一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置的制作方法

1.本实用新型涉及显微镜领域，更具体地说是涉及一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置。


背景技术：

2.宽场显微成像中主要的成像方式有两种：非标记成像和荧光成像。其中非标记成像主要有两种照明方式，明场透射照明和暗场散射照明。明场透射照明拥有很高的亮度，故常用于观察金属矿物类样品的金相显微镜上。暗场照明则是针对需要高衬底成像的使用场景，其黑色背景有利于生物样品的长时间观察。荧光标记成像可以归类到暗场成像，不同的是其使用标记物发出的再生荧光作为观察对向，因此在需要较强激发光的同时，需要滤色片实现入射光和出射光的分离，其生物学优势在于特异性标记。
3.从结构角度看，以往显微系统中的明场和暗场照明器切换由机械结构组成，当应用于需要快速切换明暗场工作方式的显微系统中时，传统照明器缓慢的切换速度会极大影响成像的效率。另一方面，在针对大通量的自动检测显微成像时，系统需要自适应的改变光强，这对于机械光阑缩放式的传统照明器也是不可逾越的障碍。
4.因此，如何提供一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置，使其能够克服上述问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置。解决了明
‑
暗场照明不能快速切换的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置，与所述显微镜的物镜对应布置，包括：
8.圆盘基底，所述圆盘基底自其中心位置至外侧端具有多个环带，且其中心区域和多个所述环带上均布置有led晶片组以形成led晶片阵列；每个所述环带上的所述led晶片组由多个波长不同且依次间隔排列的led晶片组成；相同波长的所有所述led晶片均分别对应连接有一第一独立控制输入端，每个所述环带上的所述led晶片组均分别对应连接有一第二独立控制输入端，或每个所述led晶片均连接有第三独立控制输入端；
9.透镜组，所述透镜组包括平行布置的透镜一和透镜二，所述透镜一与所述圆盘基底上的所述led晶片阵列位置对应以将所述圆盘基底上的所述led晶片形成的点光源转换成不同角度的平行光；
10.控制系统，所述控制系统包括有多个独立控制输出端，多个所述独立控制输出端与所述第一独立控制输入端和所述第二独立控制输入端或所述第三独立控制输入端电性连接。
11.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种应用在
显微镜上的快速切换明暗场的照明装置，本实用新型通过在圆盘基底上设置多个led晶片组，并且led晶片组由多种波长的led晶片组成，控制系统通过第一独立控制输入端控制不同环带上相同波长的led晶片，或者通过第二独立控制端输入端控制相同环带上的不同波长的led晶片组的开启与关闭，或者同一环带上相同波长的led晶片组的开启与关闭，该装置应用在普通的明场或暗场显微成像系统上时，无需任何机械部件运转即可实现强度和波长的任意切换。
12.优选的，所述led晶片组包括第一led晶片组以及多个呈环状布置的第二led晶片组，所述第一led晶片组设置在所述圆盘基底的中心区域处。该设置能够使得led晶片阵列便于控制且发出的光线更加均匀。
13.优选的，所述第一led晶片组包括依次排布的第一蓝光led晶片、第一绿光led晶片及第一红光led晶片。该设置能够保证第一led晶片组能够发出不同波长的光。
14.优选的，所述led晶片组包括多组由三个以上不同波长的led晶片成组且间隔布置，多组之间依次间隔布置。该设置能够保证led晶片组能够发出不同波长的光。
15.优选的，所述第二led晶片组包括多组由第二蓝光led晶片、第二绿光led晶片和第二红光led晶片成组且间隔布置，多组之间依次间隔布置。该设置能够使得led晶片阵列能够适应不同规格的物镜。不同环带上及中心区域的第二蓝光led晶片、第二绿光led晶片和第二红光led晶片分别一一对应连接有一个第一独立控制输入端；每个同环带上的第二蓝光led晶片、第二绿光led晶片和第二红光led晶片连接有一个第二独立控制输入端；中心区域的第一蓝光led晶片、第一绿光led晶片及第一红光led晶片连接有一个第二独立控制输入端。
16.优选的，还包括多波段滤色片，所述多波段滤色片可拆卸的安装在对应所述透镜二的前侧端。该设置能够保证该装置处于荧光照明模态时，有更好的荧光滤色效果。
17.优选的，所述透镜一的上端面为一平面且其下端面为向外凸的弧形面，所述透镜二的上端面为向外凸的弧形面且其下端面为向内凹的弧形面。该设置能够使得从圆盘基底处发出的光在经过透镜一和透镜二的转换后，使其能够形成不同角度的平行光。在圆盘基底led晶片前方配置透镜一和透镜二作为聚光镜，聚光镜把每个led晶片出射的发散光转化为平行光，并汇集所有led上出射光的出瞳为同一位置(即照明面)。使用时，照明装置从显微物镜对向照亮样品，当需要明场白光照明时，控制所有led晶片打开；当需要暗场照明时，针对物镜数值孔径，系统控制某一环带以外的led晶片打开；当需要荧光成像时，控制阵列led晶片上某一波长的led晶片打开，并调节亮度实现高效荧光激发。
18.优选的，多个所述环带上均布置有所述led晶片组且自所述圆盘基底上的所述led晶片自中心位置向外尺寸依次增大。该设置使得led晶片组具有不同的光照强度。
19.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置。可以实现如下技术效果：
