CN108209860A - 一种反射式共聚焦显微成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种反射式共聚焦显微成像系统，将光纤束模块、1/4波片、物镜收容于一体化的光纤软管中，并结合共聚焦成像技术，从而可以实现反射式共聚焦显微成像系统小型化、便携化，同时医生可以灵活的对病人病变区域进行检测，不再受限于万向臂的限位缺点，其重量轻、使用自由度大、图像分辨率高。
Description
技术领域
本发明涉及共聚焦显微成像系统设计及制造领域，尤其是涉及一种反射式共聚焦显微成像系统。
背景技术
皮肤计算机断层扫描成像，也称皮肤共聚焦、皮肤CT是皮肤疾病检测的重要工具。目前主要采用共聚焦原理，以激光点光源代替宽场光源照明样品，同时在探测器前使用针孔形成点探测，照明点与探测点相对于物镜焦平面共轭。焦平面以外的点不会在探测点处成像，这样可有效抑制杂散光的影响。通过振镜或位移台等扫描机构，形成空间上三维扫描成像，通过对图像的三维重建获得样品三维图像。
但是，采用共聚焦成像方法有些不足之处：1)采用的激光波长相对较少，由于皮肤组分的多样性，各种成分对不同波长光波的吸收反射特性存在较大差异，会导致采用不同波长时的成像效果不同，波长少则无法对特定的皮肤组分实现最佳的成像效果；2)成像深度不足。皮肤共聚焦成像具有一定的成像深度，但最大仍只能到500μm左右，仅能应用于在体观察表皮和真皮浅层，随着成像深度的增加，其空间分辨率显著降低，这限制了共聚焦成像在皮肤疾病诊断中的应用。
光纤传像技术是是一种可任意弯曲的传输图像的无源器件，与传统的光学成像器件相比，具有重量轻、使用自由度大、易实现复杂空间结构等优点，目前得到了广泛应用。
但将光纤传像技术与反射式共聚焦技术结合，并应用于外部皮肤组织诊断少见报道。美国LUCID公司的vivascope产品体积较大，成像头结构较为死板，无法实现成像区域的灵活切换。
发明内容
基于此，有必要提供一种便携式、成像区域可灵活切换的反射式共聚焦显微成像系统。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种反射式共聚焦显微成像系统，包括：激光光源模块、偏振片模块、PBS分光棱镜、振镜扫描模块、扫描透镜、光纤软管、光纤束模块、1/4波片、物镜、针孔透镜及探测模块；
所述偏振片模块包括第一偏振片及第二偏振片，所述第一偏振片及第二偏振片用于调节入射的激光光强，所述光纤束模块、1/4波片及物镜收容于光纤软管内，所述探测模块的前端面设置有探测针孔；
所述激光光源模块出射的激光经所述第一偏振片及第二偏振片后进入所述PBS分光棱镜，所述PBS分光棱镜对入射的激光进行分光，并使S光最大程度的反射在所述振镜扫描模块上；所述振镜扫描模块对入射的激光进行点扫描，使激光以不同角度进入所述扫描透镜后再入射进入所述光纤软管，随着所述振镜扫描模块的扫描角度不同，所述光纤软管内光纤束模块的光纤束被依次点亮，所述光纤束将激光传送至所述1/4波片后再进入所述物镜并通过所述物镜聚焦于样本上；
经所述样本反射产生的激光再依次经所述物镜、所述1/4波片、所述光纤束模块后所述扫描透镜后入射进入所述PBS分光棱镜，所述PBS分光棱镜透射该反射产生的激光，并通过所述针孔透镜聚焦于所述探测模块前端面的探测针孔处。
在一些实施例中，所述激光光源模块用于提供近红外线偏光光源。
在一些实施例中，所述振镜扫描模块包括共振振镜以及检流计振镜，通过所述共振振镜及检流计振镜的配合实现二维扫描。
在一些实施例中，经所述振镜扫描模块后入射进入所述光纤束模块的光纤束的端面截面处于主像面。
在一些实施例中，所述探测模块为雪崩二极管信号探测器。
在一些实施例中，还包括信号连接于所述雪崩二极管信号探测器的分析模块，所述分析模块用于获取所述雪崩二极管信号探测器探测的信号，并对所述信号进行分析。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的一种反射式共聚焦显微成像系统，将光纤束模块、1/4波片、物镜收容于一体化的光纤软管中，并结合共聚焦成像技术，从而可以实现反射式共聚焦显微成像系统小型化、便携化，同时医生可以灵活的对病人病变区域进行检测，不再受限于万向臂的限位缺点，其重量轻、使用自由度大、图像分辨率高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的反射式共聚焦显微成像系统结构示意图。
其中：激光光源模块110、偏振片模块120、PBS分光棱镜130、振镜扫描模块140、扫描透镜150、光纤软管160、光纤束模块170、1/4波片180、物镜190、针孔透镜210、探测模块220、第一偏振片121及第二偏振片122、探测针孔221。
具体实施方式
请参考图1为本发明实施例提供的反射式共聚焦显微成像系统100的结构示意图，包括：激光光源模块110、偏振片模块120、PBS分光棱镜130、振镜扫描模块140、扫描透镜150、光纤软管160、光纤束模块170、1/4波片180、物镜190、针孔透镜210及探测模块220。其中：
激光光源模块110用于提供近红外线偏光光源。可以理解，由于采用近红外线偏光光源相比于可见光光源在成像深度上有一定的优势。
