一种显微装置及成像方法
一种显微装置及成像方法
【专利摘要】本发明提供了一种显微装置和成像方法，所述装置包括：位移装置，用于使待测样品与成像装置之间产生相对位移，所述位移位于一个平面内；成像装置，用于获取所述待测样品在相对于所述成像装置的不同位置处的多幅图像，其中所述多幅图像具有第一分辨率；位置感测装置，用于检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移；图像处理装置，用于接收多幅所述具有第一分辨率的图像，所述图像处理装置还接收位置感测装置所检测到的位移，并根据所检测到的位移将所述多幅具有第一分辨率的图像叠加，合成出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。本发明提供的显微装置和成像方法无需高倍数的透镜，在大视场也能够获得高分辨的图像。
【专利说明】一种显微装置及成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种显微装置及其成像方法，尤其涉及一种通过叠加多幅采样图像而 形成最终的显微图像的显微装置及其成像方法。
【背景技术】
[0002] 在显微装置中，为了提高图像的分辨率，通常使用具有大数值孔径（NA)的高放大 倍数的透镜来获取图像。然而，这种高放大倍数的透镜的视场（fieldofview,F0V)比低 放大倍数的透镜的视场更小，因此，这种显微装置通常利用马达移动样品台，以获取样品的 不同部位的高放大倍数的图像，再利用软件将这些图像拼接起来，形成高放大倍数的、高分 辨率图像。这种显微装置的结构例如图1和图2所示，其中图1为显微装置的侧视图，图2 为显微装置的俯视图。如图1和图2所示，现有技术中的显微装置包括图像传感器1、镜头 2、样品台4、控制装置5、光源6和马达7。需要获得高分辨的图像时，先选择高倍数的透镜， 然后利用马达7移动样品台，以获取样品的不同部位的高放大倍数的图像，拼接后形成高 放大倍数的、高分辨率的图像。这种显微装置的一个例子例如为美国专利US2009/0168160 中公开的用于扫描细胞样本的显微系统，其通过机械化的样品台移动样品并对样品进行重 新定位。
[0003] 但是这种利用拼接形成高分辨率图像的方法费时费力，不便于应用。因此，发 展出了一种新的技术，其通过叠加多幅采样图像而形成最终的显微图像。例如美国专利 US2012/0098950中公开的扫描、投影式无透镜显微装置，其基本结构如图3所示，包括样品 池04、包括多个发光兀件06的扫描光源、样品表面外侧的图像传感器01以及处理器05。该 显微装置通过多个发光元件06依次对样品池04中的血液样本进行照射，分别得到多个低 分辨率的图像，由于每个低分辨率的图像是由不同的发光元件照射而形成的，而不同的发 光元件的照射角度又不同，因此每个低分辨率的图像之间具有一定的偏移（即图像之间有 相对位移)。然后，根据多个发光元件之间的位置关系，可将多个低分辨率的图像合成出一 幅高分辨率的图像。这种通过叠加多幅采样图像而形成最终的显微图像的方法可获得大视 场的高分辨图像，无需拼接，更为快捷且便于应用。但是，由于扫描光源中的发光元件的面 积有限，其发出的光并非平行光，导致同一光源对样品的各个位置的照射角度不同，因此样 品的各个位置的投影分布存在差别，容易在样品的周边出产生图像畸变。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种显微装置及成像方法，可获得大视场的高分辨图像，同时不 会产生图像畸变。
[0005] 本发明提供了一种显微装置，包括：
[0006] 位移装置，用于使待测样品与成像装置之间产生相对位移，所述位移位于一个平 面内；
[0007] 成像装置，用于获取所述待测样品在相对于所述成像装置的不同位置处的多幅图 像，其中所述多幅图像具有第一分辨率；
[0008] 位置感测装置，用于检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移；
[0009] 图像处理装置，用于接收所述具有第一分辨率的多幅图像和所述位置感测装置检 测到的所述位移，并根据检测到的所述位移将所述多幅具有第一分辨率的图像叠加，合成 出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。该显微装置无需高倍数的透镜即可获得大视 场的高分辨图像。
[0010] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置用于使所述待测样品发生位移。
[0011] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置用于使所述成像装置发生位移。
[0012] 根据本发明提供的显微装置，还包括用于产生照射所述待测样品的平行光的光 源，可避免图像畸变的产生。
[0013] 根据本发明提供的显微装置，包括用于发出照射所述待测样品的光的脉冲式光 源。
[0014] 根据本发明提供的显微装置，其中所述平面为水平面。
[0015] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置包括限位装置。
[0016] 根据本发明提供的显微装置，其中每间隔一采样间隔时间，所述成像装置获取一 幅所述待测样品的图像。
[0017] 根据本发明提供的显微装置，其中所述采样间隔时间被选择为使间隔一个所述采 样间隔时间的相邻的所述具有第一分辨率的图像之间的位移量等于所述成像装置的一个 像素的尺寸的1/10-1/3。
[0018] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置的位移幅度被选择为使得所述多 幅具有第一分辨率的图像之间的最大相对位移量大于所述成像装置的一个像素的尺寸。
[0019] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置为振动装置。
[0020] 根据本发明提供的显微装置，其中所述显微装置为透射式或反射式显微镜，或者 投影式无透镜显微装置。
[0021] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位置感测装置包括待测样品上的参考标 记，所述参考标记在所述成像装置上所成的像覆盖所述成像装置的多个像素，根据所述多 个像素中的每个像素的灰度值之间的相对关系确定参考标记相对于所述成像装置的位置。
[0022] 本发明还提供一种显微装置的成像方法，包括：
