CN102928969A - 一种微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，特别涉及使用CCD、EMCCD和CMOS等面阵探测器作为检测器的滑块式共聚焦光学扫描仪。该微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪的主要特征是：同时驱动微透镜阵列和排列了多个透光针孔的不透光滑块以设定的恒定速度往复滑动来扫描样品；排列了多个透光针孔的不透光滑块位于微透镜阵列的焦平面上，微透镜阵列上的微透镜与滑块上的针孔一一对应，微透镜的焦点与针孔的中心重合。该微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪有照明效率高、低杂散光背景噪声、易于与相机曝光控制同步化、照明强度均一等优点。

Description

一种微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪
技术领域
本发明涉及一种微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，特别涉及使用CCD、EMCCD和CMOS等面阵探测器作为检测器的多针孔共聚焦光学扫描装置。
背景技术
目前，已有的滑块式共聚焦扫描仪主要由排列多个透光针孔的不透光单滑块或双滑块和透镜组构成，工作时通过电机驱动滑块往复运动实现扫描成像。为了避免相邻针孔之间的干扰、提高扫描仪的成像质量，针孔以一定的方式和距离排列在滑块上。由于针孔的面积只有整个滑块面积的2％，导致光源的利用效率也只有2％。因此，造成扫描仪的照明强度不足和滑块反射杂散光噪声高的问题。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在光源和滑块之间，放置一个微透镜阵列，微透镜阵列中的微透镜与针孔一一对应，使光源发射的光经过微透镜阵列后分束、聚焦通过滑块上的每一个针孔，然后照射在样品上。由于微透镜对光的聚焦作用，穿过针孔的光通量得以提高，因此提高了光源的利用效率；并同时减少了滑块反射的杂散光，降低扫描仪的杂散光噪声。
本发明如图1所示包括：光源1；照明滤色镜2；照明透镜组3；微透镜阵列4，其上排列了多个微透镜5；滑块支架6；驱动电机7；二色分光镜8；不透光的滑块9，其上排列着多个透光针孔10；成像透镜组11；成像滤色镜12；控制器13。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：如图2所示，在照明透镜3和不透光滑块9之间，垂直于光路放置微透镜阵列4；光源1发射的光经过照明滤色镜2和照明透镜3后到达微透镜阵列4被分束，被分束的光分别聚焦通过不透光滑块9上的透光针孔10；不透光滑块9位于微透镜阵列4的焦平面上；不透光滑块9上的透光针孔10与微透镜阵列4的微透镜5一一对应，针孔10的中心和微透镜5的焦点重合。
本发明的有益效果是：
1、提高了光源的利用效率，增强了样品的照明水平。
2、减少了滑块反射的杂散光，降低了背景噪声。
附图说明
图1：本发明的结构示意图
图2：本发明的微透镜与针孔示意图
图3：本发明的第一种实施例的示意图
图4：本发明的第二种实施例的示意图
图5：本发明的第三种实施例的示意图
图面说明：
光源1；照明滤色镜2；照明透镜组3；微透镜阵列4，其上排列了多个微透镜5；滑块支架6；驱动电机7；二色分光镜8；不透光的滑块9，其上排列着多个透光针孔10；成像透镜组11；成像滤色镜12；控制器13；显微镜物镜14；样品15；监测器16；计算机17；显示器18。
具体实施例
下面结合附图和实施例进一步描述本发明。
实施例1
图3是第一种与本发明相关的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪示意图：
在本实施例中，光源1发射的照明光穿过光路中依次放置的照明滤色镜2、照明透镜组3、微透镜阵列4上的微透镜5、二色分光镜8、不透光滑块9上的针孔10和显微镜物镜14，照在显微镜物镜14成像焦面的样品15上，其中只有特定波长的照明光可穿过照明滤色镜2。被照明的样品15发射的荧光返回穿过显微镜物镜14和不透光滑块9上的针孔10，被二色分光镜8反射穿过成像透镜组11和成像滤色镜12到达检测器16，而样品反射的照明光不能透过成像滤色镜12到达检测器16。和检测器16连接的计算器17(未画出)存储相关数据或通过显示器18(未画出)显示图像。
实施例2
图4是第二种与本发明相关的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪示意图：
在本实施例中，光源1发射的照明光穿过光路中依次放置的照明滤色镜2、照明透镜组3、二色分光镜8、微透镜阵列4上的微透镜5、不透光滑块9上的针孔10和显微镜物镜14，照在显微镜物镜14成像焦面的样品15上，其中只有特定波长的照明光可穿过照明滤色镜2。被照明的样品15发射的荧光返回穿过显微镜物镜14、不透光滑块9上的针孔10和微透镜阵列4上的微透镜5，被二色分光镜8反射穿过成像透镜组11和成像滤色镜12到达检测器16，而样品反射的照明光不能透过成像滤色镜12到达检测器16。和检测器16连接的计算器17(未画出)存储相关数据或通过显示器18(未画出)显示图像。
实施例3
图5是第三种与本发明相关的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪示意图：
在本实施例中，光源1发射的照明光穿过光路中依次放置的照明滤色镜2、照明透镜组3、微透镜阵列4上的微透镜5，被二色分光镜8反射后再穿过不透光滑块9上的针孔10和显微镜物镜14，照在显微镜物镜14成像焦面的样品15上，其中只有特定波长的照明光可穿过照明滤色镜2。被照明的样品15发射的荧光返回穿过显微镜物镜14、不透光滑块9上的针孔10、二色分光镜8、穿过成像透镜组11和成像滤色镜12到达检测器16，而样品反射的照明光不能透过成像滤色镜12到达检测器16。和检测器16连接的计算器17(未画出)存储相关数据或通过显示器18(未画出)显示图像。

