JP5021233B2 - レーザ走査型顕微鏡 - Google Patents
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このようなレーザ走査型顕微鏡では、刺激用レーザ光源から発せられた刺激用レーザ光をスキャナによって2次元的に走査し、標本に照射することで、光刺激領域に対して光刺激を与えている。
刺激用レーザ光を出射する刺激用レーザ光源と、前記刺激用レーザ光のビーム径を調節するビーム径調節手段と、光軸に対して配置角度を切り替え可能に配置され、前記ビーム径調節手段によってビーム径が調整された刺激用レーザ光を、ビーム径に応じたライン長のライン状の刺激用レーザ光に変換する変換手段と、前記ライン状の刺激用レーザ光を光軸に交差する方向に二次元的に走査可能なスキャナとを備え、前記ライン状の刺激用レーザ光を標本に照射することにより光刺激を行うレーザ走査型顕微鏡を提供する。
特に、変換手段が配置角度を切り替え可能に設けられているので、変換手段の配置角度を切り替えることにより、光刺激の効率を更に高めることができ、光刺激時間を更に短縮させることができる。
なお、上記ビーム径とは、光軸に直交する面における刺激用レーザ光の断面の直径である。
また、本発明は、刺激用レーザ光を出射する刺激用レーザ光源と、前記刺激用レーザ光のビーム径を調節するビーム径調節手段と、光軸に対して配置角度を切り替え可能に配置され、前記刺激用レーザ光をライン状の刺激用レーザ光に変換する変換手段と、前記ライン状の刺激用レーザ光を光軸に交差する方向に二次元的に走査可能なスキャナとを備え、前記ビーム径調節手段でビーム径を調整された前記ライン状の刺激用レーザ光を標本に照射することにより光刺激を行うレーザ走査型顕微鏡を提供する。
このように、ビーム径調節手段が刺激用レーザ光の光路上に配置された複数のレンズによって構成されていることにより、簡素で安価な装置構成とすることができる。更に、これらレンズ間の距離が調整可能にされていることにより、刺激用レーザ光のビーム径を任意に調節することができ、この結果、光刺激レーザ光のライン長を調節することができる。上記ライン長とは、例えば、光軸に直交する面における前記刺激用レーザ光の断面の長手方向の長さである。
さらに、上記レーザ走査型顕微鏡において、観察用レーザー光を走査して前記標本の蛍光画像を取得するための観察用走査光学系と、光刺激を与える光刺激領域を指定するために予め取得した前記蛍光画像を表示する表示部と、前記蛍光画像の各画素位置と前記スキャナの走査位置との対応関係に基づいて、前記表示部に表示された前記蛍光画像上で指定した光刺激領域に前記ライン状の刺激用レーザ光を照射するように前記スキャナを制御する制御手段とを備えることができる。
本発明は、刺激用レーザ光を出射する刺激用レーザ光源と、光軸に対して配置角度を切り替え可能に配置され、前記刺激用レーザ光を所望のライン長のライン状の刺激用レーザ光に変換する変換手段と、前記ライン状の刺激用レーザ光を光軸に交差する方向に二次元的に走査可能なスキャナとを備え、前記ライン状の刺激用レーザ光を標本に照射することにより光刺激を行うレーザ走査型顕微鏡を提供する。
本発明の第1の本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1は、図1に示されるように、観察用レーザ光L1を走査する観察用走査光学系2と、刺激用レーザ光L2を走査する刺激用走査光学系3と、観察用レーザ光L1および刺激用レーザ光L2を合波するダイクロイックミラー4と、合波された観察用レーザ光L1および刺激用レーザ光L2を集光して標本Pに照射する一方、観察用レーザ光L1を標本Pに照射することにより、標本P内の蛍光物質が励起されて発生した蛍光Fを集光する対物レンズ5と、該対物レンズ5により集光された蛍光Fを検出する光検出器6とを備えている。符号7は、結像レンズである。
第1のスキャナ9は、後述する蛍光画像の左右方向に対応する主走査方向に観察用レーザ光L1を走査する第1のガルバノミラー9aと、蛍光画像の上下方向に対応する副走査方向に観察用レーザ光L1を走査する第2のガルバノミラー9bとを備える、いわゆる近接ガルバノミラーである。これにより、観察用レーザ光L1がラスタスキャン方式で標本P上に2次元的に走査されるようになっている。
変換部17は、例えば、シリンドリカルレンズにより構成されている。
本実施形態では、後述する蛍光画像の上下方向に対応する副走査方向に刺激用レーザ光L2を走査する第4のガルバノミラー18bの位置を所定の位置で固定し、主走査方向に刺激用レーザ光L2を走査する第3のガルバノミラー18aのみを走査させる。
これにより、上記変換部17によってライン状に変換された刺激用レーザ光L2が標本P上で主走査方向にのみ走査されることとなる。
まず、図2のステップSA1において、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1を用いて標本Pを観察する。この場合、制御装置25は、観察用レーザ光源8、第1のスキャナ9を作動させる。これにより、観察用レーザ光源8から出射された観察用レーザ光L1は、第1のスキャナ9によって2次元的に走査され、リレーレンズ10、ミラー11、ダイクロイックミラー4、結像レンズ7、および対物レンズ5を経て、標本Pに照射される。標本Pに観察用レーザ光L1が照射されると、標本P内に存在する蛍光物質が観察用レーザ光L1によって励起され、蛍光Fが発生する。標本Pにおいて発生した蛍光Fは、対物レンズ5、結像レンズ7、ダイクロイックミラー4、ミラー11、リレーレンズ10および第1のスキャナ9を経由して観察用レーザ光L1と同じ経路を戻り、ダイクロイックミラー12によって観察用レーザ光L1と分離されて、光検出器6に導かれる。
