CN218823934U - 多路同步的显微成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多路同步的显微成像系统，所述目镜观察筒与物镜的光路之间设有多通道荧光照明单元，所述多通道荧光照明单元的后部与多波长复合LED光源相连，所述目镜观察筒的一端设有多路同步相机。自所述多波长复合LED光源射出的光束依次经过所述多通道荧光照明单元、物镜后照射待测样本，随后样本发出的荧光穿过所述多通道荧光照明单元反射至目镜观察筒及所述多路同步相机中。本实用新型将多个独立波段LED芯片在光源内部耦合成无波长偏移的复合LED光源，通过成像软件使多路同步相机输出多路TTL触发信号与光源联动，来高速切换所需的LED荧光照明波长，实现快速多路同步显微荧光成像。

Description

多路同步的显微成像系统

技术领域

本实用新型属显微荧光成像技术领域，特别是涉及一种多路同步的显微成像系统。

背景技术

荧光显微成像技术广泛应用于生命科学和医学领域的各个检测设备上，传统荧光照明的光源采用汞灯或氙灯，这类光源发热量大且能耗很高。同时这类热光源也无法实现即开即关及亮度无级调节的功能。随着LED光源技术的发展，越来越多的荧光显微镜上采用LED光源作为照明光源。但是民用照明所用的宽光谱白光LED芯片不包含显微荧光成像所需的365nm或385nm波段，并且民用白光LED芯片的亮度目前达不到显微荧光照明的需求。

现有的多通道LED荧光照明技术方案中，有一种方案为：采用均匀性更好的柯勒光学照明方案，其每个波段的LED芯片安装在一个电动转盘上，当需要切换荧光通道时，转动荧光滤色片转盘就可以联动荧光光源内的独立LED芯片，将光源内的对应LED芯片转到光路光轴上。这种方案的不足之处在于，需要采用成本较高的电动转盘，且每个波段的LED芯片都有一套对应的照明光路和对应的荧光滤色片，切换荧光通道的时候，是将整套LED照明系统完整且独立地移动到显微镜光路中，由于LED芯片和荧光滤色片之间的距离过近，只能采用临界照明的方式来实现显微照明，从而造成显微镜下照明不均匀。此外，现有技术通过CMOS相机获取图像，传统的CMOS相机只能进行图像采集工作而无法与其他设备进行联动控制，每次切换荧光通道均需要手动切换荧光激发块，手动切换荧光通道的时间过长造成操作人员时间的浪费、且不能满足特定的生物医学实验需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多路同步的显微成像系统，保证显微镜下的照明均匀性，同时实现快速的多路同步荧光成像。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多路同步的显微成像系统，包括带有目镜观察筒及物镜的显微装置。所述目镜观察筒与物镜的光路之间设有多通道荧光照明单元，所述多通道荧光照明单元的后部与多波长复合LED光源相连，所述目镜观察筒的一端设有多路同步相机，所述多路同步相机可通过TTL信号线控制所述多波长复合LED光源，所述多通道荧光照明单元包括圆形的荧光转盘，以所述荧光转盘的圆轴为中心安装有若干荧光激发块，所述荧光激发块内包括激发滤光片、二向色镜及发射滤光片，自所述多波长复合LED光源射出的光束依次经过所述激发滤光片、二向色镜、物镜后照射待测样本，随后待测样本发出的荧光依次经过所述物镜、二向色镜、发射滤光片后到达目镜观察筒及所述多路同步相机中。

进一步地，所述荧光激发块的波长与所述多波长复合LED光源的LED灯波长相配。

进一步地，所述多通道荧光照明单元与所述多波长复合LED光源间设有科勒照明单元，所述科勒照明单元内设有柯勒照明光学透镜。

进一步地，所述科勒照明单元的一侧设有可在所述柯勒照明光学透镜的末端位置插入或抽出的抽拉板，所述抽拉板上固定有减光片。

进一步地，所述多波长复合LED光源以有线或无线的方式与控制手柄相连，所述控制手柄表面设有用于启闭及无级调节所述多波长复合LED光源亮度的调节旋钮及显示光源亮度的显示屏。

