本發(fā)明涉及一種多通道熒光濾光片組與光源集成的熒光濾光片塊組件，更具體而言，涉及一種改進的多通道熒光濾光片組與光源集成的熒光濾光片塊組件，其中，在熒光光學系統(tǒng)中，在不使用載架的情況下，在一個殼體中適用多個熒光濾光片組，并且光源也一體集成于所述殼體中，從而構成一個整體結構，使得能夠實現(xiàn)小型化，能夠在光源與物鏡之間實現(xiàn)精確的光路對準，且能夠在無電源供應異常的情況下構建順暢且精確的光學系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的所述熒光濾光片塊組件具有自動位置調節(jié)功能，能夠通過驅動源實現(xiàn)自動操作，從而能夠進行準確且快速的對準作業(yè)，是一種具備改進的自動位置調節(jié)功能的熒光濾光片塊組件。

背景技術：

1、熒光光學系統(tǒng)是一種通過將具有不同波長的光源照射至樣品，并利用樣品所發(fā)出的熒光來觀察目標物的光學系統(tǒng)，主要用于樣品自身具有熒光特性或能夠使熒光物質吸附于樣品的情形中。例如，可使用熒光染料(dye)或熒光抗體等對特定細胞進行標記，并將其用于研究該細胞的細胞內結構及功能。

2、此時，通常包括光源以及與熒光染色所匹配的波長相對應的多個濾光片，例如可以包括：用于選擇來自光源的激發(fā)波長的激發(fā)濾光片(excitation?filter)；用于將經(jīng)過激發(fā)濾光片的光束分離(split)以照射至樣品的二向色分束器(dichroic?beamsplitter)；以及用于在響應樣品的熒光而反射的激發(fā)光中，阻斷不需要的雜散信號(噪聲)，僅允許最大熒光團發(fā)射波長附近的窄波段光透過，從而使樣品的期望熒光能夠到達檢測器的發(fā)射濾光片(emission?filter)。

3、作為光源，主要使用汞燈和氙弧燈，近年來，作為弧型燈的替代方案，成本低廉且精度高的固態(tài)光源，例如led，被廣泛采用。

4、近年來，在熒光光學系統(tǒng)中使用了用于觀測多種波長的熒光通道，此時的光學系統(tǒng)通常采用光源與熒光濾光片塊分別獨立設置的結構。這種方式將激發(fā)濾光片、光束分離器和發(fā)射濾光片這三種熒光部件集成為一個塊，而光源則另行布置。此時，可以采用將多個濾光片塊集成于一個旋轉式轉臺上的結構。在這種結構下，外部單獨設置的光源體積較大，且由于采用轉臺式多通道結構，濾光片塊的尺寸也會增大，導致設備的整體體積變大，因而存在難以實現(xiàn)小型化的缺點。

5、此外，也曾進行過多種嘗試以實現(xiàn)多通道熒光光源系統(tǒng)的小型化。近年來，還出現(xiàn)了一種結構形式，即將三個熒光濾光片組與光源集成在一個塊中，并將各個塊安裝在轉臺上，通過旋轉方式進行切換使用。然而，在這種情況下，由于會形成集成了三個熒光濾光片組和光源為一體的多個殼體，因此整體體積相對較大，實際上在小型化方面存在一定的限制。此外，由于該結構采用轉臺式旋轉方式，為了向光源供電，必須在每個濾光片塊中設置與插座內電路板連接的接觸點，因此結構變得復雜，并且在旋轉接觸過程中若因異物等原因導致接觸不良，就會產生光源照明異常，進而導致無法進行觀測的問題。

6、不僅如此，為了使用濾光片塊而進行位置移動并進行對準的過程中，若為手動操作結構，當誤判濾光片塊的位置時，可能導致實驗誤差；而在自動調節(jié)的情況下，由于須要旋轉轉臺式載架，因此不僅設備體積增大，而且難以實現(xiàn)線性的位置對準，從而存在一定的局限性。

7、因此，有必要開發(fā)一種可實現(xiàn)小型化并具備自動位置調節(jié)功能的濾光片塊組件，以便能夠有效應用于熒光顯微鏡中。

8、[現(xiàn)有技術文獻]

9、(專利文獻1)美國注冊專利公報第9,347,852號(2016年5月24日)

技術實現(xiàn)思路

1、要解決的技術問題

2、本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術中的各種問題而提出的，其主要目的在于提供一種改進的多通道(即，兩通道以上)熒光濾光片組與光源集成的熒光濾光片塊組件，以及一種具備改進的自動位置調節(jié)功能的濾光片塊組件。該組件在熒光光學系統(tǒng)中無需使用載架，即可在一個殼體中適用多個熒光濾光片組，并且光源也一體集成于所述殼體中，從而構成一個整體結構，使得能夠實現(xiàn)小型化；此外，能夠在光源與物鏡之間實現(xiàn)精確的光路對準，確保在無電源供應異常的情況下構建順暢且精確的光學系統(tǒng)；不僅如此，還通過驅動源實現(xiàn)自動操作，從而能夠進行準確且快速的對準作業(yè)。

3、技術方案

4、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種熒光濾光片塊組件，包括：

5、一個殼體；

6、內置于所述殼體中的兩個以上熒光濾光片組；

7、組裝在所述殼體中并提供照明的光源。

8、此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種熒光濾光片塊組件，包括：殼體(例如單個殼體)；內置于所述殼體中的兩個以上熒光濾光片組；組裝于所述殼體中并提供照明的光源；

9、其中，所述殼體包括驅動裝置，所述驅動裝置能夠實現(xiàn)所述兩個以上熒光濾光片組的自動位置調節(jié)。

10、在一個實施例中，所述熒光濾光片塊組件可以無需使用載架。

11、在一個實施例中，所述熒光濾光片組可包括三個熒光部件：激發(fā)濾光片；二向色分束器；以及發(fā)射濾光片。

12、在一個實施例中，所述三個熒光部件可按照從所述光源開始依次為激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片的順序進行配置。

13、在一個實施例中，所述三個熒光部件可設計為圓形、多邊形、星形或橢圓形。

14、在一個實施例中，所述光源固定于光學模塊中，所述光學模塊可安裝于所述殼體中各熒光濾光片組的一側。所述光源可為led。

15、在一個實施例中，在所述光源與所述熒光濾光片組之間可進一步設置至少一個聚光透鏡。

16、在一個實施例中，所述熒光濾光片塊組件可進一步包括一個明場通道，所述明場通道內置于所述殼體中。

17、在一個實施例中，所述熒光濾光片組可呈直線形、曲線形或圓形排列。

18、在一個實施例中，所述驅動裝置可包括：固定于所述殼體上的驅動源；以及用于控制和引導所述驅動源運作的導向部件。

19、在一個實施例中，所述驅動源可以是驅動電機、直線電機(linear?motor)、壓電電機(piezoelectric?motor)、電磁執(zhí)行器(solenoid?actuator)或音圈電機(voice?coil)。

20、在一個實施例中，所述導向部件可以是用于直線移動的滑動導向部件。

21、在一個實施例中，所述驅動源為驅動電機，所述驅動電機上固定有小齒輪(pinion)，所述小齒輪可與齒條(rack)嚙合。

22、在一個實施例中，所述驅動源為驅動電機，所述驅動電機上固定有滾珠螺桿(ballscrew)或導程螺桿(lead?screw)，所述螺桿可與螺母(nut)嚙合。

23、在一個實施例中，所述驅動源為直線電機，所述直線電機可嵌入于磁軌(magnettrack)中。

24、在一個實施例中，所述殼體還可進一步包括用于檢測殼體位置的傳感器。

25、在一個實施例中，所述傳感器可以是線性編碼器(linear?encoder)、旋轉編碼器(circular?encoder)或限位開關(limit?switch)中的至少一種。

26、此外，本發(fā)明提供一種用于熒光成像光學系統(tǒng)的熒光濾光片塊組件，其中，熒光濾光片塊組件包括：

27、一個殼體；

28、內置于所述殼體中的兩個熒光濾光片組和一個明場通道；以及

29、組裝于所述殼體中并提供照明的光源，

30、所述熒光濾光片組包括三個熒光部件：激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片，所述三個熒光部件按照從所述光源開始依次為激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片的順序進行配置。

31、此外，本發(fā)明提供一種熒光濾光片塊組件，包括：

32、殼體；

33、內置于所述殼體中的兩個熒光濾光片組和一個明場通道；以及

34、組裝于所述殼體中并提供照明的光源，

35、所述熒光濾光片組包括三個熒光部件：激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片，所述三個熒光部件按照從光源開始依次為激發(fā)濾光片、二向色分束器和發(fā)射濾光片的順序進行配置，

