JP2006154376A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】使用を重ねても検出感度が低下しないＰＭＴを用いたレーザ走査顕微鏡を提供する。
【解決手段】レーザ１から射出されたレーザ光を標本８に照射し、標本８から発せられた光を検出して電気信号に変換するマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５と、該変換した電気信号を用いて画像処理を行う画像処理回路１７を有するレーザ走査顕微鏡に、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射される光を遮断するシャッタ４０と、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に強い光が入射しないようにシャッタ４０を制御するシャッタ制御回路２０とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡の技術に関する。

従来からレーザ走査顕微鏡には、試料から発せられた光を検出する光検出器に光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」という）を用いるものが知られている（例えば、特許文献１）。ＰＭＴには、陰極である光電面と、複数段のダイノードと、陽極とが設けられていて、入射された光を光電面で受けて電子に変換し、変換された電子をダイノードで増幅し、陽極から電気信号を出力している。ＰＭＴは、電子増幅率が高いので蛍光標本のように少ない光子からでも大きな電気信号を作ることが可能となる。

特開２００３−１８５５８２号公報

ところで、レーザ走査顕微鏡の光検出器にＰＭＴを用いた場合、レーザ走査顕微鏡の通常の使用を重ねてもＰＭＴが劣化してＰＭＴの検出感度が低下してしまうものがあった。

その原因を調べて見ると、ＰＭＴの光電面に直接高輝度の光が入ったり、あるいは標本からの正反射光に近い強い光が入射してダメージを与えることが分かった。また、ＰＭＴに印加電圧を遮断した状態においてもＰＭＴの光電面に強い光が入射するとダメージを与えることが分かった。従って、従来とられてきたＰＭＴの保護方法、即ち、ＰＭＴから出力される電流値を検出し、所定の電流値以上の場合にＰＭＴへの印加電圧を遮断したり、あるいは、印加電圧値を下げることでＰＭＴのダイノードの劣化を防ぐ方法では、ＰＭＴのダメージを防ぎきれないことが分かった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、光検出面を保護し、使用を重ねても検出感度が低下しない微弱光用の光検出手段を用いた顕微鏡を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明の顕微鏡は、光源から射出された光を標本に照射し、前記標本から発せられた微弱光を光検出手段で検出して電気信号に変換し、該変換した電気信号を用いて画像処理を行う顕微鏡において、前記光源と前記光検出手段との間に設けられ、前記光検出手段の光検出面に入射される光を遮断する遮蔽手段と、前記光検出手段が光電変換動作を実行していない場合には、前記光検出手段の光検出面に光が入射しないように前記遮蔽手段を制御する制御手段と、を有する。

請求項２に係る発明の顕微鏡は、請求項１に記載の顕微鏡において、前記光検出手段は、光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」という）であって、前記制御手段は、前記ＰＭＴが光電変換動作を実行中には、前記ＰＭＴが変換した電気信号の電流値を検知し、前記検知した電流値が所定値以上の場合に前記遮蔽手段を制御して前記ＰＭＴに入射される光を遮断することを特徴とする。

請求項３に係る発明の顕微鏡は、請求項１に記載の顕微鏡において、前記光検出手段は、光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」という）であって、前記ＰＭＴは、印加電圧を受けて動作するものであって、前記制御手段は、前記ＰＭＴが光電変換動作を実行中には、前記ＰＭＴに印加される電圧値を検出し、前記検出した電圧値が所定電圧値より小さい場合に前記遮蔽手段を制御して前記ＰＭＴに入射される光を遮断することを特徴とする。

請求項４に係る発明の顕微鏡は、請求項１に記載の顕微鏡であって、前記光検出手段は、光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」という）であって、前記遮蔽手段は、前記制御手段からの開放を示す信号を受けない限り前記光源と前記ＰＭＴの間の光を遮断することを特徴とする。

請求項５に係る発明の顕微鏡は、請求項２に記載の顕微鏡において、前記ＰＭＴは、印加電圧を受けて動作するものであって、前記制御手段は、前記検知した電流値が前記所定値以上の場合に前記ＰＭＴに印加する電圧を予め定められた電圧値にすることを特徴とする。

