JP2023105020A - 液体カラム内の物体からの光収集 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
光学配置であって、液体カラム内に配された物体から放射された出力光であって、前記物体と前記光学配置との間の前記液体カラムの光学屈折境界を横切る前記出力光を受光するように構成され、調整済みの出力光が前記出力光よりも均一な強度を有するように前記出力光を調整するように構成された、前記光学配置と、
前記調整済みの出力光を検出し、前記調整済みの出力光に応答して電気信号を提供するように構成された検出器と、
を含む、光学装置。
(項目2)
前記調整済みの出力光の前記強度が前記液体カラムの断面にわたって実質的に均一である、項目1に記載の光学装置。
(項目3)
前記液体カラム内の前記物体に励起光を提供するように配置された励起光源であって、前記励起光に応答して前記物体が前記出力光を放射する、前記励起光源と、
前記検出器に到達しないように前記励起光を実質的に遮断するように構成された光学フィルタと、
前記調整済みの出力光を収集し、前記調整済みの出力光を前記検出器の方に集束させるように配置された集束レンズと、
のうちの1つ以上をさらに含む、項目1に記載の装置。
(項目4)
前記検出器から前記電気信号を受信し、前記電気信号に基づいて第1の種類の物体と第2の種類の物体とを区別するように構成された電気回路をさらに含む、項目1に記載の装置。
(項目5)
前記電気信号の振幅が、前記調整済みの出力光の強度に応答し、
前記電気回路が、前記電気信号の振幅を閾値と比較することによって前記第1の種類の物体と前記第2の種類の物体とを区別するように構成される、項目4に記載の装置。
(項目6)
光学配置であって、液体カラム内に配された物体から放射された出力光であって、前記物体と前記光学配置との間の光学屈折境界を横切る前記出力光を受光するように構成され、調整済みの出力光が前記物体の位置に関係なく実質的に均一な強度を有するように前記出力光を調整するように構成された、前記光学配置。
(項目7)
前記光学配置が、前記液体カラム内の第2の位置から受光した光と比較して前記液体カラム内の第1の位置から前記光学配置で受光した光を優先的に減衰させるように構成され、
前記第2の位置が、前記光学配置の光学軸に垂直な軸に沿って前記第1の位置よりも前記液体カラムの中心から遠い、項目6に記載の光学配置。
(項目8)
前記光学配置が、前記液体カラム内の前記第1の位置からの光を減衰させるように構成されたマスクを含む、項目7に記載の光学配置。
(項目9)
前記マスクがワイヤを含む、項目8に記載の光学配置。
(項目10)
前記光学配置が、前記光学軸に関してより小さい角度で前記物体から放射された前記出力光の第2の部分に比べて、前記光学軸に関してより大きい角度で前記物体から放射された前記出力光の第1の部分を優先的に収集するように構成される、項目7に記載の光学配置。
(項目11)
前記光学配置が、前記出力光の前記第1の部分を優先的に収集するように構成された分割対物レンズを含む、項目10に記載の光学配置。
(項目12)
前記光の第1の部分が、
前記光学配置の前記光学軸に関して正の角度で前記物体から放射された出力光と、
前記光学配置の前記光学軸に関して負の角度で前記物体から放射された出力光と、
を含み、
前記分割対物レンズが、
前記光学配置の前記光学軸に関して正の角度で前記物体から放射された前記光を受光するように構成された第1のレンズと、
前記光学配置の前記光学軸に関して負の角度で前記物体から放射された前記光を受光するように構成された第2のレンズと、
を含む、項目11に記載の光学配置。
(項目13)
前記光学配置が、前記出力光の第2の部分を減衰させるように構成されたマスクをさらに含む、項目9に記載の光学配置。
(項目14)
励起光を生成し、前記励起光を液体カラム内の物体の方に向けるように構成された励起光源であって、前記励起光に応答して前記物体が出力光を放射する、前記励起光源と、
光学配置であって、前記物体と前記光学配置との間の前記液体カラムの光学屈折境界を横切る出力光を受光するように構成され、調整済みの出力光が前記出力光よりも均一な強度を有するように前記出力光を調整するように構成された、前記光学配置と、
前記調整済みの出力光を検出し、前記調整済みの出力光に応答して電気信号を提供するように構成された光学検出器と、
前記電気信号に基づいて第1の種類の物体と第2の種類の物体とを判別するように構成された物体種類判別回路とを含む、判別システム。
(項目15)
前記調整済みの出力光の強度が前記物体の位置に関係なく実質的に均一である、項目14に記載のシステム。
(項目16)
前記回路が、X/Y精子細胞の判別を実行するように構成される、項目14に記載のシステム。
(項目17)
前記光学配置が、前記光学軸に関してより低い角度で前記物体から放射された前記出力光の第2の部分の収集に比べて、前記光学軸に関してより高い角度で前記物体から放射された前記出力光の第1の部分を優先的に収集するように構成された分割対物レンズを含む、項目14に記載のシステム。
(項目18)
前記光学配置が、前記液体カラム内の第2の位置から受光した出力光と比較して前記液体カラム内の第1の位置から受光した出力光を優先的に減衰させるように構成されたマスクを含み、
前記第2の位置が、前記光学配置の前記光学軸に垂直な軸に沿って前記第1の位置よりも前記液体カラムの中心から遠い、項目14に記載のシステム。
(項目19)
前記光学配置が、前記第1の位置から受光した前記出力光を減衰させる長尺マスク形状部であって、前記長尺マスク形状部の長さが前記長尺マスク形状部の幅よりも非常に大きく、前記長尺マスク形状部が、前記長尺マスク形状部の長手方向軸が前記液体カラム内の前記物体のフローの方向に対して実質的に平行であるように前記検出器の有効領域に近接して配される、前記長尺マスク形状部を含む、項目14に記載のシステム。
