JP2007183425A - 観察装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】試料内部の発光部位の鮮明な3次元画像を取得する。
【解決手段】ステージ2に搭載された試料A内部に焦点を配置する対物光学系4と、試料A内部の焦点近傍から異なる光軸方向に発せられた光を、対物光学系4により集光して検出し、複数の画像情報を取得する画像取得装置6と、該画像取得装置6により取得された複数の画像情報に基づいて、焦点位置P近傍の発光部位の3次元画像を構成する3次元画像構成部8とを備える観察装置1を提供する。
【選択図】 図1
【解決手段】ステージ2に搭載された試料A内部に焦点を配置する対物光学系4と、試料A内部の焦点近傍から異なる光軸方向に発せられた光を、対物光学系4により集光して検出し、複数の画像情報を取得する画像取得装置6と、該画像取得装置6により取得された複数の画像情報に基づいて、焦点位置P近傍の発光部位の3次元画像を構成する3次元画像構成部8とを備える観察装置1を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、試料の3次元画像を取得する観察装置に関するものである。
従来、実験小動物等の試料の内部に配置された発光点から発せられ、試料表面に現れる発光領域を表面画像として複数方向から撮像して、3次元表現された試料の表面に発光領域を重ね合わせて、3次元表示する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1の技術では、試料内部の発光部位の画像を観察することができない。
しかしながら、特許文献1の技術では、試料内部の発光部位の画像を観察することができない。
試料内部の発光部位の画像を観察する装置として、共焦点蛍光顕微鏡装置が知られている。共焦点蛍光顕微鏡装置は、対物レンズの焦点位置に対し共役な位置に配置された共焦点ピンホールを通過した光のみを撮影するため、光軸方向に極めて高い分解能で試料内部の発光部位の画像を取得することができる。そして、焦点位置を光軸方向にずらして撮像した複数の画像に基づいて試料内部の発光部位の3次元画像を構成することも原理的には可能である。
米国特許出願公開第2004/0021771号公報
しかしながら、実際には、実験小動物等の試料が散乱物質によって構成されているため、試料の深部に配されている発光部位から発せられる光は、試料表面に到達するまでの間に散乱する。このため、共焦点蛍光顕微鏡装置により実験小動物等の試料の深部を試料外部から観察しようとする場合、発光部位からの光が散乱してしまい、共焦点ピンホールを通過する光が減少し、場合によっては、ほとんど画像を形成することができないという問題がある。
逆に、ピンホール径を大きく構成することにすれば、被写界震度が大きくなるため、試料内部の発光部位近傍からの光をピンホールに多く通過させることが可能となり、明るい画像を得ることができる。
しかしながら、被写界震度が大きくなる場合、焦点位置におけるピントのあった画像と、該焦点位置の光軸方向に両側にずれた配置される位置におけるピントのずれた画像とが重ね合わせられて、画像取得装置により取得されることとなり、鮮明な画像を得ることができない。したがって、光軸方向に焦点位置をずらして撮像された複数の不鮮明な画像を用いても鮮明な3次元画像を得ることができないという問題がある。
しかしながら、被写界震度が大きくなる場合、焦点位置におけるピントのあった画像と、該焦点位置の光軸方向に両側にずれた配置される位置におけるピントのずれた画像とが重ね合わせられて、画像取得装置により取得されることとなり、鮮明な画像を得ることができない。したがって、光軸方向に焦点位置をずらして撮像された複数の不鮮明な画像を用いても鮮明な3次元画像を得ることができないという問題がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、試料内部の発光部位の鮮明な3次元画像を取得することができる観察装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ステージに搭載された試料内部に焦点を配置する対物光学系と、試料内部の焦点近傍から異なる光軸方向に発せられた光を、前記対物光学系により集光して検出し、複数の画像情報を取得する画像取得装置と、該画像取得装置により取得された複数の画像情報に基づいて、焦点位置近傍の発光部位の3次元画像を構成する3次元画像構成部とを備える観察装置を提供する。
本発明は、ステージに搭載された試料内部に焦点を配置する対物光学系と、試料内部の焦点近傍から異なる光軸方向に発せられた光を、前記対物光学系により集光して検出し、複数の画像情報を取得する画像取得装置と、該画像取得装置により取得された複数の画像情報に基づいて、焦点位置近傍の発光部位の3次元画像を構成する3次元画像構成部とを備える観察装置を提供する。
本発明によれば、試料内部の発光部位に対物光学系の焦点を配置し、画像取得装置を作動させることにより該焦点近傍から発せられた光が対物光学系により集光されて、焦点近傍を異なる複数の光軸方向から撮像した複数の画像情報が取得される。そして、取得された複数の画像情報に基づいて3次元画像構成部の作動により、焦点位置近傍の発光部位の3次元画像が構成される。
