JP4996319B2 - レーザ顕微鏡とその画像表示方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、生細胞のような試料をレーザ顕微鏡で観察する場合、俯瞰したい範囲は光軸に直交する2次元的な範囲に限られず、例えば、時間軸、照射するレーザ光の波長、レーザ光の集光深さなどの種々のパラメータが存在する。このため、特許文献1に示されるように、取得された複数の画像を1画面上に2次元的に配列するだけでは、生細胞の成長過程の観察などのように、観察対象が、時間的および空間的に変化する場合における各位置の変化の様子を確認することができないという不都合がある。
本発明の参考例としての発明は、レーザ光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を試料上の複数の画像取得位置に照射する照明光学系と、該照明光学系により試料に照射するレーザ光の集光深さ、照射時刻またはレーザ光を照射した結果得られる検出光の波長の少なくとも1つのパラメータを変化させるパラメータ変更手段と、該パラメータ変更手段によりパラメータを変化させつつ前記試料の複数の画像取得位置から戻る検出光を検出してそれぞれ画像情報を取得する画像取得光学系と、該画像取得光学系により取得された画像情報を表示する表示手段と、これらを制御する制御手段とを備え、該制御手段が、前記試料の複数の画像取得位置におけるパラメータを変化させた画像情報を複数同時に前記表示手段に表示させるレーザ顕微鏡を提供する。
このようにすることで、長時間にわたる観察の間に膨大な数の画像情報が取得されても、観察に必要な数の画像情報を選択し、1画面上に表示することができる。画像情報の選択は、制御手段が自動的に行ってもよいし、観察者により指定されたものを制御手段が選択することとしてもよい。
このようにすることで、1つのパラメータを変化させた複数位置の複数の画像情報自体に他の1つのパラメータ変化に対する試料の変化の様子を含めることができ、より多くの情報を1画面上に表示することが可能となる。これにより、観察者は、より迅速に試料の変化の様子を対比して確認することができる。
このようにすることで、画像情報自体が、照射時刻という1つのパラメータの変化に対する2次元的な画像となるので、時間以外のパラメータ変化に対する複数の画像情報を1画面上に表示することが可能となる。これにより、観察者は、より迅速に試料の変化の様子を対比して確認することができる。
上記発明においては、前記制御手段が、パラメータを変化させた複数の画像情報の内の一部の画像情報を選択して表示させることとしてもよい。
本発明によれば、観察者は、試料の各位置におけるパラメータ変化に対する試料の変化の様子を簡易に対比して観察することができる。
このようにすることで、より多くの情報を1画面上に表示でき、観察者は、より迅速に試料の変化の様子を対比して確認することができる。
このようにすることで、照射時刻というパラメータの変化に対する試料の変化を含む複数の画像情報を、時間以外のパラメータ変化について配列して1画面上に表示することが可能となる。これにより、観察者は、より迅速に試料の変化の様子を対比して確認することができる。
本実施形態に係るレーザ顕微鏡1は、図1に示されるように、例えば、レーザ走査型蛍光顕微鏡であって、顕微鏡本体2と、制御装置3とを備えている。
パラメータ設定としては、レーザ光源5から出射させるレーザ光の波長、強度および走査幅、レーザ光を照射した結果得られる検出光の波長、検出感度、対物レンズ7の上下動によるレーザ光の集光位置情報および時間情報等が含まれる。
また、Zスキャン(レーザ光の集光位置Zを光軸方向に異ならせた複数回の画像取得)を行う場合のパラメータであるレーザ光の集光位置情報としては、1回の観察におけるレーザ光の集光位置の開始深さ、終了深さおよび1ステップの移動量が挙げられる。
さらに、タイムラプス観察(画像取得時刻(レーザ光照射(走査)時刻T)を所定時間間隔で繰り返す観察)を行う場合のパラメータである時間情報としては、全観察時間における観察の繰り返し回数およびインターバルが挙げられる。
