CN108761756A - 多波段led荧光显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多波段LED荧光显微镜，包括显微镜主体和多波段LED光源系统，所述多波段LED光源系统通过连接套与所述显微镜主体的荧光光源接口连接，多波段LED光源系统包括LED底盘，N个LED芯片和/或LED芯片组；在所述LED底盘上设置第一圆周，所述N个LED芯片和/或LED芯片组间隔布设在所述第一圆周上；其中，所述N个LED芯片和/或LED芯片组包括n个不同中心波长的波段，N≥n≥2，还包括光路子系统和控制子系统，控制子系统用于控制所选定波长的LED芯片和/或LED芯片组正对光路子系统的第一入射区。本发明提供的多波段LED荧光显微镜光源系统，针对选定波段的LED芯片，可以实现自动替换，使用方便。

Description

多波段LED荧光显微镜

技术领域

本发明涉及显微镜设备领域，尤其用于可提供多种需要波长的多波段LED荧光显微镜。

背景技术

物质在特定波长的光照射下，几乎同时发射出比照射光波长更长的光，且当入射光停止后物质发出的光立即熄灭，这种光称为荧光。荧光显微镜就是利用物质荧光特性进行观察的光学显微镜。荧光显微镜保留不同显微镜的功能的同时，还能进行荧光观察，具有检出能力高、能进行多重着色观察的特点，广泛地应用于生物医学领域。

落射荧光显微镜由基础显微镜加上落射荧光照明系统(包括荧光光源、激发滤片、二向分光片、阻挡滤片和透镜等部件)组成。荧光照明光源是荧光显微镜的关键部件，传统的荧光显微镜光源主要采用高压汞灯，存在使用寿命短(200小时左右)、发热严重、操作复杂、价格昂贵等问题。LED光源是21世纪出现在市场上的新型光源，以其体积小巧、能耗低、响应快、寿命长等优点，在显微镜领域受到了密切关注，在单波段激发荧光显微镜中得到了广泛的应用。但LED光源是单一窄带光源，如果需要使用多个波段的激发光源，就必须更换光源，耗时长，使用十分不便。

发明内容

针对现有技术的荧光显微镜需要使用多个波段的LED激发光源时，需要更换光源，耗时长，使用不方便的问题，本发明实施例提供一种多波段LED荧光显微镜，针对选定波段的LED芯片，可以实现自动替换，使用方便。

本发明实施例提供的多波段LED荧光显微镜包括显微镜主体和多波段LED光源系统，多波段LED光源系统通过连接套与显微镜主体的荧光光源接口连接；

多波段LED光源系统，包括LED底盘，N个LED芯片和/或LED芯片组；在LED底盘上设置第一圆周，N个LED芯片和/或LED芯片组间隔布设在第一圆周上；其中，N个LED芯片和/或LED芯片组包括n个不同中心波长的波段，N≥n≥2；

多波段LED光源系统还包括光路子系统，光路子系统包括第一棱镜和镜筒，第一棱镜包括平行的第一入射面和第一出射面、平行的第一反射面和第二反射面，第一反射面和第二反射面上设有反射膜，第一入射面与第一反射面成45度角设置，第一出射面与第二反射面成45度角设置；第一入射面包括第一入射区，第一入射区设置为第一反射面在第一入射面的投影区域；第一出射面包括第一出射区，第一出射区设置为第二反射面在第一出射面的投影区域，第一出射区设置在镜筒一端的中心区域；

多波段LED光源系统还包括控制子系统，控制子系统用于控制所选定波长的LED芯片和/或LED芯片组正对第一入射区。

本发明实施例提供的多波段LED荧光显微镜，通过对多波段LED光源系统进行改进，设置LED底盘，在LED底盘上绕第一圆周环形设置所需要的LED芯片或者LED芯片组，可以实现将显微镜所需要中心波长波段的LED均设置在LED底盘上。当需要使用某个中心波长波段的LED芯片或者LED芯片组时，通过控制子系统实现LED芯片或者LED芯片组正对第一入射区。此时接通LED芯片或者LED芯片组的电源，LED芯片或者芯片组将产生所需要中心波长波段的光线。此时的光线大部分正对第一入射区，即大部分光线将垂直第一入射面的第一入射区进入第一棱镜。由于第一反射面上镀有反射膜，同时第一反射面与第一入射区成45度角设置，入射光线在直射到第一反射面时，将被第一反射面改变传送方向，入射光线将与第一入射面平行的方向传送到第二反射面，并由第二反射面再次改变光线的传送方向，经改变后的光线垂直于第一出射面从第一出射区进入到镜筒中，由于第一出射区设置在镜筒的中心区域，进入镜筒的光线将沿镜筒中心区域沿镜筒传送，并最终将LED芯片或者LED芯片组发射的激发光发射到需要照射的物体上。

