顯微鏡照明方法及顯微鏡技術

本發明專利技術提供一種顯微鏡照明的方法及顯微鏡。本發明專利技術涉及一種顯微鏡照明方法，包括白光LED(4)和校正濾光片(6)的顯微鏡照明設備，以及一種用于在透射光亮視場照明和入射光熒光照明中交替或者同時分析樣品(10)的相應的顯微鏡系統(1)，其中，使用白光LED(4)用于透射光亮視場照明，且在透射光亮視場照明和入射光熒光照明中，在透射光亮視場照明的照明光束路徑中的位置啟動校正濾光片(6)；其中，校正濾光片(6)具有在白光LED(4)的光譜的至少一個最大值的波長范圍內具有最小值的光譜透射分布。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種顯微鏡照明方法，一種包括白光LED和校正濾光片的顯微鏡照明器件，和一種相應的用于分析樣品的顯微鏡，該顯微鏡包括交替或者同時開啟的透射光亮視場照明和入射光熒光照明。
技術介紹
在細胞診斷學和病理學中，通常在透射光亮視場照明中通過顯微鏡分析著色樣品。由顯微鏡分析得到的樣品顏色是用于診斷的一個重要標準。在其他的顯微鏡分析中，例如，通過相差(phase contrast)或者微分干涉差(DIC, differential interferencecontrast)等對照方法，樣品顏色的重要性大大降低。在這類對照方法中，分析無著色樣品，而無著色樣品在透射光亮視場顯微鏡檢查中主要呈現為透明狀。隨后，這些對照方法用于 使樣品的相性質更為明顯。熒光顯微術也是一種已知的分析方法。在該方法中，待分析樣品通過入射光照明光束路徑被照亮，該入射光照明光束路徑穿過激發濾光片。激發光導致被熒光色素著色的物體中產生熒光，被輻射的熒光確定樣品最終的顯微圖像。在過去較長的時間內，這些顯微術方法已經眾所周知。關于進一步細節可以參考現有技術。最近幾十年，鹵素燈已經用作顯微鏡中的照明工具，例如，用于透射光亮視場照明。鹵素燈發射的光主要對應于黑體的連續光譜。通常，熱保護濾光片也內置在包含有鹵素燈的發光模塊中，并且大大降低發射的輻射的紅外范圍。吸收玻璃(2mm厚的KGl)通常被用作熱保護濾光片。最終照明的連續光譜使得用戶可以進行可靠的顏色評估。在以特殊光源進行照明的情況下，顯色指數(CRI)對于顏色評估非常重要。這可以理解為光度值(photometric value),光度值可用于描述相等相關的色溫度的光源的顯色性的質量。高達5000K的色溫度，從相應的色溫度的黑體中發射的光被用作評估著色(rendering)質量的參考。高于5000K的色溫度,類似日光的光譜分布被用作評估著色質量的參考。例如，為了計算家用白熾燈泡(自身是黑體的良好的近似體)的顯色性，使用具有2700K溫度的黑體的光譜。任何光源，其光譜接近在可見光波長范圍內相等(相關)的色溫度的黑體的光譜，可以獲得100的顯色指數。與白熾燈泡類似的鹵素燈能夠獲得高達100的顯色指數。在顯微術中，鹵素燈越來越多地由發光二級管(下文中稱為LED)取代，LED具有已知的優點。該優點包括在較低的電能損耗下的較大光輻射以及更長的使用壽命。對于透射光照明，主要使用白光LED。在白光標準的LED中，藍光、紫光或者紫外LED與光致發光材料結合。通常使用與黃色發光材料結合的藍光LED。也可以使用包括多種不同的發光材料(通常為紅光、綠光和藍光)的紫外LED。根據加法混色原理，白光由這種類型的LED產生。以這種方式制造的部件具有良好的顯色性，顯色指數在70與90之間。然而，白光LED不能發射連續光譜。基于藍光LED的白光LED具有在藍色光譜范圍內(在約450nm處)的強發射，在藍綠光譜范圍內(在約500nm處)的最小值，以及在至更高波長范圍內的較寬發射，在約550nm處的發射最大值,該發射最大值在約650nm處顯著衰減。根據LED的類型,在500nm處的強度最小值與在450nm處的強度最大值的比典型地為約10-20%。以這種類型的非連續光譜作為樣品照明，顏色評估更加困難，并且與通過鹵素燈的顯微鏡照明情況中所得到的經驗值不同。