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JP3855419B2 - Laser microscope - Google Patents
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JP3855419B2
JP3855419B2 JP35408297A JP35408297A JP3855419B2 JP 3855419 B2 JP3855419 B2 JP 3855419B2 JP 35408297 A JP35408297 A JP 35408297A JP 35408297 A JP35408297 A JP 35408297A JP 3855419 B2 JP3855419 B2 JP 3855419B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試料に励起光であるレーザ光を照射することによって生じた光を検出して試料像の観察を可能にするレーザ顕微鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来のレーザ顕微鏡の一例であるレーザスキャンタイプのコンフォーカル顕微鏡システムの概要を説明する図である。
【0003】
このコンフォーカル顕微鏡システムでは、試料に単一の励起光を照射して蛍光観察を行う場合、励起フィルタユニット2によってレーザ光源1から発生した励起光のうちで試料に付した蛍光色素に最適な波長を選択するとともに、対物レンズ3によって試料面4上に集光された励起光をスキャナ5を用いて2次元的にスキャンする。そして、試料面4に付した蛍光色素から発生して励起光の光路を逆行してきた蛍光を例えばダイクロイックミラー11で分離した後に蛍光検出器6で検出し、そのアナログ出力をA/Dコンバータ7でデジタル信号にし、コンピュータ8を用いて試料の画像を作成している。
【0004】
この際、必要に応じて、試料面4に照射した励起光のうち試料を通過した透過光を透過光検出器9で検出し、そのアナログ出力も蛍光検出と同様にA/Dコンバータ10でデジタル化し、コンピュータ8を用いて透過像を作成することも行われる。
【0005】
複数の蛍光波長で多重励起して試料を観察する場合は、それぞれ異なった吸収波長及び蛍光波長をもつ蛍光色素を用いる。このような蛍光色素に対応する複数波長の励起光を励起フィルタユニット2で選択して試料面4に供給し、試料面4の蛍光色素から戻って来たそれぞれの波長に対応する複数の蛍光を、ダイクロイックミラー11、12、13で分離し、各波長毎に設けた蛍光検出器6、l4、15で検出し、各蛍光検出器6、14、15からのアナログ信号をA/Dコンバータ7、16、17でデジタル化してコンピュータ8で画像を構成している。透過像観察に際しては、複数の励起光で照明した試料面4を通過した透過光を透過光検出器9で検出して、前述と同様にコンピュータ8で画像を作成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような多重励起を行う際の透過像観察では、透過した全ての励起光を検出しているが、励起に用いているレーザ光の波長によってレーザ出力の安定性が異なる。このため、安定性の悪い波長のレーザ光が含まれる場合、透過光検出器9からの検出出力が安定せず、レーザ出力のゆらぎが観察画像においてピクセルの強度のゆらぎ(ノイズ)として現れてしまう。
【0007】
本発明は、このような従来の問題点を鑑みてなされたもので、多重励起時の透過像観察において、観察画像内のピクセル強度のゆらぎを少なくすることができるレーザ顕微鏡を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のレーザ顕微鏡は、互いに波長が異なる複数のレーザ光を発生する光源と、前記光源からの前記複数のレーザ光を対物レンズを介して試料に供給する照明光学系と、前記複数のレーザ光の照射により前記試料から発する蛍光又は反射光を取得して試料像を得る観察系と、前記照明光学系によって照明された前記試料を透過したレーザ光を検出して前記試料像を得る透過光検出装置と、前記透過光検出装置に入射するレーザ光の波長を選択する波長選択装置と、前記複数のレーザ光の波長成分毎の強度ゆらぎ量を記憶する記憶装置と、前記波長成分毎の強度ゆらぎ量のうち最も小さな強度ゆらぎ量に対応する波長を判定する判定装置と、前記判定された波長を選択するように波長選択装置を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレーザ顕微鏡の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。
