JP5541907B2 - レーザ走査型顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ走査型顕微鏡に関するものである。

従来、レーザ光源からのレーザ光を標本上で２次元的に走査し、細胞を測定する走査型サイトメータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、レーザ光を標本に照射する光源と、標本からの蛍光を検出する光検出器とを備え、光源と光検出器との間に、微小ミラーを複数備えたディジタルマイクロミラーデバイス（以降では「ＤＭＤ」と表記する。）およびガルバノミラーが配置されたレーザ走査型顕微鏡が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−９７８５７号公報 特開２００４−１９９０６３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている走査型サイトメータによれば、１点に集光されたレーザ光を標本上で２次元的に走査する必要があるため、観察領域の走査を完了するまでに長時間を要するという不都合がある。

一方、特許文献２に開示されているレーザ走査型顕微鏡は、ＤＭＤ上にライン状のレーザ光を結像させるとともに、ＤＭＤで反射されたライン状のレーザ光を、ラインに直交する方向にガルバノミラーで走査するようになっている。しかしながら、このレーザ走査型顕微鏡は、光検出手段としてラインセンサを用いているため、その感度が低く、走査によって得られる２次元画像が暗くなってしまうという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、走査に要する時間を短縮しつつ、標本からの光を高感度に検出することができるレーザ走査型顕微鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、標本を搭載して移動させるステージと、レーザ光を射出するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光をライン状に集光するライン集光光学系と、該ライン集光光学系によりライン状に集光されたレーザ光を反射又は透過する微小素子がラインの長手方向に複数配列された微小素子アレイと、該微小素子アレイにより反射又は透過されたレーザ光を前記標本に照射する照射光学系と、前記微小素子アレイと共役な位置に配置され、前記標本からの光を検出する複数のチャネルが前記微小素子アレイの微小素子のピッチよりも大きなピッチで１列に配列されるとともに、各前記チャンネルに複数の前記微小素子が割り当てられた光検出器と、前記微小素子アレイを制御して、各前記チャネルに割り当てられた複数の前記微小素子のうち、何れかの前記微小素子において反射又は透過された光を夫々割り当てられた各前記チャネルに入射させるとともに、各前記チャネルに前記標本上の異なる位置からの光が入射するように、各前記チャネルに入射させる光を反射又は透過させる前記微小素子を順次切り替える制御部とを備え、前記微小素子アレイが、一直線上に間隔をあけて配置される複数の微小素子によりレーザ光を同時に反射又は透過させ、かつ、反射又は透過を行う微小素子を順次切り替えるように駆動され、前記ステージが、前記標本上に形成される複数の光スポットの配列方向に交差する方向に前記標本を移動させるレーザ走査型顕微鏡を採用する。

本発明によれば、レーザ光源から射出されたレーザ光が、ライン集光光学系によってライン状に集光され、微小素子アレイによって反射又は透過された後に、照射光学系によって標本上に光スポットとして照射される。これにより、標本からの光、例えば標本内に存在する蛍光物質が励起されて発生した蛍光が、光検出器によって検出される。

この際、微小素子アレイが、一直線上に間隔をあけて配置される複数の微小素子によりレーザ光を同時に反射又は透過させ、かつ、反射又は透過を行う微小素子を順次切り替えるように駆動されることで、標本上に形成される複数の光スポットは、その配列方向に沿って移動していく。また、ステージを動作させることで、標本上に形成される複数の光スポットは、その配列方向に交差する方向に移動していく。これにより、標本上においてレーザ光を２次元的に走査することができる。そして、上記の動作を複数の光スポットに対して同時に行うことで、高速度での２次元走査を実現することができ、走査に要する時間を短縮することができる。

また、光検出器として、複数のチャネルが１列に配列された光検出器、例えば３２チャネルのＰＭＴ（Photomultiplier Tube）を用いることで、標本からの光を感度良く検出することができ、検出した光に基づいて精度の高い画像を取得することができる。

上記発明において、前記光検出器の複数のチャネルが、前記微小素子アレイの微小素子のピッチよりも大きなピッチで１列に配列され、前記微小素子アレイを制御して、異なる前記微小素子において反射又は透過された光を各前記チャネルにそれぞれ入射させるとともに、各前記チャネルに前記標本上の異なる位置からの光が入射するように、各前記チャネルに入射させる光を反射又は透過させる前記微小素子を順次切り替える制御部を備える。

