特表 2024-501474 低減されたスペックル照明システム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-12

(54)【発明の名称】低減されたスペックル照明システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F21V 8/00 20060101AFI20240104BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20240104BHJP

   G02B 6/46 20060101ALI20240104BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20240104BHJP

【ＦＩ】

F21V8/00 200

G02B6/42

G02B6/46

F21Y115:30

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023535809

(86)(22)【出願日】2021-12-13

(85)【翻訳文提出日】2023-06-13

(86)【国際出願番号】 US2021063147

(87)【国際公開番号】W WO2022132664

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】63/125,259

(32)【優先日】2020-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/287,335

(32)【優先日】2021-12-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502221282

【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ コーポレーション

(71)【出願人】

【識別番号】520468106

【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ ホールディングス プライベート リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ウォード，マイケル ディー．

(72)【発明者】

【氏名】カドゥチャク，グレゴリー

(72)【発明者】

【氏名】ズー，リンジー

【テーマコード（参考）】

2H038

2H137

【Ｆターム（参考）】

2H038CA35

2H137AA10

2H137AB06

2H137BA04

2H137BB02

2H137BB17

2H137BC51

2H137FA05

2H137FA06

(57)【要約】

レーザ源が提供され、レーザ源は、少なくとも１つのダイオードと、光ファイバが光源としてレーザ源からの光パルスをターゲットの位置に伝達するように、レーザ源とターゲットの位置との間に配置された所定の長さの光ファイバとを備え、位置は、ターゲットのキャプチャされた画像内のスペックルを低減するように、光源によって照明される。また、画像を生成するための光源光を提供する方法であって、１つ以上のレーザダイオードを用いて照明を生成することと、複数の曲げを有する光ファイバに照明を通過させて、光源光が光ファイバから放出されてターゲットを光源光で照明し、光源光がターゲットの画像内のスペックルを低減することとを含む方法も提供される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源であって、
少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、
ターゲット位置におけるターゲットのキャプチャされたキャプチャ画像におけるスペックルを低減するために、前記レーザ源と前記ターゲット位置との間で複数のモードを有する光パルスを伝達するように配置された光ファイバであって、
前記光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、
前記スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、
層は、前記光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、光ファイバと、を備える、光源。

【請求項2】

前記光ファイバの層は、互いに実質的に平行である前記光ファイバの少なくとも２つの緊張巻回を含む、請求項１に記載の光源。

【請求項3】

外側層内の前記光ファイバの巻回は、前記外側層の直下の内側層の前記光ファイバの巻回と実質的に平行である、請求項１又は２に記載の光源。

【請求項4】

外側層内の前記光ファイバの巻回は、前記外側層の直下の内側層内の前記光ファイバの巻回と交差しない、請求項１～３のいずれか一項に記載の光源。

【請求項5】

前記光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの内側層と、前記光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの外側層とを含み、
（ｉ）前記外側層内の前記光ファイバの前記複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉ）前記内側層内の前記光ファイバの前記複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉｉ）前記外側層内の前記光ファイバの前記複数の緊張巻回は、前記内側層内の光ファイバの複数の巻回と平行である、請求項１～４のいずれか一項に記載の光源。

【請求項6】

前記スピンドルは一定の断面寸法を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の光源。

【請求項7】

前記スピンドルは断面寸法が可変である、請求項１～５のいずれか一項に記載の光源。

【請求項8】

前記スピンドルは、約１ｃｍ～約１０ｃｍの断面寸法を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の光源。

【請求項9】

前記レーザ源からの前記光パルスが同期される、請求項１～８のいずれか一項に記載の光源。

【請求項10】

前記レーザ源からの光は、前記ターゲットをストローブするために約１００ナノ秒でパルス化される、請求項１～９のいずれか一項に記載の光源。

【請求項11】

前記ターゲットの前記キャプチャ画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャデバイスを更に備え、前記キャプチャ画像は、任意選択に、約６マイクロ秒の露光を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の光源。

【請求項12】

前記光ファイバはマルチモード光ファイバである、請求項１～１１のいずれか一項に記載の光源。

【請求項13】

前記光ファイバは高開口数光ファイバである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の光源。

【請求項14】

前記光ファイバの開口数は約０．５である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の光源。

【請求項15】

前記光ファイバの長さは、約２メートル～約７５メートルである、請求項１～１４のいずれか一項に記載の光源。

【請求項16】

前記光ファイバの長さは約５０メートルである、請求項１５に記載の光源。

【請求項17】

前記レーザ源は、複数のレーザダイオードを含み、前記複数のレーザダイオードの各々は、前記複数のレーザダイオードのうちの他のレーザダイオードから空間的に離れて配置されている、請求項１～１６のいずれか一項に記載の光源。

【請求項18】

前記ターゲットの前記ターゲット位置は、前記複数のレーザダイオードから空間的に分離されている、請求項１～１７のいずれか一項に記載の光源。

【請求項19】

前記レーザ源は、所定の波長で前記光源の光を生成する第１のレーザダイオードを含む、請求項１～１８のいずれか一項に記載の光源。

【請求項20】

前記レーザ源は、少なくとも１つのマルチモードレーザダイオードを含む、請求項１～１９のいずれか一項に記載の光源。

【請求項21】

前記レーザ源は、複数のレーザダイオードを含み、前記複数のレーザダイオードのうちの少なくとも１つは、前記複数のレーザダイオードのうちの別のものとは異なる波長の光を生成する、請求項１～２０のいずれか一項に記載の光源。

【請求項22】

ターゲットを照明するために、請求項１～２１のいずれか一項に記載の光源を動作させることを含む、方法。

【請求項23】

前記ターゲットの画像を収集することを更に含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

方法であって、
照明源からの光をターゲット位置に配置されたターゲットに伝達するように光ファイバが配置されるように、前記光ファイバを前記照明源と光学的に連通するように配置することを含み、
前記光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、
前記スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、
層は、前記光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、方法。

【請求項25】

前記光ファイバの層は、互いに実質的に平行である前記光ファイバの少なくとも２つの緊張巻回を含む、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

外側層内の前記光ファイバの巻回は、前記外側層の直下の内側層の前記光ファイバの巻回と実質的に平行である、請求項２４～２５のいずれか一項に記載の光源。

【請求項27】

外側層内の前記光ファイバの巻回は、前記外側層の直下の内側層内の前記光ファイバの巻回と交差しない、請求項２４～２６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項28】

前記光ファイバは、前記光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの内側層と、前記光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの外側層として存在し、
（ｉ）前記外側層内の前記光ファイバの前記複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉ）前記内側層内の前記光ファイバの前記複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉｉ）前記外側層内の前記光ファイバの前記複数の緊張巻回は、前記内側層内の光ファイバの複数の巻回と平行である、請求項２４～２７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項29】

画像を生成するための光源光を提供する方法であって、
１つ以上のレーザダイオードを用いて照明を生成することと、
スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在する光ファイバに前記照明を通過させることであって、
前記スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、
層は、前記光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含み、
前記通過させることは、マルチモード光源光が前記光ファイバから放出されてターゲットを照明光で照明するように行われ、前記照明は、前記ターゲットの画像内のスペックルを低減する、通過させることと、を含む、方法。

【請求項30】

前記照明は、少なくとも２つのレーザダイオードが複数のモードを有する前記照明を生成するように、互いに異なる波長の光を生成する前記少なくとも２つのレーザダイオードによって生成される、請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

前記光源光を生成することは、前記１つ以上のレーザダイオードから同期光パルスを生成することを含む、請求項２９～３０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項32】

前記照明を生成することは、前記ターゲットをストローブするために、前記１つ以上のレーザダイオードのうちの少なくとも１つを約１００ナノ秒の周期でパルス化することを含む、請求項２９～３１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項33】

画像キャプチャデバイスで前記ターゲットの前記画像をキャプチャすることを更に含み、前記画像キャプチャデバイスは、任意選択で、約６マイクロ秒の露光を有する、請求項２９～３２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項34】

前記光ファイバはマルチモード光ファイバである、請求項２９～３２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項35】

前記光ファイバは高開口数光ファイバである、請求項２９～３４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項36】

前記光ファイバの開口数は約０．５である、請求項３５に記載の方法。

【請求項37】

前記光ファイバの長さは約２メートル～約５０メートルである、請求項２９～３６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項38】

前記光ファイバの長さは約５０メートルである、請求項３７に記載の方法。

【請求項39】

前記照明は複数のレーザダイオードによって生成され、前記複数のレーザダイオードの各々は、前記複数のレーザダイオードのうちの他から空間的に離れて配置されている、請求項２９～３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

前記ターゲットはフローセル内に位置する、請求項２９～３９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項41】

前記照明と前記ターゲットとの間の相対運動をもたらすことを更に含む、請求項２９～４０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項42】

前記ターゲットは前記照明の適用中に静止している、請求項２９～４１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項43】

前記ターゲットは前記照明の適用中に移動している、請求項２９～４２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項44】

サイトメータであって、
１つ以上の粒子を内部に含むように構成され、
ターゲット領域を画定する、フローセルと、
照明トレインであって、（１）少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、（２）前記レーザ源と光通信する光ファイバと、を少なくとも含み、
前記光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、
前記スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、
層は、前記光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、照明トレインと、を備える、サイトメータ。

【請求項45】

前記光ファイバを通して伝達される前記少なくとも１つのダイオードからの照明によって照明されている間に、前記ターゲット領域内に配置されるターゲットの画像をキャプチャするように構成される、画像キャプチャデバイスを更に備える、請求項４４に記載のサイトメータ。

【請求項46】

撮像装置であって、
その中にサンプルを含むように構成されたサンプルゾーンと、
（１）少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、（２）前記レーザ源と光通信する光ファイバと、を少なくとも含む照明トレインであって、
前記光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、
前記スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、
層は、前記光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、照明トレインと、
前記光ファイバを通して伝達される前記少なくとも１つのダイオードからの照明によって照明されている間に、前記サンプルゾーンの領域内に配置されたサンプルの画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャデバイスと、を備え、
前記撮像装置は、前記サンプルゾーン内の前記サンプルと前記光ファイバを通して伝達される前記少なくとも１つのダイオードからの照明との間の相対運動をもたらすように構成された運動トレインを更に任意選択で備える、撮像装置。

【請求項47】

光源であって、
少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、
前記レーザ源と撮像面との間で光を伝達して前記光のコヒーレンスを低下させて前記撮像面でのスペックルを低減するように配置された光ファイバであって、
前記光ファイバ内に機械的張力を生じさせるように少なくとも一部が支持体の周りで曲げられている光ファイバと、を備える、光源。

【請求項48】

前記支持体はスピンドルとして特徴付けられる、請求項４７に記載の光源。

【請求項49】

前記支持体は支柱として特徴付けられる、請求項４７に記載の光源。

【請求項50】

前記支持体は一定の断面寸法を画定する、請求項４７～４９のいずれか一項に記載の光源。

【請求項51】

前記光ファイバは前記支持体を取り囲む少なくとも１つの巻回を含む、請求項４７～５０のいずれか一項に記載の光源。

【請求項52】

前記光ファイバは、前記支持体を取り囲む複数の巻回を含む、請求項５１に記載の光源。

【請求項53】

前記光ファイバは前記支持体を取り囲む複数の層を含み、各層は複数の巻回を含む、請求項５２に記載の光源。

【請求項54】

前記光源は、前記撮像面において約２％未満のスペックルを生じさせるように構成される、請求項４７～５３のいずれか一項に記載の光源。

【請求項55】

前記光源は、前記撮像面において約１％未満のスペックルを生じさせるように構成される、請求項５４に記載の光源。

【請求項56】

前記光源は、前記撮像面において約１％のスペックルを生じさせるように構成される、請求項５４に記載の光源。

【請求項57】

前記光ファイバは長期曲げ半径を有し、前記光ファイバは前記長期曲げ半径よりも小さい半径で曲げられる、請求項４７～５６のいずれか一項に記載の光源。

【請求項58】

前記光ファイバを通る前記光の透過率は約６０％～約９０％である、請求項４７～５７のいずれか一項に記載の光源。

【請求項59】

前記透過率は約７５％～約９０％である、請求項５８に記載の光源。

【請求項60】

前記撮像面はフローセル内に配置されている、請求項４７～５９のいずれか一項に記載の光源。

【請求項61】

前記フローセルはフローサイトメータに含まれる、請求項６０に記載の光源。

【請求項62】

前記機械的張力は前記光ファイバを緊張状態に維持する、請求項４７～６１のいずれか一項に記載の光源。

【請求項63】

前記レーザ源は光パルスとして光を提供し、前記光パルスは任意選択で同期される、請求項４７～６２のいずれか一項に記載の光源。

【請求項64】

前記レーザ源からの光は、ターゲットをストローブするために約１００ナノ秒でパルス化される、請求項６３に記載の光源。

【請求項65】

ターゲットのキャプチャ画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャデバイスを更に備え、前記キャプチャ画像は、任意選択に、約６マイクロ秒の露光を有する、請求項４７～６４のいずれか一項に記載の光源。

【請求項66】

前記光ファイバはマルチモード光ファイバである、請求項４７～６５のいずれか一項に記載の光源。

【請求項67】

前記光ファイバは高開口数光ファイバである、請求項４７～６６のいずれか一項に記載の光源。

【請求項68】

前記光ファイバの開口数は約０．５である、請求項４７～６７のいずれか一項に記載の光源。

【請求項69】

前記光ファイバの長さは、約２メートル～約７５メートルである、請求項４７～６８のいずれか一項に記載の光源。

【請求項70】

前記光ファイバの長さは約５０メートルである、請求項６９に記載の光源。

【請求項71】

前記レーザ源は、複数のレーザダイオードを含み、前記複数のレーザダイオードの各々は、前記複数のレーザダイオードのうちの他のレーザダイオードから空間的に離れて配置されている、請求項４７～７０のいずれか一項に記載の光源。