LED底盘上设置多个不同中心波长波段的LED芯片或者芯片组，也可以包括LED芯片和由LED芯片构成的LED芯片组，需要哪个波段时，将该LED芯片或者芯片组与第一入射区匹配好就可以，而不需要拆下不需要的LED芯片再重新组装需要的LED芯片，实现了自动替换，使用和携带都非常方便。同时，第一棱镜在实现了将激发光改变传送方向，达到需要的光线入射方向之外，激发光在第一棱镜内部经过多次反射，每次反射都会形成虚拟光源像，多次反射形成二维的虚拟光源矩阵，从而使输出光更加均匀，达到匀光的效果。

优选地，光路子系统还包括透镜组，透镜组设置在镜筒内，透镜组至少包括第一凸透镜和第二凸透镜，第一凸透镜设置在镜筒靠近第一棱镜端，且设置为第一出射区位于第一凸透镜的焦距内；第二凸透镜设置为在镜筒远离第一棱镜端。其中，第二凸透镜包括凸凹镜片和平凸镜片，凸凹镜片设置在平凸镜片和第一凸透镜之间。由于第一出射区位于第一凸透镜的焦距内，从第一出射区发射的光线将在第一凸透镜的作用下，实现对输出光的发散作用，再通过第二凸透镜将经发散的光线再次转变为准直的平行光线，可以增大输出光的照射范围。可以在第一凸透镜和第二凸透镜上分别设置透镜调整装置，透镜调整装置可以实现第一凸透镜和第二凸透镜沿镜筒纵向前后移动，实现第一凸透镜和第一出射区之间距离的调整以及第二凸透镜与第一凸透镜之间距离的调整。也可以只在第二凸透镜上设置透镜调整装置，而第一凸透镜与第一出射区之间的距离根据显微镜的性能预先设置一个最优的固定值。

优选地，在LED底盘上设置与第一圆周同心的第二圆周，LED芯片和/或LED芯片组间隔布设在第一圆周和第二圆周上；

光路子系统包括第二棱镜，第二棱镜包括平行的第二入射面和第二出射面、平行的第三反射面和第四反射面，第三反射面和第四反射面上设有反射膜，第二入射面与第三反射面成45度角设置，第二出射面与第四反射面成45度角设置；第二入射面包括第二入射区，第二入射区设置为第三反射面在第二入射面的投影区域；第二出射面包括第二出射区，第二出射区设置为第四反射面在第二出射面的投影区域，第二出射区设置在镜筒一端的中心区域；

控制子系统用于控制位于第一圆周上所设定波长的LED芯片和/或LED芯片组正对第一入射区，或控制位于第二圆周上所设定波长的LED芯片和/或LED芯片组正对第二入射区。

优选地，LED芯片和/或LED芯片组中的每一个LED芯片或LED芯片组的中心波长的波段均不同，LED芯片和/或LED芯片组等角间距设置在第一圆周上，第一圆周的圆心设置在LED底盘的中心处。

第二棱镜与第一棱镜可以成直线设置，即以镜筒的圆心为参考点，第一棱镜和第二棱镜分别沿一条镜筒的直径设置，第二棱镜和第一棱镜也可以成角度设置，即第一棱镜和第二棱镜分别沿镜筒的一条半径设置，第一棱镜和第二棱镜可以设置在一个平面上，也可以分别设置在与镜筒的横截面平行的两个平面上。只需要第一棱镜和第二棱镜的投影没有重叠都可以实现本发明实施例技术方案的效果。优选地，第一棱镜和第二棱镜设置在与镜筒横截面平行的同一个平面上，这样可以方便第一凸透镜对第一棱镜和第二棱镜同时设置合适的距离，实现同时对第一出射区和第二出射区发出的光进行调整。

