CN101918875A - Grin透镜显微镜系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于放大物体的装置包括SSID(15)，该SSID具有设置在其远端(16)上的至少一个成像阵列。所述装置还包括设置在所述SSID(15)的远端(16)上的第一光学元件(20)，其中所述第一光学元件(20)具有限定了第一纵向长度的远端(21)和近端(22)。GRIN透镜(25)被设置在所述第一光学元件(20)的远端(21)上，并且第二光学元件(30)被设置在所述GRIN透镜(25)的远端(21)上并限定了第二纵向长度。所述第一纵向长度和所述第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件(20)的近端(22)处。

Description

GRIN透镜显微镜系统
优先权
本申请要求在2008年1月11日提交的美国非临时专利申请序列号12/008,486的优先权，并通过引用将其全部内容并入到这里。
技术领域
本发明一般而言涉及微型显微镜系统。更具体而言，本发明涉及GRIN(“渐变折射率(graded index)”)透镜显微镜系统，其允许在视频显微镜系统中放大物体而没有现有视频显微镜系统的大且笨重的缺陷。
背景技术
用于研究和医学问题诊断的重要工具为光学显微镜。常规光学显微镜包括物镜和成像透镜。典型的显微镜包括是复合透镜或透镜系统的物镜和成像透镜。物镜和成像透镜都有助于图像放大。物镜形成被检物体的第一放大图像。第一图像成为产生进一步放大的最终图像的成像透镜的物体。总放大率为由物镜和成像透镜产生的单独的放大率的乘积。利用这两个透镜来减小光学像差，特别地，色像差和球面像差。色像差是不同的颜色聚焦在离透镜不同距离处的现象(这产生了软的总图像)以及在高对比度边缘处的彩色边纹现象(如黑色与白色之间的边缘)。使用光学显微镜检查大型动物的内部组织典型地需要从动物去除该组织。该去除有助于定位显微镜物镜以观察该组织。
为了通过光学显微镜记录或拍摄图像，数码相机在光学上和机械上都适于显微镜。适配器连接相机和显微镜。牢固的机械连接是特别重要的，这是因为即使相机的最小的移动(振动)也会极大地降低图像质量。此外，必须光学上适应光路，以便将完全被点亮、聚焦的图像投射到相机传感器(CCD/CMOS)。存在几种用于将数码相机附接到显微镜的方法。一种解决方案为使用光电管。通过使用适配器，将数码相机牢固地旋固到光电管。两个目镜被连续用于目视观察样本。不幸地，几乎所有装配有光电管的显微镜都是非常昂贵的。另一选择是直接设置数码相机而没有任何适配，直接设置到目镜并用不颤抖的手来捕获图像。然而，由于缺乏光学适配，该方法在大多数情况下仅仅产生较小的晕映图像(vignetted image)，其中图像的边缘比中心暗。该效应导致仅仅一小部分的传感器被最优地使用；而剩余部分保持黑暗。更专业但更昂贵的解决方案为使用管适配器(tubeadapter)。通过该方法，目镜被去除，并利用数码相机将适配器安装到光电管中。该适配器用作显微镜和数码相机之间的机械和光学接口。这使得可以避免由相机抖动造成的运动模糊和渐晕效应(vignettation effect)，导致了更高质量的图像。
发明内容
已经认识到，开发这样一种便携耐用、简单易用的微型显微镜将是有利的，该微型显微镜适合用作自包含的(self-containd)便携式视频系统，该视频系统可被用于体内检查、照相和视频记录组织。
本发明提供一种用于放大物体的装置，所述装置包括这样的SSID，该SSID具有设置在其远端上的至少一个成像阵列。所述装置还包括设置在所述SSID的远端上的第一光学元件，其中所述第一光学元件具有限定了第一纵向长度的远端和近端。GRIN透镜被设置在所述第一光学元件的远端上，并且第二光学元件被设置在所述GRIN透镜的远端上并限定了第二纵向长度。所述第一纵向长度和所述第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处。
在本发明的一个实施例中，(i)所述第一光学元件、(ii)所述GRIN透镜以及(iii)至少部分所述第二光学元件的外表面被涂覆有不透明材料。此外，可以在所述第一和第二光学元件以及所述GRIN透镜的外部设置光源，所述光源能够传播预定波长的光。
在本发明的另一实施例中，在所述第二光学元件的远端上设置光准直器件。在又一实施例中，在诸如环形棱镜的所述第二光学元件的远端上设置光反射器件。