このように制御部によって微小素子アレイを制御することで、光検出器の各チャネルには異なる微小素子において反射又は透過された光がそれぞれ入射されるので、各チャネルにおいて、標本上の異なる位置からの光を検出することができる。また、各チャネルに標本上の異なる位置からの光が入射するように、各チャネルに入射される光を反射又は透過させる微小素子が順次切り替えられることで、各チャネルが検出する標本位置を順次移動させることができる。そして、その検出結果を微小素子アレイおよびステージによって特定される位置関係に基づいて並べることで、画像の解像度を向上させることができる。すなわち、本発明によれば、解像度の低い光検出器を用いた場合にも、高い解像度の画像を得ることができる。
上記発明において、前記ステージが、連続的に駆動させられて前記標本を連続的に移動させることとしてもよい。

上記発明において、前記光検出器の各チャネルに標本からの光を集光するシリンドリカルレンズを備えることとしてもよい。
このようなシリンドリカルレンズを備えることで、光検出器のチャネル間に指向された標本からの光を、いずれかのチャネルの中心に向かうように集光することができ、光検出器の各チャネルのそれぞれに対して標本からの光をより確実に入射させ、光検出器によって得られる画像の精度を向上することができる。

上記発明において、前記光検出器の各チャネルのそれぞれに対して感度調節を行う感度調節部を備えることとしてもよい。
このような感度調節部を備えることで、光検出器の各チャネルのそれぞれに対して、標本からの光の検出感度を調節することができ、光検出器によって得られる画像の精度を向上することができる。

上記発明において、前記ステージが等速度で連続的に直線駆動され、前記制御部が、各前記チャネルに入射させる光を反射又は透過させる前記微小素子を、一定の周期で前記長手方向に対して傾斜する方向に順次切り替えることとしてもよい。

ステージを連続的に動作させた場合には、単に微小素子をラインの長手方向に切り替えただけでは、標本上に形成される光スポットが、ステージの移動方向にずれていってしまうので、標本上においては複数の光スポットによって同一直線上の領域を照明することができない。
そこで、微小素子アレイをラインの長手方向のみならず、これに交差する方向にも順次切り替えるように制御することで、ステージの移動によるずれを相殺して標本上に形成される多数の光スポットによって同一直線上に配列された領域を照明することができる。そして、順次切り替えられる複数の微小素子を繰り返し駆動することにより、この直線状の照明領域をその長手方向に交差する方向に移動させて２次元的な画像を取得することができる。この場合に、微小素子を切り替えている間にもステージを連続的に動作させるので、効率的に画像を取得することができる。

上記発明において、前記レーザ光を同時に反射又は透過させる一直線上に間隔をあけて配置される複数の微小素子のうち、相互に隣り合う微小素子が、前記長手方向に直交する方向に隣接する列に配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、標本上に形成される複数の光スポットによって標本に対してレーザ光を密に照射することができる。これにより、２次元画像の解像度を向上させることができ、鮮明な画像を得ることができる。

本発明によれば、走査に要する時間を短縮しつつ、標本からの光を高感度に検出することができるという効果を奏する。

本発明の各実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡の概略構成図である。 標本上におけるレーザ光のスポット位置を示す図である。 図１の光検出器の部分拡大図である。 図１の光検出器に入射するスポット光を説明する図である。 標本上におけるスポット光の配置を示す図であり、（ａ）は１列目に入射する場合、（ｂ）は２列目に入射する場合である。 ステージを連続的に移動させた場合の標本上におけるスポット光の配置を示す図である。 第２の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡の動作を説明する図であり、（ａ）はＤＭＤ上のスポット光、（ｂ）は標本上のスポット光である。 第１の変形例に係るレーザ走査型顕微鏡の動作を説明する図であり、（ａ）はＤＭＤ上のスポット光、（ｂ）は標本上のスポット光である。 図８のステージの移動速度の決定方法を説明する図であり、（ａ）はＤＭＤ上のスポット光、（ｂ）は標本上のスポット光である。 第２の変形例に係るレーザ走査型顕微鏡の動作を説明する図であり、（ａ）はＤＭＤ上のスポット光、（ｂ）は標本上のスポット光である。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００は、図１に示されるように、標本１９を搭載して移動させるステージ２０と、レーザ光Ｌを射出するレーザ光源１と、レーザ光源１からのレーザ光Ｌをライン状に集光するライン集光光学系３と、ライン集光光学系３により集光されたレーザ光Ｌを選択的に反射するＤＭＤ（微小素子アレイ）７と、ＤＭＤ７により反射されたレーザ光Ｌを標本１９に照射する照射光学系２と、標本１９において発生した蛍光Ｆをレーザ光Ｌの光路から分岐する励起ダイクロイックミラー５と、励起ダイクロイックミラー５により分岐された蛍光Ｆを検出する検出光学系４と、これらを制御する制御部６とを備えている。

