TW202137137A - 顯微成像拼接裝置及其方法 - Google Patents

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黃遠鵬
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Abstract

一種應用於檢測待測皮膚的顯微成像拼接裝置,包括光學腔體、分光器、影像感測器、位移感測器以及控制電路,光學腔體接觸待測皮膚且接收反射自待測皮膚的反射光,分光器通過顯微鏡頭接收反射光,且沿著兩相異方向分別輸出待測光至影像感測器以及位移感測器,控制電路接收影像感測器的影像訊號以及位移感測器的位移訊號,且依據多數個位移訊號將多數個影像訊號拼接為拼接影像。本發明更提供一種應用於檢測待測皮膚的顯微成像拼接方法。

Description

顯微成像拼接裝置及其方法
本發明係有關一種成像拼接裝置及其方法,尤指應用於顯微成像且可呈現待測皮膚之曲率的一種顯微成像拼接裝置及其方法。
目前市面上一般的數位顯微裝置,無論是手持式的消費性電子顯微鏡、手機外掛顯微鏡頭或桌上型的生物顯微鏡,其使用方式都只能針對待測物表面做有限視野的放大倍率的顯微影像的觀察,其所能觀察到的範圍大小受限於光學顯微系統的光路設計或電子元件(例如CCD或CMOS)之大小限制,假如觀察者所選取的鏡頭倍數越高,視野範圍也就越小。此時若是欲觀察的待測區域大於視野範圍的話,就必須移動數位顯微裝置或是移動待測物到不同區域進行觀察。對於放大倍率相對一般肉眼較高之顯微觀測領域來說,較高階的商用生物顯微鏡可進一步藉由拍攝連續相鄰的數張照片,再分別顯示放大後的各張照片,以觀察與分析較大視野區域下之各放大照片的細節,尤其對於判斷某一特定區域之生物特徵極其重要(例如,大範圍病理特徵分析、病徵擴散狀態等等)。
儘管現有技術可分別顯示放大後的各張照片,但對於人體面積最大的器官 “皮膚” 來說,並沒有辦法一次性地呈現具有數位顯微裝置之數倍視野的單一顯微圖像。進一步而言,前述現有技術的各張照片皆是二維(two-dimentional)的平面照片,若欲觀察的表面為非平面,例如人體的皮膚,無論是臉部皮膚、四肢皮膚或軀幹等各部位皮膚,都是立體曲面的而非平面,若僅顯示平面影像會因為透視變形(perspective distortion)而扭曲了皮膚上的幾何特徵,例如桶狀變形(barrel distortion)或枕狀變形(pincushion distortion),在使用時容易造成誤判。因此,現行數位顯微裝置無法解決前述使用情境之需求。
為此,如何設計出一種顯微成像拼接裝置及其方法,特別是解決現有技術之無法改善皮膚幾何特徵之透視變形以及無法一次性地呈現具有數倍視野的單一顯微圖像的技術問題,乃為本案發明人所研究的重要課題。
本發明之一目的在於提供一種顯微成像拼接裝置,解決現有技術之無法一次性地呈現具有數倍視野的單一顯微圖像的技術問題,且能夠改善因為皮膚幾何特徵之透視變形,達到方便進行大範圍顯微圖像判讀以及提升判讀準確率之目的。
為了達到前述目的,本發明所提出的顯微成像拼接裝置應用於檢測待測皮膚,所述顯微成像拼接裝置包括光學腔體、分光器、影像感測器、位移感測器以及控制電路。其中,光學腔體具有彼此平行設置之第一平面以及第二平面的截頂正圓錐體,小於第二平面的第一平面接觸待測皮膚,第二平面對第一平面發光且接收反射自待測皮膚的反射光。分光器通過顯微鏡頭接收反射光,且沿著兩相異方向輸出第一待測光以及第二待測光。影像感測器接收第一待測光,且輸出影像訊號。位移感測器接收第二待測光,且輸出位移訊號。控制電路耦接影像感測器以及位移感測器,控制電路接收影像訊號以及位移訊號,且依據多數個位移訊號將多數個影像訊號拼接為拼接影像。
進一步而言,控制電路更接收至少一皮膚部位標記,各皮膚部位標記包括對應各待測皮膚的預設曲率,且控制電路依據多數個位移訊號以及至少一皮膚部位標記將多數個影像訊號拼接為具有預設曲率的拼接影像。
進一步而言,所述之顯微成像拼接裝置更包括耦接控制電路的三軸陀螺儀,三軸陀螺儀固設於殼體內,且輸出三維訊號至控制電路,控制電路接收影像訊號、位移訊號以及三維訊號,且依據多數個位移訊號以及多數個三維訊號將多數個影像訊號拼接為具有實際曲率的拼接影像。
