CN105954865B - 荧光模块及荧光照明装置 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种定位精度高、荧光方向性好的荧光模块，它包括支座、激发光产生部、主光路，激发光产生部包括光源、透镜及激发光滤光片；主光路包括二向色镜及荧光滤光片；支座包括主支座、副支座，副支座上具有V形槽，主支座具有与V形槽对应的V形突起，二向色镜设置在V形槽或者V形突起的一个侧面上；激发光产生部和荧光滤光片分别位于主支座和副支座上。本技术还提供一种能够适用在不同的显微镜上，适应性强，使用方便的荧光照明装置，它包括由底座和罩壳组成的壳体，固定在壳体内部的枢轴，以枢轴为轴线相对枢轴转动的转盘，位于转盘上的上述荧光模块，燕尾座，目镜座，当转动转盘时，荧光模块的主光路能够处于与燕尾座、目镜座同轴的位置。

Description

荧光模块及荧光照明装置

技术领域

本技术涉及用于显微镜的荧光照明装置及其中的荧光模块。

背景技术

当前，显微镜为了实现荧光照明，都安装有一个荧光模块。该荧光模块包括支座、激发光产生部、主光路。

所述激发光产生部，包括设置在支座上的光源、透镜以及激发光滤光片；所述主光路，包括设置在支座上的二向色镜以及荧光滤光片；二向色镜，在与所述主光路光轴成45度的同时也与所述激发光产生部产生的激发光光轴成45度角，使得所述主光路光轴与所述激发光光轴成正交，该二向色镜反射所述激发光且透射荧光。

激发光滤光片，为带通滤光片，中心波长与带宽和待观察荧光目标的激发谱相匹配。透镜，用以实现由所述光源发出的光束的准直。荧光滤光片，为带通滤光片，中心波长、带宽与待观测荧光目标的荧光发射谱相匹配，且其通带范围与所述激发光滤光片的通带范围不交叠，以便滤除激发光波段的光线。二向色镜的转折波长介于所述激发光滤光片和所述荧光滤光片的通带范围的间隔内，以便反射所述激发光波段的光子且透射所述荧光波段的光子。

现有的荧光模块的主要的问题是：1、二向色镜难于在支座上准确定位。因为支座是一个整体，二向色镜在支座的定位安装结构复杂，一个细微之处超差，就不能对二向色镜准确定位。而且一旦安装好了，二向色镜的位置基本确定，难于调整。这就要求对于二向色镜的安装结构精度要求很高，制造成本高，安装难度大。但由于需要人为的安装，即使各零部件精度高，也还是难于保证二向色镜的位置准确性。2、由于二向色镜定位精度低，无法保证二向色镜在与主光路光轴成45度的同时也与激发光光轴成45度角，由此也带来了主光路光轴与激发光光轴无法正交的问题，导致荧光的方向差，成像模糊。3、荧光模块安装在显微镜上之后，更换比较麻烦。若根据观察对象的不同，需要不同波长不同颜色的荧光，则需要先把之前的荧光模块取下，再安装另外一个荧光模块，过程繁琐。而且需要这两个荧光模块的外形尺寸基本相同，否则无法更换。4、荧光模块中的光源随着科技的发展，采用led灯的居多。但led灯产生的热量较大，温升高，光衰严重，寿命短。

发明内容

本技术的目的是提供一种安装简便、二向色镜定位精度高、荧光方向性好的荧光模块。

本技术所述的荧光模块，包括支座、激发光产生部、主光路，其中：

激发光产生部，包括设置在支座上的光源、透镜以及激发光滤光片；

主光路，包括设置在支座上的二向色镜以及荧光滤光片；

二向色镜，在与所述主光路光轴成45度的同时也与所述激发光产生部产生的激发光光轴成45度角，使得所述主光路光轴与所述激发光光轴成正交，该二向色镜反射所述激发光且透射荧光；

