用于染色生物样品的包括发光二极管的照明源制造技术

本发明专利技术提出了一种显微镜照明系统（１０），包括：光源（１６），具有至少四个ＬＥＤ光源（１６Ｒ，１６Ｂ，１６Ｇ，１６Ｙ），每个ＬＥＤ光源都发射可见光谱的不同部分内的光。该至少四个ＬＥＤ光源中的每一个光源均是可独立控制的。从至少四个ＬＥＤ源发射的所合成的光基本上接近来自白炽光源的光。在一个实施例中，该系统包括至少一个红色ＬＥＤ（１６Ｒ）、至少一个绿色ＬＥＤ（１６Ｇ）、至少一个蓝色ＬＥＤ（１６Ｂ）、及至少一个黄色ＬＥＤ（１６Ｙ）。其他颜色的组合也是可行的。该照明可以被定位为将诸如载玻片（１４）的样品固定器放置在光源的光路内。该系统还可以包括用于放大生物样品的图像的光学放大系统（２２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域大体涉及细胞学和组织学的领域。更具体地，本专利技术的领域涉及利用一个或多个发光二极管(LED)对染色生物样 品进行照明的装置和方法。
技术介绍
大多数的显微镜都是利用传统白炽灯来对染色生物样品进行照 明。白炽灯产生作为可见光"i普(从约400 nm到约700 nm )中所有 颜色的组合的白光。不幸的是，白炽灯产生相当大的热量，具有低 的能量效率，并且通常必须频繁更换。发光二极管(LED)是典型地产生单一颜色、仅覆盖可见光谱 中的一个窄频带的已知光源。例如，产生中心在450nm、 525 nm、 及625 nm上的窄频带光的LED呈现给人眼的分别是蓝色、绿色、 及红色。人类利用眼睛中的专门细胞来显现颜色。具体地，人眼包 含三种颜色感受细胞。这些细胞包括所谓的S-视锥、M-视锥、及 L4见锥，它们分别感测可见光中的短波长、中波长、及长波长。三 类视锥细胞全部对波长的宽频带敏感，但具有不同的峰灵敏度。例 如，S-视锥在420 nm (蓝色)附近最壽文感，而M^见锥在532 nm附 近(绿色)最壽丈感，以及L-视锥在564nm (红色)附近最每文感。眼睛本质上综合了光镨函数，产生三种信号。 一种信号是光强 度。另一种信号将蓝光与黄光区分开。最后，第三种信号将黄光分6离为红光和绿光。这种光镨综合对这些颜色一起求平均。在人眼看来，来自黄色LED ( 590 nm )的光与来自乡录色LED和红色LED的 组合光是一样的，这是因为在这两种情况下红色和绿色是平衡的并 且多于蓝色。将不同强度的红光、绿光、及蓝光组合在一起将产生几乎任一 颜色的外观。例如，根据操作者的偏好，使用单独显色的红色LED、 绿色LED、及蓝色LED的显樣"竟照明系统可以;故调谐到任意照明 颜色。在典型的显孩i镜成像应用中，需要白光(诸如从传统的白炽灯 泡发出的光)给生物样品照明。病理学家及观察疾病状态生物样品 的其他受训人员对分析利用宽带的白炽光源所照明的样品较熟悉。 已经尝试使用LED来模拟从传统白炽光源发出的白光。例如，已经 生产出了产生接近白光的有色光混合的单个LED。例如，在前述提 到的设计中，从氮化镓二极管半导体中发出蓝光(在460 nm附近)。 由位于聚合物封装套(polymer jacket)内部的磷光体涂层发出约550 nm至650 nm附近的范围中的次级光。这些波长的组合产生了具有 相对较高的色温的"白"光。上述的该类型LED的问题在于，它们 不善于产生相对较长波长的光(例如，红光)。在另一i殳计中，将来自红色LED、绿色LED、及蓝色LED的 光组合起来以产生看上去是白色的照明，但不包含全部的可见光谱。 具体地，黄色带(565 nm至590 nm附近)中的照明强度非常寸氐。 如果利用白炽灯来给一些染色细胞样品照明，则光谱的黄色部分中 的该间隙使这些染色细胞样品看上去是不同的颜色。这是有问题的， 因为对于病理学者或其他受训人员来说，与传统白炽白光相比，在 基于LED的白光下面该染色生物样品看上去不一样。然而，典型地， 病理学者是在4吏用宽带白炽光源的显孩"竟上4妄受训练的。不同的祸L 觉外7见会导致对载玻片结果的混淆和误释。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中， 一种显孩^镜照明系统包4舌光源， 具有至少四个LED光源，每个LED光源都发出可见光谱的不同部 分内的光。该至少四个LED光源中的每个都是可独立控制的。其中， 所-彈到的乂人该至少四个LED源发出的光基本4妻近于来自白炽光源 的光。