【0012】
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態のレーザ顕微鏡であるコンフォーカル顕微鏡システムの基本的構造を示すブロック図である。
【0013】
このコンフォーカル顕微鏡システムは、照明光学系として、観察に必要な複数の励起光を発生するレーザ光源1と、これらの励起光の中から観察に用いる蛍光色素に最適な波長を選択するための励起フィルタユニット2と、励起フィルタユニット2を通過した励起光を反射する分離用ダイクロイックミラー21と、この励起光を試料面4上でスキャンさせるためのスキャナ5と、励起光を集光して試料面4上に投影するための対物レンズ3とを備える。
【0014】
ここで、レーザ光源1は、例えば3波長出力が可能なKrArレーザとする。このKrArレーザは、波長488nm、568nm、647nmの励起光を出力することができる。これらの励起光は、ミラー20を介して励起フィルタユニット2に入射する。この励起フィルタユニット2は、試料に付した蛍光色素の種類に応じて、上記励起光のうち1波長以上の必要な励起光を選択的に透過させる複数のバンドパスフィルタを光路上に交換可能に配置できるようになっている。励起フィルタは、1波長、2波長、3波長(組み合わせは任意)を選択できる。3波長使いたい場合は、3波長透過するフィルタを選択する。
【0015】
また、このコンフォーカル顕微鏡システムは、観察系として、前述の照明光学系の構成要素を兼ねている対物レンズ3、スキャナ5、及び分離用ダイクロイックミラー21のほか、対物レンズ3によって集光されスキャナ5でデスキャニングされて第1ダイクロイックミラー21を通過した蛍光を一旦集光するレンズ22と、ピンホール23と、ピンホール23を通過した励起光を各蛍光波長ごとに分割する第1〜第3ダイクロイックミラー11、12、13と、第1〜第3ダイクロイックミラー11、12、13で分割した各波長毎の蛍光を個別に光電変換して検出する第1〜第3蛍光検出器6、l4、15とを備える。
【0016】
また、このコンフォーカル顕微鏡システムは、透過光検出系として、試料面4を通過した透過光や試料面4から発生した蛍光を集光する結像レンズ91と、透過光や蛍光を光電変換して検出する透過光検出器9とを備えている。
【0017】
また、このコンフォーカル顕微鏡システムは、波長選択ユニット40として、試料面4と透過光用検出器2との間に配置されて、3波長成分からなる励起光や蛍光のうち例えば488nmの光だけを透過させるバンドパスフィルタ41を備える。このバンドパスフィルタ41は、図示のように透過光の光路上にある動作位置(実線)と、透過光の光路上から退避した退避位置(点線)との間で可動になっている。バンドパスフィルタ41が動作位置に移動した場合、レーザ光源1であるKrArレーザの他の波長(568nm、647nm)の励起光が透過光用検出器9に入射することを防止できる。
【0018】
さらに、このコンフォーカル顕微鏡システムは、処理制御装置として、第1〜第3蛍光検出器6、l4、15や透過光検出器9からの電気的な検出信号をデジタル化するA/Dコンバータ7、16、17、10と、これらのA/Dコンバータ7、16、17、10からのデジタル信号に適当な処理を施して試料の状態を画像化して表示するコンピュータ80とを備える。なお、コンピュータ80は、励起フィルタユニット2を制御して試料面4に入射させる励起光の波長を適宜設定する。また、コンピュータ80は、スキャナ5の動作を制御して励起光が試料面4上において必要な間隔及び速度で走査されるようにする。スキャナ5に対する制御信号は、A/Dコンバータ7、16、17、10からのデジタル信号を画像化する際に参照される。また、コンピュータ80は、波長選択ユニット40を制御してバンドパスフィルタ41を実線で示す動作位置と点線で示す退避位置のいずれかに移動させる。バンドパスフィルタ41を実線で示す動作位置に移動させると、レーザ光源1であるKrArレーザの波長488nmの安定した励起光のみが透過光検出器9に入射し、波長568nm、647nmの光が持つノイズが透過光用検出器9に入射することを防止できる。
