CN111007660B - 相衬显微镜多模式超薄光源装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相衬显微镜的多模式超薄光源装置及其使用方法，包括LED阵列、LED底座、透明导光环、散光板和玻璃，所述的LED阵列焊接在在LED底座上进行固定。透明导光环的一端套在LED阵列的中环形阵列内外侧，另一端与散光板相连，散光板将LED灯发出的光进行均匀化处理，玻璃紧贴在散光板外面，用于固定散光板及透明导光环。该光源装置通过电路切换，即可实现相衬照明和明场照明两种成像模式的切换，并且总高度小于20mm，能够非常方便地应用于自动化程度要求较高的显微镜中。
Description
技术领域
本发明涉及一种相衬显微镜的部件，特别是一种相衬显微镜的光源装置及其使用方法。
背景技术
相衬显微镜是生物学研究中最常用到的显微镜，生物学研究经常要观察又薄又透明的样品，比如细胞，因为太薄，太透明，这种样品在普通的光学显微镜下往往是很难直接看到的。我们在中学生物实验中观察细胞的时候，往往使用某种特定染料对细胞染色，或者直接观察有颜色的细胞，比如洋葱表皮细胞。然而对实际生物学研究中我们需要一种可以不进行处理而直接对细胞进行观察的方法，相衬显微镜很好地解决了这个问题。照明光在通过透明样品后，因光强变化很小，而导致成像无法被直接观察到，但由于样品的成分，密度的不同，会使得光线穿过时产生不同的相位移动，相衬显微镜本质上就是利用这种相位移动进行成像。良好的照明条件是进行生物研究必不可少的条件，为了提供良好的照明条件，现有的相衬显微镜的光源装置都比较复杂，而且体积也比较大，另外在进行相衬成像和明场成像之间切换时需要对光路进行处理，操作十分不方便。
在先技术中，发明专利“荧光显微镜的光源装置”（发明专利号：CN105445919A），提出了一种荧光显微镜的光源装置，该光源装置呈圆形转盘状，在转盘上分布有两个以上的的LED，通过转动转盘实现不同LED之间的切换。发明专利“一种用于显微物镜阵列的集成化光源装置”（专利号：CN 110244443A），提出了一种用于显微物镜阵列的集成化光源装置，该集成化的光源装置更加均匀。上述专利具有一定的优点，但是还存在一些不足：发明专利“荧光显微镜的光源装置”为LED转盘增加了接线盘和接线座，加大了整个光源装置的体积，另外也无法实现不同模式之间的切换；发明专利“一种用于显微阵列的集成化光源装置”该照明装置包括光源、米氏散射器件、光学腔和聚光镜，三个器件之间的连接均使用光学胶，装置稳定性较差，集成的光源装置体积也比较大，也无法实现不同模式之间的切换。发明专利“基于LED 阵列的多模式显微成像系统及其方法”（发明专利号CN 104765138 A）公开了一种LED 阵列的多模式显微成像系统，将LED 阵列作为显微系统光源，产生可控多角度照明光、可控照明孔径，实现明场成像、暗场成像和差分相衬成像。但是其实现暗场和差分相衬成像时由于LED的光向外周散射而非单一方向，所以难以形成其图中所示的差光路，导致其相衬效果差，难以达到良好的成像要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相衬显微镜的多模式超薄光源装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有的光源装置的不足。该光源装置具有结构简单、超薄，可以多模式切换的优点。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：
一种相衬显微镜多模式超薄光源装置，包括LED底座，LED底座上安装有LED阵列；所述LED阵列包括内部的内圆形阵列，内圆形阵列外包围有中环形阵列，中环形阵列外包围有外环形阵列；中环形阵列内外两侧均固定有环形遮光板；下方安装有散光板，散光板下方安装有玻璃。
进一步的改进，所述环形遮光板为透明导光环，透明导光环（3）内外壁均喷有黑色油漆。
进一步的改进，所述的LED阵列为一系列同心圆的LED灯组成；内圆形阵列、中环形阵列和外环形阵列均同心设置。
进一步的改进，所述中环形阵列为LED阵列的第三环阵列；透明导光环镶嵌在第三环阵列的内外两侧。
进一步的改进， 所述的散光板与透明导光环的下端紧密相连，避免光往外扩散。散光板将LED灯发出的光进行均匀化处理。
进一步的改进， 所述的玻璃与散光板紧密相贴，将散光板固定。
进一步的改进，所述的LED阵列的圆心与物镜的中线位于同一光轴上
