專利名稱：一種高速激光共焦掃描顯微成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯微成像儀，尤其是涉及醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的顯微成像儀。
背景技術(shù)：
1987年，世界上第一臺激光掃描共聚焦顯微鏡研制成功，它立即成為醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域最先進(jìn)和強(qiáng)有力的分析儀器。至今為止，國內(nèi)外有許多學(xué)者在研究激光掃描共焦顯微鏡，提出了各種各樣的激光掃描共焦顯微鏡。如實(shí)用新型(專利申請?zhí)?9240337.5)采用了一組由激發(fā)濾光片、雙色反射鏡、抑制濾光片組成的可替換配對組合，不但使系統(tǒng)保留了原有的光路簡化、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，還使得系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對各種熒光和非熒光樣品的三維圖像測試；發(fā)明專利(申請?zhí)?8111188.2)公開了一種激光共焦掃描器，其特點(diǎn)是僅用一半反射半透鏡將樣品激光照明光路、樣品散射光信號光路和觀察光路盡可能地合為一體，從而使得光路簡化、結(jié)構(gòu)緊湊、體積變小、成本較低；發(fā)明專利(申請?zhí)?8802979.0)公開一個激光掃描共焦顯微鏡系統(tǒng)，在測量在焦像時能把在焦像從離焦像分離出來，從而既減小了系統(tǒng)誤差又減小了統(tǒng)計誤差。發(fā)明專利(申請?zhí)?9113633.0)公開了一種有自定位的光纖共焦掃描顯微鏡，包括光纖共焦掃描顯微鏡和準(zhǔn)共焦小視場顯微鏡。也就是說，該發(fā)明的一臺顯微鏡具有兩種顯微鏡的功能，既有顯微掃描層析成像的功能，又有一次成像的功能，即是對測定目標(biāo)進(jìn)行自定位的功能。然而，上述共焦掃描顯微鏡均有一個難以克服的缺點(diǎn)成像速度太慢。在這些共焦掃描顯微鏡中，每一個時刻只能得到一個象素點(diǎn)，欲得到一幅完整的圖像，需要逐點(diǎn)完成兩個方向的掃描。由于共焦掃描顯微鏡成像分辨率極高，為了得到高分辨率的圖像，其掃描速度難以提高。因此，成像速度慢，就成為共焦掃描顯微鏡一個嚴(yán)重的缺點(diǎn)。特別是在用于生物醫(yī)學(xué)中的在體測量時，成像速度慢嚴(yán)重地限制了共焦掃描顯微鏡的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高速激光共焦掃描顯微鏡系統(tǒng)。
為了提高共焦掃描顯微鏡的成像速度，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高速激光共焦掃描顯微成像儀其構(gòu)成為物鏡，半透半反鏡，成像物鏡，狹縫，放大物鏡，光電信號傳感器，光電信號傳感器將收到的光信號轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)后，送數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)入計算機(jī)進(jìn)行處理，激光光源經(jīng)準(zhǔn)直物鏡至半透半反鏡提供照明，系統(tǒng)采用共焦結(jié)構(gòu)，既欲成像的物體處于物鏡的焦線上，光電傳感器處于成像物鏡的焦線上，激光光源發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直物鏡，透過半透半反鏡后，經(jīng)過物鏡在欲成像物體的內(nèi)部聚焦成一焦線，由處于焦線的物體組織反射后，再經(jīng)過物鏡、由半透半反鏡反射，經(jīng)過成像物鏡聚焦成一線狀光束，經(jīng)由狹縫后，由放大物鏡成象在光電信號傳感器上，所述的物鏡由附加的控制裝置控制沿軸向或徑向作一維掃描；欲成像的物體也可處于物鏡的焦點(diǎn)上；光電傳感器也可處于成像物鏡的的焦點(diǎn)上；所述的物鏡、成像物鏡采用雙膠合柱面鏡，所述的光電信號傳感器采用線陣CCD器件，所述的光源采用紅外波段的激光器。
本發(fā)明可使共焦掃描顯微鏡的速度提高幾百倍，同時可以簡化共焦掃描顯微鏡的結(jié)構(gòu)，減小體積，大大地拓展了共焦掃描顯微鏡的使用范圍。


圖1是激光共焦掃描顯微鏡的系統(tǒng)框圖。其中1物鏡；2是半透半反鏡；3是準(zhǔn)直物鏡；4是激光光源；5是成像物鏡；6是狹縫；7是放大物鏡；8光電信號傳感器；9是數(shù)據(jù)采集裝置；10是計算機(jī)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1是激光共焦掃描顯微鏡的系統(tǒng)框圖。
