JP2014224856A - Laser scanning microscope - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire an image of a sample reaction in a wide range including outside of a visual field range while reducing the influence of adjacent irradiation regions in a sample, without reducing resolution of the image.SOLUTION: There is provided a laser scanning microscope 100 comprising: an object lens 11; a scanning optical unit 9; a stage 1 capable of moving a sample S in a direction crossing an optical axis of the object lens 11; a photodetector 13 detecting a reaction of the sample S; a frame memory 43 storing therein brightness information on the sample S and scanning position information on laser light while making the brightness information and the scanning position information correspond to each other; an observation range designation unit setting an observation range on the sample S, and dividing the observation range into a plurality of sub-regions that can be scanned by the laser light in a state of fixing the stage 1; a scanning order determination unit determining an order of scanning irradiated regions of the continuously emitted laser light per sub-region so that the irradiated regions are not spatially adjacent to one another; and a control unit 49 sequentially moving the stage 1 for all ranges that can be scanned, and controlling the laser light to scan the sub-regions according to the determined scanning order.

Description

本発明は、レーザ走査型顕微鏡に関するものである。   The present invention relates to a laser scanning microscope.

従来、標本上でレーザ光を2次元的に走査させ、光照射による標本の反応を検出して2次元的な輝度情報を取得するレーザ走査型顕微鏡が知られている(例えば、特許文献1参照)。標本にレーザ光を照射すると、照射領域の反応が周囲の領域にも及ぶ場合がある。そのため、標本上の空間的に隣接する領域を順に走査していくと、隣接する直前の照射領域の反応が現在の照射領域の反応に影響し誤検出してしまうという問題がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, a laser scanning microscope is known in which laser light is scanned two-dimensionally on a specimen, and the reaction of the specimen caused by light irradiation is detected to obtain two-dimensional luminance information (see, for example, Patent Document 1). ). When the sample is irradiated with laser light, the reaction of the irradiated region may reach the surrounding region. Therefore, when the spatially adjacent regions on the specimen are sequentially scanned, there is a problem that the reaction of the immediately preceding irradiation region affects the current irradiation region and erroneously detects.

特許文献1に記載のレーザ走査型顕微鏡は、標本上の空間的に隣接する領域を連続走査しないように空間的に離れた領域を順次走査させて各照射領域の反応を検出していくことで、標本における照射領域間の反応の影響を排除して、個々の照射領域の輝度を正しく検出することとしている。   The laser scanning microscope described in Patent Document 1 detects the reaction of each irradiation region by sequentially scanning spatially separated regions so as not to continuously scan spatially adjacent regions on the specimen. In addition, the influence of the reaction between the irradiation areas in the specimen is eliminated, and the brightness of each irradiation area is detected correctly.

特開2006−227600号公報JP 2006-227600 A

しかしながら、標本の光刺激の反応を観察する場合等においては標本における広い範囲の反応の画像を解像度を落とさずに取得したいという要望があるが、特許文献1に記載のレーザ走査型顕微鏡では、標本における顕微鏡の視野範囲内の領域の画像しか取得することができないという不都合がある。   However, in the case of observing the reaction of the light stimulus of the specimen, there is a demand for acquiring an image of a wide range of reaction in the specimen without reducing the resolution. In the laser scanning microscope described in Patent Document 1, There is an inconvenience that only the image of the region within the field of view of the microscope can be acquired.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、標本における隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、視野範囲外を含む広い範囲における標本の反応の画像を解像度を落とさずに取得することができるレーザ走査型顕微鏡を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and obtains an image of a specimen reaction in a wide range including the outside of the visual field range without reducing the resolution while reducing the influence between adjacent irradiation areas in the specimen. It is an object of the present invention to provide a laser scanning microscope that can be used.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、レーザ光源から発せられたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部と、前記標本が載置され、前記対物レンズの光軸に対して交差する方向に前記標本を移動可能なステージと、レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージを固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、全ての前記走査可能範囲に対して前記ステージを順次移動させ、前記順序決定部により決定された前記走査順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes an objective lens that irradiates a specimen with laser light emitted from a laser light source, a scanning unit that scans the specimen with laser light emitted from the objective lens, and the specimen is placed thereon, A stage capable of moving the sample in a direction intersecting the optical axis of the lens, a detection unit for detecting a reaction of the sample caused by irradiation with laser light, and a detection unit configured to detect the sample detected by the detection unit. The brightness information corresponding to the reaction and the scanning position information relating to the position where the laser beam is scanned by the scanning section are stored in association with each other, the observation range to be observed on the specimen is set, and the stage is fixed An observation range dividing unit that divides the observation range into a plurality of scannable ranges in which laser light can be scanned by the scanning unit in a state; An order determining unit that determines the scanning order of the irradiation regions scanned by the scanning unit for each scannable range so that the irradiation regions of the light are not spatially adjacent to each other, and for all the scannable ranges There is provided a laser scanning microscope comprising: a control unit that sequentially moves the stage and causes the scanning unit to scan with laser light in accordance with the scanning order determined by the order determining unit.

本発明によれば、レーザ光源から発せられたレーザ光が走査部により走査されて対物レンズにより標本に照射され、これにより生じる標本の反応が検出部により検出される。そして、検出された標本の反応に相当する輝度情報と走査部によるレーザ光の走査位置情報とが互いに対応付けられて記憶部に記憶される。したがって、記憶部に記憶された輝度情報と走査位置情報とに基づいて標本の2次元的な画像を取得することができる。   According to the present invention, the laser beam emitted from the laser light source is scanned by the scanning unit and irradiated on the sample by the objective lens, and the reaction of the sample generated thereby is detected by the detection unit. Then, the luminance information corresponding to the detected specimen reaction and the scanning position information of the laser beam by the scanning unit are associated with each other and stored in the storage unit. Therefore, a two-dimensional image of the sample can be acquired based on the luminance information and the scanning position information stored in the storage unit.

この場合において、観察範囲分割部により観察範囲を分割した走査可能範囲ごとに、順序決定部により決定された走査順序に従って制御部が走査部によりレーザ光を走査させることで、空間的に隣接する照射領域に時間的に連続してレーザ光が照射されることがない。したがって、レーザ光が照射された照射領域の反応が空間的に隣接する周囲の照射領域に及ぶ場合でも、現在レーザ光を照射した照射領域の反応に対してその直前にレーザ光を照射した照射領域の反応が影響するのを防ぐことができる。   In this case, for each scannable range in which the observation range is divided by the observation range dividing unit, the control unit scans the laser beam with the scanning unit according to the scanning order determined by the order determining unit, so that spatially adjacent irradiation is performed. The region is not irradiated with laser light continuously in time. Therefore, even when the reaction of the irradiation region irradiated with the laser beam reaches the surrounding irradiation region adjacent spatially, the irradiation region irradiated with the laser beam immediately before the reaction of the irradiation region irradiated with the current laser beam It is possible to prevent the reaction of.

また、ステージを移動させて観察範囲内の全ての走査可能範囲についてレーザ光を走査させて標本の反応を検出することで、走査可能範囲外、すなわち、視野範囲外を含む観察範囲全体における標本の2次元的な画像を取得することができる。
したがって、標本における空間的に隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、視野範囲外を含む広い範囲における標本の反応の画像を解像度を落とさずに取得することができる。
In addition, by moving the stage and scanning the laser beam for all the scannable ranges within the observation range to detect the reaction of the sample, the specimens outside the scanable range, that is, outside the visual field range, A two-dimensional image can be acquired.
Therefore, it is possible to acquire an image of the reaction of the specimen in a wide range including the outside of the visual field range without reducing the resolution, while reducing the influence between spatially adjacent irradiation regions in the specimen.

本発明は、レーザ光源から発せられたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部と、前記標本が載置され、前記対物レンズの光軸に対して交差する方向に前記標本を移動可能なステージと、レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージを固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の本走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、該順序決定部により決定される前記本走査順序に従ってレーザ光を走査させる本検出に先立ち、全ての前記走査可能範囲に対して前記ステージを順次移動させ、前記本検出における走査よりも短時間で各前記走査可能範囲の略全体に光を照射する簡易検出を行い、該簡易検出において前記検出部により検出される前記標本の反応が少なくとも一部で所定の閾値を超えた前記走査可能範囲について、前記ステージを再度移動させて、前記本走査順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡を提供する。   The present invention includes an objective lens that irradiates a specimen with laser light emitted from a laser light source, a scanning unit that scans the specimen with laser light emitted from the objective lens, and the specimen is placed thereon, A stage capable of moving the sample in a direction intersecting the optical axis of the lens, a detection unit for detecting a reaction of the sample caused by irradiation with laser light, and a detection unit configured to detect the sample detected by the detection unit. The brightness information corresponding to the reaction and the scanning position information relating to the position where the laser beam is scanned by the scanning section are stored in association with each other, the observation range to be observed on the specimen is set, and the stage is fixed An observation range dividing unit that divides the observation range into a plurality of scannable ranges in which laser light can be scanned by the scanning unit in a state; An order determining unit that determines the main scanning order of the irradiation regions to be scanned by the scanning unit for each scannable range and the order determining unit so that the irradiation regions of the light are not spatially adjacent to each other Prior to the main detection in which the laser beam is scanned in accordance with the main scanning order, the stage is sequentially moved with respect to all the scannable ranges, so that each of the scannable ranges is substantially completed in a shorter time than the scan in the main detection. Performing simple detection by irradiating light, and moving the stage again for the scannable range in which the reaction of the sample detected by the detection unit in the simple detection exceeds a predetermined threshold at least in part, Provided is a laser scanning microscope including a control unit that scans laser light with the scanning unit in accordance with the main scanning order.

本発明によれば、本検出により、標本上の互いに空間的に隣接しない照射領域にレーザ光を照射していく場合(これをマッピングスキャンという。)は、標本における空間的に隣接する照射領域間の影響が低減するものの、レーザ光が時間的に連続して照射される照射領域間の距離が離れている分だけ走査可能範囲全体にレーザ光を照射するのに時間がかかる。   According to the present invention, when laser light is irradiated onto irradiation regions that are not spatially adjacent to each other by this detection (this is referred to as mapping scan), between spatially adjacent irradiation regions in the sample. However, it takes time to irradiate the entire scannable range with the laser beam as much as the distance between the irradiation regions irradiated with the laser beam continuously in time is increased.

そこで、簡易検出により、本検出における走査よりも短時間で走査可能範囲の略全体に光を照射して、標本の反応が大きい走査可能範囲を予め短時間で選別し、選別した走査可能範囲についてのみ本検出によりマッピングスキャンを施すことで、空間的に隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、標本における反応が大きい走査可能範囲をより短時間で効率的に観察することができる。   Therefore, with simple detection, light is irradiated over substantially the entire scanable range in a shorter time than the scan in the main detection, and the scanable range where the sample response is large is selected in a short time in advance, and the selected scanable range By performing the mapping scan only by the main detection, it is possible to efficiently observe the scanable range in which the reaction in the specimen is large in a short time while reducing the influence between spatially adjacent irradiation regions.

標本の反応が大きい走査可能範囲の選別は、走査可能範囲内のいずれか1つの照射領域における反応が所定の閾値を超えるか否か、または、走査可能範囲内の複数の照射領域における反応の平均が所定の閾値を超えるか否かを判定することとすればよい。   The selection of the scannable range in which the specimen response is large is based on whether the response in any one irradiation region within the scannable range exceeds a predetermined threshold or the average of the responses in a plurality of irradiation regions within the scannable range. It may be determined whether or not exceeds a predetermined threshold.

上記発明においては、前記制御部が、前記走査部により、互いに空間的に隣接する前記照射領域に順にレーザ光を走査させることによって前記簡易検出を行うこととしてもよい。   In the above invention, the control unit may perform the simple detection by causing the scanning unit to sequentially scan the irradiation areas spatially adjacent to each other with laser light.

レーザ光の走査により、標本上の互いに空間的に隣接する照射領域に順にレーザ光を照射していく場合(これをラスタスキャンという。)は、マッピングスキャンと比較して、空間的に隣接する照射領域間の影響を受けるものの、レーザ光が時間的に連続して照射される照射領域間の距離が近接している分だけ走査可能範囲全体にレーザ光を短時間で照射することができる。   When laser light is sequentially irradiated to the irradiation areas that are spatially adjacent to each other on the specimen by scanning with laser light (this is referred to as raster scanning), irradiation that is spatially adjacent compared to the mapping scan. Although affected by the regions, the entire scanable range can be irradiated with the laser light in a short time as the distance between the irradiation regions irradiated with the laser beam continuously in time is close.

上記発明においては、前記走査可能範囲の略全体に1度に照明光を照射可能な広範囲照明光源を備え、前記制御部が、前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照明光を照射させて前記簡易検出を行うこととしてもよい。   In the above-described invention, a wide-area illumination light source capable of irradiating illumination light at a time to substantially the entire scannable range is provided, and the control unit causes the scannable range to be irradiated with illumination light by the wide-range illumination light source. Simple detection may be performed.