ライン集光光学系３には、レンズ２１ａとレンズ２１ｂとの距離を変化させることによってレーザ光Ｌの光束径を調節するビームエキスパンダ２１と、レーザ光Ｌの断面を略円形からライン状に変換するシリンドリカルレンズ２３とが備えられている。このような構成を有することで、ライン集光光学系３は、レーザ光源１からのレーザ光ＬをＤＭＤ７上においてライン状に集光するようになっている。

励起ダイクロイックミラー５は、ライン集光光学系３からのレーザ光ＬをＤＭＤ７に向けて反射する一方、標本１９において発生した蛍光Ｆを透過させるようになっている。このような特性を有することで、励起ダイクロイックミラー５は、標本１９において発生し、照射光学系２、ミラー９、およびＤＭＤ７を介して戻ってきた蛍光Ｆを、レーザ光Ｌの光路から分岐するようになっている。

ＤＭＤ７は、図示しない微小可動ミラー（微小素子）を複数備えている。これらの微小可動ミラーは、ライン集光光学系３によりライン状に集光されたレーザ光Ｌのラインの長手方向に配列されている。このような構成を有することで、ＤＭＤ７は、微小可動ミラーを動作（ＯＮ／ＯＦＦ）させることによって、ライン集光光学系３により集光されたレーザ光Ｌの一部を選択的にミラー９に向けて反射するようになっている。これにより、図２に示すように、レーザ光Ｌの一部が、複数のスポット光（図２において黒丸印）として、標本１９上にスポット光の配列方向（Ｘ方向）に間隔を空けて照射される。
また、ＤＭＤ７は、標本１９と共役な位置に配置されており、標本１９の像が、ＤＭＤ７上に結像されるようになっている。

ステージ２０は、例えばモータによって駆動する電動ステージであり、図２に示すように、標本１９をスポット光の配列方向に直交する方向（Ｙ方向）に移動させるようになっている。これにより、ＤＭＤ７により反射されたライン状のレーザ光Ｌを、標本１９上においてスポット光の配列方向に直交する方向（Ｙ方向）に走査することができる。
ＤＭＤ７とミラー９との間には、ＤＭＤ７により反射されたレーザ光Ｌをリレーするリレーレンズ２５が設けられている。

照射光学系２は、瞳投影レンズ２７と、結像レンズ１３と、対物レンズ１１とを備えている。このような構成を有することで、照射光学系２は、ＤＭＤ７により選択的に反射されたレーザ光Ｌを標本１９に集光する一方、標本１９において発生した蛍光Ｆを集光するようになっている。

検出光学系４には、励起ダイクロイックミラー５を透過してきた蛍光Ｆをリレーする２つのリレーレンズ１５，５５と、リレーレンズ１５とリレーレンズ５５との間に配置され、励起ダイクロイックミラー５を透過してきた蛍光Ｆを光検出器１７に向けて反射するミラー５３と、ミラー５３により反射された蛍光Ｆを検出する光検出器１７とが備えられている。

光検出器１７は、例えば３２チャネルの光電子増倍管(Photo Multiplier Tube)であり、図３に示すように、標本１９からの光を検出する複数のチャネル（符号１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，・・・）が１列に配列されている。この複数のチャネルは、ＤＭＤ７の微小可動ミラーのピッチよりも大きなピッチで配列されている。光検出器１７は、ＤＭＤ７と共役な位置に配置されている。

