JP3999324B2 - Fluorescence microscope device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医学や生物学の分野において、生物組織などの標本の状態を観察するときに用いられ、特に標本から発せられる複数の波長領域の蛍光を写真撮影する蛍光顕微鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種の蛍光顕微鏡装置は、医学や生物学、その他の分野において、生物の組織細胞上で蛍光標識された蛋白や遺伝子などを検出するために用いられる。
【0003】
特に近年では、標本に蛍光標識した場合、微弱な蛍光しか発しない物質であつても、複数の蛍光標識による多重染色によって他の物質との位置関係を調べるために多用されるようになつている。
【0004】
最近では、このような多重染色標本を観察するために蛍光顕微鏡装置には、各染色の蛍光の波長を識別するために多重染色用の蛍光ダイクロイックミラーが用いられている。
【0005】
しかしながら、多重染色の標本の作製時に、蛍光顕微鏡で得られる各蛍光標識による各蛍光の明るさのバランスを取ることは、これら蛍光の明るさを確認することが出ないことから難しいものとなつている。
【0006】
例えば、特開平8−320437号公報には、標本の照明光路上に、波長に対して透過特性が可変なフィルターを挿入し、蛍光標識に対する励起光の光量を調整し、各蛍光標識による蛍光の明るさのバランスを取っている。
【0007】
一方、蛍光顕微鏡装置を用いての蛍光写真撮影では、蛍光の照度が低いため、フィルムが低照度不規則特性を示す照度領域での使用となり、フィルム感度濃度に過不足を生じ、適正な露光による撮影ができない。
【0008】
特に、蛍光観察時には、蛍光標本がその発光波長にピークを持つように特徴的な色を呈するため、カラーフィルム使用時にはR(赤)、G(緑)、B(青)の3種類の乳剤層がそれぞれ異なる割合で低照度不軌を起こすので、使用する蛍光色素の色により適正な露出の写真を得られないという問題がある。
【0009】
このような事から例えば特開平5−165079号公報では、標本の蛍光波長を検出し、カメラの露出時間を変化させて露出補正を行い、良好な写真撮影を行っている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平8−320437号公報の技術のように各蛍光の明るさのバランスを取る方法では、標本からの観察光を基に人手で各蛍光の明るさのバランスを調整するので、この調整作業に対する熟練が必要であるとともに、人手による作業であることから調整に時間が掛かる。
【0011】
一般に蛍光色素は、暗くかつ時間経過による褪色が生じ易いので、迅速な作業が要求される。
又、上記特開平5−165079号公報の技術では、標本から得られる蛍光の明るさを波長毎に検出し露光時間に補正を加えているが、多重染色の標本に対しては、各蛍光波長毎に露光を繰り返し行うので、多重露光を行わなければならず、写真撮影作業に時間が掛かるう上、蛍光色素の褪色の問題も生じる。
【0012】
そこで本発明は、多重に染色された標本を観察するのに、作業の簡易化を図るとともに標本の褪色を軽減して、各蛍光標識による蛍光の明るさのバランスが取れる蛍光顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1によれば、多重に染色された標本に励起光を照射し、前記標本から発せられる蛍光を観察する蛍光顕微鏡装置において、標本から発せられる蛍光の明るさを検出する検出素子と、標本から発せられる蛍光を波長毎に調光する調光手段と、検出素子により検出された波長毎の蛍光の明かるさに基づいて観察される蛍光の明るさが波長毎に等しくなるように調光手段を制御する制御手段とを備えた蛍光顕微鏡装置である。
【0014】
請求項2によれば、請求項1記載の蛍光顕微鏡装置において、調光手段は、光の入射角により分光透過特性が変化するフィルタである。
請求項3によれば、請求項1記載の蛍光顕微鏡装置において、調光手段は、特定の波長領域で透過率の異なるフィルタである。
【0015】
【発明の実施の形態】
(1)以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は蛍光顕微鏡装置の構成図である。
照明用の光源1から放射された光の光路上には、ダイクロイックミラー2が配置されている。このダイクロイックミラー2は、光源1から発せられた光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長領域の光のみを反射する作用を有している。
【0016】
このダイクロイックミラー2の反射光路上には、対物レンズ3が配置されている。この対物レンズ3の集光位置には、各蛍光標識により例えば2重染色された標本4が配置される。
【0017】
又、ダイクロイックミラー2の標本4からの透過光路上には、クイックリターンミラー5を介してカメラ6が配置されている。このクイックリターンミラー5は、ダイクロイックミラー2の透過光路上に挿入して光路を曲げたり、ダイクロイックミラー2の透過光路上から離脱させて標本4からの標本像をカメラ6側に伝達するものとなっている。
【0018】
上記光源1とダイクロイックミラー2との間には、調光手段7が配置されている。
この調光手段7は、標本4から発せられる蛍光を波長毎に調光する機能を有するもので、例えば光の入射角により分光透過特性が変化するフィルタ7aが用いられている。
【0019】
図2はかかるフィルタの特性を示す図である。このフィルタ7aは、光源1からの光の進行方向に対して入射角0°又は45°に設定するように回転自在に設けられ、光線の入射角が0°であれば、光線に対する透過帯域が長波長側になり、光線の入射角が45°であれば、光線に対する透過帯域が短波長側に移動するものとなっている。
【0020】
一方、クイックリターンミラー5の反射光路上には、結像レンズ8を介して2次元エリアセンサ9が標本面と共役な位置に配置されている。この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力する検出素子としての機能を有している。
【0021】
制御装置10は、調光手段7のフィルタ7aへの入射角を0°と45°とに設定し、これら入射角のときの2次元エリアセンサ9から出力された各輝度信号を入力し、これら輝度信号から標本4からの蛍光における波長毎の明かるさに基づいて観察される蛍光の明るさが波長毎に等しくなるように調光手段7のフィルタ7aの角度を制御する機能を有している。
【0022】
具体的に、この制御装置10には、メモリ部11、比較部12及び出力部13の各機能が備えられている。このうちメモリ部11には、2次元エリアセンサ9から出力された輝度信号が格納されるものとなっている。又、比較部12には、外部情報入力手段14が接続されている。
【0023】
この外部情報入力手段14には、カメラ6に使用するフィルムの種別によりR、G、Bでの低照度不軌特性を補正するための補正値が格納されている。
上記比較部12は、調光手段7のフィルタ7aへの入射角を0°と45°とにそれぞれ設定したときに2次元エリアセンサ9から出力された各輝度信号を入力し、これら輝度信号において各ピーク値を検出してこれらを比較座標とし、これら比較座標の輝度値が等しければ作業を終了し、かつ等しくなければ出力部13に対し、フィルムの種別によりR、G、Bでの低照度不軌特性の補正を掛けて調光手段7のフィルタを回転させる指令を与える機能を有している。
【0024】
この出力部13は、フィルタ7aの回転指令を受けると、例えばフィルタが低波長側から長波長側に変化する方向で、かつ一定量の角度づつ回転させる回転駆動信号を調光手段7に送出する機能を有している。
【0025】
次に上記の如く構成された蛍光顕微鏡装置の作用について図3に示す調光制御のフローチャートに従って説明する。
制御装置10は、ステップ#1において、開始スイッチの確認を行い、この開始スイッチがオンになっていれば、制御を開始し、次のステップ#2で外部情報入力手段14に格納されているフィルムの種別によりR、G、Bでの低照度不軌特性を補正するための補正値を読み込む。
【0026】
なお、外部情報入力手段14にフィルムの指定がない場合には、R、G、Bでの低照度不軌特性の補正は行わない。
次に制御装置10は、ステップ#3において、出力部13から回転駆動信号を調光手段7に送出し、この調光手段7のフィルタ7aへの入射角が0°になるように設定する。
