一种照明系统和显微镜设备技术方案

本发明专利技术公开了一种照明系统，包括光源组件、设置在光源组件的输出光路上的匀光整形元件、和设置在匀光整形元件的输出光路上的物镜组；匀光整形元件用于将光源组件出射的光进行匀化整形成预定光斑形状的光束；物镜组用于对光源组件输出的光束光斑大小进行调制。本申请中利用微透镜阵列减少照明光束的能量损失，提升照明照度，保证照明光束的光斑照度均匀性，使得照明系统应用于显微镜设备中时，能够降低成像系统的检测图像的噪声，有利于提升检测图像分析结果的准确性；本申请还提供了一种显微镜设备，具有上述有益效果。具有上述有益效果。具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种照明系统和显微镜设备


[0001]本专利技术涉及光学照明
，特别是涉及一种照明系统和显微镜设备。

技术介绍

[0002]在荧光分子检测分析领域，一般采用显微镜设备进行荧光图像采集，并基于荧光图像采集进行荧光分子分析。荧光显微镜中的光机系统的优良性直接决定了图像传感器获得图像的质量，一个优良的光机系统可以为后期图像处理例如荧光分子定位，信号增强，图像去噪等减轻很大的压力。在荧光分子检测领域，光机系统大致可以分为照明系统模块和成像系统模块；照明系统模块中的照明光源输出的光束通过一系列的光学元件调制成例如圆形、矩形等特定形状光斑入射在目标靶面上，其中，目标靶面上分布着荧光分子或荧光基团；成像系统模块的作用则是将目标靶面上发出的荧光信号通过显微物镜成像在工业相机上。
[0003]为了使得光机系统捕获最佳的荧光信号，如何提升显微镜设备中照明系统输出的照明光斑和成像系统的有效视场之间的匹配度、提升照明光斑的照度均匀性以及照明功率密度都是在荧光分子检测中需要重点关注的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种照明系统以及显微镜设备，在一定程度上提升了照明光束的光斑照度和光斑照度均匀性，为显微镜设备中检测图像采集提供高质量光照。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种照明系统，包括：
[0006]光源组件、设置在所述光源组件的输出光路上的匀光整形元件、和设置在所述匀光整形元件的输出光路上的物镜组；
[0007]所述匀光整形元件用于将光源组件出射的光进行匀化整形成预定光斑形状的光束；
[0008]所述物镜组用于对所述光源组件输出的光束光斑大小进行调制。
[0009]在本申请的一种可选地实施例中，所述匀光整形元件包括设置在所述光源组件的输出光路上的微透镜阵列、设置在所述微透镜阵列的输出光路上的聚光透镜；
[0010]其中，所述微透镜阵列的微元为设定形状的微元结构。
[0011]在本申请的一种可选地实施例中，所述微透镜阵列为双排微透镜阵列，且两排微透镜阵列之间的间距等于单个所述微透镜阵列的焦距。
[0012]在本申请的一种可选地实施例中，所述匀光整形元件包括设置在所述光源组件的输出光路上的匀光棒，所述匀光棒的光出射端面轮廓为设定形状。
[0013]在本申请的一种可选地实施例中，所述光源组件包括发光光源和设置在所述发光光源的输出光路上的准直透镜。
[0014]在本申请的一种可选地实施例中，所述发光光源的数量为两个，每个所述发光光源的输出光路上各设置一个所述准直透镜；且两个所述准直透镜的输出光路上设置有合光
元件，用于将两个所述准直透镜输出的光束合光输出。
[0015]在本申请的一种可选地实施例中，所述物镜组包括双胶合透镜和显微物镜。
[0016]一种显微镜设备，包括如上任一项所述的照明系统，以及图像采集器；
[0017]所述照明系统用于向待测样品投射照明光线；
[0018]所述图像采集器用于在所述照明光线的照射下采集待测样品的图像。
[0019]在本申请的一种可选地实施例中，所述照明系统中的聚光透镜的输出光路上还设置有二向色镜；
[0020]所述图像采集器设于所述二向色镜的输出光路上，用于接收通过所述二向色镜入射至所述图像采集器的待测样品表面的反射光线。
[0021]在本申请的一种可选地实施例中，所述二向色镜设于所述物镜组中包含的多个透镜之间的光路上。
[0022]本专利技术所提供的一种照明系统，包括光源组件、设置在光源组件的输出光路上的匀光整形元件、和设置在匀光整形元件的输出光路上的物镜组；匀光整形元件用于将光源组件出射的光进行匀化整形成预定光斑形状的光束；物镜组用于对光源组件输出的光束光斑大小进行调制。