【0019】
図1の装置の動作について簡単に説明する。このコンフォーカル顕微鏡システムでは、蛍光観察を行う際に、レーザ光源1からのKrArレーザ光の波長(488nm,568nm,647nm)に対応する吸収波長を持つ蛍光色素を試料に付する。そして、レーザ光源1からの励起光をスキャナ5、対物レンズ3等を介して試料面4に配置した試料上にスポット状に入射させるとともにスポット状の励起光を試料面4上でスキャンする。そして、試料面4に存在する蛍光色素から発生して逆行してきた蛍光を第1〜第3検出器6、14、15で検出し、そのアナログ出力をA/Dコンバータ7、16、17でデジタル化し、コンピュータ80を用いて試料の画像を作成している。
【0020】
この際、励起光のうち試料面4を透過する透過光を透過光検出器9で検出し、そのアナログ出力も蛍光検出と同様にA/Dコンバータ10でデジタル化して、コンピュータ80を用いて透過像を作成することも行われる。レーザ光源1からのKrArレーザ光は、各波長でのノイズレベルが異なることが多く、488nmの光が最も安定していることが多い。そこで、488nmを含む複数波長での透過光観察時には、バンドパスフィルタ41を透過光の光路上の動作位置に配置して、複数の励起光のうち488nmの光だけが透過光検出器9に到達するようにする。このようにすることで、KrArレーザの他の波長(568nm、647nm)の光が持つノイズを取り除くことができ、よりノイズの少ない透過像観察が可能となる。
【0021】
〔第2実施形態〕
以下、図2を参照して、第2実施形態のコンフォーカル顕微鏡システムについて説明する。なお、第2実施形態の装置は、第1実施形態の装置の変形例であり、同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0022】
第2実施形態のコンフォーカル顕微鏡システムは、第2実施形態の装置の変形例であり、透過光検出器9の出力から得られたデジタル画像から、コンピュータ80を用いてノイズレベルを計算して、透過像観察に最適なバンドパスフィルタを自動的に判定するシステムである。
【0023】
波長選択フィルタユニット140は、レーザ光源1からの複数の励起光を選択的に透過させる複数のバンドパスフィルタ141、142、143を備える。これらのバンドパスフィルタ141、142、143のいずれかを光路上に配置すれば、その透過波長に対応する励起光のみを透過光検出器9に供給することができる。全てのバンドパスフィルタ141、142、143を光路上から退避させれば、全ての励起光を透過光検出器9に供給することもできる。
【0024】
以下、図3のフローチャートを参照して、第2実施形態のコンフォーカル顕微鏡システムの動作について説明する。予め、試料としてカバーグラスのみを試料面4に配置し、透過光検出器9からの検出出力がレーザ出力に対応するものになるように設定する。そして、波長選択フィルタユニット140をコンピュータ80側から操作していずれか1つのバンドパスフィルタ141、142、143を光路上に配置する(ステップS1)。これにより、単一波長の励起光のみを選択して透過光検出器9に入射させることができる。次に、選択された励起光を試料面4上で走査しながら透過光を検出してノイズを測定する(ステップS2、S3)。この時のノイズの測定方法としては、例えば透過デジタル画像全体における輝度分布の標準偏差を計算する。得られた標準偏差が小さいければ強度ゆらぎ量すなわちノイズが少ないと考えることができる。次に、全ての励起波長でノイズ測定が終了したか否かを判断する(ステップS4)。全ての励起波長でのノイズ測定が終了していなければ、ステップS1に戻って別のバンドパスフィルタを光路上に配置して、再度ステップS2、S3でノイズ測定を実行する。全ての励起波長でノイズ測定が終了している場合、得られた標準偏差を基に各励起波長におけるノイズレベルに順位付けを施し、このような順位をコンピュータ80内に設けた記憶装置に記憶しておく(ステップS5)。試料の観察時には、試料を試料面4に配置し、現在使用している蛍光色素に対応する励起波長をユーザがコンピュータ80に入力する。コンピュータ80は、励起フィルタユニット2を制御して対応するバンドパスフィルタを選択する(ステップS6)。次に、コンピュータ80は、観察に用いられている波長で最もノイズの少ない励起波長を判定し、波長選択フィルタユニット140を制御してこの励起波長を透過させるバンドパスフィルタを選択させ、この励起波長に対応する透過像を自動的に作成する(ステップS7)。これにより、ピクセル強度のゆらぎが少ない、すなわちノイズの少ない透過像観察が可能となる。
【0025】
なお、各励起波長におけるノイズレベルの順位付けは、これを一度コンピュータ80のメモリに記憶しておけば、その後の透過像の観察に際しては、レーザ光源1を交換しない限りノイズレベルの順位付け処理(ステップS1〜S4)を繰返す必要はない。ただし、各励起波長におけるノイズレベルの順位付けを定期的に実行することで、レーザ光源1の特性変動によってノイズレベルに変動が生じた場合であってもこれに対応することができる。
【0026】
以上、実施形態に即してこの発明を説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、以上の透過像観察では、通常の吸収を観察しているが、微分干渉や位相差等の一般の光学顕微鏡で行われている手法で観察する際にも、複数の透過励起光からノイズの少ないもののみを選択して検出することができる。
【0027】
また、単一の透過波長だけではなく、比較的安定な複数波長を選択して透過像を検出することもできる。
【0028】
【発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明のレーザ顕微鏡によれば、前記照明光学系によって照明された前記試料を透過したレーザ光を検出して前記試料像を得る透過光検出装置と、前記透過光検出装置に入射するレーザ光の波長を選択する波長選択装置とを備えるので、試料に供給される複数のレーザ光の中に安定性の良くないレーザ光が含まれている場合であっても、前記波長選択装置でその波長成分をカットしたノイズの少ない透過像を得ることができ。
【0029】
また、好ましい態様によれば、前記光源から前記試料に供給されるレーザ光の波長に関する情報に基づいて前記波長選択装置による波長の選択を制御する制御装置をさらに備えるので、試料に供給されるレーザ光の変更等に応じて適当な波長を選択してこの波長に対応するレーザ光のみを透過光検出装置に導くことができる。
【0030】
また、好ましい態様によれば、前記制御装置が、前記光源が発生する前記複数のレーザ光の波長成分毎の強度ゆらぎ量を記憶する記憶装置と、前記光源から前記試料に供給されるレーザ光に対応する前記強度ゆらぎ量のうち最も小さな強度ゆらぎ量に対応する波長を判定する判定装置とを備えるので、試料に供給されるレーザ光の変更等に応じて簡易に最適な波長を選択してこの波長に対応するレーザ光のみを透過光検出装置に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のコンフォーカル顕微鏡システムの構造を説明するブロック図である。
【図2】第2実施形態のコンフォーカル顕微鏡システムの構造を説明するブロック図である。
【図3】図2のコンフォーカル顕微鏡システムの動作を説明するフローチャートである。
【図4】従来のコンフォーカル顕微鏡システムの構造を説明する図である。
【符号の説明】
1 レーザ光源
2 励起フィルタユニット
3 対物レンズ
4 試料面
5 スキャナ
7,16,17,10 A/Dコンバータ
6,l4,15 蛍光検出器
9 透過光検出器
11,12,13 ダイクロイックミラー
6,l4,15 蛍光検出器
21 分離用ダイクロイックミラー
22 レンズ
23 スリット
40,140 波長選択ユニット
41,141,142,143 バンドパスフィルタ
80 コンピュータ
91 結像レンズ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser microscope that enables observation of a sample image by detecting light generated by irradiating a sample with laser light as excitation light.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a diagram for explaining an outline of a laser scan type confocal microscope system which is an example of a conventional laser microscope.