36、所述殼體包含驅動裝置，所述驅動裝置包括作為驅動源的驅動電機以及作為導向部件的滑動導向部件，并能夠實現(xiàn)對兩個以上熒光濾光片組的自動位置調節(jié)。

37、在一個實施例中，所述殼體中可內置三個熒光濾光片組和一個明場通道；四個熒光濾光片組和一個明場通道；五個熒光濾光片組和一個明場通道；六個熒光濾光片組和一個明場通道等。

38、在一個實施例中，所述驅動電機上固定有小齒輪，所述小齒輪與齒條嚙合，所述殼體可進一步包括用于檢測殼體位置的傳感器，所述傳感器可為線性編碼器和限位開關。

39、在一個具體實施例中，本發(fā)明提供一種用于熒光成像光學系統(tǒng)的熒光濾光片塊組件，其中，所述熒光濾光片塊組件包括：

40、一個殼體；

41、內置于所述殼體中的兩個熒光濾光片組和一個明場通道；以及

42、組裝于所述殼體的各熒光濾光片組上并提供照明的兩個光源，

43、所述熒光濾光片塊組件不使用載架，

44、所述一個明場通道位于兩個熒光濾光片組之間，

45、各光源固定于各光模塊上，且各光模塊組裝于所述殼體的各熒光濾光片組的一側，從而實現(xiàn)光源與物鏡之間的光路對準，

46、從所述光源發(fā)出的光通過物鏡照射至樣品，

47、所述殼體為進一步包括驅動電機的可滑動的殼體，通過所述可滑動的殼體可實現(xiàn)兩個熒光濾光片組和一個明場通道的切換使用。

48、在另一個具體實施例中，本發(fā)明提供一種用于熒光成像光學系統(tǒng)的熒光濾光片塊組件，其中，熒光濾光片塊組件包括：

49、一個殼體；

50、內置于所述殼體中的兩個熒光濾光片組和一個明場通道；

51、組裝于所述殼體的各熒光濾光片組上并提供照明的兩個光源；以及

52、驅動裝置，

53、所述熒光濾光片塊組件不使用載架，

54、所述一個明場通道位于兩個熒光濾光片組之間，

55、各光源固定于各光模塊上，各光模塊組裝于所述殼體的各熒光濾光片組的一側，從而實現(xiàn)物鏡與光源之間的光路對準，

56、從所述光源發(fā)出的光通過物鏡照射至樣品，

57、所述驅動裝置包括：

58、固定于殼體上的驅動源；以及

59、用于控制和引導所述驅動源運作的導向部件，

60、所述驅動源位于各光模塊得以組裝的各熒光濾光片組之間，并固定于各光模塊得以組裝的面的一側，

61、所述驅動裝置能夠對兩個熒光濾光片組和一個明場通道進行自動位置調節(jié)，以實現(xiàn)自動切換。

62、有益效果

63、本發(fā)明的主要技術效果如下：

64、第一，由于多個熒光濾光片組與光源一體集成于一個殼體中，因此可減小整個光學系統(tǒng)的尺寸并降低制造成本，能夠適用于多通道熒光顯微鏡。

65、第二，由于可以構成為線性(linear)滑動的類型，因此不需要用于固定殼體的安裝板與載架，結構簡單且緊湊，能夠減少零部件數(shù)量，并且由于結構不復雜，故障概率相對較低。

66、第三，電源供給結構簡潔明確，不會發(fā)生檢測異常。

67、第四，使用led光源時，不會產生熱量，不僅有助于節(jié)能，尤其適用于活細胞成像(lci,live?cellimaging)顯微鏡。

68、第五，由于并未分離為單獨的塊，因此光學對準及集成相比分離型更為穩(wěn)定。

69、第六，通過電子控制可將濾光片塊移動至精確位置。

70、第七，在實現(xiàn)自動化的情況下，可按照用戶預設的順序移動濾光片塊。

71、第八，各濾光片塊并未分離為單獨的塊，而是構成為一體型，且各光學模塊分別組裝在殼體中各熒光濾光片組的一側，從而使得光源與物鏡之間的光路徑能夠正確對準，由此提升光效率，可縮短光的使用時間，最終能夠降低結露發(fā)生率。