进一步地，所述荧光转盘的顶部设有波浪形的拨动盘。

进一步地，所述多路同步相机以有线或无线的方式与外部控制设备相连。

有益效果

本实用新型采用一套更为均匀的柯勒照明光学结构，同时多个独立波段LED芯片在光源内部已经耦合成无波长偏移的复合LED光源，光源的亮度通过一个带显示屏的旋钮来无级调节，并且通过成像软件使多路同步相机与光源联动来选择所需的LED荧光照明波长，配合多通道荧光照明单元，实现快速多路同步荧光成像。本实用新型使显微镜下照明均匀性更高、切换多通道荧光观察没有颜色偏移。通过相机和光源联动，可以实现快速的多路同步荧光成像。

附图说明

图1为多路同步的显微成像系统结构示意图。

图2为多路同步的显微成像系统光路示意图。

图3为图1中多通道荧光照明单元内部结构示意图。

其中，1-多路同步相机；101-TTL信号线；2-目镜观察筒；3-多通道荧光照明单元；301-荧光转盘；302-拨动盘；303-激发滤光片；304-二向色镜；305-发射滤光片；306-圆轴；4-物镜；5-多波长复合LED光源；6-科勒照明单元；601-抽拉板；7-控制手柄；701-显示屏；702-调节旋钮；8-待测样本。

各图中相同标记代表同一部件。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种多路同步的显微成像系统，包括带有目镜观察筒2及物镜4的显微装置。所述目镜观察筒2与物镜4的光路之间设有多通道荧光照明单元3，所述多通道荧光照明单元3的后部与多波长复合LED光源5相连，所述目镜观察筒2的一端设有多路同步相机1，所述多路同步相机1可通过TTL信号线101控制所述多波长复合LED光源5。如图2所示，所述多通道荧光照明单元3包括圆形的荧光转盘301，以所述荧光转盘301的圆轴306为中心可安装若干荧光激发块，所述荧光激发块内均包括激发滤光片303、二向色镜304及发射滤光片305。

如图3所示，自所述多波长复合LED光源5射出的光束依次经过所述激发滤光片303、二向色镜304、物镜4后照射待测样本8，随后待测样本8发出的荧光依次穿过物镜4、二向色镜304、发射滤光片305后到达目镜观察筒2及所述多路同步相机1中。本实施例中，所述待测样本8为常规多色荧光小球样本，经激发滤光片303的射出光激发后可发出波长更长的波段。

所述多波长复合LED光源5是由多个不同波段的LED芯片耦合成的宽光谱光源，可以采用本申请人申请的“一种四波段耦合LED荧光光源”(公开号CN216052407U)或其他类似效果的耦合光源。所述四波段耦合LED荧光光源通过使用4个不同波段的LED发光组件提供4种波段的射出光，实现最大化的空间利用率和光学耦合效率。所述四波段耦合LED荧光光源通过TTL信号线与多路同步相机连接可以被成像软件同步控制启闭任意波段的LED。

所述激发滤光片303与所述发射滤光片305垂直布置，所述二向色镜304与所述激发滤光片303间的夹角为45°，通过所述二向色镜304将通过激发滤光片303的入射光反射至所述待测样本8，所述待测样本8发出的荧光穿过所述发射滤光片305至所述目镜观察筒2及所述多路同步相机1中。所述激发滤光片303的波段与所述多波长复合LED光源5的射出光波段相配。所述发射滤光片305的波段由所述待测样本8的发射光波段决定，所述二向色镜304的波段由所述激发滤光片303及发射滤光片305的波段共同决定。所述各个波段的具体设置可以根据多波长复合LED光源5的射出光波段和待测样本8的发射波段进行适配，根据需要选择对应通道的荧光滤色块对待测样本8进行显微观察。

在一个具体的实施例中，所述激发滤光片303、二向色镜304、发射滤光片305，采用了一组可以同时应用于四个不同波段的多通荧光滤光片组合，通过所述多路同步相机1控制启闭多波长复合LED光源5中与多通荧光滤光片对应波段的LED，使得无需转动荧光转盘，即可实现快速的多路同步荧光成像。

所述多通道荧光照明单元3与所述多波长复合LED光源5间设有科勒照明单元6，所述科勒照明单元6内设有柯勒照明光学透镜，所述柯勒照明光学透镜可以均匀化入射光，所述柯勒照明光学透镜为现有技术，在此不多赘述。

所述多波长复合LED光源5以有线或无线的方式与控制手柄7相连，所述控制手柄7表面设有调节旋钮702。所述控制手柄7可通过按压所述调节旋钮702启闭所述多波长复合LED光源5、通过旋拧所述调节旋钮702调节所述多波长复合LED光源5的射出光亮度。所述控制手柄7表面还设有显示光源亮度的显示屏701。