広範囲照明光源により走査可能範囲の略全体に照明光を1度に照射する場合は、標本上をマッピングスキャンする場合と比較して、空間的に隣接する照射領域間の影響を受けるものの、照明光を走査しない分だけマッピングスキャンやラスタスキャンよりも走査可能範囲全体に照明光を短時間で照射することができる。   When illuminating illumination light at a time over substantially the entire scanable range with a wide range illumination light source, the illumination light is affected by spatially adjacent illumination areas compared to mapping scanning on the specimen. The illumination light can be irradiated in a shorter time than the mapping scan or the raster scan by the amount that is not scanned.

上記発明においては、前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照射する照明光が、空間的に隣接する他の前記走査可能範囲に照射されるのを制限する照射領域制限部を備えることとしてもよい。   In the said invention, it is good also as providing the irradiation area | region restriction | limiting part which restrict | limits the illumination light irradiated to the said scannable range by the said wide range illumination light source to the said other scannable range spatially adjacent. .

このように構成することで、照射領域制御部により、広範囲照明光源から発せられた照明光が本来の照射対象である走査可能範囲のみに照射される。したがって、他の走査可能範囲に照明光が漏れて生じる反応を、本来の照射対象である走査可能範囲の反応の一部であると誤検出してしまうのを防ぐことができる。これにより、標本における反応が大きい走査可能範囲をより精度よく選別することができる。   With this configuration, the illumination area controller emits illumination light emitted from the wide range illumination light source only to the scanable range that is the original irradiation target. Accordingly, it is possible to prevent erroneous detection of a reaction caused by leakage of illumination light in another scannable range as being a part of the reaction in the scannable range that is the original irradiation target. As a result, it is possible to more accurately select a scannable range where the response in the specimen is large.

上記発明においては、前記順序決定部が、空間的に互いに隣接する前記走査可能範囲に時間的に連続して照明光が照射されないように、前記広範囲照明光源により照明光を照射する前記走査可能範囲の照射順序を決定し、前記制御部が、前記順序決定部により決定された前記照射順序に従って前記ステージを移動させて前記簡易検出を行うこととしてもよい。   In the above invention, the scanable range in which the order determining unit irradiates illumination light with the wide range illumination light source so that illumination light is not continuously irradiated onto the scannable ranges spatially adjacent to each other in time. The irradiation order may be determined, and the control unit may perform the simple detection by moving the stage according to the irradiation order determined by the order determination unit.

このように構成することで、広範囲照明光源から発せられた照明光が、空間的に隣接する走査可能範囲に時間的に連続して照射されることがない。したがって、広範囲照明光源により照明光が照射された走査可能範囲の反応が空間的に隣接する周囲の走査可能範囲に及ぶ場合でも、現在照明光を照射した走査可能範囲の反応に対してその直前に照明光を照射した走査可能範囲の反応が影響するのを防ぐことができる。これにより、標本における空間的に隣接する走査可能範囲間の影響を低減しつつ、標本における反応が大きい走査可能範囲をより精度よく選別することができる。   With this configuration, the illumination light emitted from the wide range illumination light source is not continuously irradiated in time to the spatially adjacent scannable range. Therefore, even when the response of the scannable range irradiated with the illumination light from the wide range illumination light source extends to the spatially adjacent scannable range, immediately before the response of the scannable range irradiated with the current illumination light. It is possible to prevent the influence of the reaction in the scannable range irradiated with the illumination light. As a result, it is possible to more accurately select a scannable range having a large response in the sample while reducing the influence between spatially adjacent scannable ranges in the sample.

上記発明においては、前記標本の画像を構築する画像構築部を備え、前記記憶部が、前記ステージの位置座標に関する座標情報を前記輝度情報および前記走査位置情報に対応付けて記憶し、前記画像構築部が、前記記憶部に記憶された前記輝度情報を前記走査位置情報に基づいて配置して前記走査可能範囲の2次元的な画像を構築し、該走査可能範囲の画像を前記座標情報に従って配列して前記観察範囲の2次元的な画像を構築することとしてもよい。
このように構成することで、画像構築部により、全ての走査可能範囲の2次元的な画像をステージの座標順に整列させた観察範囲全体2次元的な画像を取得することができる。
In the above invention, an image construction unit that constructs an image of the specimen is provided, and the storage unit stores coordinate information related to the position coordinates of the stage in association with the luminance information and the scanning position information, and the image construction A unit arranges the luminance information stored in the storage unit based on the scanning position information to construct a two-dimensional image of the scannable range, and arranges the image of the scannable range according to the coordinate information Then, a two-dimensional image of the observation range may be constructed.
With this configuration, the image construction unit can acquire an entire observation range two-dimensional image in which two-dimensional images of all scannable ranges are arranged in the coordinate order of the stage.

本発明は、標本が載置される標本ステージと、レーザ光源から発せられたレーザ光を前記標本に照射する対物レンズおよび該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部とを備える顕微鏡本体と、前記標本ステージに対して、前記対物レンズの光軸に交差する方向に前記顕微鏡本体を移動可能に支持する顕微鏡ステージと、レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージに対して前記顕微鏡本体を固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、全ての前記走査可能範囲に対して前記顕微鏡ステージにより前記顕微鏡本体を順次移動させ、前記順序決定部により決定された前記照射領域の順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡を提供する。   The present invention includes a specimen stage on which a specimen is placed, an objective lens that irradiates the specimen with laser light emitted from a laser light source, and a scanning unit that scans the specimen with laser light emitted by the objective lens. The microscope body comprising: a microscope stage that movably supports the microscope body in a direction intersecting the optical axis of the objective lens with respect to the specimen stage; and the reaction of the specimen caused by laser light irradiation A storage unit that detects brightness information corresponding to the reaction of the specimen detected by the detection unit, and scanning position information related to a position where the scanning unit scans the laser beam, An observation range to be observed on the specimen is set, and laser light can be scanned by the scanning unit with the microscope body fixed to the stage. An observation range dividing unit that divides the observation range into a number of scannable ranges and a laser beam irradiation region that is continuously irradiated in time on the specimen are not spatially adjacent to each other by the scanning unit. An order determining unit that determines the scan order of the irradiation areas to be scanned for each scannable range, and the microscope body is sequentially moved by the microscope stage with respect to all the scannable ranges, and is determined by the order determination unit. And a control unit that scans the laser beam with the scanning unit in accordance with the order of the irradiation regions.

本発明によれば、観察範囲分割部により観察範囲を分割した走査可能範囲ごとに、順序決定部により決定された走査順序に従って制御部が走査部によりレーザ光を走査させることで、レーザ光が照射された照射領域の反応が空間的に隣接する周囲の照射領域に及ぶ場合でも、現在レーザ光を照射した照射領域の反応に対してその直前にレーザ光を照射した照射領域の反応が影響するのを防ぐことができる。   According to the present invention, for each scannable range obtained by dividing the observation range by the observation range dividing unit, the control unit scans the laser beam with the scanning unit according to the scanning order determined by the order determining unit, so that the laser beam is irradiated. Even if the reaction of the irradiated region reaches the surrounding irradiation region that is spatially adjacent, the reaction of the irradiation region irradiated with the laser beam immediately before that affects the reaction of the irradiation region irradiated with the current laser beam. Can be prevented.

また、制御部が顕微鏡ステージにより顕微鏡本体を移動させて観察範囲内の全ての走査可能範囲についてレーザ光を走査させて標本の反応を検出することで、走査可能範囲外、すなわち、視野範囲外を含む観察範囲全体における標本の2次元的な画像を取得することができる。
したがって、標本における空間的に隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、視野範囲外を含む広い範囲における標本の反応の画像を解像度を落とさずに取得することができる。
In addition, the control unit moves the microscope main body with the microscope stage and scans the laser beam for all the scannable ranges within the observation range to detect the reaction of the specimen, so that it is out of the scanable range, that is, outside the field of view. A two-dimensional image of the specimen in the entire observation range including it can be acquired.
Therefore, it is possible to acquire an image of the reaction of the specimen in a wide range including the outside of the visual field range without reducing the resolution, while reducing the influence between spatially adjacent irradiation regions in the specimen.

本発明は、標本が載置される標本ステージと、レーザ光源から発せられたレーザ光を前記標本に照射する対物レンズおよび該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部とを備える顕微鏡本体と、前記標本ステージ上の標本に対して、前記対物レンズの光軸に交差する方向に前記顕微鏡本体を移動可能に支持する顕微鏡ステージと、レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージに対して前記顕微鏡本体を固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の本走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、該順序決定部により決定される前記本走査順序に従ってレーザ光を走査させる本検出に先立ち、全ての前記走査可能範囲に対して前記顕微鏡ステージにより前記顕微光本体を順次移動させ、前記本検出における走査よりも短時間で各前記走査可能範囲の略全体に光を照射する簡易検出を行い、該簡易検出において前記検出部により検出される前記標本の反応が少なくとも一部で所定の閾値を超えた前記走査可能範囲について、前記顕微鏡本体を再度移動させて前記本走査順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡を提供する。   The present invention includes a specimen stage on which a specimen is placed, an objective lens that irradiates the specimen with laser light emitted from a laser light source, and a scanning unit that scans the specimen with laser light emitted by the objective lens. A microscope body that includes a microscope body, a microscope stage that movably supports the microscope body in a direction that intersects the optical axis of the objective lens, and the laser beam is emitted to the specimen on the specimen stage. A detection unit that detects the reaction of the sample, and a memory that stores the luminance information corresponding to the reaction of the sample detected by the detection unit and the scanning position information related to the position where the scanning unit scans the laser beam in association with each other And an observation range to be observed on the specimen, and a laser beam is run by the scanning unit with the microscope body fixed to the stage. The scanning is performed so that an observation range dividing unit that divides the observation range into a plurality of scannable ranges and a laser light irradiation region that is continuously irradiated onto the specimen in time are not spatially adjacent to each other. Prior to the main detection in which the laser beam is scanned in accordance with the main scanning order determined by the order determination unit, the order determination unit that determines the main scanning order of the irradiation region scanned by the unit for each scannable range. The microscope light main body is sequentially moved by the microscope stage with respect to the scannable range, and simple detection is performed in which light is applied to substantially the entire scannable range in a shorter time than the scan in the main detection. In the detection, the microscope body is moved again for the scannable range in which the reaction of the sample detected by the detection unit exceeds at least a predetermined threshold. Serial to provide a laser scanning microscope and a control unit for scanning the laser beam by the scanning unit in accordance with the present scan order.

本発明によれば、簡易検出後に本検出を行うことで、空間的に隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、標本における反応が大きい走査可能範囲をより短時間で効率的に観察することができる。   According to the present invention, by performing the main detection after the simple detection, it is possible to efficiently observe the scanable range in which the reaction in the specimen is large in a shorter time while reducing the influence between spatially adjacent irradiation regions. Can do.

上記発明においては、前記制御部が、前記走査部により、互いに空間的に隣接する前記照射領域に順にレーザ光を走査させることによって前記簡易検出を行うこととしてもよい。   In the above invention, the control unit may perform the simple detection by causing the scanning unit to sequentially scan the irradiation areas spatially adjacent to each other with laser light.

上記発明においては、前記走査可能範囲の略全体に1度に照明光を照射可能な広範囲照明光源を備え、前記制御部が、前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照明光を照射させて前記簡易検出を行うこととしてもよい。   In the above-described invention, a wide-area illumination light source capable of irradiating illumination light at a time to substantially the entire scannable range is provided, and the control unit causes the scannable range to be irradiated with illumination light by the wide-range illumination light source. Simple detection may be performed.

上記発明においては、前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照射する照明光が、空間的に隣接する他の前記走査可能範囲に照射されるのを制限する照射領域制限部を備えることとしてもよい。   In the said invention, it is good also as providing the irradiation area | region restriction | limiting part which restrict | limits the illumination light irradiated to the said scannable range by the said wide range illumination light source to the said other scannable range spatially adjacent. .

上記発明においては、前記順序決定部が、空間的に互いに隣接する前記走査可能範囲に時間的に連続して照明光が照射されないように、前記広範囲照明光源により照明光を照射する前記走査可能範囲の照射順序を決定し、前記制御部が、前記順序決定部により決定された前記照射順序に従って前記顕微鏡ステージにより前記顕微鏡本体を移動させて前記簡易検出を行うこととしてもよい。   In the above invention, the scanable range in which the order determining unit irradiates illumination light with the wide range illumination light source so that illumination light is not continuously irradiated onto the scannable ranges spatially adjacent to each other in time. The irradiation order may be determined, and the control unit may perform the simple detection by moving the microscope main body by the microscope stage according to the irradiation order determined by the order determination unit.

上記発明においては、前記標本の画像を構築する画像構築部を備え、前記記憶部が、前記顕微鏡本体の位置座標に関する座標情報を前記輝度情報および前記走査位置情報に対応付けて記憶し、前記画像構築部が、前記記憶部に記憶された前記輝度情報を前記走査位置情報に基づいて配置して前記走査可能範囲の2次元的な画像を構築し、該走査可能範囲の画像を前記座標情報に従って配列して前記観察範囲の2次元的な画像を構築することとしてもよい。
このように構成することで、画像構築部により、全ての走査可能範囲の2次元的な画像を顕微鏡本体の座標順に整列させた観察範囲全体の2次元的な画像を取得することができる。
In the above-described invention, an image constructing unit that constructs an image of the specimen is provided, and the storage unit stores coordinate information related to the position coordinates of the microscope body in association with the luminance information and the scanning position information, and the image The construction unit arranges the luminance information stored in the storage unit based on the scanning position information to construct a two-dimensional image of the scannable range, and the image of the scannable range according to the coordinate information A two-dimensional image of the observation range may be constructed by arranging the images.
With this configuration, the image construction unit can acquire a two-dimensional image of the entire observation range in which two-dimensional images of all scannable ranges are aligned in the coordinate order of the microscope body.