[0003]
In this confocal microscope system, when performing fluorescence observation by irradiating a sample with a single excitation light, among the excitation light generated from the laser light source 1 by the excitation filter unit 2, the optimum wavelength for the fluorescent dye attached to the sample And the excitation light condensed on the sample surface 4 by the objective lens 3 is scanned two-dimensionally using the scanner 5. Then, the fluorescence generated from the fluorescent dye attached to the sample surface 4 and reversing the optical path of the excitation light is separated by, for example, the dichroic mirror 11 and then detected by the fluorescence detector 6, and its analog output is detected by the A / D converter 7. A digital signal is used, and an image of the sample is created using the computer 8.
[0004]
At this time, if necessary, transmitted light that has passed through the sample out of the excitation light irradiated on the sample surface 4 is detected by the transmitted light detector 9, and its analog output is also digitally converted by the A / D converter 10 in the same manner as fluorescence detection. And a transmission image is created using the computer 8.
[0005]
When observing a sample by multiple excitation with a plurality of fluorescence wavelengths, fluorescent dyes having different absorption wavelengths and fluorescence wavelengths are used. The excitation light of a plurality of wavelengths corresponding to such a fluorescent dye is selected by the excitation filter unit 2 and supplied to the sample surface 4, and a plurality of fluorescence corresponding to each wavelength returned from the fluorescent dye on the sample surface 4 is obtained. , Separated by the dichroic mirrors 11, 12, and 13, detected by the fluorescence detectors 6, 14, and 15 provided for each wavelength, and analog signals from the respective fluorescence detectors 6, 14, and 15 are converted into A / D converters 7, 16 and 17 are digitized and the computer 8 forms an image. In the transmission image observation, the transmitted light that has passed through the sample surface 4 illuminated with a plurality of excitation lights is detected by the transmitted light detector 9, and an image is created by the computer 8 as described above.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In transmission image observation when performing multiple excitation as described above, all transmitted excitation light is detected, but the stability of the laser output varies depending on the wavelength of the laser light used for excitation. For this reason, when laser light having a wavelength with poor stability is included, the detection output from the transmitted light detector 9 is not stable, and the fluctuation of the laser output appears as fluctuation (noise) of the intensity of the pixel in the observation image. .
[0007]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a laser microscope that can reduce fluctuations in pixel intensity in an observation image in transmission image observation at the time of multiple excitation. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a laser microscope according to the present invention includes a light source that generates a plurality of laser beams having different wavelengths, and an illumination optical system that supplies the plurality of laser beams from the light source to a sample via an objective lens. And an observation system for obtaining a sample image by acquiring fluorescence or reflected light emitted from the sample by irradiation of the plurality of laser beams, and detecting a laser beam transmitted through the sample illuminated by the illumination optical system, A transmitted light detection device for obtaining a sample image, a wavelength selection device for selecting a wavelength of laser light incident on the transmitted light detection device, a storage device for storing intensity fluctuation amounts for each wavelength component of the plurality of laser beams, and A determination device for determining a wavelength corresponding to the smallest intensity fluctuation amount among the intensity fluctuation amounts for each wavelength component; and a control device for controlling the wavelength selection device so as to select the determined wavelength; Characterized in that it comprises a.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of a laser microscope according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic structure of a confocal microscope system that is a laser microscope of the first embodiment.
[0013]
In this confocal microscope system, as an illumination optical system, a laser light source 1 that generates a plurality of excitation lights necessary for observation, and an excitation for selecting an optimum wavelength for a fluorescent dye used for observation from these excitation lights. The filter unit 2, the separation dichroic mirror 21 that reflects the excitation light that has passed through the excitation filter unit 2, the scanner 5 for scanning the excitation light on the sample surface 4, and the sample surface by condensing the excitation light 4 and an objective lens 3 for projecting onto 4.
