JP2009157084A - Microscope apparatus - Google Patents

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日佐雄 大澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope apparatus capable of acquiring information on a super-resolution image, at a high speed. <P>SOLUTION: In the microscope device which includes an illumination optical system for illuminating a sample with a spatially modulated illuminating light, the illumination optical system has a beam-splitting part which splits a beam into a plurality of beams; a heater 44 which selects at least two beams from among the plurality of beams; and a waveguide type phase modulating element 42, which performs phase-modulation of at least one beam from among the beams selected by the heater 44. The beam-splitting part is equipped with a waveguide type splitter 43 that splits the beam into plurality of beams, by branching to a plurality of branched waveguides 51a to 51f from an input waveguide 50. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は顕微鏡に関し、特に面内方向の超解像を実現できる高解像顕微鏡に関する。   The present invention relates to a microscope, and more particularly to a high-resolution microscope that can realize super-resolution in the in-plane direction.

試料の微小構造の観察や計測の分野において、より高い空間分解能での観測が求められている。試料の面内分解能を高める方法として、試料からの光のうち、高い空間周波数成分の光を結像させるため、試料面近傍で、あるいは照明光学系中の試料面と共役な位置で、それぞれ光あるいは照明光にある種の変調を加え、結像光学系中の試料面と略共役な位置において、与えた変調に対応する復調を行う手法がある。この例として、特許文献1,2に開示されている方法がある。   In the field of observation and measurement of sample microstructure, observation with higher spatial resolution is required. As a method of increasing the in-plane resolution of the sample, light of a high spatial frequency component is imaged out of the light from the sample, so that light is emitted near the sample surface or at a position conjugate with the sample surface in the illumination optical system. Alternatively, there is a technique in which a certain modulation is applied to the illumination light and demodulation corresponding to the given modulation is performed at a position substantially conjugate with the sample surface in the imaging optical system. As an example, there are methods disclosed in Patent Documents 1 and 2.

米国特許第6239909号公報US Pat. No. 6,239,909 米国再発行特許発明38307号明細書US Reissue Patent No. 38307 Specification

標本上の構造化照明の位相を変化させる際、光分割手段として利用している格子の位置を並進ステージにより光軸に対して垂直方向に高精度に並進駆動させると、この並進ステージが持つ大きな慣性により位置決め停止に時間が掛かり、高速駆動が困難である。また、構造化照明の方向の回転を回転機構により格子を回転させることで行うと、その回転機構が持つ慣性モーメントにより回転停止までに時間が掛かり、構造化照明の高速回転が困難である。特に観察対象が生きている生物標本の場合は、高速での画像取得が必須であるが、上記のようにメカ的に位置決めする方法では実用的ではないという問題がある。   When changing the phase of the structured illumination on the specimen, if the position of the grating used as the light splitting means is highly accurately translated in the direction perpendicular to the optical axis by the translation stage, this translation stage has a large It takes time to stop positioning due to inertia, and high-speed driving is difficult. Also, if the rotation of the grating in the direction of the structured illumination is performed by rotating the grating by the rotation mechanism, it takes time to stop the rotation due to the moment of inertia of the rotation mechanism, and it is difficult to rotate the structured illumination at a high speed. In particular, when the observation target is a living biological specimen, it is essential to acquire an image at high speed, but there is a problem that the method of mechanical positioning as described above is not practical.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、超解像画像の情報を高速取得することが可能な顕微鏡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a microscope apparatus capable of acquiring information of a super-resolution image at high speed.

本発明を例示する第1の態様に従えば、標本へ空間変調された照明光を照明する照明光学系を含む顕微鏡装置において、照明光学系は、光束を複数の光束に分割する光束分割部と、複数の光束のうち少なくとも2つの光束を選択する光束選択部と、光束選択部により選択された光束のうち少なくとも1つの光束を位相変調させる位相変調部とを有し、光束分割部が、入力導波路から複数の分岐導波路に分岐することにより光束を複数の光束に分割する多分割導波路素子(例えば、実施形態における導波路型分波器43)を備えることを特徴とする顕微鏡装置が提供される。   According to a first aspect illustrating the present invention, in a microscope apparatus including an illumination optical system that illuminates spatially modulated illumination light onto a specimen, the illumination optical system includes a light beam dividing unit that divides a light beam into a plurality of light beams. A light beam selection unit that selects at least two light beams out of a plurality of light beams, and a phase modulation unit that phase-modulates at least one light beam among the light beams selected by the light beam selection unit. What is claimed is: 1. A microscope apparatus comprising a multi-divided waveguide element (for example, a waveguide type demultiplexer 43 in the embodiment) that splits a light beam into a plurality of light beams by branching from the waveguide into a plurality of branch waveguides. Provided.

また、本発明を例示する第2の態様に従えば、標本へ空間変調された照明光を照明する照明光学系を含む顕微鏡装置において、照明光学系は、光束を複数の光束に分割する光束分割部と、複数の光束のうち少なくとも2つの光束を選択する光束選択部と、光束選択部により選択された光束のうち少なくとも1つの光束を位相変調させる位相変調部とを有し、位相変調部が、少なくとも一対の制御電極を有する導波路型位相変調素子を備えることを特徴とする顕微鏡装置が提供される。   According to the second aspect of the present invention, in the microscope apparatus including the illumination optical system that illuminates the spatially modulated illumination light onto the specimen, the illumination optical system splits the light beam into a plurality of light beams. And a phase modulation unit that phase-modulates at least one of the light beams selected by the light beam selection unit. A microscope apparatus comprising a waveguide type phase modulation element having at least a pair of control electrodes is provided.

本発明では、導波路素子を利用することで、超解像画像の情報を高速取得することが可能な顕微鏡装置を実現することができる。   In the present invention, it is possible to realize a microscope apparatus that can acquire information of a super-resolution image at high speed by using a waveguide element.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の顕微鏡装置は、導波路素子を利用して構造化照明光で標本を照射することにより超解像画像を取得するものである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The microscope apparatus of the present embodiment acquires a super-resolution image by irradiating a specimen with structured illumination light using a waveguide element.

