基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构技术方案

本发明专利技术一种基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构，其具有激光器、成像光学系统和图像检测器，所述成像光学系统设有可调节三轴成像机构，其包括：由三块反射镜组成的反射镜组合模；物镜；基板；动力模块，其具有x轴驱动第一电机、y轴驱动第二电机、z轴粗驱动第三电机和z轴精细驱动第四电机；其中，所述第一反射镜和第二反射镜分别连接于所述第一电机，所述第三反射镜连接于所述第二电机。本发明专利技术在确保对皮肤组织成像稳定的前提下，通过可调节三轴成像机构，实现一定区域内的横向二维成像及轴向层析成像，从而获取大视场高分辨率共焦图像及各深度不同组织形态皮肤图像，为后续的皮肤病诊断提供有效信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显微光学领域的共聚焦显微镜。更具体地说，本专利技术涉及一种基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构。
技术介绍
共焦显微镜具有高分辨率尤其是轴向高分辨率的特点，其可以对样品的轴向进行光学层析，从而重构出样品的三维图像。共焦显微镜在皮肤科临床检测上的应用研究已有十几年，其可获得200～350μm深度细胞水平的活体皮肤图像，成像最接近组织病理学，便于皮肤细胞水平的变化的观察。目前，国外已有美国的Lucid公司生产的Vivascope系列皮肤CT产品，但其在物镜三轴可调节成像方面结构过于复杂，物镜的轴向驱动采用的是凸轮机构，需要额外的齿轮传动，且在轴向占用空间太多；横向移动采用的同样是二个一维电机驱动，但其驱动对象是物镜外围的鼻管，从而间接地实现物镜在鼻管内的横向二轴运动，这种方式电机负荷大，且需要皮肤、成像环配合鼻管同步运动，十分不便，可行性较差。而国内对皮肤共焦系统的研究较少，主要就上海交通大学和北京大学进行了原理性研究，但在样机功能实现环节较弱，也没有涉及可调节三轴成像方式实现机构。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构，其操作灵活，能够实现皮肤组织的三轴成像，获取大视场高分辨率共焦图像及各深度不同组织形态皮肤图像。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构，其具有激光器、成像光学系统和图像检测器，所述成像光学系统设有可调节三轴成像机构，其包括：反射镜组合模块，其在激光发射到待测物体的光路上依次设有第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；物镜，其设于所述第三反射镜和待测物体之间；基板，其设于所述第三反射镜和物镜之间，所述基板在激光发射光路上设有贯通孔；动力模块，其具有x轴驱动第一电机、y轴驱动第二电机、z轴粗驱动第三电机和z轴精细驱动第四电机，所述第一电机设于基板上，所述第二电机以可移动的方式设置于所述第一电机上，所述第四电机轴向固设于所述物镜，并并分别连接于所述第三电机的同一端，所述第三电机的另一端连接于第二电机；其中，所述第一反射镜和第二反射镜分别连接于所述第一电机，所述第三反射镜连接于所述第二电机。优选的是，其中，还包括：鼻管，其为上端设有压边圈的中空圆柱，所述鼻管以激光发射光路为中心可拆卸连接于所述基板，物镜可在鼻管内部三轴运动；成像环，其连接于所述鼻管下端；成像环下方为待成像的皮肤组织。优选的是，其中，所述成像光学系统和图像检测器之间还依次设有聚光透镜和针孔，针孔位于聚光透镜的焦点处，可有效提高图像检测器的信噪比，从而提高成像的对比度和清晰度。优选的是，其中，所述图像检测器为雪崩二极管，以保证图像检测的灵敏度，所述针孔的孔径为25～50微米，既能保证共焦成像的高分辨率和层析能力，又保证了足够的光通过小孔被图像检测器所接收。优选的是，其中，所述第一反射镜设置为与x轴成45度；所述第二反射镜的反射面与所述第一反射镜的反射面相对设置，且所述第二反射镜和第一反射镜的中心垂直于x轴；所述第三反射镜与所述第二反射镜平行放置，且所述第三反射镜与第二反射镜的反射面方向相反。优选的是，其中，第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜均为镀银反射镜。优选的是，其中，所述第一电机和第二电机均为步进电机，以实现调节定位的准确性。优选的是，其中，所述第三电机的步距角为0.5～1.8°，所述第四电机的步距角为0.01～0.03°，以实现z轴的快速调节和精确层析。