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荧光观察系统和滤光器组

阅读：1084发布：2020-07-05

IPRDB可以提供荧光观察系统和滤光器组专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及荧光观察系统和滤光器组。该用于荧光观察的滤光器组包括照射光滤光器和观测光滤光器，其中满足下式：其中：λ表示波长，TL(λ)是照射光滤光器的透射特征，TO(λ)是观测光滤光器的透射特征，A1、A2为0至1之间的数，是CIE1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的坐标，S是CIE1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的称为光谱轨迹的线，是CIE1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的白点。，下面是荧光观察系统和滤光器组专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种滤光器组，所述滤光器组包括照射光滤光器和观测光滤光器，其中所述照射光滤光器的透射特征是第一部分特征和第二部分特征的集合；

其中所述观测光滤光器的透射特征是所述第三部分特征和第四部分特征的集合；

其中所述第一部分特征在波长小于阈波长处具有至少一个波长范围，在该波长范围内，透射值大于第一数值；

其中，所述第二部分特征在波长大于所述阈波长处具有至少一个第二波长范围，在所述第二波长范围内，透射值小于第二数值且大于第三数值，其中，在第一波长范围和第二波长范围之间，所述照射光滤光器的透射值小于第四数值；

其中所述第三部分特征在波长大于所述阈波长处具有至少一个第三波长范围，在所述第三波长范围内，透射值大于所述第一数值；

其中所述第四部分特征在低于所述阈波长的波长处具有至少一个第四波长范围，在所述第四波长范围内，透射值小于所述第二数值，并大于所述第三数值；以及其中所述第四数值小于所述第三数值，所述第三数值小于所述第二数值，并且所述第二数值小于所述第一数值。

2.根据权利要求1所述的滤光器组，其中并且

其中：

λ 表示波长，T1(λ) 是第一部分特征，T2(λ) 是第二部分特征，T3(λ) 是第三部分特征，TL(λ)＝T1(λ)+T2(λ) 是所述照射光滤光器的透射特征，T0(λ) 是所述观测光滤光器的透射特征，A1、A2 为0至1之间的数。

3.根据权利要求1所述的滤光器组，其中并且

其中：

λ 表示波长，T1(λ) 是第一部分特征，T2(λ) 是第二部分特征，T3(λ) 是第三部分特征，T4(λ) 是第四部分特征，TL(λ)＝T1(λ)+T2(λ) 是所述照射光滤光器的透射特征，T0(λ)＝T3(λ)+T4(λ) 是所述观测光滤光器的透射特征，A1、A2 为0至1之间的数。

4.根据权利要求2-3中任一项所述的滤光器组，其中以及

其中

是CIE 1931XYZ色彩空间的CIE xy色度图中的坐标，S是CIE 1931XYZ色彩空间的CIE xy色度图中的被称为光谱轨迹的线，是CIE 1931XYZ色彩空间的CIE xy色度图中的白点。

5.一种滤光器组，所述滤光器组包括照射光滤光器和观测光滤光器，其中所述观测光滤光器的透射特征在低于阈波长的波长处具有至少一个波长范围，在所述波长范围内，透射值大于第一数值，所述照射光滤光器的透射特征在高于所述阈波长的波长处具有至少一个其中透射值小于第四数值的波长范围；

其中所述观测光滤光器的透射特征在大于所述阈波长的波长处具有至少一个其中透射值大于所述第一数值的波长范围，所述观测光滤光器的透射特征在低于所述阈波长处具有至少一个其中透射值小于所述第四数值的波长范围；

其中以及

其中：

λ 表示波长，TL(λ) 是所述照射光滤光器的透射特征，TO(λ) 是所述观测光滤光器的透射特征，是CIE 1931XYZ色彩空间的CIE xy色度图中的坐标，S 是CIE 1931XYZ色彩空间的CIE xy色度图中的被称为光谱轨迹的线，是CIE 1931XYZ色彩空间的CIE xy色度图中的白点。

