[發明專利]一種基于多色并行移頻照明的快速成像系統

在審

• 申請號: 202011232223.2
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112326672A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 楊青;龐陳雷;王智;徐良;殷源;王立強;劉旭
• 申請（專利權）人: 之江實驗室;浙江大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/958;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

1.一種基于多色并行移頻照明的成像系統，其特征在于：包括光源、顯微物鏡（103）、管鏡、多色圖像探測器陣列（108）、控制模塊（111）和數據處理模塊（112），所述光源包括垂直照明光源（105）和兩組以上傾斜照明光源（101）；同一組傾斜照明光源的照明波長相同，不同組傾斜照明光源的照明波長不同；垂直照明光源的照明波長與任一組傾斜照明光源的照明波長不同，或與其中一組傾斜照明光源的照明波長相同；

所述垂直照明光源（105）和各傾斜照明光源（101）的出射光照射到被觀測樣品上而激發出散射場；所述散射場被顯微物鏡（103）收集，再經管鏡整形而入射到多色圖像探測器陣列，由多色圖像探測器陣列中的不同單元采集不同波長光源所對應的散射場信號；

由所述控制模塊（111）控制點亮各光源并控制多色圖像探測器陣列中的各單元采集對應的散射場信號并轉換成電學信號發送給數據處理模塊（112），其中，不同組的傾斜照明光源并行點亮，同一組的傾斜照明光源依次點亮；若垂直照明光源的照明波長與任一組傾斜照明光源的照明波長不同，則垂直照明光源與各組傾斜照明光源并行點亮；若垂直照明光源的照明波長與其中一組傾斜照明光源的照明波長相同，則相同照明波長的垂直照明光源和傾斜照明光源依次點亮；

由所述控制模塊（111）控制數據處理模塊（112）將來自于多色圖像探測器陣列的各單元的電學信號轉換為遠場強度圖并獲取各遠場強度圖的子孔徑頻譜信息進行頻譜拼接重構；

所述垂直照明光源（105）和各傾斜照明光源（101）照射下形成的遠場強度圖所對應的相鄰子孔徑頻譜信息間相互重疊，以使數據處理模塊（112）在按照頻譜拼接重構算法進行空間頻譜重構時，能夠獲取被觀測樣品的寬頻段空間頻譜信息收斂解，得到被觀測樣品的重構圖像。

2.根據權利要求1所述的成像系統，其特征在于：各所述傾斜照明光源（101）呈同心環分布；或者，各傾斜照明光源（101）固定在一球形曲面上并在不同高度上呈圓環形分布。

3.根據權利要求2所述的成像系統，其特征在于：分布在同一個環上的傾斜照明光源的照明波長相同，分布在不同環上的傾斜照明光源的照明波長不同。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的成像系統，其特征在于：所述垂直照明光源（105）、傾斜照明光源（101）、顯微物鏡（103）和多色圖像探測器陣列均位于被觀測樣品的同一側；或者，垂直照明光源（105）、傾斜照明光源（101）位于被觀測樣品的一側，顯微物鏡（103）和多色圖像探測器陣列位于被觀測樣品的另一側。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的成像系統，其特征在于：還包括二維掃描微位移臺（110），樣品臺（104）固定于二維掃描微位移臺（110）之上，在數據處理模塊完成被觀測樣品的一個成像位置處的圖像重構后，所述控制模塊（111）控制二維掃描微位移臺（110）移動樣品臺上的被觀測樣品到下一個成像位置處。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的成像系統，其特征在于：還包括顯示器（113），所述顯示器（113）與數據處理模塊（112）連接。

7.根據權利要求1至3中任一項所述的成像系統，其特征在于：還包括自鎖焦模塊，由所述控制模塊控制自鎖焦模塊對被觀測樣品的表面進行實時鎖焦成像。

8.根據權利要求1至3中任一項述的成像系統，其特征在于：所述數據處理模塊（112）還用于對被觀測樣品表面的相鄰成像位置的重構圖像進行拼接。

9.根據權利要求8所述的成像系統，其特征在于：所述數據處理模塊（112）還用于對得到的拼接圖像進行特征的智能識別和標定。