JP2021144217A - Ｌｅｄ系照明を用いた顕微鏡システムのコンセプト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の実施例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）系照明システムおよび少なくとも１つのイメージセンサアセンブリを含む顕微鏡システム、ならびに対応するシステム、方法およびコンピュータプログラムに関する。【解決手段】ＬＥＤ系照明システムは、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出し、かつ／または少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された光がフィルタリングされた状態で、白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されている。少なくとも１つのイメージセンサアセンブリは、（少なくとも）ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す画像データを生成するように構成されている。顕微鏡システムは、画像データを処理して処理済画像データを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含む。【選択図】図１ａ

Description

本発明の実施例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）系照明システムおよび少なくとも１つのイメージセンサアセンブリを含む顕微鏡システムに関し、ならびに対応するシステム、方法およびコンピュータプログラムに関する。

多くの顕微鏡システムでは、キセノン系照明が使用されている。キセノン系光源の光は、異なる波長帯域の光を得るために、フィルタ、例えばフィルタホイールを通過させられる。これは、多くの場合、スタンドからキャリアまでのファイバ束に依存してキャリアに照明を提供する、高い熱放散を伴う大型の非効率的なシステムにつながる可能性がある。また、キセノン光源は、異なるフィルタホイールを使用しているとはいえ、白色光の反射照明と蛍光励起との両方に使用されるため、かかるセットアップは柔軟性に欠けるものである。

さらに、顕微鏡の照明システムが提供する照明によっては、反射イメージングおよび蛍光イメージング等、異なる種類のイメージングが行われる場合がある。しかしながら、異なるフィルタホイールを介して提供される照明であることから、反射イメージングに使用される照明にはギャップが含まれる場合があり、当該ギャップが「白色光」反射率画像内に顕在化する可能性がある。

照明システムおよびイメージングセンサを含む顕微鏡システムのコンセプトを改良することが望まれている。

この要求は、独立請求項の主題によって対処される。

本開示の種々の実施形態は、照明システム、イメージングセンサ、および顕微鏡システムの画像処理を相互依存システムとして設計することが望ましい場合があるという知見に基づいている。例えば、単一のイメージングセンサまたは複数のイメージングセンサは、（例えば、バンドパスフィルタを使用して）照明システムによって提供される波長帯域に調整されてもよい。放射電力は、白色光および蛍光イメージングの特定のニーズに合わせて調整された照明スペクトルと、異なる照明スペクトルを独立してアクティブ化できる光源と、を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する照明システムによって提供されてもよい。さらに、白色光イメージングにおいて、蛍光イメージングに使用されているスペクトルの部分を補償し、現在白色光イメージングに使用されていないスペクトルの部分を使用して蛍光イメージングを行う画像処理が行われてもよい。

本開示の種々の実施形態は、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力（すなわち光）を放出し、かつ／または少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長（スペクトル）を有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された放射電力がフィルタリングされた状態で、白色光スペクトル全体にわたって放射電力（すなわち光）を放出するように構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）系照明システムを含む顕微鏡システムに関する。顕微鏡システムは、画像データを生成するように構成された少なくとも１つのイメージセンサアセンブリを含む。画像データは、（少なくとも）ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す。顕微鏡システムは、画像データを処理して処理済画像データを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含む。本システムを使用して、蛍光イメージングを考慮してスペクトルの一部を除外した照明に基づいて、白色光スペクトル全体にわたる反射率画像を示す処理済画像データを出力することができる。さらに、蛍光画像オーバーレイを生成することができる。ＬＥＤ系光源を使用することで、エネルギ消費量を削減し、その結果、熱放散を低減することができる。さらに、ＬＥＤ系光源はコンパクトであるため、ファイバチャネルを使用して光をキャリアに輸送する代わりに、顕微鏡の対物レンズの近傍に包含させることができる。

種々の実施例では、１つまたは複数のプロセッサは、処理済画像データのうち、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光を表す部分を再構成するように構成されている。換言すれば、画像処理は、スペクトルの「欠落」部分を補償するために使用されうる。

種々の実施例では、顕微鏡システムは、反射イメージングと蛍光イメージングとの両方に使用される。したがって、画像データは、ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光と、少なくとも１つの蛍光材料によって放出された光と、を表しうる。このように、１つまたは複数のプロセッサは、ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光と、少なくとも１つの蛍光材料によって放出された光と、に別々に画像処理を行うように構成可能である。

例えば、１つまたは複数のプロセッサは、画像データに基づいて、可視光を表す第１の画像と、少なくとも１つの蛍光材料の蛍光発光を表す第２の画像と、を生成するように構成可能である。換言すれば、１つまたは複数のプロセッサは、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリによって提供される画像データを使用して、反射イメージングおよび蛍光イメージングを行うように構成可能である。

しかしながら、顕微鏡システムでは、場合によっては、一方の画像のみを提供する場合がある。例えば、ＬＥＤ系照明システムは、２つ以上の動作モードを有しうる。第１の動作モードは、反射イメージングおよび蛍光イメージングに適していてよい。第２の動作モードは、反射イメージング（反射イメージングのみ、蛍光イメージングなし）に適していてよい。１つまたは複数のプロセッサは、ＬＥＤ系照明システムが第１の動作モードで動作する場合には、第１の画像と第２の画像とを生成し、ＬＥＤ系照明システムが第２の動作モードで動作する場合には、第２の画像を生成せずに第１の画像を生成するように構成されうる。いくつかの実施例では、ＬＥＤ系照明システムはまた、蛍光イメージングのみに適した第３の動作モードを有していてもよい。この場合、１つまたは複数のプロセッサは、第２の画像のみを提供しうる。

種々の実施例では、顕微鏡システムは、例えば、立体画像を提供するために、２つのイメージセンサアセンブリを含む。

いくつかの実施例では、例えばスペクトルの異なる部分を捕捉するために、複数のセンサを含むイメージセンサアセンブリを使用してもよい。種々の実施例では、これらのセンサは、スペクトルの関連部分をそれぞれのイメージセンサに導くために使用されるビームスプリッタアセンブリと結合されていてよい。換言すれば、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ、または各イメージセンサアセンブリは、ビームスプリッタアセンブリと３つのイメージセンサとを含んでいてもよい。ビームスプリッタアセンブリは、第１のスペクトル部分の光を第１のイメージセンサに、第２のスペクトル部分の光を第２のイメージセンサに、第３のスペクトル部分の光を第３のイメージセンサに導くように構成されうる。３つのイメージセンサは、それぞれのイメージセンサに入射するスペクトル部分に基づいて画像データを生成するように構成されうる。３つのセンサのセットアップ、および蛍光材料の種々の発光波長帯域に調整された光を３つのスペクトル部分に分離することで、白色光画像の画質を良好に保ちながら、可視光波長帯域の光の反射イメージングおよび（複数の蛍光材料による）蛍光イメージングを同時に行うことができる。

例えば、３つのイメージセンサのうちの第１のイメージセンサおよび第２のイメージセンサをベイヤーフィルタで動作させてもよく、３つのイメージセンサのうちの第３のイメージセンサをベイヤーフィルタなしで動作させてもよい。例えば、ベイヤーフィルタを備えたイメージセンサは、より広範な範囲のスペクトルをカバーするスペクトルの部分、例えば異なる色を撮像するために使用されてもよく、一方、ベイヤーフィルタなしで動作するセンサは、単一のスペクトルの部分を撮像するために使用されてもよい。

種々の実施例では、画像データは、第１のイメージセンサに由来する第１の部分、第２のイメージセンサに由来する第２の部分、および第３のイメージセンサに由来する第３の部分を含む。１つまたは複数のプロセッサは、画像データの３つの部分の第１の組み合わせに基づいて可視光を表す第１の画像を生成し、画像データの３つの部分の第２の組み合わせに基づいて少なくとも１つの蛍光材料の蛍光発光を表す第２の画像を生成するように構成可能である。換言すれば、生成される画像の種類に応じて、各センサから提供される画像データを異なるように結合することができる。

例えば、１つまたは複数のプロセッサは、１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に１つのピークを有する光が放出された場合に、第１の画像が画像データの２つの部分に基づいて生成され、第２の画像が画像データの１つの部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。１つまたは複数のプロセッサは、３つの蛍光材料の励起波長に調整された３つの波長に３つのピークを有する光が放出された場合に、第１の画像が画像データの１つの部分に基づいて生成され、第２の画像が画像データの２つの部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。

２つの蛍光材料の２つの励起波長に調整された波長に２つのピークを有する光が放出された場合、どちらの蛍光材料を使用しているかにもよるが、場合によっては、（例えば、両方の励起波長を１つのイメージセンサでカバーしている場合等に）第１の画像が画像データの２つの部分に基づいて生成され、第２の画像が画像データの１つの部分に基づいて生成される。また、場合によっては、（例えば、２つの励起波長が異なるイメージセンサでカバーされている場合等に）第１の画像が画像データの１つの部分に基づいて生成され、第２の画像が画像データの２つの部分に基づいて生成される。

種々の実施例では、異なるイメージセンサを使用して、異なる蛍光材料の蛍光イメージングを行ってもよい。例えば、１つまたは複数のプロセッサは、第１の蛍光材料の励起波長に調整された第１の波長にピークを有する光が放出された場合に、第２の画像が画像データの第１の部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。１つまたは複数のプロセッサは、第２の蛍光材料の励起波長に調整された第２の波長にピークを有する光が放出された場合に、第２の画像が画像データの第３の部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。

ただし、画像データの１つの部分を使用して、２つの蛍光材料の蛍光イメージングを行ってもよい。例えば、１つまたは複数のプロセッサは、第３の蛍光材料の励起波長に調整された第３の波長にピークを有する光が放出された場合に、第２の画像が画像データの第１の部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。

種々の実施例では、１つまたは複数のプロセッサは、少なくとも画像データの第２の部分に基づいて第１の画像を生成するように構成されている。換言すれば、画像データの第２の部分は、常に「白色光」反射率画像を生成するために使用される場合があり、蛍光画像を生成するために使用されない場合がある。

種々の実施例では、第１のスペクトル部分および第２のスペクトル部分のうちの少なくとも１つは、互いに離間して配置された２つのスペクトルサブ部分を含む。例えば、これらの２つのスペクトルサブ部分を使用して、同一のイメージセンサを使用した２つの異なる蛍光材料の蛍光イメージングを行ってもよい。例えば、第１のスペクトル部分は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍおよび７５０ｎｍ〜１０００ｎｍに位置する２つの連続したサブ部分を含んでいてもよい。第３のスペクトル部分は、５５０ｎｍ〜７００ｎｍに位置する連続部分であってもよい。例えば、第１のスペクトル部分は、フルオレセイン（４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲）およびインドシアニングリーン（ＩＣＧ、７５０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲）の蛍光イメージングを行うために使用されてもよい。第３のスペクトル部分は、５−ＡＬＡの蛍光イメージングを行うために使用されてもよい。

ＬＥＤ系照明システムは、その名称から明らかなように、ＬＥＤ系光源を含む。特に、ＬＥＤ系照明システムは、白色光の色スペクトル全体にわたって放射電力（すなわち光）を放出するように構成された１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源を含むことができる。ＬＥＤ系照明システムは、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源によって放出された光をフィルタリングするように配置され、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光を減衰または遮断するように構成された少なくとも１つの光学フィルタを含みうる。ＬＥＤ系照明システムは、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する光を放出するように構成された１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源を含みうる。２つの光源グループを使用して、白色光用の照明と蛍光励起用の照明とを独立して制御することができる。また、フィルタを使用して蛍光材料の発光スペクトルと一致する波長の光を遮断または減衰させることができるため、白色光のＬＥＤ光源がアクティブである間、蛍光材料の発光を画像データ内で区別することができる。

種々の実施例では、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍ、および７８０ｎｍ〜８１０ｎｍのうちの１つまたは複数のピークを有する放射電力（すなわち光）を放出するように構成されている。これらの波長は、一般的な蛍光物質の励起波長である。

いくつかの実施例では、ＬＥＤ系照明システムは、白色光の色スペクトル全体にわたって放射電力（すなわち光）を放出するように構成された１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源をさらに含む。これらの追加の光源は、少なくとも１つの光学フィルタによってフィルタリングされない白色光を提供するために使用されてもよい。例えば、反射イメージングのみが行われている場合に使用されてもよい。

種々の実施例では、ＬＥＤ系照明システムは、２つ以上の動作モードを有する。ＬＥＤ系照明システムは、第１の動作モードにおいて、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力（すなわち光）を放出し、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された光がフィルタリングされた状態で、白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出し、第２の動作モードにおいて、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光が減衰または遮断されることなく、白色光スペクトル全体にわたって放射電力（すなわち光）を放出するように構成されうる。換言すれば、第２の動作モードでは、可視光のスペクトル全体が照明されうる。

本開示の種々の実施形態は、顕微鏡を使用して対象物を撮像するための方法をさらに提供する。本方法は、ＬＥＤ系照明システムを使用して、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力（すなわち光）を放出することを含む。本方法は、ＬＥＤ系照明システムを使用して、白色光スペクトル全体にわたって放射電力（すなわち光）を放出することを含む。少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長（スペクトル）と一致する波長（スペクトル）を有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された光がフィルタリングされる。本方法は、画像データを生成することを含み、画像データは、ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す。本方法は、画像データを処理して処理済画像データを生成することを含む。

本開示の種々の実施形態は、コンピュータプログラムがプロセッサ上で実行されるときに、本方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムに関する。

装置および／または方法の一部の例は、例示の目的のみに、添付の図面を参照して、以下で説明される。

顕微鏡システムの一実施例を示す概略図である。 顕微鏡用照明システムの一実施例を示す概略図である。 顕微鏡用のイメージセンサアセンブリの一実施例を示す概略図である。 ３つのスペクトル部分の一実施例を示す概略図である。 顕微鏡システムの一実施例を示す概略図である。 顕微鏡システムの一実施例を示す概略図である。 白色光をフィルタリングするためのバンドパスフィルタの透過率を示す図である。 顕微鏡を使用して対象物を撮像するための方法の一実施例を示すフローチャートである。 光ビームスプリッタアセンブリの一実施形態を含む顕微鏡アセンブリの一実施形態の概略図である。 可視光および蛍光が光入口部に入射したときの第１の光出力部に到達するスペクトル部分を表すグラフの図である。 可視光および蛍光が光入口部に入射したときの第２の光出力部に到達するスペクトル部分を表すグラフの図である。 可視光および蛍光が光入口部に入射したときの第３の光出力部に到達するスペクトル部分を表すグラフの図である。 光ビームスプリッタアセンブリの実施形態を含む顕微鏡アセンブリのさらなる実施形態の概略図である。 顕微鏡アセンブリのさらなる実施形態の概略図である。 顕微鏡システムの例示的な実装形態のための異なる照明モードおよび撮像モードを示す図である。 顕微鏡システムの例示的な実装形態のための異なる照明モードおよび撮像モードを示す図である。 顕微鏡システムの例示的な実装形態のための異なる照明モードおよび撮像モードを示す図である。 顕微鏡システムの例示的な実装形態のための異なる照明モードおよび撮像モードを示す図である。 顕微鏡およびコンピュータシステムを含むシステムの一実施例を示す概略図である。

