DE102017012176A1

DE102017012176A1 - Vorrichtung, Systeme und Verfahren zum Beleuchten und Abbilden von Objekten

Info

Publication number: DE102017012176A1
Application number: DE102017012176.1A
Authority: DE
Inventors: Mingsong CHEN; Benyong SHI; Tiong Han Toh; Steven Yeo
Original assignee: Life Technologies Holdings Pty Ltd
Current assignee: Life Technologies Holdings Pty Ltd
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2018-04-19
Also published as: EP3526636A1; US20230273448A1; DE202017106223U1; KR20190062439A; DE102017218368A1; DE102017012178A1; WO2018070938A1; US20180120575A1; US11592679B2; KR102605494B1

Abstract

Ein Beleuchtungssystem weist auf: eine Oberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben; eine Lichtquelle, einen Strahlteiler und zumindest einen ersten Spiegel. Der Strahlteiler ist dafür eingerichtet, den Lichtstrahl von der Lichtquelle zu teilen und der erste Spiegel ist dafür eingerichtet, einen ersten Strahl von dem Strahlteiler auf die Oberfläche mit dem Abbildungsziel zu reflektieren. Ein Abbildungssystem weist auf: eine Oberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben, einen Spiegel und eine Erfassungsvorrichtung. Die Erfassungsvorrichtung ist dafür eingerichtet, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad von emittiertem Licht zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Spiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird. Der Spiegel, die Erfassungsvorrichtung oder beide sind dafür eingerichtet, sich in einer diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche zu bewegen, um eine Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern. Systeme und Verfahren zum Kalibrieren eines Abbildungssystems werden offenbart, um Ungleichmäßigkeiten aufgrund von Abbildungssystemeigenschaften in Bildern von Proben zu entfernen oder reduzieren.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/508,747 , eingereicht am 19. Mai 2017, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/408,018 , eingereicht am 13. Oktober 2016, und der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/408,006 , eingereicht am 13. Oktober 2016, von denen jede hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Vorrichtungen, Systeme und Verfahren zum Beleuchten eines Objekts und zum Erhalten von Bildern mit hoher Auflösung des Objekts. Die vorliegende Offenbarung betrifft auch Verfahren zum Korrigieren von Bild-Ungleichmäßigkeiten.
HINTERGRUND
Es besteht ein Bedarf für Abbildungsvorrichtungen, Systeme und Verfahren, die Bilder mit hoher Auflösung eines Objekts bereitstellen, die nicht auf Ansätzen wie einer digitalen Vergrößerung oder der Verwendung eines Zoomobjektivs beruhen. Eine digitale Vergrößerung kann oft zu einer Bildpixelierung führen, wenn ein Bild vergrößert wird. Die Verwendung eines Zoomobjektivs ist in vielen Fällen schwierig zu implementieren, da die Fähigkeit, verschiedene Anforderungen, wie große Blende, Brennweite, Arbeitsabstand, Verzerrung, Bildfeldkrümmung und Signaldämpfung auf robuste Weise zu erfüllen, oft schwierig ist.
Es besteht auch ein Bedarf für Abbildungsvorrichtungen, Systeme und Verfahren, die zwei oder mehr Lichtstrahlen vorsehen können, um ein Abbildungsziel zu beleuchten, insbesondere bei einem gleichförmigen Beleuchtungsansatz, ohne die Verwendung von zwei oder mehr Lichtquellen gleichzeitig. Die Verwendung von mehreren Lichtquellen führt häufig dazu, dass mehrere Lichtstrahlen mit unterschiedlicher optischer Leistung auf das Abbildungsziel aufgebracht werden, angesichts der Verwendung von zwei Lichtquellen, die separat gewartet werden müssen und unterschiedliche optische Eigenschaften nach der Herstellung oder gemäß der Konfiguration innerhalb des Geräts oder Systems aufweisen können. Darüber hinaus führt die Verwendung von mehreren Lichtquellen häufig zu einer größeren Ungleichmäßigkeit der Gesamtbeleuchtung des Abbildungsziels und auch zu einer größeren mechanischen Komplexität des Beleuchtungssystems, was wiederum die Wartungsanforderungen erhöht und die Wahrscheinlichkeit einer ungleichförmigen Beleuchtung erhöht. Ein anderes häufiges Problem während der Bildgebung (unabhängig vom Bildgebungsmodus) ist eine Bild-Ungleichmäßigkeit. Wenn zum Beispiel identische Proben an unterschiedlichen Stellen einer Abbildungsoberfläche oder eines Sichtfelds platziert werden, erscheint das entsprechende Bild basierend auf der Stelle als nicht gleichmäßig, obwohl die identischen Proben ein identisches Signal emittieren. Im Stand der Technik besteht ein Bedarf, Bild-Ungleichmäßigkeit zu adressieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Beleuchtungssystem ist offenbart. Das Beleuchtungssystem weist eine Oberfläche, eine Lichtquelle, einen Strahlteiler, einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel auf. Die Oberfläche ist dafür eingerichtet, ein Abbildungsziel darauf platziert zu haben. Die Lichtquelle ist dafür eingerichtet, einen Lichtstrahl zu emittieren. Der Strahlteiler ist dafür eingerichtet, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl zu teilen. Der erste Spiegel ist dafür eingerichtet, den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet. Der zweite Spiegel ist dafür eingerichtet, den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet.
In einer anderen Ausführungsform weist das Beleuchtungssystem eine Oberfläche, eine Lichtquelle, einen Strahlteiler und einen ersten Spiegel auf. Die Oberfläche ist dafür eingerichtet, ein Abbildungsziel darauf platziert zu haben. Die Lichtquelle ist dafür eingerichtet, einen Lichtstrahl zu emittieren. Der Strahlteiler ist dafür eingerichtet, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl zu teilen. Der zweite Strahl beleuchtet die Oberfläche. Der erste Spiegel ist dafür eingerichtet, den ersten Strahl von dem Strahlteiler zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungssystem auf: eine Oberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf platziert zu haben; eine Lichtquelle, die dafür eingerichtet ist, einen Lichtstrahl zu emittieren; einen Strahlteiler, der dafür eingerichtet ist, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl zu teilen; und einen ersten Spiegel, der dafür eingerichtet ist, den ersten Strahl von dem Strahlteiler zu reflektieren. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungssystems beleuchtet der zweite Strahl die Oberfläche.
Ein Beleuchtungsverfahren ist ebenfalls offenbart. Das Verfahren weist das Vorsehen einer Oberfläche mit einem darauf angeordneten Abbildungsziel auf. Das Verfahren weist auch das Vorsehen eines Lichtstrahls mit einer Lichtquelle auf. Das Verfahren weist ferner das Teilen des Lichtstrahls in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl auf. Das Verfahren weist ferner das Beleuchten der Oberfläche auf. Das Beleuchten weist auf: (i) Verwenden eines ersten Spiegels, um den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet, und (ii) Verwenden eines zweiten Spiegels, um den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet.
In einer anderen Ausführungsform weist das Beleuchtungsverfahren das Vorsehen eines Lichtstrahls mit einer Lichtquelle auf. Das Verfahren weist auch das Teilen des Lichtstrahls in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl auf. Das Verfahren weist ferner das Beleuchten einer Oberfläche mit einem darauf angeordneten Abbildungsziel auf. Das Beleuchten weist das Verwenden eines ersten Spiegels auf, um den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet. Der zweite Strahl wird von dem Lichtstrahl derart aufgeteilt, dass er die Oberfläche beleuchtet.
Ein Abbildungssystem ist ebenfalls offenbart. Das Abbildungssystem weist eine Abbildungsoberfläche, einen Spiegel und eine Erfassungsvorrichtung auf. Die Abbildungsoberfläche ist dafür eingerichtet, ein Abbildungsziel darauf platziert zu haben. Die Erfassungsvorrichtung ist dafür eingerichtet, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad von emittiertem Licht zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Spiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird. Der Spiegel, die Erfassungsvorrichtung oder beide sind dafür eingerichtet, sich in einer diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche zu bewegen, um eine Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
In einer anderen Ausführungsform weist das Abbildungssystem eine Abbildungsoberfläche, einen Spiegel, eine Spiegelwelle, eine Erfassungsvorrichtung, eine Erfassungsvorrichtungswelle und einen Übertragungsblock auf. Die Abbildungsoberfläche ist dafür eingerichtet, ein Abbildungsziel darauf platziert zu haben. Der Spiegel ist dafür eingerichtet, sich in einer ersten diagonalen Richtung entlang der Spiegelwelle zu bewegen. Die Erfassungsvorrichtung ist dafür eingerichtet, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad von emittiertem Licht zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Spiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird. Die Erfassungsvorrichtung ist dafür eingerichtet, sich in einer zweiten diagonalen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle zu bewegen. Der Übertragungsblock überträgt eine Bewegung zwischen dem Spiegel und der Erfassungsvorrichtung, wodurch der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung veranlasst werden sich gleichzeitig zu bewegen.
Ein Abbildungsverfahren ist ebenfalls offenbart. Das Verfahren weist das Platzieren eines Abbildungsziels auf einer Abbildungsoberfläche auf. Das Verfahren weist auch auf: Veranlassen, dass sich eine Erfassungsvorrichtung, ein Spiegel, oder beide in einer diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen. Das Verfahren weist ferner auf: Erfassen eines Bilds des Abbildungsziels, unter Verwendung der Erfassungsvorrichtung, durch einen Pfad von emittiertem Licht, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Spiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird.
Ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ist ebenfalls offenbart. Das System weist eine Oberfläche auf, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben. Eine Lichtquelle ist dafür eingerichtet, einen Lichtstrahl zu emittieren. Ein Strahlteiler ist dafür eingerichtet, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl zu teilen. Ein erster Beleuchtungsspiegel ist dafür eingerichtet, den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet. Ein zweiter Beleuchtungsspiegel ist dafür eingerichtet, den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet. Eine Erfassungsvorrichtung ist dafür eingerichtet, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von einem Emissionsspiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird. Der Emissionsspiegel, die Erfassungsvorrichtung oder beide sind dafür eingerichtet, sich in einer diagonalen Richtung bezüglich der Oberfläche zu bewegen, um eine Länge des Pfads zu verringern.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem auf: eine Oberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben; eine Lichtquelle, die dafür eingerichtet ist, einen Lichtstrahl zu emittieren; einen Strahlteiler, der dafür eingerichtet, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl zu teilen; einen ersten Beleuchtungsspiegel, der dafür eingerichtet ist, den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet; einen zweiten Beleuchtungsspiegel, der dafür eingerichtet ist, den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet; einen Emissionsspiegel; und eine Erfassungsvorrichtung, die dafür eingerichtet ist, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Emissionsspiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird, wobei der Emissionsspiegel, die Erfassungsvorrichtung, oder beide dafür eingerichtet sind, sich in einer diagonalen Richtung bezüglich der Oberfläche zu bewegen, um eine Länge des Pfads zu verringern.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems sehen der reflektierte erste Strahl und der reflektierte zweite Strahl eine außeraxiale Beleuchtung der Oberfläche vor. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems sehen der reflektierte erste Strahl und der reflektierte zweite Strahl eine im Wesentlichen symmetrische Beleuchtung der Oberfläche vor. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems weist der Lichtstrahl eine optische Leistung des Lichtstrahls auf, der erste Strahl weist eine optische Leistung des ersten Strahls auf und der zweite Strahl weist eine optische Leistung des zweiten Strahls auf, und wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 40% der optischen Leistung des Lichtstrahls betragen. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems betragen die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 45% der optischen Leistung des Lichtstrahls. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems sind die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls im Wesentlichen gleich.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner einen dritten Beleuchtungsspiegel auf, wobei der reflektierte erste Strahl oder der reflektierte zweite Strahl dafür eingerichtet ist, vor dem Beleuchten der Oberfläche von dem dritten Spiegel reflektiert zu werden.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems ist ein Strahlteiler dafür eingerichtet, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in den ersten Strahl, den zweiten Strahl und einen dritten Strahl zu teilen. Ein Strahlteiler kann eine oder mehrere aufweisen aus: einem Prisma, einer Platte, einem dielektrischen Spiegel, einem metallbeschichteten Spiegel, einem Strahlteilerwürfel, einem faseroptischen Strahlteiler oder optischen Fasern, welche dafür eingerichtet sind, Licht vor dem Erzeugen von zwei oder mehr Ausgangsstrahlen in ein Bündel zu kollimieren.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems wird der erste Strahl von dem Strahlteiler reflektiert, und der zweite Strahl durchläuft den Strahlteiler. In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner einen zweiten Strahlteiler auf, der dafür eingerichtet ist, den reflektierten ersten Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufzuteilen, die unterschiedliche Grade von außeraxialer Beleuchtung der Oberfläche vorsehen. In einigen Ausführungsformen umfasst ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner einen dritten Strahlteiler, der dafür eingerichtet ist, den reflektierten zweiten Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufzuteilen, die unterschiedliche Grade von außeraxialer Beleuchtung der Oberfläche vorsehen.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems beträgt ein Winkel zwischen einer Mitte des ersten Strahls und einer Mitte des zweiten Strahls ungefähr 62° bis ungefähr 68°. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems beträgt ein Winkel zwischen einer Mitte des reflektierten ersten Strahls und einer Mitte des reflektierten zweiten Strahls ungefähr 106° bis ungefähr 114°. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems ist ein erster Abstand von dem Strahlteiler zu dem ersten Spiegel zu der Oberfläche im Wesentlichen gleich wie ein zweiter Abstand von dem Strahlteiler zu dem zweiten Spiegel zu der Oberfläche.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems bewegen sich die Erfassungsvorrichtung und der Emissionsspiegel beide gleichzeitig in unterschiedliche diagonale Richtungen. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems weist die Erfassungsvorrichtung eine Linse, einen Filter und eine Kamera auf, wobei der Filter zwischen der Linse und der Kamera angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems reflektiert der Pfad von emittiertem Licht von einem Bereich auf dem Emissionsspiegel, und der Bereich nimmt ab, wenn sich die Erfassungsvorrichtung, der Emissionsspiegel oder beide in der diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen, um die Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungssystems reflektiert eine Mitte des Pfads von emittiertem Licht von einem Punkt auf dem Emissionsspiegel, wobei sich der Punkt bewegt, wenn sich die Erfassungsvorrichtung, der Emissionsspiegel oder beide in der diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen, um die Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner auf: eine Spiegelwelle, wobei der Emissionsspiegel dafür eingerichtet ist, sich in einer ersten diagonalen Richtung entlang der Spiegelwelle zu bewegen; und eine Erfassungsvorrichtungswelle, wobei die Erfassungsvorrichtung dafür eingerichtet ist, sich in einer zweiten diagonalen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle zu bewegen.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner einen Übertragungsblock auf, der eine Bewegung zwischen dem Emissionsspiegel und der Erfassungsvorrichtung überträgt, wodurch der Emissionsspiegel und die Erfassungsvorrichtung veranlasst werden sich gleichzeitig zu bewegen.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner auf: eine erste Übertragungswelle, die sich zwischen der Erfassungsvorrichtung und dem Übertragungsblock erstreckt, wobei die Erfassungsvorrichtung, der Übertragungsblock, oder beide dafür eingerichtet sind, sich entlang der ersten Übertragungswelle zu bewegen; und eine zweite Übertragungswelle, die sich zwischen dem Emissionsspiegel und dem Übertragungsblock erstreckt, wobei der Emissionsspiegel, der Übertragungsblock, oder beide dafür eingerichtet sind, sich entlang der zweiten Übertragungswelle zu bewegen.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner: einen Motor; und eine Antriebsschraube, die mit dem Motor gekoppelt ist, wobei der Motor dafür eingerichtet ist, die Antriebsschraube zu drehen, und wobei die Erfassungsvorrichtung, der Spiegel, oder beide sich in diagonaler Richtung als Reaktion auf die Drehung der Antriebsschraube bewegen.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner auf einen ersten Motor, der dafür eingerichtet ist, den Emissionsspiegel zu veranlassen, sich in einer ersten diagonalen Richtung zu bewegen; und einen zweiten Motor, der dafür eingerichtet ist, die Erfassungsvorrichtung zu veranlassen, sich in einer zweiten diagonalen Richtung zu bewegen, wobei der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung sich gleichzeitig bewegen, und wobei sich der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung gleichzeitig bewegen, und wobei sich der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung mit einer festen Geschwindigkeit in Bezug aufeinander bewegen. In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungssystem ferner auf: eine zweite Lichtquelle, die dafür eingerichtet ist, einen Lichtstrahl von unten von der Erfassungsvorrichtung zu emittieren, wobei ein unteres Ende des Emissionsspiegels über einem unteren Ende der Erfassungsvorrichtung positioniert ist, selbst wenn die Länge des Pfads von emittiertem Licht minimiert ist, so dass das untere Ende des Spiegels den Lichtstrahl nicht behindert. Ein Beleuchtungs- und Abbildungsverfahren wird ebenfalls offenbart. Das Verfahren weist das Platzieren eines Abbildungsziels auf einer Oberfläche auf. Das Verfahren weist auch das Emittieren eines Lichtstrahls von einer Lichtquelle auf. Das Verfahren weist ferner das Teilen des Lichtstrahls in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl auf. Das Verfahren weist ferner das Beleuchten des Abbildungsziels auf. Das Beleuchten weist auf: (i) Verwenden eines ersten Beleuchtungsspiegels, um den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet, und (ii) Verwenden eines zweiten Beleuchtungsspiegels, um den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet. Das Verfahren weist ferner auf: Erfassen eines Bilds des Abbildungsziels, unter Verwendung einer Erfassungsvorrichtung, durch einen Pfad, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von einem Emissionsspiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird.
