(57)【要約】【課題】励起された蛍光物質によって放射された光を使用して画像を生成する撮像デバイスが提供される。【解決手段】撮像デバイス（１００）が、カメラ（１１４）及び照明器（１１６）を含んでいる。照明器（１１６）は、光軸（１２２）に沿って配置された照明器（１１６）の調整可能フィルタ（１０８）を通して物品（１０）を照らし、光軸（１２２）に沿って配置されたカメラ（１１４）の調整可能フィルタ（１１８）を通して物品（１０）の画像を取得するように配置及び構成されている。撮像構成（２００）及び撮像方法（３００）も記載されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラと、
光軸に沿って配置された照明器の調整可能フィルタを通して物品を照らし、前記光軸に沿って配置されたカメラの調整可能フィルタを通して前記物品の画像を取得するように配置及び構成された照明器と、を備えた撮像デバイス。
【請求項２】
前記照明器の調整可能フィルタと前記カメラの調整可能フィルタとが、互いに対して共通の平面上にある、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項３】
前記照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの一方が、前記照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの他方を周辺視野計測的に囲んでいる、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項４】
前記照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの一方が、複数のフィルタ要素を有している、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項５】
前記照明器の調整可能フィルタと前記カメラの調整可能フィルタとの一方に電気的に接続されたリードをさらに備えた、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項６】
前記照明器の調整可能フィルタと前記カメラの調整可能フィルタとの少なくとも一方が、第１の電圧を受領した際に、第１のバンドパスの波長の光を伝達し、前記調整可能フィルタ構成が、第２の電圧を受領した際に、第２のバンドパスの波長の光を伝達する、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項７】
前記照明器の調整可能フィルタと前記カメラの調整可能フィルタとの少なくとも一方に電気的に接続された電圧源をさらに備えた、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項８】
カメラの調整可能フィルタリードをさらに備え、前記カメラの調整可能フィルタリードが、前記カメラの調整可能フィルタに電気的に接続され、前記照明器の調整可能フィルタから電気的に絶縁されている、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項９】
前記照明器の調整可能フィルタと前記カメラの調整可能フィルタとの少なくとも一方に光学的に結合された蛍光物質を包含する物品を伴うステージをさらに備えた、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項１０】
前記撮像デバイスがダイクロイックミラーを有していない、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項１１】
前記調整可能フィルタ構成に操作可能に接続されたコントローラをさらに備え、
前記コントローラが、前記照明器の調整可能フィルタ及び前記カメラの調整可能フィルタを前記光軸から光学的に結合解除することなく、前記調整可能フィルタ構成のバンドパスを選択するように構成されている、請求項１に記載の撮像デバイス。
【請求項１２】
請求項１に記載の撮像デバイスと、
前記光軸に沿って配置された接眼レンズと、
前記光軸により、前記接眼レンズに光学的に結合された対物レンズと、
前記照明器の調整可能フィルタ及び前記カメラの調整可能フィルタを含む調整可能フィルタ構成であって、前記調整可能フィルタ構成が、前記接眼レンズ及び前記対物レンズに光学的に結合されているとともに、前記接眼レンズと対物レンズとの間に配置されている、前記調整可能フィルタ構成と、を備え、
前記照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの各々が、間にあるダイクロイックミラーを伴わずに、前記光軸に沿って配置されたカメラ及び照明器を用いて蛍光物質を包含する物品を撮像するように、第１のバンドパス、及び、少なくとも１つの第２のバンドパスを有している、撮像構成。
【請求項１３】
前記カメラが、前記照明器の調整可能フィルタによって前記接眼レンズに光学的に結合されている、請求項１２に記載の撮像構成。
【請求項１４】
前記照明器が、前記調整可能フィルタ構成によって前記接眼レンズに光学的に結合されている、請求項１２に記載の撮像構成。
