[发明专利]一种显微成像装置

说明书

本发明提供一种显微成像装置，包括：载物台、放大组件、成像组件、多个微型相机以及图像处理模块。本发明在视野固定情况下，通过一次成像获得多个成像面的图像，保证进行图像融合的图像内容、位置及图像尺寸当量一致，大大缩小待融合图像的采集时间，并且配合有效的景深融合算法，用以提高的景深融合的准确率。

技术领域

本发明涉及显微成像领域，具体涉及一种显微成像装置。

背景技术

由于光学原理限制，显微成像系统均存在分辨率与景深范围互限的情况，高分辨率就意味着景深浅。当检测的是有纵深感的样品，样品的纵深跨度超过显微镜的景深时，同一场景中位于不同距离的物体就不能同时清晰成像,即多焦面问题。在生物和医学的研究和应用中，通常需要对样品进行薄切片处理，才能在显微镜下进行观察，清晰成像，对于厚切片，或者体液有形成分检测、活细胞培养等无法进行样品结构改造时，传统显微镜无法满足单次清晰成像的要求。

传统的景深融合方法一般都是变焦距法、变孔径法、离焦法、景深叠加法等，虽然可以获得超景深的图像，但都需要多次改变焦距并采集图像。目前获得多焦面图像的方式都是手动调焦或依靠电机带动载物台上下移动或压电物镜致动器带动物镜移动来调节物镜与样品的距离，即调节焦距，但受机械结构所限，这些方式在调焦过程要花费不同程度的时间，不能满足快速调焦的要求，很难真正意义上实现实时景深融合。目前还有一种可以实现实时快速调焦的方法，在物镜后端面加入液体透镜，通过在相机的一个曝光时间内连续改变液体透镜的屈光度，从而实现快速焦距调节，可能实现实时在线景深融合。但这种方式会带来放大倍率的改变，这种在z轴方向放大变化是线性且可重复的，这在后续的图像处理时，会增加图像配准的难度，要对采集到的多个焦面的图像先进行大小配准再进行融合，增加了难度及计算时间。)此外，对于像数字病理显微成像系统，其载物台是需要连续进行二维移动的，即进行扫描，最后将每个视野进行拼接成为一个数字病理图片，那么在液体透镜屈光度改变的一个周期内拍摄的一组照片将不是同一个视野，而是随着平台的移动发生偏移，这就增加了后续景深融合算法的难度、计算的时间以及准确率，很难实现真正的实时景深融合。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服在做景深融合时采集图像时间过长。

第一方面，本发明提供一种显微成像装置，包括：载物台，用以承载样本；放大组件，设于所述载物台上方；成像组件，设于所述放大组件上方，用以接收所述放大组件所射出的平行光并汇聚成一点，所述成像组件包括至少两个焦面；多个微型相机，分别设于所述焦面对应的成像面处，并拍摄所述成像面的图像；以及图像处理模块，用以获取多个成像面的图像并融合为一张图像。

进一步地，所述放大组件包括物镜。

进一步地，所述分光模块包括筒镜，所述筒镜的中心轴与所述放大组件的中心轴共线。

进一步地，所述的显微成像装置还包括：分光模块，用以将所述成像面与所述中心轴分离；所述分光模块包括：分光元件，设于所述成像组件的上方且对应所述成像面的汇聚光线。

进一步地，所述分光元件包括半反半透镜或分光棱镜。

进一步地，所述的显微成像装置还包括：分光模块，用以将所述成像面于所述中心轴处产生分离；所述分光模块包括分光元件，设于所述分光模块内且对应至少一焦点的平行光线，用以将所述平行光线折射至所述分光模块的侧部；聚光组件，设于所述分光模块的侧部，用以将折射的平行光汇聚为所述成像面。

进一步地，所述分光元件包括半反半透镜或分光棱镜；所述聚光组件包括筒镜。

进一步地，所述微型相机包括CCD相机。

进一步地，每一所述焦面的上方以及下方对应的成像面处分别设置所述微型相机。

进一步地，所述的显微成像装置还包括：聚光镜，设于所述载物台下方；反射镜，设于所述聚光镜下方；以及运动控制系统，用以控制所述载物台进行移动。