專利名稱：一種小孔顯微成像裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光學及光子學領域，涉及一種基于小孔和CCD的寬光譜無透 鏡的顯微成像裝置。
背景技術：
從傳統(tǒng)光路中的光闌，到小孔照相機，再到近場光學的掃描探針，小孔 作為一個最簡單的光學器件，在科學研究中具有廣泛的應用。隨著科學技術 的發(fā)展，人們對小孔光傳輸行為也有了更加深入的認識，小孔在近場掃描顯 微成像技術、近場光譜學、微納物體控制技術(如光鑷、生物及藥物篩選技 術等)等前沿科學技術領域具有重要應用。
光譜學及光譜技術是光學和光子學的一個非常重要的分支，在科學研究、 工業(yè)生產(chǎn)及檢測中具有廣泛而重要的應用。小孔和CCD器件的組合實現(xiàn)了無 透鏡的光學系統(tǒng)。由于光在自由空間傳播，不受各種光學材料傳輸波長的限 制，因此，該系統(tǒng)具有較寬的光譜應用范圍、無色差及像差等失真、結(jié)構緊 湊簡單、成本低、波長切換方便等優(yōu)點。而具有透鏡的光學系統(tǒng)，相應的工 作波長需要相應材料的透鏡和鍍膜，光學元件尺寸較大，系統(tǒng)復雜并且調(diào)試 困難，對于大范圍光譜測量方面的應用是非常不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出了一種結(jié)構簡單的基于小孔和CCD的 寬光譜無透鏡的顯微成像裝置。
本發(fā)明的小孔顯微成像裝置包括光源、載物臺、CCD傳感器、成像室、濾 光片、圖像采集卡和三維活動支架。
三維活動支架上安裝有傳感器架，傳感器架可以在三維活動支架上進行 上下、前后、左右移動。CCD傳感器設置在傳感器架上，成像室為倒立的內(nèi)部 中空的圓錐體，成像室底面與傳感器架配合連接。CCD傳感器芯片的感光面與成像室的底面位置對應。成像室的錐頂開有小孔，小孔的直徑為O. 1 0.3mm。 成像室內(nèi)活動設置有濾光片，小孔所在平面、濾光片平面均與成像室底面平 行。CCD傳感器與圖像采集卡信號連接。載物臺設置在成像室的正下方，光源 對應載物臺設置。
本發(fā)明的有益效果是
(1) 由于沒有任何透鏡，因此適當設計小孔及CCD參數(shù)，可實現(xiàn)從可見到 紅外的寬光譜放大成像；
(2) 由于沒有任何透鏡，因此不存在各類像差、球差等失真，也不存在影 響顯微鏡分辨率的漸暈效應，并且具有無限景深；
(3) 濾光片及CCD傳感器均可更換，可進行各類光譜的成像研究；
(4) 應用范圍廣，可用于各類光譜成像、各類放大成像應用、各類復印及 掃描裝置，如在線產(chǎn)品檢測儀等；
(5) 可方便更換CCD、探測器、濾光片等主要部件，可以適合于從紫外到 紅外各種波段的光譜分析及測試工作。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的成像裝置包括光源9、載物臺8、 CCD傳感器3、 成像室4、濾光片5、圖像采集卡10和三維活動支架1。
三維活動支架1上安裝有傳感器架2，傳感器架2可以在三維活動支架1 上進行上下、前后、左右移動。CCD傳感器3設置在傳感器架2上，成像室4 為倒立的內(nèi)部中空的圓錐體，成像室底面與傳感器架2配合連接。CCD傳感器 芯片的感光面與成像室4的底面位置對應。成像室4的錐頂開有小孔6，小孔 6的直徑為0. lmm。成像室4內(nèi)活動設置有濾光片5，小孔6所在平面、濾光 片5平面均與成像室4底面平行。CCD傳感器3與圖像采集卡10信號連接。 載物臺8設置在成像室4的正下方，光源9對應載物臺8設置。進行熒光光譜的研究時，將待測樣品7放置于小孔6下端的載物臺8上， 其到小孔6的距離遠小于小孔到CCD傳感器芯片的感光面，樣品被激光光源 所發(fā)出的光照亮，樣品在發(fā)出熒光，通過小孔入射到CCD傳感器芯片的感光 面上，濾光片只允許熒光通過，該熒光信號被轉(zhuǎn)化為電信號，通過圖像采集 卡傳輸?shù)接嬎銠C中，由相關的圖像及信號處理軟件處理，得到樣品表面的熒 光特性信息。
進行文字和圖片掃描時，文檔被白光光源照亮后通過小孔入射到CCD傳感 器芯片的感光面上，轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)圖像采集卡傳輸?shù)接嬎銠C中處理。
權利要求
1、一種小孔顯微成像裝置，包括光源、載物臺、CCD傳感器、成像室、濾光片、圖像采集卡和三維活動支架；三維活動支架上安裝有傳感器架，CCD傳感器設置在傳感器架上，其特征在于成像室為倒立的內(nèi)部中空的圓錐體，成像室底面與傳感器架配合連接；CCD傳感器芯片的感光面與成像室的底面位置對應；成像室的錐頂開有小孔，小孔的直徑為0.1～0.3mm；成像室內(nèi)活動設置有濾光片，小孔所在平面、濾光片平面均與成像室底面平行；CCD傳感器與圖像采集卡信號連接；載物臺設置在成像室的正下方，光源對應載物臺設置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小孔顯微成像裝置，現(xiàn)有的顯微成像裝置尺寸較大，系統(tǒng)復雜并且調(diào)試困難。本發(fā)明包括光源、載物臺、CCD傳感器、成像室、濾光片、圖像采集卡和三維活動支架。三維活動支架上安裝有傳感器架，CCD傳感器設置在傳感器架上，成像室為倒立的內(nèi)部中空的圓錐體，成像室底面與傳感器架配合連接。CCD傳感器芯片的感光面與成像室的底面位置對應。成像室的錐頂開有小孔。成像室內(nèi)活動設置有濾光片，小孔所在平面、濾光片平面均與成像室底面平行。CCD傳感器與圖像采集卡信號連接。載物臺設置在成像室的正下方，光源對應載物臺設置。本發(fā)明可實現(xiàn)從可見到紅外的寬光譜放大成像，不存在漸暈效應且具有無限景深。
文檔編號G03B15/00GK101620362SQ20091009946
公開日2010年1月6日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權日2009年6月8日
發(fā)明者時堯成, 王博文, 閻春生 申請人:浙江大學