一种采用多镜头切换结构的光学检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种采用多镜头切换结构的光学检测系统，涉及表面等离子共振光学检测系统，主要包括入射光单元、反射光单元、载物台；入射光单元与反射光单元采取左右对称配置，并通过其背后的角度滑台或旋转滑台实现入射角与反射角的变化。本实用新型专利技术可以大大地提高SPR检测的光学分解能，并且可以根据需求实现多种放大倍率的转换。本实用新型专利技术可以实现二维平面上微米级的实时表面等离子共振的分析与检测，并且有效地补正因角度改变导致的光轴偏移与像差，减小检测误差；可以以特定角度的反射率的时间变化作为收集信号，特定角度可以通过计算表面等离子共振的共振角函数曲线的最大差值而设定。因此具有更高的敏感度。

【技术实现步骤摘要】
一种采用多镜头切换结构的光学检测系统
本技术涉及表面等离子共振光学检测系统，具体涉及一种采用多镜头切换结构的二维微米级表面等离子共振光学检测系统。
技术介绍
目前，表面等离子共振（SurfacePlasmonResonance，SPR）是一种光学物理现象。利用SPR这种光学物理现象可以实现实时观测分子结合、薄膜形成等表面现象，给出高灵敏度、高选择性的非特异结合的信号。在目前市面上的SPR检测仪器中，棱镜耦合构造大多采用Kretschmann结构，在入射角大于某一特定值时，由激光光源发出的光线在棱镜表面发生全反射，全反射后光线照射到光学敏感器件上完成信号采集。目前，市场上销售的SPR检测仪器大多采用光敏二极管或光敏电阻用于检测SPR角度变化或是反射光的强度变化。因此，上述的SPR检测仪器将整个金属薄膜表面作为一个点进行检测，所以只能实现一维的点的检测，从而大大地提高了SPR检测仪器的检测误差及使用成本。部分SPR检测仪器采用CCD或CMOS相机检测SPR信号，虽然这种形式可以实现二维检测，但其光学分解能较低，无法分辨50微米以内的两个样点。提高改善SPR检测仪器的光学分解能具有非常大的经济价值与科研价值。例如提高SPR检测仪器的光学分解能可以有效地增加SPR检测芯片的使用率，可应用于DNA微阵列，蛋白质微阵列等相关研究与分析，并且可以大幅度降低检测成本。此外，提高改善SPR检测仪器的光学分解能可以实现针对微生物或细胞个体的相关研究与分析。在SPR检测过程中，为了寻找不同条件下表面等离子共振的共振角，需要不断改变入射光的入射角或反射光侧的反射角。为了实现这一目的，多采用一轴或二轴的旋转结构。受制于目前机械制造加工及组装的精密度与机械误差的限制，如图1的a图所示，在入射光角度改变时，入射点将会产生偏移，从而导致光轴偏移。同样如图1的b图所示，在反射光侧角度改变时，CCD或CMOS相机等光学敏感器件的成像中心也将会产生偏移。光轴与成像中心的偏移最终将导致成像移位、成像变形、成像模糊及成像丢失，最终造成检测误差。上述的检测误差带来的影响随着光学分解能的提高而增加。因此，需要设计一种在提高SPR检测中的光学分解能的同时，减小因角度改变而造成的检测误差的新型的三维SPR检测结构。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种采用多镜头切换结构的光学检测系统。本技术采用的技术方案是：一种采用多镜头切换结构的光学检测系统，由入射光单元、反射光单元、载物台构成；入射光单元与反射光单元固定于同一平面，左右对称配置；入射光单元光轴与反射光单元光轴相交并构成一个与固定入射光单元和反射光单元的平面相平行的一个面；载物台垂直于固定入射光单元和反射光单元的平面；入射光单元光轴与载物台之间的夹角等于反射光单元光轴与载物台之间的夹角；所述反射光单元包括镜头切换转盘、镜头切换转盘齿轮、镜头切换转盘支架、镜头切换转盘轴、光学敏感器件、光学敏感器件支架、第一镜头切换定位光电传感器、第二镜头切换定位光电传感器、第三镜头切换定位光电传感器、镜头切换转盘光电传感器固定板、镜