优选地，第一棱镜和第二棱镜均为斜方棱镜。

其中，本发明实施例对控制子系统提供了两种具体的实现方式来实现LED芯片或者LED芯片组与第一入射区或者第二入射区的匹配。第一种方式中，光路子系统还包括棱镜固定板，第一棱镜和第二棱镜固定在棱镜固定板上，棱镜固定板与镜筒连接，控制子系统包括第一电机，第一主动轮、设为中空的第一被动轮、第一旋转编码器和控制电路，第一电机连接第一主动轮的转轴，第一被动轮与棱镜固定板固定连接，第一主动轮与第一被动轮通过传动带连接，第一旋转编码器与第一主动轮的转轴连接，第一旋转编码器与控制电路信号连接，控制电路控制LED芯片和/或LED芯片组电源电路和第一电机电源电路。

控制子系统的第二种具体实施方式中，控制子系统包括第二电机，第二主动轮、第二被动轮、第二旋转编码器和控制电路，第二电机连接第二主动轮的转轴，第二被动轮的转轴连接LED底盘的轴心，第二主动轮与第二被动轮通过传动带连接，第二旋转编码器与第二主动轮的转轴连接，第二旋转编码器与控制电路信号连接，控制电路控制LED芯片和/或LED芯片组电源电路和第二电机电源电路。

上述两种控制子系统的实现方式中，第一种实现方式通过带动棱镜固定板旋转，从而带动第一棱镜或者第二棱镜旋转，从而实现选定波段的LED芯片或者芯片组与第一入射区或者第二入射区匹配的效果。第二种实现方式中，通过带动LED底盘转动，从而带动LED底盘上的LED芯片或者LED芯片组旋转，从而实现选定波段的LED芯片或者芯片组与第一入射区或者第二入射区匹配的效果。两种方式都可以很好的实现自动替换选定波段的LED芯片或者芯片组。上述两种方式的第一电机、第二电机优选步进电机，从而更好的实现旋转角度的精确控制。控制子系统还可以采用其他的实现方式，其目的主要是实现选定波段的LED芯片或者芯片组与第一入射区或者第二入射区匹配的效果。

优选地，还包括棱镜中心微调装置，棱镜中心微调装置与棱镜固定板连接。通过控制子系统实现了棱镜固定板的角度调整，而通过棱镜中心微调装置，可以实现棱镜固定板在镜筒截面方向上的直线位移调整，使得选定波段的LED芯片或者芯片组与第一入射区或者第二入射区实现更精确的匹配。

优选地，斜方棱镜的六个面均设置为抛光面，且在斜方棱镜除第一入射区、第一出射区、第二入射区、第二出射区之外的所有面上均镀有反光膜。通过在除了第一入射区、第二入射区、第一出射区、第二出射区设置反光膜，可以使进入第一棱镜或者第二棱镜的光线更充分的经过镜面反射最后从第一出射区和第二出射区发射出去，达到更好的匀光效果。

附图说明

图1为本发明实施例中多波段LED光源系统结构示意图；

图2为本发明实施例中LED底盘结构示意图；

图3为本发明实施例中斜方棱镜结构示意图；

图4为本发明实施例中光线在斜方棱镜中传播示意图；

图5为本发明实施例中透镜组结构示意图；

图6为本发明实施例中透镜组与棱镜、LED底盘组装结构示意图；

图7为本发明实施例控制子系统控制流程示意图。

附图中：100、LED底盘；101、LED芯片；102、LED芯片组；103、共阴极；104、引脚；200、第一棱镜；201、第一入射面；202、第一出射面；203、第一反射面；204、第二反射面；210、镜筒；220、第二棱镜；230、棱镜固定板；240、棱镜中心微调装置；310、第一电机；320、第一主动轮；330、第一被动轮；340、第一旋转编码器；350、传动带；400、连接套；410、散热片；420、轴承座；510、第一凸透镜；520、第二凸透镜；521、平凸镜片；522、凸凹镜片。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明实施例提供多波段LED荧光显微镜包括显微镜主体和多波段LED光源系统(包括荧光光源、激发滤片、二向分光片、阻挡滤片和透镜等部件)组成，其中显微镜主体采用现有成熟的显微镜设备，如包括目镜、物镜、光学成像组件等，本发明技术方案对显微镜主体的设置没有限制。显微镜主体上设有荧光光源接口，多波段LED光源系统通过连接套400与荧光光源接口连接，实现对观察物的荧光激发。本发明提供的多波段LED荧光显微镜，主要实现对接入荧光显微镜中的激发光源实现改进，从而提供一种能提供多种中心波长波段的LED荧光显微镜。本发明实施例提供的多波段LED荧光显微镜，使用棱镜同时完成转向和匀光的功能，降低了成本，节约了空间，实现了在一套LED光源上可根据需要调节输出多种不同波长激发光的目的，大大扩展了单套光源集成不同波长光源的数量，延长了荧光显微镜光源的寿命，操作简便，应用范围广。