本発明によれば、標本における隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、視野範囲外を含む広い範囲における標本の反応を観察することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to observe the reaction of the specimen in a wide range including the outside of the visual field range while reducing the influence between adjacent irradiation areas in the specimen.

本発明の第1実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a laser scanning microscope according to a first embodiment of the present invention. 図1の制御プログラム部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control program part of FIG. 観察範囲指定部によりモニタに表示される観察可能領域とROI作成ツールを示す図である。It is a figure which shows the observable area | region and ROI creation tool which are displayed on a monitor by the observation range designation | designated part. 図3の観察可能領域に表示されている観察範囲を複数のサブ領域に分割した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the observation range currently displayed on the observable area | region of FIG. 3 was divided | segmented into the several sub area | region. 64×64ピクセルのサブ領域における走査順序を示す図である。It is a figure which shows the scanning order in the sub area | region of 64x64 pixel. 視野範囲に1つ目のサブ領域を配置した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the 1st sub area | region has been arrange | positioned in the visual field range. 図6のサブ領域をマッピングスキャンする様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the mapping scan is carried out to the sub area | region of FIG. 視野範囲に2つ目のサブ領域を配置した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the 2nd sub area | region has been arrange | positioned in the visual field range. 図8のサブ領域をマッピングスキャンする様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the mapping scan is carried out to the sub area | region of FIG. 本発明の第2実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡により、1つ目のサブ領域をラスタスキャンする様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the 1st sub area | region is raster-scanned by the laser scanning microscope which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 2つ目のサブ領域をラスタスキャンする様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the 2nd sub area | region is raster-scanned. 蛍光の輝度が所定の閾値を超えるサブ領域を選別した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the sub area | region where the brightness | luminance of fluorescence exceeds a predetermined threshold value was selected. 図12の選別した1つ目のサブ領域をマッピングスキャンする様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the mapping scan of the selected 1st sub area | region of FIG. 12 is carried out. 図12の選別した2つ目のサブ領域をマッピングスキャンする様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the mapping 2nd sub area | region of FIG. 12 is mapping-scanned. 本発明の第3実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the laser scanning microscope which concerns on 3rd Embodiment of this invention. (a)はLCOSにより制限しない場合のレーザ光源の照射範囲を示す図であり、(b)はLCOSによりレーザ光源の照射範囲をサブ領域に一致させた状態を示す図である。(A) is a figure which shows the irradiation range of the laser light source when not restrict | limited by LCOS, (b) is a figure which shows the state which made the irradiation range of the laser light source correspond to a sub-region by LCOS. 本発明の第2実施形態の変形例にレーザ走査型顕微鏡を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a laser scanning microscope as the modification of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の変形例にレーザ走査型顕微鏡を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a laser scanning microscope in the modification of 3rd Embodiment of this invention.

〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100は、図1に示すように、標本Sが載置されるステージ1と、レーザ光を発生する光源ユニット3と、光源ユニット3から発せられたレーザ光を反射する反射ミラー5と、反射ミラー5により反射されたレーザ光を透過するダイクロイックミラー7と、ダイクロイックミラー7を透過したレーザ光を標本S上で走査させる走査光学ユニット(走査部)9と、走査光学ユニット9により走査されたレーザ光を標本Sに照射する一方、標本Sにおいて発生する蛍光を集光する対物レンズ11と、対物レンズ11により集光された蛍光を検出する光検出器(検出部)13とを備えている。
[First Embodiment]
A laser scanning microscope according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the laser scanning microscope 100 according to this embodiment includes a stage 1 on which a specimen S is placed, a light source unit 3 that generates laser light, and laser light emitted from the light source unit 3. A reflecting mirror 5 that reflects the light, a dichroic mirror 7 that transmits the laser light reflected by the reflecting mirror 5, a scanning optical unit (scanning unit) 9 that scans the sample S through the laser light transmitted through the dichroic mirror 7, and scanning While the sample S is irradiated with the laser light scanned by the optical unit 9, the objective lens 11 that condenses the fluorescence generated in the sample S and a photodetector (detection unit) that detects the fluorescence collected by the objective lens 11. 13).

ステージ1は、対物レンズ11の光軸に対して直交するXY方向に移動可能に設けられている。これにより、ステージ1を移動させるだけで、走査光学ユニット9により標本S上でレーザ光を走査可能な範囲をXY方向に移動させることができるようになっている。   The stage 1 is provided so as to be movable in XY directions orthogonal to the optical axis of the objective lens 11. As a result, the range in which the laser beam can be scanned on the specimen S by the scanning optical unit 9 can be moved in the XY directions only by moving the stage 1.

光源ユニット3は、互いに波長が異なるレーザ光を発するレーザ光源31A,31Bと、一方のレーザ光源31Aから発せられたレーザ光を反射する反射ミラー33と、反射ミラー33により反射されたレーザ光の光路と他方のレーザ光源31Bから発せられたレーザ光の光路とを合成するダイクロイックミラー35と、ダイクロイックミラー35により光路が合成された各レーザ光の発生のON/OFF、レーザ光の強度および波長成分等を制御する音響光学素子37とを備えている。   The light source unit 3 includes laser light sources 31A and 31B that emit laser beams having different wavelengths, a reflection mirror 33 that reflects the laser light emitted from one laser light source 31A, and an optical path of the laser light reflected by the reflection mirror 33. And the optical path of the laser light emitted from the other laser light source 31B, ON / OFF of the generation of each laser light whose optical path is synthesized by the dichroic mirror 35, the intensity and wavelength component of the laser light, etc. And an acoustooptic device 37 for controlling the above.

ダイクロイックミラー35は、レーザ光源31Aから反射ミラー7を介して入射されるレーザ光を音響光学素子37に向けて反射する一方、レーザ光源31Bからのレーザ光を透過して音響光学素子37に入射させるようになっている。
音響光学素子37としては、例えば、AOTF(Acoust Optical Tunable Filter、音響光学素子)やAOM(Acousto−Optic Modulator)が用いられる。
The dichroic mirror 35 reflects the laser light incident from the laser light source 31 </ b> A via the reflection mirror 7 toward the acoustooptic element 37, and transmits the laser light from the laser light source 31 </ b> B to be incident on the acoustooptic element 37. It is like that.
As the acoustooptic device 37, for example, an AOTF (Acoustic Optical Tunable Filter) or an AOM (Acousto-Optic Modulator) is used.

ダイクロイックミラー7は、反射ミラー5からのレーザ光を透過させて走査光学ユニット9に入射させる一方で、対物レンズ11により集光されて走査光学ユニット9を介して戻る標本Sからの蛍光を反射して、レーザ光の光路から分岐させるようになっている。   The dichroic mirror 7 transmits the laser light from the reflection mirror 5 and makes it incident on the scanning optical unit 9, while reflecting the fluorescence from the sample S collected by the objective lens 11 and returning through the scanning optical unit 9. The laser beam is branched from the optical path.

走査光学ユニット9は、互いに直交する2方向に光を偏向するY方向スキャナ9AとX方向スキャナ9Bとを備えている。この走査光学ユニット9は、対物レンズ11により照射されるレーザ光をこれらのスキャナ9A,9Bによって標本S上で2次元的に走査させることができるようになっている。   The scanning optical unit 9 includes a Y-direction scanner 9A and an X-direction scanner 9B that deflect light in two directions orthogonal to each other. The scanning optical unit 9 can scan the sample S two-dimensionally on the sample S with the laser light emitted from the objective lens 11 by these scanners 9A and 9B.

光検出器13としては、例えば、光電子増倍管(PMT:Photomultiplier Tube)が用いられる。この光検出器13は、レーザ光が照射されることにより生じる標本Sの反応として、標本Sにおいて発生した蛍光を検出するようになっている。また、光検出器13は、検出した蛍光の輝度に相当する輝度信号を出力するようになっている。   For example, a photomultiplier tube (PMT) is used as the photodetector 13. The photodetector 13 detects fluorescence generated in the specimen S as a reaction of the specimen S caused by irradiation with laser light. Further, the photodetector 13 outputs a luminance signal corresponding to the detected luminance of the fluorescence.

また、レーザ走査型顕微鏡100には、ユーザからの指示が入力される入力装置15と、光検出器13から出力された輝度信号をA/D変換するA/D変換器17と、A/D変換された輝度信号や入力装置15に入力された指示等を処理したり標本Sへのレーザ光の照射等を制御したりするPC(Personal Computer)19と、走査光学ユニット9を駆動させるスキャナ駆動部21と、ステージ1を移動させるステージ駆動部23と、入力装置15に入力された指示や標本Sの画像等を表示するモニタ25とが備えられている。   Further, the laser scanning microscope 100 includes an input device 15 to which an instruction from a user is input, an A / D converter 17 that performs A / D conversion on a luminance signal output from the photodetector 13, and an A / D. A PC (Personal Computer) 19 that processes the converted luminance signal, instructions input to the input device 15, and controls the irradiation of the sample S with laser light, and a scanner drive that drives the scanning optical unit 9. A unit 21, a stage driving unit 23 that moves the stage 1, and a monitor 25 that displays an instruction input to the input device 15, an image of the sample S, and the like.

入力装置15は、例えば、図示しないキーボード、マウス(ポインティングデバイス)、GUI(Graphical User Interface)等により構成されている。この入力装置15には、ユーザが走査条件やレーザ光の出力条件等の指示を入力することができるようになっている。また、入力装置15は、ユーザが所望の観察範囲を指定することができるようになっている。   The input device 15 includes, for example, a keyboard, a mouse (pointing device), a GUI (Graphical User Interface), and the like (not shown). The input device 15 allows the user to input instructions such as scanning conditions and laser light output conditions. In addition, the input device 15 allows the user to specify a desired observation range.

PC19は、光源ユニット3から発生させるレーザ光の出力を制御するレーザ出力制御部41と、A/D変換された輝度信号等を記憶するフレームメモリ(記憶部)43と、レーザ光の走査の設定や画像取得等を行う制御プログラム部45と、走査光学ユニット9を駆動する駆動波形データを記憶する駆動波形メモリ47A,47Bと、スキャナ駆動部21およびステージ駆動部23等を制御する制御部49とを備えている。   The PC 19 includes a laser output control unit 41 that controls the output of laser light generated from the light source unit 3, a frame memory (storage unit) 43 that stores A / D converted luminance signals, and the like, and scanning setting of the laser light. A control program unit 45 that performs image acquisition and the like, drive waveform memories 47A and 47B that store drive waveform data that drives the scanning optical unit 9, a control unit 49 that controls the scanner drive unit 21, the stage drive unit 23, and the like It has.

レーザ出力制御部41は、入力装置15から送られてくるレーザ光の出力条件を保存するメモリ41aを有している。このレーザ出力制御部41は、メモリ41aに保存した出力条件を読み出して、AOTF37によりレーザ光の発生のON/OFFを制御することができるようになっている。   The laser output control unit 41 has a memory 41 a that stores output conditions of laser light sent from the input device 15. The laser output control unit 41 reads out the output conditions stored in the memory 41 a and can control ON / OFF of the generation of laser light by the AOTF 37.

フレームメモリ43は、A/D変換器17から送られてくる輝度信号と共に、走査光学ユニット9によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶するようになっている。また、フレームメモリ43は、ステージ1の位置座標に関する座標情報を輝度信号および走査位置情報に対応付けて記憶するようになっている。
駆動波形メモリ47AはY方向スキャナ9Aの駆動波形データを記憶し、駆動波形メモリ47BX方向スキャナ9Bの駆動波形データを記憶するようになっている。
The frame memory 43 stores, in association with the luminance signal sent from the A / D converter 17, scanning position information relating to the position where the scanning optical unit 9 scans the laser light in association with each other. The frame memory 43 stores coordinate information related to the position coordinates of the stage 1 in association with the luminance signal and the scanning position information.
The drive waveform memory 47A stores drive waveform data for the Y-direction scanner 9A, and stores drive waveform data for the drive waveform memory 47BX-direction scanner 9B.

制御プログラム部45は、図2に示すように、入力装置15から走査条件が入力される走査条件入力部51と、標本S上の観察範囲を指定する観察範囲指定部(観察範囲分割部)53と、走査光学ユニット9により走査させるレーザ光の照射領域の走査順序を決定する走査順序決定部55と、標本Sの画像を構築する画像構築部57とを備えている。   As shown in FIG. 2, the control program unit 45 includes a scanning condition input unit 51 to which a scanning condition is input from the input device 15, and an observation range designating unit (observation range dividing unit) 53 for designating an observation range on the sample S. And a scanning order determining unit 55 that determines the scanning order of the irradiation region of the laser light that is scanned by the scanning optical unit 9, and an image constructing unit 57 that constructs an image of the specimen S.