In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungsverfahren auf: Platzieren eines Abbildungsziels auf einer Oberfläche; Emittieren eines Lichtstrahls von einer Lichtquelle; Teilen des Lichtstrahls in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl; Beleuchten des Abbildungsziels, wobei das Beleuchten aufweist: (i) Verwenden eines ersten Beleuchtungsspiegels, um den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet, und (ii) Verwenden eines zweiten Beleuchtungsspiegels, um den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet; und Erfassen eines Bilds des Abbildungsziels, unter Verwendung einer Erfassungsvorrichtung, durch einen Pfad, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von einem Emissionsspiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens sehen der reflektierte erste Strahl und der reflektierte zweite Strahl eine außeraxiale Beleuchtung der Oberfläche vor. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens sehen der reflektierte erste Strahl und der reflektierte zweite Strahl eine im Wesentlichen symmetrische Beleuchtung der Oberfläche vor.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens weist der Lichtstrahl eine optische Leistung des Lichtstrahls auf, der erste Strahl weist eine optische Leistung des ersten Strahls auf und der zweite Strahl weist eine optische Leistung des zweiten Strahls auf, und wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 40% der optischen Leistung des Lichtstrahls betragen. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens betragen die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 45% der optischen Leistung des Lichtstrahls.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens sind die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls im Wesentlichen gleich.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens wird ein dritter Beleuchtungsspiegel verwendet, um den reflektierten ersten Strahl oder den reflektierten zweiten Strahl vor dem Beleuchten der Oberfläche zu reflektieren. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens wird der Lichtstrahl in den ersten Strahl, den zweiten Strahl und einen dritten Strahl geteilt. In einigen Ausführungsformen kann ein Lichtstrahl durch einen Strahlteiler geteilt werden und ein Strahlteiler kann aufweisen: ein Prisma, eine Platte, einen dielektrischen Spiegel, einen metallbeschichteten Spiegel, einen Strahlteilerwürfel, einen faseroptischen Strahlteiler oder optische Fasern, welche dafür eingerichtet sind, Licht vor dem Erzeugen von zwei oder mehr Ausgangsstrahlen in ein Bündel zu kollimieren.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens wird der erste Strahl von dem Strahlteiler reflektiert, und der zweite Strahl durchläuft den Strahlteiler. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens wird der reflektierte erste Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufgeteilt, die unterschiedliche Grade einer außeraxialen Beleuchtung der Oberfläche vorsehen. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens wird der reflektierte zweite Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufgeteilt, die unterschiedliche Grade einer außeraxialen Beleuchtung der Oberfläche vorsehen. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens beträgt ein Winkel zwischen einer Mitte des ersten Strahls und einer Mitte des zweiten Strahls ungefähr 62° bis ungefähr 68°. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens beträgt ein Winkel zwischen einer Mitte des reflektierten ersten Strahls und einer Mitte des reflektierten zweiten Strahls ungefähr 106° bis ungefähr 114°.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens ist ein erster Abstand von dem Strahlteiler zu dem ersten Beleuchtungsspiegel zu der Oberfläche im Wesentlichen gleich wie ein zweiter Abstand von dem Strahlteiler zu dem zweiten Beleuchtungsspiegel zu der Oberfläche.
In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens veranlasst ein Motor, dass sich die Erfassungsvorrichtung, der Emissionsspiegel oder beide bewegen, um eine Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern. In einigen Ausführungsformen weist ein Beleuchtungs- und Abbildungsverfahren ferner auf: Übertragen einer Bewegung zwischen der Erfassungsvorrichtung und dem Spiegel über einen Übertragungsblock, wodurch die Erfassungsvorrichtung und der Spiegel veranlasst werden, sich gleichzeitig in zwei verschiedenen diagonalen Richtungen zu bewegen. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens bleibt eine reflektierende Oberfläche des Spiegels diagonal bezüglich der Abbildungsoberfläche ausgerichtet bzw. orientiert, wenn sich der Spiegel bewegt. In einigen Ausführungsformen eines Beleuchtungs- und Abbildungsverfahrens wird eine Mitte des Pfads von emittiertem Licht von einem Punkt auf dem Spiegel reflektiert, wobei sich der Punkt bewegt, wenn sich die Erfassungsvorrichtung und der Spiegel bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen, um eine Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern. Die Offenbarung beschreibt in einigen Ausführungsformen Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist. In einigen Ausführungsformen wird eine Ungleichmäßigkeit angezeigt als Bilder mit Signalen variierender Intensität für ein identisches Signal, das an unterschiedlichen Stellen auf dem Sichtfeld gemessen wird.
Ein Ungleichmäßigkeitskorrekturverfahren der vorliegenden Offenbarung kann auf Bilder angewendet werden, die aus einer Vielzahl von Proben erhalten werden, einschließlich biologischer Proben, die biologische Moleküle wie Proteine, Peptide, Glykoproteine, modifizierte Proteine, Nukleinsäuren, DNA, RNA, Kohlenhydrate, Lipide, Lipidoglykane, Biopolymere und andere Metaboliten, die aus Zellen und Geweben und Kombinationen davon erzeugt werden. Ein Biomolekül oder eine biologische Probe mit einem Biomolekül kann alleine abgebildet werden oder kann abgebildet werden, während es in einer Membran, einem Gel, einem Filterpapier, einem Glasträger, einer Mikrotiterplatte oder einer Matrix, wie einem Polyacrylamidgel oder Nitrocellulos- oder PDVF-Membranblot, einem Agarosegel, einer Agarplatte, einer Zellkulturplatte oder einem Gewebeschnitt-Objektträger dispergiert, angeordnet oder eingebettet ist. Ein Ungleichmäßigkeitskorrekturverfahren der vorliegenden Offenbarung kann auf Bilder angewendet werden, die aus irgendeiner der oben beschriebenen Proben erhalten werden.
Ein Ungleichmäßigkeitskorrekturverfahren der vorliegenden Offenbarung kann auf ein Bild angewendet werden, das durch eine Chemilumineszenz-Änderung an einer biologischen Probe erzeugt wird, oder auf ein Bild, das durch eine Fluoreszenzänderung an der Probe erzeugt wird. Ein Ungleichmäßigkeitskorrekturverfahren der vorliegenden Offenbarung kann auf ein Bild angewendet werden, das durch Biolumineszenz-Abbildung, Transilluminations oder Reflektionslicht-Abbildung erzeugt wird.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Erzeugen eines Bilds, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, auf: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor; Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf der relativen Beleuchtung; Erfassen oder Aufnehmen eines Bildes von einer oder mehreren biologischen Proben, wobei das Bild eine Ungleichmäßigkeit aufweist; und Anpassen des erfassten Bildes mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix, um ein Bild zu erzeugen, dass hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit korrigiert ist.
In einer Ausführungsform weist das Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix auf: Invertieren der relativen Beleuchtung, um eine Flat-Field-Korrektur-Matrix zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen wird die relative Beleuchtung unter Verwendung einer Gleichung berechnet, die durch eine lineare oder eine nicht-lineare Kurvenanpassungsregression erhalten wird. Die Kurve kann ein Polynom ersten Grades, ein Polynom zweiten Grades, ein Polynom dritten Grades oder dergleichen sein. Berechnungen der Flat-Field-Korrektur-Matrix erzeugen einen Flat-Field-Korrektur-Matrixwert.
Das Anpassen des aufgenommenen Bildes mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix weist auf: Multiplizieren des erfassten oder aufgenommenen Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix. In einigen Ausführungsformen weist das Anpassen des erfassten oder aufgenommenen Bilds mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix ferner auf: Multiplizieren des erfassten oder aufgenommenen Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis, um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen zeigt das Flat-Field-korrigierte Bild ein korrektes Verhältnis einer Signalstärke von jedem erfassten oder aufgenommenen Bild von der einen oder mehreren biologischen Proben an, ungeachtet seiner Position auf einem Sichtfeld.
In einer Ausführungsform sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Erzeugen eines Bilds vor, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, aufweisend: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse von einer Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor; Invertieren der relativen Beleuchtung, um eine Flat-Field-Korrektur-Matrix zu erzeugen; Erfassen oder Aufnehmen eines Bildes von einer biologischen Probe; und Multiplizieren des erfassten oder aufgenommenen Bildes von einer biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis, um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen.
In einer Ausführungsform beschreibt die Offenbarung Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, aufweisend: Erfassen oder Aufnehmen eines Bildes von einer oder mehreren biologischen Proben, wobei das Bild eine Ungleichmäßigkeit aufweist; und Anpassen des erfassten oder aufgenommenen Bildes mit einer Flat-Field-Korrektur-Matrix, um ein Bild zu erzeugen, das hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit korrigiert ist. Das Anpassen des erfassten oder aufgenommene Bildes kann ein Multiplizieren des erfassten Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis aufweisen, um ein flaches Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen ist die Flat-Fielding-Matrix in einem Bildgerät oder einem Abbildungssystem. Die Flat-Field-Korrektur-Matrix steht einem Benutzer zur Verfügung, der das Bildgerät verwendet. Der Flat-Field-Korrektur-Matrixwert kann in einem Bilderfassungsgerät gespeichert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Flat-Field-Korrektur-Matrixwert in einer Softwarekomponente oder Computerkomponente des Bilderfassungsgeräts gespeichert werden. Der Flat-Field-Korrektur-Matrixwert steht einem Benutzer zur Verfügung, der das Abbildungssystem verwendet, das die Ungleichmäßigkeitskorrektur ausführt. In einigen Ausführungsformen ist die Flat-Field-Korrektur-Matrix eine Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix zum Korrigieren von Bildern hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit auf: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor, Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf der relativen Beleuchtung und Normieren der Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf dem maximalen Pixelintensitätswert in der Matrix. In einer Ausführungsform weist das Erzeugen der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf: Invertieren der relativen Beleuchtung und Normieren der Werte in der Matrix. Zum Beispiel kann ein Hersteller oder ein Benutzer eine Flat-Field-Korrektur-Matrix für die zukünftige Verwendung erzeugen.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung offensichtlich oder können durch das Anwenden der Offenbarung gelernt werden. Die Aufgaben und Vorteile der Offenbarung werden realisiert und erreicht mittels der Elemente und Kombinationen, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen hervorgehoben sind.
Es sollte verstanden werden, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und erklärend sind und die beanspruchte Offenbarung nicht beschränken.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen die vorliegende Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu erläutern.

Die 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten (aus verschiedenen Winkeln) eines Abbildungssystems gemäß einer Ausführungsform.
Die 3 und 4 zeigen perspektivische Ansichten des Abbildungssystems, wobei einige der Komponenten aus den 1 und 2 weggelassen sind, um die Wellen besser darzustellen, mit denen die Komponenten gekoppelt sind, gemäß einer Ausführungsform.
Die 5, 6, 7 und 8 zeigen Querschnittsseitenansichten des Abbildungssystems, das durch zunehmende Zoom-Stufen voranschreitet, gemäß einer Ausführungsform.
9 veranschaulicht einen Lichtstrahl, der von einem Beleuchtungsmodul des Abbildungssystems gemäß einer Ausführungsform emittiert wird.
10 stellt den EPI-Beleuchtungsstrahl dar, der zumindest teilweise durch einen Spiegel behindert wird, wenn die Mitte des Pfads von emittiertem Licht zentriert auf dem Spiegel bleibt, wenn sich der Spiegel während des Zoomens bewegt, gemäß einer Ausführungsform.
11 veranschaulicht eine vereinfachte schematische Seitenansicht des Lichtstrahls, der von dem Beleuchtungsmodul des Abbildungssystems, das in 9 gezeigt ist, emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform.
12 veranschaulicht eine vereinfachte schematische Draufsicht des Lichtstrahls, der von einem Beleuchtungsmodul mit zusätzlichen Spiegeln emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform.
13 veranschaulicht eine vereinfachte schematische Draufsicht des Lichtstrahls, der von einem Beleuchtungsmodul mit zwei Strahlteilern emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform.
14 zeigt eine Querschnittsseitenansicht des Lichtstrahls, der durch eine Blende tritt, bevor er den Strahlteiler erreicht, gemäß einer Ausführungsform.
15 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Luminometer-Referenzplatte.
16A zeigt die übereinander gelegten Bilder eines Lichtpunkts der Luminometer-Referenzplatte an verschiedenen Stellen auf dem Sichtfeld, und 16B zeigt einen Graph, der das Signal desselben Punkts an verschiedenen Stellen zeigt.
17 zeigt einen Graph, der eine relative Beleuchtung einer Abbildungslinse innerhalb eines Abbildungssystems und das beste Anpassungsergebnis aus einer nichtlinearen Regression zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
18A zeigt das modifizierte Bild von 16A mit Anwendung der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix, und 18B zeigt eine Graph, die ein Verhältnis der Intensität der Punkte über dem Punkt maximaler Intensität in 18A zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
19A zeigt ein Bild einer Chemilumineszenzprobe bei einer 1x bzw. 1-fachen Zoomstufe in der Mitte des Sichtfeldes, 19B zeigt ein Bild der Chemilumineszenzprobe bei einer 1x Zoomstufe an einer Position zwischen der mittleren und der oberen rechten diagonalen Position des Sichtfeldes, gemäß einer Ausführungsform, und 19C zeigt ein Bild der Chemilumineszenzprobe bei einer 1x Zoomstufe an der oberen rechten diagonalen Position des Sichtfelds.
20A zeigt ein Bild, das zwei Reihen von Banden zeigt, die gemessen werden, 20B zeigt einen Graph, der die Intensität der Banden von 20A an der ersten Reihe vor der Flat-Field-Korrektur zeigt, 20C zeigt einen Graph, der die Intensität der Banden an der ersten Reihe von 20 nach der Flat-Field-Korrektur zeigt, 20D zeigt einen Graph, der die Intensität der Banden an der zweiten Reihe von 20A vor der Flat-Field-Korrektur zeigt, und 20E zeigt einen Graph, der die Intensität der Banden and der zweiten Reihe von 20A nach der Flat-Field-Korrektur zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
21A zeigt eine Tabelle, welche die relative Beleuchtung einer Abbildungslinse gegenüber der Sensorbildhöhe mit einem 1x Zoom zeigt und 21B zeigt eine Tabelle, welche die relative Beleuchtung einer Abbildungslinse gegenüber der Sensorbildhöhe mit einem 2x bzw. 2-fachen Zoom zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
22 zeigt ein Diagramm, das zeigt, dass die relative Beleuchtung bezüglich der Mitte des CCD symmetrisch ist, gemäß einer Ausführungsform.
