[发明专利]用于对物体进行照明和成像的设备、系统与方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于对物体进行照明并且获得物体的高分辨率图像的设备、系统与方法。本公开还涉及图像非均匀性校正的方法。

背景技术

需要不依赖于诸如数字放大或使用变焦透镜的方法提供物体的高分辨率图像的成像设备、系统与方法。随着图像被放大，数字放大通常导致图像像素化。在许多情况下难以使用变焦透镜，因为通常难以以稳定的方式满足诸如大孔径、焦距、工作距离、变形、场曲率和信号衰减等各种要求。

还需要能够在不同时使用两个或更多个光源的情况下提供两束或更多束光以对成像目标进行照明的照明设备、系统和方法，特别是在均匀的照明方法中。使用多个光源通常导致不同光功率的光束被施加于成像目标，因为使用两个光源时必须单独进行维护，并且可能在制造或配置在设备或系统内之后具有不同的光学特性。此外，使用多个光源通常导致成像目标的总体照度具有较高的非均匀性，并且照明系统还具有较高的机械复杂性，其继而提高了维护要求并且增加了不均匀照明的可能性。成像期间的另一个常见问题(与成像模式无关)是图像非均匀性。例如，当相同样品置于成像表面或视野的不同位置，即使相同样品发射相同信号，相应图像也会基于位置看起来不均匀。本领域需要解决图像非均匀性。

发明内容

本发明公开了一种照明系统。该照明系统包括表面、光源、分束器、第一反射镜和第二反射镜。表面配置为具有布置于其上的成像目标。光源配置为射出一束光。分束器配置为将来自光源的光束分离为第一光束和第二光束。第一反射镜配置为反射第一光束以提供对表面进行照明的反射的第一光束。第二反射镜配置为反射第二光束以提供对表面进行照明的反射的第二光束。

在另一个实施例中，照明系统包括表面、光源、分束器和第一反射镜。表面配置为具有布置于其上的成像目标。光源配置为射出一束光。分束器配置为将来自光源 的光束分离为第一光束和第二光束。第二光束对表面进行照明。第一反射镜配置为反射来自分束器的第一光束以提供对表面进行照明的反射的第一光束。

还公开了一种照明方法。该方法包括提供具有布置于其上的成像目标的表面。该方法还包括通过光源提供一束光。该方法还包括将该束光分离为第一光束和第二光束。该方法还包括对表面进行照明。照明包括：(i)使用第一反射镜反射第一光束以产生对表面进行照明的反射的第一光束，以及(ii)使用第二反射镜反射第二光束以产生对表面进行照明的反射的第二光束。

在另一个实施例中，照明方法包括通过光源提供一束光。该方法还包括将该束光分离为第一光束和第二光束。该方法还包括对置于其上的成像目标的表面进行照明。照明包括使用第一反射镜反射第一光束以产生对表面进行照明的反射的第一光束。从该束光中分出第二光束，使得该第二光束对表面进行照明。

还公开了一种成像系统。该成像系统包括成像表面、反射镜和捕获设备。成像表面配置为置于其上的成像目标。捕获设备配置为通过从成像目标延伸、反射出反射镜并且到达捕获设备的发射光的路径捕获成像目标的图像。反射镜、捕获设备或两者配置为相对于成像表面在对角线方向上移动以缩短发射光的路径的长度。

在另一个实施例中，成像系统包括成像表面、反射镜、反射镜轴、捕获设备、捕获设备轴和传动块。成像表面配置为置于其上的成像目标。反射镜配置为沿反射镜轴在第一对角线方向上移动。捕获设备配置为通过从成像目标延伸、反射出反射镜并且到达捕获设备的发射光的路径捕获成像目标的图像。捕获设备配置为沿捕获设备轴在第二对角线方向上移动。传动块传递反射镜和捕获设备之间的运动，从而使反射镜和捕获设备同时移动。

还公开了一种成像方法。该方法包括将成像目标置于成像表面上。该方法还包括使捕获设备、反射镜或两者均相对于成像表面在对角线方向上移动。该方法还包括使用捕获设备通过从成像目标延伸、反射出反射镜并且到达捕获设备的发射光的路径捕获成像目标的图像。

还公开了一种照明与成像系统。该系统包括配置为具有布置于其上的成像目标的表面。光源配置为射出一束光。分束器配置为将来自光源的光束分离为第一光束和第二光束。第一照明镜配置为反射第一光束以提供对表面进行照明的反射的第一光束。 第二照明镜配置为反射第二光束以提供对表面进行照明的反射的第二光束。捕获设备配置为通过从成像目标延伸、反射出发射镜并且到达捕获设备的路径捕获成像目标的图像。发射镜、捕获设备或两者配置为相对于表面在对角线方向上移动以缩短路径的长度。