一种基于结构照明的彩色三维层析显微成像系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于结构照明的彩色三维层析显微成像系统及方法，包括照明光源、设置在照明光源光路上的分光棱镜、设置在分光棱镜的反射光路上的结构光产生器、设置在分光棱镜的透射光路上的透镜、设置在透镜光路上的分光镜、设置在分光镜上方光路上的显微物镜和载物台、设置在分光镜下方光路上的反光镜和筒镜、设置在筒镜后方的CCD相机；CCD相机为彩色CCD相机；照明光源为非相干单色LED光源或白光LED光源；结构光产生器为数字微镜器件DMD。本发明专利技术在HSV彩色空间进行图像处理，复原样品的彩色信息。与传统的RGB彩色空间相比，HSV彩色空间避免了R、G、B三个通道之间的相互串扰，可以更加准确地获得样品的真实彩色信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于结构照明的彩色三维层析显微成像系统及方法
本专利技术涉及一种结构照明显微系统，可以实现高速彩色三维层析成像，可广泛应用于生物学、医学、材料科学及微电子学等领域的研究。
技术介绍
以共聚焦、双光子显微为代表的点扫描显微成像技术具有三维层析成像能力，因而在生物医学和材料科学研究中得到了广泛的应用。点扫描技术通过扫描高度汇聚的激光焦点来获取物镜焦面处的二维图像，并通过轴向逐层移动扫描，获得样品的三维层析图像。随着各种新型荧光分子探针的出现，多色扫描显微技术使得人们可以同时观测活体细胞中多种蛋白质之间的相互作用，另外，多色荧光标记也提高了成像的对比度和解析度。目前市场上的高端彩色共聚焦显微镜都是基于多通道融合的原理，即使用多个波长的激发光源激发多色荧光标记的样品，用光电倍增管分别收集每个彩色通道(红，绿，蓝)的信号，然后合并为代表样品真实色彩的单幅彩色图像。虽然激光共聚焦扫描系统具有高空间分辨率和轴向切片的能力，但是逐点扫描完整个三维样品需要较长的时间，同时高强度的激光也会对活细胞和组织产生较强的光损伤和光毒性。与激光扫描成像方式不同，宽场成像使用面阵CCD或者CMOS相机，一次曝光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于结构照明的彩色三维层析显微成像系统，包括照明光源(1)、设置在照明光源光路上的分光棱镜(2)、设置在分光棱镜(2)的反射光路上的结构光产生器(3)、设置在分光棱镜(2)的透射光路上的透镜(4)、设置在透镜光路上的分光镜(5)、设置在分光镜(5)上方光路上的显微物镜(6)和载物台(7)、设置在分光镜(5)下方光路上的反光镜(8)和筒镜(9)、设置在筒镜后方的CCD相机(10)，其特征在于：所述CCD相机(10)为彩色CCD相机；所述照明光源(1)为非相干单色LED光源或白光LED光源；所述结构光产生器(3)为数字微镜器件DMD。

【技术特征摘要】
1.一种基于结构照明的彩色三维层析显微成像系统，包括照明光源(1)、设置在照明光源光路上的分光棱镜(2)、设置在分光棱镜(2)的反射光路上的结构光产生器(3)、设置在分光棱镜(2)的透射光路上的透镜(4)、设置在透镜光路上的分光镜(5)、设置在分光镜(5)上方光路上的显微物镜(6)和载物台(7)、设置在分光镜(5)下方光路上的反光镜(8)和筒镜(9)、设置在筒镜后方的CCD相机(10)，其特征在于：所述CCD相机(10)为彩色CCD相机；所述照明光源(1)为非相干单色LED光源或白光LED光源；所述结构光产生器(3)为数字微镜器件DMD；所述分光镜(5)为长波通分光镜或者50:50宽带分束器；该系统的成像方法包括以下步骤：1)产生结构照明光场：由单色LED或白光LED照明，通过数字微镜器件DMD产生三个空间方向相同、相位分别为0°、120°、240°的结构照明光场，结构照明光场经过显微物镜照射载物台上的样品；2)彩色CCD相机采集图像：对应于三个相位的结构照明光场，彩色CCD相机分别采集得到三幅彩色二维图像I0(RGB)、I120(RGB)和I240(RGB)；3)图像处理：3.1)将步骤2)中采集的三幅不同相位的彩色二维图像I0(RGB)、I120(RGB)和I240(RGB)，按照下面的转换公式(1)从RGB彩色空间转换到HSV彩色空间，得到在HSV彩色空间的三幅不...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷铭，姚保利，千佳，但旦，周兴，杨延龙，严绍辉，闵俊伟，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61