走査条件入力部51には、走査条件として、例えば、画像化領域(例えば、512×512ポイント)を決定するためのXYスキャンサイズ、A/D変換器17における検出信号のサンプリング間隔を決めるサンプリングスピード、視野範囲内の一照射領域当たりのデータ取得時間などが入力される。   The scanning condition input unit 51 includes, for example, an XY scan size for determining an imaging region (for example, 512 × 512 points) and a sampling speed for determining a sampling interval of detection signals in the A / D converter 17 as scanning conditions. The data acquisition time per irradiation area within the visual field range is input.

観察範囲指定部53は、例えば、図3に示すように、モニタ25上に観察可能領域53AとROI作成ツール53B(ROI:Region Of Interest、関心領域)を表示させるようになっている。ユーザは、入力装置15のマウス等を操作して、モニタ25上の観察可能領域53AとROI作成ツール53Bにより観察範囲を指定することができるようになっている。また、観察範囲指定部53は、ユーザが指定した観察範囲を標本Sに対して設定するようになっている。   For example, as shown in FIG. 3, the observation range designation unit 53 displays an observable region 53A and an ROI creation tool 53B (ROI: Region Of Interest, region of interest) on the monitor 25. The user can operate the mouse or the like of the input device 15 to specify the observation range using the observable area 53A on the monitor 25 and the ROI creation tool 53B. In addition, the observation range designating unit 53 sets the observation range designated by the user for the sample S.

ROI作成ツール53Bとしては、マウスの左ボタンのダウン位置とアップ位置とを対角線にした長方形のROIを作成する「Rectangle ROI」と、マウスによるボタンクリック位置を頂点として、各頂点をクリック順に直線で結んだ多角形のROIを作成する「Polygon ROI」とがある。「Polygon ROI」では、マウスの左ボタンをダブルクリックすると打点終了となるようになっている。   As the ROI creation tool 53B, “Rectangle ROI” that creates a rectangular ROI with the down position and the up position of the left mouse button as diagonal lines, and the click position of the button with the mouse as vertices, the vertices are straight lines in the order of click. There is a “Polygon ROI” for creating a connected polygonal ROI. In “Polygon ROI”, double-clicking the left button of the mouse ends the hitting point.

また、観察範囲指定部53は、観察範囲を設定すると、図4に示すように、ステージ1を固定した状態で走査光学ユニット9によりレーザ光を走査可能な複数のサブ領域(走査可能範囲)によりその観察範囲を分割するようになっている。   When the observation range is set, as shown in FIG. 4, the observation range designating unit 53 uses a plurality of sub-regions (scannable ranges) in which the scanning optical unit 9 can scan the laser beam with the stage 1 fixed. The observation range is divided.

走査順序決定部55は、標本S上に時間的に連続して照射するレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないようなランダムな走査順序をサブ領域ごとに決定するようになっている。走査順序の決定には、例えば、乱数を用いる。   The scanning order determination unit 55 determines a random scanning order for each sub-region so that the irradiation regions of the laser light continuously irradiated onto the specimen S are not spatially adjacent to each other. For example, a random number is used to determine the scanning order.

照射領域のランダムな走査順序は、例えば、図5に示すように決定される。すなわち、1つのサブ領域を同じ大きさの8つの分割領域A〜Hに分割する。そして、ACEGBDFHの順に各分割領域の左上の照射領域を照射する。一巡したらXライン方向に1つ隣の照射領域を同じようにACEGBDの順序で照射する。1ライン分が完了したら各分割領域の2ライン目の各照射領域を同じように照射する。つまり、分割領域A〜Hを一定の順序で同じ規則に従ってレーザ光を照射するように決定される。   The random scanning order of the irradiation area is determined as shown in FIG. 5, for example. That is, one sub-region is divided into eight divided regions A to H having the same size. And the irradiation area | region of the upper left of each division area is irradiated in order of ACEGBDFH. After one round, the irradiation region adjacent to the X-line direction is irradiated in the same order as ACEGBD. When one line is completed, each irradiation area of the second line of each divided area is irradiated in the same manner. That is, it is determined so that the divided regions A to H are irradiated with laser light in a fixed order according to the same rule.

図5は、64×64ピクセルのサブ領域における走査順序を示している。各マスの数字が走査順序を示す。図5の例では、1番目に照射された照射領域の隣は9番目に照射されるので、隣どうしの照射領域のレーザ照射の時間間隔はピクセル8個分のデータ取得時間となる。   FIG. 5 shows the scan order in a 64 × 64 pixel sub-region. The number of each square indicates the scanning order. In the example of FIG. 5, since the irradiation area next to the first irradiation area is the ninth irradiation area, the laser irradiation time interval between adjacent irradiation areas is a data acquisition time for eight pixels.

また、走査順序決定部55は、決定した走査順序により互いに空間的に隣接する照射領域がないかを確認し、ある場合は他の照射領域と入れ替える処理を行うようになっている。また、走査順序決定部55は、決定した走査順序に従った各照射領域の座標を走査位置情報としてフレームメモリ43に送るとともに、その座標の時間変化を駆動波形データに変換して駆動波形メモリ47A,47Bに送るようになっている。   In addition, the scanning order determination unit 55 checks whether there is an irradiation area spatially adjacent to each other according to the determined scanning order, and performs processing for replacing with another irradiation area if there is any. Further, the scanning order determining unit 55 sends the coordinates of each irradiation region according to the determined scanning order to the frame memory 43 as scanning position information, and converts the time change of the coordinates into driving waveform data to convert the driving waveform memory 47A. , 47B.

画像構築部57は、フレームメモリ43に記憶されている輝度信号を走査位置情報としての各照射領域の座標に従い配置し、サブ領域の2次元的な画像を構築するようになっている。また、画像構築部57は、構築したサブ領域の画像をフレームメモリ43に記憶されているステージ1の座標情報に従って配列して張り合せ、観察範囲全体の2次元的な画像を構築するようになっている。   The image construction unit 57 arranges the luminance signal stored in the frame memory 43 in accordance with the coordinates of each irradiation area as scanning position information, and constructs a two-dimensional image of the sub-area. Further, the image construction unit 57 arranges the constructed sub-region images according to the coordinate information of the stage 1 stored in the frame memory 43, and constructs a two-dimensional image of the entire observation range. ing.

制御部49は、観察範囲指定部53により分割された全てのサブ領域に対して、空間的に隣接する順に視野範囲に配置するようにステージ1を順次移動させる移動データを設定し、移動データに従ってステージ駆動部23によりステージ1を移動させるようになっている。   The control unit 49 sets movement data for sequentially moving the stage 1 so that all the sub-regions divided by the observation range specifying unit 53 are arranged in the visual field range in the spatially adjacent order, and according to the movement data. The stage 1 is moved by the stage driving unit 23.

移動データは、例えば、観察範囲内でサブ領域をX方向に隣接する順に移動して1ライン終了したらY方向にラインをずらし、各ラインをX方向に隣接する順に移動していくというものであってもよい。また、制御部49は、設定した移動データに従ったステージ1の座標の時間変化を座標情報としてフレームメモリ43に送るようになっている。   The movement data is, for example, that the sub-region is moved in the observation range in the order adjacent to the X direction, and when one line is completed, the line is shifted in the Y direction, and each line is moved in the order adjacent to the X direction. May be. In addition, the control unit 49 sends the time change of the coordinates of the stage 1 according to the set movement data to the frame memory 43 as coordinate information.

また、制御部49は、サブ領域ごとに、駆動波形メモリ47A,47Bに記憶されている各照射領域の走査順序を読み出し、その走査順序に従ってスキャナ駆動部21により走査光学ユニット9を駆動させるようになっている。   Further, the control unit 49 reads the scanning order of each irradiation region stored in the drive waveform memories 47A and 47B for each sub-region, and drives the scanning optical unit 9 by the scanner driving unit 21 according to the scanning order. It has become.

スキャナ駆動部21は、制御部49の制御によりスキャナ9A,9Bを揺動させてレーザ光を走査させるようになっている。
ステージ駆動部23は、制御部49の制御によりステージ1を移動させるようになっている。
The scanner drive unit 21 scans the laser beam by swinging the scanners 9A and 9B under the control of the control unit 49.
The stage drive unit 23 moves the stage 1 under the control of the control unit 49.

このように構成されたレーザ走査型顕微鏡100の作用について説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100により標本Sを観察するには、まず、ユーザがステージ1に標本Sを載置し、入力装置15を操作して観察範囲指定部53により観察範囲を指定する。
The operation of the laser scanning microscope 100 configured as described above will be described.
In order to observe the sample S with the laser scanning microscope 100 according to the present embodiment, first, the user places the sample S on the stage 1 and operates the input device 15 to designate the observation range by the observation range designation unit 53. To do.

ユーザが、例えば、図3に示すように、「Polygon ROI」によって観察範囲を指定すると、観察範囲指定部53により、標本Sに対してその観察範囲が設定され、図4に示すように、設定した観察範囲が複数のサブ領域に分割される。   For example, when the user designates the observation range by “Polygon ROI” as shown in FIG. 3, the observation range is set for the sample S by the observation range designation unit 53, and the setting is made as shown in FIG. The observed range is divided into a plurality of sub-regions.

次いで、ユーザが入力装置15に各サブ領域の走査条件を入力すると、入力装置15から制御プログラム部45の走査条件入力部51にその走査条件が送られる。すると、走査順序決定部55により、図5に示すように、サブ領域内の隣り合う照射領域に連続してレーザ光を照射しないランダムな走査順序が決定される。また、サンプリングスピードと一照射領域当たりのデータ取得時間により、一照射領域当たりのサンプリング回数が算出される。本実施形態では、一照射領域当たりのサンプリング回数は1回に設定される。   Next, when the user inputs scanning conditions for each sub-region to the input device 15, the scanning conditions are sent from the input device 15 to the scanning condition input unit 51 of the control program unit 45. Then, as shown in FIG. 5, the scanning order determination unit 55 determines a random scanning order in which laser light is not continuously irradiated to adjacent irradiation regions in the sub-region. Further, the number of samplings per irradiation area is calculated based on the sampling speed and the data acquisition time per irradiation area. In the present embodiment, the number of samplings per irradiation area is set to one.

次いで、走査順序決定部55により、決定した走査順序に従った各照射領域の座標が走査位置情報としてフレームメモリ43に送られるとともに、座標の時間変化が駆動波形データに変換されて駆動波形メモリ47A,47Bに送られて記憶される。   Next, the scanning order determination unit 55 sends the coordinates of each irradiation area according to the determined scanning order to the frame memory 43 as scanning position information, and the time change of the coordinates is converted into driving waveform data to drive waveform memory 47A. , 47B and stored.

また、制御部49により、観察範囲指定部53により分割された全てのサブ領域に対して、空間的に隣接する順にステージ1を順次移動させる移動データが設定され、その移動データに従ったステージ1の座標の時間変化が座標情報としてフレームメモリ43に送られる。   Further, the control unit 49 sets movement data for sequentially moving the stage 1 in the spatially adjacent order for all the sub-regions divided by the observation range specifying unit 53, and the stage 1 according to the movement data. The time change of the coordinate is sent to the frame memory 43 as coordinate information.

次に、入力装置15にユーザから走査開始の指示が入力されると、制御部49の制御により、図6に示すように、ステージ駆動部23がステージ1を移動させて1つ目のサブ領域が視野範囲に配置される。そして、制御部49により、駆動波形メモリ47A,47Bの駆動波形データが読み出されてスキャナ駆動部21が制御され、駆動波形データに従ってY方向スキャナ9AおよびX方向スキャナ9Bが揺動させられる。これと同時に、制御部49により、レーザ出力制御部41が制御され、光源ユニット3からレーザ光が射出される。   Next, when an instruction to start scanning is input from the user to the input device 15, the stage drive unit 23 moves the stage 1 as shown in FIG. Is arranged in the field of view. The controller 49 reads the drive waveform data in the drive waveform memories 47A and 47B and controls the scanner drive unit 21, and the Y-direction scanner 9A and the X-direction scanner 9B are swung according to the drive waveform data. At the same time, the laser output control unit 41 is controlled by the control unit 49, and laser light is emitted from the light source unit 3.

光源ユニット3から発せられたレーザ光は、反射ミラー5により反射されてダイクロイックミラー7を透過し、走査光学ユニット9のY方向スキャナ9AおよびX方向スキャナ9Bにより偏向されて、対物レンズ11により標本S上の照射領域に照射される。   The laser light emitted from the light source unit 3 is reflected by the reflection mirror 5, passes through the dichroic mirror 7, is deflected by the Y direction scanner 9 A and the X direction scanner 9 B of the scanning optical unit 9, and is sampled S by the objective lens 11. The upper irradiation area is irradiated.

そして、走査順序決定部55によりランダムに決められた走査順序に従った照射領域の座標の時間変化を示す駆動波形データに従ってスキャナ9A,9Bが揺動角度を変化させることにより、互いに隣接しない照射領域にレーザ光が順に照射される。これにより、図7に示すように、標本S上でレーザ光が2次元的に走査される。以下、標本S上の互いに空間的に隣接しない照射領域にレーザ光を照射していく走査をマッピングスキャンという。   Then, the scanners 9A and 9B change the swing angle according to the drive waveform data indicating the time change of the coordinates of the irradiation region according to the scanning order randomly determined by the scanning order determination unit 55, so that the irradiation regions that are not adjacent to each other. Are sequentially irradiated with laser light. As a result, the laser beam is scanned two-dimensionally on the specimen S as shown in FIG. Hereinafter, scanning in which laser beams are irradiated onto irradiation regions that are not spatially adjacent to each other on the specimen S is referred to as mapping scanning.

