JP2001159734A - Laser scanning microscope - Google Patents

Laser scanning microscope

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JP2001159734A
JP2001159734A JP2000280886A JP2000280886A JP2001159734A JP 2001159734 A JP2001159734 A JP 2001159734A JP 2000280886 A JP2000280886 A JP 2000280886A JP 2000280886 A JP2000280886 A JP 2000280886A JP 2001159734 A JP2001159734 A JP 2001159734A
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泰生 大平
Yoshihiro Shimada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely sample a fluorescent signal including a peak in a laser microscope using pulse laser oscillation. SOLUTION: A laser oscillation synchronizing signal synchronized with a laser oscillation signal from a laser device 21 is generated by a laser oscillation synchronizing signal generating circuit 35 within a laser control section. The laser oscillation synchronizing signal generated by the laser oscillation synchronizing signal generating circuit 35 is delayed at a prescribed rate by a delay circuit and is impressed as a sampling signal to an analog-to-digital conversion section 27. As a result, the sampling of the peak of the fluorescent signal is made possible.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ走査顕微鏡
において、パルスレーザを励起光源として用いたとき
の、蛍光信号のサンプリング機構に関する。
The present invention relates to a fluorescence signal sampling mechanism when a pulse laser is used as an excitation light source in a laser scanning microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ走査顕微鏡の概要は、例えば外国
文献"HANDBOOK OF BIOLOGICAL CONFOCAL MICROSCOPY"
(J. Pawley編、PLENUM PRESS, 1990)に記述されてい
る。一般に、レーザ走査顕微鏡は、図5に示すように、
レーザ光を発振する光源1と光源1からのレーザ光と後
述するサンプル9からの光を分離するハーフミラー3
と、レーザ光をX、Y方向に走査するガルバノミラー5
と、レーザ光をサンプル9に照射する対物レンズ7と、
サンプル9からの光から散乱光等を除去して焦点位置だ
けの光を抽出するピンホール9と、ピンホール9を介し
た光を受光する受光素子11と、受光素子11にて光電
変換された電気信号を供給する画像処理装置15とから
構成される。画像処理部15は、独立した発振器などに
より任意に定めたサンプリングクロックにより、デジタ
ル信号に変換し、デジタル信号は図示しないラインメモ
リに記憶して、レーザ光の走査に同期した画像処理を行
ないモニタディスプレイ17上に表示している。
2. Description of the Related Art An outline of a laser scanning microscope is described in, for example, a foreign document "HANDBOOK OF BIOLOGICAL CONFOCAL MICROSCOPY".
(Edited by J. Pawley, PLENUM PRESS, 1990). Generally, a laser scanning microscope, as shown in FIG.
A light source 1 for oscillating laser light, and a half mirror 3 for separating laser light from the light source 1 and light from a sample 9 described later.
And a galvanomirror 5 that scans a laser beam in the X and Y directions.
An objective lens 7 for irradiating the sample 9 with laser light,
A pinhole 9 for extracting scattered light or the like from the light from the sample 9 to extract light only at the focal position, a light receiving element 11 for receiving light passing through the pinhole 9, and a photoelectric conversion by the light receiving element 11. And an image processing device 15 for supplying an electric signal. The image processing unit 15 converts the digital signal into a digital signal according to a sampling clock arbitrarily determined by an independent oscillator or the like, stores the digital signal in a line memory (not shown), and performs image processing in synchronization with laser beam scanning to perform a monitor display 17 is displayed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】サンプルにレーザを照
射してサンプルからの蛍光を検出するレーザ走査顕微鏡
は一般的には、ヘリウムネオンレーザのような連続発振
型のレーザが用いられる。しかしながら、近年、研究対
象となるサンプルの多様化からさまざまな波長のレーザ
が使用されるようになった。これらのレーザの中には、
発振モード間の競合による平均出力の変動を抑えるため
に、Qスイッチやモード同期法によりパルス発振させる
ものも多い。
As a laser scanning microscope for irradiating a sample with a laser and detecting fluorescence from the sample, a continuous wave laser such as a helium neon laser is generally used. However, in recent years, lasers of various wavelengths have been used due to diversification of samples to be studied. Some of these lasers
In order to suppress the fluctuation of the average output due to competition between the oscillation modes, there are many types in which pulse oscillation is performed by a Q switch or a mode locking method.

【0004】さらに、極めて高い光子密度で光をサンプ
ルに照射して、サンプルからの多光子蛍光を検出するた
めに、その光源としてモード同期超短パルスレーザがレ
ーザ走査顕微鏡に利用されるようになった。これらパル
スレーザを励起光源として用いると、サンプルからの蛍
光信号は時間とともに減衰する信号となる。
Further, in order to irradiate a sample with an extremely high photon density and detect multiphoton fluorescence from the sample, a mode-locked ultrashort pulse laser has been used as a light source for a laser scanning microscope. Was. When these pulse lasers are used as the excitation light source, the fluorescence signal from the sample becomes a signal that attenuates with time.

【0005】このときレーザ光のパルス(以下、レーザ
パルスと称する。)とサンプリングパルスとは、一般的
に同期していないため、必ずしも蛍光のピークをサンプ
リングするとは限らない。このため、得られている蛍光
光量に対応した画像を生成することができないため、画
像が暗くなるといった不具合が考えられる。特に、多光
子過程における蛍光の発生率は低く、レーザパルスとサ
ンプリングパルスが同期していないために、蛍光信号を
効率良くサンプリングすることが困難であるといった不
具合も考えられる。
At this time, since the pulse of the laser beam (hereinafter, referred to as a laser pulse) and the sampling pulse are generally not synchronized, the peak of the fluorescence is not always sampled. For this reason, it is not possible to generate an image corresponding to the obtained amount of fluorescent light, which may cause a problem that the image becomes dark. In particular, the occurrence rate of fluorescence in the multiphoton process is low, and it is difficult to efficiently sample the fluorescence signal because the laser pulse and the sampling pulse are not synchronized.

【0006】本発明の目的は、パルスレーザ励起を用い
たレーザ走査顕微鏡において、蛍光信号をそのピークを
含めて確実にサンプリングすることのできるレーザ走査
顕微鏡を提供することである。
An object of the present invention is to provide a laser scanning microscope using pulsed laser excitation, which can reliably sample a fluorescence signal including its peak.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のレーザ走
査顕微鏡は、サンプルを励起させるパルスレーザを発振
するパルスレーザ発振手段と、前記サンプルからの光を
検出し、電気信号を出力する光検出部とを備えたレーザ
走査顕微鏡において、前記光検出部からの電気信号を前
記パルスレーザ発信手段からのパルスレーザの発振に同
期してサンプリングするサンプリング手段と、前記サン
プリング手段からのデータを蓄積するメモリ部とを備え
たことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser scanning microscope comprising: a pulse laser oscillating means for oscillating a pulse laser for exciting a sample; and a light detecting means for detecting light from the sample and outputting an electric signal. And a memory for storing data from the sampling unit, wherein the sampling unit samples the electric signal from the light detection unit in synchronization with the oscillation of the pulse laser from the pulse laser transmission unit. And a unit.

【0008】請求項2記載のレーザ走査顕微鏡は、前記
パルスレーザ発振手段からのパルスレーザの発振を検知
し、前記パルスレーザの発振に同期した同期信号を出力
する同期信号発生手段を備え、前記同期信号発生手段か
らの同期信号に同期して、前記サンプリング手段で前記
光検出手段からの電気信号をサンプリングすることを特
徴とする。
A laser scanning microscope according to a second aspect of the present invention includes a synchronizing signal generating means for detecting the oscillation of the pulse laser from the pulse laser oscillating means and outputting a synchronizing signal synchronized with the oscillation of the pulse laser. An electric signal from the light detecting means is sampled by the sampling means in synchronization with a synchronizing signal from the signal generating means.

【0009】請求項3記載のレーザ走査顕微鏡の同期信
号発生手段は、同期信号を任意の時間遅延させるトリガ
信号を出力する遅延回路部を有し、前記遅延回路部で遅
延させた同期信号に同期して前記光検出部からの電気信
号をサンプリングすることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the synchronization signal generating means of the laser scanning microscope has a delay circuit for outputting a trigger signal for delaying the synchronization signal by an arbitrary time, and synchronizes with the synchronization signal delayed by the delay circuit. And sampling an electric signal from the light detection unit.

【0010】請求項4記載のレーザ走査顕微鏡は、前記
遅延回路部で遅延させた同期信号に同期してパルス信号
を発振制御可能なパルス発生器を備え、前記パルス発生
器からのパルス信号に応じたサンプリングを行うことを
特徴とする。
A laser scanning microscope according to a fourth aspect of the present invention includes a pulse generator capable of controlling the oscillation of a pulse signal in synchronization with the synchronization signal delayed by the delay circuit, and responding to the pulse signal from the pulse generator. Sampling is performed.

