CN102119352B - 用于显微激光束操控的光学指示器 - Google Patents

Abstract

提供一种与显微镜一起使用的物镜组件。物镜具有使得图像束经由物镜朝着显微镜的目镜发射的光学轴线。反射镜相对于物镜的光学轴线以一角度定位。激光组件定位在反射镜的第一侧上，以便将激光束朝着所述反射镜引导，使得激光能量被反射镜反射，并在大致与光学轴线对准的方向上经过物镜。包括光源的指示器组件定位成光线在反射镜的另一侧入射，以便在与激光束的方向相反的方向上反射光束，从而提供通过物镜发射的激光束的位置的光学表现。

Description

用于显微激光束操控的光学指示器

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2008年6月10日提交的共同待审的临时专利申请No.61/060,354以及于2009年6月9日提交的美国申请No.12/481,363的优先权，这些申请的披露内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体涉及一种在显微镜的目镜中提供作为操控样本(例如在显微外科手术中通过激光束)的位置的表示的光学指示，并且特别是，本发明涉及一种用于显微镜的物镜组件，该物镜组件在激光束外科手术过程中显微操控样本时在显微镜的目镜中提供光学指示。

背景技术

近年来生物和医药的进步导致了在细胞上进行激光束显微外科手术的开发。激光束很好地适用于例如单个细胞或细胞器官的小物体的显微操控。激光束提供了非接触消融、挥发、除菌和变性、切割或热和光化学-光治疗的其它形式的优点。焦点尺寸、激光波长、脉冲持续时间以及激光功率的四个参数提供了适用于不同应用的多种治疗。使用激光束显微外科手术的一个实例是应用激光束来治疗哺乳动物卵母细胞和胚胎。但是，激光束显微外科手术或多种倒置或直立显微镜的操控可用于多种不同的外科手术、医疗或研究应用。

根据激光束显微外科手术的常用实践方法，进行显微外科手术的人员观察显示样品以及将激光束施加在样品何处的屏幕。激光束在样品上的位置的一种指示有时是在样本上形成表明来自激光束的热量所具有的作用的范围的多个等温线轮廓。这种等温线轮廓的实例在美国专利No.7,359,116和美国专利申请No.11/764,064中得到描述，这些专利和专利申请通过引用来结合，似乎是它们在这里得到完全披露。因此，非常希望在显微镜的目镜内提供操控样本的位置的光学指示。

发明内容

本发明总体涉及一种显微镜的目镜内的指示器组件及其使用。虽然使用屏幕来指示激光位置的系统和方法是有效的，通过经由显微镜的目镜提供表示激光位置的可见指示，本发明改善了这些系统和方法。

根据本发明的实施例，提供一种用于显微镜的物镜组件。此目镜具有光学轴线，使得图像束(image beam)经由物镜朝着显微镜的目镜发射。反射镜相对于物镜的光学轴线以一角度定位。激光组件定位在反射镜的第一侧，以便朝着所述反射镜引导激光束，使得能量被反射离开反射镜，并在大致与物镜的光学轴线对准的方向上经过物镜。此激光束具有人眼不可见的波长。包括光源的指示器组件被定位成光线入射在反射镜的另一侧，以便在与激光束方向相反的方向上反射光束，从而提供在显微镜的目镜中提供通过物镜发射的激光束的位置的光学表现。进行显微外科手术的人员可因此在进行显微外科手术的同时经由目镜得到激光操控位置的指示。

因此，本发明目的在于提供一种用于提供经由显微镜目镜可见的作为激光在样本上的位置的表现的束。

本发明的目的还在于提供一种能够安装在显微镜的转动架上的物镜组件。

与附图相结合地考量，本发明的其它目的和特征将通过以下详细描述中变得清楚。但是，应该理解到附图只出于说明的目的而设计，而作为对本发明范围的限定，本发明的范围应该参考所附的权利要求书。

