WO2016136801A1 - 動的高速高感度イメージング装置及びイメージング方法 - Google Patents

動的高速高感度イメージング装置及びイメージング方法 Download PDF

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WO2016136801A1
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light
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imaging device
optical system
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禎生 太田
遼一 堀▲崎▼
和樹 橋本
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国立大学法人東京大学
国立大学法人大阪大学
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    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging

Definitions

  • the present invention relates to a dynamic high-speed and high-sensitivity imaging technique in which an optical system for projecting an observation object and structural illumination or a detection system having a structure is relatively displaced.
  • Patent Document 1 JP 2014-175819 A discloses an imaging system including electromagnetic wave detection elements arranged in a two-dimensional array.
  • An imaging apparatus using an array-type detection element has a problem that the imaging speed is limited due to electrical restrictions for operating the element, and is expensive and large in size.
  • Patent Document 2 JP-T-2006-520893 discloses a single pixel detection device.
  • Patent Document 3 discloses an image reading apparatus having a single pixel detecting means. Imaging devices that perform single pixel detection needed to structure the illumination light in time and space in order to capture an image. For this reason, an imaging apparatus that performs single pixel detection has mechanical and electrical restrictions associated with changing the illumination light in time and space, and has a limited imaging speed.
  • the confocal microscope has a limit in the speed of mechanically scanning the laser, and cannot capture an image at high speed.
  • ghost imaging is a method of reconstructing an image by irradiating many different structured illuminations using a spatial light modulator or the like and repeating detection. This method is slow in imaging because the speed of illumination is limited.
  • JP 2013-15357 A discloses a flow cytometer using continuous time encoded amplitude microscopy (STEAM).
  • laser pulses having a sufficiently wide wavelength width are emitted from a laser irradiation unit at regular time intervals, and each pulse is two-dimensionally wavelength-dispersed by a two-dimensional spatial disperser.
  • the laser light of each wavelength dispersed by the two-dimensional spatial disperser is irradiated and reflected at different positions on the sample.
  • the reflected laser light of each wavelength passes back through the two-dimensional spatial disperser and returns to one pulse.
  • This pulse is passed through a Fourier transformer, the frequency component is converted to time, and then detected by a photodiode.
  • the frequency (wavelength) corresponds to the position on the sample, and the frequency component is converted to time by the Fourier transformer, so that time has information on the position on the sample. That is, a two-dimensional intensity distribution is converted into a time series. Information on the surface structure of the test particle can be obtained from the time change of the intensity signal of each pulse acquired in this way.
  • an object of the present invention is to provide a high-speed, high-sensitivity, low-cost and compact imaging apparatus.
  • the first aspect of the present invention relates to a high-speed imaging method.
  • This method uses either or both an optical system with a structured illumination pattern and / or a structured detection system with multiple regions with different light characteristics. Then, while changing the relative position of the observation target and either the optical system or the detection system, the optical signal from the observation target is detected by one or a small number of pixel detection elements to obtain time-series signal information of the optical signal. , Reconstruct the image related to the observation object from the time series signal information.
  • the second aspect of the present invention relates to an imaging apparatus.
  • a first aspect of this imaging apparatus relates to one having an optical system having a structured illumination pattern.
  • This imaging apparatus includes an optical system 11, one or a small number of pixel detection elements 15, a relative position control mechanism 17, and an image reconstruction unit 19.
  • the optical system 11 is an optical system having a structured illumination pattern having a plurality of regions having different optical characteristics.
  • the one or a small number of pixel detection element 15 is a detection element that detects an optical signal that is emitted when the observation target 13 receives light emitted from the optical system 11.
  • the relative position control mechanism 17 is a mechanism that varies the relative position between the optical system 11 and the observation object 13.
  • the image reconstruction unit 19 is an element for reconstructing an image of an observation object using an optical signal detected by one or a small number of pixel detection elements 15.
  • the optical system 11 having a structured illumination pattern has a plurality of regions having different light characteristics.
  • optical signal examples include fluorescence, light emission, transmitted light, or reflected light, but are not limited thereto.
  • Examples of the light characteristics are any one or more of light intensity, light wavelength, and polarization (for example, transmission characteristics), but are not limited thereto.
  • An example of the relative position control mechanism 17 is a mechanism for changing the position of the observation target 13 or a mechanism for changing the position of the optical system 11.
  • An example of the image reconstruction unit 19 uses an optical signal detected by one or a small number of pixel detection elements 15 and information on a plurality of regions included in the optical system 11 having a structured illumination pattern. It is an element that reconstructs the image.
  • the second aspect of the imaging apparatus relates to one in which one or a small number of pixel detection elements 55 have a plurality of regions having different optical characteristics.
  • This imaging apparatus includes an optical system 51, one or a small number of pixel detection elements 55, a relative position control mechanism 57, and an image reconstruction unit 59.
  • the optical system 51 is an element for irradiating the observation target with light.
  • the one or a small number of pixel detection element 55 is an element that detects an optical signal that is emitted when the observation object 53 receives light emitted from the optical system 51.
  • the relative position control mechanism 57 is a mechanism that varies the relative position between the optical system 51 and the observation object 53 or the relative position between the observation object 53 and one or a small number of pixel detection elements 55.
  • the image reconstruction unit 59 is an element for reconstructing an image of an observation object using the optical signal detected by one or a few pixel detection element 55.
  • Examples of the relative position control mechanism 57 are a mechanism for changing the position of the observation object 53 or a mechanism for changing the position of one or a few pixel detection elements 55.
  • An example of the image reconstruction unit 59 uses an optical signal detected by one or a few pixel detection element 55 and information on a plurality of regions included in one or a few pixel detection element 57 to reconstruct an image of an observation object. It is a constituent element.
  • the band (signal detection limit speed) of a single or non-array type high-speed / high-sensitivity detection element can be fully utilized for the first time in the world (up to 10 9 (line) / line at ⁇ GHz).
  • Second a high-speed imaging device that greatly exceeds the speed limit of conventional continuous imaging technology can be provided.
  • the present invention by using a universal optical system, it is possible to perform general-purpose and various types of high-sensitivity imaging including visible fluorescence imaging that has been impossible with conventional single-element imaging.
  • a simple optical system can be adopted, it is difficult to lose an optical signal and noise is difficult to enter, so that it is possible to perform imaging with a high S / N ratio.
  • the optical system and electrical system used are simple, the cost can be greatly reduced as compared with all conventional imaging techniques, and compactness can be achieved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a moving aspect of an observation target in the first aspect of the imaging apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a first aspect of the imaging apparatus having a mechanism for changing the position of the optical system 11.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a moving aspect of the observation target object in the second aspect of the imaging apparatus.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a moving aspect of the observation target object in the second aspect of the imaging apparatus.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing that the observation object passes through the patterned illumination.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing the state of fluorescence emitted from the observation object shown in FIG.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing a detection signal when fluorescence emitted from the observation object shown in FIG.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing the position of the fluorescent molecule and the fluorescence intensity obtained from the intensity of the detection signal.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of image reproduction.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the image reproduction process.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of an image reconstruction process.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the matrix H.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of the target data vector f.
  • FIG. 14 is a schematic view showing an aspect of the imaging apparatus of the present invention.
  • FIG. 15 is a schematic view showing an aspect of the imaging apparatus of the present invention.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of an apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a configuration for reproducing an image by detecting reflected light from an observation target.
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing a configuration for reproducing an image by detecting fluorescence from an observation target.
  • FIG. 19 is a diagram showing imaging when a black triangle printed on an OHP sheet is an observation object and this sheet is moved.
  • FIG. 20 shows the detection results observed for each time. Shows the passage of time from top to bottom.
  • FIG. 21 is a graph showing the time change of the total light amount of the optical signal obtained when the observation target passes through the pattern illumination.
  • FIG. 22 is an image of the observation object reconstructed from the graph of FIG.
  • a radio signal terahertz signal, radio frequency signal, acoustic signal, X-ray, ⁇ -ray, particle beam, or electromagnetic wave
  • a device that generates these signals is used as appropriate, and a plurality of regions having different transmission characteristics, reflection characteristics, and the like may be used as appropriate.
  • a structured illumination pattern or structured detection system a film using a film partially coated or drawn with a substance that changes permeability, such as aluminum, silver, or lead, may be adopted as appropriate. it can.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a moving object to be observed in the first aspect of the imaging apparatus.
  • a first aspect of the imaging apparatus relates to one having an optical system with a structured illumination pattern.
  • the structured illumination pattern means that there are a plurality of regions having different light characteristics in the region of light irradiated on the observation object.
  • the imaging apparatus includes an optical system 11, one or a small number of pixel detection elements 15, a relative position control mechanism 17, and an image reconstruction unit 19.
  • the optical system 11 is an optical system (system) having a structured illumination pattern having a plurality of regions having different optical characteristics.
  • the optical system 11 may have a light source (not shown). That is, an example of the optical system is an optical element group having a light source (not shown) and a filter for receiving a light from the light source and forming a structured illumination pattern.
  • Another example of the optical system is a light source group (or an optical element group including a light source group and an optical element) having a plurality of light sources constituting an illumination pattern.
  • the light from the light source is irradiated with a light pattern as shown in the figure by passing through a filter having a light characteristic pattern shown in the figure, for example.
  • the light source may be continuous light or pulsed light, but continuous light is preferred.
  • the light source may be white light or monochromatic light.
  • An example of the light characteristic is a characteristic (for example, transmittance) related to any one or more of light intensity, light wavelength, and polarization, but is not limited thereto.
  • An example of a structured illumination pattern having a plurality of regions having different light characteristics has a plurality of regions having a first light intensity and a plurality of regions having a second light intensity. Examples of a plurality of regions having different light characteristics have different light-specific portions scattered randomly within a certain region. Another example of a plurality of regions having different optical characteristics is that there are a plurality of regions partitioned in a lattice shape, and the plurality of regions include a region having at least a first light intensity and a second light intensity.
  • the structured illumination pattern having a plurality of regions having different light characteristics can be obtained by irradiating light from a light source on, for example, a pattern printed on a transparent film, as described in the embodiments. Can do. This structured illumination pattern is applied to the observation object.
  • observation objects 13 can be used as observation objects depending on the application.
  • observation objects are cells, body fluids, and eyeballs (which may be moving eyeballs), but are not limited thereto.
  • the one or a small number of pixel detection element 15 is a detection element that detects an optical signal emitted when the observation target 13 receives light emitted from the optical system 11.
  • optical signals are fluorescence, light emission, transmitted light, or reflected light.
  • one or a small number of pixel detection elements are a photomultiplier tube and a multi-channel plate photomultiplier tube, but are not limited thereto.
  • the minority pixel detection element is compact and can be preferably used in the present invention because each element can be operated at high speed in parallel. Examples of single pixel detection elements are disclosed in Japanese Patent No. 4679507 and Japanese Patent No. 3444509.
  • the relative position control mechanism 17 is a mechanism for changing the relative position between the optical system 11 and the observation object 13.
  • An example of the relative position control mechanism 17 is a mechanism that varies the position of the observation object 13 or a mechanism that varies the position of the optical system 11.
  • An example of a mechanism for changing the position of the observation object 13 includes a stage on which the observation object 13 can be mounted and an actuator that moves the stage.
  • the mechanism for changing the position of the optical system 11 is, for example, a mechanism in which a structured illumination pattern forming part having a plurality of regions (for example, only a light source, a filter, and a light source) is moved by an actuator or the like. is there.
  • An imaging apparatus having a mechanism for changing the position of the observation object 13 can be used for cell flow cytometry, for example. Moreover, since the imaging apparatus of this aspect can be reduced in size, it can be used, for example, as an imaging apparatus in a wearable device that uses the eyes of a moving person as an observation object.
  • An imaging device having a mechanism for changing the position of the optical system 11 can be used as an imaging device in a microscope. Examples of such microscopes are point scanning microscopes, confocal microscopes, electron microscopes, photoacoustic microscopes, and acoustic microscopes.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a first aspect of the imaging apparatus having a mechanism for changing the position of the optical system 11.
  • each part of the observation target 13 is irradiated with light according to the pattern of the patterned illumination along with the change in time. Become.
  • the image reconstruction unit 19 is a device that reconstructs an image of an observation object using an optical signal detected by one or a small number of pixel detection elements 15.
  • An example of the image reconstruction unit 19 uses the fluorescence detected by one or a small number of pixel detection elements 15 and information on a plurality of regions included in the optical system 11 having a structured illumination pattern. It reconstructs the image.
  • the image reconstruction unit 19 can be realized by, for example, a control device (for example, a computer) connected to one or a small number of pixel detection elements 15.
  • a control device for example, a computer
  • an input / output unit, a storage unit, a calculation unit, and a control unit are connected by a bus or the like so that information can be exchanged.
  • the storage unit stores numerical values such as various programs and parameters.
  • this control device reads out necessary programs and numerical values from the storage unit, the calculation unit performs predetermined calculations according to the program, and stores the calculation results in the storage unit as appropriate. , Output from the input / output section.
  • the image reconstruction unit 19 receives, for example, an optical signal for a certain period, acquires a time-series signal information of the optical signal, and a partial time-series signal in a partial region to be observed from the time-series signal information.
  • a partial signal separation unit that separates information, a partial image reconstruction unit that extracts or reconstructs information about an image (emission intensity, etc.) of each part of the observation target from the obtained partial time-series signal information of the observation target;
  • an image reconstruction unit that reconstructs an image related to the observation target using the image of each part of the observation target reconstructed by the partial image reconstruction unit.
  • the detection signal includes information on the detection intensity for each time change.
  • the time series signal information acquisition unit acquires time series signal information of an optical signal.
  • An example of the time-series signal information acquisition unit is to receive, as time-series signal information, a detection signal that is received and detected and stored by one or a small number of pixel detection elements 15 for a certain period of time.
  • the time series signal information acquired by the time series signal information acquisition unit may be appropriately stored in the storage unit. Further, the time series signal information acquired by the time series signal information acquisition unit may be sent to the partial signal separation unit in order to be used for arithmetic processing by the partial signal separation unit.
  • the partial signal separation unit is an element for separating the partial time series signal information in the partial region to be observed from the time series signal information.
  • the time-series signal information includes detection signals derived from each part of the observation object. Therefore, the partial signal separation unit separates the partial time-series signal information that is the time-series signal information in each partial region to be observed from the time-series signal information. At this time, the partial signal separation unit reads the information H related to the stored illumination pattern, and separates the partial time series signal information using the read information H related to the illumination pattern and the time series signal information. That is, since the time series signal information has a variation corresponding to the information H related to the illumination pattern, the time series signal information can be separated into the partial time series signal information by using the information H related to the illumination pattern.
  • Partial time-series signal information that is time-series signal information in each partial region to be observed from the time-series signal information may be stored in the storage unit as appropriate. Further, the partial time series signal information may be sent to the partial image reconstruction unit for arithmetic processing by the partial image reconstruction unit.
  • the partial image reconstruction unit is an element for extracting or reconstructing information on an image (emission intensity, etc.) of each part to be observed from partial time series signal information. Since the partial time series signal information is time series signal information in each partial area, information f regarding the light intensity in each area can be obtained. Information regarding the image (emission intensity, etc.) of each part to be observed may be stored in the storage unit as appropriate.
  • the image reconstruction unit is an element that reconstructs an image related to the observation target using the image of each part of the observation target reconstructed by the partial image reconstruction unit. Since the image of each part of the observation object is an image of each region of the observation object, the image related to the observation object can be reconstructed by combining these images.
  • the second aspect of the imaging apparatus relates to one or a small number of pixel detection elements 55 having a plurality of regions having different light transmission performances.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a moving aspect of the observation target object in the second aspect of the imaging apparatus.
  • the imaging apparatus includes an optical system 51, one or a small number of pixel detection elements 55, a relative position control mechanism 57, and an image reconstruction unit 59.
  • the optical system 51 any known optical system can be used as long as it can irradiate the observation target with light.
  • the optical system 11 of the first aspect of the imaging apparatus described above may be used.
  • the one or a small number of pixel detection element 55 is an element that detects an optical signal emitted when the observation object 53 receives light emitted from the optical system 51.
  • the one or a small number of pixels detecting element 55 has a portion having a plurality of regions having different light transmission performances in addition to the one or the small number of pixels detecting element 15 of the first aspect of the imaging apparatus described above.
  • the plurality of regions having different light transmission performances may be configured by, for example, an optical filter existing in front of the detection unit. This optical filter has a plurality of regions having different light transmission performances.
  • the plurality of regions are divided into, for example, a lattice shape, and each lattice may be divided into two or more stages of light transmittance.
  • the relative position control mechanism 57 is a mechanism that varies the relative position between the optical system 51 and the observation object 53 or the relative position between the observation object 53 and one or a small number of pixel detection elements 55.
  • An example of the relative position control mechanism 57 is a mechanism for changing the position of the observation object 53 or a mechanism for changing the position of one or a small number of pixel detection elements 55.
  • the former can be used, for example, in cell flow cytometry, implantable micro flow cytometry, and wearable devices.
  • An imaging device having a mechanism for changing the position of one or a small number of pixel detection elements 55 can be used as an imaging device mounted on a displacement portion (for example, a car or a wheel of a car), for example.
  • the image reconstruction unit 59 is an element for reconstructing an image of an observation object using an optical signal detected by one or a small number of pixel detection elements 55.
  • the image reconstruction unit 59 may use the image reconstruction unit 19 of the first aspect of the imaging apparatus described above.
  • An example of the image reconstruction unit 59 reconstructs an image of an observation object using fluorescence detected by one or a few pixel detection element 55 and information on a plurality of regions included in one or a few pixel detection element 57. To do.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing that the observation object passes through the patterned illumination.
  • the observation object 13 is moved by the relative position control mechanism, and passes through the patterned illumination in the optical system.
  • This observation object 13 has optical spatial information, for example, fluorescent molecules represented by F 1 to F 4 . These fluorescent molecules do not emit fluorescence or differ in intensity of emitted fluorescence depending on the intensity of received light. That is, in this example, the fluorescent molecule represented by F 2 first fluoresces, and its emission intensity is affected by the patterned illumination that passes through.
  • the light from the observation object 13 may be condensed by a lens or the like as appropriate.
  • the traveling direction of the observation object is the x axis
  • the y axis is provided in a direction perpendicular to the x axis that is coplanar with the x axis.
  • F 1 and F 2 are observed as fluorescence on y 1 having the same y coordinate (this is expressed as H (x, y 1 )).
  • F 3 and F 4 are observed as fluorescence on y 2 having the same y coordinate (this is expressed as H (x, y 2 )).
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing the state of fluorescence emitted from the observation object shown in FIG.
  • fluorescence is emitted from each fluorescent molecule.
  • F 1 and F 2 are considered to have similar time response patterns or output patterns because they experience the same illumination pattern.
  • the emission intensity may be different between F 1 and F 2 . Therefore, the emission intensity of F 1 and F 2 is the product of H (x, y 1) is the common time response patterns F 1 and F 2 and the coordinate y 1 is a specific coefficient to each of the luminescent molecule It can be approximated as The same applies to F 3 and F 4 .
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing a detection signal when fluorescence emitted from the observation object shown in FIG. 5 is detected.
  • This detection signal is observed as a sum signal of the fluorescence signals shown in FIG. Then, this signal includes a plurality of intensity time change patterns H (x, y n ). Then, from the intensity (G (t)) and H (x, y n ) of this detection signal, each coordinate and the fluorescence coefficient (fluorescence intensity) at each coordinate can be obtained.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing the position of the fluorescent molecule and the fluorescence intensity obtained from the intensity of the detection signal. As shown in FIG. 8, fluorescence coefficients (fluorescence intensities) F 1 to F 4 can be obtained from the detection signal G (t).
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of image reproduction.
  • F (1) and F (2) exist as the in-object coordinates.
  • F (1) is irradiated with the first pattern light, and F (2) is not irradiated.
  • F (1) is irradiated with the second pattern light, and F (2) is irradiated with the first pattern light.
  • F (1) is not irradiated with light, and F (2) is irradiated with light of the second pattern.
  • the detection signal G (t) is as follows.
  • F (1) to F (n) can be obtained by analyzing in the same way even if the in-object coordinates increase.
  • the internal coordinates of the observation object are F (x, y).
  • the pattern illumination has coordinates as well. If the internal coordinates of the observation object are n in the x-axis direction and n in the y-axis direction, the unknown number of F (x, y) is n ⁇ n.
  • F (x, y) (0 ⁇ x ⁇ n, 0 ⁇ y ⁇ n) can be reconstructed by measuring the signal in the same manner as described above and analyzing the obtained signal G (t).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the image reproduction process.
  • the image is expressed by a determinant as f (target position information vector).
  • the patterned illumination is expressed as H (X, y), where X is a variable that changes with time.
  • the inverse matrix H ⁇ 1 of H has only to be applied from the left.
  • H ⁇ 1 of H there are cases where H is too large to easily obtain the inverse matrix H ⁇ 1 of H.
  • the transposed matrix H t of H may be used instead of the inverse matrix.
  • an initial estimated value f int of f can be obtained. Thereafter, by using the initial estimated value f int of f and optimizing f, the image of the observation object can be reproduced.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the image reproduction process.
  • the image is expressed by a determinant as f (target position information vector).
  • the patterned illumination is expressed as H (X, y), where X is a variable that changes with time.
  • Hf target position information vector
  • X a variable that changes with time
  • g measurement signal vector
  • an initial estimated value f init of f can be obtained as a multiplication result of the transposed matrix H T of H and g. Thereafter, the image of the observation target can be reproduced by optimizing f using the initial estimated value f init of f.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of the image reconstruction process.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the matrix H.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of the target data vector f.
  • the imaging apparatus can reproduce the image of the observation object in the same manner by applying the above principle.
  • FIG. 14 shows another aspect of the imaging apparatus of the present invention.
  • This imaging apparatus has a portion having a plurality of regions having different light transmission performance on one or a small number of pixel detection elements in the imaging apparatus of FIG.
  • This imaging apparatus can distribute the burden on the illumination side and the detector side. For this reason, for example, it is possible to observe the object characteristics that have been difficult to observe in the past, such as observation of the scattering process.
  • FIG. 15 shows another aspect of the imaging apparatus of the present invention.
  • This imaging apparatus has a portion having a plurality of regions having different light transmission performance on one or a small number of pixel detection elements in the imaging apparatus of FIG.
  • This imaging apparatus can distribute the burden on the illumination side and the detector side. For this reason, for example, it is possible to observe the object characteristics that have been difficult to observe in the past, such as observation of the scattering process.
  • the imaging device observes the observation object using a structured illumination pattern that is randomly distributed, and grasps the size range of the observation object by performing image reconstruction several times. To do. Next, the area of the structured illumination pattern is reduced based on the size range of the measurement object so that the area necessary for reconstructing the image of the observation object can be covered. Alternatively, the area observed by the imaging apparatus is enlarged to match the area where the observation object exists. In this way, by designing a structured illumination pattern, the imaging apparatus can improve the throughput in image flow cytometry.
  • the structured illumination pattern may be designed to have a delta function that has a steep peak in the autocorrelation between the light structure and the light structure itself.
  • the autocorrelation of the optical structure may be in the form of a delta function, the structured illumination pattern and the detection signal when detecting the fluorescence emitted from the observation object are uniquely determined. The image can be reconstructed.
  • the structured illumination pattern is designed to include many areas that do not transmit light, the overlap of detection signals when detecting fluorescence emitted from the observation object is reduced, and a higher S / N ratio is achieved. Imaging can be performed.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of an apparatus according to the first embodiment.
  • This device relates to a device that reproduces an image of an observation target by moving the observation target, obtaining an irradiation pattern irradiated to the observation target using a light source and a mirror, and observing light transmitted through the observation target. .
  • M470L3-C1 / blue (wavelength 47 nm) Olympus BX & IX collimated LED, 1000 mA, manufactured by Thorlabs was used.
  • the use of non-coherent light such as an LED or a lamp improved the accuracy because spots were not observed.
  • using continuous light was more suitable for high-speed photography than using pulsed light.
  • a silver mirror manufactured by Thorlabs was used as a mirror. Using this silver mirror, the optical axis of the incident light to the spatial modulator was adjusted.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • DLPLCR9000EVM manufactured by Texas Instruments
  • the light from the light source was structured into an illumination pattern.
  • DMD is used.
  • structuring may be performed using something other than DMD.
  • the OHP sheet may be printed and the light transmission may be changed according to the printing, or a transmission sheet having a fine structure may be used.
  • This illumination patterning is preferably binary (light and dark) modulation.
  • a spatial light modulator may be used. However, when the spatial light modulator is used, problems such as zero-order diffracted light occur.
  • the lens As the lens, a biconvex lens manufactured by Thorlabs was used. A 4f system was constructed with the objective lens using the lens, and the structure on the spatial modulator was optically transferred onto the observation object (sample) accurately. The 4f system in the latter half (behind the observation object) is not essentially important, and it is sufficient if the transmitted light from the sample can be detected with good S / N.
  • the objective lens has a function of forming an image of structural illumination, which is patterned illumination, on an observation object and a function of collecting optical signals from the observation object.
  • the objective lens preferably has a high numerical aperture (NA) and a wide field of view in order to image more structured illumination more finely.
  • NA numerical aperture
  • an electric single-axis stage HPS60-20x-SET manufactured by Sigma Koki Co., Ltd. and two rotary stages KSPB-906M-M6 were used. While moving the observation object using the single axis stage, the direction of the observation object was adjusted three-dimensionally using the two rotary stages.
  • Hamamatsu Photonics sCMOS camera “Flash” 4.0 was used as the detector.
  • the pixel values of the image captured by this camera were integrated by a computer to obtain a transmission signal that would be obtained by a single pixel detection element.
  • This camera is for a proof-of-principle experiment, and it is preferable to use a high-speed single pixel or a small number of detection elements.
  • FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a configuration for reproducing an image by detecting reflected light from an observation target.
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing a configuration for reproducing an image by detecting fluorescence from an observation target.
  • FIG. 19 is a diagram showing imaging when the object to be observed is a black triangle printed on an OHP sheet, and this sheet is moved.
  • FIG. 20 shows the detection results observed for each time. Shows the passage of time from top to bottom. In the top detection result, there is a black triangle in the left part. And the lower observation results, the position of the black triangle moves to the right. From this, it can be seen that if the observation object moves, the signal emitted with the displacement can be detected.
  • FIG. 21 is a graph showing the time change of the total light amount of the optical signal obtained when the observation target passes through the pattern illumination.
  • FIG. 22 is an image of the observation object reconstructed from the graph of FIG. FIG. 22 shows that the image can be reproduced so that the shape of the observation object can be grasped.
  • Multicolor imaging is a technique for reconstructing a color image by observing an observation object stained in multiple colors with a plurality of cell fluorescent labels in combination with a plurality of optical elements.
  • the observation object is not limited to cells.
  • the light to be observed is not limited to fluorescence.
  • the means for staining the observation object is not limited to the cell fluorescent label, and a dye or the like may be used.
  • the object observed by multicolor imaging is not limited to the stained observation object, and the observation object itself may have a color.
  • a combination of a plurality of cell fluorescent labels, a dichroic mirror, an achromatic lens, and a bandpass filter is used in the apparatus shown in the first embodiment. It is possible to perform multicolor imaging of cells stained in multiple colors, such as the cell nucleus, cytoplasm, and cell membrane. Note that instead of the dichroic mirror, an optical element such as a diffractive element may be used to split the fluorescence emitted from the cells stained in multiple colors. That is, various elements utilizing refraction and diffraction can be used for spectroscopy for multicolor imaging.
  • the apparatus shown in Example 2 reconstructs an image of a cell membrane that is fluorescently stained in red, an image of a cytoplasm that is fluorescently stained in green, and an image of a cell nucleus that is fluorescently stained in blue.
  • the apparatus shown in Example 2 can generate images of cells stained in multiple colors by superimposing the reconstructed images.
  • the image of cells stained in multiple colors generated by the apparatus shown in Example 2 is an image that is comparable to the image of cells stained in multiple colors captured using a camera capable of color imaging. .
  • an imaging apparatus either or both of an optical system having a structured illumination pattern and a structured detection system having a plurality of regions having different optical characteristics, While changing the relative position of either the optical system or the detection system, the optical signal from the observation target is detected by one or a small number of pixel detection elements to obtain the time-series signal information of the optical signal, and the time-series signal information
  • the present invention is not limited to this. That is, the imaging apparatus only needs to obtain the time-series signal information of the optical signal described above, and is not indispensable until the image related to the observation target is reconstructed from the time-series signal information.
  • the present invention basically belongs to the field of optical equipment, but can be used in various fields such as medical equipment and wearable devices.

