CN113495351A - 用于显微镜的光遮挡装置和包括其的显微镜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于显微镜的光遮挡装置和包括其的显微镜。在所述显微镜中，来自透射照明光源(1)的透射照明光从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台的下方照射至位于载物台上的样本。所述光遮挡装置(20)可安装在所述显微镜的聚光器(2)的下端部上以至少部分地遮挡会进入所述显微镜的物镜(4)中的外界光线。所述光遮挡装置可包括遮光板(21)和构造成将所述遮光板以可手动取下的方式安装在所述聚光器的下端部下方的安装机构，并且/或者所述遮光板包括构造成允许透射照明光的全部或者一部分通过所述遮光板的通孔(23)和环绕所述通孔的遮光部分，在所述通孔处可设置有滤光片(60)。
Description
技术领域
本发明涉及显微镜领域，特别是具有荧光观察功能的显微镜，更具体地涉及一种用于这种显微镜的光遮挡装置。
背景技术
荧光显微镜或具有荧光观察功能的显微镜是现有技术中已知的。这类显微镜在进行荧光观察时，利用来自特定光源的激发光照射位于显微镜载物台上的样本。样本中包含的荧光物质受到激发光的激发而发出波长比激发光长的荧光，于是可通过显微镜的物镜等来观察样本的荧光图像。
然而，荧光是较弱的光线，如果除样本发出的荧光之外的其它外界光线也进入显微镜的物镜(特别是当物镜设置在载物台的下方时更容易接收到外界光线)，便会与荧光混合而对样本的荧光图像产生干扰，使得难以获得清晰的荧光图像。
对此，现有技术中已经提出为显微镜配备光遮挡装置来尽量减少在显微镜进行荧光观察时进入物镜的外界光线，使得无需在黑暗的环境中操作显微镜即可提高样本的荧光图像的对比度。但是，现有的光遮挡装置在使用和安装的便易性等方面仍有改进空间。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中存在的一个或多个缺陷和/或其它问题。
本发明的第一方面涉及一种用于显微镜的光遮挡装置，所述显微镜包括聚光器，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源的透射照明光经所述聚光器从载物台的上方照射至位于载物台上的样本。其中，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台的下方照射至位于载物台上的样本。其中，所述光遮挡装置安装在所述聚光器的下端部上以至少部分地遮挡会进入所述显微镜的物镜中的外界光线，并且所述光遮挡装置包括遮光板和构造成将所述遮光板以可手动取下的方式安装在所述聚光器的下端部下方的安装机构。
根据第一方面的一种示例性构型，所述安装机构包括套装在所述聚光器的下端部上的或者与所述下端部一体形成的套环，所述套环的下端面上固定有一个或多个磁体，所述遮光板包含铁磁性材料并通过与所述磁体之间的磁吸引力而附接在所述套环上。
根据第一方面的一种示例性构型，在所述遮光板的上表面中设置有凹陷部，当所述遮光板附接在所述套环上时所述套环的下端部接纳在所述凹陷部中以限定所述遮光板相对于所述套环的位置。
根据第一方面的一种示例性构型，所述安装机构包括套装在所述聚光器的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环，所述套环的下端部和所述遮光板的上表面中的一者设置有插槽，所述套环的下端部和所述遮光板的上表面中的另一者设置有配合在所述插槽中的凸缘。
根据第一方面的一种示例性构型，所述安装机构包括套装在所述聚光器的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环，所述遮光板的上表面设置有圆形凸台，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的一者形成有在周向上间隔排布的多个沿径向突出的突出部，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的另一者形成有与所述多个突出部对应的多个L形槽，所述多个突出部分别接纳在所述多个L形槽中以在所述套环和所述圆形凸台之间形成卡口式连接。
根据第一方面的一种示例性构型，所述安装机构包括在弹性力作用下朝向彼此偏压以夹紧在所述聚光器的下端部上的至少两个夹持件，所述遮光板固定在所述至少两个夹持件之一的下端面上。
根据第一方面的一种示例性构型，所述遮光板为实心板件或带有通孔的闭合板件。
根据第一方面的一种示例性构型，所述遮光板包括构造成允许来自所述聚光器的透射照明光的全部或者一部分通过所述遮光板的通孔和环绕所述通孔的遮光部分。
根据第一方面的一种示例性构型，在所述通孔处设置有遮光板滤光片。
根据第一方面的一种示例性构型，所述遮光板滤光片是中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片和能够调节不同波长透过率的多变量光学元件中的一种。
根据第一方面的一种示例性构型，所述遮光板滤光片对于不同波长的光的透过率不同，能够匹配所述透射照明光源的发射光谱强度，所述遮光板滤光片的透过率与所述透射照明光源的发射光谱强度成反比，对于发射光谱强度越高的波长所述遮光板滤光片的透过率越低，对于发射光谱强度越低的波长所述遮光板滤光片的透过率越高。