請求項６に係る発明の顕微鏡は、請求項３に記載の顕微鏡において、前記ＰＭＴは、前記所定電圧値以上の電圧が印加されている場合に前記ＰＭＴに入射される光の量と線形関係の電流値を出力することを特徴とする。

本出願の発明者は、光検出手段の光検出面（光電面）が強い光を受けた場合、光検出面の劣化により光検出手段の検出能力が低下することを見出した。そこで、本発明では、光源と光検出手段との間に光検出手段に入射される光を遮断する遮蔽手段を設け、光検出手段の光検出面に強い光が入射しないように前記遮蔽手段を制御するようにしている。

したがって、本発明によれば、光検出手段の光検出面の劣化を防ぐことができるため、微弱光用の光検出手段を用いた顕微鏡において、使用による検出能力の低下を軽減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

最初に、本発明の第１実施形態が適用された蛍光スペクトル検出に応用した顕微鏡システムの概略について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。図示するように、第１実施形態の顕微鏡システムは、レーザ走査顕微鏡１０１と、スペクトルディテクタ１０２と、コントローラ１０３と、を有する。なお、コントローラ１０３には、モニタ３０が接続されている。

スペクトルディテクタ１０２とコントローラ１０３とは、信号線１０４〜１０６で接続されていて、必要な信号をこれらの信号線１０４〜１０６を介して通信する。レーザ走査顕微鏡１０１とコントローラ１０３とは、信号線２００により接続されていて、必要な信号をこの信号線２００を介して通信する。また、レーザ走査顕微鏡１０１とスペクトルディテクタ１０２との間は光ファイバー１２により接続されていて、レーザ走査顕微鏡１０１が集光した光は、光ファイバー１２を経由してスペクトルディテクタ１０２に導かれる。

レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を試料８の面上に照射し、その試料から発した光を集光し、集光した光を光ファイバー１２を介してスペクトルディテクタ１０２に伝送する。具体的には、レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を照射するレーザ１、レーザ１から照射された光を伝送する光ファイバー３、レンズ４、1stダイクロイックミラー５、２次元走査手段６（例えば２つのガルバノミラースキャナ）、対物レンズ７、ステージ９、集光レンズ１０、およびピンホール１１を有する。なお、ステージ９には試料８が載置されている。

そして、レーザ１から射出されたレーザ光は、光ファイバー３でレンズ４に伝送される。光ファイバー３を経由して伝送された光は、レンズ４で平行光になり、1stダイクロイックミラー５で反射され２次元走査手段６に導かれる。２次元走査手段６は、コントローラ１０３のＸＹスキャナ駆動回路１９に制御されていて、ステージ９に搭載された標本８を対物レンズ７を介して点で照明する。なお、照明光は、２次元走査手段６によってＸ-Ｙ方向に２次元に走査される。対物レンズ７で点に照明された標本８からは、蛍光が発生し、戻り光として光路を逆行し、２次元走査手段６でデスキャニングされた後、１stダイクロイックミラー５を透過し、集光レンズ１０で集光されてピンホール１１を通過する。レーザ走査顕微鏡１０１で得られた蛍光は、光ファイバー１２を通じてスペクトルディテクタ１０２に導かれる。

スペクトルディテクタ１０２は、遮光を兼ねた筐体で囲まれていている。スペクトルディテクタ１０２は、光ファイバー１２を通過して導かれた蛍光を分光し、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換してコントローラ１０３に出力する。また、スペクトルディテクタ１０２には、光ファイバー１２との接続部にシャッタ４０が設けられている。シャッタ４０は、光ファイバー１２を通過して導かれた蛍光や外部からの光を遮断あるいは通過させる。そして、シャッタ４０は、コンローラ１０３からのシャッタ開放を示す信号（即ち、不図示の外部操作可能な検出開始指示スイッチの指示信号に基づいて出力されるシャッタを開放する信号）を受信しない限り、光ファイバー１２を通過して導かれた光を遮断するように動作する。