所述支座包括主支座、副支座，副支座上具有V形槽，主支座具有与V形槽对应的V形突起，二向色镜设置在V形槽或者V形突起的一个侧面上；激发光产生部和荧光滤光片中一个位于主支座上，另一个位于副支座上。

本荧光模块的有益效果：采用V形槽与V形突起配合的构造，装配时定位可靠，降低了对操作人员的要求，装配速度快。而且，二向色镜设置在V形槽或者V形突起的一个侧面上，以简单的结构实现了对二向色镜高精度定位，简单可靠，位置精确，保障了激发光光轴与主光轴的正交。

上述的荧光模块，所述光源为led灯，led设置在用于对led进行散热的散热片上，散热片固定在支座上。通过散热片对led灯进行散热，同时，散热片与支座固定，支座也作为了led灯的散热元件，极大地增大led灯的散热面积，有效降低了led灯的温升，大幅度提高了led的使用寿命。

上述的荧光模块，在支座上设置有推动led灯相对于散热片在激发光光轴的径向方向移动的进行调节螺钉。这样，能够提供调节螺钉调节led在激发光光轴径向方向的位置，使得led位于光轴上。

上述的荧光模块，从光源到激发光出射荧光模块的光程小于10厘米。

本技术还提供一种能够适用在不同的显微镜上，互换性好，适应性强，使用方便的荧光照明装置。

本技术所述的荧光照明装置，包括：

壳体，由底座和罩壳组成；

枢轴，固定在壳体内部；

转盘，以枢轴为轴线相对枢轴转动地设置在枢轴上；

上述的荧光模块，位于转盘上；

燕尾座，安装在底座上；

目镜座，安装在罩壳上；

当转动转盘时，荧光模块的主光路能够处于与燕尾座、目镜座同轴的位置，从而使得荧光模块透射的荧光能够穿过燕尾座、目镜座。

本荧光照明装置的有益效果：通过转动转盘，即可使得荧光模块的主光轴处于与燕尾座、目镜座同轴的位置，使用快捷方便。由于具有燕尾槽和目镜座，燕尾槽能够伸入不同显微镜的不同尺寸的卡座内与卡座相连，不同显微镜的不同尺寸的燕尾槽也能够伸入到目镜座内与目镜座相连，所以本照明装置能够实现与不同的显微镜的对接，适用于不同的显微镜，适应性强。

上述的荧光照明装置，荧光模块有多个，均布在转盘的周向；各个荧光模块的二向色镜的转折波长不同，以使得各荧光模块透射的荧光波长不同；当转动转盘时，各荧光模块的主光路能够处于与燕尾座、目镜座同轴的位置，从而使得各荧光模块透射的荧光能够穿过燕尾座、目镜座。这就是一种多通道荧光照明装置，它能够提供不同波长不同颜色的多种荧光、而且切换不同荧光方便快捷。

上述的荧光照明装置，荧光模块的光源连接在受磁控开关控制的供电电路中；磁控开关设置在转盘上，在底座上安装有控制磁控开关的磁铁；当转盘转动到荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置时，控制向荧光模块中的光源供电的磁控开关与磁铁在平行于转盘的轴向方向上下相对，磁控开关在磁铁的作用下使得所述供电电路接通，荧光模块中的光源发光。这样，通过磁铁即可实现了对多个荧光模块的光源发光与否的控制，进一步简化结构和控制电路。同时，荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置时，通过磁铁的作用使得该荧光模块的光源发光，实现了到达既定位置即可自动发光。

上述的荧光照明装置，在转盘上固定一环线电路板，该环线电路板上具有各荧光模块的光源供电的供电电路及磁控开关。它还包括一个旋转电路接头，旋转电路接头的旋转部与环线电路板的供电电路电连接；旋转电路接头的固定部设置在枢轴上，并与外部电源电连接；外部电源通过旋转电路接头向供电电路供电。这样，巧妙的解决了静止的外部电源如何向转动的供电电路供电的问题。

