[實用新型]一種光源模塊及應用其的線掃描多光譜成像系統

有效

• 申請號: 201621287988.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN206248212U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 史國華;孔文
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01J3/16
• 分類號: G01J3/16;G01J3/18;G01J3/28;G01N21/01
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙)44316
• 代理人: 趙勍毅

技術領域

本實用新型涉及光學中的成像技術領域，具體而言涉及一種光源模塊及應用其的線掃描多光譜成像系統。

背景技術

近年來，由于共聚焦技術能夠使用狹縫或小孔濾鏡除非成像平面的雜散光，大大提高了成像分辨率，而且共聚焦具有非侵入性檢查的優點，越來越成為成像領域研究的熱點。傳統的點掃描聚焦是使用兩面振鏡同時掃描，使得光源照亮待測對象的每一點，通過其反射光或者熒光成像，當待測物體尺寸越大時，一幅圖像完成掃描需要的時間越長，對振鏡的掃描速度要求也變得更高。在此基礎上發展出了線掃描共焦成像，線掃描共焦成像使用一維掃描線光束代替點光束照明，該方法分辨率低于點共焦成像，但是系統更加簡單，而且探測靈敏度高，成像幀頻高，較之于前方法更具優勢。

同時，單波長的眼底成像技術已經不能滿足眼科診斷的需要，因此，多光譜眼底成像設備應運而生。由于光譜圖像數據中每一像元含有與被測物理組分有關的光譜信息，能直接反映出目標的物理光譜特征，我們不僅可以對目標樣品的畸形進行定性定量分析，還可以通過光學成像技術，獲取更準確直觀的目標物體分布圖，為分析、檢測、監控、測量等應用提供更為精準的資料信息。由于光譜成像的這些優點，因此在水質檢測，大氣監測，生態環境檢測，軍事目標識別，生物醫學診斷等方面都有著廣泛的應用。

目前，常見的多光譜眼底成像設備大都是點光源作為光源，然后通過探測裝置前的色散系統將從樣品反射或透射回來的成像光束分開為序列譜線，最后通過對序列譜線進行同時探測以實現對同一樣品同時的多光譜成像。不同波長光源的通斷控制操作復雜，很難選擇性的對特定波長成像，而且采用點照明的成像方式，系統結構復雜，成像速度慢。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種光源模塊及應用其的線掃描多光譜成像系統，該系統通過選擇成像使用的波長，濾除大部分的雜散光，從而大大提高了成像速度；且所述線掃描多光譜成像系統的組成簡單，且在光路組成中一一對應使得控制使用更加簡單。

本實用新型是這樣實現的，提供一種光源模塊，包括寬帶光源、沿所述寬帶光源出射照明光束的傳播方向依次設置的準直鏡、色散單元及數字微鏡陣列；

所述寬帶光源出射的照明光束進入所述準直鏡，并經所述準直鏡準直為不同波長的平行光束，所述不同波長的平行光束經所述色散單元的分光后，所述不同波長的平行光進入所述數字微鏡陣列的不同位置，通過控制所述數字微鏡陣列的偏轉角度實現對所述不同波長的平行光進行選擇性通斷，并將選擇的特定波長的平行光束反射出去。

進一步地，所述寬帶光源為白光發光二極管、白光超發光二極管、超輻射激光器或鹵素燈；

所述準直鏡為消色差透鏡；

所述色散單元為棱鏡、寬帶衍射光柵或全息光柵。

相應地，本實用新型還提供一種線掃描多光譜成像系統，包括照明模塊、成像模塊、顯示模塊及上述的光源模塊；

所述照明模塊包括柱面鏡、分光單元、掃描單元、照明透鏡及檢查前置鏡；

所述成像模塊包括成像物鏡及探測裝置；

所述顯示模塊包括圖像采集卡及輸出單元；

所述數字微鏡陣列選擇的特定波長的平行光束反射進入所述柱面鏡形成特定波長的線光束，所述特定波長的線光束中部分線光束經所述分光單元聚焦在所述掃描單元上形成掃描光束，所述掃描光束依次經所述照明透鏡透、檢查前置鏡透射后進入待測物形成成像光束，由待測物返回的所述成像光束依次經過所述檢查前置鏡、照明透鏡透及掃描單元進入所述分光單元中，經所述分光單元反射進入所述成像物鏡，再經所述成像物鏡聚焦到所述探測裝置，所述探測裝置將所述成像光束的光信號轉換為電信號并發送至所述圖像采集卡，所述圖像采集卡將接收到的電信號轉化為圖像信息發送給所述輸出單元進行顯示。

進一步地，所述寬帶光源為白光發光二極管、白光超發光二極管、超輻射激光器或鹵素燈；

所述準直鏡為消色差透鏡；

所述色散單元為棱鏡、寬帶衍射光柵或全息光柵。

進一步地，所述柱面鏡為柱面透鏡；

所述分光單元為寬帶分光平面或寬帶分光棱鏡；

所述掃描單元為反射式高精度掃描振鏡。

進一步地，所述探測裝置為面探測裝置。

進一步地，所述面探測裝置為面陣電荷耦合器件、或面陣互補金屬氧化物半導體陣列或面陣光電二極管陣列。