显微放大系统技术方案

显微放大系统，包括透射光显微镜装置和荧光照明装置，显微镜装置包括照明光源（11）、第一聚光镜（12）、锥角反射器（13）、暗场照明器（14）、第二聚光镜（15）、样品池（16）、物镜（17）、辅助物镜（18）、分光镜（23）、阻挡滤光片（24）、管镜（25）、和图像采集器（26）。荧光照明装置包括荧光光源（31）、第三聚光镜（32）、第四聚光镜（33）、和取景标记器（34）。本实用新型专利技术的显微放大系统可以提供明场，暗场，荧光等多种照明方式，获得不同的显微观察效果，且能够在一个视野下同时清晰地观察多个样品，并仍然保持了常规显微镜系统只有在高倍放大条件下才具有的高数值孔径，因而保持了高分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种显微放大系统，特别是一种大视野、高通量的显微放大实验装置。
技术介绍
目前，科研实验所使用的显微镜使用高倍镜增加放大倍数观察样品，虽然能看清样品的精细结构，但视野范围较小；若使用低倍镜观察样品，虽然视野范围扩大，但是分辨率却有所降低。目前，在实验过程中，不同种类或浓度的样品（如细胞）需要分开培养、取样、制片。因现有显微镜无法同时观察不同样品的信息，常用的方法是，在一个样品观察结束后再观察另一个样品，或是在一个视野观察结束后再观察下一个视野。这样操作既繁琐，又无法在同一视野下观察所述样品，由些产生实验误差。另外，目前市售的荧光显微镜无法标明荧光是否发出、或是否照射在样品上，同样也可能产生实验误差。
技术实现思路
本技术旨在提供一种显微放大系统，它不仅能够在一个视野下同时清晰地观察多个样品，而且仍然保持了常规显微镜系统只有在高倍放大条件下才具有的高数值孔径，因而保持了高分辨率。本技术的一种显微放大系统，包括一个透射光显微镜装置和一个荧光照明装置。透射光显微镜装置包括：一个照明光源，其光源波长在190nm至2000nm之间；一个第一聚光镜，其沿一个第一光轴位于照明光源的下游；一个锥角反射器，其沿第一光轴位于第一聚光镜的下游、且能够从第一光轴中移开，锥角反射器的表面具有镜面反射的光学特性；一个暗场照明器，其环罩锥角反射器且表面具有镜面反射的光学特性，该暗场照明器将经锥角反射器反射的光线再斜向反射到一个第二聚光镜，并通过第二聚光镜汇聚到一个样品池中的样品区域，其中第二聚光镜沿第一光轴位于暗场照明器中心位置的暗场，若锥角反射器移开第一光轴，透过第一聚光镜的光线通过第二聚光镜，将光线汇聚到所述样品区域，可实现一个明场照明，样品池沿第一光轴位于第二聚光镜的下游，且样品区域位于该样品池；一个物镜，其沿第一光轴位于样品池的下游，物镜的物方视野直径在10mm至200mm之间、数值孔径大于0.3、分辨率不大于1μm；一个辅助物镜，其沿第一光轴位于物镜的下游，该辅助物镜的孔径大于10mm，以保证与物镜的成像面积相匹配；一个分光镜，其沿第一光轴位于辅助物镜的下游，且沿第一光轴的部分光线能够沿一个不同于第一光轴方向的一个第二光轴通过该分光镜；一个阻挡滤光片，其沿第一光轴位于分光镜的下游；一个管镜，其沿第一光轴位于阻挡滤光片的下游；和一个图像采集器，其沿第一光轴位于管镜的下游。荧光照明装置包括：一个荧光光源，其发射的荧光光束能够沿第二光轴照射至分光镜，并藉由该分光镜反射至辅助物镜，进而照射所述样品区域；一个第三聚光镜，其沿第二光轴位于荧光光源和分光镜之间；一个第四聚光镜，其沿第二光轴位于第三聚光镜与分光镜之间；和一个取景标记器，其沿第二光轴位于分光镜未设置荧光光源的一侧。本技术的显微放大系统，它能够提供视野数十倍于常规系统，可以一次观察很大范围的样品面积，不仅能够在一个视野下同时清晰地观察多个样品，而且仍然保持了常规显微镜系统只有在高倍放大条件下才具有的高数值孔径，因而保持了高分辨率（分辨率与数值孔径值成反比关系），该高分辨率的显微放大系统用于配合超宽视野的显微成像；此外本技术在光源波长、显色性、照明口径、和光源取景标记器等方面都比常规系统的部件有改进。