附图说明

为了更加完整地理解本发明，必须结合附图参考以下的描述，附图中：

图1是根据本发明的一个示例性实施例的物镜组件的透视图；

图2是根据本发明的一个示例性实施例的物镜组件的透视图；

图3是图1所示的物镜组件的截面图；

图4A和4B是根据本发明的一个示例性实施例的物镜组件的示意图；

图5A是根据本发明的反射镜组件的第一实施例的示意图；

图5B是根据本发明的反射镜组件的另一可选实施例的示意图；

图6A-6H表示根据本发明的一个实施例的物镜壳体；

图7A和7B是根据本发明的一个实施例的指示器壳体的截面图；

图8A-8G表示根据本发明的一个实施例的反射镜座；

图9A-9D表示根据本发明的一个实施例的指示器盖；

图10A和10B分别是根据本发明的一个实施例的具有开口的圆盘的立视图和侧视图；以及

图11是具有本发明预期类型的物镜组件的显微镜的示意图。

具体实施方式

本发明的示例性实施例涉及一种用于提供经由显微镜目镜可见的光学指示的系统，可见束优选地表示激光束的准确位置。本发明还是涉及一种具有物镜、指示器组件和可以用于显微镜或可以进行激光操控的其它装置的激光组件的物镜组件。本发明还针对使用经由显微镜的目镜表示激光束的位置的指示器来进行激光显微使用的方法。

参考图1-4B，其中物镜组件100的示例性实施例被表示成具有安装有物镜120和转动架适配器130的壳体110。如图11所示，物镜组件100优选地经由转动架适配器130安装在显微镜的转动架50上。例如，转动架130可包括与显微镜的转动架的螺纹部分相对应的螺纹部分，使得物镜组件100可被旋在转动架上。另一种可选方式是，转动架适配器130可以被滑动或卡扣就位，或者包括外部锁定机构，以便将物镜组件100安装到转动架并优选地将物镜组件100在显微镜的转动架上保持就位。

如图4A所示，物镜120优选地具有光学路径122，还称为光学轴线。优选地，显微镜经由显微镜镜台、物镜120发射图像束并进入目镜，使得镜台上的样品可以经由目镜看到。图像束优选地经由管透镜和目镜聚焦(见图11)在观察者的眼睛上，并且可以调节强度以适应观察者。在物镜组件100被安装在显微镜的转动架上时，图像束优选地与光学路径122同轴。因此，显微镜的镜台上的样品(例如正在沿着物镜120的光学路径122研究、操控的样品)可以经由目镜看到。

根据所示的实施例，物镜组件100还可包括激光组件500。这种激光组件在美国专利No.7,359,116和美国专利申请No.11/764,064中说明和描述，两个专利文件已经转让给Hamilton Thorne Biosciences，Inc.并且通过引用整体结合于此。例如，激光组件500优选地包括例如激光二极管的激光源510、校正透镜(collimating lens)520和反射镜530。激光源510优选地朝着校正透镜520发射椭圆锥形激光，更优选地从激光源510朝着校正透镜520发散。理解到通过激光源510朝着校正透镜520发射的激光可被汇聚或校正，而不偏离本发明的范围。进一步理解到从校正透镜520发射的激光的校正程度可以通过改变激光源510和校正透镜520之间的距离来调节，并且这种调节使得从物镜120出现的激光束与用来在目镜焦平面形成物体图像的光线(通常可见的)准确地共焦。激光优选地朝着并经过校正透镜520传输，在校正透镜520之后激光被校正。因此，激光作为校正的激光束522离开校正透镜520。这里使用的术语“校正激光束”和“指示器校正束”用来指的是激光束和/或光束可以略微汇聚或发散以便使其与可见图像束共焦。

参考图5A，在第一实施例中，校正的激光束522可以朝着二色反射镜530发射。根据反射镜530的示例性实施例，例如红外反射器的涂层532可以设置在面向激光源510的反射镜530上。优选地，涂层532提高了朝着物镜120离开反射镜530红外校正的激光束522的反射性能。

