JP2007199458A - Confocal microscope - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a confocal microscope having a function of surely shielding the introduction of exciting light to an optical path during the rotational movement of a filter wheel on a fluorescence observation side. <P>SOLUTION: The confocal microscope is constituted of a microscope unit and a confocal scanner unit, wherein a sample is irradiated with the laser light for excitation of a plurality of wavelengths by changing over the laser light with an excitation side filter means corresponding to each wavelength so as to image the return fluorescent light from the sample to an imaging means via a fluorescence observation side filter means changed over depending on each wavelength of the laser for excitation. The confocal microscope is equipped with a shutter means provided in the middle of the laser light for excitation, and a shutter driving means for shutting off the incidence of the laser light for excitation on the confocal scanner unit by operating the shutter means during the movement period when the fluorescence observation side filter means is changed over. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、顕微鏡ユニットと共焦点スキャナユニットから構成され、複数波長の励起用レーザ光(以下、励起光)を各波長に対応した励起側フィルタ手段で切り換えて試料に照射し、試料からの戻り蛍光を、前記励起光の各波長に対応して切り換えられる蛍光観察側フィルタ手段を介して撮像手段に結像させる共焦点顕微鏡に関するものである。   The present invention comprises a microscope unit and a confocal scanner unit, and switches a plurality of wavelengths of excitation laser light (hereinafter referred to as excitation light) with excitation-side filter means corresponding to each wavelength to irradiate the sample and return from the sample. The present invention relates to a confocal microscope that forms an image on an imaging unit through a fluorescence observation side filter unit that is switched corresponding to each wavelength of the excitation light.

ニポウディスク方式の共焦点顕微鏡の詳細については特許文献1に開示されている。図3は、共焦点顕微鏡の一般的なシステム構成の一例を示す機能ブロック図である。1は、励起光を出射する多波長励起光源である。2は、この多波長励起光源1からの励起光を選択的に入射する共焦点スキャナユニットである。3は、この共焦点スキャナに接続された蛍光観察用の倒立型顕微鏡ユニットである。   The details of the Niipou disc type confocal microscope are disclosed in Patent Document 1. FIG. 3 is a functional block diagram illustrating an example of a general system configuration of the confocal microscope. Reference numeral 1 denotes a multi-wavelength excitation light source that emits excitation light. Reference numeral 2 denotes a confocal scanner unit that selectively enters the excitation light from the multi-wavelength excitation light source 1. Reference numeral 3 denotes an inverted microscope unit for fluorescence observation connected to the confocal scanner.

多波長励起光源1において、1aはArKr(アルゴン・クリプトン)ガスレーザであり、488nmと568nmの波長で同時に発振する。これら励起光は、光ファイバ4を介して共焦点スキャナユニット2に選択的に入射される。1bは半導体レーザであり、405nmの波長で発振する。この励起光は、光ファイバ5を介して共焦点スキャナユニット2に入射される。   In the multi-wavelength excitation light source 1, reference numeral 1a denotes an ArKr (argon krypton) gas laser which oscillates simultaneously at wavelengths of 488 nm and 568 nm. These excitation lights are selectively incident on the confocal scanner unit 2 via the optical fiber 4. A semiconductor laser 1b oscillates at a wavelength of 405 nm. This excitation light is incident on the confocal scanner unit 2 via the optical fiber 5.

1cは、励起側フィルタホイールであり、このフィルタホイールに搭載された特定の波長のみを透過する励起フィルタによって、ArKrガスレーザ1aの励起光は、488nmと568nmの2波長に分離して選択的に出射される。   Reference numeral 1c denotes an excitation-side filter wheel. The excitation light of the ArKr gas laser 1a is selectively emitted into two wavelengths of 488 nm and 568 nm by an excitation filter that transmits only a specific wavelength mounted on the filter wheel. Is done.

1dは405nmの半導体レーザ1bの出射口付近に設けられたシャッターであり、ArKrガスレーザ1aの励起光が共焦点スキャナユニット2に入射されている場合には、このシャッターが閉じられ、試料に照射されないようになっている。   1d is a shutter provided near the exit of the 405 nm semiconductor laser 1b. When the excitation light of the ArKr gas laser 1a is incident on the confocal scanner unit 2, the shutter is closed and the sample is not irradiated. It is like that.

