JP2017003864A - 顕微鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光検出器により、これら光検出器の劣化を防止しつつ励起波長ごとに蛍光のスペクトル成分を同時に検出する。
【解決手段】レーザユニット５から発せられた波長が異なる複数のレーザ光を標本Ｓ上で走査させる照明光学系７と、複数の励起光が走査された標本Ｓからの蛍光をレーザ光の波長ごとにスペクトル成分に分光する透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂと、透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂによりスペクトル成分に分光された蛍光ごとに検出する検出波長範囲を設定するＰＣ５１と、ＰＣ５１により設定された各検出波長範囲に従い、標本Ｓの同一範囲からの各蛍光のスペクトル成分をそれぞれ検出波長をずらしながら所定の波長幅で順次検出するＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂとを備え、ＰＣ５１が、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂによる各励起光と波長が重複する標本Ｓからの蛍光を含む戻り光のスペクトル成分の検出を阻止する顕微鏡システム１００を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡システムに関するものである。

従来、検出する波長範囲を自在に調整可能な分光検出機構を備えた光検出器を複数備え、標本に対して複数の異なる波長の励起光を同時に照射し、標本から発せられる互いに異なる波長範囲の観察光を各光検出器により同時に検出する顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

標本に対して異なる波長の複数の励起光を同時に照射すると、いずれかの光検出器の検出波長範囲によっては標本において反射された励起光が検出されてしまうことがある。例えば、標本に対して４８８ｎｍの励起光と５４３ｎｍの励起光とを同時に照射して、検出波長範囲が５００ｎｍ〜５８０ｎｍの光検出器と検出範囲が５７０ｎｍ〜６００ｎｍの光検出器とにより蛍光を同時に検出しようとした場合、検出範囲が５００ｎｍ〜５８０ｎｍの光検出器により、標本において反射された５４３ｎｍの励起光が検出されてしまう。これに対し、特許文献１に記載の顕微鏡は、蛍光の光路上に配置された音響光学素子により、光検出器に入射する励起光を除去して、光検出器による励起光の検出を防止している。

米国特許第６９７７７２４号明細書

しかしながら、音響光学素子により励起光を完全に除去することはできない。そのため、特許文献１に記載の顕微鏡では、蛍光と比較して強度が強い励起光が光検出器により検出されてしまい、光検出器が劣化してしまうという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の光検出器により、これら光検出器の劣化を防止しつつ、励起波長ごとに蛍光のスペクトル成分を同時に検出することができる顕微鏡システム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。
本発明は、光源から発せられた波長が異なる複数の励起光を標本上で走査させる照明光学系と、前記標本からの蛍光をスペクトル成分に分光する分光素子と、該分光素子により前記スペクトル成分に分光された前記蛍光に対し、その検出波長範囲を設定する範囲設定部と、該範囲設定部により設定された各前記検出波長範囲に従い、前記標本の同一範囲からの前記蛍光のスペクトル成分をそれぞれ検出波長をずらしながら所定の波長幅で順次検出する複数の光検出部と、これら光検出部による各前記励起光の標本からの戻り光の検出を阻止する検出阻止部とを備える顕微鏡システムを提供する。

本発明によれば、照明光学系により異なる波長の複数の励起光が標本に照射され、標本からの蛍光が分光素子によりスペクトル成分に分光され、設定部によって設定された各検出波長範囲に従ってこれらのスペクトル成分が各光検出部によりそれぞれ検出される。

この場合において、光検出部による各励起光の標本からの戻り光の検出が検出阻止部によって阻止されることで、蛍光よりも強度が強い励起光を検出してしまうことによる光検出部の劣化を防ぐことができる。したがって、複数の光検出器により、これら光検出器の劣化を防止しつつ、励起波長ごとに蛍光のスペクトル成分を同時に検出することができる。

上記発明においては、前記検出阻止部が、前記範囲設定部により設定される前記検出波長範囲を前記複数の励起光の波長を除く範囲に制限することとしてもよい。
このように構成することで、光検出部による励起光の検出を確実に阻止することができる。

上記発明においては、前記光検出部が、前記スペクトル成分に分光された蛍光のうち検出光路を通過可能な波長を制限する通過制限部材と、該通過制限部材による波長の制限を制御する通過制御部と、前記検出光路を通過した前記蛍光を検出する検出器とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、通過制限部材により励起光の通過を妨げて、光検出器による励起光の検出を確実に阻止することができる。

