公开(公告)号：WO2016180403A1

公开(公告)日：2016-11-17

申请号：PCT/DE2016/100207

申请日：2016-05-09

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH ,  CARL ZEISS AG

Inventor： NOVIKAU, Yauheni ,  KALKBRENNER, Thomas ,  ANHUT, Tiemo ,  SCHWEDT, Daniel ,  WALD, Matthias

IPC: G02B21/00 ,  G01N21/64

CPC classification number: G02B21/0076 ,  G01N21/6408 ,  G01N21/6458 ,  G02B21/006 ,  G02B21/008

Abstract: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von Signalen der Fluoreszenzrastermikroskopie mit simultaner Anregung und Detektion der Fluoreszenz in verschiedenen Fokalebenen einer Probe mittels konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie. Die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Auswertung von Signalen der Fluoreszenzrastermikroskopie ohne die an einer Konfokalblende üblichen Signalverluste zu finden, wird erfindungsgemäß gelöst durch Einkoppeln eines Beleuchtungsstrahls in einen mikroskopischen Beobachtungsstrahlengang, der ein Messvolumen auf ein in der Bildebene angeordnetes Detektorarray abbildet, Fokussieren des Beleuchtungsstrahls, der eine strahlformende Phasenmaske zur Erzeugung eines langgestreckten Fokus im Messvolumen durchläuft, Sammeln und Kollimieren und Weiterleiten von im Messvolumen erzeugtem Fluoreszenzlicht auf eine diffraktive Optik, die die Lichtstrahlen in unterschiedliche Beugungsordnungen aufspaltet und eine unterschiedliche sphärische Phase aufprägt, Abbilden der unterschiedlichen Beugungsordnungen auf Detektorbereiche des Detektorarrays, sodass Fluoreszenzlicht aus verschieden tiefen Fokalebenen des Messvolumens unterschiedlichen Beugungsordnungen zugeordnet wird, und Zuordnen der Fluoreszenzsignale, die aus unterschiedlichen Fokalebenen des Messvolumens durch Übersprechen überlagert sind, zu definierten Fokalebenen mittels korrelationsbasierter Zuordnung auf Basis unterscheidbaren Blinkverhaltens von fluoreszierenden Farbstoffen.

Abstract translation: 本发明涉及一种用于通过激光扫描共聚焦显微术的手段评估与同时激发和在样品的不同的焦平面的荧光的荧光检测扫描显微镜的信号的方法。 本发明的目的是提供一种的荧光扫描显微术的信号没有通常的评价上的共焦光圈信号损失找到一种可能性，被光光束耦合入显微镜观察光路，来实现该图像上设置在图像平面检测器阵列中的一个阀，聚焦的照明光束的测量体积 穿过波束形成相位掩模，以产生在测量体积的细长聚焦，收集和准直和在测量体积荧光灯上的衍射光学元件的，其将光束分成不同的衍射级和施加了不同的球形阶段，映射不同衍射级的探测器区域中产生的转发 检测器阵列，以使荧光从不同深度测量容积不同衍射级的焦平面被分配，并且分配解 ř荧光信号，这是从所述测量体积的不同的焦平面由串扰叠加，通过基于荧光染料的眨眼行为基于相关的分配的装置在规定的焦平面区分。

公开(公告)号：WO2016075195A1

公开(公告)日：2016-05-19

申请号：PCT/EP2015/076338

申请日：2015-11-11

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH ,  CARL ZEISS AG

Inventor： SCHWEDT, Daniel ,  ANHUT, Tiemo ,  WALD, Matthias ,  BÖHME, Beate ,  KAUFHOLD, Tobias

IPC: G02B21/00 ,  G02B26/10

CPC classification number: G02B21/0032 ,  G02B21/002 ,  G02B21/0024 ,  G02B21/0036 ,  G02B21/0048 ,  G02B26/10 ,  G02B26/105 ,  G02B27/0031 ,  G02B27/0068

