[实用新型]便携式微型荧光显微镜

说明书

本实用新型涉及一种便携式微型荧光显微镜，其包括第一光学路径和第二光学路径，第一光学路径一端为激励源，另一端为物镜，激励源和物镜之间设置有被配置和布置为将激发光引导至物镜的激发元件；第二光学路径一端为物镜，另一端为图像采集装置，物镜和图像采集装置之间设置有被配置和布置为由将由物镜接收到的荧光投射到图像采集装置的发射元件；其中，物镜为非球面透镜；发射元件包括反射器，该反射器设置在图像采集装置前，用于改变图像采集装置的光接收位置。本实用新型在保证高质量的成像效果的同时，维持微小体积，简化组装并降低成本，合理的结构设计保证了使用的稳定性，更方便于架设在实验动物身体上。

技术领域

本实用新型涉及一种显微镜成像设备，具体涉及一种便携式微型荧光显微镜。

背景技术

在神经科学领域，荧光显微镜为探索神经环路结构和功能提供了极大的帮助。但传统的荧光显微镜的总重量大，占空间多，造价高，这些特性在诸多方面也限制了科学探索的前进。例如在观察记录实验动物脑部细胞活动时，由于传统荧光显微镜的体型较大，所以不得不将实验动物麻醉或者束缚起来，以保证成像的稳定性。但对清醒的，自由活动的实验动物脑部细胞活动观察实验就很难完成。所以适合架设在自由活动的实验动物头部的便携式微型荧光显微镜成为了目前的迫切需要。虽然有些微型荧光显微镜已经研发出来，填补了这部分实验技术的空缺，但是因为其照搬传统大型荧光显微镜光路，而带来成像质量差，观察范围小，材料依赖性大等多种缺陷。

传统的荧光显微镜，光路被业界广泛使用于大型荧光显微镜的设计制造。工作原理是由激励源发出的光经过激发滤光片允许特定波长的激发光通过，再经过二向色镜反射，将激发光照射在样品上，受激发光照射的样品发出发射光，即荧光。波长较长的荧光可透过二向色镜，再经过荧光滤光片滤除杂光，允许特定波长的荧光照射在检测器上。同时，发射光经过物镜和投射透镜后，在检测器上会聚成放大的像。这种光路设计虽然简单易行，但是光学路径长，占用空间多，显然只适合制造大型仪器，并不适合微型便携式设备。现有的微型设备通常延用传统大型荧光显微镜的光路设计，仅在尺寸上等比降低。然而光路的设计决定了外形结构，同时也限制了该仪器的性能。首先，在采用这种光路的情况下，为了尽量减少体积，就必须采用焦距非常短的透镜作为物镜，才能在保证足够放大倍数的情况下缩短光学路径的长度。所以，在这种光路中，必须依赖自聚焦透镜作为物镜。然而自聚焦透镜的制作工艺复杂，密度梯度的均一性难以控制，这导致了该设备的观察范围小，成像分辨率低以及图像扭曲变形等缺陷。其次，虽然该设备的外形小巧，但是投射透镜后的成像调焦结构十分不便，如果要调焦，就必须松开螺丝，旋转CMOS传感器电路板底座。CMOS电路板上有线束从设备的顶部连接到设备的侧面，给LED电路板供电。这样的设计导致在调焦时会牵扯供电线路，并且实验动物会抓挠侧面暴露的供电线路，可能会导致电路短路或断路而损坏设备。这不仅大大降低了设备的易用性，而且增加了使用的危险性。最后，该设备使用简单的恒流LED电路，为成像提供激发光。但是LED的发光效率会随着发热导致的温度升高而降低。激发光强度的改变直接影响最终成像亮度，导致成像条件不可控，每次实验条件不一致。

上述的主要缺陷严重影响了设备的使用，并降低了设备采集的实验数据的有效性与准确性，使其不具有说服力度。因此，本领域尚缺乏一种从实际出发，根据实验需要设计光路，研发制作的新设备，使其采集的数据准确有效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式微型荧光显微镜。该便携式微型荧光显微镜可以有效克服现有技术的不足，且根据目前科学发展趋势的需要，重新设计光路，使得该光路具有适应性，该微型荧光显微镜还具有体积小、重量轻；观察视野大；成像分辨率高，像差小的特点。