[发明专利]一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置及其成像方法

权利要求书

1.一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置的成像方法，所述成像装置包括LED光源（1），沿LED光源（1）光线传播方向依次放置AOM声光调制器 （2）、准直扩束器（3）、扫描系统（4）、微透镜阵列（5）、准直透镜（6）、分光棱镜（8）、1/4波片（10）、照明物镜（11）、样品（12）、收集透镜（7）、CCD探测器 （9）和数据采集卡，收集透镜（7）与分光棱镜（8）连接，CCD探测器（9）连接收集透镜（7），所述扫描系统（4）包括扫描振镜，扫描振镜改变光束偏转角在样品（12）的物面进行扫描，特征在于以下步骤：

步骤一、通过AOM声光调制器（2）对照明光束的光强在时域内进行调制成正弦函数，调制探测面探测灵敏度系数，得到等效扫描照明光场；

步骤二、对照明光透过样品并经过物镜再次成像得到探测面上的光强分布，对所述探测面上的光强分布在扫描时间上进行积分，得到样品表面照明光的强度分布；

步骤三、对样品表面照明光光强分布进行超分辨图像重构处理，得到清晰图像。

2.根据权利要求1所述一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置的成像方法，其特征在于：所述步骤一具体包括：

通过对CCD探测器探测面灵敏度系数进行调试，得到照明光场的不同扫描位置的光强最大值，进而得到扫描后的照明光场光强分布；

对扫描后的照明光场光强分布进行时间积分得到等效照明光场。

3.根据权利要求1所述一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置的成像方法，其特征在于：所述步骤二包括：

得到照明光透过样品后光强分布，进而得到经过物镜再次成像到CCD探测器探测面上的光强分布；

对CCD探测器探测面上的光强分布在扫描时间上进行积分，得到积分图像的光强分布；

对积分图像的光强分布进行傅里叶变换得到积分图像的图像频谱。

4.根据权利要求1所述一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置的成像方法，其特征在于：步骤三所述超分辨图像重构处理包括对样品表面照明光的光强分布引入不同的调制相位并进行解调。

5.根据权利要求4所述一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置的成像方法，其特征在于：所述对样品表面照明光的光强分布引入不同的调制相位并进行解调的过程包括：

根据引入不同的调制相位得到照明光场的不同扫描位置的光强最大值，进而得到引入相位后的积分图像的光强分布；

对引入相位后的积分图像的光强分布进行傅里变换，得到带有相位的积分图像频谱；

通过构造相位矩阵、像频谱矩阵和物频谱矩阵，得到物频谱的三部分的频率信息。

6.根据权利要求1所述一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置的成像方法，其特征在于：所述的声光调制器AOM的调制周期T与扫描点在样品表面的扫描速度v的乘积，λ为照明光波长，NA为照明物镜（11）的数值孔径。

7.根据权利要求1所述一种超分辨阵列扫描结构光照明成像装置的成像方法，其特征在于：通过微透镜阵列（5）在物面产生的照明光斑中，相邻照明光斑中心距离为照明光场空间周期的整数倍。