[发明专利]基于微透镜的多平面显微成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种基于微透镜的多平面显微成像系统，其特征在于，包括：

显微镜、设置于显微镜物镜和观测样本之间的微透镜模块、视窗模块、显微光学放大模块、信息采集模块；

所述视窗模块用于将所述观测样本处的光学信号传播到微透镜模块和显微镜；

所述微透镜模块，用于将微透镜观测面的位置移动到显微镜焦面进行成像；

显微光学放大模块，用于对显微镜焦面发出的光学信号进行光学放大；

信息采集模块，用于对所述显微光学放大模块的输出信号进行采集和处理，得到处理结果；

所述系统满足以下关系：

其中，d为微透镜模块的厚度，h为微透镜视窗的高度，n_o为微透镜模块的折射率，n_i为微透镜模块与显微镜物镜之间介质的折射率，微透镜模块的焦距为无穷大；

所述视窗模块包括微透镜视窗和宽视场视窗；

微透镜视窗中填充的材料包括空气、液体或者玻璃，微透镜视窗的外周表面附加套管保护，视窗的高度和上下表面根据焦平面位置的调节需要采用平面或者曲面；

所述微透镜视窗，用于保持微透镜观测视野的平整，并把微透镜成像范围的信息传播到所述宽视场视窗；

所述宽视场视窗用于保持宽视场的平整。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，对于远离物镜侧的所述观测样本的光学信号，通过均匀介质传播到微透镜后，在显微镜的物面形成一个虚像，该虚像和靠近物镜侧的所述观测样本的光学信号通过所述显微光学放大模块进行放大。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：微棱镜；

所述微棱镜用于将所述观测样本的纵向截面反射到显微镜的物面，形成一个虚像。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统满足以下关系：

其中，u为微透镜模块的观测面到微透镜模块的距离，v为显微镜物镜焦面到微透镜模块距离，f为微透镜模块的焦距。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微透镜模块的个数为至少一个，分别放置在不同的观测位置。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集模块包括面阵光强探测器，将二维光信号转化为电信号。

7.一种基于微透镜的多平面显微成像方法，其特征在于，所述基于微透镜的多平面显微成像方法适用于如权利要求1-6中任一项所述的基于微透镜的多平面显微成像系统，包括以下步骤：

获取观测样本；

将微透镜安装到微透镜观测范围的观测样本内；

将盖玻片覆盖在观测样本表面，并进行固定；

通过调节微透镜的轴向位置实现不同平面的对焦，利用基于微透镜的多平面显微成像系统对观测样本进行观测。