，所述的显微镜具有一个运动机构，该运动机构能够上下移动以调整显微镜头与载玻片的距离。通过运用载玻片曲面高度值的测算方法测算获得显微镜扫描的区域范围内每个标准测量点的高度值。高度值代表的是在显微镜观察体系中，每个标准测量点高度位置物理量转换为显微镜计算系统中可计算的数据。因此每一个标准测量点的高度值实际上代表的是在显微镜观察体系中相对应的高度物理量。在一个固定的放大倍率的情况下，显微镜与载玻片上样本成像清晰时相对距离是固定的。因此，只要知道每个标准测量点在该显微镜观察体系中的高度值，即可得知成像清晰时显微镜镜头的高度值。显微镜将根据该高度值驱动运动机构自动调整镜头与载玻片的距离使得成像清晰，并对成像扫描或者拍摄成为图像数据保存。

具体步骤为按照以下方法对载玻片上的样本实现自动扫描成像并保存成数据：

步骤一：取一个标准载玻片，将其测量区域范围划分出若干个面域，所述的测量区域范围沿X轴方向的长度为Lx，沿着Y轴方向的长度为Ly，测量区域范围内任意一个面域上的标准测量点B点的位置坐标为(x，y)，测量该点的高度值为Z_B(x，y)，则沿顺时针方向测量区域范围的四个角位置点的位置坐标为(0，0)，(Lx，0)，(Lx，Ly)，(0，Ly)，测量出测量区域范围内每一个面域的标准测量点位置坐标，至少测量出沿着X轴方向上和沿着Y轴方向上两条边界线的全部高度值Z_B(x，0)和Z_B(0，y)，以及位置坐标为(Lx，Ly)的高度值Z_B(Lx，Ly)；

步骤二：取另一个待测载玻片，其与标准载玻片的尺寸相同，待测载玻片的测量区域范围的四个角位置点的位置坐标为(0，0)，(Lx，0)，(Lx，Ly)，(0，Ly)，高度值分别为Z_A(0，0)，Z_A(Lx，0)，Z_A(Lx，Ly)，Z_A(0，Ly)，则测量区域范围内必然存在一点A点，A点位置坐标为(x，y)其与标准载玻片测量区域范围内位置坐标为(x，y)的标准测量点对应，该点的高度值为Z_A(x，y)；

步骤三：获得的位置坐标和高度值数值带入以下方程中获得待测载玻片上的位置坐标与高度值的函数方程：

标准载玻片边界上的标准测量点的相对高度值计算公式：

其中，

z_B1＝Z_B(0，0)，z_B3＝Z_B(Lx，0)，z_B4＝Z_B(Lx，Ly)，nB₁＝L_y(z_B1-z_B3)，n_B2＝L_x(z_B1-z_B5)，n_B3＝L_xL_y，(n_B1，n_B2，n_B3)为标准载玻片上经过位置坐标为(0，0)，(Lx，0)，(0，Ly)的三个标准测量点所构成的平面的法向量；

又，

其中，

f_x(x，a，L_x)为待测载玻片在X轴方向上边界高度值差函数，

f_y(y，b，L_y)为待测载玻片在Y轴方向上边界高度值差函数；

又，

位置坐标为(Lx，Ly)的标准测量点的相对高度值

其中，

z_A1＝Z_A(0，0)，z_A4＝Z_A(0，Ly)；

又，

n_A1＝L_y(z_A1-z_A3)，n_A2＝L_x(z_A1-z_A5)，n_A3＝L_xL_y，

(4)

其中，

z_A3＝Z_A(Lx，Ly)，z_A5＝Z_A(0，Ly)；

待测载玻片上测量区域范围内任意一点相对高度值DA(x，y)转为高度值Z_A(x，y)公式

将前面等式(1)，(2)，(3)，(4)，(5)联立获得关于未知数

a，b，z_A1，z_A3，z_A4，z_A5的方程组：

测量获得待测载玻片测量区域范围内任意至少六个标准测量点位置坐标和高度值获得输入项(x_i，y_i，z_i)带入方程组中，获得位置坐标与高度值的函数方程，再输入待测载玻片上任意一个标准测量点的位置坐标(x，y)获得对应的高度值Z_A(x，y)；

步骤四：获得待测载玻片上每个面域内标准测量点的高度值后，显微镜的计算模块能够通过高度值推算出待测载玻片上每一个标准测量点所对应的面域内样本成像清晰时镜头与待测载玻片之间的距离，并获得成像清晰时镜头在显微镜测量体系范围内的位置点，运动机构驱动镜头移动至该点：

步骤五：当镜头移动至位置点后，显微镜自动对样本拍摄图像或者扫描成像，并转换成数据保存；

完成以上步骤后，驱动机构将移动载物台使得镜头位移至下一个标准测量点，由于已知了全部的标准测量点的高度值，以及景深固定，所以运动机构自动驱动镜头在竖直方向上位移使得镜头在观测每一个标准测量点时，镜头与载玻片之间的距离是适当的，符合景深范围的。依次原理，自动完成每一个标准测量点的自动成像。

本发明的益效果在于：能够准确的测算出任一张载玻片的曲面高度，并将这种测量曲面高度的方法应用到自动扫描显微镜里面，实现对载玻片上样本物体的显微快速图像扫描。尤其是在高倍放大的镜头下，越是能够体现出本发明在成像清晰度高，以及扫描速度快，效率高，自动化的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

附图1为本发明中显微镜扫描样本的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

显微镜载玻片曲面高度值的测算方法

实施例一：

标准玻片扫描：制备多张标准载玻片，取多张任意空白载玻片，在载玻片上均匀涂抹单层样本。将载玻片准确放置在扫描仪器的样本架上，设置软件确定一个长宽为2.5cmx1.5cm的扫描区域。抽样扫描此区域，X轴方向等间隔扫描27个视野，Y方向等间隔扫描13个视野全区域共抽样351个视野。样本滴油后，使用olympus公司NA1.25100x镜头聚焦第一行x(i，0)(i取值0至26)得到27个x轴上聚焦高度值Z_B(i，0)：

聚焦Y轴方向上第一行位置坐标为y(0，j)(j取值为0至12)得到13个y轴上聚焦高度值Z_B(0，j)；

聚焦位置坐标为(26，12)的高度值0.5

标准载玻片沿X轴方向上边界上的标准测量点的相对高度值

其中：x＝0，…26；

z_B1＝Z_B(0，0)，z_B3＝Z_B(Lx，0)，z_B4＝Z_B(Lx，Ly)n_B1＝L_y(z_B1-z_B3)，n_B2＝L_x(z_B1-z_B5)，n_B3＝L_xL_y；

则

D_B(i，0)，i＝0，…，26

标准载玻片沿Y轴方向上边界上的标准测量点的相对高度值

其中，y＝0，…12

z_B1＝Z_B(0，0)，z_B3＝Z_B(Lx，0)，z_B4＝Z_B(Lx，Ly)，n_B1＝L_y(z_B1-z_B3)，n_B2＝L_x(z_B1-z_B5)，n_B3＝L_xL_y，

则

D_B(0，j)，j＝0，…，12

扫描待测载玻片：在待测载玻片滴油后，精确放置在样本载玻片架上，在软件中选择351个抽样扫描视野中的任意6个(为提高计算精度，6个点的选择条件为：1，覆盖区域尽量大；2，6点分布为：5点构成5边形，第6点在5边形中央)。这6点位置坐标(x_i，y_i)，i＝1，…，6为(0，0)，(13，0)，(26，0)，(0，6)，(0，12)，(26，12)

使用，使用olympus公司NA1.25 100x镜头聚焦这6个点的聚焦高度值z_i，i＝1，…，6为5.59 9.770 7.127 8.053 7.674 9.27

取待测载玻片在X轴方向上边界高度值差函数为

待测载玻片在Y轴方向上边界高度值差函数为

位置坐标为(Lx，Ly)的标准测量点的相对高度值

其中，

z_A1＝Z_A(0，0)，z_A4＝Z_A(0，Ly)

又

n_A1＝L_y(z_A1-z_A3)，n_A2＝L_x(z_A1-z_A5)，n_A3＝L_xL_y，(4)

其中，z_A3＝Z_A(Lx，Ly)，z_A5＝Z_A(0，Ly)

又，

将前面等式(1)，(2)，(3)，(4)，(5)联立，获得关于未知数

a，b，z_A1，z_A3，z_A4，z_A5的方程组：

解得未知数a，b，z_A1，z_A3，z_A4，z_A5的值分别为

3.7463，1.2755，5.59，7.127，10.530，7.674

代入公式(6)，计算得到(x_i，y_i)，i＝0，…，12，j＝0，…，26共351个抽样聚焦点的高度值Z_A(x_i，y_i)，i＝0，…，12，j＝0，…，26的全部高度值如下：

获得，全部351个聚焦点的高度值数据表：

实施例二，显微镜显微扫描方法：

应用实施例一所获得的显微镜载玻片曲面高度值，扫描载玻片上样本图样。

在载玻片上均匀涂抹单层样本(本例为大小均一微球)。设置软件确定一个2.5cmx1.5cm的扫描区域。显微镜抽样扫描此区域，X轴方向等间隔扫描27个视野，Y方向等间隔扫描13个视野全区域共抽样351个视野。微球均匀分布于该351个视野区域范围内。

通过实施例一的方法，获得351视野区域范围内聚焦点的高度值。在NA1.25100x镜头下，显微镜头的景深是固定的，因此需要调整对应的聚焦点下镜头与样本之间的距离Δh满足景深范围之内即可。如我们知道Z_A(x₀，y₀)＝5.59，并保证在该抽样扫描时样本与镜头的距离满足景深范围，则扫描Z_A(x₁₂，y₂₆)＝9.27时，显微镜头的运动机构将会自动移动到Z_A(x₁₂，y₂₆)所对应的高度，并保证在这个高度时，样本与镜头的距离仍然在景深范围内成像清晰。由于自动技术，使得镜头能够依次沿着351个抽样点自动移动对各点的高度值上拍摄各视野照片，完成2.5cmx1.5cm的扫描区域的抽样扫描。

要着重说明的是，同一张标准载玻片在不同的设备中所测量获得的高度值是不一样的。但是高度值所对应的测量体系中的位置点是一样的，更清楚的说是载玻片上标准测量点之间的相对距离是固定的。为此在不同测量体系下，同一载玻片测量高度值变化并不会影响标准测量点之间的距离变化，运动机构仍然能够驱动镜头至该测量设备的测量体系下的高度值所对应的位置点，完成镜头移动至相应位置点成像清晰的目标和自动扫描的目的。

本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种显微镜载玻片曲面高度值的测算方法，

联立以下方程：

标准载玻片边界上的标准测量点的相对高度值计算公式：

其中，

z_B1＝Z_B(0，0)，z_B3＝Z_B(Lx，0)，z_B4＝Z_B(Lx，Ly)，

n_B1＝L_y(z_B1-z_B3)，n_B2＝L_x(z_B1-z_B5)，n_B3＝L_xL_y，

(n_B1，n_B2，n_B3)为标准载玻片上经过位置坐标为(0，0)，(Lx，0)，(0，Ly)的三个标准测量点所构成的平面的法向量；

又，

其中，

f_x(x，a，L_x)为待测载玻片在X轴方向上边界高度值差函数，其中所述的a为待测载玻片X轴方向上边界高度值的参数，

f_y(y，a，L_y)为待测载玻片在Y轴方向上边界高度值差函数，b为待测载玻片Y轴方向上边界高度值的参数；

又，

位置坐标为(Lx，Ly)的标准测量点的相对高度值

其中，

Z_A1＝Z_A(0，0)，z_A4＝Z_A(0，Ly)；

又，

n_A1＝L_y(z_A1-z_A3)，n_A2＝L_x(z_A1-z_A5)，n_A3＝L_xL_y，

(4)

其中，

z_A3＝Z_A(Lx，Ly)，z_A5＝Z_A(0，Ly)；

将前面等式(1)，(2)，(3)，(4)，(5)联立获得关于未知数

a，b，z_A1，z_A3，z_A4，z_A5的方程组：

测量获得待测载玻片测量区域范围内任意至少六个标准测量点位置坐标和高度值获得输入项(x_i，y_i，z_i)带入方程组中，获得位置坐标与高度值的函数方程，再输入待测载玻片上任意一个标准测量点的位置坐标(x，y)获得对应的高度值Z_A(x，y)。

2.一种扫描方法，应用权利要求1所述的一种显微镜载玻片曲面高度值的测算方法，其特征在于，能够获得放置于待测载玻片上任意一个面域上样本的图像且能够实现自动扫描获得放置于待测载玻片上所有的样本的图像。