Brevet FR3110256A1 — publié le 20211119

Système et procédé de capture de microimages en kit à monter soi-même. Le système comprend une plate-forme expérimentale optique (1), un appareil photo (4), un microscope (3) et une plate-forme de micro-mouvement (2). La plate-forme de micro-mouvement (2) est fixée sur une base de la plate-forme expérimentale optique (1); le microscope (3) est disposé entre l'appareil photo et la plate-forme de micro-mouvement (2), le microscope (3) est fixé sur un dispositif de serrage de la plate-forme expérimentale optique (1); l'appareil photo (4) est disposé sur un oculaire du microscope (3), et un centre optique de l'appareil photo (4) et un axe du microscope (3) sont sur une même ligne perpendiculaire; et la plate-forme de micro-mouvement (2) est configurée pour régler un emplacement de hauteur auquel l'appareil photo (4) est focalisée sur une surface d’un objet à photographier. Le système de capture de microimages avec fonction de zoom et le procédé proposés dans la présente invention améliorent la précision de prise de vue de la forme tridimensionnelle d’un objet à photographier. Figure 1. SYSTÈME DE CAPTURE DE microimages avec fonction de zoom en kit à monter soi-même ET procédé La présente invention concerne le domaine de la capture d’image, et en particulier, un système et un procédé de capture de microimages avec fonction de zoom en kit à monter soi-même. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La microphotographie tridimensionnelle est largement appliquée à des domaines tels que les sciences de la vie et les sciences des matériaux. Dans ces domaines, les appareils microphotographiques tridimensionnels couramment utilisés comprennent principalement : un microscope électronique à balayage, un profilomètre tridimensionnel, un microscope à force atomique, et autres. Une image bidimensionnelle est obtenue à l’aide du microscope électronique à balayage, et les chercheurs concernés considèrent un changement d’échelle de gris d’une image comme un changement de forme d’une surface d’un échantillon, mais l’information à base d'échelle de gris bidimensionnelle ne peut pas vraiment refléter l’information tridimensionnelle. Le microscope électronique à balayage nécessite en outre un prétraitement complexe sur l’échantillon. Le microscope à force atomique mesure la surface de l’échantillon en déplaçant une sonde. Le processus de mesure est unidimensionnel, et une sonde de contact peut endommager la surface de l’échantillon. Le profilomètre tridimensionnel utilise des interférences lumineuses blanches pour obtenir une surface 3D, mais la précision n’est pas aussi élevée que celle du microscope électronique à balayage et du microscope à force atomique. En outre, ces appareils microphotographiques professionnels sont tous coûteux et ont une faible profondeur de champ. Le problème de profondeur de champ limite sévèrement la forme d’une surface d’un objet à photographier. Par exemple, une microstructure d’une surface de feuilles végétales est un facteur important qui affecte l’énergie libre de la surface des feuilles et qui est étroitement liée à un effet de dépôt d’une solution chimique. Cependant, la surface des feuilles végétales est habituellement une structure fractale à plusieurs échelles, et un appareil microphotographique avec une faible profondeur de champ ne peut pas observer et photographier complètement une telle structure. Pour une telle échelle, un instrument d’imagerie tridimensionnel ordinaire (par exemple, un radar laser) ne peut pas répondre à une exigence de précision. La présente invention vise à fournir un système et un procédé de capture de microimages avec fonction de zoom en kit à monter soi-même, afin d’améliorer la précision de la photographie d’une forme tridimensionnelle d’un objet à photographier. Pour atteindre l’objectif qui précède, la présente invention propose les solutions suivantes : Un système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom est proposé comprenant une plate-forme expérimentale optique, un appareil photo, un microscope et une plate-forme de micro-mouvement, dans lequel la plate-forme de micro-mouvement est fixée sur une base de la plate-forme expérimentale optique; le microscope est disposé entre l'appareil photo et la plate-forme de micro-mouvement, et le microscope est fixé sur un dispositif de serrage de la plate-forme expérimentale optique; et l'appareil photo est disposé sur un oculaire du microscope, et un centre optique de l'appareil photo et un axe du microscope sont sur