本實用新型涉及光學(xué)中的成像技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種光源模塊及應(yīng)用其的線掃描多光譜成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，由于共聚焦技術(shù)能夠使用狹縫或小孔濾鏡除非成像平面的雜散光，大大提高了成像分辨率，而且共聚焦具有非侵入性檢查的優(yōu)點，越來越成為成像領(lǐng)域研究的熱點。傳統(tǒng)的點掃描聚焦是使用兩面振鏡同時掃描，使得光源照亮待測對象的每一點，通過其反射光或者熒光成像，當(dāng)待測物體尺寸越大時，一幅圖像完成掃描需要的時間越長，對振鏡的掃描速度要求也變得更高。在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了線掃描共焦成像，線掃描共焦成像使用一維掃描線光束代替點光束照明，該方法分辨率低于點共焦成像，但是系統(tǒng)更加簡單，而且探測靈敏度高，成像幀頻高，較之于前方法更具優(yōu)勢。

同時，單波長的眼底成像技術(shù)已經(jīng)不能滿足眼科診斷的需要，因此，多光譜眼底成像設(shè)備應(yīng)運而生。由于光譜圖像數(shù)據(jù)中每一像元含有與被測物理組分有關(guān)的光譜信息，能直接反映出目標(biāo)的物理光譜特征，我們不僅可以對目標(biāo)樣品的畸形進行定性定量分析，還可以通過光學(xué)成像技術(shù)，獲取更準(zhǔn)確直觀的目標(biāo)物體分布圖，為分析、檢測、監(jiān)控、測量等應(yīng)用提供更為精準(zhǔn)的資料信息。由于光譜成像的這些優(yōu)點，因此在水質(zhì)檢測，大氣監(jiān)測，生態(tài)環(huán)境檢測，軍事目標(biāo)識別，生物醫(yī)學(xué)診斷等方面都有著廣泛的應(yīng)用。

目前，常見的多光譜眼底成像設(shè)備大都是點光源作為光源，然后通過探測裝置前的色散系統(tǒng)將從樣品反射或透射回來的成像光束分開為序列譜線，最后通過對序列譜線進行同時探測以實現(xiàn)對同一樣品同時的多光譜成像。不同波長光源的通斷控制操作復(fù)雜，很難選擇性的對特定波長成像，而且采用點照明的成像方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成像速度慢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光源模塊及應(yīng)用其的線掃描多光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過選擇成像使用的波長，濾除大部分的雜散光，從而大大提高了成像速度；且所述線掃描多光譜成像系統(tǒng)的組成簡單，且在光路組成中一一對應(yīng)使得控制使用更加簡單。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的，提供一種光源模塊，包括寬帶光源、沿所述寬帶光源出射照明光束的傳播方向依次設(shè)置的準(zhǔn)直鏡、色散單元及數(shù)字微鏡陣列；

所述寬帶光源出射的照明光束進入所述準(zhǔn)直鏡，并經(jīng)所述準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直為不同波長的平行光束，所述不同波長的平行光束經(jīng)所述色散單元的分光后，所述不同波長的平行光進入所述數(shù)字微鏡陣列的不同位置，通過控制所述數(shù)字微鏡陣列的偏轉(zhuǎn)角度實現(xiàn)對所述不同波長的平行光進行選擇性通斷，并將選擇的特定波長的平行光束反射出去。

進一步地，所述寬帶光源為白光發(fā)光二極管、白光超發(fā)光二極管、超輻射激光器或鹵素?zé)簦?/p>

所述準(zhǔn)直鏡為消色差透鏡；

所述色散單元為棱鏡、寬帶衍射光柵或全息光柵。

相應(yīng)地，本實用新型還提供一種線掃描多光譜成像系統(tǒng)，包括照明模塊、成像模塊、顯示模塊及上述的光源模塊；

所述照明模塊包括柱面鏡、分光單元、掃描單元、照明透鏡及檢查前置鏡；

所述成像模塊包括成像物鏡及探測裝置；

所述顯示模塊包括圖像采集卡及輸出單元；

所述數(shù)字微鏡陣列選擇的特定波長的平行光束反射進入所述柱面鏡形成特定波長的線光束，所述特定波長的線光束中部分線光束經(jīng)所述分光單元聚焦在所述掃描單元上形成掃描光束，所述掃描光束依次經(jīng)所述照明透鏡透、檢查前置鏡透射后進入待測物形成成像光束，由待測物返回的所述成像光束依次經(jīng)過所述檢查前置鏡、照明透鏡透及掃描單元進入所述分光單元中，經(jīng)所述分光單元反射進入所述成像物鏡，再經(jīng)所述成像物鏡聚焦到所述探測裝置，所述探測裝置將所述成像光束的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送至所述圖像采集卡，所述圖像采集卡將接收到的電信號轉(zhuǎn)化為圖像信息發(fā)送給所述輸出單元進行顯示。

