JP2023008411A - 蛍光顕微鏡装置、観察条件最適化方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】観察する蛍光色素の波長域全域に亘って波長感度が最も高い光検出器を備えていなくても、その波長域全域に亘って高感度の光検出を可能にする技術を提供する。【解決手段】蛍光顕微鏡装置は、波長感度特性が異なる複数の光検出器と、各光検出器の検出波長を変更可能な検出波長変更部と、観察対象とする蛍光色素又は波長範囲を入力する入力装置と、各光検出器の波長感度特性に関する第１情報を記憶するメモリと、入力装置により入力された観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、メモリに記憶された第１情報とに基づいて、複数の光検出器の中から観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び検出波長変更部を観察対象の観察に最適化することを行う観察条件最適化部と、を備え、観察対象の観察に複数の光検出器を使用する場合に各光検出器で検出された蛍光の強度信号を合算する。【選択図】図１

Description

本明細書の開示は、蛍光顕微鏡装置、観察条件最適化方法、及びプログラムに関する。

従来、複数の光検出器を備えた蛍光顕微鏡装置において、観察する蛍光色素（蛍光試薬、蛍光染料）の情報に基づいて、観察に使用する光検出器等を自動選択する機能を備えたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、波長感度特性が異なる複数の光検出器を備えた蛍光顕微鏡装置において、観察する蛍光色素の波長域の情報と光検出器の波長感度特性の情報とに基づいて、観察に使用する光検出器等を自動選択する機能を備えたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

特許第４１４５４２１号公報 特許第５０１１０７６号公報 特許第６４５６６１７号公報

波長感度特性が異なる複数の光検出器を備えた蛍光顕微鏡装置では、観察する蛍光色素の波長域における短波長側と長波長側とで、観察に最適な光検出器が異なる場合がある。例えば、波長感度特性が異なる光検出器Ａと光検出器Ｂとを備えた蛍光顕微鏡装置において、観察する蛍光色素の波長域が５００～６００ｎｍであるときに、５００～５４５ｎｍの波長域は光検出器Ａの方が光検出器Ｂよりも感度が高く、５４５～６００ｎｍの波長域は光検出器Ｂの方が光検出器Ａよりも感度が高い、といった場合である。この場合は、光検出器Ａと光検出器Ｂのいずれも、この蛍光色素の観察に最適な光検出器とは言えないが、現状では、いずれかの光検出器（この例では、感度が高い波長域がより広い光検出器Ｂ）を使用して観察が行われることになる。

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、波長感度特性が異なる複数の光検出器を備えた蛍光顕微鏡装置において、観察する蛍光色素の波長域全域に亘って波長感度が最も高い光検出器を備えていなくても、その波長域全域に亘って高感度の光検出を可能にする技術を提供することである。

本発明の一態様に係る蛍光顕微鏡装置は、波長感度特性が異なる複数の光検出器と、前記複数の光検出器の各々の検出波長を変更可能な検出波長変更部と、観察対象とする蛍光色素又は波長範囲を入力する入力装置と、前記複数の光検出器の各々の波長感度特性に関する第１情報を記憶するメモリと、前記入力装置により入力された前記観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、前記メモリに記憶された前記第１情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行う観察条件最適化部と、を備え、前記観察対象の観察に複数の光検出器を使用する場合に当該複数の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算する。

本発明の他の一態様に係る方法は、波長感度特性が異なる複数の光検出器と、前記複数の光検出器の各々の検出波長を変更可能な検出波長変更部と、前記複数の光検出器の各々の波長感度特性に関する第１情報を記憶するメモリとを備えた蛍光顕微鏡装置の観察条件最適化方法であって、入力された観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、前記メモリに記憶された前記第１情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行い、前記観察対象の観察に複数の光検出器を使用する場合に当該複数の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算する。

本発明の他の一態様に係るプログラムは、波長感度特性が異なる複数の光検出器と、前記複数の光検出器の各々の検出波長を変更可能な検出波長変更部と、前記複数の光検出器の各々の波長感度特性に関する第１情報を記憶するメモリとを備えた蛍光顕微鏡装置のコンピュータに、入力された観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、前記メモリに記憶された前記第１情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行い、前記観察対象の観察に複数の光検出器を使用する場合に当該複数の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算する、という処理を実行させる。