【0011】請求項1記載のレーザ走査顕微鏡によれ
ば、サンプリング手段で光検出部からの電気信号をパル
スレーザ発信手段からのパルスレーザの発振に同期して
サンプリングさせ、サンプリング手段からのデータをメ
モリ部に蓄積するようにしたので、パルスレーザの発振
のタイミングとサンプリングのタイミングを一致させる
ことができ、サンプルからの光のを確実にサンプリング
できる。
According to the laser scanning microscope of the first aspect, the sampling means samples the electric signal from the light detecting section in synchronization with the oscillation of the pulse laser from the pulse laser transmitting means, and stores the data from the sampling means in the memory. Since the accumulation is performed in the section, the oscillation timing of the pulsed laser can be matched with the sampling timing, and the light from the sample can be sampled reliably.

【0012】請求項2記載のレーザ走査顕微鏡によれ
ば、同期信号発生手段でパルスレーザ発信手段からのパ
ルスレーザの発振を検知し、パルスレーザの発振に同期
した同期信号を出力するようにしたので、同期信号発生
手段からの同期信号に同期して、サンプリング手段で光
検出部からの電気信号をサンプリングすることができ
る。
According to the laser scanning microscope of the present invention, the synchronization signal generation means detects the oscillation of the pulse laser from the pulse laser transmission means and outputs a synchronization signal synchronized with the oscillation of the pulse laser. The electrical signal from the photodetector can be sampled by the sampling means in synchronization with the synchronization signal from the synchronization signal generating means.

【0013】請求項3記載のレーザ走査顕微鏡によれ
ば、遅延回路部を同期信号発生手段に設けたので、同期
信号を任意の時間遅延させるトリガ信号を出力できるの
で、遅延回路部で遅延させた同期信号に同期して光検出
部からの電気信号をサンプリングすることができる。
According to the laser scanning microscope of the third aspect, since the delay circuit is provided in the synchronization signal generating means, a trigger signal for delaying the synchronization signal by an arbitrary time can be output. The electric signal from the light detection unit can be sampled in synchronization with the synchronization signal.