20.本实用新型通过在圆盘基底上设置多个环带，环带上设置有led晶片组，并且led晶片组由多种波长的led晶片组成，控制系统能够单独控制每个led晶片组以及某一波长的led晶片，该设置使得本装置不仅能够实现明场和暗场照明的快速切换，同时该装置也可以实现荧光显微成像。当将该装置应用在普通的明场或暗场显微成像系统上时，无需任何机械部件运转即可实现快速的模式切换。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1是一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置的圆盘基底示意图；
23.图2是一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置的明场照明示意图；
24.图3是一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置的暗场照明示意图；
25.图4是一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置的荧光照明示意图。
26.在图中：
27.1为物镜、2为圆盘基底、3为环带、4为led晶片组、41为第一led晶片组、410为第一蓝光led晶片、411为第一绿光led晶片、412为第一红光led晶片、42为第二led晶片组、420为第二蓝光led晶片、421为第二绿光led晶片、422为第二红光led晶片、5为透镜组、50为透镜一、51为透镜二、6为控制系统、7为多波段滤色片、8为样品板。
具体实施方式
28.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型公开了一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置，本实用新型通过在圆盘基底2上设置多个环带3，环带3上设置有led晶片组4，并且led晶片组4由多种波长的led晶片组成，控制系统6能够单独控制每个led晶片组4以及某一波长的led晶片，该设置使得本装置不仅能够实现明场和暗场照明的快速切换，同时该装置也可以实现荧光显微成像。当将该装置应用在普通的明场或暗场显微成像系统上时，无需任何机械部件运转即可实现快速的模式切换。
30.实施例
31.参见附图1
‑
4为本实用新型的一种实施方式的整体和部分结构示意图，本实用新型具体公开提供了一种应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置，与显微镜的物镜1对应布置，且该装置位于显微镜上水平布置的样品板8的上方且与样品板8下方的物镜1相对，包括：
32.圆盘基底2，圆盘基底2自其中心位置至外侧端具有多个环带3，且其中心区域和多个环带3上均布置有led晶片组4以形成led晶片阵列；每个环带3上的led晶片组4由多个波长不同且依次间隔排列的led晶片组成；相同波长的led晶片连接有第一独立控制输入端，不同环带3上的led晶片组4均连接有第二独立控制输入端，或每个led晶片均连接有第三独立控制输入端；
33.透镜组5，透镜组5包括平行布置的透镜一50和透镜二51，透镜一50与圆盘基底2上的led晶片阵列位置对应以将圆盘基底2上的led晶片形成的点光源转换成不同角度的平行光；
34.控制系统6，控制系统6包括有多个独立控制输出端，多个独立控制输出端与第一独立控制输入端和第二独立控制输入端或第三独立控制输入端电性连接。具体地，上述环带可以布置两个或三个。
35.具体地，led晶片组4包括第一led晶片组41以及多个呈环状布置的第二led晶片组42，第一led晶片组41设置在圆盘基底2的中心区域处。
36.具体地，第一led晶片组41包括依次排布的第一蓝光led晶片410、第一绿光led晶片411及第一红光led晶片412。
37.在一些具体示例中，led晶片组4包括多组由三个以上不同波长的led晶片成组且间隔布置，多组之间依次间隔布置。
38.具体地，第二led晶片组42包括多组由第二蓝光led晶片420、第二绿光led晶片421和第二红光led晶片422成组且间隔布置，多组之间依次间隔布置。
39.具体地，还包括多波段滤色片7，多波段滤色片7可拆卸的安装在对应透镜二51的前侧端。
40.具体地，透镜一50的上端面为一平面且其下端面为向外凸的弧形面，透镜二51的上端面为向外凸的弧形面且其下端面为向内凹的弧形面。
41.在一些实施例中，多个环带3上均布置有led晶片组4且自圆盘基底2上的led晶片自中心位置向外尺寸依次增大。
42.该应用在显微镜上的快速切换明暗场的照明装置的使用方法：
43.在实际使用该装置时，控制系统6能够控制led晶片组4实现以下几个模态的照明：
44.①
第一模态为明场照明模态，当需要明场的白光照明时，控制系统6驱动所有的led晶片打开，在该照明模态下需要调整照明强度时，控制系统6能够控制led晶片组4的开启数量，也可以通过控制系统6调整其输出的电流大小来调节明场照明模态下的照明强度。
45.②
第二模态为暗场照明模态，控制系统6控制第一led晶片组41关闭，一部分第二led晶片组42开启，具体地以物镜1的孔径来判定相应部分的第二led晶片组42开启，通过对物镜1立体角的收集计算，即可得到使用该物镜1时需要的暗场照明角度，并对应到开启相应的第二led晶片组42；第二led晶片组42中所有波长的led晶片均开启时，可实现白光暗场照明，第二led晶片组42中只有某一波长的led晶片开启时，可实现单波长暗场照明。
46.③
第三模态为荧光照明模态，荧光照明模态与明场照明模态相似，唯一的区别点就是控制系统6只控制某一波长的led晶片打开。当需要更好的荧光滤色效果时，可在样品板8与透镜二51之间水平布置一个多波段滤色片7。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。