上記の態様によれば、波長感度特性が異なる複数の光検出器を備えた蛍光顕微鏡装置において、観察する蛍光色素の波長域全域に亘って波長感度が最も高い光検出器を備えていなくても、その波長域全域に亘って高感度の光検出を可能にする技術を提供することができる。

一実施の形態に係る蛍光顕微鏡装置１００の構成を例示する図である。 一実施の形態に係る蛍光顕微鏡装置１００で行われる観察条件最適化処理を例示するフローチャートである。 ステップＳ２０の処理の詳細を例示するフローチャートである。 蛍光色素入力画面を例示する図である。 設定入力画面を例示する図である。

図１は、一実施の形態に係る蛍光顕微鏡装置１００の構成を例示する図である。蛍光顕微鏡装置１００は、図１に例示したように、レーザ光を２次元的に走査させるスキャンユニット１と、レーザ光が照射されることにより試料Ａにおいて発生してスキャンユニット１を介して入射する蛍光を検出する第１検出ユニット２及び第２検出ユニット３とを備えている。

スキャンユニット１は、レーザ光を出射するレーザ光源１１と、レーザ光源１１からのレーザ光を試料Ａに導く照明光学系１２とを備えている。レーザ光源１１は、例えば４０５ｎｍ、４８８ｎｍ、５４３ｎｍといった発振波長の異なるものが複数種備えられ、それぞれの発振波長のレーザ光を出射制御可能なＡＯＴＦ（Ａｃｏｕｓｔｏ―Ｏｐｔｉｃｓ ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を備えている。照明光学系１２は、レーザ光源１１からのレーザ光を導光する光ファイバ１３と、コリメートレンズ１４とを備えている。

また、スキャンユニット１は、試料Ａからの蛍光を集光する対物レンズ１５と、対物レンズ１５により集光された蛍光を結像させる結像レンズ１６と、スキャナ１７と、結像レンズ１６により結像された蛍光を略平行光にする瞳投影レンズ１８と、略平行光にされた蛍光をレーザ光の光路から分岐する励起ダイクロイックミラー１９と、分岐された蛍光を集光する共焦点レンズ２０と、集光された蛍光のうち、対物レンズ１５の焦点位置から発生した蛍光のみを通過させる共焦点ピンホール２１とを備えている。

励起ダイクロイックミラー１９は、回転可能な励起ターレット２２にスペクトル（分光特性）の異なるものが複数固定されており、励起ターレット２２の回転により、光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９を変更することができるようになっている。

第１検出ユニット２は、スキャンユニット１から入射する蛍光（共焦点ピンホール２１を通過した蛍光）を波長域に応じて２つの光路に分解（分光）する２つの測光ダイクロイックミラー３１Ａ、３１Ｂと、測光ダイクロイックミラー３１Ｂにより分解された一方の光路の蛍光から検出する波長を選択する波長選択機構３２Ａと、波長選択機構３２Ａにより選択された波長を検出する光検出器３３Ａと、測光ダイクロイックミラー３１Ｂにより分解された他方の光路の蛍光から検出する波長を選択する波長選択機構３２Ｂと、波長選択機構３２Ｂにより選択された波長を検出する光検出器３３Ｂとを備えている。

測光ダイクロイックミラー３１Ａ、３１Ｂは、それぞれ回転可能な測光ターレット３４Ａ、３４Ｂにスペクトルの異なるものが複数固定されており、測光ターレット３４Ａ、３４Ｂの回転により、光路に挿入する測光ダイクロイックミラー３１Ａ、３１Ｂを変更することができるようになっている。

測光ダイクロイックミラー３１Ａは、スキャンユニット１からの蛍光を波長域に応じて第２検出ユニット３に向けて透過または測光ダイクロイックミラー３１Ｂに向けて反射させるようになっている。測光ダイクロイックミラー３１Ｂは、測光ダイクロイックミラー３１Ａからの蛍光を波長域に応じて波長選択機構３２Ａに向けて透過または波長選択機構３２Ｂに向けて反射させるようになっている。