图5A表示从校正透镜520到物镜120的校正激光束522的路径。校正激光束522离开校正透镜520，并朝着反射镜540沿着第一激光路径524运行。一旦校正的激光束522接触反射镜530的前表面532，校正激光束522反射离开反射镜530，并且朝着物镜120沿着第二激光路径534运行。第二激光路径534优选地与物镜120的光学轴线122大致同轴对准，因此朝着物镜120并进一步朝着显微镜的镜台运行。但是，本领域的普通技术人员理解到这种同轴对准会不精确，并且因此术语“大致对准”被用来说明校正激光束平行于物镜的光学轴线并接近与物镜的光学轴线出色同轴对准(如果没有出色同轴对准的话)。因此，校正激光束522还大致与显微镜的图像束对准，但是在相反方向上朝着物体并因此离开目镜运行。由于激光束可以在红外波长的区域内并离开目镜运行，激光束可能在显微镜的目镜内不能看到。校正激光束522的位置以及优选的样本上的计算机目标覆盖物(例如等温线环)可以在屏幕上显示，人员可以在进行显微镜使用的同时看到。

参考图3-4A，根据本发明，优选地在反射镜530的离开激光组件500的相反侧上设置指示器组件300。如所示，指示器组件可包括例如LED(发光二极管)的指示器光源310，朝着反射镜530发射光线。优选地，光线朝着指示器校正透镜320发射，指示器校正透镜320校正光线，使得校正光束(这是指的是指示器校正束322)朝着反射镜530离开指示器校正透镜320。指示器校正束322可以接着被反射镜530反射离开物镜120并因此朝着显微镜的目镜。优选地，指示器光源310和指示器校正透镜320被安装在优选地连接到壳体110的指示器座360上。

参考图5A，指示器校正束322优选地从指示器校正透镜320沿着第一指示器路径324朝着反射镜530运行。被二色反射镜530的涂覆红色反射器涂层537的第二侧538反射之后，指示器束322沿着第二指示器路径334运行。优选地，第二指示器路径334大致与第二激光路径534以及物镜120的光学路径或光学轴线122同轴对准但在相反方向上。更优选地，第二指示器路径334与显微镜的图像束同轴并大致对准，并朝着显微镜的目镜运行。

参考图5A，激光束522优选地被反射镜530的第一侧536反射，并且指示器束322优选地被反射镜530的相反侧上的第二侧538反射。第二侧538可包括反射器涂层或其它增加反射的机构。另一种可选方式是，第二侧538可不被涂覆，或者涂覆不反射涂层。

虽然图5A的实施例表示单个反射镜530，多个反射镜可根据应用而定的设计选择来设置。根据设置多于一个反射镜的实施例，激光组件和指示器组件可以位于光学路径的相同侧上、垂直定位等，而不偏离本发明的范围。另外，虽然45°反射镜是优选的，理解到反射镜530的角度可以变化，并且反射镜沿着物镜的光学路径的位置也可以变化，而不偏离本发明的范围。

同样参考图5B，其中描述了本发明的反射镜构造的另一可选实施例。在图5B中，只有反射镜的前表面涂覆IR反射涂层532。反射镜530的后侧使得指示器束经由反射镜传输并通过反射层下侧反射，以便形成指向目镜的指示器束334。反射层532可被构造成使其优选地从层532的上层反射～45°入射光束522，并从层532的相反侧反射～45°入射指示器束322。再者，反射镜构造的目的在于形成大致与物镜的光学轴线对准但是在与激光束能量方向相反的方向上的指示器束。

优选地，朝着指示器校正透镜320发射的光线的直径被控制，例如从指示器光源310的直径减小。参考图10，减小元件340可以设置在指示器光源310和指示器校正透镜320之间，大致定位在校正透镜320的焦点处，以便提供小的指示器光源。如所示，减小元件230的实施例可经由大致圆形形状，例如大致圆形或平的圆盘。但是理解到减小元件340可以是细长、圆柱形或矩形、六边形等，而不偏离本发明的范围。

如图10A和4A所示，减小元件340包括指示器光线可以穿过其中朝着指示器校正透镜320发射的开口342。减小元件342将防止指示器光线经过减小元件340的其它部分。因此，朝着指示器校正透镜320发射的光线的直径可以通过控制开口342的尺寸来控制。根据示例性实施例，开口342具有大约5-10μm之间的直径，更优选为约5μm。虽然开口342被表示成具有大致圆形形状，理解到开口342的形状可以变化，而不偏离本发明的范围。另外，不改变本发明的范围，具有小直径的光源可用来代替减小元件340来发射指示器光线。

