RU2658140C1 - Confocal fluorescent image spectrum analyser - Google Patents

Confocal fluorescent image spectrum analyser Download PDF

Info

Publication number
RU2658140C1
RU2658140C1 RU2017118131A RU2017118131A RU2658140C1 RU 2658140 C1 RU2658140 C1 RU 2658140C1 RU 2017118131 A RU2017118131 A RU 2017118131A RU 2017118131 A RU2017118131 A RU 2017118131A RU 2658140 C1 RU2658140 C1 RU 2658140C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluorescence
confocal
video sensor
lens
linear
Prior art date
Application number
RU2017118131A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Шульгин
Александр Анатольевич Сирота
Ольга Владимировна Соколова
Элнур Мегралиевич Бабишов
Геннадий Владимирович Пахомов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority to RU2017118131A priority Critical patent/RU2658140C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2658140C1 publication Critical patent/RU2658140C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/44Raman spectrometry; Scattering spectrometry ; Fluorescence spectrometry
    • G01J3/4406Fluorescence spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to devices for scanning the fluorescence spectrum of a research object excited by a laser source and displaying the result in the form of images in the visible and IR ranges. Device uses an optical fiber waveguide that converts linear fragments of a two-dimensional image of the spectrum of the fluorescent emission line of an object into a one-dimensional line transmitted to a monochrome linear video sensor.
EFFECT: increased speed of data processing.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам сканирования возбуждаемого лазерным источником излучения спектра флуоресценции поверхности объекта исследований и представления результата в виде изображений в видимом и ИК-диапазонах.The invention relates to a device for scanning a fluorescence spectrum of a surface of an object of research excited by a laser radiation source and presenting the result as images in the visible and IR ranges.

Изобретение может быть использовано в качестве флуоресцентной сканирующей видеокамеры фотосепаратора или экспресс-анализатора сельскохозяйственной продукции, а также в медицинских целях для флуоресцентной диагностики поверхностных областей различных биологических сред в качестве датчика экспертной системы постановки диагноза. В системах регистрации и машинного зрения фотосепараторов устройство предназначено, прежде всего, для работы в режиме реального времени в качестве быстродействующей сканирующей камеры, регистрирующей флуоресцентные изображения неоднородного потока элементов зерновых смесей или других объектов анализируемого продукта в заданных спектральных интервалах.The invention can be used as a fluorescent scanning video camera of a separator or express analyzer of agricultural products, as well as for medical purposes for fluorescence diagnostics of surface areas of various biological media as a sensor of an expert diagnosis system. In registration systems and machine vision of photo separators, the device is primarily designed to operate in real time as a high-speed scanning camera that registers fluorescence images of an inhomogeneous stream of elements of grain mixtures or other objects of the analyzed product at specified spectral intervals.

Известен сканирующий анализатор фирмы Dilor (Франция), ориентированный на проведение измерений с высоким спектральным разрешением, в котором флуоресцентные изображения объектов реконструируются на основе записанных спектров множества точечных областей (А.В. Феофанов «Спектральная лазерная сканирующая конфокальная микроскопия в биологических исследованиях». Успехи биологической химии - т. 47, 2007, с. 371-410, рис. на с. 381). Анализатор содержит лазерное устройство для возбуждения флуоресценции, освещающее исследуемый объект, объектив, передающий изображение линейной освещенной области объекта в сопряженную плоскость, содержащую конфокальную диафрагму, содержащий также коллимирующий объектив, в фокальной плоскости которого находится конфокальная диафрагма, дифракционную решетку, монохромный видеосенсор, процессор, управляющий формированием данных видеосенсора и синтезирующий ряд флуоресцентных изображений поверхности объекта. Недостатками данного устройства являются: во-первых, сложная система формирования линии освещения и регистрации изображения линии. Лазерная линия формируется поворотом зеркала и линия освещения создается движением сфокусированного луча по поверхности объекта. Соответственно, через точечную конфокальную диафрагму передается информация о нульмерном объекте из области точечного освещения, а одномерное изображение, развернутое в спектр по второй координате, регистрируется двухмерной CCD матрицей за счет синхронного поворота второго зеркала. Во-вторых, синтез изображения осуществляется из нульмерных регистрируемых объектов. Этим определяются дополнительные затраты времени на формирование двухмерного изображения в выбранном спектральном интервале.Known scanning analyzer company Dilor (France), focused on measurements with high spectral resolution, in which the fluorescence images of objects are reconstructed based on the recorded spectra of many point regions (A.V. Feofanov "Spectral laser scanning confocal microscopy in biological research." The success of biological chemistry - vol. 47, 2007, p. 371-410, fig. on p. 381). The analyzer contains a laser device for exciting fluorescence, illuminating the object under study, a lens that transmits an image of the linear illuminated region of the object into a conjugate plane containing a confocal aperture, also containing a collimating lens, in the focal plane of which there is a confocal aperture, diffraction grating, monochrome video sensor, processor, control the formation of video sensor data and a synthesizing series of fluorescent images of the surface of the object. The disadvantages of this device are: firstly, a complex system for forming a lighting line and recording a line image. The laser line is formed by turning the mirror and the lighting line is created by the movement of the focused beam over the surface of the object. Accordingly, information about a zero-dimensional object from the area of spot lighting is transmitted through a point confocal aperture, and a one-dimensional image expanded in a spectrum along a second coordinate is recorded by a two-dimensional CCD matrix due to the synchronous rotation of the second mirror. Secondly, image synthesis is carried out from zero-dimensional recorded objects. This determines the additional time spent on the formation of a two-dimensional image in the selected spectral range.

