[实用新型]线结构光共焦扫描显微镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及显微镜，特别是线结构光共焦扫描显微镜。

背景技术

1957年美国哈佛大学的博士后Minsky首次提出共焦显微术的概念。共焦显微术与普通显微术相比不同在于，共焦显微术中采用点光源照明物体，用物镜将点光源成像于物体的一点上，然后由这一点反射的光再被点探测器接收。当被测表面、点光源和点探测器三者共轭时，达到共焦效果，其无论是横向分辨率还是纵向分辨率都是普通显微术分辨率的倍。尽管共焦显微术可以获得更高的分辨率，但是有两个不足之处：

1.因其成像时需要逐点进行扫描，且对平面成像时需要进行X、Y两轴扫描，成像速度慢；

2.因其是点光源参与成像，其光能量很少，故在采集成像信息时，需要使用光电增强器对采集光点信号进行增强，这样导致制造的成本过高。

因上述缺点，除一些成像质量要求极高的显微镜外，其它的显微镜很少应用，而且国内除极少数企业研究生产基于共焦显微原理的显微镜外，其余的国内共焦显微镜基本上都是依赖进口。

实用新型内容

2005年，桂林电子科技大学光机电一体化研究所研究人员以傅立叶光学为理论基础，将薄透镜的傅立叶光学和三维点扩散函数作为出发点，研究点共焦显微术成像原理，对线结构光共焦显微成像机理进行探索，并率先在国内提出了线结构光共焦扫描显微术的理论。

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种结构新颖、简单、成本较低、价格便宜、成像速度较快、基于线结构光共焦扫描显微术的线结构光共焦扫描显微镜。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

线结构光共焦扫描显微镜，包括图像采集系统、直线扫描系统、主支撑架、控制电机单片机系统和图像重构软件系统，图像重构软件系统安装在PC机内，图像采集系统通过PC机与图像重构软件系统连接，直线扫描系统、控制电机单片机系统与PC机顺序连接，与现有技术不同的是：在图像采集系统与直线扫描系统之间设置有光学成像系统，该光学成像系统为被测细缝表面、细缝光源和探测细缝三者共轭的光学成像系统，它设置在主支撑架上，其分光镜与图像采集系统中的CCD相对应，物镜垂直设置在直线扫描系统中的载物台上方。

所述的光学成像系统由调焦手轮、物镜、调焦支撑架、辅助物镜、光源、聚光镜前组、细缝光阑、聚光镜后组、分光镜、光阑固定座和分光镜固定座组成，分光镜设置在分光镜固定座上，细缝光阑设置在光阑固定座内，分光镜固定座、聚光镜后组、光阑固定座、聚光镜前组与光源顺序连接，并设置在主支撑架上端面上，物镜设置在调焦支撑架前端，调焦支撑架后端通过齿轮组与设置在主支撑架中部的调焦手轮连接，辅助物镜设置在主支撑架前端，位于物镜与分光镜之间。

所述的物镜、辅助物镜与CCD的光学中心在同一条轴线上，所述的聚光镜后组、细缝光阑、聚光镜前组与光源的光学中心在同一条轴线上，且光源和细缝光阑所在轴线与物镜和辅助物镜所在轴线相互垂直。

所述的物镜为无穷远物镜。

当光源发出的水平光线分别通过聚光镜前组和聚光镜后组的细缝光阑后形成细缝光源，然后水平经聚光镜后组、在分光镜处垂直向下反射，垂直经过辅助物镜和无穷远物镜后，将细缝光源的像，成像在物面上，形成被测细缝表面，接着带有被测细缝表面信息的光线(光线中包括物面和细缝光源的像两种光信息)一起经物面垂直向上反射，分别通过无穷远物镜、辅助物镜、分光镜后将被测表面的像成像在CCD靶面上，其中带有细缝光源的像光线形成探测细缝、而带有物面信息的光线形成实际被测物面的像，实际上探测细缝和被测物面的像是重合在一起。

通过上述说明可以看出：光源发出的光线经细缝光阑后形成细缝光源、细缝光源在物面上形成被测细缝表面、细缝光源的像经光学成像系统后在CCD靶面上形成探测细缝，显然此时这三者是属于成像的共轭关系，即形成线结构光共焦显微系统。

本实用新型的扫描成像方式说明如下：