[0023] 利用成像装置获取待测样品的并具有第一分辨率的多幅图像；
[0024] 使所述待测样品与所述成像装置形成相对位移，所述位移位于一个平面内；
[0025] 检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移量；
[0026] 接收多幅所述具有第一分辨率的图像和所检测到的位移，并根据所检测到的位移 将所述具有第一分辨率的多幅图像叠加，合成出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图 像。
[0027] 本发明提供的显微装置和成像方法，无需高倍数的透镜，在大视场也能够获得高 分辨的图像。另外，由于光源不必采用多个光源，因此可采用面积较大的平行光光源，因此 不会产生图像畸变。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0029] 图1为现有技术中的显微装置的侧视图；
[0030] 图2为现有技术中的显微装置的俯视图；
[0031] 图3为现有技术中的投影式无透镜显微装置的结构示意图；
[0032] 图4为根据本发明的实施例1的显微装置的侧视图；
[0033] 图5为根据本发明的实施例1的显微装置的俯视图；
[0034] 图6为根据本发明的实施例2的显微装置的侧视图；
[0035] 图7为根据本发明的实施例3的投影式无透镜显微装置的侧视图；
[0036] 图8a示出了为现有技术中通过拼接图像而得到高分辨率图像的方法；
[0037] 图8b示出了本发明中所采用的得到高分辨率图像的方法；
[0038] 图9示出了根据本发明的显微装置及成像方法的仿真结果；
[0039] 图10示出了根据本发明的显微装置及成像方法的又一仿真结果；
[0040] 图11示出了根据本发明的一种位置测量方法；
[0041] 图12示出了根据本发明的又一种位置测量方法。
【具体实施方式】
[0042] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发 明的【具体实施方式】。
[0043] 本发明提供的显微装置及成像方法，通过振动等位移方式在样品与成像装置之间 形成相对位移。成像装置获取一幅样品的图像，我们将这种成像装置直接获取的图像称为 "低分辨率图像"。由于样品与成像装置之间形成相对位移，使得多个低分辨率图像之间具 有一定的位移量。另外，利用位置感测装置记录获取每一幅低分辨率图像时样品与成像装 置之间的相对位移量，从而能够得到低分辨率图像之间的相对位移量。在一段时间后，根据 该相对位移量将该时间段内获得的所有低分辨率图像叠加，合成出一幅高分辨率的图像。 本发明提供的显微装置及成像方法，无需高倍数的透镜，在大视场下也能获得高分辨图像， 且不会产生图像畸变。
[0044] 实施例1
[0045] 本实施例提供一种显微装置，其结构如图4和图5所示，其中图4为显微装置的侧 视图，图5为显微装置的俯视图。该显微装置包括：
[0046] 光源16,所发出的光可以为平行光；
[0047]样品台14，用于承载样品13 ;
[0048] 成像装置，包括透镜12和图像传感器11，用于获取在光源16照射下的样品13的 图像；
[0049] 振动装置，包括8根弹簧15和振动马达17,其中振动马达17用于使样品台14振 动，从而在样品台14上承载的样品13与成像装置之间产生相对位移，8根弹簧15分别固定 到样品台的四个侧边，用于使样品台14只在样品台14所在的平面内振动；
[0050] 位置传感器18,用于实时检测振动时的样品台14的相对位移量；
[0051] 图像处理装置19,用于控制光源16发出脉冲光，并控制成像装置获取样品13的多 幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传感器18检测到的样品台14的 相对位移量，然后根据样品台14的相对位移量将获得的低分辨率图像叠加，合成出高分辨 率的图像。
[0052] 本实施例提供的显微装置中，所采用的光源16、样品台14和成像装置与现有技术 中的显微装置的结构相同，在需要获得低分辨率图像时，可像现有技术中的显微装置一样 利用成像装置直接对样品台14上的样品成像。在需要获得高分辨率图像时，本实施例提供 的显微装置的成像方法包括：
[0053] 设置振动马达17的振动频率，使样品台14振动，从而在样品台14上承载的样品 13与成像装置之间产生相对位移；
[0054] 开启位置传感器18,以实时检测样品台14的相对位移量；
[0055] 利用图像处理装置19,控制光源16发出脉冲光，并控制成像装置每间隔一个采样 间隔时间即获取样品13的一幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传 感器18检测到的样品台14的相对位移量，然后根据样品台14的相对位移量将获得的所有 低分辨率图像叠加，利用现有的图像恢复算法(例如傅立叶变换、反卷积等）合成出一幅高 分辨率的图像。
[0056] 其中所述样品台14的振幅被选择为使得多幅低分辨率图像之间的最大相对位移 量大于等于成像装置中的图像传感器的一个像素的尺寸。所述采样间隔时间被选择为使间 隔一个采样间隔时间的相邻的低分辨率图像之间的相对位移量小于图像传感器一个像素 的尺寸的2倍，优选等于图像传感器一个像素的尺寸的1/10-1/3。
[0057] 本实施例提供的显微装置及其成像方法无需高倍数的透镜，且可获得大视场的高 分辨图像。另外，由于光源能够采用平行光光源，因此不会产生图像畸变。
[0058] 实施例2
[0059] 本实施例提供一种适于检测液体样品的显微装置，其结构如图6所示，为显微装 置的侧视图，该显微装置包括：
[0060] 光源26,所发出的光为平行光；
[0061 ] 样品台24,用于承载样品23 ;
[0062] 成像装置，包括透镜22和图像传感器21，固定安装到振动平台210上，用于获取在 光源26照射下的样品23的图像；
[0063] 振动装置，包括多根弹簧25和振动马达27,其中振动马达27用于使振动平台210 振动，从而在样品台24上承载的样品23与振动平台210上固定安装的成像装置之间产生 相对位移，多根弹簧25可以分别固定到振动平台210的各个侧边，用于使振动平台210只 在图像传感器21所在的平面内振动；
[0064] 位置传感器28,用于实时检测振动时的振动平台210的相对位移量；
[0065] 图像处理装置29,用于控制光源26发出脉冲式光，并控制成像装置获取样品23的 多幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传感器28检测到的振动平台 210的相对位移量，然后根据振动平台210的相对位移量将获得的所有低分辨率图像叠加， 合成出一幅高分辨率的图像。脉冲式光能够使成像装置每隔一段时间即可获得一幅低分辨 率图像，能够方便地获得多幅低分辨率图像的输出。
[0066] 本实施例提供的显微装置中，所采用的光源26、样品台24和成像装置与现有技术 中的显微装置的结构相同，在需要获得低分辨率图像时，可像现有技术中的显微装置一样 利用成像装置直接对样品台24上的样品成像。在需要获得高分辨率图像时，本实施例提供 的显微装置的成像方法包括：
[0067] 设置振动马达27的振动频率，使振动平台210振动，从而在样品台24上承载的样 品23与振动平台210上固定安装的成像装置之间产生相对位移；
[0068]开启位置传感器28,以实时检测振动平台210的相对位移量；
[0069] 利用图像处理装置29,控制光源26发出脉冲光，并控制成像装置每间隔一个采样 间隔时间即获取样品23的一幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传 感器28检测到的振动平台210的相对位移量，然后根据振动平台210的相对位移量将获得 的所有低分辨率图像叠加，诸如利用傅立叶变换，反卷积等图像恢复算法合成出一幅高分 辨率的图像。
[0070] 其中所述振动平台210的振幅被选择为使得多幅低分辨率图像之间的最大相对 位移量大于等于成像装置中的图像传感器的一个像素的尺寸。所述采样间隔时间被选择为 使间隔一个采样间隔时间的相邻的低分辨率图像之间的相对位移量小于图像传感器一个 像素的尺寸的2倍，优选等于图像传感器一个像素的尺寸的1/10-1/3。
[0071] 本实施例提供的显微装置及其成像方法无需高倍数的透镜，且可获得大视场的高 分辨图像。另外，由于光源可采用平行光光源，因此不会产生图像畸变。
[0072] 本实施例提供的显微装置及其成像方法中，固定样品台，而使成像装置振动，因此 特别地适用于液体样品等不能经受振动的样品。
[0073] 实施例3
[0074] 本实施例提供一种投影式无透镜显微装置，其结构如图7所示，包括：
[0075]光源46,所发出的光为平行光；
[0076] 样品池44,用于承载液体样品43 ;
[0077] 图像传感器41，固定安装到振动平台410上，用于获取在光源46照射下的样品43 的图像；
[0078] 振动装置，包括多根弹簧45和振动马达47,其中振动马达47用于使振动平台410 振动，从而在样品池44中承载的样品43与振动平台410上固定安装的图像传感器41之间 产生相对位移，多根弹簧45分别固定到振动平台410的各个侧边，用于使振动平台410只 在样品池44所在的平面内振动；
[0079] 位置传感器48,用于实时检测振动时的振动平台410的相对位移量；
[0080] 透明的润滑材料42，位于图像传感器41与样品池44之间，用于降低两者之间的摩 擦力和增强系统的光学传递特性；
[0081] 图像处理装置49 (图中未示出），用于控制光源46发出脉冲光，并控制图像传感器 41获取样品43的多幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传感器48检 测到的振动平台410的相对位移量，然后根据振动平台410的相对位移量将获得的所有低 分辨率图像叠加，合成出一幅高分辨率的图像。
[0082] 本实施例提供的显微装置中，所采用的光源46、样品池44和图像传感器41与现有 技术中的投影式无透镜显微装置的结构相同，在需要获得低分辨率图像时，可像现有技术 中的投影式无透镜显微装置一样利用图像传感器41直接对样品池44中的样品成像。在需 要获得高分辨率图像时，本实施例提供的显微装置的成像方法包括：
[0083] 设置振动马达47的振动频率，使振动平台410振动，从而在样品池44中承载的样 品43与振动平台410上固定安装的图像传感器41之间产生相对位移，这时透明的润滑材 料42可降低图像传感器41与样品池44之间的摩擦力，且不会影响图像传感器41的成像；
[0084] 开启位置传感器48,以实时检测振动平台410的相对位移量；
[0085] 利用图像处理装置49,控制光源46发出脉冲光，并控制成像装置每间隔一个采样 间隔时间即获取样品43的一幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传 感器48检测到的振动平台410的相对位移量，然后根据振动平台410的相对位移量将获得 的所有低分辨率图像叠加，诸如利用傅立叶变换，反卷积等图像恢复算法合成出一幅高分 辨率的图像。
[0086] 其中所述振动平台410的振幅被选择为使得多幅低分辨率图像之间的最大相对 位移量大于等于成像装置中的图像传感器的一个像素的尺寸。所述采样间隔时间被选择为 使间隔一个采样间隔时间的相邻的低分辨率图像之间的相对位移量小于图像传感器一个 像素的尺寸的2倍，优选等于图像传感器一个像素的尺寸的1/10-1/3。
[0087]本实施例提供的显微装置及其成像方法无需高倍数的透镜，且可获得大视场的高 分辨图像。另外，由于光源能够采用平行光光源，因此不会产生图像畸变。
[0088] 本实施例提供的显微装置及其成像方法中，固定样品池，而使图像传感器振动，因 此特别地适用于液体样品等不能经受振动的样品。
[0089]本发明中所说的"平行光"并非指严格平行的光，也包括近似平行光，本领域技术 人员可以理解的是，严格平行的光是难以获得的，即使是太阳光也并非严格平行的光，如同 太阳光可以被认为是平行光一样，在实际应用中通常采取使光源面积较大，或光源的距离 较远的方式来获得近似平行光，这一手段也适用于本发明。本发明中所说的"平行光"指发 散角为毫弧度量级的光束。
[0090] 上述实施例中，通过弹簧来限制样品台或成像装置的振动方向，使其只在其所在 平面内振动，在本发明的其它实施例中，也可以采用其它的限位装置限制样品台或成像装 置的振动方向，使其只在一个平面内振动。
[0091] 上述实施例中，以透射式显微装置（即成像装置所检测的光为光源透射过样品的 光）为例描述了本发明。在本发明的其它实施例中，也可以采用反射式显微装置（即成像装 置所检测的光为样品的反射光)，同样可以实现本发明。
[0092] 上述实施例中，采用了脉冲式光源，从而获得了一系列间隔有一定的采样间隔时 间的低分辨率图像。在本发明的其它实施例中，也可以采用非脉冲式的发出恒定光的光源， 而通过在图像传感器之前设置定时开关的快门来实现一系列低分辨率图像的获取。
[0093]本发明中，利用多幅低分辨率图像合成出高分辨率图像的步骤可采用本领域常用 的各种用于叠加图像的算法，本领域技术人员可以根据实际需要而灵活选择。本发明中所 采用的利用多幅低分辨率图像合成出高分辨率图像的的算法与现有技术中的通过"拼接" 图像而得到高分辨率图像的方法有着本质上的差别，具体差异如图8所示。其中图8a为通 过"拼接"图像而得到高分辨率图像的方法。其中51表示视场（FOV)中所见的高分辨率图 像，即成像装置所成的图像，52表示位置传感器感测到的与所成的图像对应的位置。从图中 可以清楚地看到，"拼接"图像的方法仅仅是将字母"A"的各个部位对应的高分辨率图像按 照位置传感器感测到的位置而拼接在一起。
[0094] 而本发明中所采用的利用多幅低分辨率图像合成出高分辨率图像的算法的示意 图如图8b所示。在每一幅低分辨率图像中，均对字母"A"的所有部位进行成像(如附图标记 54所示)，然后根据位置传感器感测到的与所成的图像对应的位置(如附图标记55所示)，将 多幅低分辨率图像叠加，最终合成一幅高分辨率的图像56。由此可以看出，本发明提供的装 置和方法在获得同等大小的分辨率的前提下具有更大的视场。
[0095] 图9示出了根据本发明的显微装置及其成像方法的仿真结果。利用9幅低分辨率 图像合成了一幅高分辨率图像。每幅低分辨率图像之间的相对位移量为一个像素尺寸的 1/3。低分辨率图像的分辨率约为1微米，高分辨率图像的分辨率约为0. 3微米。
[0096]图10示出了根据本发明的显微装置及其成像方法的又一仿真结果。利用25幅低 分辨率图像合成了一幅高分辨率图像。每幅低分辨率图像之间的相对位移量为一个像素尺 寸的1/3。低分辨率图像的分辨率约为2微米，高分辨率图像的分辨率约为0. 4微米。 [0097] 上述实施例中，采用位置传感器来实时检测样品与成像装置之间的相对位移量。 在本发明的其它实施例中，也可以采用其它的位置感测装置或感测方法来检测样品与成像 装置之间的相对位移量。本发明还提供了一种可用于显微装置的位置测量方法，该方法利 用待测样品上的参考标记（RP)来检测样品与成像装置之间的相对位移量。
[0098]图11示出了本发明提供的一种利用待测样品上的参考标记来检测样品与成像装 置之间的相对位移量的位置测量方法。其中该参考标记为L形的线，其线宽取决于显微装 置的光学系统，其被选择为使该L形的参考标记在图像传感器上的投影的线宽等于约一个 像素的尺寸。如图11所示，该参考标记在图像传感器上的L形投影的线宽为W，等于像素 61、62、63和64的宽度。
[0099] 其中该L形投影的坚直边覆盖一个3X3像素矩阵中的第一行中的第1、2列的两 个像素61和63,从而在像素61和63中分别形成灰度值gl和g2,通过该灰度值gl和g2 可计算出参考标记的左边沿距离该3X3像素矩阵的左边界的水平方向的距离x。
[0100] 该该L形投影的水平边覆盖一个3X3像素矩阵中的第三列中的第2、3行的两个 像素62和64,从而在像素62和64中分别形成灰度值g3和g4。，通过该灰度值g3和g4可 计算出参考标记的下边沿距离该3X3像素矩阵的下边界的坚直方向的距离y。
[0101] 其中：
【权利要求】
1. 一种显微装置，包括： 位移装置，用于使待测样品与成像装置之间产生相对位移，所述位移位于一个平面 内； 成像装置，用于获取所述待测样品在相对于所述成像装置的不同位置处的多幅图像， 其中所述多幅图像具有第一分辨率； 位置感测装置，用于检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移； 图像处理装置，用于接收所述具有第一分辨率的多幅图像和所述位置感测装置检测到 的所述位移，并根据检测到的所述位移将所述多幅具有第一分辨率的图像叠加，合成出具 有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。
2. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置用于使所述待测样品发生位 移。
3. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置用于使所述成像装置发生位 移。
4. 根据权利要求1所述的显微装置，还包括用于产生照射所述待测样品的平行光的光 源。
5. 根据权利要求1所述的显微装置，还包括用于发出照射所述待测样品的光的脉冲式 光源。
6. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述平面为水平面。
7. 根据权利要求6所述的显微装置，其中所述位移装置包括限位装置。
8. 根据权利要求1所述的显微装置，其中每间隔一采样间隔时间，所述成像装置获取 一幅所述待测样品的图像。
9. 根据权利要求8所述的显微装置，其中所述采样间隔时间被选择为使间隔一个所述 采样间隔时间的相邻的所述具有第一分辨率的图像之间的相对位移量等于所述成像装置 的一个像素的尺寸的1/10-1/3。
10. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置的位移幅度使得所述多幅具 有第一分辨率的图像之间的最大位移量大于所述成像装置的一个像素的尺寸。
11. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置为振动装置。
12. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述显微装置为透射式或反射式显微镜，或 者投影式无透镜显微装置。
13. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位置感测装置包括设置在待测样品上 的参考标记，所述参考标记在所述成像装置上所成的像覆盖所述成像装置的多个像素，根 据所述多个像素中的每个像素的灰度值之间的相对关系确定参考标记相对于所述成像装 置的位置。
14. 一种成像方法，包括： 利用成像装置获取待测样品的并具有第一分辨率的多幅图像； 使所述待测样品与所述成像装置形成相对位移，所述位移位于一个平面内； 检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移量； 接收多幅所述具有第一分辨率的图像和所检测到的位移，并根据所检测到的位移将所 述具有第一分辨率的多幅图像叠加，合成出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。
【文档编号】G02B21/06GK104516098SQ201310461837
