[发明专利]一种高速激光共焦扫描显微成像仪

说明书

                          技术领域

本发明涉及一种显微成像仪，尤其是涉及医学上应用的显微成像仪。

                          背景技术

1987年，世界上第一台激光扫描共聚焦显微镜研制成功，它立即成为医学、细胞生物学领域最先进和强有力的分析仪器。至今为止，国内外有许多学者在研究激光扫描共焦显微镜，提出了各种各样的激光扫描共焦显微镜。如实用新型(专利申请号99240337.5)采用了一组由激发滤光片、双色反射镜、抑制滤光片组成的可替换配对组合，不但使系统保留了原有的光路简化、结构紧凑、体积小和成本低廉等优点，还使得系统实现了对各种荧光和非荧光样品的三维图像测试；发明专利(申请号98111188.2)公开了一种激光共焦扫描器，其特点是仅用一半反射半透镜将样品激光照明光路、样品散射光信号光路和观察光路尽可能地合为一体，从而使得光路简化、结构紧凑、体积变小、成本较低；发明专利(申请号98802979.0)公开一个激光扫描共焦显微镜系统，在测量在焦像时能把在焦像从离焦像分离出来，从而既减小了系统误差又减小了统计误差。发明专利(申请号99113633.0)公开了一种有自定位的光纤共焦扫描显微镜，包括光纤共焦扫描显微镜和准共焦小视场显微镜。也就是说，该发明的一台显微镜具有两种显微镜的功能，既有显微扫描层析成像的功能，又有一次成像的功能，即是对测定目标进行自定位的功能。然而，上述共焦扫描显微镜均有一个难以克服的缺点：成像速度太慢。在这些共焦扫描显微镜中，每一个时刻只能得到一个象素点，欲得到一幅完整的图像，需要逐点完成两个方向的扫描。由于共焦扫描显微镜成像分辨率极高，为了得到高分辨率的图像，其扫描速度难以提高。因此，成像速度慢，就成为共焦扫描显微镜一个严重的缺点。特别是在用于生物医学中的在体测量时，成像速度慢严重地限制了共焦扫描显微镜的应用。

                          发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种高速激光共焦扫描显微镜系统。

为了提高共焦扫描显微镜的成像速度，本发明的技术方案是：一种高速激光共焦扫描显微成像仪其构成为：物镜，半透半反镜，成像物镜，狭缝，放大物镜，光电信号传感器，光电信号传感器将收到的光信号转成数据后，送数据采集装置，进入计算机进行处理，激光光源经准直物镜至半透半反镜提供照明，系统采用共焦结构，既欲成像的物体处于物镜的焦线上，光电传感器处于成像物镜的焦线上，激光光源发出的光束经准直物镜，透过半透半反镜后，经过物镜在欲成像物体的内部聚焦成一焦线，由处于焦线的物体组织反射后，再经过物镜、由半透半反镜反射，经过成像物镜聚焦成一线状光束，经由狭缝后，由放大物镜成象在光电信号传感器上，所述的物镜由附加的控制装置控制沿轴向或径向作一维扫描；欲成像的物体也可处于物镜的焦点上；光电传感器也可处于成像物镜的的焦点上；所述的物镜、成像物镜采用双胶合柱面镜，所述的光电信号传感器采用线阵CCD器件，所述的光源采用红外波段的激光器。

本发明可使共焦扫描显微镜的速度提高几百倍，同时可以简化共焦扫描显微镜的结构，减小体积，大大地拓展了共焦扫描显微镜的使用范围。

                          附图说明

图1是激光共焦扫描显微镜的系统框图。其中：1物镜；2是半透半反镜；3是准直物镜；4是激光光源；5是成像物镜；6是狭缝；7是放大物镜；8光电信号传感器；9是数据采集装置；10是计算机。

                         具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1是激光共焦扫描显微镜的系统框图。

本发明的工作原理如下：激光光源4为近红外波段的激光器，其发出的窄带光束经准直物镜3扩展成直径1毫米至几毫米的均匀、平行光束，由半透半反镜2分裂为两路光束：一路经半透半反镜2反射的光束不用；另一路光束透过半透半反镜2后，经过物镜1在被测物体的内部聚焦成一焦线，由处于焦线的被测物体反射后，再经过物镜1、由半透半反镜2反射，经过成像物镜5，狭缝7后，由放大物镜成像在光电信号传感器上。由于光电信号传感器上的象素与处于焦线的被测物体像素有一一对应关系，因此，此时可得到处于焦线的被测物体数百甚至数千个像素。随着物镜1在轴向或径向移动，可以得到被测物体的高分辨率图像。由于只需在一个方向作扫描运动，所以该装置可以高速成像。光电信号传感器输出的信号经过数据采集装置9送入计算机10，经过计算机计算后可以得到被测物体的层析图像。