6.根据权利要求4和5中任一项所述的滤光器组，其中满足以下公式：

7.一种荧光观察系统，所述荧光观察系统包括用于照射目标物的光源、用于对目标物成像的观测光学器件和根据权利要求1-6任一项所述的滤光器组，其中所述观测光滤光器置于所述光源和所述目标物之间的照射光束路径中，且所述观测光滤光器置于所述观测光学器件的光束路径中。

8.一种使用根据权利要求1-6任一项的滤光器组进行荧光观察的方法，其中，所述方法包括：使用所述滤光器组中的所述照射光滤光器过滤导向目标物的照射光束；和使用所述滤光器组中的所述观测光滤光器过滤所述目标物发出的光。

说明书全文

荧光观察系统和滤光器组

技术领域

[0001] 本发明涉及荧光观察系统，进行荧光观察的方法和用于该系统和方法的滤光器组。

背景技术

[0002] 荧光观察应用于工程、生物和医药的很多领域从而能够以可见的方式辨别目标物的不同结构。这里，在照射光源和被观测目标物之间的光束路径上设置照射光滤光器，其中照射光滤光器基本上仅允许能够激发荧光染料的荧光的光通过。观测光滤光器置于成像光学器件的光束路径上，其中观测光滤光器仅允许荧光通过，而基本上不允许能通过照射光的光通过观测光滤光器。目标物的荧光结构作为图像中的亮区被观察到，该图像通过眼睛查看观测用光学器件来观察，或者由照相机通过观测用光学器件记录，并且目标物的非荧光结构保持为暗区，从而不能观察到非荧光区含有的结构。

[0003] 人们期望在图像中也能够观测到目标的非荧光区以相对于非荧光结构区更好地确定荧光结构的位置。在这一方面，US 6,212,425B1提出彼此间相对地调整照射光滤光器和观测光滤光器的透射特征，从而使目标物的发射荧光的荧光结构和反射光的非荧光结构在观测光滤器后都是可见的。

[0004] 已经发现通过照射光滤光器和观测光滤光器的这种调整，目标的非荧光区的可见度不能令人满意。

发明内容

[0005] 因而，期望提供能够更好地观察目标物的非荧光区的滤光器组、荧光观察系统和进行荧光观察的方法。

[0006] 通过考虑以上问题完成了本发明。

[0007] 本发明提供能够观测目标物的荧光和非荧光区的滤光器组、荧光观察系统和方法。

[0008] 根据实施方式，照射光滤光器具有取决于光的波长的透射特征(transmission characteristic)，所述透射特征为第一部分特征和第二部分特征的集合，其中第一部分特征具有小于阈波长的第一波长范围，在该第一波长范围内，透射值大于第一数值，第二部分特征具有大于阈波长的第二波长范围，在该第二波长范围内，透射值小于第二数值且大于第三数值，其中在第一波长范围和第二波长范围之间的波长处，照射光滤光器的透射值小于第四数值。

[0009] 阈波长是基于使用的荧光过程而确定的波长，将用于激发荧光过程的波长和用于检测荧光过程的波长分开。在某些实施方式中，选择阈波长使其大于使用的荧光过程的最大激发光谱并小于使用的荧光过程的最大发射光谱。然而可能与这样的选择不同，可将阈波长选择为小于最大激发光谱的波长或者大于最大发射光谱的波长，因为现实中荧光过程的激发光谱和发射光谱存在交叠。

[0010] 照射光滤光器的透射特征的第一部分特征具有向目标物提供荧光激发光的作用。为实现该目的，在小于阈波长的第一波长范围内，第一部分特征的透射值大于第一数值，其中设计滤光器时选择尽量大的第一数值。示例值大于0.75或0.9。1.0的数值是优化的目标，其中这一数值在实际应用中只能大约达到。

