JP5384896B2 - 照明された試料の光学的捕捉のための方法および装置 - Google Patents
照明された試料の光学的捕捉のための方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5384896B2 JP5384896B2 JP2008250580A JP2008250580A JP5384896B2 JP 5384896 B2 JP5384896 B2 JP 5384896B2 JP 2008250580 A JP2008250580 A JP 2008250580A JP 2008250580 A JP2008250580 A JP 2008250580A JP 5384896 B2 JP5384896 B2 JP 5384896B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- light
- image
- pattern
- illumination
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
- G02B21/0048—Scanning details, e.g. scanning stages scanning mirrors, e.g. rotating or galvanomirrors, MEMS mirrors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
- G02B21/0044—Scanning details, e.g. scanning stages moving apertures, e.g. Nipkow disks, rotating lens arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/0052—Optical details of the image generation
- G02B21/0068—Optical details of the image generation arrangements using polarisation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
- G02B21/008—Details of detection or image processing, including general computer control
Description
(1)光学軸、(3)光源、(5)スイッチング可能な減衰器/AOM、(7)ライン成形光学系、(9)図面に垂直な回転軸を備えたスキャナ、(11)スキャン光学系、(13)図面に垂直な並進および光軸の周りの回転のための手段を備えており、試料に共役の中間画像面内にある周期パターンを備えたマスク、(15)位置分解する平面センサ、例えばCCD、(17)放出フィルタ、(19)主カラー・スプリッタ、(21)鏡筒レンズ、(27)顕微鏡対物レンズ、(29)試料。
(1)光学軸、(3)光源、(5)スイッチング可能な減衰器/AOM、(7)ライン成形光学系、(9)図面に垂直な回転軸を備えたスキャナ、(11)スキャン光学系、(15)位置分解する平面センサ、例えばCCD、(17)放出フィルタ、(19)主カラー・スプリッタ、(21)鏡筒レンズ、(27)顕微鏡対物レンズ、(29)試料、(30)中間画像面内にあるパターン化のための反射要素(以下のさらなる描写も参照)。
図3は、画像面(上)および瞳面(下)内の照明のパターン化を示している。
これにより対象面内では、ラインおよび周期パターンの垂直な方向付けの場合の回折によって制限された結像に比べてラインの拡張が生じる。これに加え、パターンの表面に沿ってラインをスキャンする場合、回転が大きくなればなるほど、対象面内でのパターン化のコントラストが低下する。ラインの拡張が根本的な問題ではない一方で、コントラスト損失は、特定の適用に対しては不利である。しかし図5に関連して説明するような部分共焦点検出によって、このコントラスト損失は明らかに減少させることができ、なぜならライン中央部ではコントラストが最適だからである。これは図4に示されている。
パターン化された照明の場合に一般的であるように、ここでも、高いNAの対物レンズで合焦する際には、偏光に注意を払うことが重要である。パターン化の最大限のコントラストのためには、偏光が画像面内のラインに垂直(図1〜図3におけるy方向)に方向付けられるべきである。ここに述べた装置の利点は、特に対物レンズ瞳に対してラインの置き方が変更されないままなので、様々な空間方向にパターン化するために偏光の回転を行う必要がないことである。
時間Δtでのスキャナの直線的なスキャン中に、カメラが同期的に少なくともΔtの露光時間で画像を取り込む場合、対象物の遠視野像と同等の結果が得られる。その際、焦点外のバックグラウンドも同様に一緒に検出される。断面画像の計算に必要なそれぞれの位相画像の記録の際に、変調器(5)によって、スキャン工程に同期して照明がy方向において同じように周期的にスイッチ・オンおよびオフされる場合、共焦点フィルタリングが可能になることが有利である。
この工程は、画像エリア内の試料が、一通り隙間なく走査されるまで繰り返され、その際、この記録工程の結果として、M×位相変位の数(好ましくはM×3)の画像が存在する。
他方でまた、これらの各画像は、既に述べた方法に加えて、好ましくは試料保護のためできるだけ低い強度で、同じスキャナ調整で記録を繰り返し、これに続き平均値を算出することによって生成してもよい。この方法は、試料内の漂白工程に基づくアーチファクトを減少させることができる。M×3個の位相画像の割振りを介し、これで共焦点性が調整され得る。
その際、画像記録の速度が、非共焦点の検出に比べて係数Mだけ減少される。50個/sの画像取込みを基礎とすると、M=5の場合、(パターン化の1つの位相位置で)完全な画像を100msで得ることができる。ただしパターン化方向N=3〜5ごとに、様々な位相位置での画像を記録しなければならないことを考慮に入れるべきである。このため、3つのパターン化方向での直線的なパターン化の場合、典型的には9個の画像が生じ[7]、これはM=5の場合、1つの面につき約1sの画像記録時間を発生させる。
独国特許出願公開第10257237(A1)号明細書の開示を参照のこと。
