JP2748269B2 - 機能画像化装置 - Google Patents
機能画像化装置Info
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 23
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/04—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by beating two waves of a same source but of different frequency and measuring the phase shift of the lower frequency obtained
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば生物試料等の各部の機能状態の情報
を計測して可視画像化する装置に関するものである。
を計測して可視画像化する装置に関するものである。
（従来の技術） 従来、微小対象物の解析に各種顕微鏡が創案されてき
た。光学顕微鏡は、高倍率時にコントラスト低下といっ
た問題はあるが、生物試料を生きたまま観察可能なこと
や、手軽に使えるため、広く普及している。また、レー
ザー光を光源とし、光あるいは試料走査により解析す
る、光学顕微鏡よりも高分解能、高コントラストなレー
ザー走査顕微鏡も創案されている。そして、超高倍率化
への要求は、電子顕微鏡の創案により達成され、各分野
で利用されている。
た。光学顕微鏡は、高倍率時にコントラスト低下といっ
た問題はあるが、生物試料を生きたまま観察可能なこと
や、手軽に使えるため、広く普及している。また、レー
ザー光を光源とし、光あるいは試料走査により解析す
る、光学顕微鏡よりも高分解能、高コントラストなレー
ザー走査顕微鏡も創案されている。そして、超高倍率化
への要求は、電子顕微鏡の創案により達成され、各分野
で利用されている。
しかし、これらはいずれも、対象物の形態を明らかに
するが、対象物の機能状態を観察することは全くできな
い。
するが、対象物の機能状態を観察することは全くできな
い。
一方、近年、病態メカニズム解明や、薬効判定、細胞
活動解析において、生物試料の機能状態を可視化するこ
とが切望されている。
活動解析において、生物試料の機能状態を可視化するこ
とが切望されている。
（発明が解決しようとする課題） したがって、本発明の目的は、これら従来のものの欠
点をなくし、試料の機能状態を可視化することが可能な
機能画像化装置を提供することである。
点をなくし、試料の機能状態を可視化することが可能な
機能画像化装置を提供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の従来技術の問題点に着目してなされ
たもので、本発明の機能画像化装置は、測定試料を２以
上の異なる波長のレーザ光によって収束照射し、測定試
料からの通過光を光ヘテロダイン検波出力によって測定
し、試料中の計測対象物質に無吸収な波長光での光ヘテ
ロダイン検波出力と吸収波長光での光ヘテロダイン検波
出力との差を取り、この差分データと上記照射光の収束
点の位置データとから画像を構成するようにしたもので
ある。
たもので、本発明の機能画像化装置は、測定試料を２以
上の異なる波長のレーザ光によって収束照射し、測定試
料からの通過光を光ヘテロダイン検波出力によって測定
し、試料中の計測対象物質に無吸収な波長光での光ヘテ
ロダイン検波出力と吸収波長光での光ヘテロダイン検波
出力との差を取り、この差分データと上記照射光の収束
点の位置データとから画像を構成するようにしたもので
ある。
（作用） レーザー装置から射出したレーザー光を二分し、一方
の光の周波数をωからΔωだけ偏移させ、いずれか一方
の光（周波数ω又はω＋Δω）をレンズを通して試料に
収束して照射し、その透過光と他方の光（周波数ω＋Δ
ω又はω）とを混合して、光電検出器により検出する。
試料を透過した信号光は、試料の状態に応じて振幅変調
を受けており、他方の光（局発参照光）とは周波数Δω
だけ異なるため、光電検出器の出力は、信号光と局発参
照光とを加えて自乗したものとなり、これは直流成分に
周波数Δωの交流成分が乗ったものとなる（光ヘテロダ
イン検波）。周波数Δωの成分のみを電気的フィルター
により選別検出することにより、信号光を光電検出器の
量子限界感度で検出できるので、信号光の変化を極めて
高感度で検出できる。
の光の周波数をωからΔωだけ偏移させ、いずれか一方
の光（周波数ω又はω＋Δω）をレンズを通して試料に
収束して照射し、その透過光と他方の光（周波数ω＋Δ
ω又はω）とを混合して、光電検出器により検出する。
試料を透過した信号光は、試料の状態に応じて振幅変調
を受けており、他方の光（局発参照光）とは周波数Δω
だけ異なるため、光電検出器の出力は、信号光と局発参
照光とを加えて自乗したものとなり、これは直流成分に
周波数Δωの交流成分が乗ったものとなる（光ヘテロダ
イン検波）。周波数Δωの成分のみを電気的フィルター
により選別検出することにより、信号光を光電検出器の
量子限界感度で検出できるので、信号光の変化を極めて
高感度で検出できる。
ところで、局発光と干渉し大きな差周波数成分の信号
が生成されるのは、それと同一波面を持って同一方向に
伝搬する前方散乱透過光がビームスプリッター上で重ね
合わされる場合に限られる。すなわちビームスプリッタ
ーに対し、局発光の収束点と共役な位置にある散乱点か
らの前方散乱透過光のみが検出されるので、種々雑多な
透過散乱光の中から特定位置からの前方散乱透過光を選
択検出することが可能となる。したがって試料を走査す
るか又は照射光を走査することによって、この検出を試
料の各点について行い、検出の時の試料の照射位置と光
ヘテロダイン検波出力とにより、CRT等の出力画面上に
試料を画像化することができる。
が生成されるのは、それと同一波面を持って同一方向に
伝搬する前方散乱透過光がビームスプリッター上で重ね
合わされる場合に限られる。すなわちビームスプリッタ
ーに対し、局発光の収束点と共役な位置にある散乱点か
らの前方散乱透過光のみが検出されるので、種々雑多な
透過散乱光の中から特定位置からの前方散乱透過光を選
択検出することが可能となる。したがって試料を走査す
るか又は照射光を走査することによって、この検出を試
料の各点について行い、検出の時の試料の照射位置と光
ヘテロダイン検波出力とにより、CRT等の出力画面上に
試料を画像化することができる。
上記のようにして、試料内の計測対象物質に吸収のな
い波長λ１と吸収のある波長λ２について、それぞれの
画像データーを同時に又は時間的にずらして（順次）収
集し、試料の各位値のλ１についてのデータからλ２に
ついてのデーターを減算して画像化することで、位置情
報を保持した計測対象物質の波長λ２の吸収画像、すな
わち、計測対象物質の波長λ２光の吸収物質の濃度分布
に対応した画像が得られる。このような画像化を異なる
３以上の波長について行えば、より精密な計測が可能で
あるとともに、複数種の計測対象物質の濃度分布を求め
ることができる。また、このような操作をビデオレート
の実時間単位（1/30sec）で行うことによって、計測対
象物質の変化状態を連続的な画像として観察可能とな
る。さらに、照射位置の走査を試料の奥行方向にも行え
ば、計測対象物質の３次元像観察が可能である。
い波長λ１と吸収のある波長λ２について、それぞれの
画像データーを同時に又は時間的にずらして（順次）収
集し、試料の各位値のλ１についてのデータからλ２に
ついてのデーターを減算して画像化することで、位置情
報を保持した計測対象物質の波長λ２の吸収画像、すな
わち、計測対象物質の波長λ２光の吸収物質の濃度分布
に対応した画像が得られる。このような画像化を異なる
３以上の波長について行えば、より精密な計測が可能で
あるとともに、複数種の計測対象物質の濃度分布を求め
ることができる。また、このような操作をビデオレート
の実時間単位（1/30sec）で行うことによって、計測対
象物質の変化状態を連続的な画像として観察可能とな
る。さらに、照射位置の走査を試料の奥行方向にも行え
ば、計測対象物質の３次元像観察が可能である。
（実施例） 次に、添付の図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。第１図はこの発明に係る機能画像化装置の１実施例
の光路図である。
る。第１図はこの発明に係る機能画像化装置の１実施例
の光路図である。
この装置は、レーザー装置１、レーザー装置１より射
出されたレーザー光L1を90゜偏向させるミラー２、ミラ
ー２から反射されたレーザー光を透過光と90゜反射光に
二分するビームスプリッター３、二分された透過光であ
る一方のレーザー光L1Aを周波数変換する周波数変換器
４、周波数変換器４によって周波数変換されたレーザー
光L1Cを対物レンズ６へ90゜反射するハーフミラー５、
