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CN110726702A - 采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置 - Google Patents

采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置 Download PDF

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CN110726702A CN201810788288.1A CN201810788288A CN110726702A CN 110726702 A CN110726702 A CN 110726702A CN 201810788288 A CN201810788288 A CN 201810788288A CN 110726702 A CN110726702 A CN 110726702A
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beam splitter
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polarizer
optical
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许光裕
蔡建中
郑东祐
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Ruizhun Medical Light Co Ltd
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Ruizhun Medical Light Co Ltd
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Abstract

一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其具有：一第一白光光源单元，用以产生一第一白光光束，该第一白光光束频带包含一宽频频带及一窄频频带；一混光单元，具有一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边及一第四侧边，所述第一侧边面对该第一白光光源单元，且能够使由所述第一侧边入射的所述第一白光光束分成由所述第二侧边穿出的一第一分光束及由所述第三侧边穿出的一第二分光束；一参考端单元，用以使该第二分光束经一可调光程返回该混光单元；一第一物镜，具有一平行光侧及一聚光侧，该平行光侧面对该混光单元的所述第二侧边；一活体或一样本乘载单元；一投影透镜，入光侧面对该混光单元的所述第四侧边；以及一感测单元。

Description

采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置
技术领域
本发明关于一种光学切层装置，特别是一种采用光学干涉显微术、正交极化光谱吸收显微术及荧光显微术的光学切层装置。
背景技术
进行肿瘤切除手术时，常须等待病理科医师用冷冻切片(frozen section)来快速检验以确定肿瘤是否切除干净，不仅耗费时间，也可能因时间紧迫而无法完全确认到所有方位的肿瘤组织均已切除。
传统的H&E染色切片(H&E section)可用于石蜡切片与冷冻切片，目前仍是病理部门判别病理影像的黄金标准，使用苏木精(hematoxylin)与伊红(eosin)两种染剂分别对细胞核(nucleus)及细胞质(cytoplasm)着上蓝紫色与粉红色。而其中的冷冻切片，对于多水分的样本，其冷冻后所产生的冰晶(crystal ice)会破坏组织结构；对于多脂肪(fat)的样本，在一般组织冷冻固化温度(～-20℃)时，其脂肪组织因尚未冷冻固化，容易从切片脱落，造成切片组织不完整。
光学同调断层扫描术(optical coherence tomography，OCT)，是近年新兴的一种光学成像技术，主要利用各组织对光的反射、吸收及散射能力的不同及通过光学干涉原理对样本进行成像与分辨，进一步获取离体或活体组织的影像结构信息。其中，全局式光学同调显微术(full-field optical coherence microscopy，FF-OCM)，是解析能力最高的干涉式显微术，虽能非侵入式地观察细胞等级的干涉影像，但由于缺乏荧光激发光或光谱吸收等功能性的影像，使其应用于病理上与活体时，无法获取细胞核以及色素沉淀等关键性的影像。
现有技术如美国US6104939 B2「Method and apparatus for reflected imaginganalysis」专利，揭露一种用于观察红血球可见光光谱吸收的影像装置，其特征在于：利用正交极化光谱吸收成像系统装置，滤除掉反射的背景光，再通过血红素与黑色素的散射吸收光谱，制造其与白光光谱散射背景的反差后，成像出血红素与黑色素的光谱吸收斑块，进一步定位出红血球与黑色素细胞的位置与吸收状况。其中，血红素光谱吸收程度与红血球血氧浓度相关；黑色素吸收程度则与皮肤白皙程度相关。
