JP2000504858A - 共焦点顕微鏡 - Google Patents

共焦点顕微鏡

Info

Publication number
JP2000504858A
JP2000504858A JP9529903A JP52990397A JP2000504858A JP 2000504858 A JP2000504858 A JP 2000504858A JP 9529903 A JP9529903 A JP 9529903A JP 52990397 A JP52990397 A JP 52990397A JP 2000504858 A JP2000504858 A JP 2000504858A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
confocal
light
mask
image
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9529903A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4049393B2 (ja
Inventor
ウィルソン,トニー
ニール,マーク・アンドリュー・アキラ
ジャスケイティス,リンビアダス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oxford University Innovation Ltd
Original Assignee
Oxford University Innovation Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oxford University Innovation Ltd filed Critical Oxford University Innovation Ltd
Publication of JP2000504858A publication Critical patent/JP2000504858A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4049393B2 publication Critical patent/JP4049393B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0036Scanning details, e.g. scanning stages
    • G02B21/004Scanning details, e.g. scanning stages fixed arrays, e.g. switchable aperture arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/008Details of detection or image processing, including general computer control
    • G02B21/0084Details of detection or image processing, including general computer control time-scale detection, e.g. strobed, ultra-fast, heterodyne detection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)

Abstract

(57)【要約】 共焦点顕微鏡は、光源、焦合手段、検出器、及びエンコードされたマスク(17)を含む。光源はマスク(17)を照光し、次いでエンコードされた光が試料上に焦合される。その後、試料からの光は、例えばカメラによって検出される前に同じマスク又は別の相補的マスクによってデコードされる。マスク(17)は、共焦点画像と非共焦点画像の合成画像を発生するパターンによってエンコードされており、これに続いて共焦点画像が合成画像から取り出される。これは、試料の様々な領域の共焦点画像を発生できると同時に、試料の実時間共焦点結像を可能にするということを意味する。更に、顕微鏡がもはや、デルタ相関された画像に限定されていないため、光線供給量を改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】 共焦点顕微鏡 本発明は共焦点顕微鏡に関し、更に詳細には、実時間(リアルタイム)で結像 を行うことができる共焦点顕微鏡に関する。 共焦点顕微鏡は約15年前に開発され、空間解像度及び深度弁別が大きいとい った、別の顕微鏡では得られない利点を提供することが示された。トニー・ウィ ルソンがアカデミックプレス誌(1990年)に発表した「共焦点顕微鏡」に記 載されている共焦点顕微鏡と同様の周知の反射型共焦点走査顕微鏡の概略ダイヤ グラムを第1図に示す。この顕微鏡はレーザー光源1を有し、この光源から発せ られたレーザー光線はレンズ2を通過し、回折限界点の光を発生する。