発光ダイオードアレイ顕微鏡でのリアルタイムブライトフィールド、ダークフィールド、および位相コントラストイメージング

Brightfield、Darkfield、およびPhase Contrast画像をリアルタイムで同時に取得できるシングルカメライメージングシステムを実証します。私たちの方法は、ソース面でプログラム可能な光発光ダイオード（LED）アレイを介して計算照明を使用し、照明角の柔軟なパターニングを提供します。Brightfield、Darkfield、および微分位相コントラスト画像は、可動部品なしでLEDパターンを変更することで取得されます。LEDアレイ照明を使用した以前の作業は、ハードウェア速度がリアルタイムの取得および処理要件を満たすのに十分な速さではなかったため、静的サンプルに対してのみ有効でした。ここでは、3つのコントラストモードのそれぞれのマルチプレックスパターンをタイムして、3つのコントラストモードすべての動的な生物学的プロセスを同時に画像化します。カメラの最大フレームレートでマルチコントラスト操作を示します（2160×2560ピクセルの50 Hz）。

We demonstrate a single-camera imaging system that can simultaneously acquire brightfield, darkfield, and phase contrast images in real time. Our method uses computational illumination via a programmable light-emitting diode (LED) array at the source plane, providing flexible patterning of illumination angles. Brightfield, darkfield, and differential phase contrast images are obtained by changing the LED patterns, without any moving parts. Previous work with LED array illumination was only valid for static samples because the hardware speed was not fast enough to meet real-time acquisition and processing requirements. Here, we time multiplex patterns for each of the three contrast modes in order to image dynamic biological processes in all three contrast modes simultaneously. We demonstrate multicontrast operation at the maximum frame rate of our camera (50 Hz with 2160 × 2560 pixels).