在本发明的另一实施例中，所述装置还包括这样的SSID，该SSID具有设置在其上的多个成像阵列，其中每一个成像阵列均具有设置在其上的图像放大系统。所述图像放大系统包括设置在所述成像阵列的远端上的第一光学元件，并具有限定了第一纵向长度的远端和近端。所述图像放大系统还包括设置在所述第一光学元件的远端上的GRIN透镜和设置在所述GRIN透镜的远端上的第二光学元件，所述第二光学元件限定了第二纵向长度。所述第一纵向长度和所述第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处。
在本发明的一个实施例中，所述第一光学元件和/或所述第二光学元件包括透明圆柱体。在一个方面，所述第一和/或第二光学元件可包括实心的基于硅石(silica)的材料。在又一方面，所述第一光学元件/或所述第二光学元件包括具有小于1.1的折射率的流体填充的圆柱体。
在发明的另一实施例中，提供了一种SSID显微镜，包括SSID以及设置在所述SSID的远端上的具有远端和近端的纵向可调节的第一光学元件，所述SSID具有设置在其上的至少一个成像阵列。所述显微镜还包括：GRIN透镜，该GRIN透镜设置在所述第一光学元件的远端上并具有由固定的纵向长度限定的远端和近端；以及纵向可调节的第二光学元件，其设置在所述GRIN透镜的远端上。所述第一光学元件的纵向长度与所述第二光学元件的纵向长度的比率被保持为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处。
在本发明的一个实施例中，所述第一和/或第二光学元件包括可调节的体积的空气。在一个方面，所述第一和/或第二光学元件的外周由圆柱形构件限定。
本发明还提供一种放大物体的方法，包括以下步骤：(i)提供具有SSID以及第一和第二光学元件的装置，其中GRIN透镜被设置在所述第一与第二光学元件之间，其中所述第一光学元件的纵向长度与所述第二光学元件的纵向长度的比率被保持为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处；(ii)定向所述装置，以便所述物体被设置为邻近所述第二光学元件的远端；(iii)将预定波长的光传播到所述物体的表面上；以及(iv)接收传播到所述SSID上的部分光。
在本发明的又一实施例中，公开了一种放大物体的方法，包括以下步骤：(i)提供具有SSID以及第一和第二光学元件的装置，其中GRIN透镜被设置在所述第一与第二光学元件之间，其中所述第一光学元件的纵向长度与所述第二光学元件的纵向长度的比率被保持为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处；(ii)定向所述装置，以便所述物体被设置为邻近所述第二光学元件的远端；(iii)将预定波长的光传播到所述物体的表面中；以及(iv)接收传播到所述SSID上的部分光。
在本发明的另一实施例中，所述放大物体的方法还包括以下步骤：响应于被所述SSID接收的光而产生信号并将所述信号传送到信号处理器和图像显示器。
在本发明的又一实施例中，所述放大物体的方法还包括以下步骤：调节所述第一和第二光学元件的纵向长度以调节所述物体的放大率。在本发明的另一实施例中，所述放大物体的方法还包括以下步骤：将所述第二光学元件的远端设置为直接在将被放大的所述物体上。
在本发明的一个实施例中，所述放大物体的方法还包括以下步骤：调节所述第一和第二光学元件的所述纵向长度且改变传播到所述物体中或所述物体上的光的波长。
在本发明的附加实施例中，公开了一种用于放大物体的装置，包括SSID，该SSID具有设置其远端上的至少一个成像阵列。第一光学元件被设置在所述SSID的远端上，所述第一光学元件具有限定了第一纵向长度的远端和近端。第二光学装置被设置在所述第一光学装置的远端上，并限定了第二纵向长度。所述第一纵向长度和所述第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在第一光学元件的近端处。在本发明的一个方面中，所述第一光学元件为GRIN透镜。
附图说明
通过以下结合附图给出的详细的描述，本发明的其他特征和优点将显而易见，其中附图以实例的形式一起示例了本发明的特征；并且，在附图中：
图1a为根据本发明的实施例的SSID显微镜的侧视图；
图1b为图1的SSID显微镜的透视图；
图2为图1的SSID显微镜的侧视图，示例了在显微镜内光传输的一个实例；