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】郁彦彬, 郭心, 杜昭辉, 郭勇 申请人:西门子公司
【专利摘要】本发明提供了一种显微装置和成像方法，所述装置包括：位移装置，用于使待测样品与成像装置之间产生相对位移，所述位移位于一个平面内；成像装置，用于获取所述待测样品在相对于所述成像装置的不同位置处的多幅图像，其中所述多幅图像具有第一分辨率；位置感测装置，用于检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移；图像处理装置，用于接收多幅所述具有第一分辨率的图像，所述图像处理装置还接收位置感测装置所检测到的位移，并根据所检测到的位移将所述多幅具有第一分辨率的图像叠加，合成出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。本发明提供的显微装置和成像方法无需高倍数的透镜，在大视场也能够获得高分辨的图像。
【专利说明】一种显微装置及成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种显微装置及其成像方法，尤其涉及一种通过叠加多幅采样图像而 形成最终的显微图像的显微装置及其成像方法。
【背景技术】
[0002] 在显微装置中，为了提高图像的分辨率，通常使用具有大数值孔径（NA)的高放大 倍数的透镜来获取图像。然而，这种高放大倍数的透镜的视场（fieldofview,F0V)比低 放大倍数的透镜的视场更小，因此，这种显微装置通常利用马达移动样品台，以获取样品的 不同部位的高放大倍数的图像，再利用软件将这些图像拼接起来，形成高放大倍数的、高分 辨率图像。这种显微装置的结构例如图1和图2所示，其中图1为显微装置的侧视图，图2 为显微装置的俯视图。如图1和图2所示，现有技术中的显微装置包括图像传感器1、镜头 2、样品台4、控制装置5、光源6和马达7。需要获得高分辨的图像时，先选择高倍数的透镜， 然后利用马达7移动样品台，以获取样品的不同部位的高放大倍数的图像，拼接后形成高 放大倍数的、高分辨率的图像。这种显微装置的一个例子例如为美国专利US2009/0168160 中公开的用于扫描细胞样本的显微系统，其通过机械化的样品台移动样品并对样品进行重 新定位。
[0003] 但是这种利用拼接形成高分辨率图像的方法费时费力，不便于应用。因此，发 展出了一种新的技术，其通过叠加多幅采样图像而形成最终的显微图像。例如美国专利 US2012/0098950中公开的扫描、投影式无透镜显微装置，其基本结构如图3所示，包括样品 池04、包括多个发光兀件06的扫描光源、样品表面外侧的图像传感器01以及处理器05。该 显微装置通过多个发光元件06依次对样品池04中的血液样本进行照射，分别得到多个低 分辨率的图像，由于每个低分辨率的图像是由不同的发光元件照射而形成的，而不同的发 光元件的照射角度又不同，因此每个低分辨率的图像之间具有一定的偏移（即图像之间有 相对位移)。然后，根据多个发光元件之间的位置关系，可将多个低分辨率的图像合成出一 幅高分辨率的图像。这种通过叠加多幅采样图像而形成最终的显微图像的方法可获得大视 场的高分辨图像，无需拼接，更为快捷且便于应用。但是，由于扫描光源中的发光元件的面 积有限，其发出的光并非平行光，导致同一光源对样品的各个位置的照射角度不同，因此样 品的各个位置的投影分布存在差别，容易在样品的周边出产生图像畸变。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种显微装置及成像方法，可获得大视场的高分辨图像，同时不 会产生图像畸变。
[0005] 本发明提供了一种显微装置，包括：
[0006] 位移装置，用于使待测样品与成像装置之间产生相对位移，所述位移位于一个平 面内；
[0007] 成像装置，用于获取所述待测样品在相对于所述成像装置的不同位置处的多幅图 像，其中所述多幅图像具有第一分辨率；
[0008] 位置感测装置，用于检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移；
[0009] 图像处理装置，用于接收所述具有第一分辨率的多幅图像和所述位置感测装置检 测到的所述位移，并根据检测到的所述位移将所述多幅具有第一分辨率的图像叠加，合成 出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。该显微装置无需高倍数的透镜即可获得大视 场的高分辨图像。
[0010] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置用于使所述待测样品发生位移。
[0011] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置用于使所述成像装置发生位移。
[0012] 根据本发明提供的显微装置，还包括用于产生照射所述待测样品的平行光的光 源，可避免图像畸变的产生。
[0013] 根据本发明提供的显微装置，包括用于发出照射所述待测样品的光的脉冲式光 源。
[0014] 根据本发明提供的显微装置，其中所述平面为水平面。
[0015] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置包括限位装置。
[0016] 根据本发明提供的显微装置，其中每间隔一采样间隔时间，所述成像装置获取一 幅所述待测样品的图像。
[0017] 根据本发明提供的显微装置，其中所述采样间隔时间被选择为使间隔一个所述采 样间隔时间的相邻的所述具有第一分辨率的图像之间的位移量等于所述成像装置的一个 像素的尺寸的1/10-1/3。
[0018] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置的位移幅度被选择为使得所述多 幅具有第一分辨率的图像之间的最大相对位移量大于所述成像装置的一个像素的尺寸。
[0019] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位移装置为振动装置。
[0020] 根据本发明提供的显微装置，其中所述显微装置为透射式或反射式显微镜，或者 投影式无透镜显微装置。
[0021] 根据本发明提供的显微装置，其中所述位置感测装置包括待测样品上的参考标 记，所述参考标记在所述成像装置上所成的像覆盖所述成像装置的多个像素，根据所述多 个像素中的每个像素的灰度值之间的相对关系确定参考标记相对于所述成像装置的位置。
[0022] 本发明还提供一种显微装置的成像方法，包括：
