[发明专利]显微镜系统和用于采用这种显微镜系统显微地成像的方法

说明书

本发明涉及一种显微镜系统(200)，其具有一个或多个探测单元(10、20)。所述探测单元(10)或所述多个探测单元(10、20)中的至少一个探测单元具有彩色光束分光器设备(100)，该彩色光束分光器设备带有三个分光器棱镜(11、12、13)。每个分光器棱镜(11、12、13)都具有第一、第二和第三棱镜面(F1、F2、F3)，在所述分光器棱镜(11、12、13)的每个第二棱镜面(F2)上或者与该第二棱镜面平行地提供了二色性层(1、2、3)。所述分光器棱镜(11、12、13)的各第一棱镜面(F1)朝向同一方向，并且相互平行地相对于光轴(A)成直角地朝向，该光轴穿过所述分光器棱镜(11、12、13)的第一和第二棱镜面(F1、F2)。所述分光器棱镜(11、12、13)的第一和第二棱镜面(F1、F2)彼此间分别布置成锐角的第一角度，所述分光器棱镜(11、12、13)的第二和第三棱镜面(F2、F3)彼此间分别布置成直角或钝角的第二角度，所述分光器棱镜(11、12、13)的第三和第一棱镜面(F3、F1)彼此间分别布置成锐角的第三角度。给每个所述分光器棱镜(11、12、13)都指配了带有第一和第二棱镜面(F1'、F2')的棱柱形的补偿部件(21、22、23)，其中，每个所述补偿部件(21、22、23)的第二棱镜面(F2')都布置在与分别指配的所述分光器棱镜(11、12、13)的第二棱镜面(F2)共同的平面或与该第二棱镜面平行的平面中。一种用于采用相应的显微镜系统(200)显微地成像的方法同样是本发明的主题。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的相应的前序部分的一种显微镜系统、特别是组合的宽视野和共焦显微系统和一种用于采用相应的显微镜系统显微地成像的方法，该显微镜系统具有第一探测单元或者具有多个探测单元，所述多个探测单元包括第一探测单元和至少一个第二探测单元。

背景技术

颜色选择性的探测对于显微术特别是荧光显微术非常重要，因为在这种情况下在样本中通常同时使用多种颜料。为了在荧光显微术和显微术中进行颜色选择性的探测，通常由现有技术已知多种不同的方法和装置。基本上可以分为顺序地和同时地或并行地探测多种颜色或荧光团。尽管下面主要介绍荧光显微术，但相应的说明也适用于其它显微检查方法。下述说明还以同样的方式适用于宽视野显微系统和共焦显微系统。

对于顺序的探测，例如可以使用单色摄像机。为了确保借助这些单色摄像机分别仅仅探测一个荧光通道，例如通过把分别合适的单波段的荧光分光立方体切换至显微镜的垂直光轴平面中，对分别待探测的荧光颜料进行选择。通过这种方式，可以确保激发和发射波长范围的分别正确的组合。然而在这种情况下，在不同的激发和探测模式之间的切换却比较缓慢。在相应的发射波长范围之间的切换时间通常约为300～400ms，这特别是对于检查可移动的物体比如特别是活细胞来说往往表明不够快。

为了在使用一个单独的单色摄像机情况下即可实现更快的探测，也可以采用多波段-荧光分光立方体，其允许所有可能的激发波长范围到达样本，并相应地允许所有可能的发射波长范围到达摄像机。在此可以通过在显微镜与摄像机之间的可快速切换的发射滤光轮，对分别探测的荧光颜料进行选择。同时，通过同样可快速切换的激发滤光轮或者可快速调制的光源(例如LED)来合适地选择激发。相应方法和装置的缺点依旧是，特别是在活细胞实验中，它们的在不同的激发和探测模式之间的切换时间有些始终仍然不够快。

对于同时探测，也可以使用带有Bayer传感器或Foveon传感器的彩色摄像机。在这种情况下，可以采用多波段-荧光分光立方体，如同刚刚介绍的快速顺序探测一样，其允许所有可能的激发波长范围到达样本，并允许所有可能的发射波长范围到达摄像机。摄像机的显色能力允许探测不同颜色通道中的不同发射波长范围。然而，相应方法和装置的缺点是，探测效率低，因为每个摄像机像素只能探测在相应范围中出现的观察光的一部分：在Bayer传感器—其中采用类似棋盘状的颜色掩模情况下，为了探测每种单独的颜色，对于整体敏感性关键的传感器面当然分别仅有一定的部分可供使用。尽管由于缺乏彩色掩模而使Foveon传感器在理论上具有更高的灵敏度，但该传感器在实践中通常没有任何优势。