CN112955790A - 具有led照明组件的显微镜 - Google Patents

Abstract

一种显微镜系统，所述系统包括：多通道LED照明阵列，其包括一个或多个光学重定向节点，所述光学重定向节点包括前面、后面、顶面、底面和两个侧面；一个或多个发光二极管，每个发光二极管被定位成面向所述一个或多个光学重定向节点中的一个的所述前面、后面、顶面或底面中的一个；以及一个或多个准直透镜，每个准直透镜被定位于所述一个或多个发光二极管中的一个和所述一个或多个光学重定向节点中的一个之间；以及显微镜组件，其包括物镜、一个或多个放大透镜、光学路径和试样台。

Description

具有LED照明组件的显微镜

技术领域

本发明大体上涉及一种显微和分光光度系统，且更确切地说涉及荧光成像系统。

背景技术

荧光显微法能够研究可以其天然形式发荧光(被称为固有或自发荧光)或者在用能够发荧光的化学物质处理时发荧光(被称为次生荧光)的材料。荧光显微镜和荧光显微法通常被认为是细胞生物学中的重要工具。

在用一定波长的光照亮样品的情况下会发生荧光现象，由样品产生的荧光通常具有比激发光更长的波长，此现象被称为斯托克斯位移(Stokes shift)(或光致发光)。光谱的UV部分中的较短波长光往往会具有比较长波长的红外光更多的光子能量(当考虑光的粒子性质时)。举例来说，当样品由紫外辐射(紫色)照亮时，它可被特定原子中的电子吸收，从而将电子激发并升高到较高能级。随后，被激发的电子松弛到较低能级，这一转变致使可见光区中呈较低能量(红色)光的形式的能量被释放。

如果在中止曝露于激发能(光)之后光的发射持续时间通常都达到几秒，则此现象被称为磷光。荧光是在激发光吸收期间发生的光发射。激发光的吸收和荧光中的再辐射光的发射之间的时间间隔通常是有限的，但持续时间非常短，通常小于百万分之一秒。

因此，荧光显微法包含能够选择激发波长的照明设备，以及用于对由材料发荧光的发射波长进行成像和记录的设备。因此，在荧光显微法中改进且有效地提供照明以及图像捕获的装置将是有用的。

发明内容

下文呈现本公开的简化概述以便向读者提供基本理解。此概述不是本公开的详尽概览，且其不认定本发明的关键/重要要素也不划定本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本文中所公开的一些概念作为随后呈现的更详细描述的序言。

本发明大体上涉及一种显微和分光光度系统，且更确切地说涉及一种荧光成像系统。在以下描述中和图式中陈述本发明的特定示例的特定细节以提供对这些示例的透彻理解。本发明可具有额外示例，可在无针对任何特定所描述示例描述的细节中的一个或多个的情况下实践，或针对一个特定示例描述的任何细节可用针对另一示例描述的任何其它细节来实践。

一种具有LED照明组件的显微镜可实施于具有LED仓模块光源的示例性立体荧光显微镜中。本发明包含一种具有LED照明组件的显微镜，其显著减少了光强度损失，使LED能够轻易地改变(并因此使所施加光的波长能够轻易地改变)，并且改进了光强度的均一性。

在该装置的示例中，各自投射不同波长的光(但它们也可以视需要为相同波长)的一组三个LED组件布置于立方光学棱镜周围。该光学棱镜被设计成使来自光学棱镜的左或右面的趋近射束弯曲九十(90)度以从前面离开。从光学棱镜后面入射的射束无偏转地离开前面。一个LED组件定位成面向左面，一个LED组件面向右面，且一个LED组件面向后面。每一LED组件具有安置于其LED和立方光学棱镜之间的准直透镜，用于将入射光束转换为柱状。来自面向左面的LED的准直射束进入到立方光学棱镜中且转向以从前面离开，来自面向右面的LED的准直射束进入到立方光学棱镜中且转向以从前面离开，且来自面向后面的LED的准直射束通过立方光学棱镜从前面离开。因此，来自所有三个LED的光通过几乎相同的光学路径到达物镜。相应地，LED可具有类似尺寸，因为它们通常都遭遇类似的系统损失。在此示例中，立方光学棱镜使从中通过的光减少50％，但结果是每一LED的光有50％通过该晶体。

