[發明專利]一種光譜顯微成像裝置

有效

• 申請號: 202010825276.9
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112097905B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 顏成鋼;呂彬彬;孫垚棋;張繼勇;張勇東
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01J3/12
• 分類號: G01J3/12;G01B9/04
• 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: 朱月芬

1.一種光譜顯微成像裝置的實現方法，其特征在于，光譜顯微成像裝置包括：照明光源(1)，載物臺(2)，顯微物鏡(3)，視場光闌(4)，4F中繼透鏡(5)，閃耀光柵(6)，帶通濾波器(7)，微透鏡陣列(8)和灰度相機(9)，且自左向右依次設置；所述的4F中繼透鏡(5)共有三組，分別設置在視場光闌(4)和閃耀光柵(6)之間、帶通濾波器(7)和微透鏡陣列(8)之間以及微透鏡陣列(8)和灰度相機(9)之間；

照明光源(1)將載物臺(2)上的觀測物體照亮，顯微物鏡(3)的成像鏡頭將觀測物體的實像成像在視場光闌(4)所在平面，經過4F中繼透鏡(5)映射在閃耀光柵(6)表面，此時，觀測物體的實像與閃耀光柵(6)的刻線面重合；

映射在閃耀光柵(6)表面的觀測物體的實像發生色散，帶通濾波器(7)將閃耀光柵亮度最高的+1級中待記錄的光譜波段單獨通過，經過4F中繼透鏡(5)重新匯聚到微透鏡陣列(8)上；然后在微透鏡焦平面(10)上沿著一個維度發生色散，觀測物體色散后的實像經過4F中繼透鏡(5)成像在灰度相機(9)的像素陣列上；

光譜顯微成像裝置的實現方法，包括如下步驟：

步驟一：照明光源(1)將載物臺(2)上的觀測物體照亮，顯微物鏡(3)的成像鏡頭將觀測物體的實像成像在視場光闌(4)所在平面，經過4F中繼透鏡(5)映射在閃耀光柵(6)表面，此時，觀測物體的實像與閃耀光柵(6)的刻線面重合；

步驟二：映射在閃耀光柵(6)表面的觀測物體的實像發生色散，帶通濾波器(7)將閃耀光柵亮度最高的+1級中待記錄的光譜波段L1至Ln單獨通過，經過4F中繼透鏡(5)重新匯聚到微透鏡陣列(8)上；

步驟三：由于映射在閃耀光柵(6)表面的觀測物體的實像存在色散角度，因此不同波長的光重新匯聚在微透鏡陣列(8)上實像存在不同的出射角，并且在微透鏡焦平面(10)上沿著一個維度發生色散，觀測物體色散后的實像經過4F中繼透鏡(5)成像在灰度相機(9)的像素陣列上；

步驟四：微透鏡陣列(8)中每一個微透鏡對應灰度相機(9)的像素陣列中的一塊子像素(11)區域，子像素(11)大小為N×N個像素，其中N為奇數，并且經過該微透鏡的出射光會投射到子像素(11)的中間一行像素上，此時，將子像素(11)中中間一行對應位置的像素重新組合，組合方式為，將每個微透鏡對應的子像素(11)中的第(N+1)/2行的第i個像素按照微透鏡位置排序組合為第i張圖像Ai，其中i＝1,2……N，即可得到載物臺(2)上觀測物體在λi波長下對應的光譜圖像Ai，其中λi＝L1+(i-0.5)×(Ln-L1)/N；

子像素(11)大小為N×N個像素，其中N為奇數,且，3N13。