【0014】請求項4記載のレーザ走査顕微鏡によれ
ば、パルス発生器により遅延回路部で遅延させた同期信
号に同期してパルス信号を発振制御可能にしたので、パ
ルス発生器からのパルス信号に応じたサンプリングを行
うことができる。
According to the laser scanning microscope of the present invention, the oscillation of the pulse signal can be controlled in synchronization with the synchronization signal delayed by the delay circuit by the pulse generator. Sampling can be performed accordingly.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】[第1の実施の形態]図1はレーザ走査顕
微鏡のサンプリング機構に関するシステムブロック図で
ある。図1に示すサンプリング機構は、サンプル励起用
パルスレーザ光(以下、レーザ光と称する。)を発する
パルスレーザ装置(以下、レーザ装置と称する。)21
と、レーザ装置21からのレーザ光をサンプル23に照
射することにより発せられたサンプル23からの蛍光を
光電変換するフォトディテクタあるいはフォトマルチプ
ライヤ等で構成される光電変換部25と、光電変換部2
5からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、且つ光
電変換部25からの信号をレーザ装置21からのレーザ
発振に同期してサンプリングを行える機能を備えたA/
D変換部27(サンプリング手段)と、A/D変換部2
7からのデジタル信号を記憶するメモリ29と、メモリ
29から取り出したデジタルデータ画像(共焦点画像)
を表示する画像表示手段31と、A/D変換部27にサ
ンプリングのためのクロック信号を供給するサンプリン
グ制御部(同期信号発生手段)33とで構成される。こ
こで、サンプリング制御部33は、レーザ発振同期信号
発生回路部35と遅延回路部37を有する。レーザ発振
同期信号発生回路部35は、レーザ装置21からのレー
ザ発振を検出する検出部36を有する。検出部36は、
例えばレーザ装置21からレーザ発振と同期した電気信
号として出力されるトリガ出力信号、あるいはレーザ光
の一部を例えばフォトディテクタやフォトマルチプライ
ヤなどにより光電変換した電気信号を用いてレーザ装置
21の発振を検出し、レーザ発振信号を出力する。レー
ザ発振同期信号発生回路部35は検出部36により検出
されたレーザ発振信号に応答してレーザ発振同期信号を
遅延回路部37にレーザ発振同期信号を出力する。遅延
回路部37はレーザ発振同期信号発生回路部35から出
力されたレーザ発振同期信号を、外部入力回路39から
与えられた遅延時間(Δt1)だけ遅延させトリガ信号
とし、トリガ信号はサンプリングクロックとしてA/D
変換部27に入力される。
[First Embodiment] FIG. 1 is a system block diagram relating to a sampling mechanism of a laser scanning microscope. The sampling mechanism shown in FIG. 1 is a pulse laser device (hereinafter, referred to as a laser device) 21 that emits a pulse laser beam for sample excitation (hereinafter, referred to as a laser beam).
A photoelectric conversion unit 25 including a photodetector or a photomultiplier for photoelectrically converting fluorescence emitted from the sample 23 by irradiating the sample 23 with laser light from the laser device 21;
5 is provided with a function of converting an analog signal from the digital camera 5 into a digital signal, and sampling a signal from the photoelectric conversion unit 25 in synchronization with laser oscillation from the laser device 21.
D converter 27 (sampling means) and A / D converter 2
And a digital data image (confocal image) extracted from the memory 29.
And a sampling controller (synchronization signal generator) 33 that supplies a clock signal for sampling to the A / D converter 27. Here, the sampling control unit 33 includes a laser oscillation synchronization signal generation circuit unit 35 and a delay circuit unit 37. The laser oscillation synchronizing signal generation circuit section 35 has a detection section 36 that detects laser oscillation from the laser device 21. The detection unit 36
For example, the oscillation of the laser device 21 is detected by using a trigger output signal output from the laser device 21 as an electric signal synchronized with the laser oscillation, or an electric signal obtained by photoelectrically converting a part of the laser light by, for example, a photodetector or a photomultiplier. Then, a laser oscillation signal is output. The laser oscillation synchronizing signal generator 35 outputs a laser oscillation synchronizing signal to the delay circuit 37 in response to the laser oscillation signal detected by the detector 36. The delay circuit section 37 delays the laser oscillation synchronizing signal output from the laser oscillation synchronizing signal generation circuit section 35 by a delay time (Δt1) given from the external input circuit 39 to generate a trigger signal. / D
It is input to the converter 27.

【0017】上述のように構成されたこの発明の一実施
形態の動作について図1および図2を参照して説明す
る。
The operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS.

【0018】図1において、レーザ装置21は、図2
(a)に示すパルスレーザがサンプル23に対して発振
されるとともに、レーザ装置21からのレーザ発振に同
期した電気信号をサンプリング制御部33のレーザ発振
同期信号発生回路部35に出力する。レーザ発振同期信
号発生回路部35は検出部36によりこのレーザ光のレ
ーザ発振信号を検出し、図2(c)に示すようなレーザ
発振同期信号を生成し、遅延回路部37に出力する。レ
ーザ装置21からのレーザ光はサンプル23に照射さ
れ、図2(b)に示すような蛍光信号が光電変換部25
に入力され、電気信号に変換される。
In FIG. 1, the laser device 21 is
The pulse laser shown in (a) is oscillated with respect to the sample 23, and outputs an electric signal synchronized with the laser oscillation from the laser device 21 to the laser oscillation synchronization signal generation circuit unit 35 of the sampling control unit 33. The laser oscillation synchronizing signal generation circuit section 35 detects the laser oscillation signal of the laser beam by the detecting section 36, generates a laser oscillation synchronizing signal as shown in FIG. 2C, and outputs it to the delay circuit section 37. The laser beam from the laser device 21 is applied to the sample 23, and a fluorescence signal as shown in FIG.
And converted into an electric signal.

