JP5926966B2

JP5926966B2 - 蛍光観察装置

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Inventors: 大介西脇
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Description

本発明は、蛍光観察装置に関し、特に、レーザ光で標本を走査して標本を観察する蛍光観察ユニットと、水銀ランプなどの光源からの光で標本を面照明して標本を観察する蛍光観察ユニットと、を備える蛍光観察装置に関する。

従来から、蛍光観察装置では、標本を面照明し２次元検出器で蛍光を検出することで標本を観察する蛍光観察（以降、ワイドフィールド型蛍光観察と記す）や、走査手段を用いてレーザ光で標本を走査することで標本を観察する蛍光観察（以降、レーザ走査型蛍光観察と記す）が行われている。

ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察の両方の観察を行うことができる装置は、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１及び特許文献２に開示される顕微鏡システムは、顕微鏡切換ミラーを光路に対して挿脱することで、ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察を切換えて行うことができる。

特開２０１１−１０７２５７号公報特開２０１１−０９０２４８号公報

特許文献１及び特許文献２に開示されるように、従来の蛍光観察装置では、ワイドフィールド型蛍光観察を行うためのユニット（以降、ワイドフィールド型蛍光観察ユニットと記す）とレーザ走査型蛍光観察を行うためのユニット（以降、レーザ走査型蛍光観察ユニットと記す）の両方を備える場合であっても、これらの観察は同時に行われず、切換えて行われるのが通常である。これは、ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察の両方の観察を同時に行う場合には、励起フィルタやバリアフィルタなどのフィルタの選択が非常に複雑になってしまうからである。
以下、フィルタの選択が複雑になる理由について具体的に説明する。

蛍光観察装置では、蛍光だけを検出するために検出器の前に励起光を遮断するバリアフィルタを配置する構成が一般的である。上述した両方の観察を同時に行う場合には、電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）などのワイドフィールド型蛍光観察ユニットの検出器の前に、ワイドフィールド型蛍光観察ユニットで使用する励起光を遮断するだけではなく、レーザ走査型蛍光観察ユニットで使用する励起光（レーザ光）も遮断することができるバリアフィルタを配置する必要がある。同様に、光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier Tube）などのレーザ走査型蛍光観察ユニットの検出器の前には、レーザ走査型蛍光観察ユニットで使用する励起光（レーザ光）を遮断するだけではなく、ワイドフィールド型蛍光観察ユニットで使用する励起光も遮断するバリアフィルタを配置する必要がある。

また、ワイドフィールド型蛍光観察ユニットでは、光源から出射される光から励起に必要な波長の光を選択的に透過させる励起フィルタを光源から標本に至る出射光路上に配置する構成が一般的である。上述した両方の観察を同時に行う場合には、単に励起に必要な波長の光を選択するだけでなく、選択された波長（励起波長）がレーザ走査型蛍光観察ユニットの検出対象とされる蛍光波長と重ならないような励起フィルタを出射光路上に配置する必要がある。

このように、ワイドフィールド型蛍光観察ユニットとレーザ走査型蛍光観察ユニットを備えた蛍光観察装置では、一方のユニット内に配置されるバリアフィルタや励起フィルタなどのフィルタの選択は、一方のユニットで使用される励起波長や蛍光波長を考慮するだけではなく、他方のユニットで使用される励起波長や蛍光波長をも考慮して行う必要がある。このため、使用するフィルタの選択、ひいては、使用するフィルタの組み合わせの選択が非常に複雑になってしまう。

