JP6205140B2 - Scanning laser microscope equipment - Google Patents

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Description

本発明は、走査型レーザ顕微鏡装置に関するものである。   The present invention relates to a scanning laser microscope apparatus.

従来、走査型のコンフォーカル顕微鏡が知られている(特許文献1参照)。走査型のコンフォーカル顕微鏡においては、スキャナにより走査速度を速くした場合に、標本上で励起光が走査されてから標本において蛍光が発生するまでの蛍光遅延によって蛍光が戻ってくるまでにスキャナが動いてしまい、ピンホールを通過しなくなるという問題がある。これに対して、特許文献1に記載のコンフォーカル顕微鏡は、ピンホールの形状を励起光の走査方向に沿って拡張した細長形状にすることで、遅れのない蛍光と遅れのある蛍光(残光)の両方をピンホールを通過させることができるようになっている。   Conventionally, a scanning confocal microscope is known (see Patent Document 1). In a scanning confocal microscope, when the scanning speed is increased by a scanner, the scanner moves from when the excitation light is scanned on the specimen until the fluorescence returns due to the fluorescence delay until the fluorescence is generated in the specimen. There is a problem that it will not pass through the pinhole. On the other hand, the confocal microscope described in Patent Document 1 has an elongated shape in which the shape of the pinhole is expanded along the scanning direction of the excitation light, so that fluorescence without delay and fluorescence with delay (afterglow). ) Can pass through the pinhole.

特開平8−5927号公報JP-A-8-5927

しかしながら、特許文献1に記載のコンフォーカル顕微鏡は、ピンホールを拡張したことで励起光の漏れ光や標本からの反射光などの遅れのない光がピンホールを通過してしまい、画質が劣化するという問題がある。また、特許文献1に記載のコンフォーカル顕微鏡を用いて往復スキャンしようとすると、スキャナの揺動動作の行きと帰りで検出光のずれの方向が反転するため、ピンホールを走査方向の両方に拡張する必要がある。そのため、本来必要な大きさの2倍の大きさにピンホールを拡大することになり、共焦点効果や光セクショニング能力の劣化を招くという問題がある。   However, in the confocal microscope described in Patent Document 1, since the pinhole is expanded, light without delay such as leakage light of excitation light or reflected light from the specimen passes through the pinhole, and the image quality deteriorates. There is a problem. In addition, when trying to perform reciprocal scanning using the confocal microscope described in Patent Document 1, the direction of detection light deviation is reversed between the going and returning of the scanner, so the pinhole is expanded in both scanning directions. There is a need to. Therefore, there is a problem that the pinhole is enlarged to a size twice as large as originally required, resulting in deterioration of the confocal effect and the optical sectioning capability.

本発明は、高速走査時の画像劣化を防止して良好な画像を取得可能な走査型レーザ顕微鏡装置を提供することを目的としている。   It is an object of the present invention to provide a scanning laser microscope apparatus that can acquire a good image by preventing image deterioration during high-speed scanning.

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。
本発明の第1態様は、所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる、走査速度を変更可能な走査部と、該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り替え可能な複数の微小検出素子を有し、前記対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光をON状態の前記微小検出素子により選択的に検出可能なアレイ型検出部と、前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置である。
本発明の第2態様は、所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる走査部と、該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り替え可能な複数の微小検出素子を有し、前記対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光をON状態の前記微小検出素子により選択的に検出可能なアレイ型検出部と、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The first aspect of the present invention has a scanning member that can swing around a predetermined swing axis , and changes the scanning speed by deflecting the excitation light emitted from the light source by the scanning member and scanning on the specimen. Possible scanning unit, objective lens that irradiates the sample with excitation light scanned by the scanning unit, and collects return light from the sample, and ON arranged in a position conjugate with the focal position of the objective lens Array type that has a plurality of micro detection elements that can be individually switched on and off, and that can selectively detect the return light condensed by the objective lens and descanned by the scanning unit by the micro detection elements in the ON state a detecting unit, based on the scanning speed of the scanning unit, shifting the region of the micro-detection element for oN the positional deviation direction of descanning by the scanning unit due to the delay of the return light and / or control to extend Is a scanning laser microscope apparatus comprising and.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a scanning member having a scanning member capable of swinging around a predetermined swinging axis, deflecting excitation light emitted from a light source by the scanning member, and scanning the sample. While irradiating the sample with the excitation light scanned by the scanning unit, the objective lens that collects the return light from the sample and ON / OFF arranged in a conjugate position with the focal position of the objective lens can be switched individually An array type detection unit capable of selectively detecting return light condensed by the objective lens and descanned by the scanning unit by the micro detection element in an ON state, and the scanning unit And a control unit that shifts and / or expands the region of the micro detection element that is turned on in the direction of de-scanning by the scanning unit due to the delay of the return light in response to a change in the scanning direction. It is over The microscope apparatus.

本発明によれば、光源から発せられた励起光が走査部により走査されて対物レンズにより標本に照射されると、標本において発生した蛍光や標本からの反射光のような戻り光が対物レンズにより集光され走査部によりデスキャンされてアレイ型検出部のON状態の微小検出素子により検出される。各微小検出素子は対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されているので、戻り光の集光位置に配置された微小検出素子のみをONすることにより標本上の対物レンズの焦点位置からの光のみを精度よく検出することができる。   According to the present invention, when the excitation light emitted from the light source is scanned by the scanning unit and irradiated onto the sample by the objective lens, return light such as fluorescence generated in the sample or reflected light from the sample is transmitted by the objective lens. The light is condensed, descanned by the scanning unit, and detected by the micro detection element in the ON state of the array type detection unit. Since each micro detection element is arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens, by turning on only the micro detection element arranged at the collection position of the return light, the focus detection position of the objective lens on the specimen is changed. Only light can be detected accurately.

この場合において、走査部による励起光の走査速度を速くすると、標本上で励起光が走査されてから標本において蛍光が発生するまでの蛍光遅延や励起光の光路に対する反射光の光路の光路長差の影響等により蛍光や反射光に遅れが生じる。そのため、戻り光が戻ってくるまでに走査部の走査部材が揺動してしまい、戻り光をデスキャンする位置がずれて戻り光の共焦点位置にずれが生じることがある。   In this case, if the scanning speed of the excitation light by the scanning unit is increased, the delay of the fluorescence from when the excitation light is scanned on the specimen to the generation of fluorescence in the specimen and the optical path length difference of the reflected light with respect to the optical path of the excitation light The fluorescence and reflected light are delayed due to the influence of the above. For this reason, the scanning member of the scanning unit may oscillate before the return light returns, and the position where the return light is descanned may be shifted, resulting in a shift in the confocal position of the return light.

これに対して、制御部により、走査部の走査速度および/または走査方向に基づいて、ONする微小検出素子の領域を戻り光の遅延に起因する走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御を自由に行うことで、戻り光に遅れが生じても標本上の対物レンズの焦点位置からの光を精度よく検出することができる。これにより、高速走査時の画像劣化を防止し、良好な画像を取得することができる。   On the other hand, the control unit shifts the region of the micro detection element that is turned on based on the scanning speed and / or the scanning direction of the scanning unit in the direction of the positional deviation of the descanning by the scanning unit due to the delay of the return light and / or Alternatively, by performing the expansion control freely, it is possible to accurately detect light from the focal position of the objective lens on the specimen even if the return light is delayed. As a result, it is possible to prevent image degradation during high-speed scanning and obtain a good image.

上記第2態様においては、前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらすとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小検出素子の領域をずらす方向を反転させることとしてもよい。
このように構成することで、走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査した標本からの戻り光を所定の共焦点効果を維持して検出し、縞ノイズが発生するのを防止することができる。
上記態様においては、前記制御部が、さらに、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小検出素子の領域を拡張する方向を反転させることとしてもよい。
上記第2態様においては、前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小検出素子の領域を拡張する方向を反転させることとしてもよい。
上記第1態様においては、前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらすこととしてもよい。
In the second aspect , the control unit shifts the region of the minute detection element that is turned on in accordance with the change in the scanning direction of the scanning unit, and the direction in which the scanning unit descans due to the delay of the return light. And, when the scanning unit scans the excitation light in a reciprocating manner of the swinging motion of the scanning member, the region of the micro detection element that is turned on is changed depending on whether the scanning member swings or returns. The direction may be reversed.
By configuring in this way, it is possible to detect the return light from the sample scanned with the excitation light in the reciprocating motion of the scanning member while maintaining the predetermined confocal effect and prevent the occurrence of fringe noise. Can do.
In the aspect described above, the control unit further shifts the region of the minute detection element that is turned on in accordance with the change in the scanning direction of the scanning unit to the direction in which the scanning unit descans due to the delay of the return light. In addition, when the scanning unit scans the excitation light in a reciprocating manner of the swinging motion of the scanning member, the region of the micro detection element that is turned on when the scanning member swings and returns is expanded. It is good also as reversing the direction to do.
In the second aspect, the control unit shifts the region of the minute detection element that is turned on in accordance with the change in the scanning direction of the scanning unit, and the direction in which the scanning unit descans due to the delay of the return light. In addition, when the scanning unit scans the excitation light in a reciprocating manner of the swinging motion of the scanning member, the region of the micro detection element that is turned on when the scanning member swings and returns is expanded. It is good also as reversing the direction to do.
In the first aspect, the region of the micro detection element that is turned on may be shifted in the direction of the descan position by the scanning unit due to the delay of the return light based on the scanning speed of the scanning unit.

上記第1態様および第2態様においては、前記走査部が、正弦波駆動されて走査範囲の中央付近では走査速度が速く前記走査範囲の端付近では走査速度が遅くなるレゾナントスキャナであり、前記制御部が、さらに前記走査部材の揺動角度に応じて変化する前記走査速度に基づいてONする前記微小検出素子の領域をずらしおよび/または拡張することとしてもよい。
レゾナントスキャナは、弦波駆動であり、走査範囲の中央付近は走査速度が速く、一方、走査範囲の端付近は走査速度が遅くなる。したがって、このように構成することで、走査範囲の中央付近からの戻り光を検出する場合はONする微小検出素子の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、走査範囲の端付近からの戻り光を検出する場合はONする微小検出素子の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、走査範囲の全域において良好な画像を得ることができる。
In the first aspect and the second aspect , the scanning unit is a resonant scanner that is driven by a sine wave and has a high scanning speed near the center of the scanning range , and a low scanning speed near the end of the scanning range , and the control The unit may further shift and / or expand the area of the minute detection element that is turned on based on the scanning speed that changes in accordance with the swing angle of the scanning member.
Resonant scanner is a sinusoidal driving, near the center of the scanning range has a high scan rate, while the vicinity of an end of the scanning range that a slow scan rate. Therefore, with this configuration, when detecting return light from the vicinity of the center of the scanning range, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro detection element that is turned on is increased, while the vicinity of the end of the scanning range is increased. In the case of detecting the return light from, a good image can be obtained over the entire scanning range by reducing the amount of shifting and / or the amount of expansion of the region of the micro detection element to be turned on.

上記第1態様および第2態様においては、パルスレーザ光を発振する光源を備え、前記制御部が、さらに標本に付与する蛍光標識の特性に基づいてONする前記微小検出素子の領域をずらしおよび/または拡張することとしてもよい。
蛍光標識ごとに蛍光の遅延特性が異なる。したがって、このように構成することで、蛍光遅延が大きい蛍光標識からの蛍光を戻り光として検出する場合はONする微小検出素子の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、蛍光遅延が小さい蛍光標識からの蛍光を戻り光として検出する場合はONする微小検出素子の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、使用する蛍光標識に応じて蛍光の遅延特性が変化しても良好な画像を取得し続けることができる。
In the first aspect and the second aspect , a light source that oscillates a pulsed laser beam is provided, and the control unit further shifts a region of the microdetection element that is turned on based on characteristics of a fluorescent label applied to the specimen and / or Or it is good also as extending.
The fluorescence delay characteristics are different for each fluorescent label. Therefore, with this configuration, when detecting fluorescence from a fluorescent label having a large fluorescence delay as return light, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro detection element to be turned on is increased, while the fluorescence delay is increased. When detecting fluorescence from a fluorescent label with a small size as return light, the amount of shift and / or expansion of the area of the micro detection element that is turned on is reduced, so that the fluorescence delay characteristics change according to the fluorescent label used. Even in this case, it is possible to continue to obtain good images.

上記第1態様においては、パルスレーザ光を発振する光源を備え、前記走査部が、レゾナントスキャナであり、印加する共振周波数に応じて走査速度を変更可能としてもよい。
レゾナントスキャナは、印加する共振周波数が高いときは走査速度が速く、一方、印加する共振周波数が低いときは走査速度が遅くなる傾向がある。したがって、このように構成することで、走査部に印加する共振周波数が高いときはONする前記微小検出素子の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくし、走査部に印加する共振周波数が低いときはONする前記微小検出素子の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、走査部に印加する共振周波数を変更しても良好な画像を得ることができる。
In the first aspect , a light source that oscillates pulse laser light may be provided, and the scanning unit may be a resonant scanner, and the scanning speed may be changed according to the resonance frequency to be applied.
The resonant scanner has a high scanning speed when the applied resonance frequency is high, while the scanning speed tends to be low when the applied resonance frequency is low. Therefore, with this configuration, when the resonance frequency applied to the scanning unit is high, the amount of shifting and / or expanding the region of the micro detection element that is turned on is increased, and the resonance frequency applied to the scanning unit is increased. When the frequency is low, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro detection element that is turned on is reduced, so that a good image can be obtained even if the resonance frequency applied to the scanning unit is changed.