上記発明においては、前記検出阻止部が、前記光検出部ごとに前記蛍光の光路に挿脱可能に構成された前記戻り光を遮断可能な光遮断部材と、該光遮断部材の挿脱を制御する挿脱制御部とを備え、該挿脱制御部が、いずれかの前記励起光と波長が重複する前記蛍光のスペクトル成分を検出するタイミングで前記光検出部の前記光路に前記光遮断部材を挿入することとしてもよい。
このように構成することで、光遮断部材により励起光を遮断して、光検出部による励起光の検出を確実に阻止することができる。

上記発明においては、前記検出阻止部が、前記光検出部により前記励起光が検出されるタイミングにおいて前記光検出部に供給する駆動電圧を停止させることとしてもよい。
このように構成することで、光検出部に励起光が入射したとしても、光検出部による励起光の検出を確実に阻止することができる。

上記発明においては、前記範囲設定部により設定された前記検出波長範囲と、その検出波長範囲において、標本からの励起光の戻り光が含まれる波長範囲を表示する波長情報表示部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、ユーザは、各光検出部の検出波長範囲と、その検出波長範囲において、標本からの励起光の戻り光が含まれる波長範囲を表示部により一見して把握することができる。

上記発明においては、各前記光検出部から出力される検出信号に基づいて画像情報を生成する画像情報生成部と、該画像情報生成部により生成された前記画像情報を表示可能な画像情報表示部と、該画像情報生成部により生成された前記画像情報を保存可能な画像情報保存部とを備え、該画像情報表示部、および画像情報保存部が、前記検出阻止部により前記光検出部への駆動電圧の供給が停止された状態で取得された画像情報を表示、および保存しないこととしてもよい。

前記光検出部への駆動電圧の供給が停止された状態で取得された画像情報には蛍光の情報が含まれていないので、このような画像情報は観察画像として好ましくない。したがって、このように構成することで、不必要な画像を表示することなく、かつ、画像情報保存部の保存容量の無駄な消費を抑えることができる。

本発明によれば、複数の光検出器により、これら光検出器の劣化を防止しつつ、励起波長ごとに蛍光のスペクトル成分を同時に検出することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る蛍光顕システムを示す概略構成図である。 図１の顕微鏡システムのモニタに表示されるチャンネルごとの励起波長および検出波長範囲を示す情報の一例を示す図である。 図２において、励起波長１のみが選択された場合に制限される各チャンネルの検出波長範囲の下限の一例を示す図である。 図２において、励起波長１，２がそれぞれ選択された場合に制限される各チャンネルの検出波長範囲の上限および下限の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の第１変形に係る顕微鏡システムにおいて、モニタに表示されるチャンネルごとの励起波長、検出波長範囲およびＰＭＴへのＨＶの供給を停止する領域を示す情報の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の第２変形に係る蛍光顕システムにおいて、モニタに表示されるチャンネルごとの励起波長、検出波長範囲およびＰＭＴへのＨＶの供給を停止する領域を示す情報の一例を示す図である。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る顕微鏡システムについて図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１００は、図１に示されるように、標本Ｓを載置するＸＹＺステージ３と、レーザ光（励起光）を発生するレーザユニット（光源）５と、レーザユニット５から発せられた波長が異なる複数の励起光を標本Ｓに照射する照明光学系７と、複数の励起光が照射された標本Ｓからの蛍光を検出する検出光学系９と、これらレーザユニット５、照明光学系７および検出光学系９を制御したり画像（画像情報）を生成したりする制御ユニット１１と、制御ユニット１１により生成された画像等を表示するモニタ（波長情報表示部、画像情報表示部）１３と、ユーザに観察条件等を入力させる入力器１５と、観察条件や画像等を記憶するメモリ（画像情報保存部）１７とを備えている。

ＸＹＺステージ３は、例えば、図示しない複数のモータにより、相互に直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の移動軸に沿って独立して移動することができるようになっている。これにより、ＸＹＺステージ３は、載置された標本Ｓを３次元方向に移動させることができるようになっている。
レーザユニット５は、励起波長が異なる複数のレーザ光を同時に射出することができるようになっている。