现有技术如美国US9185357 B2「Optical tissue sectioning using full fieldoptical coherence tomography」专利，揭露一种用于观察组织切片的全场式OCT装置，其特征在于：包含一全场成像干涉仪及一光学分割成像系统。通过光学干涉仪的同调长度(coherent length)来改善景深的问题，能直接取得组织里的结构影像，其影像的横向与纵向的分辨率都能达到1μm之内，藉以省去组织固定(fixation)程序。如：冷冻(frozen)或石蜡(paraffin)包覆，以及实体切片(physical section)的程序。
然而，在该二专利架构：
一、对于US9185357 B2，短波光束(如：紫外光)在经过分光器的分光膜后功率仅剩原有强度的10～40％及分光器的抗反射镀膜在波长小于400nm的紫外光波段穿透率低，造成细胞核影像微弱；
二、US9185357 B2与US6104939 B2皆无法同时对单一样本的色素细胞及细胞结构进行成像区别。
在此二因素加成下导致样本的影像质量不佳，且影像的特征信息不足，故本领域亟需一新颖的光学切层装置。
发明内容
本发明的一目的在于揭露一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，不仅能用于新鲜组织的造影，也能运用于活体皮肤或手术中的组织病理检测，以快速提供医师组织信息。
本发明的另一目的在于揭露一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中混色单元具有二色分光镜，置于第一分光器与第一物镜之间，用以使短波光束在照射到样本的光程中，不会被第一分光器衰减到而可增强荧光信号强度，缩短曝光时间，加快取像速度。
本发明的又一目的在于揭露一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中来自样本的光束(包含反射短波光束与受短波照射激发的荧光光束)在穿过二色分光器时，短波光束会被过滤，只让荧光光束穿过，以得到对比度较好的荧光信号，缩短曝光时间，加快取像速度。
本发明的又一目的在于揭露一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中感测单元具有长波通滤光器以进一步过滤该短波光束，以得到对比度较好的荧光信号，使得缩短曝光时间，从而加快取像速度。
本发明的又一目的在于揭露一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其光学切层方法：(1)结合光学干涉显微术与正交极化光谱吸收显微术，同步取得细胞结构与色素区块影像；(2)结合光学干涉显微术与荧光显微术，先后取得细胞结构与细胞核影像；(3)结合光学干涉显微术与正交极化光谱吸收显微术后，再结合荧光显微术，在同步取得细胞结构与色素区块影像后，再取得细胞核影像。
本发明的再一目的在于揭露一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，利用第二白光光源所产生的第二白光光束照射H&E冷冻或石蜡切片样本而取得其穿透影像，进而与上述目的取得的影像比对。
为达前述目的，一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置乃被提出，其具有：一第一白光光源单元，用以产生一第一白光光束，该第一白光光束的频带包含一宽频频带及一窄频频带；一混光单元，具有一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边及一第四侧边，所述第一侧边面对该第一白光光源单元，且能够使由所述第一侧边入射的所述第一白光光束分成由所述第二侧边穿出的一第一分光束及由所述第三侧边穿出的一第二分光束；一参考端单元，用以使该第二分光束经一可调光程返回该混光单元；一第一物镜，具有一平行光侧及一聚光侧，该平行光侧面对该混光单元的所述第二侧边；一活体或一样本乘载单元，面对该第一物镜的聚光侧且该样本乘载单元用以承载一染有荧光剂的样本；一投影透镜，具有一入光侧及一出光侧，该入光侧面对该混光单元的所述第四侧边；以及一感测单元，面对该投影透镜的所述出光侧。
在一实施例中，该混光单元包括一第一极化器及一第一分光器，该第一分光器具有一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边及一第四侧边，该第一分光器的所述第一侧边面对该第一极化器，该第一极化器也面对该混光单元的所述第一侧边，该第一分光器的所述第二侧边面对该混光单元的所述第二侧边，该第一分光器的所述第三侧边面对该混光单元的所述第三侧边，该第一分光器的所述第四侧边面对该混光单元的所述第四侧边；或该混光单元包括一第一极化器、一第一分光器、一短波光源单元及一二色分光镜，该第一分光器具有一第一侧边、一第二侧边，一第三侧边及一第四侧边，该第一分光器的所述第一侧边面对该第一极化器，该第一极化器也面对该混光单元的所述第一侧边，该第一分光器的所述第三侧边面对该混光单元的第三侧边，该第一分光器的所述第四侧边面对该混光单元的所述第四侧边，该短波光源单元用以产生一短波光束，该二色分光镜具有一第一侧边、一第二侧边及一第三侧边，所述第一侧边面对该短波光源装置，所述第二侧边面对该混光单元的所述第二侧边，所述第三侧边面对该第一分光器的所述第二侧边，该二色分光镜用以使波长短于一预设波长的光束无法穿透并将其反射至所述第一物镜的所述平行光侧，且该短波光束的波长小于该预设波长。
