高光谱显微镜制造技术

本发明专利技术公开了一种高光谱显微镜，包括显微成像模块、与计算机相连的照明模块、分光模块和探测器；照明模块用于向待测样品发出复合光；分光模块设置于照明模块和待测样品之间，用于将复合光分散成多种单色光，多种单色光依次照射在待测样品上；显微成像模块朝向待测样品，用于对每一种单色光照射过的待测样品进行显微成像，得到多个显微图像；探测器与显微成像模块连接，用于采集每一个显微图像对应的显微高光谱图像。本发明专利技术公开的高光谱显微镜，通过将分光模块、照明模块和探测器按照其功能与显微成像模块进行连接，使得高光谱成像系统与显微镜成像系统集成为一个整体，降低了现有技术中在显微镜上直接安装光谱仪的操作难度，以及采购仪器的成本。及采购仪器的成本。及采购仪器的成本。

【技术实现步骤摘要】
高光谱显微镜


[0001]本专利技术涉及光学成像
，具体地，涉及一种高光谱显微镜。

技术介绍

[0002]高光谱技术可以获得被测物在某一波长范围的完整光谱，由此可以观察到物质的组成成分信息及其交流变化信息。现有技术中，高光谱图像采集装置主要进行宏观图像的采集，但是由于科学研究和实际检测的需要，被检测目标对象不再仅局限于宏观成像水平，有时候还需要对其进行微观高光谱图像的采集。
[0003]目前，已经出现了高光谱显微镜，高光谱显微镜是将显微镜产品和高光谱技术合二为一，兼备显微镜的微观图像诊断能力和高光谱技术的光谱诊断能力的设备。
[0004]然而，目前市面上的高光谱显微镜的制作方法是，在普通的光学显微镜上安装光谱仪，这种制作方法受安装空间及重载重量的限制，实现难度较大，且结构复杂，集成度不高。

