JP6177007B2 - Microscope system - Google Patents

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Description

本発明は、顕微鏡システムに関するものである。   The present invention relates to a microscope system.

従来、標本にレーザ光を照射し、標本の反応を観察する走査型顕微鏡が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の走査型顕微鏡は、刺激光学系および観察光学系が、音響光学素子のように回折角度の制御によりレーザ光の通過/遮断を切り替え可能なシャッタをそれぞれ備えており、各シャッタによりレーザ光の通過/遮断を切り替えることで、観察光学系により標本の画像を取得しながら刺激光学系により任意のタイミングで標本を光刺激することとしている。   Conventionally, a scanning microscope that irradiates a sample with laser light and observes the reaction of the sample is known (for example, see Patent Document 1). The scanning microscope described in Patent Document 1 includes a shutter in which the stimulation optical system and the observation optical system can switch the passage / blocking of laser light by controlling the diffraction angle, like an acousto-optic element. By switching the passage / blocking of the laser light by the above, the specimen is optically stimulated at an arbitrary timing by the stimulation optical system while acquiring the specimen image by the observation optical system.

特開2003−315681号公報JP 2003-315681 A

しかしながら、音響光学素子は回折角度の制御に関わらずにレーザ光の微弱な漏れ光成分が発生してしまうため、レーザ光の通過/遮断を完全には切り替えることができない。そのため、特許文献1に記載の走査型顕微鏡では、音響光学素子でのレーザ光の漏れ光成分により、標本を光刺激する所望のタイミング以外のタイミングで試薬が反応してしまい、所望のタイミングで光刺激することができないという不都合がある。   However, since the acousto-optic element generates a weak leakage light component of the laser beam regardless of the control of the diffraction angle, the laser beam cannot be completely switched between passing and blocking. Therefore, in the scanning microscope described in Patent Document 1, the reagent reacts at a timing other than the desired timing for optical stimulation of the specimen due to the leaked light component of the laser light at the acoustooptic device, and the light is emitted at the desired timing. There is an inconvenience that it cannot be stimulated.

一方、シャッタとしては、レーザ光の光路を閉鎖する閉位置と開放する開位置との間を移動してレーザ光の通過/遮断を切り替え可能なメカニカルシャッタがある。しかしながら、メカニカルシャッタは、光路を閉鎖することでレーザ光を確実に遮断することができるものの、開閉動作の指令を出力してから光路を実際に閉鎖するまでに時間遅れが生じるため、レーザ光の通過/遮断を瞬時に切り替えることができないという不都合がある。   On the other hand, as a shutter, there is a mechanical shutter capable of switching between passing / blocking of laser light by moving between a closed position for closing the optical path of the laser light and an open position for opening. However, although the mechanical shutter can reliably block the laser beam by closing the optical path, there is a time delay between the output of the opening / closing operation command and the actual closing of the optical path. There is an inconvenience that passing / blocking cannot be switched instantaneously.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、所望のタイミング以外のタイミングで標本に光が照射されてしまうのを抑制し、標本への光の照射のON/OFFを任意のタイミングで切り替えることができる顕微鏡システム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, suppresses the sample from being irradiated with light at a timing other than a desired timing, and turns on / off the irradiation of light to the sample at an arbitrary timing. It aims at providing the microscope system which can be switched by.

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、光を発生する光源と、該光源から発せられた光を標本に照射する照射光学系と、前記光源から発せられた光に対して、前記照射光学系に入射する角度にするON状態と入射しない角度にするOFF状態とに切り替え可能な音響光学素子と、前記光源と前記照射光学系との間の光路に挿脱可能に設けられ、該光路を開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切り替え可能なメカニカルシャッタと、前記音響光学素子および前記メカニカルシャッタにより前記標本への光の照射のON/OFFを制御する制御部とを備え、該制御部が、前記音響光学素子をON状態に切り替える前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替える顕微鏡システム。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes a light source for generating light, an irradiation optical system for irradiating the light emitted from the light source to the specimen, with respect to light emitted from the light source, you angle incident on the irradiation optical system and acousto-optic device which can switch on and the OFF state you angle does not enter the oN state, removably disposed in the optical path between the illumination optical system and the light source, closing the open state to open the optical path A mechanical shutter that can be switched to a closed state, and a control unit that controls ON / OFF of light irradiation to the specimen by the acoustooptic device and the mechanical shutter, the control unit comprising the acoustooptic device A microscope system that switches the mechanical shutter to an open state before switching to an ON state.

本発明によれば、光源から発せられた光が、音響光学素子およびメカニカルシャッタを介して照射光学系により標本に照射される。音響光学素子では、ON状態とOFF状態とを切り替えて光の回折角度を変化させることにより、照明光学系に入射する光の通過/遮断が切り替えられる。メカニカルシャッタでは、開状態と閉状態とを切り替えて光路を開放/閉鎖することにより、照明光学系に入射する光の通過/遮断が切り替えられる。したがって、制御部により、標本への光の照射のON/OFFを任意に切り替えることができる。   According to the present invention, the light emitted from the light source is irradiated onto the specimen by the irradiation optical system via the acousto-optic element and the mechanical shutter. In the acousto-optic device, switching between the ON state and the OFF state to change the diffraction angle of light can switch the passage / blocking of light incident on the illumination optical system. In the mechanical shutter, passing / blocking of light incident on the illumination optical system is switched by switching between an open state and a closed state to open / close the optical path. Therefore, ON / OFF of the light irradiation to the specimen can be arbitrarily switched by the control unit.

この場合において、音響光学素子は、ON状態とOFF状態とを瞬時に切り替えることができるが、回折角度の制御に関わらずに光の微弱な漏れ光成分が発生してしまうため、光の通過/遮断を完全には切り替えることができない。一方、メカニカルシャッタは、光を通過/遮断を完全に切り替えることができるが、挿脱動作の指令を出力してから実際に光路を開放/閉鎖するまでに時間遅れが生じる。   In this case, the acoustooptic device can instantaneously switch between the ON state and the OFF state, but a weak light leakage component of light is generated regardless of the control of the diffraction angle. The shut-off cannot be switched completely. On the other hand, the mechanical shutter can completely switch between passing and blocking light, but there is a time delay from the output of the insertion / removal operation command to the actual opening / closing of the optical path.

そこで、制御部が、音響光学素子をON状態に切り替える前にメカニカルシャッタを開状態に切り替えることで、標本に光を照射するタイミング以外はメカニカルシャッタにより光をほぼ確実に遮断し、標本に光を照射するタイミングでは音響光学素子により所望のタイミングで光を通過させることができる。   Therefore, the control unit switches the mechanical shutter to the open state before switching the acousto-optic element to the ON state, so that the light is almost certainly blocked by the mechanical shutter except for the timing of irradiating the sample with light, and the light is applied to the sample. At the irradiation timing, the light can be transmitted at a desired timing by the acoustooptic device.

したがって、響光学素子による漏れ光の発生とメカニカルシャッタの時間遅れを相互に補って、所望のタイミング以外のタイミングで標本に光が照射されてしまうのを抑制し、標本への光の照射のON/OFFを任意のタイミングで切り替えることができる。   Therefore, the generation of leakage light by the sound optical element and the time delay of the mechanical shutter are compensated for each other to suppress the sample from being irradiated with light at a timing other than the desired timing, and the light irradiation to the sample is turned on. / OFF can be switched at an arbitrary timing.

上記発明においては、前記制御部が、前記メカニカルシャッタに挿脱動作の信号を入力してから該メカニカルシャッタが光路から脱離するまでにかかる時間遅れ分だけ、前記音響光学素子よりも前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替え始めることとしてもよい。   In the above-described invention, the control unit inputs the signal of the insertion / removal operation to the mechanical shutter and the time delay required until the mechanical shutter is detached from the optical path before the acoustooptic device. It is also possible to start switching the mechanical shutter to the open state.

このように構成することで、音響光学素子による光の遮断から通過への切り替えとメカニカルシャッタによる光の遮断から通過への切り替えの時間差を最小限に抑え、標本に照射される音響光学素子の漏れ光成分をより少なくすることができる。   With this configuration, the time difference between the switching from light blocking to passing by the acousto-optic element and the switching from light blocking to passing by the mechanical shutter is minimized, and leakage of the acousto-optic element irradiated to the specimen is achieved. The light component can be reduced.

上記発明においては、前記制御部が、前記音響光学素子をOFF状態に切り替えるのと同時に、前記メカニカルシャッタを閉状態に切り替え始めることとしてもよい。
このように構成することで、標本への光の照射を停止するタイミングでは音響光学素子により所望のタイミングで光を遮断し、標本への光の照射を停止した後はメカニカルシャッタにより光をほぼ確実に遮断することができる。
In the above invention, the control unit, the acousto-optic element at the same time as the switch to OFF state, the mechanical shutter may be begin switching to the closed state.
With this configuration, when the light irradiation to the specimen is stopped, the light is blocked at a desired timing by the acousto-optic device, and after the light irradiation to the specimen is stopped, the light is almost surely received by the mechanical shutter. Can be blocked.

上記発明においては前記制御部が、前記メカニカルシャッタの遅れ時間の2倍の時間よりも前記音響光学素子のOFF状態を長くし、該音響光学素子のON状態/OFF状態および前記メカニカルシャッタの開状態/閉状態を繰り返し切り替えることとしてもよい。
このように構成することで、所望のタイミング以外のタイミングで標本に光が照射されてしまうのを抑制しながら、標本に対して断続的に光を照射することができる。
In the above invention, the control unit, the than 2 times the delay time of the mechanical shutter longer OFF state of the acousto-optic device, open the ON state / OFF state and the mechanical shutter of the acousto-optic device The state / closed state may be switched repeatedly.
With this configuration, it is possible to intermittently irradiate the sample with light while suppressing the sample from being irradiated with light at a timing other than the desired timing.

上記発明においては、異なる波長の光を発生する複数の前記光源と、これらの複数の光源から発せられた光に光路を合成する光路合成部とを備え、各前記光源と前記光路合成部との間に配置された複数の前記メカニカルシャッタとを備え、前記音響光学素子が、前記光路合成部により合成された光の光路上に配置されていることとしてもよい。   The above invention comprises a plurality of the light sources that generate light of different wavelengths, and an optical path synthesis unit that synthesizes an optical path with the light emitted from the plurality of light sources, and each of the light sources and the optical path synthesis unit A plurality of the mechanical shutters disposed therebetween may be provided, and the acoustooptic device may be disposed on an optical path of the light combined by the optical path combining unit.

このように構成することで、各メカニカルシャッタにより光源ごとに光の通過/遮断を確実に切り替えることができる。そして、いずれかの光源から標本に光を照射するタイミング以外はメカニカルシャッタにより光をほぼ確実に遮断する一方、その光源から標本に光を照射するタイミングでは音響光学素子により所望のタイミングで光を通過させることができる。   With this configuration, it is possible to reliably switch light passage / blocking for each light source by each mechanical shutter. The light is almost certainly blocked by the mechanical shutter except for the timing when the sample is irradiated with light from one of the light sources, while the light is transmitted at a desired timing by the acousto-optic device when the light is irradiated from the light source to the sample. Can be made.

本発明は、駆動電圧に応じてレーザ光の強度を調整し、レーザ光を発生するON状態と発生しないOFF状態とに切替可能なレーザ光源と、該レーザ光源から発せられたレーザ光を標本に照射する照射光学系と、前記レーザ光源と前記照明光学系との間の光路に挿脱可能に設けられ、該光路を開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切り替え可能なメカニカルシャッタと、前記レーザ光源および前記メカニカルシャッタにより前記標本へのレーザ光の照射のON/OFFを制御する制御部とを備え、該制御部が、前記レーザ光源をON状態に切り替える前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替える顕微鏡システムを提供する。   The present invention adjusts the intensity of a laser beam in accordance with a driving voltage and can switch between an ON state in which the laser beam is generated and an OFF state in which the laser beam is not generated, and a laser beam emitted from the laser source. An irradiation optical system that irradiates, a mechanical shutter that is detachably provided in an optical path between the laser light source and the illumination optical system, and that can be switched between an open state that opens the optical path and a closed state that closes the optical path; A control unit that controls ON / OFF of laser light irradiation to the specimen by a laser light source and the mechanical shutter, and the control unit opens the mechanical shutter before switching the laser light source to the ON state. A microscope system for switching is provided.

本発明によれば、レーザ光源から発せられたレーザ光が、メカニカルシャッタを介して照射光学系により標本に照射される。レーザ光源では、ON状態とOFF状態とを切り替えてレーザ光の強度を調整することにより、レーザ光の発生タイミングが切り替えられる。メカニカルシャッタでは、開状態と閉状態とを切り替えて光路を開放/閉鎖することにより、照明光学系に入射するレーザ光の通過/遮断が切り替えられる。したがって、制御部により、標本へのレーザ光の照射のON/OFFを任意に切り替えることができる。   According to the present invention, the sample is irradiated with the laser light emitted from the laser light source by the irradiation optical system via the mechanical shutter. In the laser light source, the generation timing of the laser light is switched by adjusting the intensity of the laser light by switching between the ON state and the OFF state. In the mechanical shutter, passing / blocking of the laser light incident on the illumination optical system is switched by switching between an open state and a closed state to open / close the optical path. Therefore, ON / OFF of the laser beam irradiation to the specimen can be arbitrarily switched by the control unit.

この場合において、レーザ光源は、ON状態とOFF状態とを瞬時に切り替えることができるが、OFF状態でもレーザ光の微弱な漏れ光成分が発生してしまうため、レーザ光の発生タイミングを完全には切り替えることができない。   In this case, the laser light source can be switched instantaneously between the ON state and the OFF state, but even in the OFF state, a weak leakage light component of the laser light is generated, so the generation timing of the laser light is completely set. I can't switch.

そこで、制御部が、レーザ光源をON状態に切り替える前にメカニカルシャッタを開状態に切り替えることで、標本にレーザ光を照射するタイミング以外はメカニカルシャッタによりレーザ光をほぼ確実に遮断し、標本にレーザ光を照射するタイミングではレーザ光源から所望のタイミングでレーザ光を発生させることができる。   Therefore, the control unit switches the mechanical shutter to the open state before switching the laser light source to the ON state, so that the laser light is almost surely cut off by the mechanical shutter except for the timing of irradiating the sample with the laser light. Laser light can be generated at a desired timing from the laser light source at the timing of light irradiation.

したがって、レーザ光源からの漏れ光の発生とメカニカルシャッタの時間遅れを相互に補って、所望のタイミング以外のタイミングで標本にレーザ光が照射されてしまうのを抑制し、標本へのレーザ光の照射のON/OFFを任意のタイミングで切り替えることができる。   Therefore, the generation of leakage light from the laser light source and the time delay of the mechanical shutter are compensated for each other, and the sample is prevented from being irradiated with laser light at a timing other than the desired timing, and the sample is irradiated with laser light. Can be switched at any timing.

上記発明においては、前記制御部が、前記メカニカルシャッタに挿脱動作の信号を入力してから該メカニカルシャッタが光路から脱離するまでにかかる時間遅れ分だけ、前記レーザ光源よりも前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替え始めることとしてもよい。   In the above-described invention, the control unit inputs the mechanical shutter before the laser light source by a time delay required for the mechanical shutter to be detached from the optical path after inputting the insertion / removal operation signal to the mechanical shutter. It is also possible to start switching the shutter to the open state.

このように構成することで、レーザ光源からのレーザ光を発生するタイミングとメカニカルシャッタによるレーザ光の遮断から通過の切り替えの時間差を最小限に抑え、標本に照射されるレーザ光源の漏れ光成分をより少なくすることができる。   With this configuration, the timing difference between the timing of generating the laser light from the laser light source and the switching of the passage from the interruption of the laser light by the mechanical shutter is minimized, and the leakage light component of the laser light source irradiated to the specimen is reduced. Can be less.

上記発明においては、前記制御部が、前記レーザ光源をOFF状態に切り替えるのと同時に、前記メカニカルシャッタを閉状態に切り替え始めることとしてもよい。
このように構成することで、標本へのレーザ光の照射を停止するタイミングではレーザ光源により所望のタイミングでレーザ光の発生を停止し、標本へのレーザ光の照射を停止した後はメカニカルシャッタによりレーザ光をほぼ確実に遮断することができる。
In the above invention, the control section, at the same time as the switch between the laser light source to the OFF state, the mechanical shutter may be begin switching to the closed state.
With this configuration, the generation of laser light is stopped at a desired timing by the laser light source at the timing of stopping the irradiation of the laser light on the specimen, and the mechanical shutter is used after the irradiation of the laser light on the specimen is stopped. Laser light can be blocked almost certainly.

上記発明においては、前記制御部が、前記メカニカルシャッタの遅れ時間の2倍の時間よりも前記レーザ光源のOFF状態を長くし、該レーザ光源のON状態/OFF状態を繰り返し切り替えることとしてもよい。
このように構成することで、所望のタイミング以外のタイミングで標本に光が照射されてしまうのを抑制しながら、標本に対して断続的に光を照射することができる。
In the above invention, the control unit may make the OFF state of the laser light source longer than the time twice the delay time of the mechanical shutter , and repeatedly switch the ON / OFF state of the laser light source.
With this configuration, it is possible to intermittently irradiate the sample with light while suppressing the sample from being irradiated with light at a timing other than the desired timing.

上記発明においては、前記標本からの戻り光を画像化して前記標本の画像を取得する画像取得部を備え、前記制御部が、前記画像取得部により前記戻り光の画像化を開始する前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替えることとしてもよい。   In the above-mentioned invention, the image acquisition unit that images the return light from the sample and acquires the image of the sample is provided, and the control unit performs the imaging of the return light before the image acquisition unit starts the imaging. The mechanical shutter may be switched to the open state.

このように構成することで、画像取得部により画像を取得するタイミングまではメカニカルシャッタにより光をほぼ確実に遮断することができる。これにより、画像取得していない間に標本に光が照射されてしまう無駄を最小限に抑えることができる。   With this configuration, light can be blocked almost certainly by the mechanical shutter until the timing when the image is acquired by the image acquisition unit. As a result, it is possible to minimize the waste of irradiating the sample with light while the image is not acquired.

本発明によれば、所望のタイミング以外のタイミングで標本に光が照射されてしまうのを抑制し、標本への光の照射のON/OFFを任意のタイミングで切り替え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 suppress the sample from being irradiated with light at a timing other than a desired timing, and to turn ON / OFF the irradiation of light to the sample at an arbitrary timing.

本発明の第1実施形態に係る顕微鏡システムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a microscope system according to a first embodiment of the present invention. 図1の音響光学素子の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the acoustooptic device of FIG. (a)は図1のメカニカルシャッタにより光路を閉鎖した状態を示す図であり、(b)はメカニカルシャッタにより光路を開放した状態を示す図である。(A) is a figure which shows the state which closed the optical path with the mechanical shutter of FIG. 1, (b) is a figure which shows the state which open | released the optical path with the mechanical shutter. 図1の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of FIG. 図1の観察走査ユニットによりラスタスキャンし刺激走査ユニットによりトルネードスキャンする場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where a raster scan is performed by the observation scanning unit of FIG. 1, and a tornado scan is performed by the stimulus scanning unit. 音響光学素子およびメカニカルシャッタの切り替えのタイミングを説明する図である。It is a figure explaining the switching timing of an acousto-optic device and a mechanical shutter. 刺激走査ユニットによりポイントスキャンする場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where a point scan is carried out by a stimulus scanning unit. 音響光学素子およびメカニカルシャッタの切り替えのタイミングを説明する図である。It is a figure explaining the switching timing of an acousto-optic device and a mechanical shutter. 刺激走査ユニットによりラスタスキャンする場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where a raster scan is carried out by a stimulus scanning unit. 音響光学素子とメカニカルシャッタの切り替えタイミングを説明する図である。It is a figure explaining the switching timing of an acousto-optic device and a mechanical shutter. 本発明の第1実施形態の第1変形例に係る顕微鏡システムの音響光学素子およびメカニカルシャッタの切り替えのタイミングを説明する図である。It is a figure explaining the switching timing of the acousto-optic device and mechanical shutter of the microscope system which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2変形例に係る顕微鏡システムが光源を3つ備える構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure with which the microscope system which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment of this invention is equipped with three light sources. 本発明の第2実施形態に係る顕微鏡システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the microscope system which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る顕微鏡システムについて図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム100は、図1に示すように、標本Sを載置するステージ1と、励起光を発生する励起光源2と、標本Sに励起光を照射して蛍光を発生させる観察光学系(照射光学系)3と、標本Sにおいて発生した蛍光を検出する検出光学系4と、刺激光を発生する刺激光源5と、標本Sに刺激光を照射して光刺激を与える刺激光学系(照射光学系)6と、これらの観察光学系3、検出光学系4および刺激光学系6等を制御する制御装置7とを備えている。
[First Embodiment]
A microscope system according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the microscope system 100 according to the present embodiment generates fluorescence by irradiating the specimen S with excitation light, a stage 1 on which the specimen S is placed, an excitation light source 2 that generates excitation light, and the specimen S. An observation optical system (irradiation optical system) 3, a detection optical system 4 that detects fluorescence generated in the specimen S, a stimulation light source 5 that generates stimulation light, and a stimulus that irradiates the specimen S with stimulation light and provides optical stimulation. An optical system (irradiation optical system) 6 and a control device 7 for controlling these observation optical system 3, detection optical system 4, stimulation optical system 6 and the like are provided.

また、顕微鏡システム100には、制御装置7の制御により、観察光学系3に入射させる励起光の通過/遮断を切り替える第1音響光学素子11および第1メカニカルシャッタ13と、刺激光学系6に入射させる刺激光の通過/遮断を切り替える第2音響光学素子41および第2メカニカルシャッタ43とが備えられている。   Further, the microscope system 100 is incident on the first acousto-optic element 11 and the first mechanical shutter 13 for switching the passage / blocking of the excitation light incident on the observation optical system 3 and the stimulation optical system 6 under the control of the control device 7. A second acousto-optic element 41 and a second mechanical shutter 43 that switch passage / blocking of the stimulation light to be provided are provided.

励起光源2は、標本S内の蛍光試薬を励起させる励起光としてのレーザ光を発生するようになっている。   The excitation light source 2 generates laser light as excitation light for exciting the fluorescent reagent in the sample S.

観察光学系3は、第1音響光学素子11および第1メカニカルシャッタ13を通過した励起光を偏向する観察走査ユニット15と、観察走査ユニット15により偏向された励起光をリレーするリレーレンズ17と、リレーレンズ17を透過した励起光を反射する反射ミラー19と、反射ミラー19により反射された励起光を平行光にする結像レンズ21と、結像レンズ21を透過した励起光を標本Sに照射する一方、標本Sにおいて発生する蛍光を含む戻り光を集光する対物レンズ23とを備えている。   The observation optical system 3 includes an observation scanning unit 15 that deflects excitation light that has passed through the first acoustooptic element 11 and the first mechanical shutter 13, a relay lens 17 that relays excitation light deflected by the observation scanning unit 15, A reflection mirror 19 that reflects the excitation light that has passed through the relay lens 17, an imaging lens 21 that collimates the excitation light reflected by the reflection mirror 19, and the sample S that is irradiated with the excitation light that has passed through the imaging lens 21 On the other hand, an objective lens 23 that collects return light including fluorescence generated in the specimen S is provided.

観察走査ユニット15は、互いに直交する揺動軸回りに揺動可能に設けられ、ラスタスキャン方式で駆動すれるX方向スキャナ15AとY方向スキャナ15Bとを備えている。これらのスキャナ15A,15Bは、励起光を互いに直交する2方向に偏向して、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 observation scanning unit 15 includes an X-direction scanner 15A and a Y-direction scanner 15B which are provided so as to be swingable about swing axes orthogonal to each other and driven by a raster scan method. These scanners 15 </ b> A and 15 </ b> B are configured to deflect excitation light in two directions orthogonal to each other and scan the sample S two-dimensionally.

検出光学系4は、対物レンズ23により集光された蛍光を励起光の光路から分岐させるダイクロイックミラー31と、ダイクロイックミラー31により分岐された戻り光から蛍光波長のみを選択的に通過させる測光フィルタ33と、測光フィルタ33を通過した蛍光を集光する集光レンズ35と、集光レンズ35により集光された蛍光の通過を制限する共焦点ピンホール37と、共焦点ピンホール37を通過した蛍光を検出する光電変換素子39とを備えている。   The detection optical system 4 includes a dichroic mirror 31 that branches the fluorescence collected by the objective lens 23 from the optical path of the excitation light, and a photometric filter 33 that selectively passes only the fluorescence wavelength from the return light branched by the dichroic mirror 31. A condensing lens 35 that condenses the fluorescence that has passed through the photometric filter 33, a confocal pinhole 37 that restricts the passage of the fluorescence collected by the condensing lens 35, and the fluorescence that has passed through the confocal pinhole 37. And a photoelectric conversion element 39 for detecting.

ダイクロイックミラー31は、励起光源2と観察走査ユニット15との間の光路上に配置されており、励起光源2からの励行光を透過させる一方、標本Sから観察光学系3を介して励起光の光路を戻る戻り光を測光フィルタ33に向けて反射するようになっている。   The dichroic mirror 31 is disposed on the optical path between the excitation light source 2 and the observation scanning unit 15, and transmits excitation light from the excitation light source 2, while transmitting excitation light from the sample S via the observation optical system 3. The return light returning from the optical path is reflected toward the photometric filter 33.

共焦点ピンホール37は、測光フィルタ33を通過した蛍光の内、標本Sにおける励起光の焦点位置から光軸方向にずれた位置において発生した蛍光をカットし、標本Sにおける励起光の焦点位置から発生した蛍光のみを通過させることができるようになっている。
光電変換素子39は、蛍光を検出するとその輝度に相当する輝度信号に変換して制御装置7に送るようになっている。
The confocal pinhole 37 cuts fluorescence generated at a position shifted in the optical axis direction from the focal position of the excitation light in the sample S out of the fluorescence that has passed through the photometric filter 33, and from the focal position of the excitation light in the sample S. Only the generated fluorescence can pass through.
When detecting the fluorescence, the photoelectric conversion element 39 converts it into a luminance signal corresponding to the luminance and sends it to the control device 7.

刺激光源5は、標本Sを刺激する刺激光としてのレーザ光を発生するようになっている。   The stimulation light source 5 generates laser light as stimulation light that stimulates the specimen S.

刺激光学系6は、第2音響光学素子41および第2メカニカルシャッタ43を通過した刺激光を偏向する刺激走査ユニット45と、刺激走査ユニット45により偏向された刺激光をリレーするリレーレンズ47と、リレーレンズ17を透過した刺激光の光路と観察光学系3の励起光の光路とを合成するダイクロイックミラー49とを備えている。   The stimulation optical system 6 includes a stimulation scanning unit 45 that deflects stimulation light that has passed through the second acoustooptic element 41 and the second mechanical shutter 43, a relay lens 47 that relays stimulation light deflected by the stimulation scanning unit 45, and A dichroic mirror 49 that synthesizes the optical path of the stimulation light transmitted through the relay lens 17 and the optical path of the excitation light of the observation optical system 3 is provided.

刺激走査ユニット45は、互いに直交する揺動軸回りにラスタスキャン方式で駆動するX方向スキャナ45AとY方向スキャナ45Bとを備えている。この刺激走査ユニット45は、刺激光源5から入射した刺激光を互いに直交する2方向に偏向して、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 stimulus scanning unit 45 includes an X-direction scanner 45A and a Y-direction scanner 45B that are driven by a raster scan method around swing axes that are orthogonal to each other. The stimulation scanning unit 45 can deflect the stimulation light incident from the stimulation light source 5 in two directions orthogonal to each other and scan the sample S two-dimensionally.

ダイクロイックミラー49は、反射ミラー19と結像レンズ21との間の光路上に配置されており、刺激光学系6のリレーレンズ47を透過した刺激光を結像レンズ21に向けて反射する一方、反射ミラー19からの励起光および結像レンズ21からの戻り光を透過させるようになっている。   The dichroic mirror 49 is disposed on the optical path between the reflection mirror 19 and the imaging lens 21, and reflects the stimulation light transmitted through the relay lens 47 of the stimulation optical system 6 toward the imaging lens 21, Excitation light from the reflection mirror 19 and return light from the imaging lens 21 are transmitted.

第1音響光学素子11および第1メカニカルシャッタ13は、励起光源2と観察光学系3との間光路上に設けられ、励起光源2側から第1音響光学素子11、第1メカニカルシャッタ13の順に配置されている。
第2音響光学素子41および第2メカニカルシャッタ43は、刺激光源5と刺激光学系6との間の光路上に設けられ、刺激光源5側から第2音響光学素子41、第2メカニカルシャッタ43の順に配置されている。
The first acoustooptic element 11 and the first mechanical shutter 13 are provided on the optical path between the excitation light source 2 and the observation optical system 3, and the first acoustooptic element 11 and the first mechanical shutter 13 are arranged in this order from the excitation light source 2 side. Has been placed.
The second acoustooptic element 41 and the second mechanical shutter 43 are provided on the optical path between the stimulation light source 5 and the stimulation optical system 6, and the second acoustooptic element 41 and the second mechanical shutter 43 are arranged from the stimulation light source 5 side. Arranged in order.

第1音響光学素子11としては、例えば、AOM(Acousto−Optic Modulator)やAOTF(Acousto−Optics Tunable Filter)を用いることができる。第1音響光学素子11は、図2に示すように、光学結晶に超音波(制御信号)を印加して光学結晶を粗密波で振動させることにより屈折率の変化を誘起し、この屈折率の粗密を回折格子とすることで、光線の回折を起こさせるようになっている。また、第1音響光学素子11は、印加する制御信号の周波数を変えることで、光線の回折角度を変化させることができるようになっている。   As the first acoustooptic device 11, for example, an AOM (Acousto-Optic Modulator) or an AOTF (Acousto-Optics Tunable Filter) can be used. As shown in FIG. 2, the first acoustooptic device 11 induces a change in the refractive index by applying an ultrasonic wave (control signal) to the optical crystal to vibrate the optical crystal with a dense wave. Diffraction of the light beam is caused by using the density as a diffraction grating. In addition, the first acoustooptic device 11 can change the diffraction angle of the light beam by changing the frequency of the control signal to be applied.

この第1音響光学素子11は、制御信号により、観察光源1から入射した励起光を観察光学系3に入射する角度に回折するON状態と、入射しない角度にするOFF状態とに切り替えることができるようになっている。 The first acousto-optic device 11, the control signals, the ON state of the diffraction angle of the incident excitation light entering from the observation light source 1 to the observation optical system 3, to switch to the OFF state you angle does not enter It can be done.

第2音響光学素子41は、第1音響光学素子11と同様に構成されている。
これらの第1音響光学素子11および第2音響光学素子41は、制御信号により瞬時にON状態とOFF状態とを切り替えることができるようになっている。
The second acoustooptic element 41 is configured in the same manner as the first acoustooptic element 11.
The first acoustooptic element 11 and the second acoustooptic element 41 can be instantaneously switched between an ON state and an OFF state by a control signal.