【0027】
このようにフィルタ7aへの入射角が0°に設定すれば、フィルタは、図2に示すように長波長側の透過帯域として作用する。
この状態に、光源1から放射された光は、調光手段7のフィルタ7aを透過し、ダイクロイックミラー2において光源1から放射された光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長領域の光のみ励起光として反射する。
【0028】
このダイクロイックミラー2で反射した励起光は、対物レンズ3を通して染色された標本4に集光される。
この励起光により標本4では、長波長側に励起波長帯域を持つ色素が励起され、その波長の蛍光が発生する。
【0029】
この標本4からの蛍光は、対物レンズ3で捕らえられ、ダイクロイックミラー2でその波長が選択透過され、さらにクイックリターンミラー5で反射し、結像レンズ8により例えば図4に示すような標本像として2次元エリアセンサ9上に投影される。
【0030】
この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力する。
この2次元エリアセンサ9から出力された輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。
【0031】
比較部12は、メモリ部11に格納された輝度信号を読み出し、フィルタ7aへの入射角を0°としたときの輝度信号におけるピーク値を検出し、このピーク値の座標とを比較座標とする。
【0032】
例えば、図4に示すXラインの1ラインに着目すると、この輝度信号におけるピーク値は図5に示すようにA点となり、これが比較座標となる。
次に制御装置10は、ステップ#4において、出力部13から回転駆動信号を調光手段7に送出し、この調光手段7のフィルタ7aへの入射角が45°になるように設定する。
【0033】
このようにフィルタ7aへの入射角が45°に設定すれば、フィルタは、図2に示すように低波長側の透過帯域として作用する。
この状態に、光源1から放射された光は、上記同様に、調光手段7のフィルタ7aを透過し、ダイクロイックミラー2において光源1から放射された光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長領域の光のみ励起光として反射する。
【0034】
このダイクロイックミラー2で反射した励起光は、対物レンズ3により染色された標本4に集光される。
この励起光により標本4では、低波長側に励起波長帯域を持つ色素が励起され、その波長の蛍光が発生する。
【0035】
この標本4からの蛍光は、対物レンズ3で捕らえられ、ダイクロイックミラー2でその波長が選択透過され、さらにクイックリターンミラー5で反射し、結像レンズ8により標本像として2次元エリアセンサ9上に投影される。
【0036】
この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力する。
この2次元エリアセンサ9から出力された輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。
【0037】
比較部12は、メモリ部11に格納された輝度信号を読み出し、フィルタ7aへの入射角を45°とたときの輝度信号におけるピーク値を検出し、このピーク値の座標とを比較座標とする。
【0038】
例えば、図4に示すXラインの1ラインに着目すると、この輝度信号におけるピーク値は図6に示すようにB点となり、これが比較座標となる。
次に比較部12は、ステップ#5において、フィルタ7aへの入射角を0°と45°とにそれぞれ設定したときの各比較座標を読み出し、これら比較座標の各輝度値を比較する。
【0039】
この比較の結果、比較座標の各輝度値が等しければ、比較部12は、調光制御の作業を終了する。
ところが、これら比較座標の各輝度値が等しくなければ、比較部12は、ステップ#6に移り、出力部13に対し、フィルムの種別によりR、G、Bでの低照度不軌特性の補正を掛けて調光手段7のフィルタを回転させる指令を与える。
【0040】
この出力部13は、フィルタ7aの回転指令を受けると、例えばフィルタが低波長側から長波長側に変化する方向で、かつ一定量の角度づつ回転させる回転駆動信号を調光手段7に送出する。
【0041】
このようにフィルタ7aが回転中、2次元エリアセンサ9は、ステップ#7において、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力する。
【0042】
この2次元エリアセンサ9から出力された輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。ステップ#8では調光手段によるフィルタ7aの回転角が0°に達したかを判断する。そして、この回転角が0°に達している場合は、ステップ#3、#4で決定した座標値間の輝度値を比較し、両者の輝度値が等しければ調整作業を終了し、異なる場合はステップ#6に移る。つまり、ステップ#3、#4で決定した座標値間の輝度値が等しくなるまで、調光手段によりフィルタ7aの回転を行なう。
【0043】
このようにフィルタ7aを回転させながら調光制御を行い、ステップ#3、#4で決定した比較座標間の輝度値が等しくなることがなく、フィルタ7aへの入射角が0°まで戻ると、比較部12は、ステップ#9に移り、フィルタ7aの入射角が0°と45°とのそれぞれの場合でステップ#3、#4で決定した比較座標間の輝度値の方が少ない方にフィルタ7aを回転して終了する。
【0044】
この結果、標本4から発生される蛍光は、各波長毎に調光されて図7に示すようなバランスされた明るさになる。
このように上記第1の実施の形態においては、フィルタ7aの特性を利用した調光手段7により、0°、45°でのエリアセンサ9で得られる標本4からの蛍光像より明るさを調光する部位を決定後、前記調光手段7により前記部位の明るさが等しくなるようにフィルタ7aを回転させるので、多重に染色された標本4を観察する場合に、調光制御の作業の簡易化が図るとともに標本4の褪色を軽減でき、各蛍光標識による蛍光の明るさのバランスを取ることができる。
(2)次に本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0045】
図8は蛍光顕微鏡装置の構成図である。
ダイクロイックミラー2とクイックリターンミラー5との間には、調光手段20としての2枚のフィルタ21、22が標本4からの蛍光の光路上に対して挿脱自在に配置されている。
【0046】
これらフィルタ21、22は、それぞれ透過率が異なって蛍光の強度を可変するもので、例えば一方のフィルタ21は、図9に示すように透過率の特性が長波長側で高く、他の波長領域で低く抑えられ、他方のフィルタ22は、図10に示すように透過率の特性が低波長側で高く、他の波長領域で低く抑えられたものとなっている。
【0047】
これらフィルタ21、22は、制御装置10の出力部13から出力される駆動信号を受けて蛍光の光路上に挿脱されるものとなっている。
次に上記の如く構成された蛍光顕微鏡装置の作用について図11に示す調光制御のフローチャートに従って説明する。
【0048】
制御装置10は、ステップ#10において、開始スイッチの確認を行い、この開始スイッチがオンになっていれば、制御を開始し、次のステップ#11で外部情報入力手段14に格納されているフィルムの種別によりR、G、Bでの低照度不軌特性を補正するための補正値を読み込む。
【0049】
なお、外部情報入力手段14にフィルムの指定がない場合には、R、G、Bでの低照度不軌特性の補正は行わない。
次に制御装置10は、ステップ#12において、出力部13から駆動信号を調光手段20に送出し、この調光手段20の一方の長波長側のフィルタ21を蛍光の光路上に挿入する。
【0050】
この状態に、光源1から放射された光は、ダイクロイックミラー2において光源1から放射された光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長用の光成分のみ励起光として反射する。
【0051】
このダイクロイックミラー2で反射した励起光は、対物レンズ3により多重染色された標本4に集光され、この標本4では、染色された色素が励起され、その波長の蛍光が発生する。
【0052】
