用于对物体成像的系统技术方案

一种用于对物体（１０１）成像的器件（１００），其中该器件（１００）包括：物镜（１０２），其适于操纵透过物体（１０１）的电磁辐射束（１０３）；准直透镜（１０４），其适于操纵透过物镜（１０２）的电磁辐射束（１０３）；以及致动器（１０５），其适于使物镜（１０２）在基本上平行于物镜（１０２）与准直透镜（１０４）之间的电磁辐射束（１０３）的传播方向的方向上以及在基本上垂直于该传播方向的方向上移位；其中物镜（１０２）和准直透镜（１０４）被设置成使得物镜（１０２）与准直透镜（１０４）之间的电磁辐射束（１０３）基本上平行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对物体成像的系统本专利技术涉及用于对物体成像的器件。 本专利技术还涉及用于对物体成像的设备. 除此之外，本专利技术还涉及对物体成像的方法。光学成像系统可以用于许多不同的
，例如用于医疗器件 领域。US2004/0223226公开了 一种具有单独可调的光学元件的多轴成像 系统。该系统包括多个光学元件，其具有各自的光轴并且相对于彼 此单独地设置以便对物体的对应部分成像；以及多个单独可调的定位 器件，其相应于各光学元件，用于相对于光学元件的各自的光轴而定 位这些光学元件。这些定位器件特别适于调节光学元件相对于其各自 的光轴的轴向位置、横向位置以及角度取向。该系统特别适于用作显 微镜阵列，并且所述定位器件可以是微型致动器。对于这些常规的成像系统，可能发生的是操作过于复杂，因为涉 及的运动机制是复杂的。本专利技术的目的是提供允许进行简单操作的成像系统。为了实现上述目的，提供了依照独立权利要求的用于对物体成像 的器件、用于对物体成像的设备以及对物体成像的方法。依照本专利技术的一个示例性实施例，提供一种用于对物体成像的器 件，其中该器件包括物镜，其适于操纵与物体相互作用之后、特别 是透过物体(可替换地，在物体处反射)之后的电磁辐射束；准直透 镜，其适于操纵透过物镜的电磁辐射束；以及致动器，其适于使物镜 在基本上平行于物镜与准直透镜之间的电磁辐射束的传播方向的方向 以及在基本上垂直于该传播方向的至少一个方向(换言之，在一个方 向或者在两个可能彼此垂直的方向)移位，其中物镜和准直透镜被设 置成使得物镜与准直透镜之间的电磁辐射束基本上平行。依照本专利技术的另一个示例性实施例，提供了用于对物体成像的设 备，其中该设备包括由多个具有上述特征的器件形成的阵列。依照本专利技术的再一个示例性实施例，提供了对物体成像的方法，其中该方法包括由物镜操纵与物体相互作用之后、特别是透过物体 (可替换地，在物体处反射)之后的电磁辐射束；由准直透镜操纵透 过物镜的电磁辐射束；使物镜在基本上平行于物镜与准直透镜之间的 电磁辐射束的传播方向的方向上移位，从而调节聚焦设置；获取图像； 随后使物镜在基本上垂直于物镜与准直透镜之间的电磁辐射束的传播 方向的方向上移位；维持或者重新调节所述聚焦设置；获取另一图像； 重复这些步骤以便收集多种图像；处理这些图像集合以便形成总体图 像；以及设置物镜和准直透镜使得物镜与准直透镜之间的电磁辐射束 基本上平行。依照本专利技术的又一个示例性实施例，提供了计算机可读介质，其 中存储了对物体成像的计算机程序，该计算机程序在由处理器执行时 适于控制或者执行具有上述特征的方法。依照本专利技术的再一个示例性实施例，提供了对物体成像的程序单 元，所述程序单元在由处理器执行时适于控制或者执行具有上述特征 的方法。术语"程序单元，，可以特别表示能够控制用于对所研究的物体 成像的扫描、信号检测和/或信号处理方案的任何软件部件。可以依照本专利技术实施例执行的用于改善图像质量和/或提高操作速 度的信号处理和部件控制可以通过计算机程序(即通过软件)来实现， 或者可以通过使用一个或多个专用电子优化电路(即以硬件)来实现， 或者可以以混合的形式(即通过软件部件和硬件部件)实现。依照本专利技术的一个示例性实施例，提供了具有物镜和准直透镜的 显微镜，所述物镜在平行于辐射束路径的方向上以及在一个或两个与 其垂直的方向上是可致动的，从而即使利用单个物镜和单个致动器也 可以对待成像的物体(例如组织样本)进行扫描。通过以物镜与准直检测器还有准直透镜，从而只须移动少量元件以及因而低的重量，允 许实现更快速、更简单和更准确的运动。更精确地说，可以设置物镜 和准直透镜，使得起源于物体的相同部分并且被导向检测器的相同部 分的电磁辐射束的子辐射束至少在物镜与准直透镜之间是基本上平行 的。