周波数変換されたレーザー光L1Cを試料台14上の試料７
に収束して照射する対物レンズ６、ビームスプリッター
３の反射光である二分された他方のレーザー光L1Bを90
゜偏向するミラー９、二分された他方のレーザー光L1B
を収束するレンズ10、対物レンズ６によって収束された
試料７を透過して発散光になったレーザー光L1Cとレン
ズ10によって収束され再び発散光になったレーザー光L
1Bとを混合するビームスプリッター８、混合されたレー
ザー光を電気信号に変換する光電検出器11、光電検出器
11の出力を増幅する増幅器12、増幅器12の出力に接続さ
れた選別レベル測定器13、試料台14を走査駆動する移動
用モーター15、移動用モーター15を駆動するドライバー
16、選別レベル測定器13とドライバー16の出力が入力す
る演算装置17、選択レベル測定器13とドライバー16の画
像データーを蓄積するフレームメモリー18、フレームメ
モリー18の蓄積画像データーをモニターするモニター1
9、実視野観察用のランプ20、ランプ20からの照明光を
集光するコンデンサーレンズ21、コンデンサーレンズ21
からの照明光を試料７に向けて反射するハーフミラー2
2、試料７からの観察光を偏向するプリズム23、及び、
接眼レンズ24からなっている。
出されたレーザー光L1を90゜偏向させるミラー２、ミラ
ー２から反射されたレーザー光を透過光と90゜反射光に
二分するビームスプリッター３、二分された透過光であ
る一方のレーザー光L1Aを周波数変換する周波数変換器
４、周波数変換器４によって周波数変換されたレーザー
光L1Cを対物レンズ６へ90゜反射するハーフミラー５、
周波数変換されたレーザー光L1Cを試料台14上の試料７
に収束して照射する対物レンズ６、ビームスプリッター
３の反射光である二分された他方のレーザー光L1Bを90
゜偏向するミラー９、二分された他方のレーザー光L1B
を収束するレンズ10、対物レンズ６によって収束された
試料７を透過して発散光になったレーザー光L1Cとレン
ズ10によって収束され再び発散光になったレーザー光L
1Bとを混合するビームスプリッター８、混合されたレー
ザー光を電気信号に変換する光電検出器11、光電検出器
11の出力を増幅する増幅器12、増幅器12の出力に接続さ
れた選別レベル測定器13、試料台14を走査駆動する移動
用モーター15、移動用モーター15を駆動するドライバー
16、選別レベル測定器13とドライバー16の出力が入力す
る演算装置17、選択レベル測定器13とドライバー16の画
像データーを蓄積するフレームメモリー18、フレームメ
モリー18の蓄積画像データーをモニターするモニター1
9、実視野観察用のランプ20、ランプ20からの照明光を
集光するコンデンサーレンズ21、コンデンサーレンズ21
からの照明光を試料７に向けて反射するハーフミラー2
2、試料７からの観察光を偏向するプリズム23、及び、
接眼レンズ24からなっている。
この機能画像化装置においては、レーザー装置１より
射出されたレーザー光L1（波長λ１、周波数ω１）は、
ミラー２によりビームスプリツター３に導かれ、このビ
ームスプリッター３でL1AとL1Bの光に二分される。二分
された光束の一方のレーザー光L1Aは周波数変換器４に
より周波数ω１＋Δω１のレーザー光L1Cに変換され、
ハーフミラー５により対物レンズ６に導かれ、試料７に
収束照射される。試料７を透過したレーザー光L1Cは、
ビームスプリッター８により、ビームスプリッター３で
二分されミラー９を経てレンズ10により収束され、球面
波となった他方のレーザー光L1Bと混合され、光電検出
器11により検出され、増幅器12と選別レベル測定器13と
によってレーザー光L1CとL1Bの差周波数Δω１成分のみ
が出力される。
射出されたレーザー光L1（波長λ１、周波数ω１）は、
ミラー２によりビームスプリツター３に導かれ、このビ
ームスプリッター３でL1AとL1Bの光に二分される。二分
された光束の一方のレーザー光L1Aは周波数変換器４に
より周波数ω１＋Δω１のレーザー光L1Cに変換され、
ハーフミラー５により対物レンズ６に導かれ、試料７に
収束照射される。試料７を透過したレーザー光L1Cは、
ビームスプリッター８により、ビームスプリッター３で
二分されミラー９を経てレンズ10により収束され、球面
波となった他方のレーザー光L1Bと混合され、光電検出
器11により検出され、増幅器12と選別レベル測定器13と
によってレーザー光L1CとL1Bの差周波数Δω１成分のみ