回折限界 点光は、走査を受ける対象物3から反射され、反射光は4で取り出され、光検出 器5に通される。対象物3上の走査を受ける点の各々について、反射光の強さを 光検出器5によって別々に計測する。次いで、光検出器5が発生した信号を使用 し、走査した光の点と同期して走査されるテレビスクリーン6の輝度変調を行う 。上文中に説明した共焦点顕微鏡システム等の周知の共焦点顕微鏡システムは、 輝度が非常に高い光源を必要とするという欠点がある。これにより、通常は、レ ーザーを使用することが必要とされる。更に、顕微鏡が光の点を対象物に亘って 走査することによって結像するため、実時間結像を行うことは容易でなかった。 上文中に説明した共焦点顕微鏡で得られる光学的セクショニング(optical se ctioning)及び横方向解像度は、光源平面内の特定の位置から発せられた光だけ が検出器平面内の等価の位置で検出されるように配置された照光システム及び結 像システムにより向上する。数学的用語では、これは、光源の分布と検出器の分 布とがデルタ相関している(delta correlated)と説明され、多くの周知の共焦 点顕微鏡では、単一点光源及び点検出器を使用することによって得られる。 多点光源及び検出器を使用する別の態様の周知の共焦点システムでは、拡大さ れた光源を、通常は交互のアルキメデスの螺旋をなして配置されたピンホールか らなるアレイを含む回転ディスクとともに使用する。隣接したピンホール間のク ロストークをなくすため、ピンホールは大きく間隔が隔てられていおり、このた め、光線供給量(light budget)が極めて小さくなる。一般的には、周知の共焦 点システムでは、光源の分布と検出器の分布との間が正確にデルタ相関するよう にシステムが設計されており、そのためこのシステムで可能な光線供給量が本質 的に制限されるという欠点がある。 本発明は、周知の共焦点顕微鏡に関する上述の欠点を解決すると同時に光学的 セクショニング及び横方向解像度の利点を保持しようとするものであり、光線供 給量を大幅に改善した実時間(リアルタイム)で結像を行うことができる共焦点 顕微鏡を提供しようとするものである。 本発明は、結像されるべき試料に光を差し向けるための手段と、前記試料に入 射する光をエンコード(コード化又は符号化)し、これと同時に前記試料の前記 複数の領域からの光をデコード(復号)することによって試料の共焦点画像を発 生し、これを非共焦点画像に重ねるための少なくとも一つのマスクと、前記試料 からのデコードされた光を検出するための手段とを有する、共焦点顕微鏡を提供 する。理想的には、検出された光から共焦点画像を分離するための手段が更に設 けられている。 かくして、本発明によれば、光源及び検出器マスクを実質的にデルタ相関させ るという必要条件がもはや適用されず、及び従って、光効率が大きなマスクを周 知の共焦点システムと比較して使用できる。更に、共焦点画像が共焦点画像の複 数の領域、好ましくは全ての領域に同時に形成され、試料の実時間共焦点結像を 行うことができる。 好ましくは、利用可能な光線供給量を最大にするため、非共焦点画像は、実質 的に普通の画像である。しかしながら、非共焦点画像には、ピンぼけ画像及び他 の人為的画像結果(imaging artefacts)が含まれる。 好ましくは、共焦点顕微鏡は、反射型顕微鏡であり、結像されるべき試料に入 射する光をエンコード(コード化又は符号化)し、試料からの光をデコード(復 号)するための単一のマスクが設けられている。別の態様では、共焦点顕微鏡は 透過型顕微鏡であり、二つの別々の焦合マスク(matched mask)が設けられてい る。 第1実施例では、マスクは入射光及び反射光のコード化及びデコード(復号) を行うようにプログラムされた少なくとも一つの空間光モジュレータ(spatial light modulator)の形態である。この空間光モジュレータは、入射光の所定の 輝度変調及び偏光変調を行うように構成されている。別の態様では、マスクは、 入射光の少なくとも一つの特性を様々に変化させることができる複数の所定の部 分を持つ少なくとも一つの回転ディスクの形態である。これらの所定の部分は、 入射光の強さ、位相、又は偏光を変化させることができ、又はこれらの任意の組 み合わせを行うことができる。 試料からの光を検出し、共焦点画像を分離するための手段は、プログラムされ たコンピューターに接続された光検出器からなるアレイの形態をなしている。入 射光の偏光をエンコード(コード化又は符号化)する別の態様では、一つ又はそ れ以上の光検出器アレイ又は他のカメラ装置と組み合わせた偏光ビームスプリッ ターによって共焦点画像を取り出すことができる。 好ましくは、マスクは、有限長二元時間シーケンス(finite length binary t ime sequence)を使用して、試料に入射した光をエンコード(コード化又は符号 化)する。この場合、検出された画像をシーケンスの有限の長さに亘って平均化 することによって、共焦点画像と非共焦点画像の合成画像が得られる。 