[发明专利]基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及显微光学领域的共聚焦显微镜。更具体地说，本发明涉及一种基于皮肤共焦系统的可调节三轴成像机构。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

为了实现根据本发明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。