JP6611546B2 - 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に関するものである。

従来、レゾナントスキャナを有する走査型レーザ顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この走査型レーザ顕微鏡は、レゾナントスキャナの動作時にレゾナントスキャナから発せられる不快な高音を遮音するための防音性のケーシングによってレゾナントスキャナを覆っている。

特開２００６−１１９６４３号公報

ケーシングによりレゾナントスキャナを覆う遮音構造によって効果的に遮音するには、装置が大がかりかつ高価となる。このため、遮音構造を簡易なものとすると、ある程度の遮音しかできないという不都合がある。
一方、走査型レーザ顕微鏡を用いた観察としては、標本の遅い動きを高精細に観察したい場合と、標本の早い動きの観察および高精細の観察を切り替えて行いたい場合の２種類の観察がある。

前者の観察ではガルバノスキャナのみを利用してレーザ光の走査が行われ、後者の観察では、ガルバノスキャナのみによる走査と、レゾナントスキャナを用いた走査とが切り替えて行われる。
ガルバノスキャナのみによる走査の場合、レゾナントスキャナは使用されないので停止させておけば騒音の発生を抑止することができる。
しかしながら、レゾナントスキャナは、起動後、動作が安定するまでに時間がかかるので、停止したのでは再起動後の観察の開始までに時間がかかるという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、大がかりな構成を採用することなく、レゾナントスキャナから発生する騒音を極力防止し、かつ、観察時間の長期化を防止することができる走査型レーザ顕微鏡を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、光源から発せられたレーザ光を標本において２次元的に走査する走査部と、前記標本からの光を検出する光検出部と、観察方法に関する情報を取得する情報取得部と、該情報取得部により取得された情報に基づいて前記走査部を制御する制御部とを備え、前記走査部が、切替可能なガルバノスキャナとレゾナントスキャナとを備え、前記観察方法は、前記ガルバノスキャナのみを使用する観察方法、または、前記ガルバノスキャナと前記レゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法のいずれかであり、前記制御部は、前記情報取得部により取得された情報が、前記ガルバノスキャナのみを使用する観察方法を表している場合に、前記レゾナントスキャナを停止させ、前記ガルバノスキャナと前記レゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法を表している場合に、前記レゾナントスキャナを常に起動させるよう前記走査部を制御する走査型レーザ顕微鏡を提供する。

本態様によれば、情報取得部により観察方法に関する情報が取得されると、取得された情報に基づいて、制御部が走査部を制御する。取得された情報がガルバノスキャナのみを使用する観察方法を表している場合には、制御部により走査部がガルバノスキャナに切り替えられるとともに、レゾナントスキャナが停止させられる。一方、情報取得部により取得された情報がガルバノスキャナとレゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法である場合には、レゾナントスキャナが常に作動させられる。

これにより、ガルバノスキャナのみを使用する観察方法ではレゾナントスキャナを停止させて、不快な高音の発生を抑止し、レゾナントスキャナを使用する観察方法では、レゾナントスキャナを作動状態として、動作を安定させ、ガルバノスキャナとレゾナントスキャナとを切り替えても時間をかけずに観察を行うことができる。

上記態様においては、前記情報取得部は、前記観察方法をユーザに入力させる入力部を備えていてもよい。
このようにすることで、ユーザが入力部から観察方法を入力すると、入力された観察方法がガルバノスキャナとレゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法である場合には、レゾナントスキャナが作動状態とされ、ガルバノスキャナのみを使用する観察方法である場合には、レゾナントスキャナが停止させられる。

入力部への入力は、走査型レーザ顕微鏡の起動時に行ってもよいし、観察中に行われてもよい。起動時に行われる場合には、起動に要する時間を利用してレゾナントスキャナの動作状態を安定させることができ、時間の無駄を省くことができる。また、観察中に入力が行われる場合には、再起動を行うことなく、観察中に観察方法を容易に切り替えることができる。