本発明の実施例を添付図面を参照した以下に例として説明する。 第1図は、周知の共焦点顕微鏡の概略ダイヤグラムであり、 第2図は、本発明による第1共焦点顕微鏡の透過モードでの概略ダイヤグラム であり、 第3図は、本発明による第2共焦点顕微鏡の反射モードでの概略ダイヤグラム であり、 第4図は、本発明による共焦点顕微鏡で使用するためのシャドーマスクの一実 施例の概略図であり、 第5図は、本発明による共焦点システムを備えた従来の顕微鏡のダイヤグラム である。 第2図に示す共焦点顕微鏡は、光源10、光源マスク11、及び結像されるべ き試料13の反対側にある検出器マスク12、及び検出器マスク12の裏側にあ るCCDカメラ14を含む。光源10は、光源マスク11を照光し、この光源マ スク11は、光源マスク11と試料13との間に配置されたレンズシステム15 によって試料上に像を結ぶ。試料13と検出器マスク12との間に配置されたレ ンズシステム16は、試料の像を検出器マスク12上に結ぶ。カメラ14は、検 出器マスク12を結像する。共焦点顕微鏡が第3図に示すように反射モードにあ る場合には、光源マスク11及び検出器マスク12を、一枚のシャドーマスク( aperture mask)17及び反射光をカメラ14に差し向けるために光源10とシ ャドーマスク17との間に位置決めされたビームスプリッター18に代える。 第3図のシャドーマスク17を参照すると、このマスクには、各検出器ピクセ ルがその対応する光源ピクセルに対して照合フィルタとして作用するように、所 定のパターンがエンコードされている。このようにして、光源の分布と検出器の 分布との間で所望の相関を得ることができる。これにより、適当な光源ピクセル ド技術及び検出器ピクセルデコード技術を使用できる場合、全画像の平行処理を 行うことができる。例えば、各光源ピクセルは、独特の時間シーケンスで変調で き、この同じシーケンスは、検出器の照合フィルタ用の基準信号として使用され る。理想的には、各ピクセルに提供されたシーケンスの、任意の他のピクセルに 提供されたシーケンスに関する相互相関はゼロでなければならず、各ピクセルに ついて独立ランダム二元シーケンス(independent random binary sequence)を 使用することによってこれに近付けられる。時間シフト相補的ゴレイシーケンス (time-shifted complementary Golay sequence)のような相互相関がゼロの有 限長シーケンスからなる組が存在するが、組中のシーケンスの数はシーケンスの 長さに合わせて制限される。間隔が隔てられたピクセル間でのクロストークが実 際には起こり難いため、隣接したピクセルに対して相互相関がゼロであるという 必要条件が満たされている場合には、シャドーマスク中のピクセルの数と等しい シーケンス長を使用するのでなく、比較的短いシーケンス長を使用するのがよい 。輝度変調を使用する場合、光学的に再現できない負の数を含むシーケンスとし て使用されるシーケンスにdcシフトを導入しなければならない。このdcシフ トにより、共焦点顕微鏡の検出器が発生する画像は、普通の画像及び共焦点画像 の合成となる。画像処理後、共焦点画像を実時間(リアルタイム)で電子的に分 離できる。しかしながら、画像を眼で直接的に見る場合には、シーケンスが眼が 応答できるよりも速い場合、合成画像を見ることになる。 使用できるシャドーマスクの種類の一例は、空間光変調器(SLM)である。 SLMはピクセルのアレイからなり、各ピクセルに個々にアドレスできる。SL Mを使用することによって得られる利点の一つは、フレーム速度が速く、これに より実時間結像が可能であるということである。SLMのつの特定の実施例は、 強誘電性液晶装置(FLCSLM)からなり、この装置では、SLMの各ピクセ ルは、その光軸の二つの配向間でSLMの平面内で切り換えることができる複屈 折防止プレートとして役立つ。 一つの安定状態にあるFLCSLMの対応する光軸に沿って整合した直交した 偏光フィルタ間にFLCSLMを配置した場合には、FLCSLMを輝度変調器 として使用できる。この構成により、FLCSLMの個々にアドレスできるピク セルの各々は、FLCSLMの1つの状態では光を通し、FLCSLMの別の状 態では不透明であり、このようにして、FLCSLMはプログラム可能な空間輝 度変調器として作用する。しかしながら、これには、不透明のピクセル中での減 衰により光が失われるという欠点がある。 直交した偏光フィルタを偏光ビームスプリッター及び1/4波長板に代えた別 の構成のFLCSLMでは、FLCSLMへの入射光は、FLCSLMの二つの 状態の主軸の二等分線に沿って直線偏光され、これによって、FLCSLMは、 偏光変調器として機能する。この結果、一つのピクセルを通って試料に行き、試 料から同じピクセルを通って戻る光にはその偏光に変化が加わえられるが、試料 からの反射時に、試料に行くときのピクセルの状態と異なる状態のピクセルを通 過した光の偏光には変化が全く及ぼされない。