CN205485037U - 一种小物距显微系统垂直照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种小物距显微系统垂直照明装置、涉及科学仪器领域，具体涉及一种显微镜配件；该照明装置包括激光器，针孔，第一柱透镜，第二柱透镜，以及分光棱镜；第一柱透镜将针孔透过的发散光束，在第一方向上形成平行光；第二柱透镜将针孔透过的发散光束，在第二方向上形成平行光，进而形成截面为矩形的平行光束；分光棱镜的两个端部安装有滑块，所述滑块在导轨上匀速行进；本实用新型照明装置，能够提供截面为矩形的平行光束，矩形的长边用于在扫描时能够覆盖被测物，矩形的短边用于插入显微镜物镜与被测物之间，对被测物进行局部照明；这种结构设计，能够突破在显微镜物镜工作距离很小的情况下，难以对被测物进行照明的技术问题。

Description

一种小物距显微系统垂直照明装置

技术领域

本发明一种小物距显微系统垂直照明装置涉及科学仪器领域，具体涉及一种显微镜配件。

背景技术

显微镜成像质量与照明直接相关。自然状态下，如果照明难以满足清晰成像要求，就需要外加照明。然而，显微镜物镜的工作距离在很小的情况下，例如只有几个毫米的情况下，外加照明非常困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种小物距显微系统垂直照明装置，该垂直照明装置能够在不改变显微镜结构的前提下，插入物镜与被测物之间，实现对被测物进行照明，提高成像质量。

本发明的目的是这样实现的：

一种小物距显微系统垂直照明装置，包括激光器，依次设置在激光器出射光路上的针孔，第一柱透镜，与第一柱透镜母线垂直的第二柱透镜，以及分光棱镜；

所述针孔位于第一柱透镜的焦点位置，第一柱透镜将针孔透过的发散光束，在第一方向上形成平行光；

所述针孔位于第二柱透镜的焦点位置，第二柱透镜将针孔透过的发散光束，在与第一方向垂直的第二方向上形成平行光；第一方向上的形成平行光穿过第二柱透镜继续传播；

所述分光棱镜的截面边长大于第一方向平行光的宽度；分光棱镜的长度大于第二方向平行光的宽度；

所述分光棱镜的两个端部安装有滑块，所述滑块在导轨上匀速行进。

上述小物距显微系统垂直照明装置，所涉及的成像方法包括以下步骤：

步骤a、根据分光棱镜的截面边长l，运行速度v，设定相邻两幅子图像的间隔时间T不大于l/v；根据分光棱镜的运行总长度L，运行速度v，设定成像时间t不小于L/v；

步骤b、在0时刻开始成像，同时分光棱镜开始匀速行进，显微系统每隔T时间成像一次，共得到N＝1+roundup(t/T)幅子图像，分辨率为m×n第k幅子图像表示为：

${\mathrm{fig}}_k=\left[\begin{array}{cccc}{a}_{k11}& a_{k12}& ...& a_{k1n}\\ a_{k21}& a_{k22}& ...& a_{k2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ a_{km1}& a_{km2}& ...& a_{kmn}\end{array}\right]$

其中，roundup为向上取整运算；

步骤c、对第k幅子图像中第i行第j列的饱和像素进行筛选，筛选方法为：

$b_{kij}=\left\{\begin{array}{cc}{a}_{kij}& a_{kij}<255\\ 0& a_{kij}\&GreaterEqual;255\end{array}\right.$

筛选后得到的第k幅子图像表示为：

${\mathrm{fig}}_k=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{k11}& b_{k12}& ...& b_{k1n}\\ b_{k21}& b_{k22}& ...& b_{k2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ b_{km1}& b_{km2}& ...& b_{kmn}\end{array}\right]$

步骤d、从1到m遍历所有行，从1到n遍历所有列，确定第i行第j列像素的最终结果：

fig(i,j)＝max(b_1ij,b_2ij,…,b_Nij)

得到的fig为最终图像。

有益效果：由于设置有第一柱透镜和第二柱透镜，因此能够将针孔发出的发散光束变成截面为矩形的平行光束，矩形的长边用于在扫描时能够覆盖被测物，矩形的短边用于插入显微镜物镜与被测物之间，对被测物进行局部照明；这种结构设计，能够突破在显微镜物镜工作距离很小的情况下，难以对被测物进行照明的技术问题。

