DE112014007116T5

DE112014007116T5 - Fotoakustisches Mikroskop und fotoakustisches Signalerfassungsverfahren

Info

Publication number: DE112014007116T5
Application number: DE112014007116.1T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Murayama
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2017-08-10
Also published as: US20170254784A1; JPWO2016084217A1; WO2016084217A1; US10429353B2; JP6431928B2

Abstract

Ein fotoakustisches Mikroskop (100) umfasst: eine Lichtquelle (102), die Pulslicht (L) erzeugt; eine Objektivlinse (103), die das Pulslicht (L), das von der Lichtquelle (102) emittiert wird, fokussiert und eine Probe (104) mit dem fokussierten Pulslicht (L) bestrahlt; eine fotoakustische Signalerfassungseinheit (106), die ein akustisches Signal erfasst, das von der Probe 104 durch Einstrahlung des Pulslichts (L) erzeugt wird; eine Bildsignal-Bildungseinheit (110), die ein Bildsignal der Probe (104) auf der Grundlage des akustischen Signals bildet; eine Informationseinheit (107), die über eine Information verfügt, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität des Pulslichts (L), das in die Probe (104) eintritt, und einer Intensität des akustischen Signals, das von der Probe (104) erzeugt wird, darstellt, und ein variables ND-Filter (Pulslicht-Intensitätsänderungseinheit) 113, das die Intensität des Pulslichts (L) von einer Lichtquelle (104) ändert.

Description

TechnHisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein fotoakustisches Mikroskop und ein fotoakustisches Signalerfassungsverfahren.
Stand der Technik
Fotoakustische Wellen sind eine Art von elastischen Wellen, die während eines thermoelastischen Vorgangs erzeugt werden, der hervorgerufen wird, wenn eine Substanz mit Licht bestrahlt wird, das ein Absorptionswellenlängenband aufweist. Fotoakustische Bildgebung erregt daher Aufmerksamkeit als ein Verfahren zum Abbilden von Absorptionscharakteristiken.
Bei einem fotoakustischen Mikroskop, bei dem zum Abbilden fotoakustische Wellen auf ein Erfassungssignal angewendet werden, wird ein Verfahren eingesetzt, das ein Verwenden von Pulslicht, das an ein Absorptionswellenlängenband eines zu beobachtenden Objekts als Anregungslicht angepasst ist, ein Fokussieren des Anregungslichts mithilfe einer Objektivlinse, um das Innere einer Probe mit einem fokussierten Lichtfleck abzutasten, und ein Erfassen fotoakustischer Wellen, die an jeder Position eines fokussierten Lichtflecks erzeugt werden, mithilfe eines Wandlers oder anderer derartiger Vorrichtungen beinhaltet.
Ein Beispiel für die Ausgestaltung des fotoakustischen Mikroskops, das dafür ausgestaltet ist, ein hochaufgelöstes Bild aufzunehmen, wird in der Nicht-Patentliteratur 1 vorgeschlagen. Mit dem vorgeschlagenen fotoakustischen Mikroskop wird dieselbe Stelle zweimal fotografiert. Eine Probe wird zuerst derart fotografiert, dass ein Bereich um die Mitte eines Lichtflecks mehr gebleicht wird als die Umgebung des Lichtflecks. Durch ein nochmaliges Messen derselben Stelle und Ermitteln einer Signaldifferenz wird ermöglicht, den Durchmesser des durch das erste Fotografieren gebleichten Flecks zu erfassen. Aufgrund dessen kann ein hochaufgelöstes Bild aufgenommen werden.
Stand der Technik
Nicht-Patentliteratur

Nicht-Patentliteratur 1: J. Yao, L. Wang, C. Li, C. Zhang und L. V. Wang, „Photoimprint Photoacoustic Microscopy for Three-Dimensional Label-Free Subdiffraction Imaging”, Physical Review Letters 112(1), 014302 (Jan. 2014)

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Bei dem in der Nicht-Patentliteratur 1 vorgeschlagenen Verfahren muss jedoch dieselbe Stelle eines zu beobachtenden Objekts zweimal fotografiert werden. Es nimmt daher Zeit in Anspruch, ein Bild aufzunehmen. Bei dem Verfahren muss außerdem ein Absorber gebleicht werden, bei dem es sich um ein zu beobachtendes Objekt handelt. Das zu beobachtende Objekt wird daher beschädigt.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des Vorstehenden gemacht, und es ist eine ihrer Aufgaben, ein fotoakustisches Mikroskop und ein fotoakustisches Signalerfassungsverfahren bereitzustellen, mit deren Hilfe sich durch ein einziges Fotografieren ohne Beschädigung eines zu beobachtenden Objekts ein hochaufgelöstes Bild erhalten werden kann.
Lösung des Problems
Um die vorstehend erwähnten Probleme und die Aufgabe zu lösen, weist ein fotoakustisches Mikroskop gemäß der vorliegenden Erfindung auf:
eine Lichtquelle, die Pulslicht erzeugt;
ein fokussierendes optisches System, welches das von der Lichtquelle erzeugte Pulslicht fokussiert und eine Probe mit dem fokussierten Pulslicht bestrahlt;
eine fotoakustische Signalerfassungseinheit, die ein akustisches Signal erfasst, das von der Probe durch Einstrahlung des Pulslichts erzeugt wird;
eine Bildsignal-Bildungseinheit, die ein Bildsignal der Probe auf der Grundlage des akustischen Signals bildet;
eine Informationseinheit, die über eine Information verfügt, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und einer Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt, und
eine Pulslicht-Intensitätsänderungseinheit, die eine Intensität des Pulslichts von einer Lichtquelle auf der Grundlage der Information ändert.
Ein fotoakustisches Signalerfassungsverfahren gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf:
Emittieren von Pulslicht;
Fokussieren des bei dem Emissionsschritt emittierten Pulslichts und Bestrahlen einer Probe mit dem fokussierten Pulslicht;
Erfassen eines akustischen Signals, das von der Probe durch Einstrahlung des Pulslichts erzeugt wird;
Bilden eines Bildsignals der Probe auf der Grundlage des akustischen Signals;
Bereitstellen einer Information, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und einer Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt, und
Ändern einer Intensität des Pulslichts von einer Lichtquelle auf der Grundlage der Information.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zeigt Wirkungen dahingehend, dass ein fotoakustisches Mikroskop und ein fotoakustisches Signalerfassungsverfahren bereitgestellt werden können, mit deren Hilfe ermöglicht wird, durch ein einziges Fotografieren ohne Beschädigung eines zu beobachtenden Objekts ein hochaufgelöstes Bild aufzunehmen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A bis 1D sind Schaubilder, die den Graph einer mithilfe eines fotoakustischen Signals erlangten Hochauflösung veranschaulichen.
2A bis 2F sind Schaubilder, die den Graph der mithilfe des fotoakustischen Signals erlangten Hochauflösung veranschaulichen.
3A und 3B sind Schaubilder, die den Graph zum Berechnen einer Schwelle veranschaulichen.
4A ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht, und 4B ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer Abwandlung der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein fotoakustisches Erfassungsverfahren für das fotoakustische Mikroskop gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
6A und 6B sind Schaubilder zum Beschreiben der Berechnung einer Schwelle und der Hochauflösung.
7A ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht, und 7B ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
8A ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht, 8B ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer Abwandlung der dritten Ausführungsform veranschaulicht, und 8C ist ein Schaubild, das Charakteristiken von Pulslicht veranschaulicht, das von einer Lichtquelle abgegeben wird.
9A ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht, 9B ist ein Schaubild, das eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops gemäß einer Abwandlung der vierten Ausführungsform veranschaulicht, und 9C ist ein Schaubild, das Charakteristiken von Pulslicht veranschaulicht, das von einer Lichtquelle abgegeben wird.
Beschreibung von Ausführungsformen
Es werden nun Funktionen und Wirkungen beschrieben, die durch die Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops und eines fotoakustischen Signalerfassungsverfahrens in Ausführungsformen erreicht werden. Die vorliegende Erfindung soll durch die Ausführungsformen nicht eingeschränkt werden. Insbesondere enthält die Beschreibung von Ausführungsformen zu Veranschaulichungszwecken zahlreiche spezifische detaillierte Inhalte, aber verschiedene Varianten und Änderungen der detaillierten Inhalte weichen nicht von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ab. Daher werden die veranschaulichenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachfolgend ohne einen Verlust an Allgemeinheit oder irgendeine Einschränkung der beanspruchten Erfindung beschrieben.
Erste Ausführungsform
Als Erstes wird eine Hochauflösung bei einem fotoakustischen Mikroskop gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben.
1A zeigt eine Intensitätsverteilung in einer Pulslicht-Linie, die eine Probe, die ein bei der ersten Ausführungsform zu beobachtendes Objekt ist, von einer Objektivlinse aus bestrahlt und mithilfe der Objektivlinse fokussiert wird. Die Horizontalachse stellt Positionen dar, und die Vertikalachse stellt eine Intensität dar, wobei beide eine beliebige Einheit aufweisen. Es wird angenommen, dass das Pulslicht bis zu einer optischen Auflösungsgrenze fokussiert ist.
1B veranschaulicht den Zustand, bei dem Pulslicht 10 ein Chart 11 entlang der Richtung der gestrichelten Linie abtastet. Das Chart 11 weist zwei rechteckige Charts 11a und 11b auf, die nebeneinander mit einem Abstand angeordnet sind, der nicht mithilfe optischer Beobachtung aufgelöst werden kann.
2B veranschaulicht ein allgemeines Verhältnis zwischen einer Intensität LI (Horizontalachse: beliebige Einheit) auf eine Probe auftreffenden Lichts unter Lichtstrahlen von einer Lichtquelle und einer Intensität SI (Horizontalachse: beliebige Einheit) eines beobachteten akustischen Signals. In den Zeichnungen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, weisen die Horizontalachse und die Vertikalachse beliebige Einheiten auf, sofern nichts anderes angegeben ist. Bei dem in 2B veranschaulichten Maßstab weisen die Intensität LI des auftreffenden Lichts und die Intensität SI des akustischen Signals ein lineares Verhältnis auf, das durch eine gerade Linie 14 dargestellt ist.
2C veranschaulicht Intensitätsverteilungen 15a und 15b in einem optischen Bild, das durch Fotografieren der Charts 11a und 11b mit fotoakustischen Wellen erhalten wird, in dem Fall, dass die Intensität LI des auftreffenden Lichts und die Intensität SI des akustischen Signals das durch die gerade Linie 14 angezeigte lineare Verhältnis aufweisen. Die Horizontalachse stellt Positionen dar, und die Vertikalachse stellt eine Bildintensität dar.
Eine Intensitätsverteilung 18 in 2F ist eine Intensitätsverteilung, die durch Hinzufügen der Intensitätsverteilungen 15a und 15b in dem optischen Bild erhalten wird. Wie aus der Intensitätsverteilung 18 ersichtlich ist, versteht es sich, dass die Charts, die nicht optisch aufgelöst werden können, nicht mithilfe eines herkömmlichen fotoakustischen Mikroskops aufgelöst werden können.
1C veranschaulicht ein in diesem Fall beobachtetes Bild 12.
Andererseits ist 2D ein Schaubild, das eine Information (Kurve 16) veranschaulicht, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität (Horizontalachse) von in eine Probe eintretendem Pulslicht und einer Intensität (Vertikalachse) eines von der Probe bei der ersten Ausführungsform erzeugten Signals veranschaulicht. In 2D nimmt zum Beispiel ein Bild-Intensitätssignal in einem Bereich kurvenförmig ab, wo eine Bildintensität kleiner als 0,2 ist. Beim Fotografieren der Charts mit einer auftreffenden Intensität LI in der Nähe eines Wendepunkts, der in der Kurvendarstellung von LI und SI erscheint, ermöglicht zum Beispiel eine auftreffende Intensität von 0,3 zwei fotoakustische Signale 17a und 17b zu erhalten, die in 2E veranschaulicht sind. 1D veranschaulicht in diesem Fall beobachtete Bilder 13a und 13b.
2F veranschaulicht eine Signal-Intensitätsverteilung 19, die durch Hinzufügen der fotoakustischen Signale 17a und 17b erhalten wird. Wie aus der Signal-Intensitätsverteilung 19 ersichtlich ist, versteht es sich, dass die Charts, die nicht optisch aufgelöst werden können, mithilfe des fotoakustischen Mikroskops der ersten Ausführungsform aufgelöst werden können.
