CN104949953A - 荧光激发光源装置及系统和荧光显微成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种荧光激发光源装置及系统和荧光显微成像系统，包括：可调整固定架；以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；其中，所述聚光模组设置于所述单色LED模组和带通滤光片之间，或者，所述带通滤光片设置于所述单色LED模组和聚光模组之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。本发明提供的技术方案，荧光激发光源装置具有响应时间短、耗能低、成本低、使用寿命长、体积小、出光亮度高、利于长期活细胞实验、发出的荧光激发光源单一性高等优点。

Description

荧光激发光源装置及系统和荧光显微成像系统
本申请要求于2015年07月01日提交中国专利局、申请号为201510376530.0、发明名称为“集成式荧光激发光源装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及荧光分析技术领域，更为具体的说，涉及一种荧光激发光源装置及系统和荧光显微成像系统。
背景技术
目前，在荧光显微成像系统中，其荧光激发光源装置普遍采用汞灯和氙灯等全波段光源作为荧光激发光源，使现有的荧光激发光源装置具有能耗高、成本高、寿命短的缺点。尤其的，氙灯和汞灯均能够作为白光源，虽然能提供从紫外到近红外一系列波长的光，但它们却有着不同的激发光谱，这种在峰值的高激发能量虽然能确保产生明亮的荧光信号，但光毒性却很强，不利于长期活细胞实验。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种荧光激发光源装置及系统和荧光显微成像系统，采用单色LED模组作为荧光激发光源，另外通过聚光模组和带通滤光片的配合，使得荧光激发光源装置具有响应时间短、耗能低、成本低、使用寿命长、体积小、出光亮度高、利于长期活细胞实验等优点。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种荧光激发光源装置，包括：
可调整固定架；
以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；
其中，所述聚光模组设置于所述单色LED模组和带通滤光片之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
优选的，所述聚光模组包括聚光透镜或透镜组。
优选的，所述单色LED模组包括至少一个单色LED灯珠。
优选的，所述可调整固定架为密封可调整固定架，且所述单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于所述可调整固定架内。
以及，一种荧光激发光源装置，包括：
可调整固定架；
以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；
其中，所述带通滤光片设置于所述单色LED模组和聚光模组之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
优选的，所述聚光模组包括聚光透镜或透镜组。
优选的，所述单色LED模组包括至少一个单色LED灯珠。
优选的，所述可调整固定架为密封可调整固定架，且所述单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于所述可调整固定架内。
相应的，本发明还提供了一种荧光激发光源系统，所述荧光激发光源系统包括至少一个荧光激发光源装置，其中，所述荧光激发光源装置为上述的荧光激发光源装置。
相应的，本发明还提供了一种荧光显微成像系统，所述荧光显微成像系统包括荧光激发光源系统，其中，所述荧光激发光源系统为上述的荧光激发光源系统。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供了一种荧光激发光源装置及系统和荧光显微成像系统，包括：可调整固定架；以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；其中，所述聚光模组设置于所述单色LED模组和带通滤光片之间，或者，所述带通滤光片设置于所述单色LED模组和聚光模组之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
由上述内容可知，本发明提供的技术方案，采用但是LED模组作为荧光激发光源，并且由于LED具有响应时间短、耗能低、成本低、使用寿命长、体积小等特点，使得荧光激发光源装置具有响应时间短、耗能低、成本低、使用寿命长、体积小等优点。以及，由于LED光的衰减即快又精确，长期活细胞试验下可大大减少光毒性，使得荧光激发光源装置利于长期活细胞实验。
另外，将聚光模组设置于单色LED模组的前端，不仅使荧光激发光源装置的出光亮度高，而且还能可以通过可调固定架调整聚光模组和单色LED模组之间的距离，以调节荧光激发光源装置的出光光斑大小，进而调节荧光激发光源装置的出光的激发光源能量的聚集程度。
此外，将带通滤光片设置于单色LED模组的前端，以约束荧光激发光源装置的出光波长范围，进一步提高荧光激发光源装置的发出的荧光激发光源的单一性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种荧光激发光源装置的切面结构示意图；
