JPH09304700A - Optical scanning type microscope - Google Patents

Optical scanning type microscope

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Publication number
JPH09304700A
JPH09304700A JP8143718A JP14371896A JPH09304700A JP H09304700 A JPH09304700 A JP H09304700A JP 8143718 A JP8143718 A JP 8143718A JP 14371896 A JP14371896 A JP 14371896A JP H09304700 A JPH09304700 A JP H09304700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
sample
light
microscope
optical scanning
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8143718A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Sasaki
豊 佐々木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH09304700A publication Critical patent/JPH09304700A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope capable of performing signal processing which is not influenced by disturbance, etc., and performing successive processing. SOLUTION: This microscope 1 is provided with a laser light source 2, a scanner unit 30 two-dimensionally scanning a sample 50 with a laser beam, a 2nd scanner unit 20 two-dimensionally scanning every part of a scanning range by the 1st scanner unit 30 all over the scanning range by the scanner unit 30, and a photodetector 11 detecting fluorescence from the sample 50. By providing an arithmetic circuit 40, in such a case, the specified signal processing is performed based on plural signals outputted from the photodetector 11 and corresponding to the range where the 2nd scanner unit 20 scans, and the processed result is outputted as one signal corresponding to the scanning range by the 2nd scanner unit 20.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は光走査型顕微鏡に
関する。
The present invention relates to an optical scanning microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光走査型顕微鏡としては、レーザ
光源と、試料上でレーザ光を2次元的に走査する複数の
光走査手段と、試料からの光を検出する受光素子とを備
え、レーザ光源からのレーザ光を複数の光走査手段で走
査して試料上に照射し、複数の光走査手段で走査して得
られるレーザ光の走査パターンに応じて、受光素子から
得られる検出信号を受光素子で光電変換して試料の画像
信号を得た後、モニタ等へ供給されるデータに信号処理
される技術は、特開平6−300974号公報で知られ
ている。
2. Description of the Related Art A conventional optical scanning microscope comprises a laser light source, a plurality of optical scanning means for two-dimensionally scanning a laser beam on a sample, and a light receiving element for detecting light from the sample. The detection signal obtained from the light receiving element is detected according to the scanning pattern of the laser light obtained by scanning the laser light from the laser light source with the plurality of light scanning means to irradiate the sample and scanning with the plurality of light scanning means. A technique of performing signal processing on data supplied to a monitor or the like after photoelectrically converting by a light receiving element to obtain an image signal of a sample is known from JP-A-6-300974.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この従来の光走査型顕
微鏡では、試料の2次元画像をモニタに表示する際、モ
ニタへ供給されるデータは、デジタル化された画像信号
として一旦メモリに記憶された後、画像信号をCPU
(マイコン)の制御や演算回路により信号処理して得ら
れる。
In this conventional optical scanning microscope, when a two-dimensional image of a sample is displayed on a monitor, the data supplied to the monitor is temporarily stored in a memory as a digitized image signal. Image signal to the CPU
It is obtained by signal processing by control of (microcomputer) or arithmetic circuit.

【0004】したがって、逐次処理ができず処理速度が
遅くなり、しかも高価なものとなってしまうという問題
があった。
Therefore, there is a problem that the sequential processing cannot be performed, the processing speed becomes slow, and the cost becomes high.

【0005】また、点光源を用い、モニタ画面の1画素
に対して1つのデータを得る構成であるので、そのデー
タが何等かの擾乱を受けたときにはこれに対処すること
ができず、信号処理は精度の悪いものとなってしまう。
Further, since the point light source is used to obtain one data for one pixel on the monitor screen, when the data is disturbed, it cannot be dealt with and the signal processing is performed. Becomes inaccurate.