(項目20)
前記長尺マスク形状部が丸い断面積を有する、項目19に記載のシステム。
(項目21)
前記長尺マスク形状部が矩形断面積を有する、項目19に記載のシステム。
(項目22)
前記長尺マスク形状部が金属ワイヤである、項目19に記載のシステム。
(項目23)
前記長尺マスク形状部が、ガラス上に堆積されたトレースである、項目19に記載のシステム。
(項目24)
前記長尺マスク形状部がフィラメントである、項目19に記載のシステム。
(項目25)
前記長尺マスク形状部が、透明紙上に印刷されたインク線である、項目19に記載のシステム。
(項目26)
前記長尺マスク形状部が、前記検出器の有効領域のほぼ中心に配される、項目19に記載のシステム。
(項目27)
光学装置により、液体カラムの光学屈折境界を横切った前記液体カラム内の物体からの出力光を受光することと、
調整済みの出力光が前記液体カラム内の前記物体の位置に関係なく実質的に均一な強度を有するように前記出力光を調整することと、
前記調整済みの出力光を検出することと、
前記調整済みの出力光に応答して電気信号を生成することと、
を含む、方法。
(項目28)
前記出力光を調整することが、
光学軸に関してより低い角度で前記物体から放射された前記出力光の第2の部分を収集することに比べて、前記光学軸に関してより高い角度で前記物体から放射された前記出力光の第1の部分を優先的に収集することと、
前記液体カラム内の第2の位置から受光した出力光の第2の部分に比べて前記液体カラム内の第1の位置から受光した前記出力光の第1の部分を減衰させることであって、前記第2の位置が、前記光学装置の光学軸に垂直な軸に沿って前記第1の位置よりも前記液体カラムの中心から遠い、前記減衰させることと、
のうちの少なくとも一方を含む、項目27に記載の方法。
(項目29)
励起光を生成し、前記励起光を液体カラム内の物体の方に向けるように構成された励起光源であって、前記励起光に応答して前記物体が出力光を放射する、前記励起光源と、
光学配置であって、前記物体と前記光学配置との間の前記液体カラムの光学屈折境界を横切る出力光を受光するように構成され、前記光学配置が、調整済みの出力光が前記出力光の強度よりも均一な強度を有するように前記出力光を調整するように構成され、前記光学配置が、開口と、前記開口を少なくとも部分的に横切って配された長尺マスク形状部とを含むプレートを含み、前記長尺マスク形状部が、前記長尺マスク形状部の長手方向軸が前記液体カラム内の前記物体のフローの方向に対して実質的に平行になるように配置され、前記プレート及び前記長尺マスク形状部が、前記開口部よりも前記出力光に対して透過しにくい、前記光学配置と、
前記プレートに隣接して配され、前記開口を透過した前記調整済みの出力光を受光するように配置された光学検出器であって、前記光学検出器が、前記調整済みの出力光を検出し、前記調整済みの出力光に応答して電気信号を提供するように構成される、前記光学検出器と、
前記電気信号に基づいて第1の種類の物体と第2の種類の物体とを判別するように構成された物体種類判別回路と、
を含む、フローサイトメーターシステム。
(項目30)
前記プレートと前記長尺マスク形状部とが、1つの単一の構造である、項目29に記載のシステム。
(項目31)
前記長尺マスク形状部が前記プレートに取り付けられている、項目29に記載のシステム。
(項目32)
前記出力光に対する前記プレートの光学的透明度が、前記プレートを横切る位置の関数として変化する、項目29に記載のシステム。
(項目33)
前記長尺マスク形状部の対向する長手方向端部が、互いに実質的に平行である、項目29に記載のシステム。
(項目34)
前記長尺マスク形状部の対向する長手方向端部が、互いに平行ではない、項目29に記載のシステム。
(項目35)
前記長尺マスク形状部の対向する長手方向端部が、前記長尺マスク形状部の長手方向軸に沿って先細になっている、項目29に記載のシステム。
の関数としての光線密度の解析式が、スネルの法則を使用して決定される。ここでγは、光学軸に関する、物体から放射された光線の液体-空気界面における屈折後の角度である。この解析では、フローストリームの2次元断面内の、またはこの2次元断面に接する光線のみが考慮される。
について光学収集システムの入射瞳における光線の密度を決定することができる。これは、次のように記述することができる。
まで均一に分布する。幾何学的解析により、
及び距離
は図3に示されている。フローストリームは、屈折率
を有するため、スネルの法則によって角度間の別の関係が得られる。
は、以下の式によって界面内部の光線の密度
と関係しており、
は、両偏光にわたる、界面を通る透過率の平均を表す。
と関係している。
の正弦によって与えられるため、NAに関してこの角度を解くことができる。
の関数としての相対的な収集光強度は、式(15)を
まで積分し、その積分値によって
で正規化することによって与えられる。
についての角度γの関数としての光線の密度を表す。ここで、角度γはラジアンである。このプロットは、光線密度(放射輝度)が角度の関数として均一な場所である、
の周りで対称な範囲にある一連の位置に対応する(図4Aのグラフ404に対応)。
が正のとき(例えば、図1Bの第2の位置、グラフ402に対応)、相対放射輝度は、正の光線角度γで高く、負の光線角度γで低く、
が負のとき(例えば、図1Bの第3の位置、グラフ403に対応)は逆になる。
の関数としての、異なるNAを有する収集光学系を通って物体から収集された光の相対強度を示す。図4Aは、図4Bの異なる開口数によって取得された角度γの範囲を示す。
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