この標本4からの蛍光は、対物レンズ3で捕らえられ、ダイクロイックミラー2でその波長が選択透過され、さらにフィルター21により長波長側の蛍光のみが透過し、クイックリターンミラー5で反射し、結像レンズ8により2次元エリアセンサ9上に投影される。この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力する。
【0053】
この2次元エリアセンサ9から出力された輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納され、ここで比較部12は、メモリ部11に格納された輝度信号を読み出し、フィルタ21を挿入したときの輝度信号におけるピーク値を検出し、このピーク値を比較座標とする。
【0054】
次に制御装置10は、ステップ#13において、出力部13から駆動信号を調光手段7に送出し、フィルタ21を取り出すとともに、他方の低波長側のフィルタ22を蛍光の光路上に挿入する。
【0055】
これにより、上記同様に、2次元エリアセンサ9は、標本像における低波長側の明るさに応じた輝度信号を出力する。この輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。
【0056】
比較部12は、メモリ部11に格納された輝度信号を読み出し、フィルタ22を挿入したときの輝度信号におけるピーク値を検出し、このピーク値を比較座標とする。
【0057】
次に比較部12は、ステップ#14において、一方のフィルタ21を挿入したときの比較座標間の輝度値の差と他方のフィルタ22を挿入したときの比較座標間の輝度値の差とを比較し、この比較の結果に基づいて比較座標間の輝度値が最も等しくなるようなフィルタを蛍光の光路に挿入するものとし、これにより観察される蛍光は、各波長毎に調光されてバランスされた明るさになる。
【0058】
このように上記第2の実施の形態においては、長波長側と低波長側との2枚のフィルタ21、22を標本4からの蛍光の光路上に挿脱自在に配置したので、上記第1の実施の形態と同様な効果を奏することは言うまでもない。
(3)次に本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0059】
図12は3重に染色された標本に対応する蛍光顕微鏡装置の構成図である。
上記光源1とダイクロイックミラー2との間には、第1及び第2の調光手段23、24が配置されている。
【0060】
これら第1及び第2の調光手段23、24は、光の入射角により分光透過特性が変化する各フィルタ23a、24aが用いられている。
このうちフィルタ23aは、光源1からの光の進行方向に対して入射角0°又は45°に設定するように回転自在に設けられ、光線の入射角が0°であれば、図13に示す特性Qaのように不透過帯域が長波長側であり、光線の入射角が45°であれば、同図に示す特性Qbのように不透過帯域が低波長側に移動する透過特性を有している。
【0061】
又、フィルタ24aは、上記フィルタ23aと同様に、光源1からの光の進行方向に対して入射角0°又は45°に設定するように回転自在に設けられ、光線の入射角が0°であれば、図14に示す特性Paのように透過帯域が長波長側であり、光線の入射角が45°であれば、同図に示す特性Pbのように透過帯域が低波長側に移動する透過特性を有している。
【0062】
次に上記の如く構成された蛍光顕微鏡装置の作用について図15に示す調光制御のフローチャートに従って説明する。尚、図16に標本を示す。
制御装置10は、ステップ#20において、開始スイッチの確認を行い、この開始スイッチがオンになっていれば、制御を開始し、次のステップ#21で外部情報入力手段14に格納されているフィルムの種別によりR、G、Bでの低照度不軌特性を補正するための補正値を読み込む。
【0063】
なお、外部情報入力手段14にフィルムの指定がない場合には、R、G、Bでの低照度不軌特性の補正は行わない。
次に制御装置10は、ステップ#22において、出力部13から回転駆動信号を第1及び第2の調光手段23、24に送出し、これら第1及び第2の調光手段23、24の各フィルタ23a、24aへの入射角が共に0°になるように設定する。
【0064】
このように各フィルタ23a、24aへの入射角が共に0°に設定すれば、フィルタ23aは、図13の特性Qaに示すように不透過帯域が長波長側に移動し、フィルタ24aは、図14の特性Paに示すように透過帯域が長波長側に移動する。
【0065】
この状態に、光源1から放射された光は、これらフィルタ23a、24aを透過し、ダイクロイックミラー2において光源1から放射された光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長用の光成分のみ励起光として反射する。
【0066】
このダイクロイックミラー2で反射した励起光は、対物レンズ3により3重染色された標本4に集光され、この標本4では、U励起での蛍光が強調される。
この標本4からの蛍光は、対物レンズ3で捕らえられ、ダイクロイックミラー2でその波長が選択透過され、さらにクイックリターンミラー5で反射し、結像レンズ8により標本像として2次元エリアセンサ9上に投影される。図17には2次元エリアセンサ上のXラインでの出力を示す。
【0067】
この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力する。この2次元エリアセンサ9から出力された輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。
【0068】
次に制御装置10は、ステップ#23において、出力部13から回転駆動信号を第1及び第2の調光手段23、24に送出し、このうち第1の調光手段23のフィルタ23aへの入射角を45°になるように設定し、第2の調光手段24のフィルタ24aへの入射角を0°になるように設定する。
【0069】
このように各フィルタ23a、24aへの入射角を設定すれば、フィルタ23aは、図13の特性Qbに示すように不透過帯域が低波長側に移動し、フィルタ24aは、そのままで透過帯域が長波長側になっている。
【0070】
この状態に、光源1から放射された光は、これらフィルタ23a、24aを透過し、ダイクロイックミラー2において光源1から放射された光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長用の光成分のみ励起光として反射する。
【0071】
このダイクロイックミラー2で反射した励起光は、対物レンズ3により3重染色された標本4に集光され、この標本4では、B励起での蛍光が強調される。
この標本4からの蛍光は、上記同様に、対物レンズ3で捕らえられ、ダイクロイックミラー2でその波長が選択透過され、さらにクイックリターンミラー5で反射され、結像レンズ8により標本像として2次元エリアセンサ9上に投影される。図18には2次元エリアセンサ上のXラインでの出力を示す。
【0072】
この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力するので、この輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。
【0073】
比較部12は、ステップ#24において、メモリ部11に格納された上記各輝度信号を読み出し、これらの輝度信号の差を取り、+ピークの座標をU励起の輝度比較座標とし、−ピークの座標をB励起の輝度比較座標とする。図19にはステップ#23の輝度値からステップ#24の輝度値を引いた値を示す。
【0074】
次に制御装置10は、ステップ#25において、出力部13から回転駆動信号を第1及び第2の調光手段23、24に送出し、このうち第1の調光手段23のフィルタ23aへの入射角を0°になるように設定し、第2の調光手段24のフィルタ24aへの入射角を45°になるように設定する。
【0075】
このように各フィルタ23a、24aへの入射角を設定すれば、フィルタ23aは、図13の特性Qaに示すように不透過帯域が長波長側に移動し、フィルタ24aは、図14の特性Pbに示すように透過帯域が低波長側に移動する。
【0076】
この状態に、光源1から放射された光は、これらフィルタ23a、24aを透過し、ダイクロイックミラー2において光源1から放射された光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長用の光成分のみ励起光として反射する。
【0077】
このダイクロイックミラー2で反射した励起光は、対物レンズ3により3重染色された標本4に集光され、この標本4では、G励起での蛍光が強調される。
この標本4からの蛍光は、上記同様に、対物レンズ3で捕らえられ、ダイクロイックミラー2でその波長が選択透過され、さらにクイックリターンミラー5で反射され、結像レンズ8により標本像として2次元エリアセンサ9上に投影される。
【0078】
この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力するので、この輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。
【0079】
次に制御装置10は、ステップ#26において、出力部13から回転駆動信号を第1及び第2の調光手段23、24に送出し、これら第1及び第2の調光手段23、24の各フィルタ23a、24aへの入射角を共に45°になるように設定する。
【0080】
このように各フィルタ23a、24aへの入射角を設定すれば、フィルタ23aは、図13の特性Qbに示すように不透過帯域が低波長側に移動し、フィルタ24aは、そのまま透過帯域が低波長側となる。
【0081】
この状態に、光源1から放射された光は、これらフィルタ23a、24aを透過し、ダイクロイックミラー2において光源1から放射された光のうち蛍光色素を励起するために必要な特定の波長用の光成分のみ励起光として反射する。
【0082】
このダイクロイックミラー2で反射した励起光は、対物レンズ3により3重染色された標本4に集光され、この標本4では、B励起での蛍光が強調される。
この標本4からの蛍光は、上記同様に、対物レンズ3で捕らえられ、ダイクロイックミラー2でその波長が選択透過され、さらにクイックリターンミラー5で反射され、結像レンズ8により標本像として2次元エリアセンサ9上に投影される。
【0083】
この2次元エリアセンサ9は、結像レンズ8により投影された標本像の明るさに応じた輝度信号を出力するので、この輝度信号は、制御装置10のメモリ部11に格納される。
【0084】
次に比較部12は、ステップ#27において、メモリ部11に格納された上記各輝度信号を読み出し、これらの輝度信号の差を取り、+ピークの座標をG励起の輝度比較座標とする。
【0085】
次に比較部12は、ステップ#28において、上記の通り求めたU、B、Gの3点の輝度比較座標の3種の状態での輝度値と各フィルター23、24の各回転角と透過率との関係により、各蛍光波長がバランスが取れる最適な回転角を算出する。
【0086】
そして、出力部13は、各フィルター23a、24aに対し、比較部12により算出した各蛍光波長でバランスが取れる最適な回転角の回転駆動信号を送出する。
【0087】
これにより、各フィルター23a、24aは、回転し、3重に染色された標本4での各蛍光のバランスが取れる。
このように上記第3の実施の形態においては、光源1とダイクロイックミラー2との間に第1及び第2の調光手段23、24を配置したので、3重に染色された標本4を観察する場合に、調光制御の作業の簡易化が図るとともに標本4の褪色を軽減でき、3つの蛍光標識による蛍光の明るさのバランスを取ることができるとともに、目的の測定波長以外のピーク値を除去できる。
なお、本発明は、上記第1乃至第3の実施の形態に限るものでなく種々変形してもよい。
【0088】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明の請求項1〜3によれば、多重に染色された標本を観察するに、作業の簡易化を図るとともに標本の褪色を軽減して、各蛍光標識による蛍光の明るさのバランスが取れる蛍光顕微鏡装置を提供できる。
又、本発明の請求項3によれば、3重に染色された標本の各蛍光の明るさのバランスが取れる蛍光顕微鏡装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる蛍光顕微鏡装置の第1の実施の形態を示す構成図。
【図2】調光手段として用いられるフィルタの特性図。
【図3】同蛍光顕微鏡装置における調光制御のフローチャート。
【図4】2次元エリアセンサに投影された標本像を示す模式図。
【図5】長波長側で励起したときのピーク値を示す図。
【図6】低波長側で励起したときのピーク値を示す図。
【図7】調光された標本からの蛍光の明るさを示す図。
【図8】本発明に係わる蛍光顕微鏡装置の第2の実施の形態を示す構成図。
【図9】調光手段として用いられる一方のフィルタの特性図。
【図10】調光手段として用いられる他方のフィルタの特性図。
【図11】同蛍光顕微鏡装置における調光制御のフローチャート。
【図12】本発明に係わる蛍光顕微鏡装置の第3の実施の形態を示す構成図。
【図13】第1の調光手段におけるフィルタの特性図。
【図14】第2の調光手段におけるフィルタの特性図。
【図15】同蛍光顕微鏡装置における調光制御のフローチャート。
【図16】標本を示す図。
【図17】2次元ラインセンサ上のXラインでの出力を示す図。
【図18】2次元ラインセンサ上のXラインでの出力を示す図。
【図19】各比較座標間の各輝度値の差の値を示す図。
【符号の説明】
1…光源、
2…ダイクロイックミラー、
3…対物レンズ、
4…標本、
5…クイックリターンミラー、
6…カメラ、
7…調光手段、
7a…フィルタ、
8…結像レンズ、
9…2次元エリアセンサ、
10…制御装置、
11…メモリ部、
12…比較部、
13…出力部、
14…外部情報入力手段、
20…調光手段、
21,22…フィルタ、
23…第1の調光手段、
24…第2の調光手段、
23a,24a…フィルタ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescence microscope apparatus that is used when observing the state of a specimen such as a biological tissue in the fields of medicine and biology, and in particular, photographs fluorescence of a plurality of wavelength regions emitted from the specimen.
[0002]
[Prior art]
In general, this type of fluorescence microscope apparatus is used to detect fluorescently labeled proteins, genes, and the like on tissue cells of organisms in medicine, biology, and other fields.
[0003]
In particular, in recent years, when a specimen is fluorescently labeled, even a substance that emits only weak fluorescence has been frequently used to investigate the positional relationship with other substances by multiple staining with a plurality of fluorescent labels. .
[0004]
Recently, a fluorescent dichroic mirror for multiple staining has been used in a fluorescence microscope apparatus for observing such multiple stained specimens in order to identify the fluorescence wavelength of each staining.
[0005]
However, when preparing multiple-stained specimens, it is difficult to balance the brightness of each fluorescence with each fluorescence label obtained with a fluorescence microscope because the brightness of these fluorescence cannot be confirmed. Yes.