在显微放大系统的另一种示意性实施方式中，其中位于图像采集器处的像方视场为特大靶面的数字图像传感器，有效信息量在107至1010像素之间。在显微放大系统的另一种示意性实施方式中，照明光源发出的光经由第一聚光镜、锥角反射器、暗场照明器、和第二聚光镜，在样品区域形成直径在10mm至200mm之间的照明区。在显微放大系统的又一种示意性实施方式中，第二聚光镜的直径能够使其视野直径在10mm至200mm之间，且覆盖整个样品池。在显微放大系统的又一种示意性实施方式中，物镜的直径能够使物方视野直径在10mm至200mm之间，且能够全部接受经样品池通过的光。在显微放大系统的又一种示意性实施方式中，图像采集器为一种有效信息量将在107至1010像素之间的图像采集器。在显微放大系统的又一种示意性实施方式中，第四聚光镜包括沿第二光轴设置的一组光学阻挡片和一组光栏，光栏间设于光学阻挡片之间。在显微放大系统的又一种示意性实施方式中，取景标记器包括沿第二光轴设置的一个投射光源、一个标尺模板、和一个投影镜头，投射光源为发光二极管，标尺模板位于投射光源与分光镜之间，投影镜头位于标尺模板与分光镜之间。在显微放大系统的又一种示意性实施方式中，第一聚光镜为单片非球面镜或多片球面镜构成。或者，第二聚光镜为单片非球面镜或多片球面镜构成。另外，由于系统的检测信息量巨大，所以特别专利技术了具有特大采集面积和像素量的大幅面显微图像采集系统，其成像直径介于10mm至200mm之间，像素量在将在107至1010像素之间，这些参数比常规系统高出数十倍，它可以获得大面积、高分辨率的形态、透射光、荧光、光谱、动态观测等多维图像大数据，实验结果更加准确可靠。在本技术的显微放大系统中，透射光显微镜装置和荧光照明装置中各部分装置在结构尺寸和光学元件的分辨率，视野范围等光学性能相匹配，其可实现物方视场10mm-200mm、数值孔径大于0.3，分辨率不大于1μm。该显微放大系统用于完成单独透射光的明场和暗场成像、单独的荧光成像、或透射光与荧光共同成像。附图说明以下附图仅对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。图1用于说明显微放大系统的示意性实施方式。标号说明10透射光显微镜装置11照明光源12第一聚光镜13锥角反射器14暗场照明器15第二聚光镜16样品池17物镜18辅助物镜23分光镜24阻挡滤光片25管镜26图像采集器30荧光照明装置31荧光光源32第三聚光镜33第四聚光镜332光学阻挡片334光栏34取景标记器341投射光源342标尺模板343投影镜头X第一光轴Y第二光轴。具体实施方式为了对技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“上游”、“下游”等仅用于表示相关部分之间的位置关系，而非限定它们的绝对位置。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。在本文中，“第一”、“第二”等并非表示其重要程度等，仅用于表示彼此的区别，以利文件的描述。在本文中，“为”、“介于”等后面所示的数值并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，它也可以包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用该产品（或方法）时允许的误差。如图1所示，在显微放大系统一种示意性实施方式中，显微放大系统包括一个透射光显微镜装置10和一个荧光照明装置30，显微镜装置10包括一个照明光源11、一个第一聚光镜12、一个锥角反射器13、一个暗场照明器14、一个第二聚光镜15、一个样品池16、一个物镜17、一个辅助物镜18、一个分光镜23、一个阻挡滤光片24、一个管镜25、和一个图像采集器26。荧光照明装置30包括一个荧光光源31、一个第三聚光镜32、一个第四聚光镜33、和一个取景标记器34。本显微放大系统可以提供明场，暗场，荧光等多种照明方式，获得不同的显本文档来自技高网...