次に、一部の実施例が示されている添付の図面を参照して、種々の実施例をより完全に説明する。図では、線、層および／または領域の太さは、明確にするために誇張されている場合がある。

図１ａは、顕微鏡システム１０００の一実施例を示す概略図である。顕微鏡システムは、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出し、かつ／または白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されたＬＥＤ系照明システム１８０を含む。白色光スペクトル全体にわたって放出された光は、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光が減衰または遮断されるようにフィルタリングされる。顕微鏡システムは、画像データを生成するように構成された少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ１３０を含み、画像データは、ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す。顕微鏡システムは、画像データを処理して処理済画像データを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサ１９４を含む。

図１ａの顕微鏡システム１０００は、外科用顕微鏡システム、すなわち患者の手術中に使用するための顕微鏡システムである。かかる顕微鏡システムは、さらに顕微鏡１００を含み、これは、顕微鏡システムの光学部品をさらに含むので、「光学キャリア」１００とも称される。概して、実際の顕微鏡と顕微鏡を含む顕微鏡システムとは、区別される。顕微鏡を含む顕微鏡システムは、顕微鏡とそれに付随して使用される種々の構成要素（例えば、照明システム、補助ディスプレイ、アーム等）とを含む。顕微鏡システムにおいて、実際の顕微鏡は、顕微鏡システムの光学部品を含むため、「光学キャリア」とも称されることが多い。概して、顕微鏡とは、人間が目視（単独）で検査するには小さすぎる対象物を検査するのに適した光学機器である。例えば、顕微鏡により、対象物の光学的増倍が提供されうる。現代の顕微鏡では、光学的増倍は、カメラまたは少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ１３０のようなイメージセンサのために提供されることが多い。顕微鏡は、試料上の視野を拡大するために使用される１つまたは複数の光学的増倍部品をさらに含みうる。

顕微鏡システムの種々の例は、図１ａおよび図１ｂに示すように、顕微鏡のためのシステム１９０、すなわち顕微鏡用のコンピュータシステムをさらに含んでいてよい。システム１９０は、例えば、顕微鏡システムの１つまたは複数のプロセッサ１９４を含んでいてもよい。概して、本発明の顕微鏡用システムは、顕微鏡システムおよび／または顕微鏡システムの種々の構成要素と結合可能であり、顕微鏡または顕微鏡システムのためのデータおよび信号処理を行うように構成可能である。例えば、図１ｂに示すように、システム１９０は、１つまたは複数のプロセッサ１９４と１つまたは複数のストレージデバイス１９６とを含んでいてよい。任意に、システム１９０は、顕微鏡または顕微鏡システムの他の構成要素と通信するためのインタフェース１９２をさらに含んでいてもよい。例えば、図１ｂに示すように、インタフェースは、照明システム１８０および／または２つ以上のイメージセンサアセンブリ１３０と通信するように構成可能である。任意に、インタフェースはまた、顕微鏡システムまたは顕微鏡の他の構成要素、例えばアーム、補助ディスプレイ、タッチスクリーン制御ディスプレイ、ハンドル、フットペダル等と通信するために使用されてもよい。概して、システム１９０の機能は、１つまたは複数のプロセッサ、例えば（情報または信号を交換するための）インタフェース１９２に付随して、かつ／または（情報を記憶するための）１つまたは複数のストレージデバイスに付随して提供されうる。

顕微鏡システムは、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出し、かつ／または白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）系照明システム１８０を含む。種々の実施例では、「放射電力を放出する」という用語は、実際の光源に使用される用語であり、光源は、「光」として定義されるスペクトル内の（電磁）放射を放出するように構成されている。換言すれば、各光源は、それ自体が光として顕在化する放射電力を放出しうる。結果として、光源、ひいてはＬＥＤ系照明システムは、上記および／または下記で特定される種々の帯域で光を放出するとみなされうる。

図１ｂは、顕微鏡の照明システム１８０の一実施例を示す概略図である。照明システム１８０は、顕微鏡に適したＬＥＤ系照明システム１８０である。例えば、図１ｂの照明システム１８０は、図１ａ、図２ａ、図２ｂおよび図４〜７に関連して示された顕微鏡および／または顕微鏡システム内に統合されてもよい。特に、図１ｂに示す照明システム１８０は、図２ａおよび図２ｂに示すように、顕微鏡の対物レンズ１０２に位置していてもよい。

図１ｂの照明システム１８０は、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出し、かつ／または白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されたＬＥＤ系照明システムである。

例えば、図１ｂに示す照明システムは、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源１８１−１を含む。１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源は、白色光の色スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されている。照明システムは、少なくとも１つの光学フィルタ１８１−２を含む。少なくとも１つの光学フィルタは、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源によって放出された光をフィルタリングするように配置されている。例えば、白色光スペクトル全体にわたって放出された光は、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光が減衰または遮断されるようにフィルタリングされてもよい。その結果、白色光スペクトル全体にわたって放出された光は、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光が減衰または遮断されるようにフィルタリングされる。図１ｂの照明システムは、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源１８２を含む。１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する光を提供するように構成されている。各ＬＥＤ系光源１８１−１；１８２（および任意に１８３）は、顕微鏡を介して観察される試料に向けて放射電力を放出するように構成可能である。

顕微鏡システムでは、概して照明システムは、例えば、試料ステージ上の試料（実験室用顕微鏡の場合）または手術台上の患者等の試料を照明するために使用される。したがって、光源１８１−１および１８２（ならびに以下に提示するように、光源１８３）は、顕微鏡を介して観察される試料に向けて放射電力を放出するように構成されうる。換言すれば、光源から放出される光は、例えば試料ステージで試料に向けることができ、または患者に向けることができる。光源が過度に広範なビーム角度となることを避けるために、光学集光素子１８５を使用して試料に光を向けることができる。換言すれば、各ＬＥＤ系光源は、光学集光素子を介して試料に向けて光を放出するように構成されうる。概して、レンズ、導光体、パラボリック集光器等、異なる種類の光学集光素子を使用することができる。例えば、複合パラボリック集光器を使用してもよい。換言すれば、光学集光素子は、複合パラボリック集光器（ＣＰＣ）、例えば全内部反射（ＴＩＲ）ベースのＣＰＣであってもよい。複合パラボリック集光器は、光源からの光を収集して集光するのに適した中空のパラボリック形状を有する光学素子であり、複合パラボリック集光器から光が放出される際に、予め設定された最大角度が得られる。例えば、各光源は、複合パラボリック集光器に結合されていてよく、光源の光は、光源に結合された複合パラボリック集光器によって集光されてもよい。

概して、本開示の実施形態で使用される光源は、ＬＥＤ系光源である。概して、ＬＥＤ系光源は、ＬＥＤ、例えば表面実装型ＬＥＤ（ＳＭＤ ＬＥＤ等）、およびＬＥＤをエネルギ源に電気的に接続するための接続構造を含みうる。ＬＥＤは、通常、ＬＥＤにエネルギ、すなわち電流を供給するように構成されたドライバ回路（通常は集積回路）に接続されている。いくつかの実施形態では、各光源は、対応するドライバ回路を含みうる。代替的に、共通のドライバ回路を使用して、ＬＥＤに（全ての）エネルギを供給してもよい。いずれにしても、ドライバ回路を使用してＬＥＤを最大強度で駆動するようにしてもよい。代替的にもしくは付加的に、ドライバは、最大強度未満のＬＥＤを駆動できる場合があり、これは「調光」と称される。概して、顕微鏡用照明システムでは、異なるレベルの光強度が所望されうるため、光源は調光可能であってよく、すなわち、光源のドライバ回路は、例えば制御装置からの制御信号に応答して、最大強度未満のＬＥＤを駆動することが可能であってよい。調光には、電流ベースの調光またはパルス幅変調ベースの調光等、種々のアプローチを使用することができる。例えば、図１ｃに示すシステム１９０、例えばシステム１９０の１つまたは複数のプロセッサ１９４は、光源を制御するように構成可能である。個々の光源が使用されているので、光源は、（各光源が独自のドライバ回路を有する場合に）互いに独立して制御されてもよく、（例えば、第１の光源と第２の光源とが異なるドライバ回路を有する場合、または単一のドライバ回路を介して独立して制御可能である場合に）少なくともグループで制御されてもよい。したがって、１つまたは複数のプロセッサ１９４（またはより概略的には、システム１９０）は、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源および１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源を互いに独立して制御するように構成可能である。

照明システムは、異なるグループ（またはセット）の光源を含む。例えば、照明システムは、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源１８１−１を含む第１のグループまたはセットの光源と、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源１８２を含む第２のグループまたはセットの光源と、を含む。いくつかの実施形態では、図１ｂ、図２ａおよび図２ｂにも示されているように、照明システムは、１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源１８３を含む第３のグループまたはセットをさらに含んでもよい。

概して、光源（またはグループ／セットの光源）は、それらが放出する光スペクトルによって区別可能であり、またはいずれか１つのフィルタによってフィルタリングされた後に放出する光スペクトルによって区別されうる。例えば、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源は、白色光の色スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されている。換言すれば、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源は、３８０ｎｍ〜７４０ｎｍの波長帯域の少なくとも９０％に連続的に及ぶ連続波長帯域で放射電力を放出するように構成されうる。１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源は、少なくとも３００ｎｍの範囲に及ぶ連続波長帯域の光を放出する広帯域光源でありうる。より一般的な用語では、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源は、「白色光」ＬＥＤ、すなわち、広範な波長帯域を含むことにより「白色光」であると知覚される放射電力を放出するＬＥＤと称されうる。

１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は、これとは異なるものであり、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出する。したがって、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は「蛍光励起光源」と称されうる。換言すれば、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は、狭帯域光源でありうる（すなわち、１００ｎｍ未満の波長範囲に及ぶ１つまたは複数の波長帯域でそれぞれ放出する）。これは、様々なアプローチを使用して実現することができる。例えば、フィルタを使用せずに、狭帯域の放射電力のみを放出する光源であってもよい。換言すれば、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源の少なくともサブセットは、放出光を少なくとも１つのピークに制限するためにフィルタを使用することなく、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する光を提供するように構成可能である。換言すれば、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源の少なくともサブセットは、狭帯域（例えば、１００ｎｍの波長範囲未満、または５０ｎｍの波長範囲未満）で放射電力を放出するように構成されたＬＥＤを含んでいてよい。代替的にもしくは付加的に、フィルタが１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源のサブセットで使用されてもよい。換言すれば、図２ａおよび図２ｂにさらに示されるように、照明システム（例えば、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源の少なくともサブセット）は、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源の少なくともサブセットによって放出される光をフィルタリングするように配置された第２の光学フィルタ１８４（例えば、少なくとも１つの第２の光学フィルタ１８４）を含んでいてもよい。例えば、第２のフィルタは、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源の少なくともサブセットによって放出される光を、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長の少なくとも１つのピークに制限するように構成可能である。いくつかの実施形態では、２つのアプローチを組み合わせることができ、蛍光材料のサブセットについては、（十分に狭帯域の光源が利用可能であるため）フィルタなしの光源を使用することができ、蛍光材料の別のサブセットについては、フィルタを使用して（さらに）放出される波長を制限することができる。例えば、本願の文脈では、「少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する光」という用語は、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長または励起波長帯域と交わる波長または波長帯域に最高強度を有する光であり、他の波長の光は最高強度の８０％以下（または５０％以下、２０％以下、１０％以下）の強度で放出されるものとして理解されうる。

概して、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源によって放出される光は、少なくとも１つの蛍光材料の単一の励起波長／複数の励起波長に調整されている。蛍光材料は、顕微鏡ではしばしば、蛍光材料を使用して以前にマーキングされた組織または血管の部分を強調表示するために使用される。例えば、フルオレセイン、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）または５−ＡＬＡ（５−アミノレブリン酸）のような蛍光色素を組織または血管に印をつけるために使用しうる。換言すれば、少なくとも１つの蛍光材料は、少なくとも１つの蛍光色素であってよい。蛍光材料とは、ある波長の光／第１の波長帯域の光（すなわち「励起波長」）で励起され、別の波長帯域（すなわち「発光波長」）の放射電力を放出する材料のことを指す。このように、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は、蛍光材料の単一の励起波長／複数の励起波長にピークを有する放射電力を放出する。典型的に使用される蛍光色素の場合、励起波長は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍ、または７８０ｎｍ〜８１０ｎｍでありうる。例えば、図２ａおよび図２ｂに示す例では、４０５ｎｍ、４８０ｎｍおよび７８８ｎｍにそれぞれピークを有する３つの異なる第２のＬＥＤ系光源が使用されている。したがって、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は、３９０ｎｍ〜４２０ｎｍ、４６０ｎｍ〜５００ｎｍ、および７８０ｎｍ〜８１０ｎｍの１つまたは複数のピークを有する放射電力を放出するように構成されうる。例えば、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源のうちの異なる光源は、異なる蛍光材料の異なる単一の励起波長／複数の励起波長にピークを有する放射電力を放出してもよい。この場合、これらの異なる光源は、システム１９０または１つまたは複数のプロセッサ１９４によって相互に独立して制御されてもよい。

１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源により、蛍光材料によって放出された光が消失するのを避けるために、少なくとも１つの蛍光材料の発光波長帯域の光を、１つまたは複数のＬＥＤ系光源によって放出された光からフィルタリングすることができる。換言すれば、少なくとも１つの光学フィルタは、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長（スペクトル）と一致する波長（スペクトル）を有する光を減衰または遮断するように構成されうる。したがって、少なくとも１つの光学フィルタは、４９０ｎｍ〜５６０ｎｍ、６１０ｎｍ〜６６０ｎｍ、および７５０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長帯域のうちの少なくとも１つの範囲内で光を減衰または遮断するように構成されうる。なお、４９０ｎｍ〜５６０ｎｍ、６１０ｎｍ〜６６０ｎｍ、７５０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長帯域は、一般的な蛍光色素（それぞれ、フルオレセイン、５−ＡＬＡ、ＩＣＧ）の発光波長帯域でありうる。結果として、第１のセットおよび第２のセットの光源が同時に使用可能であり、第１のグループまたはセットによって放出された光の対応する部分がフィルタリングされているので、蛍光発光は依然として視認可能でありうる。したがって、少なくとも１つの光学フィルタは、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源と顕微鏡を通して知覚される試料との間の光路に配置されうる。さらに、少なくとも１つの光学フィルタは、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源のそれぞれによって放出された光をフィルタリングするように配置可能であり、すなわち、１つまたは複数の第１の光源によって放出された光のいずれも、少なくとも１つの光学フィルタを迂回することはできない。例えば、少なくとも１つの光学フィルタは、バンドパスフィルタであってよく、例えば、図２ｃに示すようなフィルタ特性を有するバンドパスフィルタであってもよい。代替的に、少なくとも１つの光学フィルタは、４９０ｎｍ〜５６０ｎｍ、６１０ｎｍ〜６６０ｎｍ、および７５０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長帯域のそれぞれに対応する複数のバンドパスフィルタを含んでいてもよい。使用する蛍光材料に応じて、上述した１つまたは複数のバンドパスフィルタを使用（または組み合わせて使用）してもよい。これは、例えばフィルタホイールを使用することによって、または異なる第１のＬＥＤ光源の前に異なるバンドパスフィルタを配置することによって実現することができる。