進一步地，所述寬帶光源為白光發(fā)光二極管、白光超發(fā)光二極管、超輻射激光器或鹵素?zé)簦?/p>

所述準(zhǔn)直鏡為消色差透鏡；

所述色散單元為棱鏡、寬帶衍射光柵或全息光柵。

進一步地，所述柱面鏡為柱面透鏡；

所述分光單元為寬帶分光平面或?qū)拵Х止饫忡R；

所述掃描單元為反射式高精度掃描振鏡。

進一步地，所述探測裝置為面探測裝置。

進一步地，所述面探測裝置為面陣電荷耦合器件、或面陣互補金屬氧化物半導(dǎo)體陣列或面陣光電二極管陣列。

本實用新型的有益效果:本實用新型提供的線掃描多光譜成像系統(tǒng)，其可以通過數(shù)字微鏡陣列選擇成像使用的波長，濾除大部分的雜散光，從而大大提高了成像速度；且所述線掃描多光譜成像系統(tǒng)的組成簡單，且在光路組成中一一對應(yīng)使得控制使用更加簡單。

附圖說明

圖1是本實用新型第一實施例的線掃描多光譜成像系統(tǒng)的模塊組成示意圖；

圖2是本實用新型第二實施例的線掃描多光譜成像系統(tǒng)的工作原理示意圖；

圖3是本實用新型一實施例的線掃描多光譜成像系統(tǒng)的光路示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不應(yīng)用于限定本實用新型。

請一并參見圖1和圖2，本實用新型提供的線掃描多光譜成像系統(tǒng)，所述線掃描多光譜成像系統(tǒng)用于將待測物20進行線掃描成像，所述線掃描多光譜成像系統(tǒng)10包括：光源模塊100、照明模塊200、成像模塊300及顯示模塊400，其中，

所述光源模塊100包括寬帶光源101、沿所述寬帶光源101出射照明光束的傳播方向依次設(shè)置的準(zhǔn)直鏡102、色散單元103及數(shù)字微鏡陣列104；

所述照明模塊200包括柱面鏡201、分光單元202、掃描單元203、照明透鏡204及檢查前置鏡205；

所述成像模塊300包括成像物鏡301及探測裝置302；

所述顯示模塊400包括圖像采集卡401及輸出單元402；

所述寬帶光源101出射的照明光束進入所述準(zhǔn)直鏡102，并經(jīng)所述準(zhǔn)直鏡102準(zhǔn)直為不同波長的平行光束，所述不同波長的平行光束經(jīng)所述色散單元103(寬帶衍射光柵，300lp/mm)的分光后，所述不同波長的平行光進入所述數(shù)字微鏡陣列104的不同位置，通過控制所述數(shù)字微鏡陣列104的偏轉(zhuǎn)角度實現(xiàn)對所述不同波長的平行光進行選擇性通斷，并將選擇的特定波長的平行光束反射出去；

所述數(shù)字微鏡陣列104選擇的特定波長的平行光束反射進入所述柱面鏡201(雙膠合柱面鏡，f＝60mm)形成特定波長的線光束，所述特定波長的線光束中部分線光束經(jīng)所述分光單元202(透射反射比10/90)聚焦在所述掃描單元203(Cambridge 6230H掃描振鏡)上形成掃描光束，所述掃描光束203依次經(jīng)所述照明透鏡透204(f＝50mm)、檢查前置鏡205(VOLK 78D)透射后進入待測物20形成成像光束，由待測物20返回的所述成像光束依次經(jīng)過所述檢查前置鏡205、照明透鏡透204及掃描單元203進入所述分光單元202中，經(jīng)所述分光單元202反射進入所述成像物鏡301，再經(jīng)所述成像物鏡301(f＝100mm)聚焦到所述探測裝置302(CIS VCC-G32S21CL面陣CCD)，所述探測裝置302將所述成像光束的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送至所述圖像采集卡401，所述圖像采集卡401將接收到的電信號轉(zhuǎn)化為圖像信息發(fā)送給所述輸出單元402進行顯示。

