[发明专利]自动调焦显微内窥荧光成像系统

权利要求书

1.一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：包括白光LED光源，科学级低温制冷CCD相机或工业级CCD相机，细径柔性传像光纤及光纤外套管，放大物镜及自动调焦装置，激发光滤光片，发射光滤光片，二向色镜滤光片，光纤准直耦合器，微动平移台和图像数据处理控制模块，以及设备外壳。

2.根据权利要求1所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：所述白光LED光源的照明光线由聚焦透镜聚焦后导入，照明光线通过激发光滤光片，以便获取能充分激发荧光探针的窄谱段激发光，又不引入其他谱段光干扰的窄谱段出射光。窄谱段激发光被二向色镜滤光片进行90°反射，通过物镜耦合通过光纤准直耦合器进入所述细径柔性传像光纤。

3.根据权利要求2所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：所述细径柔性传像光纤近端接受激发光，经过人体外开头伸入需检测的空心器官中，将此激发光传导入人体内部空腔组织中，并以圆形光光斑模式均匀照射在检测区域，此外，所述细径柔性传像光纤其还能收集人体内部空腔组织反射激发光和受激发射的荧光信号，并通过此光纤束将光学信号传导到体外；传像光纤束获得反射激发光及受激发射的荧光复合光线后，并通过二向色镜滤光片及发射光滤光片进行光谱过滤，产生与激发光同轴且方向相反的受激发射的荧光信号光线作为反方向出射光。

4.根据权利要求3所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：所述细径柔性传像光纤为柔性探测器，能顺利伸入人体内部空腔组织内，光纤外套管采用医用级聚丙烯酰胺或聚四氟乙烯材料制作。

5.根据权利要求4所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：放大物镜安装在微动平移台上，所述微动平移台在传像光纤束与二向色滤光片之间，由待测物体发出的反射激发光和受激发射的荧光信号被传像光纤束收集后，可通过放大物镜并形成放大的图像。

6.根据权利要求5所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：所述自动调焦装置是基于图像质量评价的被动式自动对焦系统，通过使用自动对焦评价函数对所采集图像的质量评价来搜索焦点位置；采用电机驱动平台移动，并利用聚焦评价对运动进行反馈，使得物镜调至到物镜工作距处。

7.根据权利要求6所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：所述CCD相机能采集反方向出射光，成像反方向出射光的光学信号，得到原始荧光图像。

8.根据权利要求7所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：为了保证避光性，设置暗箱包裹，并通过暗箱侧孔固定成像光纤，通过另一侧孔将自动调焦电源线、控制数据传输线伸入暗箱；图像数据处理控制模块。设计控制软件，通过数据传输线将控制信息传达到自动调焦装置控制平台沿光轴前后移动；读取所述CCD相机获取的图像，并能将所得图像及相关数据进行分类存储。

9.根据权利要求8所述的一种自动调焦显微内窥荧光成像系统，其特征在于：自动调焦方法如下：照明光源发出的光通过聚焦透镜聚焦后，由激发光滤光片过滤出窄带激发光，被二向色镜滤光片反射并穿过放大物镜，再由聚光耦合部件耦合到传像光纤束的近端，在经过传像光纤束传输并照明被观察物体，此时传像光纤束紧贴被观察物体，被观察物体被激发光照射后产生荧光信号，荧光信号被传像光纤束接收后通过传像光纤束后被放大物镜放大，放大后的荧光光束通过二向色镜滤光片和反射光滤光片，投射到相机的靶面上，相机将图像的光信号转换为电信号输入计算机，计算机对图像进行分析，通过使用自动对焦评价函数对所采集图像的质量评价来搜索焦点位置。采用电机驱动平台移动，并利用聚焦评价对运动进行反馈，使得物镜调至到物镜工作距离处。