[0014]
Here, the laser light source 1 is, for example, a KrAr laser capable of outputting three wavelengths. This KrAr laser can output excitation light having wavelengths of 488 nm, 568 nm, and 647 nm. These excitation lights enter the excitation filter unit 2 through the mirror 20. The excitation filter unit 2 can replace a plurality of band-pass filters on the optical path for selectively transmitting necessary excitation light of one wavelength or more of the excitation light according to the type of fluorescent dye attached to the sample. It can be arranged. As the excitation filter, one wavelength, two wavelengths, and three wavelengths (arbitrary combinations) can be selected. When using three wavelengths, a filter that transmits three wavelengths is selected.
[0015]
In addition to the objective lens 3 serving as a component of the above-described illumination optical system, the scanner 5 and the separating dichroic mirror 21 as an observation system, the confocal microscope system collects light by the objective lens 3 and is scanned by the scanner 5. The lens 22 for once condensing the fluorescence that has been descanned by the first dichroic mirror 21, the pinhole 23, and the first to third dichroic that divides the excitation light that has passed through the pinhole 23 for each fluorescence wavelength First to third fluorescence detectors 6, 14, and 15 that individually detect and convert fluorescence for each wavelength divided by the mirrors 11, 12, and 13 and the first to third dichroic mirrors 11, 12, and 13. With.
[0016]
In addition, this confocal microscope system, as a transmitted light detection system, photoelectrically converts transmitted light and fluorescence by an imaging lens 91 that collects transmitted light that has passed through the sample surface 4 and fluorescence generated from the sample surface 4. And a transmitted light detector 9 for detection.
[0017]
In addition, this confocal microscope system is disposed between the sample surface 4 and the transmitted light detector 2 as the wavelength selection unit 40, and only emits light of, for example, 488 nm out of excitation light and fluorescence composed of three wavelength components. A band-pass filter 41 for transmission is provided. The band-pass filter 41 is movable between an operating position (solid line) on the optical path of transmitted light and a retracted position (dotted line) retracted from the optical path of transmitted light as shown in the figure. When the bandpass filter 41 is moved to the operating position, it is possible to prevent excitation light of other wavelengths (568 nm, 647 nm) of the KrAr laser that is the laser light source 1 from entering the transmitted light detector 9.
[0018]
Furthermore, this confocal microscope system is an A / D converter 7 that digitizes electrical detection signals from the first to third fluorescence detectors 6, 14, 15 and the transmitted light detector 9 as a processing control device, 16, 17, and 10, and a computer 80 that performs an appropriate process on the digital signals from these A / D converters 7, 16, 17, and 10 to image and display the sample state. The computer 80 controls the excitation filter unit 2 to appropriately set the wavelength of excitation light that is incident on the sample surface 4. The computer 80 controls the operation of the scanner 5 so that the excitation light is scanned on the sample surface 4 at a necessary interval and speed. The control signal for the scanner 5 is referred to when the digital signals from the A / D converters 7, 16, 17, and 10 are imaged. In addition, the computer 80 controls the wavelength selection unit 40 to move the bandpass filter 41 to either the operating position indicated by the solid line or the retracted position indicated by the dotted line. When the bandpass filter 41 is moved to the operating position indicated by the solid line, only stable excitation light having a wavelength of 488 nm of the KrAr laser that is the laser light source 1 is incident on the transmitted light detector 9, and noise of light having wavelengths of 568 nm and 647 nm. Can be prevented from entering the detector 9 for transmitted light.
[0019]
The operation of the apparatus of FIG. 1 will be briefly described. In this confocal microscope system, a fluorescent dye having an absorption wavelength corresponding to the wavelength (488 nm, 568 nm, 647 nm) of the KrAr laser light from the laser light source 1 is attached to the sample when performing fluorescence observation. Then, the excitation light from the laser light source 1 is incident on the sample disposed on the sample surface 4 via the scanner 5 and the objective lens 3 in a spot shape, and the spot-like excitation light is scanned on the sample surface 4. The first to third detectors 6, 14, and 15 detect the fluorescent light generated from the fluorescent dye existing on the sample surface 4 and reverse, and the analog output is digitally converted by the A / D converters 7, 16, and 17. And an image of the sample is created using the computer 80.