まず、図1を用いて顕微鏡装置の第1の実施形態について説明する。図1は本発明の第1の実施形態である顕微鏡装置の概略構成図である。図1に示すように、顕微鏡装置には、光ファイバ(光源)1、導波路型分波器43、導波路型位相変調素子42、レンズ41、レンズ4、遮光板6、レンズ7、視野絞り8、レンズ9、励起フィルタ10、ダイクロイックミラー11、対物レンズ12、標本(生体標本など)13、バリアフィルタ14、第2対物レンズ15、撮像装置(CCDカメラなど)21、制御・演算装置22、画像表示装置23が配置される。   First, a first embodiment of the microscope apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the microscope apparatus includes an optical fiber (light source) 1, a waveguide duplexer 43, a waveguide phase modulator 42, a lens 41, a lens 4, a light shielding plate 6, a lens 7, and a field stop. 8, lens 9, excitation filter 10, dichroic mirror 11, objective lens 12, specimen (biological specimen, etc.) 13, barrier filter 14, second objective lens 15, imaging device (CCD camera, etc.) 21, control / arithmetic unit 22, An image display device 23 is arranged.

このうち、光ファイバ1、導波路型分波器43、導波路型位相変調素子42、レンズ41、レンズ4、遮光板6、レンズ7、視野絞り8、レンズ9、励起フィルタ10、ダイクロイックミラー11、対物レンズ12が照明光学系を構成しており、対物レンズ12、ダイクロイックミラー11、バリアフィルタ14、第2対物レンズ15が観察光学系(結像光学系)を構成している。照明光学系と観察光学系とは、対物レンズ12からダイクロイックミラー11までの光路を共有している。   Among these, the optical fiber 1, the waveguide type demultiplexer 43, the waveguide type phase modulation element 42, the lens 41, the lens 4, the light shielding plate 6, the lens 7, the field stop 8, the lens 9, the excitation filter 10, and the dichroic mirror 11. The objective lens 12 constitutes an illumination optical system, and the objective lens 12, the dichroic mirror 11, the barrier filter 14, and the second objective lens 15 constitute an observation optical system (imaging optical system). The illumination optical system and the observation optical system share an optical path from the objective lens 12 to the dichroic mirror 11.

照明光学系の図示しない可干渉光源からの光は光ファイバ1にて導かれ、この光ファイバ1の出力端部に接続された導波路型分波器43に入射される。   Light from a coherent light source (not shown) of the illumination optical system is guided by the optical fiber 1 and is incident on a waveguide type splitter 43 connected to the output end of the optical fiber 1.

導波路型分波器43は、図2に示すように、1本の入力導波路50から6本に分岐した分岐導波路51a〜51fを備えており、入力導波路50に入射された入力光をそれぞれ分割して、分岐導波路51a〜51fに同一光強度の6本の光として出射する。分岐導波路51a〜51fにはヒータ44がそれぞれ備えられており、制御・演算装置22からの出力信号により所定の電圧を印加することでヒータ44が通電され、これに対応する導波路部分(出力部分)が局所的に加熱される。これにより加熱された導波路部分の抵抗分が増加することにより光が減衰して、ヒータ44によって加熱された導波路からの出力光を遮断することができる。このようにヒータ44を備えることにより、導波路型分波器43は6本に分岐された分岐導波路51a〜51fからのそれぞれの出力光をオン・オフ切換することができるため、所望の導波路のみ光を出射させることができる。なお、ヒータ44のオン・オフ切換回路44aは、図2において分岐導波路51fにのみ配置されて、他の分岐導波路についてはその図示を省略しているが、オン・オフ切換回路44aは6本の分岐導波路51a〜51fの各々に備えられ、6本の分岐導波路51a〜51fそれぞれを別個独立に光出力のオン・オフ切換が可能となっている。   As shown in FIG. 2, the waveguide duplexer 43 includes branch waveguides 51 a to 51 f branched from one input waveguide 50 into six, and input light incident on the input waveguide 50. Are respectively emitted to the branching waveguides 51a to 51f as six lights having the same light intensity. Each of the branching waveguides 51a to 51f is provided with a heater 44. The heater 44 is energized by applying a predetermined voltage according to an output signal from the control / arithmetic unit 22, and a corresponding waveguide portion (output) Part) is heated locally. As a result, the resistance of the heated waveguide portion increases, whereby the light is attenuated, and the output light from the waveguide heated by the heater 44 can be blocked. By providing the heater 44 in this way, the waveguide type demultiplexer 43 can switch on and off the respective output lights from the branched waveguides 51a to 51f branched into six. Only the waveguide can emit light. The on / off switching circuit 44a of the heater 44 is disposed only in the branch waveguide 51f in FIG. 2, and the illustration of the other branch waveguides is omitted, but the on / off switching circuit 44a is 6 Each of the six branch waveguides 51a to 51f is provided, and each of the six branch waveguides 51a to 51f can be switched on / off independently of the light output.

なお、導波路型分波器43は、上述のように分岐導波路51a〜51fにヒータ44を備える代わりに、干渉型導波路スイッチを備えて構成してもよい。   The waveguide duplexer 43 may include an interference waveguide switch instead of the heater 44 in the branch waveguides 51a to 51f as described above.

導波路型分波器43の出力側には、6本の分岐導波路51a〜51fにそれぞれ対応する6本の導波路型位相変調素子42が接続されている。導波路型位相変調素子42は、図3に示すように、導波路を固定する円環部材70に光軸を中心として形成される正六角形の各頂点の位置に光軸に対して平行にそれぞれ配置される。このため、各導波路型位相変調素子42は、光軸に対して垂直な面内において60°間隔に配置される。各導波路型位相変調素子42には、各分岐導波路52a〜52fを挟むようにそれぞれ配置された一対(2枚)の電極45を備えており、コントローラ22からこの電極間に所定の電圧を印加することで、分岐導波路52a〜52fの屈折率(光路長)を変化させ、出力光の位相を変化させることができる。なお、電極45の電圧印加回路45aは分岐導波路52fのみに配置されその他の図示を省略しているが、電圧印加回路45aは6本の分岐導波路52a〜52fに各々備えられており、各分岐導波路52a〜52fに備えられた各電極45にそれぞれ別個独立して電圧を印加させることができる。   Six waveguide phase modulation elements 42 respectively corresponding to the six branch waveguides 51 a to 51 f are connected to the output side of the waveguide duplexer 43. As shown in FIG. 3, each of the waveguide type phase modulation elements 42 is parallel to the optical axis at the position of each vertex of a regular hexagon formed around the optical axis in the annular member 70 that fixes the waveguide. Be placed. For this reason, the waveguide type phase modulation elements 42 are arranged at intervals of 60 ° in a plane perpendicular to the optical axis. Each waveguide type phase modulation element 42 includes a pair (two) of electrodes 45 disposed so as to sandwich the branch waveguides 52a to 52f, and a predetermined voltage is applied between the electrodes from the controller 22. By applying, the refractive index (optical path length) of the branched waveguides 52a to 52f can be changed, and the phase of the output light can be changed. The voltage application circuit 45a of the electrode 45 is disposed only in the branch waveguide 52f and the other illustration is omitted, but the voltage application circuit 45a is provided in each of the six branch waveguides 52a to 52f. A voltage can be applied independently and independently to each electrode 45 provided in the branching waveguides 52a to 52f.

