阵列透射式显微图像采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种阵列透射式显微图像采集系统，包括显微摄像模组阵列、接收端、样品台和激发光源，所述显微摄像模组阵列位于样品台的正上方，所述激发光源位于所述样品台的下方；所述显微摄像模组阵列包括成阵列分布的多个显微摄像模块，每一所述显微摄像模块皆包括第一透镜组、第二透镜组和图像传感器，所述第一透镜组和所述第二透镜组对称设置，所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述样品台之间，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述图像传感器之间，所述图像传感器与所述接收端电性连接。本实用新型专利技术能够同时采集大面积平面透明样品的多个区域，提高检测速度，适用于蓝宝石显微、生物芯片、蛋白质芯片以及薄生物样品等透明样品高通量检测。

Array transmission microimage acquisition system

【技术实现步骤摘要】
阵列透射式显微图像采集系统
本技术属于机器视觉检测
，特别是涉及一种阵列透射式显微图像采集系统，可以应用于半导体晶圆和生物样品高通量显微成像。
技术介绍
微成像系统是能够将人眼难以观测或分辨到的微小物体或细节放大成像，以供人们提取细微结构信息的光学系统或仪器，相关产品被广泛用于涉及实验研究、生产制造等方面的领域。随着相关学科在微观领域的研究进展，基于许多前沿理论的显微成像系统已经突破光学成像极限，向着更高分辨率迈进。然而，在实际应用方面，传统的显微成像系统受限于光学结构，必须依靠具有小视场角(3°以内)的高分辨率物镜、配合长共轭距离来实现光学放大，从而导致光学系统庞大而复杂，且价格高。同时，由于视场小，传统显微系统在对较大样品成完整像时，需要采用扫描拼接的方法来实现，其相关设备的引入令其造价更加昂贵，也会令显微系统在工作时的精密结构更容易收到外界因素影响，例如震动、温度等。再次，扫描拼接的工作模式导致成像时间长，对于类似半导体显微的大面积样品而言，效率较低。总而言之，传统显微镜体积普遍庞大，成本高，对大样品成像过程较为复杂，耗时长，难以满足现有半导体和生物样品显微检测的需求。综上所述，实现一种视场大、分辨率高、稳定性强、通量大、低成本的大样品显微成像系统，是一个亟待解决、具有很高实用价值的问题。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种阵列透射式显微图像采集系统，能够同时采集大面积平面透明样品的多个区域，提高检测速度，适用于蓝宝石显微、生物芯片、蛋白质芯片以及薄生物样品等透明样品高通量检测。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：一种阵列透射式显微图像采集系统，包括显微摄像模组阵列、接收端、样品台和激发光源，所述显微摄像模组阵列位于样品台的正上方，所述激发光源位于所述样品台的下方；所述显微摄像模组阵列包括成阵列分布的多个显微摄像模块，每一所述显微摄像模块皆包括第一透镜组、第二透镜组和图像传感器，所述第一透镜组和所述第二透镜组对称设置，所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述样品台之间，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述图像传感器之间，所述图像传感器与所述接收端电性连接。本技术为解决其技术问题所采用的进一步技术方案是：进一步地说，所述第二透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最大，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最小；所述第一透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最小，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最大；所述微透镜的尺寸是直径为0.5–15mm。进一步地说，若干所述显微摄像模块的排列方式为线阵并排排列、矩阵排列或同心圆排列。进一步地说，所述第一透镜组的最小直径的微透镜与所述第二透镜组的最小直径的微透镜为不同的微透镜或者为同一个微透镜。进一步地说，所述第二透镜组的焦平面与图像传感器的接收端面重合，所述第二透镜组的焦距为1-3mm，所述第二透镜组的F数小于5。进一步地说，所述第一透镜组的焦距为1-6mm。进一步地说，所述图像传感器的像元尺寸为0.8-2.5μm。进一步地说，所述图像传感器为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。本技术的有益效果：在拍摄时，可以将多个大视场高分辨率的微型显微摄像模块连接在一起组成阵列结构，这样同一时间可以有多个显微摄像模块进行样品显微成像，从而实现大面积样品的高分辨率、大视场的高通量显微成像，具体表现在：每个显微摄像模块中，第一透镜组中靠近样品的微透镜的尺寸最大，靠近图像传感器的微透镜的尺寸最小，其作用是将前部大视场角范围内的样品光学信息耦合进光路，从而单个显微摄像模组具有大的成像视场；第二透镜组的焦距与第一透镜组的焦距之比就是显微成像的光学放大率，通过配置二者的焦距可以实现0.5X–8X的放大率；第一透镜组和第二透镜组都是短焦距的光学镜组，因此体积小，这样才能作为显微摄像模块进行阵列排布；图像传感器采用的是小像素尺寸的图像传感器，这样可以在小的光学放大倍率下也能够实现高的样品分辨率；多个显微摄像模块组成的阵列的结构设计使所有摄像模组能够尽量覆盖大面积样品上的所有感兴趣区域，也可以通过小范围的样品台移动来辅助实现样品的无盲区显微成像，从而让接收端可以将所有子图像处理为完整的图像，提高样品的显微检测效率；而且每个显微摄像模块采集的显微图像也可以独立进行处理，并将结果送到接收端进行合成分析，本技术的信息采集效率和扫描效率较高。