[0020]
At this time, transmitted light that passes through the sample surface 4 in the excitation light is detected by the transmitted light detector 9, and its analog output is digitized by the A / D converter 10 in the same manner as fluorescence detection, and transmitted using the computer 80. An image is also created. The KrAr laser light from the laser light source 1 often has different noise levels at each wavelength, and the light at 488 nm is often the most stable. Therefore, when observing transmitted light at a plurality of wavelengths including 488 nm, the band-pass filter 41 is disposed at the operating position on the optical path of the transmitted light, and only 488 nm light of the plurality of excitation lights reaches the transmitted light detector 9. To do. By doing so, noise of light of other wavelengths (568 nm, 647 nm) of the KrAr laser can be removed, and transmission image observation with less noise can be performed.
[0021]
[Second Embodiment]
Hereinafter, the confocal microscope system according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the apparatus of the second embodiment is a modification of the apparatus of the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0022]
The confocal microscope system according to the second embodiment is a modification of the apparatus according to the second embodiment. The computer 80 is used to calculate the noise level from the digital image obtained from the output of the transmitted light detector 9, This is a system that automatically determines the most suitable bandpass filter for transmission image observation.
[0023]
The wavelength selection filter unit 140 includes a plurality of band pass filters 141, 142, and 143 that selectively transmit a plurality of excitation lights from the laser light source 1. If any of these bandpass filters 141, 142, 143 is arranged on the optical path, only the excitation light corresponding to the transmission wavelength can be supplied to the transmitted light detector 9. If all the bandpass filters 141, 142, 143 are retracted from the optical path, all the excitation light can be supplied to the transmitted light detector 9.
[0024]
Hereinafter, the operation of the confocal microscope system of the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In advance, only a cover glass is placed on the sample surface 4 as a sample, and the detection output from the transmitted light detector 9 is set to correspond to the laser output. Then, the wavelength selection filter unit 140 is operated from the computer 80 side, and any one of the bandpass filters 141, 142, 143 is arranged on the optical path (step S1). As a result, only single-wavelength excitation light can be selected and incident on the transmitted light detector 9. Next, the transmitted light is detected while scanning the selected excitation light on the sample surface 4, and noise is measured (steps S2 and S3). As a noise measurement method at this time, for example, the standard deviation of the luminance distribution in the entire transmission digital image is calculated. If the obtained standard deviation is small, it can be considered that the intensity fluctuation amount, that is, noise is small. Next, it is determined whether or not noise measurement has been completed for all excitation wavelengths (step S4). If noise measurement has not been completed for all excitation wavelengths, the process returns to step S1 to place another bandpass filter on the optical path, and noise measurement is performed again in steps S2 and S3. When noise measurement has been completed for all excitation wavelengths, the noise levels at each excitation wavelength are ranked based on the obtained standard deviation, and such ranking is stored in a storage device provided in the computer 80. (Step S5). When observing the sample, the sample is placed on the sample surface 4 and the user inputs an excitation wavelength corresponding to the currently used fluorescent dye to the computer 80. The computer 80 controls the excitation filter unit 2 to select a corresponding bandpass filter (step S6). Next, the computer 80 determines the excitation wavelength with the least noise among the wavelengths used for observation, controls the wavelength selection filter unit 140 to select a bandpass filter that transmits this excitation wavelength, and this excitation wavelength. A transmission image corresponding to is automatically created (step S7). Thereby, it is possible to observe a transmission image with little fluctuation of pixel intensity, that is, with less noise.
[0025]
Note that the noise level ranking at each excitation wavelength is stored once in the memory of the computer 80, and when observing the transmitted image thereafter, the noise level ranking processing (until the laser light source 1 is replaced) ( It is not necessary to repeat steps S1 to S4). However, by regularly performing the noise level ranking at each excitation wavelength, even if the noise level varies due to the characteristic variation of the laser light source 1, this can be dealt with.
