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Sistema para la obtención de imágenes completamente focalizadas en microscopios de alta magnificación

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El grupo de investigación “Simulación, Caracterización y Evolución de Materiales”, ha desarrollado un sistema que permite la obtención de imágenes completamente focalizadas en microscopios de alta magnificación, de manera que la profundidad de foco puede tomar valores mejorados respecto a los especificados por las leyes ópticas.

Esquema general del sistema automatizado, donde se muestran sus componentes: (1) Subsistema de captura de imágenes.(1a) Microscopio óptico. (1a1) Lentes objetivo. (1a2) Sistema de iluminación. (1b) Elemento para la captura de imágenes. (2)Subsistema de modificación de la distancia objeto/lente objetivo.(2a) Sistema de movimiento de alta precisión.(2b) Soportes del sistema de movimiento. (2c) Conexionado del sistema de movimiento.(2d) Acoplamientos. (3) Subsistema informatizado de control y tratamiento de imágenes.(3a) Ordenador.(3b) Software de control y tratamiento de imágenes.

En esta imagen se muestra las zonas focalizadas de cada imagen. La imagen es obtenida como resultado de la suma de las zonas parcialmente enfocadas.

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Introducción

El uso de microscopios ópticos de alta magnificación para la obtención de micrografías de objetos tridimensionales, presenta graves problemas producidos principalmente por la limitación en la profundidad de foco que se obtiene en el rango de radiación visible (de 370-770 nm).

Descripción

El método y equipo propuesto supera las limitaciones anteriores y permite tanto la obtención de imágenes focalizadas en el rango focal de interés así como mantener estable la cromaticidad del objeto a observar.

Este sistema se basa en la captura secuencial de imágenes digitalizadas parcialmente digitalizadas a través del microscopio, a diferentes distancias de observación, siempre inferiores a la profundidad de foco de la lente.

La parte focalizada de cada imagen parcialmente focalizada y capturada se extrae gracias a un algoritmo matemático.

El sistema completo consta de:

  • Un subsistema para la captura de imágenes parcialmente focalizadas, que comprende un microscopio óptico donde se emplaza el objeto a estudiar, y un elemento para la captura de imágenes.
  • Un subsistema para la modificación de la distancia objeto/lente.
  • Sistema de control y por ordenador y de tratamiento de imagen.
  • El sistema está dotado de elementos electromecánicos para el desplazamiento automatizado de los objetos a lo largo del eje óptico de observación, de manera que se puede adaptar a la mayoría de los microscopios siempre que tengan un sistema de regulación micrométrico y tengan capacidad para la captura de imágenes por medios digitales
  • Según el Dr. Joaquín Martín Calleja, responsable del grupo de investigación, el equipo está completamente informatizado y tiene un software de control desarrollado en Lab view 7.1. Este software permite:
    • Controlar todos los dispositivos electromagnéticos, tanto para el desplazamiento de la platina como para la captura de imágenes.
    • Extraer las zonas focalizadas de cada imagen capturada por medio de la aplicación de algoritmos específicamente desarrollados para tal efecto.
    • Fusionar todas las zonas focalizadas, previamente extraídas de cada imagen, obteniéndose una imagen completamente focalizada del objeto a estudiar, manteniendo su cromaticidad original.

    Aunque el sistema se ha desarrollado como un equipo completo, el software puede operar independientemente del microscopio de manera que se puede usar con imágenes escaneadas de fotografías químicas, micrografías digitales capturadas manualmente o con macrofotografías.

    Ventajas

    • El método y equipo propuesto supera las limitaciones relativas a la escasa profundidad de foco que es posible obtener en el rango de la radiación visible
    • Se obtienen imágenes focalizadas en el rango focal de interés.
    • La cromaticidad del objeto a observar se mantiene estable
    • El sistema se puede adaptar ala mayoría de los microscopios siempre que dispongan de un sistema de regulación micrométrica y tengan capacidad para la captura de imágenes por medios digitales
    • Se puede usar con imágenes escaneadas de fotografías químicas, micrografías digitales capturadas manualmente o con macrofotografías.

temas

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