上記第1態様および第2態様においては、前記戻り光の共焦点位置および/または該共焦点位置での形状を検出する実測値検出部を備え、前記制御部が、さらに、前記実測値検出部の検出結果に基づいて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することとしてもよい。 In the first and second aspects, comprising a measured value detector for detecting a shape of a confocal position, and / or confocal position prior Symbol return light, wherein the control unit is further the measured values detected On the basis of the detection result of the part, the area of the micro detection element that is turned on may be shifted and / or expanded in the direction of the positional deviation of the descan by the scanning part due to the delay of the return light .

本発明によれば、実測値検出部により検出される戻り光の共焦点位置および/または共焦点位置での形状の実測値に基づいて制御部によりONする微小検出素子の領域をずらしおよび/または拡張することで、戻り光に遅れが生じても標本上の対物レンズの焦点位置からの光をより精度よく検出することができる。
したがって、例えば、走査部としてレゾナントスキャナを採用した場合に印加する共振周波数が温度変化したり、標本に付与する蛍光標識ごとに蛍光の遅延特性が変化したりしても、常に良好な画像を取得することができる。
According to the present invention, the region of the micro detection element that is turned on by the control unit is shifted and / or based on the confocal position of the return light detected by the actual measurement value detection unit and / or the actual measurement value of the shape at the confocal position. By extending, the light from the focal position of the objective lens on the sample can be detected with higher accuracy even if the return light is delayed.
Therefore, for example, even when a resonant scanner is used as the scanning unit, a good image is always acquired even if the resonance frequency applied changes in temperature or the fluorescence delay characteristics change for each fluorescent label applied to the specimen. can do.

本発明の第3態様は、所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる、走査速度を変更可能な走査部と、該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置され、該対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光を検出する光検出部と、前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り換え可能な複数の微小偏向素子を有し、ON状態の該微小偏向素子により戻り光を選択的に前記光検出部に向けて偏向可能な微小偏向素子アレイと、前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置である。
本発明の第4態様は、所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる走査部と、該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置され、該対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光を検出する光検出部と、前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り換え可能な複数の微小偏向素子を有し、ON状態の該微小偏向素子により戻り光を選択的に前記光検出部に向けて偏向可能な微小偏向素子アレイと、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置である。
The third aspect of the present invention has a scanning member that can swing around a predetermined swinging axis , and changes the scanning speed by deflecting the excitation light emitted from the light source by the scanning member and scanning the sample. A possible scanning unit, an objective lens that irradiates the sample with excitation light scanned by the scanning unit, and collects return light from the sample, and is disposed at a position conjugate to the focal position of the objective lens, A light detection unit that detects return light collected by the objective lens and descanned by the scanning unit, and a plurality of minute deflections that can be individually switched ON / OFF arranged at a position conjugate to the focal position of the objective lens has a device, with a small deflection element array capable deflected return beam selectively directed to the photo detecting portion with fine small deflection element in the oN state, on the basis of the scanning speed of the scanning unit, for oN the micro The deflection element region Ri is a scanning laser microscope apparatus and a positional displacement direction shifting and / or expansion control unit of descanning by the scanning unit due to the optical delay.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a scanning member having a scanning member capable of swinging around a predetermined swinging axis, and scanning the sample by deflecting the excitation light emitted from the light source by the scanning member; While irradiating the sample with the excitation light scanned by the scanning unit, the objective lens that collects the return light from the sample and the focal position of the objective lens are arranged in a conjugate position with the objective lens. A light detection unit that detects return light descanned by the scanning unit, and a plurality of minute deflection elements that can be individually switched ON / OFF arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens, and in an ON state A micro-deflection element array capable of selectively deflecting return light toward the photodetection unit by the micro-deflection element, and a region of the micro-deflection element that is turned on in response to a change in the scanning direction of the scanning unit. Due to the delay of the return light That is a scanning laser microscope apparatus and a shifting to the displacement direction of the descanned and / or expansion control unit according to the scanning unit.

本発明によれば、光源から発せられた励起光が走査部により走査されて対物レンズにより標本に照射されると、標本において発生した蛍光や標本からの反射光のような戻り光が対物レンズにより集光され走査部によりデスキャンされた後、微小偏向素子アレイのON状態の微小偏向素子により偏向されて光検出部により検出される。微小偏向素子および光検出部は対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置されているので、戻り光の集光位置に配置された微小偏向素子のみをONすることにより標本上の対物レンズの焦点位置からの光のみを光検出部に精度よく入射させて検出することができる。   According to the present invention, when the excitation light emitted from the light source is scanned by the scanning unit and irradiated onto the sample by the objective lens, return light such as fluorescence generated in the sample or reflected light from the sample is transmitted by the objective lens. After being condensed and descanned by the scanning unit, it is deflected by the micro deflecting element in the ON state of the micro deflecting element array and detected by the light detecting unit. Since the micro deflection element and the light detection unit are arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens, the focus of the objective lens on the specimen is turned on by turning on only the micro deflection element arranged at the condensing position of the return light. Only the light from the position can be detected by accurately entering the light detection unit.

この場合において、制御部により、走査部の走査速度および/または走査方向に基づいて、ONする微小偏向素子の領域を戻り光の遅延に起因する走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することで、戻り光に遅れが生じても標本上の対物レンズの焦点位置からの戻り光のみを光検出部に精度よく入射させて検出することができる。これにより、高速走査時の画像劣化を防止し、良好な画像を取得することができる。   In this case, based on the scanning speed and / or scanning direction of the scanning unit, the control unit shifts the area of the micro deflection element to be turned on in the direction of the descanning position of the scanning unit due to the delay of the return light and / or By expanding, it is possible to accurately detect and return only the return light from the focal position of the objective lens on the specimen to the light detection section even if the return light is delayed. As a result, it is possible to prevent image degradation during high-speed scanning and obtain a good image.

上記第4態様においては、前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらすとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小偏向素子の領域をずらす方向を反転させることとしてもよい。
このように構成することで、走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査した標本からの戻り光を所定の共焦点効果を維持して光検出部に入射させて検出することができる。したがって、縞ノイズが発生するのを防止することができる。
上記態様においては、前記制御部が、さらに、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小偏向素子の領域を拡張する方向を反転させることとしてもよい。
上記第4態様においては、前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小偏向素子の領域を拡張する方向を反転させることとしてもよい。
上記第3態様においては、前記制御部が、前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらすこととしてもよい。
In the fourth aspect , the control unit shifts the region of the micro deflection element that is turned on in accordance with the change in the scanning direction of the scanning unit to the direction in which the scanning unit descans due to the delay of the return light. And, when the scanning unit scans the excitation light in a reciprocating manner of the swinging motion of the scanning member, the region of the micro deflection element that is turned ON / OFF in the swinging motion of the scanning member The direction may be reversed.
By configuring in this way, it is possible to detect the return light from the specimen scanned with the excitation light by the reciprocation of the swinging motion of the scanning member, by making it incident on the light detection unit while maintaining a predetermined confocal effect. Therefore, generation of fringe noise can be prevented.
In the aspect described above, the control unit further shifts the region of the micro deflection element that is turned on in accordance with the change in the scanning direction of the scanning unit to the direction in which the scanning unit descans due to the delay of the return light. In addition, when the scanning unit scans the excitation light by the reciprocation of the swinging motion of the scanning member, the region of the micro deflection element that is turned on when the scanning member swings and returns is expanded. It is good also as reversing the direction to do.
In the fourth aspect, the control unit shifts the region of the micro deflection element that is turned on in accordance with the change in the scanning direction of the scanning unit to the direction in which the scanning unit descans due to the delay of the return light. In addition, when the scanning unit scans the excitation light by the reciprocation of the swinging motion of the scanning member, the region of the micro deflection element that is turned on when the scanning member swings and returns is expanded. It is good also as reversing the direction to do.
In the third aspect, the control unit shifts the area of the micro deflection element that is turned on in the de-scanning position shift direction due to the delay of the return light based on the scanning speed of the scanning unit. It is good as well.

上記第3態様および第4態様においては、前記走査部が、正弦波駆動されて走査範囲の中央付近では走査速度が速く前記走査範囲の端付近では走査速度が遅くなるレゾナントスキャナであり、前記制御部が、さらに前記走査部材の揺動角度に応じて変化する前記走査速度に基づいてONする前記微小偏向素子の領域をずらしおよび/または拡張することとしてもよい。
このように構成することで、走査範囲の中央付近からの戻り光を検出する場合はONする微小偏向素子の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、走査範囲の端付近からの戻り光を検出する場合はONする微小偏向素子の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、走査範囲の全域において良好な画像を得ることができる。
In the third aspect and the fourth aspect , the scanning unit is a resonant scanner that is driven by a sine wave and has a high scanning speed near the center of the scanning range , and a low scanning speed near the end of the scanning range , and the control The unit may further shift and / or expand the area of the micro deflection element that is turned on based on the scanning speed that changes according to the swing angle of the scanning member.
With this configuration, when detecting the return light from the vicinity of the center of the scanning range, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro deflection element that is turned on is increased, while the amount from the vicinity of the end of the scanning range is increased. When returning light is detected, a good image can be obtained over the entire scanning range by reducing the amount of shifting and / or expanding the area of the micro deflection element to be turned on.

上記第3態様および第4態様においては、パルスレーザ光を発振する光源を備え、前記制御部が、さらに標本に付与する蛍光標識の特性に基づいてONする前記微小偏向素子の領域をずらしおよび/または拡張することとしてもよい。
このように構成することで、蛍光遅延が大きい蛍光標識からの蛍光を検出する場合はONする微小偏向素子の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、蛍光遅延が小さい蛍光標識からの蛍光を検出する場合はONする微小偏向素子の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、使用する蛍光標識に応じて蛍光の遅延特性が変化しても良好な画像を取得し続けることができる。
In the third and fourth aspects , a light source that oscillates pulsed laser light is provided, and the control unit further shifts the area of the micro deflection element that is turned on based on the characteristics of the fluorescent label applied to the specimen and / or Or it is good also as extending.
With this configuration, when detecting fluorescence from a fluorescent label with a large fluorescence delay, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro deflection element to be turned on is increased, while the fluorescence label with a small fluorescence delay is detected. When detecting the fluorescence, the amount of displacement and / or expansion of the area of the micro deflection element that is turned on is reduced, so that a good image can be obtained even if the fluorescence delay characteristics change according to the fluorescent label used. Can continue.

上記第3態様においては、パルスレーザ光を発振する光源を備え、前記走査部が、レゾナントスキャナであり、印加する共振周波数に応じて走査速度を変更可能としてもよい。
このように構成することで、走査部に印加する共振周波数が高いときはONする微小偏向素子の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、走査部に印加する共振周波数が低いときはONする微小偏向素子の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、走査部に印加する共振周波数を変更しても良好な画像を得ることができる。
In the third aspect , a light source that oscillates pulsed laser light may be provided, and the scanning unit may be a resonant scanner, and the scanning speed may be changed according to the applied resonance frequency.
With this configuration, when the resonance frequency applied to the scanning unit is high, the amount of shifting and / or expanding the region of the micro deflection element that is turned on is increased, while the resonance frequency applied to the scanning unit is low. By reducing the amount of shifting and / or expanding the area of the micro deflection element that is turned on, a good image can be obtained even if the resonance frequency applied to the scanning unit is changed.

上記第3態様および第4態様においては、前記戻り光の共焦点位置および/または該共焦点位置での形状を検出する実測値検出部を備え、前記制御部が、さらに、前記実測値検出部の検出結果に基づいて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することとしてもよい。 In the above-described third embodiment and fourth embodiment, with the measured value detector for detecting a shape of a confocal position, and / or confocal position prior Symbol return light, wherein the control unit is further the measured values detected On the basis of the detection result of the part, the area of the micro deflection element that is turned on may be shifted and / or expanded in the direction of the positional deviation of the descanning by the scanning part due to the delay of the return light .

本発明によれば、実測値検出部により検出される戻り光の共焦点位置および/または共焦点位置での形状の実測値に基づいて制御部によりONする微小偏向素子の領域をずらしおよび/または拡張することで、戻り光に遅れが生じても標本上の対物レンズの焦点位置からの光を光検出部に精度よく入射させて検出することができる。これにより、常に良好な画像を取得することができる。   According to the present invention, based on the confocal position of the return light detected by the actual measurement value detection unit and / or the actual measurement value of the shape at the confocal position, the region of the micro deflection element that is turned on by the control unit is shifted and / or By extending, it is possible to accurately detect light from the focal position of the objective lens on the sample and make it incident on the light detection section even if there is a delay in the return light. Thereby, it is possible to always obtain a good image.

本発明によれば、高速走査時の画像劣化を防止して良好な画像を取得可能に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 obtain an excellent image by preventing image deterioration during high-speed scanning.