この場合において、共焦点観察よりも深い被写界震度を有する光学系により各光軸方向に取得される画像は、焦点位置の画像および焦点位置から光軸方向にずれた画像が重ね合わせられて取得されるため不鮮明な画像であるが、焦点位置近傍においては、光軸に直交する方向に高い分解能を有する画像情報を含んでいる。したがって、不鮮明な画像部分を除去することにより鮮明な3次元画像を取得することが可能となる。
本発明によれば、焦点位置近傍の発光部位を異なる光軸方向から撮像した複数の画像情報を用いることにより、焦点位置近傍の発光部位の鮮明な3次元画像を取得することができる。
上記発明においては、前記画像取得装置が、前記試料と前記対物光学系とを、前記焦点位置近傍の光軸に交差する軸線回りに相対的に回転させる回転装置を備えることとしてもよい。
このようにすることで、回転装置の作動により、試料と対物光学系とを相対的に回転させ、焦点位置近傍の発光部位を異なる複数の光軸に沿う方向から撮像して、複数の画像情報を取得し、鮮明な3次元画像を取得することができる。
この場合に、前記回転装置が、固定されたステージに対して対物光学系を回転させることとしてもよく、前記回転装置が、固定された対物光学系に対して、ステージを回転させることとしてもよい。
このようにすることで、回転装置の作動により、試料と対物光学系とを相対的に回転させ、焦点位置近傍の発光部位を異なる複数の光軸に沿う方向から撮像して、複数の画像情報を取得し、鮮明な3次元画像を取得することができる。
この場合に、前記回転装置が、固定されたステージに対して対物光学系を回転させることとしてもよく、前記回転装置が、固定された対物光学系に対して、ステージを回転させることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記画像取得装置が、試料内部の焦点近傍から複数方向に発せられた光を、試料に対して一方向に配置された対物光学系に指向させる偏向部材を備えることとしてもよい。
このようにすることで、一方向に向けて配置された対物光学系を移動させることなく、あるいは、並進移動させるだけで、複数の方向から試料内部の焦点近傍を観察した画像を取得することができ、より簡易に3次元画像を取得することができる。
このようにすることで、一方向に向けて配置された対物光学系を移動させることなく、あるいは、並進移動させるだけで、複数の方向から試料内部の焦点近傍を観察した画像を取得することができ、より簡易に3次元画像を取得することができる。
本発明によれば、試料内部の発光部位の鮮明な3次元画像を取得することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る観察装置1について、図1〜図8を参照して説明する。
本実施形態に係る観察装置1は、図1に示されるように、蛍光物質を注入したマウスのような実験小動物等の試料Aを載置するステージ2と、該ステージ2に載置された試料Aに励起光Eを照射する励起光源3と、該励起光源3から発せられた励起光Eによって、試料A内部の蛍光物質が励起されることにより発生した蛍光Fを集光する対物レンズ4と、該対物レンズ4により集光された蛍光Fを結像させる結像レンズ5と、該結像レンズ5より結像された蛍光Fを撮像する撮像素子6と、試料Aを通過する水平軸線回りに対物レンズ4、結像レンズ5および撮像素子6を揺動させる回転装置7と、これら回転装置7、ステージ2、励起光源3および撮像素子6を制御する制御装置8とを備えている。図中、符号9は干渉フィルタであり、図示しないターレットにより切替可能となっている。
本実施形態に係る観察装置1は、図1に示されるように、蛍光物質を注入したマウスのような実験小動物等の試料Aを載置するステージ2と、該ステージ2に載置された試料Aに励起光Eを照射する励起光源3と、該励起光源3から発せられた励起光Eによって、試料A内部の蛍光物質が励起されることにより発生した蛍光Fを集光する対物レンズ4と、該対物レンズ4により集光された蛍光Fを結像させる結像レンズ5と、該結像レンズ5より結像された蛍光Fを撮像する撮像素子6と、試料Aを通過する水平軸線回りに対物レンズ4、結像レンズ5および撮像素子6を揺動させる回転装置7と、これら回転装置7、ステージ2、励起光源3および撮像素子6を制御する制御装置8とを備えている。図中、符号9は干渉フィルタであり、図示しないターレットにより切替可能となっている。
前記ステージ2は、例えば、載置した試料Aを上下方向および水平方向に移動させることができるようになっている。
前記対物レンズ4の焦点位置は、前記ステージ2の上方に配置されていて、ステージ2に試料Aが載置されると、該試料Aの内部に焦点位置が配置されるようになっている。
前記撮像素子6は、例えば、ディジタルカメラ10に備えられたCCDであって、その撮像面6aが、前記結像レンズ5の後側焦点位置に配置されている。これにより、対物レンズ4の焦点位置P近傍から発せられた蛍光Fが、結像レンズ5により撮像素子6の撮像面6aに結像され、撮像素子6により画像情報として取得されるようになっている。
前記対物レンズ4の焦点位置は、前記ステージ2の上方に配置されていて、ステージ2に試料Aが載置されると、該試料Aの内部に焦点位置が配置されるようになっている。
