本發(fā)明涉及一種多通道熒光濾光片組與光源集成的熒光濾光片塊組件，更具體而言，涉及一種改進(jìn)的多通道熒光濾光片組與光源集成的熒光濾光片塊組件，其中，在熒光光學(xué)系統(tǒng)中，在不使用載架的情況下，在一個(gè)殼體中適用多個(gè)熒光濾光片組，并且光源也一體集成于所述殼體中，從而構(gòu)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，使得能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，能夠在光源與物鏡之間實(shí)現(xiàn)精確的光路對(duì)準(zhǔn)，且能夠在無電源供應(yīng)異常的情況下構(gòu)建順暢且精確的光學(xué)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的所述熒光濾光片塊組件具有自動(dòng)位置調(diào)節(jié)功能，能夠通過驅(qū)動(dòng)源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，從而能夠進(jìn)行準(zhǔn)確且快速的對(duì)準(zhǔn)作業(yè)，是一種具備改進(jìn)的自動(dòng)位置調(diào)節(jié)功能的熒光濾光片塊組件。

背景技術(shù)：

1、熒光光學(xué)系統(tǒng)是一種通過將具有不同波長(zhǎng)的光源照射至樣品，并利用樣品所發(fā)出的熒光來觀察目標(biāo)物的光學(xué)系統(tǒng)，主要用于樣品自身具有熒光特性或能夠使熒光物質(zhì)吸附于樣品的情形中。例如，可使用熒光染料(dye)或熒光抗體等對(duì)特定細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記，并將其用于研究該細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)及功能。

2、此時(shí)，通常包括光源以及與熒光染色所匹配的波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)濾光片，例如可以包括：用于選擇來自光源的激發(fā)波長(zhǎng)的激發(fā)濾光片(excitation?filter)；用于將經(jīng)過激發(fā)濾光片的光束分離(split)以照射至樣品的二向色分束器(dichroic?beamsplitter)；以及用于在響應(yīng)樣品的熒光而反射的激發(fā)光中，阻斷不需要的雜散信號(hào)(噪聲)，僅允許最大熒光團(tuán)發(fā)射波長(zhǎng)附近的窄波段光透過，從而使樣品的期望熒光能夠到達(dá)檢測(cè)器的發(fā)射濾光片(emission?filter)。

3、作為光源，主要使用汞燈和氙弧燈，近年來，作為弧型燈的替代方案，成本低廉且精度高的固態(tài)光源，例如led，被廣泛采用。

4、近年來，在熒光光學(xué)系統(tǒng)中使用了用于觀測(cè)多種波長(zhǎng)的熒光通道，此時(shí)的光學(xué)系統(tǒng)通常采用光源與熒光濾光片塊分別獨(dú)立設(shè)置的結(jié)構(gòu)。這種方式將激發(fā)濾光片、光束分離器和發(fā)射濾光片這三種熒光部件集成為一個(gè)塊，而光源則另行布置。此時(shí)，可以采用將多個(gè)濾光片塊集成于一個(gè)旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)臺(tái)上的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，外部單獨(dú)設(shè)置的光源體積較大，且由于采用轉(zhuǎn)臺(tái)式多通道結(jié)構(gòu)，濾光片塊的尺寸也會(huì)增大，導(dǎo)致設(shè)備的整體體積變大，因而存在難以實(shí)現(xiàn)小型化的缺點(diǎn)。

5、此外，也曾進(jìn)行過多種嘗試以實(shí)現(xiàn)多通道熒光光源系統(tǒng)的小型化。近年來，還出現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)形式，即將三個(gè)熒光濾光片組與光源集成在一個(gè)塊中，并將各個(gè)塊安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行切換使用。然而，在這種情況下，由于會(huì)形成集成了三個(gè)熒光濾光片組和光源為一體的多個(gè)殼體，因此整體體積相對(duì)較大，實(shí)際上在小型化方面存在一定的限制。此外，由于該結(jié)構(gòu)采用轉(zhuǎn)臺(tái)式旋轉(zhuǎn)方式，為了向光源供電，必須在每個(gè)濾光片塊中設(shè)置與插座內(nèi)電路板連接的接觸點(diǎn)，因此結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且在旋轉(zhuǎn)接觸過程中若因異物等原因?qū)е陆佑|不良，就會(huì)產(chǎn)生光源照明異常，進(jìn)而導(dǎo)致無法進(jìn)行觀測(cè)的問題。

6、不僅如此，為了使用濾光片塊而進(jìn)行位置移動(dòng)并進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的過程中，若為手動(dòng)操作結(jié)構(gòu)，當(dāng)誤判濾光片塊的位置時(shí)，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差；而在自動(dòng)調(diào)節(jié)的情況下，由于須要旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)式載架，因此不僅設(shè)備體積增大，而且難以實(shí)現(xiàn)線性的位置對(duì)準(zhǔn)，從而存在一定的局限性。

