[发明专利]用于生成样品概览图像的显微镜和方法

说明书

一种显微镜(100)包括：光学系统(102)，其包括被设计用于具有预定折射率的浸没介质(102)的浸没物镜(106)；孔径光阑(118)；以及处理器(116)，其配置成设定无浸没成像模式，其中所述光学系统(102)在没有所述浸没介质(102)的情况下操作，其中所述处理器(116)进一步配置成在所述无浸没成像模式下控制所述孔径光阑(118)，以将所述浸没物镜(106)的数值孔径设定为低于所述数值孔径的标称值的减小值，当使用所述浸没介质(108)操作所述光学系统(102)而不借助所述孔径光阑(118)减小所述数值孔径时，所述数值孔径等于所述标称值，并且其中，所述处理器(116)进一步配置成在所述无浸没成像模式下根据所述数值孔径的所述减小值控制所述光学系统(102)以生成代表样品(104)的概览图像的至少一个图像。

技术领域

本发明涉及一种显微镜和一种使用显微镜生成样品的概览图像的方法。

背景技术

在自动显微镜中，需要为取向目的快速生成样品的概览图像，并需要具有高分辨率(即具有大数值孔径(NA))的有效显微镜成像。在生物显微镜中，尤其是在生命细胞显微镜中，要成像的样品处于水环境中，因此要使用与折射率相适应的浸没物镜来实现具有良好球面校正的高数值孔径。

在传统方法中，保持样品的显微镜载物台相对于物镜的光轴在横向方向上移动，以创建多个图像，这些图像组合成马赛克状的概览图像。如果使用浸没物镜来创建概览图像，则必须防止浸没物镜的前透镜和样品载体之间的浸没介质形成的膜因样品载体和浸没物镜的前透镜的相对运动引起的拖曳力而破裂。尤其是在浸没物镜的前透镜与样品之间的工作距离大的情况下，浸没物镜的前透镜与样品之间的相对运动速度受到限制。因此，成像速度相应地受到限制。

为了避免以上关于浸没膜破裂的问题，可以设想利用所谓的干物镜来生成概览图像，这样的干物镜适于在没有任何浸没介质的情况下操作。然而，干物镜的折射率不适合以高数值孔径在液体环境中对样品进行成像，因此必须用浸没物镜代替干物镜，并且必须在可以进行高分辨率成像之前应用浸没介质。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种允许以高速和良好的图像质量生成样品的概览图像的显微镜和方法。

上述目的通过独立权利要求的主题实现。从属权利要求和以下描述中定义了有利的实施例。

显微镜包括：光学系统，其包括被设计用于具有预定折射率的浸没介质的浸没物镜；孔径光阑；以及处理器，其配置成设定无浸没成像模式，其中所述光学系统在没有所述浸没介质的情况下操作。所述处理器进一步配置成在所述无浸没成像模式下控制所述孔径光阑，以将所述浸没物镜的数值孔径设定为低于所述数值孔径的标称值的减小值，当使用所述浸没介质操作所述光学系统而不借助所述孔径光阑减小所述数值孔径时，所述数值孔径等于所述标称值。所述处理器进一步配置成在所述无浸没成像模式下根据所述数值孔径的所述减小值控制所述光学系统以生成代表样品的概览图像的至少一个图像。

如本文所公开的浸没物镜是配置成并适于与具有预定折射率的浸没介质一起操作的物镜。因此，浸没物镜的透镜设计针对像差(特别是球面像差)进行校正，同时考虑到与物镜一起使用的浸没介质的特定折射率和色散。

显微镜配置成使用浸没物镜来生成概览图像，就好像该浸没物镜是干物镜，即在没有任何浸没介质的情况下操作的物镜。为了仍然能够产生高质量的概览图像，提供了孔径光阑,并且在无浸没成像模式下操作时，孔径光阑被控制成减小浸没物镜的数值孔径。降低浸没物镜的数值孔径可以显著减少像差(尤其是球面像差)，否则会由于没有浸没介质而发生像差，请记住，物镜的透镜设计被优化以与特定浸没介质一起使用。因此，高质量的概览成像是可能的。

此外，由于显微镜配置成在没有任何浸没介质的情况下进行操作，因此无需限制用于浸没物镜和样品相对于彼此在横向方向上移动以生成概览图像的速度，因为不会发生浸没膜的破裂。因此，快速概览成像是可能的。