Das in 2D veranschaulichte Verhältnis kann bei einem Ansteigen des Signals vorhanden sein. In zahlreichen Fällen kann jedoch das von der Kurve in 2D gezeigte Verhältnis in einem Bereich erzeugt werden, der einem Anteil einer Menge auftreffenden Lichts entspricht, der kleiner ist als eine minimale Einheit zum Anpassen auftreffenden Lichts. Zum Beispiel werden die Fälle in 3A und 3B betrachtet. Wenn eine Schwellen-IP 0,04 beträgt, und LI in Einheiten von 0,1 angepasst wird, weisen die Intensität LI des auftreffenden Lichts und die Intensität SI des akustischen Signals ein lineares Verhältnis auf, wie in 3A veranschaulicht ist.
Wenn die Intensität LI des auftreffenden Lichts in Einheiten von 0,01 angepasst wird, weisen die Intensität LI des auftreffenden Lichts und die Intensität SI des akustischen Signals ein kurvenförmiges Verhältnis auf, wie in 3B veranschaulicht ist.
In 3B ist ein Abschnitt vergrößert, der in 3A von einem gestrichelten Kreis umgeben ist. In 3B ist eine Schwellen-IP von 0,04 als ein Schnittpunkt zwischen einer gestrichelten Linie, die von einem linearen Teil der durch die durchgehende Linie gezeigten Kurve aus verläuft, und der Intensität SI von 0 bestimmt. Wenn eine Leistung LI pro Puls, mit der die Probe bestrahlt wird, die Schwellen-IP ist, kann ein hochaufgelöstes Bild erhalten werden, wie durch eine Signal-Intensitätsverteilung 19 in 2F gezeigt ist.
4A veranschaulicht eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops 100 in der ersten Ausführungsform. Das fotoakustische Mikroskop 100 der ersten Ausführungsform ist derart ausgestaltet, dass es eine Probe automatisch misst. Eine Lichtquelle 102 erzeugt Pulslicht. Eine Objektivlinse 103, die ein fokussierendes optisches System ist, fokussiert das von der Lichtquelle 102 erzeugte Pulslicht und bestrahlt eine Probe 104 mit dem fokussierten Pulslicht.
Wenn die Probe 104 zum Beispiel ein lebender Körper ist, und Blutgefäße in dem lebenden Körper abgebildet werden sollen, emittiert die Pulslichtquelle 102 Anregungslicht mit einer Absorptionswellenlänge von Hämoglobin. Das zu beobachtende Objekt ist nicht auf Blutgefäße beschränkt, und die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf ein Abbilden endogener Substanzen wie beispielsweise Melanin. In diesem Fall wird Licht mit einer Absorptionswellenlänge einer zu beobachtenden Substanz als Pulslicht (Anregungslicht) L verwendet.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Abbilden exogener Substanzen wie beispielsweise Phosphor und Metall-Nanopartikel anwendbar. Für Phosphor wird Licht mit einem Absorptionswellenlängenband von zu beobachtendem Phosphor als Pulslicht (Anregungslicht) L verwendet. Für Metall-Nanopartikel wird Licht mit einem Resonanzwellenlängenband von zu beobachtenden Metall-Nanopartikeln als Pulslicht (Anregungslicht) L verwendet.
Wenn eine Mehrzahl von absorbierenden Substanzen in der Probe 104 vorhanden ist, wird angestrebt, Licht zu verwenden, das eine Spitzenwellenlänge eines Absorptionsspektrums aufweist, das charakteristisch für ein zu beobachtendes Objekt ist. Ein zeitlicher Verlauf von Emissionen des Pulslichts von der Pulslichtquelle 102 wird mithilfe der Steuereinheit 101 gesteuert.
Das Pulslicht L von der Pulslichtquelle 102 passiert ein variables ND-Filter 113, um in die Objektivlinse 103 einzutreten. Zu Beispielen für das variable ND-Filter 113, die verwendet werden können, zählt ein Flüssigkristallfilter, das in der Lage ist, seine Durchlässigkeit in dem Bereich von 0% bis 100% zu verändern. Um die Schwellen-IP zu bestimmen, wird die Lichtmenge des Pulslichts L mithilfe des variablen ND-Filters 113 gemäß einem später beschriebenen Flussdiagramm angepasst.
Das von der Objektivlinse 103 abgegebene Pulslicht (Anregungslicht) L wird auf eine Fokusposition der Objektivlinse 103 fokussiert. Die Probe 104 ist derart angeordnet, dass sie sich mit einem fokussierten Lichtfleck des Pulslichts (Anregungslichts) L überlappt.
Eine fotoakustische Signalerfassungseinheit 106 erfasst ein akustisches Signal, das von der Probe durch Einstrahlung des Pulslichts erzeugt wird. Es wird angestrebt, dass ein fotoakustisches Wellenübertragungsmedium, durch das sich fotoakustische Wellen leicht ausbreiten, wie beispielsweise Wasser, zumindest zwischen die Objektivlinse 103 und die Probe 104 und zwischen die Probe 104 und die fotoakustische Signalerfassungseinheit 106 gefüllt wird.
Die fotoakustische Signalerfassungseinheit 106 ist zum Beispiel ein Wandler, der derart ausgestaltet ist, dass er fotoakustische Wellen erfasst. Die fotoakustische Signalerfassungseinheit 106 gibt eine Wellenform fotoakustischer Wellen mit Bezug auf eine zeitliche Veränderung über eine Steuereinheit 101 als ein Ausgangssignal an eine Bildsignal-Bildungseinheit 110 aus. Die Bildsignal-Bildungseinheit 110 bildet ein Bildsignal der Probe 104 auf der Grundlage des akustischen Signals.
Die Träger-Antriebseinheit 109 verschiebt die Position des Trägers 105 zweidimensional (orthogonal zwei Achsen, in einer xy-Ebene) oder dreidimensional (orthogonal drei Achsen, in einer xyz-Ebene) relativ zu dem Pulslicht L und der Probe 104. Die fotoakustische Signalerfassungseinheit 106 weist eine akustische Linse, die über eine der Probe zugewandte konkave Fläche verfügt, an einem distalen Endabschnitt auf der Probenseite auf. Es wird angestrebt, dass die Objektivlinse 103 und die akustische Linse ein confokales Verhältnis aufrechterhalten. Daher wird bei der ersten Ausführungsform der Träger 105 zweidimensional oder dreidimensional an die confokale Position bewegt. Auf diese Weise kann ein planares oder stereoskopes akustisches Signal der Probe 104 erfasst werden.