マイクロ・ミラーの相応のスイッチングによって、パターンGの回転により生じる任意の光分布を試料方向に偏向させることができ(図9bのPR out−on)、一方で試料光は、スイッチングされないミラーを介して(図9bのDE out−off)検出DEの方向に達する(照明/検出のためのDMDの相応に最適化された配置の場合)。
当業者の枠内で、本発明のアイディアの修正および変更を包括することができる。
例えば、本発明は意味に即して、多点配置(米国特許第6028306号明細書)および他の点配置のような他の照明分布に、またニポウ・ディスクおよび遠視野における検出の場合にも適用可能である。
Claims (29)
- 試料を光学的に深さ方向に分解して捕捉するための装置であって、
照明光のライン状の放射線成形のための手段と、
照明用放射線経路内で照明光の少なくとも1つの空間方向における周期パターンを生成するための手段と、
対物レンズと、
該試料から来る光を検出するための、および該試料の画像を生成するための、および該画像を基に、解像度が向上された少なくとも1つの光学的断面画像を計算するための手段と、
スキャン手段と、を含み、
前記周期パターンを生成するための手段が、照明方向において該スキャン手段の後ろに配列される装置において、
該パターンを生成するための手段によって生成された回折画像が、対物レンズ瞳の中または付近で結像され、該対物レンズ瞳の中または付近には、該回折画像を試料方向に反射する0次および+/−1次の回折次数のための高反射性の領域(−1、0、+1)を備えており、かつ該領域の他では該試料から来る光を検出方向に伝達するため透過性に形成されたビーム・スプリッタ(MDB)が設けられるか、
またはスイッチング可能なミラー・アレイであるビーム・スプリッタが設けられ、前記スイッチング可能なミラー・アレイが、第1の位置において0次および+/−1次の回折次数の該回折画像を試料方向に伝達し、かつ第2の位置において該試料光を検出方向に反射することを特徴とする装置。 - 前記スキャン手段が、放射線成形のための手段と前記パターン化のための手段の間に配置される、請求項1に記載の装置。
- 前記パターンの回転および位相位置の変更のための手段が設けられる、請求項1または2に記載の装置。
- 前記パターンを生成するための手段が、前記スキャン手段と前記対物レンズの間の中間画像内に設けられる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記パターンを生成するための手段が、透過性または反射性に形成される、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記パターンを生成するための手段が、振幅格子または位相格子または干渉分布である、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記照明光の偏光が、前記周期パターンの回転と同期的に行われる、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記試料光の非デスキャン検出のための平面検出器またはカメラが設けられ、
その際、照明された試料領域の間に間隙を生成するため、かつ/または該平面検出器上で、該照明された試料領域からの検出光で露光された行の間に間隙を生成するため、走査工程中に光遮断するための手段が設けられる、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の装置。 - 前記照明用放射線経路内に強度制御手段が設けられる、請求項8に記載の装置。
- 電気光学変調器または音響光学変調器が、光遮断のために設けられる、請求項8または9に記載の装置。
- ラインごとの走査工程中に、前記検出器上での前記試料光を、ラインごとに不連続または連続的に前記検出器上に広げるため、検出用放射線経路内にスキャナが設けられる、請求項8に記載の装置。
- 試料の光学的捕捉のための方法であって、
その際、該試料または試料の少なくとも一部が、ライン状の照明で、スキャン手段によりスキャンされ、該照明光のライン状の放射線成形が行われ、
および該照明光が、少なくとも1つの空間方向において好ましくは周期パターンを有しており、該試料から来る光が検出され、かつそれを基に該試料の画像が生成され、
該画像を基に、該試料の少なくとも1つの光学的断面画像および解像度のうちの少なくとも一つが向上された画像が計算され、
該照明光の該パターンの生成が、該照明光の該スキャン手段の通過後に行われる方法において、
該パターンを生成するための手段によって生成された回折画像が、対物レンズ瞳の中または付近で結像され、該対物レンズ瞳の中または付近には、該回折画像を試料方向に反射する0次および+/−1次の回折次数のための高反射性の領域を備えており、かつ該領域の他では該試料から来る光を検出方向に伝達するため透過性に形成されたビーム・スプリッタが設けられるか、
またはスイッチング可能なミラー・アレイであるビーム・スプリッタが設けられ、前記スイッチング可能なミラー・アレイが、第1の位置において0次および+/−1次の回折次数の該回折画像を試料方向に伝達し、かつ第2の位置において該試料光を検出方向に反射することを特徴とする方法。 - まず放射線成形が行われ、次いで前記スキャン手段の通過、およびその後、パターン化が行われる、請求項12に記載の方法。
- 前記パターンの回転および位相位置の変更が行われる、請求項12または13に記載の方法。
- 前記パターンの生成が、透過性または反射性の手段によって行われる、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記照明光の偏光が、前記周期パターンの回転と同期的に行われる、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の方法。
- 行ごとの非デスキャン検出のための平面検出器またはカメラ上で、照明された試料領域からの検出光で露光された行の間に間隙が生成される、請求項1乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- ラインごとの照明および検出の際、前記照明が何度もスイッチ・オンおよびオフされる、請求項1乃至17のいずれか1項に記載の方法。
- 試料走査の際に、2つの照明された試料領域の間に間隙があるように光遮断が繰り返される、請求項1乃至18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記露光された試料領域の間の間隙に割り当てられたカメラ領域の、部分的または全体的なマスキングによる画像の計算が行われ、かつそのように取得された該画像の割振りが行われる、共焦点の画像生成のための、請求項1乃至19のいずれか1項に記載の方法。