23A zeigt einen Graph, der eine nicht-lineare Regressions-Ausgleichskurve mit einem 1x Zoom zeigt, und 23B zeigt einen Graph, der eine nicht-lineare Regressions-Ausgleichskurve mit einem 2x Zoom zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
24 zeigt ein Simulationsbild bei einem 1x Zoom, gemäß einer Ausführungsform.
25 zeigt ein Flat-Field-Masterbild, gemäß einer Ausführungsform.
Die 26A, 26B und 26C sind Bilder nach dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur. 26A zeigt ein Bild in einer mittleren Position des Sichtfeldes mit einem 1x Zoom, 26B zeigt ein Bild in einer Position zwischen der mittleren Position und der oberen rechten diagonalen Position des Sichtfeldes mit einem 1x Zoom, gemäß einer Ausführungsform, und 26C zeigt ein Bild in einer oberen rechten diagonalen Position des Sichtfeldes mit einem 1x Zoom.
27 zeigt ein Bild, dass zwei Reihen von jeweils acht Banden zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
28A zeigt einen Graph, der die erste Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 1x Zoom vor der Flat-Field-Korrektur, 28B zeigt einen Graph, der die erste Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 1x Zoom nach der Flat-Field-Korrektur, 28C zeigt einen Graph, der die zweite Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 1x Zoom vor der Flat-Field-Korrektur, und 28D zeigt einen Graph, der die zweite Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 1x Zoom nach der Flat-Field-Korrektur, gemäß einer Ausführungsform.
29A zeigt einen Graph, der die erste Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 2x Zoom vor der Flat-Field-Korrektur, 29B zeigt einen Graph, der die erste Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 2x Zoom nach der Flat-Field-Korrektur, 29C zeigt einen Graph, der die zweite Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 2x Zoom vor der Flat-Field-Korrektur, und 29D zeigt einen Graph, der die zweite Reihe von 27 zeigt, aufgenommen bei 2x Zoom nach der Flat-Field-Korrektur, gemäß einer Ausführungsform.
30 zeigt ein Diagramm, das die Membranposition (z.B. Mitte, oben rechts) vor und nach der Flat-Field-Korrektur zeigt, gemäß einer Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun im Detail auf beispielhafte Implementierungen der vorliegenden Offenbarung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden. Wo immer möglich, werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die einen Teil davon bilden, und in denen mittels Veranschaulichung spezifische beispielhafte Implementierungen gezeigt werden, in denen die vorliegende Offenbarung praktiziert werden kann. Diese Implementierungen sind ausreichend detailliert beschrieben, um es dem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, die vorliegende Offenbarung zu praktizieren, und es sollte verstanden werden, dass andere Implementierungen verwendet werden können, und dass Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende Beschreibung ist daher nur beispielhaft.
Die 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten von Teilen eines Abbildungssystems 100, die aus verschiedenen Winkeln aufgenommen wurden, gemäß einer Ausführungsform. Das Abbildungssystem 100 kann eine Abbildungsoberfläche 110 aufweisen. In einem Beispiel kann die Abbildungsoberfläche 110 sein oder umfassen: eine Ablage oder einen Bildschirm. Die Abbildungsoberfläche 110 kann planar und im Wesentlichen horizontal (d.h. mit dem Boden parallel) sein. Ein Abbildungsziel 112 kann auf der Abbildungsoberfläche 110 platziert werden. Das Abbildungsziel kann sein oder aufweisen: biologische Materialien wie z.B. Nukleinsäuren und/oder Proteine in Verbindung mit Polyacrylamid-Gelen, Agarose-Gelen, Nitrocellulose-Membranen und PVDF-Membranen. Das Abbildungsziel 112 kann auch sein oder aufweisen: nicht-biologische Materialien, wie hergestellte Artikel und Dokumente.
Das Abbildungssystem 100 kann auch einen Spiegel 120 aufweisen. Der Spiegel 120 kann (zum Beispiel direkt) über der Abbildungsoberfläche 110 und dem Abbildungsziel 112 positioniert sein. Der Spiegel 120 kann eine reflektierende Oberfläche aufweisen. Wie gezeigt ist, kann die reflektierende Oberfläche planar bzw. eben sein; jedoch kann die reflektierende Oberfläche in anderen Ausführungsformen gekrümmt sein. Wenn die reflektierende Oberfläche des Spiegels 120 planar ist, kann die reflektierende Oberfläche des Spiegels 120 in einem Winkel bezüglich der Abbildungsoberfläche 110 (d.h. bezüglich der Horizontalen) ausgerichtet sein. Der Winkel kann etwa 10° bis etwa 80°, etwa 20° bis etwa 70° oder etwa 30° bis etwa 60° betragen. Zum Beispiel kann der Winkel etwa 45° betragen.
Das Abbildungssystem 100 kann auch eine Erfassungsvorrichtung 130 aufweisen. Die Erfassungsvorrichtung 130 kann ein Detektorgehäuse 140, ein oder mehrere Filter (einer ist gezeigt: 150), und eine Kamera 160 aufweisen. Das Detektorgehäuse 140 kann über der Abbildungsoberfläche positioniert sein und lateral (z.B. horizontal) von dem Spiegel 120 verschoben sein. Das Detektorgehäuse 140 kann eine Linse 142 aufweisen. Das Detektorgehäuse 140 kann auch ein Filterrad, einen Motor, und/oder Sensoren aufweisen, die den Fokus und die Blenden der Linse 142 steuern. Die Linse 142 planar kann sein, und eine zentrale Längsachse durch die Linse 142 kann die reflektierende Oberfläche des Spiegels 120 kreuzen. Als solches kann ein Weg des emittierten Lichts sich vertikal zwischen dem Abbildungsziel 112 und dem Spiegel 120 erstrecken, und lateral zwischen dem Spiegel 120 und der Linse 142 des Detektorgehäuses 140. So wie hierin verwendet, bezieht sich ein „Pfad von emittierten Licht“ zu einer Strecke eines Sichtfelds von einem Abbildungsziel 112 zu der Kamera 160 durch die Linse 142.
Der Filter 150 kann mit dem Detektorgehäuse 140 verbunden hinter diesem angeordnet sein, und der Weg bzw. Pfad von emittiertem Licht kann sich durch das Detektorgehäuse 140 und in den Filter 150 erstrecken. Das Filter 150 kann ein elektromagnetischer ( „EM“) Filter sein, der nur ausgewählte Wellenlängen von Licht zu der Kamera 160 überträgt. Das Anordnen des Filters 150 hinter der Linse 142 kann es dem Filter ermöglichen, kleiner zu sein als wenn der Filter 150 vor der Linse angeordnet ist. Sowohl Anregungs- und Emissionslicht können in die Linse 142 eintreten. Das Anregungslicht, das durch den Filter 150 geblockt bzw. blockiert wird, kann auf die Linse 142 und umgebende Oberflächen treffen, und eine bestimmte Menge des Anregungslicht kann wieder zu dem Filter 150 zurückprallen und dieses Mal den Filter 150 passieren. In einer anderen Ausführungsform kann ein Filter vor der Linse 142 angeordnet werden. Da Anregung durch den Filter vor der Linse 142 blockiert wird, kann es sehr wenig Anregungslicht nach dem Filter geben, z.B. tritt fast gar kein Anregungslicht in die Linse 142 zu der Kamera 160 ein, was die Steuerung von Streulicht einfach und das Hintergrundsignal niedriger macht. Daher kann die Größe des Filterrades größer sein und mehr Raum einnehmen. In bestimmten Ausführungsformen kann ein zweiter Filter auch vor der Linse 142 platziert sein. In solchen Ausführungsformen kann der zweite Filter, der in bestimmten Ausführungsformen ein Kerbfilter sein kann, vor der Linse 142 angeordnet sein, während der Filter 150 hinter der Linse 142 angeordnet ist. Diese Ausführungsformen können einen Vorteil der beiden Filter vorsehen, die zusammen arbeiten, um zu minimieren, dass Streulicht, einschließlich Streuanregungslicht, die Emissionen, die durch die Kamera 160 erfasst werden beeinflusst.
Die Kamera 160 kann mit dem Filter 150 verbunden und hinter diesem angeordnet sein und ein Pfad von emittiertem Licht kann sich durch den Filter 150 in die Kamera 160 erstrecken, wo die Kamera 160 ein oder mehrere (z.B. gefilterte) Bilder des Abbildungsziels erfassen kann.
Das Abbildungssystem 100 kann auch einen ersten Sensor 190 in einer ersten Position und einen zweiten Sensor 192 in einer zweiten Position (gezeigt in 1) aufweisen. Der erste Sensor 190 kann ein Begrenzungssensor sein, der so gestaltet ist, dass er die Bewegungsstrecke des Detektorgehäuses 140, des Filters 150 und der Kamera 160 begrenzt. Der zweite Sensor 192 kann ein Homingsensor sein, der so gestaltet ist, dass er das Detektorgehäuse 140, den Filter 150 und die Kamera 160 zu der anfänglichen Standardposition zurücksetzt.
Das Abbildungssystem 100 kann auch ein Beleuchtungsmodul 200 (in 1 gezeigt) aufweisen. Das Beleuchtungsmodul 200 kann sein oder umfassen: ein EPI-Beleuchtungsmodul und/oder ein diaskopisches Beleuchtungsmodul. Das Beleuchtungsmodul 200 kann eine Lichtquelle 210 aufweisen. Die Lichtquelle 210 kann sein oder aufweisen: eine oder mehr Leuchtdioden („LEDs“). Das Beleuchtungsmodul 200 kann auch einen Anregungsfilter 220 aufweisen, der mit der Lichtquelle 210 verbunden ist und vor dieser positioniert ist. Der Anregungsfilter 220 kann dafür eingerichtet sein, den Bereich der Wellenlänge des Lichts von der Lichtquelle 210 zu begrenzen. Das Beleuchtungsmodul 200 kann auch eine Linse 230 aufweise, die mit dem Anregungsfilter 220 verbunden ist und vor diesem positioniert ist. In zumindest einer Ausführungsform kann die Linse 230 eine toroidale Linse sein oder aufweisen. Das Beleuchtungsmodul 200 kann auch einen Strahlteiler 240 aufweisen, der mit der Linse verbunden ist und vor dieser angeordnet ist. Der Strahlteiler 240 kann dafür eingerichtet sein, den Strahl von der Lichtquelle 210 in zwei oder mehr Strahlabschnitte zu teilen oder zu unterteilen. Das Beleuchtungsmodul 200 kann auch ein Beleuchtungsmodul im nahen Infrarotbereich („NIR“) und Spiegel aufweisen, die benachbart zu (z.B. unter) der Lichtquelle 210, dem Anregungsfilter 220, der Linse 230, dem Strahlteiler 240 oder einer Kombination davon, angeordnet sein können. Das NIR-Beleuchtungsmodul und Spiegel 250 kann eine LED aufweisen, die Licht im NIR-Bereich vorsieht. Das NIR-Beleuchtungsmodul und Spiegel 250 können ferner das NIR-Licht in den Strahlteiler 240 mit dem im Wesentlichen gleichen Winkel wie das sichtbare Licht reflektieren. Das Beleuchtungsmodul 200 kann auch einen Rückspiegel 260 aufweisen, der unter der Erfassungsvorrichtung und/oder über der Lichtquelle 210, dem Anregungsfilter 220, der Linse 230, dem Strahlteiler 240 oder einer Kombination davon, angeordnet ist. Das Beleuchtungsmodul 200 kann auch einen Frontspiegel 262 aufweisen. Die Abbildungsoberfläche 110 kann seitlich bzw. lateral (z.B. horizontal) zwischen der Lichtquelle 210, dem Anregungsfilter 220, der Linse 230, dem Strahlteiler 240 an einer Seite und dem vorderen Spiegel 262 an der anderen Seite positioniert sein. Der Frontspiegel 262 kann auch über der Abbildungsoberfläche 110 positioniert sein. Wenn auch nicht dargestellt kann das Beleuchtungsmodul 200 auch ein diaskopisches Beleuchtungsmodul und eine Lichtquelle (z.B. LEDs) aufweisen. Die Lichtquelle oder Lichtquellen für die diaskopische Beleuchtung können unter der Abbildungsoberfläche 110 angeordnet sein, um eine Beleuchtung durch die Abbildungsoberfläche und das Abbildungsziel 112 vorzusehen.
Die 3 und 4 zeigen perspektivische Ansichten des Abbildungssystems 100, wobei einige der Komponenten (beispielsweise der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130) weggelassen sind, um die Wellen 124, 134 besser zu zeigen, an denen die Komponenten verbunden sind, gemäß einer Ausführungsform.
Der Spiegel 120 (nicht in den 3 und 4 gezeigt) kann mit einer Spiegel-Tragestruktur 122 und die Erfassungsvorrichtung 130 (ebenfalls nicht in den 3 und 4 gezeigt) kann mit einer Erfassungsvorrichtung-Tragestruktur 132 verbunden sein. Die Spiegel-Tragestruktur 122 kann mit einer Spiegelwelle 124 verbunden sein und dafür eingerichtet sein, entlang dieser vor und zurück in einer axialen Richtung zu gleiten, die mit der Spiegelwelle 124 ausgerichtet ist(z.B. parallel). Die Erfassungsvorrichtung-Tragestruktur 132 kann mit einer Erfassungsvorrichtungswelle 134 verbunden sein und dafür eingerichtet sein, entlang dieser vor und zurück in einer axialen Richtung zu gleiten, die mit der Erfassungsvorrichtungswelle 134 ausgerichtet ist(z.B. parallel). Ein Übertragungsblock 180 kann mit einer Übertragungsblockwelle 184 verbunden sein und dafür eingerichtet sein, entlang dieser vor und zurück in einer axialen Richtung zu gleiten, die mit der Übertragungsblockwelle 184 ausgerichtet ist(z.B. parallel). In zumindest eine Ausführungsform können die Spiegelwelle 124, die Erfassungsvorrichtungswelle 134, die Übertragungsblockwelle 184, oder eine Kombination davon, in einer einzigen Ebene liegen.
Die Spiegelwelle 124 kann diagonal bezüglich der oberen Oberfläche der Abbildungsoberfläche ausgerichtet sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich „diagonal“ auf eine Richtung, die weder parallel noch senkrecht zu der Abbildungsoberfläche 110 ist. Insbesondere kann die Spiegelwelle 124 in einem Winkel bezüglich der Abbildungsoberfläche 110 orientiert sein, der etwa 10° bis etwa 170°, etwa 40° bis etwa 140° oder etwa 70° bis etwa 110° beträgt (bei Betrachtung aus der Richtung, die in den 3 und 4 gezeigt ist). Beispielsweise kann der Winkel 126 etwa 91° betragen (bei Betrachtung aus der Richtung, die in den 3 und 4 gezeigt ist).
Die Erfassungsvorrichtungswelle 134 kann auch bezüglich der Abbildungsoberfläche 110 (d.h. bezüglich der Horizontalen) diagonal orientiert werden. Insbesondere kann die Erfassungsvorrichtungswelle 134 in einem Winkel 136 gegenüber der Abbildungsoberfläche 110 orientiert sein, der etwa 10° bis etwa 80°, etwa 20° bis etwa 70° oder etwa 30° bis etwa 60° beträgt (bei Betrachtung aus der Richtung, die in den 3 und 4 gezeigt ist). Beispielsweise kann der Winkel 136 etwa 35° betragen (bei Betrachtung aus der Richtung, die in den 3 und 4 gezeigt ist). Ein Winkel 127 zwischen der Spiegelwelle 124 und der Erfassungsvorrichtungswelle 134 kann etwa 80° bis etwa 140°, etwa 90° bis etwa 130° oder etwa 100° bis etwa 120° betragen. Zum Beispiel kann der Winkel 127 etwa 123° betragen.