头切换转盘电机、镜头切换转盘电机齿轮、镜头切换转盘电机支架、镜头单元底板、焦距调整滑台、反射光固定底板、第一显微镜头、第二显微镜头、第三显微镜头、第四显微镜头、反射光角度滑台、反射光角度滑台反射光固定底板固定块、反射光单元滑台固定板；第一显微镜头、第二显微镜头、第三显微镜头、第四显微镜头固定于镜头切换转盘上，镜头切换转盘齿轮固定于镜头切换转盘的外周；带有镜头切换转盘齿轮、第一显微镜头、第二显微镜头、第三显微镜头、第四显微镜头的镜头切换转盘通过镜头切换转盘轴连接至镜头切换转盘支架；镜头切换转盘电机与镜头切换转盘电机齿轮连接至镜头切换转盘电机支架上；带有镜头切换转盘、镜头切换转盘齿轮、镜头切换转盘轴、第一显微镜头、第二显微镜头、第三显微镜头、第四显微镜头的镜头切换转盘支架与带有镜头切换转盘电机、镜头切换转盘电机齿轮的镜头切换转盘电机支架固定于镜头单元底板上；载有光电传感器的镜头切换转盘光电传感器固定板固定于镜头切换转盘支架上，载有镜头切换转盘、镜头切换转盘齿轮、镜头切换转盘支架、镜头切换转盘轴、第一镜头切换定位光电传感器、第二镜头切换定位光电传感器、第三镜头切换定位光电传感器、镜头切换转盘光电传感器固定板、镜头切换转盘电机、镜头切换转盘电机齿轮、镜头切换转盘电机支架、第一显微镜头、第二显微镜头、第三显微镜头、第四显微镜头的镜头单元底板连接至焦距调整滑台，与焦距调整滑台固定于反射光固定底板上；光学敏感器件通过光学敏感器件支架固定于反射光固定底板上；载有上述配件的反射光固定底板通过反射光角度滑台反射光固定底板固定块连接至反射光角度滑台，与反射光单元滑台固定板构成反射光单元；通过反射光单元滑台固定板将反射光单元固定于与入射光单元同一平面。进一步地，第一显微镜头、第二显微镜头、第三显微镜头、第四显微镜头能通过镜头切换转盘、镜头切换转盘齿轮、镜头切换转盘支架、镜头切换转盘轴、镜头切换转盘电机、镜头切换转盘电机齿轮、镜头切换转盘电机支架实现不同镜头的切换；为了定位不同的镜头，第一镜头切换定位光电传感器、第二镜头切换定位光电传感器、第三镜头切换定位光电传感器以特定的组合定位不同的镜头，并通过镜头切换转盘光电传感器固定板连接至镜头切换转盘支架。更进一步地，所述入射光单元包括平行光镜筒、平行光镜筒支架、偏振光片镜筒、第一偏振光定位光电传感器、第二偏振光定位光电传感器、偏振光片镜筒光电传感器固定板、偏振光片镜筒支架、偏振光片镜筒齿轮、偏振光片电机、偏振光片电机支架、偏振光片电机齿轮、入射光固定底板、偏振光片、入射光角度滑台、入射光单元滑台固定板；平行光镜筒通过平行光镜筒支架固定于入射光固定底板上；带有偏振光片的偏振光片镜筒与偏振光片镜筒齿轮连接至偏振光片镜筒支架上；偏振光片电机与偏振光片电机齿轮连接至偏振光片电机支架上；带有偏振光片镜筒与偏振光片镜筒齿轮的偏振光片镜筒支架及带有偏振光片电机与偏振光片电机齿轮的偏振光片电机支架固定于入射光固定底板上。更进一步地，偏振光片能通过偏振光片镜筒、偏振光片镜筒支架、偏振光片镜筒齿轮、偏振光片电机、偏振光片电机支架、偏振光片电机齿轮转动，实现S偏振光与P偏振光的切换。更进一步地，第一偏振光定位光电传感器与第二偏振光定位光电传感器分别通过偏振光片镜筒光电传感器固定板定位偏振光片的S偏振光与P偏振光，并连接于偏振光片镜筒支架上。更进一步地，偏振光片镜筒光电传感器固定板用以固定光电传感器。更进一步地，光电传感器直接固定于偏振光片镜筒支架上，载有偏振光片、平行光镜筒、平行光镜筒支架、偏振光片镜筒、第一偏振光定位光电传感器、第二偏振光定位光电传感器、偏振光片镜筒光电传感器固定板、偏振光片镜筒支架、偏振光片镜筒齿轮、偏振光片电机、偏振光片电机支架、偏振光片电机齿轮的入射光固定底板连接至入射光角度滑台，与入射光单元滑台固定板构成入射光单元。