技术实现思路

[0005]为解决现有高光谱显微镜系统集成难度大的问题，本专利技术公开了一种高光谱显微镜。
[0006]本专利技术公开了一种高光谱显微镜，其特征在于，包括显微成像模块、与计算机相连的照明模块、分光模块和探测器；
[0007]所述照明模块用于向待测样品发出复合光；
[0008]所述分光模块设置于所述照明模块和所述待测样品之间，用于将所述复合光分散成多种单色光，所述多种单色光依次照射在所述待测样品上；
[0009]所述显微成像模块朝向所述待测样品，用于对每一种所述单色光照射过的待测样品进行显微成像，得到多个显微图像；
[0010]所述探测器与所述显微成像模块连接，用于采集每一个所述显微图像对应的显微高光谱图像。
[0011]所述分光模块包括反射型衍射光栅和光阑；
[0012]所述反射型衍射光栅设置在所述照明模块和所述光阑之间，用于将照明模块发出的光分散成多种波长的单色光；
[0013]所述反射型衍射光栅上设有转轴，所述反射型衍射光栅可绕转轴旋转，将每一种单色光依次反射至所述光阑；
[0014]所述光阑设置在所述反射型衍射光栅和待测样品之间，用于通过反射型衍射光栅反射的单色光，使所述反射的单色光照射在待测样品上。
[0015]所述照明模块包括测试波段光源和白光光源；
[0016]所述测试波段光源和所述白光光源设置在同一平面上。
[0017]所述测试波段光源为可见光波段光源，近红外波段或中红外波段光源中的任选一
种。
[0018]所述探测器为CCD探测器。
[0019]优选地，本专利技术的高光谱显微镜，还包括柔性卡扣外壳；
[0020]所述显微成像模块、照明模块、分光模块和探测器均设置在所述柔性卡扣外壳内部。
[0021]所述计算机包括波长确定单元、显微高光谱图像采集单元和光谱信息存储单元；
[0022]所述波长确定单元用于根据反射型衍射光栅旋转的角度确定照射在所述待测样品上的单色光所对应的波长；
[0023]所述显微高光谱图像采集单元用于控制探测器采集每一种单色光照射过的待测样品的显微高光谱图像；
[0024]所述光谱信息存储单元用于存储所述待测样品的显微高光谱图像及其对应的波长。
[0025]相比于现有技术，本专利技术的高光谱显微镜，具有如下有益效果：
[0026](1)本专利技术公开的高光谱显微镜，通过将分光模块、照明模块和探测器按照其功能设置在显微成像模块的不同位置，使得高光谱成像系统与显微镜成像系统集成为一个整体，降低了现有技术中在显微镜上直接安装光谱仪的操作难度，以及同时采购两种仪器并进行组装的成本。
[0027](2)本专利技术通过将高光谱成像技术与显微成像技术集成为一个整体，解决了现有技术中直接组装两种仪器导致高光谱成像技术与显微成像技术配合度不高的问题，故本专利技术集成度高，能同时有效地实现高光谱和显微成像两个功能。
[0028](3)本专利技术设置了测试波段光源和普通照明两种光源结构，测试波段光源可用于显微高光谱成像，普通照明光源可实现显微成像功能，故本专利技术可根据需要切换不同的成像模式，适用场景更多。
[0029](4)本专利技术先把照明光分解为单色光再成像,即采用测试波段光源，以一定的波长间隔连续扫描,在每一个预定的波长处得到一个灰度图像,全部波长扫描后便构成光谱图像立方体。故相比于现有技术中先成像再将彩色图像分解单色光，本专利技术不用在成像光路中插入任何光学和机械元件,因而不会增加额外的光学像差，精度更高。
[0030](5)在使用本专利技术做高光谱检测时，完成对焦后可扣合外壳，使内部形成暗室，杜绝外部环境光对检测造成的影响，提高高光谱成像质量。
附图说明
[0031]图1是本专利技术高光谱显微镜检测的工作原理示意图；
[0032]图2是本专利技术高光谱显微镜结构的侧视图；
[0033]图3是本专利技术高光谱显微镜结构的主视图；
[0034]图4是本专利技术高光谱显微镜的三维模型主视图；
[0035]图5是本专利技术高光谱显微镜的三维模型左视图；
[0036]图6是本专利技术高光谱显微镜的三维模型右视图。
[0037]图中，1为镜座；2为照明模块；3为镜臂；4为载物台；5为粗调节螺旋；6为细调节螺旋；7为物镜；8为物镜旋转盘；9为镜筒；10为目镜；11为探测器；12为柔性卡扣外壳；13为计
算机；14为分光模块；15为待测样品；14
‑
1为反射型衍射光栅，14
‑
2为光阑。
具体实施方式
[0038]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0039]如图1所示，本专利技术公开了一种高光谱显微镜，其特征在于，包括显微成像模块、与计算机13相连的照明模块2、分光模块14和探测器11；
[0040]照明模块2用于向待测样品15发出复合光；
[0041]照明模块2包括测试波段光源和白光光源；
[0042]测试波段光源和白光光源设置在同一平面上。
[0043]测试波段光源为可见光波段光源，近红外波段或中红外波段光源中的任选一种。
[0044]本专利技术中，测试波段光源与白光光源设置在同一平面上，两种光源可进行切换。当使用本专利技术进行显微高光谱成像时，选择测试波段光源作为待测样品15的照明光源，使用本专利技术进行普通显微成像时，选择白光光源作为待测样品15的照明光源，故本专利技术可以同时作为高光谱显微镜和普通光学显微镜使用，有更多的适用场景。
[0045]分光模块14设置于照明模块2和待测样品15之间，用于将复合光分散成多种单色光，多种单色光依次照射在待测样品15上；
[0046]分光模块14包括反射型衍射光栅14
‑
1和光阑14
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高光谱显微镜，其特征在于，包括显微成像模块、与计算机相连的照明模块、分光模块和探测器；所述照明模块用于向待测样品发出复合光；所述分光模块设置于所述照明模块和所述待测样品之间，用于将所述复合光分散成多种单色光，所述多种单色光依次照射在所述待测样品上；所述显微成像模块朝向所述待测样品，用于对每一种所述单色光照射过的待测样品进行显微成像，得到多个显微图像；所述探测器与所述显微成像模块连接，用于采集每一个所述显微图像对应的显微高光谱图像。2.根据权利要求1所述的高光谱显微镜，其特征在于，所述分光模块包括反射型衍射光栅和光阑；所述反射型衍射光栅设置在所述照明模块和所述光阑之间，用于将照明模块发出的光分散成多种波长的单色光；所述反射型衍射光栅上设有转轴，所述反射型衍射光栅可绕转轴旋转，将每一种单色光依次反射至所述光阑；所述光阑设置在所述反射型衍射光栅和待测样品之间，用于通过反射型衍射光栅反射的单色光，使所述反射的单色光照射在待测样品上。3.根据权利要求1所述的高光谱显...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，柏苑，刘如意，林敏，
申请(专利权)人：光子集成温州创新研究院，
类型：发明
国别省市：