JP2007148223A - 走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置及び走査型レーザ顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】観察の自由度を向上させることのできる走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置及び走査型レーザ顕微鏡システムを提供することを目的とする。
【解決手段】表示部を備え、表示部の表示画面には、プレスキャンの画像を表示するプレスキャン画像表示部６０、スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定部６１、及び刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定部６２を設け、スキャン領域指定部６１によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域をプレスキャン画像表示部６０のプレスキャン画像上に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示し、且つ、刺激領域指定部６２により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域をプレスキャン画像上に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、走査型レーザ顕微鏡システムに係り、特に、走査型レーザ顕微鏡のレーザ照射条件を観察に応じて設定することのできる走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置に関するものである。

走査型レーザ顕微鏡は、レーザ光を標本のＸ軸及びＹ軸方向に走査しながら照射し、標本からの透過光や反射光又は標本に発生する蛍光を検出器で検出して透過光や反射光又は蛍光の二次元の輝度情報を得る顕微鏡である。また、この輝度情報をＸ−Ｙ走査位置に対応させてディスプレイなどに輝度の二次元分布として表示することによって、標本の蛍光像、透過像あるいは反射像を観察することも可能である。

また、上記走査型レーザ顕微鏡の１つとして、共焦点走査型レーザ顕微鏡がある。この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、非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、標本を傷つ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、非合焦面の情報を排除することによって、非常にシャープな画像が得られるという特徴を有している。

更に、この共焦点走査型レーザ顕微鏡に複数の走査光学系を搭載し、一方の走査光学系にて標本像を取得し、他方の走査光学系にて標本へ光刺激を与えることを可能にしたシステムも提案されている。

例えば、特開平１０−２０６７４２号公報（特許文献１）には、標本を平面走査し、標本像を取得するためのスキャン用走査光学系と、標本を光刺激するための刺激用走査光学系とを有し、スキャン用走査光学系が標本面を走査中、若しくは、停止中に、刺激用走査光学系にて標本面を２次元走査し、平面的に光刺激を与えることのできる共焦点走査型レーザ顕微鏡が開示されている。上記特許文献１には、更に、上記激用走査光学系による光刺激は、点（スポット）であってもよく、また、刺激を与える点を複数設けても良い旨が開示されている。

上記特許文献１に開示されている顕微鏡によれば、スキャン用走査光学系にて標本を２次元走査しながら、刺激用走査光学系で標本を光刺激するので、光刺激によって引き起こされる標本の特異現象を観察することができる。

特開平１０−２０６７４２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている共焦点走査型レーザ顕微鏡では、スキャン用走査光学系によって標本面を２次元走査し、標本の特異現象を捉えようとするため、例えば、光刺激に対する標本の反応が高速であった場合、その現象を捉えきれない可能性がある。また、スキャン用走査光学系を２次元走査させるため、標本のある地点における反応を時間的に連続的に捉えることができないという不都合があった。
このように、従来の走査型レーザ顕微鏡においては、観察における制約が多く、所望の観察を実現することが難しいという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、観察の自由度を向上させることのできる走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置及び走査型レーザ顕微鏡システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射するスキャン用走査光学系と、刺激を与えるための刺激用レーザ光を前記標本に照射する刺激用走査光学系とを備える走査型レーザ顕微鏡に用いられ、観察に応じたレーザ照射条件を設定するための走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置であって、プレスキャンの画像を表示する表示手段と、前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段とを備え、前記表示手段は、前記刺激領域指定手段により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置を提供する。

このように、刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段を備えているので、ユーザはこの刺激領域指定手段から所望の刺激領域を指定することが可能となる。これにより、観察の自由度を高めることが可能となり、所望の観察を実現させることができる。更に、刺激領域指定手段により指定された刺激領域の近傍には、刺激を実施する順序が表示されるので、ユーザは光刺激が実行される順序を容易に把握することができる。