因此，该光学装置的设计可以使得与一个物点有关并且聚焦到检 测器上的一个像点的所有辐射束在物镜与准直透镜之间都是平行的。依照本专利技术的 一个示例性实施例，可以通过获取多种图像并且将 这些图像缝合在一起以便形成比成像系统的场更大的场的单幅总体图 像来使得成像系统(特别是显微镜)的场扩大成为可能。获取所述多 种图像可以通过将物体或整个成像系统置于平移工作台上，使得物体成。这种方法的一个问题在于，可移动部件是体积大的，并且依照本 专利技术的一个示例性实施例，仅移位了成像系统的一部分，即物镜。这 允许实现更大速度的移位。允许这种系统工作的一种技术措施是，正 好位于物镜下游的辐射束基本上平行。用于使物镜在垂直于辐射束的传播方向的方向上移位的致动器可 以适于使物镜移位以便对物体的相应部分进行扫描和成像。因此，在 物镜的每个空间位置，对图像的一部分成像，然后可以将这些图像部 分合在一起以便形成完整的图像。依照另一个示例性实施例，可以提供由多个这样的显微镜形成的 显微镜阵列。于是，其中每个显微镜可以扫描物体的指定部分。还可 能的是，同时扫描多个物体。依照一个示例性实施例，可以为物体成像器件，特别是显微镜，配备类似于光学存储器(例如DVD)读取系统的扫描系统(参见例如 J. Schleipen， B.H.W. Hendriks， S. StalHnga， "Optical Heads", Chapter "Encyclopedia of Optical Engineering", pp. 1667 to 1693, Marcel Dekker， New York, 2003 )。本专利技术的示例性实施例的一个示例性应用领域是DNA细胞计量术 (cytometry )。通过在DNA细胞计量术中使用依照本专利技术实施例的显微 镜或显微镜阵列，可以以快速的方式并且以高通量(即以每时间单位 的扫描区域的高值)获取图像。此外，可以保持将要由运动机构移动 以便扫描物体的质量很小，因为物镜与准直透镜之间的平行辐射束路 径使得仅使所述器件的小部分运动成为可能，而主要质量可以保持固 定。而且，由于光学成像系统的最大部分在空间上可以保持固定，因 而可以防止沿着光路的失真。依照一个示例性实施例，提供了显微镜阵列(例如10"0=100小显 微镜阵列，其可以例如以类似于矩阵的方式来设置)。致动器可以使每个显微镜的物镜运动以便扫描物体的相应部分。使用的致动器可以是磁体线圏系统。通过电流或电压信号激励线圏可以在磁体和线圏之间 产生电磁力，其通过力传递(例如使用细金属线)也可以使物镜运动。 然而，也可以使用压电致动器或者其他种类的致动器。可能有利的是对透镜分组以形成组，比如成对、三透镜的布置、 四透镜的布置等等。这样的分组可以进一步提高扫描过程的效率。然 而，也可以具有单独的透镜，即每个显微镜刚好一个物镜。依照一个示例性实施例，提供了用于DNA细胞计量术的阵列显微 镜，以用于(细胞)核中的DNA的可视化，以便检测癌症或者其他疾 病。特别地，可以提供阵列显微镜，其中每个显微镜包括至少两个透 镜元件(即物镜和准直透镜)。可以提供用于使所述至少一个物镜沿聚 焦方向(即沿电磁束的传播方向)以及沿与聚焦方向正交的其余方向 中的至少一个方向移位的系统。特别地，这种阵列显微镜可以用于DNA 细胞计量术中。更特别地，可以提供类似于望远镜的光学配置，其中检测器(例 如CCD，即电荷耦合器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对物体（１０１）成像的器件（１００），其中该器件（１００）包括　物镜（１０２），其适于操纵与物体（１０１）相互作用之后、特别是传输通过物体（１０１）之后的电磁辐射束（１０３）；　准直透镜（１０４），其适于操纵传输通过物镜（１０２）的电磁辐射束（１０３）；　致动器（１０５），其适于使物镜（１０２）在基本上平行于物镜（１０２）与准直透镜（１０４）之间的电磁辐射束（１０３）的传播方向的方向上以及在基本上垂直于该传播方向的至少一个方向上移位；　其中物镜（１０２）和准直透镜（１０４）被设置成使得物镜（１０２）与准直透镜（１０４）之间的电磁辐射束（１０３）基本上平行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S斯塔林加，DLJ沃森，A布劳恩，BHW亨德里克斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]