レーザ光が照射されることにより、標本Sの各照射領域において蛍光が発せられると、その蛍光は、対物レンズ11により集光され走査光学ユニット9を介してダイクロイックミラー35によりレーザ光の光路から分岐され、光検出器13により検出される。   When the fluorescent light is emitted in each irradiation region of the specimen S by being irradiated with the laser light, the fluorescent light is condensed by the objective lens 11 and branched from the optical path of the laser light by the dichroic mirror 35 via the scanning optical unit 9. And detected by the photodetector 13.

光検出器13により蛍光が検出されると、その蛍光の輝度に相当する輝度信号が光検出器13から出力され、A/D変換器17によりA/D変換されてフレームメモリ43に送られる。フレームメモリ43に送られた各照射領域の輝度信号は、走査順序決定部55から送られてきた走査順序に従った各照射領域の座標を示す走査位置情報に対応付けられて記憶される。   When fluorescence is detected by the photodetector 13, a luminance signal corresponding to the luminance of the fluorescence is output from the photodetector 13, A / D converted by the A / D converter 17, and sent to the frame memory 43. The luminance signal of each irradiation area sent to the frame memory 43 is stored in association with scanning position information indicating the coordinates of each irradiation area according to the scanning order sent from the scanning order determining unit 55.

次いで、画像構築部57により、フレームメモリ43に記憶された輝度信号が、対応付けられている照射領域の座標に従って配置されてサブ領域の画像が構築される。構築され画像はモニタ25に表示される。   Next, the image construction unit 57 arranges the luminance signals stored in the frame memory 43 in accordance with the coordinates of the associated irradiation region, and constructs an image of the sub region. The constructed image is displayed on the monitor 25.

この場合において、サブ領域ごとに走査順序決定部55により決定されたランダムな走査順序に従ってマッピングスキャンすることで、空間的に隣接する照射領域に時間的に連続してレーザ光が照射されることがない。したがって、レーザ光が照射された照射領域の反応が隣接する周囲の照射領域に及ぶ場合でも、現在レーザ光が照射された照射領域からの蛍光の検出に対してその直前にレーザ光が照射された照射領域の蛍光の検出が影響するのを防ぐことができる。これにより、各照射領域の輝度を正しく検出した高解像度の画像を得ることができる。   In this case, by performing mapping scanning according to the random scanning order determined by the scanning order determining unit 55 for each sub-region, the spatially adjacent irradiation regions can be irradiated with laser light continuously in time. Absent. Therefore, even when the reaction of the irradiation region irradiated with the laser beam reaches the adjacent surrounding irradiation region, the laser beam was irradiated immediately before the detection of the fluorescence from the irradiation region irradiated with the laser beam. It can prevent that the detection of the fluorescence of an irradiation area affects. Thereby, it is possible to obtain a high-resolution image in which the luminance of each irradiation area is correctly detected.

1つ目のサブ領域のマッピングスキャンが終わると、制御部49の制御により、図8に示すように、ステージ駆動部23がステージ1を移動させて、1つ目のサブ領域に隣接する2つ目のサブ領域が視野範囲に配置される。そして、2つ目のサブ領域について、図9に示すように、制御部49により1つ目のサブ領域と同様にしてマッピングスキャンされ、画像構築部57により画像が構築される。同様にして、3つ目のサブ領域、4つ目のサブ領域というように全てのサブ領域が視野範囲に順次配置されてマッピングスキャンが行われる。   When the mapping scan of the first sub-region is completed, the stage drive unit 23 moves the stage 1 under the control of the control unit 49 as shown in FIG. A sub-region of the eye is placed in the field of view. As shown in FIG. 9, the second sub-region is subjected to mapping scan by the control unit 49 in the same manner as the first sub-region, and the image construction unit 57 constructs an image. Similarly, all the sub-regions are sequentially arranged in the visual field range such as the third sub-region and the fourth sub-region, and the mapping scan is performed.

全てのサブ領域においてマッピングスキャンが行われて画像が構築されると、画像構築部57により、フレームメモリ43に記憶されているステージ1の座標情報に従って全てのサブ領域の画像が配列されて貼り合せられる。これにより、サブ領域外、すなわち、視野範囲外を含む観察範囲全体の2次元的な画像を構築される。構築された観察範囲の画像はモニタ25に表示される。ユーザは、この観察範囲全体の画像を見て標本Sを観察することができる。   When the mapping scan is performed in all the sub-regions and the image is constructed, the image construction unit 57 arranges and pastes the images of all the sub-regions according to the coordinate information of the stage 1 stored in the frame memory 43. It is done. Thereby, a two-dimensional image of the entire observation range including the outside of the sub-region, that is, the outside of the visual field range is constructed. The constructed image of the observation range is displayed on the monitor 25. The user can observe the specimen S by looking at the image of the entire observation range.

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100によれば、サブ領域ごとにマッピングスキャンして画像を構築するとともに、各サブ領域の画像を貼り合せて観察範囲全体の画像を構築することで、標本Sにおける空間的に隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、視野範囲外を含む広い範囲における標本Sの反応の画像を解像度を落とさずに取得することができる。   As described above, according to the laser scanning microscope 100 according to the present embodiment, an image is constructed by mapping scanning for each sub-region, and an image of the entire observation range is constructed by combining the images of each sub-region. By doing so, it is possible to acquire an image of the reaction of the specimen S in a wide range including the outside of the visual field range without reducing the resolution while reducing the influence between spatially adjacent irradiation areas in the specimen S.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡について説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100は、制御部49が、マッピングスキャンによる本検出に先立って、マッピングスキャンよりも短時間でサブ領域の略全体にレーザ光を照射可能な簡易検出により反応があるサブ領域を選別し、選別したサブ領域のみをマッピングスキャンにより本検出する点で第1実施形態と異なる。
以下、第1実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a laser scanning microscope according to the second embodiment of the present invention will be described.
In the laser scanning microscope 100 according to the present embodiment, the control unit 49 reacts by simple detection that can irradiate substantially the entire sub-region in a shorter time than the mapping scan prior to the main detection by the mapping scan. It is different from the first embodiment in that a certain sub-region is selected and only the selected sub-region is detected by a mapping scan.
In the following, portions having the same configuration as those of the laser scanning microscope 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

制御部49は、走査順序決定部55により決定される走査順序(本走査順序)に従ったマッピングスキャンにより本検出を行うようになっている。
また、制御部49は、スキャナ駆動部21を制御して、走査光学ユニット9により互いに空間的に隣接する照射領域に順にレーザ光を走査させていくラスタスキャンによって簡易検出を行うようになっている。
The control unit 49 is configured to perform the main detection by mapping scanning according to the scanning order (main scanning order) determined by the scanning order determination unit 55.
In addition, the control unit 49 controls the scanner driving unit 21 to perform simple detection by raster scanning in which the scanning optical unit 9 sequentially scans the irradiation regions spatially adjacent to each other. .

マッピングスキャンは、標本Sにおける空間的に隣接する照射領域間の影響が低減するものの、レーザ光が時間的に連続して照射される照射領域間の距離が離れている分だけサブ領域の全体を走査させるのに時間がかかる。これに対し、ラスタスキャンは、レーザ光を時間的に連続して照射していく照射領域が隣接している分だけ、マッピングスキャンよりも短時間でサブ領域の略全体にレーザ光を照射することができる。   The mapping scan reduces the influence between the spatially adjacent irradiation regions in the sample S, but the entire sub-region is as much as the distance between the irradiation regions irradiated with laser light continuously in time is separated. It takes time to scan. On the other hand, raster scan irradiates laser light to substantially the entire sub-region in a shorter time than mapping scan by the amount of adjacent irradiation regions that are continuously irradiated with laser light. Can do.

ラスタスキャンは、例えば、サブ領域内で1ラインごとにX方向にレーザ光を走査して、1ライン終了したらY方向にラインをずらしていくこととすればよい。また、ラスタスキャンによる簡易検出は、マッピングスキャンによる本検出と同一の波長のレーザ光を使用することとすればよい。   In the raster scan, for example, the laser beam may be scanned in the X direction for each line in the sub-region, and the line may be shifted in the Y direction when one line is completed. Further, the simple detection by the raster scan may use a laser beam having the same wavelength as the main detection by the mapping scan.

また、制御部49は、全てのサブ領域に対してステージ1を順次移動させて簡易検出を行うようになっている。そして、制御部49は、簡易検出において、光検出器113により検出される標本Sのいずれか1つの照射領域からの蛍光の輝度が所定の閾値を超えたか否かを判定するようになっている。   The control unit 49 performs simple detection by sequentially moving the stage 1 with respect to all the sub-regions. In the simple detection, the control unit 49 determines whether or not the luminance of the fluorescence from any one irradiation region of the sample S detected by the photodetector 113 has exceeded a predetermined threshold value. .

また、制御部49は、蛍光の輝度が所定の閾値を超えているサブ領域を、反応があるサブ領域として選別するようになっている。そして、制御部49は、選別したサブ領域のみについて、ステージ1を再度移動させてマッピングスキャンにより本検出を行うようになっている。所定の閾値は、例えば、ユーザが入力装置15に入力して予め設定しておくこととすればよい。   In addition, the control unit 49 selects a sub-region where the luminance of the fluorescence exceeds a predetermined threshold as a sub-region having a reaction. Then, the control unit 49 moves the stage 1 again for only the selected sub-region and performs the main detection by the mapping scan. For example, the predetermined threshold value may be set in advance by the user inputting to the input device 15.

このように構成されたレーザ走査型顕微鏡100の作用について説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100により標本Sを観察する場合は、まず、簡易検出を行う。ユーザがステージ1に標本Sを載置してから、制御部49によりステージ1が移動して1つ目のサブ領域が視野範囲に配置されるところまでは第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
The operation of the laser scanning microscope 100 configured as described above will be described.
When the specimen S is observed with the laser scanning microscope 100 according to the present embodiment, first, simple detection is performed. Since the user places the specimen S on the stage 1 and the stage 1 is moved by the control unit 49 and the first sub-region is arranged in the visual field range, it is the same as in the first embodiment. Is omitted.

1つ目のサブ領域が視野範囲に配置されると、制御部49によりスキャナ駆動部21が制御されて、図10に示すように、走査光学ユニット9によってサブ領域全体がラスタスキャンされる。ラスタスキャンにより標本Sにおいて発生した蛍光が光検出器13により検出されると、その蛍光の輝度に相当する輝度信号がA/D変換器17を介してフレームメモリ43に送られ、各照射領域の座標に対応付けられて記憶される。   When the first sub-region is arranged in the visual field range, the scanner drive unit 21 is controlled by the control unit 49, and the entire sub-region is raster scanned by the scanning optical unit 9 as shown in FIG. When the fluorescence generated in the sample S by the raster scan is detected by the photodetector 13, a luminance signal corresponding to the luminance of the fluorescence is sent to the frame memory 43 via the A / D converter 17, and each irradiation region is detected. It is stored in association with the coordinates.

1つ目のサブ領域のラスタスキャンが終わると、制御部49の制御より、ステージ駆動部23がステージ1を移動させて、1つ目のサブ領域に隣接する2つ目のサブ領域が視野範囲に配置される。そして、図11に示すように、2つ目のサブ領域について、1つ目のサブ領域と同様にしてラスタスキャンされて標本Sからの蛍光が検出される。同様にして、全てのサブ領域が視野範囲に順次配置されて、ラスタスキャンによって蛍光が検出される。   When the raster scan of the first sub-region is finished, the stage drive unit 23 moves the stage 1 under the control of the control unit 49, and the second sub-region adjacent to the first sub-region is the visual field range. Placed in. Then, as shown in FIG. 11, the second sub-region is raster scanned in the same manner as the first sub-region, and the fluorescence from the specimen S is detected. Similarly, all the sub-regions are sequentially arranged in the visual field range, and fluorescence is detected by raster scanning.

次に、本検出を行う。まず、制御部49により、各サブ領域について、いずれか1つの照射領域からの蛍光の輝度が所定の閾値を超えているか否かが判定され、図12に示すように、観察範囲中で反応があるサブ領域が選別される。図12は、選別した2つのサブ領域を例示してそれぞれ「反応ありA」,「反応ありB」で示している。   Next, the main detection is performed. First, the control unit 49 determines whether or not the luminance of fluorescence from any one irradiation region exceeds a predetermined threshold for each sub-region, and as shown in FIG. A sub-region is selected. FIG. 12 exemplifies two selected sub-regions and is indicated by “reaction A” and “reaction B”, respectively.