共焦点スキャナユニット2が、ArKrガスレーザ1aより488nmの励起光を導入する場合は、GFP(グリーン蛍光タンパク)またはYFP(イエロー蛍光タンパク)を励起することが可能であり、568nmを導入する場合には、DsRed(レッド蛍光タンパク)やmRFP(モノマーレッド蛍光タンパク)を励起することが可能である。励起光の切り替えは、励起側フィルタホイール1cが回転することによって行われ、切り替え速度は最速で125msecである。   When the confocal scanner unit 2 introduces excitation light of 488 nm from the ArKr gas laser 1a, it is possible to excite GFP (green fluorescent protein) or YFP (yellow fluorescent protein), and when introducing 568 nm , DsRed (red fluorescent protein) and mRFP (monomer red fluorescent protein) can be excited. The excitation light is switched by rotating the excitation side filter wheel 1c, and the switching speed is 125 msec at the fastest.

共焦点スキャナユニット2が、半導体レーザ1bより405nmの励起光を導入する場合は、DAPI(一種の蛍光試薬)またはCFP(シアン蛍光タンパク)を励起することが可能である。   When the confocal scanner unit 2 introduces excitation light of 405 nm from the semiconductor laser 1b, it is possible to excite DAPI (a kind of fluorescent reagent) or CFP (cyan fluorescent protein).

共焦点スキャナユニット2としては、背景光を抑えたマイクロレンズアレイ付きニポウ板方式のユニットが用いられている。この共焦点スキャナユニットには、励起光の波長である488nmと568nmを透過し、その他の波長を反射するマルチバンドタイプのダイクロイックミラーが内蔵されている。励起光はピンホールを通過し、対物レンズを介して試料に照射され、試料上で蛍光を励起する。   As the confocal scanner unit 2, a Niipou plate type unit with a microlens array that suppresses background light is used. This confocal scanner unit incorporates a multiband dichroic mirror that transmits the wavelengths of excitation light, 488 nm and 568 nm, and reflects other wavelengths. Excitation light passes through the pinhole, is irradiated onto the sample via the objective lens, and excites fluorescence on the sample.

試料からの戻り蛍光は、対物レンズを通り再びピンホールを通過した後、今度はダイクロイックミラーで反射され、共焦点スキャナユニットに内蔵されたマルチバンドタイプのバリアフィルタで励起光はほとんど減衰して排除される。   The return fluorescence from the sample passes through the objective lens and again through the pinhole, and is then reflected by the dichroic mirror, and the excitation light is almost attenuated and eliminated by the multiband type barrier filter built in the confocal scanner unit. Is done.

戻り蛍光は更に、蛍光観察側フィルタホイール6に導かれる。蛍光観察側フィルタホイール6は、GFP用、YFP用、DsRed用、mRFP用、DAPI用、CFP用に作製した分光光学ユニット用バリアフィルタが搭載されており、フィルタホイールが回転することによって時分割で分光画像が取得できるようになっている。蛍光観察側のフィルタ6の切り替え時間も、励起側と同期して最速で125msecとなっている。   The return fluorescence is further guided to the fluorescence observation side filter wheel 6. The fluorescence observation side filter wheel 6 is equipped with a spectroscopic optical unit barrier filter manufactured for GFP, YFP, DsRed, mRFP, DAPI, and CFP. Spectral images can be acquired. The switching time of the filter 6 on the fluorescence observation side is also 125 msec at the maximum in synchronization with the excitation side.

蛍光観察側フィルタ6を通過した戻り蛍光は、最大2.25倍に拡大するズームレンズ7及び光増強を行うためのイメージインテンシファイア8を介して撮像手段を形成する高感度低ノイズのHARPカメラ9で撮像され、カメラコントローラ10を経由して画像を取り込むための制御装置11に渡される。   The returned fluorescence that has passed through the fluorescence observation side filter 6 is a high-sensitivity, low-noise HARP camera that forms an imaging means through a zoom lens 7 that expands up to 2.25 times and an image intensifier 8 for light enhancement. 9 and is passed to the control device 11 for capturing an image via the camera controller 10.