例えば、上記走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置は、表示部を備え、表示部の表示画面には、プレスキャンの画像を表示するプレスキャン画像表示部、及び刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定部が設けられた条件設定画面を表示し、該刺激領域指定部により刺激領域が指定された場合には、該刺激領域をプレスキャン画像上に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する。

本発明は、標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射するスキャン用走査光学系と、刺激を与えるための刺激用レーザ光を前記標本に照射する刺激用走査光学系とを備える走査型レーザ顕微鏡に用いられ、観察に応じたレーザ照射条件を設定するための走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置であって、プレスキャンの画像を表示する表示手段と、前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、前記スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段とを備え、前記表示手段は、前記スキャン領域指定手段によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置を提供する。

このように、スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段を備えているので、ユーザはこのスキャン領域指定手段から所望のスキャン領域を指定することが可能となる。これにより、観察の自由度を高めることが可能となり、所望の観察を実現させることができる。更に、スキャン領域指定手段により指定されたスキャン領域の近傍には、スキャンを実施する順序が表示されるので、ユーザはスキャンが実行される順序を容易に把握することができる。

例えば、上記走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置は、表示部を備え、表示部の表示画面には、プレスキャンの画像を表示するプレスキャン画像表示部、及びスキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定部が設けられた条件設定画面を表示し、該スキャン領域指定部によりスキャン領域が指定された場合には、該スキャン領域をプレスキャン画像上に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示する。

本発明は、標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射するスキャン用走査光学系と、刺激を与えるための刺激用レーザ光を前記標本に照射する刺激用走査光学系とを備える走査型レーザ顕微鏡に用いられ、観察に応じたレーザ照射条件を設定するための走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置であって、プレスキャンの画像を表示する表示手段と、前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、前記スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段と、前記プレスキャン画面において、刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段とを備え、前記表示手段は、前記スキャン領域指定手段によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示し、且つ、前記刺激領域指定手段により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置を提供する。

このように、スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段及び刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段を備えているので、ユーザはこれらスキャン領域指定手段及び刺激領域指定手段から所望のスキャン領域や所望の刺激領域を指定することが可能となる。これにより、観察の自由度を更に高めることが可能となり、所望の観察を実現させることができる。また、スキャン領域指定手段により指定されたスキャン領域の近傍には、スキャンを実施する順序が表示され、同様に、刺激領域指定手段により指定された刺激領域の近傍には、光刺激を実施する順序が表示されるので、ユーザはスキャンや光刺激が実行される順序を容易に把握することができる。

例えば、上記走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置は、表示部を備え、表示部の表示画面には、プレスキャンの画像を表示するプレスキャン画像表示部、スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定部、及び刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定部を設け、スキャン領域指定部によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域をプレスキャン画像表示部のプレスキャン画像上に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示し、且つ、刺激領域指定部により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域をプレスキャン画像上に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する。

上記走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置は、前記スキャン領域のスキャン順序を変更するスキャン順序変更手段及び前記刺激領域の刺激順序を変更する刺激順序変更手段の少なくともいずれか一方を備えていても良い。

このように、スキャン順序、刺激順序を事後的に変更することができるので、観察の自由度を更に高めることができる。

上記走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置において、前記スキャン領域及び前記刺激領域の各々は、点、線、及び２次元領域のうちのいずれかである。
このように、スキャン領域や刺激領域として、点、線、及び２次元領域を設定することができるので、点、線、２次元領域を自由に組み合わせた自由なスキャン及び刺激を実現させることが可能となる。これにより、各観察の目的に応じた光刺激及びスキャンを行うことができる。

本発明は、走査型レーザ顕微鏡と該走査型レーザ顕微鏡のレーザ照射条件を観察に応じて設定するための条件設定装置とを備え、前記走査型レーザ顕微鏡は、標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射する画像用走査光学系と、前記標本に刺激を与えるための刺激用レーザ光を照射する刺激用走査光学系とを備え、前記条件設定装置は、プレスキャンの画像を表示する表示手段と、前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、前記スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段と、前記プレスキャン画面において、刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段とを備え、前記表示手段は、前記スキャン領域指定手段によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示し、且つ、前記刺激領域指定手段により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡システムを提供する。

上記の走査型レーザ顕微鏡システムは、前記刺激用レーザ光によって生じる前記標本からの蛍光を検出する第１の検出手段を備えていても良い。

上記の走査型レーザ顕微鏡システムは、前記刺激用レーザ光によって前記標本に生じる微小電流を検出する第２の検出手段を備えていても良い。

本発明によれば、観察の自由度を向上させることができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡システムは、走査型レーザ顕微鏡Ａと条件設定装置Ｂとを備えて構成されている。
走査型レーザ顕微鏡Ａは、画像取得用のスキャン用レーザ光を標本２７の焦点面上に２次元的に走査させて照射するスキャン用走査光学系１と、標本に刺激を与えるための刺激用レーザ光を標本２７に照射する刺激用走査光学系２と、標本２７からの反射光や蛍光を検出する検出光学系３とを備えている。

スキャン用走査光学系１は、第１の光源１１、ダイクロイックミラー１２、第１の走査光学ユニット１３、リレーレンズ１４及びミラー１５を備えて構成される。第１の走査光学ユニット１３は、例えば、互いに直交する軸線回りに揺動可能な２枚のガルバノミラー１３ａ，１３ｂを対向配置してなる、いわゆる近接ガルバノミラーである。
刺激用走査光学系２は、第２の光源２１、第２の走査光学ユニット２２、リレーレンズ２３及びダイクロイックミラー２４を備えて構成される。第２の走査光学ユニット２２は、例えば、互いに直交する軸線回りに揺動可能な２枚のガルバノミラー２２ａ，２２ｂを対向配置してなる、いわゆる近接ガルバノミラーである。ダイクロイックミラー２４は、スキャン用走査光学系１からのレーザ光の波長より長い波長の光を透過すると共に、刺激用走査光学系２からのレーザ光の波長を反射する特性を有している。

検出光学系３は、上記スキャン用走査光学系１のダイクロイックミラー１２の分岐光路上に配置されている。この検出光学系３は、測光フィルタ３１、レンズ３２、共焦点ピンホール３３及び光電変換素子３４を備えて構成される。
上記スキャン用走査光学系１の光軸と、刺激用走査光学系２の光軸とは、ダイクロイックミラー２４により合成され、結像レンズ２５、対物レンズ２６に導かれるようになっている。また、リレーレンズ１４及び２３の焦点位置は、結像レンズ２５の焦点位置と一致するように配置されている。標本２７は、昇降可能なステージ２８上に載せられている。

上記第１の光源１１及び第１の走査光学ユニット１３は、第１の走査制御部４０と接続しており、第１の走査制御部４０からの制御信号に基づいてそれぞれ制御される。
また、第２の光源２１及び第２の走査光学ユニット２２は、第２の走査制御部４１に接続しており、第２の走査制御部４１からの制御信号に基づいてそれぞれ制御される。光電変換素子３４は、Ａ／Ｄ変換器４２に接続している。
第１の走査制御部４０、第２の走査制御部４１、及びＡ／Ｄ変換器４２は、条件設定装置Ｂと接続している。

条件設定装置Ｂは、コンピュータシステムを備えて構成されている。コンピュータシステムは、例えば、ＣＰＵ５０、ＲＡＭ等のメモリ５１、及びＨＤ（Hard Disk）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置５２、入力部５３、及び表示部５４を備えている。入力部５３は、例えば、キーボードやマウスなどを備えている。表示部５４は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴモニタ等により構成されている。

上記条件設定装置Ｂにおいて、記憶装置５２には、各種制御アプリケーションプログラムが格納されており、ＣＰＵ５０が記憶装置５２から制御アプリケーションプログラムをメモリ５１に読み出し、実行することにより、後述するような条件設定処理等を実現させるとともに、条件設定処理にて設定された各種条件に基づいて、上記第１の走査制御部４０及び第２の走査制御部４１に各種制御信号を出力する。