進一步而言,所述之顯微成像拼接裝置更包括環設於第二平面的多數個光單元,多數個發光單元朝第一平面發光,且多數個發光單元的每一個之側邊的延伸線與第一平面之法線所夾的最小角度為30°。
進一步而言,在控制電路接收其中一影像訊號時,控制電路依據閥值以及至少一位移訊號,判斷是否繼續接收另一影像訊號。
進一步而言,閥值為2mm,且影像感測器的視野為3mm x 3mm。
進一步而言,第一待測光之光強度佔反射光之光強度的比例為99%、95%或90%,第二待測光之光強度佔反射光之光強度的比例為1%、5%或10%。
本發明之另一目的在於提供一種顯微成像拼接方法,解決現有技術之無法一次性地呈現具有數倍視野的單一顯微圖像的技術問題,且能夠改善因為皮膚幾何特徵之透視變形,達到方便進行大範圍顯微圖像判讀以及提升判讀準確率之目的。
為了達到前述另一目的,本發明所提出的顯微成像拼接方法應用於檢測待測皮膚,所述顯微成像拼接方法包括下列步驟:自截頂正圓錐體對待測皮膚發光;分光器通過顯微鏡頭接收反射自待測皮膚的反射光,且沿著兩相異方向輸出第一待測光以及第二待測光;影像感測器接收第一待測光且輸出影像訊號;位移感測器接收第二待測光且輸出位移訊號;以及控制電路接收影像訊號以及位移訊號,且依據多數個位移訊號將多數個影像訊號拼接為拼接影像。
進一步而言,控制電路更接收至少一皮膚部位標記,各皮膚部位標記包括對應各待測皮膚的預設曲率,且控制電路依據多數個位移訊號以及至少一皮膚部位標記將多數個影像訊號拼接為具有預設曲率的拼接影像。
進一步而言,控制電路更接收三維訊號,且依據多數個位移訊號以及多數個三維訊號將多數個影像訊號拼接為具有實際曲率的拼接影像。
進一步而言,所述之顯微成像拼接方法更包括一步驟:在控制電路接收其中一影像訊號時,控制電路依據閥值以及至少一位移訊號,判斷是否繼續接收另一影像訊號。
進一步而言,閥值為2mm,且影像感測器的視野為3mm x 3mm。
進一步而言,影像感測器的視野之周緣內縮1mm的區域為其中一影像訊號與另一影像訊號進行影像拼接的重疊處。
進一步而言,第一待測光之光強度佔反射光之光強度的比例為99%、95%或90%,第二待測光之光強度佔反射光之光強度的比例為1%、5%或10%。
進一步而言,所述之顯微成像拼接方法更包括一步驟:截頂正圓錐體於待測皮膚上進行速度為1mm/s的移動。
在使用本發明所述之顯微成像拼接裝置時,是通過光學腔體接收反射自待測皮膚的反射光,接著由分光器輸出第一待測光至影像感測器(例如CCD或CMOS),且輸出第二待測光至位移感測器(例如光學式XY二維感測器),由於反射光的大多數的能量還是分配給予影像感測器,故不會對後續拼接影像之建立造成影響,又因為位移感測器與影像感測器可以是同步進行地(若控制電路判斷位移訊號大於閥值),故控制電路能夠均勻地且平滑地對多數個影像訊號進行拼接處理。詳細地來說,可在量測前輸入或預設儲存對應各待測皮膚的皮膚部位標記,由於各皮膚部位標記包括各待測皮膚的曲率(例如人體下巴皮膚的曲率大於人體額頭皮膚的曲率),控制電路可依據多數個位移訊號以及皮膚部位標記,將多數個影像訊號拼接為具有曲率的拼接影像,所述曲率可以是符合大多數人體皮膚型態之預設值,可以使控制電路獲得相較於傳統完全平面圖像具有較少透視變形之拼接影像,有效降低對於皮膚幾何特徵之誤判,如搭配耦接控制電路的三軸陀螺儀則可更進一步地獲得具有精確曲率的拼接影像。
為此,本發明所述的顯微成像拼接裝置能夠解決現有技術之無法一次性地呈現具有數倍視野的單一顯微圖像的技術問題,且能夠改善因為皮膚幾何特徵之透視變形,達到方便進行大範圍顯微圖像判讀以及提升判讀準確率之目的。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,相信本發明特徵與特點,當可由此得一深入且具體之瞭解,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式,熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用,本發明說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