[0006]
For example, in JP-A-8-320437, a filter having a variable transmission characteristic with respect to a wavelength is inserted on the illumination optical path of a specimen, the amount of excitation light with respect to the fluorescent label is adjusted, and the fluorescence of each fluorescent label is adjusted. The brightness is balanced.
[0007]
On the other hand, in fluorescence photography using a fluorescence microscope apparatus, since the illuminance of fluorescence is low, the film is used in the illuminance region where the low illuminance irregularity characteristic is exhibited, resulting in excessive or insufficient film sensitivity density, due to proper exposure I can't shoot.
[0008]
In particular, during fluorescence observation, the fluorescent specimen exhibits a characteristic color that has a peak at its emission wavelength. Therefore, when using a color film, three types of emulsion layers R (red), G (green), and B (blue) are used. However, there is a problem that a photo with proper exposure cannot be obtained depending on the color of the fluorescent dye used.
[0009]
For this reason, for example, in JP-A-5-165079, the fluorescence wavelength of a specimen is detected, exposure correction is performed by changing the exposure time of the camera, and good photography is performed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of balancing the brightness of each fluorescence as in the technique of the above-mentioned JP-A-8-320437, the brightness balance of each fluorescence is manually adjusted based on the observation light from the specimen. Skill is required for the adjustment work, and the adjustment takes time because it is a manual work.
[0011]
In general, fluorescent dyes are dark and easily faded over time, and therefore require rapid work.
In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-165079, the brightness of the fluorescence obtained from the specimen is detected for each wavelength and the exposure time is corrected. Since the exposure is repeated every time, multiple exposures must be performed, taking a long time for taking a picture, and causing a problem of fading of the fluorescent dye.
[0012]
Therefore, the present invention provides a fluorescence microscope apparatus that can simplify the work and reduce the fading of the specimen to observe the multiple stained specimen, and can balance the brightness of fluorescence by each fluorescent label. For the purpose.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to claim 1, in the fluorescence microscope apparatus for irradiating the multiple-stained specimen with excitation light and observing the fluorescence emitted from the specimen, the detection element for detecting the brightness of the fluorescence emitted from the specimen, and the specimen Dimming means for dimming the fluorescence emitted from each wavelength, and dimming so that the brightness of the fluorescence observed based on the fluorescence for each wavelength detected by the detection element is equal for each wavelength A fluorescence microscope apparatus comprising control means for controlling the means.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the fluorescence microscope apparatus according to the first aspect, the dimming means is a filter whose spectral transmission characteristics vary depending on the incident angle of light.
According to claim 3, in the fluorescence microscope apparatus according to claim 1, the dimming means is a filter having different transmittance in a specific wavelength region.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a fluorescence microscope apparatus.
A dichroic mirror 2 is arranged on the optical path of light emitted from the illumination light source 1. The dichroic mirror 2 has an action of reflecting only light in a specific wavelength region necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1.
[0016]
An objective lens 3 is disposed on the reflected light path of the dichroic mirror 2. For example, a specimen 4 that is double-stained with each fluorescent label is disposed at the focusing position of the objective lens 3.
[0017]
In addition, a camera 6 is disposed on the light transmission path from the specimen 4 of the dichroic mirror 2 via a quick return mirror 5. The quick return mirror 5 is inserted into the transmission optical path of the dichroic mirror 2 to bend the optical path, or separated from the transmission optical path of the dichroic mirror 2 to transmit the specimen image from the specimen 4 to the camera 6 side. ing.
[0018]
A light control means 7 is disposed between the light source 1 and the dichroic mirror 2.
The dimming means 7 has a function of dimming the fluorescence emitted from the specimen 4 for each wavelength. For example, a filter 7a whose spectral transmission characteristics change depending on the incident angle of light is used.
[0019]
FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of such a filter. The filter 7a is provided so as to be rotatable so that the incident angle is set to 0 ° or 45 ° with respect to the traveling direction of the light from the light source 1. If it is on the long wavelength side and the incident angle of the light beam is 45 °, the transmission band for the light beam moves to the short wavelength side.
[0020]
On the other hand, on the reflected light path of the quick return mirror 5, a two-dimensional area sensor 9 is disposed at a position conjugate with the sample surface via the imaging lens 8. The two-dimensional area sensor 9 has a function as a detection element that outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8.
[0021]
The control device 10 sets incident angles to the filter 7a of the light control means 7 to 0 ° and 45 °, and inputs each luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9 at these incident angles. It has a function of controlling the angle of the filter 7a of the light control means 7 so that the brightness of the fluorescence observed based on the brightness signal for each wavelength in the fluorescence from the sample 4 is equal for each wavelength from the luminance signal. Yes.
[0022]
Specifically, the control device 10 includes functions of a memory unit 11, a comparison unit 12, and an output unit 13. Among these, the memory unit 11 stores the luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9. The comparison unit 12 is connected to external information input means 14.
[0023]
The external information input means 14 stores correction values for correcting the low illuminance failure characteristics in R, G, and B depending on the type of film used for the camera 6.
The comparison unit 12 inputs each luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9 when the incident angle to the filter 7a of the light control means 7 is set to 0 ° and 45 °, respectively. Each peak value is detected and used as comparison coordinates. If the luminance values of these comparison coordinates are equal, the operation is completed, and if they are not equal, the output unit 13 has low illuminance at R, G, B depending on the type of film. It has a function of giving a command to rotate the filter of the light control means 7 by correcting the failure characteristic.
[0024]
When the output unit 13 receives a rotation command for the filter 7a, the output unit 13 sends, for example, a rotation drive signal for rotating the filter in a direction in which the filter changes from a low wavelength side to a long wavelength side and a certain amount of angle to the dimming unit 7. It has a function.
[0025]
Next, the operation of the fluorescence microscope apparatus configured as described above will be described in accordance with the light control control flowchart shown in FIG.
The control device 10 checks the start switch in step # 1, and if this start switch is on, starts the control, and in the next step # 2, the film stored in the external information input means 14 The correction value for correcting the low illuminance failure characteristic in R, G, B is read according to the type.
[0026]
In addition, when there is no designation | designated of a film in the external information input means 14, the correction | amendment of the low illumination intensity failure characteristic in R, G, B is not performed.
Next, in Step # 3, the control device 10 sends a rotational drive signal from the output unit 13 to the light control means 7, and sets the incident angle of the light control means 7 to the filter 7a to be 0 °.
[0027]
When the incident angle to the filter 7a is set to 0 ° in this way, the filter acts as a transmission band on the long wavelength side as shown in FIG.
In this state, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the filter 7a of the light control means 7, and the specific wavelength region necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1 in the dichroic mirror 2. Only the light is reflected as excitation light.
[0028]
The excitation light reflected by the dichroic mirror 2 is condensed on the specimen 4 stained through the objective lens 3.
In the specimen 4, a dye having an excitation wavelength band on the long wavelength side is excited by the excitation light, and fluorescence of that wavelength is generated.