これにより、第１の走査制御部４０及び第２の走査制御部４１が上記制御信号に基づいて第１の光源１１及び第２の光源１２から出射されるレーザ光の強度並びに照射タイミングの調節、及び、第１の走査光学ユニット１３及び第２の走査光学ユニット２２の走査を行うことにより、所望の照射領域に対して所望の光を照射させることができる。
更に、条件設定装置Ｂは、Ａ／Ｄ変換器４２からのデジタルデータを画像化し、画像データを表示部５４に表示させる。これにより、標本の様子を画像としてユーザに提供する。

次に、上記構成からなる顕微鏡システムが備える条件設定装置Ｂにより実現される条件設定処理について説明する。
まず、条件設定開始を指示する信号が入力部５３からＣＰＵ５０に入力されると、ＣＰＵ５０は、図２に示すような条件設定画面を表示部５４に表示させる。

この条件設定画面には、後述するプレスキャンにより得られた標本のプレスキャン画像を表示するプレスキャン画像表示部６０、スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定部６１、及び刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定部６２が設けられている。

上記スキャン領域指定部６１には、スキャン開始を指示するためのスタートボタン６１１、スキャン停止を指示するためのストップボタン６１２、スキャン領域を指定する際にその領域形状を設定するための各種ボタンが設けられている。ここでは、一例として、点状にスキャンを行うためのスポット走査ボタン６１３、ライン状にスキャンを行わせるためのライン走査ボタン６１４、所定の面積を有する２次元領域にスキャンを行わせるための２次元領域ボタン６１５が設けられている。

一方、刺激領域指定部６２には、光刺激開始を指示するためのスタートボタン６２１、光刺激停止を指示するためのストップボタン６２２、刺激領域を指定する際にその領域形状を設定するための各種ボタンが設けられている。ここでは、一例として、点状に光刺激を行うためのスポット走査ボタン６２３、ライン状に光刺激を行わせるためのライン走査ボタン６２４、所定の面積を有する２次元領域に光刺激を行わせるための２次元領域ボタン６２５が設けられている。

ＣＰＵ５０（図１参照）は、上述したような条件設定画面を表示部５４に表示させると同時に、条件設定画面のプレスキャン画像表示部６０に表示するプレスキャン画像を取得するべく、プレスキャンを実施する。
このプレスキャンは、図１に示した第１の走査制御部４０がＣＰＵ５０から供給されるプレスキャン制御信号に基づいて第１の光源１１及び第１の走査光学ユニット１３を構成するガルバノミラー１３ａ，１３ｂを制御することで行われる。

具体的には、図１において、第１の光源１１から出射されたスキャン用レーザ光は、ダイクロイックミラー１２を透過し、第１の走査光学ユニット１３に導かれ、水平方向及び垂直方向に偏光される。偏光されたスキャン用レーザ光は、リレーレンズ１４及びミラー１５、ダイクロイックミラー２４、結像レンズ２５、対物レンズ２６に導かれ、標本２７の断面を２次元走査する。標本２７にはスキャン用レーザ光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、断面内でレーザ光が２次元的に走査されることにより、蛍光指示薬が励起されて蛍光を生じる。対物レンズ２６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２６、結像レンズ２５、ダイクロイックミラー２４を透過し、ミラー１５、リレーレンズ１４、第１の走査光学ユニット１３を介してダイクロイックミラー１２へ導かれる。

ダイクロイックミラー１２は、第１の光源１１からのレーザ光の波長より長い波長の光を反射する特性となっているため、上記蛍光はダイクロイックミラー１２により反射され、検出光学系３へ導入される。