が出力される。
一方、試料台14は移動用モーター15によりＸ−Ｙ−Ｚ
の三軸方向に駆動され、その制御はドライバー16により
行われる。ドライバー16からの位置信号は、選択レベル
測定器13からの出力とともに演算装置17に導かれ、これ
らの選択レベル測定器13とドライバー16からの画像デー
ターは演算装置17を介してフレームメモリー18上に蓄積
される。
の三軸方向に駆動され、その制御はドライバー16により
行われる。ドライバー16からの位置信号は、選択レベル
測定器13からの出力とともに演算装置17に導かれ、これ
らの選択レベル測定器13とドライバー16からの画像デー
ターは演算装置17を介してフレームメモリー18上に蓄積
される。
次に、レーザー装置１より射出されるレーザー光を、
試料中の計測対象物質により吸収されないレーザー光L1
とは異なり、試料中の計測対象物質により吸収されるレ
ーザー光L2（波長λ２、周波数ω２）に変更し、このレ
ーザー光L2により前述と同様に周波数変換されたレーザ
ー光L2Cと参照光L2Bの光ヘテロダイン検波出力を検出
し、この出力とドライバー16からの位置信号からなる画
像データーは、レーザー光L1による画像データーと同様
に、フレームメモリー18上に蓄積される。
試料中の計測対象物質により吸収されないレーザー光L1
とは異なり、試料中の計測対象物質により吸収されるレ
ーザー光L2（波長λ２、周波数ω２）に変更し、このレ
ーザー光L2により前述と同様に周波数変換されたレーザ
ー光L2Cと参照光L2Bの光ヘテロダイン検波出力を検出
し、この出力とドライバー16からの位置信号からなる画
像データーは、レーザー光L1による画像データーと同様
に、フレームメモリー18上に蓄積される。
次に、演算装置17によって算出されたフレームメモリ
ー18上に蓄積されたレーザー光L1による光ヘテロダイン
検波出力とレーザー光L2による光ヘテロダイン検波出力
との差分の位置データーとにより、計測対象物質の分布
画像がモニター19上に表示される。
ー18上に蓄積されたレーザー光L1による光ヘテロダイン
検波出力とレーザー光L2による光ヘテロダイン検波出力
との差分の位置データーとにより、計測対象物質の分布
画像がモニター19上に表示される。
また、実視野観察は、ランプ20、コンデンサーレンズ
21、ハーフミラー22による照明により、対物レンズ６、
プリズム23、接眼レンズ24から構成された顕微鏡によっ
て行われる。
21、ハーフミラー22による照明により、対物レンズ６、
プリズム23、接眼レンズ24から構成された顕微鏡によっ
て行われる。
第２図はこの発明に係る機能画像化装置の他の実施例
の光路図である。上述の第１の実施例のものがレーザー
光の波長を順次時系列で（時間的にずらして）変えてい
るのに対して、この実施例では、複数の波長のレーザー
光を同時に用い、計測対象物質の実時間変化を計測可能
にする装置となっている。
の光路図である。上述の第１の実施例のものがレーザー
光の波長を順次時系列で（時間的にずらして）変えてい
るのに対して、この実施例では、複数の波長のレーザー
光を同時に用い、計測対象物質の実時間変化を計測可能
にする装置となっている。
この装置の光学系は、前記第１実施例の光学系を２つ
組合せた構成となっており、第１のレーザー装置31、レ
ーザー装置31より射出されたレーザー光L1を90゜偏向さ
せるミラー33、ミラー33から反射されたレーザー光を透
過光と90゜反射光に二分するビームスプリッター34、二
分された透過光である一方のレーザー光L1Aを周波数変
換する第１の周波数変換器35、第１の周波数変換器35に
よって周波数変換されたレーザー光L1Cを90゜反射する
ミラー39、ミラー39から反射されたレーザー光L1Cを反
射するダイクロイックミラー40、ダイクロイックミラー
40によって反射されたレーザー光L1Cを対物レンズ42へ9
0゜反射するハーフミラー41、周波数変換されたレーザ
ー光L1Cを試料台56上の試料43へ収束して照射する対物
レンズ42、ビームスプリツター34の反射光である二分さ
れた他方のレーザー光L1Bを90゜偏向するミラー44、こ
の他方のレーザー光L1Bをダイクロイックミラー45を経
て収束するレンズ46、対物レンズ42によって収束され試
料43を透過して発散光になったレーザー光L1Cとレンズ4
6によって収束され再び発散光になったレーザー光L1Bと
を混合するビームスプリッター47、第２のレーザー装置
32、第２のレーザー装置32より射出されたレーザー光L2