次いで、制御部49により、ステージ駆動部23がステージ1を移動させ、図13に示すように、反応がある1つ目のサブ領域(反応ありA)が視野範囲に配置される。そして、そのサブ領域について、制御部49により、走査順序決定部55によってランダムに決定された走査順序に従ってマッピングスキャンが行われ、画像構築部57により画像が構築される。   Next, the stage drive unit 23 moves the stage 1 by the control unit 49, and as shown in FIG. 13, the first sub-region with reaction (A with reaction) is arranged in the visual field range. Then, mapping scanning is performed on the sub-region by the control unit 49 according to the scanning order randomly determined by the scanning order determination unit 55, and an image is constructed by the image construction unit 57.

1つ目のサブ領域のマッピングスキャンが終わると、制御部49により、ステージ駆動部23がステージ1を移動させ、図14に示すように、蛍光の輝度が所定の閾値を超えた2つ目のサブ領域(反応ありB)が視野範囲に配置される。そして、2つ目のサブ領域について1つ目のサブ領域と同様にしてマッピングスキャンが行われ画像が構築される。このようにして、選別した全てのサブ領域について、マッピングスキャンによる本検出が行われ画像が構築される。   When the mapping scan of the first sub-region is finished, the stage drive unit 23 moves the stage 1 by the control unit 49, and as shown in FIG. 14, the second luminance whose fluorescence intensity exceeds a predetermined threshold value The sub-region (with reaction B) is arranged in the visual field range. Then, a mapping scan is performed on the second sub-region in the same manner as the first sub-region, and an image is constructed. In this way, the main detection by the mapping scan is performed on all the selected sub-regions, and an image is constructed.

全てのサブ領域において本検出が行われて画像が構築されると、画像構築部57により、ステージ1の座標情報に従って全てのサブ領域の画像が配列されて観察範囲全体の2次元的な画像を構築される。ユーザは、この観察範囲全体の画像を見て標本Sを観察することができる。   When the main detection is performed in all the sub-regions and the image is constructed, the image constructing unit 57 arranges the images of all the sub-regions according to the coordinate information of the stage 1 and generates a two-dimensional image of the entire observation range. Built. The user can observe the specimen S by looking at the image of the entire observation range.

以上説明したように本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100によれば、ラスタスキャンによる簡易検出により標本Sの反応があるサブ領域を予め短時間で選別し、選別したサブ領域についてのみマッピングスキャンによる本検出を施すことで、空間的に隣接する照射領域間の影響を低減しつつ、標本Sにおける反応が大きいサブ領域をより短時間で効率的に観察することができる。   As described above, according to the laser scanning microscope 100 according to the present embodiment, sub-regions in which the specimen S reacts are selected in a short time by simple detection by raster scan, and only the selected sub-region is subjected to mapping scan. By performing this detection, it is possible to efficiently observe a sub-region having a large response in the specimen S in a shorter time while reducing the influence between spatially adjacent irradiation regions.

〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡について説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡200は、図15に示すように、サブ領域の全体に1度にレーザ光を照射するワイドフィールド光源ユニット103(以下、ワイド光源ユニット103という。)を備え、制御部49が、ラスタスキャンに代えてワイド光源ユニット103によるレーザ光の照射により簡易検出を行う点で第2実施形態と異なる。
以下、第2実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡100と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a laser scanning microscope according to the third embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 15, the laser scanning microscope 200 according to the present embodiment includes a wide field light source unit 103 (hereinafter referred to as a wide light source unit 103) that irradiates the entire sub-region with laser light at a time. The control unit 49 is different from the second embodiment in that the controller 49 performs simple detection by irradiating laser light from the wide light source unit 103 instead of raster scanning.
In the following, portions having the same configuration as those of the laser scanning microscope 100 according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

ワイド光源ユニット103は、サブ領域の略全体に1度に照射可能なレーザ光を発生するレーザ光源(広範囲照明光源)131と、レーザ光源131から発せられたレーザ光をパターン照射するLCOS(Liquid Crystal On Silicon、照射領域制限部)132とを備えている。   The wide light source unit 103 includes a laser light source (wide-area illumination light source) 131 that generates laser light that can be irradiated at once on substantially the entire sub-region, and an LCOS (Liquid Crystal) that performs pattern irradiation with the laser light emitted from the laser light source 131. On Silicon, irradiation area limiting unit) 132.

LCOS132は、レーザ光源131から発せられたレーザ光が、空間的に隣接する他のサブ領域に照射されるのを制限するようになっている。レーザ光源131から発せられるレーザ光の照射範囲を制限しない場合は、例えば、図16(a)に示すように、視野範囲の全域がレーザ光の照射範囲になるが、LCOS132により、図16(b)に示すように、レーザ光の照射範囲をサブ領域に制限することができる。これにより、視野範囲内であってもサブ領域外においてレーザ光が照射されることにより反応が生じて、その反応を誤検出してしまうのを防ぐことができる。   The LCOS 132 is configured to restrict the laser light emitted from the laser light source 131 from being irradiated to other spatially adjacent subregions. When the irradiation range of the laser light emitted from the laser light source 131 is not limited, for example, as shown in FIG. 16A, the entire visual field range becomes the irradiation range of the laser light. ), The laser light irradiation range can be limited to a sub-region. Thus, it is possible to prevent a reaction from occurring by irradiating the laser beam outside the sub-region even within the visual field range and erroneously detecting the reaction.

走査光学ユニット9と対物レンズ11との間の光路上には、ワイド光源ユニット103から発せられたレーザ光の光路を合成するダイクロイックミラー(光路合成部)133が挿脱可能に設けられている。ダイクロイックミラー133を光路に挿入するとワイド光源ユニット103により標本Sにレーザ光を照射し、光路からダイクロイックミラー133を外すと光源ユニット3により標本Sにレーザ光を照射することができるようになっている。   On the optical path between the scanning optical unit 9 and the objective lens 11, a dichroic mirror (optical path combining unit) 133 that combines the optical paths of the laser beams emitted from the wide light source unit 103 is detachably provided. When the dichroic mirror 133 is inserted in the optical path, the wide light source unit 103 irradiates the sample S with laser light, and when the dichroic mirror 133 is removed from the optical path, the light source unit 3 can irradiate the sample S with laser light. .

PC19には、ワイド光源ユニット103を制御するワイドフィールド照明制御部149(以下、ワイド照明制御部149という。)が備えられている。
制御部49は、マッピングスキャンによる本検出に先立って、ワイド光源ユニット103によりサブ領域の全体に1度にレーザ光を照射するワイド照明により簡易検出を行うようになっている。
The PC 19 includes a wide field illumination control unit 149 (hereinafter referred to as a wide illumination control unit 149) that controls the wide light source unit 103.
Prior to the main detection by the mapping scan, the control unit 49 performs simple detection by the wide light source that irradiates the entire sub-region with the laser light at once by the wide light source unit 103.

このように構成されたレーザ走査型顕微鏡200の作用について説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡200により標本Sを観察する場合は、まず、簡易検出を行う。ユーザは、ステージ1に標本Sを載置し、レーザ光の光路からダイクロイックミラー133を外すとともに対物レンズ11を低倍に設定する。
The operation of the laser scanning microscope 200 configured as described above will be described.
When the sample S is observed with the laser scanning microscope 200 according to the present embodiment, first, simple detection is performed. The user places the sample S on the stage 1, removes the dichroic mirror 133 from the optical path of the laser light, and sets the objective lens 11 at a low magnification.

次いで、光源ユニット3からレーザ光を発生させて、制御部49によりスキャナ駆動部21を制御して、走査光学ユニット9により標本S上でレーザ光をラスタスキャンさせる。そして、光検出器13により蛍光を検出してその輝度信号を画像構築部57により画像化し、ラスタスキャン画像を取得する。   Next, laser light is generated from the light source unit 3, the scanner driving unit 21 is controlled by the control unit 49, and the laser light is raster-scanned on the specimen S by the scanning optical unit 9. Then, fluorescence is detected by the photodetector 13 and the luminance signal is imaged by the image construction unit 57 to obtain a raster scan image.

次いで、観察範囲指定部53によりモニタ25上に観察可能領域53AおよびROI作成ツール53Bが表示され、観察可能領域53Aにラスタスキャン画像が重畳して表示される。ユーザが、低倍で取得したラスタスキャン画像を参照して「Polygon ROI」により観察範囲を指定すると、観察範囲指定部53により標本Sに対してその観察範囲が設定され、その観察範囲が複数のサブ領域に分割される。以下、入力装置15にユーザから走査開始の指示が入力されるところまでは第1実施形態と同様であるので説明を省略する。   Next, the observable area 53A and the ROI creation tool 53B are displayed on the monitor 25 by the observation range designating unit 53, and the raster scan image is superimposed on the observable area 53A. When the user designates the observation range by “Polygon ROI” with reference to the raster scan image acquired at a low magnification, the observation range is set for the sample S by the observation range designation unit 53, and the observation range includes a plurality of observation ranges. Divided into sub-regions. Hereinafter, the process up to the point where the user inputs a scan start instruction to the input device 15 is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、ユーザは、対物レンズ11を高倍に切り替え、レーザ光の光路にダイクロイックミラー133を挿入して、入力装置15に走査開始の指示を入力する。すると、制御部49の制御により、ステージ駆動部23がステージ1を移動させて、1つ目のサブ領域が視野範囲に配置される。   Next, the user switches the objective lens 11 to high magnification, inserts the dichroic mirror 133 in the optical path of the laser light, and inputs an instruction to start scanning to the input device 15. Then, under the control of the control unit 49, the stage driving unit 23 moves the stage 1, and the first sub-region is arranged in the visual field range.

次に、ワイド照明制御部149により、ワイド光源ユニット103からレーザ光が発せられる。ワイド光源ユニット103から発せられたレーザ光は、ダイクロイックミラー133により反射されて対物レンズ11により標本Sのサブ領域の略全体に1度に照射される。   Next, a laser beam is emitted from the wide light source unit 103 by the wide illumination control unit 149. The laser light emitted from the wide light source unit 103 is reflected by the dichroic mirror 133 and is irradiated onto the entire sub-region of the sample S by the objective lens 11 at a time.

ワイド照明によれば、標本上をマッピングスキャンする場合と比較して空間的に隣接する照射領域間の影響を受けるものの、レーザ光を走査しない分だけマッピングスキャンやラスタスキャンよりもサブ領域全体にレーザ光を短時間で照射することができる。   With wide illumination, compared to the case of mapping scan on the specimen, it is affected by the spatially adjacent irradiation areas, but the laser beam is not scanned for the laser beam over the entire sub-area rather than the mapping scan or raster scan. Light can be irradiated in a short time.

ワイド照明により標本Sにおいて発生した蛍光が光検出器13により検出されると、その蛍光の輝度に相当する輝度信号がA/D変換器17を介してフレームメモリ43に送られ、各照射領域の座標に対応付けられて記憶される。   When the fluorescence generated in the specimen S due to the wide illumination is detected by the photodetector 13, a luminance signal corresponding to the luminance of the fluorescence is sent to the frame memory 43 via the A / D converter 17, and each of the irradiation regions It is stored in association with the coordinates.

1つ目のサブ領域がワイド照明されると、制御部49の制御により、ステージ駆動部23がステージ1を移動させて、隣接する各サブ領域が視野範囲に順次配置され、各サブ領域について1つ目のサブ領域と同様にしてワイド照明されて蛍光が検出される。
次に、本検出を行う。本検出は第2実施形態と同様であるので説明を省略する。
When the first sub-region is illuminated wide, the control of the control unit 49 causes the stage drive unit 23 to move the stage 1 so that the adjacent sub-regions are sequentially arranged in the visual field range. In the same manner as in the first sub-region, the fluorescent light is detected by wide illumination.
Next, the main detection is performed. Since this detection is the same as in the second embodiment, a description thereof will be omitted.

以上説明したように本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡200によれば、ワイド照明により、レーザ光を走査しない分だけ、反応があるサブ領域をラスタスキャンよりも早く特定することができる。これにより、簡易検出をより迅速に行うことができる。   As described above, according to the laser scanning microscope 200 according to the present embodiment, it is possible to identify a sub-region having a reaction earlier than the raster scan by the amount that the laser light is not scanned by the wide illumination. Thereby, simple detection can be performed more rapidly.

本実施形態においては、広範囲照明光源としてレーザ光源131を例示して説明したが、これに代えて、例えば、水銀ランプを採用することとしてもよい。
また、本実施形態においては、照射領域制限部としてLCOS132を例示して説明したが、これに代えて、DMD(Digital Micromirror Device:登録商標)や光学絞りを採用することとしてもよい。
In the present embodiment, the laser light source 131 is exemplified as the wide range illumination light source. However, instead of this, for example, a mercury lamp may be employed.
In the present embodiment, the LCOS 132 has been described as an example of the irradiation region limiting unit. However, instead of this, a DMD (Digital Micromirror Device: registered trademark) or an optical aperture may be employed.

また、本実施形態においては、簡易検出する際に隣接するサブ領域に順にワイド照明していくこととしたが、これに代えて、例えば、走査順序決定部55が、空間的に互いに隣接するサブ領域に時間的に連続してレーザ光が照射されないように、ワイド光源ユニット103によりレーザ光を照射するサブ領域の照射順序を決定し、制御部49が、走査順序決定部55により決定された照射順序に従ってステージ1を移動させて簡易検出を行うこととしてもよい。   Further, in the present embodiment, the adjacent sub-regions are sequentially subjected to wide illumination when performing simple detection, but instead, for example, the scanning order determination unit 55 includes sub-spaces that are spatially adjacent to each other. The irradiation order of the sub-regions to be irradiated with the laser light is determined by the wide light source unit 103 so that the laser light is not continuously irradiated onto the regions, and the control unit 49 determines the irradiation determined by the scanning order determination unit 55. Simple detection may be performed by moving the stage 1 according to the order.

