本技術(shù)涉及高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置及顯微方法。

背景技術(shù)：

顯微成像領(lǐng)域，高分辨率大視野一直是人們追求的。但是由于物鏡的成像原理，高分辨率和大視野相矛盾的。分辨率高，視野就小。視野大，分辨率就低。

對(duì)于數(shù)碼顯微裝置來(lái)說(shuō)，物方經(jīng)過(guò)顯微系統(tǒng)所成的物像經(jīng)基于cmos數(shù)碼相機(jī)后把光學(xué)影像信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，由于cmos傳感器的價(jià)格與面積是指數(shù)關(guān)系，所以對(duì)于過(guò)大的成像面積，cmos價(jià)格是無(wú)法承受的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本技術(shù)的目的是提供一種用于對(duì)等間隔排列的物方進(jìn)行觀察的高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置，它分辨率高，視野大，同時(shí)可以高效率地利用寶貴的ｃｍｏｓ面積資源，用相對(duì)低的成本實(shí)現(xiàn)高分辨率，大視野顯微成像。

本技術(shù)所述的高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置，包括對(duì)等間隔排列的物方目標(biāo)進(jìn)行成像的包括物鏡，管鏡及陣列二次管鏡組在內(nèi)的顯微系統(tǒng)，所述陣列二次管鏡組是對(duì)物鏡及管鏡一次成像的像面的每一個(gè)物方的物像分別進(jìn)行放大的多個(gè)二次管鏡組合形成的陣列二次管鏡組。

上述的高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置，經(jīng)陣列二次管鏡組放大的每一個(gè)物方的放大像相鄰排列，剔除一次像面上目標(biāo)物像之間的非有效部分，以達(dá)成在有限的二次像面面積上最大的成像傳感器有效面積的利用效率，經(jīng)陣列二次管鏡組組放大的每一個(gè)物方一次像在二次像面上相鄰排列，舍棄了一次物像單元之間的無(wú)效部分，充分利用了寶貴的cmos像面資源。

上述的高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置，顯微系統(tǒng)還包括分色鏡、激光照明裝置，激光照明裝置發(fā)出的激光經(jīng)分色鏡反射后進(jìn)入物鏡，再經(jīng)物鏡出射對(duì)物方進(jìn)行均勻的平行光激光照明，物方經(jīng)過(guò)激發(fā)后發(fā)出的熒光經(jīng)過(guò)物鏡、分色鏡、管鏡后成像在一次像面。物方經(jīng)過(guò)激發(fā)后發(fā)出的微弱熒光經(jīng)過(guò)物鏡、分色鏡、管鏡后一次成像，然后經(jīng)過(guò)二次管鏡陣列二次成像到數(shù)碼相機(jī)。

上述的高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置，物方目標(biāo)在橫向和縱向均等間隔排列，經(jīng)物鏡及管鏡一次成像的像面的每一個(gè)物方的物像在橫向和縱向均等間隔排列，與每一個(gè)物方一次成像位置對(duì)應(yīng)的二次管鏡也在橫向和縱向排列形成陣列二次管鏡組。

本技術(shù)同時(shí)提供了一種用于對(duì)等間隔排列的物方進(jìn)行觀察的高分辨率大視野數(shù)碼顯微方法，它分辨率高，視野大，進(jìn)過(guò)陣列二次管鏡組二次成像后，舍棄無(wú)效部分，保留有效部分，高效率利用寶貴的cmos像面資源，成本與傳統(tǒng)的顯微數(shù)碼成像相比，相對(duì)低廉。

本技術(shù)所述的高分辨率大視野數(shù)碼顯微方法，以包括物鏡在內(nèi)的顯微系統(tǒng)對(duì)等間隔排列的物方進(jìn)行成像，然后以多個(gè)二次管鏡組合形成的陣列二次管鏡組對(duì)每一個(gè)物方一次成像進(jìn)行二次放大。

