专利名称：用于显微镜的适配器的制作方法
技术领域：
本公开涉及用于显微镜的物镜的适配器，更具体地，涉及将普通显微镜转换成荧光显微镜的适配器。
背景技术：
突光显微镜(Fluorescent Microscopy, FM)是利用突光发色团检测多种目标物质的显微镜技术。这些物质包括感染性疾病的多种病因，包括疟疾寄生虫(malariaparasites)、结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、结核病(tuberculosis)的病原体(causative agent)。FM在这类疾病的检测和诊断中的运用已被证明比对应的利用常规光显微镜的显微方法更敏感且明确。结合一些方法例如FM从而这类疾病的发病率，已成为许多世界健康组织的目标。在过去，荧光显微镜对于大部分显微技术人员无法获得。在大量实验室中，该技术是不可行的，因为高资本成本、昂贵且危险的光源、培训要求、易碎的仪表和缺乏适当的基础设施。然而，随着基于LED的荧光系统的进展，这消除了这些问题中的一些，从而FM技术已开始变得更加普遍。已经有一些设备可以用来改造现有的明视场显微镜和将它们转化为荧光显微镜。这样的一个示例性的显微镜适配器在美国专利号5，198，927中描述，其内容通过引用结合于此。然而，这和其它的现有技术的适配器可能对于附接是笨重的、且进一步地当显微应用改变时缺乏随时更换滤光器组集(filter set)的能力。这些和其他的缺点存在于当前的荧光显微镜和适配器中。
发明内容
示例实施例是针对荧光显微镜附件，其设计用于易于附接到常规显微镜、易于改变显微镜物镜，并且其允许根据不同应用而简单地变化和更换滤光器组集。根据本公开的各个方面，描述一种用于将常规的非突光显微镜转换成突光显微镜的适配器。该适配器包括:主体构件，构造成在其一端附接到所述显微镜的主体管、并且构造成在其相反端附接到显微镜物镜，所述主体管进一步具有形成在其侧方的开口和滤光器臂组件，滤光器臂组件可插入所述主体构件的开口中、使得所述滤光器臂组件可移除地附接到所述主体构件。所述滤光器臂组件具有穿过其中的、与穿过所述主体构件的轴向光路相交的光路，而所述主体构件从所述主体管延伸到所述物镜；所述滤光器臂组件进一步包括:设置在其中的用于荧光显微方法的滤光器块(filter cube)。在一个实施例中，所述适配器包括:主体构件，构造成在其一端可拆卸地直接联接到所述显微镜的主体管、并且构造成在其另外一端磁性地联接到显微镜物镜，所述主体构件具有纵向延伸穿过其中的轴向光路，所述主体构件包括相对于所述主体构件的纵向尺度沿径向方向的开口 ；滤光器臂组件，其沿单一方位可滑动地可插入所述主体构件的开口中、使得所述滤光器臂组件具有与所述轴向光路相交的径向光路，所述滤光器臂组件磁性地附接到所述主体构件；和光源，其可移除地附接到所述滤光器臂组件的与所述主体构件相反的一端，所述光源包括LED并且设置成从所述LED沿所述径向光路发射光。所述滤光器臂组件进一步包括:第一滤光器，其设置成沿所述径向光路在所述光源的下游、用于使在所述显微镜中待检查样品中激发荧光的波长的光穿过、且阻挡所述样品中发生可见荧光发射的波长的光；反射器，且设置在所述轴向光路与径向光路的交点处，所述反射器使光穿过所述轴向光路并且反射在激发波长的光；和第二滤光器，其沿所述轴向光路设置且设置在所述反射器与所述目镜之间，所述第二滤光器阻挡下述波长的光:即波长短于被检查样本中所用的荧光团的发射波长、且穿过所述反射器的光。