また、光検出器１７とリレーレンズ５５との間には、光検出器１７の各チャネルに蛍光Ｆを集光するシリンドリカルレンズ１８がそれぞれ設けられている。
シリンドリカルレンズ１８を備えることで、光検出器１７のチャネル間に指向された標本１９からの蛍光Ｆを、いずれかのチャネルの中心に向かうように集光することができ、光検出器１７の各チャネルのそれぞれに対して標本１９からの蛍光Ｆをより確実に入射させることができるようになっている。

制御部６は、ＤＭＤ７、ステージ２０、および光検出器１７を同期させるように制御する。具体的には、制御部６は、ＤＭＤ７を制御して、異なる微小可動ミラーにおいて反射された光を、光検出器１７の各チャネルにそれぞれ入射させる。また、制御部６は、ＤＭＤ７を制御して、各チャネルに入射させる光を反射させる微小可動ミラーが順次切り替わるように、各微小可動ミラーを動作させる。また、制御部６は、１列に配列された全ての微小可動ミラーがＯＮ状態に順次切り替えられた後に、ステージ２０を動作させ、標本１９をスポット光の配列方向に直交する方向に一列移動させる。

上記のような制御を行うことで、光検出器１７の各チャネルにおいて標本１９上の異なる位置からの蛍光Ｆを検出することができるとともに、各チャネルが検出する標本１９上の位置を順次移動させることができる。

また、制御部６には、光検出器１７により検出された蛍光Ｆの輝度データに基づいて蛍光画像を生成するパーソナルコンピュータ（以降では「ＰＣ」と表記する。）８が接続されている。また、ＰＣ８には、ＰＣ８により生成された蛍光画像を表示するモニタ１０が接続されている。

上記構成を有するレーザ走査型顕微鏡１００の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００によれば、レーザ光源１から射出されたレーザ光Ｌは、ビームエキスパンダ２１によって光束径が調節される。そして、レーザ光Ｌは、シリンドリカルレンズ２３を通過させられることによって、ライン状に集光され、励起ダイクロイックミラー５によりＤＭＤ７に向けて反射される。

励起ダイクロイックミラー５により反射されたレーザ光Ｌは、ＤＭＤ７上において、微小可動ミラーの配列方向（Ｘ方向）に延びるライン状に結像される。ＤＭＤ７に結像されたレーザ光Ｌのうち、ＯＮ状態となっているＤＭＤ７の微小可動ミラーによって反射されたレーザ光Ｌのみが、スポット光（図２において黒丸印）としてミラー９に向けて反射される。

ＤＭＤ７により反射されたレーザ光Ｌは、リレーレンズ２５によってリレーされた後、ミラー９により偏向され、瞳投影レンズ２７および結像レンズ１３を介して、対物レンズ１１により標本１９上の焦点位置に集光される。

標本１９上の焦点位置においては、標本１９内の蛍光物質が励起されることにより蛍光Ｆが発生する。発生した蛍光Ｆは、対物レンズ１１により集光された後、結像レンズ１３、瞳投影レンズ２７、ミラー９およびリレーレンズ２５を介してＤＭＤ７に入射する。

ＤＭＤ７に入射した蛍光Ｆは、ＯＮ状態となっているＤＭＤ７の微小可動ミラーによって励起ダイクロイックミラー５に向けて反射され、励起ダイクロイックミラー５を透過してレーザ光Ｌの光路から分岐される。このとき、十分に面積が小さい単一の微小可動ミラーは、共焦点ピンホールとして機能し、標本１９における対物レンズ１１の焦点位置からの蛍光Ｆのみが励起ダイクロイックミラー５に向けて反射され、その周囲から発生した蛍光は検出光学系４には入射しないようにカットされる。
そして、励起ダイクロイックミラー５を透過した蛍光Ｆは、リレーレンズ１５，５５およびミラー５３を介して、光検出器１７により検出される。

上記の動作において、制御部６からの指令により、図４に示すように、ＤＭＤ７の微小可動ミラーのＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられ、光検出器１７の各チャネルに入射する蛍光Ｆが切り替わる。ここでは、光検出器１７の各チャネルに対して、レーザ光Ｌのスポット光を４つ入射させる場合を例に挙げて説明する。

ＤＭＤ７に複数配列された微小可動ミラーのうち、ラインの長手方向に３つ離れた微小可動ミラーがそれぞれＯＮ状態に切り替えられ、その他の微小可動ミラーがＯＦＦ状態に切り替えられる。