上述的高分辨率大視野數(shù)碼顯微方法，陣列二次管鏡組中的各二次管鏡單元的放大倍數(shù)是物方之間的間隔尺寸/物方的最大尺寸。

本技術(shù)的有益效果：本裝置對(duì)物方采用了兩次放大，第一次先采用物鏡對(duì)物方包括物方之間間隔等進(jìn)行成像，獲得有效的分辨率，第二次再用陣列二次管鏡組對(duì)物方經(jīng)物鏡所成的一次像（不包括物方之間的間隔部分的像）放大形成二次成像，二次成像舍棄了一次像中的無(wú)效部分，僅僅針對(duì)有效部分獨(dú)立放大，做到了對(duì)物方的高分辨率和在有限的cmos像面上的大視野觀察。經(jīng)過(guò)陣列二次管鏡組放大后形成放大像的整個(gè)像面僅僅保留了真正需要成像的有效部分，達(dá)到高效率利用ｃｍｏｓ寶貴的像面面積資源的目的。

附圖說(shuō)明

圖1是高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置的示意圖。

圖2是物面11的示意圖。

圖3是圖2中的局部放大圖。

圖4是第一像面示意圖。

圖5是第二像面示意圖。

圖6是陣列二次管鏡組示意圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1所示的高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置，包括顯微系統(tǒng)、4倍率陣列二次管鏡組5、ｃｍｏｓ（未示出）。顯微系統(tǒng)包括物鏡1、設(shè)置在物鏡光軸上的分色鏡2和管鏡3、激光照明裝置4。

物鏡1為放大倍數(shù)為2.5、數(shù)值孔徑為0.3、分辨率達(dá)到1微米的高分辨率物鏡。

參見(jiàn)圖2、3，被觀察的對(duì)象是一個(gè)面積為10mm*10mm物面11，物面11上的直徑為0.25mm的100個(gè)物方小島6為需要顯微放大觀察的有效部分，在橫向和縱向均等間距間隔排列，間距為1mm。

參見(jiàn)圖6，4倍率陣列二次管鏡組5由100個(gè)在橫向和縱向相鄰排列的二次管鏡組成，相鄰兩個(gè)二次管鏡的中心距為1mm。

激光照明裝置發(fā)出的激光經(jīng)分色鏡反射后進(jìn)入物鏡，再經(jīng)物鏡出射對(duì)物方進(jìn)行照明，物方經(jīng)過(guò)激發(fā)后發(fā)出的熒光經(jīng)過(guò)物鏡、分色鏡、管鏡后成像，形成第一像面9，參見(jiàn)圖4，第一像面中與每一個(gè)物方小島對(duì)應(yīng)的物像7直徑為0.625mm，物像7之間的間距是2.5mm，第一像面的面積為25mm*25mm。

陣列二次管鏡組中每一個(gè)二次管鏡與每一個(gè)物像7一一對(duì)應(yīng)，對(duì)每一個(gè)物方6的一次物像7分別進(jìn)行放大，形成第二像面10。

參見(jiàn)圖5，第二像面10中與每一個(gè)物方6對(duì)應(yīng)的放大像8直徑為2.5mm，放大像8之間的間距是2.5mm，相鄰放大像8之間相接觸。

第二像面10中舍棄了第一像面中小島間的無(wú)效區(qū)域，只顯示物方小島一次像的放大像，所以第二像面10的面積只有25mm*25mm，與第一像面的面積相等。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種用于對(duì)等間隔排列的物方進(jìn)行觀察的高分辨率大視野數(shù)碼顯微裝置和顯微方法，它分辨率高，視野大，同時(shí)可以高效率地利用寶貴的ＣＭＯＳ面積資源。該顯微裝置包括對(duì)等間隔排列的物方進(jìn)行成像的包括物鏡，管鏡及陣列二次管鏡組在內(nèi)的顯微系統(tǒng)，陣列二次管鏡組是對(duì)物鏡及管鏡一次成像的像面的每一個(gè)物方的物像分別進(jìn)行放大的多個(gè)二次管鏡組合形成的。該顯微方法，以包括物鏡在內(nèi)的顯微系統(tǒng)對(duì)等間隔排列的物方進(jìn)行成像，以陣列二次管鏡組對(duì)每一個(gè)物方一次成像進(jìn)行二次放大。本技術(shù)進(jìn)過(guò)陣列二次管鏡組二次成像后，舍棄無(wú)效部分，保留有效部分，高效率利用寶貴的CMOS像面資源，成本與傳統(tǒng)的顯微數(shù)碼成像相比，相對(duì)低廉。

技術(shù)研發(fā)人員：洪宜萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京東利來(lái)光電實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.06
技術(shù)公布日：2017.07.28