用于显微镜图像选择器的方法和装置制造方法及图纸

本公开一般涉及用于同时获得样品（１００）的多波长区分光谱图像的多模式成像装置。在一个实施例中，该装置包括：具有旋转器组件的图像选择器（１０８），该旋转器组件容纳第一组多个光学部件，该图像选择器适于接收具有第一波长的照明光子并将照明光子引向样品，该图像选择器（１０８）适于接收与样品相互作用的照明光子并选择性地将所述相互作用的光子引向多个检测源中的一个；容纳第二组多个部件的显微镜转盘（１０２），该显微镜转盘（１０２）适于接收具有第二波长的照明光子并将光子引向样品，该显微镜转盘（１０２）适于接收与样品相互作用的照明光子并选择性地将所述相互作用的光子引向多个检测源中的一个；其中，基本上所有的相互作用的光子被选择性地引向多个检测源中的一个以同时形成样品的多波长区分光谱图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于显微镜图像选择器的方法和装置 本申请涉及由这里列出的某些专利技术人在与本申请相同的日期提交的申请序号No._，在此包含其说明书的全部内容作为背景信息。
技术介绍
光谱成像将数字成像与分子光谱技术相结合，该分子光谱技术可 包含拉曼散射、荧光、光致发光、紫外线、可见光和红外光吸收光谱 学。当被应用于材料的化学分析时，光镨成像一般被称为化学成像。 用于执行光谮(即，化学)成像的设备一般包含照明源、图像收集光 学器件、焦面阵列成像检测器和成像光镨仪。一般地，样品尺寸确定图像收集光学器件的选择。例如，为了分 析亚微米到毫米的空间尺寸的样品， 一般使用显微镜。对于在毫米到 米的尺寸范围内的更大的物体，宏透镜光学器件是合适的。对于位于 相对不易接近的环境内的样品，可以使用柔性的纤维镜或刚性的管道 镜。对于尺度非常大的物体，诸如行星物体，望远镜是适当的图像收 集光学器件。要检测由各种光学系统形成的图像， 一般使用二维的成像焦面阵 列(FPD)检测器。FPA检测器的选择由用于表征关注的样品的光镨 技术控制。例如，可见波长荧光辐射和拉曼光镨成像系统一般使用硅 (Si)电荷耦合装置(CCD)检测器或CMOS检测器，而近红外光 谱成像系统一般使用铟镓砷(InGaAs ) FPA检测器。样品的光诿成像可由两种方法中的一种实现。第一，可在样品上 设置点源照明以测量被照亮区域的各点上的光镨.第二，可通过使用 诸如声光可调过滤器(AOTF)或液晶可调过滤器("LCTF")的电 可调光学成像过滤器，同时在包围样品的整个区域上收集光镨.这里， 这种滤光器中的有机材料被施加的电压有效地排列，以产生希望的带通和透射功能。对这种图像的各像素获得的光镨由此形成称为超镨(hyperspectral)图像的复杂数据组，该超镨图像包含在大量的波长 上的强度值或该图像中的各像素元素的波长依赖性，通过将光镨分析重新组合，使用纤维阵列光谦转换器(Fiber array spectral translator ) (FAST )或小尺寸光耦合装置的简化成像方法也可被用于获得低分 辨率化学成像。改进墨水、污迹、纤维和布料的辨别试验以及改进指紋和薄层色 镨板的可视化的能力对于法医检定是十分关键的。类似地，提高生物 医学或病理学应用中的不规则性、损害或细胞目标或病原体的辨别力 也是十分关键的。这种试验常需要获得样品的不同的波长上的光谱。 由于可能的检测器或可调过滤器的操作范围，因此常规的光谱装置在 有限的波长范围上操作。这使得能够在紫外(UV)、可见光(VIS)、 近红外(NIR)、中红外(MIR)波长以及在一些交迭的范围中进行 分析。这些波长与约180 ~ 380nm ( UV) 、 380 ~ 700nm ( VIS ) 、 700 ~ 2500nm (NIS )和2500 ~ 25000nm ( MIR)的波长对应。因此，要在 范围较广的波长上获得全面的光谱分析，必须应用多于一种的光谱装 置。换句话说，在第一模式中获得样品的第一光谱图像，然后在第二 检测模式获得样品的第二图像。常规的方法是耗时的，并且在同时需要几种光谱图像的情况下常 常是不实际的。样品位置和条件会在第一分析或后面的分析之间变 化，由此减小精确地将在不同波长范围上获得的光谱相关的能力。存 在对于能够获得样品的多波长区分光谱图像的多模式成像装置的需 要。
技术实现思路