附图说明

图1是本发明小物距显微系统垂直照明装置在第一方向的结构示意图。

图2是本发明小物距显微系统垂直照明装置在第二方向的结构示意图。

图中：1激光器、2针孔、3第一柱透镜、4第二柱透镜、5分光棱镜、6滑块、7导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

具体实施例一

本实施例是小物距显微系统垂直照明装置实施例。

本实施例的小物距显微系统垂直照明装置，包括激光器1，依次设置在激光器1出射光路上的针孔2，第一柱透镜3，与第一柱透镜3母线垂直的第二柱透镜4，以及分光棱镜5；

所述针孔2位于第一柱透镜3的焦点位置，第一柱透镜3将针孔2透过的发散光束，在第一方向上形成平行光；

所述针孔2位于第二柱透镜4的焦点位置，第二柱透镜4将针孔2透过的发散光束，在与第一方向垂直的第二方向上形成平行光；第一方向上的形成平行光穿过第二柱透镜4继续传播；

所述分光棱镜5的截面边长大于第一方向平行光的宽度；分光棱镜5的长度大于第二方向平行光的宽度；

所述分光棱镜5的两个端部安装有滑块6，所述滑块6在导轨7上匀速行进。

本实施例的小物距显微系统垂直照明装置，在第一方向的结构示意图如图1所示；在第二方向的结构示意图如图2所示。

具体实施例二

本实施例是具体实施例一的小物距显微系统垂直照明装置所涉及的成像方法实施例。

本实施例的成像方法，包括以下步骤：

步骤a、根据分光棱镜5的截面边长l，运行速度v，设定相邻两幅子图像的间隔时间T不大于l/v；根据分光棱镜5的运行总长度L，运行速度v，设定成像时间t不小于L/v；

步骤b、在0时刻开始成像，同时分光棱镜5开始匀速行进，显微系统每隔T时间成像一次，共得到N＝1+roundup(t/T)幅子图像，分辨率为m×n第k幅子图像表示为：

${\mathrm{fig}}_k=\left[\begin{array}{cccc}{a}_{k11}& a_{k12}& ...& a_{k1n}\\ a_{k21}& a_{k22}& ...& a_{k2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ a_{km1}& a_{km2}& ...& a_{kmn}\end{array}\right]$

其中，roundup为向上取整运算；

步骤c、对第k幅子图像中第i行第j列的饱和像素进行筛选，筛选方法为：

$b_{kij}=\left\{\begin{array}{cc}{a}_{kij}& a_{kij}<255\\ 0& a_{kij}\&GreaterEqual;255\end{array}\right.$

这种选择，可以有效避免在照明光过强的情况下，图像饱和而丢失信息的问题；

筛选后得到的第k幅子图像表示为：

${\mathrm{fig}}_k=\left[\begin{array}{cccc}{b}_{k11}& b_{k12}& ...& b_{k1n}\\ b_{k21}& b_{k22}& ...& b_{k2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ b_{km1}& b_{km2}& ...& b_{kmn}\end{array}\right]$

步骤d、从1到m遍历所有行，从1到n遍历所有列，确定第i行第j列像素的最终结果：

fig(i,j)＝max(b_1ij,b_2ij,…,b_Nij)

得到的fig为最终图像。

Claims (1)

1.一种小物距显微系统垂直照明装置，其特征在于，包括激光器(1)，依次设置在激光器(1)出射光路上的针孔(2)，第一柱透镜(3)，与第一柱透镜(3)母线垂直的第二柱透镜(4)，以及分光棱镜(5)；

所述针孔(2)位于第一柱透镜(3)的焦点位置，第一柱透镜(3)将针孔(2)透过的发散光束，在第一方向上形成平行光；

所述针孔(2)位于第二柱透镜(4)的焦点位置，第二柱透镜(4)将针孔(2)透过的发散光束，在与第一方向垂直的第二方向上形成平行光；第一方向上的形成平行光穿过第二柱透镜(4)继续传播；

所述分光棱镜(5)的截面边长大于第一方向平行光的宽度；分光棱镜(5)的长度大于第二方向平行光的宽度；

所述分光棱镜(5)的两个端部安装有滑块(6)，所述滑块(6)在导轨(7)上匀速行进。