(57)【要約】【課題】マルチスペクトル及び偏光画像形成システムを含めて、良好な複数の画像形成システムを提供する。【解決手段】マルチイメージング装置は、多重化された光学系及びフィルタフィクスチャを含む。多重化された光学系は、被写体の複数の光画像を形成する。これら複数の光画像は、センサ平面でインタリーブされる。フィルタフィクスチャにより、ユーザはフィルタアセンブリを変えることができる。フィルタアセンブリは、複数の光画像に異なるフィルタリングを適用する異なるフィルタ領域を含む。【選択図】図１A
2012150112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の複数の画像を捕捉するマルチイメージング装置であって、
被写体の複数の光画像を同時にセンサ平面に形成する多重化された光学系と、前記複数の光画像は、前記センサ平面でインタリーブされており、
前記センサ平面に対する共役面に位置され、当該マルチイメージング装置のユーザが異なるフィルタアセンブリを前記フィルタフィクスチャに挿入するのを可能にするフィルタフィクスチャとを備え、
前記多重化された光学系にとって適切なサイズ及び位置の異なるフィルタ領域と空間的に多重化されるフィルタアセンブリについて、前記フィルタフィクスチャは、異なる光画像が前記センサ平面に到達する前に前記フィルタアセンブリの異なるフィルタ領域によりフィルタリングされるように、挿入されたフィルタアセンブリを位置合わせする、
ことを特徴とするマルチイメージング装置。
【請求項２】
前記多重化された光学系は、第一の画像平面で前記被写体の単一の画像を形成する対物レンズを含み、
前記フィルタフィクスチャは、前記対物レンズの前面と前記第一の画像平面との間で位置合わせされる、
請求項１記載のマルチイメージング装置。
【請求項３】
前記多重化された光学系は、テレセントリック光学系であり、
前記フィルタフィクスチャは、前記多重化された光学系のテレセントリック絞りで位置合わせされる、
請求項２記載のマルチイメージング装置。
【請求項４】
前記フィルタフィクスチャは、前記多重化された光学系の開口絞りで位置される、
請求項２記載のマルチイメージング装置。
【請求項５】
前記フィルタフィクスチャは、２以上のフィルタアセンブリを同時に保持する、
請求項１記載のマルチイメージング装置。
【請求項６】
前記センサ平面に位置され、センサ素子のアレイを含むセンサアセンブリを更に備え、
前記センサ素子のアレイは、センサ素子のサブアレイにグループ分けされ、
前記複数の光画像のそれぞれは、複数の領域に分割され、
前記複数の光画像のうちの１つのある領域は、前記複数の光画像のうちの他の光画像の何れかの同じ領域と、センサ素子の同じサブアレイで画像形成される、
請求項１記載のマルチイメージング装置。
【請求項７】
前記フィルタアセンブリは、フィルタ領域の矩形アレイをもつ空間的に多重化されたフィルタアセンブリである、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項８】
前記フィルタアセンブリにおける少なくとも１つのフィルタ領域のサイズは調節可能である、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項９】
前記フィルタアセンブリにおける少なくとも１つのフィルタ領域の前記フィルタアセンブリにおける別のフィルタ領域に対する相対的なサイズは調節可能である、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項１０】
前記フィルタアセンブリにおける少なくとも１つのフィルタ領域は、異なるフィルタ領域で置き換えられる、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項１１】
前記フィルタアセンブリは、異なる空間応答をもつフィルタ領域を含む、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項１２】
前記フィルタアセンブリは、異なる偏光応答をもつフィルタ領域を含む、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項１３】
前記フィルタアセンブリは、異なる輝度フィルタをもつフィルタ領域を含む、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項１４】