Наиболее близким по совокупности признаков является «Конфокальный спектроанализатор изображений» (патент RU 2579640 от 14.10.2014, опубл. 10.04.2016, МПК G01J 3/02, G01N 21/01). Спектроанализатор содержит лазерное устройство для возбуждения флуоресценции, освещающее движущийся за предметным стеклом исследуемый объект, объектив, передающий изображение линейной освещенной области объекта в сопряженную плоскость, содержащую конфокальную щелевую диафрагму, содержащий также коллимирующий объектив, в фокальной плоскости которого находится щель диафрагмы, дифракционную решетку, камерный объектив, формирующий в фокальной плоскости двухмерное изображение спектра первого порядка флуоресценции освещенной линейной области объекта, монохромный видеосенсор, процессор, управляющий формированием данных видеосенсора и синтезирующий ряд флуоресцентных изображений поверхности объекта. Недостаток данного устройства состоит в том, что регистрация последовательности линейных участков предметной области в виде ряда двумерных изображений спектров позволяет зарегистрировать максимально возможный объем информации, а при реконструкции изображений в отдельных спектральных интервалах весь объем данных не используется. Затрачиваются большое время и дополнительные вычислительные ресурсы на регистрацию информации и ее обработку. Это ограничивает возможности работы устройства в режиме реального времени, в частности, в системах машинного зрения фотосепараторов.The closest in combination of features is the "Confocal Image Spectrum Analyzer" (patent RU 2579640 dated 10/14/2014, publ. 04/10/2016, IPC G01J 3/02, G01N 21/01). The spectrum analyzer contains a laser device for exciting fluorescence, illuminating the investigated object moving behind a slide, a lens that transmits an image of the linear illuminated region of the object to the conjugate plane, containing a confocal slit aperture, also containing a collimating lens, in the focal plane of which there is a diaphragm slit, a diffraction grating, a camera a lens that forms in the focal plane a two-dimensional image of the spectrum of the first order of fluorescence of an illuminated linear th region of the object, the monochrome image sensor, a processor that controls the formation of image sensor data and synthesizing a series of fluorescence images of the object surface. The disadvantage of this device is that registering a sequence of linear sections of the subject area in the form of a series of two-dimensional images of the spectra allows you to register the maximum possible amount of information, and when reconstructing images in separate spectral intervals, the entire amount of data is not used. It takes a lot of time and additional computing resources to register information and process it. This limits the ability of the device to operate in real time, in particular, in machine vision systems of photo separators.

Заявляемое изобретение предназначено, прежде всего, для применения в системах машинного зрения фотосепараторов в качестве быстродействующей сканирующей видеокамеры, формирующей изображение в спектральных интервалах автофлуоресценции движущегося потока сельскохозяйственной продукции. Флуоресцентная диагностика является эффективным инструментом оценки состава и качественных показателей биологических сред. Заявляемое изобретение также может быть использовано для решения задач флуоресцентной диагностики в медицине. Применяя заявленное изобретение, можно существенно увеличить скорость получения и обработки информации, увеличить производительность процесса сепарации сельскохозяйственной продукции по результатам флуоресцентного анализа.The claimed invention is intended primarily for use in machine vision systems of photo separators as a high-speed scanning video camera that forms an image in the autofluorescence spectral intervals of a moving stream of agricultural products. Fluorescence diagnostics is an effective tool for assessing the composition and quality indicators of biological environments. The claimed invention can also be used to solve the problems of fluorescence diagnostics in medicine. Using the claimed invention, it is possible to significantly increase the speed of obtaining and processing information, to increase the productivity of the process of separation of agricultural products according to the results of fluorescence analysis.

Технический результат в заявленном изобретении достигается тем, что в известном конфокальном сканере, содержащем лазерное устройство для возбуждения флуоресценции, освещающее движущийся за предметным стеклом исследуемый объект, объектив, передающий изображение линейной освещенной области объекта в сопряженную плоскость, содержащую конфокальную щелевую диафрагму, содержащий также коллимирующий объектив, в фокальной плоскости которого находится щель диафрагмы, дифракционную решетку, камерный объектив, формирующий в фокальной плоскости двухмерное изображение спектра первого порядка флуоресценции освещенной линейной области объекта, монохромный видеосенсор, процессор, управляющий формированием данных видеосенсора и синтезирующий ряд флуоресцентных изображений поверхности объекта, согласно изобретению, содержится диодный лазер с коллимирующей цилиндрической линзой, формирующей плоский пучок освещения объекта лазерным излучением, причем оптическая ось объектива, ось цилиндрической линзы и линия освещения объекта лежат в одной плоскости, содержится, как минимум, один оптоволоконный световод, преобразующий линейные фрагменты двухмерного изображения спектра в одномерное, содержится монохромный линейный видеосенсор, причем входные торцы каждого оптического волокна световода расположены в фокальной плоскости камерного объектива на выбранном участке спектрального разложения линии флуоресцентного излучения объекта, а выходные торцы волокон расположены вдоль линии пикселей видеосенсора и ориентированы параллельно его поверхности.The technical result in the claimed invention is achieved by the fact that in a known confocal scanner containing a laser device for exciting fluorescence, illuminating an object under investigation moving behind a slide, a lens transmitting an image of a linear illuminated region of an object into a mating plane containing a confocal slot aperture also containing a collimating lens , in the focal plane of which there is a slit of the diaphragm, a diffraction grating, a camera lens forming in the focal plane The two-dimensional image of the first-order spectrum of the fluorescence of the illuminated linear region of the object, a monochrome video sensor, a processor that controls the generation of video sensor data and synthesizes a series of fluorescence images of the surface of the object, according to the invention, contains a diode laser with a collimating cylindrical lens forming a flat beam of illumination of the object by laser radiation, and optical the axis of the lens, the axis of the cylindrical lens and the line of illumination of the object are in the same plane, contains at least the mind, one optical fiber that converts the linear fragments of a two-dimensional image of the spectrum into one-dimensional, contains a monochrome linear video sensor, the input ends of each optical fiber of the fiber being located in the focal plane of the camera lens in a selected area of the spectral decomposition of the fluorescence line of the object, and the output ends of the fibers are located along the line pixels of the video sensor and are oriented parallel to its surface.

Технический результат, достижимый при использовании данного изобретения, в сравнении с известным техническим решением, основан на оптической выборке необходимых данных двухмерного изображения и их преобразования в одномерный формат, что позволяет исключить неиспользуемую избыточную информацию и существенно увеличить скорость обработки данных.The technical result achievable when using the present invention, in comparison with the known technical solution, is based on the optical sampling of the necessary two-dimensional image data and their conversion to a one-dimensional format, which eliminates unused redundant information and significantly increases the speed of data processing.