一方、光刺激が行われている間も、制御装置25が観察用光学系2の第1のスキャナ9等を継続的に作動させる。これにより、光刺激前後の蛍光画像が取得され、ディスプレイ26に表示されることとなる。
更に、ビーム径調節部16において、レンズ16a,16b間の距離が調節可能に構成されているので、光刺激領域の範囲に応じて刺激用レーザ光L2のビーム径Dを調節することが可能となる。この結果、刺激用レーザ光L2のライン長を光刺激領域の範囲に合わせて自由に調節することができる。
この場合には、変換部17を構成するシリンドリカルレンズ17を図1に示した状態から90度回転させて配置することが必要となるほか、ビーム径調節部16におけるレンズ16a,16b間の距離を光刺激領域の縦方向の長さLに一致するように調節し、更に、第3のガルバノミラー18aを光刺激領域の位置に応じて固定する必要がある。そして、この状態で、第4のガルバノミラー18bを走査すればよい。
次に、本発明の第2の実施形態について、図を用いて説明する。
本実施形態のレーザ走査型顕微鏡が第1の実施形態と異なる点は、変換部17が刺激用レーザ光L2の光軸から着脱可能に設けられている点である。変換部17が刺激用レーザ光L2の光路から着脱可能に設けられているので、上述したようなライン状の刺激用レーザ光L2を標本Pに照射させる態様のほか、点状、換言すると、スポット状の刺激用レーザ光L2を第2のスキャナ18によって2次元的に走査させることも可能となる。
F 蛍光
L1 観察用レーザ光
L2 刺激用レーザ光
1 レーザ走査型顕微鏡
2 観察用光学系
3 刺激用光学系
4 ダイクロイックミラー
5 対物レンズ
6 光検出器
8 観察用レーザ光源
9 第1のスキャナ
9a 第1のガルバノミラー
9b 第2のガルバノミラー
15 刺激用レーザ光源
16 ビーム径調節部
17 変換部
18 第2のスキャナ
18a 第3のガルバノミラー
18b 第4のガルバノミラー
25 制御装置
26 ディスプレイ
Claims (9)
- 刺激用レーザ光を出射する刺激用レーザ光源と、
前記刺激用レーザ光のビーム径を調節するビーム径調節手段と、
光軸に対して配置角度を切り替え可能に配置され、前記ビーム径調節手段によってビーム径が調整された刺激用レーザ光を、ビーム径に応じたライン長のライン状の刺激用レーザ光に変換する変換手段と、
前記ライン状の刺激用レーザ光を光軸に交差する方向に二次元的に走査可能なスキャナと
を備え、
前記ライン状の刺激用レーザ光を標本に照射することにより光刺激を行うレーザ走査型顕微鏡。 - 刺激用レーザ光を出射する刺激用レーザ光源と、
前記刺激用レーザ光のビーム径を調節するビーム径調節手段と、
光軸に対して配置角度を切り替え可能に配置され、前記刺激用レーザ光をライン状の刺激用レーザ光に変換する変換手段と、
前記ライン状の刺激用レーザ光を光軸に交差する方向に二次元的に走査可能なスキャナと
を備え、
前記ビーム径調節手段でビーム径を調整された前記ライン状の刺激用レーザ光を標本に照射することにより光刺激を行うレーザ走査型顕微鏡。 - 前記変換手段がシリンドリカルレンズである請求項1または請求項2に記載のレーザ走査型顕微鏡。
- 前記ビーム径調節手段が、レーザ光の光路上に配置された複数のレンズを備え、更に、前記レンズ間の距離が調節可能とされている請求項1から請求項3のいずれかに記載のレーザ走査型顕微鏡。
- 光刺激を与える光刺激領域の範囲に応じて、前記ビーム径調節手段のレンズ間の距離を調節する制御手段を備える請求項4に記載のレーザ走査型顕微鏡。
- 前記変換手段が前記刺激用レーザ光の光路に対して着脱可能とされている請求項1から請求項5のいずれかに記載のレーザ走査型顕微鏡。
- 前記ビーム径調節手段が前記刺激用レーザ光の光路に対して着脱可能とされている請求項6に記載のレーザ走査型顕微鏡。
- 観察用レーザ光を走査して前記標本の蛍光画像を取得するための観察用走査光学系と、
光刺激を与える光刺激領域を指定するために予め取得した前記蛍光画像を表示する表示部と、
前記蛍光画像の各画素位置と前記スキャナの走査位置との対応関係に基づいて、前記表示部に表示された前記蛍光画像上で指定した光刺激領域に前記ライン状の刺激用レーザ光を照射するように前記スキャナを制御する制御手段とを備える請求項1から請求項7のいずれかに記載のレーザ走査型顕微鏡。 - 刺激用レーザ光を出射する刺激用レーザ光源と、
光軸に対して配置角度を切り替え可能に配置され、前記刺激用レーザ光を所望のライン長のライン状の刺激用レーザ光に変換する変換手段と、
前記ライン状の刺激用レーザ光を光軸に交差する方向に二次元的に走査可能なスキャナと
を備え、
前記ライン状の刺激用レーザ光を標本に照射することにより光刺激を行うレーザ走査型顕微鏡。
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