照明光学系７は、レーザユニット５から射出されたレーザ光を集光する瞳投影レンズ２１と、瞳投影レンズ２１により集光されたレーザ光を偏向するガルバノスキャナ２３と、ガルバノスキャナ２３により偏向されたレーザ光を平行光にする結像レンズ２５と、結像レンズ２５により平行光にされたレーザ光を標本Ｓに照射する一方、標本Ｓから戻る戻り光を集光する対物レンズ２７とを備えている。

ガルバノスキャナ２３は、互いに異なる揺動軸回りに揺動可能な一対のガルバノミラー（図示略）を備えている。このガルバノスキャナ２３は、これら一対のガルバノミラーによりに、瞳投影レンズ２１からのレーザ光を互いに直交するＸ方向およびＹ方向に偏向して、標本Ｓ上で２次元的に走査させることができるようになっている。

検出光学系９は、対物レンズ２７により集光されてレーザ光の光路を戻る標本Ｓからの戻り光をレーザ光の光路から分岐させる励起ダイクロイックミラー２９と、励起ダイクロイックミラー２９により分岐された戻り光を集光する共焦点レンズ３１と、共焦点レンズ３１により集光された戻り光の内、標本Ｓにおける対物レンズ２７の焦点位置において発生した蛍光のみを通過させるピンホール３３と、ピンホール３３を通過した蛍光を平行光にするコリメートレンズ３５と、コリメートレンズ３５により平行光にされた蛍光を波長に応じて２つの光路に分岐させる分光ダイクロイックミラー３７と、分光ダイクロイックミラー３７により分岐された蛍光をそれぞれ検出する２つの分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂとを備えている。

励起ダイクロイックミラー２９は、レーザユニット５からのレーザ光を瞳投影レンズ２１に向けて反射する一方、レーザ光の光路を戻る標本Ｓからの蛍光を共焦点レンズ３１に向けて透過させるようになっている。

ピンホール３３は、対物レンズ２７の瞳位置と共役な位置に配置されている。
分光ダイクロイックミラー３７は、標本Ｓからの蛍光を波長に応じて分光検出ユニット３９Ａ、３９Ｂへ分岐させるようになっている。

分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂは、互いに同一の構成を有している。具体的には、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂは、入射した蛍光を回折してスペクトル成分に分光する透過型ＶＰＨＧ（Ｖｏｌｕｍｅ Ｐｈａｓｅ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｇｒａｔｉｎｇ、分光素子）４１Ａ，４１Ｂと、透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂにより分光された蛍光を反射する角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂと、角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂにより反射された蛍光を集光する結像レンズ４５Ａ，４５Ｂと、結像レンズ４５Ａ，４５Ｂにより集光された蛍光の通過を制限する可変スリット（光検出部、通過制限部材）４７Ａ，４７Ｂと、可変スリット４７Ａ，４７Ｂを通過した蛍光を検出するＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ、光検出部、検出器）４９Ａ，４９Ｂとを備えている。

透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂは、所定の揺動軸回りに揺動可能に設けられている。これら透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂは、検出する蛍光の波長に応じて揺動軸回りの角度（姿勢）を変えることで、蛍光の回折効率を向上することができるようになっている。

角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂは、所定の揺動軸回りに揺動可能に設けられている。これら角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂは、揺動軸回りの角度を変えることで、可変スリット４７Ａ，４７Ｂを通過させてＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに入射させる蛍光の中心波長を調整することができるようになっている。

可変スリット４７Ａ，４７Ｂは、蛍光の光路上に配置される大きさ可変の開口を有している。この可変スリット４７Ａ，４７Ｂは、開口の大きさを変えることで、通過させる蛍光の波長幅を変更することができるようになっている。
ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂは、検出した蛍光の輝度に相当する光強度信号を出力するようになっている。

制御ユニット１１は、レーザユニット５、ガルバノスキャナ２３および分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂの制御や画像生成等を行うＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、範囲設定部、検出阻止部、画像情報生成部）５１と、ＰＣ５１からの指示に基づき透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂ、角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂおよび可変スリット４７Ａ，４７Ｂを制御する制御回路（光検出部、通過制御部）５３と、ＰＣ５１からの指示に基づきＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに供給するＨＶ（駆動電圧）を制御するＨＶ回路５５と、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂから出力された光強度信号を処理してＰＣ５１に送る検出信号処理回路５７とを備えている。

入力器１５は、例えば、マウスやキーボードである。この入力器１５は、ユーザが、観察条件として、イメージングに使用するレーザ光の励起波長やレーザ光の走査範囲を入力したり、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂごとに検出する蛍光の波長範囲を入力したりすることができるようになっている。