- 隣接して走査された試料領域が、割り振られた画像内で正しくスケーリングされて隣接して割り当てられるように前記割振りが行われる、請求項20に記載の方法。
- 前記検出器前でのスキャン工程中に、ラインによる前記試料の走査方向へのさらなる光偏向が行われる、請求項1乃至21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記光偏向の速度が、試料と照明光の相対移動の速度より大きい、請求項1乃至22のいずれか1項に記載の方法。
- 前記光偏向がステップごとに行われる、請求項1乃至23のいずれか1項に記載の方法。
- 前記光偏向が連続的に行われる、請求項1乃至24のいずれか1項に記載の方法。
- 走査型レーザ顕微鏡における、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の装置。
- 走査型レーザ顕微鏡における、請求項12乃至25のいずれか1項に記載の方法。
- 前記スイッチング可能なミラー・アレイはDMDである、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の装置。
- 前記スイッチング可能なミラー・アレイはDMDである、請求項12乃至25のいずれか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007047465.4 | 2007-09-28 | ||
DE200710047465 DE102007047465A1 (de) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Verfahren und Anordnung zur optischen Erfassung einer beleuchteten Probe |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009086669A JP2009086669A (ja) | 2009-04-23 |
JP2009086669A5 JP2009086669A5 (ja) | 2013-01-31 |
JP5384896B2 true JP5384896B2 (ja) | 2014-01-08 |
Family
ID=39938200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008250580A Expired - Fee Related JP5384896B2 (ja) | 2007-09-28 | 2008-09-29 | 照明された試料の光学的捕捉のための方法および装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2042906B1 (ja) |
JP (1) | JP5384896B2 (ja) |
DE (1) | DE102007047465A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101799860B1 (ko) | 2010-10-14 | 2017-11-23 | 엘지전자 주식회사 | 위상 시프터 패턴이 형성된 공간 필터를 구비하는 마스크리스 노광장치 및 노광방법 |
DE102011114500B4 (de) | 2011-09-29 | 2022-05-05 | Fei Company | Mikroskopvorrichtung |
KR101356706B1 (ko) | 2012-04-13 | 2014-02-05 | (주)가하 | 광량 변조와 스캐닝 시스템 기반의 구조 조명 현미경 |
DE102012020877A1 (de) * | 2012-10-17 | 2014-04-17 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Optikanordnung und Lichtmikroskop |
FR3068780B1 (fr) * | 2017-07-06 | 2021-05-14 | Centre Nat Etd Spatiales | Spectrophotometre hyperspectral large bande |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3826317C1 (ja) | 1988-08-03 | 1989-07-06 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar, De | |
JP3816632B2 (ja) | 1997-05-14 | 2006-08-30 | オリンパス株式会社 | 走査型顕微鏡 |
DE19923822A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-11-23 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Scannende Anordnung, vorzugsweise zur Erfassung von Fluoreszenzlicht |
DE10155002A1 (de) | 2001-11-08 | 2003-05-22 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
EP1248132B1 (de) * | 2001-04-07 | 2010-12-29 | Carl Zeiss MicroImaging GmbH | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
US6888148B2 (en) | 2001-12-10 | 2005-05-03 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Arrangement for the optical capture of excited and /or back scattered light beam in a sample |
JP3731073B2 (ja) * | 2002-09-17 | 2006-01-05 | 独立行政法人理化学研究所 | 顕微鏡装置 |