具体的には、スペクトルディテクタ１０２は、自身の内部に入射する光を遮断或いは通過させるシャッタ４０と、シャッタ４０が通過させた光を平行光にするレンズ１３と、レンズ１３からの平行光を分光する分光素子（例えば回折格子、プリズムなど）１４と、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換して出力する光検出部１５０とを有する。

光検出部１５０は、複数のＰＭＴを有するマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５と、アナログ演算処理回路１６とを有する。そして、分光素子１４が分光したスペクトル光は、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射される。そして、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射されたスペクトル光は、スペクトル光の回折幅とそれぞれのＰＭＴ毎に定められた検出チャンネルのピッチによる波長分解能で検出されて電気信号（電流）に変換される。なお、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に設けられた各ＰＭＴは、コントローラ１０３のＨＶ制御回路２１から電圧（ダイノード電圧）が印加されている。ＰＭＴは、このダイノード電圧により光電面からの電子を増幅させて電流として外部に出力する。

マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５からの各チャンネルの電気信号（電流）は、アナログ演算回路１６に出力される。アナログ演算回路１６は、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５から出力された電流に対して電流電圧変換および増幅処理を行い、アナログの電圧信号としてコントローラ１０３に出力する。

コントローラ１０３は、システム全体の動作を制御する装置であり、スペクトルディテタ１０２のシャッタ４０の動作制御や、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５への印加電圧の制御等を行う。また、コントローラ１０３は、スペクトルディテクタ１０２のアナログ演算処理回路１６から出力されたアナログの電圧信号をデジタル信号に変換し、画像処理等の各種の情報処理を行なう。

具体的には、コントローラ１０３は、画像処理回路１７、装置制御回路１８、ＸＹスキャナ駆動回路１９、シャッタ制御回路２０、およびＨＶ制御回路２１を有する。

装置制御回路１８は、コントローラ１０３全体の動作を制御する。装置制御回路１８は、利用者が入力装置（図示しない）を介して入力するマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５への印加電圧の電圧値を示すデータを受付け、ＨＶ制御回路２１を介して受付けた電圧値の電圧をマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に印加する。また、装置制御回路１８は、レーザ走査顕微鏡１０１の２次元走査手段６の動作をＸＹスキャナ駆動回路１９を介して制御する。また、装置制御回路１８は、画像処理回路１７に画像処理を実行させる。

シャッタ制御回路２０は、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に対して強い光が入射しないようにシャッタ４０を制御する。このようにシャッタ４０を制御するのは、本出願の発明者がＰＭＴの光電面に、所定以上の強度の光が入射された場合に光電面が劣化し、結果的にＰＭＴの検出感度が低下することを見出したからである。シャッタ制御回路４０が行うシャッタ４０の制御については、後段で詳細に説明するが、以下の場合にシャッタ４０を制御してマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射する光を遮断する。

具体的には、シャッタ制御回路２０は、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５から出力される出力電流の電流値が所定の電流値（所定の電流値を「Ｉｌｍｉｔ」という）を超えた場合、シャッタ４０を制御してマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射する光を遮断する。このようにするのは、ＰＭＴからの出力電流が所定の電流値（Ｉｌｍｉｔ）以上の場合、ＰＭＴに所定の強さ以上の光が入射している可能性があるためである。なお、所定の電流値（Ｉｌｍｉｔ）とは、例えば、各ＰＭＴに定められている絶対定格電流のことをいう。

また、シャッタ制御回路２０は、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５への印加電圧が所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）より小さい場合、シャッタ４０を制御してマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射する光を遮断する。これは、ＰＭＴが所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）以上の電圧を印加されないと、入射された光の検出を正確に行えないためである。すなわち、印加電圧が所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）より小さい場合、上述したＰＭＴの出力電流の値では、ＰＭＴに強い光が入射されているか否かを判定できない。本実施形態では、印加電圧が所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）より小さい場合に、ＰＭＴに強い光が入射されている可能性があることを考慮して、ＰＭＴへの光を遮断することとしている。

