[发明专利]用于点状物体的三维定位的显微镜设备和显微镜方法

权利要求书

1.一种用于点状物体(14，16)的三维定位的显微镜设备(10)，包括：

两个成像光学部件(12，26，26’)，所述两个成像光学部件(12，26，26’)均以聚焦光分布(40，40’，42，42’)的形式将位于物体空间(18)中的同一个点状物体(14，16)成像到两个单独的像空间；

两个检测器单元(28，28’)，所述两个检测器单元(28，28’)中的每个被分配给所述两个成像光学部件(12，26，26’)中的一个，并捕获在所述各自的像空间(34)中设置的检测面(27，27’)的检测点中可分析的光斑(54，54’)，所述各自的像空间(34)中设置的检测面(27，27’)代表通过各自的聚焦光分布(40，40’，42，42’)的平面横截面；以及

评估单元(60)，所述评估单元(60)建立所述两个检测面(27，27’)的所述检测点之间的相互成对的对应性，并通过考虑检测点对应性分析所述两个光斑(54，54’)来确定在存在于所述物体空间(18)的物体平面中所述点状物体(14，16)的横向x-y位置和在垂直于所述物体平面设置的光轴(O1)的方向上的所述点状物体(14，16)的轴向z位置，

其中，所述两个成像光学部件(12，26，26’)中的每个包括光学装置(26，26’)，所述光学装置(26，26’)将所述各自的聚焦光分布(40，40’，42，42’)倾斜朝向检测轴(36)，所述检测轴(36)设在所述各自的成像光学部件(12，26，26’)中且垂直于所述各自的检测器单元(28，28’)的所述检测面(27，27’)设置；

通过所述光学装置(26，26’)生成所述两个聚焦光分布(40，40’，42，42’)的倾斜度是相互相反的，使得考虑所述检测点对应性，所述两个光斑(54，54’)响应所述点状物体(14，16)在所述各自的检测面(27，27’)中的所述z位置的变化在相反的方向上移动，以及

所述评估单元(60)基于所述两个光斑(54，54’)的相对位置确定所述点状物体(14，16)的轴向z位置。

2.如权利要求1所述的显微镜设备(10)，其中，所述评估单元(60)获得所述各自的光斑(54，54’)的质心位置并基于所获得的所述两个光斑(54，54’)的质心位置确定所述横向x-y位置以及所述轴向z位置。

3.如权利要求2所述的显微镜设备(10)，其中，所述评估单元(60)基于所述两个光斑(54，54’)的质心位置的平均值确定所述点状物体(14，16)的所述横向x-y位置。

4.如权利要求2或3所述的显微镜设备(10)，其中，所述评估单元基于所述两个光斑(54，54’)的质心位置之间的距离确定所述点状物体(14，16)的所述轴向z位置。

5.如前述权利要求中任一项所述的显微镜设备(10)，其中，所述两个检测器单元(28，28’)的检测面(27，27’)与物体空间(18)中的相同物体平面光学共轭。

6.如前述权利要求中任一项所述的显微镜设备(10)，其特征在于，

记录透镜(12)，所述记录透镜(12)由两个成像光学部件(12，26，26’)共用且将从所述点状物体(14，16)出现的光转换为优选平行的光线束(20，22)；以及

分束器(50)，所述分束器(50)将由所述记录透镜(12)生成的光线束(20，22)分离为两个部分光线束(52，52’)，所述两个部分光线束(52，52’)中的每个在各自的检测面(27，27’)上产生所述两个光斑(54，54’)中的一个。

7.如权利要求6所述的显微镜设备(10)，其中，所述成像光学部件(12，26，26’)中的每个包括将所述各自的部分光线束(52，52’)聚焦到所述各自的检测面(27，27’)上的筒内透镜(26，26’)。

8.如前述权利要求中任一项所述的显微镜设备(10)，其中，用于倾斜地使所述各自的聚焦光分布(40，40’，42，42’)转变角度的所述光学装置(26，26’)优选地提供在所述各自的成像光学部件(12，26，26’)中设有的光学元件(26，26’)的偏离中心的照明，优选地是偏离中心的欠照明。