[发明专利]一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置和方法

权利要求书

1.一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置，其特征在于，包括：照明单元(1)、光纤耦合单元(2)、滤波单元(3)和探测成像单元(4)；

所述照明单元(1)，用于输出红、绿、蓝三色窄带光；

所述光纤耦合单元(2)，用于将所述红、绿、蓝三色窄带光耦合入同一光纤中，输出复合光；

所述滤波单元(3)，用于对所述光纤输出的复合光进行空间域滤波和频域滤波后，照射在样本上；

所述探测成像单元(4)，用于接收所述样本经过照射后产生的初始图像，并对所述初始图像进行解调和高分辨还原。

2.根据权利要求1所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置，其特征在于，所述红、绿、蓝三色窄带光线宽在18nm至35nm之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置，其特征在于，所述光纤耦合单元，包括光源光纤耦合子单元和光纤合路耦合子单元；

所述光源光纤耦合子单元，用于分别将红、绿、蓝三色窄带光耦合进三根光纤；

所述光纤合路耦合子单元，用于将三根光纤中的三色窄带光耦合进同一光纤中。

4.根据权利要求3所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置，其特征在于，所述光源光纤耦合子单元为渐变折射率棒状透镜；所述光纤合路耦合子单元为3x1的光纤耦合器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置，其特征在于，所述滤波单元采用50-100um量级的小孔进行空间域滤波，采用带宽小于或等于±10nm的滤光片进行频域滤波，所述小孔和滤光片紧贴，并且与所述成像探测单元的距离在3-5cm之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置，其特征在于，所述成像探测单元对初始图像进行解调的过程中，采用以下矩阵以消除颜色串扰；

其中，M_red、M_green、M_blue分别表示红绿蓝光测量的二维强度矢量，R_red、R_green、R_blue分别表示红绿蓝光的实际二维强度矢量。

7.根据权利要求6所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像装置，其特征在于，所述探测成像单元为Foveon X3传感器，且其像元尺寸小于或等于2.2um。

8.一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像方法，其特征在于，包括：

(1)将红、绿、蓝三色窄带光源耦合入同一光纤中，输出复合光；

(2)将输出的复合光进行空间域滤波和频域滤波后照射在样本上，得到初始图像；

(3)对所述初始图像进行解调，得到三幅全息图；

(4)对得到的三幅全息图进行图像高分辨还原，得到彩色全息图。

9.根据权利要求8所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像方法，其特征在于，所述红、绿、蓝三色窄带光线宽在18nm至35nm之间。

10.根据权利要求9所述的一种用于无透镜显微系统的彩色相干成像方法，其特征在于，对初始图像进行解调的过程中，采用以下矩阵以消除颜色串扰；

其中，M_red、M_green、M_blue分别表示红绿蓝光测量的二维强度矢量，R_red、R_green、R_blue分别表示红绿蓝光的实际二维强度矢量。