[发明专利]基于光学投影的无透镜显微成像方法及其装置

权利要求书

1.基于光学投影的无透镜显微成像方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤一：将待观测的微小物体制作成为组织切片或生物玻片，也可将待观测的微小物体放置在厚度不超过5毫米的透明培养皿中；将组织切片、生物玻片或透明培养皿放置在特制光源与图像传感器之间；调整组织切片、生物玻片或透明培养皿装置底部平面与图像传感器成像平面之间的距离，保证待观测成像物体的光学投影落在图像传感器成像平面上；调整特制光源的位置和方向，保证光源的照射方向与图像传感器成像平面的法向量夹角大于90度、小于等于180度；

步骤二：使用一个避光装置将特制光源、成像物体及其载体、图像传感器封闭在一个空间内，保证只有特制光源照射成像物体的透射光到达图像传感器；打开特制光源照射成像物体，并通过光源控制器调节光的波长、强度、色温等参数，保证投影成像的几何失真与色彩失真最小；控制图像传感器的白平衡、颜色通道增益、曝光时长等参数，对物体投影进行曝光成像；

步骤三：由图像传感器的控制电路产生外部时钟信号，并输出到图像传感器；图像传感器的控制电路接收图像传感器的场频信号、行频信号以及数据信号；对图像传感器产生的数据进行处理及编码，并通过USB接口或1394接口传到上位机。

2.基于光学投影的无透镜显微成像装置，其特征在于该装置包括特制光源、光源控制器、光源接口、图像传感器、传感器控制电路、USB接口、1394接口、载玻片或培养皿、载物台及其固定装置、载物台装卸装置、避光基座和底座；

特制光源包含一个圆柱筒身和一个光源底座构成；圆柱筒身固定在光源底座上，光源底座侧壁具有一个光源控制接口；光源控制器使用数据线连接到光源控制接口上；

光源接口外形如一个长方体，上下两面的中间具有一个贯穿的圆形孔洞，其直径比特制光源筒身的外径略大，差距小于0.3mm；使用时特制光源的筒身插到光源接口的圆形空洞内，避光基座是一个安装在底座上的中空装置，光源接口安装在避光基座的上部接口；避光基座前后两面各有一个固定载物台的卡位螺栓及其孔位，内壁在水平方向各安装一个用于载物台装卸的滑轨；避光基座具有一个半开放性的侧壁，用于装卸载物台；避光基座可保证只有特制光源照射成像物体的透射光到达图像传感器，载物台两侧具有滑槽，装配时在避光基座的半开放性侧壁方向，将滑槽对准避光基座上的滑槽推入避光基座内，并使用卡位螺栓进行固定；载物台的一端与载物台装卸机构相连，推入滑槽后载物台装卸机构嵌入到避光基座的半开放性侧壁内；载物台的中间部分是一个贯穿的长方形阶梯孔；阶梯孔的上方长宽比标准切片尺寸大3mm，深度与切片厚度相当；阶梯孔的下方长宽比标准切片尺寸小3mm，用于支撑载玻片或培养皿，底座用于安装避光基座和图像传感器及其控制电路；底座的一个侧壁具有一个USB母口和一个1394母口；图像传感器及其控制电路安装在底座的中间位置，并为避光基座所覆盖，载物台位于图像传感器及其控制电路的正上方；

所述的载玻片包括组织切片、生物玻片；

所述的图像传感器包括CMOS图像传感器和CCD图像传感器两种类型；

所述的特制光源分为锥形束光源和平行光源两种类型；本方法采用投影成像的模式包括中心投影和平行投影两类；

所述的特制光源由LED和光学组件组成，结构上具有光栏，分为锥形束光源和平行光源两种类型；光源控制器可直接驱动RGBB类型的LED，并可控制其波长、色彩、亮度、色温。

3.根据权利要求2所述的基于光学投影的无透镜显微成像装置，其特征在于该装置采用分体式结构设计，可更换符合接口标准、不同类型的光源系统，可更换符合尺寸和接口要求、带有不同类型的图像传感器的电路板，可更换符合载物台尺寸要求的载玻片或培养皿。