[发明专利]基于大功率LED亮度自适应照明的显微成像装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于大功率LED亮度自适应照明的显微成像装置，包括：计算机(1)、LED控制模块(2)、LED阵列(3)、载物台(4)、显微物镜(5)、镜筒透镜(6)、光学探测器(7)；

所述计算机(1)的输入端与光学探测器(7)的输出端相连，所述计算机(1)的输出端通过串行通信接口与LED控制模块(2)的输入端相连接，LED控制模块(2)的输出端与所述LED阵列(3)的输入端相连，所述LED阵列(3)的中心处于显微镜的光轴上；所述显微物镜(5)的后焦面与镜筒透镜(6)的前焦面相重叠，所述光学探测器(7)的成像平面与镜筒透镜(6)的后焦面相重叠，成像时将待测样品放置于载物台(4)上，并调整位置使样品处于显微物镜(5)的前焦平面处，构成光学相干成像系统。

2.根据权利要求1所述的基于大功率LED亮度自适应照明的显微成像装置，其特征在于，所述LED控制模块(2)包括单片机开发板(8)、开关电源电路(9)、LED驱动芯片(14)、译码继电器(15)和负载电阻(16)；

所述单片机开发板(8)的输入端通过USB接口与计算机(1)的输出端相连接并接受供电；所述单片机开发板(8)通过模拟信号I/O接口与LED驱动芯片(14)的信号输入端相连；所述单片机开发板(8)的Vin端与LED驱动芯片(14)的信号使能端EN相连；所述单片机开发板(8)的GND地端与LED驱动芯片(14)的GND地端相连；所述单片机开发板(8)通过数字信号I/O接口与译码继电器(15)的信号输入端相连；所述开关电源电路(9)的开关控制端与LED驱动芯片(14)相连；所述开关电源电路(9)的电流输出端与译码继电器(15)的电流输入端相连；所述LED阵列(3)的电流输入端通过多路导线与译码继电器(15)的输出端相连；所述LED阵列(3)的电流输出端通过负载电阻(16)与LED驱动芯片(14)相连。

3.根据权利要求1或2所述的基于大功率LED亮度自适应照明的显微成像装置，其特征在于，所述LED阵列(3)包含若干LED单元(17)和两个插针连接器(18)，所有相邻LED单元(17)的间距均相等，构成M x N的LED矩阵；所述LED阵列(3)中第i行第j列的LED单元(17)被点亮后，发出照明光照射在位于载物台(4)上的待测样品上，透过待测样品的衍射光被显微物镜(5)和镜筒透镜(6)进行收集和汇聚，最终照射在光学探测器(7)的成像平面上，形成待测样品的原始显微成像，由计算机(1)保存并通过迭代算法重建样品的高分辨率复振幅。

4.根据权利要求1或2所述的基于大功率LED亮度自适应照明的显微成像装置，其特征在于，所述开关电源电路(9)包括开关电感(10)、场效应MOS管(11)、肖特基二极管(12)、输出电容(13)；

所述开关电感(10)的输出端与场效应MOS管(11)的漏极d相连；所述开关电感(10)的输出端与肖特基二极管(12)的正极相连；所述场效应MOS管(11)的源极s与GND地端相连；所述场效应MOS管(11)的栅极g与所述LED驱动芯片(14)相连；所述肖特基二极管(12)的负极与输出电容(13)的输入端相连；所述肖特基二极管(12)的负极与所述译码继电器(15)的电流输入端相连；所述输出电容(13)的输出端与GND地端相连。

5.根据权利要求1或2所述的基于大功率LED亮度自适应照明的显微成像装置，其特征在于，所述负载电阻(16)的电阻值R_i由开关电源电路(9)的输出电压V_OUT、LED工作电压V_LED(i，j)及LED工作电流I_i所决定，其计算公式为其中i和j分别为LED单元(17)的行列位置编号。