Die Übertragungsblockwelle 184 kann zwischen der Spiegelwelle 124 und der Erfassungsvorrichtungswelle 134 (d.h. innerhalb des Winkels 127) positioniert sein. Die Übertragungsblockwelle 184 kann auch diagonal oder rechtwinklig (d.h. senkrecht) bezüglich der oberen Oberfläche der Abbildungsoberfläche 110 ausgerichtet sein.
Unter Bezugnahme auf 4 kann eine erste Übertragungswelle 138 mit der der Erfassungsvorrichtung-Tragestruktur 132 und dem Übertragungsblock 180 verbunden werden und sich zwischen diesen erstrecken. Die Erfassungsvorrichtung-Tragestruktur 132 (und der Erfassungsvorrichtung 130), der Übertragungsblock 180, oder eine Kombination davon, können dafür eingerichtet sein, axial entlang der ersten Übertragungswelle 138 zu gleiten. Eine zweite Übertragungswelle 128 kann mit der Spiegel-Tragestruktur 122 und dem Übertragungsblock 180 verbunden sein und sich zwischen diesen erstrecken. Die Spiegel-Tragestruktur 122 (und der Spiegel 120), der Übertragungsblock 180, oder eine Kombination davon können dafür eingerichtet sein, entlang der zweiten Übertragungswelle 128 zu gleiten.
Das Abbildungssystem 100 kann einen oder mehrere Motoren (einer ist in 3 gezeigt: 170) aufweisen. Der Motor 170 kann den Spiegel 120 und/oder die Erfassungsvorrichtung 130 (z.B. das Detektorgehäuse 140, den Filter 150 und die Kamera 160) veranlassen, sich bezüglich der Abbildungsoberfläche 110 und dem Abbildungsziel 112 zu bewegen. In der dargestellten Ausführungsform kann der einzelne Motor 170 den Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 veranlassen, sich gleichzeitig zu bewegen. Diese gleichzeitige Bewegung mit einem einzelnen Motor kann durch die Verwendung einer Kraftübertragungswelle und den Block ermöglicht werden, die den Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130, wie z.B. die erste Übertragungswelle 138, die zweite Übertragungswelle 128, und den Übertragungsblock 180 verbinden, wie oben mit Bezug auf 4 beschrieben ist. Solch ein Ansatz bietet den Vorteil, dass die Bewegung sowohl des Spiegels 120 als auch der Erfassungsvorrichtung 130 mit einem einzigen Motor und in einer synchronisierten Art und Weise gesteuert werden können, die nicht abhängig von separaten Steuermechanismen ist, wie z.B. Steuersoftware, wodurch die Vorteile von niedrigerer Komplexität und Kosten, reduzierten Wartungsanforderungen, und einer verbesserte Fähigkeit, bei unterschiedlichen Zoom-Stufen eine konsistente Bildmitte aufrechtzuerhalten, geboten sind. In einer anderen Ausführungsform kann der erste Motor den Spiegel 120 veranlassen sich zu bewegen und ein zweiter Motor kann die Erfassungsvorrichtung 130 veranlassen, sich zu bewegen und ein Verhältnis der Bewegung des Spiegels 120 bezüglich der Erfassungsvorrichtung kann festgesetzt sein. Das Festsetzen des Verhältnisses der Bewegung kann durch die Software erzielt werden, die die ersten und zweiten Motoren steuert und ermöglicht eine synchronisierte Bewegung während ebenfalls die Bildmitte während des Zoomens konsistent gehalten wird. Der Übertragungsblock 180 kann mit dem Spiegel 120 und der Erfassungsvorrichtung 130 verbunden sein. Wenn ein einzelner Motor 170 verwendet wird, kann der Übertragungsblock 180 die Bewegung des Spiegels 120 und der Erfassungsvorrichtung 130 verbinden, wie detaillierter bezüglich der 3 und 4 beschrieben ist. In einer anderen Ausführungsform können einer oder mehre Riemenantriebe oder andere Einrichtungen verwendet werden, um den Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 zu bewegen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 und 4 kann der Motor 170 mit einer Leitspindel 172 über ein Verbindungsstück 174 verbunden sein. Das Verbindungsstück 174 kann eine Rotationsbewegung bzw. Drehbewegung des Motors 170 zu der Leitspindel 172 übertragen, wodurch die Leitspindel 172 veranlasst wird, zu rotieren. Die Leitspindel 172 kann mit der Erfassungsvorrichtungswelle 134 parallel sein. Wenn die Leitspindel 172 sich in einer ersten Richtung dreht, kann die Leitspindel 172 die Erfassungsvorrichtungs-Tragestruktur 132 (und die Erfassungsvorrichtung 130) in einer ersten axialen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle 134 schieben. Umgekehrt kann, wenn sich die Leitspindel 172 in einer zweiten (d.h. entgegengesetzten) Richtung dreht, die Leitspindel 172 die Erfassungsvorrichtungs-Tragestruktur 132 (und die Erfassungsvorrichtung 130) in einer zweiten (d.h. entgegengesetzten) axialen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle 134 ziehen.
Wenn die Erfassungsvorrichtungs-Tragestruktur 132 (und die Erfassungsvorrichtung 130) sich in der ersten axialen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle 134 bewegen, kann die erste Übertragungswelle 138 den Übertragungsblock 180 dazu veranlassen, sich in einer ersten axialen Richtung entlang der Übertragungsblockwelle 184 zu bewegen. Umgekehrt kann, wenn sich die Erfassungsvorrichtungs-Tragestruktur 132 (und die Erfassungsvorrichtung 130) in einer zweiten axialen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle 134 bewegen, die erste Übertragungswelle 184 den Übertragungsblock 180 dazu veranlassen, sich in einer zweiten (d.h. entgegengesetzten) axialen Richtung entlang der Übertragungsblockwelle 184 zu bewegen.
Wenn der Übertragungsblock 180 sich in der ersten axialen Richtung entlang der Übertragungsblockwelle 184 bewegt, kann die zweite Übertragungswelle 128 die Spiegel-Tragestruktur 122 (und den Spiegel 120) dazu veranlassen, sich in einer ersten axialen Richtung entlang der Spiegelwelle 124 zu bewegen. Umgekehrt kann, wenn der Übertragungsblock 180 sich in der zweiten axialen Richtung entlang der Übertragungsblockwelle 184 bewegt, die zweite Übertragungswelle 128 die Spiegel-Tragestruktur 122 (und den Spiegel 120) dazu veranlassen, sich in einer ersten zweiten (d.h. entgegengesetzten) Richtung entlang der Spiegelwelle 124 zu bewegen.
Demzufolge können der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 sich gleichzeitig miteinander bewegen. Wenn der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 sich in ihren jeweiligen ersten axialen Richtungen bewegen, kann die Gesamtlänge des Pfads von emittiertem Licht von dem Abbildungsziel 112 (das an dem Spiegel 120 reflektiert) zu der Linse 142 des Detektorgehäuses 140 abnehmen, und wenn der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 sich in ihren jeweiligen zweiten axialen Richtungen bewegen, kann die Gesamtlänge des Pfads von emittiertem Licht von dem Abbildungsziel 112 (das an dem Spiegel 120 reflektiert) zu der Linse 142 des Detektorgehäuses 140 zunehmen.
Die 5, 6, 7 und 8 zeigen Querschnittsseitenansichten des Abbildungssystems, das durch zunehmende Zoom-Stufen voranschreitet, gemäß einer Ausführungsform. Insbesondere zeigt 5 das Abbildungssystem 100 ohne Zoom. Die Gesamtlänge von einer Mitte des Pfads der emittierten Licht 115 von dem Abbildungsziel 112 (und Reflektion von dem Spiegel 120) zu der Linse 142 des Detektorgehäuses 140, wenn kein Zoom vorhanden ist, kann zum Beispiel etwa 455mm in einer Ausführungsform sein, aber die Gesamtlänge der Mitte des Pfads von emittiertem Licht 115 hängt von der Gesamtkonfiguration eines Systems und seiner Komponenten ab, einschließlich der Eigenschaften der Erfassungsvorrichtung 130. Der Pfad von emittiertem Licht kann einen ersten Abschnitt 114 (z.B. Oberflächenbereich) des Spiegels 120 kontaktieren, wenn kein Zoom vorhanden ist. Der erste Abschnitt (z.B. Oberflächenbereich) kann etwa 50% bis etwa 100%, etwa 75% bis etwa 99% oder etwa 85% bis etwa 95% des Gesamtoberflächenbereichs des Spiegels 120 betragen.
Unter Bezugnahme auf 6 können sich die Erfassungsvorrichtung 130 und der Spiegel 120 in ihren jeweiligen ersten axialen Richtungen bewegen, um die Gesamtlänge von der Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 zu verringern bzw. zu reduzieren (d.h. in das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 hinein zu zoomen). Die Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 zwischen dem Abbildungsziel 112 und dem Spiegel 120 kann stationär bleiben, wenn der Spiegel 120 sich diagonal bewegt (d.h. der vertikale Pfeil ist identisch in den 5 und 6). Als Ergebnis kann der Punkt an dem Spiegel 120, den die Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 kontaktiert, variieren/sich bewegen wenn der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung 130 sich in ihren jeweiligen ersten axialen Richtungen bewegen. Beispielsweise kann die Mitte des Pfads von emittiertem Licht 115 den Spiegel 120 am Punkt 116A in 5 und am Punkt 116B in 6 kontaktieren. Zusätzlich kann der Abschnitt (z.B. Oberflächenbereich) des Spiegels 120, den der Pfad von emittiertem Licht 114 kontaktiert, abnehmen wenn der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 sich in ihren ersten axialen Richtungen bewegen.
Unter Bezugnahme auf 7 können der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 sich weiter in ihren jeweiligen ersten axialen Richtungen bewegen, um die Gesamtlänge von der Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 weiter zu verringern (d.h. in das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 hinein zu zoomen). Die Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 zwischen dem Abbildungsziel 112 und dem Spiegel 120 kann stationär bleiben, wenn der Spiegel 120 sich diagonal bewegt (d.h. der vertikale Pfeil ist identisch in den 5 bis 7). Als Ergebnis kann der Punkt an dem Spiegel 120, den die Mitte des Pfades des emittierten Lichts 114 kontaktiert, variieren/sich bewegen wenn der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung 130 sich in ihren jeweiligen ersten axialen Richtungen bewegen. Beispielsweise kann die Mitte des Pfads von emittiertem Licht 114 den Spiegel 120 am Punkt 116C in 7 kontaktieren. Zusätzlich kann der Abschnitt (z.B. Oberflächenbereich) des Spiegels 120, den der Pfad von emittiertem Lichts 114 kontaktiert, fortfahren abzunehmen wenn der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 sich weiter in ihren ersten axialen Richtungen bewegen.
Unter Bezugnahme auf 8 haben der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 die Gesamtlänge von der Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 minimiert (d.h. den Zoom in das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 maximiert). Die Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 zwischen dem Abbildungsziel 112 und dem Spiegel 120 kann stationär bleiben, wenn der Spiegel 120 sich diagonal bewegt (d.h. der vertikale Pfeil ist identisch in den 5 bis 8). Als Ergebnis kann der Punkt an dem Spiegel 120, den die Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 kontaktiert, variieren/sich bewegen wenn der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung 130 sich in ihren jeweiligen ersten axialen Richtungen bewegen. Beispielsweise kann die Mitte des Pfads von emittiertem Licht 115 den Spiegel 120 an dem Punkt 116D in 8 kontaktieren. In einem Beispiel ist die Gesamtlänge der Mitte des Pfades des emittierten Lichts 115 von dem Abbildungsziel 112 (und Reflektion von dem Spiegel 120) zu der Linse 142 des Detektorgehäuses 140 wenn der Zoom maximiert ist, beispielsweise etwa 215 mm. Somit kann das Abbildungssystem 100 dafür eingerichtet sein, etwa 1x bis etwa 2x zu zoomen bzw. zu vergrößern; jedoch kann in anderen Ausführungsformen das Abbildungssystem 100 dafür eingerichtet sein, noch weiter zu zoomen (d.h. größer als 2x).
Ferner kann der Abschnitt (z.B. Oberflächenbereich) des Spiegels 120, den der Pfad von emittiertem Licht 114 kontaktiert, abnehmen wenn der Zoom zunimmt. Zum Beispiel kann der Abschnitt (z.B. Oberflächenbereich) etwa 5% bis etwa 80%, etwa 10% bis etwa 70% oder etwa 20% bis etwa 60% des Gesamtoberflächenbereichs des Spiegels 120 sein wenn der Zoom maximiert ist.
9 stellt einen Lichtstrahl (beispielsweise ein EPI-Beleuchtungsstrahl) 212 dar, der von dem Beleuchtungsmodul 200 emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform. Der Lichtstrahl 212 kann von der Lichtquelle 210 (siehe 1) des Beleuchtungsmoduls 200 emittiert werden. Der Lichtstrahl 212 kann in erste und zweite Strahlen 213, 214 durch den Strahlteiler 240 geteilt werden. Der erste Strahl 213 kann von dem Rückspiegel 260 reflektieren und das Abbildungsziel beleuchten und der zweite Strahl 214 kann von dem Frontspiegel 262 reflektieren und das Abbildungsziel 112 beleuchten. Dies wird weiter unten mit Bezug auf 11 näher beschrieben. In einer anderen Ausführungsform kann der Lichtstrahl 212 von dem NIR-Beleuchtungsmodul 250 emittiert und von dem Spiegel in dem NIR-Beleuchtungsmodul 250 zu dem Abbildungsziel 112 reflektiert werden. In mindestens einer Ausführungsform kann der Lichtstrahl 212 sich durch den Pfad von emittiertem Licht 114 erstrecken, um das Abbildungsziel 112 zu beleuchten, das das Beleuchtungslicht reflektieren kann oder das fluoreszierende Bestandteile enthalten kann, die Licht nach Anregung mit der EPI-Beleuchtung emittieren.
Wenn der Spiegel 120 und die Erfassungsvorrichtung 130 an ihren Positionen des maximalen Zooms sind, wie in 9 gezeigt ist, kann ein unteres Ende 139 der Erfassungsvorrichtung 130 unter einem unteren Ende 129 des Spiegels 120 positioniert sein. Dadurch kann der Spiegel 120 den Lichtstrahl 214 nicht an einem beliebigen Punkt entlang der Spiegelwelle 124 behindern.
10 zeigt den EPI-Beleuchtungsstrahl 212, der von dem Spiegel 120 zumindest teilweise behindert wird, gemäß einer Ausführungsform. Wenn die Mitte des Pfads von emittiertem Licht 114 auf dem gleichen Punkt auf dem Spiegel 120 fixiert bleibt, wenn der Spiegel sich bewegt (z.B. Punkt 116A aus 5), kann das untere Ende 129 des Spiegels 120 unter dem unteren Ende 139 der Erfassungsvorrichtung 130 positioniert werden, wenn die Erfassungsvorrichtung 130 und der Spiegel 120 an ihren Positionen des maximalen Zooms sind. Demzufolge kann der Spiegel den Lichtstrahl 212 zumindest teilweise behindern. Demzufolge, wie in den 5 bis 9 gezeigt ist, kann die Mitte des Pfades des emittierten Lichtes sich an dem Spiegel 120 bewegen/variieren wenn der Spiegel 120 sich während des Zoomens bewegt, um ein Blockieren des Lichtstrahls 212 zu vermeiden.
EPI-Beleuchtung und/oder Anregung können für einen Fluoreszenzmodus von Proteinanalyse verwendet werden. Viele fluoreszierende Farbstoffe können für die Proteinfärbung und/oder Westernblot verwendet werden und verschiedene Farbstoffe haben unterschiedliche Anregungsspektrumsprofile, und benötigen daher verschiedene Farben von Anregungslicht. Eine bestimmte Anregungsleistung kann ein Fluoreszenz-Abbildungssignal innerhalb einer akzeptablen Abbildungsbelichtungszeit vorsehen. Wenn die Beleuchtung und/oder Anregungsleistung sich zu viel über dem Sichtfeld verändert, kann es einen oder mehrere dunkle Bereiche geben wo es schwierig ist, das Land/die Bande der Probe zu sehen, oder das Land/die Bande kann in dem dunklen Bereich(Bereichen) gesehen werden, aber das Signal in den helleren Bereichen ist gesättigt. Als Ergebnis kann eine im Wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung die Abbildungsqualität verbessern.
Es gibt zwei Typen von EPI-Beleuchtung: axial und außeraxial (d.h. schräg). Axiale Beleuchtung kann helle Flecken auf dem Bild aufgrund bestimmter Lichtreflexionen von der Probe erzeugen. Außeraxiale Beleuchtung ist eine Möglichkeit, dieses Problem zu beheben. In einigen Ausführungsformen kann der außeraxiale Winkel größer oder gleich einem vorgegebenen Betrag sein, um das Erzeugen von hellen Flecken zu vermeiden.
11 veranschaulicht eine vereinfachte schematische Seitenansicht des Lichtstrahls, der von dem Beleuchtungsmodul des Abbildungssystems, das in 9 gezeigt ist, emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform. Der Lichtstrahl 212 kann von der Lichtquelle 210 (siehe 1) des Beleuchtungsmoduls 200 emittiert werden. Die Lichtquelle 210 kann eine erste LED zur Fluoreszenzanregung und/oder eine zweite LED für nahes-IR aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann eine Wolfram-Halogenlampe verwendet werden, um beiden Spektren abzudecken. Für einen bestimmten Kanal, kann es nur einen einzigen Lichtstrahl geben. In zumindest einer Ausführungsform kann die Lichtquelle 210 eine Weißlichtquelle sein und optische Filter können verwendet werden, um unterschiedliche Farben zu erzeugen.
Der Lichtstrahl 212 kann von dem Strahlteiler 240 in einen ersten Strahl 213 und einen zweiten Strahl 214 geteilt werden. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann der Strahlteiler 240 in anderen Ausführungsform dafür eingerichtet sein, den Lichtstrahl 212 in drei oder mehr Strahlen aufzuteilen. Wie hier verwendet, weist der Begriff „Strahlteiler“ eine oder mehrere optische Komponenten auf, die dazu in der Lage sind, einen Lichtstrahl zu teilen oder anderweitig zu trennen und umfasst, ist aber nicht limitiert auf, Prismen, Platten, dielektrische Spiegel, metallbeschichtete Spiegel, Strahlteilerwürfel, faseroptische Strahlteiler und optische Fasern, die dafür eingerichtet sind, Licht vor dem Erzeugen von zwei oder mehr Ausgangsstrahlen in ein Bündel zu kollimieren.
Der Strahlteiler 240 kann die Intensität gleichmäßig zwischen den resultierenden Lichtstrahlen teilen oder trennen, oder kann sie in unterschiedlichen Anteile von Intensität aufteilen. In der gezeigten Ausführungsform ist der Strahlteiler 240 eine Platte, und der erste Strahl 213 reflektiert von dem Strahlteiler 240, während der zweite Strahl 214 durch den Strahlteiler 240 tritt. Der Strahlteiler 240 kann eine Beschichtung und/oder einen Filter (beispielsweise einen linearen variablen Filter) aufweisen, so dass ein Ende/Seite des Strahlteilers 240 andere Eigenschaften als die gegenüberliegende Ende/Seite haben kann. Der erste Strahl 213 kann etwa 40% bis etwa 60% (z.B. 40%, 45%, 50%, 55% oder 60%) der optischen Leistung des Strahls 212 aufweisen und der zweiten Strahls 214 kann etwa 40% bis etwa 60% (z.B. 40%, 45%, 50%, 55% oder 60%) der optischen Leistung des Strahls 212 aufweisen. Somit können in bestimmten Ausführungsformen der erste Strahl 213 und der zweite Strahl 214 die optische Leistung des Strahls 212 gleichmäßig teilen (50% für den ersten Strahl 213 und 50% für den zweiten Strahl 214). In anderen Ausführungsformen kann der erste Strahl 213 einen größeren oder kleineren Anteil als der zweite Strahl 214 von der optischen Leistung des Strahls 212 aufweisen. Ein Winkel zwischen einer Mitte des ersten Strahls 213 und einer Mitte des zweiten Strahls 214 kann etwa 62° bis etwa 68°, etwa 70° bis etwa 90°, oder etwa 90° bis etwa 110° sein. Der erste Strahl 213 kann von dem Rückspiegel 260 reflektieren und einen reflektierten ersten Strahl 215 produzieren, der das Abbildungsziel 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 beleuchtet. Der zweite Strahl 214 kann von dem Frontspiegel 262 reflektieren und einen reflektierten zweiten Strahl 216 produzieren, der das das Abbildungsziel 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 beleuchtet.. Ein Winkel zwischen einer Mitte des reflektierten ersten Strahls 215 und einer Mitte des reflektierten zweiten Strahls 216 kann etwa 80° bis etwa 100°, etwa 106° bis etwa 114°, oder etwa 120° bis etwa 140° betragen. Obwohl nicht dargestellt kann der zweite Spiegel 214 in zumindest einer Ausführungsform das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 direkt beleuchten ohne von dem Fronspiegel 262 zu reflektieren und den reflektierten zweiten Strahl 216 zu erzeugen.
Der reflektierte erste Strahl 215 und der reflektierte zweite Strahl 216 können eine außeraxiale Beleuchtung des Abbildungsziel 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 vorsehen. Insbesondere können der reflektierte erste Strahl 215 und der reflektierte zweite Strahl 216 eine im Wesentlichen symmetrische Beleuchtung des Abbildungsziels 112 an der Abbildungsoberfläche 110 vorsehen. Zum Beispiel kann ein Winkel zwischen dem reflektierten ersten Strahl 215 und der Abbildungsoberfläche 110 innerhalb +/- 10° von dem Winkel zwischen dem reflektierten zweiten Strahl 216 und der Abbildungsoberfläche 110 sein. Ein Abstand von dem Strahlteiler 240 zu der Abbildungsoberfläche 110 kann im Wesentlichen gleich (z.B. innerhalb 10% von) eines Abstands von dem Strahlteiler 240 zu dem Frontspiegel 262 zu der Abbildungsoberfläche 110 sein. In zumindest einer Ausführungsform können der Rückspiegel 260 und/oder der Frontspiegel 262 in Kombination mit der Drehung des Strahlteilers 240 bewegt werden, um die Beleuchtung des Abbildungsziels 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 zu variieren.
12 zeigt eine vereinfachte schematische Draufsicht auf einen Lichtstrahl 1212, der von einem Beleuchtungsmodul 1200 mit zusätzlichem Spiegeln 1261-1265 emittiert wird, entsprechend einer Ausführungsform. In der gezeigten Ausführungsform kann der Lichtstrahl 1212 von der Lichtquelle des Beleuchtungsmoduls 1200 emittiert werden und kann durch den Strahlteiler 1240 in einen ersten Strahl 1213 und einen zweiten Strahl 1214 aufgeteilt werden. Der erste Strahl 1213 kann von dem Strahlteiler 1240 reflektieren und der zweite Strahl 1214 kann durch den Strahlteiler 1240 hindurchtreten. Der erste Strahl 1213 kann von einem ersten Spiegel 1213 und einem zweiten Spiegel 1262 reflektieren, bevor er das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche beleuchtet. Der zweite Strahl 1214 kann von einem dritten Spiegel 1263, einem vierten Spiegel 1264, und einem fünften Spiegel 1265 reflektieren, bevor er das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche beleuchtet. Wie bei der Ausführungsform in 11 können die Strahlen 1213,1214 eine außeraxiale Beleuchtung des Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 vorsehen. Darüber hinaus können die Strahlen 1213, 1214 eine im Wesentlichen symmetrische Beleuchtung des Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 vorsehen.
13 zeigt eine vereinfachte schematische Draufsicht eines Lichtstrahls 1312, der von einem Beleuchtungsmodul 1300 mit zwei Strahlteilern 1340, 1342 emittiert wird, gemäß einer Ausführungsform. In der dargestellten Ausführungsform kann der Lichtstrahl 1312 von der Lichtquelle des Beleuchtungsmoduls 1300 emittiert werden und kann durch den ersten Strahlteiler 1340 in einen ersten Strahl 1313 und einen zweiten Strahl 1314 aufgeteilt werden. Der erste Strahl 1313 kann von dem ersten Strahlteiler 1340 reflektieren, während der zweite Strahl 1314 durch den ersten Strahlteiler 1340 hindurchtreten kann. In zumindest einer Ausführungsform kann der erste Strahl 1313 etwa 15% bis etwa 35% (z.B. 15%, 20%, 25%, 30%, oder 35%) der optischen Leistung des Strahls 1312 aufweisen, und der zweite Strahl 1314 kann etwa 65% bis etwa 85% (z.B. 65%, 70%, 75%, 80% oder 85%) der optischen Leistung des Strahls 1312 aufweisen.
Der erste Strahl 1313 kann dann von einem ersten Spiegel 1360 reflektieren, wodurch ein reflektierter erster Strahl 1315 erzeugt wird, der das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 beleuchtet. Der zweite Strahl 1314 kann durch den zweiten Strahlteiler 1342 in einen dritten Strahl 1316 und einen vierten Strahl 1317 geteilt werden. Der dritte Strahl 1316 kann von dem zweiten Strahlteiler 1342 reflektieren, während der vierte Strahl 1317 durch den zweiten Strahlteiler 1342 hindurchtreten bzw. passieren kann. In zumindest einer Ausführungsform kann der dritte Strahl 1316 etwa 20% bis etwa 40% (z.B. 33%) der optischen Leistung des zweiten Strahls 1314 aufweisen, und der vierte Strahl 1317 kann etwa 60% bis etwa 80% (z.B. 66%) der optischen Leistung des zweiten Strahls 1314 aufweisen. Der dritte Strahl 1316 kann dann von einem zweiten Spiegel 1362 reflektieren, wodurch ein reflektierter dritter Strahl 1318 erzeugt wird, der das Abbildungsziel 112 an der Abbildungsoberfläche 110 beleuchtet. Wie bei der Ausführungsform in 11 können die Strahlen 1315,1318 eine außeraxiale Beleuchtung des Abbildungsziels 112 an der Abbildungsoberfläche 110 vorsehen. Darüber hinaus können die Strahlen 1315, 1318 eine im Wesentlichen symmetrische Beleuchtung des Abbildungsziels 112 an der Abbildungsoberfläche 110 vorsehen.
Der vierte Strahl 1317 kann ebenfalls das Abbildungsziel 112 an bzw. auf der Abbildungsoberfläche 110 beleuchten. Wie gezeigt ist, kann der vierte Strahl 1317 nicht von einem Spiegel reflektieren, bevor er das Abbildungsziel 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 beleuchtet. In einer Ausführungsform kann ein Winkel zwischen dem ersten Strahl 1313 und dem vierten Strahl 1317 innerhalb von etwa 10° bis etwa 40° eines Winkels zwischen dem dritten Strahl 1316 und dem vierten Strahl 1317 sein. In gleicher Weise kann ein Winkel zwischen dem reflektierten ersten Strahl 1315 und dem vierten Strahl 1317 innerhalb von etwa 10° bis etwa 40° eines Winkels zwischen dem reflektierten dritten Strahl 1316 und dem vierten Strahl 1317 sein.
Obwohl 13 drei Strahlen 1315, 1317, 1318 zeigt, die das Abbildungsziel 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 beleuchten, können in einer anderen Ausführungsform vier oder mehr Strahlen das Abbildungsziel 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 beleuchten. Zum Beispiel können vier Strahlen das Abbildungsziel 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 von vorne, hinten, links und rechts beleuchten.
14 zeigt eine Querschnittsseitenansicht des Lichtstrahls 212 von 9, der durch eine Blende 1418 in einem Strahlformer 1410 tritt, bevor er den Strahlteiler 240 erreicht, gemäß einer Ausführungsform. Der Strahlformer 1410 kann eine oder mehr Linsen aufweisen (drei sind gezeigt: 1412,1414, 1416). Wie gezeigt ist, kann die Blende 1418 zwischen der zweiten und der dritten Linse 1414, 1416 positioniert werden; jedoch kann die Blende 1418, in anderen Ausführungsformen, irgendwo innerhalb des Strahlformers 1410 oder alternativ außerhalb des Strahlformers 1410 angeordnet werden, aber bevor der Strahl den Strahlteiler erreicht. Die Größe (z.B. Querschnittsfläche oder der Durchmesser) der Blende 1418 kann festgelegt sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Größe der Blende 1418 verändert werden, um die Größe (z.B. Querschnittsfläche oder Durchmesser) der Beleuchtung des Abbildungsziels 112 auf der Abbildungsoberfläche 110 zu variieren. Die Intensität des Lichtstrahls 212 von der Lichtquelle kann ebenfalls variiert werden, um die Intensität der Beleuchtung des Abbildungsziels 112 an der Abbildungsoberfläche 110 zu variieren.
Flat-Field-Korrektur Kalibrierung
Ein Bildgerät oder ein Abbildungssystem der vorliegenden Offenbarung kann verwendet werden, um eine Vielzahl von biologischen Molekülen und biologischen Proben abzubilden, wie zum Beispiel Proteine, Peptide, Glykoproteine, modifizierte Proteine, Nukleinsäuren, DNA, RNA, Kohlenhydrate, Lipide, Lipidoglykane, Biopolymere, und andere Metaboliten, die von Zellen und Geweben erzeugt sind. Eine biologische Probe kann allein abgebildet werden oder kann abgebildet werden, während es in einer einer Membran, einem Gel, einem Filterpapier, einem Glasobjektträger, einer Mikrotiterplatte, oder eine Matrix, wie z.B. einem Polyacrylamidgel oder Nitrocellulose oder PDVF-Membranblot, einem Agarosegel, einer Agarplatte, einer Zellkulturplatte oder einem Gewebeschnitt-Objektträger ist.
Abbildungssysteme der vorliegenden Offenbarung können Biomoleküle und biologische Proben in mehreren Abbildungsmodi abbilden, einschließlich Fluoreszenz-Abbildung, Chemilumineszenz-Abbildung, Biolumineszenz-Abbildung, Transilluminations oder Reflektionslicht-Abbildung. In einigen Abbildungsmodi emittiert eine Probe Licht oder zeigt eine Änderung der Lichts, das es emittiert, an (Wellenlängen-, Frequenz- oder Intensitätsänderung), ohne externe Beleuchtung bzw. Anregung, was abgebildet bzw. erfasst werden kann. In einigen Abbildungsmodi emittiert eine Probe Licht oder weist eine Veränderung in dem Licht, welche es emittiert auf (Wellenlängen-, Frequenz- oder Intensitätsänderung), im Anschluss an einer Exposition gegenüber externer Beleuchtung oder Anregung, welche abgebildet werden können. In einigen Abbildungsmodi reflektiert eine Probe Licht oder weist eine Veränderung in dem Licht, welche es reflektiert auf (Wellenlängen-, Frequenz- oder Intensitätsänderung), im Anschluss an einer Exposition gegenüber externer Beleuchtung, was abgebildet werden kann.
Ein häufiges Problem, das beim Abbilden auftritt (unabhängig von dem Abbildungsmodus) ist, dass wenn identische Proben an verschiedenen Stellen einer Abbildungsoberfläche oder eines Sichtfeld angeordnet sind, das Bild basierend auf der Lage ungleichmäßig erscheint. Eine Abbildungsoberfläche wird in einer Ausführungsform durch Teil 110 in 1 veranschaulicht, und wird auch alternativ hierin als Abbildungsbereich, Sichtfeld, ein Probenbildschirm oder eine Probenablage bezeichnet. In einigen Ausführungsformen wird eine Bild-Ungleichmäßigkeit als Bilder mit Signalen von variierender Intensität für ein identisches Signal angezeigt, das an verschiedenen Stellen an einer Abbildungsoberfläche oder Sichtfeld gemessen wird. In einigen Ausführungsformen wird eine Bild-Ungleichmäßigkeit als Bilder mit unterschiedlichen Signalstärken für ein identisches Signal angezeigt, das an verschiedenen Stellen an einer Abbildungsoberfläche oder Sichtfeld gemessen wird. Die Ungleichmäßigkeit des Bildsignals aufgrund der Lage ist teilweise bedingt durch ein Merkmal einer Abbildungslinse, d.h. relative Beleuchtung.
