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JP2008170973A - Confocal laser microscope - Google Patents

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JP2008170973A
JP2008170973A JP2007313744A JP2007313744A JP2008170973A JP 2008170973 A JP2008170973 A JP 2008170973A JP 2007313744 A JP2007313744 A JP 2007313744A JP 2007313744 A JP2007313744 A JP 2007313744A JP 2008170973 A JP2008170973 A JP 2008170973A
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Japan
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luminance
objective lens
laser microscope
detection sensitivity
confocal laser
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Application number
JP2007313744A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinsuke Kaneki
伸介 金木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a confocal laser microscope capable of restraining an increase in time required to form an extended image or three dimensional image. <P>SOLUTION: The confocal laser microscope includes a laser light source 1, an objective lens 5, a specimen table 6A, a secondary scanning mechanism 3, and a Z movement mechanism 1409, a pin hole 8, and an optical detector 9, and formes an extended image or three dimensional image of a specimen 6. If it is determined that at least the detecting sensitivity of the optical detector 9 or the emission power of the laser light source 1 is adjusted in the course of movement of the objective lens 5 or specimen table 6A within a moving distance, luminance detected before or after the adjustment of the detecting sensitivity or emission power is corrected so as to have a relative relation with luminance detected before or after the adjustment of the detecting sensitivity or emission power. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、共焦点レーザ顕微鏡に関する。   The present invention relates to a confocal laser microscope.

図11は、既存の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。
図11に示す共焦点レーザ顕微鏡は、レーザ光源1と、PBS(Polarization Beam Splitter)2と、2次元走査機構3と、1/4λ板4と、対物レンズ5と、集光レンズ7と、ピンホール8と、光検出器9と、検出感度調整ユニット10と、レーザパワー調整用DA変換器11と、コントローラ12と、モニタ13とを備える。
FIG. 11 is a diagram showing an existing confocal laser microscope.
A confocal laser microscope shown in FIG. 11 includes a laser light source 1, a PBS (Polarization Beam Splitter) 2, a two-dimensional scanning mechanism 3, a ¼λ plate 4, an objective lens 5, a condenser lens 7, and a pin. A hall 8, a photodetector 9, a detection sensitivity adjustment unit 10, a laser power adjustment DA converter 11, a controller 12, and a monitor 13 are provided.

図11に示す共焦点レーザ顕微鏡において、レーザ光源1から出射した光は、PBS2を透過した後、2次元走査機構3に入射される。2次元走査機構3は、入射された光を2次元に走査しつつ対物レンズ5へと導く。2次元走査機構3は対物レンズ5の瞳と共役な位置に配置されている為、対物レンズ5の瞳へ入射した光は、集光となって試料6上を走査する。   In the confocal laser microscope shown in FIG. 11, the light emitted from the laser light source 1 passes through the PBS 2 and then enters the two-dimensional scanning mechanism 3. The two-dimensional scanning mechanism 3 guides the incident light to the objective lens 5 while scanning the two-dimensionally. Since the two-dimensional scanning mechanism 3 is arranged at a position conjugate with the pupil of the objective lens 5, the light incident on the pupil of the objective lens 5 is condensed to scan the sample 6.

また、試料6の表面で反射した光は、再び対物レンズ5から、1/4λ板4、2次元走査機構3を介してPBS2に入射された後、PBS2によって集光レンズ7側に反射され集光レンズ7によってピンホール8上に集光される。   The light reflected from the surface of the sample 6 is again incident on the PBS 2 from the objective lens 5 via the 1 / 4λ plate 4 and the two-dimensional scanning mechanism 3, and then reflected by the PBS 2 toward the condenser lens 7 and collected. The light is condensed on the pinhole 8 by the optical lens 7.

そして、ピンホール8上に集光した反射光のうち試料6上の集光点以外で反射された光がピンホール8によりカットされ、ピンホール8を通過した反射光だけが光検出器9によって検出される。光検出器9は、検出した反射光の輝度を電気信号に変換して、検出感度調整ユニット10を介して、コントローラ12に出力する。   Of the reflected light collected on the pinhole 8, the light reflected at a point other than the focal point on the sample 6 is cut by the pinhole 8, and only the reflected light that has passed through the pinhole 8 is detected by the photodetector 9. Detected. The photodetector 9 converts the luminance of the detected reflected light into an electrical signal and outputs it to the controller 12 via the detection sensitivity adjustment unit 10.

なお、1/4λ板4は、入射された光を直線偏光から円偏光に変換する。また、対物レンズ5は、図示しないZ移動機構により対物レンズ5から出射される光の光軸方向(Z方向)に移動可能とする。また、2次元走査機構3及び上記Z移動機構はコントローラ12によって動作が制御されるものとする。   The quarter λ plate 4 converts incident light from linearly polarized light to circularly polarized light. The objective lens 5 is movable in the optical axis direction (Z direction) of light emitted from the objective lens 5 by a Z movement mechanism (not shown). The operations of the two-dimensional scanning mechanism 3 and the Z moving mechanism are controlled by the controller 12.

共焦点レーザ顕微鏡によって作成される画像としては、エクステンド画像(焦点深度の浅い1枚の断層画像をZ方向に積層させることにより、全ての凹凸に焦点が合った画像)や3次元画像がある。これらエクステンド画像や3次元画像を作成する際、例えば、ユーザは、光検出器9から検出感度調整ユニット10へ出力される輝度が目標の輝度範囲に対して不足したり飽和(過大)したりしないように、リアルタイムで表示されている共焦点画像をモニタ13で見ながらその画像の隣などに表示される輝度調整値を最適に調整する。   As an image created by the confocal laser microscope, there are an extended image (an image in which all the concaves and convexes are focused by laminating one tomographic image having a shallow focal depth in the Z direction) and a three-dimensional image. When creating these extended images or three-dimensional images, for example, the user does not have insufficient or saturated (excessive) luminance output from the photodetector 9 to the detection sensitivity adjustment unit 10 with respect to the target luminance range. As described above, the brightness adjustment value displayed next to the confocal image displayed in real time on the monitor 13 is optimally adjusted.

また、エクステンド画像や3次元画像の作成中において、光検出器9から検出感度調整ユニット10へ出力される輝度が目標の輝度範囲に対して不足または飽和する場合は、輝度調整値を調整し直し、再度、最初から断層画像を取得していく。   In addition, during the creation of an extended image or a three-dimensional image, if the luminance output from the photodetector 9 to the detection sensitivity adjustment unit 10 is insufficient or saturated with respect to the target luminance range, the luminance adjustment value is readjusted. The tomographic image is acquired again from the beginning.

また、それぞれ反射率が異なる複数の表面を有する試料6のエクステンド画像や3次元画像を作成する場合は、予め、反射率の異なる表面毎に輝度調整値を最適に調整しておく。(例えば、特許文献1参照)
特開平8−292198号公報
In addition, when an extended image or a three-dimensional image of the sample 6 having a plurality of surfaces each having a different reflectance is created, the brightness adjustment value is optimally adjusted in advance for each surface having a different reflectance. (For example, see Patent Document 1)
JP-A-8-292198

しかしながら、上述の既存の共焦点レーザ顕微鏡では、以下のような問題がある。
すなわち、事前に共焦点画像を取得するための時間やその共焦点画像を使用して輝度調整値を調整する時間分、エクステンド画像や3次元画像の作成時間が増大するという問題がある。
However, the above existing confocal laser microscope has the following problems.
That is, there is a problem that the time for creating the extended image and the three-dimensional image increases by the time for acquiring the confocal image in advance and the time for adjusting the luminance adjustment value using the confocal image.

また、エクステンド画像や3次元画像の作成中に輝度値が不足したり飽和したりする場合、輝度調整値の再調整が必要となり、また、反射率が異なる複数の表面を有する試料6のエクステンド画像や3次元画像を作成する場合では、輝度調整用の断層画像が増えるため、その分輝度の調整にかかる時間も増え、エクステンド画像や3次元画像を作成する時間がさらに増加してしまうという問題がある。   In addition, when the brightness value is insufficient or saturated during the creation of the extended image or the three-dimensional image, it is necessary to readjust the brightness adjustment value, and the extended image of the sample 6 having a plurality of surfaces having different reflectances. In the case of creating a three-dimensional image, the number of tomographic images for luminance adjustment increases, so the time required for adjusting the luminance increases accordingly, and the time for creating an extended image or a three-dimensional image further increases. is there.

そこで、本発明では、エクステンド画像または3次元画像の作成時間が増大することを抑えることが可能な共焦点レーザ顕微鏡を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a confocal laser microscope capable of suppressing an increase in the time for creating an extended image or a three-dimensional image.

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の共焦点レーザ顕微鏡は、レーザ光源と、そのレーザ光源から発したレーザ光を試料上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光を前記試料上において2次元に走査させる2次元走査手段と、前記対物レンズまたは前記試料を載せるための試料台を前記対物レンズから出射される光の光軸方向に予め設定された移動距離内において一定間隔で移動させる移動手段と、前記対物レンズの集光位置と共役な位置に配置された共焦点絞り手段と、その共焦点絞り手段を通過した光の輝度を検出する光検出器とを備え、前記輝度及び前記試料の高さ情報に基づいて、前記試料のエクステンド画像または3次元画像を作成する共焦点レーザ顕微鏡であって、前記輝度が目標の輝度範囲に入るように前記光検出器の検出感度または前記レーザ光源の出射パワーの少なくとも一方を調整する調整手段と、前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で、前記調整手段により前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたと判断した場合、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度を、前記検出感度または前記出射パワーが調整された前または後に検出された輝度と相関関係になるように補正する相関手段とを備える。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
That is, the confocal laser microscope of the present invention includes a laser light source, an objective lens for condensing the laser light emitted from the laser light source on the sample, and two-dimensional scanning for scanning the laser light two-dimensionally on the sample. Means, a moving means for moving the objective lens or a sample stage on which the sample is placed at a predetermined interval in a movement distance set in advance in the optical axis direction of the light emitted from the objective lens, and the objective lens A confocal stop means disposed at a position conjugate with the condensing position; and a photodetector for detecting the brightness of light that has passed through the confocal stop means, and based on the brightness and the height information of the sample A confocal laser microscope for creating an extended image or a three-dimensional image of the sample, wherein the detection sensitivity or the level of the photodetector is set so that the luminance falls within a target luminance range. An adjusting means for adjusting at least one of the output power of the light source, and at least one of the detection sensitivity or the output power by the adjusting means while the objective lens or the sample stage moves within the moving distance. When the detection sensitivity or the output power is adjusted, the brightness detected before or after the detection sensitivity or the output power is adjusted is correlated with the brightness detected before or after the detection sensitivity or the output power is adjusted. Correlating means for correcting so as to be.

また、上記相関手段は、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前に検出された輝度と前記検出感度または前記出射パワーが調整された後に検出された輝度との比を前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度に対して乗算した値を、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度の補正後の値とするように構成してもよい。   The correlating means may calculate a ratio between the luminance detected before the detection sensitivity or the output power is adjusted and the luminance detected after the detection sensitivity or the output power is adjusted. A value obtained by multiplying the luminance detected before or after the emission power is adjusted is set as a value after correction of the luminance detected before or after the detection sensitivity or the emission power is adjusted. May be.

また、上記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記一定間隔の移動毎に、前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断するように構成してもよい。   Further, the correlation means may be configured to determine whether at least one of the detection sensitivity or the output power is adjusted every time the objective lens or the sample stage moves at the predetermined interval. .

また、上記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記移動距離の移動終了後に、前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断するように構成してもよい。   Further, the correlation means may be configured to detect the detection sensitivity or the output power while the objective lens or the sample stage is moving within the movement distance after the movement of the objective lens or the sample stage is completed. It may be configured to determine whether at least one of the adjustments has been made.

また、上記光検出器は、フォトマルチプライヤまたはフォトダイオードとし、上記調整手段は、前記光検出器への印加電圧を制御することにより前記検出感度を調整するように構成してもよい。   The photodetector may be a photomultiplier or a photodiode, and the adjusting means may be configured to adjust the detection sensitivity by controlling a voltage applied to the photodetector.

また、上記調整手段は、前記レーザ光源への駆動電流を制御することにより前記出射パワーを調整するように構成してもよい。   The adjusting unit may be configured to adjust the emission power by controlling a driving current to the laser light source.

本発明によれば、エクステンド画像または3次元画像の作成時間が増大することを抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress an increase in the time for creating an extended image or a three-dimensional image.

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。なお、図11に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a confocal laser microscope according to the first embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure shown in FIG.

図1に示す共焦点レーザ顕微鏡は、レーザ光源1と、PBS2と、2次元走査機構3と、1/4λ板4と、対物レンズ5と、集光レンズ7と、ピンホール8と、光検出器9と、検出感度調整ユニット10と、レーザパワー調整用DA変換器11と、コントローラ12と、モニタ13とを備える。なお、後述のZ移動機構1409には、対物レンズ5または試料6を載せるための試料台6Aを対物レンズ5から出射される光の光軸方向(Z方向)に移動させるためのモータや対物レンズ5または試料台6Aの現在の位置を示す信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するためのAD変換器などが備えられているものとする。   The confocal laser microscope shown in FIG. 1 includes a laser light source 1, a PBS 2, a two-dimensional scanning mechanism 3, a ¼λ plate 4, an objective lens 5, a condenser lens 7, a pinhole 8, and light detection. A detector 9, a detection sensitivity adjustment unit 10, a DA converter 11 for laser power adjustment, a controller 12, and a monitor 13. A Z moving mechanism 1409 (to be described later) includes a motor or objective lens for moving the objective lens 5 or the sample stage 6A on which the specimen 6 is placed in the optical axis direction (Z direction) of the light emitted from the objective lens 5. 5 or an AD converter or the like for converting a signal indicating the current position of the sample stage 6A from an analog signal to a digital signal.

