數(shù)字顯微鏡及其調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明首先涉及一種用于調(diào)試數(shù)字顯微鏡的方法；尤其用于校準(zhǔn)和/或檢查數(shù)字顯微鏡的色彩重現(xiàn)或角度調(diào)整或者用于將數(shù)字顯微鏡的照相單元相對(duì)有待用顯微鏡檢驗(yàn)的樣品定向。本發(fā)明此外還涉及一種數(shù)字顯微鏡，其適用于實(shí)施按本發(fā)明的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]US 2012/0050727 Al示出了一種成像系統(tǒng)，其例如被構(gòu)造成顯微鏡且包括修正單元，該修正單元用于修正有待成像的樣品的圖像。這種修正基于用光譜傳感器檢測(cè)到的光譜信息。
[0003]US 2011/0249155 Al示出了一種照相系統(tǒng)，其尤其被構(gòu)造成顯微鏡且包括色調(diào)修正單元，該色調(diào)修正單元用于修正有待成像的樣品的用行傳感器(Zeilensensor)拍攝的圖像。這種修正基于用光譜傳感器檢測(cè)到的光譜信息。
[0004]JP 2012-189342 A教導(dǎo)了一種顯微分光裝置，其包括用于檢測(cè)經(jīng)反射的照明光的光譜的器件。
[0005]由現(xiàn)有技術(shù)公知的是，使用例如形式為色彩基準(zhǔn)板(Color Checker，色卡)的色彩基準(zhǔn)用于顯微鏡的色彩重現(xiàn)的校準(zhǔn)和復(fù)查。這種色彩基準(zhǔn)板對(duì)入射光和透射光顯微術(shù)而言是公知的。典型的色彩基準(zhǔn)板提供多個(gè)在矩陣式布置的區(qū)域中的基準(zhǔn)色。這種色彩基準(zhǔn)板原則上可以僅具有限定數(shù)量的基準(zhǔn)色。
[0006]此外，由現(xiàn)有技術(shù)還公知了具有不同灰度區(qū)域的灰卡。這種灰卡可以被用于白平衡，該白平衡隨所吸收的光的不同的照明強(qiáng)度來進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，使用于調(diào)試數(shù)字顯微鏡的色彩基準(zhǔn)的應(yīng)用變得容易O
[0008]所提到的技術(shù)問題通過按所附的權(quán)利要求1所述的方法以及通過按所附的并列的權(quán)利要求10所述的數(shù)字顯微鏡來解決。
[0009]按本發(fā)明的方法用于調(diào)試數(shù)字顯微鏡。該方法尤其被設(shè)置用于校準(zhǔn)和/或檢查數(shù)字顯微鏡的色彩重現(xiàn)或角度調(diào)整和/或用于照相單元相對(duì)有待用顯微鏡檢驗(yàn)的樣品的定向。按本發(fā)明的方法原則上也可以構(gòu)造用于其他用于調(diào)試數(shù)字顯微鏡的工序。
[0010]數(shù)字顯微鏡被設(shè)置用于利用照相單元拍攝樣品，并且數(shù)字地處理所獲得的圖片信息并將其在圖片重現(xiàn)單元中顯示。照相單元優(yōu)選包括照相機(jī)，而圖片重現(xiàn)單元優(yōu)選由顯示器形成。按照本發(fā)明，數(shù)字顯微鏡指被理解為具有電子圖像傳感器的每一種顯微鏡。
[0011]在按本發(fā)明的方法的一個(gè)步驟中，將光學(xué)修改元件布置在從顯微鏡照明裝置延伸至照相單元的光路中。光學(xué)修改單元依賴于修改元件與包括顯微鏡照明裝置和照相單元的組件中的至少一個(gè)組件之間的角度定性或定量地修改顯微鏡照明裝置的光。修改優(yōu)選通過色散或通過散射形成。顯微鏡照明裝置的光經(jīng)由或通過修正元件射到照相單元上，從而使光被修改元件例如衍射或散射，并且因此經(jīng)衍射或經(jīng)散射的光射到照相單元上。如果數(shù)字顯微鏡按入射光原理工作，那么修改元件反射顯微鏡照明裝置的光。如果數(shù)字顯微鏡按透射光原理工作，那么修改元件透射顯微鏡照明裝置的光。修改元件和有待用顯微鏡檢驗(yàn)的樣品一樣被布置在從顯微鏡照明裝置延伸至照相單元的光路中。修改元件為此優(yōu)選被布置在數(shù)字顯微鏡的樣品托架上。顯微鏡照明裝置優(yōu)選集成在數(shù)字顯微鏡中。但顯微鏡照明裝置也可以包括外部的光源或日光。