une même ligne perpendiculaire ; et la plate-forme de micro-mouvement est configurée pour régler un emplacement de hauteur auquel l'appareil photo est focalisée sur une surface d’un objet à photographier. Selon un mode de réalisation, la plate-forme de micro-mouvement comprend un bouton de réglage grossier et un bouton de réglage fin. Selon un mode de réalisation, le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom comprend une lampe annulaire ; et la lampe annulaire est disposée sur la plate-forme de micro-mouvement, et un objectif du microscope passe par un orifice au sommet de la lampe annulaire. Selon un mode de réalisation, la lampe annulaire est en forme d’anneau. Selon un mode de réalisation, le système de capture de microimages avec fonction de zoom en kit à monter soi-même comprend en outre un ordinateur ; et l’ordinateur est connecté à l'appareil photo via Ethernet; et l’ordinateur est configuré pour déterminer une microstructure de la surface de l’objet à photographier selon des microimages capturées par l'appareil photo. Selon un mode de réalisation, l'appareil photo est un appareil photo industriel. Selon un mode de réalisation, le microscope est un microscope portatif. L'invention propose également un procédé de capture de microimages avec fonction de zoom. le procédé de capture de microimages avec fonction de zoom est appliqué au système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom, et le procédé de capture de microimages avec fonction de zoom comprend les étapes consistant à : tourner un bouton de réglage grossier et un bouton de réglage fin d’une plate-forme de micro-mouvement, pour régler l’emplacement d’un objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement ; photographier, à l’aide d’un appareil photo, l’objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement, pour obtenir des images focalisées à différents emplacements de mise au point; effectuer une forme à partir du procédé de mise au point sur toutes les images de mise au point, pour déterminer une microstructure d’une surface de l’objet à photographier. Selon un mode de réalisation, avant de tourner un bouton de réglage grossier et un bouton de réglage fin d’une plate-forme de micro-mouvement, pour régler l’emplacement d’un objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement, le procédé comprend en outre l'étape consistant à : tourner un bouton sur un dispositif de serrage, de sorte qu’un objectif d’un microscope passe à travers un orifice au sommet d’une lampe annulaire. Selon les modes de réalisation spécifiques de la présente invention, la présente invention présente les effets techniques suivants : Selon le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom et le procédé proposés par la présente invention, une plate-forme de micro-mouvement avec une échelle est employée pour implémenter la capture des microimages utilisant la fonction de zoom. Lors de la prise de vues,des informations spatiales sur l’emplacement d’une séquence d’images capturées peuvent être obtenues, afin de calculer une forme tridimensionnelle d’une micro-surface de l’objet à photographier et d’améliorer la précision de la photographie d’une forme tridimensionnelle de l’objet à photographier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui montrent : est un diagramme structurel schématique d’un système de capture de microimages avec fonction de zoom à monter soi-même selon la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE La présente invention vise à fournir un système et un procédé de capture de microimages avec fonction de zoom en kit à monter soi-même, afin d’améliorer la précision de la photographie d’une forme tridimensionnelle d’un objet à photographier. Pour satisfaire ce but, les caractéristiques et les avantages de la présente invention la lecture de la description qui suit plus nets et plus compréhensibles, la présente invention est décrite en détail ci-dessous en ce qui concerne le dessin et les implémentations spécifiques qui l’accompagnent. est un diagramme structurel schématique d’un système de capture de microimages avec fonction de zoom à monter soi-même selon la présente invention. Le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom comprend une plate-forme expérimentale optique 1, un appareil photo 4, un microscope 3, et une plate-forme de micro-mouvement 2. L'appareil photo 4 est un appareil photo industriel, et le microscope 3 est un microscope portable. La plate-forme de micro-mouvement 2 est fixée sur une base de la plate-forme expérimentale optique 1 ; le microscope 3 est disposé entre l'appareil photo 4 et la plate-forme de micro-mouvement 2, et le microscope 3 est fixé sur un dispositif de serrage de la plate-forme expérimentale optique 1, et l'appareil photo 4 est disposée sur un oculaire du microscope 3, et un centre optique de l'appareil photo 4 et un axe du microscope 3 se trouvent sur la même ligne perpendiculaire. La plate-forme de micro-mouvement 2 est configurée pour régler un emplacement de hauteur auquel l'appareil photo 4 est focalisé sur une surface d’un objet à photographier. La plate-forme de micro-mouvement 2 comprend un bouton de réglage grossier et un bouton de réglage fin. Le système de capture de microimages avec fonction de zoom comprend en outre une lampe annulaire 5. Plus précisément, la lampe annulaire 5 est en forme d’anneau. La lampe annulaire 5 est disposée sur la plate-forme de micro-mouvement 2, et un objectif du microscope 3 passe par un orifice au sommet de la lampe annulaire 5. La lampe annulaire 5 est disposée sur la plate-forme de micro-mouvement 2, pour couvrir l’ensemble de l’objet à photographier, et régler la luminosité d’un champ de vision. Le système de capture de microimages avec fonction de zoom comprend en outre un ordinateur 6. L’ordinateur 6 est connecté à l'appareil photo 4 via Ethernet; et l’ordinateur 6 est configuré pour déterminer une microstructure de la surface de l’objet à photographier selon des microimages capturées par l'appareil photo 4. Dans un mode de réalisation spécifique, dans le système de capture de microimages avec fonction de zoom proposé par la présente invention, un processus d’opération spécifique est le suivant : S1. Tournez le bouton de réglage grossier de la plate-forme de micro-mouvement 2 dans le sens inverse des aiguilles d’une montre à une valeur de lecture maximale, et tournez le bouton de réglage fin de la plate-forme de micro-mouvement 2 dans le sens des aiguilles d’une montre à une valeur de lecture minimale. S2. Placez le sujet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement 2 à plat, illuminer le sujet à photographier avec la lampe annulaire 5, et tournez le bouton de la plate-forme expérimentale optique 1, de sorte que le microscope portable 3 descend par l'orifice au sommet de la lampe annulaire 5, et une lentille du microscope 3 est à environ 0.5 cm de la plate-forme de micro-mouvement 2. S3. Lancer le logiciel d’acquisition d’image sur l’ordinateur 6, et ajustez la lampe annulaire 5 à l’intensité lumineuse appropriée. S4. Tournez le bouton de réglage grossier de la plate-forme de micro-mouvement 2 dans le sens des aiguilles d’une montre, déplacez la plate-forme vers le bas jusqu’à ce qu’il soit observé que tous les points sur l’image passent par un processus « flou-net-flou », et recueillir une image actuelle. S5. Tournez le bouton de réglage fin de la plate-forme de micro-mouvement 2 dans le sens inverse des aiguilles d’une montre d'une graduation (déterminée en fonction de la résolution de profondeur requise), de sorte que la plate-forme se déplace vers le haut de 1 μm,et recueillir une image actuelle. S6. Répétez étape S5, jusqu’à ce qu’il soit observé que tous les points sur l’image passent par le processus « floue-net-floue » à nouveau. Pour le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom proposé par la présente invention, il existe des composants et des pièces peu chers sur le marché, et un prix de l’ensemble du système est beaucoup plus faible que celui d’un instrument à grande échelle actuellement utilisé. Une surface de feuille est directement photographiée selon un principe optique, et un prétraitement supplémentaire n’a pas besoin d’être effectué. Les parties du système sont fixées en place par un bouton et un écrou, et sont facilement démontées et assemblées. Le système a un poids global relativement faible, et peut être transporté dans une valise à une scène pour les prises de vue. La présente invention propose en outre un procédé de capture de microimages avec fonction de zoom. Le procédé de capture de microimages avec fonction de zoom met en œuvre le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom proposé par la présente invention. Le procédé de capture de microimages avec fonction de zoom réalisé par l'opérateur comprend les étapes consistant à : S201. Tourner un bouton de réglage grossier et un bouton de réglage fin d’une plate-forme de micro-mouvement 2, pour régler l’emplacement d’un objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement 2. Avant l'étape S201, pour améliorer un effet de photographie, la lampe annulaire 5 est activée, et un bouton sur un dispositif de serrage est tourné, de sorte qu’un objectif d’un microscope 3 passe par un orifice au sommet de la lampe annulaire 5. S202. Photographier l’objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement 2 à l’aide de l'appareil photo 4, afin d’obtenir des images focalisées au niveaux de différents emplacements de mise au point. S203. Créer la forme à partir du procédé de mise au point sur toutes les images focalisées, afin de déterminer une microstructure d’une surface de l’objet à photographier. Dans cette description, plusieurs exemples spécifiques sont utilisés pour illustrer les principes et les mises en œuvre de la présente invention. Le contenu de cette description ne doit pas être interprété comme une limitation à la présente invention. L'homme de l'art peut facilement imaginer d'autre modes de réalisation, sans pour autant sortir de l'invention telle que décrite dans les revendications. Un système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom, comprenant une plate-forme expérimentale optique (1), un appareil photo (4), un microscope (3), et une plate-forme de micro-mouvement (2), dans lequel la plate-forme de micro-mouvement (2) est fixée sur une base de la plate-forme expérimentale optique (1); le microscope est disposé entre l'appareil photo (4) et la plate-forme de micro-mouvement (2), et le microscope (3) est fixé sur un dispositif de serrage de la plate-forme expérimentale optique (1), et l'appareil photo (4) est disposé sur un oculaire du microscope (3), et un centre optique de l'appareil photo (4) et un axe du microscope (3) sont sur une même ligne perpendiculaire; et la plate-forme de micro-mouvement (2) est configurée pour régler un emplacement de hauteur auquel l'appareil photo (4) est focalisée sur une surface d’un objet à photographier. Le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom selon la revendication 1, dans lequel la plate-forme de micro-mouvement (2) comprend un bouton de réglage grossier et un bouton de réglage fin. Le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom comprend une lampe annulaire (5) ; et la lampe annulaire (5) est disposée sur la plate-forme de micro-mouvement (2), et un objectif du microscope (3) passe par un orifice au sommet de la lampe annulaire (5). Le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom selon la revendication 3, dans lequel la lampe annulaire (5) est en forme d’anneau. Le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom est associé à un ordinateur ; et l’ordinateur est connecté à l'appareil photo (4) via Ethernet; et l’ordinateur est configuré pour déterminer une microstructure de la surface de l’objet à photographier à partir des microimages capturées par l'appareil photo (4). Le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'appareil photo (4) est un appareil photo industriel. Le système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le microscope (3) est un microscope portatif. Un procédé de capture de microimages avec fonction de zoom, dans lequel le procédé de capture de microimages avec fonction de zoom est appliqué au système en kit à monter soi-même de capture de microimages avec fonction de zoom selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et le procédé de capture de microimages avec fonction de zoom comprend les étapes consistant à : tourner un bouton de réglage grossier et un bouton de réglage fin de la plate-forme de micro-mouvement (2), pour régler l’emplacement de l’objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement (2) ; photographier, en utilisant l’appareil photo, l’objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement (2), pour obtenir des images focalisées au niveau de différents emplacements de mise au point; et effectuer une forme à partir du procédé de mise au point sur toutes les images de mise au point, pour déterminer une microstructure d’une surface de l’objet à photographier. Le procédé de capture de microimages avec fonction de zoom en kit à monter soi-même selon la revendication 8, dans lequel avant le réglage du bouton de réglage grossier et le bouton de réglage fin de la plate-forme de micro-mouvement (2), pour régler un emplacement de l’objet à photographier sur la plate-forme de micro-mouvement, le procédé comprend en outre l'étape consistant à : tourner un bouton sur l’appareil de serrage, de sorte que l’objectif du microscope (3) passe à travers l'orifice au sommet de la lampe annulaire (5).