【0006】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は擾乱等の影響を受けずに信号処理
を行うことができるとともに、処理速度が早く、しかも
安価な光走査型顕微鏡を提供することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to perform signal processing without being affected by disturbances, etc., and to provide a high-speed and inexpensive optical scanning microscope. Is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項1に記載の発明の光走査型顕微鏡は、光ビームを発
する光源と、試料上で前記光ビームを2次元的に走査す
る第1の走査手段と、前記第1の走査手段の走査範囲の
一部分づつを前記第1の走査手段の全走査範囲に亘って
2次元的に走査する第2の走査手段と、前記試料からの
光を検出する検出手段とを備えた光走査型顕微鏡におい
て、前記検出手段から出力される、前記第2の走査手段
が走査する範囲に対応する複数の信号に基づき所定の信
号処理を行い、処理結果を前記走査範囲に対応する1つ
の信号として出力する検出信号処理部を備えることを特
徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical scanning microscope according to a first aspect of the present invention comprises a light source which emits a light beam and a two-dimensional scanning of the light beam on a sample. One scanning means, a second scanning means for two-dimensionally scanning a part of the scanning range of the first scanning means over the entire scanning range of the first scanning means, and light from the sample In a light scanning microscope equipped with a detection means for detecting, a predetermined signal processing is performed based on a plurality of signals output from the detection means and corresponding to a range scanned by the second scanning means, and a processing result is obtained. Is provided as a single signal corresponding to the scanning range.

【0008】信号中に擾乱があったときでも複数の信号
に基づいて所定の信号処理がなされるので、擾乱の影響
をほとんど受けずに信号処理を行うことができ、データ
の信頼性が高い。また、検出手段から出力された信号を
すべて記憶した後、処理を行うのではなく、その一部分
のデータを処理するので逐次処理を行うことができる。
Since predetermined signal processing is performed based on a plurality of signals even when there is a disturbance in the signal, the signal processing can be performed with little influence of the disturbance and the reliability of the data is high. Further, after storing all the signals output from the detecting means, the processing is not performed, but a part of the data is processed, so that the sequential processing can be performed.

【0009】請求項2に記載の発明の光走査型顕微鏡
は、請求項1に記載の光走査型顕微鏡において、前記第
2の走査手段は、発光を順次切り換える光射出部を2次
元的に配列してなり、前記検出手段は、前記光射出部に
対応して受光部を2次元的に配列してなることを特徴と
する。
An optical scanning microscope according to a second aspect of the present invention is the optical scanning microscope according to the first aspect, wherein the second scanning means has a two-dimensional array of light emitting portions for sequentially switching light emission. The detection means is characterized in that the light receiving portions are two-dimensionally arranged corresponding to the light emitting portions.

【0010】第2の走査手段は、機械的でなく電気的に
走査を行うので、走査を高速に行うことができる。
Since the second scanning means electrically scans not mechanically, the scanning can be performed at high speed.

【0011】請求項3に記載の発明の光走査型顕微鏡
は、請求項1又は2に記載の光走査型顕微鏡において、
前記第2の走査手段はレーザダイオードアレイであり、
前記検出手段はフォトダイオードアレイであることを特
徴とする。
An optical scanning microscope according to a third aspect of the present invention is the optical scanning microscope according to the first or second aspect,
The second scanning means is a laser diode array,
The detection means is a photodiode array.

【0012】第2の走査手段は、レーザダイオードアレ
イの発光を高速で順次切り換えることで、高速かつ高精
度な走査を行うことができる。
The second scanning means can perform high-speed and high-precision scanning by sequentially switching the light emission of the laser diode array at high speed.

【0013】請求項4に記載の発明の光走査型顕微鏡
は、請求項1〜3の何れかに記載の光走査型顕微鏡にお
いて、前記走査手段と前記試料との間に配置される対物
レンズの焦点面と共役な位置にピンホールを配置したこ
とを特徴とする。
An optical scanning microscope according to a fourth aspect of the present invention is the optical scanning microscope according to any one of the first to third aspects, in which the objective lens disposed between the scanning means and the sample is The feature is that the pinhole is arranged at a position conjugate with the focal plane.

【0014】走査手段と試料との間に配置される対物レ
ンズの焦点面と共役な位置にピンホールを配置したの
で、共焦点顕微鏡として使用することができる。
Since the pinhole is arranged at a position conjugate with the focal plane of the objective lens arranged between the scanning means and the sample, it can be used as a confocal microscope.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1はこの発明の第1実施形態に係る光走
査型顕微鏡のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical scanning microscope according to the first embodiment of the present invention.

【0017】この発明に係る光走査顕微鏡1は、レーザ
光源2と、励起フィルタ3と、ビームエクスパンダ4
と、ダイクロイックミラー5と、第2のスキャナユニッ
ト(第2の走査手段)20と、第1のスキャナユニット
(第1の走査手段)30と、集光レンズ6と、対物レン
ズ7と、バリアフィルタ8と、集光レンズ9と、エミッ
ションフィルタ11と、フォトディテクタ(検出手段)
12と、演算回路(検出信号処理部)40とを備える。
The optical scanning microscope 1 according to the present invention comprises a laser light source 2, an excitation filter 3, and a beam expander 4.
A dichroic mirror 5, a second scanner unit (second scanning means) 20, a first scanner unit (first scanning means) 30, a condenser lens 6, an objective lens 7, and a barrier filter. 8, a condenser lens 9, an emission filter 11, and a photodetector (detection means)
12 and an arithmetic circuit (detection signal processing unit) 40.

【0018】レーザ光源2は励起レーザを出射する。The laser light source 2 emits an excitation laser.

【0019】ビームエクスパンダ4はレーザ光を対物レ
ンズ7の瞳面を満たす大きさに拡大する。
The beam expander 4 expands the laser light to a size that fills the pupil plane of the objective lens 7.

【0020】ダイクロイックミラー5は、励起レーザ光
を透過させないが試料50で励起された蛍光を透過させ
る。
The dichroic mirror 5 does not transmit the excitation laser light but transmits the fluorescence excited by the sample 50.

【0021】第2のスキャナユニット20は垂直方向小
走査ミラー(例えばガルバノミラー)21と水平方向小
走査ミラー(例えばガルバノミラー)22とからなり、
第1のスキャナユニット30の走査範囲の一部分づつを
第1のスキャナユニット30の全走査範囲に亘って2次
元的に走査する。
The second scanner unit 20 comprises a vertical small scanning mirror (eg galvano mirror) 21 and a horizontal small scanning mirror (eg galvano mirror) 22.
A part of the scanning range of the first scanner unit 30 is two-dimensionally scanned over the entire scanning range of the first scanner unit 30.

【0022】第1のスキャナユニット30は垂直方向走
査ミラー(例えばガルバノミラー)ー31と水平方向走
査ミラー(例えばガルバノミラー)32とから構成され
る。
The first scanner unit 30 comprises a vertical scanning mirror (eg galvano mirror) 31 and a horizontal scanning mirror (eg galvano mirror) 32.

【0023】対物レンズ7は、集光レンズ6を通過した
レーザ光を試料50に集光させる。
The objective lens 7 focuses the laser light passing through the condenser lens 6 on the sample 50.

【0024】フォトディテクタ12は、蛍光を検出し、
検出信号12aに変換して出力する。
The photodetector 12 detects fluorescence,
The detection signal 12a is converted and output.

【0025】演算回路40は、フォトディテクタ12か
らの検出信号12aに基づき目的とする処理に応じた演
算処理を行う。
The arithmetic circuit 40 performs arithmetic processing according to the intended processing based on the detection signal 12a from the photodetector 12.

【0026】上記構成の光走査型顕微鏡の動作を説明す
る。
The operation of the optical scanning microscope having the above configuration will be described.

【0027】レーザ光源2から出射された励起レーザ光
は、ビームエクスパンダ4で対物レンズ7の瞳面を満た
せる大きさに拡大され、ダイクロイックミラー5によっ
て反射された後、垂直方向小走査ミラー21、水平方向
小走査ミラー22、垂直方向走査ミラー31及び水平方
向走査ミラー32へ導かれ、集光レンズ6及び対物レン
ズを通って試料50面に照射され、試料50上で2次元
走査される。このとき、試料50中の蛍光物質が励起さ
れて蛍光が発生する。
The excitation laser light emitted from the laser light source 2 is expanded by the beam expander 4 to a size that can fill the pupil plane of the objective lens 7, is reflected by the dichroic mirror 5, and then the vertical small scanning mirror 21, It is guided to the small horizontal scanning mirror 22, the vertical scanning mirror 31, and the horizontal scanning mirror 32, is irradiated onto the surface of the sample 50 through the condenser lens 6 and the objective lens, and is two-dimensionally scanned on the sample 50. At this time, the fluorescent substance in the sample 50 is excited to generate fluorescence.

【0028】この蛍光は対物レンズ7から集光レンズ
6、水平方向走査ミラー32、垂直方向走査ミラー3
1、水平方向小走査ミラー22及び垂直方向小走査ミラ
ー21へと光路を逆行し、ダイクロイックミラー5で励
起レーザ光と分離される。
This fluorescence is converted from the objective lens 7 to the condenser lens 6, the horizontal scanning mirror 32, and the vertical scanning mirror 3.
1, the horizontal small scanning mirror 22 and the vertical small scanning mirror 21 are traversed in the optical path, and are separated from the excitation laser light by the dichroic mirror 5.

【0029】ダイクロイックミラー5を通過した蛍光は
バリアフィルタ8、集光レンズ9及びエミッションフィ
ルタ11を通ってフォトディテクタ12で受光され、フ
ォトディテクタ12で検出信号12aに変換された後、
検出信号12aは演算回路40へ出力される。
The fluorescence passing through the dichroic mirror 5 is received by the photodetector 12 through the barrier filter 8, the condenser lens 9 and the emission filter 11 and converted into the detection signal 12a by the photodetector 12,
The detection signal 12a is output to the arithmetic circuit 40.

【0030】図2は2次元小走査のレーザ光スポットの
動きを説明する図であり、ここでは垂直方向小走査ミラ
ー及び水平方向小走査ミラーによる走査範囲が3×3
(垂直方向×水平方向)スポットのデータ測定範囲の場
合を例に説明する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the movement of the laser beam spot of the two-dimensional small scanning, in which the scanning range of the vertical small scanning mirror and the horizontal small scanning mirror is 3 × 3.
An example will be described in the case of a (vertical direction × horizontal direction) spot data measurement range.

【0031】垂直方向小走査ミラー21及び水平方向小
走査ミラー22を用い、図2の軌跡blで示すように、
データ測定範囲51でレーザ光スポットを2次元小走査
して測定を行う。なお、この測定の間、垂直方向走査ミ
ラー31及び水平方向走査ミラー32は作動しない。
Using the vertical small scanning mirror 21 and the horizontal small scanning mirror 22, as shown by a locus bl in FIG.
The laser light spot is two-dimensionally small-scanned in the data measurement range 51 to perform the measurement. During this measurement, the vertical scanning mirror 31 and the horizontal scanning mirror 32 do not operate.

【0032】この垂直方向小走査ミラー21及び水平方
向小走査ミラー22による2次元小走査が終了したと
き、垂直方向走査ミラー31又は水平方向走査ミラー3
2を用いて垂直方向小走査ミラー21及び水平方向小走
査ミラー22による走査範囲をずらした後(図2では破
線で示すように水平方向へ1画素だけずらしずらしてい
るが垂直方向でもよく、また1画素でなくてもよい)、
再び垂直方向小走査ミラー21及び水平方向小走査ミラ
ー22による2次元小走査を行う。
When the two-dimensional small scanning by the vertical small scanning mirror 21 and the horizontal small scanning mirror 22 is completed, the vertical scanning mirror 31 or the horizontal scanning mirror 3 is completed.
2 is used to shift the scanning range of the vertical small-scanning mirror 21 and the horizontal small-scanning mirror 22 (in FIG. 2, the pixel is horizontally shifted by one pixel as shown by the broken line, but it may be vertically shifted. It does not have to be 1 pixel),
Two-dimensional small scanning is performed again by the vertical small scanning mirror 21 and the horizontal small scanning mirror 22.

【0033】同様に第1のスキャナユニット30の全走
査範囲に亘って2次元的に走査が行われる。上記走査
は、走査ミラーの走査周波数を調整することで行われ
る。
Similarly, two-dimensional scanning is performed over the entire scanning range of the first scanner unit 30. The scanning is performed by adjusting the scanning frequency of the scanning mirror.

【0034】なお、この場合の分解能は1スポットを1
画素で測定したときと同じであるが、ずれの大きさを画
素に合わせる必要がないことから自由に調整することが
可能である。また、走査範囲は方形に限るものではな
く、任意の形を用いることができる。
In this case, the resolution is 1 spot to 1 spot.
Although it is the same as when measured in pixels, it is possible to freely adjust the size of the deviation because it is not necessary to match it with the pixel. Further, the scanning range is not limited to the rectangular shape, and any shape can be used.

【0035】図3はデータ測定範囲における重み付け手
法の一例を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a weighting method in the data measurement range.

【0036】図3は中心にあるレーザ光スポットの検出
データを強調する強調処理の例であり、演算定数(図3
では中心の(9)とその周囲の(−1))を各スポット
におけるフォトディテクタ12からの検出信号(濃度
値)12aに掛け、加算回路44で足し合わせてデータ
40aを求める。このデータ40aをデータ対応スポッ
ト52の測定データとして出力する。
FIG. 3 shows an example of the emphasis processing for emphasizing the detection data of the laser light spot at the center, which is calculated using the arithmetic constant (FIG.
Then, the central signal (9) and the peripheral signal (-1) are multiplied by the detection signal (density value) 12a from the photodetector 12 at each spot, and the addition circuit 44 adds them to obtain the data 40a. This data 40a is output as the measurement data of the data corresponding spot 52.

【0037】ここで、演算定数の「−」は表示させない
方向(白くする)ことを意味する。なお、図では省略さ
れているが「+」は表示させる方向(黒くする)ことを
意味する。また、演算定数の数字はその程度を表してい
る。
Here, the arithmetic constant "-" means a direction (white) where the image is not displayed. Although not shown in the figure, “+” means a display direction (blackened). Also, the numerical value of the operation constant indicates the degree.

【0038】このようにデータ測定範囲51の演算定数
はフィルタとして機能するので、擾乱等により生じた誤
ったデータを緩和して出力することができ、出力される
データの信頼度を向上させることができる。
Since the arithmetic constants of the data measurement range 51 thus function as a filter, erroneous data caused by disturbances can be relaxed and output, and the reliability of the output data can be improved. it can.

【0039】図4は演算回路の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the arithmetic circuit.

【0040】演算回路40は分配回路41と、遅延回路
群42と、重み付け回路群43と、加算回路44とから
構成され、例えばゲートアレイやCMOSを使用して実
現できる。
The arithmetic circuit 40 is composed of a distribution circuit 41, a delay circuit group 42, a weighting circuit group 43, and an addition circuit 44, and can be realized by using, for example, a gate array or CMOS.

【0041】分配回路41はフォトディテクタ12から
の検出信号12aを9つ(データ測定範囲のスポット
数)に振り分ける。
The distribution circuit 41 distributes the detection signal 12a from the photodetector 12 to nine (the number of spots in the data measurement range).

【0042】遅延回路群42の遅延時間はレーザ光スポ
ットの走査周波数に対応させてあり、先に入力した検出
信号程遅延時間が長くなる。走査周波数の周期をtとし
たとき、遅延回路42iは遅延時間0、遅延回路42h
の遅延時間はt、遅延回路42gの遅延時間は2t,遅
延回路42fの遅延時間は3t,遅延回路42eの遅延
時間は4t,遅延回路42dの遅延時間は5t,遅延回
路42cの遅延時間は6t,遅延回路42bの遅延時間
は7t,遅延回路42aの遅延時間は8tとなってい
る。
The delay time of the delay circuit group 42 corresponds to the scanning frequency of the laser light spot, and the delay time becomes longer as the detection signal inputted first. When the cycle of the scanning frequency is t, the delay circuit 42i has a delay time of 0 and the delay circuit 42h has a delay time of 0.
Is t, the delay time of the delay circuit 42g is 2t, the delay time of the delay circuit 42f is 3t, the delay time of the delay circuit 42e is 4t, the delay time of the delay circuit 42d is 5t, and the delay time of the delay circuit 42c is 6t. The delay time of the delay circuit 42b is 7t, and the delay time of the delay circuit 42a is 8t.

【0043】重み付け回路群43は各遅延回路42a〜
42iの出力に対して各重み付け回路43a〜43iに
て、例えば図3に示したような所定の重み付けを行う。
The weighting circuit group 43 includes the delay circuits 42a to 42a.
The weighting circuits 43a to 43i perform predetermined weighting on the output of 42i, for example, as shown in FIG.

【0044】加算回路44は、重み付けを行った各検出
信号を加算する。
The adder circuit 44 adds the weighted detection signals.

【0045】上記構成の演算回路40の動作を説明す
る。
The operation of the arithmetic circuit 40 having the above configuration will be described.

【0046】フォトディテクタ12から入力した検出信
号12aは、分配回路41で入力した順番に各遅延回路
42a〜42iに振り分けられる。
The detection signal 12a input from the photodetector 12 is distributed to the delay circuits 42a to 42i in the order input by the distribution circuit 41.

【0047】データ測定範囲の2次元小走査が終わると
同時に重み付け回路43a〜43iで検出信号の重み付
けされ、加算回路44で加算処理される。その処理結果
が2次元小走査に対応する1つのデータ40aとして出
力される。
At the same time when the two-dimensional small scanning of the data measurement range is completed, the weighting circuits 43a to 43i weight the detection signals, and the adding circuit 44 performs addition processing. The processing result is output as one data 40a corresponding to the two-dimensional small scan.

【0048】上記動作は検出信号12aをシフトするク
ロックの1周期以内で行われる。
The above operation is performed within one cycle of the clock that shifts the detection signal 12a.

【0049】クロックに同期させて測定範囲51を連続
して2次元的に移動させることで、信号処理後の画像を
モニタ(図示せず)に逐次表示させることができるの
で、試料50の形態変化や反応変化等を鮮明な画像(強
調処理の場合)で観察することができる。
By continuously moving the measuring range 51 two-dimensionally in synchronization with the clock, the image after signal processing can be sequentially displayed on the monitor (not shown), so that the morphology of the sample 50 changes. It is possible to observe a change in image or reaction in a clear image (in the case of emphasis processing).

【0050】なお、2次元走査手段としては、ガルバノ
ミラーに限るものではなく、音響光学素子(AOD)、
ニポウディスク、ポリゴンミラーを用いることもでき
る。また、遅延回路群42はシフトレジスタでもよい。
The two-dimensional scanning means is not limited to the galvanometer mirror, but an acousto-optic device (AOD),
A Nipkow disk or a polygon mirror can also be used. The delay circuit group 42 may be a shift register.

【0051】図5はこの発明の第2実施形態に係る光走
査型顕微鏡のブロック構成図であり、図1の光走査顕微
鏡と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 is a block diagram of the optical scanning microscope according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those of the optical scanning microscope of FIG.

【0052】この発明に係る光走査顕微鏡10は、レー
ザダイオードアレイ(光源)60と、励起フィルタ3
と、ビームエクスパンダ4と、ダイクロイックミラー5
と、第1のスキャナユニット(第1の走査手段)30
と、集光レンズ6と、対物レンズ7と、バリアフィルタ
8と、集光レンズ9と、エミッションフィルタ11と、
フォトダイオードアレイ(検出手段)70と、演算回路
(検出信号処理部)40とを備える。
The optical scanning microscope 10 according to the present invention includes a laser diode array (light source) 60 and an excitation filter 3.
, Beam expander 4, dichroic mirror 5
And a first scanner unit (first scanning means) 30
A condenser lens 6, an objective lens 7, a barrier filter 8, a condenser lens 9, an emission filter 11,
A photodiode array (detection unit) 70 and an arithmetic circuit (detection signal processing unit) 40 are provided.

【0053】レーザダイオードアレイ60は、レーザダ
イオードを2次元的に配列してなる。レーザダイオード
を電気的に2次元小走査させることで、ガルバノミラー
を機械的に2次元小走査させたときと同様に試料50の
2次元走査を行うことができる。
The laser diode array 60 has laser diodes arranged two-dimensionally. By electrically performing the two-dimensional small scanning of the laser diode, the two-dimensional scanning of the sample 50 can be performed as in the case of mechanically performing the two-dimensional small scanning of the galvanometer mirror.

【0054】フォトダイオードアレイ70は、フォトダ
イオードをレーザダイオードアレイ60と同様に配列し
てなり、2次元走査された試料50からの蛍光を受光す
る。
The photodiode array 70 has photodiodes arranged in the same manner as the laser diode array 60, and receives fluorescence from the two-dimensionally scanned sample 50.

【0055】この第2実施形態は電気的に動作するレー
ザダイオードアレイ60とフォトダイオードアレイ70
とを用いたので、第1実施形態の場合より高速に走査す
ることができるようになり、ビデオレートの速度まで測
定処理を早めることも可能となる。
In the second embodiment, an electrically operated laser diode array 60 and a photodiode array 70 are used.
Since and are used, the scanning can be performed at a higher speed than in the case of the first embodiment, and the measurement processing can be speeded up to the speed of the video rate.

【0056】なお、上記各実施形態において、対物レン
ズ7の焦点面と共役な位置にピンホール13を配置させ
ることで共焦点顕微鏡として使用することができる。
In each of the above-mentioned embodiments, the pinhole 13 can be arranged at a position conjugate with the focal plane of the objective lens 7 to be used as a confocal microscope.

【0057】また、演算は2次元平面における変化だけ
でなく、時間軸や共焦点顕微鏡の光軸に沿った試料の深
さを用いた3次元空間に対しても行うことができる。
The calculation can be performed not only on the change in the two-dimensional plane, but also in the three-dimensional space using the depth of the sample along the time axis or the optical axis of the confocal microscope.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上に説明したように請求項1記載の発
明の光走査顕微鏡によれば、信号中に擾乱があったとき
でも複数の信号に基づいて所定の信号処理がなされるの
で、擾乱の影響を少なくすることができ精度の高い信号
処理を行うことができる。したがって、試料の正確な観
察を行うことができる。また、検出手段から出力された
信号をすべて記憶してから画像処理を行うのではなく、
一部分の領域から得られた複数の検出信号を逐次信号処
理していくため、高速に信号処理を行うことができる。
更に、試料からの光を検出する検出手段からの検出信号
を記憶する手段を必要としないので、画像処理を行う光
走査顕微鏡を安価に提供することができる。
As described above, according to the optical scanning microscope of the first aspect of the present invention, since the predetermined signal processing is performed based on a plurality of signals even when there is a disturbance in the signal, the disturbance is caused. It is possible to reduce the influence of, and to perform highly accurate signal processing. Therefore, accurate observation of the sample can be performed. Also, instead of storing all the signals output from the detection means before performing image processing,
Since a plurality of detection signals obtained from a partial region are successively subjected to signal processing, signal processing can be performed at high speed.
Furthermore, since there is no need for means for storing the detection signal from the detection means for detecting the light from the sample, it is possible to provide an optical scanning microscope for image processing at low cost.

【0059】請求項2記載の発明の光走査顕微鏡によれ
ば、機械的でなく電気的に走査を行うので、走査を高速
に行うことができ、測定処理を迅速に行うことができ
る。
According to the optical scanning microscope of the second aspect of the invention, since the scanning is performed electrically rather than mechanically, the scanning can be performed at high speed and the measurement process can be performed quickly.

【0060】請求項3記載の発明の光走査顕微鏡によれ
ば、レーザダイオードアレイの発光を高速で順次切り換
えることができるので、高速かつ高精度な走査を行うこ
とができ、測定処理を迅速に行うことができる。
According to the optical scanning microscope of the third aspect of the present invention, since the light emission of the laser diode array can be sequentially switched at high speed, high-speed and high-precision scanning can be performed, and the measurement process can be performed quickly. be able to.

【0061】請求項4記載の発明の光走査顕微鏡によれ
ば、走査手段と試料との間に配置される対物レンズの焦
点面と共役な位置にピンホールを配置したので、共焦点
顕微鏡として使用することができる。
According to the optical scanning microscope of the invention described in claim 4, since the pinhole is arranged at a position conjugate with the focal plane of the objective lens arranged between the scanning means and the sample, it is used as a confocal microscope. can do.

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

【図1】図1はこの発明の第1実施形態に係る光走査型
顕微鏡のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical scanning microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は画像処理の手法を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an image processing method.

【図3】図3は重み付け手法の一例を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a weighting method.

【図4】図4は演算回路の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an arithmetic circuit.

【図5】図5はこの発明の第2実施形態に係る光走査型
顕微鏡のブロック構成図である。
FIG. 5 is a block diagram of an optical scanning microscope according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光走査顕微鏡 2 レーザ光源 11 フォトディテクタ(検出手段) 12 試料 13 ピンホール 20 第2のスキャナユニット(第2の走査手段) 30 第1のスキャナユニット(第1の走査手段) 40 演算回路(検出信号処理部) 60 レーザダイオードアレイ 70 フォトダイオードアレイ 1 Optical Scanning Microscope 2 Laser Light Source 11 Photodetector (Detecting Means) 12 Sample 13 Pinhole 20 Second Scanner Unit (Second Scanning Means) 30 First Scanner Unit (First Scanning Means) 40 Arithmetic Circuit (Detection Signal) Processing unit) 60 laser diode array 70 photo diode array

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ビームを発する光源と、試料上で前記
光ビームを2次元的に走査する第1の走査手段と、前記
第1の走査手段の走査範囲の一部分づつを前記第1の走
査手段の全走査範囲に亘って2次元的に走査する第2の
走査手段と、前記試料からの光を検出する検出手段とを
備えた光走査型顕微鏡において、 前記検出手段から出力される、前記第2の走査手段が走
査する範囲に対応する複数の信号に基づき所定の信号処
理を行い、処理結果を前記走査範囲に対応する1つの信
号として出力する検出信号処理部を備えることを特徴と
する光走査型顕微鏡。
1. A light source for emitting a light beam, a first scanning means for two-dimensionally scanning the light beam on a sample, and a part of a scanning range of the first scanning means for the first scanning. An optical scanning microscope comprising: a second scanning unit that two-dimensionally scans the entire scanning range of the unit; and a detection unit that detects light from the sample. It is characterized by further comprising a detection signal processing section for performing a predetermined signal processing based on a plurality of signals corresponding to a scanning range of the second scanning means and outputting a processing result as one signal corresponding to the scanning range. Optical scanning microscope.
【請求項2】 前記第2の走査手段は、発光を順次切り
換える光射出部を2次元的に配列してなり、前記検出手
段は、前記光射出部に対応して受光部を2次元的に配列
してなることを特徴とする請求項1に記載の光走査型顕
微鏡。
2. The second scanning means is a two-dimensional array of light emitting sections for sequentially switching light emission, and the detecting section is two-dimensionally arranged for the light receiving sections corresponding to the light emitting sections. The optical scanning microscope according to claim 1, wherein the optical scanning microscopes are arranged.
【請求項3】 前記第2の走査手段はレーザダイオード
アレイであり、前記検出手段はフォトダイオードアレイ
であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査
型顕微鏡。
3. The optical scanning microscope according to claim 1, wherein the second scanning means is a laser diode array, and the detecting means is a photodiode array.
【請求項4】 前記走査手段と前記試料との間に配置さ
れる対物レンズの焦点面と共役な位置にピンホールを配
置したことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の
光走査型顕微鏡。
4. The light according to claim 1, wherein a pinhole is arranged at a position conjugate with a focal plane of an objective lens arranged between the scanning means and the sample. Scanning microscope.
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JP2004538454A (en) * 2001-07-16 2004-12-24 オーガスト テクノロジー コーポレイション Confocal 3D inspection system and process
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