[发明专利]具有先进的成像性质的显微镜成像设备

权利要求书

1.一种落射荧光显微镜，包括：

包括光学传感器阵列的图像捕捉电路；和

光学装置，被配置为：(i)将小于1mW的激发光引导到包含在包括目标对象的视场中的至少0.5mm²的区域，并且(ii)将由所述激发光引起的落射荧光发射引导向所述光学传感器阵列，所述光学装置和所述光学传感器阵列各自充分靠近所述目标对象来为所述视场的图像提供至少2.5μm的分辨率。

2.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述光学装置包括物镜、发光二极管、和CMOS图像传感器阵列，每一个均被包含在所述显微镜的大小小于一立方英寸的集成外壳内。

3.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述光学装置包括物镜、发光二极管、和CMOS图像传感器阵列，每一个均被包含在集成外壳内，其中所述显微镜重量小于2克。

4.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述目标对象的在所述图像捕捉电路处的光学放大小于或等于5。

5.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述光学装置被配置为在提供所述激发光的光源、所述光学传感器阵列、和物镜之间提供自对准。

6.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述光学装置被配置为在实时成像过程中，通过调整所述光学传感器阵列和物镜之间的距离，来提供图像的聚焦。

7.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，还包括至少一个光学滤波器元件和产生所述激发光的光源，且其中所述至少一个光学滤波器元件、所述光源、和所述光学传感器阵列被配置为分离和重新安装至所述显微镜。

8.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述光学装置和所述光学传感器阵列各自充分地接近所述目标对象来以至少36Hz的速率为所述视场中的图像的生成提供至少2.5μm的分辨率。

9.如权利要求2所述的显微镜，其特征在于，包括所述图像捕捉电路和所述光学装置的所述显微镜，重量小于2克，且其中包含在所述外壳内的发光二极管提供所述激发光。

10.如权利要求1所述的显微镜，其特征在于，所述光学装置包括物镜和发出所述激发光的光源，且所述光学装置被包含在所述显微镜的外壳内，所述外壳大小小于一平方英寸；且其中所述图像捕捉电路和包括所述光源的所述光学装置，重量小于2克。

11.如权利要求10所述的显微镜，其特征在于，由所述光源所提供的激发光被所述光学装置的一个或多个激发元件引导至所述物镜。

12.如权利要求11所述的显微镜，其特征在于，所述物镜被配置为将所述激发光引导至目标对象并将所述激发光聚焦在视场上。

13.如权利要求12所述的显微镜，其特征在于，所述光学装置还包括一个或多个发射元件，被配置为由经由所述物镜从所述目标对象接收到的落射荧光发射光来提供焦平面。

14.如权利要求13所述的显微镜，其特征在于，所述图像捕捉电路被设置在所述焦平面处且配置为以足够的分辨率来捕捉包括多个独立毛细血管的视场的图像，来将单个毛细血管与另一个区分开来。

15.如权利要求14所述的显微镜，其特征在于，所述视场的图像具有足够分辨率来区分流过各毛细血管的各红血球。

16.如权利要求14所述的显微镜，其特征在于，所述一个或多个发射元件包括位于所述物镜和所述图像捕捉电路之间的消色差透镜，其中所述消色差透镜从所述物镜接收经准直的落射荧光并将所述经准直的落射荧光聚焦在设置所述图像捕捉电路的所述焦平面处。

17.如权利要求10所述的显微镜，其特征在于，所述目标对象是老鼠的脑部，且所述显微镜被配置为安装在所述老鼠的头部并提供在清醒的行为过程中的体内脑部成像。

18.如权利要求17所述的显微镜，其特征在于，所述清醒的行为包括所述老鼠的运动，且所述视场的图像包括具有足够分辨率的所述老鼠脑部的多个独立毛细血管，从而在所述运动过程中将单个毛细血管与另一个区分开来。

19.如权利要求14所述的显微镜，其特征在于，使得所述视场的图像焦点对准的从所述物镜到所述目标对象的所述视场的距离为50-250μm。