[0023] 利用成像装置获取待测样品的并具有第一分辨率的多幅图像；
[0024] 使所述待测样品与所述成像装置形成相对位移，所述位移位于一个平面内；
[0025] 检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移量；
[0026] 接收多幅所述具有第一分辨率的图像和所检测到的位移，并根据所检测到的位移 将所述具有第一分辨率的多幅图像叠加，合成出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图 像。
[0027] 本发明提供的显微装置和成像方法，无需高倍数的透镜，在大视场也能够获得高 分辨的图像。另外，由于光源不必采用多个光源，因此可采用面积较大的平行光光源，因此 不会产生图像畸变。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0029] 图1为现有技术中的显微装置的侧视图；
[0030] 图2为现有技术中的显微装置的俯视图；
[0031] 图3为现有技术中的投影式无透镜显微装置的结构示意图；
[0032] 图4为根据本发明的实施例1的显微装置的侧视图；
[0033] 图5为根据本发明的实施例1的显微装置的俯视图；
[0034] 图6为根据本发明的实施例2的显微装置的侧视图；
[0035] 图7为根据本发明的实施例3的投影式无透镜显微装置的侧视图；
[0036] 图8a示出了为现有技术中通过拼接图像而得到高分辨率图像的方法；
[0037] 图8b示出了本发明中所采用的得到高分辨率图像的方法；
[0038] 图9示出了根据本发明的显微装置及成像方法的仿真结果；
[0039] 图10示出了根据本发明的显微装置及成像方法的又一仿真结果；
[0040] 图11示出了根据本发明的一种位置测量方法；
[0041] 图12示出了根据本发明的又一种位置测量方法。
【具体实施方式】
[0042] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发 明的【具体实施方式】。
[0043] 本发明提供的显微装置及成像方法，通过振动等位移方式在样品与成像装置之间 形成相对位移。成像装置获取一幅样品的图像，我们将这种成像装置直接获取的图像称为 "低分辨率图像"。由于样品与成像装置之间形成相对位移，使得多个低分辨率图像之间具 有一定的位移量。另外，利用位置感测装置记录获取每一幅低分辨率图像时样品与成像装 置之间的相对位移量，从而能够得到低分辨率图像之间的相对位移量。在一段时间后，根据 该相对位移量将该时间段内获得的所有低分辨率图像叠加，合成出一幅高分辨率的图像。 本发明提供的显微装置及成像方法，无需高倍数的透镜，在大视场下也能获得高分辨图像， 且不会产生图像畸变。
[0044] 实施例1
[0045] 本实施例提供一种显微装置，其结构如图4和图5所示，其中图4为显微装置的侧 视图，图5为显微装置的俯视图。该显微装置包括：
[0046] 光源16,所发出的光可以为平行光；
[0047]样品台14，用于承载样品13 ;
[0048] 成像装置，包括透镜12和图像传感器11，用于获取在光源16照射下的样品13的 图像；
[0049] 振动装置，包括8根弹簧15和振动马达17,其中振动马达17用于使样品台14振 动，从而在样品台14上承载的样品13与成像装置之间产生相对位移，8根弹簧15分别固定 到样品台的四个侧边，用于使样品台14只在样品台14所在的平面内振动；
[0050] 位置传感器18,用于实时检测振动时的样品台14的相对位移量；
[0051] 图像处理装置19,用于控制光源16发出脉冲光，并控制成像装置获取样品13的多 幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传感器18检测到的样品台14的 相对位移量，然后根据样品台14的相对位移量将获得的低分辨率图像叠加，合成出高分辨 率的图像。
[0052] 本实施例提供的显微装置中，所采用的光源16、样品台14和成像装置与现有技术 中的显微装置的结构相同，在需要获得低分辨率图像时，可像现有技术中的显微装置一样 利用成像装置直接对样品台14上的样品成像。在需要获得高分辨率图像时，本实施例提供 的显微装置的成像方法包括：
[0053] 设置振动马达17的振动频率，使样品台14振动，从而在样品台14上承载的样品 13与成像装置之间产生相对位移；
[0054] 开启位置传感器18,以实时检测样品台14的相对位移量；
[0055] 利用图像处理装置19,控制光源16发出脉冲光，并控制成像装置每间隔一个采样 间隔时间即获取样品13的一幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传 感器18检测到的样品台14的相对位移量，然后根据样品台14的相对位移量将获得的所有 低分辨率图像叠加，利用现有的图像恢复算法(例如傅立叶变换、反卷积等）合成出一幅高 分辨率的图像。
[0056] 其中所述样品台14的振幅被选择为使得多幅低分辨率图像之间的最大相对位移 量大于等于成像装置中的图像传感器的一个像素的尺寸。所述采样间隔时间被选择为使间 隔一个采样间隔时间的相邻的低分辨率图像之间的相对位移量小于图像传感器一个像素 的尺寸的2倍，优选等于图像传感器一个像素的尺寸的1/10-1/3。
[0057] 本实施例提供的显微装置及其成像方法无需高倍数的透镜，且可获得大视场的高 分辨图像。另外，由于光源能够采用平行光光源，因此不会产生图像畸变。
[0058] 实施例2
[0059] 本实施例提供一种适于检测液体样品的显微装置，其结构如图6所示，为显微装 置的侧视图，该显微装置包括：
[0060] 光源26,所发出的光为平行光；
[0061 ] 样品台24,用于承载样品23 ;
[0062] 成像装置，包括透镜22和图像传感器21，固定安装到振动平台210上，用于获取在 光源26照射下的样品23的图像；
[0063] 振动装置，包括多根弹簧25和振动马达27,其中振动马达27用于使振动平台210 振动，从而在样品台24上承载的样品23与振动平台210上固定安装的成像装置之间产生 相对位移，多根弹簧25可以分别固定到振动平台210的各个侧边，用于使振动平台210只 在图像传感器21所在的平面内振动；
[0064] 位置传感器28,用于实时检测振动时的振动平台210的相对位移量；
