[发明专利]使用可编程阵列显微镜进行光学共焦成像的方法和设备

权利要求书

1.一种使用可编程阵列显微镜(PAM)(100)执行的光学共焦成像方法，可编程阵列显微镜(100)具有光源装置(10)、具有多个反射调制器元件的空间光调制器装置(20)、可编程阵列显微镜物镜和相机装置(30)，其中，空间光调制器装置(20)被配置使得第一组调制器元件(21)能够被选择以用于将激发光定向到待研究对象的共轭位置以及用于将来源于这些位置的检测光定向到相机装置(30)，并且第二组调制器元件(22)能够被选择以用于将来自对象的非共轭位置的检测光定向到相机装置(30)，所述方法包括以下步骤：

将激发光从光源装置(10)经由第一组调制器元件定向到待研究对象，其中，控制空间光调制器装置(20)以使得照明点的预定图案序列聚焦到对象的共轭位置，其中，每个照明点由限定当前可编程阵列显微镜照明孔径的至少一个单个调制器元件创建，

基于针对可编程阵列显微镜照明孔径的每个图案从对象的共轭位置收集检测光来收集共轭图像I_c的图像数据，

利用相机装置(30)的非共轭相机通道，基于针对可编程阵列显微镜照明孔径的每个图案经由第二组调制器元件(22)从对象的非共轭位置收集检测光，来收集非共轭图像I_nc的图像数据，

基于共轭图像I_c和非共轭图像I_nc的图像数据创建对象的光学切片图像(OSI)，

其特征在于，收集共轭图像I_c的图像数据的步骤包括：

利用相机装置(30)的非共轭相机通道，针对可编程阵列显微镜照明孔径的每个图案经由第二组调制器元件(22)的围绕当前可编程阵列显微镜照明孔径的调制器元件从对象的共轭位置收集部分检测光。

2.根据权利要求1所述的成像方法，其中，

控制空间光调制器装置(20)以使得当前可编程阵列显微镜照明孔径具有近似等于或小于M×λ/2NA的直径，其中，λ是激发光的中心波长，NA是物镜的数值孔径，M是物镜和调制器孔径与待研究对象之间的中继透镜的组合放大倍数。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，其中，

当前可编程阵列显微镜照明孔径中的每个具有小于100μm的尺寸。

4.根据前述权利要求中的任一项的所述成像方法，其中，

可编程阵列显微镜照明孔径中的每个由单个调制器元件(21)创建。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，其中，

对于每个可编程阵列显微镜照明孔径，各个调制器元件限定围绕与可编程阵列显微镜照明孔径相对应的相机装置(30)的非共轭相机通道的相机信号的质心的非共轭相机像素掩模(3)，

使每个非共轭相机像素掩模(3)经历放大，

从放大的非共轭相机像素掩模(3)获得背景非共轭信号的估计，用作非共轭图像(I_nc)和共轭图像(I_c)的图像数据的校正，

形成与相机装置(30)的非共轭相机通道对应的光学切片图像(OSI_nc)分量。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的成像方法，其中，形成共轭图像I_c的步骤还包括：

利用相机装置(30)的共轭相机通道，通过针对可编程阵列显微镜照明孔径的每个图案经由第一组调制器元件(21)从对象的共轭和非共轭位置收集检测光，形成部分共轭图像I_c，

从利用相机装置(30)的共轭相机通道收集的图像提取所述部分共轭图像I_c，

通过从I_nc的评估中减去非共轭贡献的估计来校正所述部分共轭图像I_c，

形成与I_c通道对应的光学切片图像(OSI_c)分量，

通过将非共轭和共轭贡献组合(OSI＝OSI_nc+OSI_c)，形成总光学切片图像(OSI)。