図2は、検出感度調整ユニット10を示す図である。
図2に示す検出感度調整ユニット10は、高圧電源回路14と、増幅器15と、AD変換器16と、DA変換器17とを備える。
FIG. 2 is a diagram showing the detection sensitivity adjustment unit 10.
The detection sensitivity adjustment unit 10 shown in FIG. 2 includes a high voltage power supply circuit 14, an amplifier 15, an AD converter 16, and a DA converter 17.

上記DA変換器17は、コントローラ12から出力される輝度調整値をデジタル信号からアナログ信号に変換し、高圧電源回路14へ出力する。
上記高圧電源回路14は、DA変換器17から出力される輝度調整値に基づく印加電圧HVを光検出器9へ印加する。光検出器9は、印加される印加電圧HVに基づいて検出感度を調整する。
The DA converter 17 converts the luminance adjustment value output from the controller 12 from a digital signal to an analog signal and outputs the analog signal to the high voltage power supply circuit 14.
The high-voltage power supply circuit 14 applies an applied voltage HV based on the brightness adjustment value output from the DA converter 17 to the photodetector 9. The photodetector 9 adjusts the detection sensitivity based on the applied voltage HV that is applied.

上記増幅器15は、光検出器9で検出された、ピンホール8を通過した反射光の輝度を示す信号を増幅する。
上記AD変換器16は、増幅器15で増幅された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してコントローラ12へ出力する。
The amplifier 15 amplifies the signal detected by the photodetector 9 and indicating the luminance of the reflected light that has passed through the pinhole 8.
The AD converter 16 converts the signal amplified by the amplifier 15 from an analog signal to a digital signal and outputs the signal to the controller 12.

図3は、コントローラ12に備えられる輝度値相関調整部20を示す図である。
図3に示す輝度値相関調整部20は、輝度値記憶部1401と、高さ情報記憶部1402と、輝度値相関演算部1403と、輝度調整値演算部1404と、輝度調整I/O1405と、輝度調整値記憶部1406と、Z移動機構I/O1407と、Z移動機構ドライバ1408と、画像転送I/O1410とを備える。
FIG. 3 is a diagram illustrating the luminance value correlation adjusting unit 20 provided in the controller 12.
The luminance value correlation adjustment unit 20 shown in FIG. 3 includes a luminance value storage unit 1401, a height information storage unit 1402, a luminance value correlation calculation unit 1403, a luminance adjustment value calculation unit 1404, a luminance adjustment I / O 1405, A luminance adjustment value storage unit 1406, a Z movement mechanism I / O 1407, a Z movement mechanism driver 1408, and an image transfer I / O 1410 are provided.

図1に示す共焦点レーザ顕微鏡では、図11に示す共焦点レーザ顕微鏡と同様に、対物レンズ5による集光位置とピンホール8の位置とが光学的に共役な位置関係になっている。すなわち、試料6が対物レンズ5による集光位置にある場合は、試料6からの反射光がピンホール8上で集光されてピンホール8を通過する。試料6が対物レンズ5による集光位置からずれた位置にある場合は、試料6からの反射光はピンホール8上に集光しないので、ピンホール8を通過しない。従って、このときの対物レンズ5と試料6の相対位置と、光検出器9の出力との関係は、次のようになる。すなわち、試料6が対物レンズ5の集光位置にある場合には、光検出器9で検出される輝度値は最大になる。そして、この位置から対物レンズ5と試料6の相対位置が離れるに従い光検出器9の出力は急激に低下する。従って、対物レンズ5による集光位置を2次元走査機構3によって2次元走査し、そのとき光検出器9で検出される輝度値を2次元走査機構3におけるx−y平面方向の走査位置情報と関連付けてコントローラ12によって画像化し、その画像をモニタ13に表示すると、試料6のある特定の高さのみを表す共焦点画像が得られる。さらに、対物レンズ5または試料台6AをZ移動機構1409によりZ方向に移動させながら、上記と同様に光検出器9で検出される輝度値を取得していく。そして、x−y平面方向において同一位置の画素における全ての輝度値のうち輝度値が最も大きい輝度値と、その輝度値に対応する対物レンズ5の高さ情報とをx−y平面方向の全ての画素分用いてエクステンド画像または3次元画像を作成する。   In the confocal laser microscope shown in FIG. 1, similarly to the confocal laser microscope shown in FIG. 11, the condensing position by the objective lens 5 and the position of the pinhole 8 are in an optically conjugate positional relationship. That is, when the sample 6 is at a position where light is collected by the objective lens 5, the reflected light from the sample 6 is collected on the pinhole 8 and passes through the pinhole 8. When the sample 6 is at a position deviated from the condensing position by the objective lens 5, the reflected light from the sample 6 does not collect on the pinhole 8 and therefore does not pass through the pinhole 8. Accordingly, the relationship between the relative position of the objective lens 5 and the sample 6 at this time and the output of the photodetector 9 is as follows. That is, when the sample 6 is at the condensing position of the objective lens 5, the luminance value detected by the photodetector 9 is maximized. Then, as the relative position between the objective lens 5 and the sample 6 increases from this position, the output of the photodetector 9 decreases rapidly. Therefore, the condensing position by the objective lens 5 is two-dimensionally scanned by the two-dimensional scanning mechanism 3, and the luminance value detected by the photodetector 9 at that time is used as the scanning position information in the xy plane direction in the two-dimensional scanning mechanism 3. When the image is associated and imaged by the controller 12 and the image is displayed on the monitor 13, a confocal image representing only a specific height of the sample 6 is obtained. Further, the luminance value detected by the photodetector 9 is acquired in the same manner as described above while moving the objective lens 5 or the sample stage 6A in the Z direction by the Z moving mechanism 1409. Then, the luminance value having the largest luminance value among all the luminance values in the pixels at the same position in the xy plane direction and the height information of the objective lens 5 corresponding to the luminance value are all in the xy plane direction. An extended image or a three-dimensional image is created using the number of pixels.

次に、より具体的なエクステンド画像または3次元画像の作成プロセスについて説明する。
まず、ユーザは、モニタ13に表示される試料6の共焦点画像を見ながら、その共焦点画像の隣などに表示される操作画面によってZ移動機構1409を操作することで対物レンズ5をZ方向に移動させて、対物レンズ5の移動距離を予め設定しておく。移動距離は、例えば、コントローラ12の所定のメモリに記憶される。
Next, a more specific process for creating an extended image or a three-dimensional image will be described.
First, while viewing the confocal image of the sample 6 displayed on the monitor 13, the user operates the Z moving mechanism 1409 on the operation screen displayed next to the confocal image to move the objective lens 5 in the Z direction. The movement distance of the objective lens 5 is set in advance. The movement distance is stored in a predetermined memory of the controller 12, for example.

次に、移動距離の設定が完了すると、対物レンズ5は、その移動距離内を予め決められた移動ピッチΔZで上昇していき、移動ピッチΔZ毎にx−y平面方向における全画素の輝度値Iが取得されていく。すなわち、ある高さ情報Z(k)においてx−y平面方向の全画素分の輝度値Iを取得すると、それら輝度値Iを上記高さ情報Z(k)と関連付けて輝度値記憶部1401に記憶される。次に、Z移動機構1409により対物レンズ5が移動ピッチΔZ上昇し対物レンズ5が高さ情報Z(k+1)まで移動すると、その高さ情報Z(k+1)におけるx−y平面方向の全画素分の輝度値が取得され、それら輝度値Iを上記高さ情報Z(k+1)と関連付けて輝度値記憶部1401に記憶される。なお、対物レンズ5が移動距離を全て移動した後のある1画素において取得される全ての輝度値Iは、例えば、図4Aや図4BのI(輝度値)−Z(高さ情報)の関係を示すグラフの曲線上の各黒丸に相当する。   Next, when the setting of the movement distance is completed, the objective lens 5 rises within the movement distance at a predetermined movement pitch ΔZ, and the luminance value of all pixels in the xy plane direction for each movement pitch ΔZ. I is acquired. That is, when the luminance values I for all the pixels in the xy plane direction are obtained in certain height information Z (k), the luminance values I are associated with the height information Z (k) in the luminance value storage unit 1401. Remembered. Next, when the objective lens 5 is moved up by the movement pitch ΔZ by the Z moving mechanism 1409 and the objective lens 5 is moved to the height information Z (k + 1), all the pixels in the xy plane direction in the height information Z (k + 1) are obtained. Luminance values are acquired, and these luminance values I are stored in the luminance value storage unit 1401 in association with the height information Z (k + 1). Note that all the luminance values I acquired in one pixel after the objective lens 5 has moved all the moving distance are, for example, the relationship of I (luminance value) -Z (height information) in FIGS. 4A and 4B. Corresponds to each black circle on the curve of the graph.

そして、上述の動作が、予め設定した上記移動距離内において繰り返し行われることにより、x−y平面方向における全ての画素において、それぞれ、最大の輝度値I及びその最大の輝度値Iに対応する高さ情報Zが求められ、それらの情報が合成されることによりエクステンド画像または3次元画像が作成され、画像転送I/O1410を介してモニタ13に表示される。   Then, the above-described operation is repeatedly performed within the preset moving distance, so that the maximum luminance value I and the maximum luminance value I corresponding to the maximum luminance value I are respectively obtained in all pixels in the xy plane direction. The information Z is obtained, and the information is combined to create an extended image or a three-dimensional image, which is displayed on the monitor 13 via the image transfer I / O 1410.

なお、図4Aに示すように、今回取得した輝度値I(k+1)が前回取得した輝度値I(k)よりも大きい場合は、輝度値記憶部1401に記憶した輝度値I(k)及び高さ情報Z(k)を輝度値I(k+1)及び高さ情報(k+1)に更新し、逆に、図4Bに示すように、前回取得した輝度値I(k)が今回取得した輝度値I(k+1)よりも大きい場合は、輝度値I(k)及び高さ情報Z(k)をそのまま輝度値記憶部1401に記憶しておき、最終的に輝度値記憶部1401に記憶されている輝度値I及び高さ情報Zを用いてエクステンド画像または3次元画像を作成してもよい。   As shown in FIG. 4A, when the luminance value I (k + 1) acquired this time is larger than the luminance value I (k) acquired last time, the luminance value I (k) stored in the luminance value storage unit 1401 and the high value The depth information Z (k) is updated to the luminance value I (k + 1) and the height information (k + 1). Conversely, as shown in FIG. 4B, the previously acquired luminance value I (k) is the luminance value I acquired this time. If it is larger than (k + 1), the luminance value I (k) and the height information Z (k) are stored in the luminance value storage unit 1401 as they are, and finally the luminance value stored in the luminance value storage unit 1401 An extended image or a three-dimensional image may be created using the value I and the height information Z.

ところで、図5に示すような反射率の異なる表面を有する試料6のエクステンド画像または3次元画像を作成する場合、対物レンズ5または試料台6Aの全ての移動において光検出器9の輝度調整値を共通にすると、上述したように、ある高さ情報Zにおける輝度値Iが不足または飽和してエクステンド画像の一部が作成されない可能性がある。   By the way, when an extended image or a three-dimensional image of the sample 6 having surfaces with different reflectivities as shown in FIG. 5 is created, the brightness adjustment value of the photodetector 9 is set for all movements of the objective lens 5 or the sample stage 6A. In common, as described above, there is a possibility that the brightness value I in a certain height information Z is insufficient or saturated and a part of the extended image is not created.

そこで、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、輝度調整値演算部1404において、対物レンズ5の移動毎に、光検出器9の検出感度を調整するための輝度調整値を調整し、その調整した輝度調整値を輝度調整I/O1405を介して検出感度調整ユニット10に出力する。   Therefore, in the confocal laser microscope of the first embodiment, the luminance adjustment value calculation unit 1404 adjusts the luminance adjustment value for adjusting the detection sensitivity of the photodetector 9 every time the objective lens 5 moves, and the adjustment. The brightness adjustment value thus obtained is output to the detection sensitivity adjustment unit 10 via the brightness adjustment I / O 1405.

この輝度調整値の調整処理は、例えば、輝度値Iが飽和するときの値を100%とする場合において、x−y平面方向の全ての画素に対応する各輝度値Iのうち最大の輝度値Iが80〜60%(目標の輝度範囲)以外になるときに実行するものとする。なお、上記目標の輝度範囲は可変可能とする。   For example, in the case where the value when the luminance value I is saturated is 100%, the adjustment processing of the luminance adjustment value is the maximum luminance value among the luminance values I corresponding to all the pixels in the xy plane direction. This is executed when I is not 80 to 60% (target luminance range). The target luminance range is variable.

また、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、光検出器9としてフォトマルチプライヤを用いるものとし、上記輝度調整値を検出感度Gとする。このように構成する場合、検出感度Gは、検出感度調整ユニット10から光検出器9へ印加される印加電圧HVを制御することで調整することができ、G=j×HV^aと表すことができる。なお、aは、検出感度Gと印加電圧HVとの関係を表す定数(メーカー指示値)、jは、ダイノードの数(メーカー指示値)であるため、a、jは、それぞれ、フォトマルチプライヤ固体毎に決まる値となる。また、aは、厳密に装置毎に実験的に特性を求めてもよい。   In the confocal laser microscope of the first embodiment, a photomultiplier is used as the photodetector 9 and the brightness adjustment value is set as the detection sensitivity G. In such a configuration, the detection sensitivity G can be adjusted by controlling the applied voltage HV applied from the detection sensitivity adjustment unit 10 to the photodetector 9, and is expressed as G = j × HV ^ a. Can do. Note that a is a constant (maker instruction value) representing the relationship between the detection sensitivity G and the applied voltage HV, and j is the number of dynodes (manufacturer instruction value), so a and j are photomultiplier solids, respectively. It becomes a value determined every time. Further, a may be obtained experimentally strictly for each apparatus.

例えば、印加電圧HVの制御条件として、輝度値Iの目標レベルを光検出器9のダイナミックレンジの80%にするという条件が設定されている場合を考える。
ダイナミックレンジ100%のときの輝度値I(100%)は、印加電圧HV(100%)で試料6の反射率がr、光学系効率がtとすると、I(100%)=G(100%)×r×tとなるため、I(100%)=r×t×j×HV(100%)^aとなる。
For example, let us consider a case where a condition for setting the target level of the luminance value I to 80% of the dynamic range of the photodetector 9 is set as the control condition of the applied voltage HV.
When the dynamic range is 100%, the luminance value I (100%) is I (100%) = G (100%), assuming that the reflectance of the sample 6 is r and the optical system efficiency is t at the applied voltage HV (100%). ) × r × t, I (100%) = r × t × j × HV (100%) ^ a.

輝度値I(80%)に調整したい場合は、I(80%)=I(100%)×{HV(80%)^a/HV(100%)^a}により、HV(80%)を求めることができる。また、光検出器9にフォトダイオードを用いた場合も、増幅器の特性に基づいて輝度調整値を同様に演算で求めることができる。一般に、増幅器は線形であるため、光検出器9にフォトダイオードを用いた場合、演算はより容易になる。   If you want to adjust the brightness value I (80%), I (80%) = I (100%) x {HV (80%) ^ a / HV (100%) ^ a} Can be sought. Also, when a photodiode is used for the photodetector 9, the luminance adjustment value can be similarly obtained by calculation based on the characteristics of the amplifier. In general, since an amplifier is linear, when a photodiode is used for the photodetector 9, the calculation becomes easier.

ところで、上述したように、対物レンズ5の移動距離内において共通の輝度調整値を使用する場合(図6A)では、ある1画素における全輝度値Iのうち輝度値I(k+1)が最大になるが、同じ設定条件において対物レンズ5の移動毎に輝度調整値を調整するように変更すると(図6B)、上記と同じ画素における全輝度値Iのうち輝度値I(k)が最大になってしまうことがある。そのため、対物レンズ5の移動毎に輝度調整値を調整する場合では、正しくない高さ情報Zに基づいてエクステンド画像または3次元画像を作成してしまうおそれがある。   By the way, as described above, when a common luminance adjustment value is used within the moving distance of the objective lens 5 (FIG. 6A), the luminance value I (k + 1) among the total luminance values I in a certain pixel is maximized. However, if the brightness adjustment value is changed every time the objective lens 5 is moved under the same setting conditions (FIG. 6B), the brightness value I (k) among the total brightness values I in the same pixel is maximized. May end up. For this reason, when the brightness adjustment value is adjusted every time the objective lens 5 is moved, an extended image or a three-dimensional image may be generated based on the incorrect height information Z.

そこで、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、対物レンズ5の移動毎に輝度調整値を調整しても、正しい高さ情報Zを取得するために、輝度値相関演算部1403において、輝度調整値演算部1404により輝度調整値が調整されたと判断すると、輝度調整値が調整される前の輝度値Iと輝度調整値が調整された後の輝度値Iとが相関関係になるように、輝度調整値が調整される前の輝度値Iに対して補正を行う。   Therefore, in the confocal laser microscope of the first embodiment, in order to obtain the correct height information Z even if the luminance adjustment value is adjusted every time the objective lens 5 is moved, the luminance value correlation calculation unit 1403 performs luminance adjustment. If it is determined that the brightness adjustment value has been adjusted by the value calculation unit 1404, the brightness value I before the brightness adjustment value is adjusted and the brightness value I after the brightness adjustment value are adjusted are correlated. Correction is performed on the luminance value I before the adjustment value is adjusted.

例えば、ある高さ情報Z(k+1)において輝度値I(k+1)を取得したときの印加電圧HV(k+1)と、1つ前の高さ情報Z(k)において輝度値I(k)を取得したときの印加電圧HV(k)とを比較する。このとき、印加電圧HV(k)と印加電圧HV(k+1)との偏差ΔHVがゼロでなければ、輝度値I(k)と輝度値I(k+1)とが相関関係になっていない(輝度値I(k+1)と輝度値I(k)とが互いに異なる輝度調整値で検出され相関関係になっていない)と判断し、輝度値相関演算部1403は、輝度調整値が調整される前の輝度値Iに、輝度調整値が調整された前後関係から求まる比を輝度に対して乗算する事で補正を行う。すなわち、上記I(k)=r×t×j×HV(k)^aを利用して、補正対象の輝度値Itarget={r×t×j×HV(k)^a}×{(HV(k+1)^a)÷(HV(k)^a)}を求めることができる。   For example, the applied voltage HV (k + 1) when the brightness value I (k + 1) is acquired at a certain height information Z (k + 1) and the brightness value I (k) is acquired at the previous height information Z (k). The applied voltage HV (k) is compared. At this time, if the deviation ΔHV between the applied voltage HV (k) and the applied voltage HV (k + 1) is not zero, the luminance value I (k) and the luminance value I (k + 1) are not correlated (luminance value). The luminance value correlation calculation unit 1403 determines that the luminance value before the luminance adjustment value is adjusted is determined to be that the luminance value I (k) and the luminance value I (k) are detected by different luminance adjustment values. Correction is performed by multiplying the value I by the ratio obtained from the context in which the luminance adjustment value has been adjusted. That is, using the above I (k) = r × t × j × HV (k) ^ a, the luminance value Itarget = {r × t × j × HV (k) ^ a} × {(HV (K + 1) ^ a) ÷ (HV (k) ^ a)} can be obtained.

これにより、図7に示すように、印加電圧HVの調整前に取得した輝度値I(k)と、印加電圧HVの調整後に取得した輝度値I(k+1)とを相関関係にすることができるので、対物レンズ5の移動毎に印加電圧HVを調整しても、全ての画素において正しい高さ情報Zを求めることができ正確なエクステンド画像または3次元画像を作成することができる。   Thereby, as shown in FIG. 7, the luminance value I (k) acquired before the adjustment of the applied voltage HV and the luminance value I (k + 1) acquired after the adjustment of the applied voltage HV can be correlated. Therefore, even if the applied voltage HV is adjusted each time the objective lens 5 is moved, the correct height information Z can be obtained for all the pixels, and an accurate extended image or three-dimensional image can be created.

