[实用新型]LED阵列光源及无透镜显微镜

说明书

本实用新型提供一种LED阵列光源及无透镜显微镜，用于对密集样本进行无掩模成像，可以在大视野内实现亚微米级的分辨率，具有低成本，设计紧凑的特点。通过记录不同距离(样本到传感器的距离)的全息光强度分布，用算法恢复全息光场的相位分布，从而得到光经过样品后的全息光场复振幅分布，进而可以得到包括物面在内的任意位置的光场分布。成像过程不需要使用物镜，成像范围近似等于传感器尺寸，比传统光学显微镜视场大数百倍，可广泛用于各种生物切片等样本的快速亚微米显微成像。

技术领域

本实用新型涉及光学成像领域，特别是涉及一种LED阵列光源及无透镜显微镜。

背景技术

光学显微镜应用于物理科学在内的各个领域，包括工程学，生物学和医学等。然而，现有的光学显微镜仍然体积庞大且价格昂贵，这使得它很大程度局限在实验室环境中。

通过建立基于计算的显微镜(如全息成像)替代传统的显微镜，可以达到成本低，设计简单紧凑，并可以在野外甚至偏远地区使用的目的。

最近的一个发展方向是，无透镜超分辨全息显微镜，它能在一个大的视野范围内实现亚微米空间分辨率。它的工作原理是，使用多个光源，在距离为3cm～6cm的地方，实现无透镜数字在线全息技术。

样品平面在给定的时间内只有一个光源照亮了物体，在CMOS传感器芯片上投射出了在线全息图。由于对象放置在非常靠近传感器芯片的位置(大约1mm～2mm)，所以传感器的整个活动区域成为我们的图像视场。但不幸的是，由于CMOS芯片的像素尺寸有限(大约2μm～3μm)，所以这些全息衍射特征采样不足，并且这个超分辨(SR)在线全息图仍然受到双图像伪影的困扰。

在之前的工作中，使用了基于迭代对象支持的相位恢复方法来消除双图像伪影，创造了样品的广域显微镜图像。这种伪影消除方法需要在图像视场中输入对象的位置估计，为此，一个简单的阈值或分割算法就可以用来自动估计对象的位置(创建对象支持)以获得相对稀疏的样本。然而，对于密集的样本却很难估计，这在去除伪影的工作中也具有挑战性。

因此，如何解决密集样本的双图像伪影困扰，提高显示精度，实现密集样本的超分辨显微成像已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种LED阵列光源及无透镜显微镜，用于解决现有技术中密集样本难以估计，精度低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种LED阵列光源，至少包括：

多个呈阵列排布的发光单元，各发光单元均包括LED、聚光透镜及光纤；

其中，所述聚光透镜设置于所述LED的发光侧，对所述LED发出的光进行会聚；所述光纤设置于所述聚光透镜的聚光侧，用于接收并传输所述LED发出的光。

优选地，所述LED阵列光源至少包括4个光源。

更优选地，所述LED阵列光源为4*4的阵列。

更优选地，各光纤之间的间距设定为50μm～150μm。

更优选地，各光纤的直径设定为80μm～120μm。

更优选地，各LED的光谱照明带宽为5nm～10nm。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种无透镜显微镜，至少包括：

上述LED阵列光源，样品台及图像传感器；

所述LED阵列光源中的发光单元逐个点亮，用于提供不同位置的光源，所述LED阵列光源的出光面朝向所述样品台及所述图像传感器；

所述样品台设置于所述LED阵列光源与所述图像传感器之间，用于放置样品，并设定所述样品与所述图像传感器之间的距离进而确定样品高度；