【請求項１５】
前記カメラの調整可能フィルタが前記照明器の調整可能フィルタと共通の平面上にあり、前記撮像構成は、
前記照明器の調整可能フィルタに電気的に接続された第１のリードと、
前記カメラの調整可能フィルタに電気的に接続された第２のリードであって、前記照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとに同時的に異なる電圧を印加するために、前記照明器の調整可能フィルタから電気的に絶縁されている、前記第２のリードと、をさらに備えている、請求項１２に記載の撮像構成。
【請求項１６】
撮像デバイスにおいて、カメラと、光軸に沿って配置された照明器の調整可能フィルタを通して物品を照らし、前記光軸に沿って配置されたカメラの調整可能フィルタを通して前記物品の画像を取得するように配置及び構成された照明器とを有することと、
前記照明器の調整可能フィルタを第１の照明器バンドパスに調整することと、
前記カメラの照明器の調整可能フィルタを第１のカメラバンドパスに調整することと、
第１の照明器バンドパス内からの光を使用して蛍光物質を励起することと、
前記第１のカメラバンドパス内の光を使用して、前記蛍光物質を包含する物品を撮像することと、を含む、撮像方法。
【請求項１７】
前記照明器の調整可能フィルタを、前記光軸から前記照明器の調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２の照明器バンドパスに調整することと、
前記第１のカメラバンドパス内の光を使用して、前記蛍光物質を包含する前記物品を撮像することと、をさらに含む、請求項１６に記載の撮像方法。
【請求項１８】
前記カメラの調整可能フィルタを、前記光軸から前記カメラの調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２のカメラバンドパスに調整することと、
前記第２のカメラバンドパス内の光を使用して、前記蛍光物質を包含する前記物品を撮像することと、をさらに含む、請求項１６に記載の撮像方法。
【請求項１９】
前記照明器の調整可能フィルタを、前記光軸から前記照明器の調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２の照明器バンドパスに調整することと、
前記カメラの調整可能フィルタを、前記光軸から前記カメラの調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２のカメラバンドパスに調整することと、
前記第２のカメラバンドパス内の光を使用して、前記蛍光物質を包含する前記物品を撮像することと、をさらに含む、請求項１６に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像に関し、より詳細には、励起された蛍光物質によって放射された光を使用して画像を生成する撮像デバイス及び撮像構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光透視顕微鏡が、蛍光性染料の助けにより、組織サンプル内の導管構造などの、比較的微細な構造を観測するために一般的に使用されている。検査される構造には、通常、蛍光性染料が注入され、励起光で照らされる。励起光は、蛍光性染料からの蛍光性の反応を引き起こす。顕微鏡がこの蛍光性の反応を集めて、構造の画像を形成する。蛍光性染料によって放射される光のいくらかは、蛍光性染料が注入される構造によって減衰されることから、結果として得られた画像により、他の撮像技術を使用して通常は利用不可能である構造に関する情報を提供することができる。
【０００３】
蛍光透視顕微鏡は通常、３つのアームの構成を有している。３つのアームの構成には、ダイクロイックミラーにおいて同軸の励起アーム及び撮像アームと交差するソースアームが含まれている。ダイクロイックミラーは、ソースアームからの光を、励起アームに沿って、染料が入った構造内に向け直す。染料が入った構造は、ソースアームから光を受領するのに応じて蛍光し、また、ダイクロイックミラーが、染料が入った構造の画像を生成するために、励起アームから撮像アームに伝達する。調査される物品のために使用される染料の特性にマッチするように選択されたフィルタは、通常、励起アーム及び撮像アームに沿って配置され、それにより、光源及び蛍光が、ダイクロイックミラーの波長の選択性と協同するようになっている。
【０００４】
そのような慣習的な方法及びシステムは、概して、その意図される目的には十分であると見なされてきた。しかし、依然として、当該技術には、撮像デバイス、構成、及び方法を向上させる必要がある。本開示は、この必要性に関する解決策を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
撮像デバイスが、カメラ及び照明器を含んでいる。照明器は、光軸に沿って配置された照明器の調整可能フィルタを通して物品を照らし、光軸に沿って構成されたカメラの調整可能フィルタを通して物品の画像を取得するように配置及び構成されている。
【０００６】
