JP2012208361A - Scanning type microscope and scanning type microscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、共焦点走査を行う走査型顕微鏡および走査型顕微鏡システムに関する。 The present invention relates to a scanning microscope and a scanning microscope system that perform confocal scanning.
従来、数多くの種類の共焦点走査型顕微鏡が提案され（非特許文献１参照）、製品化されている。これらの共焦点走査型顕微鏡は、大きく分けて、シングルビーム走査装置を用いた顕微鏡と、マルチビーム走査装置を用いた顕微鏡（特許文献１〜特許文献３参照）の２種類に分類される。以下に、２種類の顕微鏡の基本構成を簡単に説明する。 Conventionally, many types of confocal scanning microscopes have been proposed (see Non-Patent Document 1) and commercialized. These confocal scanning microscopes are roughly classified into two types: a microscope using a single beam scanning device and a microscope using a multi-beam scanning device (see Patent Documents 1 to 3). The basic configuration of the two types of microscopes will be briefly described below.
まず、シングルビーム走査装置を用いた走査型顕微鏡（以下、シングルビーム走査型顕微鏡と呼ぶ）の基本構成を説明する。シングルビーム走査型顕微鏡において、光源より発した光束は、集光レンズによって一点に集光される。集光位置に配置された第１の微小開口の透過像が、第１のリレーレンズと対物レンズを介して標本上に結像される。標本によって反射された光束は、対物レンズと第１のリレーレンズとの間に配置されたビームスプリッタによって、第１の微小開口の方向とは異なる方向に偏向される。偏向された光束は、第２のリレーレンズによって、第１の微小開口の共役位置にある第２の微小開口に集光される。第２の微小開口を通過した光の強度が、例えばフォトマルチプライアなどの検出器によって検出される。 First, a basic configuration of a scanning microscope (hereinafter referred to as a single beam scanning microscope) using a single beam scanning device will be described. In a single beam scanning microscope, a light beam emitted from a light source is condensed at one point by a condenser lens. A transmission image of the first minute aperture arranged at the condensing position is formed on the sample via the first relay lens and the objective lens. The light beam reflected by the sample is deflected in a direction different from the direction of the first minute aperture by a beam splitter disposed between the objective lens and the first relay lens. The deflected light beam is condensed by the second relay lens on the second minute aperture at the conjugate position of the first minute aperture. The intensity of light passing through the second minute aperture is detected by a detector such as a photomultiplier.
また、対物レンズとビームスプリッタの間には走査装置が配置されている。この走査装置は、例えばガルバノミラーやポリゴンミラーを有していて、第１の微小開口の像を標本面上で走査する。この走査装置と検出器に接続されているコントローラは、走査装置による光束の偏向量から、標本上での第１の微小開口の結像位置を検出する。検出位置と検出器により検出された光の強度とに基づいて、広い領域における標本像が再構成され、テレビモニタなどの画像表示装置に表示される。なお、光源としてフェムト秒パルス光源を用いた場合には、上述の第１の微小開口が省略されることもある。 A scanning device is disposed between the objective lens and the beam splitter. This scanning device has, for example, a galvanometer mirror or a polygon mirror, and scans the image of the first minute aperture on the sample surface. The controller connected to the scanning device and the detector detects the imaging position of the first minute aperture on the sample from the deflection amount of the light beam by the scanning device. Based on the detection position and the intensity of light detected by the detector, a specimen image in a wide area is reconstructed and displayed on an image display device such as a television monitor. When a femtosecond pulse light source is used as the light source, the first minute aperture described above may be omitted.
次に、マルチビーム走査装置を用いた走査型顕微鏡（以下、マルチビーム走査型顕微鏡と呼ぶ）の一例としてニポーディスクを用いた走査型顕微鏡の基本構成を説明する。マルチビーム走査型顕微鏡において、光源より発した光束は、コンデンサレンズによってニポーディスク上に照射される。ニポーディスクに設けられた複数の小開口を透過することによって分割された複数の光束は、夫々、リレーレンズと対物レンズを介して標本上の一点に集光される。標本から反射した光束は、対物レンズとリレーレンズとを介して再びニポーディスクの小開口上に集光される。 Next, a basic configuration of a scanning microscope using a Nipo disk as an example of a scanning microscope using a multi-beam scanning device (hereinafter referred to as a multi-beam scanning microscope) will be described. In a multi-beam scanning microscope, a light beam emitted from a light source is irradiated onto a Nipo disk by a condenser lens. A plurality of light beams divided by transmitting through a plurality of small apertures provided in the Nipo disk are condensed on one point on the sample via a relay lens and an objective lens, respectively. The light beam reflected from the sample is condensed again on the small opening of the Nipo disk through the objective lens and the relay lens.
ニポーディスクとコンデンサレンズとの間に配置されたビームスプリッタは、ニポーディスクからの透過光を、光源とは異なる方向へ偏向させる。偏向された透過光が撮影レンズによってイメージセンサ上に集光される。このような構成により、イメージセンサ上には、標本の像が形成される。形成された像がイメージセンサにより検出され、画像表示装置に表示される。ニポーディスクに設けられた複数の小開口は所定の間隔を空けて設けられるので、標本上に一度に当たる照明は多重スポット照明となる。しかし、ニポーディスクをモータによって高速に回転させているので、短時間ですべての標本面上を走査でき、肉眼による共焦点の観察が可能になる。 The beam splitter disposed between the Nipo disk and the condenser lens deflects the transmitted light from the Nipo disk in a direction different from that of the light source. The deflected transmitted light is collected on the image sensor by the photographing lens. With such a configuration, an image of the specimen is formed on the image sensor. The formed image is detected by the image sensor and displayed on the image display device. Since the plurality of small openings provided in the Nipo disk are provided at predetermined intervals, the illumination that hits the sample at a time is multi-spot illumination. However, since the Nipo disk is rotated at high speed by the motor, all specimen surfaces can be scanned in a short time, and confocal observation with the naked eye becomes possible.