参考图作为描述插入部分362和外部部分364的指示器座360的实施例的截面图的7A和7B。插入部分362优选地被构造并配置成接收在壳体110内，并且外部部分364优选地被构造成并配置成在附接到壳体110时在外部延伸到壳体110。

插入部分362优选地包括第一孔口362a，第一孔口362a具有带有接近插入部分362的外端部的第一内直径的第一区域363a和带有靠近第一区域363a的第二内直径的第二区域363b。第一区域363a优选地设置尺寸和形状以便在其中接收指示器束校正透镜320。第二内直径可以臂第一内直径窄小，并且优选地防止指示器校正透镜320在第一孔口362a内比所需插入更深。因此，指示器束校正透镜320可定位在离开342的焦点距离处，可以称为点源。此外，插入部分362可包括第一区域363a内的多个开口314，每个开口314设置尺寸和形状以便接收杆或其它稳定元件，从而定位指示器束校正透镜320，并将指示器束校正透镜320保持就位。根据示例性实施例，杆可插入每个开口314，直到指示器校正透镜320根据需要定位，随后粘合剂也可插入开口314，以便将校正透镜320固定在第一区域363a内的正确位置上。优选地，指示器校正透镜320通过杆或其它定位和保持机构被定位和固定在离开开口342的焦点距离处。在所示的实施例中，插入部分362包括具有两对相对开口314的四个开口314，这通过在粘合剂之后从指示器校正透镜320的四侧提供力来有助于定位和稳定指示器校正透镜320。

外部部分364优选地包括第二孔口364a，第二孔口364a具有带有接近外部部分364的外端部的第一内直径的第一区域365a和具有靠近第一区域365a的第二内直径的第二区域365b。第二区域365b优选地设置尺寸和形状以便在其中接收光源310。第二内直径可以比第一内直径窄小，并且优选地防止指示器光源310在第二孔口364a内比所需插入更深。例如，如图4A所示，指示器光源310可包括具有比指示器光源310更大宽度的光源凸缘312。光源凸缘312优选地具有比第二区域365b的第二内直径大的直径，从而防止止挡312进入第二区域365b。

参考图7B，中间部分367被设置在插入部分362和外部部分364之间，优选地具有其直径比插入部分362的第二区域363b的第二直径和外部部分364的第二区域365b的第二直径窄小的开口367a。参考图4A，减小元件340的实施例具有小于或等于外部部分364的第二区域365b的第二直径但大于中间部分367的直径的直径。因此，减小元件340可接收在外部部分的第二区域365b内，并在中间部分367的周围。因此，由于光线从指示器光源310朝着指示器校正透镜320发射，来自于指示器光源310的光线的直径可以根据减小元件340的开口342的尺寸减小。另一种可选方式是，减小元件340可以设置尺寸和形状以便接收在插入部分362的第二区域363b内或者接收在中间部分367内，而不偏离本发明的范围。

优选地，外部部分364包括用于接收螺丝352以便将指示器座360附接到壳体110的一个或多个第一孔口368。优选地，弹簧352a(见图3)或其它压迫机构被设置在第一孔口368内或靠近第一孔口368。参考图2、4和7B，外部部分364可包括局部切口，局部切口设置尺寸和形状以便通过弹簧接收将指示器座360连接到壳体110的螺丝352的头部，从而在指示器座360和壳体110之间保持恒定压力。

外部部分364还优选地包括用于接收例如调节螺丝354的调节机构的一个或多个第二孔口369。如图1-2所示，手柄256可靠近调节螺丝354的头部连接到添加螺丝354。指示器光源310和指示器校正透镜320以及指示器束322的位置可以通过调节机构调节，例如通过相应地转动手柄356来手动调节。优选地，指示器束322的小调节可造成目镜的图像平面上的焦点位置的改变。优选地，一个调节螺丝354可调节沿着X轴的位置，并且一个调节螺丝354可调节沿着Y轴的位置。调节螺丝的数量可以变化，而不偏离本发明的范围。另外，会不需要手柄和/或调节螺丝。相反，也可以设置用于调节指示器束的方向、指示器束所汇聚的指示器束的焦点位置的替代调节机构。

