荧光显微镜装置和荧光显微镜系统的制作方法

[技术领域]

本技术涉及荧光显微镜装置和荧光显微镜系统。

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背景技术：
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荧光显微镜已经用于捕获诸如生物样本之类的样本的图像。通过将荧光物质附着到观察目标，通过以下来使用荧光显微镜：例如用激光照射观察目标来激发观察目标，并且当观察目标从激发态返回到基态时观察从观察目标发射的光。众所周知的荧光显微镜是例如共焦荧光显微镜、激光扫描血细胞计数器和双光子(多光子)激发荧光显微镜。

关于这一点，例如在ptl1中公开的技术用于通过在输入/输出公共光路中设置dmd(数字微镜器件)来构建共焦荧光显微镜。

[引证列表]

[专利文献]

[ptl1]

日本专利特许公开号11-194275

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技术实现要素：
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[技术问题]

然而，在使用现有技术的情况下，难以通过均匀地照射观察目标来捕获观察目标的图像。

鉴于上述情况，本技术的主要目的是提供一种技术，该技术使得能够以期望的均匀照射模式照射样本并且在低背景照射环境中捕获宽视场的图像。

[问题解决方案]

本技术首先提供一种荧光显微镜装置，包括：第一照明光学器件，其包括用于激发样本中的荧光的第一光源、空间光调制元件和用于均匀地照射空间光调制元件的第一照明光学构件；第二照明光学器件，其包括用于在样本表面上形成来自空间光调制元件的光束的图像的第二照明光学构件；以及成像光学器件，其包括成像光学构件和成像元件，所述成像光学构件适于捕获所述样本表面的图像。

在根据本技术的荧光显微镜装置中，空间光调制元件可以是lcos(硅基液晶)。在这种情况下，第一照明光学器件可以另外包括偏振补偿元件。

此外，在根据本技术的荧光显微镜装置中，第一照明光学器件可以另外包括散斑消除元件。

此外，在根据本技术的荧光显微镜装置中，第一照明光学器件和第二照明光学器件通过在多个栅格图案之间切换可以来照射光。

此外，在根据本技术的荧光显微镜装置中，样本可以用多种荧光染料染色。在这种情况下，第一照明光学器件可以包括多个第一光源，并且多个第一光源可以激发多个荧光染料以发光。此外，在这种情况下，第一照明光学器件可以根据多种荧光染料的亮度值来控制照射光的强度。此外，在这种情况下，空间光调制元件可以根据样本的形状将照射区域分成多个照射区域。另外，在这种情况下，可以将基于多个第一光源的多个照射区域布置在拜耳阵列中。

此外，根据本技术的荧光显微镜装置还可以包括第三照明光学器件，该第三照明光学器件包括第二光源和第三照明光学构件。第三照明光学构件均匀地照射样本表面。

此外，在根据本技术的荧光显微镜装置中，样本可以是生物样品。

本技术还提供了一种荧光显微镜系统，包括：荧光显微镜装置，其包括第一照明光学器件，其包括激发样本中的荧光的第一光源、空间光调制元件，以及均匀地照射该空间光调制元件的第一照明光学构件，第二照明光学器件，其包括用于在样本表面上形成来自空间光调制元件的光束的图像的第二照明光学构件，成像光学器件，其包括成像光学构件和成像元件，所述成像光学构件适于捕获所述样本表面的图像；空间光调制元件控制部，其控制空间光调制元件；捕获图像获取部，其从成像光学器件获取捕获图像；以及图像处理部，其对由所述捕获图像获取部获取的捕获图像进行处理。

在根据本技术的荧光显微镜系统中，第一照明光学器件和第二照明光学器件通过在多个栅格图案之间切换可以来照射光，并且图像处理部可以从由捕获图像获取部获取的多个捕获图像中获得高分辨率最终图像。

此外，在根据本技术的荧光显微镜系统中，样本可以用多种荧光染料染色。

此外，在根据本技术的荧光显微镜系统中，第一照明光学器件可以包括多个第一光源，多个第一光源可以激发多个荧光染料发光，空间光调制元件可以根据多个第一光源将照射区域划分为多个照射区域，并且图像处理部可以从由图像获取部获取的捕获图像获得每个荧光染料的亮度值作为参考，并且执行荧光成像的定量评估。在这种情况下，荧光成像的定量评估可以是补偿和/或分解。

[发明有益效果]

本技术使得有可能以期望的均匀照射模式照射样本并且在低背景照射环境中捕获宽视场的图像。应当注意，这里描述的有益效果不必是限制性的。本技术可以提供本公开中描述的任何有益效果。

[附图说明]

图1是示出根据本技术的第一实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。

图2是示出第一光路组合元件30a的配置和示例操作的图。

图3是示出根据本技术的第二实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。

图4是示出偏振补偿元件43相对于s偏振分量的操作的图。

图5是示出偏振补偿元件43相对于p偏振分量的操作的图。

图6是示出在由于s偏振分量和p偏振分量的混合而导致偏振比差的情况下的光的状态的图。

图7是示出根据本技术的第三实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。

图8是示出根据本技术的第四实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。

图9是示出根据本技术的示例实施例的荧光显微镜系统1000的整体配置的示例的配置图。

图10中的a和b示出了根据本技术的照射模式的图，c示出了现有技术的照射模式的图。

图11是示出由基于多个第一光源10的空间光调制元件44基本上划分为拜耳模式的照射区域的示例的图。

图12是示出由基于多个第一光源10的空间光调制元件44划分成多个区域的照射区域的示例的图。

图13是示出如何获取亮度值作为参考的替代图。

图14是示出对应于不同波长的滤波器的示例的图。

[具体实施方式]

现在将参照附图描述用于实现本技术的优选实施例。以下描述的实施例是本技术的典型实施例的示例，使得本技术的范围在其由这些实施例解释时不变窄。应当注意，将以下面的顺序给出描述。

荧光显微镜装置1

1-1.第一实施例

1-1-1.第一照明光学器件1a

1-1-2.第二照明光学器件1b

1-1-3.成像光学器件1c

1-1-4.有益效果

1-2.第二实施例

1-3.第三实施例

1-4.第四实施例

1-4-1.第三照明光学器件1d

2.荧光显微镜系统1000

2-1.空间光调制元件控制部2

2-2.捕获图像获取部3

2-3.图像处理部4

3.应用示例

3-1.第一应用示例(应用于sim超分辨率)

3-2.第二应用示例(应用于多种染料激发)

3-3.第三应用示例(应用于拜耳激发)

3-4.第四应用示例(应用于定量评估)

3-4-1.获取参考亮度值的示例

3-4-2.荧光校正(补偿)的示例

3-4-3.分解的示例

1.荧光显微镜装置1

根据本技术的荧光显微镜装置1包括第一照明光学器件1a、第二照明光学器件1b和成像光学器件1c。此外，根据本技术的荧光显微镜装置1可以根据需要包括例如其它光学器件和其它部件。