上述的荧光照明装置，在底座上设置有用于对壳体内部进行强制冷却的冷却风扇。通过冷却风扇对支座、散热片等强制进行冷却，进一步保障了led灯的温升较小，工作更加可靠。

上述的荧光照明装置，在壳体上设置有对转盘进行限位的转盘位置维持装置；当转盘转动到荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置时，转盘位置维持装置能够使得转盘保持在该位置。转盘位置维持装置能够使得转盘能够在同轴位置可靠地停稳，或者需要用较大的力才能拨动转盘离开同轴位置，保证了转盘能够准确转动到需要的同轴位置。

附图说明

图1是多通道荧光照明装置的总体示意图。

图2是底座、弹片、转盘等立体图；

图3是荧光模块、定位块、转盘等的立体图。

图4是转盘、环线电路板、转盘位置维持装置等的立体图。

图5是底座、环线电路板、转盘等的立体图。

图6是底座、环线电路板、隔圈等的立体图。

图7是荧光模块示意图；

图8是枢轴、壳体、燕尾座、目镜座等的剖视图；

图9是枢轴、旋转电路接头、插头、环线电路板、外部电源线、导线等连接关系示意图。

图中，壳体1、底座11、罩壳12、顶面121，裙部122、隔圈13、平板14、冷却风扇15、线槽16、枢轴2、压板21、转动部件3、转盘31、凹陷部311、突起312、凹槽313、插头孔314、通光孔315、轴承32、定位块33、定位缺口331、荧光模块4、支座41、主支座411、副支座412、V形突起413、V形槽414、侧面415、凹入部417、激发光产生部42、led灯421、非球面玻璃透镜422、激发光滤光片423、主光路43、二向色镜431、荧光滤光片432、散热片424、调节螺钉426、燕尾座5、目镜座6，环线电路板7、外部电源线71、导线72、插头73、旋转电路接头8、旋转部81、固定部82、磁铁9、磁控开关91、转盘位置维持装置10、弹片101、滚轮102。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。

参见图1、6、8、9，多通道荧光照明装置，主要包括壳体1、枢轴2、转动部件3、6个荧光模块4、燕尾座5、目镜座6，环线电路板7、旋转电路接头8、磁铁9、转盘位置维持装置10。为了图示更加清楚，图2、3、5、8等中只示出一个荧光模块。

壳体1由底座11和罩壳12组成；罩壳主要包括顶面121和裙部122。底座11周边支撑起裙部122。

参见图3、6，转动部件3包括转盘31、通过两个轴承32绕中空的枢轴2相对转动的定位块33；转盘31通过螺栓与定位块底部固定相连。两个轴承之间有套装在枢轴外周的隔圈13。中空的压板21与枢轴通过螺纹连接，以压紧上部的轴承32。

罩壳的裙部122环绕顶面周边向下延伸超过转盘31，或者说转盘位于裙部内。转盘31的外径比裙部内径略小。为了方便用手拨动转盘的转动，在转盘外周具有上有增大摩擦的齿纹；而且，裙部某处具有与其相割的平板14，平板上开有能够使得转盘外周部能够露出的窄槽。

参见图7，荧光模块4，主要包括支座41、激发光产生部42、主光路43。

支座41包括主支座411、副支座412，副支座上具有V形槽414，主支座具有与V形槽对应的V形突起413，在V形突起的一个侧面415上具有一个用于放入二向色镜的凹入部417。

激发光产生部42位于主支座上，主要包括设置在支座上的led灯（光源）421、非球面玻璃透镜422以及激发光滤光片423、散热片424。Led灯的灯座通过螺钉与散热片相连，散热片固定在主支座的端部。

在主支座的侧部的设置有推动led灯的灯座相对于散热片在激发光光轴的径向方向移动的进行调节螺钉426。当松开灯座与散热片相连的螺钉时，可以通过调节螺钉426调整灯座的位置，使得灯座上的led灯位于激发光光轴上。