图3a为根据本发明的一个实施例的SSID显微镜的侧视图；
图3b为图3a的SSID显微镜的透视图；
图4为根据本发明的一个实施例的环形棱镜的透视图；
图5为根据本发明的一个实施例的SSID显微镜的侧视图；
图6为图5的SSID显微镜的透视图；以及
图7为根据本发明的一个实施例的SSID显微镜的侧视图。
现在将参考示例的示例性实施例，并且这里使用特定的语言来描述相同的部分。然而，应该理解，不旨在本发明的范围受到限制。
具体实施方式
现在将参考所示例的示例性实施例，并且在此使用特定的语言来描述所述示例性实施例。然而，应该理解，本发明的范围不由此受到限制。这里所示例的本发明特征的变化和进一步的修改、以及这里所示例的对本发明原理的附加应用(其对于相关领域的且拥有该公开的技术人员而言容易想到)被认为在本发明的范围内。
必须注意，除非上下文另有明确说明，否则在该说明书和所附的权利要求中使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”均包括多个所指对象。
示例性实施例中的“SSID”、“固态成像器件”或“SSID芯片”通常包括用于收集图像数据的成像阵列或像素阵列。在一个实施例中，SSID可包括其中典型地制造有特征的硅或类硅衬底或非晶硅薄膜晶体管(TFT)。特征可以包括成像阵列、导电衬垫、金属迹线、电路等等。还可以存在用于希望的应用的其他集成电路部件。然而，只要存在收集可视数据或光子数据的装置和发送该数据以提供可视图像或图像再现的装置，便不需要所有这些特征都存在。
术语“管缆(umbilical)”可包括作为整体使SSID或微相机工作的设施(utility)的集合。典型地，管缆包括导电线路，例如，电线或其他导体，用于为SSID提供电力、接地、时钟信号以及输出信号，但并不是都严格地需要所有这些。例如，可以通过另一装置而不是通过电线来提供对诸如微加工管道的相机机壳的接地，等等。管缆还可包括其他设施，例如光源、温度传感器、力传感器、流体冲洗或抽吸构件、压力传感器、光纤光学元件、辐射发生器件以及激光二极管等等。
“GRIN透镜”或“渐变折射率透镜”是指这样的特殊化透镜，其折射率从中心光学轴到透镜的外径放射状变化。在一个实施例中，这样的透镜可以被配置为圆柱形，其光学轴从第一平端(flat end)延伸到第二平端。由此，因为从光学轴沿半径方向的不同折射率，该形状的透镜可以模拟更常规形状的透镜的效果。
牢记这些定义，现在将参考通过实例示例本发明的实施例的附图。
美国专利申请No.10/391490公开了使用微型成像系统用于医学成像，通过引入将其全部内容并入到这里。有时，希望放大通过微型成像系统观察的图像。如图1a和1b所示，本发明提供了用于放大物体的通常由10表示的微型装置。该装置包括SSID 15和设置在SSID 15的远端16上的第一光学元件20，SSID 15具有设置在其远端16上的至少一个成像阵列。第一光学元件20具有限定了第一纵向长度的远端21和近端22。GRIN透镜25被设置在第一光学元件20的远端21上，而第二光学元件30被设置在GRIN透镜25的远端26上，限定了第二纵向长度。第一纵向长度和第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察物体时，物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在第一光学元件20的近端22处。
在一个实施例中，用于放大物体的装置被设置在导管40的远端上。SSID 15被可操作地耦合到管缆45，管缆45可用作向SSID提供能量的电连接并用作数据传输管道。在一个实施例中，管缆45被连接到数据处理器和显示装置(未示出)。在另一实施例中，管缆45被用于向显微镜装置传送光。
参考图2，显微镜10的物平面被定向在第二光学元件30的远端31处，而显微镜10的像平面被定向在第一光学元件的近端22处。由此，显微镜10将在SSID 15上形成与物平面接触或在物平面中的物体的被放大的图像。通过下列公式1调节显微镜10的光放大率：
M = l 1 l 2 - - - ( 1 )
其中M为在物平面中的物体的放大率的量值，l1为第一光学元件20的纵向常数，以及12为第二光学元件30的纵向长度。
