[發明專利]熒光觀察系統和濾光器組

有效

• 申請號: 201110280614.6
• 申請日: 2011-08-09
• 公開（公告）號: CN102445443A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: H·杰斯;R·古克勒爾
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司醫療技術股份公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;孫海龍

技術領域

本發明涉及熒光觀察系統，進行熒光觀察的方法和用于該系統和方法的濾光器組。

背景技術

熒光觀察應用于工程、生物和醫藥的很多領域從而能夠以可見的方式辨別目標物的不同結構。這里，在照射光源和被觀測目標物之間的光束路徑上設置照射光濾光器，其中照射光濾光器基本上僅允許能夠激發熒光染料的熒光的光通過。觀測光濾光器置于成像光學器件的光束路徑上，其中觀測光濾光器僅允許熒光通過，而基本上不允許能通過照射光的光通過觀測光濾光器。目標物的熒光結構作為圖像中的亮區被觀察到，該圖像通過眼睛查看觀測用光學器件來觀察，或者由照相機通過觀測用光學器件記錄，并且目標物的非熒光結構保持為暗區，從而不能觀察到非熒光區含有的結構。

人們期望在圖像中也能夠觀測到目標的非熒光區以相對于非熒光結構區更好地確定熒光結構的位置。在這一方面，US?6,212,425B1提出彼此間相對地調整照射光濾光器和觀測光濾光器的透射特征，從而使目標物的發射熒光的熒光結構和反射光的非熒光結構在觀測光濾器后都是可見的。

已經發現通過照射光濾光器和觀測光濾光器的這種調整，目標的非熒光區的可見度不能令人滿意。

發明內容

因而，期望提供能夠更好地觀察目標物的非熒光區的濾光器組、熒光觀察系統和進行熒光觀察的方法。

通過考慮以上問題完成了本發明。

本發明提供能夠觀測目標物的熒光和非熒光區的濾光器組、熒光觀察系統和方法。

根據實施方式，照射光濾光器具有取決于光的波長的透射特征(transmission?characteristic)，所述透射特征為第一部分特征和第二部分特征的集合，其中第一部分特征具有小于閾波長的第一波長范圍，在該第一波長范圍內，透射值大于第一數值，第二部分特征具有大于閾波長的第二波長范圍，在該第二波長范圍內，透射值小于第二數值且大于第三數值，其中在第一波長范圍和第二波長范圍之間的波長處，照射光濾光器的透射值小于第四數值。

閾波長是基于使用的熒光過程而確定的波長，將用于激發熒光過程的波長和用于檢測熒光過程的波長分開。在某些實施方式中，選擇閾波長使其大于使用的熒光過程的最大激發光譜并小于使用的熒光過程的最大發射光譜。然而可能與這樣的選擇不同，可將閾波長選擇為小于最大激發光譜的波長或者大于最大發射光譜的波長，因為現實中熒光過程的激發光譜和發射光譜存在交疊。

照射光濾光器的透射特征的第一部分特征具有向目標物提供熒光激發光的作用。為實現該目的，在小于閾波長的第一波長范圍內，第一部分特征的透射值大于第一數值，其中設計濾光器時選擇盡量大的第一數值。示例值大于0.75或0.9。1.0的數值是優化的目標，其中這一數值在實際應用中只能大約達到。

照射光濾光器的透射特征的第二部分特征具有向目標物提供一定量的光的作用，所述一定量的光不是用于激發熒光而是使目標物的非熒光結構可見。由于該光的波長大于閾波長，當被目標物反射時它能透過觀測光濾光器，從而由于這種光而能夠觀察目標物的非熒光結構。

由于熒光目標物產生的熒光強度通常較低，因此期望熒光圖像中能觀察到的目標物的非熒光區的強度基本上不大于觀察到的熒光區的強度，否則非熒光區的亮度將超越熒光區。由于這一原因，通過選擇使處于第二波長范圍的照射光濾光器的透射小于第二數值并大于第三數值，對通過第二部分特征向目標物提供的光的量進行限制是有益的。這里，第二數值小于第一數值，從而第二波長范圍內的最大透射明顯小于第一波長范圍內的最大透射。然而，第二波長范圍內的最大透射大于第三數值，其中第三數值表示明顯透射而不是出現在其中優選地濾光器根本不透射任何光的濾光器透射特征的波長范圍內的非常少量的透射。例如在第一波長范圍和第二波長范圍間提供了這種低的透射值，該透射小于第四數值，其中第四數值表示這樣的濾光器的透射，該濾光器的透射優選地使得濾光器根本不允許這些波長的光透過。

概括來講，照射光濾光器具有以下性質：濾光器透射大量的彼此分離的多個波長范圍的光，其中多個波長范圍的至少一個波長范圍位于大于閾波長處，且允許大量的光通過，而多個波長范圍的至少一個波長范圍位于大于閾波長處并允許相對少量但仍顯著的光通過。

根據某些實施方式，第一數值為0.5和/或第二數值為0.01，第三數值為0.0005和/或第四數值為0.0002。

根據一些實施方式，觀測光濾光器具有的透射特征為第三部分特征和第四部分特征的集合。然而，第四部分特征是可選的，從而觀測光濾光器的透射特征完全由以下作為第三部分特征更詳細說明的特征表示。