12は、バイポーラトランジスタによるTTL(Transistor-Transistor Logic)で構成された高速のシーケンス処理手段であり、制御装置11に搭載されているCPUにより管理される。   Reference numeral 12 denotes a high-speed sequence processing means composed of TTL (Transistor-Transistor Logic) using bipolar transistors, and is managed by a CPU mounted on the control device 11.

シーケンス処理手段12は、制御装置11からの処理要求コマンドCを取得すると、所定のシーケンスに従って励起側フィルタホイール1c、シャッター1d、蛍光観察側フィルタホイール6、カメラコントローラ10を高速でシーケンス制御する。   When acquiring the processing request command C from the control device 11, the sequence processing means 12 performs sequence control of the excitation side filter wheel 1c, the shutter 1d, the fluorescence observation side filter wheel 6, and the camera controller 10 at high speed according to a predetermined sequence.

図4は、励起側及び蛍光観察側フィルタホイールに搭載されたフィルタ構成とその制御系を示す機能ブロック図である。蛍光観察側フィルタホイール6には、GFP、YFP、DsRed、mRFP、DAPI、CFPの蛍光波長を透過し他の波長をブロックするバンドパスフィルタf1乃至f6が搭載され、これらを観察光路上(図示のf1位置)に回転移動することで観察する蛍光波長を選択している。   FIG. 4 is a functional block diagram showing a filter configuration and its control system mounted on the excitation side and fluorescence observation side filter wheels. The filter wheel 6 on the fluorescence observation side is equipped with bandpass filters f1 to f6 that transmit the fluorescence wavelengths of GFP, YFP, DsRed, mRFP, DAPI, and CFP and block other wavelengths. The fluorescence wavelength to be observed is selected by rotating and moving to (f1 position).

蛍光観察側フィルタホイール6は、シーケンス処理手段12の指令により作動する蛍光観察側フィルタ駆動手段13からの操作信号D1で回転し、所定フィルタを観察光路上に移動操作する。回転方向は、選択対象フィルタまでの距離が最短となるように時計方向又は反時計方向が自動的に選択される。   The fluorescence observation side filter wheel 6 is rotated by an operation signal D1 from the fluorescence observation side filter driving means 13 which is operated by a command from the sequence processing means 12, and moves the predetermined filter on the observation optical path. As the rotation direction, the clockwise direction or the counterclockwise direction is automatically selected so that the distance to the selection target filter is the shortest.

励起側フィルタホイール1cには、中心波長488nmの狭帯域バンドパスフィルタF1と、中心波長568nmの狭帯域バンドパスフィルタF2が搭載されている。これらフィルタを交互に励起光の光路上(図示のF1位置)に位置を変えることによって、波長切り替えを行っている。   The excitation-side filter wheel 1c is equipped with a narrow band-pass filter F1 having a center wavelength of 488 nm and a narrow band band-pass filter F2 having a center wavelength of 568 nm. Wavelength switching is performed by alternately changing the positions of these filters on the optical path of the excitation light (F1 position in the drawing).

半導体レーザ1bの405nmnの励起光を入射する場合には、励起側フィルタホイール1cの励起光の光路上に遮蔽板を移動させて488nmと568nmの励起光の入射を遮光し、シャッター1dを開いて405nmnの励起光を入射する。   When the 405 nmn excitation light of the semiconductor laser 1b is incident, the shielding plate is moved on the excitation light path of the excitation side filter wheel 1c to block the incidence of the 488 nm and 568 nm excitation light, and the shutter 1d is opened. 405 nmn excitation light is incident.