ここで、電圧Vを印加させたときの波長λの光の位相変化量Δφは、導波路を形成している物質の物性で決まる定数Aにより近似的に、
Δφ=−AVL/λ
で表すことができるので、予め所望の位相変化量Δφが得られる印加電圧を求めておくことができる。なお本実施例では、電極間に電圧を印加することで位相変調を行う導波路素子を利用しているが、導波路の加熱や機械的圧力の印加で位相変調を行う導波路素子を利用して構成してもよい。
Here, the phase change amount Δφ of the light having the wavelength λ when the voltage V is applied is approximately determined by a constant A determined by the physical properties of the substance forming the waveguide,
Δφ = −AVL / λ
Therefore, it is possible to obtain an applied voltage at which a desired phase change amount Δφ can be obtained in advance. In this embodiment, a waveguide element that performs phase modulation by applying a voltage between the electrodes is used. However, a waveguide element that performs phase modulation by heating the waveguide or applying mechanical pressure is used. May be configured.

ここで、この第1の実施形態においては、詳細は後述するように、標本13上を照射する構造化照明は光軸に対して対称な2光束による干渉で形成する。よって、6本の導波路型位相変調素子42のうち、光軸に対して正対する2本の導波路型位相変調素子42から光出力をする必要がる。このため、導波路型分波器43により光出力のオン・オフ制御を行い、光軸に対して正対する2本の導波路型位相変調素子42から光出力をさせることにより、光軸に対して対称な2光束を出射する。   Here, in the first embodiment, as will be described in detail later, the structured illumination that irradiates the specimen 13 is formed by interference by two light beams that are symmetrical with respect to the optical axis. Therefore, it is necessary to output light from the two waveguide phase modulation elements 42 that are directly opposed to the optical axis among the six waveguide phase modulation elements 42. For this reason, on / off control of the optical output is performed by the waveguide type demultiplexer 43, and the optical output is generated from the two waveguide type phase modulation elements 42 facing the optical axis. Two symmetrical light beams.

導波路型位相変調素子42から出射した光は、レンズ41において平行光に変換され、レンズ4により瞳共役面31に光源像を形成する。この瞳共役位置には遮光板6が配置され、迷光など不要な光を遮光除去している。遮光板6を通過した光は、レンズ7によって標本共役面が形成される位置に配置した視野絞り8を通過したのち、レンズ9および励起フィルタ10、落射照明系と結像系を分割合成するダイクロイックミラー11を介して対物レンズ12の瞳Pに2つのスポットを形成する。この2つのスポットは対物レンズ12の概ね最外周部に形成され、対物レンズ12から射出する際には、対向する最大NAの角度の平行光束となって標本面を照射する。このとき、2光束は可干渉であるため等間隔の干渉縞の構造をもって標本面を照射するのである。この縞構造をもった照明光を構造化照明と呼ぶ。   The light emitted from the waveguide type phase modulation element 42 is converted into parallel light by the lens 41, and a light source image is formed on the pupil conjugate plane 31 by the lens 4. A light shielding plate 6 is disposed at the pupil conjugate position, and unnecessary light such as stray light is shielded and removed. The light that has passed through the light-shielding plate 6 passes through a field stop 8 disposed at a position where a sample conjugate plane is formed by a lens 7, and then dichroic divides and synthesizes the lens 9, excitation filter 10, epi-illumination system, and imaging system. Two spots are formed on the pupil P of the objective lens 12 via the mirror 11. These two spots are formed almost at the outermost periphery of the objective lens 12 and, when exiting from the objective lens 12, illuminate the sample surface as parallel light beams having an angle of maximum NA facing each other. At this time, since the two light beams are coherent, the sample surface is irradiated with the structure of the equally spaced interference fringes. The illumination light having the stripe structure is called structured illumination.

レンズ41とレンズ4による倍率を変化させることで、対物レンズ12の瞳面上でのスポット位置を調節することができるが、この間隔が標本13上での構造化照明の周期を決め、この構造化照明顕微鏡の通常の顕微鏡に対する超解像の度合いを決定する。   The spot position on the pupil plane of the objective lens 12 can be adjusted by changing the magnification of the lens 41 and the lens 4, but this interval determines the period of structured illumination on the specimen 13, and this structure. Determining the degree of super-resolution of a standardized illumination microscope relative to a normal microscope.

この構造化照明で標本13を照射すると、照明光の周期構造と標本13の周期構造とが干渉して、モアレ干渉縞を生成する。このとき、そのモアレ干渉縞は標本13の高周波の形状情報を含んでいながら、構造化照明の空間周波数の分だけ低い空間周波数帯域に変換されるため解像限界を超える高い空間周波数の構造の光までもが対物レンズ12によって捉えられることになる。そして、結像した画像を取得し、既知の照明光の周期構造を演算、復元処理することにより、未知である標本の形状をもとめ可視化する技術が構造化照明超解像顕微鏡の原理である。   When the specimen 13 is irradiated with this structured illumination, the periodic structure of the illumination light interferes with the periodic structure of the specimen 13 to generate moire interference fringes. At this time, the moire interference fringes contain high-frequency shape information of the specimen 13, but are converted into a lower spatial frequency band corresponding to the spatial frequency of the structured illumination, and thus have a structure with a high spatial frequency exceeding the resolution limit. Even the light is captured by the objective lens 12. The principle of the structured illumination super-resolution microscope is to acquire an imaged image, calculate the periodic structure of known illumination light, and obtain and visualize the unknown sample shape by calculating and restoring the periodic structure.

