JP4527970B2 - 顕微鏡制御装置、顕微鏡の制御方法、及びプログラム、並びに走査型レーザ顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、走査型レーザ顕微鏡の制御技術に関するものであり、特に、観察標本に照射するレーザ光の制御を行う技術に関するものである。

走査型レーザ顕微鏡は、光源からのレーザ光を対物レンズで微小なスポットに絞り、このスポットで観察標本上を走査したときにおける当該観察標本からの透過光や反射光を光検出器で捕らえて電気信号へ変換し、この電気信号に基づいて生成される標本の画像を画像モニタに表示させるというものである。

この走査型レーザ顕微鏡を用いて行なわれるＦＲＡＰ（Fluorescence Recovery After Photobleaching）の実験では、まず、フォトブリーチ（蛍光褪色）の実行前の標本画像を取得しておき、続いて標本における所定の範囲にレーザ光を照射してフォトブリーチを実行し、その実行終了後から時間を追って標本画像を逐次取得する。そして、褪色させた蛍光が回復していく様子の観察を行う。

ここで、フォトブリーチを起こさせるために標本に照射するレーザ光の強度は、フォトブリーチの実行前後における標本画像の取得のための標本に照射するレーザ光よりも遥かに強いものである。従って、フォトブリーチ実行中に標本画像の取得を試みると、その強い強度のレーザ光が標本からの蛍光量を増大させるため、フォトブリーチの実行前後における標本画像の取得用に感度が調整されている光検出器ではその出力がサチュレート（飽和）してしまう結果、取得される標本画像は不適正なものとなってしまう。

この問題に関し、特許文献１には、フォトブリーチの実行時のレーザ光とその実行前後での標本画像の取得のためのレーザ光との強度の差分を鑑みて光検出器の感度を調整することにより、フォトブリーチ実行中の標本画像の取得をも可能とする技術が開示されている。
特開２００３−５０８４号公報

しかしながら、上掲した特許文献１に開示されている技術では、光検出器の感度の調整を行うことでフォトブリーチ実行中とその実行の前後とにおける観察条件を変化させてしまっており、同一の観察条件の下で観察をすることができない。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、強いレーザ光を照射しているときの標本画像の観察を、その照射前後における標本画像の観察と同一の観察条件で行えるようにすることである。

本発明の態様のひとつである顕微鏡制御装置は、走査型レーザ顕微鏡によって観察標本へ照射されるレーザ光の強度を第一の強度と当該第一の強度よりも弱い第二の強度との間で切り替えさせる制御を行う強度制御手段と、平面上に定義される第一の方向へ当該レーザ光を走査させる主走査と当該平面上に定義される第二の方向について一定の間隔で当該主走査の走査位置の移動をさせる副走査とを当該走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該レーザ光を当該観察標本へ照射するときに、当該第一の強度のレーザ光での主走査に続けて当該第二の強度のレーザ光での主走査を同一の走査位置に対して行わせてから当該副走査である走査位置の移動をさせるように制御する走査制御手段と、を有し、当該走査型レーザ顕微鏡は、当該第二の強度のレーザ光での当該主走査を行って当該レーザ光を当該観察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいて当該観察標本についての画像を生成する、ことを特徴とするものである。

この構成によれば、第二の強度よりも強い第一の強度でのレーザ光の観察標本への照射のための主走査に続けて、画像取得のためである第二の強度でのレーザ光の観察標本への照射のための主走査が同一の走査位置に対して行われ、その後に副走査である主走査の走査位置の移動がなされる。従って、強いレーザ光の照射の前後における標本画像の観察のために照射するレーザ光の強度を第二の強度としておくことにより、強いレーザ光である第一の強度のレーザ光を照射しているときの標本画像の観察が、その照射前後における標本画像の観察と同一の観察条件で行える。

なお、上述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、前述した第一の強度での主走査と前述した第二の強度での主走査との間で前述したレーザ光の波長を切り替えさせる制御を行う波長制御手段を更に有するように構成してもよい。
また、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置において、前述した第一の強度は、前述した観察標本にフォトブリーチを生じさせるために当該観察標本へ照射するレーザ光の強度としてもよい。