前記フィルタアセンブリは、異なる中性密度フィルタをもつフィルタ領域を含む、
請求項６記載のマルチイメージング装置。
【請求項１５】
前記多重化された光学系は、顕微鏡の光学系である、
請求項１記載のマルチイメージング装置。
【請求項１６】
前記多重化された光学系は、医用画像形成の光学系である、
請求項１記載のマルチイメージング装置。
【請求項１７】
前記多重化された光学系は、
前記被写体の単一の画像を第一の画像平面に形成する対物レンズと、
前記第一の画像平面に位置され、前記センサ平面に前記インタリーブされた複数の光画像を形成する画像形成素子のアレイと、
を有する請求項１記載のマルチイメージング装置。
【請求項１８】
前記画像形成素子のアレイは、ピンホールのアレイを含む、
請求項１７記載のマルチイメージング装置。
【請求項１９】
前記画像形成素子のアレイは、マイクロレンズのアレイを含む、
請求項１７記載のマルチイメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば異なるスペクトル又は偏光成分からなる被写体の画像といった、同じ被写体の複数の画像を同時に捕捉することができる画像形成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
同じ被写体の複数の画像を同時に捕捉するために有効な多数の応用が存在する。これらの画像は、異なるやり方でフィルタリングされ、従って被写体に関する異なる情報を提供する。例えば、マルチスペクトル及びハイパースペクトルシステムにおいて、スペクトル情報を取得するために異なる波長のフィルタが使用され、この情報は、次いで、スペクトル分析、物質の識別、或いは微粒子又は蛍光色素分子でラベル付けされた他のアイテムの測定のために使用される。
【０００３】
大部分の市販されているセンサアレイは、一度に１つの画像を捕捉するために設計されているので、これら複数の画像を取得することは困難なことがある。従来、複数の画像は（例えば時間的に次々に画像を捕捉する）時間多重により取得されるか、又は２以上の画像形成システム又は検出器アレイを並列に使用することで取得されていた。
【０００４】
例えば、スペクトル画像形成の応用は、フィルタホイールと接続して単一のカメラを使用する。フィルタホイールは、関心のある波長帯域に対応する波長フィルタを含む。常に、画像形成経路において唯一の波長フィルタが位置され、カメラは、フィルタリングされた画像を捕捉する。フィルタホイールは、ある波長フィルタから次の波長フィルタに切り替えるために回転し、カメラは次々に画像を捕捉する。従って、マルチスペクトル画像形成は、時間多重された方式で実現される。しかし、結果として得られるシステムは、大型化且つ複雑化する。
【０００５】
代替のアプローチは、プリズム又は回折格子のような分散素子に基づいている。このアプローチでは、分散素子は、異なる波長を空間的に分離するために使用される。光は、検出器アレイの１つの次元に沿って典型的に分散される。他の次元は、被写体の第一の空間的な次元を捕捉するために使用される。しかし、被写体の第二の空間的な次元をも捕捉することが困難である。あるとき、例えばスキャニングにより、第二の空間的な次元を捕捉するために時間多重化が導入された。
【０００６】
更に別のアプローチは、複数のカメラ又は画像形成システムを並列に使用することである。それぞれのカメラには、異なるスペクトルフィルタが設けられ、カメラのバンクは、フィルタリングされた画像を同時に捕捉する。しかし、これは、必要とされるハードウェアの量が著しく増加するために、全体のコスト及び複雑度を増加させる。さらに、大きいカメラシステムは、視差の問題を導入する。
【０００７】
幾つかの応用について、それぞれのセンサエレメントにフィルタを個別に取り付けることが可能である。例えば、従来のRGB画像形成装置は、検出器アレイに基づいており、赤、緑及び青のフィルタは、それぞれ個々の検出器に取り付けられる。Bayerパターンは、検出器アレイにこれらのマイクロフィルタを配置するために１つの一般的なパターンである。しかし、このアプローチの１つの問題点は、製造に関するコスト及び複雑度の増加である。マイクロフィルタと検出器との間には１対１の対応関係があり、マイクロフィルタは検出器に取り付けられているため、マイクロフィルタは、検出器と同じサイズであり、このサイズは小さい。多くの異なる小さなマイクロフィルタがアレイに配置され、基礎となる検出器と揃えられる必要がある。これは、特に多数の異なるタイプのマイクロフィルタが必要とされる場合には困難である。別の問題点は、柔軟性のなさである。ひとたびマイクロフィルタアレイが検出器アレイに取り付けられると、マイクロフィルタアレイを変えることは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、マルチスペクトル及び偏光画像形成システムを含めて、良好な複数の画像形成システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、多重化された光学系とフィルタフィクスチャ（治具）を含むマルチイメージング装置を提供することで、従来技術の制限を克服する。多重化された光学系は、被写体の複数の光画像を形成する。これら複数の光画像は、センサ平面でインタリーブされる。フィルタフィクスチャにより、ユーザは、フィルタアセンブリを変えることができる。フィルタアセンブリは、異なるフィルタリングを光画像に適用する異なるフィルタ領域を含む。
【００１０】
１実施の形態では、多重化された光学系は、対物レンズ及び画像を形成する素子のアレイを含む。対物レンズは、画像平面で画像を形成する。アレイは、画像平面に位置され、フィルタアセンブリをセンサ平面に画像形成する。すなわち、フィルタアセンブリ及びフィルタフィクスチャは、（たとえば光学系の開口絞り又はテレセントリック絞りで）光学系について開口平面でもある、センサ平面に対する共役面で位置される。このように、複数のインタリーブされた光画像は、センサ平面で生成される。
【００１１】
異なるタイプのフィルタアセンブリを使用することができる。１つの例では、フィルタアセンブリは、フィルタ領域の（矩形の）アレイをもつ空間的に多重化されたフィルタアセンブリである。幾つかの変形例では、ユーザは、フィルタアセンブリにおける少なくとも１つのフィルタアセンブリのサイズを調整するか、又は２つのフィルタ領域間の相対的なサイズを調整することができる。別のアプローチでは、ユーザは、フィルタアセンブリにおける少なくとも１つのフィルタ領域を異なるフィルタ領域で物理的に置き換えることができる。フィルタ領域は、波長、偏光、輝度、及び中性密度を含めて、異なる応答を有するように設計される。
【００１２】
応用の例は、顕微鏡、科学的且つ解析的な機器、環境センシング及び医療画像形成光学系を含む。
【００１３】
本発明の他の態様は、上述された装置及びシステムに対応する方法を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は、添付図面と共に読まれたとき、本発明の以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかとなる他の利点及び特徴を有する。
【図１Ａ】本発明に係るマルチイメージング装置の例を示す図である。
【図１Ｂ】本発明に係るマルチイメージング装置の例を示す図である。
【図２】フィルタアセンブリのセットの図である。
【図３】フィルタ領域を変えることができるフィルタアセンブリの図である。
【図４】フィルタ領域のサイズを調節することができるフィルタアセンブリの図である。
【図５】本発明に係る例となる多重化された光学系の図である。
【図６】本発明に係る別の多重化された光学系の図である。  図面は、例示することのみのため、本発明の実施の形態を示す。当業者であれば、本明細書で例示される構造及び方法の代替となる実施の形態は本明細書で記載された本発明の原理から逸脱することなしに採用されることを以下に記載から容易に認識されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１Ａは、本発明のマルチイメージング装置の例を示す。図１Ａを参照して、本装置は、被写体１５０の複数の光画像１７０Ａ〜Ｄを形成する多重化された光学系１１０を含む。複数の光画像１７０Ａ〜Ｄは、センサ平面ＳＰで形成され、これら複数の光画像は、以下に更に詳細に説明されるように、インタリーブされる。センサ平面に位置されるセンサアセンブリ１８０は、光画像１７０Ａ〜Ｄを検出する。フィルタフィクスチャ１２０は、センサ平面ＳＰの共役面ＳＰ’で位置される。フィルタフィクスチャは、フィルタアセンブリ１２５を保持する。この例では、フィルタアセンブリは、空間的に多重化され、図１Ａの下部に示されるように、異なるフィルタ領域１２５Ａ〜Ｄの矩形アレイを含む。