实施例1：

本发明实施例提供的多波段LED荧光显微镜，包括显微镜主体和多波段LED光源系统，多波段LED光源系统通过连接套与显微镜主体的荧光光源接口连接。本发明提供的多波段LED荧光显微镜主要通过改进多波段LED光源系统，实现通过一套光源系统可以提供所需要的各种波长的激发光。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的多波段LED光源系统，包括LED底盘100，N个LED芯片101和/或LED芯片组102；在LED底盘100上设置第一圆周，N个LED芯片101和/或LED芯片组102间隔布设在第一圆周上；其中，N个LED芯片101和/或LED芯片组102包括n个不同中心波长的波段，N≥n≥2。

优选地，LED芯片101和/或LED芯片组102中的每一个LED芯片101或LED芯片组102的中心波长的波段均不同，LED芯片101和/或LED芯片组102等角间距设置在第一圆周上，第一圆周的圆心设置在LED底盘100的中心处。

优选地，还可以在LED底盘100上设置与第一圆周同心的第二圆周，LED芯片101和/或LED芯片组102间隔布设在第一圆周和第二圆周上；

其中，N个LED芯片101和/或LED芯片组102，具体指在每个安装位置上可以只设置单独的LED芯片101，也可以设置由两个以上的LED芯片组成的LED芯片组102，也可以根据需要在一些位置上设置单独的LED芯片101，在另一些位置上设置LED芯片组102。LED芯片101或者LED芯片组102的数量根据该荧光显微镜所需要实现的功能进行设置。LED芯片101或者LED芯片组102固定在LED底盘100上。这种固定，可以是永久性的固定，如焊接等。本发明实施例提供的实施方式中，LED芯片101或者LED芯片组102通过可拆卸的方式固定在LED底盘100上，如通过螺纹连接、或者通过卡扣连接等，以实现对LED芯片101或者LED芯片组102的可替换或者维修。

如图2所示的一个具体实施例中，LED底盘100设置24个LED芯片101或者LED芯片组102，根据需要，有的单独设置LED芯片101，有的由多个LED芯片101组成LED芯片组102，以便通过多个LED芯片101的组合实现多个波段的合成，以实现特定波长的激发光。其中，24个LED芯片101和LED芯片组102具有共同的共阴极103，每一个LED芯片101和LED芯片组102单独设置引脚104，通过引脚104和共阴极103实现对每一个LED芯片101或者LED芯片组102的单独控制。该24个LED芯片101或LED芯片组102所具有的波段中包含了24种或少于24种不同中心波长的波段，涵盖紫外波段到红外波段。LED底盘100上设置的LED芯片101可以根据需要设置。该24个LED芯片101或LED芯片组102分别设置在第一圆周和第二圆周上，每个圆周设置12个，其中，处于内径的第二圆周上的以单个芯片为主，而处于第一圆周上设置的以LED芯片组102为主。本发明实施例示例了在LED底盘100设置两个同心圆周的情况，如图2所述中，可以设置有24组LED芯片101或者LED芯片组102，满足绝大部分荧光显微镜对激发光各个波段的需求。但根据需要，也还可以再设置与第一圆周同心的第三圆周、第四圆周，本发明提供的技术方案对此不做限制。进一步地，在LED底盘100的背面还可以设置散热片410实现更好的散热效果。

