[发明专利]一种偏光显微成像装置及方法

权利要求书

1.一种偏光显微成像装置，其特征在于，包括LCD液晶面板(1)、样品载物台(2)、显微物镜(3)、镜筒透镜(4)、相机(5)和计算机(6)；其中LCD液晶面板(1)、样品载物台(2)、显微物镜(3)、镜筒透镜(4)、相机(5)从下至上依次设置，且LCD液晶面板(1)的中心位于显微物镜(3)、镜筒透镜(4)的中心轴线上；LCD液晶面板(1)和相机(5)均与计算机(6)连接；

将待成像的样品置于样品载物台(2)，计算机(6)向LCD液晶面板(1)发送控制信号，使LCD液晶面板(1)产生照明图案，该照明图案的照明光透过样品载物台(2)被显微物镜(3)收集，显微物镜(3)将收集的照明光进行放大后入射至镜筒透镜(4)，计算机(6)驱动相机(5)对穿过镜筒透镜(4)的样品图像进行采样，相机(5)将采集的样品图像经过数据线输入计算机(6)进行显示，观察者对计算机(6)显示的样品图像进行偏光显微观看。

2.根据权利要求1所述的偏光显微成像装置，其特征在于，所述LCD液晶面板(1)的尺寸为70mm×110mm，提供单色图案照明或多色图案同时照明。

3.根据权利要求1所述的偏光显微成像装置，其特征在于，所述LCD液晶面板(1)距离样品载物台(2)上表面的垂直距离为30～35mm。

4.根据权利要求1所述的偏光显微成像装置，其特征在于，所述相机(5)的CCD镜头位于镜筒透镜(5)的后焦面上。

5.一种基于权利要求1所述偏光显微成像装置的显微成像方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，在显微物镜(3)与样品载物台(2)之间插入一个线偏振片，该线偏振片与光轴保持垂直；

步骤2，对LCD液晶面板(1)的位置进行标记，使LCD液晶面板(1)中央圆形区域的像素点区域透光，该圆形区域的面积为显微物镜(3)的聚光镜孔径光阑的2倍；

步骤3，样品载物台(2)上不放置任何样品，旋转线偏振片，直到显微物镜(3)视场中的样品完全变为黑暗；

步骤4，将待成像的样品置于样品载物台(2)，计算机(6)向LCD液晶面板(1)发送控制信号，使LCD液晶面板(1)产生照明图案，该照明图案的照明光透过样品载物台(2)被显微物镜(3)收集；

步骤5，显微物镜(3)将收集的照明光进行放大后入射至镜筒透镜(4)，计算机(6)驱动相机(5)对穿过镜筒透镜(4)的样品图像进行采样，相机(5)将采集的样品图像经过数据线输入计算机(6)进行显示，观察者对计算机(6)显示的样品图像进行偏光显微观看即可得到相衬显微成像结果。

6.根据权利要求5中所述的偏光显微成像方法，其特征在于，步骤2所述对LCD液晶面板(1)的位置进行标记，具体如下：

(1)首先建立坐标系xoy，坐标原点o位于LCD液晶面板(1)的中央；

(2)对于任意一个像素点P，其位置坐标为(P_x,P_y)，定义像素点P所对应的照明数值孔径NA_i为：

NAi=sinθi=sin arctanPx2+Py2f≈Px2+Py2f,]]>

其中，f代表显微物镜(3)的聚光镜焦距，θ_i为像素点P所发出的光照射样品的角度；

(3)每个像素点P的照明数值孔径NA_i决定了P所发出的光照射样品的角度θ_i：

θi=arctanPx2+Py2f≈Px2+Py2f.]]> 2