JP2001091836A - レーザ走査型顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、レーザ光源の長寿命化を実現でき
るレーザ走査型顕微鏡を提供する。 【解決手段】レーザ光源１ａ〜１ｃのレーザ光を、入射
シャッタ４１ａを介してガルバノミラー４１ｂに入射
し、このガルバノミラー４１ｂにより試料５にレーザ光
を２次元走査させるとともに、試料５からの光の受光強
度に応じた走査画像を得るようにしたもので、状態検出
部６３ａにより入射シャッタ４１ａの開閉状態を検出
し、入射シャッタ４１ａの開放状態を検出すると、走査
画像の観察期間として通常制御を判断し、入射シャッタ
４１ａの閉状態を検出するとスタンバイ制御を判断し、
これら判断結果からレーザ電源２ａ〜２ｃを制御し、レ
ーザ光源１ａ〜１ｃの出力光量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光源の長寿
命化を実現したレーザ走査型顕微鏡に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、生物分野に用いられるレーザ走
査型顕微鏡には、試料に対して複数の染色色素を用い、
これら染色色素を着色した観察対象の同時観察を可能に
したものがある。そして、このようなレーザ走査型顕微
鏡では、光源装置として単体または複数のレーザ光を組
み合わせて異なる波長の励起光を発するレーザ光源が採
用されている。

【０００３】ところで、レーザ光源は、一般的に寿命が
短く、しかも価格的に高価であることが知られている。
このため従来、レーザ光を使用していない状態では、レ
ーザ光源をオフしたり出力光量を減らすことにより、レ
ーザ光源の長寿命化を実現することが考えられている。
このようなレーザ光源は、電源に外部制御端子を有して
いて、この外部制御端子に適当な信号を入力することに
より、レーザ管を放電電流が通常状態からレーザ発振の
起こる最小の電流（レーザスタンバイ状態）に切替わる
ようにしている。従って、このようなレーザスタンバイ
機能を有するレーザ光源では、外部制御端子に制御信号
を入力し放電電流を最小にすることにより、レーザの発
振をスタンバイ状態にして、レーザ光源を効率よく使用
できるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、レー
ザ走査型顕微鏡においては、所定時間続けて使用しない
ような場合は、手動でレーザ光源をオフすることは行な
われているが、走査画像を得るための２次元走査が行な
われていない際の僅かな期間については、レーザ光源か
らのレーザ光は放出されたままになっている。また、上
述した複数のレーザ光を組み合わせて異なる波長の励起
光を得ようとするものでは、複数のレーザ光源に対して
シャッタやフィルタを適宜挿入することで、目的の波長
の励起光を得るようにしているが、このような場合も、
シャッタにより光路を断たれているレーザ光源からのレ
ーザ光は放出されたままになっており、レーザ光源の寿
命を短くする原因となっていた。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、レーザ光源の長寿命化を実現できるレーザ走査型顕
微鏡を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
レーザ光源からのレーザ光を観察対象に照射し走査する
とともに、該観察対象からの光に基づく観察対象の走査
画像を得るレーザ走査型顕微鏡において、前記走査画像
を得るための状態を検出する状態検出手段と、この状態
検出手段により検出される状態情報により前記レーザ光
源をスタンバイ状態に制御可能な制御手段とを具備した
ことを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、状態検出手段は、前記レーザ光を走査する
手段にレーザ光を入射させるシャッタの開閉状態を検出
するものであることを特徴としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、制御手段は、前記レーザ光の走査
が指示されて所定時間前記走査が開始されないと前記レ
ーザ光源を強制的にスタンバイ制御に移行させるタイマ
手段を有することを特徴としている。

【０００９】この結果、本発明によれば、走査画像を得
るための指示がある以外では、レーザ光源をスタンバイ
状態に移行することで、レーザ光源の無駄な使用を防止
し、レーザ光源の長寿命化を実現できる。

【００１０】また、本発明によれば、走査画像を得るた
めの指示があっても、所定時間の間に所定動作が行なわ
れなければ、強制的にスタンバイ制御に移行すること
で、レーザ光源の無駄な使用を防止できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。

【００１２】（第１の実施の形態）図１は、第１の実施
の形態が適用されるレーザ走査型顕微鏡の概略構成を示
している。図において、１ａ、1ｂ、１ｃは、複数のレ
ーザ光源で、これらレーザ光源１ａ、1ｂ、１ｃには、
レーザ電源２ａ、２ｂ、２ｃが接続されている。

【００１３】これらレーザ光源１ａ、1ｂ、１ｃは、ア
ルゴンやクリプトンなどのガスレーザからなるもので、
レーザ電源２ａ、２ｂ、２ｃからの電圧供給を受けて波
長の異なるレーザ光をそれぞれ出射するようにしてい
る。レーザ電源２ａ、２ｂ、２ｃは、レーザ光源１ａ、
1ｂ、１ｃの出力光量の制御を可能にしたもので、後述
するレーザ電源制御部６３の指示信号によりレーザ光源
１ａ、1ｂ、１ｃより通常の出力光量を発生させる通常
制御と、レーザ光源１ａ、1ｂ、１ｃに供給する放電電
流を最小値（スタンバイ状態）に制御するスタンバイ制
御を選択可能にしている。

【００１４】レーザ電源２ａ、２ｂ、２ｃからのレーザ
光は、シャッタ３ａ、３ｂ、３ｃを各別に通り、図示し
ない光ファイバなどの共通の光路を通ってレーザ走査型
顕微鏡本体４に入射される。

【００１５】レーザ走査型顕微鏡本体４は、スキャンユ
ニット４１と顕微鏡部４２を有するもので、シャッタ３
ａ、３ｂ、３ｃより共通の光路を通ってスキャンユニッ
ト４１入射されるレーザ光は、入射シャッタ４１ａを介
してガルバノミラー４１ｂに入射され、このガルバノミ
ラー４１ｂの動作によりＸ方向、Ｙ方向に偏向され、顕
微鏡部４２の図示しない対物レンズを介して試料５に照
射され、試料上を２次元走査する。

【００１６】レーザ電源２ａ、２ｂ、２ｃおよびレーザ
走査型顕微鏡本体４には、制御ユニット６が接続されて
いる。この制御ユニット６は、シャッタドライバ６１、
ガルバノドライバ６２、レーザ電源制御部６３および主
制御部６４を有している。シャッタドライバ６１は、主
制御部６４の指示によりシャッタ３ａ、３ｂ、３ｃおよ
び入射シャッタ４１ａの開閉を制御するもので、シャッ
タ３ａ、３ｂ、３ｃについては、観察条件に応じた使用
色素情報により未使用となるレーザ光源１ａ、１ｂ、１
ｃに対応するものを閉成制御し、入射シャッタ４１ａに
ついては、走査画像を観察する際に開放制御するように
している。また、ガルバノドライバ６２は、主制御部６
４の指示によりガルバノミラー４１ｂをＸ方向、Ｙ方向
に駆動制御するようにしている。レーザ電源制御部６３
は、シャッタドライバ６１への主制御部６４の指示に基
づいてレーザ電源２ａ、２ｂ、２ｃに対する通常制御ま
たはスタンバイ制御を判断して、それぞれの指示を出力
するもので、ここでは、入射シャッタ４１ａの状態を検
出する状態検出部６３ａを有し、状態検出部６３ａによ
り入射シャッタ４１ａが開放している状態を検出する
と、走査画像の観察期間として通常制御を判断し、入射
シャッタ４１ａが閉じている状態を検出すると、スタン
バイ制御を判断し、それぞれの指示をレーザ光源２ａ、
２ｂ、２ｃに出力するようになっている。

【００１７】なお、７は、試料５に対する走査画像およ
び観察などの指示をするためのメニュー画像を表示する
モニタである。

【００１８】次に、以上のように構成した実施の形態の
動作を説明する。

【００１９】最初に、観察条件に応じた使用色素情報に
より使用されるレーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃを決定す
る。ここでは、レーザ光源１ａ、１ｂのみ使用するもの
とする。すると、主制御部６４より指示が発せられ、シ
ャッタドライバ６１により、指示されたレーザ光源１
ａ、１ｂに対応するシャッタ３ａ、３ｂが開放され、未
使用のレーザ光源１ｃに対応するシャッタ３ｃは閉じら
れる。

【００２０】この状態で、主制御部６４は、シャッタド
ライバ６１が入射シャッタ４１ａを開放制御している
か、つまり、走査画像の観察期間であるか否かを判断す
る。ここで、入射シャッタ４１ａが閉じられていて走査
画像の観察期間でないと判断されると、レーザ電源制御
部６３に指示を与え、レーザ光源１ａ、１ｂ、１ｃのレ
ーザ電源２ａ、２ｂに対してスタンバイ制御を指示す
る。これによりレーザ電源２ａ、２ｂ、２ｃよりレーザ
光源１ａ、1ｂ、１ｃに供給される電流は、最小値（ス
タンバイ状態）に制御され、それぞれのレーザ光源１
ａ、1ｂ、１ｃは、スタンバイ状態に移行される。