DE10254139A1 (de) * | 2002-11-15 | 2004-05-27 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Verfahren und Anordnung zur tiefenaufgelösten optischen Erfassung einer Probe |
US7339148B2 (en) * | 2002-12-16 | 2008-03-04 | Olympus America Inc. | Confocal microscope |
JP2007199572A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Nikon Corp | 顕微鏡装置 |
JP4844137B2 (ja) * | 2006-01-30 | 2011-12-28 | 株式会社ニコン | 顕微鏡装置 |
-
2007
- 2007-09-28 DE DE200710047465 patent/DE102007047465A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-09-18 EP EP20080016423 patent/EP2042906B1/de not_active Not-in-force
- 2008-09-29 JP JP2008250580A patent/JP5384896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2042906B1 (de) | 2014-03-05 |
EP2042906A1 (de) | 2009-04-01 |
DE102007047465A1 (de) | 2009-04-02 |
JP2009086669A (ja) | 2009-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8280131B2 (en) | Method and configuration for optically detecting an illuminated specimen | |
JP6023147B2 (ja) | 照明された試料を光学的に捕捉するための方法および装置 | |
US9927226B2 (en) | Method and configuration for depth resolved optical detection of an illuminated specimen | |
US7339148B2 (en) | Confocal microscope | |
JP3816632B2 (ja) | 走査型顕微鏡 | |
EP2053442B1 (en) | Scanning laser microscope | |
JP5897563B2 (ja) | ライン走査式顕微鏡における同期用システム | |
CA2282416C (en) | Light sensing device | |
EP1852724B1 (en) | Laser confocal scanning microscope and method of improving image quality in such microscope | |
CN107580677B (zh) | 用于二维点阵列倾斜入射扫描的系统和方法 | |
JP2006011446A (ja) | 複数焦点スタック画像を形成する方法及び装置 | |
EP1586931A2 (en) | Slit confocal microscope and method | |
JP5384896B2 (ja) | 照明された試料の光学的捕捉のための方法および装置 | |
JP2003167197A5 (ja) | ||
US20220043246A1 (en) | Microscope and method for microscopic image recording with variable illumination | |
US10746657B2 (en) | Method for accelerated high-resolution scanning microscopy | |
CA3065917A1 (en) | Super-resolution line scanning confocal microscopy with pupil filtering | |
US7385165B2 (en) | Multibeam type scanning microscope | |
JP2007506146A (ja) | 共焦点レーザ走査顕微鏡 | |
JP2009086669A5 (ja) | ||
US11536953B2 (en) | Multi-spot scanning device, system and method | |
JP7330960B2 (ja) | 試料を走査するための方法および装置 | |
JP2022511677A (ja) | 高スループット光トモグラフィイメージング方法及びイメージングシステム | |
JP2009181088A (ja) | 共焦点ユニット、共焦点顕微鏡、および共焦点絞り | |
JP2012208361A (ja) | 走査型顕微鏡および走査型顕微鏡システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110803 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130416 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20130708 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20130711 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130814 |
|
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: 20130903 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131003 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5384896 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |