基于多譜段led光源的熒光顯微鏡的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熒光顯微鏡，具體涉及一種基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]熒光顯微鏡，主要以某種光源發(fā)出的窄帶光或?qū)捵V光，經(jīng)過濾色系統(tǒng)產(chǎn)生一定波長的窄帶光(如365nm紫外光或420nm紫藍(lán)光)作為激發(fā)光，照射被熒光染料標(biāo)記的樣品，激發(fā)樣品內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)射出各種不同顏色的熒光，經(jīng)過另一熒光濾色系統(tǒng)后，再通過物鏡和目鏡的放大進(jìn)行觀察。這樣在強(qiáng)烈的對襯背景下，即使熒光很微弱也易辨認(rèn)，靈敏度高，可用于研宄細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、化學(xué)物質(zhì)的分布及定位等，是開展生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、腫瘤學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)等研宄工作的理想儀器。
[0003]熒光顯微鏡的基本構(gòu)造是由普通光學(xué)顯微鏡加上一些附件(如熒光光源、激發(fā)濾片、雙色束分離器和阻斷濾片等)的基礎(chǔ)上組成的。熒光光源一般采用超高壓汞燈(50?200W)，它可發(fā)出各種波長的光，但每種焚光物質(zhì)都有一個(gè)產(chǎn)生最強(qiáng)焚光的激發(fā)光波長，所以需加用濾光片(一般有紫外、紫色、藍(lán)色和綠色激發(fā)濾片)，僅使一定波長的激發(fā)光透過照射到標(biāo)本上，而將其他光都吸收掉。每種物質(zhì)被激發(fā)光照射后，在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)射出較照射波長更長的可見熒光。熒光具有專一性，一般都比激發(fā)光弱，為能觀察到專一的熒光，在物鏡后面需加截止濾光片。它的作用有二:一是吸收和阻擋激發(fā)光進(jìn)入目鏡、以免干擾熒光和損傷眼睛，二是選擇并讓特異的熒光透過，表現(xiàn)出專一的熒光色彩。兩種濾光片必須選擇配合使用。
[0004]目前全球領(lǐng)先的傳統(tǒng)熒光顯微鏡廠家，包括奧林巴斯、尼康、蔡司、萊卡等，主要采用氙燈、汞燈、金鹵燈等傳統(tǒng)光源作為激發(fā)光源，通過配備不同的熒光激發(fā)模塊的方式，實(shí)現(xiàn)對不同峰值激發(fā)波長的熒光染料的熒光激發(fā)，傳統(tǒng)光源壽命較短，汞燈典型壽命200小時(shí)，金齒燈壽命2000小時(shí)，設(shè)備可維護(hù)性差。目前Olympus、Nikon公司最多做到八波段焚光激發(fā)，如Olympus 1X83、BX63系列顯微鏡，尼康ECLIPSE Ti系列顯微鏡，主要結(jié)構(gòu)是配備白光光源(如汞燈、金鹵燈、LED等)，為了獲得多種不同熒光樣品，熒光顯微鏡一般需要多套濾色片系統(tǒng)，設(shè)置多個(gè)激發(fā)孔位，用于設(shè)置濾光片，通過濾光實(shí)現(xiàn)多種不同激發(fā)波長的光輸出。該系列顯微鏡功能強(qiáng)大，具有自動(dòng)對焦、多層擴(kuò)展設(shè)計(jì)多端口支持，具備微分干涉(DIC)、相差、暗場成像功能等功能，正是由于集成了許多功能，因此價(jià)格昂貴(3-5萬美元)，只有少數(shù)科研經(jīng)費(fèi)充足的高校和科研院所有能力購買。而且更為重要的是，氙燈、汞燈、金鹵燈等傳統(tǒng)光源作為激發(fā)光源，其波長在顯微鏡制造完成后就是固定的，在后續(xù)使用中是無法根據(jù)需要去控制和調(diào)節(jié)激發(fā)光源的波長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低成本、且光源波長可調(diào)的基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡，包括熒光顯微鏡本體以及向熒光顯微鏡本體提供光的光源，該光源包括多個(gè)LED芯片和/或LED芯片組，該LED芯片和/或LED芯片組所具有的波段中包含了多種不同中心波長的波段，其種類數(shù)量等于或低于該LED芯片和/或LED芯片組的數(shù)量，該LED芯片和/或LED芯片組還設(shè)置于線路層上，該線路層設(shè)置于基板上，該線路層還具有與LED芯片和/或LED芯片組的數(shù)量對應(yīng)的多個(gè)引腳，該LED芯片和/或LED芯片組的一端電極串聯(lián)和/或并聯(lián)連接、相對的另一端電極由引腳引出。
[0008]本發(fā)明對熒光顯微鏡的激發(fā)光源作出了改進(jìn)，首先以LED光源替代了現(xiàn)有技術(shù)中的氙燈、汞燈、金鹵燈等激發(fā)光源，降低了光源使用上的成本；其次，多個(gè)LED芯片和/或LED芯片組中，其具有了多種不同中心波長的波段，每個(gè)具有不同中心波長的LED芯片或LED芯片組通過設(shè)于線路層上的與LED芯片或LED芯片組相對于的獨(dú)立引腳引出，通過該引腳可以在某一時(shí)間接通一個(gè)或多個(gè)LED芯片或LED芯片組，未被接通的其余LED芯片或LED芯片組處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)，整個(gè)LED光源輸出的光由這些接通電源的LED芯片或LED芯片組發(fā)出的光進(jìn)行合成，需要什么波長的光源只需要接通相應(yīng)的具有具有不同中心波長的LED芯片或LED芯片組即可，從而實(shí)現(xiàn)了對光源的中心波長的調(diào)節(jié)控制。
[0009]因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其不僅降低了成本，更為重要的是，還實(shí)現(xiàn)了對一套光源上可根據(jù)需要調(diào)節(jié)出不同波長的光源的目的，從而擴(kuò)展了熒光顯微鏡上光源在使用上的多變性，使得熒光顯微鏡可以具有多譜段的LED光源。
[0010]同時(shí)，本基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡具有多個(gè)不同中心波長的LED芯片或LED芯片組，從而可以根據(jù)需要獲得不同波長的光出射，因此，濾光片組件中的激發(fā)濾光片為可選組件，如果LED光帶寬足夠窄，可以不用激發(fā)濾光片而將激發(fā)光直接入射到顯微鏡系統(tǒng)中。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作如下改進(jìn):
[0012]作為優(yōu)選的方案，上述的LED芯片和/或LED芯片組以陣列形式排布。
[0013]采用上述優(yōu)選的方案，將LED芯片和/或LED芯片組以陣列形式排布，使得光源的出光可以更為均勻。
[0014]作為優(yōu)選的方案，上述的LED芯片和/或LED芯片組的一端電極為共陽極連接，多個(gè)引腳為共陰極連接；或者LED芯片和/或LED芯片組的一端電極為共陰極連接，多個(gè)引腳為共陽極連接。
[0015]采用上述優(yōu)選的方案，可以形成LED芯片和/或LED芯片組的兩種可選的電連接方案。
[0016]作為優(yōu)選的方案，上述的LED芯片和/或LED芯片組中，具有相同中心波長的LED芯片和/或LED芯片組并聯(lián)或串聯(lián)連接，具有不同中心波長的LED芯片和/或LED芯片組僅并聯(lián)連接。
[0017]采用上述優(yōu)選的方案，相同中心波長的LED芯片和/或LED芯片組的接通放在一起一次接通或者分次接通，不同中心波長的LED芯片和/或LED芯片組分次接通，從而可以便于將相同中心波長的LED芯片和/或LED芯片組、和不同中心波長的LED芯片和/或LED芯片組的接通區(qū)分開來。
[0018]作為優(yōu)選的方案，上述的光源還設(shè)置有控制電路，其一次控制一個(gè)LED芯片或LED芯片組的電路通斷，或一次控制多個(gè)LED芯片和/或LED芯片組的電路通斷。
[0019]采用上述優(yōu)選的方案，可以通過控制電路來自動(dòng)控制LED芯片和/或LED芯片組的接通，該控制電路可以是獨(dú)立的電路，也可以是由微電腦控制的集成電路，每個(gè)不同中心波長的LED芯片或LED芯片組通過設(shè)于線路層上的獨(dú)立的引腳連接于控制電路不同的輸出引腳上，以此來實(shí)現(xiàn)對不同LED芯片或LED芯片組的實(shí)時(shí)獨(dú)立的控制，可在某一時(shí)間接通一個(gè)或多個(gè)LED芯片或LED芯片組，其余的LED芯片或LED芯片組處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0020]作為優(yōu)選的方案，上述的控制電路還用于控制LED芯片和/或LED芯片組的通電電流大小。
[0021]采用上述優(yōu)選的方案，可以實(shí)現(xiàn)對LED芯片和/或LED芯片組的亮度的調(diào)節(jié)。
[0022]作為優(yōu)選的方案，上述的控制電路還根據(jù)對應(yīng)某個(gè)LED芯片或LED芯片組的引腳的導(dǎo)通來控制熒光顯微鏡本體內(nèi)的濾光片調(diào)整至相應(yīng)的位置。
[0023]采用上述優(yōu)選的方案，由于光源的波長調(diào)整后，濾光片也需要調(diào)整到相對的位置，以前都是手動(dòng)調(diào)節(jié)的，現(xiàn)在可以通過控制電路來根據(jù)引腳的導(dǎo)通來控制濾光片自動(dòng)調(diào)節(jié)，具體可以是給驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)再自動(dòng)帶動(dòng)濾光片組件轉(zhuǎn)動(dòng)一定行程。
[0024]作為優(yōu)選的方案，上述的線路層和基板之間設(shè)置有絕緣層。
[0025]采用上述優(yōu)選的方案，可以形成線路層和基板之間的絕緣。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明的基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡中所涉及的LED光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為為本發(fā)明的基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡中所涉及的LED光源的電路圖。
[0029]其中，1.光源11.LED芯片12.引腳13.共陰極14.基板15.線路層16.絕緣層
2.熒光顯微鏡本體21.透鏡22.反射鏡23.激發(fā)濾光片24.二向色鏡25.發(fā)射濾光片26.反射鏡27.筒鏡28.探測器29.物鏡30.載物臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0031]為了達(dá)到本發(fā)明的目的，如圖1-2所示，在本發(fā)明的基于多譜段LED光源的熒光顯微鏡的一些實(shí)施方式中，包括焚光顯微鏡本體2以及向焚光顯微鏡本體2提供光的光源1，該熒光顯微鏡本體2包括透鏡21、反射鏡22、激發(fā)濾光片23、二向色鏡24、發(fā)射濾光片25、反射鏡26、筒鏡27、探測器28、物鏡29和載物臺(tái)30，在一些實(shí)施中，熒光顯微鏡本體2的結(jié)構(gòu)也會(huì)與此存在差別，此處僅給出一種結(jié)構(gòu)的熒光顯微鏡本體2，其與可以從現(xiàn)有技術(shù)中獲知，在此不再——列舉；作為改進(jìn)，該光源I包括九個(gè)LED芯片11，該九個(gè)LED芯片11所具有的波段中包含了九種或著少于九種不同中心波長的波段，九個(gè)LED芯片11的中心波長范圍涵蓋紫外波段到紅外波段，該LED芯片11還設(shè)置于線路層15上，該線路層1