JP5771371B2 - Laser scanning microscope - Google Patents
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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、レーザ光源からの光を所定のX方向に走査させるレゾナントガルバノミラーと、前記光源からの光をZ方向に走査させるピエゾ素子とを備え、レーザ光源からの光を立体試料内にて二次元的に走査させ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)。 Conventionally, a resonant galvanometer mirror that scans light from a laser light source in a predetermined X direction and a piezo element that scans light from the light source in a Z direction are provided in two dimensions in a three-dimensional sample. A laser scanning microscope that scans automatically is known (for example, see Patent Document 1).
上記のレーザ走査型顕微鏡は、生体試料等の標本へのダメージ軽減を目的として、速度の小さなピエゾ素子の走査(Z方向の走査)が終了するまで、速度の大きいレゾナントスキャナが走査(X方向の走査)を繰り返し、その間に得られる信号を積算して、その積算値が所定値を越えるように制御するようになっている。 The above laser scanning microscope is designed to scan a high-speed resonant scanner (in the X direction) until scanning of the low-speed piezo element (scan in the Z direction) is completed for the purpose of reducing damage to a specimen such as a biological sample. (Scanning) is repeated, and the signals obtained during that time are integrated, and the integrated value is controlled to exceed a predetermined value.
しかしながら、上記のレーザ走査型顕微鏡によれば、レーザ光源からの光の強度を低く設定した上で、複数の走査ラインの積算を行って標本画像を生成しているため、標本画像の分解能が低下してしまうという不都合がある。 However, according to the laser scanning microscope described above, the sample image is generated by integrating the plurality of scanning lines after setting the light intensity from the laser light source low, so that the resolution of the sample image is reduced. There is an inconvenience.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、標本へのダメージ軽減を図りつつ、標本画像の分解能を向上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する。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a laser scanning microscope that can improve the resolution of a specimen image while reducing damage to the specimen.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、レーザ光を射出するレーザ光源と、少なくとも1つの共振ガルバノミラーを有し、観察画像の生成のために前記レーザ光源からのレーザ光を標本上で走査する第1の走査部と、前記標本の観察深さを変化させるように前記標本に対するレーザ光の光軸方向の焦点位置を変化させる第2の走査部と、前記レーザ光源の射出タイミングと前記第1の走査部および前記第2の走査部の走査タイミングを制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記第1の走査部の各ラインの走査毎に有効走査範囲内でオンされる第1の走査部の同期信号により決まる有効タイミングおよび前記第2の走査部により変化させられる観察深さが前記第1の走査部によるレーザ走査を行うべき焦点位置に達する度にオンされる第2の走査部の同期信号により決まる有効タイミングの両方の有効タイミング時に、前記レーザ光源からレーザ光を射出させる制御を繰り返すことで、前記レーザ光の光軸に沿った面内で2次元走査を行うレーザ走査型顕微鏡を採用する。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
The present invention includes a laser light source that emits laser light, a first scanning unit that has at least one resonant galvanometer mirror, and scans the sample with the laser light from the laser light source to generate an observation image; A second scanning unit that changes a focal position of a laser beam in an optical axis direction with respect to the sample so as to change an observation depth of the sample; an emission timing of the laser light source; the first scanning unit; and the second scanning unit. A control unit that controls the scanning timing of the first scanning unit , and the control unit uses a synchronization signal of the first scanning unit that is turned on within an effective scanning range for each scanning of each line of the first scanning unit. determined by the effective timing and synchronization signals of the second scanning section observation depth is changed by the second scanning unit is turned on every time reaching the focal position to be subjected to laser scanning according to the first scanning portion determined That when both effective timing of the effective timing, said by repeating the control to emit a laser beam from the laser light source, employing a laser scanning microscope which performs two-dimensional scanning in a plane along the optical axis of the laser beam.
