JP4576112B2 - 共焦点レーザ顕微鏡 - Google Patents
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Description
また、試料の蛍光像と透過像を同時にディスプレイに表示する走査型光学顕微鏡も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
共焦点画像と非共焦点画像を画面上で重ね合わせて表示したのでは、それぞれの画像の情報を別々に認識することが難しく、これらの画像を切り替えて表示したのでは、2つの画像を同時に観察することが不可能である。したがって、共焦点画像と非共焦点画像を別々に認識可能な情報として同時に観察することは困難である。
本発明の課題は、共焦点画像と非共焦点画像を別々に認識可能な情報として同時に利用しながら効率的に観察を行うことのできる共焦点レーザ顕微鏡を提供することである。
・レーザ光で2次元走査された観察対象からの反射光をピンホールを介して検出することで取得された共焦点LSM画像
・上記ピンホールを介した方法で取得され、画像格納手段に格納された画像データ(保存画像)
・レーザ光で2次元走査された観察対象からの反射光をピンホールを介さずに検出することで取得された非共焦点LSM画像
・上記ピンホールを介さない方法で取得され、画像格納手段に格納された画像データ(保存画像)
・カメラ(デジタルまたはアナログ)により撮像したテレビ画像
・上記カメラにより撮像され、画像格納手段に格納された画像データ(保存画像)
図1は、本実施形態の共焦点レーザ顕微鏡の構成図である。図1の共焦点レーザ顕微鏡は、顕微鏡本体101、コントローラ102、入力装置103、表示装置104、および試料台105を備える。
LSM画像(共焦点LSM画像および/または非共焦点LSM画像)を取得する場合、レーザ光源124から出力されたレーザ光(照明光)は、集光レンズ123および偏光ビームスプリッタ122、光スキャナ121、瞳投影レンズ120、1/4波長板119、ビームスプリッタ118、結像レンズ117、ビームスプリッタ113、および対物レンズ111を経由して、試料台105上に置かれた試料106上に集光され、スポット光となる。照明光が光スキャナ121により2次元走査されると、試料106上のスポット光はXY方向に走査される。
2CHのLSM信号と1CHのCCD信号は、顕微鏡本体101に接続されたコントローラ102に入力され、コントローラ102により同時に取得可能となっている。つまり、顕微鏡本体101は、2CH以上の画像信号を同時に出力することが可能である。こうして取得された画像は、表示装置104のモニタ画面141上に並べて表示される。
共焦点LSM画像
コントラストが高く、焦点深度の浅い白黒画像が得られ、計測および観察に用いられる。ただし、共焦点LSM画像のみではピント合わせおよび試料106上の観察場所の特定(位置決め)が困難なため、非共焦点LSM画像やTV画像のような非共焦点画像のCHが必要となる。また、2CHの画像を組み合わせることで、全体像(焦点深度の深い画像)と部分的な像(焦点深度の深い画像)の観察、もしくは色情報を含めた観察が同時に可能となる。
非共焦点LSM画像
コントラストは比較的高く、焦点深度は通常の顕微鏡と同じ程度の白黒画像が得られ、ピント合わせ、位置決め、および観察に用いられる。
TV画像
色情報を含む、通常の顕微鏡の画像が得られ、ピント合わせ、位置決め、および観察に用いられる。また、暗視野、DIC(微分干渉)等の検鏡法を利用することが可能である。
検出器205からの画像信号は画像入力回路203に入力され、LSM画像として表示装置104に出力される。また、CCDカメラ126からの画像信号は画像入力回路203に入力され、TV画像として表示装置104に出力される。さらに、画像入力回路203は、あらかじめ画像格納部204に格納されている画像を取り出して表示装置104に出力することもできる。
LSM画像の場合、制御回路202の走査角制御により光スキャナ121の走査角を小さくすることで、生成される画像のズームを実現することができる。光スキャナ121の走査角が小さくなれば、実際にレーザ光が走査する範囲が狭くなり、その狭くなった範囲からの反射光を用いてそれまでに検出した画素単位で画像生成を行えば、生成された画像は拡大されたものと同じになる。
これに対して、ボタン311をOFFにすることで非連動操作モードが選択された場合は、2つのウィンドウ301および302内の画像を別々に操作することができる。例えば、ウィンドウ301および302内にLSM画像およびTV画像がそれぞれ表示されている状態で、TV画像の明るさのみを選択的に変更することが可能となる。また、TV画像で広い視野を観察しながら、LSM画像でズーム倍率を上げたい(拡大したい)場合にも、この非連動操作モードが非常に有用となる。
