DE60037682T2 - Abbildungsvorrichtung - Google Patents

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DE60037682T2
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Hirotoshi Hamamatsu-shi TERADA
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Hamamatsu Photonics KK
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/105Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft ein Bildaufnahmesystem, das einen schlitzförmigen Lichtfluss auf eine Probe projiziert, und den Lichtfluss erfasst, der von der Probe gemäß dem Einfallen des genannten schlitzförmigen Lichtflusses abgestrahlt wird.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Eine Einrichtung des Stands der Technik zum Erzielen von Bildern mit Wellenlängenauflösung ist in der Patentschrift Nr. 2,558,864 des vorliegenden Anmelders beschrieben. Mit dieser Einrichtung wird eine Probe gleichförmig von der Rückseite her beleuchtet, und ein Bild des durchgelassenen Lichtes, das durch die Probe hindurchgetreten ist, wird auf einer Schlitzplatte gebildet; ein Galvanospiegel wird dazu benutzt, das durchgelassene Bild abzutasten, das auf die Schlitzplatte projiziert wird, und auf diese Weise ein Schlitzbild auszuschneiden, wobei dieses Schlitzbild einer spektralen Auflösung unterzogen wird, und spektral aufgelöste Bilder von einer TV-Kamera erfasst werden. Die von der TV-Kamera erfassten Bilder werden entsprechend der Wellenlänge als Abtastbilder zusammengesetzt.
  • Andere Beispiele von Einrichtungen des Stands der Technik sind in den Patentschriften US-A-6,028,306 , US-A-5,561,554 und US-A-4,736,110 beschrieben.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Bei der beschriebenen Einrichtung des Stands der Technik weist das Schlitzbild jedoch eine geringe Leuchtdichte auf, da ein Schlitzbild ausgeschnitten wird, indem ein Bild aus durchgelassenem Licht auf eine Schlitzplatte projiziert wird. Es besteht daher Bedarf an einer Erhöhung der Detektionsgenauigkeit des Bildes, das auf die Bildaufnahmefläche der TV-Kamera projiziert wird.
  • Wenn ein Fluoreszenzbild usw. einer Halbleiter- oder biologischen Probe usw. erfasst werden soll, wird eine Probe mit einem Erregungslicht beleuchtet, wobei dann dieses Erregungslicht und die Fluoreszenz, die sich aus dem Erregungslicht ergibt, voneinander getrennt werden müssen. Auch in solchen Fällen ist eine erhöhte Leuchtdichte wünschenswert. Diese Erfindung wurde unter Berücksichtigung solcher Vorgaben getätigt, und es ist eine Aufgabe derselben, ein Bildaufnahmesystem bereitzustellen, mit dem die Genauigkeit der Detektion des Lichtflusses, der von einer Probe abgestrahlt wird, erhöht werden kann.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Bildaufnahmesystem gemäß Anspruch 1 bereit.
  • Da der Lichtfluss, der von der Lichtquelle abgestrahlt wird, durch die zylindrische Linse in eine Richtung konvergiert wird, und dieser Lichtfluss in einen schlitzförmigen Lichtfluss umgewandelt wird, wenn er durch die Objektivlinse tritt, wird mit Hilfe dieses Systems die Abschwächung der Stärke des Lichtflusses gegenüber dem Stand der Technik verringert, der eine Schlitzplatte benutzt, und da ein Galvanospiegel an der Konvergenzposition der zylindrischen Linse angeordnet ist, kann der schlitzförmige Lichtfluss die Probe durch Verschwenken des Galvanospiegels abtasten.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 ist ein Systemblockdiagramm eines Bildaufnahmesystems.
  • 2A ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Systems von einem Bildaufnahmesystem eines Typs, mit dem eine zeitliche Auflösung eines schlitzförmigen Lichtflusses durchgeführt wird.
  • 2B ist eine Darstellung, die die Querschnittform eines Lichtflusses unmittelbar nach seiner Abstrahlung von einer Laserlichtquelle 1 zeigt.
  • 2C ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seiner Reflexion durch einen Spiegel M1 zeigt.
  • 2D ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seinem Austreten aus einem Strahlaufweiter BE zeigt.
  • 2E ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der unmittelbar nach seinem Austreten aus einer zylinderförmigen Linse CL auf einen dichroitischen Spiegel DC eingefallen gelassen wird.
  • 2F ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einem Galvanospiegel 3 zeigt.
  • 2G ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einer Linse L zeigt.
  • 2H ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach dem Austreten aus der Linse L zeigt.
  • 2I ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einer Objektivlinse OL zeigt.
  • 2J ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der Objektivlinse OL ausgetreten ist, und auf eine Probe S projiziert wird.
  • 2K ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der von der Probe S abgestrahlt wird.
  • 2L ist eine Darstellung, die die Querschnittform des modifizierten Lichtflusses zeigt, unmittelbar nachdem der Lichtfluss, der von der Probe S abgestrahlt wurde, in umgekehrter Richtung durch die Objektivlinse OL hindurchgetreten ist.
  • 2M ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach dem Durchtreten der Objektivlinse OL in umgekehrter Richtung zeigt.
  • 2N ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der in umgekehrter Richtung durch die Linse L hindurchgetreten ist.
  • 2O ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der umgekehrten Richtung auf einen Galvanospiegel 3a einfallen gelassen wird.
  • 2P ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der umgekehrten Richtung auf den dichroitischen Spiegel DC fällt.
  • 2Q ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der auf eine Schmierbildröhre ST einfallen gelassen wird.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Bildaufnahmesystems, das durch Integrieren des optischen Systems aus 2A in einer Einrichtung für den praktischen Einsatz erzielt wurde.
  • 4A ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Systems, angewandt auf ein Bildaufnahmesystem.
  • 4B ist eine Darstellung, die die Querschnittform eines Lichtflusses unmittelbar nach seiner Abstrahlung von einer Laserlichtquelle 1 zeigt.