[0012]在按本發(fā)明的方法的另一步驟中，調(diào)整修改元件與包括顯微鏡照明裝置和照相單元的組件中的至少一個(gè)組件之間的角度，以便將顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的經(jīng)修改的部分對(duì)準(zhǔn)照相單元。因此，調(diào)整了修改元件與顯微鏡照明裝置之間的角度和/或修改元件與照相單元之間的角度。角度的調(diào)整優(yōu)選通過改變這個(gè)角度來實(shí)現(xiàn)。這導(dǎo)致使顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的經(jīng)修改的部分，例如定量份額或光譜部分，也就是說期望的色彩，對(duì)準(zhǔn)照相單元。如果修改單元衍射顯微鏡照明裝置的光，那么不同的色彩依賴于調(diào)整出的角度射到照相單元上。這些色彩按照本發(fā)明用作基準(zhǔn)色。如果修改元件依賴于角度地散射顯微鏡照明裝置的光，那么具有不同照明強(qiáng)度的白光依賴于調(diào)整出的角度射到照相單元上。這種具有不同照明強(qiáng)度的白光按照本發(fā)明用作基準(zhǔn)灰度。角度優(yōu)選是傾斜角，尤其是傾角(Tilt-Winkel)。
[0013]在按本發(fā)明的方法的另一步驟中，利用照相單元吸收具有經(jīng)修改的部分的光，由此獲得色彩信號(hào)。如果修改元件衍射顯微鏡照明裝置的光，那么具有光譜部分的光，也就是說期望的色彩或基準(zhǔn)色，被照相單元吸收。在照相單元的輸出信號(hào)中，這種色彩導(dǎo)致所提到的色彩信號(hào)，該色彩信號(hào)于是被用作有待比較的參數(shù)。如果修改元件依賴于角度地散射顯微鏡照明裝置的光，那么具有定量份額的光，也就是說期望的灰度或具有期望的照明強(qiáng)度的白光，被照相單元吸收。在照相單元的輸出信號(hào)中，這個(gè)灰度導(dǎo)致所提到的色彩信號(hào)，該色彩信號(hào)于是被用作有待比較的參數(shù)。
[0014]按照本發(fā)明，進(jìn)行包括調(diào)整出的角度和色彩信號(hào)的參數(shù)的配屬。因此，根據(jù)是將調(diào)整出的角度還是將色彩信號(hào)用作基準(zhǔn)，將調(diào)整出的角度配屬于色彩信號(hào)或者將色彩信號(hào)配屬于調(diào)整出的角度。如果例如應(yīng)當(dāng)校準(zhǔn)或復(fù)查數(shù)字顯微鏡的色彩重現(xiàn)，那么調(diào)整出的角度就用作基準(zhǔn)。因此，前提是調(diào)整出的角度導(dǎo)致預(yù)先確定的基準(zhǔn)色或?qū)е绿囟ǖ幕叶取Ｔ谏市?zhǔn)中色彩信號(hào)并不對(duì)應(yīng)預(yù)先確定的基準(zhǔn)色，因此通過如下方式來校準(zhǔn)數(shù)字顯微鏡的色彩重現(xiàn)，即，使色彩信號(hào)對(duì)應(yīng)預(yù)先確定的基準(zhǔn)色。在白平衡時(shí)，通過如下方式來校準(zhǔn)數(shù)字顯微鏡的色彩重現(xiàn)，即，使色彩信號(hào)對(duì)應(yīng)尤其在由各個(gè)灰度引起的照明強(qiáng)度下的白光。
[0015]按本發(fā)明的方法的特殊的優(yōu)點(diǎn)在于，通過使用修改元件可以低耗費(fèi)地生成任意的基準(zhǔn)色或任意的灰度。用戶可以生成專門的基準(zhǔn)色或?qū)ｉT的灰度，以便可以針對(duì)其具體的應(yīng)用情形進(jìn)行最佳的校準(zhǔn)或調(diào)整。
