一種近距離成像裝置制造方法及圖紙

一種近距離成像裝置，包括外殼、中繼透鏡和成像單元，外殼內設有照射單元和信號接收單元，照射單元包括發光體和照射透鏡，發光體與照射透鏡相對設置，信號接收單元包括傳感器和信號接收透鏡，傳感器與信號接收透鏡相對設置；所述照射透鏡和信號接收透鏡置于中繼透鏡的同一側，中繼透鏡另一側朝向外殼外；所述成像單元與傳感器相連接，成像單元用于輸出檢測物的圖像信息，所述傳感器與信號接收透鏡之間設有編碼孔徑層，編碼孔徑層具有多個通孔，編碼孔徑層使傳感器與信號接收透鏡以編碼孔徑方式進行成像；本發明專利技術一次曝光能夠獲取多個圖像信息，減少圖像信息的采樣時間，提高成像速度，使其能夠即時對自然狀態下的活體組織快速成像。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種成像裝置，特別涉及一種醫用近距離成像裝置。
技術介紹
顯微醫學成像歷史悠久，是檢測、觀察、測量人體器官組織不可或缺的工具。這些成像信息有益于醫學診斷和治療。傳統顯微鏡需要取樣，固定，脫水，切片等過程來長時間處理樣本。因此，實時觀察活體組織和細胞結構對醫學界非常有吸引力。近年來，弱相干光斷層掃描(OCT)成像利用相干光，例如用紅外激光和邁克爾遜干涉原理來穿透皮膚組織成像。通過這種方法得到的圖像是縱深平面的。另一種方法，共聚焦顯微鏡，利用相同的光路，照明和接收生物組織內發出的光信號，最終的成像是生物組織內橫向平面圖像。一個點狀光用來照明一個特定的目標樣品，因此可以消除傳統顯微鏡應變光線和其他副作用。像OCT和共聚焦顯微鏡這樣的裝置通常比較笨重，而且限定單一波長如激光作為光源。但是光信號發出和接收都是通過光束分離器，這種結構通常不適合用作醫療或其他應用的微型結構，因為光束分離器通常需要直角構成，導致占用空間較大。其中光束分離器使得反射出的光源信號只能朝樣品方向照射，來自樣品的光信號可穿透光束分離器到達光傳感器，但是光束分離器通常是針對特定波長有效的，結果是該裝置只可以在單一或少數幾個波長情況下工作。為了解決上述問題，出現了一種使用中繼透鏡的近距離成像裝置；采用中繼透鏡替代光束分離器，依然實現了光信號的正確傳遞，而且中繼透鏡對多種波長的光信號有效，使得本專利技術能夠適用于多種工作情況；另外，采用中繼透鏡后，照射單元和信號接收單元無需呈直角布置，使得設備的結構能夠更小、更緊湊，更能適用于醫療設備或其他微型設備。但是這種近距離成像裝置的成像速度依然較慢，一次曝光只能獲取一個圖像信息，若要獲取檢測物整體的圖像信息，必須進行多次采樣，導致獲取圖像信息花費的時間較多，從而影響了成像速度。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種近距離成像裝置，該裝置一次曝光能夠獲取多個圖像信息，以減少圖像信息的采樣時間，從而大大提高成像速度，使其能夠即時對自然狀態下的活體組織快速成像。上述近距離成像裝置，包括外殼、中繼透鏡和成像單元，外殼內設有照射單元和信號接收單元，照射單元包括發光體和照射透鏡，發光體與照射透鏡相對設置，信號接收單元包括傳感器和信號接收透鏡，傳感器與信號接收透鏡相對設置；所述照射透鏡和信號接收透鏡置于中繼透鏡的同一側，中繼透鏡另一側朝向外殼外；所述成像單元與傳感器相連接，成像單元用于輸出檢測物的圖像信息，所述傳感器與信號接收透鏡之間設有編碼孔徑層，編碼孔徑層具有多個通孔，編碼孔徑層使傳感器與信號接收透鏡以編碼孔徑方式進行成像。在
技術介紹
中提及了一種使用中繼透鏡的近距離成像裝置，這種成像裝置一次曝光只能獲取一個圖像信息，若要獲取檢測物整體的圖像信息，必須進行多次采樣，導致獲取圖像信息花費的時間較多，從而影響了成像速度。而本專利技術采用編碼孔徑方式進行成像，編碼孔徑層上的每一個通孔采集一個圖像信息，由于編碼孔徑層上具有多個通孔，所以進行一次曝光便能采集多個圖像信息；例如，采用兩個通孔采集圖像 信息，即一次曝光便得到2個圖像信息，使成像速度增快2倍，當采用N個通孔采集圖像信息時，即一次曝光便得到N個圖像信息，使成像速度增快N倍。更重要的是，現有成像技術速度過慢，將為病人帶來了大量隱性危機；因為現有技術需要取樣，固定，染色，脫水，切片等過程來長時間處理樣本，所以不可能對多個部位進行采樣檢驗，假若只采集了健康的細胞，而未能采集到病變細胞時，將會出現以下情況檢驗報告顯示病人非常健康，但病變細胞依然存在于人體，結果將導致病人錯失治療時機。