"試料の少なくとも1つの発光ナノエミッタの空間位置を算出するための光学測定方法であって、トポロジー群の異なる少なくとも2つの一連の小規模な配光分布を試料に照射すること、前記試料の前記少なくとも1つの発光ナノエミッタが再放出する光を検出すること、前記検出光から、少なくとも1つの光学画像を各々の配光分布に対して生成すること、および光学画像をアルゴリズム解析して、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの位置情報を得ることを含む、方法。前記2つの小規模な配光分布は、前記試料の同一位置にある、請求項1に記載の方法。トポロジー群の異なる前記少なくとも2つの小規模な配光分布は、規則波と特異波との間、または2つの特異波の間の干渉によって形成され、前記少なくとも2つの分布間の空間的相違は、以下のパラメータ:a前記規則波のパラメータのうちの少なくとも1つ、b少なくとも1つの特異波の少なくとも1つのパラメータおよびc前記規則波と前記特異波との間または2つの特異波の間の位相差のうちの少なくとも1つを変化させることによって形成される、請求項1に記載の方法。入射光波から、規則波および特異波を含む2つの同一位置にある光波を形成することをさらに含む、請求項1に記載の方法。入射規則波を2つの規則波に分離して、別々の幾何学的光路に沿わせること、前記規則光波のうちの少なくとも1つを特異光波に変換すること、および形成された2つの出射光波を融合することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記規則波および/または特異波の相対的振幅を制御するステップ、所定のシーケンスで、偏光および/または入射光波の位相状態または規則波および特異波を形成する結晶サブモジュールの入射光波または出射光波の位相状態を制御するステップ、前記特異波または規則波の形状を制御するステップ、および光波の配光分布の中心位置を互いに揃えるステップのうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項2に記載の方法。前記配光分布の重なりから出射する偏光を、静的または動的に形状を加工して、前記小規模な配光分布の形状およびサイズに対するベクトル効果を緩和することをさらに含み、前記ベクトル効果は、円偏光、放射偏光、または方位偏光のように対称に回転する静的偏光状態および/または動的偏光状態を供給して、出射偏光の形状を加工することによって光学画像を生成するための開口数の高いレンズによって生じる、請求項1に記載の方法。前記少なくとも2つの配光分布は、マルチモードレーザーの様々なモードの強度を制御することによって形成される、請求項1に記載の方法。再放出光の平均波長λよりも実質的に小さいサイズの領域が前記試料内にあり、該領域では、前記トポロジー群の異なる少なくとも2つの小規模な配光分布の強度を数学的に特別に組み合わせた値は、前記領域に含まれる前記配光分布部分の横方向の位置に対して正であり、前記特別な数学的組み合わせは、前記領域以外の配光分布のその他の全部分でゼロに近い、請求項1に記載の方法。少なくとも1つのナノエミッタは、蛍光色素分子であり、該蛍光色素分子の一連の蛍光光度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が前記蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、前記蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる、請求項1に記載の方法。ナノエミッタのうちの少なくとも2つは、異なる空間位置にある蛍光色素分子であり、各々の蛍光色素分子は、一連の蛍光光度を有し、この光の強度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が少なくとも2つの蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、少なくとも2つの蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる、請求項1に記載の方法。再放出光の平均波長よりも実質的に小さいサイズの領域が試料内に存在し、該領域では、前記トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布を数学的に組み合わせた複数のものを比較することを利用して、a単一の発光ナノエミッタ、b複数の同一位置の発光ナノエミッタ、およびc互いに距離を置いて位置する複数の発光ナノエミッタのうちの少なくとも1つを区別し、これによって、発光ナノエミッタ間の距離が算出される、請求項1に記載の方法。一連の前記少なくとも2つの配光分布および/または一連の前記少なくとも2つの配光分布の位置を、測定データまたは外部情報に応じて変化させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。トポロジーの異なる配光分布の照射は、円錐回折によって行われ、前記円錐回折を行う少なくとも1つの円錐形結晶の入射および出射の偏光状態を変化させることによって修正される、請求項1に記載の方法。少なくとも1つの発光ナノエミッタの測定した空間位置は、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの横方向の位置である、請求項1に記載の方法。複数の点光源の空間位置を算出するための光学測定方法であって、複数の点光源から放出される光を検出すること、および放出された光を複数の検出器に対して分離して、同時または連続的に検出すること点光源から放出され、前記点光源の空間位置によって異なる特定の検出器に向けて導かれる光を、均衡すること、および前記検出光から光学画像を生成すること、および前記光学画像をアルゴリズムで解析して、複数の点光源の位置情報を得ること、を含む方法。前記測定した空間位置は、各々の点光源の縦方向の位置である、請求項16に記載の方法。前記再放出光は、各々の点光源の縦方向の位置に応じて、または各々の点光源が放出する波長に応じて分離される、請求項17に記載の方法。前記再放出光の前記分離は、複数の検出チャネルに対して、対物レンズの焦点面に位置決めされた光源から出射するコリメートされた再放出光を、前記焦点面の手前または背後にある前記点光源から出射するコリメートされていない再放出光から分離するように実行される、請求項16に記載の方法。前記測定データまたは外部情報に応じて、前記検出チャネルの前記パラメータを変化させることをさらに含む、請求項16に記載の方法。ほぼ平行な光ビームであって、収束角または発散角が前記平行光とは異なり、前記角度の値は、各々の点光源の縦方向の位置によって異なる光ビームを、前記放出光の各々の点光源から生成するステップ、偏光が直交し幾何学形状が異なる同一位置の2つの光波である1つの規則波およびもう1つの特異波であって、前記規則波と前記特異波との間のエネルギー比が、前記光ビームの前記収束角もしくは発散角ならびに点光源の縦方向の位置によって異なる2つの光波を、入射光波から生成するステップ、および前記規則波および前記特異波の偏光状態、またはこの幾何学形状に基づいて、前記規則波および前記特異波を分離することができる偏光または幾何学形状を修正するステップのうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載の方法。複数の光源から放出される光度を、偏光ビームスプリッタを使用して、偏光が直交する複数の独立したチャネルに分離すること、および各々のチャネの光度を融合し、前記偏光の縦方向の位置の依存性または前記光度の幾何学的光路が、前記融合光内で維持されるようにすることを含む、請求項16に記載の方法。特定の縦方向の位置に置かれたナノエミッタの点光源を集光すること、および前記縦方向の位置の前後に位置決めされた光源を散乱させて、各々の点光源の前記縦方向の位置に応じて前記配光分布が集光時とは異なるようにすることを含む、請求項16に記載の方法。偏光の異なる2つの光波であって、偏光の異なる波同士の間のエネルギー比が、焦点の空間分布およびナノエミッタの縦方向の位置によって異なる2つの光波を、入射光波から生成すること、および前記規則波および前記特異波の偏光状態または幾何学形状に基づいて、前記規則波および特異波を分離することを含む、請求項16に記載の方法。各々の点光源は、前記試料の1つ以上のナノエミッタに対応し、前記方法は、入射光によって前記ナノエミッタを照明することからなる予備ステップを含み、前記放出光の検出は、前記ナノエミッタから再放出される光を検出することからなる、請求項16に記載の方法。前記少なくとも1つの光学画像は、共焦点顕微鏡のような顕微鏡の光学器械を用いて生成され、前記再放出光の前記検出は、顕微鏡対物レンズの焦点面内に限定されることが好ましい、請求項16に記載の方法。試料上に位置決めされた少なくとも1つの発光ナノエミッタの空間位置を算出する光学測定装置であって、トポロジー群の異なる一連の少なくとも2つの小規模な配光分布を前記試料に照射するためのプロジェクタ、前記試料の前記少なくとも1つの発光ナノエミッタが再放出した光を検出するように適応した検出手段、前記検出光から、各々の配光分布に対して少なくとも1つの光学画像を生成するように適応した画像生成手段、および光学画像のコンピュータ解析を実行して、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの位置情報を得るためのアナライザを備える装置。前記プロジェクタは、2つの小規模な配光分布を前記試料に対して同一位置にするように構成される、請求項27に記載の装置。前記プロジェクタは、規則波と特異波との間または2つの特異波の間の干渉によって、前記少なくとも2つの配光分布を形成するように構成され、以下のパラメータ:a前記規則波のパラメータのうちの少なくとも1つ、b少なくとも1つの特異波の少なくとも1つのパラメータおよびc前記規則波と前記特異波との位相差または2つの特異波の位相差、のうちの少なくとも1つを変化させることによって、前記少なくとも2つの分布間に空間差を形成するように構成される、請求項27に記載の装置。光源に対して光学的に相互作用し、a入射光波から、1つの規則波および1つの特異波を含む2つの同一位置の光波を形成する結晶サブモジュールであって、薄型の2軸結晶および/または1軸結晶を備える結晶サブモジュール、b入射規則波を、別々の幾何学的光路に沿う2つの規則波に分離するように適応した光学サブモジュールであって、再放出光の平均波長よりも小さいステップのネットワークと、薄型の2軸結晶または1軸結晶とを備える変換器を使用して、前記規則光波のうちの1つを特異光波にするように構成された光学サブモジュールにおいて、形成された2つの出射光波を融合するように設計された光学サブモジュール、c規則波および特異波の相対的振幅を制御し、好ましくは、波の配光分布の中心位置を互いに並進移動させる部分偏光子、d前記振幅、偏光または位相を光学的に制御する光学制御サブモジュールであって、前記結晶サブモジュールへ入射する光波または前記結晶サブモジュールから出射する光波の偏光状態および/または位相状態を、所定の順序で制御するための、少なくとも1つの制御可能または調整可能な光学制御サブモジュール、e前記規則波または特異波の波形状を制御するための、少なくとも1つの調整可能な光学素子を備えるサブ制御モジュール、f偏光検光子、およびg前記分布の重なりから出射する偏光の形状を加工する静的または動的なサブモジュールであって、各々の小規模な配光分布の形状およびサイズに対するベクトル効果を緩和することができ、前記ベクトル効果は、円偏光、放射偏光、または方位偏光のように対称に回転する静的偏光状態および/または動的偏光状態を供給して出射偏光の形状を加工することによって、光学画像手段を生成する開口数の高い対物レンズによって生じる、サブモジュールのうちの少なくとも1つを備える、請求項27に記載の装置。マルチモードレーザーであって、前記レーザーモードの強度を制御でき、トポロジー群の異なる少なくとも2つの小規模な配光分布は、様々なレーザーモードの強度を制御することによって形成されるマルチモードレーザーをさらに備える、請求項27に記載の光学装置。再放出光の平均波長λよりも実質的に小さいサイズの領域が試料内に存在し、該領域では、照明手段によって形成されるトポロジー群の異なる前記少なくとも2つの小規模な配光分布の強度を数学的に特別に組み合わせた値は、前記領域内に含まれる横方向の位置に対して正であり、前記特別な数学的組み合わせは、前記領域以外の配光分布のその他の全部分で、ゼロに近い、請求項27に記載の光学装置。少なくとも1つのナノエミッタは、蛍光色素分子であり、該蛍光色素分子の一連の蛍光光度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が前記蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、前記蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる、請求項27に記載の装置。ナノエミッタのうちの少なくとも2つは、異なる空間位置にある蛍光色素分子であり、各々の蛍光色素分子は、一連の蛍光光度を有し、前記光度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が前記少なくとも2つの蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、少なくとも2つの蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる、請求項27に記載の装置。放出光の平均波長よりも実質的に小さいサイズの領域が試料内に位置し、前記トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布を数学的に組み合わせた複数のものを比較するための比較器を備えて、a単一の発光ナノエミッタ、b複数の同一位置の発光ナノエミッタ、およびc互いに距離を置いて位置する複数の発光ナノマーカーのうちの少なくとも1つを区別し、これによって、発光ナノマーカー間の距離が算出される、請求項27に記載の装置。前記プロジェクタは、一連の前記少なくとも2つの配光分布および/または一連の前記少なくとも2つの配光分布の位置を、測定データまたは外部情報に応じて変化させるように構成される、請求項27に記載の装置。前記プロジェクタは、円錐回折を行う少なくとも1つの円錐形結晶と、前記少なくとも1つの円錐形結晶の入射および出射の偏光状態を変化させるための調整器と、を備える、請求項27に記載の装置。前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの横方向の位置を測定するように構成される、請求項27に記載の装置。複数の点光源の空間位置を算出するための光学測定装置であって、複数の点光源から放出される光を検出するように適応した検出手段、および前記放出光を複数のセンサに対して分離して、同時または連続的に検出するためのセパレータであって、点光源が再放出する光を均衡して、前記点光源の空間位置によって異なる特定の検出器に向けて導く、セパレータ、および前記検出光から光学画像を生成するための画像生成手段、および光学画像のコンピュータ解析を実行して、複数の点光源の位置情報を得るためのアナライザを備える光学測定装置。