CN1369702A - 高速光干涉层析成象仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显微成象仪,尤其是涉及一种医学干涉显微成象仪。为解决现有技术中成像速度慢等问题,本发明采用的技术方案是***采用共焦结构,既欲成像的物体处于物镜的焦线上,光电传感器处于成像物镜的焦线上,物镜沿轴向或径向作一维扫描。欲成像的物体也可处于物镜的焦点上。光电传感器也可处于成像物镜的焦点上。所述的物镜采用柱面镜,所述的光电信号传感器采用线阵CCD器件。所述的光源采用红外波段的激光器。本发明具有速度快、体积小巧、结构简单等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种显微成象仪，尤其是涉及一种医学干涉显微成象仪。
背景技术
光干涉层析成像(OCT，Optical Coherence Tomography)技术是第一种以相干为特性的医学成象技术，其理论基础是早期的白光干涉测量法，起源于最初用作网络故障检测的光学相干域反射测量技术(OCDR，Optical Coherence-Domain Reflectometry)。OCDR原本用于检测光缆的瑕疵，但不久人们就认识到它具有探测眼睛和其它生物组织的能力。OCT概念的首次提出是在1991年，美国麻省理工大学的D.Huang和J.G.Fujimoto等采用OCT技术成功地对人眼视网膜的细微结构和动脉壁成象。作为在透明、轻度散射介质和强散射介质中成象的例证，这一研究使用830nm SLD光源的光纤迈克尔逊干涉仪，达到10μm的轴向分辨率。1993年，演示了人类视网膜的活体光学相干层析成象。1995年，开始眼科的临床研究。短短十年间，OCT迅速发展起来，在分辨率和性能上有了很大的提高，并由此拓展出多种的成象模式，如多普勒OCT(ODT)、偏振敏感型OCT(PS-OCT)、光谱OCT、差分吸收型OCT、与双光子荧光或超声结合的OCT技术，并在同内窥镜结合的方式中实现了对内部器官的断层成象。这些不同模式的成象为从微观上更好地观察组织结构，了解其生理功能提供了手段。
然而，至今为止，已有的OCT***均有一个重大的缺点：成象速度太慢。在这些OCT***中，每一个时刻只能得到一个象素点，欲得到一幅完整的图像，需要逐点完成两个方向的扫描。由于OCT***成象分辨率极高，为了得到高分辨率的图像，其扫描速度难以提高。
如发明(专利申请号99240337.5)采用了一组由激发滤光片、双色反射镜、抑制滤光片组成的可替换配对组合，不但使***保留了原有的光路简化、结构紧凑、体积小和成本低廉等优点，还使得***实现了对各种荧光和非荧光样品的三维图像测试；发明专利(申请号99113633.0)公开了一种有自定位的光纤共焦扫描显微镜，包括光纤共焦扫描显微镜和准共焦小视场显微镜。也就是说，该发明的一台显微镜具有两种显微镜的功能，既有显微扫描层析成像的功能，又有一次成像的功能，即是对测定目标进行自定位的功能。但这些***在实现显微扫描层析成像时速度较慢，尤其是在对人体进行在体实时成像时，由于动脉毛细血管的震动，使得成像难以实现。
因此，成象速度慢，就成为共焦扫描显微镜一个严重的缺点。特别是在用于生物医学中的在体测量时，成象速度慢严重地限制了共焦扫描显微镜的应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种高速OCT***。
为了克服现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：高速光干涉层析成象仪其构成为：激光光源，反射镜，物镜，半透半反镜，成像物镜，狭缝，光电信号传感器，光电信号传感器将收到的光信号转成数据后，送数据采集装置，进入计算机进行处理，***采用共焦结构，既欲成像的物体处于物镜的焦线上，光电传感器处于成像物镜的焦线上，激光光源发出的光束经准直物镜，由半透半反镜***为两路光束，一路经反射镜4，再到反射镜3返回，通过半透半反镜，经过成像物镜，经由狭缝9后，再通过放大物镜；另一路光束经过物镜在被测物体的内部聚焦成一焦线，由处于焦线的物体组织反射后，再经过物镜、半透半反镜、成像物镜聚焦成一线状光束，经由狭缝后，再通过放大物镜，上述两路光束发生干涉，产生的干涉信号由光电传感器接收，所述的物镜由附加的控制装置控制沿轴向或径向作一维扫描；欲成像的物体也可处于物镜的焦点上；光电信号传感器也可处于成像物镜的焦点上；所述的物镜采用双胶合柱面镜；所述的成像物镜采用双胶合柱面镜；所述的光电信号传感器采用线阵CCD器件；光源采用红外波段的宽带激光器。
本发明可使OCT的速度提高几百倍，同时可以简化共焦扫描显微镜的结构，减小体积，大大地拓展了OCT的使用范围。
附图说明
图1是共焦扫描显微镜的***结构图。