所述偏振片模块120包括第一偏振片121及第二偏振片122。第一偏振片121及第二偏振片122可对激光的光强进行调节，同时配合1/4波片180可以调节激光光斑的质量。
PBS分光棱镜130用于对激光进行分光，使得S光最大程度的反射在振镜扫描模块140上，同时对反射光起到透过作用。
振镜扫描模块140用于对激光进行高速点扫描。优选地，所述振镜扫描模块140包括共振振镜以及检流计振镜，通过所述共振振镜及检流计振镜的配合实现二维扫描。可以理解，通过所述共振振镜及检流计振镜的双振镜配合可以有效的减少冗余的光学系统中的一组扩束系统。
光纤软管160内收容有光纤束模块170、1/4波片180及物镜190。可以理解，将光纤束模块170、1/4波片180及物镜190包络于一体化的光纤软管160中，从而可以实现反射式共聚焦显微成像系统的小型化、便携化，同时医生可以灵活的对病人病变区域进行检测，不再受限于万向臂的限位缺点，其重量轻、使用自由度大。
探测模块220的前端面设置有探测针孔221。优选地，所述探测模块220为雪崩二极管信号探测器。
本申请提供的反射式共聚焦显微成像系统100还包括信号连接于所述雪崩二极管信号探测器的分析模块(图未示)，所述分析模块用于获取所述雪崩二极管信号探测器探测的信号，并对所述信号进行分析。
请结合图1，本发明提供的反射式共聚焦显微成像系统100其工作原理如下：
激光光源模块110出射的激光经所述第一偏振片121及第二偏振片122后进入所述PBS分光棱镜130，所述PBS分光棱镜130对入射的激光进行分光，并使S光最大程度的反射在所述振镜扫描模块140上；所述振镜扫描模块140对入射的激光进行点扫描，使激光以不同角度进入所述扫描透镜150后再入射进入所述光纤软管160，随着所述振镜扫描模块150的扫描角度不同，所述光纤软管160内光纤束模块170的光纤束被依次点亮，所述光纤束将激光传送至所述1/4波片180后再进入所述物镜190并通过所述物镜190聚焦于样本上；可以理解，经所述振镜扫描模块后入射进入所述光纤束模块的光纤束的端面截面处于主像面，此时，需要调节入射进入的角度，防止出现信号干扰和临近光纤信号扰动现象。
经所述样本反射产生的激光再依次经所述物镜190、所述1/4波片180、所述光纤束模块170后所述扫描透镜150后入射进入所述PBS分光棱镜140，所述PBS分光棱镜140透射该反射产生的激光，并通过所述针孔透镜210聚焦于所述探测模块220前端面的探测针孔221处。
分析模块获取探测针孔221探测的信号，并对所述信号进行分析，完成了对皮肤的检测分析。
本发明提供的一种反射式共聚焦显微成像系统，将光纤束模块170、1/4波片180、物镜190收容于一体化的光纤软管160中，并结合共聚焦成像技术，从而可以实现反射式共聚焦显微成像系统小型化、便携化，同时医生可以灵活的对病人病变区域进行检测，不再受限于万向臂的限位缺点，其重量轻、使用自由度大、图像分辨率高。
当然本发明的反射式共聚焦显微成像系统还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。
Claims (6)
1.一种反射式共聚焦显微成像系统，其特征在于，包括：激光光源模块、偏振片模块、PBS分光棱镜、振镜扫描模块、扫描透镜、光纤软管、光纤束模块、1/4波片、物镜、针孔透镜及探测模块；
所述偏振片模块包括第一偏振片及第二偏振片，所述第一偏振片及第二偏振片用于调节入射的激光光强，所述光纤束模块、1/4波片及物镜收容于光纤软管内，所述探测模块的前端面设置有探测针孔；
所述激光光源模块出射的激光经所述第一偏振片及第二偏振片后进入所述PBS分光棱镜，所述PBS分光棱镜对入射的激光进行分光，并使S光最大程度的反射在所述振镜扫描模块上；所述振镜扫描模块对入射的激光进行点扫描，使激光以不同角度进入所述扫描透镜后再入射进入所述光纤软管，随着所述振镜扫描模块的扫描角度不同，所述光纤软管内光纤束模块的光纤束被依次点亮，所述光纤束将激光传送至所述1/4波片后再进入所述物镜并通过所述物镜聚焦于样本上；
经所述样本反射产生的激光再依次经所述物镜、所述1/4波片、所述光纤束模块后所述扫描透镜后入射进入所述PBS分光棱镜，所述PBS分光棱镜透射该反射产生的激光，并通过所述针孔透镜聚焦于所述探测模块前端面的探测针孔处。
2.根据权利要求1所述的反射式共聚焦显微成像系统，其特征在于，所述激光光源模块用于提供近红外线偏光光源。
3.根据权利要求1所述的反射式共聚焦显微成像系统，其特征在于，所述振镜扫描模块包括共振振镜以及检流计振镜，通过所述共振振镜及检流计振镜的配合实现二维扫描。
4.根据权利要求1所述的反射式共聚焦显微成像系统，其特征在于，经所述振镜扫描模块后入射进入所述光纤束模块的光纤束的端面截面处于主像面。
5.根据权利要求1所述的反射式共聚焦显微成像系统，其特征在于，所述探测模块为雪崩二极管信号探测器。
6.根据权利要求5所述的反射式共聚焦显微成像系统，其特征在于，还包括信号连接于所述雪崩二极管信号探测器的分析模块，所述分析模块用于获取所述雪崩二极管信号探测器探测的信号，并对所述信号进行分析。
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