[发明专利]阵列透射式显微图像采集系统

说明书

本发明公开了一种阵列透射式显微图像采集系统，包括显微摄像模组阵列、接收端、样品台和激发光源，所述显微摄像模组阵列位于样品台的正上方，所述激发光源位于所述样品台的下方；所述显微摄像模组阵列包括成阵列分布的多个显微摄像模块，每一所述显微摄像模块皆包括第一透镜组、第二透镜组和图像传感器，所述第一透镜组和所述第二透镜组对称设置，所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述样品台之间，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述图像传感器之间，所述图像传感器与所述接收端电性连接。本发明能够同时采集大面积平面透明样品的多个区域，提高检测速度，适用于蓝宝石显微、生物芯片、蛋白质芯片以及薄生物样品等透明样品高通量检测。

技术领域

本发明属于机器视觉检测技术领域，特别是涉及一种阵列透射式显微图像采集系统，可以应用于半导体晶圆和生物样品高通量显微成像。

背景技术

微成像系统是能够将人眼难以观测或分辨到的微小物体或细节放大成像，以供人们提取细微结构信息的光学系统或仪器，相关产品被广泛用于涉及实验研究、生产制造等方面的领域。随着相关学科在微观领域的研究进展，基于许多前沿理论的显微成像系统已经突破光学成像极限，向着更高分辨率迈进。

然而，在实际应用方面，传统的显微成像系统受限于光学结构，必须依靠具有小视场角(3°以内)的高分辨率物镜、配合长共轭距离来实现光学放大，从而导致光学系统庞大而复杂，且价格高。同时，由于视场小，传统显微系统在对较大样品成完整像时，需要采用扫描拼接的方法来实现，其相关设备的引入令其造价更加昂贵，也会令显微系统在工作时的精密结构更容易收到外界因素影响，例如震动、温度等。再次，扫描拼接的工作模式导致成像时间长，对于类似半导体显微的大面积样品而言，效率较低。

总而言之，传统显微镜体积普遍庞大，成本高，对大样品成像过程较为复杂，耗时长，难以满足现有半导体和生物样品显微检测的需求。

综上所述，实现一种视场大、分辨率高、稳定性强、通量大、低成本的大样品显微成像系统，是一个亟待解决、具有很高实用价值的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种阵列透射式显微图像采集系统，能够同时采集大面积平面透明样品的多个区域，提高检测速度，适用于蓝宝石显微、生物芯片、蛋白质芯片以及薄生物样品等透明样品高通量检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种阵列透射式显微图像采集系统，包括显微摄像模组阵列、接收端、样品台和激发光源，所述显微摄像模组阵列位于样品台的正上方，所述激发光源位于所述样品台的下方；

所述显微摄像模组阵列包括成阵列分布的多个显微摄像模块，每一所述显微摄像模块皆包括第一透镜组、第二透镜组和图像传感器，所述第一透镜组和所述第二透镜组对称设置，所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述样品台之间，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述图像传感器之间，所述图像传感器与所述接收端电性连接。

本发明为解决其技术问题所采用的进一步技术方案是：

进一步地说，所述第二透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最大，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最小；所述第一透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最小，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最大；所述微透镜的尺寸是直径为0.5–15mm。

进一步地说，若干所述显微摄像模块的排列方式为线阵并排排列、矩阵排列或同心圆排列。

进一步地说，所述第一透镜组的最小直径的微透镜与所述第二透镜组的最小直径的微透镜为不同的微透镜或者为同一个微透镜。

进一步地说，所述第二透镜组的焦平面与图像传感器的接收端面重合，所述第二透镜组的焦距为1-3mm，所述第二透镜组的F数小于5。

进一步地说，所述第一透镜组的焦距为1-6mm。