显微镜照明方法及显微镜技术

本发明专利技术提供一种显微镜照明的方法及显微镜。本发明专利技术涉及一种显微镜照明方法，包括白光LED(4)和校正滤光片(6)的显微镜照明设备，以及一种用于在透射光亮视场照明和入射光荧光照明中交替或者同时分析样品(10)的相应的显微镜系统(1)，其中，使用白光LED(4)用于透射光亮视场照明，且在透射光亮视场照明和入射光荧光照明中，在透射光亮视场照明的照明光束路径中的位置启动校正滤光片(6)；其中，校正滤光片(6)具有在白光LED(4)的光谱的至少一个最大值的波长范围内具有最小值的光谱透射分布。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种显微镜照明方法，一种包括白光LED和校正滤光片的显微镜照明器件，和一种相应的用于分析样品的显微镜，该显微镜包括交替或者同时开启的透射光亮视场照明和入射光荧光照明。
技术介绍
在细胞诊断学和病理学中，通常在透射光亮视场照明中通过显微镜分析着色样品。由显微镜分析得到的样品颜色是用于诊断的一个重要标准。在其他的显微镜分析中，例如，通过相差(phase contrast)或者微分干涉差(DIC, differential interferencecontrast)等对照方法，样品颜色的重要性大大降低。在这类对照方法中，分析无着色样品，而无着色样品在透射光亮视场显微镜检查中主要呈现为透明状。随后，这些对照方法用于 使样品的相性质更为明显。荧光显微术也是一种已知的分析方法。在该方法中，待分析样品通过入射光照明光束路径被照亮，该入射光照明光束路径穿过激发滤光片。激发光导致被荧光色素着色的物体中产生荧光，被辐射的荧光确定样品最终的显微图像。在过去较长的时间内，这些显微术方法已经众所周知。关于进一步细节可以参考现有技术。最近几十年，卤素灯已经用作显微镜中的照明工具，例如，用于透射光亮视场照明。卤素灯发射的光主要对应于黑体的连续光谱。通常，热保护滤光片也内置在包含有卤素灯的发光模块中，并且大大降低发射的辐射的红外范围。吸收玻璃(2mm厚的KGl)通常被用作热保护滤光片。最终照明的连续光谱使得用户可以进行可靠的颜色评估。在以特殊光源进行照明的情况下，显色指数(CRI)对于颜色评估非常重要。这可以理解为光度值(photometric value),光度值可用于描述相等相关的色温度的光源的显色性的质量。高达5000K的色温度，从相应的色温度的黑体中发射的光被用作评估着色(rendering)质量的参考。高于5000K的色温度,类似日光的光谱分布被用作评估着色质量的参考。例如，为了计算家用白炽灯泡(自身是黑体的良好的近似体)的显色性，使用具有2700K温度的黑体的光谱。任何光源，其光谱接近在可见光波长范围内相等(相关)的色温度的黑体的光谱，可以获得100的显色指数。与白炽灯泡类似的卤素灯能够获得高达100的显色指数。在显微术中，卤素灯越来越多地由发光二级管(下文中称为LED)取代，LED具有已知的优点。该优点包括在较低的电能损耗下的较大光辐射以及更长的使用寿命。对于透射光照明，主要使用白光LED。在白光标准的LED中，蓝光、紫光或者紫外LED与光致发光材料结合。通常使用与黄色发光材料结合的蓝光LED。也可以使用包括多种不同的发光材料(通常为红光、绿光和蓝光)的紫外LED。根据加法混色原理，白光由这种类型的LED产生。以这种方式制造的部件具有良好的显色性，显色指数在70与90之间。然而，白光LED不能发射连续光谱。基于蓝光LED的白光LED具有在蓝色光谱范围内(在约450nm处)的强发射，在蓝绿光谱范围内(在约500nm处)的最小值，以及在至更高波长范围内的较宽发射，在约550nm处的发射最大值,该发射最大值在约650nm处显著衰减。根据LED的类型,在500nm处的强度最小值与在450nm处的强度最大值的比典型地为约10-20%。以这种类型的非连续光谱作为样品照明，颜色评估更加困难，并且与通过卤素灯的显微镜照明情况中所得到的经验值不同。