[發(fā)明專利]一種基于泄露輻射成像在ccd靶面與安裝定位面夾角誤差的校準(zhǔn)方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810843800.8
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108956571A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳漪愷;黃學(xué)鹍;周芊江;左葦;沈中華
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 張祥

本發(fā)明公開了一種基于泄露輻射成像在ccd靶面與安裝定位面夾角誤差的校準(zhǔn)方法及裝置，包括：照明光源，待測熒光物質(zhì)，含金屬層芯片基底，折射率匹配油，顯微物鏡，反射鏡，偏振元件組，濾光片，聚束透鏡，水平滑軌，成像透鏡，ccd圖像傳感器。熒光樣品在被照明光源輻照后，產(chǎn)生熒光表面等離激元波并泄露輻射通過含金屬層芯片基底，在被顯微物鏡收集信號后實(shí)現(xiàn)熒光成像。期間，照明光源發(fā)出的激發(fā)光由偏振元件組和濾光片過濾。通過移動成像透鏡的位置，提出泄露輻射霍夫變換算法對ccd圖像傳感器靶面進(jìn)行檢測，完成常規(guī)手段不易發(fā)現(xiàn)的ccd靶面與安裝定位面夾角誤差的精確校準(zhǔn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，適用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于泄露輻射成像在ccd靶面與安裝定位面夾角誤差的校準(zhǔn)方法及裝置。

背景技術(shù)

在顯微成像中，由于技術(shù)的革新和新型成像方式的快速發(fā)展，開放式光路的自擴(kuò)展性越來越好，商業(yè)顯微鏡中也往往伴隨結(jié)合多種成像手段。但在保證成像分辨率和速度提高的同時，擴(kuò)展性光路的穩(wěn)定性也是用戶所關(guān)注的問題。細(xì)微的誤差往往會在成像精度上造成潛在影響。同時隨著大尺寸面陣ccd圖像傳感器需求增多，一些新研制的ccd產(chǎn)品中靶面與機(jī)械安裝定位面往往存在有較大夾角誤差的問題，而封裝的ccd產(chǎn)品技術(shù)說明中也常常未給出相應(yīng)數(shù)據(jù)。ccd圖像傳感器收集進(jìn)入攝像頭的信號并呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上，當(dāng)ccd圖像傳感器固定不動時，則出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上的是像在焦平面附近的2D圖。當(dāng)ccd圖像傳感器與定位面有微小的夾角時，所成的圖像也會出現(xiàn)微小的失真，對計(jì)算像的各項(xiàng)數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的誤差。因此在對成像圖像進(jìn)行各項(xiàng)計(jì)算前，往往需要先行進(jìn)行ccd校準(zhǔn)，減小誤差。現(xiàn)有的檢測ccd靶面與機(jī)械安裝面夾角的方法多是非接觸光學(xué)測量方式，焦面測量法，其主要存在的問題為：(1)精確度低。由于靶面的機(jī)械封裝，其工作面范圍內(nèi)多有保護(hù)介質(zhì)，且需要用肉眼直接觀察、對比千分尺調(diào)節(jié) ccd靶面的位置，存在微小的誤差難以調(diào)節(jié)。(2)不易分辨。廣泛應(yīng)用在生物領(lǐng)域的熒光成像，由于被觀測對象的復(fù)雜性與多樣性，成像過程中難以對圖像質(zhì)量進(jìn)行把控和篩選。尤其是微小的靶面傾斜在傳統(tǒng)的常規(guī)成像中是難以發(fā)現(xiàn)的。(3) 校準(zhǔn)成像分離。對靶面的校準(zhǔn)往往需要先行校準(zhǔn)，在確保準(zhǔn)確后進(jìn)行成像。這既多增加了一道工序，也難以保證儀器在長久的使用中保持精準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于泄露輻射成像在ccd靶面與安裝定位面夾角誤差的校準(zhǔn)方法及裝置，可以通過滑軌實(shí)現(xiàn)顯微鏡前后焦面切換成像，并結(jié)合計(jì)算機(jī)編譯算法進(jìn)行對比檢測，精確度高，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，低成本、效率高。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于泄露輻射成像在ccd靶面與安裝定位面夾角誤差的校準(zhǔn)裝置，所述裝置包括照明光源、待測熒光物質(zhì)、含金屬層芯片基底、折射率匹配油、顯微物鏡、反射鏡、偏振元件組、濾光片、聚束透鏡、水平移動軸、成像透鏡和ccd圖像傳感器，所述照明光源、含金屬層芯片基底、折射率匹配油、顯微物鏡依次同軸設(shè)置，所述偏振元件組、濾光片、聚束透鏡、成像透鏡和ccd圖像傳感器依次同軸設(shè)置，所述待測熒光物質(zhì)位于含金屬層芯片基底上且能夠被照明光源直接照射，從而被激發(fā)出射熒光，所述熒光可以形成表面波后透過含金屬層芯片基底和折射率匹配油到達(dá)顯微物鏡，經(jīng)過反射鏡反射后經(jīng)過偏振元件組與濾光片過濾伴隨的照明光，再經(jīng)過聚束透鏡和成像透鏡收集信號于ccd圖像傳感器，所述成像透鏡設(shè)置于水平移動軸上并能在水平移動軸水平移動。

進(jìn)一步地，所述照明光是激光。

進(jìn)一步地，所述偏振元件組是由偏振片和1/2波片組成的偏振元件組，用于調(diào)節(jié)所出射熒光的偏振方向并提高檢測精度。

進(jìn)一步地，所述的含金屬層芯片基底，是由玻璃基底層、金屬薄膜層和聚合物薄膜保護(hù)層構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)，金屬薄膜層蒸鍍在玻璃基底層上，聚合物薄膜層旋涂在金屬薄膜層上。

進(jìn)一步地，所述金屬薄膜層是由一層銀構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所述金屬薄膜層的厚度為45納米。