ＰＣ５１は、レーザユニット５、ガルバノスキャナ２３、透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂ、角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂおよび可変スリット４７Ａ，４７Ｂを制御する制御プログラムを有している。また、ＰＣ５１は、ＧＵＩによりモニタ１３に表示される図２に示すような画面において、ユーザに、イメージングに使用するレーザ光の励起波長を選択させたり、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂによるチャンネルごとの蛍光の検出波長範囲を設定させたりすることができるようになっている。

図２に示す例では、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂによるチャンネルごとに、レーザ光の励起波長として４８８ｎｍと５４３ｎｍの２つから選択することができるようになっている。また、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂによるチャンネルごとに、蛍光の検出波長範囲の上限値と下限値を４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で設定することができるようになっている。

また、ＰＣ５１は、ユーザが選択したレーザ光の励起波長に基づき、チャンネルごとに設定する蛍光の検出波長範囲の上限値および下限値を算出して、蛍光を検出可能な波長範囲をレーザユニット５から発生させる各レーザ光の波長を除く範囲に制限するようになっている。また、ＰＣ５１は、図３に示すように、ＧＵＩによりモニタ１３に表示される画面上で、蛍光の検出波長範囲の内、蛍光を検出できないように制限した波長領域を検出可能な波長領域とは異なる色で表示したり、その波長領域をユーザが選択できないようにしたりするようになっている。図３に示す例では、各チャンネル１，２における検出可能な蛍光の波長範囲の下限値が４９４ｎｍに設定されている。

例えば、使用する２つのレーザ光の励起波長が励起波長１＜励起波長２の関係にある場合、ＰＣ５１は、励起波長１を用いてイメージングする場合の蛍光の検出波長範囲（Ｘ１）を励起波長１＋α＜Ｘ１＜励起波長２−αに制限し、励起波長２を用いてイメージングする場合の蛍光の検出波長範囲（Ｘ２）をＸ２＞励起波長２＋αに制限するようになっている。本実施形態においては、例えば、α＝５ｎｍとする。

また、ＰＣ５１は、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂごとに、検出する蛍光の波長範囲に適した透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂの揺動角度を制御回路５３に指示するようになっている。また、ＰＣ５１は、検出する蛍光の波長範囲を所定の波長幅で通過させる可変スリット４７Ａ，４７Ｂの開口の大きさを制御回路５３に指示するようになっている。また、ＰＣ５１は、可変スリット４７Ａ，４７Ｂの開口を通過させる蛍光の波長領域を所定の波長間隔で切り替えて、それぞれ蛍光の中心波長が開口の中央を通過するように蛍光を反射させる角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂの揺動角度を制御回路５３に指示するようになっている。

また、ＰＣ５１は、画像を生成する画像生成プログラムを有している。このＰＣ５１は、検出信号処理回路５７から送られてくるＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂからの蛍光の光強度信号と、ガルバノスキャナ２３の各ガルバノミラーの揺動角度に対応するレーザ光の走査位置に関する走査位置信号とに基づいて標本Ｓの画像データを生成するようになっている。

このように構成された顕微鏡システム１００の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１００により標本Ｓを蛍光観察する場合は、モニタ１３に表示される図２に示すような画面上で、ユーザが、入力器１５により、イメージングに使用するレーザ光の波長を選択するとともに、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂによるチャンネルごとの蛍光の検出波長範囲を設定する。

例えば、図３に示すように、分光検出ユニット３７Ａによるチャンネル１のイメージングに使用するレーザ光の励起波長１として、ユーザが４８８ｎｍを選択すると、ＰＣ５１により、各チャンネル１，２の検出波長範囲Ｘの下限値が、励起波長１＋α＜Ｘ、すなわち、４８８ｎｍ＋５ｎｍ＝４９３ｎｍ＜Ｘより、４９４ｎｍに制限される。

次いで、図４に示すように、分光検出ユニット３７Ｂによるチャンネル２のイメージングに使用するレーザ光の励起波長２として、ユーザが５４３ｎｍを選択すると、ＰＣ５１により、チャンネル１の検出波長範囲（Ｘ１）が、励起波長１＋α＜Ｘ１＜励起波長２−α、すなわち、４９３ｎｍ＜Ｘ１＜５３８ｎｍに制限され、チャンネル２の検出波長範囲（Ｘ２）が、Ｘ２＞励起波長２＋α、すなわち、Ｘ２＞５４８ｎｍに制限される。これにより、図４に示すように、チャンネル１の検出波長範囲が４９４ｎｍ以上５３７ｎｍ以下に設定され、チャンネル２の検出波長範囲が５４９ｎｍ以上に設定される。