励起側フィルタホイール1cは、蛍光観察側フィルタホイール6と同期してシーケンス処理手段12の指令により作動する励起側フィルタ駆動手段14からの操作信号D2で回転し、所定フィルタを励起光の光路上に交互に回転移動させる。遮蔽板への回転方向は、遮蔽板までの距離が最短となるように時計方向又は反時計方向が自動的に選択される。   The excitation-side filter wheel 1c rotates in response to an operation signal D2 from the excitation-side filter driving means 14 that operates in accordance with a command from the sequence processing means 12 in synchronization with the fluorescence observation-side filter wheel 6, and puts the predetermined filter on the optical path of the excitation light. Rotate them alternately. As the rotation direction to the shielding plate, the clockwise direction or the counterclockwise direction is automatically selected so that the distance to the shielding plate is the shortest.

15は、励起側フィルタホイール1cの励起光の光路の途中に設けられたシャッター手段であり、488nmと568nmの励起光を利用している期間は、励起側フィルタ駆動手段14からのシャッター駆動信号Sで開に操作されている。   Reference numeral 15 denotes shutter means provided in the optical path of the excitation light of the excitation side filter wheel 1c. During the period when the excitation light of 488 nm and 568 nm is used, the shutter drive signal S from the excitation side filter drive means 14 is used. It is operated in the open.

図5は、シーケンス処理手段12の処理手順を説明するタイムチャートである。(A)はフレーム同期信号、(B)はCPUよりのスタート信号、(C)はシャッター駆動信号である。   FIG. 5 is a time chart for explaining the processing procedure of the sequence processing means 12. (A) is a frame synchronization signal, (B) is a start signal from the CPU, and (C) is a shutter drive signal.

このシャッター駆動信号は、(D)に示すように励起側フィルタホイールの回転操作でフィルタF1とF2により488nmと568nmの励起光を利用している期間、即ち時刻t1からt4までの期間中、シャッター手段15を開に操作する。従って、フィルタF1がF2に切り換えられる時刻t2からt3の移動期間中でも、シャッター手段15が開に操作されている。   This shutter drive signal is generated during the period when the excitation light of 488 nm and 568 nm is used by the filters F1 and F2 by the rotation operation of the excitation side filter wheel as shown in (D), that is, during the period from time t1 to t4. The means 15 is operated to open. Therefore, the shutter means 15 is operated to open even during the movement period from time t2 to time t3 when the filter F1 is switched to F2.

図5(E)は、観察側フィルタホイールの回転操作を示し、F1が選択されている時刻t1からt2の期間に、フィルタf1及びf2を切り換えて488nmGFP観察及び488nmYFP観察を実行し、F2が選択されている時刻t3からt4の期間に、フィルタをf4に切り換えて568nmmRFP観察を実行する。   FIG. 5E shows the rotation operation of the observation-side filter wheel. During the period from time t1 to time t2 when F1 is selected, the filters f1 and f2 are switched to perform 488 nmGFP observation and 488 nmYFP observation, and F2 is selected. In the period from the time t3 to t4, the filter is switched to f4, and 568 nm mRFP observation is executed.

図5(F)は、(H)に示すカメラ露光の終了タイミングでトリガされる観察側フィルタホイールの操作トリガ信号であり、フィルタが回転移動している期間中は(G)に示すBUSY信号が出力される。(I)は画像転送トリガ信号であり、(H)の露光時間中に発生する。(J)は、(H)の露光時間終了のタイミングで発生する画像転送信号である。   FIG. 5F is an operation trigger signal for the observation-side filter wheel triggered at the camera exposure end timing shown in FIG. 5H. During the period in which the filter is rotating, the BUSY signal shown in FIG. Is output. (I) is an image transfer trigger signal, which occurs during the exposure time of (H). (J) is an image transfer signal generated at the end of the exposure time of (H).

特開平5−60980号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-60980

ArKrガスレーザ1aの488nmの励起光にはサイドバンドがあるため、ノッチ型のマルチバンドフィルタではブロックしきれず、若干の漏れ光がある。蛍光観察側フィルタホイール6に搭載されたフィルタの並びは、f1からf6の順で、GFP、YFP、DsRed、mRFP、DAPI、CFPと並んでいる。   Since the 488 nm excitation light of the ArKr gas laser 1a has a side band, the notch type multi-band filter cannot block and there is a slight amount of leakage light. The filters mounted on the fluorescence observation side filter wheel 6 are arranged in the order of f1 to f6, GFP, YFP, DsRed, mRFP, DAPI, and CFP.

