JP2000275529A - 走査型レーザ顕微鏡 - Google Patents
走査型レーザ顕微鏡Info
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- JP2000275529A JP2000275529A JP11079642A JP7964299A JP2000275529A JP 2000275529 A JP2000275529 A JP 2000275529A JP 11079642 A JP11079642 A JP 11079642A JP 7964299 A JP7964299 A JP 7964299A JP 2000275529 A JP2000275529 A JP 2000275529A
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 標本の特定部位へ発現させる特異現象の経時
的変化を、標本の走査画像に関係なく時間的に精度良く
測定する。 【解決手段】 走査型レーザ顕微鏡は標本１９の走査画
像を得るための第１の走査光学系Ａと、標本１９の特定
の部位に特異現象を発現させるための第２の走査光学系
Ｂとを備える。第２の走査光学系Ｂからの標本１９への
レーザ光の照射を第１の走査光学系Ａの走査に同期させ
ることにより、精度良く測定する。
的変化を、標本の走査画像に関係なく時間的に精度良く
測定する。 【解決手段】 走査型レーザ顕微鏡は標本１９の走査画
像を得るための第１の走査光学系Ａと、標本１９の特定
の部位に特異現象を発現させるための第２の走査光学系
Ｂとを備える。第２の走査光学系Ｂからの標本１９への
レーザ光の照射を第１の走査光学系Ａの走査に同期させ
ることにより、精度良く測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査型レーザ顕微鏡に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】走査型レーザ顕微鏡は、レーザ光を走査
光学系及び対物レンズを介して標本のＸ軸及びＹ軸方向
に走査しながら照射し、標本からの蛍光または反射光を
再び対物レンズ及び走査光学系を介して検出器で検出し
て蛍光または反射光の二次元の輝度情報を得る顕微鏡で
ある。又、この輝度情報をＸ−Ｙ走査位置に対応させて
ＣＲＴディスプレイなどに輝点の２次元分布として表示
することによって、標本の蛍光像あるいは反射像を観察
することも可能である。
光学系及び対物レンズを介して標本のＸ軸及びＹ軸方向
に走査しながら照射し、標本からの蛍光または反射光を
再び対物レンズ及び走査光学系を介して検出器で検出し
て蛍光または反射光の二次元の輝度情報を得る顕微鏡で
ある。又、この輝度情報をＸ−Ｙ走査位置に対応させて
ＣＲＴディスプレイなどに輝点の２次元分布として表示
することによって、標本の蛍光像あるいは反射像を観察
することも可能である。
【０００３】このレーザ走査型顕微鏡の内、共焦点走査
型レーザ顕微鏡は、検出光学系の標本と共役な位置に、
被測定光の回折限界程度の径を有した絞りを設けること
により、焦点の合っている面の情報のみを検出するもの
である。この共焦点走査型レーザ顕微鏡では、合焦面の
情報だけを検出できるため、標本を傷付けることなく、
光学的な断層像、すなわち３次元情報を得ることがで
き、しかも、非合焦面の情報をカットすることによっ
て、非常にシャープな画像が得られる特徴を有してい
る。
型レーザ顕微鏡は、検出光学系の標本と共役な位置に、
被測定光の回折限界程度の径を有した絞りを設けること
により、焦点の合っている面の情報のみを検出するもの
である。この共焦点走査型レーザ顕微鏡では、合焦面の
情報だけを検出できるため、標本を傷付けることなく、
光学的な断層像、すなわち３次元情報を得ることがで
き、しかも、非合焦面の情報をカットすることによっ
て、非常にシャープな画像が得られる特徴を有してい
る。
【０００４】このような共焦点走査型レーザ顕微鏡を用
いた測定では、標本内の特定のイオン濃度分布およびそ
の経時変化を測定するため、イオン感受性の蛍光指示薬
を標本に導入し、レーザ光で標本を走査して標本から発
せられる蛍光の輝度分布およびその計時変化を測定して
いる。この測定では、カルシウムイオンなどのイオン濃
度に感受性を有する蛍光指示薬を導入した標本を、その
蛍光指示薬を励起する波長のレーザ光で照射することに
より、指示薬特有の波長の蛍光が発せられる。この蛍光
の輝度とイオン濃度との間には一定の相関が成り立つた
め、蛍光の輝度分布およびその経時変化を測定すること
により、標本内のイオン濃度分布と経時変化を測定でき
る。
いた測定では、標本内の特定のイオン濃度分布およびそ
の経時変化を測定するため、イオン感受性の蛍光指示薬
を標本に導入し、レーザ光で標本を走査して標本から発
せられる蛍光の輝度分布およびその計時変化を測定して
いる。この測定では、カルシウムイオンなどのイオン濃
