CN105136753A - 滤光系统和荧光观测系统 - Google Patents

Abstract

滤光系统和荧光观测系统。一种用于荧光观测的滤光系统，该滤光系统包括照明光滤光器(I)和观测光滤光器(O)。观测光滤光器具有允许荧光穿过其的多个透射区域阻挡区域分隔透射区域。照明光滤光器在观测光滤光器具有对应阻挡区域处具有透射区域照明光滤光器在观测光滤光器具有对应透射区域处具有阻挡区域照明光滤光器的多个透射区域有助于改进普通光观测中的颜色效果。

Description

滤光系统和荧光观测系统

技术领域

本发明涉及一种用于荧光观测的滤光系统、荧光观测系统以及利用该滤光系统的荧光观测方法。

背景技术

荧光观测被用于许多工程学、生物学或医学应用中以观测各种对象，使得能够将对象内的不同类型的结构彼此区分。为此，在光源和待观测对象之间的光路上设置照明光滤光器，并且在该对象和眼睛或检测该对象的图像的相机之间的光路上设置观测光滤光器。照明光滤光器允许光从其穿过以激发对象内的荧光。观测光滤光器允许来自对象的荧光从其穿过。观测光滤光器还被构造为不允许波长与被允许穿过观测光滤光器的荧光的波长相同的光从其穿过。因此，被允许穿过观测光滤光器的光基本上只是荧光而没有照明光，该照明光已经被从对象反射或散射。为此，照明光滤光器阻挡大部分光谱，使得当光源是白色光源时，入射到对象上并已经穿过照明光滤光器的光并不用于对象以及特别是对象内的白色区域的无偏的自然色效果。

在一些情形下，对象包括荧光区域和非荧光区域，其中，需要同时显现荧光区域并使得能够察觉具有基本自然的无偏或未改变颜色效果的非荧光区域。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于荧光观测的滤光系统和使得能够察觉对象的具有基本未改变颜色效果的非荧光区域的荧光观测系统。

根据本发明的一些实施方式，一种用于荧光观测的滤光系统包括照明光滤光器和观测光滤光器，它们被构造为共同地执行它们的功能。观测光滤光器具有被构造为使得荧光性所产生的光能够穿过观测光滤光器的多个透射区域，以便所产生的光能够被观测或检测。这意味着，观测光滤光器的取决于波长的透射率具有提供透射区域的波长范围。透射区域不交叠，即，透射区域被设置在相邻透射区域之间的阻挡区域分开。阻挡区域被设置在波长范围内以便阻挡具有这一波长范围内的波长的光并且不允许这种光穿过观测光滤光器。透射区域和阻挡区域在给定波长下的滤光器的透射率是不同的。在给定波长处，给定透射区域中的透射率基本上高于与该给定透射区域相邻的阻挡区域中的透射率。然而，在相同的透射区域或相同的阻挡区域内，根据波长，各自的透射率并不需要是恒量。给定透射区域或阻挡区域内的透射率变化比该给定透射区域或阻挡区域和它们各自相邻的阻挡区域或透射区域之间的透射率的改变小得多。在给定波长处，滤光器的透射率以本领域惯用方式定义，即，入射在滤光器上的光束的强度和穿过该滤光器的光的强度之比的倒数。能够参照区域内的平均透射率来表征阻挡区域的透射率和透射区域的透射率。为了确定给定波长范围内的滤光器的平均透射率，可以通过确定取决于波长的透射率，并且对所测量的整个波长范围内的透射率进行平均。

照明光滤光器在观测光滤光器具有透射区域的那些波长范围内具有阻挡区域，使得通过照明光滤光器照明的对象并不反射或散射可以在观测光滤光器的一个透射区域穿过该观测光滤光器的光。因而，被允许穿过观测光滤光器的光基本上仅是对象的荧光性所产生的荧光。为了激发这种荧光，照明光滤光器具有被构造为使得具有适于激发荧光的波长的光能够穿过照明光滤光器的透射区域。

根据一些实施方式，观测光滤光器在照明光滤光器具有透射区域的波长范围内具有阻挡区域。

根据示例性实施方式，下述关系式适于从380nm到725nm的波长范围内的光：

$\frac{1}{345\mathrm{nm}}\underset{380}{\overset{725}{\&Integral;}}{T}^O\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\&CenterDot;T^I\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{d\&lambda;}<0.01,$