因此，在光通过立方光学棱镜时从每一LED损失的光强度的量相等，且因此从每一LED到达物镜的光的量大致相等。此布置的益处在于，利用每一LED所需的功率量可大致相等，而在当前布置中，LED和立方光学棱镜布置成链条状，因此朝向链条的背面的LED的强度要必须强许多倍才能将相同量的光提供到物镜。

在一些示例中，立方光学棱镜是光学重定向节点或分束器，这些光学重定向节点可以是也可以不是大体上平坦的被配置成重定向或拆分不同波长的光束的光学玻璃件。

本发明还实现了LED的简易安装、移除和/或替换，而不需要重新校准或计算。

本发明中的LED可从多种源汲取功率，这些源包含(但不限于)内部电池、直接连接，或经由到功率连接底板或其它固定机构的连接。

将更容易了解到许多随附的特征，因为这些特征参考结合附图考虑的以下详细描述会得到更好理解。

附图说明

结合附图阅读以下详细描述将更好地理解本说明书，附图中：

图1示出研究可以发荧光的材料的荧光显微法。

图2示出可用于常规荧光显微法中的常规LED照明组件的框图；

图3示出具有三个光源的新的多通道LED照明系统的第一示例的透视图；

图4示出具有三个光源的多通道LED照明系统的框图；

图5示出具有五个光源的多通道LED照明系统的示例的透视图；

图6示出具有七个光源的多通道LED照明系统的示例的透视图；

图7示出包括具有七个光源的多通道LED照明系统的显微镜的示例的分解透视图；

图8是图6的横截面D-D；

图9是图8的细节E的细节视图；

图10示出多通道LED照明系统的LED组件的示例的前透视图；

图11示出多通道LED照明系统的LED组件的示例的后透视图；

图12示出多通道LED照明系统的LED组件的示例的分解视图；

图13示出多通道LED照明系统的替代示例的第一透视图；

图14示出多通道LED照明系统的替代示例的第二透视图；

图15示出多通道LED照明系统的示例的第三透视图；

图16示出包含多通道LED照明系统的显微镜的示例的透视图；

图17示出图16中所示的示例的一部分的透视图，其示出显微镜台、光学路径，包含多通道LED照明系统；

图18示出图16中所示的示例的一部分的侧视图，其示出显微镜台、光学路径和图11的多通道LED照明系统；

图19描述用于在单一图像中提供样品的多个荧光图像的过程。

图20示出其中可实施本申请中描述的包含LED光源控件的成像系统的示例性计算环境。

在附图中，相同参考标号用于标示相同部分。

具体实施方式

本发明大体上涉及一种显微和分光光度系统，且更确切地说涉及一种荧光成像系统。在以下描述中和图1-20中陈述本发明的特定示例的特定细节以提供对这些示例的透彻理解。本发明可具有额外示例，可在无针对任何特定的所描述示例描述的细节中的一个或多个的情况下实践，或针对一个特定示例描述的任何细节可用针对另一示例描述的任何其它细节来实践。

如本文所用且除非另有指示，否则术语“一”意指“一个”、“至少一个”或“一个或多个”。除非上下文另有要求，否则本文使用的单数术语应包含复数，并且复数术语应包含单数。

除非上下文另有明确要求，否则贯穿整个说明书和权利要求书，‘包括(comprise/comprising)’等词应以包含性的意义来解释，而不是排他性或穷尽性的意义；即，作为“包含(但不限于)”来解释。使用单数或复数的词语也分别包含复数和单数。此外，当在本申请中使用时，词语“本文”、“上文”和“下文”以及类似含义的词语应指本申请的整体，而不是指本申请的任何特定部分。

以下结合附图提供的详细描述旨在作为当前示例的描述，而非旨在表示可构造或利用当前示例的仅有形式。描述内容阐述了示例的功能以及用于构造和操作示例的步骤的序列。然而，可以通过不同的示例实现相同或等效的功能和序列。