本发明提供的多波段LED光源系统还包括光路子系统，如图1、图3所示，光路子系统包括第一棱镜200和镜筒210，第一棱镜200包括平行的第一入射面201和第一出射面202、平行的第一反射面203和第二反射面204，第一反射面203和第二反射面204上设有反射膜，第一入射面201与第一反射面203成45度角设置，第一出射面202与第二反射面204成45度角设置；第一入射面201包括第一入射区，第一入射区设置为第一反射面203在第一入射面201的投影区域；第一出射面202包括第一出射区，第一出射区设置为第二反射面204在第一出射面202的投影区域，第一出射区设置在镜筒210一端的中心区域。

进一步地，在LED底盘100设有第二圆周时，如图6所示，光路子系统包括第二棱镜220，第二棱镜220包括平行的第二入射面和第二出射面、平行的第三反射面和第四反射面，第三反射面和第四反射面上设有反射膜，第二入射面与第三反射面成45度角设置，第二出射面与第四反射面成45度角设置；第二入射面包括第二入射区，第二入射区设置为第三反射面在第二入射面的投影区域；第二出射面包括第二出射区，第二出射区设置为第四反射面在第二出射面的投影区域，第二出射区设置在镜筒210一端的中心区域；

相应的，如果根据需要在LED底盘100上还设置第三圆周、第四圆周以设置更多的LED芯片101或者LED芯片组102，光路子系统相应的设置第三棱镜、第四棱镜实现对第三圆周、第四圆周上设置的LED芯片101或LED芯片组102的光线变向和匀光。

其中，第一棱镜200和第二棱镜220至少包括平行的入射面和出射面，以及平行的两个反射面，同时入射面与第一个反射面成45度角设置，出射面与第二个反射面成45度角设置。还可以包括其他的面，本发明提供的技术方案中对棱镜的其他面没有要求，即可以还包括两个面，如斜方棱镜，也可以包括更多的面。本发明提供的多波段LED荧光显微镜光源系统中，第一棱镜200、第二棱镜220优选斜方棱镜，如图3、图4和图6所示。斜方棱镜可以完美地实现第一棱镜200、第二棱镜220的所有要求，达到最好的转向和匀光效果。为进一步实现对光线的转向和匀光效果，斜方棱镜的六个面均设置为抛光面，且在斜方棱镜除第一入射区、第一出射区、第二入射区、第二出射区之外的所有面上均镀有反光膜。通过在除了第一入射区、第二入射区、第一出射区、第二出射区设置反光膜，可以使进入第一棱镜200或者第二棱镜220的光线更充分的经过镜面反射最后从第一出射区和第二出射区发射出去，达到更好的匀光效果。

控制子系统用于控制位于第一圆周上所设定波长的LED芯片101和/或LED芯片组102正对第一入射区，或控制位于第二圆周上所设定波长的LED芯片101和/或LED芯片组102正对第二入射区。

图3、图4示出了光路子系统对光线的转向工作原理，LED底盘100上的一个LED芯片101或者一组LED芯片组102发光，光线进入第一棱镜200或者第二棱镜220，在棱镜内部传播的过程中形成均匀照明，经过反射膜的2次反射到达光路调整透镜组，经过光路调整透镜组进行光束整形，形成准直照明，经过镜筒210和连接套400输出至荧光显微镜。第一棱镜200和第二棱镜220的作用是使光线产生位移而不改变其方向，同时有匀光的作用。

本发明实施例提供的多波段LED光源系统，通过设置LED底盘100，在LED底盘100上绕第一圆周环形设置所需要的LED芯片101或者LED芯片组102，可以实现将显微镜所需要中心波长波段的LED均设置在LED底盘100上。当需要使用某个中心波长波段的LED芯片101或者LED芯片组102时，通过控制子系统实现LED芯片101或者LED芯片组102正对第一入射区。此时接通LED芯片101或者LED芯片组102的电源，LED芯片101或者LED芯片组102将产生所需要中心波长波段的光线。此时的光线大部分正对第一入射区，即大部分光线将垂直第一入射面201的第一入射区进入第一棱镜200。由于第一反射面203上镀有反射膜，同时第一反射面203与第一入射区成45度角设置，入射光线在直射到第一反射面203时，将被第一反射面203改变传送方向，入射光线将与第一入射面201平行的方向传送到第二反射面204，并由第二反射面204再次改变光线的传送方向，经改变后的光线垂直于第一出射面202从第一出射区进入到镜筒210中，由于第一出射区设置在镜筒210的中心区域，进入镜筒210的将沿镜筒中心区域沿镜筒210传送，并最终将LED芯片101或者LED芯片组102发射的光线发射到需要照射的物体上。LED底盘100上设置多个不同中心波长波段的LED芯片101或者LED芯片组102，也可以包括LED芯片101和由LED芯片101构成的LED芯片组102，需要哪个波段时，将该LED芯片101或者LED芯片组102与第一入射区匹配好就可以，而不需要拆下不需要的LED芯片101再重新组装需要的LED芯片101，实现了自动替换，使用和携带都非常方便。同时，第一棱镜200在实现了将光线改变传送方向，达到需要的光线入射方向之外，光线在第一棱镜200内部经过多次反射，每次反射都会形成虚拟光源像，多次反射形成二维的虚拟光源矩阵，从而使输出光更加均匀，达到匀光的效果。