其中，所述寬帶光源101為白光發(fā)光二極管、白光超發(fā)光二極管、超輻射激光器或鹵素?zé)簦鰧拵Ч庠?01用于發(fā)出多個波長的光線；

所述準(zhǔn)直鏡102為消色差透鏡，所述準(zhǔn)直鏡102用于將發(fā)散光束準(zhǔn)直為平行光束；

所述色散單元103為棱鏡、寬帶衍射光柵或全息光柵作用是將不同波長的光分散為不同的角度，投射到數(shù)字微鏡陣列104；

所述數(shù)字微鏡陣列104通過控制其的偏轉(zhuǎn)角度實現(xiàn)對所述不同波長的平行光進行選擇性通斷，選擇特定波長的平行光，濾除其他波長的雜散光，并將選擇的特定波長的平行光束反射出去。

其中，成像透鏡301為普通透鏡，作用是將分光單元202反射的成像光束聚焦，傳遞到共焦狹縫和探測裝置302；

所述柱面鏡201為柱面透鏡；

所述分光單元202為寬帶分光平面或?qū)拵Х止饫忡R；

所述掃描單元203為反射式高精度掃描振鏡。

其中，所述探測裝置302為面探測裝置，所述面探測裝置為面陣電荷耦合器件、或面陣互補金屬氧化物半導(dǎo)體陣列或面陣光電二極管陣列。作用是將成像光束所攜帶的光信號轉(zhuǎn)化為電信號

其中，所述輸出單元402為帶有顯示屏的電子裝置，用于將所述圖像信息轉(zhuǎn)化為圖像信號進行顯示。所述輸出單元402可為計算機，平板電腦、手機及其他帶顯示屏的電子裝置。

本實用新型的有益效果:本實用新型提供的線掃描多光譜成像系統(tǒng)，其可以通過數(shù)字微鏡陣列選擇成像使用的波長，濾除大部分的雜散光，從而大大提高了成像速度；且所述線掃描多光譜成像系統(tǒng)的組成簡單，且在光路組成中一一對應(yīng)使得控制使用更加簡單。

請參閱圖3，圖3為本實用新型一實施例的線掃描多光譜成像系統(tǒng)的光路示意圖，在一些實施例中的待測物為眼球。所述寬帶光源為白光發(fā)光二級管，出射多個波長的發(fā)散光束；所述準(zhǔn)直鏡為消色差的準(zhǔn)直透鏡在所述發(fā)散光束的光路上，將所述多個波長的發(fā)散光束準(zhǔn)直為平行光束；所述色散單元為在所述平行光束光路上的寬帶衍射光柵，當(dāng)所述平行光束遇到所述寬帶衍射光柵，所述將所述多個波長的平行光束色散到所述數(shù)字微鏡陣列的不同位置；所述數(shù)字微鏡陣列，通過對多個波長的平行光束進行選擇性通斷，并將選擇獲取的特定波長的平行光束反射進入所述照明模塊的柱面鏡。

所述柱面鏡為柱面透鏡，在所述特定波長的平行光束的光路上，用于將所述特定波長的平行光束變換為特定波長的線光束；所述分光單元為寬帶分光棱鏡，在所述特定波長的線光束的光路上，將所述特定波長的線光束聚焦在所述掃描單元的不同位置上；所述掃描單元為反射式高精度掃描振鏡，當(dāng)其轉(zhuǎn)動時，所述特定波長的線光束的反射角度發(fā)生變化，使得所述線光束變換為掃描光束；所述照明透鏡及檢查前置鏡，用于將所述掃描光束順序通過到達所述眼球形成成像光束，且同步將所述眼球反射回的成像光束逆序反射經(jīng)分光棱鏡反射至所述成像物鏡。

所述成像物鏡，用于將所述成像光束聚焦到所述探測裝置的不同位置；

所述探測裝置，在所述成像光束的光路上，用于將所述成像光束的光信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送到所述顯示模塊進行顯示。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。