在一实施例中，该参考端单元包括：一光程延迟器，具有一第一侧边及一第二侧边，所述第一侧边面对该混光单元的所述第三侧边；一第二物镜，具有一平行光侧及一聚光侧，该平行光侧面对该光程延迟器的所述第二侧边；以及一反射镜，面对该第二物镜的所述聚光侧，用以反射穿出所述聚光侧的光束，其中该光程延迟器用以调整该可调光程以使该可调光程对称于由该活体或该样本乘载单元、该第一物镜及该混光单元所形成的一样本光程。
在一实施例中，该第一白光光源单元、该短波光源单元，均包括一光源；或均包括一光源及一条状狭缝；或均包括一光源及一光栅；或均包括一光源、一光栅及一可调变倾斜角度的转折镜；或均包括一光源、一条状狭缝及一可调变倾斜角度的转折镜；或均包括一LED条状分布光源。
在一实施例中，该感测单元包括一第二分光器、一第二极化器、一第三极化器、一长波通滤光器、一单色二维感光组件及一彩色二维感光组件，该第二分光器具有一第一侧边、一第二侧边及一第三侧边，所述第一侧边面对该投影透镜，以将所述的第一白光光束经由所述第三侧边导出，并经由该第三极化器后成像于该彩色二维感光组件，及将包含所述宽频频带及所述窄频频带的第一白光光束与一荧光光束分光后经由所述第二侧边导出，并经由该第二极化器、该长波通滤光器滤除所述窄频频带而先后成像于该单色二维感光组件，其中该混光单元的该第一分光器的所述第二侧边进一步具有一第一四分之一波片，所述第三侧边进一步具有一第二四分之一波片，该第一极化器具有一第一极化方向，该第二极化器具有一第二极化方向，该第三极化器具有一第三极化方向，该第二极化器方向与该第三极化方向互相垂直，该第一极化器方向与该第二极化方向互相垂直，该第一四分之一波片具有一第一光轴方向，该第二四分之一波片具有一第二光轴方向，该第一光轴方向与该第二光轴方向均介于该第一极化方向与该第二极化方向之间，用以提供一增强干涉效率及正交极化光谱吸收影像质量的效果。
在一实施例中，该第一白光光束的波长范围在400nm至800nm之间且包含一波长范围在400nm至480nm的蓝色窄频光与一波长范围在480nm至800nm的黄色或橙色宽带光，该短波光束的波长范围在350nm至410nm之间，该第一四分之一波片、该第二四分之一波片、该第一分光器、该第二分光器、该第一极化器、该第二极化器及该第三极化器的工作波长范围均在400nm到800nm之间，该二色分光镜的截止波长范围在360nm至420nm之间，该长波通滤光器的截止波长范围在460nm至510nm之间。
在一实施例中，该感测单元包括一极化分光器、一长波通滤光器、一单色二维感光组件及一彩色二维感光组件，该极化分光器具有一第一侧边、一第二侧边及一第三侧边，所述第一侧边面对该投影透镜，以将所述的第一白光光束经由所述第三侧边导出而成像于该彩色二维感光组件，及将包含所述宽频频带及所述窄频频带的第一白光光束与一荧光光束分光后经由所述第二侧边导出，并经由该长波通滤光器滤除所述窄频频带而先后成像于该单色二维感光组件，该混光单元的该第一分光器的所述第二侧边进一步具有一第一四分之一波片，所述第三侧边进一步具有一第二四分之一波片，该第一极化器具有一第一极化方向，该极化分光器具有一第四极化方向(S-极化方向)，该第一极化器方向与该第四极化方向互相垂直，该第一四分之一波片具有一第一光轴方向，该第二四分之一波片具有一第二光轴方向，该第一光轴方向与该第二光轴方向均介于该第一极化方向与该第四极化方向之间，用以提供一增强干涉效率及正交极化光谱吸收影像质量的效果。
在一实施例中，该第一白光光束的波长范围在400nm至800nm之间且包含一波长范围在400nm至480nm的蓝色窄频光与一波长范围在480nm至800nm的黄色或橙色宽带光，该短波光束的波长范围在350nm至410nm之间，该第一四分之一波片、该第二四分之一波片、该第一分光器、该第二分光器、该第一极化器及该极化分光器的工作波长范围均在400nm到800nm之间，该二色分光镜的截止波长范围在360nm至420nm之间，该长波通滤光器的截止波长范围在460nm至510nm之间。
在一实施例中，其更进一步包括一信息处理单元，用以执行一图像处理程序。
在一实施例中，其中该参考端单元进一步具有一轴向平台，该样本承载单元进一步具有一三维移动平台，俾藉由以该轴向平台移动该第二物镜与该反射镜、调变该光程延迟器及以该三维移动平台移动该染有荧光剂的样本，使该信息处理单元能够藉由执行该图像处理程序，而使该信息处理单元能够计算出该样本的一三维影像。
