重聚焦顯微鏡原理和理解

2021-10-14 04:03:59 字數 1015 閱讀 1659

從乙個點光源(laser)發射的探測光通過透鏡聚焦到被觀測物體上,如果物體恰在焦點上,那麼反射光通過原透鏡應當匯聚回到光源,這就是所謂的共聚焦,簡稱共焦。共焦顯微鏡在反射光的光路上加上了一塊二向色鏡(dichroic mirror),將已經通過透鏡的反射光折向其它方向,在其焦點上有乙個帶有「針孔」(pinhole),小孔就位於焦點處。可以想像,探測光焦點前後的反射光通過這一套共焦系統,必不能聚焦到小孔上,會被擋板擋住。於是光度計測量的就是焦點處的反射光強度。其意義是:在任何時候,都只能獲得一小部分光點,因此,在顯微鏡中,任何時候都不會產生完整的影象。通過移動透鏡系統,逐點掃瞄,可以對乙個半透明的物體進行三維掃瞄。

對於一枚硬幣,在移動透鏡系統的過程中,其焦距是不變的,因此,對於一些非平面的部分,它其實是在焦點外的,因此反射到檢測器的光強就很弱。因此光強的強弱表示的是深度資訊。

得到的原始資料成為z堆疊,是1360102431 其中10361024是解析度。而31是將300um的高度分成31份,即每張13601024,都是在焦距移動乙個等級時得到的。每個畫素點的值其實是強度。

強度和焦點與物體之間的距離有著對應關係:

i是強度,z是焦點與物體的距離,a是常數。

設定乙個0.5 i 的閾值,去除雜訊以及增強魯棒性。

因此,對於的乙個畫素點,其實有31個值,每個值都對應著不同的高度而獲取的強度。

即如果我們選取這31個點中的最大值,也就是光強最大的那個,將其對應的高度作為那個畫素點的高度。這種演算法對隨機雜訊的敏感度最高。

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