【００２１】次に、走査画像の観察が指示されると、シ
ャッタドライバ６１により入射シャッタ４１ａが開放制
御される。

【００２２】主制御部６４は、入射シャッタ４１ａの状
態から、走査画像の観察期間であることを判断する。そ
して、レーザ電源制御部６３に指示を与え、使用を指示
されたレーザ光源１ａ、１ｂのレーザ電源２ａ、２ｂに
対してのみ通常制御を指示する。すると、レーザ電源２
ａ、２ｂよりレーザ光源１ａ、1ｂに供給される電流
は、通常の出力光量を発生させるのに必要な値に制御さ
れるようになり、それぞれのレーザ光源１ａ、1ｂは、
通常状態に移行される。この場合、レーザ光源１ｃは、
スタンバイ状態のままである。

【００２３】この状態で、レーザ光源１ａ、1ｂより発
せられるレーザ光は、光ファイバから構成される光路を
介してレーザ走査型顕微鏡本体４のスキャンユニット４
１に導入され、入射シャッタ４１ａを通過してガルバノ
ミラー４１ｂに入射される。この場合、ガルバノミラー
４１ｂは、ガルバノドライバ６２によりＸ方向、Ｙ方向
に駆動制御されており、ガルバノミラー４１ｂに入射さ
れたレーザ光は、ＸＹ方向に偏向され、顕微鏡部４２を
介して試料５上に照射され、試料５上を２次元走査され
る。そして、試料５から発せられた蛍光は、スキャンユ
ニット４１を介して図示しない光検出器で受光されたの
ち、画像処理され観察画像として生成されて、モニタ７
に表示される。

【００２４】従って、このようにすればレーザ光源１ａ
〜１ｃのレーザ光を、入射シャッタ４１ａを介してガル
バノミラー４１ｂに入射し、このガルバノミラー４１ｂ
により試料５にレーザ光を２次元走査させることができ
る。それとともに、試料５からの光の強度に応じた走査
画像を得るようにしたレーザ走査型顕微鏡で、状態検出
部６３ａにより入射シャッタ４１ａの状態を検出し、入
射シャッタ４１ａの開放状態を検出すると、走査画像の
観察期間であるとレーザ電源制御部６３が判断し、通常
制御を行ない、入射シャッタ４１ａの閉状態を検出する
と走査画像の観察中でないとレーザ電源制御部６３が判
断し、スタンバイ制御を行なう。これらの結果からレー
ザ電源２ａ〜２ｃを制御し、レーザ光源１ａ〜１ｃの出
力光量を調整できるようにしたので、走査画像の観察期
間以外では、レーザ光源１ａ〜１ｃをスタンバイ状態に
移行することができ、これにより、レーザ光源１ａ〜１
ｃの無駄な使用を防止し、レーザ光源１ａ〜１ｃの長寿
命化を実現できる。

【００２５】また、シャッタ３ｃにより光路を断たれて
いるレーザ光源１ｃについては、スタンバイ状態が維持
されるので、使用されないレーザ光源１ｃの無駄な使用
も防止できる。

【００２６】なお、上述した第１の実施の形態は、例え
ばスタンバイ制御の指示は、走査状態と連動するもので
あれば、他の信号を用いることができる。例えば、レー
ザ走査型顕微鏡本体４内部にセンサを設け、シャッタの
開閉あるいはガルバノミラーの機械的な位置や動作状態
を検出し、この検出信号を用いてもよい。また、レーザ
光源１ａ〜１ｃの制御を通常制御とスタンバイ制御に切
換えるための走査画像観察状態の検出方法は、例えば、
電動化された走査画像観察光路と肉眼観察光路などの光
路切替え部での制御信号を検出する方法や光路切替え部
にセンサを設けて状態を判断するようにしてもよい。さ
らに、レーザ光源１ａ〜１ｃの出力光量を制御する方法
は、レーザ電源２ａ〜２ｃが有するスタンバイ機能を使
用せずとも、外部制御により光量制御を行ない出力光量
を落とす方法を用いることもできる。さらにまた、上述
では、レーザ光源１ａ〜１ｃとしてガスレーザを中心に
説明したが、半導体レーザなどの固体レーザを適用する
ことも可能である。