【００１６】
図１Ａの下部は、更なる詳細を提供する。この図では、被写体１５０は、１−９でラベル付けされる、３×３の領域のアレイに分割される。フィルタアセンブリ１２５は、Ａ〜Ｄでラベル付けされる、４つのフィルタ領域からなる２×２の矩形アレイである。例えば、それぞれのフィルタ領域１２５Ａ〜Ｄは、異なるスペクトル応答を有する。センサアレイ１８０は、６×６矩形アレイとして示される。
【００１７】
図１Ｂは、異なる光画像１７０Ａ〜Ｄがセンサアレイ１８０でどのように生成及びインタリーブされるかを概念的に例示する。被写体１５０は、フィルタ領域１２５Ａにより捕捉及びフィルタリングされた場合、光画像１５５Ａを生成する。光画像１５５Ａを被写体のフィルタリングされていない画像と区別するため、３×３の領域は、添え字Ａにより１Ａ〜９Ａとラベル付けされる。同様に、フィルタ領域１２５Ｂ，Ｃ及びＤによりフィルタリングされた画像１５０は、１Ｂ〜９Ｂ，１Ｃ〜９Ｃ及び１Ｄ〜９Ｄとラベル付けされた３×３領域をもつ対応する光画像１５５Ｂ，１５５Ｃ及び１５５Ｄを生成する。これら４つの光画像１５５Ａ〜Ｄのそれぞれは、フィルタアセンブリ１２５内の異なるフィルタ領域１２５Ａ〜Ｄによりフィルタリングされるが、多重化された光学系１００により全て同時に生成される。
【００１８】
４つの光画像１５５Ａ〜Ｄは、図１Ｂに示されるように、センサ平面でインタリーブされた様式で形成される。例として画像１５５Ａを使用して、光画像１５５Ａの３×３領域は、光画像１７０における３×３ブロックにおいて隣接していない。むしろ、４つの異なる光画像からの領域１Ａ，１Ｂ，１Ｃ及び１Ｄは、左上の光画像１７０において２×２の様式で配列される。領域２〜９は、同様に配列される。従って、光画像１７０Ａを構成する領域１Ａ〜９Ａは、他の光画像１７０Ｂ〜Ｄの部分により分離される、合成光画像１７０にわたり広がる。別の表現をすると、センサが個々のセンサ素子からなる矩形アレイである場合、全体のアレイは、センサ素子からなる矩形サブアレイ１７１（１）〜（９）に分割される（唯一のサブアレイ１７１（１）が図１Ｂに示される）。それぞれの領域１〜９について、それぞれのフィルタリングされた画像からの全ての対応する領域は、サブアレイに画像形成される。例えば、領域１Ａ，１Ｂ，１Ｃ及び１Ｄは、サブアレイ１７１（１）に全て画像形成される。
【００１９】
なお、図１に示されるアレイは、基本概念を例示するために簡略化されている。たとえば、被写体１５０は、全体の画像形成機能をより簡単に説明するため、人為的にアレイに分割されている。本発明は、配列される被写体に限定されない。別の例として、最も実用的なシステムは、特にセンサアセンブリで、おそらくフィルタアセンブリで、かなり大型のアレイを使用する。さらに、センサ平面での６×６領域とセンサアレイにおける基礎となるセンサ素子との間で１：１の関係が必要ではない。それぞれの領域は、たとえば複数のセンサ素子に対応する。最後の例として、被写体において１でラベル付けされた領域、フィルタリングされた画像１５５Ａにおいて１Ａでラベル付けされた領域、及び合成画像１７０において１Ａでラベル付けされた領域は、互いに正確な画像である必要がない。幾つかの設計では、画像１７０における領域１Ａは、被写体１５０における領域１から近似的にフィルタリングされたエネルギーを捕捉するが、実際には領域１の画像ではない。従って、画像１７０の領域１Ａにおけるセンサエレメントにより収集されるエネルギーは、その領域の画像の幾何学的な再現を表すのではなく、被写体１５０における領域１における画像を積分及びサンプリングする。さらに、視差及び口径食のような作用は、画像の形成に影響を及ぼす。
【００２０】
図１に示されるアプローチは、幾つかの利点を有する。第一に、複数の光画像１７０Ａ〜Ｄは、センサ平面で同時に捕捉される。第二に、捕捉された画像は、フィルタアセンブリ１２５によりフィルタリングされ、フィルタアセンブリ１２５における様々なフィルタ領域１２５Ａ〜Ｄは、異なるフィルタリング機能を実現する。さらに、フィルタアセンブリを保持するフィルタフィクスチャ１２０は、フィルタアセンブリ１２５がユーザにより容易に変えることができるように設計される。このように、ユーザは、フィルタリング機能を容易に変えることができる。さらに、フィルタアセンブリ１２５は、実際のセンサ平面ＳＰではなく、共役面ＳＰ’に位置され、これは、フィルタアセンブリがセンサ平面で要求されるものに比較して非常に大きいことを意味するので、許容誤差及び他の機械的な要件が緩和される。これにより、（例えばセンサアセンブリに取り付けられる場合といった）フィルタアセンブリがセンサ平面に位置される場合に比べて、フィルタアセンブリを操作するのが容易になる。
