[发明专利]基于LCD液晶面板的可编程孔径显微镜系统及其多模式成像方法

权利要求书

1.一种基于LCD液晶面板的可编程孔径显微镜系统，其特征在于包括显微成像系统(1)和LCD液晶面板的4f系统(2)，该LCD液晶面板的4f系统(2)包括第一透镜L₁(11)、第二透镜L₂(13)、LCD液晶面板(12)以及单色CCD相机(14)，第一透镜L₁(11)、第二透镜L₂(13)的焦距f＝f₁＝f₂，第一透镜L₁(11)和第二透镜L₂(13)构成一个标准的4f成像系统，即第一透镜L₁(11)到显微镜图像平面(10)的端口的距离为f1，第二透镜L₂(11)到CCD相机(14)成像平面的端口的距离为f2，两透镜之间的距离是f1+f2；LCD液晶面板(12)放置于4f系统的傅里叶平面，即第一透镜L₁(11)和第二透镜L₂(13)之间，距离第一透镜L₁(11)的距离为f1，距离第二透镜L₂(13)的距离为f2。

2.根据权利要求1中所述的基于LCD液晶面板的可编程孔径显微镜系统，其特征在于显微成像系统(1)包括集光镜(3)、聚光镜孔径光阑(4)、聚光镜(5)、样品载物台(6)、显微物镜(7)、反射镜(8)与镜筒透镜(9)，其中集光镜(3)将照明光汇聚到聚光镜孔径光阑(4)，通光聚光镜孔径光阑(4)发散后又被聚光镜(5)收集后照射样品载物台(6)上的样品，透射过样品的光被显微物镜(7)收集，并经过反射镜(8)后由镜筒透镜(9)放大后成像在显微镜相机端口的图像平面(10)。

3.一种基于LCD液晶面板的可编程孔径显微镜系统的多模式成像方法，其特征在于由显微成像系统(1)和LCD液晶面板的4f系统(2)实现明场、暗场、差分相衬成像三种成像模式，在成像之前，先对LCD液晶面板(12)中每个像素点的位置进行标记，首先建立坐标系，坐标原点位于LCD液晶面板的(12)的中央，对于其中任意一个像素点P，其位置坐标为(P_x,P_y)，定义该点所对应的成像数值孔径为f代表第一透镜L₁(11)的焦距，M为显微物镜(7)的放大率；每个像素点P的数值孔径决定了成像光线的角度

4.根据权利要求3所述的基于LCD液晶面板的可编程孔径显微镜系统的多模式成像方法，其特征在于明场成像的实现步骤如下：

步骤一：将显微成像系统(1)的显微物镜(7)切换到与实际观察的样品尺寸相应倍率的普通明场物镜，聚光镜孔径光阑(4)调节到小于物镜数值孔径的位置上，推荐值为物镜数值孔径的30-80％；

步骤二：使LCD液晶面板(12)中所有像素均透光即可；

步骤三：在样品载物台(6)上放入待测样品，在就可显微镜相机端口的图像平面(10)即可拍摄得到明场显微成像结果。

5.根据权利要求3所述的基于LCD液晶面板的可编程孔径显微镜系统的多

模式成像方法，其特征在于暗场成像的实现步骤如下：

步骤一：将显微成像系统(1)的显微物镜(7)切换到与实际观察的样品尺寸相应倍率的普通明场物镜，聚光镜孔径光阑(4)调节到小于物镜数值孔径的位置上，推荐值为物镜数值孔径的30-80％；

步骤二：使LCD液晶面板(12)中的中心圆形区域不透光，而其余部分透光即可，不透光区域刚好覆盖聚光镜孔径光阑区域。

步骤三：在样品载物台(6)上放入待测样品，在就可显微镜相机端口的图

像平面(10)即可拍摄得到明场显微成像结果。