これにより、偏光ビームスプリッ ターは、試料に行くときと試料から戻るときに異なるピクセルを通過する光を排 除する。従って、偏光ビームスプリッターの後側に位置決めされたカメラは、試 料に行くときと試料から戻るときに同じピクセルを通過する光だけを整合する。 更に、このカメラは、試料に行くときに通過したピクセルと同じ状態の別のピク セルを通過した試料から戻る光を整合する。これにより、普通の画像が共焦点画 像に重ねられる。上文中で言及したように、普通の画像を合成画像から電子的に 差し引き、試料の純粋な共焦点画像を形成する。しかしながら、偏光ビームスプ リッターによって排除された光を使用して画像を形成した場合、画像の共焦点部 分のコントラストが逆転する。従って、偏光ビームスプリッターの両出力で得ら れた画像を差し引くだけで共焦点画像を実時間で得ることができる。偏光を用い た方法には、FLCSLMが輝度変調器として構成された装置におけるよりも失 われる光が少ないという利点がある。 SLMの別の変形例は、デジタル式マイクロミラー装置(DMD)である。こ の装置は、非常に小さなミラーからなる大規模なアレイからなり、各ミラーは、 入射光ビームの変向(deflection)を制御するために個々にアドレスできる。D MDは、反射モードのSLMとして使用するのに特に適しており、この場合、個 々のミラーの配向は、FLCSLMに関して上文中に説明したのと同様の方法で エンコードされる。 SLMの代わりにシャドーマスクを回転ディスクの形態にしてもよい。回転デ ィスクには、シーケンスコード即ち変調コードを写真平版によって設けることが できる。共焦点顕微鏡で使用するための適当なマスクの一例を第4図に示す。共 焦点画像から普通の画像を差し引くのに必要であるように、普通の画像を提供す るため、ディスクにはブランクセクタが設けられている。この場合、カメラ及び 電子装置は、差し引くことを行うことができるように、ディスクの回転と同期さ せる。第4図に示す回転ディスクは、エンコードを行うための輝度変調を使用す るが、別の変形例では、回転ディスクは、偏光変調を行うように構成されている のがよい。 上述のブランクセクタがディスクに設けられていない場合には、発生された画 像は共焦点画像と普通の画像とを合成した画像であり、元来の画像に明るい領域 が重なっているように見える。ブランクセクタが設けられていないということは 、前の例におけるように適当な同期によって普通の画像を選択的に取り出すこと ができないということを意味する。この画像は、問題の特定の領域を確認するた めに試料の周りで案内する上で特に有用である。この場合、画像は、共焦点画像 を取り出さずに合成形態で使用される。 第4図に示す変調コードパターンの代わりに、例えば、チェッカーボードや等 間隔の均等な線等の形態の規則的な密に詰まったパターンをディスクにエンコー ドできる。この場合には、ディスクを非コヒーレント光で照光すると、合成され た非共焦点画像及び共焦点画像が得られ、ここから上文中に説明した方法で共焦 点画像を取り出すことができる。別の態様では、螢光結像を行う場合にコヒーレ ント照光を使用できる。 二つの画像を単に差し引く代わりに、単一のカメラからの画像が偶数の線上の 普通の画像IO、及び奇数の線上の普通の画像と共焦点画像との合成IO+ICか らなる別の方法を使用して共焦点画像を再現できる。この画像は、以下の等式に 示すように記述できる。この式では、Sは奇数の線に対して+1の値を有し、偶 数の線に対して−1の値を有する。 I=IO+IC(1+S)/2 画像IにSを乗じると、 IS=IC/2+ICS/2+IOS この画像は、キャリヤS上で重ねられた共焦点画像と、普通の画像と合成した 共焦点画像との混合からなる。キャリヤSが、普通の画像の周波数成分がシフト した正及び負の高空間周波数成分からなるため、共焦点画像は画像ISを低域フ ィルタにかけることによって容易に取り出すことができる。これは、実際には、 高速フーリエ変換を使用することによって行われる。更に、共焦点画像を取り出 した後、普通の画像を取り出すこともできる。このようにして、共焦点画像及び 普通の画像の両方を同時に発生できる。 シャドーマスクの上述の実施例の他に、シャドーマスクの別のエンコード方法 が考えられるということは明らかである。例えば、変形例では、個々のピクセル の波長エンコード、又は周波数変調及び復調、又は時間に従ってランダムに変動 するピクセルエンコードを同じマスクを使用した照合フィルタによるデコードと ともに行うことを使用できる。更に、CCDカメラに関して説明したが、上述の 共焦点顕微鏡とともに別のカメラを使用してもよい。 反射モードの共焦点顕微鏡及びかくしてシャドーマスクを主に参照したが、シ ャドーマスクを照合源(matched source)及び検出器マスク(detector mask) に代えることにより、この装置を透過モードにする。 上文中に説明した共焦点顕微鏡では、画像品質及び光線供給量(light budget )は互いに別々である。画像品質は、コードシーケンスの複雑さ及び長さで決ま り、 光線供給量は、使用された変調に基づいて決定される。