度に感受性を有する蛍光指示薬を導入した標本を、その
蛍光指示薬を励起する波長のレーザ光で照射することに
より、指示薬特有の波長の蛍光が発せられる。この蛍光
の輝度とイオン濃度との間には一定の相関が成り立つた
め、蛍光の輝度分布およびその経時変化を測定すること
により、標本内のイオン濃度分布と経時変化を測定でき
る。
【０００５】さらに、最近では、標本内の特定部位にイ
オン物質を出現させることができるケージド試薬が考案
されている。このケージド試薬は、殻となるケージド基
の中に、カルシウムイオンなどのイオン物質を包含させ
たもので、標本内に抽入したのち、紫外線を照射するこ
とによってケージド基が開裂するため、所望の特定部位
にイオン物質を出現させることができる。
オン物質を出現させることができるケージド試薬が考案
されている。このケージド試薬は、殻となるケージド基
の中に、カルシウムイオンなどのイオン物質を包含させ
たもので、標本内に抽入したのち、紫外線を照射するこ
とによってケージド基が開裂するため、所望の特定部位
にイオン物質を出現させることができる。
【０００６】以上の蛍光指示薬と、ケージド試薬とを標
本内に導入し、特定部位のケージド試薬を開裂させ、以
降の蛍光指示薬からの蛍光を観察する装置が特開平９−
３２９７５０号公報に開示されている。この装置では、
一つの走査手段に蛍光指示薬を励起するための第１のレ
ーザ光源と、ケージド試薬を開裂させるための第２のレ
ーザ光源を設置し、第１のレーザで標本のある焦点面内
を走査して蛍光指示薬によるイオン濃度分布を観察しな
がら、所望の操作位置において、第２のレーザを照射す
ることによって第１のレーザと同一焦点位置でケージド
試薬を開裂させることができるものである。
本内に導入し、特定部位のケージド試薬を開裂させ、以
降の蛍光指示薬からの蛍光を観察する装置が特開平９−
３２９７５０号公報に開示されている。この装置では、
一つの走査手段に蛍光指示薬を励起するための第１のレ
ーザ光源と、ケージド試薬を開裂させるための第２のレ
ーザ光源を設置し、第１のレーザで標本のある焦点面内
を走査して蛍光指示薬によるイオン濃度分布を観察しな
がら、所望の操作位置において、第２のレーザを照射す
ることによって第１のレーザと同一焦点位置でケージド
試薬を開裂させることができるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな公知では、第２のレーザは、第１のレーザと同一
の焦点面内にしか照射できない。第２のレーザは、第
１のレーザと同一走査タイミングでしか照射できない。
蛍光指示薬は、第２のレーザによっても蛍光を発する
ため、第２のレーザを照射した際の測光値は、測定値と
しての意味が薄れるなどの問題がある。
うな公知では、第２のレーザは、第１のレーザと同一
の焦点面内にしか照射できない。第２のレーザは、第
１のレーザと同一走査タイミングでしか照射できない。
蛍光指示薬は、第２のレーザによっても蛍光を発する
ため、第２のレーザを照射した際の測光値は、測定値と
しての意味が薄れるなどの問題がある。
【０００８】これらの問題を解決するため、特開平１０
−２０６７４２号公報には、蛍光指示薬を励起して蛍光
像を得るための走査手段と、ケージド試薬を開裂させる
ための走査手段とをそれぞれ独立させた複数の走査光学
系を具備した構造が記載されている。しかしながら、こ
の構造では、第２のレーザにより開裂したケージド試薬
によるイオン濃度の変化を、第１のレーザによる蛍光像
で計測する際、第２のレーザ照射と第１の蛍光像の計測
との時間的な関係を保証する手段が設けられていないた
め、近年、要求されている経時変化測定における時間的
精度への要求を満たすことが難しい問題を有している。
−２０６７４２号公報には、蛍光指示薬を励起して蛍光
像を得るための走査手段と、ケージド試薬を開裂させる
ための走査手段とをそれぞれ独立させた複数の走査光学
系を具備した構造が記載されている。しかしながら、こ
の構造では、第２のレーザにより開裂したケージド試薬
によるイオン濃度の変化を、第１のレーザによる蛍光像
で計測する際、第２のレーザ照射と第１の蛍光像の計測
との時間的な関係を保証する手段が設けられていないた
め、近年、要求されている経時変化測定における時間的
精度への要求を満たすことが難しい問題を有している。
【０００９】そこで本発明では、このような複数の走査
光学系を使用した場合においても、第２のレーザにより
開裂したケージド試薬によるイオン濃度の経時変化を、
第１のレーザによる蛍光像で計測する際の時間的な測定
精度を向上させることが可能な走査型レーザ顕微鏡を提
供することを目的とする。
光学系を使用した場合においても、第２のレーザにより
開裂したケージド試薬によるイオン濃度の経時変化を、
第１のレーザによる蛍光像で計測する際の時間的な測定
精度を向上させることが可能な走査型レーザ顕微鏡を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、標本の走査画像を得るための第
１の走査光学系と、標本の特定の部位に特異現象を発現
させるための第２の走査光学系とを備えた走査型レーザ
顕微鏡において、前記第２の走査光学系からの標本への
レーザ光の照射を前記第１の走査光学系の走査に同期さ
せたことを特徴とする。
め、請求項１の発明は、標本の走査画像を得るための第
１の走査光学系と、標本の特定の部位に特異現象を発現
させるための第２の走査光学系とを備えた走査型レーザ
顕微鏡において、前記第２の走査光学系からの標本への
レーザ光の照射を前記第１の走査光学系の走査に同期さ
せたことを特徴とする。
【００１１】この発明において、第２の走査光学系から
のレーザ光の照射による特異現象の発現が、第１の走査
光学系による標本の走査画像の取得に正確に同期し、し
かも特異現象に伴う蛍光指示薬からの蛍光輝度の変化の
影響を受けることがない。このため、時間的な測定精度
と、蛍光輝度の測定精度を共に向上することが可能とな
る。
のレーザ光の照射による特異現象の発現が、第１の走査
光学系による標本の走査画像の取得に正確に同期し、し
かも特異現象に伴う蛍光指示薬からの蛍光輝度の変化の
影響を受けることがない。このため、時間的な測定精度
と、蛍光輝度の測定精度を共に向上することが可能とな
る。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の走査型
レーザ顕微鏡において、前記第１の走査光学系の走査に
同期して、前記第２の走査光学系の走査を開始又は停止
することを特徴とする。
レーザ顕微鏡において、前記第１の走査光学系の走査に
同期して、前記第２の走査光学系の走査を開始又は停止
することを特徴とする。
【００１３】この発明では、所望の領域で特異現象を発
現させる時のイオン濃度分布の時間変化を、時間的な測
定精度及び蛍光輝度の測定精度を向上させた状態で測定
することが可能となる。
現させる時のイオン濃度分布の時間変化を、時間的な測
定精度及び蛍光輝度の測定精度を向上させた状態で測定
することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
走査型レーザ顕微鏡の実施の形態１の光学系のブロック
図である。走査型レーザ顕微鏡は、第１のレーザ光源１
からのレーザ光を標本１９の焦点面上を走査する観察用
の第１の走査光学系Ａと、第２のレーザ光源１１から出
力されるレーザ光を標本の任意の位置に照射してケージ
ド試薬を開裂させるための第２の走査光学系Ｂとを備え
ている。第２の走査光学系Ｂは標本の特定部位に特異現
象を発現させる光学系である。
走査型レーザ顕微鏡の実施の形態１の光学系のブロック
図である。走査型レーザ顕微鏡は、第１のレーザ光源１
からのレーザ光を標本１９の焦点面上を走査する観察用
の第１の走査光学系Ａと、第２のレーザ光源１１から出
力されるレーザ光を標本の任意の位置に照射してケージ
ド試薬を開裂させるための第２の走査光学系Ｂとを備え
ている。第２の走査光学系Ｂは標本の特定部位に特異現
象を発現させる光学系である。
【００１５】第１の走査光学系Ａは、第１のレーザ光源
１、ダイクロイックミラー２、第１のレーザシャッタ
３、第１の走査光学ユニット４、リレーレンズ５及びミ
ラー６から構成される。更に第１の走査光学系Ａのダイ
クロイックミラー２の分岐光路上には、検出光学系Ｃが
配置されている。この検出光学系Ｃは、測定フィルタ
７、レンズ８、共焦点ピンホール９及び光電変換素子１
０により構成される。
１、ダイクロイックミラー２、第１のレーザシャッタ
３、第１の走査光学ユニット４、リレーレンズ５及びミ
ラー６から構成される。更に第１の走査光学系Ａのダイ
クロイックミラー２の分岐光路上には、検出光学系Ｃが
配置されている。この検出光学系Ｃは、測定フィルタ
７、レンズ８、共焦点ピンホール９及び光電変換素子１
０により構成される。
【００１６】第２の走査光学系Ｂは、ケージド試薬を開
裂させるための第２のレーザ光源１１、第２のレーザシ
ャッタ１２、第２の走査光学ユニット１３、リレーレン
ズ１４及びダイクロイックミラー１５から構成される。
第１の走査光学系Ａの光軸と、第２の走査光学系の光軸
とは、ダイクロイックミラー１５により合成され、結像
レンズ１６、対物レンズ１７に導かれる。また、リレー
レンズ５およびリレーレンズ１４の焦点位置は、結像レ
ンズ１６の焦点位置と一致するように配置されている。
標本１９はステージ１８上に載置されている。
裂させるための第２のレーザ光源１１、第２のレーザシ
ャッタ１２、第２の走査光学ユニット１３、リレーレン
ズ１４及びダイクロイックミラー１５から構成される。
第１の走査光学系Ａの光軸と、第２の走査光学系の光軸
とは、ダイクロイックミラー１５により合成され、結像
レンズ１６、対物レンズ１７に導かれる。また、リレー
レンズ５およびリレーレンズ１４の焦点位置は、結像レ
ンズ１６の焦点位置と一致するように配置されている。
標本１９はステージ１８上に載置されている。
