[发明专利]具有相位调制元件的SCAPE显微术和图像重构

权利要求书

1.一种成像装置，包括：

第一组光学部件，所述第一组光学部件具有近端和远端，其中所述第一组光学部件包括部署在所述第一组光学部件的远端的物镜；

第二组光学部件，所述第二组光学部件具有近端和远端，其中所述第二组光学部件包括相位调制元件；

扫描元件，所述扫描元件相对于所述第一组光学部件的近端在近侧且相对于所述第二组光学部件的近端在近侧部署，

其中所述扫描元件被布置为路由到达所述扫描元件的激发光，使得所述激发光将在近侧到远侧方向上通过所述第一组光学部件并且投射到远于所述物镜在远侧定位的样品中，其中所述激发光以倾斜角度投射到所述样品中，并且其中所述激发光在根据所述扫描元件的定向而变化的位置处投射到所述样品中，

其中所述第一组光学部件被布置为将来自所述样品的检测光在远侧到近侧方向上路由回所述扫描元件，并且

其中所述扫描元件还被布置为路由所述检测光，使得所述检测光将在近侧到远侧方向上通过所述第二组光学部件；以及

照相机，所述照相机被光学地定位以捕获由已通过所述第二组光学部件的检测光形成的图像，

其中所述相位调制元件引起受控的像差，以便使焦平面处、焦平面上方以及焦平面下方的点的点扩散函数在所述照相机处被测量时均质化。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述相位调制元件包括相位板。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述相位调制元件包括空间光调制器。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述相位调制元件包括可变形反射镜。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述物镜具有光瞳平面，并且所述相位调制元件被定位在与所述物镜的光瞳平面共轭的平面处。

6.如权利要求5所述的装置，进一步包括孔径光阑，所述孔径光阑(a)与所述相位调制元件相邻且(b)相对于所述相位调制元件在近侧定位。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述检测光在所述第二组光学部件的近端和远端之间形成静止的共轭图像平面。

8.如权利要求1所述的装置，其中所述光检测器阵列包括2D图像传感器，

其中所述照相机依次捕获由已通过所述第二组光学部件的检测光形成的多个图像，所述多个图像中的每一个与图像数据的相应帧对应，并且

其中所述装置进一步包括处理器，所述处理器被编程为对图像数据的帧中的像差进行校正。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述处理器通过执行点扩散函数的解卷积来对图像数据的帧中的像差进行校正。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述点扩散函数是测量的点扩散函数或者模拟的点扩散函数。

11.如权利要求1所述的装置，其中所述光检测器阵列包括线性图像传感器。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述扫描元件包括x-y检流计。

13.如权利要求11所述的装置，其中所述激发光具有使得所述样品中的荧光团的激发需要多个光子的几乎同时吸收的波长。

14.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

分束器，所述分束器被部署在所述第二组光学部件的近端和所述扫描元件之间；以及

所述激发光的源，

其中所述激发光的源被瞄准，使得所述激发光被引导到所述分束器中，

其中所述分束器被布置为将所述激发光朝着所述扫描元件路由，并且

其中所述分束器被布置为将从所述扫描元件到达的检测光路由到所述第二组光学部件的近端中。

15.如权利要求1所述的装置，其中所述激发光包括激发光片。