其中，T^O(λ)是观测光滤光器(O)的取决于波长的透射率，T^I(λ)是照明光滤光器(I)的取决于波长的透射率。

这意味着具有从380nm到725nm的波长范围内的波长的光可能基本上不穿过两个滤光器。

在对象的荧光观测中，对象可以通过照明光滤光器被照明，并且对象的荧光能够利用已经穿过观测光滤光器的光观测或检测。此外，还能够直接观测对象并检测对象所产生的还没有穿过观测光滤光器的光。例如，利用没有佩戴附加的光学设备的眼睛可以执行这种观测，或者利用附加光学设备执行这种观测。这种光学设备可以包括，例如，设置在对象和用户的眼睛之间光路上的目镜。此外，光学设备可以将对象成像到相机上，然后可以获得对象的图像。在还没有穿过观测光滤光器的光的这种观测或检测中，对象中的荧光处理基本上是不相关的。利用眼睛观测或通过相机检测的光是已经穿过照明光滤光器并从对象反射或在对象处散射的光。当利用还没有穿过照明光滤光器的光照明对象时，当利用眼睛观测到对象或通过相机检测到图像时，对象呈现出其自然色。当利用穿过照明光滤光器的光照明对象时，对象不被具有照明光滤光器在该波长处具有阻挡区域的波长的光照明。因此，不利用白光而利用包括可见光的多个不同波长的光照明对象，可见光缺少大部分波长范围，使得不能实现对象的自然色效果。

为了这个原因，观测光滤光器并不只有一个单独的透射区域以检测荧光。然而，观测光滤光器具有被照明光滤光器的阻挡区域分隔的多个非交叠透射区域。照明光滤光器在观测光滤光器具有阻挡区域的那些波长处可以具有透射区域，以便利用具有使对象发射荧光的波长的光照明对象。由于观测光滤光器的阻挡区域，这种光并不有助于所检测的荧光而只起到照明对象的作用，因此，当不利用观测光滤光器观测对象时，能够改进自然色效果。

布置在观测光滤光器的相邻透射区域之间的观测光滤光器的阻挡区域能够被方便地选择来用于该目的，使得照明光中的“空隙”被至少部分地“填充”。这具有以下优点，即，当不利用观测光滤光器观测时，对象所产生的颜色效果被改进，使得其更接近于自然色效果。这里，产生的具有观测光滤光器的阻挡区域内的波长的荧光不被检测，使得能够降低荧光图像的对比度，因为可用的荧光并不用于荧光检测。当布置在观测光滤光器的透射区域之间的观测光滤光器的阻挡区域被精细地设计时，缺少检测的荧光并不重要，并且由以下优点补偿，即，当利用已经穿过照明光滤光器的光照明时，对象能够利用自然色效果被察觉到。

根据示例性实施方式，照明光滤光器具有宽度大于45nm的在440nm和560nm之间的波长范围，在该波长范围内，照明光滤光器的透射率小于0.80。这将减少到达对象的绿光的量，但使得在利用还没有穿过观测光滤光器的光的普通光观测中的对象的自然色效果得到改进。

这里，根据示例性实施方式，透射率小于0.80的波长范围位于465nm和540nm之间。根据进一步的示例性实施方式，宽度大于45nm的波长范围具有小于0.70，并且更特别地，小于0.65的透射率。

根据示例性实施方式，一种用于荧光观测的滤光系统包括照明光滤光器和观测光滤光器。

观测光滤光器在从380nm到725nm的波长范围内可以具有以下透射特性：

观测光滤光器在从380nm到725nm的波长范围内具有至少两个非交叠透射区域，其中，该观测光滤光器的至少两个透射区域中的每一个具有大于第一波长和第二波长之间的第一值的平均透射率。

观测光滤光器在从380nm到725nm的波长范围内可以具有多个阻挡区域。

观测光滤光器的多个阻挡区域可以包括观测光滤光器的第一阻挡区域，该第一阻挡区域具有小于第二值的平均透射率，该第二值在380nm和观测光滤光器的至少两个透射区域的第一波长中的最小的一个之间的波长范围内。

观测光滤光器的多个阻挡区域可以包括观测光滤光器的至少一个第二阻挡区域，其中，观测光滤光器的至少一个第二阻挡区域中的每一个可以具有小于第三值的平均透射率，该第三值在观测光滤光器的至少两个透射区域中的一个透射区域的第二波长和观测光滤光器的至少两个透射区域中的另一个透射区域的第一波长之间的波长范围内。