図6は、観察する蛍光タンパクに応じて蛍光観察側フィルタホイール6で切り替えられるフィルタの移動経路を示すイメージ図である。観察する蛍光タンパクを、YFP(フィルタf2)とmRFP(フィルタf4)とした場合、図6(A)に示すように、蛍光観察側フィルタホイール6がYFP→DsRed→mFRPと順方向へ回転する。YFP、DsRed、mFRPのいずれのフィルタも488nm付近の励起光を透過しないため問題は発生しない。   FIG. 6 is an image diagram showing a moving path of the filter that is switched by the fluorescence observation side filter wheel 6 according to the fluorescent protein to be observed. When the fluorescent proteins to be observed are YFP (filter f2) and mRFP (filter f4), as shown in FIG. 6A, the fluorescence observation side filter wheel 6 rotates in the forward direction from YFP → DsRed → mFRP. Since any of YFP, DsRed, and mFRP does not transmit the excitation light near 488 nm, no problem occurs.

一方、観察する蛍光タンパクを、GFP(フィルタf1)とmRFP(フィルタf4)とした場合では、蛍光観察側フィルタホイール6がGFP→DAPI→CFP→mRFPと逆方向へ回転する。DAPI、CFPのフィルタは特性上488nm付近の光を透過するため、イメージインテンシファイア8に励起光の漏れが短時間であるが照射され、画像が飽和する。このように、蛍光観察側フィルタホイール6の回転方向によっては、問題が発生する。   On the other hand, when the fluorescent proteins to be observed are GFP (filter f1) and mRFP (filter f4), the fluorescence observation side filter wheel 6 rotates in the reverse direction of GFP → DAPI → CFP → mRFP. Since the DAPI and CFP filters transmit light around 488 nm due to the characteristics, the image intensifier 8 is irradiated for a short time, but the image is saturated. Thus, a problem occurs depending on the rotation direction of the fluorescence observation side filter wheel 6.

このような問題が発生する要因は、図5で説明したように、蛍光観察側フィルタホイール6によるフィルタの回転移動中に、励起側のシャッター手段15が開いたままになっている状態ができてしまい、励起光が試料に無用に照射されるためである。   As described above with reference to FIG. 5, the cause of such a problem is that the excitation-side shutter unit 15 remains open during the rotational movement of the filter by the fluorescence observation-side filter wheel 6. This is because the sample is unnecessarily irradiated with excitation light.

このような状態が発生すると、次のような不都合が発生する。
(1)無駄な励起光が試料に当たり、標識した蛍光物質が褪色する。
(2)蛍光フィルタによって励起光が十分にブロックされないため、イメージインテンシファイアの光電面に強い光が入り、イメージインテンシファイアを劣化させる。
When such a situation occurs, the following inconvenience occurs.
(1) Unnecessary excitation light hits the sample, and the labeled fluorescent material fades.
(2) Since the excitation light is not sufficiently blocked by the fluorescent filter, strong light enters the photocathode of the image intensifier and degrades the image intensifier.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、蛍光観察側のフィルタホイールが回転移動している期間中は、励起光の光路への導入を確実に遮蔽する機能を備えた共焦点顕微鏡を実現することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a function of reliably blocking the introduction of excitation light into the optical path while the filter wheel on the fluorescence observation side is rotating. The purpose is to realize a confocal microscope.

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)顕微鏡ユニットと共焦点スキャナユニットから構成され、複数波長の励起用励起光を、各波長に対応した励起側フィルタ手段で切り換えて試料に照射し、試料からの戻り蛍光を、前記励起用レーザの各波長に対応して切り換えられる蛍光観察側フィルタ手段を介して撮像手段に結像させる共焦点顕微鏡において、
前記励起用レーザ光の途中に設けられたシャッター手段と、
前記蛍光観察側フィルタ手段が切り換えられる移動期間中に、前記シャッター手段を操作し、前記励起用レーザ光の共焦点スキャナユニットへの入射を遮断するシャッター駆動手段と、
を備えることを特徴とする共焦点顕微鏡。
In order to achieve such a subject, the present invention has the following configuration.
(1) Consisting of a microscope unit and a confocal scanner unit, excitation light having a plurality of wavelengths is switched by excitation-side filter means corresponding to each wavelength and irradiated onto the sample, and the return fluorescence from the sample is used for the excitation. In the confocal microscope that forms an image on the imaging means through the fluorescence observation side filter means that is switched corresponding to each wavelength of the laser,
Shutter means provided in the middle of the excitation laser beam;
During the movement period in which the fluorescence observation side filter means is switched, the shutter means is operated to shut off the incidence of the excitation laser light on the confocal scanner unit; and
A confocal microscope characterized by comprising:

(2)前記励起側フィルタ手段及び蛍光観察側フィルタ手段を操作する励起側フィルタ駆動手段及び蛍光観察側フィルタ駆動手段を備え、これら駆動手段は、上位のCPUの指令で駆動されるシーケンス処理手段により制御されることを特徴とする(1)に記載の共焦点顕微鏡。 (2) An excitation side filter driving means and a fluorescence observation side filter driving means for operating the excitation side filter means and the fluorescence observation side filter means are provided, and these driving means are provided by a sequence processing means driven by a command of a host CPU. The confocal microscope according to (1), which is controlled.

(3)前記シャッター駆動手段は、前記シーケンス処理手段及び前記蛍光観察側フィルタ駆動手段からの移動情報を入力して制御されることを特徴とする(1)又は(2)に記載の共焦点顕微鏡。 (3) The confocal microscope according to (1) or (2), wherein the shutter driving unit is controlled by inputting movement information from the sequence processing unit and the fluorescence observation side filter driving unit. .

(4)前記前記励起側フィルタ手段及び蛍光観察側フィルタ手段の移動方向は、前記励起側フィルタ駆動手段及び蛍光観察側フィルタ駆動手段自身が供えるアルゴリズムに従って制御されることを特徴とする(2)又は(3)に記載の共焦点顕微鏡。 (4) The moving directions of the excitation side filter means and the fluorescence observation side filter means are controlled according to an algorithm provided by the excitation side filter drive means and the fluorescence observation side filter drive means themselves (2) or The confocal microscope according to (3).

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
(1)無駄な励起光が試料に照射されなくなるため、より長い時間の観察が可能になる
(2)励起光がシャッター手段によって完全に遮蔽されるので、イメージインテンシファイアの光電面に漏れ光が入らないため、イメージインテンシファイアが劣化したり、画像が飽和することがない。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
(1) Since unnecessary excitation light is not irradiated on the sample, observation can be performed for a longer time. (2) Since the excitation light is completely shielded by the shutter means, light leaks to the photocathode of the image intensifier. Therefore, the image intensifier does not deteriorate or the image is not saturated.

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図1は、本発明を適用した共焦点顕微鏡の励起側及び蛍光観察側フィルタホイールに搭載されたフィルタ構成とその制御系を示す機能ブロック図である。図3及び図4で説明した従来の共焦点顕微鏡と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing a filter configuration and its control system mounted on the excitation side and fluorescence observation side filter wheels of a confocal microscope to which the present invention is applied. The same elements as those of the conventional confocal microscope described with reference to FIGS. Hereinafter, the characteristic part of the present invention will be described.

図1において、100は、本発明が適用されたシーケンス処理手段である。基本機能は図5で説明したシーケンス処理手段12と同一であるが、励起光の途中に設けられたシャッター手段15のシーケンス制御の形態に特徴がある。   In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a sequence processing means to which the present invention is applied. The basic function is the same as that of the sequence processing means 12 described with reference to FIG. 5, but is characterized by the sequence control form of the shutter means 15 provided in the middle of the excitation light.