このようにすることで、ワイド光源ユニット103から発せられたレーザ光が、空間的に隣接するサブ領域に時間的に連続して照射されることがない。したがって、ワイド光源ユニット103によりレーザ光が照射されたサブ領域の反応が空間的に隣接する周囲のサブ領域に及ぶ場合でも、現在レーザ光を照射したサブ領域の反応に対してその直前にレーザ光を照射したサブ領域の反応が影響するのを防ぐことができる。これにより、標本Sにおける空間的に隣接するサブ領域の影響を低減しつつ、標本Sにおける反応が大きいサブ領域をより精度よく選別することができる。   By doing in this way, the laser beam emitted from the wide light source unit 103 is not continuously irradiated temporally to the spatially adjacent sub-regions. Therefore, even when the reaction of the sub-region irradiated with the laser light by the wide light source unit 103 reaches the surrounding sub-regions adjacent spatially, the laser light is immediately before the reaction of the sub-region irradiated with the current laser light. It is possible to prevent the reaction of the sub-region irradiated with. Thereby, while reducing the influence of spatially adjacent sub-regions in the sample S, sub-regions having a large response in the sample S can be selected with higher accuracy.

上記第2実施形態および第3実施形態は以下のように変形することができる。
第2実施形態および第3実施形態においては、簡易検出により反応があったサブ領域を選別する際に、サブ領域内のいずれか1つの照射領域からの蛍光の輝度が所定の閾値を超えるか否かを判定することとしたが、第1変形例としては、サブ領域内の複数の照射領域における蛍光の輝度の平均が所定の閾値を超えるか否かを判定することとしてもよい。
The second embodiment and the third embodiment can be modified as follows.
In the second embodiment and the third embodiment, whether or not the luminance of fluorescence from any one irradiation region in the sub-region exceeds a predetermined threshold when selecting the sub-region that has reacted by simple detection. However, as a first modification, it may be determined whether or not the average of the luminance of fluorescence in a plurality of irradiation regions in the sub-region exceeds a predetermined threshold value.

また、第2実施形態および第3実施形態においては、全てのサブ領域を簡易検出してから各サブ領域について反応がある否かを判定することとしたが、第2変形例としては、サブ領域ごとに簡易検出した後に続けてそのサブ領域について反応があるか否かを判定することとしてもよい。そして、反応がない場合は次のサブ領域に移動し、反応があった場合はそのままそのサブ領域においてマッピングスキャンを行ってから次のサブ領域に移動することとしてもよい。   In the second embodiment and the third embodiment, it is determined whether or not there is a reaction for each sub-region after simple detection of all the sub-regions. It may be determined whether or not there is a reaction in the sub-region after the simple detection every time. Then, when there is no reaction, the process moves to the next sub-region, and when there is a reaction, the mapping scan may be performed in the sub-region as it is before moving to the next sub-region.

上記第1〜第3実施形態は以下のように変形することができる。
上記各実施形態においては、検出部として光検出器13を例示し、レーザ光が照射されることにより標本Sにおいて発生する蛍光を標本Sの反応として検出することとしたが、第1変形例としては、例えば、図17および図18に示すように、検出部として、レーザ光が照射された標本Sの電流値を標本Sの反応として検出する電流値検出器113を採用することとしてもよい。図17は第1実施形態および第2実施形態のレーザ走査型顕微鏡100に電流値検出器113を適用した構成を示し、図18は第3実施形態のレーザ走査型顕微鏡200に電流値検出器113を適用した構成を示している。
The first to third embodiments can be modified as follows.
In each of the above embodiments, the photodetector 13 is exemplified as the detection unit, and the fluorescence generated in the sample S by being irradiated with the laser light is detected as a reaction of the sample S. However, as a first modification example, For example, as shown in FIGS. 17 and 18, a current value detector 113 that detects a current value of the sample S irradiated with the laser light as a reaction of the sample S may be adopted as the detection unit. FIG. 17 shows a configuration in which the current value detector 113 is applied to the laser scanning microscope 100 of the first and second embodiments, and FIG. 18 shows the current value detector 113 to the laser scanning microscope 200 of the third embodiment. The structure which applied is shown.

電流値検出器113は、ステージ1上の標本Sに挿入されて標本Sの電流値を検出し、検出した電流値を電流値信号に変換してA/D変換器17に送るようになっている。この場合、標本Sにレーザ光を照射しながら電流値検出器113により電流値を検出することとすればよい。   The current value detector 113 is inserted into the sample S on the stage 1 to detect the current value of the sample S, converts the detected current value into a current value signal, and sends it to the A / D converter 17. Yes. In this case, the current value may be detected by the current value detector 113 while irradiating the sample S with laser light.

電流値検出器113により検出された電流値信号は、光検出器13により検出される輝度信号と同様に、A/D変換器17によりA/D変換されて、走査光学ユニット9によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報に対応付けられてフレームメモリ43に記憶され、画像構築部57により各照射領域の座標に従い配置されて画像構築されることとすればよい。   The current value signal detected by the current value detector 113 is A / D converted by the A / D converter 17 in the same manner as the luminance signal detected by the light detector 13, and laser light is emitted by the scanning optical unit 9. The image is stored in the frame memory 43 in association with the scanning position information regarding the scanned position, and the image is constructed by being arranged according to the coordinates of each irradiation region by the image construction unit 57.

例えば、図18に示す第3実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡200においては、簡易検出の際に、標本Sのサブ領域にワイド照明しながら電流値検出器113により標本Sの電流値を検出することとすればよい。また、制御部49により、その電流値信号が所定の閾値を超えているか否かを判定し、電流値信号が所定の閾値を超えているサブ領域を選別することとすればよい。   For example, in the laser scanning microscope 200 according to the third embodiment shown in FIG. 18, the current value of the sample S is detected by the current value detector 113 while performing wide illumination on the sub-region of the sample S during simple detection. You can do that. Further, the control unit 49 may determine whether or not the current value signal exceeds a predetermined threshold and select a sub-region where the current value signal exceeds the predetermined threshold.

本変形例においては、標本Sの1箇所に電流値検出器113を挿入し1つの部位に対して電流値を計測することとしているが、複数箇所に電流値検出器113を挿入して、複数の部位に対して電流値の計測を行うこととしてもよい。   In this modification, the current value detector 113 is inserted into one place of the sample S and the current value is measured for one part. However, the current value detector 113 is inserted into a plurality of places, The current value may be measured for the part.

また、上記各実施形態においては、ステージ1を移動させることとしたが、第2変形例としては、対物レンズ11および走査光学ユニット9等を有する顕微鏡本体をステージ1に対して対物レンズ11の光軸に直交する方向に移動可能に支持する顕微鏡ステージ(図示略)を採用し、ステージ1を移動させる代わりに顕微鏡ステージによりステージ1に対して顕微鏡本体を移動させることとしてもよい。   In each of the above embodiments, the stage 1 is moved. However, as a second modification, the microscope main body having the objective lens 11 and the scanning optical unit 9 is connected to the stage 1 with light from the objective lens 11. A microscope stage (not shown) that is movably supported in a direction orthogonal to the axis may be employed, and the microscope main body may be moved relative to the stage 1 by the microscope stage instead of moving the stage 1.

顕微鏡ステージは、例えば、図示しない定盤上に固定される固定板と、固定板に対してXY方向に互いに直交する方向に移動可能な2つの可動板とを板厚方向に積層状態に備え、可動板上に顕微鏡本体を搭載することができるようになっていてもよい。この場合、定盤上にステージ1と顕微鏡ステージを搭載し、顕微鏡ステージ上に顕微鏡本体を搭載して、ステージ1を固定した状態で、顕微鏡ステージにより顕微鏡本体をXY方向に移動させることとすればよい。   The microscope stage includes, for example, a fixed plate fixed on a surface plate (not shown) and two movable plates movable in directions orthogonal to each other in the XY direction with respect to the fixed plate in a stacked state in the plate thickness direction, The microscope main body may be mounted on the movable plate. In this case, if the stage 1 and the microscope stage are mounted on the surface plate, the microscope main body is mounted on the microscope stage, and the stage 1 is fixed, the microscope main body is moved in the XY directions by the microscope stage. Good.

このようにすることで、顕微鏡ステージの移動により、ステージ1に対して対物レンズ11の位置を水平面上で移動させることができる。したがって、上記各実施形態においてステージ1を移動させる代わりに顕微鏡ステージを移動させることで、上記各実施形態と同様の操作を実現することができる。この場合、画像構築部57は、ステージ1の座標に代えて、顕微鏡本体の位置座標を座標情報として各サブ領域の画像を配列して観察範囲の2次元画像を構築することとすればよい。   By doing in this way, the position of the objective lens 11 can be moved on the horizontal plane with respect to the stage 1 by moving the microscope stage. Therefore, by moving the microscope stage instead of moving the stage 1 in each of the above embodiments, the same operation as in each of the above embodiments can be realized. In this case, the image construction unit 57 may construct a two-dimensional image of the observation range by arranging the images of the sub-regions using the position coordinates of the microscope body as coordinate information instead of the coordinates of the stage 1.

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、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. For example, the present invention is not limited to those applied to the above-described embodiments and modifications, but may be applied to embodiments in which these embodiments and modifications are appropriately combined, and is not particularly limited. .

1 ステージ(標本ステージ)
9 走査光学ユニット(走査部)
11 対物レンズ
13 光検出器(検出部)
43 フレームメモリ(記憶部)
49 制御部
53 観察範囲指定部(観察範囲分割部)
55 走査順序決定部(順序決定部)
57 画像構築部
100,200 レーザ走査型顕微鏡
131 レーザ光源(広範囲照明光源)
132 LCOS(照射領域制限部)
S 標本
1 stage (specimen stage)
9 Scanning optical unit (scanning unit)
11 Objective Lens 13 Photodetector (Detector)
43 Frame memory (storage unit)
49 Control unit 53 Observation range designating unit (observation range dividing unit)
55 Scanning Order Determination Unit (Order Determination Unit)
57 Image construction unit 100, 200 Laser scanning microscope 131 Laser light source (wide range illumination light source)
132 LCOS (irradiation area restriction part)
S specimen

Claims (14)