第1メカニカルシャッタ13は、図3(a),(b)に示すように、第音響光学素子11と観察光学系3との間の光路上に挿脱可能に設けられた遮光部材により形成されている。この第1メカニカルシャッタ13は、駆動信号により、図3(a)に示すように光路に挿入して光路を閉鎖する閉状態と、図3(b)に示すように光路から外して光路を開放する開状態とに切り替えることができるようになっている。

As shown in FIGS. 3A and 3B, the first mechanical shutter 13 is formed by a light shielding member that is detachably provided on the optical path between the first acoustooptic device 11 and the observation optical system 3. Has been. The first mechanical shutter 13 is inserted into the optical path as shown in FIG. 3A by the drive signal to close the optical path, and is removed from the optical path as shown in FIG. 3B to open the optical path. It can be switched to the open state.

第2メカニカルシャッタ43は、第1メカニカルシャッタ13と同様に構成されている。
これらの第1メカニカルシャッタ13と第2メカニカルシャッタ43は、制御装置7が駆動信号を出力してから実際に光路に挿入または光路から脱離するまで、すなわち、閉位置から開位置または開位置から閉位置に移動するまでに時間遅れが生じる。以下、制御装置7が駆動信号を出力してから第1メカニカルシャッタ13または第2メカニカルシャッタ43が実際に光路を開放/閉鎖するまでにかかる遅れ時間を「ディレイ時間」という。
The second mechanical shutter 43 is configured in the same manner as the first mechanical shutter 13.
The first mechanical shutter 13 and the second mechanical shutter 43 are from the control device 7 outputting a drive signal until it is actually inserted into or removed from the optical path, that is, from the closed position to the open position or from the open position. There is a time delay before moving to the closed position. Hereinafter, the delay time from when the control device 7 outputs the drive signal to when the first mechanical shutter 13 or the second mechanical shutter 43 actually opens / closes the optical path is referred to as “delay time”.

制御装置7は、図4に示すように、観察走査ユニット15および刺激走査ユニット45に制御信号を送る観察走査波形発生回路51および刺激走査波形発生回路52と、第1音響光学素子11および第2音響光学素子41に制御信号を送る第1制御回路53および第2制御回路54と、第1メカニカルシャッタ13および第2メカニカルシャッタ43に駆動信号を送る第1駆動回路55および第2駆動回路56と、標本Sの2次元的な画像を生成する画像生成部57と、これらの回路および画像生成部57を制御するCPU(Central Processing Unit、制御部)58とを備えている。   As shown in FIG. 4, the control device 7 includes an observation scanning waveform generation circuit 51 and a stimulation scanning waveform generation circuit 52 that send control signals to the observation scanning unit 15 and the stimulation scanning unit 45, and the first acoustooptic device 11 and the second. A first control circuit 53 and a second control circuit 54 for sending a control signal to the acoustooptic device 41; a first drive circuit 55 and a second drive circuit 56 for sending a drive signal to the first mechanical shutter 13 and the second mechanical shutter 43; An image generation unit 57 that generates a two-dimensional image of the specimen S, and a CPU (Central Processing Unit, control unit) 58 that controls these circuits and the image generation unit 57 are provided.

観察走査波形発生回路51は、観察走査ユニット15に対して各スキャナ15A,15Bの揺動動作を制御する制御信号を発生するようになっている。また、観察走査波形発生回路51は、観察走査ユニット15により励起光を走査するタイミング信号をCPU58を介して画像生成部57に送るようになっている。
刺激走査波形発生回路52は、刺激走査ユニット45に対して各スキャナ45A,45Bの揺動動作を制御する制御信号を発生するようになっている。
The observation scanning waveform generation circuit 51 generates a control signal for controlling the swing operation of each scanner 15A, 15B to the observation scanning unit 15. The observation scanning waveform generation circuit 51 sends a timing signal for scanning excitation light by the observation scanning unit 15 to the image generation unit 57 via the CPU 58.
The stimulation scanning waveform generation circuit 52 generates a control signal for controlling the swinging operation of each scanner 45A, 45B to the stimulation scanning unit 45.

第1制御回路53は、第1音響光学素子11に対して、ON状態とOFF状態とに切り替える制御信号を出力するようになっている。
第2制御回路54は、第2音響光学素子41に対して、ON状態とOFF状態とに切り替える制御信号を出力するようになっている。
The first control circuit 53 outputs a control signal for switching between the ON state and the OFF state to the first acoustooptic device 11.
The second control circuit 54 outputs a control signal for switching between the ON state and the OFF state to the second acoustooptic element 41.

第1駆動回路55は、第1メカニカルシャッタ13に対して、開状態と閉状態とに切り替える駆動信号を出力するようになっている。
第2駆動回路56は、第2メカニカルシャッタ43に対して、開状態と閉状態とに切り替える駆動信号を出力するようになっている。
The first drive circuit 55 outputs a drive signal for switching between the open state and the closed state to the first mechanical shutter 13.
The second drive circuit 56 outputs a drive signal for switching the open state and the closed state to the second mechanical shutter 43.

画像生成部57は、観察走査波形発生回路51から送られてくる観察走査ユニット15のタイミング信号に基づいて、光電変換素子39から送られてくる輝度信号を2次元的に並べ替えて、標本Sの2次元的な画像を生成するようになっている。画像生成部57により生成された標本Sの画像は図示しないモニタに表示されるようになっている。   Based on the timing signal of the observation scanning unit 15 sent from the observation scanning waveform generation circuit 51, the image generation unit 57 rearranges the luminance signals sent from the photoelectric conversion element 39 two-dimensionally, and samples S The two-dimensional image is generated. The image of the specimen S generated by the image generation unit 57 is displayed on a monitor (not shown).

CPU58は、観察走査波形発生回路51から制御信号を発生させて、観察走査ユニット15による励起光の走査を制御するとともに、刺激走査波形発生回路52から制御信号を発生させて、刺激走査ユニット45による刺激光の走査を制御するようになっている。   The CPU 58 generates a control signal from the observation scanning waveform generation circuit 51 to control the scanning of the excitation light by the observation scanning unit 15, and also generates a control signal from the stimulation scanning waveform generation circuit 52 to generate the control signal from the stimulation scanning unit 45. The scanning of the stimulus light is controlled.

また、CPU58は、制御回路53から制御信号を発生させるとともに駆動回路55から駆動信号を発生させて、第1音響光学素子11および第1メカニカルシャッタ13により、標本Sへの励起光の照射のON/OFFを制御するようになっている。また、CPU58は、制御回路54から制御信号を発生させるとともに駆動回路56から駆動信号を発生させて、第2音響光学素子41および第2メカニカルシャッタ43により、標本Sへの刺激光の照射のON/OFFを制御するようになっている。   Further, the CPU 58 generates a control signal from the control circuit 53 and also generates a drive signal from the drive circuit 55, and turns on the irradiation of the excitation light to the sample S by the first acoustooptic element 11 and the first mechanical shutter 13. / OFF is controlled. Further, the CPU 58 generates a control signal from the control circuit 54 and also generates a drive signal from the drive circuit 56, and turns on the irradiation of the stimulation light to the sample S by the second acoustooptic element 41 and the second mechanical shutter 43. / OFF is controlled.

このCPU58は、第1音響光学素子11をOFF状態からON状態に切り替える前に、第1メカニカルシャッタ13をディレイ時間分だけ先に閉状態から開状態に切り替え始めるようになっている。また、CPU58は、第1音響光学素子11をON状態からOFF状態に切り替えるのとほぼ同時に、第1メカニカルシャッタ13を開状態から閉状態に切り替え始めるようになっている。   The CPU 58 starts to switch the first mechanical shutter 13 from the closed state to the open state first by the delay time before switching the first acoustooptic element 11 from the OFF state to the ON state. Further, the CPU 58 starts switching the first mechanical shutter 13 from the open state to the closed state almost simultaneously with switching the first acoustooptic device 11 from the ON state to the OFF state.

同様に、CPU58は、第2音響光学素子41をOFF状態からON状態に切り替える前に、ディレイ時間分だけ先に第2メカニカルシャッタ43を閉状態から開状態に切り替え始め、第2音響光学素子41をON状態からOFF状態に切り替えるのとほぼ同時に、第2メカニカルシャッタ43を開状態から閉状態に切り替え始めるようになっている。
さらに、CPU58は、画像生成部57に対して画像を生成するフレーム信号を送るようになっている。
Similarly, before switching the second acoustooptic element 41 from the OFF state to the ON state, the CPU 58 starts to switch the second mechanical shutter 43 from the closed state to the open state first by the delay time. At the same time as switching from the ON state to the OFF state, the second mechanical shutter 43 starts to be switched from the open state to the closed state.
Further, the CPU 58 sends a frame signal for generating an image to the image generation unit 57.

このように構成された顕微鏡システム100の作用について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム100により標本Sを観察するには、まず、蛍光指示薬を導入した標本Sをステージ1に載置し、励起光源2から励起光を発生させる。
The operation of the microscope system 100 configured as described above will be described.
In order to observe the specimen S with the microscope system 100 according to the present embodiment, first, the specimen S into which the fluorescent indicator is introduced is placed on the stage 1 and excitation light is generated from the excitation light source 2.

励起光源2から発せられた励起光は、CPU58の制御により第1音響光学素子11がON状態のときは、観察光学系3に入射する光路に沿って第1音響光学素子11を通過し、第1音響光学素子11がOFF状態のときは、観察光学系3に入射しない光路に沿って第1音響光学素子11を通過する。   The excitation light emitted from the excitation light source 2 passes through the first acoustooptic element 11 along the optical path incident on the observation optical system 3 when the first acoustooptic element 11 is in the ON state under the control of the CPU 58. When the one acoustooptic element 11 is in the OFF state, it passes through the first acoustooptic element 11 along an optical path that does not enter the observation optical system 3.

ON状態の第1音響光学素子11を通過した励起光は、CPU58の制御により第1メカニカルシャッタ13が開状態のときは、光路が開放されることにより光路を通過して観察光学系3に入射し、第1メカニカルシャッタ13が閉状態のときは、光路が閉鎖されることにより遮断される。   When the first mechanical shutter 13 is in the open state under the control of the CPU 58, the excitation light that has passed through the first acoustooptic element 11 in the ON state passes through the optical path by being opened and enters the observation optical system 3. However, when the first mechanical shutter 13 is in the closed state, the first optical shutter 13 is blocked by closing the optical path.

したがって、CPU58により、第1音響光学素子11および第1メカニカルシャッタ13において、標本Sへの励起光の照射のON/OFFを任意に切り替えることができる。   Therefore, the CPU 58 can arbitrarily switch ON / OFF the irradiation of the excitation light to the specimen S in the first acoustooptic device 11 and the first mechanical shutter 13.