本発明によれば、レーザ光源からのレーザ光が、少なくとも1つの共振ガルバノミラーを有する第1の走査部により標本上で走査されるとともに、第2の走査部により標本の観察パラメータが変化させられる。この場合において、制御部により、第1の走査部および第2の走査部の両方の有効タイミング時、すなわち画像取得を行うべきタイミング時に、レーザ光源からレーザ光を射出させられる。これにより、各走査部の有効タイミングでない場合に射出されるレーザ光、すなわち標本画像の生成に寄与しないレーザ光を標本に照射することを防止することができ、レーザ光による標本へのダメージを低減することができる。また、従来技術のように複数の走査ラインの積算を行うことなく標本画像を生成でき、標本画像の分解能を向上することができる。ここで、標本の観察パラメータとは、例えば標本の観察位置や観察波長である。第1の走査部は、標本の観察面でレーザ光を走査する共振ガルバノミラーを少なくとも一つ含むが、これと直交する方向に走査するガルバノミラーなどの走査手段を組み合せてXY走査を可能にしたものでもよい。 According to the present invention, the laser light from the laser light source is scanned on the sample by the first scanning unit having at least one resonant galvanometer mirror, and the observation parameter of the sample is changed by the second scanning unit. . In this case, the control unit allows the laser beam to be emitted from the laser light source at the effective timing of both the first scanning unit and the second scanning unit, that is, at the timing when image acquisition is to be performed. This prevents the sample from being irradiated with laser light that is emitted when the scanning unit is not at an effective timing, that is, laser light that does not contribute to the generation of the sample image, and reduces damage to the sample by the laser light. can do. In addition, a sample image can be generated without performing integration of a plurality of scanning lines as in the prior art, and the resolution of the sample image can be improved. Here, the specimen observation parameters are, for example, the specimen observation position and the observation wavelength. The first scanning unit includes at least one resonant galvanometer mirror that scans the laser beam on the observation surface of the specimen, and XY scanning is enabled by combining scanning means such as a galvanometer mirror that scans in a direction orthogonal to the first galvanometer mirror. It may be a thing.
上記発明において、前記第2の走査部が、前記標本に対するレーザ光の光軸方向の焦点位置を変化させる。
このようにすることで、第1の走査部による走査方向をX方向とした場合、第2の走査部により、標本に対するレーザ光の光軸方向(Z方向)の焦点位置を変化させることで、標本の2次元画像(XZ画像)を生成することができる。この場合において、第1の走査部および第2の走査部の両方の有効タイミング時に、レーザ光源からレーザ光を射出させることで、標本画像の生成に寄与しないレーザ光を標本に照射することを防止することができ、レーザ光による標本へのダメージを低減することができる。また、第1の走査部が2次元(XY)走査可能な構成である場合は、それに合わせて、標本に対する前記レーザ光の光軸方向(Z方向)の焦点位置を変化させることで、標本の3次元画像(XYZ画像)を生成することができる。この場合において、第1の走査部および第2の走査部の両方の有効タイミング時に、レーザ光源からレーザ光を射出させることで、標本画像の生成に寄与しないレーザ光を標本に照射することを防止することができ、レーザ光による標本へのダメージを低減することができる。
In the above invention, the second scanning unit, Ru changing the focal position of the optical axis of the laser beam relative to the specimen.
By doing in this way, when the scanning direction by the first scanning unit is the X direction, the focal position in the optical axis direction (Z direction) of the laser beam with respect to the sample is changed by the second scanning unit, A two-dimensional image (XZ image) of the specimen can be generated. In this case, the laser beam is emitted from the laser light source at the effective timing of both the first scanning unit and the second scanning unit, thereby preventing the sample from being irradiated with laser light that does not contribute to the generation of the sample image. It is possible to reduce damage to the specimen due to laser light. In addition, when the first scanning unit is configured to be capable of two-dimensional (XY) scanning, the focal position of the laser beam with respect to the specimen in the optical axis direction (Z direction) is changed accordingly. A three-dimensional image (XYZ image) can be generated. In this case, the laser beam is emitted from the laser light source at the effective timing of both the first scanning unit and the second scanning unit, thereby preventing the sample from being irradiated with laser light that does not contribute to the generation of the sample image. It is possible to reduce damage to the specimen due to laser light.
上記発明の参考例において、前記第2の走査部が、レーザ光の光軸に直交する方向に前記標本を相対的に移動させることとしてもよい。
このようにすることで、所望の観察位置が第1の走査部の走査範囲(観察可能範囲)を超えている場合でも、第2の走査部(たとえば標本を載置したXYステージ)が標本位置を光軸に対して相対的に移動させることで、所望の観察位置を観察可能になる。
In the reference example of the invention described above, the second scanning unit may relatively move the sample in a direction orthogonal to the optical axis of the laser light.