レーザ光源から発せられたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部と、
前記標本が載置され、前記対物レンズの光軸に対して交差する方向に前記標本を移動可能なステージと、
レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、
前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージを固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、
前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、
全ての前記走査可能範囲に対して前記ステージを順次移動させ、前記順序決定部により決定された前記走査順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡。
An objective lens for irradiating the specimen with laser light emitted from a laser light source;
A scanning unit that scans the sample with laser light irradiated by the objective lens;
A stage on which the specimen is mounted and capable of moving the specimen in a direction intersecting the optical axis of the objective lens;
A detection unit for detecting a reaction of the specimen caused by irradiation with laser light;
A storage unit that stores brightness information corresponding to the reaction of the sample detected by the detection unit and scanning position information related to a position at which the laser beam is scanned by the scanning unit in association with each other;
An observation range dividing unit that sets an observation range to be observed on the specimen and divides the observation range into a plurality of scannable ranges that can be scanned with laser light by the scanning unit in a state where the stage is fixed;
An order in which the scanning order of the irradiation areas to be scanned by the scanning unit is determined for each scannable range so that the irradiation areas of the laser beams irradiated continuously on the specimen are not spatially adjacent to each other. A decision unit;
A laser scanning microscope comprising: a control unit that sequentially moves the stage with respect to all the scannable ranges and causes the scanning unit to scan with laser light in accordance with the scanning order determined by the order determination unit.
レーザ光源から発せられたレーザ光を標本に照射する対物レンズと、
該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部と、
前記標本が載置され、前記対物レンズの光軸に対して交差する方向に前記標本を移動可能なステージと、
レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、
前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージを固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、
前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の本走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、
該順序決定部により決定される前記本走査順序に従ってレーザ光を走査させる本検出に先立ち、全ての前記走査可能範囲に対して前記ステージを順次移動させ、前記本検出における走査よりも短時間で各前記走査可能範囲の略全体に光を照射する簡易検出を行い、該簡易検出において前記検出部により検出される前記標本の反応が少なくとも一部で所定の閾値を超えた前記走査可能範囲について、前記ステージを再度移動させて、前記本走査順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡。
An objective lens for irradiating the specimen with laser light emitted from a laser light source;
A scanning unit that scans the sample with laser light irradiated by the objective lens;
A stage on which the specimen is mounted and capable of moving the specimen in a direction intersecting the optical axis of the objective lens;
A detection unit for detecting a reaction of the specimen caused by irradiation with laser light;
A storage unit that stores brightness information corresponding to the reaction of the sample detected by the detection unit and scanning position information related to a position at which the laser beam is scanned by the scanning unit in association with each other;
An observation range dividing unit that sets an observation range to be observed on the specimen and divides the observation range into a plurality of scannable ranges that can be scanned with laser light by the scanning unit in a state where the stage is fixed;
The main scanning order of the irradiation areas to be scanned by the scanning unit is determined for each scannable range so that the irradiation areas of the laser beams irradiated continuously on the specimen are not spatially adjacent to each other. An order determination unit;
Prior to the main detection in which the laser beam is scanned in accordance with the main scanning order determined by the order determination unit, the stage is sequentially moved with respect to all the scannable ranges, and each stage is performed in a shorter time than the scanning in the main detection. Performing simple detection of irradiating light to substantially the entire scannable range, the scannable range in which the reaction of the specimen detected by the detection unit in the simple detection exceeds a predetermined threshold at least in part, A laser scanning microscope comprising: a control unit that moves the stage again and scans the laser beam by the scanning unit according to the main scanning order.
前記制御部が、前記走査部により、互いに空間的に隣接する前記照射領域に順にレーザ光を走査させることによって前記簡易検出を行う請求項2に記載のレーザ走査型顕微鏡。   3. The laser scanning microscope according to claim 2, wherein the control unit performs the simple detection by causing the scanning unit to sequentially scan the irradiation regions spatially adjacent to each other with laser light. 前記走査可能範囲の略全体に1度に照明光を照射可能な広範囲照明光源を備え、
前記制御部が、前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照明光を照射させて前記簡易検出を行う請求項2に記載のレーザ走査型顕微鏡。
A wide-area illumination light source capable of irradiating illumination light at a time over substantially the entire scanable range;
The laser scanning microscope according to claim 2, wherein the control unit performs the simple detection by irradiating the scannable range with illumination light by the wide range illumination light source.
前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照射する照明光が、空間的に隣接する他の前記走査可能範囲に照射されるのを制限する照射領域制限部を備える請求項4に記載のレーザ走査型顕微鏡。   5. The laser scanning type according to claim 4, further comprising an irradiation area limiting unit configured to limit illumination light irradiated to the scannable range by the wide range illumination light source to other scannable ranges spatially adjacent to each other. microscope. 前記順序決定部が、空間的に互いに隣接する前記走査可能範囲に時間的に連続して照明光が照射されないように、前記広範囲照明光源により照明光を照射する前記走査可能範囲の照射順序を決定し、
前記制御部が、前記順序決定部により決定された前記照射順序に従って前記ステージを移動させて前記簡易検出を行う請求項4または請求項5に記載のレーザ走査型顕微鏡。
The order determination unit determines an irradiation order of the scannable range in which illumination light is irradiated by the wide range illumination light source so that illumination light is not continuously irradiated onto the scannable ranges spatially adjacent to each other in time. And
The laser scanning microscope according to claim 4 or 5, wherein the control unit performs the simple detection by moving the stage according to the irradiation order determined by the order determination unit.
前記標本の画像を構築する画像構築部を備え、
前記記憶部が、前記ステージの位置座標に関する座標情報を前記輝度情報および前記走査位置情報に対応付けて記憶し、
前記画像構築部が、前記記憶部に記憶された前記輝度情報を前記走査位置情報に基づいて配置して前記走査可能範囲の2次元的な画像を構築し、該走査可能範囲の画像を前記座標情報に従って配列して前記観察範囲の2次元的な画像を構築する請求項1から請求項6のいずれかに記載のレーザ走査型顕微鏡。
An image construction unit for constructing an image of the specimen;
The storage unit stores coordinate information related to the position coordinates of the stage in association with the luminance information and the scanning position information,
The image construction unit arranges the luminance information stored in the storage unit based on the scanning position information, constructs a two-dimensional image of the scannable range, and converts the image of the scannable range to the coordinates The laser scanning microscope according to any one of claims 1 to 6, wherein a two-dimensional image of the observation range is constructed by arranging according to information.
標本が載置される標本ステージと、
レーザ光源から発せられたレーザ光を前記標本に照射する対物レンズおよび該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部とを備える顕微鏡本体と、
前記標本ステージに対して、前記対物レンズの光軸に交差する方向に前記顕微鏡本体を移動可能に支持する顕微鏡ステージと、
レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、
前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージに対して前記顕微鏡本体を固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、
前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、
全ての前記走査可能範囲に対して前記顕微鏡ステージにより前記顕微鏡本体を順次移動させ、前記順序決定部により決定された前記照射領域の順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡。
A specimen stage on which the specimen is placed;
A microscope main body including an objective lens that irradiates the specimen with laser light emitted from a laser light source, and a scanning unit that scans the specimen with the laser light emitted by the objective lens;
A microscope stage that supports the microscope body movably in a direction intersecting the optical axis of the objective lens with respect to the specimen stage;
A detection unit for detecting a reaction of the specimen caused by irradiation with laser light;
A storage unit that stores brightness information corresponding to the reaction of the sample detected by the detection unit and scanning position information related to a position at which the laser beam is scanned by the scanning unit in association with each other;
Setting an observation range to be observed on the specimen, and dividing the observation range into a plurality of scannable ranges in which laser light can be scanned by the scanning unit with the microscope main body fixed to the stage And
An order in which the scanning order of the irradiation areas to be scanned by the scanning unit is determined for each scannable range so that the irradiation areas of the laser beams irradiated continuously on the specimen are not spatially adjacent to each other. A decision unit;
A laser including a control unit that sequentially moves the microscope main body by the microscope stage with respect to all the scannable ranges and scans the laser beam by the scanning unit in accordance with the order of the irradiation areas determined by the order determining unit Scanning microscope.
標本が載置される標本ステージと、
レーザ光源から発せられたレーザ光を前記標本に照射する対物レンズおよび該対物レンズにより照射されるレーザ光を前記標本上で走査させる走査部とを備える顕微鏡本体と、
前記標本ステージ上の標本に対して、前記対物レンズの光軸に交差する方向に前記顕微鏡本体を移動可能に支持する顕微鏡ステージと、
レーザ光が照射されることにより生じる前記標本の反応を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記標本の反応に相当する輝度情報および前記走査部によりレーザ光が走査される位置に関する走査位置情報を互いに対応付けて記憶する記憶部と、
前記標本上で観察する観察範囲を設定し、前記ステージに対して前記顕微鏡本体を固定した状態で前記走査部によりレーザ光を走査可能な複数の走査可能範囲に前記観察範囲を分割する観察範囲分割部と、
前記標本上に時間的に連続して照射されるレーザ光の照射領域が互いに空間的に隣接しないように、前記走査部により走査させる前記照射領域の本走査順序を前記走査可能範囲ごとに決定する順序決定部と、
該順序決定部により決定される前記本走査順序に従ってレーザ光を走査させる本検出に先立ち、全ての前記走査可能範囲に対して前記顕微鏡ステージにより前記顕微光本体を順次移動させ、前記本検出における走査よりも短時間で各前記走査可能範囲の略全体に光を照射する簡易検出を行い、該簡易検出において前記検出部により検出される前記標本の反応が少なくとも一部で所定の閾値を超えた前記走査可能範囲について、前記顕微鏡本体を再度移動させて前記本走査順序に従って前記走査部によりレーザ光を走査させる制御部とを備えるレーザ走査型顕微鏡。
A specimen stage on which the specimen is placed;
A microscope main body including an objective lens that irradiates the specimen with laser light emitted from a laser light source, and a scanning unit that scans the specimen with the laser light emitted by the objective lens;
A microscope stage that movably supports the microscope main body in a direction intersecting the optical axis of the objective lens with respect to the specimen on the specimen stage;
A detection unit for detecting a reaction of the specimen caused by irradiation with laser light;
A storage unit that stores brightness information corresponding to the reaction of the sample detected by the detection unit and scanning position information related to a position at which the laser beam is scanned by the scanning unit in association with each other;
Setting an observation range to be observed on the specimen, and dividing the observation range into a plurality of scannable ranges in which laser light can be scanned by the scanning unit with the microscope main body fixed to the stage And
The main scanning order of the irradiation areas to be scanned by the scanning unit is determined for each scannable range so that the irradiation areas of the laser beams irradiated continuously on the specimen are not spatially adjacent to each other. An order determination unit;
Prior to the main detection in which laser light is scanned in accordance with the main scanning order determined by the order determination unit, the microscope light body is sequentially moved by the microscope stage with respect to all the scannable ranges, and scanning in the main detection is performed. The simple detection in which light is applied to substantially the entire scannable range in a shorter time than the above, and the response of the specimen detected by the detection unit in the simple detection exceeds at least a predetermined threshold value. A laser scanning microscope comprising: a control unit configured to move the microscope main body again and scan the laser beam by the scanning unit according to the main scanning order with respect to a scannable range.
前記制御部が、前記走査部により、互いに空間的に隣接する前記照射領域に順にレーザ光を走査させることによって前記簡易検出を行う請求項9に記載のレーザ走査型顕微鏡。   10. The laser scanning microscope according to claim 9, wherein the control unit performs the simple detection by causing the scanning unit to sequentially scan the irradiation areas spatially adjacent to each other with laser light. 前記走査可能範囲の略全体に1度に照明光を照射可能な広範囲照明光源を備え、
前記制御部が、前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照明光を照射させて前記簡易検出を行う請求項9に記載のレーザ走査型顕微鏡。
A wide-area illumination light source capable of irradiating illumination light at a time over substantially the entire scanable range;
The laser scanning microscope according to claim 9, wherein the controller performs the simple detection by irradiating the scannable range with illumination light by the wide range illumination light source.
前記広範囲照明光源により前記走査可能範囲に照射する照明光が、空間的に隣接する他の前記走査可能範囲に照射されるのを制限する照射領域制限部を備える請求項11に記載のレーザ走査型顕微鏡。   12. The laser scanning type according to claim 11, further comprising an irradiation region limiting unit that limits illumination light applied to the scannable range by the wide-area illumination light source to other scannable ranges spatially adjacent to each other. microscope. 前記順序決定部が、空間的に互いに隣接する前記走査可能範囲に時間的に連続して照明光が照射されないように、前記広範囲照明光源により照明光を照射する前記走査可能範囲の照射順序を決定し、
前記制御部が、前記順序決定部により決定された前記照射順序に従って前記顕微鏡ステージにより前記顕微鏡本体を移動させて前記簡易検出を行う請求項11または請求項12に記載のレーザ走査型顕微鏡。
The order determination unit determines an irradiation order of the scannable range in which illumination light is irradiated by the wide range illumination light source so that illumination light is not continuously irradiated onto the scannable ranges spatially adjacent to each other in time. And
The laser scanning microscope according to claim 11 or 12, wherein the control unit performs the simple detection by moving the microscope main body by the microscope stage in accordance with the irradiation order determined by the order determination unit.
前記標本の画像を構築する画像構築部を備え、
前記記憶部が、前記顕微鏡本体の位置座標に関する座標情報を前記輝度情報および前記走査位置情報に対応付けて記憶し、
前記画像構築部が、前記記憶部に記憶された前記輝度情報を前記走査位置情報に基づいて配置して前記走査可能範囲の2次元的な画像を構築し、該走査可能範囲の画像を前記座標情報に従って配列して前記観察範囲の2次元的な画像を構築する請求項8から請求項13のいずれかに記載のレーザ走査型顕微鏡。
An image construction unit for constructing an image of the specimen;
The storage unit stores coordinate information related to the position coordinates of the microscope body in association with the luminance information and the scanning position information,
The image construction unit arranges the luminance information stored in the storage unit based on the scanning position information, constructs a two-dimensional image of the scannable range, and converts the image of the scannable range to the coordinates The laser scanning microscope according to claim 8, wherein a two-dimensional image of the observation range is constructed by arranging according to information.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020195154A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 有限会社セレンディップ研究所 Method for acquiring image data

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088751A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Olympus Optical Co Ltd Laser microscope
JP2006227600A (en) * 2005-01-18 2006-08-31 Olympus Corp Scanning microscope and method for obtaining specimen image
JP2007057765A (en) * 2005-08-24 2007-03-08 Olympus Corp Microscope apparatus
US20100097694A1 (en) * 2006-07-28 2010-04-22 Bernhard Zimmermann Method and arrangement for controlled actuation of a microscope, in particular of a laser scanning microscope
JP2011008245A (en) * 2009-05-29 2011-01-13 Olympus Corp In-vivo examination apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088751A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Olympus Optical Co Ltd Laser microscope
JP2006227600A (en) * 2005-01-18 2006-08-31 Olympus Corp Scanning microscope and method for obtaining specimen image
JP2007057765A (en) * 2005-08-24 2007-03-08 Olympus Corp Microscope apparatus
US20100097694A1 (en) * 2006-07-28 2010-04-22 Bernhard Zimmermann Method and arrangement for controlled actuation of a microscope, in particular of a laser scanning microscope
JP2011008245A (en) * 2009-05-29 2011-01-13 Olympus Corp In-vivo examination apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020195154A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 有限会社セレンディップ研究所 Method for acquiring image data
CN113853544A (en) * 2019-03-28 2021-12-28 有限公司诗兰帝普研究所 Image data obtaining method
US11810324B2 (en) 2019-03-28 2023-11-07 Serendip Research Image data obtaining method
CN113853544B (en) * 2019-03-28 2024-03-26 有限公司诗兰帝普研究所 Image data obtaining method

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