各々の点光源の縦方向の位置を測定するように構成される、請求項39に記載の装置。前記セパレータは、各々の点光源の縦方向の位置に応じて、または各々の点光源から放出される波長に応じて再放出される光を分割するように構成される、請求項39に記載の装置。前記セパレータは、複数の検出チャネルに対して、対物レンズの焦点面に位置決めされた点光源から出射するコリメートされた放出光を、焦点面の手前または背後にある点光源から出射するコリメートされていない放出光から分離するように構成される、請求項39に記載の装置。測定データまたは外部に基づいて前記検出チャネルのパラメータを変化させるための調整器をさらに備える、請求項39に記載の装置。小量の光の中に置かれた複数の点光源から来る光度を、各々の点光源の縦方向の位置に応じて、別々の検出器に、および/または同じ検出器の別々の幾何学的位置に誘導するための誘導器を備える、請求項39に記載の装置。光学補助を介して、顕微鏡対物レンズおよびサブ検出モジュールと相互作用し、この両者を互いに相互作用させる少なくとも1つのサブモジュールを備える、請求項39に記載の装置。aほぼ平行な光ビームであって、収束角または発散角が前記平行光とは異なり、前記角度の値が、各々の点光源の縦方向の位置に応じて異なる光ビームを、各々の点光源から形成するための光学ビーム生成器、b結晶サブモジュール、または結晶サブモジュールのカスケードであって、各々の結晶サブモジュールは、2軸結晶もしくは1軸結晶またはこのアセンブリ、ならびに補助光学器械のうちの少なくとも1つを備え、偏光が直交し幾何学形状が異なる同一位置の2つの光波である1つの規則波およびもう1つの特異波であって、規則波と特異波との間のエネルギー比がビームの収束角または発散角によって異なり、それによって、発光する点光源の縦方向の位置によっても異なる2つの光波を、入射光波から形成するように適応した、結晶サブモジュール、および/またはc規則波および特異波の偏光状態、またはこの幾何学形状に基づいて、規則波および特異波を分離することができる偏光または幾何学形状を修正するための偏光調整器を備える、請求項39に記載の光学装置。複数の点光源の光度を、縦方向超解像モジュールの前で、偏光が直交する2つの独立したチャネルに分離するように構成された偏光ビームスプリッタ、および縦方向超解像モジュールの出射する光度を融合し、各々のチャネルで、偏光の縦方向の位置またはラインの光度の幾何学的チャネルの依存性が、前記融合光内で維持されるようにする手段を備える、請求項39に記載の装置。a所定の縦方向の位置に置かれた再放出光からの点光源を集光して、前記縦方向の位置の前後に位置決めされた光源をわずかに散乱させて、各々の点光源の縦方向の位置に応じて配光分布が集光時とは異なるようにするための光学集光器、b偏光を空間的に変化させる偏光子であって、厚さを変更できる少なくとも1つの1軸結晶、再放出光の平均波長よりも低い段階のネットワークおよび/または位相板を有し、偏光の異なる2つの光波であって、偏光の異なる波同士の間のエネルギー比が焦点の空間分布によって異なり、該空間分布を介して、発光する点光源の縦方向の位置によっても異なる2つの光波を、入射光波から形成する偏光子、および/またはc規則波および特異波の偏光状態またはその幾何学形状に基づいて、規則波および特異波を分離するように構成された偏光器または幾何学形状形成器をさらに備える、請求項39に記載の装置。各々の点光源は、前記試料の1つ以上のナノエミッタに対応し、前記装置は、入射光によってナノエミッタを照明できる照明器をさらに備え、前記検出器は、ナノエミッタから再放出される光を検出するように適応される、請求項39に記載の装置。試料の少なくとも1つのナノエミッタの空間位置を算出する光学測定機器であって、共焦点顕微鏡、請求項27に記載の測定装置、および/または請求項39に記載の測定装置を備える光学測定機器。試料の少なくとも1つの発光ナノエミッタの空間位置を算出する光学測定方法であって、前記試料内の少なくとも1つのナノエミッタの横方向の位置を算出するための請求項1に記載の測定方法、および前記試料の少なくとも1つのナノエミッタの縦方向の位置を測定するための請求項15に記載の測定方法を含む光学測定方法。本発明の少なくとも1つの実施形態の1つの目的は、蛍光顕微鏡法による超解像技術を、生物学およびさらに全般的には生命科学、またこれに加えて薬理学、医学および診断に対して提供し、これによって先行技術による装置の欠点を克服することである。本発明の少なくとも1つの実施形態の目的の1つは、蛍光顕微鏡法による超解像技術を生物分野に提供して、蛍光色素分子の特性を高精度で測定することができ、同じ被照明分量内にある複数の蛍光色素分子の特性を認識測定することができる光学系を達成することである。本発明の少なくとも1つの実施形態のもう1つの目的は、蛍光顕微鏡法による超解像技術を生物分野に提供して、蛍光色素分子の特性を高精度で測定することである。本発明の少なくとも1つの実施形態のもう1つの目的は、同じ被照明分量内にある複数の蛍光色素分子の特性を高精度で取得測定する蛍光顕微鏡法による超解像技術を生物分野に提供することである。この目的のため、本発明の第1の態様は、試料の少なくとも1つの発光ナノエミッタの空間位置を算出するための光学測定方法であって、トポロジー群の異なる少なくとも2つの一連の配光分布を試料に照射すること、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタが試料から再放出する光を検出すること、検出光から、少なくとも1つの光学画像を各々の配光分布に対して生成すること、および光学画像をアルゴリズムによって解析して、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの位置情報を得ることを含む、方法を提供する。検出には、平均波長λで反射光を検出することが含まれてよい。反射光は、開口数の高い対物レンズで集光されることができる。両分布とも、小規模とすることができる。複数の分布は、時系列に生成されるか、あるいは同時に形成されてよい。一実施形態によれば、2つの小規模な配光分布は、試料上の同一位置にある。1つの実施形態によれば、トポロジー群の異なる前記少なくとも2つの小規模な配光分布は、規則波と特異波との間、または2つの特異波の間の干渉によって形成され、前記少なくとも2つの分布間の空間的相違は、以下のパラメータ:a規則波のパラメータのうちの少なくとも1つ、b少なくとも1つの特異波の少なくとも1つのパラメータおよびc規則波と特異波との間または2つの特異波の間の位相差のうちの少なくとも1つを変化させることによって形成される。様々なパラメータには、例えば振幅、位相、偏光、コヒーレンスが含まれてよい。1つの実施形態によれば、本方法は、入射光波から、同一位置にある2つの光波、つまり1つの規則波および1つの特異波を形成することを含む。1つの実施形態によれば、本方法は、さらに、入射する1つの規則波を2つの規則波に分離して、別々の幾何学的光路に沿わせること;規則光波のうちの少なくとも1つを特異光波に変換すること、および形成された2つの出射光波を融合することを含む。1つの実施形態によれば、本方法は、さらに、規則波および/または特異波の相対的振幅を制御するステップ、所定の順序に従って、偏光および/または入射光波の位相状態または規則波および特異波を形成する結晶サブモジュールからの出射光波の位相状態を制御するステップ、特異波または規則波の形状を制御するステップ、および光波の配光分布の中心位置を互いに揃えるステップのうちの少なくとも1つを含む。1つの実施形態によれば、本方法は、さらに、前記重なった配光分布から出射する偏光を、静的または動的に形成することを含み、これによって、前記小規模な配光分布の形状およびサイズに対するベクトル効果を緩和することができ、このベクトル効果は、円偏光、放射偏光、または方位偏光のように対称に回転する静的偏光状態および/または動的偏光状態を供給して出射偏光の形状を加工することによって、光学画像を生成するのに使用される開口数の高いレンズによって生じる。1つの実施形態によれば前記少なくとも2つの配光分布は、マルチモードレーザーの様々なモードの強度を制御することによって形成される。1つの実施形態によれば、反射光の平均波長lよりも実質的に小さいサイズの領域が試料内に存在し、この領域では、前記少なくとも2つのトポロジー群の異なる小規模な配光分布の強度を数学的に特別に組み合わせた値は、前記領域に含まれる前記配光分布部分の横方向の位置に対して正であり、前記特別な数学的組み合わせは、前記領域以外の配光分布のその他の全部分で、ゼロに近い。1つの実施形態によれば、少なくとも1つのナノエミッタは、蛍光色素分子であり、この蛍光色素分子の一連の蛍光光度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が前記蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、前記蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる。もう1つの実施形態によれば、ナノエミッタのうちの少なくとも2つは、異なる空間位置にある蛍光色素分子であり、各々の蛍光色素分子は、光を放出し、この光の強度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が前記少なくとも2つの蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、少なくとも2つの蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる。1つの実施形態によれば、反射光の波長lよりも実質的に小さいサイズの領域が試料内に存在し、この領域では、前記トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布を数学的に組み合わせた複数のものを比較すると、a単一の発光ナノエミッタ、b複数の同一位置の発光ナノエミッタ、およびc互いに距離を置いて位置する複数の発光ナノエミッタのうちの少なくとも1つを区別し、これによって、発光ナノエミッタ間の距離が算出されることができる。1つの実施形態によれば、本方法は、さらに、一連の前記少なくとも2つの配光分布および/または一連の前記少なくとも2つの配光分布の位置を、測定データまたは外部情報に応じて変化させることを含む。1つの実施形態によれば、トポロジーの異なる配光分布の照射は、円錐回折によって形成され、円錐回折効果を生み出す少なくとも1つの結晶の入射および出射の偏光状態を変化させることによって修正される。1つの実施形態によれば、少なくとも1つの測定した発光ナノエミッタの空間位置は、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの横方向の位置である。本発明の第2の態様では、複数の点光源の空間位置を算出するための光学測定方法であって、複数の点光源から放出される光を検出すること;放出された光を複数のセンサに対して分離して、同時または連続的に検出すること;点光源から放出され、前記点光源の空間位置によって異なる特定の検出器に誘導される光を、均衡すること;検出光から光学画像を生成すること;および光学画像をアルゴリズムで解析して、複数の点光源の位置情報を得ること、を含む方法を提供する。1つの実施形態によれば、各々の点光源は、複数のナノエミッタのうちの1つ以上に対応し、本方法は、入射光によって試料のナノエミッタを照明して、ナノエミッタから再放出される光を検出し、ナノエミッタの位置を特定することからなる予備ステップを含む。一実施形態によれば、測定した空間位置は、各々の点光源または発光ナノエミッタの縦方向の位置である。1つの実施形態によれば、放出光は、各々の点光源または発光ナノエミッタの縦方向の位置に応じて、または各々の点光源またはナノエミッタが放出する波長に応じて分離される。一実施形態によれば、放出光の分離は、レンズの焦点面に位置決めされた光源から出射するコリメートされた放出光を、焦点面の手前または背後にある点光源から出射するコリメートされていない放出光から分離するように、複数の検出チャネルで行われる。1つの実施形態によれば、本方法は、さらに、測定データまたは外部情報に基づいて、検出チャネルのパラメータを変化させることを含む。1つの実施形態によれば、本方法は、さらに、ほぼ平行な光ビームであって、収束角または発散角が平行光とは異なり、この角度値は、各々の点光源の縦方向の位置に応じて異なる光ビームを、各々の点光源から生成するステップ、偏光が直交し幾何学形状が異なる同一位置の2つの光波である1つの規則波および1つの特異波であって、規則波と特異波との間のエネルギー比が、光ビームの収束角または発散角によって異なり、それによって点光源の縦方向の位置によっても異なる2つの光波を、入射光波から生成するステップ、規則波および特異波の偏光状態、またはこの幾何学形状に基づいて、規則波および特異波を分離するのに適した偏光または幾何学形状を変更するステップのうちの少なくとも1つを含む。1つの実施形態によれば、本法は、さらに、複数の光源から再放出される光度を、偏光ビームスプリッタを使用して、偏光が直交する複数の独立したチャネルに分離すること、および各々のチャネルから出射する光度を融合し、偏光の縦方向の位置の長さまたは光の中の光度の管形状が、融合によって維持されるようにすることを含む。1つの実施形態によれば、本法は、さらに、特定の縦方向の位置に位置決めされた点光源を集光すること、および前記縦方向の位置の前後に位置決めされた光源を散乱させて、各々の点光源の縦方向の位置に応じて配光分布が集光時とは異なるようにすることを含む。1つの実施形態によれば、本法は、さらに、偏光の異なる2つの光波であって、偏光の異なる波同士の間のエネルギー比が、焦点の空間分布によって異なり、この空間分布を介して点光源の縦方向の位置によっても異なる2つの光波を、入射光波から生成すること、および規則波および特異波の偏光状態またはこの幾何学形状に基づいて、規則波および特異波を分離することを含む。1つの実施形態によれば、放出光または再放出光の検出は、顕微鏡対物レンズの焦点面内に限定される。1つの実施形態によれば、前記少なくとも光学画像は、例えば共焦点顕微鏡のような光学顕微鏡を使用して生成される。本発明の第3の態様では、試料上に位置決めされた少なくとも1つの発光ナノエミッタの空間位置を算出する光学測定装置であって、トポロジー群の異なる一連の少なくとも2つの小規模な配光分布を試料に照射するように適応した照射手段、試料の前記少なくとも1つの発光ナノエミッタによって反射光を検出するように適応した検出手段、検出光から、各々の配光分布に対して少なくとも1つの光学画像を生成するように適応した生成手段、および光学画像のコンピュータ解析を実行して、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの位置情報を得ることができる解析手段を備える装置を提供する。一実施形態によれば、照射手段は、両方の小規模な配光分布を試料に対して同一位置にするように構成される。1つの実施形態によれば、照射手段は、規則波と特異波との間または2つの特異波の間の干渉によって、前記少なくとも2つの配光分布を形成するように、また、以下のパラメータ:a規則波のパラメータのうちの少なくとも1つ、b少なくとも1つの特異波の少なくとも1つのパラメータおよびc規則波と特異波との位相差または2つの特異波の位相差のうちの少なくとも1つを変化させることによって、前記少なくとも2つの分布間に空間差を形成するように適応される。