参考图4A和7BA，指示器座360的外部部分364的实施例包括凹槽361，凹槽361设置尺寸和形状以便部分接收外部部分364和壳体110之间的球361，其中球361可以是平衡点。如上所述，螺丝352内的弹簧352a可以在指示器座360上朝着壳体110施加力。相比之下，调节螺丝354可以将指示器座360运动离开壳体110，因此与弹簧352a的力相反。应该理解到可以设置调节指示器束322的方向的替代配置、系统和方法，而不偏离本发明的范围：例如，可以代替球361a使用圆端螺丝，以便使得外部部分364压在壳体110上。参考图1和9A-9D，指示器组件300优选地包括指示器盖350。

根据本发明的实施例，调节螺丝354可以设置成没有手柄356，其中例如设计用于调节螺丝354的特殊工具的工具可以用来转动或在采用其它方式移动调节螺丝354。优选地，调节螺丝354可以设置并保持在设定位置，并且如果它们需要重新调节便重新设置。

根据图6A-6J所示的壳体110的实施例，壳体110可包括物镜接收部分112，物镜120经由物镜接收部分112安装在壳体110上。激光接收部分113可从物镜120垂直伸出并包括激光孔口113a。激光组件500的校正透镜520优选地容纳在激光孔口113a内。另外，活塞540并且更优选的是活塞540的近侧部分542可以在激光孔口113a内朝着和离开物镜接收部分112移动。

参考图3-4A，所示的活塞540的实施例部分接收在壳体110内。活塞540可包括具有容纳其中、安装其上或者连接到活塞540上的激光源510的近端542。近端542优选地接收在壳体110内，并优选地保持在壳体110内，例如保持激光源510和校正透镜520之间的对准。活塞540还可包括在壳体110外部延伸的远端544，远端544可朝着和离开校正透镜520移动。

壳体110还可包括沿着壳体110的侧部和反射镜孔口114延伸的细槽116(见图2)。反射镜孔口114优选地设置尺寸和形状以使得反射镜座140经由反射镜孔口114插入壳体110。参考图8A-8G，其中风速计座140的实施例被表示成具有安装元件142，安装元件142具有用于接收反射镜530并暴露反射镜530的两侧的开口142a。还可设置第一指示器开口144a和第二指示器开口144b，优选地彼此垂直，并且与开口142a流体连通。因此，指示器束322可优选地沿着第一指示器路径324在第一指示器开口144a内朝着反射镜530运行，并被反射镜322反射到第二指示器路径334内，而没有障碍。

通过设置朝着目镜发射的指示器束322并同时保持与校正激光束522大致对准的指示器组件300，观察者可看到校正的激光束522在镜台上的位置以及在样品上的位置的指示。因此，使用者可以在实际发射激光之前看到激光将在样品上聚焦在何处。与观察激光在屏幕上的位置相比，经由目镜并因此在进行激光操控的显微镜处的可见指示可有助于激光操控。

根据本发明的示例性实施例，校正的激光束522运行经过物镜120，直到它在物镜120上方的一个距离处汇聚到激光焦点为止。优选地，激光焦点靠近显微镜的镜台，更优选地在希望进行激光操控(例如消融)的镜台上方一个高度处。激光焦点的高度优选地通过调节激光源510和校正透镜520之间的距离来控制。例如，激光源510可以别连接到朝着和离开校正透镜520移动的活塞540上。

校正激光束522并且更具体的是激光焦点的水平位置优选地固定并保持与物镜光学路径122同轴。相反，被操控的样品优选地移动，直到校正激光束522(更具体的是激光焦点)在样品上位于所需位置。