优选地，如图5、图6所示，光路子系统还包括透镜组，透镜组设置在镜筒210内，透镜组至少包括第一凸透镜510和第二凸透镜520，第一凸透镜510设置在镜筒210靠近第一棱镜200端，且设置为第一出射区位于第一凸透镜510的焦距内；第二凸透镜520设置为在镜筒210远离第一棱镜200端。其中，第二凸透镜520包括凸凹镜片522和平凸镜片521，凸凹镜片522设置在平凸镜片521和第一凸透镜510之间。由于第一出射区位于第一凸透镜510的焦距内，从第一出射区发射的光线将在第一凸透镜510的作用下，实现对光线的发散作用，再通过第二凸透镜520将经发散的光线再次转变为准直的平行光线，可以增大输出光的照射范围。可以在第一凸透镜510和第二凸透镜520上分别设置透镜调整装置，透镜调整装置可以实现第一凸透镜510和第二凸透镜520沿镜筒210纵向前后移动，实现第一凸透镜510和第一出射区之间距离的调整以及第二凸透镜520与第一凸透镜510之间距离的调整。也可以只在第二凸透镜520上设置透镜调整装置，而第一凸透镜510与第一出射区之间的距离根据显微镜的性能预先设置一个最优的固定值。

第二棱镜220与第一棱镜200可以成直线设置，即以镜筒210的圆心为参考点，第一棱镜200和第二棱镜220分别沿一条镜筒210的直径设置，即如图6所示。第二棱镜220和第一棱镜200也可以成角度设置，即第一棱镜200和第二棱镜220分别沿镜筒210的一条半径设置，第一棱镜200和第二棱镜220可以设置在一个平面上，也可以分别设置在与镜筒210的横截面平行的两个平面上。只需要第一棱镜200和第二棱镜220的投影没有重叠都可以实现本发明实施例技术方案的效果。优选地，第一棱镜200和第二棱镜220设置在与镜筒210横截面平行的同一个平面上，设置棱镜固定板230，第一棱镜200和第二棱镜220均设置在棱镜固定板230上。并在棱镜固定板230上设置棱镜中心微调装置240。而通过棱镜中心微调装置240，可以实现棱镜固定板230在镜筒210截面方向上的直线位移调整，使得选定波段的LED芯片101或者LED芯片组102与第一入射区或者第二入射区实现更精确的匹配。将第一棱镜200、第二棱镜220同时设置在同一个棱镜固定板230上，可以方便第一凸透镜510对第一棱镜200和第二棱镜220同时设置合适的距离，实现同时对第一出射区和第二出射区发出的光线进行调整。

其中，本发明实施例对控制子系统提供了两种具体的实现方式来实现LED芯片101或者LED芯片组102与第一入射区或者第二入射区的匹配。如图1所示的第一种方式中，控制子系统包括第一电机210，第一主动轮320、设为中空的第一被动轮330、第一旋转编码器340和控制电路(未图示)，第一电机310连接第一主动轮320的转轴，第一被动轮330与棱镜固定板230固定连接，并装配在轴承座420上，第一主动轮320与第一被动轮330通过传动带350连接，第一旋转编码器340与第一主动轮320的转轴连接，第一旋转编码器340与控制电路信号连接，控制电路控制LED芯片101和/或LED芯片组102电源电路和第一电机310电源电路。其中，如图1所示的具体实施例中，第一主动轮320、第一被动轮330都为皮带轮，第一主动轮320通过传动皮带实现传动。第一主动轮320、第一被动轮330也可以采用齿轮，第一主动轮320和第一被动轮330之间通过链条传动。本发明实施例优选皮带传动，其中，第一被动轮330设置为中空，可以方便光线穿过而不会造成光线阻挡。第一被动轮330可以设置为半径大于第一主动轮320，如设置第一被动轮330的半径为第一主动轮320半径的两倍。当设置为第一被动轮330半径是第一主动轮320半径的两倍时，第一主动轮320转动2度，第一被动轮330将转动1度，可以实现对棱镜固定板230更精确的角度调整，实现选定波段的LED芯片101或者LED芯片组102与第一入射区、第二入射区更精确的匹配。第一电机310优选步进电机。

