JP5062588B2 - 顕微鏡撮像装置及び方法 - Google Patents
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Description
(1)標本を一様に照明する。
(2)対物レンズの開口を一様に照明する。
(3)結像に寄与しない光を対物レンズに入らないようにする。
これを可能にした照明法に以下のものがある。
(a)リレーコンデンサ系
(b)ケーラ照明
(c)クリティカル照明
そのなかで、最も優れた照明方法はケーラ照明である(例えば、非特許文献1)。
前記観察光学ステップが、前記試料を通過し又は前記試料を反射する光を前記インコヒーレント光、前記コヒーレント光又は前記部分コヒーレント光にして結像するステップを有し、前記撮像ステップが、前記インコヒーレント光、前記コヒーレント光又は前記部分コヒしーレント光として結ばれた像を撮像するステップを有し、前記インコヒーレント光と、前記コヒーレント光と、前記部分コヒーレント光とのうちのいずれかを選択し、前記インコヒーレント光を選択した場合には、前記試料の全面に対して均一な照明を行うとともに、前記インコヒーレント光として結ばれた像を1回で撮像して1枚の画像を生成し、前記コヒーレント光又は前記部分コヒーレント光を選択した場合には、複数のパターンの照明群ごとに前記試料の照明を行い、前記コヒーレント光として結ばれた像又は前記部分コヒーレント光として結ばれた像を前記照明群ごとに撮像して複数の画像を生成し、これら複数の画像を合成して1枚の画像を構成することを特徴とする。
(1)試料に均一に照明できることと、
(2)対物光学系の開口数に適した絞りで照明できることが挙げられる。
対物光学系については、
(1)結像に適した倍率と、
(2)像の明るさと、
(3)試料の性質により開口数を選べることとが挙げられる。
これら照明系と対物光学系を備えた顕微鏡が望まれている。
また、顕微鏡の結像性能は伝達関数(OTF:Optical Transfer Function)で表し、照明系と観察系できまる。本発明は超解像技術の一種で撮像系も含めた総合的な伝達関数で表す。そのコントラストと空間周波数との関係は図3に示すグラフのようになる。
2 第1コレクタレンズ
3 光インテグレータ
4 第2コレクタレンズ
5 単位多光点光源
6 コンデンサ光学系
7 観察光学系
8 撮像部
9 試料
10 計算部
11 ビームスプリッタ
例えば、照明光学系及び観察光学系を、上記実施の形態で示した構成以外の構成とすることができる。また、照明群を、上記実施の形態で示したパターン以外のパターンとすることができ、コヒーレント光又は部分コヒーレント光の照明回数を、4,9,16回以外の回数とすることができる。
Claims (4)
- 試料を均一に照明する照明光学系と、
前記照明光学系によって照明された試料を観察する観察光学系と、
前記観察光学系によって観察された試料の画像を取得する撮像系とを具え、
前記照明光学系が、
インコヒーレント光を出射する光源と、
均一な照明の像が結ばれる位置に設けられ、前記インコヒーレント光を通過させる液晶シャッタ配列と、
前記液晶シャッタ配列を通過した光をインコヒーレント光、コヒーレント光又は部分コヒーレント光にして前記試料に照射する絞りを有するコンデンサ光学系とを有し、
前記観察光学系が、
前記試料を通過し又は前記試料を反射する光をインコヒーレント光、コヒーレント光又は部分コヒーレント光にして結像する絞りを有する対物光学系を有し、
前記撮像系が、
インコヒーレント光、コヒーレント光又は部分コヒーレント光として結ばれた像を撮像する撮像手段を有し、
前記コンデンサ光学系の絞りおよび前記対物光学系の絞りを制御して、前記コンデンサ光学系および前記対物光学系において、インコヒーレント光と、コヒーレント光と、部分コヒーレント光とのうちのいずれかを連動して選択するとともに、該選択したインコヒーレント光と、コヒーレント光と、部分コヒーレント光とのいずれかに連動して、前記液晶シャッタ配列及び前記撮像手段を制御する制御処理手段を更に具え、
前記制御処理手段が、
前記インコヒーレント光を選択した場合には、前記試料の全面に対して均一な照明を行うように前記液晶シャッタ配列を制御するとともに、インコヒーレント光として結ばれた像を1回で撮像して1枚の画像を生成するように前記撮像手段を制御し、
前記コヒーレント光又は前記部分コヒーレント光を選択した場合には、複数のパターンの照明群ごとに前記試料の照明を行うように前記液晶シャッタ配列を制御し、コヒーレント光として結ばれた像又は部分コヒーレント光として結ばれた像を前記照明群ごとに撮像して複数の画像を生成するように前記撮像手段を制御し、これら複数の画像を合成して1枚の画像を構成することを特徴とする顕微鏡撮像装置。 - 前記制御手段は、前記コヒーレント光又は前記部分コヒーレント光を選択した場合には、グラフ理論による地図塗り分け方法によって決定された4,9叉は16パターンの照明群ごとに前記試料の照明を行うように前記液晶シャッタ配列を制御することを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡撮像装置。
- 試料を均一に照明する照明光学ステップと、
前記照明光学ステップによって照明された試料を観察する観察光学ステップと、
前記観察光学ステップによって観察された試料の画像を取得する撮像ステップとを具え、
前記照明光学ステップが、
インコヒーレント光を、均一な照明の像が結ばれる位置に設けられた液晶シャッタ配列に出射するステップと、
前記液晶シャッタ配列を通過した光を通過させる絞りを制御して、該光をインコヒーレント光、コヒーレント光又は部分コヒーレント光にして前記試料に照射する照射ステップとを有し、
前記観察光学ステップが、
前記試料を通過し又は前記試料を反射する光を通過させる絞りを制御して、該光をインコヒーレント光、コヒーレント光又は部分コヒーレント光にして結像する結像ステップを有し、
前記撮像ステップが、
インコヒーレント光、コヒーレント光又は部分コヒーレント光として結ばれた像を撮像するステップを有し、
前記照射ステップおよび前記結像ステップにおいて、インコヒーレント光と、コヒーレント光と、部分コヒーレント光とのうちのいずれかを連動して選択し、
前記インコヒーレント光を選択した場合には、前記液晶シャッタ配列を制御して、前記試料の全面に対して均一な照明を行うとともに、インコヒーレント光として結ばれた像を1回で撮像して1枚の画像を生成し、
前記コヒーレント光又は前記部分コヒーレント光を選択した場合には、前記液晶シャッタ配列を制御して生成される複数のパターンの照明群ごとに前記試料の照明を行い、コヒーレント光として結ばれた像又は部分コヒーレント光として結ばれた像を前記照明群ごとに撮像して複数の画像を生成し、これら複数の画像を合成して1枚の画像を構成することを特徴とする顕微鏡撮像方法。 - 前記撮像ステップは、前記コヒーレント光又は前記部分コヒーレント光を選択した場合には、グラフ理論による地図塗り分け方法によって決定された4,9又は16パターンの照明群ごとに前記試料の照明を行うことを特徴とする請求項3に記載の顕微鏡撮像方法。
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