更进一步地，所述载物台包括载物台面板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用多镜头切换结构的光学检测系统，其特征在于，由入射光单元（1）、反射光单元（2）、载物台（3）构成；入射光单元（1）与反射光单元（2）固定于同一平面，左右对称配置；入射光单元（1）光轴与反射光单元（2）光轴相交并构成一个与固定入射光单元（1）和反射光单元（2）的平面相平行的一个面；载物台（3）垂直于固定入射光单元（1）和反射光单元（2）的平面；入射光单元（1）光轴与载物台（3）之间的夹角等于反射光单元（2）光轴与载物台（3）之间的夹角；/n所述反射光单元包括镜头切换转盘（19）、镜头切换转盘齿轮（20）、镜头切换转盘支架（21）、镜头切换转盘轴（22）、光学敏感器件（23）、光学敏感器件支架（24）、第一镜头切换定位光电传感器（25）、第二镜头切换定位光电传感器（26）、第三镜头切换定位光电传感器（27）、镜头切换转盘光电传感器固定板（28）、镜头切换转盘电机（29）、镜头切换转盘电机齿轮（30）、镜头切换转盘电机支架（31）、镜头单元底板（32）、焦距调整滑台（33）、反射光固定底板（34）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）、反射光角度滑台（39）、反射光角度滑台反射光固定底板固定块（40）、反射光单元滑台固定板（41）；/n第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）固定于镜头切换转盘（19）上，镜头切换转盘齿轮（20）固定于镜头切换转盘（19）的外周；/n带有镜头切换转盘齿轮（20）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）的镜头切换转盘（19）通过镜头切换转盘轴（22）连接至镜头切换转盘支架（21）；/n镜头切换转盘电机（29）与镜头切换转盘电机齿轮（30）连接至镜头切换转盘电机支架（31）上；带有镜头切换转盘（19）、镜头切换转盘齿轮（20）、镜头切换转盘轴（22）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）的镜头切换转盘支架（21）与带有镜头切换转盘电机（29）、镜头切换转盘电机齿轮（30）的镜头切换转盘电机支架（31）固定于镜头单元底板（32）上；/n载有光电传感器的镜头切换转盘光电传感器固定板（28）固定于镜头切换转盘支架（21）上，载有镜头切换转盘（19）、镜头切换转盘齿轮（20）、镜头切换转盘支架（21）、镜头切换转盘轴（22）、第一镜头切换定位光电传感器（25）、第二镜头切换定位光电传感器（26）、第三镜头切换定位光电传感器（27）、镜头切换转盘光电传感器固定板（28）、镜头切换转盘电机（29）、镜头切换转盘电机齿轮（30）、镜头切换转盘电机支架（31）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）的镜头单元底板（32）连接至焦距调整滑台（33），与焦距调整滑台（33）固定于反射光固定底板（34）上；/n光学敏感器件（23）通过光学敏感器件支架（24）固定于反射光固定底板（34）上；载有上述配件的反射光固定底板（34）通过反射光角度滑台反射光固定底板固定块（40）连接至反射光角度滑台（39），与反射光单元滑台固定板（41）构成反射光单元（2）；通过反射光单元滑台固定板（41）将反射光单元（2）固定于与入射光单元（1）同一平面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种采用多镜头切换结构的光学检测系统，其特征在于，由入射光单元（1）、反射光单元（2）、载物台（3）构成；入射光单元（1）与反射光单元（2）固定于同一平面，左右对称配置；入射光单元（1）光轴与反射光单元（2）光轴相交并构成一个与固定入射光单元（1）和反射光单元（2）的平面相平行的一个面；载物台（3）垂直于固定入射光单元（1）和反射光单元（2）的平面；入射光单元（1）光轴与载物台（3）之间的夹角等于反射光单元（2）光轴与载物台（3）之间的夹角；