例えば、4つの画像を並べて表示する場合は、図7に示すような表示方法が用いられる。この表示方法によれば、観察中の共焦点LSM画像、観察中の非共焦点LSM画像、観察中のTV画像、および保存画像の組み合わせや、観察中の共焦点LSM画像、観察中のTV画像、第1の保存画像、および第2の保存画像の組み合わせのような4CH表示が可能となる。
102 コントローラ
103 入力装置
104 表示装置
105 試料台
111 対物レンズ
112 レボルバ
113、118、128 ビームスプリッタ
114 照明レンズ
115 コレクタレンズ
116 白色光源
117 結像レンズ
119 1/4波長板
120 瞳投影レンズ
121 光スキャナ
122 偏光ビームスプリッタ
123、127 集光レンズ
124 レーザ光源
125 TVレンズ
126 TV画像取得用CCDカメラ
129 ピンホール
130 共焦点LSM画像取得用検出器
131 非共焦点LSM画像取得用検出器
141 モニタ画面
201 処理部
202 制御回路
203 画像入力回路
204 画像格納部
205 検出器
211 制御プログラム
212 CCD明るさ設定値演算プログラム
213 電圧設定値演算プログラム
301、302 画像表示ウィンドウ
303、304、305、306 スクロールバー
307、308、309、310 画像チャンネル選択ボタン
311 操作連動/非連動選択ボタン
401、402 輝度プロファイル位置指定ライン
403、404 ウィンドウ
Claims (6)
- 観察対象の上に集光したレーザ光を2次元走査しながら顕微鏡画像を取得する共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記観察対象に前記レーザ光を照射して前記観察対象のLSM画像を取得するためのLSM画像取得用検出手段と、
前記観察対象に前記レーザ光とは別の照明光を照射して前記観察対象のTV画像を取得するためのTV画像取得用検出手段と、
前記LSM画像取得用検出手段または前記TV画像取得用検出手段からの検出信号による前記観察対象の画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段で生成された画像を同一画面上に複数並べて表示する表示手段と、
前記画面上に並べて表示された画像の明るさを変更する操作が可能な操作手段と、
前記操作手段により前記表示手段に並べて表示されている前記複数の画像のうち1つの画像を選択し、選択された前記画像の明るさを変更操作した場合、選択された前記画像が、変更操作された明るさとなるように、選択された前記画像を取得する検出手段の設定値を変更するとともに、連動して、同一画面上に表示されている他の画像の明るさを変更するように、他の画像を取得する検出手段の設定値を変更するよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記操作手段により前記複数の画像のうち1つの画像を選択し、選択された前記画像の明るさを変更操作した場合、同一画面上に表示されている他の画像の明るさを非連動にする非連動操作モードを有すること
を特徴とする請求項1記載の共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記操作手段は、前記画面上に並べて表示された複数の画像のズーム倍率、表示サイズ、表示位置、およびコントラストのうち少なくとも1つの属性を変更する操作が可能であり、
前記操作手段により前記複数の画像のうち1つの画像を選択してズーム倍率、表示サイズ、表示位置、およびコントラストのうち少なくとも1つの属性を変更操作した場合、選択されていない画像の属性を連動または独立して変更させる連動/非連動選択手段
を備えることを特徴とする請求項1記載の共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記表示手段は、前記画面上に並べて表示された複数の画像の輝度プロファイルを該画面上に併せて表示すること
を特徴とする請求項1記載の共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記LSM画像は、前記レーザ光を前記観察対象に照射し、該観察対象により反射された反射光をピンホールを介して検出して生成した画像、または、前記反射光をピンホールを介さずに検出して生成した画像であること、
を特徴とする請求項1記載の共焦点レーザ顕微鏡。 - 前記LSM画像取得用検出手段は、フォトマルチプライヤであり、
前記TV画像取得用検出手段は、CCDカメラであること
を特徴とする請求項1記載の共焦点レーザ顕微鏡。
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