照明光滤光器在从380nm到725nm的波长范围内可以具有以下透射特性：

照明光滤光器在从380nm到725nm的波长范围内具有多个透射区域。

照明光滤光器的多个透射区域可以包括照明光滤光器的第一透射区域，该第一透射区域具有大于第四值的平均透射率，该第四值在380nm和小于观测光滤光器的至少两个透射区域的最小第一波长的波长之间的波长范围内。

照明光滤光器的多个透射区域可以包括照明光滤光器的至少一个第二透射区域，其中，至少一个第二透射区域中的每一个可以具有大于第五值的平均透射率，该第五值在大于观测光滤光器的至少两个透射区域中的一个透射区域的第二波长的波长和小于观测光滤光器的至少两个透射区域中的一个透射区域的第一波长的波长之间的波长范围内。

在从380nm到725nm的波长范围内，照明光滤光器可以具有照明光滤光器的多个阻挡区域，其中，照明光滤光器的多个阻挡区域的数量等于观测光滤光器的透射区域的数量。照明光滤光器的各个阻挡区域可以具有小于第六值的平均透射率，该第六值在小于观测光滤光器的多个透射区域中的一个透射区域的第一波长的波长和大于观测光滤光器的该一个透射区域的第二波长的波长之间的波长范围内。

根据示例性实施方式，观测光滤光器的多个阻挡区域的数量等于观测光滤光器的透射区域的数量。

根据进一步的示例性实施方式，照明光滤光器的多个透射区域的数量等于观测光滤光器的阻挡区域的数量。

利用具有由阻挡区域分隔的多个透射区域的观测光滤光器的荧光检测特别适于具有宽发射光谱的荧光检测，使得荧光的强度在宽波长范围内具有显著的强度。这种荧光可具有，例如，使得荧光强度大于具有大于50nm或大于100nm的宽度的波长范围内所有波长处的最大强度的10％的荧光光谱。利用观测光滤光器能够将这种宽荧光光谱分成多个透射区域，其中，设置在观测光滤光器的相邻透射区域之间的观测光滤光器的一个或更多个阻挡区域用于在阻挡区域内的波长处的照明，以便改进利用还没有穿过观测光滤光器的光直接观测的自然色效果。这里，能够在观测光滤光器中提供被各个阻挡区域分隔的三个或更多个不同的透射区域。在包含在观测光滤光器的阻挡区域内的那些波长处，照明光滤光器可以具有改进自然色效果的对应的透射区域。

根据实施方式，一种荧光观测系统包括：光源，其被构造为产生用于照明包括荧光剂的对象区域的光束；第一相机，其被构造为检测该对象区域的荧光图像；以及滤光系统，其包括观测光滤光器和照明光滤光器，其中，照明光滤光器被设置在光源和对象区域之间的光路中，其中，观测光滤光器被设置在对象区域和第一相机之间的光路中，并且其中，滤光系统是根据上述实施方式的滤光系统。

根据一些实施方式，荧光观测系统包括用于检测对象区域的普通光图像的第二相机。

根据示例性实施方式，荧光观测系统还包括第一显示器，该第一显示器被构造为显示由第一相机检测到的荧光图像和由第二相机检测到的普通光图像，使得荧光图像和普通光图像被彼此叠加。

根据进一步的示例性实施方式，荧光观测系统还包括构造为对对象区域进行成像的成像光学设备，其中，该成像光学设备特别地包括目镜，其中，特别地，可以设置第二显示器并将其构造为将第一相机所检测到的荧光图像投射到该成像光学设备的光路中。

根据实施方式，一种执行荧光观测的方法，其中，该方法包括以下步骤：利用穿过滤光系统的照明光滤光器的照明光照明对象，其中，对象包括荧光剂；检测已经穿过滤光系统的观测光滤光器的荧光，其中，滤光系统是根据上述实施方式的滤光系统。

可有利地与上述滤光系统结合使用的荧光的一个示例是原卟啉IX的荧光。这种荧光被用于显现特定类型的癌。在用于显现低等级神经胶质瘤和高等级神经胶质瘤时，利用所述的滤光系统表现出特别有利，其中，当前已知没有其它方法能够成功地显现低等级神经胶质瘤。

附图说明

通过下面参照附图对示例性实施方式的详细描述，本公开的以上以及其它优点将更加明显。需要注意的是，不是所有可能的实施方式都必须展示本申请提出的每一个优点或所有优点。

图1是根据实施方式的荧光观测系统的示意图；

图2是根据实施方式的并可以用于图1的荧光观测系统的滤光系统的观测光滤光器和照明光滤光器的透射特性的示意图；

图3是示出原卟啉IX的激发光谱和荧光光谱的曲线图；以及

图4是示出适于原卟啉IX的荧光的滤光系统的透射特性的曲线图。

具体实施方式

在下述的示例性实施方式中，具有相同功能和结构的组件尽可能使用相同的附图标记来标明。因此，为了理解具体实施方式的各个组件的特征，需要参照本申请的其它实施方式或摘要的描述。

下面，将参照外科显微镜说明荧光观测系统的实施方式。然而，荧光观测系统的实施方式并不仅限于这些外科显微镜，并且包括利用照明光滤光器过滤指向对象的照明光以及通过观测光滤光器过滤对象发射的光以便检测对象的荧光的任何类型的荧光观测系统。

图1所示的荧光观测系统和显微镜1包括显微光学设备3，该显微光学设备3包括具有光轴7的物镜。待检查的对象9放置在物镜5的物平面上。对象9发射的光形成像侧光束11，两个变焦系统12、13离开光轴7一定距离设置在像侧光束11中。变焦系统12、13分别通过图1未示出的偏转棱镜提供像侧光束11的部分光束14和15到目镜16和17。用户可以分别利用其左眼18和右眼19观察目镜16和17，以便观测作为对象9的放大表示的图像。

半透明镜21被设置在部分光束15中以便以光束23的形式提供光束15的一部分光到相机系统24。相机系统24可以包括一个或更多个相机。在所示的示例中，相机系统24包括相机32和相机55。已经穿过半透明镜25的光束23的光通过相机适配光学设备31施加到相机32。从半透明镜25反射的光束23的光通过观测光滤光器57和相机适配光学设备53施加到相机55。观测光滤光器57是仅允许对象中的荧光物质发射的荧光穿过观测光滤光器57并到达相机55的荧光滤光器。这种观测光滤光器不被包括在对象9和相机32之间的光路中，使得当相机55检测对象9的荧光图像时，相机32可以检测对象9的普通光图像。相机32和55所检测到的图像分别通过数据传输线33和65发送到控制器35，该控制器35可以处理图像并将其存储在存储器95中。

半透明镜37可类似地设置在另一部分光束14中并通过相机适配光学设备41施加光束39到相机43。然后，相机43可以检测对象9的普通光图像，该普通光图像通过数据线45被发送到控制器35。然而，观测光滤光器也可以设置在对象9和相机43之间的光路上，使得如果需要检测立体荧光图像，相机43也可以检测荧光图像。此外，光束39的光能够利用类似于半透明镜25的另一个分束器施加到两个相机，使得能够同时检测立体普通光图像和立体荧光图像。

显示器69通过数据线67连接到控制器35。由控制器产生并显示在显示器69上的图像通过投影光学设备70和半透明镜68投射到从对象9到目镜17的光路中，使得用户能够利用眼睛19看见显示在显示器69上的图像和对象9的直接图像二者。看见的两个图像由眼睛19叠加。控制器35可以显示例如数据和信息到目镜中，或者控制器35可以将由相机32、55或43检测到的图像或者通过处理和分析相机32、55或43所检测到的图像而获得的图像显示到显示器69上。

控制器35也可以通过数据线47将这些图像施加到头戴式显示器49，其中，这种头戴式显示器包括分别用于用户的右眼和左眼的显示器51和52。

显微镜1还包括被构造为产生指向对象9的照明光束81的照明系统63。照明系统63包括诸如卤素灯或疝气灯的宽带光源71、反射器72以及用于产生准直光束74的准直器73，该准直光束74通过多个透镜75入射到光纤束77的入射端76上以便将从灯71发射的光耦合到光纤束77中。光纤束77引导光到靠近对象9定位的光纤束77的出射端78。从出射端78发射的光被准直光学设备79准直成入射到对象9上的照明光束81。

照明系统63还包括滤光片83，该滤光片83包括用于荧光观测的照明光滤光器84和用于普通光观测的照明光滤光器85。设置由控制器35控制的致动器87以如图1中的箭头88所示选择性地配置用于荧光观测的照明光滤光器84和用于普通光观测的照明光滤光器85到光束74中。当旨在观测对象9中激发的荧光时，将用于荧光观测的照明光滤光器84配置在光束74中，而如果旨在利用诸如白光的普通光观测对象9，则将用于普通光观测的照明光滤光器85配置在光束74中。例如，可以将用于普通光观测的照明光滤光器85构造为使灯71产生的红外光或具有接近红外光的长波长的光不穿过照明光滤光器85以便避免对象9的非必要的加热，而较短波长的可见光可以穿过照明光滤光器85以照明对象9，使得能够观测普通光。

在操作连接到控制器35的诸如按钮97的输入装置的同时，用户可以控制光束74中的照明光滤光器84和85中的一个的选择性配置。

下面，将参照图2更详细地说明用于荧光观测的照明光滤光器84和用于荧光观测的观测光滤光器57的透射特性。

图2的上部示意性地说明观测光滤光器57的透射特性T^O，而其下部示意性地说明照明光滤光器84的透射特性T^I。在图2中，观测光滤光器的元件利用上标“O”表示，而照明光滤光器的元件利用下标“I”表示。在380nm≤λ≤725nm的波长范围内说明透射特性。在该波长范围内，两个滤光器具有多个透射区域和阻挡区域。透射区域以字母“D”表示，而阻挡区域以字母“S”表示。在图2中，从左至右，分别对透射区域和阻挡区域从0开始编号，其中，分别加到字母“D”和“S”的下标表示区域的号码。

阻挡区域中的透射率T低，而透射区域中的透射率T高。图2示出透射区域和阻挡区域之间的透射率的突然改变。所示的这些突然改变只是用作示意的目的，而在实际中阻挡区域和透射区域之间的边界处的透射率的改变是稳定、连续的改变。在图2中，指示阻挡区域和透射区域之间的边界的波长λ被补充有下标，其中，下标“l”指示区域的左边界，而下标“h”指示区域的右边界。

观测光滤光器被设计为允许荧光穿过滤光器。为此，照明光滤光器包括两个透光区域和第一透射区域的透射特性具有在波长的左边缘和在波长的右边缘。第二透射区域的透射特性具有在波长的左边缘和在波长的右边缘。选择波长和使得它们位于观测荧光的荧光光谱内，这意味着荧光在波长和处以及在波长和之间具有显著强度。观测光滤光器在不具有透射区域的那些波长具有阻挡区域。如图2中所示，阻挡区域是380nm和之间的波长处的阻挡区域 和之间的波长处的另一阻挡区域以及和725nm之间的波长处的再一阻挡区域

可为各个阻挡区域和透射区域确定平均透射率可以通过平均来确定平均透射率。可以利用合适的公式通过积分来执行平均，例如，

各个透射区域D^o的平均透射率大于值W₁。值W₁可以例如大于0.7，大于0.8，或者大于0.9。平均透射率小于第一阻挡区域中的值W₂，并且小于另外的阻挡区域和中的值W₃。实际上，第一阻挡区域具有基本上大于另外的阻挡区域和的宽度，使得值W₃可以大于值W₂，从而大量照明光不穿过照明光滤光器。值W₂和值W₃的示例性值是0.3、0.2和0.1。

由于穿过观测光滤光器的透射区域D^o的光应该基本上只是荧光，所以照明光滤光器在照明光滤光器具有透射区域的那些波长处具有阻挡区域。照明光滤光器的各个透射区域具有照明光滤光器的对应的阻挡区域。特别地，照明光滤光器的阻挡区域和观测光滤光器的透射区域相关联，而照明光滤光器的阻挡区域和观测光滤光器的透射区域相关联。阻挡区域具有在波长的左边缘和在波长的右边缘，阻挡区域具有在波长的左边缘和在波长的右边缘。为了防止照明光可能穿过两个滤光器，照明光滤光器的阻挡区域比照明光滤光器的对应透射区域宽。特别地， ${\mathrm{\&lambda;}}_{1l}^I<{\mathrm{\&lambda;}}_{1l}^o,{\mathrm{\&lambda;}}_{1h}^I>{\mathrm{\&lambda;}}_{1h}^o,{\mathrm{\&lambda;}}_{2l}^I<{\mathrm{\&lambda;}}_{2l}^o$ 并且 ${\mathrm{\&lambda;}}_{2h}^I>{\mathrm{\&lambda;}}_{2h}^o.$

照明光滤光器在观测光滤光器具有阻挡区域的那些波长处具有透射区域。照明光滤光器的透射区域包括380nm和之间的第一透射区域和之间的另一透射区域以及和725nm之间的再一透射区域照明光滤光器的透射率小于阻挡区域中的值W₆并大于照明光滤光器的第一透射区域中的值W₄。照明光滤光器的透射率大于另外的透射区域和中的值W₅。实际中，由于透射区域显著宽于另外的透射区域和所以值W₄可以大于值W₅。值W₄和值W₅的示例性值可以是例如0.7、0.8和0.9。值W₅的示例性值可以是例如0.3、0.2和0.1。

