[發明專利]一種便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統和方法

有效

• 申請號: 201810076815.6
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108362651B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊臻垚;曹俊杰;卞殷旭
• 申請（專利權）人: 紹興柯橋睿宇光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01J3/28
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 解明鎧

本發明公開了一種便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統和方法，系統包括沿光路依次布置的光源照明模塊、移動載物臺和圖像傳感器，所述光源照明模塊包括多個不同中心波長的發光元件、合色棱鏡以及出射孔，多個發光元件的出射光從不同入射方向進入合色棱鏡后出射，再經由出射孔至所述移動載物臺；在移動載物臺和圖像傳感器之間還設有標定板，該標定板帶有標定圖案以及透明區；所述圖像傳感器用于獲取標定圖案的圖像數據以校準發光元件的波長，還用于經由透明區獲取移動載物臺上待檢樣品的圖像數據。本發明便攜式多光譜無透鏡顯微成像系統，結構簡單、省去成像透鏡和精密光譜器件，適用于野外條件下便攜地進行生物組織和細胞檢測。

技術領域

本發明涉及顯微成像領域，尤其涉及一種采用無透鏡多光譜顯微成像系統和方法。

背景技術

常用的檢測手段之一就是利用生物顯微鏡對采集到的生化樣品進行直觀的檢測。現有的顯微鏡大多基于顯微物鏡的光學顯微鏡結構，低倍率的光學顯微鏡相對來說價格低廉，但是分辨率有限，通常為2um；高倍率的光學顯微鏡能夠達到300nm的光學分辨率，例如相襯顯微鏡、微分干涉相襯顯微鏡、熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡，促進了生命科學研究水平的提高，以更高的分辨率和成像質量為疾病診斷，尤其是重大惡性疾病的早期診斷提供了有力的影像學依據，但是通常價格高昂，且體積較大、較為笨重，不利于在野外使用。

隨著時代的發展，移動醫療和環保領域的野外生化檢測對便攜式生化檢測和數據分析的設備的需求越來越大。實現顯微設備的體積小型化、成本低廉化、操作簡便化，必然能夠大大降低醫療檢測的門檻，為資源條件有限的地區的醫療檢測、農業和環境保護領域的野外實時生化檢測提供便利和實時精準測量。

近年來，為了追求簡化照明與成像光路，拋棄昂貴笨重的光學鏡頭及光路結構的目標，無透鏡顯微成像的技術得到長足發展。無透鏡顯微成像技術能夠大大降低顯微鏡的成本，同時為整體系統的小型化、輕量化提供更多可能性。

發明內容

本發明提供了一種便攜式多光譜無透鏡顯微成像系統，結構簡單、省去成像透鏡和精密光譜器件，適用于野外條件下便攜地進行生物組織和細胞檢測。

本發明一種便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，包括沿光路依次布置的光源照明模塊、移動載物臺和圖像傳感器，所述光源照明模塊包括多個不同中心波長的發光元件、合色棱鏡以及出射孔，多個發光元件的出射光從不同入射方向進入合色棱鏡后出射，再經由出射孔至所述移動載物臺；

在移動載物臺和圖像傳感器之間還設有標定板，該標定板帶有標定圖案以及透明區；所述圖像傳感器用于獲取標定圖案的圖像數據以校準發光元件的波長，還用于經由透明區獲取移動載物臺上待檢樣品的圖像數據。

為了固定以及安裝各部件，本發明的顯微成像系統還可以設置支架或外殼，優選設有封閉的外殼，在外殼上、與移動載物臺相應的部位處設置有樣品取放口。

作為優選，所述移動載物臺包括：

載物板，該載物板上設有透明或鏤空形式的樣品放置區；

調節機構，用于驅動所述載物板改變與圖像傳感器之間的距離。

使用狀態下光源照明模塊位于載物板下方，光線依次經由樣品放置區和標定板，向上入射至圖像傳感器。

作為優選，所述調節機構包括螺紋配合的固定絲杠和調節螺母；

其中固定絲杠沿光線入射至圖像傳感器的方向布置有至少兩根，載物板活動的穿設在各固定絲杠上，調節螺母承托在載物板的下方。

作為優選，所有調節螺母通過聯動機構同步轉動，還設有驅動調節螺母旋轉的電機。

通過電機以及聯動機構可實現自動控制并調節載物板高度，聯動機構可采用齒輪傳動或同步帶等形式，電機優選精度較高的伺服電機。當然在簡化結構的情況下，也可直接采用手工方式調節。