В устройстве использован оптоволоконный световод, преобразующий линейные фрагменты двухмерного изображения спектра линии флуоресцентного излучения объекта в одномерное, передаваемое на монохромный линейный видеосенсор, обладающий высоким быстродействием в сравнении с матричным видеосенсором. Кроме того, применение микро-цилиндрической линзы - коллиматора быстрой оси диодного лазера, вследствие малой апертуры линзы, позволяет создать плоский пучок с большой глубиной резкости в области предметного стекла и большой плотности мощности по всей апертуре линии освещения. Конфокальная щелевая диафрагма выполняет роль пространственного фильтра, заграждающего внефокусные лучи. Это приводит к повышению контрастности изображения и исключает влияние внешнего освещения на работу устройства.The device uses a fiber optic fiber that converts linear fragments of a two-dimensional image of the spectrum of the fluorescence line of an object into a one-dimensional one, transmitted to a monochrome linear video sensor, which has high speed in comparison with a matrix video sensor. In addition, the use of a micro-cylindrical lens - a collimator of the fast axis of a diode laser, due to the small aperture of the lens, allows you to create a flat beam with a large depth of field in the area of the slide and a high power density along the entire aperture of the illumination line. The confocal slit diaphragm acts as a spatial filter blocking out-of-focus rays. This leads to increased image contrast and eliminates the influence of external lighting on the operation of the device.

Расположение двух лазерных источников симметрично относительно оптической оси объективов в одной плоскости с этой осью позволяет повысить плотность мощности в линии освещения объекта. В результате расширяется динамический диапазон регистрируемого флуоресцентного сигнала, сокращается время экспозиции видеосенсора и, соответственно, увеличивается скорость работы системы машинного зрения. Освещение двумя плоскими пучками лазерного излучения, расположенными в одной плоскости под углом друг к другу, позволяет избежать теневых областей в изображении объекта.The location of two laser sources symmetrically with respect to the optical axis of the lenses in the same plane with this axis can increase the power density in the illumination line of the object. As a result, the dynamic range of the recorded fluorescence signal is expanded, the exposure time of the video sensor is reduced, and, accordingly, the speed of the machine vision system increases. Illumination with two flat beams of laser radiation located in the same plane at an angle to each other avoids shadow areas in the image of the object.

Оптоволоконный световод, представляющий собой группу волокон, выполнен в виде плоского шлейфа. С целью минимизации потерь информации, полезное сечение световода должно быть максимальным. Поэтому световод состоит из многомодовых волокон с минимальной толщиной отражающей оболочки.A fiber optic fiber, which is a group of fibers, is made in the form of a flat cable. In order to minimize information loss, the useful fiber cross-section should be maximum. Therefore, the fiber consists of multimode fibers with a minimum thickness of the reflective sheath.

Количество и ширина спектральных интервалов, передаваемых световодом на линейный видеосенсор, определяется числом волокон в световоде и апертурой волокон по отношению к размерам двухмерного изображения спектра в фокальной плоскости камерного объектива. Оптическая выборка может быть представлена как разложение в спектр флуоресценции локального участка линии освещения, так и выделение выбранной спектральной области или нескольких областей всего объекта.The number and width of the spectral intervals transmitted by the optical fiber to the linear video sensor is determined by the number of fibers in the optical fiber and the aperture of the fibers with respect to the dimensions of the two-dimensional image of the spectrum in the focal plane of the camera lens. An optical sample can be represented as the expansion into the fluorescence spectrum of a local portion of the illumination line, and the selection of the selected spectral region or several regions of the entire object.

Для увеличения объема регистрируемой информации при сохранении скорости работы устройства может быть применен принцип распараллеливания данных. Для этого, согласно изобретению, выходные торцы регулярной последовательности волокон нескольких световодов смонтированы вдоль линии пикселей одного видеосенсора или нескольких линейных видеосенсоров, объединенных в единую систему формирования флуоресцентных изображений поверхности объекта.To increase the amount of recorded information while maintaining the speed of the device, the principle of data parallelization can be applied. For this, according to the invention, the output ends of the regular sequence of fibers of several optical fibers are mounted along the pixel line of one video sensor or several linear video sensors combined into a single system for generating fluorescence images of the surface of an object.

На Фиг. 1 изображена схема конфокального спектроанализатора флуоресцентных изображений. In FIG. 1 shows a diagram of a confocal fluorescence image analyzer.

