[发明专利]结构光照明显微成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种结构光照明显微成像系统。

背景技术

结构光显微成像技术是一种基于光学显微镜的超分辨显微成像技术，该技术使用特殊调制的结构光场照明样品，通过运用相移算法从不同相位的调制图像数据中提取聚焦平面的信息，得到结构光照明显微成像的图像数据，可以突破普通光学显微镜受光学衍射极限的限制，达到更高的显微成像分辨率。

结构光照明显微最早是通过将照明光路中加入一个正弦光栅来实现的，光栅图案被投影到样品上形成结构光照明，但在这些用光栅获得结构光照明的系统中,必须移动光栅来获得不同相移下的源图像，因此这种机械移动装置会减低系统的稳定性。

发明专利201110448980.8提出了一种基于数字微镜器件的高速结构照明光学显微系统及方法，实现了高速成像和高光能量利用率。但是空间光调制器存在成本高、成像速度仍然受到限制、系统体积大等缺点。

另外，也有通过阵列排布的LED光源结合复眼透镜实现结构光照明的显微系统，该系统中需要引入复眼透镜，而且对复眼透镜的加工和装调有极高的难度，安装和加工精度要求非常高。当复眼透镜在安装和加工精度没有达到要求时，通过安装有该复眼透镜的结构光照明显微成像系统，无法得到高对比度、高信噪比的显微图像。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种结构光照明显微成像系统，能够解决已有结构光照明显微成像系统成本高、装调困难、稳定性差等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种结构光照明显微成像系统，包括：

结构光光源；

依次设置于所述结构光光源的发射光路上的光束整形透镜、激发滤光片和二向色镜；

依次设置于所述二向色镜的第一光路上的物镜和样品；

依次设置于所述二向色镜的第二光路上的发射滤光片、筒镜和探测器。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述物镜和样品依次设置于所述二向色镜的反射光路上；所述发射滤光片、筒镜和探测器依次设置于所述二向色镜的透射光路上。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述物镜和样品依次设置于所述二向色镜的透射光路上；所述发射滤光片、筒镜和探测器依次设置于所述二向色镜的反射光路上。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述结构光光源包括微尺寸发光光源，用于产生具有亮暗条纹的结构光。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述微尺寸发光光源包括基板和排布于所述基板上的发光单元阵列。进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述每个发光单元的尺寸范围不超过500μm×500μm方形区域。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述光束整形透镜，设置于所述结构光光源的发射光路上；

所述激发滤光片，设置于所述光束整形透镜的发射光路上；

所述二向色镜，用于反射所述激发滤光片的发射光路上的结构光至所述物镜。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述物镜，用于接收所述二向色镜反射的结构光并将所述接收的结构光投影至所述样品；

所述样品，用于接收所述物镜投影的结构光后形成结构光照明并激发产生荧光，所述荧光依次透射过所述物镜和二向色镜。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述发射滤光片，用于对透射过所述二向色镜的所述荧光进行滤波；

所述筒镜位于所述发射滤光片的透射光路上，用于收集和透射所述经所述发射滤光片滤波后的荧光；

所述荧光探测器，用于接收所述筒镜透射后的荧光。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述结构光光源与所述样品的表面、所述样品的表面与所述探测器的成像面均处于共轭结构位置。

进一步的，上述结构光照明显微成像系统中，所述光束整形透镜包括一个或多个透镜。