JP2003248174A - Laser scanning confocal microscope device, image recording method, and recording medium - Google Patents

Laser scanning confocal microscope device, image recording method, and recording medium

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JP2003248174A
JP2003248174A JP2002363922A JP2002363922A JP2003248174A JP 2003248174 A JP2003248174 A JP 2003248174A JP 2002363922 A JP2002363922 A JP 2002363922A JP 2002363922 A JP2002363922 A JP 2002363922A JP 2003248174 A JP2003248174 A JP 2003248174A
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scanning
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image
electric signal
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Shinji Motomura
伸二 本村
Tatsuo Nakada
竜男 中田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To apply a laser scanning confocal microscope device to measurement using a plurality of lights having at least different wavelengths as excitation light. <P>SOLUTION: In an image recording method of the laser scanning confocal microscope device, each of a plurality of laser lights having at least different wavelengths is scanned on a specimen as a spot light, light from the specimen based on the spot light is detected, and obtained image information is recorded by segmenting it. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば細胞のイオ
ン濃度の平面的定量測定等に好適なレーザ走査型顕共焦
点微鏡装置、その画像記録方法、及びそのプログラムを
記録した記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser scanning microscope confocal microscope apparatus suitable for, for example, planar quantitative measurement of cell ion concentration, an image recording method thereof, and a recording medium recording the program thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、走査型顕微鏡装置として、光源か
らのレーザ光を対物レンズにより微小なスポット光に絞
り、このスポット光により観察試料上を走査し、その観
察試料からの光、例えば透過光、反射光、又は蛍光等
を、フォトマルチプライヤ等の光電変換器により電気信
号に変換し、画像モニター上に観察画像を表示するレー
ザ走査型顕共焦点微鏡装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a scanning microscope apparatus, a laser beam from a light source is focused into a minute spot light by an objective lens, the spot light scans an observation sample, and the light from the observation sample, for example, transmitted light. There is known a laser scanning microscope confocal microscope device which converts reflected light, fluorescence, or the like into an electric signal by a photoelectric converter such as a photomultiplier and displays an observation image on an image monitor.

【0003】一方、最近では、神経科学や細胞生物学分
野における研究手法として、イオン感受性指示薬を用い
て細胞内遊離イオン濃度を定量する方法が急速に広がっ
ている。例えば、細胞内のカルシウムイオン濃度の測定
では、サンプルである細胞にカルシウムイオン感受性指
示薬である蛍光試薬 fura-2 を用いた蛍光計測が行われ
ている。このときの蛍光計測では、細胞の特定領域を異
なる2つの波長(340nm、380nm)で励起し、
刺激物質( Bradykinin )を投与後、それぞれの蛍光強
度の比を求めることにより定量し、その強度変化の分光
蛍光光度計による測定や顕微鏡による観察等といったこ
とが行われている。
On the other hand, recently, as a research technique in the fields of neuroscience and cell biology, a method for quantifying intracellular free ion concentration using an ion sensitive indicator has been rapidly spreading. For example, in the measurement of intracellular calcium ion concentration, fluorescence measurement using a fluorescent reagent fura-2, which is a calcium ion sensitivity indicator, is performed on a sample cell. In the fluorescence measurement at this time, a specific region of the cell is excited with two different wavelengths (340 nm and 380 nm),
After administration of the stimulant (Bradykinin), the ratio of the respective fluorescence intensities is determined to quantify, and the change in the intensity is measured by a spectrofluorimeter or observed by a microscope.

【0004】また、特許文献1には、前述の蛍光試薬 f
ura-2 を用いたカルシウムイオン濃度の測定を行う蛍光
顕微鏡装置が提案されている。この蛍光顕微鏡装置は、
透過波長の異なる複数の干渉フィルタを任意に切り換え
ることにより、光源からの光のうち、その切り換えられ
たフィルタにより透過された波長の光のみをサンプルに
照射させ、そのサンプルからの光を撮像して画像処理す
る等して試料像を取得するようにし、蛍光試薬 fura-2
を用いた2波長励起1波長蛍光測定等のような、波長の
異なる複数の光を励起光として用いる測定を行えるよう
にしたものである。
Further, in Patent Document 1, the above-mentioned fluorescent reagent f
A fluorescence microscope device for measuring calcium ion concentration using ura-2 has been proposed. This fluorescence microscope device
By arbitrarily switching a plurality of interference filters with different transmission wavelengths, of the light from the light source, only the light of the wavelength transmitted by the switched filter is irradiated to the sample, and the light from the sample is imaged. Fluorescent reagent fura-2 is used to obtain a sample image by image processing.
It is possible to perform a measurement using a plurality of lights having different wavelengths as excitation light, such as a two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement using the.

【0005】[0005]

【特許文献1】特開平2−28542号公報[Patent Document 1] JP-A-2-28542

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案には、レーザ走査型顕共焦点微鏡装置を用いてその測
定を行う場合の構成については何も開示されておらず、
単に光学的に二次元像を取得する通常の光学顕微鏡装置
を用いた場合の構成が開示されているだけである。
However, the above proposal does not disclose anything about the configuration in the case where the measurement is performed using the laser scanning microscope confocal microscope apparatus.
Only the configuration in the case of using a normal optical microscope device that optically acquires a two-dimensional image is disclosed.

【0007】また、従来において、レーザ走査型顕共焦
点微鏡装置を用いて、前述の蛍光試薬 fura-2 を用いた
カルシウムイオン濃度の測定や、水素イオン濃度の測定
や、巨大分子濃度の測定等に適用される、2波長励起1
波長蛍光測定等のような、波長の異なる複数の光を励起
光として用いる測定を行う場合の構成については何も提
案されていなかった。
In addition, conventionally, a laser scanning microscope confocal microscope apparatus was used to measure the calcium ion concentration, the hydrogen ion concentration, and the macromolecule concentration using the above-mentioned fluorescent reagent fura-2. 2 wavelength excitation 1 applied to etc.
No proposal has been made for a configuration for performing measurement using a plurality of lights having different wavelengths as excitation light, such as wavelength fluorescence measurement.

【0008】本発明の課題は、上記実情に鑑み、2波長
励起1波長蛍光測定等のような、少なくとも波長の異な
る複数の光を励起光として用いる測定に適用可能なレー
ザ走査型顕共焦点微鏡装置、その画像記録方法、及びそ
のプログラムを記録した記録媒体を提供することであ
る。
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a laser scanning microscope confocal microscope applicable to a measurement using a plurality of lights having different wavelengths as excitation light, such as a two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement. A mirror device, an image recording method thereof, and a recording medium recording the program thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様は、
少なくとも波長の異なる複数のレーザ光の各々をスポッ
ト光として試料上に走査し、前記スポット光に基づく前
記試料からの光を検出し、得られた画像情報を切り分け
て記録する、レーザ走査型共焦点顕微鏡装置の画像記録
方法である。
The first aspect of the present invention comprises:
At least a plurality of laser beams having different wavelengths are scanned on a sample as spot light, the light from the sample based on the spot light is detected, and the obtained image information is divided and recorded, laser scanning confocal. It is an image recording method of a microscope apparatus.

【0010】上記の方法によれば、励起波長毎に画像情
報を切り分けて記録することができるので、走査された
レーザ光毎に、当該レーザ光によって得られた画像情報
を切り分けて記録することができ、複数のレーザ光を励
起光として用いる測定にレーザ走査型共焦点顕微鏡装置
を適用させることができる。
According to the above method, the image information can be divided and recorded for each excitation wavelength, so that the image information obtained by the laser beam can be divided and recorded for each scanned laser beam. Therefore, the laser scanning confocal microscope device can be applied to the measurement using a plurality of laser lights as excitation light.

【0011】本発明の第二の態様は、上記第一の態様に
おいて、前記走査では、1ピクセル毎に前記複数のレー
ザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、前記記
録では、前記画像情報を1ピクセル毎に切り分けて記録
する。この方法によれば、1ピクセル走査されたレーザ
光毎に、当該レーザ光によって得られた画像情報を切り
分けて記録することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, in the scanning, the sample is scanned with each of the plurality of laser beams as spot light for each pixel, and in the recording, the image is recorded. The information is divided into each pixel and recorded. According to this method, the image information obtained by the laser light can be divided and recorded for each laser light scanned by one pixel.

【0012】本発明の第三の態様は、上記第一の態様に
おいて、前記走査では、1ライン毎に前記複数のレーザ
光の各々をスポット光として試料上に走査し、前記記録
では、前記画像情報を1ライン毎に切り分けて記録す
る。この方法によれば、1ライン走査されたレーザ光毎
に、当該レーザ光によって得られた画像情報を切り分け
て記録することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the above-mentioned first aspect, in the scanning, the sample is scanned line by line with each of the plurality of laser beams as spot light, and in the recording, the image is recorded. Information is divided into lines and recorded. According to this method, the image information obtained by the laser beam can be divided and recorded for each laser beam scanned by one line.

【0013】本発明の第四の態様は、上記第一の態様に
おいて、前記走査では、1フレーム毎に前記複数のレー
ザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、前記記
録では、前記画像情報を1フレーム毎に切り分けて記録
する。この方法によれば、1フレーム走査されたレーザ
光毎に、当該レーザ光によって得られた画像情報を切り
分けて記録することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the above-mentioned first aspect, in the scanning, the sample is scanned with each of the plurality of laser beams as spot light in each frame, and in the recording, the image is recorded. Information is divided into frames and recorded. According to this method, the image information obtained by the laser light can be divided and recorded for each laser light scanned for one frame.

【0014】本発明の第五の態様は、上記第二の態様に
おいて、更に、前記1ピクセル毎に切り分けた画像情報
を用いて演算を行い、該演算の結果を表示する。この方
法によれば、好ましくは、1ピクセル毎に、各レーザ光
により得られた画像情報の比(輝度値の比、強度比等)
の演算やユーザの所望とする演算等といった演算を行わ
せて、その演算結果を表示させることができる。
In a fifth aspect of the present invention, in addition to the above second aspect, an operation is further performed using the image information divided for each pixel and the result of the operation is displayed. According to this method, preferably, for each pixel, the ratio of image information obtained by each laser light (ratio of brightness values, intensity ratio, etc.)
It is possible to perform an operation such as the above operation or an operation desired by the user, and display the operation result.

【0015】本発明の第六の態様は、上記第三の態様に
おいて、更に、前記1ライン毎に切り分けた画像情報を
用いて演算を行い、該演算の結果を表示する。この方法
によれば、好ましくは、1ライン毎に、各レーザ光によ
り得られた画像情報の比(輝度値の比、強度比等)の演
算やユーザの所望とする演算等といった演算を行わせ
て、その演算結果を表示させることができる。
In a sixth aspect of the present invention, in addition to the above third aspect, an operation is performed using the image information divided for each line, and the result of the operation is displayed. According to this method, preferably, the calculation of the ratio of the image information obtained by each laser beam (the ratio of the brightness value, the intensity ratio, etc.) or the calculation desired by the user is performed for each line. Then, the calculation result can be displayed.

【0016】本発明の第七の態様は、レーザ走査型共焦
点顕微鏡装置の画像記録制御をコンピュータに実行させ
るためのプログラムを記録した記録媒体であって、少な
くとも波長の異なる複数のレーザ光の各々をスポット光
として試料上に走査し、前記スポット光に基づく前記試
料からの光を検出し、得られた画像情報を切り分けて記
録する、ことを前記コンピュータに実行させるためのプ
ログラムを記録した記録媒体である。
A seventh aspect of the present invention is a recording medium in which a program for causing a computer to execute image recording control of a laser scanning confocal microscope apparatus is recorded, and at least each of a plurality of laser beams having different wavelengths. Is recorded on the sample as a spot light, the light from the sample based on the spot light is detected, and the obtained image information is divided and recorded. Is.

