JP2006010406A - 蛍光検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 目的に合わせて最適な検出方法を設定でき、良好なデータ検出を可能とした蛍光検出装置を提供する。
【解決手段】 レーザ光源ユニット１からのレーザ光が照射される標本１２からの検出光を波長選択フィルタ２１に入射し、検出光の特定波長成分を抽出し、コントラストのよい画像を取得する検出方法と、回折格子回転駆動ミラー１６に入射してスペクトル分散された蛍光をスリット１８に導入し、スリット１８のスリット幅の設定と回折格子回転駆動ミラー１６の回転走査を行うことで注目する波長範囲の詳細データを取得する検出方法を選択的に使い分ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源からの光を走査して標本に照射し、標本で発生する蛍光から所定の波長の蛍光を検出する蛍光検出装置に関するものである。

顕微鏡の分野では、有機化合物である蛍光試薬やＧＦＰに代表される蛍光タンパ質のラインナップの増加などに伴ない、所望するさまざまな蛍光を検出することが望まれている。

そこで、従来、標本から検出される蛍光に対して所定の特性を有する波長選択フィルタを用いて、蛍光の特定波長成分を抽出し、これを光検出器で検出するようなことが行われている。

ところが、このような波長選択フィルタを使用した検出方法にあっては、蛍光の光量の多くを検出器に導くことができ、コントラストのよい画像を取得できる反面、波長選択フィルタの特性により取り出せる波長域及び帯域が固定されてしまうという問題がある。

そこで、このような問題を解決するものとして、標本からの検出光をスペクトル分散素子によりスペクトルに分散させ、これにより形成されるスペクトル列位置の近傍に波長領域を取り出すスリットを配置し、このスリットを介して取り出された光を検出器で検出することで、任意の波長範囲のデータ検出するような検出方法が考えられている。

このような検出方法によれば、スリット幅を適宜調整することにより、任意の波長領域のデータを検出することができる。

ところが、このようなスリットを用いた検出方法では、標本からの検出光をスペクトル分散素子によりスペクトル分散させ、この分散されたスペクトル列の一部をスリットを介して取り出すようになるので、光量の損失が大きく、このため、例えば、退色などが顕著で、蛍光の光量の少ない試料については、正確なデータが取れなくなるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、目的に合わせて最適な検出方法を設定でき、良好なデータ検出を可能とした蛍光検出装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、レーザ光を発生するレーザ光源と、前記レーザ光源のレーザ光が照射される標本からの検出光が入射され、該検出光をスペクトル分散させるスペクトル分散手段と、前記標本からの検出光が入射され、該検出光の特定波長成分を抽出する波長選択フィルタと、前記スペクトル分散手段または前記波長選択フィルタを選択的に前記検出光の光路上に位置させる位置選択手段と、前記スペクトル分散手段で分散されたスペクトルから測定すべきスペクトル領域を選択するスペクトル領域選択手段を有し、該スペクトル領域選択手段で選択されたスペクトルを検出する第１の検出手段と、前記波長選択フィルタで抽出される特定波長成分の光量を検出する第２の検出手段とを具備したことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段を前記検出光の光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記波長選択フィルタを前記検出光の光路上に位置させるようにしたことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記スペクトル分散手段は、回転可能に設けられ、前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段の回転角度に応じて前記スペクトル分散手段を前記光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記波長選択フィルタを前記検出光の光路上に位置させるようにしたことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記スペクトル分散手段は、反射部材を一体に有するとともに、前記検出光の光路上で回転可能に設けられ、前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段の回転角度に応じて前記スペクトル分散手段を光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記反射部材を前記検出光の光路上に位置させ、該反射部材の反射光路上に前記波長選択フィルタを位置させるようにしたことを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、さらに反射部材を有し、前記スペクトル分散手段は、回転可能に設けられ、前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段の回転角度に応じて前記スペクトル分散手段を光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記反射部材を前記検出光の光路上に位置させ、該反射部材の反射光路上に前記波長選択フィルタ位置させるようにしたことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、前記第１の検出手段により、前記波長選択フィルタで抽出される特定波長成分の光量を検出させることを特徴としている。

