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原文传递使用干涉条纹增强对比度并发现焦点的透射照明成像

专利名称：	使用干涉条纹增强对比度并发现焦点的透射照明成像
摘要：	一种用于使用干涉条纹来增强对比度和/或发现焦点的透射照明系统和方法。在示例性方法中，可以通过散射和混合样品上游的光的至少一部分来降低所述光的相干性。可以使用降低相干性的光照射所述样品。可以检测所述样品的图像，所述图像是随着降低相干性的光的至少一部分穿过由所述样品限定的平面产生的。在所述样品被充分散焦以在所述图像中形成干涉条纹的情况下，可以执行所述检测的步骤。所述降低光的相干性的步骤可以使所述干涉条纹减弱。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	分子装置有限公司
发明人：	马修·陈
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201780080905.6
公开号：	CN110114654A
代理机构：	北京天昊联合知识产权代理有限公司
代理人：	张娜;李荣胜
分类号：	G01N15/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种透射照明成像的方法，所述方法包括：通过散射和混合样品上游的光的至少一部分来降低所述光的相干性；使用降低相干性的光照射所述样品；以及检测所述样品的图像，所述图像是通过所述降低相干性的光的至少一部分穿过由所述样品限定的平面产生的；其中，在所述样品被充分散焦以在所述图像中形成干涉条纹的情况下，执行所述检测的步骤，以及其中，降低的步骤减小所述干涉条纹的强度。 2.如权利要求1所述的方法，还包括：使用光源产生所述光的至少一部分的步骤，其中，使用在所述光源和所述样品之间的光路中设置的漫射器至少部分地执行所述降低的步骤。 3.如权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：形成光束；在所述漫射器的上游将所述光束分裂成一对光束，其中，所述一对光束中的仅一个光束入射在所述漫射器上；以及在所述漫射器的下游并在所述样品的上游将所述一对光束彼此组合。 4.如权利要求1所述的方法，其中，所述降低的步骤包括将彼此具有不同相干性的一对光束进行组合的步骤。 5.如权利要求5所述的方法，其中，所述一对光束由至少两个光源产生。 6.如权利要求5所述的方法，其中，所述一对光束是使用来自同一光源的光产生的。 7.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：使用成像检测器收集所述样品的多个图像，并且其中所述样品和物镜相对于彼此设置在对应的多个不同焦点位置；计算所述多个图像中每一个的对比度；确定所述对比度具有局部最大值或局部最小值处的焦点位置；以及基于确定的焦点位置调整所述样品在所述图像检测器上的焦点，使得所述样品被充分散焦以在所述图像中形成干涉条纹；其中，使用调整后的焦点执行所述检测的步骤。 8.如权利要求8所述的方法，其中，调整焦点的步骤包括将所述焦点调整到所述局部对比度最大值的步骤。 9.如权利要求8所述的方法，其中，收集多个图像的步骤包括在所述样品保持静止时移动所述物镜以产生所述对应的多个不同焦点位置中的每一个的步骤。 10.如权利要求1所述的方法，其中，使用至少一个固态光源产生所述光。 11.如权利要求1所述的方法，还包括：基于检测到的图像列举所述样品的样貌的步骤。 12.如权利要求12所述的方法，还包括：处理所述图像使得所述图像的分辨率被降低的步骤，其中，所述列举的步骤基于处理后的图像。 13.如权利要求13所述的方法，其中，所述干涉条纹包括一阶条纹和高阶条纹，其中，处理所述图像的步骤选择性地相对于所述一阶条纹消除所述高阶条纹。 14.如权利要求13所述的方法，其中，处理所述图像的步骤包括：将所述图像变换到频域的步骤、从变换后的图像中移除高频信息的步骤、以及将变换后的图像从频域逆变换到空间域的步骤。 15.如权利要求13所述的方法，还包括：分割处理后的图像的步骤，其中，列举的步骤基于分割后的图像。 16.如权利要求1所述的方法，其中，所述样品包括生物细胞。 17.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：使用成像检测器收集所述样品的多个图像，所述样品和物镜相对于彼此设置在对应的多个不同焦点位置，其中，收集的步骤包括所述检测图像的步骤；计算所述多个图像中的每一个的对比度；基于所述多个图像中的一个图像的对比度选择所述一个图像；以及基于选择的图像列举所述样品的样貌。 18.一种用于透射照明成像的系统，包括：光源，用于产生至少部分相干的光；载物台，用于支撑样品；漫射器，可操作性地设置在所述光源和所述载物台之间的光路中，所述漫射器被配置为通过散射和混合所述光源产生的光来降低入射在所述样品上的光的相干性；物镜，用于收集穿过由所述样品限定的平面的光；聚焦机构，用于调整所述载物台和所述物镜之间的距离；成像检测器，被配置为检测从所述物镜接收的光；以及处理器，被配置为使所述聚焦机构对所述样品充分散焦，使得在由所述成像检测器收集的图像中形成干涉条纹；其中，所述漫射器被配置为减小但不完全消除所述干涉条纹的形成。 19.如权利要求19所述的系统，其中，所述处理器被配置为降低所述图像的分辨率、分割降低分辨率的图像，以及使用分割后的图像列举所述样品的样貌。 20.如权利要求19所述的系统，其中，处理器被配置为使所述成像检测器收集多个图像，所述样品和物镜相对于彼此设置在对应的多个不同焦点位置；计算所述多个图像中的每一个的对比度；确定所述对比度具有局部最大值或局部最小值处的焦点位置；以及基于确定的焦点位置调整所述样品在所述图像上的焦点，使得所述样品被充分散焦以在所述图像中形成干涉条纹。 21.一种用于聚焦成像系统的方法，所述方法包括：检测样品的一个或多个图像，其中，所述图像包括干涉条纹并使用成像传感器被检测；将所述一个或多个图像中的每一个变换到频域；从每一个变换后的图像中确定一个或多个值；基于来自每一个变换后的图像的所述一个或多个值调整所述样品在所述成像检测器上的焦点；以及在调整后的焦点处检测所述样品的图像。
所属类别：	发明专利