宽场单光子荧光显微镜

本发明涉及显微镜，具体涉及一种宽场单光子荧光显微镜。

背景技术：

1、目前，宽场单光子荧光显微镜包括光路结构、图像传感器和数据采集装置。在使用宽场单光子荧光显微镜观测生物体的大脑时，需要将宽场单光子荧光显微镜的光路结构和图像传感器佩戴在被观测生物体的头部(称佩戴在被观测生物体的头部宽场单光子荧光显微镜结构为头载结构)，以及，将数据采集装置固定在预设支架上，图像传感器通过传输线与数据采集装置电连接。在一些场景下，需要在同一个被观测生物体的头部同时佩戴多台宽场单光子荧光显微镜。

2、然而，目前的宽场单光子荧光显微镜的头载结构体积较大，使该头载结构占据的空间较大，进而若需要将多部宽场单光子荧光显微镜的头载结构佩戴在同一被观测生物体的头部上，则相邻的宽场单光子荧光显微镜的头载结构之间需要较大的距离，这使得相邻的宽场单光子荧光显微镜的观测区域之间的距离被限制在较大距离值以上，且在被观测生物体为小型生物体时，由于小型生物体的头部体积较小，而目前的宽场单光子荧光显微镜的头载结构体积较大，使得小型生物体的头部难以同时佩戴多台宽场单光子荧光显微镜。以及，目前的宽场单光子荧光显微镜的头载结构还存在佩戴感较重的问题，这使得在对小型生物体的大脑进行观测时，由于小型生物体的头部能够承载的重量有限，这进一步限制了在小型生物体的头部同时佩戴的宽场单光子荧光显微镜的数量。

技术实现思路

1、为了减小宽场单光子荧光显微镜的头载结构的体积和减轻宽场单光子荧光显微镜的头载结构的佩戴感，本发明提供了一种宽场单光子荧光显微镜。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种宽场单光子荧光显微镜，其特征在于，包括：光路结构、图像传感器和数据采集装置；

4、所述图像传感器为采用预设接口标准的图像传感器；所述预设接口标准包括mipi接口标准、lvds接口标准和slvs-ec接口标准；

5、所述图像传感器设置在所述光路结构上，被观测物发出的光经过所述光路结构后，射向所述图像传感器；所述图像传感器还通过预设传输线与所述数据采集装置电连接；

6、所述图像传感器用于根据所述被观测物发出的光生成所述被观测物的图像数据，以及用于基于所述预设接口标准，通过所述预设传输线将所述图像数据发送给所述数据采集装置。

7、本发明实施例中，所述图像传感器设置在所述光路结构的侧面；所述光路结构的侧面为与所述光路结构的自聚焦物镜的插入方向平行的面；其中，所述光路结构包括光源装置、半球透镜、第一滤波片、短通二向色镜、自聚焦物镜、平凸透镜和第二滤波片；所述光源装置发出的光依次透过所述半球透镜、所述第一滤波片、所述短通二向色镜、所述自聚焦物镜后照射到被观测物上；所述被观测物发出的光透过所述自聚焦物镜后，经所述短通二向色镜反射，然后依次透过所述平凸透镜、所述第二滤波片，最终照射到所述图像传感器上。

8、本发明实施例中，所述数据采集装置中设置有电源管理模块；

9、所述电源管理模块用于为所述图像传感器供电。

10、本发明实施例中，所述电源管理模块还用于为所述光源装置供电。

11、本发明实施例中，所述光源装置为led灯。

12、本发明实施例中，所述光源装置、所述半球透镜、所述第一滤波片、所述短通二向色镜和所述自聚焦物镜对应的光路光轴，与所述平凸透镜和所述第二滤波片对应的光路光轴垂直。

13、本发明实施例中，所述数据采集装置中设置有时钟信号发生器；

14、所述时钟信号发生器用于为所述图像传感器提供时钟信号。

15、本发明实施例中，所述图像传感器为cmos图像传感器。

16、本发明实施例中，本发明实施例的显微镜还包括：上位机；

17、所述上位机与所述数据采集装置连接；

18、所述数据采集装置还用于将所述图像数据发送给所述上位机。

19、本发明实施例中，所述图像传感器所在的电路板为hdi板。

20、本发明实施例采用上述技术方案，一种宽场单光子荧光显微镜，包括：光路结构、图像传感器和数据采集装置；所述图像传感器为采用预设接口标准的图像传感器；所述预设接口标准包括mipi接口标准、lvds接口标准和slvs-ec接口标准；所述图像传感器设置在所述光路结构上，被观测物发出的光经过所述光路结构后，射向所述图像传感器；所述图像传感器还通过预设传输线与所述数据采集装置电连接；所述图像传感器用于根据所述被观测物发出的光生成所述被观测物的图像数据，以及用于基于所述预设接口标准，通过所述预设传输线将所述图像数据发送给所述数据采集装置。