いくつかの実施形態では、図１ｂにさらに示すように、第３のセットまたはグループＬＥＤ系光源１８３が使用されうる。換言すれば、照明システム１８０は、１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源１８３を含みうる。１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源は、白色光の色スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されうる。したがって、１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源は、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源と同様に実装可能である。しかし、第３のセットまたはグループＬＥＤ系光源によって放出された光は、少なくとも１つの光学フィルタによってフィルタリングされない場合がある。結果として、１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源によって放出された光は、（全体の）白色光の色スペクトル全体にわたって試料に到達することができる。

第１のＬＥＤ系光源または第３のＬＥＤ系光源を使用して、２つの異なる種類の「白色光」照明（蛍光イメージングを可能にするためにスペクトルの部分をフィルタリングした照明およびスペクトル全体をカバーする照明）を提供することができる。これら２種類の「白色光」照明は、ＬＥＤ系照明システムの異なる動作モードで使用することができる。例えば、ＬＥＤ系照明システムは、反射イメージングと蛍光イメージングとを同時に行うのに適した動作モードと、反射イメージングのみを行うのに適したモードと、の２つ以上の動作モードを有してもよい。したがって、ＬＥＤ系照明システムは、第１の動作モードにおいて、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出し、かつ少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された光がフィルタリングされた状態で、白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されうる。ＬＥＤ系照明システムは、第２の動作モードにおいて、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光が減衰または遮断されることなく、白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成されうる。例えば、第１の動作モードは、シミュレートされた反射イメージングおよび蛍光イメージングに使用されてもよく、第２の動作モードは、（唯一的または排他的に）反射イメージングに使用されてもよい。例えば、第１の実施形態と第２の実施形態とは、相互に排他的であってもよい。

図６ａ〜図６ｃでは、照明スペクトル６３１〜６３４が示されており、これは、第３のＬＥＤ系光源（図６ａ、６３１）を使用して生成することができ、または第１のＬＥＤ系光源および第２のＬＥＤ系光源の組み合わせ（図６ａ〜図６ｃ、６３２〜６３４）を使用して生成されうる。

冗長性および試料の均一な照明を実現するために、各グループまたはセットの光源のうちの複数の光源が照明システムに含まれうる。例えば、照明システムは、２つ以上の第１のＬＥＤ系光源と、２つ以上の第２のＬＥＤ系光源（および任意に、２つ以上の第３のＬＥＤ系光源）と、を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、さらに多くの個数が使用されてもよく、例えば、４つまたは６つの第１のＬＥＤ系光源、４つまたは６つの第２のＬＥＤ系光源、および／または４つまたは６つの第３のＬＥＤ系光源が使用されてもよい。図２ａおよび図２ｂでは、第１のＬＥＤ系光源を２つ、第２のＬＥＤ系光源を６つ、第３のＬＥＤ系光源を２つ使用した例を示している。なお、各グループまたはセットの光源は、顕微鏡の対物レンズ１０２の両側部に配置することができる。例えば、対物レンズの各側部に、各波長帯域に対応した少なくとも１つのＬＥＤ系光源（例えば、図２ａおよび図２ｂに示すように、３つの蛍光材料の３つの励起波長に対応した１つの第１のＬＥＤ系光源、１つの第３のＬＥＤ系光源、および３つの第２のＬＥＤ系光源）が配置されてもよい。換言すれば、２つ以上の第１のＬＥＤ系光源のうちの少なくとも１つと、２つ以上の第２のＬＥＤ系光源のうちの少なくとも１つ（および任意に２つ以上の第３のＬＥＤ系光源のうちの少なくとも１つ）と、が対物レンズの第１の側部に配置されていてよく、２つ以上の第１のＬＥＤ系光源のうちの少なくとも１つと、２つ以上の第２のＬＥＤ系光源のうちの少なくとも１つ（および任意に２つ以上の第３のＬＥＤ系光源のうちの少なくとも１つ）と、が対物レンズの第２の側部に配置されていてよい。例えば、第１の側部および第２の側部は、顕微鏡の対物レンズに対して相対的に対向する側部であってもよい。

１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源と共に用いられているフィルタは、白色光スペクトル全体で不均一である（例えば、手術部位の）試料の照明をもたらす。この不均一性は、画像処理において、例えばシステム１９０によって補償されうる。

顕微鏡システム、特に顕微鏡１００は、画像データを生成するように構成された少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ１３０を含む。例えば、１つまたは複数のプロセッサ、またはより一般的な用語ではシステム１９０は、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ１３０の画像データを取得するように構成されている。したがって、システム１９０は、例えばインタフェース１９２を介して、顕微鏡に結合されうる。例えば、以下で明らかになるように、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリは、単一の光学イメージングセンサ、または複数の光学イメージングセンサに対応するか、またはこれらを含んでいてもよい。

画像データは、（例えば反射イメージングが行われた場合、または反射イメージングおよび蛍光イメージングが行われた場合に）少なくともＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す。後者の場合、画像データは、ＬＥＤ系照明システムで照明された試料で反射された光と、少なくとも１つの蛍光材料で放出された光と、を表す。以下に示すように、画像データは、異なる部分を含むことができ、これは、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリの異なるイメージセンサに由来する。例えば、図１ｃおよび図４ａ〜図６ｄに示すように、各イメージセンサアセンブリが３つのイメージセンサを含む場合、画像データは、それぞれのセンサに由来する３つの部分を含んでいてもよい。画像データが立体視画像データであり、顕微鏡システムが２つのイメージセンサアセンブリを含む場合、画像データは、立体視の各側につき、画像データの３つの部分を含んでいてもよい。換言すれば、顕微鏡システム、特に顕微鏡は、２つのイメージセンサアセンブリを含んでいてもよい。

上述したように、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリまたは各イメージセンサアセンブリは、反射イメージングおよび蛍光イメージングの両方に使用される単一のイメージセンサを含みうる。しかしながら、いくつかの実施例では、図１ｃおよび図４ａ〜図６ｄに関連して図示されるように、より複雑な３つのセンサのセットアップが使用される。

図１ｃは、顕微鏡用のイメージセンサアセンブリの一実施例を示す概略図である。図１ｃのイメージセンサアセンブリは、ビームスプリッタアセンブリ１３２，１３２−１〜１３２−５と、３つのイメージセンサ１３４−１，１３４−２，１３４−３と、を含む。ビームスプリッタアセンブリは、第１のスペクトル部分の光を第１のイメージセンサに、第２のスペクトル部分の光を第２のイメージセンサに、第３のスペクトル部分の光を第３のイメージセンサに導くように構成されている。３つのイメージセンサは、それぞれのイメージセンサに入射するスペクトル部分に基づいて画像データを生成するように構成されている。したがって、画像データは、第１のイメージセンサに由来する第１の部分、第２のイメージセンサに由来する第２の部分、および第３のイメージセンサに由来する第３の部分を含みうる。なお、画像データ中の３つの部分は、画像データ中に互いに別個に含まれてもよい。適切なビームスプリッタアセンブリのより詳細な図が、図４ａ〜図６ｄに関連して示されており、これは、イメージセンサアセンブリの他の種々の構成要素、特にスペクトルを第１、第２、第３のスペクトル部分に分割するために使用される手段を示している。特に、ポリクロイックビームスプリッタおよびバンドパスフィルタを使用して、それぞれのイメージセンサに導かれるスペクトル部分を分離することができる。

特に、図１ｃに示すように、ビームスプリッタアセンブリは、３つのプリズム１３２−３，１３２−４，１３２−５（図４ａおよび図４ｄでは４９１，４９２，４９３）を含み、それぞれのプリズムの間に配置されたビームスプリッタコーティング１３２−１，１３２−２（図４ａおよび図４ｄでは４９４，４９５）において、それぞれの光ビームを（波長選択的な方法で）分割することができる。例えば、波長選択的ビームスプリッタコーティング１３２−１，１３２−２は、第１のスペクトル特性を有する光を反射し、第２のスペクトル特性を有する光を受容するように構成可能である。例えば、第１のコーティング１３２−１は、第１のスペクトル部分の光を第１のイメージセンサ１３４−１に向けて反射し、残光を第２のプリズム１３２−４に受容するように構成されてもよく、第２のコーティング１３２−２は、第２のスペクトル部分の光を第２のイメージセンサ１３４−２に向けて反射し、第３のスペクトル部分の光を第３のプリズム１３２−５に受容するように構成されてもよく、第３のイメージセンサ１３４−３に向けて光を導くように構成可能である。種々の実施例では、バンドパスフィルタは、プリズムとそれぞれのイメージセンサとの間で、それぞれのイメージセンサに入射するそれぞれのスペクトル部分内の光（のみ）を受容するように配置されてもよい。各イメージセンサの光路長を等しく維持するために（捕捉された画像が全てのイメージセンサで焦点が合うように）、プリズムとイメージセンサとの間にダミーガラスを配置してもよい。

種々の実施例では、スペクトルは３つのスペクトル部分に細分化されている。理想的なシナリオでは、スペクトル部分は重ならず、これにより、所定の波長を有する光がイメージセンサのうちの（正確には）１つのみで記録されることもある。しかし、実際には、スペクトル部分の端部では、スペクトル部分間の重なりが許容されうる。

図１ｄは、３つのスペクトル部分の一実施例を示す概略図であり、第１のスペクトル部分１３８−１、第２のスペクトル部分１３８−２、および第３のスペクトル部分１３８−３を示す。図１ｄに見られるように、第１のスペクトル部分は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ（フルオレセインの蛍光発光波長帯域の主ピークを含む）と７５０ｎｍ〜１０００ｎｍ（インドシアニドグリーンの蛍光発光波長帯域の主ピークを含む）とに位置する２つの連続したサブ部分を含みうる。したがって、第１のスペクトル部分および第２のスペクトル部分のうちの少なくとも１つは、互いに離間して配置された２つのスペクトルサブ部分（すなわち、第１のスペクトルサブ部分、および場合によっては第２のスペクトルサブ部分）を含む。第３のスペクトル部分は、５５０ｎｍ〜７００ｎｍに位置する連続部分（５−ＡＬＡの蛍光発光波長帯域の主ピークを含む）でありうる。第２のスペクトル部分１３８−２は、残りのスペクトルを含みうる。

概して、複数の波長帯域の光を捕捉して区別するイメージセンサでは、スペクトルの部分のみを各画素に取り込む画素単位のカラーフィルタが使用されている。かかるカラーフィルタの一般的な種類としては、ベイヤーフィルタと称されるものがあり、これは、２ｘ２画素ごとに２つの緑色カラーフィルタ、１つの赤色カラーフィルタ、および１つの青色カラーフィルタを含む。後処理では、デモザイクと称される手法を使用して、画素自身の値とその隣接する画素とを基に、各画素の適切な色の値が決定される。本開示において、ベイヤーフィルタは、少なくとも一部のイメージセンサと共に使用可能であり、反射イメージングおよび蛍光イメージングのために使用される照明および波長帯域に合わせた後処理ステップを伴う。例えば、図１ｃに示すように、３つのイメージセンサのうちの第１のイメージセンサ（１３４−１）および第２のイメージセンサ（１３４−２）がベイヤーフィルタ１３６−１，１３６−２で動作し、３つのイメージセンサのうちの第３のイメージセンサがベイヤーフィルタなしで動作する。

例えば、１つまたは複数のイメージセンサは、ＡＰＳ（Active Pixel Sensor）方式、またはＣＣＤ（Charge-Coupled-Device）方式のイメージセンサを含んでいてよく、またはこれらであってもよい。例えば、ＡＰＳ方式のイメージセンサでは、受光素子と画素のアクティブアンプとを使用して各画素で光を記録する。ＡＰＳ方式のイメージセンサは、多くの場合、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）またはＳ−ＣＭＯＳ（Scientific CMOS）技術をベースにしている。ＣＣＤ方式のイメージセンサでは、入射した光子は半導体−酸化物界面で電子電荷に変換され、その後、イメージングセンサの制御回路によってイメージングセンサ内の容量性ビン間を移動して撮像が行われる。システム、すなわち、１つまたは複数のプロセッサは、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリのそれぞれのイメージセンサから画像データを取得（すなわち、受信または読み出し）するように構成されうる。（例えばインタフェース１９２を介して）イメージセンサから画像データを受信することによって、（例えばインタフェース１９２を介して）画像のメモリから画像データを読み出すことによって、または（例えばイメージセンサによって、または他のシステムもしくはプロセッサによって、画像データがストレージデバイス１９６に書き込まれた後に）システム１９０のストレージデバイス１９６から画像データを読み出すことによって、画像データを得ることができる。

システム１９０、特に１つまたは複数のプロセッサ１９４は、画像データを処理して処理済画像データを生成するように構成されている。概して、システム１９０は、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長（スペクトル）と一致する波長（スペクトル）を有する光が減衰または遮断されるようにフィルタリングされた光を提供するように構成された顕微鏡用の任意の照明システムと一緒に使用することができる。ただし、光は、特に、図１ｂに示された照明システム１８０によって提供することができる。この場合、画像データは、照明システム１８０の１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源１８１−１により照明された試料によって反射された光を表しうる。光のフィルタリングには、白色光スペクトルのそれぞれの部分の反射が画像データによって表されないという効果（または減衰の場合はより少ない程度で表されるという効果）がある。

画像データは、少なくとも、１つまたは複数のＬＥＤ系光源によって（例えば、図１ａの１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源１８１−１によって）照明された試料によって反射された光を表す。１つまたは複数のＬＥＤ系光源によって放出された光は、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長（スペクトル）と一致する波長（スペクトル）を有する光が減衰または遮断されるように（例えば、少なくとも１つの光学フィルタ１８１−２によって）フィルタリングされる。さらに、画像データは、少なくとも１つの蛍光物質によって少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルで放出された光を表しうる。

システムは、画像データを処理して処理済画像データを生成するように構成されている。換言すれば、システムは、画像データに対して画像処理を行うように構成されうる。例えば、白色光スペクトル全体にわたって照明の不均一性を補償する（またはその影響を軽減する）ために画像処理を行ってもよい。例えば、システムは、処理済画像データのうち、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光を表す部分を、例えば隣接する波長帯域の情報を使用して再構成するように構成可能である。例えば、４９０ｎｍ〜５６０ｎｍ、および６１０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長帯域のいずれかの光が試料の照明で遮断または減衰された場合、隣接する波長帯域（例えば、４９０ｎｍ未満、５６０ｎｍ〜６１０ｎｍ、および６６０ｎｍ超）からの光を使用して、フィルタによって遮断または減衰された光を再構成しうる。換言すれば、システムは、減衰または遮断された光、すなわち、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光を再構成するように構成可能である。例えば、システムは、画像データ（生の画像データであってもよい。すなわち、光学イメージングセンサのセンサ出力を含んでいてもよい）と処理済画像データとの間で変換を行う変換機能を適用するように構成されていてもよく、変換機能は、少なくとも１つの蛍光発光波長の外側の波長帯域を（全体の）白色光スペクトルにマッピングするように構成可能である。このようにして、処理済画像データのうち、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光を表す部分が、画像データに基づいて生成（すなわち再構成）される。