200は、本発明が適用されたシャッター駆動手段であり、シーケンス処理手段100からの指令及び蛍光観察側フィルタホイール13から回転移動中信号Mを取得し、蛍光観察側フィルタホイール6が回転移動中にはシャッター手段15を閉に操作する。   Reference numeral 200 denotes shutter driving means to which the present invention is applied, which obtains a command from the sequence processing means 100 and a rotational movement-in-progress signal M from the fluorescence observation-side filter wheel 13, and the fluorescence observation-side filter wheel 6 is in rotational movement. Operates the shutter means 15 to close.

図2は、をシーケンス処理手段100の処理手順説明するタイムチャートである。図5で説明した従来のシーケンス処理手段12の処理手順を示すタイムチャートとの相違点は、(C)のシャッター駆動信号によるシーケンス処理である。   FIG. 2 is a time chart for explaining the processing procedure of the sequence processing means 100. The difference from the time chart showing the processing procedure of the conventional sequence processing means 12 described in FIG. 5 is the sequence processing by the shutter driving signal (C).

従来のシャッター駆動信号のシーケンス処理では、励起側フィルタホイールの回転操作で488nmと568nmの励起光を利用している期間、即ち時刻t1からt6までの期間(図5では、t1からt4までの期間)、シャッター手段15が開に操作されている。   In conventional shutter drive signal sequence processing, a period in which excitation light of 488 nm and 568 nm is used in the rotation operation of the excitation side filter wheel, that is, a period from time t1 to t6 (in FIG. 5, a period from t1 to t4). ), The shutter means 15 is operated to open.

本発明によるシーケンス処理では、時刻t1からt6までの期間中において、(E)に示す蛍光観察側フィルタホイールがフィルタf1からフィルタf2に回転移動操作している期間、即ち時刻t2からt3までの期間中は、(C)に示すようにシャッター手段15を閉に操作する。   In the sequence processing according to the present invention, during the period from time t1 to t6, the period during which the fluorescence observation side filter wheel shown in (E) is rotationally moved from the filter f1 to the filter f2, that is, the period from time t2 to t3 During the operation, the shutter means 15 is closed as shown in FIG.

時刻t2のタイミングは、(F)に示す蛍光観察側フィルタホイールの駆動トリガ信号であり、時刻t3のタイミングは、(G)に示す蛍光観察側フィルタホイールのBUSY信号の終了時刻である。   The timing at time t2 is a drive trigger signal for the fluorescence observation side filter wheel shown in (F), and the timing at time t3 is the end time of the BUSY signal of the fluorescence observation side filter wheel shown in (G).

同様に、蛍光観察側フィルタホイールがフィルタf2からフィルタf4に回転移動操作している期間、即ちt4からt5までの期間中は、(C)に示すようにシャッター手段15を閉に操作する。   Similarly, during the period in which the fluorescence observation side filter wheel is rotationally moved from the filter f2 to the filter f4, that is, the period from t4 to t5, the shutter means 15 is operated to close as shown in FIG.

同様に、時刻t4のタイミングは、(F)に示す蛍光観察側フィルタホイールの駆動トリガ信号であり、時刻t5のタイミングは、(G)に示す蛍光観察側フィルタホイールのBUSY信号の終了時刻である。   Similarly, the timing at time t4 is a drive trigger signal for the fluorescence observation side filter wheel shown in (F), and the timing at time t5 is the end time of the BUSY signal of the fluorescence observation side filter wheel shown in (G). .

以上説明した実施形態では、高速処理を実行するシーケンス処理手段100としては、バイポーラトランジスタによるTTLを例示したが、これに限定されるものではなく、CMOSトランジスタによるロジック回路等を採用することが可能である。   In the embodiment described above, the TTL using the bipolar transistor is exemplified as the sequence processing unit 100 that executes the high-speed processing. However, the present invention is not limited to this, and a logic circuit or the like using the CMOS transistor can be adopted. is there.