1つの実施形態によれば、本装置は、入射光波から、2つの同一位置の光波つまり1つの規則波および1つの特異波を形成する結晶サブモジュールであって、薄型の2軸結晶および/または1軸結晶を備える前記サブモジュールレンズを備える。1つの実施形態によれば、本装置は、入射規則波を、別々の幾何学的光路に沿う2つの規則波に分離するように適応した光学サブモジュールであって、サブ波長格子であって、格子段階が反射光の平均波長よりも小さい少なくとも1つのサブ波長格子、および薄型の2軸結晶または1軸結晶を備える処理手段を使用して、規則光波のうちの少なくとも1つを特異光波に変換するように構成されたサブモジュールを備える装置において、光学モジュールは、形成された2つの出射光波を合成するように設計される、装置。1つの実施形態によれば、本装置は、規則波および特異波の相対的振幅を制御し、任意に、波の配光分布の中心位置を互いに並進運動させるように適応した部分偏光子を備える。1つの実施形態によれば、本装置は、振幅、偏光または位相を光学的に制御するサブモジュールであって、サブモジュールレンズの入射光波または出射光波の偏光状態および/または位相状態を、所定の順序で制御することができる、少なくとも1つの制御可能または調整可能な光学素子を備えるサブモジュールを備える。1つの実施形態によれば、本装置は、規則波または特異波の形状を制御できる少なくとも1つの調整可能な光学素子からなる、制御サブモジュールを備える。1つの実施形態によれば、本装置は、偏光検光子および/または前記配光分布から出射する偏光の形状を加工する静的または動的なサブモジュールであって、各々の小規模な配光分布の形状およびサイズに対するベクトル効果を緩和することができ、このベクトル効果は、光学画像を生成し、円偏光、放射偏光、または方位偏光のように対称に回転する静的偏光状態および/または動的偏光状態を供給して出射偏光の形状を加工するのに使用される開口数の高いレンズによって生じる、サブモジュールを備える。もう1つの実施形態では、本装置は、マルチモードレーザーであって、レーザーモードの強度を制御でき、トポロジー群の異なる少なくとも2つの小規模な配光分布は、様々なレーザーモードの強度を制御することによって形成されるマルチモードレーザーを備える。1つの実施形態によれば、反射光の平均波長lよりも実質的に小さいサイズの領域が試料内に存在し、この領域では、照明手段によって形成されるトポロジー群の異なる前記少なくとも2つの小規模な配光分布の強度を数学的に特別に組み合わせた値は、前記領域内に含まれる横方向の位置に対して正であり、前記特別な数学的組み合わせは、前記領域以外の配光分布のその他の全部分で、ゼロに近い。1つの実施形態によれば、少なくとも1つのナノエミッタは、蛍光色素分子であり、この蛍光色素分子の一連の蛍光光度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が前記蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、前記蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる。1つの実施形態によれば、ナノエミッタのうちの少なくとも2つは、異なる空間位置にある蛍光色素分子であり、各々の蛍光色素分子は、一連の蛍光光度を有し、この光度は、トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布が前記少なくとも2つの蛍光色素分子に係る入射強度によって異なり、これによって、少なくとも2つの蛍光色素分子の空間位置が特徴付けられる。1つの実施形態によれば、放出光の波長lよりも実質的に小さいサイズの領域が試料内に存在し、前記トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布を数学的に組み合わせた複数のものを比較する比較器をさらに備えて、a単一の発光ナノエミッタ、b複数の同一位置の発光ナノエミッタ、およびc互いに距離を置いて位置する複数のナノ標識光のうちの少なくとも1つを区別し、これによって、ナノ標識光間の距離が算出される、。1つの実施形態によれば、照射手段は、前記少なくとも2つの一連の配光分布および/または前記少なくとも2つの配光分布の位置を、測定データまたは外部情報に応じて変化させるように構成される。1つの実施形態によれば、照射手段は、円錐回折を行う少なくとも1つの円錐形結晶、および前記少なくとも1つの円錐形結晶の入射および出射の偏光状態を変化させる手段を備える。一実施形態によれば、前記少なくとも1つの発光ナノエミッタの横方向の位置を測定するように構成される。第4の態様によれば、本発明は、複数の点光源の空間位置を算出するための光学測定装置であって、複数の点光源から放出される光を検出するように適応した検出手段、および反射光を複数のセンサに対して分離して、同時または連続的に検出するための分離手段であって、発光ナノエミッタが再放出する光を均衡して、前記発光ナノエミッタの空間位置によって異なる特定の検出器に誘導する、分離手段、および検出光から光学画像を生成するのに適した画像生成手段、および光学画像のコンピュータ解析を実行して、複数の点光源の位置情報を得ることができる解析手段を備える装置を提供する。1つの実施形態によれば、本装置は、各々の点光源の縦方向の位置を測定するように構成される。1つの実施形態によれば、1つの点光源が、試料の1つ以上のナノエミッタを含み、本装置は、試料のナノエミッタを入射光によって照明するように適応した照明手段、およびナノエミッタが再放出した光を検出してナノエミッタの位置を特定するように適応した検出手段を備える。例えば、蛍光色素分子は、ナノエミッタとすることができる。1つの実施形態では、分離手段は、各々の点光源の縦方向の位置に応じて、または各々の点光源が再放出する波長に応じて、反射光を分離するように構成される。1つの実施形態では、分離手段は、複数の検出チャネルに対して、レンズの焦点面に位置決めされた点光源から出射するコリメートされた反射光を、焦点面の手前または背後にある点光源から出射するコリメートされていない放出光から分離するように構成される。1つの実施形態によれば、本装置は、さらに、測定データまたは外部に基づいて検出チャネルのパラメータを変化させる変化手段を備える。1つの実施形態によれば、本装置は、さらに、小量の光の中に位置する放出光の複数の点光源から来る光度を、各々の点光源の縦方向の位置に応じて、別々の検出器、および/または同じ検出器の別々の位置に誘導することができる誘導手段を備える。1つの実施形態によれば本装置は、さらに、補助光学器械を介して顕微鏡対物レンズおよびサブ検出ユニットと相互作用し、この両者を互いに相互作用させるサブモジュールを備える。1つの実施形態によれば、本装置は、ほぼ平行な光ビームであって、収束角または発散角が平行光とは異なり、この角度値が、各々の点光源の縦方向の位置に応じて異なる光ビームを、放出光の各々の点光源から形成するように適応した光学手段を備える。1つの実施形態によれば、本装置は、結晶サブモジュール、または結晶サブモジュールのカスケードであって、各々の結晶サブモジュールは、2軸結晶および/または1軸結晶、および補助光学器械からなり、前記結晶サブモジュールは、偏光が直交し幾何学形状が異なる同一位置の2つの光波である1つの規則波および1つの特異波であって、規則波と特異波との間のエネルギー比がビームの収束角または発散角によって異なり、それによって、発光する点光源の縦方向の位置によっても異なる2つの光波を、入射光波から形成するように適応した、結晶サブモジュールを備える。1つの実施形態によれば、本装置は、規則波および特異波の偏光状態、またはこの幾何学形状に基づいて、規則波および特異波を分離するのに適した偏光または幾何学形状を変更するための手段を備える。1つの実施形態によれば、本装置は、放出光の複数の点光源の光度の偏光を分離するビームスプリッタであって、偏光が直交する2つの独立したチャネルに分離できる、縦方向超解像モジュールの一部であるビームスプリッタ、および縦方向超解像モジュールの各々のチャネルから出射する光度を融合し、偏光の光度の縦方向の位置または幾何学的チャネルが、融合によって維持されるようにする手段を有する。1つの実施形態によれば、本装置は、所定の縦方向の位置に位置決めされた再放出光の点光源を集光することができ、前記縦方向の位置の前後に位置決めされた再放出光の点光源をわずかに散乱させて、各々の点光源の縦方向の位置に応じて配光分布が集光時とは異なるようにすることができる光学手段を備える。1つの実施形態によれば、本装置は、偏光を空間的に変化させる手段であって、厚さを変更できる少なくとも1つの1軸結晶、反射光および/または位相波長板の平均波長よりも低い段階のサブ波長格子を有し、偏光の異なる2つの光波であって、偏光の異なる波同士の間のエネルギー比が焦点の空間分布によって異なり、この空間分布を介して発光する点光源の縦方向の位置によっても異なる2つの光波を、入射光波から形成する手段を備える。1つの実施形態によれば、本装置は、規則波および特異波の偏光状態またはその幾何学形状に基づいて、規則波および特異波を分離できる偏光手段または立体形成手段を備える。第5の態様では、本発明は、試料の少なくとも1つの発光ナノエミッタの空間位置を算出する光学測定器であって、例えば共焦点顕微鏡などの顕微鏡、本発明の第3の態様の1つの実施形態による測定装置、および/または本発明の第4の態様の1つの実施形態による測定装置を備える光学測定器を提供する。第6の態様では、本発明は、試料の少なくとも1つの発光ナノエミッタの空間位置を算出する光学測定方法であって、試料内の少なくとも1つのナノエミッタの横方向の位置を算出するための本発明の第1の態様の実施形態による測定方法、および試料の少なくとも1つのナノエミッタの縦方向の位置を測定するための本発明の第2の態様の実施形態による測定方法を含む、光学測定方法を提供する。もう1つの態様では、本発明は、トポロジー群の少なくとも2つの小規模な配光分布を試料に対して連続的に照射することからなる光学測定方法を提供する。もう1つの態様では、本発明は、トポロジー群の異なる少なくとも2つの小規模な配光分布を試料に対して連続的に照射するためのプロジェクタで光学測定を行うための機器を提供する。もう1つの態様では、本発明は、空間的に互いに離れた少なくとも2つの配光分布であって、前記分布の各々の直径は、試料からの放出光の平均波長の1.5倍未満であり、前記分布の強度を合わせたものが、サイズが前記平均波長の半分未満である局所的な特徴を形成する配光分布を連続的に形成するように構成される、光学系を提供する。もう1つの態様では、本発明は、光学機器および被照明測定領域を有する光学系であって、光学機器は、空間的に互いに離れた少なくとも2つの配光分布を連続的に形成するように構成され、この分布の一方またはもう一方に対して強度がゼロである点をすべて含む測定領域内に一連の点を規定し、前記一連の点のうちの測定点に近い領域に位置する点は、測定領域の半径の半分未満または半分に等しい、光学系を提供する。もう1つの態様では、本発明は、光学装置および被照明測定領域を有する光学系であって、光学装置は、空間的に互いに離れた少なくとも2つの配光分布を連続的に形成するように構成され、この分布の一方または他方に対して強度がゼロである点および局所的な強度が最大である点をすべて含む被照明領域内に一連の点を規定し、前記一連の点のうちの1点の近くに位置する点は、測定領域の直径の1/6未満または1/6に等しい、光学系を提供する。もう1つの態様では、本発明は、光学機器、および測定領域の中心を通るラインを有する小規模な測定領域であって、光学機器は、空間的に異なる配光分布を形成するように構成され、ライン沿いの強度同士のエネルギー比は、最大、最小、さらにもう1回最大になる、光学機器を提供する。もう1つの態様では、本発明は、光学装置を備える横方向超解像モジュールであって、光学装置は、放出される平均波長λの1.5倍よりも直径が小さい空間的に異なる少なくとも2つの光点を連続的に形成するように適応され、前記光点の強度を合わせて波長lの40未満のサイズである局所的な細部を形成する、横方向超解像モジュールを提供する。少なくとも1つの実施形態の目的は、新規な装置、つまり横方向超解像モジュールであって、直径が波長λの1.5倍未満である点が空間的に異なる少なくとも2つの光点を形成するように適応され、前記光点の強度を合わせた局所的な特徴が、波長λの40よりも小さい光学装置を備える、横方向超解像モジュールを提供することである。もう1つの目的は、縦方向超解像モジュールと称する視覚系であって、点光源の縦方向の位置によって異なる点光源から出射する光ビームの、幾何学形状、幾何学形状と偏光、または偏光のうちの少なくとも1つを変更するように構成された視覚系を提供することである。少なくとも1つの実施形態のもう1つの目的は、蛍光顕微鏡法のための超解像系であって、顕微鏡の光路に組み込まれた横方向超解像モジュールを備え、小規模な配光分布内の横方向の様々な位置に位置決めされた複数の蛍光色素分子からなる試料に、波長サイズがほぼ半分である空間的に異なる一連の光点を照射し、各々の蛍光色素分子は、蛍光色素分子への入射光に線形的または非線形的に依存する一連の蛍光光度で蛍光を発し、蛍光色素分子の横方向の位置を特徴付ける、超解像系を提供することである。少なくとも1つの実施形態のもう1つの目的は、蛍光顕微鏡法のための超解像系であって、顕微鏡の検出路に組み込まれた縦方向超解像モジュールを備え、少量の被照明領域に置かれた複数の点光源から出射する光度が、別々の検出器または同じ検出器の異なる立体位置またはこの両方を合わせたものに分離される、超解像系を提供することである。少なくとも1つの実施形態のもう1つの目的は、蛍光顕微鏡法のための超解像系であって、顕微鏡の照明路に組み込まれた横方向超解像モジュール、および/または前記超解像蛍光顕微鏡のための検出回路内にある顕微鏡の検出路に組み込まれた縦方向超解像モジュールを備える、超解像系を提供することである。本発明のいくつかの実施形態は、新規かつ補足的な2つの光学超解像モジュールであって、本明細書では横方向超解像モジュールおよび縦方向超解像モジュールと称するモジュールに基づく新規な技術を提供する。横方向超解像モジュールは、主に新たな横方向の解像を提供し、縦方向超解像モジュールは、主に新たな縦方向の解像を提供する。単一のモジュールを使用する実施形態を実装することもできる。いずれの光学モジュールも、適切なアルゴリズムおよび改良型検出モジュールをもって完全となる。モジュールは、既存の蛍光顕微鏡に組み込まれることができる。このようにする代わりに、3次元の超解像系を対象として最適化した専用の蛍光顕微鏡を開発することができる。本発明の実施形態による超解像の方法および装置は、従来の技術および先行技術の設計とは大きく異なり、そのため、蛍光色素分子のディスクリプタを高精度で測定でき、同じ被照明分量内に置かれたいくつかの蛍光色素分子のディスクリプタを認識し測定できる超解像系の技術および装置を達成するために開発した装置を提供する。本発明は、図面とともに説明される以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明から、よりよく理解されるであろう。本発明のその他の目的および利点は、読者にとって明らかになり、これらの目的および利点は、本発明の一部であると考える。