JP2022548376A - タイコグラフィ撮像システムおよび画像を生成するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)試料位置に対する光源の幾何学的配置に基づいたプロファイルの角度発光特性等の、光源の角度に応じた空間発光特性。
b)コサイン効果、すなわち、入射角のコサインを用いた、試料位置における利用可能な電力密度のスケーリング。光源の入射角または方位角は、中心光軸と、光源から試料位置への線、すなわち特定の光源の光軸との間で測定される。平面状の光源配置の場合、光源配置の中心光軸は、平面に対し直交し、試料位置を通る。光源配置は、例えば球状キャップの形態で中心光軸に対し対称とすることができる。この場合、光源配置は中心光軸を選択する。
c)調査中の物体領域を照射する光源から生じる電力レベルのドロップオフは、光源の適切な制御によって、および/または球状の光源配置に近い幾何学的配置によって、少なくとも光軸上の点において一定のままにされる。
d)より大きい回折角は、より低い回折効率につながる。より低い回折効率の補償により、それぞれの再構成画像における小さな物体構成のより良好な解像度および/またはより高いコントラストにつなげることができる。高開口数顕微鏡法と対照的に、タイコグラフィは、ケーラータイプの照明を用いた標準的な顕微鏡学において用いられる平坦な照明プロファイルを有する照明システムと比較して、この影響をより効果的に制御する機会を提供する。
a)光源の明るさ、
b)光源の動作の持続時間、
c)減衰フィルタ、
d)カラーフィルタ、
e)タイコグラフィ撮像システムの検出器の露出時間、および、
f)タイコグラフィ撮像システムの検出器の利得設定。
φ=tan-1(ピッチ/高さ)=4.08°
φmax=sin-1(0.5)=30°
r=高さ・tan(n φ)
ここで、n=1,2,…である。最大半径は、必要とされる有効開口数に依存する。0.5の照明開口数を達成するには、追加の光源2を用いて7つの円環に取り囲まれた中心光源2が必要とされる。
4.8949、9.8379、14.8790、20.0722、25.4779、31.1660、37.2197
Δθ=tan-1(ピッチ/半径)=45.6°
45.6086、26.9414、18.5746、13.9877、11.1031、9.1144、7.6512
7.8933、13.3623、19.3813、25.7368、32.4234、39.4981、47.0517、55
8、14、20、26、33、40、47、55
Δθn=360/Mn
ここで、Mnは、円環nにおける光源のそれぞれの数Mを表す。
[x,y]=[r・cos(m・Δθn),r・sin(m・Δθn)]
Δθn0=Rn・Δθn
[x,y]=[r・cos(m・Δθn+Δθn0),r・sin(m・Δθn+Δθn0)]
x=高さ・sin(n φ)・sin(mn・Δθn)
y=高さ・sin(n φ)・cos(mn・Δθn)
z=高さ・cos(n φ)
2 光源
3 コントローラ
4 試料平面
5 試料位置
6 顕微鏡対物レンズ
7 撮像レンズ
8 撮像検出器
21~23 光源
A 照明開口数
B 位置
X ピッチ
θ 極角
φ 方位角
S1 第1の方法工程
S2 第2の方法工程
Claims (17)
- タイコグラフィ撮像システム(1)であって、
試料位置(5)に光を発するように適合された複数の光源(2)であって、所定のパターンで配置される、複数の光源と;
前記複数の光源(2)の動作の制御を行うように適用されたコントローラ(3)と;
を含み、
a)光源(2)の前記所定のパターン、および、b)複数の光源(2)の動作の制御のうちの少なくとも1つは、試料位置(5)に対する光源(2)の配置に起因する幾何学的影響を補償するように適用される、前記タイコグラフィ撮像システム。 - 複数の光源(2)の所定のパターンは、試料位置(5)を通る中心光軸周りの複数の同心円環における光源(2)の配置を含み;
後続の円環における光源(2)について、方位角におけるシフトは実質的に均一であり、光源(2)の方位角は、中心光軸と、前記光源(2)から試料位置(5)への線との間で測定され;