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)本专利技术辅助成像系统基板、鼻管和成像环的设置有效预防了因身体抖动、皮肤颤振而引起的变焦，提高了成像的稳定性；(2)本专利技术中的物镜上固设有z轴精细调节电机，并整体连接一z轴粗调节电机，有效实现了物镜的轴向复合驱动，达到了快速调焦和精确层析的功能；(3)本专利技术在确保对皮肤组织成像稳定的前提下，通过可调节三轴成像机构，实现一定区域内的横向二维成像及轴向层析成像，从而获取大视场高分辨率共焦图像及各深度不同组织形态皮肤图像，为后续的皮肤病诊断提供有效信息。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术的一个实施例中基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构的结构示意图。图中：1、激光器，2、PBS分光棱镜，3、扫描振镜，4、中继透镜组件，5、第一反射镜，6、第二反射镜，7、第三射镜，8、物镜，9、鼻管，10、成像环，11、待成像皮肤组织，12、聚光透镜，13、针孔，14、图像检测器，15、第一电机，16、第二电机，17、第三电机，18、第四电机，19、第一工装，20、第二工装，21、第三工装，22、基板，→代表激光照明光路，代表成像光路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1示出了根据本专利技术的一种实现形式，其具有激光器1、成像光学系统和图像检测器14，沿激光发射光路方向成像光学系统依次设有PBS分光棱镜2、扫描振镜3(包括快速快镜及慢速振镜)、中继透镜组件4和可调节三轴成像机构，其中所述可调节三轴成像机构包括：反射镜组合模块，其在激光发射到待测物体的光路上依次设有第一反射镜5、第二反射镜6和第三反射镜7；物镜8，其设于所述第三反射镜和待测物体之间；基板22，其设于所述第三反射镜和物镜之间，所述基板在激光发射光路上设有贯通孔；动力模块，其具有x轴驱动第一电机15、y轴驱动第二电机16、z轴粗驱动第三电机17和z轴精细驱动第四电机18，所述第一电机设于基板上，所述第二电机以可移动的方式设置于所述第一电机上，所述第四电机轴向固设于所述物镜，并分别连接于所述第三电机的同一端，所述第三电机的另一端连接于第二电机；其中，所述第一反射镜和第二反射镜分别连接于所述第一电机，所述第三反射镜连接于所述第二电机。在这种技术方案中，应用于皮肤反射式共焦系统的整个光路系统搭建于光学抗震平台上，其中照明光路为：激光器提供光源，在PBS分光棱镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构，其具有激光器、成像光学系统和图像检测器，其特征在于，所述成像光学系统设有可调节三轴成像机构，其包括：反射镜组合模块，其在激光发射到待测物体的光路上依次设有第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；物镜，其设于所述第三反射镜和待测物体之间；基板，其设于所述第三反射镜和物镜之间，所述基板在激光发射光路上设有贯通孔；动力模块，其具有x轴驱动第一电机、y轴驱动第二电机、z轴粗驱动第三电机和z轴精细驱动第四电机，所述第一电机设于基板上，所述第二电机以可移动的方式设置于所述第一电机上，所述第四电机轴向固设于所述物镜，并分别连接于所述第三电机的同一端，所述第三电机的另一端连接于第二电机；其中，所述第一反射镜和第二反射镜分别连接于所述第一电机，所述第三反射镜连接于所述第二电机。

【技术特征摘要】
1.一种基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构，其具有激光器、成像
光学系统和图像检测器，其特征在于，所述成像光学系统设有可调节三轴成
像机构，其包括：
反射镜组合模块，其在激光发射到待测物体的光路上依次设有第一反射
镜、第二反射镜和第三反射镜；
物镜，其设于所述第三反射镜和待测物体之间；
基板，其设于所述第三反射镜和物镜之间，所述基板在激光发射光路上
设有贯通孔；
动力模块，其具有x轴驱动第一电机、y轴驱动第二电机、z轴粗驱动第
三电机和z轴精细驱动第四电机，所述第一电机设于基板上，所述第二电机
以可移动的方式设置于所述第一电机上，所述第四电机轴向固设于所述物镜，
并分别连接于所述第三电机的同一端，所述第三电机的另一端连接于第二电
机；
其中，所述第一反射镜和第二反射镜分别连接于所述第一电机，所述第
三反射镜连接于所述第二电机。
2.如权利要求1所述的基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构，其特
征在于，还包括：
鼻管，其为上端设有压边圈的中空圆柱，所述鼻管以激光发射光路为中
心可拆卸连接于所述基板；
成像环，其连接于所述鼻管下端。
3.如权利要求1所述的基于皮肤...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪新，张运海，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32