本発明によれば、目的に合わせて最適な検出方法を設定でき、良好なデータ検出を可能とした蛍光検出装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示している。

図１（ａ）において、１はレーザ光源として、観察用励起レーザ光を発振するレーザ光源ユニットで、このレーザ光源ユニット１は、レーザ光源として４８８ｎｍの波長のレーザ光を発振するアルゴンレーザ２と、５４３ｎｍの波長のレーザ光を発振するヘリウムネオンレーザ３を有している。アルゴンレーザ２からのレーザ光の光路上には、反射ミラー４が配置されている。また、ヘリウムネオンレーザ３からのレーザ光の光路上には、反射ミラー４で反射されるレーザ光との交点上にダイクロイックミラー５が配置されている。

ダイクロイックミラー５は、これら２つのレーザ光路を合成するもので、ヘリウムネオンレーザ３からのレーザ光を透過し、反射ミラー４で反射されるレーザ光を反射するようになっている。ここでのダイクロイックミラー５は、４８８ｎｍのレーザ光を反射し、５４３ｎｍのレーザ光を透過するような特性を有している。

ダイクロイックミラー５により合成されたレーザ光の光路上には、音響光学可変フィルタ（以下、ＡＯＴＦとする）６が配置されている。ここでのＡＯＴＦ６は、４８８ｎｍと５４３ｎｍの波長のレーザ光の選択を行うことが可能になっている。

ＡＯＴＦ６の出射端には、シングルモードファイバ７の入射端が接続されている。シングルモードファイバ７の出射端には、スキャナユニット８が接続されている。スキャナユニット８は、シングルモードファイバ７の出射側に、ＡＯＴＦ６からのレーザ光を平行光にする不図示のコリメートレンズを介して、光分割手段として励起ダイクロイックミラー９が配置されている。励起ダイクロイックミラー９は、レーザ光源ユニット１から発せられる４８８ｎｍと５４３ｎｍの波長を反射し、それ以外の波長を透過するような特性を有している。

励起ダイクロイックミラー９の反射光路には、走査手段としてＸＹスキャナミラー１０が配置されている。このＸＹスキャナミラー１０は、直交する２方向に光を偏向するための２枚のミラー１０ａ、１０ｂを有し、これらのミラー１０ａ、１０ｂにより後述する標本１２上の観察用励起レーザ光を２次元方向に走査するようになっている。

ＸＹスキャナミラー１０により２次元走査されたレーザ光の光路上には、観察用励起レーザ光の走査光学系を構成する対物レンズ１１が配置されている。この場合、ＸＹスキャナミラー１０で２次元走査された観察用励起レーザ光は、対物レンズ１１を介して標本１２の焦点位置に結像され、また、標本１２から発生された蛍光（検出光）は、観察用励起レーザ光と逆の光路をたどって対物レンズ１１、ＸＹスキャナミラー１０を介して励起ダイクロイックミラー９まで戻るようになっている。

励起ダイクロイックミラー９の透過光路上には、反射ミラー１３が配置されている。この反射ミラー１３の反射光路上には、共焦点絞り（ピンホール）１４が配置されている。この場合、共焦点絞り１４は、共焦点絞り径を、対物レンズ１１の瞳径により決まるレーザスポット径に適したものに設定されている。

共焦点絞り１４を通過した蛍光（検出光）の光路上には、共焦点絞り１４を通過して拡散される光を平行光に変換する不図示のコリメートレンズを介して測光ユニット１５が配置されている。測光ユニット１５は、蛍光（検出光）の光路上（不図示のコリメートレンズからの平行光の光路上）に、スペクトル分散手段として回折格子面１６ａを有する回転駆動ミラー（以下、回折格子回転駆動ミラーと称する。）１６が配置されている。この回折格子回転駆動ミラー１６は、不図示のステッピンングモータにより、光路上に位置される回転軸１６１を中心に図示の回転方向１６２に回転可能になっていて、回折格子面１６ａにより分散した各波長の蛍光の反射方向を変えることができるようになっている。

回折格子回転駆動ミラー１６には、位置選択手段としての移動駆動装置２０が設けられている。この移動駆動装置２０は、図１（ｂ）に示すように回折格子回転駆動ミラー１６を光路と直交する方向、ここでは、回折格子回転駆動ミラー１６を光路に対し図示の前後方向２０ａに移動させ、回折格子回転駆動ミラー１６を光路上に挿脱可能にしている。この場合、移動駆動装置２０は、回折格子回転駆動ミラー１６を光路に対し上下方向に移動させ、光路より挿脱可能にするようにしてもよい。

なお、図示例では、回折格子回転駆動ミラー１６が光路に挿入された状態を示している。

回折格子回転駆動ミラー１６より反射される光路上には、以下述べる第１の検出手段が配置されている。この場合、回折格子回転駆動ミラー１６より反射される光路上に集光レンズ１７が配置されている。集光レンズ１７は、回折格子回転駆動ミラー１６の回折格子面１６ａの回転中心に前側焦点位置がくるように配置されている。集光レンズ１７を透過した光路には、スペクトル領域選択手段としてのスリット１８と光検出手段としてのフォトマルチプライヤー１９が配置されている。スリット１８は、集光レンズ１７の結像位置に配置されている。このスリット１８は、不図示の駆動装置によりスリット幅をスペクトルの分散方向に変更できるようになっている。また、フォトマルチプライヤー１９は、スリット１８の後方に配置されている。この場合、フォトマルチプライヤー１９は、蛍光の分散されたスペクトル列方向と受光面の長手方向が一致するように配置されている。

移動駆動装置２０により回折格子回転駆動ミラー１６を光路上より退避させた状態で、蛍光（検出光）の光路上（不図示のコリメートレンズからの平行光の光路上）に、波長選択フィルタ２１と第２の検出手段としてのフォトマルチプライヤー２２が配置されている。波長選択フィルタ２１は、蛍光から特定波長成分を抽出するものである。フォトマルチプライヤー２２は、波長選択フィルタ２１より抽出した波長成分の蛍光を電気信号に変換する。電気信号は、不図示のコンピューターにより処理され、画像データとして不図示の表示装置で画像表示される。

次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。

まず、波長選択フィルタ２１を用いて、標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出し、コントラストのよい画像を取得する場合を説明する。

この場合、移動駆動装置２０により回折格子回転駆動ミラー１６を光路から後退する方向に移動させ、光路上から退避させ、波長選択フィルタ２１を光路上に位置させる。

この状態から、レーザ光源ユニット１のＡＯＴＦ６により４８８ｎｍの波長と５４３ｎｍの波長のレーザ光が選択されると、これら波長のレーザ光は、シングルモードファイバ７を介してスキャナユニット８に導かれる。

スキャナユニット８に導かれたレーザ光は、励起ダイクロイックミラー９で反射され、ＸＹスキャナミラー１０で２次元走査され、対物レンズ１１を介して標本１２に結像される。

標本１２から発生された蛍光（検出光）は、レーザ光と逆の経路をたどって対物レンズ１１、ＸＹスキャナミラー１０を介して励起ダイクロイックミラー９まで戻される。励起ダイクロイックミラー９まで戻った蛍光は、励起ダイクロイックミラー９を透過し、反射ミラー１３で反射され、共焦点絞り１４上に結像される。共焦点絞り１４を通過した蛍光は、不図示のコリメートレンズ２３で平行光に変換され、そのまま波長選択フィルタ２１に入射される。

波長選択フィルタ２１は、蛍光の特定波長成分を抽出する。この抽出された特定波長成分の蛍光は、フォトマルチプライヤー２２に入射し、電気信号に変換される。電気信号は、不図示のコンピューターにより処理され、画像データとして不図示の表示装置で画像表示される。

この場合、波長選択フィルタ２１は、特定波長成分の蛍光の光量の多くをフォトマルチプライヤー２２に導くことができるので、不図示の表示装置には、コントラストのよい画像を表示することができる。

このようにして取得される画像は、波長選択フィルタ２１の特性に基づく波長域及び帯域が固定されたものである。そこで、さらに広い波長領域でデータを取得したい場合は、移動駆動装置２０により回折格子回転駆動ミラー１６を光路に向け前進する方向に移動させ、回折格子回転駆動ミラー１６を光路上に位置させる。

そして、回折格子回転駆動ミラー１６を回転して回折格子面１６ａでスペクトル分散された蛍光が集光レンズ１７に向かうように設定する。すると、スペクトル分散された蛍光は、集光レンズ１７によりスリット１８上に結像する。このとき、スリット１８のスリット幅を不図示の駆動装置により変えることで、フォトマルチプライヤー１９で受光するスペクトル幅を変えることができ、また、回折格子回転駆動ミラー１６を回転（走査）することで、受光できるスペクトル波長範囲を変えることができる。つまり、スリット１８のスリット幅の設定と、回折格子回転駆動ミラー１６の回転走査を行うことで、注目する波長範囲を設定し、この範囲の詳細データを取得することができる。

従って、このようにすれば、波長選択フィルタ２１を用いて標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出し、コントラストのよい画像を取得する検出方法と、回折格子回転駆動ミラー１６を用いてスペクトル分散された蛍光をスリット１８に導入し、スリット１８のスリット幅の設定と回折格子回転駆動ミラー１６の回転走査を行うことで、注目する波長範囲の詳細データを取得する検出方法を選択的に使い分けることができるので、目的に合わせて最適な検出方法を設定でき、これら目的に応じた良好なデータを取得することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

図２は、本発明の第２の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の要部の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。

この場合、回折格子面３１ａを有する回折格子回転駆動ミラー３１は、回転軸３１１が光路からずれて配置されており、不図示のステッピンングモータにより回転軸３１１を中心に回転され、光路と平行になった状態（図示破線位置）で光路上から退避されるようになっている。つまり、回折格子回転駆動ミラー３１は、回転軸３１１を中心の図示回転方向３１２の回転により、このときの回転角度によって光路上に挿脱可能となっている。

回折格子回転駆動ミラー３１を光路より退避させた状態で、蛍光（検出光）の光路上（不図示のコリメートレンズからの平行光の光路上）に波長選択フィルタ２１とフォトマルチプライヤー２２が配置されている。

その他は、図１と同様である。

このような構成において、まず、波長選択フィルタ２１を用い、標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出してコントラストのよい画像を取得するには、不図示のステッピンングモータにより回折格子回転駆動ミラー３１を回転軸３１１を中心に光路と平行となる（図示破線位置）まで回転させる。これにより、回折格子回転駆動ミラー３１は、光路上から退避され、波長選択フィルタ２１が光路上に位置される。

この状態から、上述したと同様にして、標本１２から発生された蛍光は、対物レンズ１１、ＸＹスキャナミラー１０を介して励起ダイクロイックミラー９まで戻され、さらに共焦点絞り１４を通過し、不図示のコリメートレンズ２３で平行光に変換され、波長選択フィルタ２１に入射される。

そして、波長選択フィルタ２１で抽出された特定波長成分の蛍光は、フォトマルチプライヤー２２に入射し、電気信号に変換される。電気信号は、不図示のコンピューターにより処理され、画像データとして不図示の表示装置で画像表示される。

一方、さらに広い波長領域でデータを取得したいような場合は、不図示のステッピンングモータにより回折格子回転駆動ミラー３１を回転軸３１１を中心にさらに回転させ、回折格子回転駆動ミラー３１を光路上に位置させる。そして、回折格子回転駆動ミラー３１によりスペクトル分散された蛍光が集光レンズ１７に向かうように設定する。この状態で、スリット１８のスリット幅の設定と、回折格子回転駆動ミラー３１の回転走査を行なって注目する波長範囲を設定することにより、フォトマルチプライヤー１９により設定範囲の詳細データを取得することができる。

従って、このようにしても、波長選択フィルタ２１を用いて標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出し、コントラストのよい画像を取得する検出方法と、回折格子回転駆動ミラー３１を用いてスペクトル分散された蛍光をスリット１８に導入し、スリット１８のスリット幅の設定と回折格子回転駆動ミラー３１の回転走査を行うことで、注目する波長範囲の詳細データを取得する検出方法を選択的に使い分けることができるので、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、回折格子回転駆動ミラー３１は、光路からずれて配置された回転軸３１１を中心に回転可能に設けられ、その回転角度が光路と平行になった状態で、光路上から退避されるようにしたので、回折格子回転駆動ミラー３１の光路上への挿脱を速やかに、しかも簡単な構成で実現することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。