Claims (6)

1.一种微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，通过同时驱动微透镜阵列和排列了多个透光针孔的不透光滑块以设定的恒定速度往复滑动来扫描样品，其特征在于所述微透镜阵列的微透镜与所述不透光滑块上的针孔一一对应。
2.根据权利要求1所述的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，其特征在于，所述排列了多个透光针孔的不透光滑块位于所述微透镜阵列的焦平面上。
3.根据权利要求1至2所述的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，其特征在于，所述微透镜阵列的微透镜的焦点与所述不透光滑块上的针孔的中心一一重合。
4.根据权利要求1至3所述的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，其特征在于，所述微透镜阵列由菲涅耳透镜、次级曲面反射镜、微型凸透镜型微透镜中的一种或多种构成。
5.一种通过同时驱动微透镜阵列和排列了多个透光针孔的不透光滑块以设定的恒定速度往复滑动来扫描样品以设定的恒定速度往复滑动来扫描样品的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，由以下部分组成：
光源(1)；
排列了微透镜(5)的微透镜阵列(4)和其上排列了多个透光针孔(10)其余部分不透光的滑块(9)；
驱动所述微透镜阵列(4)和所述不透光滑块(9)以设定的恒定速度滑动，使所述光源(1)发射的光经过所述微透镜(5)和针孔(10)，完整地、均匀的扫描样品的滑块支架(6)、驱动电机(7)和控制器(13)；
由二色分光镜(8)、成像透镜组(11)和成像滤色镜(12)组成的，使被照明的样品反射回来的光或发射的荧光穿过所述成像滑块上的所述针孔后到达面阵监测器的旁支光路。
6.根据权利要求1至4所述的，通过驱动扫描模块以设定的恒定速度往复滑动来扫描样品的微透镜增强型滑块式共聚焦光学扫描仪，由以下部分组成：
光源(1)；
排列了微透镜(5)的微透镜阵列(4)和其上排列了多个透光针孔(10)其余部分不透光的滑块(9)；
驱动所述微透镜阵列(4)和所述不透光滑块(9)以设定的恒定速度滑动，使所述光源(1)发射的光经过所述微透镜(5)和针孔(10)，完整地、均匀的扫描样品的滑块支架(6)、驱动电机(7)和控制器(13)；
由二色分光镜(8)、成像透镜组(11)和成像滤色镜(12)组成的，使被照明的样品反射回来的光或发射的荧光穿过所述成像滑块上的所述针孔后到达面阵监测器的旁支光路。
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