[发明专利]微生物非直观成像检测装置及方法

权利要求书

1.一种微生物非直观成像检测装置，其特征在于，包括光源(1)，沿光源(1)出射光束方向依次同轴设置的起偏器(2)、液晶相位延迟器(3)、第一波片(4)和第一反射镜(5)，沿第一反射镜(5)反射光方向依次同轴设置的聚光镜(6)、放置微生物式样的培养皿(7)、物镜(8)、第二反射镜(9)，以及沿第二反射镜(9)反射光方向依次同轴设置的第二波片(10)、检偏器(11)、成像透镜(12)、相机(13)；所述相机(13)与计算机(15)连接，液晶相位延迟器(3)通过液晶控制器(14)与计算机(15)连接；所述起偏器(2)、液晶相位延迟器(3)、第一波片(4)用于调节光源(1)出射光束的偏振状态和偏振角度；

所述光源(1)的出射光束依次经起偏器(2)、液晶相位延迟器(3)、第一波片(4)、第一反射镜(5)以及聚光镜(6)后，对培养皿(7)中的微生物式样进行照明，培养皿(7)透射的光依次经物镜(8)、第二反射镜(9)、第二波片(10)、检偏器(11)、成像透镜(12)后在相机(13)的靶面成像；在此过程中，计算机(15)通过液晶控制器(14)驱动液晶相位延迟器(3)对光束进行相位延迟，并控制相机(13)采集图像。

2.根据权利要求1所述的微生物非直观成像检测装置，其特征在于，所述液晶控制器(14)输出周期电压信号驱动液晶相位延迟器(3)对光束进行相位延迟。

3.根据权利要求1或2所述的微生物非直观成像检测装置，其特征在于，所述液晶控制器(14)输出周期方波电压信号驱动液晶相位延迟器(3)对光束进行相位延迟。

4.根据权利要求1所述的微生物非直观成像检测装置，其特征在于，所述液晶相位延迟器(3)的快轴方向与起偏器(2)的线偏振方向夹角为45°。

5.根据权利要求1所述的微生物非直观成像检测装置，其特征在于，所述第一波片(4)的快轴方向与起偏器(2)的线偏振方向夹角为0°。

6.根据权利要求1所述的微生物非直观成像检测装置，其特征在于，所述第二波片(10)的快轴方向与检偏器(11)的线偏振方向夹角为45°。

7.根据权利要求1所述的微生物非直观成像检测装置，其特征在于，所述起偏器(2)、检偏器(11)采用可见光波段线偏振片。

8.根据权利要求1所述的微生物非直观成像检测装置，其特征在于，所述第一波片(4)、第二波片(10)采用可见光波段的消色差波片。

9.基于权利要求1至8任意一项所述的微生物非直观成像检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、搭建微生物非直观成像检测装置；

步骤2、打开光源(1)，计算机(15)驱动液晶相位延迟器(3)工作将光源(1)的出射光束调制为具有一定偏振角度的线偏振光，该线偏振光经第一反射镜(5)反射及聚光镜(6)后入射到置于培养皿(7)内的微生物式样，培养皿(7)透射的光依次经物镜(8)、第二反射镜(9)、第二波片(10)、检偏器(11)、成像透镜(12)后在相机(13)的靶面成像，计算机(15)控制相机(13)采集微生物式样偏振图像；

步骤3、计算机(15)驱动液晶相位延迟器(3)对光源(1)出射光束的偏振角度进行周期性调制，同时控制相机(13)采集图像，获得一系列微生物式样偏振图像并保存至计算机(15)；

步骤4、计算机(15)对所述一系列微生物式样偏振图像进行计算处理，获得微生物式样的各参数图像，包括去偏振图、相位差图以及方位角图。

10.根据权利要求9所述的微生物非直观成像检测方法，其特征在于，步骤4所述计算机(15)对所述一系列微生物式样偏振图像进行计算处理，获得微生物式样的各参数图像，包括去偏振图、相位差图以及方位角图，所采用的公式分别为：

式中，I_dp表示去偏振图，δ为相位差，为方位角，α_i为液晶相位延迟器(3)调制的某一偏振角度，I_i为偏振角度α_i对应的培养皿(7)透射的光强，N为液晶相位延迟器(3)调制的偏振角度的个数。