根据本公开的另外一个方面，一种用于将常规的非突光显微镜转换成突光显微镜的适配器套件包括第一滤光器臂组件，其可移除地可插入主体构件的侧方开口中，而所述主体构件配置成附接到所述显微镜的主体管且构造成在它的相反端附接到显微镜物镜；所述第一滤光器臂组件具有穿过其中的、与穿过所述主体构件的轴向光路相交的光路，而所述主体构件从所述主体管延伸到所述物镜；所述滤光器臂组件进一步包括:关联于第一预定波长的、设置在其中的用于荧光显微方法的第一滤光器块；和第二滤光器臂组件，其可移除地可插入所述主体构件的侧方开口，所述第二滤光器臂组件具有穿过其中的、与穿过所述主体构件的轴向光路相交的光路，所述第二滤光器臂组件进一步包括:关联于第二预定波长的、设置在其中的用于荧光显微方法的第二滤光器块。根据本公开的另外一个方面，一种将常规的非荧光显微镜适配成荧光显微镜的方法，包括:提供如在此描述的适配器，将所述适配器的主体构件附接到物镜，以及将所述主体构件附接到所述显微镜的主体管。在各方面中，可为与制品相符合的装置的使用而设置手动操作和指令。一些进一步的优点和实施例可从附图中变得明显。
图1是根据包括本公开的各方面的适配器的显微镜的侧视图。图2描绘根据示例实施例的适配器的透视图。图3描绘图2所示适配器的未组装视图。图4a和图4b分别描绘根据示例实施例的滤光器臂组件的透视图和分解视图。图5a和图5b分别描绘根据示例实施例的主体构件的透视图和分解视图。图6a和图6b分别描绘根据示例实施例的光源的透视图和分解视图。其中，出现在多于一幅附图中的类似部件，为清楚起见采用相同的附图标记。
具体实施例方式示例实施例是针对一种改进的荧光显微镜适配器，其用于将常规光显微镜转化成荧光显微镜。示例实施例提供了一种模块化的，用户友好的适配器，该适配器能用于将常规显微镜升级成荧光显微镜，并且由此增大供显微技术人员可用的应用范围。该适配器可进一步消除对复杂和昂贵的传统荧光显微镜的需要、并且由此提供了在世界上没有利用传统荧光设备的机构或基础设施的区域中实施荧光显微方法的机会。示例实施例提供一种适配器，其通过提供一种滤光器臂组件从而容许容易地更换滤光器组集，所述滤光器臂组件能容易地从所述适配器移除并且被另一个替换，而无需将所述适配器从显微镜移除。示例实施例可进一步展现改进的耐用性，能提供更明亮、更鲁棒(robust)的光源，并且进一步容许易更换物镜、使得倍率能容易且方便地得到调节，而无需将所述适配器从显微镜移除。根据在此所述教导的设备为所述显微镜提供一种更模块化的、用户友好的设计。此外，通过提供更容易且可靠地进行组装的元件，从而制造过程能得到改进。现在参考图1，根据示例实施例的适配器100示出为安装在常规显微镜10上，该常规显微镜10具有:目镜12、主体管14、和样品保持器16。适配器100包括滤光器臂组件和主体构件，所述滤光器臂组件可容纳用于特定操作的全部滤光器/反射器(即，整个滤光器块)，所述主体构件将适配器100附接到显微镜10、并且其接收滤光器臂组件。适配器100也可包括期望倍率的显微镜物镜。在一些实施例中，所述适配器也包括光源，所述光源附接到滤光器臂、并且将入射光提供到落射荧光(ep1-fluorescent)系统或其它荧光系统。结果是，提供使根据示例实施例的适配器100具有期望的滤光器组集和匹配的光源，容许使用者将最常规的显微镜转化成荧光显微镜用于特定期望的应用。转到图2，适配器100包括:主体构件110和可释放地附接到主体构件110的滤光器臂组件120，该滤光器臂组件120根据特定应用所需的滤光器组集而易更换。还如图2所示，适配器100可包括附接到滤光器臂组件120的光源130。在一些实施例中，光源130和滤光器臂组件120可永久地附接。如图2和图3中所见，适配器100也可包括附接到主体构件110的物镜140。物镜140可配置成与包括例如具有快速变化特征142的适配器100进行协同工作；所述快速变化特征142，比如磁体，容许具有不同放大倍率的多个不同物镜在使用中被快速且容易地取代。滤光器臂组件120可插入主体构件110中。磁体可用于将两个组件120，110相对于彼此地附接、使得它们被固定在一起、而又能容易地拆卸，并且滤光器臂组件可被移除；可释放地连接两个组件120，110的任何其它适合的方式也可采用。