[發明專利]一種超分辨陣列虛擬結構光照明成像裝置及其成像方法

有效

• 申請號: 201510867963.6
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105758799B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 張甦;王寶凱;鄒麗敏;譚久彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

1.一種超分辨陣列虛擬結構光照明成像裝置的成像方法，所述成像裝置包括LED光源（1），沿LED光源（1）光線傳播方向依次設有準直擴束器（2）、掃描系統（3）、微透鏡陣列（4）、準直透鏡（5）、分光棱鏡（7）、1/4波片（9）、照明物鏡（10）、樣品（11）、收集透鏡（6）和CCD 探測器（8），特征在于以下步驟：

步驟一、對樣品表面不同位置進行照明時采集到的光斑，乘以預期在物面形成的結構照明光場歸一化強度在該位置的光強系數，在物面得到等效的正弦分布的照明光場；

步驟二、對照明光透過樣品并經過物鏡再次成像得到探測面上的光強分布，對所述探測面上的光強分布在掃描時間上進行積分，得到樣品表面照明光的強度分布；

步驟三、對樣品表面照明光光強分布進行超分辨圖像重構處理，得到清晰圖像。

2.根據權利要求1所述一種超分辨陣列虛擬結構光照明成像裝置的成像方法，其特征在于：所述步驟一具體包括：

通過對探測面靈敏度系數進行調試，得到照明光場的不同掃描位置的光強最大值，進而得到掃描后的照明光場光強分布；

對掃描后的照明光場光強分布進行時間積分得到等效照明光場。

3.根據權利要求1所述一種超分辨陣列虛擬結構光照明成像裝置的成像方法，其特征在于：所述步驟二包括：

得到照明光透過樣品后光強分布，進而得到經過物鏡再次成像到探測面上的光強分布；

對探測面上的光強分布在掃描時間上進行積分，得到積分圖像的光強分布；

對積分圖像的光強分布進行傅里葉變換得到積分圖像的圖像頻譜。

4.根據權利要求1所述一種超分辨陣列虛擬結構光照明成像裝置的成像方法，其特征在于：步驟三所述超分辨圖像重構處理包括對樣品表面照明光的光強分布引入不同的調制相位并進行解調。

5.根據權利要求4所述一種超分辨陣列虛擬結構光照明成像裝置的成像方法，其特征在于：所述對樣品表面照明光的光強分布引入不同的調制相位并進行解調的過程包括：

根據引入不同的調制相位得到照明光場的不同掃描位置的光強最大值，進而得到引入相位后的積分圖像的光強分布；

對引入相位后的積分圖像的光強分布進行傅里變換，得到帶有相位的積分圖像頻譜；

通過構造相位矩陣、像頻譜矩陣和物頻譜矩陣，得到物頻譜的三部分的頻率信息。

6.根據權利要求1所述一種超分辨陣列虛擬結構光照明成像裝置的成像方法，其特征在于：通過微透鏡陣列（4）在物面產生的照明光斑中，相鄰照明光斑中心距離為照明光場空間周期的整數倍。