在一实施例中，其中该样本承载单元进一步具有一三维移动平台及一第二白光光源单元，其中，该第二白光光源单元包括一白光LED、一白光卤素灯、或一钨丝灯，且该第二白光光源单元用以提供该第一物镜一适当的穿透亮度，使得在一H&E切片置放于该样本承载单元时，使该三维移动平台移动该H&E切片并以该第二白光光源产生的一第二白光光束照射该H&E切片，从而使该信息处理单元能够依该感测单元所感测的影像数据执行该图像处理程序以产生一H&E影像。
为使贵审查委员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，兹附以图式及优选具体实施例的详细说明如后。
附图说明
图1a为一示意图，其绘示本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置的一实施例方块图；
图1b为一示意图，其绘示本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置的分光与聚焦的运作示意图。
图2为一示意图，其绘示图1的参考端单元的一实施例方块图。
图3a为一示意图，其绘示图1的混光单元的一实施例方块图；
图3b为一示意图，其绘示图1的混光单元的另一实施例方块图。
图3c为一示意图，其绘示图1的混光单元的另一实施例方块图；
图3d为一示意图，其绘示图1的混光单元的另一实施例方块图。
图4为一示意图，其绘示图1的收光与汇合后投影的运作示意图。
图5a为一示意图，其绘示图1的感测单元的一实施例方块图。
图5b为一示意图，其绘示图1的感测单元的另一实施例方块图。
图6为一示意图，其绘示本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置的另一实施例方块图。
具体实施方式
请一并参照图1a至图1b，其中，图1a其绘示本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置的实施例方块图；图1b其绘示本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置的一分光与聚焦的运作示意图。
如图1a所示，本案的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，包括：一第一白光光源单元100；一混光单元200；一第一物镜300；一活体或一样本乘载单元400；一投影透镜500；一参考端单元600以及一感测单元700。
该第一白光光源单元100用以产生一第一白光光束10，所述第一白光光束10的行进方向以一中空头箭头表示；该混光单元200包括一短波光源单元250(请参照图3c及图3d，其未示于图1a中)，该短波光源单元250用以产生一短波光束20，该短波光束20的行进方向以一实线箭头表示；该样本承载单元400用以承载一染有荧光剂的样本410(请参照图1b，其未示于图1a中)，该染有荧光剂的样本410的荧光剂受到该短波光束20照射会释放出一荧光光束30，该荧光光束30的行进方向以虚线箭头表示。
如图1b所示，该第一白光光源单元100用以产生一第一白光光束10，该混光单元200，具有一第一侧边S201、一第二侧边S202、一第三侧边S203及一第四侧边S204，所述第一侧边S201面对该第一白光光源单元100，且能够使由所述第一侧边S201入射的所述第一白光光束10分成由所述第二侧边S202穿出的一第一分光束及由所述第三侧边S203穿出的另一第二分光束。
该参考端单元600用以使该第二分光束经一可调光程返回该混光单元200；该第一物镜300具有一平行光侧S301及一聚光侧S302，该平行光侧S301面对该混光单元200的所述第二侧边S202；该活体或该样本乘载单元400面对该第一物镜300的所述聚光侧S302；该投影透镜500具有一入光侧S501及一出光侧S502，该入光侧S501面对该混光单元200的所述第四侧边S204；该感测单元700面对该投影透镜500的所述出光侧S502。
其中，该活体或该样本乘载单元400、该第一物镜300及该混光单元200形成一样本光程。
该第一白光光束10频带例如但不限为包含一宽频频带及一窄频频带；该第一白光光源单元100、该短波光源单元250(未示于图中)，均例如但不限为包括一光源；或包括一光源及一条状狭缝；或包括一光源及一光栅；或包括一光源、一光栅及一可调变倾斜角度的转折镜；或包括一光源、一条状狭缝及一可调变倾斜角度的转折镜；或包括一LED条状分布光源(均未示于图中)，其为现有技术，故在此不拟重复叙述。
请参照图2，其绘示图1的参考端单元的一实施例方块图。
如图2所示，该参考端单元600包括：一光程延迟器610；一第二物镜620以及一反射镜630。
该光程延迟器610具有一第一侧边S611及一第二侧边S612，所述第一侧边S611面对该混光单元200的所述第三侧边S203(均未示于图中)；该第二物镜620具有一平行光侧S621及一聚光侧S622，该平行光侧S621面对该光程延迟器610的所述第二侧边S612；该反射镜630面对该第二物镜620的所述聚光侧S622，用以反射穿出所述聚光侧S622的光束。
