[發明專利]用于在不同照射條件下生成圖像的計算顯微鏡及方法

在審

• 申請號: 201680065388.0
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN108351504A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 艾蘭·斯莫爾;本·萊謝姆;伊泰·馬達爾;埃雷茲·納曼;伊泰·哈尤特
• 申請（專利權）人: 斯科皮奧實驗室有限公司
• 主分類號: G02B21/06
• 分類號: G02B21/06;G02B21/36;G02B27/10;G02B27/58;G02B21/14
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

公開了用于使用在多個照射條件下獲取的多個圖像來構建樣本的圖像的系統和方法。在一個實現方式中，顯微鏡可以包括圖像捕獲設備、照射組件和控制器。控制器可以使照射組件在一系列不同照射條件下照射樣本。控制器還可以從圖像捕獲設備獲取樣本的多個圖像，其中多個圖像包括關于每個照射條件的至少一個圖像。控制器還可以從至少一個圖像中確定樣本關于每個照射條件的圖像數據。控制器還可以從確定的關于每個照射條件的圖像數據并用非迭代過程生成樣本的重建圖像。重建圖像可以具有比第一圖像分辨率高的第二圖像分辨率。

相關申請的交叉引用

本申請要求以下申請文件的優先權益：于2015年11月11日提交的美國臨時專利申請號為62/253,723；于2015年11月11日提交的美國臨時專利申請號為62/253,726；以及于2015年11月11日提交的美國臨時專利申請號為62/253,734。所有上述申請均通過引用以其整體并入本文。

背景

I.技術領域

本公開總體上涉及計算顯微鏡，并且更具體地，涉及用于在不同照射條件下生成圖像的系統和方法。

II.背景信息

當今的商用顯微鏡依賴昂貴而精細的光學鏡頭，并且通常需要額外的硬件來共享和處理獲取的圖像。此外，對于掃描光學顯微鏡，需要額外昂貴的裝備，如精確的機械和科學相機。被稱為計算顯微鏡的新一代顯微鏡技術已經開始出現，并利用先進的圖像處理算法(通常進行硬件修改)以克服傳統顯微鏡的局限。在某些情況下，計算顯微鏡可以在不使用昂貴的光學鏡頭的情況下產生樣本的高分辨率數字圖像。另外，計算顯微鏡可能會為基于計算機視覺、共享數據等的附加功能打開大門。

概述

公開的系統和方法涉及計算顯微鏡領域。某些公開的實施例針對用于使用在多個照射條件下獲取的圖像來聚焦顯微鏡的系統和方法。所公開的實施例還包括用于在多個照射條件下獲取圖像以生成樣本的高分辨率圖像的系統和方法。

符合所公開的實施例的是，提供了一種用于使用在多個不同照射條件下獲取的圖像信息來構建樣本的圖像的顯微鏡。顯微鏡可以包括至少一個圖像捕獲設備，所述至少一個圖像捕獲設備被配置為以第一圖像分辨率捕獲樣本的圖像。顯微鏡還可以包括具有第一數值孔徑的透鏡。顯微鏡還可以包括照射組件，所述照射組件包括至少一個光源，該至少一個光源被配置為照射樣本，其中，照射的最大入射角度表示第二數值孔徑，所述第二數值孔徑至少是所述第一數值孔徑的1.5倍。顯微鏡還可以包括至少一個控制器，所述至少一個控制器被編程為：使照射組件以一系列不同照射條件照射樣本；從至少一個圖像捕獲設備獲取樣本的多個圖像，其中，多個圖像包括關于每個照射條件的至少一個圖像；從所述至少一個圖像中確定樣本關于每個照射條件的圖像數據；以及從確定的關于每個照射條件的圖像數據并用非迭代過程生成樣本的重建圖像，所述重建圖像具有比所述第一圖像分辨率高的第二圖像分辨率。

還符合所公開的實施例的是，提供了一種用于使用在在多個不同照射條件下獲取的圖像信息來構建樣本的圖像的顯微鏡。顯微鏡可以包括至少一個圖像捕獲設備，所述至少一個圖像捕獲設備被配置為以第一圖像分辨率捕獲樣本的圖像。顯微鏡還可以包括具有第一數值孔徑的透鏡。顯微鏡還可以包括照射組件，所述照射組件包括至少一個光源，該至少一個光源被配置為照射樣本，其中，照射的最大入射角度表示第二數值孔徑，所述第二數值孔徑至少是所述第一數值孔徑的1.5倍。顯微鏡還可以包括至少一個控制器，所述至少一個控制器被編程為：使照射組件以一系列不同照射角度照射樣本；從至少一個圖像捕獲設備獲取樣本的多個圖像，其中，多個圖像包括關于每個照射角度的至少一個圖像；從所述至少一個圖像中確定樣本關于每個照射角度的圖像數據，其中，所述圖像數據包括所述樣本在每個照射條件下的相位信息；以及從關于一系列不同照射角度的圖像數據生成樣本的重建圖像，所述重建圖像具有比所述第一圖像分辨率高的第二圖像分辨率。