一種高速雷射共焦掃描顯微成像儀的製作方法
2023-06-06 02:26:16 1
專利名稱：一種高速雷射共焦掃描顯微成像儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種顯微成像儀，尤其是涉及醫學上應用的顯微成像儀。
背景技術：
1987年，世界上第一臺雷射掃描共聚焦顯微鏡研製成功，它立即成為醫學、細胞生物學領域最先進和強有力的分析儀器。至今為止，國內外有許多學者在研究雷射掃描共焦顯微鏡，提出了各種各樣的雷射掃描共焦顯微鏡。如實用新型(專利申請號99240337.5)採用了一組由激發濾光片、雙色反射鏡、抑制濾光片組成的可替換配對組合，不但使系統保留了原有的光路簡化、結構緊湊、體積小和成本低廉等優點，還使得系統實現了對各種螢光和非螢光樣品的三維圖像測試；發明專利(申請號98111188.2)公開了一種雷射共焦掃描器，其特點是僅用一半反射半透鏡將樣品雷射照明光路、樣品散射光信號光路和觀察光路儘可能地合為一體，從而使得光路簡化、結構緊湊、體積變小、成本較低；發明專利(申請號98802979.0)公開一個雷射掃描共焦顯微鏡系統，在測量在焦像時能把在焦像從離焦像分離出來，從而既減小了系統誤差又減小了統計誤差。發明專利(申請號99113633.0)公開了一種有自定位的光纖共焦掃描顯微鏡，包括光纖共焦掃描顯微鏡和準共焦小視場顯微鏡。也就是說，該發明的一臺顯微鏡具有兩種顯微鏡的功能，既有顯微掃描層析成像的功能，又有一次成像的功能，即是對測定目標進行自定位的功能。然而，上述共焦掃描顯微鏡均有一個難以克服的缺點成像速度太慢。在這些共焦掃描顯微鏡中，每一個時刻只能得到一個象素點，欲得到一幅完整的圖像，需要逐點完成兩個方向的掃描。由於共焦掃描顯微鏡成像解析度極高，為了得到高解析度的圖像，其掃描速度難以提高。因此，成像速度慢，就成為共焦掃描顯微鏡一個嚴重的缺點。特別是在用於生物醫學中的在體測量時，成像速度慢嚴重地限制了共焦掃描顯微鏡的應用。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種高速雷射共焦掃描顯微鏡系統。
為了提高共焦掃描顯微鏡的成像速度，本發明的技術方案是一種高速雷射共焦掃描顯微成像儀其構成為物鏡，半透半反鏡，成像物鏡，狹縫，放大物鏡，光電信號傳感器，光電信號傳感器將收到的光信號轉成數據後，送數據採集裝置，進入計算機進行處理，雷射光源經準直物鏡至半透半反鏡提供照明，系統採用共焦結構，既欲成像的物體處於物鏡的焦線上，光電傳感器處於成像物鏡的焦線上，雷射光源發出的光束經準直物鏡，透過半透半反鏡後，經過物鏡在欲成像物體的內部聚焦成一焦線，由處於焦線的物體組織反射後，再經過物鏡、由半透半反鏡反射，經過成像物鏡聚焦成一線狀光束，經由狹縫後，由放大物鏡成象在光電信號傳感器上，所述的物鏡由附加的控制裝置控制沿軸向或徑向作一維掃描；欲成像的物體也可處於物鏡的焦點上；光電傳感器也可處於成像物鏡的的焦點上；所述的物鏡、成像物鏡採用雙膠合柱面鏡，所述的光電信號傳感器採用線陣CCD器件，所述的光源採用紅外波段的雷射器。
本發明可使共焦掃描顯微鏡的速度提高几百倍，同時可以簡化共焦掃描顯微鏡的結構，減小體積，大大地拓展了共焦掃描顯微鏡的使用範圍。