【００２１】
図２〜図４は、フィルタアセンブリの様々な設計を例示する。図２では、ユーザは、６つのフィルタアセンブリのセットを有し、それぞれのフィルタアセンブリは、フィルタフィクスチャに挿入される。この例では、それぞれのフィルタアセンブリは、フィルタ領域の矩形のアレイに基づいており、それぞれのフィルタ領域は、同じであるか又は異なる場合がある。異なる文字Ａ，Ｂ及びＣ等は、異なるフィルタ領域を表す。フィルタアセンブリは、特別注文のアイテム又は在庫があってすぐに入手可能なアイテムである場合がある。フィルタは、たとえば薄膜干渉、ガラス又はプラスティック吸収、又はサブ波長光構造を含む様々な技術を使用して製造される場合がある。個々のフィルタ領域は、特別注文の又は在庫があってすぐに入手可能な場合がある。このアプローチは、以下を含む様々な応用にとって有効である。
【００２２】
１）分光法による材料の検出。それぞれのフィルタアセンブリは、異なる材料又は材料のグループのスペクトルプロファイル（例えば吸収、放出又はラマン）に対応し、１つのフィルタアセンブリにおけるフィルタ領域のセットは、特別の材料又は材料のグループを識別するために設計される。
【００２３】
（２）分光法による材料の検出。それぞれのフィルタアセンブリは、幾つかの背景の分光的特徴に埋め込まれる異なる材料のスペクトルプロファイルに対応する。１つのフィルタアセンブリにおけるフィルタ領域のセットは、その材料の分光的特徴及び背景の分光的特徴に依存する。
【００２４】
（３）分光法による材料の分類。それぞれのフィルタアセンブリは、２以上の異なる材料のスペクトルプロファイルに対応し、１つのフィルタアセンブリにおけるフィルタ領域のセットは、材料のセットの分光的特徴に依存する。例となる応用は、酸素化された血液又は非酸素化された血液の分類、薬剤の成分の空間分布、又は光学的にラベル付けされた微粒子又は着色した材料の識別を含む。
【００２５】
（４）蛍光色素分子又は発色団によりラベル付けされた微粒子の識別。たんぱく質又はＤＮＡ／ＲＮＡシーケンスのような特定の分子のラベル付けは、特異性及び感度で係る分子を光学的に検出するのを可能にする広く使用されている方法である。例えば、この方法は、顕微鏡法、免疫組織化学（IHC）及びFISH（Fluorescene  In  Situ  Hybridization）対外診断法及び遺伝子配列のような病理学を含む生体研究において広く使用されている。上記方法（１）〜（３）の何れかは、ラベリング方法と組み合わせて使用される場合がある。
【００２６】
（５）RGB画像形成＋材料検出。それぞれのフィルタアセンブリは、RGB画像形成を同時に可能にする一方で、異なる蛍光色素分子の検出に対応する。１つのフィルタアセンブリにおけるフィルタ領域のセットは、写真画像形成のRGBフィルタ及び画像形成される材料の蛍光信号に依存する。例となる応用は、内視鏡、顕微鏡法、解剖組織構造を示すために又は手術の間に使用されるヘマトキシリン及びエオシン（H&E）のような、染色剤に加えて、関心のある特定の成分をラベル付けするために蛍光色素分子が使用される組織学を含む。
【００２７】
（６）RGB画像形成＋ハイダイナミックレンジの画像形成。それぞれのフィルタアセンブリは、異なる照明条件でのRGB画像形成に対応する。１つのフィルタアセンブリにおけるフィルタ領域のセットは、写真画像形成のRGBフィルタ及び照明条件に依存する中性密度フィルタに依存する。
【００２８】
（７）RGB画像形成＋表面状態の検出。それぞれのフィルタアセンブリは、RGB画像形成を同時に可能にしつつ、異なる材料の表面状態の検出に対応する。１つのフィルタアセンブリにおけるフィルタ領域のセットは、写真画像形成のRGBフィルタ及び表面状態に依存する偏光フィルタに依存する。
【００２９】
