[发明专利]具有物镜并且具有图像传感器的数字显微镜

说明书

本发明涉及一种数字显微镜(16；17)，其包括物镜(11)，物镜用于在图像平面中对样本(10)进行放大光学成像。通过物镜(11)能以光学分辨率在图像平面中显示图像。此外，显微镜(16；17)还包括图像传感器(12)，其用于将由物镜(11)成像到图像传感器(12)上的图像转换成电信号。图像传感器(12)包括像素矩阵，通过该像素矩阵确定图像传感器的最大图像分辨率，最大图像分辨率比物镜(11)的光学分辨率更精细。物镜(11)具有最高40的最大放大系数。物镜(11)的光学分辨率被定义为图像中能区分开的两个结构之间的最小间距。图像传感器(12)的最大图像分辨率由像素间距来定义。图像中能区分开的两个结构之间的最小间距和像素间距的商定义采样系数，该采样系数为至少5。

技术领域

本发明涉及一种数字显微镜，其具有用于在图像平面中对样本放大光学成像的物镜，并且具有用于将物镜成像到图像传感器的图像转换成电信号的图像传感器。

背景技术

GB 2 384 379 A揭示一种显示系统，其具有相机以及用于牵引装置的面部区域的显示器。数码相机是高分辨率的。通过放大数字图像实现在所显示图像中的放大，由此只能看见一小部分图像。

US 2006/0171038 A1揭示一种用于缩放数字图像的系统。该系统包括图像传感器、A/D转换器、图像处理单元和显示器。图像转换器的灵敏度高于显示器的分辨率。举例而言，图像转换器由CMOS转换器(其具有4096×3072像点的分辨率)形成，而显示器具有1024×768像点的分辨率。

制造商Olympus的数码相机SC100具有106万像素的图像传感器，其像素间距为1.67μm。在分辨率为968×686像素的情况下，相机的最高刷新率为每秒42帧。当使用最高分辨率时，刷新率降至每秒3帧。

E.J.Botcherby、R.Juskaitis、M.J.Booth、T.Wilson在Optics Communications281(2008)880-887(光学通讯281(2008)880-887)中发表的科学论文《An opticaltechnique for remote focusing in microscopy(一种用于显微镜远程聚焦的光学技术)》中提出一种重新对焦的方法。该方法避免了球面像差，并且允许大的轴向扫描范围和高的扫描速度，而物镜与样本之间不存在机械干涉效应。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的是避免数字显微镜中出现欠采样的缺陷。

本发明通过根据权利要求1所述的数字显微镜实现上述目的。

根据本发明的数字显微镜用于用显微镜检查样本。在数字显微镜中进行电子图像转换，其中，进一步处理以数字的资料形式拍摄的图像并且使其显示到电子图像再现装置上。

首先，数字显微镜包括用于在图像平面中对样本进行放大光学成像的物镜。通过物镜，能以一定光学分辨率在图像平面中显示图像。光学分辨率由物理过程和物镜的特性决定。物镜包括用于在图像平面中对样本进行放大光学成像的光学部件。光学部件特别是由光学透镜形成，并且可选地由一个或多个光阑和滤色镜形成。所成像的图像优选由照片形成。

数字显微镜还包括用于将物镜成像到图像传感器上的图像转换成电信号的图像传感器。图像传感器包括像素矩阵，即，各个图像传感器元素的矩阵。像素矩阵确定图像传感器的最大图像分辨率。通过使用图像传感器转换图像，进行图像的局部二维扫描。图像传感器是一种图像传感器并且优选由CMOS图像传感器形成。矩阵不像其用于扫描程序那样仅有单行或几行像素。矩阵每行中的像素数和矩阵每列中的像素数属于相同的数量级。