特定の実施形態では、照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとは、互いに対して共通の平面上にあるものとすることができる。照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの一方は、照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの他方を周辺視野計測的に囲むことができる。照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの一方は、２つ以上のフィルタ要素を有することができる。撮像デバイスは、ダイクロイックミラーを有していない場合がある。
【０００７】
特定の実施形態によれば、撮像デバイスは、リードを含むことができる。リードは、照明の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの一方に電気的に接続することができる。照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの少なくとも一方は、第１の電圧を受領した際に、第１のバンドパスの波長の光を伝達し、第２の電圧を受領した際に、第２のバンドパスの波長の光を伝達することができる。第２のバンドパスには、第１のバンドパスにない波長が含まれる。フィルタを光軸から結合解除することなく、コントローラが照明器の調整可能フィルタ及び／またはカメラの調整可能フィルタに接続されて、第２に、それぞれのフィルタのバンドパスに接続することができることが考えられる。
【０００８】
特定の実施形態によれば、電圧源は、照明器の調整可能フィルタ及び／またはカメラの調整可能フィルタに電気的に接続することができることも考えられる。撮像デバイスは、カメラの調整可能フィルタリードを含むことができる。カメラの調整可能フィルタリードは、カメラの調整可能フィルタに電気的に接続され、照明器の調整可能フィルタから電気的に絶縁され得る。撮像デバイスは、光軸に沿って配置されたステージを有することができる。ステージは、その上に、照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの少なくとも一方に光学的に結合された蛍光物質を包含する物品を有することができる。
【０００９】
撮像構成は、上述の撮像デバイスを含んでいる。接眼レンズは、光軸に沿って配置され、対物レンズは、光軸によって接眼レンズに光学的に結合し、調整可能フィルタ構成は、照明器の調整可能フィルタ構成を含み、カメラの調整可能フィルタは、接眼レンズと対物レンズとの間に、光軸に沿って配置されている。調整可能フィルタ構成は、間にあるダイクロイックミラーを伴わずに、カメラ及び照明器を用いて蛍光物質を包含する物品を撮像するように、第１のバンドパス、及び、少なくとも１つの第２のバンドパスを有している。
【００１０】
特定の実施形態では、カメラは、照明器の調整可能フィルタによって接眼レンズに光学的に結合され得る。照明器は、調整可能フィルタ構成によって接眼レンズに光学的に結合され得る。カメラの調整可能フィルタは、照明器の調整可能フィルタと共通の平面上にあり得、第１のリードは、照明器の調整可能フィルタに電気的に接続され得、第２のリードは、カメラの調整可能フィルタに電気的に接続され得、第２のリードが、照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとに同時的に異なる電圧を印加するために、照明器の調整可能フィルタから電気的に絶縁されている。
【００１１】
撮像方法は、照明器の調整可能フィルタを第１の照明器バンドパスに調整することと、カメラの照明器の調整可能フィルタを第１のカメラバンドパスに調整することと、を含んでいる。蛍光物質は、第１の照明器バンドパス内からの光を使用して励起され、蛍光物質を包含する物品は、第１のカメラバンドパス内の光を使用して撮像される。
【００１２】
特定の実施形態では、本方法は、照明器の調整可能フィルタを、光軸から照明器の調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２の照明器バンドパスに調整することを含むことができる。蛍光物質を包含する物品は、このため、ふたたび、第１のカメラバンドパス内の光を使用して撮像することができる。
【００１３】
特定の実施形態によれば、本方法は、カメラの調整可能フィルタを、光軸からカメラの調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２のカメラバンドパスに調整することを含むことができる。蛍光物質を包含する物品は、このため、ふたたび、第２のカメラバンドパス内の光を使用して撮像することができる。
【００１４】
特定の実施形態によれば、本方法が、照明器の調整可能フィルタを、光軸から照明器の調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２の照明器バンドパスを調整することと、カメラの調整可能フィルタを、光軸からカメラの調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２のカメラバンドパスに調整することとを含むことができることが、やはり考えられる。蛍光物質を包含する物品は、このため、ふたたび、第２のカメラバンドパス内の光を使用して撮像することができる。