7、因此，有必要開發(fā)一種可實(shí)現(xiàn)小型化并具備自動(dòng)位置調(diào)節(jié)功能的濾光片塊組件，以便能夠有效應(yīng)用于熒光顯微鏡中。

8、[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

9、(專利文獻(xiàn)1)美國(guó)注冊(cè)專利公報(bào)第9,347,852號(hào)(2016年5月24日)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的各種問題而提出的，其主要目的在于提供一種改進(jìn)的多通道(即，兩通道以上)熒光濾光片組與光源集成的熒光濾光片塊組件，以及一種具備改進(jìn)的自動(dòng)位置調(diào)節(jié)功能的濾光片塊組件。該組件在熒光光學(xué)系統(tǒng)中無需使用載架，即可在一個(gè)殼體中適用多個(gè)熒光濾光片組，并且光源也一體集成于所述殼體中，從而構(gòu)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，使得能夠?qū)崿F(xiàn)小型化；此外，能夠在光源與物鏡之間實(shí)現(xiàn)精確的光路對(duì)準(zhǔn)，確保在無電源供應(yīng)異常的情況下構(gòu)建順暢且精確的光學(xué)系統(tǒng)；不僅如此，還通過驅(qū)動(dòng)源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，從而能夠進(jìn)行準(zhǔn)確且快速的對(duì)準(zhǔn)作業(yè)。

3、技術(shù)方案

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種熒光濾光片塊組件，包括：

5、一個(gè)殼體；

6、內(nèi)置于所述殼體中的兩個(gè)以上熒光濾光片組；

7、組裝在所述殼體中并提供照明的光源。

8、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種熒光濾光片塊組件，包括：殼體(例如單個(gè)殼體)；內(nèi)置于所述殼體中的兩個(gè)以上熒光濾光片組；組裝于所述殼體中并提供照明的光源；

9、其中，所述殼體包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)所述兩個(gè)以上熒光濾光片組的自動(dòng)位置調(diào)節(jié)。

10、在一個(gè)實(shí)施例中，所述熒光濾光片塊組件可以無需使用載架。

11、在一個(gè)實(shí)施例中，所述熒光濾光片組可包括三個(gè)熒光部件：激發(fā)濾光片；二向色分束器；以及發(fā)射濾光片。

12、在一個(gè)實(shí)施例中，所述三個(gè)熒光部件可按照從所述光源開始依次為激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片的順序進(jìn)行配置。

13、在一個(gè)實(shí)施例中，所述三個(gè)熒光部件可設(shè)計(jì)為圓形、多邊形、星形或橢圓形。

14、在一個(gè)實(shí)施例中，所述光源固定于光學(xué)模塊中，所述光學(xué)模塊可安裝于所述殼體中各熒光濾光片組的一側(cè)。所述光源可為led。

15、在一個(gè)實(shí)施例中，在所述光源與所述熒光濾光片組之間可進(jìn)一步設(shè)置至少一個(gè)聚光透鏡。

16、在一個(gè)實(shí)施例中，所述熒光濾光片塊組件可進(jìn)一步包括一個(gè)明場(chǎng)通道，所述明場(chǎng)通道內(nèi)置于所述殼體中。

17、在一個(gè)實(shí)施例中，所述熒光濾光片組可呈直線形、曲線形或圓形排列。

18、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)裝置可包括：固定于所述殼體上的驅(qū)動(dòng)源；以及用于控制和引導(dǎo)所述驅(qū)動(dòng)源運(yùn)作的導(dǎo)向部件。

19、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)源可以是驅(qū)動(dòng)電機(jī)、直線電機(jī)(linear?motor)、壓電電機(jī)(piezoelectric?motor)、電磁執(zhí)行器(solenoid?actuator)或音圈電機(jī)(voice?coil)。

20、在一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)向部件可以是用于直線移動(dòng)的滑動(dòng)導(dǎo)向部件。

21、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)源為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上固定有小齒輪(pinion)，所述小齒輪可與齒條(rack)嚙合。

22、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)源為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上固定有滾珠螺桿(ballscrew)或?qū)С搪輻U(lead?screw)，所述螺桿可與螺母(nut)嚙合。

23、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)源為直線電機(jī)，所述直線電機(jī)可嵌入于磁軌(magnettrack)中。

24、在一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體還可進(jìn)一步包括用于檢測(cè)殼體位置的傳感器。

25、在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器可以是線性編碼器(linear?encoder)、旋轉(zhuǎn)編碼器(circular?encoder)或限位開關(guān)(limit?switch)中的至少一種。

26、此外，本發(fā)明提供一種用于熒光成像光學(xué)系統(tǒng)的熒光濾光片塊組件，其中，熒光濾光片塊組件包括：

27、一個(gè)殼體；

28、內(nèi)置于所述殼體中的兩個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道；以及

29、組裝于所述殼體中并提供照明的光源，

30、所述熒光濾光片組包括三個(gè)熒光部件：激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片，所述三個(gè)熒光部件按照從所述光源開始依次為激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片的順序進(jìn)行配置。