透射区域具有针对两个不同目的照明对象的功能。一方面，在透射区域中穿过照明光滤光器的光激发荧光，使得对应的荧光可以穿过透射区域和中的观测光滤光器并到达相机55。然后，相机55可以检测对象的荧光图像。另一方面，在透射区域中穿过照明光滤光器的光照明对象以用于利用没有穿过观测光滤光器的光的普通光观测，使得用户可以利用其眼睛18、19直接通过目镜16、17观测对象。此外，相机32可以检测对象的普通光图像。

如果仅利用在透射区域中穿过照明光滤光器的光来照明对象，则对人眼18、19来说，对象将呈现出严重失真的颜色效果，因为大部分可见光谱将从达到眼睛的光中缺失。用于荧光观测的传统系统具有照明光滤光器，该照明光滤光器仅具有一个单独的从图2所示的波长延伸到波长的阻挡区域。然而，图2所示的照明光滤光器的示例具有两个阻挡区域和其中，两个阻挡区域和不交叠并且彼此分开，使得透射区域被设置在两个阻挡区域和之间。透射区域具有利用用于普通光观测的附加光来照明对象的功能。当透射区域被精细选择时，这种附加光将显著地改进眼睛观测的颜色效果，使得对象的白色部分以近似白色呈现。因此，通过在普通光图像中改进观测对象的颜色效果，照明光滤光器的透射区域提供了显著优点。作为照明光滤光器的透射区域的结果，用于荧光观测的观测光滤光器必须具有对应的阻挡区域这将导致可检测的荧光强度的降低。尽管如此，仍能实现改进普通光图像的颜色效果的优点。同样，照明光滤光器的另一个透射区域具有利用附加波长光来照明对象以便改进普通光观测的颜色效果的功能。

如上所述，图2的观测光滤光器和照明光滤光器的透射特性仅是简化的并仅提供用于说明的目的。实际上，透射特性可以改变。例如，可以省略透射区域使得阻挡区域延伸到波长725nm。此外，观测光滤光器的透射区域和的数量可以增加，其中，在照明光滤光器具有透射区域 ……的那些波长处设置观测光滤光器的对应较高数量的阻挡区域 ……。

下面，将说明具有被设计来观测原卟啉IX的荧光的观测光滤光器和照明光滤光器的滤光系统。原卟啉IX的荧光可用来显现神经胶质瘤。为此，在进行外科手术之前，为患者实施5-ALA。5-ALA是产生在实施了5-ALA之后的原卟啉IX的期望荧光的前体。

图3说明了从400nm到775nm的波长的原卟啉IX的荧光。虚线91表示取决于波长λ的原卟啉IX的激射谱的强度I(λ)，实线93表示取决于波长λ的原卟啉IX的发射谱的强度I(λ)。两个光谱都被归一化，使得它们的最大值为1.0。

图4示出被设计来观测原卟啉IX的荧光的滤光系统的透射特性的曲线图。图2的上半部示出观测光滤光器的透射，图2的下半部示出照明光滤光器的透射，图4在一个单独的曲线图中同时示出滤光系统的照明光滤光器的透射特性T^I和观测光滤光器的透射特性T^O。用于各个透射特性的透射区域和阻挡区域的设计与图2中使用的那些一致。

下面参照图4。观测光滤光器包括阻挡区域和以及透射区域和

阻挡区域在的波长范围上延伸，其中，

透射区域在的波长范围上延伸，其中，

阻挡区域在的波长范围上延伸，其中，

透射区域在的波长范围上延伸。

照明光滤光器包括透射区域和以及阻挡区域和

透射区域在的波长范围上延伸，其中，

阻挡区域在的波长范围上延伸，其中，

透射区域在的波长范围上延伸，其中，

阻挡区域在的波长范围上延伸。

照明光滤光器具有透射区域内的465nm和540nm之间的另一区域R^I，其中，在区域R^I中，透射率被降低到大约0.62的值。该附加区域R^I具有降低到达对象的绿光的量的功能，因此能够获得普通光观测中的更一步改进的颜色效果。

虽然已经参照特定的示例性实施方式描述了本申请，但是，许多改变、改进和变化对于本领域技术人员来说是明显的。因此，这里描述的本申请的示例性实施方式仅用于说明而不起任何限制作用。在不脱离权利要求所限定的本中请的精神和范围下，可以进行各种修改。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年5月27日在德国提交的专利申请No.102014008243.1的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

Claims (25)