【００１５】
本主題の開示のシステム及び方法のこれら及び他の特徴は、図面と合わせて、好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、当業者にはより容易に明らかとなるであろう。
【００１６】
開示の主題が属する技術分野の当業者が、過度な実験を行うことなく、開示の主題のデバイス及び方法をどのように形成及び使用するかを容易に理解するように、開示の主題の実施形態は、特定の図面を参照して、本明細書において以下に詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】照明器と、カメラと、照明器の調整可能フィルタ及びカメラの調整可能フィルタを含む調整可能フィルタ構成とを概略的に示す、本開示に関して構築された撮像デバイスの断面図である。
【図２】共通の軸方向位置において光軸に沿って配置された照明器及びカメラを示す、図１の照明器及びカメラの断面図である。
【図３】共通の軸方向位置において光軸に沿って配置されたカメラの調整可能フィルタ及び照明器の調整可能フィルタと、照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとの各々が選択されたバンドパスを有するように、これらの各々に印加される電圧とを示す、図１の調整可能フィルタ構成の断面図である。
【図４】各々が図３に示すバンドパスとは異なるバンドパスを有するように、照明器の調整可能フィルタ及びカメラの調整可能フィルタに印加される、図３に示す電圧とは異なる電圧を示す、図１の調整可能フィルタ構成の断面図である。
【図５】それぞれ、照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとのバンドパスを選択するための、調整可能フィルタ構成に操作可能に接続された、電圧源及びコントローラを示す、図１の撮像デバイスの概略図である。
【図６】例示的な撮像方法における照明器の調整可能フィルタ及びカメラの調整可能フィルタのバンドパスを選択することにより、物品を撮像するための操作を示す、撮像方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここで、同様の参照符号が開示の主題の同様の構造的特徴または態様を識別する、図面を参照する。説明及び図示の目的のため、限定ではなく、本開示に係る撮像デバイスの例示的実施形態の部分図が、図１に示されており、全体として、参照符号１００によって示されている。本開示、または本開示の態様に係る、撮像デバイス、撮像構成、及び撮像方法の他の実施形態が、記載のように、図２から図６に提供されている。本明細書に記載のシステム及び方法は、蛍光透視顕微鏡の使用など、蛍光透視撮像法において使用することができるが、本開示は、概して、顕微鏡の使用または蛍光透視撮像法に限定されない。
【００１９】
図１を参照すると、撮像デバイス１００が示されている。撮像デバイス１００は、光軸１２２に沿って配置された接眼レンズ１０２と、光軸１２２によって接眼レンズ１０２に光学的に結合した対物レンズ１０４と、調整可能フィルタ構成１０１とを含んでいる。調整可能フィルタ構成１０１は、照明器の調整可能フィルタ１０８と、カメラの調整可能フィルタ１１８とを含み、光軸１２２によって接眼レンズ１０２及び対物レンズ１０４に光学的に結合している。調整可能フィルタ構成１０１は、間にあるダイクロイックミラーを伴わずに、カメラ１１４及び照明器１１６で、蛍光物質１２を包含する物品１０を撮像するように、第１のバンドパス、たとえば、第１の照明器のフィルタバンドパス１１０（図３に示す）及び第１のカメラのフィルタバンドパス１２８（図３に示す）と、第２の照明器のフィルタバンドパス、たとえば、第２の照明器のフィルタバンドパス１１２（図４に示す）または第２のカメラのフィルタバンドパス１３０（図４に示す）とを有している。
【００２０】
光軸１２２は、光軸１２２の一方の端部に位置するステージ１２０と、光軸１２２の反対側の端部の、共通の軸に位置するカメラ１１４及び照明器１１６との間に延びている。カメラ１１４、照明器の調整可能フィルタ１０８、カメラの調整可能フィルタ１１８、接眼レンズ１０２、及び対物レンズ１０４は、各々が、光軸１２２に沿って配置されている。ステージ１２０は、蛍光物質１２を包含する物品１０を保持し、光結合１２４によって照明器１１６に光学的に結合し、また、光結合１２６によってカメラ１１４に光学的に結合している。
【００２１】
光結合１２４は、照明器１１６とステージ１２０との間に、光軸１２２に沿って延び、それにより、光結合１２４が、照明器１１６を接眼レンズ１０２に、照明器の調整可能フィルタ１０８を通して光学的に結合している。より具体的には、照明器１１６、照明器の調整可能フィルタ１０８、接眼レンズ１０２、対物レンズ１０４、及びステージ１２０は、各々が、光軸１２２に沿って配置され、また、光結合１２４によって互いに光学的に結合している。光結合１２４は、このため、照明器１１６によって生成された、第１の照明器フィルタバンドパス１１０（図３に示す）、または第２の照明器フィルタバンドパス１１２（図４に示す）内の波長の励起光を、照明器フィルタを通してステージ１２０に搬送し、それにより、ステージ１２０上に保持された蛍光物質１２に搬送する。