图2为本申请另一实施例提供的一种荧光激发光源装置的切面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所述，现有的在荧光显微成像系统中，其荧光激发光源装置普遍采用汞灯和氙灯等全波段光源作为荧光激发光源，使现有的荧光激发光源装置具有能耗高、成本高、寿命短的缺点。尤其的，氙灯和汞灯均能够作为白光源，虽然能提供从紫外到近红外一系列波长的光，但它们却有着不同的激发光谱，这种在峰值的高激发能量虽然能确保产生明亮的荧光信号，但光毒性却很强，不利于长期活细胞实验。
基于此，本申请实施例提供了一种荧光激发光源装置，采用单色LED(Light Emitting Diode，发光二极管)模组作为荧光激发光源，另外通过聚光模组和带通滤光片的配合，使得荧光激发光源装置具有响应时间短、耗能低、成本低、使用寿命长、体积小、出光亮度高、利于长期活细胞实验等优点。具体结合图1和图2所示，对本申请所提供的荧光激发光源装置进行详细的说明。
参考图1所示，为本申请一实施例提供的一种荧光激发光源装置的切面结构示意图，其中，荧光激发光源装置，包括：
可调整固定架100；
以及，固定于可调整固定架100中的单色LED模组200、聚光模组300和带通滤光片400；
其中，聚光模组300设置于单色LED模组200和带通滤光片400之间，且可调整固定架100能够调整单色LED模组200和聚光模组300之间的距离。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，采用但是LED模组作为荧光激发光源，并且由于LED具有响应时间短、成本低、使用寿命长、体积小等特点，使得荧光激发光源装置具有响应时间短、成本低、使用寿命长、体积小等优点。以及，由于LED光的衰减即快又精确，长期活细胞试验下可大大减少光毒性，使得荧光激发光源装置利于长期活细胞实验。并且，由于LED仅仅需要3W的功率即可实现与汞灯、氙灯等提供的相同波段的荧光激发光，相较于汞灯需要50W至100W的功率，而氙灯需要100W的功率的情况，LED具有耗能低的特点，使得荧光激发光源装置大大降低了功耗。
另外，将聚光模组设置于单色LED模组的前端，不仅使荧光激发光源装置的出光亮度高，而且还能可以通过可调固定架调整聚光模组和单色LED模组之间的距离，以调节荧光激发光源装置的出光光斑大小，进而调节荧光激发光源装置的出光的激发光源能量的聚集程度。
此外，将带通滤光片设置于单色LED模组的前端，以约束荧光激发光源装置的出光波长范围，进一步提高荧光激发光源装置的发出的荧光激发光源的单一性。例如，蓝色LED模组的峰值波长范围为470±15nm(包括端点值)，而与其对应的带通滤光片能够通过波长范围为470±15nm(包括端点值)的光，因此，通过带通滤光片能够使得荧光激发光源装置发出的荧光激发光源的波长集中在465nm～485nm(包括端点值)之间，进一步提高荧光激发光源装置的发出的荧光激发光源的单一性。
其中，本申请实施例提供的聚光模组包括但不限于聚光透镜或透镜组，即，本申请实施例提供的聚光模组可以为单独的一个聚光透镜，或者，还可以为多个透镜组成的具有聚光功能的透镜组，对此本申请不作具体限制，需要根据实际需要进行具体设计。而且，本申请对于聚光透镜和透镜组中透镜的材质同样不作限制。
此外，本申请实施例提供的单色LED模组包括至少一个单色LED灯珠，对于LED模组中单色LED灯珠的数量，需要根据实际应用进行具体设计，本申请不作具体限制。
进一步的，为了避免荧光激发光源装置中LED模组提供的荧光激发光源的浪费，本申请实施例提供的可调整固定架为密封可调整固定架，且单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于可调整固定架内。
即，将单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于可调整固定架内，保证单色LED模组发出的荧光激发光源全部入射至聚光模组，而后经过聚光模组的荧光激发光源全部入射至带通滤光片，而后通过经过滤波后出射，避免了荧光激发光源装置的出光之前的浪费，提高了荧光激发光源装置的出光强度。
需要说明的是，本申请对于可调整固定架的形状不作具体限制，另外，本申请对于可调整固定架调整单色LED模组和聚光透镜之间的距离的方式不作具体限定，均需要根据实际应用进行具体设计。
本申请上述实施例提供的荧光激发光源装置，其聚光模组设置于单色LED模组和带通滤光片之间；此外，在本申请另一实施例中，聚光模组还可以设置于带通滤光片背离单色LED模组的一侧。具体的，参考图2所示，为本申请另一实施例提供的一种荧光激发光源装置的切面结构示意图，其中，荧光激发光源装置，包括：
可调整固定架100；
以及，固定于可调整固定架100中的单色LED模组200、聚光模组300和带通滤光片400；
其中，带通滤光片400设置于单色LED模组200和聚光模组300之间，且可调整固定架100能够调整单色LED模组200和聚光模组300之间的距离。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，采用但是LED模组作为荧光激发光源，并且由于LED具有响应时间短、成本低、使用寿命长、体积小等特点，使得荧光激发光源装置具有响应时间短、成本低、使用寿命长、体积小等优点。以及，由于LED光的衰减即快又精确，长期活细胞试验下可大大减少光毒性，使得荧光激发光源装置利于长期活细胞实验。并且，由于LED仅仅需要3W的功率即可实现与汞灯、氙灯等提供的相同波段的荧光激发光，相较于汞灯需要50W至100W的功率，而氙灯需要100W的功率的情况，LED具有耗能低的特点，使得荧光激发光源装置大大降低了功耗。
另外，将聚光模组设置于单色LED模组的前端，不仅使荧光激发光源装置的出光亮度高，而且还能可以通过可调固定架调整聚光模组和单色LED模组之间的距离，以调节荧光激发光源装置的出光光斑大小，进而调节荧光激发光源装置的出光的激发光源能量的聚集程度。
