JP6556725B2 - 走査型顕微鏡検査方法および走査型顕微鏡 - Google Patents
走査型顕微鏡検査方法および走査型顕微鏡 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6556725B2 JP6556725B2 JP2016540646A JP2016540646A JP6556725B2 JP 6556725 B2 JP6556725 B2 JP 6556725B2 JP 2016540646 A JP2016540646 A JP 2016540646A JP 2016540646 A JP2016540646 A JP 2016540646A JP 6556725 B2 JP6556725 B2 JP 6556725B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- irradiation
- scanning
- spot
- light
- 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.)
- Active
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
- G02B21/0032—Optical details of illumination, e.g. light-sources, pinholes, beam splitters, slits, fibers
-
- 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
-
- 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
- G02B21/004—Scanning details, e.g. scanning stages fixed arrays, e.g. switchable aperture 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
- G02B21/0076—Optical details of the image generation arrangements using fluorescence or luminescence
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
- G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
- G02B21/367—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes providing an output produced by processing a plurality of individual source images, e.g. image tiling, montage, composite images, depth sectioning, image comparison
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Multimedia (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
複数の記録を必要とする走査型顕微鏡検査方法では、それらの画像記録は、通常、同じ励起ビームを用いて、時間的に連続して実施される。その場合、同じ励起スポットを用いて完全な画像または個々のラインのいずれかを、連続的に記録する。いわゆるHDR顕微鏡法(高ダイナミックレンジ顕微鏡法)の場合には、例えば、3通りの異なる励起強度による3つの連続した画像を記録し、その後、コンピュータ処理される。この場合、記録速度が限られていることから、1つの画像のみ記録される方法と比較して、時間分解能が劣り、すなわち、時間分解可能な試料の動的特性が制限される。
このように、レーザ走査顕微鏡法の分野では、退色効果の最小化および検出器の変調の最適化に関して、実現できることの限界に直面することが多い。これらの問題は、光子計数の原理によって特に適切に対処されるが、この場合、高い信号対ノイズ比という利点は、比較的低いダイナミックレンジという犠牲を払って実現される。計数は、約10MHzの計数率からは非線形的となり、さらに、約30MHzからは、補正することも、ほとんど不可能である。従って、ユーザは、特に最大電圧で動作する光電子増倍管を損傷から保護するために、試料への照射を常に最適なレンジに維持しなければならない。
上記のような方法は、本発明により、複数の異なる照射スポットの強度が互いに独立に設定され、それらの照射スポットは、試料上を走査ライン内で順次誘導されるという点で改善される。
本発明に係る方法の第1の特に好ましい実施形態では、パイロットスポットと呼ばれることもあるリーディング照射スポット、およびトレーリング照射スポットが、試料上を誘導され、そして、リーディング照射スポットについて測定された、ある試料箇所から反射して返される、または発せられる光の強度を用いて、その試料箇所にトレーリング照射スポットが当たるときのトレーリング照射スポットの強度を設定する。
本発明に不可欠なのは、走査ライン内で互いに隣接する複数の照射スポットまたは励起スポットを生成することであり、その場合、それらの照射スポットを用いて照射される試料箇所によって発せられる光は、互いに独立に検出することができる。特に、本発明によれば、さらに、複数の異なる照射スポットは、それらの強度を互いに独立に設定することができる。
個々の照射スポット54、56、58の強度をこのように選択することによって、効果的に色素の退色を最小限に抑えることができ、さらに、極めて高い輝度ダイナミックレンジで顕微鏡画像を実現することが可能である。この方法は、HDR顕微鏡法と呼ばれる。強度の適切な設定は、図1に概略的に示す設定手段24、26、28によって実施され、それらは分割素子20の下流に配置されており、照射ビーム14、16、18を所望の強度に減衰する。これは、原理的には、ビームスプリッタまたはビーム減衰器によって実現することができる。HDR顕微鏡法で要求される退色の低減という効果を得るために重要なのは、走査方向に、第1の照射スポットまたはリーディング照射スポット54は最も低い強度を有し、最後の照射スポット58は最も高い強度を有するということである。図1では、走査ライン72に沿った走査方向を矢印73で示している。
本発明により、走査型顕微鏡および走査型顕微鏡検査方法を提供し、これにより、特にHDR顕微鏡法およびDI顕微鏡法の場合に、顕著な改善および単純化を可能とし、これを少ない装置費用で実現することができる。