共焦点顕微鏡は、実時間 結像を実施可能にし、これには全ての立体的作動モードが含まれる。合成画像を 直接的に視認でき、第5図に示すように、従来の顕微鏡を改造して共焦点画像を 所望の通りに発生することを容易に行うことができる。 第5図には、接眼レンズ20、チューブレンズ21、ビームスプリッター22 、対物レンズ23、及び光源24を含む従来の顕微鏡が示してある。この顕微鏡 は、通常は、試料13を対物レンズ23の向こう側に置いた反射モードで使用さ れる。この顕微鏡を共焦点顕微鏡として機能するように適合するため、共焦点ア タッチメント25をビームスプリッター22と対物レンズ23との間に設ける。 共焦点アタッチメント25は二つのレンズシステム26、27を含み、これらの レンズシステムは、共焦点画像と普通の画像の合成画像が得られるように上文中 に説明したのと同様の方法でエンコードされたシャドーマスク28の両側に一つ づつ位置決めされている。 この他の利点には、レーザー光源を用いない螢光結像法で共焦点顕微鏡を使用 すること、及びファスナ画像束を使用した内視鏡検査法が含まれる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年5月5日(1998.5.5) 【補正内容】 請求の範囲(34条補正) 1. 共焦点顕微鏡において、 試料に光を差し向けるための手段と、前記試料の複数の領域に入射する光をエ ンコードすると同時に前記試料の前記複数の領域からの光をデコードし、これに よって、デコードされた光が共焦点画像を発生し、この共焦点画像を非共焦点画 像に重ねるための少なくとも一つの合成画像マスクと、前記試料からのデコード された光を検出するための手段と、検出された光から前記試料の共焦点画像を分 離するための取り出し手段とを有する、ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 2. 前記少なくとも一つの合成画像マスクは、前記試料からの光をデコードし、 普通の画像に重ねられた共焦点画像である合成画像を発生する、請求項1に記載 の共焦点顕微鏡。 3. 前記少なくとも一つの合成画像マスクは、有限長二元シーケンスを使用して 光のエンコード及びデコードを行うようになっている、請求項1又は2に記載の 共焦点顕微鏡。 4. 前記取り出し手段は、検出された光をシーケンスの有限の長さに亘って平均 化するための時間平均化装置を有する、請求項3に記載の共焦点顕微鏡。 5. 前記少なくとも一つの合成画像マスクは、空間光モジュレータである、請求 項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 6. 前記空間光モジュレータは、デジタル式マイクロミラー装置である、請求項 5に記載の共焦点顕微鏡。 7. 前記少なくとも一つの合成画像マスクは、エンコードした回転自在のディス クである、請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 8. 前記エンコードした回転自在のディスクは、普通の画像並びに共焦点画像を 取り出すことを可能にする実質的に透明な領域を含む、請求項7に記載の共焦点 顕微鏡。 9. 単一のマスクが設けられており、顕微鏡が反射モードで作動するように構成 されている、請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 10.少なくとも二つのマスクが設けられており、顕微鏡が透過モードで作動する ように構成されている、請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕 微鏡。 11.前記少なくとも一つの合成画像マスクは、輝度変調を使用してエンコードさ れている、請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 12.前記少なくとも一つの合成画像マスクは、偏光変調を使用してエンコードさ れている、請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 13.前記少なくとも一つの合成画像マスクは、位相変調を使用してエンコードさ れている、請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 14.デコードされた光を検出するための手段は、光検出装置のアレイからなる、 請求項1乃至13のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 15.