Abstract: Strahlablenkeinheiten in Lichtrastermikroskopen werden üblicherweise in zur Objektivpupille konjugierten Ebenen angeordnet. Die Abtastungsoptik, die zur Erzeugung der konjugierten Pupillenebenen benötigt wird, ist aufwendig und wenig Ii cht effizient, da sie unterschiedliche Abbildungsfehler wie Bildfeldwölbung und Farbquerfehler kompensieren muss. Die Erfindung soll eine höhere Bildgüte, eine einfachere Justage und einen geringerer Lichtverlust ermöglichen. Zu diesem Zweck umfasst das optische System einen Hohlspiegel (36) zum Abbilden eines jeweiligen Punktes der ersten und der zweiten Strahlablenkeinheit (30A, 30B) aufeinander, wobei der Hohlspiegel (36) und die erste Strahl ablenkeinheit (30A) und die zweite Strahlablenkeinheit (30B) so angeordnet sind, dass der Beleuchtungsstrahlengang am Hohlspiegel (36) genau einmal reflektiert wird und eine dabei durch den Hohlspiegel (36) verursachte erste Verzeichnung und eine durch die erste und die zweite Strahlablenkeinheit (30A, 30B) verursachte zweite Verzeichnung der Abbildung einander zumindest teilweise kompensieren.

Abstract translation: 在光扫描显微镜光束偏转单元通常设置在物镜光瞳共轭平面。 这是需要产生共轭光瞳平面的扫描光学器件是复杂的，而不是非常㈡CHT有效，因为它需要补偿不同的像差，如场弯曲和倍率色像差。 本发明是提供一种更好的图像质量，更简单的调整和下光损失。 为了这个目的，该光学系统依次包括用于成像的第一和第二光束偏转单元（30A，30B），一个相应点的凹面镜（36），其中所述凹反射镜（36）和所述第一光束偏转单元（30A）和第二光束偏转单元（30B ）被布置成使得在所述凹面镜（36）的照明光路被反射恰好一次，和的情况下（由凹面镜36）引起的第一失真和成像彼此的（由第一和第二光束偏转单元30A，30B）而造成第二失真至少 部分地补偿。

公开(公告)号：WO2015121188A1

公开(公告)日：2015-08-20

申请号：PCT/EP2015/052605

申请日：2015-02-09

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH ,  CARL ZEISS AG

Inventor： ANHUT, Tiemo ,  SCHWEDT, Daniel ,  WALD, Matthias

IPC: G02B21/00 ,  G02B21/36 ,  G02B27/00

CPC classification number: G02B21/0076 ,  G02B21/0032 ,  G02B21/004 ,  G02B21/0064 ,  G02B21/33 ,  G02B21/367 ,  G02B27/0037 ,  G02B27/0075 ,  G02B27/0927 ,  G02B27/0988 ,  G02B27/1086 ,  G02B27/4211 ,  G02B27/4227

Abstract: 1. Multifokales Fluoreszenzrastermikroskop 2.1. Fluoreszenzrastermikroskope (1 ) mit einem Beobachtungsstrahlengang (A) von einem Messvolumen bis zu einer Bildebene (BE), einem Strahlvereiniger (6) zur Ankopplung eines Beleuchtungssystems (11 ) und einer in der Bildebene (BE) angeordneten Blende (15) zeigen aufgrund der sequentiellen Abtastung einen langsamen Bildaufbau und belasten die Probe (P) durch ineffiziente Nutzung des Anregungslichts. Ein verbessertes Fluoreszenzrastermikroskop soll simultan Fluoreszenz aus unterschiedlichen Fokalebenen jeweils quasi-konfokal detektieren. 2.2. Das gelingt dadurch, dass der Beobachtungsstrahlengang (A) zwischen dem Strahlvereiniger (6) und der Bildebene (BE) eine erste diffraktive Optik (7) zur Aufspaltung von Lichtstrahlen in Strahlenbündel längs unterschiedlicher Beugungsordnungen, die den Lichtstrahlen eine von den anderen Beugungsordnungen verschiedene sphärische Phase aufprägt, eine zweite diffraktive Optik (13) zur Kompensation chromatischer Aberrationen der aufgespalteten Strahlenbündel und eine Sammeloptik (8) zur Fokussierung der aufgespalteten Strahlenbündel in die Bildebene (BE) umfasst. 2.3. Lebenswissenschaften