请一并参照图1b，该混光单元200(未示于图中)、该光程延迟器610、该第二物镜620以及该反射镜630形成一可调光程，该参考端单元600用以使该第二分光束经由该可调光程返回混光单元200，其中该光程延迟器610用以调整该可调光程以使该可调光程对称于由该活体或该样本乘载单元400、该第一物镜300及该混光单元200所形成的一样本光程。
请一并参照图3a～图3b，其中图3a绘示图1的混光单元的一实施例方块图；图3b绘示图3a的混光单元的另一实施例方块图。
如图3a所示，该混光单元200包括：一第一极化器210及一第一分光器220。
该第一分光器220具有一第一侧边S221、一第二侧边S222、一第三侧边S223及一第四侧边S224，所述第一侧边S221面对该第一极化器210，该第一极化器210也面对该混光单元200的所述第一侧边S201，所述第二侧边S222面对混光单元200的所述第二侧边S202，所述第三侧边S223面对混光单元200的所述第三侧边S203，所述第四侧S224边面对混光单元200的所述第四侧边S204。
如图3b所示，该第一分光器220的所述第二侧边S222进一步具有一第一四分之一波片230，其面对该混光单元200的所述第二侧边S202，该第一分光器220的所述第三侧边S223进一步具有一第二四分之一波片240，其面对该混光单元200的所述第三侧边S203。
请一并参照图3c～图3d，其中图3c绘示图1的混光单元的另一实施例方块图；图3d绘示图3c的混光单元的另一实施例方块图。
如图3c所示，该混光单元200包括：一第一极化器210、一第一分光器220、一短波光源单元250及一二色分光镜260。
该第一分光器220具有一第一侧边S221、一第二侧边S222、一第三侧边S223及一第四侧边S224，该第一分光器220的所述第一侧边S221面对该第一极化器210，该第一极化器210也面对该混光单元200的所述第一侧边S201，该第一分光器220的所述第三侧边S223面对混光单元200的所述第三侧边S203，该第一分光器220的所述第四侧边S224面对混光单元200的所述第四侧边S204，该短波光源单元250用以产生一短波光束20，该二色分光镜260具有一第一侧边S261、一第二侧边S262及一第三侧边S263，所述第一侧边S261面对该短波光源装置250，所述第二侧边S262面对该混光单元200的所述第二侧边S202，所述第三侧边S263面对该第一分光器220的所述第二侧边S222，该二色分光镜260用以使波长短于一预设波长的光束无法穿透并将其反射至所述第一物镜300的所述平行光侧S301，再由聚光侧S302聚焦，且该短波光束的波长小于该预设波长。
如图3d所示，该第一分光器220的所述第二侧边S222进一步具有一第一四分之一波片230，其面对该二色分光镜260的所述第三侧边S263，所述第三侧边S223进一步具有一第二四分之一波片240，其面对该混光单元200的所述第三侧边S203。
请参照图4，其绘示图1的收光与汇合后投影的运作示意图。
如图所示，该活体或该样本乘载单元400能吸收该短波光束20及反射该第一白光光束10的该第一分光束，该染有荧光剂的样本410(未示于图中)中的荧光剂受到该短波光束20照射后，会释放出一荧光光束30。
该二色分光镜260(未示于图中)用以使波长短于一预设波长的光束无法穿透，并将其反射至所述第一物镜300的所述平行光侧S301(未示于图中)，只有第一白光光束10的该第一分光束及该荧光光束30能分别穿透该二色分光镜260。
该参考端单元600用以使第一白光光束10的该第二分光束经一可调光程返回该混光单元200；混光单元200以所述第三侧边S203(未示于图中)面对参考端单元600，以接收从参考单元600返回的第一白光光束10的所述第二分光束，并将其经由S204(未示于图中)导出至投射透镜500；混光单元200以第二侧边S202(未示于图中)面对第一物镜300用以从S204(未示于图中)导出荧光光束30及第一白光光束10的所述第一分光束至投射透镜500。
其中，由于该可调光程与该样本光程相对称(in between the coherentlength)，使得经由该可调光程反射的所述第二分光束所包含的一宽频频带光束与经由该样本光程反射的所述第一分光束所包含的一宽频频带光束合并而产生一光学干涉现象，其为现有技术，在此不拟赘述。
该投影透镜500，具有一入光侧S501(未示于图中)及一出光侧S502(未示于图中)，该入光侧S501面对该混光单元200的所述第四侧边S204(未示于图中)，该出光侧S502用以向该感测单元700投射该第一白光光束10、该荧光光束30。
请参照图5a，其绘示图1的感测单元的一实施例方块图。
如图所示，该感测单元包括：一第二分光器710、一第二极化器720、一第三极化器730、一长波通滤光器740、一单色二维感光组件750及一彩色二维感光组件760。
该第二分光器710具有一第一侧边S711、一第二侧边S712及一第三侧边S713，所述第一侧边S711面对该投影透镜500并接收其投射光束。其中，所述的第一白光光束10，经由所述的第二分光器710分光后，再由所述第三侧边S713导出，并经该第三极化器730偏振吸收后成像于该彩色二维感光组件760；包含所述宽频频带及所述窄频频带的第一白光光束10与所述的一荧光光束30，其经由所述的第二分光器710分光后，再由所述第二侧边S712导出，并经该第二极化器720偏振吸收、该长波通滤光器740滤除所述窄频频带而先后成像于该单色二维感光组件750。