圖1是雷射共焦掃描顯微鏡的系統框圖。其中1物鏡；2是半透半反鏡；3是準直物鏡；4是雷射光源；5是成像物鏡；6是狹縫；7是放大物鏡；8光電信號傳感器；9是數據採集裝置；10是計算機。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述圖1是雷射共焦掃描顯微鏡的系統框圖。
本發明的工作原理如下雷射光源4為近紅外波段的雷射器，其發出的窄帶光束經準直物鏡3擴展成直徑1毫米至幾毫米的均勻、平行光束，由半透半反鏡2分裂為兩路光束一路經半透半反鏡2反射的光束不用；另一路光束透過半透半反鏡2後，經過物鏡1在被測物體的內部聚焦成一焦線，由處於焦線的被測物體反射後，再經過物鏡1、由半透半反鏡2反射，經過成像物鏡5，狹縫7後，由放大物鏡成像在光電信號傳感器上。由於光電信號傳感器上的象素與處於焦線的被測物體像素有一一對應關係，因此，此時可得到處於焦線的被測物體數百甚至數千個像素。隨著物鏡1在軸向或徑向移動，可以得到被測物體的高解析度圖像。由於只需在一個方向作掃描運動，所以該裝置可以高速成像。光電信號傳感器輸出的信號經過數據採集裝置9送入計算機10，經過計算機計算後可以得到被測物體的層析圖像。
權利要求
1.一種高速雷射共焦掃描顯微成像儀其構成為物鏡，半透半反鏡，成像物鏡，狹縫，放大物鏡，光電信號傳感器，光電信號傳感器將收到的光信號轉成數據後，送數據採集裝置，進入計算機進行處理，雷射光源經準直物鏡至半透半反鏡提供照明，其特徵是，系統採用共焦結構，既欲成像的物體處於物鏡的焦線上，光電傳感器處於成像物鏡的焦線上，雷射光源發出的光束經準直物鏡，透過半透半反鏡後，經過物鏡在欲成像物體的內部聚焦成一焦線，由處於焦線的物體組織反射後，再經過物鏡、由半透半反鏡反射，經過成像物鏡聚焦成一線狀光束，經由狹縫後，由放大物鏡成象在光電信號傳感器上，所述的物鏡由附加的控制裝置控制沿軸向或徑向作一維掃描；
2.根據權利要求1所述的高速雷射共焦掃描顯微成像儀，其特徵是，系統採用共焦結構，且欲成像的物體處於物鏡的焦點上；
3.根據權利要求1所述的高速雷射共焦掃描顯微成像儀，其特徵是，系統採用共焦結構，且光電傳感器處於成像物鏡的焦點上；
4.根據權利要求1所述的高速雷射共焦掃描顯微成像儀，其特徵在於所述的物鏡採用雙膠合柱面鏡；
5.根據權利要求1所述的高速雷射共焦掃描顯微成像儀，其特徵在於所述的成像物鏡採用雙膠合柱面鏡；
6.根據權利要求1所述的高速雷射共焦掃描顯微成像儀，其特徵在於所述的光電信號傳感器採用線陣CCD器件；
7.根據權利要求1所述的高速雷射共焦掃描顯微成像儀，其特徵在於所述的光源採用紅外波段的雷射器。
全文摘要
本發明涉及一種顯微成像儀,尤其是涉及醫學上應用的顯微成像儀。為解決現有技術中成像速度慢等問題,本發明採用的技術方案是系統採用共焦結構,既欲成像的物體處於物鏡的焦線上,光電傳感器處於成像物鏡的焦線上,物鏡沿軸向或徑向作一維掃描。欲成像的物體也可處於物鏡的焦點上。光電傳感器也可處於成像物鏡的焦點上。所述的物鏡採用柱面鏡,所述的光電信號傳感器採用線陣CCD器件。所述的光源採用紅外波段的雷射器。本發明具有速度快、體積小巧、結構簡單等特點。
文檔編號G01N21/00GK1369701SQ0210445
公開日2002年9月18日 申請日期2002年3月19日 優先權日2002年3月19日
發明者李剛, 林凌, 洪欣, 於學敏 申請人:天津大學