主体构件110包括联接组件，主体构件可借由所述联接组件通过下述方式附接到显微镜主体管14，所述方式例如通过将所述适配器螺纹接合到其上，而取代如常规显微镜中所用的直接附接的物镜。主体构件110也可包括第二联接组件，物镜140可借由所述第二联接组件转而经由主体构件110通过下述方式而附接到适配器100，所述方式例如为磁性附接或其它适合的附接机构，虽然也考虑使用螺纹以将物镜140附接到主体构件110，但所述附接机构优选不涉及作为所述附件的一部分的物镜的回旋。滤光器臂组件120成型为互补于待接收在其中的主体构件110的滤光器臂插入开口 112。所述形状可具有键接(keyed)的几何形状，以确保容纳在滤光器臂组件120内的滤光器相对于主体构件110的恰当定向，以用于正确的显微镜操作。当屏障(发射)滤光器(如下述)插入主体构件110中、使得屏障滤光器(barrier filter)位于开口 112的顶部时，就获得恰当的滤光器定向。滤光器臂组件120确定穿过其中的、与形成在主体构件110中的轴向光路相交的光路，所述主体构件Iio从显微镜10的主体管14延伸到物镜140，所述穿过滤光器臂组件120的光路是相对于主体构件110沿径向的。滤光器臂组件120可包括设置在一端的光源130，以沿穿过滤光器臂组件120的光路发射光并且最终经由主体构件110的轴向光路以使显微镜10的使用者能够经由目镜12查看样品。光源130可以永久地加接(affix)到滤光器臂组件120或者从其是可移除的。滤光器臂组件120包括第一滤光器，所述第一滤光器设置成沿所述径向(相对于主体构件)光路在光源130的下游，用于使在显微镜10中待检查样品中激发荧光的波长的光穿过、且阻挡所述样品中发生可见荧光发射的波长的光。滤光器臂组件120可包括设置在所述轴向光路和径向光路的交点处的反射式滤光器(例如分色镜或分束器)，该反射器也用作滤光器、使得激发波长经由物镜被反射向样品、而其它波长则通过而无反射。附加滤光器设置成沿所述轴向光路在反射器与目镜之间。第二滤光器是发射滤光器，其阻挡下述波长的光:即波长短于样本中所用的荧光团的发射波长、且穿过所述反射器的光。转到图4a和图4b，示出滤光器臂组件120。组件120包括:适当尺寸的透镜121、弹簧122和第一滤光器123、用于特定应用的预定规格的激发带通滤光器(有时也简称为激发滤光器)，其全部设置在筒124与反射器保持器125之间。筒124和反射器保持器125固定在一起。这可例如利用适当量的粘接剂或以任何其它适合的方式而实现。筒124在它的远端包括开口，所述开口用作穿过滤光器组件120的光路的入口。该开口可接收例如来自安装在滤光器臂组件120上的光源130而进入筒124的光(如图2中所见)。反射器126,例如分色镜、分束器或其它反射式滤光器,其反射一定波长的光而容许其它光穿过，且具有适当的预定规格，反射器126定位在与水平成近似45度的角度、且位于反射器保持器125和与之一起组成滤光器臂壳体的磁体保持器127之间。磁体保持器127固定到反射器保持器125以封闭反射器126。两个保持器125，127可以以任何适合的方式彼此固定；在一个实施例中，使用四个弹簧销128。具有适当的预定规格的屏障滤光器129例如通过使用粘接剂而附接到磁体保持器127的顶部。磁体115可附接到磁体保持器127，再次地，可使用任何适合的方法，包括粘接剂。磁体115可用于将滤光器臂组件120固持到主体构件110，例如连同将对应的磁体115定位在主体构件110内。如前面所指出的，相反于筒124的滤光器臂组件120的端部可构造有单向的几何形状或其它键接特征，以确保当滤光器臂组件120插入主体构件110中用于附接到显微镜100时，组件120内的滤光器块部件123，126，129的恰当方位。