被透镜折射的不同波长的光聚焦在远离透镜的不同的点处。有时将该现象称为色像差。因此，传播通过GRIN透镜的不同波长的光将具有不同的焦点。图2示例了一个实例，其中第一光学元件与第二光学元件的纵向长度的比率导致了预定级别的放大率。将第一光学元件20的近端22与GRIN透镜25的近端27之间的距离(即，上述第一纵向长度)保持为使预定波长的光的焦距约等于第一纵向长度。由此，对于预定波长的光，焦平面近似位于第一光学元件20的近端处(即，近似在SSID 15的面上)。例如，对于具有其纵向长度为三毫米(3mm)的第一光学元件20和其纵向长度为一毫米(1mm)的第二光学元件30的SSID显微镜10而言，当所设计的波长的光传播到或传播通过物体并通过显微镜10而反射回时，物体的焦平面自身对准在第一光学元件20的近端22处(换言之，在SSID的面上)。在该实例中产生的放大率级别是肉眼情况下光放大率的三倍。
在一个示例性的实施例中，显微镜10具有约六百微米(0.6mm)的最大直径。有利地，显微镜的用户，例如，医护人员，可以使显微镜进入到部分的人体中并进行对身体组织的体内检查。
现在参考图3a和3b，在本发明的一个实施例中，提供了SSID显微镜，其包括SSID显微镜和设置在SSID 15的远端16上的第一光学元件20，其中SSID 15具有设置在其远端16上的至少一个成像阵列。第一光学元件20具有限定了第一纵向长度的远端21和近端22。GRIN透镜25被设置在第一光学元件20的远端21上，而第二光学元件30被设置在GRIN透镜25的远端26上，限定了第二纵向长度。第一纵向长度和第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察物体时，物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在第一光学元件20的近端22处。
在本发明的一个方面中，提供了在第一光学元件20和第二光学元件30以及GRIN透镜25外部的光源。该光源能够传播预定波长的光。外部光源的一个实例为沿显微镜10的纵向长度设置的光纤光缆35。光纤光缆35被耦合到光源，该光源能够调制传播通过光缆的光的波长的频率。如图3a所示，光纤光缆35向显微镜10的远端11传递特定波长的光束。在本发明的一个方面中，来自光纤光缆35的光反射离开与第二光学元件30的远端31接触的物体的表面并传输通过显微镜而到达SSID 15的表面上。在另一方面中，例如，来自光纤光缆35的近红外光被传播到物体上，反射离开物体的表面下(subsurface)的部分并传输通过显微镜10。
在本发明的另一方面中，第一光学元件20、GRIN透镜25以及至少部分的第二光学元件30的外表面被涂覆有不透明的材料。该不透明的材料减少了入射光进入显微镜10而导致的问题。
在一个实施例中，在第二光学元件30的远端上设置光准直器件(collimation device)，例如，抛物面镜。在另一方面中，该装置还包括设置在第二光学元件30的远端上的光反射器件。光反射器件的一个实例为图3b和4所示例的环形棱镜50。
在本发明的一个实施例中，第一光学元件20和/或第二光学元件30包括透明圆柱体。透明圆柱体可以包括，例如，实心的(solid)基于硅石的材料。在附加实例中，透明圆柱体可包括流体填充的圆柱体，其中该流体具有范围为约1到2的折射率。
在本发明的另一实施例中，第一光学元件20和第二光学元件30为纵向可调节的。在一个方面中，第一光学元件20和第二光学元件30包括一定体积的空气。在又一方面中，第一光学元件20和第二光学元件30包括流体。在一个实施例中，该流体具有小于1.1的折射率。
根据本发明的一个实施例，可以通过将SSID 15移动为更靠近GRIN透镜25来调节第一光学元件20。这可通过将SSID 15的一部分设置在轨道构件19(例如，日志式轨道(journaled track)构件)中来实现。轨道构件19沿显微镜10的纵向长度定向并包括用于使SSID在轨道构件内移动的装置。以相似的方式，可以通过使第二光学元件30的远端31移动为更靠近GRIN透镜25来调节第二光学元件30。
现在参考图5和6，在本发明的又一实施例中，显微镜50包括SSID 55，SSID 55具有设置在其上的多个成像阵列56。每一个成像阵列具有设置在其上的单个图像放大系统。每一个图像放大系统包括设置在该成像阵列的远端上的第一光学元件60，第一光学元件60具有限定了第一纵向长度的远端61和近端62。图像放大系统还包括设置在第一光学元件60的远端61上的GRIN透镜70。第二光学元件80被设置在GRIN透镜70的远端上，限定了第二纵向长度。第一纵向长度和第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察物体时，物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在第一光学元件60的近端62处。