【0019】一方、遅延回路部37は、入力されたレー
ザ発振同期信号を外部入力回路39を介して与えられた
遅延時間(Δt1)だけ遅延し、図2(d)に示すトリ
ガ信号38をA/D変換部27に出力する。A/D変換
部27は、このトリガ信号をサンプリングクロックとし
て用いて、光電変換部25からの電気信号(アナログ信
号)をデジタル信号に変換する。このとき、図2(b)
に示す蛍光信号のピークと、図2(d)に示すサンプリ
ングタイミングを一致させることで、蛍光信号のピーク
をサンプリングすることができる遅延時間(Δt1)
は、光電変換後の蛍光信号とトリガ信号を時間的に比較
し、蛍光のピークとトリガ信号のタイミングを一致させ
るか、もしくは画像が最も明るくなるように、外部入力
回路39を用いて適宜調節することができる。A/D変
換部27は、図2(e)に示すようなサンプリングデー
タをメモリ29に出力する。画像表示部31は、一般的
なレーザ走査顕微鏡と同様に、メモリ29に記憶された
データをリードするための制御信号をメモリ29に出力
し、メモリ29に記憶されているサンプリングデータ
(デジタルデータ)とアドレスを読み出し、レーザ光の
走査位置に同期させて画面に表示する。
On the other hand, the delay circuit section 37 delays the input laser oscillation synchronizing signal by a delay time (Δt1) given via the external input circuit 39, and changes the trigger signal 38 shown in FIG. / D conversion unit 27. The A / D converter 27 converts the electric signal (analog signal) from the photoelectric converter 25 into a digital signal using the trigger signal as a sampling clock. At this time, FIG.
The delay time (Δt1) at which the peak of the fluorescence signal can be sampled by matching the peak of the fluorescence signal shown in FIG. 2 with the sampling timing shown in FIG.
Compares the trigger signal with the fluorescent signal after photoelectric conversion, and adjusts the timing of the trigger signal with the peak of the fluorescent light, or adjusts appropriately using the external input circuit 39 so that the image becomes the brightest. be able to. The A / D converter 27 outputs sampling data as shown in FIG. The image display unit 31 outputs a control signal for reading data stored in the memory 29 to the memory 29, similarly to a general laser scanning microscope, and outputs sampling data (digital data) stored in the memory 29. And the address are read and displayed on the screen in synchronization with the scanning position of the laser beam.

【0020】以上のように、トリガ信号をサンプリング
クロックとして用いることにより、蛍光信号のピークの
タイミングとサンプリングのタイミングを一致させるこ
とができ、蛍光信号のピークを確実にサンプリングでき
るようになる。
As described above, by using the trigger signal as the sampling clock, the timing of the peak of the fluorescent signal and the timing of the sampling can be matched, and the peak of the fluorescent signal can be reliably sampled.

【0021】また、蛍光信号のピークを確実にサンプリ
ングすることで、レーザパルスに同期させていないとき
に比べ、画像を明るくすることが可能となる。
Further, by reliably sampling the peak of the fluorescent signal, it is possible to make the image brighter than when the image is not synchronized with the laser pulse.

【0022】さらに、蛍光発生の頻度が低く、必ずしも
レーザパルス発生毎に蛍光信号が発生していなくても、
レーザ発振に同期してサンプリングすることで、蛍光信
号を効率よく取得することができる。
Furthermore, even if the frequency of fluorescence generation is low and a fluorescence signal is not necessarily generated every time a laser pulse is generated,
By sampling in synchronization with laser oscillation, a fluorescent signal can be efficiently obtained.

【0023】次に、この発明の第2の実施の形態につい
て図3および図4を参照して説明する。なお、図3にお
いて、図1と同一部は同符号を付してその説明を省略す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0024】この実施の形態においては、A/D変換部
27のサンプリングクロックとして、パルス発生器45
のパルス信号を用いる。パルス発生器45は、遅延回路
37から出力されるトリガ信号38に同期して図4
(e)に示すパルス信号を発生する。このパルスの繰り
返し周波数fpと出力時間(Δt2)は、外部入力回路
39により任意に設定可能である。すなわち、A/D変
換部27では、遅延回路37からのトリガ信号をサンプ
リングクロックとして用いてサンプリングするととも
に、出力時間(Δt2)(図4(e))の間のみ、サン
プリングを行う。従って、トリガ信号を遅延回路部37
の遅延時間(Δt1)とパルス発生器45のパルスの出
力時間(Δt2)を調節することで、時間とともに減衰
する蛍光信号の経時変化を、ピークを含めて確実にサン
プリングすることができる。また、蛍光信号が発生して
いないところでは、サンプリングを行わないようにタイ
ミング調節が可能である。例えば、2光子過程を用いた
レーザ走査顕微鏡に上述した構成を用いる場合、2光子
過程では、パルス幅100[fs]のパルス繰り返し周
波数80[MHz]のレーザ光が使用されるので、レー
ザ光のパルスが1回繰り返し中に100回のサンプリン
グを行うとすれば、パルスの出力時間(Δt2)を10
[ns]以下、パルス発生器45のパルス信号に10
[GHz]程度に設定すれば適用できる。
In this embodiment, a pulse generator 45 is used as a sampling clock of the A / D converter 27.
Is used. The pulse generator 45 synchronizes with the trigger signal 38 output from the delay circuit 37, as shown in FIG.
The pulse signal shown in (e) is generated. The pulse repetition frequency fp and the output time (Δt2) can be arbitrarily set by the external input circuit 39. That is, the A / D conversion unit 27 performs sampling using the trigger signal from the delay circuit 37 as a sampling clock, and performs sampling only during the output time (Δt2) (FIG. 4E). Therefore, the trigger signal is transmitted to the delay circuit unit 37.
By adjusting the delay time (.DELTA.t1) and the output time (.DELTA.t2) of the pulse of the pulse generator 45, the change with time of the fluorescence signal attenuating with time can be reliably sampled including the peak. Where no fluorescent signal is generated, the timing can be adjusted so that sampling is not performed. For example, when the above-described configuration is used for a laser scanning microscope using a two-photon process, laser light having a pulse repetition frequency of 80 [MHz] having a pulse width of 100 [fs] is used in the two-photon process. Assuming that sampling is performed 100 times during one pulse repetition, the pulse output time (Δt2) is 10
[Ns], the pulse signal of the pulse generator 45 is
It can be applied if it is set to about [GHz].