本發(fā)明的工作原理如下激光光源4為近紅外波段的激光器，其發(fā)出的窄帶光束經(jīng)準(zhǔn)直物鏡3擴(kuò)展成直徑1毫米至幾毫米的均勻、平行光束，由半透半反鏡2分裂為兩路光束一路經(jīng)半透半反鏡2反射的光束不用；另一路光束透過半透半反鏡2后，經(jīng)過物鏡1在被測物體的內(nèi)部聚焦成一焦線，由處于焦線的被測物體反射后，再經(jīng)過物鏡1、由半透半反鏡2反射，經(jīng)過成像物鏡5，狹縫7后，由放大物鏡成像在光電信號傳感器上。由于光電信號傳感器上的象素與處于焦線的被測物體像素有一一對應(yīng)關(guān)系，因此，此時可得到處于焦線的被測物體數(shù)百甚至數(shù)千個像素。隨著物鏡1在軸向或徑向移動，可以得到被測物體的高分辨率圖像。由于只需在一個方向作掃描運(yùn)動，所以該裝置可以高速成像。光電信號傳感器輸出的信號經(jīng)過數(shù)據(jù)采集裝置9送入計算機(jī)10，經(jīng)過計算機(jī)計算后可以得到被測物體的層析圖像。
權(quán)利要求
1.一種高速激光共焦掃描顯微成像儀其構(gòu)成為物鏡，半透半反鏡，成像物鏡，狹縫，放大物鏡，光電信號傳感器，光電信號傳感器將收到的光信號轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)后，送數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)入計算機(jī)進(jìn)行處理，激光光源經(jīng)準(zhǔn)直物鏡至半透半反鏡提供照明，其特征是，系統(tǒng)采用共焦結(jié)構(gòu)，既欲成像的物體處于物鏡的焦線上，光電傳感器處于成像物鏡的焦線上，激光光源發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直物鏡，透過半透半反鏡后，經(jīng)過物鏡在欲成像物體的內(nèi)部聚焦成一焦線，由處于焦線的物體組織反射后，再經(jīng)過物鏡、由半透半反鏡反射，經(jīng)過成像物鏡聚焦成一線狀光束，經(jīng)由狹縫后，由放大物鏡成象在光電信號傳感器上，所述的物鏡由附加的控制裝置控制沿軸向或徑向作一維掃描；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速激光共焦掃描顯微成像儀，其特征是，系統(tǒng)采用共焦結(jié)構(gòu)，且欲成像的物體處于物鏡的焦點(diǎn)上；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速激光共焦掃描顯微成像儀，其特征是，系統(tǒng)采用共焦結(jié)構(gòu)，且光電傳感器處于成像物鏡的焦點(diǎn)上；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速激光共焦掃描顯微成像儀，其特征在于所述的物鏡采用雙膠合柱面鏡；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速激光共焦掃描顯微成像儀，其特征在于所述的成像物鏡采用雙膠合柱面鏡；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速激光共焦掃描顯微成像儀，其特征在于所述的光電信號傳感器采用線陣CCD器件；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速激光共焦掃描顯微成像儀，其特征在于所述的光源采用紅外波段的激光器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顯微成像儀,尤其是涉及醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的顯微成像儀。為解決現(xiàn)有技術(shù)中成像速度慢等問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是系統(tǒng)采用共焦結(jié)構(gòu),既欲成像的物體處于物鏡的焦線上,光電傳感器處于成像物鏡的焦線上,物鏡沿軸向或徑向作一維掃描。欲成像的物體也可處于物鏡的焦點(diǎn)上。光電傳感器也可處于成像物鏡的焦點(diǎn)上。所述的物鏡采用柱面鏡,所述的光電信號傳感器采用線陣CCD器件。所述的光源采用紅外波段的激光器。本發(fā)明具有速度快、體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。
文檔編號G01N21/00GK1369701SQ0210445
公開日2002年9月18日 申請日期2002年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月19日
發(fā)明者李剛, 林凌, 洪欣, 于學(xué)敏 申請人:天津大學(xué)