図8は、x−y平面方向の各画素の輝度値Iを移動距離において全て取得する際のコントローラ12の動作を示すフローチャートである。なお、上記移動距離は予め設定されているものとする。   FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the controller 12 when all the luminance values I of the pixels in the xy plane direction are acquired at the movement distance. In addition, the said movement distance shall be preset.

まず、ある高さ情報Zにおけるx−y平面方向の各画素の輝度値Iをそれぞれ検出感度調整ユニット10を介して光検出器9から取得し、その高さ情報Zと関連付けて輝度値記憶部1401に記憶する(S101)。なお、コントローラ12の動作開始時の高さ情報Zは、例えば、上記移動距離の最小値とする。   First, the luminance value I of each pixel in the xy plane direction at a certain height information Z is obtained from the photodetector 9 via the detection sensitivity adjustment unit 10 and is associated with the height information Z to obtain a luminance value storage unit. 1401 is stored (S101). The height information Z at the start of the operation of the controller 12 is, for example, the minimum value of the moving distance.

次に、輝度値記憶部1401に記憶した各画素の輝度値Iが、それぞれ、目標の輝度範囲に入っているか否かを判断する(S102)。なお、輝度値記憶部1401に記憶した各画素のうち一部の画素に対して、それぞれ、目標の輝度範囲に入っているか否かを判断するようにしてもよい。   Next, it is determined whether or not the luminance value I of each pixel stored in the luminance value storage unit 1401 is within the target luminance range (S102). Note that it may be determined whether some of the pixels stored in the luminance value storage unit 1401 are within the target luminance range.

入っていないと判断した場合は(S102がNO)、輝度調整値演算部1404において輝度調整値(印加電圧HV)を調整し(S103)、S101へ戻る。
一方、入っていると判断した場合は(S102がYES)、現在の輝度調整値をS101で取得した輝度値Iに対応付けて、輝度調整値記憶部1406に記憶する(S104)。
If it is determined that it is not included (S102 is NO), the luminance adjustment value calculation unit 1404 adjusts the luminance adjustment value (applied voltage HV) (S103), and the process returns to S101.
On the other hand, if it is determined that it is present (YES in S102), the current luminance adjustment value is stored in the luminance adjustment value storage unit 1406 in association with the luminance value I acquired in S101 (S104).

次に、現在の対物レンズ5の高さ情報ZをS101で取得した輝度値Iに対応付けて、高さ情報記憶部1402に記憶する(S105)。
次に、今回輝度調整値記憶部1406に記憶した輝度調整値と、前回輝度調整値記憶部1406に記憶した輝度調整値との偏差がゼロであるか否かを判断する(S106)。
Next, the current height information Z of the objective lens 5 is stored in the height information storage unit 1402 in association with the luminance value I acquired in S101 (S105).
Next, it is determined whether or not the deviation between the luminance adjustment value stored in the current luminance adjustment value storage unit 1406 and the luminance adjustment value stored in the previous luminance adjustment value storage unit 1406 is zero (S106).

偏差がゼロでないと判断した場合は(S106がNO)、輝度値記憶部1401に記憶されている、輝度調整値の調整前に取得した各輝度値Iに対して輝度調整値の調整後に取得した輝度値Iと相関関係になるように補正を行う(S107)。   If it is determined that the deviation is not zero (NO in S106), the luminance value stored in the luminance value storage unit 1401 is acquired after adjustment of the luminance adjustment value for each luminance value I acquired before adjustment of the luminance adjustment value. Correction is performed so as to correlate with the luminance value I (S107).

一方、偏差がゼロであると判断した場合は(S106がYES)、現在の高さ情報Zが上記移動距離の上限値であるか否かを判断する(S108)。上限値でないと判断した場合は(S108がNO)、対物レンズ5を移動ピッチΔZ上昇させて(S109)、S101へ戻る。なお、試料台6Aを移動ピッチΔZ下降させてもよい。   On the other hand, when it is determined that the deviation is zero (S106 is YES), it is determined whether or not the current height information Z is the upper limit value of the moving distance (S108). If it is determined that the value is not the upper limit (NO in S108), the objective lens 5 is moved up by the movement pitch ΔZ (S109), and the process returns to S101. Note that the sample stage 6A may be lowered by the movement pitch ΔZ.

一方、上限値であると判断した場合は(S108がYES)、輝度値Iの取得を終了する。そして、コントローラ12は、x−y平面方向の各画素において、それぞれ、最も大きい輝度値Iとその輝度値Iに対応する高さ情報Zとを輝度値記憶部1401及び高さ情報記憶部1402から取り出し、それらを合成してエクステンド画像または3次元画像を作成する。   On the other hand, when it is determined that the value is the upper limit value (S108 is YES), the acquisition of the luminance value I is terminated. Then, the controller 12 obtains the largest luminance value I and the height information Z corresponding to the luminance value I from the luminance value storage unit 1401 and the height information storage unit 1402 in each pixel in the xy plane direction. These are extracted and combined to create an extended image or a three-dimensional image.

第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、エクステンド画像または3次元画像の作成中にリアルタイムで、すなわち、対物レンズ5または試料台6Aの移動毎に輝度調整値を調整しているので、エクステンド画像または3次元画像の作成前のユーザによる輝度調整値の調整を行う必要がなくなり、エクステンド画像または3次元画像の作成時間が増大することを抑えることができる。   According to the confocal laser microscope of the first embodiment, the brightness adjustment value is adjusted in real time during the creation of the extended image or the three-dimensional image, that is, every time the objective lens 5 or the sample stage 6A is moved. It is not necessary to adjust the brightness adjustment value by the user before creating the image or the three-dimensional image, and it is possible to suppress an increase in the time for creating the extended image or the three-dimensional image.

また、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、対物レンズ5または試料台6Aの移動毎に輝度調整値を調整しているので、全ての輝度値Iを正しく取得することができ正確なエクステンド画像または3次元画像を作成することができる。   Further, according to the confocal laser microscope of the first embodiment, since the brightness adjustment value is adjusted every time the objective lens 5 or the sample stage 6A is moved, all the brightness values I can be acquired correctly and are accurate. An extended image or a three-dimensional image can be created.

また、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、対物レンズ5または試料台6Aの移動毎に輝度調整値を調整しているので、エクステンド画像または3次元画像の作成中に輝度値Iが不足したり飽和したりすることがなくなり、再度、最初から輝度値Iを取得する必要がなくなる。   Further, according to the confocal laser microscope of the first embodiment, the brightness adjustment value is adjusted every time the objective lens 5 or the sample stage 6A is moved, so that the brightness value I is set during the creation of the extended image or the three-dimensional image. There is no shortage or saturation, and there is no need to acquire the luminance value I from the beginning again.