以上のような実情を踏まえ、本発明は、ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察の両方の観察を同時に行う場合に、適切なバリアフィルタと励起フィルタの組み合わせの選択を容易に行い得る蛍光観察装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、複数のレーザと、前記複数のレーザからのレーザ光で標本を走査する走査手段と、前記レーザ光により励起された前記標本からの蛍光を検出する検出器と、を含むレーザ走査型蛍光観察ユニットと、前記標本を面照明するための光源と、前記光源からの光の光路上に選択的に配置される、各々が前記複数のレーザの各々に対応する複数の励起フィルタと、前記光源からの光の光路上に配置された励起フィルタを透過した光により励起された前記標本からの蛍光を検出する２次元検出器と、を含むワイドフィールド型蛍光観察ユニットと、前記レーザ光の光路と前記光源からの光の光路とを合成するダイクロイックミラーと、を含み、前記複数の励起フィルタの各々は、透過帯の中心波長が対応するレーザの発振波長と一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザの発振波長の公差幅と一致するような、光学特性を有し、前記レーザ走査型蛍光観察ユニットは、さらに、前記ダイクロイックミラーと前記検出器の間に選択的に配置される、各々が前記複数のレーザの各々に対応する複数の第１のバリアフィルタを含み、前記ワイドフィールド型蛍光観察ユニットは、さらに、前記ダイクロイックミラーと前記２次元検出器の間に選択的に配置される、各々が前記複数のレーザの各々に対応する複数の第２のバリアフィルタを含み、同一のレーザに対応する第１のバリアフィルタと第２のバリアフィルタは、同じ光学特性を有する蛍光観察装置を提供する。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の蛍光観察装置において、レーザ走査型蛍光観察ユニットとワイドフィールド型蛍光観察ユニットの両方で蛍光観察をする場合、前記光源からの光の光路上に、前記複数の励起フィルタのうちの、前記複数のレーザから選択された、蛍光観察に使用するレーザを除く、他のレーザに対応する励起フィルタが配置され、前記ダイクロイックミラーと前記検出器の間に、前記複数の第１のバリアフィルタのうちの、前記蛍光観察に使用するレーザに対応する第１のバリアフィルタが配置され、前記ダイクロイックミラーと前記２次元検出器の間に、前記複数の第２のバリアフィルタのうちの、前記他のレーザに対応する第２のバリアフィルタが配置される蛍光観察装置を提供する。

本発明の第３の態様は、第１の態様に記載の蛍光観察装置において、さらに、前記レーザ走査型蛍光観察ユニットと前記複数のレーザを共有し、前記複数のレーザからのレーザ光で前記標本を光刺激する刺激ユニットを含む蛍光観察装置を提供する。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つに記載の蛍光観察装置において、前記光源は、前記複数のレーザの発振波長を含む連続的または離散的な光源波長を有する光源である蛍光観察装置を提供する。
本発明の第５の態様は、第４の態様に記載の蛍光観察装置において、前記光源は、水銀ランプである蛍光観察装置を提供する。
本発明の第６の態様は、第４の態様に記載の蛍光観察装置において、前記光源は、複数のＬＥＤチップを備えた白色ＬＥＤ光源である蛍光観察装置を提供する。

本発明の第７の態様は、第４の態様に記載の蛍光観察装置において、前記光源は、ＬＥＤチップの周りに蛍光体を備えた白色ＬＥＤ光源である蛍光観察装置を提供する。

本発明によれば、ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察の両方の観察を同時に行う場合に、適切なバリアフィルタと励起フィルタの組み合わせの選択を容易に行い得る蛍光観察装置を提供することができる。

本発明の実施例１に係る蛍光観察装置の構成を例示した図である。本発明の実施例１に係る蛍光観察装置に含まれるワイドフィールド型蛍光観察ユニットの光源の変形例の構成を例示した図である。本発明の実施例１に係る蛍光観察装置に含まれるワイドフィールド型蛍光観察ユニットの光源の他の変形例の構成を例示した図である。本発明の実施例１に係る蛍光観察装置に含まれるバリアフィルタと励起フィルタの光学特性の決定手順を示すフローチャートである。本発明の実施例１に係る蛍光観察装置に含まれるレーザの発振波長の交差範囲を示す図である。本発明の実施例１に係る蛍光観察装置に含まれるバリアフィルタの光学特性を示す図である。本発明の実施例１に係る蛍光観察装置に含まれる励起フィルタの光学特性を示す図である。ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察の両方の観察を同時に行う場合における、本実施例に係る蛍光観察装置に含まれるバリアフィルタと励起フィルタの切換手順を示すフローチャートである。本発明の実施例２に係る蛍光観察装置の構成を例示した図である。

図１は、本実施例に係る蛍光観察装置の構成を例示した図である。まず、図１を参照しながら、本実施例に係る蛍光観察装置の構成について説明する。なお、実際の装置では適宜２次元検出器の前段に結像レンズ、瞳等をリレーするためのリレー光学系等が配置されるが、図１では、蛍光観察装置を説明のために模式的に示し、これらを省略している。

図１に例示される蛍光観察装置１は、走査手段を用いてレーザ光で標本Ｓを走査することで標本Ｓを観察するレーザ走査型蛍光観察ユニット１００と、標本Ｓを面照明し２次元検出器で蛍光を検出することで標本Ｓを観察するワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００と、を備えた蛍光観察装置であり、レーザ走査型蛍光観察とワイドフィールド型蛍光観察とを同時に行うことができる。