31、此外，本發(fā)明提供一種熒光濾光片塊組件，包括：

32、殼體；

33、內(nèi)置于所述殼體中的兩個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道；以及

34、組裝于所述殼體中并提供照明的光源，

35、所述熒光濾光片組包括三個(gè)熒光部件：激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片，所述三個(gè)熒光部件按照從光源開始依次為激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片的順序進(jìn)行配置，

36、所述殼體包含驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括作為驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及作為導(dǎo)向部件的滑動(dòng)導(dǎo)向部件，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)兩個(gè)以上熒光濾光片組的自動(dòng)位置調(diào)節(jié)。

37、在一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體中可內(nèi)置三個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道；四個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道；五個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道；六個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道等。

38、在一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)上固定有小齒輪，所述小齒輪與齒條嚙合，所述殼體可進(jìn)一步包括用于檢測(cè)殼體位置的傳感器，所述傳感器可為線性編碼器和限位開關(guān)。

39、在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于熒光成像光學(xué)系統(tǒng)的熒光濾光片塊組件，其中，所述熒光濾光片塊組件包括：

40、一個(gè)殼體；

41、內(nèi)置于所述殼體中的兩個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道；以及

42、組裝于所述殼體的各熒光濾光片組上并提供照明的兩個(gè)光源，

43、所述熒光濾光片塊組件不使用載架，

44、所述一個(gè)明場(chǎng)通道位于兩個(gè)熒光濾光片組之間，

45、各光源固定于各光模塊上，且各光模塊組裝于所述殼體的各熒光濾光片組的一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)光源與物鏡之間的光路對(duì)準(zhǔn)，

46、從所述光源發(fā)出的光通過物鏡照射至樣品，

47、所述殼體為進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的可滑動(dòng)的殼體，通過所述可滑動(dòng)的殼體可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道的切換使用。

48、在另一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種用于熒光成像光學(xué)系統(tǒng)的熒光濾光片塊組件，其中，熒光濾光片塊組件包括：

49、一個(gè)殼體；

50、內(nèi)置于所述殼體中的兩個(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道；

51、組裝于所述殼體的各熒光濾光片組上并提供照明的兩個(gè)光源；以及

52、驅(qū)動(dòng)裝置，

53、所述熒光濾光片塊組件不使用載架，

54、所述一個(gè)明場(chǎng)通道位于兩個(gè)熒光濾光片組之間，

55、各光源固定于各光模塊上，各光模塊組裝于所述殼體的各熒光濾光片組的一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)物鏡與光源之間的光路對(duì)準(zhǔn)，

56、從所述光源發(fā)出的光通過物鏡照射至樣品，

57、所述驅(qū)動(dòng)裝置包括：

58、固定于殼體上的驅(qū)動(dòng)源；以及

59、用于控制和引導(dǎo)所述驅(qū)動(dòng)源運(yùn)作的導(dǎo)向部件，

60、所述驅(qū)動(dòng)源位于各光模塊得以組裝的各熒光濾光片組之間，并固定于各光模塊得以組裝的面的一側(cè)，

61、所述驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)蓚€(gè)熒光濾光片組和一個(gè)明場(chǎng)通道進(jìn)行自動(dòng)位置調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。

62、有益效果

63、本發(fā)明的主要技術(shù)效果如下：

64、第一，由于多個(gè)熒光濾光片組與光源一體集成于一個(gè)殼體中，因此可減小整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的尺寸并降低制造成本，能夠適用于多通道熒光顯微鏡。

65、第二，由于可以構(gòu)成為線性(linear)滑動(dòng)的類型，因此不需要用于固定殼體的安裝板與載架，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且緊湊，能夠減少零部件數(shù)量，并且由于結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，故障概率相對(duì)較低。

66、第三，電源供給結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明確，不會(huì)發(fā)生檢測(cè)異常。

67、第四，使用led光源時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生熱量，不僅有助于節(jié)能，尤其適用于活細(xì)胞成像(lci,live?cellimaging)顯微鏡。

68、第五，由于并未分離為單獨(dú)的塊，因此光學(xué)對(duì)準(zhǔn)及集成相比分離型更為穩(wěn)定。

69、第六，通過電子控制可將濾光片塊移動(dòng)至精確位置。

70、第七，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的情況下，可按照用戶預(yù)設(shè)的順序移動(dòng)濾光片塊。

71、第八，各濾光片塊并未分離為單獨(dú)的塊，而是構(gòu)成為一體型，且各光學(xué)模塊分別組裝在殼體中各熒光濾光片組的一側(cè)，從而使得光源與物鏡之間的光路徑能夠正確對(duì)準(zhǔn)，由此提升光效率，可縮短光的使用時(shí)間，最終能夠降低結(jié)露發(fā)生率。