请一并参照图3b，该第一极化器210具有一第一极化方向，该第二极化器720具有一第二极化方向，第三极化器730具有一第三极化方向，该第二极化方向与该第三极化方向互相垂直，该第一极化方向与该第二极化方向互相垂直，该第一四分之一波片230具有一第一光轴方向，该第二四分之一波片240具有一第二光轴方向，该第一光轴方向与该第二光轴方向均介于该第一极化方向与该第二极化方向之间，用以提供一增强干涉效率及提升正交极化光谱吸收影像质量的效果。
其中，该第一白光光束10的波长范围在400nm至800nm之间且包含一波长范围在400nm至480nm的蓝色窄频光与一波长范围在480nm至800nm的黄色或橙色宽带光，该短波光束20的波长范围在350nm至410nm之间，该第一四分之一波片230、该第二四分之一波片240、该第一分光器220、该第二分光器710、该第二极化器720及该第三极化器的工作波长范围均在400nm到800nm之间，该二色分光镜260的截止波长范围在360nm至420nm之间，该长波通滤光器的截止波长范围在460nm至510nm之间。
请参照图5b，其绘示图1的感测单元的另一实施例方块图。
如图所示，该感测单元包括：一极化分光器770、一长波通滤光器740、一单色二维感光组件750及一彩色二维感光组件760。
该极化分光器770具有一第一侧边S771、一第二侧边S772及一第三侧边S773，所述第一侧边S771面对该投影透镜500并接收其投射光束。其中，所述的第一白光光束10经由所述的极化分光器770偏振分光后，再由所述第三侧边S773导出后成像于该彩色二维感光组件760；包含所述宽频频带及所述窄频频带的第一白光光束10与所述的一荧光光束30，其经由所述的极化分光器770偏振分光后，再由所述第二侧边S772导出，并经该长波通滤光器740滤除所述的窄频频带而先后成像于该单色二维感光组件750。
请一并参照图3b，该第一极化器210具有一第一极化方向，该极化分光器770具有一第四极化方向(S-极化方向)，该第一极化方向与该第四极化方向互相垂直，该第一四分之一波片230具有一第一光轴方向，该第二四分之一波片240具有一第二光轴方向，该第一光轴方向与该第二光轴方向均介于该第一极化方向与该第四极化方向之间，用以提供一增强干涉效率及提升正交极化光谱吸收影像质量的效果。
其中，该第一白光光束10的波长范围在400nm至800nm之间且包含一波长范围在400nm至480nm的蓝色窄频光与一波长范围在480nm至800nm的黄色或橙色宽带光，该短波光束20的波长范围在350nm至410nm之间，该第一四分之一波片230、该第二四分之一波片240、该第一分光器220、该第二分光器710、该第一极化器210及该极化分光器770的工作波长范围均在400nm到800nm之间，该二色分光镜260的截止波长范围在360nm至420nm之间，该长波通滤光器的截止波长范围在460nm至510nm之间。
请参照图6，其绘示本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置的另一实施例方块图。
如图所示，该参考端单元600进一步具有一轴向平台640；该样本承载单元400进一步具有一三维移动平台430；该采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其更进一步包括一信息处理装置(未示于图中)，用以执行一图像处理程序。
藉由以轴向平台640移动该第二物镜620与该反射镜630、调变光程延迟器610及以三维移动平台430移动该染有荧光剂的样本410，而使该信息处理装置(未示于图中)能够计算出该样本的一三维影像(未示于图中)，其为现有技术，在此不拟赘述。
此外，该样本承载单元400进一步具有一第二白光光源单元420，其中，该第二白光光源单元420包括一白光LED、一白光卤素灯、或一钨丝灯，且该第二白光光源单元用以提供该第一物镜300一适当的穿透亮度，使得在一H&E切片置放于该样本承载单元400时，使该三维移动平台移动该H&E切片并以该第二白光光源420产生的一第二白光光束40照射该H&E切片，从而使该信息处理单元能够依该感测单元所感测的影像数据执行该图像处理程序以产生一H&E影像。
藉由前述所揭露的设计，本发明乃具有以下的优点：
1.本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，不仅能用于新鲜组织的造影，也能运用于活体皮肤或手术中的组织病理检测，以快速提供医师组织信息。
2.本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中混色单元具有二色分光镜，置于第一分光器与第一物镜之间，用以使短波光束在照射到样本的光程中，不会被第一分光器衰减到而可增强荧光信号强度，缩短曝光时间，加快取像速度。