蛍光観察装置１は、さらに、対物レンズ２０と、対物レンズ２０の光軸上に配置するダイクロイックミラー（ダイクロイックミラー１０ａ、ダイクロイックミラー１０ｂ）を切換えるフィルタ切換手段１０と、を含んでいる。

フィルタ切換手段１０は、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００及びワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００で使用される励起波長及び蛍光波長に応じて、光軸上に配置するダイクロイックミラーを切換える。フィルタ切換手段１０は、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００で使用される励起波長及び蛍光波長の光を反射させて、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００で使用される励起波長及び蛍光波長の光を透過させる光学特性を有するダイクロイックミラーが光軸上に配置されるように、ダイクロイックミラーを切換える。これにより、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーは、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００からのレーザ光の光路とワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００の光源からの光の光路とを合成する手段として機能する。

なお、フィルタ切換手段１０は、さらに、ハーフミラーを含んでもよく、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００で使用される励起波長とワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００で使用される励起波長が同じ場合には、フィルタ切換手段１０は、ハーフミラーを光路上に配置してもよい。

レーザ走査型蛍光観察ユニット１００は、複数のレーザ（レーザ１０１、レーザ１０２、レーザ１０３）と、複数のレーザからのレーザ光で標本を走査する走査手段であるガルバノミラー１０８と、レーザ光により励起された標本Ｓからの蛍光を検出する検出器である複数の光電子増倍管（ＰＭＴ１０９、ＰＭＴ１１０、ＰＭＴ１１１）と、を含んでいる。

レーザ走査型蛍光観察ユニット１００は、さらに、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーと各ＰＭＴの間に、フィルタ切換手段により選択的に配置される、各々が複数のレーザの各々に対応する複数のバリアフィルタを含んでいる。具体的には、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーとＰＭＴ１０９の間には、フィルタ切換手段１１５を含み、フィルタ切換手段１１５は、レーザ１０１に対応するバリアフィルタ１１５ａ、レーザ１０２に対応するバリアフィルタ１１５ｂ、さらに図示しないレーザ１０３に対応するバリアフィルタを含んでいる。同様に、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーとＰＭＴ１１０の間のフィルタ切換手段１１６、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーとＰＭＴ１１１の間のフィルタ切換手段１１７も、それぞれ、各レーザに対応する複数のバリアフィルタ（バリアフィルタ１１６ａ、バリアフィルタ１１６ｂ、バリアフィルタ１１７ａ、バリアフィルタ１１７ｂなど）を含んでいる。

ここで、「レーザに対応するバリアフィルタ」とは、対応するレーザの発振波長を励起波長とする蛍光物質が発する蛍光を透過させる光学特性を有し、且つ、その蛍光の波長以外の波長、特に、蛍光観察装置１に含まれる複数のレーザの発振波長、の光を十分に遮断する光学特性を有するバリアフィルタをいうものとする。

レーザ走査型蛍光観察ユニット１００は、その他に、複数のレーザからのレーザ光を同一光路上に導くための手段（ミラー１０４、ダイクロイックミラー１０５、ダイクロイックミラー１０６）、レーザ光の光路と蛍光の光路とを合成するための手段（フィルタ切換手段１０７、ダイクロイックミラー１０７ａ、ダイクロイックミラー１０７ｂ）、複数のＰＭＴの各々に一の蛍光物質からの蛍光を導くための手段（フィルタ切換手段１１２、ダイクロイックミラー１１２ａ、ダイクロイックミラー１１２ｂ、フィルタ切換手段１１３、ダイクロイックミラー１１３ａ、ダイクロイックミラー１１３ｂ、ミラー１１４）を含んでいる。

ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００は、標本Ｓを面照明するための光源である水銀ランプ２０１と、水銀ランプ２０１からの光の光路上に、フィルタ切換手段２０２により選択的に配置される、各々が複数のレーザの各々に対応する複数の励起フィルタ（レーザ１０１に対応する励起フィルタ２０２ａ、レーザ１０２に対応する励起フィルタ２０２ｂ、レーザ１０３に対応する図示しない励起フィルタ）と、光路上に配置された励起フィルタを透過した光により励起された標本Ｓからの蛍光を検出する２次元検出器であるＣＣＤ２０４と、を含んでいる。

ここで、「レーザに対応する励起フィルタ」とは、透過帯の中心波長が対応するレーザの発振波長と略一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザの発振波長の公差幅と略一致する光学特性を有する励起フィルタをいう。

ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００では、励起フィルタ２０２ａは、透過帯の中心波長が対応するレーザ１０１の発振波長と略一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザ１０１の発振波長の公差幅と略一致するような光学特性を有し、励起フィルタ２０２ｂは、透過帯の中心波長が対応するレーザ１０２の発振波長と略一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザ１０２の発振波長の公差幅と略一致するような光学特性を有している。さらに、レーザ１０３に対応する図示しない励起フィルタは、透過帯の中心波長が対応するレーザ１０３の発振波長と略一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザ１０３の発振波長の公差幅と略一致するような光学特性を有している。

ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００は、さらに、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーとＣＣＤ２０４の間に、フィルタ切換手段２０５により選択的に配置される、各々が複数のレーザの各々に対応する複数のバリアフィルタを含んでいる。フィルタ切換手段２０５は、レーザ１０１に対応するバリアフィルタ２０５ａ、レーザ１０２に対応するバリアフィルタ２０５ｂ、さらに図示しないレーザ１０３に対応するバリアフィルタを含んでいる。

なお、レーザに対応するバリアフィルタの定義は、上述したとおりである。従って、同一のレーザに対応する、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００に含まれるバリアフィルタとワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００に含まれるバリアフィルタでは、同一の光学特性を有していてもよい。

ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００は、その他に、水銀ランプ２０１からの光の光路と蛍光の光路とを合成するための手段（フィルタ切換手段２０３、ダイクロイックミラー２０３ａ、ダイクロイックミラー２０３ｂ）を含んでいる。

なお、図１では、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００の光源として、水銀ランプ２０１を例示したが、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００の光源は、水銀ランプ２０１に限られない。ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００の光源は、複数のレーザの発振波長を含む連続的または離散的な光源波長を有する光源であることが望ましい。従って、蛍光観察装置１は、水銀ランプ２０１の代わりに、図２Ａに例示されるような、ＬＥＤチップ２１２の周りに蛍光体を含有する封止部材２１３を備えた白色ＬＥＤ光源２１１を含んでもよい。また、蛍光観察装置１は、水銀ランプ２０１の代わりに、図２Ｂに例示されるような、複数のＬＥＤチップ（ＬＥＤチップ２２２ａ、ＬＥＤチップ２２２ｂ、ＬＥＤチップ２２２ｃ）を備えた白色ＬＥＤ光源２２１であってもよい。

図３は、本実施例に係る蛍光観察装置に含まれるバリアフィルタと励起フィルタの光学特性の決定手順を示すフローチャートである。図４Ａは、本実施例に係る蛍光観察装置に含まれるレーザの発振波長の交差範囲を示す図である。図４Ｂは、本実施例に係る蛍光観察装置に含まれるバリアフィルタの光学特性を示す図である。図４Ｃは、本実施例に係る蛍光観察装置に含まれる励起フィルタの光学特性を示す図である。図３、及び、図４Ａから図４Ｃを参照しながら、蛍光観察装置１に含めるべきバリアフィルタと励起フィルタの光学特性の決定手順について説明する。

まず、最初に、蛍光観察装置１に含まれる複数のレーザの仕様から、複数のレーザの発振波長とその交差幅を決定する（図３のステップＳ１）。図４Ａでは、発振波長が４０５ｎｍで発振波長交差が±５ｎｍのレーザ１０１の発振波長の交差範囲Ｌ１が、発振波長が４８８ｎｍで発振波長交差が±５ｎｍのレーザ１０２の発振波長の交差範囲Ｌ２が、発振波長が５６１ｎｍで発振波長交差が±５ｎｍのレーザ１０３の発振波長の交差範囲Ｌ３が示されている。

次に、ステップＳ１で決定した複数のレーザの発振波長とその交差幅に基づいて、蛍光観察装置１に含まれる各レーザに対応するバリアフィルタの光学特性を決定する（図３のステップＳ２）。図４Ｂでは、レーザ１０１に対応するバリアフィルタの光学特性が線Ｂ１で、レーザ１０２に対応するバリアフィルタの光学特性が線Ｂ２で、レーザ１０３に対応するバリアフィルタの光学特性が線Ｂ３で示されている。

具体的には、レーザ１０１に対応するバリアフィルタの光学特性（線Ｂ１）は、交差範囲Ｌ１と交差範囲Ｌ２の間で、且つ、レーザ１０１のレーザ光により励起される蛍光物質の蛍光波長を含む帯域（例えば、４２０ｎｍから４７０ｎｍ）に透過帯が形成されるように決定される。より詳細には、バリアフィルタの透過率が交差範囲Ｌ１及び交差範囲Ｌ２において所定の光学密度（例えば、ＯＤ６やＯＤ７）以上に相当するように決定される。

同様に、レーザ１０２に対応するバリアフィルタの光学特性（線Ｂ２）は、交差範囲Ｌ２と交差範囲Ｌ３の間で、且つ、レーザ１０２のレーザ光により励起される蛍光物質の蛍光波長を含む帯域（例えば、５００ｎｍから５５０ｎｍ）に透過帯が形成されるように決定される。より詳細には、バリアフィルタの透過率が交差範囲Ｌ２及び交差範囲Ｌ３において所定の光学密度（例えば、ＯＤ６やＯＤ７）以上に相当するように決定される。さらに、レーザ１０３に対応するバリアフィルタの光学特性（線Ｂ３）は、交差範囲Ｌ３を上回り帯域（例えば、５８０ｎｍから６２０ｎｍ）で、且つ、レーザ１０３のレーザ光により励起される蛍光物質の蛍光波長を含む帯域に透過帯が形成されるように決定される。より詳細には、バリアフィルタの透過率が交差範囲Ｌ３において所定の光学密度（例えば、ＯＤ６やＯＤ７）以上に相当するように決定される。

最後に、ステップＳ１で決定した複数のレーザの発振波長とその交差幅に基づいて、蛍光観察装置１に含まれる各レーザに対応する励起フィルタの光学特性を決定する（図３のステップＳ３）。この際、ステップＳ２で決定したバリアフィルタの光学特性も合わせて考慮することが望ましい。図４Ｃでは、レーザ１０１に対応する励起フィルタの光学特性が線Ｅ１で、レーザ１０２に対応する励起フィルタの光学特性が線Ｅ２で、レーザ１０３に対応する励起フィルタの光学特性が線Ｅ３で示されている。

具体的には、レーザ１０１に対応する励起フィルタの光学特性（線Ｅ１）は、透過帯の中心波長が対応するレーザ１０１の発振波長４０５ｎｍと略一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザ１０１の発振波長の公差幅１０ｎｍと略一致する光学特性を有するように決定される。より望ましくは、レーザ１０１に対応するバリアフィルタと励起フィルタの透過率の積が、所定の光学密度（例えば、ＯＤ６やＯＤ７）以上に相当するように決定される。

同様に、レーザ１０２に対応する励起フィルタの光学特性（線Ｅ２）は、透過帯の中心波長が対応するレーザ１０２の発振波長４８８ｎｍと略一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザ１０２の発振波長の公差幅１０ｎｍと略一致する光学特性を有するように決定される。より望ましくは、レーザ１０２に対応するバリアフィルタと励起フィルタの透過率の積が、所定の光学密度（例えば、ＯＤ６やＯＤ７）以上に相当するように決定される。また、レーザ１０３に対応する励起フィルタの光学特性（線Ｅ３）は、透過帯の中心波長が対応するレーザ１０３の発振波長５６１ｎｍと略一致し、透過帯のバンド幅が対応するレーザ１０３の発振波長の公差幅１０ｎｍと略一致する光学特性を有するように決定される。より望ましくは、レーザ１０３に対応するバリアフィルタと励起フィルタの透過率の積が、所定の光学密度（例えば、ＯＤ６やＯＤ７）以上に相当するように決定される。

以上のように、蛍光観察装置１では、蛍光観察装置１に含まれるバリアフィルタと励起フィルタの光学特性を、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００の光源の特性を考慮することなく、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００のレーザの特性に基づいて決定することができる。このため、各フィルタの種類が基本的にはレーザの数と同数で足りることから、フィルタの種類を大幅に削減することが可能となる。これは、比較的自由に選択することができるワイドフィールド型蛍光観察ユニットで使用する励起波長の選択肢を、敢えて、レーザ走査型蛍光観察ユニットで使用し得る励起波長に制限することにより実現される。

なお、図３では、バリアフィルタの光学特性の決定後に励起フィルタの光学特性を決定する例を示したが、励起フィルタの光学特性の決定後にバリアフィルタの光学特性を決定してもよい。

図５は、ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察の両方の観察を同時に行う場合における、本実施例に係る蛍光観察装置に含まれるバリアフィルタと励起フィルタの切換手順を示すフローチャートである。図５を参照しながら、バリアフィルタと励起フィルタの切換手順について説明する。

まず、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００に含まれる複数のレーザから、蛍光観察に使用するレーザを選択し（ステップＳ１１）、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００で使用する励起波長と蛍光波長を決定する。なお、蛍光観察に使用するレーザは一つに限られない。蛍光観察装置１では、ＰＭＴが複数設けられていることから、例えば、レーザ１０１とレーザ１０２など複数のレーザを選択して同時に使用してもよい。以降、レーザ１０１を選択した場合とレーザ１０１とレーザ１０２を選択した場合を例に説明する。

次に、ステップＳ１１で選択したレーザに基づいて、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００内のバリアフィルタを切換える（ステップＳ１２）。ステップＳ１１でレーザ１０１が選択されている場合には、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーと蛍光観察に使用するＰＭＴ１０９の間に、フィルタ切換手段１１５を用いて、レーザ１０１に対応するバリアフィルタ１１５ａを配置する。また、ステップＳ１１でレーザ１０１とレーザ１０２が選択されている場合には、さらに、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーと蛍光観察に使用するＰＭＴ１１０の間に、フィルタ切換手段１１６を用いて、レーザ１０２に対応するバリアフィルタ１１６ｂを配置する。

次に、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００内の励起フィルタを選択して、切換える（ステップＳ１３）。例えば、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００とワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００とで異なる蛍光物質を励起して標本を観察する場合であって、ステップＳ１１でレーザ１０１が選択されている場合には、水銀ランプ２０１からの光の光路上に、フィルタ切換手段２０２を用いて、レーザ１０１を除く、他のレーザに対応する励起フィルタを配置する。具体的には、例えば、レーザ１０２に対応する励起フィルタ２０２ｂを配置する。また、ステップＳ１１でレーザ１０１とレーザ１０２が選択されている場合には、水銀ランプ２０１からの光の光路上に、フィルタ切換手段２０２を用いて、レーザ１０１及びレーザ１０２を除く、他のレーザ１０３に対応する図示しない励起フィルタを配置する。
また、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００とワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００とで同じ蛍光物質を励起して標本を観察する場合であれば、水銀ランプ２０１からの光の光路上に、フィルタ切換手段２０２を用いて、ステップＳ１１で選択されたレーザに対応する励起フィルタを配置する。具体的には、ステップＳ１１でレーザ１０１が選択されている場合には、レーザ１０１に対応する励起フィルタ２０２ａを配置する。また、ステップＳ１１でレーザ１０１とレーザ１０２が選択されている場合には、レーザ１０１に対応する励起フィルタ２０２ａまたはレーザ１０２に対応する励起フィルタ２０２ｂを配置する。

最後に、ステップＳ１２で選択した励起フィルタに基づいて、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００内のバリアフィルタを切換える（ステップＳ１４）。ステップＳ１１でレーザ１０１が選択され、ステップＳ１３でレーザ１０２に対応する励起フィルタ２０２ｂが配置されている場合には、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーとＣＣＤ２０４の間に、フィルタ切換手段２０５を用いて、レーザ１０２に対応するバリアフィルタ２０５ｂを配置する。また、ステップＳ１１でレーザ１０１及びレーザ１０２が選択され、ステップＳ１３でレーザ１０３に対応する励起フィルタが配置されている場合には、フィルタ切換手段１０内のダイクロイックミラーとＣＣＤ２０４の間に、フィルタ切換手段２０５を用いて、レーザ１０３に対応する図示しないバリアフィルタを配置する。

以上のように、蛍光観察装置１では、ワイドフィールド型蛍光観察とレーザ走査型蛍光観察の両方の観察を同時に行う場合に、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００内で光路上に配置するバリアフィルタは、利用者が観察に利用する蛍光物質に基づいて使用するレーザを選択することで、比較的少ない種類のバリアフィルタの中から一意に決定することができる。また、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００内で光路上に配置する励起フィルタは、利用者が観察に利用する蛍光物質に基づいて任意に選択することができる。また、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００内で光路上に配置するバリアフィルタは、励起フィルタを選択することで、比較的少ない種類のバリアフィルタの中から一意に決定することができる。このため、適切なバリアフィルタと励起フィルタの組み合わせの選択を容易に行うことができる。