所述反射光单元包括镜头切换转盘（19）、镜头切换转盘齿轮（20）、镜头切换转盘支架（21）、镜头切换转盘轴（22）、光学敏感器件（23）、光学敏感器件支架（24）、第一镜头切换定位光电传感器（25）、第二镜头切换定位光电传感器（26）、第三镜头切换定位光电传感器（27）、镜头切换转盘光电传感器固定板（28）、镜头切换转盘电机（29）、镜头切换转盘电机齿轮（30）、镜头切换转盘电机支架（31）、镜头单元底板（32）、焦距调整滑台（33）、反射光固定底板（34）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）、反射光角度滑台（39）、反射光角度滑台反射光固定底板固定块（40）、反射光单元滑台固定板（41）；
第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）固定于镜头切换转盘（19）上，镜头切换转盘齿轮（20）固定于镜头切换转盘（19）的外周；
带有镜头切换转盘齿轮（20）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）的镜头切换转盘（19）通过镜头切换转盘轴（22）连接至镜头切换转盘支架（21）；
镜头切换转盘电机（29）与镜头切换转盘电机齿轮（30）连接至镜头切换转盘电机支架（31）上；带有镜头切换转盘（19）、镜头切换转盘齿轮（20）、镜头切换转盘轴（22）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）的镜头切换转盘支架（21）与带有镜头切换转盘电机（29）、镜头切换转盘电机齿轮（30）的镜头切换转盘电机支架（31）固定于镜头单元底板（32）上；
载有光电传感器的镜头切换转盘光电传感器固定板（28）固定于镜头切换转盘支架（21）上，载有镜头切换转盘（19）、镜头切换转盘齿轮（20）、镜头切换转盘支架（21）、镜头切换转盘轴（22）、第一镜头切换定位光电传感器（25）、第二镜头切换定位光电传感器（26）、第三镜头切换定位光电传感器（27）、镜头切换转盘光电传感器固定板（28）、镜头切换转盘电机（29）、镜头切换转盘电机齿轮（30）、镜头切换转盘电机支架（31）、第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）的镜头单元底板（32）连接至焦距调整滑台（33），与焦距调整滑台（33）固定于反射光固定底板（34）上；
光学敏感器件（23）通过光学敏感器件支架（24）固定于反射光固定底板（34）上；载有上述配件的反射光固定底板（34）通过反射光角度滑台反射光固定底板固定块（40）连接至反射光角度滑台（39），与反射光单元滑台固定板（41）构成反射光单元（2）；通过反射光单元滑台固定板（41）将反射光单元（2）固定于与入射光单元（1）同一平面。


2.根据权利要求1所述的采用多镜头切换结构的光学检测系统，其特
征在于，所述第一显微镜头（35）、第二显微镜头（36）、第三显微镜头（37）、第四显微镜头（38）能通过镜头切换转盘（19）、镜头切换转盘齿轮（20）、镜头切换转盘支架（21）、镜头切换转盘轴（22）、镜头切换转盘电机（29）、镜头切换转盘电机齿轮（30）、镜头切换转盘电机支架（31）实现不同镜头的切换。


3.根据权利要求1所述的采用多镜头切换结构的光学检测系统，其特
征在于，所述入射光单元包括平行光镜筒（4）、平行光镜筒支架（5）、偏振光片镜筒（6）、第一偏振光定位光电传感器（7）、第二偏振光定位光电传感器（8）、偏振光片镜筒光电传感器固定板（9）、偏振光片镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱先伟，
申请(专利权)人：朱先伟，
类型：新型
国别省市：山东;37