そして、標本13からの光は、対物レンズ12を通って平行光に変換され、ダイクロイックミラー11を透過した後、観察光学系の単独光路へ入り、バリアフィルタ14を透過したのち、第2対物レンズ15によってCCDカメラなどの撮像装置21の撮像面16上に標本の変調像を形成する。この変調像は撮像装置21によって撮像され、画像データが生成される。この画像データは、標本13を構造化照明によって超解像観察するための情報を含む。   Then, the light from the specimen 13 is converted into parallel light through the objective lens 12, passes through the dichroic mirror 11, enters the single optical path of the observation optical system, passes through the barrier filter 14, and then passes through the second objective lens. 15, a modulated image of the sample is formed on the imaging surface 16 of the imaging device 21 such as a CCD camera. This modulated image is picked up by the image pickup device 21 to generate image data. This image data includes information for super-resolution observation of the specimen 13 with structured illumination.

しかし、この画像データは、上述したように導波路型位相変調素子43によって変調された照明光で照明された結果の画像であるから、制御・演算装置22によって公知の画像演算手段により画像処理され、逆の変調(再変調)をかけて復元することで標本像を得て、画像表示装置23に標本13の超解像画像を表示することができる。   However, since this image data is an image as a result of illumination with illumination light modulated by the waveguide type phase modulation element 43 as described above, the image data is processed by a known image calculation means by the control / calculation device 22. The specimen image can be obtained by restoring by applying reverse modulation (remodulation), and the super-resolution image of the specimen 13 can be displayed on the image display device 23.

画像処理で元画像を復元する際には、同じ標本に対して、照明の干渉縞の位相を3回以上変調させて撮影するとよい。それは、変調像には、復調像にとって不要な成分が含まれているからである。つまり、変調像には標本13の周波数成分が構造化照明によってされた情報のうち0次光成分、+1次光成分、−1次光成分の3つの未知のパラメータがあるからであり、演算処置で未知数を求めるためには、未知数の数以上の情報が必要になるからである。   When restoring the original image by image processing, it is preferable to shoot the same specimen by modulating the phase of the interference fringes of the illumination three or more times. This is because the modulated image includes components unnecessary for the demodulated image. In other words, the modulation image has three unknown parameters of the 0th-order light component, the + 1st-order light component, and the −1st-order light component in the information obtained by the structured illumination of the frequency component of the specimen 13. This is because more information than the number of unknowns is required to obtain the unknown.

そこで、まず制御・演算装置22から所定の電圧を印加して電流を流すことで導波路型分波器43のヒータ44を通電して、導波路型位相変調素子42で光軸に対して正対することとなる分岐導波路(52aと52d,52bと52e,52cと52f)に対応する導波路型分波器43の分岐導波路(51aと51d,51bと51e,51cと51f)のうち、一対の分岐導波路(例えば、51aと51d)のみ光出力をオンとし、残りの分岐導波路(51bと51e,51cと51f)からの光の出力は遮断する。その際、流すべき電流量はある閾値電流以上であればよい。導波路を一定温度以上に加熱することで熱的に光のオン・オフを行うからである。   Therefore, first, a current is applied by applying a predetermined voltage from the control / arithmetic unit 22 to energize the heater 44 of the waveguide type demultiplexer 43, and the waveguide type phase modulation element 42 corrects the optical axis with respect to the optical axis. Of the branching waveguides (51a and 51d, 51b and 51e, 51c and 51f) of the waveguide type duplexer 43 corresponding to the branching waveguides (52a and 52d, 52b and 52e, 52c and 52f) to be opposed, Only the pair of branch waveguides (for example, 51a and 51d) turns on the light output, and the light output from the remaining branch waveguides (51b and 51e, 51c and 51f) is blocked. At this time, the amount of current to be passed may be equal to or greater than a certain threshold current. This is because the light is thermally turned on and off by heating the waveguide to a certain temperature or higher.

さらに、制御・演算装置22からの信号により、光出力する分岐導波路51a,51dに接続される導波路型位相変調素子42の分岐導波路52a,52dのうち一方の導波路に対して電極45により所定の電圧を印加する。これにより、この一方の導波路に対応する光の位相を変化させることにより、標本13上の構造化照明の位相を変化させて、それぞれの位相に対する標本の変調像を取得する。位相の変化量は、1/3周期ごと(つまり相対的に0、2π/3、4π/3)にできるだけ均等になるようにする。これは、位相の変化量が不均等の場合には、標本が縞模様に退色してしまうためである。このように構造化照明の位相を変化させて、3つの画像データを取得する。   Furthermore, the electrode 45 is connected to one of the branching waveguides 52a and 52d of the waveguide type phase modulation element 42 connected to the branching waveguides 51a and 51d that output light according to a signal from the control / arithmetic unit 22. A predetermined voltage is applied. Thereby, by changing the phase of the light corresponding to this one waveguide, the phase of the structured illumination on the sample 13 is changed, and a modulated image of the sample with respect to each phase is acquired. The amount of phase change is made as uniform as possible every 1/3 period (that is, relatively 0, 2π / 3, 4π / 3). This is because when the amount of change in phase is uneven, the specimen fades into a striped pattern. In this way, three image data are acquired by changing the phase of structured illumination.

なお、位相変調を行うのは2本の光のうちどちらか一方のみでよいことから導波路型位相変調器42は位相変調を行う一方の導波路にのみ備えることとしてもよいが、出射端の大きさと光路長を揃えるためにも各々対称に同一のものを備えることが好ましい。   Since only one of the two lights may be subjected to phase modulation, the waveguide type phase modulator 42 may be provided only in one of the waveguides that performs phase modulation. In order to align the size and the optical path length, it is preferable to provide the same ones symmetrically.

