[发明专利]傅立叶重叠关联成像系统、设备和方法

说明书

本申请涉及傅立叶重叠关联成像系统、设备和方法。傅立叶重叠关联成像设备包括用于从多个入射角度向样本提供照射的可变照射器；用于过滤从样本发出的照射的光学元件；用于基于由所述光学元件过滤的光获得所述样本的多个经变化照射的、低分辨率强度图像的检测器；以及通过用所述经变化照射的、低分辨率强度图像迭代更新傅立叶空间中的重叠区域来以计算方式重构样本的高分辨率图像的处理器。

本申请是申请日为2013年10月28日，申请号为201380068831.6，发明名称为“傅立叶重叠关联成像系统、设备和方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

这是一个非临时申请，其要求2012年10月30日提交的名称为“Breaking theSpatial Product Barrier via Non-Interferometric Aperture-SythesizingMicroscopy(NAM)”的申请号为61/720,258的美国临时专利申请和2013年7月17日提交的名称为“Fourier Ptychographic Microscopy”的申请号为61/847,472的美国临时专利申请的优先权。出于全部目的，这些临时申请据此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开内容的实施方式总体上涉及宽视场、高分辨率数字成像技术。更具体地，某些实施方式涉及用于宽视场、高分辨率成像的傅立叶重叠关联成像(Fourierptychographic imaging，FPI)设备、系统和方法。

背景

常规成像平台(例如显微镜)的吞吐量通常受到其光学系统限定的空间带宽积的限制。空间带宽积指的是光学系统可从光学信号中提取的自由度的数量(例如，可分辨的像素数量)，如Lohmann A.W.、Dorsch R.G.、Mendlovic D.、Zalevsky Z.和Ferreira C.在J.Opt.Soc.Am.A 13的第470-473页(1996)的“Space–bandwidth product of opticalsignals and systems”中讨论的，其据此通过引用以其整体并入本文。不管常规显微镜的物镜放大因数或的数值孔径(NA)，常规显微镜通常都以千万像素量级的空间带宽积进行操作。例如，具有20倍0.40NA的物镜的常规显微镜具有0.8mm的分辨率和1.1mm的视场直径，其对应于约7百万像素的空间带宽积。先前尝试增加常规显微镜的空间带宽积已经被其物镜的比例相关的几何像差挫败，其导致图像分辨率和视场之间的折衷。增加常规成像平台的空间带宽积可由以下因素限制：1)其光学系统的比例相关的几何像差，2)中继光学器件的固定的机械长度和固定物镜等焦面长度的限制，和/或3)千兆像素数字记录设备的可用性。