多維成像系統的聚焦補償裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術揭示了一種多維成像系統的聚焦補償裝置，用于選擇性地調節多軸成像系統中復數個的光學成像元件的最佳像面位置，所述光學成像元件為顯微鏡，所述聚焦補償裝置包括復數個的圖像位置偏移元件，所述圖像位置偏移元件包括一光路徑長度改變元件，所述光路徑長度改變元件設置在所述顯微鏡的光路中。本實用新型專利技術克服了上述的問題，通過提供一個具有可調整的光學元件的多維成像系統的聚焦補償裝置，補償了多維成像系統中獨立元件的像平面位置上的不同，促進了整個系統的制造和確保獨立陣列元件的成像的聚焦。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于顯微鏡陣列
，尤其涉及一種多維成像系統的聚焦補償裝置。
技術介紹
在多維成像系統中，大量光學兀件排列在同一個陣列中，從而在相鄰的光學兀件間有固定的關系。其優勢是可以通過一致運行來掃描物體，使物體成像聚焦到一個期望的像平面上。尤其，在微型顯微鏡陣列中，大量顯微鏡物鏡被安排在同一個陣列中，用來代替一個單獨的物鏡來掃描物體的ー個大區域，速度更快分辨率更高。這樣的微型顯微鏡陣列詳見PCT專利公開號No. WO 02/075370，2002年9月26日出版。微型顯微鏡陣列也指顯微鏡陣列。在顯微鏡陣列中，陣列中每個元件的成像傳感器設置在単獨的大量平面基底上，促進了制造和電子的連接。在那種情況下，相應于每個顯微鏡元件的傳感器的軸向位置不能被單獨調整。然而，鏡頭制造和組裝的錯誤會引起顯微鏡元件的物平面不同，這樣就不能很好地共面。在那種情況下，當顯微鏡元件的物平面是共面的，一些顯微鏡傳感器的圖像就不是共面的，所以成像傳感器探測ー個尚未聚焦的圖像。原則上，這個問題存在于具有ー陣列傳感器和相應光學元件的任何多維成像系統中。為了避免這個問題，透鏡表面的形狀、透鏡厚度和透鏡的分散需要非常高的嚴密度容限。然而，這樣的容限是困難且昂貴的。因此，需要采取方法來補償多維成像系統中獨立元件的像平面位置上的不同，尤其是陣列顯微鏡，以促進這個系統的制造和確保獨立陣列元件的成像的聚焦。
技術實現思路
鑒于上述現有技術存在的缺陷，本技術的目的是提出一種多維成像系統的聚焦補償裝置。本技術的目的將通過以下技術方案得以實現一種多維成像系統的聚焦補償裝置，用于選擇性地調節多軸成像系統中復數個的光學成像元件的最佳像面位置，所述光學成像元件為顯微鏡，所述聚焦補償裝置包括復數個的圖像位置偏移元件，所述圖像位置偏移元件包括一光路徑長度改變元件，所述光路徑長度改變元件設置在所述顯微鏡的光路中。優選的，上述的多維成像系統的聚焦補償裝置，其中所述顯微鏡為微型顯微鏡陣列。優選的，上述的多維成像系統的聚焦補償裝置，其中所述光路徑長度改變元件包括一平面平行板。優選的，上述的多維成像系統的聚焦補償裝置，其中至少兩個的所述光路徑長度改變元件設置在同一個的支承部件上。優選的，上述的多維成像系統的聚焦補償裝置，其中一防反射涂層設置在所述支承部件的至少ー個面上。本技術的突出效果為本技術克服了上述的問題，通過提供ー個具有可調整的光學元件的多維成像系統的聚焦補償裝置，補償了多維成像系統中獨立元件的像平面位置上的不同，促進了整個系統的制造和確保獨立陣列元件的成像的聚焦。以下便結合實施例附圖，對本技術的具體實施方式作進ー步的詳述，以使本技術技術方案更易于理解、掌握。附圖說明圖1是現有技術的陣列顯微鏡的陣列光學元件的示意圖；圖2是圖1的陣列顯微鏡的剖視圖；圖3是本技術實施例1的陣列顯微鏡的剖視圖；圖4是本技術實施例2的陣列顯微鏡的剖視圖；圖5是本技術實施例3的光學路徑長度調整設備示意圖；圖6本技術實施例4的陣列顯微鏡的剖視圖。具體實施方式如圖1所示，傳統的微型顯微鏡陣列10，由三個子陣列12、14、16組成，每個子陣列由基片和顯微鏡陣列10中光學元件的每ー個的三個透鏡的其中ー個組成。因此，對于顯微鏡陣列中的每ー個元件，基片18支撐ー個底部透鏡20 ;基片22支撐ー個中部透鏡24 ;基片26支撐ー個頂部透鏡28 ;三個子陣列中的每ー個透鏡理想上是沿著分開光軸排列。透鏡作為基片的一個完整的部分，或者離散的元件固定在分開的基片上。在任何情況下，它們在基片上有固定的位置，與另ー個有固定的位置。圖1中的陣列顯微鏡的剖視圖如圖2所示。這個部分由四個顯微鏡陣列30、32、34、36組成，由堆積的基片18、20、22的透鏡20、24、28形成。