【請求項72】

前記レーザ源は、所定の波長で前記光源の光を生成する第１のレーザダイオードを含む、請求項４７～７１のいずれか一項に記載の光源。

【請求項73】

前記レーザ源は、少なくとも１つのマルチモードレーザダイオードを含む、請求項４７～７２のいずれか一項に記載の光源。

【請求項74】

前記レーザ源は、複数のレーザダイオードを含み、前記複数のレーザダイオードのうちの少なくとも１つは、前記複数のレーザダイオードのうちの別のものとは異なる波長の光を生成する、請求項４７～７３のいずれか一項に記載の光源。

【請求項75】

請求項４７～７４のいずれか一項に記載の光源を動作させることを含む、方法。

【請求項76】

前記動作させることは、前記撮像面において１つ以上の粒子又は細胞を照明することを含む、請求項７５に記載の方法。

【請求項77】

前記光源によって照明され、前記撮像面に位置するターゲットの画像を収集することを更に含む、請求項７６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、米国特許出願第６３／１２５，２５９号「Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｓｐｅｃｋｌｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」（２０２０年１２月１４日出願）、および米国特許出願第６３／２８７，３３５号「Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｓｐｅｃｋｌｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」（２０２１年１２月８日出願）の優先権および利益を主張する。前述の出願は、その全体があらゆる目的のために本明細書に組み込まれている。

【0002】

本開示は、実験室用照明システムの分野に関する。

【背景技術】

【0003】

歴史的に、従来の撮像におけるスペックルは、カメラ露光中に多くの異なるスペックルパターンを平均化することによって対処されてきた。しかしながら、そのような解決策は、多数のスペックルパターンを生成し、その結果を経時的に平均化することによって動作するので、実質的に能動的であり、時間領域においても生じる。これらの手法のいくつかの例は、光ファイバを振動させること、すりガラスの回転ディスクに光を通過させること、及び光ファイバの回転集合体に光を通過させることを含む。

【0004】

回転ディスクは、例えば、直径２インチであり、５０，０００ｒｐｍで回転され、１０マイクロメートル／１００ｎｓのディスク縁部における変位速度を有することができる。しかしながら、この構成は、かなりの量のハードウェアを必要とし、低スペックル機器の複雑さ及び設置面積を増大させる可能性がある。マルチモード照明をもたらすために使用される振動は、数十Ｈｚから数十ｋＨｚの範囲内であり得、１０ｎｓパルスは、変位が１／周波数に比例するので、１０ＭＨｚを上回る振動周波数を必要とし得る。しかしながら、振動ベースの手法は、望ましくないハードウェアの複雑さをもたらす可能性がある。

【0005】

前述の手法は、ある場合にはスペックル低減において効果的であり得るが、前述の手法はまた、ミリ秒のタイムスケールで生じ、それは、解決策をフローサイトメトリーに必要な短い露光時間にあまり適さないものにする。したがって、フローサイトメトリー用途での使用に適したスペックル低減システム及び方法、特に、フローサイトメトリーに適した時間スケールでスペックル低減をもたらすシステム及び方法が、当該技術分野において長年必要とされている。

【発明の概要】

【0006】

記載された長年の必要性を満たすために、本開示は、まず、画像をキャプチャするための光源を提供し、光源は、少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、ターゲット位置におけるターゲットのキャプチャされた画像におけるスペックルを低減するために、レーザ源とターゲット位置との間で複数のモードを有する光パルスを伝達するように配置された光ファイバであって、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、光ファイバと、を備える。

【0007】

本開示による光源（例えば、態様１～２１のいずれか１つによる）を動作させてターゲットを照らすことを含む方法も提供される。

【0008】

更に方法が提供され、方法は、照明源からの光をターゲット位置に配置されたターゲットに伝達するように光ファイバが配置されるように、光ファイバを照明源と光学的に連通するように配置することを含み、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む。

【0009】

画像を生成するための光源光を提供する方法も提供され、方法は、１つ以上のレーザダイオードを用いて照明を生成することと、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在する光ファイバに照明を通過させることであって、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含み、通過させることは、マルチモード光源光が光ファイバから放出されてターゲットを照明光で照明するように行われ、照明は、ターゲットの画像内のスペックルを低減する、通過させること、を含む。

【0010】

サイトメータが更に開示され、サイトメータは、１つ以上の粒子を内部に含むように構成されたフローセルであって、ターゲット領域を画定する、フローセルと、照明トレインであって、（１）少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、（２）レーザ源と光通信する光ファイバと、を少なくとも含み、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、照明トレインと、を備える。

【0011】

更に撮像装置が開示され、撮像装置は、その中にサンプルを含むように構成されたサンプルゾーンと、（１）少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、（２）レーザ源と光通信する光ファイバとを少なくとも含む照明トレインであって、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、照明トレインと、光ファイバを通して伝達される少なくとも１つのダイオードからの照明によって照明されている間に、サンプルゾーン領域内に配置されたサンプルの画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャデバイスと、を備え、撮像装置は、サンプルゾーン内のサンプルと光ファイバを通して伝達される少なくとも１つのダイオードからの照明との間の相対運動をもたらすように構成された運動トレインを更に任意選択で備える。

【0012】

更に光源が提供され、光源は、少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、レーザ源と撮像面との間で光を伝達して光のコヒーレンスを低下させて撮像面でのスペックルを低減するように配置された光ファイバであって、光ファイバ内に機械的張力を生じさせるように少なくとも一部が支持体の周りで曲げられている光ファイバと、を備える。

【0013】

本開示による光源（例えば、態様４７～７４のいずれか１つによる光源）を動作させることを含む方法も提供される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない図面では、同じ数字が、異なる概観で同様の構成要素を表してもよい。異なる文字の接尾辞を持つ同様の数字は、同様の構成要素の異なるインスタンスを表すことができる。図面は、例示として、しかし限定としてではなく、本文書で論じられている様々な態様を一般的に示している。図面において、

【図1】種々の光ファイバを通して伝達される単一モード及びマルチモード照明の例示的例証を提供する。

【図2】２ｍの光ファイバを通して伝達される１０ｎｓの照明パルスによって照明された１０マイクロメートルのビーズの例示的な画像を提供する。

【図3】照明が伝達されるファイバの長さの関数としてのスペックルコントラストの例示的描写を提供する。

【図4】光ファイバと光通信する複数のレーザダイオードを示す、本開示による例示的なレーザアセンブリの図を提供する。

【図5】２ｍの光ファイバを通して伝達される１００ｎｓの照明パルスによって照明されたビーズ（左）、及び５０ｍの光ファイバを通して伝達される１００ｎｓの照明パルスによって照明された同等のビーズの図（右）を提供する。

【図6】本開示による例示的なシステムの図を提供する。

【図7】きつく巻かれたファイバスプール（左パネル）、及び緩く巻かれたファイバスプールの図（右パネル）を提供する。

【図8】ファイバが別のファイバループの上に巻かれ、その結果、内側ファイバループの上に巻かれたファイバに膨らみがあるファイバスプールの図を提供する。

【図9】きちんと巻かれたファイバの層（左パネル）、及びランダムに巻かれたファイバの層の図（右パネル）を提供し、得られたファイバの交差を示す。

【図10】例示的なファイバ巻回構成の図を提供する。

【図11】巻かれたファイバのスプールにおけるファイバの層の切断図を提供する。

【図12】緩く巻かれたファイバスプールの画像（右パネル）、及びその緩く巻かれたファイバスプールによって収集された画像（左パネル）を提供する。

【図13】きつく巻かれたファイバスプールの画像（右パネル）、及びそのきつく巻かれたファイバスプールによって収集された画像（左パネル）を提供する。

【図14】本開示に説明される技法によって巻かれた異なるファイバによって生成された画像を提供し、本技法の一貫性及び反復性を示す。

【図15】供給スプールによって光ファイバが供給されるカスタムスプールによる光ファイバの巻き取りを示す、本開示による巻きファイバを製造するための技術の図を提供する。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本開示は、所望の実施形態およびそこに含まれる実施例の以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解され得る。

【0016】

別途規定されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。矛盾が生じる場合には、定義を含む、本文書が優先されるものとする。好ましい方法および材料は以下に記載されるが、本明細書に記載されるものと類似または同等の方法および材料は、実践または試験で使用することができる。本明細書中で言及されたすべての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献は、参照によりそれらの全体が組み込まれる。本明細書で開示される材料、方法、および例は、例示のみであり、限定することを意図していない。

【0017】

単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明確に別様に指示されない限り、複数形照応を含む。

【0018】

本明細書及び特許請求の範囲において使用される場合、用語「含む（comprising）」は、実施形態「からなる（consisting of）」及び「から実質的になる（consisting
essentially of）」を含み得る。本明細書で使用される用語「備える」、「含む」、「有する」、「有する」、「できる」、「包含する」、およびこれらの変形は、指定された成分／ステップの存在を必要とし、他の成分／ステップの存在を許容する、制約のない暫定的な語句、用語、又は語を意図する。しかしながら、そのような説明は、列挙された成分／ステップ「からなる」および「実質的にからなる」として、組成物またはプロセスを説明するものと解釈されるべきであり、これは、結果として生じる可能性のある混入物を伴う、指定された成分／ステップのみの存在を可能にし、かつ他の成分／ステップを排除するものである。

【0019】

本明細書で使用される場合、「約」および「およそ」という用語は、問題の量または値が、ほぼまたはほぼ同じ他の値と指定された値であり得ることを意味する。本明細書で使用される場合、それは、他に示されないかまたは推測されない限り、±１０％の変動を示す公称値であると一般に理解されている。この用語は、類似の値が特許請求の範囲に記載された同等の結果または効果を促進することを伝えることを意図している。すなわち、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の量および特性は正確である必要はなく、正確である必要はないが、公差、変換係数、四捨五入、測定誤差など、および当業者に知られている他の要因を反映して、必要に応じて概算および／またはより大きくまたはより小さくすることができることが理解される。一般に、量、サイズ、配合、パラメータ、または他の量または特性は、そのように明示的に述べられているかどうかにかかわらず、「約」または「概算」である。量的値の前に「約」が使用される場合、特に明記しない限り、パラメータは特定の量的値自体も含むことが理解される。

【0020】

さらに、反対の指示がない限り、数値は、同じ有効数字桁数に減らしたときに同じである数値と、値を決定するための、本出願に記載されているタイプの通常の測定技術の実験誤差よりも少ない値だけ、記述された値とは異なる数値とを含むと理解されるべきである。

【0021】

本明細書に開示されるすべての範囲は、記載されたエンドポイントを含み、エンドポイントとは無関係である、２グラム及び１０グラム、並びにすべての中間値）。本明細書に開示される範囲及び任意の値のエンドポイントは、正確な範囲又は値に限定されず、これらは、これらの範囲及び／又は値に近似する値を含むほど十分に不正確である。

【0022】

本明細書で使用される場合、近似用語は、関係する基本機能に変化をもたらすことなく変わり得る任意の定量的表現を修飾するために適用され得る。したがって、「約」および「実質的に」などの用語によって修飾された値は、特定された明確な値に限定されない場合がある。少なくともいくつかの例では、近似用語は、値を測定するための機器の精度に対応し得る。修飾語「約」も、２つの端点の絶対値によって規定される範囲を開示していると見なされるべきである。例えば、表現「約２～約４」はまた、範囲「２～４」を開示する。「約」という用語は、示された数のプラス又はマイナス１０％を指すことができる。例えば、「約１０％」は９％～１１％の範囲を示し得、「約１」は０．９～１．１を意味し得る。「約」の他の意味は、四捨五入など、文脈から明らかであり得、例えば「約１」は０．５～１．４も意味し得る。更に、「含む（comprising）」という用語は、「含む（including）」というオープンエンドの意味を有するものとして理解されるべきであるが、この用語は、「からなる（consisting）」という用語のクローズドな意味も含む。例えば、成分Ａ及びＢを含む組成物は、Ａ、Ｂ、及び他の成分を含む組成物であり得るが、Ａ及びＢのみからなる組成物であってもよい。本明細書で引用されるすべての文書は、その全体があらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれている。

【0023】

より高い速度及び量子効率を提供するＣＭＯＳセンサの開発が進むにつれて、カメラは、フローサイトメトリー用途により適したものになりつつある。高出力レーザダイオードの進歩及びその結果としての光出力のワット当たりの価格の低減と相まって、高速カメラをレーザ源と組み合わせることは、フローサイトメトリー撮像において使用するための説得力のある手法である。しかしながら、そのような手法の有効性は、カメラによって収集された画像内の望ましくないレーザスペックルの存在によっていくらか損なわれ得る。

【0024】

この望ましくないスペックルを低減するために、本開示は、とりわけ、マルチモード照明をターゲットに送達するための光ファイバの使用を提供し、このマルチモード照明は、そのターゲットの撮像におけるスペックルを低減する。

【0025】

マルチモード照明は、多くの方法で、例えば、マルチモードファイバを用いて行うことができる。マルチモードファイバは、数千又は数万もの伝搬モードを含むことができる。各モードは、本明細書に添付した図１に示すように、伝搬中に異なる空間経路を有する。これは、ファイバ出力における光の時間的拡散をもたらす可能性がある。スペックル低減の大まかな説明として、異なるモードを多くの異なるソースとして想定することができ、これにより異なるスペックルパターンが生成される。

【0026】

幾何学的モード拡散に加えて、より高次のモードへの結合を増加させることができる、ファイバ及び／又は励起に対する追加の摂動をもたらすことができる。例えば、ファイバに入る励起光の円錐の角度を増加させることは、モード結合を増加させることができる。これは、ファイバ内でより大きな角度で伝搬する高次モードに光を結合することができる。このため、比較的高い開口数及び高次モード数を有するファイバを使用することができる。非限定的な例として、例えば約０．２～約０．５５の開口数値を有するファイバを使用することができる。モードを更に混合し、高次にアクセスするために、光ファイバを湾曲させ、巻き付け、又は他の方法で曲げることは、長距離にわたって光をより低いモードからより高いモードに曲げる効果を有することができる。

【0027】

ソース帯域幅は、モードを更に混合することができる。異なる波長は、異なるモードパターンを有し、それによって、波長のアレイにわたって異なるモード構造を作り出す。このため、複数のモードの光源（例えば、レーザダイオード）、例えば、第１の波長で発光する第１のダイオード、及び第２の波長で発光する第２のダイオードを使用することができる。マルチモードダイオード、例えば、複数の波長でレーザ放出するダイオードを使用することもできる。

【0028】

既存の手法では、比較的短い光ファイバが使用され、その短い長さにわたって、受動モード混合は小さく、画像内のスペックルを低減する際に非効率的である。本明細書の他の箇所で説明されるように、いくつかの技法は、振動又は移動を使用して、光ファイバケーブルを変形させ、それによって、多数のスペックルパターンを平均化する際に使用するためのより多くの幾何学的モードを作成し、次いで、それにアクセスする。

【0029】

ほとんどの従来の顕微鏡技術は数十ミリ秒から数百ミリ秒の露光時間を使用するので、ほとんどの用途は、ミリ秒の時間スケールでファイバを振動させることができる。しかしながら、フローサイトメトリーにおいて必要とされる高速撮像のためには、モード混合は、従来の顕微鏡法に適した時間窓よりも数桁短い１００ナノ秒付近の時間窓内で達成されなければならない。したがって、この比較的短い時間窓は、現在の能動スペックル低減技術のほとんどのフローサイトメトリーにおける使用を妨げる。

【0030】

本開示において、マルチモードファイバの特性は、超高速スペックル低減技術のために使用される。これは、モード混合を増加させるために、列挙された付加的摂動と結合されるマルチモードファイバの低速モード混合／パルス拡散特性を使用することによって達成されることができる。この実施形態では、標準的な撮像用途で見られるものとは異なるファイバ長及びレーザ波長帯域幅を使用することができる。

【0031】

高速スペックル低減は、受動モード混合を増加させるために上に列挙した技術のそれぞれを使用することによって達成することができる。独立して、混合は適切ではないが、パラメータを現在の標準から移動させ、技法を組み合わせることによって、適切なスペックル低減を非常に短い時間スケールで達成することができる。

【0032】

一実施形態では、比較的長い（例えば、長さ５０ｍ）マルチモード高開口数ファイバが、光源と撮像ターゲットとの間に挿入される。ファイバは、更なるモードへのアクセスを可能にすることができる連続的な曲げを有するように、スピンドルの周りに巻かれることができる。更に、光源帯域幅は、わずかに異なる波長の複数のレーザダイオードからの光をファイバに結合することによって増加させることができる。これらの効果はそれぞれ相加的である。

【0033】

図
添付の図は例示にすぎず、必ずしも本開示又は添付の特許請求の範囲を限定するものではない。

【0034】

図１は様々な光ファイバ－シングルモード／ステップインデックスを通して伝達されるシングルモード及びマルチモード照明の例示的な図を提供する。マルチモード／グレーデッドインデックス、及びマルチモード／ステップインデックス。

【0035】

図２は、２ｍの光ファイバを通して伝達される１０ｎｓの照明パルスによって照明された１０マイクロメートルのビーズの例示的な画像を提供する。

【0036】

図３は、照明が伝達されるファイバの長さの関数としてのスペックルコントラストの例示的描写を提供する。図示されるように、ファイバのＮＡ（０．２は線３００に対応し、０．３は線３０２に対応し、０．４は線３０４に対応する）は、ファイバ長の関数として展開されるスペックルコントラストに影響を及ぼし得る。一例として、５０ｍのファイバ長において、０．４のＮＡを有するファイバは、０．２のＮＡを有するファイバと比較して、比較的低いスペックルコントラストを示す。

【0037】

図４は、本開示による例示的なレーザアセンブリの図を提供する。図示のように、アセンブリは、光ファイバと光通信する複数のレーザダイオードを含むことができる。

【0038】

図５は、（左）背景５０６内を４ｍ／ｓで移動し、２ｍマルチモード光ファイバを通して伝達された１００ｎｓパルスの照明によって照明された１０ミクロンビーズ５０４と、（右）スピンドルに巻き付けられた５０ｍマルチモード光ファイバを通して伝達された１００ｎｓパルスの照明によって照明された同等のビーズ５００（背景５０２内を移動）との図を提供し、両方のファイバは０．５のＮＡを有する。波長４０５ｎｍ付近の複数のレーザダイオードを使用して０．５の高いＮＡを有し、長さ５０ｍのファイバを照明した。約１００ナノ秒の複数のダイオード間で同期された光パルスを使用してターゲットをストローブし、露光時間は約６マイクロ秒であった。このように、開示された手法の使用は、比較手法（左パネル）に対して顕著な差異（右パネル）をもたらした。

【0039】

図６は、本開示による例示的なシステムの図を提供する。示されるように、システム６００は、１つ以上のレーザダイオード６０４と通信することができるコントローラ６０２を含むことができ、ダイオードは、シングルモード又はマルチモードダイオードとすることができる。レーザダイオード６０４は、マルチモードファイバとすることができる光ファイバ６０６と通信することができる。ファイバ６０６はまた、スピンドル（又は複数のスピンドル）の周りに巻き付けられてもよく、また、別様に湾曲又は屈曲されてもよい。ファイバ６０６から送達された照明は、場所６１０、例えば、フローセル、顕微鏡ステージ、又はサンプルが照明される他の場所に送達されることができる。次に画像キャプチャトレイン６０８は、サンプル位置６１０で照明されたサンプルの画像をキャプチャし、この画像は、低減されたスペックルを示す。コントローラ６０２は、画像キャプチャトレイン６０８と通信することができるが、これは要件ではなく、画像キャプチャトレインは、代替コントローラと通信することができる。

【0040】

図７は、きつく巻かれたファイバスプールの図（左パネル）、及び緩く巻かれたファイバスプールの図（右パネル）を提供する。示されるように、緩く巻かれたファイバは、その円周の周りに一貫した半径を有さない。特定の理論又は実施形態に束縛されるものではないが、ファイバをきつく巻くことは、ある次数の伝搬モードのみがファイバコア内に保持されるように、一定の曲げ半径を生成する。対照的に、ファイバが緩く巻かれたスプールであるか、又はファイバに緩みがある場合、ファイバの曲げ半径は十分に制御されず、光は所望のモード以外の異なる次数のモードに結合され得る。

【0041】

図８は、ファイバが別のファイバループの上に「交差」して巻かれ、その結果、内側ファイバループの上に巻かれたファイバに膨らみがあるファイバスプールの図を提供する。特定の理論又は実施形態に束縛されるものではないが、そのような交差を有することにより、ファイバの半径が不均一になり得る。ファイバの別のループ上にファイバを巻き付けることは、異なる次数モードを生成することをもたらし得る、異なる曲げ半径を導入することができる。したがって、ファイバがスピンドル又はスプールの周りにきちんと巻かれるとき、そのような巻き付けは、交差の数を低減し、場合によってはより高次のモードを伝搬し、及び／又はファイバ伝送を低減する可能性がある、異なる半径の小さい曲げを有することを回避する。

【0042】

図９は、きちんと巻かれたファイバの層（左パネル）、及びランダムに巻かれたファイバの層の図（右パネル）を提供し、得られたファイバの交差を示す。図８に示すように、このようなクロスオーバ（図９にはいくつかある）が存在すると、ファイバ半径が不均一に又は一貫しなくなる可能性がある。

【0043】

図１０は、例示的なファイバ巻回構成の図を提供する。特定の理論又は実施形態に束縛されるものではないが、ファイバは、ロールツーロール手法でスピンドルの周りに巻き付けることができ、ファイバ供給源及び／又はファイバを巻き取るスピンドルは円周方向に回転し、供給源及び／又は巻き取りスピンドルは軸方向に移動して、図８に示すように、交差がないか、又は実質的にないファイバラッピングを達成する。ファイバ巻回は、例えば、図１１に示すように、左右交互の巻回パターンで配列されることができる。

【0044】

図１１は、巻かれたファイバのスプールにおけるファイバの層の切断図を提供する。示されるように、ファイバの所与の層は、その所与の層の下又は上の層と同じ数の巻回を有することができるが、これは要件ではない。

【0045】

図１１において、丸の中の数字は、巻回プロセスのｎ番目のループを指す。２本の垂直線はスプール上の壁を指す。巻回プロセスは、最下層の１番目のループから開始し、次に２番目のループ、３番目のループなどと続く。ファイバがもう一方の壁に到達すると、ファイバは次の層まで移動し、第２の層に巻き付き続ける。このプロセスは、ファイバの全長（例えば、５０メートル）がスプールに巻かれるまで継続する。巻回プロセス全体を通して、ファイバは、一貫した曲げ半径を確実にするようにきつく巻き付けられ得る。

【0046】

図１２は、緩く巻かれたファイバスプールの画像（右パネル）、及その緩く巻かれたファイバスプールによって収集された画像（左パネル）を提供する。示されるように、画像内のコントラストのある領域は、識別することが困難である。いかなる特定の理論にも束縛されるものではないが、緩く巻かれたファイバは、ビームの中心付近の高次モード、不十分なコントラスト、及びかなりのスペックルをもたらした。

【0047】

図１３は、きつく巻かれたファイバスプールの画像（右パネル）、及びそのきつく巻かれたファイバスプールによって収集された画像（左パネル）を提供する。示されるように（及び図１３との比較によって）、画像は、緩く巻かれたファイバスプールを使用して作製された図１２に対して改善されたコントラストを示す。

【0048】

図１４は、本開示に説明される技法によって巻かれた異なるファイバによって生成された画像を提供し、本技法の一貫性及び反復性を示す。特定の理論又は実施形態に束縛されるものではないが、より密な巻回は、ファイバを介して伝達される照明の高次モードを除去する、より良好な「モードフィルタリング」をもたらす。再び、特定の理論又は実施形態に束縛されるものではないが、一貫性のない曲げ半径は、場合によっては、より高次のモードを伝搬させ、スペックルを増加させる可能性がある。

【0049】

図１５は、供給スプールによって光ファイバが供給されるカスタムスプールによる光ファイバの巻き取りを示す、本開示による巻きファイバを製造するための技術の図を提供する。

【0050】

態様
以下の態様は例示にすぎず、本出願又は添付の特許請求の範囲を限定するものではない。

【0051】

態様１．画像をキャプチャするための光源であって、少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、ターゲット位置におけるターゲットのキャプチャされた画像におけるスペックルを低減するために、レーザ源とターゲット位置との間で複数のモードを有する光パルスを伝達するように配置された光ファイバであって、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、光ファイバと、を備える、光源。
「緊張」とは、光ファイバに弛みがないこと、例えば、光ファイバの下に実質的に空間がないことを意味する。一例が図１１に示されており、光ファイバの巻回（例えば、図１１に示される巻回Ｎ＋３）は弛みがない。
レーザ源は、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上のダイオード、例えば、複数のダイオードを含むことができる。ダイオードは、シングルモードダイオードであってもよいが、マルチモードダイオードであってもよい。１つ以上のレーザ源は、１つ以上の波長、例えば、４０５、４５０、４８８、５３２、５６１、及び６４０ｎｍで照明を提供することができる。ダイオードはまた、例えば４００～４１０ｎｍの波長範囲で照明を提供することができる。
態様２．光ファイバの層は、互いに実質的に平行である光ファイバの少なくとも２つの緊張巻回を含む、態様１に記載の光源。
本明細書の他の箇所で説明されるように、光ファイバは、スピンドルの周囲に配置されることができるが、これは、光ファイバ内の曲げ又は起伏に適応するトレイ又は他の特徴内に光ファイバが配置されることができるため、要件ではない。特定の理論又は実施形態に束縛されるものではないが、光ファイバは、器具の筐体内又は筐体上にさえ配置することができる。このようにして、比較的小さな設置面積を維持しながら、比較的長い光ファイバを収容するようにユニットを構成することができる。
光源は、光ファイバに曲げを生じさせるように光ファイバがその周りに配置されるスピンドルを含むことができる。スピンドルは、断面が円形であってもよいが、断面が卵形又は多角形であってもよい。スピンドルは、その高さに沿って直径が一定であってもよいが、直径が変化してもよく、例えば、円錐形又は円錐台形であってもよい。スピンドルは、上方向に先細にすることができるが、その上部でより広く、その底部でより狭くすることもできる。そのようなスピンドルは、例えば、一定の断面プロファイルを含むことができる。スピンドルは、例えば、拡張可能であることによって、可変断面を有することができる。そのような実施形態では、（例えば、スピンドルの断面寸法を拡大することによる、スピンドルの断面プロファイルを変更することによる、スピンドルの断面寸法を縮小することによる）スピンドルの断面の調節は、ターゲットに送達される照明の調節を行うことができる。
態様３．外側層内の光ファイバの巻回は、外側層の直下の内側層内の光ファイバの巻回と実質的に平行である、態様１又は２に記載の光源。
本開示による光源はまた、処理又は制御トレインを含むことができる。そのような処理又は制御トレインは、特定のスペックルコントラストを達成するように、ターゲットに供給される照明の設定を調整するように（例えば、１つ以上のレーザダイオードによって供給される照明の特性を変更することによって、光ファイバの特徴を変更することによって）構成することができる。
スペックルコントラストは、ある領域で測定された平均強度で割った空間強度の標準偏差として定義され、無単位数として表される。特定の理論に束縛されるものではないが、典型的には、より低いスペックルコントラスト値が望ましい。一例として、光源の設定の第１のセットが、第１のサンプルに対して所望のスペックルコントラストを生じさせるが、第２のサンプルに対して所望のスペックルコントラストを生じさせない場合、処理又は制御トレインは、第２のサンプルに対して所望のスペックルコントラストが達成されるように照明の設定を調整するように構成され得る。照明設定は自動方式で調整することができるが、照明設定は手動方式で調整することもできる。
態様４．外側層内の光ファイバの巻回は、外側層の直下の内側層内の光ファイバの巻回と交差しない、態様１～３のいずれか１つに記載の光源。そのような構成が、図１０に示される。
態様５．光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの内側層と、光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの外側層とを含み、
（ｉ）外側層内の光ファイバの複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉ）内側層内の光ファイバの複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉｉ）外側層内の光ファイバの複数の緊張巻回は、内側層内の光ファイバの複数の巻回と平行である、態様１～４のいずれか１つに記載の光源。そのような構成が、図１１に示される。
態様６．スピンドルは一定の断面寸法を有する、態様１～５のいずれか１つに記載の光源。
態様７．スピンドルは断面寸法が可変である、態様１～５のいずれか１つに記載の光源。
態様８．スピンドルは、約１ｃｍ～約１０ｃｍの断面寸法を有する、態様１～７のいずれか１つに記載の光源。
態様９．レーザ源からの光パルスが同期される、態様１～８のいずれか１つに記載の光源。一例として、レーザ源が３つのダイオードを含む場合、３つのダイオードからの光パルスを互いに同期させることができる。しかしながら、同期は必要条件ではない。
態様１０．レーザ源からの光は、ターゲットをストローブするために約１００ナノ秒でパルス化される、態様１～９のいずれか１つに記載の光源。光パルスは、約５ミリ秒～約１ナノ秒、例えば、約１ミリ秒～約１ナノ秒、又は約０．５ミリ秒～約１０ナノ秒、又は更には約１００ナノ秒～約１０ナノ秒であり得る。
態様１１．ターゲットのキャプチャ画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャデバイスを更に備え、キャプチャ画像は、任意選択的に、約６マイクロ秒の露光を有する、態様１～１０のいずれか１つに記載の光源。画像キャプチャトレインは、カメラ（ＣＣＤ、ｓＣＭＯＳ、ＣＭＯＳ）、ＰＭＴアレイ、アバランシェフォトダイオード、フォトダイオードアレイ、又は他のモジュールを含むことができる。画像キャプチャトレインは、画像キャプチャトレインによって収集された画像の処理を行うように構成されたプロセッサを含むことができる。
態様１２．光ファイバはマルチモード光ファイバである、態様１～１１のいずれか１つに記載の光源。
態様１３．光ファイバは高開口数光ファイバである、態様１～１２のいずれか１つに記載の光源。一例として、約０．２２より大きい開口数を有するファイバは、高開口数光ファイバと考えられる。
態様１４．光ファイバの開口数は約０．５である、態様１～１３のいずれか１つに記載の光源。開口数は、例えば、約０．１～約０．５、例えば、約０．１～約０．５、約０．１５～約０．４５、約０．２～約０．４、約０．２５～約０．３５、又は更には約０．３であり得る。
態様１５．光ファイバの長さは、約２メートル～約７５メートルである、態様１～１４のいずれか１つに記載の光源。ファイバは、例えば、約２～約７５メートル、約５～約７０メートル、約１０～約６５メートル、約１５～約６０メートル、約２０～約５５メートル、約２５～約５０メートル、約３０～約４５メートル、又は更には約３５～約４０メートルであり得る。
態様１６．光ファイバの長さは約５０メートルである、態様１５に記載の光源。
態様１７．レーザ源は複数のレーザダイオードを含み、複数のレーザダイオードの各々は、複数のレーザダイオードのうちの他のレーザダイオードから空間的に離れて配置されている、態様１～１６のいずれか１つに記載の光源。
態様１８．ターゲットの前記位置は、複数のレーザダイオードから空間的に分離されている、態様１～１７のいずれか１つに記載の光源。
態様１９．レーザ源は、所定の波長で光源光を生成する第１のレーザダイオードを含む、態様１～１８のいずれか１つに記載の光源。
態様２０．レーザ源は、少なくとも１つのマルチモードレーザダイオードを含む、態様１～１９のいずれか１つに記載の光源。
態様２１．レーザ源は複数のレーザダイオードを含み、複数のレーザダイオードのうちの少なくとも１つは、複数のレーザダイオードのうちの別のレーザダイオードとは異なる波長の光を生成する、態様１～２０のいずれか１つに記載の光源。
態様２２．ターゲットを照明するために、態様１～２１のいずれか１つに記載の光源を動作させることを含む、方法。ターゲットは、フローセル内、例えばフローサイトメータ内に位置することができる。ターゲットは移動していてもよいが（例えば、フローサイトメータ内の細胞）、静止していてもよい。例えば、ターゲットは、顕微鏡システム内、例えば顕微鏡ステージ上の位置に配置することができる。
態様２３．ターゲットの画像を収集することを更に含む、態様２２に記載の方法。
態様２４．照明源からの光をターゲット位置に配置されたターゲットに伝達するように光ファイバが配置されるように、光ファイバを照明源と光学的に連通するように配置することを含み、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、方法。
態様２５．光ファイバの層は、互いに実質的に平行である光ファイバの少なくとも２つの緊張巻回を含む、態様２４に記載の方法。
態様２６．外側層内の光ファイバの巻回は、外側層の直下の内側層内の光ファイバの巻回と実質的に平行である、態様２４～２５のいずれか１つに記載の方法。
