[发明专利]一种具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法

权利要求书

1.一种具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，步骤如下：

1）将一个样品观察视场分割成N个空间互补的平面照明图案P_i，其中，N≧1，i=1，2，…，N；

2）生成对应于P_i的二维空间光调制器的微阵列矩阵D_i，并控制二维空间光调制器产生对应于P_i的空间调制照明模式；

3）图像探测器曝光并获取在当前照明调制模式下的样品图像I_i，并将样品图像I_i提供给计算控制单元，在图像探测器完成样品在P_i的空间调制照明模式下的曝光后，计算控制单元通知二维空间光调制器消除当前的照明调制模式，等待P_i+1的空间调制照明模式；

4）计算控制单元根据预先刻度好的二维空间光调制器与图像探测器的空间对应关系R，首先计算出二维空间光调制器产微阵列模式D_i所对应的图像探测器成像面上虚拟针孔位置模式V_i；

5）根据虚拟针孔位置模式V_i对样品图像I_i进行虚拟针孔运算操作，获取一幅对应于在当前空间调制照明模式下实现了虚拟针孔的改进的样品图像Fi；

6）重复步骤2）到步骤5），完成N幅在二维空间调制照明模式下实现虚拟针孔的样品图像集合F；

7）合成样品图像集合F，获得样品在该视场下完整的共聚焦图像。

2.根据权利要求1所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，步骤1）和步骤2）的顺序允许颠倒或者合并，步骤3）和步骤4）的顺序允许颠倒。

3.根据权利要求1所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，步骤1）中，将样品观察视场分割成N个空间互补的平面照明图案P_i的方法为：通过分割能够控制样品照明斑点个数、位置和各斑点大小的二维空间光调制器的微阵列矩阵Di，使其产生N幅空间互补的照明模式，N幅照明模式的叠加恰好覆盖样品的整个观察视场。

4.根据权利要求1所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，步骤1）所述的N个空间互补的平面照明图案P_i的子块拼合后，恰好没有叠加、没有空隙的完整覆盖样品的观察视场。

5.根据权利要求4所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，步骤1）所述的N个空间互补的平面照明图案P_i（i=1，2，…，N）为：N个空间互补的线状照明，所述的N个线状照明拼合后，恰好没有叠加、没有空隙的完整覆盖样品的观察视场。

6.根据权利要求4所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，步骤1）所述的N个空间互补的平面照明图案P_i（i=1，2，…，N）为：二维点阵照明，所述宾N个空间互补的二维点阵照明模块拼合后，恰好没有叠加、没有空隙的完整覆盖样品的观察视场。

7.根据权利要求1所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，所述的二维空间光调制器与图像探测器时间同步，在前一幅Pi的空间调制照明模式准备好后才开始对样品成像曝光，在完成对样品在前一幅P_i的空间调制照明模式下图像曝光完毕之后，后一幅P_i+1的空间调制照明模式才开始照射到样品上。

8.根据权利要求1所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，在显微成像系统每次更换维二维空间光调制器或者图像探测器之后，需要重新对该系统进行预先刻度，重新获取二维空间光调制器的微阵列矩阵与图像探测器的二维像素阵列的空间对应关系R。

9.根据权利要求1所述的具备空间光调制照明的共聚焦显微成像方法，其特征在于，所述的二维空间光调制器与图像探测器的空间对应关系R，是一个对二维空间物体平面操作的矩阵，该矩阵包含二维平移、绕着光轴Z轴转动、一个二维空间光调制器单元对应M*M个图像探测器的放大因子。