By doing in this way, even when the desired observation position exceeds the scanning range (observable range) of the first scanning unit, the second scanning unit (for example, the XY stage on which the sample is placed) is located at the sample position. By moving the lens relative to the optical axis, a desired observation position can be observed.
上記発明において、前記レーザ光源が、射出するレーザ光の波長を切り替えることとしてもよい。
このようにすることで、レーザ光の波長を切り替えて標本に照射し、波長毎の標本画像を生成することができる。この場合において、第1の走査部および第2の走査部の両方の有効タイミング時に、レーザ光源からレーザ光を射出させることができる。これにより、標本画像の生成に寄与しないレーザ光を標本に照射することを防止することができ、レーザ光による標本へのダメージを低減することができる。
In the above invention, the laser light source may switch the wavelength of the emitted laser light.
By doing so, it is possible to switch the wavelength of the laser light and irradiate the sample, and generate a sample image for each wavelength. In this case, the laser light can be emitted from the laser light source at the effective timing of both the first scanning unit and the second scanning unit. Thereby, it is possible to prevent the sample from being irradiated with laser light that does not contribute to generation of the sample image, and it is possible to reduce damage to the sample by the laser light.
上記発明において、前記第2の走査部の有効タイミング中に、少なくとも1つ以上の前記第1の走査部の有効タイミングが含まれることとしてもよい。
このようにすることで、第2の走査部の有効タイミング中に、確実にレーザ光を標本に照射して第1の走査部による走査を行うことができ、標本画像の分解能を向上することができる。
In the above invention, at least one effective timing of the first scanning unit may be included in the effective timing of the second scanning unit.
By doing so, it is possible to reliably irradiate the sample with the laser beam during the effective timing of the second scanning unit and perform scanning by the first scanning unit, and to improve the resolution of the sample image. it can.
本発明によれば、標本へのダメージ軽減を図りつつ、標本画像の分解能を向上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 improve the resolution of a specimen image while reducing damage to the specimen.
本発明の一実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1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1は、図1に示されるように、レーザ光を射出する光源ユニット10と、試料(標本)Aを載置するZステージ27と、光源ユニット10からのレーザ光を試料A上で照射するとともに試料Aからの光を検出する光学ユニット20と、各部を制御するとともに試料Aの画像を生成する制御部30と、試料Aの画像を表示する表示装置31と、制御部30への指示が入力される入力部32とを備えている。
A
As shown in FIG. 1, the
光源ユニット10は、レーザ光を射出するレーザ光源11,12,13と、レーザ光源11,12,13からのレーザ光をそれぞれ調光するレーザ調光部14,15,16と、レーザ調光部14,15,16からのレーザ光を合成する光結合器17とを備えている。
The
レーザ光源11,12,13は、例えば、試料A中の蛍光物質を励起させて蛍光を発生させる励起光(レーザ光)を射出するようになっており、互いに異なる波長のレーザ光を射出するようになっている。
The
レーザ調光部14,15,16は、例えば音響光学素子や電気光学素子であり、制御部30からの信号(レーザ光出射タイミング信号)に基づいて、レーザ光源11,12,13からのレーザ光をそれぞれ変調またはON/OFFさせるようになっている。
The
光結合器17は、例えばダイクロイックミラーであり、レーザ光源11からのレーザ光を透過する一方、レーザ光源12,13からのレーザ光を反射することで、レーザ光源11,12,13からのレーザ光を同軸に合成するようになっている。
The
なお、上記のダイクロイックミラーは、レーザ光源11,12からのレーザ光を透過する一方、レーザ光源13からのレーザ光を反射することで、レーザ光源11,12,13からのレーザ光を同軸に合成することとしてもよい。
あるいは、光結合器17は、2つのダイクロイックミラーを有し、第1のダイクロイックミラーが、レーザ光源11からのレーザ光を透過する一方、レーザ光源12からのレーザ光を反射し、第2のダイクロイックミラーが、第1のダイクロイックミラーからのレーザ光を透過する一方、レーザ光源13からのレーザ光を反射することとしてもよい。
The above dichroic mirror transmits the laser light from the
Alternatively, the
光学ユニット20は、光結合器17からのレーザ光を試料A上で走査するXYスキャナ(第1の走査部)22と、XYスキャナ22により走査されたレーザ光を試料Aに集光するとともに試料Aからの光を集める対物レンズ(図示略)と、光結合器17からのレーザ光と試料Aからの光とを分光する分光部21と、分光部21により分光された試料Aからの光を検出する検出部25とを備えている。
The
XYスキャナ22は、光結合器17からのレーザ光を試料A上でX方向(試料A上の一方向)に走査するXガルバノミラー23と、光結合器17からのレーザ光を試料A上でY方向(試料A上においてX方向に直交する方向)に走査するYガルバノミラー24とを備えている。
The
Xガルバノミラー23は、例えばレゾナントガルバノミラー等の共振ガルバノミラーであり、光結合器17からのレーザ光を、試料A上でX方向に高速かつ連続で走査するようになっている。
Yガルバノミラー24は、通常のガルバノミラーであり、光結合器17からのレーザ光を、試料A上でY方向に走査するようになっている。
The
The
XYスキャナ22は、上記のXガルバノミラー23およびYガルバノミラー24を協調して動作させることにより、光結合器17により合成されたレーザ光を試料A上で二次元走査するようになっている。
また、Xガルバノミラー23のX駆動タイミング信号は制御部30に出力されるようになっている。
The XY
The X drive timing signal of the
Zステージ(第2の走査部)27は、制御部30からの信号(Z駆動信号)に基づいて、試料Aを載置した状態でZ方向(X方向およびY方向に直交する方向)に移動するようになっている。これにより、Zステージ27をZ方向に移動させることで、試料A中における対物レンズの焦点位置をZ方向に変化させるようになっている。
The Z stage (second scanning unit) 27 moves in the Z direction (direction orthogonal to the X direction and the Y direction) in a state where the sample A is placed based on a signal (Z drive signal) from the
入力部32は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル画面等の入力装置であり、試料Aの観察位置や使用するレーザ光をユーザが選択することで、その選択情報を制御部30に入力するようになっている。
The
制御部30は、検出部25により検出された試料Aからの光と、XYスキャナ22の試料A上の走査位置と、Zステージ27の位置とに基づいて、試料Aの3次元画像を生成するようになっている。
また、制御部30は、レーザ光源11,12,13の射出タイミング、XYスキャナ22の走査タイミング、およびZステージ27の駆動タイミングを制御するようになっている。
The
The
具体的には、図2のタイミングチャートに示すように、Xガルバノミラー23の正方向の走査時には、X駆動タイミング信号がONにされる。また、Xガルバノミラー23の走査範囲(X走査範囲)において、画像の生成に使用される有効走査範囲内には、水平同期信号がONにされる。Z駆動信号はZステージ27の駆動中にはONにされており、観察したい深さに焦点位置が達した場合にZ同期信号がONにされる。そして、X駆動タイミング信号、水平同期信号、Z同期信号の全てがONとなっている状態において、レーザ光を射出させるレーザ光出射タイミング信号がONにされる。
Specifically, as shown in the timing chart of FIG. 2, the X drive timing signal is turned ON when the
上記のような信号処理を行い、各部を制御することで、制御部30は、XYスキャナ22およびZステージ27の両方の有効タイミング時に、レーザ光源11,12,13からレーザ光を射出させるようになっている。ここで、XYスキャナ22およびZステージ27の両方の有効タイミング時とは、水平同期信号およびZ同期信号がONとなるタイミング、すなわち画像取得を行うべきタイミングである。
By performing signal processing as described above and controlling each unit, the
上記構成を有するレーザ走査型顕微鏡1の作用について説明する。
まず、Zステージ27を連続的に動作(定速移動)させる場合について、図2のタイミングチャートおよび図3のフローチャートに従って以下に説明する。ここでは、試料Aに単一のレーザ光を照射することとする。この場合、制御部30からのレーザ光出射タイミング信号に基づいて、レーザ光源11,12,13の全てからレーザ光を射出させて合成光を試料Aに照射してもよく、レーザ光源11,12,13の少なくとも1つからレーザ光を照射させて試料Aに照射してもよい。
The operation of the
First, the case where the
まず、試料Aの観察したい深さの間隔(観察深さ間隔)と、Xガルバノミラー23による走査時間(X走査時間)から、Zステージ27の移動速度(Z速度)を設定する(ステップS1)。ここでは、X走査時間に観察タイミングを合わせるためにZ速度を決定する。これにより、設定された観察深さで試料Aを観察することができる。
First, the moving speed (Z speed) of the
次に、Xガルバノミラー23からのX駆動タイミング信号に合わせて、Z駆動信号を出力し、Zステージ27の駆動を開始する(ステップS2)。
次に、設定された観察深さとなったか否かが、設定されたZ速度と時間(観察深さ時間)により判断される(ステップS3)。
なお、この際、観察深さに対応したパルス信号やフィードバッグ信号により、設定された観察深さとなったことを判断することとしてもよい。
Next, a Z drive signal is output in accordance with the X drive timing signal from the
Next, whether or not the set observation depth has been reached is determined based on the set Z speed and time (observation depth time) (step S3).