【0017】上記によれば、本記録媒体に記録されてい
るプログラムをコンピュータに実行させることにより、
上記第一の態様と同様の作用・効果を得る。本発明の第
八の態様は、上記第七の態様において、前記走査では、
1ピクセル毎に前記複数のレーザ光の各々をスポット光
として試料上に走査し、前記記録では、前記画像情報を
1ピクセル毎に切り分けて記録する。
According to the above, by causing the computer to execute the program recorded on the recording medium,
The same action and effect as those of the first aspect are obtained. An eighth aspect of the present invention is based on the seventh aspect, in the scanning,
Each of the plurality of laser beams is scanned as spot light on a sample for each pixel, and in the recording, the image information is divided and recorded for each pixel.

【0018】これによれば、上記第二の態様と同様の作
用・効果を得る。本発明の第九の態様は、上記第七の態
様において、前記走査では、1ライン毎に前記複数のレ
ーザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、前記
記録では、前記画像情報を1ライン毎に切り分けて記録
する。
According to this, the same operation and effect as those of the second aspect can be obtained. According to a ninth aspect of the present invention, in the seventh aspect, in the scanning, a sample is scanned with each of the plurality of laser beams as spot light for each line, and in the recording, the image information is recorded as 1 Record each line separately.

【0019】これによれば、上記第三の態様と同様の作
用・効果を得る。本発明の第十の態様は、上記第七の態
様において、前記走査では、1フレーム毎に前記複数の
レーザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、前
記記録では、前記画像情報を1フレーム毎に切り分けて
記録する。
According to this, the same action and effect as those of the third aspect can be obtained. According to a tenth aspect of the present invention, in the seventh aspect, in the scanning, the sample is scanned with each of the plurality of laser beams as spot light for each frame, and in the recording, the image information is recorded as 1 Record each frame separately.

【0020】これによれば、上記第四の態様と同様の作
用・効果を得る。本発明の第十一の態様は、試料に照射
させるレーザ光を少なくとも波長の異なるレーザ光に切
り換える切換手段と、前記試料上に、前記切換部により
切り換えられたレーザ光であるスポット光を走査する走
査手段と、前記スポット光に基づく前記試料からの光を
アナログ電気信号に変換する光電変換手段と、前記アナ
ログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複数のA/
D変換手段と、前記切換部によるレーザ光の切り換え状
態に応じて、前記アナログ電気信号の入力先を前記複数
のA/D変換部のうちの何れか1つに切り換える信号分
岐切換手段と、前記デジタル電気信号に応じた画像を表
示する表示手段と、を備えたレーザ走査型共焦点顕微鏡
装置である。
According to this, the same operation and effect as the above-mentioned fourth aspect can be obtained. According to an eleventh aspect of the present invention, switching means for switching the laser light with which the sample is irradiated to laser light having at least different wavelengths, and the sample is scanned with spot light which is the laser light switched by the switching unit. Scanning means, photoelectric conversion means for converting the light from the sample based on the spot light into an analog electric signal, and a plurality of A / s for converting the analog electric signal into a digital electric signal
D conversion means, signal branch switching means for switching the input destination of the analog electric signal to any one of the plurality of A / D conversion sections according to the switching state of the laser light by the switching section, A laser scanning confocal microscope apparatus comprising: a display unit that displays an image according to a digital electric signal.

【0021】上記の構成によれば、レーザ光の切り換え
状態に応じてアナログ電気信号の入力先となるA/D変
換手段が切り換えられるので、切り換えられたA/D変
換手段の出力(画像情報)を取得していくことで、照射
したレーザ光毎に、当該レーザ光によって得られた画像
情報を取得することができ、複数のレーザ光を励起光と
して用いる測定にレーザ走査型共焦点顕微鏡装置を適用
させることができる。
According to the above construction, since the A / D conversion means which is the input destination of the analog electric signal is switched according to the switching state of the laser light, the output (image information) of the switched A / D conversion means. By acquiring each, it is possible to acquire the image information obtained by the laser light for each irradiated laser light, and use a laser scanning confocal microscope device for measurement using a plurality of laser lights as excitation light. Can be applied.

【0022】本発明の第十二の態様は、1ピクセル走査
毎に、試料に照射させるレーザ光を少なくとも波長の異
なるレーザ光に切り換える切換手段と、前記試料上に、
前記切換部により切り換えられたレーザ光であるスポッ
ト光を走査する走査手段と、前記スポット光に基づく前
記試料からの光をアナログ電気信号に変換する光電変換
手段と、前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変
換するA/D変換手段と、前記切換部によるレーザ光の
切り換え状態に応じて、1ピクセル走査に対応する前記
デジタル電気信号に、何れのレーザ光が照射されたこと
により得られたものであるか及び何れのピクセルを走査
したのもであるかを示す識別情報を、付帯させて記録す
る記録手段と、該記録部に記録された前記デジタル電気
信号に応じた画像を表示する表示手段と、を備えたレー
ザ走査型共焦点顕微鏡装置である。
According to a twelfth aspect of the present invention, switching means for switching a laser beam to be irradiated onto the sample to a laser beam having at least a different wavelength for each pixel scanning, and on the sample,
Scanning means for scanning spot light which is laser light switched by the switching unit, photoelectric conversion means for converting light from the sample based on the spot light into an analog electric signal, and the analog electric signal as a digital electric signal Which is obtained by irradiating the digital electric signal corresponding to one pixel scanning with any of the laser beams according to the A / D conversion means for converting into the A / D conversion unit and the switching state of the laser beam by the switching unit. Recording means for additionally recording identification information indicating whether or not and which pixel has been scanned, and display means for displaying an image corresponding to the digital electric signal recorded in the recording portion. And a laser scanning confocal microscope apparatus including.

【0023】上記の構成によれば、1ピクセル走査に対
応する画像情報に識別情報が付帯されるので、後に、そ
の識別情報から何れのレーザ光により得られたものであ
るかを特定することができる。よって、複数のレーザ光
を励起光として用いる測定にレーザ走査型共焦点顕微鏡
装置を適用させることができる。また、その識別情報か
ら何れのピクセルを走査したものであるかを特定するこ
ともできるので、その識別情報に基づいて画像構築を行
うことが可能になる。
According to the above arrangement, since the identification information is attached to the image information corresponding to one pixel scanning, it is possible to specify later by which laser beam the laser light was obtained from the identification information. it can. Therefore, the laser scanning confocal microscope device can be applied to the measurement using a plurality of laser lights as excitation light. Further, since it is possible to specify which pixel is scanned by using the identification information, it becomes possible to construct an image based on the identification information.

【0024】本発明の第十三の態様は、1ライン走査毎
に、試料に照射させるレーザ光を少なくとも波長の異な
るレーザ光に切り換える切換手段と、前記試料上に、前
記切換部により切り換えられたレーザ光であるスポット
光を走査する走査手段と、前記スポット光に基づく前記
試料からの光をアナログ電気信号に変換する光電変換手
段と、前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換
するA/D変換手段と、前記切換部によるレーザ光の切
り換え状態に応じて、1ライン走査に対応する前記デジ
タル電気信号に、何れのレーザ光が照射されたことによ
り得られたものであるか及び何れのラインを走査したの
もであるかを示す識別情報を、付帯させて記録する記録
手段と、該記録部に記録された前記デジタル電気信号に
応じた画像を表示する表示手段と、を備えたレーザ走査
型顕共焦点微鏡装置である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, switching means for switching the laser light with which the sample is irradiated to the laser light having at least different wavelengths for each line scanning and the switching part on the sample are switched. Scanning means for scanning spot light which is laser light, photoelectric conversion means for converting light from the sample based on the spot light into an analog electric signal, and A / D conversion for converting the analog electric signal into a digital electric signal Means, and which laser light is obtained by irradiating the digital electric signal corresponding to one-line scanning with which laser light is switched by the switching unit and which line. Recording means for additionally recording identification information indicating whether or not scanning has been performed, and an image corresponding to the digital electric signal recorded in the recording portion is displayed. A display unit that is a laser scanning Arawatomo focal microscope apparatus having a.

【0025】上記の構成によれば、1ライン走査に対応
する画像情報に識別情報が付帯されるので、後に、その
識別情報から何れのレーザ光により得られたものである
かを特定することができる。よって、複数のレーザ光を
励起光として用いる測定にレーザ走査型共焦点顕微鏡装
置を適用させることができる。また、その識別情報から
何れのラインを走査したものであるかを特定することも
できるので、その識別情報に基づいて画像構築を行うこ
とが可能になる。
According to the above arrangement, since the identification information is attached to the image information corresponding to the one-line scanning, it is possible to specify later by which laser beam the laser light was obtained from the identification information. it can. Therefore, the laser scanning confocal microscope device can be applied to the measurement using a plurality of laser lights as excitation light. Also, since it is possible to specify which line is scanned from the identification information, it is possible to construct an image based on the identification information.

【0026】本発明の第十四の態様は、1フレーム走査
毎に、試料に照射させるレーザ光を少なくとも波長の異
なるレーザ光に切り換える切換手段と、前記試料上に、
前記切換部により切り換えられたレーザ光であるスポッ
ト光を走査する走査手段と、前記スポット光に基づく前
記試料からの光をアナログ電気信号に変換する光電変換
手段と、前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変
換するA/D変換手段と、前記切換部によるレーザ光の
切り換え状態に応じて、1フレーム走査に対応する前記
デジタル電気信号に、何れのレーザ光が照射されたこと
により得られたものであるかを示す識別情報を、付帯さ
せて記録する記録手段と、該記録部に記録された前記デ
ジタル電気信号に応じた画像を表示する表示手段と、を
備えたレーザ走査型共焦点顕微鏡装置である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, switching means for switching a laser beam to be irradiated onto the sample to a laser beam having at least a different wavelength for each frame scanning, and on the sample,
Scanning means for scanning spot light which is laser light switched by the switching unit, photoelectric conversion means for converting light from the sample based on the spot light into an analog electric signal, and the analog electric signal as a digital electric signal Which is obtained by irradiating the digital electric signal corresponding to one-frame scanning with any of the laser beams according to the A / D converting means for converting into A laser scanning confocal microscope apparatus comprising: a recording unit that additionally records identification information indicating whether or not there is displayed, and a display unit that displays an image corresponding to the digital electric signal recorded in the recording unit. is there.

【0027】上記の構成によれば、1フレーム走査に対
応する画像情報に識別情報が付帯されるので、後に、そ
の識別情報から何れのレーザ光により得られたものであ
るかを特定することができる。よって、複数のレーザ光
を励起光として用いる測定にレーザ走査型共焦点顕微鏡
装置を適用させることができる。
According to the above construction, the identification information is attached to the image information corresponding to one frame scanning, so that it is possible to specify later by which laser beam the laser light was obtained from the identification information. it can. Therefore, the laser scanning confocal microscope device can be applied to the measurement using a plurality of laser lights as excitation light.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1は、本発明の第一の実施
の形態に係るレーザ走査型顕共焦点微鏡装置の構成例を
示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a laser scanning microscope confocal microscope apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【0029】同図において、本実施の形態に係るレーザ
走査型顕共焦点微鏡装置は、レーザ走査型顕共焦点微鏡
本体1、コンピュータ2、操作パネル3、レーザ光源装
置4、及び画像モニター5等を含んで構成され、レーザ
走査型顕共焦点微鏡本体1、操作パネル3、及びレーザ
光源装置4は、それぞれコンピュータ2に接続されてい
る。
In FIG. 1, the laser scanning microscope confocal microscope apparatus according to the present embodiment comprises a laser scanning microscope confocal microscope body 1, a computer 2, an operation panel 3, a laser light source device 4, and an image monitor. 5, the laser scanning microscope confocal microscope body 1, the operation panel 3, and the laser light source device 4 are connected to a computer 2, respectively.

