JP3458003B2 - 走査型レーザ顕微鏡 - Google Patents
走査型レーザ顕微鏡Info
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Description
鏡、特にステージの移動を伴うことなく広視野の観察を
可能とする走査型レーザ顕微鏡に関する。
せ、その光点を試料上において2次元的に走査させて、
試料を透過した光あるいは反射した光を検出器で検出し
て、試料の顕微鏡像に対応した画像信号を得るようにし
た走査型レーザ顕微鏡が知られている。
又はy方向に走査領域の中心を移動させて広視野の観察
を行うようにしているが、x又はy方向に走査領域の中
心を移動させた時、移動後の走査範囲が対物レンズの視
野外になる場合には、ステージを移動させることによっ
て、所望の領域を対物レンズの視野内に移動させて、観
測を行うようにしている。このように、ステージを移動
させて広視野の観測を可能にした走査型顕微鏡として
は、例えば特開平3−209415号公報に開示された
ものがあり、この公報開示のものは、試料を移動させて
隣接する複数領域の画像信号を得て観察領域を広げるよ
うにしたものである。
移動させて所望領域を観察する従来の方法を用いると、
観察試料が生物細胞等の場合には、溶液中に細胞を配置
して観察することが多く、試料の作成の状態及び溶液の
種類等により、ステージの移動の影響を受け、観察時に
試料へのダンピングが生じ、ノイズのある画像が観察さ
れるという問題点がある。
されたもので、x又はy方向に走査の中心を移動させて
所望の領域を走査したときに走査範囲が対物レンズの視
野外になっても、ステージを移動させることなく広範囲
の領域の観察を行なうことができる走査型レーザ顕微鏡
を提供することを目的とする。
決するため、本発明の走査型レーザ顕微鏡は、レーザ光
を試料上の一領域においてxy方向に2次元的に走査さ
せて顕微鏡像に対応する画像信号を得たのち、x又はy
方向に走査の中心を移動させて他の領域の顕微鏡像に対
応する画像信号を得るようにした走査型レーザ顕微鏡に
おいて、x又はy方向に走査の中心を移動させて所望領
域を走査したとき走査範囲が対物レンズの視野外になる
場合に低倍の対物レンズに切替える対物レンズ切替手段
と、対物レンズの切替えに応じて走査範囲を補正するた
めの走査系ズーム倍率補正手段とを備えていることを特
徴とする。さらに、前記走査型レーザ顕微鏡は、対物レ
ンズ切替手段による対物レンズの切替えに応じて走査系
の走査の中心を補正する手段を備えていることが好まし
い。 また、本発明の走査型レーザ顕微鏡は、レーザ光を
試料上の一領域においてxy方向に2次元的に走査させ
て画像信号を得るようにした走査型レーザ顕微鏡におい
て、レボルバに取付けられた各対物レンズ毎に軸の中心
位置ずれ量を記憶させておき、対物レンズを交換した時
に前記軸の中心位置ずれ量を基に画像取得位置を補正す
る補正手段を備えていることを特徴とする。
おいては、x又はy方向に走査の中心を移動させて所望
領域を走査したときに走査範囲が対物レンズの視野外に
なった場合、自動的に対物レンズを低倍のものに切り換
えて走査範囲を対物レンズの視野内に取り込むことで、
走査領域が試料上において対物レンズの切り換え前と同
じサイズになるようにされる。これにより、ステージを
移動させることなく、連続的にあるいは任意の広範囲の
領域の観察が可能となる。
に係る走査型レーザ顕微鏡の実施例を示すブロック構成
図である。図1においては、1はレーザ光を試料上にお
いて2次元的に走査させるための走査ユニット、2はコ
ントローラで、走査パネル3からの指令により画像の入
力開始信号を送出し、走査ユニット1を駆動してレーザ
ビームを走査させ、またレーザビームの走査と同時に画
像メモリ4に画像データを転送させる機能を備えてい
る。5は画像モニタで、画像メモリ4から読み出された
画像データに基づく観察像を表示するものである。7は
倍率の異なる複数の対物レンズを保持したレボルバで、
コントローラ2からの制御信号で制御されるレボルバ駆
動回路6により駆動されるようになっている。なお、コ
ントローラ2は、各対物レンズ毎に走査系のズーム倍率
に応じた走査範囲を算出し記憶する手段を備えていて、
走査ユニット1による走査範囲が、その時にセットされ
ている対物レンズの視野外になる場合には、レボルバ駆
動回路6へ自動的に対物レンズを交換させるための制御
信号を送出するようになっている。
ーザ顕微鏡の動作を、図2に示すフローチャートを参照
しながら説明する。まず処理開始ステップ11において、
コントローラ2から走査ユニット1に対して1画面の画
像入力信号を送出する。これにより走査ユニット1は1
画面のxy方向の2次元走査を行い、1画面の走査を終
了すると、走査終了信号をコントローラ2に送出する。
複数の画面を連続してxy2次元走査を行うときは、ス
テップ12において、走査終了信号を受けた後にコントロ
ーラ2は、次の1画面の画像データの取り込みのための
走査範囲を求め、ステップ13において、その走査範囲の
値と、その時用いている対物レンズの視野の範囲を比較
する。そしてその比較結果、次の走査範囲が対物レンズ
の視野内に入っている場合には、次の走査範囲の走査開
始位置を設定し、ルート(a)を通ってステップ16で次
の走査を実行し、ステップ17で処理を終了する。
範囲が対物レンズの視野外にはみ出している場合には、
ルート(b)を通ってステップ14において、対物レンズ
を低倍のものに切り替えるために、レボルバ駆動回路6
にコントローラ2から制御信号を送出し、対物レンズレ
