用于显微镜的照明系统，用于显微镜的系统、方法和计算机程序以及显微镜系统技术方案

示例涉及用于显微镜的基于发光二极管的照明系统、用于显微镜的系统、方法和计算机程序以及显微镜系统。照明系统(110)包括一个或多个第一基于LED的光源(112)。该一个或多个第一基于LED的光源被配置成发射跨越白光色谱的光。照明系统包括至少一个滤光器(114)。该至少一个滤光器被布置成过滤由一个或多个第一基于LED的光源发射的光。照明系统包括一个或多个第二基于LED的光源(116)。该一个或多个第二基于LED的光源被配置成提供在被调谐到至少一种荧光材料的激发波长的波长处具有至少一个峰值的光。峰值的光。峰值的光。

【技术实现步骤摘要】
用于显微镜的照明系统，用于显微镜的系统、方法和计算机程序以及显微镜系统


[0001]示例涉及用于显微镜的基于发光二极管的照明系统，用于显微镜的系统、方法和计算机程序以及显微镜系统。

技术介绍

[0002]在许多显微镜系统中，使用基于氙的照明。为了获得不同波段中的光，基于氙的光源的光穿过滤光器，例如滤光轮。这可能导致具有高散热的庞大、低效的系统，其通常依赖于从支架到载物台的光纤束来提供在载物台处的照明。而且，氙气灯泡通常具有有限的寿命，因此它们可能需要频繁地更换，从而需要备用光源以避免光源在紧急情况下(例如在手术期间)失效的情况。而且，这种设置是不灵活的，因为氙光源既用于白光反射照明又用于荧光激发，尽管使用不同的滤光轮。

技术实现思路

[0003]可能期望一种克服上述缺点的用于显微镜的改进的照明系统。
[0004]这种期望通过一种用于显微镜的基于发光二极管(LED)的照明系统、一种用于显微镜的系统、一种用于显微镜的方法、一种计算机程序以及一种显微镜来实现。
[0005]本公开的实施例基于以下发现：可能期望彼此独立地控制用于白光和荧光激发的光谱。这种控制可以通过使用基于发光二极管(LED)的光源来实现，该光源可以被调谐或配置到特定波段，同时使用比基于氙的照明系统更少的能量，并因此产生更少的热量。为了支持白光光谱和荧光激发光谱中的照明，可以包括两组光源，一组用于提供白光，一组用于提供在被调谐到至少一种荧光材料的激发波长的波长处具有峰值的光。
[0006]本公开的实施例提供了一种用于显微镜的基于LED的照明系统。该照明系统包括一个或多个第一基于LED的光源。一个或多个第一基于LED的光源被配置成发射跨越白光色谱的光。该照明系统包括至少一个滤光器。该至少一个滤光器被布置成过滤由一个或多个第一基于LED的光源发射的光。该照明系统包括一个或多个第二基于LED的光源。一个或多个第二基于LED的光源被配置成提供在被调谐到至少一种荧光材料的激发波长的波长处具有至少一个峰值的光。通过使用基于LED的光源，可以减少能量消耗，并因此减少热耗散。此外，因为基于LED的光源是紧凑的，所以它们可以被包括在显微镜的物镜附近，而不是使用光纤通道来将光传输到载物台。两组光源可用于独立控制白光和荧光激发的照明。滤光器可以用于阻挡或衰减在与荧光材料的发射光谱一致的波长处的光，因此当白光LED源是激活的时，可以在图像数据内区分荧光材料的发射。
[0007]例如，一个或多个第二基于LED的光源可以被配置成发射在390nm与420nm之间，460nm与500nm之间，以及780nm与810nm之间的一个或多个处的具有峰值的光。这些波长是常见荧光材料的激发波长。
[0008]至少一个滤光器可以被配置成衰减或阻挡具有与至少一种荧光材料的至少一个
荧光发射波长一致的波长的光。这能够在白光LED源是激活的时区分荧光材料的发射。
[0009]例如，至少一个滤光器可以被配置成衰减或阻挡在490nm与560nm之间的波段内的光。附加地或可选地，至少一个滤光器可以被配置成衰减或阻挡在610nm和660nm之间的波段内的光。这些波段是常见荧光材料的发射波长。
[0010]在一些实施例中，照明系统包括一个或多个第三基于LED的光源。该一个或多个第三基于LED的光源可以被配置成发射跨越白光色谱的光。这些附加光源可用于提供未被至少一个滤光器过滤的白光。
[0011]照明系统可以包括例如两个或更多个第一基于LED的光源和两个或更多个第二基于LED的光源。各自具有两个或更多个光源既可以提供一定程度的冗余，又可以将光源定位在显微镜的物镜的任一侧。
[0012]例如，一个或多个第二基于LED的光源的至少子集被配置成提供在被调谐到至少一种荧光材料的激发波长的波长处具有至少一个峰值的光，而不使用滤光器来将所发射的光限制到该至少一个峰值。这可以使照明系统的构造更紧凑，因为不需要滤光器。
[0013]在一些实施例中，照明系统可以包括(例如，至少一个)第二滤光器，该第二滤光器被布置成过滤由一个或多个第二基于LED的光源的至少子集发射的光。这可以使得能够使用更通用的光源(例如，如果具有特定峰值的基于LED的光源不可用)，和/或一个或多个第二光源的一个或多个峰值的稍后适配。
[0014]照明系统可以进一步包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置成彼此独立地控制该一个或多个第一基于LED的光源和一个或多个第二基于LED的光源。这可以实现对显微镜的白光和荧光照明的独立控制。
[0015]每个基于LED的光源可以被配置成朝向要经由显微镜观察的样本发射光。例如，每个基于LED的光源可以被配置成通过光学聚光元件朝向样本发射光。该光学聚光元件可以是复合抛物面聚光器。通过光学聚光元件，可以将照明对准样本，减少光源所需的能量。
[0016]例如，至少一种荧光材料可以是至少一种荧光染料。荧光染料通常与显微镜结合使用，例如在生物实验室或手术环境中使用。
[0017]本公开的实施例还提供了一种用于显微镜的系统。该系统包括一个或多个处理器以及一个或多个存储装置。系统被配置成获取显微镜的光学成像传感器的图像数据。图像数据表示由样本反射的光，该样本被一个或多个基于LED的光源照明。过滤由一个或多个基于LED的光源发射的光，使得具有与至少一种荧光材料的至少一个荧光发射波长一致的波长的光被衰减或阻挡。系统被配置成处理图像数据以生成处理后的图像数据。基于图像数据生成处理后的图像数据的部分，其表示具有与至少一种荧光材料的至少一个荧光发射波长一致的波长的光。该系统被配置成输出处理后的图像数据。例如，该系统可以包括上面介绍的照明系统。图像数据可以表示由样本所反射的光，该样本由照明系统的一个或多个第一基于LED的光源照明。使用该系统，基于排除光谱的用以导致荧光成像的一些部分的照明，可以输出处理后的图像数据，该处理后的图像数据示出了跨越白光光谱的反射图像。
[0018]本公开的实施例还提供一种用于显微镜的方法。该方法包括获取显微镜的光学成像传感器的图像数据。图像数据表示由样本反射的光，该样本被一个或多个基于LED的光源照明。过滤由一个或多个基于LED的光源发射的光，使得具有与至少一种荧光材料的至少一个荧光发射波长一致的波长的光被衰减或阻挡。该方法包括处理图像数据以生成处理后的
图像数据，其中基于图像数据生成处理后的图像数据的部分，该处理后的图像数据的部分表示具有与至少一种荧光材料的至少一个荧光发射波长一致的波长的光。该方法进一步包括输出处理后的图像数据。
[0019]本公开的实施例还提供了一种计算机程序，该计算机程序具有用于当在处理器上执行计算机程序时执行该方法的程序代码。
[0020]本公开的实施例进一步提供了一种显微镜系统，包括显微镜和上述照明系统。照明系统的每个基于LED的光源被配置成朝向待经由显微镜观察的样本发射光。每个基于LED的光源邻近显微镜的物镜布置。因此，可以省略用于将光从显微镜系统的基座传输到载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于显微镜(130；510)的基于发光二极管LED的照明系统(110)，所述照明系统包括：一个或多个第一基于LED的光源(112)，其中所述一个或多个第一基于LED的光源被配置成发射跨越白光色谱的光；至少一个滤光器(114)，其中所述至少一个滤光器被布置成过滤由所述一个或多个第一基于LED的光源发射的光；一个或多个第二基于LED的光源(116)，其中所述一个或多个第二基于LED的光源被配置成提供在被调谐到至少一种荧光材料的激发波长的波长处具有至少一个峰值的光。2.根据权利要求1所述的照明系统，其中所述一个或多个第二基于LED的光源被配置成发射在以下中的一个或多个处具有峰值的光
‑
在390nm和420nm之间，
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在460nm和500nm之间，以及
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在780nm和810nm之间。3.根据权利要求1或2中任一项所述的照明系统，其中所述至少一个滤光器被配置成衰减或阻挡具有与所述至少一种荧光材料的至少一个荧光发射波长一致的波长的光。4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明系统，进一步包括一个或多个第三基于LED的光源(118)，其中所述一个或多个第三基于LED的光源被配置成发射跨越所述白光色谱的光。5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明系统，包括两个或更多个第一基于LED的光源和两个或更多个第二基于LED的光源。6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明系统，其中所述一个或多个第二基于LED的光源的至少子集被配置成提供在被调谐到所述至少一种荧光材料的激发波长的波长处具有至少一个峰值的光，而不使用滤光器来将所发射的光限制到所述至少一个峰值。7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明系统，进一步包括至少一个第二滤光器(122)，所述至少一个第二滤光器(122)被配置成过滤由所述一个或多个第二基于LED的光源的至少子集发射的光。8.根据权利要求1至7中任一项所述的照明系统，包括一个或多个处理器(144)，所述一个或多个处理器(144)被配置成彼此独立地控制所述一个或多个第一基于LED的光源和所述一个或多个第二基于LED的光源。9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明系统，其中每个基于LED的光源被配置成朝向待经由所述显微镜(130)观察的样本(150)发射光，其中每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：徕卡仪器新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：