其中：1是物镜；2和3是反射镜；4是半透半反镜；5是准直物镜；6是激光光源；7是成像物镜；8是狭缝；9是放大物镜；10是光电信号传感器；11是数据采集装置；12是计算机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1示出本的***结构图。其中：1是物镜；2和3是反射镜；4是半透半反镜；5是准直物镜；6是激光光源；7是成像物镜；8是狭缝；9是放大物镜；10是光电信号传感器；11是数据采集装置；12是计算机。
本发明的工作原理如下：激光光源6为近红外波段的激光器，其发出的宽带光束经准直物镜5扩展成直径1毫米至几毫米的均匀、平行光束，经半透半反镜4***为两路光束：一路经反射镜3，再到反射镜2返回后，通过半透半反镜4，经过成像物镜7聚焦成一线状光束，经由狭缝8后，由放大物镜9成象在光电信号传感器10上；另一路光束经过物镜1在被测物内部聚焦成一焦线，由处于焦线的被测物反射后，再经过物镜1、半透半反镜4，经过成像物镜7聚焦成一线状光束，经由狭缝8后，由放大物镜成象9在光电信号传感器10上。当两路光束的光程差小于光的干涉距离时，光电信号传感器10可以接收到两路光束的干涉信号。由于光电信号传感器10上的象素与处于焦线的被测物有一一对应关系，因此，此时可得到处于焦线的被测物数百甚至数千个象素。随着柱面镜1和反射镜2在X方向或Y方向移动，可以得到X-Z平面或Y-Z平面被测物组织的高分辨率图像。由于只需在一个方向作扫描运动，所以该装置可以高速成象。光电信号传感器10输出的信号经过数据采集装置11送入计算机12，经过计算机计算后可以得到被测物的层析图象。
Claims (7)
1.高速光干涉层析成象仪其构成为：激光光源，反射镜，物镜，半透半反镜，成像物镜，狭缝，光电信号传感器，光电信号传感器将收到的光信号转成数据后，送数据采集装置，进入计算机进行处理，其特征是，***采用共焦结构，既欲成像的物体处于物镜的焦线上，光电传感器处于成像物镜的焦线上，激光光源发出的光束经准直物镜，由半透半反镜***为两路光束，一路经反射镜4，再到反射镜3返回，通过半透半反镜，经过成像物镜，经由狭缝9后，再通过放大物镜；另一路光束经过物镜在被测物体的内部聚焦成一焦线，由处于焦线的物体组织反射后，再经过物镜、半透半反镜、成像物镜聚焦成一线状光束，经由狭缝后，再通过放大物镜，上述两路光束发生干涉，产生的干涉信号由光电传感器接收，所述的物镜由附加的控制装置控制沿轴向或径向作一维扫描；
2.根据权利要求1所述的高速光干涉层析成象仪，其特征是，***采用共焦结构，且欲成像的物体处于物镜的焦点上；
3.根据权利要求1所述的高速光干涉层析成象仪，其特征是，***采用共焦结构，光电信号传感器处于成像物镜的焦点上；
4.根据权利要求1所述的光干涉层析成像仪，其特征在于：所述的物镜采用双胶合柱面镜；
5.根据权利要求1所述的光干涉层析成像仪，其特征在于：所述的成像物镜采用双胶合柱面镜；
6.根据权利要求1所述的光干涉层析成像仪，其特征在于：所述的光电信号传感器采用线阵CCD器件；
7.根据权利要求1所述的光干涉层析成像仪，其特征在于：光源采用红外波段的宽带激光器。
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| CN1319011C (zh) * | 2002-12-03 | 2007-05-30 | 维森盖特有限公司 | 使用平行射线照射的小对象的光学层析术和后标本光学放大 |
| CN1321322C (zh) * | 2004-08-30 | 2007-06-13 | 浙江大学 | 测量三维折射率的微分干涉层析方法及其测量仪 |
| WO2010069116A1 (zh) * | 2008-12-17 | 2010-06-24 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 压缩态光场的成像*** |
| CN110854045A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-28 | 西北电子装备技术研究所(中国电子科技集团公司第二研究所) | 利用准直光路调整芯片吸盘与基板吸盘平行度的方法 |
| CN111413070A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-14 | 蔚海光学仪器（上海）有限公司 | 亮度检测装置及其检测方法 |
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2002
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