そして、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、光検出器１７の１チャネルに割り当てられた４つの微小可動ミラーの全てがＯＮ状態に順次切り替えられた後、すなわち、標本１９上においてレーザ光Ｌのスポット光がその配列方向（Ｘ方向）に全て照射された後に、ステージ２０によって標本１９を、スポット光の配列方向に直交する方向（Ｙ方向）に一列移動させる。

このようにＤＭＤ７を駆動させるともに、ステージ２０を間欠的に動作させることで、標本１９の観察範囲の全面にわたって隙間なくレーザ光Ｌを照射して、その照射位置からの蛍光Ｆを光検出器１７によって検出することができる。なお、有効となる蛍光Ｆのスポット光のずらし方は、図４に示す例のように隣接するスポット位置に１つずつ移動させなくてもよく、例えば１つ飛びで移動させることとしてもよい。

このようにして検出された蛍光Ｆの輝度データは、制御部６を介してＰＣ８に送られる。ＰＣ８では、光検出器１７により検出された蛍光Ｆの輝度データが、ステージ２０およびＤＭＤ７によって特定される位置関係に基づいて並べられ、蛍光画像が生成される。このように生成された蛍光画像がモニタ１０に表示される。

以上のように、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００によれば、ＤＭＤ７が、一直線上に間隔をあけて配置される複数の微小可動ミラーによりレーザ光Ｌを同時に反射させ、かつ、反射を行う微小可動ミラーを順次切り替えるように駆動されることで、標本１９上に形成されるレーザ光Ｌの光スポットは、その配列方向に沿って移動していく。また、ステージ２０を動作させることで、標本１９上に形成されるレーザ光Ｌの光スポットは、その配列方向に直交する方向に移動していく。これにより、標本１９上においてレーザ光Ｌを２次元的に走査することができる。そして、上記の動作を複数のレーザ光Ｌの光スポットに対して同時に行うことで、高速度での２次元走査を実現することができ、走査に要する時間を短縮することができる。

また、光検出器１７として、３２チャネルのＰＭＴ（Photomultiplier Tube）を用いることで、蛍光Ｆを感度良く検出することができ、検出した蛍光Ｆに基づいて精度の高い画像を取得することができる。
また、光検出器１７として、３２チャネルのＰＭＴを蛍光Ｆの光スポットの配列方向に複数並べることとしてもよい。このようにすることで、取得する画像の画質を向上することができる。

また、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００によれば、制御部６によってＤＭＤ７が制御され、異なる微小可動ミラーにおいて反射された光を各チャネルにそれぞれ入射させるとともに、各チャネルに標本１９上の異なる位置からの光が入射するように、各チャネルに入射させる光を反射させる微小可動ミラーが順次切り替えられる。

このようにＤＭＤ７を制御することで、光検出器１７の各チャネルには異なる微小可動ミラーにおいて反射された光がそれぞれ入射されるので、各チャネルにおいて、標本１９上の異なる位置からの光を検出することができる。また、各チャネルに標本１９上の異なる位置からの光が入射するように、各チャネルに入射される光を反射させる微小可動ミラーが順次切り替えられることで、各チャネルが検出する標本１９位置を順次移動させることができる。そして、その検出結果をＤＭＤ７およびステージ２０によって特定される位置関係に基づいて並べることで、画像の解像度を向上させることができる。すなわち、実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００によれば、解像度の低い光検出器１７を用いた場合にも、高い解像度の画像を得ることができる。

なお、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００において、光検出器１７の各チャネルのそれぞれに対して感度調節を行う感度調節部を備えることとしてもよい。
このような感度調節部を備えることで、光検出器１７の各チャネルのそれぞれに対して、蛍光Ｆの検出感度を調節することができ、光検出器１７によって得られる画像の精度を向上することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡２００について図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、第１の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡２００が第１の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１００と異なる点は、ステージ２０を間欠的に動作させるのではなく、連続的に動作させる点である。

図６に示すように、ステージ２０を連続的に動作させた場合には、標本１９上に形成されるレーザ光Ｌの光スポットは、単に微小可動ミラーをラインの長手方向に切り替えただけでは、ステージ２０の移動方向（Ｙ方向）にずれていってしまう。したがって、標本１９上に複数の光スポットによって同一直線上の領域を照明することができない。