（８）RGB画像形成から発行画像形成への切り替え。フィルタは取り外し可能が可能であるので、この実現により、カメラは、RGB（又はフィルタの任意のセット）から例えばモノクロ画像形成に切り替えることができる。特定の応用は、顕微鏡法画像形成であり、この場合、研究者は、生体研究において一般に行われているように、幾つかの画像について色を考慮し、特定のスペクトル選択による他の画像を考慮しないことを望む。このタイプの応用向けに設計された調節されたスペクトルフィルタは、Woburn,  MAのCambridge  Research  &  Instrumentation,  Inc.  (CRi)から入手可能である。
【００３０】
（９）材料検出＋ハイダイナミックレンジの画像形成。それぞれのフィルタアセンブリは、異なる照明条件での異なる材料に対応する。１つのフィルタアセンブリにおけるフィルタ領域のセットは、材料の分光学的特徴及び照明条件に依存する中性密度フィルタに依存する。応用は、農業のモニタリングを含み、この場合、１日の異なる時間で植物がフィールドで検査される。
【００３１】
（１０）拡大されたダイナミックレンジ。それぞれのフィルタアセンブリは、フィルタが設けられていない１以上のフィルタセクションを有するが、中性密度又は他の減衰フィルタが設けられた他のフィルタセクションを有する場合がある。この方法は、拡大されたダイナミックレンジをもつカメラを作成するために使用され、センサアレイにおける個々の画素のコントラストよりも高いコントラストを持つ被写体の画像を撮影するために有効である。
【００３２】
図３では、異なるフィルタ領域がフィルタアセンブリに組み当てられるが、フィルタアセンブリは、ユーザがフィルタ領域の一部又は全部を置き換えるように設計される。左で、フィルタアセンブリは、領域Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを含む。中央で、フィルタ領域Ｂは、除かれている。右で、フィルタ領域Ｂは、フィルタ領域Ｅにより置き換えられている。これは、ユーザにより手動的に行われるか、自動的に行われるように設計される。
【００３３】
このアプローチは、例として、以下の状況で有効である。ＲＧＢ画像形成＋材料検出では、ＲＧＢフィルタのフィルタ領域は、現在の状態にとどまり、材料検出のフィルタ領域は、異なる材料を検出するために変わる。この場合、ＲＧＢフィルタは、フィルタアセンブリのベースセットを形成する。ＲＧＢ画像形成又は材料検出＋ハイダイナミックレンジの画像形成では、中性密度のフィルタのフィルタ領域は、異なる照明条件に対処するために変わる。分光法による材料の検出では、フィルタのベースセットが存在し、異なる材料又は蛍光色素分子について、それらベースフィルタの異なる組み合わせが使用される。基準となる特徴を持つ応用では、材料の基準となる特徴に依存する幾つかのフィルタが存在する。（例えば共通するバックグランド又はコンポーネントをもつ異なる分光的特徴の場合といった）基準となる特徴に関する情報を測定するために、更なるフィルタが交換される。
【００３４】
図４では、ユーザは、異なるフィルタ領域のサイズを変えることができる。この例では、フィルタ領域Ａ及びＢ並びに、それらの間の境界は、図示されるように左及び右にスライドされる。左の図では、Ａ及びＢは等しい領域を有する。右の図では、ＡがＢよりも少ない領域を有するように境界が変化される。これは、２つのフィルタ領域間の領域の割合を変える。所定の応用について等しい領域が望まれる。他の応用は、例えば等しい信号対雑音比を達成するか又は異なる感度を考慮するため、等しくない領域からの利益を受ける。
【００３５】
１つの例は、可視の背景における赤外線の蛍光色素分子の画像形成である。蛍光灯の強度は、可視の強度よりも一般に非常に弱い。異なるスペクトル重みをもつフィルタを使用することで（すなわち蛍光波長の大きな領域及びＲＧＢ部分の小さな領域）、画質が改善される。特定の応用は、可視画像を見て、蛍光像と共に位置の基準を提供して特定の生物物理学の情報（例えばガンの存在の有無）を提供することが通常望まれるような、蛍光染料又は造影剤を使用した手術中の画像形成である。
【００３６】
図２〜図４は例に過ぎない。先の例の他の変形例及び組み合わせが明らかであろう。さらに、先の例のそれぞれは、一度に１つのフィルタアセンブリを使用する。フィルタフィクスチャは、１を超えるフィルタアセンブリを保持するために設計される。波長、偏光、中性密度、輝度及び中性密度のフィルタの異なる組み合わせを使用することができる。
【００３７】