を90゜偏向させるミラー36、ミラー36から反射されたレ
ーザー光を透過光と90゜反射光に二分するビームスプリ
ツター37、二分された透過光の一方のレーザー光L2Aを
周波数変換する第２の周波数変換器38、第２の周波数変
換器38によって周波数変換されたレーザー光L2Cをレー
ザー光L1Cと合成する前記ダイクロイックミラー40、二
分された他方のレーザー光L2Bをレーザー光L1Bと合成す
る前記ダイクロイックミラー45、混合されたレーザー光
を電気信号に変換する第１の光電検出器48と第２の光電
検出器49、第１の光電検出器48の出力を増幅する第１の
増幅器50、増幅器50の出力に接続された第１の選択レベ
ル測定器51、第２の光電検出器49の出力を増幅する第２
の増幅器52、増幅器52の出力に接続された第２の選択レ
ベル測定器53、第１の選択レベル測定器51と第２の選択
レベル測定器53の出力の差をとる演算器54、試料台56を
走査駆動する移動用モーター57、移動用モーター57を駆
動するドライバー58、演算器54とドライバー58の出力が
入力するCRT55、実視野観察用のランプ59、ランプ59か
らの照明光を集光するコンデンサーレンズ60、コンデン
サーレンズ60からの照明光を試料43に向けて反射するハ
ーフミラー61、試料43からの観察光を偏向するプリズム
62、及び、接眼レンズ63からなつている。
組合せた構成となっており、第１のレーザー装置31、レ
ーザー装置31より射出されたレーザー光L1を90゜偏向さ
せるミラー33、ミラー33から反射されたレーザー光を透
過光と90゜反射光に二分するビームスプリッター34、二
分された透過光である一方のレーザー光L1Aを周波数変
換する第１の周波数変換器35、第１の周波数変換器35に
よって周波数変換されたレーザー光L1Cを90゜反射する
ミラー39、ミラー39から反射されたレーザー光L1Cを反
射するダイクロイックミラー40、ダイクロイックミラー
40によって反射されたレーザー光L1Cを対物レンズ42へ9
0゜反射するハーフミラー41、周波数変換されたレーザ
ー光L1Cを試料台56上の試料43へ収束して照射する対物
レンズ42、ビームスプリツター34の反射光である二分さ
れた他方のレーザー光L1Bを90゜偏向するミラー44、こ
の他方のレーザー光L1Bをダイクロイックミラー45を経
て収束するレンズ46、対物レンズ42によって収束され試
料43を透過して発散光になったレーザー光L1Cとレンズ4
6によって収束され再び発散光になったレーザー光L1Bと
を混合するビームスプリッター47、第２のレーザー装置
32、第２のレーザー装置32より射出されたレーザー光L2
を90゜偏向させるミラー36、ミラー36から反射されたレ
ーザー光を透過光と90゜反射光に二分するビームスプリ
ツター37、二分された透過光の一方のレーザー光L2Aを
周波数変換する第２の周波数変換器38、第２の周波数変
換器38によって周波数変換されたレーザー光L2Cをレー
ザー光L1Cと合成する前記ダイクロイックミラー40、二
分された他方のレーザー光L2Bをレーザー光L1Bと合成す
る前記ダイクロイックミラー45、混合されたレーザー光
を電気信号に変換する第１の光電検出器48と第２の光電
検出器49、第１の光電検出器48の出力を増幅する第１の
増幅器50、増幅器50の出力に接続された第１の選択レベ
ル測定器51、第２の光電検出器49の出力を増幅する第２
の増幅器52、増幅器52の出力に接続された第２の選択レ
ベル測定器53、第１の選択レベル測定器51と第２の選択
レベル測定器53の出力の差をとる演算器54、試料台56を
走査駆動する移動用モーター57、移動用モーター57を駆
動するドライバー58、演算器54とドライバー58の出力が
入力するCRT55、実視野観察用のランプ59、ランプ59か
らの照明光を集光するコンデンサーレンズ60、コンデン
サーレンズ60からの照明光を試料43に向けて反射するハ
ーフミラー61、試料43からの観察光を偏向するプリズム
62、及び、接眼レンズ63からなつている。
この機能画像化装置においては、レーザー装置31より
射出されたレーザー光L1（波長λ１、周波数ω１）は、
第１図の実施例と同様に、参照光L1Bと周波数ω１＋Δ
ω１の周波数変換光L1Cの光に二分される。
射出されたレーザー光L1（波長λ１、周波数ω１）は、
第１図の実施例と同様に、参照光L1Bと周波数ω１＋Δ
ω１の周波数変換光L1Cの光に二分される。
