[發(fā)明專利]結(jié)構(gòu)光照明層析顯微成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210553557.9
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103018173A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭煒;楊守勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/45
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)顯微成像領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)光照明層析顯微成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的寬場光學(xué)顯微鏡是部分相干成像系統(tǒng)，光學(xué)傳遞函數(shù)中某些頻率成分不隨著離焦距離的增加而衰減，因而系統(tǒng)不具備層析成像的能力。在弱光成像條件下考察系統(tǒng)光學(xué)傳遞函數(shù)，發(fā)現(xiàn)只有空間頻率為零的成分不隨著離焦而衰減。進一步研究發(fā)現(xiàn)，通過改變顯微鏡的照明系統(tǒng)，將具有單一空間頻率的條紋格柵投射到樣本，顯微鏡可以對條紋格柵投影到所在的焦面進行很好的成像，這樣便可以獲得標(biāo)記有銳利的條紋的樣本層析圖像。在格柵位于不同的相對空間位置時進行三次成像，通過圖像處理便可以獲得寬場層析成像結(jié)果。

現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)光層析顯微成像系統(tǒng)一般采用橫向移動格柵的方式改變其相對空間位置，在不同的位置進行三次成像。這種方式需要對格柵的位置移動進行嚴(yán)格的控制并與攝像機同步操作，成像速度慢且只能用于觀察靜態(tài)的樣本。另外，還有一種基于彩色CCD的結(jié)構(gòu)光成像系統(tǒng)，采用不同顏色的格柵作為照明模式，雖然實現(xiàn)了不同空間位置的單次結(jié)構(gòu)光成像，但是CCD探測得到的不同顏色光之間會存在嚴(yán)重的光譜串?dāng)_，而且由于光源采用寬譜光源，成像系統(tǒng)色差會極大的影響成像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定、快速以及單次曝光的結(jié)構(gòu)光照明層析顯微成像系統(tǒng)。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)光照明層析顯微成像系統(tǒng)，用于樣品層析成像，其特征在于，包括：

結(jié)構(gòu)光照明裝置，包括第一結(jié)構(gòu)光裝置、第二結(jié)構(gòu)光裝置、第三結(jié)構(gòu)光裝置、對應(yīng)第一、第二結(jié)構(gòu)光裝置設(shè)置的第一分光鏡、對應(yīng)第三結(jié)構(gòu)光裝置和第一分光鏡設(shè)置的第二分光鏡以及對應(yīng)第二分光鏡設(shè)置的第一透鏡，結(jié)構(gòu)光由第一透鏡出射，所述結(jié)構(gòu)光裝置均包括依次設(shè)置的光源、光束準(zhǔn)直器和格柵；

成像裝置，依次包括第二透鏡、分光模塊以及成像模塊；

以及設(shè)置于結(jié)構(gòu)光照明裝置與成像裝置的光路之間可將產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)光投影到樣品的半透半反鏡和顯微物鏡；

所述結(jié)構(gòu)光經(jīng)半透半反鏡、顯微物鏡投影到樣品，樣品反射光經(jīng)顯微物鏡、半透半反鏡由成像裝置接收，成像裝置的分光模塊將樣品反射光分為三束，由成像模塊接收。

優(yōu)選的，所述各結(jié)構(gòu)光裝置的光源為中心波長相近但光譜互不重疊的窄帶光源。

優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)光照明裝置包括三個光源，分別對應(yīng)設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)光裝置、第二結(jié)構(gòu)光裝置以及第三結(jié)構(gòu)光裝置中。

優(yōu)選的，所述窄帶光源為窄帶LED或激光器或白光源和帶通濾光片的組合。

優(yōu)選的，所述各結(jié)構(gòu)光裝置的格柵的線狀條紋密度相同。

優(yōu)選的，所述成像模塊設(shè)有三個不同的感光區(qū)域，三束樣品反射光對應(yīng)不同的感光區(qū)域。

優(yōu)選的，所述成像模塊為CCD或CMOS。

優(yōu)選的，所述光源采用激光器時，分光模塊為三角棱鏡或光柵。

優(yōu)選的，所述光源采用窄帶LED或白光源和帶通濾光片的組合時，分光模塊為分光鏡組。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括升降臺，用于承載及移動樣品。

本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)光照明層析顯微成像系統(tǒng)，與現(xiàn)有的多次曝光結(jié)構(gòu)光照明成像裝置不同。本系統(tǒng)利用照明光顏色的不同，實現(xiàn)單次曝光的層析顯微成像，從而可對動態(tài)目標(biāo)進行快速成像研究。本系統(tǒng)主要包括結(jié)構(gòu)光照明裝置和成像裝置。結(jié)構(gòu)光照明裝置方面，照明光由三個中心波長相近但光譜互不重疊的窄帶光或激光組成，三路光通過各自獨立的投影路徑，把格柵投影到樣品上獲得結(jié)構(gòu)光照明。在成像裝置方面，利用分光裝置把不同波長的反射光投影到成像模塊的不同感光區(qū)域并同時進行成像。與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)光照明層析顯微成像裝置相比，本系統(tǒng)除減少了曝光次數(shù)外，還包括以下幾個優(yōu)點：（1）由于采用了中心波長相近的窄帶光或激光，可以有效地消除色差對成像質(zhì)量的影響；（2）三路照明光采用各自獨立的格柵產(chǎn)生結(jié)構(gòu)照明模式，反射光經(jīng)分光裝置后由成像模塊的不同感光區(qū)域接受，減少了信號間的相互串?dāng)_。

附圖說明

圖1為本發(fā)明采用激光作為光源時的一種實施例的示意圖。

圖2為本發(fā)明采用窄帶光源作為光源時的另一種實施例的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)光照明層析顯微成像系統(tǒng)，用于樣品層析成像。