参见图8、9，枢轴2是一个空心轴，其下端与底座相连。在底座上开有线槽16，与外部电源相连的外部电源线71布置在线槽16内。在转盘的下部设置有环线电路板7，该环线电路板上具有6条分别向6个荧光模块的led灯供电的供电电路，每条供电电路中均有一个控制该条供电电路通断的磁控开关91。位于枢轴中空部的旋转电路接头8的旋转部81通过导线72与位于插头孔314内的插头73电连接，插头与环形电路板电连接。导线72向上从枢轴中空部穿过，再通过压板21的中空部后与插头相连。旋转电路接头的固定部82设置在枢轴的中空部，并通过在线槽内的外部电源线71与外部电源电连接。外部电源通过外部电源线、旋转电路接头、导线、插头向供电电路供电。

环线电路板上的6个磁控开关91在转盘的周向均匀布置，在底座上安装有控制磁控开关的磁铁9。当转盘转动到任意一个荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置时，控制该荧光模块中光源供电的磁控开关与磁铁在平行于转盘的轴向方向上下相对，磁控开关在磁铁的作用下使得所述供电电路接通，该荧光模块中的光源发光。

主光路43包括二向色镜431以及设置在副支座上的荧光滤光片432。

二向色镜，在与所述主光路光轴成45度的同时也与所述激发光产生部产生的激发光光轴成45度角，使得所述主光路光轴与所述激发光光轴成正交，该二向色镜反射所述激发光且透射荧光。

6个荧光模块通过定位块33的定位，均布在转盘的周向；各个荧光模块的二向色镜的转折波长不同，以使得各荧光模块透射的荧光波长不同。在定位块的周向有6个直角形的用于对荧光模块进行定位的定位缺口331。图中，为了表示清楚，只示出了一个荧光模块。

燕尾座5，固定安装在底座上；目镜座6，固定安装在罩壳上。

参见图7，各荧光模块中从LED灯到激发光出射的光程不到10厘米，即沿着激发光光轴从LED灯的中心A到二向色镜中心B的距离AB，再加上沿着主光轴从二向色镜中心B到底座的底面的距离BC之和小于10厘米，也就是AB+BC＜10cm。缩短光程可以实现更强的亮度，可以提高荧光基团的激发效率，更好的检测弱荧光信号。

在底座上设置有冷却风扇15，冷却风扇15主要对转盘、罩壳的顶面、罩壳的裙部、平板围成的内部空间（在该内部空间内有产生较大热量的led灯、散热片、主支座等零部件）进行强制冷却。

转动转盘过程中，当转盘转动到任一个荧光模块主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置（简称同轴位置）时，为了能够使得转盘能够在同轴位置可靠地停稳，或者需要用较大的力才能拨动转盘离开同轴位置，还设置了转盘位置维持装置10。

参见图2、4，转盘位置维持装置10主要包括固定在底座底部，并从底座底部延伸到底座外周、再向上弯折的弹片101，转动设置在弹片上的滚轮102、设置在开在转盘下表面上的凹槽313内的6个突起312、设置在突出上的凹陷部311。6个凹陷部均布在转盘的周向。转盘转动一周过程中，滚轮位于凹槽内时，弹片基本处于不受力的常态。随着转盘的转动，滚轮与任意一个突起接触时，突起先推动滚轮102克服弹片的弹性而下移，然后滚轮又在弹片的作用上移，进入该突起上的凹陷部311内。当转盘转动到同轴位置时，滚轮在弹片的作用下，处于凹陷部内。转盘需要从同轴位置离开时，需要用较大的力拨动转盘，使得转盘推动滚轮离开凹陷部。

任意一个荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置，从而使得各荧光模块透射的荧光能够穿过燕尾座、目镜座。

