显微镜的光路系统技术方案

本公开描述了一种显微镜的光路系统，包括照明模块、分光模块、扫描模块、以及成像模块，照明模块包括第一偏振单元和光源；分光模块配置为接收来自扫描模块的反射光束并将反射光束反射至成像模块；扫描模块配置为接收照明光束并将照明光束出射至待测物且接收来自待测物的反射光束并将反射光束出射至分光模块，扫描模块包括沿照明光束的传播方向依次设置的具有透光孔的转盘、第二偏振单元、以及显微物镜；成像模块包括传感单元和第三偏振单元，传感单元配置为接收透过第三偏振单元的反射光束，第一偏振单元的偏振方向和第三偏振单元的偏振方向不同。根据本公开，能够提供一种能够降低光路中的杂散光以提高对待测物的测量精度的光路系统。度的光路系统。度的光路系统。

【技术实现步骤摘要】
显微镜的光路系统


[0001]本公开涉及一种智能制造装备产业，具体涉及一种显微镜的光路系统。

技术介绍

[0002]目前，光学显微技术广泛应用于科学技术研究的各个领域，但是普通光学显微技术对具有一定厚度的物体无法实现三维形貌的重建。随着近年来显微技术的不断发展，共聚焦显微技术已成为光学显微领域重要技术之一，其具有高精度、高分辨率、非接触和独特的轴向层析扫描成像特点，可实现待测物的三维形貌重建，在微纳检测、精密测量和生命科学研究等领域得到了广泛的应用。
[0003]传统的共聚焦显微检测技术都是基于光源、被照物点和探测器三点彼此共轭的原理进行单点机械扫描，因此扫描速度比较慢，机械控制系统复杂，扫描所引起的振动限制了测量的精度，不易实现实时快速的三维测量。为了解决传统的共聚焦显微技术成像速度慢、视场小的缺点，出现了并行扫描共聚焦显微技术。并行扫描共聚焦显微技术提高了原有单点共聚焦测量的测量速度，而基于Nipkow转盘(尼普科夫圆盘)的并行扫描共聚焦显微检测技术更是具有结构简单、易实现、低成本和高像质等优点。
[0004]然而，Nipkow转盘引入的同时也使共聚焦光路系统产生了更多的杂散光，从而导致待测物的三维形貌重建效果不佳。因此，需要一种能够减少光路系统的杂光散的方案以提高待测物的三维形貌重建的精度。