なお、このときには、前述した走査制御手段は、前述した観察標本に生じさせたフォトブリーチが所定の程度以上に進行したときには、前述した主走査の繰り返しを中止させて前述した第二の強度のレーザ光のみでの前述した主走査と前述した副走査とを前述した走査型レーザ顕微鏡に行わせるように制御するようにしてもよい。

また、このときには、前述した観察標本におけるフォトブリーチを生じさせた領域の輝度を検出する輝度検出手段を更に有するようにしてもよい。
また、本発明の別の態様のひとつである顕微鏡の制御方法は、観察標本へ照射されるレーザ光を平面上に定義される第一の方向へ走査させる主走査と、当該平面上に定義される第二の方向について一定の間隔で当該主走査の走査位置の移動をさせる副走査とを走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該レーザ光を当該観察標本へ照射するときに、第一の強度のレーザ光での主走査に続けて当該第一の強度よりも弱い第二の強度のレーザ光での主走査を同一の走査位置に対して行わせてから当該副走査である走査位置の移動をさせるように制御し、当該第二の強度のレーザ光での主走査を行って当該レーザ光を当該観察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいた当該観察標本についての画像の生成を当該走査型レーザ顕微鏡に行わせる、ことを特徴とするものである。

こうすることにより、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置と同様の作用・効果を奏する結果、前述した課題が解決される。
また、本発明の更なる別の態様のひとつであるプログラムは、観察標本へ照射されるレーザ光を平面上に定義される第一の方向へ走査させる主走査を第一の強度のレーザ光で走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該観察標本へ照射する第一主走査制御処理と、当該第一の強度のレーザ光での主走査に続けて当該第一の強度よりも弱い第二の強度のレーザ光での同一の走査位置に対しての主走査を当該走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該レーザ光を当該観察標本へ照射する第二主走査制御処理と、当該主走査による走査位置を当該平面上に定義される第二の方向について所定の間隔だけ移動させた後に、改めて当該第一主走査制御処理及び当該第二主走査制御処理の各々の実行によって行われる主走査を当該走査型レーザ顕微鏡に続けて行わせる副走査制御処理と、当該第二の強度のレーザ光での主走査を行って当該レーザ光を当該観察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいた当該観察標本についての画像の生成を当該走査型レーザ顕微鏡に行わせる画像生成制御処理と、をコンピュータに行わせるためのものである。

コンピュータでこのプログラムを実行させることにより、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置と同様の作用・効果を奏する結果、前述した課題が解決される。
また、本発明の更なる別の態様のひとつである走査型レーザ顕微鏡は、観察標本へ照射するレーザ光の強度を第一の強度と当該第一の強度よりも弱い第二の強度との間で切り替える強度切り替え手段と、平面上に定義される第一の方向へ当該レーザ光を走査させる主走査と当該平面上に定義される第二の方向について一定の間隔で当該主走査の走査位置の移動をさせる副走査とを行って当該レーザ光を当該観察標本へ照射するときに、当該第一の強度のレーザ光での主走査に続けて当該第二の強度のレーザ光での主走査を同一の走査位置で行ってから当該副走査である走査位置の移動を行う走査手段と、当該第二の強度のレーザ光での主走査を行って当該レーザ光を当該察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいて当該観察標本についての画像を生成する画像生成手段と、を有することを特徴とするものである。

この構成によれば、前述した本発明に係る顕微鏡制御装置と同様の作用・効果を奏する結果、前述した課題が解決される。

以上のように、本発明によれば、フォトブリーチ実行中の標本画像の観察を、その実行前後における標本画像の観察と同一の観察条件で行えるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施する走査型レーザ顕微鏡システムの構成を示している。
図１に示すように、本実施の形態に係る走査型レーザ顕微鏡システムは、走査型レーザ顕微鏡１００とコンピュータシステム２００とが接続インタフェース７で接続されて構成されている。