このように、両者の基本構成の差異から理解されるように、シングルビーム走査型顕微鏡においては、光源の照明効率などが良いが、顕微鏡の視野全体の走査時間はマルチビーム走査型顕微鏡より長い。近年、試料の外観などの高速な時間変化を観察することが求められている。例えば、ビデオレート以上の１００ｆｐｓで画像を取得するためには、走査装置に数十ＫＨｚ相当の高速性能が必要である。しかし、走査装置に備えられる反射部のサイズを大きく保ったまま高速性能を満たすことは困難である。一方、上述のようにニポーディスクを用いているものを含めたマルチビーム走査型顕微鏡においては、走査時間が非常に短いので、１０００ｆｐｓで高速に画像を取得可能であり、試料外観の高速な時間変化を観察するのに適している。 Thus, as can be understood from the difference between the basic configurations of the two, the single beam scanning microscope has good illumination efficiency of the light source, but the scanning time of the entire field of view of the microscope is longer than that of the multi-beam scanning microscope. In recent years, it has been required to observe high-speed time changes such as the appearance of a sample. For example, in order to acquire an image at 100 fps that is equal to or higher than the video rate, the scanning device needs high-speed performance equivalent to several tens of KHz. However, it is difficult to satisfy high-speed performance while keeping the size of the reflection portion provided in the scanning device large. On the other hand, in the multi-beam scanning microscope including the one using the Nipo disk as described above, since the scanning time is very short, an image can be acquired at a high speed at 1000 fps, and the time required for the appearance of the sample is high. Suitable for observing changes.
ところで、このような高速観察に好適なマルチビーム走査型顕微鏡においても、散乱を伴う組織の観察において問題点がある。走査型顕微鏡は、試料中に集光したレーザのスポットと共役な位置にピンホールを配置することにより、レーザのスポット近傍のみの信号光（例えば、蛍光）を選択して取得することを可能足らしめることを特徴としている。それゆえ、試料による光の散乱が大きくないとみなせる場合には、その効力が発揮される。しかし、特に生体組織を試料とする場合には、生体組織の強散乱性によってレーザスポット近傍の信号光はたちまち散乱される。従って、ニポーディスクによって生成された多数のマルチビームが標本上に集光されても、マルチビームで発生した信号光は強く散乱し、対応する小開口とは別の小開口に信号光が染出すクロストークが発生する。小開口は光学的に共役な微小領域以外の微小領域における信号光も透過するため、ノイズ成分が増加する。クロストークを減少させるためにはマルチビームの空間的な間隔を広げることが考えられる。しかし、散乱の影響が非常に大きい場合には、マルチビームの本数が２本であったとしても、クロストークが発生し得る。 By the way, even in such a multi-beam scanning microscope suitable for high-speed observation, there is a problem in observation of tissue accompanied by scattering. The scanning microscope can select and acquire signal light (for example, fluorescence) only in the vicinity of the laser spot by arranging a pinhole at a position conjugate with the laser spot focused in the sample. It is characterized by tightening. Therefore, when it can be considered that light scattering by the sample is not large, the effect is exhibited. However, particularly when a biological tissue is used as a sample, the signal light in the vicinity of the laser spot is quickly scattered due to the strong scattering property of the biological tissue. Therefore, even if a large number of multi-beams generated by the Nipo disk are collected on the specimen, the signal light generated by the multi-beams is strongly scattered, and the signal light is dyed into a small aperture different from the corresponding small aperture. Crosstalk occurs. Since the small aperture also transmits signal light in a minute region other than the optically conjugate minute region, the noise component increases. In order to reduce the crosstalk, it is conceivable to increase the spatial interval of the multi-beams. However, when the influence of scattering is very large, crosstalk can occur even if the number of multi-beams is two.
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明では、マルチビームによって発生する信号光に空間的なクロストークが生じても、ノイズの少ない画像を取得可能な走査型顕微鏡および操作型顕微鏡システムの提供を目的とする。 Therefore, in the present invention made in view of the above problems, a scanning microscope and an operation microscope that can acquire an image with little noise even when spatial crosstalk occurs in signal light generated by a multi-beam. The purpose is to provide a system.
上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による走査型顕微鏡は、
少なくとも第１、第２の出射点を同一平面上に有し、試料に照射する照射光を第１、第２の出射点から主光線が互いに平行になるように出射する光源ユニットと、
光源ユニットから出射した照射光の偏向方向を変える第１の走査手段と、
第１の走査手段により偏向された照射光が照射される第１の照射面を有し、第１の照射面には照射光を通過させる複数の孔部が形成される第１の光制限体と、
光制限体を通過した照射光を前記試料上に集光させる対物レンズと、
照射光の試料への照射により生じる信号光の受光量を検出する光量検出器と、
試料と光量検出器との間に設けられ、信号光を前記照射光から分離する光学的分離器と、
光量検出器による光量の検出時点における照射光の試料上の走査点の位置を検出する位置検出部と、
光量と走査点の位置に基づいて試料の画像を再構成する画像処理装置に、受光量と走査点の位置とを出力する出力器とを備え、
第１の走査手段は、試料上に照射される照射光の走査点を、照射光の偏向方向を変えることにより第１の走査方向に沿って移動可能であり、
複数の孔部は、第１の走査手段による偏向方向の連続的な変化に応じて、第１、第２の出射点から出射された照射光それぞれが異なる孔部を通過し、且つ、第１、第２の出射点から出射された照射光が異なる時期に孔部を通過するように、配置される
ことを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, the scanning microscope according to the first invention is
A light source unit that has at least first and second emission points on the same plane and emits irradiation light to irradiate the sample from the first and second emission points so that chief rays are parallel to each other;
First scanning means for changing a deflection direction of irradiation light emitted from the light source unit;
A first light restrictor having a first irradiation surface to which the irradiation light deflected by the first scanning means is irradiated, and having a plurality of holes through which the irradiation light passes. When,
An objective lens for condensing the irradiation light that has passed through the light restrictor on the sample;
A light amount detector that detects the amount of signal light received by irradiating the sample with irradiated light; and
An optical separator provided between the sample and the light amount detector, for separating the signal light from the irradiation light;
A position detector for detecting the position of the scanning point on the sample of the irradiated light at the time of detection of the light amount by the light amount detector;
An image processing apparatus that reconstructs an image of a sample based on the amount of light and the position of the scanning point, and an output device that outputs the amount of received light and the position of the scanning point,
The first scanning means is movable along the first scanning direction by changing the scanning direction of the irradiation light irradiated on the sample by changing the deflection direction of the irradiation light,
The plurality of hole portions pass through different hole portions where the irradiation light emitted from the first and second emission points passes through the different hole portions according to the continuous change in the deflection direction by the first scanning unit, and the first The irradiation light emitted from the second emission point is arranged to pass through the hole at different times.