Eine Informationserzeugungseinheit 107 erzeugt eine Information, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität eines in eine Probe eintretenden Pulslichts und einer Intensität eines von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt. Die Informationserzeugungseinheit 107 entspricht einer Informationseinheit.
Von der Pulslichtquelle 102 abgegebenes Licht passiert das variable ND-Filter 113. Das variable ND-Filter 113 hat eine Funktion zum Anpassen der Lichtmenge, mit der die Probe 104 bestrahlt wird.
Eine Schwellenberechnungseinheit 112 berechnet auf der Grundlage der Information als eine Schwellen-IP eine Pulslichtintensität, bei der die Intensität des akustischen Signals relativ zu der Intensität des Pulslichts L zuzunehmen beginnt.
Als Nächstes wird eine Prozedur eines fotoakustischen Signalerfassungsverfahrens bei der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm aus 5 beschrieben.
Als Erstes gibt im Schritt S101 die Pulslichtquelle 102 Pulslicht L ab. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 101 das in einem optischen Pfad angeordnete variable ND-Filter 113 derart, dass die Durchlässigkeit minimal ist (das heißt, die übertragene Lichtmenge ist minimal). Das Pulslicht L wird mithilfe der Objektivlinse 103 fokussiert. Im Schritt S102 wird die Probe 104 mit dem fokussierten Pulslicht L bestrahlt.
Im Schritt S103 erfasst die fotoakustische Signalerfassungseinheit 106 ein akustisches Signal, das von einer Probe durch Einstrahlung von Pulslicht L erzeugt wird. Im Schritt S104 bestimmt die Steuereinheit 101, ob das akustische Signal erzeugt wurde. Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S104 falsch ist (Nein), schreitet der Ablauf fort zu Schritt S105. Im Schritt S105 passt die Steuereinheit 101 die Durchlässigkeit des variablen ND-Filters 113 derart an, dass sie größer wird als die aktuelle Durchlässigkeit, das heißt, die Lichtmenge wird erhöht.
Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S104 wahr ist (Ja), erfasst die fotoakustische Signalerfassungseinheit im Schritt S106 ein akustisches Signal von der Probe 104. Im Schritt S107 erhöht die Steuereinheit 101 die Durchlässigkeit des variablen ND-Filters 113 um einen vorgegebenen Betrag. Das Erfassen des akustischen Signals wird wiederholt. Im Schritt S108 wird ermittelt, ob die akustischen Signale eine festgelegte Anzahl von Malen gemessen wurden.
Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S108 Nein ist, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S106. Ein akustisches Signal wird auf eine Weise gemessen, dass die Menge des auf die Probe 104 auftreffenden Lichts, das heißt, die Intensität, die durch Ändern einer von der Pulslichtquelle 102 abgegebenen Leistung pro Puls mithilfe des variablen ND-Filters 113 erhalten wird, geändert wird.
Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S108 Ja ist, schreitet der Ablauf fort zu Schritt S109. Im Schritt S109 erzeugt die Informationserzeugungseinheit 107 eine Information, die ein Verhältnis zwischen der Intensität, die durch Ändern einer von der Pulslichtquelle 102 abgegebenem Leistung pro Puls mithilfe des variablen ND-Filters 113 erreicht wird, und der Intensität des von der Probe 104 erzeugten akustischen Signals darstellt.
Im Schritt S110 berechnet die Schwellenberechnungseinheit 112 als die Schwellen-IP eine Pulslichtintensität, bei der die Intensität des akustischen Signals relativ zu der Intensität des Pulslichts L zuzunehmen beginnt. Im Schritt S111 stellt die Steuereinheit 101 die Durchlässigkeit des variablen ND-Filters 113 auf die Durchlässigkeit ein, mit der die Schwellen-IP erreicht wird. Auf diese Weise kann die Menge des Pulslichts L angepasst werden, um ein hochaufgelöstes Bild zu erhalten.
6A ist ein Schaubild, das die Informationen und die Schwellen-IP veranschaulicht, die bei der ersten Ausführungsform erhalten werden. Ein Auftragen des Verhältnisses zwischen der Intensität LI (Horizontalachse), die durch Ändern einer Leistung pro von der Pulslichtquelle 102 abgegebenem Puls mithilfe des variablen ND-Filters 113 erhalten wird, und der Intensität S1 (Horizontalachse) des von der Probe 104 erzeugten Signals ergibt eine charakteristische Kurve, die durch die durchgezogene Linie dargestellt ist.
In diesem Fall berechnet die Schwellenberechnungseinheit 112 als eine Schwellen-IP eine Pulslichtintensität, bei der die Intensität SI des akustischen Signals relativ zu der Intensität LI, die durch Ändern einer Leistung pro von der Pulslichtquelle abgegebenem Puls mithilfe des variablen ND-Filters erhalten wird, zuzunehmen beginnt. Insbesondere wird ein Schnittpunkt zwischen einer geraden Linie (in 6A durch eine gestrichelte Linie dargestellt), die von einem linearen Teil der charakteristischen Kurve aus verläuft, die durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, und der Intensität SI = 0 des akustischen Signals als die Schwellen-IP festgelegt.
In dem Fall, dass die Intensität LI, die durch Ändern einer Leistung pro von der Pulslichtquelle abgegebenem Puls mithilfe des variablen ND-Filters erhalten wird, und die Intensität SI des akustischen Signals kein kurvenförmiges Verhältnis aufweisen, das heißt, ein lineares Verhältnis aufweisen, liegt die Schwellen-IP in einem Bereich, der kleiner ist als die minimale Anpassungseinheit des variablen ND-Filters 113.
In diesem Fall wird zum Beispiel ein zusätzliches ND-Filter 113a, das derart ausgestaltet ist, dass es die Lichtmenge auf 1/10 einstellt, in den optischen Pfad eingefügt. Eine Schwellen-IP wird mithilfe der vorstehend erwähnten Prozedur bestimmt. In 4A ist das zusätzliche ND-Filter 113a derart ausgestaltet, dass es sich selektiv an die von dem optischen Pfad zurückgesetzte Position, die durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, und die in den optischen Weg eingefügte durch die gestrichelte Linie dargestellte Position bewegt.
Mit dem in den optischen Pfad eingefügten zusätzlichen ND-Filter 113a wird gemäß der vorstehend mit Bezug auf 5 beschriebenen Prozedur ein fotoakustisches Signal erfasst. Auf diese Weise kann die Schwellen-IP berechnet werden, selbst wenn die Schwellen-IP in einem Bereich liegt, der kleiner ist als die minimale Anpassungseinheit des variablen ND-Filters 113.
Bei der ersten Ausführungsform wird angestrebt, dass das variable ND-Filter 113 auf der Grundlage der von der Schwellenberechnungseinheit 112 berechneten Schwellen-IP die Intensität des Pulslichts von der Lichtquelle 102 derart ändert, dass der folgende Bedingungsausdruck (1) erfüllt ist: 1,05 < IP/IT < 2,7 (1) wobei IT die von der Schwellenberechnungseinheit 112 berechnete Schwelle ist und IP ein Spitzenwert einer Intensität an einer Fokusposition des Pulslichts nach der Änderung ist.
Der Bedingungsausdruck (1) definiert die Bedingung, dass ein angemessenes hochaufgelöstes Bild erlangt wird. Wenn IP/IT unter den unteren Grenzwert in dem Bedingungsausdruck (1) fällt, kommt kein Pulslicht von der Lichtquelle. Wenn IP/IT den oberen Grenzwert in dem Bedingungsausdruck (1) überschreitet, kann die für eine Hochauflösung erforderliche Auflösung nicht erreicht werden.
Ein Erhöhen der auf die Probe 104 auftreffenden Intensität trägt nicht viel zu einer Kontrastverbesserung bei. 6B veranschaulicht die Rayleigh-Grenze. Intensitätsverteilungen schneiden sich an zwei Punkten bei einer Spitzenintensität von 37%. Wenn daher der obere Grenzwert in dem Bedingungsausdruck gleich oder kleiner als 1/0,37 = 2,7 ist, können zwei Punkte mit der Rayleigh-Grenze oder weniger klar aufgelöst werden.
Abwandlung der ersten Ausführungsform
Als Nächstes wird ein fotoakustisches Mikroskop 150 gemäß einer Abwandlung der ersten Ausführungsform mit Bezug auf 4B beschrieben. Bei dem fotoakustischen Mikroskop 100 der ersten Ausführungsform wird automatisch eine Schwellen-IP auf der Grundlage eines vorgegebenen Flussdiagramms berechnet, und danach wird ein hochaufgelöstes Bild aufgenommen.
Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Abwandlung ein hochaufgelöstes Bild manuell aufgenommen. Ein fotoakustisches Mikroskop 150 weist bei der vorliegenden Abwandlung eine Anzeigeeinheit 111 auf. Die Anzeigeeinheit 111 zeigt eine Information an, die eine Intensität LI, die durch Ändern einer Leistung pro von einer Lichtquelle abgegebenem Puls mithilfe eines variablen ND-Filters 113 erhalten wird, und eine Intensität SI eines akustischen Signals darstellen. Die anzuzeigende Information wird von Schritt S101 bis Schritt S109 in dem vorstehend erwähnten Flussdiagramm ermittelt. Ein Benutzer (nicht gezeigt) ermittelt eine Schwellen-IP auf der Grundlage der angezeigten Information.
Die Lichtmenge wird mithilfe des variablen ND-Filters 113 derart angepasst, dass die ermittelte Schwellen-IP festgelegt wird. Auf diese Weise kann ein hochaufgelöstes Bild manuell erhalten werden.
Zweite Ausführungsform
Es wird nun ein fotoakustisches Mikroskop 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. 7A veranschaulicht eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops 200 gemäß der zweiten Ausführungsform. Das fotoakustische Mikroskop 200 der zweiten Ausführungsform ist derart ausgestaltet, dass es eine Probe automatisch misst. Dieselben Teile wie bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugssymbolen bezeichnet, um einander überschneidende Beschreibungen zu vermeiden.
Bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform berechnet die Schwellenberechnungseinheit 112 als ersten Schritt eine Schwellen-IP für jede Probe 104 für jede Messung unterschiedlicher Proben 104. Im Gegensatz dazu weist bei der zweiten Ausführungsform das fotoakustische Mikroskop eine Informationsspeichereinheit 201 als eine Informationseinheit auf. Die Informationsspeichereinheit 201 speichert eine Information, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität, die durch Ändern einer Leistung pro von der Pulslichtquelle 102 abgegebenem Puls mithilfe des variablen Filters 113 erhalten wird und in die Probe 104 eintritt, und der Intensität eines von der Probe 104 erzeugten akustischen Signals darstellt.
Zum Beispiel weist die Informationsspeichereinheit 201 eine Tabelle auf, in der ein Verhältnis zwischen der gespeicherten Information und der Art der Probe 104 dargestellt ist. Ein Benutzer gibt die Art einer zu beobachtenden Probe über eine Eingabeeinheit 108 ein, bei der es sich um eine Benutzerschnittstelle wie beispielsweise eine Tastatur handelt. In der Informationsspeichereinheit 201 können eine erforderliche Information oder eine im Voraus von einer anderen Vorrichtung gemessene erforderliche Information bei der werksseitigen Auslieferung des fotoakustischen Mikroskops gespeichert werden.
Die Schwellenberechnungseinheit IP berechnet eine Schwellen-IP auf der Grundlage der in der Informationsspeichereinheit 201 gespeicherten Information. Für die Berechnung der Schwellen-IP passt die Steuereinheit 101 die Intensität LI an, die durch Ändern einer Leistung pro von der Lichtquelle abgegebenem Puls mithilfe des variablen ND-Filters 113 erhalten wird. Auf diese Weise kann ein hochaufgelöstes Bild erhalten werden.
Die Informationsspeichereinheit 201 kann zusätzlich zu der Information eine Schwellen-IP speichern.
Abwandlung der zweiten Ausführungsform
Als Nächstes wird ein fotoakustisches Mikroskop 250 gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 7B beschrieben. Bei dem fotoakustischen Mikroskop 200 der zweiten Ausführungsform wird eine Schwellen-IP auf der Grundlage einer in der Informationsspeichereinheit 201 gespeicherten Information und auf der Grundlage eines vorgegebenen Flussdiagramms berechnet, und danach wird ein hochaufgelöstes Bild aufgenommen.
Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Abwandlung ein hochaufgelöstes Bild manuell aufgenommen. Ein fotoakustisches Mikroskop 250 weist bei der vorliegenden Abwandlung eine Anzeigeeinheit 111 auf. Die Anzeigeeinheit 111 zeigt eine Information an, die eine Intensität LI, die durch Ändern einer Leistung pro von einer Lichtquelle abgegebenem Puls mithilfe eines variablen ND-Filters 113 erhalten wird, und eine Intensität SI eines akustischen Signals darstellt. Die anzuzeigende Information ist in der Informationsspeichereinheit 201 gespeichert. Ein Benutzer (nicht gezeigt) ermittelt eine Schwellen-IP auf der Grundlage der angezeigten Informationen.
Die Lichtmenge wird mithilfe des variablen ND-Filters 113 derart angepasst, dass die erfasste Schwellen-IP festgelegt wird. Auf diese Weise wird ein hochaufgelöstes Bild manuell aufgenommen.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird fotoakustisches Mikroskop gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8A veranschaulicht eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops 300 in der dritten Ausführungsform. Das fotoakustische Mikroskop 300 ist in der dritten Ausführungsform derart ausgestaltet, dass es eine Probe automatisch misst. Dieselben Teile wie bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugssymbolen bezeichnet, um einander überschneidende Beschreibungen zu vermeiden.
Wie vorstehend bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform beschrieben, liegt in dem Fall, dass die Intensität LI, die durch Ändern einer Leistung pro von der Lichtquelle abgegebenem Puls mithilfe des variablen ND-Filters erhalten wird, und die Intensität SI des akustischen Signals kein kurvenförmiges Verhältnis aufweisen, das heißt ein lineares Verhältnis aufweisen, die Schwellen-P in einem Bereich, der kleiner ist als die minimale Anpassungseinheit des variablen ND-Filters 113.
Als eine Lösung wird bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform und zweiten Ausführungsform zum Beispiel das zusätzliche ND-Filter 113a, das derart ausgestaltet ist, dass es die Lichtmenge auf 1/10 einstellt, in den optischen Pfad eingefügt. Auf diese Weise wird die Schwellen-IP berechnet, die in einem Bereich liegt, der kleiner ist als die minimale Anpassungseinheit des variablen ND-Filters 113.
Im Gegensatz dazu unterscheidet sich die dritte Ausführungsform von der ersten und zweiten Ausführungsform zum Beispiel dadurch, dass alternativ zwei verschiedene Lichtquellen 302 und 302 verwendet werden, anstatt das zusätzliche ND-Filter 113a zu verwenden.
Das fotoakustische Mikroskop 300 der dritten Ausführungsform weist eine Pulsweiten-Änderungseinheit 301 auf. Die Pulsweiten-Änderungseinheit 301 ändert eine Pulsweite von Pulslicht von der Lichtquelle. Zum Beispiel wählt die Pulsweiten-Änderungseinheit 301 alternativ zwei unterschiedliche Lichtquellen 302 und 303 aus. Die Lichtquelle 302 emittiert Pulslicht mit einer Intensitätsverteilung 302a, die in 8C veranschaulicht wird. Die Lichtquelle 303 emittiert Pulslicht mit einer Intensitätsverteilung 303a, die in 8C veranschaulicht wird.
Die Pulsweiten-Änderungseinheit 301 wählt die Lichtquelle 302 oder 303 aus, um die Pulsweite des Pulslichts gemäß der Information zu erhöhen, die in der Informationserzeugungseinheit 107 (Informationseinheit) enthalten ist und das Verhältnis zwischen der von der Lichtquelle abgegebenen Intensität pro Puls und der Intensität des von der Probe 104 erzeugten akustischen Signals darstellt. Auf diese Weise kann eine Schwellen-IP erlangt werden. Als Folge davon wird ein hochaufgelöstes Bild erhalten.
Es wird angestrebt, dass die Pulsweiten-Änderungseinheit 301 die Pulsweite des Pulslichts erhöht, wenn die Schwellen-IP kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Wenn die Schwellen-IP nahe Null ist, kann die Weite von in die Probe 104 eintretendem Pulslicht erhöht werden, um zu ermöglichen, dass die Schwellen-IP leichter zu erhalten ist. Als Folge davon wird ein hochaufgelöstes Bild erhalten.
Abwandlung der dritten Ausführungsform
Als Nächstes wird ein fotoakustisches Mikroskop 350 gemäß einer Abwandlung der dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 8B beschrieben. Bei dem fotoakustischen Mikroskop 300 der dritten Ausführungsform wird automatisch eine Schwellen-IP auf der Grundlage eines vorgegebenen Flussdiagramms berechnet, und danach wird ein hochaufgelöstes Bild aufgenommen.
Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Abwandlung ein hochaufgelöstes Bild manuell aufgenommen. Ein fotoakustisches Mikroskop 350 weist bei der vorliegenden Abwandlung eine Anzeigeeinheit 111 auf. Die Anzeigeeinheit 111 zeigt eine Information an, die eine Intensität LI pro von einer Lichtquelle abgegebenem Puls und eine Intensität SI eines akustischen Signals darstellt. Die anzuzeigende Information wird von Schritt S101 bis Schritt S109 in dem vorstehend erwähnten Flussdiagramm ermittelt. Ein Benutzer (nicht gezeigt) ermittelt eine Schwellen-IP auf der Grundlage der angezeigten Information.
Das fotoakustische Mikroskop 350 wählt die Pulslicht-Intensitätsverteilung 302a oder 303a derart aus, dass die ermittelte Schwellen-IP festgelegt wird. Auf diese Weise kann ein hochaufgelöstes Bild manuell erhalten werden.
Bei der dritten Ausführungsform und deren Abwandlung kann, anstatt die Information, die das Verhältnis zwischen der Intensität LI pro von der Lichtquelle abgegebenem Puls und der Intensität SI des akustischen Signals darstellen, gemäß dem Flussdiagramm zu ermitteln, das fotoakustische Mikroskop eine Informationsspeichereinheit aufweisen, die die Information im Voraus speichert.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird ein fotoakustisches Mikroskop gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9A veranschaulicht eine schematische Ausgestaltung eines fotoakustischen Mikroskops 400 in der vierten Ausführungsform. Das fotoakustische Mikroskop 400 der vierten Ausführungsform ist derart ausgestaltet, dass es eine Probe automatisch misst. Dieselben Teile wie bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugssymbolen bezeichnet, um einander überschneidende Beschreibungen zu vermeiden.