3.本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中来自样本的光束(包含反射短波光束与受短波照射激发的荧光光束)在穿过二色分光器时，短波光束会被过滤，只让荧光光束穿过，以得到对比度较好的荧光信号，缩短曝光时间，加快取像速度。
4.本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中感测单元具有长波通滤光器以进一步过滤该短波光束，以得到对比度较好的荧光信号，使得缩短曝光时间，从而加快取像速度。
5.本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其光学切层方法：(1)结合光学干涉显微术与正交极化光谱吸收显微术，同步取得细胞结构与色素区块影像；(2)结合光学干涉显微术与荧光显微术，先后取得细胞结构与细胞核影像；(3)结合光学干涉显微术与正交极化光谱吸收显微术后，再结合荧光显微术，在同步取得细胞结构与色素区块影像后，再取得细胞核影像。
6.本发明的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，利用第二白光光源所产生的第二白光光束照射H&E冷冻或石蜡切片样本而取得其穿透影像，进而与上述目的取得的影像比对。
本案所揭示者，乃优选实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为本领域技术人员所易于推知者，俱不脱本案的专利权范畴。

Claims (11)

1.一种采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其具有：
一第一白光光源单元，用以产生一第一白光光束，该第一白光光束的频带包含一宽频频带及一窄频频带；
一混光单元，具有一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边及一第四侧边，所述第一侧边面对该第一白光光源单元，且能够使由所述第一侧边入射的所述第一白光光束分成由所述第二侧边穿出的一第一分光束及由所述第三侧边穿出的一第二分光束；
一参考端单元，用以使该第二分光束经一可调光程返回该混光单元；
一第一物镜，具有一平行光侧及一聚光侧，该平行光侧面对该混光单元的所述第二侧边；
一活体或一样本乘载单元，面对该第一物镜的聚光侧且该样本乘载单元用以承载一染有荧光剂的样本；
一投影透镜，具有一入光侧及一出光侧，该入光侧面对该混光单元的所述第四侧边；以及
一感测单元，面对该投影透镜的所述出光侧。
2.如权利要求1所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该混光单元包括一第一极化器及一第一分光器，该第一分光器具有一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边及一第四侧边，该第一分光器的所述第一侧边面对该第一极化器，该第一极化器也面对该混光单元的所述第一侧边，该第一分光器的所述第二侧边面对该混光单元的所述第二侧边，该第一分光器的所述第三侧边面对该混光单元的所述第三侧边，该第一分光器的所述第四侧边面对该混光单元的所述第四侧边；或该混光单元包括一第一极化器、一第一分光器、一短波光源单元及一二色分光镜，该第一分光器具有一第一侧边、一第二侧边，一第三侧边及一第四侧边，该第一分光器的所述第一侧边面对该第一极化器，该第一极化器也面对该混光单元的所述第一侧边，该第一分光器的所述第三侧边面对该混光单元的第三侧边，该第一分光器的所述第四侧边面对该混光单元的所述第四侧边，该短波光源单元用以产生一短波光束，该二色分光镜具有一第一侧边、一第二侧边及一第三侧边，所述第一侧边面对该短波光源装置，所述第二侧边面对该混光单元的所述第二侧边，所述第三侧边面对该第一分光器的所述第二侧边，该二色分光镜用以使波长短于一预设波长的光束无法穿透并将其反射至所述第一物镜的所述平行光侧，且该短波光束的波长小于该预设波长。
3.如权利要求1或2所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该参考端单元包括：
一光程延迟器，具有一第一侧边及一第二侧边，所述第一侧边面对该混光单元的所述第三侧边；
一第二物镜，具有一平行光侧及一聚光侧，该平行光侧面对该光程延迟器的所述第二侧边；以及
一反射镜，面对该第二物镜的所述聚光侧，用以反射该透射光束，其中该光程延迟器用以调整该可调光程以使该可调光程对称于由该活体或该样本乘载单元、该第一物镜及该混光单元所形成的一样本光程。
4.如权利要求1或2所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该第一白光光源单元、该短波光源单元，均包括一光源；或均包括一光源及一条状狭缝；或均包括一光源及一光栅；或均包括一光源、一条状狭缝及一可调变倾斜角度的转折镜；或均包括一光源、一光栅及一可调变倾斜角度的转折镜；或均包括一LED条状分布光源。