DE 10 2007 022 666 Al致力于這個問題。在這個文件中，對比來自傳統的與日光濾光片組合的鹵素光源的用于顯微術的照明和白光LED的照明，發現視覺上或者通過(CCD，電荷耦合器件)照相機觀察到的物體的顏色由于不同的光譜分布而被改變，且這種顏色改變會導致不正確的診斷結果。在這個文件中，因此嘗試通過所謂的“波長分布轉換部件”將改變白光LED的光譜分布適配為日光燈的光譜分布。在這個文件中，提供用于可能的校正濾光片的幾個合適的光譜透射分布(“波長分布轉換部件”)的例子，兩個校正濾光片可以相繼擺放。所使用的白光LED的第一個例子在藍光范圍(約450nm)發出第一最大值，和在綠-黃光范圍(約500nm)發出第二(在該例子中較高)最大值。相反，白光LED的另一個例子發出如上所述的光譜分布，其中，第一最大值具有比第二最大值更高的強度。在這兩個例子中，各自的校正濾光片提供整體上仍然對應于原始白光LED的分布的光 譜分布，但是，其中兩個最大值被調節至大約相同的強度。最終光譜分布與期待的目標(日光或鹵素燈(包括日光濾光片)的光譜)仍有很大差距。以上介紹了熒光顯微術中發生的進一步的問題。如果除了如上所述的透射光亮視場照明的情況，顯微鏡還具有熒光照明的可能性，則專利技術人發現以下效應。在樣品的入射光熒光激發中產生的激發光大部分沿著透射光照明軸線穿過樣品到達透射光照明源。如果在該位置設置包括藍色LED的白光LED，藍色激發光引起白光LED中的黃-綠轉換染料的激發，使得接下來黃-綠光沿著透射光照明軸線到達樣品。這被看做熒光圖像中的破壞性背景，并且甚至能夠與來自樣品的實際熒光大部分重疊。當使用基于紫光或紫外光的LED時，如果熒光照明的激發光具有紫色或紫外光譜范圍中的光譜分量，會發現相似的效應。在這種情況中，白光LED中的相應的轉換染料被激發。即使當白光LED自身被關掉，仍然發生該激發。
技術實現思路
本專利技術的目的因而在于降低在顯微鏡的入射光突光觀察中的破壞性光，該顯微鏡包括能夠交替或同時開啟的通過白光LED的透射光亮視場照明和入射光熒光照明。本專利技術提出一種用于照明顯微鏡中樣品的方法，其中，樣品能夠由透射光亮視場照明和入射光熒光照明中交替或者同時照明，白光LED用作透射光亮視場照明的光源。在透射光亮視場照明和入射光熒光照明中，在透射光亮視場照明的照明光束路徑中的位置啟動光譜選擇性校正濾光片。校正濾光片具有光譜透射分布，該光譜透射分布在白光LED的光譜的至少一個最大值的波長范圍內具有最小值。因此，根據本專利技術，當透射光亮視場照明器件被開啟，且當入射光熒光照明器件被開啟時，并且在組合透射光亮視場照明和同時入射光熒光照明的一般較少發生的情況下，在透射光亮視場照明器件的照明光束路徑中引入校正濾光片。需要強調的是，即使當透射光照明的光源(即白光LED)關閉時，在透射光亮視場照明器件的照明光束路徑中也引入校正濾光片。這解釋了語句“在照明光束路徑中的位置”啟動校正濾光片。在透射光照明軸線上設置或啟動校正濾光片的表述與該語句同義地使用。術語“啟動”校正濾光片應該被解釋為如下效果還包括在透射光照明軸線上的濾光片的永久存在。但是，將校正濾光片應用到濾光載玻片或濾光輪上是有利的，濾光片滑塊或濾光片輪將光譜校正濾光片從透射光照明軸線移開并且將可能的其它濾光片置于照明路徑中用于其它顯微術方法，特別是前文所描述的對照方法。因此，光譜校正濾光片是或者可以被設置在樣品和白光LED之間的透射光照明軸線上。需指出的是，光譜校正濾光片并不必須為單個片濾光片，也可以包括兩個或多個光譜濾光片，該兩個或多個光譜濾光片的組合形成光譜校正濾光片。需進一步指出的是，光譜校正濾光片可以包括電子濾光片，如透射顯示器。在本專利技術中，光譜校正濾光片具有光譜透射分布，光譜透射分布在白光LED的光譜的至少一個最大值的波長范圍內具有透射最小值。不失一般性，本專利技術將通過前文本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于照明顯微鏡(1)中樣品(10)的方法，在透射光亮視場照明和入射光熒光照明中交替或者同時照明所述樣品(10)，其中，使用白光LED(4)作為所述透射光亮視場照明的光源，且在所述透射光亮視場照明和所述入射光熒光照明中，在所述透射光亮視場照明的照明光束路徑中的位置啟動校正濾光片(6)，其中，所述校正濾光片(6)具有被調諧到白光LED(4)且在白光LED(4)的光譜的至少一個最大值的波長范圍內具有透射最小值的光譜透射分布。