波長選択機構３２Ａは、蛍光をスペクトル成分に分光する回折格子（ＶＰＨ（Ｖｏｌｕｍｅ Ｐｈａｓｅ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ））３５Ａと、回折格子３５Ａにより分光された蛍光を反射する搖動ミラー３６Ａと、搖動ミラー３６Ａにより反射された蛍光を光検出器３３Ａの受光面上に集光させる結像レンズ３７Ａと、結像レンズ３７Ａにより集光された蛍光を部分的に遮断するスリット（遮光スリット）３８Ａとを備えている。

回折格子３５Ａは、測光ダイクロイックミラー３１Ｂを透過した蛍光のスペクトル成分を一方向に分光するようになっている。搖動ミラー３６Ａは、回折格子３５Ａにより分光されたスペクトル列の配列方向に直交する搖動軸回りに揺動可能に設けられている。この搖動ミラー３６Ａは、搖動角度に応じて、スリット３８Ａを通過させるスペクトル成分を変更することができるようになっている。

スリット３８Ａは、固定部材３９Ａと、固定部材３９Ａに対してスペクトル列の配列方向に隙間をあけて配される可動部材４０Ａとを備えている。可動部材４０Ａは、固定部材３９Ａに対してスペクトル列の配列方向に移動可能に設けられており、固定部材３９Ａとの間の隙間、すなわち、蛍光を通過させる開口を広げたり狭めたりすることができるようになっている。光検出器３３Ａは、後述する光検出器３３Ｃ及び光検出器３３Ｄよりも短波長側で感度が高い波長感度特性を有している。

波長選択機構３２Ｂは、波長選択機構３２Ａと同様の構成を有している。すなわち、波長選択機構３２Ｂは、回折格子（ＶＰＨ）３５Ｂと、搖動ミラー３６Ｂと、結像レンズ３７Ｂと、スリット（遮光スリット）３８Ｂとを備えている。

回折格子３５Ｂは、測光ダイクロイックミラー３１Ｂにより反射された蛍光のスペクトル成分を一方向に分光するようになっている。搖動ミラー３６Ｂは、回折格子３５Ｂにより分光されたスペクトル列の配列方向に直交する搖動軸回りに揺動可能に設けられており、搖動角度に応じて、スリット３８Ｂを通過させるスペクトル成分を変更することができるようになっている。スリット３８Ｂは、固定部材３９Ｂと、可動部材４０Ｂとを備えている。光検出器３３Ｂは、光検出器３３Ａと同一の波長感度特性を有している。

第２検出ユニット３は、第１検出ユニット２と同様の構成を有している。すなわち、第２検出ユニット３は、２つの測光ダイクロイックミラー３１Ｃ、３１Ｄと、波長選択機構３２Ｃと、光検出器３３Ｃと、波長選択機構３２Ｄと、光検出器３３Ｄとを備えている。

測光ダイクロイックミラー３１Ｃ、３１Ｄは、測光ダイクロイックミラー３１Ａ、３１Ｂと同様に、それぞれ回転可能な測光ターレット３４Ｃ、３４Ｄにスペクトルの異なるものが複数固定されており、測光ターレット３４Ｃ、３４Ｄの回転により、光路に挿入する測光ダイクロイックミラー３１Ｃ、３１Ｄを変更することができるようになっている。

測光ダイクロイックミラー３１Ｃは、第１検出ユニット２の測光ダイクロイックミラー３１Ａからの蛍光を波長域に応じて透過または測光ダイクロイックミラー３１Ｄに向けて反射させるようになっている。測光ダイクロイックミラー３１Ｄは、測光ダイクロイックミラー３１Ｃからの蛍光を波長域に応じて波長選択機構３２Ｃに向けて透過または波長選択機構３２Ｄに向けて反射させるようになっている。

波長選択機構３２Ｃは、測光ダイクロイックミラー３１Ｄを通過した蛍光から検出する波長を選択するようになっている。この波長選択機構３２Ｃは、回折格子（ＶＰＨ）３５Ｃと、搖動ミラー３６Ｃと、結像レンズ３７Ｃと、スリット（遮光スリット）３８Ｃとを備えている。

