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公開番号2025087073
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201455
出願日2023-11-29
発明の名称走査装置及びiSCAT共焦点顕微鏡システム
出願人個人,ACADEMIA SINICA
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類G02B 21/00 20060101AFI20250603BHJP(光学)
要約【課題】iSCAT共焦点顕微鏡の観察に用いられる走査装置及びiSCAT共焦点顕微鏡システムを提供する。
【解決手段】走査装置は、入射光を受光するレンズと、複数のピンホールを有する回転ディスクと、レンズと回転ディスクとの間に位置する偏光ビームスプリッターと、を含む。レンズ、偏光ビームスプリッター、回転ディスクは、入射光をレンズ、偏光ビームスプリッター、回転ディスクを通過させてサンプルを照明するように配置される。回転ディスク、偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を回転ディスクを通過させて偏光ビームスプリッターに伝達するように配置される。複数のピンホールは、共焦点に基づく検知のためにリターンiSCAT信号を空間的にフィルタリングするように配置される。偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に導くように配置される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
iSCAT共焦点顕微鏡の観察に用いられる走査装置であって、
入射光を受光するレンズと、
複数のピンホールを有する回転ディスクと、
前記レンズと前記回転ディスクとの間に位置する偏光ビームスプリッターと、を含み、
前記レンズ、前記偏光ビームスプリッター、前記回転ディスクは、前記入射光を前記レンズ、前記偏光ビームスプリッター、前記回転ディスクを通過させてサンプルを照明するように配置され、
前記回転ディスク、前記偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を前記回転ディスクを通過させて前記偏光ビームスプリッターに伝達するように配置され、
前記複数のピンホールは、共焦点に基づく検知のために前記リターンiSCAT信号を空間的にフィルタリングするように配置され、
前記偏光ビームスプリッターは、前記リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に導くように配置されることを特徴とする走査装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記偏光ビームスプリッターは、前記リターンiSCAT信号を前記画像観察のための前記光路に反射するように配置され、
前記リターンiSCAT信号は、画像取込装置にiSCAT共焦点画像を形成させるためのものであることを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
【請求項３】
前記入射光は、前記偏光ビームスプリッターに達する前に直線偏光であり、
１／４波長板は、前記入射光を直線偏光から円偏光に変換すると共に、前記リターンiSCAT信号を円偏光から直線偏光に変換するように配置され、
前記偏光ビームスプリッターは、前記入射光の前記直線偏光に対して高い透過性を有すると共に、前記リターンiSCAT信号の前記直線偏光に対して高い反射性を有することを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
【請求項４】
前記１／４波長板は、顕微鏡のフィルターキューブターレットに挿入されることを特徴とする請求項３に記載の走査装置。
【請求項５】
前記画像観察のための前記光路に直線偏光素子を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
【請求項６】
前記入射光は、レーザーであり、
前記回転ディスクは、回転可能なニプコーディスクであり、
前記複数のピンホールは、前記入射光に照射されて前記入射光を顕微鏡を通過させてサンプルに光学的に投射するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の走査装置。
【請求項７】
顕微鏡と、
走査装置と、を含み、
前記走査装置は、
入射光を受光するレンズと、
複数のピンホールを有する回転ディスクと、
前記レンズと前記回転ディスクとの間に位置する偏光ビームスプリッターと、を含み、
前記レンズ、前記偏光ビームスプリッター、前記回転ディスク、前記顕微鏡は、前記入射光を前記レンズ、前記偏光ビームスプリッター、前記回転ディスク、前記顕微鏡を通過させるように配置され、
前記顕微鏡、前記回転ディスク、前記偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を前記顕微鏡及び前記回転ディスクを通過させて前記偏光ビームスプリッターに伝達するように配置され、
前記複数のピンホールは、共焦点に基づく検知のために前記リターンiSCAT信号を空間的にフィルタリングするように配置され、
前記偏光ビームスプリッターは、前記リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に導くように配置されることを特徴とするiSCAT共焦点顕微鏡システム。
【請求項８】
前記偏光ビームスプリッターは、前記リターンiSCAT信号を前記画像観察のための前記光路に反射するように配置され、
前記リターンiSCAT信号は、画像取込装置にiSCAT共焦点画像を形成させるためのものであることを特徴とする請求項７に記載のiSCAT共焦点顕微鏡システム。
【請求項９】
前記入射光は、前記偏光ビームスプリッターに達する前に直線偏光であり、
１／４波長板は、前記入射光を直線偏光から円偏光に変換すると共に、前記リターンiSCAT信号を円偏光から直線偏光に変換するように配置され、
前記偏光ビームスプリッターは、前記入射光の前記直線偏光に対して高い透過性を有すると共に、前記リターンiSCAT信号の前記直線偏光に対して高い反射性を有することを特徴とする請求項７に記載のiSCAT共焦点顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記１／４波長板は、前記顕微鏡のフィルターキューブターレットに位置することを特徴とする請求項９に記載のiSCAT共焦点顕微鏡システム。
（【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】
本発明は、走査装置及び干渉散乱（interferometric scattering、iSCAT）共焦点（confocal）顕微鏡システムに関するものである。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
iSCAT顕微鏡は、干渉によってサンプルの直線的な散乱光を測定する高感度な結像方法である。iSCAT顕微鏡は、共通経路干渉法によりサンプルに関連する直線的な散乱場を検知することができる。しかしながら、iSCAT顕微鏡では通常、軸方向の解像度が劣る広視野結像を使用するため、生物細胞などの複雑なサンプルをiSCAT顕微鏡で測定する場合、様々な源からの散乱信号の重ね合わせ、特に顕微鏡の対物レンズの光学軸に沿ったものは、データ解析をかなり複雑なものにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、iSCAT共焦点顕微鏡の観察に用いられる走査装置及びiSCAT共焦点顕微鏡システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様では、iSCAT共焦点顕微鏡の観察に用いられる走査装置であって、入射光を受光するレンズと、複数のピンホールを有する回転ディスクと、レンズと回転ディスクとの間に位置する偏光ビームスプリッターと、を含み、レンズ、偏光ビームスプリッター、回転ディスクは、入射光をレンズ、偏光ビームスプリッター、回転ディスクを通過させてサンプルを照明するように配置され、回転ディスク、偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を回転ディスクを通過させて偏光ビームスプリッターに伝達するように配置され、複数のピンホールは、共焦点に基づく検知のためにリターンiSCAT信号を空間的にフィルタリングするように配置され、偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に導くように配置されることを特徴とする走査装置が提供される。
【０００５】
ある実施形態では、偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に反射するように配置され、リターンiSCAT信号は、画像取込装置にiSCAT共焦点画像を形成させるためのものである。ある実施形態では、入射光は、偏光ビームスプリッターに達する前に直線偏光であり、１／４波長板は、入射光を直線偏光から円偏光に変換すると共に、リターンiSCAT信号を円偏光から直線偏光に変換するように配置され、偏光ビームスプリッターは、入射光の直線偏光に対して高い透過性を有すると共に、リターンiSCAT信号の直線偏光に対して高い反射性を有する。ある実施形態では、入射光は、偏光ビームスプリッターに達する前にｐ偏光であり、１／４波長板は、入射光をｐ偏光から円偏光に変換すると共に、リターンiSCAT信号を円偏光からｓ偏光に変換するように配置され、偏光ビームスプリッターは、ｐ偏光に対して高い透過性を有すると共に、ｓ偏光に対して高い反射性を有する。ある実施形態では、１／４波長板は、顕微鏡のフィルターキューブターレットに挿入される。ある実施形態では、画像観察のための光路に直線偏光素子を更に含む。ある実施形態では、入射光は、レーザーであり、回転ディスクは、回転可能なニプコーディスク（Nipkow disk）であり、複数のピンホールは、入射光に照射されて入射光を顕微鏡を通過させてサンプルに光学的に投射するように配置される。
【０００６】
本発明の一態様では、顕微鏡と、走査装置と、を含み、走査装置は、入射光を受光するレンズと、複数のピンホールを有する回転ディスクと、レンズと回転ディスクとの間に位置する偏光ビームスプリッターと、を含み、レンズ、偏光ビームスプリッター、回転ディスク、顕微鏡は、入射光をレンズ、偏光ビームスプリッター、回転ディスク、顕微鏡を通過させるように配置され、顕微鏡、回転ディスク、偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を顕微鏡及び回転ディスクを通過させて偏光ビームスプリッターに伝達するように配置され、複数のピンホールは、共焦点に基づく検知のためにリターンiSCAT信号を空間的にフィルタリングするように配置され、偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に導くように配置されることを特徴とするiSCAT共焦点顕微鏡システムが提供される。
【０００７】
ある実施形態では、偏光ビームスプリッターは、リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に反射するように配置され、リターンiSCAT信号は、画像取込装置にiSCAT共焦点画像を形成させるためのものである。ある実施形態では、入射光は、偏光ビームスプリッターに達する前に直線偏光であり、１／４波長板は、入射光を直線偏光から円偏光に変換すると共に、リターンiSCAT信号を円偏光から直線偏光に変換するように配置され、偏光ビームスプリッターは、入射光の直線偏光に対して高い透過性を有すると共に、リターンiSCAT信号の直線偏光に対して高い反射性を有する。ある実施形態では、入射光は、偏光ビームスプリッターに達する前にｐ偏光であり、１／４波長板は、入射光をｐ偏光から円偏光に変換すると共に、リターンiSCAT信号を円偏光からｓ偏光に変換するように配置され、偏光ビームスプリッターは、ｐ偏光に対して高い透過性を有すると共に、ｓ偏光に対して高い反射性を有する。ある実施形態では、１／４波長板は、顕微鏡のフィルターキューブターレットに位置する。ある実施形態では、走査装置は、画像観察のための光路に直線偏光素子を更に含む。ある実施形態では、入射光は、レーザーであり、回転ディスクは、回転可能なニプコーディスクであり、複数のピンホールは、入射光に照射されて入射光を顕微鏡を通過させてサンプルに光学的に投射するように配置される。ある実施形態では、顕微鏡は、倒立式光学顕微鏡又は透過式共焦点顕微鏡である。
【０００８】
本発明の一態様では、iSCAT共焦点顕微鏡の観察に用いられる観察方法であって、レンズにより直線偏光であるレーザー入射光を受光することと、レーザー入射光により回転ディスクの複数のピンホールを照射してレーザー入射光を光学顕微鏡を通過させてサンプルに光学的に投射することと、レーザー入射光がサンプルに達する前に、レーザー入射光を直線偏光から円偏光に変換することと、リターンiSCAT信号を円偏光から直線偏光に変換することと、複数のピンホールにより共焦点に基づく検知のためにリターンiSCAT信号を空間的にフィルタリングすることと、リターンiSCAT信号を画像観察のための光路に導くことと、を含むことを特徴とする観察方法が提供される。
【０００９】
ある実施形態では、回転ディスクは、回転可能なニプコーディスクであり、リターンiSCAT信号は、画像観察のための光路に直線偏光であると共に、iSCAT共焦点画像を形成させるためのものである。ある実施形態では、背景の空間的異質性に基づいて前記iSCAT共焦点画像における背景を消す。ある実施形態では、顕微鏡は、倒立式光学顕微鏡又は透過式共焦点顕微鏡である。ある実施形態では、リターンiSCAT信号は、偏光ビームスプリッターにより画像観察のための光路に導かれる。ある実施形態では、レーザー入射光は、ｐ偏光である。ある実施形態では、レーザー入射光及びリターンiSCAT信号は、異なる直線偏光である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、iSCAT共焦点顕微鏡の観察に用いられることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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