走査型レーザ顕微鏡１００のコントロールユニット１０は、コンピュータシステム２００から発せられる走査指示が入力されると、接続インタフェース７を介して走査制御信号を走査ユニット１１へ出力する。また、コントロールユニット１０は、レーザ光源２５、２６及び２７の各々に接続されており、走査に使用するレーザを選択する。なお、本実施形態においては、レーザ光源２５としてはアルゴン・レーザを使用し、レーザ光源２６としてはヘリウム・ネオン緑色レーザを、レーザ光源２７としてはヘリウム・ネオン赤色レーザを、それぞれ使用しているので、レーザ光の波長が各々異なっている。

走査ユニット１１には、コントロールユニット１０によって選択されたレーザ光源２５、２６、及び２７のうちのいずれかから出射したレーザ光が、ミラー２４と合成用ダイクロイックミラー２２及び２３とを経て集光され、更にミラー２１を経た後に音響光学素子３０を経由し、分光フィルタ１２を通過して入射する。ここで、音響光学素子（ＡＯＴＦ：Acousto-Optic Tunable Filter）３０は、コントロールユニット１０からの制御信号に従って、入射した光のうち所定の波長の光を選択すると共に選択された光の強度を制御して出射させる。

走査ユニット１１ではコントロールユニット１０からの走査制御信号に従って主走査用のＸ走査ガルバノミラーと副走査用のＹ走査ガルバノミラーとが駆動する。このガルバノミラーの駆動によって、走査ユニット１１に入射したレーザ光は対物レンズ８を通過した後、ステージ９上に載置された観察標本３００上をスポット光としてＸＹ走査する。すなわち、走査ユニット１１により、平面上に定義されるＸ方向（第一の方向）へレーザ光を走査させる主走査と、当該平面上でＸ方向に直交するＹ方向（第二の方向）について一定の間隔で主走査の走査位置の移動をさせる副走査とが行われる。

このようにしてスポット光であるレーザ光を走査させることによって観察標本３００から得られる蛍光や反射光は、上述したレーザ光の光路を逆行する。このうち、蛍光成分は分光フィルタ１２によって検出光路へと反射され、続いて分光フィルタ１３によって長波長のものと短波長のものとに波長分割される。これらの蛍光はその一方についてはピンホール１５を通過し、またそのもう一方についてはミラー１４を介してからピンホール１６を通過し、その後２つの光検出器１７及び１８で各々電気信号に変換されてコントロールユニット１０に入力される。

コントロールユニット１０は、光検出器１７及び１８の各々から入力される電気信号に対応する観察標本３００の蛍光画像を表現している情報（画像データ）をコンピュータシステム２００へ転送する。
コンピュータシステム２００は、これらの画像データを記憶媒体３に格納するとともに、これらの画像データで表現されている画像を、データ出力装置であるモニタ１に表示させる。

なお、コンピュータシステム２００の記憶媒体３は、前述したスポット光の走査法についての設定を記憶するための記憶領域と、上述した画像データを記憶するための記憶領域とが確保されている。
また、コンピュータシステム２００では、記憶媒体３に更に格納されている制御プログラムがＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央演算装置）２によって読み出されて実行される。この制御プログラムは、以下に説明する走査型レーザ顕微鏡１００の制御の他、画像データの保存などの処理をコンピュータシステム２００に行わせるものである。

なお、記憶媒体３は、具体的にはＲＯＭやＲＡＭ及び磁気記憶装置などである。
また、コンピュータシステム２００は、図１に示したシステムの使用者によって操作されるキーボード４、マウス５を有しており、これらに対する操作に対応付けられている各種のデータが取得される。

この他、コンピュータシステム２００は、接続インタフェース７を介して走査型レーザ顕微鏡１００との間で各種のデータの授受を可能とするためのインタフェース機能を提供する不図示のＩ／Ｆ部とを備えている。
なお、このコンピュータシステム２００の有している各構成要素は、ごく標準的な構成のコンピュータシステムの多くが備えているものである。

次に、図１に示したシステムで前述したＦＲＡＰの実験を行うためにコンピュータシステム２００によって行われる走査型レーザ顕微鏡１００の制御処理について説明する。
図２は、この制御処理の第一の例の処理内容を示すフローチャートであり、上述した制御プログラムがＣＰＵ２によって実行されることによって実現される。

まず、Ｓ１０１において、システムの使用者がキーボード４やマウス５を操作することによってコンピュータシステム２００に入力される、通常観察時の走査条件（観察標本３００に照射するレーザ光の種類や、通常観察時において観察標本３００に照射するレーザ光の強度等）及び画像検出条件（光検出器１７及び１８の感度等）、並びにフォトブリーチの走査条件（フォトブリーチ実行時において観察標本３００に照射するレーザ光の強度やフォトブリーチを施す観察標本３００上の領域の設定など）を取得して記憶媒体３の所定の記憶領域に記憶させる処理が行われる。

ここで、フォトブリーチの走査条件として設定されるレーザ光の強度（第一の強度）は、通常観察時の走査条件におけるレーザ光の強度（第二の強度）よりも遥かに強いものが当然設定される。具体的には、例えば設定可能な範囲の最大値が設定される。
Ｓ１０２では、前ステップの処理によって記憶させた各種の条件のうち通常観察時の走査条件及び画像検出条件を読み出し、これらの条件に従って観察標本３００の画像（フォトブリーチ実行前の画像）を走査型レーザ顕微鏡１００に取得させてその画像についての画像データを伝送させる指示をコントロールユニット１０に与えてその画像データを取得し、取得した画像データを記憶媒体３の所定の記憶領域に記憶させる処理が行われる。なお、このときには、ＡＯＴＦ３０は通常観察時の走査条件に合致する波長のレーザ光を選択すると共に選択されたレーザ光をその条件に従った強度に制御して出射させる。

Ｓ１０３では、コントロールユニット１０に指示を与えて走査型レーザ顕微鏡１００の走査ユニット１１の制御を行わせ、レーザ光の照射される位置が副走査の１ライン目の位置となるようにＹ走査ガルバノミラーの姿勢を設定させる処理が行われる。
Ｓ１０４では、Ｓ１０１の処理によって記憶させた各種の条件のうちフォトブリーチの走査条件を読み出し、コントロールユニット１０に指示を与えてＡＯＴＦ３０へ制御信号を与えさせ、Ｓ１０２の処理によって選択されているレーザ光をその条件に従った強度まで強めるように制御して出射させるようにする処理が行われる。

Ｓ１０５では、コントロールユニット１０に指示を与えて走査型レーザ顕微鏡１００の走査ユニット１１の制御を行わせ、現在の副走査のラインでの１ライン分のレーザ光の主走査を行わせる処理が行われる。
Ｓ１０６では、Ｓ１０１の処理によって記憶させた各種の条件のうち通常観察時の走査条件を読み出し、コントロールユニット１０に指示を与えてＡＯＴＦ３０へ制御信号を与えさせ、Ｓ１０２の処理によって選択されているレーザ光をその条件に従った強度まで弱めるように制御して出射させるようにする処理が行われる。

Ｓ１０７では、コントロールユニット１０に指示を与えて走査型レーザ顕微鏡１００の走査ユニット１１の制御を行わせ、直近のＳ１０５の処理によって主走査がされた走査位置と同一の副走査のラインでの１ライン分のレーザ光の主走査を行わせ、そのラインの画像を取得して記憶媒体３の所定の記憶領域に記憶させる処理が行われる。

Ｓ１０８では、前ステップの処理によって行われた主走査によって、副走査の全てのラインについての主走査が実行されたか否かを判定する処理が行われ、この判定結果がＹｅｓならばＳ１１０に処理を進める。一方、この判定結果がＮｏならば、Ｓ１０９においてコントロールユニット１０に指示を与えて走査型レーザ顕微鏡１００の走査ユニット１１を制御させて副走査を行わせ、走査位置を１ラインだけ移動させる処理が行われる。そして、Ｓ１０９の処理を終えた後にはＳ１０４へ処理を戻して上述した処理が繰り返される。