12 励起光
14 照射ビーム
16 照射ビーム
18 照射ビーム
20 光分割素子
24,25,26,28,29 強度を個別に設定するための設定手段
30 走査装置
34 光学素子
40 主カラースプリッタ
50 顕微鏡対物レンズ
54 照射スポット
56 照射スポット
58 照射スポット
60 検出器ユニット
64 検出器ユニット
66 検出器ユニット
67 光学素子
68 検出器ユニット
69 共焦点絞り
70 試料
72 走査ライン
73 走査方向
74 試料箇所
76 試料箇所
78 試料箇所
84 試料箇所74によって発せられる光
86 試料箇所76によって発せられる光
88 試料箇所78によって発せられる光
20,30,40,50 光学手段
90 制御・評価ユニット
92 矢印
96 矢印
Claims (9)
- 走査型顕微鏡検査方法であって、
励起光の複数の照射スポット(54,56,58)を同時に用いて試料(70)を走査し、
1つの照射スポット(54)で照射された1つの試料箇所(74)によって発せられる光(84)を、他の照射スポット(76)で照射された他の試料箇所(76)によって発せられる光(86)とは独立に検出し、
複数の異なる試料箇所について検出された発光から、前記試料(70)の顕微鏡画像を編成する方法において、
複数の異なる照射スポット(54,56,58)の強度を互いに独立に設定することと、
前記複数の照射スポット(54,56,58)を、前記試料(70)上を走査ライン(72)内で順次誘導すること、
リーディング照射スポット(54)およびトレーリング照射スポット(58)を、前記試料(70)上を誘導すること、
前記リーディング照射スポット(54)に関して測定された、ある試料箇所(74)によって発せられた光(84)の強度を用いて、該試料箇所(74)に前記トレーリング照射スポット(58)が当たるときの前記トレーリング照射スポット(58)の強度を設定すること、を特徴とする方法。 - 2個よりも多くの、特に3個の照射スポット(54,56,58)を、前記試料(70)上を誘導することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の照射スポット(54,56,58)に関して取得された測定値は、1つの共通画像を形成するようにコンピュータ処理されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記複数の異なる照射スポット(54,56,58)を前記試料(70)上に誘導するために、それぞれ同じ顕微鏡対物レンズ(50)および同じ走査装置(30)を使用することを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
- 特に請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法を実施するための走査型顕微鏡であって、
励起光(12)を出射するための光源(10)と、
前記励起光(12)を複数の照射スポット(54,56,58)のための複数の照射ビーム(14,16,18)に空間的に分割するための光分割素子(20)と、
前記励起光(12)を試料(70)上に誘導するため、および前記試料(70)によって発せられる光(84,86,88)を検出器ユニット(60)に誘導するための光学手段(20,30,40,50)と、
前記複数の照射スポット(54,56,58)を用いて前記試料(70)を走査するための走査装置(30)と、
前記複数の異なる照射スポット(54,56,58)で照射された試料箇所(74,76,78)によって発せられる光(84,86,88)を個別に検出するための前記検出器ユニット(60)とを備える走査型顕微鏡において、
前記複数の照射ビーム(14,16,18)の強度を独立に設定するための設定手段(24,26,28;25,29)が設けられることと、
前記光分割素子(20)および前記試料(70)を走査するための前記走査装置(30)は、前記照射スポット(54,56,58)が前記試料(70)上を走査ライン(72)内で順次誘導されるように構成されていること、を特徴とする、走査型顕微鏡。 - 前記光分割素子(20)は、前記光源(10)と前記走査装置(30)との間のビーム経路に配置されることを特徴とする、請求項5に記載の走査型顕微鏡。
- ビームスプリッタおよびビーム減衰器のうちの少なくとも一方が、設定手段(24,26,28)として設けられることを特徴とする、請求項5または6に記載の走査型顕微鏡。
- AOTF、AOM、およびAODから選択された1つを含む音響光学素子である制御可能な構成要素が、設定手段(25,29)として設けられることを特徴とする、請求項5ないし7のいずれか1項に記載の走査型顕微鏡。
- 共焦点走査型顕微鏡である、請求項5ないし8のいずれか1項に記載の走査型顕微鏡。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013021482.3A DE102013021482A1 (de) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | Verfahren zur Scanning-Mikroskopie und Scanning-Mikroskop |
| DE102013021482.3 | 2013-12-17 | ||
| PCT/EP2014/078202 WO2015091634A1 (de) | 2013-12-17 | 2014-12-17 | Verfahren zur scanning-mikroskopie und scanning-mikroskop |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017502341A JP2017502341A (ja) | 2017-01-19 |
| JP2017502341A5 JP2017502341A5 (ja) | 2018-01-18 |
| JP6556725B2 true JP6556725B2 (ja) | 2019-08-07 |
Family
ID=52278608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016540646A Active JP6556725B2 (ja) | 2013-12-17 | 2014-12-17 | 走査型顕微鏡検査方法および走査型顕微鏡 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US10884226B2 (ja) |
| EP (1) | EP3084500B1 (ja) |
