一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜制造技术

本发明专利技术公开了一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，包括结构光准直光源，结构光准直光源一侧依次设有被测样品与物镜，物镜远离结构光准直光源的另一端依次设有筒镜与波前传感器。本发明专利技术的有益效果：利用准直结构光照明提高了现有基于波前传感的三维显微镜的空间分辨率，结构简单，操作方便，容易集成到现有的显微镜系统，可以实现透射式与反射式测量，适用于不同的被测样品与测量场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜
本专利技术涉及显微镜
，具体为一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜。
技术介绍
基于波前传感的三维显微镜能通过光的波前重构出被测样品的三维特征，其结构简单、对震动噪声不敏感，对光源相干性要求不高，因此可广泛应用于生物观测、医疗仪器、光学面型检测、工业检测等领域。波前传感器的主要部件包括微透镜阵列或微光栅阵列和光电探测器。入射光经过微透镜汇聚或者微光栅衍射，在光电传感器上成光斑点阵。每个光斑的位置反应出局部入射光波的波前角度，当入射波与理想波波前不同时，光斑点阵位置会发生变化，因此，通过与参考波前比较光斑位置的变化，可计算出入射波波前的斜率，进而重构出被测样品的三维信息。微透镜或微光栅阵列中透镜或光栅的数量直接决定了波前测量中波前采样数量，影响三维测量的空间分辨率。但是，受限于微透镜和微光栅的制造技术，目前波前采样的分辨率远低于光电传感器的空间分辨率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，包括结构光准直光源，所述结构光准直光源一侧依次设有被测样品与物镜，所述物镜远离所述结构光准直光源的另一端依次设有筒镜与波前传感器。优选的，所述物镜用于放大所述被测样品，所述筒镜配合所述物镜用于改善所述物镜像差，所述波前传感器用于数据采集与分析。优选的，所述波前传感器内分别设有光栅阵列和感光元件。优选的，所述结构光准直光源可产生不同模式的结构准直光。优选的，所述结构光准直光源用于控单位或复合可控单位尺寸经光路调节后小于所述波前传感器中所述光栅阵列单元尺寸。优选的，不同模式的所述结构光准直光源入射到所述波前传感器后，可产生不同的质心分布。优选的，装置采集在不同模式的所述结构光准直光源照明条件下所获取的所述波前传感器信息，采用信息融合方法，生成高分辨率的测量结果。优选的，所述结构光准直光源为数字微镜阵列或空间光调制器。优选的，所述波前传感器为哈特曼、夏克-哈特曼或光栅波前传感器。优选的，所述结构光准直光源可进行样品内部测量和表面测量，将所述被测样品置于所述结构光准直光源和所述物镜之间，构成透射式三维显微镜，在不同模式结构光照明下，通过计算所述波前传感器中质心变化，可得所述被测样品内部测量信息，配合聚光镜和分光镜，可构成反射式三维显微镜，用于样品表面测量。有益效果本专利技术所提供的基于结构光照明的波前传感三维显微镜，利用准直结构光照明提高了现有基于波前传感的三维显微镜的空间分辨率，结构简单，操作方便，容易集成到现有的显微镜系统，可以实现透射式与反射式测量，适用于不同的被测样品与测量场景。附图说明图1为本专利技术实施例1中透射式三维显微镜装置结构示意图；图2为本专利技术实施例2中反射式三维显微镜装置结构示意图；图3为本专利技术实施例1和实施例2中入射到所述波前传感器的结构光示意图，以光栅式波前传感器为例；图4为本专利技术实施例1和实施例2中入射到所述波前传感器的结构光示意图，以透镜阵列式波前传感器为例。附图标记1-结构光准直光源，2-被测样品，3-物镜，4-筒镜，5-波前传感器，6-光栅阵列，7-感光元件，8-聚光镜，9-分光镜。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1如图1所示，本实施例的三维显微镜包括：结构光准直光源1，被测样品2，物镜3，筒镜4，波前传感器5，波前传感器由透镜或光栅阵列6和感光元件7组成。结构准直光源1产生不同模式的准直光，透过被测样品2，经过物镜3和筒镜4入射到波前传感器5，经波前传感器5采集信息，进行波前测量或三维测量。实施例2如图2所示，本实施例的三维显微镜包括：结构光准直光源1，聚光镜8，分光镜9，物镜3，被测样品2，筒镜4，波前传感器5，波前传感器由透镜阵列或光栅阵列6和感光元件7组成，结构准直光源1产生不同模式的准直光，经聚光镜8、分光镜9和物镜3入射到被测样品2表面，被测样品2反射的光经物镜3，被分光镜2反射至筒镜4，最终入射到波前传感器5，经波前传感器5采集信息，所采集信息经计算得到波前测量或三维测量的结果。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术性的保护范围之内的
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，包括结构光准直光源（1），其特征在于：所述结构光准直光源（1）一侧依次设有被测样品（2）与物镜（3），所述物镜（3）远离所述结构光准直光源（1）的另一端依次设有筒镜（4）与波前传感器（5）。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于结构光照明的波前传感三维显微镜，包括结构光准直光源（1），其特征在于：所述结构光准直光源（1）一侧依次设有被测样品（2）与物镜（3），所述物镜（3）远离所述结构光准直光源（1）的另一端依次设有筒镜（4）与波前传感器（5）。


2.根据权利要求1所述的基于结构光照明的波前传感三维显微镜，其特征在于：所述物镜（3）用于放大所述被测样品（2），所述筒镜（4）配合所述物镜（3）用于改善所述物镜（3）像差，所述波前传感器（5）用于数据采集与分析。


3.根据权利要求1所述的基于结构光照明的波前传感三维显微镜，其特征在于：所述波前传感器（5）内分别设有光栅阵列（6）和感光元件（7）。


4.根据权利要求1所述的基于结构光照明的波前传感三维显微镜，其特征在于：所述结构光准直光源（1）可产生不同模式的结构准直光。


5.根据权利要求3所述的基于结构光照明的波前传感三维显微镜，其特征在于：所述结构光准直光源（1）用于控单位或复合可控单位尺寸经光路调节后小于所述波前传感器（5）中所述光栅阵列（6）单元尺寸。


6.根据权利要求1所述的基于结构光照明的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚海，安亚通，邵屹峰，郭文俊，徐方达，于楠，
申请(专利权)人：龚海，
类型：发明
国别省市：陕西;61