  • 4C ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seiner Reflexion durch den Spiegel M1 zeigt.
  • 4D ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seinem Austreten aus einem Strahlaufweiter BE zeigt.
  • 4E ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der unmittelbar nach seinem Austreten aus einer zylindrischen Linse CL auf einen dichroitischen Spiegel DC fällt.
  • 4F ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einem Galvanospiegel 3 zeigt.
  • 4G ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einer Linse L zeigt.
  • 4H ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach dem Austreten aus der Linse L zeigt.
  • 4I ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einer Objektivlinse OL zeigt.
  • 4J ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der Objektivlinse OL ausgetreten ist, und auf eine Probe S projiziert wird.
  • 4K ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der von der Probe S abgestrahlt wird.
  • 4L ist eine Darstellung, die die Querschnittform des modifizierten Lichtflusses zeigt, unmittelbar nachdem der Lichtfluss, der von der Probe S abgestrahlt wurde, in umgekehrter Richtung durch die Objektivlinse hindurchgetreten ist.
  • 4M ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach dem Durchtreten der Objektivlinse OL in umgekehrter Richtung zeigt.
  • 4N ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der in umgekehrter Richtung durch die Linse L hindurchgetreten ist.
  • 4O ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der umgekehrten Richtung auf den Galvanospiegel 3 einfallen gelassen wird.
  • 4P ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der umgekehrten Richtung auf den dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen wird.
  • 4Q ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der auf eine Bildaufnahmefläche einer Kamera 7 einfallen gelassen wird.
  • 5A, 5B, 5C, 5D und 5E sind erläuternde Darstellungen, die Bilder auf der Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 für die Zeitpunkte t = 1, 2, 3, 4 und 5 zeigen.
  • 6A, 6B, 6C, 6D und 6E sind Graphen, die die spektrale Verteilung zeigen, die jeweils durch Integration des schlitzförmigen Lichtflusses in der Y-Richtung für die Zeitpunkte t = 1, 2, 3, 4 und 5 erzielt wurde.
  • 7A, 7B, 7C, 7D und 7E sind erläuternde Darstellungen, die Abtastbilder zeigen, die für λ = 1, 2, 3, 4, 5 und 6 zusammengestellt wurden.
  • 8A, 8B, 8C und 8D und sind erläuternde Darstellungen, die Bilder auf der Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 für die Positionen Y = 1, 2, 3 und 4 zeigen.
  • 9A, 9B, 9C und 9D sind Graphen, die jeweils die spektrale Verteilung des schlitzförmigen Lichtflusses für die Positionen Y = 1, 2, 3, und 4 zeigen.
  • 10 ist ein Graph, der die integrierte spektrale Verteilung des gesamten beobachteten Bereichs der Probe zeigt.
  • 11A ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Systems eines abgewandelten Beispiels für ein optisches System, angewandt auf ein Bildaufnahmesystem.
  • 11B ist eine Darstellung, die die Querschnittform eines Lichtflusses unmittelbar nach seiner Abstrahlung von einem Laser zeigt.
  • 11C ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seiner Reflexion durch den Spiegel M1 zeigt.
  • 11D ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seinem Austreten aus einem Strahlaufweiter BE zeigt.
  • 11E ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der unmittelbar nach seinem Austreten aus einer zylindrischen Linse CL auf einen dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen wird.
  • 11F ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einem Galvanospiegel 3 zeigt.
  • 11G ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einer Linse L zeigt.
  • 11H ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach dem Austreten aus der Linse L zeigt.
  • 11I ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses an einer Objektivlinse OL zeigt.
  • 11J ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der Objektivlinse OL ausgetreten ist, und auf eine Probe S projiziert wird.
  • 11K ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der von der Probe S abgestrahlt wird.
  • 11L ist eine Darstellung, die die Querschnittform des modifizierten Lichtflusses zeigt, unmittelbar nachdem der Lichtfluss, der von der Probe S abgestrahlt wurde, in umgekehrter Richtung durch die Objektivlinse OL hindurchgetreten ist.
  • 11M ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach dem Durchtreten der Objektivlinse OL in umgekehrter Richtung zeigt.
  • 11N ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der in umgekehrter Richtung durch die Linse L hindurchgetreten ist.
  • 11O ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der umgekehrten Richtung auf den Galvanospiegel 3 einfallen gelassen wird.
  • 11P ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der aus der umgekehrten Richtung auf den dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen wird.
  • 11Q ist eine Darstellung, die die Querschnittform des Lichtflusses zeigt, der auf eine Bildaufnahmefläche einer Kamera 7 einfallen gelassen wird.
  • Beste Art(en) der Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden sollen auf Grundlage der Figuren Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden. Bei der Beschreibung der Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf redundante Erläuterungen verzichtet wird.
  • Es sollen nun Bildaufnahmesysteme der Ausführungsformen beschrieben werden. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, und auf redundante Erläuterungen wird verzichtet.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Systemblockdiagramm eines Bildaufnahmesystems.
  • Beleuchtungslicht, abgestrahlt von einer Lichtquelle 1, die Laserlicht abstrahlt, wird dazu gebracht, in ein optisches Modul 2 einzutreten, das einen schlitzförmigen Lichtfluss formt, woraufhin der schlitzförmige Lichtfluss, der von dem optischen Modul 2 abgestrahlt wird, auf eine Probe S projiziert wird. Die Probe S ist auf einem Gestell (Probengestell) 4 angeordnet. Falls der Lichtfluss die Probe S von unten beleuchtet, ist das Gestell 4 als transparente Platte ausgebildet. Der schlitzförmige Lichtfluss, der als Beleuchtungslicht dient, tastet die Fläche der Probe S durch Antreiben einer Abtasteinrichtung 3 mit Hilfe eines Abtasteinrichtungsantriebs 5 in X-Richtung ab.