なお、ＰＭＴに所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）以上の電圧が印加されている場合、ＰＭＴに入射される光の強度（光量）と、その入射された光を受けＰＭＴが出力する電流値とがリニアな関係（線形関係）を持つようになる。

また、本実施形態のシャッタ４０は、シャッタ制御回路２０からのシャッタ開示を示す信号を受信している間だけシャッタを開く。すなわち、シャッタ４０は、シャッタ制御回路２０からのシャッタ開示を示す信号が途切れた場合、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射する光を遮断するように構成されている。そして、システムに電源が投入されていない場合、シャッタ４０にシャッタ開示を示す信号が送信されることがない。そのため、シャッタ４０は、システムに電源が投入されていない場合、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に入射する光を遮断する。（シャッタを閉じる）。

ＨＶ制御回路２１は、装置制御回路１８が出力するマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５への印加電圧の電圧値を示すデータを受付け、受付けた電圧値の電圧をマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５に印加する。ＸＹスキャナ駆動回路１９は、装置制御回路１８からの指示にしがいレーザ走査顕微鏡１０１の２次元走査手段６の動作を制御する。画像処理回路１７は、アナログ演算処理回路１６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタルデータに画像処理を施し、画像をモニタ３０に表示する。

続いて、本実施形態の顕微鏡システムが行うＰＭＴを保護するためのシャッタ４０の制御方法について詳細に説明する。

図２は、本実施形態が行うシャッタ４０の制御方法を説明するための図である。なお、図２では、シャッタ４０の制御に関係ない画像処理回路１７およびＸＹスキャナ駆動回路１９は省略している。

さて、図示するように装置制御回路１８は、ＣＰＵ１８１およびＤ／Ａ変換器１８２を有する。ＣＰＵ１８１は、利用者が検査開始指示スイッチなどの入力装置（図示しない）を介して入力するマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５への印加電圧の電圧値を示すデータを受付けた場合、受付けた電圧値を示すデータを生成し、Ｄ／Ａ変換器１８２を経由してＨＶ制御回路２１に出力する。また、ＣＰＵ１８１は、利用者が入力装置（図示しない）を介して入力する操作（標本８の測定指示や測定終了指示等）を受けた場合、その操作に応じて、「シャッタ４０を開放する指示」或いは「シャッタ４０を閉じる指示」をシャッタ制御回路２０のリモート回路２０１に出力する。言い方を換えれば、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５の光電変換動作が実行されていない期間は常にシャッタ４０が閉じられており、ＰＭＴに強い光が入射することを防ぐことができる。

なお、ＣＰＵ１８１は、顕微鏡システム全体を制御できる状態（ソフトウェアで制御できる状態）であるか否かを判定し、顕微鏡システム全体を制御できる状態の場合にだけ、「シャッタ４０を開放する指示」をシャッタ制御回路２０のリモート回路２０１に出力する。例えば、顕微鏡システムの一部が故障しているような場、ＣＰＵ１８１は、顕微鏡システム全体を制御できる状態ではないため「シャッタ４０を開放する指示」を送信しない。このように構成しておくことで、システムが故障している場合にＰＭＴに強い光が入射することを防ぐことができる。

シャッタ制御回路２０は、リモート回路２０１と、電圧判定回路２０２と、ＰＭＴ出力電流判定回路２０３と、ＡＮＤ回路２１４とを有する。

リモート回路２０１は、ＣＰＵ１８１からの「シャッタ４０を開放する旨の指示」を受信している場合に出力を「Ｈｉｇｈ」にする。一方、リモート回路２０１は、ＣＰＵ１８１からの「シャッタ４０を開放する旨の指示」を受信していない場合に出力を「Ｌｏｗ」にする。

電圧判定回路２０２は、Ｄ/Ａ変換器１８２が出力する印加する電圧値を示す値を取得し、電圧値が所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）より小さいか否かを判定する。電圧判定回路２０２は、取得した電圧値が所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）より小さい場合に出力を「Ｌｏｗ」にする。一方、電圧判定回路２０２は、取得した電圧値が所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）より大きい場合に出力を「Ｈｉｇｈ」にする。