次に、導波路型位相変調素子42から光出力する導波路を変更することにより構造化照明の方向を変化させて、再び上記の処理を行って標本の変調像の画像データを取得する。これは構造化照明の方向を複数方向(通常は3方向)に変化させる度に画像データを取得すれば、複数方向に亘り超解像観察するための情報を得ることができるためであり、これにより標本13の(二次元の)超解像観察が可能となる。よって、構造化照明の方向を0°,120°,240°の3方向に変化させて画像データを取得する。   Next, the direction of the structured illumination is changed by changing the waveguide that outputs light from the waveguide type phase modulation element 42, and the above processing is performed again to obtain the image data of the modulated image of the sample. This is because information for super-resolution observation in multiple directions can be obtained if image data is acquired each time the direction of structured illumination is changed in multiple directions (usually three directions). This enables (two-dimensional) super-resolution observation of the specimen 13. Therefore, image data is acquired by changing the direction of structured illumination in three directions of 0 °, 120 °, and 240 °.

具体的には、光軸に対して正対する位置に配置される3対の分岐導波路(52aと52d,52bと52e,52cと52f)を順次、光出力オンにすれば、これら導波路の配置上(各導波路は60°間隔に配置)、0°,120°,240°の3方向に変化させることができる。このため、これまで光出力していた2本の分岐導波路52a,52dの光をオフにして、光軸に対して互いに正対する他の導波路のうち分岐導波路52b,52eのみ光出力をオンにして、構造化照明の方向を120°変化させたときの標本の変調像の画像データを取得する。そして、最後にこの分岐導波路52b,52eの光出力をオフにして、光軸に対して互いに正対する残り2本の分岐導波路52c,52fのみ光出力をオンにして、構造化照明の方向をさらに120°変化させたときの標本の変調像の画像データを取得する。   Specifically, if three pairs of branching waveguides (52a and 52d, 52b and 52e, 52c and 52f) arranged at positions facing the optical axis are sequentially turned on, these waveguides In terms of arrangement (each waveguide is arranged at intervals of 60 °), it can be changed in three directions of 0 °, 120 °, and 240 °. For this reason, the light of the two branch waveguides 52a and 52d, which has been optically output so far, is turned off, and only the branch waveguides 52b and 52e out of the other waveguides facing each other with respect to the optical axis. Turn on and obtain the image data of the modulated image of the specimen when the direction of structured illumination is changed by 120 °. Finally, the optical outputs of the branched waveguides 52b and 52e are turned off, and the optical outputs of only the remaining two branched waveguides 52c and 52f facing each other with respect to the optical axis are turned on. The image data of the modulated image of the sample when the angle is further changed by 120 ° is acquired.

このようにして、制御・演算装置22は構造化照明の方向が0°,120°,240°の3方向に設定されるまで画像データ取得を繰り返して、最終的に合計9つの画像データを取得する。   In this way, the control / arithmetic unit 22 repeats image data acquisition until the structured illumination direction is set to three directions of 0 °, 120 °, and 240 °, and finally acquires a total of nine image data. To do.

制御・演算装置22は、上記のようにして得られた9つの画像データを取り込み、特許文献1に記載されるような公知の手段により演算を行って、標本13の超解像の画像を得ることができる。そして、制御・演算装置22は、この画像データを画像表示装置23に送出し、超解像画像を表示する。   The control / arithmetic unit 22 takes in the nine pieces of image data obtained as described above, and performs calculations by known means as described in Patent Document 1 to obtain a super-resolution image of the specimen 13. be able to. Then, the control / arithmetic unit 22 sends this image data to the image display unit 23 and displays a super-resolution image.

以上、第1の実施形態に係る顕微鏡装置では、導波路型分波器43の導波路に備えられるヒータ44により光出力をオン・オフ制御して、干渉縞(構造化照明)の方向を回転させることができ、さらに、導波路型位相変調素子42の電極45に電圧を印加して、構造化照明の位相変調を行うことができる。したがって、本顕微鏡装置では、超解像画像を高速に取得することが可能である。   As described above, in the microscope apparatus according to the first embodiment, the light output is turned on / off by the heater 44 provided in the waveguide of the waveguide type demultiplexer 43 to rotate the direction of the interference fringes (structured illumination). Further, voltage can be applied to the electrode 45 of the waveguide type phase modulation element 42 to perform phase modulation of structured illumination. Therefore, this microscope apparatus can acquire a super-resolution image at high speed.

上述の第1の実施形態においては、2光束干渉で形成された構造化照明を用いて超解像画像を取得するように構成した場合について説明したが、この第2の実施形態では、3光束干渉で形成された構造化照明を用いて超解像画像を取得するように構成した場合について説明する。なお、この第2の実施形態においては、第1の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付して、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。   In the first embodiment described above, a case has been described in which a super-resolution image is obtained using structured illumination formed by two-beam interference. However, in the second embodiment, three beams are used. A case will be described in which a super-resolution image is acquired using structured illumination formed by interference. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the difference from the first embodiment will be mainly described.

なお、以下の説明においては、図4にXYZ直交座標系を設定し、この座標系を参照しつつ説明する。図4に示すXYZ直交座標系は、X軸およびY軸が標本面に平行となるように設定され、Z軸が標本面に対して直交する方向に設定される。   In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set in FIG. 4, and the description will be made with reference to this coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 4 is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the sample surface, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the sample surface.

図4は本発明の第2の実施形態である顕微鏡装置の概略構成図である。図4に示すように、第2の実施形態に係る顕微鏡装置には、光ファイバ(光源)1、導波路型分波器43′、導波路型位相変調素子42′、レンズ41、レンズ4、遮光板6′、レンズ7、視野絞り8、レンズ9、励起フィルタ10、ダイクロイックミラー11、対物レンズ12、標本(生体標本など)13、バリアフィルタ14、第2対物レンズ15、撮像装置(CCDカメラなど)21、制御・演算装置22、画像表示装置23が配置される。このうち、導波路型分波器43′、導波路型位相変調素子42′、遮光板6′の構成が第1実施形態とは相違する。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a microscope apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the microscope apparatus according to the second embodiment includes an optical fiber (light source) 1, a waveguide duplexer 43 ′, a waveguide phase modulator 42 ′, a lens 41, a lens 4, Shading plate 6 ', lens 7, field stop 8, lens 9, excitation filter 10, dichroic mirror 11, objective lens 12, specimen (biological specimen etc.) 13, barrier filter 14, second objective lens 15, imaging device (CCD camera) 21), a control / arithmetic unit 22, and an image display unit 23 are arranged. Among these, the configurations of the waveguide duplexer 43 ′, the waveguide phase modulation element 42 ′, and the light shielding plate 6 ′ are different from those of the first embodiment.

