JP4812443B2 - 走査型共焦点レーザ顕微鏡 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第一実施形態による走査型共焦点レーザ顕微鏡における光学系とシステムの構成を示している。図1には、二次元走査機構によって偏向されたレーザ光の光路が図示されている。
本実施形態は、対物レンズ9が、光軸方向のレンズ位置を調整できる補正環対物レンズである構成に関する。
本実施形態は、第二実施形態における校正用補正データに関する。本実施形態では、校正用補正データをあらかじめメモリ33に記憶させておくのではなく、メモリ33に記憶させた対物レンズ9の情報から演算によって求める。本実施形態において、対物レンズ9は補正環対物レンズである。
Y=AX+B・・・(1)
という関係式が成り立つ。AとBは補正環対物レンズのバラツキデータとする。Xに関しては厚み入力BOX51に入力した値を用い、補正環対物レンズのレンズ位置調整は、観察試料10の透過物質10dの厚みに対して最適に調整されているものとする。
本実施形態は、第二実施形態における校正用補正データに関する。本実施形態では、第二実施形態における校正用補正データの検索条件、または第三実施形態における校正用補正データ導出時に用いる関係式(1)のパラメータXを、図4の補正環対物レンズ調整値入カBOX54に入カした値に置き換えている。
本実施形態は、第一実施形態〜第四実施形態における高さ画像補正データに関する。本実施形態では、操作者が取り込んだ三次元観察画像を高さ画像補正データとしてメモリ33に記憶させておき、その高さ画像補正データによって高さ画像補正の画像処理を画像処理部35で行う。
本実施形態は、第五実施形態におけるユーザー補正データによる画像補正に関する。本実施形態では、図2のフローS9の検索条件に合致するユーザー補正データがない場合、自動的にメモリ33にあらかじめ記憶されているメーカー校正用データを検索する。この場合、メーカー補正用データの条件検索は図2のフローS3から開始される。
本実施形態では、メモリ33は、第一実施形態〜第六実施形態の画像補正データに加えて、対物レンズ9の切り換えによる倍率変更に伴う対物レンズ9の焦点位置を調整する同焦補正データを記憶している。対物レンズ9の種類や観察試料10の透過物質10dの厚みにより、観察試料10の観察面に対する対物レンズ9のピント位置は異なる。同焦補正データは、対物レンズ9の種類と観察試料10の透過物質10dの厚みを検索条件として持ち、このピント位置のズレを補正するためのパラメータを有する。操作者が指示部37から対物レンズ9の交換を指示すると、CPU36は、最適なピント位置のズレを補正するパラメータをメモリ33から読み出す。メモリ33からパラメータを読み出す条件は、指示部37によって指定した対物レンズの種類と観察試料10の透過物質10dの厚みになる。観察試料10の透過物質10dの厚みは、厚み入力BOX51または補正環対物レンズ調整値入力BOX54に入力された値とする。また前述の検索条件から最適なパラメータを読み出す方法は図2で説明したフローと同じである。ただし本実施形態では光学ズーム倍率は検索条件とならないため、S5、S6、S9、S10のフローはなく、S4のフロー結果に対して「いいえ」の場合はS7のフローへ進み、S8のフロー結果に対して「いいえ」の場合は、フローS12へ進み、パラメータ無し、ということになる。ただしS7の検索条件は有限であるため、S7のフロー条件すべてのパラメータを、事前にメモリ33に記憶させておけば、必ず最後はフローS11で終わる。CPU36がメモリ33から最適なパラメータを読み出したら、制御部32は、指示部37から入力した対物レンズ9が光路上に配置されるようにレボルバ15を駆動する。さらに読み出したパラメータを基に、レボルバ15を光軸方向に移動させて、対物レンズ9の交換前後でのピント位置のズレを補正する。
本実施形態では、メモリ33は、第一実施形態〜第六実施形態の画像補正データに加えて、観察画像の明るさ補正データを記憶している。本実施形態の走査型共焦点レーザ顕微鏡の光学系とシステムの構成を図6に示す。
Claims (13)
- レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光を二次元走査する走査機構と、
前記二次元走査されたレーザ光を観察試料に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの焦点位置に共役な位置に配置されたピンホールと、
前記観察試料で反射され前記ピンホールを通過したレーザ光を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して前記観察試料の観察画像を構築する演算部と、
前記観察試料に含まれる透過物質の厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリと、
前記メモリから前記画像補正データを読み出すCPUと、
前記メモリに記憶されている前記画像補正データに基づいて前記観察画像を補正する画像処理部と、
前記透過物質の厚みに関する情報を入力するためのGUIと前記画像処理部で処理された観察画像とを表示する表示部とを備えており、
前記対物レンズは、光軸方向のレンズ位置を調整し得る補正環対物レンズであり、
前記画像補正データは、観察画像のXY方向の倍率を校正するデータを含んでいる、走査型共焦点レーザ顕微鏡。 - レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光を二次元走査する走査機構と、
前記二次元走査されたレーザ光を観察試料に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの焦点位置に共役な位置に配置されたピンホールと、
前記観察試料で反射され前記ピンホールを通過したレーザ光を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して前記観察試料の観察画像を構築する演算部と、
前記観察試料に含まれる透過物質の厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリと、
前記メモリから前記画像補正データを読み出すCPUと、
前記メモリに記憶されている前記画像補正データに基づいて前記観察画像を補正する画像処理部と、
