[发明专利]光学显微成像设备及其成像方法

说明书

一种光学显微成像设备，包括相机光敏面和物镜阵列，通过物镜阵列采集的图像在相机光敏面上成像；物镜阵列包括呈阵列排列的多个物镜，物镜阵列的光轴垂直于相机光敏面，多个物镜的采集端不在同一水平面上，多个物镜在光轴方向上的安装位置可调。此外，还提供一种成像方法。上述光学显微成像设备和成像方法，将多个物镜紧密排列成一个物镜阵列，通过调节物镜阵列的物镜在光轴方向上的安装位置，物镜阵列能将分布在不同三维空间位置的多个样品区域成像到同一个相机光敏面上，从而实现多个样品区域的同时观察。该光学显微成像设备和成像方法能在成像空间跨度大的多个样品区域的同时获取高空间分辨率的样品结构信息。能应用在显微成像相关的领域。

技术领域

本发明属于显微成像技术领域，尤其涉及一种光学显微成像设备及其成像方法。

背景技术

光学显微成像技术的两大发展趋势是：一、高的空间分辨率，即能获取清晰的样品细节信息；二、大的成像视野，即能同时看到一个面积大的样品空间内多个或全部的区域。

高的空间分辨率需要物镜具有高的数字孔径来保证光学分辨率，同时需要探测阵列(相机光敏面)的像元尺寸小来保证采样分辨率。而大的成像视野需要探测阵列(相机光敏面)的面积足够大。最直观的方法就是一个分辨率非常高(像元数量非常多)的探测阵列(相机)。

目前高分辨率大光敏面积的相机也在快速发展之中，但目前最高配的相机在很多应用中仍无法同时满足人们对高的空间分辨率和大视野的需求，更高分辨率的相机的出现还需要一段时间的发展。

一个大的成像视野中，人们感兴趣的可能只是其中若干个区域，只是这些区域的水平位置跨度很大，而且很可能位于不同轴向位置上。因此，一般的相机不能获得较为清晰的图像。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够对在不同轴向位置上的多个区域清晰成像的光学显微成像设备及其成像方法。

一种光学显微成像设备，包括相机光敏面和物镜阵列，通过物镜阵列采集的图像在所述相机光敏面上成像；

所述物镜阵列包括呈阵列排列的多个物镜，所述物镜阵列的光轴垂直于所述相机光敏面，所述多个物镜的采集端不在同一水平面上，所述多个物镜在光轴方向上的安装位置可调。

在其中一个实施例中，所述物镜阵列的排列方式为线阵并排排列、矩阵排列或同心圆排列。

在其中一个实施例中，相邻所述物镜的间距不超过单个所述物镜的直径。

在其中一个实施例中，每两个所述物镜所成的像在所述相机光敏面上相互重叠的面积不超过成像本身大小的20％。

在其中一个实施例中，所述物镜阵列与相机光敏面之间包括中继光路。

在其中一个实施例中，所述中继光路包括至少一个透镜。

一种采用上述光学显微成像设备的成像方法，包括如下步骤：

将所述物镜阵列的采集端置于位于不同三维空间位置的多个样品区域的上方；

分别调节所述多个物镜在光轴方向上的安装位置，使所述多个物镜采集的多个样品区域在所述相机光敏面上的成像。

在其中一个实施例中，所述物镜阵列的排列方式为线阵并排排列、矩阵排列或同心圆排列。

在其中一个实施例中，相邻所述物镜的间距不超过单个所述物镜的直径。

在其中一个实施例中，每两个所述物镜所成的像在所述相机光敏面上相互重叠的面积不超过成像本身大小的20％。