【００１７】前記ダイクロイックミラー１５は、第１の
走査光学系Ａからのレーザ光の波長より長波長の光を透
過すると共に、第２の走査光学系Ｂからのレーザ光の波
長を反射する特性となっている。前記第１及び第２のレ
ーザシャッタ３及び１２、第１及び第２の光学走査ユニ
ット４及び１３、光電変換素子１０は、コントロールユ
ニット２１に接続されている。このコントロールユニッ
ト２１には、ＣＲＴディスプレイ２２が接続されてい
る。コントロールユニット２１は後述するように、第２
の走査光学系Ｂからのレーザ光の標本１９への照射を第
１の走査光学系Ａの走査に同期させるものである。
走査光学系Ａからのレーザ光の波長より長波長の光を透
過すると共に、第２の走査光学系Ｂからのレーザ光の波
長を反射する特性となっている。前記第１及び第２のレ
ーザシャッタ３及び１２、第１及び第２の光学走査ユニ
ット４及び１３、光電変換素子１０は、コントロールユ
ニット２１に接続されている。このコントロールユニッ
ト２１には、ＣＲＴディスプレイ２２が接続されてい
る。コントロールユニット２１は後述するように、第２
の走査光学系Ｂからのレーザ光の標本１９への照射を第
１の走査光学系Ａの走査に同期させるものである。
【００１８】次に、このように構成した走査型レーザ顕
微鏡の作用を説明する。第１のレーザ光源１からのレー
ザ光は、コントロールユニット２１により開閉制御され
る第１のレーザシャッタ３が開状態のときに通過し、同
じくコントロールユニット２１により走査制御される第
１の走査光学ユニット４へ導かれ、任意の方向に偏向走
査される。このレーザ光はさらに、リレーレンズ５、ミ
ラー６、ダイクロイックミラー１５、結像レンズ１６、
対物レンズ１７を介して、標本１９の断面２０上に集光
され、断面２０内を２次元走査する。
微鏡の作用を説明する。第１のレーザ光源１からのレー
ザ光は、コントロールユニット２１により開閉制御され
る第１のレーザシャッタ３が開状態のときに通過し、同
じくコントロールユニット２１により走査制御される第
１の走査光学ユニット４へ導かれ、任意の方向に偏向走
査される。このレーザ光はさらに、リレーレンズ５、ミ
ラー６、ダイクロイックミラー１５、結像レンズ１６、
対物レンズ１７を介して、標本１９の断面２０上に集光
され、断面２０内を２次元走査する。
【００１９】標本１９には第１のレーザ光源１の波長に
よって励起される蛍光指示薬が導入されており、断面２
０内をレーザ光が走査することにより、蛍光指示薬が励
起されて蛍光を生じる。対物レンズ１７により捕らえら
れた蛍光は、上記レーザ光と同じ光路を逆向きに進み、
対物レンズ１７、結像レンズ１６、ダイクロイックミラ
ー１５を透過し、ミラー６、リレーレンズ５、第１の走
査光学ユニット４を介してダイクロイックミラー２へ導
かれる。ダイクロイックミラー２は、第１のレーザ光源
１からのレーザ光の波長より長波長側の光を反射する特
性となっており、これにより上記蛍光はダイクロイック
ミラー２により反射され、検出光学系Ｃへ導入される。
よって励起される蛍光指示薬が導入されており、断面２
０内をレーザ光が走査することにより、蛍光指示薬が励
起されて蛍光を生じる。対物レンズ１７により捕らえら
れた蛍光は、上記レーザ光と同じ光路を逆向きに進み、
対物レンズ１７、結像レンズ１６、ダイクロイックミラ
ー１５を透過し、ミラー６、リレーレンズ５、第１の走
査光学ユニット４を介してダイクロイックミラー２へ導
かれる。ダイクロイックミラー２は、第１のレーザ光源
１からのレーザ光の波長より長波長側の光を反射する特
性となっており、これにより上記蛍光はダイクロイック
ミラー２により反射され、検出光学系Ｃへ導入される。
【００２０】検出光学系Ｃにおいて、蛍光は測光フィル
タ７により特定の波長の光が選択透過され、さらにレン
ズ８、共焦点ピンホール９により断面２０からの光のみ
が選択されて、光電変換素子１０へ入射する。
タ７により特定の波長の光が選択透過され、さらにレン
ズ８、共焦点ピンホール９により断面２０からの光のみ
が選択されて、光電変換素子１０へ入射する。
【００２１】光電変換素子１０からの出力信号は、コン
トロールユニット２１へ導かれ、走査制御に同期してデ
ィジタル信号に変換され、走査位置に対応してＣＲＴデ
ィスプレイ画面２２上に表示される。表示された画像
は、断面２０での蛍光画像（蛍光輝度の２次元分布）、
すなわち所望のイオン濃度の断面２０内での分布を示し
ている。
トロールユニット２１へ導かれ、走査制御に同期してデ
ィジタル信号に変換され、走査位置に対応してＣＲＴデ
ィスプレイ画面２２上に表示される。表示された画像
は、断面２０での蛍光画像（蛍光輝度の２次元分布）、
すなわち所望のイオン濃度の断面２０内での分布を示し
ている。
【００２２】一方、第２のレーザ光源１１からのレーザ
光は、コントロールユニット２１が開閉制御する第２の
レーザシャッタ１２が開状態のときに、第２の走査光学
系１３、リレーレンズ１４、ダイクロイックミラー１５