5.如权利要求2所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该感测单元包括一第二分光器、一第二极化器、一第三极化器、一长波通滤光器、一单色二维感光组件及一彩色二维感光组件，该第二分光器具有一第一侧边、一第二侧边及一第三侧边，所述第一侧边面对该投影透镜，以将所述的第一白光光束经由所述第三侧边导出，并经由该第三极化器后成像于该彩色二维感光组件，及将包含所述宽频频带及所述窄频频带的第一白光光束与一荧光光束分光后经由所述第二侧边导出，并经由该第二极化器、该长波通滤光器滤除所述窄频频带而先后成像于该单色二维感光组件，其中该混光单元的该第一分光器的所述第二侧边进一步具有一第一四分之一波片，所述第三侧边进一步具有一第二四分之一波片，该第一极化器具有一第一极化方向，该第二极化器具有一第二极化方向，该第三极化器具有一第三极化方向，该第二极化器方向与该第三极化方向互相垂直，该第一极化器方向与该第二极化方向互相垂直，该第一四分之一波片具有一第一光轴方向，该第二四分之一波片具有一第二光轴方向，该第一光轴方向与该第二光轴方向均介于该第一极化方向与该第二极化方向之间，用以提供一增强干涉效率及提升正交极化光谱吸收影像质量的效果。
6.如权利要求5所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该第一白光光束的波长范围在400nm至800nm之间且包含一波长范围在400nm至480nm的蓝色窄频光与一波长范围在480nm至800nm的黄色或橙色宽带光，该短波光束的波长范围在350nm至410nm之间，该第一四分之一波片、该第二四分之一波片、该第一分光器、该第二分光器、该第二极化器及该第三极化器的工作波长范围均在400nm到800nm之间，该二色分光镜的截止波长范围在360nm至420nm之间，该长波通滤光器的截止波长范围在460nm至510nm之间。
7.如权利要求2所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该感测单元包括一极化分光器、一长波通滤光器、一单色二维感光组件及一彩色二维感光组件，该极化分光器具有一第一侧边、一第二侧边及一第三侧边，所述第一侧边面对该投影透镜，以将所述的第一白光光束分光后经由所述第三侧边导出，并经由该第三极化器后成像于该彩色二维感光组件，及将包含所述宽频频带及所述窄频频带的第一白光光束与一荧光光束分光后经由所述第二侧边导出，并经由该长波通滤光器滤除所述窄频频带而先后成像于该单色二维感光组件，该混光单元的该第一分光器的所述第二侧边进一步具有一第一四分之一波片，所述第三侧边进一步具有一第二四分之一波片，该第一极化器具有一第一极化方向，该极化分光器具有一第四极化方向(S-极化方向)，该第一极化器方向与该第四极化方向互相垂直，该第一四分之一波片具有一第一光轴方向，该第二四分之一波片具有一第二光轴方向，该第一光轴方向与该第二光轴方向均介于该第一极化方向与该第四极化方向之间，用以提供一增强干涉效率及提升正交极化光谱吸收影像质量的效果。
8.如权利要求7项所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该第一白光光束的波长范围在400nm至800nm之间且包含一波长范围在400nm至480nm的蓝色窄频光与一波长范围在480nm至800nm的黄色或橙色宽带光，，该短波光束的波长范围在350nm至410nm之间，该第一四分之一波片、该第二四分之一波片、该第一分光器、该第二分光器、该第一极化器及该极化分光器的工作波长范围均在400nm到800nm之间，该二色分光镜的截止波长范围在360nm至420nm之间，该长波通滤光器的截止波长范围在460nm至510nm之间。
9.如权利要求1至3中任一项所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其更进一步包括一信息处理单元，用以执行一图像处理程序。
10.如权利要求9所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该参考端单元进一步具有一轴向平台，该样本承载单元进一步具有一三维移动平台，俾藉由以该轴向平台移动该第二物镜与该反射镜、调变该光程延迟器及以该三维移动平台移动该染有荧光剂的样本，使该信息处理单元能够藉由执行该图像处理程序，计算出该样本的一三维影像。
11.如权利要求9所述的采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置，其中该样本承载单元进一步具有一三维移动平台及一第二白光光源单元，其中，该第二白光光源单元包括一白光LED、一白光卤素灯、或一钨丝灯，且该第二白光光源单元用以提供该第一物镜一适当的穿透亮度，使得在一H&E切片置放于该样本承载单元时，使该三维移动平台移动该H&E切片并以该第二白光光源产生的一第二白光光束照射该H&E切片，从而使该信息处理单元能够依该感测单元所感测的影像数据执行该图像处理程序以产生一H&E影像。
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