【技术保护点】
显微放大系统，包括一个透射光显微镜装置（10）和一个荧光照明装置（30），其中：所述透射光显微镜装置（10）包括：一个照明光源（11），其光源波长在190nm至2000nm之间，一个第一聚光镜（12），其沿一个第一光轴（X）位于所述照明光源（11）的下游，一个锥角反射器（13），其沿所述第一光轴（X）位于所述第一聚光镜（12）的下游、且能够从所述第一光轴（X）中移开，该锥角反射器（13）的表面具有镜面反射的光学特性，一个暗场照明器（14），其环罩所述锥角反射器（13）且表面具有镜面反射的光学特性，该暗场照明器（14）将经所述锥角反射器（13）的光线斜向反射到一个第二聚光镜（15），并通过该第二聚光镜（15）汇聚到一个样品池（16）样品区域，其中：所述第二聚光镜（15），其沿所述第一光轴（X）位于所述暗场照明器（14）中心位置的暗场，若所述锥角反射器（13）移开所述第一光轴（X），透过所述第一聚光镜（12）的光线通过所述第二聚光镜（15），将光线汇聚到所述样品区域，能够实现一个明场照明，所述样品池（16），其沿所述第一光轴（X）位于所述第二聚光镜（15）的下游，且所述样品区域位于该样品池，一个物镜（17），其沿所述第一光轴（X）位于所述样品池（16）的下游，该物镜（17）的物方视野直径介于10mm至200mm之间、数值孔径大于0.3、分辨率不大于1μm ，一个辅助物镜（18），其沿所述第一光轴（X）位于所述物镜（17）的下游，该辅助物镜（18）的孔径大于10mm，以保证与所述物镜（17）成像面积的匹配，一个分光镜（23），其沿所述第一光轴（X）位于所述辅助物镜（18）的下游，且沿所述第一光轴（X）的部分光线能够沿一个不同于所述第一光轴（X）方向的一个第二光轴（Y）通过该分光镜（23），一个阻挡滤光片（24），其沿所述第一光轴（X）位于所述分光镜（23）的下游，一个管镜（25），其沿所述第一光轴（X）位于所述阻挡滤光片（24）的下游，和一个图像采集器（26），其沿所述第一光轴（X）位于所述管镜（25）的下游；所述荧光照明装置（30）包括：一个荧光光源（31），其发射的荧光光束能够沿所述第二光轴（Y）照射至所述分光镜（23），并藉由该分光镜（23）反射至所述辅助物镜（18），进而照射所述样品区域，一个第三聚光镜（32），其沿所述第二光轴（Y）位于所述荧光光源（31）和所述分光镜（23）之间，一个第四聚光镜（33），其沿所述第二光轴（Y）位于所述第三聚光镜（32）和所述分光镜（23）之间，和一个取景标记器（34），其沿所述第二光轴（Y）位于所述分光镜（23）未设置所述荧光光源（31）的一侧。...

【技术特征摘要】
1.显微放大系统，包括一个透射光显微镜装置（10）和一个荧光照明装置（30），其中：所述透射光显微镜装置（10）包括：一个照明光源（11），其光源波长在190nm至2000nm之间，一个第一聚光镜（12），其沿一个第一光轴（X）位于所述照明光源（11）的下游，一个锥角反射器（13），其沿所述第一光轴（X）位于所述第一聚光镜（12）的下游、且能够从所述第一光轴（X）中移开，该锥角反射器（13）的表面具有镜面反射的光学特性，一个暗场照明器（14），其环罩所述锥角反射器（13）且表面具有镜面反射的光学特性，该暗场照明器（14）将经所述锥角反射器（13）的光线斜向反射到一个第二聚光镜（15），并通过该第二聚光镜（15）汇聚到一个样品池（16）样品区域，其中：所述第二聚光镜（15），其沿所述第一光轴（X）位于所述暗场照明器（14）中心位置的暗场，若所述锥角反射器（13）移开所述第一光轴（X），透过所述第一聚光镜（12）的光线通过所述第二聚光镜（15），将光线汇聚到所述样品区域，能够实现一个明场照明，所述样品池（16），其沿所述第一光轴（X）位于所述第二聚光镜（15）的下游，且所述样品区域位于该样品池，一个物镜（17），其沿所述第一光轴（X）位于所述样品池（16）的下游，该物镜（17）的物方视野直径介于10mm至200mm之间、数值孔径大于0.3、分辨率不大于1μm，一个辅助物镜（18），其沿所述第一光轴（X）位于所述物镜（17）的下游，该辅助物镜（18）的孔径大于10mm，以保证与所述物镜（17）成像面积的匹配，一个分光镜（23），其沿所述第一光轴（X）位于所述辅助物镜（18）的下游，且沿所述第一光轴（X）的部分光线能够沿一个不同于所述第一光轴（X）方向的一个第二光轴（Y）通过该分光镜（23），一个阻挡滤光片（24），其沿所述第一光轴（X）位于所述分光镜（23）的下游，一个管镜（25），其沿所述第一光轴（X）位于所述阻挡滤光片（24）的下游，和一个图像采集器（26），其沿所述第一光轴（X）位于所述管镜（25）的下游；所述荧光照明装置（30）包括：一个荧光光源（31），其发射的荧光光...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁兰，
申请(专利权)人：北京大学，陈志民，
类型：新型
国别省市：北京;11