また、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡によれば、輝度調整値の事前の調整を行う必要がないので、ユーザの負担を軽減することができる。なお、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、輝度調整値の調整方法として、光検出器の検出感度Gを制御する構成であるが、輝度調整値の調整方法として、コントローラ12がレーザパワー調整用DA変換器11を介してレーザ光源1の駆動電流を制御することによりレーザ光源1の出射パワーを調整してもよい。なお、このように構成する場合、レーザ光源1の駆動電流と出射パワーとは、リニアな関係(1:1)であるものとする。   Moreover, according to the confocal laser microscope of 1st Embodiment, since it is not necessary to perform adjustment of a brightness | luminance adjustment value in advance, a user's burden can be eased. In the confocal laser microscope according to the first embodiment, the detection sensitivity G of the photodetector is controlled as a method for adjusting the brightness adjustment value, but the controller 12 adjusts the laser power as the method for adjusting the brightness adjustment value. The emission power of the laser light source 1 may be adjusted by controlling the drive current of the laser light source 1 via the DA converter 11 for use. In the case of such a configuration, it is assumed that the drive current of the laser light source 1 and the emission power have a linear relationship (1: 1).

図9は、このように構成した場合のコントローラ12の動作を示すフローチャートである。なお、S201〜S209の各動作のうち、S203以外の動作は、図8に示すS103を除くS101〜S109の各動作と同じであるため説明を省略する。   FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the controller 12 in such a configuration. Of the operations of S201 to S209, operations other than S203 are the same as the operations of S101 to S109 except S103 shown in FIG.

すなわち、輝度値記憶部1401に記憶した各画素の輝度値Iが、それぞれ、所定の輝度範囲に入っていないと判断した場合は(S202がNO)、輝度調整値演算部1404において輝度調整値(レーザ光源1の出射パワー)を調整し(S203)、S201へ戻る。   That is, when it is determined that the luminance value I of each pixel stored in the luminance value storage unit 1401 is not within the predetermined luminance range (NO in S202), the luminance adjustment value calculation unit 1404 determines the luminance adjustment value ( The output power of the laser light source 1 is adjusted (S203), and the process returns to S201.

なお、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、輝度値相関演算部1403において、輝度調整値演算部1404により輝度調整値が調整されたと判断すると、輝度調整値が調整される前の輝度値Iと輝度調整値が調整された後の輝度値Iとが相関関係になるように、輝度調整値が調整される前の輝度値Iに対して補正を行うが、輝度調整値が調整された後の輝度値Iに対して補正を行うようにしても良い。この場合、補正対象の輝度値Itargetは、Itarget={r×t×j×HV(k+1)^a}×{(HV(k)^a)÷(HV(k+1)^a)}により求めることができる。   In the confocal laser microscope of the first embodiment, when the luminance value correlation calculation unit 1403 determines that the luminance adjustment value is adjusted by the luminance adjustment value calculation unit 1404, the luminance value I before the luminance adjustment value is adjusted. And the luminance value I before the luminance adjustment value is adjusted so that the luminance value I after the luminance adjustment value is adjusted is corrected. The luminance value I may be corrected. In this case, the luminance value Itarget to be corrected is obtained by Itarget = {r × t × j × HV (k + 1) ^ a} × {(HV (k) ^ a) ÷ (HV (k + 1) ^ a)}. Can do.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態の共焦点レーザ顕微鏡について説明する。
第2実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、図1に示す第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡と輝度値Iの補正タイミングが異なっている。
Second Embodiment
Next, a confocal laser microscope according to the second embodiment of the present invention will be described.
The confocal laser microscope of the second embodiment differs from the confocal laser microscope of the first embodiment shown in FIG.

すなわち、図1に示す第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、対物レンズ5または試料台6Aの移動毎に輝度調整値が調整されたか否かを判断し、調整された場合に輝度値Iを補正する構成であるが、第2実施形態の共焦点レーザ顕微鏡では、対物レンズ5または試料台6Aが予め設定された移動距離を全て移動した後に輝度調整値が調整されたか否かを判断し、調整された場合に輝度値Iの補正を行う。   That is, in the confocal laser microscope according to the first embodiment shown in FIG. 1, it is determined whether or not the brightness adjustment value is adjusted every time the objective lens 5 or the sample stage 6A is moved. In the confocal laser microscope of the second embodiment, it is determined whether or not the brightness adjustment value has been adjusted after the objective lens 5 or the sample stage 6A has moved all the preset movement distances. When adjusted, the luminance value I is corrected.

図10は、第2実施形態の共焦点レーザ顕微鏡におけるコントローラ12の動作を示すフローチャートである。なお、S301〜S305の各動作は、図8に示すS101〜S105の各動作と同じであるため説明を省略する。   FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the controller 12 in the confocal laser microscope according to the second embodiment. In addition, since each operation | movement of S301-S305 is the same as each operation | movement of S101-S105 shown in FIG. 8, description is abbreviate | omitted.

今回取得した高さ情報Zが予め設定された移動距離の上限値であるか否かを判断する(S306)。 上限値でないと判断した場合は(S306がNO)、対物レンズ5を移動ピッチΔZ上昇させて、S301へ戻る。   It is determined whether or not the height information Z acquired this time is a preset upper limit value of the moving distance (S306). If it is determined that the value is not the upper limit (NO in S306), the objective lens 5 is moved up by the movement pitch ΔZ, and the process returns to S301.

一方、上限値であると判断した場合は(S306がYES)、各高さ情報Zの全ての輝度値Iがそれぞれ互いに同じ輝度調整値(検出感度Gまたはレーザ光源1の出射パワー)であるか否かを判断する(S307)。   On the other hand, if it is determined that the value is the upper limit value (YES in S306), are all the brightness values I of each height information Z the same brightness adjustment value (detection sensitivity G or emission power of the laser light source 1)? It is determined whether or not (S307).

同じでないと判断した場合は(S307がNO)、輝度調整値の調整前に取得した各輝度値Iに対して輝度調整値の調整後に取得した各輝度値Iと相関関係になるように補正を行う(S308)。   If it is determined that they are not the same (NO in S307), correction is performed so that each luminance value I acquired before adjustment of the luminance adjustment value is correlated with each luminance value I acquired after adjustment of the luminance adjustment value. It performs (S308).

一方、同じであると判断した場合は(S307がYES)、輝度値Iの取得を終了する。
この第2実施形態の共焦点レーザ顕微鏡においても、第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡と同様に、エクステンド画像または3次元画像の作成時間が増大することを抑えることができる。
On the other hand, if it is determined that they are the same (YES in S307), the acquisition of the luminance value I is terminated.
Also in the confocal laser microscope according to the second embodiment, it is possible to suppress an increase in the time for creating an extended image or a three-dimensional image, similarly to the confocal laser microscope according to the first embodiment.