Abstract translation: 1，一种多焦荧光显微镜2.1。 荧光扫描显微镜（1）与测量音量增大的观察光束路径（A）到图像平面（BE），光束组合器（6）被布置为耦合的照明系统（11）和一个在图像平面（BE）隔膜（15）是由于顺序 慢扫描图像累积和权衡由低效使用激发光的样品（P）。 一种改进的荧光显微镜检测从不同的焦平面的每个准同时共焦荧光。 2.2。 这是这样实现在所述光束组合器（6）和像平面（BE）的第一衍射光学系统之间的观测光束的路径（A）（7），用于在沿不同的衍射级的辐射分束的光束，其中光不同于其他衍射级球形阶段的光线 为拆分光束聚焦到图像平面（BE）包括压印用于分裂光束的色差的补偿的第二衍射光学器件（13）和收集光学器件（8）。 2.3。 生命科学

公开(公告)号：WO2015181068A1

公开(公告)日：2015-12-03

申请号：PCT/EP2015/061378

申请日：2015-05-22

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH ,  CARL ZEISS AG

Inventor： SCHWEDT, Daniel ,  WALD, Matthias ,  ANHUT, Tiemo

IPC: G02B21/00

CPC classification number: G02B21/0032 ,  G02B21/002 ,  G02B21/004 ,  G02B21/0052 ,  G02B21/0076 ,  G02B21/008

Abstract: Die Erfindung betrifft ein funktionsintegriertes Laser-Scanning-Mikroskop, ausgebildet zur Abtastung einer Probe mit einer Laserbeleuchtung wahlweise in einem Konfokal-, Linien- oder Weitfeld-Betriebsmodus, umfassend − eine Laserlichtquelle, einen Beleuchtungs- und Detektionsstrahlengang, eine Detektionseinrichtung und mindestens ein Objektiv, jeweils ausgebildet zur Nutzung für jeden wählbaren Betriebsmodus, wobei − der Beleuchtungs- und Detektionsstrahlengang optische Mittel zur Konfiguration der Laserbeleuchtung, mindestens einen Scanner zur Abtastung der Probe mit der Laserbeleuchtung, und einen Strahlteiler zur Trennung von Beleuchtungs- und Detektionslicht aufweist, und − im Detektionsstrahlengang steuerbare optische Elemente zur Änderung der Strahlführung in Abhängigkeit vom jeweils gewählten Betriebsmodus vorgesehen sind. Die steuerbaren optischen Baugruppen sind über eine Befehlseingabeeinrichtung mit einer Steuerschaltung verbunden, die zur Umschaltung auf den jeweils gewünschten Betriebsmodus ausgebildet ist, und es ist Hard- und Software zum Generieren von Bildern der Probe aus den von der Detektionseinrichtung abgegebenen elektronischen Bildsignalen vorhanden.

Abstract translation: 本发明涉及一种适用于扫描的样品用激光照射的功能集成激光扫描显微镜无论是在一个共焦，线或宽视场模式，包括： - 激光源，照明和检测光束路径，检测装置和至少一个透镜， 每个均适于使用用于每个可选择的操作模式， - 具有用于将激光，至少一个扫描器，用于与激光扫描样品，和用于照明和检测光的分离的光束分离器的配置的照明和检测光束路径的光学装置，以及 - 检测光束路径 在所选择的操作模式的依赖被提供以改变光束引导可控光学元件。 所述可控光学部件通过命令输入连接装置包括一个控制电路，其被配置为切换到特定的期望工作模式，并有硬件和软件，以从电子图像信号可用检测装置的输出生成样本的图像。