[0029]
The fluorescence from the specimen 4 is captured by the objective lens 3, the wavelength is selectively transmitted by the dichroic mirror 2, further reflected by the quick return mirror 5, and as a specimen image as shown in FIG. 4 by the imaging lens 8. Projected onto the two-dimensional area sensor 9.
[0030]
The two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8.
The luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9 is stored in the memory unit 11 of the control device 10.
[0031]
The comparison unit 12 reads the luminance signal stored in the memory unit 11, detects the peak value in the luminance signal when the angle of incidence on the filter 7a is 0 °, and uses the coordinates of the peak value as comparison coordinates. .
[0032]
For example, when attention is paid to one of the X lines shown in FIG. 4, the peak value in the luminance signal is point A as shown in FIG. 5, and this is the comparison coordinate.
Next, in step # 4, the control device 10 sends a rotational drive signal from the output unit 13 to the light control means 7, and sets the incident angle of the light control means 7 to the filter 7a to be 45 °.
[0033]
Thus, if the incident angle to the filter 7a is set to 45 °, the filter acts as a transmission band on the low wavelength side as shown in FIG.
In this state, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the filter 7a of the light control means 7 as described above, and is necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1 in the dichroic mirror 2. Only light in a specific wavelength region is reflected as excitation light.
[0034]
The excitation light reflected by the dichroic mirror 2 is collected on the specimen 4 stained by the objective lens 3.
In the specimen 4, a dye having an excitation wavelength band on the low wavelength side is excited by the excitation light, and fluorescence of that wavelength is generated.
[0035]
The fluorescence from the specimen 4 is captured by the objective lens 3, its wavelength is selectively transmitted by the dichroic mirror 2, further reflected by the quick return mirror 5, and the specimen image by the imaging lens 8 on the two-dimensional area sensor 9. Projected.
[0036]
The two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8.
The luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9 is stored in the memory unit 11 of the control device 10.
[0037]
The comparison unit 12 reads the luminance signal stored in the memory unit 11, detects the peak value in the luminance signal when the incident angle to the filter 7a is 45 °, and uses the coordinates of the peak value as comparison coordinates. .
[0038]
For example, when attention is paid to one of the X lines shown in FIG. 4, the peak value in this luminance signal is point B as shown in FIG. 6, and this is the comparison coordinate.
Next, in step # 5, the comparison unit 12 reads out the respective comparison coordinates when the angles of incidence on the filter 7a are set to 0 ° and 45 °, and compares the luminance values of these comparison coordinates.
[0039]
As a result of the comparison, if the luminance values of the comparison coordinates are equal, the comparison unit 12 ends the work of light control.
However, if the brightness values of these comparison coordinates are not equal, the comparison unit 12 proceeds to step # 6, and the output unit 13 is corrected for low-illuminance failure characteristics in R, G, and B depending on the type of film. To give a command to rotate the filter of the light control means 7.
[0040]
When the output unit 13 receives a rotation command for the filter 7a, the output unit 13 sends, for example, a rotation drive signal for rotating the filter in a direction in which the filter changes from a low wavelength side to a long wavelength side and a certain amount of angle to the dimming unit 7. .
[0041]
Thus, while the filter 7a is rotating, the two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8 in step # 7.
[0042]
The luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9 is stored in the memory unit 11 of the control device 10. In step # 8, it is determined whether the rotation angle of the filter 7a by the light control means has reached 0 °. If the rotation angle has reached 0 °, the luminance values between the coordinate values determined in steps # 3 and # 4 are compared. If the two luminance values are equal, the adjustment operation is terminated. Move to step # 6. That is, the filter 7a is rotated by the dimming means until the luminance value between the coordinate values determined in steps # 3 and # 4 becomes equal.
[0043]
In this way, dimming control is performed while rotating the filter 7a, and the luminance value between the comparison coordinates determined in steps # 3 and # 4 is not equal, and when the incident angle to the filter 7a returns to 0 °, The comparison unit 12 moves to Step # 9, and filters the luminance value between the comparison coordinates determined in Steps # 3 and # 4 when the incident angle of the filter 7a is 0 ° and 45 ° respectively. 7a is rotated and it complete | finishes.
[0044]
As a result, the fluorescence generated from the specimen 4 is dimmed for each wavelength and has a balanced brightness as shown in FIG.
As described above, in the first embodiment, the brightness is adjusted from the fluorescent image from the sample 4 obtained by the area sensor 9 at 0 ° and 45 ° by the light control means 7 using the characteristics of the filter 7a. After determining the part to be lit, the filter 7a is rotated by the light control means 7 so that the brightness of the part is equal. Therefore, when observing the multiple stained specimen 4, the light control control work is simplified. As a result, the discoloration of the specimen 4 can be reduced, and the brightness of the fluorescence by each fluorescent label can be balanced.
(2) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0045]
FIG. 8 is a block diagram of the fluorescence microscope apparatus.
Between the dichroic mirror 2 and the quick return mirror 5, two filters 21 and 22 as the light control means 20 are disposed so as to be detachable with respect to the optical path of the fluorescence from the specimen 4.
[0046]
These filters 21 and 22 are different in transmittance and vary the intensity of fluorescence. For example, one filter 21 has a high transmittance characteristic on the long wavelength side as shown in FIG. The other filter 22 has a transmittance characteristic high on the low wavelength side and low in the other wavelength regions as shown in FIG.
[0047]
The filters 21 and 22 are inserted into and removed from the fluorescent light path in response to a drive signal output from the output unit 13 of the control device 10.
Next, the operation of the fluorescence microscope apparatus configured as described above will be described in accordance with the light control control flowchart shown in FIG.
[0048]
In step # 10, the control device 10 checks the start switch. If the start switch is on, the control device 10 starts control, and the film stored in the external information input means 14 in the next step # 11. The correction value for correcting the low illuminance failure characteristic in R, G, B is read according to the type.
[0049]
In addition, when there is no designation | designated of a film in the external information input means 14, the correction | amendment of the low illumination intensity failure characteristic in R, G, B is not performed.
Next, in Step # 12, the control device 10 sends a drive signal from the output unit 13 to the light control means 20, and inserts one long wavelength filter 21 of the light control means 20 into the fluorescence optical path.
[0050]
In this state, the light emitted from the light source 1 reflects only the light component for a specific wavelength necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1 in the dichroic mirror 2 as excitation light.
[0051]
The excitation light reflected by the dichroic mirror 2 is collected on the specimen 4 that is multiple-stained by the objective lens 3, and the dye that is dyed is excited in the specimen 4 to generate fluorescence of that wavelength.
[0052]
The fluorescence from the specimen 4 is captured by the objective lens 3, the wavelength is selectively transmitted by the dichroic mirror 2, and only the long wavelength side fluorescence is transmitted by the filter 21, reflected by the quick return mirror 5, and imaged. The image is projected onto the two-dimensional area sensor 9 by the lens 8. The two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8.