根据示例性实施例，一旦实现所需对准，激光组件、物镜和指示器组件被配置和固定。因此，即使物镜或物镜组件从一个显微镜移除到另一显微镜等，也可保持精度。但是会希望经常校正物镜组件，例如每天。

本发明的示例性实施例涉及一种在显微镜的目镜视野内提供可见标记的方法，优选地指示激光或其它光源在物体上的位置。例如，在激光或其它束通过反射镜被引入光学路径的系统中，指示器组件可被设置成将指示器束发射到反射镜的相反侧上。在反射镜是45°反射镜时，指示器束优选地平行于正在朝着反射镜发射的激光或其它束。因此，被反射的束还可保持彼此平行。优选地，束被配置成使得被反射的束同轴并在相反方向上运行，使得虽然被反射的激光或其它束朝着显微镜的镜台发射，被反射的指示器束也朝着目镜发射。因此，虽然激光或其它束达到显微镜的镜台和其上的样品，指示器束也可达到目镜，因此提供激光或其它束被提供到镜台上的可见表现。

可以由其提供指示器束的适当系统的实例(例如通过设置这里描述的指示器组件)包括通过Hamilton Thorne，Inc.提供的ZILOS-tk和Xyclone激光系统，该激光系统具有固定到物镜并能安装到显微镜的转动架的激光器。在这种系统中，定位在物镜的光学轴线内的激光源、校正透镜和二色反射镜以及被设置和对准，使得被二色反射镜反射的激光束与物镜的光学路径/光学轴线同轴和重合，指示器组件可被添加，而不为现有系统添加过大体积。更具体地，由于可以使用相同的二色反射镜，该系统可相对容易地调整。

另一种可选方式是，使用指示器组件可被添加到使用以落射荧光格式引入的激光束的显微镜。另外，理解到指示器组件可设置成没有物镜，并且可设置在显微镜内的不同位置，而不是安装在转动架上。例如，指示器组件可设置在转动架的上方或下方，优选地配置成使得指示器束与激光束和图像束同轴。

当前销售的大多数显微镜是无限校正的，这指的是从物镜到目镜的管透镜的光线是校正的。管透镜将校正束聚焦在形成图像的照相机或目镜平面上。指示器束也被校正并优选通过管透镜聚焦在相同平面上。因此，紧点(LED和校正透镜之间开口的图像)可以设置在图像平面上。

但是，某些显微镜是“160mm校正的”，其中没有管透镜，并且来自物镜的光线直接聚焦在离开物镜接近160mm的图像平面上。指示器组件也可设置在这种显微镜内。优选地，与使用非160mm校正的显微镜相比，指示器校正透镜320被进一步远离开口342设置。因此，汇聚指示器束可以形成，并且校正透镜位置可以被设置成使得指示器束优选地在大致160mm处汇聚成的图像。换言之，指示器束优选地在与来自物镜的图像相同的距离处汇聚。小的紧点优选地形成在图像平面上。指示器组件可以用于两种类型的显微镜，并不局限于无限校正的显微镜。

根据本发明的其它一些实施例，激光源包括从电子封装件供能的内部激光器。激光源可使用从激光器提供光学能量的光纤缆线得到。激光器可以是内部激光器和外部激光器之一，以大约1480nm的波长(λ)操作。激光束还可与光学图像共焦。

显微镜可采取倒置或非倒置显微镜的形式。显微镜的物镜可采取缩短的光学链，以便提供标准的总长度为45mm的等焦面物镜单元模块。该系统还可适用于较长的等焦面系统，例如Nikon CFI 60光学器件(60mm的等焦面系统)。

根据另一实施例，转动架具有可移除的转动架适配器。转动架适配器可以是多种转动架适配器设计中的一种，由此形成通用安装系统，使得光学投射系统安装到显微镜上。

本发明的系统可以用于多种不同的应用，包括消融、解剖、摘除、分割、运动、保持或采用激光源通过其它方式影响生物细胞或组织。

在示例性应用的进一步细节中，早期哺乳动物胚胎被包容在保护层内(透明带(ZP))。ZP相对类似于鸡蛋壳。这种蛋白质ZP层具有通常是10-20μmd变化厚度以及变化的厚度。胚胎在从单个细胞生长到胚泡的过程中保持在ZP内，在胚泡阶段，胚胎从ZP出来，并将其植入子宫壁。