公开(公告)号：WO2015158861A1

公开(公告)日：2015-10-22

申请号：PCT/EP2015/058328

申请日：2015-04-16

Applicant: CARL ZEISS AG ,  CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH

Inventor： WALD, Matthias ,  BÖHME, Beate ,  SCHWEDT, Daniel ,  ANHUT, Tiemo

IPC: G02B21/00

CPC classification number: G02B21/0072 ,  G02B5/10 ,  G02B21/002 ,  G02B21/0032

Abstract: Lichtrastermikroskope umfassen oft eine Abtastungsoptik (35) zum Erzeugen einer zur Pupillenebene des Mikroskopobjektivs konjugierten Pupillenebene (ΡΕ') und eine variabel einstellbare Strahlablenkeinheit (30) in der konjugierten Pupillenebene, wobei zwischen dem Mikroskopobjektiv und der Abtastungsoptik ein Zwischenbild (Zb1) liegt und die Lichtstrahlen in der konjugierten Pupillenebene kollimiert sind. Solche Abtastungsoptiken sind aufwendig und nicht lichteffizient, da sie unterschiedliche Abbildungsfehler wie Bildfeldwölbung und Farbquerfehler kompensieren müssen. Zudem ist aufgrund des geringen Abstands der konjugierten Pupillenebene von der Abtastungsoptik der für die Ablenkeinheit verfügbare Bauraum klein. Die Erfindung soll den Einsatz einer einfacheren Abtastungsoptik ermöglichen und mehr Bauraum verfügbar machen. Das gelingt dadurch, dass die Abtastungsoptik ein zweites Zwischenbild (Zb2) über die Strahlablenkeinheit in das erste Zwischenbild abbildet, wobei das zweite Zwischenbild räumlich gekrümmt ist. Die Ablenkeinheit ist nicht mehr in einem kollimierten, sondern in einem konvergenten Abschnitt des Strahlengangs angeordnet. Die Abtastungsoptik braucht dann in ihren optischen Eigenschaften und ihrer Güte eher lediglich einem Okular als einem herkömmlichen Abtastobjektiv zu entsprechen. Nichtlineare Mikroskopie.

Abstract translation: 光扫描显微镜通常包括用于与显微镜物镜光瞳平面（ΡΕ“）和在共轭光瞳平面中的可变调节光束偏转单元（30）的光瞳平面中，其中所述显微镜透镜和扫描光学器件之间是中间图像（ZB1）和光束产生的缀合物的扫描光学系统（35） 被准直在共轭光瞳平面。 这样的扫描光学装置是昂贵的并且不光效率，因为它们具有以补偿不同的象差，例如场弯曲和倍率色像差。 此外，由于可用的时的扫描光学系统的偏转单元安装空间的共轭光瞳平面的短距离是小的。 本发明将允许使用简单抽样外观和腾出更多的空间。 这得以实现，所述扫描光学系统的图像的第2中间图像（ZB2）经由光束偏转单元中的第一中间图像，其中，所述第2中间图像在空间上是弯曲英寸 偏转单元没有被布置在准直的，但在光束路径中的会聚部分。 然后，扫描光学系统需要，而只满足一个目镜作为常规扫描透镜在它们的光学特性和他们的好意。 非线性显微镜。

公开(公告)号：WO2022022807A1

公开(公告)日：2022-02-03

申请号：PCT/EP2020/071248

申请日：2020-07-28

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH ,  ECOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE

Inventor： ANHUT, Tiemo ,  ANTOLOVIC, Ivan Michel ,  SCHWEDT, Daniel ,  CHARBON, Edoardo ,  BRUSCHINI, Claudio