導波路型分波器43′は、図5に示すように、1本の入力導波路60から7本に分岐した分岐導波路61a〜61gを備えており、入力導波路60に入射された入力光をそれぞれ分割して、分岐導波路61a〜61gに同一光強度の7本の光として出射できる。この7本の分岐導波路61a〜61gには、それぞれヒータ44が備えられ、出力光のオン・オフ切換ができる。そして、導波路型分波器43′の出力側には、分岐導波路61a〜61gにそれぞれ対応する導波路型位相変調素子42′が備えられる。   As shown in FIG. 5, the waveguide type demultiplexer 43 ′ includes branch waveguides 61 a to 61 g branched from one input waveguide 60 into seven, and an input incident on the input waveguide 60. The light can be divided and emitted to the branched waveguides 61a to 61g as seven lights having the same light intensity. Each of the seven branching waveguides 61a to 61g is provided with a heater 44, and output light can be switched on and off. And on the output side of the waveguide type demultiplexer 43 ', there are provided waveguide type phase modulation elements 42' respectively corresponding to the branched waveguides 61a to 61g.

導波路型位相変調素子42′は、図6に示すように、光軸を中心として形成される正六角形の各頂点の位置に光軸に対して平行に配置されるとともに、この光軸と同一線上の位置にも配置されている。導波路型位相変調素子42′には、各分岐導波路62a〜62gを挟むように一対の電極45がそれぞれ備えられ、制御・演算装置22からこの電極間に所定の電圧を印加することで、分岐導波路62a〜62gの屈折率を変化させ、出力光の位相を変化させる。   As shown in FIG. 6, the waveguide type phase modulation element 42 ′ is arranged in parallel to the optical axis at the position of each vertex of a regular hexagon formed with the optical axis as the center, and is the same as this optical axis. It is also placed on the line. The waveguide type phase modulation element 42 ′ is provided with a pair of electrodes 45 so as to sandwich each of the branched waveguides 62 a to 62 g, and by applying a predetermined voltage between the electrodes from the control / arithmetic unit 22, The refractive index of the branching waveguides 62a to 62g is changed, and the phase of the output light is changed.

遮光板6′は、導波路型位相変調素子42′から出射されレンズ41およびレンズ4を介して集光された光が通過可能なピンホールが設けられている。このため、第1の実施形態では遮光していた光軸上に位置する遮光板6′の中心部にもピンホールが開口され、光軸上に集光された光(光軸上に配置された分岐導波路62gから出射された光)を通過させることができる。   The light shielding plate 6 ′ is provided with a pinhole through which the light emitted from the waveguide type phase modulation element 42 ′ and condensed through the lens 41 and the lens 4 can pass. For this reason, in the first embodiment, a pinhole is also opened at the central portion of the light shielding plate 6 ′ located on the optical axis that has been shielded from light, and the light condensed on the optical axis (disposed on the optical axis). Light emitted from the branching waveguide 62g) can pass therethrough.

制御・演算装置22から所定の電圧を印加して導波路型分波器43′のヒータ44を通電させて光出力のオン・オフ制御を行うことになるが、第2の実施形態では光軸に対して正対する2本の導波路について光出力をオンするとともに、光軸上に配置された分岐導波路62gについて常に光出力をオンする。このように導波路型分波器43′からは、常に光軸上の光と、光軸に対して正対する2つの光が出力されるようにする。   On / off control of light output is performed by applying a predetermined voltage from the controller / arithmetic unit 22 and energizing the heater 44 of the waveguide duplexer 43 '. In the second embodiment, the optical axis is controlled. The optical output is turned on for the two waveguides that face each other, and the optical output is always turned on for the branching waveguide 62g disposed on the optical axis. As described above, the waveguide type demultiplexer 43 'always outputs light on the optical axis and two lights facing the optical axis.

このように導波路型分波器43′から出力される3光束のうち、光軸に対して正対する2本の導波路については電極45に所定の電圧をそれぞれ印加して、一方の導波路の光と他方の導波路の光を常に絶対値が等しく逆符号となるよう位相を変化させ、導波路型位相変調素子42′から出射させる。光軸上に配置された導波路の光については位相を変化させることなく、導波路型位相変調素子42′から出射させる。   Of the three light beams output from the waveguide type demultiplexer 43 'in this way, a predetermined voltage is applied to the electrode 45 for the two waveguides facing the optical axis, and one of the waveguides The phases of the light and the light of the other waveguide are always changed so that their absolute values are equal and opposite in sign, and are emitted from the waveguide type phase modulation element 42 '. The light of the waveguide disposed on the optical axis is emitted from the waveguide type phase modulation element 42 'without changing the phase.

導波路型位相変調素子42′から出射した光は、レンズ41において平行光に変換され、レンズ4により瞳共役面31に光源像を形成する。そして、この瞳共役位置に配置された遮光板6′を通過した光は、レンズ7によって視野絞り8の位置で標本共役面を形成したのち、レンズ9、励起フィルタ10、落射照明系および結像系を分割合成するダイクロイックミラー11を介して対物レンズ12の瞳Pに集光した後、対物レンズ12から平行光束となって標本面へ所定角度で入射して、互いに干渉する(3光束干渉)。これにより標本13上は、空間変調された照明光で構造化照明される。   The light emitted from the waveguide type phase modulation element 42 ′ is converted into parallel light by the lens 41, and a light source image is formed on the pupil conjugate plane 31 by the lens 4. The light that has passed through the light shielding plate 6 'disposed at the pupil conjugate position forms a sample conjugate plane at the position of the field stop 8 by the lens 7, and then the lens 9, the excitation filter 10, the epi-illumination system, and the image formation. After condensing on the pupil P of the objective lens 12 through the dichroic mirror 11 that divides and synthesizes the system, it becomes a parallel light beam from the objective lens 12 and enters the sample surface at a predetermined angle and interferes with each other (three-beam interference). . Thus, the specimen 13 is structured and illuminated with spatially modulated illumination light.