【0030】レーザ走査型顕共焦点微鏡本体1は、励起
用ダイクロックミラー101、走査ユニット102、レ
ボルバ103、対物レンズ104、ステージ105、ダ
イクロックミラー107、レンズ108、コンフォーカ
ルアパーチャ109、及び光電変換器110等を含んで
構成されている。この共焦点顕微鏡本体1において、レ
ーザ光源装置4から入射されたレーザ光は、励起用ダイ
クロイックミラー101により反射され、走査ユニット
102に入射される。走査ユニット102は、X軸方向
走査用のガルバノメータミラーとY軸方向走査用のガル
バノメータミラー等を有し、励起用ダイクロックミラー
101により反射されたレーザ光を、コンピュータ2か
ら出力される走査制御信号に従ってXY走査するととも
に、X軸方向走査による1ラインの走査毎に走査制御終
了信号をコンピュータ2へ出力する。或いは、必要に応
じて、1ピクセルの走査毎に走査制御終了信号を出力す
るようにすることも可能である。この走査ユニット10
2によりXY走査されたレーザ光は、レボルバ103に
取り付けられた対物レンズ104を介して、ステージ1
05上に載置された観察試料106上にスポット光とし
て照射される。このスポット光による観察試料106か
らの光(反射光、透過光、又は蛍光等)は、入射光路に
戻され、ダイクロイックミラー107により反射され
て、レンズ108により集光される。このレンズ108
による集光位置には、コンフォーカルアパーチャ109
が配置され、共焦点光学系を形成している。このコンフ
ォーカルアパーチャ109を通過した光は、フォトマル
チプライヤ等の光電変換器110に入力され、アナログ
電気信号に変換されて、コンピュータ2に入力される。
The laser scanning microscope confocal microscope body 1 includes an excitation dichroic mirror 101, a scanning unit 102, a revolver 103, an objective lens 104, a stage 105, a dichroic mirror 107, a lens 108, a confocal aperture 109, and It is configured to include the photoelectric converter 110 and the like. In the confocal microscope main body 1, the laser light incident from the laser light source device 4 is reflected by the excitation dichroic mirror 101 and is incident on the scanning unit 102. The scanning unit 102 has a galvanometer mirror for scanning in the X-axis direction, a galvanometer mirror for scanning in the Y-axis direction, and the like, and a scanning control signal output from the computer 2 for the laser light reflected by the excitation dichroic mirror 101. In accordance with the XY scanning, the scanning control end signal is output to the computer 2 every time one line is scanned by the X-axis direction scanning. Alternatively, it is possible to output the scan control end signal for each scan of one pixel, if necessary. This scanning unit 10
The laser light scanned in XY by the stage 2 passes through the objective lens 104 attached to the revolver 103 and the stage 1
The observation sample 106 placed on the substrate 05 is irradiated with spot light. The light (reflected light, transmitted light, fluorescence, or the like) from the observation sample 106 due to this spot light is returned to the incident optical path, reflected by the dichroic mirror 107, and condensed by the lens 108. This lens 108
Confocal aperture 109
Are arranged to form a confocal optical system. The light that has passed through the confocal aperture 109 is input to a photoelectric converter 110 such as a photomultiplier, converted into an analog electric signal, and input to the computer 2.

【0031】操作パネル3は、キーボードの他、トラッ
クボール、ジョイスティツク、若しくはマウス等のポイ
ンティングデバイス等を備え、観察者からの各種指示を
受け付け、それをコンピュータ2へ通知する。例えば、
観察者からレーザ光の走査開始指示、画像入力指示、光
電変換器110の感度調整指示等を受け付け、それをコ
ンピュータへ通知する。
The operation panel 3 includes a keyboard, a pointing device such as a trackball, a joystick, or a mouse, and receives various instructions from an observer and notifies the computer 2 of them. For example,
It receives a laser beam scanning start instruction, an image input instruction, a sensitivity adjustment instruction for the photoelectric converter 110, and the like from an observer, and notifies the computer thereof.

【0032】レーザ光源装置4は、少なくとも波長の異
なるレーザ光を発する複数のレーザ光源と、AOTF
(音響光学素子)或いはAOM/EOM等の光学素子及
びシャッター等を含むレーザ光源切り換え装置401等
を備え、コンピュータ2の制御の基に、レーザ走査型顕
共焦点微鏡本体1へ入射させるレーザ光を切り換える。
例えば、そのレーザ光は、操作パネル3を介した観察者
による指示に基づいて切り換えられる。
The laser light source device 4 includes a plurality of laser light sources that emit laser light having different wavelengths, and an AOTF.
A laser light source switching device 401 including an acousto-optical element or an optical element such as an AOM / EOM and a shutter, and the like, and a laser beam to be incident on the laser scanning microscope confocal microscope main body 1 under the control of the computer 2. Switch.
For example, the laser light is switched based on an instruction from an observer via the operation panel 3.

【0033】画像モニター5は、コンピュータ2から出
力されたデジタルデータに応じた画像や走査メニュー等
を表示する。コンピュータ2は、計算・処理部2a、A
/D入力CH2b、メモリ2c、及び制御プログラム2
dが記録されている記録媒体(不図示)等を備えてい
る。A/D入力CH2bは、光電変換器110から出力
された、観察試料106に応じたアナログ電気信号をデ
ジタル電気信号に変換する。メモリ2cは、位置情報の
メモリ領域と画像メモリ領域とを有し、位置情報のメモ
リ領域には、走査最終ライン位置(或いは走査最終ピク
セル位置)等が記憶され、画像メモリ領域には、A/D
入力CH2bによりA/D変換されたデジタル電気信
号、すなわち観察試料106に応じた画像情報が記憶さ
れる。例えば、画像メモリ領域には、1024画素×7
68画素×12ビット(4096階調)の画素に対応す
る画像情報が記憶される。計算・処理部2aは、いわゆ
るCPU(中央演算処理部)であり、不図示の記録媒体
に記録されている制御プログラム2dに従って、このレ
ーザ走査型顕共焦点微鏡装置全体の動作を制御する。例
えば、操作パネル3を介して通知された観察者からの走
査開始指示に応じて、走査制御信号を走査ユニット10
2へ出力し、光電変換器110から出力された観察試料
106に応じたアナログ電気信号を、A/D入力CH2
bによりデジタル電気信号(画像情報)に変換させてメ
モリ2cに転送し、そのメモリ2cに転送された画像情
報を画像モニター5へ出力し、その画像情報に応じた画
像(観察試料像)を画像モニター5に表示させる等の処
理を行う。また、その他、操作パネル3を介して通知さ
れた観察者からの指示に応じて、走査メニュー等を画像
モニター5に表示させる処理や、A/D入力CH2bの
ゲイン,オフセット等の設定処理や、光電変換器110
の印加電圧,ゲイン,オフセット等の設定処理や、走査
ユニット102の設定処理や、出射させるレーザ光の設
定等のレーザ光源装置4の設定処理等も行う。
The image monitor 5 displays an image according to the digital data output from the computer 2, a scanning menu, and the like. The computer 2 includes a calculation / processing unit 2a, A
/ D input CH2b, memory 2c, and control program 2
A recording medium (not shown) in which d is recorded is provided. The A / D input CH2b converts an analog electric signal output from the photoelectric converter 110 according to the observation sample 106 into a digital electric signal. The memory 2c has a memory area for position information and an image memory area. The memory area for position information stores a scanning final line position (or a scanning final pixel position) and the like, and the image memory area has A / A D
A digital electric signal A / D converted by the input CH2b, that is, image information corresponding to the observation sample 106 is stored. For example, in the image memory area, 1024 pixels × 7
Image information corresponding to pixels of 68 pixels × 12 bits (4096 gradations) is stored. The calculation / processing unit 2a is a so-called CPU (central processing unit), and controls the operation of the entire laser scanning microscope confocal microscope apparatus according to a control program 2d recorded in a recording medium (not shown). For example, a scanning control signal is sent to the scanning unit 10 in response to a scanning start instruction from the observer notified via the operation panel 3.
2 and outputs an analog electric signal corresponding to the observation sample 106 output from the photoelectric converter 110 to the A / D input CH2.
It is converted into a digital electric signal (image information) by b and transferred to the memory 2c, the image information transferred to the memory 2c is output to the image monitor 5, and an image (observation sample image) corresponding to the image information is displayed. Processing such as displaying on the monitor 5 is performed. In addition, in addition, in accordance with an instruction from an observer notified via the operation panel 3, a process of displaying a scan menu or the like on the image monitor 5, a process of setting the gain and offset of the A / D input CH 2b, and the like, Photoelectric converter 110
Setting processing of the applied voltage, gain, offset and the like, setting processing of the scanning unit 102, setting processing of the laser light source device 4 such as setting of laser light to be emitted, and the like.

【0034】続いて、前述の光電変換器110から出力
されたアナログ電気信号が、A/D入力CH2bにより
デジタル電気信号に変換されてメモリ2cに転送される
までの構成について、更に詳しく説明する。但し、本実
施の形態において、コンピュータ2は、A/D入力CH
2bを複数搭載可能に構成されており、本例では、2波
長励起1波長蛍光測定等に対応して、2つのA/D入力
CH2b(2b−1,2b−2)が備えられているもの
とする。
Next, the structure of the analog electric signal output from the above-mentioned photoelectric converter 110 is converted into a digital electric signal by the A / D input CH2b and transferred to the memory 2c in more detail. However, in the present embodiment, the computer 2 uses the A / D input CH.
It is configured such that a plurality of 2b can be mounted, and in this example, two A / D inputs CH2b (2b-1, 2b-2) are provided corresponding to two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement and the like. And

【0035】図2は、その構成例を示した図である。同
図に示したように、前述の光電変換器110とA/D入
力CH2bの間には、計算・処理部2aの制御の基に、
レーザ光源装置4によるレーザ光の切り換え状態に応じ
て、光電変換器110の出力先をA/D入力CH2b−
1又は2b−2の何れかへ切り換える信号分岐切り換え
装置2eが設けられている。このような構成により、光
電変換器110から出力されたアナログ電気信号は、信
号分岐切り換え装置2eによる切り換えに応じて、A/
D入力CH2b−1又は2b−2の何れかに入力されて
デジタル電気信号に変換され、メモリ2cの画像メモリ
領域へ転送される。これにより、観察試料106からの
光に応じた画像情報を、例えば1フレーム毎(又は1ラ
イン毎或いは1ピクセル毎等)に切り分けてメモリ2c
に格納することが可能になる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration. As shown in the figure, between the photoelectric converter 110 and the A / D input CH2b described above, under the control of the calculation / processing unit 2a,
According to the switching state of the laser light by the laser light source device 4, the output destination of the photoelectric converter 110 is A / D input CH2b-.
A signal branch switching device 2e for switching to either 1 or 2b-2 is provided. With such a configuration, the analog electric signal output from the photoelectric converter 110 is A / A according to the switching by the signal branch switching device 2e.
The D input is input to either CH2b-1 or 2b-2, converted into a digital electric signal, and transferred to the image memory area of the memory 2c. As a result, the image information according to the light from the observation sample 106 is divided into, for example, each frame (or each line or pixel), and the memory 2c.
Can be stored in.

【0036】尚、本例では、この信号分岐切り換え装置
2eは、コンピュータ2の内部に備えられているもので
あるが、これがその外部に備えられるようにしても良
い。続いて、上述した構成のレーザ走査型顕共焦点微鏡
装置によって行われる制御処理について説明する。ここ
では、その制御処理の一例として、蛍光試薬 fura-2 を
用いた2波長励起1波長蛍光測定処理について説明す
る。尚、この測定処理は、計算・処理部2aが、前述の
不図示の記録媒体に記録されている制御プログラム2d
を読み込んで実行することによって実現される。
In this example, the signal branch switching device 2e is provided inside the computer 2, but it may be provided outside the computer 2. Next, the control process performed by the laser scanning microscope confocal microscope apparatus having the above-described configuration will be described. Here, as an example of the control process, a dual-wavelength excitation single-wavelength fluorescence measurement process using the fluorescent reagent fura-2 will be described. In this measurement process, the calculation / processing unit 2a uses the control program 2d recorded in the recording medium (not shown).
It is realized by reading and executing.

【0037】この測定処理では、まず、操作パネル3を
介して観察者から、レーザ光源装置4から出射させる波
長の異なる2種類のレーザ光の設定指示や、A/D入力
CH2b−1及び2b−2のゲインやオフセットの設定
指示、等といった本測定に係る各種設定指示が受け付け
られ、各指示に応じた設定が為される。本例では、この
ときに、波長の異なる2種類のレーザ光として、波長A
のレーザ光と波長Bのレーザ光が設定指示されたものと
する。
In this measurement processing, first, an observer via the operation panel 3 issues an instruction to set two types of laser light having different wavelengths to be emitted from the laser light source device 4, and A / D input CHs 2b-1 and 2b-. Various setting instructions relating to the main measurement, such as the gain and offset setting instructions of No. 2, etc., are accepted, and the setting according to each instruction is performed. In this example, at this time, as the two types of laser light having different wavelengths, the wavelength A
It is assumed that the laser light of and the laser light of wavelength B are set and instructed.

【0038】続いて、操作パネル3を介して走査開始指
示が受け付けられると、走査ユニット102が制御され
て実際に観察試料106上の走査が開始される。まず、
レーザ光源装置4の切り換え制御により波長Aのレーザ
光が照射されて1フレームの走査が行われ、波長Aのレ
ーザ光による観察試料106からの光に応じた1フレー
ムの画像情報が取得される。但し、このときには、レー
ザ光源装置4によるレーザ光の切り換え状態が波長Aの
レーザ光が照射されるように切り換えられていることに
対応して、その波長Aのレーザ光が照射されたときの観
察試料106からの光に対応するアナログ電気信号がA
/D入力CH2b−1に入力されるように信号分岐切り
換え装置2eが切り換えられ、そのA/D入力CH2b
−1によりA/D変換されたデジタル電気信号(画像情
報)は、メモリ2cの画像メモリ領域に格納される。こ
れにより、メモリ2cの画像メモリ領域には、A/D入
力CH2b−1から出力されたデジタル電気信号(画像
情報)に基づく1フレームの画像情報(Frame画像
202−a)が格納される。
Subsequently, when a scanning start instruction is accepted via the operation panel 3, the scanning unit 102 is controlled to actually start scanning on the observation sample 106. First,
Laser light of wavelength A is emitted by the switching control of the laser light source device 4 to scan one frame, and image information of one frame corresponding to light from the observation sample 106 by the laser light of wavelength A is acquired. However, at this time, the switching state of the laser light by the laser light source device 4 is switched so that the laser light of the wavelength A is irradiated, and the observation when the laser light of the wavelength A is irradiated is performed. The analog electric signal corresponding to the light from the sample 106 is A
The signal branch switching device 2e is switched so as to be input to the / D input CH2b-1, and the A / D input CH2b
The digital electric signal (image information) A / D converted by -1 is stored in the image memory area of the memory 2c. As a result, one frame of image information (Frame image 202-a) based on the digital electric signal (image information) output from the A / D input CH2b-1 is stored in the image memory area of the memory 2c.

【0039】続いて、同様にして、レーザ光源装置4の
切り換え制御により波長Bのレーザ光が照射されて1フ
レームの走査が行われ、波長Bのレーザ光による観察試
料106からの光に応じた1フレームの画像情報が取得
される。但し、このときには、レーザ光源装置4による
レーザ光の切り換え状態が波長Bのレーザ光が照射され
るように切り換えられていることに対応して、その波長
Bのレーザ光が照射されたときの観察試料106からの
光に対応するアナログ電気信号がA/D入力CH2b−
2に入力されるように信号分岐切り換え装置2eが切り
換えられ、そのA/D入力CH2b−2によりA/D変
換されたデジタル電気信号(画像情報)は、メモリ2c
の画像メモリ領域に格納される。これにより、メモリ2
cの画像メモリ領域には、A/D入力CH2b−2から
出力されたデジタル電気信号(画像情報)に基づく1フ
レームの画像情報(Frame画像202−b)が格納
される。
Subsequently, in the same manner, laser light of wavelength B is irradiated by the switching control of the laser light source device 4 to perform one frame of scanning, and the laser light of wavelength B responds to the light from the observation sample 106. Image information for one frame is acquired. However, at this time, the switching of the laser light by the laser light source device 4 is switched so that the laser light of the wavelength B is irradiated, and the observation when the laser light of the wavelength B is irradiated is performed. The analog electric signal corresponding to the light from the sample 106 is the A / D input CH2b-
The signal branch switching device 2e is switched so as to be input to the digital signal 2 and the digital electric signal (image information) A / D converted by the A / D input CH2b-2 is stored in the memory 2c.
Stored in the image memory area. This allows the memory 2
Image information (Frame image 202-b) of one frame based on the digital electric signal (image information) output from the A / D input CH2b-2 is stored in the image memory area of c.

【0040】続いて、メモリ2cの画像メモリ領域に格
納されたFrame画像202−aとFrame画像2
02−bとが画像モニター5へ出力されて、それぞれの
画像情報に対応する画像、すなわち波長Aのレーザ光を
照射することにより得られた観察試料像と波長Bのレー
ザ光を照射することにより得られた観察試料像とが画像
モニター5に表示されると共に、それらの画像情報を用
いて所定の演算が行われ、その演算結果に基づく画像が
画像モニター5に表示される。
Subsequently, the frame image 202-a and the frame image 2 stored in the image memory area of the memory 2c
02-b is output to the image monitor 5, and the images corresponding to the respective image information, that is, the observation sample image obtained by irradiating the laser light of the wavelength A and the laser light of the wavelength B are irradiated. The obtained observation sample image is displayed on the image monitor 5, a predetermined calculation is performed using the image information, and an image based on the calculation result is displayed on the image monitor 5.

【0041】例えば、このときに、それらの画像情報を
用いて画像情報の比(輝度値の比、強度比等)が求めら
れ、その比に基づいてカルシウムイオン濃度が求めら
れ、その求められたカルシウムイオン濃度に基づく画像
が画像モニター5に表示される。また、その画像情報の
比を求める際に、それぞれの画像情報の輝度値を均一に
するために、必要に応じて、(波長Aのレーザ光に係る
画像情報の輝度値−100)/(波長Bのレーザ光に係
る画像情報の輝度値−1000)等といった演算も行わ
れる。また、その他、それらの画像情報を用いてユーザ
の要求に応じた演算を行わせ、その演算結果やその演算
結果に基づく画像を画像モニター5に表示させるように
しても良い。
For example, at this time, the image information ratio (luminance value ratio, intensity ratio, etc.) is obtained using the image information, the calcium ion concentration is obtained based on the ratio, and the obtained value is obtained. An image based on the calcium ion concentration is displayed on the image monitor 5. Further, when obtaining the ratio of the image information, in order to make the luminance values of the respective image information uniform, (luminance value of image information relating to laser light of wavelength A-100) / (wavelength) A calculation such as the brightness value of the image information related to the B laser beam −1000) is also performed. Alternatively, the image information may be used to perform an operation according to a user's request, and the operation result or an image based on the operation result may be displayed on the image monitor 5.

【0042】以上、本実施の形態によれば、蛍光試薬 f
ura-2 を使用した2波長励起1波長蛍光測定を行うこと
が可能なレーザ走査型顕共焦点微鏡装置を実現すること
ができる。また、波長Aのレーザ光による画像情報が取
得されてから、波長Bのレーザ光による画像情報が取得
されるまでに、1フレームの画像情報取得に要する時間
差が生じるものの、観察しながらほぼリアルタイムにカ
ルシウムイオン濃度の定量計測が可能になる。また、A
/D入力CH2b−1,2b−2毎に、ゲイン及びオフ
セットの設定が可能であるので、A/D入力CH2b−
1に波長Aのレーザ光に特化したゲイン及びオフセット
を設定し、A/D入力CH2b−2に波長Bのレーザ光
に特化したゲイン及びオフセットを設定する、といった
各波長のレーザ光に特化したゲイン及びオフセットの調
整が可能になり、よりノイズがカットされた画像の取得
が可能になり、画像比較を、より容易にすることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, the fluorescent reagent f
It is possible to realize a laser scanning microscope confocal microscope apparatus capable of performing dual wavelength excitation single wavelength fluorescence measurement using the ura-2. In addition, although there is a time lag required for acquiring one frame of image information from the acquisition of the image information of the laser beam of wavelength A to the acquisition of the image information of the laser beam of wavelength B, almost real time while observing. Quantitative measurement of calcium ion concentration becomes possible. Also, A
Since gain and offset can be set for each / D input CH2b-1 and 2b-2, A / D input CH2b-
The gain and offset specialized for the laser beam of wavelength A are set to 1, and the gain and offset specialized for the laser beam of wavelength B are set to A / D input CH2b-2. The adjusted gain and offset can be adjusted, an image with less noise can be acquired, and image comparison can be facilitated.

【0043】尚、本実施の形態では、Frame画像2
02−aとFrame画像202−bの両方のFram
e画像がメモリ2cに格納された後に、それらを画像モ
ニター5へ出力するようにしているが、先に格納された
Frame画像を、先に画像モニター5へ出力するよう
にしても良い。このようにすることで、よりリアルタイ
ムに画像を表示させることが可能になる。
In this embodiment, the frame image 2
Frame of both 02-a and Frame image 202-b
Although the e-images are stored in the memory 2c and then output to the image monitor 5, the Frame images stored in advance may be output to the image monitor 5 first. By doing so, the image can be displayed in more real time.

【0044】また、本実施の形態において、波長Aのレ
ーザ光によるアナログ電気信号をA/D入力CH2b−
2へ、波長Bのレーザ光によるアナログ電気信号をA/
D入力CH2b−1へ出力させるように、信号分岐切り
換え装置2eが切り換え制御されるものであっても良
い。
Further, in the present embodiment, an analog electric signal generated by the laser light of wavelength A is input to the A / D input CH2b-.
2 to the analog electric signal by the laser light of wavelength B
The signal branch switching device 2e may be switch-controlled so as to output to the D input CH2b-1.

【0045】また、本実施の形態において、図2に示し
た構成を、例えば、信号分岐切り換え装置2eを省い
て、光電変換器110の出力先を直接A/D入力CH2
b−1及び2bー2とし、そのA/D入力CH2b−1
及び2b−2に設定するサンプリングクロックにより、
対応する何れか1つのA/D入力CH2bにA/D変換
させるように構成しても良く、或いは何れのA/D入力
CH2bにもA/D変換させ、その変換されたデジタル
電気信号の相関により、使用するデジタル電気信号を取
得するように構成しても良い。
Further, in the present embodiment, the configuration shown in FIG. 2 is used, for example, by omitting the signal branch switching device 2e and directly outputting the output destination of the photoelectric converter 110 to the A / D input CH2.
b-1 and 2b-2, and its A / D input CH2b-1
And the sampling clock set to 2b-2,
It may be configured such that any one of the corresponding A / D input CH2b is A / D converted, or any A / D input CH2b is A / D converted and the correlation of the converted digital electric signal is obtained. May be configured to acquire a digital electric signal to be used.

【0046】また、本実施の形態では、コンピュータ2
が2つのA/D入力CH2bを備えて、励起波長として
波長の異なる2種類のレーザ光を用いた測定が行われる
ものであったが、3つ以上のA/D入力CHを備えるよ
うに構成しても良く、その場合には、励起波長として波
長の異なる3種類以上のレーザ光を用いた測定が可能に
なる。
Further, in the present embodiment, the computer 2
Was equipped with two A / D input CH2b, and measurement was performed using two types of laser light having different wavelengths as excitation wavelengths. However, it is configured to have three or more A / D input CHs. However, in that case, it is possible to perform measurement using three or more types of laser light having different wavelengths as the excitation wavelength.

【0047】次に、本発明の第二の実施の形態について
説明する。本実施の形態は、光電変換器10から出力さ
れたアナログ電気信号が、A/D入力CH2bによりデ
ジタル電気信号に変換されてメモリ2cに転送されるま
での構成及び制御処理が、前述の第一の実施の形態と異
なる。そこで、ここでは、その構成及び制御処理につい
て説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration and control processing until the analog electric signal output from the photoelectric converter 10 is converted into a digital electric signal by the A / D input CH2b and transferred to the memory 2c is the above-mentioned first embodiment. Different from the embodiment. Therefore, here, the configuration and the control process will be described.

【0048】図3は、本発明の第二の実施の形態に係
る、光電変換器110から出力されたアナログ電気信号
が、A/D入力CH2bによりデジタル電気信号に変換
されてメモリ2cに転送されるまでの構成例を示した図
である。同図に示したように、その構成は図2に示した
ものとは異なり、信号分岐切り換え装置2eを備えてお
らず、光電変換器110の出力先は1つのA/D入力C
H2bのみである。また、A/D入力CH2bによりA
/D変換されたデジタル電気信号(画像情報)に基づく
1フレームの画像情報は、計算・処理部2aの制御の基
に、レーザ光源装置4によるレーザ光の切り換え状態に
応じて、その画像情報の基となる観察試料106からの
光が何れの波長によるレーザ光により生じたものである
かを示す波長識別情報が付帯されて、メモリ2cに格納
される。これにより、観察試料106からの光に応じた
画像情報を、例えば1フレーム毎(又は1ライン毎或い
は1ピクセル毎等)に切り分けてメモリ2cに格納する
ことが可能になる。
In FIG. 3, an analog electric signal output from the photoelectric converter 110 according to the second embodiment of the present invention is converted into a digital electric signal by the A / D input CH2b and transferred to the memory 2c. It is the figure which showed the structural example until it. As shown in the figure, the configuration is different from that shown in FIG. 2, and the signal branch switching device 2e is not provided, and the output destination of the photoelectric converter 110 is one A / D input C.
H2b only. In addition, A / D input CH2b
The image information of one frame based on the D / D-converted digital electric signal (image information) is based on the control of the calculation / processing unit 2a, and the image information of the image information is changed according to the switching state of the laser light by the laser light source device 4. Wavelength identification information indicating which wavelength of the laser beam the light from the observation sample 106 that is the base is generated is attached and stored in the memory 2c. This makes it possible to divide the image information corresponding to the light from the observation sample 106 into, for example, each frame (or each line or pixel) and store it in the memory 2c.

【0049】続いて、このような構成を有するレーザ走
査型顕共焦点微鏡装置によって行われる制御処理につい
て説明する。ここでは、その制御処理の一例として、蛍
光試薬 fura-2 を用いた2波長励起1波長蛍光測定処理
について説明する。尚、この測定処理は、計算・処理部
2aが、前述の不図示の記録媒体に記録されている制御
プログラム2dを読み込んで実行することによって実現
される。
Next, the control processing performed by the laser scanning microscope confocal microscope apparatus having such a configuration will be described. Here, as an example of the control process, a dual-wavelength excitation single-wavelength fluorescence measurement process using the fluorescent reagent fura-2 will be described. Note that this measurement processing is realized by the calculation / processing unit 2a by reading and executing the control program 2d recorded in the recording medium (not shown).

【0050】この測定処理では、まず、操作パネル3を
介して観察者から、レーザ光源装置4から出射させる波
長の異なる2種類のレーザ光の設定指示等の本測定に係
る各種設定指示が受け付けられ、各指示に応じた設定が
為される。尚、本例においても、波長の異なる2種類の
レーザ光として、波長Aのレーザ光と波長Bのレーザ光
が設定指示されたものとする。
In this measurement process, first, various setting instructions relating to the main measurement, such as setting instructions for two types of laser beams having different wavelengths emitted from the laser light source device 4, are received from the observer via the operation panel 3. , Settings are made according to each instruction. Also in this example, it is assumed that the laser light of wavelength A and the laser light of wavelength B are instructed to be set as the two types of laser light having different wavelengths.

【0051】続いて、操作パネル3を介して走査開始指
示が受け付けられると、走査ユニット102が制御され
て実際に観察試料106上の走査が開始される。まず、
レーザ光源装置4の切り換え制御により波長Aのレーザ
光が照射されて1フレームの走査が行われ、波長Aのレ
ーザ光による観察試料106からの光に応じた1フレー
ムの画像情報が取得される。但し、このときには、レー
ザ光源装置4によるレーザ光の切り換え状態が波長Aの
レーザ光が照射されるように切り換えられていることに
対応して、波長Aのレーザ光による観察試料106から
の光に対応するデジタル電気信号(画像情報)に基づく
1フレームの画像情報(Frame画像202−a)に
は、波長Aのレーザ光によるものであることを示す波長
識別情報(例えばCH1)が計算・処理部2aにより付
帯されてメモリ2cに格納される。
Then, when a scanning start instruction is accepted via the operation panel 3, the scanning unit 102 is controlled to actually start scanning on the observation sample 106. First,
Laser light of wavelength A is emitted by the switching control of the laser light source device 4 to scan one frame, and image information of one frame corresponding to light from the observation sample 106 by the laser light of wavelength A is acquired. However, at this time, since the switching state of the laser light by the laser light source device 4 is switched so that the laser light of the wavelength A is irradiated, the laser light of the wavelength A changes to the light from the observation sample 106. In the image information (Frame image 202-a) of one frame based on the corresponding digital electric signal (image information), the wavelength identification information (for example, CH1) indicating that it is due to the laser light of the wavelength A is the calculation / processing unit. It is attached by 2a and stored in the memory 2c.

【0052】続いて、同様にして、レーザ光源装置4の
切り換え制御により波長Bのレーザ光が照射されて1フ
レームの走査が行われ、波長Bのレーザ光による観察試
料106からの光に応じた1フレームの画像情報が取得
される。但し、このときには、レーザ光源装置4による
レーザ光の切り換え状態が波長Bのレーザ光が照射され
るように切り換えられていることに対応して、波長Bの
レーザ光による観察試料106からの光に対応するデジ
タル電気信号(画像情報)に基づく1フレームの画像情
報(Frame画像202−b)には、波長Bのレーザ
光によるものであることを示す波長識別情報(例えばC
H2)が付帯されてメモリ2cに格納される。
Subsequently, in the same manner, the laser light of the wavelength B is irradiated by the switching control of the laser light source device 4 to scan one frame, and the laser light of the wavelength B responds to the light from the observation sample 106. Image information for one frame is acquired. However, at this time, since the switching state of the laser light by the laser light source device 4 is switched so that the laser light of the wavelength B is irradiated, the laser light of the wavelength B is emitted from the observation sample 106. In the image information (Frame image 202-b) of one frame based on the corresponding digital electric signal (image information), the wavelength identification information (for example, C
H2) is attached and stored in the memory 2c.

【0053】このように、波長識別情報が付帯されるこ
とによって、後に、メモリ2cに格納されている画像情
報が何れの波長のレーザ光によるものであるかを特定す
ることができると共に、その画像情報の分類が可能にな
る。以降の処理については、前述の第一の実施の形態と
同様であるが、本第二の実施の形態では、画像モニター
5への画像の表示や、カルシウムイオン濃度の定量計測
のための画像情報間の比(輝度値の比、強度比)の計算
(再計算含む)等といった画像情報を用いた演算は、画
像情報に付帯されている波長識別情報に基づいて行われ
る。
By thus attaching the wavelength identification information, it is possible to later specify which wavelength of the laser light the image information stored in the memory 2c is, and also the image. It allows the classification of information. The subsequent processing is the same as in the first embodiment described above, but in the second embodiment, image information for displaying an image on the image monitor 5 and quantitatively measuring calcium ion concentration is used. Calculations using image information, such as calculation (including recalculation) of the ratio (brightness value ratio, intensity ratio) between them are performed based on the wavelength identification information attached to the image information.

【0054】以上、本実施の形態によれば、より少ない
構成により、蛍光試薬 fura-2 を使用した2波長励起1
波長蛍光測定を行うことが可能なレーザ走査型顕共焦点
微鏡装置を実現することができ、その装置に係るコスト
を、より安価にすることができる。また、波長Aのレー
ザ光による画像情報が取得されてから、波長Bのレーザ
光による画像情報が取得されるまでに、1フレームの画
像情報取得に要する時間差が生じるものの、観察しなが
らほぼリアルタイムにカルシウムイオン濃度の定量計測
が可能になる。また、第一の実施の形態における信号分
岐切り換え装置2eを持たないので、この信号分岐切り
換え装置2eのハード的な切り換え走査による処理時間
のロスを防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the two-wavelength excitation 1 using the fluorescent reagent fura-2 is used with a smaller configuration.
A laser scanning microscope confocal microscope device capable of performing wavelength fluorescence measurement can be realized, and the cost of the device can be further reduced. In addition, although there is a time lag required for acquiring one frame of image information from the acquisition of the image information of the laser beam of wavelength A to the acquisition of the image information of the laser beam of wavelength B, almost real time while observing. Quantitative measurement of calcium ion concentration becomes possible. Further, since the signal branch switching device 2e of the first embodiment is not provided, it is possible to prevent a processing time loss due to a hardware switching scan of the signal branch switching device 2e.

【0055】尚、本実施の形態では、2波長励起1波長
蛍光測定を例に説明したが、前述したように、メモリ2
cに格納される1フレームの画像情報には、何れのレー
ザ光によるものであるかを特定するための波長識別情報
が付帯されるようになるので、励起波長として波長の異
なる3種類以上のレーザ光を用いた測定にも適用可能で
あることは述べるまでもない。
In the present embodiment, the two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement is described as an example, but as described above, the memory 2 is used.
Since one frame of image information stored in c is accompanied by wavelength identification information for specifying which laser light is used, three or more types of lasers having different wavelengths as excitation wavelengths are included. It goes without saying that it is also applicable to measurement using light.

【0056】次に、本発明の第三の実施の形態について
説明する。本実施の形態は、前述の第二の実施の形態と
構成は同じであるが、制御処理が異なる。そこで、ここ
では、その制御処理の一例として、蛍光試薬 fura-2 を
使用した2波長励起1波長蛍光測定処理について説明す
る。尚、この測定処理は、コンピュータ2の計算・処理
部2aが、前述の不図示の記録媒体に記録されている制
御プログラム2dを読み込んで実行することによって実
現される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment has the same configuration as the second embodiment described above, but the control processing is different. Therefore, here, as an example of the control process, a dual-wavelength excitation single-wavelength fluorescence measurement process using the fluorescent reagent fura-2 will be described. The measurement process is realized by the calculation / processing unit 2a of the computer 2 by reading and executing the control program 2d recorded in the recording medium (not shown).

【0057】図4は、本発明の第三の実施の形態に係
る、蛍光試薬 fura-2 を使用した2波長励起1波長蛍光
測定処理の処理内容を示すフローチャートである。尚、
同図に示したフローは、操作パネル3を介して観察者か
ら、レーザ光源装置4から出射させる波長の異なる2種
類のレーザ光の設定指示等の本測定に係る各種設定指示
が受け付けられた後に走査開始指示が受け付けられたと
きに開始される処理である。尚、本例においても、波長
の異なる2種類のレーザ光として、波長Aのレーザ光と
波長Bのレーザ光が設定指示されたものとする。
FIG. 4 is a flow chart showing the processing contents of the two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement processing using the fluorescent reagent fura-2 according to the third embodiment of the present invention. still,
The flow shown in the figure is after the observer via the operation panel 3 receives various setting instructions relating to the main measurement, such as setting instructions for two types of laser light having different wavelengths emitted from the laser light source device 4. This is a process that is started when a scan start instruction is received. Also in this example, it is assumed that the laser light of wavelength A and the laser light of wavelength B are instructed to be set as the two types of laser light having different wavelengths.

【0058】同図において、まず、S401乃至S40
4では、レーザ光源装置4の切り換え制御により、1ラ
インの走査ごとに波長Aのレーザ光と波長Bのレーザ光
が交互に照射され、波長Aのレーザ光による1ラインの
走査が行われたときの観察試料106からの光に対応す
るデジタル電気信号(画像情報)と、波長Bのレーザ光
によるレーザ光による1ラインの走査が行われたときの
観察試料106からの光に対応するデジタル電気信号
(画像情報)が、メモリ2cの画像メモリ領域に交互に
格納される。但し、この場合、同一のラインに対して、
波長Aのレーザ光による走査と波長Bのレーザ光による
走査の2回の走査が行われる。すなわち、1ラインに対
しての波長Aのレーザ光による走査が行われると、続い
てその同一ラインに対しての波長Bのレーザ光による走
査が行われ、それが終了すると、次の1ラインに対して
同様にして走査が行われ、1フレームの走査が終了する
まで、そのような1ライン毎の走査が繰り返される。ま
た、1ラインの走査が行われたときの観察試料106か
らの光に対応するデジタル電気信号(画像情報)に基づ
く1ラインの画像情報がメモリ2cの画像メモリ領域に
格納されるときには、その画像情報に、何れの波長のレ
ーザ光によるものであるかを特定するためのタグと何れ
のラインの画像情報であるかを特定するための位置情報
を含む識別情報が付帯されて格納される。尚、タグはレ
ーザ光源装置4によるレーザ光の切り換え状態等に応じ
て決定され、位置情報は走査ユニット102から送られ
る走査制御終了信号等に基づいて決定される。例えば、
波長Aのレーザ光による1ライン目の走査に基づく画像
情報であることを示す識別情報は、TagA&L1や、
CH1−L1等になる(同図参照)。この場合、Tag
A及びCH1が波長Aのレーザ光によるものであること
を示すタグであり、L1が1ライン目の画像情報である
ことを示す位置情報である。
In the figure, first, S401 to S40.
In FIG. 4, when laser light of wavelength A and laser light of wavelength B are alternately irradiated every scanning of one line by switching control of the laser light source device 4, and scanning of one line by the laser light of wavelength A is performed. Digital electric signal (image information) corresponding to the light from the observation sample 106, and a digital electric signal corresponding to the light from the observation sample 106 when one line scanning is performed by the laser light of the wavelength B laser light (Image information) is alternately stored in the image memory area of the memory 2c. However, in this case, for the same line,
Two scans are performed, one with the laser light of wavelength A and the other with the laser light of wavelength B. That is, when the scanning with the laser light of the wavelength A is performed on one line, the scanning with the laser light of the wavelength B is subsequently performed on the same line. Similarly, scanning is performed in the same manner, and such scanning for each line is repeated until the scanning for one frame is completed. Further, when the image information of one line based on the digital electric signal (image information) corresponding to the light from the observation sample 106 when the scanning of one line is performed is stored in the image memory area of the memory 2c, the image is stored. The information is additionally stored with identification information including a tag for specifying which wavelength of the laser beam is used and identification information including position information for specifying which line of the image information. The tag is determined according to the switching state of the laser light by the laser light source device 4 and the like, and the position information is determined based on the scanning control end signal sent from the scanning unit 102. For example,
The identification information indicating that the image information is based on the scanning of the first line by the laser light of wavelength A is TagA & L1 or
CH1-L1 etc. (see the same figure). In this case, Tag
A and CH1 are tags indicating that the laser light having the wavelength A is used, and L1 is position information indicating that the image information is on the first line.

【0059】S405では、前述のS401乃至S40
4によりメモリ2cの画像メモリ領域に格納された1ラ
イン毎の画像情報に付帯されている識別情報に基づい
て、その1ライン毎の画像情報を用いて、波長Aのレー
ザ光による1フレームの画像情報(同図の画像A)と波
長Bのレーザ光による1フレームの画像情報(同図の画
像B)がデータ構築される。
In S405, the above-mentioned S401 to S40 are performed.
Based on the identification information incidental to the image information for each line stored in the image memory area of the memory 2c by 4, the image information for each line is used to image one frame by the laser light of wavelength A. Information (image A in the figure) and image information of one frame by the laser light of the wavelength B (image B in the figure) are constructed as data.

【0060】S406では、前ステップで作成された、
波長Aのレーザ光による1フレームの画像情報と波長B
のレーザ光による1フレームの画像情報が画像モニター
5へ出力されて、それぞれの画像情報に対応する画像が
画像モニター5に表示されると共に、それらの画像情報
を用いて第一の実施の形態で述べたような所定の演算が
行われ、その演算結果に基づく画像が表示される。そし
て、本ステップの処理が終わると、本フローが終了す
る。
In S406, the data created in the previous step,
Image information of one frame and wavelength B by laser light of wavelength A
The image information of one frame by the laser light of 1 is output to the image monitor 5, the image corresponding to each image information is displayed on the image monitor 5, and the image information is used in the first embodiment. The predetermined calculation as described above is performed, and the image based on the calculation result is displayed. Then, when the processing of this step ends, this flow ends.

【0061】以上、本フローが実行されることによっ
て、蛍光試薬 fura-2 を使用した2波長励起1波長蛍光
測定が行われるようになる。続いて、前述のS405の
処理で説明した、1フレームの画像情報のデータ構築例
について更に詳しく説明する。
As described above, by performing this flow, the two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement using the fluorescent reagent fura-2 is performed. Next, the data construction example of the image information of one frame described in the processing of S405 will be described in more detail.

【0062】図5は、その1フレームの画像情報のデー
タ構築例を示した図である。同図に示したように、波長
Aと波長Bのレーザ光による1ラインの走査毎に、その
1ラインの走査が行われたときの観察試料106からの
光が、光電変換器110によりアナログ電気信号に変換
され、続くA/D入力CH2bによりデジタル電気信号
(画像情報)に変換され、そのデジタル電気信号に基づ
く1ラインの画像情報が、前述の識別情報が付帯されて
メモリ2cの画像メモリ領域に格納される、といった処
理が繰り返される。これにより、メモリ2cの画像メモ
リ領域には、CH1−L1の画像情報(波長Aのレーザ
光による1ライン目の画像情報)、CH2−L1の画像
情報(波長Bのレーザ光による1ライン目の画像情
報)、CH1−L2の画像情報(波長Aのレーザ光によ
る2ライン目の画像情報)、・・・といった具合に、波
長Aと波長Bのレーザ光による1ライン走査に対応する
画像情報が交互に格納され、波長Aのレーザ光による1
フレーム分の走査と波長Bのレーザ光による1フレーム
分の走査が全て終了した後に、それらの識別情報に基づ
いてデータ構築が行われ、波長Aのレーザ光によって得
られたFrame画像202−aと波長Bのレーザ光に
よって得られたFrame画像202−b、すなわち、
波長Aのレーザ光を照射したときに得られた観察試料像
に対応する1フレームの画像情報と波長Bのレーザ光を
照射したときに得られた観察試料像に対応する1フレー
ムの画像情報が得られる。
FIG. 5 is a diagram showing a data construction example of the image information of the one frame. As shown in the figure, every time one line is scanned by the laser light of wavelength A and wavelength B, the light from the observation sample 106 at the time when the one line is scanned is converted into analog electric power by the photoelectric converter 110. The signal is converted into a signal and then converted into a digital electric signal (image information) by the A / D input CH2b, and the image information of one line based on the digital electric signal is accompanied with the above-mentioned identification information and the image memory area of the memory 2c. Is stored in. As a result, in the image memory area of the memory 2c, the image information of CH1-L1 (the image information of the first line by the laser beam of wavelength A), the image information of CH2-L1 (the image information of the first line by the laser beam of wavelength B). Image information), image information of CH1-L2 (image information of the second line by the laser light of wavelength A), ..., Image information corresponding to 1-line scanning by the laser light of wavelength A and wavelength B. Alternately stored, 1 by wavelength A laser light
After the scanning for one frame and the scanning for one frame by the laser beam of wavelength B are all completed, data construction is performed based on the identification information, and the frame image 202-a obtained by the laser beam of wavelength A and Frame image 202-b obtained by the laser beam of wavelength B, that is,
One frame of image information corresponding to the observation sample image obtained when the laser beam of wavelength A is irradiated, and one frame of image information corresponding to the observation sample image obtained when the laser beam of wavelength B is irradiated can get.

【0063】以上、本第三の実施の形態によれば、蛍光
試薬 fura-2 を使用した2波長励起1波長蛍光測定を行
うことが可能なレーザ走査型顕共焦点微鏡装置を実現す
ることができる。また、波長Aのレーザ光による画像情
報が取得されてから、波長Bのレーザ光による画像情報
が取得されるまでの時間差は、1ラインの画像情報取得
に要する時間になるので、よりリアルタイムにカルシウ
ムイオン濃度等の定量計測が可能になる。
As described above, according to the third embodiment, it is possible to realize a laser scanning microscope confocal microscope apparatus capable of performing dual wavelength excitation single wavelength fluorescence measurement using the fluorescent reagent fura-2. You can Further, the time difference from the acquisition of the image information by the laser light of the wavelength A to the acquisition of the image information by the laser light of the wavelength B is the time required to acquire the image information of one line, so that the calcium information can be obtained in more real time. Quantitative measurement of ion concentration etc. becomes possible.

【0064】尚、本実施の形態では、2波長励起1波長
蛍光測定を例に説明したが、前述したように、メモリ2
cに格納される1ラインの画像情報には、何れの波長の
レーザ光によるものであるかを特定するためのタグと何
れのラインの画像情報であるかを特定するための位置情
報を含む識別情報が付帯されるようになるので、励起波
長として波長の異なる3種類以上のレーザ光を用いた測
定にも適用可能であることは述べるまでもない。
In the present embodiment, the two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement has been described as an example.
The image information of one line stored in c includes a tag for specifying which wavelength of the laser light is used and an identification including position information for specifying which line of the image information. Needless to say, since information is added, it is applicable to measurement using three or more types of laser light having different wavelengths as excitation wavelengths.

【0065】また、本実施の形態では、1ライン走査毎
にレーザ光源装置4による波長の異なるレーザ光の切り
換えが行われるものであったが、例えば、それが1ピク
セル走査毎に行われるようにしても良く、或いは所定範
囲の走査毎に行われるようにしても良い。その場合に
は、識別情報に、何れの1ピクセルであるか或いは何れ
の所定範囲であるかを特定するための位置情報を含める
ようにすれば良い。
Further, in the present embodiment, the laser light source device 4 switches the laser light having different wavelengths for each line scanning, but, for example, it may be performed for each pixel scanning. Alternatively, it may be performed every scanning within a predetermined range. In that case, the identification information may include position information for specifying which one pixel or which predetermined range.

【0066】次に、本発明の第三の実施の形態の変形例
について説明する。前述の第三の実施の形態では、メモ
リ2cに波長Aのレーザ光による1フレーム分の画像情
報と波長Bのレーザ光による1フレーム分の画像情報と
が全て格納された後にデータ構築が行われ、構築された
それぞれの画像情報に応じたフレーム画像が画像モニタ
ー5に表示されると共に、構築されたそれぞれの画像情
報を用いた所定の演算による演算結果に基づく画像が画
像モニター5に表示されるものであったが、本変形例で
は、同一ラインに対する、波長Aのレーザ光による1ラ
イン走査によって得られた画像情報と波長Bのレーザ光
による1ライン走査によって得られた画像情報とが、メ
モリ2cに格納される毎に、それぞれの1ライン走査に
よって得られた画像情報に応じたそれぞれのライン画像
が画像モニター5に表示されると共に、それぞれの1ラ
イン走査によって得られた画像情報を用いた所定の演算
による演算結果に基づくライン画像が表示されるもので
ある。
Next, a modification of the third embodiment of the present invention will be described. In the above-described third embodiment, the data construction is performed after the memory 2c stores all the image information for one frame by the laser light of wavelength A and the image information for one frame by the laser light of wavelength B. , A frame image corresponding to each constructed image information is displayed on the image monitor 5, and an image based on a calculation result of a predetermined computation using each constructed image information is displayed on the image monitor 5. However, in the present modification, the image information obtained by one-line scanning with the laser beam of wavelength A and the image information obtained by one-line scanning with the laser beam of wavelength B for the same line are stored in the memory. Each time the image is stored in 2c, each line image corresponding to the image information obtained by each one-line scan is displayed on the image monitor 5 and In which the line image based on the calculation result of the predetermined calculation using the image information obtained by each of the one line scanning is displayed.

【0067】図6は、そのような処理が行われる、本変
形例に係る2波長励起1波長蛍光測定処理の処理内容を
示すフローチャートであり、前述の図4に対応するフロ
ーチャートである。尚、この測定処理は、コンピュータ
2の計算・処理部2aが、前述の不図示の記録媒体に記
録されている制御プログラム2dを読み込んで実行する
ことによって実現される。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the two-wavelength excitation one-wavelength fluorescence measurement processing according to the present modification, in which such processing is performed, and is a flowchart corresponding to FIG. 4 described above. The measurement process is realized by the calculation / processing unit 2a of the computer 2 by reading and executing the control program 2d recorded in the recording medium (not shown).

【0068】図6において、まず、S601では、走査
対象となる1ライン(同一ライン)に対しての、波長A
のレーザ光によって得られた画像情報と波長Bのレーザ
光によって得られた画像情報とが取得される。S602
では、前ステップで取得されたそれぞれの画像情報につ
いて、波長Aのレーザ光によって得られたものであるか
否かが判定され、その判定結果がYesの場合にはS6
03へ処理が進み、Noの場合にはS604へ処理が進
む。
In FIG. 6, first, in S601, the wavelength A for one line (same line) to be scanned is
The image information obtained by the laser beam of No. 1 and the image information obtained by the laser beam of wavelength B are obtained. S602
Then, it is determined whether or not each of the image information acquired in the previous step is obtained by the laser light of wavelength A, and if the determination result is Yes, S6
The process proceeds to 03, and if No, the process proceeds to S604.

【0069】S603では、前ステップで波長Aのレー
ザ光によって得られた画像情報であると判定された画像
情報に、波長Aのレーザ光によって得られたものである
ことを示すタグ(同図のタグ名A)と何れのラインの画
像情報であるかを特定するための位置情報を含む識別情
報が付帯される。
In step S603, a tag indicating that the image information determined to be the image information obtained by the laser beam of wavelength A in the previous step is the one obtained by the laser beam of wavelength A (see the same figure). Identification information including tag name A) and position information for identifying which line of image information is attached.

【0070】S604では、S602で波長Aのレーザ
光によって得られた画像情報であると判定されなかった
画像情報に、波長Bのレーザ光によって得られたもので
あることを示すタグ(同図のタグ名B)と何れのライン
の画像情報であるかを特定するための位置情報を含む識
別情報が付帯される。
In S604, the image information not determined to be the image information obtained by the laser beam of wavelength A in S602 is a tag indicating that the image information is obtained by the laser beam of wavelength B (see the same figure). Identification information including the tag name B) and position information for specifying which line of the image information is attached.

【0071】S605では、S603及びS604で識
別情報が付帯されたそれぞれの画像情報が、メモリ2c
に格納(保存)される。S606では、前ステップでメ
モリ2cに格納されたそれぞれの画像情報を用いて前述
の所定の演算が行われる。すなわち、同一ラインに対す
る、波長Aのレーザ光によって得られた画像情報と波長
Bのレーザ光によって得られた画像情報とを用いて前述
の所定の演算が行われる。
In S605, the respective image information to which the identification information is added in S603 and S604 is stored in the memory 2c.
Is stored (saved) in. In S606, the above-described predetermined calculation is performed using the respective image information stored in the memory 2c in the previous step. That is, the above-mentioned predetermined calculation is performed using the image information obtained by the laser light of wavelength A and the image information obtained by the laser light of wavelength B for the same line.

【0072】S607では、S605でメモリ2cに格
納されたそれぞれの画像情報に応じたそれぞれの画像
(ライン画像)と、S606で求められた演算結果に基
づく画像(ライン演算結果画像)とが画像モニター5に
表示される。S608では、前ステップで表示されたラ
イン画像が、走査対象となるラインのうちの最終ライン
に対してのものであるか否かが判定され、その判定結果
がYesの場合には本フローが終了し、Noの場合に
は、走査対象ラインを次のラインにしてS601へ処理
が戻る。
In S607, the respective images (line images) corresponding to the respective image information stored in the memory 2c in S605 and the image based on the calculation result obtained in S606 (line calculation result image) are displayed on the image monitor. It is displayed in 5. In S608, it is determined whether or not the line image displayed in the previous step is for the final line of the lines to be scanned, and if the determination result is Yes, this flow ends. If No, the scan target line is changed to the next line, and the process returns to S601.

【0073】以上、本フローが実行されることによっ
て、1ライン走査毎に、波長Aのレーザ光によって得ら
れた画像情報に応じたライン画像と、波長Bのレーザ光
によって得られた画像情報に応じたライン画像と、それ
ぞれの画像情報を用いた前述の所定の演算によって得ら
れた演算結果に基づくライン演算結果画像が表示される
ようになり、よりリアルタイムに画像及び演算結果を表
示させることが可能になる。また、本フローは1フレー
ム分の画像データ取得を説明するものであるが、このフ
ローを何度も繰り返せば、リアルタイムでレシオ計測を
行うことができる。
As described above, by executing this flow, the line image corresponding to the image information obtained by the laser beam of wavelength A and the image information obtained by the laser beam of wavelength B are obtained for each line scanning. The corresponding line image and the line calculation result image based on the calculation result obtained by the above-described predetermined calculation using the respective image information are displayed, and the image and the calculation result can be displayed in more real time. It will be possible. Further, this flow describes acquisition of image data for one frame, but if this flow is repeated many times, ratio measurement can be performed in real time.

【0074】尚、本変形例では、1ライン走査毎に画像
情報が取得されるものであったが、1ピクセル走査毎に
画像情報が取得されるようにしても良い。すなわち、同
一ピクセルに対する、波長Aのレーザ光による1ピクセ
ル走査によって得られた画像情報と波長Bのレーザ光に
よる1ピクセル走査によって得られた画像情報とが、メ
モリ2cに格納される毎に、それぞれの1ピクセル走査
によって得られた画像情報に応じたそれぞれのピクセル
画像を画像モニター5に表示させると共に、それぞれの
1ピクセル走査によって得られた画像情報を用いた前述
の所定の演算による演算結果に基づくピクセル演算結果
画像を表示させるようにしても良い。
In this modification, the image information is acquired every line scanning, but the image information may be acquired every pixel scanning. That is, the image information obtained by one-pixel scanning with the laser light of wavelength A and the image information obtained by one-pixel scanning with the laser light of wavelength B for the same pixel are stored in the memory 2c, respectively. Each pixel image corresponding to the image information obtained by the 1-pixel scanning is displayed on the image monitor 5, and based on the calculation result by the predetermined calculation using the image information obtained by the 1-pixel scanning. The pixel calculation result image may be displayed.

【0075】また、上述の第一乃至第三の実施の形態
(前述の変形例含む)において、レーザ走査型顕共焦点
微鏡装置のコンピュータ2に備えられた計算・処理部2
aによって行われる制御処理を、例えば図7に示したコ
ンピュータに実行させることも可能である。この場合、
同図に示したように、計算・処理部2aによって実行さ
れるプログラム2dを、CD−ROM、フロッピー(登
録商標)ディスク(或いはMO、DVD、CD−R、C
D−RW、リムーバブルハードディスク等であっても良
い)等の可搬記憶媒体11に記憶しておき、その可搬記
憶媒体11をコンピュータ12の媒体駆動装置13によ
り読み取り、読み取ったプログラムをコンピュータ12
の内部のメモリ(RAM又はハードディスク等)14に
格納し、そのプログラムをコンピュータ12が実行する
ようにしても良い。或いは、そのプログラムを情報提供
者の外部の装置(サーバー等)内の記憶手段(データベ
ース等)15に記憶しておき、通信によりコンピュータ
12に転送して内部のメモリ14に記憶し、そのプログ
ラムをコンピュータ12が実行するようにしても良い。
尚、これらに記憶されるプログラムは、前述の計算・処
理部2aによって行われる制御処理の一部の処理のみを
実行するものであっても良い。
Further, in the above-described first to third embodiments (including the above-mentioned modified example), the calculation / processing unit 2 provided in the computer 2 of the laser scanning microscope confocal microscope apparatus.
It is also possible to cause the computer shown in FIG. 7, for example, to execute the control processing performed by a. in this case,
As shown in the figure, the program 2d executed by the calculation / processing unit 2a is stored in a CD-ROM, a floppy (registered trademark) disk (or MO, DVD, CD-R, C).
D-RW, removable hard disk, etc.) may be stored in a portable storage medium 11, and the portable storage medium 11 is read by the medium driving device 13 of the computer 12, and the read program is read by the computer 12.
Alternatively, the program may be stored in the internal memory (RAM, hard disk, etc.) 14 of the computer, and the program may be executed by the computer 12. Alternatively, the program is stored in a storage unit (database or the like) 15 in a device (server or the like) outside the information provider, transferred to the computer 12 by communication and stored in the internal memory 14, and the program is stored. It may be executed by the computer 12.
The programs stored in these may execute only part of the control processing performed by the calculation / processing unit 2a described above.

【0076】また、上述の第一乃至第三の実施の形態
(前述の変形例含む)では、カルシウムイオン濃度を求
めたが、水素イオン等のイオン濃度や、巨大分子濃度等
も同様にして求められる。また、上述の第一乃至第三の
実施の形態(前述の変形例含む)では、波長の異なるレ
ーザ光を切り換えるものであったが、強度の異なるレー
ザ光を切り換えるようにしても良い。この場合、上述の
波長識別情報及びタグの代わりに、何れの強度のレーザ
光によるものであるかを特定するための強度識別情報及
びタグを用いるようにすれば良い。
Further, in the above-mentioned first to third embodiments (including the above-mentioned modified example), the calcium ion concentration was obtained, but the ion concentration of hydrogen ions or the like, the macromolecule concentration, etc. are obtained in the same manner. To be Further, in the above-described first to third embodiments (including the above-described modified example), laser beams having different wavelengths are switched, but laser beams having different intensities may be switched. In this case, instead of the wavelength identification information and the tag described above, the intensity identification information and the tag for identifying the intensity of the laser light may be used.

【0077】以上、本発明のレーザ走査型顕共焦点微鏡
装置、その画像記録方法、及びそのプログラムを記録し
た記録媒体について詳細に説明したが、本発明は上記実
施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろ
んである。
Although the laser scanning microscope confocal microscope apparatus of the present invention, the image recording method thereof, and the recording medium recording the program thereof have been described above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments. It goes without saying that various improvements and changes may be made without departing from the scope of the invention.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、細胞内のカルシウムイオン濃度や水素イオン濃
度等のイオン濃度や、巨大分子濃度等の測定に適用され
る、2波長励起1波長蛍光測定等のような、波長の異な
る複数の光を励起光として用いる測定にレーザ走査型顕
共焦点微鏡装置を適用することが可能になる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above in detail, according to the present invention, two-wavelength excitation applied to the measurement of intracellular ion concentration such as calcium ion concentration and hydrogen ion concentration, macromolecule concentration, etc. The laser scanning microscope confocal microscope device can be applied to measurement such as one-wavelength fluorescence measurement using a plurality of lights having different wavelengths as excitation light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態に係るレーザ走査型
共焦点顕微鏡装置の構成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a laser scanning confocal microscope device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施の形態に係る、光電変換器
から出力されたアナログ電気信号が、A/D入力CHに
よりデジタル電気信号に変換されてメモリに転送される
までの構成例を示した図である。
FIG. 2 is a configuration example in which an analog electric signal output from a photoelectric converter according to the first embodiment of the present invention is converted into a digital electric signal by an A / D input CH and transferred to a memory. It is the figure which showed.

【図3】本発明の第二の実施の形態に係る、光電変換器
から出力されたアナログ電気信号が、A/D入力CHに
よりデジタル電気信号に変換されてメモリに転送される
までの構成例を示した図である。
FIG. 3 is a configuration example in which an analog electric signal output from a photoelectric converter according to a second embodiment of the present invention is converted into a digital electric signal by an A / D input CH and transferred to a memory. It is the figure which showed.

【図4】本発明の第三の実施の形態に係る、2波長励起
1波長蛍光測定処理の処理内容を示すフローチャートで
ある。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing content of dual wavelength excitation single wavelength fluorescence measurement processing according to the third embodiment of the present invention.

【図5】1フレームの画像情報のデータ構築例を示した
図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of data construction of image information of one frame.

【図6】本発明の第三の実施の形態の変形例に係る、2
波長励起1波長蛍光測定処理の処理内容を示すフローチ
ャートである。
FIG. 6 shows a modification of the third embodiment of the present invention, 2
It is a flow chart which shows the processing contents of wavelength excitation 1 wavelength fluorescence measurement processing.

【図7】プログラムが記録される記録媒体の例を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a recording medium on which a program is recorded.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ走査型共焦点顕微鏡本体 2 コンピュータ 2a 計算・処理部 2b,2b−1,2b−2 A/D入力CH 2c メモリ 2d プログラム 3 操作パネル 4 レーザ光源装置 5 画像モニター 11 可搬記録媒体 12 コンピュータ 13 媒体駆動装置 14 メモリ 15 記憶手段 101 励起用ダイクロックミラー 102 走査ユニット 103 レボルバ 104 対物レンズ 105 ステージ 106 観察試料 107 ダイクロックミラー 108 レンズ 109 コンフォーカルアパーチャ 110 光電変換器 202−a,202−b Frame画像 401 レーザ光源切り換え装置 1 Laser scanning confocal microscope body 2 computers 2a Calculation and processing unit 2b, 2b-1, 2b-2 A / D input CH 2c memory 2d program 3 Operation panel 4 Laser light source device 5 image monitor 11 Portable recording medium 12 computers 13 Medium drive 14 memory 15 storage means 101 Excitation dichroic mirror 102 scanning unit 103 Revolver 104 Objective lens 105 stage 106 observation sample 107 dichroic mirror 108 lens 109 confocal aperture 110 photoelectric converter 202-a, 202-b Frame image 401 Laser light source switching device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H052 AA07 AA08 AA09 AC04 AC14 AC15 AC27 AC34 AF14 AF21 AF25    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H052 AA07 AA08 AA09 AC04 AC14                       AC15 AC27 AC34 AF14 AF21                       AF25

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも波長の異なる複数のレーザ光
の各々をスポット光として試料上に走査し、 前記スポット光に基づく前記試料からの光を検出し、 得られた画像情報を切り分けて記録する、 ことを特徴とするレーザ走査型共焦点顕微鏡装置の画像
記録方法。
1. A sample is scanned with each of a plurality of laser beams having at least different wavelengths as spot light, light from the sample based on the spot light is detected, and the obtained image information is divided and recorded. An image recording method for a laser scanning confocal microscope apparatus characterized by the above.
【請求項2】 前記走査では、1ピクセル毎に前記複数
のレーザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、 前記記録では、前記画像情報を1ピクセル毎に切り分け
て記録する、 ことを特徴とする請求項1記載のレーザ走査型共焦点顕
微鏡装置の画像記録方法。
2. In the scanning, each of the plurality of laser beams is scanned as spot light on a sample for each pixel, and in the recording, the image information is divided into each pixel and recorded. An image recording method for a laser scanning confocal microscope apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記走査では、1ライン毎に前記複数の
レーザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、 前記記録では、前記画像情報を1ライン毎に切り分けて
記録する、 ことを特徴とする請求項1記載のレーザ走査型共焦点顕
微鏡装置の画像記録方法。
3. In the scanning, each of the plurality of laser beams is scanned as spot light on a sample for each line, and in the recording, the image information is divided and recorded for each line. An image recording method for a laser scanning confocal microscope apparatus according to claim 1.
【請求項4】 前記走査では、1フレーム毎に前記複数
のレーザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、 前記記録では、前記画像情報を1フレーム毎に切り分け
て記録する、 ことを特徴とする請求項1記載のレーザ走査型共焦点顕
微鏡装置の画像記録方法。
4. In the scanning, each of the plurality of laser beams is scanned as spot light on a sample for each frame, and in the recording, the image information is divided and recorded for each frame. An image recording method for a laser scanning confocal microscope apparatus according to claim 1.
【請求項5】 更に、 前記1ピクセル毎に切り分けた画像情報を用いて演算を
行い、 該演算の結果を表示する、 ことを特徴とする請求項2記載のレーザ走査型共焦点顕
微鏡装置の画像記録方法。
5. The image of the laser scanning confocal microscope apparatus according to claim 2, further comprising: performing an operation using the image information divided for each pixel and displaying a result of the operation. Recording method.
【請求項6】 更に、 前記1ライン毎に切り分けた画像情報を用いて演算を行
い、 該演算の結果を表示する、 ことを特徴とする請求項3記載のレーザ走査型共焦点顕
微鏡装置の画像記録方法。
6. The image of the laser scanning confocal microscope apparatus according to claim 3, further comprising: performing an operation using the image information divided for each line and displaying a result of the operation. Recording method.
【請求項7】 レーザ走査型共焦点顕微鏡装置の画像記
録制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを
記録した記録媒体であって、 少なくとも波長の異なる複数のレーザ光の各々をスポッ
ト光として試料上に走査し、 前記スポット光に基づく前記試料からの光を検出し、 得られた画像情報を切り分けて記録する、 ことを前記コンピュータに実行させるためのプログラム
を記録した記録媒体。
7. A recording medium in which a program for causing a computer to execute image recording control of a laser scanning confocal microscope apparatus is recorded, wherein each of a plurality of laser beams having different wavelengths is spotted on a sample. A recording medium recording a program for causing the computer to scan, detect light from the sample based on the spot light, and divide and record the obtained image information.
【請求項8】 前記走査では、1ピクセル毎に前記複数
のレーザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、 前記記録では、前記画像情報を1ピクセル毎に切り分け
て記録する、 ことを前記コンピュータに実行させるためのプログラム
を記録した請求項7記載の記録媒体。
8. In the scanning, each of the plurality of laser beams is scanned as a spot light on a sample for each pixel, and in the recording, the image information is divided into each pixel and recorded. The recording medium according to claim 7, which records a program to be executed by a computer.
【請求項9】 前記走査では、1ライン毎に前記複数の
レーザ光の各々をスポット光として試料上に走査し、 前記記録では、前記画像情報を1ライン毎に切り分けて
記録する、 ことを前記コンピュータに実行させるためのプログラム
を記録した請求項7記載の記録媒体。
9. In the scanning, each of the plurality of laser beams is scanned as spot light on a sample for each line, and in the recording, the image information is divided and recorded for each line. The recording medium according to claim 7, which records a program to be executed by a computer.
【請求項10】 前記走査では、1フレーム毎に前記複
数のレーザ光の各々をスポット光として試料上に走査
し、 前記記録では、前記画像情報を1フレーム毎に切り分け
て記録する、 ことを前記コンピュータに実行させるためのプログラム
を記録した請求項7記載の記録媒体。
10. In the scanning, each of the plurality of laser beams is scanned as spot light on a sample for each frame, and in the recording, the image information is divided and recorded for each frame. The recording medium according to claim 7, which records a program to be executed by a computer.
【請求項11】 試料に照射させるレーザ光を少なくと
も波長の異なるレーザ光に切り換える切換手段と、 前記試料上に、前記切換部により切り換えられたレーザ
光であるスポット光を走査する走査手段と、 前記スポット光に基づく前記試料からの光をアナログ電
気信号に変換する光電変換手段と、 前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する複
数のA/D変換手段と、 前記切換部によるレーザ光の切り換え状態に応じて、前
記アナログ電気信号の入力先を前記複数のA/D変換部
のうちの何れか1つに切り換える信号分岐切換手段と、 前記デジタル電気信号に応じた画像を表示する表示手段
と、 を備えたことを特徴とするレーザ走査型共焦点顕微鏡装
置。
11. A switching means for switching the laser light with which the sample is irradiated to a laser light having at least a different wavelength, a scanning means for scanning the sample with spot light which is the laser light switched by the switching part, A photoelectric conversion unit that converts light from the sample based on spot light into an analog electric signal, a plurality of A / D conversion units that converts the analog electric signal into a digital electric signal, and a switching state of laser light by the switching unit. A signal branch switching unit that switches an input destination of the analog electric signal to any one of the plurality of A / D conversion units, and a display unit that displays an image according to the digital electric signal. A laser scanning confocal microscope device comprising:
【請求項12】 1ピクセル走査毎に、試料に照射させ
るレーザ光を少なくとも波長の異なるレーザ光に切り換
える切換手段と、 前記試料上に、前記切換部により切り換えられたレーザ
光であるスポット光を走査する走査手段と、 前記スポット光に基づく前記試料からの光をアナログ電
気信号に変換する光電変換手段と、 前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するA
/D変換手段と、 前記切換部によるレーザ光の切り換え状態に応じて、1
ピクセル走査に対応する前記デジタル電気信号に、何れ
のレーザ光が照射されたことにより得られたものである
か及び何れのピクセルを走査したのもであるかを示す識
別情報を、付帯させて記録する記録手段と、 該記録部に記録された前記デジタル電気信号に応じた画
像を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とするレーザ走査型共焦点顕微鏡装
置。
12. A switching unit that switches a laser beam to be irradiated onto a sample to a laser beam having at least a different wavelength for each pixel scanning, and scans the sample with spot light which is the laser beam switched by the switching unit. Scanning means, photoelectric conversion means for converting light from the sample based on the spot light into an analog electric signal, and A for converting the analog electric signal into a digital electric signal.
1 depending on the switching state of the laser light by the D / D conversion unit and the switching unit.
The digital electric signal corresponding to the pixel scanning is additionally recorded with identification information indicating which laser beam is obtained by irradiating the laser and which pixel is scanned. A laser scanning confocal microscope device, comprising: a recording unit for displaying the image according to the digital electric signal recorded in the recording unit.
【請求項13】 1ライン走査毎に、試料に照射させる
レーザ光を少なくとも波長の異なるレーザ光に切り換え
る切換手段と、 前記試料上に、前記切換部により切り換えられたレーザ
光であるスポット光を走査する走査手段と、 前記スポット光に基づく前記試料からの光をアナログ電
気信号に変換する光電変換手段と、 前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するA
/D変換手段と、 前記切換部によるレーザ光の切り換え状態に応じて、1
ライン走査に対応する前記デジタル電気信号に、何れの
レーザ光が照射されたことにより得られたものであるか
及び何れのラインを走査したのもであるかを示す識別情
報を、付帯させて記録する記録手段と、 該記録部に記録された前記デジタル電気信号に応じた画
像を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とするレーザ走査型顕共焦点微鏡装
置。
13. Switching means for switching the laser light with which the sample is irradiated for each line scanning to a laser light having at least a different wavelength, and scanning the sample with spot light which is the laser light switched by the switching section. Scanning means, photoelectric conversion means for converting light from the sample based on the spot light into an analog electric signal, and A for converting the analog electric signal into a digital electric signal.
1 depending on the switching state of the laser light by the D / D conversion unit and the switching unit.
The digital electric signal corresponding to the line scanning is additionally recorded with identification information indicating which laser beam is obtained by irradiating the laser beam and which line is scanned. And a display unit for displaying an image corresponding to the digital electric signal recorded in the recording unit.
【請求項14】 1フレーム走査毎に、試料に照射させ
るレーザ光を少なくとも波長の異なるレーザ光に切り換
える切換手段と、 前記試料上に、前記切換部により切り換えられたレーザ
光であるスポット光を走査する走査手段と、 前記スポット光に基づく前記試料からの光をアナログ電
気信号に変換する光電変換手段と、 前記アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するA
/D変換手段と、 前記切換部によるレーザ光の切り換え状態に応じて、1
フレーム走査に対応する前記デジタル電気信号に、何れ
のレーザ光が照射されたことにより得られたものである
かを示す識別情報を、付帯させて記録する記録手段と、 該記録部に記録された前記デジタル電気信号に応じた画
像を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とするレーザ走査型共焦点顕微鏡装
置。
14. Switching means for switching the laser light with which the sample is irradiated to the laser light having at least different wavelengths for each frame scanning, and scanning the sample with spot light which is the laser light switched by the switching unit. Scanning means, photoelectric conversion means for converting light from the sample based on the spot light into an analog electric signal, and A for converting the analog electric signal into a digital electric signal.
1 depending on the switching state of the laser light by the D / D conversion unit and the switching unit.
Recording means for additionally recording identification information indicating which laser light is obtained by irradiating the digital electric signal corresponding to the frame scanning, and the recording means. A laser scanning confocal microscope apparatus comprising: a display unit that displays an image according to the digital electric signal.
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