第２のレーザー装置32より射出されたレーザー光L
2（波長λ２、周波数ω２）は、L1と同様に、参照光L2B
と周波数ω２＋Δω２への変換光L2Cの光に二分され
る。二分された光L1CとL2Cはダイクロツイックミラー40
により合成され、ハーフミラー41を経て、対物レンズ42
により試料43に収束照射される。また、レーザー光L1B
とL2Bはダイクロックミラー45により合成され、レンズ4
6により収束されて、球面波となって、試料43を透過し
たレーザー光L1C＋L2Cとビームスプリッター47により混
合され、第１及び第２の光電検出器48、49に導びかれ
る。光電検出器48、49は、測定周波数Δω１に設定され
た、第１の増幅器50と第１の選択レベル測定器51、及び
測定周波数Δω２に設定された第２の増幅器52と第２の
選択レベル測定器53により、それぞれ周波数Δω１とΔ
ω２の出力を演算器54に出力し、演算器54からはΔω１
の検出出力とΔω２の検出出力の差の出力がCRT55に出
力される。一方、試料台56は移動モーター57によりＸ−
Ｙ−Ｚの三軸方向に駆動され、その制御はドライバー58
により行われる。ドライバー58からの位置信号は、演算
器54からの出力とともに、CRT55に導かれ、CRT上に画像
表示される。試料中の測定対象物にレーザー光L2のみが
吸収されるとすると、CRT上には測定対象物の分布画像
が示される。また、一画面を1/30secで作成すれば、測
定対象物の実時間での変化を画像として観察できること
になる。
2（波長λ２、周波数ω２）は、L1と同様に、参照光L2B
と周波数ω２＋Δω２への変換光L2Cの光に二分され
る。二分された光L1CとL2Cはダイクロツイックミラー40
により合成され、ハーフミラー41を経て、対物レンズ42
により試料43に収束照射される。また、レーザー光L1B
とL2Bはダイクロックミラー45により合成され、レンズ4
6により収束されて、球面波となって、試料43を透過し
たレーザー光L1C＋L2Cとビームスプリッター47により混
合され、第１及び第２の光電検出器48、49に導びかれ
る。光電検出器48、49は、測定周波数Δω１に設定され
た、第１の増幅器50と第１の選択レベル測定器51、及び
測定周波数Δω２に設定された第２の増幅器52と第２の
選択レベル測定器53により、それぞれ周波数Δω１とΔ
ω２の出力を演算器54に出力し、演算器54からはΔω１
の検出出力とΔω２の検出出力の差の出力がCRT55に出
力される。一方、試料台56は移動モーター57によりＸ−
Ｙ−Ｚの三軸方向に駆動され、その制御はドライバー58
により行われる。ドライバー58からの位置信号は、演算
器54からの出力とともに、CRT55に導かれ、CRT上に画像
表示される。試料中の測定対象物にレーザー光L2のみが
吸収されるとすると、CRT上には測定対象物の分布画像
が示される。また、一画面を1/30secで作成すれば、測
定対象物の実時間での変化を画像として観察できること
になる。
さらに、第３図に第１図の機能画像化装置の変形例を
示す。第１図のものと異なる点は、第１図のものが試料
７の照射点から発する球面波とレンズ10からの球面波と
を干渉させて光ヘテロダイン検波するのに対して、この
実施例においては、試料７の照射点から発する球面波を
平面波に変換するようにレンズ６−２を配置し、他方、
レンズ10からの球面波を平面波に変換するようにレンズ
10−２を配置して、平面波同士を干渉させるようにして
いる。
示す。第１図のものと異なる点は、第１図のものが試料
７の照射点から発する球面波とレンズ10からの球面波と
を干渉させて光ヘテロダイン検波するのに対して、この
実施例においては、試料７の照射点から発する球面波を
平面波に変換するようにレンズ６−２を配置し、他方、
レンズ10からの球面波を平面波に変換するようにレンズ
10−２を配置して、平面波同士を干渉させるようにして
いる。
第２図の同様な変形例を第４図に示す。この場合に
は、試料43の照射点から発する球面波を平面波に変換す
るようにレンズ43−１を配置し、他方、レンズ46からの
球面波を平面波に変換するようにレンズ46−２を配置し
て、平面波同士を干渉させるようにしている。
は、試料43の照射点から発する球面波を平面波に変換す
るようにレンズ43−１を配置し、他方、レンズ46からの
球面波を平面波に変換するようにレンズ46−２を配置し
て、平面波同士を干渉させるようにしている。
（発明の効果） この発明によると、上述したような構成により、試料