図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の要部の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。

この場合、回折格子回転駆動ミラー４１は、光路上に位置される回転軸４１１を中心に図示の回転方向４１２に回転可能になっている。また、回折格子回転駆動ミラー４１は、回折格子面４１ａを有する面と反対側の面に反射部材として反射ミラー４２が設けられ、回転軸４１１を中心の回転により、回折格子面４１ａと反射ミラー４２を選択的に光路上に位置させることができるようになっている。

回折格子回転駆動ミラー４１の回折格子面４１ａ（または反射ミラー４２）で反射される光路上には、波長選択フィルタ４３、集光レンズ１７、スリット１８、フォトマルチプライヤー１９が配置されている。

この場合、これら集光レンズ１７、スリット１８および波長選択フィルタ４３は、回折格子回転駆動ミラー４１の回転角度に連動して、それぞれ不図示の駆動装置により図示直線方向１７１、１８１、４３１に移動し、光路上に挿脱されるようになっている。ここでは、回折格子回転駆動ミラー４１の回折格子面４１ａが光路上に位置しているときは、集光レンズ１７とスリット１８を光路上に位置させ、波長選択フィルタ４３を光路上から退避させ、また、反射ミラー４２が光路上に位置しているときは、波長選択フィルタ４３を光路上に位置させ、集光レンズ１７とスリット１８を光路上から退避させるようになっている。

その他は、図１と同様である。

このような構成において、まず、波長選択フィルタ４３を用い、標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出してコントラストのよい画像を取得するには、不図示のステッピンングモータにより回折格子回転駆動ミラー４１を回転軸４１１を中心に回転し反射ミラー４２を光路上に位置させる。

また、このときの動作に連動して、不図示の駆動装置により集光レンズ１７とスリット１８が図示直線方向１７１、１８１に移動して光路上から退避され、波長選択フィルタ４３のみが光路上に位置される。

この状態から、上述したと同様にして、標本１２から発生された蛍光は、対物レンズ１１、ＸＹスキャナミラー１０を介して励起ダイクロイックミラー９まで戻され、さらに共焦点絞り１４を通過し、不図示のコリメートレンズ２３で平行光に変換され、反射ミラー４２に入射される。

反射ミラー４２で反射した蛍光は、波長選択フィルタ４３に入射する。そして、波長選択フィルタ４３で抽出された特定波長成分の蛍光は、フォトマルチプライヤー１９に入射し、電気信号に変換される。電気信号は、不図示のコンピューターにより処理され、画像データとして不図示の表示装置で画像表示される。

一方、さらに広い波長領域でデータを取得したいような場合は、不図示のステッピンングモータにより回折格子回転駆動ミラー４１を回転軸４１１を中心にさらに回転させ、回折格子面４１ａを光路上に位置させる。

このときの動作に連動して、不図示の駆動装置により波長選択フィルタ４３が図示直線方向４３１に移動して光路上から退避され、集光レンズ１７とスリット１８が光路上に位置される。

そして、回折格子回転駆動ミラー４１の回折格子面４１ａでスペクトル分散された蛍光が集光レンズ１７に向かうように設定する。この状態で、スリット１８のスリット幅の設定と、回折格子回転駆動ミラー４１の回転走査を行なって注目する波長範囲を設定することにより、フォトマルチプライヤー１９により設定範囲の詳細データを取得することができる。

従って、このようにしても、波長選択フィルタ４３を用いて標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出し、コントラストのよい画像を取得する検出方法と、回折格子回転駆動ミラー４１を用いてスペクトル分散された蛍光をスリット１８に導入し、スリット１８のスリット幅の設定と回折格子回転駆動ミラー４１の回転走査を行うことで、注目する波長範囲の詳細データを取得する検出方法を選択的に使い分けることができるので、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、回折格子回転駆動ミラー４１の回転角度に応じて回折格子面４１ａと反射ミラー４２を選択的に光路上に位置させることにより、集光レンズ１７とスリット１８を有する光路と波長選択フィルタ４３を有する光路を同一光路上に配置することができるので、１個のフォトマルチプライヤー１９を共通に使用できるようになり、取付けスペースの省略化やセッティングの簡略化とともに、フォトマルチプライヤー１９より出力される電気信号の処理などの制御の簡易化を実現できる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。