图1示出研究可以发荧光的材料的荧光显微法。用激发光11照亮样品6，致使此接受性样品以可经由显微镜观察到的不同波长发荧光12。

通常，光源1发射单色光2，其用激发滤光器3滤光以使测试放置在显微镜台7上的样品6所需的给定波长的光14通过。选定波长光14被引导到双色镜4，在该处，其通过物镜5以照亮样品6。如果样品具有恰当特性，则其可以不同波长12发荧光，荧光被引导穿过物镜5，通过双色镜4，接着通过发射滤光器8、目镜9，然后最终到达检测器10。

下文描述的当前示例提供一种改进的方式来提供光以用选择性波长光为样品照明，因为过去的设置一直都很容易导致信号路径中发生光损失并导致高功率消耗。

图2示出可用于常规荧光显微法中的常规LED照明组件的框图。当前系统200，例如所示出的四个光源系统，通常以级联的方式操作。这些系统可包含各自具有前面234、左面236、右面238和后面249的一个或多个级联的立方光学棱镜206、212、218，以及多个光源226、228、230、232(此处示为LED)。每一光源226、228、230、232具有在LED 202、208、214、220和立方光学棱镜之间的相应准直透镜204、208、214、220，用于将来自LED的入射光束转换为输入到与其耦合的光学棱镜的准直输出。

首先，在提供第一和第二波长时，相同或不同波长的两个光源226、228可布置成一个光源226指向后面，且一个光源228指向右面。

在提供第一颜色(波长)时，来自面向后面的光源226的准直射束通过立方光学棱镜206以从前面离开。

在提供第二波长时，朝右的光源228进入到立方光学棱镜206中且通过棱镜的作用转向以从前面离开。

为了添加第三颜色的光，将第二立方光学棱镜212添加到系统，其中来自第一立方光学棱镜204的光离开其前面且进入第二立方光学棱镜212的后面，接着经由第二立方光学棱镜212的前面离开。第三光源230被定位成使得其面向第二立方光学棱镜212的右面，且来自所述光源102的光进入第二立方光学棱镜212并转向以从前面离开。

为了提供第四波长，在级联中添加第三棱镜218。离开第二立方光学棱镜212的光接着进入第三立方光学棱镜218的后面且经由其前面离开。第四光源232被定位成使得其面向第三立方光学棱镜218的右面，且来自光源232的光进入第三立方光学棱镜218并转向以从前面离开。

组合光束通过由棱镜206、212、218形成的光学路径到达物镜224。在此物镜处，来自第四光源232的光为50％强度，来自第三光源230的光为25％强度，且来自第一光源226和第二光源228的光各自为12.5％强度。为了提供均一照明，前两个光源226、228的强度通常将为最后的光源232的至少四(4)倍以便在物镜上提供与第四光源102相同量的强度。因此，任何额外的立方光学棱镜和LED对需要强度成比例增加。将合乎需要的是，具有一种光学配置以利用具有类似输出和功率消耗的光源在任何给定测试设置中设置所要光源时辅助提供灵活性。因此，本发明通过确保所有强度损失要么是均一的要么很容易补偿的方式来改进现有技术水平。

在当前技术的一些替代型式中，多个光源被同时点亮，且提供用于一次仅通过一个源的机构(未图示)。在此配置中，该机构快速改变正被透射的光源，从而呈现多个光源具有相同强度的错觉。然而，这种机械设置的缺点在于，无法与数字显示器的刷新速率很好地组合，这可能导致低显示质量。本发明通过消除快速改变的阻挡机构以便使光波长实际上同时在目标处散播来解决此问题。

下文描述的具有LED照明组件的显微镜通常被实施为包含LED照明组件的自动化荧光显微镜。下文描述的自动化显微镜的独特之处在于，它是一种可以很轻易地进行再次移动和设置且调整量最小的集成式模块化组件。当前自动化系统往往是由各种一旦设置和调整在给定位置中就不容易移动的组件组装而成。而且，当初始安装时，通常必须在成像设置可供使用之前执行冗长的校准和调整程序。具有LED照明组件的显微镜有助于提供便携且容易使用的真正集成的显微法解决方案。