例如，滤光器臂组件120的该端部可以是顶部平坦且底部圆角化的，使得它只能沿一个方位插入主体构件110的匹配形状的滤光器臂插入开口 112中，由此确保滤光器组件120内部滤光器组集的恰当方位。以此方式,滤光器123，126，129可一致地且重复地以正确的方式安装、以确保使用过程中的恰当功能。根据示例实施例的适配器100可容许使用者移除容纳第一组集滤光器的滤光器臂组件120、并且用具有不同组集滤光器的另外一个滤光器臂组件取代，以适应不同的特定的期望应用的要求，例如在检查具有不同荧光团的样品的情况中。即，不同的滤光器臂组件120可容纳滤光器块，其中不同系列的三个滤光器已固定成根据特定的预定应用可更换的恰当对齐和定向。在一些实施例中，可提供套件，其包括:具有第一组集滤光器的第一滤光器臂组件，和各具有不同组集滤光器的一个或多个附加滤光器臂组件。在一些实施例中，所述套件可进一步包括:不同波长的多个不同光源130，各光源可匹配用于一个或多个滤光器组件。仍参考图4a和图4b，在各情况下，第一滤光器123是激发滤光器123 (也称为带通滤光器)，其具有预定的波长截止限(cutoff)并且安装成与进入筒124的入射光束一致。第二滤光器/反射器126可以是分色镜、分束器或其它反射式滤光器，其具有预定的波长截止限并且安装成与所述入射光束呈近似45°角度。此截止限以下波长的光经由显微镜物镜140被反射以照亮样品。截止限以上波长的光穿过反射器126而不受干扰。第三滤光器129是期望波长的屏障滤光器，有时称为发射带通滤光器，其安装在反射器126与使用者之间。滤光器臂组件120也容纳与在光源与激发滤光器123之间的入射光束一致的聚焦透镜121。该聚焦透镜121将入射光束聚集到分色镜126上。另外，可设置弹簧122或其它拦阻设备，以保持聚焦透镜121与所述光束呈恰当对齐。根据示例实施例的滤光器臂组件120的益处在于:用于荧光显微方法操作(有时称为滤光器块)的全部三个滤光器部件存在于单个装置中，并且这些滤光器以一种永久方式安装，所述永久方式确保所述滤光器和所述光路以一致且可重复方式的恰当对齐。只要为关注的预定应用选择恰当的激发带通、分色镜和发射带通滤光器，并且所述滤光器得以恰当安装，则可产生无限数量的滤光器组合以匹配任何期望的应用。根据示例实施例的适配器的另外一个益处在于:所述光轴可延伸到所用透镜的聚焦极限内的任何期望长度。因此，根据示例实施例的荧光显微镜适配器100可用于:常规适配器因为尺寸和/或空间限制而已经是不可用的情形。所述光轴的延伸可使待改造设备能够用于这些情形中。例如，使用者可添加在LED光源与滤光器臂组件之间延伸的具有期望长度的光纤线缆，并且如果需要，改变LED光源中的透镜组集以维持期望波长的光的强度和恰当聚焦。这能增添较大的灵活性，并且容许所述适配器用于空间受限的显微镜例如倒置显微镜上。这进一步容许荧光显微镜适配器100用于几乎任何期望的应用。另外，为确保恰当的定向，本教导也提供一种用于将滤光器臂完全插入主体构件中的机构。这可通过使用磁体和互补磁体而实现，所述磁体安装在远离光输入开口的滤光器臂的端部，所述互补磁体安装在主体构件内部与滤光器臂插入轴一致。当恰当安装时，所述磁体将吸引并且确保所述滤光器与所述光路的对齐以及完全安装。示例实施例的又一个益处在于:粘接剂的使用可减少，包括例如通过将收纳反射器126的滤光器臂组件120的部分125/127与一系列销128进行连接。使用粘接剂可能使得所述反射器的恰当对齐困难。更进一步，粘接剂残留可能影响所述装置的操作和质量。通过使用销128固定滤光器臂组件120的部分，恰当的对齐变得更容易、安装更洁净、并且提供更高效的制造过程。图5a和图5b描绘主体构件110。主体构件110具有纵向延伸穿过其中的轴向光路，并且包括相对于主体构件的纵向尺寸沿径向方向形成的滤光器臂组件开口 112，用于接收滤光器臂组件120。