を介して第１の走査光学系Ａからの光軸と合成される。
そして、結像レンズ１６、対物レンズ１７を透過して、
標本１９の断面２０上に照射される。この時の断面２０
内での照射位置は、コントロールユニット２１により第
２の走査光学系１３を制御することで第１の走査光学系
の走査位置に依存しない任意の位置を選択することがで
きる。
光は、コントロールユニット２１が開閉制御する第２の
レーザシャッタ１２が開状態のときに、第２の走査光学
系１３、リレーレンズ１４、ダイクロイックミラー１５
を介して第１の走査光学系Ａからの光軸と合成される。
そして、結像レンズ１６、対物レンズ１７を透過して、
標本１９の断面２０上に照射される。この時の断面２０
内での照射位置は、コントロールユニット２１により第
２の走査光学系１３を制御することで第１の走査光学系
の走査位置に依存しない任意の位置を選択することがで
きる。
【００２３】このように第２のレーザ光源１１からのレ
ーザ光が、ケージド試薬を導入した標本１９に照射され
ると、照射された部位のケージド試薬のケージド基が開
裂し、内部に包含されている物質が放出される。この放
出による標本１９内の上記イオン濃度分布の変化を、上
記第１の走査光学系Ａにより得られる画像により測定で
きる。
ーザ光が、ケージド試薬を導入した標本１９に照射され
ると、照射された部位のケージド試薬のケージド基が開
裂し、内部に包含されている物質が放出される。この放
出による標本１９内の上記イオン濃度分布の変化を、上
記第１の走査光学系Ａにより得られる画像により測定で
きる。
【００２４】次に、第１の走査光学系Ａの標本１９への
走査と、第２の走査光学系Ｂからの標本１９へのレーザ
光の照射の同期制御を行うコントロールユニット２１に
ついて図２に基づいて説明する。図２はコントロールユ
ニット２１の内部構成の一例を示すブロック図である。
走査と、第２の走査光学系Ｂからの標本１９へのレーザ
光の照射の同期制御を行うコントロールユニット２１に
ついて図２に基づいて説明する。図２はコントロールユ
ニット２１の内部構成の一例を示すブロック図である。
【００２５】図１にも示すように、第１及び第２の走査
光学ユニット４及び１３は、２つの光学スキャナ４ａ、
４ｂ及び１３ａ、１３ｂを備えている。コントロールユ
ニット２１は、第１の走査光学系４の光学スキャナ４
ａ、４ｂを操作制御する第１の走査波形発生回路２３
と、第１のレーザシャッタ３を開閉制御する第１のシャ
ッタ開閉回路２４と、第２の走査光学系Ｂ内の第２のレ
ーザシャッタ１２を開閉制御する第２のシャッタ開閉回
路２５と、第２の走査光学ユニット１３内の光学スキャ
ナ１３ａ，１３ｂを任意の方向に設定する駆動回路２６
と、検出光学系Ｃ内の光電変換素子１０からの蛍光輝度
信号をＡ／Ｄ 変換し、蛍光画像としてＣＲＴディスプ
レイ２２へ出力して表示を行う画像処理回路２８と、こ
れらの各回路を制御するＣＰＵ２７とで構成される。
光学ユニット４及び１３は、２つの光学スキャナ４ａ、
４ｂ及び１３ａ、１３ｂを備えている。コントロールユ
ニット２１は、第１の走査光学系４の光学スキャナ４
ａ、４ｂを操作制御する第１の走査波形発生回路２３
と、第１のレーザシャッタ３を開閉制御する第１のシャ
ッタ開閉回路２４と、第２の走査光学系Ｂ内の第２のレ
ーザシャッタ１２を開閉制御する第２のシャッタ開閉回
路２５と、第２の走査光学ユニット１３内の光学スキャ
ナ１３ａ，１３ｂを任意の方向に設定する駆動回路２６
と、検出光学系Ｃ内の光電変換素子１０からの蛍光輝度
信号をＡ／Ｄ 変換し、蛍光画像としてＣＲＴディスプ
レイ２２へ出力して表示を行う画像処理回路２８と、こ
れらの各回路を制御するＣＰＵ２７とで構成される。
【００２６】ＣＰＵ２７は蛍光画像を得るため、第１の
走査波形発生回路２３に対して目的とする断面２０内の
目的とする範囲を第１のレーザ光源１からのレーザ光が
走査するような走査波形を指示して走査制御を開始す
る。ＣＰＵ２７により走査開始が指示された第１の走査
波形発生回路２３は、ＣＰＵ２７により指示された走査
波形を、第１の走査光学ユニット４内の２つの光学スキ
ャナ４ａ、４ｂに対し、走査波形３０，３１（図３参
照）をそれぞれ出力する。なお、ここでは光学スキャナ
４ａが水平方向の主走査を、光学スキャナ４ｂが垂直方
向の副走査を行うものである。
走査波形発生回路２３に対して目的とする断面２０内の
目的とする範囲を第１のレーザ光源１からのレーザ光が
走査するような走査波形を指示して走査制御を開始す
る。ＣＰＵ２７により走査開始が指示された第１の走査
波形発生回路２３は、ＣＰＵ２７により指示された走査
波形を、第１の走査光学ユニット４内の２つの光学スキ
ャナ４ａ、４ｂに対し、走査波形３０，３１（図３参
照）をそれぞれ出力する。なお、ここでは光学スキャナ
４ａが水平方向の主走査を、光学スキャナ４ｂが垂直方
向の副走査を行うものである。
【００２７】これと同期して、ＣＰＵ２７は第１のレー
ザ光源１からのレーザ光を標本１９に照射するため、第
１のレーザシャッタ０３を開状態にするように第１のシ
ャッタ開閉回路２４へ指示を行う。これによりレーザ光
が断面２０内で２次元走査を始める。
ザ光源１からのレーザ光を標本１９に照射するため、第
１のレーザシャッタ０３を開状態にするように第１のシ
ャッタ開閉回路２４へ指示を行う。これによりレーザ光
が断面２０内で２次元走査を始める。
【００２８】第１の走査波形発生回路２３は走査波形３
０，３１の出力を始めると、画像処理回路２８に対し
て、図３に示す各種同期信号２９を出力する。画像処理
回路２８はこれらの各種同期信号のうち、各画素ごとに
発生するクロック信号２９ａにより光電変換素子１０か
ら出力される蛍光輝度信号をＡ／Ｄ変換する。そして、
これによって得られたディジタルデータと、垂直同期信
号２９ｂと、水平同期信号２９ｃとから画像を形成して
ディスプレイ２２上に表示する。この場合、垂直同期信
号２９ｂの１サイクル分が１枚の画像となる。
０，３１の出力を始めると、画像処理回路２８に対し
て、図３に示す各種同期信号２９を出力する。画像処理
回路２８はこれらの各種同期信号のうち、各画素ごとに
発生するクロック信号２９ａにより光電変換素子１０か
ら出力される蛍光輝度信号をＡ／Ｄ変換する。そして、
これによって得られたディジタルデータと、垂直同期信
号２９ｂと、水平同期信号２９ｃとから画像を形成して
ディスプレイ２２上に表示する。この場合、垂直同期信
号２９ｂの１サイクル分が１枚の画像となる。
【００２９】このようにして得られた画像は、ケージド
試薬が開裂する前における標本１９内のイオン濃度分布
の初期状態を示す画像となる。かかる画像を１枚ないし
複数枚測定した後、ＣＰＵ２７は第２のシャッタ開閉回
路２５に対して第２のレーザシャッタ１２を開状態にす
るように指示する。ここで、第２の走査光学ユニット１
３は、第２のレーザ光源１１からのレーザ光を断面２０
の所望の位置に照射できるように、駆動回路２６により
偏光方向が設定されているものとする。
試薬が開裂する前における標本１９内のイオン濃度分布
の初期状態を示す画像となる。かかる画像を１枚ないし
複数枚測定した後、ＣＰＵ２７は第２のシャッタ開閉回
路２５に対して第２のレーザシャッタ１２を開状態にす
るように指示する。ここで、第２の走査光学ユニット１
３は、第２のレーザ光源１１からのレーザ光を断面２０
の所望の位置に照射できるように、駆動回路２６により
偏光方向が設定されているものとする。
【００３０】第２のシャッタ開閉回路２５は、ＣＰＵ２
７からの指示と、上述した第１の走査波形発生回路２３
からの同期信号に基づいて、第２のレーザシャッタ１２
を開状態として、第２のレーザ光源１１のレーザ光を標
本１９に照射し、ケージド試薬を開裂させる。従って、
これ以降に得られる画像は、ケージド試薬が開裂したこ
とによる標本内の変化を示すものとなる。
７からの指示と、上述した第１の走査波形発生回路２３
からの同期信号に基づいて、第２のレーザシャッタ１２
を開状態として、第２のレーザ光源１１のレーザ光を標
本１９に照射し、ケージド試薬を開裂させる。従って、
これ以降に得られる画像は、ケージド試薬が開裂したこ
とによる標本内の変化を示すものとなる。
【００３１】図４は上記第２のシャッタ開閉回路２５が
レーザシャッタ１２を開閉するタイミングを示す。ケー
ジド試薬の開裂による標本１９内でのイオン濃度の時間
的な変化を精度良く測定するためには、ケージド試薬の
開裂のタイミングを、第１の走査波形発生回路２３の垂
直同期信号２９ｂまたは水平同期信号２９ｃに同期させ
ることが好ましい。また、第２のレーザ光源１１のレー
ザ光の照射によっても、イオン感受性蛍光試薬がある程
度の蛍光を生じる。これによって、光電変換素子１０へ
入射する蛍光輝度が変化し、得られる蛍光画像に影響を
与える。そこで、第１の走査波形発生回路２３から第２
のシャッタ開閉回路２５への照射指示信号３３は、垂直
方向の走査帰線区間４０または水平方向の走査帰線区間
４１内、すなわち、光電変換素子１０からの蛍光輝度信
号が画像処理回路２８の生成する画像に反映されない区
間に出力されるように制御する。
レーザシャッタ１２を開閉するタイミングを示す。ケー
ジド試薬の開裂による標本１９内でのイオン濃度の時間
的な変化を精度良く測定するためには、ケージド試薬の
開裂のタイミングを、第１の走査波形発生回路２３の垂
直同期信号２９ｂまたは水平同期信号２９ｃに同期させ
ることが好ましい。また、第２のレーザ光源１１のレー
ザ光の照射によっても、イオン感受性蛍光試薬がある程
度の蛍光を生じる。これによって、光電変換素子１０へ
入射する蛍光輝度が変化し、得られる蛍光画像に影響を
与える。そこで、第１の走査波形発生回路２３から第２
のシャッタ開閉回路２５への照射指示信号３３は、垂直
方向の走査帰線区間４０または水平方向の走査帰線区間
４１内、すなわち、光電変換素子１０からの蛍光輝度信
号が画像処理回路２８の生成する画像に反映されない区