態様２７．外側層内の光ファイバの巻回は、外側層の直下の内側層内の光ファイバの巻回と交差しない、態様２４～２６のいずれか１つに記載の方法。
態様２８．光ファイバは、光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの内側層と、光ファイバの複数の緊張巻回を含む光ファイバの外側層として存在し、
（ｉ）外側層内の光ファイバの複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉ）内側層内の光ファイバの複数の緊張巻回は、互いに平行であり、
（ｉｉｉ）外側層内の光ファイバの複数の緊張巻回は、内側層内の光ファイバの複数の巻回と平行である、態様２４～２７のいずれか１つに記載の方法。
態様２９．画像を生成するための光源光を提供する方法であって、１つ以上のレーザダイオードを用いて照明を生成することと、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在する光ファイバに照明を通過させることであって、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含み、通過させることは、マルチモード光源光が光ファイバから放出されてターゲットを照明光で照明するように行われ、照明は、ターゲットの画像内のスペックルを低減する、通過させることと、を含む、方法。
態様３０．照明は、少なくとも２つのレーザダイオードが複数のモードを有する照明を生成するように、互いに異なる波長の光を生成する少なくとも２つのレーザダイオードによって生成される、態様２９に記載の方法。
態様３１．光源光を生成することは、少なくとも１つのレーザダイオードから同期光パルスを生成することを含む、態様２９～３０のいずれか１つに記載の方法。
態様３２．照明を生成することは、ターゲットをストローブするために、１つ以上のレーザダイオードのうちの少なくとも１つを約１００ナノ秒の周期でパルス化することを含む、態様２９～３１のいずれか１つに記載の方法。
態様３３．画像キャプチャデバイスでターゲットの画像をキャプチャすることを更に含み、画像キャプチャデバイスは、任意選択で、約６マイクロ秒の露光を有する、態様２９～３２のいずれか１つに記載の方法。
態様３４．光ファイバはマルチモード光ファイバである、態様２９～３２のいずれか１つに記載の方法。
態様３５．光ファイバは高開口数光ファイバである、態様２９～３４のいずれか１つに記載の方法。
態様３６．光ファイバの開口数は約０．５である、態様３５に記載の方法。
態様３７．光ファイバの長さは約２メートル～約５０メートルである、態様２９～３６のいずれか１つに記載の方法。
態様３８．光ファイバの長さは約５０メートルである、態様３７に記載の方法。
態様３９．照明は複数のレーザダイオードによって生成され、複数のレーザダイオードの各々は、複数のレーザダイオードのうちの他から空間的に離れて配置されている、態様２９～３８のいずれか１つに記載の方法。
態様４０．ターゲットはフローセル内に位置する、態様２９～３９のいずれか１つに記載の方法。
態様４１．照明とターゲットとの間の相対運動をもたらすことを更に含む、態様２９～４０のいずれか１つに記載の方法。
態様４２．ターゲットは照明の適用中に静止している、態様２９～４１のいずれか１つに記載の方法。
態様４３．ターゲットは照明の適用中に移動している、態様２９～４２のいずれか１つに記載の方法。
態様４４．サイトメータであって、１つ以上の粒子を内部に含むように構成され、ターゲット領域を画定する、フローセルと、照明トレインであって、（１）少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、（２）レーザ源と光通信する光ファイバと、を少なくとも含み、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、照明トレインと、を備える、サイトメータ。
サイトメータは、流体力学的又はシース流体集束及び音響放射圧集束のうちの１つ以上を含むことができる。流体力学的集束は当業者に公知であり、音響放射圧集束の例示的な考察は、例えば、Ｋａｄｕｃｈａｋらによる米国特許出願公開第２０２０／００７２７９５号明細書に見出される。
態様４５．光ファイバを通して伝達される少なくとも１つのダイオードからの照明によって照明されている間に、ターゲット領域内に配置されるターゲットの画像をキャプチャするように構成される、画像キャプチャデバイスを更に備える、態様４４に記載のサイトメータ。
態様４６．撮像装置であって、その中にサンプルを含むように構成されたサンプルゾーンと、（１）少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、（２）レーザ源と光通信する光ファイバとを少なくとも含む照明トレインであって、光ファイバの少なくとも一部は、スピンドルの周りに巻き付けられた１つ以上の層に存在し、スピンドルは、間に光ファイバが巻き付けられた周壁を任意選択で含み、層は、光ファイバの少なくとも１つの緊張巻回を含む、照明トレインと、光ファイバを通して伝達される少なくとも１つのダイオードからの照明によって照明されている間に、サンプルゾーン領域内に配置されたサンプルの画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャデバイスと、を備え、サンプルゾーン内のサンプルと光ファイバを通して伝達される少なくとも１つのダイオードからの照明との間の相対運動をもたらすように構成された運動トレインを更に任意選択で備える、撮像装置。
態様４７．光源であって、少なくとも１つのダイオードを含むレーザ源と、レーザ源と撮像面との間で光を伝達して光のコヒーレンスを低下させて撮像面でのスペックルを低減するように配置された光ファイバであって、光ファイバ内に機械的張力を生じさせるように少なくとも一部が支持体の周りで曲げられている光ファイバと、を備える。光源。
態様４８．支持体はスピンドルとして特徴付けられる、態様４７に記載の光源。
態様４９．支持体は支柱として特徴付けられる、態様４７に記載の光源。
態様５０．支持体は一定の断面寸法を画定する、態様４７～４９のいずれか１つに記載の光源。
態様５１．光ファイバは支持体を取り囲む少なくとも１つの巻回を含む、態様４７～５０のいずれか１つに記載の光源。
態様５２．光ファイバは、支持体を取り囲む複数の巻回を含む、態様５１に記載の光源。
態様５３．光ファイバは支持体を取り囲む複数の層を含み、各層は複数の巻回を含む、態様５２に記載の光源。
態様５４．光源は、撮像面において約２％未満のスペックルを生じさせるように構成される、態様４７～５３のいずれか１つに記載の光源。
態様５５．光源は、撮像面において約１％未満のスペックルを生じさせるように構成される、態様５４に記載の光源。
態様５６．光源は、撮像面において約１％のスペックルを生じさせるように構成される、態様５４に記載の光源。
態様５７．光ファイバは長期曲げ半径を有し、光ファイバは長期曲げ半径よりも小さい半径で曲げられる、態様４７～５６のいずれか１つに記載の光源。
態様５８．光ファイバを通る光の透過率は約６０％～約９０％である、態様４７～５７のいずれか１つに記載の光源。
態様５９．透過率は約７５％～約９０％である、態様５８に記載の光源。
態様６０．撮像面はフローセル内に配置されている、態様４７～５９のいずれか１つに記載の光源。
態様６１．フローセルはフローサイトメータに含まれる、態様６０に記載の光源。
態様６２．機械的張力は光ファイバを緊張状態に維持する、態様４７～６１のいずれか１つに記載の光源。
態様６３．レーザ源は光パルスとして光を提供し、光パルスは任意選択で同期される、態様４７～６２のいずれか１つに記載の光源。
態様６４．レーザ源からの光は、ターゲットをストローブするために約１００ナノ秒でパルス化される、態様６３に記載の光源。
態様６５．ターゲットのキャプチャ画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャデバイスを更に備え、キャプチャ画像は、任意選択的に、約６マイクロ秒の露光を有する、態様４７～６４のいずれか１つに記載の光源。
態様６６．光ファイバはマルチモード光ファイバである、態様４７～６５のいずれか１つに記載の光源。
態様６７．光ファイバは高開口数光ファイバである、態様４７～６６のいずれか１つに記載の光源。
態様６８．光ファイバの開口数は約０．５である、態様４７～６７のいずれか１つに記載の光源。
態様６９．光ファイバの長さは、約２メートル～約７５メートルである、態様４７～６８のいずれか１つに記載の光源。
態様７０．光ファイバの長さは約５０メートルである、態様６９に記載の光源。
態様７１．レーザ源は複数のレーザダイオードを含み、複数のレーザダイオードの各々は、複数のレーザダイオードのうちの他のレーザダイオードから空間的に離れて配置されている、態様４７～７０のいずれか１つに記載の光源。
態様７２．レーザ源は、所定の波長で光源光を生成する第１のレーザダイオードを含む、態様４７～７１のいずれか１つに記載の光源。
態様７３．レーザ源は、少なくとも１つのマルチモードレーザダイオードを含む、態様４７～７２のいずれか１つに記載の光源。
態様７４．レーザ源は複数のレーザダイオードを含み、複数のレーザダイオードのうちの少なくとも１つは、複数のレーザダイオードのうちの別のものとは異なる波長の光を生成する、態様４７～７３のいずれか１つに記載の光源。
態様７５．態様４７～７４のいずれか１つに記載の光源を動作させることを含む、方法。
態様７６．撮像面において１つ以上の粒子又は細胞を照明することを含む、態様７５に記載の方法。
態様７７．光源によって照明され、撮像面に位置するターゲットの画像を収集することを更に含む、態様７６に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【国際調査報告】