[發明專利]顯微放大系統

在審

• 申請號: 201610757811.5
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN107783267A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 袁蘭
• 申請（專利權）人: 北京大學;陳志民
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G02B21/06;G02B21/10;G02B21/12
• 代理公司: 北京漢德知識產權代理事務所(普通合伙)11328
• 代理人: 陳曦,錢鶯勤

技術領域

本發明涉及一種顯微放大系統，特別是一種大視野、高通量的顯微放大實驗裝置。

背景技術

目前，科研實驗所使用的顯微鏡使用高倍鏡增加放大倍數觀察樣品，雖然能看清樣品的精細結構，但視野范圍較小；若使用低倍鏡觀察樣品，雖然視野范圍擴大，但是分辨率卻有所降低。

目前，在實驗過程中，不同種類或濃度的樣品（如細胞）需要分開培養、取樣、制片。因現有顯微鏡無法同時觀察不同樣品的信息，常用的方法是，在一個樣品觀察結束后再觀察另一個樣品，或是在一個視野觀察結束后再觀察下一個視野。這樣操作既繁瑣，又無法在同一視野下觀察所述樣品，由些產生實驗誤差。

另外，目前市售的熒光顯微鏡無法標明熒光是否發出、或是否照射在樣品上，同樣也可能產生實驗誤差。

發明內容

本發明旨在提供一種顯微放大系統，它不僅能夠在一個視野下同時清晰地觀察多個樣品，而且仍然保持了常規顯微鏡系統只有在高倍放大條件下才具有的高數值孔徑，因而保持了高分辨率。

本發明的一種顯微放大系統，包括一個透射光顯微鏡裝置和一個熒光照明裝置。透射光顯微鏡裝置包括：一個照明光源，其光源波長在190nm至2000nm之間；一個第一聚光鏡，其沿一個第一光軸位于照明光源的下游；一個錐角反射器，其沿第一光軸位于第一聚光鏡的下游、且能夠從第一光軸中移開，錐角反射器的表面具有鏡面反射的光學特性；一個暗場照明器，其環罩錐角反射器且表面具有鏡面反射的光學特性，該暗場照明器將經錐角反射器反射的光線再斜向反射到一個第二聚光鏡，并通過第二聚光鏡匯聚到一個樣品池中的樣品區域，其中第二聚光鏡沿第一光軸位于暗場照明器中心位置的暗場，若錐角反射器移開第一光軸，透過第一聚光鏡的光線通過第二聚光鏡，將光線匯聚到所述樣品區域，可實現一個明場照明，樣品池沿第一光軸位于第二聚光鏡的下游，且樣品區域位于該樣品池；一個物鏡，其沿第一光軸位于樣品池的下游，物鏡的物方視野直徑在10mm至200mm之間、數值孔徑大于0.3、分辨率不大于1μm；一個輔助物鏡，其沿第一光軸位于物鏡的下游，該輔助物鏡的孔徑大于10mm，以保證與物鏡的成像面積相匹配；一個分光鏡，其沿第一光軸位于輔助物鏡的下游，且沿第一光軸的部分光線能夠沿一個不同于第一光軸方向的一個第二光軸通過該分光鏡；一個阻擋濾光片，其沿第一光軸位于分光鏡的下游；一個管鏡，其沿第一光軸位于阻擋濾光片的下游；和一個圖像采集器，其沿第一光軸位于管鏡的下游。熒光照明裝置包括：一個熒光光源，其發射的熒光光束能夠沿第二光軸照射至分光鏡，并藉由該分光鏡反射至輔助物鏡，進而照射所述樣品區域；一個第三聚光鏡，其沿第二光軸位于熒光光源和分光鏡之間；一個第四聚光鏡，其沿第二光軸位于第三聚光鏡與分光鏡之間；和一個取景標記器，其沿第二光軸位于分光鏡未設置熒光光源的一側。

本發明的顯微放大系統，它能夠提供視野數十倍于常規系統，可以一次觀察很大范圍的樣品面積，不僅能夠在一個視野下同時清晰地觀察多個樣品，而且仍然保持了常規顯微鏡系統只有在高倍放大條件下才具有的高數值孔徑，因而保持了高分辨率（分辨率與數值孔徑值成反比關系），該高分辨率的顯微放大系統用于配合超寬視野的顯微成像；此外本發明在光源波長、顯色性、照明口徑、和光源取景標記器等方面都比常規系統的部件有改進。

在顯微放大系統的另一種示意性實施方式中，其中位于圖像采集器處的像方視場為特大靶面的數字圖像傳感器，有效信息量在10⁷至10¹⁰像素之間。

在顯微放大系統的另一種示意性實施方式中，照明光源發出的光經由第一聚光鏡、錐角反射器、暗場照明器、和第二聚光鏡，在樣品區域形成直徑在10mm至200mm之間的照明區。

在顯微放大系統的又一種示意性實施方式中，第二聚光鏡的直徑能夠使其視野直徑在10mm至200mm之間，且覆蓋整個樣品池。

在顯微放大系統的又一種示意性實施方式中，物鏡的直徑能夠使物方視野直徑在10mm至200mm之間，且能夠全部接受經樣品池通過的光。

在顯微放大系統的又一種示意性實施方式中，圖像采集器為一種有效信息量將在10⁷至10¹⁰像素之間的圖像采集器。

在顯微放大系統的又一種示意性實施方式中，第四聚光鏡包括沿第二光軸設置的一組光學阻擋片和一組光欄，光欄間設于光學阻擋片之間。