[0026]
As described above, the present invention has been described according to the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above transmission image observation, normal absorption is observed. However, when observation is performed with a general optical microscope such as differential interference or phase difference, noise from a plurality of transmission excitation lights is also observed. Only those with a small amount can be selected and detected.
[0027]
Further, not only a single transmission wavelength but also a plurality of relatively stable wavelengths can be selected to detect a transmission image.
[0028]
【The invention's effect】
In order to solve the above-mentioned problems, according to the laser microscope of the present invention, a transmitted light detection device that detects the laser light transmitted through the sample illuminated by the illumination optical system and obtains the sample image, and the transmitted light detection And a wavelength selection device that selects the wavelength of the laser beam incident on the device, so that even if the laser beam with poor stability is included in the plurality of laser beams supplied to the sample, A transmission image with less noise can be obtained by cutting the wavelength component with the wavelength selection device.
[0029]
According to a preferred aspect, the laser further supplied to the sample is provided with a control device that controls wavelength selection by the wavelength selection device based on information on the wavelength of the laser light supplied from the light source to the sample. It is possible to select an appropriate wavelength according to the change of the light and guide only the laser beam corresponding to this wavelength to the transmitted light detection device.
[0030]
According to a preferred embodiment, the control device stores a storage device that stores intensity fluctuation amounts for each wavelength component of the plurality of laser beams generated by the light source, and a laser beam supplied from the light source to the sample. A determination device for determining a wavelength corresponding to the smallest intensity fluctuation amount among the corresponding intensity fluctuation amounts, so that an optimum wavelength can be easily selected according to a change in the laser beam supplied to the sample, etc. Only the laser beam corresponding to the wavelength can be guided to the transmitted light detection device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating the structure of a confocal microscope system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the structure of a confocal microscope system according to a second embodiment.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the confocal microscope system of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of a conventional confocal microscope system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Excitation filter unit 3 Objective lens 4 Sample surface 5 Scanner 7, 16, 17, 10 A / D converter 6,14,15 Fluorescence detector 9 Transmitted light detector 11,12,13 Dichroic mirror 6,14, 15 Fluorescence detector 21 Separation dichroic mirror 22 Lens 23 Slit 40, 140 Wavelength selection unit 41, 141, 142, 143 Band pass filter 80 Computer 91 Imaging lens

Claims (1)

互いに波長が異なる複数のレーザ光を発生する光源と、
前記光源からの前記複数のレーザ光を対物レンズを介して試料に供給する照明光学系と、
前記複数のレーザ光の照射により前記試料から発する蛍光又は反射光を取得して試料像を得る観察系と、
前記照明光学系によって照明された前記試料を透過したレーザ光を検出して前記試料像を得る透過光検出装置と、
前記透過光検出装置に入射するレーザ光の波長を選択する波長選択装置と、
前記複数のレーザ光の波長成分毎の強度ゆらぎ量を記憶する記憶装置と、
前記波長成分毎の強度ゆらぎ量のうち最も小さな強度ゆらぎ量に対応する波長を判定する判定装置と、
前記判定された波長を選択するように波長選択装置を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とするレーザ顕微鏡。
A light source that generates a plurality of laser beams having different wavelengths from each other;
An illumination optical system that supplies the plurality of laser beams from the light source to a sample via an objective lens;
An observation system for obtaining a sample image by acquiring fluorescence or reflected light emitted from the sample by irradiation with the plurality of laser beams;
A transmitted light detection device for obtaining a sample image by detecting laser light transmitted through the sample illuminated by the illumination optical system;
A wavelength selection device for selecting a wavelength of laser light incident on the transmitted light detection device;
A storage device for storing an intensity fluctuation amount for each wavelength component of the plurality of laser beams;
A determination device for determining a wavelength corresponding to the smallest intensity fluctuation amount among the intensity fluctuation amounts for each wavelength component;
A control device for controlling the wavelength selection device to select the determined wavelength;
A laser microscope comprising:
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