前記透過物質の厚みに関する情報を入力するためのGUIと前記画像処理部で処理された観察画像とを表示する表示部とを備えており、
前記対物レンズは、光軸方向のレンズ位置を調整し得る補正環対物レンズであり、
前記演算部は、前記対物レンズの情報から前記観察画像のXY方向の倍率を校正するデータを演算して導出し、
前記画像処理部は、導出された前記観察画像のXY方向の倍率を校正するデータを前記観察画像に反映させる、走査型共焦点レーザ顕微鏡。 - レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光を二次元走査する走査機構と、
前記二次元走査されたレーザ光を観察試料に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの焦点位置に共役な位置に配置されたピンホールと、
前記観察試料で反射され前記ピンホールを通過したレーザ光を受光してその強度を示す電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子で検出されるレーザ光の輝度情報を抽出して前記観察試料の観察画像を構築する演算部と、
前記観察試料に含まれる透過物質の厚みに対する画像補正データを記憶しておくメモリと、
前記メモリから前記画像補正データを読み出すCPUと、
前記メモリに記憶されている前記画像補正データに基づいて前記観察画像を補正する画像処理部と、
前記透過物質の厚みに関する情報を入力するためのGUIと前記画像処理部で処理された観察画像とを表示する表示部とを備えており、
前記対物レンズは、光軸方向のレンズ位置を調整し得る補正環対物レンズであり、
前記GUIは、前記補正環対物レンズの調整値を入力するための入力部をさらに有し、
前記メモリは、前記補正値と前記補正環対物レンズの種類と光学ズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記CPUは、入力された前記調整値と前記観察画像を取り込んだ際の前記補正環対物レンズの種類と光学ズーム倍率とに基づいて、前記メモリに記憶されている複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出し、
前記演算部は、入力された前記補正値から前記観察画像のXY方向の倍率を校正するデータを演算して導出し、
前記画像処理部は、前記演算部によって導出された観察画像のXY方向の倍率を校正するデータにより前記観察画像を補正する、走査型共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記GUIは、前記透過物質の厚みを入力するための入力部を有する、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
- 前記メモリは、前記透過物質の厚みをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記CPUは、前記入力部に入力された値に基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出し、
前記画像処理部は、前記CPUによって読み出された前記最適な画像補正データにより前記観察画像を補正する、請求項4に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記CPUは、前記入力部に入力された前記透過物質の厚みに最適な画像補正データを前記メモリに記憶されている前記画像補正データから算出し、
前記画像処理部は、前記CPUによって算出された前記最適な画像補正データにより前記観察画像を補正する、請求項4に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記レーザ光源は、シリコンに対して高い透過率を有する光を発する赤外レーザである、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
- 前記画像補正データは、観察試料の透過物質の厚みによって異なる高さデータの歪みを補正するデータを含んでいる、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
- 前記メモリは、対物レンズの切り換えによる倍率変更に伴う対物レンズの焦点位置を調整するデータを記憶している、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
- 前記メモリは、前記観察画像の明るさを補正するデータを記憶している、請求項1〜3のいずれかひとつに記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
- 前記メモリは、前記透過物質の厚みと前記対物レンズの種類と光学ズーム倍率とをパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記CPUは、前記入力部に入力された値と前記観察画像を取り込んだ際の前記対物レンズの種類と光学ズーム倍率とに基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す、請求項4に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記GUIは、前記観察試料の材質を入力するための別の入力部をさらに有し、
前記メモリは、前記透過物質の厚みと材質をパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記CPUは、前記入力部に入力された前記透過物質の厚みと材質とに基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す、請求項4に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記GUIは、前記観察試料の屈折率を入力するための別の入力部をさらに有し、
前記メモリは、前記透過物質の厚みと屈折率をパラメータとして持つ複数の画像補正データを記憶しており、
前記CPUは、前記入力部に入力された前記透過物質の厚みと屈折率とに基づいて、前記メモリに記憶されている前記複数の画像補正データから最適な画像補正データを読み出す、請求項4に記載の走査型共焦点レーザ顕微鏡。
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