上述控制子系统实现选定波段的LED芯片101或者LED芯片组102与第一入射区、第二入射区更精确的匹配，具体控制流程如图7所示，其控制工作原理为：

首先根据显微镜需要观察的标本所需要的激发光波段，选择具有该波段的LED芯片101，在控制电路中输入该该LED芯片101或者LED芯片组102的编码C1。控制电路将开启步进电机的电源电路，并读取设置在步进电机上的第一旋转编码器340上的旋转编码器位置编码C2，该编码对应了棱镜固定板230的位置，当C2与C1匹配时，如C2＝C1，此时第一棱镜200的第一入射区或者第二棱镜220的第二入射区正对编码为C1的LED芯片101或者LED芯片组102，控制电路判断选定波段的LED芯片101与第一棱镜200或者第二棱镜220实现了匹配。控制电路将启动相应波段的LED芯片101或者LED芯片组102接通驱动电源电路，使该LED芯片101或者LED芯片组102发出选定波长的波段激发光。如果C2与C1不匹配时，如C2不等于C1时，步进电机开始通电旋转，并通过第一主动轮320带动第一被动轮330旋转，从而带动棱镜固定板230旋转。控制电路实时检测第一旋转编码器340的位置编码C2，并实时将该编码与选定波长的LED芯片101编码C1比对，当检测到第一旋转编码器340的位置编码C2与芯片编码C1匹配时，控制步进电机停止工作。同时启动相应波段的LED芯片101或者LED芯片组102接通驱动电源电路，使该LED芯片101或者LED芯片组102发出选定波长的波段激发光。

控制子系统的第二种具体实施方式中，控制子系统包括第二电机，第二主动轮、第二被动轮、第二旋转编码器和控制电路，第二电机连接第二主动轮的转轴，第二被动轮的转轴连接LED底盘100的轴心，第二主动轮与第二被动轮通过传动带连接，第二旋转编码器与第二主动轮的转轴连接，第二旋转编码器与控制电路信号连接，控制电路控制LED芯片和/或LED芯片组电源电路和第二电机电源电路。

控制子系统的第二种具体实施方式其工作原理与第一种实施方式类似，其不同之处在于，第一种控制方式中，LED底盘100位置固定不变，通过旋转棱镜固定板230，从而实现棱镜与LED芯片101或者LED芯片组102的匹配，即由棱镜主动去匹配选定波长的LED芯片101或者LED芯片组102；而第二种实施方式中，棱镜的位置固定不变，通过旋转LED底盘100，从而实现选定波长的LED芯片101或者LED芯片组102去主动旋转到第一入射区或者第二入射区中。上述两种方式的第一电机310、第二电机优选步进电机，从而更好的实现旋转角度的精确控制。控制子系统还可以采用其他的实现方式，其目的主要是实现选定波段的LED芯片101或者LED芯片组102与第一入射区或者第二入射区匹配的效果。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.多波段LED荧光显微镜，其特征在于，包括显微镜主体和多波段LED光源系统，所述多波段LED光源系统通过连接套与所述显微镜本体的荧光光源接口连接；

所述多波段LED光源系统包括LED底盘，N个LED芯片和/或LED芯片组；在所述LED底盘上设置第一圆周，所述N个LED芯片和/或LED芯片组间隔布设在所述第一圆周上；其中，所述N个LED芯片和/或LED芯片组包括n个不同中心波长的波段，N≥n≥2；所述多波段LED光源系统还包括光路子系统，所述光路子系统包括第一棱镜和镜筒，所述第一棱镜包括平行的第一入射面和第一出射面、平行的第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和第二反射面上设有反射膜，所述第一入射面与第一反射面成45度角设置，所述第一出射面与第二反射面成45度角设置；所述第一入射面包括第一入射区，所述第一入射区设置为所述第一反射面在所述第一入射面的投影区域；所述第一出射面包括第一出射区，所述第一出射区设置为所述第二反射面在所述第一出射面的投影区域，所述第一出射区设置在所述镜筒一端的中心区域；所述多波段LED光源系统还包括控制子系统，所述控制子系统用于控制所选定波长的LED芯片和/或LED芯片组正对所述第一入射区。

