一种无透镜显微成像芯片、装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无透镜显微镜技术领域,公开了一种无透镜显微成像芯片、装置和方法，无透镜显微成像芯片包括光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元，光源控制单元输出灯光控制信号，灯光控制信号用于控制外部灯源的发光时间和发光强度；位移控制单元用于输出位移控制信号，位移控制信号用于控制外部位移平台运动；片内存储单元用于存储外部图像传感器检测到的图像信息，图像处理单元用于将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像，通过无透镜显微成像芯片无需外接计算机便能实现无透镜的显微图像检测和处理，可实现小型化、便携式设计，另外通过配置不同类型的光源使本发明专利技术的芯片应用在不同原理的无透镜显微成像系统中。无透镜显微成像系统中。无透镜显微成像系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种无透镜显微成像芯片、装置和方法


[0001]本专利技术涉及无透镜显微镜
，具体涉及一种无透镜显微成像芯片、装置和方法。

技术介绍

[0002]传统光学显微成像由于光学设计原理的限制，在追求高分辨成像效果的同时，无法兼顾大视场要求，由于光学元件的存在使得系统复杂笨重、难以维护。
[0003]无透镜显微成像是近年来发展的一种计算成像技术，使用数字光电传感器阵列，如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)，直接对穿过样本的光进行采样，而无需在物体和传感器平面之间使用任何成像透镜，因而得到整体系统几何结构的硬件更简单、更紧凑和更轻便，可以更加迅速、简单地对样品进行监测，尤其是其成像系统的光学空间带宽积(Spatial Bandwidth Product,SBP)具有很大的扩展性，可同时实现高分辨率、大视场的显微成像，随着各种图像处理算法的提出和验证，无透镜显微成像技术被越来越广泛应用于全球卫生即时检测和远程医疗领域。
[0004]目前一般的无透镜成像系统获取的数据需要传输到外部连接的计算机设备进行处理，在成像速度和便捷使用方面受到限制。特别是数字全息无透镜显微成像系统要求采集的图像具有高信噪比，但实际应用中易受到光子噪声、电子噪声等外界环境的干扰，从而影响成像质量。