本実施例に係る蛍光観察装置１によれば、励起フィルタの光学特性が複数のレーザのいずれかの光学特性に対応しているため、励起フィルタを通過した水銀ランプ２０１からの光をレーザ光であるかのように扱うことができる。つまり、ワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００内の水銀ランプ２０１を、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００内の複数のレーザとみなすことができる。これにより、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００とワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００内のバリアフィルタの光学特性の共通化することが可能となる。
また、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００とワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００の各々では、バリアフィルタや励起フィルタといった各種フィルタを、他方のユニットで使用される励起波長及び蛍光波長を考慮することなく、そのユニットで使用する励起波長及び蛍光波長に基づいて選択することができる。その結果、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００による観察（レーザ走査型蛍光観察）とワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００による観察（ワイドフィールド型蛍光観察）との両方の観察を同時に行う場合であっても、適切なバリアフィルタと励起フィルタの組み合わせの選択を容易に行うことができる。

図６は、本実施例に係る蛍光観察装置の構成を例示した図である。まず、図６を参照しながら、本実施例に係る蛍光観察装置の構成について説明する。なお、図１と同様に実際の装置では適宜２次元検出器の前段に結像レンズ、瞳等をリレーするためのリレー光学系等が配置されるが、図６では、蛍光観察装置を説明のために模式的に示し、これらを省略している。

図６に例示される蛍光観察装置２は、走査手段を用いてレーザ光で標本Ｓを走査することで標本Ｓを観察するレーザ走査型蛍光観察ユニット４００と、標本Ｓを面照明し２次元検出器で蛍光を検出することで標本Ｓを観察するワイドフィールド型蛍光観察ユニット２００と、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００と複数のレーザを共有し、その複数のレーザからのレーザ光で標本を光刺激する刺激ユニット３００と、を備えた蛍光観察装置であり、レーザ走査型蛍光観察とワイドフィールド型蛍光観察とを同時に行うことができる。

蛍光観察装置２は、刺激ユニット３００を含む点、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００の代わりにレーザ走査型蛍光観察ユニット４００を含む点を除き、実施例１に係る蛍光観察装置１と同様である。従って、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、蛍光観察装置１との相違点を中心に説明する。

レーザ走査型蛍光観察ユニット４００は、刺激ユニット３００と共有するレーザからのレーザ光を蛍光観察用と光刺激用とに分割するハーフミラー４０１を含む点、入射したレーザ光から任意の波長のレーザ光を選択する音響光学素子（以降、ＡＯＴＦと記す）４０２を含む点が、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００と異なっている。その他の構成は、レーザ走査型蛍光観察ユニット１００と同様である。なお、ＡＯＴＦ４０２は、光刺激用に出射されたレーザ光を遮断するために用いられる。

刺激ユニット３００は、複数のレーザ（レーザ１０１、レーザ１０２、レーザ１０３）と、複数のレーザからのレーザ光を同一光路上に導くための手段（ミラー１０４、ダイクロイックミラー１０５、ダイクロイックミラー１０６）と、ハーフミラー４０１とをレーザ走査型蛍光観察ユニット４００と共有している。

刺激ユニット３００は、さらに、入射したレーザ光から任意の波長のレーザ光を選択するＡＯＴＦ３０２と、レーザ光（刺激光）で標本上の任意の部位を刺激するためのガルバノミラー３０３と、ミラー３０４と、刺激ユニット３００からの光の光路とレーザ走査型蛍光観察ユニット４００からの光の光路とを合成するための手段（フィルタ切換手段３０５、ダイクロイックミラー３０５ａ、ダイクロイックミラー３０５ｂ）を含んでいる。なお、ＡＯＴＦ３０２は、蛍光観察用に出射されたレーザ光を遮断するために用いられる。

以上のように構成された蛍光観察装置２でも、図３に示される手順に従って、バリアフィルタと励起フィルタの光学特性を決定し、図５に示される手順に従って、バリアフィルタと励起フィルタを切換えることができる。従って、実施例１に係る蛍光観察装置１と同様の効果を得ることができる。