回折格子３５Ｃは、測光ダイクロイックミラー３１Ｄからの蛍光のスペクトル成分を一方向に分光するようになっている。搖動ミラー３６Ｃは、回折格子３５Ｃにより分光されたスペクトル列の配列方向に直交する搖動軸回りに揺動可能に設けられており、搖動角度に応じて、スリット３８Ｃを通過させるスペクトル成分を変更することができるようになっている。

スリット３８Ｃは、固定部材３９Ｃと、可動部材４０Ｃとを備えている。光検出器３３Ｃは、波長選択機構３２Ｃにより選択された波長を検出するようになっている。この光検出器３３Ｃは、光検出器３３Ａ及び光検出器３３Ｂよりも長波長側で感度が高い波長感度特性を有している。

波長選択機構３２Ｄは、測光ダイクロイックミラー３１Ｄにより反射された蛍光から検出する波長を選択するようになっている。この波長選択機構３２Ｄは、回折格子（ＶＰＨ）３５Ｄと、搖動ミラー３６Ｄと、結像レンズ３７Ｄと、スリット（遮光スリット）３８Ｄとを備えている。

回折格子３５Ｄは、測光ダイクロイックミラー３１Ｄからの蛍光のスペクトル成分を一方向に分光するようになっている。搖動ミラー３６Ｄは、回折格子３５Ｄにより分光されたスペクトル列の配列方向に直交する搖動軸回りに揺動可能に設けられており、搖動角度に応じて、スリット３８Ｄを通過させるスペクトル成分を変更することができるようになっている。

スリット３８Ｄは、固定部材３９Ｄと、可動部材４０Ｄとを備えている。光検出器３３Ｄは、波長選択機構３２Ｄにより選択された波長を検出するようになっている。この光検出器３３Ｄは、光検出器３３Ｃと同一の波長感度特性を有している。

なお、光検出器３３Ａ又は光検出器３３Ｂと、光検出器３３Ｃ又は光検出器３３Ｄは、波長感度特性が異なる複数の光検出器の一例である。スペクトルが異なる複数の励起ダイクロイックミラー１９が固定された励起ターレット２２、スペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ａが固定された測光ターレット３４Ａ、スペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ｂが固定された測光ターレット３４Ｂ、波長選択機構３２Ａ、３２Ｂ、スペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ｃが固定された測光ターレット３４Ｃ、スペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ｄが固定された測光ターレット３４Ｄ、及び波長選択機構３２Ｃ、３２Ｄは、波長感度特性が異なる複数の光検出器の各々の検出波長を変更可能な検出波長変更部の一例である。以下において、検出波長変更部と言った場合には、これらの励起ターレット２２、測光ターレット３４、及び波長選択機構３２を指すものとする。励起ダイクロイックミラー１９、測光ダイクロイックミラー３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄは、分光光学素子の一例である。

蛍光顕微鏡装置１００は、また、入力装置４、表示装置５、及び制御装置６を備えている。入力装置４は、ユーザの入力操作に応じて、観察対象とする蛍光色素又は波長範囲の入力や、観察対象の観察に使用する光検出器３３等に関する設定の入力など、各種の入力を行う。入力装置４は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルである。

表示装置５は、観察対象とする蛍光色素の入力を可能にする蛍光色素入力画面の表示や、観察対象の観察に使用する光検出器３３等に関する設定の入力を可能にする設定入力画面の表示や、画像の表示など、各種の表示を行う。表示装置５は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。

制御装置６は、蛍光顕微鏡装置１００の各部を制御する。例えば、制御装置６は、スキャンユニット１のレーザ光源１１、スキャナ１７、及び測光ターレット２２や、第１検出ユニット２の測光ターレット３４Ａ、３４Ｂ、波長選択機構３２Ａ、３２Ｂ、及び光検出器３３Ａ、３３Ｂや、第２検出ユニット３の測光ターレット３４Ｃ、３４Ｄ、波長選択機構３２Ｃ、３２Ｄ、及び光検出器３３Ｃ、３３Ｄや、表示装置５を制御する。

