【免费试用】揭秘：能放进培养箱的显微镜用了什么照明模型？

因为，细胞培养最需要的就是良好稳定的生长环境和避免污染。但就传统的方法而言，科研工作者们在细胞培养过程中需要多次从培养箱中取出样本，进行一系列拍照观测操作，步骤繁琐、耗时耗力，还非常容易对样本造成环境影响和污染。

那么，实验中我们能不能，不把样本拿出来，就能直接进行观测呢？ 

当然能！用能放进培养箱里的微型显微镜就好啦！比如力显智能研发的Cellaview赛乐微细胞智能监控助手。

不过，要想实现培养和观测同步，的确需要从技术层面解决一些问题。比如培养箱中微型显微镜光学的明场照明、电池供电与发热、数据实时传输等问题。

总之，想法实现的过程是非常不容易的。今天我们就来分析其中一个问题，培养箱中微型显微镜的明场照明问题。

在显微镜的发展历程中，明场照明的方式大致分为直接照明、临界照明和科勒照明3个方式。

1、直接照明

直接照明就是直接把光投向待测物。理想点光源直接照明的特点是：不同距离下照明场的大小不同，在待测场不变的情况下光照效率有限。照明视场面积若是比光源面积大，则视场面积外围很容易出现照明不均匀的状况。示意图如下：

图1、直接照明光路示意图

2、临界照明

光源在被照明区域成像，可以被认为是照明系统的一种形式。这种形式被称为临界照明。由于光源直接成像到被照明的表面，所以光源的均匀性（或不均匀性）将直接影响到所得照明效果的均匀性。因此临界照明系统最好与均匀性高的光源一起使用。

图2、临界照明光路示意图

3、科勒照明

科勒照明是一种典型的用于非均匀光源的照明系统，典型的非均匀光源如灯丝和灯泡。临界照明系统的限制是照明均匀性依赖于光源中间像面的均匀性，任何不均匀都会直接反映在最终成像效果上，而科勒照明则在聚光镜和投影镜上都使用完全散焦的图像。

图3、科勒照明光路示意图

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技术揭秘

无论采用的是上述哪种明场照明方式，要想能被放置在培养箱中，显微镜的体积就应该足够小巧，所以其中的照明系统就更需要尽量小型化。但是由于实验的需要，照明系统在样本的照度均匀性上有着很高要求，理论上肯定需要复杂的、体积较大的照明光学设计来实现。

这样一个技术难点该如何解决呢？让我们来看看力显智能的Cellaview赛乐微是怎么做的吧！

图4、Cellaview赛乐微细胞智能监控助手

首先，从明场照明方式的选择上，考虑到体积的限制，在多次论证研究后力显智能研发团队选择了直接照明方式。其次，从照明设备的选择上，显微镜常用的白炽灯、荧光灯和气体放电灯等照明设备由于体积原因被一一排除，研发团队最终在多次测试与实验后，选取了体积小、亮度高、更合适的固体光源LED。

而且，仅仅使用普通LED是完全不够的。用户希望样本是被均匀照明的，在没有了复杂的照明光学设计的情况，要得到良好的照度均匀性，很大程度上取决于LED本身的发光特性。在LED诸多发光特性中，有2个对照明均匀性影响比较大。第1个是发光角度，第2个是光强的空间分布。

 图5、典型LED光强分布

典型的LED光强分布如上，从中可以看到发光角度和光强分布的相关信息。LED发光角度的选择需要考虑其与被照样本之间的距离，甚至于有些工艺制程的LED在发光角度合适的情况下，光斑未必合适，需要综合试验。

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Cellaview赛乐微的明场照明模型

综上，力显智能科技研发团队在综合考虑了各方面问题后，历经多次研究测试与技术迭代，成功研究出了Cellaview赛乐微的明场照明模型。以下就是简化版明场照明模型示例。

 图6、Cellaview简化版明场照明模型

图7、Cellaview赛乐微载玻片处照度分布

从Cellaview赛乐微载玻片处照度分布来看，照度分布十分均匀，完全满足显微成像的照明需求。

看到这里，不知大家对Cellaview赛乐微背后的技术是否有了更多了解呢？本期我们对Cellaview赛乐微明场照明模型做了简单探讨，下一期我们将给大家带来更多Cellaview赛乐微的技术揭秘哦~~

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