压电摆镜微扫描显微热成像系统

摘要

本发明涉及一种压电摆镜微扫描显微热成像系统，以带有压电摆镜微扫描器的显微热成像装置为核心部件，由压电陶瓷驱动元件控制压电摆镜沿着四个角度摆动，从而改变光学平面反射镜的反射角度以改变反射光束的位置，得到不同位置的子图像。具体过程是先使光学平面反射镜运动到某幅子图像位置，然后保持这个位置采集图像，然后再转向下一个子图像位置采集图像，继续直到采集完第四幅图像，即可完成2×2微扫描模式的系统微扫描图像采集。其优点是：具有较高的性价比，且具有无需制冷、功耗低、体积小、重量轻等特性，使显微热成像系统成本大大降低，并且能够得到高分辨率、高性能的显微热图像。

主权项

一种压电摆镜微扫描显微热成像系统，其特征是：核心部件为带有压电摆镜微扫描器的显微热成像装置，该装置由红外显微物镜、压电摆镜微扫描器、非制冷焦平面探测器组件、图像采集卡、显微热图像处理系统、手动升降台及系统供电电源组成，红外显微物镜用于将物体红外辐射图像放大成像在非制冷焦平面探测器上；压电摆镜微扫描器主要由光学平面反射镜、精密光学平板支座、压电摆镜以及控制器组成。精密光学平板支座使光学平面反射镜固定在压电摆镜上，并且与光轴保持一定倾角，通过压电摆镜的电致伸缩特性驱动光学平面反射镜运动而改变光学元件的空间位置来改变由它们生成的图像的空间位置，由压电陶瓷驱动元件来控制摆镜上下左右倾斜，使其得到四幅不同位置的图像，形成标准2×2微扫描模式；非制冷焦平面探测器组件用于将红外显微物镜成的辐射图像转换为电子图像，并按标准视频输出；图像采集卡依次将四帧低分辨率标准视频热图像转化为数字图像，并存于计算机中；显微热图像处理系统主要通过与获取微扫描图像相同的方式交叉融合4幅低分辨率欠采样图像为1幅高分辨率的过采样热图像，同时完成显微热图像的显示、存储、预处理、识别和分析功能；手动升降台及电源用于集成显微热成像装置，并提供工作电源；所述带有微扫描装置的显微热成像系统的成像步骤如下：(1)通过红外显微物镜将物体的红外辐射图像成像到非制冷红外焦平面探测器阵列上，并将接收到的光信号转换为电信号进行积分放大、采样保持，再由读出电路将微弱的电信号进行电子放大和逻辑处理，最终形成显微热图像；(2)在红外显微物镜与非制冷红外焦平面探测器之间加入压电摆镜微扫描器，光学平面反射镜与光轴保持有倾角，并由压电摆镜带动光学平面反射镜进行偏转，使红外显微物镜在非制冷焦平面探测器像面形成含有沿倾角方向的微位移显微热图像；(3)由红外显微物镜所成场景的显微热图像通过压电摆镜微扫描器后，形成2×2微扫描模式，得到四帧低分辨率显微热图像；(4)非制冷焦平面探测器组件输出标准模拟视频；(5)通过图像采集卡依次将四帧低分辨率标准视频热图像转化为数字图像，并存于计算机中；(6)通过与获取微扫描图像相同的方式交叉融合四帧低分辨率图像，获得一幅高分辨率的过采样显微热图像；(7)对高分辨率显微热图像进行图像显示、存储、预处理、识别和分析处理。