病理切片数字显微成像光学系统的研究

摘要

病理切片扫描仪可获取数字化的病理组织切片和生物组织切片，并对切片进行全方位快速地扫描，该系统已经被生物医学产业界认定为新一代医学诊断技术的基础研究平台之一。本论文主要研究的内容是病理切片数字显微成像光学系统，它是病理切片扫描仪重要的组成部分之一，数字显微成像光学系统对病理切片进行放大供CCD探测进而将病理切片信息呈现在计算机上。
　　本论文根据病理切片扫描仪的分辨率要求和CCD探测器的参数确定数字显微成像光学系统的总体方案，以及各光学元件的性能参数，并对各光学元件进行像差优化设计。该系统所包含的光学元件有聚光照明系统、显微物镜、线阵CCD筒镜、面阵CCD摄影物镜、二倍光学系统、分光棱镜等。根据初级像差理论用解析法求解线阵CCD双胶合筒镜和二倍光学系统的初始结构参数，在现有的光学文献中选择适当的摄影物镜并结合双胶合筒镜利用缩放法设计面阵CCD摄影物镜，用几何光路作图法分析求解聚光镜的初始结构参数。在2009版的Zemax光学设计软件中，对系统所涉及到的各种光学镜头初始结构进行像差优化设计，并对设计理论进行分析、优化，最后对得到的系统进行验证分析。结果表明，本文所设计的光学系统满足精度要求，而且系统设计简单，性能可靠，具有实用性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 显微镜的发展历程

1．1．2 病理切片扫描仪的国内外发展现状

1．2 数字显微成像光学系统的原理

1．3 Zemax光学设计软件

1．4 本文研究内容

2 病理切片数字显微成像光学系统总体设计

2．1 需求分析

2．2 总体方案

2．3 设计流程

3 病理切片数字显微成像系统光学设计

3．1 光学性能参数确定及初始结构选型

3．1．1 显微物镜

3．1．2 线阵CCD筒镜

3．1．3 面阵CCD摄影物镜

3．1．4 二倍光学系统

3．1．5 聚光镜

3．1．6 分光棱镜

3．2 象差优化设计

3．2．1 线阵CCD筒镜象差优化设计

3．2．2 面阵CCD摄影物镜

3．2．3 二倍光学系统

3．2．4 聚光镜

4 像质评价与光学零件加工

4．1 像质评价方法

4．2 像质评价

4．2．1 线阵CCD筒镜

4．2．2 面阵CCD摄影物镜

4．2．3 二倍光学系统

4．2．4 聚光镜

4．3 光学零件加工

4．3．1 套样板

4．3．2 光学零件加工程序

5 病理切片扫描仪扫描结果展示

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录