[发明专利]显微镜的光路系统

说明书

本公开描述了一种显微镜的光路系统，包括照明模块、分光模块、扫描模块、以及成像模块，照明模块包括第一偏振单元和光源；分光模块配置为接收来自扫描模块的反射光束并将反射光束反射至成像模块；扫描模块配置为接收照明光束并将照明光束出射至待测物且接收来自待测物的反射光束并将反射光束出射至分光模块，扫描模块包括沿照明光束的传播方向依次设置的具有透光孔的转盘、第二偏振单元、以及显微物镜；成像模块包括传感单元和第三偏振单元，传感单元配置为接收透过第三偏振单元的反射光束，第一偏振单元的偏振方向和第三偏振单元的偏振方向不同。根据本公开，能够提供一种能够降低光路中的杂散光以提高对待测物的测量精度的光路系统。

技术领域

本公开涉及一种智能制造装备产业，具体涉及一种显微镜的光路系统。

背景技术

目前，光学显微技术广泛应用于科学技术研究的各个领域，但是普通光学显微技术对具有一定厚度的物体无法实现三维形貌的重建。随着近年来显微技术的不断发展，共聚焦显微技术已成为光学显微领域重要技术之一，其具有高精度、高分辨率、非接触和独特的轴向层析扫描成像特点，可实现待测物的三维形貌重建，在微纳检测、精密测量和生命科学研究等领域得到了广泛的应用。

传统的共聚焦显微检测技术都是基于光源、被照物点和探测器三点彼此共轭的原理进行单点机械扫描，因此扫描速度比较慢，机械控制系统复杂，扫描所引起的振动限制了测量的精度，不易实现实时快速的三维测量。为了解决传统的共聚焦显微技术成像速度慢、视场小的缺点，出现了并行扫描共聚焦显微技术。并行扫描共聚焦显微技术提高了原有单点共聚焦测量的测量速度，而基于Nipkow转盘(尼普科夫圆盘)的并行扫描共聚焦显微检测技术更是具有结构简单、易实现、低成本和高像质等优点。

然而，Nipkow转盘引入的同时也使共聚焦光路系统产生了更多的杂散光，从而导致待测物的三维形貌重建效果不佳。因此，需要一种能够减少光路系统的杂光散的方案以提高待测物的三维形貌重建的精度。

发明内容

本公开是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够降低光路中的杂散光以提高对待测物的测量精度进而能够提高对待测物的重建精度的光路系统。

本公开提供一种显微镜的光路系统，所述光路系统包括照明模块、分光模块、扫描模块、以及成像模块，所述照明模块包括第一偏振单元和用于发射照明光束的光源；所述分光模块设置于所述照明模块和所述扫描模块之间并配置为接收来自所述扫描模块的反射光束并将反射光束反射至所述成像模块；所述扫描模块配置为接收透过所述分光模块的照明光束并将照明光束出射至所述待测物且接收来自所述待测物的反射光束并将反射光束出射至所述分光模块，所述扫描模块包括沿照明光束的传播方向依次设置的具有透光孔的转盘、第二偏振单元、以及显微物镜；所述成像模块包括传感单元、设置于所述传感单元与所述分光模块之间的第三偏振单元，所述传感单元配置为接收透过所述第三偏振单元的反射光束，所述第一偏振单元的偏振方向和所述第三偏振单元的偏振方向不同。

在本公开中，通过在照明模块中设置第一偏振单元，在成像模块中设置与第一偏振单元的偏振方向不同的第三偏振单元，而使被转盘反射的照明光束被阻挡而不能进入传感单元中。在这种情况下，能够降低非待测物反射的反射光束进入成像模块而被传感单元接收的可能性，由此，能够提高来自待测物的反射光束的信噪比以提高成像质量，进而能够提高对待测物的重建精度。

另外，在本发明所涉及的光路系统中，可选地，所述照明模块还包括用于将照明光束反射至所述分光模块的第一反射单元，所述第一偏振单元设置于所述光源与所述第一反射单元之间。在这种情况下，经光源发射的照明光束能够透过第一偏振单元并到达第一反射单元而被第一反射单元反射至分光模块，由此，能够减小光路系统的空间占比以提高光路系统的集成度。