根据第一方面的一种示例性构型，所述遮光板滤光片对于波长为420nm至680nm的光的平均反射率在4％以下，对于波长为350nm至400nm的光的平均透过率在2％以下，对于波长为400nm至700nm的光的平均透过率为1.3％至2％。
本发明的第二方面涉及一种显微镜，包括：聚光器，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源的透射照明光经所述聚光器从载物台的上方照射至位于载物台上的样本，其中来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台的下方照射至位于载物台上的样本；和根据所述第一方面的光遮挡装置。
根据第二方面的一种示例性构型，在所述显微镜的镜座的底面上设置有凹部以接纳从所述聚光器上取下的所述遮光板。
根据第二方面的一种示例性构型，所述显微镜还包括设置在所述透射照明光源和所述载物台上的样本之间的光路径中的照明光路滤光片。
根据第二方面的一种示例性构型，所述照明光路滤光片设置在所述透射照明光源的光输出口。
根据第二方面的一种示例性构型，所述照明光路滤光片是中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片和能够调节不同波长透过率的多变量光学元件中的一种。
根据第二方面的一种示例性构型，所述照明光路滤光片对于不同波长的光的透过率不同，能够匹配所述透射照明光源的发射光谱强度，所述照明光路滤光片的透过率与所述透射照明光源的发射光谱强度成反比，对于发射光谱强度越高的波长所述照明光路滤光片的透过率越低，对于发射光谱强度越低的波长所述照明光路滤光片的透过率越高。
根据第二方面的一种示例性构型，所述照明光路滤光片对于波长为420nm至680nm的光的平均反射率在4％以下，对于波长为350nm至400nm的光的平均透过率在2％以下，对于波长为400nm至700nm的光的平均透过率为1.3％至2％。
本发明的第三方面涉及一种用于显微镜的光遮挡装置，在所述显微镜中，来自透射照明光源的透射照明光从载物台的上方照射至位于载物台上的样本，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台的下方照射至位于载物台上的样本，其中，所述光遮挡装置包括遮光板，所述遮光板设置在载物台上的样本的上方以至少部分地遮挡会进入所述显微镜的物镜中的外界光线，并且其中，所述遮光板包括构造成允许透射照明光的全部或者一部分通过所述遮光板的通孔和环绕所述通孔的遮光部分，在所述通孔处设置有遮光板滤光片。
根据第三方面的一种或多种示例性构型，所述遮光板滤光片可具有与上述第一方面中的遮光板滤光片相同的特征。
根据第三方面的一种示例性构型，所述显微镜包括聚光器，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源的透射照明光经所述聚光器从载物台的上方照射至位于载物台上的样本，所述光遮挡装置安装在所述聚光器的下端部上，并且还包括构造成将所述遮光板以可手动取下的方式安装在所述聚光器的下端部下方的安装机构。
根据第三方面的一种或多种示例性构型，所述安装机构可具有与上述第一方面中的安装机构相同的特征。
本发明的第四方面涉及一种显微镜，其中，来自透射照明光源的透射照明光从载物台的上方照射至位于载物台上的样本，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台的下方照射至位于载物台上的样本；并且所述显微镜包括根据所述第三方面的光遮挡装置。
根据第四方面的一种示例性构型，在所述显微镜的镜座的底面上设置有凹部以接纳能够从载物台上的样本的上方取下的所述遮光板。
本发明的第五方面涉及一种显微镜，其中，来自透射照明光源的透射照明光从载物台的上方照射至位于载物台上的样本，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台的下方照射至位于载物台上的样本，所述显微镜包括：光遮挡装置，所述光遮挡装置设置在所述载物台上的样本的上方以至少部分地遮挡会进入所述显微镜的物镜中的外界光线；和设置在所述透射照明光源和所述载物台上的样本之间的光路径中的照明光路滤光片。
根据第五方面的一种或多种示例性构型，所述照明光路滤光片可具有与上述第二方面中的照明光路滤光片相同的特征。
根据第五方面的一种示例性构型，所述显微镜还包括聚光器，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源的透射照明光经所述聚光器从载物台的上方照射至位于载物台上的样本，所述光遮挡装置安装在所述聚光器的下端部上，并且包括遮光板和构造成将所述遮光板以可手动取下的方式安装在所述聚光器的下端部下方的安装机构。
根据第五方面的一种或多种示例性构型，所述安装机构可具有与上述第一方面中的安装机构相同的特征。
根据第五方面的一种示例性构型，所述遮光板包括构造成允许来自所述聚光器的透射照明光的全部或者一部分通过所述遮光板的通孔和环绕所述通孔的遮光部分。
根据第五方面的一种示例性构型，在所述显微镜的镜座的底面上设置有凹部以接纳能够从所述聚光器上取下的所述遮光板。