本発明の第１の発明による操作型顕微鏡システムは、
少なくとも第１、第２の出射点を同一平面上に有し、試料に照射する照射光を第１、第２の出射点から主光線が互いに平行になるように出射する光源ユニットと、
光源ユニットから出射した照射光の偏向方向を変える第１の走査手段と、
第１の走査手段に偏向された照射光が照射される第１の照射面を有し、第１の照射面には照射光を通過させる複数の孔部が形成される第１の光制限体と、
光制限体を通過した照射光を試料上に集光させる対物レンズと、
照射光の前記試料への照射により生じる信号光の受光量を検出する光量検出器と、
試料と光量検出器との間に設けられ、信号光を照射光から分離する光学的分離器と、
光量検出器による光量の検出時点における照射光の試料上の走査点の位置を検出する位置検出部と、
光量と走査点の位置に基づいて試料の画像を再構成する画像処理装置に、受光量と走査点の位置とを出力する出力器と、
光量と前記照射位置に基づいて試料の画像を再構成する画像処理装置と、
試料の画像を表示するモニタとを備え、
第１の走査手段は、試料上に照射される照射光の走査点を、照射光の偏向方向を変えることにより第１の走査方向に沿って移動可能であり、
複数の孔部は、第１の走査手段による偏向方向の連続的な変化に応じて、第１、第２の出射点から出射された照射光それぞれが異なる孔部を通過し、且つ、第１、第２の出射点から出射された照射光が異なる時期に孔部を通過するように、配置される
ことを特徴とするものである。
The operation type microscope system according to the first aspect of the present invention comprises:
A light source unit that has at least first and second emission points on the same plane and emits irradiation light to irradiate the sample from the first and second emission points so that chief rays are parallel to each other;
First scanning means for changing a deflection direction of irradiation light emitted from the light source unit;
A first light restrictor having a first irradiation surface to which the irradiation light deflected by the first scanning means is irradiated, and having a plurality of holes through which the irradiation light passes are formed on the first irradiation surface. When,
An objective lens for condensing the irradiation light that has passed through the light restrictor on the sample;
A light amount detector for detecting the amount of signal light received by irradiation of the sample with irradiation light;
An optical separator provided between the sample and the light amount detector, for separating the signal light from the irradiation light;
A position detector for detecting the position of the scanning point on the sample of the irradiated light at the time of detection of the light amount by the light amount detector;
An output device that outputs the amount of received light and the position of the scanning point to an image processing device that reconstructs an image of the sample based on the amount of light and the position of the scanning point;
An image processing device for reconstructing an image of the sample based on the amount of light and the irradiation position;
A monitor for displaying an image of the sample,
The first scanning means is movable along the first scanning direction by changing the scanning direction of the irradiation light irradiated on the sample by changing the deflection direction of the irradiation light,
The plurality of hole portions pass through different hole portions where the irradiation light emitted from the first and second emission points passes through the different hole portions according to the continuous change in the deflection direction by the first scanning unit, and the first The irradiation light emitted from the second emission point is arranged to pass through the hole at different times.
上記のように構成された本発明に係る走査型顕微鏡によれば、マルチビームを用いながら、ノイズの少ない画像を取得可能である。 According to the scanning microscope according to the present invention configured as described above, an image with less noise can be acquired using a multi-beam.
以下、本発明の適用した走査型顕微鏡の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a scanning microscope to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１の実施形態に係る走査型顕微鏡を含む走査型顕微鏡システムの光学的な構成および電気的な概略構成を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical configuration and an electrical schematic configuration of a scanning microscope system including a scanning microscope according to the first embodiment of the present invention.
走査型顕微鏡システム１００は、走査型顕微鏡１１０、画像処理装置１０１、モニタ１０２によって構成される。後に詳述するように、走査型顕微鏡１１０は、スポット状の励起光（照射光）で試料Ｓを走査する。また、試料Ｓに照射された励起光による蛍光の光量が、走査型顕微鏡１１０により検出される。また、走査型顕微鏡１１０からは走査点の位置が検出される。蛍光の光量および走査点の位置が、画像処理装置１０１に伝達される。画像処理装置１０１では、蛍光の光量と照射位置に基づいて、試料Ｓの画像を再構成する。再構成された画像はモニタ１０２に送信され、表示される。
The
次に、走査型顕微鏡１１０の構成について、説明する。走査型顕微鏡１１０は、光源１１１、分岐器１１２、第１〜第５のレンズ１１３ａ〜１１３ｅ、第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂ（第１、第２の走査手段）、第１のスリットアレイ１１５（第１の光制限体）、ダイクロイックミラー１１６（光学的分離器）、対物レンズ１１７、ＰＭＴ１１８（光量検出器、出力器）、および位置検出部１１９（位置検出部、出力器）などによって構成される。
Next, the configuration of the
光源１１１から、生体に照射すると蛍光を発生させる励起光がフェムト秒パルスとして出射される。励起光は、分岐器１１２により強度が実質的に等しくなるように４列に分岐される。分光器１１２の第１〜第４の出射端は、後述する一定の間隔で直線上に並び且つ出射される励起光の主光線が互いに平行となるように、形成される。なお、分岐器１１２は、例えばハーフミラー（図示せず）およびミラー（図示せず）の組合せ、ファイバカプラ（図示せず）の組合せ、および回折格子などにより形成可能である。