除了上述实例之外，这里还预期一种放大物体的方法。现在总体上参考图1a、1b、2、3a和3b，在一个示例性实施例中，该方法包括提供具有SSID 15以及第一光学元件20和第二光学元件30的装置，其中在第一光学元件20和第二光学元件30之间设置有GRIN透镜25。保持第一光学元件20的纵向长度与第二光学元件30的纵向长度的比率，以便当以预定波长的光观察物体时，物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在第一光学元件20的近端22处。该方法还包括定向该装置，以便希望放大的物体被设置为邻近第二光学元件30的远端31。在一个方面中，物体与第二光学元件30的远端31直接接触。预定波长的光被传播到物体的表面上，并且所传播的光的一部分反射离开该物体的表面而到达SSID 15上。
在附加的实施例中，除了将预定波长的光传播到物体的表面上之外或者取代将预定波长的光传播到物体的表面上，该方法包括将预定波长的光(例如，近红外)传播到物体的一部分中。然后，通过SSID 15接收从物体表面和/或从物体内部反射离开的光。该方法还包括响应于通过SSID 15接收的光而产生信号并将所述信号传送到信号处理器和图像显示装置(未示出)。
在附加的实施例中，该方法还包括调整第一光学元件20的纵向长度和第二光学元件30的纵向长度以改变物体的放大率。该方法还包括调整传播到物体上和/或物体中的光的波长，以适当地将焦平面对准在SSID 15的面上。有利地，诸如医护人员的用户可以使显微镜10进入到患者的部位中，并对患者的组织进行详细的体内检查。通过调整第一光学元件20的长度和/或第二光学元件30的长度，医护人员可以改变单一物体的放大率。此外，通过调整传播到物体中和/或物体上的光的波长，可以观察组织的各种特性。
在本发明的附加实施例中，公开了一种放大物体的装置，其包括SSID80，SSID 80具有设置其远端上的至少一个成像阵列。第一光学元件85被设置在SSID的远端81上，第一光学元件85具有限定了第一纵向长度的远端86和近端87。第二光学装置90被设置在第一光学元件85的远端86上，限定了第二纵向长度。第一纵向长度和第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察物体时，物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在第一光学元件的近端处。在本发明的一方面中，第一光学元件85为GRIN透镜。在本发明的又一方面中，第二光学元件90为GRIN透镜。
虽然上述实例是对本发明在一个或多个特定应用中的原理的示例，但对于本领域的普通技术人员而言很明显，在不运用创造性能力和不背离本发明的原理和构思的情况下，可以在形式、使用以及实施细节上做出各种修改。因此，本发明旨在仅仅受以下阐述的权利要求的限制。

Claims (28)

1.一种用于放大物体的装置，包括：
SSID，其具有设置在其远端上的至少一个成像阵列；
第一光学元件，其设置在所述SSID的远端上，所述第一光学元件具有限定了第一纵向长度的远端和近端；
GRIN透镜，其设置在所述第一光学元件的远端上并具有远端和近端；以及
第二光学元件，其设置在所述GRIN透镜的远端上并限定了第二纵向长度；
其中所述第一纵向长度和所述第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处。
2.根据权利要求1的装置，其中(i)所述第一光学元件、(ii)所述GRIN透镜以及(iii)至少部分所述第二光学元件的外表面被涂覆有不透明材料。
3.根据权利要求1的装置，还包括在所述第一和第二光学元件以及所述GRIN透镜外部的光源，所述光源能够传播预定波长的光。
4.根据权利要求1的装置，还包括设置在所述第二光学元件的远端上的光准直器件。
5.根据权利要求1的装置，还包括设置在所述第二光学元件的远端上的光反射器件。
6.根据权利要求5的装置，其中所述光反射器件为环形棱镜。
7.根据权利要求1的装置，还包括这样的SSID，该SSID具有设置在其上的多个成像阵列，每一个成像阵列均具有设置在其上的图像放大系统，所述图像放大系统包括：