図５は、本発明に係る、例となる多重化された光学系５１０の図である。本システム５１０は、対物レンズ５１２及び画像を形成する素子５１５のアレイ５１４を含む。対物レンズ５１２は、図５における単一のエレメントとして示されているが、複数のエレメントを含むことができることを理解されたい。対物レンズ５１２は、画像平面ＩＰで被写体１５０の光画像５５５を形成する。アレイ５１４は、画像平面で位置され、センサ平面SPでインタリーブされた複数の光画像５７０を形成する。アレイ５１４の例は、マイクロレンズアレイ及びピンホールのアレイを含む。また、センサアレイ１８０は、図５に示される。
【００３８】
この例では、フィルタフィクスチャ１２０及びフィルタアセンブリ１２５は、共役面ＳＰ’に位置され、この例では、共役面は、開口絞り（又はテレセントリック絞り）が位置される平面でもある。図５では、フィルタアセンブリ１２５は、対物レンズ５１２の前面（すなわち被写体に最も近い表面）と画像平面ＩＰとの間に位置される。
【００３９】
フィルタアセンブリ１２５及びセンサアセンブリ１８０は共役面に位置されるので、アレイ５１４におけるそれぞれの画像形成素子５１５は、センサ平面ＳＰでフィルタアセンブリ１２５の画像を形成する。複数の画像形成素子が存在するので、フィルタアセンブリ１２５の複数の画像が形成される。図１Ｂを参照して、図５におけるサブアレイ５８２は、図１Ｂにおけるサブアレイ１７１、図５における領域５７０Ａ〜Ｄは、図１Ｂにおける複数の画像１７０の領域１Ａ〜Ｄに対応する。図５におけるそれぞれの領域５７０Ａ〜Ｄは、被写体の特定の領域及びフィルタアセンブリにおける特定の領域１２５Ａ〜Ｄに対応する。
【００４０】
図６は、テレセントリック光学系の例を示す。この例では、テレセントリック対物レンズ６１２は、画像平面ＩＰで光画像６５５を形成する。フィルタフィクスチャ１２０及びフィルタアセンブリ１２５は、平面ＳＰ’で、テレセントリック絞りに位置される。画像形成素子のアレイ６１４は、画像平面ＩＰに位置される。これら画像形成素子は、フィルタアセンブリ１２５を、センサ平面ＳＰに位置されるセンサアセンブリ１８０に画像形成する。従って、テレセントリック絞りとフィルタアセンブリ１２５は、共役面ＳＰ’に位置される。
【００４１】
このタイプの実現は、例として顕微鏡を含むテレセントリック光学系の応用で使用される。顕微鏡の応用では、フィルタフィクスチャは、好ましくは、顕微鏡の「無限セクション」におけるテレセントリック絞りで位置される。他の応用は、テレセントリック光学系であるか否かを問わず、例えば医療画像形成システムを含む。
【００４２】
詳細な説明は多くの詳細を含むが、これらの詳細は、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではなく、本発明の異なる例及び態様を例示するものである。本発明の範囲は詳細に説明されない他の実施の形態を含むことを理解されたい。
【００４３】
たとえば、多くのタイプのフィルタアレイを実現することができ、フィルタリングは、システムにおける他のポイントで実現することもできる。例えば、本発明は、センサアレイをもつ従来のマイクロフィルタの使用を妨げない。反射型及び反射屈折型のシステムを含めて、様々なタイプの光学系を使用することもできる。最後に、「光“light”」及び「光学の“optical”」は、電磁スペクトルの可視又は単なる光領域に限定されることを意味するものではなく、（限定されるものではないが）紫外線及び赤外線のような領域をも含むことを意味する。
【００４４】
当業者にとって明らかな様々な他の変更、変形及びバリエーションは、特許請求の範囲に定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、本明細書で開示された本発明の方法及び装置の構成、動作及び詳細において行われる場合がある。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びそれらの適法な等価な概念により決定されるべきである。
【符号の説明】
【００４５】
１１０：多重化された光学系
１５０：被写体
１２０：フィルタフィクスチャ
１２５：フィルタ
１５５Ａ〜Ｄ：光画像
１７０Ａ〜Ｄ：光画像
１８０：センサアレイ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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