[0011] 照射光滤光器的透射特征的第二部分特征具有向目标物提供一定量的光的作用，所述一定量的光不是用于激发荧光而是使目标物的非荧光结构可见。由于该光的波长大于阈波长，当被目标物反射时它能透过观测光滤光器，从而由于这种光而能够观察目标物的非荧光结构。

[0012] 由于荧光目标物产生的荧光强度通常较低，因此期望荧光图像中能观察到的目标物的非荧光区的强度基本上不大于观察到的荧光区的强度，否则非荧光区的亮度将超越荧光区。由于这一原因，通过选择使处于第二波长范围的照射光滤光器的透射小于第二数值并大于第三数值，对通过第二部分特征向目标物提供的光的量进行限制是有益的。这里，第二数值小于第一数值，从而第二波长范围内的最大透射明显小于第一波长范围内的最大透射。然而，第二波长范围内的最大透射大于第三数值，其中第三数值表示明显透射而不是出现在其中优选地滤光器根本不透射任何光的滤光器透射特征的波长范围内的非常少量的透射。例如在第一波长范围和第二波长范围间提供了这种低的透射值，该透射小于第四数值，其中第四数值表示这样的滤光器的透射，该滤光器的透射优选地使得滤光器根本不允许这些波长的光透过。

[0013] 概括来讲，照射光滤光器具有以下性质：滤光器透射大量的彼此分离的多个波长范围的光，其中多个波长范围的至少一个波长范围位于大于阈波长处，且允许大量的光通过，而多个波长范围的至少一个波长范围位于大于阈波长处并允许相对少量但仍显著的光通过。

[0014] 根据某些实施方式，第一数值为0.5和/或第二数值为0.01，第三数值为0.0005和/或第四数值为0.0002。

[0015] 根据一些实施方式，观测光滤光器具有的透射特征为第三部分特征和第四部分特征的集合。然而，第四部分特征是可选的，从而观测光滤光器的透射特征完全由以下作为第三部分特征更详细说明的特征表示。

[0016] 第三部分特征具有至少一个大于阈波长的波长范围，在该波长范围内透射值大于第一数值。第三部分特征具有允许荧光和用于感知非荧光区的光通过滤光器的作用。例如，由于照射光滤光器的第二部分特征，用于感知非荧光区的光被允许到达目标物。由于荧光强度典型地较低，第三波长范围内的最大透射值应尽可能地高。例如，这样的最大值大于前面说明的第一数值。结果，目标物的荧光结构和目标物的非荧光结构都能够被感知。这通过向目标物提供显著量的具有不必激发荧光的波长的光，并允许其与荧光一起通过观测光滤光器来实现。这样的性质可通过以下的公式表示：

[0017]

[0018]

[0019] 其中：

[0020] λ 表示波长，

[0021] T1(λ) 是第一部分特征，

[0022] T2(λ) 是第二部分特征，

[0023] T3(λ) 是第三部分特征，

[0024] TL(λ)＝T1(λ)+T2(λ)是照射光滤光器的透射特征，

[0025] T0(λ) 是观测光滤光器的透射特征，

[0026] A1，A2 为0和1之间的数。

[0027] 式(1)显示出用于向目标物提供荧光激发光的照射光滤光器的第一部分特征和允许荧光通过的观测光滤光器的第三部分特征之间的光谱交叠的值为A1。

[0028] 式(2)显示出显著量的非荧光并用于观察目标物的非荧光区的光能够通过照射光滤光器和观测光滤光器的组合。

[0029] 根据某些实施方式，A2为0.1，或者A2为0.05，或者A2为0.01，或者A2为0.005。

[0030] 在观测光滤光器的透射特征是第三部分特征和第四部分特征的集合的实施方式中，第四部分特征具有的波长低于阈波长，第四波长范围内的透射值小于第二数值，并大于第三数值。第四部分特征的作用是允许非荧光通过滤光器并因而用于感知非荧光目标物。由于这种光不应当比荧光更亮，因而通过选择第四波长范围内的透光的最大值，对由于第四部分特征的能够通过观测光滤光器的光量进行限制，从而使其比显著小于第一数值的第二数值小，该第一数值表示优化的最大透射值。另一方面，低于阈波长的透过观测光滤光器的量仍需显著。由于这样的原因，第四波长范围内的透光最大值要比显著大于第四数值的第三数值大，该第四数值表示期望尽可能阻断透射的透射值。