[0065] 图像处理装置29,用于控制光源26发出脉冲式光，并控制成像装置获取样品23的 多幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传感器28检测到的振动平台 210的相对位移量，然后根据振动平台210的相对位移量将获得的所有低分辨率图像叠加， 合成出一幅高分辨率的图像。脉冲式光能够使成像装置每隔一段时间即可获得一幅低分辨 率图像，能够方便地获得多幅低分辨率图像的输出。
[0066] 本实施例提供的显微装置中，所采用的光源26、样品台24和成像装置与现有技术 中的显微装置的结构相同，在需要获得低分辨率图像时，可像现有技术中的显微装置一样 利用成像装置直接对样品台24上的样品成像。在需要获得高分辨率图像时，本实施例提供 的显微装置的成像方法包括：
[0067] 设置振动马达27的振动频率，使振动平台210振动，从而在样品台24上承载的样 品23与振动平台210上固定安装的成像装置之间产生相对位移；
[0068]开启位置传感器28,以实时检测振动平台210的相对位移量；
[0069] 利用图像处理装置29,控制光源26发出脉冲光，并控制成像装置每间隔一个采样 间隔时间即获取样品23的一幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传 感器28检测到的振动平台210的相对位移量，然后根据振动平台210的相对位移量将获得 的所有低分辨率图像叠加，诸如利用傅立叶变换，反卷积等图像恢复算法合成出一幅高分 辨率的图像。
[0070] 其中所述振动平台210的振幅被选择为使得多幅低分辨率图像之间的最大相对 位移量大于等于成像装置中的图像传感器的一个像素的尺寸。所述采样间隔时间被选择为 使间隔一个采样间隔时间的相邻的低分辨率图像之间的相对位移量小于图像传感器一个 像素的尺寸的2倍，优选等于图像传感器一个像素的尺寸的1/10-1/3。
[0071] 本实施例提供的显微装置及其成像方法无需高倍数的透镜，且可获得大视场的高 分辨图像。另外，由于光源可采用平行光光源，因此不会产生图像畸变。
[0072] 本实施例提供的显微装置及其成像方法中，固定样品台，而使成像装置振动，因此 特别地适用于液体样品等不能经受振动的样品。
[0073] 实施例3
[0074] 本实施例提供一种投影式无透镜显微装置，其结构如图7所示，包括：
[0075]光源46,所发出的光为平行光；
[0076] 样品池44,用于承载液体样品43 ;
[0077] 图像传感器41，固定安装到振动平台410上，用于获取在光源46照射下的样品43 的图像；
[0078] 振动装置，包括多根弹簧45和振动马达47,其中振动马达47用于使振动平台410 振动，从而在样品池44中承载的样品43与振动平台410上固定安装的图像传感器41之间 产生相对位移，多根弹簧45分别固定到振动平台410的各个侧边，用于使振动平台410只 在样品池44所在的平面内振动；
[0079] 位置传感器48,用于实时检测振动时的振动平台410的相对位移量；
[0080] 透明的润滑材料42，位于图像传感器41与样品池44之间，用于降低两者之间的摩 擦力和增强系统的光学传递特性；
[0081] 图像处理装置49 (图中未示出），用于控制光源46发出脉冲光，并控制图像传感器 41获取样品43的多幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传感器48检 测到的振动平台410的相对位移量，然后根据振动平台410的相对位移量将获得的所有低 分辨率图像叠加，合成出一幅高分辨率的图像。
[0082] 本实施例提供的显微装置中，所采用的光源46、样品池44和图像传感器41与现有 技术中的投影式无透镜显微装置的结构相同，在需要获得低分辨率图像时，可像现有技术 中的投影式无透镜显微装置一样利用图像传感器41直接对样品池44中的样品成像。在需 要获得高分辨率图像时，本实施例提供的显微装置的成像方法包括：
[0083] 设置振动马达47的振动频率，使振动平台410振动，从而在样品池44中承载的样 品43与振动平台410上固定安装的图像传感器41之间产生相对位移，这时透明的润滑材 料42可降低图像传感器41与样品池44之间的摩擦力，且不会影响图像传感器41的成像；
[0084] 开启位置传感器48,以实时检测振动平台410的相对位移量；
[0085] 利用图像处理装置49,控制光源46发出脉冲光，并控制成像装置每间隔一个采样 间隔时间即获取样品43的一幅低分辨率图像，并且记录获取每幅低分辨率图像时位置传 感器48检测到的振动平台410的相对位移量，然后根据振动平台410的相对位移量将获得 的所有低分辨率图像叠加，诸如利用傅立叶变换，反卷积等图像恢复算法合成出一幅高分 辨率的图像。
[0086] 其中所述振动平台410的振幅被选择为使得多幅低分辨率图像之间的最大相对 位移量大于等于成像装置中的图像传感器的一个像素的尺寸。所述采样间隔时间被选择为 使间隔一个采样间隔时间的相邻的低分辨率图像之间的相对位移量小于图像传感器一个 像素的尺寸的2倍，优选等于图像传感器一个像素的尺寸的1/10-1/3。
[0087]本实施例提供的显微装置及其成像方法无需高倍数的透镜，且可获得大视场的高 分辨图像。另外，由于光源能够采用平行光光源，因此不会产生图像畸变。
[0088] 本实施例提供的显微装置及其成像方法中，固定样品池，而使图像传感器振动，因 此特别地适用于液体样品等不能经受振动的样品。
[0089]本发明中所说的"平行光"并非指严格平行的光，也包括近似平行光，本领域技术 人员可以理解的是，严格平行的光是难以获得的，即使是太阳光也并非严格平行的光，如同 太阳光可以被认为是平行光一样，在实际应用中通常采取使光源面积较大，或光源的距离 较远的方式来获得近似平行光，这一手段也适用于本发明。本发明中所说的"平行光"指发 散角为毫弧度量级的光束。
[0090] 上述实施例中，通过弹簧来限制样品台或成像装置的振动方向，使其只在其所在 平面内振动，在本发明的其它实施例中，也可以采用其它的限位装置限制样品台或成像装 置的振动方向，使其只在一个平面内振动。
[0091] 上述实施例中，以透射式显微装置（即成像装置所检测的光为光源透射过样品的 光）为例描述了本发明。在本发明的其它实施例中，也可以采用反射式显微装置（即成像装 置所检测的光为样品的反射光)，同样可以实现本发明。
[0092] 上述实施例中，采用了脉冲式光源，从而获得了一系列间隔有一定的采样间隔时 间的低分辨率图像。在本发明的其它实施例中，也可以采用非脉冲式的发出恒定光的光源， 而通过在图像传感器之前设置定时开关的快门来实现一系列低分辨率图像的获取。