また、上記態様においては、前記入力部により、前記走査型レーザ顕微鏡起動時に前記観察方法が入力されてもよい。
このようにすることで、ガルバノスキャナとレゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法が選択された場合にレゾナントスキャナが起動され、走査型レーザ顕微鏡の全ての機器の起動が終了するまでにレゾナントスキャナを安定した動作状態とすることができる。

また、上記態様においては、前記入力部により、次回の前記走査型レーザ顕微鏡起動時の前記観察方法に関する情報が入力され、前記情報取得部は、次回の前記走査型レーザ顕微鏡起動時に前記観察方法に関する前記情報を予め記憶した記憶部から取得してもよい。
このようにすることで、予め次回の観察方法に関する情報が分かっている場合に、その情報を記憶しておくことにより、起動の都度に設定する必要がない。

また、上記態様においては、前記情報取得部が、ユーザの情報を取得するユーザ情報取得部と、該ユーザ情報取得部により取得されたユーザの情報と前記観察方法とを対応づけて記憶する記憶部とを備えていてもよい。
このようにすることで、ユーザに応じて観察方法が定まっている場合に、ユーザ情報取得部により取得されたユーザの情報に基づいて、記憶部に対応づけて記憶されている観察方法に関する情報を情報取得部が取得することにより、起動の都度に設定する必要がない。

また、上記態様においては、前記レゾナントスキャナを用いた観察の有効表示または無効表示を行う表示部を備え、前記制御部は、前記ガルバノスキャナのみを使用する観察方法から、前記ガルバノスキャナと前記レゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法に切り替える旨の情報が前記情報取得部により取得された場合に、前記レゾナントスキャナを起動し、起動から所定時間経過後に前記表示部に有効表示を行ってもよい。

このようにすることで、ガルバノスキャナとレゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法が選択された場合に、レゾナントスキャナの動作状態が安定するまでの間、ガルバノスキャナの使用は可能である。したがって、レゾナントスキャナを使用することなくガルバノスキャナを使用した画像取得が可能であり、所定時間経過後に表示部に有効表示を行うことで、動作状態が安定した状態のレゾナントスキャナを使用した画像取得を行うことができる。

本発明によれば、大がかりな構成を採用することなく、レゾナントスキャナから発生する騒音を極力防止し、かつ、観察時間の長期化を防止することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡を示すブロック図である。 図１の走査型レーザ顕微鏡の起動時に表示される観察方法の選択表示例を示す図である。 図１の走査型レーザ顕微鏡の起動処理を説明するフローチャートである。 図３の起動処理に含まれるレゾナントスキャナの起動処理を示すフローチャートである。 図１の走査型レーザ顕微鏡の起動時に表示される観察方法の選択表示の変形例を示す図である。 図５の場合のレゾナントスキャナの起動処理を説明するフローチャートである。 図１の走査型レーザ顕微鏡の変形例であって、起動中に観察方法が切り替えられる場合の処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１は、図１に示されるように、レーザ光を射出するレーザ光源（光源）２と、該レーザ光源２から発せられたレーザ光を標本Ｏにおいて走査させる走査部３と、該走査部３によりレーザ光が走査されることにより標本Ｏにおいて発生した蛍光を検出する光検出部４と、観察方法を入力する入力部５を備える情報取得部と、入力部５において入力された観察方法に応じて走査部３を制御する制御部６と、光検出部４により取得された蛍光の強度と走査部３による走査位置とを対応付けて生成された画像を表示する表示部７とを備えている。

走査部３は、択一的に切り替えて使用されるガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを備えている。ガルバノスキャナ８は互いに直交する揺動平面内で揺動させられる２枚のガルバノミラー（図示略）を近接配置してなる近接ガルバノミラーであり、比較的低速にガルバノミラーを揺動させることで、標本Ｏ上でレーザ光を比較的低速に走査させることができる。
レゾナントスキャナ９は、互いに直交する揺動平面内で揺動させられる１枚のガルバノミラー（図示略）と１枚のレゾナントミラー（図示略）とを近接配置してなり、主走査方向に高速に、副操作方向には比較的低速に、標本Ｏ上でレーザ光を走査させることができる。

光検出部４は、例えば、光電子増倍管（図示略）を備えており、検出した蛍光の強度に応じた電流を出力することができるようになっている。また、光検出部４は、光電子増倍管から出力される電流信号を制御部６からの指令信号に応じて増幅するアンプを備えている。
情報取得部は、観察方法に関する情報を取得するようになっている。入力部５は、ユーザが入力する入力装置であり、走査型レーザ顕微鏡１の起動時に制御部６が表示部７に表示する図２の表示に従って、次に行う観察の観察方法が、ガルバノスキャナ８のみを使用する観察方法であるか、ガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて使用する観察方法であるかを選択して入力させるようになっている。

制御部６は、入力部５において入力された観察方法（情報取得部が取得した情報）に応じて走査部３を制御するようになっている。具体的には、入力された観察方法がレゾナントスキャナ９を使用しない、ガルバノスキャナ８のみを使用する観察方法である場合には、制御部６は、レゾナントスキャナ９を停止させ、ガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて使用する観察方法である場合には、制御部６は、レゾナントスキャナ９を起動させるように制御するようになっている。

制御部６は、レーザ光源２、走査部３、光検出部４、入力部５および表示部７との間で信号をやりとりするインタフェース回路（図示略）と、光照射制御プログラム、走査部制御プログラム、検出器制御プログラムおよび観察条件判別プログラム等の各種プログラムおよび光検出部４により取得された蛍光画像情報を記憶する記憶部（メモリ、図示略）と、記憶部（メモリ）から読み出した各種プログラムを実行するＣＰＵ（図示略）とを備えている。
図１中、符号１０はダイクロイックミラーである。

このように構成された本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１を用いて標本Ｏの蛍光観察を行うには、図３に示されるように、まず、ユーザが、走査型レーザ顕微鏡１の電源を投入して走査型レーザ顕微鏡１を起動させると、各機器の起動処理Ａ−Ｎが行われるが、その中で、レゾナントスキャナ９の起動処理Ｓｉが行われる。

レゾナントスキャナ９の起動処理Ｓｉにおいては、図４に示されるように、制御部６が、表示部７に図２の表示を行い、ユーザに観察方法を入力させる（ステップＳ１）。制御部６は、ユーザがガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて使用する観察方法を選択したか否かを判定し（ステップＳ２）、選択した場合には、制御部６が走査部３を制御してレゾナントスキャナ９を起動する（ステップＳ３）。ユーザがガルバノスキャナ８のみを使用する観察方法を選択した場合には、制御部６は走査部３を制御してレゾナントスキャナ９を停止したままの状態に維持する。これによりレゾナントスキャナ９の起動処理Ｓｉが終了する。
そして、他の全ての機器の起動処理Ａ−Ｎが行われた後に観察が開始される。

このように構成された本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡１によれば、観察方法が入力されてガルバノスキャナ８のみを使用する観察方法が選択された場合にレゾナントスキャナ９が停止した状態に維持されるので、大がかりな構成を採用することなく、レゾナントスキャナ９からの不快な高音の発生を確実に防止することができる。

また、走査型レーザ顕微鏡１の起動時に観察方法が入力されて、ガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて使用する観察方法が選択された場合にレゾナントスキャナ９が起動されるので、走査型レーザ顕微鏡１の全ての機器の起動が終了するまでにレゾナントスキャナ９を安定した動作状態とすることができる。この場合には高音は発生するが、簡易な遮音でレゾナントスキャナ９が起動中であることを確認することができる。

