[发明专利]一种基于色散的相位物体成像设备及方法

权利要求书

1.一种基于色散的相位物体成像设备，其特征在于：包括可编程LED阵列板(1)和聚光镜组(2)，其中可编程LED阵列板(1)放置于聚光镜组(2)的前焦面上，该聚光镜组放置在显微镜成像系统的载物台的下方或者上方，所述显微镜系统包括样品载物台(3)、显微镜物镜(4)、光路转折镜(5)、筒镜透镜(6)、相机(7)、控制系统(8)、目镜(9)和计算机(10)，

所述控制系统(8)由编辑程序生成照明图样，通过点亮可编程可编程LED阵列板(1)生成照明图样，通过可编程LED阵列板(1)控制照明光源的波长和光强度，触发相机(7)曝光。

2.根据权利要求1所述的一种基于色散的相位物体成像设备，其特征在于：所述可编程LED阵列板(1)可编程控制系统具有不少于两种的波长模式的光源作为照明光源，两种波长分别为红(620nm～760nm)和蓝(440nm～472nm)，其照亮区域覆盖聚光镜组(2)前焦面的所有有效区域。

3.根据权利要求1所述的一种基于色散的相位物体成像设备，其特征在于：所述可编程LED阵列板(1)由不同颜色的灯珠组成，像素分辨率10×10至480×272，像素尺寸为10微米到10毫米。

4.根据权利要求1所述的一种基于色散的相位物体成像设备，其特征在于：所述可编程LED阵列板(1)点亮区域与显微物镜(4)的数值孔径相匹配，物镜数值孔径定义为NA_0bj＝nsinθ，其中，n为介质折射率，θ是能够进入物镜的光线的最大入射角，满足表达式sinθ＝R(R²+L²)^1/2，L是物镜到LED阵列的垂直距离，当光线传播介质为真空，那么介质折射率n＝1，光源LED阵列面板形成的照明图案的R＝L·NA_0bj(1-NA_0bj²)^1/2,那么LED阵列中各LED灯间距相等，则该阵列中需要点亮2R/Δ×2R/Δ个LED单元，其中Δ为相邻LED间的距离。

5.根据权利要求1所述的一种基于色散的相位物体成像设备，其特征在于：所述编程可编程LED阵列板(1)通过实现透射光强与波长的调制，从而实现普通显微镜不能实现的显微成像功能。

6.一种基于权利要求1-6任一所述的色散的相位物体成像设备的成像方法，其特征在于：其步骤如下：

步骤一：将显微镜光学成像系统的显微物镜切换到合适倍率的显微镜物镜(4)，这里指的合适倍率是根据实际的观察要求，相位物体的需要观察的尺寸或者区域范围；

步骤二：利用硬件电路和软件编程同时控制可编程LED阵列板(1)，该点亮的区域与显微物镜的数值孔径相匹配；

步骤三：放入待测的相位物体，通过目镜观察并采用相机采集拍摄结果；

步骤四：将拍照的结果进行图像处理，分别提出两种波长分别为红(620nm～760nm)和蓝(440nm～472nm)的成像结果，通过分析不同波长下相位物体成像的差异，最终对图像做归一化处理，分析得出相位物体整体的分布情况。