[0093]本发明中，利用多幅低分辨率图像合成出高分辨率图像的步骤可采用本领域常用 的各种用于叠加图像的算法，本领域技术人员可以根据实际需要而灵活选择。本发明中所 采用的利用多幅低分辨率图像合成出高分辨率图像的的算法与现有技术中的通过"拼接" 图像而得到高分辨率图像的方法有着本质上的差别，具体差异如图8所示。其中图8a为通 过"拼接"图像而得到高分辨率图像的方法。其中51表示视场（FOV)中所见的高分辨率图 像，即成像装置所成的图像，52表示位置传感器感测到的与所成的图像对应的位置。从图中 可以清楚地看到，"拼接"图像的方法仅仅是将字母"A"的各个部位对应的高分辨率图像按 照位置传感器感测到的位置而拼接在一起。
[0094] 而本发明中所采用的利用多幅低分辨率图像合成出高分辨率图像的算法的示意 图如图8b所示。在每一幅低分辨率图像中，均对字母"A"的所有部位进行成像(如附图标记 54所示)，然后根据位置传感器感测到的与所成的图像对应的位置(如附图标记55所示)，将 多幅低分辨率图像叠加，最终合成一幅高分辨率的图像56。由此可以看出，本发明提供的装 置和方法在获得同等大小的分辨率的前提下具有更大的视场。
[0095] 图9示出了根据本发明的显微装置及其成像方法的仿真结果。利用9幅低分辨率 图像合成了一幅高分辨率图像。每幅低分辨率图像之间的相对位移量为一个像素尺寸的 1/3。低分辨率图像的分辨率约为1微米，高分辨率图像的分辨率约为0. 3微米。
[0096]图10示出了根据本发明的显微装置及其成像方法的又一仿真结果。利用25幅低 分辨率图像合成了一幅高分辨率图像。每幅低分辨率图像之间的相对位移量为一个像素尺 寸的1/3。低分辨率图像的分辨率约为2微米，高分辨率图像的分辨率约为0. 4微米。 [0097] 上述实施例中，采用位置传感器来实时检测样品与成像装置之间的相对位移量。 在本发明的其它实施例中，也可以采用其它的位置感测装置或感测方法来检测样品与成像 装置之间的相对位移量。本发明还提供了一种可用于显微装置的位置测量方法，该方法利 用待测样品上的参考标记（RP)来检测样品与成像装置之间的相对位移量。
[0098]图11示出了本发明提供的一种利用待测样品上的参考标记来检测样品与成像装 置之间的相对位移量的位置测量方法。其中该参考标记为L形的线，其线宽取决于显微装 置的光学系统，其被选择为使该L形的参考标记在图像传感器上的投影的线宽等于约一个 像素的尺寸。如图11所示，该参考标记在图像传感器上的L形投影的线宽为W，等于像素 61、62、63和64的宽度。
[0099] 其中该L形投影的坚直边覆盖一个3X3像素矩阵中的第一行中的第1、2列的两 个像素61和63,从而在像素61和63中分别形成灰度值gl和g2,通过该灰度值gl和g2 可计算出参考标记的左边沿距离该3X3像素矩阵的左边界的水平方向的距离x。
[0100] 该该L形投影的水平边覆盖一个3X3像素矩阵中的第三列中的第2、3行的两个 像素62和64,从而在像素62和64中分别形成灰度值g3和g4。，通过该灰度值g3和g4可 计算出参考标记的下边沿距离该3X3像素矩阵的下边界的坚直方向的距离y。
[0101] 其中：
【权利要求】
1. 一种显微装置，包括： 位移装置，用于使待测样品与成像装置之间产生相对位移，所述位移位于一个平面 内； 成像装置，用于获取所述待测样品在相对于所述成像装置的不同位置处的多幅图像， 其中所述多幅图像具有第一分辨率； 位置感测装置，用于检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移； 图像处理装置，用于接收所述具有第一分辨率的多幅图像和所述位置感测装置检测到 的所述位移，并根据检测到的所述位移将所述多幅具有第一分辨率的图像叠加，合成出具 有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。
2. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置用于使所述待测样品发生位 移。
3. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置用于使所述成像装置发生位 移。
4. 根据权利要求1所述的显微装置，还包括用于产生照射所述待测样品的平行光的光 源。
5. 根据权利要求1所述的显微装置，还包括用于发出照射所述待测样品的光的脉冲式 光源。
6. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述平面为水平面。
7. 根据权利要求6所述的显微装置，其中所述位移装置包括限位装置。
8. 根据权利要求1所述的显微装置，其中每间隔一采样间隔时间，所述成像装置获取 一幅所述待测样品的图像。
9. 根据权利要求8所述的显微装置，其中所述采样间隔时间被选择为使间隔一个所述 采样间隔时间的相邻的所述具有第一分辨率的图像之间的相对位移量等于所述成像装置 的一个像素的尺寸的1/10-1/3。
10. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置的位移幅度使得所述多幅具 有第一分辨率的图像之间的最大位移量大于所述成像装置的一个像素的尺寸。
11. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位移装置为振动装置。
12. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述显微装置为透射式或反射式显微镜，或 者投影式无透镜显微装置。
13. 根据权利要求1所述的显微装置，其中所述位置感测装置包括设置在待测样品上 的参考标记，所述参考标记在所述成像装置上所成的像覆盖所述成像装置的多个像素，根 据所述多个像素中的每个像素的灰度值之间的相对关系确定参考标记相对于所述成像装 置的位置。
14. 一种成像方法，包括： 利用成像装置获取待测样品的并具有第一分辨率的多幅图像； 使所述待测样品与所述成像装置形成相对位移，所述位移位于一个平面内； 检测所述待测样品与所述成像装置之间的相对位移量； 接收多幅所述具有第一分辨率的图像和所检测到的位移，并根据所检测到的位移将所 述具有第一分辨率的多幅图像叠加，合成出具有高于第一分辨率的第二分辨率的图像。
【文档编号】G02B21/06GK104516098SQ201310461837
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】郁彦彬, 郭心, 杜昭辉, 郭勇 申请人:西门子公司
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