[實用新型]一種雙通道結構光數字相襯顯微成像系統

有效

• 申請號: 201720540529.1
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN206920698U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 鄭德金;王翰林;吳郁清;李娜娜;趙輝;顧兆泰;安昕;張浠
• 申請（專利權）人: 廣東歐譜曼迪科技有限公司
• 主分類號: G02B21/36
• 分類號: G02B21/36;G02B21/14
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙)44377
• 代理人: 陳志超,陶品德

技術領域

本實用新型涉及一種雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，屬于顯微成像技術領域。

背景技術

相襯成像技術是一種可以將物體不同位置的微小光程差轉化成強度差的顯微成像技術。從澤尼克1935年實用新型相襯顯微鏡開始（參考論文：F Zernik. Phase contrast, a new method for the microscopic observation of transparent objects. Physica, Vol.9, No.7），相襯顯微技術在得到廣泛的應用的同時，新的相襯成像技術也在不斷的被提出。美國加州大學伯克利分校的伯克利國家實驗室的Laura Waller課題組提出了基于陣列光源的結構光照明數字相襯技術，這種方法利用LED陣列或者其他的陣列光源裝置，通過有序地控制陣列光源的發光形狀得到不同照明方向的顯微圖像，通過數字相襯算法，合成數字相襯顯微圖像(參考論文：L Tian, L Waller. Quantitative differential phase contrast imaging in an LED array microscope. Optics Express, Vol.23, No.9和L Tian, J Wang, L Waller. 3D differential phase-contrast microscopy with computational illumination using an LED array. OPTICS LETTERS, Vol.39, No.5)。該方法相對以往的相襯成像方法來說，結構簡單，便于自動化處理，可以快速的得到定量相襯圖像。但是，這種方法由于受光源數字孔徑的限制，對相位物體（細胞等）等成像效果不佳以及難以應用于反射數字相襯成像。近期，Laura Waller課題組又提出了一種可以在物體成像的頻譜面進行調制的數字相襯成像技術，該方法的特點是可以在成像光的傳輸過程中對其進行調制，排除光源的發光不均勻等因素所帶來對測量精度高的影響，為反射式相襯成像技術提供了更為有利的手段(參考論文：H Lu, J Chung, X Ou, C Yang. Quantitative phase imaging and complex field reconstruction by pupil modulation differential phase contrast. OPTICS EXPRESS, Vol.24, No.22)。但是，根據文獻中的介紹，這種方法采用空間光調制器對成像光路中的頻譜面的光進行調制，價格昂貴，空間光調制器的刷新速度限制了圖像采集的幀率，不能應用于高速變化過程的相襯成像，此外還存在光的偏振態影響空間光調制器對光的調制效果的問題。

因此，現有技術有待改進。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，通過分光器件和兩個相機實現雙通道同步控制與圖像采集，并利用數據處理模塊進行定量相位恢復算法運算，即可得到待測物體的定量相襯圖。

本實用新型的技術方案如下：一種雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，包括光源，擴束準直單元，分光器件，透鏡組和兩個相同的相機，其中，所述擴束準直單元用于將光源發出的發散光調整為平行光，并照射到待測物體上；所述分光器件、透鏡組和兩個相機構成兩組對稱的4f成像系統，得到兩幅同步圖像，用于計算實時明場顯微圖，差分相襯圖以及定量相位圖。

上述雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，其中，所述分光器件為非偏振分光棱鏡，包括兩個出射光面，所述兩個出射光面分別在兩個4f成像系統的傅里葉頻譜面，光束的光軸通過所述非偏振分光棱鏡的兩個出射面的中心。

上述雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，其中，所述兩個出射光面上各設有不透光不反射的遮光物，兩個出射光面遮光物的形狀和位置為對稱互補關系。

上述雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，其中，所述兩個相機的感光芯片關于非偏振分光棱鏡內部的傾斜分界面對稱。

上述雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，其中，所述擴束準直單元由兩個透鏡組成, 經擴束準直的平行光照射待測物體的方式為投射或反射。

上述雙通道結構光數字相襯顯微成像系統，其中，所述光源為發光光譜帶寬為20nm的LED光源。