ＰＭＴ出力電流判定回路２０３は、スペクトルディテクタ１０２のマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５の各チャンネルが出力する電流をそれぞれ取得する。ＰＭＴ出力電流判定回路２０３は、複数のチャンネルから取得したそれぞれの電流の電流値を検出し、検出したそれぞれの電流値について所定の電流値（Ｉｌｍｉｔ）より大きいか否かを判定する。ＰＭＴ出力電流判定回路２０３は、検出した電流値の中に所定の電流値（Ｉｌｍｉｔ）より大きい電流値が１つもないと判定した場合に出力を「Ｈｉｇｈ」にする。一方、ＰＭＴ出力電流判定回路２０３は、検出した電流値の中に所定の電流値（Ｉｌｍｉｔ）より大きい電流値が１つでもあると判定した場合に出力を「Ｌｏｗ」にする。

ＡＮＤ回路２１４は、リモート回路２０１、電圧判定回路２０２、およびＰＭＴ出力電流判定回路２０３の全ての出力が「Ｈｉｇｈ」の場合に出力を「Ｈｉｇｈ」にする。その結果、ＡＮＤ回路２１４からシャッタ４０に「シャッタ４０を開放する指示」を示す信号を出力される。一方、ＡＮＤ回路２１４は、リモート回路２０１、電圧判定回路２０２、およびＰＭＴ出力電流判定回路２０３の出力に１つでも「Ｌｏｗ」がある場合、出力を「Ｌｏｗ」にする。この場合、シャッタ４０には信号は流れない。

そして、シャッタ４０は、シャッタ制御回路２０からの「シャッタ４０を開放する指示」を示す信号を受けている間は、シャッタを開け、光ファイバー１２からスペクトルディテクタ１０２に入射される蛍光を通過させる。シャッタ制御回路２０からの「シャッタ４０を開放する指示」を示す信号の送信が止まった場合（ＡＮＤ回路２１４の出力が「Ｌｏｗ」の場合）、シャッタを閉じて、光ファイバー１２からスペクトルディテクタ１０２に入射される光を遮断する。

上記のように構成することで、シャッタ制御回路２０は、装置制御回路１８が顕微鏡システム全体の制御をできる場合であって、かつＰＭＴに印加する電圧が所定の電圧値（Ｖｒｅｇ）より大きい場合であって、かつマルチチャンネル型ＰＭＴ素子１５の全てのチャンネルからの出力電流（陽極電流）が所定の電流値（Ｉｌｍｉｔ）より小さい場合に限りシャッタ４００を開く。言い換えれば、上記の３つの条件の内１つでも満たされない場合にはシャッタ４０は、閉じられる。

また、顕微鏡システムに電源が投入されていない場合、シャッタ４０に「シャッタ４０を開放する指示」を示す信号が送信されることがない。そのため、シャッタ４０は、システムに電源が投入されていない場合に閉じられる。

このように、本実施形態では、ＰＭＴに所定の光が入射する可能性がある場合にシャッタを閉じることで、ＰＭＴの光電面に光が直接入射することを防いでいる。そのため、ＰＭＴの光電面に強い光が照射される機会を低減できる。その結果、本実施形態によれば、ＰＭＴの検出感度が低下する可能性を軽減できる。また、ＰＭＴの光電面の劣化により、顕微鏡システムが使用できなくなる可能性を軽減できる。

また、複数のＰＭＴを有するマルチチャンネル型ＰＭＴ素子を使ってスペクトル検出を行う場合、複数のＰＭＴの中の１つのチャンネルでもダメージを受けると正しいスペクトルが得られなくなる。そして、本実施形態では、複数のＰＭＴの光電面を全て保護するようにしている。したがって、本実施形態は、マルチチャンネル型ＰＭＴ素子を利用した顕微鏡システムの検出感度の低下を防止することに特に有効である。