另外，LED照明组件尤其有用，因为它允许多种波长的光以相等(或几乎相等)的强度投射在物镜上，由此允许荧光染料的用户使用不同的波长吸收染料同时标记许多目标，而不会因为LED强度损失致使无法看见特定染料。

图3示出具有三个光源的新的多通道LED照明系统300的第一示例的透视图。LED照明组件300包含底板304以及一个或多个LED灯组件306、310、312。其中的每一个包含耦合到准直透镜307的光源302(它们的构造类似，但波长可为不同的)。LED灯组件306、310、312被安置在立方光学棱镜308周围。除了为LED/透镜件302、307提供机械支撑，底板304还可提供电连接，以便对由组件产生的照明进行供电和控制。

光由LED灯组件306、310、312中的每一个产生，通常每一模块产生不同波长。接着，可在离开该装置以照亮样品之前使用立方光学棱镜308组合各种光源。组合光束通常在荧光显微法或任何其它合适的可尝试应用的领域中投入使用。系统300被设计成使得一个或多个光源302可由终端用户轻松安装和/或替换，而无需对系统300进行额外校准。在所示出的示例中，示出三个示例性光源的组合。然而，所属领域的技术人员将认识到，本文中所描述的原理可用于组合任何数目个具有任一种波长的光源。

所示出的组件包含三个LED灯组件306、310、312，其被定位成指向立方光学棱镜308的不同面。光经由立方光学棱镜308中未被LED灯组件306、310、312指向的面离开。在一些替代示例中，额外的LED灯组件(未图示)可被定位成使得其还面向立方光学棱镜308的顶面和/或底面，所述顶面和/或底面可被配置成重定向它们的光以使其从与侧向的源302相同的一侧离开。

一个或多个光源302可以是LED或等效的其它光源形式，包含(但不限于)白炽灯、汞灯、激光器等。准直透镜307的功能是常规的。立方光学棱镜308也正如所属领域的技术人员所知常规地起作用，且可包含被配置成允许光通过和/或偏转的多种不同部件。立方光学棱镜308可由多个部件或更小棱镜构成以实现相同结果。

图4示出具有三个光源的多通道LED照明系统300的框图。此图示出具有多通道LED照明系统的显微镜的部件组件和光学路径。在装置的示例中，各自投射不同波长的光(但它们也可以视需要为相同波长)的一组三个光源306、310、312布置于立方光学棱镜308周围，所述立方光学棱镜被设计成使来自其左面436或右面438的趋近射束弯曲九十(90)度以从前面434离开，同时允许从其后面449入射的所有射束无偏转地离开前面434。

光源306被定位成面向左面，光源310面向右面，且光源312面向后面。每个灯在其与立方光学棱镜308之间具有准直透镜307，用于将入射光束转换为柱状。来自面向左面的光源306、310的准直射束进入到立方光学棱镜308中且转向以从前面434离开，来自面向右面的光源310的准直射束进入到立方光学棱镜308中且转向以从前面434离开，且来自面向后面的光源312的准直射束通过立方光学棱镜308以从前面离开。来自所有三个光源306、310、312的光通过具有相等损失的光学路径210到达物镜412，其中每一个源通常具有在其相应波长下生成的相等光强度。可通过级联额外的光学棱镜来添加额外光源。可通过用常规的光学透明粘合剂将一个或多个额外棱镜附接在一起以形成具有额外光输入的棱镜来实现级联。接着，额外棱镜可安置在经扩展棱镜的每一侧(左面和右面)上。

图5示出具有五个光源的多通道LED照明系统500的示例的透视图。系统500包含联接到底板504且包含在一个或多个LED灯组件506、508、510、512、514中的一个或多个光源302，其包括光源102和一个或多个准直透镜307；其中LED灯组件中的每一个布置于立方光学棱镜520周围。在一些示例中，可经由底板504从系统控制器提供电力和通信，从而同时向三个LED灯组件506、508、510、512、514中的每一个提供电力。由各自具有不同波长的LED灯组件506、508、510、512、514中的每一个产生光。

在经由出口离开装置之前使用立方光学棱镜520组合各种光源506、508、510、512、514。在此示例中，立方光学棱镜由通过光学透明的粘合剂附接的两个先前描述的立方光学棱镜(图3的308)构成。

组合光束可在荧光显微法或任何其它合适的可尝试应用的领域中投入使用。系统500被设计成使得一个或多个光源506、508、510、512、514可由终端用户轻松安装和/或替换，而无需对系统500进行额外校准。

图6示出具有七个光源的多通道LED照明系统600的示例的透视图。系统600包含联接到底板604的一个或多个光源620、622、624、626、628、630、632，其各自具有LED光源302和准直透镜307。通常由LED灯组件中的每一个产生的光可具有不同波长。LED灯组件中的每一个可布置在立方光学棱镜602周围。

在经由出口离开装置之前使用立方光学棱镜602组合各种光源。在此示例中，立方光学棱镜602由如先前描述的那样构造(图3的308)且通过光学透明粘合剂彼此附接的三个立方光学棱镜构成。

在一些示例中，可经由底板604从系统控制器(未图示)提供电力和通信，从而同时为七个LED灯组件620、622、624、626、628、630、632中的每一个提供电力和控制。

组合光束接着在荧光显微法或任何其它合适的可尝试应用的领域中投入使用。系统600被设计成使得一个或多个光源620、622、624、626、628、630、632可由终端用户轻松安装和/或替换，而无需对系统600进行额外校准。

图7示出具有七个光源的多通道LED照明系统(图60的600)的示例的分解透视图。有七个光源(图3的302)被并入到七个LED灯组件620、622、624、626、628、630、632中。LED灯组件可光学耦合到三个立方光学棱镜308以形成单元602。

外壳704提供模块620、622、624、626、628、630、632与棱镜602的安装和对准。外壳704可利用螺钉或等效物机械联接到底板604。底板604向机械地且可移除地联接到外壳704的多个LED灯组件620、622、624、626、628、630、632提供电力。

三重立方光学棱镜602由用光学透明粘合剂接合在一起的三个相同立方光学棱镜308组成。单个立方光学棱镜108被构造成使得各自具有不同波长的三个光束可从三侧中的每一侧进入立方光学棱镜108，组合，且接着离开第四侧。然后，组合光束经由出口702离开装置。

LED灯组件620、622、624、626、628、630、632提供特定波长的光源，接着在光进入侧向于给定LED灯组件安置的三重立方光学棱镜的一侧之前使光聚焦和准直。在一些示例中，通常仅在光从立方光学棱镜308离开并进入空气时损失光强度。相应地，仅在光进入三重立方光学棱镜602时发生光强度损失，这意味着来自任何给定光源的光的强度有利地仅减小一次。

图8示出图6的横截面D-D。外壳704为插入到其中的LED灯组件620、622、624、626、628、630、632提供支撑。外壳提供光到安置于外壳内的棱镜(未图示)的可靠光学耦合。另外，通过安置在每一LED灯组件的边缘上的斜面802来辅助外壳中的对准。

图9是图8的细节E的细节视图。三重立方光学棱镜(图6的602)通过定位特征62固定在外壳704中，该定位特征在通常围绕棱镜基底的多个位置处接触棱镜。利用安置在外壳上且为锥形的多个居中特征61来使多个LED灯组件准确地居中和瞄准(帮助确保相应光束与棱镜面的垂直度)。一旦光组件完全插入到外壳704中，居中特征61就接触LED灯组件上的邻近特征。

图10示出多通道LED照明系统的LED组件的示例的前透视图。图11示出多通道LED照明系统的LED组件的示例的后透视图。以下描述涉及这两张图。

在一些示例中，该系统可由一个或多个LED灯组件306、310、312、406、508、510、512、514、620、622、624、626、628、630、632组成，这些LED灯组件各自被配置成或能够被配置成投射不同波长的光，这通常通过提供所要波长的LED光源302来进行。LED灯组件可包括LED光源302(或类似光源)与透镜组307的组合。在一些示例中，它们可进一步包括集成准直透镜以在光离开源时使光准直。

LED灯组件进一步包括光源302和准直透镜307的组件，它们组合成单个LED灯组件以便易于替换且确保LED恰当地对准。一体式连接器1102提供电力、LED控制和模块识别连接。

