显微镜装置以及图像获取方法制造方法及图纸

本发明专利技术所涉及的显微镜装置1A具备：生物体试样台11，其支撑生物体试样B；物镜12，其与生物体试样台11相对配置；激光光源31，其输出通过物镜12而照射于生物体试样B的光；形状测量单元20，其获取生物体试样B的表面形状；控制单元40，其根据在形状测量单元20中获取的信息制作用于矫正起因于生物体试样B的表面形状的像差的像差校正全息数据；第1空间光调制器33，其呈现基于像差校正全息数据的全息图并调制由激光光源31输出的光；检测器37，其检测在生物体试样B中产生的被检测光L2的强度。由此，可以实现能够抑制在生物体试样内部的照射光的聚光强度的降低以及聚光形状的扩大的显微镜装置以及图像获取方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个方面涉及显微镜装置(microscopeapparatus)以及图像获取方法。
技术介绍
在专利文献1中记载有有关能够进行像差校正(aberrationcorrection)的显微镜的技术。在该显微镜中，将激发光照射于标本并将在标本上产生的荧光分支并聚光，通过照相机来拍摄聚光图像。聚光图像的聚光点(spot)在不存在像差的情况下成为衍射极限图像，但是在存在像差的情况下成为伴有变形的形状。因此，在该显微镜中尝试了使用波前(wavefront)像差校正来改善聚光点形状。因此，通过记录下对应于多个聚光点形状的多个像差条件并选择适用像差条件从而谋求高速化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-160893号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题空间光调制器的特长是能够通过控制波前来矫正各种各样的像差。例如，在激光扫描型显微镜中，存在有所谓由观察对象物与周边媒介(例如空气、水、硅油、油等)的折射率的失配(mismatching)而发生球面像差并且在观察对象物的内部照射光的聚光点在光轴方向上伸展的问题，但是通过使用空间光调制器来控制照射光的波前，从而就能够矫正球面像差而抑制在观察对象物内部的聚光点的伸长。因为由这样的像差校正就能够获得精细的图像，因此为了获得例如脑的血管像等生物体试样的内部观察图像，适宜使用这样的显微镜。然而，在多数情况下，生物体试样的表面不是平坦的。因此，除了上述的像差之外，还发生由生物体试样的表面形状导致的像差。例如，在观察作为生物体试样的斑马鱼(zebrafish)等鱼的情况下，鱼的表面形状可以看作是大致圆筒状，由该圆筒状会发生像散(astigmatism)。另外，例如细胞标本等生物体试样是由血管或细胞组织等构成。因此，存在有被红血球或脂质等的折射率分别不同的的物质。因此，在生物体试样的内部会产生像差。这样，如果照射光受到这些像差的影响，则会产生照射光的聚光强度在生物体试样内部变弱或者聚光形状变宽等问题。本专利技术的一个方面是鉴于上述的技术问题而作出的专利技术，其目的在于提供一种能够抑制在生物体试样内部的照射光的聚光强度的降低以及聚光形状的扩大的显微镜装置以及图像获取方法。解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，本专利技术的一个方面所涉及的显微镜装置是一种获取生物体试样的图像的装置，并具备：生物体试样台，其支撑生物体试样；物镜，其与生物体试样台相对配置；光源，其输出通过物镜照射于生物体试样的光；形状获取部，其取得有关生物体试样的表面形状以及生物体试样的表面正下方的结构中的至少一者的信息；全息图制作部，其根据在形状获取部上获取的信息制作用于矫正起因于至少一者的像差的像差校正全息数据；空间光调制器，其呈现基于像差校正全息数据的全息图并调制从光源输出的光；光检测器，其检测在生物体试样上产生的光的强度并输出检测信号；图像制作部，其根据检测信号制作生物体试样的图像。另外，本专利技术的一个方面所涉及的图像获取方法是一种获取生物体试样的图像的方法，包括：形状获取步骤，获取有关与物镜相对的由生物体试样台支撑的生物体试样的表面形状、以及生物体试样表面正下方结构中的至少一者的信息的步骤；全息图像制作步骤，根据在形状获取步骤中获取的信息制作用于矫正起因于至少一者的像差的像差校正全息数据的步骤；光照射步骤，将基于像差校正全息数据的全息图呈现于空间光调制器并通过空间光调制器来调制从光源输出的光并向生物体试样照射调制后的光的步骤；光检测步骤，检测在生物体试样上产生的光的强度并输出检测信号的步骤；图像制作步骤，根据检测信号制作生物体试样的图像的步骤。在上述的显微镜装置以及图像获取方法中，获取有关生物体试样的表面形状以及生物体试样表面正下方的结构中的至少一者的信息。然后，根据该信息生成用于矫正像差的像差校正全息数据。另外，通过基于该数据的全息图调制照射光。由此，因为起因于生物体试样的表面形状、以及生物体试样表面正下方的结构中的至少一者的像差被适宜地矫正，因此能够抑制生物体试样内部的照射光的聚光强度的降低以及聚光形状的扩大。专利技术效果根据本专利技术的一个方面所涉及的显微镜装置以及图像获取方法，能够抑制生物体试样内部的照射光的聚光强度的降低以及聚光形状的扩大。附图说明图1是表示第1实施方式所涉及的显微镜装置的结构的图。图2是表示显微镜装置的操作的流程图。图3是示意地表示像差发生的情况的图。图4示意性地表示在没有被像差校正的平面波的照射光被物镜聚光时，生物体试样与其外侧的边界从相对于光轴垂直的平面倾斜时的照射光的情况。图5是用于说明计算如光线集中于光轴上的任意点那样的波前的方法的图。图6示意性地表示了存在2个折射率的边界的情况。图7是表示使用(a)、(b)反向传播分析求得的波前的图，相位由浓淡表示。图8是从侧方观察(a)～(d)生物体试样得到的图，并且示意性地表示了照射光通过包含折射率互相不同的媒介的内部结构并且被聚光的情况。图9是表示第2实施方式的显微镜装置的结构的图。图10是表示显微镜装置的操作以及根据本实施方式的图像获取方法的流程图。图11是用于说明第1变形例的操作的图，并且是从光轴方向观察的生物体试样的表面的图。图12：图12(a)和图12(b)是表示第1变形例的扫描的情况的图。图13是表示第2变形例所涉及的显微镜装置的结构的图。图14是表示第4变形例所涉及的显微镜装置结构的图。图15是表示第5变形例所涉及的显微镜装置的显微镜单元以及形状测量单元的结构的图。图16是表示第6变形例所涉及的显微镜装置的结构的图。符号说明1A～1E……显微镜装置10、10B……显微镜单元11……生物体试样台12……物镜13……物镜移动机构14……分束器15……反射镜20、20B～20E……形状测量单元21……相干光源22……分束器23……参照光用反光镜24……检测器30……图像获取单元31……激光光源32……光束扩展器33……第1空间光调制器34……分色镜35……光扫描器36……第2空间光调制器37……检测器40……控制单元A2……光轴B……生物体试样L1……照射光L2……被检测光L3……相干光L4……干涉光具体实施方式以下参照附图并详细说明本专利技术的一个方面所涉及的显微镜装置以及图像获取方法的实施方式。另外，在附图说明中对相同要素标注相同的符号，并省略重复的说明。(第1实施方式)图1是表示本专利技术的一个实施方式所涉及的显微镜装置1A结构的图。显微镜装置1A是用于获取生物体试样B的图像的装置。显微镜装置1A如图1所示具备显微镜单元10、形状测量单元20、图像获取单元30以及控制单元40。显微镜单元10随着将来自后述的形状测量单元20以及图像获取单元30的照射光L1照射于生物体试样B，并且分别向形状测量单元20以及图像获取单元30输出来自生物体试样B的被检测光L2。被检测光L2为照射光L1的反射光、照射光L1的高次谐波、或者被照射光L1激发的荧光。显微镜单元10具有生物体试样台11、物镜12、物镜移动机构13以及分束器14。生物体试样台11是用于支撑生物体试样B(或者是容纳生物体试样B的容器)的板状部件。生物体试样台11例如是由能够透过照射光L1以及被检测光L2的材质构成，并且是由例如玻璃或塑料等构成。生物体试样台11例如是载玻片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微镜装置，其特征在于，该显微镜装置是一种获取生物体试样的图像的显微镜装置，具备：生物体试样台，其支撑所述生物体试样；物镜，其与所述生物体试样台相对配置；光源，其输出通过所述物镜照射于所述生物体试样的光；形状获取部，其获取有关所述生物体试样的表面形状以及所述生物体试样的表面正下方的结构中的至少一者的信息；全息图制作部，其根据所述获取的信息制作用于矫正起因于所述至少一者的像差的像差校正全息数据；第1空间光调制器，其呈现基于所述像差校正全息数据的全息图并调制从所述光源输出的光；光检测器，其检测在所述生物体试样上产生的光的强度并输出检测信号；图像制作部，其根据所述检测信号制作所述生物体试样的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 JP 2014-1054201.一种显微镜装置，其特征在于，该显微镜装置是一种获取生物体试样的图像的显微镜装置，具备：生物体试样台，其支撑所述生物体试样；物镜，其与所述生物体试样台相对配置；光源，其输出通过所述物镜照射于所述生物体试样的光；形状获取部，其获取有关所述生物体试样的表面形状以及所述生物体试样的表面正下方的结构中的至少一者的信息；全息图制作部，其根据所述获取的信息制作用于矫正起因于所述至少一者的像差的像差校正全息数据；第1空间光调制器，其呈现基于所述像差校正全息数据的全息图并调制从所述光源输出的光；光检测器，其检测在所述生物体试样上产生的光的强度并输出检测信号；图像制作部，其根据所述检测信号制作所述生物体试样的图像。2.如权利要求1所述的显微镜装置，其特征在于，进一步具备呈现基于所述像差校正全息数据的全息...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本直也，渡边向阳，寺田浩敏，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP