JPH07199073A - Confocal laser scanning microscope and its optical tomographic image display method - Google Patents

Confocal laser scanning microscope and its optical tomographic image display method

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JPH07199073A
JPH07199073A JP35420793A JP35420793A JPH07199073A JP H07199073 A JPH07199073 A JP H07199073A JP 35420793 A JP35420793 A JP 35420793A JP 35420793 A JP35420793 A JP 35420793A JP H07199073 A JPH07199073 A JP H07199073A
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scanning
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objective lens
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Abstract

PURPOSE:To provide a confocal laser scanning microscope which can correct the distortion of an optical tomographic image of a sample due to the difference in refractive index between the dipping medium of an objective and a sealing medium wherein the sample is charged. CONSTITUTION:A computer 24 which controls a Z stage 28 where the sample 18 is mounted is stored with the refractive index n1 of the dipping medium (air or water) for the objective 16 and the refractive index n3 of the sealing medium in which the sample 18 is charged. The computer 24 controls the Z stage 28 according to the combination of the refractive indexes n1 and ns so as to correct the distortion of the optical tomographic image of the sample 18 due to the difference between the refractive indexes n1 and n3. Consequently, the optical tomographic image of the sample 18 whose distortion is corrected is displayed on an image monitor 26.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般に共焦点レーザー走
査顕微鏡に関し、更に詳しくは、光学的断層像の歪みを
補正できる共焦点レーザー走査顕微鏡と、共焦点レーザ
ー走査顕微鏡において歪みを補正した光学的断層像を表
示するための方法とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to a confocal laser scanning microscope, and more particularly to a confocal laser scanning microscope capable of correcting the distortion of an optical tomographic image, and an optical distortion-corrected optical microscope for the confocal laser scanning microscope. And a method for displaying a tomographic image.

【0002】[0002]

【従来の技術】共焦点レーザー走査顕微鏡(CLSM)
は、光源からの光を対物レンズにより微小なスポットに
絞り、このスポットで試料を走査し、試料からの透過光
または反射光を光電変換器で検出する結果、CRT上に
試料像を表示する。
2. Description of the Related Art Confocal laser scanning microscope (CLSM)
The light from the light source is narrowed to a minute spot by the objective lens, the sample is scanned with this spot, and the transmitted light or the reflected light from the sample is detected by the photoelectric converter. As a result, the sample image is displayed on the CRT.

【0003】このようなCLSMでは、フレアが少なく
コントラストの良好な像が得られ、共焦点検出法に従っ
て焦点位置をZ方向に移動させながら試料を走査するこ
とにより、試料の光学的断層像を得ることができる。
With such a CLSM, an image with less flare and good contrast can be obtained, and an optical tomographic image of the sample is obtained by scanning the sample while moving the focal position in the Z direction according to the confocal detection method. be able to.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対物レ
ンズが浸漬されている媒体の屈折率と、試料を封入して
いる媒体の屈折率との差異により、断層像に歪みが生じ
てしまう。例えば、断層像を得るべき試料として球形の
蛍光ビーズ等を用いた場合には、その断層像の観察結果
は表1に示す通りである。
However, the tomographic image is distorted due to the difference between the refractive index of the medium in which the objective lens is immersed and the refractive index of the medium in which the sample is enclosed. For example, when spherical fluorescent beads or the like are used as a sample for obtaining a tomographic image, the observation result of the tomographic image is as shown in Table 1.

【0005】 表1 浸漬媒体の種類 屈折率n1 封入媒体の種類 屈折率n3 観察結果 1. 空気 1.00 グリセリン 1.475 横長の楕円形 2. 油 1.52 グリセリン 1.475 実質的に円形 3. 油 1.52 水 1.333 縦長の楕円形 従って本発明の目的は、歪みのない断層像が得られる共
焦点レーザー走査顕微鏡を提供することである。
Table 1 Type of immersion medium Refractive index n 1 Type of enclosed medium Refractive index n 3 Observation results 1. Air 1.00 Glycerin 1.475 Horizontal oblong 2. Oil 1.52 Glycerin 1.475 Substantially circular 3. Oil 1.52 Water 1.333 Vertical elliptical shape It is therefore an object of the present invention to provide a confocal laser scanning microscope in which distortion-free tomographic images are obtained.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、封入媒体に封入された試料の光学的断層像を得る
ための共焦点レーザー走査顕微鏡が提供される。この顕
微鏡は、レーザー光を射出するレーザー光源と、浸漬媒
体に浸漬された対物レンズを含み、前記光源からのレー
ザー光を封入媒体内の試料へ収束させる収束光学系と、
共焦点検出法により、試料に対する前記対物レンズの焦
点位置を前記対物レンズの光軸方向に沿って走査させる
走査手段と、試料からの反射光または透過光を検出して
光電変換する光電変換手段と、前記光電変換手段の出力
信号に基づいて、試料の光学的断層像を表示する手段
と、浸漬媒体の屈折率及び封入媒体の屈折率を記憶する
手段と、記憶された浸漬媒体の屈折率及び封入媒体の屈
折率に従って、走査手段を制御する手段とを備える。
According to one aspect of the present invention, there is provided a confocal laser scanning microscope for obtaining an optical tomographic image of a sample encapsulated in an encapsulation medium. This microscope includes a laser light source that emits laser light, an objective lens that is immersed in an immersion medium, and a focusing optical system that converges the laser light from the light source to a sample in an encapsulating medium,
Scanning means for scanning the focal position of the objective lens with respect to the sample along the optical axis direction of the objective lens by the confocal detection method, and photoelectric conversion means for detecting reflected light or transmitted light from the sample and performing photoelectric conversion. , Means for displaying an optical tomographic image of the sample based on the output signal of the photoelectric conversion means, means for storing the refractive index of the immersion medium and the refractive index of the encapsulating medium, and the stored refractive index of the immersion medium, Means for controlling the scanning means according to the refractive index of the encapsulating medium.

【0007】本発明の他の観点によれば、レーザー光を
射出するレーザー光源と、浸漬媒体に浸漬された対物レ
ンズを含み、前記光源からのレーザー光を封入媒体内の
試料へ収束させる収束光学系と、共焦点検出法により、
試料に対する前記対物レンズの焦点位置を前記対物レン
ズの光軸方向に沿って段階的に走査させる走査手段と、
試料からの反射光または透過光を検出して光電変換する
光電変換手段と、前記光電変換手段の出力信号に基づい
て、試料の光学的断層像を表示する電子的表示手段とを
備える共焦点レーザー走査顕微鏡による試料の光学的断
層像を表示する方法が提供される。この方法は、試料の
横方向の実寸法から電子的表示手段の1ピクセルあたり
の長さを算出し、この算出された長さにより、前記走査
手段による段階的走査の第1の最小走査単位Zs を決定
することと、前記対物レンズの浸漬媒体の屈折率n1
封入媒体の屈折率n3 に基づいて、第1の最小単位Zs
を補正した第2の最小走査単位Zs ´を決定すること
と、第2の最小単位Zs ´に従って、前記走査手段の段
階的走査を制御しつつ、試料の光学的断層像を電子的表
示手段に表示させることとを備える。
According to another aspect of the present invention, there is provided a converging optical system which includes a laser light source for emitting a laser beam and an objective lens immersed in an immersion medium, and converges the laser beam from the light source to a sample in an encapsulating medium. By the system and confocal detection method,
Scanning means for scanning the focal position of the objective lens with respect to the sample stepwise along the optical axis direction of the objective lens;
Confocal laser provided with photoelectric conversion means for detecting reflected light or transmitted light from the sample and performing photoelectric conversion, and electronic display means for displaying an optical tomographic image of the sample based on the output signal of the photoelectric conversion means. A method of displaying an optical tomographic image of a sample with a scanning microscope is provided. In this method, the length per pixel of the electronic display means is calculated from the actual size of the sample in the lateral direction, and the first minimum scanning unit Z of the stepwise scanning by the scanning means is calculated based on the calculated length. determining s and based on the refractive index n 1 of the immersion medium of the objective lens and the refractive index n 3 of the encapsulating medium, a first minimum unit Z s
Of the second minimum scanning unit Z s ′ corrected by the above, and the optical tomographic image of the sample is electronically displayed while controlling the stepwise scanning of the scanning unit according to the second minimum unit Z s ′. And displaying it on the means.