顕微鏡アタッチメントにおいて、試料の複数の領域に入射する光をエンコー ドすると同時に前記試料の前記複数の領域からの光をデコードし、これによって 、デコードされた光が共焦点画像を発生し、この共焦点画像を非共焦点画像に重 ねるための少なくとも一つの合成画像マスクと、該マスクに光を差し向け、前記 マスクから光を受け入れるための手段とを有し、前記アタッチメントは、通常の 顕微鏡で実施されるようになっている、アタッチメント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN (72)発明者 ジャスケイティス,リンビアダス イギリス国オックスフォード オーエック ス2・8エヌティー,マリオット・クロー ズ 3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 共焦点顕微鏡において、 試料に光を差し向けるための手段と、前記試料に入射する光をエンコードし、 これと同時に前記試料の前記複数の領域からの光をデコードすることによって、 試料の共焦点画像を発生し、これを非共焦点画像に重ねるための少なくとも一つ のマスクと、前記試料からのデコードされた光を検出するための手段とを有する 、ことを特徴とする共焦点顕微鏡。 2. 検出された光から前記試料の共焦点画像を分離するための手段が更に設けら れている、請求項1に記載の共焦点顕微鏡。 3. 前記少なくとも一つのマスクは、前記試料からの光をデコードし、これによ って、普通の画像に重ねられた共焦点画像を発生する、請求項1又は2に記載の 共焦点顕微鏡。 4. 前記少なくとも一つのマスクは、有限長二元シーケンスを使用して光のエン コード及びデコードを行うようになっている、請求項1、2、又は3に記載の共 焦点顕微鏡。 5. 共焦点画像を取り出すための前記手段は、検出された光をシーケンスの有限 の長さに亘って平均化するための時間平均化装置を有する、請求項2、3、又は 4に記載の共焦点顕微鏡。 6. 前記少なくとも一つのマスクは、空間光モジュレータである、請求項1乃至 5のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 7. 前記空間光モジュレータは、デジタル式マイクロミラー装置である、請求項 6に記載の共焦点顕微鏡。 8. 前記少なくとも一つのマスクは、エンコードした回転自在のディスクである 、請求項1乃至5のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 9. 前記エンコードしたディスクは、普通の画像並びに共焦点画像を取り出すこ とを可能にする実質的に透明な領域を含む、請求項8に記載の共焦点顕微鏡。 10. 単一のマスクが設けられており、顕微鏡が反射モードで作動するように構 成されている、請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 11.少なくとも二つのマスクが設けられており、顕微鏡が透過モードで作動する ように構成されている、請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕 微鏡。 12.前記少なくとも一つのマスクは、輝度変調を使用してエンコードされている 、請求項1乃至11のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 13.前記少なくとも一つのマスクは、偏光変調を使用してエンコードされている 、請求項1乃至11のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 14.前記少なくとも一つのマスクは、位相変調を使用してエンコードされている 、請求項1乃至11のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 15.デコードされた光を検出するための手段は、光検出装置のアレイからなる、 請求項1乃至14のうちのいずれか一項に記載の共焦点顕微鏡。 16.顕微鏡アタッチメントにおいて、試料に入射する光をエンコードし、これと 同時に前記試料の前記複数の領域からの光をデコードすることによって、試料の 共焦点画像を発生し、これを非共焦点画像に重ねるための少なくとも一つのマス クと、該マスクに光を差し向け、前記マスクから光を受け入れるための手段とを 有し、前記アタッチメントは、通常の顕微鏡で実施されるようになっている、ア タッチメント。
JP52990397A 1996-02-22 1997-02-21 共焦点顕微鏡 Expired - Lifetime JP4049393B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9603788.2A GB9603788D0 (en) 1996-02-22 1996-02-22 Confocal microscope
GB9603788.2 1996-02-22
PCT/GB1997/000490 WO1997031282A1 (en) 1996-02-22 1997-02-21 Confocal microscope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000504858A true JP2000504858A (ja) 2000-04-18
JP4049393B2 JP4049393B2 (ja) 2008-02-20

Family

ID=10789235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52990397A Expired - Lifetime JP4049393B2 (ja) 1996-02-22 1997-02-21 共焦点顕微鏡

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6144489A (ja)
EP (1) EP0882247B1 (ja)
JP (1) JP4049393B2 (ja)
AT (1) ATE200585T1 (ja)
AU (1) AU1885997A (ja)
CA (1) CA2246698C (ja)
DE (1) DE69704554T2 (ja)
ES (1) ES2156364T3 (ja)
GB (1) GB9603788D0 (ja)
WO (1) WO1997031282A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11249023A (ja) * 1997-11-17 1999-09-17 Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev 共焦点分光システムおよび分光方法
JP2017509028A (ja) * 2014-03-24 2017-03-30 カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy Gmbh 開口相関を有する共焦点顕微鏡

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE236412T1 (de) * 1997-10-22 2003-04-15 Max Planck Gesellschaft Programmierbares räumlich lichtmoduliertes mikroskop und mikroskopieverfahren
EP1207415B1 (en) 1997-10-29 2006-08-30 MacAulay, Calum, E. Apparatus and methods relating to spatially light modulated microscopy
GB9807832D0 (en) 1998-04-09 1998-06-10 Isis Innovation Imaging apparatus
JP3670839B2 (ja) 1998-05-18 2005-07-13 オリンパス株式会社 共焦点顕微鏡
DE19824460A1 (de) * 1998-05-30 1999-12-02 Zeiss Carl Jena Gmbh Anordnung und Verfahren zur mikroskopischen Erzeugung von Objektbildern
GB9901365D0 (en) 1999-01-22 1999-03-10 Isis Innovations Ltd Confocal microscopy apparatus and method
DE19908883A1 (de) 1999-03-02 2000-09-07 Rainer Heintzmann Verfahren zur Erhöhung der Auflösung optischer Abbildung
US6426835B1 (en) 1999-03-23 2002-07-30 Olympus Optical Co., Ltd. Confocal microscope
DE19960583A1 (de) * 1999-12-15 2001-07-05 Evotec Biosystems Ag Verfahren und Vorrichtung zur Mikroskopie
TWI254141B (en) * 2000-03-06 2006-05-01 Olympus Optical Co Pattern forming member applied to sectioning image observation apparatus and sectioning image observation apparatus using them
EP1383018B1 (en) * 2001-04-27 2009-06-03 Citizen Holdings Co., Ltd. Automatic lathe, and method for controlling the same and device for controlling the same
WO2003025656A1 (fr) * 2001-09-03 2003-03-27 Kabushiki Kaisha Hayashi Soken Procede et dispositif de balayage a commande numerique
US6885492B2 (en) 2001-11-08 2005-04-26 Imaginative Optics, Inc. Spatial light modulator apparatus
US6844927B2 (en) * 2002-11-27 2005-01-18 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for removing optical abberations during an optical inspection
DE602004024464D1 (de) 2003-07-04 2010-01-14 Vincent Lauer Bildgebungsvorrichtung für konfokale Mikroskopie mit Bildsubstraktion
JP4425098B2 (ja) * 2004-09-06 2010-03-03 浜松ホトニクス株式会社 蛍光顕微鏡および蛍光相関分光解析装置
EP2194485B1 (en) 2004-11-16 2012-10-17 Illumina, Inc. Method and apparatus for reading coded microbeads
US7830575B2 (en) 2006-04-10 2010-11-09 Illumina, Inc. Optical scanner with improved scan time
WO2007122615A2 (en) * 2006-04-20 2007-11-01 Xceed Imaging Ltd. All optical system and method for providing extended depth of focus of imaging
US7460248B2 (en) * 2006-05-15 2008-12-02 Carestream Health, Inc. Tissue imaging system
DE102006027836B4 (de) 2006-06-16 2020-02-20 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Mikroskop mit Autofokuseinrichtung
EP2093600A4 (en) * 2006-12-22 2011-06-08 Nikon Corp CONFOCAL MICROSCOPE WITH LASER SCAN
US8228561B2 (en) * 2007-03-30 2012-07-24 Xerox Corporation Method and system for selective bitmap edge smoothing
US8368959B2 (en) 2009-05-18 2013-02-05 Xerox Corporation Method and system for selective smoothing of halftoned objects using bitmap encoding
WO2011136857A2 (en) * 2010-01-06 2011-11-03 Trustees Of Boston University Correlation confocal microscope
DE102011013613A1 (de) * 2010-10-01 2012-04-05 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Mikroskop und Mikroskopierverfahren
US8797601B2 (en) 2012-03-22 2014-08-05 Xerox Corporation Method and system for preserving image quality in an economy print mode
DE102012208869A1 (de) 2012-05-25 2013-11-28 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Lichtrastermikroskop und Mikroskopierverfahren
DE102012007045B4 (de) * 2012-04-05 2023-03-16 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Mikroskopie
DE102013208872B4 (de) 2013-05-14 2023-08-17 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zur Erzeugung eines Bildes einer Probe
HU231246B1 (hu) 2015-08-31 2022-05-28 3Dhistech Kft Konfokális elvû tárgylemez szkenner
DE102017105719A1 (de) 2017-03-16 2018-09-20 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Multi-Pinhole-Lichtrastermikroskop und -mikroskopieverfahren
DE102018210606A1 (de) 2018-06-28 2020-01-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Mikroskopisches Abbildungsverfahren unter Verwendung eines Korrekturfaktors
JP2023544485A (ja) 2020-08-25 2023-10-24 オーロックス リミテッド 顕微鏡

