[发明专利]一种用于显微镜的成像方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种用于显微镜的成像方法及系统，尤其是用于实现强吸收、弱吸收、未染色透明的医学或者生物样品的高分辨率成像。

背景技术

早期的显微镜成像方法主要是明场成像，但这种显微镜成像结果的对比度不高。改善显微镜成像对比度的方法有很多，主要分为标记法和无标记法两类。其中，较为常用的无标记法包括暗场成像、相衬成像等。明场成像能收集样品低频部分信息，主要适用于观察具有强吸收的样品；暗场成像是通过俘获大角度的散射光成像，能够获取样品的高频细节信息，故适用于弱吸收且轮廓清晰的样品；相衬法成像能提取样品的相位信息。而对于未经染色的透明样品来说，其透过光线具有均匀的强度分布，唯一改变的只有其相位信息。因此，相衬法对这类样品的观察非常适用。

明场成像、暗场成像以及相衬成像方法相互补充，能够提供较为完整的样品信息，所以在很多情况下需要综合这三种成像模式。但对于传统的显微镜来说，每种成像模式的实现都基于不同的硬件结构，需要聚光镜光阑，偏振元件或是特殊的物镜。要实现三种成像模式操作复杂。所以，一种能同时实现明场、暗场、相衬成像的更为简单的方法的提出，必不可少。

发明内容

本发明的目前，是为了解决上述问题，提出一种同时实现明场、暗场以及相衬三种模式的成像方法及系统。

本发明的技术方案为：一种用于显微镜的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.采用光源设备照射样品，使透过光线携带由样品分布不均引起的相位变化信息；所述光源设备用于产生可控的多种照明方式；

b.显微镜接收样品透过光线)，成像处理后分别传输到目镜和照相设备；

c.照相设备采集显微镜所成图像，并将获得的采集图像其发送到处理设备；

d.处理设备根据照相设备采集的图像获取成像图片。

进一步的，所述光源设备为发光二极管阵列。

上述方案中，发光二极管阵列可为4×4、8×8、16×16、32×32等阵列大小。

进一步的，所述发光二极管阵列包括明场区域和暗场区域，分别产生明场照明方式和暗场照明方式；则，

步骤a中，明场照明时，样品透过光线携带样品分布低频信息，称明场光线。暗场照明时，样品透过光线携带样品分布高频细节信息，称暗场光线；

步骤b中，显微镜接收样品透射的明场光线，得到明场观测结果，被照相设备采集，或者，显微镜接收样品透射的暗场光线，得到暗场观测结果，被照相设备采集；

步骤c中，照相设备采集显微镜所得明场观测结果获得明场采集图像，或者，照相设备采集显微镜所得暗场观测结果获得暗场采集图像；将获得的明场采集图像或暗场采集图像发送到处理设备；

步骤d中，处理设备根据明场采集图像获得明场成像图片，或者，处理设备根据暗场采集图像获得暗场成像图片。

上述方案中，发光二极管阵列明场区域和暗场区域的大小由显微镜物镜数值孔径(NA)决定；当只点亮明场区域内发光二极管时，样品透射光线为明场光线；当只点亮暗场区域内的发光二极管时，样品透射光线为暗场光线。

进一步的，所述发光二极管阵列的明场区域还可划分为两个互补区域，分别为明场第一区域和明场第二区域；则，

步骤a中所述明场光线还包括第一明场光线和第二明场光线；

步骤b中所述明场观测结果还包括第一明场观测结果和第二明场观测结果；

步骤c中所述明场采集图像还包括第一明场采集图像和第二明场采集图像；

步骤d中处理设备获取最终明场成像图片的方法为：

假设第一明场采集图像为I₁、第二明场采集图像为I₂，则明场成像图片I_Bright的获得方法为：I_Bright＝I₁+I₂。

上述方案中，第一明场区域和第二明场区域的划分方式可以为，将明场区域左侧设置为第一明场区域，右侧设置为第二明场区域；或者，将明场上部设置为第一明场区域，下部设置为第二明场区域。

上述方案中，第一明场区域和第二明场区域的划分方式除左右上下划分外，还可以呈角度的变化：以过明场中点且与水平方向逆时针夹角α°的直线为对称轴，将明场区域划分为沿该线对称的两个区域。

进一步的，步骤d中处理设备还可以获取样品不同方向上的相衬成像图片，具体方法为：