検出光学系３において、蛍光は、測光フィルタ３１により特定の波長の光が選択透過され、さらにレンズ３２、共焦点ピンホール３３により断面からの光のみが選択されて、光電変換素子３４へ入射され、電気信号に変換される。光電変換素子３４の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器４２へ導かれ、条件設定装置Ｂ内のＣＰＵ５０に出力される。また、検出光学系３は、刺激に対する標本の反応の計測方法として、標本（生細胞等）の電流計測（パッチクランプ実験）を行っても良い（第２の検出手段）。この場合は、標本にパッチクランプ用の電極をセットし、電極からの微小電流をアンプで増幅してＡ／Ｄ変換器４２に入力する。
ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器４２からのディジタル信号に基づいて画像データを作成し、この画像データを表示部５４に表示させる。これにより、表示部５４に表示されている条件設定画面において、プレスキャン画像表示部６０に、プレスキャン画像として蛍光画像（蛍光輝度の２次元分布）が表示される。パッチクランプによる電流計測を行った場合には、Ａ／Ｄ変換器４２からの出力信号に基づいて、電流の大小を画像輝度の明暗に置き換えた標本画像が表示される。

次に、図２に示した条件設定画面において、スキャン用レーザ光を照射するスキャン領域の設定を行う場合について説明する。
まず、ユーザは所望のスキャン領域の形状を選択する。スキャン領域の形状は、点、線、２次元領域の中から任意に選択することができる。例えば、標本の任意の複数ポイントをスポット的にスキャンしたい場合、ユーザは入力部５３（図１参照）が備えるマウス等を操作することにより、スキャン領域指定部６１においてスポット走査ボタン６１３を選択する。続いて、プレスキャン画像表示部６０に表示されたプレスキャン画像上にて、スポット走査する位置を順次クリックし、スポット位置を指定する。これにより、プレスキャン画像上には、指定されたスポット位置にスキャン領域が表示され、更に、そのスキャン領域の近傍には、スキャンを実施する順序が表示される。本実施形態では、指定された順序とスキャンを実施する順序とを一致させているため、指定された順序がスキャン領域の近傍に表示されることとなる。

この結果、例えば、図３に示すように、プレスキャン画像表示部６０のプレスキャン画像上には、スポットとして指定されたスキャン領域が「黒点」として表示され、その黒点には、指定された順序がＳ１乃至Ｓ３として表示される。ここで、「Ｓ」はスキャン領域であることを示しており、「１」等の数字はスキャンの順序を示している。これによりユーザは、どのスキャン領域が何番目にスキャンされるのかを容易に確認することができる。

このようにして、スキャン領域が指定されると、指定されたスキャン領域の各々に対応して、詳細設定パネルが表示される。図３の例では、スキャン領域が３箇所指定されているため、各スキャン領域に対応する３つの詳細設定パネルＰＳ１乃至ＰＳ３が表示されることとなる。

この詳細設定パネルＰＳ１乃至ＰＳ３には、それぞれ設定項目として、スキャン実施の順序６１６、スキャン用レーザ光の照射時間６１７、スキャン用レーザ光の波長６１８、及びその強度６１９が表示される。各詳細設定パネルＰＳ１乃至ＰＳ３において、スキャン実施の順序６１６には、デフォルト値として、プレスキャン画像表示部６０に表示されている順序が設定されている。

ユーザは、この詳細設定パネルＰＳ１乃至ＰＳ３の各設定項目に、所望の値を入力、或いは選択することにより、スキャン領域毎に、スキャン用レーザ光の照射時間、波長、及び強度を設定する。

ここで、ユーザは、スキャンの順序を変更したい場合には、詳細設定パネルＰＳ１乃至ＰＳ３に表示されているスキャン実施の順序６１６を変更する。例えば、詳細設定パネルＰＳ１に対応するスキャン領域Ｓ１の実施順序を２番目にし、詳細設定パネルＰ２に対応するスキャン領域Ｓ２の実施順序を１番目にしたい場合には、詳細設定パネルＰＳ１のスキャン実施順序６１６を入力部５３（図１参照）が備えるキーボード等を走査することにより「１」から「２」に変更し、同様に、詳細設定パネルＰＳ２のスキャン実施順序を「２」から「１」に変更する。これにより、スキャン順序を変更することができる。ユーザにより、スキャン実施順序が変更されると、ＣＰＵ５０（図１参照）は、詳細設定パネルＰＳ１とＰＳ２の表示位置を入れ替える。

更に、プレスキャン画像表示部６０に表示されている順序を上記変更事項に基づいて変更する。これにより、プレスキャン画像表示部６０において、「Ｓ１」は「Ｓ２」に表示変更され、「Ｓ２」は「Ｓ１」に表示変更される。このようにして、ユーザは所望のスキャン領域を指定し、また、そのスキャン順序を設定することが可能となる。

また、ユーザは刺激用レーザ光の条件設定についても同様の手法により行う。この刺激領域の指定についても、上記スキャン領域と同様、点、線、２次元領域の中から任意に選択することができる。
例えば、標本の任意の複数ポイントに対してスポット的に光刺激を与えたい場合、刺激領域指定部６２に設けられたスポット走査ボタン６２３を選択し、続いて、プレスキャン画像表示部６０に表示されたプレスキャン画像上にて、スポット走査する位置を順次クリックし、スポット位置を指定する。これにより、プレスキャン画像上には、指定されたスポット位置に刺激領域が表示され、更に、その刺激領域の近傍には、刺激を実施する順序が表示される。本実施形態では、指定された順序と刺激を実施する順序とを一致させているため、指定された順序が刺激領域の近傍に表示されることとなる。

この結果、例えば、図４に示すように、スポットとして指定された刺激領域が「黒点」として表示され、その黒点には、指定された順序がＢ１等と表示される。ここで、「Ｂ」は刺激領域であることを示しており、「１」等の数字は刺激の順序を示している。
このようにして、刺激領域が指定されると、指定された刺激領域の各々に対応して、詳細設定パネルが表示される。図４の例では、刺激領域が２箇所指定されたため、各刺激領域に対応する２つの詳細設定パネルＰＢ１、ＰＢ２が表示されることとなる。

この詳細設定パネルＰＢ１、ＰＢ２には、上述のスキャン用の詳細設定パネルＰＳ１等と同様に、設定項目として、刺激実施の順序６２１、刺激用レーザ光の照射時間６２２、刺激用レーザ光の波長６２３、及びその強度６２４が表示される。各詳細設定パネルＰＢ１、ＰＢ２において、刺激実施の順序６２１には、デフォルト値として、プレスキャン画像表示部６０に表示されている順序が設定されている。
ユーザは、この詳細設定パネルＰＢ１、ＰＢ２の各設定項目に、所望の値を入力、或いは選択することにより、刺激領域毎に、刺激用レーザ光の照射時間、波長、及び強度を設定する。また、刺激実施の順序を変更したい場合には、上述のスキャン実施の順序変更の場合と同様の操作を行うことにより、刺激実施の順序を変更することが可能である。

このようにして、スキャン領域及び刺激領域の位置設定及び詳細設定が完了すると、ユーザは、スキャン領域指定部６１に設けられているスタートボタン６１１を押下する。
これにより、スタートボタン６１１の押下がＣＰＵ５０（図１参照）に通知される。ＣＰＵ５０は、図４に示した条件設定画面にて設定された各種条件、つまり、スキャン領域の形状及び位置、ならびにこれら各スキャン領域に対応するレーザ照射時間、波長、強度等の条件に基づいて、図１に示したスキャン用走査光学系１の制御信号を生成する。生成された各制御信号は、図１の第１の走査制御部４０に出力され、ユーザにより設定された条件に基づくスキャンが実施されることとなる。これにより、標本上に設定された各スキャン領域からの反射光或いは蛍光は、光学系を通じて検出光学系３により検出され、Ａ／Ｄ変換器４２、ＣＰＵ５０を介して表示部５４に蛍光観察結果として表示される。なお、この蛍光観察結果を表示させるウィンドウは、上記条件設定画面とは別に設けられているものとする。

このような蛍光観察が行われている状態で、ユーザにより図４に示した条件設定画面における刺激領域指定部６２に設けられているスタートボタン６２１が押下されると、ＣＰＵ５０は、図４に示した条件設定画面にて設定された各種条件に基づいて、刺激用走査光学系２の制御信号を生成し、生成した制御信号を第２の走査制御部４１に出力する。
これにより、設定されたレーザ波長、レーザ強度の刺激用レーザ光が第２の光源２１から出射され、標本上に設定された各刺激領域に順番に照射されることとなる。具体的には、図１において、第２の光源からの刺激用レーザ光は、第２の走査光学系２２、リレーレンズ２３を介してダイクロイックミラー２４へ導かれ、ここで、スキャン用走査光学系１からの光軸と合成される。そして、結像レンズ２５、対物レンズ２６を透過して、標本Ａの断面上に設定された刺激領域に順次照射される。
ユーザは、光刺激を停止させたい場合には、条件設定画面の光刺激停止ボタン６２２を押下する。これにより、光刺激を停止させる信号が図１に示したＣＰＵ５０から第２の走査制御部４１に出力され、光刺激が停止される。同様に、スキャンを停止させたい場合には、条件設定画面のスキャン停止ボタン６１２を押下することにより、スキャンを停止させることができる。

なお、上記実施形態においては、スキャン領域の形状として、点を選択した場合について説明したが、スキャン領域指定部６１に設けられているライン走査ボタン６１４、２次元領域走査ボタン６１５を選択することにより、図５に示すようにライン状のスキャン領域や、図６に示すように２次元領域としてのスキャン領域を設定することが可能である。また、これら各形状のスキャン領域を組み合わせて設定することも可能である。つまり、１番目のスキャン領域として点を、２番目のスキャン領域としてラインを、３番目のスキャン領域として２次元領域を選択することも可能である。更に、スキャン領域の設定数についても、ユーザが任意に設定することが可能である。例えば、点、ライン、２次元領域の各種スキャン領域を２箇所ずつ設定するようなことも可能である。

同様に、刺激領域についてもライン走査ボタン６２４、２次元領域走査ボタン６２５を選択することにより、ラインの刺激領域、２次元領域の刺激領域を設定することができ、更に、これら形状の異なる刺激領域が混在するように条件設定を行うことが可能である。

以上説明してきたように、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡システムによれば、スキャン領域並びに刺激領域として、点（スポット）、線（ライン）、２次元領域からなる形状を自由に設定することができ、また、これらの設定数についてもユーザが任意に設定することができるので、標本観察の自由度を向上させることができ、所望の観察を実現させることが可能となる。

また、条件設定画面においては、各スキャン領域及び各刺激領域の近傍に、スキャンの順序、刺激の順序をそれぞれ表示するので、ユーザは容易に順序を確認することができる。更に、この順序を変更することも可能であるので、条件設定時における操作性を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態では、領域形状として、点、線、２次元領域の３パターンを用意していたが、領域の形状はこれらの形状に限定される必要はない。例えば、ユーザが任意に領域の形状を設定することのできるフリーハンドなどの領域設定ボタンを設けることも可能である。
また、上記実施形態においては、スキャンや光刺激の実施順序について、ユーザが指定した順序をデフォルトの順序として表示していたが、この例に限られることなく、所定の条件に応じて自動的に順序が設定されるようにしても良い。例えば、観察に好ましいスキャン順序、光刺激順序をＣＰＵ５０が自動的に決定することにより、その順序をデフォルトとして条件設定画面に表示させるようにしても良い。

本発明の一実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡システムの概略構成を示すブロック図である。 条件設定画面の一例を示した図である。 図２に示した条件設定画面において、スキャン領域を設定したときの表示内容の一例を示す図である。 図３に示した条件設定画面において、刺激領域を設定したときの表示内容の一例を示す図である。 条件設定画面において、ラインのスキャン領域と、スポットの刺激領域を設定した場合の表示内容の一例を示す図である。 条件設定画面において、２次元領域のスキャン領域と、スポットの刺激領域を設定した場合の表示内容の一例を示す図である。

