[發明專利]多焦結構化照明顯微系統和方法

有效

• 申請號: 201380010933.2
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN104471462B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: H·什羅夫;A·約克
• 申請（專利權）人: 美國衛生與公共服務秘書部
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 賈博雍

1.一種顯微系統，包括：

光源，用于發送單個光束；

分束器，用于將所述單個光束分成形成多焦圖案的多個光束；

掃描器，用于將形成所述多焦圖案的所述多個光束掃描到樣本上，使得所述樣本通過每個多焦圖案生成多個熒光發射；

聚焦部件，所述聚焦部件是限定了孔徑的針孔陣列，所述孔徑構造為阻擋針對每個多焦圖案的所述多個熒光發射的離焦熒光發射，以及允許焦點內熒光發射通過所述孔徑；

縮放部件，用于縮小針對每個多焦圖案的多個焦點內熒光發射，其中所述多個焦點內熒光發射中的每個限定了各自的幾何中心，其中縮小所述多個縮小的焦點內熒光發射使得所述多個熒光發射中的每個相對于彼此局域收縮了預定因子，從而每個各自的幾何中心之間的距離保持相同，其中所述縮放部件為至少一個微透鏡陣列；以及

求和部件，包括檢測器，所述檢測器用于對所述多個縮小的焦點內熒光發射中的每個求和，以產生多個已求和的、縮小的焦點內熒光發射，所述多個已求和的、縮小的焦點內熒光發射形成所述多個已求和的、縮小的焦點內熒光發射的合成圖像。

2.根據權利要求1所述的顯微系統，其中，所述分束器是微透鏡陣列。

3.根據權利要求1所述的顯微系統，進一步包括：

處理子系統，用于對所述合成圖像去卷積。

4.根據權利要求1所述的顯微系統，其中，所述掃描器將由所述樣本發射的所述多個熒光發射去掃描至所述針孔陣列。

5.根據權利要求1所述的顯微系統，進一步包括：

分色鏡，用于允許所述多個光束在一個方向上通過，并且在相反方向上重新引導所述多個熒光發射。

6.根據權利要求1所述的顯微系統，進一步包括：

第一透鏡，用于將所述多個光束成像通過管透鏡以及物鏡，以照明所述樣本。

7.根據權利要求1所述的顯微系統，其中，所述多個光束具有的波長在350nm至1200nm之間。

8.根據權利要求1所述的顯微系統，其中，所述多個熒光發射具有的波長在350nm至1200nm之間。

9.根據權利要求1所述的顯微系統，其中，所述掃描器將所述縮小的焦點內熒光發射重新掃描至所述檢測器。

10.一種顯微系統，包括：

光源，用于發送單個光束；

分束器，用于將所述單個光束分成形成多個多焦圖案的多個光束，其中，多焦圖案中的每個限定多個焦點；

掃描器，用于將形成多焦圖案中的每個的多個光束掃描到樣本上，使得所述樣本生成多焦圖案中的每個中的多個多焦熒光發射，多焦圖案中的每個限定多個熒光焦點；

檢測器，用于收集由多焦圖案中的每個所引發的所述多個多焦熒光發射；以及

處理系統，用于處理所述檢測器收集的、由多焦圖案中的每個所引發的所述多個多焦熒光發射，所述處理系統包括：

處理器，與數據庫操作通信，所述數據庫用于存儲由多焦圖案引發的多個收集的多焦熒光發射，其中，所述處理器與針孔陣列操作通信，所述針孔陣列對于多個熒光發射中的每個移除離焦熒光發射，從而僅留下由多個多焦圖案中的每個引發的焦點內熒光發射，其中，所述處理器和至少一個微透鏡陣列操作通信，所述至少一個微透鏡陣列縮小每個多焦圖案的多個焦點內熒光發射，其中所述多個焦點內熒光發射中的每個限定了各自的幾何中心，并且其中縮小所述多個熒光發射中的每個使得所述多個焦點內熒光發射中的每個局域收縮了預定因子，從而每個各自的幾何中心之間的距離保持相同以產生縮小的焦點內熒光發射；其中，所述處理器與檢測器操作通信，所述檢測器對每個縮小的焦點內熒光發射求和，以產生合成圖像。

11.根據權利要求10所述的顯微系統，進一步包括，所述處理器執行反卷積操作，用于處理具有縮小的焦點內熒光發射的多個多焦圖案。

12.根據權利要求10所述的顯微系統，其中，所述分束器是數字微鏡設備或者掃場共焦單元或者轉盤或者尼普科夫共焦掃描頭。

13.根據權利要求10所述的顯微系統，其中，所述處理系統執行多個多焦圖案中的每個的自動網格檢測，以確定一個或多個照明點的位置。

14.根據權利要求13所述的顯微系統，其中，所述自動網格檢測確定多個向量，以定位所述一個或多個照明點中每個的位置。