Устройство содержит диодный лазер 1, цилиндрическую линзу 2, формирующую плоский пучок 3, проходящий через предметное стекло 4 и сфокусированный в виде линии 5 на объекте. Объектив 6 изображение линии передает в сопряженную плоскость, содержащую щелевую диафрагму 7. Устройство также содержит коллимирующий объектив 8, дифракционную решетку 9, камерный объектив 10, формирующий изображение спектра в фокальной плоскости 11, оптическая ось которого расположена под «углом блеска» 12 к ортогонали решетки. Содержит один или несколько световодов 13 процессор 14, управляющий линейным видеосенсором 15.The device comprises a diode laser 1, a cylindrical lens 2, forming a flat beam 3 passing through a glass slide 4 and focused in the form of a line 5 on the object. The lens 6 transfers the image of the line to the mating plane containing the slit diaphragm 7. The device also contains a collimating lens 8, a diffraction grating 9, a camera lens 10, which forms a spectrum image in the focal plane 11, the optical axis of which is located at a “brightness angle” 12 to the orthogonal of the grating . It contains one or more optical fibers 13 processor 14, which controls the linear video sensor 15.

Работа конфокального спектроанализатора флуоресцентных изображений осуществляется следующим образом. Излучение диодного лазера 1 в направлении «быстрой оси» - направлении максимальной дифракционной расходимости оптического пучка - сжимается коллимирующей цилиндрической линзой 2 с малой апертурой. Плоский пучок 3 лазера, возбуждающего флуоресценцию, проходит через предметное стекло 4 и фокусируется на контактирующем с противоположной стороной стекла объекте исследований в виде линии 5. Освещенная область объекта излучает широкополосный спектр флуоресцентного отклика и изображение рассеянного флуоресцентного излучения линейной области объективом 6 передается в сопряженную плоскость, в которой расположена конфокальная щелевая диафрагма 7, через которую проходит только угловой спектр освещенного участка предметной области. Фокальная плоскость объектива 8 расположена в плоскости диафрагмы 7 и этот объектив преобразует излучение щели в параллельный световой пучок, падающий ортогонально на пропускающую дифракционную решетку 9. Дифракция на решетке в направлении «угла блеска» 12 формирует первый порядок спектрального разложения с максимальной дифракционной эффективностью. Дифракция Фраунгофера в параллельных лучах преобразуется в изображение объективом 10. Это изображение формируется в фокальной плоскости 11 объектива 10, в которой располагаются входные торцы волокон световодов 13. В зависимости от решаемой задачи торцы волокон могут располагаться по направлению разложения в спектр локального участка или локальных участков движения сепарируемого продукта поперек линии зрения (показано на фиг. 1) или в ортогональном направлении (функция цветной камеры потока в целом). Выходные торцы волокон световодов располагаются по направлению линии пикселей линейного видеосенсора 15 и передают излучение соответствующим группам пикселей. Процессор 14 в режиме реального времени управляет работой видеосенсора и реализует обработку данных по соответствующей программе.The work of the confocal spectrum analyzer of fluorescence images is as follows. The radiation of the diode laser 1 in the direction of the "fast axis" - the direction of the maximum diffraction divergence of the optical beam - is compressed by a collimating cylindrical lens 2 with a small aperture. The flat beam 3 of a laser that excites fluorescence passes through a glass slide 4 and focuses on a research object in contact with the opposite side of the glass in the form of a line 5. The illuminated region of the object emits a broadband fluorescence response spectrum and the image of the scattered fluorescence radiation of the linear region of the lens 6 is transmitted to the conjugate plane, in which the confocal slotted diaphragm 7 is located, through which only the angular spectrum of the illuminated area of the subject area passes. The focal plane of the lens 8 is located in the plane of the diaphragm 7 and this lens converts the radiation of the slit into a parallel light beam incident orthogonally to the transmission diffraction grating 9. Diffraction on the grating in the direction of the “angle of brightness” 12 forms the first order of spectral decomposition with maximum diffraction efficiency. Fraunhofer diffraction in parallel beams is converted into an image by the lens 10. This image is formed in the focal plane 11 of the lens 10, in which the input ends of the fibers of the optical fibers 13 are located. Depending on the problem to be solved, the ends of the fibers can be located in the direction of decomposition into the spectrum of a local section or local sections of movement the separated product across the line of sight (shown in Fig. 1) or in the orthogonal direction (function of the color flow camera as a whole). The output ends of the fibers of the optical fibers are arranged in the direction of the pixel line of the linear video sensor 15 and transmit radiation to the corresponding groups of pixels. The processor 14 in real time controls the operation of the video sensor and implements data processing according to the corresponding program.