本発明の第1実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a scanning laser microscope apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1のアレイ型検出部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the array type detection unit in FIG. 1. (a)は検出領域をずらした状態を示し、(b)は検出領域を拡張した状態を示し、(c)は検出領域をずらすとともに拡張した状態を示す図である。(A) shows a state where the detection region is shifted, (b) shows a state where the detection region is expanded, and (c) shows a state where the detection region is shifted and expanded. (a)はXYガルバノミラーの揺動動作の行きの走査において検出領域をずらした状態を示し、(b)はXYガルバノミラーの揺動動作の帰りの走査において検出領域を反対方向にずらした状態を示す図である。(A) shows a state in which the detection area is shifted in the scanning for the swing operation of the XY galvano mirror, and (b) shows a state in which the detection area is shifted in the opposite direction in the scanning after the swing operation of the XY galvano mirror. FIG. (a)はXYガルバノミラーの揺動動作の行きの走査において検出領域を拡張した状態を示し、(b)はXYガルバノミラーの揺動動作の帰りの走査において検出領域を反対方向に拡張した状態を示す図である。(A) shows a state in which the detection region is expanded in the scanning for the swing operation of the XY galvano mirror, and (b) shows a state in which the detection region is expanded in the opposite direction in the scan after the swing operation of the XY galvano mirror. FIG. (a)はXYガルバノミラーの揺動動作の行きの走査において検出領域をずらすとともに拡張した状態を示し、(b)はXYガルバノミラーの揺動動作の帰りの走査において検出領域を反対方向にずらすとともに拡張した状態を示す図である。(A) shows a state in which the detection area is shifted and expanded in the scan for the swing operation of the XY galvano mirror, and (b) is a shift in the opposite direction in the scan after the swing operation of the XY galvano mirror. It is a figure which shows the state expanded with. (a)は本発明の第1実施形態の第1変形例に係る走査型レーザ顕微鏡装置により、走査範囲の中央付近からの蛍光を検出する場合に検出領域をずらす量および拡張する量を大きくした状態を示し、(b)は同じく走査範囲の端付近からの蛍光を検出する場合に検出領域をずらす量および拡張する量を小さくした状態を示し示す図である。(A) In the scanning laser microscope apparatus according to the first modification of the first embodiment of the present invention, when detecting fluorescence from the vicinity of the center of the scanning range, the amount of shift and the amount of expansion are increased. The state is shown, and (b) is a diagram showing a state in which the amount of shifting the detection region and the amount of expansion are reduced when detecting fluorescence from the vicinity of the end of the scanning range. (a)はXYガルバノミラーの揺動動作の行きの走査において走査範囲の左端付近からの蛍光を検出する場合の検出領域を示し、(b)は同じく揺動動作の行きの走査において走査範囲の左端付近からの蛍光を検出する場合の検出領域を示し、(c)は同じく揺動動作の行きの走査において走査範囲の左端付近からの蛍光を検出する場合の検出領域を示し、(d)はXYガルバノミラーの揺動動作の帰りの走査において走査範囲の左端付近からの蛍光を検出する場合の検出領域を示し、(e)は揺動動作の帰りの走査において走査範囲の左端付近からの蛍光を検出する場合の検出領域を示し、(f)は揺動動作の帰りの走査において走査範囲の左端付近からの蛍光を検出する場合の検出領域を示す図である。(A) shows a detection region in the case of detecting fluorescence from the vicinity of the left end of the scanning range in the scanning of the XY galvanometer mirror, and (b) shows the scanning range of the scanning in the same direction of the oscillating operation. The detection area in the case of detecting the fluorescence from the vicinity of the left end is shown. (C) shows the detection area in the case of detecting the fluorescence from the vicinity of the left end of the scanning range in the same scan of the swing operation. The detection area in the case of detecting fluorescence from the vicinity of the left end of the scanning range in the return scan of the swing operation of the XY galvanometer mirror is shown, and (e) shows the fluorescence from the vicinity of the left end of the scan range in the return scan of the swing operation. (F) is a diagram showing a detection region in the case of detecting fluorescence from the vicinity of the left end of the scanning range in the return scan of the swinging operation. 本発明の第1実施形態の第2変形例に係る走査型レーザ顕微鏡装置において、標本において発生した蛍光の強度と発生してからの時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the intensity | strength of the fluorescence which generate | occur | produced in the sample, and generation | occurrence | production time in the scanning laser microscope apparatus which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第3変形例に係る走査型レーザ顕微鏡装置において、標本において発生した蛍光の強度とレゾナントスキャナによるデスキャンの位置ずれ量との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the intensity of fluorescence generated in a specimen and the amount of positional deviation of descanning by a resonant scanner in a scanning laser microscope apparatus according to a third modification of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の第4変形例に係る走査型レーザ顕微鏡装置において、実測値検出部とアレイ型検出部とを置き換え可能に配置した構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which has arrange | positioned the actual value detection part and the array type | mold detection part so that replacement | exchange is possible in the scanning laser microscope apparatus which concerns on the 4th modification of 1st Embodiment of this invention. 図11の走査型レーザ顕微鏡装置において、実測値検出部とアレイ型検出部とを置き換えずに光路切替ミラーにより両者に光を入射可能に配置した構成を示す図である。In the scanning laser microscope apparatus of FIG. 11, it is a figure which shows the structure arrange | positioned so that light can enter into both by the optical path switching mirror, without replacing an actual value detection part and an array type | mold detection part. 本発明の第2実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the scanning laser microscope apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡100は、図1に示すように、レーザ光(励起光)を発生するレーザユニット10と、レーザユニット10から発せられたレーザ光を導光するシングルモードファイバ11と、導光されたレーザ光を平行光に整形するコリメートレンズ13と、整形されたレーザ光を反射可能な3つの励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cと、励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cのいずれかにより反射されたレーザ光を標本S上で2次元的に走査させるガルバノスキャナ(走査部)17と、ガルバノスキャナ17からのレーザ光をリレーする瞳投影レンズ19と、リレーされたレーザ光を集光して像を結像させる結像レンズ23と、集光されたレーザ光を標本Sに照射する一方、標本Sにおいて発生する蛍光を集光する対物レンズ25とを備えている。符合21は瞳投影レンズ19によりリレーされたレーザ光を結像レンズ23に向けて反射する反射ミラーである。
[First Embodiment]
A scanning laser microscope according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a scanning laser microscope 100 according to the present embodiment includes a laser unit 10 that generates laser light (excitation light), and a single mode fiber 11 that guides laser light emitted from the laser unit 10. Any of the collimating lens 13 that shapes the guided laser beam into parallel light, the three excitation dichroic mirrors 15A, 15B, and 15C that can reflect the shaped laser beam, and the excitation dichroic mirrors 15A, 15B, and 15C. A galvano scanner (scanning unit) 17 that two-dimensionally scans the laser beam reflected by the sample S, a pupil projection lens 19 that relays the laser beam from the galvano scanner 17, and the relayed laser beam. An imaging lens 23 that forms an image by light, and the sample S is irradiated with the condensed laser light. Fluorescence generated and an objective lens 25 for condensing. Reference numeral 21 denotes a reflection mirror that reflects the laser light relayed by the pupil projection lens 19 toward the imaging lens 23.

レーザユニット10は、蛍光色素で染色した標本Sに対してその励起波長の各レーザ光を出力することができるようになっている。このレーザユニット10は、例えば、励起波長488nmのレーザ光を発振するArレーザ装置(光源)1Aと、励起波長543nmのレーザを発振するHeNe−Gレーザ装置(光源)1Bと、励起波長633nmのレーザ光を発振するHeNe−Rレーザ装置(光源)1Cとを備えている。   The laser unit 10 can output each laser beam of the excitation wavelength to the specimen S stained with a fluorescent dye. The laser unit 10 includes, for example, an Ar laser device (light source) 1A that oscillates laser light with an excitation wavelength of 488 nm, a HeNe-G laser device (light source) 1B that oscillates a laser with an excitation wavelength of 543 nm, and a laser with an excitation wavelength of 633 nm. A HeNe-R laser device (light source) 1C that oscillates light.

また、レーザユニット10には、Arレーザ装置1Aから発せられたレーザ光を反射する反射ミラー3と、波長488nmと波長543nmの2つの波長のレーザ光を合成するダイクロイックミラー5と、波長488nmと波長543nmと波長633nmの3つの波長のレーザ光を合成するダイクロイックミラー7と、各波長488nm、543nm、633nmのうち任意の波長のレーザ光を選択する音響光学素子(AOTF)9とが備えられている。   Further, the laser unit 10 includes a reflection mirror 3 that reflects the laser light emitted from the Ar laser apparatus 1A, a dichroic mirror 5 that synthesizes laser light having two wavelengths of 488 nm and 543 nm, and a wavelength of 488 nm. A dichroic mirror 7 that synthesizes laser light having three wavelengths of 543 nm and 633 nm, and an acoustooptic device (AOTF) 9 that selects laser light having an arbitrary wavelength among the wavelengths 488 nm, 543 nm, and 633 nm are provided. .

3つの励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cは、コリメートレンズ13を透過したレーザ光の光路上に選択的に挿脱可能に配置されている。これらの励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cは、それぞれコリメートレンズ13からのレーザ光を反射する一方、標本Sからの蛍光を透過する特性を有している。   The three excitation dichroic mirrors 15 </ b> A, 15 </ b> B, and 15 </ b> C are selectively detachably disposed on the optical path of the laser light that has passed through the collimating lens 13. Each of these excitation dichroic mirrors 15A, 15B, and 15C has a characteristic of reflecting the laser light from the collimating lens 13 and transmitting the fluorescence from the specimen S.

具体的には、励起ダイクロイックミラー15Aは、各励起波長488nm,543nm,633nmのレーザ光を反射し、これらレーザ光により励起された標本Sからの蛍光を透過するようになっている。励起ダイクロイックミラー15Bは、励起波長488nmのレーザ光を反射し、励起波長488nmよりも長い波長の光を透過する特性を有している。励起ダイクロイックミラー15Cは、励起波長543nmのレーザ光を反射し、励起波長543nmよりも長い波長の光を透過する特性を有している。   Specifically, the excitation dichroic mirror 15A reflects laser beams having respective excitation wavelengths of 488 nm, 543 nm, and 633 nm, and transmits fluorescence from the specimen S excited by these laser beams. The excitation dichroic mirror 15B has a characteristic of reflecting laser light having an excitation wavelength of 488 nm and transmitting light having a wavelength longer than the excitation wavelength of 488 nm. The excitation dichroic mirror 15C has a characteristic of reflecting laser light having an excitation wavelength of 543 nm and transmitting light having a wavelength longer than the excitation wavelength 543 nm.

これらの励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cは、観察する標本Sの種類により使い分けられる。例えば、励起波長633nmのレーザ光のみを用いて蛍光観察するときや複数の励起波長を用いて多重蛍光観察するときは、励起ダイクロイックミラー15Aを使用する。また、励起波長488nmのレーザ光のみを用いて蛍光観察するときは、励起ダイクロイックミラー15Bを使用する。また、励起波長543nmのレーザ光のみを用いて蛍光観察するときは、励起ダイクロイックミラー15Cを使用する。これにより、蛍光の取り込み効率を高くすることができる。   These excitation dichroic mirrors 15A, 15B, and 15C are selectively used depending on the type of specimen S to be observed. For example, the excitation dichroic mirror 15A is used when performing fluorescence observation using only laser light with an excitation wavelength of 633 nm or when performing multiple fluorescence observation using a plurality of excitation wavelengths. When performing fluorescence observation using only laser light having an excitation wavelength of 488 nm, the excitation dichroic mirror 15B is used. When performing fluorescence observation using only laser light having an excitation wavelength of 543 nm, the excitation dichroic mirror 15C is used. Thereby, the fluorescence uptake efficiency can be increased.

ガルバノスキャナ17は、互いに直交する揺動軸回りに揺動可能な一対のXガルバノミラー(走査部材)17AおよびYガルバノミラー(走査部材)17Bを備えている。Xガルバノミラー17Aはレーザ光を水平方向に走査し、Yガルバノミラー17Bはレーザ光を垂直方向に走査するようになっている。   The galvano scanner 17 includes a pair of X galvanometer mirrors (scanning members) 17A and Y galvanometer mirrors (scanning members) 17B that can swing around swing axes orthogonal to each other. The X galvanometer mirror 17A scans the laser beam in the horizontal direction, and the Y galvanometer mirror 17B scans the laser beam in the vertical direction.

これらXYガルバノミラー17A,17Bは、励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cによるレーザ光の反射光路上に配置されており、励起波長488nm、543nm、633nmの各レーザ光を標本S上で2次元方向(XY方向)に走査することができるようになっている。   These XY galvanometer mirrors 17A and 17B are arranged on the reflection light path of the laser beam by the excitation dichroic mirrors 15A, 15B and 15C, and each laser beam having an excitation wavelength of 488 nm, 543 nm and 633 nm is two-dimensionally oriented on the sample S ( (XY direction) can be scanned.

対物レンズ25は、結像レンズ23を透過したレーザ光を標本Sに照射する一方、レーザ光が照射されることにより標本Sにおいて発生する蛍光を集光するようになっている。対物レンズ25により集光された蛍光は、結像レンズ23、反射ミラー21、瞳投影レンズ19を介してレーザ光の光路を戻り、ガルバノスキャナ17によりデスキャンされて光路上の励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cを透過するようになっている。   The objective lens 25 irradiates the sample S with the laser light transmitted through the imaging lens 23, and condenses the fluorescence generated in the sample S when irradiated with the laser light. The fluorescence condensed by the objective lens 25 returns to the optical path of the laser light through the imaging lens 23, the reflection mirror 21, and the pupil projection lens 19, and is descanned by the galvano scanner 17 to be excited dichroic mirrors 15A and 15B on the optical path. , 15C.

また、走査型レーザ顕微鏡装置100には、励起ダイクロイックミラー15A,15B,15Cのいずれかを透過した蛍光を集光する共焦点レンズ27と、共焦点レンズ27によって集光された蛍光を検出するCMOSイメージセンサのようなアレイ型検出部30と、音響光学素子9、ガルバノスキャナ17およびアレイ型検出部30を制御する制御部31とが備えられている。   Further, the scanning laser microscope apparatus 100 includes a confocal lens 27 that condenses the fluorescence transmitted through any of the excitation dichroic mirrors 15A, 15B, and 15C, and a CMOS that detects the fluorescence collected by the confocal lens 27. An array type detection unit 30 such as an image sensor, and a control unit 31 that controls the acoustooptic device 9, the galvano scanner 17, and the array type detection unit 30 are provided.

アレイ型検出部30は、図2に示すように、対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に2次元的に配列された複数の微小検出素子29を有している。このアレイ型検出部30は、例えば、複数の微小検出素子29の略中心付近が通常の蛍光の共焦点位置(コンフォーカルスポット)に位置するように配置されている。   As shown in FIG. 2, the array-type detection unit 30 includes a plurality of minute detection elements 29 that are two-dimensionally arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25. For example, the array-type detection unit 30 is arranged so that the vicinity of the substantial center of the plurality of minute detection elements 29 is positioned at a normal fluorescence confocal position (confocal spot).

また、アレイ型検出部30は、これら微小検出素子29のON/OFFを個々に切り替えて、共焦点レンズ27によって集光された標本Sからの蛍光をON状態の微小検出素子29により選択的に検出し、OFF状態の微小検出素子29では検出しないようになっている。   In addition, the array type detection unit 30 switches ON / OFF of the micro detection elements 29 individually, and the fluorescence from the specimen S collected by the confocal lens 27 is selectively selected by the micro detection elements 29 in the ON state. It is detected and not detected by the micro detection element 29 in the OFF state.

制御部31は、レーザユニット10からArレーザ装置1A、HeNe−Gレーザ装置1BまたはHeNe−Rレーザ装置1Cを作動させ、音響光学素子9によりその波長のレーザ光を選択的に射出させるようになっている。また、制御部31は、XYガルバノミラー17A,17Bを走査駆動するようになっている。この制御部31は、例えば、ガルバノスキャナ17のXYガルバノミラー17A,17Bの行きの揺動動作中によりレーザ光を走査させるようになっている。   The control unit 31 operates the Ar laser device 1A, the HeNe-G laser device 1B, or the HeNe-R laser device 1C from the laser unit 10 and selectively emits laser light of that wavelength by the acoustooptic device 9. ing. The control unit 31 scans and drives the XY galvanometer mirrors 17A and 17B. For example, the control unit 31 scans the laser beam during the swing operation of the XY galvano mirrors 17A and 17B of the galvano scanner 17.

この制御部31は、通常は、アレイ型検出部30の中心付近に配置されている微小検出素子29をONして蛍光を検出させるようになっている。また、制御部31は、ガルバノスキャナ17の走査速度および走査方向に基づいて、ONする微小検出素子29の領域を蛍光の遅延に起因するガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張するようになっている。蛍光の遅延としては、ガルバノスキャナ17によるレーザ光の走査速度を速くした場合に、標本S上でレーザ光が走査されてから蛍光が発生するまでに掛かる時間の遅れが挙げられる。   The control unit 31 normally detects the fluorescence by turning on the minute detection element 29 arranged near the center of the array type detection unit 30. Further, the control unit 31 shifts and / or expands the area of the minute detection element 29 to be turned on in the descanning position shift direction by the galvano scanner 17 due to the fluorescence delay based on the scanning speed and the scanning direction of the galvano scanner 17. It is supposed to be. An example of the delay in fluorescence is a delay in the time from when the laser beam is scanned on the specimen S until the fluorescence is generated when the scanning speed of the laser beam by the galvano scanner 17 is increased.

このように構成された走査型レーザ顕微鏡装置100の作用について説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置100により標本Sを観察するには、標本Sに蛍光標識を付与し、制御部31によりAOTF9、ガルバノスキャナ17およびアレイ型検出部30を作動させる。
The operation of the scanning laser microscope apparatus 100 configured as described above will be described.
In order to observe the specimen S with the scanning laser microscope apparatus 100 according to the present embodiment, a fluorescent label is attached to the specimen S, and the AOTF 9, the galvano scanner 17, and the array type detection section 30 are operated by the control unit 31.

例えば、制御部31により、レーザユニット10の音響光学素子9に対してArレーザ装置1Aの選択指令が発せられ、Arレーザ装置1Aから出力される励起波長488nmのレーザ光が音響光学素子9により選択されてレーザユニット10から射出される。   For example, the control unit 31 issues a selection command for the Ar laser apparatus 1A to the acoustooptic element 9 of the laser unit 10, and the acoustooptic element 9 selects laser light having an excitation wavelength of 488 nm output from the Ar laser apparatus 1A. And emitted from the laser unit 10.

レーザユニット10から射出された励起波長488nmのレーザ光は、シングルモードファイバ11を伝送してコリメートレンズ13に導光され、コリメートレンズ13により平行光に整形されて励起ダイクロイックミラー15により反射される。励起ダイクロイックミラー15により反射されたレーザ光は、ガルバノスキャナ17により偏向された後、瞳投影レンズ19を透過して反射ミラー21で反射され、結像レンズ23、対物レンズ25を介して標本S上に光スポットとして結像される。   Laser light having an excitation wavelength of 488 nm emitted from the laser unit 10 is transmitted through the single mode fiber 11 and guided to the collimating lens 13, is shaped into parallel light by the collimating lens 13, and is reflected by the excitation dichroic mirror 15. The laser light reflected by the excitation dichroic mirror 15 is deflected by the galvano scanner 17, passes through the pupil projection lens 19, is reflected by the reflection mirror 21, and passes through the imaging lens 23 and the objective lens 25 on the sample S. It is imaged as a light spot.

標本S上に結像される光スポットは、ガルバノスキャナ17のXガルバノミラー17Aにより水平方向に走査され、次にYガルバノミラー17Bにより垂直方向に1画素分走査され、再びXガルバノミラー17Aにより水平方向に走査されることが繰り返される。   The light spot imaged on the specimen S is scanned in the horizontal direction by the X galvanometer mirror 17A of the galvano scanner 17, and then scanned by one pixel in the vertical direction by the Y galvanometer mirror 17B, and again horizontal by the X galvanometer mirror 17A. Scanning in the direction is repeated.

標本S上でレーザ光が走査されることにより例えば中心波長520nmの蛍光が発生すると、その蛍光は対物レンズ25により集光されて、結像レンズ23、反射ミラー21、瞳投影レンズ19、ガルバノスキャナ17A,17Bを介して励起ダイクロイックミラー15Aを透過し、共焦点レンズ27より集光される。   When, for example, fluorescence having a center wavelength of 520 nm is generated by scanning the laser beam on the specimen S, the fluorescence is collected by the objective lens 25, and the imaging lens 23, the reflection mirror 21, the pupil projection lens 19, and the galvano scanner. The light passes through the excitation dichroic mirror 15 </ b> A via 17 </ b> A and 17 </ b> B and is collected from the confocal lens 27.

共焦点レンズ27より集光された蛍光は、例えば、遅れがない蛍光であればコンフォーカルスポットの本来の位置である複数の微小検出素子29の略中心付近に入射される。各微小検出素子29は対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に2次元的に配列されているので、蛍光の集光位置に配置された微小検出素子29のみをONしておくことにより、標本S上の対物レンズ25の焦点位置からの光のみを精度よく検出することができる。   For example, if there is no delay, the fluorescence collected from the confocal lens 27 is incident near the approximate center of the plurality of micro detection elements 29 that are the original positions of the confocal spots. Since each micro detection element 29 is two-dimensionally arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25, the sample can be obtained by turning on only the micro detection element 29 arranged at the fluorescence condensing position. Only light from the focal position of the objective lens 25 on S can be accurately detected.

この場合において、ガルバノスキャナ17によるレーザ光の走査速度を速くすると、標本S上でレーザ光が走査されてから蛍光が発生するまでの遅延の影響により蛍光に遅れが生じる。そのため、蛍光が戻ってくるまでにガルバノスキャナ17のXYガルバノミラー17A,17Bが揺動してしまい、蛍光をデスキャンする位置がずれて蛍光の共焦点位置にずれが生じることがある。   In this case, if the scanning speed of the laser light by the galvano scanner 17 is increased, the fluorescence is delayed due to the delay from when the laser light is scanned on the specimen S until the fluorescence is generated. For this reason, the XY galvano mirrors 17A and 17B of the galvano scanner 17 are swung before the fluorescence returns, so that the position where the fluorescence is descanned may be shifted and the confocal position of the fluorescence may be shifted.

これに対して、本実施形態においては、制御部31により、ガルバノスキャナ17の走査速度および/または走査方向に基づいて、ONする微小検出素29の領域が中心付近から蛍光の遅延に起因するガルバノスキャナ18によるデスキャンの位置ずれ方向にずらされおよび/または拡張される。   In contrast, in the present embodiment, the control unit 31 causes the galvano scanner 29 to be turned on from the vicinity of the center of the region of the micro detection element 29 that is turned on based on the scanning speed and / or the scanning direction of the galvano scanner 17. It is shifted and / or expanded in the direction of misalignment of the descan by the scanner 18.

例えば、ガルバノスキャナ17による蛍光のデスキャンの位置が水平方向の一方にΔXだけずれた場合は、制御部31により、複数の微小検出素子29の略中心からデスキャンの位置ずれ方向にその位置ずれした分だけずれた領域の微小検出素子29がONされる。これにより、図3(a)に示すように、アレイ型検出部30の中心からΔXだけずれた位置に円形状の検出領域Kが設定される。   For example, when the position of fluorescence descanning by the galvano scanner 17 is shifted by ΔX to one side in the horizontal direction, the controller 31 causes the position shift in the descanning position shift direction from the approximate center of the plurality of micro detection elements 29. The minute detection element 29 in the region shifted by the distance is turned on. As a result, as shown in FIG. 3A, a circular detection region K is set at a position shifted by ΔX from the center of the array-type detection unit 30.

また、ガルバノスキャナ17による蛍光のデスキャンの位置が水平方向の一方にΔLだけずれた場合で、例えば、蛍光寿命により蛍光の位置ずれが尾を引くような場合は、制御部31により、複数の微小検出素子29の略中心からデスキャンの位置ずれ方向にその位置ずれした分だけ拡張した領域の微小検出素子29がONされる。これにより、図3(b)に示すように、アレイ型検出部30の中心からΔLだけ延伸した長円形状の検出領域Kが設定される。   Further, when the position of fluorescence descanning by the galvano scanner 17 is shifted by ΔL in one of the horizontal directions, for example, when the fluorescence position shift is tailed due to the fluorescence lifetime, the control unit 31 causes a plurality of minute scans. The micro-detecting element 29 in the area expanded from the approximate center of the detecting element 29 in the descanning position shift direction is turned on. Thereby, as shown in FIG. 3B, an oval detection region K extending by ΔL from the center of the array-type detection unit 30 is set.

さらに、ガルバノスキャナ17による蛍光のデスキャンの位置が水平方向の一方に大きくずれた場合で、例えば、蛍光寿命により蛍光の位置ずれが尾を引くような場合は、制御部31により、複数の微小検出素子29の略中心からデスキャンの位置ずれ方向にずらされる(例えばΔX)とともに拡張された(例えばΔL)領域の微小検出素子29がONされる。これにより、図3(c)に示すように、アレイ型検出部30の中心からΔXだけずれてさらにΔLだけ延伸した長円形状の検出領域Kが設定される。
これにより、蛍光に遅れが生じても標本S上の対物レンズ25の焦点位置からの光を精度よく検出することができる。
Furthermore, when the position of the fluorescence descanning by the galvano scanner 17 is greatly shifted in one of the horizontal directions, for example, when the fluorescence position shift is tailed due to the fluorescence lifetime, the control unit 31 performs a plurality of minute detections. The micro-detecting element 29 in the area shifted (for example, ΔX) from the approximate center of the element 29 (for example, ΔX) and expanded (for example, ΔL) is turned on. Thereby, as shown in FIG. 3C, an ellipse-shaped detection region K that is shifted by ΔX from the center of the array-type detection unit 30 and further extended by ΔL is set.
Thereby, even if the fluorescence is delayed, the light from the focal position of the objective lens 25 on the sample S can be detected with high accuracy.

以上説明したように、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置100によれば、高速走査時に蛍光遅延によるガルバノスキャナ17のデスキャンに位置ずれが生じても、遅れた蛍光の共焦点位置にアレイ型検出部30の検出領域Kをずらしおよび/または拡張し、標本S上の対物レンズ25の焦点位置からの光を精度よく検出できる。したがって、高速走査時の画像劣化を防止して良好なコンフォーカル画像を取得することができる。   As described above, according to the scanning laser microscope apparatus 100 according to the present embodiment, even if a position shift occurs in the descan of the galvano scanner 17 due to the fluorescence delay during high-speed scanning, the array type is placed at the confocal position of the delayed fluorescence. The detection region K of the detection unit 30 can be shifted and / or expanded to detect light from the focal position of the objective lens 25 on the sample S with high accuracy. Accordingly, it is possible to acquire a good confocal image while preventing image deterioration during high-speed scanning.

本実施形態においては、微小検出素子29が2次元的に配置されていることとしたが、これに代えて、対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に1次元的に微小検出素子29を配置することとしてもよい。   In the present embodiment, the micro detection elements 29 are arranged two-dimensionally. Instead, the micro detection elements 29 are arranged one-dimensionally at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25. It is good to do.

また、本実施形態においては、XYガルバノミラー17A,17Bの行きの揺動動作中にレーザ光を走査させることとしたが、これに代えて、例えば、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の往復でレーザ光を走査させることとしてもよい。この場合、制御部31により、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の行きと帰りとでONする微小検出素子29の領域をずらす方向および/または拡張する方向が反転される。   In this embodiment, the laser beam is scanned during the oscillating operation of the XY galvano mirrors 17A and 17B. Instead, for example, the XY galvano mirrors 17A and 17B are oscillated. It is good also as scanning a laser beam by reciprocation. In this case, the control unit 31 reverses the direction of shifting and / or expanding the region of the micro detection element 29 that is turned on between the return and return of the XY galvano mirrors 17A and 17B.

例えば、ガルバノスキャナ17による蛍光のデスキャンの位置が水平方向にΔXだけずれた場合は、制御部31により、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の行きの走査により発生した蛍光に対しては、図4(a)に示すようにONする微小検出素子29の領域が略中心から一方向にずらされた円形状の検出領域Kが設定され、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の帰りの走査により発生した蛍光に対しては、図4(b)に示すようにONする微小検出素子29の領域が略中心から一方向にずらされた円形状の検出領域Kが設定される。   For example, when the position of the fluorescence descan by the galvano scanner 17 is shifted by ΔX in the horizontal direction, the control unit 31 detects the fluorescence generated by the scanning of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B. As shown in FIG. 4A, a circular detection region K in which the region of the minute detection element 29 to be turned ON is shifted in one direction from the substantially center is set, and the return of the swing operation of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B is set. For fluorescence generated by scanning, as shown in FIG. 4B, a circular detection region K is set in which the region of the minute detection element 29 that is turned on is shifted in one direction from the approximate center.

また、例えば、ガルバノスキャナ17による蛍光のデスキャンの位置が水平方向にΔLだけずれた場合で、蛍光寿命により蛍光の位置ずれが尾を引くような場合は、制御部31により、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の行きの走査により発生した蛍光に対しては、図5(a)に示すようにONする微小検出素子29の領域が水平方向の一方に拡張した長円形状の検出領域Kが設定され、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の帰りの走査により発生した蛍光に対しては、図5(b)に示すようにONする微小検出素子29の領域が水平方向の他方に拡張した長円形状の検出領域Kが設定される。   Further, for example, when the position of the fluorescence descan by the galvano scanner 17 is shifted by ΔL in the horizontal direction, and the position of the fluorescence is shifted due to the fluorescence lifetime, the controller 31 causes the XY galvano mirror 17A, For the fluorescence generated by the scanning of the swing movement of 17B, as shown in FIG. 5 (a), an oval detection region K in which the region of the minute detection element 29 that is turned on is expanded in one side in the horizontal direction. Is set, and the region of the minute detection element 29 that is turned on is located on the other side in the horizontal direction, as shown in FIG. 5B, for the fluorescence generated by the scanning of the return movement of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B. An expanded oval detection region K is set.

また、例えば、ガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置が水平方向の一方に大きくずれた場合で、蛍光寿命により蛍光の位置ずれが尾を引くような場合は、制御部31により、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の行きの走査により発生した蛍光に対しては、図6(a)に示すようにONする微小検出素子29の領域が水平方向の一方に位置をずらしてさらに拡張した長円形状の検出領域Kが設定され、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の帰りの走査により発生した蛍光に対しては、図6(b)に示すようにONする微小検出素子29の領域が水平方向の他方に位置をずらしてさらに拡張した長円形状の検出領域Kが設定される。   Further, for example, when the position of the descan by the galvano scanner 17 is greatly deviated to one side in the horizontal direction, and the position of the fluorescence shifts due to the fluorescence lifetime, the control unit 31 causes the XY galvano mirrors 17A and 17B. As shown in FIG. 6A, the region of the micro detection element 29 that is turned ON is further expanded by shifting the position to one side in the horizontal direction. The detection region K is set, and the region of the micro detection element 29 that is turned on is horizontal as shown in FIG. 6B with respect to the fluorescence generated by the return scanning of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B. An ellipse-shaped detection region K that is further expanded by shifting the position in the other direction is set.

このようにすることで、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の往復でレーザ光を走査した標本Sからの蛍光を所定の共焦点効果を維持して検出することができる。これにより、縞ノイズが発生するのを防ぐことができる。   By doing so, it is possible to detect the fluorescence from the sample S scanned with the laser light in the reciprocating motion of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B while maintaining a predetermined confocal effect. Thereby, generation | occurrence | production of fringe noise can be prevented.

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、走査部として、ガルバノスキャナ17を例示して説明したが、第1変形例としては、走査部として、レゾナントスキャナ(図示略)を採用することとしてもよい。
This embodiment can be modified as follows.
In the present embodiment, the galvano scanner 17 is exemplified as the scanning unit, but as a first modification, a resonant scanner (not shown) may be employed as the scanning unit.

この場合、制御部31が、レゾナントスキャナの走査速度、走査方向および揺動角度に基づいて、ONする微小検出素子29の領域をガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することが望ましい。このようにすることで、標本S上の走査範囲ごとに、レゾナントスキャナの走査速度分布に応じた検出領域を設定することができる。   In this case, the control unit 31 shifts and / or expands the region of the micro detection element 29 that is turned on in the descanning position shift direction by the galvano scanner 17 based on the scanning speed, scanning direction, and swing angle of the resonant scanner. Is desirable. In this way, a detection area corresponding to the scanning speed distribution of the resonant scanner can be set for each scanning range on the sample S.

すなわち、レゾナントスキャナは、通常は正弦波駆動であり、走査範囲の中央付近は走査速度が速く、一方、走査範囲の端付近は走査速度が遅くなる傾向がある。したがって、本変形例によれば、例えば、図7(a)に示すように、走査範囲の中央付近からの蛍光を検出する場合はONする微小検出素子29の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくした検出領域Kを設定する。また、例えば、図7(b)に示すように、走査範囲の端付近からの蛍光を検出する場合はONする微小検出素子29の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくした検出領域Kを設定する。これにより、走査範囲の全域において良好なコンフォーカル画像を得ることができる。図7(a)および図7(b)において、Xn>X0、Ln>L0である。図8(a)〜図8(f)において同様である。   That is, the resonant scanner is normally sine wave driven, and the scanning speed tends to be high near the center of the scanning range, while the scanning speed tends to be low near the end of the scanning range. Therefore, according to this modification, for example, as shown in FIG. 7A, when detecting fluorescence from the vicinity of the center of the scanning range, the amount of the micro detection element 29 to be turned on is shifted and / or expanded. A detection region K having an increased amount is set. Further, for example, as shown in FIG. 7B, when detecting fluorescence from the vicinity of the end of the scanning range, a detection region K in which the amount of shifting and / or extending the region of the micro detection element 29 to be turned on is reduced. Set. Thereby, a good confocal image can be obtained over the entire scanning range. In FIG. 7A and FIG. 7B, Xn> X0 and Ln> L0. The same applies to FIGS. 8A to 8F.

また、本変形例において、レゾナントスキャナの揺動動作の往復でレーザ光を走査させる場合は、図8(a)〜図8(f)に示すように、揺動動作の行きと帰りとでONする微小検出素子29の領域をずらす方向および/または拡張する方向が反転した検出領域Kが設定される。図8(a)〜図8(c)は、揺動動作の行きの走査により発生した蛍光に対して設定される検出領域Kの変化を示し、図8(d)〜図8(f)は揺動動作の帰りの走査により発生した蛍光に対して設定される検出領域Kの変化を示している。   Further, in this modification, when the laser beam is scanned by the reciprocation of the swinging operation of the resonant scanner, as shown in FIGS. A detection region K in which the direction of shifting the region of the minute detection element 29 to be shifted and / or the direction of expansion is reversed is set. 8 (a) to 8 (c) show changes in the detection region K set for the fluorescence generated by the forward scanning of the swing operation, and FIGS. 8 (d) to 8 (f). The change of the detection region K set with respect to the fluorescence which generate | occur | produced by the scanning of the return of rocking | fluctuation operation is shown.

第2変形例としては、Arレーザ装置1Aにより短時間パルスレーザ光(励起レーザパルス)を照射するか、Arレーザ装置1Aの代わりにパルスレーザ(図示略)を配置してパルスレーザ光(励起レーザパルス)を発振し、制御部31が、ガルバノスキャナ17の走査速度および走査方向と、標本Sに付与する蛍光標識の特性とに基づいてONする微小検出素子29の領域をずらしおよび/または拡張することとしてもよい。   As a second modified example, the Ar laser device 1A emits a short-time pulse laser beam (excitation laser pulse), or a pulsed laser beam (excitation laser) is arranged by arranging a pulse laser (not shown) instead of the Ar laser device 1A. The control unit 31 shifts and / or expands the area of the micro detection element 29 that is turned on based on the scanning speed and scanning direction of the galvano scanner 17 and the characteristics of the fluorescent label applied to the specimen S. It is good as well.

蛍光標識ごとに蛍光の遅延特性が異なる。本変形例によれば、例えば、蛍光遅延が大きい蛍光標識からの蛍光を検出する場合はONする微小検出素子29の領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、蛍光遅延が小さい蛍光標識からの蛍光を検出する場合はONする微小検出素子29の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくする。これにより、使用する蛍光標識に応じて蛍光の遅延特性が変化しても、良好なコンフォーカル画像を取得し続けることができる。   The fluorescence delay characteristics are different for each fluorescent label. According to this modification, for example, when detecting fluorescence from a fluorescent label with a large fluorescence delay, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro detection element 29 to be turned on is increased while the fluorescence with a small fluorescence delay is detected. When detecting fluorescence from the label, the amount of shifting and / or expanding the region of the micro detection element 29 to be turned on is reduced. Thereby, even if the fluorescence delay characteristic changes according to the fluorescent label to be used, a good confocal image can be continuously acquired.

また、図9に示すように、蛍光標識ごとに蛍光の遅延特性と共に蛍光の減衰時間も異なる。そのため、遅れがない蛍光はコンフォーカルスポットの本来の位置であるアレイ型検出部30の中心付近に入射するが、蛍光の遅延特性と減衰時間に応じて、コンフォーカルスポットが移動するとともに細長くなる傾向がある。図9において、縦軸は蛍光強度(I)を示し、横軸は時間(t)を示している。   Further, as shown in FIG. 9, the fluorescence decay time varies with the fluorescence delay characteristic for each fluorescent label. Therefore, the fluorescence without delay is incident near the center of the array-type detection unit 30 that is the original position of the confocal spot, but the confocal spot tends to move and become elongated according to the fluorescence delay characteristics and decay time. There is. In FIG. 9, the vertical axis indicates the fluorescence intensity (I), and the horizontal axis indicates time (t).

本変形例によれば、蛍光標識の特性に基づいてONする微小検出素子29の領域をずらす量および/または拡張する量を変えることで、蛍光の遅延特性と減衰時間に応じて最適な検出領域を設定することができる。したがって、蛍光の光量を無駄なくとれるので明るさが向上し、画質の劣化を防ぐことができる。   According to this modification, the optimum detection region according to the fluorescence delay characteristic and the decay time is changed by changing the amount of shifting and / or the amount of expansion of the region of the micro detection element 29 that is turned on based on the property of the fluorescent label. Can be set. Therefore, since the amount of fluorescent light can be taken without waste, the brightness is improved and the deterioration of image quality can be prevented.

第3変形例としては、Arレーザ装置1Aにより短時間パルスレーザ光(励起レーザパルス)を照射するか、Arレーザ装置1Aの代わりにパルスレーザ(図示略)を配置してパルスレーザ光(励起レーザパルス)を発振し、走査部としてガルバノスキャナ17に代えてレゾナントスキャナ(図示略)を採用し、制御部31が、印加する共振周波数に応じてレゾナントスキャナの走査速度を変更することとしてもよい。   As a third modified example, the Ar laser device 1A irradiates a short-time pulse laser beam (excitation laser pulse) or arranges a pulse laser (not shown) in place of the Ar laser device 1A to provide a pulse laser beam (excitation laser). It is also possible to employ a resonant scanner (not shown) instead of the galvano scanner 17 as the scanning unit, and to change the scanning speed of the resonant scanner in accordance with the resonance frequency to be applied.

レゾナントスキャナは、図10に示すように、印加する共振周波数が高いときは走査速度が速く、一方、印加する共振周波数が低いときは走査速度が遅くなる傾向がある。図10において、縦軸は蛍光強度(I)を示し、横軸はレゾナントスキャナによる蛍光のデスキャンの位置ずれ量(X)を示している。   As shown in FIG. 10, the resonant scanner has a high scanning speed when the applied resonance frequency is high, while the scanning speed tends to be slow when the applied resonance frequency is low. In FIG. 10, the vertical axis indicates the fluorescence intensity (I), and the horizontal axis indicates the amount of displacement (X) in the fluorescence descanning by the resonant scanner.

本変形例によれば、例えば、遅れがない蛍光は、コンフォーカルスポットの本来の位置であるアレイ型検出部30の中心付近に入射するので、中心付近の微小検出素子29がONされる。一方、レゾナントスキャナに印加する共振周波数が高いときはONする微小検出素子29の領域をずらす量および/または拡張する量が大きくする一方、レゾナントスキャナに印加する共振周波数が低いときはONする微小検出素子29の領域をずらす量および/または拡張する量を小さくする。したがって、レゾナントスキャナに印加する共振周波数(例えば、4kHz、8kHz、16kHz)を変更しても良好なコンフォーカル画像を得ることができる。   According to this modification, for example, fluorescence without delay enters near the center of the array-type detection unit 30 that is the original position of the confocal spot, so the minute detection element 29 near the center is turned on. On the other hand, when the resonance frequency applied to the resonant scanner is high, the amount of shifting and / or expanding the region of the micro detection element 29 that is turned on is increased, while when the resonance frequency applied to the resonant scanner is low, the micro detection that is turned on. The amount by which the region of the element 29 is shifted and / or the amount to be expanded is reduced. Therefore, a good confocal image can be obtained even if the resonance frequency (for example, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz) applied to the resonant scanner is changed.

また、本実施形態においては、制御部31が、ガルバノスキャナ17の走査速度および走査方向に基づいてONする微小検出素子29の領域をずらしおよび/または拡張することとしたが、第4変形例としては、例えば、図11に示すように、走査型レーザ顕微鏡装置100が、蛍光の共焦点位置および共焦点位置での形状を検出する実測値検出部33を備え、制御部31が、実測値検出部33の検出結果に基づいて、ONする微小検出素子29の領域を蛍光の遅延に起因するガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することとしてもよい。   In the present embodiment, the control unit 31 shifts and / or expands the area of the micro detection element 29 that is turned on based on the scanning speed and the scanning direction of the galvano scanner 17, but as a fourth modification example, For example, as shown in FIG. 11, the scanning laser microscope apparatus 100 includes an actual value detection unit 33 that detects the confocal position of the fluorescence and the shape at the confocal position, and the control unit 31 detects the actual value. Based on the detection result of the unit 33, the area of the micro detection element 29 to be turned on may be shifted and / or expanded in the direction of the position shift of the descan by the galvano scanner 17 due to the fluorescence delay.

この場合、実測値検出部33としては、PSD(Position Sensitive Detector)センサや1次元的または2次元的に配列された撮像素子を採用することとすればよい。また、実測値検出部33をアレイ型検出部30に置き換えて対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に配置し、ガルバノスキャナ17の高速走査時のコンフォーカルスポットの位置および/または形状を実測値検出部33により検出することとすればよい。   In this case, as the actual measurement value detection unit 33, a PSD (Position Sensitive Detector) sensor or an image sensor arranged one-dimensionally or two-dimensionally may be employed. Further, the actual measurement value detection unit 33 is replaced with the array type detection unit 30 and disposed at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25, and the position and / or shape of the confocal spot when the galvano scanner 17 is scanned at high speed is actually measured. What is necessary is just to detect with the detection part 33. FIG.

また、実測値検出部33による検出が終了したら、実測値検出部33に置き換えて対物レンズ25の焦点位置と共役な位置にアレイ型検出部30を配置し、制御部31により、実測値検出部33によって検出されたコンフォーカルスポットの位置および/または形状に対応する領域の微小検出素子29をONすることとすればよい。   When the detection by the actual value detection unit 33 is completed, the array type detection unit 30 is arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25 instead of the actual value detection unit 33, and the actual value detection unit is controlled by the control unit 31. What is necessary is just to turn ON the micro detection element 29 of the area | region corresponding to the position and / or shape of the confocal spot detected by 33. FIG.

このようにすることで、遅れた蛍光をより精度よく検出することができる。したがって、例えば、走査部としてレゾナントスキャナを採用した場合に印加する共振周波数が温度変化したり、標本Sに付与する蛍光標識ごとに蛍光の遅延特性が変化したりしても、常に良好なコンフォーカル画像を取得することができる。   By doing so, delayed fluorescence can be detected with higher accuracy. Therefore, for example, when a resonant scanner is used as the scanning unit, even if the resonance frequency applied changes in temperature, or the fluorescence delay characteristic changes for each fluorescent label applied to the sample S, it is always good confocal. Images can be acquired.

本変形例においては、アレイ型検出部30と実測値検出部33とを置き換えることとしたが、例えば、図12に示すように、共焦点ミラー27とアレイ型検出部30との間の光路上に光路を切り替え可能な光路切替ミラー35を配置し、光路切替ミラー35により切り替えられる新たな光路に共焦点レンズ37を配置して、対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に実測値検出部33を配置することとしてもよい。   In this modification, the array type detection unit 30 and the actual measurement value detection unit 33 are replaced. For example, as shown in FIG. 12, on the optical path between the confocal mirror 27 and the array type detection unit 30. An optical path switching mirror 35 that can switch the optical path is arranged, a confocal lens 37 is arranged in a new optical path that is switched by the optical path switching mirror 35, and the actual value detection unit 33 is located at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25. It is good also as arranging.

このようにした場合も、ガルバノスキャナ17の高速走査時に光路切替ミラー35により切り替えられる新たな光路の光のコンフォーカルスポットの位置および/または形状を実測値検出部33により検出し、制御部31により、実測値検出部33によって検出されたコンフォーカルスポットの位置および/または形状に対応する領域の微小検出素子29をONして、光路切替ミラー35により切り替えられる元の光路の蛍光をアレイ型検出部30により検出することで、常に良好なコンフォーカル画像を取得することができる。   Even in this case, the position and / or shape of the confocal spot of the light in the new optical path switched by the optical path switching mirror 35 during the high-speed scanning of the galvano scanner 17 is detected by the actual measurement value detection unit 33, and the control unit 31 Then, the micro detection element 29 in the region corresponding to the position and / or shape of the confocal spot detected by the actual measurement value detection unit 33 is turned on, and the fluorescence of the original optical path switched by the optical path switching mirror 35 is detected by the array type detection unit. By detecting with 30, a good confocal image can always be acquired.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置200について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置200は、図13に示すように、アレイ型検出部30に代えて、微小偏向ミラーアレイ(微小偏向素子アレイ)121と、反射ミラー123と、分光ダイクロイックミラー125と、バリアフィルタ127A,127Bと、第1CH側光検出器(光検出部)129Aおよび第2CH側光検出器(光検出部)129Bとを備える点で第1実施形態と異なる。
以下、第1実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置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 scanning laser microscope apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 13, the scanning laser microscope apparatus 200 according to the present embodiment replaces the array type detection unit 30 with a minute deflection mirror array (minute deflection element array) 121, a reflection mirror 123, and a spectral dichroic mirror. 125, barrier filters 127A and 127B, a first CH side photodetector (light detection unit) 129A, and a second CH side photodetector (light detection unit) 129B, which are different from the first embodiment.
In the following, portions having the same configuration as those of the scanning laser microscope apparatus 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

微小偏向ミラーアレイ121は、共焦点レンズ27の結像位置、すなわち、共焦点レンズ27を介して標本Sと共役な位置に2次元的に配列された複数の微小偏向ミラー(微小偏向ミラー、図示略)を有し、これら微小偏向ミラーの角度をそれぞれ自在に変更することができるようになっている。微小偏向ミラーは、例えば10μm角に形成されている。   The micro deflection mirror array 121 includes a plurality of micro deflection mirrors (micro deflection mirrors, illustrated in the drawing) that are two-dimensionally arranged at the imaging position of the confocal lens 27, that is, at a position conjugate with the sample S via the confocal lens 27. The angle of these minute deflection mirrors can be freely changed. The minute deflection mirror is formed in a 10 μm square, for example.

この微小偏向ミラーアレイ121は、微小偏向ミラーをON状態の角度とOFF状態の角度に個別に切り替えて、ON状態の微小偏向ミラーにより蛍光を選択的に光検出器129A,129Bに向けて偏向し、OFF状態の微小偏向ミラーにより他の方向に変更することができるようになっている。   In this micro deflection mirror array 121, the micro deflection mirror is individually switched between the ON state angle and the OFF state angle, and the fluorescence is selectively deflected toward the photodetectors 129A and 129B by the micro deflection mirror in the ON state. It can be changed in the other direction by the micro deflection mirror in the OFF state.

反射ミラー123は、微小偏向ミラーアレイ121により光検出器129A,129Bに向けて偏向された蛍光を分光ダイクロイックミラー125に向けて反射するようになっている。
分光ダイクロイックミラー125は、例えば、入射した蛍光を波長に応じて透過または反射させて、波長570nmよりも短い波長の蛍光(励起波長488nmの励起で取得された蛍光)と、波長570nmよりも長い波長の蛍光(励起波長543nmまたは633nmの励起で取得された蛍光)とに分ける特性を有している。
The reflection mirror 123 reflects the fluorescence deflected toward the photodetectors 129 </ b> A and 129 </ b> B by the micro deflection mirror array 121 toward the spectroscopic dichroic mirror 125.
The spectroscopic dichroic mirror 125 transmits or reflects incident fluorescence according to the wavelength, for example, fluorescence having a wavelength shorter than the wavelength of 570 nm (fluorescence acquired by excitation with an excitation wavelength of 488 nm) and wavelength longer than the wavelength of 570 nm. And fluorescence (fluorescence obtained by excitation at an excitation wavelength of 543 nm or 633 nm).

バリアフィルタ127A,127Bは、それぞれ分光ダイクロイックミラー125からの光の内、レーザ光の反射光をカットし蛍光のみを通過させるようになっている。
第1CH側光検出器129Aおよび第2CH側光検出器129Bは、それぞれ対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に配置されている。これら光検出器129A,129Bは、検出した蛍光の強度に相当する光強度信号を制御部31に送るようになっている。
Each of the barrier filters 127A and 127B cuts the reflected light of the laser light out of the light from the spectroscopic dichroic mirror 125 and allows only the fluorescence to pass therethrough.
The first CH side photodetector 129 </ b> A and the second CH side photodetector 129 </ b> B are respectively disposed at positions conjugate to the focal position of the objective lens 25. These photodetectors 129 </ b> A and 129 </ b> B are configured to send a light intensity signal corresponding to the detected fluorescence intensity to the control unit 31.

制御部131は、響光学素子9、ガルバノスキャナ17および微小偏向ミラーアレイ121を制御するようになっている。この制御部131は、通常は、微小偏向ミラーアレイ121の中心付近に配置されている微小偏向ミラーをONして蛍光を選択的に光検出器129A,129Bに向けて偏向するようになっている。また、制御部131は、ガルバノスキャナ17の走査速度および走査方向に基づいて、ONする微小偏向ミラーの領域を蛍光の遅延に起因するガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張するようになっている。   The controller 131 controls the reverberation optical element 9, the galvano scanner 17 and the minute deflection mirror array 121. The control unit 131 normally turns on a minute deflection mirror arranged near the center of the minute deflection mirror array 121 to selectively deflect fluorescence toward the photodetectors 129A and 129B. . In addition, the control unit 131 shifts and / or expands the region of the micro deflection mirror that is turned on in the de-scanning position shift direction by the galvano scanner 17 due to fluorescence delay based on the scanning speed and scanning direction of the galvano scanner 17. It is like that.

また、制御部131は、光検出器129A,129Bから送られてくる光強度信号をガルバノスキャナ17のXYガルバノミラー17A,17Bの揺動角度に対応する画素ごとに積算して標本Sの画像を生成するようになっている。   In addition, the control unit 131 integrates the light intensity signals transmitted from the photodetectors 129A and 129B for each pixel corresponding to the swing angle of the XY galvano mirrors 17A and 17B of the galvano scanner 17, thereby obtaining an image of the sample S. It is designed to generate.

このように構成された走査型レーザ顕微鏡装置200の作用について説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置200により標本Sを観察する場合は、標本Sにおいて発生してガルバノスキャナ17によりデスキャンされて共焦点レンズ27に入射した蛍光は、共焦点レンズ27により集光されて微小偏向ミラーアレイ121上に光スポットとして結像する。
The operation of the scanning laser microscope apparatus 200 configured as described above will be described.
When the specimen S is observed by the scanning laser microscope apparatus 200 according to the present embodiment, the fluorescence generated in the specimen S, descanned by the galvano scanner 17 and incident on the confocal lens 27 is condensed by the confocal lens 27. Then, an image is formed as a light spot on the minute deflection mirror array 121.

微小偏向ミラーアレイ121上に結像した蛍光は、例えば、遅れがない蛍光であればコンフォーカルスポットの本来の位置である複数の微小偏向ミラーの略中心付近に入射される。各微小偏向ミラーは対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に2次元的に配列されているので、蛍光の集光位置に配置された微小偏向ミラーのみをONしておくことにより、標本S上の対物レンズ25の焦点位置からの光のみを光検出器129A,129Bに向けて偏向することができる。   The fluorescence imaged on the micro deflection mirror array 121 is incident near the approximate center of a plurality of micro deflection mirrors, which is the original position of the confocal spot, for example, if there is no delay. Since each micro deflection mirror is two-dimensionally arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25, by turning on only the micro deflection mirror arranged at the fluorescence condensing position, the sample S Only the light from the focal position of the objective lens 25 can be deflected toward the photodetectors 129A and 129B.

ON状態の微小偏向ミラーにより蛍光が選択的に光検出器129A,129Bに向けて偏向されると、その蛍光は反射ミラー123を介して分光ダイクロイックミラー125により波長に応じて分岐される。例えば、波長570nmよりも短い波長の蛍光は、バリアフィルタ127Aを通過して1CH側光検出器129Aにより検出され、波長570nmよりも長い波長の蛍光は、バリアフィルタ127Bを通過して2CH側光検出器129Bにより検出される。   When the fluorescent light is selectively deflected toward the photodetectors 129A and 129B by the minute deflection mirror in the ON state, the fluorescent light is branched according to the wavelength by the spectroscopic dichroic mirror 125 via the reflection mirror 123. For example, fluorescence having a wavelength shorter than 570 nm passes through the barrier filter 127A and is detected by the 1CH side photodetector 129A, and fluorescence having a wavelength longer than 570 nm passes through the barrier filter 127B and is detected by the 2CH side. Detected by instrument 129B.