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术实施例1的显微摄像模块的结构示意图(第一透镜组的最小直径的微透镜与第二透镜组的最小直径的微透镜为不同的微透镜)；图3是本技术实施例2的显微摄像模块的结构示意图(第一透镜组的最小直径的微透镜与第二透镜组的最小直径的微透镜为同一个微透镜)；附图中各部分标记如下：显微摄像模组阵列1、第一透镜组11、第二透镜组12、图像传感器13、接收端2、样品台3和激发光源4。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例1：一种阵列透射式显微图像采集系统，如图1和图2所示，包括显微摄像模组阵列1、接收端2、样品台3和激发光源4，所述显微摄像模组阵列位于样品台的正上方，所述激发光源位于所述样品台的下方；所述显微摄像模组阵列包括成阵列分布的多个显微摄像模块，每一所述显微摄像模块皆包括第一透镜组11、第二透镜组12和图像传感器13，所述第一透镜组和所述第二透镜组对称设置，所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述样品台之间，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述图像传感器之间，所述图像传感器与所述接收端电性连接，多个显微摄像模块皆固定于同一框架上。所述第二透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最大，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最小；所述第一透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最小，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最大；所述微透镜的尺寸是直径为0.5–15mm。若干所述显微摄像模块的排列方式为线阵并排排列、矩阵排列或同心圆排列。所述显微摄像模块的排列间距可以根据样品特征分布规律进行调整。所述第一透镜组的最小直径的微透镜与所述第二透镜组的最小直径的微透镜为不同的微透镜或者为同一个微透镜。所述第二透镜组的焦平面与图像传感器的接收端面重合，所述第二透镜组的焦距为1-3mm，所述第二透镜组的F(光圈)数小于5。所述第一透镜组的焦距为1-6mm。所述图像传感器的像元尺寸为0.8-2.5μm。所述图像传感器为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。所述激发光源为激光光源、LED光源或气体光源。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列透射式显微图像采集系统，其特征在于：包括显微摄像模组阵列(1)、接收端(2)、样品台(3)和激发光源(4)，所述显微摄像模组阵列位于样品台的正上方，所述激发光源位于所述样品台的下方；/n所述显微摄像模组阵列包括成阵列分布的多个显微摄像模块，每一所述显微摄像模块皆包括第一透镜组(11)、第二透镜组(12)和图像传感器(13)，所述第一透镜组和所述第二透镜组对称设置，所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述样品台之间，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述图像传感器之间，所述图像传感器与所述接收端电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种阵列透射式显微图像采集系统，其特征在于：包括显微摄像模组阵列(1)、接收端(2)、样品台(3)和激发光源(4)，所述显微摄像模组阵列位于样品台的正上方，所述激发光源位于所述样品台的下方；
所述显微摄像模组阵列包括成阵列分布的多个显微摄像模块，每一所述显微摄像模块皆包括第一透镜组(11)、第二透镜组(12)和图像传感器(13)，所述第一透镜组和所述第二透镜组对称设置，所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述样品台之间，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述图像传感器之间，所述图像传感器与所述接收端电性连接。


2.根据权利要求1所述的阵列透射式显微图像采集系统，其特征在于：所述第二透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最大，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最小；所述第一透镜组包括至少两个微透镜，靠近所述图像传感器的微透镜的尺寸最小，远离所述图像传感器的微透镜的尺寸最大；所述微透镜的尺寸是直径为0.5–15mm。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：万新军，陶雪辰，苏程程，陈红豆，宋可，吕宋，解树平，
申请(专利权)人：苏州瑞霏光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32