以上までの処理によって副走査の全てのラインについての主走査が実行されたことにより、フォトブリーチの実行とフォトブリーチ実行時における観察標本３００の画像の生成とが完了する。そこで、Ｓ１１０では、Ｓ１０１の処理によって記憶させた各種の条件のうち通常観察時の走査条件を読み出し、これらの条件に従って観察標本３００の画像（フォトブリーチ実行後の画像）を走査型レーザ顕微鏡１００に取得させてその画像についての画像データを伝送させる指示をコントロールユニット１０に与えてその画像データを取得し、取得した画像データを記憶媒体３の所定の記憶領域に記憶させる処理が行われ、その後はこの制御処理が終了する。

以上の制御処理をコンピュータシステム２００が行うことにより、副走査のライン毎にフォトブリーチのためのレーザ光の主走査に続けて画像取得のための主走査を走査型レーザ顕微鏡１００に行わせるので、フォトブリーチ実行中の標本画像３００の観察を、光検出器１７及び１８の感度等を変化させることなく、その実行前後における標本画像の観察と同一の観察条件で行うことができるようになる。

なお、上述した制御処理においては、フォトブリーチを観察標本３００の指定された領域全体に対して一回だけ行うようにしていたが、図２におけるＳ１０３からＳ１０９にかけての処理を複数回繰り返すことでフォトブリーチを継続して実行し、その進行の様子を知ることのできる複数枚の観察標本３００の画像の取得を行うようにしてもよい。

次に図１に示したシステムで前述したＦＲＡＰの実験を行うためにコンピュータシステム２００によって行われる走査型レーザ顕微鏡１００の制御処理の第二の例について説明する。
この第二の例は、フォトブリーチ実行時において観察標本３００に照射するレーザ光と通常観察時において観察標本３００に照射するレーザ光との種類を切り替える、すなわちレーザ光の波長を切り替えるというものであり、例えば、通常観察時においてはレーザ光源２６であるヘリウム・ネオン緑色レーザを照射し、フォトブリーチ実行時においてはレーザ光源２５であるアルゴン・レーザを照射するというものである。

図３は、この走査型レーザ顕微鏡の制御処理の第二の例の処理内容をフローチャートで表したときに、図２に示した第一の例と異なる部分を示したものである。すなわち、この第二の例では、図２に示した第一の例におけるＳ１０５の処理の直前直後に各々Ｓ２０１の処理とＳ２０２の処理とが挿入される点で異なっている。但し、図２のＳ１０１の処理では、フォトブリーチの走査条件として、フォトブリーチ実行時において観察標本３００に照射するレーザ光の種類（波長）の設定を取得して記憶媒体３の所定の記憶領域に記憶させる処理も行われる。

なお、この制御処理の第二の例では、図３に示した処理ステップについてのみ説明する。
図２のＳ１０４に続けて行われるＳ２０１では、図２のＳ１０１の処理によって記憶させた各種の条件のうちフォトブリーチの走査条件を読み出し、コントロールユニット１０に指示を与えてＡＯＴＦ３０へ制御信号を与えさせ、その条件に従った種類（波長）のレーザ光が出射されるようにする処理が行われる。この処理によって、観察標本３００へ照射するレーザ光の波長の切り替えが行われる。

Ｓ２０１に続くＳ１０５では、コントロールユニット１０に指示を与えて走査型レーザ顕微鏡１００の走査ユニット１１の制御を行わせ、現在の副走査のラインでの１ライン分のレーザ光の主走査を行わせる処理が行われる。
続くＳ２０２では、図２のＳ１０１の処理によって記憶させた各種の条件のうち通常観察時の走査条件を読み出し、コントロールユニット１０に指示を与えてＡＯＴＦ３０へ制御信号を与えさせ、その条件に従った種類（波長）のレーザ光が出射されるようにする処理が行われる。この処理によって、観察標本３００へ照射するレーザ光の波長を元に戻す切り替えが行われる。

Ｓ２０２の処理を終えた後には図２のＳ１０６へ処理を進め、以下、第一の例と同様の処理が行われる。
以上の制御処理をコンピュータシステム２００が行うことにより、フォトブリーチ実行時において観察標本３００に照射するレーザ光と通常観察時において観察標本３００に照射するレーザ光との波長を異ならせて行う観察が可能となる。

次に図１に示したシステムで前述したＦＲＡＰの実験を行うためにコンピュータシステム２００によって行われる走査型レーザ顕微鏡１００の制御処理の第三の例について説明する。
この第三の例は、観察標本３００の指定された領域全体に対してフォトブリーチを繰り返し継続して実行させるが、予め設定された条件を満たしたとき、例えばフォトブリーチが所定の程度以上に進行した場合には、その時点でフォトブリーチの実行及びフォトブリーチ実行時の画像取得を自動的に中止して観察標本３００の画像（フォトブリーチ実行後の画像）を取得させるように走査型レーザ顕微鏡１００を制御するというものである。

図４は、この制御処理の第三の例の処理内容をフローチャートで示したものである。なお、同図において図２に示した第一の例におけるものと同様の処理ステップには同一の符号を付しており、以下の第三の例の処理内容の説明では、第一の例におけるものと異なる部分についてのみ説明することとする。

まず、図４のＳ３０１において、図２のＳ１０１と同様に、システムの使用者がキーボード４やマウス５を操作することによってコンピュータシステム２００に入力される、通常観察時の走査条件及び画像検出条件、並びにフォトブリーチの走査条件を取得して記憶媒体３の所定の記憶領域に記憶させる処理が行われることに加え、同様にしてコンピュータシステム２００に入力されるフォトブリーチの終了条件、本実施形態においては、フォトブリーチを施す観察標本３００上の領域における、フォトブリーチの完了とみなすときの輝度、を取得して記憶媒体３の所定の記憶領域に記憶させる処理が行われる。

Ｓ３０１に続くＳ１０２からＳ１０８にかけての処理は図２に示した制御処理の第一の例と同様のものである。但し、Ｓ１０８の判定処理の結果がＹｅｓと判定されたときにはＳ３０２に処理を進める。
Ｓ３０２では、以上までの処理によって取得されたフォトブリーチ実行時の観察標本３００の画像からフォトブリーチを施した領域の輝度（例えば平均の輝度）を検出して取得する処理が行われ、続くＳ３０３において、前述したＳ３０１の処理によって取得されていたフォトブリーチの終了条件に合致したか否か、本実施形態においては、Ｓ３０２の処理によって取得された輝度が、前述したＳ３０１の処理によって取得されていたフォトブリーチの完了とみなすときの輝度を下回ったか否か、を判定する処理が行われ、この判定結果がＹｅｓならば、フォトブリーチが所定の程度以上に進行したとみなし、Ｓ１１０に処理を進める。一方、この判定結果がＮｏならばＳ１０３へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。

Ｓ３０３の判定結果がＹｅｓのときに実行されるＳ１１０の処理は、図２に示した制御処理の第一の例と同様のものである。
以上の制御処理をコンピュータシステム２００が行うことにより、フォトブリーチの終了条件を実験開始前に設定しておくことで、ＦＲＡＰの一連の経過が分かる画像の取得を走査型レーザ顕微鏡１００に自動的に行わせることが可能となる。

なお、図２、図３、及び図４の各々にフローチャートで示した処理をコンピュータシステム２００のＣＰＵ２に行わせるための制御プログラムを作成してコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させておき、そのプログラムを記録媒体からコンピュータシステム２００に読み込ませてＣＰＵ２で実行させるようにしても、図１に示したシステムで前述したＦＲＡＰの実験を行うための走査型レーザ顕微鏡１００の制御をコンピュータシステム２００に行わせることができる。

記録させた制御プログラムをコンピュータで読み取ることの可能な記録媒体としては、図５に示すように、例えば、コンピュータ４００に内蔵若しくは外付けの付属装置として備えられるＲＯＭやハードディスク装置などの記憶装置４０１、フレキシブルディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどといった、コンピュータ４００に設けられている媒体駆動装置４０２によって読み取り可能な携帯可能記録媒体４０３等が利用できる。

また、このような記録媒体はネットワーク回線４０４を介してコンピュータ４００と接続される、プログラムサーバ４０５として機能するコンピュータが備えている記憶装置４０６であってもよい。この場合には、制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、プログラムサーバ４０５から伝送媒体であるネットワーク回線４０４を通じてコンピュータ４００へ伝送するようにし、コンピュータ４００では受信した伝送信号を復調して制御プログラムを再生することでこの制御プログラムをコンピュータ４００内のＣＰＵで実行できるようになる。