顯然，本專利技術提供的技術方案使成像速度得到質的飛躍，使其能夠即時對自然狀態下的活體進行采樣、成像，所以在短時間內便能獲得各個檢測部位的圖像信息，解決現有技術存在的隱性危機，保障了病人的健康，為醫學領域帶來重大貢獻。優選的，所述傳感器與編碼孔徑層之間設有聚焦層，聚焦層將經過編碼孔徑層的反射光聚焦至傳感器。因為并不是所有反射光均能到達傳感器的有效區域，這將導致大量的有效信息流失；為了解決這個問題，本專利技術設置了聚焦層，使得反射光能夠盡可能聚焦至傳感器的有效區域，減少了信息的流失，提高了成像的效率。優選的，所述聚焦層由多個透鏡排列而成，編碼孔徑層上的一個或多個通孔與一個透鏡相對應。優選的，所述編碼孔徑層的通孔為可開閉結構。由于編碼孔徑層的通孔為可開閉結構，只要控制通孔的開閉時間，便能簡單地控制采集圖像信息時的曝光時間。優選的，所述編碼孔徑層的通孔為條形狀，多個通孔在水平方向或垂直方向平行排列；或所述編碼孔徑層在水平方向和垂直方向均平行排列有通孔；當近距離成像裝置工作時，水平方向和垂直方向的通孔交替打開。設置水平方向或垂直方向的通孔是為了去除雜光，水平方向的通孔用于去除垂直方向的雜光，垂直方向的通孔用于去除水平方向的雜光，使成像的準確性得以提高。通過交替打開水平方向和垂直方向的通孔，便能夠依次去除垂直方向和水平方向的雜光，使成像的準確性得以提高。優選的，所述編碼孔徑層至少包括一水平孔徑層和一垂直孔徑層，水平孔徑層和垂直孔徑層交替布置；所述水平孔徑層的通孔為條形狀，多個通孔在水平方向平行排列；所述垂直孔徑層的通孔為條形狀，多個通孔在垂直方向平行排列。同理，水平方向的通孔用于去除垂直方向的雜光，垂直方向的通孔用于去除水平方向的雜光，同時設置水平方向和垂直方向的通孔，使得水平方向和垂直方向的雜光得以去除，從而提高了成像的準確性。優選的，所述水平孔徑層和垂直孔徑層的通孔同時打開。由于水平孔徑層和垂直孔徑層的通孔同時打開，使得水平方向和垂直方向的雜光能夠同時去除，提高了去除雜光的效率。優選的，所述編碼孔徑層上的通孔呈矩陣排列。優選的，所述編碼孔徑層為LCD或機械針孔層，且當所述編碼孔徑層為可編程控制的IXD時，IXD通過編程控制通孔的大小、方向、密度和開閉。優選的，所述照射透鏡、信號接收透鏡與檢測物的檢測面共軛布置。由于照射透鏡、信號接收透鏡與檢測物的檢測面共軛布置，使獲得的圖像信息符合共軛成像的原理，方便圖像信息輸出時的運算。優選的，所述照射透鏡和信號接收透鏡并排布置；或所述照射透鏡和信號接收透鏡圍繞中繼透鏡的同一側布置；上述的照射透鏡由單個透鏡體構成，或由多個透鏡體并排排列組成；上述的信號接收透鏡由單個透鏡體構成，或由多個透鏡體并排排列組成。優選的，所述發光體為照射光波長可調的發光體。由于發光體發出的照射光波長可調，使得近距離成像裝置能夠根據檢測物調節照射光的波長，以更準確的獲得檢測物的圖像信息。優選的，所述發光體包括IXD和背光源，IXD —側與照射透鏡相對,另一側與背光源相對。優選的，所述IXD上設有多個可開閉的通孔。 由于LCD的通孔為可開閉結構，只要控制通孔的開閉時間，便能簡單地控制采集圖像信息時的曝光時間。優選的，所述發光體包括背光源和具有多個可開閉通孔的機械針孔層，機械針孔層一側與照射透鏡相對，另一側與背光源相對。當無需調節照射光波長的時候，可以采用機械針孔層替代LCD，用以控制采集圖像信息時的曝光時間。附圖說明圖I是本專利技術第一種實施例的結構示意圖；圖2是本專利技術工作原理示意圖；圖3是本專利技術水平孔徑層的結構示意圖；圖4是本專利技術垂直孔徑層的結構示意圖；圖5是本專利技術編碼孔徑層的結構示意圖；圖6是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種近距離成像裝置，包括外殼、中繼透鏡和成像單元，外殼內設有照射單元和信號接收單元，照射單元包括發光體和照射透鏡，發光體與照射透鏡相對設置，信號接收單元包括傳感器和信號接收透鏡，傳感器與信號接收透鏡相對設置；所述照射透鏡和信號接收透鏡置于中繼透鏡的同一側，中繼透鏡另一側朝向外殼外；所述成像單元與傳感器相連接，成像單元用于輸出檢測物的圖像信息，其特征在于：所述傳感器與信號接收透鏡之間設有編碼孔徑層，編碼孔徑層具有多個通孔，編碼孔徑層使傳感器與信號接收透鏡以編碼孔徑方式進行成像。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：于燕斌，相韶華，
申請(專利權)人：廣州市盛光微電子有限公司，廣州博隆興中信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：