[0031] 通过这样的设置，从至少两种不同波长范围内提供了用于观测目标物的非荧光区的光，主要是因照射光滤光器的第二部分特征向目标物提供的、并因第三部分特征而通过观测光滤光器的非荧光，和由于照射光滤光器的第一部分特征向目标物提供，且由于第四部分特征而通过观测光滤光器的光。这两种观测目标物的非荧光区的波长范围彼此间具有光谱距离。这一光谱距离实现了非荧光区不显示单色的优点。此外，在多个光谱范围能够感知非荧光区，使得相对于单色感应，能够更好地感知目标物的非荧光区的不同结构。

[0032] 在本文中，这是可能的：照射光滤光器的第二部分特征和观测光滤光器的第四部分特征允许彼此分离的多个波长范围的光通过。可对光谱范围进行选择，从而用于观测非荧光区的可获得的光来自多个光谱范围，可对该光谱范围进行选择使得混合光近似为白光。相应地，通过照射光滤光器和观测光滤光器的系统，可以将非荧光白色表面感知为白色表面。

[0033] 根据一些实施方式，滤光器组包括照射光滤光器和观测光滤光器，其中观测光滤光器的透射特征在低于阈波长的波长处具有至少一个其中透射值大于第一数值的波长范围，照射光滤光器的透射特征在高于阈波长的波长处具有至少一个其中透射值小于第四数值的波长范围；

[0034] 其中观测光滤光器的透射特征在高于阈波长的波长处具有至少一个其中透射值大于第一数值的波长范围，观测光滤光器的透射特征在低于阈波长的波长处具有至少一个其中透射值小于第四数值的波长范围；

[0035] 其中

[0036]

[0037]

[0038]

[0039] 其中：

[0040] λ 表示波长，

[0041] TL(λ) 是照射光滤光器的透射特征，

[0042] TO(λ) 是观测光滤光器的透射特征，

[0043] A1，A2 为0至1之间的数，

[0044] 是CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的坐标，

[0045] S是CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的称为光谱轨迹的线，[0046] 是CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的白点。

[0047] 如以上已经说明的，式(2)显示出显著量的并用于观察目标物的非荧光能够通过照射光滤光器和观测光滤光器的组合。

[0048] 式(3)显示出能够通过照射光滤光器和观测光滤光器的组合的非荧光分别属于不同的光谱范围，并且通过调整其光谱强度从而使其混合为近似白光。

[0049] 为确定这些性质，参照了CIE 1931 XYZ色彩空间。在该色彩空间具有的色度图中，光的红色部分被表示为坐标x，光的绿色部分被表示为坐标y，其中光的蓝色部分z满足x+y+z＝1。称为CIE色度图的光谱轨迹的马蹄铁形曲线表示纯光谱色。白点的坐标为x＝1/3，y＝1/3。

[0050] 沿着CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的光谱轨迹线S计算式(3)的积分值。式(3)表示对光谱轨迹线上的光强度的重心的确定，其中用TL·TO的乘积进行加权，该乘积表示通过照射光滤光器和观测光滤光器的组合的透射值。确定重心的结果为CIE1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的向量

[0051] 式(4)显示出CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中确定重心的结果与白点间的距离小于预定值，因而接近白色。

[0052] 根据进一步的实施方式，以上说明的滤光器组与包括用于照射目标物的光源的荧光观察系统整合在一起。这里，调整滤光器的透射特征从而考虑光源产生的光谱。例如，通过用乘积IQ·TL·TO代替乘积TL·TO，其中IQ表示光源的光谱分布。