さらに、画像処理は、蛍光発光を表すオーバーレイを生成するために実行可能であり、これは、処理済画像データ内の白色光画像の上に重ね合わされうる。上述したように、画像データは、ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光だけでなく、少なくとも１つの蛍光材料によって放出された光も表しうる。したがって、システム、特に１つまたは複数のプロセッサは、（試料によって反射された光を表す画像データの部分に基づいて）可視光を表す第１の画像と、（少なくとも１つの蛍光材料によって放出された光を表す画像データの部分に基づいて）画像データに基づく少なくとも１つの蛍光材料の蛍光発光を表す第２の画像と、を生成するように構成可能である。しかし、一部のシナリオでは、顕微鏡のユーザは、例えば、蛍光物質が使用されていない場合等、反射イメージングのみを必要とする場合がある。この場合、第２の画像の生成を省略してもよい。換言すれば、ＬＥＤ系照明システムは、２つ以上の動作モードを有してもよく、第１の動作モードは反射イメージングおよび蛍光イメージングに適しており、第２の動作モードは反射イメージングに適している。１つまたは複数のプロセッサは、ＬＥＤ系照明システムが第１の動作モードで動作する場合には、第１の画像と第２の画像とを生成し、ＬＥＤ系照明システムが第２の動作モードで動作する場合には、第２の画像を生成せずに第１の画像を生成するように構成されうる。

上述したように、画像データは、それぞれの第１のイメージセンサ、第２のイメージセンサおよび第３のイメージセンサに由来する３つの部分を含みうる。これらの部分は、第１の画像および第２の画像を生成するために、異なる方法で結合されうる。換言すれば、１つまたは複数のプロセッサは、画像データの３つの部分の第１の組み合わせに基づいて可視光を表す第１の画像を生成し、画像データの３つの部分の第２の組み合わせに基づいて少なくとも１つの蛍光材料の蛍光発光を表す第２の画像を生成するように構成されうる。

スペクトルのどの部分が第１の画像を生成するために使用されているか、さらに、任意に第２の画像を生成するために使用されているかは、蛍光イメージングが行われているかどうか、ならびに使用されている蛍光物質の種類および数に依存する。例えば、１つまたは複数のプロセッサは、１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に（正確には）１つのピークを有する光が放出された場合に、第１の画像が画像データの（少なくとも）２つの部分に基づいて生成され、第２の画像が画像データの１つの部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。より詳細な例示が図６ａ〜図６ｄに示されている。図６ａでは、画像データの３つの部分の全てに基づいて、第１の画像のみを生成している。図６ｂでは、６００〜６５０ｎｍにピークを有する発光波長帯域を有する蛍光物質（５−ＡＬＡ）が使用されており、第１の画像は、第１の部分および第２の部分に基づいて生成され、第２の画像は、第３の部分に基づいて生成される。図６ｃでは、４９０〜５４０ｎｍにピークを有する発光波長帯域を有する蛍光物質（フルオレセイン）が使用されており、第１の画像は、第２の部分および第３の部分に基づいて（かつ任意に、第１の部分に基づいて、蛍光発光が計算上除去された状態で）生成され、第２の画像は、第１の部分に基づいて生成される。図６ｄでは、７５０〜１０００ｎｍにピークを有する発光波長帯域を有する蛍光物質（ＩＣＧ）が使用されており、第１の画像は、第２の部分および第３の部分に基づいて（かつ任意に、第１の部分に基づいて、蛍光発光が計算上除去された状態で）生成され、第２の画像は、第１の部分に基づいて生成される。

ただし、複数の蛍光物質を同時に使用してもよい。例えば、上記のような発光ピークを有する３つの蛍光物質を同時に使用してもよい。また、３つの蛍光材料の励起波長に調整された３つの波長に３つのピークを有する光が放出された場合に、第１の画像が画像データの１つの部分（例えば、第２の部分）に基づいて生成され、第２の画像が画像データの２つの部分（例えば、第１の部分および第３の部分）に基づいて生成されてもよい。

２つの蛍光物質を同時に使用している場合は、使用する蛍光物質によって当該部分の組み合わせが異なる。例えば、フルオレセインおよびＩＣＧを用いる場合には、第１の画像が第２の部分および第３の部分に基づいて生成され、第２の画像が第１の部分に基づいて生成されてもよい。５−ＡＬＡがフルオレセインまたはＩＣＧと組み合わせて使用される場合、第１の画像は、第２の部分（および任意に、それぞれの蛍光物質の蛍光発光波長帯域外の第１の部分のサブ部分）に基づいて生成されてもよく、第２の画像は、（５−ＡＬＡについては）第３の部分に基づいて生成され、（残りの蛍光物質については）第１の部分に基づいて生成されてもよい。換言すれば、第１の部分は、フルオレセインおよびＩＣＧによる蛍光発光を示してもよく、第３の部分は、５−ＡＬＡによる蛍光発光を示してもよい。一方、画像データの第２の部分は、反射イメージングにのみ使用されてもよい。したがって、１つまたは複数のプロセッサは、少なくとも画像データの第２の部分に基づいて第１の画像を生成するように構成可能である。

より抽象的には、使用される単一の蛍光物質または複数の蛍光物質に応じて、当該部分の異なる組み合わせが選択されてもよい。換言すれば、１つまたは複数のプロセッサは、第１の蛍光材料（例えば、フルオレセインまたはＩＣＧ）の励起波長に調整された第１の波長にピークを有する光が放出された場合に、第２の画像が第１の部分の画像データに基づいて生成され、第２の蛍光材料（例えば、ＡＬＡ）の励起波長に調整された第２の波長にピークを有する光が放出された場合に、第２の画像が画像データの第３の部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。例えば、１つまたは複数のプロセッサは、第３の蛍光材料の励起波長に調整された第３の波長（上記で使用されていないフルオレセインおよびＩＣＧのうちのもう一方）にピークを有する光が放出された場合に、第２の画像が画像データの第１の部分に基づいて生成されるように、画像データの３つの部分を結合すべく構成可能である。

また、システムは、ＬＥＤ系光源を制御するために使用されうる。したがって、システム１９０、例えば１つまたは複数のプロセッサ１９４は、例えばインタフェース１９２を介して照明システム１８０に結合されうる。１つまたは複数のプロセッサ１９４（例えば、システム１９０）は、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源および１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源を互いに独立して制御するように構成可能である。例えば、オンオフ状態および光強度のうちの少なくとも１つは、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源および１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源（および任意に、１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源）とは独立して制御されてもよい。より正確には、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源のためのオンオフ状態および／または光強度は、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源のためのオンオフ状態および／または光強度（ならびに任意に、１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源のためのオンオフ状態および／または光強度）とは独立して制御されてもよい。場合によっては、少なくとも１つの光学フィルタの特性もまた、システムによって（例えば、フィルタホイールを介して）制御されてもよい。いくつかの実施形態では、各ＬＥＤ系光源は、互いに独立して（または少なくとも他のグループまたはセットのＬＥＤ系光源とは独立して）制御されてもよい。

１つまたは複数のプロセッサは、例えば、第１の画像および（任意に）第２の画像を含む、処理済画像データを提供するように構成可能である。例えば、処理済画像データのうち、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光を表す部分は、画像データに基づいて、例えば、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長と一致するスペクトルの部分を再構成することによって、または第２の画像のそれぞれの部分（スペクトルのそれぞれの部分を表す）を第１の画像データの上に重ね合わせることによって、生成されてもよい。システム、特に１つまたは複数のプロセッサは、（例えば、インタフェース１９２を介して、または１つまたは複数のストレージデバイス１９６を介して）処理済画像データを出力するように構成可能である。

インタフェース１９２は、モジュール内で、モジュール間で、または異なるエンティティのモジュール間で、指定されたコードにしたがってデジタル（ビット）値でありうる情報を受信および／または送信するための１つまたは複数の入力および／または出力に対応しうる。例えば、インタフェース１９２は、情報を受信および／または送信するように構成されたインタフェース回路を含んでいてもよい。実施形態では、１つまたは複数のプロセッサ１９４は、１つまたは複数の処理ユニット、１つまたは複数の処理装置、プロセッサ、コンピュータ、またはそれに応じて適合されたソフトウェアで操作可能なプログラマブルハードウェア構成要素等の処理を行うための任意の手段を使用して実装されてもよい。換言すれば、１つまたは複数のプロセッサ１９４の説明された機能は、ソフトウェアに実装されてもよく、ソフトウェアは、その後、１つまたは複数のプログラム可能なハードウェア構成要素上で実行される。かかるハードウェア構成要素は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ等を含んでいてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、１つまたは複数のストレージデバイス１９６は、コンピュータ可読記憶媒体、例えばハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、フロッピーディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電子的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、またはネットワークストレージを含む群から選択される少なくとも１つの要素を含んでいてもよい。

顕微鏡システム、顕微鏡、照明システム、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ、および様々なスペクトルのさらなる詳細および態様は、提案されたコンセプトまたは上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に関連して言及される（例えば、図２ａ〜図７）。顕微鏡システム、顕微鏡、照明システム、少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ、および様々なスペクトルは、提案されたコンセプトの１つまたは複数の態様、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に対応する１つまたは複数の付加的な特徴を含んでいてもよい。

図２ａおよび図２ｂは、本発明の顕微鏡システムの一実施例を示す概略図である。図２ａおよび図２ｂは、顕微鏡の対物レンズ１０２に対する照明システム１８０のＬＥＤ系光源１８１−１，１８２および１８３の配置を示す。図２ａは、顕微鏡の正面図であり、図２ｂは、その断面図である。照明システムのＬＥＤ系光源の各々は、顕微鏡を介して観察される試料に向けて光を放出するように構成されており、各ＬＥＤ系光源は、顕微鏡の対物レンズ１０２に隣接して配置されている。例えば、ＬＥＤ系光源は、顕微鏡を介して観察される試料に向けられた対物レンズの入口、例えば対物レンズの下向きの入口に（すなわち隣接して）配置されてもよい。例えば、各ＬＥＤ系光源は、光源によって放出された光が、顕微鏡の対物レンズを横断する顕微鏡の光路に対して少なくとも平行に放出されるように配置されてもよい。例えば、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源および１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源（および任意に１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源）は、顕微鏡の試料に対向する顕微鏡の側部（「入口側部」とも称される）に配置されてもよい。

上記で提示したように、照明システムは、各グループまたはセットの光源のうちの複数の光源が含まれうる。例えば、照明システムは、２つ以上の第１のＬＥＤ系光源と、２つ以上の第２のＬＥＤ系光源（および任意に、２つ以上の第３のＬＥＤ系光源）と、を含んでいてよい。図２ａおよび図２ｂでは、第１のＬＥＤ系光源を２つ、第２のＬＥＤ系光源を６つ、第３のＬＥＤ系光源を２つ使用した例を示している。なお、各グループまたはセットの光源は、顕微鏡の対物レンズ１０２の各側部に配置することができる。例えば、それぞれの側部は、顕微鏡の対物レンズ１０２に対して相対的に対向する側部であってよい。

図２ａおよび図２ｂでは、（１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源の前方正面の）少なくとも１つの光学フィルタ１８１−２の配置および（光源アレイの端部の４つの第２のＬＥＤ系光源の前方正面の）少なくとも１つの第２の光学フィルタ１８４の配置が示されている。さらに、図２ｂでは、ＬＥＤ系光源に対するＣＰＣの相対的な配置が示されている。

図２ａおよび図２ｂに示すように、ＬＥＤ−ＣＰＣ（ＬＥＤ系光源＋複合パラボリック集光器）の組み合わせの（１次元の）アレイが、対物レンズに沿って横向きに配置されうる。一部のＬＥＤ−ＣＰＣの組み合わせ（すなわち、第１のＬＥＤ系光源）は、放出されたスペクトルの定義された制御のためのバンドパスフィルタ（すなわち、少なくとも１つの光学フィルタ）を有する。図２ａおよび図２ｂに示す例では、対物レンズの各側部に５つのＬＥＤ−ＣＰＣが配置されている。これらのＬＥＤのうちの２つは、可視範囲全体にわたるスペクトル（白色光ＬＥＤ）を有しており、すなわち、１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源１８１−１である。１つのＬＥＤは、４０５ｎｍにピークを有するスペクトルを放出し、１つのＬＥＤは、４８０ｎｍにピークを有するスペクトルを放出し、１つのＬＥＤは、７８８ｎｍにピークを有するスペクトルを放出する（すなわち、１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源１１６である）。白色光ＬＥＤのうちの１つの前には、追加のバンドパスフィルタ（例えば、図２ｃのバンドパスフィルタ）が配置され、２つの蛍光材料の蛍光発光を遮断する。４８０ｎｍおよび７８８ｎｍのＬＥＤの前には、２つのバンドパスフィルタが配置されている。

照明システムおよび顕微鏡システムのさらなる詳細および態様は、提案されたコンセプト、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に関連して言及される（例えば、図１ａ〜図１ｄ、図２ｃ〜図７）。照明システムおよび顕微鏡システムは、提案されたコンセプトの１つまたは複数の態様、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に対応する１つまたは複数の追加の任意の特徴を含んでいてもよい。

図２ｃは、白色光をフィルタリングするためのバンドパスフィルタの透過率を示す図である。Ｘ軸に波長（ｎｍ）、Ｙ軸に透過率（％）が示されている。例えば、図示されたフィルタは、図１ａ〜図２ｂのうちの少なくとも１つの光学フィルタ１８１−２を実装するために使用されてもよい。図２ｃに示すように、フィルタは、４９０ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲、および６１０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長の光を遮断または減衰させてもよい。

バンドパスフィルタのさらなる詳細および態様は、提案されたコンセプト、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に関連して言及される（例えば、図１ａ〜図２ｂ、図３〜図７）。バンドパスフィルタは、提案されたコンセプトの１つまたは複数の態様、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に対応する１つまたは複数の追加の任意の特徴を含んでいてもよい。

図３は、顕微鏡を使用して対象物を撮像するための方法の一実施例を示すフローチャートである。例えば、顕微鏡は、図１ａ〜図２ｃに関連して示された顕微鏡に対応してもよい。したがって、本方法は、図１ａ〜図２ｃに関連して示された顕微鏡または顕微鏡システムによって実行されてもよい。本方法は、ＬＥＤ系照明システム（図１ａ〜図１ｂに関連して示されたＬＥＤ系照明システム１８０等）を使用して、例えば、ＬＥＤ系照明システムを制御することによって、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出すること３１０を含む。本方法は、ＬＥＤ系照明システムを使用して、例えばＬＥＤ系照明システムを制御することによって、白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出すること３２０を含む。白色光スペクトル全体にわたって放出された光は、少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光が減衰または遮断されるようにフィルタリングされている。換言すれば、本方法は、白色光スペクトル全体にわたって放出される光を放出することを含みうる。本方法は、画像データを生成すること３３０を含み、画像データは、ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す。本方法は、画像データを処理して処理済画像データを生成すること３４０を含む。