須知,本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等,均僅用以配合說明書所揭示之內容,以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀,並非用以限定本發明可實施之限定條件,故不具技術上之實質意義,任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整,在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下,均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明,配合圖式說明如下。
請參閱圖1至圖2。其中,圖1為本發明顯微成像拼接裝置的系統架構圖,圖2為本發明顯微成像拼接裝置之第一實施例的架構示意圖。
在本發明所述之第一實施例中,顯微成像拼接裝置包括光學腔體10、分光器20、影像感測器30、位移感測器40、控制電路50以及三軸陀螺儀60。其中,光學腔體10具有彼此平行設置之第一平面11以及第二平面12的截頂正圓錐體,小於第二平面12的第一平面11直接地接觸待測皮膚1,第二平面12對第一平面11發光且接收反射自待測皮膚1的反射光100。進一步而言,本發明所述之顯微成像拼接裝置更包括環設於第二平面12的多數個發光單元122,且第二平面12穿設有接收反射光100的顯微鏡頭121。多數個發光單元122朝第一平面11發光,且照射接觸於第一平面11的待測皮膚1。多數個發光單元122的每一個之側邊的延伸線與第一平面11之法線所夾的最小角度為30°。其中,第一平面11的側邊與第二平面12的側邊之間具有不透光的環狀面13,環狀面13上覆設有用以反射光線的鋁金屬薄膜。在本發明之第一實施例中,多數個發光單元122包括彼此交錯排列的多數個白光發光單元(圖中未示)以及多數個激發光發光單元(圖中未示),多數個白光發光單元不會與多數個激發光發光單元同時發光,且各激發光發光單元所發出波長介於350奈米至400奈米之間的激發光,用以使人體皮膚激發出螢光。
尤其是,激發光的最佳化的特定波長為365奈米(誤差值於正負5奈米之內),屬於紫外光(UV)。以容易引起皮膚疾病的痤瘡丙酸桿菌(propionibacterium acnes)為例,其是一種常見於皮膚表層毛孔內之菌群,也是造成粉刺(acne)的主要原因之一。皮膚上之毛孔清潔乾淨程度,也影響了引發皮膚疾病的機率,但是一般毛孔平均孔徑只有大約0.9mm,需要用顯微鏡才能觀察。但一般以可見光做為主要光源的數位式顯微裝置,由於其波長限制而難以有效分辨與觀察出毛孔內的痤瘡丙酸桿菌的滋生狀況與是否被有效清潔。為此,需要螢光顯微鏡進行檢測。前述痤瘡丙酸桿菌在代謝過程中會產生一種叫 “紫質” (porphyrin)的化學物質,而紫質的化學結構可以被屬於紫外光波段的激發光(主要吸收峰值為365nm)激發出可見光波段的橘紅光螢光(主要放射峰值為660nm)。因此可以藉由觀察橘紅光點的光強度、點狀區域大小、點狀分佈來間接得知痤瘡丙酸桿菌在各皮膚區域的滋生情形。前述痤瘡丙酸桿菌僅示例性地說明,本發明之應用不受此限制。
分光器20通過顯微鏡頭121接收反射光100,且沿著兩相異方向輸出第一待測光101以及第二待測光102。進一步而言,分光器20將第一待測光101輸出至影像感測器30,分光器20將第二待測光102輸出至位移感測器40。在本發明所述之第一實施例中,所述分光器20可以是光束分離器(bean splitter),其可包括諧波分離器(harmonic separator)或二向色分束鏡(dichroic beam splitter)。分光器20通過將屬於某波長範圍之反射光100的部分能量進行反射而形成第二待測光102,且將屬於其餘波長範圍之反射光100的部分能量進行透射而形成第一待測光101。