さらに、ガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて使用する観察方法である場合には、レゾナントスキャナ９を常に起動状態に維持することで、ガルバノスキャナ８のみを用いた観察からレゾナントスキャナ９を用いた観察に切り替えたときに、レゾナントスキャナ９を安定した動作状態に維持しておくことができ、安定を待つ待機時間が不要となるため、観察時間を短縮することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、走査型レーザ顕微鏡１の起動時に、入力部５によってユーザが観察方法を入力することとしたが、これに代えて、次回の観察方法が分かっている場合には、図５に示されるように次回起動時の観察方法をユーザが入力部５に入力し、入力された情報をメモリ（記憶部、図示略）に記憶しておくことにしてもよい。次回の走査型レーザ顕微鏡１の起動時には、観察方法の入力を求めることなく、図６に示されるように、情報取得部がメモリ（記憶部）に記憶されている情報を読み出して（ステップＳ４）、読み出した情報に基づいて制御部６がレゾナントスキャナ９の停止あるいは起動を選択して処理することにすればよい。

また、図７に示されるように、走査型レーザ顕微鏡１による観察中に、ユーザが観察方法を入力し（ステップＳ１０）、観察方法の切り替えが発生した場合に、レゾナントスキャナ９の停止あるいは起動を選択して処理することにしてもよい。つまり、ステップＳ１０においてユーザがガルバノスキャナ８のみを使用する観察方法、または、ガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて使用する観察方法を入力し、入力された観察方法により観察方法の切り替えが必要であるかをステップＳ１１において判断する。観察方法の切り替えが必要でなければそのままの状態を保ち、観察方法の切り替えが必要であると判断された場合は、ステップＳ１２において現在レゾナントスキャナ９が起動しているか否かを判断してレゾナントスキャナ９の停止あるいは起動を選択して処理する。
例えば、ガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて行う観察中には、レゾナントスキャナ９が有効である旨が表示部７に表示されている。この状態で、ガルバノスキャナ８のみを使用する観察方法への切替が入力されたことを判定した場合（ステップＳ１１）、レゾナントスキャナ９が起動中であることを判定し（ステップＳ１２）、制御部６は、レゾナントスキャナ９の無効表示処理（ステップＳ１３）を行った後に、レゾナントスキャナ９の停止処理（ステップＳ１４）を行うことにしてもよい。

レゾナントスキャナ９の無効表示処理は、表示部７にレゾナントスキャナ９が無効である旨を表示することにより行われる。無効表示処理を行うことで、ユーザがレゾナントスキャナ９を用いた観察を選択できないようにすることができる。そして、レゾナントスキャナ９が停止されることにより、不快な高音の発生を防止することができる。なお、無効表示処理が行われてもガルバノスキャナ８による観察は可能な状態に維持される。

一方、ガルバノスキャナ８のみを用いた観察中にはレゾナントスキャナ９が無効である旨が表示部７に表示されている。この状態から、ガルバノスキャナ８とレゾナントスキャナ９とを切り替えて使用する観察方法への切替が入力されたことを判定した場合（ステップＳ１１）、レゾナントスキャナ９が停止中であることを判定し（ステップＳ１２）、制御部６は、レゾナントスキャナ９を起動させる（ステップＳ１７）とともに、タイマ（図示略）による計時を開始する（ステップＳ１８）。そして、タイマによる計時が所定時間経過した場合（ステップＳ１９）に、レゾナントスキャナ９の有効表示処理（ステップＳ２０）を行うようになっている。

有効表示処理は、表示部７にレゾナントスキャナ９が有効となった旨を表示することにより行われる。このようにすることで、レゾナントスキャナ９起動後から所定時間を経過していないレゾナントスキャナ９安定待ちの期間（レゾナントスキャナ９無効表示処理を行う期間）は、ユーザはガルバノスキャナ８による像探しなどの観察を行うことが可能である。そして、レゾナントスキャナ９起動後、所定時間経過後に有効表示処理を行うことで、レゾナントスキャナ９の動作状態が安定した状態で、ユーザがレゾナントスキャナ９を用いた観察を選択することができる。
また、一の観察中に観察方法を変更しても走査型レーザ顕微鏡１を再起動することなく異なる観察方法によって観察を継続することができる。