この構造化照明では、標本13上に±1次光の2光束による干渉縞と、0次光と1次光との2光束による干渉縞と、0次光と−1次光との2光束による干渉縞とが合成されて存在する。このとき、0次光と1次光との干渉縞と、0次光と−1次光との干渉縞とは同一の干渉縞が形成されるため完全に重なった干渉縞となり、±1次光による干渉縞の2倍の周期を有する。このように標本13上では、±1次光の2光束による干渉縞と、0次光と1次光(0次光と−1次光)の干渉縞とが合成されて存在することとなる。   In this structured illumination, interference fringes due to two light fluxes of ± first-order light, interference fringes due to two light fluxes of zero-order light and primary light, and two light fluxes of zero-order light and −1st-order light on the specimen 13. Interference fringes due to are combined and exist. At this time, the interference fringes of the 0th-order light and the primary light and the interference fringes of the 0th-order light and the −1st-order light are the same interference fringes, so that they are completely overlapped, and ± 1st order It has a period twice that of interference fringes due to light. Thus, on the specimen 13, interference fringes due to two light fluxes of ± 1st order light and interference fringes of 0th order light and 1st order light (0th order light and −1st order light) are present. .

0次光と1次光(0次光と−1次光)による干渉では、標本13に対して垂直な光軸方向(Z方向)の波数ベクトルが異なるため、光軸方向にも干渉縞が発生する。この干渉縞の光軸方向の位相がデフォーカスによって、つまり、観察している標本内部の面によって変化するため、0次光と±1次光との3光束により合成された干渉縞は標本13上でXY方向だけでなく、Z方向(光軸方向)にも構造をもった干渉縞となる。このため、3光束による干渉縞で構造化照明された標本は、第1の実施形態と同じくXY方向の変調に加えて、Z方向にも変調されている。したがって、この変調画像データを取得し、制御・演算装置22によって公知の画像演算手段により画像処理することで、Z方向の解像力も向上されたいわゆるセクショニング画像を得ることができる。   In the interference between the 0th order light and the 1st order light (0th order light and −1st order light), the wave number vector in the optical axis direction (Z direction) perpendicular to the specimen 13 is different. appear. Since the phase of the interference fringes in the optical axis direction changes due to defocusing, that is, depending on the surface inside the specimen being observed, the interference fringes synthesized by the three light beams of the zero-order light and the ± first-order light are the specimen 13. The interference fringes are structured not only in the XY direction but also in the Z direction (optical axis direction). For this reason, the sample that is structured and illuminated with the interference fringes of the three light beams is modulated in the Z direction in addition to the modulation in the XY direction as in the first embodiment. Therefore, by obtaining this modulated image data and performing image processing by a known image calculation means by the control / calculation device 22, a so-called sectioning image with improved resolution in the Z direction can be obtained.

なお、画像処理で元画像を復元する際には、同じ標本に対して、照明の干渉縞の位相を5回以上変調させて撮影するとよい。それは、変調像には、復調像にとって不要な成分が含まれるからである。つまり、変調像には標本情報の成分として未知の5つのパラメータが存在するからであり、演算処理で未知数を求めるためには、未知数の数以上の情報が必要になるからである。   When restoring the original image by image processing, it is preferable to shoot the same specimen by modulating the phase of the interference fringes of the illumination five times or more. This is because the modulated image includes components unnecessary for the demodulated image. In other words, there are five unknown parameters as components of sample information in the modulated image, and in order to obtain the unknowns in the calculation process, more information than the number of unknowns is required.

このため、導波路位相変調素子42′での位相変調は、光軸に対して正対する2本の導波路に対してそれぞれ位相の絶対値が等しく逆符号となるように±π/5ごとに行うことで、構造化照明の位相変調が2π/5刻みで均等に行われるようにすることが好ましい。このように構造化照明の位相を変化させて、5つの画像データを取得する。   Therefore, the phase modulation by the waveguide phase modulation element 42 ′ is performed every ± π / 5 so that the absolute values of the phases are equal and opposite to each other with respect to the two waveguides facing the optical axis. By doing so, it is preferable that the phase modulation of the structured illumination is performed uniformly in increments of 2π / 5. In this way, five image data are acquired by changing the phase of structured illumination.

そして、第1の実施形態と同様に、導波路型位相変調素子42′から光出力する導波路を変更することにより、構造化照明の方向を3方向(0°,120°,240°)に変化させて画像データを取得する。このとき、上述したように、光軸上に配置された分岐導波路62gについては常に光出力をオンにし、光軸に対して正対するように配置された分岐導波路(62aと62d,62bと62e,62cと62f)を順次変更することにより、常に3光束を出射する。   As in the first embodiment, the direction of structured illumination is changed to three directions (0 °, 120 °, and 240 °) by changing the waveguide that outputs light from the waveguide type phase modulation element 42 ′. Change the image data. At this time, as described above, for the branching waveguide 62g arranged on the optical axis, the optical output is always turned on, and the branching waveguides (62a, 62d, 62b By sequentially changing 62e, 62c and 62f), three light beams are always emitted.

このようにして、制御・演算装置22は構造化照明の方向が3方向に設定されるまで画像データ取得を繰り返して、最終的に合計15個の画像データを取得する。そして、制御・演算装置22は、上記のようにして得られた15個の画像データを取り込み、特許文献1に記載されるような公知の手段により演算を行って、標本13の超解像の画像を得ることができる。そして、制御・演算装置22は、この画像データを画像表示装置23に送出し、超解像画像を表示する。   In this way, the control / arithmetic unit 22 repeats the acquisition of image data until the structured illumination direction is set to three directions, and finally acquires a total of 15 pieces of image data. Then, the control / arithmetic unit 22 takes in the 15 pieces of image data obtained as described above, performs calculation by a known means as described in Patent Document 1, and performs super-resolution of the specimen 13. An image can be obtained. Then, the control / arithmetic unit 22 sends this image data to the image display unit 23 and displays a super-resolution image.