Claims (6)

1. Конфокальный спектроанализатор флуоресцентных изображений, содержащий лазерное устройство для возбуждения флуоресценции, освещающее движущийся за предметным стеклом исследуемый объект, объектив, передающий изображение линейной освещенной области объекта в сопряженную плоскость, содержащую конфокальную щелевую диафрагму, содержащий также коллимирующий объектив, в фокальной плоскости которого находится щель диафрагмы, дифракционную решетку, камерный объектив, формирующий в фокальной плоскости двухмерное изображение спектра первого порядка флуоресценции освещенной линейной области объекта, монохромный видеосенсор, процессор, управляющий формированием данных видеосенсора и синтезирующий ряд флуоресцентных изображений поверхности объекта, отличающийся тем, что содержит диодный лазер с коллимирующей цилиндрической линзой, формирующей плоский пучок освещения объекта лазерным излучением, причем оптическая ось объектива, ось цилиндрической линзы и линия освещения объекта лежат в одной плоскости, содержит как минимум один оптоволоконный световод, преобразующий линейные фрагменты двухмерного изображения спектра в одномерное, содержит монохромный линейный видеосенсор, причем входные торцы каждого оптического волокна световода расположены в фокальной плоскости камерного объектива на выбранном участке спектрального разложения линии флуоресцентного излучения объекта, а выходные торцы волокон расположены вдоль линии пикселей видеосенсора и ориентированы параллельно его поверхности.1. A confocal fluorescence image analyzer containing a laser device for exciting fluorescence, illuminating an object under investigation moving behind a slide, a lens that transmits an image of a linear illuminated region of an object into a mating plane containing a confocal slit diaphragm, which also contains a collimating lens with a slit in its focal plane apertures, diffraction grating, camera lens, forming in the focal plane a two-dimensional image of the spectrum of of the first order of fluorescence of the illuminated linear region of the object, a monochrome video sensor, a processor that controls the formation of video sensor data and synthesizes a number of fluorescence images of the surface of the object, characterized in that it contains a diode laser with a collimating cylindrical lens forming a flat beam of illumination of the object with laser radiation, the optical axis of the lens the axis of the cylindrical lens and the line of illumination of the object lie in one plane, contains at least one optical fiber, converting The first linear fragments of the two-dimensional image of the spectrum in one-dimensional, contains a monochrome linear video sensor, and the input ends of each optical fiber of the fiber are located in the focal plane of the camera lens in a selected section of the spectral decomposition of the fluorescence line of the object, and the output ends of the fibers are located along the pixel line of the video sensor and are oriented parallel to it surface. 2. Конфокальный спектроанализатор флуоресцентных изображений по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрическая линза является коллиматором быстрой оси диодного лазера, а область фокусировки излучения диодного лазера находится на пересечении оптического пучка с предметным стеклом.2. The confocal spectrum analyzer of fluorescence images according to claim 1, characterized in that the cylindrical lens is a collimator of the fast axis of the diode laser, and the focus area of the radiation of the diode laser is at the intersection of the optical beam with the glass slide. 3. Конфокальный спектроанализатор флуоресцентных изображений по п. 1, отличающийся тем, что содержит два устройства лазерного освещения, расположенных симметрично относительно оптической оси объективов.3. The confocal spectrum analyzer of fluorescence images according to claim 1, characterized in that it contains two laser lighting devices located symmetrically relative to the optical axis of the lenses. 4. Конфокальный спектроанализатор флуоресцентных изображений по п. 1, отличающийся тем, что оптоволоконный световод выполнен из многомодовых волокон с минимальной толщиной отражающей оболочки, выходные торцы которых смонтированы вдоль линии пикселей видеосенсора в виде регулярной последовательности.4. The confocal spectrum analyzer of fluorescence images according to claim 1, characterized in that the optical fiber is made of multimode fibers with a minimum thickness of the reflective sheath, the output ends of which are mounted along the pixel line of the video sensor in the form of a regular sequence. 5. Конфокальный спектроанализатор флуоресцентных изображений по п. 1, отличающийся тем, что монохромный линейный видеосенсор имеет пиксели, размер которых поперек линии пикселей совпадает с апертурой оптических волокон световода.5. The confocal fluorescence image spectrum analyzer according to claim 1, characterized in that the monochrome linear video sensor has pixels whose size across the pixel line coincides with the aperture of the optical fibers of the fiber. 6. Конфокальный спектроанализатор флуоресцентных изображений по п. 1, отличающийся тем, что выходные торцы регулярной последовательности волокон нескольких световодов смонтированы вдоль линии пикселей одного видеосенсора или нескольких линейных видеосенсоров, объединенных в единую систему формирования флуоресцентных изображений поверхности объекта.6. The confocal spectrum analyzer of fluorescence images according to claim 1, characterized in that the output ends of the regular sequence of fibers of several optical fibers are mounted along the pixel line of one video sensor or several linear video sensors combined into a single system for generating fluorescence images of the object surface.
RU2017118131A 2017-05-24 2017-05-24 Confocal fluorescent image spectrum analyser RU2658140C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118131A RU2658140C1 (en) 2017-05-24 2017-05-24 Confocal fluorescent image spectrum analyser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118131A RU2658140C1 (en) 2017-05-24 2017-05-24 Confocal fluorescent image spectrum analyser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658140C1 true RU2658140C1 (en) 2018-06-19

