專利名稱：一種多光譜顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及多光譜顯微鏡的技術(shù)領(lǐng)域，特指一種采用多個光譜不同的LED作為光源的多光譜顯微鏡。
背景技術(shù)：
多光譜顯微鏡比普通顯微鏡多獲得了一維信息，即光譜信息，能提供更準確的定量分析，因而在臨床醫(yī)學、病理學、組織學、免疫組織化學、制藥工程、材料學等領(lǐng)域具有重要的應用價值。目前的多光譜顯微鏡一般采用光柵、電調(diào)諧濾光器件(LCTF或A0TF)、濾色片等分光器件獲得光譜信息，如中國專利200410017031. 4采用光柵獲得光譜信息，中國專利 200310111610. 0采用電調(diào)諧濾光器件獲得光譜信息，雖然這兩種方法都可以獲得連續(xù)的高光譜分辨率的顯微圖像，但是成本較高，且在具體應用時，一般只需其中幾個波段的光譜數(shù)據(jù)艮口可，如《A Novel Optical Imaging Method for the Early Detection, Quantitative Grading, and Mapping of Cancerous and Precancerous Lesions of Cervix))Kffi 525nm 禾口640]1111兩^^波·( 白勺光"111 據(jù)，〈〈Single sensor that outputs narrowband multispectral image))只用了 540nm、577nm、650nm和970nm四個波段光譜數(shù)據(jù)。專利W02008074019A2則公開了一種采用濾色片陣列的方法，可以獲得有限的幾個波段的多光譜數(shù)據(jù)，成本較低，但是會降低空間分辨率，波段越多，空間分辨率降低越多， 且濾色片陣列確定后，其光譜波段也就確定了，不能隨意更換，只能專用，拓展性不強。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種性價比更高的多光譜顯微鏡。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下—種多光譜顯微鏡，由LED控制器、若干個具有不同光譜的LED、一根多分支光纖、 一個聚光系統(tǒng)、一個載物臺、一個物鏡、一個成像系統(tǒng)、一個黑白數(shù)碼攝像頭和一臺計算機組成；其中多分支光纖具有若干個光纖入口、若干個光纖分段、一個光纖合成段和一個光纖出口，每個光纖分段的一端是一個光纖入口，所有光纖分段的另一端合成光纖合成段，光纖合成段的另一端作為光纖出口 ；LED控制器與所有LED連接；各LED —一對應地安裝在多分支光纖的各光纖入口前方；多分支光纖的光纖出口正對聚光系統(tǒng)，載物臺、物鏡、成像系統(tǒng)和黑白數(shù)碼攝像頭依次安裝在聚光系統(tǒng)的前方，黑白數(shù)碼攝像頭通過信號線與計算機連接，計算機通過控制線與LED控制器連接而控制若干個LED分時點亮，同時控制黑白數(shù)碼攝像頭采集在每個點亮的LED照射下的圖像數(shù)據(jù)，從而獲得多個波段的光譜數(shù)據(jù)。所有光纖分段的光纖絲在光纖合成段處呈均勻分布，即所有光纖入口在光纖出口處呈均勻分布。所述多分支光纖至少有2個光纖分段。所述若干個LED至少包含2種不同光譜。[0011]所述若干個LED是可更換地在與LED控制器連接。所述LED控制器，是一個與計算機聯(lián)機使用的多路LED控制器，其每個LED的開關(guān)由計算機控制。所述黑白數(shù)碼攝像頭是CXD或者CMOS攝像頭。所述各LED和各光纖入口之間安裝可選的窄帶濾色片和可選的集光鏡。采用上述方案后，本實用新型通過多分支光纖將安裝在每個光纖入口前的LED發(fā)出的光耦合到聚光系統(tǒng)，并照射到載物臺上的樣品上，由計算機通過LED控制器分時點亮不同光譜的LED，相當于用不同的光譜分時照射在樣品上，同時控制黑白數(shù)碼攝像頭采集在每個LED照射下的樣品圖像數(shù)據(jù)，即可獲得多個波段的光譜圖像數(shù)據(jù)。本實用新型性價比更高，與現(xiàn)有技術(shù)的熒光照明裝置相比，具有以下優(yōu)點一、易于實現(xiàn)；二、成本更低；三、可以拓展，光譜可更換。