図４は、本発明の第４の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の要部の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。

この場合、回折格子面５１ａを有する回折格子回転駆動ミラー５１は、回転軸５１１が光路からずれて配置されており、不図示のステッピンングモータにより回転軸５１１を中心に回転され、光路と平行になった状態（図示破線位置）で光路上から退避されるようになっている。つまり、回折格子回転駆動ミラー５１は、回転軸５１１を中心の図示回転方向５１２の回転により、このときの回転角度によって光路上に挿脱可能となっている。

回折格子回転駆動ミラー５１を光路より退避させた状態で、蛍光（検出光）の光路上（不図示のコリメートレンズからの平行光の光路上）に反射ミラー５２が配置されている。そして、この反射ミラー５２で反射される光路上には、波長選択フィルタ５３とフォトマルチプライヤー１９が配置されている。

この場合、スリット１８は、回折格子回転駆動ミラー５１の回転角度に連動して、不図示の駆動装置により図示直線方向１８２に移動し、光路上に挿脱されるようになっている。ここでは、回折格子回転駆動ミラー５１が光路上に位置しているときは、スリット１８を光路上に位置させ、また、回折格子回転駆動ミラー５１が光路上より退避して反射ミラー５２を光路上に位置させているときは、スリット１８を光路上から退避させるようになっている。

その他は、図１と同様である。

このような構成において、まず、波長選択フィルタ５３を用い、標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出してコントラストのよい画像を取得するには、不図示のステッピンングモータにより回折格子回転駆動ミラー５１を回転軸５１１を中心に光路と平行となる（図示破線位置）まで回転させる。これにより、回折格子回転駆動ミラー５１は、光路上から退避され、反射ミラー５２を光路上に位置される。

また、このときの動作に連動して、不図示の駆動装置によりスリット１８が図示直線方向１８２に移動して光路上から退避され、フォトマルチプライヤー１９の前段の光路に波長選択フィルタ４３のみが位置される。

この状態から、上述したと同様にして、標本１２から発生された蛍光は、対物レンズ１１、ＸＹスキャナミラー１０を介して励起ダイクロイックミラー９まで戻され、さらに共焦点絞り１４を通過し、不図示のコリメートレンズ２３で平行光に変換され、反射ミラー５２に入射される。

反射ミラー５２で反射した蛍光は、波長選択フィルタ５３に入射する。そして、波長選択フィルタ５３で抽出された特定波長成分の蛍光は、フォトマルチプライヤー１９に入射し、電気信号に変換される。電気信号は、不図示のコンピューターにより処理され、画像データとして不図示の表示装置で画像表示される。

一方、さらに広い波長領域でデータを取得したいような場合は、不図示のステッピンングモータにより回折格子回転駆動ミラー５１を回転軸５１１を中心にさらに回転させ、回折格子回転駆動ミラー５１を光路上に位置させる。

このときの動作に連動して、スリット１８が光路上に位置される。

そして、回折格子回転駆動ミラー５１の回折格子面５１ａでスペクトル分散された蛍光が集光レンズ１７に向かうように設定する。この状態で、スリット１８のスリット幅の設定と、回折格子回転駆動ミラー５１の回転走査を行なって注目する波長範囲を設定することにより、フォトマルチプライヤー１９により設定範囲の詳細データを取得することができる。

