[發明專利]一種共焦成像裝置及共焦成像方法

有效

• 申請號: 201910476670.3
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110196232B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 劉賓;項祎祎;韓焱;潘晉孝;王黎明;陳平;魏交統;蘇新彥
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G02B26/08
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

1.一種共焦成像裝置，其特征在于，包括：光源單元(11)、分光鏡(12)、偏振片(13)、平面反射鏡陣列(14)及成像單元(15)，其中，平面反射鏡陣列(14)由多個可旋轉的平面反射鏡拼接得到，所述平面反射鏡兩兩之間無縫隙且在拼接后的平面反射鏡陣列(14)具有設定弧度，通過對平面反射鏡陣列(14)的調節實現所述裝置的共焦平面的推移；

光源單元(11)投射的白光被分光鏡(12)透射到偏振片(13)上；偏振片(13)對該投射光進行偏振信息的調節，該調節后的白光經過平面反射鏡陣列(14)的反射后，形成照明光束聚焦于樣品的聚焦面上；

樣品的聚焦面將照明光束反射，反射的照明光束依次經過平面反射鏡陣列(14)的反射、偏振片(13)的透傳及分光鏡(12)的反射后，由成像單元(15)獲取樣品聚焦面圖像；

所述光源單元(11)所投射的白光經過了設置的投影圖像的編碼后，再被分光鏡(12)接收；

所述偏振片(13)對該投射光進行偏振信息的調節為水平偏振和垂直偏振的調節；

所述所設置的投影圖像包括：根據所述偏振片(13)的水平偏振和垂直偏振的調節信息計算得到所述樣品應用場景的深度分布信息，根據所述樣品應用場景的深度分布信息設置投影圖像；

所述設置投影圖像根據所述樣品的應用場景改變，進行調節或更新。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光源單元(11)為投影儀；

所述成像單元(15)為相機設置的電荷耦合元件(CCD)平面。

3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述平面反射鏡陣列(14)的角度及設定的弧度被自動調節。

4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述分光鏡(12)是透光比為50:50的分光平片，設置與所述裝置的投影光軸成45度放置。

5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光源單元(11)的位置與所述成像單元(15)的位置垂直，實現共軸成像。

6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括計算機，所述成像單元(15)獲取樣品聚焦面圖像輸出給所述計算機進行處理。

7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置的應用場景為水下。

8.一種共焦成像方法，其特征在于，設置如權利要求1所述的共焦成像裝置，該方法包括：

共焦成像裝置中的光源單元投射的白光被共焦成像裝置中的分光鏡透射到共焦成像裝置中的偏振片上；

共焦成像裝置中的偏振片對該投射光進行偏振信息的調節后，該調節后的白光經過共焦成像裝置中的平面反射鏡陣列的反射后，形成照明光束聚焦于樣品的聚焦面上，所述平面反射鏡陣列通過調節實現所述共焦成像裝置的共焦平面的推移；

樣品的聚焦面將照明光束反射，反射的照明光束依次經過平面反射鏡陣列的反射、偏振片的透傳及分光鏡的反射后，由成像單元獲取樣品聚焦面圖像；

在所述白光被共焦成像裝置中的分光鏡透射到共焦成像裝置中的偏振片上之前，還包括：所述投射的白光按照設定的投影圖像進行編碼后，再被所述分光鏡接收；

所述對該投射光進行偏振信息的調節為水平偏振和垂直偏振的調節；

所述設定的投影圖像包括：根據所述對該投射光進行的水平偏振和垂直偏振的調節信息計算得到所述樣品應用場景的深度分布信息，根據所述樣品應用場景的深度分布信息設定投影圖像；

所述設定的投影圖像根據所述樣品的應用場景改變，進行調節或更新。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述平面反射鏡陣列由多個可旋轉的平面反射鏡拼接得到，所述平面反射鏡兩兩之間無縫隙且在拼接后的平面反射鏡陣列具有設定弧度， 所述平面反射鏡陣列的角度及設定弧度被控制調節。