中の特定物質の有無や変化を、試料の形態情報に基づい
た２次元あるいは３次元像として示すことが可能とな
り、従来全く可視化されなかった生物細胞中の各種生体
物質の生命活動に伴う挙動等の機能状態を可視化してそ
の解明が行えるようになり、各分野に新しい計測、分析
手法を提供しうるものである。
中の特定物質の有無や変化を、試料の形態情報に基づい
た２次元あるいは３次元像として示すことが可能とな
り、従来全く可視化されなかった生物細胞中の各種生体
物質の生命活動に伴う挙動等の機能状態を可視化してそ
の解明が行えるようになり、各分野に新しい計測、分析
手法を提供しうるものである。
第１図はこの発明に係る機能画像化装置の１実施例の光
路図、第２図はこの発明に係る機能画像化装置の他の実
施例の光路図、第３図は第１図の機能画像化装置の変形
例の光路図、第４図は第２図の機能画像化装置の変形例
の光路図である。 1:レーザー装置、2:ミラー、3:ビームスプリッター、4:
周波数変換器、5:ハーフミラー、6:対物レンズ、7:試
料、8:ビームスプリッター、9:ミラー、10、10−１、10
−2:レンズ、11:光電検出器、12:増幅器、13:選択レベ
ル測定器、14:試料台、15:移動用モーター、16:ドライ
バー、17:演算装置、18:フレームメモリー、19:モニタ
ー、20:ランプ、21:コンデンサーレンズ、22:ハーフミ
ラー、23:プリズム、24:接眼レンズ、31:第１のレーザ
ー装置、32:第２のレーザー装置、33:ミラー、34:ビー
ムスプリッター、35:第１の周波数変換器、36:ミラー、
37:ビームスプリッター、38:第２の周波数変換器、39:
ミラー、40:ダイクロイックミラー、41:ハーフミラー、
42:対物レンズ、43:試料、44:ミラー、45:ダイクロイッ
クミラー、46、46−１、46−2:レンズ、47:ビームスプ
リッター、48:第１の光電検出器、49:第２の光電検出
器、50:第１の増幅器、51:第１の選択レベル測定器、5
2:第２の増幅器、53:第２の選択レベル測定器、54:演算
器、55:CRT、56:試料台、57:移動用モーター、58:ドラ
イバー、59:ランプ、60:コンデンサーレンズ、61:ハー
フミラー、62:プリズム、63:接眼レンズ
路図、第２図はこの発明に係る機能画像化装置の他の実
施例の光路図、第３図は第１図の機能画像化装置の変形
例の光路図、第４図は第２図の機能画像化装置の変形例
の光路図である。 1:レーザー装置、2:ミラー、3:ビームスプリッター、4:
周波数変換器、5:ハーフミラー、6:対物レンズ、7:試
料、8:ビームスプリッター、9:ミラー、10、10−１、10
−2:レンズ、11:光電検出器、12:増幅器、13:選択レベ
ル測定器、14:試料台、15:移動用モーター、16:ドライ
バー、17:演算装置、18:フレームメモリー、19:モニタ
ー、20:ランプ、21:コンデンサーレンズ、22:ハーフミ
ラー、23:プリズム、24:接眼レンズ、31:第１のレーザ
ー装置、32:第２のレーザー装置、33:ミラー、34:ビー
ムスプリッター、35:第１の周波数変換器、36:ミラー、
37:ビームスプリッター、38:第２の周波数変換器、39:
ミラー、40:ダイクロイックミラー、41:ハーフミラー、
42:対物レンズ、43:試料、44:ミラー、45:ダイクロイッ
クミラー、46、46−１、46−2:レンズ、47:ビームスプ
リッター、48:第１の光電検出器、49:第２の光電検出
器、50:第１の増幅器、51:第１の選択レベル測定器、5
2:第２の増幅器、53:第２の選択レベル測定器、54:演算
器、55:CRT、56:試料台、57:移動用モーター、58:ドラ
イバー、59:ランプ、60:コンデンサーレンズ、61:ハー
フミラー、62:プリズム、63:接眼レンズ
Claims (5)
- 【請求項１】測定試料を２以上の異なる波長のレーザ光
によって収束照射し、測定試料からの通過光を光ヘテロ
ダイン検波出力によって測定し、試料中の計測対象物質
に無吸収な波長光での光ヘテロダイン検波出力と吸収波
長光での光ヘテロダイン検波出力との差を取り、この差
分データと上記照射光の収束点の位置データとから画像
を構成するようにしたことを特徴とする機能画像化装置 - 【請求項２】時間的に収束照射するレーザの波長を変化
させ、各波長についての画像データを記憶し、記憶され
た無吸収な波長光についての画像データと吸収波長光に
ついての画像データとの差を取って画像を構成するよう