また、制御装置６は、観察条件最適化部及び画像構築部としての機能を有する。観察条件最適化部としての機能は、波長感度特性が異なる複数の光検出器３３の中から観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器３３を判定して選択すること及び検出波長変更部を観察対象の観察に最適化することを行う機能である。なお、光検出器３３の選択において、第１検出ユニット２内では第２検出器３３Ｂよりも第１検出器３３Ａを優先して選択し、第２検出ユニット３内では第４検出器３３Ｄよりも第３検出器３３Ｂを優先して選択するようにしてもよい。画像構築部としての機能は、観察条件最適化部としての機能により選択された１つ又は複数の光検出器３３で検出された蛍光の強度信号に基づいて画像構築を行う機能であり、選択された光検出器３３が複数である場合は、その各々で検出された蛍光の強度信号を合算した結果に基づいて画像構築を行う。

制御装置６は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、プロセッサ６ａ及びメモリ６ｂを含む。制御装置６の上述の制御や機能は、例えば、プロセッサ６ａがメモリ６ｂに記憶されたプログラムを実行すること（所謂ソフトウェア処理）により実現されてもよいし、ハードウェア処理により実現されてもよいし、ソフトウェア処理及びハードウェア処理の組み合わせにより実現されてもよい。プロセッサ６ａは、例えば、１つ又は複数の集積回路を含む。集積回路は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などであってもよい。

メモリ６ｂは、プロセッサ６ａが実行するプログラムを記憶する。また、メモリ６ｂは、第１情報、第２情報、及び第３情報を記憶する。第１情報は、光検出器３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、及び３３Ｄの各々の波長感度特性に関する情報である。第２情報は、各励起ダイクロイックミラー１９のスペクトル、各測光ダイクロイックミラー３１Ａのスペクトル、各測光ダイクロイックミラー３１Ｂのスペクトル、各測光ダイクロイックミラー３１Ｃのスペクトル、及び各測光ダイクロイックミラー３１Ｄのスペクトルに関する情報である。第３情報は、観察対象とされ得る蛍光色素のスペクトルに関する情報である。また、メモリ９は、レーザ光源１１が出射し得る各レーザ光の発振波長（スペクトル）に関する情報も記憶する。また、メモリ９は、画像も記憶される。

メモリ６ｂは、プロセッサ１１が実行するプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体を含んでいる。メモリ６ｂは、例えば、１つ又は複数の任意の半導体メモリ、１つ又は複数のその他の記憶装置、を含むことができる。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性メモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、プログラマブルＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリを含んでいる。ＲＡＭには、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが含まれてもよい。その他の記憶装置には、例えば、コンピュータ可読媒体として例えば磁気ディスクを含む磁気記憶装置、コンピュータ可読媒体として例えば光ディスクを含む光学記憶装置などが含まれてもよい。

このような構成の蛍光顕微鏡装置１００では、観察に先立って、ユーザが入力装置４を用いて観察対象とする蛍光色素又は波長範囲を入力すると、波長感度特性が異なる複数の光検出器３３の中から観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器３３が判定されて選択されると共に検出波長変更部が観察対象の観察に最適化される。そして、観察の際には、選択されている１つ又は複数の光検出器３３で検出された蛍光の強度信号に基づいて画像構築が行われる。例えば、選択されている光検出器３３が複数である場合は、その複数の光検出器３３の各々で検出された蛍光の強度信号が合算された結果に基づいて画像構築が行われる。そして、その画像が表示装置５に表示されたり、メモリ６ｂに記憶されたりする。このような蛍光顕微鏡装置１００で行われる処理について、以下、詳細に説明する。

図２は、蛍光顕微鏡装置１００で行われる観察条件最適化処理を例示するフローチャートである。図３は、ステップＳ２０の処理の詳細を例示するフローチャートである。

観察条件最適化処理では、図２に例示したように、ユーザが入力装置４を用いて観察対象とする蛍光色素を入力すると（ステップＳ１０）、制御装置６は、その観察対象とする蛍光色素の観察に最適な観察条件を導出する（ステップＳ２０）。具体的には、その観察条件として、使用する１つ又は複数の光検出器３３と、レーザ光源１１が出射するレーザ光の発振波長と、試料Ａから使用する１つ又は複数の光検出器３３に至る光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９及び測光ダイクロイックミラー３１と、使用する１つ又は複数の光検出器３３が検出する波長を選択する波長選択機構３２が選択する波長とを導出する。