Wie vorstehend bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform beschrieben, liegt, wenn die Intensität LI, die durch Ändern einer Leistung pro von der Lichtquelle abgegebenem Puls mithilfe des variablen ND-Filters erhalten wird, und die Intensität SI des akustischen Signals kein kurvenförmiges Verhältnis aufweisen, das heißt, ein lineares Verhältnis aufweisen, eine Schwellen-P in einem Bereich, der kleiner ist als die minimale Anpassungseinheit des variablen ND-Filters 113.
Als eine Lösung wird bei der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform und zweiten Ausführungsform zum Beispiel das zusätzliche ND-Filter 113a, das derart ausgestaltet ist, dass es die Lichtmenge auf 1/10 einstellt, in den optischen Pfad eingefügt. Auf diese Weise wird die Schwellen-IP berechnet, die in einem Bereich liegt, der kleiner ist als die minimale Anpassungseinheit des variablen ND-Filters 113.
Im Gegensatz dazu weist bei der vierten Ausführungsform das fotoakustische Mikroskop eine CW-Lichtquelle 102a auf, die derart ausgestaltet ist, dass sie kontinuierlich Licht emittiert, anstatt dass das zusätzliche ND-Filter 113a verwendet wird. Die Steuereinheit 101 steuert Spannungs- und Stromimpulse zum Ansteuern der CW-Lichtquelle 102a. Auf diese Weise können Pulslicht 402a und Pulslicht 402b, veranschaulicht in 9C, abgegeben werden.
Die Steuereinheit 101 steuert Spannungs- und Stromimpulse zum Ansteuern der CW-Lichtquelle 102a, um die Pulsweite des Pulslichts gemäß der Information zu erhöhen, die in der Informationserzeugungseinheit 107 (Informationseinheit) enthalten ist und das Verhältnis zwischen der Intensität pro von der Lichtquelle abgegebenem Puls und der Intensität des von der Probe 104 erzeugten akustischen Signals darstellt. Auf diese Weise kann eine Schwellen-IP erhalten werden. Als Folge davon wird ein hochaufgelöstes Bild erhalten.
Zum Beispiel wird die Pulsweite des Pulslichts erhöht, wenn die Schwelle kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Es wird angestrebt, dass die Pulsweite des Pulslichts von der CW-Lichtquelle 102a den folgenden Bedingungsausdruck (2) erfüllt: 50 ns < PW < 500 ns (2) wobei PW die Pulsweite des Pulslichts von der Lichtquelle ist.
Auf diese Weise kann effizient eine Schwellen-IP erhalten werden. Als Folge davon wird ein hochaufgelöstes Bild erhalten.
Abwandlung der vierten Ausführungsform
Als Nächstes wird ein fotoakustisches Mikroskop 450 gemäß einer Abwandlung der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9B beschrieben. Bei dem fotoakustischen Mikroskop 400 der vierten Ausführungsform wird automatisch eine Schwellen-IP auf der Grundlage eines vorgegebenen Flussdiagramms berechnet, und danach wird ein hochaufgelöstes Bild aufgenommen.
Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Abwandlung ein hochaufgelöstes Bild manuell aufgenommen. Das fotoakustische Mikroskop 450 weist bei der vorliegenden Abwandlung eine Anzeigeeinheit 111 auf. Die Anzeigeeinheit 111 zeigt eine Information an, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität LI pro von einer Lichtquelle abgegebenem Puls und einer Intensität SI eines akustischen Signals darstellen. Die anzuzeigende Information wird von Schritt S101 bis Schritt S109 in dem vorstehend erwähnten Flussdiagramm ermittelt. Ein Benutzer (nicht gezeigt) ermittelt eine Schwellen-IP auf der Grundlage der angezeigten Informationen.
Das fotoakustische Mikroskop 450 steuert Spannungs- und Stromimpulse zum Ansteuern einer CW-Lichtquelle 102a derart, dass die ermittelte Schwellen-IP festgelegt wird. Auf diese Weise kann ein hochaufgelöstes Bild manuell erhalten werden.
Bei der vierten Ausführungsform und deren Abwandlung kann, anstatt die Information, die das Verhältnis zwischen der Intensität LI pro von der Lichtquelle abgegebenem Puls und der Intensität SI des akustischen Signals darstellt, auf der Grundlage des Flussdiagramms zu ermitteln, das fotoakustische Mikroskop eine Informationsspeichereinheit aufweisen, die derart ausgestaltet ist, dass sie die Information im Voraus speichert.
Wie vorstehend beschrieben, kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise innerhalb des Schutzbereichs abgewandelt werden, ohne von dem Kern der Erfindung abzuweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben, ist die vorliegende Erfindung bei einem fotoakustischen Mikroskop und einem fotoakustischen Signalerfassungsverfahren wirksam, mit deren Hilfe sich durch ein einziges Fotografieren ohne Beschädigung eines zu beobachtenden Objekts ein hochaufgelöstes Bild erreichen lässt.