根据本发明的用于显微镜的光遮挡装置可例如安装在显微镜的聚光器的下端部上以至少部分地遮挡会进入所述物镜中的外界光线，并且包括遮光板和构造成将所述遮光板以可手动取下的方式安装在所述聚光器的下端部下方的安装机构。这样，在显微镜进行荧光观察时能利用结构简单、安装方便的遮光板有效地遮挡会进入显微镜物镜中的外界光线，从而确保显微镜的荧光图像的清晰度，而在不进行荧光观察时又能便捷快速地取下遮光板以便不妨碍显微镜的其它操作(如利用透射照明光源进行的明场观察)，简化了光遮挡装置的结构并提高了其使用便易性。另外，根据本发明，还可在显微镜的透射照明光源和载物台上的样本之间和/或在遮光板上设置滤光片、尤其是中性密度滤光片，这样既能有效地阻止外界的各种光线对荧光图像的干扰，又能够实现即使不取下遮光板也不妨碍显微镜的其它观察操作和功能，大大提高了显微镜的实用性和功能性。
附图说明
本发明的上述及其它优点、特征和细节可由下面参照附图所述的示例性实施例得出，其中：
图1是根据本发明的显微镜的一种示例性构型的立体图。
图2示出根据本发明的用于显微镜的光遮挡装置的第一实施例。
图3示出根据本发明的用于显微镜的光遮挡装置的第二实施例。
图4示出根据本发明的用于显微镜的光遮挡装置的第三实施例。
图5示出根据本发明的用于显微镜的光遮挡装置的第四实施例。
图6示出根据本发明的用于显微镜的光遮挡装置的第五实施例。
图7是根据本发明的显微镜的另一种示例性构型的立体图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的一种示例性的显微镜100，其包括镜座5、镜臂8、聚光器2、载物台3、物镜4、目镜6及未示出的中间成像镜组等常见组成部分。该显微镜100可例如为所谓的倒置型显微镜，其中安装在物镜转盘上的多个具有不同放大倍率的物镜4布置在载物台3的下方，并且可旋转物镜转盘以根据需要将选定的一个物镜4对准载物台3上的通光孔7，从而观测在载物台3上放置于通光孔7上方的样本(未示出)。聚光器2例如整体呈圆筒状并且竖直地安装在镜臂8的末端。聚光器2构造成使得来自透射照明光源1(例如包括发光二极管LED，一般为白光LED)的透射照明光(例如，白光)被聚光器2(更具体地，经由聚光器2中包含的一个或多个聚光镜)会聚之后从载物台3的上方照射至位于载物台上的样本，再透过样本进入物镜4，由此可以产生明场图像，实现明视场观察。在图示的实施例中，透射照明光源1同样安装在镜臂8上，但透射照明光源也可采用设置在显微镜之外的外置光源。显微镜100还具有荧光观察功能，为此，显微镜100还包括可内置或外置于显微镜的镜座5内的荧光照明光源(未示出，一般为多通道单色LED)。从荧光照明光源发出的某一单色照明光在通过激发滤片后成为激发光(例如紫外光)，然后经物镜4从载物台3的下方照射至位于载物台上的样本，从而可激发样本中包含的荧光物质发出荧光，荧光经样本反射后再次向下进入物镜4，经过中间成像镜组，最终进入目镜6，由此便能实现荧光观察，观察到样本的荧光图像。
在显微镜100的荧光观察模式下，为了尽量避免外界光线进入物镜4中与样本发出的荧光混合而降低荧光图像的对比度，在透射照明光源1和载物台上的标本之间、例如在聚光器2的下端部上安装有光遮挡装置20，以至少部分地遮挡会进入物镜4中的外界光线(亦称为环境光、杂散光)，这样即使不在黑暗的环境中也能利用显微镜100进行荧光观察。
根据本发明的一个实施例，光遮挡装置20包括遮光板21和构造成将所述遮光板以可手动取下的方式安装在聚光器2的下端部下方的安装机构。这里，“以可手动取下的方式安装”是指不必借助于工具而只用人手即可便捷地将遮光板从聚光器2上进行拆装。图2至5示出了所述安装机构的几种示例性构型。
在图2所示的实施例中，所述安装机构包括套装在聚光器2的下端部上的套环22。为此，套环22可例如为与聚光器2的圆形横截面相对应的圆环形。沿套环22的周向可设置有多个(图中例示出3个)优选为均匀地彼此间隔开的螺纹孔26，在每个螺纹孔26中对应地装配有一个锁紧螺钉25。通过将各锁紧螺钉25在对应的螺纹孔26中沿径向向内旋拧而使各锁紧螺钉25的末端抵接在聚光器2的外周面上，从而将套环22固定在聚光器2的下端部上。如果需要调节套环22的竖直位置，则可拧松各锁紧螺钉25，然后上下移动套环22至期望的新位置，再拧紧各锁紧螺钉即可。本领域技术人员能够理解，将套环22安装在聚光器2的下端部上的方式不限于上述锁紧螺钉25，而是也可采用例如粘接、螺旋联接(在聚光器2的外周面和套环22的内周面上设置彼此匹配的螺纹)、形状配合联接(如卡扣)等各种适当的连接方式。套环22亦可理解为在聚光器2的下端部与聚光器2的外壳一体形成的结构。
在套环22的下端面上例如通过粘接固定有一个或多个磁体27，可至少部分地利用铁磁性材料制造遮光板21，于是遮光板21可通过与磁体27之间的磁吸引力而便捷地附接在套环22上，且只需用手克服该磁吸引力即可简单快速地从套环22上取下遮光板21。为了方便用手拆装遮光板21，可在遮光板21的周缘上设置供手抓握的弯折部28。在图示的实施例中示出了沿周向均布的6个磁体27，但本发明显然不限于此。磁体27的数量可根据遮光板21的重量和拆卸遮光板21所期望施加的力的大小而异。另外，为了将遮光板21快速准确地安装就位以实现良好的遮光效果，可在遮光板21的上表面中设置凹陷部24。当遮光板21附接在套环22上时，套环22的下端部如此接纳在凹陷部24中，使得凹陷部24能通过其内侧壁与套环22的下端部的外周壁之间的接合而限定遮光板21相对于套环22的位置。
