[发明专利]一种倾斜式三维扫描显微成像系统及方法

权利要求书

1.一种倾斜式三维扫描显微成像系统，其特征在于：包括面阵相机(1)、筒镜(2)、显微物镜(3)、样品夹具(5)、三维电动平移台(6)、三维电动平移台控制器(8)、计算机(9)、图像处理器(10)；

所述显微物镜(3)与所述筒镜(2)成共轴关系，所述三维电动平移台控制器(8)与三维电动平移台(6)以及计算机(9)通过网口通讯相连接，所述面阵相机(1)通过所述图像处理器(10)与计算机(9)相连接；

所述三维电动平移台(6)以及所述样品夹具(5)相对平行，样品平面与显微物镜的焦平面不平行、构成一个倾斜夹角θ，所述三维电动平移台(6)带动样品(4)在样品平面上进行倾斜式扫描运动。

2.如权利要求1所述的倾斜式三维扫描显微成像系统，其特征在于：

所述三维电动平移台(6)包括三个步进电机与丝杆以及导轨。

3.如权利要求2所述的倾斜式三维扫描显微成像系统，其特征在于：

所述三维电动平移台(6)还带有光栅反馈定位装置。

4.如权利要求1所述的倾斜式三维扫描显微成像系统，其特征在于：

还包括照明器(7)；所述面阵相机(1)、筒镜(2)、显微物镜(3)以及所述照明器(7)构成同轴的透射式显微成像光路。

5.如权利要求1所述的倾斜式三维扫描显微成像系统，其特征在于：

还包括照明器(7)；所述面阵相机(1)、筒镜(2)、显微物镜(3)以及所述照明器(7)构成反射式显微荧光成像光路。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的倾斜式三维扫描显微成像系统的成像方法，其特征在于：

面阵相机所获得的图像的长度为L，样品扫描成像的层数为n，触发间隔距离为l，显微物镜的成像景深为h；样品平面即运动平面内的X轴与显微成像系统的焦平面构成夹角θ，运动平面内的Y轴与显微成像系统的焦平面依然保持平行；

参数的关系为：

L＝l×n；

tanθ＝h/l；

成像方法包括如下步骤：

步骤一、三维电动平移台(6)在计算机(9)和三维电动平移台控制器(8)的控制下，沿平行于台面的X轴方向移动样品区域相同长度的距离L，同时每隔距离l给出一个同步触发脉冲到面阵相机(1)上，图像处理器(10)监测到面阵相机(1)产生数字图像后，开始将数据读入到图像处理器(10)的缓存，获得第一个条带的扫描图像；

步骤二、三维电动平移台(6)移动Y轴，并沿X轴负方向运动距离L，同时每隔距离l给出一个同步触发脉冲到面阵相机(1)上，图像处理器(10)监测到面阵相机(1)产生数字图像后，开始将数据读入到图像处理器(10)的缓存，获得第二个条带的扫描图像；

步骤三、重复步骤二，依次获得多个条带的扫描图像，直至扫描成像区域完全覆盖了样品区域；

步骤四、按如下方式进行图像重建：

对每一个条带的扫描图像，图像处理器(10)先将所获取的相同Y轴坐标的图像进行平均分割，其分割的份数为样品扫描成像的层数n；根据X轴的坐标不同，单张图像分别被分割成编号为1至n共计n张图；图像处理器(10)将相同编号的图像拼接为一张条带图像，该条带图像即为扫描成像的单层图像；根据编号的不同，图像处理器一共拼接出n张不同的图像，分别为不同Z向深度的图像，每个条带的图像数据即重建为三维图像。