在本發明所述之第一實施例中,第一待測光101之光強度佔反射光100之光強度的比例可以是99%、95%或90%,第二待測光102之光強度佔反射光100之光強度的比例可以是1%、5%或10%。即是,第一待測光101與第二待測光102的關係為99%:1%、95%:5%或90%:10%。由於反射光100的大多數的能量還是分配給予影像感測器30,故不會對後續拼接影像之建立造成影響。所述分光器20可用於螢光能量共振轉移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)、即時活細胞成像(real-time live-cell imaging)或螢光成像(fluorescence imaging)等領域,然而前述僅示例性地說明,本發明之應用不受此限制。
影像感測器30接收第一待測光101且輸出影像訊號103。其中,所述影像感測器30可以是CCD或CMOS所構成的感光元件,且可包括微透鏡(micro lens)結構加強CCD或CMOS的低光感測靈敏度。在本發明之第一實施例中,由顯微鏡頭121與影像感測器30所構成之視野(FOV)為3mm x 3mm。使用時,可以截頂正圓錐體的第一平面11平貼著待測物表面(例如臉部皮膚)做掃描式的移動,例如進行速度為1mm/s的移動,並同時連續或非連續的拍照以獲得拼接用的照片集。
位移感測器40接收第二待測光102且輸出位移訊號104。其中,所述位移感測器40可以是光學式XY二維感測器。所述光學式XY二維感測器可包括低解析度CMOS以及微控制器(MCU),藉由低解析度CMOS之快速處理的特點快速地判斷前後連續兩張影像的差異,其速度可達到1500pc/s(張/秒)。藉此,可以使MCU通過數位影像關聯與追蹤(digital image correlation and tracking, DIC and tracking)的相關技術,得知當前視野之影像移動的方向或位移感測器40移動的方向,進而輸出包括(X, Y)之二維數值的位移訊號104供後續應用,而其中的X、Y的每一個數值代表了相對於一預設之絕對零點之各方向的移動距離。由於前述第一平面11是接觸待測皮膚1,故另一維度Z為定值不需檢測(如圖2所示)。值得一提的是,在XY之二維方向的位移感測上,無法選擇其他感測方式像是物理性的三軸加速度計(accelerometer)做為替代,其主要原因是三軸加速度計之位移的速度很低。進一步而言,規格屬於low g的加速度計其精度亦顯不足,而可用於光學滑鼠用的光學式XY二維感測器的精度則可足夠皮膚顯微成像之應用,而且利用原本光路直接對反射光100分光後即可達成,整合設計較容易。
控制電路50耦接影像感測器30以及位移感測器40,控制電路50接收影像訊號103、位移訊號104以及皮膚部位標記105,且依據多數個位移訊號104以及皮膚部位標記105,將多數個影像訊號103拼接為具有預設曲率的拼接影像106,且控制電路50將拼接影像106輸出至顯示單元70。所述預設曲率可以是預先內建且儲存的,且各皮膚部位標記105包括對應各待測皮膚的預設曲率,即本發明可預先內建虛擬臉部影像。所述控制電路50可以是包括影像訊號處理器(image signal processor, ISP)的電路板。在本發明之第一實施例中,影像感測器30所構成之視野(例如3mm x 3mm)的周緣內縮1mm的區域為其中一影像訊號103與另一影像訊號103進行顯微成像拼接(microscopic imaging stitching)的重疊處,可做為影像疊合(superimposed images)、轉折處的曲線擬合(curve fitting)、消除雜訊或影像紋理修飾等用途。其中,控制電路50是通過傳輸線80耦接顯示單元70,從而使拼接影像106通過傳輸線80輸出至顯示單元70。
三軸陀螺儀60固設於耦接第二平面12的殼體2內,且輸出三維訊號107至控制電路50。控制電路50接收影像訊號103、位移訊號104、皮膚部位標記105以及三維訊號107,且依據多數個位移訊號104、皮膚部位標記105以及多數個三維訊號107將多數個影像訊號103拼接為具有實際曲率的拼接影像106。所述實際曲率可以是具有當前待測者之真實人臉表面的真實曲率,且可以由實際量測待測者之人臉表面的多數個三維訊號107而獲得。在本發明之第一實施例中,所述三維訊號107包括了(a, b, c)之三維數值,而其中a、b、c的每一個數值代表了相對於一預設之絕對零點之各方向的旋轉角度(如圖2所示)。進一步而言,在控制電路50接收其中一影像訊號103時,控制電路50依據閥值以及至少一位移訊號104,判斷是否繼續接收另一影像訊號103。在本發明之第一實施例中,所述閥的值可以是2mm,即當控制電路50判斷影像訊號103與當前位置已位移了2mm時,則接收另一影像訊號103進行影像拼接。由於座標的定義是以一個視野為一個點(例如3mm x 3mm的中心點),故連續兩個影像訊號103以相距2mm的方式重疊即產生前述1mm的重疊處。
請參閱圖3所示,為本發明顯微成像拼接裝置之皮膚部位標記示意圖。其中,各皮膚部位標記105包括各待測皮膚1的預設曲率。在本發明之第一實施例中,皮膚部位標記105可以包括額頭A、右眼B、左眼C、右頰D、左頰E以及下巴F。由於考量到在實際檢測人體皮膚時,並非必要對整個臉部或甚至是全身皮膚進行完整的檢測才得以顯示當前檢測區域是位於人體之正確相對位置。為此,可以在對待測皮膚1進行檢測前或檢測同時輸入皮膚部位標記105,由於控制電路50可以通過皮膚部位標記105知道目前正在檢測的人體部位是在哪裡,故就算沒有對整個臉部或甚至是全身皮膚進行完整的檢測,顯示單元70依然可以依據各皮膚部位標記105對於各待測皮膚1的預設曲率等等數值的差異,而於一虛擬臉部影像上呈現已檢測之部分人體皮膚的拼接影像106。例如皮膚部位標記105是右眼B時,顯示單元70呈現的拼接影像106不會因誤判而呈現為左眼C。又進一步而言,由於本發明可結合對應各待測皮膚的預設曲率以及三軸陀螺儀60所輸出的三維訊號107,因此本發明之顯微成像拼接裝置可以使所述虛擬臉部影像與所依據真實所檢測待測皮膚1所獲得的三維數值(a, b, c)相互搭配且彼此部分地組合以形成更精確之人臉影像。或者是,亦可以在所述虛擬臉部影像的基礎上,依據真實所檢測待測皮膚1所獲得的三維數值(a, b, c)修正虛擬臉部影像,進而呈現符合真實狀況的拼接影像106,即控制電路可以依據實際曲率對預設曲率進行實時地同步修正。然而前述僅示例性地說明,本發明之應用不受此限制。
請參閱圖4以及圖5所示,為本發明顯微成像拼接裝置之拼接影像示意圖。在實際使用本發明之顯微成像拼接裝置時,在影像訊號103必須是連續的條件之下控制電路50才有辦法進行影像拼接。如圖4所示,在第一平面11於待測皮膚1上的移動路徑3中,多數個影像訊號103是依序地進行拼接以及部分重疊。當遇到非平面的待測皮膚1時,控制電路50依據皮膚部位標記105以及三維訊號107,對多數個影像訊號103進行曲率(即1/R,其中R為曲率半徑)的實時修正,控制電路50可以對轉折處的多數個影像訊號103進行曲線擬合(curve fitting),使之產生平滑(smooth)的曲線,或可達到訊號降噪之效果。
三軸陀螺儀60則是用來量測每一個視野(例如3mm x 3mm)的絕對旋轉角度或是相對前一影像訊號103的相對旋轉角度,再加上X、Y的位移量,即可整合五個物理量(X、Y、a、b、c)拼接出三維立體的表面影像。有點像是三維的立體拼圖,每一塊拼圖都具有獨自的以及本身所拍攝的視野。因為每一次的掃描都是獨立的事件,即重新歸零的原點(絕對零點),當影像感測器30拍攝了第一張照片後有了原點的(x=0, y=0, a=0, b=0, c=0)後開始移動。若通過軟體或演算法定義為視野每移動2mm即拍攝另一張照片,且位移感測器40已經從絕對零點移動超過了2mm之後即觸發(trigger)控制電路50擷取另一影像訊號103,使影像感測器30進行拍照的動作,且同時控制電路50也擷取了三軸陀螺儀60的三維訊號107。即可獲得例如為(x=2,y=1, a=1, b=1, c=1)的資訊,使控制電路50對連續兩個影像訊號103於三維空間中進行拼接。
圖6為本發明顯微成像拼接裝置之第二實施例的架構示意圖。本發明之第二實施例與前述第一實施例大致相同,惟殼體2包覆至環狀面13外,使第一平面11露出,且於殼體2外配置有按鈕200以及指示燈201。所述按鈕200得以讓使用者定義對待測皮膚1進行掃描檢測的起點與終點。指示燈201可顯示當前檢測模式或電力狀態。前述之實體的按鈕200亦可由軟體上之虛擬按鈕取代,然而前述僅示例性地說明,本發明之應用不受此限制。
在使用本發明所述之顯微成像拼接裝置時,是通過光學腔體10接收反射自待測皮膚1的反射光,接著由分光器20輸出第一待測光101至影像感測器30(例如CCD或CMOS),且輸出第二待測光102至位移感測器40(例如光學式XY二維感測器),由於反射光100的大多數的能量還是分配給予影像感測器30,故不會對後續拼接影像之建立造成影響,又因為位移感測器40與影像感測器30可以是同步進行地(若控制電路判斷位移訊號大於閥值),故控制電路50能夠均勻地且平滑地對多數個影像訊號103進行拼接處理。詳細地來說,可在量測前輸入或預設儲存對應各待測皮膚1的皮膚部位標記105,由於各皮膚部位標記105包括各待測皮膚1的曲率(例如人體下巴皮膚的曲率大於人體額頭皮膚的曲率),控制電路50可依據多數個位移訊號104以及皮膚部位標記105,將多數個影像訊號103拼接為具有曲率的拼接影像106,可以使控制電路50獲得相較於傳統完全平面圖像具有較少透視變形之拼接影像106,有效降低對於皮膚幾何特徵之誤判。當遇到非平面的待測皮膚1時,控制電路50依據皮膚部位標記105以及三軸陀螺儀60的三維訊號107,對多數個影像訊號103進行曲率(即1/R)的實時修正。如圖7所示,為本發明顯微成像拼接裝置之臉部皮膚成像示意圖。
對於皮膚科之顯微影像之判斷分析,本發明可提供前所未有之觀察方式,克服了傳統數位見樹不見林(只見小區域卻不見大範圍)之缺點,同時在技術上捨棄純用影像特徵的方式做影像拼接,本發明配合實際物理量參數(X、Y、a、b、c)可以知道實際影像的空間分佈,進而建構出真實尺寸的三維表面分佈模型,可利於視覺化的判讀與比較追蹤,提供更多的影像資訊。
為此,本發明所述的顯微成像拼接裝置能夠解決現有技術之無法一次性地呈現具有數倍視野的單一顯微圖像的技術問題,且能夠改善因為皮膚幾何特徵之透視變形,達到方便進行大範圍顯微圖像判讀以及提升判讀準確率之目的。
以上所述,僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式,惟本發明之特徵並不侷限於此,並非用以限制本發明,本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準,凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例,皆應包括於本發明之範疇中,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
1:待測皮膚
2:殼體
3:移動路徑
10:光學腔體
11:第一平面
12:第二平面
13:環狀面
20:分光器
30:影像感測器
40:位移感測器
50:控制電路
60:三軸陀螺儀
70:顯示單元
80:傳輸線
100:反射光
101:第一待測光
102:第二待測光
103:影像訊號
104:位移訊號
105:皮膚部位標記
106:拼接影像
107:三維訊號
121:顯微鏡頭
122:發光單元
A:額頭
B:右眼
C:左眼
D:右頰
E:左頰
F:下巴
R:曲率半徑
200:按鈕
201:指示燈
圖1為本發明顯微成像拼接裝置的系統架構圖;
圖2為本發明顯微成像拼接裝置之第一實施例的架構示意圖;
圖3為本發明顯微成像拼接裝置之皮膚部位標記示意圖;
圖4以及圖5為本發明顯微成像拼接裝置之拼接影像示意圖;
圖6為本發明顯微成像拼接裝置之第二實施例的架構示意圖;以及
圖7為本發明顯微成像拼接裝置之臉部皮膚成像示意圖。
1:待測皮膚
2:殼體
3:移動路徑
10:光學腔體
11:第一平面
12:第二平面
13:環狀面
20:分光器
30:影像感測器
40:位移感測器
50:控制電路
60:三軸陀螺儀
70:顯示單元
80:傳輸線
100:反射光
101:第一待測光
102:第二待測光
103:影像訊號
104:位移訊號
105:皮膚部位標記
106:拼接影像