2.如权利要求1所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，所述光路子系统还包括透镜组，所述透镜组设置在所述镜筒内，所述透镜组至少包括第一凸透镜和第二凸透镜，所述第一凸透镜设置在所述镜筒靠近所述第一棱镜端，且设置为所述第一出射区位于所述第一凸透镜的焦距内；所述第二凸透镜设置为在所述镜筒远离所述第一棱镜端，所述第二凸透镜设置在透镜调整装置上，所述透镜调整装置可调整第二凸透镜沿所述镜筒前后移动。

3.如权利要求2所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，在所述LED底盘上设置与第一圆周同心的第二圆周，所述LED芯片和/或LED芯片组间隔布设在所述第一圆周和第二圆周上；

所述光路子系统包括第二棱镜，所述第二棱镜包括平行的第二入射面和第二出射面、平行的第三反射面和第四反射面，所述第三反射面和第四反射面上设有反射膜，所述第二入射面与第三反射面成45度角设置，所述第二出射面与第四反射面成45度角设置；所述第二入射面包括第二入射区，所述第二入射区设置为所述第三反射面在所述第二入射面的投影区域；所述第二出射面包括第二出射区，所述第二出射区设置为所述第四反射面在所述第二出射面的投影区域，所述第二出射区设置在所述镜筒一端的中心区域；

所述控制子系统用于控制位于第一圆周上所设定波长的LED芯片和/或LED芯片组正对所述第一入射区，或控制位于第二圆周上所设定波长的LED芯片和/或LED芯片组正对所述第二入射区。

4.如权利要求1所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，所述LED芯片和/或LED芯片组中的每一个LED芯片或LED芯片组的中心波长的波段均不同，所述LED芯片和/或LED芯片组等角间距设置在所述第一圆周上，所述第一圆周的圆心设置在所述LED底盘的中心处。

5.如权利要求3所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，所述第一棱镜和第二棱镜均为斜方棱镜。

6.如权利要求3至5任一所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，所述光路子系统还包括棱镜固定板，所述第一棱镜和第二棱镜固定在所述棱镜固定板上，所述棱镜固定板与所述镜筒连接；所述控制子系统包括第一电机，第一主动轮、设为中空的第一被动轮、第一旋转编码器和控制电路，所述第一电机连接第一主动轮的转轴，所述第一被动轮与所述棱镜固定板固定连接，所述第一主动轮与所述第一被动轮通过传动带连接，所述第一旋转编码器与所述第一主动轮的转轴连接，所述第一旋转编码器与所述控制电路信号连接，所述控制电路控制所述LED芯片和/或LED芯片组电源电路和所述第一电机电源电路。

7.如权利要求1至5任一所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，所述控制子系统包括第二电机，第二主动轮、第二被动轮、第二旋转编码器和控制电路，所述第二电机连接第二主动轮的转轴，所述第二被动轮的转轴连接所述LED底盘的轴心，所述第二主动轮与所述第二被动轮通过传动带连接，所述第二旋转编码器与所述第二主动轮的转轴连接，所述第二旋转编码器与所述控制电路信号连接，所述控制电路控制所述LED芯片和/或LED芯片组电源电路和所述第二电机电源电路。

8.如权利要求6所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，还包括棱镜中心微调装置，所述棱镜中心微调装置与所述棱镜固定板连接。

9.如权利要求5所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，所述斜方棱镜的六个面均设置为抛光面，且在所述斜方棱镜除第一入射区、第一出射区、第二入射区、第二出射区之外的所有面上均镀有反光膜。

10.如权利要求2所述的多波段LED荧光显微镜，其特征在于，所述第二凸透镜包括凸凹镜片和平凸镜片，所述凸凹镜片设置在所述平凸镜片和所述第一凸透镜之间。