第1音響光学素子11および第1メカニカルシャッタ13を通過した励起光は、ダイクロイックミラー31を透過して観察走査ユニット15により偏向された後、リレーレンズ17によりリレーされて反射ミラー19により反射される。反射ミラー19により反射された励起光は、ダイクロイックミラー31を透過して結像レンズ21を介して対物レンズ23により標本Sに照射される。   The excitation light that has passed through the first acoustooptic device 11 and the first mechanical shutter 13 passes through the dichroic mirror 31 and is deflected by the observation scanning unit 15, then relayed by the relay lens 17 and reflected by the reflection mirror 19. . The excitation light reflected by the reflection mirror 19 passes through the dichroic mirror 31 and is irradiated on the sample S by the objective lens 23 through the imaging lens 21.

そして、CPU58により、観察走査ユニット15の各スキャナ15A,15Bの揺動動作が制御されることで、図5に示すように標本S上で励起光がラスタスキャンされる(イメージスキャン)。また、画像生成部57に対して、観察走査波形発生回路51から観察走査ユニット15による走査のタイミング信号がCPU58を介して送られる。   Then, the CPU 58 controls the swinging operation of the scanners 15A and 15B of the observation scanning unit 15, whereby the excitation light is raster-scanned on the specimen S (image scan) as shown in FIG. Further, a scanning timing signal from the observation scanning waveform generation circuit 51 is sent to the image generation unit 57 via the CPU 58.

励起光が標本Sに照射されることにより蛍光指示薬が励起されて蛍光が発生すると、蛍光を含む戻り光が対物レンズ23により集光されて励起光の光路を逆方向に戻る。この戻り光は、結像レンズ21およびダイクロイックミラー31を透過して反射ミラー19により反射された後、リレーレンズ17によりリレーされて観察走査ユニット15を通過し、ダイクロイックミラー31により反射されて励起光の光路から分岐する。   When the fluorescent indicator is excited by irradiating the specimen S with the excitation light, and fluorescence is generated, the return light including the fluorescence is collected by the objective lens 23 and returns the optical path of the excitation light in the reverse direction. The return light passes through the imaging lens 21 and the dichroic mirror 31 and is reflected by the reflection mirror 19, then relayed by the relay lens 17, passes through the observation scanning unit 15, is reflected by the dichroic mirror 31, and is excited light. Branch from the optical path.

ダイクロイックミラー31により反射された戻り光は、測光フィルタ33により蛍光以外の光が除去されて蛍光のみとなり、集光レンズ35により集光される。集光レンズ35により集光された蛍光の内、標本Sにおける励起光の焦点位置から発生した蛍光のみが共焦点ピンホール37を通過して光電変換素子39により検出される。光電変換素子39により、検出した蛍光の輝度に相当する輝度信号が画像生成部57に送られる。   The return light reflected by the dichroic mirror 31 is converted into light only by removing light other than fluorescence by the photometric filter 33 and is collected by the condenser lens 35. Of the fluorescence collected by the condenser lens 35, only the fluorescence generated from the focal position of the excitation light in the specimen S passes through the confocal pinhole 37 and is detected by the photoelectric conversion element 39. A luminance signal corresponding to the detected luminance of the fluorescence is sent to the image generation unit 57 by the photoelectric conversion element 39.

画像生成部57においては、観察走査波形発生回路51から送られてくる観察走査ユニット15による走査のタイミング信号に基づいて、光電変換素子39から送られてくる輝度信号が画像化(イメージング)されて、標本Sの2次元的な画像が生成される。これにより、ユーザはモニタ等に画像を表示させて標本Sを観察することができる。   In the image generation unit 57, the luminance signal sent from the photoelectric conversion element 39 is imaged (imaging) based on the scanning timing signal from the observation scanning unit 15 sent from the observation scanning waveform generation circuit 51. A two-dimensional image of the specimen S is generated. Thereby, the user can display the image on a monitor or the like and observe the specimen S.

次に、顕微鏡システム100により標本Sを光刺激する場合は、まず、刺激光源5から刺激光を発生させる。刺激光は、CPU58の制御により第2音響光学素子41がON状態のときは、刺激光学系6に入射する光路に沿って第2音響光学素子41を通過し、第2音響光学素子41がOFF状態のときは、刺激光学系6に入射しない光路に沿って第2音響光学素子41を通過する。   Next, when the specimen S is optically stimulated by the microscope system 100, first, stimulation light is generated from the stimulation light source 5. When the second acoustooptic element 41 is in the ON state under the control of the CPU 58, the stimulation light passes through the second acoustooptic element 41 along the optical path incident on the stimulation optical system 6, and the second acoustooptic element 41 is turned off. In the state, it passes through the second acoustooptic element 41 along the optical path that does not enter the stimulation optical system 6.

ON状態の第2音響光学素子41を通過した刺激光は、CPU58の制御により第2メカニカルシャッタ43が開状態のときは、光路が開放されることにより光路を通過して刺激光学系6に入射し、第2メカニカルシャッタ43が閉状態のときは、光路が閉鎖されることにより第2音響素子41からの刺激光が遮断される。   When the second mechanical shutter 43 is open under the control of the CPU 58, the stimulus light that has passed through the second acoustooptic element 41 in the ON state passes through the optical path by being opened and enters the stimulus optical system 6. However, when the second mechanical shutter 43 is in the closed state, the stimulation light from the second acoustic element 41 is blocked by closing the optical path.

したがって、CPU58により、第2音響光学素子41および第2メカニカルシャッタ43において、標本Sへの刺激光の照射のON/OFFを任意に切り替えることができる。   Therefore, the CPU 58 can arbitrarily switch on / off the irradiation of the stimulation light to the specimen S in the second acoustooptic device 41 and the second mechanical shutter 43.

第2音響光学素子41および第2メカニカルシャッタ43を通過した刺激光は、刺激走査ユニット45により偏向され、リレーレンズ47によりリレーされてダイクロイックミラー49により反射された後、結像レンズ21を介して対物レンズ23により標本Sに照射される。   The stimulus light that has passed through the second acoustooptic element 41 and the second mechanical shutter 43 is deflected by the stimulus scanning unit 45, relayed by the relay lens 47, reflected by the dichroic mirror 49, and then passed through the imaging lens 21. The sample S is irradiated by the objective lens 23.

そして、CPU58により、刺激走査ユニット45の各スキャナ45A,45Bの揺動動作が制御されることで、図5に示すように標本Sの光刺激領域で刺激光が螺旋状に走査される(トルネードスキャン)。これにより、標本Sの光刺激領域を光刺激することができる。   Then, the CPU 58 controls the swinging motion of the scanners 45A and 45B of the stimulus scanning unit 45, so that the stimulus light is scanned spirally in the photostimulation region of the specimen S as shown in FIG. scan). Thereby, the photostimulation area | region of the sample S can be photostimulated.

この場合において、音響光学素子11,41は、ON状態とOFF状態とを瞬時に切り替えることができるが、回折角度の制御に関わらずに励起光または刺激光の微弱な漏れ光成分が発生してしまうため、励起光または刺激光の通過/遮断を完全には切り替えることができない。一方、メカニカルシャッタ13,43は、励起光または刺激光を通過/遮断を完全に切り替えることができるが、駆動信号を出力してから実際に光路を開放/閉鎖するまでに時間遅れが生じる。   In this case, the acoustooptic elements 11 and 41 can instantaneously switch between the ON state and the OFF state, but a weak leak light component of excitation light or stimulation light is generated regardless of the control of the diffraction angle. Therefore, it is not possible to completely switch between passing / blocking excitation light or stimulation light. On the other hand, the mechanical shutters 13 and 43 can completely switch between passing / blocking excitation light or stimulation light, but there is a time delay from the output of the drive signal to the actual opening / closing of the optical path.

本実施形態においては、標本Sの光刺激では、例えば、図6に示すように、CPU58により、第2音響光学素子41がOFF状態からON状態に切り替えられる前に、第2メカニカルシャッタ43がディレイ時間分だけ先に閉状態から開状態に切り替えられ始める。   In the present embodiment, in the light stimulation of the sample S, for example, as shown in FIG. 6, the second mechanical shutter 43 is delayed before the second acoustooptic element 41 is switched from the OFF state to the ON state by the CPU 58. It starts to be switched from the closed state to the open state first by the amount of time.

これにより、標本Sに刺激光を照射するタイミングまでは、OFF状態の第2音響光学素子41から刺激光の漏れ光が発生しても、第2メカニカルシャッタ43が光路を閉鎖しているので刺激光をほぼ確実に遮断することができる。また、標本Sに刺激光を照射するタイミングでは、第2メカニカルシャッタ43が光路を開放した状態で第2音響光学素子41が切り替えとほぼ同時に刺激光を通過させるので、所望のタイミングで標本Sに刺激光を照射することができる。   Thereby, even if the leakage light of the stimulation light is generated from the second acoustooptic element 41 in the OFF state until the timing when the sample S is irradiated with the stimulation light, the second mechanical shutter 43 closes the optical path even if the stimulation light leaks. Light can be blocked almost certainly. In addition, at the timing when the sample S is irradiated with the stimulation light, the second acoustooptic element 41 allows the stimulation light to pass through almost simultaneously with the switching while the second mechanical shutter 43 opens the optical path. Stimulation light can be irradiated.

また、CPU58により、第2音響光学素子41がON状態からOFF状態に切り替えられるのとほぼ同時に、第2メカニカルシャッタ43が開状態から閉状態に切り替えられ始める。   Further, the CPU 58 starts to switch the second mechanical shutter 43 from the open state to the closed state almost simultaneously with the switching of the second acousto-optic element 41 from the ON state to the OFF state.

これにより、標本Sへの刺激光の照射を停止するタイミングでは、第2音響光学素子41が切り替えとほぼ同時に刺激光を遮断するので、所望のタイミングで刺激光を遮断することができる。また、標本Sへの刺激光の照射を停止した後は、OFF状態の第2音響光学素子41から刺激光の漏れ光が発生しても、第2メカニカルシャッタ43が光路を閉鎖ししているので刺激光をほぼ確実に遮断することができる。
したがって、刺激走査ユニット45によりトルネードスキャンする際に、光刺激領域以外の領域に刺激光が照射されることを抑止することができる。
Thereby, at the timing when the irradiation of the stimulation light to the specimen S is stopped, the second acousto-optic element 41 blocks the stimulation light almost simultaneously with the switching, so that the stimulation light can be blocked at a desired timing. In addition, after the stimulation light irradiation to the specimen S is stopped, the second mechanical shutter 43 closes the optical path even if the leakage light of the stimulation light is generated from the second acoustooptic element 41 in the OFF state. Therefore, the stimulation light can be blocked almost certainly.
Therefore, when a tornado scan is performed by the stimulation scanning unit 45, it is possible to prevent the stimulation light from being irradiated to an area other than the photostimulation area.

観察光学系3においても同様に、CPU58により、第1音響光学素子11がOFF状態からON状態に切り替えられる前に、第1メカニカルシャッタ13がディレイ時間分だけ先に閉状態から開状態に切り替えられ始め、第1音響光学素子11がON状態からOFF状態に切り替えられるのとほぼ同時に、第1メカニカルシャッタ13が開状態から閉状態に切り替えられ始める。   Similarly, in the observation optical system 3, before the first acoustooptic device 11 is switched from the OFF state to the ON state, the first mechanical shutter 13 is switched from the closed state to the open state by the delay time. First, almost simultaneously with the first acoustooptic device 11 being switched from the ON state to the OFF state, the first mechanical shutter 13 starts to be switched from the open state to the closed state.

したがって、本実施形態に係る顕微鏡システム100によれば、音響光学素子11,41による漏れ光の発生とメカニカルシャッタ13,43の時間遅れを相互に補って、所望のタイミング以外のタイミングで標本Sに励起光や刺激光が照射されてしまうのを抑制し、標本Sへの励起光および刺激光の照射のON/OFFを任意のタイミングで精度よく切り替えることができる。   Therefore, according to the microscope system 100 according to the present embodiment, the generation of leakage light by the acoustooptic elements 11 and 41 and the time delay of the mechanical shutters 13 and 43 are compensated for each other, and the sample S is applied at a timing other than the desired timing. It is possible to suppress the excitation light and the stimulation light from being irradiated, and to switch the irradiation of the excitation light and the stimulation light to the specimen S with high accuracy at an arbitrary timing.

また、CPU58が、音響光学素子11,41をON状態に切り替える前に、メカニカルシャッタ13,43をディレイ時間分だけ先に開状態に切り替え始めることで、音響光学素子11,41による励起光または刺激光の通過/遮断の切り替えとメカニカルシャッタ13,43による励起光または刺激光の通過/遮断の切り替えの時間差を最小限に抑え、標本Sに照射される音響光学素子11,41の漏れ光成分をより少なくすることができる。   Further, the CPU 58 starts switching the mechanical shutters 13 and 43 to the open state first by the delay time before switching the acoustooptic elements 11 and 41 to the ON state, so that the excitation light or stimulation by the acoustooptic elements 11 and 41 is performed. The leakage light component of the acousto-optic elements 11 and 41 irradiated to the specimen S is minimized by minimizing the time difference between the switching of light passage / blocking and the switching of excitation light or stimulation light passing / blocking by the mechanical shutters 13 and 43. Can be less.

図6においては、刺激光学系6により標本S上で刺激光をトルネードスキャンする場合を例示しているが、例えば、図7および図8に示すように、CPU58が、刺激走査ユニット45により、標本S上の同一の光刺激位置に複数回にわたり刺激光をポイントスキャンすることとしてもよい。   FIG. 6 illustrates the case where the stimulus light is tornado-scanned on the specimen S by the stimulus optical system 6. For example, as shown in FIGS. 7 and 8, the CPU 58 uses the stimulus scanning unit 45 to scan the specimen. Stimulating light may be point-scanned multiple times at the same light stimulation position on S.

この場合、CPU58が、第2メカニカルシャッタ43のディレイ時間の2倍の時間よりも第2音響光学素子41をOFF状態に設定する時間を長くし、第2音響光学素子41のON状態/OFF状態を繰り返し切り替えるたびに、第2メカニカルシャッタ43の開状態/閉状態を繰り返し切り替えることとすればよい。
このようにすることで、所望のタイミング以外のタイミングで標本Sに刺激光が照射されてしまうのを抑制しながら、標本Sに対して断続的に刺激光を照射することができる。
In this case, the CPU 58 makes the time for setting the second acoustooptic element 41 in the OFF state longer than twice the delay time of the second mechanical shutter 43, and the second acoustooptic element 41 is turned on / off. What is necessary is just to switch the open state / closed state of the 2nd mechanical shutter 43 repeatedly whenever it switches repeatedly.
By doing so, it is possible to intermittently irradiate the sample S with the stimulation light while suppressing the sample S from being irradiated with the stimulation light at a timing other than the desired timing.

また、本実施形態においては、例えば、図9に示すように、Xガルバノスキャナ45Aにより光刺激領域をX方向に1ライン走査したら(走査期間)、Xガルバノスキャナ45Aの揺動角度を元に戻すとともにYガルバノスキャナ45BをY方向の次のラインに向けて揺動させて(帰線期間)、次のラインの最初からXガルバノスキャナ45AによりX方向に走査する(走査期間)というように、ラスタスキャンすることとしてもよい。   In this embodiment, for example, as shown in FIG. 9, when the light stimulation region is scanned by one line in the X direction by the X galvano scanner 45A (scanning period), the swing angle of the X galvano scanner 45A is restored. At the same time, the Y galvano scanner 45B is swung toward the next line in the Y direction (returning period) and scanned from the beginning of the next line in the X direction by the X galvano scanner 45A (scanning period). It may be scanned.

この場合、例えば、図10に示すように、第2音響光学素子41は、走査期間が始まると同時にON状態にし、走査期間が終了して帰線期間が始まると同時にOFF状態に切り替えることとすればよい。また、第2メカニカルシャッタ43は、最初のラインの走査期間の開始よりもディレイ時間だけ先に閉状態から開状態に切り替え始め、最後のラインの走査期間が終了すると同時に閉状態に切り替え始めることとすればよい。
このようにすることで、標本Sにおける光刺激領域外に刺激光を照射してしまうことを最小限に抑えることができる。
In this case, for example, as shown in FIG. 10, the second acousto-optic element 41 is turned on simultaneously with the start of the scanning period, and switched to the OFF state simultaneously with the end of the scanning period and the start of the retrace period. That's fine. The second mechanical shutter 43 starts to switch from the closed state to the open state for a delay time before the start of the scanning period of the first line, and starts to switch to the closed state at the end of the scanning period of the last line. do it.
By doing so, it is possible to minimize the irradiation of the stimulation light outside the photostimulation region in the specimen S.

本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、第2音響光学素子41をON状態に切り替える前に、第2メカニカルシャッタ43をディレイ時間分だけ先に開状態に切り替え始め、第2音響光学素子41をOFF状態に切り替えると同時に、第2メカニカルシャッタ43を閉状態に切り替え始めることとしたが、第1変形例としては、画像生成部57により蛍光の画像化(イメージング)を開始する前に第2メカニカルシャッタ43を開状態に切り替え始め、蛍光の画像化を終了すると同時に第2メカニカルシャッタ43を閉状態に切り替え始めることとしてもよい。
This embodiment can be modified as follows.
In the present embodiment, before the second acoustooptic element 41 is switched to the ON state, the second mechanical shutter 43 starts to be switched to the open state first by the delay time, and the second acoustooptic element 41 is switched to the OFF state. At the same time, the second mechanical shutter 43 is started to be switched to the closed state. However, as a first modification, the second mechanical shutter 43 is opened before the image generation unit 57 starts imaging fluorescence. The second mechanical shutter 43 may start to be switched to the closed state at the same time when the fluorescence imaging is finished.

この場合、図11に示すように、観察走査ユニット15により励起光の走査を開始する間にディレイ時間だけ先に第2メカニカルシャッタ43を閉状態から開状態に切り替え始め、励起光の走査を終了すると同時に第2メカニカルシャッタ43を開状態から閉状態に切り替え始めることとすればよい。そして、CPU58からのフレーム信号に基づいて、いずれかの画像を取得している最中に第2音響光学素子41をOFF状態からON状態に一時的に切り替えて標本Sに刺激光を照射することとすればよい。   In this case, as shown in FIG. 11, while the scanning of the excitation light is started by the observation scanning unit 15, the second mechanical shutter 43 starts to be switched from the closed state to the open state by the delay time first, and the scanning of the excitation light is finished. At the same time, the second mechanical shutter 43 may be switched from the open state to the closed state. Based on the frame signal from the CPU 58, the second acoustooptic device 41 is temporarily switched from the OFF state to the ON state while any one of the images is being acquired, and the sample S is irradiated with the stimulation light. And it is sufficient.

このようにすることで、画像生成部57により画像を取得するタイミングまでは第2メカニカルシャッタ43により刺激光をほぼ確実に遮断することができる。これにより、画像取得していない間に標本Sに刺激光が照射されてしまう無駄を最小限に抑えることができる。   By doing in this way, it is possible to almost certainly block the stimulation light by the second mechanical shutter 43 until the timing when the image generation unit 57 acquires the image. As a result, it is possible to minimize waste that the sample S is irradiated with the stimulation light while the image is not acquired.

第2変形例としては、図12に示すように、顕微鏡システム100が、3つ(複数)の刺激光源5A,5B,5Cと、これらの刺激光源5A,5B,5Cから発せられた刺激光の光路を合成するダイクロイックミラー(光路合成部)61と、各刺激光源5A,5B,5Cとダイクロイックミラー61との間に配置された3つ(複数)の第2メカニカルシャッタ43A,43B,43Cとを備えることとしてもよい。   As a second modified example, as shown in FIG. 12, the microscope system 100 includes three (plural) stimulation light sources 5A, 5B, and 5C and stimulation light emitted from these stimulation light sources 5A, 5B, and 5C. A dichroic mirror (optical path combining unit) 61 that combines the optical paths, and three (a plurality of) second mechanical shutters 43A, 43B, and 43C disposed between the stimulation light sources 5A, 5B, and 5C and the dichroic mirror 61, It is good also as providing.

この場合、顕微鏡システム100が、刺激光源5Cから発せられた刺激光を反射する反射ミラー63と、刺激光源5Bから発せられた刺激光を反射する一方、反射ミラー63により反射された刺激光源5Cからの刺激光を透過することにより、刺激光源5Bからの刺激光の光路と刺激光源5Cからの刺激光の光路とを合成してダイクロイックミラー61に入射させるダイクロイックミラー65とをさらに備えることとすればよい。   In this case, the microscope system 100 reflects the stimulation light emitted from the stimulation light source 5B and the reflection mirror 63 that reflects the stimulation light emitted from the stimulation light source 5B. A dichroic mirror 65 that combines the optical path of the stimulating light from the stimulating light source 5B and the optical path of the stimulating light from the stimulating light source 5C so as to be incident on the dichroic mirror 61 by transmitting the stimulating light. Good.

3つの刺激光源5A,5B,5Cは、互いに異なる波長の刺激光を発生させるようになっている。
ダイクロイックミラー61は刺激光源5Aから発せられた刺激光を透過する一方、ダイクロイックミラー65からの刺激光を反射することにより、これらの刺激光の光路を合成して第2音響光学素子41に入射させることができるようになっている。
The three stimulation light sources 5A, 5B, and 5C generate stimulation light having different wavelengths.
The dichroic mirror 61 transmits the stimulation light emitted from the stimulation light source 5A, while reflecting the stimulation light from the dichroic mirror 65, synthesizes the optical paths of these stimulation lights and enters the second acoustooptic device 41 . Be able to.

このようにすることで、各第2メカニカルシャッタ43A,43B,43Cにより刺激光源5A,5B,5Cごとに刺激光の通過/遮断を確実に切り替えることができる。そして、いずれかの刺激光源5A(5B,5C)から標本Sに刺激光を照射するタイミング以外は、第2メカニカルシャッタ43A(43B,43C)により刺激光を確実に遮断する一方、その刺激光源5A(5B,5C)から標本Sに刺激光を照射するタイミングでは、第2音響光学素子41により所望のタイミングで刺激光を通過させることができる。   By doing in this way, passage / blocking of stimulation light can be reliably switched for each of the stimulation light sources 5A, 5B, 5C by the second mechanical shutters 43A, 43B, 43C. The stimulus light is reliably blocked by the second mechanical shutter 43A (43B, 43C) except for the timing at which the sample S is irradiated with the stimulus light from any one of the stimulus light sources 5A (5B, 5C). At the timing when the sample S is irradiated with the stimulation light from (5B, 5C), the second acoustooptic device 41 can pass the stimulation light at a desired timing.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る顕微鏡システムについて説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム200は、図13に示すように、刺激光源5および第2音響光学素子41に代えて、駆動電圧に応じてレーザ光の強度を調整可能なレーザダイオード(レーザ光源)105を備え、CPU58がレーザダイオード105および第2メカニカルシャッタ43により標本Sへのレーザ光の照射のON/OFFを制御する点で第1実施形態と異なる。
以下、第1実施形態に係る顕微鏡システム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 microscope system according to the second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 13, the microscope system 200 according to the present embodiment replaces the stimulation light source 5 and the second acoustooptic device 41, and a laser diode (laser light source) capable of adjusting the intensity of the laser light according to the drive voltage. 105, and the CPU 58 is different from the first embodiment in that the laser diode 105 and the second mechanical shutter 43 control ON / OFF of the laser light irradiation to the specimen S.
In the following, portions having the same configuration as those of the microscope system 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

レーザダイオード105は、レーザ光を発生するON状態と発生しないOFF状態とに切替えることができるようになっている。レーザダイオード105から発せられたレーザ光は第2メカニカルシャッタ43を介して刺激光学系6に入射するようになっている。   The laser diode 105 can be switched between an ON state in which laser light is generated and an OFF state in which laser light is not generated. Laser light emitted from the laser diode 105 enters the stimulation optical system 6 via the second mechanical shutter 43.

このレーザダイオード105は、ON状態とOFF状態とを瞬時に切り替えることができるが、OFF状態でもレーザ光の微弱な漏れ光成分が発生してしまうため、レーザ光の発生タイミングを完全には切り替えることができない。   The laser diode 105 can be switched instantaneously between an ON state and an OFF state. However, even in the OFF state, a weak leakage light component of the laser light is generated, so that the laser light generation timing is completely switched. I can't.

制御装置7は、第2制御回路54に代えて、レーザダイオード105に対して、ON状態とOFF状態とに切り替える制御信号を出力する制御回路(図示略)を備えている。
CPU58は、制御回路から制御信号を発生させてレーザダイオード105のON状態/OFF状態の切り替えを制御するようになっている。
Instead of the second control circuit 54, the control device 7 includes a control circuit (not shown) that outputs a control signal for switching the laser diode 105 between the ON state and the OFF state.
The CPU 58 generates a control signal from the control circuit and controls switching of the laser diode 105 between the ON state and the OFF state.

また、CPU58は、レーザダイオード105をON状態に切り替える前にディレイ時間だけ先に第2メカニカルシャッタ43を開状態に切り替え始め、レーザダイオード105をOFF状態に切り替えると同時に第2メカニカルシャッタ43を閉状態に切り替え始めることとしてもよい。   Further, the CPU 58 starts to switch the second mechanical shutter 43 to the open state first by the delay time before switching the laser diode 105 to the ON state, and simultaneously switches the laser diode 105 to the OFF state and closes the second mechanical shutter 43. It is also possible to start switching to.

このように構成された顕微鏡システム200の作用について説明する。
励起光源2および観察光学系3により標本Sを観察する場合については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
顕微鏡システム200により標本Sを光刺激する場合は、まず、CPU58により、レーザダイオード105をON状態に切り替えてレーザ光を発生させる。
The operation of the microscope system 200 configured as described above will be described.
The case of observing the specimen S with the excitation light source 2 and the observation optical system 3 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
When the sample S is optically stimulated by the microscope system 200, first, the CPU 58 switches the laser diode 105 to the ON state to generate laser light.

レーザダイオード105から発せられたレーザ光は、CPU58の制御により第2メカニカルシャッタ43が開状態のときは、光路が開放されることにより光路を通過して刺激光学系6に入射し、第2メカニカルシャッタ43が閉状態のときは、光路が閉鎖されることによりレーザダイオード105からのレーザ光が遮断される。   When the second mechanical shutter 43 is in the open state under the control of the CPU 58, the laser light emitted from the laser diode 105 is incident on the stimulation optical system 6 through the optical path by being opened. When the shutter 43 is in the closed state, the laser beam from the laser diode 105 is blocked by closing the optical path.

CPU58によりレーザダイオード105がOFF状態に切り替えられると、レーザ光の発生が停止される。
したがって、CPU58により、レーザダイオード105および第2メカニカルシャッタ43において、標本Sへのレーザ光の照射のON/OFFを任意に切り替えることができる。
When the laser diode 105 is switched to the OFF state by the CPU 58, the generation of laser light is stopped.
Therefore, the CPU 58 can arbitrarily switch ON / OFF the irradiation of the sample S with the laser light in the laser diode 105 and the second mechanical shutter 43.

本実施形態においては、標本Sの光刺激では、CPU58により、レーザダイオード105がOFF状態からON状態に切り替えられる前に、第2メカニカルシャッタ43がディレイ時間分だけ先に閉状態から開状態に切り替えられ始める。   In this embodiment, in the light stimulation of the sample S, the second mechanical shutter 43 is switched from the closed state to the open state first by the delay time before the laser diode 105 is switched from the OFF state to the ON state by the CPU 58. Begin to be caught.

したがって、標本Sにレーザ光を照射するタイミングまでは、OFF状態のレーザダイオード105からレーザ光の漏れ光が発生しても第2メカニカルシャッタ43が光路を遮断することでレーザ光をほぼ確実に遮断することができる。また、標本Sにレーザ光を照射するタイミングでは、第2メカニカルシャッタ43が光路を開放した状態でレーザダイオード105が切り替えとほぼ同時にレーザ光を発生することで、所望のタイミングで標本Sにレーザ光を照射することができる。   Therefore, until the timing at which the sample S is irradiated with the laser beam, even if laser beam leakage light is generated from the laser diode 105 in the OFF state, the laser beam is almost certainly blocked by the second mechanical shutter 43 blocking the optical path. can do. Further, at the timing of irradiating the sample S with laser light, the laser diode 105 generates laser light almost simultaneously with switching while the second mechanical shutter 43 opens the optical path, so that laser light is applied to the sample S at a desired timing. Can be irradiated.

また、CPU58により、レーザダイオード105がON状態からOFF状態に切り替えられるのとほぼ同時に、第2メカニカルシャッタ43が開状態から閉状態に切り替えられ始める。   Further, the CPU 58 starts to switch the second mechanical shutter 43 from the open state to the closed state almost simultaneously with switching of the laser diode 105 from the ON state to the OFF state.

これにより、標本Sへのレーザ光の照射を停止するタイミングでは、レーザダイオード105が切り替えとほぼ同時にレーザ光の発生を停止するので、所望のタイミングでレーザ光を遮断することができる。また、標本Sへのレーザ光の照射を停止した後は、OFF状態のレーザダイオード105からレーザ光の漏れ光が発生しても第2メカニカルシャッタ43が光路を閉鎖ししているので、レーザ光をほぼ確実に遮断することができる。   Thereby, at the timing when the irradiation of the laser beam to the specimen S is stopped, the laser diode 105 stops generating the laser beam almost simultaneously with the switching, so that the laser beam can be shut off at a desired timing. Further, after the irradiation of the laser beam to the specimen S is stopped, the second mechanical shutter 43 closes the optical path even if the laser beam leaks from the laser diode 105 in the OFF state. Can be blocked almost certainly.

したがって、本実施形態に係る顕微鏡システム200によれば、レーザダイオード105からの漏れ光の発生と第2メカニカルシャッタ43の時間遅れを相互に補って、所望のタイミング以外のタイミングで標本Sにレーザ光が照射されてしまうのを抑制し、標本Sへのレーザ光の照射のON/OFFを任意のタイミングで切り替えることができる。   Therefore, according to the microscope system 200 according to the present embodiment, the generation of leakage light from the laser diode 105 and the time delay of the second mechanical shutter 43 are mutually compensated, and the laser light is applied to the sample S at a timing other than the desired timing. Can be suppressed, and ON / OFF of laser light irradiation to the specimen S can be switched at an arbitrary timing.

本実施形態では、刺激光源5および第2音響光学素子41に代えてレーザダイオード105を採用する場合を例示したが、励起光源2および第1音響光学素子11に代えてレーザダイオード(レーザ光源)を採用することとしてもよい。   In the present embodiment, the case where the laser diode 105 is employed instead of the stimulation light source 5 and the second acoustooptic element 41 is illustrated, but a laser diode (laser light source) is replaced instead of the excitation light source 2 and the first acoustooptic element 11. It may be adopted.

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. .

また、第1実施形態においては、音響光学素子11,41よりもディレイ時間だけ先にメカニカルシャッタ13,43を切り替えることとしたが、音響光学素子11,41を切り替える前にメカニカルシャッタ13,43を切り替えることで、響光学素子11,41による漏れ光の発生とメカニカルシャッタ13,43の時間遅れを相互に補うことができればよく、メカニカルシャッタ13,43を切り替えるタイミングはディレイ時間よりも若干早くても遅くてもよい。   In the first embodiment, the mechanical shutters 13 and 43 are switched before the acoustooptic elements 11 and 41 by a delay time. However, before the acoustooptic elements 11 and 41 are switched, the mechanical shutters 13 and 43 are switched. By switching, it is only necessary to compensate for the occurrence of leaked light by the reverberating optical elements 11 and 41 and the time delay of the mechanical shutters 13 and 43, and the timing for switching the mechanical shutters 13 and 43 may be slightly earlier than the delay time. It may be late.