【0025】このことにより、蛍光信号のピークを確実
にサンプリングすることで、レーザ光のパルスに同期さ
せていない場合に取得した画像にくらべ、更に明るくす
ることができる。また、蛍光の頻度が低くても必ずしも
レーザパルスの発生ごとに蛍光信号が発生するとは限ら
ない。このような場合にも、レーザ発振に同期してサン
プリングし続けることで、効率よく蛍光信号を取得でき
る。また、蛍光信号のピークを含めて確実にサンプリン
グしてメモリ29に格納しているため、デジタルデータ
から、例えば蛍光信号のデジタル積算、最大値の解析、
蛍光信号の時定数の解析などの、デジタル処理を行うこ
とが可能となる。また、蛍光信号の発生していない不要
な部分のサンプリングを行わないことで、メモリを有効
に使うことができる。
Thus, by sampling the peak of the fluorescence signal without fail, it is possible to make the image brighter than an image obtained when the image is not synchronized with the laser light pulse. Even if the frequency of fluorescence is low, a fluorescence signal is not always generated every time a laser pulse is generated. Even in such a case, by continuing sampling in synchronization with laser oscillation, a fluorescent signal can be obtained efficiently. In addition, since the data including the peak of the fluorescent signal is reliably sampled and stored in the memory 29, digital data, for example, digital integration of the fluorescent signal, analysis of the maximum value,
Digital processing such as analysis of the time constant of the fluorescence signal can be performed. Also, by not sampling unnecessary portions where no fluorescent signal is generated, the memory can be used effectively.

【0026】また、本発明は上述した実施の形態に限ら
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々
変更は可能であり、例えば遅延回路を介在させることな
く、レーザ装置からのレーザ発振に同期して蛍光信号を
サンプリングするようにしてもよい。また、光電変換部
から発せられる蛍光信号を同期信号として用いることで
サンプルから蛍光が発せられたタイミングに同期して蛍
光信号をサンプリングしてもよい。なお、本発明のレー
ザ装置としては2光子励起用のモード同期超短パルスレ
ーザであっても良いし、1光子励起用のパルスレーザで
も良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the gist of the invention. For example, the laser oscillation from the laser device can be performed without interposing a delay circuit. The fluorescent signal may be sampled in synchronization with the above. Alternatively, the fluorescence signal emitted from the photoelectric conversion unit may be used as a synchronization signal to sample the fluorescence signal in synchronization with the timing at which fluorescence is emitted from the sample. The laser device of the present invention may be a mode-locked ultrashort pulse laser for two-photon excitation or a pulse laser for one-photon excitation.

【0027】[0027]

【発明の効果】この発明によれば、パルスレーザ励起を
用いたマルチフォトンレーザ走査顕微鏡において、蛍光
信号をそのピークを含めて確実にサンプリングすること
ができる。
According to the present invention, in a multiphoton laser scanning microscope using pulsed laser excitation, a fluorescence signal including its peak can be reliably sampled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明のレーザ走査顕微鏡の一実施形態を示
すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a laser scanning microscope of the present invention.