Die Ungleichmäßigkeit des Bildes basierend auf der Stelle der Probe auf einer Abbildungsoberfläche verhindert genaue quantitative Messungen von Biomolekülen. Die vorliegende Offenbarung beschreibt Systeme, Algorithmen und Verfahren, die zum Kalibrieren von Linsenanordnungen eines Abbildungssystems verwendet werden, um Ungleichmäßigkeiten durch die Linse zu entfernen, um genaue Daten von den Probenbildern der Biomoleküle zu erhalten. Die Kalibrierung von Linsenanordnungen durch Verfahren und Systeme der vorliegenden Offenbarung beseitigt Ungleichmäßigkeiten durch die Linse, um genaue Daten von Probenbildern zu erhalten.
Wie oben in den Ausführungsformen beschrieben, sehen Abbildungs- und Beleuchtungsvorrichtungen und Systeme der vorliegenden Offenbarung Abbildungskorrekturmerkmale vor, um die Datengenauigkeit mit Bildanalyse zu verbessern. Diese Merkmale allein oder ferner kombiniert mit Verfahren und Systemen zum Kalibrieren einer Ungleichmäßigkeit sehen bessere und genauere quantitative Messungen von biologischen Proben in einem Elektrophoresegel oder auf einer Membran vor, und schaffen anschließend Vertrauen in die die Datenanalyse und Informationen des Bildes, das von der Probe erhalten wird.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, auf: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor; Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf der relativen Beleuchtung; Erfassen eines Bildes von einer oder mehreren biologischen Proben, wobei das Bild eine Ungleichmäßigkeit aufweist; und Anpassen des erfassten Bildes mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix, um ein Bild zu erzeugen, dass hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit korrigiert ist.
In einer Ausführungsform weist das Anpassen des erfassten Bilds mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf: Multiplizieren eines erfassten Bildes einer biologischen Probe mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis, um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen.
In einigen Ausführungsform kann Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, aufweisen: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor, Invertieren der relativen Beleuchtung, um eine Flat-Field-Korrektur-Matrix zu erzeugen, Bereitstellen der Flat-Field-Korrektur-Matrix an einen Benutzer, wobei der Benutzer ein erfasstes Bild der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis multiplizieren kann, um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen. Ein Benutzer kann ein erfasstes Bild unter Verwendung des Bildgeräts vor der Flat-Field-Korrektur des Bildes, welche die Flat-Field-Korrektur-Matrix verwendet, erhalten. In einigen Ausführungsformen kann ein Benutzer auswählen, das Bild, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, zu erzeugen. In einigen Ausführungsformenkann ein Benutzer angewiesen werden, das Bild, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, zu erzeugen, indem dem Benutzer ein vorher berechneter Wert von einer Flat-Field-Korrektur-Matrix bereitgestellt wird und der Benutzer angewiesen wird, ein erfasstes Bild einer biologischen Probe mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis zu multiplizieren, um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann eine Abbildungseinrichtungs- oder Abbildungssoftwarehersteller einem Benutzer eine Flat-Field-Korrektur-Matrix bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann ein Benutzer den Wert einer Flat-Field-Korrektur-Matrix unter Verwendung der vorliegenden Methoden und Algorithmen berechnen.
In einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, auf: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse einer Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor; Invertieren der relativen Beleuchtung, um eine Flat-Field-Korrektur-Matrix zu erzeugen. Zum Beispiel kann ein Abbildungseinrichtungshersteller oder Benutzer eine Flat-Field-Korrektur-Matrix für eine zukünftige Verwendung erzeugen.
Ein Flat-Field-korrigiertes Bild, das durch ein Verfahren der vorliegenden Offenbarung erhalten wird, zeigt ein korrektes Verhältnis einer Signalstärke von jedem erfassten Bild von der biologischen Proben an, ungeachtet seiner Position auf einer Abbildungsoberfläche, Abbildungsoberfläche, oder Sichtfeld. Ein Flat-Field-korrigiertes Bild ist ein Bild, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist.
Beispiel für Flat-Field-Korrektur Kalibrierung
Ein beispielhafter Anwendungsmodus für ein Bildgerät oder ein Abbildungssystem der vorliegenden Offenbarung ist die Verwendung als Bildgerät zum Abbilden von Biomolekülen (beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Proteine und Nukleinsäuren in Gelen oder Blots) in einem Chemilumineszenz-Modus , in dem die Chemilumineszenz-Probe Licht emittiert, ohne externe Beleuchtung und Anregung. Wie oben in den Abschnitten erwähnt ist, ist ein Problem, vor dem man während dem Durchführen der Chemilumineszenz-Abbildung steht, die Ungleichförmigkeit des Bilds, wobei, wenn eine Chemilumineszenz-Probe an verschiedenen Stellen einer Abbildungsoberfläche platziert wird (wie z.B. Teil 110 in 1, ein Abbildungsbereich, ein Sichtfeld, ein Probenbildschirm oder Probenablage) das Abbildungssignal unterschiedlich ist, selbst für die gleiche Probe (wie z.B. das gleiche Protein oder Nukleinsäure-Bande in einem Gel oder einen Blot).
Dieses Problem wird durch die Verwendung einer Luminometer-Referenz-Mikrotiterplatte dargestellt. In einem Beispiel zeigt 15 eine perspektivische Ansicht einer Luminometer-Referenzplatte 1500. Jedoch kann jede Luminometer-Referenzplatte, die im Stand der Technik bekannt ist, verwendet werden, um dieses Problem zu veranschaulichen. Die Luminometer-Referenzplatte 1500 hat eine oder mehrere Strahlungspunkte. Acht Strahlungspunkte, welche mit 1501-1508 nummeriert sind, werden auf dem Luminometer 1500 gezeigt. Die Strahlung wurde von sieben der Strahlungspunkte geblockt (z.B. 1501-1507) Nur ein (z.B. der hellste) Punkt 1508 wurde an verschiedenen Stellen der Abbildungsoberfläche abgebildet (auf der Diagonale des Abbildungsbildschirms). Punkt 1508 der Luminometer-Referenzplatte 1500 wurde an verschiedenen Stellen auf dem Sichtfeld (oder Probenbildschirm) angeordnet. Bilder wurden von Punkt 1508 des Luminometers 1500 mit einer konstanten Belichtungszeit an verschiedenen Teilen der Bilderzeugungsfläche aufgenommen und die Bilder wurden übereinander gelegt.
16A veranschaulicht die übereinander gelegten Bilder 1600 des Punkts 1508 des Luminometers 1500. 16B zeigt einen Graph 1610, der das Signal 1508 des Punkts 1508 zeigt, aufgenommen an verschiedenen Stellen auf der Abbildungsoberfläche eines Bildgeräts der vorliegenden Offenbarung, gemäß einer Ausführungsform. Graph 1610 der 16B zeigt, dass die Signale von dem gleichen Punkt 1508 an verschiedenen Stellen auf dem Abbildungsschirm unterschiedliche Intensitäten zu haben scheinen, auch wenn alle Signale identisch sind, da sie von dem gleichen Emissionspunkt 1508 am Luminometer 1500 emittiert werden. Wie in den 16A und 16B gezeigt ist, scheinen identische Signale von einer Chemilumineszenz-Probe aufgrund dessen, dass sie an verschiedenen Stellen eines Abbildungsschirms/Probenbildschirms abgebildet werden, unterschiedlich zu sein. Dieser Signalunterschied aufgrund der Stelle ist basiert auf einer Charakteristik eines Abbildungslinse, d.h. relative Beleuchtung. Im Hinblick auf die Ungleichmäßigkeit der Bilder, ist es für einen Benutzer nicht möglich, zu bestimmen, ob Unterschiede bei der Bildgebung auf Unterschiede in der Konzentration eines Biomoleküls zurückzuführen sind (Protein, Nukleinsäure, DNA, etc.) in einer Bande von einem lumineszenten Probe oder ob Signaldifferenzen darauf zurückzuführen sind, dass die Probenbande an einer unterschiedlichen Stelle an dem Probenbildschirm abgebildet wird. Daher können durch aktuelle Abbildungsverfahren keine zuverlässigen und genauen quantitativen Informationen erhalten werden.
Die oben beschriebene Signaldifferenz kann an der relativen Beleuchtung der Abbildungslinse in einem Abbildungssystem der vorliegenden Offenbarung liegen. Relative Beleuchtung ist eine Möglichkeit, den kombinierten Effekt von Vignetting und Roll-Off in einer Abbildungslinse darzustellen, und wird im Allgemeinen als ein Prozentsatz der Beleuchtung an jeder Stelle auf dem Sensor, normiert auf die Position in dem Feld mit maximaler Beleuchtung angegeben. Vignetting und Roll-Off sind zwei getrennte Komponenten der relativen Beleuchtung. Da die oben beschriebene Signaldifferenz auf die relative Beleuchtung zurückzuführen ist (d.h. einer der Charakteristiken der Abbildungslinse) kann die Differenz korrigiert werden, wenn die relative Beleuchtung bekannt ist. Der Korrekturprozess umfasst das Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix-Datei basierend auf Daten der relativen Beleuchtung der Abbildungslinse, Normieren der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix basierend auf dem Maximalwert in der Matrix und Anwenden dieser Flat-Field-Korrektur (FF) Master-Matrix auf ein erfasstes Bild von dem System.
17 zeigt einen Graph 1700, der die relative Beleuchtung einer Abbildungslinse der vorliegenden Offenbarung zeigt, gemäß einer Ausführungsform. Die Gleichung für die Kurve in dem Graph 1700 kann durch eine lineare oder nichtlineare Regressionskurvenanpassung erhalten werden. Mit diskreten Datenpunkten wird ein Regressionsverfahren angewandt, um die Kurve an eine Reihe von Punkten anzupassen, um die Gleichung mit bester Übereinstimmung zu finden. Dann kann die relative Beleuchtungszahl unter Verwendung der identifizierten Gleichung an einer beliebigen Position an dem Bildsensor berechnet werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Flat-Field-Algorithmus die folgenden Schritte:

• Schritt 1 - Berechnen der relative Beleuchtungszahl aller Pixel an dem Bildsensor basierend auf der Gleichung, die durch eine Regressionskurvenanpassung identifiziert wird;
• Schritt 2 - Invertieren der Zahlen in Schritt 1 und Normieren der invertierten Zahlen basierend auf dem Maximalwert unter den invertierten Zahlen, um die Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zu erzeugen; und
• Schritt 3 - Nach der Bildaufnahme, Multiplizieren des erfassten Bilds einer biologischen Probe mit dem Wert der Matrix, die in Schritt 2 erzeugt wurde, auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis um ein finales Bild zu erzeugen, auf welches die Flat-Field-Korrektur angewendet ist.

Das Bild nach der Flat-Field-Korrektur zeigt das korrekte Verhältnis der Signalniveaus aller Banden in einer Probe.
18A zeigt Bild 1800 aus 16A nach der Flat-Field-Korrektur, und 18B zeigt einen Graph 1810, das ein Verhältnis der Intensität der Punkte über dem zentralen Punkt in 18A zeigt, gemäß einer Ausführungsform. Mit anderen Worten zeigt 18B den relativen Prozentsatz von diesen Punkten vor und nach der Flat-Field-Korrektur. Wie gezeigt ist, kann das Verhältnis der einzelnen Punktintensität über dem Punkt mit dem maximalem Intensitätswert (18A) vor Anwenden der Flat-Field-Korrektur etwa 0,7, sein, während das Verhältnis nach der Flat-Field-Korrektur erhöht wird, größer als 0.95 zu sein. Als solches gibt es eine signifikante Intensitätskompensation nach dem Anwenden der der Flat-Field-Korrektur.
19A zeigt ein Bild 1900 einer Chemilumineszenzprobe bei einer 1x Zoomstufe an einer mittleren Position des Sichtfeldes, 19C zeigt ein Bild 1910 der Chemilumineszenzprobe bei einer 1x Zoomstufe an einer oberen rechten Position des Sichtfelds und 19B zeigt ein Bild 1920 der Chemilumineszenzprobe bei einer 1x Zoomstufe zwischen der mittleren und der oberen rechten Positionen des Sichtfelds, entsprechend eine Ausführungsform.
20A zeigt ein Bild 2000, das zwei Reihen von Banden veranschaulicht, die quantifiziert werden, 20B zeigt einen Graph 2010, der die Intensität der Banden an der ersten Reihe vor der Flat-Field-Korrektur zeigt, 20C zeigt einen Graph 2020, der die Intensität der Banden an der ersten Reihe nach der Flat-Field-Korrektur zeigt, 20D zeigt einen Graph 2030, der die Intensität der Banden an der zweiten Reihe vor der Flat-Field-Korrektur zeigt, 20E zeigt einen Graph 2040, der die Intensität der Banden an der zweiten Reihe nach der Flat-Field-Korrektur zeigt, gemäß einer Ausführungsform. Wie zu sehen ist , ändert sich die Intensität des einzelnen Bandes mit der Lage der Probe auf der Abbildungsoberfläche (bei identischer Probe), während nach der Flat-Field-Korrektur die Intensität nicht mit der Lage auf der Abbildungsoberfläche variiert.
Erzeugen eines Flat-Field-Korrektur (FF) Masters
21A zeigt Tabelle 2100, welche eine relative Beleuchtung der Abbildungslinse gegenüber der Bildhöhe an einem Erfassungssensor mit einem 1x Zoom zeigt, und 21B zeigt Tabelle 2110, welche eine relative Beleuchtung einer CCD-Sensor-Abbildungslinse gegenüber der Bildhöhe mit einem 2x Zoom zeigt, gemäß einer Ausführungsform.
22 zeigt eine graphische Darstellung 2200, welche zeigt, dass die relative Beleuchtung gemäß einer Ausführungsform bezüglich der Mitte des Bildsensors symmetrisch ist. Die maximale Bildhöhe beträgt etwa 8 mm. Die Simulationen wurden von 0 mm bis 8 mm ausgeführt.
23A zeigt einen Graph 2300, welcher eine Ausgleichskurve mit einem 1-fachen Zoom zeigt, und 23B zeigt einen Graph 2310, welcher eine Ausgleichskurve mit einem 2-fachen Zoom zeigt, gemäß einer Ausführungsform. Die Kurven können ein Polynom ersten Grades, ein Polynom zweiten Grades, ein Polynom dritten Grades oder dergleichen sein. Die Bildhöhe wird aus nachfolgender Gleichung berechnet: $h = \sqrt{{(x - x_{c})}^{2} + {(y - y_{c})}^{2}} \times P i x e l h ö h e$
wobei h die Höhe (in mm) von dem mittleren Pixel bzw. Mittelpixel des Erfassungssensors darstellt, die x_c die x-Koordinate des Mittelpixels darstellt, und y_c die y-Koordinate des Mittelpixels darstellt. Die Pixelhöhe beträgt in diesem Beispiel 3,69 µm/Pixel. Angesichts dessen kann die relative Beleuchtung von der Gleichung der Ausgleichskurve berechnet werden: $R B = - 0.3654 h^{2} - 3.1275 h + 100.15$
wobei RB die relative Beleuchtung (%) darstellt, 0 ≤ RB ≤ 100.
Für ein 1x1 Bild: $\begin{array}{l} Breite = 3360 Pixel \to xc = 1690 \\ Höhe = 2704 Pixel \to yc = 1352 \\ Für Pixel (1,1) \\ h = \sqrt{{(1 - 1690)}^{2} + {(1 - 1352)}^{2}} \times 3.69 μ m \\ = 7.98 mm . \\ R B = - 0.3654 \times {7.98092}^{2} - 3.1275 \times 7.98092 + 100.15 \\ = 51,9 % \end{array}$
24 zeigt ein Simulationsbild 2400 bei einem 1x Zoom, gemäß einer Ausführungsform.
25 zeigt ein Flat-Field-Korrektur-Master-Bild 2500, gemäß einer Ausführungsform. Der Wert jedes Pixels in dem Master-Bild kann RB^-1 entsprechen.