【0008】本発明の更に他の観点によれば、レーザー
光を射出するレーザー光源と、浸漬媒体に浸漬された対
物レンズを含み、前記光源からのレーザー光を封入媒体
内の試料へ収束させる収束光学系と、共焦点検出法によ
り、試料に対する前記対物レンズの焦点位置を前記対物
レンズの光軸方向に沿って段階的に走査させる走査手段
と、試料からの反射光または透過光を検出して光電変換
する光電変換手段と、前記光電変換手段の出力信号に基
づいて、試料の光学的断層像を表示する電子的表示手段
とを備える共焦点レーザー走査顕微鏡による試料の光学
的断層像をディジタルコンピュータを使用して表示させ
る方法が提供される。この方法は、前記対物レンズの浸
漬媒体の屈折率n1 と封入媒体の屈折率n3 とを少なく
とも含むデータベースを前記コンピュータに供給するこ
とと、前記コンピュータ内で、試料の横方向の実寸法か
ら前記電子的表示手段の1ピクセルあたりの長さを算出
し、この算出された長さにより、前記走査手段による段
階的走査の第1の最小走査単位Zs を決定することと、
前記コンピュータ内で、前記対物レンズの浸漬媒体の屈
折率n1 と封入媒体の屈折率n3 に基づいて、第1の最
小単位Zs を補正した第2の最小走査単位Zs´を算出
することと、前記コンピュータにより第2の最小単位Z
s ´に従って前記走査手段の段階的走査を制御しつつ、
試料の光学的断層像を電子的表示手段に表示させること
とを備える 本発明の方法の実施例によれば、第2の最小単位Zs ´
は、 Zs ´=Zs ・n3 /n1 に従って算出される。
According to still another aspect of the present invention, a laser light source for emitting a laser light and an objective lens immersed in an immersion medium are included, and the laser light from the light source is converged to a sample in an encapsulation medium. An optical system, a confocal detection method, a scanning means for scanning the focal position of the objective lens with respect to the sample stepwise along the optical axis direction of the objective lens, and detecting reflected light or transmitted light from the sample. A digital computer for an optical tomographic image of a sample by a confocal laser scanning microscope including photoelectric conversion means for photoelectrically converting and an electronic display means for displaying an optical tomographic image of the sample based on an output signal of the photoelectric conversion means. A method for displaying using is provided. This method provides the computer with a database containing at least the refractive index n 1 of the immersion medium of the objective lens and the refractive index n 3 of the encapsulating medium, and in the computer, from the actual lateral dimension of the sample. Calculating the length per pixel of the electronic display means, and determining the first minimum scanning unit Z s of the stepwise scanning by the scanning means based on the calculated length;
In the computer, a second minimum scanning unit Z s ′ is calculated by correcting the first minimum unit Z s based on the refractive index n 1 of the immersion medium of the objective lens and the refractive index n 3 of the enclosing medium. And a second minimum unit Z by the computer.
While controlling the stepwise scanning of the scanning means according to s ′,
According to an embodiment of the method of the invention, comprising displaying an optical tomographic image of the sample on an electronic display means, a second minimum unit Z s ′.
Is calculated according to Z s ′ = Z s · n 3 / n 1 .

【0009】[0009]

【作用】本発明においては、対物レンスの浸漬媒体の屈
折率と、試料が封入された封入媒体の屈折率との組み合
わせに応じて走査手段が制御される。このような制御に
よれば、浸漬媒体の屈折率と封入媒体の屈折率との差異
に起因する試料の光学的断層像の歪みが抑制される。
In the present invention, the scanning means is controlled according to the combination of the refractive index of the immersion medium of the objective lens and the refractive index of the sealing medium in which the sample is sealed. According to such control, the distortion of the optical tomographic image of the sample due to the difference between the refractive index of the immersion medium and the refractive index of the inclusion medium is suppressed.

【0010】[0010]

【実施例】図1を参照すると、全体を符号10で示され
る共焦点レーザー走査顕微鏡(CLSM)において、レ
ーザー光源12から射出されたレーザービームは、ダイ
クロイックミラー14を透過し、対物レンズ16により
試料18へ収束される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, in a confocal laser scanning microscope (CLSM) generally designated by reference numeral 10, a laser beam emitted from a laser light source 12 passes through a dichroic mirror 14 and an objective lens 16 causes a sample to pass through a sample. Converges to 18.

【0011】一方、試料18から反射して対物レンズ1
6を透過した光は、その所定の波長領域の光のみがダイ
クロイックミラー14により反射され、共振点ピンホー
ル20を通過して光電変換器22に検出される。光電変
換器22の出力は、CLSM10の近傍に接続されたデ
ィジタルコンピュータ24を介して画像信号として画像
モニタ26へ与えられる。画像モニタ26には、試料1
8の断層像が表示される。
On the other hand, the objective lens 1 is reflected by the sample 18.
Only light in a predetermined wavelength region of the light transmitted through 6 is reflected by the dichroic mirror 14, passes through the resonance point pinhole 20, and is detected by the photoelectric converter 22. The output of the photoelectric converter 22 is given to the image monitor 26 as an image signal via the digital computer 24 connected in the vicinity of the CLSM 10. Sample 1 is displayed on the image monitor 26.
Eight tomographic images are displayed.

【0012】試料18は、例えばグリセリン、水などの
封入媒体(図示せず)に封入された状態で、CLSM1
0のステージ28上に載置されている。このステージ2
8は、駆動源としてピエゾ素子(図示せず)を有し、C
LSM10の近傍に接続されたコンピュータ24の制御
により垂直方向(Z軸方向)へ自動的に駆動される。ス
テージ28は、好ましくは、コンピュータ24の制御に
より水平方向(X及びY軸方向)にも自動的に駆動可能
である。
The sample 18 is encapsulated in an encapsulating medium (not shown) such as glycerin or water, and the sample 18 is CLSM1.
0 is mounted on the stage 28. This stage 2
8 has a piezo element (not shown) as a drive source, and C
It is automatically driven in the vertical direction (Z-axis direction) under the control of a computer 24 connected near the LSM 10. The stage 28 is preferably also automatically drivable in the horizontal direction (X and Y axis directions) under the control of the computer 24.

【0013】コンピュータ24には、例えばキーボード
等のマンマシーンインターフェース30が付属してい
る。CLSM10の対物レンズ16が浸漬された浸漬媒
体(例えば、空気または油)の屈折率n1 及び封入媒体
(例えば、グリセリンまたは水)の屈折率n3 を含むデ
ータベースは、インターフェース30を通じてコンピュ
ータ24内のメモリー(図示せず)に格納可能である。
The computer 24 is provided with a man-machine interface 30 such as a keyboard. Immersion medium the objective lens 16 is immersed in CLSM10 (e.g., air or oil) the refractive index n 1 and encapsulation medium (e.g., glycerine or water) database containing the refractive index n 3 of the in the computer 24 through the interface 30 It can be stored in a memory (not shown).

【0014】次いで、CLSM10の操作について、図
2を参照しながら説明する。ここで上述の屈折率n1
びn3 は、コンピュータ24内のメモリー(図示せず)
に格納されているものとする。
Next, the operation of the CLSM 10 will be described with reference to FIG. Here, the above-mentioned refractive indexes n 1 and n 3 are stored in a memory (not shown) in the computer 24.
Stored in.

【0015】先ず、観察者は、使用している浸漬媒体の
屈折率n1 及び封入媒体の屈折率n3 を選択設定する
(S1)。
First, the observer selects and sets the refractive index n 1 of the immersion medium and the refractive index n 3 of the enclosed medium that are being used (S1).

【0016】ステージ28上に載置された試料18の観
察すべき部位を対物レンズ16の光軸上に設定すると、
画像モニタ26には、ステージ28のZ軸方向位置(試
料18に対する対物レンズ16の焦点位置)に対応した
試料18の一断面像が表示される(S2)。
When the site to be observed of the sample 18 placed on the stage 28 is set on the optical axis of the objective lens 16,
On the image monitor 26, one cross-sectional image of the sample 18 corresponding to the position of the stage 28 in the Z-axis direction (focal position of the objective lens 16 with respect to the sample 18) is displayed (S2).

【0017】次いで観察者は、画像モニタ26を参照し
ながら、断面像のうちの観察すべきX切片をインターフ
ェース30により指定する(S3)。
Next, the observer designates the X-section to be observed in the cross-sectional image through the interface 30 while referring to the image monitor 26 (S3).

【0018】更に、Z軸における走査の開始位置を指定
(S4)した後、実際の走査を開始する(S5)。
Further, after the scanning start position on the Z axis is designated (S4), the actual scanning is started (S5).

【0019】その際、コンピュータ24内の演算部(図
示せず)は、モニタ26に表示される試料18の断層像
が縦横ともに同じスケールになるようにするため、先ず
試料18の横方向の実寸法からモニタ26の1ピクセル
あたりの長さを計算する(S6)。この長さにより、走
査すべきZ軸方向のステップZs が決定される。
At this time, in order for the tomographic image of the sample 18 displayed on the monitor 26 to have the same vertical and horizontal scales, an arithmetic unit (not shown) in the computer 24 firstly measures the horizontal direction of the sample 18. The length per pixel of the monitor 26 is calculated from the dimensions (S6). This length determines the Z-axis step Z s to be scanned.

【0020】従来のCLSMは、このステップZs に従
ってステージをZ軸方向へ移動させながら走査を実行し
ていた。対照的に本発明では、対物レンズ16の浸漬媒
体の屈折率n1 及び封入媒体の屈折率n3 によりZs
補正したステップZs ´に従ってステージ28をZ軸方
向へ移動させる。ここで、Zs ´は、 Zs ´=Zs ・n3 /n1 ……(I) であり、コンピュータ24のメモリーに格納された屈折
率n1 及びn3 に従って、コンピュータ24の演算部で
計算される(S7)。尚、この補正式(I)については
後述する。
The conventional CLSM executes scanning while moving the stage in the Z-axis direction according to this step Z s . In contrast, in the present invention, the stage 28 is moved in the Z-axis direction according to step Z s ′ in which Z s is corrected by the refractive index n 1 of the immersion medium of the objective lens 16 and the refractive index n 3 of the enclosing medium. Here, Z s ′ is Z s ′ = Z s · n 3 / n 1 (I), and the calculation unit of the computer 24 according to the refractive indices n 1 and n 3 stored in the memory of the computer 24. Is calculated (S7). The correction formula (I) will be described later.

【0021】コンピュータ24内の制御部(図示せず)
は、1ライン走査する(S8)度に取り込んだ画像を画
像モニタ26に表示し(S9)、ステージ28をZ軸方
向にZ´s ずつずらしながら(S11)、1画面分のデ
ータが得られる(S10)まで試料18の走査及び表示
を実行し、それにより得られた画像をモニタ26上に縦
方向に並べる。その結果、モニタ26上には試料18の
断層像が表示される。
A control unit (not shown) in the computer 24
Displays an image captured in one line scanning (S8) of the image monitor 26 (S9), while shifting the stage 28 by Z's in the Z-axis direction (S11), the data for one screen is obtained The sample 18 is scanned and displayed until (S10), and the images obtained thereby are arranged in the vertical direction on the monitor 26. As a result, a tomographic image of the sample 18 is displayed on the monitor 26.

【0022】ここで図3を参照して補正式(I)の導入
について説明する。
The introduction of the correction formula (I) will be described with reference to FIG.

【0023】スネルの法則により、 n1 ・sin i=n3 ・sin i′……(i) 図3の点線のように境界面がZ1 上昇すると、観察点は
0から0″に移動し、上昇後の境界面0´からの移動距
離Z1 ′は、 Z1 ′=d/tan i′ 一方、 Z1 =d/tan i 従って、 Z1 ′=Z1 ・tan i/tan i′……(ii) (i) ,(ii)において、i,i′が充分に小さい領域(近
軸領域)では、近似的に、sin i=i,sin
i′=i′,tan i=i,tan i′=i′が成
立するので、(i) ,(ii)は以下のように表せる。
According to Snell's law, n 1 · sin i = n 3 · sin i ′ (i) When the boundary surface rises Z 1 as shown by the dotted line in FIG. 3, the observation point moves from 0 to 0 ″. , the moving distance Z 1 from the interface 0'after rising 'is, Z 1' = d / tan i 'Meanwhile, Z 1 = d / tan i Thus, Z 1' = Z 1 · tan i / tan i ' (Ii) In (i) and (ii), in the region where i and i ′ are sufficiently small (paraxial region), sin i = i, sin
Since i '= i', tan i = i, tan i '= i' holds, (i) and (ii) can be expressed as follows.

【0024】n1 ・i=n3 ・i′ Z1 ′=Z1 ・i/i′ これからi,i′を消去すると、 Z1 ′=Z1 ・n3 /n1 である。その結果、上記(I)式が得られる。N 1 · i = n 3 · i ′ Z 1 ′ = Z 1 · i / i ′ When i and i ′ are deleted from this, Z 1 ′ = Z 1 · n 3 / n 1 As a result, the above formula (I) is obtained.

【0025】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、様々な変更及び変形が可能である。例えば上記実
施例では、屈折率n1 及びn3 を予めコンピュータ24
に入力しておくものとしたが、一つの断層像を観察する
たびに入力してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various changes and modifications can be made. For example, in the above embodiment, the refractive indices n 1 and n 3 are calculated in advance by the computer 24.
However, it may be input each time one tomographic image is observed.

【0026】上記実施例では、試料18のZ軸方向の走
査のために、ピエゾ素子を駆動源とするステージ28を
コンピュータ24で制御する方式を示したが、これに代
えて、対物レンズ16にピエゾ素子を組込み、この対物
レンズ16をコンピュータ制御によりZ軸方向移動させ
てもよい。或いは、対物レンズ16及び/またはステー
ジ28をコンピュータ制御されたステップモータにより
Z軸方向移動させてもよい。上記実施例では、落射照明
系の顕微鏡を示したが、透過照明系の顕微鏡を構成して
もよい。
In the above-described embodiment, the system in which the computer 28 controls the stage 28 using a piezo element as a driving source for scanning the sample 18 in the Z-axis direction is shown. However, instead of this, the objective lens 16 is used. A piezo element may be incorporated and the objective lens 16 may be moved in the Z-axis direction by computer control. Alternatively, the objective lens 16 and / or the stage 28 may be moved in the Z-axis direction by a computer-controlled step motor. Although the microscope of the epi-illumination system is shown in the above embodiment, a microscope of the trans-illumination system may be constructed.

【0027】尚、上記実施例では1ラインの走査につい
て述べたが、XY走査による連続断面を得るものにも適
用できる。
In the above embodiment, the scanning of one line has been described, but the invention can be applied to the one for obtaining a continuous cross section by XY scanning.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明の共焦点レー
ザー走査顕微鏡及びその光学的断層像表示方法によれ
ば、対物レンズの浸漬媒体の屈折率と、試料が封入され
た封入媒体の屈折率との組み合わせに応じて、対物レン
ズの光軸方向に沿った対物レンズの焦点位置が補正され
る。その結果、歪みの補正された断層像をリアルタイム
で得ることができる。
As described above, according to the confocal laser scanning microscope of the present invention and the optical tomographic image display method thereof, the refractive index of the immersion medium of the objective lens and the refractive index of the enclosed medium in which the sample is enclosed. The focus position of the objective lens along the optical axis direction of the objective lens is corrected in accordance with the combination with. As a result, a distortion-corrected tomographic image can be obtained in real time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の共焦点レーザー走査顕微鏡を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a confocal laser scanning microscope of the present invention.

【図2】図1の共焦点レーザー走査顕微鏡の操作を示す
フローチャートである。
2 is a flow chart showing the operation of the confocal laser scanning microscope of FIG.

【図3】図1の共焦点レーザー走査顕微鏡の焦点位置の
補正を説明するための光路図である。
FIG. 3 is an optical path diagram for explaining correction of a focal position of the confocal laser scanning microscope of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…共焦点レーザー走査顕微鏡、12…レーザー光
源、16…対物レンズ、18…試料、22…光電変換器
(光電変換手段)、24…ディジタルコンピュータ(記
憶手段、制御手段)、26…画像モニタ(電子的表示手
段)、28…ステージ(走査手段)。
10 ... Confocal laser scanning microscope, 12 ... Laser light source, 16 ... Objective lens, 18 ... Sample, 22 ... Photoelectric converter (photoelectric conversion means), 24 ... Digital computer (storage means, control means), 26 ... Image monitor ( Electronic display means), 28 ... Stage (scanning means).

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 封入媒体に封入された試料の光学的断層
像を得るための共焦点レーザー走査顕微鏡であって、 レーザー光を射出するレーザー光源と、 浸漬媒体に浸漬された対物レンズを含み、前記光源から
のレーザー光を封入媒体内の試料へ収束させる収束光学
系と、 共焦点検出法により、試料に対する前記対物レンズの焦
点位置を前記対物レンズの光軸方向に沿って走査させる
走査手段と、 試料からの反射光または透過光を検出して光電変換する
光電変換手段と、 前記光電変換手段の出力信号に基づいて、試料の光学的
断層像を表示する手段と、 浸漬媒体の屈折率及び封入媒体の屈折率を記憶する手段
と、 記憶された浸漬媒体の屈折率及び封入媒体の屈折率に従
って、走査手段を制御する手段とを備える共焦点レーザ
ー走査顕微鏡。
1. A confocal laser scanning microscope for obtaining an optical tomographic image of a sample encapsulated in an encapsulation medium, comprising: a laser light source for emitting a laser beam; and an objective lens immersed in an immersion medium, A converging optical system for converging the laser light from the light source to the sample in the encapsulation medium; and a scanning means for scanning the focal position of the objective lens with respect to the sample along the optical axis direction of the objective lens by a confocal detection method. A photoelectric conversion unit that detects reflected light or transmitted light from the sample and performs photoelectric conversion, a unit that displays an optical tomographic image of the sample based on an output signal of the photoelectric conversion unit, and a refractive index of the immersion medium and A confocal laser scanning microscope comprising means for storing the index of refraction of the encapsulation medium and means for controlling the scanning means according to the stored index of refraction of the immersion medium and the index of refraction of the encapsulation medium.
【請求項2】 レーザー光を射出するレーザー光源と、 浸漬媒体に浸漬された対物レンズを含み、前記光源から
のレーザー光を封入媒体内の試料へ収束させる収束光学
系と、 共焦点検出法により、試料に対する前記対物レンズの焦
点位置を前記対物レンズの光軸方向に沿って段階的に走
査させる走査手段と、 試料からの反射光または透過光を検出して光電変換する
光電変換手段と、 前記光電変換手段の出力信号に基づいて、試料の光学的
断層像を表示する電子的表示手段とを備える共焦点レー
ザー走査顕微鏡による試料の光学的断層像を表示する方
法であって、 試料の横方向の実寸法から電子的表示手段の1ピクセル
あたりの長さを算出し、この算出された長さにより、前
記走査手段による段階的走査の第1の最小走査単位Zs
を決定することと、 前記対物レンズの浸漬媒体の屈折率n1 と封入媒体の屈
折率n3 に基づいて、第1の最小単位Zs を補正した第
2の最小走査単位Zs ´を決定することと、 第2の最小単位Zs ´に従って、前記走査手段の段階的
走査を制御しつつ、試料の光学的断層像を電子的表示手
段に表示させることとを備える共焦点レーザー走査顕微
鏡の光学的断層像表示方法。
2. A laser light source for emitting laser light, an objective lens immersed in an immersion medium, a focusing optical system for converging the laser light from the light source to a sample in an encapsulating medium, and a confocal detection method. Scanning means for scanning the focal position of the objective lens with respect to the sample stepwise along the optical axis direction of the objective lens; photoelectric conversion means for photoelectrically detecting reflected light or transmitted light from the sample; A method of displaying an optical tomographic image of a sample by a confocal laser scanning microscope, comprising: an electronic display unit that displays an optical tomographic image of the sample based on an output signal of a photoelectric conversion unit, wherein The length per pixel of the electronic display means is calculated from the actual size of the scanning means, and the first minimum scanning unit Z s of the stepwise scanning by the scanning means is calculated based on the calculated length.
And determining a second minimum scanning unit Z s ′ obtained by correcting the first minimum unit Z s based on the refractive index n 1 of the immersion medium of the objective lens and the refractive index n 3 of the encapsulating medium. And displaying an optical tomographic image of the sample on the electronic display means while controlling the stepwise scanning of the scanning means according to the second minimum unit Z s ′. Optical tomographic image display method.
【請求項3】 第2の最小単位Zs ´は、Zs ´=Zs
・n3 /n1 に従って算出される請求項2記載の光学的
断層像表示方法。
3. The second minimum unit Z s ′ is Z s ′ = Z s
The optical tomographic image display method according to claim 2, which is calculated according to n 3 / n 1 .
【請求項4】 レーザー光を射出するレーザー光源と、 浸漬媒体に浸漬された対物レンズを含み、前記光源から
のレーザー光を封入媒体内の試料へ収束させる収束光学
系と、 共焦点検出法により、試料に対する前記対物レンズの焦
点位置を前記対物レンズの光軸方向に沿って段階的に走
査させる走査手段と、 試料からの反射光または透過光を検出して光電変換する
光電変換手段と、 前記光電変換手段の出力信号に基づいて、試料の光学的
断層像を表示する電子的表示手段とを備える共焦点レー
ザー走査顕微鏡による試料の光学的断層像をディジタル
コンピュータを使用して表示させる方法であって、 前記対物レンズの浸漬媒体の屈折率n1 と封入媒体の屈
折率n3 とを少なくとも含むデータベースを前記コンピ
ュータに供給することと、 前記コンピュータ内で、試料の横方向の実寸法から前記
電子的表示手段の1ピクセルあたりの長さを算出し、こ
の算出された長さにより、前記走査手段による段階的走
査の第1の最小走査単位Zs を決定することと、 前記コンピュータ内で、前記対物レンズの浸漬媒体の屈
折率n1 と封入媒体の屈折率n3 に基づいて、第1の最
小単位Zs を補正した第2の最小走査単位Zs´を算出
することと、 前記コンピュータにより第2の最小単位Zs ´に従って
前記走査手段の段階的走査を制御しつつ、試料の光学的
断層像を電子的表示手段に表示させることとを備える共
焦点レーザー走査顕微鏡の光学的断層像表示方法。
4. A laser light source for emitting a laser beam, an objective lens immersed in an immersion medium, a converging optical system for converging the laser beam from the light source to a sample in an enclosure medium, and a confocal detection method. Scanning means for scanning the focal position of the objective lens with respect to the sample stepwise along the optical axis direction of the objective lens; photoelectric conversion means for photoelectrically detecting reflected light or transmitted light from the sample; A method for displaying an optical tomographic image of a sample by a confocal laser scanning microscope using a digital computer based on an output signal of the photoelectric conversion device and an electronic display unit for displaying an optical tomographic image of the sample. Te, and providing at least comprises a database and a refractive index n 3 of the refractive index n 1 and the encapsulating medium of the immersion medium of the objective lens to said computer, before In the computer, the length per pixel of the electronic display means is calculated from the actual lateral size of the sample, and the calculated minimum length is the first minimum scanning unit of the stepwise scanning by the scanning means. Determining Z s , and, in the computer, a second minimum corrected first minimum unit Z s based on the refractive index n 1 of the immersion medium of the objective lens and the refractive index n 3 of the encapsulating medium. Calculating a scanning unit Z s ′ and displaying an optical tomographic image of the sample on an electronic display unit while controlling the stepwise scanning of the scanning unit by the computer according to the second minimum unit Z s ′. And a method for displaying an optical tomographic image of a confocal laser scanning microscope.
【請求項5】 第2の最小単位Zs ´は、Zs ´=Zs
・n3 /n1 に従って算出される請求項4記載の光学的
断層像表示方法。
5. The second minimum unit Z s ′ is Z s ′ = Z s
The optical tomographic image display method according to claim 4, which is calculated according to n 3 / n 1 .
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