そこで、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡２００では、図７（ａ）に示すように、制御部６が、光検出器１７の各チャネルに入射させる光を反射させる微小可動ミラーを、一定の周期で長手方向に対して傾斜する方向に順次切り替える。具体的には、図７（ａ）に示す例において、レーザ光Ｌを反射させる微小可動ミラーを符号７ａ，７ｂ、７ｃ，７ｄの順に切り替える。

このように、ＤＭＤ７をラインの長手方向のみならず、これに交差する方向にも順次切り替えるように制御することで、図７（ｂ）に示すように、ステージ２０の移動によるずれを相殺して標本１９上に形成される多数の光スポットによって同一直線上に配列された領域を照明することができる。そして、順次切り替えられる複数の微小可動ミラーを繰り返し駆動することにより、この直線状の照明領域をその長手方向に交差する方向に移動させて２次元的な画像を取得することができる。この場合に、微小可動ミラーを切り替えている間にもステージ２０を連続的に動作させるので、効率的に画像を取得することができる。

〔第１の変形例〕
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡２００の第１の変形例として、図８（ａ）に示すように、ＤＭＤ７の微小可動ミラーを、ライン集光光学系３によりライン状に集光されたレーザ光Ｌに対して斜め（矢印３０に示す方向）に配列することとしてもよい。この場合には、図８（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌを同時に反射させる微小素子の配列方向（矢印３５に示す方向）に直交する方向（矢印３１に示す方向）にステージ２０を連続的に移動させる。

第２の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡では、レーザ光ＬをＤＭＤ７上に微小可動ミラー４列分の幅で照射しなければならなかった。これに対して、本変形例に係るレーザ走査型顕微鏡によれば、レーザ光Ｌの照射範囲を微小可動ミラー２列分の幅に狭めることができるので、単位面積当たりのレーザ照射パワーを上げることができる。
また、第２の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡よりも、ステージ移動方向の画像の解像度を高めることができる。また、第２の実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡ではＹ方向の解像度がＸ方向に比べて低くなってしまうのに対して、本変形例に係るレーザ走査型顕微鏡によればＸ方向とＹ方向の解像度を揃えることができる。

なお、ステージ２０の移動速度（Ｖｘ，Ｖｙ）は以下のように決定する。
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、標本１９上におけるＸ方向、Ｙ方向のサンプル１画素間隔をそれぞれΔＸｓ，ΔＹｓとすると、ΔＸｓ，ΔＹｓは、それぞれ以下の（１）式、（２）式のように表わされる。
ΔＸｓ＝ＣＸ×δＸ−Δｔ×Ｖｘ・・・（１）
ΔＹｓ＝ＣＹ×δＹ−ΔＴ×Ｖｙ・・・（２）
上記の式において、ＣＸ，ＣＹは光学設計できまる定数、δＸ，δＹはＤＭＤ７の構造（微小可動ミラーの配列間隔）で決まる定数、Δｔ，ΔＴはＤＭＤ７における微小可動ミラーの切り替え時間を示している。
上記式より導かれるステージ速度（Ｖｘ，Ｖｙ）が、以下の（３）式に示すズレ無し条件を満足するように、ステージ速度（Ｖｘ，Ｖｙ）を決定する。
ＣＹ×δＹ−Δｔ×Ｖｙ＝０・・・（３）

〔第２の変形例〕
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡２００の第２の変形例として、図１０（ａ）に示すように、レーザ光Ｌを同時に反射させる一直線（直線３２）上に間隔をあけて配置される複数の微小可動ミラーのうち、相互に隣り合う微小素子が、ラインの長手方向に直交する方向に隣接する列に配置されるとともに、ステージ２０を直線３２に直交する方向に動作させることとしてもよい。

具体的には、図１０（ａ）に示す例において、微小可動ミラー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄから構成される微小可動ミラー群と、微小可動ミラー７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈから構成される微小可動ミラー群とが、ラインの長手方向に直交する方向に隣接するように配置されている。また、各微小可動ミラー群において対応する微小可動ミラー、例えば微小可動ミラー７ａと微小可動ミラー７ｅによって、レーザ光Ｌを同時に反射させる。そして、微小可動ミラー７ａと微小可動ミラー７ｅを通る直線３２に直交する方向（矢印３３に示す方向）にステージ２０を動作させる。これらの動作を、各微小可動ミラー群における全ての微小可動ミラーについて繰り返す。

