CN204347334U - 一种阵列式微滤片多道荧光显微镜 - Google Patents

Abstract

一种阵列式微滤片多道荧光显微镜，它将激发光光源、多通道滤光片、二向色镜、阵列式微滤片、照相机依光路需要摆放，激发光由多通道滤光片过滤成为包含所需窄带波长的光束，由二向色镜反射到样品，样品受激产生荧光透射过二向色镜后成像于镶有阵列式微滤片的图像传感器上，可以在同一时刻收集多道荧光影像，计算机对这些荧光影像的混合运算能将n种荧光探针记录，通过N个波长的运算可凸显n种荧光探针影像，实时获取特定的n种荧光探针的空间分布。

Description

一种阵列式微滤片多道荧光显微镜

技术领域                                           

本实用新型涉及一种病理诊断仪器中常用的多通道荧光显微镜，尤其涉及能在同一时刻收集多道荧光影像，具备自动像素对像素对准效果的显微镜检查装置。

背景技术

目前，公知的多道荧光显微镜是由激发光源、二向色镜、滤光片切换系统、石英透镜、滤光片、光电传感器、显微镜组合而成。其工作过程为：作为激发光源的高压汞灯或类似光源发出一定波长的激发光（波长λi(i=1,2,3……I，I>0)，这种激发光一般为短波，处于紫外区域到蓝色区间，通过分光或滤光的办法分别得到多束不同波长的窄带光，转换不同二向色镜，样品在激发光照射下受激产生荧光，观察者通过转换二向色镜顺序获取不同荧光的图像，经过软件处理拟合多光谱影像。但是，在某些场合下，物质的荧光在短时间甚至1s内就会发生猝灭，而且图像分析过程需要不同荧光图像间按像素对齐。一般的仪器设计精度难以达到短时间内切换滤光片而且目标图像保持按像素对齐，因此得到的信息不能反映被检测特定目标物质在某一时刻的真实情况。

发明内容

为了解决不同波长切换速度慢及不同波长的荧光影像不匹配的问题，本实用新型提供一种阵列式微滤片多道荧光显微镜，该阵列式微滤片多道荧光显微镜的阵列式微滤片能同时允许N种波长的窄带光透过，并且与图像传感器配合同时取得N种波长的目标影像，通过对N种波长的目标影像进行混合运算，可以实时获取特定的n种物质的空间分布。

其中，所述阵列式微滤片多道荧光显微镜包括：激发光光源6、多通道滤光片7、透镜5、二向色镜4、阵列式微滤片3、图像传感器2、照相机1。所述激发光光源、多通道滤光片、透镜、二向色镜、阵列式微滤片、照相机依光路需要摆放，所述阵列式微滤片3镶嵌于图像传感器2表面，图像传感器2固定于照相机1内部位于镜头像面，照相机1通过镜头接收透过二向色镜4的荧光，二向色镜4固定于激发光与荧光光路汇聚点，透镜5置于样品上方，激发光光源6与多通道滤光片7位于同一直线上，其光路与荧光光路垂直。所述阵列式微滤片多道荧光显微镜在同一时刻收集多道荧光影像，所述多道荧光影像具备自动像素对像素对准效果，所述多道荧光影像的混合运算将n（n>0）种荧光探针记录，计算机通过N（N>n>0）个波长的运算可凸显n个荧光探针影像。

其中，所述阵列式微滤片由微滤单元组成，每个微滤单元包括N个通道，每个通道可以透射一种窄带波长的光。

其中，所述阵列式微滤片的微滤单元以阵列式排列，所述阵列式排列的微滤单元像素与图像传感器的像素对准。

其中，所述阵列式微滤片镶嵌于图像传感器表面是所述阵列式微滤片紧贴在图像传感器表面，或直接镀膜制作在图像传感器表面。

其中，所述阵列式微滤片多道荧光显微镜的二向色镜固定于激发光与荧光光路汇聚点，可以反射作为激发光的波长为λi(i=1,2,3……I，I>0)组分的光，而透射作为荧光的波长为λj(j=1,2,3……N,N>0)组分的光。

其中，所述多通道滤光片可以透射包含I（I>0）道激发光波长组分组成的窄带波长的光束。

其中，所述计算机对多道荧光影像的混合运算将n（n>0）种荧光探针记录，通过N（N>n>0）个波长的运算可凸显n个荧光探针影像。

其中，所述激发光光源可产生短波成分激发光λi，λi可激发目标物质产生波长为λj的荧光。

 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：使用I种波长透过的滤光片获取I种处于二向色镜反射范围的窄带单色波长的激发光，样品被激发后发射出处于二向色镜透射范围的N种荧光，于目镜端使用特定的图像传感器获取显微图像。该图像传感器前端集成了一种阵列式微滤片，微滤片由微滤单元阵列组成，每个微滤单元拥有N个波长通道，每个通道只允许一种窄带波长的光透过。因此所获取的显微影像可以分解成N幅不同波长成像的影像，而且N幅影像是同一时刻取得并且像素对像素对准的影像，通过计算机处理可以准确地得到目标物质的空间分布。

本实用新型的有益效果是，能在同一时刻收集N道荧光影像，具备自动像素对像素对准效果，这些荧光影像的混合运算能进行n种荧光探针识别，通过N个波长的运算可凸显n个荧光探针影像，而且本实用新型的仪器机械结构简单，体积小，重量轻，可适应复杂环境的应用。 

附图说明

图1是本实用新型的纵向剖面图。

图2是本实用新型的光路原理图。

图3是四通道阵列式微滤片原理图。

图4是本实用新型中二向色镜可允许的透射及反射光谱。

图中1.照相机 ，2.图像传感器，3.阵列式微滤片 ，4.二向色镜，5.透镜，6.激发光光源 ，7.多通道滤光片。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请一并参阅图1，如图所示，阵列式微滤片3镶嵌于图像传感器2表面，图像传感器2固定于照相机1内部位于镜头像面，照相机1通过镜头接收透过二向色镜4的荧光，二向色镜4固定于激发光与荧光光路汇聚点，透镜5置于样品上方，激发光光源6与多通道滤光片7位于同一直线上，其光路与荧光光路垂直。

请一并参阅图2，如图所示，激发光光源6发出的激发光经多通道滤光片7过滤后，形成以波长为λi(i=1,2,3……I，I>0)的组分组成的光束，该光束被二向色镜4反射后经透镜5聚焦在样品上，样品受激产生荧光（波长为λj(j=1,2,3……N,N>0)，荧光光束透过二向色镜4，阵列式微滤片3可以在各个通道透过不同波长的荧光，并使图像传感器2同时得到不同波长的成像信号，经照相机1传输到计算机，，计算机对多道荧光影像的混合运算将n（n>0）种荧光探针实时记录，通过N（N>n>0）个波长目标影像的混合运算可凸显n个荧光探针影像。实时获取特定的n个荧光探针空间分布影像及特征物质的分布图。

请一并参阅图3，如图所示，图中是一种四通道阵列式微滤片3镶嵌于图像传感器2表面的实施例，阵列式微滤片由微滤单元组成，每个微滤单元包括四个通道，每个通道可以透射一种窄带波长的光，四通道阵列式微滤片3每个通道对应图像传感器2的十六个像素单元。

请一并参阅图4，如图所示，显示了一种可以反射三种波长激发光，透射三种波长荧光的二向色镜4可允许的透射及反射光谱，λ1、λ2、λ3为激发光波长，λ4、λ5、λ6为荧光波长。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种阵列式微滤片多道荧光显微镜，其特征在于：所述阵列式微滤片多道荧光显微镜包括：激发光光源（6）、多通道滤光片（7）、透镜（5）、二向色镜（4）、阵列式微滤片（3）、图像传感器（2）和照相机（1），所述激发光光源、多通道滤光片、二向色镜、阵列式微滤片、照相机依光路需要摆放，所述阵列式微滤片（3）镶嵌于图像传感器（2）表面，图像传感器（2）固定于照相机（1）内部位于镜头像面，照相机（1）通过镜头接收透过二向色镜（4）的荧光，二向色镜（4）固定于激发光与荧光光路汇聚点，透镜（5）置于样品上方，激发光光源（6）与多通道滤光片（7）位于同一直线上，其光路与荧光光路垂直，所述阵列式微滤片多道荧光显微镜在同一时刻收集多道荧光影像，所述多道荧光影像的混合运算将n种荧光探针记录，通过N个波长的运算凸显n个荧光探针的空间影像。

2.根据权利要求1所述的阵列式微滤片多道荧光显微镜，其特征在于：所述阵列式微滤片由微滤单元组成，每个微滤单元包括N个通道，每个通道可以透射一种窄带波长的光。

3.根据权利要求2所述的阵列式微滤片多道荧光显微镜，其特征在于：所述阵列式微滤片的微滤单元以阵列式排列，所述阵列式排列的微滤单元像素与图像传感器的像素对准。

4.根据权利要求1所述的阵列式微滤片多道荧光显微镜，其特征在于：所述阵列式微滤片镶嵌于图像传感器表面是所述阵列式微滤片紧贴在图像传感器表面，或直接镀膜制作在图像传感器表面。

5.根据权利要求1所述的阵列式微滤片多道荧光显微镜，其特征在于：所述阵列式微滤片多道荧光显微镜的二向色镜固定于激发光与荧光光路汇聚点，所述二向色镜可以反射作为激发光的波长为λi(i=1,2,3……I，I>0)组分的光，而透射作为荧光的波长为λj(j=1,2,3……N,N>0)组分的光。

6.根据权利要求1所述的阵列式微滤片多道荧光显微镜，其特征在于：所述多通道滤光片可以透射包含I道激发光波长组分组成的窄带波长的光束。