图12示出多通道LED照明系统的LED组件的示例的分解视图。在一些示例中，LED灯组件306、310、312、406、508、510、512、514、620、622、624、626、628、630、632包含含有和/或固定所有不同部件的外壳1202。LED聚焦调整组件1204含有LED光源。LED聚焦调整组件1204插入到LED组件外壳1202的机筒中。LED聚焦和抗旋转固定螺钉1206插入穿过外壳1202的侧面且固定到LED聚焦调整组件1204的侧面中。此固定螺钉首先用于固定LED的焦距调整，其次用于防止LED聚焦调整组件1204在LED组件外壳1202的机筒中旋转。通过垂直于中心线轴线在LED组件外壳1202的机筒内移动LED聚焦调整组件来调整LED与透镜组组件1208的同心度。一旦实现所要的对准，就抵着LED聚焦调整组件902的倾斜锥形面固定这三个LED居中固定螺钉1210。透镜组组件1208从相对的端部安装于LED组件外壳1202中。透镜组组件可用保持环1212固定。滤光器1214也用保持环安装和固定。到LED灯组件1202的电连接1216用螺钉固定，且接线到LED支架。

图13-15示出多通道LED照明系统1300的替代示例的各个透视图。在此示例中，基底已被修改以联接到显微镜组件。系统1300包括附接到底板104且包含在一个或多个LED灯组件1306(布置于立方光学棱镜1308周围)中的一个或多个光源102。在一些示例中，经由底板1310从系统控制器(未图示)提供电力和通信，从而同时向三个LED灯组件1306中的每一个提供电力。由通常各自具有不同波长的LED灯组件1306中的每一个产生光。接着在经由出口1312离开装置之前使用立方光学棱镜1308组合各种光源。然后，组合光束在荧光显微法或任何其它合适的可尝试应用的领域中投入使用。系统1300被设计成使得一个或多个光源1306可由终端用户轻松安装和/或替换，而无需对系统进行额外校准。

如先前描述，LED灯组件被配置成指向立方光学棱镜1308的不同面。光经由立方光学棱镜1312中未被LED灯组件1306指向的面离开。在一些示例中，LED灯组件1306可被定位成使得其还面向立方光学棱镜1308的顶面和/或底面，该顶面和/或底面可被配置成重定向它们的光以从与侧向的棱镜面相同的一侧离开。

图16-18示出利用图13-15的LED灯组件的显微镜系统的示例。以下描述与图16-18有关。LED照明系统1300可集成到显微镜1600中。显微镜成像部分可具有多种类型，包含(但不限于)立体的或倒转的。

本创新利用合并的技术，借此将由多个不同波长的LED源产生的多个不同波长的光源准直并且接着组合以产生可用于富有成效的尝试的单个准直光输出。此系统1600被设计成使得单个光源可由终端用户轻松安装和/或替换，而无需对系统1600进行额外校准。当在显微镜系统中采用时，LED灯组件提供光源之间的最小比例的强度损失，从而确保在用户可能发现难以认出特定类型的荧光的程度上没有单个波长胜过其它波长。

所利用的显微镜成像系统1600可具有多种类型，包含(但不限于)复合光学显微镜、立体显微镜和/或数字显微镜，但不仅仅限于这些示例，且本发明可在基于光的成像系统中采用。

在本示例中，该系统包含示例性的五个灯的LED灯组件1300，或等效地包含任何数目的光源，该LED灯组件联接到90度反射器组件1700，该90度反射器组件又联接到聚焦调整管1712，从而到达安装板1702。同样联接到安装板1702的是光管1704，以及将光导向到台1715的九十度反射镜和滤光器组件1706。接着，多通道光束向上行进穿过物镜到达静置在台1715上的试样托盘中的试样。然后，光图像向下行进，穿过荧光干涉滤光器块1706，到达目镜/检测器(未图示)。在一些替代示例中，目镜/检测器是传统玻璃透镜目镜1606，而在其它示例中，目镜可以是电荷耦合装置或其它数字显示器。

图19描述用于在单一图像中提供样品的多个荧光图像的过程。首先，确定要使用的照明源的数目1902。在1904处，提供多个照明源中的第一照明源持续某一时间周期以创建第一图像1906，且接着切断1908。在1908处，针对多个照明源中的下一照明源，返回到框1904，重复过程，直到依次激活所有选定的源1910为止。