物體38被陣列顯微鏡成像，顯微鏡陣列元件30、32、34、37產生圖像40、42、44、46，被電子傳感器陣列48探測。獨立的顯微鏡陣列元件形成的圖像被放置上不同的軸位置上，如元件34形成的圖像44，由于顯微鏡陣列的制造和組裝誤差。當傳感器陣列和透鏡陣列被固定在単獨的基片上，使陣列元件聚焦的基片的軸向位置的調整將會使至少另ー個元件散焦。實施例1 :本實施例提供了陣列元件中成像表面差異的補償，通過移動獨立顯微鏡元件的成像表面，不移動任何傳感器基片或透鏡陣列基片。如圖3所示，陣列元件的光學路徑長度可以插入到光學路徑中，ー個由媒介組成的補償器，其折射率與浸有陣列的媒介不同，改變了物體與成像之間的光學路徑長度。這反過來改變了元件產生的成像的位置。優選地，這個通過插入平面平行板50到陣列元件的光學通路中，例如元件34的成像表面的軸向位置改變。平面平行板50由合適的光學材料制成，例如玻璃，具有的折射率與旁邊的媒介不同。當平面平行板50的折射率比浸有陣列顯微鏡的媒介多時，成像距離就會増加。當平面平行板50的折射率比浸有陣列顯微鏡的媒介少時，成像距離就會減少。光學路徑長度有關于物理距離山通過光線穿過的媒介的折射率n，如下OPL++++M*d一般地，顯微鏡成像的軸向轉換A依靠于浸有陣列顯微鏡的成像空間的媒介的折射率，平面平行板的折射率和平面平行板的厚度，如下△=t*(np-nm)/np其中np是平面平行板的折射率，nffl是浸有陣列顯微鏡的成像空間的媒介的折射率。顯微鏡陣列的成像空間浸入在空氣中，因此△=t*(np-1)/np例如，圖2中顯微鏡元件34的成像面缺乏傳感面40的距離D。假設顯微鏡的成像空間被浸入在空氣中，通過插入ー個折射率為np厚度為t的平面平行板，成像面被調整到與傳感面40 —致，因此D=t*(np-1)/np如圖3所示，顯微鏡元件34的像平面從位置46移動到位置52。實施例2 如果陣列顯微鏡中多于ー個的顯微鏡元件需要聚焦補償，也就是需要一個補償器，每個元件需要ー個平面平行板。可選擇地，補償器可以是單片機的形式，如圖4所示。使用單片機有兩個原因，與離散的平面平行板不同。第一，單片機的組裝更加簡單。第二，單片機可以被設計來為每個元件引入一個名義上的圖像移動。優選地，抗反射涂層被放置在單片機的光學表面上，使照明光線最大化，在支撐面上減少反射的直線光。這允許單片補償器在兩個方向上補償聚焦。在實踐中，需要聚焦補償的ー些顯微鏡元件具有成像面，成像面的位置是在傳感器面的后面而不是前面。作為ー個可行的方法，當陣列顯微鏡被浸入在空氣中，成像僅可以從顯微鏡元件移動，因為沒有一個折射率小于1. 0的可行的材料。這個方法中，補償器必須放置在所有顯微鏡元件的光學通路中，來轉換所有圖像到ー個正常的面上。圖4展示了圖1中陣列顯微鏡的另ー個截面，有四個不同的顯微鏡陣列元件54、56,58,60組成，其圖像64、66、68、70可以在不同的軸向位置形成，包括一個單片補償器板62。在這個案例中可以看出，圖像64和68可以在傳感面上移動來形成。單片補償器板62的公稱厚度引起顯微鏡陣列元件的圖像的公稱移動。成像傳感器72被放在一個相應的公稱位置。移動區域74、76、78、80在補償平面上相應于顯微鏡陣列元件54、56、58、60，每個移動元件到位置84、86、88、90上。在這個例子中，移動可以是公稱的，如元件78和80，或者ー個凹本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多維成像系統的聚焦補償裝置，用于選擇性地調節多軸成像系統中復數個的光學成像元件的最佳像面位置，其特征在于：所述光學成像元件為顯微鏡，所述聚焦補償裝置包括復數個的圖像位置偏移元件，所述圖像位置偏移元件包括一光路徑長度改變元件，所述光路徑長度改變元件設置在所述顯微鏡的光路中。

【技術特征摘要】
1.一種多維成像系統的聚焦補償裝置，用于選擇性地調節多軸成像系統中復數個的光學成像元件的最佳像面位置，其特征在于所述光學成像元件為顯微鏡，所述聚焦補償裝置包括復數個的圖像位置偏移元件，所述圖像位置偏移元件包括一光路徑長度改變元件，所述光路徑長度改變元件設置在所述顯微鏡的光路中。2.根據權利要求1所述的多維成像系統的聚焦補償裝置，其特征在于所述顯微鏡...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周丕軒，周秀峰，
申請(專利權)人：帝麥克斯蘇州醫療科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：