【図2】図1に示すレーザ走査顕微鏡のタイミングチャ
ートを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a timing chart of the laser scanning microscope shown in FIG.

【図3】この発明のレーザ走査顕微鏡の他の実施形態を
示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the laser scanning microscope of the present invention.

【図4】図3に示すレーザ走査顕微鏡の他の実施形態の
タイミングチャートを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a timing chart of another embodiment of the laser scanning microscope shown in FIG. 3;

【図5】従来技術によるレーザ走査顕微鏡のシステムブ
ロック図。
FIG. 5 is a system block diagram of a conventional laser scanning microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23…サンプル 25…光電変換部 27…A/D変換部 29…メモリ 31…画像表示部 33…サンプリング制御部 35…検出部 37…遅延回路 39…外部入力回路 41…制御信号 43…データ 45…パルス発生器 Reference Signs List 23 sample 25 photoelectric conversion unit 27 A / D conversion unit 29 memory 31 image display unit 33 sampling control unit 35 detection unit 37 delay circuit 39 external input circuit 41 control signal 43 data 45 Pulse generator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サンプルを励起させるパルスレーザを発
振するパルスレーザ発振手段と、 前記サンプルからの光を検出し、電気信号を出力する光
検出部とを備えたレーザ走査顕微鏡において、 前記光検出部からの電気信号を前記パルスレーザ発振手
段からのパルスレーザの発振に同期してサンプリングす
るサンプリング手段と、 前記サンプリング手段からのデータを蓄積するメモリ部
とを備えたことを特徴とするレーザ走査顕微鏡。
1. A laser scanning microscope comprising: a pulse laser oscillation unit that oscillates a pulse laser for exciting a sample; and a light detection unit that detects light from the sample and outputs an electric signal. 1. A laser scanning microscope comprising: a sampling unit that samples an electric signal from a sampling unit in synchronization with a pulse laser oscillation from the pulse laser oscillation unit; and a memory unit that stores data from the sampling unit.
【請求項2】 前記レーザ走査顕微鏡は、 前記パルスレーザ発信手段からのパルスレーザの発振を
検知し、前記パルスレーザの発振に同期した同期信号を
出力する同期信号発生手段を備え、 前記同期信号発生手段からの同期信号に同期して、前記
サンプリング手段で前記光検出部からの電気信号をサン
プリングすることを特徴とする請求項1記載のレーザ走
査顕微鏡。
2. The laser scanning microscope according to claim 1, further comprising: a synchronizing signal generating unit that detects oscillation of the pulse laser from the pulse laser transmitting unit and outputs a synchronizing signal synchronized with the oscillation of the pulse laser. 2. A laser scanning microscope according to claim 1, wherein said sampling means samples an electric signal from said photodetector in synchronization with a synchronization signal from said means.
【請求項3】 前記同期信号発生手段は、 同期信号を任意の時間遅延させるトリガ信号を出力する
遅延回路部を有し、前記遅延回路部で遅延させた同期信
号に同期して前記光検出部からの電気信号をサンプリン
グすることを特徴とする請求項2記載のレーザ走査顕微
鏡。
3. The synchronizing signal generating means has a delay circuit section for outputting a trigger signal for delaying the synchronizing signal by an arbitrary time, and the light detecting section is synchronized with the synchronizing signal delayed by the delay circuit section. 3. The laser scanning microscope according to claim 2, wherein an electric signal from the laser scanning device is sampled.
【請求項4】 前記レーザ走査顕微鏡は、 前記遅延回路部で遅延させた同期信号に同期してパルス
信号を発振制御可能なパルス発生器を備え、 前記パルス発生器からのパルス信号に応じたサンプリン
グを行うことを特徴とする請求項3記載のレーザ走査顕
微鏡。
4. A laser scanning microscope, comprising: a pulse generator capable of controlling oscillation of a pulse signal in synchronization with a synchronization signal delayed by the delay circuit unit; and sampling according to the pulse signal from the pulse generator. The laser scanning microscope according to claim 3, wherein:
【請求項5】 前記パルスレーザ発生手段はモード同期
超短パルスレーザであり、多光子励起によってサンプル
からの蛍光を検出することを特徴とする請求項1または
2または3または4記載のレーザ走査顕微鏡。
5. The laser scanning microscope according to claim 1, wherein said pulse laser generating means is a mode-locked ultrashort pulse laser, and detects fluorescence from a sample by multiphoton excitation. .
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