所产生的图像可实时显示，结果是产生由每一光源照亮样品创建的多个荧光的复合荧光图像1912。在替代示例中，输出所要波长的照明源的任何数目或光的波长范围、单个源的照明时间等照明参数可循序应用于旋转或重复的图像1914。相应地，由此方法创建的复合图像将由每一照明源创建的荧光呈现为由检视者感知的单一图像。

图20示出其中可实施本申请中描述的包含LED光源控件的成像系统的示例性计算环境2000。示例性计算环境2000仅是计算系统的一个示例，且不希望将本申请中描述的示例限于此特定计算环境。

举例来说，计算环境2000可利用许多其它通用或专用计算系统配置来实施。众所周知的计算系统的示例可包含(但不限于)个人计算机、手持型或膝上型装置、基于微处理器的系统、多处理器系统、机顶盒、游戏控制台、消费型电子装置、蜂窝电话、PDA等。

计算机2000包含呈计算装置2001的形式的通用计算系统。计算装置2001的部件可包含一个或多个处理器(包含CPU、GPU、微处理器等)2007、系统存储器2009以及将各个系统部件联接的系统总线2008。处理器2007处理各个计算机可执行指令，这些指令包含控制显微镜的操作(包含由LED光源提供的照明)和显示图像以及控制计算装置2001的操作及与其它电子和计算装置(未图示)通信的指令。系统总线2008表示任何数目的多种类型的总线结构，包含存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口，和使用多种总线架构中的任一个总线架构的处理器或本地总线。

系统存储器2009包含呈例如随机存取存储器(RAM)等易失性存储器和/或例如只读存储器(ROM)等非易失性存储器的形式的计算机可读介质。基本输入/输出系统(BIOS)存储于ROM中。RAM通常含有可立即存取和/或当前由处理器2007中的一个或多个操作的数据和/或程序模块。

大容量存储装置2004可通过联接到总线而联接到计算装置2001或并入到计算装置中。这些大容量存储装置2004可包含从可移除非易失性磁盘(例如，“软盘”)2005读取且向其写入的磁盘驱动器，或从例如CD ROM等可移除非易失性光盘2006读取和/或向其写入的光盘驱动器。计算机可读介质2005、2006通常体现在软盘、CD、便携式存储棒等等上供应的计算机可读指令、数据结构、程序模块等。

任何数目的程序模块可存储在硬盘2010、大容量存储装置2004、ROM和/或RAM2009上，包含(借助于示例)操作系统、一个或多个应用程序、其它程序模块和程序数据。这些操作系统、应用程序、其它程序模块和程序数据中的每一个(或其某一组合)可包含本文中所描述的系统和方法的示例。

显示装置2002可经由例如视频适配器2011等接口连接到系统总线2008。用户可经由例如键盘、指向装置、操纵杆、游戏板、串行端口等任何数目的不同输入装置2003与计算装置702介接。这些和其它输入装置经由联接到系统总线2008的输入/输出接口2012连接到处理器2007，但是也可通过例如并行端口、游戏端口和/或通用串行总线(USB)等其它接口和总线结构连接。

计算装置2000可在联网环境中使用经由一个或多个局域网(LAN)、广域网(WAN)等连接到一个或多个远程计算机的连接而操作。计算装置2001经由网络适配器2013或者通过调制解调器、DSL、ISDN接口等连接到网络2014。

所属领域的技术人员将认识到，为了概念清楚起见，将本文描述的部件(例如，操作)、装置、对象及随附的论述用作示例，并且设想到各种配置修改。因此，如本文所使用，所阐述的特定范例和随附的论述旨在表示其更一般的类别。一般来说，使用任何特定的范例都是为了表示其类别，并且不应将不包含特定部件(例如，操作)、装置和对象视为限制性的。

关于基本上所有复数和/或单数术语在本文中的使用，所属领域的技术人员可根据上下文和/或应用适当地从复数转换成单数和/或从单数转换成复数。为了清晰起见，未在本文中明确地阐述各种单数/复数排列。