  • Eine Abtasteinrichtungssteuerung 6 erzeugt ein Synchronisationssignal zum Antreiben des Abtasteinrichtungsantriebs 5 gemäß den Instruktionen von einem Computer 10. Für den schlitzförmigen Lichtfluss selbst soll als Längsrichtung die Y-Richtung gelten.
  • Das Licht, das von der Probe S reflektiert wird, welche von dem schlitzförmigen Lichtfluss beleuchtet wird, oder, falls das Beleuchtungslicht das Erregungslicht ist, das Licht, das in der Probe selbst erzeugt wurde, wird über die Abtasteinrichtung 3 wieder in das optische Modul 2 eingebracht. Das optische Modul 2 wendet einen vorbestimmten Prozess (zeitliche Auflösung (in einer zweiten Ausführungsform Wellenlängenauflösung)) auf den schlitzförmigen Lichtfluss von Probe S an, und projiziert den Lichtfluss auf eine Bildaufnahmefläche einer TV-Kamera 7.
  • Die TV-Kamera selbst umfasst eine CCD-Kamera oder eine andere Festkörperbildaufnahmeeinrichtung, wobei Antriebssignale für die CCD-Kamera von einer Kamerasteuerung 8 in die Kamera eingegeben werden, und Videosignale von der CCD-Kamera über die Kamerasteuerung 8 in eine Bildfangschaltung 9 eingegeben werden.
  • Die Bildfangschaltung 9 entnimmt nur Videosignale einer bestimmten Pixelspalte der CCD-Bildaufnahmefläche, die durch Anordnen mehrerer Pixel in Form eines Array ausgebildet ist. Falls die Videosignale aus der bestimmten Pixelspalte von der CCD t Sekunden nach einer Bezugsspalte der Bildaufnahmefläche ausgegeben werden, tastet die Bildfangschaltung 9 nur die Videosignale t Sekunden nach der Bezugsspalte ab, und gibt diese Signale in einen Computer 10 ein. Die Pixelspalte wird von dem Computer 10 vorgegeben.
  • Der Computer 10 umfasst eine CPU 10a, einen RAM 10b, und eine Speichereinrichtung 10c, und steuert das gesamte System. Der Computer 10 steuert die Abtasteinrichtungssteuerung 6, die wiederum das Verschwenken durch den Abtasteinrichtungsantrieb 5 steuert, sowie die Bildfangschaltung 9 und eine Anzeigeeinrichtung 11. Natürlich können die Abtasteinrichtungssteuerung 6 und die Bildfangschaltung 9 als der Computer 10 ausgebildet sein.
  • Während die Abtasteinrichtung 3 angetrieben wird, und der schlitzförmige Lichtfluss die Probe S abtastet, werden die Videosignale der jeweiligen Pixelspalte (dem Zeitpunkt entsprechend) auf der CCD-Bildaufnahmefläche abgetastet, von der Bildfangschaltung 9 aufgenommen und in der Speichereinrichtung 10c gespeichert. Das heißt, der Winkel der Abtasteinrichtung 3 (die Position des schlitzförmigen Lichtflusses in X-Richtung der Probe S) und die Lichtflussdaten zum jeweiligen Zeitpunkt an dieser Position werden in einer entsprechenden Weise in der Speichereinrichtung 10c in Computer 10 gespeichert.
  • Im Folgenden soll nun ein optisches System zum Erzielen des genannten zeitlich aufgelösten Bildes beschrieben werden.
  • 2A ist eine perspektivische Ansicht optischer Systems 2 und 3, angewandt auf das oben beschriebene Bildaufnahmesystem. Das optische System ist mit einer Laserlichtquelle 1 ausgerüstet, die einen Gaslaser 1a und einen Titansaphirkristall umfasst, der das Licht verstärkt, das von dem Gaslaser 1a abgestrahlt wird. 2B bis 2Q zeigen Querschnittformen des Lichtflusses an den in 2A durch Pfeile angezeigten Positionen. Die „Querschnittform eines Lichtflusses" soll hier die Querschnittform eines Lichtflusses in einer Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichtflusses bezeichnen.
  • Wie in 2B gezeigt, ist die Querschnittform eines von der Laserlichtquelle 1 abgestrahlten Lichtflusses senkrecht zur Ausbreitungsrichtung kreisförmig, wobei dieser Lichtfluss durch einen Spiegel M1 in die -Z-Richtung gebeugt wird.
  • Wie in 2C gezeigt, ist die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seiner Reflexion durch den Spiegel M1 die eines Kreises, der die Z-Achse umgibt. Dieser Lichtfluss wird auf einen Strahlenaufweiter BE einfallen gelassen, der an der Z-Achse angeordnet ist.
  • Wie in 2D gezeigt, ist die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach seinem Austreten aus dem Strahlaufweiter BE die eines Kreises mit vergrößertem Durchmesser. Dieser Lichtfluss fällt auf eine zylindrische Linse CL, und zwar in einer Richtung senkrecht (Z-Achse) zur Achse (X-Achse) der zylindrischen Fläche der zylindrischen Linse CL. Die zylindrische Linse CL konvergiert nur Komponenten einer einzigen Richtung im Querschnitt, senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung des einfallenden Lichtflusses. Da im vorliegenden Beispiel die X-Achse als die Achse der zylindrischen Fläche eingestellt ist, werden nur Komponenten der Y-Richtung konvergiert.
  • Der Lichtfluss, der von der zylindrischen Linse CL abgestrahlt wird, wird auf einen dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen.
  • Wie in 2E gezeigt, ist die Querschnittform des Lichtflusses, der unmittelbar nach seinem Austreten aus einer zylindrischen Linse CL auf den dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen wird, die einer Ellipse, deren Hauptachse die X-Achse ist, und deren Nebenachse die Y-Achse ist. Bis zur Konvergenzposition der zylindrischen Linse CL nimmt das Verhältnis dieser Hauptachse zur Nebenachse zu, während der Lichtfluss an der Konvergenzposition in eine im Wesentlichen schlitzartige Form gebracht wird.
  • Der dichroitische Spiegel DC lässt Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs durch, und reflektiert das Licht der übrigen Wellenlängenbereiche. Im vorliegenden Beispiel weist der Lichtfluss, der von der zylindrischen Linse CL auf den dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen wird, Komponenten der genannten übrigen Wellenlängenbereiche auf, und wird daher in X-Richtung reflektiert, und auf einen Galvanospiegel 3a einfallen gelassen, der die Abtasteinrichtung 3a ausmacht. Der Galvanospiegel 3 wird von einem Schwenkmotor 3b aufgrund von Instruktionen von der Abtasteinrichtungssteuerung 6 verschwenkt.
  • Wie in 2F gezeigt, ist die Querschnittform des Lichtflusses am Galvanospiegel 3a die eines Schlitzes. Das heißt, der Lichtfluss, der durch die zylindrische Linse CL getreten ist, wird auf den Galvanospiegel 3a konvergiert und erhält dabei die Form eines Schlitzes. Die Längsrichtung dieses schlitzförmigen Lichtflusses verläuft senkrecht zur Schwenkachse der reflektierenden Fläche des Galvanospiegels 3a.
  • Nach der Konvergenzposition weicht der schlitzförmige Lichtfluss, der als das Beleuchtungslicht dient, das von dem Galvanospiegel 3a reflektiert wird, von dieser Position ab, und wird über eine Pupillenprojektionslinse L auf eine Objektivlinse OL einfallen gelassen.
  • Wie in 2G gezeigt, ist die Querschnittform des Lichtflusses an der Pupillenprojektionslinse L die einer Ellipse, deren Hauptachse in Y-Achsrichtung verläuft, und deren Nebenachse in X-Achsrichtung verläuft.
  • Wie in 2H gezeigt, weist die Querschnittform des Lichtflusses unmittelbar nach dem Austreten aus der Pupil lenprojektionslinse L ein reduziertes Verhältnis der Hauptachse gegenüber der Nebenachse auf. Die Objektivlinse OL ist an der Fokusposition der Pupillenprojektionslinse L angeordnet. Richtungskomponenten, die nicht von der zylindrischen Linse CL konvergiert wurden, werden auf diese Weise von der Pupillenprojektionslinse L auf die Objektivlinse OL konvergiert. Da die Komponenten, die von der zylindrischen Linse CL konvergiert wurden, bereits einmal auf den Galvanospiegel 3a konvergiert wurden, beginnen diese Komponenten schon am Punkt des Einfallens auf der Pupillenprojektionslinse L abzuweichen, und werden auf diese Weise als im Wesentlichen paralleles Licht auf die Objektivlinse projiziert.
  • Wie in 2I gezeigt, ist die Querschnittform des Lichtflusses an der Objektivlinse OL die eines Schlitzes, dessen X-Achse die Längsrichtung ist.
  • 2J zeigt die Querschnittform des Lichtflusses, der aus der Objektivlinse OL ausgetreten ist, und auf eine Probe S projiziert wird. Nach der Objektivlinse OL weisen diejenigen Komponenten, die von der Pupillenprojektionslinse L konvergiert wurden, und diejenigen Komponenten, die nicht von der Pupillenprojektionslinse L konvergiert wurden, eine Konvergenzneigung auf. Ein schlitzförmiger Lichtfluss, dessen Längsrichtung die Y-Achse bildet, wird auf diese Weise auf die Probe S projiziert. Da der Galvanospiegel 3a unter Steuerung seines Drehungswinkels verschwenkt wird, wird die Fläche der Probe S von dem schlitzförmigen Lichtfluss in X-Richtung abgetastet.
  • 2K zeigt die Querschnittform des von der Probe S abgestrahlten Lichtflusses, wobei dieser Lichtfluss die gleiche Schlitzform aufweist wie das auf die Probe S einfallende Licht. Die Probe S strahlt dem einfallenden Licht (Erregungslicht) entsprechend Fluoreszenz ab, und das von Probe S abgestrahlte Licht breitet sich in umgekehrter Richtung von Probe S in Richtung der Objektivlinse OL aus. Dieses Licht gilt als das Abtastlicht.
  • 2L zeigt die Querschnittform des modifizierten Lichtflusses, unmittelbar, nachdem der Lichtfluss, der von der Probe S abgestrahlt wurde (das Abtastlicht) in umgekehrter Richtung durch die Objektivlinse OL hindurch getreten ist, und 2M zeigt die Querschnittform des Lichtflusses (Abtastlichts) unmittelbar nach dem Durchtreten der Objektivlinse OL in umgekehrter Richtung. Das Abtastlicht wird einmal von der Objektivlinse OL konvergiert und so zu einem schlitzförmigen Lichtfluss umgeformt. Diese Konvergenzposition steht in einem Konjugationsverhältnis zu Probe S.
  • 2N zeigt die Querschnittform des Lichtflusses (Abtastlicht), der in umgekehrter Richtung durch die Linse L getreten ist, und 2O zeigt die Querschnittform des Lichtflusses, der aus der umgekehrten Richtung auf den Galvanospiegel 3a einfallen gelassen wird. Am Galvanospiegel 3a weist das Abtastlicht eine kreisförmige Querschnittform auf. Das heißt, der Galvanospiegel 3a und die Austrittpupille der Objektivlinse OL sind in einem Konjugationsverhältnis zueinander positioniert.
  • Da sich nach der Reflexion durch den Galvanospiegel 3a der Wellenlängenbereich des Abtastlichts von demjenigen des einfallenden Lichts unterscheidet, wird das Abtastlicht aus der umgekehrten Richtung auf den dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen, und wird von dem dichroitischen Spiegel DC durchgelassen. 2P zeigt die Querschnittform des Lichtflusses (Abtastlicht), der aus der umgekehrten Richtung auf den dichroitischen Spiegel DC einfallen gelassen wird.
  • Nach es von dem dichroitischen Spiegel DC durchgelassen wurde, wird ein vorbestimmter Wellenlängenbereich des Abtastlichts durch Durchtreten eines Sperrfilters ausge wählt, und das Abtastlicht wird dann durch eine Kondensorlinse konvergiert, und wird als ein schlitzförmiger Lichtfluss, dessen Längsrichtung in Y-Richtung der Probenfläche verläuft, auf eine Schmierbildkamera einfallen gelassen. Die Schmierbildkamera führt die oben erwähnte zeitliche Auflösung durch.
  • Die Schmierbildkamera umfasst eine Schmierbildröhre ST, auf die der genannte schlitzförmige Lichtfluss einfallen gelassen wird, eine TV-Kamera 7, die gegenüber der Lichtaustrittsfläche der Schmierbildröhre ST angeordnet ist, und ein optisches Kopplungssystem, das Bilder, die von der Schmierbildröhre ST abgestrahlt werden, zur TV-Kamera 7 koppelt.
  • 2Q zeigt die Querschnittform des Lichtflusses, der auf die Schmierbildröhre ST einfallen gelassen wird. Die Schmierbildröhre ST weist an einer Lichteinfallsfläche einen Schlitz auf, und die Längsrichtung dieses Schlitzes stimmt mit der Längsrichtung des darauf einfallenden schlitzförmigen Lichtflusses überein. Die Schmierbildröhre führt eine fotoelektrische Umwandlung des darauf einfallenden schlitzförmigen Lichtflusses durch, lenkt die erzeugten Fotoelektronen durch eine Ablenkeinrichtung periodisch ab, führt in Ablenkrichtung des schlitzförmigen Lichtflusses eine zeitliche Auflösung als schlitzförmiges Elektronenbild in Ablenkrichtung durch, und lässt dieses Elektronenbild auf einen Leuchtschirm einfallen. Da der Leuchtschirm dem Elektronenbild entsprechend Licht abstrahlt, wird der schlitzförmige Lichtfluss, der einer zeitlichen Auflösung in Ablenkrichtung unterzogen wurde, dem Zeitpunkt entsprechend räumlich aufgelöst, und der schlitzförmige Lichtfluss jeder einzelnen Zeitperiode wird jeweils von der Schmierbildröhre ST auf unterschiedliche Positionen der Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 projiziert.
  • Bei TV-Kamera 7 wird ein schlitzförmiger Lichtfluss einer bestimmten Abtastposition einer zeitlichen Auflösung unterzogen und detektiert. Da der Computer 10 den Galvanospiegel 3a so verschwenkt, dass der schlitzförmige Lichtfluss als Beleuchtungslicht für die gesamte Fläche (Beobachtungsbereich) der Probe S abgetastet wird, werden in der Speichereinrichtung 10c zeitlich aufgelöste Daten des schlitzförmigen Lichtflusses für alle Positionen gespeichert. Durch Zusammenstellen der schlitzförmigen Lichtflüsse, die jeweils einem bestimmten Zeitpunkt T Sekunden nach dem Beginn oder dem Ende der Beleuchtung durch den schlitzförmigen Lichtfluss, das heißt durch das Beleuchtungslicht, für alle Positionen entsprechen, kann ein Abtastbild zu einem Zeitpunkt von T Sekunden nach der Beleuchtung erzielt werden, und dieses Abtastbild kann auf einer Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt werden.
  • Solche zeitlich aufgelösten schlitzförmigen Lichtflüsse lassen sich nutzbringend für Zwei-Photonen-Fluoreszenzdetektion mit Zeitauflösung verwenden. Wenn ein Bildaufnahmeverfahren, welches das vorliegende Bildaufnahmesystem benutzt, auf die Zwei-Photonen-Fluoreszenzdetektion mit Zeitauflösung angewandt wird, kann die Stärke des Lichtflusses (Erregungslichts) gesenkt werden, solange das S/N-Verhältnis dasselbe bleiben kann wie im Fall des Stands der Technik, da die Beleuchtungsdauer durch den Lichtfluss pro Pixel im Vergleich zu einem normalen Zwei-Photonen-Fluoreszenzmikroskop des Punktabtastungstyps länger eingestellt werden kann, so dass sich eine Beeinträchtigung der Probe S durch das Beleuchten mit Erregungslicht einschränken lässt.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Bildaufnahmesystems, das durch Integrieren des optischen Systems aus 2A in einer Einrichtung für den praktischen Einsatz erzielt wurde. Gleiche Bezugszeichen verweisen auf gleiche Elemente, wobei die dargestellten Bauteile auf einer Tragegrundplatte 100.
  • Ein Laserlichtfluss, der von einer Laserlichtquelle 1 abgestrahlt wird, wird von einem Spiegel M1 reflektiert, durch einen Strahlaufweiter BE in seinem Durchmesser erweitert, in seinem Verlauf bei Bedarf durch einen Strahlschalter SH gesteuert, von einem Spiegel M2 reflektiert, und über ein Filter Fl, das in eine Filterhalterung eingeführt ist, und eine zylindrische Linse CL auf einen dichroitischen Würfel (dichroitischen Spiegel) DC einfallen gelassen.
  • Der dichroitische Spiegel DC reflektiert Licht, das aus der Richtung der zylindrischen Linse CL einfallen gelassen wird, und der reflektierte Lichtfluss wird auf einen Galvanospiegel 3a einfallen gelassen. Der Galvanospiegel 3a macht zusammen mit einem Motor 3b eine Abtasteinrichtung 3 aus, und wird gemäß einem Steuersignal von einem Abtasteinrichtungsantrieb 5 verschwenkt.