Excitation light that generates fluorescence when emitted from the light source 111 is emitted as femtosecond pulses. The excitation light is branched into four rows by the branching
第１、第２のレンズ１１３ａ、１１３ｂは正レンズであり、リレー光学系を構成する。リレー光学系により、第１〜第４の出射端から出射される第１〜第４列の励起光は両側にテレセントリックにリレーされ、第１のスリットアレイ１１５ａ上に別々に集光される。第１、第２のレンズ１１３ａ、１１３ｂの間において対物レンズ１１７の瞳位置との共役位置に、第１のガルバノミラー１１４ａが配置される。図２に示すように、第１のガルバノミラー１１４ａは、第１〜第４の出射端ｔ１〜ｔ４を結ぶ第１の直線Ｌ１に平行な直線を軸に回転させた偏向方向に、励起光を反射させる。偏向方向を連続的に変えることにより、励起光によって試料Ｓ上の第１の走査方向（図３参照）に沿って試料Ｓが走査される。
The first and
第１のガルバノミラー１１４ａによる励起光の偏向方向には、第２のレンズ１１３ｂおよび第１のスリットアレイ１１５ａが配置される。第１のスリットアレイ１１５ａは多数の第１のスリット１１５ａｓ（孔部）が形成された平板であり、板面が第１の直線Ｌ１に平行となるように配置される。また、図４に示すように、第１のスリットアレイ１１５ａには、取得する画像の第１の走査方向の画素数に相当する第１のスリット１１５ａｓが形成される。第１のスリット１１５ａｓは、板面上において第１の直線Ｌ１に垂直な第２の方向ｄ２に並べられる。なお、第２の方向ｄ２は第１の走査方向に対応する。
A
すべての第１のスリット１１５ａｓは、板面において第２の方向ｄ２に垂直な第１の方向ｄ１に対して傾斜した形状を有している。さらに、第１〜第４の列の中の単一の列の励起光（図４におけるＥＬ３参照）が第１のスリット１１５ａｓを通過している間は、他の３列の励起光（図４におけるＥＬ１、ＥＬ２、ＥＬ４参照）が第１のスリットアレイ１１５ａの板面上に照射されように、第１の方向ｄ１に対する第１のスリット１１５ａｓの傾斜角が定められる。また、第１のスリット１１５ａｓは、第２の方向ｄ２に対して傾斜させながら単一の第１のスリット１１５ａｓに第１〜第４列の励起光が通過可能となるように、形成される。
All the first slits 115as have a shape inclined with respect to the first direction d1 perpendicular to the second direction d2 on the plate surface. Further, while the single column of excitation light (see EL3 in FIG. 4) in the first to fourth columns passes through the first slit 115as, the other three columns of excitation light (FIG. 4). The angle of inclination of the first slit 115as with respect to the first direction d1 is determined so that the plate surface of the
前述のように、４列に分岐させた励起光を互いに主光線が平行となるように第１のスリットアレイ１１５ａ上に集光するので、第１のスリットアレイ１１５ａ上には第１の方向ｄ１に沿って励起光による４列の照射スポット像が形成される。このような構成の第１のスリットアレイ１１５ａを第１〜第４列の励起光で走査することにより、第１〜第４列の励起光は異なる時間に第１のスリット１１５ａｓを通過して、試料Ｓに照射される。図５に示すように、タイミングｔ１において、第１列の励起光ＥＬ１のみが１列目の第１のスリット１１５ａｓを通過し、第２〜第４列の励起光ＥＬ２〜ＥＬ４は第１のスリットアレイ１１５ａの板面に照射される。その後、第１のガルバノミラー１１４ａにより偏向方向が変えられ、励起光による照射スポット像は第２の方向ｄ２に変位する。タイミングｔ２において、第２列の励起光ＥＬ２のみが１列目の第１のスリット１１５ａｓを通過し、第１、第３、第４列の励起光ＥＬ１、ＥＬ３、ＥＬ４は第１のスリットアレイ１５ａの板面に照射される。同様に、タイミングｔ３、ｔ４においては、夫々第３、第４列の励起光ＥＬ３、ＥＬ４のみが１列目の第１のスリット１１５ａｓを通過する。第４列の励起光ＥＬ４のみが１列目の第１のスリット１１５ａｓを通過後励起光による照射スポット像がさらに第２の方向ｄ２に変位し、タイミングｔ５において第１列の励起光のみが２列目の第１のスリット１１５ａｓを通過する。以後、同様に、第１〜第４列の励起光の２、３、…列目の第１のスリット１１５ａｓの通過を順次繰返す。
As described above, the excitation light branched into four rows is condensed on the
この結果、第１のガルバノミラー１１４ａが周波数ＲＨｚで第１の走査方向に沿って往復走査する場合には、１列の励起光による２Ｒ個／ｓの照射スポット像によって光学的共役位置にある試料Ｓが照射される。それゆえ、４列の励起光によって、４倍の８Ｒ個／ｓの照射スポット像によって試料Ｓが照射される。
As a result, when the
第１のスリットアレイ１１５ａを通過した励起光は、第３、第４のレンズ１１３ｃ、１１３ｄによって両側にテレセントリックにリレーされる。第３、第４のレンズ１１３ｃ、１１３ｄの間において対物レンズ１１７の瞳位置との共役位置に、第２のガルバノミラー１１４ｂが配置される。第２のガルバノミラー１１４ｂは、第２の方向ｄ２に平行な直線を軸に回転させた偏向方向に、第３のレンズ１１３ｃを透過した励起光を反射させる。偏向方向を連続的に変えることにより、励起光によって試料Ｓ上の第１の走査方向に垂直な第２の走査方向（図３参照）に沿って試料Ｓが走査される。
The excitation light that has passed through the
図３に示すように、第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂそれぞれによる第２、第１の走査方向に沿った走査によって、走査型顕微鏡１００の視野範囲全域ｅａ（以後、全照射領域と呼ぶ）が照射スポット像によって照射される。第１列の励起光ＥＬ１によって、全照射領域ｅａを第２の走査方向に沿って４分割した第１の部分領域ｕａ１がラスタ走査される。同様に、第２〜第４列の励起光ＥＬ２〜ＥＬ４によって、第１の部分領域ｕａ１と別の第２〜第４の部分領域ｕａ２〜ｕａ４がラスタ走査される。例えば、全照射領域ｅａを５１２本の走査線によって走査する場合には、第１〜第１２８の走査線を第１列の励起光ＥＬ１によって走査させ、第１２９〜第２５６の走査線を第２列の励起光ＥＬ２によって走査させ、第２５７〜第３８４の走査線を第３列の励起光ＥＬ３によって走査させ、第３８５〜第５１２の走査線を第４列の励起光ＥＬ４によって走査させる。なお、第１〜第４列の励起光ＥＬ１〜ＥＬ４により、それぞれ第１〜第４の部分領域ｕａ１〜ｕａ４が走査されるように、第１〜第４の出射端ｔ１〜ｔ４の間隔が定められる。
As shown in FIG. 3, the entire field-of-view range ea (hereinafter referred to as the entire irradiation region) of the
図１に示すように、第２のガルバノミラー１１４ｂによって反射された励起光は、第４、第５のレンズ１１３ｄ、１１３ｅ、ダイクロイックミラー１１６、および対物レンズ１１７を介して試料Ｓ上に投影される。ダイクロイックミラー１１６は、励起光を透過し且つ励起光により生体組織が発する蛍光を反射するように形成される。したがって、第５のレンズ１１３ｅを透過した励起光はダイクロイックミラー１１６を透過する。投影される励起光は、結像レンズである第５のレンズ１１３ｄおよび対物レンズ１１７によって試料Ｓ上において集光される。
As shown in FIG. 1, the excitation light reflected by the
励起光が試料Ｓに照射されると、照射された励起光の集光点において試料Ｓが励起されて蛍光（信号光）が対物レンズ１１７に向かって発生する。したがって、前述のように８Ｒ個／ｓの照射スピードで試料を照射することにより、同じ発生スピードで蛍光が順次発生する。発生した蛍光は対物レンズ１１７を透過して、ダイクロイックミラー１１６に到達する。蛍光はダイクロイックミラー１１６により反射され、励起光の試料Ｓによる反射光はダイクロイックミラー１１６を透過する。したがって、蛍光が励起光の反射光から分離される。分離された蛍光はＰＭＴ１１８によって受光される。ＰＭＴ１１８は蛍光強度に応じた電気信号に変換した画素信号を生成する。画素信号は、画像処理装置１０１に伝達される。
When the sample S is irradiated with the excitation light, the sample S is excited at the condensing point of the irradiated excitation light, and fluorescence (signal light) is generated toward the
なお、各列の励起光に対応する蛍光は対物レンズ１１７、ダイクロイックミラー１１６を介して、ＰＭＴ１１８の受光部上に広く分布する。蛍光の入射範囲より広い受光部を有するＰＭＴ１１８が選択され、用いられる。
Note that the fluorescence corresponding to the excitation light in each column is widely distributed on the light receiving unit of the
