基于FPM的显微成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于FPM的显微成像系统，包括：数字微反射镜和微透镜阵列；激光器，用于发射光线到所述数字微反射镜，使得所述数字微反射镜反射光线到所述透镜阵列；照明物镜，用于在所述微透镜阵列将平面波转换为球面波，并透射光线至所述照明物镜后，将所述球面波转换为平面波，并照射至放置在载物孔上的成像物体进行成像。根据本发明专利技术实施例的系统，可以利用数字微反射镜和微透镜阵列的配合实现不同角度照明待测样本，使成像仪器获取低分辨率图像，随后利用FPM算法进行迭代重建，提高图像分辨率，相当于高倍物镜的分辨率且具有更宽的视场，提高系统的能量，降低信噪比，提升成像速度。

Micro imaging system based on FPM

【技术实现步骤摘要】
基于FPM的显微成像系统
本专利技术涉及显微成像
，特别涉及一种基于FPM的显微成像系统。
技术介绍
相关技术，光学显微镜由于本身空间带宽积的限制，其信息通量是一定的。要获取高分辨率的图像就必须提高数值孔径，但如此视场却受到限制。FPM(FourierPtychographyMicroscopy，频域叠层显微镜)可以绕开物镜的分辨率极限，极大提高系统的空间带宽积，使原本只能获取低频信息、小数值孔径的物镜获取更高频的信息，采用方向光来提升分辨率。然而，现有的基于FPM的显微照明系统，普遍采用LED为光源，具有视场小、能量低，信噪比低的特点。采用激光为光源的显微照明系统仍然存在数字微反射镜的开放数量与信噪比和分辨率之间的矛盾。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种基于FPM的显微成像系统，该系统可以具有照明能量高、信噪比的特点，可适用于基于FPM的显微成像系统配合的显微照明系统。为达到上述目的，本专利技术实施例提出了一种基于FPM的显微成像系统，包括：数字微反射镜和微透镜阵列；激光器，用于发射光线到所述数字微反射镜，使得所述数字微反射镜反射光线到所述透镜阵列；照明物镜，用于在所述微透镜阵列将平面波转换为球面波，并透射光线至所述照明物镜后，将所述球面波转换为平面波，并照射至放置在载物孔上的成像物体，以利用FPM算法进行迭代重建，得到成像结果。本专利技术实施例的基于FPM的显微成像系统，可以利用数字微反射镜和微透镜阵列的配合实现不同角度照明待测样本，使成像仪器获取低分辨率图像，随后利用FPM算法进行迭代重建，提高图像分辨率，相当于高倍物镜的分辨率且具有更宽的视场，提高系统的能量，降低信噪比，提升成像速度，具有照明能量高、信噪比的特点，可适用于基于FPM的显微成像系统配合的显微照明系统。另外，根据本专利技术上述实施例的基于FPM的显微成像系统还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：扩束器，用于将所述发射光线扩大并照射至所述数字微反射镜。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述激光器为单色激光器。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述数字微反射镜的微反射镜块面向激光器仰12°，或背向激光器俯12°。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述微透镜阵列可以划分为n个区块。其中，在本专利技术的一个实施例中，所述微透镜阵列的每一个微透镜的中心分别对应于所述n个区块的每一个区块的中心位置。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述n个区块分别对应于照射到成像物体处的n个角度的平行光。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述微透镜阵列的后焦面与所述照明物镜的前焦面重合，所述成像物体与所述照明物镜的后焦面重合。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述载物孔的中心与所述成像物体的中心重合，用于使光线以不同角度照明到所述成像物体。另外，在本专利技术的一个实施例中，所述成像物体的中心点与所述照明物镜的中心以及所述微透镜阵列的中心在同一条轴线上。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的基于FPM的显微成像系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于FPM的显微成像系统图1为根据本专利技术实施例的基于FPM的显微成像系统的结构示意图。如图1所示，该基于FPM的显微成像系统包括：数字微反射镜100、微透镜阵列200、激光器300和照明物镜400。其中，激光器300发射光线到数字微反射镜100，使得数字微反射镜100反射光线到透镜阵列。照明物镜400在微透镜阵列200将平面波转换为球面波，并透射光线至照明物镜400后，将球面波转换为平面波，并照射至放置在载物孔上的成像物体，以利用FPM算法进行迭代重建，得到成像结果。本专利技术实施例的系统可以具有照明能量高、信噪比的特点，可适用于基于FPM的显微成像系统配合的显微照明系统。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，本专利技术实施例的系统还包括：扩束器500500。其中，扩束器500将发射光线扩大并照射至数字微反射镜100。具体而言，光器发射光线经过扩束器500到数字微反射镜100；数字微反射镜100反射光线到透镜阵列；微透镜阵列200将平面波转换为球面波，汇集能量并透射光线到照明物镜400，提高单路方向光的照明能量；的照明物镜400将球面波转换为平面波，并照射至放置在载物孔上的物体，再进行成像。本专利技术实施例的系统可以实现多幅不同角度照明下的低分辨率图像，随后利用FPM算法进行迭代重建，可以提高图像分辨率，相当于高倍物镜的分辨率且具有更宽的视场，利用数字微反射镜100和微透镜阵列200的配合提升每路方向光的能量，降低信噪比，提升成像速度。可选地，在本专利技术的一个实施例中，激光器300可以为单色激光器300，例如激光器300的波长可以为532nm，扩束器500的放大倍率为×5-10。可选地，在本专利技术的一个实施例中，数字微反射镜100的微反射镜块面向激光器300仰12°，或背向激光器300俯12°，微透镜阵列200可以划分为n个区块，例如数字微反射镜100为1920×1200阵列，总尺寸为102mm×83mm，每个数字微反射镜100尺寸为10.8μm×10.8μm进一步地，在本专利技术的一个实施例中，微透镜阵列200的每一个微透镜的中心分别对应于n个区块的每一个区块的中心位置。例如，微透镜阵列200可以为定制的以合金铝为基底的微透镜阵列200，而照明物镜400的放大倍率×10，数值孔径0.16，其中，样本700放置于有载物孔的载物台600上。可以理解的是，数字微反射镜100中的微反射镜块面向激光器300仰12°，或背向激光器300俯12°，整个微透镜阵列200可以被划分为n个区块，并且微透镜阵列200中的每一个微透镜的中心分别对应于n个区块的每一个区块的中心位置。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，n个区块分别对应于照射到成像物体处的n个角度的平行光。也就是说，n个区块分别对应于照射到样本700处的n个角度的平行光。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，微透镜阵列200的后焦面与照明物镜400的前焦面重合，成像物体与照明物镜400的后焦面重合。可以理解的是，微透镜阵列200的后焦面与照明物镜400的前焦面重合。，被照明的样本700与照明物镜400的后焦面重合。进一步地，在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPM的显微成像系统，其特征在于，包括：/n数字微反射镜和微透镜阵列；/n激光器，用于发射光线到所述数字微反射镜，使得所述数字微反射镜反射光线到所述透镜阵列；以及/n照明物镜，用于在所述微透镜阵列将平面波转换为球面波，并透射光线至所述照明物镜后，将所述球面波转换为平面波，并照射至放置在载物孔上的成像物体，以利用FPM算法进行迭代重建，得到成像结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPM的显微成像系统，其特征在于，包括：
数字微反射镜和微透镜阵列；
激光器，用于发射光线到所述数字微反射镜，使得所述数字微反射镜反射光线到所述透镜阵列；以及
照明物镜，用于在所述微透镜阵列将平面波转换为球面波，并透射光线至所述照明物镜后，将所述球面波转换为平面波，并照射至放置在载物孔上的成像物体，以利用FPM算法进行迭代重建，得到成像结果。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
扩束器，用于将所述发射光线扩大并照射至所述数字微反射镜。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光器为单色激光器。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字微反射镜的微反射镜块面向激光器仰12°，或背向激光器俯12°。


5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴琼海，张雅琳，范静涛，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11