[发明专利]一种共聚焦光学扫描仪

权利要求书

1.一种共聚焦光学扫描仪，通过有两个反射面的扫描振镜反射由光源发射并透过针孔阵列的光，照明位于显微镜物镜焦平面的样品，并通过所述扫描振镜的旋转对所述样品进行扫描，最后由面阵检测器记录所述样品发射并透过所述针孔阵列的荧光，完成共聚焦成像，其特征在于：

有一个所述针孔阵列，其上排列了多个透光的针孔，其余部分不透光；

所述针孔将所述光源发射的光束分成多个点光源，并经过所述扫描振镜的第一反射面反射，在位于所述显微镜物镜焦平面的所述样品上形成多个与所述针孔一一对应的照明点，同时照明所述样品；

所述样品发射的荧光经过所述显微镜物镜后，被所述扫描振镜的第一反射面反射透过所述针孔，再经过所述扫描振镜的第二反射面反射，在所述面阵检测器的感光芯片上形成多个图像点；

所述扫描振镜旋转，使所述照明点以相同的速度在所述样品上移动，实现对所述样品完全的、均匀的照明；同时使所述图像点在所述面阵检测器的感光芯片上移动，得到完整的所述样品的荧光图像，完成共聚焦成像。

2.根据权利要求1所述的一种共聚焦光学扫描仪，在所述光源与所述针孔阵列之间还放置了一个排列了多个微透镜的微透镜阵列，其特征在于：所述针孔阵列位于所述微透镜的焦平面，且所述微透镜阵列的所述微透镜与所述针孔阵列的所述针孔一一对应，即所述光源发射的光束被所述微透镜阵分束、汇聚，汇聚的焦点位于所述针孔的中心，然后透过所述针孔阵列形成所述点光源。

3.根据权利要求2所述的一种共聚焦光学扫描仪，其特征在于：所述微透镜阵列的所述微透镜是菲涅耳透镜、曲面反射镜、微型凸透镜型微透镜中的一种或多种，形状为圆形或多边形，且都具有相等的焦距。

4.根据权利要求1或2所述的一种共聚焦光学扫描仪，其特征在于：所述针孔是圆形或多边形；当所述针孔为圆形时，所述针孔的大小r定义为所述圆形的半径；当所述针孔为多边形时，所述针孔的的大小r定义为所述多边形的内切圆的半径。

5.根据权利要求4所述的一种共聚焦光学扫描仪，其特征在于：所述针孔阵列上的所述针孔按照以下规则排列：当所述扫描振镜旋转时，所述照明点在所述样品上移动的方向定义为扫描方向；将平行于所述扫描方向的所述针孔的排列定义为行，将垂直于所述扫描方向的所述针孔的排列定义为列；每一行的所述针孔的数量相等，每一列的所述针孔的数量相等，且每一行至少有一个所述针孔；穿过所述针孔的中心画平行于所述扫描方向的直线，相邻的两条直线的距离为相邻两行所述针孔的行间距，称为I；穿过所述针孔的中心画垂直于所述扫描方向的直线，相邻的两条直线的距离为相邻两列所述针孔的列间距，称为J；同一行的相邻两个所述针孔的中心距离定义为K；同一列的相邻两个所述针孔的中心距离定义为L；所述针孔的排列使I、J、K和L与所述针孔的大小r有以下等式关系：

0＜I≤2r

L＝n×I，

K²＝n²×L²-I²

J²＝L²-I²

n为改变所述针孔间距的系数，1＜n≤20。

6.根据权利要求1或2所述的一种共聚焦光学扫描仪，其特征在于：所述扫描振镜的所述第一反射面是平面反射或凹面反射、所述第二反射面是平面反射或凹面反射。

7.根据权利要求6所述的一种共聚焦光学扫描仪，其特征在于：所述第一反射面和所述第二反射面分别在两个扫描振镜上。

8.根据权利要求1或2所述的一种共聚焦光学扫描仪，还包括一片二色分光镜，位于所述光源与所述针孔阵列之间，透过所述光源发射的光，反射所述样品发射的荧光。

9.根据权利要求1或2所述的一种共聚焦光学扫描仪，还包括一个截止光阑，位于所述显微镜物镜对所述样品成像的像平面，其作用在于：当所述扫描振镜旋转至最大角位置时，所述光源发射并透过所述针孔阵列的光被所述截止光阑阻挡，不能进入所述显微镜照明所述样品。

10.根据权利要求1或2所述的一种共聚焦光学扫描仪，还包括一个与所述面阵检测器之间有信号通讯的控制器，由所述控制器控制扫描振镜旋转，使所述面阵检测器的曝光时间等于所述扫描振镜的旋转时间的整数倍，且使所述扫描振镜旋转的启动与所述面阵检测器曝光的启动为同一时刻。