その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
例えば、図１に示した実施形態においては、観察標本３００に照射するレーザ光の強度及び波長の切り替えをＡＯＴＦ３０で行うようにしていたが、その代わりに、例えばレーザダイオードをレーザ光源として用いることにより、レーザ光源自体を制御して光源からのレーザ光の出力を切り替えることで観察標本３００に照射するレーザ光の強度及び波長の切り替えを行うようにすることもできる。

また、図１に示した実施形態においては、走査型レーザ顕微鏡１００の動作制御と観察標本３００から到来する光に基づいた観察標本３００についての画像の生成とをコンピュータシステム２００で行うようにしていたが、その代わりに、観察標本３００についての画像の生成は走査型レーザ顕微鏡１００とコンピュータシステム２００とからなる走査型レーザ顕微鏡システムで行うようにし、この画像の生成の制御を含むこのシステム全体の動作制御を別体の顕微鏡制御装置で行うようにすることもできる。

本発明を実施する走査型レーサ顕微鏡システムの構成を示す図である。 走査型レーザ顕微鏡の制御処理の第一の例の処理内容を示すフローチャートである。 走査型レーザ顕微鏡の制御処理の第二の例の処理内容における第一の例と異なる部分を示す図である。 走査型レーザ顕微鏡の制御処理の第三の例の処理内容を示すフローチャートである。 記録させた制御プログラムをコンピュータで読み取ることの可能な記録媒体の例を示す図である。

符号の説明

１ モニタ
２ ＣＰＵ
３ 記憶媒体
４ キーボード
５ マウス
７ 接続インタフェース
８ 対物レンズ
９ ステージ
１０ コントロールユニット
１１ 走査ユニット
１２、１３ 分光フィルタ
１４、２１、２４ ミラー
１５、１６ ピンホール
１７、１８ 光検出器
２２、２３ 合成用ダイクロイックミラー
２５ レーザ光源（アルゴン・レーザ）
２６ レーザ光源（ヘリウム・ネオン緑色レーザ）
２７ レーザ光源（ヘリウム・ネオン赤色レーザ）
３０ ＡＯＴＦ（音響光学素子）
１００ レーザ走査型顕微鏡
２００ コンピュータシステム
３００ 観察標本
４００ コンピュータ
４０１、４０６ 記憶装置
４０２ 媒体駆動装置
４０３ 携帯可能記録媒体
４０４ ネットワーク回線
４０５ プログラムサーバ

Claims (6)

