[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

本發明涉及激光掃描技術領域，具體公開了一種激光掃描成像儀光學系統，光學系統設置在所述激光掃描成像儀的機械掃描裝置上，包括：多個光學模塊、分光裝置及掃描頭；掃描頭滑動設置在X軸導軌上；多個光學模塊分別固定設置在X軸導軌一端或兩端；分光裝置設置在X軸導軌上，并位于光學模塊及掃描頭之間。本發明光學系統中，每個光學模塊到掃描頭為一個掃描通道，通過分光裝置實現對各個掃描通道上的激光及熒光的分配，滿足了多通道檢測的要求，而且，不會導致掃描的圖像時亮時暗，能實現高精度大范圍的熒光成像，更好的應用于生物醫療和生命科學研究。

技術領域

本發明涉及激光掃描技術領域，尤其涉及到一種激光掃描成像儀光學系統。

背景技術

激光共聚焦掃描成像儀光學系統采用共聚焦的光學結構，它每次采集1個像素，通過XY平面掃描即可采集整個平面的圖像信息。它可以滿足多種類型生物分子樣品的成像需求。可成像的樣品類型包括：蛋白凝膠、瓊脂糖凝膠、凝膠三明治、雜交膜、96孔板、植物組織、動物組織切片等，樣品中設置有熒光物質，熒光物質會被激光激發出熒光，激發出的熒光再由光學系統轉化為電信號以使激光掃描成像儀進行成像處理。激光共聚焦掃描成像儀應用范圍廣，但由于此設備涉及光學、機械、電子、軟件等多種學科，技術門檻高，當前市場上同類產品很少，而且，現有的激光共聚焦掃描成像儀是對整個光學系統進行滑動掃描，存在如下缺點，缺點一：滑動掃描的光學系統質量大，導致掃描過程有很大的晃動，對整機結構的剛度要求更高，因為結構精度影響光學系統收集光信號的效率，如果結構剛度不夠，掃描的圖像就會時亮時暗。缺點二：由于光學系統的檢測電路部分與掃描部分是相互綁定在一起的，增加了光學系統整體結構的復雜度，不便于后期更換維護。

發明內容

本發明實施例提供一種激光掃描成像儀光學系統，用以解決現有技術中激光掃描成像儀的光學系統整體滑動掃描時，存在因晃動大而導致掃描的圖像時亮時暗的問題。

依據本發明實施例的一個方面，提供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；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。

本發明實施例的有益效果為：在本發明光學系統中，每個光學模塊到掃描頭為一個掃描通道，通過分光裝置實現對各個掃描通道上的激光及熒光的分配，滿足了多通道檢測的要求，而且，在對待掃描樣品進行掃描時，由于掃描運動部分只有中間的掃描頭，掃描頭質量小，能夠在機械掃描裝置的帶動下沿X軸導軌高速往返掃描，從而實現對樣品的快速掃描，掃描時晃動小，不會導致掃描的圖像時亮時暗。多個光學模塊分居X軸導軌端側，多個光學模塊及掃描頭在機械掃描裝置的帶動下能夠整體沿Y軸緩慢移動，增大了掃描視場的面積。每個光學模塊發出的激光波長可以各不相同，掃描頭將多種波長的激光會聚在樣品上，并接收不同激光激發出的多種熒光，能實現高精度大范圍的熒光成像，以使系統能夠更好的應用于生物醫療和生命科學研究。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

可選的，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。