所述科勒照明单元6的一侧设有可在所述柯勒照明光学透镜的末端位置插入或抽出的抽拉板601，所述抽拉板601上固定有减光片。当所述多波长复合LED光源5的射出光在最低档亮度的情况下可以通过插入所述减光片进一步降低光源的亮度。所述抽拉板601也能够根据使用情况安装其他的光学部件。

所述荧光转盘301的顶部设有波浪形的拨动盘302。所述拨动盘302设有限位块、与所述多通道荧光照明单元3的壳体内的限位装置相配，每次拨动所述拨动盘302可以使所述荧光转盘301转过一格，并将所述荧光激发块的激发滤光片303、二向色镜304及发射滤光片305对准所述多波长复合LED光源5的射出光路。

所述多路同步相机1以有线或无线的方式与外部控制设备相连。通过连接计算机平台，可以用软件获取图像以及操控相机。所述软件可以为本申请人申请的多路同步显微成像软件(登记号2022SR0992627)或其他类似效果的软件。

所述多路同步相机1能够输出多个通道的TTL信号与多波长复合LED光源5联动，多波长复合LED光源5的射出光照射时间与TTL信号持续时间同步，每个通道均可独立控制，可控制通道数至少为4个；

所述多路同步相机1的TTL信号持续时间与多路同步显微成像软件曝光时间同步，按照软件设定，多路同步相机1每次曝光，即可输出TTL信号，TTL信号可以在一个或多个通道连续输出，即每次曝光，在一个或多个通道同步输出持续时间与曝光时间长度相同的TTL信号，或者每个通道按照设定顺序输出TTL信号，即每次曝光，在每个通道顺序输出，倒序输出或按照设定输出持续时间与曝光时间长度相同的TTL信号。

Claims (7)

1.一种多路同步的显微成像系统，包括带有目镜观察筒(2)及物镜(4)的显微装置，其特征在于，所述目镜观察筒(2)与物镜(4)的光路之间设有多通道荧光照明单元(3)，所述多通道荧光照明单元(3)的后部与多波长复合LED光源(5)相连，所述目镜观察筒(2)的一端设有多路同步相机(1)，所述多路同步相机(1)可通过TTL信号线(101)控制所述多波长复合LED光源(5)，

所述多通道荧光照明单元(3)包括圆形的荧光转盘(301)，以所述荧光转盘(301)的圆轴(306)为中心安装有若干荧光激发块，所述荧光激发块内包括激发滤光片(303)、二向色镜(304)及发射滤光片(305)，

自所述多波长复合LED光源(5)射出的光束依次经过所述激发滤光片(303)、二向色镜(304)、物镜(4)后照射待测样本(8)，随后待测样本(8)发出的荧光依次经过所述物镜(4)、二向色镜(304)、发射滤光片(305)后到达目镜观察筒(2)及所述多路同步相机(1)中。

2.根据权利要求1所述的一种多路同步的显微成像系统，其特征在于，所述荧光激发块的波长与所述多波长复合LED光源(5)的LED灯波长相配。

3.根据权利要求1所述的一种多路同步的显微成像系统，其特征在于，所述多通道荧光照明单元(3)与所述多波长复合LED光源(5)间设有科勒照明单元(6)，所述科勒照明单元(6)内设有柯勒照明光学透镜。

4.根据权利要求3所述的一种多路同步的显微成像系统，其特征在于，所述科勒照明单元(6)的一侧设有可在所述柯勒照明光学透镜的末端位置插入或抽出的抽拉板(601)，所述抽拉板(601)上固定有减光片。

5.根据权利要求1所述的一种多路同步的显微成像系统，其特征在于，所述多波长复合LED光源(5)以有线或无线的方式与控制手柄(7)相连，所述控制手柄(7)表面设有用于启闭及无级调节所述多波长复合LED光源(5)亮度的调节旋钮(702)及显示光源亮度的显示屏(701)。

6.根据权利要求1所述的一种多路同步的显微成像系统，其特征在于，所述荧光转盘(301)的顶部设有波浪形的拨动盘(302)。

7.根据权利要求1所述的一种多路同步的显微成像系统，其特征在于，所述多路同步相机(1)以有线或无线的方式与外部控制设备相连。

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