[实用新型]适用于高倍物镜的傅里叶叠层显微成像系统

说明书

本实用新型涉及一种适用于高倍物镜的傅里叶叠层显微成像系统，该成像系统的二维平板LED阵列照明装置的照明光依次多角度照射到样品台上的生物样品上，样品衍射的光依次经过高倍显微物镜、第一孔径光阑、反射镜、第二孔径光阑、无限远校正管镜，最后各个角度的图像聚焦在成像相机上，成像相机采集的多幅不同角度的低分辨率图像融合重建后，获得一张大视场、高分辨的成像图像。本实用新型的傅里叶叠层显微成像系统利用40x物镜可以实现100x物镜的分辨率，同时成像视场兼具40x物镜的成像视场。可以实现对细胞样品或组织切片进行大视场、高分辨成像，在医疗检测方面具有重要的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及显微成像技术领域，具体涉及一种适用于高倍物镜的傅里叶叠层显微成像系统。

背景技术

光学显微镜是人类最伟大的发明之一，它把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们通过显微镜看到了无法用肉眼观察到的微生物，以及生物体内的微结构。但是传统光学显微镜的成像分辨率和成像视场相互制约，即随着物镜的放大倍数的增加其成像视场也随之降低。

2013年Zheng提出傅里叶叠层显微成像技术，可以解决成像分辨率和成像视场相互制衡的问题。其原理是通过结合结构光照明技术和相干孔径合成技术，利用LED阵列替代传统聚光镜进行多角度照明进行叠层衍射成像相位恢复，采集多幅不同角度的低分辨率图像，原本一些超出显微物镜数值孔径的样品频率成分便被平移到孔径内，再将这些图像在频谱域融合获得一张高分辨率、大视场图像。但是目前的傅里叶叠层显微成像技术主要应用于低倍物镜，如放大倍率在4x，5x以及10x等，导致其成像分辨率一直不能达到观测细胞或组织切片内部细节结构。

实用新型内容

本实用新型要解决现有技术中的技术问题，提供一种适用于高倍物镜的傅里叶叠层显微成像系统，以实现适用于大视场、高分辨的细胞或组织切片成像。

为了解决上述技术问题，实用新型的技术方案具体如下：

本实用新型提供一种适用于高倍物镜的傅里叶叠层显微成像系统，包括照明装置和显微成像装置；

所述照明装置包括：依次设置的三维位移台、旋转调节器和二维平板LED 阵列照明装置；

所述显微成像装置包括：样品台、高倍显微物镜、第一孔径光阑、反射镜、第二孔径光阑、无限远校正管镜和成像相机；

所述三维位移台、旋转调节器用以调节二维平板LED阵列照明装置，利用第一孔径光阑、反射镜和第二孔径光阑使所述二维平板LED阵列照明装置中心处的LED与高倍显微物镜中心、成像相机中心保持同轴；

所述二维平板LED阵列照明装置的照明光依次多角度照射到样品台上的生物样品上，样品衍射的光依次经过高倍显微物镜、第一孔径光阑、反射镜、第二孔径光阑、无限远校正管镜，最后各个角度的图像聚焦在成像相机上，成像相机采集的多幅不同角度的低分辨率图像融合重建后，获得一张大视场、高分辨的成像图像。

在上述技术方案中，所述二维平板LED阵列照明装置的相邻LED间距为 4mm，所用LED阵列个数选为7×7或9×9。

在上述技术方案中，所述二维平板LED阵列照明装置距样品面高度范围为 13mm～20mm。

在上述技术方案中，所述二维平板LED阵列照明装置的波长范围为465± 10nm～640nm±10nm。

在上述技术方案中，所述样品台为二维可调载物台。

在上述技术方案中，所述高倍显微物镜的放大率为40x，数值孔径范围为 0.6～0.7。

在上述技术方案中，所述成像相机的像素尺寸_Pcam大小满足奈奎斯特定理条件，即其中M₀为高倍显微物镜的放大倍率，NA_o为高倍显微物镜数值口径，λ为LED波长。