[发明专利]显微成像系统

说明书

本发明涉及一种用于对试样进行宽场显微成像的显微成像系统。这种显微成像系统包括：具有物镜的光路；关于试样布置在物镜后面的镜筒透镜系统；传输系统，其具有物镜侧的部件和像侧的部件。物镜侧的部件具有至少一个第一物镜侧的透镜组件和与所述第一物镜侧的透镜组件隔开间隔的第二物镜侧的透镜组件。像侧的部件还包括至少一个第一像侧的透镜组件和与所述第一像侧的透镜组件隔开间隔的第二像侧的透镜组件。传输系统将物镜的出瞳成像到物镜侧的部件与像侧的部件之间的光瞳平面中。同时，传输系统将试样的像从中间像平面成像到像平面中。成像系统还包括光学适配元件，所述光学适配元件布置在物镜侧的部件与像侧的部件之间的光瞳平面中。

技术领域

本发明涉及一种用于对试样进行宽场显微成像的显微成像系统。这种成像系统包括：带物镜的光路和关于试样布置在物镜后面的镜筒透镜系统。成像系统还包括：具有物镜侧的部件和像侧的部件的传输系统。

背景技术

为了在光路中与场无关地执行操作，必须将为此设计的操作元件(例如相移片)在光路中布置在与物镜光瞳共轭的平面中。因为在大多数物镜中出瞳的焦距是负的，即物镜的出瞳成虚像地处在物镜之内，所以在传统的一步或两步显微成像系统中在没有传输系统的情况下，物镜光瞳对试样进行宽场显微成像是行不通的。

具有能够实现物镜外有针对性的光瞳操作的传输系统的显微成像系统例如由US5,808,791介绍。其中给出的传输系统具有物镜侧和像侧的部件，其间布置有光瞳调制器(例如相移片或者用于对比度调制的元件)，具体而言是布置在物镜光瞳被成像的平面中。在此，像侧的部件能够由两个透镜单元构造而成。光瞳调制元件是静置元件。

在US 5,959,772中介绍了一种放大率可变的(也就是具有变焦功能的)光学传输系统。这种光学传输系统将中间像成像到像平面中，在像平面中可以定位有照相机。传输系统由5个透镜组件构成。第一透镜组件聚焦到中间像上并且因此使从中间像发出的光线准直。其他三个透镜组件共同形成可变的放大系统，两个靠外的透镜组件以能够沿着光轴移动的方式布置。最后，第四透镜组件将准直化的光路成像到像平面上。在这里未设置光瞳操作。

在US 7,952,800中介绍了一种同样具有可变的放大率的光学传输系统。这里公开的传输系统将中间像放大地成像到像平面上，同时该系统以如下方式设计：使入瞳和出瞳的位置在变焦时仅以最小程度改变。这种光学传输系统由5个透镜组件构成，其中四个处在物镜侧，也就是在传输系统内部布置在物镜与光瞳平面之间，其中，这四个透镜组件中的三个相对于另一个透镜组件以及彼此之间能够移动，以便确保变焦功能。在像侧，也就是在光瞳平面与像平面或出瞳之间布置有由粘接透镜片(Kittglied)构成的第五透镜组件。

此类传输系统相比于其在宽场显微成像中的应用情况通常仅在像场较小的情况下才能应用，此外，此类传输系统仅被设计用于很窄的光谱范围。

此外，在过去的一些年中，适配元件，例如膜反射镜或空间光调制器(spatiallight modulator，SLM)一直在技术上得到改进，从而使得适配元件在这时原则上也能够用于商用的宽场显微成像，并且在此针对特定的对比度方法用于修正光学像差以及用于快速聚焦，以便仅涉及一些示例。对此的示例在US7,764,433中有所介绍。为了确保光学适配元件与场无关地起作用，将其安置在光瞳平面中并且例如能够用于与景深相关地对球形像差加以修正。光学适配元件为此被定位在与物镜平面共轭的平面中，在该平面中，每条光线的位置仅与光束以何种角度离开试样有关。为此目的，在US 7,764,433中介绍的构造同样具有如下的传输系统，其在这里分别仅具有物镜侧和像侧的透镜，在所述透镜之间存在光学适配元件。在最简单的情形下，在此涉及的是所谓的4f系统，其中，传输长度等于传输系统的透镜的两个焦距的二倍。