ステップＳ２０の処理は、より詳しくは、例えば、図３に例示した処理により行われる。まず、制御装置６は、１つの光検出器３３を使用して観察を行うとした場合に、その１つの光検出器３３でどの程度の強度信号が得られるかを、考えられ得る全ての組み合わせでシミュレートする（ステップＳ２１）。ここで、考えられ得る全ての組み合わせとは、使用する１つの光検出器３３と、レーザ光の発振波長と、試料Ａから使用する１つの光検出器３３に至る光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９及び測光ダイクロイックミラー３１と、使用する１つの光検出器３３が検出する波長を選択する波長選択機構３２が選択する波長との組み合わせである。但し、このときの波長選択機構３２が選択する波長は、観察対象とする蛍光色素に予め対応付けられている波長範囲（観察する蛍光色素の波長域）とされる。

ステップＳ２１のシミュレートは、メモリ６ｂに記憶された第１情報、第２情報、及び第３情報に基づいて行うことができる。より詳しくは、各組み合わせで得られる強度信号は、観察対象とする蛍光色素の蛍光スペクトル（第３情報に含まれる）と、使用する１つの光検出器３３の波長感度特性（第１情報に含まれる）と、試料Ａから使用する１つの光検出器３３に至る光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９及び測光ダイクロイックミラー３１のそれぞれのスペクトル（透過スペクトル又は反射スペクトル）（第２情報に含まれる）の、波長毎の積の総和により求めることができる。また、これに、レーザ光の発振波長での、観察対象とする蛍光色素の励起効率をさらに乗算したものを、得られる強度信号としてもよい。

なお、ステップＳ２１のシミュレートの際に、観察対象とする蛍光色素の励起効率が一定レベル以下となるレーザ光の発振波長を使用する組み合わせや、レーザ光の発振波長を反射することができない励起ダイクロイックミラー１９を使用する組み合わせなど、蛍光観察できないことが初めから分かっている組み合わせについては、シミュレートの対象から除外してもよい。これにより、ステップＳ２１のシミュレートに係る処理時間をより短縮することができる。

ステップＳ２１のシミュレートが終了すると、制御装置６は、そのシミュレート結果から、得られる強度信号が最大となる組み合わせと、そのときの強度信号を取得する（ステップＳ２２）。なお、シミュレート結果において、得られる強度信号が最大となる組み合わせが複数ある場合は、その何れかの組み合わせを取得すればよい。

次に、制御装置６は、波長感度特性が異なる複数（本例では２つ）の光検出器３３を使用して観察を行うとした場合に、その各光検出器３３で検出される蛍光の強度信号を合算することでどの程度の強度信号が得られるかを、考えられ得る全ての組み合わせでシミュレートする（ステップＳ２３）。ここで、考えられ得る全ての組み合わせとは、使用する２つの光検出器３３と、レーザ光の発振波長と、試料Ａから使用する２つの光検出器３３に至る光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９及び測光ダイクロイックミラー３１と、使用する２つの光検出器３３の各々が検出する波長を選択する波長選択機構３２が選択する波長との組み合わせである。

但し、このときの各波長選択機構３２が選択する波長は、観察対象とする蛍光色素に予め対応付けられている波長範囲を、使用する２つの光検出器３３間を分光する測光ダイクロイックミラー３１のスペクトルにおける透過率（又は反射率）が５０％になる波長で切り分けた波長範囲とされる。例えば、観察対象とする蛍光色素に予め対応付けられている波長範囲が５００～６００ｎｍであって、使用する２つの光検出器３３間を分光する測光ダイクロイックミラー３１が５３０ｎｍ以下の波長の光を反射し（反射率８０％以上）、５５０ｎｍ以上の波長の光を透過し（透過率８０％以上）、スペクトルにおける透過率（又は反射率）が５０％になる波長が５４０ｎｍである場合、その測光ダイクロイックミラー３１の反射側の波長選択機構３２が選択する波長は５００～５４０ｎｍとされ、透過側の波長選択機構３２が選択する波長は５４０～６００ｎｍとされる。