圖1是四進一出的多分支光纖的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是可提供四個波段的本實用新型多光譜顯微鏡原理圖。標號說明LED 控制器 1LED 21、22、23、24窄帶濾色片31、32、33、34集光鏡41、42、43、44多分支光纖5多分支光纖出口 50多分支光纖的4個分段55、56、57、58多分支光纖的4個入口 51、52、53、54多分支光纖的合成段59顯微鏡6聚光系統(tǒng)6I載物臺62樣品63物鏡64成像系統(tǒng)65黑白數(shù)碼攝像頭7信號線8計算機9控制線10。
具體實施方式
[0042]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖2所示，為本實用新型的一種實施例，本實用新型揭示的一種多光譜顯微鏡， 由LED控制器1、若干個具有不同光譜的LED、一根多分支光纖5、一個聚光系統(tǒng)61、一個載物臺62、一個物鏡64、一個成像系統(tǒng)65、一個黑白數(shù)碼攝像頭7和一臺計算機9組成。其中，LED的個數(shù)依設(shè)計而定，此實施例有四個LED 21、22、23、24。LED 21、22、23、 M的發(fā)射光譜均不一樣，根據(jù)用戶的需要選定。LED控制器1與所有LED 21、22、23、對連接，LED 21、22、23、M是可更換的，更換成其他發(fā)射光譜。多分支光纖5具有若干個光纖入口、若干個光纖分段、一個光纖合成段和一個光纖出口。此多分支光纖5，可以找光纖公司定制，比如南京春輝科技實業(yè)有限公司，北京北?？萍籍a(chǎn)業(yè)中心等。此實施例采用一個四進一出的多分支光纖5，如圖1所示，含有4個光纖入口 51、52、53、54，4個光纖分段55、56、57、58，一個光纖合成段59和一個光纖出口 50， 每個光纖分段55、56、57、58的一端是一個光纖入口 51、52、53、54，所有光纖分段55、56、57、 58的另一端合成光纖合成段59，光纖合成段59的另一端作為光纖出口 50。所有光纖分段 55、56、57、58的光纖絲在光纖合成段59處是均勻分布的，即所有光纖入口 51、52、53、討在光纖出口 50處是均勻分布的。各光纖入口 51、52、53、M的前方——對應地安裝LED 21、 22、23、24ο聚光系統(tǒng)61正對光纖出口 59。載物臺62、物鏡64、成像系統(tǒng)65和黑白數(shù)碼攝像頭7依次安裝在聚光系統(tǒng)61的前方。聚光系統(tǒng)61、載物臺62、物鏡64和成像系統(tǒng)65構(gòu)成顯微主體6。黑白數(shù)碼攝像頭7可以是CXD或者CMOS攝像頭，如選用麥克奧迪實業(yè)集團有限公司的高端CCD攝像頭Motic Pro 285C。計算機9通過信號線8與黑白數(shù)碼攝像頭7連接。信號線8由黑白數(shù)碼攝像頭7 的通訊接口決定，如IEEE 1394火線、USB線等，本實例選用的黑白數(shù)碼攝像頭Motic Pro
為USB線。計算機9還通過控制線10與LED控制器1連接而控制若干個LED 21、22、 23J4分時點亮?？刂凭€10可以是USB線，RS232等，取決于LED控制器1的接口。LED控制器1是一個受控的多路LED控制器，可以與計算機9聯(lián)機，其每個LED的開關(guān)由計算機9 控制，該技術(shù)為公知技術(shù)，不展開介紹。為了獲得更窄的光譜，各LED 21、22、23、M和各光纖入口 51、52、53、討之間還安裝窄帶濾色片(可以是干涉濾色片)31、32、33、34和集光鏡(光纖耦合器)41、42、43、44。窄帶濾色片31、32、33、34，其中心波長和對應LED 21,22,23,24的中心波長一致，帶寬較窄， 可以使對應的LED 21,22,23,24的發(fā)射光譜更窄，可根據(jù)需要進行挑選。本實用新型中，LED 21、22、23、M發(fā)出的光線分別經(jīng)過可選的窄帶濾色片31、32、 33,34進一步濾光后，再分別經(jīng)過集光鏡41、42、43、44會聚后，進入多分支光纖5的4個光纖入口 51、52、53、54，從光纖出口 50射出，然后進入顯微主體6的聚光系統(tǒng)61會聚后，照射在放置于載物臺62上的樣品63上，再由物鏡64、成像系統(tǒng)65后成像在黑白數(shù)碼攝像頭 7上，黑白數(shù)碼攝像頭7通過信號線8連接到計算機9上，同時所有的LED 21,22,23,24連接到LED控制器1上，再通過控制線10連接到計算機9上。