CN113406842A - 一种超微堆叠暗场摄影系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超微堆叠暗场摄影系统及方法，旨在解决物镜倍数高导致景深浅且工作距离短不易布光的问题。为此，本发明提供的超微堆叠暗场摄影系统，包括：样品平台，用于承载样品；摄影组件，用于对所述样品进行拍照；升降组件，设置在所述样品平台上，用于带动所述摄影组件上下移动以靠近或远离所述样品；所述摄影组件包括顺次连接的相机、镜筒和暗场物镜，所述暗场物镜具有透镜安装腔及环绕所述透镜安装腔设置的环形照射腔，所述环形照射腔的前端设有反光镜，所述透镜安装腔内设有透镜组件；所述环形照射腔内的环形光束通过所述反光镜反射后，照射在所述样品上，所述样品上的散射光进入物镜的镜头成像，并被所述相机拍摄。
Description
技术领域
本发明属于摄影技术领域，尤其涉及一种超微堆叠暗场摄影系统及方法。
背景技术
堆叠摄影是摄影技术进入数码时代而产生的一种全新的技术方式，区别于传统的单次快门的拍摄方式，通过连续数张甚至上百上千张的不同焦点拍摄来后期堆叠合成大景深照片。堆叠摄影的主要应用在在微距，超微和显微摄影中。
在堆叠摄影中通常使用物镜作为拍摄镜头，在不同的倍率下，可以清晰地观察到拍摄样品的各个细节。然而，随着物镜倍数越高，景深越浅，工作距离越小，如普通10倍物镜工作距离一般5mm左右，100倍物镜0.1mm左右。这么小的空间导致进入物镜的光量非常小且在样品周围布光非常困难，进而造成图像的无法采集。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种超微堆叠暗场摄影系统及方法，旨在解决物镜倍数高导致景深浅且工作距离短不易布光的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种超微堆叠暗场摄影系统，包括：
样品平台，用于承载样品；
摄影组件，用于对所述样品进行拍照；
升降组件，设置在所述样品平台上，用于带动所述摄影组件上下移动以靠近或远离所述样品；
所述摄影组件包括顺次连接的相机、镜筒和暗场物镜，所述暗场物镜具有透镜安装腔及环绕所述透镜安装腔设置的环形照射腔，所述环形照射腔的前端设有反光镜，所述透镜安装腔内设有透镜组件；
所述环形照射腔内的环形光束通过所述反光镜反射后，照射在所述样品上，所述样品上的散射光进入物镜的镜头成像，并被所述相机拍摄。
具体的，所述镜筒和暗场物镜之间通过连接器连接，所述连接器包括套置设置的内筒和外筒；
所述外筒的底端与所述暗场物镜螺纹连接，顶端与所述镜筒螺纹连接，所述内筒的底端与所述透镜安装腔之间设有密封圈；
所述内筒与所述外筒之间形成有光纤馈入腔，所述光纤馈入腔的侧壁上设有光纤孔，光纤一端与发光器连接，另一端穿过所述光纤孔进入所述光纤馈入腔中，并延伸至所述环形照射腔内。
具体的，所述光纤孔围绕所述暗场物镜的周向均布多个，每个所述光纤孔中均设置有所述光纤。
具体的，所述光纤采用端点光纤。
具体的，所述发光器可提供不同颜色的光源。
具体的，所述升降组件包括导轨、滑动设置在所述导轨上的滑块以及驱动所述滑块沿所述导轨移动的驱动元件，所述导轨设置在所述样品平台上，且延伸方向为竖直向上，所述摄影组件固定安装在所述滑块上。
一种超微堆叠暗场摄影方法，其特征在于：在样品平台上放置待拍摄的样品，向环形照射腔内馈入光源，环形光束通过反光镜反射照射在所述样品上，样品上的散射光进入暗场物镜的镜头成像，升降组件带动物镜从上至下等距运行，每停顿一次相机拍摄一幅局部清晰暗场图像，后期将拍摄的多幅局部清晰图像融合，得到一幅超景深的从上至下都清晰的暗场图像。
与现有技术相比，本发明至少一个实施例具体如下有益效果：解决了物镜倍数高导致景深浅且工作距离短不易布光的问题，可以得到超景深、清晰的暗场图像，系统结构简单，可实现不同颜色的光源照明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的超微堆叠暗场摄影系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的超微堆叠暗场摄影系统局部示意图；
图3是利用本发明实施例提供的超微堆叠暗场摄影系统所拍摄吊兰花粉暗场图像；
图4是利用本发明实施例提供的超微堆叠暗场摄影系统所拍摄吊兰花粉合成图像；
其中：1、样品平台；2、摄影组件；201、相机；202、连接镜筒；203、暗场物镜；3、升降组件；301、导轨；302、滑块；303、驱动元件；4、样品； 5、透镜安装腔；6、环形照射腔；7、反光镜；8、透镜组件；9、连接器；901、内筒；902、外筒；10、光纤馈入腔；11、光纤；12、发光器；13、密封圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参见图1和图2，一种超微堆叠暗场摄影系统，包括样品平台1、摄影组件2和升降组件3，样品平台1用于承载样品4，摄影组件2用于对样品4进行拍照，升降组件3设置在样品平台1上，用于带动摄影组件2上下移动以靠近或远离样品4。
其中，摄影组件2包括顺次连接的相机201、连接镜筒202和暗场物镜203，暗场物镜203的镜头垂直对准样品4，暗场物镜203具有透镜安装腔5及环绕透镜安装腔5设置的环形照射腔6，环形照射腔6的前端设有反光镜7(曲面)，透镜安装腔5内设有至少两组透镜组件8，环形照射腔6内的环形光束通过反光镜7反射后，照射在样品4上，样品4上的散射光进入暗场物镜203的透镜安装腔5内通过透镜组件8成像，成像后的图像并被相机201拍摄。
本实施例中，环形照射腔6内的光束通过反光镜7照射样品4上，样品4 上的散射光进入暗场物镜203的镜头成像，通过升降组件3带动摄影组件2 上下移动，使得相机201拍摄样品4不同焦平面图像，解决了暗场物镜203 倍数高导致景深浅且工作距离短不易布光的问题，可以得到超景深、清晰的暗场图像，系统结构简单，可实现不同颜色的光源照明。
具体的，镜筒和暗场物镜203之间通过连接器9连接，连接器9包括套置设置的内筒901和外筒902，内筒901和外筒902的顶端之间通过螺纹进行连接，外筒902的底端与暗场物镜203螺纹连接，顶端与连接镜筒螺纹连接，内筒901与外筒902之间形成有光纤馈入腔10，光纤馈入腔10的侧壁上设有光纤孔，光纤11一端与发光器12连接，另一端穿过光纤孔进入光纤馈入腔10 中，并延伸至环形照射腔6内，为防止光源经内筒901与透镜安装腔5之间的间隙进入透镜安装腔5内，影响成像效果，在内筒901的底端与透镜安装腔5 之间设有密封圈13。
本实施例中，通过光纤11向环形照射腔6中馈入光源，光纤孔围可以绕暗场物镜203的周向均布多个，每个光纤孔中均设置有光纤11，发光器12可提供不同颜色的光源，光纤11采用端点光纤。
参见图1，具体的，升降组件3包括导轨301、滑动设置在导轨301上的滑块302以及驱动滑块302沿导轨301移动的驱动元件303，导轨301设置在样品平台1上，且延伸方向为竖直向上，摄影组件2固定安装在滑块302上。驱动元件303可以采用油缸、气缸或电机带动的丝杆机构。
上述超微堆叠暗场摄影系统的工作过程如下：在样品平台1上放置待拍摄的样品4，向环形照射腔6内馈入光源，环形光束通过反光镜7反射照射在样品4上，样品4上的散射光进入暗场物镜203的镜头成像，升降组件3带动暗场物镜203从上至下等距运行，每停顿一次相机201拍摄一幅局部清晰暗场图像，后期将拍摄的多幅局部清晰图像融合，得到一幅超景深的从上至下都清晰的暗场图像。