続いて、本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態は、第１実施形態の顕微鏡システムの光検出器の構成を変更したものである。第２実施形態は、光検出器にマルチチャンネル型ＰＭＴ素子を有するスペクトルディテクタ１０２ではなく、シングルディテクタをＮチャンネル搭載したＮチャンネルのディテクタを用いるようにしたものである。なお、第２実施形態は、光検出器の構成が第１実施形態のものと異なる以外は、同様の構成を有する。第２実施形態の説明において、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を用いることとする。また、第２実施形態の説明では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図３は、本発明の第２実施形態の顕微鏡システムの構成を説明するための図である。

図示するように、第２実施形態では、光検出器にシングルディテクタを３チャンネル搭載したＮチャンネルディテクタ３００を用いるようにしている。Ｎチャンネルディテクタ３００は、異なる波長の光を検出する３チャンネルのＰＭＴ５１ａ〜ｃが設けられている。３つのＰＭＴ５１ａ〜ｃは、それぞれのＰＭＴ５１ａ〜ｃに設定されている波長の光を検出して電気信号に変化して、アナログ演算回路１６に出力する。

また、第２実施形態では、各ＰＭＴ５１ａ〜ｃの光の入射面の前方にそれぞれシャッタ４０ａ〜ｃを設けるようにしている。なお、シャッタ４０ａ〜ｃの開閉は、シャッタ制御回路２０により制御される。シャッタ制御回路２０が行うシャッタ４０ａ〜ｃに対する動作制御は、第１実施形態と同じである。また、シャッタ４０ａ〜ｃの構成は、第１実施形態のものと同じであり、シャッタ制御回路２０から「シャッタ４０を開放する指示」を示す信号を受信している間だけシャッタ４０を開けるように構成されている。なお、各ＰＭＴ５１ａ〜ｃと対応する各シャッタ４０ａ〜ｃは、各々の組み合わせで独立に制御できる構成となっている。

このように、各ＰＭＴ５１ａ〜ｃの光の入射面の前方にそれぞれシャッタ４０ａ〜ｃを設けるようにしたことで、より確実にＰＭＴに所定以上の光が入射されることを防ぐことができるようになる。また、第２実施形態によれば、それぞれのＰＭＴ５１ａ〜ｃ毎に光電面を保護することができる。

なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ＰＭＴからの出力電流が所定値以上の場合にシャッタ４０を閉じてＰＭＴへの光の入射を遮断するようにしたが、この場合、さらに、ＰＭＴに印加するダイノード電圧を予め定めた初期電圧値に制御するようにしてもよい。具体的には、シャッタ制御回路２０は、ＰＭＴの出力電流が所定値より大きいと判定した場合に、装置制御回路１８にその旨を示す信号を出力する。装置制御回路１８は、シャッタ制御回路２０が送信するＰＭＴの出力電流が所定値より大きい旨を示す信号を受信した場合、ＨＶ制御回路２１を介してＰＭＴ１５に印加するダイノード電圧を予め定めた初期電圧値にする。

また、上記第1および第２実施形態では、複数のＰＭＴを光検出器に用いる場合を例示したがＰＭＴが１つの場合にも本実施形態を適用することができる。

また、第１の実施形態では、シャッタ４０をスペクトルディテクタ１０２のファイバー１２との接続部に設けるようにし、第２実施形態では、ＰＭＴ５１ａ〜ｃの光の入射面の前方に設けるようにしているが特にこれに限定するものではない。ＰＭＴに入射する光を遮断できる位置であればどこにおいてもよい。また、第１実施形態において、シャッタ４０をレーザ光源の直前に設置するなど複数箇所に設置するようにしてもよい。

また、第１および第２実施形態では、入射する光の遮断をシャッタを用いて実施したが光を遮断する手段はこの限りではない。例えば、レーザ光源の発振のＯＮ／ＯＦＦなどでも可能である。

本実施形態では、レーザ走査顕微鏡１０１と、スペクトルディテクタ１０２（または、Ｎチャンネルディテクタ３００）と、コントローラ１０３とを有するシステムとして説明したが、各装置が１つのユニットとして構成されていてもよい。また、例えば、レーザ走査顕微鏡１０１と、スペクトルディテクタ１０２（または、Ｎチャンネルディテクタ）とが１つのユニットとして構成されていてもいい。

また、本実施形態のシャッタ４０の制御やＰＭＴに印加する電圧の制御をハードウェア構成により実現するようにしてもよい。

また、レーザ走査顕微鏡に適用する場合を例に説明したが光源はレーザ光源に限らず、ハロゲン光源と波長選択素子とを組合せたものでも良い。

本発明の第１実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。 本発明の実施形態が行うシャッタ４０の制御方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態の顕微鏡システムの構成を説明するための図である。

符号の説明

１…レーザ、３…光ファイバー、４…レンズ、５…1stダイクロイックミラー、６…２次元走査手段、７…対物レンズ、８…標本、９…ステージ、１０…集光レンズ、１１…ピンホール、１２…光ファイバー、１３…レンズ、１４…分光素子、１５…マルチチャンネル光検出器、１６…光信号サンプリング回路、１７…画像処理回路、１８…装置制御回路、１９…ＸＹスキャナ駆動回路、２０…シャッタ制御回路、２１…ＨＶ制御回路、３０…モニタ、４０…シャッタ、５１…ＰＭＴ、１０１…レーザ走査顕微鏡、１０２…スペクトルディテクタ、１０３…コントローラ、１０４…信号線、１０５…信号線、１０６…信号線、１５０…光検出部、２００…信号線、１８１…ＣＰＵ、１８２…Ｄ/Ａ変換器、２０１…リモート回路、２０２…電圧判定回路２０２、２０３…ＰＭＴ出力電流判定回路、２１４…ＡＮＤ回路、３００…Ｎチャンネルディテクタ

Claims (6)

1. 光源から射出された光を標本に照射し、前記標本から発せられた微弱光を光検出手段で検出して電気信号に変換し、該変換した電気信号を用いて画像処理を行う顕微鏡において、
   前記光源と前記光検出手段との間に設けられ、前記光検出手段の光検出面に入射される光を遮断する遮蔽手段と、
   前記光検出手段が光電変換動作を実行していない場合には、前記光検出手段の光検出面に光が入射しないように前記遮蔽手段を制御する制御手段と、を有すること
   を特徴とする顕微鏡。
2. 請求項１に記載の顕微鏡において、
   前記光検出手段は、光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」という）であって、
   前記制御手段は、前記ＰＭＴが光電変換動作を実行中には、
   前記ＰＭＴが変換した電気信号の電流値を検知し、前記検知した電流値が所定値以上の場合に前記遮蔽手段を制御して前記ＰＭＴに入射される光を遮断すること
   を特徴とする顕微鏡。
3. 請求項１に記載の顕微鏡において、
   前記光検出手段は、光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」という）であって、
   前記ＰＭＴは、印加電圧を受けて動作するものであって、
   前記制御手段は、前記ＰＭＴが光電変換動作を実行中には、
   前記ＰＭＴに印加される電圧値を検出し、前記検出した電圧値が所定電圧値より小さい場合に前記遮蔽手段を制御して前記ＰＭＴに入射される光を遮断すること
   を特徴とする顕微鏡。
4. 請求項１に記載の顕微鏡であって、
   前記光検出手段は、光電子増倍管（以下「ＰＭＴ」という）であって、
   前記遮蔽手段は、前記制御手段からの開放を示す信号を受けない限り前記光源と前記ＰＭＴの間の光を遮断すること
   を特徴とする顕微鏡。
5. 請求項２に記載の顕微鏡において、
   前記ＰＭＴは、印加電圧を受けて動作するものであって、
   前記制御手段は、
   前記検知した電流値が前記所定値以上の場合に前記ＰＭＴに印加する電圧を予め定められた電圧値にすること
   を特徴とする顕微鏡。
6. 請求項３に記載の顕微鏡において、
   前記ＰＭＴは、前記所定電圧値以上の電圧が印加されている場合に前記ＰＭＴに入射される光の量と線形関係の電流値を出力すること
   を特徴とする顕微鏡。

Images