ボルバ7を駆動し低倍の対物レンズに切り替える。更
に、ステップ16に示すように、対物レンズの切り替えに
伴って、試料上の走査領域を対物レンズの切り換え前と
同一サイズにするために走査系のズーム倍率を上げると
共に、走査開始位置を算出し設定した後に、ステップ16
に示すように次の走査を実行する。
る。具体例として、20倍の対物レンズを用いて、走査ズ
ーム倍率4倍でxy走査を行い、走査領域を各走査終了
毎に横方向に移動させながら観察する場合を示す。図3
において、実線で囲んだ領域21は、20倍の対物レンズに
おける視野範囲(走査ズーム倍率1倍)を示し、点線で
囲んだ各領域,,は走査ズーム倍率を4倍とした
場合の走査範囲を示している。図3に示すように、対物
レンズの視野範囲の中心に第1の走査領域を設定し、
第2,第3の走査領域,を右方向へ順次移動させて
行くものとする。第1の走査領域の走査が終了した後
に、次の走査開始位置を求めると共に、第2の走査領域
の走査範囲が対物レンズの視野範囲内か否かのチェッ
クを行う。すなわち、この場合は、まず視野範囲の中心
に設定した第1の走査領域の走査開始位置から走査領
域の横方向の大きさ分だけシフトさせた位置を、第2の
走査領域の走査開始位置とする。この際、その走査開
始位置から第2の走査を行っても、20倍の対物レンズの
視野範囲から、はみ出すことはないことを確認してお
く。
同様にして次の走査開始位置を求めると共に、第3の走
査領域の走査範囲が対物レンズの視野範囲内か否かの
チェックを行う。図3に示した例では、3回目の走査範
囲、すなわち第3の走査領域の走査範囲は、20倍の対
物レンズの視野範囲から、はみ出すようになっている。
このように走査範囲が視野範囲からはみ出す場合は、従
来はステージを移動させ、その走査範囲を視野の中に入
れるような操作を行っていたが、本発明においては、こ
の時点で次のような処理動作が行われる。
号によりレボルバ駆動回路6を介して対物レンズレボル
バ7が駆動され、10倍の対物レンズに自動的に切り替え
られる。これにより、20倍の対物レンズの視野外にあた
る領域に対する走査を可能にする。次に、走査系のズー
ム倍率を8倍にする。これは、それまでの20倍の対物レ
ンズでの走査領域と、10倍の対物レンズに切り換えて行
う走査での走査領域とが、同じサイズとなるようにする
ためである。次いで、走査の開始位置を求めて、その開
始位置から次の走査を行うようにする。
には、対物レンズの交換を行っても、各対物レンズ間の
軸の中心位置が合っているので、視野の中心からの縦及
び横方向のオフセット量は、対物レンズの交換による影
響を受けず一定である。したがって走査領域の大きさ分
だけ走査開始位置をシフトさせるだけでよい。しかしな
がら一般的には、レボルバで対物レンズを交換したとき
には、対物レンズ間で軸の中心位置にずれが生じるた
め、このずれ分の補正を行う必要がある。この補正を行
うに際しては、予め対物レンズ間毎に計測を行ってお
き、その数値を記憶させておいて、その記憶されている
数値に基づいて補正量を設定するようにしておくものと
する。したがって、対物レンズ間での軸の中心位置のず
れに基づく補正を考慮した場合、連続した次の走査領域
の走査開始位置は、(走査領域の大きさ+補正量)分だ
けシフトさせた位置に設定されることになる。このよう
にして次の走査の走査開始位置を設定した後、次の走査
を行う。
心位置のずれを考慮した走査開始位置の補正について説
明する。図4は、20倍の対物レンズと10倍の対物レンズ
での軸の中心位置のずれの一例を示す図である。図4に
おいて、実線31が20倍の対物レンズの視野範囲で、点線
32が10倍の対物レンズの視野範囲であり、それぞれの中
心軸を併せて示している。この図4からわかるように、
対物レンズを20倍のものから10倍のものに切り替えた場
合、横方向にXs ,縦方向にYs の補正が必要となる。
この補正量を実際に求めるためには、予め形状のわかっ
ているサンプルを用いて対物レンズ毎に画像を取り込
み、それらを比較することによって、対物レンズ間でど
の程度画像がずれているかを調べればよい。
慮した走査開始位置の設定について説明する。次回に走
査を行う走査領域が対物レンズの視野範囲内にあり、し
たがって走査開始位置の変更が対物レンズの交換なしで
行える場合には、対物レンズの倍率を20倍、走査ズーム
倍率を4倍とすると、連続した次の走査領域の走査開始
位置の座標XYは、次のように表される。 X=X0 +X20/4 Y=Y0
交換を必要とし、対物レンズの倍率を10倍、走査ズーム
倍率を8倍とした場合は、次回の走査開始位置の座標
X′Y′は、次のように表される。 X′=X0 +X10/8+Xs Y′=Y0 +Ys ここで、X0 ,Y0 は変更前の現時点の走査開始位置の
座標、X20は20倍の対物レンズを用いた場合における横
方向の最大走査範囲(走査ズーム倍率1倍で走査できる
範囲)、X10は同じく10倍の対物レンズを用いた場合に
おける横方向の最大走査範囲、Xs ,Ys は20倍と10倍
の対物レンズ間の横方向及び縦方向の軸のずれの補正量
である。
始位置を各走査毎に横方向へ順次移動させて行く場合を
例示したが、同様に、縦方向、あるいは縦横両方向に同
時に移動させて行く場合にも、本発明を適用することが
でき、有用である。
に移動させるようにした場合を示したが、次に連続しな
い任意の位置に走査領域を移動させる場合を、図5に基
づいて説明する。例えば、20倍の対物レンズを用いて走
査ズーム倍率1倍で走査を行い、画像を取り込んだと
し、次にこの画像の中で任意の領域に着目し、その着目
領域のみを更に詳細に観察する場合を想定する。図5に
おいて、点線41は20倍の対物レンズを用い走査ズーム倍
率1倍で走査を行って取り込んだ画像を示している。次
に図5において、画像41の中心部よりややずれた位置に
ある画像部分aについて更に詳細に観察を行いたい場合
には、走査の中心位置をX1,Y1だけ移動させ、走査
ズーム倍率を2倍にして走査範囲42の走査を行えばよ
い。また図5において、画像41の端部にある画像部分b
について更に詳細に観察を行いたい場合に、走査の中心
位置をX2,Y2だけ移動させ、走査ズーム倍率を2倍
にして走査を開始すると、走査範囲43は20倍の対物レン
ズの視野(画像41の領域)から、はみ出してしまう。こ
のため対物レンズを10倍のものに切り替えると共に、走
査中心位置を、20倍の対物レンズと10倍の対物レンズで
の軸ずれの補正量Xs ,Ys を考慮して、X2+Xs ,
Y2+Ys に移動させ、ズーム倍率を4倍にして走査を
行うことによって、目的の画像部分bの詳細な観察が可
能となる。
方向に走査の中心を移動させて所望の領域を走査したと
きに走査範囲が対物レンズの視野外になっても、ステー
ジを移動させることなく広範囲の領域の観察を行なうこ
とができる。
すブロック構成図である。
ローチャートである。
ための説明図である。
置の補正を説明するための説明図である。
せる場合の態様を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 レーザ光を試料上の一領域においてxy
方向に2次元的に走査させて顕微鏡像に対応する画像信
号を得た後、x又はy方向に走査の中心を移動させて他
の領域の顕微鏡像に対応する画像信号を得るようにした
走査型レーザ顕微鏡において、 x又はy方向に走査の中心を移動させて所望領域を走査
したとき走査範囲が対物レンズの視野外になる場合に低
倍の対物レンズに切替える対物レンズ切替手段と、 対物レンズの切替えに応じて走査範囲を補正するための
走査系ズーム倍率補正手段と、 を備えていることを特徴とする走査型レーザ顕微鏡。 - 【請求項2】 前記走査型レーザ顕微鏡は、 前記対物レンズ切替手段による対物レンズの切替えに応
じて走査系の走査の中心を補正する手段をさらに備えて
いることを特徴とする請求項1記載の走査型レーザ顕微
鏡。 - 【請求項3】 レーザ光を試料上の一領域においてxy
方向に2次元的に走査させて画像信号を得るようにした
走査型レーザ顕微鏡において、 レボルバに取付けられた各対物レンズ毎に軸の中心位置
ずれ量を記憶させておき、対物レンズを交換した時に前
記軸の中心位置ずれ量を基に画像取得位置を補正する補
正手段を備えていることを特徴とする走査型レーザ顕微
鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15637894A JP3458003B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 走査型レーザ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15637894A JP3458003B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 走査型レーザ顕微鏡 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH085928A JPH085928A (ja) | 1996-01-12 |
JP3458003B2 true JP3458003B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=15626447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15637894A Expired - Lifetime JP3458003B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 走査型レーザ顕微鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3458003B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006123641A1 (ja) | 2005-05-16 | 2006-11-23 | Olympus Corporation | 走査型観察装置 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP15637894A patent/JP3458003B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006123641A1 (ja) | 2005-05-16 | 2006-11-23 | Olympus Corporation | 走査型観察装置 |
US7804642B2 (en) | 2005-05-16 | 2010-09-28 | Olympus Corporation | Scanning examination apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH085928A (ja) | 1996-01-12 |
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Legal Events
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