このようにすることで、図１０（ｂ）に示すように、ステージ２０の移動によるずれを相殺して標本１９上に形成される多数の光スポットによって同一直線上に配列された領域を照明することができる。この場合において、標本１９上に形成される複数の光スポットによって標本１９に対してレーザ光Ｌを密に照射することができる。これにより、２次元画像の解像度を向上させることができ、鮮明な画像を得ることができる。また、本変形例に係るレーザ走査型顕微鏡によれば、第１の変形例と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の各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、各実施形態では、ＤＭＤ７においてレーザ光Ｌを選択的に反射させるとして説明したが、選択的に透過させることとしてもよい。
また、微小素子アレイとして、微小可動ミラーを複数備えるＤＭＤ７を例に挙げて説明したが、ＤＭＤ７に代えて、液晶素子を複数備える液晶アレイとしてもよい。

また、各実施形態では、光検出器１７の各チャネルにレーザ光Ｌのスポット光が４つ入射する場合について説明したが、各チャネルに入射するスポット光は３つ以下または５つ以上であってもよい。
また、各実施形態では、ステージ２０をレーザ光Ｌのスポット光の配列方向に直交する方向に動作させるとして説明したが、必ずしも直交する方向でなくてもよく、該配列方向に傾斜する方向に動作させることとしてもよい。

１ レーザ光源
２ 照射光学系
３ ライン集光光学系
４ 検出光学系
５ 励起ダイクロイックミラー
６ 制御部
７ ＤＭＤ（微小素子アレイ）
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ 微小可動ミラー（微小素子）
１７ 光検出器
１８ シリンドリカルレンズ
１９ 標本
２０ ステージ
１００，２００ レーザ走査型顕微鏡
Ｌ レーザ光
Ｆ 蛍光

Claims (6)

1. 標本を搭載して移動させるステージと、
   レーザ光を射出するレーザ光源と、
   該レーザ光源からのレーザ光をライン状に集光するライン集光光学系と、
   該ライン集光光学系によりライン状に集光されたレーザ光を反射又は透過する微小素子がラインの長手方向に複数配列された微小素子アレイと、
   該微小素子アレイにより反射又は透過されたレーザ光を前記標本に照射する照射光学系と、
   前記微小素子アレイと共役な位置に配置され、前記標本からの光を検出する複数のチャネルが前記微小素子アレイの微小素子のピッチよりも大きなピッチで１列に配列されるとともに、各前記チャンネルに複数の前記微小素子が割り当てられた光検出器と、
   前記微小素子アレイを制御して、各前記チャネルに割り当てられた複数の前記微小素子のうち、何れかの前記微小素子において反射又は透過された光を夫々割り当てられた各前記チャネルに入射させるとともに、各前記チャネルに前記標本上の異なる位置からの光が入射するように、各前記チャネルに入射させる光を反射又は透過させる前記微小素子を順次切り替える制御部とを備え、
   前記微小素子アレイが、一直線上に間隔をあけて配置される複数の微小素子によりレーザ光を同時に反射又は透過させ、かつ、反射又は透過を行う微小素子を順次切り替えるように駆動され、
   前記ステージが、前記標本上に形成される複数の光スポットの配列方向に交差する方向に前記標本を移動させるレーザ走査型顕微鏡。
2. 前記ステージが、連続的に駆動させられて前記標本を連続的に移動させる請求項１に記載のレーザ走査型顕微鏡。
3. 前記光検出器の各チャネルに標本からの光を集光するシリンドリカルレンズを備える請求項１または請求項２に記載のレーザ走査型顕微鏡。
4. 前記光検出器の各チャネルのそれぞれに対して感度調節を行う感度調節部を備える請求項１または請求項２に記載のレーザ走査型顕微鏡。
5. 前記ステージが等速度で連続的に直線駆動され、
   前記制御部が、各前記チャネルに入射させる光を反射又は透過させる前記微小素子を、一定の周期で前記長手方向に対して傾斜する方向に順次切り替える請求項１に記載のレーザ走査型顕微鏡。
6. 前記レーザ光を同時に反射又は透過させる一直線上に間隔をあけて配置される複数の微小素子のうち、相互に隣り合う微小素子が、前記長手方向に直交する方向に隣接する列に配置されている請求項５に記載のレーザ走査型顕微鏡。

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