| JP (1) | JP6556725B2 (ja) |
| DE (1) | DE102013021482A1 (ja) |
| WO (1) | WO2015091634A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016215177B4 (de) * | 2016-08-15 | 2024-07-04 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Erfassung von Bilddaten |
| EP3538941B1 (en) | 2016-11-10 | 2025-04-23 | The Trustees of Columbia University in the City of New York | Rapid high-resolution imaging methods for large samples |
| US10823952B2 (en) * | 2017-06-22 | 2020-11-03 | Huron Technologies International Inc. | MSIA scanning instrument with increased dynamic range |
| CN108827920B (zh) * | 2018-03-21 | 2022-05-27 | 苏州国科医工科技发展(集团)有限公司 | 一种低荧光漂白共聚焦成像方法及系统 |
| DE102018123381A1 (de) | 2018-09-24 | 2020-03-26 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Abrastern einer Probe |
| NL2023776A (en) | 2018-09-27 | 2020-05-01 | Asml Netherlands Bv | Apparatus and method for measuring a position of a mark |
| DE102023101782B3 (de) | 2023-01-25 | 2024-06-13 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes einer Probe |
| DE102023210980A1 (de) * | 2023-11-07 | 2025-05-08 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Bilddaten |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3816632B2 (ja) | 1997-05-14 | 2006-08-30 | オリンパス株式会社 | 走査型顕微鏡 |
| NL1023440C2 (nl) | 2003-05-16 | 2004-11-17 | Univ Amsterdam | Werkwijze en inrichting voor het vormen van een afbeelding van een object. |
| US7253950B2 (en) * | 2003-07-17 | 2007-08-07 | Olympus Corporation | Scanning laser microscope |
| DE10344060A1 (de) * | 2003-09-23 | 2005-05-04 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Konfokales Laser-Scanning-Mikroskop |
| DE102008034137A1 (de) | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Carl Zeiss Microlmaging Gmbh | Mikroskop und Verfahren zum Betreiben eines Mikroskops |
| JP5259154B2 (ja) * | 2007-10-24 | 2013-08-07 | オリンパス株式会社 | 走査型レーザ顕微鏡 |
| JP2010262104A (ja) * | 2009-05-01 | 2010-11-18 | Nikon Corp | 走査型共焦点顕微鏡 |
| DE102009043746A1 (de) * | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Verfahren zum Erzeugen von Bildern mit erweitertem Dynamikumfang und optisches Gerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens, insbesondere Laser-Scanning-Mikroskop |
| EP2569614A4 (en) * | 2010-05-12 | 2018-01-17 | Li-Cor, Inc. | High dynamic range scanning with reduced channel cross-talk |
| US8982206B2 (en) * | 2011-04-07 | 2015-03-17 | Uwm Research Foundation, Inc. | High speed microscope with narrow detector and pixel binning |
| DE102012019121A1 (de) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren zur Variation des Scanfeldes eines Laser-Scanning-Mikroskops |
| US9804376B2 (en) | 2012-03-02 | 2017-10-31 | Huron Technologies International Inc. | Scanner with increased dynamic range |
-
2013
- 2013-12-17 DE DE102013021482.3A patent/DE102013021482A1/de active Pending
-
2014
- 2014-12-17 JP JP2016540646A patent/JP6556725B2/ja active Active
- 2014-12-17 WO PCT/EP2014/078202 patent/WO2015091634A1/de not_active Ceased
