滤光元件、光源模块、多通道荧光照明系统及荧光显微镜技术方案

本发明专利技术公开了滤光元件、光源模块、多通道荧光照明系统及荧光显微镜，其中，多通道荧光照明系统包括滤光元件及周向设置在滤光元件外部的多个荧光激发光源，滤光元件采用相交设置结构的第一分光膜和第二分光膜分别对不同的光源进行导光，第一分光膜与第二分光膜反射的波段不相同、透射的波段具有重叠，使不同位置的光源具有不同的荧光照明通道及相同的出光光路。本发明专利技术中的滤光元件可仅采用两片二向色镜，且以相交方式来缩小滤光区域，且在更换光源时仅需将相适配的光源按照第一分光膜与第二分光膜的特性而安装到相应位置，无需更换滤光元件而提高了更换光源的操作便捷性。滤光元件而提高了更换光源的操作便捷性。滤光元件而提高了更换光源的操作便捷性。

【技术实现步骤摘要】
滤光元件、光源模块、多通道荧光照明系统及荧光显微镜


[0001]本申请涉及荧光显微镜领域，尤其涉及滤光元件、光源模块、多通道荧光照明系统及荧光显微镜。

技术介绍

[0002]目前不同生物样品的荧光染料的多样化，对荧光显微镜的激发光源提出了各种波段的要求，针对这种要求，通常采用多个LED光源的折返光路，实现不同波长的荧光通道来满足对各式各样荧光染料的激发需求。如图14所示，LED
‑
R为红光光源，LED
‑
B为蓝光光源，LED
‑
G为绿光光源，LED
‑
UV为紫外光源，Filter cube为滤片立方体，滤片立方体包含激发滤片，二向色滤片和发射滤片，其中激发滤片只透过与样品对应荧光染料匹配的波段；二向色滤片反射透过激光滤片的波段，并透过荧光染料被激发后发射的波段；发射滤片透过荧光染料被激发后并透过二向色滤片的波段。
[0003]图14中的箭头方向示出了光线的发射方向，其中LED
‑
R发出的红光依次透过第一个二向色镜和第二个二向色镜后入射该滤片立方体，LED
‑
G发出的绿光先由第一个二向色镜反射后透过第二个二向色镜再入射该滤片立方体，LED
‑
B发出的蓝光先透过第三个二向色镜后被第二个二向色镜反射再入射该滤片立方体，LED
‑
UV发出的紫外光先由第三个二向色镜反射再由第二个二向色镜反射再入射该滤片立方体。
[0004]上述通常采用的方案中至少需要采用(位于滤片立方体的入光光路上的)三个二向色镜对LED
‑
R、LED
‑
B、LED
‑
G、LED
‑
UV四种光源进行透射和反射，因而光源模块(包括三个二向色镜)的体积庞大。
[0005]并且由于光源模块中的二向色镜的波长选择特性，造成更换光源的同时大概率需要更换二向色镜的不便，并且，二向色镜作为精密显微镜中的重要光学部件，一旦需要更换二向色镜就需要对其角度进行调试，操作难度和复杂度均对操作人员提出挑战。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种多通道荧光照明系统，减小光源模块体积，并使得能够更便捷地更换光源。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种被配置为荧光照明的滤光元件，其包括滤光本体及设置在所述滤光本体上且相连接的第一分光膜和第二分光膜，所述第一分光膜的通带波长范围与所述第二分光膜的通带波长范围不同，所述滤光元件被配置为对位于不同位置的荧光激发光源发出的光线进行导光，并使所述位于不同位置的荧光激光光源的出光光路平行或至少部分重合。第一分光膜与第二分光膜相交设置，滤光本体避免了分散的布局，使得滤光元件能够实现小型化和产品化。
[0009]具体地，所述第一分光膜被配置为透射近红外光波段范畴内一种或多种波长的光线、可见光波段范畴内一种或多种波长的光线、近紫外光波段范畴内一种或多种波长的光
线中的至少一种，且反射其中另外的一种或多种波长的光线；
[0010]所述第二分光膜被配置为透射近红外光波段范畴内一种或多种波长的光线、可见光波段范畴内一种或多种波长的光线、近紫外光波段范畴内一种或多种波长的光线中的至少一种，且反射其中另外的一种或多种波长的光线；
[0011]且所述第一分光膜与第二分光膜反射的光线的波长不相同。
[0012]进一步地，所述第一分光膜和第二分光膜被配置为其中一个分光膜透射近红外光、红光、橙色光、黄光、黄绿光、绿光中的一种或多种，且反射蓝光、蓝紫光、紫光、近紫外光中的一种或多种；
[0013]其中另一个分光膜被配置为透射黄光、黄绿光、绿光、蓝光、蓝紫光、紫光、近紫外光中的一种或多种，且反射近红外光、红光、橙色光中的一种或多种。
[0014]进一步地，所述第一分光膜与第二分光膜的通带波长范围部分重合，所重合的通带宽度大于或等于25nm，使得第一分光膜与第二分光膜均能够透过重合波段范围内的光波。
[0015]可选地，所述第一分光膜与第二分光膜相交设置以形成X形结构或V形结构，所述第一分光膜和第二分光膜被配置为其中一个分光膜透射位于第一位置的荧光激发光源发出的光线，且另一个分光膜反射位于第一位置的荧光激发光源发出的光线。X形结构为相交连接的其中一种方式，具有较好的对称性和紧凑结构，在一定的场景下，V形结构的分光膜可以作为X形结构的分光膜的简单置换。
[0016]进一步地，所述第一分光膜和第二分光膜被配置为均透射位于第二位置的荧光激发光源发出的光线。
[0017]作为其中一种技术方案，所述滤光本体包括两个二向色镜，所述两个二向色镜呈X形结构，所述第一分光膜与第二分光膜分别设置在对应的二向色镜上，所述两个二向色镜为一体结构或可分离的组合结构，一体结构可以增强X形滤光本体的稳定性，可分离的组合结构可以使得不同的分光膜组合得到多种滤光本体；或者，
[0018]所述滤光本体为棱镜，所述第一分光膜与第二分光膜分别镀设在棱镜内部，两个分光膜呈X形结构。
[0019]另一方面，本专利技术提供了一种光源模块，其包括多个被配置为电连接荧光激发光源的安装座及如上所述的滤光元件，所述安装座位于不同位置，其中至少一个安装座所安装的荧光激发光源发出的光线被所述第一分光膜和第二分光膜中的一个分光膜透射，且被另一个分光膜反射。
[0020]进一步地，不同的安装座被配置为电连接不同输出波长的光源，所述光源模块还包括设置在各个安装座与滤光元件之间的集光镜，所述滤光元件的第一分光膜与第二分光膜呈X形结构，所述滤光元件被配置为对通过所述集光镜的光线进行导光，并使安装在不同安装座上的荧光激光光源的出光光路至少部分重合。
[0021]作为其中一种技术方案，所述安装座包括相对设置在所述滤光元件两侧的第一安装座和第二安装座，安装在所述第一安装座处的第一荧光激发光源被配置为可更换为高于预设的第一波长值的不同光源，安装在所述第二安装座处的第二荧光激发光源被配置为可更换为低于预设的第二波长值的不同光源，其中，所述第一波长值高于第二波长值。进一步地，所述安装座还包括第三安装座，安装在所述第三安装座处的第三荧光激发光源被配置
为可更换为介于第二波长值与第一波长值之间的不同光源。
[0022]作为其中另一种技术方案，所述安装座包括第一安装座和第三安装座，安装在所述第一安装座处的第一荧光激发光源的输出波长仅满足所述第一分光膜和第二分光膜中的一个的通带波长范围，安装在所述第三安装座处的第三荧光激发光源的输出波长同时满足第一分光膜的通带波长范围和第二分光膜的通带波长范围。
[0023]进一步地，所述第三安装座设置在所述滤光元件的其中一条中轴线上；
[0024]所述第一荧光激发光源发出的光线经第一分光膜反射后的传输方向与所述第三安装座所在的中轴线平行；所述第二荧光激发光源发出的光线经第二分光膜反射后的传输方向与所述第三安装座本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种被配置为荧光照明的滤光元件(100)，其特征在于，包括滤光本体及设置在所述滤光本体上且相连接的第一分光膜(102)和第二分光膜(104)，所述第一分光膜(102)的通带波长范围与所述第二分光膜(104)的通带波长范围不同，所述滤光元件(100)被配置为对位于不同位置的荧光激发光源发出的光线进行导光，并使所述位于不同位置的荧光激光光源的出光光路平行或至少部分重合。2.根据权利要求1所述的滤光元件(100)，其特征在于，所述第一分光膜(102)被配置为透射近红外光波段范畴内一种或多种波长的光线、可见光波段范畴内一种或多种波长的光线、近紫外光波段范畴内一种或多种波长的光线中的至少一种，且反射其中另外的一种或多种波长的光线；所述第二分光膜(104)被配置为透射近红外光波段范畴内一种或多种波长的光线、可见光波段范畴内一种或多种波长的光线、近紫外光波段范畴内一种或多种波长的光线中的至少一种，且反射其中另外的一种或多种波长的光线；且所述第一分光膜(102)与第二分光膜(104)反射的光线的波长不相同。3.根据权利要求1所述的滤光元件(100)，其特征在于，所述第一分光膜(102)和第二分光膜(104)被配置为其中一个分光膜透射近红外光、红光、橙色光、黄光、黄绿光、绿光中的一种或多种，且反射蓝光、蓝紫光、紫光、近紫外光中的一种或多种；其中另一个分光膜被配置为透射黄光、黄绿光、绿光、蓝光、蓝紫光、紫光、近紫外光中的一种或多种，且反射近红外光、红光、橙色光中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的滤光元件(100)，其特征在于，所述第一分光膜(102)与第二分光膜(104)的通带波长范围部分重合，所重合的通带宽度大于或等于25nm。5.根据权利要求1所述的滤光元件(100)，其特征在于，所述第一分光膜(102)与第二分光膜(104)相交设置以形成X形结构或V形结构，所述第一分光膜(102)和第二分光膜(104)被配置为其中一个分光膜透射位于第一位置的荧光激发光源发出的光线，且另一个分光膜反射位于第一位置的荧光激发光源发出的光线。6.根据权利要求5所述的滤光元件(100)，其特征在于，所述第一分光膜(102)和第二分光膜(104)被配置为均透射位于第二位置的荧光激发光源发出的光线。7.根据权利要求1至6中任一项所述的滤光元件(100)，其特征在于，所述滤光本体包括两个二向色镜，所述两个二向色镜呈X形结构，所述第一分光膜(102)与第二分光膜(104)分别设置在对应的二向色镜上，所述两个二向色镜为一体结构或可分离的组合结构；或者，所述滤光本体为棱镜，所述第一分光膜(102)与第二分光膜(104)分别镀设在棱镜内部，两个分光膜呈X形结构。8.一种光源模块(200)，其特征在于，包括多个被配置为电连接荧光激发光源的安装座及如权利要求1至7中任一项所述的滤光元件(100)，所述安装座位于不同位置，其中至少一个安装座所安装的荧光激发光源发出的光线被所述第一分光膜(102)和第二分光膜(104)中的一个分光膜透射，且被另一个分光膜反射。9.根据权利要求8所述的光源模块(200)，其特征在于，不同的安装座被配置为电连接不同输出波长的光源，所述光源模块(200)还包括设置在各个安装座与滤光元件(100)之间的集光镜(202)，所述滤光元件(100)的第一分光膜(102)与第二分光膜(104)呈X形结构，所述滤光元件(100)被配置为对通过所述集光镜(202)的光线进行导光，并使安装在不同安装
座上的荧光激光光源的出光光路至少部分重合。10.根据权利要求9所述的光源模块(200)，其特征在于，所述安装座包括相对设置在所述滤光元件(100)两侧的第一安装座(204)和第二安装座(206)，安装在所述第一安装座(204)处的第一荧光激发光源(212)被配置为可更换为高于预设的第一波长值的不同光源，安装在所述第二安装座(206)处的第二荧光激发光源(214)被配置为可更换为低于预设的第二波长值的不同光源，其中，所述第一波长值高于第二波长值。11.根据权利要求10所述的光源模块(200)，其特征在于，所述安装座还包括第三安装座(208)，安装在所述第三安装座(208)处的第三荧光激发光源(216)被配置为可更换为介于第二波长值与第一波长值之间的不同光源。12.根据权利要求9所述的光源模块(200)，其特征在于，所述安装座包括第一安装座(204)和第三安装座(208)，安装在所述第一安装座(204)处的第一荧光激发光源(212)的输出波长仅满足所述第一分光膜(102)和第二分光膜(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵改娜，王馨，吴平，张大伟，
申请(专利权)人：徕卡显微系统科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：