DE 10 2007 022 666 Al致力于这个问题。在这个文件中，对比来自传统的与日光滤光片组合的卤素光源的用于显微术的照明和白光LED的照明，发现视觉上或者通过(CCD，电荷耦合器件)照相机观察到的物体的颜色由于不同的光谱分布而被改变，且这种颜色改变会导致不正确的诊断结果。在这个文件中，因此尝试通过所谓的“波长分布转换部件”将改变白光LED的光谱分布适配为日光灯的光谱分布。在这个文件中，提供用于可能的校正滤光片的几个合适的光谱透射分布(“波长分布转换部件”)的例子，两个校正滤光片可以相继摆放。所使用的白光LED的第一个例子在蓝光范围(约450nm)发出第一最大值，和在绿-黄光范围(约500nm)发出第二(在该例子中较高)最大值。相反，白光LED的另一个例子发出如上所述的光谱分布，其中，第一最大值具有比第二最大值更高的强度。在这两个例子中，各自的校正滤光片提供整体上仍然对应于原始白光LED的分布的光 谱分布，但是，其中两个最大值被调节至大约相同的强度。最终光谱分布与期待的目标(日光或卤素灯(包括日光滤光片)的光谱)仍有很大差距。以上介绍了荧光显微术中发生的进一步的问题。如果除了如上所述的透射光亮视场照明的情况，显微镜还具有荧光照明的可能性，则专利技术人发现以下效应。在样品的入射光荧光激发中产生的激发光大部分沿着透射光照明轴线穿过样品到达透射光照明源。如果在该位置设置包括蓝色LED的白光LED，蓝色激发光引起白光LED中的黄-绿转换染料的激发，使得接下来黄-绿光沿着透射光照明轴线到达样品。这被看做荧光图像中的破坏性背景，并且甚至能够与来自样品的实际荧光大部分重叠。当使用基于紫光或紫外光的LED时，如果荧光照明的激发光具有紫色或紫外光谱范围中的光谱分量，会发现相似的效应。在这种情况中，白光LED中的相应的转换染料被激发。即使当白光LED自身被关掉，仍然发生该激发。
技术实现思路
本专利技术的目的因而在于降低在显微镜的入射光突光观察中的破坏性光，该显微镜包括能够交替或同时开启的通过白光LED的透射光亮视场照明和入射光荧光照明。本专利技术提出一种用于照明显微镜中样品的方法，其中，样品能够由透射光亮视场照明和入射光荧光照明中交替或者同时照明，白光LED用作透射光亮视场照明的光源。在透射光亮视场照明和入射光荧光照明中，在透射光亮视场照明的照明光束路径中的位置启动光谱选择性校正滤光片。校正滤光片具有光谱透射分布，该光谱透射分布在白光LED的光谱的至少一个最大值的波长范围内具有最小值。因此，根据本专利技术，当透射光亮视场照明器件被开启，且当入射光荧光照明器件被开启时，并且在组合透射光亮视场照明和同时入射光荧光照明的一般较少发生的情况下，在透射光亮视场照明器件的照明光束路径中引入校正滤光片。需要强调的是，即使当透射光照明的光源(即白光LED)关闭时，在透射光亮视场照明器件的照明光束路径中也引入校正滤光片。这解释了语句“在照明光束路径中的位置”启动校正滤光片。在透射光照明轴线上设置或启动校正滤光片的表述与该语句同义地使用。术语“启动”校正滤光片应该被解释为如下效果还包括在透射光照明轴线上的滤光片的永久存在。但是，将校正滤光片应用到滤光载玻片或滤光轮上是有利的，滤光片滑块或滤光片轮将光谱校正滤光片从透射光照明轴线移开并且将可能的其它滤光片置于照明路径中用于其它显微术方法，特别是前文所描述的对照方法。因此，光谱校正滤光片是或者可以被设置在样品和白光LED之间的透射光照明轴线上。需指出的是，光谱校正滤光片并不必须为单个片滤光片，也可以包括两个或多个光谱滤光片，该两个或多个光谱滤光片的组合形成光谱校正滤光片。需进一步指出的是，光谱校正滤光片可以包括电子滤光片，如透射显示器。在本专利技术中，光谱校正滤光片具有光谱透射分布，光谱透射分布在白光LED的光谱的至少一个最大值的波长范围内具有透射最小值。不失一般性，本专利技术将通过前文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于照明显微镜(1)中样品(10)的方法，在透射光亮视场照明和入射光荧光照明中交替或者同时照明所述样品(10)，其中，使用白光LED(4)作为所述透射光亮视场照明的光源，且在所述透射光亮视场照明和所述入射光荧光照明中，在所述透射光亮视场照明的照明光束路径中的位置启动校正滤光片(6)，其中，所述校正滤光片(6)具有被调谐到白光LED(4)且在白光LED(4)的光谱的至少一个最大值的波长范围内具有透射最小值的光谱透射分布。

