[发明专利]显微镜用的256级灰度照明方法

说明书

本发明涉及生物标本图象细胞定量分析领域，具体说属于显微镜结合CCD摄象头和计算机对生物标本进行定量分析检测的方法。

目前显微镜对生物标本图象细胞定量检测和分析，均用“临界照明”或“库勒照明”方法，但随着显微镜电视系统的发展，以及与计算机的结合，故采用“临界”和“库勒”两种照明的方法是不适合，因CCD摄象头靶面的灵敏度高，对于透过载玻片的背景光的强度和背景光的均匀性和隐定性，是图象细胞分析的必要条件，CCD摄象头与经二值化图象处理的系统可以分辨出256级灰度，而全透射的白光到全吸收的黑光，人的内眼能分辨的灰度通常只有八级。同时显微镜的主光源，大小与外界光、杂散光、反射光的“信噪比”有关，主光源强“信噪比”就大，可是使载玻片上的细胞面积就缩小，测量就不正确，这是一对矛盾所以主光源的照射大小是一个核心要素，同时又要满足CCD摄象系统图象显示器的显示画面背景光的均匀性，尽可能在变化范围内，“临界”和“库勒”两种照明方法也是不适应的；再一个显微镜光源的卤钨灯丝的要求也应稳压、稳流及抗干扰的特征也较特殊、这个优于“临界照明”的“库勒照明”也无法适应的，因“库勒照明”中的焦点是一个束光源，尽管灯丝经过一层模糊处理，但这束光源的照射还是出现光的不均匀以及灯丝位置非中心，则显示屏上明显出现背景不均匀和造成聚光的反射。美国CAS公司曾用“库勒照明”设计一种生物图象分析仪，其美国专利号4741043，使被测细胞画面只占高分辨率显象平面的中间部分，约整个平面面积的二分之一略大一些，并且计算机必须设有逐点修正软件，最后整个系统的测量误差为±10％。

本发明的目的是为生物标本图象细胞定量分析提供一种使系统的高分辨率图象显示器占整个显示面积的90％以上，背景底色灰度的均匀性误差不大于256级灰度值的5％。局部面积背景底色灰度的均匀性误差不大于256级灰度值的2％，同时不需要在计算机内编入逐点修正软件，保证测试精确度的一种显微镜用的256级灰度照明方法。

为完成上述的目的所采取的技术方案；其中包括由显微镜、手控增益的CCD摄像头、计算机系统并包括图象采集卡、高分辨率图象显示器组成的系统，配制软件256级灰度测试卡，用以下方法完成256级灰度定量照明，达到专供生物标本图象细胞定量分析的标准状态以次顺序：1、选择发光源：为卤钨灯，灯丝的几何形态为镙旋形或W形，往复的匝数7～9匝；2，电源应具备高稳定性；输出电压的纹波为额定电压的千分之一，输出电压的稳定性不大于额定电压和千分之一点五；3、显微镜应具备发光体中心位置调整功能；用图象显示器细调灯丝的中心位置，达到图象显示器的几何中心与灯丝几何形中心一致；4、显微镜安装积光镜组件；组件强化灯丝模糊处理。并以图象显示器上大面积背景底色灰度值的均匀性来衡量；5、决定256级灰度照明法的升降调节轮定量位置：定量决定升降调节轮的位置，其显示器灰度定量值为180级；6、决定标准定量照明值；显示器的灰度定量值为100～130级；7、用图象显示器监示处理不达标的部位：修正显微镜不达标的内部结构，其中包括筒镜及视频接口的筒壁反射耀光现象；8、标准定量照明值的测定；用20～50μm²的已知面积值实测，使误差不大于2％为准。

本发明可由CCD摄象头与二值化图象处理的系统相结合，可以分辨出256级灰度，这是传统“临界照明”和“库勒照明”方法是无法实现的，同时用本方法能用于图象细胞分析系统的显微镜，而灯源采用6V20W或6V30W的卤钨灯就可以，但灯源必须稳压稳流及抗干扰，这是用“临界”和“库勒”两照明方法也是无法完成的。

本发明实施例并结合附图加以详细说明。

本发明以直射式光源结构的显微镜为例，备有40倍消色差平场物镜，1∶1视频接口且配1/2吋手控增益CCD摄象头以及计算机系统，并包括图象采集卡和高分辨率图象显示器，其中计算机软件具有256级灰度测试卡，该测试卡的测量灵敏度小于1级，取样时间不大于1秒，能测量图象显示上整个面及每点的灰度瞬态值。上述技术条件具备后，用以下方法完成256级灰度定量照明，达到专供生物标本图象细胞定量分析。

首先选择发光源：以6V、20W或6V、30W的卤钨灯，灯丝的几何形为“”或“W”形且粗细整齐，往复的匝数7～9匝，以8匝为佳。第二步对电源要求高稳定，输出电压的纹波为额定电压的1‰，输出电压的稳定性不大于额定电压的1.5‰。