Bezugszeichenliste

100, 200, 300, 400: fotoakustisches Mikroskop
10: Pulslicht
11: Chart
11a, 11b: Chart
12, 13a, 13b: Bild
14: gerade Linie
15a, 15b: Intensitätsverteilung in optischem Bild
16: Kurve
17a, 17b: fotoakustisches Signal
18: Intensitätsverteilung
19: Signal-Intensitätsverteilung
101: Steuereinheit
102: Lichtquelle
102a: CW-Lichtquelle
103: Objektivlinse
104: Probe
105: Träger
106: fotoakustische Signalerfassungseinheit
107: Informationserzeugungseinheit (Informationseinheit)
108: Eingabeeinheit
109: Träger-Antriebseinheit
110: Bildsignal-Bildungseinheit
111: Anzeigeeinheit
112: Schwellenberechnungseinheit
113: variables ND-Filter
201: Informationsspeichereinheit
301: Pulsweiten-Änderungseinheit
302, 303: Lichtquelle
302a, 303a: Intensitätsverteilung
402a, 403a: Pulslicht
L: Pulslicht

Claims

Fotoakustisches Mikroskop, umfassend: eine Lichtquelle, die Pulslicht erzeugt; ein fokussierendes optisches System, welches das von der Lichtquelle emittierte Pulslicht fokussiert und eine Probe mit dem fokussierten Pulslicht bestrahlt; eine fotoakustische Signalerfassungseinheit, die ein akustisches Signal erfasst, das von der Probe durch Einstrahlung des Pulslichts erzeugt wird; eine Bildsignal-Bildungseinheit, die ein Bildsignal der Probe auf der Grundlage des akustischen Signals bildet; eine Informationseinheit, die über eine Information verfügt, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und einer Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt, und eine Pulslicht-Intensitätsänderungseinheit, die eine Intensität des Pulslichts von der Lichtquelle auf der Grundlage der Information ändert.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 1, das ferner eine Anzeigeeinheit umfasst, welche die in der Informationseinheit umfassten Information anzeigt.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Informationseinheit eine Informationserzeugungseinheit umfasst, die eine Information erzeugt, die ein Verhältnis zwischen der Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und der Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Informationseinheit eine Informationsspeichereinheit umfasst, die eine Information speichert, die ein Verhältnis zwischen der Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und einer Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Informationserzeugungseinheit eine Schwellenberechnungseinheit aufweist, die auf der Grundlage der Information als eine Schwelle eine Pulslichtintensität berechnet, bei der die Intensität des akustischen Signals relativ zu der Intensität des Pulslichts zuzunehmen beginnt.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 5, wobei die Informationsspeichereinheit als eine Schwelle eine Pulslichtintensität speichert, bei der die Intensität des akustischen Signals relativ zu der Intensität des Pulslichts zuzunehmen beginnt.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 5 oder 6, das ferner eine Pulslicht-Intensitätsänderungseinheit umfasst, die auf der Grundlage der von der Schwellenberechnungseinheit berechneten Schwelle die Intensität des Pulslichts von der Lichtquelle derart ändert, dass sie gleich der oder mehr als die Schwelle ist.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 7, wobei die Pulslicht-Intensitätsänderungseinheit die Intensität des Pulslichts von der Lichtquelle derart ändert, dass der folgende Bedingungsausdruck (1) erfüllt ist: 1,05 < IP/IT < 2,7 (1) wobei IT die von der Schwellenberechnungseinheit berechnete Schwelle ist und IP ein Spitzenwert einer Intensität an einer Fokusposition des Pulslichts nach der Änderung ist.
Fotoakustisches Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Pulsweite des Pulslichts von der Lichtquelle den folgenden Bedingungsausdruck (2) erfüllt: 50 ns < PW < 500 ns (2) wobei PW die Pulsweite des Pulslichts von der Lichtquelle ist.
Fotoakustisches Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das ferner eine Pulsweiten-Änderungseinheit umfasst, die eine Pulsweite des Pulslichts von der Lichtquelle ändert.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 10, wobei die Pulsweiten-Änderungseinheit die Pulsweite des Pulslichts gemäß der Information erhöht, die in der Informationseinheit umfasst ist und das Verhältnis zwischen der Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und der Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt.
Fotoakustisches Mikroskop nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Pulsweiten-Änderungseinheit die Pulsweite des Pulslichts erhöht, wenn die Schwelle kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Fotoakustisches Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das ferner eine Abtasteinheit umfasst, die ihre Position zweidimensional oder dreidimensional relativ zu dem Pulslicht und der Probe verschiebt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren, umfassend: Emittieren von Pulslicht; Fokussieren des bei dem Emissionsschritt emittierten Pulslichts und Bestrahlen einer Probe mit dem fokussierten Pulslicht; Erkennen eines akustischen Signals, das von der Probe durch Einstrahlung des Pulslichts erzeugt wird; Bilden eines Bildsignals der Probe auf Grundlage des akustischen Signals; Bereitstellen einer Information, die ein Verhältnis zwischen einer Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und einer Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt, und Ändern einer Intensität des Pulslichts von einer Lichtquelle auf der Grundlage der Information.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: Anzeigen der Information bei dem Informationsschritt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Informationsschritt einen Informationserzeugungsschritt zum Erzeugen der Information umfasst, die das Verhältnis zwischen der Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und der Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Informationsschritt einen Informationsspeicherschritt zum Speichern der Information umfasst, die das Verhältnis zwischen der Intensität des in die Probe eintretenden Pulslichts und der Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Informationserzeugungsschritt einen Schwellenberechnungsschritt zum Berechnen einer Pulslichtintensität als eine Schwelle auf der Grundlage der Information umfasst, bei der die Intensität des akustischen Signals relativ zu der Intensität des Pulslichts zuzunehmen beginnt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 18, wobei der Informationsspeicherschritt ein Speichern einer Pulslichtintensität als eine Schwelle umfasst, bei der die Intensität des akustischen Signals relativ zu der Intensität des Pulslichts zuzunehmen beginnt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 18 oder 19, ferner umfassend: Ändern der Intensität des bei dem Emissionsschritt erzeugten Pulslichts auf der Grundlage der bei dem Schwellenberechnungsschritt berechneten Schwelle derart, dass sie gleich oder mehr als die Schwelle ist.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 20, wobei der Pulslicht-Intensitätsänderungsschritt ein derartiges Ändern der Intensität des bei dem Emissionsschritt erzeugten Pulslichts umfasst, dass der folgende Bedingungsausdruck (1) erfüllt ist: 1,05 < IP/IT < 2,7 (1) wobei IT die bei dem Schwellenberechnungsschritt berechnete Schwelle ist und IP ein Spitzenwert einer Intensität an einer Fokusposition des Pulslichts nach der Änderung ist.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei eine Pulsweite des Pulslichts bei dem Emissionsschritt den folgenden Bedingungsausdruck (2) erfüllt: 50 ns < PW < 500 ns (2) wobei PW eine Pulsweite des Pulslichts bei dem Emissionsschritt ist.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, ferner umfassend: Ändern einer Pulsweite des Pulslichts bei dem Emissionsschritt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 23, wobei der Pulsweiten-Änderungsschritt ein Erhöhen der Pulsweite des Pulslichts gemäß der Information bei dem Informationsschritt umfasst, wobei die Information das Verhältnis zwischen der Intensität des die Probe eintretenden Pulslichts und der Intensität des von der Probe erzeugten akustischen Signals darstellt.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei der Pulsweiten-Änderungsschritt ein Erhöhen der Pulsweite des Pulslichts umfasst, wenn die Schwelle kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Fotoakustisches Signalerfassungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, ferner umfassend: zweidimensionales oder dreidimensionales Verschieben relativer Positionen des Pulslichts und der Probe durch eine Abtastung.