遮光板21的高度或与载物台3之间的距离可通过调整套环22在聚光器2上的竖直位置和/或套环22的轴向长度(即图2中的竖直方向宽度)来设定。通过根据显微镜100中的空间布置需求适当地设定遮光板21的高度和/或大小，可获得期望的遮光效果。遮光板21可为实心的薄板，但也可如图2所示构造为包括通孔23和环绕通孔23的遮光部分的闭合板件。通孔23的位置、大小和形状设定成允许来自聚光器2的透射照明光的全部或一部分通过遮光板21。通过在遮光板21上设置通孔23，在进行荧光观察时，由于通孔23的边缘可例如紧邻聚光器2的下端部设置，故不会有外界光线经由通孔23向下照射，同时仍能通过环绕通孔23的遮光部分遮挡其它外界光线；而在从荧光观察模式切换为利用透射照明光源1进行的明视场观察模式时，透射照明光仍可从聚光器2经由通孔23向下照射，不会被遮光板21挡住，也就是说，不必取下遮光板21即可将使用荧光照明光源进行的荧光观察模式切换到使用透射照明光源1的明视场观察模式，提高了显微镜100的使用便利性。
在遮光板21设置有通孔23的情况下，在进行荧光观察时，经物镜4向上照射至载物台上的样本的激发光会透过通常是半透明的样本继续向上照射到透射照明光源中的LED荧光粉上，由此会受激发而产生自发荧光，该自发荧光可向下投射而进入物镜4中，从而干扰样本的荧光图像。为了减小这种自发荧光的不利影响，根据本发明的显微镜100可在透射照明光源和载物台上的样本之间的光路径中设置有滤光片(以下称为“照明光路滤光片”)。例如，可如图1所示在透射照明光源1和聚光器2之间的光路径中设置照明光路滤光片9。更具体地，照明光路滤光片9可例如设置在透射照明光源1的光输出口。照明光路滤光片9可例如接纳在滑座10中，并通过滑座10插入到光源1和聚光器2之间。
这种照明光路滤光片可以选择性地降低某些波段的光的透过率，其可以是中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片，或能够调节不同波长透过率的多变量光学元件。
优选地，所述照明光路滤光片对于不同波长的光的透过率不同，能够匹配透射照明光源的发射光谱强度。所述照明光路滤光片的透过率可与透射照明光源的发射光谱强度成反比。对于发射光谱强度越高的波长，照明光路滤光片的透过率越低；对于发射光谱强度越低的波长，照明光路滤光片的透过率越高。其中，最大透过率不超过2％，最小透过率不小于1％。
考虑到目视观察要求光透过滤光片后最好各个波长变化的比例保持不变(如果比例变了目视观察时会感觉偏色)，所以照明光路滤光片9优选采用中性密度滤光片。中性密度滤光片9可对从其通过的各种不同波长的光进行相同比例的衰减，由此透过样本向上照射的上述激发光会被中性密度滤光片9衰减，衰减后的激发光在透射照明光源的LED中激发出的自发荧光会减少，而该自发荧光在向下照射时又会被中性密度滤光片9再一次衰减，最终只有很少或几乎没有自发荧光进入物镜4，从而有助于提高荧光图像的对比度。除了该优点之外，中性密度滤光片9还使得能在用户无需操作的情况下(不需要取下遮光板21的情况下)保证显微镜在透射光照明下正常使用相衬、微分干涉相衬、塑料微分干涉相衬等观察方式，以及帮助实现一键获取明场图像和荧光图像的功能和实现荧光观察和明场观察一键切换的功能。
作为示例，优选为中性密度滤光片的照明光路滤光片9可采用以下光学参数：对于波长为420nm至680nm的光的平均反射率在4％以下，对于波长为350nm至400nm的光的平均透过率在2％以下(对应的光密度在1.7以上)，对于波长为400nm至700nm的光的平均透过率为1.3％至2％(对应的光密度在1.7至1.9之间)。
本领域技术人员也可以认识到，为节省成本等考虑，也可以用一个不透明的遮挡片取代照明光路滤光片9完全把光通路挡住(此时与遮光板21为实心薄板的效果相同)。但是，不透明的遮挡片既能把从下往上的激发光和从上往下的自发荧光挡掉，同样，从上往下的透射照明光也被挡掉。因此，无法实现荧光图像与明场图像一键获取以及荧光观察和明场观察一键切换的功能。如果想要获得透射照明光产生的明场图像，用户需要去手动推开滑座10，对于用户易用性会大打折扣。
在图3和4所示的实施例中，所述安装机构仍包括套环22，且这些套环能以与图2所示的套环22相同的方式套装在聚光器2的下端部上。
但是，在图3所示的套环22的下端部上设置有突部33，该突部33例如呈沿套环22的周向延伸的半圆形或劣弧形，且横截面为L形。这样，在L形的两个分支之间形成整体为半圆形或劣弧形的插槽34。对应地，遮光板21的上表面设置有圆形凸台31，沿圆形凸台31的周向形成有圆形或圆弧形的凸缘32，凸缘32构造成能沿图3中的空白箭头所示的方向插入并配合在插槽34中，由此便能将遮光板21便捷地安装在套环22的下端部上。在要取下遮光板21时，只需沿相反的方向将其凸缘32简单地从插槽34中拔出即可。本领域技术人员容易理解的是，上述插槽和凸缘的设置位置可对调，即在遮光板21上设置插槽并在套环22上设置凸缘。另外，上述插槽和凸缘的形状也不限于圆形或圆弧形，而是也可例如为直线形。当然，在设置为直线形的情况下应优选地使得插槽和凸缘的位置不会遮挡套环22的中空部或遮光板21中的开口23(如果设置该开口的话)。