IPC: G02B21/00 ,  G02B21/36

Abstract: A method for operating a light microscope comprises emitting and guiding a plurality of illumination light beams towards a specimen (6) to form a plurality of separated illumination light spots (2A, 2B, 2C, 2D) at the specimen; and guiding detection light beams (11) coming from the illumination light spots (2A, 2B, 2C, 2D) to a detector (10) comprising a plurality of sensor arrays (31-34). Each sensor array (31-34) comprises photon-counting detector elements (40), and detection light beams (11) from different illumination light spots (2A, 2B, 2C, 2D) are guided to different sensor arrays (31-34). Measured signals from the sensor arrays (31-34) are analysed to determine positional information about the light spots (15) on the sensor arrays (31 -34). It is adjusted where the light spots (15) hit the sensor arrays (31-34) based on the positional information. A corresponding light microscope is furthermore disclosed.

公开(公告)号：WO2016202612A1

公开(公告)日：2016-12-22

申请号：PCT/EP2016/062644

申请日：2016-06-03

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH

Inventor： ANHUT, Tiemo ,  HAASE, Daniel ,  KLEMM, Frank ,  ROSCHER, Burkhard ,  SCHWEDT, Daniel ,  KAUFHOLD, Tobias

IPC: G02B21/00

CPC classification number: G06T5/006 ,  G02B21/008 ,  G02B27/0031 ,  G06T5/50 ,  G06T7/0002 ,  G06T7/97 ,  G06T2207/10056 ,  G06T2207/30168

Abstract: Die Erfindung betrifft Verfahren zur Bestimmung und Kompensation von geometrischen Abbildungsfehlern, die bei der Abbildung eines Objektes durch sequentielle Einzel- oder Multispotabtastung mittels eines mikroskopischen Abbildungssystems entstehen, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Festlegen eines Bezugsobjektes mit einer definierten ebenen Struktur, - Erzeugung eines von geometrischen Abbildungsfehlern freien elektronischen Bilddatensatzes dieser Struktur, - Erzeugen mindestens eines elektronischen Ist-Bilddatensatzes mit dem Abbildungssystem, - Vergleichen des Ist-Bilddatensatzes mit dem Referenz-Bilddatensatz bezüglich der Orte derjenigen Bildpunkte, die jeweils denselben Objektpunkt als Ursprung haben, - Bestimmen von Orts-Abweichungen im Ist-Bilddatensatz gegenüber dem Referenz-Bilddatensatz, - Speichern ermittelter Orts-Abweichungen als Korrektionsdaten, - Kompensation der geometrischen Abbildungsfehler durch Korrektur der Orts-Abweichungen im Ist-Bilddatensatz anhand der Korrektionsdaten.

Abstract translation: 本发明涉及一种用于确定和几何像差补偿，通过包括以下步骤的显微镜成像系统的装置，发生通过顺序单或多点扫描的物体的图像的方法： - 设置具有限定平坦结构的参考对象， - 产生几何像差 自由电子图像数据设置该结构， - 产生至少一个电子实际图像数据与成像系统设置， - 比较所述实际图像数据与基准图像数据相对于设定为这些像素的位置设置，每一个都具有相同的对象点为原点， - 确定局部变化 相比于参考图像数据集实际图像数据集， - 通过在所述基于实际图像数据集去校正所述局部变化的几何像差的补偿 - 保存决定局部差异作为校正数据， [R校正数据。