107:三維訊號
121:顯微鏡頭
122:發光單元

Claims (15)

  1. 一種顯微成像拼接裝置,應用於檢測一待測皮膚,包括: 一光學腔體,具有彼此平行設置之一第一平面以及一第二平面的一截頂正圓錐體,小於該第二平面的該第一平面接觸該待測皮膚,該第二平面對該第一平面發光且接收反射自該待測皮膚的一反射光; 一分光器,通過一顯微鏡頭接收該反射光,且沿著兩相異方向輸出一第一待測光以及一第二待測光; 一影像感測器,接收該第一待測光,且輸出一影像訊號; 一位移感測器,接收該第二待測光,且輸出一位移訊號;以及 一控制電路,耦接該影像感測器以及該位移感測器,該控制電路接收該影像訊號以及該位移訊號,且依據多數個該位移訊號將多數個該影像訊號拼接為一拼接影像。
  2. 如請求項1所述之顯微成像拼接裝置,其中,該控制電路更接收至少一皮膚部位標記,各該皮膚部位標記包括對應各該待測皮膚的一預設曲率,且該控制電路依據多數個該位移訊號以及該至少一皮膚部位標記將多數個該影像訊號拼接為具有該預設曲率的該拼接影像。
  3. 如請求項1所述之顯微成像拼接裝置,更包括耦接該控制電路的一三軸陀螺儀,該三軸陀螺儀固設於一殼體內,且輸出一三維訊號至該控制電路,該控制電路接收該影像訊號、該位移訊號以及該三維訊號,且依據多數個該位移訊號以及多數個該三維訊號將多數個該影像訊號拼接為具有一實際曲率的該拼接影像。
  4. 如請求項1所述之顯微成像拼接裝置,更包括環設於該第二平面的多數個發光單元,該多數個發光單元朝該第一平面發光,且該多數個發光單元的每一個之側邊的延伸線與該第一平面之法線所夾的最小角度為30°。
  5. 如請求項1所述之顯微成像拼接裝置,其中,在該控制電路接收其中一該影像訊號時,該控制電路依據一閥值以及至少一該位移訊號,判斷是否繼續接收另一該影像訊號。
  6. 如請求項5所述之顯微成像拼接裝置,其中,該閥值為2mm,且該影像感測器的視野為3mm x 3mm。
  7. 如請求項1所述之顯微成像拼接裝置,其中,該第一待測光之光強度佔該反射光之光強度的比例為99%、95%或90%,該第二待測光之光強度佔該反射光之光強度的比例為1%、5%或10%。
  8. 一種顯微成像拼接方法,應用於檢測一待測皮膚,包括: 自一截頂正圓錐體對該待測皮膚發光; 一分光器通過一顯微鏡頭接收反射自該待測皮膚的一反射光,且沿著兩相異方向輸出一第一待測光以及一第二待測光; 一影像感測器接收該第一待測光且輸出一影像訊號; 一位移感測器接收該第二待測光且輸出一位移訊號;以及 一控制電路接收該影像訊號以及該位移訊號,且依據多數個該位移訊號將多數個該影像訊號拼接為一拼接影像。
  9. 如請求項8所述之顯微成像拼接方法,其中,該控制電路更接收至少一皮膚部位標記,各該皮膚部位標記包括對應各該待測皮膚的一預設曲率,且該控制電路依據多數個該位移訊號以及該至少一皮膚部位標記將多數個該影像訊號拼接為具有該預設曲率的該拼接影像。
  10. 如請求項8所述之顯微成像拼接方法,其中,該控制電路更接收一三維訊號,且依據多數個該位移訊號以及多數個該三維訊號將多數個該影像訊號拼接為具有一實際曲率的該拼接影像。
  11. 如請求項8所述之顯微成像拼接方法,更包括一步驟: 在該控制電路接收其中一該影像訊號時,該控制電路依據一閥值以及至少一該位移訊號,判斷是否繼續接收另一該影像訊號。
  12. 如請求項11所述之顯微成像拼接方法,其中,該閥值為2mm,且該影像感測器的視野為3mm x 3mm。
  13. 如請求項11所述之顯微成像拼接方法,其中,該影像感測器的視野之周緣內縮1mm的一區域為其中一該影像訊號與另一該影像訊號進行影像拼接的重疊處。
  14. 如請求項8所述之顯微成像拼接方法,其中,該第一待測光之光強度佔該反射光之光強度的比例為99%、95%或90%,該第二待測光之光強度佔該反射光之光強度的比例為1%、5%或10%。
  15. 如請求項8所述之顯微成像拼接方法,更包括一步驟: 該截頂正圓錐體於該待測皮膚上進行速度為1mm/s的移動。
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