また、本実施形態においては、入力部５により観察方法を入力することに代えて、予め作成された観察条件ファイルをメモリ（記憶部）に記憶しておき、走査型レーザ顕微鏡１が起動されたときに、制御部６が観察条件ファイルに記載されている観察方法を読み取り、読み取られた観察方法に従って走査部３を制御することにしてもよい。これにより、走査型レーザ顕微鏡１を起動する都度に設定を行う必要がないという利点がある。

また、走査型レーザ顕微鏡１を用いて観察を行うユーザの情報を取得するユーザ情報取得部（図示略）と、ユーザの情報と観察方法とを対応づけて記憶するメモリ（記憶部、図示略）とを備えることにより、ユーザに応じて観察方法を切り替えることができる。
ユーザ毎に観察方法が決まっている場合が多いため、ユーザの情報を取得するだけで、その都度、観察方法の設定を行う必要がない。

ユーザ情報取得部としては、バーコードリーダやキーボード等の任意の入力手段を採用することができる。ＰＣの起動時等に入力するログインＩＤをユーザの情報として使用することにしてもよい。

１ 走査型レーザ顕微鏡
２ レーザ光源（光源）
３ 走査部
４ 光検出部
５ 入力部
６ 制御部
７ 表示部
８ ガルバノスキャナ
９ レゾナントスキャナ
Ｏ 標本

Claims (6)

1. 光源から発せられたレーザ光を標本において２次元的に走査する走査部と、
   前記標本からの光を検出する光検出部と、
   観察方法に関する情報を取得する情報取得部と、
   該情報取得部により取得された情報に基づいて前記走査部を制御する制御部とを備え、
   前記走査部が、切替可能なガルバノスキャナとレゾナントスキャナとを備え、
   前記観察方法は、前記ガルバノスキャナのみを使用する観察方法、または、前記ガルバノスキャナと前記レゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法のいずれかであり、
   前記制御部は、前記情報取得部により取得された情報が、前記ガルバノスキャナのみを使用する観察方法を表している場合に、前記レゾナントスキャナを停止させ、前記ガルバノスキャナと前記レゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法を表している場合に、前記レゾナントスキャナを常に起動させるよう前記走査部を制御する走査型レーザ顕微鏡。
2. 前記情報取得部は、前記観察方法をユーザに入力させる入力部を備える請求項１に記載の走査型レーザ顕微鏡。
3. 前記入力部により、前記走査型レーザ顕微鏡起動時に前記観察方法が入力される請求項２に記載の走査型レーザ顕微鏡。
4. 前記入力部により、次回の前記走査型レーザ顕微鏡起動時の前記観察方法に関する情報が入力され、
   前記情報取得部は、次回の前記走査型レーザ顕微鏡起動時に前記観察方法に関する前記情報を予め記憶した記憶部から取得する請求項２に記載の走査型レーザ顕微鏡。
5. 前記情報取得部が、ユーザの情報を取得するユーザ情報取得部と、該ユーザ情報取得部により取得されたユーザの情報と前記観察方法とを対応づけて記憶する記憶部とを備える請求項１に記載の走査型レーザ顕微鏡。
6. 前記レゾナントスキャナを用いた観察の有効表示または無効表示を行う表示部を備え、
   前記制御部は、前記ガルバノスキャナのみを使用する観察方法から、前記ガルバノスキャナと前記レゾナントスキャナとを切り替えて使用する観察方法に切り替える旨の情報が前記情報取得部により取得された場合に、前記レゾナントスキャナを起動し、起動から所定時間経過後に前記表示部に有効表示を行う請求項１、請求項２および請求項５のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡。

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