在一些例子中，一个或多个部件在本文中可以被称为“被配置成”、“由……配置”、“可配置成”、“可操作/操作以”、“适于/可调适”、“能够”、“可顺应/顺应于”等。所属领域的技术人员将认识到，除非上下文另外要求，否则这些术语(例如“被配置成”)通常涵盖活动状态的部件和/或非活动状态的部件和/或待机状态的部件。

虽然已经示出和描述本文中所描述的本发明主题的特定方面，但所属领域的技术人员将了解，基于本文中的教示，可做出改变和修改，而不脱离本文中所描述的主题和其较广方面。所属领域的技术人员将理解，一般来说，本文所用的术语大体上既定为“开放”术语(例如，术语“包含(including)”应解释为“包含但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应解释为“包含但不限于”等)。

相应地，本发明的范围不受这些优选和替代示例的公开内容的限制。实际上，应参考所附权利要求来确定本发明。

Claims (20)

1.一种多通道LED照明系统，所述系统包括：

一个或多个光学重定向节点，所述光学重定向节点包括前面、后面、顶面、底面和两个侧面；

一个或多个光源，每个光源被定位成面向所述一个或多个光学重定向节点中的一个的所述前面、所述后面、所述顶面或所述底面中的一个；以及

一个或多个准直透镜，每个准直透镜被定位于所述一个或多个光源中的一个和所述一个或多个光学重定向节点中的一个之间。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个光源各自被定位成大体上垂直于所述一个或多个光学重定向节点的所述前面、所述后面、所述顶面、所述底面或所述侧面中的一个。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，存在至少两个光学重定向节点，其被布置成使得一个光学重定向节点的后面平行于另一光学重定向节点的前面。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个光源各自被配置成发射不同波长的光。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，由所述一个或多个光源发射的所述波长的光在人眼可见的光谱内。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，存在至少三个光源，一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的后面，一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的侧面中的一个，且一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的另一侧面。

7.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少两个光学重定向节点被使用光学透明的粘合剂联接在一起。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，存在至少三个光学重定向节点，其被布置成一行且被使用光学透明的粘合剂联接在一起。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个光源中的一个被联接到所述一个或多个准直透镜中的一个，且它们被封入外壳中。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个光源为发光二极管。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个光学重定向节点为立方光学棱镜。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个光学重定向节点为分束器。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统还包括底板，所述底板被配置成接收被联接到所述一个或多个准直透镜中的一个的所述一个或多个光源中的一个的所述外壳中的一个或多个。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述一个或多个光学重定向节点被联接到所述底板。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个光源为激光器。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述外壳被配置成被可移除地联接到所述底板。

17.根据权利要求1所述的系统，其中，存在至少五个光源，一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的后面，一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的侧面中的一个，一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的另一侧面，一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的顶面，且一个光源被定位成垂直地面向所述光学重定向节点的底面。

18.一种显微镜系统，所述系统包括：

多通道LED照明阵列，其包括：

一个或多个光学重定向节点，所述光学重定向节点包括前面、后面、顶面、底面和两个侧面；

一个或多个光源，每个光源被定位成面向所述一个或多个光学重定向节点中的一个的所述前面、所述后面、所述顶面或所述底面中的一个；以及

一个或多个准直透镜，每个准直透镜被定位于所述一个或多个光源中的一个和所述一个或多个光学重定向节点中的一个之间；

显微镜组件，其包括物镜、一个或多个放大透镜、光学路径和试样台。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述物镜为数字显示器。

20.一种显微镜系统，所述系统包括：

多通道LED照明阵列，其包括：

一个或多个立方光学棱镜，所述立方光学棱镜包括前面、后面、顶面、底面和两个侧面；

三个或更多个发光二极管，每个发光二极管被定位成面向所述一个或多个立方光学棱镜中的一个的所述前面、所述后面、所述顶面或所述底面中的一个；以及

三个或更多个准直透镜，每个准直透镜被定位于所述三个或更多个发光二极管中的一个和所述三个或更多个立方光学棱镜中的一个之间；

显微镜组件，其包括物镜、一个或多个放大透镜、光学路径和试样台。

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