に構成したことを特徴とする請求項１記載の機能画像化
装置 - 【請求項３】波長の異なる複数のレーザを同時に収束照
射し、各波長についての光ヘテロダイン検波出力の差分
データから画像を構成するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の機能画像化装置 - 【請求項４】測定試料を２次元走査することによって画
像化することを特徴とする請求項１から請求項３の何れ
かに記載の機能画像化装置 - 【請求項５】測定試料を３次元走査することによって画
像化することを特徴とする請求項１から請求項３の何れ
かに記載の機能画像化装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262780A JP2748269B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 機能画像化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262780A JP2748269B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 機能画像化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02110345A JPH02110345A (ja) | 1990-04-23 |
| JP2748269B2 true JP2748269B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17380496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63262780A Expired - Fee Related JP2748269B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 機能画像化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748269B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2644609B2 (ja) * | 1990-05-28 | 1997-08-25 | 科学技術振興事業団 | ヘテロダイン検波受光系を用いた振幅像及び位相像の同時検出装置 |
| JP3264469B2 (ja) * | 1993-12-07 | 2002-03-11 | 富士写真フイルム株式会社 | 光散乱媒体の屈折率分布情報の計測装置 |
| JPH10260131A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-09-29 | Seitai Hikarijoho Kenkyusho:Kk | 光計測装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5183396U (ja) * | 1974-12-25 | 1976-07-03 | ||
| JPS5198072A (en) * | 1975-02-25 | 1976-08-28 | Heterodainhoshiki reeza reedasochi | |
| JPS6072542A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | 株式会社島津製作所 | 光線ｃｔ装置 |
| JPH06120B2 (ja) * | 1985-11-26 | 1994-01-05 | 住友電気工業株式会社 | 生体計測装置 |
| US4817101A (en) * | 1986-09-26 | 1989-03-28 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Heterodyne laser spectroscopy system |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP63262780A patent/JP2748269B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02110345A (ja) | 1990-04-23 |
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