21、本申请中，图像传感器可以是采用了mipi接口标准、lvds接口标准或slvs-ec接口标准的图像传感器，由于这些接口标准具有传输线较少的优点，使得本申请能够减少图像传感器和数据采集装置之间的传输线的数量。由于在将宽场单光子荧光显微镜佩戴在被观测生物体头部时，这些传输线的重量会施加在被观测生物体头部，因此，本申请由于减少了图像传感器和数据采集装置之间的传输线的数量，使得本申请能够减轻宽场单光子荧光显微镜的头载结构的佩戴感。以及，这些接口标准还具有能够直接输出传输信号的优点，这使得本申请避免了在宽场单光子荧光显微镜的头载结构中增设用于做信号串行化处理的电路，进而降低了头载结构的重量，进一步减轻了宽场单光子荧光显微镜的头载结构的佩戴感；且由于在头载结构中省去了用于做信号串行化处理的电路，使得本申请能够减小头载结构的体积。基于此，由于本申请减小了宽场单光子荧光显微镜的头载结构的体积，使得本申请能够降低相邻的宽场单光子荧光显微镜的观测区域之间的距离限制，和能够增加在小型生物体的头部同时佩戴的宽场单光子荧光显微镜的数量。以及，由于本申请减轻了宽场单光子荧光显微镜的头载结构的佩戴感，这进一步使得本申请能够增加在小型生物体的头部同时佩戴的宽场单光子荧光显微镜的数量。

技术特征：

1.一种宽场单光子荧光显微镜，其特征在于，包括：光路结构、图像传感器和数据采集装置；

2.根据权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述图像传感器设置在所述光路结构的侧面；所述光路结构的侧面为与所述光路结构的自聚焦物镜的插入方向平行的面；其中，所述光路结构包括光源装置、半球透镜、第一滤波片、短通二向色镜、自聚焦物镜、平凸透镜和第二滤波片；所述光源装置发出的光依次透过所述半球透镜、所述第一滤波片、所述短通二向色镜、所述自聚焦物镜后照射到被观测物上；所述被观测物发出的光透过所述自聚焦物镜后，经所述短通二向色镜反射，然后依次透过所述平凸透镜、所述第二滤波片，最终照射到所述图像传感器上。

3.根据权利要求2所述的显微镜，其特征在于，所述数据采集装置中设置有电源管理模块；

4.根据权利要求3所述的显微镜，其特征在于，所述电源管理模块还用于为所述光源装置供电。

5.根据权利要求2所述的显微镜，其特征在于，所述光源装置为led灯。

6.根据权利要求2所述的显微镜，其特征在于，所述光源装置、所述半球透镜、所述第一滤波片、所述短通二向色镜和所述自聚焦物镜对应的光路光轴，与所述平凸透镜和所述第二滤波片对应的光路光轴垂直。

7.根据权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述数据采集装置中设置有时钟信号发生器；

8.根据权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述图像传感器为cmos图像传感器。

9.根据权利要求1所述的显微镜，其特征在于，还包括：上位机；

10.根据权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述图像传感器所在的电路板为hdi板。

技术总结
本发明提供了一种宽场单光子荧光显微镜，包括：光路结构、图像传感器和数据采集装置；所述图像传感器为采用预设接口标准的图像传感器；所述预设接口标准包括MIPI接口标准、LVDS接口标准和SLVS‑EC接口标准；所述图像传感器设置在所述光路结构上，被观测物发出的光经过所述光路结构后，射向所述图像传感器；所述图像传感器还通过预设传输线与所述数据采集装置电连接；所述图像传感器用于根据所述被观测物发出的光生成所述被观测物的图像数据，以及用于基于所述预设接口标准，通过所述预设传输线将所述图像数据发送给所述数据采集装置。本申请能够减小宽场单光子荧光显微镜的头载结构的体积，和减轻该头载结构的佩戴感。

技术研发人员：薛峰,张轲铭,李飞,祝清源,刘北明,毕国强
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13