光検出器129A,129Bは、それぞれ対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に配置されているので、ON状態の微小偏向ミラーアレイ121により選択的に偏向された標本S上の対物レンズ25の焦点位置からの光のみを検出することができる。   Since the photodetectors 129A and 129B are arranged at positions conjugate to the focal position of the objective lens 25, the focal points of the objective lens 25 on the specimen S selectively deflected by the micro deflection mirror array 121 in the ON state. Only light from the position can be detected.

光検出器129A,129Bにより蛍光が検出されると、その光強度信号が制御部31に送られる。制御部31においては、光検出器129A,129Bから送られてくる光強度信号がガルバノスキャナ17のXYガルバノミラー17A,17Bの揺動角度に対応する画素ごとに積算されて標本Sの画像が生成される。   When fluorescence is detected by the photodetectors 129A and 129B, the light intensity signal is sent to the control unit 31. In the control unit 31, the light intensity signals transmitted from the photodetectors 129A and 129B are integrated for each pixel corresponding to the swing angle of the XY galvano mirrors 17A and 17B of the galvano scanner 17 to generate an image of the sample S. Is done.

この場合において、制御部31により、ガルバノスキャナ17の走査速度および走査方向に基づいて、ONする微小偏向ミラーの領域を蛍光の遅延に起因するガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することで、蛍光に遅れが生じても標本S上の対物レンズ12の焦点位置からの蛍光のみを光検出器129A,129Bに精度よく入射させて検出することができる。したがって、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置200によれば、高速走査時の画像劣化を防止し、良好なコンフォーカル画像を取得することができる。   In this case, based on the scanning speed and scanning direction of the galvano scanner 17, the control unit 31 shifts the area of the micro deflection mirror that is turned on in the descanning position shift direction of the galvano scanner 17 due to fluorescence delay and / or. By extending, even if the fluorescence is delayed, only the fluorescence from the focal position of the objective lens 12 on the specimen S can be accurately incident on the photodetectors 129A and 129B and detected. Therefore, according to the scanning laser microscope apparatus 200 according to the present embodiment, it is possible to prevent image deterioration during high-speed scanning and obtain a good confocal image.

本実施形態においては、微小偏向ミラーが2次元的に配置されていることとしたが、これに代えて、対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に1次元的に微小偏向ミラーを配置することとしてもよい。   In the present embodiment, the minute deflection mirror is arranged two-dimensionally. Instead, the minute deflection mirror is arranged one-dimensionally at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25. It is good.

また、本実施形態においては、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の往復でレーザ光を走査させることとしてもよい。この場合、図4(a),(b)、図5(a),(b)、図6(a),(b)の検出領域を形成するON状態の微小検出素子29の領域と同様に、偏向素子制御部131により、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の行きと帰りとでONする微小偏向ミラーの領域をずらす方向および/または拡張する方向が反転される。   In the present embodiment, the laser beam may be scanned by reciprocation of the swinging motion of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B. In this case, similarly to the region of the micro detection element 29 in the ON state that forms the detection region of FIGS. 4 (a), 4 (b), 5 (a), 5 (b), 6 (a), 6 (b). Then, the deflection element control unit 131 reverses the direction of shifting and / or expanding the area of the minute deflection mirror that is turned on between the return and return of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B.

このようにすることで、XYガルバノミラー17A,17Bの揺動動作の往復でレーザ光を走査した標本Sからの蛍光を所定の共焦点効果を維持して光検出器129A,129Bに入射させて検出することができる。これにより、縞ノイズが発生するのを防ぐことができる。   By doing so, the fluorescence from the specimen S scanned with the laser light by the reciprocation of the swinging movement of the XY galvanometer mirrors 17A and 17B is made incident on the photodetectors 129A and 129B while maintaining a predetermined confocal effect. Can be detected. Thereby, generation | occurrence | production of fringe noise can be prevented.

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、走査部として、ガルバノスキャナ17を例示して説明したが、第1変形例としては、走査部として、レゾナントスキャナ(図示略)を採用することとしてもよい。
This embodiment can be modified as follows.
In the present embodiment, the galvano scanner 17 is exemplified as the scanning unit, but as a first modification, a resonant scanner (not shown) may be employed as the scanning unit.

この場合、図7(a),(b)、図8(a)〜(c)の検出領域を形成するON状態の微小検出素子29の領域と同様に、制御部131が、レゾナントスキャナの走査速度、走査方向および揺動角度に基づいて、ONする微小偏向ミラーの領域をガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することが望ましい。このようにすることで、標本S上の走査範囲ごとに、レゾナントスキャナの走査速度分布に応じて標本S上の対物レンズ12の焦点位置からの蛍光のみを光検出器129A,129Bに精度よく入射させることができる。   In this case, similarly to the region of the micro detection element 29 in the ON state that forms the detection region in FIGS. 7A, 7B, and 8A to 8C, the control unit 131 scans the resonant scanner. It is desirable to shift and / or expand the area of the minute deflection mirror to be turned on in the direction of the position deviation of the descan by the galvano scanner 17 based on the speed, the scanning direction, and the swing angle. In this way, only the fluorescence from the focal position of the objective lens 12 on the specimen S is accurately incident on the photodetectors 129A and 129B for each scanning range on the specimen S according to the scanning speed distribution of the resonant scanner. Can be made.

本変形例によれば、レゾナントスキャナによる走査範囲の中央付近からの蛍光を検出する場合はONする微小偏向ミラーの領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、走査範囲の端付近からの蛍光を検出する場合はONする微小偏向ミラーの領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、走査範囲の全域において良好なコンフォール画像を得ることができる。   According to this modification, when detecting fluorescence from the vicinity of the center of the scanning range by the resonant scanner, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro deflection mirror to be turned on is increased, while from the vicinity of the end of the scanning range. In the case of detecting the fluorescent light, it is possible to obtain a good confocal image over the entire scanning range by reducing the amount of shifting and / or expanding the amount of the micro deflection mirror to be turned on.

第2変形例としては、Arレーザ装置1Aにより短時間パルスレーザ光(励起レーザパルス)を照射するか、Arレーザ装置1Aの代わりにパルスレーザ(図示略)を配置してパルスレーザ光(励起レーザパルス)を発振し、制御部131が、ガルバノスキャナ17の走査速度および走査方向と、標本Sに付与する蛍光標識の特性とに基づいてONする微小偏向ミラーの領域をずらしおよび/または拡張することとしてもよい。   As a second modified example, the Ar laser device 1A emits a short-time pulse laser beam (excitation laser pulse), or a pulsed laser beam (excitation laser) is arranged by arranging a pulse laser (not shown) instead of the Ar laser device 1A. The control unit 131 shifts and / or expands the region of the micro deflection mirror that is turned on based on the scanning speed and scanning direction of the galvano scanner 17 and the characteristics of the fluorescent label applied to the specimen S. It is good.

本変形例によれば、蛍光遅延が大きい蛍光標識からの蛍光を検出する場合はONする微小偏向ミラーの領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、蛍光遅延が小さい蛍光標識からの蛍光を検出する場合はONする微小偏向ミラーの領域をずらす量および/または拡張する量を小さくすることにより、使用する蛍光標識に応じて蛍光の遅延特性が変化しても良好なコンフォール画像を取得し続けることができる。また、本変形例によれば、蛍光の遅延特性と減衰時間に応じて、標本S上の対物レンズ12の焦点位置からの蛍光のみを光検出器129A,129Bに精度よく入射させることができる。   According to this modification, when detecting fluorescence from a fluorescent label having a large fluorescence delay, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro deflection mirror to be turned on is increased, while the amount from the fluorescent label having a small fluorescence delay is increased. When detecting the fluorescence, the amount of displacement and / or expansion of the area of the micro deflection mirror that is turned on is reduced to obtain a good confocal image even if the fluorescence delay characteristics change according to the fluorescent label used. Can continue. Further, according to this modification, only the fluorescence from the focal position of the objective lens 12 on the sample S can be accurately incident on the photodetectors 129A and 129B according to the fluorescence delay characteristics and decay time.

第3変形例としては、Arレーザ装置1Aにより短時間パルスレーザ光(励起レーザパルス)を照射するか、Arレーザ装置1Aの代わりにパルスレーザ(図示略)を配置してパルスレーザ光(励起レーザパルス)を発振し、走査部としてガルバノスキャナ17に代えてレゾナントスキャナ(図示略)を採用し、制御部131が、印加する共振周波数に応じてレゾナントスキャナの走査速度を変更することとしてもよい。   As a third modified example, the Ar laser device 1A irradiates a short-time pulse laser beam (excitation laser pulse) or arranges a pulse laser (not shown) in place of the Ar laser device 1A to provide a pulse laser beam (excitation laser). It is also possible to employ a resonant scanner (not shown) instead of the galvano scanner 17 as the scanning unit, and the control unit 131 may change the scanning speed of the resonant scanner in accordance with the applied resonance frequency.

本変形例によれば、レゾナントスキャナに印加する共振周波数が高いときはONする微小偏向アレイの領域をずらす量および/または拡張する量を大きくする一方、レゾナントスキャナに印加する共振周波数が低いときはONする微小偏向アレイの領域をずらす量および/または拡張する量を小さくする。したがって、レゾナントスキャナに印加する共振周波数(例えば、4kHz、8kHz、16kHz)を変更しても良好な画像を得ることができる。   According to this modification, when the resonance frequency applied to the resonant scanner is high, the amount of shifting and / or expanding the area of the micro deflection array to be turned on is increased, while when the resonance frequency applied to the resonant scanner is low. The amount of shifting and / or the amount of expansion of the area of the micro deflection array to be turned on is reduced. Therefore, even if the resonance frequency (for example, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz) applied to the resonant scanner is changed, a good image can be obtained.

第4変形例としては、走査型レーザ顕微鏡装置200が、蛍光の共焦点位置および共焦点位置での形状を検出するPSDセンサや1次元的または2次元的に配列された撮像素子のような実測値検出部(図示略)を備え、制御部131が、実測値検出部の検出結果に基づいて、ONする微小偏向ミラーの領域を蛍光の遅延に起因するガルバノスキャナ17によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張することとしてもよい。   As a fourth modification, the scanning laser microscope apparatus 200 is actually measured like a PSD sensor that detects the fluorescence confocal position and the shape at the confocal position or an image sensor that is arranged one-dimensionally or two-dimensionally. A value detector (not shown), and based on the detection result of the actual value detector, the controller 131 moves the region of the micro deflection mirror that is turned on in the direction of the descan position by the galvano scanner 17 due to the fluorescence delay. It may be shifted and / or expanded.

この場合、図11のアレイ型検出部30と同様に、実測値検出部を微小偏向ミラーアレイ121に置き換えて実測値を検出することとしてもよい。また、図12のアレイ型検出部30と同様にして、光路を切り替え可能な光路切替ミラー(図示略)を用いて微小偏向ミラーアレイ121は元の光路に残したまま、光路切替ミラーにより切り替えられる新たな光路上に共焦点レンズ(図示略)を配置するとともに、対物レンズ25の焦点位置と共役な位置に実測値検出部を配置して実測値を検出することとしてもよい。
このようにすることで、蛍光に遅れが生じても標本S上の対物レンズ25の焦点位置からの光を光検出器129A,129Bに精度よく入射させて検出することができ、これにより常に良好な画像を取得することができる。
In this case, similarly to the array-type detection unit 30 in FIG. 11, the actual measurement value may be detected by replacing the actual measurement value detection unit with the minute deflection mirror array 121. Similarly to the array-type detection unit 30 in FIG. 12, an optical path switching mirror (not shown) that can switch the optical path is used to switch the minute deflection mirror array 121 while leaving the original optical path by the optical path switching mirror. A confocal lens (not shown) may be arranged on a new optical path, and an actual measurement value detection unit may be arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens 25 to detect the actual measurement value.
In this way, even if the fluorescence is delayed, the light from the focal position of the objective lens 25 on the sample S can be accurately incident on the photodetectors 129A and 129B, and can be detected. Images can be acquired.

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、本発明を上記の各実施形態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 each of the above embodiments, and may be applied to embodiments in which these embodiments are appropriately combined, and is not particularly limited.

また、上記実施形態においては、ガルバノスキャナ17やレゾナントスキャナの走査速度および走査方向に基づいてアレイ型検出部30の検出領域を変更することとしたが、これに代えて、ガルバノスキャナ17やレゾナントスキャナの走査速度または走査方向に基づいてアレイ型検出部30の検出領域を変更することとしてもよい。   In the above embodiment, the detection area of the array type detection unit 30 is changed based on the scanning speed and the scanning direction of the galvano scanner 17 and the resonant scanner. Instead, the galvano scanner 17 and the resonant scanner are used. The detection area of the array type detection unit 30 may be changed based on the scanning speed or the scanning direction.

また、上記実施形態においては、戻り光として標本Sにおいて発生する蛍光を検出する場合を例示して説明したが、これに代えて、標本Sにおいて反射されるレーザ光の反射光を戻り光として検出することとしてもよい。反射光の遅延は、レーザ光の光路に対する反射光の光路の光路長差による影響が挙げられる。   In the above embodiment, the case where fluorescence generated in the specimen S is detected as the return light has been described as an example. Instead, the reflected light of the laser beam reflected by the specimen S is detected as the return light. It is good to do. The delay of the reflected light is affected by the difference in the optical path length of the optical path of the reflected light with respect to the optical path of the laser light.

1A Arレーザ装置(光源)
1B HeNe−Gレーザ装置(光源)
1C HeNe−Rレーザ装置(光源)
17 ガルバノスキャナ(走査部)
17A Xガルバノミラー(走査部材)
17B Yガルバノミラー(走査部材)
25 対物レンズ
30 アレイ型検出部
31,131 制御部
33 実測値検出部
100,200 走査型レーザ顕微鏡装置
1A Ar laser device (light source)
1B HeNe-G laser device (light source)
1C HeNe-R laser device (light source)
17 Galvano scanner (scanning part)
17A X Galvano mirror (scanning member)
17B Y Galvano mirror (scanning member)
25 Objective lens 30 Array type detection unit 31, 131 Control unit 33 Actual value detection unit 100, 200 Scanning laser microscope apparatus

Claims (20)

所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる、走査速度を変更可能な走査部と、
該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、
該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り替え可能な複数の微小検出素子を有し、前記対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光をON状態の前記微小検出素子により選択的に検出可能なアレイ型検出部と、
前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置。
A scanning unit having a scanning member capable of swinging around a predetermined swinging axis, deflecting excitation light emitted from a light source by the scanning member and scanning the sample, and a scanning speed changeable ;
An objective lens that irradiates the sample with excitation light scanned by the scanning unit, and collects return light from the sample;
It has a plurality of minute detection elements that can be individually switched ON / OFF arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens, and turns on the return light condensed by the objective lens and descanned by the scanning unit An array type detection unit that can be selectively detected by the micro detection element in a state;
Based on the scanning speed of the scanning unit, the scanning and a positional displacement direction shifting and / or expansion control unit of descanning by the scanning unit due to the delay of ON to the microscopic regions the return light detecting element Type laser microscope apparatus.
所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる走査部と、
該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、
該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り替え可能な複数の微小検出素子を有し、前記対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光をON状態の前記微小検出素子により選択的に検出可能なアレイ型検出部と、
前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置。
A scanning unit having a scanning member capable of swinging around a predetermined swinging shaft, and deflecting excitation light emitted from a light source by the scanning member and scanning the sample;
An objective lens that irradiates the sample with excitation light scanned by the scanning unit, and collects return light from the sample;
It has a plurality of minute detection elements that can be individually switched ON / OFF arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens, and turns on the return light condensed by the objective lens and descanned by the scanning unit An array type detection unit that can be selectively detected by the micro detection element in a state;
In accordance with the change in the査direction run of the scanning unit, and a positional displacement direction shifting and / or expansion control unit of descanning by the scanning unit due to the delay of ON to the microscopic regions the return light detecting element Scanning laser microscope apparatus provided.
前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらすとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小検出素子の領域をずらす方向を反転させる請求項2に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 The control unit shifts the region of the minute detection element that is turned on in accordance with a change in the scanning direction of the scanning unit in a direction of a descan position by the scanning unit due to the delay of the return light, and the scanning unit If There to scan the excitation light with reciprocating oscillating movement of the scanning member, claim reversing towards direction to shift the region of the micro-detection element to oN in the go and return of the rocking motion of the scanning member 2 The scanning laser microscope apparatus described in 1. 前記制御部が、さらに、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小検出素子の領域を拡張する方向を反転させる請求項3に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 The control unit further expands the area of the micro detection element that is turned on in response to a change in the scanning direction of the scanning unit in the direction of the displacement of the descanning by the scanning unit due to the delay of the return light, when the scanning unit to scan the excitation light with reciprocating oscillating movement of the scanning member, reversing the direction that extends the area of the micro-detection element to oN in the go and return of the rocking motion of the scanning member The scanning laser microscope apparatus according to claim 3 . 前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小検出素子の領域を拡張する方向を反転させる請求項2に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 The control unit expands the area of the micro detection element that is turned on in response to a change in the scanning direction of the scanning unit in the direction of the positional deviation of the descanning by the scanning unit due to the delay of the return light. If the part is to scan the excitation light with reciprocating oscillating movement of the scanning member, wherein for reversing the direction that extends the area of the micro-detection element to oN in the go and return of the rocking motion of the scanning member Item 3. A scanning laser microscope apparatus according to Item 2 . 前記制御部が、前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらす請求項1に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。2. The scanning according to claim 1, wherein the control unit shifts a region of the minute detection element that is turned on in a direction of a positional deviation of descanning by the scanning unit due to a delay of the return light based on a scanning speed of the scanning unit. Type laser microscope apparatus. 前記走査部が、正弦波駆動されて走査範囲の中央付近では走査速度が速く前記走査範囲の端付近では走査速度が遅くなるレゾナントスキャナであり、
前記制御部が、さらに前記走査部材の揺動角度に応じて変化する前記走査速度に基づいてONする前記微小検出素子の領域をずらしおよび/または拡張する請求項1または請求項2に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
The scanning unit is a resonant scanner that is driven by a sine wave and has a high scanning speed near the center of the scanning range , and a low scanning speed near the end of the scanning range ,
3. The scanning according to claim 1, wherein the control unit further shifts and / or expands a region of the minute detection element that is turned on based on the scanning speed that changes in accordance with a swing angle of the scanning member. Type laser microscope apparatus.
パルスレーザ光を発振する光源を備え、
前記制御部が、さらに標本に付与する蛍光標識の特性に基づいてONする前記微小検出素子の領域をずらしおよび/または拡張する請求項1または請求項2に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
It has a light source that oscillates pulsed laser light,
3. The scanning laser microscope apparatus according to claim 1, wherein the control unit further shifts and / or expands a region of the micro detection element that is turned on based on characteristics of a fluorescent label applied to the specimen.
パルスレーザ光を発振する光源を備え、
前記走査部が、レゾナントスキャナであり、印加する共振周波数に応じて走査速度を変更可能な請求項1に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
It has a light source that oscillates pulsed laser light,
The scanning laser microscope apparatus according to claim 1, wherein the scanning unit is a resonant scanner and can change a scanning speed in accordance with an applied resonance frequency.
記戻り光の共焦点位置および/または該共焦点位置での形状を検出する実測値検出部を備え、
前記制御部が、さらに、前記実測値検出部の検出結果に基づいて、ONする前記微小検出素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する請求項1または請求項2に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
With the measured value detector for detecting a shape of a confocal position, and / or confocal position prior Symbol return light,
The control unit further shifts the region of the minute detection element that is turned on based on the detection result of the actual measurement value detection unit in the direction of the displacement of the descan by the scanning unit due to the delay of the return light and / or査型laser microscope apparatus run according to claim 1 or claim 2 extends.
所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる、走査速度を変更可能な走査部と、
該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、
該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置され、該対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光を検出する光検出部と、
前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り換え可能な複数の微小偏向素子を有し、ON状態の該微小偏向素子により戻り光を選択的に前記光検出部に向けて偏向可能な微小偏向素子アレイと、
前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置。
A scanning unit having a scanning member capable of swinging around a predetermined swinging axis, deflecting excitation light emitted from a light source by the scanning member and scanning the sample, and a scanning speed changeable ;
An objective lens that irradiates the sample with excitation light scanned by the scanning unit, and collects return light from the sample;
A light detection unit that is disposed at a position conjugate with the focal position of the objective lens, and that detects return light that is collected by the objective lens and descanned by the scanning unit;
A plurality of micro-deflection elements that can be individually switched ON / OFF arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens, and the light detection unit selectively selects return light by the micro-deflection elements in the ON state A micro deflection element array that can be deflected toward the
Based on the scanning speed of the scanning unit, the scanning and a positional displacement direction shifting and / or expansion control unit of descanning by the scanning unit caused the area of the micro-deflection device for ON delay of the return light Type laser microscope apparatus.
所定の揺動軸回りに揺動可能な走査部材を有し、光源から発せられた励起光を該走査部材により偏向して標本上で走査させる走査部と、
該走査部により走査された励起光を標本に照射する一方、標本からの戻り光を集光する対物レンズと、
該対物レンズの焦点位置と共役な位置に配置され、該対物レンズによって集光され前記走査部によってデスキャンされた戻り光を検出する光検出部と、
前記対物レンズの焦点位置と共役な位置に配列されたON/OFFを個別に切り換え可能な複数の微小偏向素子を有し、ON状態の該微小偏向素子により戻り光を選択的に前記光検出部に向けて偏向可能な微小偏向素子アレイと、
前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する制御部とを備える走査型レーザ顕微鏡装置。
A scanning unit having a scanning member capable of swinging around a predetermined swinging shaft, and deflecting excitation light emitted from a light source by the scanning member and scanning the sample;
An objective lens that irradiates the sample with excitation light scanned by the scanning unit, and collects return light from the sample;
A light detection unit that is disposed at a position conjugate with the focal position of the objective lens, and that detects return light that is collected by the objective lens and descanned by the scanning unit;
A plurality of micro-deflection elements that can be individually switched ON / OFF arranged at a position conjugate with the focal position of the objective lens, and the light detection unit selectively selects return light by the micro-deflection elements in the ON state A micro deflection element array that can be deflected toward the
In accordance with the change in the査direction run of the scanning unit, and a positional displacement direction shifting and / or expansion control unit of descanning by the scanning unit caused the area of the micro-deflection device for ON delay of the return light Scanning laser microscope apparatus provided.
前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらすとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小偏向素子の領域をずらす方向を反転させる請求項12に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 The control unit shifts the region of the micro deflection element that is turned on in accordance with a change in the scanning direction of the scanning unit in a direction of de-scanning by the scanning unit due to the delay of the return light, and the scanning unit If There to scan the excitation light with reciprocating oscillating movement of the scanning member, according to claim 12 for inverting describes the direction to shift the region of the micro-deflection element oN in the go and return of the rocking motion of the scanning member The scanning laser microscope apparatus described in 1. 前記制御部が、さらに、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小偏向素子の領域を拡張する方向を反転させる請求項13に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 The control unit further expands the region of the micro deflection element that is turned on in response to a change in the scanning direction of the scanning unit in a direction of a positional deviation of descanning by the scanning unit due to the delay of the return light, when the scanning unit to scan the excitation light with reciprocating oscillating movement of the scanning member, reversing the direction that extends the area of the micro-deflection element oN in the go and return of the rocking motion of the scanning member The scanning laser microscope apparatus according to claim 13 . 前記制御部が、前記走査部の走査方向の変化に応じて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向に拡張するとともに、前記走査部が前記走査部材の揺動動作の往復で励起光を走査させる場合に、該走査部材の揺動動作の行きと帰りとでONする前記微小偏向素子の領域を拡張する方向を反転させる請求項12に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。 The control unit expands the region of the micro deflection element that is turned on in accordance with a change in the scanning direction of the scanning unit in the direction of the positional deviation of the descanning by the scanning unit due to the delay of the return light. If the part is to scan the excitation light with reciprocating oscillating movement of the scanning member, wherein for reversing the direction that extends the area of the micro-deflection element oN in the go and return of the rocking motion of the scanning member Item 13. A scanning laser microscope apparatus according to Item 12 . 前記制御部が、前記走査部の走査速度に基づいて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらす請求項11に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。12. The scanning according to claim 11, wherein the control unit shifts the region of the micro deflection element that is turned on in the direction of the position deviation of the descanning by the scanning unit due to the delay of the return light based on the scanning speed of the scanning unit. Type laser microscope apparatus. 前記走査部が、正弦波駆動されて走査範囲の中央付近では走査速度が速く前記走査範囲の端付近では走査速度が遅くなるレゾナントスキャナであり、
前記制御部が、さらに前記走査部材の揺動角度に応じて変化する前記走査速度に基づいてONする前記微小偏向素子の領域をずらしおよび/または拡張する請求項11に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
The scanning unit is a resonant scanner that is driven by a sine wave and has a high scanning speed near the center of the scanning range , and a low scanning speed near the end of the scanning range ,
The scanning laser microscope apparatus according to claim 11 , wherein the control unit further shifts and / or expands a region of the micro deflection element that is turned on based on the scanning speed that changes in accordance with a swing angle of the scanning member. .
パルスレーザ光を発振する光源を備え、
前記制御部が、さらに標本に付与する蛍光標識の特性に基づいてONする前記微小偏向素子の領域をずらしおよび/または拡張する請求項11または請求項12に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
It has a light source that oscillates pulsed laser light,
The scanning laser microscope apparatus according to claim 11 , wherein the control unit further shifts and / or expands a region of the micro deflection element that is turned on based on a characteristic of a fluorescent label applied to the specimen.
パルスレーザ光を発振する光源を備え、
前記走査部が、レゾナントスキャナであり、印加する共振周波数に応じて走査速度を変更可能な請求項11に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
It has a light source that oscillates pulsed laser light,
The scanning laser microscope apparatus according to claim 11 , wherein the scanning unit is a resonant scanner and can change a scanning speed according to a resonance frequency to be applied.
記戻り光の共焦点位置および/または該共焦点位置での形状を検出する実測値検出部を備え、
前記制御部が、さらに、前記実測値検出部の検出結果に基づいて、ONする前記微小偏向素子の領域を前記戻り光の遅延に起因する前記走査部によるデスキャンの位置ずれ方向にずらしおよび/または拡張する請求項11または請求項12に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
With the measured value detector for detecting a shape of a confocal position, and / or confocal position prior Symbol return light,
The control unit further shifts the region of the micro deflection element that is turned on based on the detection result of the actual measurement value detection unit in the direction of the position of descanning by the scanning unit due to the delay of the return light and / or The scanning laser microscope apparatus according to claim 11 or 12, which is expanded.
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