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Abstract

　構造化された照明パターンを有する光学系又は光特性が異なる複数の領域を有する構造化された検出系のいずれか又は両方を用いる。そして，観測対象と，光学系又は検出系のいずれかの相対位置を変化させつつ，一又は少数画素検出素子で観測対象からの光信号を検出して，光信号の時系列信号情報を得て，時系列信号情報から観測対象に関する画像を再構成する。

Description

動的高速高感度イメージング装置及びイメージング方法
　本発明は，観測対象物と構造照明を投影する光学系又は構造を有する検出系が相対的に変位する動的高速高感度イメージング技術に関する。
　本願は，２０１５年２月２４日に，日本に出願された特願２０１５－０３３５２０号に基づき優先権を主張し，その内容をここに援用する。
　特開２０１４－１７５８１９号公報（特許文献１）には，二次元アレイ状に配列された電磁波検出素子を含むイメージングシステムが開示されている。アレイ型検出素子を用いたイメージング装置は，素子を動作する電気的制約から撮像速度に限界があり，また高価でサイズも大きいという問題がある。
　特表２００６－５２０８９３号公報（特許文献２）は，単一画素検出装置を開示する。また，特許３４４４５０９号公報（特許文献３）は， 一画素検出手段を有する画像読取装置を開示する。一画素検出を行うイメージング装置は，画像を撮影するために照明光を時空間的に構造化する必要があった。このため，一画素検出を行うイメージング装置は，照明光を時空間的に変化させることに伴う，機械的・電気的な制約が生じ，イメージング速度に限界があった。
　例えば，共焦点顕微鏡は，機械的にレーザを空間スキャンする速度に限界があり，高速に像を撮像できない。ゴーストイメージングは，異なる数多くの構造化照明を空間光変調器等を用いて照射し，検出を繰り返して画像を再構築する方法である。この方法は，照明を照射する速度が制約となるので，イメージングが低速である。
　特開２０１３－１５３５７号公報（特許文献４）には，連続時間符号化振幅顕微鏡法（ＳＴＥＡＭ）を用いたフローサイトメータが開示されている。この公報では，レーザ照射部から波長幅の十分に広いレーザパルスを一定時間間隔で出射し，２次元空間分散器により各パルスを２次元的に波長分散させる。２次元空間分散器により分散された各波長のレーザ光は試料上の異なる位置に照射され，反射される。この反射された各波長のレーザ光は２次元空間分散器を逆に通過することにより，１つのパルスに戻る。このパルスをフーリエ変換器に通し，周波数成分を時間に変換したうえでフォトダイオードにより検出する。連続時間符号化振幅顕微鏡法では周波数（波長）は試料上の位置に対応し，周波数成分がフーリエ変換器により時間に変換されるので，時間が試料上の位置の情報を持つことになる。すなわち，２次元的な強度分布を時系列に変換したものになる。このように取得された各パルスの強度信号の時間変化から，被検粒子の表面構造の情報を得ることができる。
　連続時間符号化振幅顕微鏡法（ＳＴＥＡＭ）では，パルスレーザーの繰り返し周波数が制約となる。また，ＳＴＥＡＭを用いるイメージング装置は，非常に高価でサイズも大きく，適用光波長域は長い波長に限られ，可視光領域では高感度を達成するのは難しい。このため，ＳＴＥＡＭは，生命科学・医療分野への応用に必要な可視蛍光波長域には適用できないという問題がある。
特開２０１４－１７５８１９号公報 特表２００６－５２０８９３号公報 特許３４４４５０９号公報 特開２０１３－１５３５７号公報
　そこで，本発明は，高速，高感度，低コストかつコンパクトなイメージング装置を提供することを目的とする。
　本発明の第１の側面は，高速イメージング方法に関する。この方法は，構造化された照明パターンを有する光学系又は光特性が異なる複数の領域を有する構造化された検出系のいずれか又は両方を用いる。そして，観測対象と，光学系又は検出系のいずれかの相対位置を変化させつつ，一又は少数画素検出素子で観測対象からの光信号を検出して，光信号の時系列信号情報を得て，時系列信号情報から観測対象に関する画像を再構成する。
　本発明の第２の側面は，イメージング装置に関する。
　このイメージング装置の第１の態様は，構造化された照明パターンを有する光学系を有するものに関する。
　このイメージング装置は，光学系１１，一又は少数画素検出素子１５，相対位置制御機構１７，及び像再構成部１９を有する。
　光学系１１は，光特性が異なる複数の領域を有する構造化された照明パターンを有する光学系である。
　一又は少数画素検出素子１５は，観測対象物１３が光学系１１から放出された光を受けて発する光信号を検出する検出素子である。
　相対位置制御機構１７は，光学系１１と観測対象物１３との相対位置を変動させる機構である。
　像再構成部１９は，一又は少数画素検出素子１５が検出した光信号を用いて，観測対象物の像を再構成するための要素である。
　構造化された照明パターンを有する光学系１１は，光特性が異なる複数の領域を有する。
　光信号の例は，蛍光，発光，透過光，又は反射光であるが，これらに限定されない。
　光特性の例は，光強度，光波長，及び偏光のいずれか１つ以上の特性（例えば，透過特性）であるが，これらに限定されない。
　相対位置制御機構１７の例は，観測対象物１３の位置を変動させる機構であるか，光学系１１の位置を変動させる機構である。
　像再構成部１９の例は，一又は少数画素検出素子１５が検出した光信号と，構造化された照明パターンを有する光学系１１に含まれる複数の領域に関する情報とを用いて，観測対象物の像を再構成する要素である。
　　このイメージング装置の第２の態様は，一又は少数画素検出素子５５が，光特性が異なる複数の領域を有するものに関する。
　このイメージング装置は，光学系５１，一又は少数画素検出素子５５，相対位置制御機構５７，及び像再構成部５９を有する。
　光学系５１は，観測対象物に光を照射するための要素である。
　一又は少数画素検出素子５５は，観測対象物５３が光学系５１から放出された光を受けて発する光信号を検出する要素である。
　相対位置制御機構５７は，光学系５１と観測対象物５３との相対位置，又は観測対象物５３と一又は少数画素検出素子５５との相対位置を変動させる機構である。
　像再構成部５９は，一又は少数画素検出素子５５が検出した光信号を用いて，観測対象物の像を再構成するための要素である。
　相対位置制御機構５７の例は，観測対象物５３の位置を変動させる機構又は一又は少数画素検出素子５５の位置を変動させる機構である。
　像再構成部５９の例は，一又は少数画素検出素子５５が検出した光信号と，一又は少数画素検出素子５７に含まれる複数の領域に関する情報とを用いて，観測対象物の像を再構成する要素である。
　本発明によれば，単一又は非アレイ型の高速・高感度検出素子の帯域（信号検出限界速度）を世界で初めて完全に生かすことができ（～ＧＨｚであれば１０９枚（ライン）／秒），従来の連続撮影技術の速度限界を大きく超える高速なイメージング装置を提供できる。
　本発明によれば，普遍的な光学系を活用することで，従来単一素子イメージングでは不可能であった可視蛍光イメージングを含む，汎用的かつ様々な種類の高感度撮影を行うことができる。また，本発明によれば，シンプルな光学系を採用できるため，光信号が失われにくく，またノイズが入りにくいため，高いＳ／Ｎ比を有する撮像を行うことができる。
　本発明によれば，用いられる光学系及び電気系がシンプルであることから，従来の全てのイメージング技術に比較して大きくコストを下げることができ，またコンパクトさを達成できる。
図１は，イメージング装置の第１の態様のうち，観測対象物が移動するものを示す概略構成図である。 図２は，イメージング装置の第１の態様のうち，光学系１１の位置を変動させる機構を有するものを示す概略構成図である。 図３は，イメージング装置の第２の態様のうち，観測対象物が移動するものを示す概略構成図である。 図４は，イメージング装置の第２の態様のうち，観測対象物が移動するものを示す概略構成図である。 図５は，観測対象物が，パターン化された照明を通過することを示す概念図である。 図６は，図５に示される観測対象物が発した蛍光の様子を示す概念図である。 図７は，図５に示される観測対象物が発した蛍光を検出した際の検出信号を示す概念図である。 図８は，検出信号の強度から求めた蛍光分子の位置及び蛍光強度を示す概念図である。 図９は，像再現原理を説明するための図である。 図１０は，画像再現工程の例を説明するための図である。 図１１は，画像再構成過程の例を示すフローチャートである。 図１２は，行列Ｈを説明するための図である。 図１３は，対象データベクトルｆの構成を説明するための図である。 図１４は，本発明のイメージング装置のある態様を示す概略図である。 図１５は，本発明のイメージング装置のある態様を示す概略図である。 図１６は，実施例１における装置の概略図である。 図１７は，観測対象からの反射光を検出することで像を再現する構成を示す概略構成図である。 図１８は，観測対象からの蛍光を検出することで像を再現する構成を示す概略構成図である。 図１９は，ＯＨＰシート上に黒三角を印字したものを観測対象物とし，このシートを移動させた際のイメージングを示す図である。 図２０は，時間ごとに観測された検出結果を示す。上から下に行くにつれて時間が経過したものを示す。 図２１は，観測対象がパターン照明を通過した際に得られた光信号の総光量の時間変化を示すグラフである。 図２２は，図２１のグラフから再構成した観測対象の像である。
　以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。なお，以下に説明する光信号に変えて，無線信号，テラヘルツ信号，ラジオ周波数信号，音響信号，Ｘ線，γ線，粒子線又は電磁波を用いてもよい。この場合，光源に変えて，これらの信号を発生させるものを適宜用い，複数の領域としてこれらの透過特性や反射特性等が異なるものを適宜用いればよい。また，構造化された照明パターンや，構造化された検出系として，アルミニウム，銀又は鉛などの透過性を変化させる物質を部分的に塗布又は描画したフィルムを用いたものを適宜採用することができる。
　図１は，イメージング装置の第１の態様のうち，観測対象物が移動するものを示す概略構成図である。イメージング装置の第１の態様は，構造化された照明パターンを有する光学系を有するものに関する。構造化された照明パターンとは，観測対象物に照射される光の領域内において，光の特性が異なる複数の領域が存在することを意味する。
　図１に示されるように，このイメージング装置は，光学系１１，一又は少数画素検出素子１５，相対位置制御機構１７，及び像再構成部１９を有する。
　光学系１１は，光特性が異なる複数の領域を有する構造化された照明パターンを有する光学系（システム）である。光学系１１は，図示しない光源を有していてもよい。すなわち，光学系の例は，図示しない光源と，光源からの光を受けて，構造化された照明パターンを形成するためのフィルタとを有する光学素子群である。光学系の別の例は，照明パターンを構成する複数の光源を有する光源群（又は光源群と光学素子を含む光学素子群）である。光源からの光は，例えば，図示される光特性のパターンを有するフィルタを通すことで，測定対象物に図示されるような光のパターンをもって照射される。光源は，連続光であってもパルス光であってもよいが，連続光が好ましい。光源は，白色光であっても，単色光であってもよい。光特性の例は，光強度，光波長，及び偏光のいずれか１つ以上に関する特性（例えば透過率）であるが，これらに限定されない。光特性が異なる複数の領域を有する構造化された照明パターンの例は，第１の光強度を有する複数の領域と，第２の光強度を有する複数の領域とを有するものである。光特性が異なる複数の領域の例は，一定領域内にランダムに散らばった光特定の異なる部位を有するものである。また，光特性が異なる複数の領域の別の例は，格子状に区分された複数の領域が存在し，その複数の領域が，少なくとも第１の光強度を有する領域と，第２の光強度を有する領域とを有するものである。この光特性が異なる複数の領域を有する構造化された照明パターンは，実施例において説明するものの他，例えば，透明フィルム上にパターンを印刷したものに，光源からの光を照射することにより得ることができる。この構造化された照明パターンが，観測対象物に照射されることとなる。
　観測対象物１３は，用途に応じて各種のものを観測対象物とすることができる。観測対象物の例は，細胞，体液，及び眼球（動く眼球であってもよい）であるが，これらに限定されるものではない。
　一又は少数画素検出素子１５は，観測対象物１３が光学系１１から放出された光を受けて発する光信号を検出する検出素子である。光信号の例は，蛍光，発光，透過光，又は反射光である。一又は少数画素検出素子の例は，光電子倍増管や，マルチチャネルプレート光電子倍増管であるが，これらに限定されない。少数画素検出素子は，コンパクトであり，各素子を並列に高速作動できるので，本発明に好ましく用いることができる。一画素検出素子の例は，特許４６７９５０７及び特許３４４４５０９に開示される。
　相対位置制御機構１７は，光学系１１と観測対象物１３との相対位置を変動させる機構である。相対位置制御機構１７の例は，観測対象物１３の位置を変動させる機構であるか，光学系１１の位置を変動させる機構である。観測対象物１３の位置を変動させる機構の例は，観測対象物１３を搭載することができるステージと，そのステージを移動させるアクチュエータとを有するものである。光学系１１の位置を変動させる機構は，例えば，光学系１１のうち，複数の領域を有する構造化された照明パターン形成する部分（例えば光源とフィルタや光源のみ）をアクチュエータなどで移動させるものである。観測対象物１３の位置を変動させる機構を有するイメージング装置は，例えば，細胞フローサイトメトリーに用いることができる。また，この態様のイメージング装置は，サイズを小さくすることができるため，例えば，動いている人の目を観測対象物とするウェアラブルデバイスにおけるイメージング装置として用いることができる。また，光学系１１の位置を変動させる機構を有するイメージング装置は，顕微鏡におけるイメージング装置として用いることができる。このような顕微鏡の例は，点走査型顕微鏡，共焦点顕微鏡，電子顕微鏡，光音響顕微鏡，及び超音波顕微鏡である。
　図２は，イメージング装置の第１の態様のうち，光学系１１の位置を変動させる機構を有するものを示す概略構成図である。図２に示す例では，パターン化された照明が移動することで，観測対象物１３の各箇所が時間の変化と共に，パターン化された照明のパターンに応じた光特定で光照射されることとなる。
　像再構成部１９は，一又は少数画素検出素子１５が検出した光信号を用いて，観測対象物の像を再構成する装置である。像再構成部１９の例は，一又は少数画素検出素子１５が検出した蛍光と，構造化された照明パターンを有する光学系１１に含まれる複数の領域に関する情報とを用いて，観測対象物の像を再構成するものである。
　像再構成部１９は，例えば，一又は少数画素検出素子１５と接続された制御装置（例えば，コンピュータ）により実現できる。この制御装置は，入出力部，記憶部，演算部，及び制御部が，バスなどにより接続され情報の授受を行うことができるようにされている。そして，記憶部には，各種プログラムやパラメータ等の数値が記憶されている。入出力部から所定の情報が入力された場合，この制御装置は，記憶部から必要なプログラム及び数値を読み出し，プログラムに従って演算部が所定の演算を行い，演算結果を適宜記憶部に記憶するほか，入出力部から出力する。
　像再構成部１９は，例えば，光信号を一定期間受信し，光信号の時系列信号情報を取得する時系列信号情報取得部と，時系列信号情報から観測対象の部分領域における部分時系列信号情報を分離する部分信号分離部と，得られた観測対象の部分時系列信号情報から，観測対象の各部分の像（発光強度など）に関する情報を抽出又は再構築する部分像再構築部と，部分像再構築部が再構築した観測対象の各部分の像を用いて，観測対象に関する画像を再構成する画像再構築部と，を有する。
　検出信号は，時間変化ごとの検出強度の情報を含む。
時系列信号情報取得部は，光信号の時系列信号情報を取得する。時系列信号情報取得部の例は，一又は少数画素検出素子１５が一定時間受信し検出及び記憶した検出信号を時系列信号情報として受け取るものである。時系列信号情報取得部が取得した時系列信号情報は，記憶部に適宜記憶されてもよい。また，時系列信号情報取得部が取得した時系列信号情報は，部分信号分離部による演算処理に用いられるために，部分信号分離部へと送られてもよい。
　部分信号分離部は，時系列信号情報から観測対象の部分領域における部分時系列信号情報を分離するための要素である。時系列信号情報は，観測対象物の各部分に由来する検出信号が含まれている。このため，部分信号分離部は，時系列信号情報から観測対象の各部分領域における時系列信号情報である部分時系列信号情報を分離する。この際，部分信号分離部は，記憶されていた照明パターンに関する情報Ｈを読み出し，読み出した照明パターンに関する情報Ｈと，時系列信号情報とを用いて部分時系列信号情報を分離する。つまり，時系列信号情報は，照明パターンに関する情報Ｈに対応した変動が存在しているため，照明パターンに関する情報Ｈを用いることで，時系列信号情報を部分時系列信号情報に分離できる。時系列信号情報から観測対象の各部分領域における時系列信号情報である部分時系列信号情報は，適宜記憶部に記憶されてもよい。また，部分時系列信号情報は，部分像再構築部による演算処理のために，部分像再構築部へ送られてもよい。
　部分像再構築部は，部分時系列信号情報から，観測対象の各部分の像（発光強度など）に関する情報を抽出又は再構築するための要素である。部分時系列信号情報は，各部分領域における時系列信号情報であるから，各領域における光強度に関する情報ｆを求めることができる。観測対象の各部分の像（発光強度など）に関する情報は，適宜記憶部に記憶されてもよい。また，観測対象の各部分の像（発光強度など）に関する情報は，画像再構築部による演算処理のために，画像再構築部へ送られてもよい。
　画像再構築部は，部分像再構築部が再構築した観測対象の各部分の像を用いて，観測対象に関する画像を再構成する要素である。観測対象の各部分の像は，観測対象物のそれぞれの領域の像であるから，この像を合わせることで，観測対象に関する画像を再構成できる。
　このイメージング装置の第２の態様は，一又は少数画素検出素子５５が，光透過性能が異なる複数の領域を有するものに関する。図３は，イメージング装置の第２の態様のうち，観測対象物が移動するものを示す概略構成図である。図３に示されるように，このイメージング装置は，光学系５１，一又は少数画素検出素子５５，相対位置制御機構５７，及び像再構成部５９を有する。光学系５１は，観測対象物に光を照射させることができるものであれば，公知のものを用いることができる。先に説明したイメージング装置の第１の態様の光学系１１を用いてもよい。
　一又は少数画素検出素子５５は，観測対象物５３が光学系５１から放出された光を受けて発する光信号を検出する要素である。一又は少数画素検出素子５５は，先に説明したイメージング装置の第１の態様の一又は少数画素検出素子１５に加えて，光透過性能が異なる複数の領域を有する部位を有する。この光透過性能が異なる複数の領域は，例えば，検出部の前に存在する光フィルタによって構成してもよい。この光フィルタは，光透過性能が異なる複数の領域を有している。この複数の領域は例えば格子状に分かれており，それぞれの格子は，光透過性が２段階又はそれ以上の段階に分かれていてもよい。
　相対位置制御機構５７は，光学系５１と観測対象物５３との相対位置，又は観測対象物５３と一又は少数画素検出素子５５との相対位置を変動させる機構である。相対位置制御機構５７の例は，観測対象物５３の位置を変動させる機構又は一又は少数画素検出素子５５の位置を変動させる機構である。前者は，例えば，細胞フローサイトメトリー，埋め込み型微小フローサイトメトリー，及びウェアラブルデバイスに用いることができる。一又は少数画素検出素子５５の位置を変動させる機構を有するイメージング装置は，例えば，変位部分（例えば，車や，車の車輪）に装着させるイメージング装置として用いることができる。
　像再構成部５９は，一又は少数画素検出素子５５が検出した光信号を用いて，観測対象物の像を再構成するための要素である。像再構成部５９は，先に説明したイメージング装置の第１の態様の像再構成部１９を用いてもよい。像再構成部５９の例は，一又は少数画素検出素子５５が検出した蛍光と，一又は少数画素検出素子５７に含まれる複数の領域に関する情報とを用いて，観測対象物の像を再構成するものである。
　次に，本発明のイメージング装置の動作例を説明する。
　図５は，観測対象物が，パターン化された照明を通過することを示す概念図である。図５に示されるとおり，観測対象物１３は，相対位置制御機構により移動させられ，光学系のうちパターン化された照明を通過することとなる。この観測対象物１３は，光学的な空間情報，例えばＦ１～Ｆ４で示される蛍光分子を有している。そして，これらの蛍光分子は，受けた光の強度により蛍光を発しないか，発する蛍光の強度が異なる。すなわち，この例では，Ｆ２で示される蛍光分子がはじめに蛍光を発し，その発光強度は，通過するパターン化された照明の影響を受けることとなる。観測対象物１３からの光は適宜レンズなどにより集光されてもよい。そして，観測対象物１３からの光は一又は少数画素検出素子へと伝わることなる。図５の例では，観測対象物の進行方向をｘ軸とし，ｘ軸と同一平面状にあるｘ軸と垂直な方向にｙ軸を設けている。この例では，Ｆ１及びＦ２は，同じｙ座標であるｙ１上の蛍光（これをＨ（ｘ，ｙ１）と表記する。）として観測される。また．Ｆ３及びＦ４は，同じｙ座標であるｙ２上の蛍光（これをＨ（ｘ，ｙ２）と表記する。）として観測される。
　図６は，図５に示される観測対象物が発した蛍光の様子を示す概念図である。図６に示されるように，各蛍光分子から蛍光が発せされるが，例えば，Ｆ１及びＦ２は，同じ照明パターンを経験するため，類似した時間応答パターン又は出力パターンを有すると考えられる。一方，発光強度は，Ｆ１及びＦ２では，異なることが考えられる。このため，Ｆ１及びＦ２の発光強度は，それぞれの発光分子に特異的な係数であるＦ１及びＦ２と座標ｙ１に共通の時間応答パターンであるＨ（ｘ，ｙ１）の積であると近似できる。Ｆ３及びＦ４についても同様である。
　図７は，図５に示される観測対象物が発した蛍光を検出した際の検出信号を示す概念図である。この検出信号は，図６で示される蛍光信号の和信号として観測されたものである。すると，この信号は，複数の強度の時間変化パターンＨ（ｘ，ｙｎ）を含んでいることとなる。すると，この検出信号の強度（Ｇ（ｔ））とＨ（ｘ，ｙｎ）から、各座標及び各座標における蛍光係数（蛍光強度）を求めることができる。
　図８は，検出信号の強度から求めた蛍光分子の位置及び蛍光強度を示す概念図である。図８に示されるように，検出信号Ｇ（ｔ）から，蛍光係数（蛍光強度）Ｆ１～Ｆ４を求めることができる。
　上記の原理をより詳細に説明する。図９は，像再現原理を説明するための図である。たとえば，対象内座標としてＦ（１）及びＦ（２）が存在したとする。そして，時間１では，Ｆ（１）に第１のパターンの光が照射され，Ｆ（２）には照射されない。時間２では，Ｆ（１）に第２のパターンの光が照射され，Ｆ（２）には第１のパターンの光が照射される。時間３では，Ｆ（１）には光が照射されず，Ｆ（２）には，第２のパターンの光が照射される。すると，検出信号Ｇ（ｔ）は，以下のようになる。Ｇ（１）＝Ｆ（１）Ｈ（１），Ｇ（２）＝Ｆ（１）Ｈ（２）＋Ｆ（２）Ｈ（１），Ｇ（３）＝Ｆ（２）Ｈ（２）。これを解けば，Ｆ（１）及びＦ（２）を解析できる。この原理を用いれば，対象内座標が増えても同様にして解析をすることで，Ｆ（１）～Ｆ（ｎ）を求めることができる。
　次に，対象が２次元である場合は，観測対象物の内部座標をＦ（ｘ、ｙ）とする。一方，パターン照明も同様に座標を有しているとする。観測対象物の内部座標をｘ軸方向にｎ，ｙ軸方向にｎとると，Ｆ（ｘ、ｙ）の未知数はｎ×ｎ個である。上記と同様に信号を測定し，得られた信号Ｇ（ｔ）を解析することで，Ｆ（ｘ、ｙ）（０≦ｘ≦ｎ，０≦ｙ≦ｎ）を再構成できる。
　図１０は，画像再現工程の例を説明するための図である。この例では，像をｆ（対象位置情報ベクトル）として，行列式で表現する。そして，パターン化された照明をＨ（Ｘ，ｙ）のように表現し，Ｘは時間より変化する変数で表す。また，検出した信号強度をｇ（計測信号ベクトル）として表現する。すると，これらは，ｇ＝Ｈｆとして表現できる。図１０に示したとおり，ｆを求めるためには，Ｈの逆行列Ｈ－１を左からかければよい。一方，Ｈが大きすぎてＨの逆行列Ｈ－１を容易に求められない場合がある。その場合，例えば，Ｈの転置行列Ｈｔを逆行列の変わりに用いればよい。この関係を用いて，ｆの初期推定値ｆｉｎｔを求めることができる。その後，ｆの初期推定値ｆｉｎｔを用いて，ｆを最適化することで，観測対象の像を再現できる。
　言い換えると、図１０は，画像再現工程の例を説明するための図である。この例では，像をｆ（対象位置情報ベクトル）として，行列式で表現する。そして，パターン化された照明をＨ（Ｘ，ｙ）のように表現し，Ｘは時間より変化する変数で表す。また，検出した信号強度をｇ（計測信号ベクトル）として表現する。すると，これらは，ｇ＝Ｈｆとして表現できる。図１０に示したとおり，ｆを求めるためには，Ｈの逆行列Ｈ－１を左からかければよい。一方，Ｈが大きすぎてＨの逆行列Ｈ－１を容易に求められない場合がある。その場合，例えば，Ｈの転置行列ＨＴとｇとの乗算結果としてｆの初期推定値ｆｉｎｉｔを求めることができる。その後，ｆの初期推定値ｆｉｎｉｔを用いて，ｆを最適化することで，観測対象の像を再現できる。
　図１１は，画像再構成過程の例を示すフローチャートである。図１２は，行列Ｈを説明するための図である。図１３は，対象データベクトルｆの構成を説明するための図である。
　本発明の他の態様に関するイメージング装置も，上記の原理を応用することで，同様にして観測対象物の像を再現できる。
　図１４は，本発明のイメージング装置の別の態様を示すものである。このイメージング装置は，図１のイメージング装置において，一又は少数画素検出素子上に光透過性能が異なる複数の領域を有する部位を有するものである。このイメージング装置は，照明側及び検出器側の負担を分配することができる。このため，例えば，散乱過程の観測といった対象の特性のうち従来観測しにくかったものを観測することができる。
　図１５は，本発明のイメージング装置の別の態様を示すものである。このイメージング装置は，図２のイメージング装置において，一又は少数画素検出素子上に光透過性能が異なる複数の領域を有する部位を有するものである。このイメージング装置は，照明側及び検出器側の負担を分配することができる。このため，例えば，散乱過程の観測といった対象の特性のうち従来観測しにくかったものを観測することができる。
　次に圧縮センシングについて説明する。
　イメージング装置が用いる構造化された照明パターンの光特性を画素毎に異なるランダム分布にすることにより，サンプリング回数を低減しつつ，観測対象物の像を再構成するために必要な情報の取得をする。つまり，構造化されたランダムな照明パターンを通して得られる散乱光と，観測対象物の疎性とに基づき，サンプリング回数を低減しつつ観測対象物の像を再構成する。
　具体的には，イメージング装置が，ランダム分布された構造化された照明パターンを用いて観測対象物を観測し，像の再構成を複数回行うことにより，観測対象物の大きさの範囲を把握する。次に，観測対象物の像を再構成するために必要な領域をカバーできるように，測定対象物の大きさの範囲に基づき，構造化された照明パターンの領域を縮小する。もしくは，イメージング装置が観測する領域を，観測対象物が存在する領域に合わせて拡大する。
　このように，構造化された照明パターンを設計することにより，イメージング装置は，イメージフローサイトメトリーにおけるスループットを向上することが実現できる。
　なお，構造化された照明パターンを，光構造と光構造自身との自己相関がするどいピークを持つ状態となるデルタ関数状になるように設計してもよい。光構造の自己相関がデルタ関数状となるように設計することにより，構造化された照明パターンと観測対象物が発した蛍光を検出した際の検出信号とが一意に定まるため，観測対象物の像を再構成することができる。
　また，構造化された照明パターンにおいて，光を透過しない領域を多く含むように設計すれば，観測対象物が発した蛍光を検出した際の検出信号の重なりが減り，より高いＳ／Ｎ比を有する撮像を行うことができる。
　次に実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
　図１６は，実施例１における装置の概略図である。この装置は，観測対象が移動し，光源と鏡とを用いて観測対象に照射される照射パターンを得て，観測対象を透過した光を観測することで，観測対象の像を再現する装置に関する。
　光源として，Ｍ４７０Ｌ３－Ｃ１／青（波長４７ ｎｍ） オリンパスＢＸ ＆ ＩＸ用コリメートＬＥＤ,１０００ ｍＡ,ソーラボ（Ｔｈｏｒｌａｂｓ）社製を用いた。なお，レーザ等のコヒーレント光を用いた場合に比べ，ＬＥＤやランプ等の非コヒーレント光を用いたほうが，斑点が観測されないため精度が向上した。さらに，連続光を用いたほうが，パルス光を用いたものよりも高速撮影には適していた。
　鏡として，ソーラボ（Ｔｈｏｒｌａｂｓ）社製銀ミラーを用いた。この銀ミラーを用いて，空間変調器へ入射光の光軸を調整した。空間変調器として，テキサスインスツルメンツ（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）社製ＤＭＤ:（デジタルマイクロミラー装置：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）ＤＬＰＬＣＲ９０００ＥＶＭを用いた。この空間変調器により光源からの光を，照明パターンを有するものへと構造化した。なお，本実施例では，ＤＭＤを用いたが，空間変調できるものであればＤＭＤ以外の物を用いて構造化を行ってもよい。例えば，ＯＨＰシートに印刷を施し，光の透過性を印刷に従って変化させたものを用いても良いし，微細構造を有する透過シートでも良い。この照明パターン化は，特に二値（明と暗）変調が好ましい。照明パターンを得るために，空間光変調器を用いてもよいが，空間光変調器を用いた場合はゼロ次回折光などの問題が生じる。
　レンズとして，ソーラボ（Ｔｈｏｒｌａｂｓ）社製両凸レンズを用いた。レンズを用いて，対物レンズとともに４ｆシステムを構築し，空間変調器上の構造を正確に観測対象物（サンプル）上に光学的に転送した。後半（観測対象物の後方）の４ｆシステムは本質的に重要では無く，サンプルからの透過光をＳ／Ｎよく検出出来れば十分である。
　対物レンズとして，オリンパス社製ＵＰＬＳＡＰＯ２０Ｘを用いた。対物レンズは，パターン化された照明である構造照明を観測対象物に結像させる機能と，観測対象物からの光信号を集める機能を有する。対物レンズは，より細かく多くの構造化照明を結像するため高い開口数（ＮＡ）と広い視野を有するものが好ましい。
　観測対象物を移動させるためのサンプルステージとして，シグマ工機社製電動１軸ステージ ＨＰＳ６０－２０ｘ－ＳＥＴと，２つの回転ステージ ＫＳＰＢ－９０６Ｍ－Ｍ６を用いた。１軸ステージを用いて観測対象物を移動させつつ，２つの回転ステージを用いて観測対象物の向きを３次元的に調整した。
　検出器として，浜松ホトニクス社ｓＣＭＯＳカメラ Ｆｌａｓｈ ４．０を用いた。このカメラによる撮影画像の画素値を計算機で積算し，一画素検出素子で得られるであろう透過シグナルとした。このカメラは，原理実証実験用のものであり，高速な一画素又は少数検出素子を用いることが好ましい。
　図１７は，観測対象からの反射光を検出することで像を再現する構成を示す概略構成図である。図１８は，観測対象からの蛍光を検出することで像を再現する構成を示す概略構成図である。
　図１９は，ＯＨＰシート上に黒三角を印字したものを観測対象物とし，このシートを移動させた際のイメージングを示す図である。図２０は，時間ごとに観測された検出結果を示す。上から下に行くにつれて時間が経過したものを示す。一番上の検出結果では，左の部位に黒三角が存在する。そして，下の観測結果ほど，黒三角の位置が右方向へ移動している。これから，観測対象物が移動すれば，その変位に伴って放出される信号を検出できることがわかる。図２１は，観測対象がパターン照明を通過した際に得られた光信号の総光量の時間変化を示すグラフである。図２２は，図２１のグラフから再構成した観測対象の像である。図２２から，観測対象物の形状を把握できるように像を再現できることが示された。
　次に，多色イメージングについて説明する。多色イメージングとは，複数の細胞蛍光標識によって多色に染色された観察対象物を，複数の光学素子を組み合わせて観測することで，カラー画像を再構成する技術の事である。なお，観察対象物は細胞に限られない。また，観測する光は，蛍光に限られない。さらに，観察対象を染色する手段は，細胞蛍光標識に限られず，染料などを用いてもよい。また，多色イメージングによって観測される対象物は染色された観測対象に限られず，観測対象物そのものが色を持つものでもよい。
　上述した実施例１にて示す装置に，さらに，複数の細胞蛍光標識と，ダイクロイックミラーと，アクロマティックレンズと，バンドパスフィルタとを組み合わせて用いることにより，従来のＦＡＣＳ（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃｅｌｌ　ｓｏｒｔｉｎｇ）において行われている，細胞核，細胞質及び細胞膜などを多色に染色した細胞の多色イメージングを行うことが可能となる。なお，ダイクロイックミラーの代わりに，回折素子などの光学素子を用いることで，多色に染色した細胞からの蛍光発光を分光するようにしてもよい。すなわち，多色イメージングのための分光には，屈折や回折を利用した様々な素子を用いることができる。
　具体的には，実施例２にて示す装置は，赤色に蛍光染色した細胞膜の画像と，緑色に蛍光染色した細胞質の画像と，青色に蛍光染色した細胞核の画像とをそれぞれ再構成する。次に，実施例２にて示す装置は，再構成したそれぞれの画像を重ね合わせることにより，多色に染色した細胞の画像を生成することができる。実施例２にて示す装置が生成する多色に染色した細胞の画像は，カラー撮像ができるカメラを用いて撮像する多色に染色した細胞の画像と比較しても，遜色の無い画像である。
　なお，これまで，イメージング装置の一例として，構造化された照明パターンを有する光学系又は光特性が異なる複数の領域を有する構造化された検出系のいずれか又は両方を用い，観測対象と，上述の光学系又は検出系のいずれかの相対位置を変化させつつ，一又は少数画素検出素子で観測対象からの光信号を検出して，光信号の時系列信号情報を得て，時系列信号情報から観測対象に関する画像を再構成する装置について説明したが，これに限られない。すなわち，イメージング装置は，上述した光信号の時系列信号情報を得れば足り，時系列信号情報から観測対象に関する画像を再構成することまでは必須ではない。
　本発明は，基本的には，光学機器の分野に属するが，医療機器やウェアラブルデバイスといった様々な分野において利用されうる。
１１　構造化された照明パターンを有する光学系
１３　観測対象物
１５　一又は少数画素検出素子
１７　相対位置制御機構
１９　像再構成部
５１　光学系
５３　観測対象物
５５　一又は少数画素検出素子
５７　相対位置制御機構
５９　像再構成部

Claims (12)

  1. 　構造化された照明パターンを有する光学系又は光特性が異なる複数の領域を有する構造化された検出系のいずれか又は両方を用い，
    　観測対象と，前記光学系又は前記検出系のいずれかの相対位置を変化させつつ，一又は少数画素検出素子で前記観測対象からの光信号を検出して，前記光信号の時系列信号情報を得て，前記時系列信号情報から観測対象に関する画像を再構成する，
    　イメージング方法。
  2. 　光特性が異なる複数の領域を有する構造化された照明パターンを有する光学系（１１）と，
    　観測対象物（１３）が前記光学系（１１）から放出された光を受けて発する光信号を検出する一又は少数画素検出素子（１５）と，
    　前記光学系（１１）と観測対象物（１３）との相対位置を変動させる相対位置制御機構（１７）と，
    　前記一又は少数画素検出素子（１５）が検出した光信号を用いて，前記観測対象物の像を再構成する像再構成部（１９）と，
    　を有するイメージング装置。
  3. 　請求項２に記載のイメージング装置であって，前記光信号は，蛍光，発光，透過光，又は反射光である，イメージング装置。
  4. 　請求項２に記載のイメージング装置であって，前記光特性は，光強度，光波長，及び偏光のいずれか１つ以上である，イメージング装置。
  5. 　請求項２に記載のイメージング装置であって，
    　前記相対位置制御機構（１７）は，前記観測対象物（１３）の位置を変動させる機構である，
    　イメージング装置。
  6. 　請求項２に記載のイメージング装置であって，
    　前記相対位置制御機構（１７）は，前記光学系（１１）の位置を変動させる機構である，
    　イメージング装置。
  7. 　請求項２に記載のイメージング装置であって，
    　前記像再構成部（１９）は，前記一又は少数画素検出素子（１５）が検出した光信号と，前記光学系（１１）に含まれる複数の領域に関する情報とを用いて，前記観測対象物の像を再構成する要素である，
    　イメージング装置。
  8. 　光学系（５１）と，
    　観測対象物（５３）が前記光学系（５１）から放出された光を受けて発する光信号を検出する一又は少数画素検出素子（５５）と，
    　前記光学系（５１）と観測対象物（５３）との相対位置，又は前記観測対象物（５３）と前記一又は少数画素検出素子（５５）との相対位置を変動させる相対位置制御機構（５７）と，
    　前記一又は少数画素検出素子（５５）が検出した光信号を用いて，前記観測対象物の像を再構成する像再構成部（５９）と，
    　を有するイメージング装置であって，
    　前記一又は少数画素検出素子（５５）は，光特性が異なる複数の領域を有する，
    　イメージング装置。
  9. 　請求項８に記載のイメージング装置であって，
    　前記相対位置制御機構（５７）は，前記観測対象物（５３）の位置を変動させる機構である，
    　イメージング装置。
  10. 　請求項８に記載のイメージング装置であって，
    　前記相対位置制御機構（５７）は，前記一又は少数画素検出素子（５５）の位置を変動させる機構である，
    　イメージング装置。
  11. 　請求項８に記載のイメージング装置であって，
    　前記像再構成部（５９）は，前記一又は少数画素検出素子（５５）が検出した光信号と，前記一又は少数画素検出素子（５７）に含まれる複数の領域に関する情報とを用いて，前記観測対象物の像を再構成する要素である，
    　イメージング装置。
  12. 　構造化された照明パターンを有する光学系又は光特性が異なる複数の領域を有する構造化された検出系のいずれか又は両方を用い，
    　観測対象と，前記光学系又は前記検出系のいずれかの相対位置を変化させつつ，一又は少数画素検出素子で前記観測対象からの光信号を検出して，前記光信号の時系列信号情報を得る方法。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018132501A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 国立大学法人大阪大学 電磁波検出装置、フローサイトメーター、電磁波検出方法及び電磁波検出プログラム
WO2018181458A1 (ja) * 2017-03-29 2018-10-04 シンクサイト株式会社 学習結果出力装置及び学習結果出力プログラム
WO2018199080A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 シンクサイト株式会社 イメージングフローサイトメーター
WO2019151307A1 (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 国立研究開発法人理化学研究所 マスク構造最適化装置、マスク構造最適化方法およびプログラム
WO2019181969A1 (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 日本電気株式会社 撮像装置及び撮像方法
WO2019241443A1 (en) 2018-06-13 2019-12-19 Thinkcyte Inc. Methods and systems for cytometry
JP2020096272A (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 浜松ホトニクス株式会社 撮像装置および撮像方法
JP2021009158A (ja) * 2020-10-08 2021-01-28 国立大学法人大阪大学 電磁波検出装置、フローサイトメーター、電磁波検出方法、電磁波検出プログラム及び学習済みモデル
US11054363B2 (en) 2015-02-24 2021-07-06 The University Of Tokyo Dynamic high-speed high-sensitivity imaging device and imaging method
US11098275B2 (en) 2015-10-28 2021-08-24 The University Of Tokyo Analysis device
WO2022239596A1 (ja) 2021-05-11 2022-11-17 シンクサイト株式会社 特徴量算出装置、特徴量算出方法、及びプログラム
WO2023053679A1 (ja) * 2021-09-30 2023-04-06 シンクサイト株式会社 フローサイトメータ
WO2023228972A1 (ja) * 2022-05-26 2023-11-30 株式会社構造計画研究所 振動計測装置、振動計測方法及びプログラム

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109804229B (zh) 2016-08-15 2021-05-25 国立大学法人大阪大学 电磁波相位振幅生成装置、电磁波相位振幅生成方法以及存储有电磁波相位振幅生成程序的非临时记录介质
US10838021B2 (en) * 2017-07-11 2020-11-17 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for simultaneous ramsey vector magnetometry
WO2019114920A1 (de) 2017-12-11 2019-06-20 Ma Lighting Technology Gmbh Verfahren zur steuerung einer beleuchtungsanlage mit einem lichtstellpult
CN112567199B (zh) * 2018-08-24 2022-11-08 雅马哈发动机株式会社 三维测量装置、三维测量方法
CN112229827B (zh) * 2020-09-07 2022-02-08 南京大学 一种实时的多光谱层析拍摄方法和装置
CN112611719A (zh) * 2020-12-10 2021-04-06 天津大学 一种太赫兹光声单像素成像装置及成像方法
CN113063733A (zh) * 2021-03-26 2021-07-02 山东英信计算机技术有限公司 一种鬼成像采样***、方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7812303B2 (en) * 2007-12-06 2010-10-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and system for creating an image using quantum properties of light based upon spatial information from a second light beam which does not illuminate the subject

Family Cites Families (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2058344B (en) * 1979-09-07 1984-01-25 Diffracto Ltd Electro-optical inspection of workpieces
US4537861A (en) * 1983-02-03 1985-08-27 Elings Virgil B Apparatus and method for homogeneous immunoassay
JPS613032A (ja) 1984-06-18 1986-01-09 Hitachi Ltd 水中懸濁物質監視装置
JPH068784B2 (ja) 1985-10-01 1994-02-02 株式会社日立製作所 フロツク監視装置
JPH01118747A (ja) 1987-10-31 1989-05-11 Canon Inc 粒子解析装置
US5307175A (en) * 1992-03-27 1994-04-26 Xerox Corporation Optical image defocus correction
US5483469A (en) 1993-08-02 1996-01-09 The Regents Of The University Of California Multiple sort flow cytometer
JPH07270314A (ja) 1994-03-29 1995-10-20 Kubota Corp 濁度検知方法及びその装置
JP3444509B2 (ja) 1994-04-20 2003-09-08 株式会社リコー 画像読取装置
JP2827901B2 (ja) 1994-05-31 1998-11-25 株式会社島津製作所 粒度分布測定方法
JPH09311102A (ja) 1996-05-24 1997-12-02 Hitachi Ltd フロー式粒子画像解析方法および装置
JP2941228B2 (ja) 1997-04-15 1999-08-25 日本カノマックス株式会社 粒子測定装置及びその校正方法
DE19940750A1 (de) * 1998-08-28 2000-06-21 Febit Ferrarius Biotech Gmbh Träger für Analytbestimmungsverfahren und Verfahren zur Herstellung des Trägers
US8005314B2 (en) * 2005-12-09 2011-08-23 Amnis Corporation Extended depth of field imaging for high speed object analysis
US7217573B1 (en) * 1999-10-05 2007-05-15 Hitachi, Ltd. Method of inspecting a DNA chip
JP3822785B2 (ja) 2000-10-11 2006-09-20 株式会社堀場製作所 散乱式粒子径分布測定装置
CN1200111C (zh) 2001-06-20 2005-05-04 朱纪军 一种基于微流控技术的流式细胞仪
US7385694B2 (en) 2002-06-04 2008-06-10 Lockheed Martin Corporation Tribological debris analysis system
FR2852700B1 (fr) 2003-03-19 2005-09-23 Centre Nat Rech Scient Procede et installation d'imagerie acousto-optique.
CA2527667C (en) 2003-07-02 2013-03-12 Gambro, Inc. Monitoring and control system for blood processing
US7847234B2 (en) 2003-08-06 2010-12-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and system for observing a subject at a first location based upon quantum properties measured at a second location
EP1660870A2 (en) * 2003-08-26 2006-05-31 Blueshift Biotechnologies, Inc. Time dependent fluorescence measurements
NZ537147A (en) 2004-12-13 2007-06-29 Australo Ltd Method and apparatus for particle analysis
WO2006103920A1 (ja) 2005-03-29 2006-10-05 Sysmex Corporation 癌・異型細胞および凝集粒子を弁別する方法および細胞分析装置
US20070057211A1 (en) 2005-05-25 2007-03-15 Karsten Bahlman Multifocal imaging systems and method
US7561274B2 (en) * 2005-10-20 2009-07-14 Duke University Optical spectroscopy utilizing planar spectral filters
CN103222846B (zh) * 2007-01-19 2017-04-26 桑尼布鲁克健康科学中心 用于成像探头的扫描机构
US20100170796A1 (en) 2007-02-08 2010-07-08 Massachusetts Institute Of Technology In Vitro Microfluidic Model of Microcirculatory Diseases, and Methods of Use Thereof
US8165663B2 (en) 2007-10-03 2012-04-24 The Invention Science Fund I, Llc Vasculature and lymphatic system imaging and ablation
JP2009115672A (ja) 2007-11-08 2009-05-28 Sony Corp 微小粒子の光学的測定方法及び分取方法、並びに前記光学的測定方法及び分取方法に用いる流路、光学的測定装置及びフローサイトメータ
US7916293B2 (en) 2007-12-04 2011-03-29 Particle Measuring Systems, Inc. Non-orthogonal particle detection systems and methods
JP4556996B2 (ja) 2007-12-13 2010-10-06 ソニー株式会社 光学的検出方法
US7817254B2 (en) 2008-01-30 2010-10-19 Palo Alto Research Center Incorporated Obtaining information from time variation of sensing results
JP5620642B2 (ja) 2008-01-30 2014-11-05 パロ・アルト・リサーチ・センター・インコーポレーテッドＰａｌｏＡｌｔｏ ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 符号器付センサを用いる方法、符号器付センサ及びシステム
US20090248318A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Takaaki Nagai Sample analyzer, sample analyzing method and computer program product
JP5321145B2 (ja) 2009-03-04 2013-10-23 日本電気株式会社 画像診断支援装置、画像診断支援方法、画像診断支援プログラム、及びその記憶媒体
US8599383B2 (en) * 2009-05-06 2013-12-03 The Regents Of The University Of California Optical cytometry
US8723118B2 (en) * 2009-10-01 2014-05-13 Microsoft Corporation Imager for constructing color and depth images
JP5534214B2 (ja) 2009-10-05 2014-06-25 ベイバイオサイエンス株式会社 フローサイトメータおよびフローサイトメトリ方法
KR20120071405A (ko) 2009-10-20 2012-07-02 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 단일 칩 상에서의 비간섭성 무렌즈 세포 홀로그래피 및 검경
US20140152801A1 (en) * 2009-10-28 2014-06-05 Alentic Microscience Inc. Detecting and Using Light Representative of a Sample
CN102272580B (zh) 2010-03-31 2014-07-30 古河电气工业株式会社 光信息解析装置及光信息解析方法
US8913121B2 (en) 2010-07-11 2014-12-16 Spynsite, LLC System for image rendering or spectral recognition
CN103221806B (zh) * 2010-09-10 2015-11-25 奥林巴斯株式会社 使用两个以上的波长带的光的测量的光学分析方法
US9280635B2 (en) 2010-10-25 2016-03-08 Accuri Cytometers, Inc. Systems and user interface for collecting a data set in a flow cytometer
WO2012068287A2 (en) 2010-11-16 2012-05-24 1087 Systems, Inc. System for identifying and sorting living cells
US8941062B2 (en) 2010-11-16 2015-01-27 1087 Systems, Inc. System for identifying and sorting living cells
US9066657B2 (en) * 2010-11-23 2015-06-30 General Electric Company Methods and systems of optical imaging for target detection in a scattering medium
JP2012132742A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Fujifilm Corp 時間分解蛍光測定装置、及び方法
CA2824447C (en) * 2010-12-24 2018-03-20 Huron Technologies International Inc. Pathology slide scanner
NL2006600C2 (nl) 2011-02-11 2012-08-14 Dutch Water Technologies B V Inrichting en werkwijze voor het detecteren van sporen.
EP2510958B2 (en) * 2011-04-11 2023-02-15 Fresenius Medical Care Deutschland GmbH Method and apparatus for monitoring a treatment of a patient, preferably for monitoring hemodialysis, hemodiafiltration and/or peritoneal dialysis
WO2012147804A1 (ja) 2011-04-25 2012-11-01 浜松ホトニクス株式会社 撮像装置
JP2013015357A (ja) 2011-07-01 2013-01-24 Shimadzu Corp フローサイトメータ
JP2013024629A (ja) 2011-07-19 2013-02-04 Sysmex Corp フローサイトメータ
US8475739B2 (en) * 2011-09-25 2013-07-02 Theranos, Inc. Systems and methods for fluid handling
CA2853093C (en) 2011-10-21 2020-01-14 Acea Biosciences, Inc. System and method for detecting multiple-excitation-induced light in a flow channel
WO2013067536A1 (en) 2011-11-04 2013-05-10 Massachusetts Institute Of Technology Multi-parameter thrombotic assay apparatus, systems, and methods
CN103930768B (zh) 2011-11-10 2016-05-18 奥林巴斯株式会社 利用单个发光粒子检测的光分析装置、光分析方法以及光分析用计算机程序
CN102495467A (zh) 2011-11-11 2012-06-13 上海电机学院 一种利用混沌激光的时间关联特性进行成像的方法及装置
EP2602608B1 (en) 2011-12-07 2016-09-14 Imec Analysis and sorting of biological cells in flow
JP6144915B2 (ja) 2012-01-30 2017-06-07 キヤノン株式会社 生体組織画像の再構成方法、取得方法及び装置
US9360660B2 (en) * 2012-05-24 2016-06-07 Northwestern University Methods and apparatus for laser scanning structured illumination microscopy and tomography
US8723104B2 (en) 2012-09-13 2014-05-13 City University Of Hong Kong Methods and means for manipulating particles
CN110579435B (zh) 2012-10-15 2023-09-26 纳诺赛莱克特生物医药股份有限公司 颗粒分选的***、设备和方法
WO2014087746A1 (ja) 2012-12-03 2014-06-12 富士電機株式会社 粒子線成形装置
WO2014121003A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 The General Hospital Corporation System and method for fluorescence detection
JP6196787B2 (ja) 2013-03-08 2017-09-13 キヤノン株式会社 画像形成装置、及びイメージングシステム
WO2014143235A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Integrated Plasmonics Corporation Ambient light assisted spectroscopy
US9857361B2 (en) 2013-03-15 2018-01-02 Iris International, Inc. Flowcell, sheath fluid, and autofocus systems and methods for particle analysis in urine samples
CN105579828B (zh) 2013-05-28 2020-02-14 克莫麦特公司 图像式细胞仪
WO2014210225A1 (en) 2013-06-25 2014-12-31 Prognosys Biosciences, Inc. Methods and systems for determining spatial patterns of biological targets in a sample
WO2015021332A1 (en) 2013-08-07 2015-02-12 The Regents Of The University Of California Real-time label-free high-throughput cell screening in flow
JP2015033520A (ja) 2013-08-09 2015-02-19 パシフィックメディコ株式会社 歯ぎしり防止具
WO2015048168A1 (en) * 2013-09-24 2015-04-02 The Regents Of The University Of California Producing a separation medium using grayscale mask
CN103604737B (zh) 2013-12-10 2015-11-25 山东大学 一种自动化血细胞识别装置及工作方法
KR102413041B1 (ko) 2014-01-14 2022-06-23 아세다사이언시즈 아게 기능성 세포 상태의 확인
CN103837461B (zh) 2014-01-16 2016-08-24 麦克奥迪实业集团有限公司 一种灰度摄像头及具有高效率照明的细胞综合分析装置
US10061111B2 (en) * 2014-01-17 2018-08-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for three dimensional imaging
US9528925B2 (en) 2014-02-14 2016-12-27 Palo Alto Research Center Incorporated Spatial modulation of light to determine object position
US20170052106A1 (en) 2014-04-28 2017-02-23 The Broad Institute, Inc. Method for label-free image cytometry
CN104154878B (zh) * 2014-07-29 2016-09-28 暨南大学 一种使用单像素探测器的光学成像方法
ES2827022T3 (es) 2014-09-30 2021-05-19 Univ California Citómetro de flujo de formación de imágenes mediante transformación espacio-temporal
EP3202144A4 (en) 2014-09-30 2018-06-13 Washington University Compressed-sensing ultrafast photography (cup)
US9645377B2 (en) * 2015-02-06 2017-05-09 The Johns Hopkins University Compressive imaging systems and methods
CA2977481C (en) 2015-02-24 2021-02-02 The University Of Tokyo Dynamic high-speed high-sensitivity imaging device and imaging method
WO2017046988A1 (en) 2015-09-18 2017-03-23 Sony Corporation Information processing apparatus, information processing method, and information processing system
WO2017073737A1 (ja) 2015-10-28 2017-05-04 国立大学法人東京大学 分析装置
CN105651656B (zh) 2016-04-01 2018-09-11 黄恺 基于激光全息成像法分析颗粒形状的装置及其工作方法
US10337975B2 (en) 2016-05-06 2019-07-02 Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin Method and system for characterizing particles using a flow cytometer
US11225689B2 (en) 2016-08-17 2022-01-18 The Broad Institute, Inc. Method for determination and identification of cell signatures and cell markers
CN112638529B (zh) 2018-06-13 2023-05-30 新克赛特株式会社 细胞计数的方法和***

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7812303B2 (en) * 2007-12-06 2010-10-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and system for creating an image using quantum properties of light based upon spatial information from a second light beam which does not illuminate the subject

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ENRONG LI ET AL.: "Ghost imaging of a moving target with an unknown constant speed", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 104, 2014, pages 251120 - 1 - 251120-3, XP012187488, DOI: doi:10.1063/1.4885764 *
KYUKI SHIBUYA: "Monomolecular fluorescence imaging method based on ghost imaging by using circulatory pattern", 2014 NENDO SEIMITSU KOGAKUKAI SHUKI TAIKAI GAKUJUTSU KOENKAI KOEN RONBUNSHU, 2014, pages 863 - 864, XP009505536 *
LEIHONG ZHANG ET AL.: "Study on ghost imaging via compressive sensing for a reflected object", OPTIK, vol. 124, 2013, pages 2334 - 2338, XP028567224, DOI: doi:10.1016/j.ijleo.2012.08.026 *
XIAOHUI LI ET AL.: "Ghost imaging for an axially moving target with an unknown constant speed", PHOTONICS RESEARCH, vol. 3, no. 4, August 2015 (2015-08-01), pages 153 - 157, XP055476742 *

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11867610B2 (en) 2015-02-24 2024-01-09 The University Of Tokyo Dynamic high-speed high-sensitivity imaging device and imaging method
US11579075B2 (en) 2015-02-24 2023-02-14 The University Of Tokyo Dynamic high-speed high-sensitivity imaging device and imaging method
US11054363B2 (en) 2015-02-24 2021-07-06 The University Of Tokyo Dynamic high-speed high-sensitivity imaging device and imaging method
US11542461B2 (en) 2015-10-28 2023-01-03 The University Of Tokyo Analysis device
US11098275B2 (en) 2015-10-28 2021-08-24 The University Of Tokyo Analysis device
US11861889B2 (en) 2015-10-28 2024-01-02 The University Of Tokyo Analysis device
JP2018132501A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 国立大学法人大阪大学 電磁波検出装置、フローサイトメーター、電磁波検出方法及び電磁波検出プログラム
US11549880B2 (en) 2017-02-17 2023-01-10 Osaka University Electromagnetic wave determining device, flow cytometer, electromagnetic wave determining method, and electromagnetic wave determining program
EP3584564A4 (en) * 2017-02-17 2020-03-18 Osaka University ELECTROMAGNETIC WAVE DETECTION DEVICE, FLOW CYTOMETER, ELECTROMAGNETIC WAVE DETECTION METHOD, AND ELECTROMAGNETIC WAVE DETECTION PROGRAM
CN110998293A (zh) * 2017-02-17 2020-04-10 国立大学法人大阪大学 电磁波检测装置、流式细胞仪、电磁波检测方法和电磁波检测程序
US11906722B2 (en) 2017-02-17 2024-02-20 Osaka University Electromagnetic wave determining device, flow cytometer, electromagnetic wave determining method, and electromagnetic wave determining program
WO2018151206A1 (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 国立大学法人大阪大学 電磁波検出装置、フローサイトメーター、電磁波検出方法及び電磁波検出プログラム
WO2018181458A1 (ja) * 2017-03-29 2018-10-04 シンクサイト株式会社 学習結果出力装置及び学習結果出力プログラム
JP7428994B2 (ja) 2017-03-29 2024-02-07 シンクサイト株式会社 測定システム
JP2023001164A (ja) * 2017-03-29 2023-01-04 シンクサイト株式会社 測定システム
JP7173494B2 (ja) 2017-03-29 2022-11-16 シンクサイト株式会社 学習結果出力装置及び学習結果出力プログラム
JPWO2018181458A1 (ja) * 2017-03-29 2020-02-06 シンクサイト株式会社 学習結果出力装置及び学習結果出力プログラム
US11630293B2 (en) * 2017-04-28 2023-04-18 Thinkcyte, Inc. Imaging flow cytometer
WO2018199080A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 シンクサイト株式会社 イメージングフローサイトメーター
JPWO2018199080A1 (ja) * 2017-04-28 2020-03-12 シンクサイト株式会社 イメージングフローサイトメーター
US11314994B2 (en) 2018-01-30 2022-04-26 Riken Mask structure optimization device, mask structure optimization method, and program
WO2019151307A1 (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 国立研究開発法人理化学研究所 マスク構造最適化装置、マスク構造最適化方法およびプログラム
JP7239936B2 (ja) 2018-01-30 2023-03-15 国立研究開発法人理化学研究所 マスク構造最適化装置、マスク構造最適化方法およびプログラム
US11668696B2 (en) 2018-01-30 2023-06-06 Riken Mask structure optimization device, mask structure optimization method, and program
JPWO2019151307A1 (ja) * 2018-01-30 2021-01-28 国立研究開発法人理化学研究所 マスク構造最適化装置、マスク構造最適化方法およびプログラム
JP7063378B2 (ja) 2018-03-20 2022-05-09 日本電気株式会社 撮像装置及び撮像方法
JPWO2019181969A1 (ja) * 2018-03-20 2021-02-12 日本電気株式会社 撮像装置及び撮像方法
WO2019181969A1 (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 日本電気株式会社 撮像装置及び撮像方法
US11788948B2 (en) 2018-06-13 2023-10-17 Thinkcyte, Inc. Cytometry system and method for processing one or more target cells from a plurality of label-free cells
EP4306931A2 (en) 2018-06-13 2024-01-17 ThinkCyte K.K. Methods and systems for cytometry
WO2019241443A1 (en) 2018-06-13 2019-12-19 Thinkcyte Inc. Methods and systems for cytometry
JP7249140B2 (ja) 2018-12-12 2023-03-30 浜松ホトニクス株式会社 撮像装置および撮像方法
JP2020096272A (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 浜松ホトニクス株式会社 撮像装置および撮像方法
JP7090297B2 (ja) 2020-10-08 2022-06-24 国立大学法人大阪大学 電磁波検出装置、フローサイトメーター、電磁波検出方法、電磁波検出プログラム及び機械学習結果
JP2021009158A (ja) * 2020-10-08 2021-01-28 国立大学法人大阪大学 電磁波検出装置、フローサイトメーター、電磁波検出方法、電磁波検出プログラム及び学習済みモデル
WO2022239596A1 (ja) 2021-05-11 2022-11-17 シンクサイト株式会社 特徴量算出装置、特徴量算出方法、及びプログラム
WO2023053679A1 (ja) * 2021-09-30 2023-04-06 シンクサイト株式会社 フローサイトメータ
WO2023228972A1 (ja) * 2022-05-26 2023-11-30 株式会社構造計画研究所 振動計測装置、振動計測方法及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US20230288318A1 (en) 2023-09-14
CA2977481C (en) 2021-02-02
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