此外，将带通滤光片设置于单色LED模组的前端，以约束荧光激发光源装置的出光波长范围，进一步提高荧光激发光源装置的发出的荧光激发光源的单一性。例如，蓝色LED模组的峰值波长范围为470±15nm(包括端点值)，而与其对应的带通滤光片能够通过波长范围为470±15nm(包括端点值)的光，因此，通过带通滤光片能够使得荧光激发光源装置发出的荧光激发光源的波长集中在465nm～485nm(包括端点值)之间，进一步提高荧光激发光源装置的发出的荧光激发光源的单一性。
其中，本申请实施例提供的聚光模组包括但不限于聚光透镜或透镜组，即，本申请实施例提供的聚光模组可以为单独的一个聚光透镜，或者，还可以为多个透镜组成的具有聚光功能的透镜组，对此本申请不作具体限制，需要根据实际需要进行具体设计。而且，本申请对于聚光透镜和透镜组中透镜的材质同样不作限制。
此外，本申请实施例提供的单色LED模组包括至少一个单色LED灯珠，对于LED模组中单色LED灯珠的数量，需要根据实际应用进行具体设计，本申请不作具体限制。
进一步的，为了避免荧光激发光源装置中LED模组提供的荧光激发光源的浪费，本申请实施例提供的可调整固定架为密封可调整固定架，且单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于可调整固定架内。
即，将单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于可调整固定架内，保证单色LED模组发出的荧光激发光源全部入射至聚光模组，而后经过聚光模组的荧光激发光源全部入射至带通滤光片，而后通过经过滤波后出射，避免了荧光激发光源装置的出光之前的浪费，提高了荧光激发光源装置的出光强度。
需要说明的是，本申请对于可调整固定架的形状不作具体限制，另外，本申请对于可调整固定架调整单色LED模组和聚光透镜之间的距离的方式不作具体限定，均需要根据实际应用进行具体设计。
相应的，本申请实施例还提供了一种荧光激发光源系统，荧光激发光源系统包括至少一个荧光激发光源装置，其中，荧光激发光源装置为上述任意一实施例提供的荧光激发光源装置。
相应的，本申请实施例还提供了一种荧光显微成像系统，荧光显微成像系统包括荧光激发光源系统，其中，荧光激发光源系统为上述任意一实施例提供的荧光激发光源系统。
本申请实施例提供了一种荧光激发光源装置及系统和荧光显微成像系统，包括：可调整固定架；以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；其中，所述聚光模组设置于所述单色LED模组和带通滤光片之间，或者，所述带通滤光片设置于所述单色LED模组和聚光模组之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，采用但是LED模组作为荧光激发光源，并且由于LED具有响应时间短、耗能低、成本低、使用寿命长、体积小等特点，使得荧光激发光源装置具有响应时间短、耗能低、成本低、使用寿命长、体积小等优点。以及，由于LED光的衰减即快又精确，长期活细胞试验下可大大减少光毒性，使得荧光激发光源装置利于长期活细胞实验。
另外，将聚光模组设置于单色LED模组的前端，不仅使荧光激发光源装置的出光亮度高，而且还能可以通过可调固定架调整聚光模组和单色LED模组之间的距离，以调节荧光激发光源装置的出光光斑大小，进而调节荧光激发光源装置的出光的激发光源能量的聚集程度。
此外，将带通滤光片设置于单色LED模组的前端，以约束荧光激发光源装置的出光波长范围，进一步提高荧光激发光源装置的出光的激发光源的单一性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种荧光激发光源装置，其特征在于，包括：
可调整固定架；
以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；
其中，所述聚光模组设置于所述单色LED模组和带通滤光片之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
2.根据权利要求1所述的荧光激发光源装置，其特征在于，所述聚光模组包括聚光透镜或透镜组。
3.根据权利要求1所述的荧光激发光源装置，其特征在于，所述单色LED模组包括至少一个单色LED灯珠。
4.根据权利要求1所述的荧光激发光源装置，其特征在于，所述可调整固定架为密封可调整固定架，且所述单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于所述可调整固定架内。
5.一种荧光激发光源装置，其特征在于，包括：
可调整固定架；
以及，固定于所述可调整固定架中的单色LED模组、聚光模组和带通滤光片；
其中，所述带通滤光片设置于所述单色LED模组和聚光模组之间，且所述可调整固定架能够调整所述单色LED模组和所述聚光模组之间的距离。
6.根据权利要求5所述的荧光激发光源装置，其特征在于，所述聚光模组包括聚光透镜或透镜组。
7.根据权利要求5所述的荧光激发光源装置，其特征在于，所述单色LED模组包括至少一个单色LED灯珠。
8.根据权利要求5所述的荧光激发光源装置，其特征在于，所述可调整固定架为密封可调整固定架，且所述单色LED模组、聚光模组和带通滤光片均密封固定于所述可调整固定架内。
9.一种荧光激发光源系统，其特征在于，所述荧光激发光源系统包括至少一个荧光激发光源装置，其中，所述荧光激发光源装置为权利要求1～8任意一项所述的荧光激发光源装置。
10.一种荧光显微成像系统，其特征在于，所述荧光显微成像系统包括荧光激发光源系统，其中，所述荧光激发光源系统为权利要求9所述的荧光激发光源系统。
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