[0053]
The luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9 is stored in the memory unit 11 of the control device 10, where the comparison unit 12 reads the luminance signal stored in the memory unit 11 and inserts the filter 21. The peak value in the luminance signal is detected, and this peak value is used as a comparison coordinate.
[0054]
Next, in Step # 13, the control device 10 sends a drive signal from the output unit 13 to the light control means 7, takes out the filter 21, and inserts the other low-wavelength filter 22 into the fluorescent light path.
[0055]
Thereby, similarly to the above, the two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness on the low wavelength side in the sample image. This luminance signal is stored in the memory unit 11 of the control device 10.
[0056]
The comparison unit 12 reads the luminance signal stored in the memory unit 11, detects a peak value in the luminance signal when the filter 22 is inserted, and uses the peak value as comparison coordinates.
[0057]
Next, in step # 14, the comparison unit 12 compares the difference in luminance value between comparison coordinates when one filter 21 is inserted with the difference in luminance value between comparison coordinates when the other filter 22 is inserted. Then, based on the result of this comparison, a filter that maximizes the luminance value between the comparison coordinates shall be inserted into the optical path of the fluorescence, and the observed fluorescence is dimmed and balanced for each wavelength. It becomes bright.
[0058]
As described above, in the second embodiment, since the two filters 21 and 22 on the long wavelength side and the low wavelength side are detachably arranged on the optical path of the fluorescence from the specimen 4, the first filter It goes without saying that the same effects as those of the embodiment can be obtained.
(3) Next, a third embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0059]
FIG. 12 is a configuration diagram of a fluorescence microscope apparatus corresponding to a triple-stained specimen.
Between the light source 1 and the dichroic mirror 2, first and second light control means 23 and 24 are arranged.
[0060]
These first and second light control means 23 and 24 use filters 23a and 24a whose spectral transmission characteristics change depending on the incident angle of light.
Of these, the filter 23a is rotatably provided so as to be set at an incident angle of 0 ° or 45 ° with respect to the traveling direction of the light from the light source 1, and if the incident angle of the light beam is 0 °, it is shown in FIG. If the non-transmission band is on the long wavelength side as in the characteristic Qa and the incident angle of light is 45 °, the non-transmission band moves to the low wavelength side as in the characteristic Qb shown in FIG. ing.
[0061]
Similarly to the filter 23a, the filter 24a is rotatably provided so as to set the incident angle at 0 ° or 45 ° with respect to the traveling direction of the light from the light source 1, and the incident angle of the light beam is 0 °. If there is, if the transmission band is on the long wavelength side as in the characteristic Pa shown in FIG. 14 and the incident angle of the light beam is 45 °, the transmission band moves to the low wavelength side as in the characteristic Pb shown in FIG. It has transmission characteristics.
[0062]
Next, the operation of the fluorescence microscope apparatus configured as described above will be described in accordance with the light control control flowchart shown in FIG. A sample is shown in FIG.
In step # 20, the control device 10 checks the start switch. If the start switch is turned on, the control device 10 starts control, and the film stored in the external information input means 14 in the next step # 21. The correction value for correcting the low illuminance failure characteristic in R, G, B is read according to the type.
[0063]
In addition, when there is no designation | designated of a film in the external information input means 14, the correction | amendment of the low illumination intensity failure characteristic in R, G, B is not performed.
Next, in step # 22, the control device 10 sends a rotational drive signal from the output unit 13 to the first and second light control means 23, 24, and the first and second light control means 23, 24 are used. The incident angles to the filters 23a and 24a are both set to 0 °.
[0064]
If the incident angles to the filters 23a and 24a are both set to 0 ° in this way, the filter 23a moves to the longer wavelength side as shown by the characteristic Qa in FIG. 13, and the filter 24a As shown by the characteristic Pa of 14, the transmission band moves to the long wavelength side.
[0065]
In this state, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the filters 23a and 24a, and the light for a specific wavelength necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1 in the dichroic mirror 2. Only the components are reflected as excitation light.
[0066]
The excitation light reflected by the dichroic mirror 2 is collected on a specimen 4 that is triple-stained by the objective lens 3, and in this specimen 4, fluorescence due to U excitation is emphasized.
The fluorescence from the specimen 4 is captured by the objective lens 3, its wavelength is selectively transmitted by the dichroic mirror 2, further reflected by the quick return mirror 5, and the specimen image by the imaging lens 8 on the two-dimensional area sensor 9. Projected. FIG. 17 shows the output of the X line on the two-dimensional area sensor.
[0067]
The two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8. The luminance signal output from the two-dimensional area sensor 9 is stored in the memory unit 11 of the control device 10.
[0068]
Next, in step # 23, the control device 10 sends a rotational drive signal from the output unit 13 to the first and second light control means 23, 24, and among these, the first light control means 23 is supplied to the filter 23a. The incident angle is set to 45 °, and the incident angle to the filter 24a of the second dimming means 24 is set to 0 °.
[0069]
If the incident angle to each of the filters 23a and 24a is set in this way, the filter 23a moves to the lower wavelength side as shown by the characteristic Qb in FIG. 13, and the filter 24a has the same transmission band as it is. Long wavelength side.
[0070]
In this state, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the filters 23a and 24a, and the light for a specific wavelength necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1 in the dichroic mirror 2. Only the components are reflected as excitation light.
[0071]
The excitation light reflected by the dichroic mirror 2 is collected on a specimen 4 that is triple-stained by the objective lens 3, and in this specimen 4, fluorescence due to B excitation is emphasized.
Similarly to the above, the fluorescence from the specimen 4 is captured by the objective lens 3, its wavelength is selectively transmitted by the dichroic mirror 2, further reflected by the quick return mirror 5, and a two-dimensional area as a specimen image by the imaging lens 8. Projected onto the sensor 9. FIG. 18 shows the output of the X line on the two-dimensional area sensor.
[0072]
Since the two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8, the luminance signal is stored in the memory unit 11 of the control device 10.
[0073]
In step # 24, the comparison unit 12 reads out each of the luminance signals stored in the memory unit 11, calculates the difference between these luminance signals, sets the + peak coordinate as the luminance excitation coordinate for U excitation, and the -peak coordinate. Is a luminance comparison coordinate of B excitation. FIG. 19 shows a value obtained by subtracting the luminance value of step # 24 from the luminance value of step # 23.
[0074]
Next, in step # 25, the control device 10 sends a rotational drive signal from the output unit 13 to the first and second light control means 23, 24, and among these, the first light control means 23 is supplied to the filter 23a. The incident angle is set to 0 °, and the incident angle to the filter 24a of the second dimming means 24 is set to 45 °.
[0075]
If the incident angles to the filters 23a and 24a are set in this way, the filter 23a moves the non-transmission band to the long wavelength side as shown by the characteristic Qa in FIG. 13, and the filter 24a has the characteristic Pb in FIG. As shown in FIG. 4, the transmission band moves to the lower wavelength side.
[0076]
In this state, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the filters 23a and 24a, and the light for a specific wavelength necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1 in the dichroic mirror 2. Only the components are reflected as excitation light.
