JP6276749B2 - 蛍光受光装置および蛍光受光方法 - Google Patents
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Description
最初に、本実施形態に係る蛍光受光装置(蛍光検出装置)1の全体構成について説明する。図1は、蛍光受光装置1の全体的な構成を示す図である。この図に示される蛍光受光装置1は、励起光L1が変調され、変調光L2が集光されることにより試料90から発生する蛍光L3を受光する装置であって、励起光源10、スペイシャルフィルタ11、コリメートレンズ12、ミラー13、空間光変調器20、制御部21、補正部22、集光光学系30、および蛍光受光器(蛍光検出器)40を備えて構成さ、例えば、蛍光走査顕微鏡装置やSTED顕微鏡装置、PALM、STORMなどである。
<参考文献1> R. W. Gerchberg and W. O.Saxton, "Apractical algorithm for the determination of phase from imageand diffractionplane pictures", Optik, Vol.35, pp.237-246 (1972).
<参考文献2> Jorgen Bengtsson, "Kinoform designwith anoptimal-rotation-angle method", Applied Optics, Vol.33,No.29,pp.6879-6884 (1994).
続いて、第1ホログラムがフィードバック補正され、第2ホログラムが生成される際の手順について詳細に説明する。図6は、この手順を示すフローチャートである。
ここで、第1CGHを再設計して第2CGHを生成する方法(ステップS7)について説明する。
続いて、第1CGHを再設計して第2CGHを生成する別の方法(ステップS7)について説明する。
以下、ステップS72およびステップS73における2光子励起蛍光顕微鏡における係数s(m)の算出方法について詳細に説明する。以下の説明においては、ステップS1で取得した受光器固有感度情報が例えば図5(b)だったものとする。
以上で説明した補正部22による補正は、集光光学系30に含まれた対物レンズ33の光軸方向に沿った所定の間隔の走査層ごとに行われても良い。以下では、走査層ごとの補正を実現するためのz−stackについて説明する。z−stackとは、試料90の奥行き方向をずらして画像を撮像することで、3次元画像を得ることをいう。z−stackは、(a)空間光変調器20にフレネルレンズパターンを呈示する方法、(b)蛍光受光装置1を含む蛍光走査顕微鏡装置のZステージを移動させる方法、(c)対物レンズ33そのものを移動させる方法、(d)これらの組み合わせ、によって、対物レンズ33の光軸方向に沿った所定の間隔で走査層を移動させることにより実現される。
Claims (8)
- 位相変調された励起光が集光されることにより試料から発生する蛍光を受光する蛍光受光装置であって、
前記励起光を出力する励起光源と、
前記励起光を入力し、前記励起光を位相変調することにより得られた位相変調光を出力する位相変調型の空間光変調器と、
前記空間光変調器の後段に設けられ、前記位相変調光を前記試料に集光する集光光学系と、
前記試料が載置される試料ステージと、
前記位相変調光が前記試料に集光されることにより発生する蛍光を前記集光光学系を介して受光する蛍光受光器と、
前記空間光変調器に第1ホログラムを表示することにより、2次元配列された複数の画素それぞれにおいて前記励起光の位相を変調させ、且つ前記位相変調光を前記集光光学系により前記試料の複数個の集光位置に集光させる制御部と、
前記第1ホログラムを補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、
前記第1ホログラムを入力する第1ホログラム入力部と、
前記蛍光受光器固有の受光位置ごとの感度情報を予め取得し格納する受光器固有感度情報格納部と、
前記集光位置における前記蛍光の強度および前記受光器固有感度情報格納部に格納された前記感度情報に基づき、前記第1ホログラムを補正することにより、第2ホログラムを生成する第2ホログラム生成部と、
を備え、
前記制御部は前記空間光変調器に前記第2ホログラムを表示する、蛍光受光装置。 - 前記補正部による前記補正は、前記複数個の集光位置ごとに行われる、請求項1に記載の蛍光受光装置。
- 前記励起光源は、多光子励起を行うことができる短パルスレーザである、請求項1または2に記載の蛍光受光装置。
- 前記蛍光受光器はマルチアノード型の光電子増倍管である、請求項1〜3の何れか1項に記載の蛍光受光装置。
- 前記試料は、前記試料に集光された前記位相変調光対前記試料から発生する前記蛍光の強度の比率において、場所依存のバラツキのない均質な蛍光材料からなる、請求項1〜4の何れか1項に記載の蛍光受光装置。
- 前記補正部による前記補正は、前記集光光学系に含まれた対物レンズの光軸方向に沿った所定の間隔の走査層ごとに行われる、請求項1〜5の何れか1項に記載の蛍光受光装置。
- 前記走査層ごとの走査は、前記空間光変調器によって、前記対物レンズの前記光軸方向における集光位置が制御されることにより行われる、請求項6に記載の蛍光受光装置。
- 位相変調された励起光が集光されることにより、試料ステージに載置された試料から発生する蛍光を受光する蛍光受光装置における蛍光受光方法であって、
励起光源が、前記励起光を出力するステップと、
位相変調型の空間光変調器が、前記励起光を入力し、前記励起光を位相変調することにより得られた位相変調光を出力するステップと、
前記空間光変調器の後段に設けられた集光光学系が、前記位相変調光を前記試料に集光するステップと、
蛍光受光器が、前記位相変調光が前記試料に集光されることにより発生する蛍光を前記集光光学系を介して受光するステップと、
制御部が、前記空間光変調器に第1ホログラムを表示することにより、2次元配列された複数の画素それぞれにおいて前記励起光の位相を変調させ、且つ前記位相変調光を前記集光光学系により前記試料の複数個の集光位置に集光させるステップと、
補正部が、前記第1ホログラムを補正するステップと、
を備え、
前記補正部が前記第1ホログラムを補正するステップは、
第1ホログラム入力部が、前記第1ホログラムを入力するステップと、
受光器固有感度情報格納部が、前記蛍光受光器固有の受光位置ごとの感度情報を予め取得し格納するステップと、
第2ホログラム生成部が、前記集光位置における前記蛍光の強度および前記受光器固有感度情報格納部に格納された前記感度情報に基づき、前記第1ホログラムを補正することにより、第2ホログラムを生成するステップと、
を備え、
前記制御部が、前記空間光変調器に前記第2ホログラムを表示するステップを更に備える、蛍光受光方法。
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