  • Der Lichtfluss, der von dem Galvanospiegel 3a reflektiert wird, wird über eine Pupillenprojektionslinse L in einen optischen Eingangsanschluss IN einer Mikroskopeinheit eingekoppelt. Der eingekoppelte Lichtfluss wird von einem Spiegel M3 aufwärts reflektiert, von einer Objektivlinse OL konvergiert, von unten durch eine transparente Platte 4 hindurchtreten gelassen, und von unten als ein schlitzförmiger Lichtfluss auf eine Probe S geleuchtet, die auf der transparenten Platte 4 angeordnet ist.
  • Schlitzförmiges Abtastlicht, das von der Probe S abgestrahlt wird, wird nacheinander über die Objektivlinse OL, den Spiegel M3, die Pupillenprojektionslinse L, den Galvanospiegel 3a, den dichroitischen Spiegel DC, ein Filter F und eine Kondensorlinse L' weitergeleitet, und wird als ein schlitzförmiger Lichtfluss auf eine Einfallsfläche einer Schmierbildröhre ST projiziert.
  • Durch Anwenden einer geeigneten Zeitablenkspannung von einer Schmierbildkamerasteuerung 8' auf eine Ablenkelektrode STE der Schmierbildröhre ST wird ein Elektronenbild, das sich aus einer fotoelektrischen Umwandlung durch die Schmierbildröhre ST ergibt, abgelenkt und abgetastet, wobei nach dem Umwandeln dieses elektronischen Bildes in Fluoreszenzlicht das Fluoreszenzlicht von einer TV-Kamera 7 erfasst wird. Zur Taktung der Ablenkung wird ein Signal von einem Fotodetektor PD benutzt, der Licht überwacht, das von einem Halbspiegel HM reflektiert wird, der an der dargestellten Position angeordnet ist. Das heißt, der Ausgabezeitpunkt des Fotodetektors PD wird als eine Bezugszeit (t0 = 0) eingestellt, und diese Bezugszeit wird als Bezugspunkt für den Startzeitpunkt der Ablenkung benutzt.
  • Videosignale, die von der TV-Kamera 7 ausgegeben werden, werden über eine Kamerasteuerung 8 in einen Computer 10 eingegeben, und auf einer Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt. Bei dem vorliegenden Beispiel sind die Abtasteinrichtungssteuerung 6 und die Bildfangschaltung 9 aus 1 in den Computer 10 integriert.
  • Wie oben beschrieben, ist das oben beschriebene Bildaufnahmesystem mit einer optischen Einheit 2 ausgerüstet, die wiederum mit der zylindrischen Linse CL ausgerüstet ist, die bei einem Lichtfluss, der von der Lichtquelle 1 abgestrahlt wird, nur die Lichtflusskomponenten einer einzigen Richtung innerhalb eines Abschnitts konvergiert, der senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichtflusses verläuft, und mit der Objektivlinse OL, auf die der Lichtfluss, der von der zylindrischen Linse CL abgestrahlt wird, einfallen gelassen wird, nachdem der Lichtfluss die Konvergenzposition der zylindrischen Linse CL passiert hat, und einen schlitzförmigen Lichtfluss auf die Probe S projiziert, mit dem Galvanospiegel 3a, der an der genannten Konvergenzposition am Strahlengang des genannten Lichtflusses zwischen der zylindrischen Linse CL und der Objektivlinse OL angeordnet ist, und mit einer TV-Kamera 7, die den Lichtfluss erfasst, der von der Probe S entsprechend dem Einfallen des schlitzförmigen Lichtflusses auf die Probe S abgestrahlt wird.
  • Da der Lichtfluss, der von der Lichtquelle 1 abgestrahlt wird, durch die zylindrische Linse CL in eine Richtung konvergiert wird, und dieser Lichtfluss über die Objektivlinse OL in einen schlitzförmigen Lichtfluss umgewandelt wird, wenn er durch die Objektivlinse tritt, wird mit Hilfe dieses Systems die Abschwächung der Stärke des Lichtflusses gegenüber dem Stand der Technik verringert, der eine Schlitzplatte benutzt, und da der Galvanospiegel 3a an der Konvergenzposition der zylindrischen Linse CL angeordnet ist, kann der schlitzförmige Lichtfluss die Probe S durch Verschwenken des Galvanospiegels 3a abtasten.
  • Im Folgenden sollen anwendbare Bildaufnahmemoden der oben beschriebenen Bildaufnahmeeinrichtung beschrieben werden.
  • (1) Verzögerter Fluoreszenzakquisitionsmodus
  • Die Probe S wird so angeordnet, dass sie durch Beleuchten mit Laserlicht erregt wird, wobei nach dem Abstrahlen von Laserlicht von der Laserlichtquelle 1 und dem Projizieren eines schlitzförmigen Laserlichtflusses auf die Probe S (wobei der Zeitpunkt der Projektion auf t0 eingestellt ist), das schlitzförmige Erregungslicht, das von der Probe S abgestrahlt wird, einer zeitlich aufgelösten Erfassung durch eine Schmierbildkamera unterzogen wird (beispielsweise durch Erfassen zu Zeitpunkten t0 + Δt, t0 + 2Δt, t0 + 3Δt und t0 + 4Δt). Nachdem der beobachtete Bereich der Probe S durch Verschwenken des Galvanospiegels 3a von dem schlitzförmige Laserlichtfluss abgetastet wurde, werden schlitzförmige Bilder, die zu einem Zeitpunkt (beispielsweise t0 + 3Δt) kurz nach jedem Erregungszeitpunkt (t0) erfasst wurden, am Computer 10 zusammengestellt, und auf der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt. In diesem Fall lassen sich nur Bilder von Substanzen mit einer langen Fluoreszenzlebensdauer gezielt erfassen. Für das menschliche Auge werden die Bilder in Echtzeit angezeigt.
  • (2) Vereinfachter Fluoreszenzlebensdauer-Akquisitionsmodus
  • Die Unterschiede bezüglich (1) oben bestehen darin, dass schlitzförmige Lichtflussbilder (bezeichnet mit I1 und I2) an zwei Zeitpunkten nach der Erregung erfasst werden, beispielsweise an t1 = t0 + Δt und t2 = t0 + 3Δt, und der Computer 10 I1/I2 berechnet, und anschließend entsprechend dem schlitzförmigen Bild vom Computer 10 Bilder zusammengestellt und auf der Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt werden. Da in diesem Fall die berechneten Werte entsprechend der Lebensdauer der Regionen innerhalb von Probe S abweichen, kann eine vereinfachte Zuordnung der Fluoreszenzlebensdauer durchgeführt werden. Für das menschliche Auge werden die Bilder in Echtzeit angezeigt.
  • (3) Fluoreszenzlebensdauer-Akquisitionsmodus
  • Dieser Modus unterscheidet sich von (2) oben durch das Berechnungsverfahren. Da schlitzförmige Probenbilder aller Zeitpunkte (t0 + Δt, t0 + 2Δt) für den Bereich innerhalb des beobachteten Bereichs durch Verschwenken des Galvanospiegels 3a erfasst werden, werden Graphen berechnet, die die zeitlichen Abschwächungskennlinien der Stärke (Leuchtdichte) der Fluoreszenz anzeigen, welche von Probe S abgestrahlt wird, das heißt, es werden für jedes Pixel der Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 auf Grundlage der jeweiligen Stärke der Probenbilder Lebensdauerkurven berechnet, und für jedes Pixel wird der Zeitpunkt (Fluoreszenzlebensdauer) berechnet, an dem 1/e-tel des maximalen Luminanzwertes der entsprechenden Kurve erzielt wird. Diese Fluoreszenzlebensdauer kann unter Verwendung einer zuvor gemessenen Gerätekonstante und durch Entfalten der genannten Fluoreszenzlebensdauerkurve auch strenger berechnet werden
  • Dieses System lässt sich gegenüber der oben beschriebenen Zeitauflösungsanordnung auch als eine Wellenlängenauflösungsanordnung abwandeln.
  • Zweite Ausführungsform
  • 4A ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Systems von einem Bildaufnahmesystem eines Typs, mit dem eine zeitliche Auflösung eines schlitzförmigen Lichtflusses durchgeführt wird. 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H, 4I, 4J, 4K, 4L, 4M, 4N, 4O, 4P und 4Q zeigen Querschnitte des Lichtflusses an den Punkten, die in 4A durch Pfeile angezeigt sind. 4B bis 4Q entsprechen im Großen und Ganzen 2B bis 2Q.
  • Die Einrichtungsanordnung entspricht im Wesentlichen der in 2 gezeigten, doch während in der oben beschriebenen Anordnung der Lichtfluss, der unter Verwendung der Schmierbildröhre ST einer zeitlichen Auflösung unterzogen wurde, von der TV-Kamera 7 erfasst wird, wird in der im Folgenden beschriebenen Anordnung der Lichtfluss, der einer Wellenlängenauflösung unterzogen wird, unter Benutzung eines Beugungsgitters G anstelle der Schmierbildröhre T mit Hilfe der TV-Kamera 7 erfasst. Anders ausgedrückt, entfällt die Schmierbildröhre ST der oben beschriebenen zeitlich auflösenden Einrichtungsanordnung, und stattdessen wird ein Beugungsgitter G für eine Wellenlängenauflösung dazu benutzt, eine Auflösung in Bezug auf die Wellenlänge anstelle der Zeit durchzuführen.
  • Die Systemanordnung der vorliegenden Ausführungsform ist bis zum Durchtreten des dichroitischen Spiegels DC dieselbe wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform. Ein vorbestimmter Wellenlängenbereich des Abtastlichts, das durch den dichroitischen Spiegel DC hindurch gelassen wurde, wird durch das Sperrfilter F ausgewählt, und als ein schlitzförmiger Lichtfluss, dessen Längserstreckung in Richtung der Y-Achse verläuft, auf ein Beugungsgitter (Spektroskop) G des Weiterleitungstyps einfallen gelassen.
  • Das Beugungsgitter G führt eine Wellenlängenauflösung durch, das heißt, es löst den einfallenden schlitzförmigen Lichtfluss in der X-Richtung der Koordinaten auf der Probe S spektral auf, und strahlt dann den Lichtfluss ab. Das Bild des Lichtflusses, der einer Wellenlängenauflösung unterzogen wurde, wird über Kondensorlinse L' auf der Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 gebildet. 4Q zeigt, in der Ebene senkrecht zum Lichtfluss (Abtastlicht), die Querschnittform des Lichtflusses, der auf die Bildaufnahmefläche der Kamera 7 einfallen gelassen wird.
  • Bezug nehmend auf 1 werden, indem die Abtasteinrichtung 3 angetrieben wird und auf diese Weise der schlitzförmige Lichtfluss die Probe S abtastet, mit Hilfe der vorliegenden Einrichtung Videosignale einer bestimmten Pixelspalte (die einer Wellenlänge entspricht) auf der CCD-Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 abgetastet, und mit Hilfe der Bildfangschaltung 9 aufgenommen und in der Speichereinrichtung 10c gespeichert. Das heißt, der Winkel der Abtasteinrichtung 3 (Position des schlitzförmigen Lichtflusses in der X-Richtung an Probe S) und die Lichtflussdaten der jeweiligen Wellenlänge an dieser Position werden in einer entsprechenden Weise in der Speichereinrichtung 10c im Inneren des Computers 10 gespeichert.
  • Dabei sollen die Positionen des schlitzförmigen Lichtflusses auf Probe S in X-Richtung zu den Zeitpunkten t = 1, 2, 3, 4 und 5 jeweils X = 1, 2, 3, 4 und 5 sein. Die Position des schlitzförmigen Lichtflusses auf der Probe S in Y-Richtung soll Y sein, und die Wellenlänge A. Bei den entsprechenden Einheiten soll es sich um beliebige Konstanten handeln.