技术实现思路

[0005]本公开是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够降低光路中的杂散光以提高对待测物的测量精度进而能够提高对待测物的重建精度的光路系统。
[0006]本公开提供一种显微镜的光路系统，所述光路系统包括照明模块、分光模块、扫描模块、以及成像模块，所述照明模块包括第一偏振单元和用于发射照明光束的光源；所述分光模块设置于所述照明模块和所述扫描模块之间并配置为接收来自所述扫描模块的反射光束并将反射光束反射至所述成像模块；所述扫描模块配置为接收透过所述分光模块的照明光束并将照明光束出射至所述待测物且接收来自所述待测物的反射光束并将反射光束出射至所述分光模块，所述扫描模块包括沿照明光束的传播方向依次设置的具有透光孔的转盘、第二偏振单元、以及显微物镜；所述成像模块包括传感单元、设置于所述传感单元与所述分光模块之间的第三偏振单元，所述传感单元配置为接收透过所述第三偏振单元的反射光束，所述第一偏振单元的偏振方向和所述第三偏振单元的偏振方向不同。
[0007]在本公开中，通过在照明模块中设置第一偏振单元，在成像模块中设置与第一偏振单元的偏振方向不同的第三偏振单元，而使被转盘反射的照明光束被阻挡而不能进入传感单元中。在这种情况下，能够降低非待测物反射的反射光束进入成像模块而被传感单元接收的可能性，由此，能够提高来自待测物的反射光束的信噪比以提高成像质量，进而能够提高对待测物的重建精度。
[0008]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，所述照明模块还包括用于将照明光束反射至所述分光模块的第一反射单元，所述第一偏振单元设置于所述光源与所述第一反射单元之间。在这种情况下，经光源发射的照明光束能够透过第一偏振单元并到达第一反射单元而被第一反射单元反射至分光模块，由此，能够减小光路系统的空间占比以提高光路系统的集成度。
[0009]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，所述照明模块还包括设置于所述光源与所述第一反射单元之间的第一透镜单元和第二透镜单元，所述第一透镜单元配置为准直照明光束，所述第二透镜单元配置为调节经准直后的照明光束以使所述光源的像的位置位于所述显微物镜的后焦面。在这种情况下，照明光束经过第一透镜单元后能够变为平行光，并且，光源可以看作位于显微物镜的入瞳，由此，照明光束能够均匀地照射到待测物表面。
[0010]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，所述第一偏振单元的偏振方向与所述第三偏振单元的偏振方向正交。在这种情况下，被转盘反射的照明光束(第二杂散光束)即使经由分光模块被反射至成像模块，第二杂散光束也不能透过第三偏振单元进而到达传感单元，换言之，第三偏振单元的设置能够降低传感单元接收到非待测物反射的反射光束(即，杂散光)的可能性，由此，能够提高光路系统的测量准确性以更准确地对待测物进行重建。
[0011]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，所述第二偏振单元为1/4波片。在这种情况下，照明光束和反射光束先后通过1/4波片，能够使从扫描模块出射的反射光束相对于照明光束的偏振方向旋转90
°
，从而使得待测物表面的反射光束得以透过第三偏振单元，被传感单元接收。
[0012]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，还包括具有第一驱动机构的驱动模块，所述第一驱动机构配置为驱动所述显微物镜在预设方向移动以使所述待测物的待测区域位于所述显微物镜的焦平面。在这种情况下，通过调节显微物镜的在预设方向的位置能够使待测物的待测区域位于显微物镜的焦平面，由此，由待测区域反射的反射光束能够聚焦于透光孔。
[0013]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，所述转盘的中心轴线与所述预设方向具有大于0
°
的第一预设夹角。在这种情况下，照明光束同样能够通过透光孔进入扫描模块，并且，当照明光束被转盘反射形成第二杂散光束时，第二杂散光束的传播方向能够以远离成像模块的方式传播，能够降低第二杂散光束进入成像模块以影响待测物的成像的可能。
[0014]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，所述扫描模块还包括设置于所述转盘与所述显微物镜之间的套筒透镜，所述套筒透镜配置为调节照明光束以使所述光源的像位于所述显微物镜的后焦面，并且调节反射光束以使反射光束聚焦于所述透光孔。在这种情况下，位于焦平面的待测区域反射的反射光束可以从扫描模块出射并到达成像模块，由此，能够增强成像图像的信噪比以提高对待测物的测量精度。
[0015]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，还包括用于吸收第一杂散光束的辅助吸光模块，第一杂散光束为照明光束中被所述分光模块反射至所述显微镜的内壁的光束，所述辅助吸光模块包括以相对于光轴倾斜第二预设角度的方式设置于所述内壁的第四
偏振单元、第二反射单元、以及设置于所述内壁且位于所述传感单元的视场之外的吸光纸，所述第四偏振单元配置为吸收来自所述分光模块的第一杂散光束且将第一杂散光束反射至所述第二反射单元，所述第二反射单元配置为接收来自所述第四偏振单元的第一杂散光束且将第一杂散光束反射至所述吸光纸。在这种情况下，能够减少光路系统中的第一杂散光束以便于后续提高待测物的成像质量。
[0016]另外，在本专利技术所涉及的光路系统中，可选地，所述第四偏振单元的偏振方向与所述第三偏振单元的偏振方向相同。由此，第四偏振单元能够吸收第一杂散光束进而降低光路系统中的杂散光，便于后续提高待测物的成像质量。
[0017]根据本公开，能够提供一种能够降低光路中的杂散光以提高对待测物的测量精度进而能够提高对待测物的重建精度的光路系统。
附图说明
[0018]现在将仅通过参考附图的例子进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显微镜的光路系统，其特征在于，所述光路系统包括照明模块、分光模块、扫描模块、以及成像模块，所述照明模块包括第一偏振单元和用于发射照明光束的光源；所述分光模块设置于所述照明模块和所述扫描模块之间并配置为接收来自所述扫描模块的反射光束并将反射光束反射至所述成像模块；所述扫描模块配置为接收透过所述分光模块的照明光束并将照明光束出射至所述待测物且接收来自所述待测物的反射光束并将反射光束出射至所述分光模块，所述扫描模块包括沿照明光束的传播方向依次设置的具有透光孔的转盘、第二偏振单元、以及显微物镜；所述成像模块包括传感单元、设置于所述传感单元与所述分光模块之间的第三偏振单元，所述传感单元配置为接收透过所述第三偏振单元的反射光束，所述第一偏振单元的偏振方向和所述第三偏振单元的偏振方向不同。2.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述照明模块还包括用于将照明光束反射至所述分光模块的第一反射单元，所述第一偏振单元设置于所述光源与所述第一反射单元之间。3.根据权利要求2所述的光路系统，其特征在于，所述照明模块还包括设置于所述光源与所述第一反射单元之间的第一透镜单元和第二透镜单元，所述第一透镜单元配置为准直照明光束，所述第二透镜单元配置为调节经准直后的照明光束以使所述光源的像的位置位于所述显微物镜。4.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述第一偏振单元的偏振方向与所述第三偏振单元的偏振方向正交。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琥杰，张和君，刘怡，章智伟，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：