同じ同心円環内の隣接した光源(2)について、極角におけるシフトは実質的に均一である、請求項1に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。 - 光源(2)の配置は平面状である、請求項1または2に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- 光源(2)の配置は球状である、請求項1または2に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- コントローラ(3)は、複数の光源(2)を同時に動作させる工程を含む、複数の光源(2)の動作の制御を行うように適用され、同時に動作される光源(2)の数は、該光源(2)の空間座標空間または角度座標空間における所与の最大数および/または最小距離基準によって制限される、請求項1~4のいずれか1項に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- コントローラ(3)は、複数の光源(2)のうちの光源(2)のサブセットを選択し、該サブセット内の光源(2)のみを動作させる工程を含む、複数の光源(2)の動作の制御を行うように適用される、請求項1~5のいずれか1項に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- 動作される光源(2)のサブセットは、観察される試料の特性に基づいて選択される、請求項6に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- 動作される光源(2)のサブセットは、ユーザ入力に基づいて選択される、請求項6または7に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- 動作される光源(2)のサブセットは、以前の較正に基づいて選択され、較正は:
全ての光源(2)を用いて試料の較正画像を生成する工程と;
較正画像に対する光源(2)の寄与に基づいて光源(2)のサブセットを選択する工程とを含む、請求項6に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。 - 動作される光源(2)のサブセットは、副画像のセットを取り込んでいる間に動的に選択され、この選択は、品質基準に関する実質的な信号寄与のエリアおよび/もしくは領域および/もしくは方向を決定することによる、この副画像のセットにおいて既に取得された副画像のフーリエ空間内の信号コンテンツの評価に基づき、かつ/または信号強度に基づき、既に測定された実質的な信号寄与のエリアおよび/または領域および/または方向に部分的に重なるかまたは近傍にある後続画像の光源(2)を選択することによって行われる、請求項6に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- 副画像は、後続のフレームにおいて動作される光源(2)を選択する前に、動作されるそれぞれの光源にフーリエ空間内の実質的コンテンツを割り当て、これらの光源(2)のいずれを同時に動作させることができるかを、光源(2)の空間座標空間または角度座標空間における所与の最大数および/または最小距離基準による制限に応じて決定することによって、複数の光源(2)を並列に動作させることによって取得される、請求項10に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- コントローラ(3)は、光源(2)の配置内の光源(2)の位置に応じて光源(2)の照明パラメータを調節する工程を含む、複数の光源(2)の動作の制御を行うように適用される、請求項1~11のいずれか1項に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- 照明パラメータを調節することは、
光源(2)の明るさ、光源(2)の動作の持続時間、タイコグラフィ撮像システム(1)の検出器の減衰フィルタ、カラーフィルタ、利得、および露出時間のうちの少なくとも1つの調節を含む、請求項12に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。 - コントローラ(3)は、光源(2)の方位角に応じて照明パラメータを調節するように適用される、請求項12または13に記載のタイコグラフィ撮像システム(1)。
- 所定のパターンで配置された複数の光源(2)を含むタイコグラフィ撮像システム(1)を用いて画像を生成するための方法であって:
複数の光源(2)によって、試料を含む試料位置(5)に光を発することと;
コントローラ(3)によって、前記複数の光源(2)の動作の制御を行うことと;
を含み、
a)光源(2)の前記所定のパターン、および、b)複数の光源(2)の動作の制御のうちの少なくとも1つは、試料位置(5)に対する光源(2)の配置に起因する幾何学的影響を補償するように適用される、前記方法。 - 複数の光源(2)の動作の制御を行うことは、複数の光源(2)を同時に動作させる工程を含み、同時に動作される光源(2)の数は、光源(2)の空間座標空間または角度座標空間における所与の最大数および/または最小距離基準によって制限される、請求項15に記載の方法。
- 複数の光源(2)の動作の制御を行うことは、複数の光源(2)のうちの光源(2)のサブセットを選択し、該サブセット内の光源(2)のみを動作させる工程を含む、請求項15または16に記載の方法。
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