工作時，由計算機9控制每個LED 21、22、23、M和黑白數(shù)碼攝像頭7同步工作，通過LED控制器1分時點亮LED 21,22,23,24并照射在樣品63上，同時控制黑白數(shù)碼攝像頭 7依次采集在LED 21,22,23,24照射下的樣品圖像數(shù)據(jù)，即可獲得多個波段的光譜圖像數(shù)據(jù)。具體為計算機9通過LED控制器1點亮其中一個LED，同時啟動黑白數(shù)碼攝像頭9并開始曝光，曝光結(jié)束后，并通過LED控制器1關(guān)閉當前LED，采集該圖像數(shù)據(jù)作為其中一個波段的光譜數(shù)據(jù)。這是獲得其中一個波段的光譜數(shù)據(jù)的一個步驟，按類似的方法控制其他 LED和黑白數(shù)碼攝像頭，即可獲得其他波長的光譜數(shù)據(jù)。 上述僅為本實用新型的一個具體實施例，但本實用新型的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本實用新型進行非實質(zhì)性的改動，均應屬于侵犯本實用新型保護范圍的行為。
權(quán)利要求1.一種多光譜顯微鏡，其特征在于由LED控制器、若干個具有不同光譜的LED、一根多分支光纖、一個聚光系統(tǒng)、一個載物臺、一個物鏡、一個成像系統(tǒng)、一個黑白數(shù)碼攝像頭和一臺計算機組成；其中多分支光纖具有若干個光纖入口、若干個光纖分段、一個光纖合成段和一個光纖出口，每個光纖分段的一端是一個光纖入口，所有光纖分段的另一端合成光纖合成段，光纖合成段的另一端作為光纖出口 ；LED控制器與所有LED連接；各LED —一對應地安裝在多分支光纖的各光纖入口前方；多分支光纖的光纖出口正對聚光系統(tǒng)，載物臺、物鏡、成像系統(tǒng)和黑白數(shù)碼攝像頭依次安裝在聚光系統(tǒng)的前方，黑白數(shù)碼攝像頭通過信號線與計算機連接，計算機通過控制線與LED控制器連接而控制若干個LED分時點亮，同時控制黑白數(shù)碼攝像頭采集在每個點亮的LED照射下的圖像數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多光譜顯微鏡，其特征在于所有光纖分段的光纖絲在光纖合成段處呈均勻分布，即所有光纖入口在光纖出口處呈均勻分布。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多光譜顯微鏡，其特征在于所述多分支光纖至少有2個光纖分段。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多光譜顯微鏡，其特征在于所述若干個LED至少包含2種不同光譜。
5.如權(quán)利要求1所述的一種多光譜顯微鏡，其特征在于所述若干個LED是可更換地在與LED控制器連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種多光譜顯微鏡，其特征在于所述LED控制器，是一個與計算機聯(lián)機使用的多路LED控制器，其每個LED的開關(guān)由計算機控制。
7.如權(quán)利要求1所述的一種多光譜顯微鏡，其特征在于所述黑白數(shù)碼攝像頭是CXD 或者CMOS攝像頭。
8.如權(quán)利要求1所述的一種多光譜顯微鏡，其特征在于所述各LED和各光纖入口之間安裝可選的窄帶濾色片和集光鏡。
專利摘要本實用新型公開一種多光譜顯微鏡，由LED控制器、若干個具有不同光譜的LED、一根多分支光纖、一個聚光系統(tǒng)、一個載物臺、一個物鏡、一個成像系統(tǒng)、一個黑白數(shù)碼攝像頭和一臺計算機組成；LED控制器與所有LED連接；各LED一一對應地安裝在多分支光纖的各光纖入口前方；多分支光纖的光纖出口正對聚光系統(tǒng)，載物臺、物鏡、成像系統(tǒng)和黑白數(shù)碼攝像頭依次安裝在聚光系統(tǒng)的前方，黑白數(shù)碼攝像頭通過信號線與計算機連接，計算機通過控制線與LED控制器連接而控制若干個LED分時點亮，同時控制黑白數(shù)碼攝像頭采集在每個點亮的LED照射下的圖像數(shù)據(jù)。本實用新型性價比更高，易于實現(xiàn)，成本更低。
文檔編號G01N21/25GK202221407SQ20112031559
公開日2012年5月16日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者陳木旺 申請人:麥克奧迪實業(yè)集團有限公司