在于，所述再分配元件包括由光导纤维(21)组成的束(20)，其具有布置在探测层面(18)内的入口(22)和出口(23)，光导纤维(21)在出口(23)处以不同于入口(22)的几何布局终结于探测器阵列(24)的像素(25)处。3.按权利要求2所述的显微镜，其中，所述光导纤维是多模式的光导纤维。4.按权利要求2或3所述的显微镜，其特征在于，所述光导纤维(21)以使得在出口(23)处相邻的光导纤维(21)也在入口(22)处相邻的方式从入口(22)延伸至出口(23)，以便将并排的像素(25)的与射线强度有关的串扰减至最小。5.按权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述再分配元件包括具有倾斜程度不同的镜元件(31)的镜子(30)，尤其是分段镜、DMD或者自适应镜，其将来自探测层面(18)的射线转向至探测器阵列(24)的像素(25)上，其中，探测器阵列(25)的像素(25)具有与镜元件(31)不同的几何布局。6.按前述权利要求之一所述的显微镜，其特征在于，所述成像装置(4)具有沿成像方向布置在探测层面(18)上游的变焦光学器件(27)，用于使单个图像(17)的尺寸与探测器装置(19)的尺寸适配。7.按权利要求6所述的显微镜，其特征在于，所述照明装置(3)和成像装置(4)分享扫描装置(10)，使得照明装置(3)对样本(2)进行照明而在其上形成衍射受限的点光斑或线光斑，而所述点光斑或线光斑与由成像装置成像的光斑(14)重合，其中，这样布置变焦光学器件(27)，使得其也是照明装置(3)的组成部分。8.按前述权利要求之一所述的显微镜，其特征在于，所述探测器阵列(24)是探测器排。9.按权利要求8所述的显微镜，其特征在于，所述探测器排是APD或PMT排。10.—种用于对样本(2)进行高分辨率扫描显微术的方法，其中， -照亮样本(2)， -将在样本(2)上以扫描方式导引的至少一个点光斑或线光斑(14)成像为单个图像(17)，其中，点光斑或线光斑(14)衍射受限地按成像比例成像为单个图像(17)，并且单个图像(17)在探测层面(18)内静止， -对于不同的扫描位置以位置分辨率采集单个图像(17)，所述位置分辨率在考虑成像比例的情况下至少是衍射受限的单个图像(17)的半值宽度的两倍，从而采集单个图像(17)的衍射结构， -对于每个扫描位置分析单个图像(17)的衍射结构并且产生样本(2)的图像，所述图像的分辨率超过衍射极限，其中， -提供探测器阵列(24)，所述探测器阵列具有像素(25)并且大于单个图像(17)，并且 -来自探测层面(18)的单个图像的射线以不成像的方式再分配到探测器阵列(24)的像素(25)上。11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，借助由光导纤维(21)组成的束(20)对单个图像(17)的射线进行再分配，所述束具有布置在探测层面(18)内的入口(22)和出口(23)，光导纤维(21)在出口(23)处以不同于入口(22)的几何布局终结于探测器阵列(24)的像素(25)处。12.按权利要求11所述的方法，其中，所述光导纤维是多模式的光导纤维。13.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述光导纤维(21)以使得在出口(23)处相邻的光导纤维(21)也在入口(22)处相邻的方式从入口(22)导引至出口(23)，以便将并排的像素(25)的与射线强度有关的串扰减至最小。14.按权利要求10、11或12所述的方法，其特征在于，由光导纤维(21)组成的束(20)和探测器阵列(24)通过以下方式进行校准，S卩，单独地为每个光导纤维(21)加载射线，采集与在出口(23)处相邻的光导纤维(21)对应的像素(25)内的干扰信号并且建立校准矩阵，通过所述校准矩阵在样本(2)的显微术中校正并排的像素(25)的与射线强度有关的串扰。15.按权利要求10所述的方法，其特征在于，借助具有倾斜程度不同的镜元件(31)的镜子(30)，尤其是分段镜、DMD或者自适应镜对单个图像(17)的射线进行再分配，其中，通过镜子(30)将来自探测层面(18)的射线导向探测器阵列(24)的像素(25)，并且探测器阵列(24)的像素(25)具有与镜元件(31)不同的几何布局。16.按前述方法权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述探测器阵列(24)是探测器排。17.按权利要求16所述的方法，其特征在于，所述探测器排是APD或者PMT排。18.按前述方法权利要求之一所述的方法，其特征在于，以借助交叉关联分析探测器阵列(24)的单个像素(25)的信号的方式来确定点光斑或线光斑(14)的扫描的运动方向。19.按前述方法权利要求之一所述的方法，其特征在于，通过以下方式采集样本(2)内的变化，即，在点光斑或线光斑(14)在样本(2)内静止的情况下得出并且分析衍射受限的单个图像(17)随时间的变化。20.—种按前述权利要求1-9之一所述的用于进行高分辨率显微术的显微镜，其特征在于一个或多个以下设计: -其中，设有多个布置在探测器阵列上游的再分配元件， -其中，对于探测器阵列的至少一部分像素，分别为单个像素配置来自至少两个再分配元件的射线， -其中，至少两个来自不同再分配元件的光导纤维终结于单个像素， -其中，再分配元件是纤维束，它们在纤维数量和/或纤维布局和/或纤维直径和/或纤维横截面的形状方面不同， -其中，将再分配元件布置为能摆动到或能推移到用于探测样本光的光轴中， -其中，通过在信号分析时联合单个像素，减小探测器阵列的单个信号的数量， -其中，对探测器像素的读取只在至少部分由样本光加载的区域内进行， -其中，在调整回路中，通过根据调整信号切换再分配元件和/或调节用于适配图像尺寸的变焦光学器件/聚焦光学器件和/或联合探测器阵列的单个像素来进行调整， -其中，该调整包括作为调整参量的图像对比度和/或图像清晰度和/或信噪比， -其中，在连接于探测器阵列下游的分析电路中，选择性地读取通道和/或选择性地联合通道以用于进一步处理。21.按权利要求20所述的显微镜，其中，所述分析电路是FPGA或者微控制器。22.—种按前述权利要求10-19之一所述的用于进行高分辨率显微术的方法，其特征在于一个或多个以下设计: -其中，设有多个布置在探测器阵列上游的再分配元件， -其中，对于探测器阵列的至少一部分像素，分别为单个像素配置来自至少两个再分配元件的射线， -其中，至少两个来自不同再分配元件的光导纤维终结于单个像素， -其中，再分配元件是纤维束，它们在纤维数量和/或纤维布局和/或纤维直径和/或纤维横截面的形状方面不同， -其中，再分配元件布置为能摆动到或能推移到用于探测样本光的光轴中， -其中，通过在信号分析时联合单个像素，减小了探测器阵列的单个信号的数量， -其中，对探测器像素的读取只在至少部分由样本光束加载的区域内进行， -其中，在调整回路中，通过根据调整信号切换再分配元件和/或调节用于适配图像尺寸的变焦光学器件/聚焦光学器件和/或联合探测器阵列的单个像素来进行调整， -其中，该调整包括作为调整参量的图像对比度和/或图像清晰度和/或信噪比， -其中，在连接于探测器阵列下游的分析电路中，选择性地读取通道和/或选择性地联合通道以用于进一步处理。23.按权利要求22所述的方法，其中，所述分析电路是FPGA或者微控制器。
【专利摘要】本发明涉及一种用于对样本(2)进行高分辨率扫描显微术的显微镜和方法，所述显微镜具有-用于对样本(2)进行照明的照明装置(3)，-成像装置(4)，用于在样本(2)上扫描至少一个点光斑或线光斑(14)并且用于在考虑成像比例的条件下在探测层面(18)内将点光斑或线光斑(14)成像为衍射受限的、静止的单个图像(17)，-探测器装置(19)，用于对于不同的扫描位置以位置分辨率采集探测层面(18)内的单个图像(17)，所述位置分辨率在考虑成像比例的情况下在至少一个延伸/维度上至少是衍射受限的单个图像(17)的半值宽度的两倍，-分析装置(C)，用于根据探测器装置(19)的数据对于扫描位置分析单个图像(17)的衍射结构并且用于产生样本(17)的图像，所述图像的分辨率超过衍射极限，其中，-探测器装置(19)具有：-探测器阵列(24)，所述探测器阵列具有像素(25)并且大于单个图像(17)，和-不成像的再分配元件(20-21；30-34；30-35)，其布置在探测器阵列(24)上游并且将来自探测层面(18)的射线以不成像的方式分配到探测器阵列(24)的像素(25)上，-其中，在调整回路中，通过根据调整信号切换再分配元件和/或调节用于适配图像尺寸的变焦光学器件/聚焦光学器件和/或联合探测器阵列的单个像素来进行调整，-其中，该调整包含了图像对比度和/或图像清晰度和/或信噪比来作为调整参量。
【IPC分类】G02B21/00
【公开号】CN105556370
【申请号】CN201480051234
【发明人】I.克莱普, Y.诺维考, C.尼滕, R.内茨
【申请人】卡尔蔡司显微镜有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年7月18日
【公告号】DE102013019347A1, EP3033645A1, US20160131883, WO2015022145A1