1.一种用于荧光观测的滤光系统，其中，所述滤光系统包括照明光滤光器(I)和观测光滤光器(O)；

其中，所述观测光滤光器(O)在从380nm到725nm的波长范围内具有如下透射特性：

-所述观测光滤光器(O)的至少两个非交叠透射区域其中，所述观测光滤光器(O)的至少两个透射区域中的每一个具有大于第一值(W₁)的平均透射率，所述第一值(W₁)在第一波长和第二波长之间；以及

-所述观测光滤光器(O)的多个阻挡区域

-其中，所述观测光滤光器(O)的所述多个阻挡区域包括所述观测光滤光器(O)的第一阻挡区域所述第一阻挡区域具有小于第二值(W₂)的平均透射率，所述第二值(W₂)在380nm和所述观测光滤光器(O)的所述至少两个透射区域的第一波长中的最小一个之间的波长范围内；以及

-其中，所述观测光滤光器(O)的多个阻挡区域包括所述观测光滤光器(O)的至少一个第二阻挡区域其中，所述观测光滤光器(O)的所述至少一个第二阻挡区域中的每一个具有小于第三值(W₃)的平均透射率，所述第三值(W₃)在所述观测光滤光器(O)的所述至少两个透射区域中的一个透射区域的第二波长和所述观测光滤光器(O)的所述至少两个透射区域中的另一个透射区域的第一波长之间的波长范围内；

其中，所述照明光滤光器(I)在从380nm到725nm的波长范围内具有如下透射特性：

-所述照明光滤光器(I)的多个透射区域

-其中，所述照明光滤光器(I)的所述多个透射区域包括所述照明光滤光器(I)的第一透射区域所述第一透射区域具有大于第四值(W₄)的平均透射率，所述第四值(W₄)在380nm和小于所述观测光滤光器(O)的所述至少两个透射区域的最小第一波长的波长之间的波长范围内，以及

-其中，所述照明光滤光器(I)的所述多个透射区域还包括所述照明光滤光器(I)的至少一个第二透射区域其中，所述至少一个第二透射区域中的每一个具有大于第五值(W₅)的平均透射率，所述第五值(W₅)在大于所述观测光滤光器(O)的所述至少两个透射区域中的一个的第二波长的波长和小于所述观测光滤光器(O)的所述至少两个透射区域中的一个的第一波长的波长之间的波长范围内；以及

-所述照明光滤光器(I)的多个阻挡区域其中，所述照明光滤光器(I)的所述多个阻挡区域的数量等于所述观测光滤光器(O)的所述透射区域的数量，其中，所述照明光滤光器(I)的多个阻挡区域中的每一个具有小于第六值(W₆)的平均透射率，所述第六值(W₆)在小于所述观测光滤光器(O)的多个透射区域中的一个透射区域的第一波长的波长和大于所述观测光滤光器(O)的该一个透射区域的第二波长的波长之间的波长范围内。

2.根据权利要求1所述的滤光系统，其中，所述第一值(W₁)大于0.7，特别地，大于0.8，并且更特别地，大于0.9。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的滤光系统，其中，所述第二值(W₂)小于0.3，特别地，小于0.2，并且更特别地，小于0.1。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的滤光系统，其中，所述第三值(W₃)小于0.3，特别地，小于0.2，并且更特别地，小于0.1。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的滤光系统，其中，所述第二值(W₂)小于所述第三值(W₃)，其中，特别地，所述第二值小于所述第三值的一半，并且其中，特别地，所述第二值小于所述第三值的五分之一。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的滤光系统，其中，所述第四值(W₄)和/或所述第五值(W₅)大于0.7，特别地，大于0.8，并且更特别地，大于0.9。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的滤光系统，其中，所述第六值(W₆)小于0.3，特别地，小于0.2，并且更特别地，小于0.1。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的滤光系统，其中，满足下述关系式：

$\frac{1}{345\mathrm{nm}}\underset{380\mathrm{nm}}{\overset{725\mathrm{nm}}{\&Integral;}}{T}^O\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\&CenterDot;T^I\left(\mathrm{\&lambda;}\right)\mathrm{d\&lambda;}<0.01,$

其中，T^O(λ)是所述观测光滤光器(O)的取决于波长的透射率，并且

T^I(λ)是所述照明光滤光器(I)的取决于波长的透射率。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的滤光系统，其中，所述观测光滤光器(O)的所述多个阻挡区域的数量等于所述观测光滤光器(O)的所述透射区域的数量。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的滤光系统，其中，所述照明光滤光器(I)的所述多个透射区域的数量等于所述观测光滤光器(O)的所述阻挡区域的数量。

11.根据权利要求1至10中的一项所述的滤光系统，其中，所述观测光滤光器的所述透射区域的数量等于2。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的滤光系统，其中，满足下述关系式：

$610\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{1l}^O\&le;640\mathrm{nm},$ 特别地， $620\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{1l}^O\&le;630\mathrm{nm},$

其中，是所述观测光滤光器的所述至少两个透射区域中的一个的第一波长。

13.根据权利要求1至12中的一项所述的滤光系统，其中，满足下述关系式：

$630\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{1h}^O\&le;670\mathrm{nm},$ 特别地， $640\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{1h}^O\&le;660\mathrm{nm},$

其中，是所述观测光滤光器的所述至少两个透射区域中的一个的第二波长。

14.根据权利要求1至13中的一项所述的滤光系统，其中，满足下述关系式：

$10\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{1h}^O-{\mathrm{\&lambda;}}_{1l}^O\&le;60\mathrm{nm},$ 特别地， $20\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{1h}^O-{\mathrm{\&lambda;}}_{1l}^O\&le;40\mathrm{nm},$

其中，是所述观测光滤光器的所述至少两个透射区域中的一个透射区域的第一波长，是所述观测光滤光器的所述至少两个透射区域中的该一个透射区域的第二波长。

15.根据权利要求1至14中的一项所述的滤光系统，其中，满足下述关系式：

$680\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{2l}^O\&le;710\mathrm{nm},$ 特别地， $690\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{2l}^O\&le;700\mathrm{nm},$

其中，是所述观测光滤光器的至少两个透射区域中的一个透射区域的第一波长。

16.根据权利要求1至15中的一项所述的滤光系统，其中，满足下述关系式：

$10\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{2h}^O-{\mathrm{\&lambda;}}_{2l}^O\&le;60\mathrm{nm},$ 特别地， $20\mathrm{nm}\&le;{\mathrm{\&lambda;}}_{2h}^O-{\mathrm{\&lambda;}}_{2l}^O\&le;40\mathrm{nm},$

其中，是所述至少两个透射区域中的一个透射区域的第一波长，是所述至少两个透射区域中的该一个透射区域的第二波长。

17.根据权利要求1至16中的一项所述的滤光系统，其中，所述照明光滤光器具有透射区域(R^I)，该透射区域(R^I)位于440nm和560nm之间的波长范围内，特别地，位于465nm和540nm之间的波长范围内，并且具有大于45nm的宽度，并且其中，在该波长范围内，所述照明光滤光器具有小于0.8的透射率，特别地，小于0.7，并且更特别地，小于0.65。

18.根据权利要求1至17中的一项所述的滤光系统，其中，所述波长范围的宽度大于60nm。

19.一种荧光观测系统，该荧光观测系统包括：

光源，其被构造为产生用于照明包括荧光剂的对象区域的光束；

第一相机，其被构造为检测所述对象区域的荧光图像；以及

滤光系统，其包括观测光滤光器和照明光滤光器，其中，所述照明光滤光器被设置在所述光源和所述对象区域之间的光路中，其中，所述观测光滤光器被设置在所述对象区域和所述第一相机之间的光路中，并且其中，所述滤光系统是根据权利要求1至16中的一项所述的滤光系统。

20.根据权利要求19所述的荧光观测系统，该荧光观测系统还包括用于检测所述对象区域的普通光图像的第二相机。

21.根据权利要求20所述的荧光观测系统，该荧光观测系统还包括第一显示器，该第一显示器被构造为显示由所述第一相机检测到的所述荧光图像和由所述第二相机检测到的所述普通光图像，使得所述荧光图像和所述普通光图像彼此叠加。

22.根据权利要求19至21中的一项所述的荧光观测系统，该荧光观测系统还包括被构造为对所述对象区域进行成像的成像光学设备，其中，所述成像光学设备特别地包括目镜。

23.根据权利要求22所述的荧光观测系统，该荧光观测系统还包括第二显示器，该第二显示器被构造为将由所述第一相机检测到的所述荧光图像投射到所述成像光学设备的光路中。

24.一种执行荧光观测的方法，其中，该方法包括以下步骤：

利用穿过滤光系统的照明光滤光器的照明光来照明对象，其中，所述对象包括荧光剂；

检测已经穿过所述滤光系统的观测光滤光器的荧光，

其中，所述滤光系统是根据权利要求1至18中的一项所述的滤光系统。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述荧光剂包括原卟啉IX。