通过使用根据本技术的荧光显微镜装置1观察到的样本100没有特别限制。然而，优选样本100是体内或体外获得的生物样品，例如生物组织、细胞或液体来源的样品。生物样品可以是例如分离自人和其它哺乳动物的样品，包括体液(例如血液、血清、血浆、尿液、精液、脑脊髓液、唾液、汗液、泪液、腹水或羊水)、细胞、组织、器官和含有这种样品的稀释溶液。此外，适用于本技术的样本100不限于来源于哺乳动物的样本，并且可以来源于原核生物或真核生物。此外，样本100可以是包括组织的生物样品切片(例如器官或组织切片)或来自生物样品的提取物(例如抗原、抗体、蛋白质或核酸)。

适用于本技术的样本100可用多种荧光染料染色。使用本技术可以以基本相同的亮度水平捕获多种荧光染料的图像。此外，本技术能够通过执行一次成像操作来获取描绘多种荧光染料的荧光图像。此外，本技术还能够通过执行一次成像操作来获取关于每种荧光染料的准确光发射信息。应当注意，这些有益效果将在后面的“3.应用示例”下详细描述。

现在将详细描述根据本技术的荧光显微镜装置1。

1-1.第一实施例

图1是示出根据本技术的第一实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。根据本技术的本实施例的荧光显微镜装置1包括第一照明光学器件1a、第二照明光学器件1b和成像光学器件1c。在图1、3和7至9中，虚线表示光路。

现在将详细描述上述光学器件中的每一个。

1-1-1.第一照明光学器件1a

第一照明光学器件1a提供用于照射空间光调制元件44(照射目标表面)的光束。应当注意，可以根据需要在第一照明光学器件1a的光通过的区域中设置特定的光学元件。

如图1所示，第一照明光学器件1a包括例如第一光源10(10a、10b和10c)、空间光调制元件44和第一照明光学构件(积分器(integrator)40和聚光透镜41)。第一光源10激发样本中的荧光。第一照明光学构件均匀地照射空间光调制元件44。

此外，如图1所示，第一照明光学器件1a可以包括耦合透镜(方向性角度转换元件)20(20a、20b和20c)、光路组合元件30(30a和30b)和偏振分束器42。

第一光源10没有特别限制，只要它们能够激发样本中的荧光即可。第一光源10可以是例如能够发射具有能够在预期的荧光观察期间用作激发光的波段的激光的光源。然而，优选使用ld(激光二极管)作为第一光源10。原因是ld发射高功率线性偏振光(polarizedlight)。

此外，在本实施例中使用多个第一光源10，即光源10a、光源10b和光源10c。然而，本技术需要使用至少一个第一光源10。

此外，在如前所述样本100用多种荧光染料染色的情况下，第一照明光学器件1a可以包括多个第一光源10，并且多个第一光源10(例如10a、10b和10c)可以适于通过激发多种荧光染料来发光。这使得每个光源能够发射具有对应于每个荧光染料的波段的激光。结果，可以同时激发不同的荧光染料以发光。例如，在本实施例中，光源10a、10b和10c适于发射具有不同波段并设置在不同光路中的光。

此外，在第一照明光学器件1a包括多个第一光源10的情况下，多个第一光源10可以适于发射具有相同波段的光。这导致增加的激发功率。

关于根据本技术的第一照明光学器件1a，在样本100用多种荧光染料染色的情况下，第一照明光学器件1a包括多个第一光源10，并且多个第一光源10通过激发多种荧光染料发光，基于多个第一光源10的多个照射区域可以布置在拜耳阵列中。应当注意，该内容将在后面的“3-3.第三应用示例(应用于拜耳激发)”下详细描述。

空间光调制元件44根据对应于光源10a、10b和10c的各个波长分量的样本照射模式(pattern)二维地调制来自第一照明光学器件1a的光束。空间光调制元件44包括使用例如tn(扭曲向列)液晶(具有正折射率各向异性的液晶分子)的液晶面板。更具体地，空间光调制元件44被构造为使得使用tn模式液晶的液晶层被夹在一对基板之间，基于布置在矩阵中的多个像素的样本照射模式的驱动电压被施加到所述一对基板。

在使用上述tn液晶的情况下，如下所述，空间光调制元件44根据是否施加驱动电压来调制光。

首先，当不施加驱动电压时(在样本照射时)，空间光调制元件44通过使用扭转定向模式将面内相位差赋予入射光，使偏振轴旋转大约90度，然后发光。即，当不施加驱动电压时，空间光调制元件44以偏振光(例如，s偏振光或p偏振光)在入射光和出射光之间变化的方式，反射光的同时调制光。

同时，当施加驱动电压时(在样本未照射时)，空间光调制元件44在空间光调制元件44的厚度方向上定向所有液晶分子，对入射光不施加面内相位差，将偏振轴保持在其位置，然后发射光。即，当施加驱动电压时，空间光调制元件44以偏振光(例如，s偏振光或p偏振光)在入射光和输出光之间不变化(保持不变)的方式，反射光的同时调制光。

如上所述，从空间光调制元件44发射的样本照射光的偏振根据是否施加驱动电压而变化。将空间光调制元件44的上述偏振特性与偏振分束器42的下述光学特性相结合，使得荧光显微镜装置1能够确定是否用照射光照射样本100。

应当注意，包括在空间光调制元件44中的液晶面板不需要总是使用上述tn液晶。或者，包括在空间光调制元件44中的液晶面板可以使用不同类型的液晶。更具体地，包括在空间光调制元件44中的液晶面板可以使用例如va(垂直取向)液晶、stn(超扭曲向列)液晶、ips(面内切换)液晶、ocb(光学补偿弯曲)液晶、mva(多域垂直取向)液晶，或者asm(轴对称取向微胞)液晶。此外，包括在空间光调制元件44中的液晶面板可以使用近晶液晶(例如铁电液晶)代替向列液晶。

根据本技术，优选地，空间光调制元件44是lcos(硅基液晶)或dmd(数字微镜器件)。lcos和dmd具有高孔径比，因此能够照射整个样本100。

此外，关于根据本技术的第一照明光学器件1a，在样本100用多种荧光染料染色、第一照明光学器件1a包括多个第一光源10、并且该多个第一光源10通过激发多种荧光染料发光的情况下，照射区域可以根据多个第一光源10分成多个照射区域。应当注意，该内容将在后面的“3-4.第四应用示例(应用于定量评估)”下详细描述。

此外，特别优选lcos用作空间光调制元件44。当dmd在其用作空间光调制元件44期间被关闭时，光可能散射和杂散。这可能导致在荧光观察期间背景照射增加。

根据本技术，优选地，通过空间光调制元件44来调节光的强度，以便保持成像元件的曝光时间的独立性。然而，光的强度也可以通过脉冲宽度和第一光源10的输出来调节。

积分器40通过使用均匀的强度分布来照射空间光调制元件44。应当注意，本实施例中的积分器40包括一个蝇眼透镜。然而，可替换地，积分器40可以包括一对蝇眼透镜。

积分器40包括例如以预定阵列(例如以矩阵形式)布置的多个透镜。通常，从第一光源10发射的光束在垂直于光束方向的平面中具有不均匀的强度分布(亮度分布)。因此，当光束被直接引导到空间光调制元件44时，空间光调制元件44中的强度分布不均匀。然而，当从第一光源10发射的光束被积分器40分成多个光束并且以叠加的方式被单独引导到空间光调制元件44时，空间光调制元件44中的强度分布变得均匀(通过减小亮度分布的不均匀性)。

聚光透镜41将由积分器40分成多个光束的光束以叠加方式引导到空间光调制元件44。聚光透镜41可以具有任何适当的配置。

光路组合元件30组合从光源10a、10b和10c发射的光。在本实施例中，光路组合元件30包括第一光路组合元件30a和第二光路组合元件30b。在本实施例中，如下所述，第一光路组合元件30a的光学特性是：当针对具有预定波段的光(例如绿光lg)如图2所示组合光路时，第一偏振分量(例如s偏振分量)被引导到预定光路，而第二偏振分量(例如p偏振分量)被引导到远离预定光路的方向。

在光源10a的光轴上，耦合透镜20a、第一光路组合元件30a、积分器40和聚光透镜41以指定的顺序从光源10a依次设置。光源10b的光轴与第一光路组合元件30a中的光源10a的光轴正交。在光源10b的光轴上，耦合透镜20b和第一光路组合元件30a以指定的顺序从光源10b依次布置。光源10c的光轴与第二光路组合元件30b中的光源10a的光轴正交。在光源10c的光轴上，耦合透镜20c和第二光路组合元件30b以指定的顺序从光源10c依次布置。

如图1所示，耦合透镜20a将例如从光源10a发射的光基本上平行化，并执行转换，使得从光源10a发射的光的方向性角等于或接近平行化光的方向性角。耦合透镜20a设置在从光源10a发射的处于方向性角内的光入射的位置处。耦合透镜20b将例如从图1所示的光源10b发射的光基本上平行化，并且执行转换，使得从光源10b发射的光的方向性角等于或接近平行化光的方向性角。耦合透镜20b设置在从光源10b发射的处于方向性角内的光入射的位置处。耦合透镜20c将例如从图1所示的光源10c发射的光基本上平行化，并且执行转换，使得从光源10c发射的光的方向性角等于或接近平行化光的方向性角。耦合透镜20c设置在从光源10c发射的处于方向性角内的光入射的位置处。

换言之，耦合透镜20a、20b和20c分别基于光源10a、10b和10c(对于单独的封装)一对一地设置。应当注意，耦合透镜20a、20b和20c可以各自包括单个透镜或多个透镜。

第一光路组合元件30a和第二光路组合元件30b各自包括波长选择性的反射镜。应当注意，通过沉积多层干涉膜形成反射镜。例如，二向色棱镜可以用作反射镜。如图1所示，第一光路组合元件30a例如将从反射镜的后侧入射的光(从朝向光源10a的一侧入射的光)透射到反射镜的前侧，并使反射镜反射从反射镜的前侧入射的光的一部分(从光源10b入射的光)。同时，如图1所示，第二光路组合元件30b将例如从反射镜的后侧入射的光(从朝向第一光路组合元件30a的一侧入射的光源10a和10b的光)透射到反射镜的前侧，并使反射镜反射从反射镜的前侧入射的光(从朝向光源10c的一侧入射的光)。因此，光路组合元件30通过组合从光源10a、10b和10c发射的各个光束来获得单个光束。

偏振分束器42是偏振分离元件，其将包括在指向预定光路的光中的预定偏振分量透射到预定照射位置，并将第一照明光学器件1a与后面描述的第二照明光学器件1b组合。例如，将涂覆有多层膜的棱镜粘结在一起以形成偏振分束器42。偏振分离元件可以是具有偏振特性的元件(例如线栅或偏振膜)或基本上通过将这种元件夹在棱镜之间而获得的分束器。

偏振分束器42是选择性地透射特定偏振光(例如，p偏振光)并选择性地反射其它偏振光(例如，s偏振光)的光学构件。因此，入射光(例如s偏振光)选择性地从偏振分束器42反射并入射到空间光调制元件44上。

根据本技术，在样本100用多种荧光染料染色的情况下，第一照明光学器件1a能够根据多种荧光染料的亮度值控制照射光的强度。应当注意，该内容将在后面的“3-2.第二应用示例(应用于多种染料激发)”下详细描述。

此外，空间光调制元件44能够根据样本100的形状将照射区域分成多个照射区域。样本100的形状可以例如通过使用稍后描述的第三照明光学器件1d来确定。应当注意，该内容将在后面的“3-2.第二应用示例(应用于多种染料激发)”下详细描述。

1-1-2.第二照明光学器件1b

第二照明光学器件1b在样本表面上形成来自空间光调制元件44的光束的图像。当空间光调制元件44在第一照明光学器件1a中被均匀地照射时，第二照明光学器件1b能够均匀地照射样本。另外，由于样本表面与空间光调制元件44具有共轭关系(conjugaterelationship)，所以可以以任何适当的模式激发样本。应当注意，可以根据需要在第二照明光学器件1b的光通过的区域中设置特定的光学元件。

如图1所示，第二照明光学器件1b包括例如第二照明光学构件(包括聚光透镜50和物镜51)，其在样本表面上形成来自空间光调制元件44的光束的图像。

此外，如图1所示，第二照明光学器件1b可以另外包括带通滤波器70和二向色镜71作为第二照明光学构件。

聚光透镜50耦合来自空间光调制元件44的均匀光束。聚光透镜50可以具有任何适当的配置。

物镜51在样本表面上形成由聚光透镜50耦合的光束的图像。物镜51没有特别限制，并且可以具有任何适当的配置。可以包括多个物镜51并分别用于例如明场观察、相位差观察和荧光观察的目的。此外，例如，物镜51的数值孔径、放大率和工作距离没有特别限制。

带通滤波器70获得来自第一光源10(10a、10b和10c)的用于荧光激发所需的波段。带通滤波器70没有特别限制，并且可以具有任何适当的配置。例如，带通滤波器70的中心波长和带宽没有特别限制。

二向色镜71通过反射具有特定波段的光并且透射其它光，来将激发光与荧光分离，并且将第二照明光学器件1b与稍后描述的成像光学器件1c组合。二向色镜71可以具有任何适当的配置。

例如，当在本实施例中使用带通滤波器70和二向色镜71的组合时，带通滤波器70可以只获得光源10a的波段，并让二向色镜71只反射该波段。另一种选择是让带通滤波器70获得光源10a、10b和10c的三个波段，并让二向色镜71反射这三个波段。在前一种情况下，可以观察到具有相对宽的波段的荧光。然而，在第一光源10具有多个不同波长的情况下，需要改变组合。同时，在后一种情况下，由于带通滤波器70和二向色镜71的设计，可观察波段变窄。然而，可以同时进行多个荧光观察。

此外，本技术允许第一照明光学器件1a和第二照明光学器件2b通过在多个栅格图案之间切换来照射光。应当注意，该内容将在后面的“3-1.第一应用示例(应用于sim超分辨率)”下详细描述。

1-1-3.成像光学器件1c

成像光学器件1c捕获样本表面的图像。成像光学器件1c使得可以捕获由第一照明光学器件1a和第二照明光学器件1b激发的样本的荧光图像，并且捕获例如通过由稍后描述的第三照明光学器件1d提供的照射获得的明场图像或相位差图像。应当注意，可以根据需要在成像光学器件1c的光通过的区域中设置特定的光学元件。

如图1所示，成像光学器件1c包括成像光学构件(包括物镜51和成像透镜80)和成像元件81。成像光学构件捕获样本表面的图像。

此外，如图1所示，成像光学器件1c可以另外包括带通滤波器72作为成像光学构件。

在成像光学器件1c中，物镜51将来自包括样本100的样本表面的光束会聚在台101上。根据本技术，物镜51由前述第二照明光学器件和成像光学器件1c共享。

成像透镜80在成像元件81上形成由物镜51会聚的光束的图像。成像透镜80可以具有任何适当的配置。

如上所述，物镜51由第二照明光学器件1b和成像光学器件1c共享。因此，物镜51的放大率可以例如通过聚光透镜50的焦距与成像透镜80的焦距之间的比率来确定。因此，物镜51的放大率基于空间光调制元件44和成像元件81的像素尺寸，或者基于空间光调制元件44和成像元件81的器件尺寸，所述器件尺寸通过将像素尺寸乘以像素数量来确定。

更具体地，在例如空间光调制元件44是lcos的情况下，lcos和成像元件81的像素尺寸分别是6μm和3μm，投影到样本表面上的像素尺寸要均匀(＝1：1)，聚光透镜50的焦距与成像透镜80的焦距之比应当设定为2：1。此外，在投影到样本表面上的像素的尺寸之间的比率为4：1的情况下，聚光透镜50的焦距与成像透镜80的焦距之间的比率应设定为1：2。此外，在lcos和成像元件81的像素尺寸分别为6μm和3μm的情况下，lcos和成像元件81分别具有2,000×1,000像素和4,000×2,000像素，并且投影到样本表面上的器件尺寸要统一，聚光透镜50的焦距与成像透镜80的焦距之比应当设定为1：1。

成像元件81可以是例如ccd(电荷耦合器件)图像传感器或cmos(互补金属氧化物半导体)图像传感器。成像元件81包括例如光电转换元件，用于基于单独颜色接收rgb(红、绿、蓝)颜色的光并将所接收的光转换为电信号，并从入射光获得彩色图像。此外，成像元件81可以具有4通道配置，即rgbi(红、绿、蓝、红外线)通道配置，用于接收除rgb光之外的近红外波长区域的光。

带通滤波器72从样本100获得荧光波段。带通滤波器72没有特别限制，并且可以具有任何适当的配置。例如，带通滤波器72的中心波长和带宽没有特别限制。

在本实施例中，如第二照明光学器件1b中的带通滤波器70和二向色镜(dichroicmirror)71的组合的情况，带通滤波器72可以仅获得由光源10a激发的荧光波段，或者获得由光源10a、10b和10c激发的三个荧光波段。在前一种情况下，可以观察到具有相对宽的波段(lpf(长通滤波器))的荧光。然而，在第一光源10具有多个不同波长的情况下，需要进行适当的改变。同时，在后一种情况下，由于带通滤波器72的设计，可观察的荧光波段变窄。然而，可以同时进行多个荧光观察。

应当注意，图1、3和7至9所示的台101不必包括在根据本技术的荧光显微镜装置1中。然而，例如可以允许台101在与物镜51的光轴正交的xy方向上和沿着光轴的z方向上移动。

1-1-4.有益效果

本实施例使第一照明光学器件1a和第二照明光学器件1b能够以通过对空间光调制进行均匀照射而获得的期望模式提供照射，并且在低背景照射环境中捕获图像。

1-2.第二实施例

图3是示出根据本技术的第二实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。在第二实施例中，第一照明光学器件1a还包括偏振补偿元件43。应当注意，第二实施例中的其它元件类似于“1-1.第一实施例”中描述的相应元件，将不再赘述。

在空间光调制元件44是lcos的情况下，第一照明光学器件1a包括偏振补偿元件43，因此可以进一步减小背景照射。

具体地，偏振补偿元件43设置在偏振分束器42和空间光调制元件44之间的光路中，并且适于通过向入射光施加相位差来改变入射光的偏转。更具体地，首先，偏振补偿元件43具有第一表面(朝向偏振分束器42一侧的光通过表面)和第二表面(朝向空间光调制元件44一侧的光通过表面)。另外，当光从朝向偏振分束器42的一侧(从第一表面)入射(入射方向d1)和当光从朝向空间光调制元件44的一侧(从第二表面)入射(入射方向d2)时，偏振补偿元件43施加具有相反极性(相反方向)和基本上相等的绝对值的相位差。即，偏振补偿元件43具有不依赖于入射光的方向的相位差特性(相位差对称性)。因此，减少了在样本未照射时泄漏到样本表面的光，以抑制背景照射增加三个相位差的总和，即，当光朝向偏振分束器42的一侧入射时在空间光调制元件44中给出的相位差，当在空间光调制元件44中调制光时引起的相位差，以及当光从偏振补偿元件43的一侧入射时在空间光调制元件44中给出的相位差。

在根据第二实施例的荧光显微镜装置1中，从第一照明光学器件1a中的光源10a、10b和10c发射的光被偏振分束器42偏振分离，并且这种偏振分离的光束之一(例如s偏振)通过偏振补偿元件43入射到空间光调制元件44上。此外，入射光由空间光调制元件44根据样本照射模式进行调制，然后通过偏振补偿元件43和偏振分束器42入射到第二照明光学器件1b上。

这里，当根据样本照射模式来照射样本时，例如，从第一照明光学器件1a入射到偏振分束器42上的光的p偏振l1p直接透射通过偏振分离平面，而例如，s偏振光l1s从偏振分离平面反射，然后入射到空间光调制元件44上。这里，在空间光调制元件44中调制，反射，然后入射的样本照射光被转换成p偏振光(p偏振光l2p)。因此，p偏振光l2p透射通过偏振分束器42的偏振分离平面并被导向第二照明光学器件1b，以便以样本照明模式提供照射。

同时，当不根据样本照射模式照射样本时，首先，如上述样本照射的情况，例如，p偏振光l1p透射通过偏振分离平面，而例如，s偏振光l1s从偏振分离平面反射，然后入射到空间光调制元件44上。这里，在空间光调制元件44中调制，反射，然后发射的样本照射光被保持为s偏振光(s偏振光l2s)，而不被转换。因此，s偏振光l2s从偏振分束器42的偏振分离平面反射并返回到第一照明光学器件1a。也就是说，在这种情况下，样本照射光不指向第二照明光学器件1b。因此，不提供样本照射模式中的照射。

在这种样本未照射的情况下，在空间光调制元件44中可能发生从偏振分束器42朝向第二照明光学器件1b的光泄露lleak。如前所述，在样本未照射时在空间光调制元件44中产生的样本照射光是s偏振光(s偏振光l2s)。因此，整个光从偏振分束器42反射。因此，假设没有朝向第二照明光学器件1b发生光泄露lleak。

然而，例如，s偏振光l1s是由聚光透镜41会聚的光。因此，s偏振光l1s包括倾斜入射到偏振分束器42的入射表面sin上的光分量。因此，样本照射光(s偏振光l2s)，即s偏振光l1s的反射，引起如下所述的光泄露lleak。更具体地，这种倾斜入射光表现为相对于偏振分离平面从理想s偏振轴旋转的偏振分量，并且样本照射光实际上包括椭圆偏振分量。因此，当包括椭圆偏振分量时，样本照射光的一部分透射通过偏振分离平面而不被反射。这导致光泄露lleak。当发生这种光泄露lleak时，即使在样本未照射时，样本照射光也部分地投射到样本表面上。这导致背景照射增加。

在根据本实施例的荧光显微镜装置1中，当光从朝向偏振分束器42的一侧(入射方向d1)入射并且当光从朝向空间光调制元件44的一侧(入射方向d2)入射时，偏振补偿元件43施加具有相反极性(相反方向)和基本上相等的绝对值的相位差。即，偏振补偿元件43具有与入射光的方向无关的相位差特性(相位差对称性)。因此，在样本未照射时朝向第二照明光学器件1b的光泄露lleak减少了三个相位差的总和，即，当光从朝向偏振分束器42的一侧入射时在偏振补偿元件43中给出的相位差，当在空间光调制元件44中调制光时引起的相位差，以及当光从空间光调制元件44的一侧入射时在偏振补偿元件43中给出的相位差。

现在将通过使用例如图4中的示意图(该示意图通过注意特定光线示意性地描绘偏振状态变化)来详细描述在样本未照射时通过前述相位差的总和来减少光泄露lleak。首先，当s偏振光(s偏振光l1s(入))从偏振分束器42入射到偏振补偿元件43上时，在偏振补偿元件43中赋予由图4中的旋转方向γ1表示的相位差，以发射s偏振光l1s(出)。接下来，当从偏振补偿元件43发射的s偏振光l1s(出)在空间光调制元件44中被调制并被反射时，施加微小的相位差(见图4中的旋转方向γ2)以产生样本照射光(s偏振光l2s(入))。随后，当样本照射光(s偏振光l2s(入))再次入射到偏振补偿元件43上时，施加由旋转方向γ3表示的相位差。旋转方向γ3与上述旋转方向γ1和γ2(相反极性)相反。当注意如上所述的特定光线时，从偏振补偿元件43发射的样本照射光(s偏振光l2s(出))被转换成具有与原始s偏振光l1s(入)相同偏振轴的线性偏振光。因此，当入射到偏振分束器42上时，样本照射光(s偏振光l2s(出))从偏振分离平面完全反射并返回到第一照明光学器件1a。这减少或防止了朝向第二照明光学器件1b的光泄露lleak。

如前所述，如果在偏振补偿元件43插入偏振分束器42和空间光调制元件44之间的情况下入射到偏振补偿元件43上的光的偏振比(s偏振光/p偏振光的比)差，则背景照射增加。如图5所示，偏振补偿元件43对p偏振光和s偏振光执行相同的动作(见图4)。即，当p偏振光l1p(入)从偏振分束器42入射到偏振补偿元件43上时，偏振补偿元件43施加例如由所示旋转方向γ1表示的相位差，并发射p偏振光l1p(出)。接下来，当从偏振补偿元件43发射的p偏振光l1p(出)在空间光调制元件44中被调制并被反射时，施加轻微的相位差(参见所描绘的旋转方向γ2)以产生p偏振光l2p(入)。随后，当p偏振光l2p(入)再次入射到偏振补偿元件43上时，施加由旋转方向γ3表示的相位差。旋转方向γ3与上述旋转方向γ1和γ2(相反极性)相反。当注意如上所述的特定光线时，从偏振补偿元件43发射的光(p偏振光l2p(出))被转换成具有与原始p偏振光l1p(入)相同偏振轴的线性偏振光。

如上所述，偏振补偿元件43作用于p偏振光和s偏振光。因此，当从偏振分束器42入射到偏振补偿元件43上的入射光l1不仅包括s偏振光l1s(入)，而且包括p偏振光l1p(入)时，如图6所示，返回到偏振分束器42的光不仅包括s偏振光l2s(出)，还包括p偏振光l2p(出)。这导致背景照射的增加。

此外，当提供高偏振比的激光器用作光源10a、10b和10c时，在不插入例如偏振片的情况下获得高偏振。这对于通过使用偏振补偿元件43来减少背景照射是极其有效的。然而，定向在不必要的偏振方向上的光分量通常包括在从提供高偏振比的激光源发射的光中。因此，使用激光光源不能实现背景照射减少的充分效果。

考虑到上述情况，优选地，例如，第一光路组合元件30a具有下述特性。简而言之，优选地，第一光路组合元件30a具有这样的光学特性，使得当要组合光路时，第一偏振分量相对于预定波段中的光被引导到预定光路(到偏振分束器42和空间光调制元件44的光路)，而第二偏振分量在远离预定光路的方向上被引导。

更具体地，例如，如图2所示，优选地，第一光路组合元件30a具有这样的偏振特性，使得相对于作为预定波段中的光的第一波段中的光(绿光lg)反射第一偏振分量(s偏振分量lg(s))，以及透射第二偏振分量(p偏振分量lg(p))。此外，优选地，第一光路组合元件30a具有透射第二波段中的光(蓝光lb)分量(s偏振分量lb(s)和p偏振分量lb(p))的特性。

换句话说，当组合光路时，第一光路组合元件30a将绿光lg的s偏振分量lg(s)引导到偏振分束器42，而不将p偏振分量lg(p)引导到偏振分束器42。偏振分束器42具有反射s偏振光和透射p偏振光的特性。然而，偏振分束器42具有稍微反射p偏振光的特性。因此，当入射光的偏振比(s偏振光/p偏振光的比)差时，s偏振光和p偏振光分量都被引导到空间光调制元件44。然而，至少相对于绿光lg，第一光路组合元件30a不将p偏振光导向偏振分束器42(将p偏振光导向不必要的光路)。因此，具有高偏振比的光(基本上仅包括s偏振光的光)入射到偏振分束器42上。结果，至少相对于绿光lg，只有s偏振光基本上被引导到空间光调制元件44。

在样本未照射时，入射到空间光调制元件44上的偏振光照原样发射而不经历相变。因此，如果在入射到空间光调制元件44上的光中包括p偏振分量，则从空间光调制元件44发射的p偏振分量作为泄光泄露透射通过偏振分束器42。根据本实施例，至少对于绿光lg，入射到空间光调制元件44上的光基本上仅包括s偏振分量。因此，在样本未照射时，从空间光调制元件44发射的偏振光基本上仅包括s偏振光。这减少了光泄露并减少了背景照射。即使当不使用偏振补偿元件43时，也可以类似地获得上述效果。

1-3.第三实施例

图7是示出根据本技术的第三实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。在第三实施例中，第一照明光学器件还包括散斑消除元件45。应当注意，第三实施例中的其它元件类似于“1-1.第一实施例”中描述的相应元件，将不再赘述。

第一照明光学器件1a包括散斑消除元件45，并且能够通过振动积分器40来消除散斑。这使得可以改善照射光强度分布的均匀性。

1-4.第四实施例

图8是示出根据本技术的第四实施例的荧光显微镜装置1的整体配置的示例的配置图。根据第四实施例的荧光显微镜装置1还包括第三照明光学器件1d。应当注意，第四实施例中的其它元件类似于“1-1.第一实施例”中描述的相应元件，将不再赘述。

现在将详细描述第三照明光学器件1d。

1-4-1.第三照明光学器件1d

第三照明光学器件1d均匀地照射样本表面。应当注意，可以根据需要在第三照明光学器件1d的光通过的区域中设置特定的光学元件。

如图8所示，第三照明光学器件1d包括例如第二光源91和照明光学构件(光源透镜92、场阑(fieldstop)93、中继透镜94、孔径光阑(aperturestop)95和聚光透镜96)。照明光学构件均匀地照射样本表面。

第二光源91没有特别限制，并且可以包括例如卤素灯或白色led。根据本技术，第三照明光学器件1d包括至少一个第二光源91。

光源透镜92将来自第二光源91的光束基本上平行化。场阑93被定位成能够调节照射范围并与样本表面共轭。中继透镜94会聚基本上平行的光。孔径光阑95能够调节亮度。聚光透镜96基本上平行化发散光。在第四实施例中，一组这些照明光学构件能够构建柯勒照明光学器件，均匀地照射样本100，并且获取例如明场图像和相位差图像。

2.荧光显微镜系统1000

图9是示出根据本技术的示例实施例的荧光显微镜系统1000的整体配置的示例的配置图。根据本技术的荧光显微镜系统1000包括荧光显微镜装置1、空间光调制元件控制部2、捕获图像获取部3和图像处理部4。此外，根据本技术的荧光显微镜系统1000可以根据需要包括例如一些其它部件。应当注意，荧光显微镜装置1类似于“1.荧光显微镜装置1”中描述的相应装置，不再赘述。

现在将详细描述荧光显微镜系统1000的各个部分。

2-1.空间光调制元件控制部2

空间光调制元件控制部2以用于激发样本100的期望模式控制空间光调制元件44。对控制空间光调制元件44的方法没有特别限制。

此外，在包括多个第一光源10的情况下，空间光调制元件控制部2能够与提供顺序脉冲光发射的各个光源同步地在各个光源模式中实施控制。

空间光调制元件控制部2可以根据由稍后描述的图像处理部4识别的细胞的位置以及基于特定部分的模式来实施自动控制。此外，当在仅激发一些特定细胞的模式中实施控制时，空间光调制元件控制部2可通过例如进行聚焦和光强调节来防止其它细胞变色。此外，空间光调制元件控制部2可以根据例如适当的光源、重复间隔和重复次数对用户指定的roi(感兴趣区域)实施模式控制。此外，空间光调制元件控制部2可以控制随时间变化的模式。

2-2.捕获图像获取部3

捕获图像获取部3从成像光学器件1c获取捕获图像。获取捕获图像的方法没有特别限制。

2-3.图像处理部4

图像处理部4处理由捕获图像获取部3获取的捕获图像。对捕获图像的处理方法没有特别限制。在存在多个捕获图像的情况下，例如计算它们。

图像处理部4可以仅获取明亮的累计图像(integratedimage)或宽范围hdr(高动态范围成像)图像。此外，图像处理部4能够从明场图像或相位差图像中识别例如细胞或细胞中特定部分(例如细胞核)的位置。

根据本技术，在第一照明光学器件1a和第二照明光学器件2b通过在多个栅格图案之间切换来照射光的情况下，图像处理部4能够从由捕获图像获取部获取的多个捕获图像中获得高分辨率最终图像。应当注意，该内容将在后面的“3-1.第一应用示例(应用于sim超分辨率)”下详细描述。

此外，关于根据本技术的第一照明光学器件1a，在样本100用多种荧光染料染色的情况下，第一照明光学器件1a包括多个第一光源10，并且多个第一光源10通过激发多种荧光染料而发光，空间光调制元件44能够根据多个第一光源10将照射区域划分为多个照射区域，并且图像处理部4能够从由图像获取部获取的捕获图像获得每个荧光染料的亮度值作为参考，并且执行荧光成像的定量评估。在这种情况下，荧光成像的定量评估可以是补偿和/或分解。应当注意，该内容将在后面的“3-4.第四应用示例(应用于定量评估)”下详细描述。

3.应用示例

现在将详细描述本技术的应用示例。

3-1.第一应用示例(应用于sim超分辨率)

下面描述sim(结构化照明显微术)超分辨率的应用。sim是各种超分辨率成像(超分辨率显微术(srm))技术之一，其是实现高于常规光学显微镜的衍射极限的分辨率的光学技术。通常，sim能够通过用条状图案中的照射光照射样品并在移动条状图案的同时多次捕获条状图案的图像来实现比衍射极限高两倍的分辨率。更具体地，例如，在图10中的c处描绘的线性图案在三个不同的方向上旋转并且在与图案中的线正交的方向上移动大约三到五次，以便在每次移动之后捕获图像。因此，需要总共捕获大约9到15次的图像。

同时，本技术使得第一照明光学器件1a和第二照明光学器件2b能够通过如前所述在多个栅格图案之间切换来照射光。因此，当例如使用在图10中的a或b处描绘的多个栅格图案时，捕获图像四到六次就足够了。因此，所需的成像操作次数小于使用传统成像方法时的成像操作次数。这使得可以缩短成像时间，提高测试效率，并抑制荧光染料的劣化(变色)。

此外，如上所述，在上述情况下，图像处理部4能够从由捕获图像获取部3获取的多个捕获图像中获得高分辨率最终图像。这使得可以获得由图像处理部4计算的sim超分辨率图像。

应当注意，图10中在a或b处描绘的多个栅格图案仅仅是示例。在例如空间光调制元件44是lcos的情况下，根据由物镜51的na、lcos的像素尺寸和第二照明光学器件1b的放大率确定的光学分辨率，可以适当地选择性地使用多个栅格图案中的一个。

例如，在光学分辨率大约为0.6μm，lcos的像素尺寸为3μm，并且第二照明光学器件1b的放大率为20倍的情况下，合适的栅格图案(见图10中的a)使得四个像素形成一个周期(＝0.6μm)。同时，在光学分辨率大约为0.45μm，lcos的像素尺寸为3μm，并且第二照明光学器件1b的放大率为40倍的情况下，合适的栅格图案(参见图10中的b)使得六个像素形成一个周期(＝0.45μm)。因此，优选地，栅格图案根据用于荧光观察的物镜51而改变。

应注意，图10中a处所描绘的栅格图案包括未被2×2像素激发的栅格和被2×2像素激发的栅格。然而，栅格图案可以由4×4像素形成。这种栅格图案适合于光学分辨率大约为0.4μm，lcos的像素尺寸为3μm，并且第二照明光学器件1b的放大率为60倍的情况。

此外，本技术使得可以根据光源波长改变栅格图案。例如，可以将图10中a所示的栅格图案用于具有高光学分辨率的短波长激发，并将图10中b所示的栅格图案用于具有低光学分辨率的长波长激发。

此外，图10中a或b处所描绘的栅格图案的颜色没有特别限制。例如，颜色不仅可以是黑色和白色，而且可以是例如蓝色和绿色。在这种情况下，可以同时获得蓝色激发sim超分辨率图像和绿色激发sim超分辨率图像。

此外，在成像元件81是彩色照相机的情况下，通过利用彩色照相机捕获图像，同时在彩色照相机的曝光时间期间在来自多个光源的光的发射之间切换，可以同时获得由多种颜色激发的sim超分辨率图像。

另外，在空间光调制元件44是lcos的情况下，成像元件81和lcos的像素的取向没有特别限制。

3-2.第二应用示例(应用于多种染料激发)

在激发多种荧光染料的情况下，亮度可以从一种荧光染料到另一种荧光染料而变化。同时，根据本技术，在样本100用多种荧光染料染色的情况下，第一照明光学器件1a能够根据多种荧光染料的亮度值以空间选择性的方式控制照明光源和照射位置。此外，在上述情况下，空间光调制元件44能够根据样本100的形状将照射区域划分为多个照射区域。结果，当以图像识别方式预先识别样本100的形状(例如，包含单个局部染料的细胞或细胞内的部分)时，可以针对每个相关区域优化激发光的强度，并且以基本上相同的亮度水平捕获所有染料的图像。

3-3.第三应用示例(应用于拜耳激发)

在第一照明光学器件1a包括多个第一光源10的情况下，可以在拜耳阵列中形成基于多个第一光源10的多个照射区域。例如，如图11所示，基于多个第一光源10的多个照射区域可以布置成类似拜耳阵列的阵列。当调节成像元件81(例如，彩色照相机)的拜耳阵列的尺寸和位置以匹配每个激发拜耳阵列的尺寸和位置时，可以同时获得由多个第一光源10激发的多个染料的荧光图像。

3-4.第四应用示例(应用于定量评估)

根据本技术的荧光显微镜装置1和荧光显微镜系统1000可以应用于荧光成像的定量评估，例如荧光校正(补偿)和分解。

关于根据本技术的第一照明光学器件1a，在样本100用多种荧光染料染色的情况下，第一照明光学器件1a包括多个第一光源10，并且该多个第一光源10激发该多种荧光染料以发光，照射区域可以根据多个第一光源10分成多个照射区域。

此外，在上述情况下，如前所述，图像处理部4能够从由图像获取部获取的捕获图像获得每个荧光染料的亮度值作为参考，并且执行荧光成像的定量评估。

更具体地，例如如图12所示，由空间光调制元件44照射的区域被分成多个区域，即区域a、区域b、区域c、区域d和区域e。区域a是仅由光源10a照射的区域，其激发染料α。区域b是仅由光源10b照射的区域，其激发染料β。区域c是仅由光源10c照射的区域，其激发染料γ。区域d是未被任何光源照射的区域(并且用于背景照射校正)。区域e是由所有光源照射的区域。然后用成像元件81(在这种情况下使用彩色照相机)激发样本以捕获图像。随后，区域a至d的rgb(红、绿、蓝)亮度值被用作参考值。因此，可以通过执行一次成像操作(只要三个光源通过使用三波长滤光片在曝光时间期间顺序地发光)，针对区域e的图像中的每个像素进行荧光图像的定量评估，例如补偿和分解。应当注意，例如，图12所示的用于照射各个区域的区域的尺寸和布置是说明性的而非限制性的。本技术不限于图12所示的区域的尺寸和布置。

此外，根据本技术，备选方案是首先通过捕获仅由区域a至d形成的区域的图像来获取参考数据，然后单独捕获仅由区域e形成的区域的图像。

应当注意，上述描述使用rgb亮度值作为用于示例目的的参考值。然而，本技术不限于这样的示例。例如，在所采用的成像元件81除了rgb光之外还具有用于接收红外波长区域中的光的四通道rgbi配置的情况下，可以将来自四个通道的亮度值(r，g，b，i)用作参考值。

此外，根据本技术，可以通过以图像识别方式预先执行识别包含单独的局部染料的细胞或细胞内的部分的额外处理来激发具有一个波长和不同亮度值的多种荧光染料。换句话说，通过对每一部分进行补偿或分解，可以增加要使用的荧光染料的数量。这使得可以获得关于每种荧光染料的精确的光发射信息并增加可以布置在视场中的染料的总数。

此外，在上述情况下，多个第一光源(例如10a、10b和10c)可以以从一个部分到另一个部分变化的方式应用。这使得有可能例如优化激发光的强度并且以基本上相同的亮度水平捕获所有染料的图像。

另外，本技术使得有可能例如从随后描述的通过补偿确定的“αb补偿，βg补偿，γr补偿”，通过分解确定的“l，m，n”之间的相对比例，它们相对于总量的百分比，它们的分布曲线，以及它们的分布曲线之间的关系进行癌症诊断。

应当注意，本申请应用示例中的成像元件81可以是单板式或三板式。然而，为了更高的分辨率，优选使用三板式成像元件81。

3-4-1.获取参考亮度值的示例

现在将描述获取参考亮度值的示例。

图13是示出在第一照明光学器件1a包括多个第一光源10并且多个第一光源10(例如10a、10b和10c)激发多个荧光染料发光的情况下如何获取亮度值作为参考的替代图。无论是否要进行荧光校正或分解，首先必须例如获取每种荧光染料的rgb亮度值作为参考值。

更具体地，需要在仅激发染料α以捕获图像的情况下获得rgb亮度值(αr，αg，αb)，在仅激发染料β以捕获图像的情况下获得rgb亮度值(βr，βg，βb)，以及在仅激发染料γ以捕获图像的情况下的rgb亮度值(γr，γg，γb)。

3-4-2.荧光校正(补偿)的示例

现在将描述荧光校正的示例。

例如，由激发染料a、b和c捕获的图像中的每个像素的rgb亮度值如下：

b＝αb+βb+γb···(1)

g＝αg+βg+γg···(2)

r＝αr+βr+γr···(3)

如果获得参考，已知βb至βg的百分比和γb至γr的百分比，并且它们分别是3％和1％，则以下等式从以上等式(1)获得：

αbcomp＝b-0.03×g-0.01×r

然后，可以类似地从上面的等式(2)和(3)获得βgcomp和γrcomp。

图14是示出对应于不同波长的滤波器的示例的图。图14中的数字分别与图1、3和7至9所示的带通滤波器70、二向色镜71和带通滤波器72相关。例如，参照图12，当如上所述校正(补偿)区域e中的信号时，可以通过执行一次成像操作(例如，使三个光源(10a、10b和10c)在曝光时间期间发光)来获取关于每种荧光染料的精确发光信息。

3-4-3.分解的示例

现在将描述分解的示例。

例如，由激发染料a、b和c捕获的图像中的每个像素的rgb亮度值如下：

(r，g，b)＝l×(αr，αg，αb)+m×(βr，βg，βb)+n×(γr，γg，γb)

然后，可以从每个rgb亮度值的联立方程确定l，m和n，即各个荧光染料的强度。

应当注意，本技术可以采用以下配置。

(1)

一种荧光显微镜装置，包括：

第一照明光学器件，其包括用于激发样本中的荧光的第一光源、空间光调制元件和用于均匀地照射空间光调制元件的第一照明光学构件；

第二照明光学器件，其包括用于在样本表面上形成来自空间光调制元件的光束的图像的第二照明光学构件；以及

成像光学器件，其包括成像光学构件和成像元件，所述成像光学构件适于捕获所述样本表面的图像。

(2)根据以上(1)所述的荧光显微镜装置，其中，

空间光调制元件包括lcos(硅基液晶)。

(3)根据以上(2)所述的荧光显微镜装置，其中，

第一照明光学器件还包括偏振补偿元件。

(4)根据以上(1)至(3)中任一项所述的荧光显微镜装置，其中，

第一照明光学器件还包括散斑消除元件。

(5)根据以上(1)至(4)中任一项所述的荧光显微镜装置，其中，

第一照明光学器件和第二照明光学器件通过在多个栅格图案之间切换来照射光。

(6)根据以上(1)至(5)中任一项所述的荧光显微镜装置，其中，

样本用多种荧光染料染色。

(7)根据以上(6)所述的荧光显微镜装置，其中，

该第一照明光学器件包括多个第一光源，并且

多个第一光源通过激发多个荧光染料而发光。

(8)根据以上(6)或(7)所述的荧光显微镜装置，其中，

第一照明光学器件根据多种荧光染料的亮度值控制照射光的强度。

(9)根据以上(6)至(8)中任一项所述的荧光显微镜装置，其中，

空间光调制元件根据样本的形状将照射区域分成多个照射区域。

(10)根据以上(7)所述的荧光显微镜装置，其中，

空间光调制元件根据多个第一光源将照射区域分成多个照射区域。

(11)根据(7)或(10)所述的荧光显微镜装置，其中，

基于多个第一光源的多个照射区域以拜耳阵列排列。

(12)根据(1)至(11)中任一项所述的荧光显微镜装置，进一步包括：

第三照明光学器件，其包括第二光源和用于均匀地照射样本表面的第三照明光学构件。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的荧光显微镜装置，其中，

样本包括生物样品。

(14)一种荧光显微镜系统，包括：

荧光显微镜装置，包括：

第一照明光学器件，其包括激发样本中的荧光的第一光源、空间光调制元件，以及均匀地照射该空间光调制元件的第一照明光学构件，

第二照明光学器件，其包括用于在样本表面上形成来自空间光调制元件的光束的图像的第二照明光学构件，以及

成像光学器件，其包括成像光学构件和成像元件，所述成像光学构件适于捕获所述样本表面的图像；

空间光调制元件控制部，其控制空间光调制元件；

捕获图像获取部，其从成像光学器件获取捕获图像；以及

图像处理部，其对由所述捕获图像获取部获取的捕获图像进行处理。

(15)根据(14)所述的荧光显微镜系统，其中

该第一照明光学器件和该第二照明光学器件通过在多个栅格图案之间切换来照射光，并且

图像处理部从由捕获图像获取部获取的多个捕获图像中获得高分辨率最终图像。

(16)根据以上(14)或(15)所述的荧光显微镜系统，其中，

样本用多种荧光染料染色。

(17)根据以上(16)所述的荧光显微镜系统，其中

该第一照明光学器件包括多个第一光源，

所述多个第一光源通过激发多个荧光染料而发光，

空间光调制元件根据多个第一光源将照射区域分成多个照射区域，并且

图像处理部从由图像获取部获取的捕获图像获得每个荧光染料的亮度值作为参考，并且执行荧光成像的定量评估。

(18)根据以上(17)所述的荧光显微镜系统，其中

荧光成像的定量评估包括补偿和/或分解。

[附图标记列表]

1：荧光显微镜装置

10、10a、10b、10c：第一光源

20、20a、20b、20c：耦合透镜

30、30a、30b：光路组合元件

40：积分器

41：聚光透镜

42：偏振分束器

43：偏振补偿元件

44：空间光调制元件

45：散斑消除元件

50：聚光透镜

51：物镜

70：带通滤波器

71：二向色镜

72：带通滤波器

80：成像透镜

81：成像元件

91：第二光源

92：光源透镜

93：场阑

94：中继透镜

95：孔径光阑

96：聚光透镜

100：样本

101：台

1000：荧光显微镜系统

1a：第一照明光学器件

1b：第二照明光学器件

1c：成像光学器件

1d：第三照明光学器件

2：空间光调制元件控制部

3：捕获图像获取部

4：图像处理部