已经发现某些胚胎(通常是来自年长母亲的胚胎或已经冷冻储存的胚胎)通常具有比年轻母亲或未处理胚胎坚固的ZP层。因此，在胚胎从ZP出来的时刻，在较坚固层中会具有很大的阻力，这必须被克服。如果胚胎不能在有限的时间内着床(hatch)，它将会死亡，并且怀孕失败。

辅助着床来自于通过在ZP中形成胚胎可更容易出来的孔或间隙来增加怀孕的观察。这已经使用机械或超声切割、化学腐蚀(酸化Tyrodes溶液)或通过ZP的部分激光消融来实现。

激光可用来在ZP层中形成穿透(或者几乎穿透)ZP厚度的沟槽。沟槽形成胚胎将随后出来的薄弱区域。多种类型的激光可消融ZP。已经发现在水中被强力吸收的波长λ＝1480nm的激光可有效地热解ZP。激光可以相对短的脉冲使用，以避免进入附近胚胎分裂球的大量热传导，并且同时避免对细胞化学的化学影响，这是由于它不在非光化学红外波长的区域内。ZP被移除到激光脉冲过程中通过局部温度历史确定的激光束的半径。

相同的激光系统可用来消融ZP的较大区域，使得完整的分裂球可被移除以便外部分析。在这种情况下，激光以一系列脉冲的形式指向ZP的相邻部分，以便腐蚀掉较大区域。通常，间隙被打开，直到吸液管可被引入以便吸出分裂球。胚胎相对弹性，并且通常在着床和活检ZP消融的过程中存活。

激光系统的相关应用的另一实例在于用于遗传分析极体的直接移除。移除可以在卵母细胞阶段(第一极体)实现，或者在怀孕之后的胚胎阶段(第二极体)。两种极体可用来得出胚胎的遗传组成的信息。此过程类似于激光辅助的活检，不同之处在于在此情况下只穿透ZP层，而不穿透卵周薄膜，这是由于极体保持在卵周层和ZP之间。另外相关的申请包括移植部分或所有的细胞核(细胞核移植或转基因工程)以及部分或所有的细胞或核卵母细胞(例如用作细胞核移植的接受者的细胞)的消融和破坏。所有这些申请得益于激光系统的精确消融能力。

所述申请是示例性的，并且不应该认为限制本发明的可能应用。本发明可在激光束与显微镜组件一起使用的任何领域中应用。

应该理解到指示器组件可与屏幕显示一起使用。例如，在进行显微外科手术或样品的其它研究、操控等时，等温线轮廓(还称为热环)可在显示器上显示，同时使得使用者单纯依赖于经由目镜可以看到的内容。

根据本发明的实施例，电子封装件可与系统分开布置。另一种可选方式是，电子封装件可内置于计算设备的板上。根据本发明的实施例，激光源和/或指示器光源可定位在电子封装件内，并且激光能量经由纤维缆线传输到光学投射系统。

激光器可被安装在缸的活塞上。这种配置中的激光的焦点可通过调节从激光器到校正透镜的距离单个螺丝或者经由其它机构来提供，而不偏离本发明的范围。

本发明的方法可与多种不同应用结合使用，例如消融、解剖、摘除、脱离、运动、保持、或者采用激光源通过其它方式影响生物细胞或组织。考虑到所述的缺陷，希望的是提供移植与显微镜一起使用的激光组件，该激光组件包括激光源和物镜，其中激光组件可以放置在显微镜的转动架上。

所属领域的技术人员将另外理解到改变所披露实施例的例如元件的尺寸、形状或类型或者材料的参数的不同方式，其方式始终保持在本发明的精神和范围内。

激光器已经用于细胞和细胞器官的操控。在预定区域内施加准确计量的辐射长达设定时间可用来破坏或消除例如细胞核的器官，以及切割、截获和加热整个细胞。虽然这里描述了使用激光器来钻入胚胎透明带(ZP)内的实例，这只是示例性的应用，并且绝不打算将本发明局限于这种应用。