なお、画像処理装置１０１には画素信号だけでなく、位置検出部１１９において検知される励起光の走査点の位置が位置信号として伝達される。位置検出部１１７は、第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂに設けられる回転速度メータ（図示せず）により検出される第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂの回転速度に基づいて第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂによる各列の励起光パルスの偏向方向を算出する。位置検出部１１９は、偏向方向に基づいて走査点の位置を検出する。
Note that not only the pixel signal but also the position of the scanning point of the excitation light detected by the
画像処理装置１０１は、画素信号と位置信号とに基づいて試料Ｓの２次元状の画像を再構成する。再構成された２次元画像はモニタ１０２に送信され、表示される。
The
以上のような構成の第１の実施形態の走査型顕微鏡によれば、低ノイズの画像を高速に取得可能である。４本のマルチビームにより試料を走査するので、第１のガルバノミラー１１４ａの走査周波数で制限される走査速度を、分岐させる光束分だけ高速化させることが可能である。したがって、高速で試料画像を採取可能である。また、マルチビームの試料Ｓへの照射時期が分離されているので、空間的なクロストークの影響を除去することが可能である。
According to the scanning microscope of the first embodiment configured as described above, a low-noise image can be acquired at high speed. Since the sample is scanned with four multi-beams, the scanning speed limited by the scanning frequency of the
また、第１の実施形態の走査型顕微鏡によれば、上述のように第１〜第４の出射端ｔ１〜ｔ４を配置することにより、照射時期を分離させた構成において第２のガルバノミラー１１４ｂの制御の簡素化を図りながら、フレームレートの最速化を図ることが可能である。例えば本実施形態と異なる構成として、第１、第２、第３、第４の出射端から出射される励起光が、第（４ｎ−３）、第（４ｎ−２）、第（４ｎ−１）、第４ｎの走査線（１≦ｎ≦１２８）に沿って走査される構成が考えられる。このような構成においてフレームレートを最速化するためには、第１の走査方向に沿った端部に走査点が達したときに、高速で第２の走査方向に４本の走査線に相当する距離だけ走査点を移動させる必要がある。したがって、第１のガルバノミラー１１４ａによる偏向方向に応じて第２のガルバノミラー１１４ｂによる走査速度を変える必要がある。一方、本実施形態の構成によれば、第１のガルバノミラー１１４ａの偏向方向に拠らず、第２のガルバノミラー１１４ｂの走査速度を一定に保つことが可能で、制御が簡素化される。
Further, according to the scanning microscope of the first embodiment, the
また、第１の実施形態の走査型顕微鏡によれば、試料Ｓに照射する励起光にフェムト秒パルスレーザが用いられ、２光子吸収により発生する蛍光により画像が取得される。２光子吸収は、実質的に光子密度の高い集光点でのみ発生する。それゆえ、共焦点効果を適用する必要が無く、即ちピンホールが不要であり、部品数を削減可能である。 Further, according to the scanning microscope of the first embodiment, a femtosecond pulse laser is used as the excitation light applied to the sample S, and an image is acquired by fluorescence generated by two-photon absorption. Two-photon absorption occurs only at a condensing point with substantially high photon density. Therefore, it is not necessary to apply the confocal effect, that is, no pinhole is required, and the number of parts can be reduced.
次に本発明の第２の実施形態に係る走査型顕微鏡について説明する。第２の実施形態は、光源の種類および光学部材の配置において第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能および構成を有する部位には同じ符号を付す。 Next, a scanning microscope according to the second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in the type of light source and the arrangement of optical members. The second embodiment will be described below with a focus on differences from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function and structure as 1st Embodiment.
図６に示すように、第２の実施形態を適用した走査型顕微鏡２１０において、分岐器１１２、第１〜第５のレンズ１１３ａ〜１１３ｅ、第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂ、第１のスリットアレイ１１５ａ、対物レンズ１１７、ＰＭＴ１１８、および位置検出部１１９の機能および構成は第１の実施形態と同じである。また、画像処理装置１０１およびモニタ１０２の機能および構成も第１の実施形態と同じである。
As shown in FIG. 6, in the
第１の実施形態と異なり、光源２１１は連続波（ＣＷ）の励起光を出射する。また、ダイクロイックミラー２１６は第１のガルバノミラー１１４ａと第２のレンズ１１３ｂとの間に設けられる。また、第２のスリットアレイ１１５ｂが、第１のスリットアレイ１１５ａに積層されるように、配置される。また、第１、第２のスリットアレイ１１５ａ、１１５ｂは対物レンズ１１７の焦点と共役な位置に配置される。
Unlike the first embodiment, the
図７に示すように、第２のスリットアレイ１１５ｂには第２の方向ｄ２に沿って延びる４つの第２のスリット１１５ｂｓが形成される。第１のスリット１１５ａｓを通過する第１〜第４列の励起光ＥＬ１〜ＥＬ４の照射位置それぞれに、第２のスリット１１５ｂｓが形成される。
As shown in FIG. 7, the
上述の構成において、第１のガルバノミラー１１４ａに反射された第１列〜第４列の励起光ＥＬ１〜ＥＬ４はダイクロイックミラー２１６および第２のレンズ１１３ｂを透過する。透過した第１〜第４列の励起光の中から、試料Ｓに照射する励起光が第１のスリットアレイ１１５ａによって選択される。なお、第２のスリットアレイ１１５ｂでは、第１のスリットアレイ１１５ａを通過する励起光が制限されない。後述するように、第２のスリットアレイ１１５ｂは、試料Ｓから発する蛍光を制限するために用いられる。第１、第２のスリットアレイ１１５ａ、１１５ｂを通過した励起光は第３のレンズ１１３ｃ、第２のガルバノミラー１１４ｂ、第４、第５のレンズ１１３ｄ、１１３ｅ、および対物レンズ１１７を介して試料Ｓ上に集光されて照射される。
In the above configuration, the first to fourth rows of excitation light EL1 to EL4 reflected by the
励起光の照射により発生する蛍光が対物レンズ１１７、第５、第４のレンズ１１３ｅ、１１３ｄ、第２のガルバノミラー１１４ｂ、第３のレンズ１１３ｃを介して、第２のスリットアレイ１１５ｂに到達する。第１、第２のスリット１１５ａ、１１５ｂにより集光点以外の領域において発生した蛍光は遮光され、集光点において発生した蛍光のみが第１、第２のスリット１１５ａｓ、１１５ｂｓを通過する。したがって、第１、第２のスリット１１５ａｓ、１１５ｂｓにより共焦点効果を得ることが可能である。第１、第２のスリット１１５ａｓ、１１５ｂｓを通過した蛍光は第２のレンズ１１３ｂを透過して、ダイクロイックミラー２１６により励起光から分離され、ＰＭＴ１１８に受光される。
Fluorescence generated by the irradiation of excitation light reaches the
第１の実施形態と同様に、ＰＭＴ１１８により生成される画素信号および位置検出部により検出される位置信号が、画像処理装置１０１に伝達され、試料Ｓの２次元状の画像が再構成される。
As in the first embodiment, the pixel signal generated by the
以上のような構成の第２の実施形態の走査型顕微鏡によっても、第１の実施形態と同じく、低ノイズの画像を高速に取得可能である。また、第１の実施形態と同様に、フレームレートの最速化を達成することが可能である。 Also with the scanning microscope of the second embodiment configured as described above, a low-noise image can be acquired at high speed as in the first embodiment. Further, as in the first embodiment, it is possible to achieve the highest frame rate.
なお、第１の実施形態と異なり、ダイクロイックミラー２１６を第１のガルバノミラー１１４ａと第２のレンズ１１３ｂとの間に設けることにより、第１、第２のスリット１１５ａｓ、１１５ｂｓによる共焦点効果を得ることが可能である。第１の実施形態と異なり、共焦点効果を利用することにより光源から出射する励起光の種類をフェムト秒パルスレーザに限定することなく、連続波である励起光などを用いることが可能である。
Unlike the first embodiment, the
次に本発明の第３の実施形態に係る走査型顕微鏡について説明する。第３の実施形態は、光学部材の配置などにおいて第２の実施形態と異なっている。以下に、第２の実施形態と異なる点を中心に第３の実施形態について説明する。なお、第１、第２の実施形態と同じ機能および構成を有する部位には同じ符号を付す。 Next, a scanning microscope according to the third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment differs from the second embodiment in the arrangement of optical members and the like. The third embodiment will be described below with a focus on differences from the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function and structure as 1st, 2nd embodiment.
図８に示すように、第３の実施形態を適用した走査型顕微鏡３１０において、光源２１１、分岐器１１２、第１〜第５のレンズ１１３ａ〜１１３ｅ、第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂ、第１、第２のスリットアレイ１１５ａ、１１５ｂ、対物レンズ１１７、ＰＭＴ１１８、および位置検出部１１９の機能および構成は第２の実施形態と同じである。また、画像処理装置１０１およびモニタ１０２の機能および構成も第２の実施形態と同じである。
As shown in FIG. 8, in the
第２の実施形態と異なり、ダイクロイックミラー３１６は、分岐器１１２と第１のレンズ１１３ａとの間に設けられる。また、ダイクロイックミラー３１６とＰＭＴ１１８との間には、４つのコリメートレンズ１２０ｃを有するレンズアレイ１２０と集光レンズ１２１とが設けられる。
Unlike the second embodiment, the
第１〜第４列の励起光ＥＬ１〜ＥＬ４に対応する蛍光がダイクロイックミラー３１６により反射されレンズアレイ１２０上に入射する位置それぞれに、コリメートレンズ１２０ｃが配置される。コリメートレンズ１２０ｃにより蛍光が平行光に変換され、集光レンズ１２１に入射する。集光レンズ１２１により、各列に対応する蛍光はＰＭＴ１１８の一点に集光される。
A collimator lens 120c is disposed at each position where the fluorescence corresponding to the first to fourth columns of excitation light EL1 to EL4 is reflected by the
第２の実施形態と同様に、ＰＭＴ１１８により生成される画素信号および位置検出部１１９により検出される位置信号が、画像処理装置１０１に伝達され、試料Ｓの２次元状の画像が再構成される。
Similar to the second embodiment, the pixel signal generated by the
以上のような構成の第３の実施形態の走査型顕微鏡によっても、第２の実施形態と同じく、低ノイズの画像を高速で取得可能である。また、第２の実施形態と同様に、フレームレートの最速化、および連続波を出射する光源を適用が可能である。 Also with the scanning microscope of the third embodiment configured as described above, a low-noise image can be acquired at high speed as in the second embodiment. Further, similarly to the second embodiment, it is possible to maximize the frame rate and apply a light source that emits a continuous wave.
さらに、第２の実施形態と異なり、レンズアレイ１２０を透過した蛍光は、励起光を出射した出射端によらず平行な方向に出射される。平行な方向に出射されるので集光レンズ１２１を用いることによりＰＭＴ１１８の１点に集光させることが可能である。したがって、第２の実施形態と異なり、検出部の小さなＰＭＴ１１８を用いることが可能となる。
Furthermore, unlike the second embodiment, the fluorescence transmitted through the
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.
例えば、上記の第１〜第３の実施形態において、第１のスリット１１５ａｓは第１の方向ｄ１に対して傾斜した形状であるが、このような形状に限定されない。例えば、図９に示すように、第１の直線Ｌ１が第１のガルバノミラー１１４ａの回転軸に対して傾斜している場合には、図１０に示すように、第１の方向ｄ１に平行な方向に延びる形状に第１のスリット１１５ａｓを形成してもよい。単一の第１のスリット１１５ａｓに何れか列の励起光が通過するときに、他の列の励起光がすべての第１のスリット１１５ａｓに入射されないように、第１のスリット１１５ａｓが形成されれば、本実施形態と同じ効果を得ることが可能である。
For example, in the first to third embodiments, the first slit 115as has a shape inclined with respect to the first direction d1, but is not limited to such a shape. For example, as shown in FIG. 9, when the first straight line L1 is inclined with respect to the rotation axis of the
また、第１のスリットアレイ１１５ａには、第１のスリット１１５ａｓが形成される構成であるが、図１１に示すように、スリットの代わりに複数の孔部１２２が形成されてもよい。各列の励起光の照射位置は、第１のガルバノミラー１１４ａにより第２の方向に沿って変位する。各列の励起光の照射位置の連続的な変位に応じて、各列の励起光それぞれを異なる孔部１２２に通過させ、且つ、全列の励起光が異なる時期に孔部１２２を通過するように、孔部１２２が配置されれば、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。各列の励起光の照射位置の連続的な変位に応じて各列の励起光それぞれを異なる孔部１２２を通過させることにより、試料Ｓ上における画素として光学像を採取する複数の位置に各列の励起光を照射可能となるからである。また、各列の励起光の照射位置の連続的な変位に応じて、全列の励起光を異なる時期に孔部１１２に通過させることにより、照射時期を分離させることが可能である。なお。第１のスリット１１５ａｓの代わりに孔部１２２を形成する構成にすれば、第２、第３の実施形態において、第２のスリットアレイ１１５ｂは不要である。
In addition, the
また、第２、第３の実施形態において、第１のスリットアレイ１１５ａに積層させて第２のスリットアレイ１１５ｂを配置しているが、第２のスリットアレイ１１５ｂは設けなくてもよい。第２のスリットアレイ１１５ｂを設けなくても、第１のスリットアレイ１１５ａにより第１のスリットを通過する光束以外の光を制限することは可能である。
In the second and third embodiments, the
また、第２、第３の実施形態において、励起光を出射する光源２１１と、蛍光を分離するためにダイクロイックミラー１１６とを用いたが、通常の可視光を出射する光源を用い、偏向ビームスプリッタとλ／４板とを組合わせた構成のように光源から出射した光を透過し反射光分離する光学的分離器をダイクロイックミラー１１６の代わりに用いてもよい。
In the second and third embodiments, the
また、第１の実施形態において、走査型顕微鏡１１０は落射型顕微鏡に適用される構成であるが、透過型顕微鏡に適用することも可能である。
In the first embodiment, the
また、第１〜第３の実施形態において、第２のガルバノミラー１１４ｂを用いて励起光を偏向させることにより試料Ｓを第２の走査方向に走査する構成であるが、試料を変位させるステージスキャナを用いて試料Ｓを走査する構成であってもよい。
In the first to third embodiments, the sample S is scanned in the second scanning direction by deflecting the excitation light using the
また、第１〜第２の実施形態において、分岐器１１２を用いて励起光を４列に分岐する構成であるが、分岐器１１２を用いずに直接４つの光源を設けて、励起光を発する構成であってもよい。なお、分岐器１１２による分岐は４列に限定されない。２列以上に分岐されれば、シングルビーム走査型内視鏡に比べて画像取得が高速化される。
Further, in the first to second embodiments, the pump light is branched into four rows using the branching
また、第１〜第３の実施形態において、第１、第２のガルバノミラー１１４ａ、１１４ｂの回転速度に基づいて励起光の走査点を検出する構成であるが、他の方法により走査点を検出する構成であってもよい。例えば、エンコーダを用いて回転位置を検出して、回転位置に基づいて走査点を検出する構成であってもよい。 In the first to third embodiments, the scanning point of the excitation light is detected based on the rotational speeds of the first and second galvanometer mirrors 114a and 114b. However, the scanning point is detected by other methods. It may be configured to. For example, a configuration in which a rotational position is detected using an encoder and a scanning point is detected based on the rotational position may be used.
また、第１の実施形態において、ダイクロイックミラー１１６は対物レンズ１１７と第５のレンズ１１３ｅとの間に設けられる構成であるが、分岐器１１２から対物レンズ１１７までの間のいかなる位置に設けられてもよい。また、第２の実施形態において、ダイクロイックミラー１１６は第１のガルバノミラー１１４ａと第２のレンズ１１３ｂとの間に設けられる構成であるが、分岐器１１２から第１のスリットアレイ１１５ａまでの間のいかなる位置に設けられても良い。
In the first embodiment, the
１００ 走査型顕微鏡システム
１０１ 画像処理装置
１１０、２１０、３１０ 走査型顕微鏡
１１１、２１１ 光源
１１２ 分岐器
１１３ａ〜１１３ｅ 第１〜第５のレンズ
１１４ａ、１１４ｂ 第１、第２のガルバノミラー
１１５ａ、１１５ｂ 第１、第２のスリットアレイ
１１５ａｓ、１１５ｂｓ 第１、第２のスリット
１１６、２１６、３１６ ダイクロイックミラー
１１７ 対物レンズ
１１８ ＰＭＴ
１１９ 位置検出部
ＥＬ１〜ＥＬ４ 第１〜第４列の励起光
Ｓ 試料
ｔ１〜ｔ４ 第１〜第４の出射端
DESCRIPTION OF
119 Position detection unit EL1 to EL4 First to fourth rows of excitation light S Sample t1 to t4 First to fourth emission ends
Claims (7)
前記光源ユニットから出射した前記照射光の偏向方向を変える第１の走査手段と、
前記第１の走査手段により偏向された前記照射光が照射される第１の照射面を有し、前記第１の照射面には前記照射光を通過させる複数の孔部が形成される第１の光制限体と、
前記光制限体を通過した前記照射光を前記試料上に集光させる対物レンズと、
前記照射光の前記試料への照射により生じる信号光の受光量を検出する光量検出器と、
前記試料と前記光量検出器との間に設けられ、前記信号光を前記照射光から分離する光学的分離器と、
前記光量検出器による光量の検出時点における前記照射光の前記試料上の走査点の位置を検出する位置検出部と、
前記光量と前記走査点の位置に基づいて前記試料の画像を再構成する画像処理装置に、前記受光量と前記走査点の位置とを出力する出力器とを備え、
前記第１の走査手段は、前記試料上に照射される前記照射光の走査点を、前記照射光の偏向方向を変えることにより第１の走査方向に沿って移動可能であり、
前記複数の孔部は、前記第１の走査手段による偏向方向の連続的な変化に応じて、前記第１、第２の出射点から出射された前記照射光それぞれが異なる前記孔部を通過し、且つ、前記第１、第２の出射点から出射された前記照射光が異なる時期に前記孔部を通過するように、配置される
ことを特徴とする走査型顕微鏡。 A light source unit that has at least first and second emission points on the same plane, and emits irradiation light to irradiate the sample from the first and second emission points so that chief rays are parallel to each other;
First scanning means for changing a deflection direction of the irradiation light emitted from the light source unit;
A first irradiation surface on which the irradiation light deflected by the first scanning unit is irradiated; and a plurality of holes through which the irradiation light passes are formed in the first irradiation surface. Light limiter,
An objective lens for condensing the irradiation light that has passed through the light restrictor on the sample;
A light amount detector that detects the amount of signal light received by irradiating the sample with the irradiation light; and
An optical separator provided between the sample and the light amount detector, for separating the signal light from the irradiation light;
A position detection unit for detecting a position of a scanning point on the sample of the irradiation light at the time of detection of the light amount by the light amount detector;
An image processing device that reconstructs an image of the sample based on the light amount and the position of the scanning point, and an output device that outputs the received light amount and the position of the scanning point.
The first scanning means is movable along the first scanning direction by changing a scanning point of the irradiation light irradiated on the sample by changing a deflection direction of the irradiation light.
The plurality of hole portions pass through the hole portions where the irradiation lights emitted from the first and second emission points are different according to a continuous change in the deflection direction by the first scanning unit. And the scanning microscope characterized by arrange | positioning so that the said irradiation light radiate | emitted from the said 1st, 2nd radiation | emission point may pass the said hole part at a different time.
前記信号光が入射する第２の照射面を有し、前記第１、第２の出射点に対応する前記集光点と共役な位置に第２のスリットが形成され、前記第２のスリットは前記第１の走査手段による前記走査点の変位に対応する前記第２の照射面における前記信号光の変位方向に延びるように形成される第２の光制限体を備え、
前記孔部は、前記第１、第２の出射点から出射する前記照射光の夫々の前記第１の照射面上における照射位置を通る方向および前記第１の変位方向のいずれにも傾斜する方向に延びる第１のスリットであり、
前記第１の走査手段による偏向角度を変えることにより、前記第１、第２の出射点から出射した前記照射光が対応する前記照射光が、同一の前記第１のスリットを通過可能である
ことを特徴とする走査型顕微鏡。 The scanning microscope according to claim 3, wherein
The second slit has a second irradiation surface on which the signal light is incident, a second slit is formed at a position conjugate with the condensing point corresponding to the first and second emission points, and the second slit is A second light restricting body formed to extend in the displacement direction of the signal light on the second irradiation surface corresponding to the displacement of the scanning point by the first scanning means;
The hole portion is inclined in both the direction passing through the irradiation position on the first irradiation surface of the irradiation light emitted from the first and second emission points and the first displacement direction. A first slit extending to
The irradiation light corresponding to the irradiation light emitted from the first and second emission points can pass through the same first slit by changing the deflection angle by the first scanning means. A scanning microscope characterized by the above.
前記光制限体と前記対物レンズとの間に設けられ、前記第１の走査方向と異なる第２の走査方向に沿って、前記走査点を相対的に移動させる第２の走査手段を備え、
前記第１、第２の出射点は、前記第１、第２の出射点それぞれに対応する前記走査点が前記第２の走査方向に沿った異なる範囲を変位するように配置される
ことをと特徴とする走査型顕微鏡。 In the scanning microscope according to any one of claims 1 to 4,
A second scanning unit provided between the light restrictor and the objective lens and relatively moving the scanning point along a second scanning direction different from the first scanning direction;
The first and second emission points are arranged such that the scanning points corresponding to the first and second emission points are displaced in different ranges along the second scanning direction. A scanning microscope.
前記光源ユニットは、
前記照射光を出射する単一の光源と、
前記照射光の主光線が相互に平行となるように前記出射方向に垂直な平面上に配置された前記複数の出射端に、前記光源から出射する前記照射光を分岐する分岐器とを備える
ことを特徴とする走査型顕微鏡。 The scanning microscope according to any one of claims 1 to 5,
The light source unit is
A single light source for emitting the irradiation light;
A branching device that branches the irradiation light emitted from the light source at the plurality of emission ends arranged on a plane perpendicular to the emission direction so that chief rays of the irradiation light are parallel to each other; A scanning microscope characterized by the above.
前記光源ユニットから出射した前記照射光の偏向方向を変える第１の走査手段と、
前記第１の走査手段に偏向された前記照射光が照射される第１の照射面を有し、前記第１の照射面には前記照射光を通過させる複数の孔部が形成される第１の光制限体と、
前記光制限体を通過した前記照射光を前記試料上に集光させる対物レンズと、
前記照射光の前記試料への照射により生じる信号光の受光量を検出する光量検出器と、
前記試料と前記光量検出器との間に設けられ、前記信号光を前記照射光から分離する光学的分離器と、
前記光量検出器による光量の検出時点における前記照射光の前記試料上の走査点の位置を検出する位置検出部と、
前記光量と前記走査点の位置に基づいて前記試料の画像を再構成する画像処理装置に、前記受光量と前記走査点の位置とを出力する出力器と、
前記光量と前記照射位置に基づいて前記試料の画像を再構成する画像処理装置と、
前記試料の画像を表示するモニタとを備え、
前記第１の走査手段は、前記試料上に照射される前記照射光の走査点を、前記照射光の偏向方向を変えることにより第１の走査方向に沿って移動可能であり、
前記複数の孔部は、前記第１の走査手段による偏向方向の連続的な変化に応じて、前記第１、第２の出射点から出射された前記照射光それぞれが異なる前記孔部を通過し、且つ、前記第１、第２の出射点から出射された前記照射光が異なる時期に前記孔部を通過するように、配置される
ことを特徴とする走査型顕微鏡システム。 A light source unit that has at least first and second emission points on the same plane, and emits irradiation light to irradiate the sample from the first and second emission points so that chief rays are parallel to each other;
First scanning means for changing a deflection direction of the irradiation light emitted from the light source unit;
A first irradiation surface on which the irradiation light deflected by the first scanning unit is irradiated; and a plurality of holes that allow the irradiation light to pass through are formed on the first irradiation surface. Light limiter,
An objective lens for condensing the irradiation light that has passed through the light restrictor on the sample;
A light amount detector that detects the amount of signal light received by irradiating the sample with the irradiation light; and
An optical separator provided between the sample and the light amount detector, for separating the signal light from the irradiation light;
A position detection unit for detecting a position of a scanning point on the sample of the irradiation light at the time of detection of the light amount by the light amount detector;
An output device that outputs the received light amount and the position of the scanning point to an image processing device that reconstructs an image of the sample based on the light amount and the position of the scanning point;
An image processing device for reconstructing an image of the sample based on the light amount and the irradiation position;
A monitor for displaying an image of the sample,
The first scanning means is movable along the first scanning direction by changing a scanning point of the irradiation light irradiated on the sample by changing a deflection direction of the irradiation light.
The plurality of hole portions pass through the hole portions where the irradiation lights emitted from the first and second emission points are different according to a continuous change in the deflection direction by the first scanning unit. And the scanning microscope system characterized by arrange | positioning so that the said irradiation light radiate | emitted from the said 1st, 2nd radiation | emission point may pass the said hole part at a different time.
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2011
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