基于斜照明的衬度增强技术研究

发布时间：2017-08-15 09:23

  本文关键词：基于斜照明的衬度增强技术研究

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【摘要】：显微照明系统是保证显微镜系统性能、目视观察及图像拍照效果的重要环节,主要包括集光镜、聚光镜、视场光阑、孔径光阑等。其评价指标为:照明效率、均匀性、分辨率以及图像衬度。为保证显微照明的均匀性、照明效率及分辨率,同时更好的增强图像衬度,已有给予暗场技术、斜照明技术、相衬技术等显微镜照明方法投入使用和研发。但以上衬度技术,都需要在孔径光阑面增加相衬推拉板、暗场推拉板等结构,切换过程复杂,操作灵活性低。本文提出了基于斜照明的衬度增强技术。在兼顾显微镜照明均匀性和效率的基础上分析柯拉照明的相关理论,并通过研究目前的衬度增强技术,提出均匀性和照明效率的评价方法;结合暗场照明和莱茵伯格照明,设计相关试验方案,进行比较研究,并对试验结果进行理论分析;提出了利用LED阵列进行照明的简易柯拉照明系统,并以此实现暗场照明和莱茵伯格照明,用以进一步增强图像衬度;对于当前聚光镜照明孔径角的不足进行了优化设计,避免了试验过程中可能造成的误差和错误。针对照明过程对照明均匀性、照明效率以及照明孔径角的要求,本设计利用ZEMAX对聚光镜的结构进行合理的设计与优化;通过lighttools软件搭建了基于LED阵列的简易柯勒照明系统,并与MOTIC的3W LED照明系统进行仿真对比;同时通过公司试制得到新照明系统,与原照明系统进行实验测试和对比分析。结果表明:在明场照明方面,新照明系统在均匀性上获得了提升,照明效率有一定程度降低,但仍可以完全满足显微镜的观察需求;在暗场照明方面,经过多次试验测试并改善照明结构后发现,新系统可直接通过对LED阵列的控制实现明场、暗场照明的快速切换,实现图像衬度增强。同时,新照明系统作为莱茵伯格照明更有效的实现方式之一,为提高不同衬度技术间切换的灵活性提供了一条新思路。
【关键词】：衬度 柯拉照明 暗场照明 莱茵伯格照明 LED阵列
【学位授予单位】：厦门理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH742
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 引言8-12
• 1.1 显微镜研究进展8-10
• 1.1.1 显微镜概述8-9
• 1.1.2 显微照明发展概述9-10
• 1.2 本论文的研究内容和创新点10-11
• 1.2.1 研究内容10-11
• 1.2.2 创新点11
• 1.3 小结11-12
• 第二章 照明效率、照明均匀性和衬度12-27
• 2.1 概述12
• 2.2 照明效率和照明均匀性12-21
• 2.2.1 照明效率13-15
• 2.2.2 照明均匀性15-17
• 2.2.3 照明效率和照明均匀性的测量方法17-21
• 2.3 分辨率和衬度21-26
• 2.3.1 显微镜分辨率21-22
• 2.3.2 显微图像衬度22-24
• 2.3.3 衬度增强方法24-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 显微镜照明方法及实验设计27-49
• 3.1 柯勒照明27-31
• 3.1.1 科勒照明的概述27-29
• 3.1.2 柯勒照明在显微镜中的应用29-30
• 3.1.3 柯勒照明的调节30-31
• 3.2 斜照明的概述31-33
• 3.3 暗场照明33-37
• 3.3.1 暗场照明的理论论述33-34
• 3.3.2 暗场照明的工作方式34-37
• 3.4 莱茵伯格照明37-40
• 3.5 莱茵伯格照明实验设计40-47
• 3.5.1 在孔径光阑处加滤色片进行莱茵伯格照明试验40-42
• 3.5.2 使用投影系统进行莱茵伯格照明试验42-47
• 3.6 小结47-49
• 第四章 基于LED阵列的柯勒照明系统49-64
• 4.1 使用LED阵列搭建柯勒照明系统49-50
• 4.2 聚光镜的优化50-53
• 4.3 新旧聚光镜分析与对比53-55
• 4.4 基于LED阵列的柯勒照明系统与原 3W LED系统对比55-58
• 4.5 基于LED阵列的柯勒照明系统暗场照明的实现与改进58-62
• 4.6 LED阵列系统实现莱茵伯格照明的可行性62-63
• 4.7 小结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-68
• 致谢68

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