例えば、図１ａ〜図２ｃに関連して導入された特徴は、同様に、図３の対応する方法に適用可能である。

方法のさらなる詳細および態様は、提案されたコンセプト、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に関連して言及される（例えば、図１ａ〜図２ｃ、図４ａ〜図７）。本方法は、提案されたコンセプトの１つまたは複数の態様、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に対応する１つまたは複数の追加の任意の特徴を含んでいてもよい。

図４ａ〜図４ｅでは、イメージセンサアセンブリまたはイメージセンサアセンブリ１３０の例をより詳細に提示しており、特に、光ビームスプリッタアセンブリ１３２の例をより詳細に提示している。

本開示の種々の態様は、光ビームスプリッタアセンブリ、カメラヘッド、および顕微鏡アセンブリに関する。光ビームスプリッタアセンブリは、例えば、顕微鏡、特に外科用顕微鏡において、蛍光物質が特徴的な組織をマーキングするために使用される場合に使用することができる。

本開示の種々の態様では、少なくとも３つの異なるスペクトル部分で画像を記録するために光ビームスプリッタアセンブリが使用されうる。ビームスプリッタアセンブリは、第１のビームスプリッタおよび第２のビームスプリッタと、第１の光路と、第２の光路と、第３の光路と、を含みうる。第１の光路は、光入口部から第１の光出力部に第１のスペクトル部分の光を導くように構成されうる。第２の光路は、光入口部から第２の光出力部に第２のスペクトル部分の光を導くように構成されうる。第２の光出力部は、第１の光出力部から間隔をあけて配置されうる。第３の光路は、光入口部から第３の光出力部に第３のスペクトル部分の光を導くように構成されうる。第３の光出力部は、第１の光出力部および第２の光出力部から間隔をあけて配置されうる。第２の光路は第１のビームスプリッタを横断可能であり、第３の光路は第１のビームスプリッタおよび第２のビームスプリッタを横断可能である。代替的に、別の光ビームスプリッタアセンブリを使用して、第１、第２、および第３のスペクトル部分を分割し、光入口部から３つの光出力部へ向けてもよい。

これにより、少なくとも３つの異なるスペクトル部分の画像を捕捉することができ、３つの蛍光波長帯域を区別し、可視配置を生成することができる。かかる配置は、原理的には、４つの画像（可視光用の１つの画像、および、適切な照明を用いた３つの異なる波長帯域の蛍光発光用の３つの画像）の全てに使用することができる。実際には、可視光を表す第１の画像（図１ａ〜図１ｄに関連して使用される用語では、画像データの第２の部分）と、第１の蛍光発光波長帯域（例えば約８００ｎｍ）の光を表す第２の画像（もしくは画像データの第３の部分）と、第２の蛍光発光波長帯域（例えば約４００ｎｍ）の光または第３の蛍光発光波長帯域（例えば約５６０ｎｍ）の光を表す第３の画像（もしくは画像データの第１の部分）と、が生成されうる。概して、可視光画像（すなわち、第１の画像）は、ＦＬイメージングのために使用されていないカメラ出力から構成することができる。照明光の波長分布およびプリズムのフィルタ特性を知ることで、カラーバランシングを行うことができる。

例えば、図１ａ〜図２ｂ、図４ａ〜図７に関連して示された顕微鏡のようなカメラヘッドおよび顕微鏡アセンブリは、かかる光ビームスプリッタアセンブリを含んでいてもよい。

上記の装置は、以下に説明する特徴のうちの１つまたは複数を追加することにより、さらに改良されうる。以下の各特徴は、他の特徴とは独立して装置に追加されうる。さらに、以下に説明するように、それぞれの特徴は、固有の有利な技術的効果を有している。

第１のビームスプリッタは、第１の光路に沿って第１のスペクトル部分の光を反射することができる。これにより、第１の光路に沿って第１のスペクトル部分の光を導くことができる。

同様に、第２のビームスプリッタは、第２の光路に沿って第２のスペクトル部分の光を反射することができる。これにより、第２の光路に沿って第２のスペクトル部分の光を導くことができる。

第１のビームスプリッタは、第２のスペクトル部分の光を透過させうる。これにより、構成を簡素化することができる。

第２のビームスプリッタは、第１のスペクトル部分の光を透過させうる。繰り返しになるが、これにより構成を簡素化することができる。

さらなる実施形態では、第２のビームスプリッタは、第１のスペクトル部分を透過させないようにすることができる。特に、第２のビームスプリッタに到達する光は、第１のスペクトル部分を含まないものでありうる。この場合、第２のビームスプリッタは、第１のスペクトル部分の光に対して特定の特性を有する必要はない。第２のビームスプリッタは、かかる光を吸収または反射する可能性がある。

第１の光路および第２の光路の少なくとも１つについて、特徴的な組織または領域の画像を記録するために、蛍光物質の発光帯域は、対応するスペクトル部分と重なりうる。

有利な実施形態では、少なくとも１つのビームスプリッタはダイクロイックミラーである。これにより、構成を簡素化することができる。ダイクロイックミラーは、特定の波長を所定の角度で反射するようなものでありうる。ダイクロイックミラーは、定義された均一な厚さの層またはコーティングを含みうる。また、ダイクロイックミラーは、２つ以上の波長を選択するための２つ以上の層を含みうる。

第１の光路および第２の光路によって導かれる光の少なくとも１つのスペクトル部分は、互いに離間して配置された２つのスペクトルサブ部分を含むことができる。これにより、１つの光出力部に２つの異なる信号を記録することを容易にすることができる。例えば、２つの異なる蛍光発光帯域を１つのカメラチップ上で可視化して区別することができる。

光ビームスプリッタアセンブリは、少なくとも２つの蛍光物質を使用するように構成することができ、２つの蛍光物質の各々は、異なる蛍光発光帯域を有する。ここで、各スペクトルサブ部分について、蛍光物質の蛍光発光帯域は、スペクトルサブ部分と重なり、かつ／またはスペクトルサブ部分内に存在する。これにより、２つの蛍光物質に関連付けられた画像を記録することができる。フルオレセインおよびＩＣＧの２つの蛍光物質を使用することができる。

光ビームスプリッタアセンブリは、第１の出力部、第２の出力部および第３の出力部のうちの１つで光を検出するための少なくとも１つのカメラをさらに含むことができる。カメラは、イメージセンサを含みうる。カメラおよび／またはイメージセンサは、それぞれ第１の出力部、第２の出力部または第３の出力部に配置されうる。

少なくとも１つのカメラは、ベイヤーフィルタを含みうる。かかるカメラはまた、カラーカメラとして指定されうる。これは、特に、対応するスペクトル部分が広範な場合、および／または異なるスペクトル部分を区別する必要がある場合（例えば、異なる蛍光発光帯域の場合）に、画像を記録するのに役立つ。

有利な実施形態では、ベイヤーフィルタのサブフィルタは、蛍光物質のうちの１つの蛍光発光帯域に一致するように選択される。これにより、信号強度が増加する。特に、サブフィルタの透過率の最大値は、蛍光発光帯域の最大値の波長の５０ｎｍ以内、好ましくは２０ｎｍ以内に位置しうる。例えば、１つのサブフィルタは、フルオレセインと一致するように、５６０ｎｍでの最大透過率を有することができる。さらなるサブフィルタは、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）と一致するように８５０ｎｍで最大値を有することができる。いくつかの実装形態では、ベイヤーフィルタは、各色の波長範囲を標準化している。この場合、５６０ｎｍ付近の波長帯域の蛍光発光は緑色のチャネルでしか見られないが、赤外蛍光信号はベイヤーフィルタを通過して全チャネル（ＲＧＢ）で検出される。この差動応答により、２つの蛍光発光波長を区別することができる。

蛍光発光帯域の最大波長におけるサブフィルタの透過率は、８０％超、好ましくは９０％超、特に好ましくは９５％超でありうる。

生成率を最大化するために、蛍光物質は、その蛍光発光帯域がベイヤーフィルタのサブフィルタによって透過されたスペクトル部分と重なるように選択することができる。

高感度を実現するために、少なくとも１つのカメラは、ベイヤーフィルタが異なる色チャネルの分離を可能にして色撮像を可能にする他のカメラとは対照的に、ベイヤーフィルタのないモノクロカメラでありうる。これにより、ベイヤーフィルタのサブフィルタに起因する損失を回避することができる。モノクロカメラは、モノクロのイメージセンサを含みうる。モノクロイメージセンサは、モノクロディスプレイに表示された場合、グレーの濃淡に対応する様々な強度を測定することができるため、グレーイメージセンサと名付けることもできる。

有利な実施形態では、光ビームスプリッタアセンブリは、３つのカメラを含み、１つのカメラはベイヤーフィルタを使用しないモノクロカメラであり、２つのカメラはベイヤーフィルタを含む。ベイヤーフィルタを備えた２つカメラは、異なる波長間の区別を可能にするが、一方、モノクロカメラは、例えば微弱な信号に対して高感度を提供することができる。

一実施形態では、ベイヤーフィルタを含まないモノクロカメラは、第２の光出力部に配置することができる。さらに、ベイヤーフィルタを有するカメラは、第１の光出力部および第３の光出力部に配置することができる。

別の実施形態では、モノクロイメージセンサを備え、ベイヤーフィルタを備えないカメラを第１の光出力部に配置することができる。さらに、ベイヤーフィルタを有するカメラは、第２の光出力部および第３の光出力部に配置することができる。

好ましい展開例では、第１の光出力部に関連付けられたイメージセンサおよび／またはカメラは、色空間に色画像を記録するように構成されており、色空間は、所定の色チャネルのセットを有している。ここで、第１の光路のスペクトル部分は、２つのスペクトルサブ部分を含み、第１のサブ部分は、色空間の第２の色チャネルとは重ならず、色空間の第１の色チャネルと重なっており、第２のサブ部分は、少なくとも第２の色チャネルと重なっている。これにより、色チャネルのいずれかを選択するだけで、信号の分離を容易にすることができる。

第１のサブ部分は、フルオレセインと関連付けることができ、第１の色チャネルは、緑色チャネルでありうる。緑色は、特に５００〜５６５ｎｍの部分に関連しうる。

第２のサブ部分は、ＩＣＧと関連付けることができ、第２の色チャネルは、赤色チャネルでありうる。赤色は、特に６２５ｎｍ以上の部分に関連しうる。

波長を指定する場合、これは特に真空中の波長に関連しうる。媒体中では、波長が短くなりうる。異なる媒体の周波数は同じままとなり、波長と周波数との積は媒体内の光の速度となりうる。

２つの色チャネルは、別の色チャネルによって分離されうる。これにより、色チャネル間のクロストークが最小限に抑えられるため、明瞭な画像を容易に記録することができる。

容易に適用可能な構成では、色チャネルは原色である。特に、赤色、緑色、青色を原色とするＲＧＢ色空間とすることができる。

好ましくは、光ビームスプリッタアセンブリは、第１の波長と第２の波長とを有する２つの蛍光発光帯域の光を第１の光出力部に導き、第１の波長と第２の波長との間の第３の波長を有する蛍光発光帯域の光を第２の光出力部に導くように構成されている。これにより、第１の波長と第２の波長との減衰は最小限に抑えられる。

さらなる実施形態では、第２の光出力部に関連付けられたイメージセンサおよび／またはカメラは、色空間に色画像を記録するように構成可能であり、色空間は、所定の色チャネルのセットを有している。ここで、第１の光路のスペクトル部分は、２つのスペクトルサブ部分を含み、第１のサブ部分は、色空間の第２の色チャネルとは重ならず、色空間の第１の色チャネルと重なっており、第２のサブ部分は、少なくとも第２の色チャネルと重なっている。第１のサブ部分は、再びフルオレセインと関連付けることができ、第１の色チャネルは、緑色チャネルでありうる。第２のサブ部分は、ＩＣＧと関連付けることができ、第２の色チャネルは、赤色チャネルでありうる。

光ビームスプリッタアセンブリは、第１の波長と第２の波長とを有する２つの蛍光発光帯域の光を第２の光出力部に導き、第１の波長と第２の波長との間の第３の波長を有する蛍光発光帯域の光を第１の光出力部に導くように構成することができる。これにより、蛍光発光帯域を良好に分離することができる。

第２の光出力部に関連付けられたイメージセンサおよび／またはカメラによって記録されたスペクトル部分は、第１の光出力部で記録された２つのスペクトルサブ部分の間に位置することができる。これにより、当該部分の分離を良好に行うことができる。

特に、光ビームスプリッタアセンブリは、白色光を第３の出力部に導くように構成することができる。なお、白色光は、第１の部分と第２の部分とをフィルタリングしたときに残る光の部分でありうる。白色光は第３の部分でありうる。この白色光を利用して、手術を行う領域の概要を示す画像を作成することができる。

少なくとも１つのビームスプリッタは、プリズム上のコーティングを含みうる。これにより、コンパクトな構成が可能になる。

有利な実施形態では、光ビームスプリッタアセンブリは、光入口部および第１の光出力部を含む第１のプリズム、第２の光出力部を含む第２のプリズム、ならびに第３の光出力部を含む第３のプリズムのうちの少なくとも１つを含む。これにより、光ビームスプリッタアセンブリをコンパクトにすることができるという効果を得ることができる。

また、第１のビームスプリッタは、第１のプリズムと第２のプリズムとの間に配置されて、堅固な構成を実現することができる。同様に、第２のビームスプリッタは、第２のプリズムと第３のプリズムとの間にあってもよい。

省スペースで堅固な配置を実現するためのさらなる展開例では、光ビームスプリッタアセンブリは、ユニットブロックを形成するために互いに接続された３つのプリズムを含む。当該ブロックは、モノリシックでありうる。

有利な実施形態では、第１のスペクトル部分と第２のスペクトル部分とは重ならない。これにより、信号強度が向上する。

同様に、有利な実施形態では、第１のスペクトル部分、第２のスペクトル部分、および第３のスペクトル部分は重ならない。

光ビームスプリッタアセンブリは、フルオレセイン、ＩＣＧ、および５−ＡＬＡを組み合わせて使用するように構成することができる。これは、例えば、第１の部分および第２の部分の第１のサブ部分および第２のサブ部分が、それぞれ、フルオレセイン、ＩＣＧおよび５−ＡＬＡのうちの１つの蛍光発光帯域と重なるが、他の蛍光物質の蛍光発光帯域とは重ならない場合に実現されうる。

顕微鏡アセンブリは、画像処理装置をさらに含むことができ、ここで、画像処理装置は、３つの光出力部からの３つの画像から単一の画像を作成するように構成されている。

ビームスプリッタ配置は、３つの蛍光波長帯域を区別して可視配置を生成するために使用することができる。原則として、当該配置は、適切な照明と同時に４つの画像全てに使用できる。

可視画像は、蛍光（ＦＬ）イメージングに使用されていない全カメラ出力から構成されている。照明光の波長分布およびプリズム／ビームスプリッタ配置のフィルタ特性を把握した上で、カラーバランシングを行うことができる。