また、ＰＣ５１により、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂごとに、設定した蛍光の検出波長範囲に基づいて、制御回路５３に透過型ＶＰＨＧ４１Ａ，４１Ｂの揺動角度、可変スリット４７Ａ，４７Ｂの開口の大きさ、および、角度可変ミラー４３Ａ，４３Ｂの揺動角度が指示され、制御回路５３によりそれぞれ制御される。

これにより、分光検出ユニット３９Ａにおいては、４９４ｎｍ以上５３７ｎｍ以下の波長の蛍光が所定の波長幅ずつ可変スリット４７Ａを順次通過可能となり、分光検出ユニット３９Ｂにおいては、５４９ｎｍ以上の波長の蛍光が所定の波長幅ずつ可変スリット４７Ｂを順次通過可能となる。

次に、レーザユニット５から４８８ｎｍの励起波長のレーザ光と５４３ｎｍの励起波長のレーザ光を同時に発生させる。レーザユニット５から発せられたこれらのレーザ光は、励起ダイクロイックミラー２９により反射されて瞳投影レンズ２１により集光された後、ガルバノスキャナ２３により偏向される。そして、レーザ光は、結像レンズ２５により平行光にされ対物レンズ２７により標本Ｓに照射される。これにより、ガルバノスキャナ２３の各ガルバノミラーの揺動角度に応じて、標本Ｓ上で各レーザ光が２次元的に走査される。

レーザ光が照射されることにより標本Ｓにおいて発生した蛍光は、対物レンズ２７により集光されて結像レンズ２５、ガルバノスキャナ２３、瞳投影レンズ２１を介してレーザ光の光路を戻り、励起ダイクロイックミラー２９によりレーザ光の光路から分岐される。レーザ光の光路から分岐された蛍光は、共焦点レンズ３１により集光され、その一部がピンホール３３を通過してコリメートレンズ３５により平行光にされる。

そして、蛍光は、分光ダイクロイックミラー３７により波長に応じて２つの光路に分岐され、４８８ｎｍのレーザ光が照射されることにより標本Ｓにおいて発せられた蛍光が分光検出ユニット３７Ａに入射され、５４３ｎｍのレーザ光が照射されることにより標本Ｓにおいて発せられた蛍光が分光検出ユニット３７Ｂに入射される。

分光検出ユニット３７Ａにおいては、入射した蛍光が過型ＶＰＨＧ４１Ａによりスペクトル成分に分光された後、角度可変ミラー４３Ａにより反射されて結像レンズ２５Ａにより所定の波長幅ずつ可変スリット４７Ａの開口に順次結像される。そして、４９４ｎｍ以上５３７ｎｍ以下の波長範囲で、可変スリット４７Ａを順次通過したスペクトル成分の蛍光がＰＭＴ４９Ａにより検出される。

一方、分光検出ユニット３７Ｂにおいては、入射した蛍光が過型ＶＰＨＧ４１Ｂによりスペクトル成分に分光された後、角度可変ミラー４３Ｂにより反射されて結像レンズ２５Ｂにより所定の波長幅ずつ可変スリット４７Ｂの開口に順次結像される。そして、５４９ｎｍ以上の波長範囲で、可変スリット４７Ｂを順次通過したスペクトル成分の蛍光がＰＭＴ４９Ｂにより検出される。

ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂにより蛍光が検出されると、それぞれの蛍光の輝度に相当する輝度信号がＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂから検出信号処理回路５７に送られて処理され、ＰＣ５１に入力される。これにより、ＰＣ５１において、それぞれの光強度信号とレーザ光の走査位置信号とに基づいて、分光検出ユニット３７Ａ，３７Ｂごとに標本Ｓの画像が生成される。