本発明を適用した共焦点顕微鏡の励起側及び蛍光観察側フィルタホイールに搭載されたフィルタ構成とその制御系を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the filter structure mounted in the excitation side and fluorescence observation side filter wheel of the confocal microscope to which this invention is applied, and its control system. 図1のシーケンス処理手段の処理手順を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the process sequence of the sequence process means of FIG. 共焦点顕微鏡の一般的なシステム構成の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the general system configuration | structure of a confocal microscope. 励起側及び蛍光観察側フィルタホイールに搭載されたフィルタ構成とその制御系を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the filter structure mounted in the excitation side and the fluorescence observation side filter wheel, and its control system. 図4のシーケンス処理手段の処理手順を説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the process sequence of the sequence processing means of FIG. 観察する蛍光タンパクに応じて蛍光観察側フィルタホイールで切り替えられるフィルタの移動経路を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the movement path | route of the filter switched by the fluorescence observation side filter wheel according to the fluorescent protein to observe.

符号の説明Explanation of symbols

1c 励起側フィルタホイール
6 蛍光観察側フィルタホイール
11 制御装置
13 蛍光観察側フィルタ駆動手段
14 励起側フィルタ駆動手段
15 シャッター手段
100 シーケンス処理手段
200 シャッター駆動手段

1c Excitation side filter wheel 6 Fluorescence observation side filter wheel 11 Control device 13 Fluorescence observation side filter driving means 14 Excitation side filter driving means 15 Shutter means 100 Sequence processing means 200 Shutter driving means

Claims (4)

顕微鏡ユニットと共焦点スキャナユニットから構成され、複数波長の励起用レーザ光を各波長に対応した励起側フィルタ手段で切り換えて試料に照射し、試料からの戻り蛍光を、前記励起用レーザの各波長に対応して切り換えられる蛍光観察側フィルタ手段を介して撮像手段に結像させる共焦点顕微鏡において、
前記励起用レーザ光の途中に設けられたシャッター手段と、
前記蛍光観察側フィルタ手段が切り換えられる移動期間中に、前記シャッター手段を操作し、前記励起用レーザ光の共焦点スキャナユニットへの入射を遮断するシャッター駆動手段と、
を備えることを特徴とする共焦点顕微鏡。
It consists of a microscope unit and a confocal scanner unit, switches excitation laser light of multiple wavelengths with excitation-side filter means corresponding to each wavelength, irradiates the sample, and returns fluorescence from the sample to each wavelength of the excitation laser. In the confocal microscope that forms an image on the imaging means through the fluorescence observation side filter means that is switched corresponding to
Shutter means provided in the middle of the excitation laser beam;
During the movement period in which the fluorescence observation side filter means is switched, the shutter means is operated to shut off the incidence of the excitation laser light on the confocal scanner unit; and
A confocal microscope characterized by comprising:
前記励起側フィルタ手段及び蛍光観察側フィルタ手段を操作する励起側フィルタ駆動手段及び蛍光観察側フィルタ駆動手段を備え、これら駆動手段は、上位の制御装置の指令で駆動されるシーケンス処理手段により制御されることを特徴とする請求項1に記載の共焦点顕微鏡。   Excitation side filter drive means and fluorescence observation side filter drive means for operating the excitation side filter means and fluorescence observation side filter means are provided, and these drive means are controlled by sequence processing means driven by commands of a host control device. The confocal microscope according to claim 1. 前記シャッター駆動手段は、前記シーケンス処理手段及び前記蛍光観察側フィルタ駆動手段からの移動情報を入力して制御されることを特徴とする請求項1又は2に記載の共焦点顕微鏡。   The confocal microscope according to claim 1, wherein the shutter driving unit is controlled by inputting movement information from the sequence processing unit and the fluorescence observation side filter driving unit. 前記前記励起側フィルタ手段及び蛍光観察側フィルタ手段の移動方向は、前記励起側フィルタ駆動手段及び蛍光観察側フィルタ駆動手段自身が供えるアルゴリズムに従って制御されることを特徴とする請求項2又は3に記載の共焦点顕微鏡。
The moving direction of the excitation side filter unit and the fluorescence observation side filter unit is controlled according to an algorithm provided by the excitation side filter drive unit and the fluorescence observation side filter drive unit itself. Confocal microscope.
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