该至少四个LED源可以是任意颜色的，当将它们进行组合时， 就非常接近模拟了从白炽或宽带光源发出的光。例如，该至少四个 LED可以包4舌红色LED、蓝色LED、绿色LED、及黄色LED。照 明系统可以包括每种颜色的单一LED，或者可替换地，照明系统可 以包括每种颜色的多个LED。在又一实施例中，照明系统可以包括 单一的红色、绿色、及蓝色LED以及多个黄色LED。其他颜色组 合也是可4亍的。例如，这四种LED颜色可以包括紫色、蓝绿色、黄 绿色、和4登色。在本专利技术的一个实施例中，照明系统包括一个或多个驱动电路， 驱动电路可操作地连接到四种颜色的LED。例如，第一电路可以用 于驱动RGB颜色，而第二电路可以用于驱动黄色LED。作为又一 替换方式，每种颜色(红色、绿色、蓝色、及黄色)可以由单独的 电路控制。在另一实施例中，可以独立控制各有色LED的亮度。这 四种有色LED可以是单独的或者它们可以集成到单一的或多个才莫 块中。例如，RGB LED可以4立于一个才莫块中，而各黄色LED位于 一个单独的才莫块中。在本专利技术的又一实施例中，显微镜照明系统包括具有至少一个 红色LED、至少一个乡录色LED、至少一个蓝色LED、及至少一个 黄色LED的光源。该显獨H竟照明系统包括;改置在光源的光路内的固 定器。样品固定器被配置为将生物样品固定在光学照明路径内。显 微镜照明系统包括用于获得生物样品的一个或多个放大图像的光学系统。例如，照相机可以用于获取生物样品的放大图像。可替换地， 可以采样传统的显微镜光学器件(例如，物镜等)。在本专利技术的又一实施例中，给生物样品照明的方法包括提供 具有至少四个LED的照明源，其中， 一个LED是红色的， 一个是 绿色的，一个是蓝色的，另一个是黄色的。当相比于传统的RGB LED 单元时，黄色LED填充可见光i普的黄色部分中的间隙。生物样品(其 可以包括组织部分、细胞、或多个细胞)被设置在照明源的光3各上。 典型地利用该至少四个LED对用生物染色剂染色的生物样品进行 照明。各种有色LED的亮度可以被调整以改变图像的外观。例如， 可以调整一个或多个黄色LED的亮度以 文变感觉到的色调。附图说明现在将通过使用附图利用其他的说明和细节来阐述并描述本发 明的实施例，在附图中图1示意性示出了根据本专利技术一个实施例的基于LED的照明系统。图2示意性示出了根据本专利技术另一个实施例的基于LED的照明系统。例图4示出了基于LED的光源，该光源具有被多个黄色LED围 绕的一个红色LED、 一个乡录色LED、 一个蓝色LED。图5示出了另一个基于LED的光源，其中，第一模块包含红色 LED、绿色LED、及蓝色LED。第二模块被设置为包括至少一个黄色LED。这两个模块相对于分束器设置，使得黄光与红光、绿光、 蓝光组合在一起以形成用于绐4羊品照明的白光。图6示出了基于四色(红色、绿色、蓝色、及黄色)LED的照 明系统的作为波长函凄t的光强度的曲线图。图7示出了用于基于四色(红色、绿色、蓝色、及黄色)LED 的照明系统的作为波长函数的光强度的曲线图。还示出了染色剂曙 红Y的吸收光"i普。具体实施例方式图1示意性示出了显微镜照明系统IO。广义上讲，显微镜照明 系统10包4舌具有至少四个单独的LED的照明源或光源12。这些 LED包4舌至少一个乡工色LED、至少一个乡录色LED、至少一个蓝色 LED、以及至少一个黄色LED。以上涉及的这些颜色指的是从各个 LED发出的光的颜色。例如，红色LED —4殳发射约625 nm至约660 nm范围内的光。绿色LED —4殳发射约480 nm至约575 nm范围内 的光。蓝色LED —般发射约450 nm至约5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于染色生物样品的照明系统，包括：　至少四个ＬＥＤ光源，每个ＬＥＤ源均发射可见光谱的不同部分内的光，所述至少四个ＬＥＤ光源中的每一个均为可独立控制的，其中，从所述至少四个ＬＥＤ源发射的所合成的光基本上接近来自白炽光源的光。

【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：迈克尔扎赫尼塞尔，戴维J扎赫尼塞尔，丹尼尔帕森斯，
申请(专利权)人：西泰克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]