- 2014-12-17 EP EP14821590.8A patent/EP3084500B1/de active Active
-
2016
- 2016-06-17 US US15/186,236 patent/US10884226B2/en active Active
-
2020
- 2020-12-23 US US17/133,132 patent/US11487093B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017502341A (ja) | 2017-01-19 |
| DE102013021482A1 (de) | 2015-06-18 |
| US20160299326A1 (en) | 2016-10-13 |
| WO2015091634A1 (de) | 2015-06-25 |
| US10884226B2 (en) | 2021-01-05 |
| EP3084500B1 (de) | 2019-10-30 |
| US11487093B2 (en) | 2022-11-01 |
| EP3084500A1 (de) | 2016-10-26 |
| US20210116691A1 (en) | 2021-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6556725B2 (ja) | 走査型顕微鏡検査方法および走査型顕微鏡 | |
| JP5623278B2 (ja) | 顕微鏡および顕微鏡の操作方法 | |
| JP5485289B2 (ja) | 分解能増進顕微鏡法 | |
| US11143854B2 (en) | Method for imaging a sample using a fluorescence microscope with stimulated emission depletion | |
| JP6282706B2 (ja) | 物体の2次元または3次元の位置調整のための高解像度顕微鏡および方法 | |
| EP3033610B1 (en) | Stimulated emission-depletion (sted) microscopy based on time gating of excitation beam and synchronous detection of fluorescence emission | |
| US12146832B2 (en) | Microscope and method of microscopy for providing illumination light and generating an illumination pattern | |
| US20130126755A1 (en) | Method and device for simultaneous multi-channel and multi-method acquisition of synchronized parameters in cross-system fluorescence lifetime applications | |
| JPWO2011155628A1 (ja) | 顕微鏡装置、観察方法 | |
| EP2721442B1 (en) | Method and apparatus for imaging a structure marked with a fluorescent dye | |
| US7394063B2 (en) | Microscope for investigating the lifetime of excited states in a sample | |
| US7645971B2 (en) | Image scanning apparatus and method | |
| US20220019067A1 (en) | Light microscope and microscopy method | |
| JP2024523517A (ja) | 試料の輝度情報を取得するための方法及び装置 | |
| JP4798990B2 (ja) | 走査顕微鏡において複数の異なる放射波長を分離するための方法及び装置 | |
| JP2016534395A (ja) | 高解像度の3d蛍光顕微鏡検査 | |
| WO2025180543A1 (zh) | 一种受激辐射损耗超分辨荧光寿命成像方法 | |
| US20240053594A1 (en) | Method and Device for Microscopy | |
| JP2017151416A (ja) | 高速高分解能の顕微鏡検査方法、および高速高分解能の顕微鏡 | |
| US20100053743A1 (en) | Apparatus for real-time three-dimensional laser scanning microscopy, with detection of single- and multi-photon fluorescence and of higher order harmonics | |
| CH705318B1 (en) | Apparatus and method for time-resolved fluorescence detection. | |
| JP2006189468A (ja) | 1光子励起型蛍光観察装置および方法 | |
| JP2004271946A (ja) | 共焦点レーザ走査型顕微鏡装置及び試料情報記録方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171204 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171204 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190215 |
|
| 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: 20190611 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190710 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6556725 Country of ref document: JP 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 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |