DD260342A1

DD260342A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR GENERATING REAL-COLOR IMAGES OF MICROSCOPIC OBJECTS

Info

Publication number: DD260342A1
Application number: DD30240587A
Authority: DD
Inventors: Peter Fischer
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-05-04
Publication date: 1988-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnung zur Erzeugung von Echtfarbenbildern mikroskopischer Objekte, die in rastermikroskopische Einrichtungen, vorzugsweise in Laser-Raster-Mikroskopen, Anwendung findet und es ermoeglicht, von dem betrachteten mikroskopischen Objekt eine Echtfarbenbilddarstellung zu realisieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass das mikroskopische Objekt nacheinander mit Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlaengen, die im Bereich des sichtbaren Spektralbereiches liegen, bestrahlt, die spektrale Transmission und/oder Remission gemessen, die Messwerte in einem Rechner verarbeitet und ueber einen Farbgenerator auf einen Farbmonitor ein Echtfarbenbild dargestellt wird. FigurThe invention relates to a method and arrangement for generating true color images of microscopic objects, which finds application in scanning microscopic devices, preferably in laser scanning microscopes, and makes it possible to realize true color image representation of the observed microscopic object. The object is achieved according to the invention in that the microscopic object is successively irradiated with laser beams of different wavelengths which are in the range of the visible spectral range, the spectral transmission and / or remission are measured, the measured values are processed in a computer and a color monitor is used on a color monitor True color image is displayed. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung von Echtfarbenbildem mikroskopischer Objekte, die durch rastermikroskopische Einrichtungen, vorzugsweise mit Laser-Raster-Mikroskopen, gewonnen werden. Dadurch wird die Einbeziehung von echten Farbinformationen in die Beurteilung und Bewertung der mikroskopischen Objekte möglich.The invention relates to a method and an arrangement for producing true color microscopic objects which are obtained by scanning microscopic devices, preferably with laser scanning microscopes. This makes it possible to include true color information in the evaluation and evaluation of microscopic objects.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bekannt ist eine Lösung, ein Laser-Raster-Mikroskop, bei dem als Lichtquelle ein monochromatischer Laser Anwendung findet.A solution is known, a laser scanning microscope in which a monochromatic laser is used as the light source.

Von dem durch das mikroskopische Objekt beeinflußten Laserstrahl werden in einem Empfänger photometrische Signale erfaßt, die mit Hilfe einer speziellen Rechen- und Bildverarbeitungstechnik in Grauwerte oder in zugeordnete Farben umgesetzt werden (Prospekt Laser-Scanning-Mikroskop LSM 40 der Fa. OPTON, BRD).From the affected by the microscopic object laser beam photometric signals are detected in a receiver, which are converted using a special computer and image processing technology in gray scale or in associated colors (prospect laser scanning microscope LSM 40 Fa. OPTON, FRG).

Damit werden zwar interressierende Merkmale oder Eigenschaften des mikroskopischen Objektes, denen im erzeugten Bild bestimmte Grauwerte zugeordnet werden können, farblich sichtbar gemacht oder hervorgehoben, es erfolgt jedoch eine Pseudokolorierung.Thus, although interressing features or properties of the microscopic object, to which certain gray values can be assigned in the image produced, are made visible or highlighted in color, however, pseudocoloration occurs.

Bei einer weiteren bekannten Lösung, einem Color-Laser-Mikroskop (Prospekt Color-Laser-Microscope LLM 11, Fa. NJS, USA) werden als Laserlichtquellen ein He-Ne-Laser mit einer Laserwellenlänge von 632,8nm, rote Farbe, und ein Ar-Laser mit einer Laserwellenlänge von 614,5 nm, grüne Farbe, und einer Laserwellenlänge von 488 nm, blaue Farbe, eingesetzt, um ein Farbbild in NTSL- oder PAL-Norm auf einem Bildschirm zu erzeugen.In another known solution, a color laser microscope (Prospect Color Laser Microscope LLM 11, Fa. NJS, USA) are used as laser light sources, a He-Ne laser with a laser wavelength of 632.8 nm, red color, and a Ar laser with a laser wavelength of 614.5 nm, green color, and a laser wavelength of 488 nm, blue color, used to produce a color image in NTSL or PAL standard on a screen.

Mit dieser Lösung wird auf Grund der Verwendung von nur diesen drei diskreten Wellenlängen, die in der Nähe der Maxima der visuellen Farbempfindlichkeit liegen, zur Beleuchtung des mikroskopischen Objektes ein farbiges Bild erzeugt, das jedoch kein Echtfarbenbild ist. Körpereigenschaften des mikroskopischen Objektes, die außerhalb der genannten drei Laserwellenlängen liegen, werden zurfarbigen Wiedergabe nicht erfaßt.With this solution, the use of only these three discrete wavelengths, which are close to the maxima of the visual color sensitivity, produces a colored image for illuminating the microscopic object, but this is not a true color image. Body characteristics of the microscopic object which are outside of the three laser wavelengths mentioned above are not detected for color reproduction.

-i--i-

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung von Echtfarbenbildern mikroskopischer Objekte zu schaffen, die in rastermikroskopischen Einrichtungen, vorzugsweise in Laser-Raster-Mikroskopen, Anwendung findet und es ermöglicht, von dem betrachteten mikroskopischen Objekt eine Echfarbenbilddarstellung zu realisieren.The object of the invention is to provide a method and an arrangement for generating true color images of microscopic objects which are used in scanning microscopy devices, preferably in laser scanning microscopes, and which make it possible to realize a true-color image representation of the microscopic object under consideration.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung von Echtfarbenbildern mikroskopischer Objekte zu schaffen, die in rastermikroskopischen Einrichtungen, vorzugsweise in Laser-Raster-Mikroskopen, Anwendung findet und es ermöglicht, von dem betrachteten mikroskopischen Objekt eine Echtfarbenbilddarstellung zu realisieren.The invention has for its object to provide a method and an arrangement for generating true color images of microscopic objects, which finds application in scanning microscopic devices, preferably in laser scanning microscopes, and makes it possible to realize true color image representation of the observed microscopic object.

Die Aufgabe löst ein Verfahren zur Erzeugung von Echtfarbenbildern mikroskopischer Objekte erfindungsgemäß dadurch, daß ein mikroskopisches Objekt nacheinander mit Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die im Bereich des sichtbaren Spektralbereiches liegen, bestrahlt wird, die spektrale Transmission und/oder Remission des vom mikroskopischen Objekt beeinflußten Laserstrahls jeder verwendeten Wellenlänge von einem Empfänger gemessen, die Meßwerte einem Rechner zurgeführt und von diesem durch farbmetrische Verfahren die eine Farbe charakterisierenden Parameter berechnet, die gleichen Farbparameter durch Zuordnung entsprechender Rot-Grün-Blau-Werte eines Farbmonitors punktweise erzeugt und zu einem Echtfarbenbild des mikroskopischen Objektes auf dem Farbmonitor zusammengesetzt werden. Erfindungsgemäß ist der Abstand zwischen zwei Laserstrahlwellenlängen nicht größer als 10nm.The object is achieved by a method for producing true color images of microscopic objects according to the invention in that a microscopic object is successively irradiated with laser beams of different wavelengths which are in the range of the visible spectral range, the spectral transmission and / or remission of the laser beam influenced by the microscopic object of each used Wavelength measured by a receiver, the measured values fed to a computer and calculates the color characterizing parameter therefrom by colorimetric methods, the same color parameters by assigning corresponding red-green-blue values of a color monitor generated pointwise and to a true color image of the microscopic object on the Color monitor are assembled. According to the invention, the distance between two laser beam wavelengths is not greater than 10 nm.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Anordnung zur Erzeugung von Echtfarbenbildern mikroskopischer Objekte mit einer rastermikroskopischen Einrichtung, vorzugsweise mit einem Laser-Raster-Mikroskop, benutzt, bei der ein Rastergenerator, eine Laserlichtquelle, ein Rechnerund ein Farbmonitor vorgesehen sind und bei der erfindungsgemäß als Laserlichtquelle eine durchstimmbare Farbstofflasereinheit vorgesehen und ein Farbgenerator mit einem Rastergenerator, einem Rechner und einem Farbmonitor verbunden ist.To carry out the method, an arrangement for producing true color images of microscopic objects with a scanning microscope device, preferably with a laser scanning microscope, is used, in which a raster generator, a laser light source, a computer and a color monitor are provided and in accordance with the invention as a laser light source provided tunable dye laser unit and a color generator with a raster generator, a computer and a color monitor is connected.

Günstige Ergänzungen bestehen darin, daß an dem Farbmonitor ein Speicher und/oder eine Dokumentationseinrichtung, zum Beispiel ein color-printer, angeschlossen sind.Favorable additions consist in that a memory and / or a documentation device, for example a color printer, are connected to the color monitor.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich zwei Varianten. Bei der ersten Variante wird jeder betrachtete Objektpunkt für sich nacheinander mit einem Laserstrahl unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt. Bei der zweiten Variante werden mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge alle zu betrachtenden Objektpunkte aufeinanderfolgend bestrahlt, darauffolgend mit einem Laserstrahl einer anderen Wellenlänge. Dieser Ablauf erfolgt so lange, bis die betrachtete Objektstelle mit Laserstrahlen aller vorgesehenen Wellenlängen bestrahlt wurde.For carrying out the method according to the invention, there are two variants. In the first variant, each observed object point is irradiated successively with a laser beam of different wavelengths. In the second variant, all object points to be considered are sequentially irradiated with a laser beam of one wavelength, subsequently with a laser beam of a different wavelength. This process takes place until the considered object site has been irradiated with laser beams of all intended wavelengths.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können objektive Farbkriterien des zu analysierenden mikroskopischen Objektes als Parameter in die Beurteilung einbezogen werden. Erstmals können somit mit der Laser-Raster-Mikroskopie Echtfarbenbilder mikroskopischer Objekte erzeugt werden.By means of the method according to the invention, objective color criteria of the microscopic object to be analyzed can be included as parameters in the assessment. For the first time, true-color images of microscopic objects can thus be generated by laser scanning microscopy.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand einer schematischen Darstellung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to a schematic representation.

Die Zeichnung zeigt schematisch dargestellt ein Laser-Raster-Mikroskop, enthaltend eine durchstimmbare Farbstoffeinheit 2 und einen Empfänger 4. Dieser dagestellte Aufbau wird beim Du rchlichtverfahren verwendet. Da der grundsätzliche Aufbau von Durchlicht- bzw. Auflichtanordnungen bekannt ist, wurde auf die Darstellung der Aufiichtanordnung verzichtet.The drawing shows schematically a laser scanning microscope, comprising a tunable dye unit 2 and a receiver 4. This dagestellte structure is used in Du rchlichtverfahren. Since the basic structure of transmitted light or Auflichtanordnungen is known, has been dispensed with the representation of Aufiichtanordnung.

Der Empfänger 4 ist mit einem Rechner 5, dieser mit einem Farbgenerator 7, und dieser wiederum mit einem Farbmonitor 8 verbunden.The receiver 4 is connected to a computer 5, this with a color generator 7, and this in turn with a color monitor 8.

Vorteilhaft ist es, dem Farbmonitor 8 einen Speicher 9 und/oder einer Dokumentationseinrichtung 10 nachzuordnen. Ein Rastergenetator 6 ist mit dem Farbgenerator 7 und mit einem nicht dargestellten Laserstrahlablenksystem verbunden.It is advantageous to rearrange the color monitor 8 a memory 9 and / or a documentation device 10. A raster generator 6 is connected to the color generator 7 and to a laser beam deflection system (not shown).

Folgend Ausführungen zur Funktionsweise.Following comments on how it works.

Der von der durchstimmbaren Farbstoffeinheit 2 ausgesandte und vom Rastergenerator 6 detektierte Laserstrahl 2' trifft auf einen Objektpunkt des mikroskopischen Objektes 3 und gelangt als vom mikroskopischen Objekt 3 beeinflußter Laserstrahl 2" zum Empfänger 4, in dem die spektrale Transmission und/oder Remission gemessen wird. Die Meßwerte werden in dem Rechner 5 nach bekannten Methoden der Farbmetrik verarbeitet. Die ermittelten Farbwerte/Farbwertanteile werden vom Rechner 5 an den Farbgenerator 7 weitergeleitet.The laser beam 2 'emitted by the tunable dye unit 2 and detected by the screen generator 6 strikes an object point of the microscopic object 3 and arrives as a laser beam 2 " influenced by the microscopic object 3 to the receiver 4 in which the spectral transmission and / or remission is measured. The measured values are processed by known methods of colorimetry in the computer 5. The determined color values / color value components are forwarded by the computer 5 to the color generator 7.

Die betrachtete Objekstelle des mikroskopischen Objektes 3 wird nach einem der beiden vorhergehend beschriebenen Varianten abgerastert.The examined Objekstelle the microscopic object 3 is scanned by one of the two variants described above.

Der Farbmonitor 8 wird über den Farbgenerator 7 so angesteuert, daß aus den Primärvalenzen Rot-Grün-Blau für jeden Objektpunkt eine bedingt gleiche Farbe erzeugt und durch die Verbindung zwischen Farbgenerator 7 und Rastergenerator 6 synchron zum Abtasttakt auf dem Farbmonitor 8 ein Echtfarbenbild dargestellt wird.The color monitor 8 is controlled via the color generator 7 so that from the primary valences red-green-blue for each object point produces a conditionally same color and synchronous to the sampling cycle on the color monitor 8 a true color image is represented by the connection between color generator 7 and raster generator 6.

Durch Anschluß eines Speichers 9 und/oder einer Dokumentationseinrichtung 10 ergeben sich günstige Gestaltungsvarianten, die ein Archivieren, die spätere Verarbeitung oder die Anfertigung eines Farbfilmes, -bildes ermöglichen.By connecting a memory 9 and / or a documentation device 10 results in favorable design variants that allow archiving, the subsequent processing or the preparation of a color film, image.

Claims

- I - £DU- I - £ DU

Patentansprüche:claims:

1. Verfahren zur Erzeugung von Echtfarbenbildem mikroskopischer Objekte, gekennzeichnet dadurch, daß ein mikroskopisches Objekt nacheinander mit Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die im Bereich des sichtbaren Spektralbereiches liegen, bestrahlt wird, die spektrale Transmission und/oder Remission des vom mikroskopischen Objekt (3) beeinflußten Laserstrahls (2") jeder verwendeten Wellenlänge von einem Empfänger (4) gemessen, die Meßwerte einem Rechner (5) zugeführt und von diesem durch farbmetrische Verfahren die eine Farbe charakterisierenden Parameter berechnet, die gleichen Farbparameter durch Zuordnung entsprechender Rot-Grün-Blau-Werte eines Farbmonitors (8) punktweise erzeugt und zu einem Echtfarbenbild des mikroskopischen Objektes (3) auf dem Farbmonitor (8) zusammengesetzt werden.1. A process for the production of true color microscopic objects, characterized in that a microscopic object successively irradiated with laser beams of different wavelengths, which are in the range of the visible spectral range, the spectral transmission and / or remission of the microscopic object (3) influenced laser beam Measured (2 ") of each wavelength used by a receiver (4), the measured values supplied to a computer (5) and calculates by means of colorimetric method the color characterizing parameter, the same color parameters by assigning corresponding red-green-blue values of one Color monitor (8) generated pointwise and assembled to a true color image of the microscopic object (3) on the color monitor (8).

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen zwei Laserstrahlwellenlängen nicht größer als 10nm ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the distance between two laser beam wavelengths is not greater than 10nm.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß jeder betrachtete Objektpunkt für sich nacheinander mit Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen bestrahlt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that each observed object point is irradiated successively with laser beams of different wavelengths.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß mit-einem Laserstrahl einer Wellenlänge alle zu betrachtenden Objektpunkte aufeinanderfolgend bestrahlt werden, darauf folgend mit einem Laserstrahl einer anderen Wellenlänge und daß dieser Ablauf so lange erfolgt, bis das Objekt mit Laserstrahlen aller vorgesehenen Wellenlängen bestrahlt wurde.4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that with a laser beam of a wavelength all the object points to be considered are irradiated successively, subsequently with a laser beam of a different wavelength and that this process takes place until the object with laser beams of all provided Wavelengths was irradiated.

5. Anordnung zur Erzeugung von Echtfarbenbildem mikroskopischer Objekte mit einer rastermikroskopischen Einrichtung, vorzugsweise mit einem Laser-Raster-Mikroskop, bei derein Rastergenerator, eine Laserlichtquelle, ein Rechnerund ein Farbmonitor vorgesehen sind, gekennzeichnet dadurch, daß als Laserlichtquelle eine durchstimmbare Farbstofflasereinheit (2) vorgesehen ist und daß ein Farbengenerator (2) mit einem Rastergenerator (6), einem Rechner (5) und einem Farbmonitor (8) verbunden ist.5. Arrangement for producing true color microscopic objects with a scanning microscope, preferably with a laser scanning microscope, in which a raster generator, a laser light source, a computer and a color monitor are provided, characterized in that a tunable dye laser unit (2) is provided as the laser light source and in that a color generator (2) is connected to a raster generator (6), a computer (5) and a color monitor (8).

6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die durchstimmbare Farbstofflasereinheit (2) ein Farbstofflaser ist oder aus mehreren Farbstofflasern zusammengesetzt ist, deren Strahlung insgesamt den sichtbaren Spektralbereich überdeckt.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the tunable dye laser unit (2) is a dye laser or composed of a plurality of dye lasers whose radiation covers the visible spectral range as a whole.

7. Anordnung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß an den Farbmonitor (8) ein Speicher (9) angeschlossen ist.7. Arrangement according to claim 5 and 6, characterized in that a memory (9) is connected to the color monitor (8).

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß an den Farbmonitor (8) eine Dokumentationseinrichtung (10) angeschlossen ist.8. Arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that a documentation device (10) is connected to the color monitor (8).