[发明专利]多焦结构化照明显微系统和方法

权利要求书

1.一种显微系统(300)，包括：

光源(302)，用于传输单个光束(305)；

第一微透镜阵列(304)，用于将所述单个光束(305)分成多个光束以形成多焦图案；

扫描器(308)，用于将形成所述多焦图案的所述多个光束扫描到样本上，使得所述样本使用所述多焦图案来生成多个荧光发射；

针孔阵列(320)，用于阻挡所述多焦图案的离焦荧光发射，并且允许焦内荧光发射穿过针孔阵列(320)；

第一中继透镜(322)和第二中继透镜(330)；

第一反射镜(324)、第二反射镜(326)和第三反射镜(328)；

第二微透镜阵列(332)，其中所述第一中继透镜(322)将所述焦内荧光发射聚焦到所述第一反射镜(324)上，所述第一反射镜(324)对所述焦内荧光发射转向以通过所述第二中继透镜(330)并且经由所述第二反射镜(326)和第三反射镜(328)到达所述第二微透镜阵列(332)以产生所述焦内荧光发射的具有二分之一放大率的非倒置图像，其中所述扫描器(308)重新扫描所述焦内荧光发射的非倒置图像；以及

相机(338)，用于捕获被扫描的非倒置图像；其中第一扫描透镜(306)和第二扫描透镜(310)对中间像平面是处于4f配置的。

2.根据权利要求1所述的显微系统(300)，其中所述第一扫描透镜(306)和第二扫描透镜(310)被配置用于将来自所述第一微透镜阵列(304)的所述多个光束聚焦到中间像平面。

3.根据权利要求2所述的显微系统(300)，进一步包括：

位于所述扫描器(308)与所述样本之间的物镜(314)和管透镜布置(312)，用于缩小所述多个光束的中间像平面，并且跨所述样本从所述多焦图案的所述多个光束产生激发焦点的阵列。

4.根据权利要求1所述的显微系统(300)，其中所述扫描器(308)包括检流计镜。

5.根据权利要求1所述的显微系统(300)，其中所述扫描器(308)位于所述第一扫描透镜(306)与所述第二扫描透镜(310)之间的焦点处，其中所述第一扫描透镜(306)位于所述第一微透镜阵列(304)与所述扫描器(308)之间，且所述第二扫描透镜(310)位于所述扫描器(308)与所述样本之间。

6.根据权利要求1所述的显微系统(300)，其中所述第一微透镜阵列(304)和所述第二微透镜阵列(332)是会聚微透镜。

7.根据权利要求1所述的显微系统(300)，进一步包括：

位于所述第二微透镜阵列(332)与所述扫描器(308)之间的第三扫描透镜(334)，以及位于所述扫描器(308)和所述相机(338)之间的第四扫描透镜(336)。

8.根据权利要求1所述的显微系统(300)，其中通过以4f配置布置的第三扫描透镜(334)和第四扫描透镜(336)来中继所述非倒置图像以对所述中间像平面成像。

9.根据权利要求8所述的显微系统(300)，其中所述非倒置图像被所述扫描器(308)重新扫描并且被所述相机(338)捕获。

10.根据权利要求1所述的显微系统(300)，其中所述第二微透镜阵列(332)位于在所述显微系统(300)中不存在所述第二微透镜阵列(332)的情况下将由所述第二中继透镜(330)形成的焦点前的一个焦距处。