通过物镜组件100的实施例提供的优点在于激光组件和指示器组件被封装在小型集成系统内，该系统足够小以便非常靠近物镜定位，并总体安装到转动架上。在本发明的一个实施例中，特殊设计的小型面物镜(例如21mm短物镜)被设置成有助于物镜组件100在显微镜的转动架和镜台之间定位。

可以通过本发明提供的另一优点在于倒置显微镜下方的荧光滤色块通道可以不被占据。该通道可因此填充其它光学设备。

应该理解到本发明的实施例可适用于显微镜照射的激光器的基本上任何实施例。某些实例包括激光切割，例如以波长λ＝337-390nm、激光剪和激光夹以及激光差温加热。DNA变性(例如细胞核消融)是另一应用。该系统可以延伸到在光纤缆线中输送能量的任何激光器。

根据具体应用而定的设计选择，所提供的实例只是示例性的，并且不应该认为以任何方式限制本发明的范围。

因此，虽然已经说明、描述和指出了适用于优选实施例的本发明的新颖特征，将理解到所属领域的技术人员可以对所披露的本发明的形式和细节进行多种省略、替代和改变，而不偏离本发明的精神。因此本发明只如同所附权利要求书的范围所指明那样受到限制。

还应该理解到下面的权利要求旨在覆盖这里描述的本发明的所有总体和具体特征，以及根据语言会落入其中的本发明范围的所有陈述。

Claims (1)

1.一种用于具有目镜和镜台的光学显微镜的物镜组件，该物镜组件包括：

物镜，所述物镜具有光学轴线，该光学轴线允许大致与该光学轴线对准的图像束经由镜台和物镜发射进入显微镜的目镜，从而允许通过目镜看到镜台；

包括物镜接收部分的壳体，所述物镜安装在物镜接收部分上；

壳体内的反射镜，所述反射镜相对于物镜的光学轴线以一角度定位；

激光组件，所述激光组件定位在反射镜的第一侧上，以便将激光能量朝着第一激光路径上的所述反射镜引导，使得激光能量被反射镜反射，并在大致与光学轴线对准的第二激光路径上朝向物镜和镜台；和

指示器组件，所述指示器组件包括定位在反射镜的相反侧上的指示器光源和校正透镜，用于朝向反射镜在第一指示器路径上引导校正指示器光束，使得校正指示器光束被反射镜反射离开物镜并在平行于并且大致与第二激光路径和显微镜的图像束同轴对准的第二指示器路径上朝向目镜，从而允许在目镜上的激光焦点的可见标记，

其中指示器光源和指示器校正透镜被安装在连接到壳体的指示器座上，所述指示器座包括插入部分和外部部分，插入部分被构造成接收在壳体内，并且外部部分被构造成在附接到壳体时在外部延伸到壳体。

2.根据权利要求1所述的物镜组件，其中所述物镜组件包括转动架适配器，所述转动架适配器使得物镜组件可松开地安装到所述显微镜的转动架上。

3.根据权利要求1所述的物镜组件，其中所述反射镜是二色反射镜，并且其中其至少一侧具有增加反射表面。

4.根据权利要求3所述的物镜组件，其中所述反射镜的面向所述激光组件的侧具有反射涂层。

5.根据权利要求4所述的物镜组件，其中所述指示器光束通过反射镜传输并且在反射涂层的后侧反射。

6.根据权利要求4所述的物镜组件，其中所述反射镜包括位于反射镜的面向指示器组件的一侧上的第二反射涂层或不反射涂层。

7.根据权利要求1所述的物镜组件，其中所述指示器组件包括机械调节机构，以便调节所述光源和校正透镜的位置，使得在目镜像平面处形成的指示器点可以在像平面的x-y坐标系内运动。

8.根据权利要求1所述的物镜组件，其中所述指示器组件包括调节机构，所述调节机构被构造并适用于使得光源沿着第一指示器路径移动，以便改变光源和校正透镜之间的距离。

Images