【００２７】（第２の実施の形態）この場合、第２の実
施の形態が適用されるレーザ走査型顕微鏡の概略構成
は、図１と同様なので、同図を援用するものとするが、
ここでは、レーザ電源制御部６３にタイマ６３ｂを設け
て、レーザ電源制御部６３より出力されるスタンバイ制
御の出力を、一定条件（時間）を満たしたときのみ送出
するようにしている。

【００２８】このようにすれば、例えば、走査画像の観
察が指示され、シャッタドライバ６１により入射シャッ
タ４１ａが開放制御され走査が開始されると、レーザ電
源制御部６３は、レーザ電源２ａ、２ｂに対して通常制
御を指示しているが、走査が停止されると同時に、タイ
マ６３ｂをスタートさせる。

【００２９】この場合、タイマ６３ｂに設定された所定
時間Ｔを経過するまでに、次の走査画像観察のためのガ
ルバノドライバ６２によるガルバノミラー４１ｂの駆動
制御が行なわれれば、タイマ６３ｂの時間経過の検出を
無効にし、レーザ電源２ａ、２ｂに対する通常制御を有
効にして、レーザ光源１ａ、1ｂを通常状態に移行させ
る。また、所定時間Ｔを経過するまでに、ガルバノドラ
イバ６２によるガルバノミラー４１ｂの駆動制御が行な
われなければ、タイマ６３ｂの時間経過の検出を有効に
し、レーザ電源２ａ、２ｂに対する通常制御を無効にす
るとともに、レーザ電源制御部６３の指示は、スタンバ
イ制御に切換えられ、レーザ電源２ａ、２ｂに対して与
えられる。これにより、レーザ電源２ａ、２ｂによりレ
ーザ光源１ａ、1ｂに供給される電流は、最小値（スタ
ンバイ状態）に制御され、レーザ光源１ａ、1ｂは、ス
タンバイ状態に移行される。

【００３０】従って、このようにすれば、走査画像の観
察のため通常制御の指示があった場合も、所定時間Ｔの
間に所定の動作が行なわれなければ、強制的にスタンバ
イ制御に切換えられるようになるので、レーザ光源１ａ
〜1ｂの無駄な点灯をなくすことができ、これらレーザ
光源１ａ〜1ｂのさらなる長寿命化を実現できる。

【００３１】なお、第２の実施の形態は、所定時間Ｔ経
過後のスタンバイ制御への移行時に、観察者に移行の可
否を問うシステムとしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、走査
画像を得るための指示がある以外では、レーザ光源をス
タンバイ状態に移行することにより、レーザ光源の無駄
な使用を防止し、レーザ光源の長寿命化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概略構成を示す図。

【符号の説明】

１ａ．1ｂ．１ｃ…レーザ光源 ２ａ．２ｂ．２ｃ…レーザ電源 ３ａ．３ｂ．３ｃ…シャッタ ４…レーザ走査型顕微鏡本体 ４１…スキャンユニット ４１ａ…入射シャッタ ４１ｂ…ガルバノミラー ４２…顕微鏡部 ５…試料 ６…制御ユニット ６１…シャッタドライバ ６２…ガルバノドライバ ６３…レーザ電源制御部 ６３ａ…状態検出部 ６３ｂ…タイマ ６４…主制御部 ７…モニタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源からのレーザ光を観察対象に
   照射し走査するとともに、該観察対象からの光に基づく
   観察像の走査画像を得るレーザ走査型顕微鏡において、 前記走査画像を得るための状態を検出する状態検出手段
   と、 この状態検出手段により検出される状態情報により前記
   レーザ光源をスタンバイ状態に制御可能な制御手段とを
   具備したことを特徴とするレーザ走査型顕微鏡。
2. 【請求項２】 上記状態検出手段は、前記レーザ光を走
   査する手段にレーザ光を入射させるシャッタの開閉状態
   を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の
   レーザ走査型顕微鏡。
3. 【請求項３】 上記制御手段は、前記レーザ光の走査が
   指示されて所定時間前記走査が開始されないと前記レー
   ザ光源を強制的にスタンバイ制御に移行させるタイマ手
   段を有することを特徴とする請求項１または２記載のレ
   ーザ走査型顕微鏡。