在一个实施例中，本公开涉及一种用于同时获得样品的多波长区 分光镨图像的多模式成像装置，该装置包括具有旋转器组件的图像 选择器，该旋转器组件容纳第一組多个光学部件，该图像选择器适于接收具有第一波长的照明光子并将照明光子引向样品，该图像选择器 适于接收与样品相互作用的照明光子并选择性地将所述相互作用的光子引向多个检测源中的一个；和容纳第二组多个部件的显微镜转 盘，该显微镜转盘适于接收具有第二波长的照明光子并将照明光子引 向样品，该显微镜转盘适于接收与样品相互作用的照明光子并选择性 地将所述相互作用的光子引向多个检测源中的一个；其中，基本上所 有的相互作用的光子被选择性地引向多个检测源中的一个以同时形 成样品的多波长区分光镨图像。在另一实施例中，本公开涉及一种用于同时提供样品的多波长区 分光镨图像的方法，该方法包括向样品提供多个照明光子，这些照 明光子限定多个波长并与样品相互作用以提供具有多个波长的相互 作用的光子；在用于根据光子波长有区分地将光子过滤成反射光子或 折射光子中的一种的显微镜转盘上接收相互作用的光子；该显微镜转 盘将折射的光子引向第一成像装置；设置用于接收被显微镜转盘反射 的光子并进一步根据光子波长有区分地将接收的光子过滤到第二成 像装置或第三成像装置中的一个的图像选择器；其中，所述成像装置 中的每一个基本上同时接收波长区分的光子，并提供样品的波长区分 光镨图像。在另一实施例中，本公开涉及一种通过同时组合样品的波长选择 光镨图像获得样品的不同图像的方法，该方法包括用限定多个波长 并与样品相互作用的照明光子照射样品，以提供具有多个波长的相互 作用的光子；在显微镜转盘上接收相互作用的光子并根据光子波长有 区分地将光子过滤成反射光子或折射光子中的一种；该显微镜转盘将 折射的光子引向第一成像装置；在图像选择器上接收反射的光子并根 据光子波长有区分地将接收的光子引向第二成像装置或第三成像装 置中的一个；其中，所述成像装置中的每一个基本上同时接收波长区 分的光子，并提供样品的波长区分光谱图像.附图说明 图l示意地表示根据本公开的一个实施例的多模式图像选择器的功能配置；图2是用于实现在图1中限定的功能的示例性装置的示意图； 图3A是图2所示的选择器转盘的顶视图； 图3B是图2所示的显微镜转盘的顶视图4表示通过根据本公开的一个实施例的图像选择器的示例性光路；图5表示通过根据本公开的一个实施例的图像选择器的另 一示例 性光路；图6表示通过根据本公开的一个实施例的图像选择器的示例性光路；图7表示通过根据本公开的另 一实施例的图像选择器的示例性光路；图8表示通过根据本公开的另 一实施例的图像选择器的示例性光路；图9示意性地表示根据这里公开的原理的另一多模式图像选择器 的功能配置；图IO是用于实现在图9中限定的配置的示例性装置的示意图11示意性地表示根据这里公开的原理的另一多模式图像选择器的功能配置；图12是用于实现在图11中限定的配置的示例性装置的示意图； 图13A是示例性图像选择器的示意图； 图13B示意地表示示例性成像转盘。具体实施例方式图l示意地表示根据本公开的一个实施例的多模式图像选择器的 功能配置。参照图1，样品100被定位在显微镜平台102下面，该显 微镜平台102可包含光具组(optical train)、显微镜物镜或任何常 规的适于与样品传送光子的光学装置。显微镜平台102还可包含荧光/NIR照明器104和/或可见光透射照明器106。在一个实施例中，显 微镜平台102从不直接与其耦合或集成的透射照明器或荧光/NIR照 明器中的至少一个接收照明光子。传送给样品100的照明光子与样品100相互作用并形成相互作用 的光子。相互作用的光子可通过显微镜转盘(turret) 102被收集并 被引向图像选择器108用于进一步的处理。照明源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式成像装置，用于同时获得样品的多波长区分光谱图像，该装置包括：容纳第一组多个光学部件的图像选择器，该图像选择器适于接收具有第一波长的照明光子并将照明光子引向样品，该图像选择器适于接收与样品相互作用的照明光子并选择性地将所述相 互作用的光子引向多个检测源中的一个；和容纳第二组多个部件的显微镜转盘，该显微镜转盘适于接收具有第二波长的照明光子并将照明光子引向样品，该显微镜转盘适于接收与样品相互作用的照明光子并选择性地将所述相互作用的光子引向多个检测源中的一个； 其中，基本上所有的相互作用的光子被选择性地引向多个检测源中的一个以同时形成样品的多波长区分光谱图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴华，托马斯沃伊特，戴维图谢尔，王晨晖，帕特里克J特瑞多，
申请(专利权)人：凯米映像公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]