[发明专利]亚像元分割编码显微成像装置

摘要

两种亚像元分割编码显微成像装置，属于光学波段显微探测成像装置，解决现有近场光学显微镜成像速度慢、控制困难的问题；同时解决一般显微镜分辨率受到光学衍射限制而不能继续提高、分辨率和视场范围存在矛盾的问题。本发明包括顺序排列的取景窗、编码板、显微物镜和面阵光电探测器，编码板为表面镀有金属膜的石英玻璃板或者自支撑金属膜，镀金属膜或自支撑金属膜上制作有亚波长小孔阵列，各小孔孔径小于瑞利判据中的r值；本发明对显微物镜要成像区域的每个像元进行亚像元分割编码，然后从面阵光电探测器得到的图像中解码出每一个亚像元的值，在拥有大视场的同时又拥有高分辨率，突破了传统的显微物镜的成像分辨率和视场之间的固有矛盾。

主权项

一种亚像元分割编码成像装置，包括顺序排列的取景窗、编码板和面阵光电探测器，所述取景窗为矩形透光窗，所述编码板为表面具有能遮挡工作波段光的亚波长厚度金属镀膜的石英玻璃板或者能遮挡工作波段光的亚波长厚度自支撑金属膜，金属镀膜或自支撑金属膜上制作有亚波长小孔阵列，所述亚波长小孔阵列中，各小孔孔径小于瑞利判据中的r值；其特征在于：所述编码板和面阵光电探测器之间设置有显微物镜；所述亚波长小孔阵列由M×N个子阵列加上编码所必需的P‑1列组成，为M行N×P+P‑1列的阵列，每个子阵列对应显微物镜的一个物方像元，均为按P阶循环s矩阵排列的小孔阵列，M＝3～1024，N＝3～1024，分别为最终成像的像元的行数和列数，P＝3、7、11、15、19、23、31、35、43、47、63、71、79、83、103、127、255、511或1023；亚波长小孔阵列中最右边的P‑1列与最左边的P‑1列相同；各子阵列构成相同，均为由0和1组成的P行P列循环s矩阵的任一行构成；P＝3时，首行为101，P＝7时，首行为1110100，P＝11时，首行为11011100010，P＝15时，首行为000100110101111，P＝19时，首行为1100111101010000110，P＝23时，首行为11111010110011001010000，P＝31时，首行为0000100101100111110001101110101，P＝35时，首行为00100110101000010011101111100011101，P＝43时，首行为：1100101001110111110001011100000100011010110，P＝47时，首行为：11111011110010101110010011011000101011000010000，P＝63时，首行为：000001000011000101001111010001110010010110111011001101010111111，P＝71时，首行为：11111 11011 10100 11011 10001 1010110100 01110 10010 10011 10001 0011010001 00000 0，P＝79时，首行为：11101 10011 11010 01011 11110 1100001100 01010 10101 11001 11100 1000000101 10100 00110 0100，P＝83时，首行为：11011 00101 11100 01100 01010 1111111010 01110 11001 00011 01000 0000101011 10011 10000 10110 010，P＝103时，首行为：11101 00111 00011 11111 00010 1101110111 01010 01000 01001 10100 1101111011 01010 00100 01001 0111 00000001110 00110 100，P＝127时，首行为：00000 01000 00110 00010 10001 1110010001 01100 11101 01001 11110 1000011100 01001 00110 11010 11011 1101100011 01001 01110 11100 11001 0101011111 11，P＝225时，首行为：00000 00101 11000 11101 11100 0101100110 11000 01111 00111 00001 0101111111 10010 11110 10010 10000 1101110110 11111 01011 10100 00011 0010101010 00110 10110 00110 00001 0010110110 10100 11010 01111 11011 1001100111 10110 01000 01000 00011 1001001001 10001 00111 01010 11010 0010001010 01000 11111，以下字符对应关系：以八进制0、1、2、3、4、5、6、7分别表示二进制000、001、010、011、100、101、110、111；P＝511时，首行为：00102 14116 25303 36467 10502 5517662226 77115 23140 14312 15137 6426165454 74373 50153 33540 55372 5201225713 56016 35117 27242 20634 1366632073 60777 01737 05631 01123 5507476330 52216 15527 04610 4，P＝1023时，首行为：00040 22101 44641 12417 27266 6003015460 53270 67704 36366 64012 0552437362 26023 10506 67007 43577 1030556415 26362 66202 11140 26123 5470576505 66541 46650 16475 15223 4076346750 52676 04721 65755 10205 1261637660 43234 47415 66143 67644 5006431351 32105 46451 06073 36027 1271673463 52736 62423 30416 27624 6312517630 65715 32304 56057 25277 6405227425 73523 34434 37760 07037 5611743175 31311 1。