第一光学元件，其设置在所述成像阵列的远端上，并具有限定了第一纵向长度的远端和近端；
GRIN透镜，其设置在所述第一光学元件的远端上；以及
第二光学元件，其设置在所述GRIN透镜的远端上并限定了第二纵向长度；
其中所述第一纵向长度和所述第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处。
8.根据权利要求1的装置，其中所述第一光学元件包括透明圆柱体。
9.根据权利要求1的装置，其中所述第二光学元件包括透明圆柱体。
10.根据权利要求1的装置，其中所述第一和第二光学元件包括实心的基于硅石的材料。
11.根据权利要求1的装置，其中所述第一和第二光学元件包括具有小于1.1的折射率的流体填充的圆柱体。
12.一种SSID显微镜，包括：
SSID，其具有设置在其上的至少一个成像阵列；
设置在所述SSID的远端上的纵向可调节的第一光学元件，其具有远端和近端；
GRIN透镜，其设置在所述第一光学元件的远端上并具有由固定的纵向长度限定的远端和近端；以及
纵向可调节的第二光学元件，其设置在所述GRIN透镜的远端上；
其中所述第一光学元件的纵向长度与所述第二光学元件的纵向长度的比率被保持为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处。
13.根据权利要求12的显微镜，其中所述第一和第二光学元件包括可调节的体积的空气。
14.根据权利要求12的显微镜，其中所述第一和第二光学元件包括具有小于1.1的折射率的材料。
15.根据权利要求12的显微镜，其中所述第一和第二光学元件的外周由圆柱形构件限定。
16.一种放大物体的方法，包括：
提供具有SSID以及第一和第二光学元件的装置，并将GRIN透镜设置在所述第一与第二光学元件之间，其中所述第一光学元件的纵向长度与所述第二光学元件的纵向长度的比率被保持为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处；
定向所述装置，以便所述物体被设置为邻近所述第二光学元件的远端；
将预定波长的光传播到所述物体的表面上；以及
接收从所述表面反射到所述SSID上的部分光。
17.根据权利要求16的方法，还包括响应于被所述SSID接收的光而产生信号并将所述信号传送到信号处理器和图像显示器。
18.根据权利要求16的方法，还包括调节所述第一光学元件的纵向长度和所述第二光学元件的纵向长度以调节所述物体的放大率。
19.根据权利要求16的方法，还包括将所述第二光学元件的远端设置为与所述物体直接接触。
20.根据权利要求16的方法，还包括调节光的传播波长。
21.一种放大物体的方法，包括：
提供具有SSID以及第一和第二光学元件的装置，并将GRIN透镜设置在所述第一与第二光学元件之间，其中所述第一光学元件的纵向长度与所述第二光学元件的纵向长度的比率被保持为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处；
定向所述装置，以便所述物体被设置为邻近所述第二光学元件的远端；
将预定波长的光传播到所述物体的表面中；以及
接收从所述表面反射到所述SSID上的部分光。
22.根据权利要求21的方法，还包括响应于被所述SSID接收的光而产生信号并将所述信号传送到信号处理器和图像显示器。
23.根据权利要求21的方法，还包括调节所述第一光学元件的纵向长度和所述第二光学元件的纵向长度以调节所述物体的放大率。
24.根据权利要求21的方法，还包括将所述第二光学元件的远端设置为与所述物体直接接触。
25.根据权利要求21的方法，还包括调节光的传播波长。
26.一种用于放大物体的装置，包括：
SSID，其具有设置在其远端上的至少一个成像阵列；
第一光学元件，其设置在所述SSID的远端上，所述第一光学元件具有限定了第一纵向长度的远端和近端；
第二光学装置，其设置在所述第一光学装置的远端上并限定了第二纵向长度；
其中所述第一纵向长度和所述第二纵向长度被配置为，当以预定波长的光观察所述物体时，所述物体被以预定级别的放大率放大，并且被放大的物体的焦平面对准在所述第一光学元件的近端处。
27.根据权利要求26的装置，其中所述第一光学元件为GRIN透镜。
28.根据权利要求26的装置，其中所述第二光学元件为GRIN透镜。
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