従って、このようにしても、波長選択フィルタ５３を用いて標本１２から発せられる蛍光の特定波長成分を抽出し、コントラストのよい画像を取得する検出方法と、回折格子回転駆動ミラー５１を用いてスペクトル分散された蛍光をスリット１８に導入し、スリット１８のスリット幅の設定と回折格子回転駆動ミラー５１の回転走査を行うことで、注目する波長範囲の詳細データを取得する検出方法を選択的に使い分けることができるので、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、回折格子回転駆動ミラー５１の回転角度に応じて回折格子面５１ａと反射ミラー５２を選択的に光路上に位置させることにより、１個のフォトマルチプライヤー１９を共通に使用できるようになるので、取付けスペースの省略化やセッティングの簡略化とともに、フォトマルチプライヤー１９より出力される電気信号の処理などの制御の簡易化を実現できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の要部の概略構成を示す図。 本発明の第３の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の要部の概略構成を示す図。 本発明の第４の実施の形態にかかる蛍光検出装置としての走査型レーザ顕微鏡の要部の概略構成を示す図。

符号の説明

１…レーザ光源ユニット、２…アルゴンレーザ
３…ヘリウムネオンレーザ、４…反射ミラー
５…ダイクロイックミラー、６…ＡＯＴＦ
７…シングルモードファイバ、８…スキャナユニット
９…励起ダイクロイックミラー、１０…ＸＹスキャナミラー
１０ａ．１０ｂ…ミラー、１１…対物レンズ
１２…標本、１３…反射ミラー、１４…共焦点絞り
１５…測光ユニット、１６…回折格子回転駆動ミラー
１６ａ…回折格子面、１６１…回転軸、１６２…回転方向
１７…集光レンズ、１８…スリット、１７１．１８１、１８２…図示直線方向
１９…フォトマルチプライヤー、２０…移動駆動装置
２０ａ…前後方向、２１…波長選択フィルタ
２２…フォトマルチプライヤー、２３…コリメートレンズ
３１…回折格子回転駆動ミラー、３１ａ…回折格子面
３１１…回転軸、３１２…図示回転方向
４１…回折格子回転駆動ミラー、４１ａ…回折格子面
４１１…回転軸、４１２…回転方向
４２…反射ミラー、４３…波長選択フィルタ
４３１…図示直線方向、５１…回折格子回転駆動ミラー
５１ａ…回折格子面、５１１…回転軸、５１２…図示回転方向
５２…反射ミラー、５３…波長選択フィルタ

Claims (6)

1. レーザ光を発生するレーザ光源と、
   前記レーザ光源のレーザ光が照射される標本からの検出光が入射され、該検出光をスペクトル分散させるスペクトル分散手段と、
   前記標本からの検出光が入射され、該検出光の特定波長成分を抽出する波長選択フィルタと、
   前記スペクトル分散手段または前記波長選択フィルタを選択的に前記検出光の光路上に位置させる位置選択手段と、
   前記スペクトル分散手段で分散されたスペクトルから測定すべきスペクトル領域を選択するスペクトル領域選択手段を有し、該スペクトル領域選択手段で選択されたスペクトルを検出する第１の検出手段と、
   前記波長選択フィルタで抽出される特定波長成分の光量を検出する第２の検出手段と
   を具備したことを特徴とする蛍光検出装置。
2. 前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段を前記検出光の光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記波長選択フィルタを前記検出光の光路上に位置させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光検出装置。
3. 前記スペクトル分散手段は、回転可能に設けられ、
   前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段の回転角度に応じて前記スペクトル分散手段を前記光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記波長選択フィルタを前記検出光の光路上に位置させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光検出装置。
4. 前記スペクトル分散手段は、反射部材を一体に有するとともに、前記検出光の光路上で回転可能に設けられ、
   前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段の回転角度に応じて前記スペクトル分散手段を光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記反射部材を前記検出光の光路上に位置させ、該反射部材の反射光路上に前記波長選択フィルタを位置させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光検出装置。
5. さらに反射部材を有し、
   前記スペクトル分散手段は、回転可能に設けられ、
   前記位置選択手段は、前記スペクトル分散手段の回転角度に応じて前記スペクトル分散手段を光路上に挿脱可能とし、該スペクトル分散手段が光路上より退避された状態で、前記反射部材を前記検出光の光路上に位置させ、該反射部材の反射光路上に前記波長選択フィルタ位置させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光検出装置。
6. 前記第１の検出手段により、前記波長選択フィルタで抽出される特定波長成分の光量を検出させることを特徴とする請求項４又は５記載の蛍光検出装置。

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