附图说明

[0053] 通过以下参照附图的本公开的示例性实施方式的详细说明将使本公开的前述及其它有益的特征更加明显。需要注意的是并非所有本公开的实施方式都必须显示出这里确认的每一个或任何一个有益效果。

[0054] 图1是荧光观察系统的示意图；

[0055] 图2a-2d是示意性示出了用于荧光观察的滤光器组的图；以及

[0056] 图3示出了作为CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图的色度图，其中显示了参照附图2a-2d说明的滤光器组。

具体实施方式

[0057] 在以下描述的示例性实施方式中，功能和结构相同的部分尽可能以相同的附图标记表示。因此，为理解具体实施方式的单独的部分，也应该参照其它实施方式的说明和本公开的发明内容部分。

[0058] 以下参照手术显微镜说明了荧光观察系统的实施方式。然而，荧光观察系统的实施方式不限于手术显微镜，并包括任何种类的荧光观察系统，在该荧光观察系统中，导向目标物的照射光由照射光滤光器过滤，目标物的发射光由观测光滤光器过滤。

[0059] 参照附图1，荧光观察系统或显微镜1包括显微镜光学器件3，该显微镜光学器件3包括具有光轴7的物镜5。待观测目标物9位于物镜5的物平面上。通过物镜5，目标物
9发出的光形成为图像旁瓣11，其中两个变焦系统12、13位于旁瓣11内，并与光轴7分开。
变焦系统12、13从旁瓣11中选择两个偏振光束14和15，并通过偏转棱镜(未示出)将偏振光束14和15提供给目镜16、17。用户用左眼18和右眼19通过目镜观察以查看目标物
9的放大的像。

[0060] 偏振光束15中可设置半透过镜21，以向照相系统24提供作为光束23的部分光。照相系统24包括一个照相机或多个照相机。在说明的实施方式中，照相系统24包括通过照相机适配器光学器件31接收通过半透过镜25的光束23的光的照相机32、通过滤光器
57以及照相机适配器光学器件53接收由半透过镜25反射的光束23的照相机55。滤光器
57为荧光滤光器，其只允许目标物9含有的荧光染料的荧光通过。因此，照相机32能够检测目标物9的通常的光学图像，而照相机55能够检测目标物9的荧光光学图像。通过数据连接33和65，分别将照相机32和55的图像提供给控制器35，并且储存在控制器的存储器
95中。

[0061] 类似地，另一偏振光束14中可设置半透过镜37，半透过镜37进行反射以通过照相机适配器光学器件41向照相机43提供偏振光束39，从而照相机43也能检测到通常的光学图像，其中通过数据连接45将照相机43检测到的图像传送给控制器35。

[0062] 显示器69通过数据连接67与控制器35互联，显示器69上显示的图像通过投影光学器件70被投影到目镜17的光束路径上，另外的半透光镜68位于偏振光束15中，从而用户用眼睛19能够直接查看显示在显示器69上的图像以及目标物的像。例如，控制器35能够投影由照相机32、55和43检测到的、或者通过分析检测到的图像产生的数据或图像。

[0063] 控制器35也能向头盔式显示器49提供由照相机检测到的图像，其中头盔式显示器包括分别对应于用户的右眼和左眼的两个显示器51、52。

[0064] 显微镜1进一步包括用于产生导向目标物9的照射光束81的照射系统63。为实现该目的，照射系统63包括宽带光源(如卤素灯或氙气灯71)、反射镜72和光束准直仪73，反射镜72和光束准直仪73用于产生准直光束74，准直光束74通过一个或更多个透镜75导向光纤束77的入口端76，以将灯71发射的光耦合进光纤束77。通过光纤束77将光传输到与目标物9接近的位置，并且光从光纤束77在光纤束77的出口端78处发出，经准直光学器件79准直以提供导向目标物9的照射光束81。