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806004A (en) * 1987-07-10 1989-02-21 California Institute Of Technology Scanning microscopy
US5235457A (en) * 1987-09-24 1993-08-10 Washington University Kit for converting a standard microscope into a single aperture confocal scanning epi-illumination microscope
ATE120559T1 (de) * 1987-09-24 1995-04-15 Univ Washington Konzept und umwandlungssatz eines standardmikroskops in ein mikroskop mit gemeinsamem brennpunkt und epi-beleuchtung mit einzelöffnung.
GB9014570D0 (en) * 1990-06-29 1990-08-22 Dixon Arthur E Method for transmitted-light and reflected-light imaging
DE4023292A1 (de) * 1990-07-21 1992-01-23 Leica Lasertechnik Anordnung zur simultanen konfokalen bilderzeugung
DE59107758D1 (de) * 1990-11-10 1996-06-05 Groskopf Rudolf Dr Ing Optische Abtastvorrichtung mit konfokalem Strahlengang, in der Lichtquellen- und Detektormatrix verwendet werden
US5386317A (en) * 1992-05-13 1995-01-31 Prometrix Corporation Method and apparatus for imaging dense linewidth features using an optical microscope
US5587832A (en) * 1993-10-20 1996-12-24 Biophysica Technologies, Inc. Spatially light modulated confocal microscope and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11249023A (ja) * 1997-11-17 1999-09-17 Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev 共焦点分光システムおよび分光方法
JP4712923B2 (ja) * 1997-11-17 2011-06-29 マツクス−プランク−ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デル ヴイツセンシャフテン エー フアウ 共焦点分光システムおよび分光方法
JP2017509028A (ja) * 2014-03-24 2017-03-30 カール ツァイス マイクロスコピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy Gmbh 開口相関を有する共焦点顕微鏡
US10754136B2 (en) 2014-03-24 2020-08-25 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Confocal microscope with aperture correlation

Also Published As

Publication number Publication date
EP0882247A1 (en) 1998-12-09
GB9603788D0 (en) 1996-04-24
CA2246698C (en) 2005-07-26
ES2156364T3 (es) 2001-06-16
WO1997031282A1 (en) 1997-08-28
DE69704554T2 (de) 2001-08-09
US6144489A (en) 2000-11-07
EP0882247B1 (en) 2001-04-11
CA2246698A1 (en) 1997-08-28
DE69704554D1 (de) 2001-05-17
AU1885997A (en) 1997-09-10
JP4049393B2 (ja) 2008-02-20
ATE200585T1 (de) 2001-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4049393B2 (ja) 共焦点顕微鏡
CA2360917C (en) Confocal microscopy apparatus and method
US6545265B1 (en) System and method for the microscopic generation of object images
JP3438855B2 (ja) 共焦点装置
WO2018070451A1 (ja) ディジタルホログラフィック顕微鏡
Wicker et al. Single-shot optical sectioning using polarization-coded structured illumination
EP1657522A3 (en) Heterodyne interferometry apparatus for imaging
US20120133937A1 (en) Imaging system
JPH0830648B2 (ja) 光学像コントラストを発生させる装置
KR100906508B1 (ko) 디지털 홀로그래피를 이용한 3d 측정장치
CA3065917A1 (en) Super-resolution line scanning confocal microscopy with pupil filtering
TWI452451B (zh) 全像影像的合成系統
RU2095762C1 (ru) Способ формирования и воспроизведения трехмерного изображения объекта и устройство для формирования и воспроизведения трехмерного изображения объекта
WO2007055082A1 (ja) 共焦点顕微鏡装置
WO2021003380A1 (en) Calibration-free phase shifting procedure for self-interference holography
US20220163918A1 (en) Device and method for calibration-free phase shifting procedure for self-interference holography
TW200823895A (en) Method and system for parallel optical decoding of digital phase image to intensity image
EP4034930A1 (en) System and methods for differential imaging using a lock-in camera
TW201341986A (zh) 全像影像的合成系統
JP2907571B2 (ja) レーザ走査型蛍光顕微鏡
WO2022054888A1 (ja) 像再生装置、ホログラム記録装置、およびデジタルホログラフィ装置
JP2023138481A (ja) 単一分子局在化顕微鏡法のための方法
JPH08307756A (ja) 映像形成方法
WO2001022146A1 (en) Confocal imaging apparatus for imaging an object situated within a turbid medium
JPH09281402A (ja) 物体観察装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20031219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070313

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070315

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071127

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131207

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term