【技术特征摘要】
2011.07.27 DE 102011079941.91.一种用于照明显微镜(I)中样品(10)的方法，在透射光亮视场照明和入射光荧光照明中交替或者同时照明所述样品(10)， 其中，使用白光LED (4)作为所述透射光亮视场照明的光源，且在所述透射光亮视场照明和所述入射光荧光照明中，在所述透射光亮视场照明的照明光束路径中的位置启动校正滤光片(6), 其中，所述校正滤光片(6)具有被调谐到白光LED(4)且在白光LED(4)的光谱的至少一个最大值的波长范围内具有透射最小值的光谱透射分布。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，到达样品(10)的所述入射光荧光照明的激发光的光谱具有光谱分量，所述光谱分量用于激发白光LED(4)中存在的转换染料，所述校正滤光片(6)在所述光谱分量的范围内具有透射最小值。3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，使用具有在所述白光LED(4)的光谱的多个最大值的波长范围内具有多个最小值的光谱透射分布的滤光片作为所述校正滤光片(6)。4.如权利要求I至3中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有在所述白光LED(4)的光谱的多个最小值的波长范围内具有多个透射最大值的光谱透射分布的滤光片作为所述校正滤光片(6)。5.如权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，将所述校正滤光片(6)的光谱透射分布调谐到所述白光LED(4)的光谱，使得通过所述校正滤光片(6)透射的相关的光谱分布与卤素灯的光谱至少在可见光波长范围的主要部分相对应，所述卤素灯包括上游日光滤光片和/或热保护滤光片。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述校正滤光片(6)透射的相关的光谱分布与卤素灯的光谱至少在所述可见光波长范围的主要部分相对应，所述卤素灯包括上游日光滤光片和/或热保护滤光片。7.一种显微镜照明器件，包括白光LED (4)和被调谐到所述白光LED (4)的校正滤光片(6)，其中， 所述白光LED(4)的光谱具有分别在蓝色和绿.黄波长范围内的至少两个最大值； 其中，所述校正滤光片(6)的光谱透射分布在这些最大值中的至少一个的波长范围内具有透射最小值； 其中，所述白光LED(4)的光谱在所述至少两个最大值之间具有至少一个最小值；和 其中，所述校正滤光片￠)的光谱透射分布在所述至少一个最小值的波长范围内具有透射最大值。8.如权利要求7所述的显微镜照明器件，其特征在于，所述校正滤光片(6)的光谱透射分布被调谐到所述白光LED(4)的光谱，使得通过所述校正滤光片(6)透射的相关的光谱分布与卤素灯的光谱至少在可见光波长范围的主要部分相对应，所述卤素灯包括上游日光滤光片和/或热保护滤光片。9.如权利要求8所述的显微镜照明器件，其特征在于，所述可见光波长范围的主要部分从420nm延伸到700nm。10.如权利要求7至9中任一项所述的显微镜照明器件，其中，所述白光LED(4)的光谱具有分别在440nm至470nm和520nm至570nm范围内的两个最大值。11.如权利要求7至...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·甘泽，阿尔布雷克特·韦斯，
申请(专利权)人：莱卡微系统CMS有限责任公司，
类型：发明
国别省市：