ここで、上述したように、ＰＣ５１、制御回路５３および可変スリット４７Ａ，４７Ｂが、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂごとに検出する蛍光の波長範囲をレーザユニット５から発生させる各レーザ光の波長を除く範囲に制限することで、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂによる各レーザ光の波長と重複する波長の戻り光の検出が阻止される。これにより、ＰＣ５１により設定される蛍光の検出波長範囲に関わらず、標本Ｓにおける蛍光よりも強度が強い各レーザ光の反射光がＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂにより検出されてしまうのを防ぎ、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂの劣化を防止することができる。

したがって、本実施形態に係る顕微鏡システム１００によれば、ユーザがレーザ光の励起波長を入力するだけで、複数のＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂにより、これらＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂの劣化を防止しつつ、レーザ光の励起波長ごとに蛍光のスペクトル成分を同時に検出することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡システムについて説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１００は、ＰＣ５１が、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに供給するＨＶのＯＮ／ＯＦＦにより、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂによるレーザ光の戻り光の検出を制限する点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡システム１００と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

ＰＣ５１は、ユーザが選択したレーザ光の励起波長に基づき、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂによるチャンネルごとに設定する蛍光の検出波長範囲の内、レーザユニット５から発生させる各レーザ光の波長と重複する波長領域を算出するようになっている。例えば、ＰＣ５１は、蛍光の検出波長範囲の内のレーザ光の励起波長と重複する領域（Ｘ）として、励起波長−α＜Ｘ＜励起波長＋αを算出するようになっている。本実施形態においては、例えば、α＝５ｎｍとする。

そして、ＰＣ５１は、算出した波長領域でのＰＭＴ４９Ａ，４９ＢへのＨＶの供給停止をＨＶ回路５５に指示し、その波長領域の光がＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに入射する間は、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに供給する駆動電圧を停止させるようになっている。

また、ＰＣ５１は、図５に示すように、ＧＵＩによりモニタ１３に表示される画面上で、蛍光の検出波長範囲の内のＰＭＴ４９Ａ，４９ＢへのＨＶを停止する波長領域、および、ＨＶの供給を停止する旨を表示するようになっている。図５に示す例では、蛍光の検出波長範囲の内、ＰＭＴ４９Ａ，４９ＢへのＨＶを停止する波長領域に、その範囲を示す数値と「ＨＶ ＯＦＦ」の表記が付されている。

このように構成された顕微鏡システム１００の作用について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１００により標本Ｓを観察する場合、例えば、図５に示すように、ユーザが分光検出ユニット３７Ａによるイメージングに使用するレーザ光の励起波長１として４８８ｎｍを選択し、分光検出ユニット３７Ｂによるイメージングに使用するレーザ光の励起波長２として５４３ｎｍを選択する。この場合、ＰＣ５１により、蛍光の検出波長範囲の内、レーザ光の励起波長と重複する領域（Ｘ１，Ｘ２）として、励起波長−α≦Ｘ≦励起波長＋α、すなわち、４８３ｎｍ≦Ｘ１≦４９３ｎｍと５３８ｎｍ≦Ｘ２≦５４８ｎｍが算出される。

そして、ＰＣ５１により、算出した波長領域Ｘ１，Ｘ２でのＨＶの供給停止がＨＶ回路５５に指示される。そして、ＨＶ回路５５により、４８３ｎｍ≦Ｘ１≦４９３ｎｍと５３８ｎｍ≦Ｘ２≦５４８ｎｍの波長領域の光がＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに入射される間は、ＰＭＴ４９Ａ，４９ＢへのＨＶの供給が停止される。

これにより、レーザユニット５から同時に発せられた４８８ｎｍ，５４３ｎｍのレーザ光が標本Ｓに照射されることにより、標本Ｓからの反射光が蛍光と共に分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂに入射したとしても、４８３ｎｍ〜４９３ｎｍと５３８ｎｍ〜５４８ｎｍの波長範囲ではＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂによる検出が阻止される。

したがって、本実施形態に係る顕微鏡システム１００によれば、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂにレーザ光の反射光が入射したとしても、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂによる反射光の検出を確実に阻止して、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂの劣化を防止することができる。

本実施形態は、以下のように変形することができる。
本実施形態においては、ＰＭＴ４９Ａ，４９ＢへのＨＶの供給を停止することにより反射光の検出を阻止するとした。第１変形例としては、これに代えて、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに入射する光を遮断可能なメカニカルシャッタ（光遮断部材）を採用して、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂによる反射光の検出を阻止することとしてもよい。

この場合、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂ内のＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに入射する蛍光の光路上にメカニカルシャッタを挿脱可能に配置し、制御回路（挿脱制御部）５３により、ＰＣ５１からの指示に従ってメカニカルシャッタの挿脱を制御することとすればよい。そして、分光検出ユニット３９Ａ，３９Ｂごとに設定する蛍光の検出波長範囲の内、レーザユニット５から発生させる各レーザ光の波長と重複する波長領域の蛍光がＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂに入射する間は、ＰＣ５１により、蛍光の光路にメカニカルシャッタを挿入して光を遮断し、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂによる反射光の検出を阻止することとすればよい。

また、本実施形態においては、単に、蛍光の検出波長範囲の内のレーザ光の励起波長と重複する波長領域ではＰＭＴ４９Ａ，４９ＢへのＨＶの供給を停止することとした。第２変形例としては、これに加えて、ＰＣ５１が、各レーザ光の励起波長と重複する波長領域の光の検出が阻止された状態のＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂから出力される光強度信号に基づいて生成する画像をモニタ１３に表示しないこととしてもよいし、あるいは、そのような画像をメモリ１７に保存しないこととしてもよい。

本変形例においては、例えば、図６に示すように、分光検出ユニット３９Ａによるチャンネル１では、励起波長が４８８ｎｍで、蛍光の検出波長範囲５００ｎｍ〜５６０ｎｍを１０ｎｍステップで検出し、分光検出ユニット３９Ｂによるチャンネル２では、励起波長が５４３ｎｍで、蛍光の検出波長範囲５７０ｎｍ〜６３０ｎｍを１０ｎｍステップで検出する場合を例示して説明する。

この場合、ＰＣ５１が、分光検出ユニット３７Ａによるチャンネル１の検出波長範囲（Ｘ１）を、５００ｎｍ≦Ｘ１≦５６０ｎｍに制限し、分光検出ユニット３７Ｂによるチャンネル２の検出波長範囲（Ｘ２）を、５７０ｎｍ≦Ｘ２≦６３０に制限することとすればよい。また、ＰＣ５１が、設定した蛍光の検出波長範囲に基づいて制御回路５３に指示し、分光検出ユニット３９Ａでは５００ｎｍ〜５６０ｎｍの波長の蛍光を１０ｎｍステップで可変スリット４７Ａを順次通過可能にし、分光検出ユニット３９Ｂでは５７０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長の蛍光を１０ｎｍステップで可変スリット４７Ｂを順次通過可能にすればよい。

この場合において、チャンネル１における蛍光の検出波長範囲５００ｎｍ〜５６０ｎｍの内、５３８ｎｍ〜５４８ｎｍの波長領域で、チャンネル２のレーザ光の励起波長５４３ｎｍと重複する。また、標本Ｓに対して励起波長５４３ｎｍのレーザ光が照射されて、チャンネル２において６０１ｎｍ〜６１０ｎｍの波長領域と６１１ｎｍ〜６２０ｎｍの波長領域の蛍光が検出される間、チャンネル１において５３１ｎｍ〜５４０ｎｍの波長領域と５４１ｎｍ〜５５０ｎｍの波長領域の蛍光の検出が行われる。

そこで、ＰＣ５１により、チャンネル１において５３１ｎｍ〜５４０ｎｍの波長領域と５４１ｎｍ〜５５０ｎｍの波長領域の蛍光が検出される間のＰＭＴ４９ＡへのＨＶの供給停止をＨＶ回路５５に指示して、これらの波長領域の光がＰＭＴ４９Ａに入射する間は、ＰＭＴ４９ＡへのＨＶの供給を停止させるとともに、この間にＰＭＴ４９Ａから出力される光強度信号に基づいて作成した画像はモニタ１３に表示しないこととすればよい。

ここで、各レーザ光と波長が重複する蛍光のスペクトル成分の検出が阻止された状態のＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂから出力される光強度信号に基づいて生成された画像には蛍光の情報が含まれていないので、このような画像は観察画像として好ましくない。したがって、本変形例によれば、ＰＭＴ４９ＡへのＨＶの供給を停止した状態のＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂから出力される光強度信号に基づく画像をモニタ１３に表示させないことで、有用な観察画像を効率的に用いて標本Ｓを観察することができる。

