[发明专利]一种基于结构光照明的相位显微成像装置和方法

权利要求书

1.一种基于结构光照明的相位显微成像装置，其特征在于，包括照明模块、光束调制模块和微分干涉成像模块，其中，

所述照明模块包括光源(1)和第一望远镜单元(2)；

所述光束调制模块包括偏振片(3)、光束数字调制单元(4)以及第二望远镜单元(5)，所述光束数字调制单元用于产生具有不同角度和相移的条纹结构光；

所述微分干涉成像模块包括第三望远镜单元(6)和成像单元(7)；

由所述光源(1)发射的光依次经过所述第一望远镜单元(2)、所述偏振片(3)、所述光束数字调制单元(4)、所述第二望远镜单元(5)和所述第三望远镜单元(6)后，由所述成像单元(7)接收；

所述成像单元(7)与待测样品(8)经所述第三望远镜单元(6)成像后的像面(9)之间存在预定间距；

其中，所述光束数字调制单元(4)具体用于：

分别加载方向正交的两组条纹光栅组，每组条纹光栅组均包括沿其法线方向移动8次，每次移动1/8个周期的条纹光栅；

通过所述光源(1)分别照射每组条纹光栅组中的每个条纹光栅，获得条纹照明光。

2.根据权利要求1所述的基于结构光照明的相位显微成像装置，其特征在于，所述第一望远镜单元(2)包括靠近所述光源(1)的第一透镜(21)和靠近所述偏振片(3)的第二透镜(22)；

所述第二望远镜单元(5)包括靠近所述光束数字调制单元(4)的第三透镜(51)和靠近所述第三望远镜单元(6)的第一物镜(52)；

所述第三望远镜单元(6)包括靠近所述第一物镜(52)的第二物镜(61)和靠近所述成像单元(7)的第四透镜(62)。

3.根据权利要求2所述的基于结构光照明的相位显微成像装置，其特征在于，所述成像单元(7)与待测样品(8)经所述第三望远镜单元(6)成像后的像面(9)之间的间距为5-50mm。

4.根据权利要求1所述的基于结构光照明的相位显微成像装置，其特征在于，所述光源(1)为激光器或LED光源。

5.根据权利要求1所述的基于结构光照明的相位显微成像装置，其特征在于，所述光束数字调制单元(4)为透射式空间光调制器，用于加载周期为50μm～300μm，相位阶为π的二进制光栅。

6.根据权利要求1所述的基于结构光照明的相位显微成像装置，其特征在于，所述光束数字调制单元(4)包括反射式空间光调制器和分光棱镜(41)，其中，

所述反射式空间光调制器用于加载周期为50μm～300μm，相位阶为π的二进制相位光栅或灰度值为0和1的二进制振幅光栅，所述反射式空间光调制器的反射面垂直于光线入射方向，且所述分光棱镜(41)的反射面与所述反射式空间光调制器的反射面呈45°。

7.一种基于结构光照明的相位显微成像方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1至6中任一项所述的相位显微成像装置进行成像，所述方法包括：

获取两个不同方向的微分干涉条纹；

分别获取待测样品在所述两个不同方向的微分干涉条纹下的相位梯度；

根据所述相位梯度获得所述待测样品的相位图像的频谱分布，并对所述频谱分布进行傅里叶变换获得所述待测样品的相位分布。