１、２・・・蛍光観察装置、１０、１０７、１１２、１１３、１１５、１１６、１１７、２０２、２０３、２０５、３０５・・・フィルタ切換手段、１０ａ、１０ｂ、１０５、１０６、１０７ａ、１０７ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１３ａ、１１３ｂ、２０３ａ、２０３ｂ、３０５ａ、３０５ｂ・・・ダイクロイックミラー、２０・・・対物レンズ、１００、４００・・・レーザ走査型蛍光観察ユニット、１０１、１０２、１０３・・・レーザ、１０４、１１４、３０４・・・ミラー、１０８、３０３・・・ガルバノミラー、１０９、１１０、１１１・・・ＰＭＴ、１１５ａ、１１５ｂ、１１６ａ、１１６ｂ、１１７ａ、１１７ｂ、２０５ａ、２０５ｂ・・・バリアフィルタ、２０２ａ、２０２ｂ・・・励起フィルタ、２００・・・ワイドフィールド型蛍光観察ユニット、２０１・・・水銀ランプ、２０４・・・ＣＣＤ、２１１、２２１・・・ＬＥＤ光源、２１２、２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ・・・ＬＥＤチップ、２１３・・・封止部材、３００・・・刺激ユニット、３０２、４０２・・・ＡＯＴＦ、４０１・・・ハーフミラー

Claims

複数のレーザと、前記複数のレーザからのレーザ光で標本を走査する走査手段と、前記レーザ光により励起された前記標本からの蛍光を検出する検出器と、を含むレーザ走査型蛍光観察ユニットと、
前記標本を面照明するための光源と、前記光源からの光の光路上に選択的に配置される、各々が前記複数のレーザの各々に対応する複数の励起フィルタと、前記光源からの光の光路上に配置された励起フィルタを透過した光により励起された前記標本からの蛍光を検出する２次元検出器と、を含むワイドフィールド型蛍光観察ユニットと、
前記レーザ光の光路と前記光源からの光の光路とを合成するダイクロイックミラーと、を含み、
前記複数の励起フィルタの各々は、
透過帯の中心波長が対応するレーザの発振波長と一致し、
透過帯のバンド幅が対応するレーザの発振波長の公差幅と一致するような、光学特性を有し、
前記レーザ走査型蛍光観察ユニットは、さらに、前記ダイクロイックミラーと前記検出器の間に選択的に配置される、各々が前記複数のレーザの各々に対応する複数の第１のバリアフィルタを含み、
前記ワイドフィールド型蛍光観察ユニットは、さらに、前記ダイクロイックミラーと前記２次元検出器の間に選択的に配置される、各々が前記複数のレーザの各々に対応する複数の第２のバリアフィルタを含み、
同一のレーザに対応する第１のバリアフィルタと第２のバリアフィルタは、同じ光学特性を有する
ことを特徴とする蛍光観察装置。
請求項１に記載の蛍光観察装置において、
レーザ走査型蛍光観察ユニットとワイドフィールド型蛍光観察ユニットの両方で蛍光観察をする場合、
前記光源からの光の光路上に、前記複数の励起フィルタのうちの、前記複数のレーザから選択された、蛍光観察に使用するレーザを除く、他のレーザに対応する励起フィルタが配置され、
前記ダイクロイックミラーと前記検出器の間に、前記複数の第１のバリアフィルタのうちの、前記蛍光観察に使用するレーザに対応する第１のバリアフィルタが配置され、
前記ダイクロイックミラーと前記２次元検出器の間に、前記複数の第２のバリアフィルタのうちの、前記他のレーザに対応する第２のバリアフィルタが配置される
ことを特徴とする蛍光観察装置。
請求項１に記載の蛍光観察装置において、さらに、
前記レーザ走査型蛍光観察ユニットと前記複数のレーザを共有し、前記複数のレーザからのレーザ光で前記標本を光刺激する刺激ユニットを含む
ことを特徴とする蛍光観察装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の蛍光観察装置において、
前記光源は、前記複数のレーザの発振波長を含む連続的または離散的な光源波長を有する光源である
ことを特徴とする蛍光観察装置。
請求項４に記載の蛍光観察装置において、
前記光源は、水銀ランプである
ことを特徴とする蛍光観察装置。
請求項４に記載の蛍光観察装置において、
前記光源は、複数のＬＥＤチップを備えた白色ＬＥＤ光源である
ことを特徴とする蛍光観察装置。
請求項４に記載の蛍光観察装置において、
前記光源は、ＬＥＤチップの周りに蛍光体を備えた白色ＬＥＤ光源である
ことを特徴とする蛍光観察装置。