【技術特征摘要】
2011.07.27 DE 102011079941.91.一種用于照明顯微鏡(I)中樣品(10)的方法，在透射光亮視場照明和入射光熒光照明中交替或者同時照明所述樣品(10)， 其中，使用白光LED (4)作為所述透射光亮視場照明的光源，且在所述透射光亮視場照明和所述入射光熒光照明中，在所述透射光亮視場照明的照明光束路徑中的位置啟動校正濾光片(6), 其中，所述校正濾光片(6)具有被調諧到白光LED(4)且在白光LED(4)的光譜的至少一個最大值的波長范圍內具有透射最小值的光譜透射分布。2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，到達樣品(10)的所述入射光熒光照明的激發光的光譜具有光譜分量，所述光譜分量用于激發白光LED(4)中存在的轉換染料，所述校正濾光片(6)在所述光譜分量的范圍內具有透射最小值。3.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于，使用具有在所述白光LED(4)的光譜的多個最大值的波長范圍內具有多個最小值的光譜透射分布的濾光片作為所述校正濾光片(6)。4.如權利要求I至3中任一項所述的方法，其特征在于，使用具有在所述白光LED(4)的光譜的多個最小值的波長范圍內具有多個透射最大值的光譜透射分布的濾光片作為所述校正濾光片(6)。5.如權利要求I至4中任一項所述的方法，其特征在于，將所述校正濾光片(6)的光譜透射分布調諧到所述白光LED(4)的光譜，使得通過所述校正濾光片(6)透射的相關的光譜分布與鹵素燈的光譜至少在可見光波長范圍的主要部分相對應，所述鹵素燈包括上游日光濾光片和/或熱保護濾光片。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，通過所述校正濾光片(6)透射的相關的光譜分布與鹵素燈的光譜至少在所述可見光波長范圍的主要部分相對應，所述鹵素燈包括上游日光濾光片和/或熱保護濾光片。7.一種顯微鏡照明器件，包括白光LED (4)和被調諧到所述白光LED (4)的校正濾光片(6)，其中， 所述白光LED(4)的光譜具有分別在藍色和綠.黃波長范圍內的至少兩個最大值； 其中，所述校正濾光片(6)的光譜透射分布在這些最大值中的至少一個的波長范圍內具有透射最小值； 其中，所述白光LED(4)的光譜在所述至少兩個最大值之間具有至少一個最小值；和 其中，所述校正濾光片￠)的光譜透射分布在所述至少一個最小值的波長范圍內具有透射最大值。8.如權利要求7所述的顯微鏡照明器件，其特征在于，所述校正濾光片(6)的光譜透射分布被調諧到所述白光LED(4)的光譜，使得通過所述校正濾光片(6)透射的相關的光譜分布與鹵素燈的光譜至少在可見光波長范圍的主要部分相對應，所述鹵素燈包括上游日光濾光片和/或熱保護濾光片。9.如權利要求8所述的顯微鏡照明器件，其特征在于，所述可見光波長范圍的主要部分從420nm延伸到700nm。10.如權利要求7至9中任一項所述的顯微鏡照明器件，其中，所述白光LED(4)的光譜具有分別在440nm至470nm和520nm至570nm范圍內的兩個最大值。11.如權利要求7至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邁克爾·甘澤，阿爾布雷克特·韋斯，
申請(專利權)人：萊卡微系統CMS有限責任公司，
類型：發明
國別省市：