[0077]
The excitation light reflected by the dichroic mirror 2 is collected on a specimen 4 that is triple-stained by the objective lens 3, and fluorescence in the G excitation is emphasized in the specimen 4.
Similarly to the above, the fluorescence from the specimen 4 is captured by the objective lens 3, its wavelength is selectively transmitted by the dichroic mirror 2, further reflected by the quick return mirror 5, and a two-dimensional area as a specimen image by the imaging lens 8. Projected onto the sensor 9.
[0078]
Since the two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8, the luminance signal is stored in the memory unit 11 of the control device 10.
[0079]
Next, in Step # 26, the control device 10 sends a rotation drive signal from the output unit 13 to the first and second light control means 23, 24, and the first and second light control means 23, 24 are used. The angles of incidence on the filters 23a and 24a are both set to 45 °.
[0080]
If the incident angles to the filters 23a and 24a are set in this way, the filter 23a moves to the low wavelength side as shown by the characteristic Qb in FIG. 13, and the filter 24a has a low transmission band as it is. On the wavelength side.
[0081]
In this state, the light emitted from the light source 1 is transmitted through the filters 23a and 24a, and the light for a specific wavelength necessary for exciting the fluorescent dye out of the light emitted from the light source 1 in the dichroic mirror 2. Only the components are reflected as excitation light.
[0082]
The excitation light reflected by the dichroic mirror 2 is collected on a specimen 4 that is triple-stained by the objective lens 3, and in this specimen 4, fluorescence due to B excitation is emphasized.
Similarly to the above, the fluorescence from the specimen 4 is captured by the objective lens 3, its wavelength is selectively transmitted by the dichroic mirror 2, further reflected by the quick return mirror 5, and a two-dimensional area as a specimen image by the imaging lens 8. Projected onto the sensor 9.
[0083]
Since the two-dimensional area sensor 9 outputs a luminance signal corresponding to the brightness of the sample image projected by the imaging lens 8, the luminance signal is stored in the memory unit 11 of the control device 10.
[0084]
Next, in step # 27, the comparison unit 12 reads each of the luminance signals stored in the memory unit 11, takes a difference between these luminance signals, and uses the + peak coordinates as luminance comparison coordinates for G excitation.
[0085]
Next, in step # 28, the comparison unit 12 determines the luminance values, the rotation angles of the filters 23 and 24, and the transmission in the three types of luminance comparison coordinates of U, B, and G obtained as described above. Based on the relationship with the rate, an optimum rotation angle at which each fluorescence wavelength can be balanced is calculated.
[0086]
Then, the output unit 13 sends a rotation drive signal having an optimal rotation angle that can be balanced at each fluorescence wavelength calculated by the comparison unit 12 to each of the filters 23a and 24a.
[0087]
Thereby, each filter 23a, 24a rotates and can balance each fluorescence in the sample 4 dye | stained in triple.
As described above, in the third embodiment, since the first and second dimming means 23 and 24 are arranged between the light source 1 and the dichroic mirror 2, the sample 4 dyed three times is observed. In this case, the dimming control work can be simplified, the fading of the specimen 4 can be reduced, the brightness of the fluorescence by the three fluorescent labels can be balanced, and peak values other than the target measurement wavelength can be obtained. Can be removed.
The present invention is not limited to the first to third embodiments, and various modifications may be made.
[0088]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to third aspects of the present invention, in order to observe a multiple-stained specimen, the work is simplified and the fading of the specimen is reduced, and the fluorescence of each fluorescent label is reduced. It is possible to provide a fluorescence microscope apparatus that can balance brightness.
According to the third aspect of the present invention, a fluorescence microscope apparatus can be provided that can balance the brightness of each fluorescence of a sample that has been triple-stained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a fluorescence microscope apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram of a filter used as dimming means.
FIG. 3 is a flowchart of light control in the fluorescence microscope apparatus.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a sample image projected on a two-dimensional area sensor.
FIG. 5 is a diagram showing a peak value when excited on a long wavelength side.
FIG. 6 is a diagram showing a peak value when excited on a low wavelength side.
FIG. 7 is a diagram showing the brightness of fluorescence from a dimmed specimen.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of the fluorescence microscope apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram of one filter used as dimming means.
FIG. 10 is a characteristic diagram of the other filter used as the dimming means.
FIG. 11 is a flowchart of light control in the fluorescence microscope apparatus.
FIG. 12 is a configuration diagram showing a third embodiment of a fluorescence microscope apparatus according to the present invention.
FIG. 13 is a characteristic diagram of a filter in the first dimming unit.
FIG. 14 is a characteristic diagram of a filter in the second dimming means.
FIG. 15 is a flowchart of light control in the fluorescence microscope apparatus.
FIG. 16 shows a sample.
FIG. 17 is a diagram showing an output on an X line on a two-dimensional line sensor.
FIG. 18 is a diagram showing an output on an X line on a two-dimensional line sensor.
FIG. 19 is a diagram showing a value of a difference in luminance values between comparative coordinates.
[Explanation of symbols]
1 ... light source,
2 ... Dichroic mirror,
3 ... Objective lens,
4 ... Sample,
5 ... Quick return mirror,
6 ... Camera,
7: Light control means,
7a ... filter,
8 ... imaging lens,
9 ... 2D area sensor,
10 ... Control device,
11 ... Memory part,
12 ... Comparison part,
13 ... output part,
14 ... External information input means,
20: Light control means,
21, 22 ... filter,
23 ... 1st light control means,
24 ... Second light control means,
23a, 24a ... filters.

Claims (3)

多重に蛍光標識された標本に励起光を照射し、前記標本から発せられる蛍光を観察する蛍光顕微鏡装置において、
前記標本から発せられる蛍光の明るさを検出する検出素子と、
前記標本から発せられる蛍光を波長毎に調光する調光手段と、
前記検出素子により検出された波長毎の蛍光の明かるさに基づいて観察される蛍光の明るさが波長毎に等しくなるように前記調光手段を制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
In a fluorescence microscope apparatus that irradiates excitation light to a multiple fluorescently labeled specimen and observes the fluorescence emitted from the specimen,
A detection element for detecting the brightness of the fluorescence emitted from the specimen;
A dimming means for dimming the fluorescence emitted from the specimen for each wavelength;
Control means for controlling the light control means so that the brightness of the fluorescence observed based on the brightness of the fluorescence for each wavelength detected by the detection element becomes equal for each wavelength. A fluorescence microscope apparatus.
前記調光手段は、光の入射角により分光透過特性が変化するフィルタであることを特徴とする請求項1記載の蛍光顕微鏡装置。2. The fluorescence microscope apparatus according to claim 1, wherein the light control means is a filter whose spectral transmission characteristics change depending on the incident angle of light. 前記調光手段は、特定の波長領域で透過率の異なるフィルタであることを特徴とする請求項1記載の蛍光顕微鏡装置。2. The fluorescence microscope apparatus according to claim 1, wherein the light control means is a filter having different transmittance in a specific wavelength region.
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