位相および偏光、偏光測定、ストークスパラメータならびにストークスパラメータの測定技術を説明するのに通常の定義が使用される。配光分布の中心またはセントロイドは、強度の重心である。配光分布の直径は、特異波の中心がゼロであることを考慮せずに、規則波と特異波の両方の強度が最初にゼロであるときの直径である。2つの配光分布は、その中心が一致している場合または固定された所定の空間値の分だけ離れている場合は、同一位置にある。本明細書では、基本のメートル法として発光波長を使用する。本明細書では、通常の定義を以下の光学要素に対して使用する:光を伝送する、屈折するまたは反射するあらゆる光学手段を含めるように定義を拡大したレンズ、補助光学器械他の2つの光学サブモジュールまたは光学モジュール間の幾何学パラメータまたは位相および/もしくは偏光のパラメータのいずれかを相互作用させ、調整するための光学サブモジュール、偏光子、検光子、位相差板、偏光ビームスプリッタおよび非偏光ビームスプリッタ、偏光ビームコンバイナおよび非偏光ビームコンバイナ。本明細書において、部分偏光子とは、2つの直線偏光線二色性または2つの円偏光円二色性に対する吸収が異なる部品またはモジュールを意味する。偏光または位相の動的なサブモジュールに言及して、偏光または位相が時間の経過とともに、制御された方法で離散的または継続的に変化する光学手段について説明する。これらの偏光または位相の動的なサブモジュールは、以下のものを含むがこれに限定されない:軸周りを回転する波長板、液晶技術に基づくライトバルブ、ポッケルスセルやケルセルとしても知られる電気光学装置、共振型電気光学装置、ファラデーセルとしても知られる磁気光学装置、音響光学装置もしくは弾性光学装置またはこれらの手段を任意に組み合わせたもの。セントロイドアルゴリズムについて言及して、セントロイドおよび場合によっては配光分布の幅FWHM、全幅半値を測定するための標準的な手順について説明する。このアルゴリズムに関しては、1978年の文献Lindegren[5]など、多くの文献が出版されている。このアルゴリズムの起源は、天文学および天文測定学であり、このアルゴリズムによって星の位置を高精度で測定することが可能になった。現在このアルゴリズムは、生物分野の超解像を含め、光学機器を扱う分野全体で使用されている。本明細書では、以下の光学電子部品に対して通常の定義が使用される:光電検出器、CCD、EMCCD、CMOS、SPAD単一光子アバランシェダイオードおよびSPADマトリクス。本明細書では、以下の用語を使用する:光度の空間分布を表す光学画像、光学画像によって特定の瞬間に検出面に作成されたCCDの電荷の空間分布、CMOSに対する電流の空間分布またはSPADに対するイベントの空間分布を記述するための電子画像、電子画像を変換して作成した数字のマトリクスを記述するためのデジタル画像。本文の読解および理解を簡易にするため、PMTまたはSPADなどの単一画素検出器の出力に対する画像用語を使用し、これを単一画素からなる画像と考える。曖昧さが存在しない場合、または3種類の画像を区別する必要がない場合、一般の簡易な画像用語を使用する。本明細書で説明する画像は、縮小像であり、典型的には直径が5未満である低数のエアリーディスク径、および/または低数の画素で、典型的には4×4から32×32の画素と実質的に等しいサイズの画像であるであると特徴付けてよい。デジタル画像Ajにおいて、添字mおよびnは、画素指数を表し、画素の原点は、これ以降の段落で定義する解析分量の中心を照射する箇所として選択される。本明細書では、CCD、EMCCDおよびCMOSなどのマトリクス検出器に使用される専門用語を使用して画像を示した。SPADおよびSPADアレイの場合、測定結果は、光子が与える影響を時系列に並べたリストであり、各々の光子が影響を与えた時間および位置を詳細に示すものである。本明細書の説明を簡易にするため、この事例を画像の定義に含める。偏光測定およびストークスベクトル偏光測定とは、入射光の偏光状態を測定することを指す。入射光の偏光状態は、1852年にジョージガブリエルストークスが導入した一連の値であるストークスパラメータを用いて説明することができ、これは光学分野で使用される。当業者に公知の補足的技術情報本章では、本発明に必要で当業者に公知の一連の技術要素を取り上げる。デカルト座標および極座標点ρ、θの極座標は、次式を用いてデカルト座標x、yから導かれる:極座標における電場および角度モードある合成電場ベクトルがEρ、θであり、極座標で記述するとρ、θであるとすれば、この電場は、実際の振幅Aρ、θ、実際の位相φρ、θおよび偏光の単位ベクトルur、θを用いて次式で表すことができる:光学分野では、電場成分、すなわち直交座標モード、デカルト座標モードまたは極座標モードでの振幅、位相および偏光を分解することが通例である。ガウスモード、エルミートガウスモードおよびラゲールガウスモードなどの直交極座標モードでの多くの分解が、当業者に知られている。本明細書では、電場の振幅を次式の超幾何ガウスHypergeometric-Gaussianmodes、HyGGで分解する方法を主に使用する:特異波特異波は、中心の強度がゼロであり、方位角位相が2πの倍数分変動する。光学分野におけるこの研究テーマは、1974年にJ.FNyeおよびM.Berryによる重要文献[6]が最初であり、現在は特異光学singularopticsとして知られている。規則波および特異波の例を以下に説明する。トポロジーおよび小規模な配光分布以下に定義する小規模コンパクトであることの条件のうちの1つを満たせば、点光源の配光分布は小規模と考えられ、以下は、二者択一で非排他的な2つの条件である:エアリー半径の1.75倍未満の半径の円にエネルギーの75超が含まれる、あるいは強度ゼロのラインで規定されエネルギーの65超を含む光の範囲が、エアリー半径の2倍未満の半径の円内にある。トポロジーの異なる点状の配光分布の様々な群を以下のように区別する:光学分野で通常定義される規則分布。2つの小規模な配光分布は、以下の条件のうち任意の少なくとも1つを満たせば、異なるトポロジー群とみなされる:一方が規則的、他方が特異的であり、一方が点光源、他方がリング光源である。2つの異なる配光分布の振幅の方位角次数が異なる。2つの異なる配光分布の振幅の偏光または位相の方位角次数が異なる。あるいは、特定の分量に照射された2つの配光分布は、一緒に照射された面積の相当な部分で勾配が逆方向であれば、トポロジーが異なると考える。蛍光色素分子は、回折限界よりも実質的に小さいサイズの発光ナノエミッタである点光源群として最もよく知られた例である。ナノエミッタとは、物体に付着した小さな二次発光体であり、波長の一部分よりも遙かに小さく、典型的には波長の5分の1よりも小さいサイズだがこれに限定されない。発光ナノエミッタは、入射エネルギーを吸収し、入射光と同じ波長または異なる波長で再度光を放出する。ナノエミッタが放出する光は、コヒーレント、部分的にコヒーレントまたは吸収光とインコヒーレントであってよい。ナノエミッタの主な例は、蛍光色素分子およびナノ粒子だが、その他多数の素子も含まれる。本発明の内容におけるナノ発光体の定義は、以下の2つの条件によって決定される:点光源の二次発光体を形成すること、および生物学的実体または有機実体に対して発光体を所定位置に置くこと。ナノエミッタを形成できる物理的機構は多数あり、この機構には、吸収、散乱または反射、蛍光、放出抑制[7]、光活性化現象[8、9]、2つ以上の光子の蛍光[10]、もしくは非弾性散乱、ラマン散乱、または当業者に公知のその他の物理的機構が含まれるがこれに限定されない。発光ナノエミッタによる電磁波の放出を説明するのに、光の放出という用語を使用し、この光は、コヒーレント、インコヒーレントまたは部分的にコヒーレントである。生物学的実体または有機実体に付着する吸収性または反射性の散乱粒子を含めて、ナノエミッタの定義を拡大する。散乱粒子、拡散粒子、反射粒子または吸収粒子が電磁場に対して起こす行動を、バビネの原理に従って、粒子から出射する補助的な二次フィールドで、入射電磁場に重なるフィールドの逆位相を用いて形成するように、吸収粒子に対して実際に説明することができる。本特許明細書では、一連の情報を表すための単一の蛍光色素分子のディスクリプタに言及して、特定の瞬間の点光源としての蛍光色素分子を説明する。ナノエミッタは点光源と考えられ、ナノエミッタを表す情報はすべて、限定数のパラメータを含み、そのパラメータとはすなわち、ナノエミッタの空間内の位置、ナノエミッタの強度、ナノエミッタの強度のスペクトル特性、コヒーレンス、入射光の機能として蛍光色素分子が放出する光の位相および偏光である。しかしながら、ほとんどの場合、および本発明の記載では、ディスクリプタという名称を用いる場合は、蛍光色素分子のディスクリプタのサブセットを指し、このサブセットには、例えば発光スペクトルで区別される発光ナノエミッタのいくつかの個体が同じ試料内にあるときの蛍光色素分子の幾何学的位置、蛍光色素分子の強度、および蛍光色素分子の種類が含まれる。明細書内で用いるこのような簡易化によって、本発明の範囲が変化することはなく、本発明は、発光ナノエミッタのディスクリプタすべてをその範囲内に含める。本発明の内容を理解しやすくするため、以下の説明では最も簡易な事例のみに言及し、この事例でのナノエミッタは蛍光色素分子であり、物理的な相互作用は、1つの光子を有する蛍光である。しかしながら、本明細書は、根底にある物理的現象がいかなるものであっても、以前に言及したまたは当業者に公知のあらゆる発光ナノエミッタに適用できる方法および概念の一般的記載を簡易化した説明であると解釈されるべきである。注目すべきは、ナノエミッタは、入射強度の空間分布全体に影響を及ぼすことなく、正確に3次元の位置で入射光度またはフィールドをサンプリングする点である。本明細書では、この注目すべき特性を発光ナノエミッタのサンプリング能力という。再度図1を参照する。特定の生体16および19ならびに17および18に位置する蛍光色素分子をすべて、明るい生体と称し、これらは、アルフレッドコージブスキーが一般意味論[11]で定義した意味での生物体の地図を表す。しかしながら、説明を簡易化するために、一切の曖昧さが生じ得ない場合は、この生体を光を発する生体として呼ぶことが通例である。光を発する生体は、その生体に関する情報を含んでおり、その情報とは主に、例えば細胞を2つに分割する場合の時空間情報、時間に対するこの生体の位置および向き、ならびに形態学的情報である。根本的情報、一般意味論の専門用語でいうところの地図は、蛍光色素分子の一連のディスクリプタおよび時間に沿ったその変化である。生体情報および幾何学情報は、この根本的情報から推定されるものにすぎない。測定系は、蛍光色素分子のディスクリプタの変化、測定した地図を計算する。測定したこの地図は、ノイズ、測定条件、システムの限界または測定の不確かさが原因で、もとの地図とは異なるものである。この情報地図は、後に様々なレベルの抽象化に発展させることができる。したがって、基本レベルである地図は、蛍光色素分子の一連のディスクリプタの変化を含み、この情報は、例えば、蛍光色素分子およびそのディスクリプタのリストとして構築されてよい。直接的な測定の結果を示すこの抽象化レベルは、一見して生物情報を含んでいないように見えるが、光の点によって描かれる物理的な測定の結果であり、標識した任意の実体を表すこともできる。幾何学的抽象化レベルである第2のレベルでは、ナノエミッタを幾何学的物体の形態に構築する。このレベルでは、発光物体およびその位置や向きなどの動的特性またはその形態についての描写が含まれる。このレベルでは、情報は依然として物理的なものであり、一連の物体を描写する幾何学情報である。幾何学情報は、測定した地図および潜在的にはシステムに無関係の補助的情報を、光スポットと物体との関係に対して使用する。生物的抽象化レベルによって、測定した物体とその生物学的実体との構成上の関係を通して、生物学的事実をある程度理解することが可能になる。これには、生体に関する一連の情報、主に位置およびその動作、その形状ならびに形態が含まれる。生物情報は、測定した地図および幾何学情報ならびに潜在的には光学系に無関係の補助的情報を、光スポットと生物学的実体を含む物体との関係に対して使用する。このレベルでは、試料の生物的機能性に関する数々の結論を得ることができる。円錐屈折とは、1832年にハミルトンが予測し[12]、2ヶ月後にロイドが実験で確認した[13、14]光学現象である。円錐屈折は、2軸結晶の光軸方向に入射した光ビームの伝搬を描くものである。ハミルトンは、光が光線からなる中空の円錐形で出射することを予測した。円錐屈折は、科学の歴史において重要な段階であり、電磁波の理論を証明する役割を果たした。20世紀末の数年に再び円錐屈折への関心が高まり、ベリーBerryらが学説を完成させ[15]、[16、17]、2009年に実験で証明された[18]。ここで、ベリーの理論、専門用語および定義について見ていくが、これには物理的作用の名前の変更も含まれ、この点からさらに厳密な円錐回折という用語を使用する。円錐回折は、理論的かつ実験的に著しい関心を呼んだが、現実的な用途は一切発見されなかった[19]。歴史的に、円錐回折は、2軸結晶で観察されたものである。無機質または有機質の2軸結晶を説明するために円錐形結晶に言及して、円錐回折の現象について記載する。2軸結晶の非限定的な例のなかには、アラレ石、KTP、KTA、LBO、KNb03、MDT、YCOB、BIBO、DAST、POM、NPP、LAP、およびLiInS2LiInSe2がある。他に、本質的により弱い円錐回折効果を形成する効果または短い光路に沿って円錐回折を形成する効果が存在する。これらの効果には、ポリマー、液晶および外部から誘導された複屈折効果が含まれる。ポリマーには、延伸ポリマーシートおよびカスケード重合[20]などが含まれるがこれに限定されず、液晶には、サーモトロピック2軸性ネマチック相[21]などが含まれるがこれに限定されず、誘導された複屈折の外部効果には、電気光学効果を形成する電場を中心対称性ではない立方晶系結晶に印加すること[22]、および光弾性変調器、[23]などが含まれるがこれに限定されない。次に、本発明の実施形態に係る円錐型回折モジュール300の構成の簡易概略図である図3を参照する。入射光30は、平行であると仮定するが、単純な光学手段を用いて他の状態に適応させてもよい。構成自体は、第1のレンズ31、円錐形結晶32および光学レンズ33を備える。2つの第1のレンズ31および33は、倍率1倍のケプラー望遠鏡の形態で構成されることが好ましい。以下にUoで表記する像空間内の第1のレンズ31の開口数は、以下に定義する円錐半径を介して円錐回折効果のパラメータを決定するものである。第1のレンズ31の焦点面には円錐の結像面35が配置され、前述の部分偏光子部29も加えられてよい。焦点レンズ36は、最終光スポットの規模を決定する。焦点レンズは、外部の顕微鏡対物レンズであってもよいし、または本発明のもう1つの実施形態で実施されるように、第2のレンズ33と一体化したものであってもよい。試料に照射される光の分布は、ベクトル効果を無視した状態の一次近似では、像面内の配光分布が縮小した像である。ベクトル効果の影響については以下で考察する。縮尺比率は、顕微鏡対物レンズに対してその倍率によって決定される。円錐の結像面での空間変数をRとし、波のベクトルをUとし、これらを円筒座標ではR,θRおよびU,θUと表し、光の波長をλとする。円錐形結晶32から出射する電場の挙動は、単一のパラメータである円錐半径R0によって全体的に特徴付けられる。この円錐半径は、[ベリー、2004年]で定義されたように、結晶の材料および幾何学的特徴によって異なる。配光分布について以下で説明するために、標準のパラメータをスカラー回折理論の限界に取り入れて、顕微鏡対物レンズの円錐の結像面と焦点との両方で有効になるようにする。円筒座標でρ,θRおよびu,θUと表される、正規化した半径位置ρ、正規化した波数ベクトルu、正規化した円錐半径ρ0は、次式から得られる。U0は、システムの開口数である。ρ0<2の場合、ここでは薄型の円錐形結晶を指し、ρ0<1の場合、ここでは線形で薄型の円錐形結晶の形状を指し、ρ0<0.5の場合、薄型で正弦曲線の円錐形結晶を指す。薄型円錐の結晶から出射する波は、正規化座標ではEρ,θRと表され、2つの波を積層して構成され、この2波は、本明細書では規則波である基本波EFρ、および特異波である渦波EVρ,θRを指す。この2波は、互いにコヒーレントであり、同一位置にあり、円偏光であり、キラリティが逆方向である。この式において、EFρは、基本的なスカラー振幅であり、FVρは、渦が縮小したスカラーの大きさであり、両者は次式から得られる。薄型で線形の円錐形結晶の場合、基本波は、エアリーディスクによって近似されることができ、渦波は、次式で表される線形の渦に近似されることができる。部分偏光子29の動作が、パラメータαを用いた渦波のスケーリングであると仮定すると、ストークスパラメータを上記の式から推定することができる。発光体の送信の波長または反射の波長で、各々の次元でのサイズが3波長よりも小さい分量に位置する12個未満の発光体のような一連の発光点を説明するために、スパースオブジェクトsparseobjectという用語を使用する。スパースオブジェクトを含むサイズが3波長未満の分量は、縮小サイズの解析分量を指す。次に、共焦点顕微鏡における量的閉じ込めの概念を示す簡易図である図4aから図4cを参照する。量的閉じ込めの機能は、3つのいずれの空間次元においても、試料の観察領域を可能な限り小さい分量の解析分量に限定することである。量的閉じ込めの機能は、2つの効果を組み合わせることによって解析分量を限定するものである。その効果とは、小さい面積、理想的にはエアリースポット50のサイズの面積に照射された光を閉じ込めること、および図2の共焦点ピンホール28によって焦点のずれた光を取り除くことである。この2つの効果を重ね合わせると、小さい分量の解析分量60ができる。この分量は、システムが検出する基本細胞のサイズを決定するものである。53から59の複数の蛍光色素分子からなるスパースオブジェクト51について考える。試験的分量60内に位置決めした53から55までの蛍光色素分子は、これらのみが光源によって励起されると同時に、この蛍光色素分子によって放出される光子は検出器モジュールに到達する。照明する円錐部56および57内にはない蛍光色素分子は、入射光に照明されない。図2の共焦点ピンホール28の共役面にある蛍光色素分子58および59によって放出される光は、ほぼ全体的に図2の共焦点ピンホール28によって遮断される。図4cのシステムに、2つの異なるデカルト座標を定義する。符号i:符号iを付した軸は、解析分量61の中心を中心とする基準デカルト座標系を表す。符号a:符号aを付した軸は、離散点62と考えるナノエミッタ上の各々の発光ナノエミッタに対する基準デカルト座標系を表す。後述するPSIT方法を用いる場合、試料に渦が照射されれば、渦の中心を一般に解析分量の中心と定義する。共焦点顕微鏡は、前述の量的閉じ込めを用いて解析分量を制限する。量的閉じ込めは、2つの効果を組み合わせることによって得られる。その効果とは、小さい面積、理想的にはエアリースポット50のサイズの面積に照射された光を閉じ込めること、および共焦点ピンホール41によって焦点のずれた光を取り除くことである。この2つの効果を重ね合わせると、小さい分量の解析分量60ができる。この分量は、光学系が検出する基本細胞のサイズを決定するものである。本発明の少なくとも1つの実施形態では、本特許明細書に記載した技術の基本的光学モジュールを作製するのに円錐回折を使用する。しかしながら、円錐回折に基づくモジュールを他の光学的概念に基づくモジュールで代用する代替実施態様で、同じ機能性を提供することが可能である。これらは、本発明の範囲内である。代替の光学的概念には、1軸結晶、サブ波長格子、構造化されたレーザーモード、ホログラフィック部品およびその他の当業者に公知の技術などがあるが、これに限定されない。これらの概念、技術ならびに光学機器および光電子機器は、当業者に公知のものであり、このような光学手段はいずれも多数の出版物に記載され、例えばD.Goldsteinが執筆した書籍PolarizedLight[25]、HandbookofMicroscopyConfocal[26]、HandbookofOptics[27]およびその他の当業者に公知の多くの出版物がある。頭字語頭字語本明細書では、本発明の好適な実施態様に対して特異的なプラットフォーム、モジュールおよび光学系の名称として、SuperResolutionusingConicalDiffraction円錐回折を用いた超解像の頭字語SRCDを使用する。本明細書では、ProjectedSequenceofIntensitieswithvariousTopologies様々なトポロジーの一連の照射強度の頭字語PSITを使用する。本明細書では、PositionDependentOpticalSemaphore位置依存光学セマフォの頭字語PDOSを使用する。SRCDPプラットフォーム、つまり円錐回折を用いた超解像プラットフォームは、測定方法論を実施し、円錐回折に基づく光学モジュールを使用する顕微鏡法用のプラットフォームである。SRCDPプラットフォームは、測定方法論の好適な実施態様である。本明細書では、本発明の好適な実施態様に対するPSIT方法を実施する光学モジュールの名称として、頭字語LatSRCSを使用する。本明細書では、本発明のPDOS方法の好適な実施態様を実施する光学モジュールの名称として、頭字語LongSRCSを使用する。本発明のいくつかの実施形態には、新規な測定方法論、つまり本測定方法論、ならびに体系的アルゴリズム方法、ハードウェアツール、ソフトウェアツールならびにこれを実施するためのアルゴリズムからなる一連の整合性を持つものが含まれる。実施形態に係る測定方法論によって、ナノサイズの光学データおよび超解像の像を取得することができる。本測定方法論は、原則的に、蛍光色素分子で標識した超解像生体試料データの測定に使用されるものだが、これに限らない。本測定方法論は、以下に記載する様々な測定方法およびアルゴリズム処理方法を用いて実施されることができる。とりわけ、本測定方法論は、以下のように称する2つの新規な測定方法:PSIT、様々なトポロジーの一連の照射強度およびPDOS、位置依存光学セマフォを同時にまたは別々に用いて実施されることができる。本発明のいくつかの実施形態は、PSIT測定方法およびPDOS測定方法を用いる測定方法論を実施するシステム顕微鏡法に対するプラットフォームにも関する。このシステム、SRCDPプラットフォーム、つまり円錐回折に基づく超解像プラットフォームは、本測定方法論の好適な実施態様である。SRCDPプラットフォームは、主に、顕微鏡に搭載された2つのハードウェアモジュールである新規かつ補足的な2つの光学モジュール、つまり光学モジュールLatSRCSとLongSRCS、および超解像した試料の情報を再構築するアルゴリズムモジュールSRCDAを備える。さらに、SRCDPプラットフォームは、改良型検出モジュール、システムの制御モジュール、およびソフトウェア基盤を有する。本測定方法論は、PSIT方法とPDOS方法の両測定方法を使用することからなる。しかしながら、用途によっては両方法を使用する必要のないものがあり、その場合は、本発明の範囲内である簡易化した本測定方法論に言及する。本発明のいくつかの実施形態は、蛍光色素分子分布および蛍光色素分子を測定し、蛍光色素分子を2次元または3次元でモニタリングするための本測定方法論を使用する方法にも関する。さらに、本発明の特定の実施形態は、本方法論ならびにPSIT方法およびPDOS方法、SRCDプラットフォーム、光学モジュールLatSRCSおよびLongSRCSならびにSRCDAアルゴリズムの多数の実施変形例に関する。Minsky[24]が記載し、上記で説明した共焦点顕微鏡の機能性は、3つの空間的次元において、試料の観察領域を可能な限り小さいサイズの解析分量となる分量に限定することである。当然の結果として、共焦点蛍光顕微鏡では、読み出された情報は、単一の実体と考える解析分量全体に対する単一強度の値である。さらに明確に言うならば、解析分量内の蛍光色素分子の位置に関する詳細情報は、先験的に共焦点顕微鏡では入手不可能なものである。被照明分量内での一層の区別を可能にするような新たな光学情報を生み出すことはできないというのが、一般的な見解であった。次に、本発明の少なくとも1つの実施形態に係る測定方法論の模範を示す簡易な概念の図である図4dを参照する。本方法論の模範は、図4aで概略的に示した蛍光共焦点顕微鏡の模範よりも遙かに目標の高いものである。図4dでは、顕微鏡対物レンズ22の焦点面に試験的分量60が設けられている。この試験的分量には、53から59のいくつかの蛍光色素分子からなるスパースオブジェクト51が含まれる。本方法を実施するシステムの結果は、再構築されたスパースオブジェクト63、蛍光色素分子のリストおよびその特性リスト64である。本発明の少なくとも1つの実施形態に係る方法を実施するシステムでは、共焦点顕微鏡法の寸法とほぼ同じ寸法である発光性の分量内で、いくつかの蛍光色素分子の特性を個別にかつ正確に回収することができる。この目的を達成するため、本発明のいくつかの実施形態に係る方法論は、時間と空間の両分野で、各々の被照明分量に対して大量の情報を光学的に形成するように設計される。本発明の一実施形態に係る本測定方法論の最新のプロセスは、5つの光学ステップ、1つの光電子検出ステップおよびアルゴリズムステップからなる7ステップに分割することができる。光学ステップ:トポロジーの異なる一連の小規模な配光分布を解析分量に照射する蛍光色素分子によって蛍光を放出する蛍光色素分子を焦点面上にイメージングする検出された反射光をいくつかの独立したチャネルに同時かつ/または連続的に分離する任意に、解析光の焦点面内に限定する検出ステップ点状またはマトリクス状の1つ以上の光検出器によって光度を検出するアルゴリズムステップ:検出された一連の像から、スパースオブジェクトを構成する蛍光色素分子のリスト、およびその特性を再構築する本発明のもう1つの実施形態によれば、本測定方法論は、第1の光学ステップまたは第4の光学ステップのいずれかを省略して、前述の光学ステップを実施することからなる。本方法論を実施する合成光学プロセスは、一連の照明および/またはチャネルの機能性および/または一連の照明の位置を測定データまたは外部情報に応じて変更することによって、システムの制御モジュールが制御する一連の光学測定プロセスを実行することを含む。本発明の一実施形態による方法論を実施する合成光学プロセスの一例を以下に詳述する。中間結果、生の情報は、検出ステップ終了時に得られる。生の情報は、一連の像Aopm,nを含み、oは配光分布を表し、pは検出チャネルから得た像を表す。共焦点顕微鏡と同じように、測定プロセスでは、遙かに大きい物体内の小さい分量を解析する。したがって、共焦点顕微鏡のモジュールに似た追加のモジュールであって、走査プロセス、表面および/または3次元の物体の点データを統合し、解析し、可視化するソフトウェアモジュールを含むモジュールを追加する必要がある。本発明の一実施形態による測定方法PSITは、トポロジーの異なる一連の配光分布を解析分量に照射する。本測定PSIT方法は、以下の機能を実行する:トポロジー群の異なる一連の小規模な配光分布を試料に照射する。各々の小規模な配光分布に対して:-試料の蛍光色素分子によって発光する。-光学顕微鏡を用いて、光学画像を作成する。光検出器で光学画像を取得し、デジタル像を作成する。さらに詳細には、次の点に注意されたい:一連の伝送は、トポロジー群の異なる少なくとも2つの点状配光分布からなる。一連の伝送は、発光ナノエミッタと称する蛍光色素分子で標識した生体試料に照射される。各々の発光ナノエミッタから出射する放出光は、各々の発光ナノエミッタに対して、インコヒーレントの場合に強度に依存するか、またはコヒーレントの場合に電磁場に依存し、上記で考察したナノエミッタの前記サンプリング特性を有する発光ナノエミッタの3次元空間位置に入射する。試料に照射された連続放出の各々の配光分布パターンに対して、光学画像が形成される。一連の伝送のすべての配光分布に対応する一連の画像を、画像シーケンスと称する。この実施形態に係るPSIT方法により、主に横方向の情報、すなわち各々の蛍光色素分子の横方向の位置を取得することができる。好適な実施形態では、PSIT方法は、円錐回折によって形成され入射および出射の偏光状態が変化することによって修正される、トポロジーの異なる配光分布を照射することによって実施される。本発明の一実施形態によるPDOS方法には、蛍光色素分子によって少なくとも2つの検出器の間に再放出された光を光学セマフォで分布させることが含まれる。理想的には、光学セマフォの機能は、異なる領域にある異なる検出器に試験的分量を分離することである。実際には、光学セマフォは、発光ナノエミッタの空間位置および様々な検出器の様々な位置に応じて、各々の検出器に対して、発光ナノエミッタが放出した光の送出機能を生み出す。好適な実施形態では、PDOS方法は、焦点面内または焦点面を超えて存在する蛍光色素分子から出射する非コリメート光から、レンズの焦点面に位置する蛍光色素分子から出射するコリメート光を様々な検出器に分離するために実施される。その好適な実施形態におけるPDOS方法により、実質的に縦方向の情報、すなわち各々の蛍光色素分子の縦方向の位置を取得することができる。数学的には、本発明のいくつかの実施形態による方法は、空間内の蛍光色素分子の空間分布を、一連の画像からなる未処理情報に変換する送出機能を提供するものである。アルゴリズムは、逆の動作を実行する。すなわちアルゴリズムは、未処理情報内の一連の画像から空間内の蛍光色素分子の空間分布を再構築する。数学的な面では、このアルゴリズムは、逆問題またはパラメータ推定を解決する。モデル式が知られており、スパースオブジェクト内の蛍光色素分子の数は、先験的に限られている。よって、逆問題およびパラメータ推定を解決するための当業者に公知の数学的手法をすべて使用することができる。本発明の一実施形態による測定方法論に対して特別に適応させたアルゴリズムの一例を後述する。さらに、象徴的価値のために、互いにわずかな距離を置いて位置する2点を区別する問題に対する新たな解決法を取り上げる。LordRayleighが研究したこの問題は、多くの光学分野における解決基準の基本である。そのため、発明の詳細な記載がよりよく理解されるように、また技術への貢献がよりよく評価されるように、発明の特徴を広範囲にわたって記載してきた。本発明のさらに他の多くの特徴を以下に説明する。本発明の一実施形態による方法の好適な実施態様は、ハードウェアのプラットフォームおよびアルゴリズムであり、これは、図5に示すSRCDPプラットフォーム500のことである。SRCDPプラットフォーム500は、前述のPSIT方法とPDOS方法の2つを組み合わせることによって本発明の一実施形態による方法を実施する。図5のプラットフォームSRCDPは、複数の蛍光色素分子を含む生体試料11を観察する。SRCDPプラットフォームによる生体試料の観察結果は、観察した試料を表す超解像情報を取得したものである。図5のプラットフォームSRCDP500は、主に、そのハードウェア部分に、以下のものを備える:前述の共焦点顕微鏡と同様の適応したまたは最適化した共焦点顕微鏡であって、前述したような適切な部品をすべて有する共焦点顕微鏡200。標準の顕微鏡に搭載した、2つの新規かつ補足的な光学モジュール。この2つの新規な光学モジュールは、光学モジュールLatSRCS700およびLongSRCS800であり、これについては、図6および図8をそれぞれ参照してのちに詳述する。光学モジュール700LatSRCSは、本発明の一実施形態によるPSIT方法を実施するのに必要な照明ステップを実施する。光学モジュールLongSRCS800は、本発明の一実施形態によるPDOS方法の複数の出射画像の状態で光度を分布するステップを実施する。図8を参照して説明していくアルゴリズムモジュールSRCDA600は、プラットフォームSRCDPが作成した画像から生体試料の超解像情報を再構築することができる。その他の補助的素子であって、プラットフォームの作製に必要な、コンピュータ66およびソフトウェア67などの素子。PSIT方法を実施する光学モジュールLatSRCS図6を参照して、本発明の一実施形態による光学モジュール、光学モジュールLatSRCS700、およびその顕微鏡法における特定の機能を説明する。この実施形態に係る光学モジュールLatSRCS700は、試料内の複数の蛍光色素分子にトポロジーの異なる一連の小規模な配光分布を照射する光学モジュールである。各々の蛍光色素分子は、蛍光色素分子への入射強度に応じた一連の蛍光灯強度で蛍光を発し、蛍光色素分子の横方向の位置を特徴づける。ほとんどの実施形態では、トポロジーの異なる小規模な配光分布は、定常波と特異波との間で振幅および位相が変化する干渉によって形成される。好適な実施形態では、規則波および特異波は、薄型の円錐形結晶によって形成される。光学モジュールLatSRCS700は、共焦点顕微鏡200の照明路に位置し、共焦点顕微鏡対物レンズ200を用いてトポロジーの異なる一連の小規模な配光分布を試料11に照射する。円錐回折を用いる好適な実施形態では、試料11上の特定位置での入射強度は、各々の配光分布パターンに対して、ストークスパラメータの特定の組み合わせに比例する。光学モジュールLatSRCS700、は、蛍光色素分子に対して特有の前述した固有の特徴を使用し、蛍光色素分子は、蛍光色素分子の正確な位置に入射する光度をサンプリングし、入射光に応じて蛍光灯を再放出する。注目すべきは、測定した情報は、小規模な配光分布内の蛍光色素分子の位置に直接関係し、ストークスパラメータに中継されるという点である。この情報は、蛍光色素分子の機能性、つまり光を吸収して再放出する能力によって硬直化され、光学連鎖が破壊される。この情報は、出射光分布として蛍光に保有され、検出アセンブリ65によって回収されることができる。入射光が、トポロジーの異なる一連の小規模な配光分布に応じて時間とともに変化する場合、再放出された蛍光の強度は、同じ割合で変化する。再放出された一連の蛍光は、トポロジーの異なる一連の小規模な配光分布に比例する。この情報から、以下で説明するように、蛍光色素分子の位置を読み出すことが可能になる。本発明の実施形態によるPSIT方法は、トポロジーの異なる一連の小規模な配光分布を顕微鏡で照射し、蛍光色素分子と相互作用し、顕微鏡の対物レンズ22で反射光を集光し、改良型検出アセンブリ65で蛍光を検出し、適切なアルゴリズムで情報を解析するものである。いくつかの実施形態では、改良型検出アセンブリ65は、単一の検出器を備え、時間に応じた全体的な強度のみを回収するのに対し、他の実施形態では、改良型検出アセンブリは、小さい画素エリアを備え、蛍光灯の空間分布も回収する。複数の画像からなる読み出された情報をすべて、横方向の超解像画像と称する。好適な実施形態では、被照明分量内に位置する蛍光色素分子が特定の横方向の超解像画像に及ぼす作用は、蛍光色素分子の位置での入射光のストークスパラメータの特定の組み合わせに比例する。横方向の超解像画像、つまりトポロジーの異なる小規模な配光分布によって作成された情報は、新規なものでありかつ先行技術にはみられなかったものである。この新規な情報により、蛍光色素分子の位置の精度が向上し、被照明分量内にある蛍光色素分子の数を定量し、同じ分量内にある複数の蛍光色素分子を区別することができる。次に、本発明の実施形態に係る光学モジュールLatSRCS700の簡易概略図である図6を参照する。図6は、光学モジュールLatSRCS700を示し、この光学モジュールは、図3の円錐回折モジュールの部品をすべて有し、この部品は、円錐回折モジュールと同じように実装される。他の条件は補助光学器械を使用することで適応させることができるが、走査型共焦点顕微鏡の光源の光学器械は、無限の組み合わせがあると仮定される。光源から入る入射光30は平行である。光学モジュール700は、それ自体が、第1のレンズ31、円錐形結晶32、および第2のレンズ33を備え、前述の部分偏光子29を加えてもよい。2つの第1のレンズ31および33は、倍率1のケプラー望遠鏡の形態で構成されることが好ましく、円錐の結像面、35は、レンズ31および33の共通焦点面に置かれる。第1のレンズ31の開口数は、以下に定義する正規化した円錐半径を介して、円錐回折効果のパラメータを決定する。第2の対物レンズ33は、光の平行性を復元して、これを顕微鏡内に投入する。第2の対物レンズは、さらに、偏光制御サブモジュール71を備え、例えば、回転1/4波長板、1対の液晶ライトバルブもしくはポッケルスセル72ならびに検光子73などを有する。ストークスパラメータの情報は、空間的に異なる一連の配光分布を介して連続情報に変換され、前述したような連続情報を保有することができる。図7aを参照すると、この図は、正規化した円錐パラメータρ0が0.388である円錐形結晶を介して形成された配光分布を示し、この配光分布は、入射および出射で異なる偏光状態に対して、スカラー近似により計算されている。これらの配光分布は、MMresearch社のソフトウェアDiffractを使用して計算されたものである。これらの配光分布は、ベクトル効果から円錐屈折回折を分離するために、対物レンズの焦点ではなくイメージングの中間面で計算されたものである。入射および出射の偏光状態は、直線偏光の場合の偏光角度および円偏光の場合の偏光のキラリティが特徴である。図7bを参照すると、この図は、正規化した円錐パラメータρ0が0.818である円錐形結晶を介して形成された配光分布を示し、この配光分布は、入射および出射で異なる偏光状態に対して、スカラー近似により計算されている。これらの配光分布は、MMresearch社のソフトウェアDiffractを使用して計算されたものである。これらの配光分布は、ベクトル効果から円錐屈折回折を分離するために、対物レンズの焦点ではなくイメージングの中間面で計算されたものである。入射および出射の偏光状態は、直線偏光の場合の偏光角度および円偏光の場合の偏光のキラリティが特徴である。主に、以下の配光分布に注意する:基本配光分布:平行な円偏光子同士の間で得られる図7a00および図7a11であり、エアリー分布に近い分布。渦配光分布:交差円偏光子同士の間で得られる図7a01および図7a10。三日月分布と呼ぶ分布;副図7a0、2-5、7a1、2-5、7a2-5、0および7a2-5、1は、円偏光子と角度が変化する直線偏光子との間で得られる。この分布は非対称であり、軸は直線偏光子の軸に沿って回転する。半月分布と呼ぶ分布;副図7a42、7a35、7a24および7a53は、2つの交差偏光子の間で得られ、この分布は対称である。より複雑な配光分布、図7bであり、0.5よりも大きい正規化した円錐パラメータρ0の結晶に対する分布。結晶間に静的または動的な偏光素子がある2つまたは2つ以上の結晶が急峻な円錐形結晶図示せずを使用して、さらに別の配光分布を作成する。冗長性およびランダム位相の変化図7に描いた基礎配光分布は、いくつかの方法で得られる。さらに、その方法のうちのいくつかを、他の基礎配光分布の線形的組み合わせとして得ることができ、例えば渦分布は、任意の2つの直交する半月配光分布を合わせたものから得ることができる。この冗長性により、生体の多くの測定プロセスに必然的に存在するランダム位相の誤りをある程度平均化することができる。これによって、本発明の実施形態の測定方法論およびその適用性の確実性が強化される。新規な配光分布は、基礎配光分布の数学的な組み合わせとして得ることもできる。4つのストークス分布を算術演算で組み合わせて計算した偽渦の配光分布は、原点の勾配が激しいという特徴を有する。PSIT方法は、元々は横方向の超解像ができるように設計されたものであったが、PSIT方法は、蛍光色素分子の縦方向長手方向の位置を得るのに使用することもできる。実際、いくつかの基礎配光分布は、蛍光色素分子の縦方向の位置の変化から合理的な限度内で比較的影響を受けないが、他の分布はかなり影響を受けやすい。一連の小規模な配光分布は、縦方向の位置に依存しないものと依存するものがあり、蛍光色素分子の縦方向の位置を明らかにする。さらに、蛍光色素分子の縦方向の位置に強く依存する配光分布に対して、縦方向に互いにわずかにずれている一連の基礎配光分布を試料に照射することができ、これによって縦方向の情報を含む一連の画像ができる。さらに、いくつかのさらに複雑な基礎配光分布は、さらに複雑な波の重なりで構成され、縦方向に強く依存して存在し、例えば、Zhangが記載した3次元ダークスポット[28]は、光を発する球体で3次元に囲まれたブラックスポットを形成する。これらの3次元ダークスポットは、ラゲールガウス関数の重畳で構成され、この関数は、Zhangが提案したように、ホログラムまたは位相板を使用するか、または本発明者が提案するように、1軸結晶または円錐形結晶を使用して、レーザー空洞の中で達成されることができる。本測定方法論のこれらの変形例はすべて、本発明の一部と考えられる。しかし本発明者は、好適な実施態様で、横方向の測定および縦方向の測定を、離れているが補足関係にある2つの光学モジュールに分けて、各々のモジュールの複雑性を軽減することを選択した。ベクトル効果これまで展開した理論は、顕微鏡35の結像面内の配光分布を説明するものである。試料に照射された光の分布は、幾何学的イメージングの理論によれば、像面内の配光分布を縮小した画像である。しかしながら、文献で大々的に記載されているように、開口数の高い対物レンズの場合、幾何学的イメージングの理論は適確ではなく、ベクトル効果を考慮しなければならない。これらの効果は、本質的に、縦方向に偏光成分が存在することで起こる。再度図6を参照すると、ベクトル効果を緩和するためには、不変の最終的な検光子を維持し、不変または可変の追加素子、つまり出射の偏光を適応させるサブモジュール74を加えて出射の偏光を制御することが有利である可能性がある。円が対称である出力偏光であれば、ベクトル効果が大幅に低減されることを発見した。このような偏光は、円形、放出状または方位角のものとすることができる。円偏光の場合、出力偏光を適応させるサブモジュール74は、単純に1/4波長位相差板である。この場合、縦方向の偏光素子は、渦が対称であり、ストークスパラメータの形状にわずかな変更を加えるだけで、開口数の高い顕微鏡対物レンズに対してでも、システムに問題なく組み入れられる。このようにする代わりに、出射偏光を適応させるサブモジュール74は、可変的なものでもよく、小規模な配光分布の各々のトポロジーおよび対称性に適応させてもよい。PDOS方法を実施する光学モジュールLongSRCS以下に、光学モジュールLongSRCSについてさらに詳細に説明する。本発明の一実施形態による縦方向の超解像系は、わずかな被照明分量内にある複数の点光源の入射光度を、各々の点光源の空間位置に応じて、別々の検出器または同じ検出器の異なる立体位置またはこの両方を合わせたものに誘導する。さらに単純な言葉で言うならば、縦方向の点Aに位置する蛍光色素分子が放出する強度は、縦方向の点Bに位置する蛍光色素分子が放出する強度からは物理的に離れる。本発明の一実施形態による光学モジュールLongSRCSにより、分量をスライス状に分離することができ、被照明分量の様々なスライス片は、様々な一連の検出器上で物理的に別々に離れる。以下で説明する好適な実施形態では、光学モジュールLongSRCSは、被照明分量を少なくとも3つの隣接するスライス片に分離し、一連の独立した改良型検出器上で真ん中のスライス片を他の2つのスライス片から離し、同じ一連の改良型検出器上で残りの2つのスライス片の間に空間差異を形成する。次に、本発明の実施形態に係る光学モジュールLongSRCS800の簡易概略図である図8を参照する。光学モジュールLongSRCSは、わずかな光量にある複数の点光源の入射光度を、各々の点光源の縦方向の位置に応じて、別々の検出器または同じ検出器の異なる立体位置またはこの両方を合わせたものに誘導する。好適な実施形態では、この光学モジュールは、縦方向の位置に応じて、80、80’または80で示す蛍光色素分子に対して動作する。この光学モジュールは、第1のコリメーションレンズ81を備え、このレンズは、いくつかの実施形態では、顕微鏡対物レンズ4で構成されてよい。蛍光色素分子80は、コリメーションレンズ82の焦点面に位置し、コリメーションレンズ81から出射する蛍光色素分子80から出る光は、コリメートされる平行にされる。蛍光色素分子80’および80は、コリメーションレンズ82の焦点面の前と後ろに距離±Δzを隔てて置かれ、コリメーションレンズ81から出射する蛍光色素分子80’または80から出る光は、収束または発散する。光学モジュールLongSRCSは、横変位の偏光ビームスプリッタ83の形態である、図8に示す偏光ビームセパレータを有する。偏光ビームスプリッタは、偏向していないと思われる入射光を、直交する直線偏光を含む2つの偏光チャネル84および85に分割する。このシステムは、入ってくる光がすでに偏光であるか、または偏光されていない光のために入射光度の半分を失うことを犠牲にすれば、2つではなく単一の偏光チャネルを使用することで簡易化できる。2つの1/4波長板86および87は、各々のチャネルに対して、直線偏光を円偏光に変換する。チャネル88および89のそれぞれには、円錐形結晶が置かれる。各々のチャネルでは、図3に記載したように、円錐回折の構成の主要対物レンズ31として機能する円錐回折構成がコリメーターレンズ81、ならびに円錐形結晶88および89で構成される。円錐回折パターンは、続いて第2のレンズ33をもって完全となる。コリメーションレンズ82の焦点面に位置する蛍光色素分子80の場合、コリメーターレンズ81から出射する光は、前述したようにコリメートされる。円錐回折の構成を参照すると、像空間におけるコリメーションレンズ81の開口数およびそれによって正規化した円錐半径はゼロであるため、蛍光色素分子80からビームに及ぶ円錐回折の効果はゼロである。したがって、円錐形結晶は、蛍光色素分子が放出した蛍光灯の幾何学形状もその偏光も変更することはなく、キラリティが同じである円形のままである。コリメーションレンズ82の焦点面に位置していない蛍光色素分子80’または80の場合、光は発散または収束する。再度前述の円錐回折の構成を参照すると、コリメーションレンズ81の像面の開口数は、円錐回折の構成の第1のレンズ31と等しく、ゼロではない。プラスまたはマイナスの所与のデフォーカス値が±Δzの場合、円錐結晶から出射されるほとんどの光は渦波であり、この渦波の形状は渦で、キラリティが逆である。各々のチャネルに位置する円錐回折の構成の機能性は、収束光または発散光に対する光の円偏光のキラリティを逆にすることによって、収束光または発散光とコリメート光とを区別することである。他の2つの1/4波長板90および91は、各々のチャネルから出射する円偏光を直線偏光に変換する。各々のチャネルに対して、結晶が除去された場合に位相差板から出射されたであろう直線偏光をコリメーションの偏光と呼ぶ。光学モジュールLongSRCSは、横方向に分離する4口のコンバイナ/セパレータ92として、図8に示すような4口のコンバイナ/セパレータを備える。この光学モジュールは、各々のチャネルに対して2つの偏光を分離し、2つのコリメートされた偏光を同じ光路、つまりコリメーション光路93で融合し、コリメートされた偏光に直交する偏光を別の光路、つまり非コリメート光路94で融合する。1/4波長板86、87、90および91の軸方向は、適正に決定しなければならない。合わさったビームは、元は偏向していないビームから来ているため、干渉しない。コリメーション光路に入る入射光は、円錐回折の構成の第2のレンズ32として機能するコリメーション光路95の焦点レンズを使用して、コリメーション検出器96で集光される。非コリメーション光路では、別のレンズ97が挿入され、この別のレンズ97は、コリメーションレンズ81とともに新たなレンズ系98を作り出し、この新たなレンズの焦点面99は、コリメーションレンズ82の焦点面とは異なる位置、つまり蛍光色素分子80’の位置に位置する。別の1/4波長板100が、1/4波長板90または91が起こす作用を取り消し、各々の偏光チャネルから入ってくるビームを反射時に円偏光に変換し、この円偏光は、円錐結晶88または89を出た後に偏光される。コリメートされない道には、別の円錐形結晶101が第3の円錐回折構成補助的な円錐回折構成としてレンズ光学系98とともに追加され、円錐回折構成31の第1のレンズとして作用する。蛍光色素分子80’は、コリメーションレンズ82の焦点面の前に、距離Δzを隔てて位置しているが、レンズ光学系98に対しては焦点面99に位置している。蛍光色素分子80’から来る光は、光が通過した偏光チャネル応じて、コリメーションレンズ81で構成される円錐回折構成のうちの1つ、および円錐形結晶88または89のうちの1つによって、すでに渦に変換されていたものである。蛍光色素分子80から来る光は、レンズ系、98から出る際に、追加のレンズ97の後ろでコリメートさる。新規な円錐回折構成を参照すると、像空間にあるレンズ系の開口数、および正規化した円錐半径は、蛍光色素分子80’に対してゼロであり、補助的回折構成が、蛍光色素分子80から出射されるビームに及ぼす円錐回折効果はゼロである。したがって、円錐形結晶は、蛍光色素分子が放出する蛍光の幾何学形状を変化させることはない。蛍光色素分子80’から来る光は、円錐形結晶98の前後で渦である。蛍光色素分子80は、コリメーションレンズ82の焦点面の後ろに、レンズ系98に対して距離Δzを隔てて置かれ、集光位置99からは距離-2Δzを隔てて置かれ、蛍光色素分子80から来る光は、レンズ系、98から出る際にフロントレンズ、97の後ろで合流する。蛍光色素分子80から来る光は、光が通過した偏光チャネル応じて、コリメーションレンズ81で構成される円錐回折構成のうちの1つ、および円錐形結晶88または89のいずれか1つによって、すでに渦に変換されていたものである。円錐形結晶101は、蛍光色素分子80から来る光を変化させ、および、材料に関連するパラメータ、すなわち円錐形結晶のサイズおよび向きについて、エアリーディスクとはわずかに異なる規則波に戻す。非コリメート光路の対物レンズ102は、規則波104であって蛍光色素分子80’ではなく特異波である蛍光色素分子80を含む面を、画素化した検出アセンブリ103で焦点を合わせるように適応される。蛍光色素分子80のような面104に位置する蛍光色素分子から出射する入射光は、完全に焦点が合わされ、画素化された検出器103の中心に位置する。面99に位置する蛍光色素分子から出射する入射光は、渦であるため、中心がゼロである外側の円に集光される。中心の強度と検出器の外部の強度とを別々に記録することによって、入射光面104と99との間をわずかに重なった状態で分離することができる。さらに、対物レンズが検出器の面104で焦点を合わせるように計算されているため、蛍光色素分子80のように面104に位置する蛍光色素分子は、わずかに位置がずれている。これによって、中心の渦の強度をさらに上げて重複を低減することで、光学モジュールLongSRCSの効果が改善される。光学モジュールLongSRCS800の好適な実施形態をこのように簡易に説明することで、当業者に公知の変更を通して設計を変更して、多くの変形例および適応例が可能になる。この変更には、結晶の材料および方向、偏光部品の選択、偏光軸、カスケード素子、センサ数の選択または蛍光色素分子80’および80の役割の入れ替えなどがあるが、これに限定されない。さらに、モジュールは、理想的には、一連の一体化したサブセットあるいはまた単一の一体化したユニットとして構成されるように調整される。PDOS方法および横方向の測定PDOS方法は、元は縦方向の超解像ができるように設計されたものだが、PDOS方法は、蛍光色素分子の横方向の位置の測定にも使用できる。実際、基礎配光分布は、蛍光色素分子の横方向の位置の変化にも影響を受けやすい。試料の面に対する光の照射が不可能な場合、PDOS方法の代わりにPSIT方法を用いて超解像測定を実施してもよい。本測定方法論のこれらの変形例はすべて、本発明の範囲内である。しかし、本発明者は、好適な実施態様で、横方向の測定を縦方向の測定から分離して、離れて別々だが補足関係にある2つの光学モジュールに分けて、各々のアドオン追加装置の複雑性を軽減することを選択した。検出モジュール本測定方法論の可能性を考えると、作成された情報を検出して復元できるさらに複雑な検出モジュールが必要であるという結論に至る。走査型共焦点顕微鏡法では、検出器は、PMTまたはSPADとしての単一の素子で構成される検出器である。検出器の取得時間は、走査機構によって決まる。本測定方法論は、いくつかの実施形態では、1つではなく2つの検出モジュール、つまり基本検出モジュールおよび渦検出モジュールを必要とする。さらに、本測定方法論は、いくつかの実施形態では、各々の被照明分量に対して、連続信号の識別定量に必要であるために、画素時間よりも早いレートで、典型的には16×16の小さい空間格子に光学情報を取得する必要がある。改良型検出モジュール65は、少画素数の小型検出器を用いて使用されることができる。このようなモジュールは、適切な技術がないために10年や20年前には不可能であっただろう。今日、少画素数、高速、少ノイズを特徴とする小型検出器が、いくつかの技術を基盤として利用でき、32×32など少画素数のSPADアレイが、近年最大1MHzの取得レートで登場している。改良型検出モジュール65は、CCD、EMCCDまたはCMOSセンサを用いて使用されることができる。少画素数のCCDセンサ、CMOSセンサおよびEMCCDセンサが存在する、またはこれを特別に設計することができる。さらに、CCDセンサ、CMOSセンサ、EMCCDセンサは、関心領域の特性、多くの検出器で利用可能なサブウインドウまたはビニングの特性を利用して使用されることができる。本明細書で用いる空間時間情報は、各々の蛍光光子の位置およびこの蛍光光子が及ぼす効果の時間である。実際のシステムでは、空間時間情報は、検出器のノイズによって損なわれ、これによって不正確な光子が形成され、不十分な検出によって、検出されていない光子が形成され、これによって性能が低下する。SPADアレイでは、各々の光子に対して、この光子を検出した画素および効果時間が受け取られ、すなわち完全な空間/時間情報が入手可能になる。CCDセンサ、CMOSセンサまたはEMCCDセンサの場合、複数のフレームを取得して、空間時間情報を近似する必要がある。いくつかの実施態様では、別々の検出器について言及する。多くの場合、センサは、物理的に離れているか、または単一の検出器の異なるエリアで構成されるか、またはこの2つの場合を組み合わせたものといずれかとすることができる。SRCDAアルゴリズム前述したように、SRCDAアルゴリズムは、当業者に公知の逆問題方法またはパラメータ推定方法を使用して実行されることができる。1つの実施形態によるアルゴリズムで、一連のディスクリプタに基づく本測定方法論に特有のアルゴリズムも取り上げる。次に、本発明の実施形態に係る蛍光色素分子データを超解像するアルゴリズム方法900の簡易概略図である図9を参照する。図9に示したアルゴリズムの手順では、蛍光色素分子の数を定量し、各々の蛍光色素分子の特性を読み出し、各々の出力パラメータの精度を定量する。前処理手順111は、一連の超解像画像112内で空間時間情報110を再構成する。これは、フィルタバンク手順を用いて行うことができる。そのため、この一連のデータは、典型的には16×16画素の小画像からなる短い連なりである。前処理手順は、約数千の少数の空間時間素子に適用され、既存のハードウェアを用いてリアルタイムで実行される。ディスクリプタの手順113、つまり主要な計算ステップは、各画像から一連のディスクリプタ114、およびその統計的有意性を作成する。ディスクリプタには、各画像の強度、画像内の配光分布の有無およびその規則分布または渦分布などの特徴、その重心、ならびにその一次以上のモーメントが含まれるが、これに限定されない。第3のステップは、フィルタリング演算115であり、このステップでは、統計学的に関連するディスクリプタのみが保持される。分類演算116は、最後のアルゴリズムステップである。このアルゴリズムは、一連のディスクリプタ114および知識ベース117に基づいて、単一の蛍光色素分子、縦方向または横方向に分かれた2つの蛍光色素分子および3つ以上の蛍光色素分子など、異なる測定事例を識別することができる。作成される情報量によって、蛍光顕微鏡法で不明瞭であった多くの事例が明確に特定される点に注意されたい。例えば、後にさらに詳述するように、単一の蛍光色素分子は、長い条件リストを満たさなければならず、複数の蛍光色素分子の事例と混合されることはない。縦方向に分かれた2つの蛍光色素分子は、独立した一連のディスクリプタを作成し、横方向に分かれた2つの蛍光色素分子は、少なくとも1つのディスクリプタでは単一の蛍光色素分子とは明らかに異なるものになる。測定方法論を実施する合成光学プロセスのアルゴリズム本発明の少なくとも1つの実施形態による合成光学プロセスは、ディスクリプタのアルゴリズムの論理的補数である。実際に、ディスクリプタの計算手順を実行すると、画像の追加で測定性能が改善される結果を導くことができる。顕微鏡法プラットフォームSRCDPにより、PSIT方法またはPDOS方法の一連の配光分布から、1つ以上の追加画像を取得することができる。以下に一例を説明する。PSIT方法を用いた点の位置測定PSIT方法は、蛍光色素分子の位置を高精度で測定する技術として使用されることができる。この測定には、前述したディスクリプタのアルゴリズムを使用できる。デカルト座標のx、yおよび極座標のρ,θの位置に蛍光色素分子が位置していると考える。基本波で構成される一連の照明、および直交軸に沿って並んだ2つのいわゆる半月分布を蛍光色素分子に照射する。前処理手順で以下の2つの画像を作成する:シーケンスの3画像の和で構成されるトップハットtophat画像、および2つの半月画像の和で構成される渦画像。第1のディスクリプタが、画像トップハットの重心のアルゴリズムを用いて計算されるデカルト位置である。図10を参照すると、半径位置ρは、パラメータρa、を測定することによって一義的に測定することができ、このパラメータは、渦波Ivに照明された蛍光色素分子が放出した正規化強度と、基本波IFに照明された蛍光色素分子が放出した正規化強度との間の強度比のアークタンジェントを、因子πで正規化したものに等しい。実際、基本波に照明された蛍光色素分子が放出した正規化強度は、基本波の中心での1からエアリー半径での0まで変化する。渦波に照明された蛍光色素分子が放出した正規化強度は、渦の中心での0から渦の最大の1まで変化し、エアリー半径よりもわずかに大きい値に向かう0に達する。比のアークタンジェントは、単調関数である。方位角位置は、第1の半月分布IHに照射された蛍光色素分子が放出する全体強度と、第2の半月分布Iveに照射された蛍光色素分子が放出する全体強度との強度比を測定することによって測定できる。この2つの強度の比は、タンジェント二乗の法則であり、両方とも測定するのは冗長である。この冗長性は、観察した物体を単一の点として定量し、試料内に潜在的に存在する他の物体から分離するための手段である。高次元空間での表現:デカルト極座標表現;この結果は一般化することができる。本明細書では、デカルト座標表現と極座標表現を合わせた新たな平面表現をすべて紹介する。この表示を、デカルト極座標表現と名付けた。平面上の1点を、x、y、ρ、θの4つで表現する。この表現は、比ユークリッドであり、冗長である。同様の空間表現は、必要な変更を施して定義できる。一見してこの表現は、必要ないように見える。つまり、これよりも遙かに単純な現実に対して著しく複雑である。平面上の1点の位置は、このようにする代わりに、デカルト座標のxとyを用いるか、または極座標のρとθを用いるかのいずれかで表現できることはよく知られている。高次元空間での表現:ピタゴラスの空間本明細書では、デカルト極座標表現の簡易バージョンのみを詳述し、このバージョンでは、1点を座標x、yおよびρで表現する。この空間をピタゴラスの空間と称する。立体面積を幾何学の構成方程式ρ2=x2y2を満たす3次元空間にある2次元の面と定義し、x、yおよびρを同時に測定する測定系を、前段落で記載したような測定系に、同じデータに対するセントロイドアルゴリズムを合わせたものとして仮定する。ピタゴラスの空間内の立体表面上に、1点を物理的に配置する。2つ以上の物理的な点の事例を考えてみる。測定する2点の重心は、立体表面の外側にあり、このエリアの外側に1点を作成する。この表現は、決定論アルゴリズムの数学的に形式化し、一般化して、隔離した点の事例を前述した点の集合の事例から分離するためのものである。2点の識別および測定:新たな解像基準次に、極座標でρ,θおよびρ,-θの位置の中心を境に対称に位置する2つの蛍光色素分子を考える。前段落に記載したシステムを使用する。3つのディスクリプタにより、以下の結果になる:セントロイドは、配光分布のセントロイドを測定し、これが原点になる。識別子ρは、2つの蛍光色素分子の共通の半径値を測定する。半月の場合にθと-θとの間に縮退を含むディスクリプタθは、値θを測定する。前述したように、ディスクリプタρの値がゼロでなければ、検証した事例は1点ではなく2点以上であることがわかる。さらに、ディスクリプタρおよびθによって、レイリー基準で定義される分解能よりも遙かに高に分解能で2点の特徴を測定することができる。さらに、組み合わせたプロセスを用いると、この事例を3点以上の大半の事例から分離することが可能になる。さらに別の配光分布、つまりθ度傾斜した半月分布を試料に照射することができ、2点が存在するという仮定は、この画像結果に基づいて確認されるか無効にされる。実際、測定したエネルギーは、2点、1ラインまたはθ度の方向に並んだ一連の点に対してゼロになる。制御モジュール図11を参照すると、本発明の好適な実施形態で、本発明はさらに、プラットフォームSRCDP500に組み込まれた様々な制御素子について記載する。制御モジュール1100は、体系的な制御手順1101を用いて、プラットフォームSRCDP500の光学パラメータ、改良型検出モジュール65の電子パラメータ、およびアルゴリズム手順SRCDA、600の数学パラメータをモニタリングし修正して、システムまたはユーザが定義する基準に従って出射情報を最適化する。制御は、プラットフォーム、600、800および900の様々な素子の制御系1102、1103および1104を変更することによって達成される。制御系1100は、コンピュータ基盤によって中継される外部情報1105も、利用可能であれば使用する。本測定方法論の代替実施態様PSIT方法の1つの実施形態では、規則波および特異波は、入射規則波が円錐形結晶32の代わりに1軸結晶を介して伝搬することによって形成される。PSIT方法のもう1つの実施形態では、規則波および特異波は、フーリエ面に、位相板螺旋位相版などの光学系またはサブ波長格子を配置するか、あるいは適切なホログラフィック光学素子を配置することによって形成される。PSIT方法のもう1つの実施形態では、図示していない厚い点に、試料の照明は、少なくとも2つの合成した一連の小規模な配光分布を含み、合成した小規模な配光分布はそれぞれ、それ自体が同時に照射される少なくとも2つの単純で小規模な配光分布で構成される。前記少なくとも2つの単純で小規模な配光分布は、互いに光学的にコヒーレント、部分的にコヒーレントまたはインコヒーレントであり、前記少なくとも2つの単純で小規模な配光分布は、異なる空間位置に位置し、前記少なくとも2つの単純で小規模な配光分布は、その配光分布の横方向の中心の位置、縦方向の中心の位置、偏光、振幅または位相などの特徴のうちの少なくとも1つが異なる。単純で小規模な配光分布はすべて、トポロジー群の異なる小規模な配光分布を含む。図示していないPSIT方法のもう1つの実施形態では、小規模な配光分布は、マルチモードレーザーの異なるモードで形成され、一連の小規模な配光分布は、モードを連続的に作成するか、またはその代わりに、モード間のエネルギーのバランスを制御することによって形成される。図示していないPSIT方法のもう1つの実施形態では、規則波と特異波との関係は、動的に変化する。図示していないPSIT方法のもう1つの実施形態では、規則波および特異波は、入射ビームを少なくとも2つの光路に物理的に分離することによって形成され、1つの光路での規則ビームから特異ビームへの変換は、位相板もしくは螺旋位相板、ホログラフィック光学素子、サブ波長格子、1軸結晶もしくは2軸結晶などの公知の手段またはこれらを組み合わせたものによって実現され、2つのビームはビームコンバイナを用いて再び合成され、単一のビームになる。この実施形態では、小規模な配光分布の区別は、合成したビームまたは各々のビームのいずれかに対して、分離後および再合成前に別々に行うことができる。PSIT方法のもう1つの実施形態では、図示していない動的モニタリング系は、小規模な配光分布もしくは小規模な配光分布のシーケンスを高精度で空間に移動させることができる制御可能なミラー、電気光学装置もしくは音響光学装置または圧電アクチュエーターなどの手段を備えるが、これに限定されない。動的モニタリングシステムでは、小規模な配光分布の位置および順序は、少なくとも1つの特定のターゲットを追跡するように動的に制御される。PSIT方法のもう1つの実施形態では、図示していない黒の蛍光色素分子、小規模な配光分布または小規模な配光分布を数学的に組み合わせたものは、小規模な配光分布の中心で強度がゼロになるように構成される。このシステムは、小規模な配光分布を空間内に移動させるように適応した手段を備え、これらの手段は、時間に応じて蛍光色素分子を追跡し、蛍光色素分子をその配光分布の中心に配置するために使用される。蛍光色素分子が動くことなく小規模な配光分布の中心に配置されると、その位置は、蛍光色素分子から出射する蛍光がなくとも高精度で測定され、これによって退色作用が実質的に低減される。蛍光色素分子の動きは、小規模な配光分布の位置が適切に動くことによって補償され、放出される少量の蛍光灯を用いて蛍光色素分子が追跡される。PSIT方法のもう1つの実施形態では、図示していない動的シーケンスの選択に関して、システムは、配置の仮説または第1の一連の測定値に基づいて、小規模な配光分布の最適なシーケンスを決定する。PSIT方法のもう1つの実施形態では、図示していないシーケンスの選択および小規模な配光分布の動的配置に関して、システムは、小規模な配光分布もしくは小規模な配光分布を組み合わせたものを高精度で空間に移動させることができる制御可能なミラー、電気光学装置もしくは音響光学装置または圧電アクチュエーターなどの手段を備えるが、これに限定されない。システムは、配置の仮説または第1の一連の測定値に基づいて、小規模な配光分布の最適なシーケンスおよび位置を決定する。PSIT方法のもう1つの実施形態では、三角形分割のPSIT方法、前述したPSIT方法の2つ以上の測定プロセスは、照射軸の異なる同じ試料で実行される。2つの測定間で横方向の位置が変化することにより、発光ナノエミッタの縦方向の位置を測定することができる。PSIT方法のもう1つの実施形態では、平行にするPSIT方法で、光は、マイクロレンズアレイ、またはその他の当業者に公知の光学手段に入射し、これによって一連の配光分布を平行にすることができ、これらの配光分布は、光学モジュールによって修正されて、多数の離散点に対してPSIT方法が同時に実行される。PSIT方法のもう1つの実施形態では、マルチスペクトルのPSIT方法図示せずで、試料は、連続的または同時に、少なくとも2つの一連の照明によって照明され、各々のシーケンスが異なる波長で光を試料に照射する。図示していないPDOS方法のもう1つの実施形態では、縦方向の位置に応じて異なる点光源から来る光の誘導は、焦点面で行われる。これは、横方向の位置によって異なる偏光特性を有する素子を用いて実行される。設定面に対して縦方向に配置された点から入ってくる光は、所定位置に入射し、特別な偏光特性を持ち、縦方向のおよび横方向の異なる位置にある点からの入射光は、異なる偏光特徴を有する焦点面上の他の位置に入射する。本発明の使用方法および利用方法についてのさらに踏み込んだ考察に関しては、上記の説明文から明らかでなるはずである。したがって、使用形態および動作形態に関する考察は一切記載しない。この点に関して、本発明の少なくとも1つの実施形態を詳細に説明する前提として、本発明は、以下の説明文に記載の要素または図面に示した要素の詳細な構成および編成に対する適用例に限定されるものではないことは自明である。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施し、実行することができる。さらに、本明細書で使用した用語および専門用語は、説明を目的とするものであって、限定するものではないことは自明である。本明細書に引用した参照文献は、本発明に適用できる多くの原理を教示するものである。したがって、これらの出版物の全内容を参照によって本明細書に組み入れ、必要に応じて追加または代替の特徴および/または技術情報を教示するものとして組み入れる。記載した本発明の実施形態は、蛍光共焦点顕微鏡に組み込まれることができる。本発明の実施形態による超解像系は、既存の顕微鏡法に加わる、またはこれに取って代わる新規な測定方法である。しかしながら、本発明の実施形態による超解像系は、他の顕微鏡法プラットフォームに同じように搭載されてもよい。例として記載したこれらの顕微鏡法プラットフォームには、広視野顕微鏡、明視野顕微鏡、暗視野顕微鏡、偏光顕微鏡、位相差顕微鏡、微分干渉顕微鏡、ステレオ顕微鏡、ラマン顕微鏡、ライブセルイメージング、細胞選別、細胞運動などの特定のタスク専用の顕微鏡、または例えば[4]に記載されているようなその他の任意の光学顕微鏡法用の器械などがあるが、これに限定されない。本発明は、本発明の適用が、本明細書に記載した説明文または図面に示した内容に記載の詳細に限定されるものではないと理解されるべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な方法で実施し、実行することができる。当業者は、添付の特許請求の範囲に定義した本発明の範囲を逸脱しないかぎり、上記に記載したような本発明の実施形態に様々な修正および変更を適用してよいことを容易に理解するであろう。参照文献付加的な参照文献1FluorescenceinsituhybridizationWikipediahttpenwikipediaorgwikiFluorescenceinsituhybridization2LangerSaferPRLevineMWardDCImmunologicalmethodformappinggenesonDrosophilapolytenechromosomesProcNatlAcadSciUSA79438153ENCODE―WikipediahttpenwikipediaorgwikiENCODEOriginalreferences1RHenriquesandMMMhlangaPALMandSTORMWhathidesbeyondtheRayleighlimitBiotechnologyJournal48468572KRChiSuperresolutionmicroscopybreakingthelimitsNatureMethods615183ZeissCoZeissZeissMicroscopyandimageanalysisretrievedhttpwwwzeisseom4125681C00466C26Open4NikonCoMicroscopyUthesourceforMicroscopyEducationretrievedhttpwwwmicroscopyucom5LindegrenPhotoelectricastrometryAcomparisonofmethodsforprecisepicturelocationinModernastrometryProceedingsoftheColloquiumViennaAustriaSeptember1114197819781972176JFNyeandMVBerryDislocationsinWaveTrainsProceedingsoftheRoyalSocietyofLondonSeriesAMathematicalandPhysicalSciences3361651907SWHellandJWichmannBreakingthediffractionresolutionlimitbystimulatedemissionstimulatedemissiondepletionfluorescencemicroscopyOpticsLetters197807828MJRustMBatesandXZhuangSubdiffractionlimitimagingbystochasticopticalreconstructionmicroscopyNatMeth37937969EBetzigGHPattersonRSougratOWLindwasserSOlenychJSBonifacinoMWDavidsonJLippincottSchwartzandHFHessImagingintracellularfluorescentproteinsatnanometerresolutionScience313164210WDenkJPStricklerandWWWebbTwophotonlasermicroscopy11AKorzybskiandDKohnAmapisnottheterritoryprolegomenatononAristoteliansystemsandgeneralsemantics12WRHamiltonThirdSupplementtoanEssayontheTheoryofSystemsofRaysTransRoyalIrishAcadPp114413HLlyoldOnthePhenomenapresentedbyLightinictsPassagealongtheAxesofBiaxialCrystalsTheLondonandEdinburghPhilosophicalMagazineandJournalofScienceii11212014HLlyoldFurtherExperimentsonthePhenomenapresentedbyLightinictsPassagealongtheaxesofBiaxalCrystalsTheLondonandEdinburghPhilosophicalMagazineandJournalofScienceH20721015MVBerryConicaldiffractionasymptoticsfinestructureofPoggendorffringsandaxialspikeJournalOfOpticsAPureAndAppliedOptics628930016MrBerryandMrJeffreyConicaldiffractioncomplexifieddichroismandthetransitiontodoublerefractionJournalOfOpticsAPureAndAppliedOptics8104317MVBerryandMrJeffreyChiralconicaldiffractionJournalOfOpticsAPureAndAppliedOptics836318CPhelanDODwyerYRakovichJDoneganandJLunneyConicaldiffractionandBesselbeamformationwithahighopticalqualitybiaxialcrystalJOptAPureApplOpt768569019MVBerryandMrJeffreyConicaldiffractionHamiltonsdiabolicalpointsattheheartofcrystalopticsProgressinOptics501320AGeivandovIKasianovaEKharatiyanALazarevPLazarevandSPaltoPrintableThinFilmbirefringentRetardersforLCD21BAcharyaAPrimakTDingemansESamulskiandSKumarbiaxialnematicthermotropicTheelusivephaseinrigidbentcoremoleculesPramana6123123722TaldonadoElectroopticmodulatorsinHandbookofOpticsMBassed23JKempPiezoopticalbirefringencemodulatorsnewuseforalonknowneffectJournaloftheOpticalSocietyofAmerica5995095324MMinskyMicroscopyapparatus25DHGoldsteinandECollettPolarizedlightVol8326JBPawleyHandbookofbiologicalconfocalmicroscopy27MBassHandbookofOptics28YZhangGenerationofthreedimensionaldarkspotswithaperfectlightshellwitharadiallypolarizedLaguerreGaussianbeamAppliedOptics4962176223"