以上、第2の実施形態に係る顕微鏡装置では、超解像画像を高速に取得することができるとともに、標本13の二次元の超解像観察だけでなく、光軸方向(Z方向)の解像力も向上されたいわゆるセクショニング画像を得ることができる。   As described above, in the microscope apparatus according to the second embodiment, a super-resolution image can be acquired at high speed, and not only the two-dimensional super-resolution observation of the specimen 13 but also the resolution in the optical axis direction (Z direction). Also improved so-called sectioning images can be obtained.

第1の実施形態である顕微鏡装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the microscope apparatus which is 1st Embodiment. 第1の実施形態に用いる導波路型分波器および導波路型位相変調素子を示す図である。It is a figure which shows the waveguide type splitter and waveguide type phase modulation element which are used for 1st Embodiment. 第1の実施形態に用いる導波路型位相変調素子を示す図である。It is a figure which shows the waveguide type phase modulation element used for 1st Embodiment. 第2の実施形態である顕微鏡装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the microscope apparatus which is 2nd Embodiment. 第2の実施形態に用いる導波路型分波器および導波路型位相変調素子を示す図である。It is a figure which shows the waveguide type splitter and waveguide type phase modulation element which are used for 2nd Embodiment. 第2の実施形態に用いる導波路型位相変調素子を示す図である。It is a figure which shows the waveguide type phase modulation element used for 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 光ファイバ 4 レンズ 6 遮光板 8 視野絞り
12 対物レンズ 13 標本 41 レンズ
42 導波路型位相変調素子(位相変調部) 43 導波路型分波器(光束分割部)
44 ヒータ(光束選択部、加熱部) 21 撮像装置(撮像部)
22 制御・演算装置(画像生成部) 50,60 入力導波路
51a〜51f,61a〜61g 分岐導波路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber 4 Lens 6 Light-shielding plate 8 Field stop 12 Objective lens 13 Sample 41 Lens 42 Waveguide type | mold phase modulation element (phase modulation part) 43 Waveguide type | mold splitter (beam splitting part)
44 Heater (light flux selection unit, heating unit) 21 Imaging device (imaging unit)
22 control / arithmetic unit (image generation unit) 50, 60 input waveguides 51a to 51f, 61a to 61g branching waveguide

Claims (7)

標本へ空間変調された照明光を照明する照明光学系を含む顕微鏡装置において、
前記照明光学系は、光束を複数の光束に分割する光束分割部と、前記複数の光束のうち少なくとも2つの光束を選択する光束選択部と、前記光束選択部により選択された光束のうち少なくとも1つの光束を位相変調させる位相変調部とを有し、
前記光束分割部が、入力導波路から複数の分岐導波路に分岐することにより前記光束を複数の光束に分割する多分割導波路素子を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
In a microscope apparatus including an illumination optical system for illuminating spatially modulated illumination light on a specimen,
The illumination optical system includes a light beam dividing unit that divides a light beam into a plurality of light beams, a light beam selection unit that selects at least two light beams among the plurality of light beams, and at least one of the light beams selected by the light beam selection unit. A phase modulation unit for phase-modulating two light beams,
The microscope apparatus, wherein the light beam splitting unit includes a multi-split waveguide element that splits the light beam into a plurality of light beams by branching from an input waveguide into a plurality of branch waveguides.
前記位相変調部が、前記分岐導波路を挟む少なくとも一対の制御電極を有する導波路型位相変調素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡装置。   The microscope apparatus according to claim 1, wherein the phase modulation unit includes a waveguide type phase modulation element having at least a pair of control electrodes sandwiching the branching waveguide. 前記光束選択部が、前記多分割導波路素子に形成された前記複数の分岐導波路それぞれを加熱することができる加熱部を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の顕微鏡装置。   The microscope apparatus according to claim 1, wherein the light beam selection unit includes a heating unit capable of heating each of the plurality of branch waveguides formed in the multi-divided waveguide element. 標本へ空間変調された照明光を照明する照明光学系を含む顕微鏡装置において、
前記照明光学系は、光束を複数の光束に分割する光束分割部と、前記複数の光束のうち少なくとも2つの光束を選択する光束選択部と、前記光束選択部により選択された光束のうち少なくとも1つの光束を位相変調させる位相変調部とを有し、
前記位相変調部が、少なくとも一対の制御電極を有する導波路型位相変調素子を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
In a microscope apparatus including an illumination optical system for illuminating spatially modulated illumination light on a specimen,
The illumination optical system includes a light beam dividing unit that divides a light beam into a plurality of light beams, a light beam selection unit that selects at least two light beams among the plurality of light beams, and at least one of the light beams selected by the light beam selection unit. A phase modulation unit for phase-modulating two light beams,
The microscope apparatus, wherein the phase modulation unit includes a waveguide type phase modulation element having at least a pair of control electrodes.
前記光束選択部が、前記複数の光束のうち3つの光束を選択し、
前記位相変調部が、前記光束選択部により選択された3つの光束のうち少なくとも2つの光束を位相変調させるよう構成されたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の顕微鏡装置。
The light beam selection unit selects three light beams from the plurality of light beams,
5. The microscope apparatus according to claim 1, wherein the phase modulation unit is configured to phase-modulate at least two light beams among the three light beams selected by the light beam selection unit.
前記光束選択部が、前記光束分割部により分割された前記複数の光束のうち、選択する光束を変更することにより、照明光の空間変調の方向を変換するよう構成されたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の顕微鏡装置。   The light beam selection unit is configured to change a direction of spatial modulation of illumination light by changing a light beam to be selected among the plurality of light beams divided by the light beam splitting unit. Item 6. The microscope apparatus according to any one of Items 1 to 5. 前記空間変調された照明光で照明された前記標本からの変調像を結像する結像光学系と、
前記変調像を撮像する撮像部と、
前記空間変調された照明光の位相を変調する度に前記撮像部により撮像された複数の前記変調像を演算処理して前記標本の画像を生成する画像生成部とをさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の顕微鏡装置。
An imaging optical system that forms a modulated image from the specimen illuminated with the spatially modulated illumination light;
An imaging unit that captures the modulated image;
And an image generation unit that generates a sample image by performing arithmetic processing on the plurality of modulated images captured by the imaging unit each time the phase of the spatially modulated illumination light is modulated. The microscope apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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