【００２２】
光結合１２６は、ステージ１２０とカメラ１１４との間に、光軸１２２に沿って延び、それにより、光結合１２６が、接眼レンズ１０２をカメラ１１４に、カメラの調整可能フィルタ１１８を通して光学的に結合している。より具体的には、ステージ１２０、対物レンズ１０４、接眼レンズ１０２、及びカメラの調整可能フィルタ１１８は、各々が、光軸１２２に沿って配置され、また、光結合１２６によって互いに光学的に結合している。光結合１２６により、蛍光物質１２によって放射され、対物レンズ１０４、接眼レンズ１０２、及びカメラの調整可能フィルタ１１８を通してカメラ１１４に伝達される、第１のカメラフィルタバンドパス、たとえば、第１のカメラフィルタバンドパス１２８（図３に示す）または第２のカメラフィルタバンドパス１３０（図４に示す）内の光を搬送する。
【００２３】
カメラ１１４は、任意のタイプの画像取得デバイスとすることができる。たとえば、カメラ１１４は、蛍光物質１２によって放射された蛍光発光からの画像データを生成するように配置されたフォトダイオードアレイを含むことができる。特定の実施形態では、カメラ１１４は、蛍光物質１２によって放射された蛍光発光からの画像データを生成するように配置されたフィルムタイプのカメラを含むことができる。特定の実施形態によれば、カメラ１１４は、ユーザによるリアルタイムでの視認のためのプレゼンテーションウィンドウ、または、蛍光物質１２によって放射された蛍光発光から生成された画像を含むことができる。
【００２４】
図示の例示的実施形態では、撮像デバイス１００は、２つのアームの構成１０６を有する。本明細書で使用される場合、「ｔｗｏ−ａｒｍ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ」は、光軸に沿って共通の軸方向位置に配置されたカメラ及び照明器を有する撮像装置に言及する。図示の例示的実施形態では、撮像デバイス１００は、カメラ１１４及び照明器１１６の、光軸１２２に沿っての共通の軸方向位置における配置を可能にし、それにより、撮像デバイス１００が２つのアームの構成を有することを可能にする、調整可能フィルタ構成１０１を含んでいる。
【００２５】
本開示の観点から、当業者には理解されるように、２つのアームの構成は、ダイクロイックミラーの必要性を除去することにより、蛍光透視撮像デバイス、たとえば撮像デバイス１００の、光学的構成を簡単にすることができる。より詳細には、照明器とカメラとが、カメラレンズのグループと対物レンズのグループとの両方、たとえば、接眼レンズ１０２と対物レンズ１０４とから、光軸の反対側に配置することができることから、光を、ダイクロイックミラーを使用して光軸に沿って伝達しながら、光を、軸が外れた照明器から光軸に沿って選択的に向けなおす必要がない。ダイクロイックミラーの除去により、ダイクロイックミラーを採用し、３つのアームの構成を有する撮像デバイスに比べ、撮像デバイス１００のサイズ、コスト、及び複雑さを低減することができる。
【００２６】
図２を参照すると、カメラ１１４及び照明器１１６が示されている。カメラ１１４は、光軸１２２がカメラ１１４と交差するように、光軸１２２に沿って配置されている。照明器１１６は、周辺視野を測定するように、カメラ１１４周り、かつ、カメラ１１４から径方向外側に向かって配置されている。カメラ１１４周りの照明器１１６の、図示の周辺視野計測的構成により、照明器の調整可能フィルタ１０８（図１に示す）とカメラの調整可能フィルタ１１８（図１に示す）とを共通の平面にある構成、すなわち、光軸１２２に対して直行する平面上に配置された構成で使用することが可能になり、それにより、撮像デバイス１００のコンパクトな光学的構成を提供する。本開示の観点から、当業者には理解されるように、特定の実施形態によれば、照明器１１６は、光軸１２２に沿って配置することができ、それにより、光軸１２２が照明器１１６と交差し、カメラ１１４を、照明器１１６の周りに延びる周辺視野計測的配置とすることができるようになっている。
【００２７】
図示の例示的実施形態では、照明器１１６は、図示の径方向外側に向いた構成に適合するように、４つ（４）のセグメント、すなわち、照明器セグメント１１６Ａから１１６Ｄに分割されている。このことは、もっぱら図示の目的のためのものであり、非限定的ものである。照明器１１６が、意図した用途に適切であるように、４より少ないか、４より多くの照明器セグメントを含むことができることも考えられる。同様に、カメラ１１４が照明器１１６周りに周辺視野計測的に配置された実施形態では、カメラ１１４は、意図した用途に適切であるように、４つ（４）のセグメント、４つ（４）より少ないセグメント、または４つ（４）より多くのセグメントを有することができる。
【００２８】
図３及び図４を参照すると、照明器の調整可能フィルタ１０８及びカメラの調整可能フィルタ１１８が示されている。図３を参照すると、照明器の調整可能フィルタ１０８は、第１の照明器フィルタ電圧Ｖ108Aを受領すると、第１の照明器フィルタバンドパス１１０内の波長の光を伝達するように構成されている。具体的には、第１の照明器フィルタ電圧Ｖ108Aの大きさの選択に応じて、蛍光物質１２（図１に示す）に伝えられた励起照明は、物品１０（図１に示す）内の対象となる構造を見るのに適切な蛍光発光を提供するように選択（すなわち、調整）することができることが考えられる。第１の照明器フィルタ電圧Ｖ108Aの大きさを調整でき、また、第１の照明器フィルタバンドパス１１０がそれによって変化することから、光軸１２２に対する照明器の調整可能フィルタ１０８を置き換える（及び／または、物理的位置を変更する）ことなく、蛍光物質１２に伝達される励起照明の波長を、移動可能フィルタを有する撮像デバイスに比べ、比較的迅速に変更することができ、撮像が簡単になる。調整可能な照明フィルタ１０８に適切な調整可能フィルタの例には、２０１１年８月２３日に発行された、Ｆａｒａｏｎｅ  ｅｔ  ａｌ．に対する米国特許第８，００３，４２７号に記載のものなどの、調整可能な空洞共振器を有するＭＥＭＳベースのデバイスが含まれる。この文献の内容は、その全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００２９】
照明器の調整可能フィルタ１０８及び照明器１１６は、光軸１２２から径方向にオフセットした位置で互いに調整されている。図示の例示的実施形態では、照明器の調整可能フィルタ１０８は、複数の調整可能フィルタ要素、たとえば、４つの調整可能フィルタ要素１０８Ａから１０８Ｄを含んでおり、調整可能フィルタ要素１０８Ａから１０８Ｄの各々は、図示の例示的実施形態では、カメラの調整可能フィルタ１１８から径方向にオフセットした位置に配置されている。図示の例示的実施形態では、照明器の調整可能フィルタ１０８が４つ（４）の調整可能フィルタ要素を有しているが、意図した用途に適切であるように、照明器の調整可能フィルタ１０８が４つ（４）より少ないか４つ（４）より多くの調整可能フィルタ要素を有することができることを認識及び理解されたい。
【００３０】
カメラの調整可能フィルタ１１８は、照明器の調整可能フィルタ１０８に類似であり、照明器の調整可能フィルタ要素１０８と共通の平面にあり、かつ、光軸１２２に沿ってさらに配置されており、それにより、光軸１２２がカメラの調整可能フィルタ１１８と交差するようになっている。カメラの調整可能フィルタ１１８は、第１のカメラフィルタ電圧Ｖ118Aを受領すると、第１のカメラフィルタバンドパス１２８内の波長の光を伝達するように構成されている。具体的には、第１のカメラフィルタ電圧Ｖ118Aの選択に応じて、蛍光物質１２（図１に示す）によって放射された蛍光発光の波長は、物品１０（図１に示す）内の対象となる構造を撮像するのに適切であるように選択（すなわち、調整）することができることが考えられる。第１のカメラフィルタ電圧Ｖ118Aを調整でき、また、第１のカメラフィルタバンドパス１２８がそれによって変化することから、光軸１２２に対するカメラの調整可能フィルタ１１８を置き換える（及び／または、物理的位置を変更する）ことなく、蛍光物質１２によって放射された蛍光発光を使用して撮像される物品１０内の構造の選択を、第１のカメラフィルタ電圧Ｖ118Aの大きさを調整することにより、移動可能フィルタを有する撮像デバイスに比べ、比較的迅速に達成することができ、撮像が簡単になる。
【００３１】
図示の例示的実施形態では、カメラの調整可能フィルタ１１８は、照明器の調整可能フィルタ１０８がその周りに周辺視野計測的に配置された状態で、光軸１２２に沿ってカメラ１１４に対して光学的に調整されており、単一の調整可能フィルタ要素を含んでいる。このことは、もっぱら図示の目的のためのものであり、非限定的ものである。本開示の観点から、当業者には、意図した用途に適切であるように、カメラの調整可能フィルタ１１８が、照明器の調整可能フィルタ１０８の径方向外側に配置され得、かつ、カメラの調整可能フィルタ１１８が、１つ（１）より多くのフィルタ調整可能フィルタ要素を含むことができることを理解されたい。
【００３２】
やはり図３及び図４に示されているように、撮像デバイス１００は、第１のリード及び第２のリード、すなわち、照明器フィルタリード１３２及びカメラフィルタリード１３４をも含んでいる。照明器フィルタリード１３２は、照明器調整電圧Ｖ108を照明器の調整可能フィルタ１０８に印加するために、照明器の調整可能フィルタ１０８に電気的に接続されている。これに関し、照明器フィルタリード１３２は、照明器調整電圧Ｖ108を照明器の調整可能フィルタ１０８に印加するために、照明器の調整可能フィルタ１０８を電圧源２０２（図５に示す）に電気的に接続している。第１の照明器調整電圧Ｖ108A（図３に示す）が照明器の調整可能フィルタ１０８に印加されると、照明器の調整可能フィルタ１０８は、第１の照明器フィルタバンドパス１１０（図４に示す）内の波長で光を伝達する。第２の照明器調整電圧Ｖ108B（図４に示す）が照明器の調整可能フィルタ１０８に印加されると、照明器の調整可能フィルタ１０８は、第２の照明器フィルタバンドパス１１２（図４に示す）内の波長で光を伝達する。図示の例示的実施形態では、照明器の調整可能フィルタ要素の各々、すなわち、調整可能フィルタ要素１０８Ａから１０８Ｄが、照明器フィルタリード１３２と並列に電気的に接続されている。
【００３３】
カメラフィルタリード１３４は、カメラの調整可能フィルタ１１８に電気的に接続されるとともに、照明器フィルタリード１３２から電気的に絶縁されている。より具体的には、カメラフィルタリード１３４は、カメラの調整可能フィルタ１１８を電圧源２０２（図５に示す）に電気的に接続して、照明器調整電圧Ｖ108とは独立した大きさのカメラ調整電圧Ｖ118を供給する。第１のカメラ調整電圧Ｖ118A（図３に示す）がカメラの調整可能フィルタ１１８に印加されると、カメラの調整可能フィルタ１１８は、第１のカメラフィルタバンドパス１２８（図４に示す）内の波長で光を伝達する。第２のカメラ調整電圧Ｖ118B（図４に示す）がカメラの調整可能フィルタ１１８に印加されると、カメラの調整可能フィルタ１１８は、第２のカメラフィルタバンドパス１３０（図４に示す）内の波長を伝達する。
【００３４】
独立した電圧の制御により、照明器の調整可能フィルタ１０８とは独立したカメラの調整可能フィルタ１１８のためのバンドパスの選択、及びその逆が可能になり、撮像デバイス１００の構造的変化（すなわち、フィルタの移動または交換）を伴わずに撮像デバイス１００の電気的な再構成が可能になる。電気的再構成が（機械的なフィルタの交換に比べて）迅速であることから、蛍光物質１２（図１に示す）に提供される励起光の波長が、励起光に対して暴露されたことからの光退色の影響を制限する。本開示の観点から、当業者には理解されるように、これにより、蛍光物質１２（図１に示す）が励起照明に対して反応しなくなる前に、撮像デバイス１００が、フィルタの交換または移動を必要とする撮像デバイスで取得することが可能である画像よりも多くの、物品１０（図１に示す）内の構造の画像を取得することを可能にすることができる。
【００３５】
図５を参照すると、撮像構成２００が示されている。撮像構成２００は、撮像デバイス１００、電圧源２０２、及びコントローラ２０４を含んでいる。電圧源２０２は、調整可能であるとともに、照明器の調整可能フィルタ１０８及びカメラの調整可能フィルタ１１８に電気的に接続されている。より具体的には、電圧源２０２は、照明器調整電圧Ｖ108とカメラ調整電圧Ｖ118とを独立して印加するように構成されている。照明器調整電圧Ｖ108とカメラ調整電圧Ｖ118とに基づき、励起照明２０６が蛍光物質１２に印加される。励起照明２０６に反応して、蛍光物質１２が蛍光性光２０８を放射する。この光は、カメラの調整可能フィルタ１１８によってカメラ１１４に伝えられる。カメラ１１４は、蛍光物質１２によって放射され、カメラ１１４において受領された蛍光性光から画像１４を生成する。
【００３６】
コントローラ２０４は、照明器の調整可能フィルタ１０８及びカメラの調整可能フィルタ１１８に操作可能に接続されている。図示の例示的実施形態では、この操作可能な接続は、電圧源２０２を通るものであり、コントローラ２０４が、照明器調整電圧Ｖ108及びカメラ調整電圧Ｖ118を変化させるように、電圧源２０２を通して配置されている。コントローラ２４２は、たとえば、撮像方法３００（図６に示す）の実施のために、意図された用途に適するように、ソフトウェア、回路、または回路とソフトウェアとの組合せとして実施することができる。本開示の観点から、当業者には理解されるように、コントローラ２０４は、代替的に（または追加的に）、マニュアルコントローラを含むことができる。
【００３７】
図６を参照すると、撮像方法３００が示されている。撮像方法３００は、ボックス３１０で示すように、照明器の調整可能フィルタ、たとえば照明器の調整可能フィルタ１０８（図１に示す）を照明器フィルタバンドパス、たとえば、第１の照明器フィルタバンドパス１１０（図３に示す）または第２の照明器フィルタバンドパス１１２（図４に示す）に調整することを含んでいる。撮像方法３００は、ボックス３２０で示すように、カメラの調整可能フィルタ、たとえば、カメラの調整可能フィルタ１１８（図１に示す）を、カメラフィルタバンドパス、たとえば、第１のカメラフィルタバンドパス１２８（図３に示す）または第２のカメラフィルタバンドパス１３０（図４に示す）に調整することを含んでいる。照明器、たとえば、照明器１１６（図１に示す）からの、励起光、たとえば、励起照明２０６（図５に示す）は、ボックス３３０で示すように、照明器の調整可能フィルタに印加される電圧の大きさに従って、照明器の調整可能フィルタを使用して選択的にフィルタリングされ、やはりボックス３３０に示すように、蛍光物質、たとえば蛍光物質１２（図１に示す）に伝達される。
【００３８】