进一步的改进，环形遮光板相对倾斜设置，形成上宽下窄的光腔。
进一步的改进，所述玻璃下方安装有多孔板，多孔板下方安装有物镜。
一种相衬显微镜多模式超薄光源装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤一、当需要进行相衬成像时，点亮透明导光环内的中环形阵列；
步骤二、当需要进行明场成像时，点亮所有LED阵列。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)结构简单、超薄，该光源装置仅有2cm厚。
(2) 多模式切换，实现了明场成像和相衬成像时无需在成像光路中添加任何光学元件，通过控制开关即可在相衬成像和明场成像之间进行转换。
(3)在进行相衬成像时，透明导光环可以保障光照范围，使得照明区域更加准确，测量也更加精确。
附图说明
图1为本发明相衬显微镜多模式超薄光源装置的实施例的示意图；
图2为本发明相衬显微镜多模式超薄光源装置中LED阵列、LED底座和透明导光环的结构示意图；
图3为本发明的电路示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-LED底座，2-LED阵列，21-内圆形阵列, 22-中环形阵列，23-外环形阵列,3-透明导光环，4-散光板， 5-玻璃，6-多孔板，7-物镜, 8-光腔，9-第一开关，10-第二开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种相衬显微镜多模式超薄光源装置，包括LED底座1、LED阵列2、透明导光环3、散光板4和玻璃5，所述的LED底座1呈圆形，LED底座1呈环状分布着圆孔，使得LED阵列2正好镶嵌其中，透明导光环3的一端套在与中环形阵列22内外两侧，环上，透明导光环3的另一端与散光板4紧密相贴，散光板4与玻璃5相连。
所述的LED阵列2的圆心与物镜7中线位于同一光轴上。
实施案例一：相衬成像
首先，选择相衬成像模式，然后点亮透明导光环3所在的那一圈的LED阵列2的中环形阵列22，透明导光环2可以有效防止LED阵列2的中环形阵列22发出的光往外扩散，灯光经过散光板4后变得更加均匀，在经过玻璃5后照射在多孔板6内的物体上，经过物镜7放大后形成相衬成像。
实施案例二:明场成像
首先，选择明场成像模式，然后点亮整个LED阵列2，LED阵列2发出的光经过散光板4后变得更加均匀，在经过玻璃5后照射在多孔板6内的物体上，经过物镜7放大后形成明场成像。
本发明的电路示意图，即内圆形阵列21和外环形阵列23上的LED灯与中环形阵列22上的LED灯并联设置，并且内圆形阵列21和外环形阵列23的LED灯电连接有第一开关9，中环形阵列22上的LED灯电连接有第二开关10。此外也可以所有LED灯均单独控制，以根据需要形成不同角度的照明。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (1)
1.一种相衬显微镜多模式超薄光源装置，其特征在于：包括LED底座(1)，LED底座(1)上安装有LED阵列(2)；所述LED阵列(2)包括内部的内圆形阵列(21)，内圆形阵列(21)外包围有中环形阵列(22)，中环形阵列(22)外包围有外环形阵列(23)；中环形阵列(22)内外两侧均固定有环形遮光板；下方安装有散光板(4)，散光板(4)下方安装有玻璃(5)；所述环形遮光板为透明导光环(3)，透明导光环(3)内外壁均喷有黑色油漆；所述的LED阵列(2)为一系列同心圆的LED灯组成；内圆形阵列(21)、中环形阵列(22)和外环形阵列(23)均同心设置；所述中环形阵列(22)为LED阵列(2)的第三环阵列；透明导光环(3)镶嵌在第三环阵列的内外两侧；所述的散光板(4)与透明导光环(3)的下端紧密相连，避免光往外扩散；所述的玻璃(5)与散光板(4)紧密相贴，将散光板(4)固定；所述的LED阵列(2)的圆心与物镜(7)的中线位于同一光轴上；环形遮光板相对倾斜设置，形成上宽下窄的光腔(8)；所述玻璃(5)下方安装有多孔板(6)，多孔板(6)下方安装有物镜(7)；
所述相衬显微镜多模式超薄光源装置的使用方法，包括如下步骤：
步骤一、当需要进行相衬成像时，点亮透明导光环(3)内的中环形阵列(22)；
步骤二、当需要进行明场成像时，点亮所有LED阵列(2)。
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