图4所示的遮光板21的上表面也设置有圆形凸台51，该圆形凸台形成有在周向上间隔排布的多个(在图4的实施例中为均匀间隔开的3个，但只示出了其中2个)沿径向突出的突出部52。图4所示的套环22的下端部设置有与所述多个突出部52一一对应的多个L形槽。具体地，每个L形槽由竖直延伸的第一部分53和水平延伸的第二部分54构成。在将遮光板21安装到套环22上时，使各个突出部52先分别与对应的一个L形槽的第一部分53对准，然后向上移动遮光板21，使得突出部52在对应的第一部分53中上升足够的距离。接下来按照图4所示的黑色箭头的方向旋转遮光板21，使得突出部52在水平面内转动到对应的L形槽的第二部分54中，并支承在限定第二部分54的套环部分上。由此可见，套环22和圆形凸台51之间形成的是卡口式连接。本领域技术人员容易理解，这种卡口式连接在拆分时也十分简单，只需按相反顺序进行上述动作即可。另外，上述突出部52和L形槽的设置位置也可对调，例如，可在套环22的下端部的内周面上设置沿径向向内突出的突出部，而在圆形凸台51的外周面上设置对应的L形槽。为了便于拆装，遮光板21的外周缘上可设置彼此对向的两个凹入部29以便于人手的两个手指抓取。
在图5所示的实施例中，上述安装机构包括至少两个夹持件41和42，它们例如在弹性力的作用下(例如，通过连接在它们之间的未示出的拉伸弹簧来施加)朝向彼此偏压，由此夹紧在聚光器2的下端部上。为此，夹持件41、42的面朝径向内侧的表面可设计成弧形曲面以便与聚光器2的外周面相匹配并且摩擦接合。在夹持件41、42上可分别设置有手柄43、44，以便于供双手抓住以克服上述弹性力而拉开两个夹持件，从而实现将它们夹紧到聚光器2上和从聚光器2上取下的操作。遮光板21可例如通过粘接或其它适当方式固定在所述至少两个夹持件之一的下端面上，由此便能与所述夹持件一起进行拆装。
在图3至5所示的实施例中，遮光板21都能可选地包括上文所述的通孔23，以便在显微镜进行明视场观察时不必从聚光器2上取下遮光板21。
在上文中描述了利用设置在透射照明光源1和载物台上的样本之间的光路径中的照明光路滤光片9来有利地衰减从通孔23通过的激发光和自发荧光。作为该照明光路滤光片9的替换或附加部件，如图6所示，还可在遮光板21的通孔23处设置封闭该通孔的另一滤光片60(以下称为“遮光板滤光片”)，其作用与图1所示的照明光路滤光片9相同。遮光板滤光片60可例如通过粘接等方式配合附接在通孔23之中或附接在通孔23的边缘处。或者，可如图6所示在通孔23中设置托座61，托座61中设置有用于接纳遮光板滤光片60的凹陷部63。托座61可例如通过多个紧固件62固定在通孔23的边缘处，由此便将遮光板滤光片60间接地设置在通孔23处。遮光板滤光片60可采用上文所述的与照明光路滤光片9相同的类型和各项光学特性(例如为同样的中性密度滤光片)。
在利用透射光照明时，上述照明光路滤光片9和/或遮光板滤光片60也会对从上向下照射的透射光产生衰减。对此，可以设定透射照明光源中的例如白光LED的驱动电流而使光强达到最大，以便不影响透射照明光源的明场效果。另外，可对现有光源的能量和可接受的明场效果进行综合评估而设定滤光片的光学参数，以使得其产生的光衰减不会影响明场效果。
本领域技术人员根据具体产品的设计应用场景，可以认识到在显微镜系统中可以设置照明光路滤光片9和遮光板滤光片60中的一者，也可以两者都设置。本领域技术人员也应该可以认识到，所谓照明光路滤光片9和遮光板滤光片60，只是本专利为了区分其在显微镜系统中的设置位置而确定的部件称谓，其可以是光学元器件领域内常规的中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片，或能够调节不同波长透过率的多变量光学元件等。
根据图2至5所示的光遮挡装置20的构型，能在荧光观察模式下将简单的遮光板21方便地安装到聚光器2的下端部上以有效地遮挡外界光线，而在不需要光遮挡装置20时又能将遮光板21快速便捷地手动取下，简化了光遮挡装置的结构并提高了其使用便易性。从聚光器2上取下的遮光板21可例如如图7所示安置在设于显微镜100的镜座5的底面上的凹部(未示出)中，以免丢失或遗漏。遮光板21上设置的弯折部28有助于将遮光板21从该凹部中抽出并再次安装到聚光器2上。
尽管本发明以示例性实施方式公开如上，但本领域技术人员对于本发明所作出显而易见的各种修改和变型均应视为不脱离本发明的保护范围。
Claims (44)
1.一种用于显微镜(100)的光遮挡装置(20)，所述显微镜包括聚光器(2)，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源(1)的透射照明光经所述聚光器(2)从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，
其中，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台(3)的下方照射至位于载物台上的样本，
其特征在于，所述光遮挡装置(20)安装在所述聚光器(2)的下端部上以至少部分地遮挡会进入所述显微镜的物镜(4)中的外界光线，并且
所述光遮挡装置(20)包括遮光板(21)和构造成将所述遮光板以可手动取下的方式安装在所述聚光器(2)的下端部下方的安装机构。
2.根据权利要求1所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上的或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述套环的下端面上固定有一个或多个磁体(27)，所述遮光板(21)包含铁磁性材料并通过与所述磁体(27)之间的磁吸引力而附接在所述套环(22)上。
3.根据权利要求2所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
在所述遮光板(21)的上表面中设置有凹陷部(24)，当所述遮光板附接在所述套环(22)上时所述套环的下端部接纳在所述凹陷部(24)中以限定所述遮光板(21)相对于所述套环(22)的位置。
4.根据权利要求1所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述套环的下端部和所述遮光板(21)的上表面中的一者设置有插槽(34)，所述套环的下端部和所述遮光板的上表面中的另一者设置有配合在所述插槽中的凸缘(32)。
5.根据权利要求1所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述遮光板(21)的上表面设置有圆形凸台(51)，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的一者形成有在周向上间隔排布的多个沿径向突出的突出部(52)，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的另一者形成有与所述多个突出部(52)对应的多个L形槽(53，54)，所述多个突出部分别接纳在所述多个L形槽中以在所述套环(22)和所述圆形凸台(51)之间形成卡口式连接。
6.根据权利要求1所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括在弹性力作用下朝向彼此偏压以夹紧在所述聚光器(2)的下端部上的至少两个夹持件(41，42)，所述遮光板(21)固定在所述至少两个夹持件(41，42)之一的下端面上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板(21)为实心板件或带有通孔的闭合板件。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板(21)包括构造成允许来自所述聚光器(2)的透射照明光的全部或者一部分通过所述遮光板(21)的通孔(23)和环绕所述通孔的遮光部分。
9.根据权利要求8所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
在所述通孔(23)处设置有遮光板滤光片(60)。
10.根据权利要求9所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板滤光片(60)是中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片和能够调节不同波长透过率的多变量光学元件中的一种。
11.根据权利要求9所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板滤光片(60)对于不同波长的光的透过率不同，能够匹配所述透射照明光源的发射光谱强度，所述遮光板滤光片的透过率与所述透射照明光源的发射光谱强度成反比，对于发射光谱强度越高的波长所述遮光板滤光片的透过率越低，对于发射光谱强度越低的波长所述遮光板滤光片的透过率越高。
12.根据权利要求9所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板滤光片(60)对于波长为420nm至680nm的光的平均反射率在4％以下，对于波长为350nm至400nm的光的平均透过率在2％以下，对于波长为400nm至700nm的光的平均透过率为1.3％至2％。
13.一种显微镜(100)，包括：
聚光器(2)，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源(1)的透射照明光经所述聚光器(2)从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，其中来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台(3)的下方照射至位于载物台上的样本；和
根据权利要求1至12中任一项所述的光遮挡装置(20)。
14.根据权利要求13所述的显微镜(100)，其特征在于，
在所述显微镜的镜座(5)的底面上设置有凹部以接纳从所述聚光器(2)上取下的所述遮光板(21)。
15.根据权利要求13或14所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述显微镜还包括设置在所述透射照明光源(1)和所述载物台上的样本之间的光路径中的照明光路滤光片(9)。
16.根据权利要求15所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)设置在所述透射照明光源(1)的光输出口。
17.根据权利要求15所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)是中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片和能够调节不同波长透过率的多变量光学元件中的一种。
18.根据权利要求15所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)对于不同波长的光的透过率不同，能够匹配所述透射照明光源的发射光谱强度，所述照明光路滤光片的透过率与所述透射照明光源的发射光谱强度成反比，对于发射光谱强度越高的波长所述照明光路滤光片的透过率越低，对于发射光谱强度越低的波长所述照明光路滤光片的透过率越高。
19.根据权利要求15所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)对于波长为420nm至680nm的光的平均反射率在4％以下，对于波长为350nm至400nm的光的平均透过率在2％以下，对于波长为400nm至700nm的光的平均透过率为1.3％至2％。
20.一种用于显微镜(100)的光遮挡装置(20)，在所述显微镜中，来自透射照明光源(1)的透射照明光从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台(3)的下方照射至位于载物台上的样本，
其中，所述光遮挡装置(20)包括遮光板(21)，所述遮光板设置在载物台上的样本的上方以至少部分地遮挡会进入所述显微镜的物镜(4)中的外界光线，并且
其中，所述遮光板(21)包括构造成允许透射照明光的全部或者一部分通过所述遮光板(21)的通孔(23)和环绕所述通孔的遮光部分，在所述通孔(23)处设置有遮光板滤光片(60)。
21.根据权利要求20所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板滤光片(60)是中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片和能够调节不同波长透过率的多变量光学元件中的一种。
22.根据权利要求20所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板滤光片(60)对于不同波长的光的透过率不同，能够匹配所述透射照明光源的发射光谱强度，所述遮光板滤光片的透过率与所述透射照明光源的发射光谱强度成反比，对于发射光谱强度越高的波长所述遮光板滤光片的透过率越低，对于发射光谱强度越低的波长所述遮光板滤光片的透过率越高。
23.根据权利要求20所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述遮光板滤光片(60)对于波长为420nm至680nm的光的平均反射率在4％以下，对于波长为350nm至400nm的光的平均透过率在2％以下，对于波长为400nm至700nm的光的平均透过率为1.3％至2％。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述显微镜包括聚光器(2)，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源(1)的透射照明光经所述聚光器(2)从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，所述光遮挡装置(20)安装在所述聚光器(2)的下端部上，并且还包括构造成将所述遮光板(21)以可手动取下的方式安装在所述聚光器(2)的下端部下方的安装机构。
25.根据权利要求24所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上的或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述套环的下端面上固定有一个或多个磁体(27)，所述遮光板(21)包含铁磁性材料并通过与所述磁体(27)之间的磁吸引力而附接在所述套环(22)上。
26.根据权利要求25所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
在所述遮光板(21)的上表面中设置有凹陷部(24)，当所述遮光板附接在所述套环(22)上时所述套环的下端部接纳在所述凹陷部(24)中以限定所述遮光板(21)相对于所述套环(22)的位置。
27.根据权利要求24所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述套环的下端部和所述遮光板(21)的上表面中的一者设置有插槽(34)，所述套环的下端部和所述遮光板的上表面中的另一者设置有配合在所述插槽中的凸缘(32)。
28.根据权利要求24所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述遮光板(21)的上表面设置有圆形凸台(51)，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的一者形成有在周向上间隔排布的多个沿径向突出的突出部(52)，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的另一者形成有与所述多个突出部(52)对应的多个L形槽(53，54)，所述多个突出部分别接纳在所述多个L形槽中以在所述套环(22)和所述圆形凸台(51)之间形成卡口式连接。
29.根据权利要求24所述的光遮挡装置(20)，其特征在于，
所述安装机构包括在弹性力作用下朝向彼此偏压以夹紧在所述聚光器(2)的下端部上的至少两个夹持件(41，42)，所述遮光板(21)固定在所述至少两个夹持件(41，42)之一的下端面上。
30.一种显微镜(100)，其中，来自透射照明光源(1)的透射照明光从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台(3)的下方照射至位于载物台上的样本；并且
所述显微镜包括根据权利要求20至29中任一项所述的光遮挡装置(20)。
31.根据权利要求30所述的显微镜(100)，其特征在于，
在所述显微镜的镜座(5)的底面上设置有凹部以接纳能够从载物台上的样本的上方取下的所述遮光板(21)。
32.一种显微镜(100)，其中，来自透射照明光源(1)的透射照明光从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，来自荧光照明光源的荧光照明光从载物台(3)的下方照射至位于载物台上的样本，所述显微镜包括：
光遮挡装置(20)，所述光遮挡装置设置在所述载物台上的样本的上方以至少部分地遮挡会进入所述显微镜的物镜(4)中的外界光线；和
设置在所述透射照明光源(1)和所述载物台上的样本之间的光路径中的照明光路滤光片(9)。
33.根据权利要求32所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)设置在所述透射照明光源(1)的光输出口。
34.根据权利要求32所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)是中性密度滤光片、彩色滤光片、带通滤光片、带阻滤光片、长通滤光片、光谱滤光片和能够调节不同波长透过率的多变量光学元件中的一种。
35.根据权利要求32所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)对于不同波长的光的透过率不同，能够匹配所述透射照明光源的发射光谱强度，所述照明光路滤光片的透过率与所述透射照明光源的发射光谱强度成反比，对于发射光谱强度越高的波长所述照明光路滤光片的透过率越低，对于发射光谱强度越低的波长所述照明光路滤光片的透过率越高。
36.根据权利要求32所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述照明光路滤光片(9)对于波长为420nm至680nm的光的平均反射率在4％以下，对于波长为350nm至400nm的光的平均透过率在2％以下，对于波长为400nm至700nm的光的平均透过率为1.3％至2％。
37.根据权利要求32至36中任一项所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述显微镜还包括聚光器(2)，所述聚光器构造成使得来自透射照明光源(1)的透射照明光经所述聚光器(2)从载物台(3)的上方照射至位于载物台上的样本，所述光遮挡装置(20)安装在所述聚光器(2)的下端部上，并且包括遮光板(21)和构造成将所述遮光板(21)以可手动取下的方式安装在所述聚光器(2)的下端部下方的安装机构。
38.根据权利要求37所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上的或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述套环的下端面上固定有一个或多个磁体(27)，所述遮光板(21)包含铁磁性材料并通过与所述磁体(27)之间的磁吸引力而附接在所述套环(22)上。
39.根据权利要求38所述的显微镜(100)，其特征在于，
在所述遮光板(21)的上表面中设置有凹陷部(24)，当所述遮光板附接在所述套环(22)上时所述套环的下端部接纳在所述凹陷部(24)中以限定所述遮光板(21)相对于所述套环(22)的位置。
40.根据权利要求37所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述套环的下端部和所述遮光板(21)的上表面中的一者设置有插槽(34)，所述套环的下端部和所述遮光板的上表面中的另一者设置有配合在所述插槽中的凸缘(32)。
41.根据权利要求37所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述安装机构包括套装在所述聚光器(2)的下端部上或者与所述下端部一体形成的套环(22)，所述遮光板(21)的上表面设置有圆形凸台(51)，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的一者形成有在周向上间隔排布的多个沿径向突出的突出部(52)，所述套环的下端部和所述圆形凸台中的另一者形成有与所述多个突出部(52)对应的多个L形槽(53，54)，所述多个突出部分别接纳在所述多个L形槽中以在所述套环(22)和所述圆形凸台(51)之间形成卡口式连接。
42.根据权利要求37所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述安装机构包括在弹性力作用下朝向彼此偏压以夹紧在所述聚光器(2)的下端部上的至少两个夹持件(41，42)，所述遮光板(21)固定在所述至少两个夹持件(41，42)之一的下端面上。
43.根据权利要求37所述的显微镜(100)，其特征在于，
所述遮光板(21)包括构造成允许来自所述聚光器(2)的透射照明光的全部或者一部分通过所述遮光板(21)的通孔(23)和环绕所述通孔的遮光部分。
44.根据权利要求37所述的显微镜(100)，其特征在于，
在所述显微镜的镜座(5)的底面上设置有凹部以接纳能够从所述聚光器(2)上取下的所述遮光板(21)。
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