Anwenden von Flat-Field-Korrektur-Master-Bildern
26A zeigt ein Bild 2600 mit einer Probe in einer mittleren Position auf dem Sichtfeld mit einem 1x Zoom, 26C zeigt ein Bild 2610 mit der Probe in einer oberen rechten Position des Sichtfelds mit einem 1x Zoom, und 26B zeigt ein Bild 2620 mit der Probe zwischen der mittleren und oberen rechten Positionen in dem Sichtfeld, gemäß einer Ausführungsform. In diesem Beispiel ist die Probe eine Westernblot-Membran mit gleicher Menge an Protein, das mit chemilumineszierenden Substrat sichtbar gemacht wird, die bin-Nummer ist 5, der Zoom kann 1x oder 2x sein, die Verstärkung ist hoch (zB. 55), und die Verfallszeit ist 60 Sekunden.
Die Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix wurde auf die Bilder in den 26A-26c angewendet. Rechteckige Masken wurden über ausgewählte Banden gezeichnet, und die mittlere Pixelintensität wurde gemessen. Ein Makro wurde verwendet, um sicherzustellen, dass die gemessene Fläche, die für jede Bande ausgewählt wird, an der gleichen Position für die Bilder ist, bevor die Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix angewandt wird und nachdem die Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix angewandt wurde. Obwohl die Westernblot-Membran mit Proben mit gleicher Proteinmenge hergestellt wurden, gab es immer noch eine Abweichung in dem Signalwert zwischen verschiedenen Bändern. Für jede einzelne Bande sollte die Signalintensität in der gleichen Reihe ähnlich sein, ungeachtet der Membranposition.
27 zeigt ein Bild 2700, welches zwei Reihen mit jeweils acht Probenbanden zeigt, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
28A zeigt einen Graph 2800, welcher die erste Reihe vor der Flat-Field-Korrektur zeigt, 28B zeigt einen Graph 2810, welcher die erste Reihe nach Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, 28C zeigt einen Graph 2820, welcher die zweite Reihe vor dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, und 28D zeigt einen Graph 2830, welcher die zweite Reihe nach dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, gemäß einer Ausführungsform. Der Zoom ist 1x in den 28A-28D. Vor dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix ist der Unterschied in der ADE (Analog-zu-Digital-Einheit) Wert auf die Position der Membran an der Bildgerätoberfläche/dem Bildgerätbildschirm. Nach Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix sind die ADE-Werte ähnlich, unabhängig von der Position der Membran.
29A zeigt einen Graph 2900, welcher die erste Reihe vor dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, 29B zeigt einen Graph 2910, welcher die erste Reihe nach Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, 29C zeigt einen Graph 2920, welcher die zweite Reihe vor dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, und 29D zeigt einen Graph 2930, welcher die zweite Reihe nach dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, gemäß einer Ausführungsform. Der Zoom ist 2x in den 29A-29D.
30 zeigt ein Diagramm 3000, welches die Membranposition (z.B. Mitte, obere rechte Lage/Position der Membran und ihre Probenbanden auf einer Bildgerätoberfläche/einem Bildgerätbildschirm) vor und nach dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix zeigt, gemäß einer Ausführungsform. Wie gezeigt ist, sind die Banden an der oberen rechten Position vor dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix schwächer, und (die Banden) haben eine ähnliche Helligkeit nach dem Anwenden der Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix.
Ungeachtet dessen, dass die numerischen Bereiche und Parameter, die den breiten Umfang der Offenbarung darlegen, Approximationen sind, sind die numerischen Werte, welche in den spezifischen Beispielen dargelegt sind, so genau wie möglich angegeben. Jeder numerische Wert enthält jedoch inhärent bestimmte Fehler, die notwendigerweise aus der Standardabweichung resultieren, die in den entsprechenden Testmessungen vorhanden sind. Darüber hinaus sind alle hierin offenbarten Bereiche so zu verstehen, dass darin jegliche und alle darin subsumierten Unterbereiche umfasst sind. Zum Beispiel kann ein Bereich von „weniger als 10“ jegliche und alle Unterbereiche zwischen (und einschließlich) dem Minimalwert von Null und dem Maximalwert von 10 beinhalten, das heißt, jegliche und alle Unterbereiche mit einen Minimum-Wert von gleich oder größer als Null und einem Maximalwert von gleich oder kleiner als 10, beispielsweise 1 bis 5. In bestimmten Fällen können die Zahlenwerte, wie für den Parameter angegeben, negative Werte annehmen. In diesem Fall hat kann der beispielhafte Wertebereich, der als „weniger als 10“ angegeben ist, negative Werte annehmen, z.B. - 1, -2, -3, - 10, -20, -30, usw.
Während die Lehren unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, wird der Fachmann in der Lage sein, verschiedene Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen vornehmen, ohne vom Geist und Umfang abzuweichen. Die Begriffe und Beschreibungen, die hierin verwendet werden, sind lediglich zur Veranschaulichung angegeben und sind nicht als Beschränkungen gedacht. Insbesondere, obwohl die Verfahren durch Beispiele beschrieben worden sind, können die Schritte des Verfahrens in einer anderen Reihenfolge als dargestellt oder gleichzeitig durchgeführt werden. Ferner, insoweit die Begriffe „einschließlich“, „enthält“, „haben“, „hat“, „mit“ oder Varianten davon, entweder in der detaillierten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sind die Begriffe dazu gedacht, einschließend zu sein, auf ähnliche Weise wie der Begriff „aufweisend“. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „ein oder mehr“ in Bezug auf eine Liste von Gegenständen, wie zum Beispiel A und B, A allein, B allein, oder A und B. Wie der Fachleute auf dem Gebiet erkennen wird, können diese und andere Variationen innerhalb des Geistes und Umfangs, wie in den folgenden Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert, möglich.
Andere Ausführungsformen der Offenbarung werden dem Fachmann auf dem Gebiet aus der Betrachtung der Beschreibung und Praxis der Offenbarung hierin offenbart offensichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei der wahre Umfang und Geist der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche angegeben wird.
Wie hierin verwendet, werden die Begriffe „innere“ und „äußere“; „auf und ab“; „obere und untere“; „aufwärts“ und „abwärts“; „oberhalb und unterhalb“; „nach innen“ und „nach außen“; und andere ähnliche Ausdrücke, hierin verwendet, um relative Positionen zueinander zu bezeichnen und sind nicht dazu gedacht, eine bestimmte Richtung oder räumliche Orientierung zu kennzeichnen. Die Begriffe „koppeln“, „gekoppelt“ , „verbinden“, „Verbindung“, „verbunden“, „in Verbindung mit“ , und „verbindend“ bezeichnet „in direkter Verbindung mit“ oder „in Verbindung mit über ein oder mehrere Zwischenelemente oder Teile.“
Die nachfolgenden nummerierten Absätze sind ebenfalls Teil der Offenbarung.

1. Beleuchtungssystem, aufweisend:
- eine Oberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben;
- eine Lichtquelle, die dafür eingerichtet ist, einen Lichtstrahl zu emittieren;
- einen Strahlteiler, der dafür eingerichtet ist, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl zu teilen; und
- einen ersten Spiegel, der dafür eingerichtet ist, den ersten Strahl von dem Strahlteiler zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet.
2. Beleuchtungssystem nach 1, wobei der zweite Strahl die Oberfläche beleuchtet.
3. Beleuchtungssystem nach 1, wobei:
- der zweite Spiegel dafür eingerichtet ist, den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet.
4. Beleuchtungssystem nach 1, wobei der reflektierte erste Strahl und der reflektierte zweite Strahl eine außeraxiale Beleuchtung der Oberfläche vorsehen oder wobei der reflektierte erste Lichtstrahl und der reflektierte zweite Strahl eine im Wesentlichen symmetrische Beleuchtung der Oberfläche vorsehen.
5. Beleuchtungssystem nach 1, wobei der Lichtstrahl eine optische Leistung des Lichtstrahls aufweist, der erste Strahl eine optische Leistung des ersten Strahls aufweist und der zweite Strahl eine optische Leistung des zweiten Strahls aufweist, und wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 40% der optischen Leistung des Lichtstrahls betragen oder wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 45% der optischen Leistung des Lichtstrahls betragen oder wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls im Wesentlichen gleich sind.
6. Beleuchtungssystem nach 1, ferner aufweisend eine dritten Spiegel, wobei der reflektierte erste Strahl oder der reflektierte zweite Strahl dafür eingerichtet ist, vor dem Beleuchten der Oberfläche von dem dritten Spiegel reflektiert zu werden.
7. Beleuchtungssystem nach 1, wobei der Strahlteiler dafür eingerichtet ist, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in den ersten Strahl, den zweiten Strahl und einen dritten Strahl zu teilen.
8. Beleuchtungssystem nach 1, wobei der Strahlteiler aufweist: ein Prisma, eine Platte, einen dielektrischen Spiegel, einen metallbeschichteten Spiegel, einen Strahlteilerwürfel, einen faseroptischen Strahlteiler oder optische Fasern, welche dafür eingerichtet sind, Licht vor dem Erzeugen von zwei oder mehr Ausgangsstrahlen in ein Bündel zu kollimieren.
9. Beleuchtungssystem nach 1, wobei der erste Strahl von dem Strahlteiler reflektiert wird, und wobei der zweite Strahl durch den Strahlteiler hindurchtritt.
10. Beleuchtungssystem nach 1, ferner aufweisend einen zweiten Strahlteiler, der dafür eingerichtet ist, den reflektierten ersten Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufzuteilen, die unterschiedliche Grade von außeraxialer Beleuchtung der Oberfläche vorsehen.
11. Beleuchtungssystem nach 10, ferner aufweisend einen dritten Strahlteiler, der dafür eingerichtet ist, den reflektierten zweiten Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufzuteilen, die unterschiedliche Grade von außeraxialer Beleuchtung der Oberfläche vorsehen.
12. Beleuchtungssystem nach 1, wobei ein Winkel zwischen einer Mitte des ersten Strahls und einer Mitte des zweiten Strahls ungefähr 62° bis ungefähr 68° beträgt.
13. Beleuchtungssystem nach 1, wobei ein Winkel zwischen einer Mitte des reflektierten ersten Strahls und einer Mitte des reflektierten zweiten Strahls ungefähr 106° bis ungefähr 114° beträgt.
14. Beleuchtungssystem nach 1, wobei ein erster Abstand von dem Strahlteiler zu dem ersten Spiegel zu der Oberfläche im Wesentlichen gleich ist wie ein zweiter Abstand von dem Strahlteiler zu dem zweiten Spiegel zu der Oberfläche.
15. Beleuchtungssystem nach 1, wobei der Strahlteiler ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, und wobei der Strahlteiler ein variabler Strahlteiler ist, der optische Leistung von dem Lichtstrahl anders an dem ersten Ende teilt als an dem zweiten Ende.
16. Beleuchtungsverfahren, aufweisend:
- Vorsehen einer Oberfläche mit einem darauf angeordneten Abbildungsziel;
  - Vorsehen eines Lichtstrahls mit einer Lichtquelle;
  - Teilen des Lichtstrahls in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl; und
  - Beleuchten der Oberfläche, wobei das Beleuchten aufweist: (i) Verwenden eines ersten Spiegels, um den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet, und (ii) Verwenden eines zweiten Spiegels, um den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet.
17. Verfahren nach 16, wobei der reflektierte erste Strahl und der reflektierte zweite Strahl eine außeraxiale Beleuchtung der Oberfläche vorsehen oder wobei der reflektierte erste Lichtstrahl und der reflektierte zweite Strahl eine im Wesentlichen symmetrische Beleuchtung der Oberfläche vorsehen.
18. Verfahren nach 16, wobei der Lichtstrahl eine optische Leistung des Lichtstrahls aufweist, der erste Strahl eine optische Leistung des ersten Strahls aufweist und der zweite Strahl eine optische Leistung des zweiten Strahls aufweist, und wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 40% der optischen Leistung des Lichtstrahls betragen oder wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls jeweils mindestens 45% der optischen Leistung des Lichtstrahls betragen oder wobei die optische Leistung des ersten Strahls und die optische Leistung des zweiten Strahls im Wesentlichen gleich sind.
19. Verfahren nach 16, wobei ein dritter Spiegel verwendet wird, um den reflektierten ersten Strahl oder den reflektierten zweiten Strahl vor dem Beleuchten der Oberfläche zu reflektieren.
20. Verfahren nach 16, wobei der Lichtstrahl in den ersten Strahl, den zweiten Strahl und einen dritten Strahl geteilt wird.
21. Verfahren nach 16, wobei der Lichtstrahl durch einen Strahlteiler geteilt wird und optional, wobei der Strahlteiler aufweist: ein Prisma, eine Platte, einen dielektrischen Spiegel, einen metallbeschichteten Spiegel, einen Strahlteilerwürfel, einen faseroptischen Strahlteiler oder optische Fasern, welche dafür eingerichtet sind, Licht vor dem Erzeugen von zwei oder mehr Ausgangsstrahlen in ein Bündel zu kollimieren.
22. Verfahren nach 21, wobei der erste Strahl von dem Strahlteiler reflektiert wird, und wobei der zweite Strahl durch den Strahlteiler hindurchtritt.
23. Verfahren nach 16, wobei der reflektierte erste Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufgeteilt wird, die unterschiedliche Grade von außeraxialer Beleuchtung der Oberfläche vorsehen.
24. Verfahren nach 23, wobei der zweite reflektierte Strahl in zwei reflektierte Strahlen aufgeteilt wird, die unterschiedliche Grade von außeraxialer Beleuchtung der Oberfläche vorsehen.
25. Verfahren nach 16, wobei ein Winkel zwischen einer Mitte des ersten Strahls und einer Mitte des zweiten Strahls ungefähr 62° bis ungefähr 68° beträgt.
26. Verfahren nach 16, wobei ein Winkel zwischen einer Mitte des reflektierten ersten Strahls und einer Mitte des reflektierten zweiten Strahls ungefähr 106° bis ungefähr 114° beträgt.
27. Verfahren nach 21, wobei ein erster Abstand von dem Strahlteiler zu dem ersten Spiegel zu der Oberfläche im Wesentlichen gleich ist wie ein zweiter Abstand von dem Strahlteiler zu dem zweiten Spiegel zu der Oberfläche.
28. Beleuchtungsverfahren, aufweisend:
- Vorsehen eines Lichtstrahls mit einer Lichtquelle;
- Teilen des Lichtstrahls in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl; und
- Beleuchten einer Oberfläche mit einem darauf angeordneten Abbildungsziel, wobei das Beleuchten das Verwenden eines ersten Spiegels aufweist, um den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet, und wobei der zweite Strahl derart von dem Lichtstrahl geteilt wird, dass er die Oberfläche beleuchtet.
29. Abbildungssystem, aufweisend:
- eine Abbildungsoberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben;
- einen Spiegel; und
- eine Erfassungsvorrichtung, die dafür eingerichtet ist, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad von emittiertem Licht zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Spiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird, wobei der Spiegel, die Erfassungsvorrichtung, oder beide dafür eingerichtet sind, sich in einer diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche zu bewegen, um eine Länge des Pfades von emittierten Licht zu verringern.
30. Abbildungssystem nach 29, wobei der Spiegel sich in der diagonalen Richtung bewegt, und wobei eine reflektierende Oberfläche des Spiegels bezüglich der Abbildungsoberfläche diagonal orientiert bleibt wenn der Spiegel sich bewegt.
31. Abbildungssystem nach 29, wobei die Erfassungsvorrichtung und der Spiegel sich beide gleichzeitig in unterschiedlichen diagonalen Richtungen bewegen.
32. Abbildungssystem nach 29, wobei der Pfad von emittiertem Licht von einem Bereich an dem Spiegel reflektiert, und wobei der Bereich abnimmt wenn die Erfassungsvorrichtung, der Spiegel, oder beide sich in der diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen, um die Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
33. Abbildungssystem nach 29, wobei eine Mitte des Pfads von emittiertem Licht von einem Punkt an dem Spiegel reflektiert wird, und wobei der Punkt sich bewegt wenn die Erfassungsvorrichtung, der Spiegel, oder beide sich in der diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen, um die Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
34. Abbildungssystem nach 29, ferner aufweisend:
- eine Spiegelwelle, wobei der Spiegel dafür eingerichtet ist, sich in einer ersten diagonalen Richtung entlang der Spiegelwelle zu bewegen; und
- eine Erfassungsvorrichtungswelle, wobei die Erfassungsvorrichtung dafür eingerichtet ist, sich in einer zweiten diagonalen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle zu bewegen.