At this time, it may be determined that the set observation depth is reached based on a pulse signal or feedback signal corresponding to the observation depth.
ステップS3において、観察深さとなった場合には、Z同期信号がONにされる(ステップS4)。
次に、X駆動タイミング信号がONかつZ同期信号がONの状態で、水平同期信号がONになるタイミングに合わせて、レーザ光出射タイミング信号をONにし、レーザ調光部14,15,16を作動させて、光源ユニット10からレーザ光を出射させる(ステップS5)。
In step S3, when the observation depth is reached, the Z synchronization signal is turned ON (step S4).
Next, in a state where the X drive timing signal is ON and the Z synchronization signal is ON, the laser light emission timing signal is turned ON in accordance with the timing when the horizontal synchronization signal is turned ON, and the
また、水平同期信号がOFFになるタイミングに合わせて、レーザ光出射タイミング信号をOFFにして、光源ユニット10からのレーザ光の出射を停止させる(ステップS6)。
Further, the laser beam emission timing signal is turned off in accordance with the timing when the horizontal synchronization signal is turned off, and the emission of the laser beam from the
次に、観察深さの範囲を過ぎた場合には、Z同期信号がOFFにされる(ステップS7)。
次に、全ての観察深さへの観察が終了したか否かが判断され(ステップS8)、終了していない場合にはステップS3〜S8までの処理が繰り返され、終了した場合にはZステージ27の駆動が停止される(ステップS9)。
Next, when the observation depth range is passed, the Z synchronization signal is turned OFF (step S7).
Next, it is determined whether or not the observation to all the observation depths has been completed (step S8). If the observation has not been completed, the processes from step S3 to S8 are repeated. 27 is stopped (step S9).
以下に、Zステージ27を観察深さ毎に停止(間欠移動)させるとともに、使用するレーザ光を切り替える場合について、図4のタイミングチャートおよび図5のフローチャートに従って説明する。この場合には、制御部30からのレーザ光出射タイミング信号に基づいて、レーザ光源11,12,13のいずれか1つからレーザ光を射出させて試料Aに照射する。
Hereinafter, the case where the
まず、試料AのZ方向の観察位置と使用するレーザ光を設定する(ステップS11)。
次に、Zステージ27を駆動させて設定した観察位置に試料Aを移動する(ステップS12)。
First, the observation position in the Z direction of the sample A and the laser beam to be used are set (step S11).
Next, the sample A is moved to the observation position set by driving the Z stage 27 (step S12).
次に、Xガルバノミラー23からのX駆動タイミング信号に合わせて、Z同期信号がONにされる(ステップS13)。
次に、水平同期信号がONになるタイミングに合わせて、レーザ光出射タイミング信号がONにされ、レーザ光を試料Aに照射する(ステップS14)。この際、セレクタ信号を切り替えることで、そのセレクタ信号に対応するレーザ光が試料Aに照射される。具体的には、図4に示す例において、セレクタ信号1をONにすることで、水平同期信号がONになるタイミングでレーザ光出射タイミング信号1がONにされ、レーザ光源11からのレーザ光を試料Aに照射する。また、セレクタ信号1をOFFにしてセレクタ信号2をONにすることで、水平同期信号がONになるタイミングでレーザ光出射タイミング信号2がONにされ、レーザ光源12からのレーザ光を試料Aに照射する。
Next, the Z synchronization signal is turned ON in accordance with the X drive timing signal from the X galvanometer mirror 23 (step S13).