本实施例所述的多通道荧光照明装置的有益效果：通过磁铁即可实现了对多个荧光模块的光源发光与否的控制，简化了结构和控制电路。同时，荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置时，通过磁铁的作用使得该荧光模块的光源发光，实现了到达既定位置即可自动发光。由于多个荧光模块设置一个转盘上，而不同的荧光模块能够透射不同颜色不同波长的荧光。所以，通过转动转盘，即可使得需要的荧光模块的主光轴处于与燕尾座、目镜座同轴的位置，快捷方便。另外，各荧光模块的结构相同，更换转盘的荧光模块也非常简单。由于本多通道荧光照明装置具有燕尾槽和目镜座，燕尾槽能够伸入不同显微镜的不同尺寸的卡座内与卡座相连，不同显微镜的不同尺寸的燕尾槽也能够伸入到目镜座内与目镜座相连，所以本照明装置能够实现与不同的显微镜的对接，适用于不同的显微镜，适应性强。

Claims (7)

1.荧光照明装置，其特征是：包括：

壳体，由底座和罩壳组成；

枢轴，固定在壳体内部；

转盘，以枢轴为轴线相对枢轴转动地设置在枢轴上；

荧光模块，位于转盘上；

燕尾座，安装在底座上；

目镜座，安装在罩壳上；

所述荧光模块，包括支座、激发光产生部、主光路，其中：

激发光产生部，包括设置在支座上的光源、透镜以及激发光滤光片；

主光路，包括设置在支座上的二向色镜以及荧光滤光片；

二向色镜，在与所述主光路光轴成45度的同时也与所述激发光产生部产生的激发光光轴成45度角，使得所述主光路光轴与所述激发光光轴成正交，该二向色镜反射所述激发光且透射荧光；

所述支座包括主支座、副支座，副支座上具有V形槽，主支座具有与V形槽对应的V形突起，二向色镜设置在V形槽或者V形突起的一个侧面上；激发光产生部和荧光滤光片中一个位于主支座上，另一个位于副支座上；

所述光源为led灯，led设置在用于对led进行散热的散热片上，散热片固定在支座上；在底座上设置有用于对壳体内部进行强制冷却的冷却风扇；

当转动转盘时，荧光模块的主光路能够处于与燕尾座、目镜座同轴的位置，从而使得荧光模块透射的荧光能够穿过燕尾座、目镜座。

2.如权利要求1所述的荧光照明装置，其特征是：荧光模块有多个，均布在转盘的周向；各个荧光模块的二向色镜的转折波长不同，以使得各荧光模块透射的荧光波长不同；当转动转盘时，各荧光模块的主光路能够处于与燕尾座、目镜座同轴的位置，从而使得各荧光模块透射的荧光能够穿过燕尾座、目镜座。

3.如权利要求1所述的荧光照明装置，其特征是：荧光模块的光源连接在受磁控开关控制的供电电路中；磁控开关设置在转盘上，在底座上安装有控制磁控开关的磁铁；当转盘转动到荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置时，控制向荧光模块中的光源供电的磁控开关与磁铁在平行于转盘的轴向方向上下相对，磁控开关在磁铁的作用下使得所述供电电路接通，荧光模块中的光源发光。

4.如权利要求3所述的荧光照明装置，其特征是：在转盘上设置一环线电路板，该环线电路板上具有向荧光模块的光源供电的供电电路及磁控开关。

5.如权利要求4所述的荧光照明装置，其特征是：它还包括一个旋转电路接头，位于枢轴内部的旋转电路接头的旋转部通过穿过枢轴的导线与环线电路板的供电电路电连接；旋转电路接头的固定部设置在枢轴上，并与外部电源电连接；外部电源通过旋转电路接头、导线向供电电路供电。

6.如权利要求1所述的荧光照明装置，其特征是：从光源到激发光出射荧光模块的光程小于10厘米。

7.如权利要求1所述的荧光照明装置，其特征是：在壳体上设置有对转盘进行限位的转盘位置维持装置；当转盘转动到荧光模块的主光路处于与燕尾座、目镜座同轴的位置时，转盘位置维持装置能够使得转盘保持在该位置。