間に出力されるように制御する。
【００３２】これにより、ケージド試薬の開裂が、蛍光
画像の取得に正確に同期し、しかもケージド試薬の開裂
に伴う蛍光指示薬からの蛍光輝度の変化の影響を受けな
いため、時問的な測定精度及び蛍光輝度の測定精度の双
方を共に向上させることが可能となる。
画像の取得に正確に同期し、しかもケージド試薬の開裂
に伴う蛍光指示薬からの蛍光輝度の変化の影響を受けな
いため、時問的な測定精度及び蛍光輝度の測定精度の双
方を共に向上させることが可能となる。
【００３３】（実施の形態２）上述した実施の形態１で
は、第２のレーザ光源１１からのレーザ光を、所望の一
点に固定し、第１のレーザ光源１からのレーザ光の走査
に同期して照射するようにしているが、使用目的によっ
ては、ある程度面積を有した領域のケージド試薬を開裂
させる必要がある。そこで、この実施の形態２では、コ
ントロールユニット２１における駆動回路２６を、第２
の走査光学ユニット１３内の光学スキャナ１３ａ，１３
ｂを任意に走査制御する第２の走査波形発生回路２６’
（図示省略）とするものである。
は、第２のレーザ光源１１からのレーザ光を、所望の一
点に固定し、第１のレーザ光源１からのレーザ光の走査
に同期して照射するようにしているが、使用目的によっ
ては、ある程度面積を有した領域のケージド試薬を開裂
させる必要がある。そこで、この実施の形態２では、コ
ントロールユニット２１における駆動回路２６を、第２
の走査光学ユニット１３内の光学スキャナ１３ａ，１３
ｂを任意に走査制御する第２の走査波形発生回路２６’
（図示省略）とするものである。
【００３４】この実施の形態では、ＣＰＵ２７は上述し
た蛍光画像を得るため、標本１９の目的とする断面２０
内の目的とする範囲を第１のレーザ光源１からのレーザ
光が走査するように第１の走査波形発生回路２３に走査
波形を指示する。これと共に、ケージド試薬を開裂させ
る所望の領域を第２のレーザ光源１１からのレーザ光が
走査するように第２の走査波形発生回路２６’に対して
走査波形を指示する。
た蛍光画像を得るため、標本１９の目的とする断面２０
内の目的とする範囲を第１のレーザ光源１からのレーザ
光が走査するように第１の走査波形発生回路２３に走査
波形を指示する。これと共に、ケージド試薬を開裂させ
る所望の領域を第２のレーザ光源１１からのレーザ光が
走査するように第２の走査波形発生回路２６’に対して
走査波形を指示する。
【００３５】ＣＰＵ２７は、第１の走査波形発生回路２
３に対して走査開始を指示するとともに、第１のシャッ
タ開閉回路２４に対して、第１のレーザシャッタ３を開
状態にするように指示する。そして、１枚ないし複数枚
の標本１９内のイオン濃度分布の初期状態を示す画像を
取得した後、ＣＰＵ２７は、第２の走査波形発生回路２
６´に対して、走査開始を指示するとともに、第２のシ
ャッタ開閉回路２５に対して第２のレーザシャッタ１２
を開状態にするように指示する。
３に対して走査開始を指示するとともに、第１のシャッ
タ開閉回路２４に対して、第１のレーザシャッタ３を開
状態にするように指示する。そして、１枚ないし複数枚
の標本１９内のイオン濃度分布の初期状態を示す画像を
取得した後、ＣＰＵ２７は、第２の走査波形発生回路２
６´に対して、走査開始を指示するとともに、第２のシ
ャッタ開閉回路２５に対して第２のレーザシャッタ１２
を開状態にするように指示する。
【００３６】第２のシャッタ開閉回路２５および第２の
走査波形発生回路２６’は、第１の走査波形発生回路２
３から垂直方向の走査帰線区間４０または水平方向の走
査帰線区間４１に出力される照射指示信号３３をトリガ
として、第２の走査光学ユニット１３の走査制御、すな
わちレーザシャッタ１２の開閉制御を行う。ここでは、
第２の走査波形発生回路２６’に指示する走査波形は、
上記第１の走査波形の垂直方向の走査帰線区間４０また
は水平方向帰線区間４１内に、所望の領域を走査完了す
るように設定する必要がある。これに代えて、第２の走
査波形発生回路２６’が所望の領域を走査完了するま
で、第１の走査波形発生回路２３からの走査波形を停止
するようにしても良い。
走査波形発生回路２６’は、第１の走査波形発生回路２
３から垂直方向の走査帰線区間４０または水平方向の走
査帰線区間４１に出力される照射指示信号３３をトリガ
として、第２の走査光学ユニット１３の走査制御、すな
わちレーザシャッタ１２の開閉制御を行う。ここでは、
第２の走査波形発生回路２６’に指示する走査波形は、
上記第１の走査波形の垂直方向の走査帰線区間４０また
は水平方向帰線区間４１内に、所望の領域を走査完了す
るように設定する必要がある。これに代えて、第２の走
査波形発生回路２６’が所望の領域を走査完了するま
で、第１の走査波形発生回路２３からの走査波形を停止
するようにしても良い。
【００３７】この実施の形態では、以上のような構成を
備えることにより、所望の領域のケージド試薬を開裂さ
せた時のイオン濃度分布の時間変化を、時間的な測定精