[0065] 照射光系统63进一步包括滤光板83，该滤光板83包括用于荧光观察的照射光滤光器84和用于普通光观测的照射光滤光器85。提供由控制器35控制的致动器87以如箭头88所示，在光束74中选择性地定位用于荧光观察的照射光滤光器84或用于普通光观测的照射光滤光器85。若待测目标物激发出荧光，则用于荧光观察的照射光滤光器84位于光束74中，若要在普通光(如白光)下观测目标物9，则用于普通光观测的滤光器85被定位在光束74中。可配置照射光滤光器85从而使得例如其不允许灯71产生的红外或近红外光通过以避免对目标物9进行不必要的加热，而允许更短的波长通过。

[0066] 通过输入装置(如按钮97)，用户能够控制光束74中照射光滤光器84、85的各自的选择性设置。

[0067] 用于荧光观察的观测光滤光器91位于各偏振光束15、14中，提供了由控制器35控制的致动器93，致动器93用以如箭头94所示从偏振光束14和15中选择性地移除观测光滤光器91。

[0068] 若用于荧光观察的照射光滤光器84置于光束74中，则照射光滤光器91位于光束路径14、15中，若用于普通光检测的照射光滤光器85置于光束74中，则将照射光滤光器91从光束路径14、15中移出。为实现该目的，在用户致动输入设备97时，控制器35操作致动器93和致动器87。

[0069] 在说明的实施方式中，由受控制器控制的致动器将用于荧光观察的照射光滤光器84和用于荧光观察的观测光滤光器91插入或移出光束路径。然而，这些滤光器也可以位于滤光器支持架上，从而由用户手动操作以将滤光器插入或移出光束路径。用于荧光观察的照射光滤光器和观测光滤光器的透射特征均适于具有期望被观测到的荧光的荧光染料。多种荧光染料是已知的，能够为各种荧光染料提供包括照射光滤光器和观测光滤光器的滤光器组，以下将对此进行详细说明。能和这些滤光器组一起使用的荧光染料仅限于染料的荧光包括可见光的波长，从而用人眼能够查看含有该荧光染料的目标物9的结构。以下将参照示例性的滤光器组对滤光器组的性质进行说明，该滤光器组包括设计用于观测荧光染料的荧光的照射光滤光器和观测光滤光器。为此目的，将参照附图2a-2d。

[0070] 图2a是正规化表达的荧光激发光谱图101和荧光发射光谱图103的图示。激发光谱101的最大值的波长约为485nm，发射光谱103的最大值的波长约为514nm，其中激发光谱101与发射光谱103的图部分交叠。

[0071] 图2b是在380nm-780nm的波长范围内，照射光滤光器的透射特征105的图示(纵坐标为对数值)。这是相应于说明滤光器组性质的可见光波长范围。图2b中阈波长指定为附图标记107。在说明的实例中，将阈波长107选择为位于激发光谱101的最大值与荧光光谱103的最大值之间。然而这样的选择不是必须的。也可能选择小于激发光谱101的最大值或大于荧光光谱103的最大值的阈波长，只要激发光谱101和荧光光谱103在阈波长107处的强度明显大于零即可。

[0072] 透射特征105为380-780nm整个范围内定义的两个部分特征I和II的集合。部分特征I在小于阈波长107的波长中具有波长范围109，在该波长范围内，透射值大于数值L1。部分特征I具有允许荧光激发光通过照射光滤光器的作用，以激发荧光染料的荧光。进行选择，使波长范围109内时滤光器的透射值尽可能地高以获得高的效率。数值L1表示例如如果在这一波长范围内优化滤光器以获得高的透射值，所能够获得的透射值。在示出的实施方式中，L1的值是0.6。