公开(公告)号：WO2021074073A1

公开(公告)日：2021-04-22

申请号：PCT/EP2020/078601

申请日：2020-10-12

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH

Inventor： ANHUT, Tiemo ,  SCHWEDT, Daniel

IPC: G01J1/44

Abstract: Ein Verfahren zur Bildaufnahme mit einem Lichtmikroskop umfasst die Schritte: Leiten von Beleuchtungslicht (12) zu einer Probe (35); Leiten von Detektionslicht (15) von der Probe (35) zu mehreren photonenzählenden Sensorelementen (61), welche jeweils nacheinander mehrere Zählwerte (x) aufnehmen; Bilden (S3) mehrerer zu analysierender Zählwerthäufigkeitsverteilungen (81-83) sowie zumindest einer Referenz-Zählwerthäufigkeitsverteilung (80) aus den Zählwerten (x); Berechnen einer Ähnlichkeit zwischen jeweils einer der zu analysierenden Zählwerthäufigkeitsverteilungen (81-83) und der Referenz-Zählwerthäufigkeitsverteilung (80); und Identifizieren von Sensorelementen (61) als übersteuert, in Abhängigkeit von der berechneten Ähnlichkeit der zugehörigen zu analysierenden Zählwerthäufigkeitsverteilungen(en) (81-83). Zudem wird ein entsprechendes Lichtmikroskop offenbart.

公开(公告)号：WO2020151838A1

公开(公告)日：2020-07-30

申请号：PCT/EP2019/051927

申请日：2019-01-25

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH ,  ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE

Inventor： ANHUT, Tiemo ,  ANTOLOVIC, Ivan Michel ,  SCHWEDT, Daniel ,  BRUSCHINI, Claudio ,  CHARBON, Edoardo

IPC: G02B21/00

Abstract: A light microscope comprises a light source (10) for illuminating a specimen (35), a photon-counting detector array (60) with a plurality of photon-counting detector elements (61-64) for measuring detection light (15) coming from the specimen (35), wherein the photon-counting detector elements (61-64) are configured to output respective measured photon count rates, and a control device (70) for controlling the photon-counting detector array (60). The control device (70) is configured to individually influence the measurable photon count rates which are simultaneously measurable with different photon-counting detector elements (61-64) and/or which are consecutively measurable with the same photon-counting detector element (61). Furthermore, in an imaging method the measurable photon count rates of photon-counting detector elements are individually influenced to increase the signal-to-noise ratio for the photon-counting detector array.

公开(公告)号：WO2019038407A1

公开(公告)日：2019-02-28

申请号：PCT/EP2018/072821

申请日：2018-08-23

Applicant: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH

Inventor： ANHUT, Tiemo ,  WALD, Matthias ,  SCHWEDT, Daniel ,  BÖHME, Beate

IPC: G02B21/00 ,  G02B21/24 ,  G02B27/28

Abstract: Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung zum Scannen von Anregungsstrahlung und/oder Manipulationsstrahlung in einem Laser-Scanning-Mikroskop und weist folgende Komponenten auf: eine Scanoptik als erste fokussierende Einrichtung zum Bereitstellen einer ersten Pupillenebene, eine erste Strahlumlenkeinrichtung, die durch einen in der ersten Pupillenebene angeordneten ersten Scanner gebildet ist, zum Scannen der Anregungsstrahlung und/oder Manipulationsstrahlung in einer ersten Koordinatenrichtung, eine zweite fokussierende Einrichtung zum Erzeugen einer zweiten Pupillenebene, die zu der ersten Pupillenebene optisch konjugiert ist, mit einer zweiten Strahlumlenkeinrichtung zum Umlenken der Anregungsstrahlung und/oder Manipulationsstrahlung, die in der zweiten Pupillenebene angeordnet ist. Die erfindungsgemäße optische Anordnung ist dadurch gekennzeichnet,dass eine dritte fokussierende Einrichtung vorhanden ist zum Erzeugen einer dritten Pupillenebene, die zu der ersten Pupillenebene optisch konjugiert ist, dass in der dritten Pupillenebene eine dritte Strahlumlenkeinrichtung angeordnet ist zum Umlenken der Anregungsstrahlung und/oder Manipulationsstrahlung, dass ein variables Strahlumlenkmittel vorhanden ist zum Umschalten eines optischen Strahlengangs zwischen einem ersten Strahlweg und einem zweiten Strahlweg. In einem weiteren Gesichtspunkt bezieht sich die Erfindung auf ein Laser-Scanning-Mikroskop.