[发明专利]一种无透镜显微成像芯片、装置和方法

说明书

本发明涉及无透镜显微镜技术领域,公开了一种无透镜显微成像芯片、装置和方法，无透镜显微成像芯片包括光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元，光源控制单元输出灯光控制信号，灯光控制信号用于控制外部灯源的发光时间和发光强度；位移控制单元用于输出位移控制信号，位移控制信号用于控制外部位移平台运动；片内存储单元用于存储外部图像传感器检测到的图像信息，图像处理单元用于将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像，通过无透镜显微成像芯片无需外接计算机便能实现无透镜的显微图像检测和处理，可实现小型化、便携式设计，另外通过配置不同类型的光源使本发明的芯片应用在不同原理的无透镜显微成像系统中。

技术领域

本发明涉及无透镜显微镜技术领域，具体涉及一种无透镜显微成像芯片、装置和方法。

背景技术

传统光学显微成像由于光学设计原理的限制，在追求高分辨成像效果的同时，无法兼顾大视场要求，由于光学元件的存在使得系统复杂笨重、难以维护。

无透镜显微成像是近年来发展的一种计算成像技术，使用数字光电传感器阵列，如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)，直接对穿过样本的光进行采样，而无需在物体和传感器平面之间使用任何成像透镜，因而得到整体系统几何结构的硬件更简单、更紧凑和更轻便，可以更加迅速、简单地对样品进行监测，尤其是其成像系统的光学空间带宽积(Spatial Bandwidth Product,SBP)具有很大的扩展性，可同时实现高分辨率、大视场的显微成像，随着各种图像处理算法的提出和验证，无透镜显微成像技术被越来越广泛应用于全球卫生即时检测和远程医疗领域。

目前一般的无透镜成像系统获取的数据需要传输到外部连接的计算机设备进行处理，在成像速度和便捷使用方面受到限制。特别是数字全息无透镜显微成像系统要求采集的图像具有高信噪比，但实际应用中易受到光子噪声、电子噪声等外界环境的干扰，从而影响成像质量。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种无透镜显微成像芯片、装置和方法，不需要计算机便能实现无透镜显微成像。

为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种无透镜显微成像芯片、装置和方法。

第一方面，本发明提供了一种无透镜显微成像芯片，包括光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元，所述光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元之间通过通讯线通讯连接；所述光源控制单元输出灯光控制信号，所述灯光控制信号用于控制外部灯源的发光时间和发光强度；所述位移控制单元用于输出位移控制信号，所述位移控制信号用于控制外部位移平台运动；所述片内存储单元用于存储外部图像传感器检测到的图像信息，所述图像处理单元用于将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像。

在第一方面的某种实施方式中，所述光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元之间通过总线电连接。

第二方面，本发明提供了一种无透镜显微成像装置，应用上述的一种无透镜显微成像用的芯片，还包光源、图像传感器、检测平台、位移平台和显示屏，所述检测平台设置在所述位移平台和光源之间，所述图像传感器安装在所述位移平台上，所述芯片的光源控制单元与所述光源电连接，被配置于控制所述光源的发光时间和发光强度，所述芯片的位移控制单元与所述位移平台的驱动端电连接，被配置于控制位移平台的运动方向和运动距离，带动所述图像传感器前往采集点采集图像信息，所述图像传感器采集的图像信息存储在所述芯片的片内存储单元中，所述芯片的图像处理单元将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像，所述显示屏被配置于显示所述显示图像。

在第二方面的某种实施方式中，所述图像处理单元对所述片内存储单元中的图像信息依次进行去噪处理、图像恢复处理和图像拼接处理，将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像。

在第二方面的某种实施方式中，所述光源包括LED阵列光源、激光光源、RGB光源和发射荧光的激励光源中的一种、两种或者多种光源。