技术实现思路

[0005]鉴于
技术介绍
的不足，本专利技术是提供了一种无透镜显微成像芯片、装置和方法，不需要计算机便能实现无透镜显微成像。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种无透镜显微成像芯片、装置和方法。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种无透镜显微成像芯片，包括光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元，所述光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元之间通过通讯线通讯连接；所述光源控制单元输出灯光控制信号，所述灯光控制信号用于控制外部灯源的发光时间和发光强度；所述位移控制单元用于输出位移控制信号，所述位移控制信号用于控制外部位移平台运动；所述片内存储单元用于存储外部图像传感器检测到的图像信息，所述图像处理单元用于将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像。
[0008]在第一方面的某种实施方式中，所述光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元之间通过总线电连接。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种无透镜显微成像装置，应用上述的一种无透镜显微成像用的芯片，还包光源、图像传感器、检测平台、位移平台和显示屏，所述检测平台设置在所述位移平台和光源之间，所述图像传感器安装在所述位移平台上，所述芯片的光源控制
单元与所述光源电连接，被配置于控制所述光源的发光时间和发光强度，所述芯片的位移控制单元与所述位移平台的驱动端电连接，被配置于控制位移平台的运动方向和运动距离，带动所述图像传感器前往采集点采集图像信息，所述图像传感器采集的图像信息存储在所述芯片的片内存储单元中，所述芯片的图像处理单元将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像，所述显示屏被配置于显示所述显示图像。
[0010]在第二方面的某种实施方式中，所述图像处理单元对所述片内存储单元中的图像信息依次进行去噪处理、图像恢复处理和图像拼接处理，将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像。
[0011]在第二方面的某种实施方式中，所述光源包括LED阵列光源、激光光源、RGB光源和发射荧光的激励光源中的一种、两种或者多种光源。
[0012]在第二方面的某种实施方式中，当所述光源包括两种以上光源时，所述光源控制单元用于选择照射光源的种类。
[0013]在第二方面的某种实施方式中，当所述光源包括所述激励光源时，在使用所述激励光源照射时，所述激励光源与所述图像传感器之间设有滤光片。
[0014]在第二方面的某种实施方式中，所述位移平台包括至少两个驱动装置，每个驱动装置带动所述图像传感器沿驱动装置的驱动路径运动。
[0015]第三方面，本专利技术提供了一种无透镜显微成像方法，应用权利上述的一种无透镜显微成像装置，包括以下步骤：
[0016]S1：如果无透镜显微成像装置的光源包括两种以上的光源，先设置成像模式，然后根据成像模式选择待使用的光源，如果光源只有一种，则跳过步骤S1；
[0017]S2：所述位移控制单元驱动所述位移平台运动，带动所述图像传感器运动到采集起始点，然后所述光源控制单元驱动所述光源开始照射，所述图像传感器在所述采集起始点采集图像信息，并将采集的图像信息保存到片内存储单元中，保存完成后，所述光源控制单元驱动所述光源停止照射；
[0018]S3：所述位移控制单元驱动所述位移平台运动，带动所述图像传感器运动到下一采集点，然后所述光源控制单元驱动所述光源开始照射，所述图像传感器在当前采集点采集图像信息，并将采集的图像信息保存到片内存储单元中，保存完成后，所述光源控制单元驱动所述光源停止照射；
[0019]S4：重复执行步骤S3，直至完成所有采集点的图像采集和保存。
[0020]在第三方面的某种实施方式中，在步骤S4之后，执行步骤S5，步骤S5如下：所述图像处理单元对所述片内存储单元中的图像信息依次进行去噪处理、图像恢复处理和图像拼接处理，将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像，并将所述显示图像在显示屏上显示。
[0021]本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果是：
[0022]首先本专利技术中的芯片集成有灯光控制单元、位移控制单元和图像处理单元，无需外接计算机便能实现无透镜的显微图像检测和处理，且结构紧凑，可实现小型化、便携式设计，另外本专利技术的芯片可以驱动多种类型的光源的发光时间和发光强度，通过配置不同类型的光源可以使本专利技术的芯片应用在不同原理的无透镜显微成像系统中；
[0023]其次，本专利技术的芯片的抗干扰性强，能够实现高分辨率、大视场3D成像；
[0024]最后，通过将本专利技术的无透镜显微成像装置中的光源配置为不同类型，可以在一套无透镜成像装置中实现不同样品的检测，进而能够降低检测用的成本。
附图说明
[0025]图1为实施例中无透镜显微成像芯片的结构示意图；
[0026]图2为实施例中的无透镜显微成像装置的结构示意图；
[0027]图3为在实施例中的滤光片在无透镜显微成像装置上的安装示意图；
[0028]图4为实施例中的无透镜显微成像方法的流程图；
[0029]图5为实施例中的位移平台带动图像传感器的运动示意图；
[0030]图6为实施例中光源采用RGB光源的工作示意图。
具体实施方式
[0031]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0032]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无透镜显微成像芯片，其特征在于：包括光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元，所述光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元之间通过通讯线通讯连接；所述光源控制单元输出灯光控制信号，所述灯光控制信号用于控制外部灯源的发光时间和发光强度；所述位移控制单元用于输出位移控制信号，所述位移控制信号用于控制外部位移平台运动；所述片内存储单元用于存储外部图像传感器检测到的图像信息，所述图像处理单元用于将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像。2.根据权利要求1所述的一种无透镜显微成像芯片，其特征在于：所述光源控制单元、位移控制单元、片内存储单元和图像处理单元之间通过总线电连接。3.一种无透镜显微成像装置，其特征在于，应用权利要求1
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2任一项所述的一种无透镜显微成像用的芯片，还包光源、图像传感器、检测平台、位移平台和显示屏，所述检测平台设置在所述位移平台和光源之间，所述图像传感器安装在所述位移平台上，所述芯片的光源控制单元与所述光源电连接，被配置于控制所述光源的发光时间和发光强度，所述芯片的位移控制单元与所述位移平台的驱动端电连接，被配置于控制位移平台的运动方向和运动距离，带动所述图像传感器前往采集点采集图像信息，所述图像传感器采集的图像信息存储在所述芯片的片内存储单元中，所述芯片的图像处理单元将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像，所述显示屏被配置于显示所述显示图像。4.根据权利要求3所述的一种无透镜显微成像装置，其特征在于：所述图像处理单元对所述片内存储单元中的图像信息依次进行去噪处理、图像恢复处理和图像拼接处理，将所述片内存储单元中的图像信息转换为完整的显示图像。5.根据权利要求3所述的一种无透镜显微成像装置，其特征在于：所述光源包括LED阵列光源、激光光源、RGB光源和发射荧光的激励光源中的一种、两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡巧，阮昊，
申请(专利权)人：江苏集萃智能集成电路设计技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：