[0073] 部分特征II在大于阈波长的波长处包括至少一个第二波长范围，在该第二波长范围内，透射值小于第二数值L2并大于数值L3。部分特征II具有允许这样的光通过照射光滤光器的作用：该光用于照射目标物的，从而能够感知目标物的非荧光区，而不是用于激发荧光。由于非荧光区不应当比荧光区亮，且由于荧光典型地具有较低的强度，因此由于部分特征II，照射光以相对较低的强度透过照射光滤光器。这就是部分特征II的最大值小于较数值L1小的数值L2的原因，在期望尽量高的透光的波长范围内的透射特征还会超过该数值L1。在示例说明的实施方式中，数值L2是0.1。然而，由部分特征II提供的透射值明显大于数值L3，该数值L3明显比数值L4大。在最低波长范围内透射值小于数值L4，该波长范围内，期望照射光滤光器充分地阻断该照射光。在示例说明的实施方式中，L3是0.0002，L4是0.00005。

[0074] 附图2c示意性示出了观测光滤光器的透射特征113。透射特征113也是两个部分特征III与IV的集合。部分特征III在大于阈波长107的波长处具有至少一个波长范围115，在该波长范围内，透射值大于数值L1。部分特征III具有允许荧光和照射光(由于照射光滤光器的部分特征II该照射光已经到达目标物)通过观测光滤光器的作用。这是能够感知目标物的荧光区和非荧光区的原因。因为由于部分特征III，荧光能通过观测光滤光器，所以能够观察到荧光区，因为由于部分特征II已经到达目标物的光能够通过观测光滤光器，所以能够观察到非荧光区。

[0075] 部分特征IV在小于阈波长107的波长处包括至少一个波长范围117，该波长范围内透射值小于数值L2并大于数值L3。部分特征IV具有允许由于照射光滤光器的部分特征I已经到达目标物并从目标物反射或在目标物处散射的光通过观测光滤光器，以使目标物的非荧光区可见。类似于照射光滤光器的部分特征II，观测光滤光器的部分特征IV的最大值小于数值L2，并大于数值L3，以避免比荧光区的光更亮。数值L3显著大于数值L4，其中在通过观测光滤光器的光的透射被阻断的波长范围内，透射特征113小于数值L4。

[0076] 可以例如，通过在玻璃基底上蒸镀多层介电材料(其中合适的层组合物和层厚可使用光学工程领域已知的数学仿真方法确定)制造具有附图2b和2c示意性示出的性质的光学滤光器。此外，观测光滤光器和照射光滤光器各可由两个或以上的独立滤光器提供，这些滤光器一起被置于光学光束路径中并提供整个滤光器的性质。例如，照射光滤光器由两个适当选择的高透过滤光器和两个适当选择的低透过滤光器提供。

[0077] 附图2d示意性示出了照射光滤光器的透射特征105与观测光滤光器的透射特征113的乘积。该乘积在三个波长范围内显示了明显的强度，主要有：在波长范围117内，该波长范围内观测光滤光器的部分特征IV显著透射；波长范围115内，该波长范围内，照射光滤光器的部分特征II显著透射；和阈波长107附近的区域，该区域范围内，透射值由线123表示。线123表示的透射值源自透射特征I的肩部125和观测光滤光器的透射特征III的肩部127的光谱交叠。可能有意提供肩部125和127以提供用于观测目标物的非荧光区的光。也可能在实际应用中光谱交叠不可避免，这是因为由于制造滤光器的技术所限，不能够获得透射特征的任意的陡峭边缘。

[0078] 由于肩部125和127的交叠而透过滤光器组的光的强度为：

[0079]

[0080] 若不存在交叠，则该值为零，若存在一些交叠，则该值小于A1。

[0081] 在波长范围117内，由于部分特征IV而透过滤光器组的光的强度由式[0082]

[0083] 表示，其值大于A1而小于0.5A2。类似地，由于部分特征II而透过滤光器组的光的强度由式(3)表示，

[0084]

[0085] 其中，该强度也大于由交叠123引起的强度并小于0.5A2。

[0086] 图2显示了来自至少两个不同波长范围的光对目标物的非荧光区的观测做出较大的贡献。这具有这样的优点：目标物的非荧光区不显示为单色，目标物的非荧光白色区显示为近似白色。