  • 5A, 5B, 5C, 5D und 5E sind erläuternde Darstellungen, die Bilder auf der Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 für die Zeitpunkte t = 1, 2, 3, 4 und 5 zeigen. 6A, 6B, 6C, 6D und 6E sind Graphen, die die spektrale Verteilung zeigen, die durch Integration des schlitzförmigen Lichtflusses in der Y-Richtung erzielt wurden, für die Zeitpunkte t = 1, 2, 3, 4 und 5 zeigen.
  • Um beispielsweise ein Abtastbild für die Wellenlänge λ = 2 zu erhalten, weist der Computer 10 die Bildfangschaltung 9 an, Videosignale der Pixelspalte von λ = 2 aus 5A bis 5E abzutasten. Auf diese Weise werden Daten eines schlitzförmigen Lichtflusses von λ = 2 in der X-Richtungsposition des schlitzförmigen Lichtflusses auf der Probe S in X-Richtung erzielt, und durch Zusammenstellen dieser Daten wird das Abtastbild für die Wellenlänge λ = 2 erzielt.
  • 7A, 7B, 7C, 7D und 7E sind erläuternde Darstellungen, die Abtastbilder zeigen, die für λ = 1, 2, 3, 4, 5 und 6 zusammengestellt wurden. Die Daten aus 5A bis 7F werden auf Anzeigeeinrichtung 11 angezeigt.
  • Da die Daten (X, Y, λ (oder Zeitpunkt T)) auf der Fläche der Probe S sich durch wiederholtes Abtasten durch den schlitzförmigen Lichtfluss erzielen lassen, kann der Computer 10 diese Daten derart umordnen, dass Bilder erstellt werden, die ein Verhältnis zwischen λ und X zeigen.
  • 8A, 8B, 8C und 8D und sind erläuternde Darstellungen, die Bilder auf der Bildaufnahmefläche der TV-Kamera 7 für die Positionen Y = 1, 2, 3 und 4 zeigen. 9A, 9B, 9C, und 9D sind Graphen, die die spektrale Verteilung des schlitzförmigen Lichtflusses für die Positionen Y = 1, 2, 3, und 4 zeigen. Durch Integrieren der spektralen (Leuchtdichte 1) Verteilungen aus 9A bis 9D kann ein Graph erzielt werden, der eine integrierte spektrale Verteilung des gesamten beobachteten Bereichs der Probe anzeigt, wie in 10 dargestellt.
  • Dritte Ausführungsform
  • 11A ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Systems eines abgewandelten Beispiels für ein optisches System, angewandt auf ein Bildaufnahmesystem. 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, 11H, 11I, 11J, 11K, 11L, 11M, 11N, 11O, 11P und 11Q zeigen Querschnittformen des Lichtflusses an den Punkten, die in 11A durch Pfeile angezeigt sind. Die Anordnung aus 11A unterscheidet sich von derjenigen aus 4A nur dadurch, dass das Beugungsgitter G dazu vorgesehen ist, die Konvergierungsfunktion der Kondensorlinse L' bereitzustellen, und dass die Kondensorlinse L' selbst entfällt. Mit anderen Worten, das optische Bauteil G ist eine Kondensorlinse, an deren Fläche ein Beugungsgitter ausgebildet wurde.
  • 11B bis 11Q entsprechen 4B bis 4Q. Die oben beschriebene Auflösung lässt sich auch mit einem solchen System durchführen.
  • Wie oben beschrieben, kann mit jedem Bildaufnahmesystem der oben beschriebenen Ausführungsformen unter Benutzung der zylindrischen Linse CL, des Galvanospiegels 3a und der Objektivlinse L eine Abtastung der Probe S durch einen schlitzförmigen Lichtfluss von hoher Stärke durchgeführt werden.

Claims (5)

  1. Bildaufnahmesystem, umfassend: ein optisches Element (2), wiederum umfassend eine zylindrische Linse (CL), die für einen Lichtfluss, der von einer Lichtquelle (1) abgestrahlt wird, nur Lichtflusskomponenten einer einzigen Richtung innerhalb eines Abschnitts senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung des Lichtflusses konvergiert, und eine Objektivlinse (OL), auf die der Lichtfluss, der von der zylindrischen Linse abgestrahlt wird, einfallen gelassen wird, nachdem der Lichtfluss eine Konvergenzposition passiert hat, und die den Lichtfluss zu einer Probe (S) führt, wobei ein schlitzförmiger Lichtfluss auf die Probe projiziert wird; einen Galvanospiegel (3a), der entlang des optischen Wegs des Lichtflusses zwischen der zylindrischen Linse und der Objektivlinse und an der Konvergenzposition angeordnet ist; und eine TV-Kamera (7), die den Lichtfluss, der von der Probe abgestrahlt wird, gemäß dem Einfallen des schlitzförmigen Lichtflusses auf der Probe erfasst, wobei die Längsrichtung des schlitzförmigen Lichtflusses senkrecht zu der Schwenkachse einer reflektierenden Fläche des Galvanospiegels (3a) ist.
  2. Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend einen dichroischen Spiegel (DC), der entlang des optischen Wegs des Lichtflusses zwischen der zylindrischen Linse (CL) und dem Galvanospiegel (3a) angeordnet ist, und Komponenten eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs in Richtung des Galvanospiegels reflektiert, wobei der Lichtfluss, der von der Probe (S) abgestrahlt wird, nacheinander über die Objektivlinse (OL), den Galvanospiegel (3a) und den dichroischen Spiegel (DC) auf die TV-Kamera einfallen gelassen wird.
  3. Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Spektroskop, das vor der TV-Kamera angeordnet ist.
  4. Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Schmierbildröhre, die vor der TV-Kamera angeordnet ist.
  5. Bildaufnahmesystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine transparente Platte, wobei die Probe (S) auf der transparenten Platte angeordnet ist, und der Lichtfluss, der aus der Objektivlinse (OL) ausgetreten ist, von unten über die transparente Platte auf die Probe projiziert wird.
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