[发明专利]使用干涉条纹增强对比度并发现焦点的透射照明成像

说明书

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。

相关申请

本申请要求于2016年10月26日提交的申请号为15/335,032的美国专利申请的优先权，所述申请的内容通过引用全部合并于此。

背景技术

可以使用成像显微镜来观察平面基片上支撑的一层生物细胞。显微镜可以被设计为执行透射照明成像，其中光传输通过细胞到达成像检测器。细胞可以在成像之前被染色或者可以不染色。

对细胞进行染色可以使细胞更容易检测，从而获得更好的图像质量。然而，大多数染色剂需要将细胞固定并因此细胞被杀死，这使得在需要细胞保持活力的情况下，这些染色剂是不合适的。已经开发出来了针对活体细胞的活力染色剂，但效用有限；活力染色剂选择性地仅对活体中的死细胞进行染色，或者会改变细胞生理机能。

对未染色的活体细胞进行成像通常是优选的。细胞可以直接成像，使得细胞的状态和它们的培养基(如果有的话)的组成受到最小的影响。然而，在未染色的情况下，细胞可能难以检测——细胞的边界和细胞中的细胞器，呈现较差的相对于背景的对比度，使得细胞和细胞的特征模糊不清。因此，以电子方式处理细胞的图像可能产生不准确的细胞参数(诸如，图像中存在的细胞数量)的值。可以通过成像显微镜利用光学技术(例如，相位对比度或微分干涉对比度(Nomarski))来改善对比度，但是这些技术大大增加了光学设计的成本和复杂性。因此，需要其他对未染色细胞进行成像的方法。

发明内容

本公开提供一种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。

附图说明

图1是检测使用非相干光照射的生物细胞的微弱图像的透射照明成像系统的示意图，其中细胞的焦点处于局部对比度最大值处，并且没有可见的干涉条纹。

图2是检测生物细胞图像的另一个透射照明成像系统的示意图，除了使用至少部分相干的光来照射细胞，该系统与图1所示相同，其中细胞的焦点处于局部对比度最大值处，并且具有大量可见的干涉条纹。

图3是根据本公开的各方面的检测生物细胞图像的示例性透射照明成像系统的示意图，除了使用相干等级介于图1和图2中间的光来照射细胞，该系统与图1和2所示相同，其中细胞的焦点处于局部对比度最大值处，可见的干涉条纹的数量介于图1和图2中间，使得图像的质量得到改善。

图4是根据本公开的各方面的检测生物细胞的改进图像的透射照明成像系统的示意图，除了照射光由两个光源产生之外，该系统与图3所示相同，其中使用与图3相同的、相干等级介于图1和2中间的光照射细胞。

图5是根据本公开的各方面的检测生物细胞的改善图像的透射照明成像系统的示意图，除了两个光源产生不同相干性的光，该系统与图4所示相同。

图6是根据本公开的各方面的检测生物细胞的改善图像的透射照明成像系统的示意图，除了没有将在细胞上游的照射光分裂成两个光束，该系统与图3所示相同。

图7是根据本公开的各方面的列出透射照明成像方法的示例性步骤的流程图。