[發(fā)明專利]用于為共聚焦顯微鏡生成隨時(shí)間推移而變化的圖案的光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480050305.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN105518507B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.伯納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西諾德牙科設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G02B21/00
• 分類號(hào): G02B21/00;A61C9/00;G01B11/25;G02B21/36
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳晟;劉春元

本發(fā)明涉及一種用于為共聚焦顯微鏡生成隨時(shí)間推移而變化的圖案的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括光源裝置(1、12a、12b、12c)、分束器(3)以及所述分束器(3)與所述對(duì)象(7)之間的透鏡裝置(4a、4b)，其中光束從所述光源裝置(1、12a、12b、12c)傳播到反射所述光束的對(duì)象(7)，所述分束器使從所述光源裝置(1、12a、12b、12c)發(fā)出的光束朝所述對(duì)象(7)方向通過并且將由焦平面中的所述對(duì)象(7)反射的所述光束朝檢測(cè)器(8)方向偏轉(zhuǎn)，所述檢測(cè)器具有用于檢測(cè)所述對(duì)象(7)圖像的檢測(cè)器圖案。具體地講，所述光源裝置(1、12a、12b、12c)具有至少一個(gè)光源(1)和裝置(12a、12b、12c)，所述裝置相對(duì)于由所述至少一個(gè)光源(1)所發(fā)出光束的偏振方向切換所述光束，從而無(wú)需移動(dòng)具有投影儀圖案(2)的掩模即可生成變化的所述投影儀圖案(2)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于為共聚焦顯微鏡生成隨時(shí)間推移而變化的圖案的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

存在各種類型的共聚焦顯微鏡，它們?cè)诰劢褂诖龗呙鑼?duì)象表面的基礎(chǔ)上檢測(cè)該表面。此類系統(tǒng)的例子為諸如從US2007/0109559 A1得知的激光共聚焦顯微鏡，或如在瑞士專利申請(qǐng)CH 01624/07中所述的pOFPT（即，平行焦點(diǎn)光學(xué)斷層掃描）。

在pOFPT掃描器中，將移動(dòng)圖案投影到待掃描對(duì)象上。這是有利的，因?yàn)檫@是用于檢測(cè)變化圖案而非靜態(tài)圖案的更簡(jiǎn)單且更準(zhǔn)確的信號(hào)技術(shù)。這種移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)使得具有該圖案的掩模得以快速機(jī)械運(yùn)動(dòng)。這種移動(dòng)為振蕩的或連續(xù)的。

然而，這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)存在一些明顯缺點(diǎn)。這種機(jī)構(gòu)需要空間，而這使緊湊設(shè)計(jì)變得不可能。這種機(jī)構(gòu)還相對(duì)昂貴。此外，這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)并不完全精確。具體地講，變化率的精度受限，而這顯著提高了分析成本。這甚至可能在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中造成運(yùn)行故障。

存在允許圖案發(fā)生移動(dòng)或變化的光學(xué)元件。這些元件（例如）用于投影儀中。然而，它們對(duì)于所需掃描而言過慢。例如，液晶顯示投影儀的LCD允許每秒最多200張圖像變化。然而，對(duì)于使用本文所述系統(tǒng)進(jìn)行掃描的應(yīng)用而言，每秒至少2,000張圖像變化是必要的，甚至更好的是每秒20,000張圖像變化。

因此，本發(fā)明的目的是為共聚焦顯微鏡提供一種光學(xué)系統(tǒng)及相關(guān)方法，在該光學(xué)系統(tǒng)及相關(guān)方法中尤其簡(jiǎn)化了圖案的移動(dòng)或變化，并且其變化非常精確地受時(shí)間控制，從而可與信號(hào)的后續(xù)評(píng)估完全同步。

發(fā)明內(nèi)容

通過如下所述的光學(xué)系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)此目的。本申請(qǐng)中還規(guī)定了本發(fā)明的有利拓展。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于共聚焦顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括光源裝置、分束器以及分束器與對(duì)象之間的透鏡裝置，其中光束從所述光源裝置傳播到反射該光束以產(chǎn)生反射光束的對(duì)象，分束器使從光源裝置發(fā)出的光束朝對(duì)象方向通過并且將由焦平面中的對(duì)象反射的光束朝檢測(cè)器方向偏轉(zhuǎn)，該檢測(cè)器具有用于檢測(cè)對(duì)象圖像的檢測(cè)器圖案。具體地講，該光源裝置具有用于產(chǎn)生所述光束的光源以及如下用于切換光源偏振方向的裝置，該裝置切換由所述光源所發(fā)出光束的偏振方向，從而無(wú)需移動(dòng)具有投影儀圖案的掩模即可生成變化的投影儀圖案。

優(yōu)選地，該分束器為偏振分束器。因此，可移動(dòng)投影儀圖案的光應(yīng)始終具有相同的偏振方向。

因而，根據(jù)本發(fā)明，用固定的特殊光學(xué)裝置和偏振方向變化的至少一個(gè)偏振光源代替上述機(jī)械運(yùn)動(dòng)。然后投影的圖案或投影儀圖案的變化與光源裝置偏振方向的變化一樣快。偏振方向可根據(jù)需要快速進(jìn)行變化。

優(yōu)選地，用于切換由所述光源所發(fā)出光束的偏振方向的裝置相對(duì)于其偏振方向固定地布置在光源的下游并且是可控光學(xué)延遲片，該可控光學(xué)延遲片使偏振方向在兩個(gè)不同偏振方向之間切換。因而偏振方向的快速切換和變化成為可能。

可控光學(xué)延遲片優(yōu)選地為根據(jù)施加到電端子上的電壓使偏振方向從入口到出口發(fā)生旋轉(zhuǎn)的普克爾斯盒，所述電壓以使延遲變化λ/2或其奇數(shù)倍的方式在兩個(gè)電壓V1和V2之間切換。快速且受到良好控制的切換是可能的。