[0016]在按本發(fā)明的方法的一些優(yōu)選實(shí)施方式中，顯微鏡照明裝置和照相單元在光路之內(nèi)相同地取向。顯微鏡照明裝置的光因此始終以如下角度射到修改元件或樣品上，即，照相單元也以該角度對(duì)準(zhǔn)修改元件或?qū)?zhǔn)樣品。顯微鏡照明裝置和照相單元也可以備選地彼此不同地取向。
[0017]在按本發(fā)明的方法的一些優(yōu)選實(shí)施方式中，顯微鏡照明裝置和照相單元共同相對(duì)處在樣品保持器上的修改元件傾斜，以便調(diào)整修改元件與由顯微鏡照明裝置以及照相單元形成的單元之間的角度。這種實(shí)施方式優(yōu)選在顯微鏡照明裝置例如以圍繞照相單元的物鏡的環(huán)的形式集成在照相單元中的情況下得出。顯微鏡照明裝置和照相單元也可以備選地彼此獨(dú)立地取向。
[0018]由顯微鏡照明裝置和照相單元形成的單元優(yōu)選以電動(dòng)方式被傾斜，以便調(diào)整修改元件與這個(gè)單元之間的角度。這種電動(dòng)性能(Elektromotorik)優(yōu)選形成了數(shù)字顯微鏡的傾斜調(diào)整或傾斜運(yùn)動(dòng)性能(Tile-Motorik)。就此而言，按照本發(fā)明，傾斜調(diào)整被用于校準(zhǔn)或檢查色彩重現(xiàn)，或色彩重現(xiàn)用于校準(zhǔn)或檢查傾斜調(diào)整。傾斜調(diào)整也可以備選地構(gòu)造用于手動(dòng)地調(diào)整傾角，也就是說修改元件與照相單元之間的傾斜角。
[0019]在按本發(fā)明的方法的第一組優(yōu)選實(shí)施方式中，修改元件由色散元件形成。相應(yīng)地，顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的經(jīng)修改的部分通過顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的光譜部分形成。
[0020]色散元件導(dǎo)致顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光發(fā)生色散，也就是說，出現(xiàn)了經(jīng)反射的或經(jīng)透射的光的波長(zhǎng)與在色散元件與包括顯微鏡照明裝置及照相單元的組件中的至少一個(gè)組件之間的角度的依賴性。色散元件導(dǎo)致顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的衍射。色散元件優(yōu)選由光柵、數(shù)字全息圖、棱鏡、反射鏡和光柵的組合或棱鏡和光柵的組合形成。
[0021]色散元件優(yōu)選具有納米結(jié)構(gòu)化的、亞微結(jié)構(gòu)化的或微結(jié)構(gòu)化的表面。色散元件優(yōu)選由聚合物、金屬、紙、玻璃、流體與納米顆粒的混合物、或陶瓷構(gòu)成。
[0022]被照相裝置吸收的顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的光譜部分優(yōu)選由單色，例如紅色、黃色或綠色形成。這種色彩優(yōu)選是基準(zhǔn)色。
[0023]在按本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，這種方法被構(gòu)造用于校準(zhǔn)數(shù)字顯微鏡的色彩重現(xiàn)。在這種實(shí)施方式中，色散元件與包括顯微鏡照明裝置和照相單元的組件中的至少一個(gè)組件之間的有待調(diào)整的角度是預(yù)限定的，以便將顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的預(yù)限定的光譜部分對(duì)準(zhǔn)照相單元。針對(duì)顯微鏡照明裝置產(chǎn)生的光的每個(gè)有待實(shí)現(xiàn)的光譜部分，也就是說針對(duì)每一種基準(zhǔn)色，配屬特定大小的有待調(diào)整的角度，從而通過調(diào)整角度使期望的光譜部分，也就是說期望的基準(zhǔn)色射到照相單元上。于是，通過如下方式來平衡色彩重現(xiàn)，即，使色彩信號(hào)對(duì)應(yīng)