Next, the laser beam emission timing signal is turned ON in accordance with the timing when the horizontal synchronization signal is turned ON, and the sample A is irradiated with the laser beam (step S14). At this time, the sample A is irradiated with laser light corresponding to the selector signal by switching the selector signal. Specifically, in the example shown in FIG. 4, when the
次に、水平同期信号がOFFになるタイミングに合わせて、レーザ光を遮断して試料Aへの照射を停止する(ステップS15)。
次に、別のレーザ光を使用するか否かの判断が行われ(ステップS16)、別のレーザ光を使用しない場合にはZ同期信号がOFFにされる(ステップS17)。
一方、別のレーザ光を使用する場合にはレーザ光を切り替えてステップS14〜S15の処理が繰り返される。具体的には、図4に示すように、セレクタ信号1,2をON/OFFさせることで、水平同期信号がONになるタイミングでレーザ光出射タイミング信号1,2,3が順次ONにされ、各レーザ光源からのレーザ光が順次射出される。
Next, in synchronization with the timing at which the horizontal synchronization signal is turned off, the laser beam is interrupted and the irradiation to the sample A is stopped (step S15).
Next, it is determined whether or not another laser beam is to be used (step S16). If another laser beam is not used, the Z synchronization signal is turned off (step S17).
On the other hand, when another laser beam is used, the laser beam is switched and the processes in steps S14 to S15 are repeated. Specifically, as shown in FIG. 4, by turning ON / OFF the selector signals 1 and 2, the laser beam emission timing signals 1, 2, and 3 are sequentially turned ON at the timing when the horizontal synchronization signal is turned ON. Laser light from each laser light source is sequentially emitted.
次に、全ての観察位置への観察が終了したか否かが判断され(ステップS18)、終了していない場合にはステップS12〜S18までの処理が繰り返され、終了した場合には試料Aの観察を終了する(ステップS19)。 Next, it is determined whether or not the observations at all the observation positions have been completed (step S18). If the observation has not been completed, the processing from steps S12 to S18 is repeated. Observation ends (step S19).
以上のように、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡1によれば、光源ユニット10からのレーザ光が、XYスキャナ22により試料A上で走査されるとともに、Zステージ27により試料Aの観察パラメータが変化させられる。ここで、観察パラメータは、選択されたレーザ光の波長に応じて設定される観察波長や、Zステージ27の移動により規定される光軸方向の観察位置や、XYスキャナ22の走査位置によって規定される光軸に直交する方向の観察位置である。
As described above, according to the
この場合において、制御部30により、XYスキャナ22およびZステージ27の両方の有効タイミング時に、光源ユニット10からレーザ光を射出させられる。ここで、XYスキャナ22およびZステージ27の両方の有効タイミング時とは、前述のように、水平同期信号およびZ同期信号がONとなるタイミング、すなわち画像取得を行うべきタイミングである。これにより、XYスキャナ22およびZステージ27の有効タイミングでない場合に射出されるレーザ光、すなわち試料Aの画像の生成に寄与しないレーザ光を試料Aに照射することを防止することができ、レーザ光による試料Aへのダメージを低減することができる。また、従来技術のように複数の走査ラインの積算を行うことなく試料Aの画像を生成でき、試料Aの画像の分解能を向上することができる。
In this case, the
また、Zステージ27が、試料Aに対するレーザ光の光軸方向の焦点位置を変化させることで、試料Aの2次元画像(XZ画像)を生成することができる。また、XYスキャナ22により試料Aの2次元走査を行うことで、試料Aの2次元画像(XY画像)を生成することができる。また、XYスキャナ22による2次元走査と合わせて、Zステージ27を動作させることで、試料Aの3次元画像(XYZ画像)を生成することができる。
また、光源ユニット10によりレーザ光の波長を切り替えて試料Aに照射することで、波長毎の試料Aの画像を生成することができる。
Further, the
In addition, by switching the wavelength of the laser light by the
また、第2の走査部として、Zステージ27に代えて、試料Aをレーザ光の光軸に直交する方向、すなわちXY方向に移動させるXYステージを採用することとしてもよい。
この場合には、観察したい場所がXYスキャナ22の走査範囲外にある場合に、観察場所へXYステージを移動して、XYステージの停止後にX駆動タイミング信号に合わせてXY同期信号をONし、水平同期信号のONに合わせてレーザ光をONする。そして、水平同期信号のOFFに合わせてレーザ光およびXY同期信号をOFFし、次の観察場所へ移動する。上記動作を必要な観察場所分繰り返すことで、試料Aの2次元画像(XY画像)を生成することができる。また、上記のXYステージに加えて、本実施形態のZステージ27を備えることで、試料Aの3次元画像(XYZ画像)を生成することができる。
Further, as the second scanning unit, an XY stage that moves the sample A in the direction orthogonal to the optical axis of the laser beam, that is, the XY direction, may be employed instead of the
In this case, when the place to be observed is outside the scanning range of the
また、Zステージ27の有効タイミング中に、少なくとも1つ以上のXYスキャナ22の有効タイミングが含まれるようにすることで、Zステージ27の有効タイミング中に、確実にレーザ光を試料Aに照射してXYスキャナ22による走査を行うことができ、試料A画像の分解能を向上することができる。
Further, by including the effective timing of at least one or
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、本実施形態において、3つのレーザ光源を備える例を説明したが、2つまたは4つ以上のレーザ光源を備えることとしてもよい。また、波長可変な1つのレーザ光源を備えることとしてもよい。
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, in the present embodiment, an example in which three laser light sources are provided has been described, but two or four or more laser light sources may be provided. Moreover, it is good also as providing one laser light source with a variable wavelength.
また、本実施形態において、レーザ調光部14,15,16に代えて、レーザ光源11,12,13に、それぞれレーザ光のON/OFFや波長を切り替える機能を持たせることとしてもよい。
Further, in the present embodiment, instead of the laser
A 試料(標本)
1 レーザ走査型顕微鏡
10 光源ユニット
11,12,13 レーザ光源
14,15,16 レーザ調光部
17 光結合器
20 光学ユニット
21 分光部
22 XYスキャナ(第1の走査部)
23 Xガルバノミラー
24 Yガルバノミラー
25 検出部
27 Zステージ(第2の走査部)
30 制御部
31 表示装置
32 入力部
A Sample (specimen)
DESCRIPTION OF
23 X galvanometer mirror 24
30
Claims (5)
少なくとも1つの共振ガルバノミラーを有し、観察画像の生成のために前記レーザ光源からのレーザ光を標本上で走査する第1の走査部と、
前記標本の観察深さを変化させるように前記標本に対するレーザ光の光軸方向の焦点位置を変化させる第2の走査部と、
前記レーザ光源の射出タイミングと前記第1の走査部および前記第2の走査部の走査タイミングを制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記第1の走査部の各ラインの走査毎に有効走査範囲内でオンされる第1の走査部の同期信号により決まる有効タイミングおよび前記第2の走査部により変化させられる観察深さが前記第1の走査部によるレーザ走査を行うべき焦点位置に達する度にオンされる第2の走査部の同期信号により決まる有効タイミングの両方の有効タイミング時に、前記レーザ光源からレーザ光を射出させる制御を繰り返すことで、前記レーザ光の光軸に沿った面内で2次元走査を行うレーザ走査型顕微鏡。 A laser light source for emitting laser light;
At least one resonant galvanometer mirror, a first scanning unit for scanning the laser beam on the specimen from the laser light source for generating the observation image,
A second scanning unit that changes the focal position of the laser beam with respect to the specimen in the optical axis direction so as to change the observation depth of the specimen;
A control unit that controls the emission timing of the laser light source and the scanning timing of the first scanning unit and the second scanning unit;
The control unit changes the effective timing determined by the synchronization signal of the first scanning unit that is turned on within the effective scanning range for each scanning of each line of the first scanning unit and the observation that is changed by the second scanning unit The laser beam is emitted from the laser light source at both effective timings determined by the synchronization signal of the second scanning unit which is turned on every time the depth reaches the focal position where laser scanning by the first scanning unit is to be performed. A laser scanning microscope that performs two-dimensional scanning in a plane along the optical axis of the laser light by repeating the emission control .
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