有利な顕微鏡アセンブリにおいて、ユーザは、蛍光モードを選択または指示することができる。照明光源による照明は、適切な励起照明（第１の蛍光照明光、第２の蛍光照明光、および第３の蛍光照明光のうちの１つまたは複数）に加えて、広帯域の「白色光」照明を提供するようにコントローラによって制御することができる。システムは、その後、どの単一のカメラまたは複数のカメラが選択された蛍光に関連するかの信号を認識し、かつカラーバランスのとれた可視画像を構成するためにどのカメラを使用するかを認識することができる。その後、１つまたは複数の画像を代替ディスプレイに出力することができる。かかるカラーバランスは、画像処理装置で行うことができる。

画像の記録に適していることは、必ずしも画像を保存することを含むものではない。また、本発明の解決策は、画像が捕捉され、例えば処理されて、１つまたは複数のディスプレイ上にライブ表示されるが、その後に保存されない場合にも使用できる。

次に、いくつかの実施形態を、試料の実施形態のみを使用して例示の方法でさらに説明する。これらは図面にも示されている。図面では、機能およびデザインの少なくとも１つに関して互いに対応する特徴に同一の参照番号が使用されている。

添付された実施形態に示された特徴の組み合わせは、説明の目的のためだけのものであり、変更することができる。例えば、特定の用途には必要のない技術的効果を有する実施形態の特徴は、省略されてもよい。同様に、この特徴に関連する技術的効果が特定の用途に必要な場合には、実施形態の一部として示されていない特徴が追加されもよい。

図４ａでは、（図１ｃのビームスプリッタアセンブリ１３２に対応しうる）ビームスプリッタアセンブリ４００を含む顕微鏡アセンブリ４４５が示されている。（図１ａの顕微鏡システム１０００、または図１ａ〜図２ｂ、図６ａ〜図７に関連して示される顕微鏡のうちの１つに対応しうる）ビームスプリッタアセンブリ４００は、手術が行われる領域の画像を撮像し、記録することを可能にする。

異なるスペクトル部分４１０，４２０，４３０の画像を記録するのに適した３つのカメラ４８１，４８２，４８３（図１ｃに示すイメージセンサ１３４−１〜１３４−３に対応するか、またはそれらを含みうる）が存在する。図４ａにおいて、線４８１ｂ，４８２ｂおよび４８３ｂは、実際のカメラセンサを示し、線４８１ａ，４８２ａおよび４８３ａは、カメラセンサに入射する光をスペクトルの所望の部分に制限するように構成されたバンドパスフィルタを示している。これにより、異なる蛍光物質からの蛍光を別々に撮像することができる。このようにして取得された画像は、その後、顕微鏡アセンブリの画像処理装置４４６に入力され、所望の組み合わせが可能となる。例えば、２つまたは３つの画像を重ね合わせて、単一の画像に結合し、外科医が特徴的な組織を見ることができる。蛍光物質の信号の強度は、所望に応じて調整してもよく、例えば、容易に区別できるように偽色で表示してもよい。かかる画像は、次に、表示デバイス４４８に表示されうるか、または視聴システムで視聴されうる。バンドパスフィルタの前には、ダミーガラスが使用されてもよく、本明細書では光出力部４６１，４６２，４６３としても機能する。なお、各カメラへの光路長が同一となるようにダミーガラスブロックが使用されてもよい。プリズムに入る光は収束（集束）しているため、焦点は各カメラの表面に向けられうる。さらに、任意のダミーガラス１７０が光出力部に存在しうる。

光ビームスプリッタアセンブリ４００は、第１のビームスプリッタ４５１（図１ｃの１３２−１）と第２のビームスプリッタ４５２（図１ｃの１３２−２）とを含む。２つのビームスプリッタ４５１，４５２は、光を第１の光路４７１、第２の光路４７２、および第３の光路４７３に分割する役割を果たす。

第１の光路４７１は、光（可視光／反射光および蛍光発光）が光ビームスプリッタアセンブリ４００に入射する光入口部４６０から、第１のスペクトル部分４１０の光を、第１の光出力部４６１に導くように構成されている。

同様に、第２の光路４７２は、光入口部４６０から第２のスペクトル部分４２０の光を第２の光出力部４６２に導くように構成されており、第２の光出力部４６２は、第１の光出力部４６１から間隔をおいて配置されている。

最後に、第３の光路４７３は、光入口部４６０から第３のスペクトル部分４３０の光を第３の光出力部４６３に導くように構成されており、第３の光出力部４６３は、第１の光出力部４６１および第２の光出力部４６２から間隔をおいて配置されている。

第２の光路４７２は第１のビームスプリッタ４５１を横断し、第３の光路４７３は第１のビームスプリッタ４５１および第２のビームスプリッタ４５２を横断する。

ビームスプリッタ４５１，４５２は、それぞれダイクロイックミラー４５５として具現化することができる。各ダイクロイックミラー４５５は、所定の角度で所定の波長を反射する少なくとも１つの薄膜を含む。他の波長も透過可能である。

第１のビームスプリッタ４５１は、第１の光路４７１に沿って第１のスペクトル部分４１０の光を反射する。第１のビームスプリッタ４５１は、第２のスペクトル部分４２０の光と、第１のスペクトル部分４１０の一部ではないさらなる波長の光と、を透過させる。同様に、第２のビームスプリッタ４５２は、第２の光路４７２に沿って第２のスペクトル部分４２０の光を反射し、例えば他の波長を透過させることができる。それはまた、第１のスペクトル部分４１０の光が第２のビームスプリッタ４５２に到達しないか、またはほとんど到達しないので、第１のスペクトル部分４１０の光を反射する可能性がある。

光ビームスプリッタアセンブリ４００は、第１、第２および第３の出力部４６１，４６２，４６３における光を検出するための３つのイメージセンサ４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂを有する３つのカメラ４８１，４８２，４８３を含む。このため、３つのイメージセンサ４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂは、それぞれ第１、第２または第３の出力部４６１，４６２，４６３に配置されている。イメージセンサは、バンドパスフィルタ４８１ａ，４８２ａ，４８３ａと結合されている。いくつかの実装形態では、ビームスプリッタのコーティングは、グラフに示された理想的な分布と一致しないので、バンドパスフィルタは、所望の帯域の外側の（任意の）光を遮断するために使用されてもよい。

第１の光路４７１および第２の光路４７２のうちの少なくとも１つについて、特徴的な組織および蛍光物質から来る信号を記録するために、蛍光物質の発光帯域は、スペクトル部分４１０，４２０と重なる。蛍光物質としては、例えば、フルオレセイン、５−ＡＬＡ、ＩＣＧのうちの少なくとも１つを使用することができる。

描写された実施形態では、第１の光路４７１によって導かれる光のスペクトル部分４１０は、互いに離間して配置された２つのスペクトルサブ部分４１１（円１でマーキングされている）、４１２（円２でマーキングされている）を含む。これは、例えば、２つのスペクトルサブ部分を反射し、それらを第１の光出力部４６１に配置された第１のカメラ４８１の第１のイメージセンサ４８１ｂに導く第１のビームスプリッタ４５１によって実現することができる。

各スペクトルサブ部分４１１，４１２について、蛍光物質の蛍光発光帯域は、スペクトルサブ部分４１１，４１２と重複するか、またはスペクトルサブ部分４１１，４１２内に存在する。特に、この例では、フルオレセインに関連付けられた第１のスペクトルサブ部分４１１は、典型的な蛍光発光波長５４０ｎｍの周りに位置している。ＩＣＧに関連付けられた第２のスペクトルサブ部分４１２は、約７５０〜９００ｎｍの波長を含む。

第１のカメラ４８１は、ベイヤーフィルタ４８８ａを含む。ベイヤーフィルタ４８８ａは、赤色、緑色、青色のうちの１つのみを各画素に選択的に透過させるための３つのサブフィルタを含む。緑色のサブフィルタの領域は、赤色および青色のサブフィルタの結合された領域を含む。かかるベイヤーフィルタ４８８ａを用いることにより、２つの蛍光物質に関連する２つのサブ部分４１１，４１２を容易に分離することができる。例えば、フルオレセインに起因する蛍光発光は、緑色のサブフィルタに結合された画素を使用して検出することができる。ＩＣＧによる蛍光発光は各画素で可視化されているため、計算ロジックを使用して識別することができる。２つのサブ部分４１１，４１２は、それらの間のクロストークが最小限に抑えられるように、互いに離間して配置されている。これは、自然な帯域幅を有する蛍光信号が、他のサブ部分では信号強度が非常に小さいか、または全くないことを意味する。

ベイヤーフィルタ４８８ａのサブフィルタは、蛍光物質のうちの１つの蛍光発光帯域に一致するように選択することができる。特に、サブフィルタの透過率の最大値は、蛍光発光帯域の最大値の５０ｎｍ以内、好ましくは２０ｎｍ以内に位置しうる。蛍光発光帯域の最大波長におけるサブフィルタの透過率は、８０％以上、好ましくは９０％以上、さらに好ましくは少なくとも９５％以上でありうる。

有利には、蛍光物質は、その蛍光発光帯域がベイヤーフィルタ４８８ａのサブフィルタによって透過されるスペクトル部分と重なるように選択される。

第２のカメラ４８２は、高感度を実現するために、モノクロイメージセンサ４８２ｂを含むが、ベイヤーフィルタを含まない。これは、例えば、微弱な信号または量子効率の低い蛍光物質を使用する場合に有用である。例えば、第２の光路４７２は、５−ＡＬＡの蛍光発光に関連するスペクトル部分４２０と関連付けることができる。

第３のカメラ４８３は、広範なスペクトル範囲を有しておりかつ白色光と称されうる残光の、第３のスペクトル部分４３０を記録するために、ベイヤーフィルタ４８８ｂと第３のイメージセンサ４８３ｂとを含むことができる。この第３のスペクトル部分４３０は、手術が行われる領域の全体像を示すために（画像の視野は同じ状態で）使用することができる。様々な動作モードにおいて、第３のスペクトル部分は、他のスペクトル部分（蛍光イメージングには使用されない）の１つと結合されて、可視光画像を生成する。

全体として、光ビームスプリッタアセンブリ４００は、３つのカメラ４８１，４８２，４８３を含み、１つのカメラ４８２はベイヤーフィルタなしで動作し（したがって、実質的にモノクロイメージセンサとして動作する）、２つのカメラ４８１，４８３はベイヤーフィルタ４８８ａ，４８８ｂを含む。また、ベイヤーフィルタ４８８ａ，４８８ｂを含む２つのカメラ４８１，４８３は、ベイヤーフィルタ４８８ａ，４８８ｂの背後にモノクロイメージセンサ４８１ｂ，４８３ｂを含みうる。なお、２つのカメラ４８１，４８３は、色情報を有する画像を撮像可能なカラーカメラでありうる。

描写された実施形態では、ベイヤーフィルタを有しないカメラ４８２のイメージセンサ４８２ｂが第２の光出力部４６２に配置され、ベイヤーフィルタ４８８ａ，４８８ｂを有するカメラ４８１，４８３のイメージセンサ４８１ｂ，４８３ｂが第１の光出力部４６１および第３の光出力部４６３に配置されている。他の実施形態では、ベイヤーフィルタを有しないカメラを第１の出力部４６１に配置して、第１のビームスプリッタ４５１による損失を回避することができる。

第１の光出力部４６１に関連付けられたカメラ４８１は、ＲＧＢ色空間の色画像を記録するように構成されており、色空間は、所定の色チャネルのセットを有する。第１の光路４７１のスペクトル部分４１０は、２つのスペクトルサブ部分４１１，４１２を含み、ここで、第１のサブ部分４１１、すなわちフルオレセインに関連する部分は、色空間の第１の色チャネル、すなわち緑色と重なるが、色空間の第２の色チャネル、すなわち赤色とは重ならない。第２のサブ部分４１２、すなわちＩＣＧに関連する部分は、少なくとも第２の色チャネル、すなわち赤色と重なる。図４ａ〜４ｃに示すように、ビームスプリッタ４５１は、５１５ｎｍ〜５３５ｎｍ、８３５ｎｍ〜８８０ｎｍにおいて＞９０％、４００ｎｍ〜４９５ｎｍ、５５５ｎｍ〜８１０ｎｍにおいて＜５％の平均反射率（Ｒ_ａｖｅ）を有しうる。ビームスプリッタ４５２は、６２５ｎｍ〜６４５ｎｍにおいて＞９０％、４００ｎｍ〜６０５ｎｍ、６６５ｎｍ〜８１０ｎｍにおいて＜５％の平均反射率（Ｒ_ａｖｅ）を有しうる。入射角はＦ８．０でありうる。

２つの色チャネルを別の色チャネルで区切ることができる。

各色チャネルは、原色、例えば赤色、緑色、または青色でありうる。

換言すれば、第２の光出力部４６２に関連付けられた第２のイメージセンサ４８２ｂによって記録された反射スペクトル部分４２０は、第１の光出力部４６１に記録された２つのスペクトルサブ部分４１１，４１２の間にある。それゆえ、第１のスペクトル部分４１０と第２のスペクトル部分４２０とは重ならない。

さらに、光ビームスプリッタアセンブリは、白色光または残光を第３の出力部４６３に導くように構成されている。光ビームスプリッタアセンブリ４００は、第１の波長と第２の波長とを有する２つの蛍光発光帯域の光を第１の光出力部４６１に導き、第１の波長と第２の波長との間の第３の波長を有する蛍光発光帯域の光を第２の光出力部４６２に導くように構成されている。

図４ｂ〜図４ｄには、異なるスペクトル部分の結果としての分布を参照することができる。この場合、約９００ｎｍ以下の波長を有する光は、光入口部４６０を介して光ビームスプリッタアセンブリ４００に入射する。フルオレセイン帯域およびＩＣＧ帯域は、第１のビームスプリッタ４５１によって第１のカメラ４８１に向けられ、図４ｂでは、２つのピークの間にギャップを有するスペクトル中の２つの異なるピークとして見ることができる。

５−ＡＬＡピークは、第１のビームスプリッタ４５１を透過し、第２のビームスプリッタ４５２によって第２のカメラ４８２に配向される。第２のカメラ４８２には（ベイヤー）フィルタがないため、この微弱な信号に対して高感度を実現することができる。図４ｃに見られるように、このピークは、第１の出力部で測定された２つのピークの間に位置している。このようにピークを分離することで、良好な分離が可能となり、信号を確実に検出することができる。

図４ｄでは、第３の出力部４６３に到達した光の部分を示している。これは、入力部に入射した光であって、第１の出力部４６１に向けて偏向されることも、第２の出力部４６２に向けて偏向されることも、吸収されることもない。スペクトルの幅により、この部分は白色光と名付けることができる。

別の実施形態では、第２の光出力部４６２に関連付けられたイメージセンサ４８２ｂおよび／またはカメラ４８２は、色空間に色画像を記録するように構成可能であり、色空間は、所定の色チャネルのセットを有している。ここで、第２の光路４７２のスペクトル部分４２０は、２つのスペクトルサブ部分を含み、第１のサブ部分は、色空間の第２の色チャネルとは重ならず、色空間の第１の色チャネルと重なっており、第２のサブ部分は、少なくとも第２の色チャネルと重なっている。

本実施例では、光ビームスプリッタアセンブリは、第１の波長と第２の波長とを有する２つの蛍光発光帯域の光を第２の光出力部４６２に導き、第１の波長と第２の波長との間の第３の波長を有する蛍光発光帯域の光を第１の光出力部４６１に導くように構成されている。

２つのビームスプリッタ４５１，４５２は、それぞれプリズム４９１，４９２，４９３上のコーティング４９５を含む。

さらに、光ビームスプリッタアセンブリ４００は、光入口部４６０および第１の光出力部４６１を含む第１のプリズム４９１、第２の光出力部４６２を含む第２のプリズム４９２、ならびに第３の光出力部４６３を含む第３のプリズム４９３を含む。

第１のビームスプリッタ４５１は、第１のプリズム４９１と第２のプリズム４９２との間にある。さらに、第２のビームスプリッタ４５２は、第２のプリズム４９２と第３のプリズム４９３との間にある。

全体として、光ビームスプリッタアセンブリ４００は、一体のブロック４９９を形成するために互いに接続された３つのプリズム４９１，４９２，４９３を含む。これにより、ハンドリングを簡素化することができる。特に、光ビームスプリッタアセンブリ４００は、顕微鏡アセンブリ４４５または顕微鏡のカメラヘッド４４０の一部でありうる。

光ビームスプリッタアセンブリ４００は、フルオレセイン、ＩＣＧおよび５−ＡＬＡを組み合わせて使用するように構成されている。これは、第１の部分４１０および第２の部分４２０の第１のサブ部分４１１および第２のサブ部分４１２が、それぞれ、フルオレセイン、ＩＣＧおよび５−ＡＬＡのうちの１つの蛍光発光帯域と重なるが、他の蛍光物質の蛍光発光帯域とは重ならないことにより、実現される。

図４ｅでは、さらなる実施形態が描写されている。ここでも、異なるスペクトル部分４１０，４２０，４３０の画像を記録するのに適した３つのカメラ４８１，４８２，４８３が存在する。これにより、異なる蛍光物質からの蛍光を別々に撮像することができる。このようにして取得された画像は、その後、顕微鏡アセンブリの画像処理装置４４６に入力され、所望の組み合わせが可能となる。

光ビームスプリッタアセンブリ４００は、第１のビームスプリッタ４５１と第２のビームスプリッタ４５２とを含む。２つのビームスプリッタ４５１，４５２は、光を第１の光路４７１、第２の光路４７２、および第３の光路４７３に分割する役割を果たす。

第１のビームスプリッタ４５１の場合、平均反射率は、４００ｎｍ〜４８５ｎｍ、５６５ｎｍ〜５９９ｎｍ、６７９ｎｍ〜７９０ｎｍにおいてＲ_ａｖｅ＞９０％、５０５ｎｍ〜５４５ｎｍ，６１９ｎｍ〜６５９ｎｍ、８１０ｎｍ〜８５０ｎｍにおいてＲ_ａｖｅ＜５％でありうる。すなわち、平均反射率は、４００ｎｍ〜４８５ｎｍ、５６５ｎｍ〜５９９ｎｍ、および６７９ｎｍ〜７９０ｎｍの間隔で９０％超、５０５ｎｍ〜５４５ｎｍ、６１９ｎｍ〜６５９ｎｍ、および８１０ｎｍ〜８５０ｎｍの間隔で５％未満である。入射角はＦ８．０でありうる。

第２のビームスプリッタの場合、平均反射率は、４００ｎｍ〜５９９ｎｍ、６７９ｎｍ〜８５０ｎｍにおいてＲ_ａｖｅ＞９０％、６１９ｎｍ〜６５９ｎｍにおいてＲ_ａｖｅ＜５％でありうる。すなわち、平均反射率は、４００ｎｍ〜５９９ｎｍおよび６７９ｎｍ〜８５０ｎｍの間隔で９０％超、６１９ｎｍ〜６５９ｎｍの間隔で５％未満である。入射角はＦ８．０でありうる。

このように、第１のビームスプリッタ４５１は、フルオレセイン、５−ＡＬＡ、ＩＣＧの３つの蛍光物質の全ての信号を透過する。他の光は、第１のベイヤーフィルタ４８８ａを含む第１のカメラ４８１に反射される。第２のビームスプリッタ４５２は、５−ＡＬＡ信号のみを透過させ、これは、次に第３のカメラ４８３に到達する。第３のカメラ４８３は、モノクロイメージセンサ４８３ｂを含み、ベイヤーフィルタを含まない。フルオレセインおよびＩＣＧの信号は、ベイヤーフィルタ４８８ｂを含む第２のビームスプリッタによって第２のカメラ４８２に反射される。

図５では、有利な顕微鏡アセンブリ４４５が描写されている。ユーザは、蛍光モードを選択および指定することができる。照明光源５００による照明は、適切な励起照明（第１の蛍光照明光５０１、第２の蛍光照明光５０２、および第３の蛍光照明光５０３のうちの１つまたは複数）に加えて、広帯域の「白色光」照明５０４を提供するようにコントローラ５２０によって制御される。システムは、その後、どの単一のカメラまたは複数のカメラ４８１，４８２，４８３が選択された蛍光に関連するかの信号を認識し、かつカラーバランスのとれた可視画像を構成するためにどのカメラを使用するかを認識する。次いで、１つまたは複数の画像を代替ディスプレイ５４０に出力することができる。かかるカラーバランスは、画像処理装置４４６で行うことができる。

顕微鏡アセンブリまたはビームスプリッタアセンブリのさらなる詳細および態様は、提案されたコンセプト、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に関連して言及される（例えば、図１ａ〜図３、図６ａ〜図７）。顕微鏡アセンブリまたはビームスプリッタアセンブリは、提案されたコンセプトの１つまたは複数の態様、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に対応する１つまたは複数の追加の任意の特徴を含んでいてもよい。

図６ａ〜図６ｄでは、顕微鏡システムの例示的な実装形態について、異なる照明モードおよび撮像モードが示されている。

図６ａ〜図６ｄは、ＬＥＤ系照明システム１８０に対応しうる照明システム６３０と、レンズ６３５，６３７，６３８およびプリズム６３６を含む光学サブシステム６３５，６３６，６３７，６３８と、ビームスプリッタアセンブリ１３２に対応しうるビームスプリッタアセンブリ４００と、３つのイメージセンサ４８１，４８２，４８３であって、そのうちの２つがベイヤーフィルタ４８８ａ／４８８ｂ（ベイヤーフィルタ１３６−１，１３６−２に対応しうる）で動作するイメージセンサと、を含む顕微鏡システムの光学的レイアウトを示す。例えば、ビームスプリッタアセンブリは、図４ｅ／図１ｃに関連して示されるビームスプリッタアセンブリと同様に実装されてもよい。

図６ａでは、可視モードでの顕微鏡システムの動作を示している。図６ａでは、照明システム６３０の白色光ＬＥＤ（例えばシングルチップ）は、可視領域のスペクトル６３１を放出し、視野を照明し、２つの３チップカメラ（それぞれが３つのイメージセンサを備えたビームスプリッタアセンブリを含む）が２つの立体視光学系を通して観察を行う。これらの各センサは、特定のスペクトル６０１；６０２；６０３を記録する。第１のセンサ４８１は、４９５ｎｍ〜５５０ｎｍ、８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲のスペクトル６０１を記録し、第２のセンサ４８２は、４８０ｎｍ〜４９５ｎｍ、５５０ｎｍ〜６１５ｎｍ、６６５ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲のスペクトル６０２を記録する。第３のセンサ４８３は、６１５ｎｍ〜６６５ｎｍのスペクトル６０３を記録する。感度を高めるために、第３のセンサはベイヤーパターンなしで動作する。可視光動作では、３つのセンサ全ての画像が結合されて可視画像６１０を生成する。

図６ｂでは、第２の周波数範囲（円２で示される）の蛍光発光を提供する動作モードでの顕微鏡システムの動作が示されている。この動作モードは、蛍光励起波長が４００ｎｍに近いことから「ＦＬ４００」と称される。図６ｂでは、照明システム６３０の白色光ＬＥＤ（例えばシングルチップ）がスペクトルを放出し、視野を照明する。６１５ｎｍ〜６６５ｎｍの範囲内のスペクトル６３２ｂは、５−ＡＬＡの一般的な発光範囲をカバーするため、バンドパスフィルタによって遮断される。４０５ｎｍにピーク６３２ａを有する照明システム６３０の追加の青色ＬＥＤは、蛍光励起電力を放出する。結果として得られたスペクトル６３２が図６ｂに示されている。２つの３チップカメラにより、２つの立体視光学システムを介して視野が観察される。これらの各センサは、特定のスペクトル６０１；６０２；６０３を記録する。第１のセンサ４８１は、４９５ｎｍ〜５５０ｎｍ、８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲のスペクトル６０１を記録し、第２のセンサ４８２は、４８０ｎｍ〜４９５ｎｍ、５５０ｎｍ〜６１５ｎｍ、６６５ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲のスペクトル６０２を記録する。第３のセンサ４８３は、６１５ｎｍ〜６６５ｎｍのスペクトル６０３を記録する。感度を高めるために、第３のセンサは、ベイヤーパターンなしで動作する。第１のセンサおよび第２のセンサの画像が結合されて可視画像６１０が生成される。第３のセンサの画像により、蛍光画像オーバーレイ６２０（励起波長が４００ｎｍに近いため「ＦＬ４００」と表記される）が作成される。

図６ｃでは、第１の周波数範囲（円１で示される）の蛍光発光を提供する動作モードでの顕微鏡システムの動作が示されている。この動作モードは、蛍光発光波長が５６０ｎｍに近いことから「ＦＬ５６０」と称される。図６ｃでは、照明システム６３０の白色光ＬＥＤ（例えばシングルチップ）がスペクトルを放出し、視野を照明する。４９５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲内のスペクトル６３３ｂは遮断されており、これはフルオレセインの典型的な発光範囲をカバーしている。４８０ｎｍにピーク６３３ａを有し、バンドパスフィルタを有する追加のシアンＬＥＤが蛍光励起電力を放出する。結果として得られるスペクトル６３３が図６ｃに示されている。２つの３チップカメラにより、２つの立体視光学システムを介して視野が観察される。これらの各センサは、特定のスペクトルを記録する。これらの各センサは、特定のスペクトル６０１；６０２；６０３を記録する。第１のセンサ４８１は、４９５ｎｍ〜５５０ｎｍ、８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲のスペクトル６０１を記録し、第２のセンサ４８２は、４８０ｎｍ〜４９５ｎｍ、５５０ｎｍ〜６１５ｎｍ、６６５ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲のスペクトル６０２を記録する。第３のセンサ４８３は、６１５ｎｍ〜６６５ｎｍのスペクトル６０３を記録する。感度を高めるために、第３のセンサはベイヤーパターンなしで動作する。第２のセンサおよび第３のセンサの画像が結合されて可視画像が生成される。第１のセンサの画像により、蛍光画像オーバーレイ「ＦＬ５６０」が作成される。

図６ｄでは、第３の周波数範囲（円３で示される）の蛍光発光を提供する動作モードでの顕微鏡システムの動作が示されている。この動作モードでは、蛍光発光および励起波長が８００ｎｍに近いことから、「ＦＬ８００」と称される。図６ｄでは、照明システム６３０の白色光ＬＥＤ（例えばシングルチップ）がスペクトルを放出し、視野を照明する。７８８ｎｍにピーク６３４ａを有し、バンドパスフィルタを有する照明システムの追加の近赤外（ＮＩＲ）ＬＥＤは、蛍光励起電力を放出する。結果として得られるスペクトル６３４が図６ｄに示されている。

２つの３チップカメラにより、２つの立体視光学システムを介して視野が観察される。これらの各センサは、特定のスペクトルを記録する。これらの各センサは、特定のスペクトル６０１；６０２；６０３を記録する。第１のセンサ４８１は、４９５ｎｍ〜５５０ｎｍ、８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲のスペクトル６０１を記録し、第２のセンサ４８２は、４８０ｎｍ〜４９５ｎｍ、５５０ｎｍ〜６１５ｎｍ、６６５ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲のスペクトル６０２を記録する。第３のセンサ４８３は、６１５ｎｍ〜６６５ｎｍのスペクトル６０３を記録する。感度を高めるために、第３のセンサはベイヤーパターンなしで動作する。第２のセンサおよび第３のセンサの画像が結合されて可視画像を生成される。第１のセンサの画像により、蛍光画像オーバーレイ「ＦＬ８００」が作成される。

照明モードまたは撮像モードのさらなる詳細および態様は、提案されたコンセプト、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に関連して言及される（例えば、図１ａ〜図５、図７）。照明モードまたは撮像モードは、提案されたコンセプトの１つまたは複数の態様、または上述もしくは下述の１つまたは複数の実施例に対応する１つまたは複数の追加の任意の特徴を含んでいてもよい。

本明細書で使用されるように、用語「および／または（かつ／または）」は、関連する記載項目のうちの１つまたは複数の項目のあらゆる全ての組み合わせを含んでおり、「／」として略記されることがある。

いくつかの態様を装置の文脈において説明してきたが、これらの態様が、対応する方法の説明も表していることが明らかであり、ここではブロックまたは装置がステップまたはステップの特徴に対応している。同様に、ステップの文脈において説明された態様は、対応する装置の対応するブロックまたは項目または特徴の説明も表している。

いくつかの実施形態は、図１から図６ｄのうちの１つまたは複数の図に関連して説明されたようなシステムを含んでいる顕微鏡に関する。択一的に、顕微鏡は、図１から図６ｄのうちの１つまたは複数の図に関連して説明されたようなシステムの一部であってもよい、または図１から図６ｄのうちの１つまたは複数の図に関連して説明されたようなシステムに接続されていてもよい。図７は本明細書に記載された方法を実施するように構成されたシステム７００の概略図を示している。システム７００は、顕微鏡７１０とコンピュータシステム７２０とを含んでいる。顕微鏡７１０は、撮像するように構成されており、かつコンピュータシステム７２０に接続されている。コンピュータシステム７２０は、本明細書に記載された方法の少なくとも一部を実施するように構成されている。コンピュータシステム７２０は、機械学習アルゴリズムを実行するように構成されていてもよい。コンピュータシステム７２０と顕微鏡７１０は別個の存在物であってもよいが、１つの共通のハウジング内に一体化されていてもよい。コンピュータシステム７２０は、顕微鏡７１０の中央処理システムの一部であってもよく、かつ／またはコンピュータシステム７２０は、顕微鏡７１０のセンサ、アクター、カメラまたは照明ユニット等の、顕微鏡７１０の従属部品の一部であってもよい。

コンピュータシステム７２０は、１つまたは複数のプロセッサおよび１つまたは複数のストレージデバイスを備えるローカルコンピュータデバイス（例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレットコンピュータまたは携帯電話）であってもよく、または分散コンピュータシステム（例えば、ローカルクライアントおよび／または１つまたは複数のリモートサーバファームおよび／またはデータセンタ等の様々な場所に分散されている１つまたは複数のプロセッサおよび１つまたは複数のストレージデバイスを備えるクラウドコンピューティングシステム）であってもよい。コンピュータシステム７２０は、任意の回路または回路の組み合わせを含んでいてもよい。１つの実施形態では、コンピュータシステム７２０は、任意の種類のものとすることができる、１つまたは複数のプロセッサを含んでいてもよい。本明細書で使用されるように、プロセッサは、例えば、顕微鏡または顕微鏡部品（例えばカメラ）のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、グラフィックプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マルチコアプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または任意の他の種類のプロセッサまたは処理回路等のあらゆる種類の計算回路を意図していてもよいが、これらに限定されない。コンピュータシステム７２０に含まれうる他の種類の回路は、カスタム回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等であってもよく、例えばこれは、携帯電話、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、双方向無線機および類似の電子システム等の無線装置において使用される１つまたは複数の回路（通信回路等）等である。コンピュータシステム７２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の形態のメインメモリ等の特定の用途に適した１つまたは複数の記憶素子を含みうる１つまたは複数のストレージデバイス、１つまたは複数のハードドライブおよび／またはコンパクトディスク（ＣＤ）、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等のリムーバブルメディアを扱う１つまたは複数のドライブ等を含んでいてもよい。コンピュータシステム７２０はディスプレイ装置、１つまたは複数のスピーカーおよびキーボードおよび／またはマウス、トラックボール、タッチスクリーン、音声認識装置を含みうるコントローラ、またはシステムのユーザがコンピュータシステム７２０に情報を入力すること、およびコンピュータシステム７２０から情報を受け取ることを可能にする任意の他の装置も含んでいてもよい。

ステップの一部または全部は、例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、プログラマブルコンピュータまたは電子回路等のハードウェア装置（またはハードウェア装置を使用すること）によって実行されてもよい。いくつかの実施形態では、極めて重要なステップのいずれか１つまたは複数が、そのような装置によって実行されてもよい。

一定の実装要件に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェアで実装されうる。この実装は、非一過性の記録媒体によって実行可能であり、非一過性の記録媒体は、各方法を実施するために、プログラマブルコンピュータシステムと協働する（または協働することが可能である）、電子的に読取可能な制御信号が格納されている、デジタル記録媒体等であり、これは例えば、フロッピーディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭおよびＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨメモリである。したがって、デジタル記録媒体は、コンピュータ読取可能であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法が実施されるように、プログラマブルコンピュータシステムと協働することができる、電子的に読取可能な制御信号を有するデータ担体を含んでいる。

一般的に、本発明の実施形態は、プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品として実装可能であり、このプログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときにいずれかの方法を実施するように作動する。このプログラムコードは、例えば、機械可読担体に格納されていてもよい。

別の実施形態は、機械可読担体に格納されている、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのコンピュータプログラムを含んでいる。

したがって、換言すれば、本発明の実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

したがって、本発明の別の実施形態は、プロセッサによって実行されるときに本明細書に記載のいずれかの方法を実施するために、格納されているコンピュータプログラムを含んでいる記録媒体（またはデータ担体またはコンピュータ読取可能な媒体）である。データ担体、デジタル記録媒体または被記録媒体は、典型的に、有形である、かつ／または非一過性である。本発明の別の実施形態は、プロセッサと記録媒体とを含んでいる、本明細書に記載されたような装置である。

したがって、本発明の別の実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは信号シーケンスである。データストリームまたは信号シーケンスは例えば、データ通信接続、例えばインターネットを介して転送されるように構成されていてもよい。

別の実施形態は、処理手段、例えば、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するように構成または適合されているコンピュータまたはプログラマブルロジックデバイスを含んでいる。

別の実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するために、インストールされたコンピュータプログラムを有しているコンピュータを含んでいる。

本発明の別の実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのコンピュータプログラムを（例えば、電子的にまたは光学的に）受信機に転送するように構成されている装置またはシステムを含んでいる。受信機は、例えば、コンピュータ、モバイル機器、記憶装置等であってもよい。装置またはシステムは、例えば、コンピュータプログラムを受信機に転送するために、ファイルサーバを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、プログラマブルロジックデバイス（例えばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）が、本明細書に記載された方法の機能の一部または全部を実行するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためにマイクロプロセッサと協働してもよい。一般的に、有利には、任意のハードウェア装置によって方法が実施される。

１００ 顕微鏡
１３０ イメージセンサアセンブリ
１３２ ビームスプリッタアセンブリ
１３４−１，１３４−２，１３４−３ イメージセンサ
１３６−１，１３６−２ ベイヤーフィルタ
１３８−１，１３８−２，１３８−３ スペクトル部分
１８０ 照明システム
１８１−１ 第１のＬＥＤ系光源
１８１−２ 光学フィルタ
１８２ 第２のＬＥＤ系光源
１８３ 第３のＬＥＤ系光源
１８４ 第２の光学フィルタ
１８５ 光学集光素子
１９０ 顕微鏡用システム
１９２ インタフェース
１９４ １つまたは複数のプロセッサ
１９６ １つまたは複数のストレージデバイス
３１０ 少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出する
３２０ 白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出する
３３０ 画像データを生成する
３４０ 画像データを処理する
４００ ビームスプリッタアセンブリ
４１０ 第１のスペクトル部分
４１１ 第１のスペクトルサブ部分
４１２ 第２のスペクトルサブ部分
４２０ 第２のスペクトル部分
４３０ 第３のスペクトル部分
４４０ カメラヘッド
４４５ 顕微鏡アセンブリ
４４６ 画像処理装置
４４８ 表示デバイス
４５１ 第１のビームスプリッタ
４５２ 第２のビームスプリッタ
４５５ ダイクロイックミラー
４６０ 光入口部
４６１ 第１の光出力部
４６２ 第２の光出力部
４６３ 第３の光出力部
４７１ 第１の光路
４７２ 第２の光路
４７３ 第３の光路
４８１ 第１のカメラ
４８１ａ 第１のカメラのバンドパスフィルタ
４８１ｂ 第１のイメージセンサ
４８２ 第２のカメラ
４８２ａ 第２のカメラのバンドパスフィルタ
４８２ｂ 第２のイメージセンサ
４８３ 第３のカメラ
４８３ａ 第３のカメラのバンドパスフィルタ
４８３ｂ 第３のイメージセンサ
４８８ａ ベイヤーフィルタ
４８８ｂ ベイヤーフィルタ
４９１ 第１のプリズム
４９２ 第２のプリズム
４９３ 第３のプリズム
４９５ コーティング
４９９ ブロック
５００ 光源
５０１ 第１の蛍光励起光
５０２ 第２の蛍光励起光
５０３ 第３の蛍光励起光
５０４ 広帯域光
５２０ コントローラ
５４０ ディスプレイ
６０１ 第１のセンサのスペクトル
６０２ 第２のセンサのスペクトル
６０３ 第３のセンサのスペクトル
６１０ 可視画像
６２０ 蛍光画像オーバーレイ
６３０ 照明システム
６３１ 照明システムのスペクトル
６３２ 照明システムのスペクトル
６３２ａ 照明システムのスペクトル内のピーク
６３２ｂ 照明システムのスペクトル内のギャップ
６３３ 照明システムのスペクトル
６３３ａ 照明システムのスペクトル内のピーク
６３３ｂ 照明システムのスペクトル内のギャップ
６３４ 照明システムのスペクトル
６３４ａ 照明システムのスペクトル内のピーク
７００ システム（２ｘ）
７１０ 顕微鏡（６ｘ）
７２０ コンピュータシステム（１ｘ）から情報を受信する、コンピュータシステム（１２ｘ）

Claims (15)

1. 顕微鏡システムであって、前記顕微鏡システムは、
   少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出し、かつ／または、前記少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された光がフィルタリングされた状態で、前記白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）系照明システム（１８０）と、
   前記ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す画像データを生成するように構成された少なくとも１つのイメージセンサアセンブリ（１３０）と、
   前記画像データを処理して処理済画像データを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサ（１９４）と、
   を含む顕微鏡システム。
2. 前記１つまたは複数のプロセッサは、前記処理済画像データのうち、前記少なくとも１つの蛍光材料の前記少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光を表す部分を再構成するように構成されている、
   請求項１記載の顕微鏡システム。
3. 前記画像データは、前記ＬＥＤ系照明システムにより照明された前記試料によって反射された光と、前記少なくとも１つの蛍光材料によって放出された光と、を表す、
   請求項１または２記載の顕微鏡システム。
4. 前記１つまたは複数のプロセッサは、前記画像データに基づいて、可視光を表す第１の画像と、前記少なくとも１つの蛍光材料の蛍光発光を表す第２の画像と、を生成するように構成されている、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の顕微鏡システム。
5. 前記ＬＥＤ系照明システムは、２つ以上の動作モードを有し、第１の動作モードは、反射イメージングおよび蛍光イメージングに適しており、第２の動作モードは、反射イメージングに適しており、前記１つまたは複数のプロセッサは、前記ＬＥＤ系照明システムが前記第１の動作モードで動作する場合には前記第１の画像および前記第２の画像を生成し、前記ＬＥＤ系照明システムが前記第２の動作モードで動作する場合には前記第２の画像を生成せずに前記第１の画像を生成するように構成されている、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の顕微鏡システム。
6. 前記少なくとも１つのイメージセンサアセンブリは、ビームスプリッタアセンブリ（１３２，１３２−１〜１３２−５）および３つのイメージセンサ（１３４−１，１３４−２，１３４−３）を含み、前記ビームスプリッタアセンブリは、第１のスペクトル部分の光を第１のイメージセンサに、第２のスペクトル部分の光を第２のイメージセンサに、第３のスペクトル部分の光を第３のイメージセンサに導くように構成されており、前記３つのイメージセンサは、それぞれのイメージセンサに入射するスペクトル部分に基づいて画像データを生成するように構成されている、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の顕微鏡システム。
7. 前記３つのイメージセンサのうちの第１のイメージセンサおよび第２のイメージセンサは、ベイヤーフィルタ（１３６−１，１３６−２）で動作し、前記３つのイメージセンサのうちの第３のイメージセンサは、ベイヤーフィルタなしで動作する、
   請求項６記載の顕微鏡システム。
8. 前記画像データは、前記第１のイメージセンサに由来する第１の部分、前記第２のイメージセンサに由来する第２の部分、および、前記第３のイメージセンサに由来する第３の部分を含み、前記１つまたは複数のプロセッサは、前記画像データの３つの部分の第１の組み合わせに基づいて可視光を表す第１の画像を生成し、前記画像データの前記３つの部分の第２の組み合わせに基づいて前記少なくとも１つの蛍光材料の蛍光発光を表す第２の画像を生成するように構成されている、
   請求項６または７記載の顕微鏡システム。
9. 前記１つまたは複数のプロセッサは、
   １つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に１つのピークを有する光が放出された場合に、前記第１の画像が前記画像データの２つの部分に基づいて生成され、前記第２の画像が前記画像データの１つの部分に基づいて生成されるように、さらに、
   ３つの蛍光材料の励起波長に調整された３つの波長に３つのピークを有する光が放出された場合に、前記第１の画像が前記画像データの１つの部分に基づいて生成され、前記第２の画像が前記画像データの２つの部分に基づいて生成されるように、
   前記画像データの前記３つの部分を結合すべく構成されており、
   かつ／または、
   前記１つまたは複数のプロセッサは、
   第１の蛍光材料の励起波長に調整された第１の波長にピークを有する光が放出された場合に、前記第２の画像が前記画像データの前記第１の部分に基づいて生成されるように、さらに、
   第２の蛍光材料の励起波長に調整された第２の波長にピークを有する光が放出された場合に、前記第２の画像が前記画像データの前記第３の部分に基づいて生成されるように、
   前記画像データの前記３つの部分を結合すべく構成されており、
   かつ／または、
   前記１つまたは複数のプロセッサは、第３の蛍光材料の励起波長に調整された第３の波長にピークを有する光が放出された場合に、前記第２の画像が前記画像データの前記第１の部分に基づいて生成されるように、前記画像データの前記３つの部分を結合すべく構成されており、
   かつ／または、
   前記１つまたは複数のプロセッサは、少なくとも前記画像データの前記第２の部分に基づいて前記第１の画像を生成するように構成されている、
   請求項８記載の顕微鏡システム。
10. 前記第１のスペクトル部分および前記第２のスペクトル部分のうちの少なくとも１つは、互いに離間して配置された２つのスペクトルサブ部分を含み、
    かつ／または、前記第１のスペクトル部分は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍおよび７５０ｎｍ〜１０００ｎｍに位置する２つの連続的なサブ部分を含み、
    かつ／または、前記第３のスペクトル部分は、５５０ｎｍ〜７００ｎｍに位置する連続部分である、
    請求項６から９までのいずれか１項記載の顕微鏡システム。
11. 前記ＬＥＤ系照明システムは、
    前記白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成された１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源（１８１−１）と、
    前記１つまたは複数の第１のＬＥＤ系光源によって放出された光をフィルタリングするように配置され、かつ、前記少なくとも１つの蛍光材料の前記少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光を減衰または遮断するように構成された少なくとも１つの光学フィルタ（１８１−２）と、
    少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出するように構成された１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源（１８２）と、
    を含む、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載の顕微鏡システム。
12. 前記１つまたは複数の第２のＬＥＤ系光源は、
    ‐３９０ｎｍ〜４２０ｎｍと、
    ‐４６０ｎｍ〜５００ｎｍと、
    ‐７８０ｎｍ〜８１０ｎｍと、
    のうちの１つまたは複数のピークを有する放射電力を放出するように構成されている、
    請求項１１記載の顕微鏡システム。
13. 前記ＬＥＤ系照明システムは、前記白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するように構成された１つまたは複数の第３のＬＥＤ系光源（１８３）をさらに含む、
    請求項１１または１２記載の顕微鏡システム。
14. 前記ＬＥＤ系照明システムは、２つ以上の動作モードを有し、前記ＬＥＤ系照明システムは、
    第１の動作モードにおいて、前記少なくとも１つの蛍光材料の前記励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出し、前記少なくとも１つの蛍光材料の前記少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された光がフィルタリングされた状態で、前記白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出し、
    第２の動作モードにおいて、前記少なくとも１つの蛍光材料の前記少なくとも１つの蛍光発光波長と一致する波長を有する光が減衰または遮断されることなく、前記白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出する、
    ように構成されている、
    請求項１から１３までのいずれか１項記載の顕微鏡システム。
15. 顕微鏡を使用して対象物を撮像するための方法であって、前記方法は、
    発光ダイオード（ＬＥＤ）系照明システムを使用して、少なくとも１つの蛍光材料の励起波長に調整された波長に少なくとも１つのピークを有する放射電力を放出するステップ（３１０）と、
    前記ＬＥＤ系照明システムを使用して、前記少なくとも１つの蛍光材料の少なくとも１つの蛍光発光波長スペクトルと一致する波長スペクトルを有する光が減衰または遮断されるように、白色光スペクトル全体にわたって放出された光がフィルタリングされた状態で、前記白色光スペクトル全体にわたって放射電力を放出するステップ（３２０）と、
    前記ＬＥＤ系照明システムにより照明された試料によって反射された光を表す画像データを生成するステップ（３３０）と、
    前記画像データを処理して処理済画像データを生成するステップ（３４０）と、
    を含む方法。

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