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公開番号2024167073
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2024080570
出願日2024-05-17
発明の名称フーリエタイコグラフィーのための光学系
出願人エフホフマン-ラロッシュアクチェンゲゼルシャフト
代理人弁理士法人朝日奈特許事務所
主分類G02B 21/08 20060101AFI20241122BHJP(光学)
要約【課題】フーリエタイコグラフィーのために構成された光学系を開示する。
【解決手段】少なくとも1つの発光体(112)のアレイであって、各発光体が、試料平面(114)に向かって少なくとも1つの照射光線を放射するように構成される、少なくとも1つの発光体のアレイと、複数のレンズを含む少なくとも1つの小型レンズアレイ(116)であって、レンズの各々が、発光体のアレイの発光体のうちの少なくとも1つの専用であり、それぞれのレンズの配向および形状が、専用の発光体に適合され、小型レンズアレイが、試料平面上で照射光線を集束させるように構成される、少なくとも1つの小型レンズアレイと、を備える、光学系が開示される。発光体のアレイおよび小型レンズアレイは、試料平面が様々な照射角度の照射光線によって照射されるように配置される。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
フーリエタイコグラフィーのために構成された光学系（１１０）であって、
少なくとも１つの発光体（１１２）のアレイであって、各発光体（１１２）が、試料平面（１１４）に向かって少なくとも１つの照射光線を放射するように構成される、少なくとも１つの発光体（１１２）のアレイと、
複数のレンズを含む少なくとも１つの小型レンズアレイ（１１６）であって、レンズの各々が、前記発光体（１１２）のアレイの前記発光体（１１２）のうちの少なくとも１つの専用であり、それぞれのレンズの配向および形状が、専用の前記発光体（１１２）に適合され、前記小型レンズアレイ（１１６）が、前記試料平面（１１４）内に前記照射光線を集束させるように構成される、少なくとも１つの小型レンズアレイ（１１６）と、
を備え、
前記発光体（１１２）のアレイおよび前記小型レンズアレイ（１１６）は、前記試料平面（１１４）が様々な照射角度で前記照射光線によって照射されるように配置される、光学系（１１０）。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記光学系（１１０）が、少なくとも１つの放物面反射器（１２０）を備え、前記放物面反射器（１２０）は、前記小型レンズアレイ（１１６）を通過した前記照射光線が、前記試料平面（１１４）に衝突する前に前記放物面反射器（１２０）に衝突するように配置される、請求項１に記載の光学系（１１０）。
【請求項３】
前記放物面反射器（１２０）が、セグメント化された放物面反射器（１２２）を含む、請求項２に記載の光学系（１１０）。
【請求項４】
前記光学系（１１０）が、少なくとも１つの屈折光学素子（１２４）を備え、前記屈折光学素子（１２４）は、前記小型レンズアレイ（１１６）を通過した前記照射光線が、前記試料平面（１１４）に衝突する前に前記屈折光学素子（１２４）に衝突するように配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学系（１１０）。
【請求項５】
前記屈折光学素子（１２４）が、少なくとも１つのフレネルレンズを含み、前記フレネルレンズは直径≧２００ｍｍである、請求項４に記載の光学系（１１０）。
【請求項６】
前記小型レンズアレイ（１１６）の前記レンズが、前記発光体（１１２）から前記試料平面（１１４）への光線の伝播方向に配置される、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学系（１１０）。
【請求項７】
前記小型レンズアレイ（１１６）の前記レンズが、開口数が大きいレンズである、請求項１～６のいずれか一項に記載の光学系（１１０）。
【請求項８】
前記発光体（１１２）が、少なくとも１つの発光ダイオードを含み、前記発光ダイオードは、発光範囲が３４０～８００ｎｍのスペクトル範囲内に少なくとも部分的に位置する、請求項１～７のいずれか一項に記載の光学系（１１０）。
【請求項９】
デジタル顕微鏡システムであって、
請求項１～８のいずれか一項に記載の少なくとも１つの光学系（１１０）と、
少なくとも１つの顕微鏡スライド（１１８）を受け入れるように構成された少なくとも１つの試料界面と、
少なくとも１つの画像検出器であって、前記光学系（１１０）によって提供される前記照射光線によって様々な照射角度で照射された前記顕微鏡スライド（１１８）上の試料の複数の画像を撮像するように構成された少なくとも１つの画像検出器と、
前記画像検出器によって撮像された前記複数の画像を使用することによって、前記試料の少なくとも１つの合成画像を再構成するように構成された少なくとも１つの処理装置と、
を備える、デジタル顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記処理装置が、反復位相回復アルゴリズムを使用することによって、前記光学系（１１０）によって提供される前記照射光線によって様々な照射角度で照射された前記顕微鏡スライド上の前記試料の前記複数の画像を合成するように構成される、請求項９に記載のデジタル顕微鏡システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願は、フーリエタイコグラフィーのために構成された光学系、デジタル顕微鏡システム、およびフーリエタイコグラフィーのための方法に関する。本発明は、さらに、本発明にかかる方法を実行するためのプログラム手段を備えたコンピュータプログラムに関する。本発明による装置、方法、およびコンピュータプログラムは、血液学または臨床化学分析に使用され得る。しかしながら、本発明について、他の適用分野も実現可能である。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