本変形例においては、ＰＣ５１が、各レーザ光の励起波長と重複する波長領域の蛍光の検出が阻止された状態のＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂから出力される光強度信号を検出信号処理回路５７から読み取った後、モニタ１３への画像の表示やメモリ１７への画像の記録を行わずにその光強度信号を消去することとしてもよい。また、ＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂが各レーザ光の励起波長と重複する波長領域の蛍光の検出を阻止されている間は、ＰＣ５１が検出信号処理回路５７からの光強度信号の読み取りを停止することとしてもよいし、検出信号処理回路５７がＰＭＴ４９Ａ，４９Ｂからの光強度信号の読み取りを停止することとしてもよい。このようにすることで、メモリ１７の保存容量の無駄な消費も抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。

７ 照明光学系
１３ モニタ（波長情報表示部、画像情報表示部）
１７ メモリ（画像情報保存部）
４１Ａ，４１Ｂ 透過型ＶＰＨＧ（分光素子）
４７Ａ，４７Ｂ 可変スリット（光検出部、通過制限部材）
４９Ａ，４９Ｂ ＰＭＴ（光検出部、検出器）
５１ ＰＣ（範囲設定部、検出阻止部、画像情報生成部）
５３ 制御回路（光検出部、通過制御部、挿脱制御部）
１００ 顕微鏡システム

Claims (8)

1. 光源から発せられた波長が異なる複数の励起光を標本上で走査させる照明光学系と、
   前記複数の励起光が走査された前記標本において発生する蛍光をスペクトル成分に分光する分光素子と、
   該分光素子により前記スペクトル成分に分光された前記蛍光ごとに検出する検出波長範囲を設定する範囲設定部と、
   該範囲設定部により設定された各前記検出波長範囲に従い、前記標本の同一範囲からの各前記蛍光のスペクトル成分をそれぞれ検出波長をずらしながら所定の波長幅で順次検出する複数の光検出部と、
   これら光検出部による各前記励起光と波長が重複する前記標本からの前記蛍光を含む戻り光のスペクトル成分の検出を阻止する検出阻止部とを備える顕微鏡システム。
2. 前記検出阻止部が、前記範囲設定部により前記蛍光ごとに設定される前記検出波長範囲を前記複数の励起光の波長を除く範囲に制限する請求項１に記載の顕微鏡システム。
3. 前記光検出部が、前記スペクトル成分に分光された蛍光のうち検出光路を通過可能な波長を制限する通過制限部材と、該通過制限部材による波長の制限を制御する通過制御部と、前記検出光路を通過した前記蛍光を検出する検出器とを備える請求項２に記載の顕微鏡システム。
4. 前記検出阻止部が、前記光検出部ごとに前記蛍光の光路に挿脱可能に構成された前記戻り光を遮断可能な光遮断部材と、該光遮断部材の挿脱を制御する挿脱制御部とを備え、
   該挿脱制御部が、いずれかの前記励起光と波長が重複する前記蛍光のスペクトル成分を検出するタイミングで前記光検出部の前記光路に前記光遮断部材を挿入する請求項１に記載の顕微鏡システム。
5. 前記検出阻止部が、いずれかの前記励起光と波長が重複する前記蛍光のスペクトル成分を検出するタイミングで前記光検出部に供給する駆動電圧を停止させる請求項１に記載の顕微鏡システム。
6. 前記範囲設定部により設定された前記検出波長範囲と前記標本に照射する前記励起光の波長とを表示する波長情報表示部を備える請求項３から請求項５のいずれかに記載の顕微鏡システム。
7. 各前記光検出部から出力される検出信号に基づいて画像情報を生成する画像情報生成部と、
   該画像情報生成部により生成された前記画像情報を表示可能な画像情報表示部とを備え、
   該画像情報表示部が、前記検出阻止部により各前記励起光と波長が重複する前記蛍光のスペクトル成分の検出が阻止された状態の前記光検出部から出力される前記検出信号に基づいて生成される前記画像情報を表示しない請求項３から請求項６のいずれかに記載の顕微鏡システム。
8. 各前記光検出部から出力される検出信号に基づいて画像情報を生成する画像情報生成部と、
   該画像情報生成部により生成された前記画像情報を保存可能な画像情報保存部とを備え、
   該画像情報保存部が、前記検出阻止部により各前記励起光と波長が重複する前記蛍光のスペクトル成分の検出が阻止された状態の前記光検出部から出力される前記検出信号に基づいて生成される前記画像情報を保存しない請求項３から請求項６のいずれかに記載の顕微鏡システム。
   

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