JP2014112122A - 光学装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学装置100は、レーザ光源1と、レーザ光源1からのレーザ光を標本11に照射する対物レンズ10、対物レンズ10の瞳共役位置に配置されてレーザ光の位相を変調するLCOS3、標本11の画像を生成するためにレーザ光を標本11上で走査するガルバノミラー6、標本11からの観察光を検出するPMT13及びコンピュータ70を備える。コンピュータ70は、PMT13からの信号とガルバノミラー6の制御情報から標本11の画像を生成し、且つ、レーザ光によって標本11に形成すべきパターンに応じてレーザ光の位相の変調量をLCOS3に設定する。コンピュータ70は、標本11に形成すべきパターンと生成された画像から取得されるレーザ光が照射されたパターンとに基づいてLCOS3に設定される変調量を補正する。
【選択図】図1
Description
一方、強度変調型の空間光変調器としては、例えば、DMD(Digital Micromirror Device、DMDは商標)が知られている。
以上のような実情を踏まえ、本発明は、所望の位置や形状等にパターン照射が行われるように較正することができる光学装置を提供することを目的とする。
また、以上の構成では検出器が二光子励起による蛍光を検出することを想定しているが、検出器が検出する蛍光は二光子励起によって生じたものに限られない。一光子励起による蛍光を検出するときは、デスキャン機構と共焦点絞りを経た位置に検出器を配置することにより実現できる。
図7に示す較正処理によっても、図2に示す較正処理と同様に、所望の照射パターンが標本に形成されるように光学装置100を較正することができる。
まず、光学装置102の使用者がステージ上に標本11として蛍光標本FSを設定する(ステップS401)。
さらに、光学装置104は、図2または図7に示す較正処理の代わりに別の較正処理を行うことで較正されてもよい。
まず、光学装置104の使用者がステージ上に標本11として蛍光標本FSを設定する(ステップS501)。
まず、光学装置104の使用者がステージ上に標本11として格子標本LSを設定する(ステップS601)。
次に、光学装置104の使用者がステージ上に標本11として蛍光標本FSを設定する(ステップS607)。
例えば、各実施例では、位相変調型の空間変調器を使用した光学装置として二光子励起、一光子励起を用いたレーザ走査型顕微鏡を中心に励起光の照射パターンの校正について説明したが、強度変調型の空間変調器を採用することもできる。その場合は、強度変調型の空間変調器を像共役、すなわち標本と共役な位置に配置すればよい。
また、各実施例では、レーザ光をガルバノミラーで走査するものとして説明したが、標本を載せたステージを移動させ走査を行ってもよい。すなわち、レーザ光と標本を相対的に移動させることにより走査を行えばよい。
2、22 ビームエクスパンダ
3 LCOS
4、7、12、24 リレーレンズ
5 0次光カットフィルタ
6、23 ガルバノミラー
7a、7b、24a、43 レンズ
8、63 ミラー
9、30、40、51 ダイクロイックミラー
10 対物レンズ
11 標本
13、44 PMT
41 共焦点レンズ
42 共焦点絞り
52 結像レンズ
53 CCDイメージセンサ
61 光源
62 コレクタレンズ
70 コンピュータ
71 記憶部
80 モニタ
90 入力装置
100、101、102、103、104 光学装置
FP 蛍光板
FS 蛍光標本
LS 格子標本
Claims (9)
- レーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
前記対物レンズの瞳位置と光学的に共役な位置に配置され、前記レーザ光の位相を変調する位相変調型の空間光変調器と、
前記標本の画像を生成するために前記レーザ光を前記標本上で走査する走査部と、
前記標本からの観察光を検出する検出器と、
前記検出器からの信号と前記走査部の制御情報とに基づいて前記標本の画像を生成する画像生成部と、
前記レーザ光によって前記標本に形成すべきパターンに応じて、前記レーザ光の位相の変調量を前記位相変調型の空間光変調器に設定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記標本に形成すべきパターンと前記画像生成部で生成された画像から取得される前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて、前記位相変調型の空間光変調器に設定される前記変調量を補正する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置において、
前記標本は、蛍光標本であり、
前記制御部は、
前記画像生成部で生成された、前記レーザ光の照射により褪色した蛍光標本の画像から前記レーザ光が照射されたパターンを取得し、
前記蛍光標本に形成すべきパターンと前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて、前記位相変調型の空間光変調器に設定される前記変調量を補正する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置において、
前記走査部は、前記対物レンズと前記位相変調型の空間光変調器の間に配置され、
前記制御部は、
前記標本に形成すべきパターンであって前記標本上の基準位置からシフトした位置にレーザ光を照射するパターンに対応する変調量を前記位相変調型の空間光変調器に設定し、
前記走査部が前記レーザ光を前記標本上で走査することにより前記画像生成部で生成された画像から、前記レーザ光が照射されたパターンを取得し、
前記標本に形成すべきパターンと前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて、前記位相変調型の空間光変調器に設定される前記変調量を補正する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置において、さらに、
前記空間光変調器が配置されたレーザ光路と前記検出器が配置された観察光路とを形成する光路分岐手段と、
前記光路分岐手段と前記検出器との間に配置された共焦点光学系と、を備え、
前記走査部は、前記光路分岐手段と前記共焦点光学系の間に配置され、
前記制御部は、
前記レーザ光が照射されている間に前記走査部が前記レーザ光を前記標本上で走査することにより前記画像生成部で生成された画像から、前記レーザ光が照射されたパターンを取得し、
前記標本に形成すべきパターンと前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて、前記位相変調型の空間光変調器に設定される前記変調量を補正する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項1または請求項2に記載の光学装置において、さらに、
前記空間光変調器が配置されたレーザ光路と前記検出器が配置された観察光路とを形成する光路分岐手段を備え、
前記走査部は、前記光路分岐手段と前記検出器の間に配置される
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の光学装置において、さらに、
前記標本に形成すべきパターンと前記画像生成部で生成された画像から取得される前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて算出した補正パラメータを前記レーザ光の波長毎に格納する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に格納されている前記補正パラメータのうちの前記レーザ光の波長に対応する前記補正パラメータに基づいて前記位相変調型の空間光変調器に設定される前記変調量を補正する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の光学装置において、さらに、
前記標本に形成すべきパターンと前記画像生成部で生成された画像から取得される前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて算出した補正パラメータを前記対物レンズ毎に格納する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に格納されている前記補正パラメータのうちの前記対物レンズに対応する前記補正パラメータに基づいて前記位相変調型の空間光変調器に設定される前記変調量を補正する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の光学装置において、さらに、
前記標本に形成すべきパターンと前記画像生成部で生成された画像から取得される前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて算出した補正パラメータを前記標本に形成すべきパターンの照射範囲毎に格納する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に格納されている前記補正パラメータのうちの前記標本に形成すべきパターンに対応する前記補正パラメータに基づいて前記位相変調型の空間光変調器に設定される前記変調量を補正する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の光学装置において、
前記補正パラメータは、前記標本に形成すべきパターンと前記画像生成部で生成された画像から取得される前記レーザ光が照射されたパターンとに基づいて算出した座標変換の係数である
ことを特徴とする光学装置。
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