符号の説明

Ａ 走査型レーザ顕微鏡
Ｂ 条件設定装置
１ スキャン用走査光学系
２ 刺激用走査光学系
３ 検出光学系
５０ ＣＰＵ
５１ メモリ
５２ 記憶装置
５３ 入力部
５４ 表示部
６０ プレスキャン画像表示部
６１ スキャン領域指定部
６２ 刺激領域指定部

Claims (8)

1. 標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射するスキャン用走査光学系と、刺激を与えるための刺激用レーザ光を前記標本に照射する刺激用走査光学系とを備える走査型レーザ顕微鏡に用いられ、観察に応じたレーザ照射条件を設定するための走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置であって、
   プレスキャンの画像を表示する表示手段と、
   前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段と
   を備え、
   前記表示手段は、前記刺激領域指定手段により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置。
2. 標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射するスキャン用走査光学系と、刺激を与えるための刺激用レーザ光を前記標本に照射する刺激用走査光学系とを備える走査型レーザ顕微鏡に用いられ、観察に応じたレーザ照射条件を設定するための走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置であって、
   プレスキャンの画像を表示する表示手段と、
   前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、前記スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段と
   を備え、
   前記表示手段は、前記スキャン領域指定手段によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置。
3. 標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射するスキャン用走査光学系と、刺激を与えるための刺激用レーザ光を前記標本に照射する刺激用走査光学系とを備える走査型レーザ顕微鏡に用いられ、観察に応じたレーザ照射条件を設定するための走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置であって、
   プレスキャンの画像を表示する表示手段と、
   前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、前記スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段と、
   前記プレスキャン画面において、刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段と
   を備え、
   前記表示手段は、前記スキャン領域指定手段によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示し、且つ、前記刺激領域指定手段により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置。
4. 前記スキャン領域のスキャン順序を変更するスキャン順序変更手段及び前記刺激領域の刺激順序を変更する刺激順序変更手段の少なくともいずれか一方を具備する請求項３に記載の走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置。
5. 前記スキャン領域及び前記刺激領域の各々は、点、線、及び２次元領域のうちのいずれかである請求項３又は請求項４に記載の走査型レーザ顕微鏡の条件設定装置。
6. 走査型レーザ顕微鏡と該走査型レーザ顕微鏡のレーザ照射条件を観察に応じて設定するための条件設定装置とを備え、
   前記走査型レーザ顕微鏡は、
   標本の画像を得るためのスキャン用レーザ光を前記標本に照射する画像用走査光学系と、
   前記標本に刺激を与えるための刺激用レーザ光を照射する刺激用走査光学系と
   を備え、
   前記条件設定装置は、
   プレスキャンの画像を表示する表示手段と、
   前記プレスキャンの画像が表示されたプレスキャン画面において、前記スキャン用レーザ光の照射領域として１以上のスキャン領域を指定するためのスキャン領域指定手段と、
   前記プレスキャン画面において、刺激用レーザ光の照射領域として１以上の刺激領域を指定するための刺激領域指定手段と
   を備え、
   前記表示手段は、前記スキャン領域指定手段によりスキャン領域が指定された場合に、該スキャン領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該スキャン領域の近傍に、スキャンを実施する順序を表示し、且つ、前記刺激領域指定手段により刺激領域が指定された場合に、該刺激領域を前記プレスキャン画面に表示するとともに、該刺激領域の近傍に、刺激を実施する順序を表示する走査型レーザ顕微鏡システム。
7. 前記刺激用レーザ光によって生じる前記標本からの蛍光を検出する第１の検出手段を備える請求項６に記載の走査型レーザ顕微鏡システム。
8. 前記刺激用レーザ光によって前記標本に生じる微小電流を検出する第２の検出手段を備える請求項６に記載の走査型レーザ顕微鏡システム。

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