フーリエタイコグラフィー（ＦＰＭ）は、最近、非常に高い解像度および画質が、比較的単純な光学設定を使用することによって実現可能であることを示した。例えば、ＦＰＭの概念は、ＧｕｏａｎＺｈｅｎｇｅｔａｌ．，「Ｃｏｎｃｅｐｔ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＦｏｕｒｉｅｒｐｔｙｃｈｏｇｒａｐｈｙ，」ＮａｔｕｒｅＲｅｖｉｅｗｓＰｈｙｓｉｃｓ，３，２０７－２２３（２０２１）、「Ｆｏｕｒｉｅｒｐｔｙｃｈｏｇｒａｐｈｉｃｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙｆｏｒｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｔｕｍｏｒｃｅｌｌｅｎｕｍｅｒａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，「Ｌｏｎｇ－ｗｏｒｋｉｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅＦｒｅｓｎｅｌｏｆｆ－ａｘｉｓｄｉｇｉｔａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ」、ＰａｎＦｅｎｇｅｔａｌ．，ＯｐｔｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓＶｏｌ．１７，Ｉｓｓｕｅ７，ｐｐ．５４７３－５４８０（２００９）、国際公開第２０２１／０５３３７４号Ａ１、米国特許第１０，６８４，４５８号Ｂ２、米国特許出願公開第２０２０／０３５１４５４号Ａ１、国際公開第２０１６／０９０３３１号Ａ１、米国特許出願公開第２０２２／００４３２５１号Ａ１、米国特許第１０、３９４、０１１号Ｂ２、米国特許出願公開第２０１９／０３３１９０２号Ａ１、米国特許第１０，６５２，４４４号Ｂ２、米国特許出願公開第２０１７／０１４６７８８号Ａ１、米国特許出願公開第２０１６／０３４１９４５号Ａ１および大韓民国特許第２３１５０１６号Ｂ１から知られている。
【０００３】
しかしながら、低コストのデジタル顕微鏡システムでＦＰＭを使用することは、問題となり得る。ＦＰＭは、各々が単一の発光ダイオード（ＬＥＤ）のみで撮影された多数の画像の画像取得に依存する。典型的な配置は、特に関連性の高い大きな入射角では、ＬＥＤごとの入射電力が低いことを示唆する。その結果、強度が低いと、カメラの統合時間が長くなり、したがってそのようなシステムのスループットが制限される。
【発明の概要】
【０００４】
したがって、上述した技術的課題に対処する方法および装置を提供することが望ましい。具体的には、ＦＰＭシステムのスループットを高めることを可能にする方法、コンピュータプログラム、および装置が提案されるものとする。
【０００５】
この問題は、フーリエタイコグラフィーのために構成された光学系、デジタル顕微鏡システム、および独立請求項の特徴を有するフーリエタイコグラフィーのための方法によって対処される。単独で実現されても、任意の組合せで実現されてもよい有利な実施形態が、従属請求項ならびに明細書全体に記載される。
【０００６】
以下で使用される場合、「有する（ｈａｖｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」もしくは「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」という用語、またはそれらの任意の文法的変形は、非排他的な方法で使用される。したがって、これらの用語は、これらの用語によって導入された特徴に加えて、この文脈で説明されたエンティティにさらなる特徴が存在しない状況、および１つまたは複数のさらなる特徴が存在する状況の両方を指し得る。一例として、「ＡはＢを有する」、「ＡはＢを備える」、および「ＡはＢを含む」という表現は、Ｂの他に他の要素がＡに存在しない状況（すなわち、ＡがＢのみからなる状況）、およびＢの他に、要素Ｃ、要素ＣおよびＤ、またはさらなる要素などの１つまたは複数のさらなる要素がエンティティＡに存在する状況の両方を指し得る。
【０００７】
さらに、特徴または要素が１回または複数回存在し得ることを示す「少なくとも１つ」、「１つまたは複数」という用語または同様の表現は、典型的には、それぞれの特徴または要素を導入するときに１回のみ使用されることに留意されたい。以下では、ほとんどの場合、それぞれの特徴または要素を参照するとき、それぞれの特徴または要素が１回または複数回存在し得るという事実にかかわらず、「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」という表現は繰り返されない。
【０００８】
さらに、以下で使用される場合、「好ましくは」、「より好ましくは」、「特に」、「より詳細には」、「具体的には」、「より具体的には」という用語または同様の用語は、代替の可能性を制限することなく、任意の特徴と共に使用される。したがって、これらの用語によって導入される特徴は任意の特徴であり、決して特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。本発明は、当業者が認識するように、代替的な特徴を使用することによって実行され得る。同様に、「本発明の一実施形態では、」または同様の表現によって導入される特徴は、本発明の代替の実施形態に関する制限なしに、本発明の範囲に関する制限なしに、およびそのように導入された特徴を本発明の他の任意のまたは任意でない特徴と組み合わせる可能性に関する制限なしに、任意の特徴であることが意図される。
【０００９】
第１の態様では、フーリエタイコグラフィーのために構成された光学系が開示される。光学系は、
－少なくとも１つの発光体のアレイであって、各発光体が、試料平面に向けて少なくとも１つの照射光線を放射するように構成される、少なくとも１つの発光体のアレイと、
－複数のレンズを含む少なくとも１つの小型レンズアレイであって、レンズの各々が、発光体のアレイの発光体のうちの少なくとも１つの専用であり、それぞれのレンズの配向および形状が、専用の発光体に適合され、小型レンズアレイが、試料平面上で照射光線を集束させるように構成される、少なくとも１つの小型レンズアレイと、を備える。
【００１０】
発光体のアレイおよび小型レンズアレイは、試料平面が様々な照射角度の照射光線によって照射されるように配置される。
（【００１１】以降は省略されています）

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