本発明の第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。It is a figure which shows the confocal laser microscope of 1st Embodiment of this invention. 検出感度調整ユニットを示す図である。It is a figure which shows a detection sensitivity adjustment unit. 輝度値相関調整部を示す図である。It is a figure which shows a luminance value correlation adjustment part. 輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a luminance value and height information. 輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a luminance value and height information. 試料の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a sample. 輝度調整値の調整を行わないときの輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the luminance value when not adjusting a luminance adjustment value, and height information. 輝度調整値の調整を行うときの輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the luminance value and height information when adjusting a luminance adjustment value. 輝度調整値の調整前に取得した輝度値に対して補正を行ったときの輝度値と高さ情報との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a luminance value and height information when correcting with respect to the luminance value acquired before adjustment of a luminance adjustment value. 本発明の第1実施形態の共焦点レーザ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the confocal laser microscope of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の変形例の共焦点レーザ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the confocal laser scanning microscope of the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の共焦点レーザ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the confocal laser microscope of 2nd Embodiment of this invention. 既存の共焦点レーザ顕微鏡を示す図である。It is a figure which shows the existing confocal laser microscope.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ光源
2 PBS
3 2次元走査機構
4 1/4λ板
5 対物レンズ
6 試料
7 集光レンズ
8 ピンホール
9 光検出器
10 検出感度調整ユニット
11 レーザパワー調整用DA変換器
12 コントローラ
13 モニタ
14 高圧電源回路
15 増幅器
16 AD変換器
17 DA変換器
1401 輝度値記憶部
1402 高さ情報記憶部
1403 輝度値相関演算部
1404 輝度調整値演算部
1405 輝度調整I/O
1406 輝度調整値記憶部
1407 Z移動機構I/O
1408 Z移動機構ドライバ
1409 Z移動機構
1410 画像転送I/O
1 Laser light source 2 PBS
3 Two-dimensional scanning mechanism 4 1 / 4λ plate 5 Objective lens 6 Sample 7 Condensing lens 8 Pin hole 9 Photo detector 10 Detection sensitivity adjustment unit 11 Laser power adjustment DA converter 12 Controller 13 Monitor 14 High-voltage power supply circuit 15 Amplifier 16 AD converter 17 DA converter 1401 Brightness value storage unit 1402 Height information storage unit 1403 Brightness value correlation calculation unit 1404 Brightness adjustment value calculation unit 1405 Brightness adjustment I / O
1406 Brightness adjustment value storage unit 1407 Z movement mechanism I / O
1408 Z moving mechanism driver 1409 Z moving mechanism 1410 Image transfer I / O

Claims (6)

レーザ光源と、そのレーザ光源から発したレーザ光を試料上に集光させる対物レンズと、前記レーザ光を前記試料上において2次元に走査させる2次元走査手段と、前記対物レンズまたは前記試料を載せるための試料台を前記対物レンズから出射される光の光軸方向に予め設定された移動距離内において一定間隔で移動させる移動手段と、前記対物レンズの集光位置と共役な位置に配置された共焦点絞り手段と、その共焦点絞り手段を通過した光の輝度を検出する光検出器とを備え、前記輝度及び前記試料の高さ情報に基づいて、前記試料のエクステンド画像または3次元画像を作成する共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記輝度が目標の輝度範囲に入るように前記光検出器の検出感度または前記レーザ光源の出射パワーの少なくとも一方を調整する調整手段と、
前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で、前記調整手段により前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたと判断した場合、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度を、前記検出感度または前記出射パワーが調整された前または後に検出された輝度と相関関係になるように補正する相関手段と、
を備えることを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
A laser light source, an objective lens for condensing laser light emitted from the laser light source on the sample, a two-dimensional scanning means for two-dimensionally scanning the laser light on the sample, and the objective lens or the sample are mounted. And a moving means for moving the sample stage at regular intervals within a moving distance set in advance in the direction of the optical axis of the light emitted from the objective lens, and a position conjugate with the condensing position of the objective lens A confocal stop means and a photodetector for detecting the brightness of the light that has passed through the confocal stop means. Based on the brightness and the height information of the sample, an extended image or a three-dimensional image of the sample is obtained. A confocal laser microscope to create,
Adjusting means for adjusting at least one of the detection sensitivity of the photodetector or the emission power of the laser light source so that the luminance falls within a target luminance range;
When it is determined that at least one of the detection sensitivity or the output power is adjusted by the adjusting means while the objective lens or the sample stage is moving within the moving distance, the detection sensitivity or the output power Correlating means for correcting the luminance detected before or after adjustment to be correlated with the luminance detected before or after the detection sensitivity or the output power is adjusted;
A confocal laser microscope characterized by comprising:
請求項1に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記相関手段は、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前に検出された輝度と前記検出感度または前記出射パワーが調整された後に検出された輝度との比を前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度に対して乗算した値を、前記検出感度または前記出射パワーが調整される前または後に検出された輝度の補正後の値とする、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
The confocal laser microscope according to claim 1,
The correlation means calculates the ratio of the luminance detected before the detection sensitivity or the output power is adjusted and the luminance detected after the detection sensitivity or the output power is adjusted to the detection sensitivity or the output power. A value obtained by multiplying the luminance detected before or after the adjustment is made as a value after correction of the luminance detected before or after the detection sensitivity or the output power is adjusted,
A confocal laser microscope characterized by that.
請求項1に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記一定間隔の移動毎に、前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
The confocal laser microscope according to claim 1,
The correlation means determines whether at least one of the detection sensitivity or the output power has been adjusted for each movement of the objective lens or the sample stage at a certain interval.
A confocal laser microscope characterized by that.
請求項1に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記相関手段は、前記対物レンズまたは前記試料台の前記移動距離の移動終了後に、前記対物レンズまたは前記試料台が前記移動距離内を移動している間で前記検出感度または前記出射パワーの少なくも一方が調整されたか否かを判断する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
The confocal laser microscope according to claim 1,
The correlation means is configured to at least reduce the detection sensitivity or the output power while the objective lens or the sample stage is moving within the movement distance after the movement of the objective lens or the sample stage is completed. Determine whether one has been adjusted,
A confocal laser microscope characterized by that.
請求項1に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記光検出器は、フォトマルチプライヤまたはフォトダイオードであり、
前記調整手段は、前記光検出器への印加電圧を制御することにより前記検出感度を調整する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
The confocal laser microscope according to claim 1,
The photodetector is a photomultiplier or a photodiode;
The adjusting means adjusts the detection sensitivity by controlling a voltage applied to the photodetector;
A confocal laser microscope characterized by that.
請求項1に記載の共焦点レーザ顕微鏡であって、
前記調整手段は、前記レーザ光源への駆動電流を制御することにより前記出射パワーを調整する、
ことを特徴とする共焦点レーザ顕微鏡。
The confocal laser microscope according to claim 1,
The adjusting means adjusts the emission power by controlling a drive current to the laser light source;
A confocal laser microscope characterized by that.
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