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公開番号2025035847
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2023143148
出願日2023-09-04
発明の名称双方向散乱顕微鏡
出願人国立大学法人東京大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 21/00 20060101AFI20250307BHJP(光学)
要約【課題】前方散乱光による複素振幅画像と、後方散乱光による複素振幅画像とを用いて、観察対象物を一括して観察、測定可能な、広いダイナミックレンジを持つ双方向散乱顕微鏡を提供する。
【解決手段】観察対象物の前方散乱光による第1複素振幅画像と、前記観察対象物の後方散乱光による第2複素振幅画像と、を取得する検出手段と、前記検出手段で得られた前記第1複素振幅画像と前記第2複素振幅画像とを含む複合画像から、前記第1複素振幅画像と前記第2複素振幅画像とを分離する画像分離手段と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
観察対象物の前方散乱光による第１複素振幅画像と、前記観察対象物の後方散乱光による第２複素振幅画像と、を取得する検出手段と、前記検出手段で得られた前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを含む複合画像から、前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを分離する画像分離手段と、を有することを特徴とする双方向散乱顕微鏡。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記検出手段は、１つの前記観察対象物に対する前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを、同一のタイミングで取得することを特徴とする請求項１に記載の双方向散乱顕微鏡。
【請求項３】
前記検出手段は光電変換素子を有し、干渉計測による空間周波数多重化によって、１つの前記光電変換素子によって、前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを、同一の画像フレームで取得することを特徴とする請求項２に記載の双方向散乱顕微鏡。
【請求項４】
前記観察対象物と前記検出手段との間は、前記前方散乱光の光路と前記後方散乱光の光路とが共通であることを特徴とする請求項１または２に記載の双方向散乱顕微鏡。
【請求項５】
前記観察対象物と前記検出手段との間には、前記前方散乱光を前記検出手段に向けて透過させるとともに、前記後方散乱光を発生させるための観察光を前記観察対象物に向けて反射させるハーフミラーを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の双方向散乱顕微鏡。
【請求項６】
前記画像分離手段は、前記複合画像のデータをフーリエ変換して、前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを分離するコンピュータであることを特徴とする請求項１または２に記載の双方向散乱顕微鏡。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方散乱と後方散乱によって観察対象物を観察可能な双方向散乱顕微鏡に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
散乱顕微鏡は、観察対象物の屈折率分布に由来する散乱光を検出し、明視野顕微鏡ではコントラストの得られない透明試料（例えば、細胞などの生体試料）の観察に広く用いられている（例えば、特許文献１）。その中でも特にマクロな構造物の観察には、観察対象物で生じた前方散乱光の複素振幅画像を取得する定量位相顕微鏡（ＱＰＩ：Quantitative phase imaging）の開発が進められている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
更に、生体細胞などを観察するために、上述したＱＰＩを利用して、生体分子の乾燥質量計測による細胞の成長度合いの計測、機械学習による疑似蛍光画像計測、赤外フォトサーマル計測なども利用され始めている。
【０００４】
一方、微小構造物に対しては、観察対象物からの後方散乱光を取得する干渉散乱顕微鏡（ｉＳＣＡＴ：interferometric scattering microscopy）の開発が進められており、単一のタンパク質やウイルスなどの微小粒子の高感度な観察に用いられている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－０６２１５５号公報
特開２００８－２９２９３９号公報
特表２０１９－５２０６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような、前方散乱光を利用した観察装置と、後方散乱光を利用した観察装置とでは、観察（測定）可能な構造物のサイズ範囲が異なり、例えば、１００μｍ～１０ｎｍといった幅広い範囲で、観察対象物を一括して観察、測定可能な、広いダイナミックレンジを持つ散乱顕微鏡が求められていた。
【０００７】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、前方散乱光による複素振幅画像と、後方散乱光による複素振幅画像とを用いて、観察対象物を一括して観察、測定可能な、広いダイナミックレンジを持つ双方向散乱顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態の双方向散乱顕微鏡は、以下の構成を提案している。
【０００９】
（１）本発明の態様１の双方向散乱顕微鏡は、観察対象物の前方散乱光による第１複素振幅画像と、前記観察対象物の後方散乱光による第２複素振幅画像と、を取得する検出手段と、前記検出手段で得られた前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを含む複合画像から、前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを分離する画像分離手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
（２）本発明の態様２は、態様１の双方向散乱顕微鏡において、前記検出手段は、１つの前記観察対象物に対する前記第１複素振幅画像と前記第２複素振幅画像とを、同一のタイミングで取得することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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