フィルタリングされた励起光により、ボックス３４０で示すように、蛍光物質が励起され、蛍光物質に、蛍光性光、たとえば、蛍光性光２０８（図５に示す）を放射させる。放射された蛍光性光は、カメラの調整可能フィルタに伝達され、このカメラの調整可能フィルタにより、ボックス３５０で示すように、放射された蛍光性光を、カメラフィルタリングバンドパス内の波長にフィルタリングする。フィルタリングされた蛍光性光は、その後に、図３５０に示すように、蛍光物質を包含する物品、たとえば物品１０（図１に示す）の画像、たとえば画像１４（図５に示す）を構築するために使用される。照明器フィルタバンドパスとカメラフィルタバンドパスとのいずれか（または両方）は、ブラケット３６０で示すように、蛍光物質を包含する物品の撮像の間、もとの位置で、電気的に調整される。カメラの調整可能フィルタ及び／または照明器の調整可能フィルタのいずれか（または両方）のバンドパスを変化させることには、光軸に対してそれぞれの調整可能フィルタを変位させることは必要なく、撮像が簡単になることが考えられる。
【００３９】
特定の実施形態では、照明器の調整可能フィルタは、光軸から照明器の調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２の照明器バンドパスを調整することができる。蛍光物質を包含する物品は、このため、ふたたび、第１のカメラバンドパス内の光を使用して撮像することができる。特定の実施形態によれば、カメラの調整可能フィルタは、光軸からカメラの調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２のカメラバンドパスに調整することができる。蛍光物質を包含する物品は、このため、ふたたび、第２のカメラバンドパス内の光を使用して撮像することができる。特定の実施形態によれば、照明器の調整可能フィルタを、光軸から照明器の調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２の照明器バンドパスに調整することができることと、カメラの調整可能フィルタを、光軸からカメラの調整可能フィルタを光学的に結合解除することなく、第２のカメラバンドパスに調整することができることとの両方が、やはり考えられる。蛍光物質を包含する物品は、このため、ふたたび、第２のカメラバンドパス内の光を使用して撮像することができる。
【００４０】
蛍光発光顕微鏡は、通常、３つのアームの構成におけるソースアームと、標本アームと、検出器アームとの交差部において、ダイクロイックミラーを採用している。ソースアームは概して、励起フィルタを含み、検出器アームは通常、放射フィルタを含んでいる。励起フィルタ及び放射フィルタは、通常、標本に使用される染料のタイプ及び量に基づいて選択される。いくつかの染料が、他の染料に必要とされる光学的セットアップとは異なる、染料特有の光学的セットアップ、すなわち、染料特有の励起フィルタ、ダイクロイックミラー、及び放射フィルタのセットを必要とし得ることから、異なる染料から光を集める場合、光学系の１つまたは複数の要素のセットを切り替える必要がある場合がある。いくつかの標本では、切替えは、染料の光退色の前に達成しなければならない。光退色は、撮像の間、励起照明に対する反応が弱くなる染料の傾向である。
【００４１】
本明細書に記載の実施形態では、励起源及び検出器は、標本に対して同じ方向に配置されており、それにより、第３のアームが利用されないようになっている。特定の実施形態では、照明器の調整可能フィルタ及びカメラの調整可能フィルタの調整可能フィルタ構成は、光源と、励起源と、標本との間に配置される。特定の実施形態によれば、照明器の調整可能フィルタとカメラの調整可能フィルタとは、共通の平面内に配置することができる。調整可能フィルタ構成を、カメラに対して固定し、異なるスペクトルの励起及び放射波長の染料に適応するように配置することができることが考えられる。撮像デバイス、より具体的には、蛍光性顕微鏡が、ダイクロイックミラーを伴わずに光学的構造を有することができることが、やはり考えられる。
【００４２】
撮像の間、光源からの光がフィルタ機構の励起部分によってフィルタリングされる。フィルタリングされた光は、顕微鏡の結像レンズを通して顕微鏡の対物レンズへと通り、これにより、フィルタリングされた光が染料の標本において収束する。標本内の染料は、フィルタリングされた入射光に反応して蛍光発光し、反対方向に、検出器−放射フィルタのセットアップに向かって、光軸に沿って光を放射する。標本に、スペクトル応答が異なる２つ以上の蛍光物質が含まれている場合、フィルタは、異なる励起−放射の組合せに迅速に切り替わることができる。光の環境に応じて、検出器は、長時間または短時間にわたり、統合することができる。もっとも速く薄れる蛍光物質は、最初に撮像される。
【００４３】
上述及び図示の、本開示の方法及びシステムにより、蛍光物質の励起および放射収集事象の間の迅速な切替えを含む、優れた特性を有する蛍光透視撮像デバイスが提供される。開示の主題の装置及び方法が、好ましい実施形態を参照して図示及び記載されてきたが、当業者は、変更及び／または変化が、開示の主題の範囲を逸脱することなく、これら装置及び方法に対して行われ得ることを容易に理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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