[发明专利]用于确定介质中的三维颗粒分布的方法

权利要求书

1.一种用于确定介质(M)中的三维颗粒分布(6)，优选细菌分布的方法，所述方法包括：

提供包含所述颗粒(P)的介质(M)的样品(3)；

借助于光源(2)发射相干光束(9)，以用所述光束(9)照射所述样品(3)，其中所述光束(9)的第一部分被所述颗粒(P)散射以产生散射光束(10)；

用照相机(5)记录所述散射光束(10)和所述光束中的未被散射的第二部分(11)的干涉图像(12)；

用处理器(7)从所述干扰图像(12)计算，对于位于所述样品(3)内的多个虚拟平面(13_i)中的每个虚拟平面，所述样品(3)的在相应虚拟平面(13_i)处的重建图像(14_i)，每个重构图像(14_i)具有多个像素(15)，所述多个像素具有强度值(I)和相位值(Φ)；

对于每个重构图像(14_i)，用所述处理器(7)生成存在图像(16_i)，所述存在图像(16_i)具有与所述重构图像(14_i)相同的像素(17)的布局，其中，如果所述重构图像(14_i)的相应像素(15)具有超过预定阈值(TH)的强度值(I)，并且，如果所述重构图像(14_i)的相应像素(15)具有带有预定符号(SG)的相位值(Φ)，则值被分配给所述存在图像(16_i)的每个像素(17)，并且如果不满足所述两个条件中的至少一个，则没有值被分配；以及

根据所述存在图像(16i)中的已经分配了值的那些像素(17)来识别所述三维颗粒分布(6)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在散射之后并且在记录之前，借助于具有位于所述样品(3)外部的焦点(F)的光学装置(4)将所述散射光束(10)引导到所述照相机(5)上。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定符号(SG)取决于所述样品(3)中的沿所述光束(9)的方向观看的所述焦点(F)所位于的所述侧，以及，取决于所述介质(M)的所述折射率相比于所述颗粒(P)的所述折射率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述多个虚拟平面(13_i)每一个以预定间隔(IV)间隔开并且覆盖整个样品(3)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，提供包括所述光源(2)、所述样品(3)和所述照相机(5)的内嵌干涉仪(1)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，提供数字照相机，优选地互补金属氧化物半导体或电荷耦合器件作为所述照相机(5)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，将所述三维颗粒分布(6)投影在与所述干涉图像(12)的所述平面相对应的二维平面上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，对于所述重建图像(14_i)中的至少一个的每个像素(15)，将所述阈值(TH)计算为在所述像素(15)的预定范围内的各个像素的所述平均强度值的预定百分比。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述阈值(TH)位于参考强度分布(18)的第二和第三最大强度值(M₂、M₃)之间。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其特征在于，重复发射、照射、记录、生成和识别以确定第一和第二颗粒分布(6)，并且使所述第一颗粒分布(6)中的至少一个颗粒(P)与所述第二颗粒分布(6)中的相同颗粒(P)相互关联，以跟踪所述颗粒(P)的运动。