1. 走査型レーザ顕微鏡によって観察標本へ照射されるレーザ光の強度を、当該観察標本にフォトブリーチを生じさせるための第一の強度と当該第一の強度よりも弱い第二の強度との間で切り替えさせる制御を行う強度制御手段と、
   平面上に定義される第一の方向へ前記レーザ光を走査させる主走査と当該平面上に定義される第二の方向について一定の間隔で当該主走査の走査位置の移動をさせる副走査とを前記走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該レーザ光を前記観察標本へ照射するときに、前記第一の強度のレーザ光での主走査に続けて前記第二の強度のレーザ光での主走査を同一の走査位置に対して行わせてから当該副走査である走査位置の移動をさせるように制御する走査制御手段と、を有し、
   前記走査型レーザ顕微鏡は、前記第二の強度のレーザ光での主走査を行って当該レーザ光を前記観察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいて当該観察標本についての画像を生成するとともに、
   前記走査制御手段は、前記第一の強度のレーザ光での走査によって前記観察標本に生じさせたフォトブリーチが所定の程度以上に進行したときには、前記主走査の繰り返しを中止させて前記第二の強度のレーザ光のみでの前記主走査と前記副走査とを前記走査型レーザ顕微鏡に行わせるように制御することを特徴とする顕微鏡制御装置。
2. 前記第一の強度での主走査と前記第二の強度での主走査との間で前記レーザ光の波長を切り替えさせる制御を行う波長制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡制御装置。
3. 前記観察標本におけるフォトブリーチを生じさせた領域の輝度を検出する輝度検出手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡制御装置。
4. 観察標本へ照射されるレーザ光を平面上に定義される第一の方向へ走査させる主走査と、当該平面上に定義される第二の方向について一定の間隔で当該主走査の走査位置の移動をさせる副走査とを走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該レーザ光を当該観察標本へ照射するときに、当該観察標本にフォトブリーチを生じさせる第一の強度のレーザ光での主走査に続けて当該第一の強度よりも弱い第二の強度のレーザ光での主走査を同一の走査位置に対して行わせてから当該副走査である走査位置の移動をさせるように制御し、
   前記第二の強度のレーザ光での主走査を行って当該レーザ光を前記観察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいた当該観察標本についての画像の生成を前記走査型レーザ顕微鏡に行わせるとともに、
   前記第一の強度のレーザ光での走査によって前記観察標本に生じさせたフォトブリーチが所定の程度以上に進行したときには、前記主走査の繰り返しを中止させて前記第二の強度のレーザ光のみでの前記主走査と前記副走査とを前記走査型レーザ顕微鏡に行わせて画像を生成させることを特徴とする顕微鏡の制御方法。
5. 観察標本へ照射されるレーザ光を平面上に定義される第一の方向へ走査させる主走査を当該観察標本にフォトブリーチを生じさせる第一の強度のレーザ光で走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該観察標本へ照射する第一主走査制御処理と、
   前記第一の強度のレーザ光での主走査に続けて当該第一の強度よりも弱い第二の強度のレーザ光による同一の走査位置に対しての主走査を前記走査型レーザ顕微鏡に行わせて当該レーザ光を当該観察標本へ照射する第二主走査制御処理と、
   前記主走査による走査位置を前記平面上に定義される第二の方向について所定の間隔だけ移動させた後に、改めて前記第一主走査制御処理及び前記第二主走査制御処理の各々の実行によって行われる主走査を前記走査型レーザ顕微鏡に続けて行わせる副走査制御処理と、
   前記第二の強度のレーザ光での主走査を行って当該レーザ光を前記観察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいた当該観察標本についての画像の生成を前記走査型レーザ顕微鏡に行わせる画像生成制御処理と、
   前記第一の強度のレーザ光での走査によって前記観察標本に生じさせたフォトブリーチが所定の程度以上に進行したときには、前記主走査の繰り返しを中止させて前記第二の強度のレーザ光のみでの前記主走査と前記副走査とを前記走査型レーザ顕微鏡に行わせる走査制御処理をコンピュータに行わせるためのプログラム。
6. 観察標本へ照射するレーザ光の強度を当該観察標本にフォトブリーチを生じさせるための第一の強度と当該第一の強度よりも弱い第二の強度との間で切り替える強度切り替え手段と、
   平面上に定義される第一の方向へ前記レーザ光を走査させる主走査と当該平面上に定義される第二の方向について一定の間隔で当該主走査の走査位置の移動をさせる副走査とを行って当該レーザ光を前記観察標本へ照射するときに、前記第一の強度のレーザ光での主走査に続けて前記第二の強度のレーザ光での主走査を同一の走査位置で行ってから当該副走査である走査位置の移動を行う走査手段と、
   前記第二の強度のレーザ光での主走査を行って当該レーザ光を前記観察標本へ照射したときに当該観察標本から到来する光に基づいて当該観察標本についての画像を生成する画像生成手段と、
   前記第一の強度のレーザ光での走査によって前記観察標本に生じさせたフォトブリーチが所定の程度以上に進行したかどうかを判定する判定手段とを有し、
   前記走査手段は、前記判定手段により前記フォトブリーチが所定程度以上に進行したと判定されたとき、前記主走査の繰り返しを中止して前記第二の強度のレーザ光のみでの前記主走査と前記副走査とを行い、前記フォトブリーチが所定程度以上に進行したと判定されなかったとき、前記第一及び第二の強度のレーザ光による同一走査位置での主走査の後に副走査を行う動作を続行することを特徴とする走査型レーザ顕微鏡。
   
   

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