35. Abbildungssystem nach 29, ferner aufweisend einen Übertragungsblock, der eine Bewegung zwischen dem Spiegel und der Erfassungsvorrichtung überträgt, wodurch der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung veranlasst werden, sich gleichzeitig zu bewegen.
36. Abbildungssystem nach 35, ferner aufweisend:
- eine erste Übertragungswelle, die sich zwischen der Erfassungsvorrichtung und dem Übertragungsblock erstreckt, wobei die Erfassungsvorrichtung, der Übertragungsblock,
- oder beide dafür eingerichtet sind, sich entlang der ersten Übertragungswelle zu bewegen; und
- eine zweite Übertragungswelle, die sich zwischen dem Spiegel und dem Übertragungsblock erstreckt, wobei der Spiegel, der Übertragungsblock, oder beide dafür eingerichtet sind, sich entlang der zweiten Übertragungswelle zu bewegen.
37. Abbildungssystem nach 29, ferner aufweisend:
- einen Motor; und
- eine Antriebsschraube, die mit dem Motor gekoppelt ist, wobei der Motor dafür eingerichtet ist, die Antriebsschraube zu drehen, und wobei die Erfassungsvorrichtung,
- der Spiegel, oder beide sich in diagonaler Richtung als Reaktion auf die Drehung der Antriebsschraube bewegen.
38. Abbildungssystem nach 29, ferner aufweisend:
- einen ersten Motor, der dafür eingerichtet ist, den Spiegel zu veranlassen, sich in einer ersten diagonalen Richtung zu bewegen; und
- einen zweiten Motor, der dafür eingerichtet ist, die Erfassungsvorrichtung zu veranlassen, sich in einer zweiten diagonalen Richtung zu bewegen, wobei der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung sich gleichzeitig bewegen, und wobei sich der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung mit einer festen Geschwindigkeit in Bezug aufeinander bewegen.
39. Abbildungssystem nach 29, ferner aufweisend eine Lichtquelle, die dafür eingerichtet ist, einen Lichtstrahl unter der Erfassungsvorrichtung zu emittieren, wobei ein unteres Ende des Spiegels über einem unteren Ende der Erfassungsvorrichtung positioniert ist, selbst wenn die Länge des Pfads von emittiertem Licht minimiert ist, so dass das untere Ende des Spiegels den Lichtstrahl nicht behindert.
40. Abbildungssystem nach 29, wobei die Erfassungsvorrichtung dafür eingerichtet ist, das Bild des Abbildungsziels ohne digitale Vergrößerung oder ein Zoomobjektiv zu erfassen.
41. Abbildungssystem, aufweisend:
- eine Abbildungsoberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben;
- einen Spiegel;
- eine Spiegelwelle, wobei der Spiegel dafür eingerichtet ist, sich in einer ersten diagonalen Richtung entlang der Spiegelwelle zu bewegen;
- eine Erfassungsvorrichtung, die dafür eingerichtet ist, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad von emittiertem Licht zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Spiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird;
- eine Erfassungsvorrichtungswelle, wobei die Erfassungsvorrichtung dafür eingerichtet ist, sich in einer zweiten diagonalen Richtung entlang der Erfassungsvorrichtungswelle zu bewegen; und
- einen Übertragungsblock, der eine Bewegung zwischen dem Spiegel und der Erfassungsvorrichtung überträgt, wodurch der Spiegel und die Erfassungsvorrichtung veranlasst werden, sich gleichzeitig zu bewegen.
42. Abbildungssystem nach 41, ferner aufweisend:
- eine erste Übertragungswelle, die sich zwischen der Erfassungsvorrichtung und dem Übertragungsblock erstreckt, wobei die Erfassungsvorrichtung, der Übertragungsblock, oder beide dafür eingerichtet sind, sich entlang der ersten Getriebewelle zu bewegen; und
- eine zweite Übertragungswelle, die sich zwischen dem Spiegel und dem Übertragungsblock erstreckt, wobei der Spiegel, der Übertragungsblock, oder beide dafür eingerichtet sind, sich entlang der zweiten Übertragungswelle zu bewegen.
43. Das Abbildungssystem von 41 oder 42, ferner aufweisend:
- einen Motor; und
- eine Antriebsschraube, die mit dem Motor gekoppelt ist, wobei der Motor dafür eingerichtet ist, die Antriebsschraube zu drehen, und wobei die Erfassungsvorrichtung und der Spiegel sich als Reaktion auf die Drehung der Antriebsschraube bewegen.
44. Das Abbildungssystem nach einem aus 41 bis 43, wobei eine Mitte des Pfads von emittiertem Licht von einem Punkt an dem Spiegel reflektiert wird, und wobei der Punkt sich bewegt wenn die Erfassungsvorrichtung und der Spiegel sich bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen, um die Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
45. Abbildungsverfahren, aufweisend:
- Platzieren eines Abbildungsziels auf einer Abbildungsoberfläche;
- Veranlassen, dass sich eine Erfassungsvorrichtung, ein Spiegel, oder beide in einer diagonalen Richtung bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen; und
- Erfassen eines Bilds des Abbildungsziels, unter Verwendung der Erfassungsvorrichtung, durch einen Pfad von emittiertem Licht, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Spiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird.
46. Verfahren nach 45, wobei ein Motor die Erfassungsvorrichtung, den Spiegel, oder beide veranlasst, sich zu bewegen, um eine Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
47. Verfahren nach 46, ferner aufweisend: Übertragen von Bewegung zwischen der Erfassungsvorrichtung und dem Spiegel über einen Übertragungsblock, wodurch die Erfassungsvorrichtung und der Spiegel veranlasst werden, sich gleichzeitig in zwei verschiedenen diagonalen Richtungen bewegen.
48. Verfahren nach 47, wobei eine reflektierende Oberfläche des Spiegels bezüglich der Abbildungsoberfläche diagonal orientiert bleibt wenn der Spiegel sich bewegt.
49. Verfahren nach 48, wobei eine Mitte des Pfads von emittiertem Licht von einem Punkt an dem Spiegel reflektiert wird, und wobei der Punkt sich bewegt wenn die Erfassungsvorrichtung und der Spiegel sich bezüglich der Abbildungsoberfläche bewegen, um die Länge des Pfads von emittiertem Licht zu verringern.
50. Verfahren nach 47, wobei die Erfassungsvorrichtung das Bild des Abbildungsziels ohne digitale Vergrößerung oder ein Zoomobjektiv erfasst.
51. Beleuchtungs- und Abbildungssystem, aufweisend:
- eine Oberfläche, die dafür eingerichtet ist, ein Abbildungsziel darauf angeordnet zu haben;
- eine Lichtquelle, die dafür eingerichtet ist, einen Lichtstrahl zu emittieren;
- einen Strahlteiler, der dafür eingerichtet ist, den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl zu teilen; und
- einen ersten Beleuchtungsspiegel, der dafür eingerichtet ist, den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet;
- einen zweiten Beleuchtungsspiegel, der dafür eingerichtet ist, den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl vorzusehen, der die Oberfläche beleuchtet;
- einen Emissionsspiegel; und
- eine Erfassungsvorrichtung, die dafür eingerichtet ist, ein Bild des Abbildungsziels durch einen Pfad zu erfassen, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Emissionsspiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird, wobei der Emissionsspiegel, die Erfassungsvorrichtung, oder beide dafür eingerichtet sind, sich in einer diagonalen Richtung bezüglich der Oberfläche zu bewegen, um eine Länge des Pfads zu verringern.
52. Ein Beleuchtungs- und Abbildungsverfahren, aufweisend:
- Platzieren eines Abbildungsziels auf einer Oberfläche;
- Emittieren eines Lichtstrahls von einer Lichtquelle;
- Teilen des Lichtstrahls in einen ersten Strahl und einen zweiten Strahl;
- Beleuchten des Abbildungsziels, wobei das Beleuchten aufweist: (i) Verwenden eines ersten Beleuchtungsspiegels, um den ersten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten ersten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet, und (ii) Verwenden eines zweiten Beleuchtungsspiegels, um den zweiten Strahl zu reflektieren, um einen reflektierten zweiten Strahl zu erzeugen, der die Oberfläche beleuchtet; und Erfassen eines Bilds des Abbildungsziels, unter Verwendung einer Erfassungsvorrichtung, durch einen Pfad, der sich von dem Abbildungsziel erstreckt, und von dem Emissionsspiegel zu der Erfassungsvorrichtung reflektiert wird.
53. Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, aufweisend:
- Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor;
- Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf der relativen Beleuchtung;
- Erfassen eines Bildes von einer oder mehreren biologischen Proben, wobei das Bild eine Ungleichmäßigkeit aufweist; und
- Anpassen des erfassten Bildes mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix, um ein Bild zu erzeugen, dass hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit korrigiert ist.
54. Verfahren nach 53, wobei das Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix aufweist: Invertieren der relativen Beleuchtung, um eine Flat-Field-Korrektur-Matrix zu erzeugen.
55. Verfahren nach 53, wobei das Anpassen des erfassten Bilds mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix aufweist: Multiplizieren des erfassten Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix.
56. Verfahren nach 55, wobei das Anpassen ferner aufweist: Multiplizieren des erfassten Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen.
57. Verfahren nach 53, wobei die relative Beleuchtung durch eine Gleichung berechnet wird, die durch eine lineare oder eine nicht-lineare Kurvenanpassungsregression erhalten wird.
58. Verfahren nach 57, wobei die Kurve ein Polynom ersten Grades, ein Polynom zweiten Grades oder ein Polynom dritten Grades sein kann.
59. Verfahren nach 53, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix eine Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix ist.
60. Verfahren nach 53, wobei das Flat-Field-korrigierte Bild ein korrektes Verhältnis einer Signalstärke von jedem erfassten Bild von der einen oder mehreren biologischen Proben anzeigt, ungeachtet ihrer Position auf einem Sichtfeld.
61. Verfahren nach 53, wobei die einer oder mehrere biologische Proben aufweist: ein Biomolekül mit einem Protein, einem Peptid, einem Glykoprotein, einem modifizierten Protein, einer Nukleinsäure, einer DNA, einer RNA, einem Kohlenhydrat, einem Lipid, einem Lipoglykan, einem Biopolymer oder einem Metabolit, der aus Zellen und Geweben erzeugt ist, und wobei ein Biomolekül dispergiert, platziert oder eingebettet ist, in einer Membran, einem Gel, einem Filterpapier, Glasträger, Mikrotiterplatte, oder einer Matrix, wie etwa ein Polyacrylamidgel oder Nitrocellulose- oder PDVF-Membranblot, ein Agarosegel, eine Agarplatte, eine Zellkulturplatte oder ein Gewebeschnitt.
62. Verfahren nach 53, wobei das Bild durch eine Chemilumineszenz-Änderung der Probe oder durch eine Fluoreszenz-Änderung der Probe erzeugt wird.
63. Verfahren nach 53, wobei die Ungleichmäßigkeit als Bilder mit Signalen von variierender Intensität angezeigt wird, für ein identisches Signal, das an verschiedenen Positionen auf einem Sichtfeld gemessen wird.
64. Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, aufweisend:
- Erfassen eines Bildes von einer oder mehreren biologischen Proben, wobei das Bild eine Ungleichmäßigkeit aufweist; und
- Anpassen des erfassten Bildes mit einer Flat-Field-Korrektur-Matrix, um ein Bild zu erzeugen, dass hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit korrigiert ist.
65. Verfahren nach 64, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix im Abbildungssystem ist.
66. Verfahren nach 64, wobei das Anpassen des erfassten Bildes aufweist: Multiplizieren des erfassten Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen.
67. Verfahren zum Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix zum Korrigieren von Bildern hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit, aufweisend:
- Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor; und
- Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf der relativen Beleuchtung und Normieren.
68. Verfahren nach 67, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix in einem Bildgerät ist.
69. Verfahren nach 68, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix einem Benutzer, der das Bildgerät verwendet, zur Verfügung steht.
70. Verfahren nach 67, wobei das Erzeugen der Flat-Field-Korrektur-Matrix aufweist: Invertieren der relativen Beleuchtung und Normieren.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62508747 [0001]
US 62/408018 [0001]
US 62408006 [0001]

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, aufweisend: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor; Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf der relativen Beleuchtung; Erfassen eines Bildes von einer oder mehreren biologischen Proben, wobei das Bild eine Ungleichmäßigkeit aufweist; und Anpassen des erfassten Bildes mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix, um ein Bild zu erzeugen, dass hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit korrigiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix aufweist: Invertieren der relativen Beleuchtung, um eine Flat-Field-Korrektur-Matrix zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen des erfassten Bilds mit der Flat-Field-Korrektur-Matrix aufweist: Multiplizieren des erfassten Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Anpassen ferner aufweist: Multiplizieren des erfassten Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die relative Beleuchtung durch eine Gleichung berechnet wird, die durch eine lineare oder eine nicht-lineare Kurvenanpassungsregression erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Kurve ein Polynom ersten Grades, ein Polynom zweiten Grades oder ein Polynom dritten Grades sein kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix eine Flat-Field-Korrektur-Master-Matrix ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Flat-Field-korrigierte Bild ein korrektes Verhältnis einer Signalstärke von jedem erfassten Bild von der einen oder mehreren biologischen Proben anzeigt, ungeachtet ihrer Position auf einem Sichtfeld.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die einer oder mehrere biologische Proben aufweist: ein Biomolekül mit einem Protein, einem Peptid, einem Glykoprotein, einem modifizierten Protein, einer Nukleinsäure, einer DNA, einer RNA, einem Kohlenhydrat, einem Lipid, einem Lipoglykan, einem Biopolymer oder einem Metabolit, der aus Zellen und Geweben erzeugt ist, und wobei ein Biomolekül dispergiert, platziert oder eingebettet ist, in einer Membran, einem Gel, einem Filterpapier, Glasträger, Mikrotiterplatte, oder einer Matrix, wie etwa ein Polyacrylamidgel oder Nitrocellulose- oder PDVF-Membranblot, ein Agarosegel, eine Agarplatte, eine Zellkulturplatte oder ein Gewebeschnitt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bild durch eine Chemilumineszenz-Änderung der Probe oder durch eine Fluoreszenz-Änderung der Probe erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ungleichmäßigkeit als Bilder mit Signalen von variierender Intensität angezeigt wird, für ein identisches Signal, das an verschiedenen Positionen auf einem Sichtfeld gemessen wird.
Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, das hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit korrigiert ist, aufweisend: Erfassen eines Bildes von einer oder mehreren biologischen Proben, wobei das Bild eine Ungleichmäßigkeit aufweist; und Anpassen des erfassten Bildes mit einer Flat-Field-Korrektur-Matrix, um ein Bild zu erzeugen, dass hinsichtlich der Ungleichmäßigkeit korrigiert ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix im Abbildungssystem ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Anpassen des erfassten Bildes aufweist: Multiplizieren des erfassten Bildes der einen oder mehreren biologischen Proben mit dem Wert der Flat-Field-Korrektur-Matrix auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis um ein Flat-Field-korrigiertes Bild zu erzeugen.
Verfahren zum Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix zum Korrigieren von Bildern hinsichtlich einer Ungleichmäßigkeit, aufweisend: Berechnen einer relativen Beleuchtung einer Abbildungslinse für eine Vielzahl von Pixeln auf einem Bildsensor; und Erzeugen einer Flat-Field-Korrektur-Matrix basierend auf der relativen Beleuchtung und Normieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix in einem Bildgerät ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Flat-Field-Korrektur-Matrix einem Benutzer, der das Bildgerät verwendet, zur Verfügung steht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Erzeugen der Flat-Field-Korrektur-Matrix aufweist: Invertieren der relativen Beleuchtung und Normieren.