前記撮像素子6は、例えば、ディジタルカメラ10に備えられたCCDであって、その撮像面6aが、前記結像レンズ5の後側焦点位置に配置されている。これにより、対物レンズ4の焦点位置P近傍から発せられた蛍光Fが、結像レンズ5により撮像素子6の撮像面6aに結像され、撮像素子6により画像情報として取得されるようになっている。
この場合において、蛍光物質から発せられる蛍光Fは、全方向に発せられるが、対物レンズ4の光軸に沿う方向に発せられた光の一部が対物レンズ4により集光されるようになっている。この場合、図2に示されるように、試料A内部の発光部位に配置された焦点位置Pから発せられた蛍光Fは、対物レンズ4の開口数に従う広がりの範囲内の蛍光Fが対物レンズにより集光される。
このため、撮像素子6により撮像する場合には、焦点位置P近傍のピントの合った範囲R1からの蛍光Fのみならず、光軸方向にずれた位置に配されるピントのずれた範囲R2からの蛍光Fも同時に取得されるようになっている。この焦点位置P近傍のピントの合った範囲R1からの蛍光Fのみを光軸方向に焦点位置Pをずらしながら撮像することにより得られた複数の画像に基づけば、鮮明な3次元画像を構築することができるが、実際にはピントのずれた範囲R2からの蛍光Fも含んだ画像しか取得されないので、そのまま光軸方向にずらしながら撮像するだけでは、鮮明な3次元画像を構築することはできない。
前記回転装置7は、公知のモータおよび減速機(図示略)を備え、制御装置8からの指令信号に応じて、例えば、対物レンズ4の焦点位置Pを通過する水平軸線回りに、対物レンズ4、結像レンズ5および撮像素子6を固定したアーム11を揺動させるようになっている。
前記制御装置8は、ステージ2を作動させて試料Aの観察部位に対物レンズ4の焦点位置Pが一致するように位置決めするとともに、ステージ2を作動させて、対物レンズ4の光軸方向に試料Aを移動させつつ撮像素子6を制御して各位置における画像を取得させるようになっている。
また、制御装置8は、回転装置7を制御して試料Aに対する対物レンズ4、結像レンズ5および撮像素子6の角度を変更するようになっている。そして、異なる角度において上記工程を繰り返すことにより、同一の観察部位を異なる複数方向からみた画像を撮像素子6に取得させるようになっている。さらに、制御装置8は、得られた複数の画像情報に基づいて、3次元画像を構築するようになっている。
また、制御装置8は、回転装置7を制御して試料Aに対する対物レンズ4、結像レンズ5および撮像素子6の角度を変更するようになっている。そして、異なる角度において上記工程を繰り返すことにより、同一の観察部位を異なる複数方向からみた画像を撮像素子6に取得させるようになっている。さらに、制御装置8は、得られた複数の画像情報に基づいて、3次元画像を構築するようになっている。
3次元画像構築方法は、例えば、ラドン変換法あるいは3次元フーリエ変換法による。
ラドン変換法および3次元フーリエ変換法については、例えば、Susumu Kikuchi, et al.,
"Three-dimensional image reconstruction for biological micro-specimens
using a double-axis fluorescence microscope", Optics
Communications, vol. 138, issues 1-3, 15 May 1997, pp. 21-26、あるいは、Susumu Kikuchi, et al.,
"Three-dimensional microscopic computed tomography based on generalized
Radon transform for optical imaging systems", Optics
Communications, vol. 123, issues 4-6, 1 February 1996, pp. 725-733に開示されている。
ラドン変換法および3次元フーリエ変換法については、例えば、Susumu Kikuchi, et al.,
"Three-dimensional image reconstruction for biological micro-specimens
using a double-axis fluorescence microscope", Optics
Communications, vol. 138, issues 1-3, 15 May 1997, pp. 21-26、あるいは、Susumu Kikuchi, et al.,
"Three-dimensional microscopic computed tomography based on generalized
Radon transform for optical imaging systems", Optics
Communications, vol. 123, issues 4-6, 1 February 1996, pp. 725-733に開示されている。
このように構成された本実施形態に係る観察装置1の作用について、以下に説明する。
ここでは、例えば、図3に示されるように、試料Aに対して鉛直方向D1および水平方向D2の2方向から取得した画像情報に基づいて試料A内部の観察部位の3次元画像を構築する方法について説明する。図4〜図6に、3次元画像構築方法のフローチャートを示す。
ここでは、例えば、図3に示されるように、試料Aに対して鉛直方向D1および水平方向D2の2方向から取得した画像情報に基づいて試料A内部の観察部位の3次元画像を構築する方法について説明する。図4〜図6に、3次元画像構築方法のフローチャートを示す。
3次元画像を取得するには、図4に示されるように、複数の画像情報を取得し(ステップS1)、取得された複数の画像情報に基づいて3次元画像を構築し(ステップS2)、構築された3次元画像を表示する(ステップS3)。
画像取得工程(ステップS1)は、図5に示されるように、まず、ステージ2に搭載された試料Aに対して、回転装置7の作動により、その光軸が第1の方向(鉛直方向D1)に配されるように、対物レンズ4、結像レンズ5および撮像素子6を揺動させて位置決めする(ステップS11)。次いで、ステージ2の作動により、試料Aを光軸方向に移動させ、試料A内部の観察部位に対物レンズ4の焦点位置Pが配置されるように設定する(ステップS12)。
この状態で、撮像素子6を作動させ、観察部位の画像を取得する(ステップS13)。そして、ステージ2を光軸方向に所定距離だけ作動させ(ステップS14)、撮像素子6により画像を取得する工程(ステップS13)を所定回数だけ繰り返す(ステップS15)。これにより、試料A内部において第1の方向に所定間隔をあけた複数の焦点位置P近傍のスライス画像が取得される。
次いで、全ての方向からのスライス画像の取得が終了したか否かが判断され(ステップS16)、終了していない場合には、第2の方向(水平方向D2)に沿うスライス画像の取得が行われる(ステップS11〜S15)。全ての方向からのスライス画像の取得が終了した場合には、3次元画像構築工程(ステップS2)に進行する。
3次元画像構築工程(ステップS2)は、図6に示されるように、画像取得工程(ステップS1)において取得された複数のスライス画像の画像情報から、3次元空間上の同一の観察部位に対して異なる方向から取得された画像情報を抽出する(ステップS21)。
そして、抽出された画像情報に基づいて、3次元フーリエ変換法等により、3次元画像を構築する(ステップS22)。
そして、抽出された画像情報に基づいて、3次元フーリエ変換法等により、3次元画像を構築する(ステップS22)。
具体的には、図3に示されるように、観察部位が3次元空間内において複数のブロックに区分され、各ブロックA,B,…について、第1の方向D1および第2の方向D2に沿って取得された画像情報が、順次抽出され、3次元画像が構成されていく。
そして、全てのブロックA,B,…について3次元画像の構築が終了したか否かが判断され(ステップS23)、終了した場合には、3次元画像表示ステップS3に進行し、終了しない場合には、上記ステップS21〜S22が繰り返される。
そして、全てのブロックA,B,…について3次元画像の構築が終了したか否かが判断され(ステップS23)、終了した場合には、3次元画像表示ステップS3に進行し、終了しない場合には、上記ステップS21〜S22が繰り返される。
上述したように、撮像素子6の各画素により取得される画像情報は、図2(a)に示されるように、対物レンズ4の焦点位置P近傍の薄い範囲R1に限られず、その範囲の光軸方向の前後の比較的厚い範囲R2からの画像情報となる。したがって、焦点位置P近傍以外に蛍光物質が存在する場合には、図2(b)に示されるように、対物レンズ4の焦点位置P近傍のピントの合った画像情報G1と、それ以外のピントのずれた画像情報G2とが重なり合って取得される。
そこで、図7に示されるように、回転装置7を作動させて、試料Aに対してアーム11を揺動させる。これにより、同一の観察部位に対し、異なる光軸方向から複数の画像情報を取得することができる。例えば、アーム11を鉛直方向から±30°揺動させることにより、図8に示されるように、異なる3方向から同一観察部位の画像情報を取得することができる。各画像情報には、図2(b)と同様に、焦点位置P近傍以外の画像情報も含まれているが、図8に斜線で示されるように、これらの画像情報には、相互に交差する比較的狭い領域の画像情報が含まれている。
本実施形態によれば、図3〜図6のフローチャートに示される3次元画像構築方法により、複数方向から取得した画像情報の相互に交差するこの狭い領域の画像情報を、試料A内部の観察部位の3次元空間上の各点において抽出するので、鮮明な3次元画像を取得することができる。
なお、本実施形態に係る観察装置1においては、対物レンズ4、結像レンズ5および撮像素子6を固定したアーム11を試料Aを通過する水平軸線回りに揺動させることにより試料Aに対して観察光軸を複数方向に配置することとしたが、これに代えて、例えば、図9に示されるように、試料Aの側方にミラー12を配置し、試料A内部の観察部位から水平方向に発せられる蛍光Fを撮像素子6の方向に偏向させることとしてもよい。このようにすることで、試料Aを3方向から観察した蛍光画像を同時に同一の撮像素子6により取得することができ、得られた画像情報を処理することにより、焦点位置P近傍のピントの合った画像情報を抽出することができる。
また、図10に示されるように、ステージ2の作動により、試料Aを移動させ、対物レンズ4の光軸が鉛直方向に配される同図(a)の状態と、ミラー12により偏向されて斜め下方に向けられる同図(b),(c)の状態とに変化させることとしてもよい。なお、ミラー12による光軸の偏向方向は斜め下方に限られず、他の任意の方向に設定してもよい。また、ミラー12を複数枚使用することにより、試料A内部の発光部位から鉛直下方に発せられる光を偏向して対物レンズ4により集光させるようにしてもよい。
また、図11に示されるように、いわゆるゴニオステージのように、ステージ2′を傾斜させることにより、光軸に対して試料Aを傾斜させることにしてもよい。
また、図11に示されるように、いわゆるゴニオステージのように、ステージ2′を傾斜させることにより、光軸に対して試料Aを傾斜させることにしてもよい。
さらに、本実施形態においては、対物レンズ4により集光した蛍光FをCCDからなる撮像素子6により撮像する場合を例に挙げて説明したが、これに代えて、図12に示されるように、走査型の観察装置1′に適用することとしてもよい。
すなわち、図12の観察装置1′は、レーザ光源20から発せられ、カップリングレンズ21,22により光ファイバ23の端面23aに集光されたレーザ光Lを、光ファイバ23により顕微鏡本体24に導く。顕微鏡本体24に導かれたレーザ光Lは、コリメートレンズ25により略平行光とされた後に、例えば、近接ガルバノミラーのようなスキャナ26により2次元的に走査され、瞳投影レンズ27、結像レンズ28および対物レンズ29によりリレーされて試料Aに照射される。
レーザ光Lが試料Aに照射されることにより、試料A内部の蛍光物質が励起され、蛍光Fが発せられる。発せられた蛍光Fは、対物レンズ29により集められ、結像レンズ28、瞳投影レンズ27およびスキャナ26を介して戻る途中で、ダイクロイックミラー30によりレーザ光Lから分岐されて、カップリングレンズ31により光ファイバ32の端面32aに集光される。光ファイバ32の端面32aは、実質的にピンホールとして機能する。光ファイバ32により伝播された蛍光Fは、コリメートレンズ33、バリアフィルタ34および集光レンズ35を介して光電子増倍管のような光検出器36により検出される。
この場合においても、光ファイバ32の端面32aが実質的にピンホールとして機能するので、光検出器36に到達する蛍光Fは、対物レンズ29の焦点位置P近傍から発せられる蛍光に制限されるが、光ファイバ32のコア径を大きくすることにより被写界深度が増加して上記と同様の問題が生ずる。図12に示されるように、ゴニオステージ2′等により、試料Aと対物レンズ29の光軸との相対角度を変化させて、試料Aの同一部位を異なる光軸方向から観察して画像情報を取得する。これにより、上記各実施形態と同様に鮮明な3次元画像を取得することができるという利点がある。なお、同一部位を異なる光軸方向から観察する方法としてはゴニオステージ2′以外にも他の任意の方法を用いることができる。
また、上述したように、本実施形態においては、試料Aの外部から励起光Eを照射して試料A内部の蛍光物質が発生する蛍光Fを検出する場合について説明したが、これに代えて、自家発光物質から発せられる光を検出する場合に適用することとしてもよい。
A 試料
P 焦点位置
1 観察装置
2,2′ ステージ
4 対物レンズ(対物光学系)
6 撮像素子(画像取得装置)
7 回転装置
8 制御装置(画像取得装置、3次元画像構成部)
12 ミラー(偏向部材)
P 焦点位置
1 観察装置
2,2′ ステージ
4 対物レンズ(対物光学系)
6 撮像素子(画像取得装置)
7 回転装置
8 制御装置(画像取得装置、3次元画像構成部)
12 ミラー(偏向部材)
Claims (5)
- ステージに搭載された試料内部に焦点を配置する対物光学系と、
試料内部の焦点近傍から異なる光軸方向に発せられた光を、前記対物光学系により集光して検出し、複数の画像情報を取得する画像取得装置と、
該画像取得装置により取得された複数の画像情報に基づいて、焦点位置近傍の発光部位の3次元画像を構成する3次元画像構成部とを備える観察装置。 - 前記画像取得装置が、前記試料と前記対物光学系とを、前記焦点位置近傍の光軸に交差する軸線回りに相対的に回転させる回転装置を備える請求項1に記載の観察装置。
- 前記回転装置が、固定されたステージに対して対物光学系を回転させる請求項2に記載の観察装置。
- 前記回転装置が、固定された対物光学系に対して、ステージを回転させる請求項2に記載の観察装置。
- 前記画像取得装置が、試料内部の焦点近傍から複数方向に発せられた光を、試料に対して一方向に配置された対物光学系に指向させる偏向部材を備える請求項1に記載の観察装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014056060A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Keyence Corp | 光学顕微鏡 |
WO2020161826A1 (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
WO2023007827A1 (ja) * | 2021-07-26 | 2023-02-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 試料観察装置及び試料観察方法 |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
FR2920874B1 (fr) * | 2007-09-10 | 2010-08-20 | Biospace Lab | Installation et procede d'imagerie en luminescence |
US9323681B2 (en) * | 2008-09-18 | 2016-04-26 | Avere Systems, Inc. | File storage system, cache appliance, and method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10161034A (ja) * | 1996-12-02 | 1998-06-19 | Nikon Corp | コンフォーカル顕微鏡及びコンフォーカル顕微鏡を用いた3次元画像の作成方法 |
JP2003344775A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Japan Science & Technology Corp | 共焦点顕微鏡及び微小開口回転盤 |
JP2005165212A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Olympus Corp | 走査型共焦点顕微鏡装置 |
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Family Cites Families (5)
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---|---|---|---|---|
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JP2003500094A (ja) * | 1999-05-26 | 2003-01-07 | フォトゲン インク | 多光子の光活性化及び分子エージェントの改良検出方法及び装置 |
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DE602004031941D1 (de) * | 2003-05-30 | 2011-05-05 | Olympus Co | Messvorrichtung umfassend eine lichtaufnahmeeinheit |
US20050187441A1 (en) * | 2004-01-19 | 2005-08-25 | Kenji Kawasaki | Laser-scanning examination apparatus |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10161034A (ja) * | 1996-12-02 | 1998-06-19 | Nikon Corp | コンフォーカル顕微鏡及びコンフォーカル顕微鏡を用いた3次元画像の作成方法 |
JP2003344775A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Japan Science & Technology Corp | 共焦点顕微鏡及び微小開口回転盤 |
JP2005165212A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Olympus Corp | 走査型共焦点顕微鏡装置 |
JP2005202338A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Olympus Corp | レーザ走査顕微鏡 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014056060A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Keyence Corp | 光学顕微鏡 |
WO2020161826A1 (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
JPWO2020161826A1 (ja) * | 2019-02-06 | 2021-10-21 | オリンパス株式会社 | 撮像装置 |
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US11808931B2 (en) | 2019-02-06 | 2023-11-07 | Evident Corporation | Image pickup apparatus with rotation unit |
WO2023007827A1 (ja) * | 2021-07-26 | 2023-02-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | 試料観察装置及び試料観察方法 |
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