参见图3和图4，本发明的所拍摄吊兰花粉一系列暗场图像及其合成图像，其具体过程：将吊兰花粉样品4放置在样品平台1上，打开发光器12，发光器12所发的光通过光纤11进入暗场物镜203，并通过反光镜7照射样吊兰花粉样品4上，样品4上的散射光进入暗场物镜203的镜头成像，相机201拍摄吊兰样品4的暗场图像。暗场物镜203从上至下通过导轨301精确等距运行，每停顿一次相机201拍摄一幅局部清晰暗场图像。后期将拍摄的多幅局部清晰图像融合，则得到一幅超景深的从上至下都清晰的暗场图像。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种超微堆叠暗场摄影系统，其特征在于，包括：
样品平台(1)，用于承载样品(4)；
摄影组件(2)，用于对所述样品(4)进行拍照；
升降组件(3)，设置在所述样品平台(1)上，用于带动所述摄影组件(2)上下移动以靠近或远离所述样品(4)；
所述摄影组件(2)包括顺次连接的相机(201)、连接镜筒(202)和暗场物镜(203)，所述暗场物镜(203)具有透镜安装腔(5)及环绕所述透镜安装腔(5)设置的环形照射腔(6)，所述环形照射腔(6)的前端设有反光镜(7)，所述透镜安装腔(5)内设有透镜组件(8)；
所述环形照射腔(6)内的环形光束通过所述反光镜(7)反射后，照射在所述样品(4)上，所述样品(4)上的散射光进入暗场物镜(203)的镜头成像，并被所述相机(201)拍摄。
2.根据权利要求1所述的超微堆叠暗场摄影系统，其特征在于：所述连接镜筒(202)和暗场物镜(203)之间通过连接器(9)连接，所述连接器(9)包括套置设置的内筒(901)和外筒(902)；
所述外筒(902)的底端与所述暗场物镜(203)螺纹连接，顶端与所述连接镜筒(202)螺纹连接，所述内筒(901)的底端与所述透镜安装腔(5)之间设有密封圈(13)；
所述内筒(901)与所述外筒(902)之间形成有光纤馈入腔(10)，所述光纤馈入腔(10)的侧壁上设有光纤孔，光纤(11)一端与发光器(12)连接，另一端穿过所述光纤孔进入所述光纤馈入腔(10)中，并延伸至所述环形照射腔(6)内。
3.根据权利要求2所述的超微堆叠暗场摄影系统，其特征在于：所述光纤孔围绕所述暗场物镜(203)的周向均布多个，每个所述光纤孔中均设置有所述光纤(11)。
4.根据权利要求2所述的超微堆叠暗场摄影系统，其特征在于：所述光纤(11)采用端点光纤。
5.根据权利要求2所述的超微堆叠暗场摄影系统，其特征在于：所述发光器(12)可提供不同颜色的光源。
6.根据权利要求1-5任一项所述的超微堆叠暗场摄影系统，其特征在于：所述升降组件(3)包括导轨(301)、滑动设置在所述导轨(301)上的滑块(302)以及驱动所述滑块(302)沿所述导轨(301)移动的驱动元件(303)，所述导轨(301)设置在所述样品平台(1)上，且延伸方向为竖直向上，所述摄影组件(2)固定安装在所述滑块(302)上。
7.一种使用权利要求1-6任一项所述的摄影系统的超微堆叠暗场摄影方法，其特征在于：在样品平台(1)上放置待拍摄的样品(4)，向环形照射腔(6)内馈入光源，环形光束通过反光镜(7)反射照射在所述样品(4)上，样品(4)上的散射光进入暗场物镜(203)的镜头成像，升降组件(3)带动物镜从上至下等距运行，每停顿一次相机(201)拍摄一幅局部清晰暗场图像，后期将拍摄的多幅局部清晰图像融合，得到一幅超景深的从上至下都清晰的暗场图像。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210917 |