[實用新型]小型熒光/明場光學成像系統

有效

• 申請號: 201320362361.1
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN203376518U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張晨;袁培江;汪承坤;張臨政;陳冬冬;張輝;霍繼延;張悅
• 申請（專利權）人: 張晨
• 主分類號: G02B21/06
• 分類號: G02B21/06;G02B21/36;G02B21/12
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 鐘勝光

技術領域

本實用新型涉及一種小型熒光／明場光學成像系統，更具體地說，本實用新型涉及一種顯著降低了外形尺寸(小于10³立方厘米)和重量(小于10³克)的小型熒光／明場光學成像系統。?

背景技術

熒光／明場光學成像系統是用來觀察和研究物體細微結構的光學精密儀器，被廣泛地應用于各學科的領域中，對微觀世界的探索及理論的研究起著極其重要的作用。譬如，其中的落射熒光顯微鏡光學成像系統是生物學和醫學的重要研究手段，在細胞生物學、神經科學等研究中被廣泛使用，隨著生物技術中熒光分子標記物的大量涌現，該類設備在觀察細胞活動方面日益顯現出重要的作用。?

傳統意義上的熒光／明場光學成像系統是一種大尺寸且價格昂貴的設備，它通常是一個大型的占用桌面的儀器。在神經科學和醫學研究中，熒光／明場光學成像系統被廣泛地應用到活體動物中，但是由于傳統系統的尺寸較大(一般在10⁴立方厘米以上)、重量較重(一般在10⁴克以上)，很難實現對自由活動動物(譬如小鼠，其頭部大小為10立方厘米量級，身體重量為10克量級)進行大腦神經活動成像研究，這大大制約了科學家對生物科學的中心問題即“行為的神經環路基礎”進行深入研究的可能。現有的活體大腦神經活動成像方法(功能核磁，PET，CT等)基本上均需要對動物進行物理固定，這不但使得很多動物行為(譬如動物之間的相互社會交流，繁殖行為，趨利避害行為等)無法研究；而且動物在被束縛的條件下得到的數據是否可以反映真實的大腦神經活動規律，也是一個值得考慮的問題。因此，一種外形尺寸小、重量輕的熒光／明場光學成像系統能對科學家對自由活動動物的大腦神經活動進行觀測，從而極大的推進生物科學，尤其是神經科學和認知科學的發展，對研究“行為的神經環路基礎”這一重大科學問題有極大的意義。?

現有的熒光／明場光學成像系統的結構通常具備：信號成像單元，其包括單筒目鏡或雙筒目鏡、以及通過數據線連接到外部設備(例如控制器和計算機等)上的CMOS模塊；用于調節焦平面的調焦單元；消色差單元；濾鏡單元(即落射熒光濾鏡單元)，其主要包括第一濾光片、第二濾光片、與水平成45度角的分色鏡；激發光單元，包括聚光透鏡和作為光源的汞燈；物鏡單元，包括多組物鏡和物鏡轉換器。由于上述部件數目繁多，還包括各種調節旋鈕、光纖等，且通常采用汞燈或高強度鹵素燈作為光源，需要使用單獨的電源，因此很難小型化。?

現代微集成技術是一項重要的技術進步，利用這項技術容易得到低廉的產品、優良的效果和創新性的應用。現代微集成技術的影響力已經出現在多個研究領域，包括通訊，計算和基因組學等。但目前的現狀是，尚沒有研制開發出一種尺寸小、重量輕、適用于對自由活動的動物的大腦神經活動進行觀測的小型熒光／明場光學成像系統。?

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種體積小、重量輕的小型熒光／明場光學成像系統，從而服務于對成像系統的重量和體積有嚴格限制的生物學實驗(如測量實驗動物的腦細胞變化)、醫學檢查(如體內微小病變)、考古(觀測文物表面裂痕)、地質勘探(如玉石礦物侵浸程度)等科學研究、以及各種需要小型成像系統的工業用途和民間用途。?

針對現有技術中的上述技術問題，本發明者們運用微集成技術、并結合神經科學、微光學和半導體光電學等技術，研制出了一種顯著降低了系統外形尺寸和重量的熒光／明場光學成像系統。?

本實用新型的小型熒光／明場光學成像系統的特征在于，具備：?

成像單元，包括接收端(18)和固定在接收端(18)上的CMOS模塊(1)，該CMOS模塊(1)通過無線傳輸或數據線與外部控制器連接，所述成像單元中不包括目鏡；?

調焦單元，包括調節螺母(3)和螺桿(17)，螺桿(17)與調節螺母(3)通過螺紋進行連接；接收端(18)可轉動地安裝在調節螺母(3)上；?

消色差單元，包括消色差透鏡體(16)和嵌在消色差透鏡體(16)內?部的消色差透鏡(4)；消色差透鏡體(16)固定連接在螺桿(17)上；?

濾鏡單元，包括鏡體(14)、嵌在鏡體(14)內部的內支架(15)、嵌入內支架(15)的上凹槽中的濾光片(5)、嵌入內支架(15)的側凹槽中的激發濾光片(10)、固定在內支架(15)內部且與水平成45度角的分色鏡(13)；鏡體(14)固定連接在消色差透鏡體(16)上；?