また、第2実施形態においても、レーザダイオード105よりもディレイ時間だけ先に第2メカニカルシャッタ43を切り替えることとしたが、レーザダイオード105を切り替える前に第2メカニカルシャッタ43を切り替えることで、レーザダイオード105からの漏れ光の発生と第2メカニカルシャッタ43の時間遅れを相互に補うことができればよく、第2メカニカルシャッタ43を切り替えるタイミングはディレイ時間よりも若干早くても遅くてもよい。励起光源2および第1音響光学素子11に代えてレーザダイオード(レーザ光源)を採用する場合も同様である。   Also in the second embodiment, the second mechanical shutter 43 is switched before the laser diode 105 by a delay time. However, by switching the second mechanical shutter 43 before switching the laser diode 105, the laser diode is switched. The generation of the leaked light from 105 and the time delay of the second mechanical shutter 43 may be compensated for each other, and the timing for switching the second mechanical shutter 43 may be slightly earlier or later than the delay time. The same applies to the case where a laser diode (laser light source) is employed instead of the excitation light source 2 and the first acoustooptic device 11.

また、上記各実施形態においては、励起光源2側から第1音響光学素子11、第1メカニカルシャッタ13の順に配置した構成を例示して説明したが、これに代えて、励起光源2側から第1メカニカルシャッタ13、第1音響光学素子11の順に配置することとしてもよい。同様に、第1実施形態において、刺激光源5側から第2音響光学素子41、第2メカニカルシャッタ43の順に配置した構成を例示して説明したが、これに代えて、刺激光源5側から第2メカニカルシャッタ43、第2音響光学素子41の順に配置することとしてもよい。   Moreover, in each said embodiment, although the structure arrange | positioned in order of the 1st acousto-optic element 11 and the 1st mechanical shutter 13 from the excitation light source 2 side was illustrated and demonstrated, it replaced with this and the 1st from the excitation light source 2 side was demonstrated. One mechanical shutter 13 and the first acoustooptic device 11 may be arranged in this order. Similarly, in the first embodiment, the configuration in which the second acoustooptic element 41 and the second mechanical shutter 43 are arranged in this order from the stimulus light source 5 side has been described as an example. It is good also as arrange | positioning in order of 2 mechanical shutter 43 and the 2nd acoustooptic device 41. FIG.

2 観察光源(光源)
3 観察光学系(照射光学系)
5 刺激光源(光源)
6 刺激光学系(照射光学系)
11 第1音響光学素子
13 第1メカニカルシャッタ
41 第2音響光学素子
43 第2メカニカルシャッタ
57 画像生成部(画像取得部)
58 CPU(制御部)
61 ダイクロイックミラー(光路合成部)
100,200 顕微鏡システム
105 レーザダイオード(レーザ光源)
2 Observation light source (light source)
3 Observation optical system (irradiation optical system)
5 Stimulation light source (light source)
6 Stimulation optical system (irradiation optical system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st acoustooptic element 13 1st mechanical shutter 41 2nd acoustooptic element 43 2nd mechanical shutter 57 Image generation part (image acquisition part)
58 CPU (control unit)
61 Dichroic mirror (Optical path synthesis unit)
100,200 Microscope system 105 Laser diode (laser light source)

Claims (10)

光を発生する光源と、
該光源から発せられた光を標本に照射する照射光学系と、
前記光源から発せられた光に対して、前記照射光学系に入射する角度にするON状態と入射しない角度にするOFF状態とに切り替え可能な音響光学素子と、
前記光源と前記照射光学系との間の光路に挿脱可能に設けられ、該光路を開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切り替え可能なメカニカルシャッタと、
前記音響光学素子および前記メカニカルシャッタにより前記標本への光の照射のON/OFFを制御する制御部とを備え、
該制御部が、前記音響光学素子をON状態に切り替える前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替える顕微鏡システム。
A light source that generates light;
An irradiation optical system for irradiating the specimen with light emitted from the light source;
To light emitted from the light source, the acousto-optic device which can switch on and the OFF state you angle does not enter the ON state you angle incident on the irradiation optical system,
A mechanical shutter that is detachably provided in an optical path between the light source and the irradiation optical system, and that can be switched between an open state that opens the optical path and a closed state that closes the optical path;
A control unit for controlling ON / OFF of light irradiation to the specimen by the acoustooptic device and the mechanical shutter;
A microscope system in which the control unit switches the mechanical shutter to an open state before switching the acoustooptic device to an ON state.
前記制御部が、前記メカニカルシャッタに挿脱動作の信号を入力してから該メカニカルシャッタが光路から脱離するまでにかかる時間遅れ分だけ、前記音響光学素子よりも前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替え始める請求項1に記載の顕微鏡システム。   The control unit opens the mechanical shutter before the acousto-optic element by a time delay required for the mechanical shutter to be detached from the optical path after inputting the insertion / removal operation signal to the mechanical shutter. The microscope system according to claim 1, wherein the microscope system starts to be switched to. 前記制御部が、前記音響光学素子をOFF状態に切り替えるのと同時に、前記メカニカルシャッタを閉状態に切り替え始める請求項1または請求項2に記載の顕微鏡システム。 Wherein the control unit, the acousto-optic element at the same time as the switch to OFF state, the microscope system according to the mechanical shutter to claim 1 or claim 2 starts switching to the closed state. 前記制御部が、前記メカニカルシャッタの遅れ時間の2倍の時間よりも前記音響光学素子のOFF状態を長くし、該音響光学素子のON状態/OFF状態および前記メカニカルシャッタの開状態/閉状態を繰り返し切り替える請求項2または請求項3に記載の顕微鏡システム。 The controller makes the acousto-optic element OFF state longer than twice the delay time of the mechanical shutter, and sets the acousto-optic element ON state / off state and the mechanical shutter open state / closed state. The microscope system according to claim 2 or 3, wherein the microscope system is repeatedly switched. 異なる波長の光を発生する複数の前記光源と、
これらの複数の光源から発せられた光に光路を合成する光路合成部とを備え、
各前記光源と前記光路合成部との間に配置された複数の前記メカニカルシャッタとを備え、
前記音響光学素子が、前記光路合成部により合成された光の光路上に配置されている請求項1から請求項4のいずれかに記載された顕微鏡システム。
A plurality of the light sources that generate light of different wavelengths;
An optical path synthesis unit that synthesizes an optical path with light emitted from the plurality of light sources,
A plurality of mechanical shutters disposed between each of the light sources and the optical path combining unit;
The microscope system according to any one of claims 1 to 4, wherein the acoustooptic device is disposed on an optical path of light synthesized by the optical path synthesis unit.
駆動電圧に応じてレーザ光の強度を調整し、レーザ光を発生するON状態と発生しないOFF状態とに切替可能なレーザ光源と、
該レーザ光源から発せられたレーザ光を標本に照射する照射光学系と、
前記レーザ光源と前記照明光学系との間の光路に挿脱可能に設けられ、該光路を開放する開状態と閉鎖する閉状態とに切り替え可能なメカニカルシャッタと、
前記レーザ光源および前記メカニカルシャッタにより前記標本へのレーザ光の照射のON/OFFを制御する制御部とを備え、
該制御部が、前記レーザ光源をON状態に切り替える前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替える顕微鏡システム。
A laser light source that adjusts the intensity of the laser light in accordance with the drive voltage and can be switched between an ON state in which the laser light is generated and an OFF state in which the laser light is not generated;
An irradiation optical system for irradiating the sample with laser light emitted from the laser light source;
A mechanical shutter that is detachably provided in an optical path between the laser light source and the illumination optical system, and that can be switched between an open state that opens the optical path and a closed state that closes the optical path;
A controller that controls ON / OFF of laser light irradiation to the specimen by the laser light source and the mechanical shutter;
A microscope system in which the control unit switches the mechanical shutter to an open state before switching the laser light source to an ON state.
前記制御部が、前記メカニカルシャッタに挿脱動作の信号を入力してから該メカニカルシャッタが光路から脱離するまでにかかる時間遅れ分だけ、前記レーザ光源よりも前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替え始める請求項6に記載の顕微鏡システム。   The control unit opens the mechanical shutter before the laser light source by the time delay required for the mechanical shutter to be detached from the optical path after inputting the signal for insertion / removal operation to the mechanical shutter. The microscope system according to claim 6, wherein switching is started. 前記制御部が、前記レーザ光源をOFF状態に切り替えるのと同時に、前記メカニカルシャッタを閉状態に切り替え始める請求項6または請求項7に記載の顕微鏡システム。 The microscope system according to the control unit, the laser light source at the same and to switch to the OFF state, the claim of the mechanical shutter starts switching to the closed state 6 or claim 7. 前記制御部が、前記メカニカルシャッタの遅れ時間の2倍の時間よりも前記レーザ光源のOFF状態を長くし、該レーザ光源のON状態/OFF状態を繰り返し切り替える請求項7または請求項8に記載の顕微鏡システム。 The said control part makes the OFF state of the said laser light source longer than the time twice the delay time of the said mechanical shutter, and switches the ON state / OFF state of this laser light source repeatedly. Microscope system. 前記標本からの戻り光を画像化して前記標本の画像を取得する画像取得部を備え、
前記制御部が、前記画像取得部により前記戻り光の画像化を開始する前に前記メカニカルシャッタを開状態に切り替える請求項1または請求項9に記載の顕微鏡システム。
An image acquisition unit that images the return light from the sample and acquires the image of the sample;
The microscope system according to claim 1 or 9, wherein the control unit switches the mechanical shutter to an open state before the imaging unit starts imaging the return light.
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JP4150476B2 (en) * 1999-09-21 2008-09-17 オリンパス株式会社 Laser scanning microscope and laser light source control method thereof
JP4827389B2 (en) * 2003-07-17 2011-11-30 オリンパス株式会社 Scanning laser microscope
JP2005140981A (en) * 2003-11-06 2005-06-02 Nikon Corp Microscope
JP2005174982A (en) * 2003-12-08 2005-06-30 Olympus Corp Lighting device
JP4792207B2 (en) * 2004-06-09 2011-10-12 オリンパス株式会社 Scanning laser observation apparatus, observation method, and observation program
JP2006215177A (en) * 2005-02-02 2006-08-17 Olympus Corp Scanning laser microscopic apparatus
JP4967492B2 (en) * 2006-07-14 2012-07-04 株式会社ニコン Image acquisition control apparatus and microscope apparatus having the same
JP2011017965A (en) * 2009-07-10 2011-01-27 Nikon Corp Microscope device and method for controlling the microscope device

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