[發明專利]一種激光掃描成像儀光學系統

在審

• 申請號: 202011521074.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112577939A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 方文磊;丁偉
• 申請（專利權）人: 北京海維爾科技發展有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳佳

1.一種激光掃描成像儀光學系統，所述光學系統設置在所述激光掃描成像儀的機械掃描裝置上，所述機械掃描裝置包括X軸導軌、Y軸導軌及Z軸導軌，所述X軸導軌滑動設置在所述Y軸導軌及所述Z軸導軌上；其特征在于，所述光學系統包括：

多個光學模塊、分光裝置及掃描頭；所述掃描頭滑動設置在所述X軸導軌上；多個所述光學模塊分別固定設置在所述X軸導軌一端或兩端；所述分光裝置設置在所述X軸導軌上，并位于所述光學模塊及所述掃描頭之間；不同所述光學模塊用于提供不同工作波長的激光并將激光激發出的熒光轉化為電信號，所述掃描頭用于將所述激光聚焦到待掃描樣品表面并收集和準直激光激發出的熒光；所述分光裝置用于將多個所述光學模塊提供的激光分別反射進所述掃描頭，并將所述掃描頭收集和準直的熒光分別反射進所述光學模塊。

2.如權利要求1所述的激光掃描成像儀光學系統，其特征在于，所述光學模塊的光路結構包括激光光路及熒光光路，所述激光光路依次設置激光器及二向色濾光片，所述激光器發出的激光通過所述二向色濾光片反射出所述光學模塊，反射出的激光由所述分光裝置反射進所述掃描頭；

所述熒光光路依次設置所述二向色濾光片、聚焦單元及光電傳感器；所述分光裝置反射入所述光學模塊的熒光通過所述二向色濾光片透射后由所述聚焦單元聚焦入所述光電傳感器。

3.如權利要求2所述的激光掃描成像儀光學系統，其特征在于，所述掃描頭包括沿激光傳播路線依次設置的第一掃描反射鏡和多個掃描透鏡，和/或，第二掃描反射鏡和多個所述掃描透鏡，所述掃描透鏡的數量與所述光學模塊的數量一致；

所述分光裝置反射進所述掃描頭的激光，通過所述第一掃描反射鏡和/或所述第二掃描反射鏡分別反射入相應激光傳播路線上的所述掃描透鏡中，各個所述掃描透鏡將激光聚焦到所述待掃描樣品表面，以使所述激光將所述待掃描樣品中的熒光物質激發出熒光；

各個所述掃描透鏡將激光激發出的熒光收集并準直，準直后的熒光由所述第一掃描反射鏡和/或所述第二掃描反射鏡反射進所述分光裝置，由所述分光裝置將熒光反射進相應的所述光學模塊的熒光光路中。

4.如權利要求1-3任一所述的激光掃描成像儀光學系統，其特征在于，所述分光裝置包括光路反射鏡組，所述光路反射鏡組內的每個光路反射鏡分別位于每個所述光學模塊和所述掃描頭之間。

5.如權利要求3所述的激光掃描成像儀光學系統，其特征在于，掃描透鏡采用雙膠合消色差透鏡，用于將所述光學模塊發出的激光匯聚到一個焦點上；多個所述雙膠合消色差透鏡分別活動設置在所述掃描頭內，以使所述雙膠合消色差透鏡的位置能夠沿各自所在的激光傳播路線上下調節，以將不同所述光學模塊發出的激光的焦點調節至同一焦點平面。

6.如權利要求5所述的激光掃描成像儀光學系統，其特征在于，所述Z軸導軌為沿Z軸方向設置在所述機械裝置上的絲杠，所述絲杠一端與所述機械裝置內設置的電機轉動連接；所述掃描頭還包括透鏡連接部，多個所述掃描透鏡分別沿各自所在的激光傳播路線活動設置在所述透鏡連接部上，所述絲杠另一端與所述透鏡連接部固接，所述透鏡連接部上設置的多個所述掃描透鏡在所述電機的轉動下隨所述絲杠沿Z軸方向移動。

7.如權利要求2所述的激光掃描成像儀光學系統，其特征在于，所述激光器上安裝有發射透鏡，所述發射透鏡用于將所述激光器發出的激光進行準直；

所述激光器和所述二向色濾光片之間還設置有激發光濾光片，用于對被所述發射透鏡準直后的激光進行過濾。

8.如權利要求2所述的激光掃描成像儀光學系統，其特征在于，所述聚焦單元包括平凸透鏡，且所述平凸透鏡和所述光電傳感器之間設置有孔徑為0.02-1mm的帶孔平面，用于過濾熒光中的雜散光；所述平凸透鏡和所述帶孔平面之間設置有發射光濾光片，用于濾除聚焦為小光斑的熒光中的激光。