度及び蛍光輝度の測定精度を向上させた状態で測定する
ことが可能となる。
備えることにより、所望の領域のケージド試薬を開裂さ
せた時のイオン濃度分布の時間変化を、時間的な測定精
度及び蛍光輝度の測定精度を向上させた状態で測定する
ことが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、第２のレーザ光の照射による特異現象の発現が、第
１の走査光学系による標本の操作画像の取得に正確に同
期し、しかも特異現象に伴う蛍光指示薬からの蛍光輝度
の変化の影響を受けることがないため、時間的な測定精
度及び蛍光輝度の測定精度を共に向上することができ
る。
ば、第２のレーザ光の照射による特異現象の発現が、第
１の走査光学系による標本の操作画像の取得に正確に同
期し、しかも特異現象に伴う蛍光指示薬からの蛍光輝度
の変化の影響を受けることがないため、時間的な測定精
度及び蛍光輝度の測定精度を共に向上することができ
る。
【００３９】請求項２の発明によれば、所望の領域で特
異現象を発現させる時のイオン濃度分布の時間変化を、
時間的な測定精度及び蛍光輝度の測定精度を向上させた
状態で測定することができる。
異現象を発現させる時のイオン濃度分布の時間変化を、
時間的な測定精度及び蛍光輝度の測定精度を向上させた
状態で測定することができる。
【図１】本発明の実施の形態１における光学系のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】コントロールユニットのブロック図である。
【図３】第２の走査光学系のレーザ照射を第１の走査光
学系の走査に同期させるタイミングチャートである。
学系の走査に同期させるタイミングチャートである。
【図４】第２の走査光学系のレーザ照射のタイミングチ
ャートである。
ャートである。
Ａ 第１の走査光学系 Ｂ 第２の走査光学系
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA01 CA03 DA02 EA01 FA01 FA02 FA06 GA02 GB01 GB17 GB21 HA01 HA02 HA07 HA09 HA11 JA03 KA07 KA09 LA01 NA05 2H052 AA07 AA09 AB06 AB26 AC34 AF02
Claims (2)
- 【請求項１】 標本の走査画像を得るための第１の走査
光学系と、標本の特定の部位に特異現象を発現させるた
めの第２の走査光学系とを備えた走査型レーザ顕微鏡に
おいて、前記第２の走査光学系からの標本へのレーザ光
の照射を前記第１の走査光学系の走査に同期させたこと
を特徴とする走査型レーザ顕微鏡。 - 【請求項２】 請求項１記載の走査型レーザ顕微鏡にお
いて、前記第１の走査光学系の走査に同期して、前記第
２の走査光学系の走査を開始又は停止することを特徴と
する走査型レーザ顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07964299A JP4468507B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 走査型レーザ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07964299A JP4468507B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 走査型レーザ顕微鏡 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275529A true JP2000275529A (ja) | 2000-10-06 |
| JP2000275529A5 JP2000275529A5 (ja) | 2006-05-11 |
| JP4468507B2 JP4468507B2 (ja) | 2010-05-26 |
Family
ID=13695769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07964299A Expired - Fee Related JP4468507B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 走査型レーザ顕微鏡 |
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| JP (1) | JP4468507B2 (ja) |
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- 1999-03-24 JP JP07964299A patent/JP4468507B2/ja not_active Expired - Fee Related
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