[0023]本申请中利用匀光整形元件将光源组件的输出光路进行匀化整形成预定光斑形状的光束，再经过物镜组对光斑大小的调制作用最终使得光束光斑符合照明要求大小。当本申请中的照明系统应用于显微镜设备中时只需要将匀光整形元件设置为和成像系统的有效视场形状相同的形状结构，即可实现照明系统的光束光斑和成像系统的有效视场匹配，相对于通过光阑限制光束光斑形状实现照明光斑和有效视场匹配而言，本申请中能够减少光束的能量损失，提升照明照度；在此基础上因为本申请中的照明光斑是基于匀光整形元件对光源组件输出的光束匀光后形成的光束，能够在一定程度上保证混合输出后光斑的照度均匀性。
[0024]综上所述，本申请中的照明系统应用于显微镜设备中时，能够在匹配成像系统的有效视场的基础上保证照明光束的高照度和良好均匀性，降低了后续成像系统中采集检测图像时的噪声，有利于荧光分子检测的准确性。
[0025]本申请还提供了一种显微镜设备，具有上述有益效果。
附图说明
[0026]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请实施例提供的照明系统的光路结构示意图；
[0028]图2为本申请实施例提供的显微镜设备的光路结构示意图。
具体实施方式
[0029]传统的显微镜设备中的照明系统为临界照明系统；临界照明系统是直接将光源成像于被照明的样品平面上，难以保证样品平面上的光斑照度均匀性。为此在此基础上提出
坷垃照明系统，柯拉照明系统中是将柯拉镜成像于样品平面上，使得样品平面得到更均匀的光照。
[0030]但在显微镜设备中照明系统输出的照明光束为了匹配成像系统的有效视场，需要输出和成像系统的有效视场形状相同的光斑，为此就需要采用光阑对照明光束的光斑形状进行整形。例如有效视场为矩形，则需要在照明系统的光路上设置具有矩形通光孔的光阑，使得最终输出的照明光束的光斑形状和有效视场的形状相匹配。
[0031]而显然光阑之所以可以对光斑形状进行整形，是对照明系统中光源输出的部分光线进行了遮挡，使得只有矩形孔径内的光线能够输出最终得到矩形光斑，显然这在一定程度上会降低照明系统输出照明光束的功率。
[0032]为此，本申请中提出了一种在和成像系统的有效视场相匹配的基础上，能够提升照明系统的光照能量输出效率并保证光斑照度均匀性的照明系统，有利于提高成像系统采集检测图像的质量。
[0033]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]如图1所示，图1为本申请实施例提供的照明系统的光路结构示意图。该照明系统可以包括：
[0035]光源组件1；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种照明系统，其特征在于，包括光源组件、设置在所述光源组件的输出光路上的匀光整形元件、和设置在所述匀光整形元件的输出光路上的物镜组；所述匀光整形元件用于将光源组件出射的光进行匀化整形成预定光斑形状的光束；所述物镜组用于对所述光源组件输出的光束光斑大小进行调制。2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述匀光整形元件包括设置在所述光源组件的输出光路上的微透镜阵列、设置在所述微透镜阵列的输出光路上的聚光透镜；其中，所述微透镜阵列的微元为设定形状的微元结构。3.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述微透镜阵列为双排微透镜阵列，且两排微透镜阵列之间的间距等于单个所述微透镜阵列的焦距。4.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述匀光整形元件包括设置在所述光源组件的输出光路上的匀光棒，所述匀光棒的光出射端面轮廓为设定形状。5.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光源组件包括发光光源和设置在所述发光光源的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔书旗，岳东东，程习敏，唐江，王建敏，
申请(专利权)人：郑州思昆生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：