[0087] 波长范围111内的部分特征II和波长范围117内的部分特征IV的宽度和值的数量确定了不同的波长范围的光的量，并用于观测目标物的非荧光区。在附图2d的图示中，485nm-505nm波长范围内，由于部分特征IV而可获得的光比620-700nm波长范围内由于部分特征II可获得的光具有更高的光谱能量密度。对用于可视化目标物的非荧光区的可获得的光的光谱分布进行选择，从而目标物的非荧光白色表面可能为用户产生白色图像，以下将参照图3对其进行说明。

[0088] 图3示意性呈现了CIE-1931色彩空间的CIE-色度图，其中被称为光谱轨迹的线的附图标记为S，白点的附图标记为W。图3中的矩形IV表示光谱轨迹S的这样的区域，该区域中观测光滤光器的部分特征IV的透射值大于L3，而矩形II表示光谱轨迹S的这样的区域，该区域中照射光滤光器的部分特征II的透射值大于L3。相应地，在光谱轨迹线的部分II和IV中提供观测非荧光区的光。图3中部分IV的重心的附图标记为131，而图3中部分II的重心的附图标记为133。对部分IV和II的重心和权重进行选择，从而使这些部分的光加合形成近似白点W的光。在图3中，所述光的混合由箭头135表示。

[0089] 以上所说明的照射光滤光器和观测光滤光器的透射特征的性质由以下的式(3)和(4)表示：

[0090]

[0091]

[0092] 其中：

[0093] λ 表示波长，

[0094] TL(λ) 是照射光滤光器的透射特征，

[0095] TO(λ) 是观测光滤光器的透射特征，

[0096] 是CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的坐标，

[0097] S是CIE 1931XYZ色彩空间的CIE xy色度图中的被称为光谱轨迹的线，[0098] 是CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中的白点。

[0099] 沿光谱轨迹S计算式(3)的分子的积分值。由于项在使用权重的色彩空间的坐标系中进行重心的确定。式(3)中的分母中的积分也是沿光谱轨迹线S进行的。该积分用于进行正规化，从而值表示函数沿光谱线S的重心。

[0100] 式(4)说明在CIE 1931XYZ色彩空间的CIExy色度图中重心与白点的距离小于0.2。根据其它的实施方式，该距离小于0.15或小于0.1。这意味着可获得的用于观测白色非荧光目标物的光产生近似白色的印象。

[0101] 以上参照图2a-2d说明的对滤光器组的设计进一步的益处在于由于部分特征II，也可获得620nm以上的用于观测非荧光区的红光。这允许对可能存在于目标物上的血液以其自然色进行观测，而不会干扰对在绿色光谱范围的荧光染料荧光的观测。

[0102] 在使用荧光染料荧光素时，从510nm-540nm的范围内，特别是在520nm-530nm的范围内选择阈波长107，从600nm-750nm的范围选择波长范围111的波长，和从475nm-515nm范围内选择波长范围IV的波长可能是有用的。

[0103] 在使用荧光染料金丝桃素时，从575nm-610nm的范围内，特别是在585nm-600nm的范围内选择阈波长，从610-750nm的范围选择波长范围111的波长，和从420nm-560nm范围内选择波长范围117的波长可能是有用的。这里，波长范围117可特别地包括两部分，即420nm和490nm之间的第一部分和510nm和560nm之间的第二部分。

[0104] 在使用荧光染料或5ala(原卟啉IX)前体时，从580nm-620nm的范围内，选择阈波长，从610nm-750nm的范围选择波长范围111的波长，和从420nm-560nm范围内选择波长范围117的波长可能是有用的。这里，波长范围117可特别地包括两部分，即420nm-490nm的第一部分和510nm-560nm的第二部分。

[0105] 本公开说明了某些示例性的实施方式，其中明显的是很多选择、改进或变型对于所属技术领域的技术人员是显而易见的。因此，本公开中说明的示例性实施方式仅是示例说明，而不是任何方式的限制。只要不脱离以下的权利要求定义的本公开的精神和范畴，可进行各种变化。

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