主体构件110包括用于将主体构件110 (以及由此适配器100)联接到显微镜10的联接组件。该联接组件可包括:可选的固持环113和显微镜螺纹环114，所述显微镜螺纹环114具有适当螺纹以将主体构件110的主筒116连接到显微镜10。螺纹环114可以任何适合的方式附接到主筒116，所述方式包括使用粘接剂和/或固定螺钉(set SCreW)117。磁体115可附接到主体构件110的主筒116内部，磁体115定位成吸引滤光器臂组件120中的对应磁体115、并且由此将滤光器臂组件120固持于它在主体构件110内的恰当位置。如前面所述，主体构件110包括配置成接收滤光器臂组件120的滤光器臂插入开口 112。主体构件110包括位于主筒116的底侧的、用于附接物镜140的联接组件。这可包括使用螺纹以将物镜140附接到主体构件110。或者，主筒116可以是金属的和/或在它的底侧设置有磁体以附接到物镜140。另外，主体构件110和/或物镜140可包括磁性材料。结果，物镜140可附接到或移离于主体构件110而无需螺纹，从而避免物镜140的旋转。更进一步，使用磁性附接将物镜140附接到主体构件110，容许更加用户友好的组装过程，并且也容许在显微镜技术人员按常规技术所用的两个或更多个不同倍率的物镜之间的容易切换。根据又一个实施例，光源130设置为可永久地或可移除地附接到滤光器臂组件120的适配器100的一部分。在一个实施例中，光源130是容纳LED灯泡的LED光源。使用LED提供更亮、更鲁棒的光源。有利地，因为控制灯泡操作的电源、变阻器和驱动器板(driver board)可用于多种不同光源，所以这些部件可从光源130省略并且可单独地连接到光源130。省略这些部件的结果是，光源130可制得更小并且更便于使用者用于直接附接到适配器100，而同时容许滤光器臂组件120和/或光源130被更换以用于不同应用。在其中光源130可移除地附接到滤光器臂组件120的实施例中，具有不同波长LED光源也可根据应用而相对于单个滤光器臂组件120随时更换。如图6a和图6b所示，光源130包括位于两个固持环131之间的具有适当输出的一个或多个LED灯泡132，全部容纳在LED壳体134内。LED壳体134附接到电连接138附接所至的电连接壳体136。电连接138与所述LED灯泡132电通信、并且可进一步通过线缆而连接例如到所述驱动器板、变阻器和电源(未示出)以按期望方式操作灯泡132。应领会，所述适配器的各种部件可由塑料、金属或其它适合的材料制成。更进一步，在部件描述为在组装时可选地使用粘接剂的情况中，可使用商业可获得的粘接剂例如商标为L0CTITE的那些，以用于例如将一定滤光器固定在恰当位置。本文所用的段节标题仅用于组织目的，并且不被解释为以任何方式限制所描述的主题。对本领域技术人员显然的是，在不背离本发明的范围的情况下，可对本公开的用于显微镜的适配器进行各种变型和更改。对本领域技术人员，本发明的其它实施例将由在此公开的本发明的实践和说明的考量而变得明显。旨意是，本说明书和示例仅视为示意性的。
权利要求
1.一种适配器，用于将常规的非突光显微镜转换成突光显微镜，所述适配器包括: 主体构件，构造成在其一端附接到所述显微镜的主体管、并且构造成在其相反端附接到显微镜物镜，所述主体管进一步具有形成在其侧方的开口 ； 滤光器臂组件，其可插入所述主体构件的开口中、使得所述滤光器臂组件可移除地附接到所述主体构件；所述滤光器臂组件具有穿过其中的、与穿过所述主体构件的轴向光路相交的光路，而所述主体构件从所述主体管延伸到所述物镜；所述滤光器臂组件进一步包括:设置在其中的用于荧光显微方法的滤光器块。
2.如权利要求1所述的适配器，其中，所述滤光器臂组件键接成可沿单一方位插入所述主体构件中。
3.如权利要求1所述的适配器，其中，所述滤光器臂组件磁性地可附接到所述主体构件。
4.如权利要求1所述的适配器，其中，所述滤光器块包括:关联于预定波长的屏障滤光器、分色镜和激发带通滤光器。
5.如权利要求4所述的适配器，进一步包括:设置在所述滤光器臂组件内的弹簧和聚焦透镜。
6.如权利要求4所述的适配器，其中，弹簧销将所述分色镜固定在所述滤光器臂组件内。
7.如权利要求1所述的适配器，其中，所 述物镜可拆卸地联接到所述主体构件。
8.如权利要求7所述的适配器，其中，所述物镜磁性地附接到所述主体构件。
9.如权利要求1所述的适配器，进一步包括:附接到所述滤光器臂组件的光源。
10.如权利要求9所述的适配器，其中，所述光源包括发光二极管。
11.如权利要求10所述的适配器，其中，所述光源进一步包括:用于将所述光源电连接到驱动器板、变阻器和电源的电连接。
12.如权利要求9所述的适配器，其中，所述光源可移除地附接到所述滤光器臂组件。
13.—种用于将常规的非突光显微镜转换成突光显微镜的适配器,所述适配器包括: 主体构件，构造成在其一端可拆卸地直接联接到所述显微镜的主体管、并且构造成在其另外一端磁性地联接到显微镜物镜，所述主体构件具有纵向延伸穿过其中的轴向光路，所述主体构件包括相对于所述主体构件的纵向尺度沿径向方向的开口； 滤光器臂组件，其可沿单一方位可滑动地插入所述主体构件的开口中、使得所述滤光器臂组件具有与所述轴向光路相交的径向光路，所述滤光器臂组件磁性地附接到所述主体构件； 光源，其可移除地附接到所述滤光器臂组件的与所述主体构件相反的一端，所述光源包括发光二极管并且设置成从所述发光二极管沿所述径向光路发射光； 所述滤光器臂组件进一步包括: 第一滤光器，其设置成沿所述径向光路位于所述光源的下游、用于使在所述显微镜中待检查样品中激发荧光的波长的光穿过、且阻挡所述样品中发生可见荧光发射的波长的光; 反射器，其设置在所述轴向光路与径向光路的交点处，所述反射器使光穿过所述轴向光路并且反射激发波长的光；和第二滤光器，其沿所述轴向光路设置且设置在所述反射器与所述目镜之间，所述第二滤光器阻挡下述波长的光:即波长短于被检查样本中所用的预定荧光团的发射波长、且穿过所述反射器的光。
14.一种用于将常规的非荧光显微镜转换成荧光显微镜的适配器套件，所述套件包括: 第一滤光器臂组件，其可以可移除地插入主体构件的侧方开口中，而所述主体构件配置成附接到所述显微镜的主体管且构造成在它的相反端附接到显微镜物镜；所述第一滤光器臂组件具有穿过其中的、与穿过所述主体构件的轴向光路相交的光路，而所述主体构件从所述主体管延伸到所述物镜；所述滤光器臂组件进一步包括:关联于第一预定波长的、设置在其中的用于荧光显微方法的第一滤光器块；和 第二滤光器臂组件，其可以可移除地插入所述主体构件的侧方开口，所述第二滤光器臂组件具有穿过其中的、与穿过所述主体构件的轴向光路相交的光路，所述第二滤光器臂组件进一步包括:关联于第二预定波长的、设置在其中的用于荧光显微方法的第二滤光器块。
15.—种将常规的非突光显微镜适配成突光显微镜的方法,所述常规显微镜包括:竖直主体管、设置在所述主体管的一端的目镜、设置在所述主体管的另外一端的物镜、和用于在所述物镜下固持样品板的机构， 所述方法包括下述步骤: 提供如权利要求1所述的适配器； 将所述主体构件附接到所述物镜；以及 将所述主体构件附接所述显微镜的主体管。
全文摘要
公开一种荧光显微镜附件，其包括可移除的滤光器臂，以提供一种适配器用于将光显微镜转化成荧光显微镜的使用中。所述适配器可进一步包括LED光源和/或磁性显微镜物镜附件。
文档编号G02B21/16GK103210337SQ201180054761
公开日2013年7月17日 申请日期2011年9月13日 优先权日2010年9月14日
发明者B.J.纳特科维奇, C.R.里滕, C.斯陶特 申请人:Qbc诊断股份有限公司