Family

ID=62620059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118131A RU2658140C1 (en) 2017-05-24 2017-05-24 Confocal fluorescent image spectrum analyser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658140C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723890C1 (en) * 2019-11-07 2020-06-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Multichannel confocal image spectrum analyzer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7787132B2 (en) * 2006-02-08 2010-08-31 Sirona Dental Systems Gmbh Method and arrangement for a rapid and robust chromatic confocal 3D measurement technique
EP2685304A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-15 Jasco Corporation Spectroscopic confocal microscope with aperture stop for increased spatial resolution and parallelized data acquisition
RU2579640C1 (en) * 2014-10-14 2016-04-10 Владимир Алексеевич Шульгин Confocal image spectrum analyser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7787132B2 (en) * 2006-02-08 2010-08-31 Sirona Dental Systems Gmbh Method and arrangement for a rapid and robust chromatic confocal 3D measurement technique
EP2685304A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-15 Jasco Corporation Spectroscopic confocal microscope with aperture stop for increased spatial resolution and parallelized data acquisition
RU2579640C1 (en) * 2014-10-14 2016-04-10 Владимир Алексеевич Шульгин Confocal image spectrum analyser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723890C1 (en) * 2019-11-07 2020-06-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Multichannel confocal image spectrum analyzer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10530976B2 (en) Endoscope probes and systems, and methods for use therewith
Mikami et al. Ultrafast optical imaging technology: principles and applications of emerging methods
US9243888B2 (en) Image mapped optical coherence tomography
JP6596001B2 (en) Multifocal multiphoton imaging system and method
US20150177506A1 (en) Microscope device and microscope system
US20100134792A1 (en) Spectroscopic imaging method and system for exploring the surface of a sample
KR20010090718A (en) Novel optical architectures for microvolume laser-scanning cytometers
EP2685304A1 (en) Spectroscopic confocal microscope with aperture stop for increased spatial resolution and parallelized data acquisition
CN106441571A (en) Light source module and line scanning multispectral imaging system using the same
JP6475724B2 (en) Hyperspectral imaging system and method for imaging remote objects
US20090040519A1 (en) Method and apparatus for reconfigurable field of view in a fast-based imaging system
JPH07270307A (en) Scanning type confocal microscope
JP2014010216A (en) Multifocal confocal microscope
JP2004170977A (en) Method and arrangement for optically grasping sample with depth of resolution
WO2012082366A1 (en) Image mapped spectropolarimetry
JP2004354348A (en) Spectroscopic analyzer
US7463344B2 (en) Arrangement for the optical detection of light radiation which is excited and/or backscattered in a specimen with a double-objective arrangement
CN113624666A (en) Stream type imaging system based on dot matrix laser scanning
CN108344695A (en) Reflective multi-wavelength line scans confocal imaging system
US20130250088A1 (en) Multi-color confocal microscope and imaging methods
JP6006053B2 (en) Laser scanning fluorescence microscope
US20100264294A1 (en) Multi-focal spot generator and multi-focal multi-spot scanning microscope
RU2658140C1 (en) Confocal fluorescent image spectrum analyser
RU2579640C1 (en) Confocal image spectrum analyser
US11199448B2 (en) Spectroscopic measurement device and spectroscopic measurement method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200525