中央制御部12は、記憶装置13に記憶されている観察条件の内、入力装置15により選択された観察条件をコントロールユニット10に指令するようになっている。コントロールユニット10は、レーザ光の集光位置を試料Aの深さ方向に変化させる観察条件が選択された場合には、XYステージ4を各座標位置に移動させる毎に、対物レンズ7を開始深さから終了深さまで所定の移動量で上下動させるとともに、対物レンズ7の各上下方向位置において蛍光画像を取得するようになっている。
集光位置の深さ方向への変化およびレーザ光の波長の変化を伴う観察条件が選択された場合には、XYステージ4を各座標位置に移動させる毎に、これらのパラメータを組み合わせた全ての観察条件による蛍光画像の取得を行うようになっている。
このようにして取得された蛍光画像は、そのXYステージ4の座標値およびそのパラメータと対応づけてメモリ14に記憶されるようになっている。
すなわち、モニタ11の画面上において、縦軸(Position)方向に、試料A上の異なる観察位置P1〜P6(図4中においては、観察位置P1〜P4のみが表示されている。)における試料Aの1視野の2次元的な蛍光画像が配列され、横軸(Repeat)方向には画面の右側に向かって所定のインターバルをあけて取得された取得時刻(以下、リピート番号という。)の異なる2次元的な蛍光画像が配列されるようになっている。
すなわち、モニタ11の画面上において、縦軸(Depth)方向に、画面の下側に向かって深くなる異なる深さで取得された2次元的な蛍光画像が配列され、横軸(Position)方向には、試料A上の異なる観察位置P1〜P6(図5中においては、観察位置P1〜P4のみが表示されている。)における試料Aの1視野の2次元的な蛍光画像が配列されるようになっている。
すなわち、モニタ11の画面上において、縦軸(Position)方向に、試料A上の異なる観察位置P1〜P6(図6中においては、観察位置P1〜P4のみが表示されている。)における試料Aの1視野の2次元的な蛍光画像が配列され、横軸(Lambda)方向には、画面の右側に向かって大きくなる、異なる波長範囲の蛍光を検出して取得された2次元的な蛍光画像が配列されるようになっている。
なお、複数の異なる波長のレーザ光を使用できる場合には、図6における蛍光の検出波長に代えて、レーザ光の波長を変更して取得した画像を表示することにしてもよい。
また、グラフ表示に代えて、アニメーション表示を行うこととしてもよい。
このようにすることで、より広い範囲にわたる蛍光画像の対比観察を簡易に行うことができる。
例えば、図9に示されるように、3×3個の隣接する蛍光画像群を観察位置毎に表示している場合において、(a)に示されるように、観察者が、右上の蛍光画像(図9に示す例では符号Cの蛍光画像)をカーソル21で選択することで、(b)および(c)に示されるように、その蛍光画像を中央に配置した新たな3×3個の隣接する蛍光画像群を表示することにしてもよい。
また、例えば、図10に示されるように、観察者が、入力装置15を操作して、(a)に示されるように、表示されている蛍光画像の周囲の余白をカーソル21で指定することにより、(b)に示されるように、指定された位置に対応する蛍光画像を追加することとしてもよい。
P1〜P6 観察位置(位置)
1 レーザ顕微鏡
5 レーザ光源
6 スキャナ(照明光学系)
7 対物レンズ(照明光学系)
8 光検出器(画像取得光学系)
10 コントロールユニット(パラメータ変更手段)
11 モニタ(表示手段)
12 中央制御部(制御手段)
15 入力手段(指定手段)
Claims (7)
- レーザ光を出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射されたレーザ光を試料上の複数の画像取得位置に照射する照明光学系と、
該照明光学系により試料に照射するレーザ光の集光深さ、照射時刻、または、レーザ光を照射した結果得られる検出光の波長の少なくとも1つのパラメータを変化させるパラメータ変更手段と、
該パラメータ変更手段によりパラメータを変化させつつ前記試料の複数の画像取得位置から戻る検出光を検出してそれぞれ2次元的な画像を取得する画像取得光学系と、
該画像取得光学系により取得された画像を表示する表示手段と、
これらを制御し、前記試料の複数の画像取得位置におけるパラメータを変化させた画像を複数同時に前記表示手段に表示させる制御手段と、
前記表示手段に表示されている前記画像またはその周囲の余白部分を指定する指定手段とを備え、
前記制御手段が、前記指定手段により指定された画像の周囲に対応する試料上の位置、または指定された画像の周囲の余白部分に対応する試料上の位置の画像を取得して表示するよう前記レーザ光源、前記照明光学系、前記パラメータ変更手段、前記画像取得光学系および前記表示手段を制御するレーザ顕微鏡。 - レーザ光を出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射されたレーザ光を試料上の複数の画像取得位置に照射する照明光学系と、
該照明光学系により試料に照射するレーザ光の集光深さ、照射時刻、または、レーザ光を照射した結果得られる検出光の波長の少なくとも1つのパラメータを変化させるパラメータ変更手段と、
該パラメータ変更手段によりパラメータを変化させつつ前記試料の複数の画像取得位置から戻る検出光を検出してそれぞれ2次元的な画像を取得する画像取得光学系と、
該画像取得光学系により取得された画像を表示する表示手段と、
これらを制御し、前記試料の複数の画像取得位置におけるパラメータを変化させた画像情報を複数同時に前記表示手段に表示させる制御手段と、
前記表示手段に表示されている前記画像を指定する指定手段とを備え、
前記制御手段が、前記指定手段により指定された画像の取得を停止するよう前記レーザ光源、前記照明光学系、前記パラメータ変更手段、前記画像取得光学系および前記表示手段を制御するレーザ顕微鏡。 - レーザ光を出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射されたレーザ光を試料上の複数の画像取得位置に照射する照明光学系と、
該照明光学系により試料に照射するレーザ光の集光深さ、照射時刻、または、レーザ光を照射した結果得られる検出光の波長の少なくとも1つのパラメータを変化させるパラメータ変更手段と、
該パラメータ変更手段によりパラメータを変化させつつ前記試料の複数の画像取得位置から戻る検出光を検出してそれぞれ画像情報を取得する画像取得光学系と、
該画像取得光学系により取得された画像情報を表示する表示手段と、
これらを制御する制御手段とを備え、
前記画像情報が、所定の注目位置における検出光の輝度と前記パラメータとの関係を示すグラフであり、
前記制御手段が、前記試料の複数の画像取得位置におけるパラメータを変化させた画像情報を複数同時に前記表示手段に表示させるレーザ顕微鏡。 - レーザ光を出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射されたレーザ光を試料上の複数の画像取得位置に照射する照明光学系と、
該照明光学系により試料に照射するレーザ光の集光深さ、照射時刻、または、レーザ光を照射した結果得られる検出光の波長の少なくとも1つのパラメータを変化させるパラメータ変更手段と、
該パラメータ変更手段によりパラメータを変化させつつ前記試料の複数の画像取得位置から戻る検出光を検出してそれぞれ画像情報を取得する画像取得光学系と、
該画像取得光学系により取得された画像情報を表示する表示手段と、
これらを制御する制御手段とを備え、
前記画像情報が、2次元的な画像の時間変化を示すアニメーション画像であり、
前記制御手段が、前記試料の複数の画像取得位置におけるパラメータを変化させた画像情報を複数同時に前記表示手段に表示させるレーザ顕微鏡。 - 前記制御手段が、パラメータを変化させた複数の画像情報の内の一部の画像情報を選択して表示させる請求項1から請求項4のいずれかに記載のレーザ顕微鏡。
- 試料上の複数の画像取得位置において照射するレーザ光の集光深さ、照射時刻またはレーザ光を照射した結果得られる検出光の波長の少なくとも1つのパラメータを変化させつつ取得された、所定の注目位置における検出光の輝度と前記パラメータとの関係を示す複数のグラフを、変化させたパラメータの各値毎に配列して同時に表示するレーザ顕微鏡の画像表示方法。
- 試料上の複数の画像取得位置において照射するレーザ光の集光深さ、照射時刻またはレーザ光を照射した結果得られる検出光の波長の少なくとも1つのパラメータを変化させつつ取得された、2次元的な画像の時間変化を示す複数のアニメーション画像を、変化させたパラメータの各値毎に配列して同時に表示するレーザ顕微鏡の画像表示方法。
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