このように、各波長選択機構３２が選択する波長は重複させないが、測光ダイクロイックミラー３１のスペクトルにおける透過率（又は反射率）の立ち上がり区間（又は立ち下がり区間）の波長域分だけ、選択する波長を重複させるようにしてもよい。例えば、上述の例において、その立ち上がり区間の波長域が５３０～５５０ｍである場合、反射側の波長選択機構３２が選択する波長を５００～５５０ｎｍとし、透過側の波長選択機構３２が選択する波長を５３０～６００ｎｍとしてもよい。これにより、その立ち上がり区間（又は立ち下がり区間）の波長域の蛍光も２つの光検出器３３で漏れなく検出することができる。

ステップＳ２３のシミュレートは、ステップＳ２１と同様に、メモリ６ｂに記憶された第１情報、第２情報、及び第３情報に基づいて行うことができる。より詳しくは、各組み合わせで得られる強度信号は、観察対象とする蛍光色素の蛍光スペクトル（第３情報に含まれる）と、使用する２つの光検出器３３のうちの一方の波長感度特性（第１情報に含まれる）と、試料Ａからその一方の光検出器３３に至る光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９及び測光ダイクロイックミラー３１のそれぞれのスペクトル（透過スペクトル又は反射スペクトル）（第２情報に含まれる）の、波長毎の積の総和を求めると共に、観察対象とする蛍光色素の蛍光スペクトル（第３情報に含まれる）と、使用する２つの光検出器３３のうちの他方の波長感度特性（第１情報に含まれる）と、試料Ａからその他方の光検出器３３に至る光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９及び測光ダイクロイックミラー３１のそれぞれのスペクトル（透過スペクトル又は反射スペクトル）（第２情報に含まれる）の、波長毎の積の総和を求め、それぞれの総和を合算することにより求めることができる。また、それぞれの総和に、レーザ光の発振波長における、観察対象とする蛍光色素の励起効率をさらに乗算してから合算したものを、得られる強度信号としてもよい。

なお、ステップＳ２３のシミュレートの際も、ステップＳ２１と同様に、観察対象とする蛍光色素の励起効率が一定レベル以下となるレーザ光の発振波長を使用する組み合わせや、レーザ光の発振波長を反射することができない励起ダイクロイックミラー１９を使用する組み合わせなど、蛍光観察できないことが初めから分かっている組み合わせについては、シミュレートの対象から除外してもよい。これにより、ステップＳ２３のシミュレートに係る処理時間もより短縮することができる。

ステップＳ２３のシミュレートが終了すると、制御装置６は、そのシミュレート結果から、得られる強度信号が最大となる組み合わせと、そのときの強度信号を取得する（ステップＳ２４）。なお、そのシミュレート結果において、得られる強度信号が最大となる組み合わせが複数ある場合は、その何れかの組み合わせを取得すればよい。

次に、制御装置６は、ステップＳ２２で取得した組み合わせ（使用する光検出器３３を１つとする組み合わせ）での強度信号と、ステップＳ２４で取得した組み合わせ（使用する光検出器３３を２つとする組み合わせ）での強度信号とを比較し、ステップＳ２２で取得した組み合わせでの強度信号に対する、ステップＳ２４で取得した組み合わせでの強度信号の比率が、所定比率（例えば１１０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５の判定結果がＹＥＳの場合、制御装置６は、ステップＳ２４で取得した組み合わせを観察に最適な観察条件として選択する（ステップＳ２６）。一方、ステップＳ２５の判定結果がＮＯの場合、制御装置６は、ステップＳ２２で取得した組み合わせを観察に最適な観察条件として選択する（ステップＳ２７）。

なお、ステップＳ２５～Ｓ２７の判定及び選択において、単純に比較して強度信号が高い方の組み合わせを選択するとしていないのは、使用する光検出器３３を複数とする場合は、使用する光検出器を１つとする場合よりも使用する光検出器が増えるため、その分、ノイズ成分も合算されることが想定されるからである。

このようにして観察対象とする蛍光色素の観察に最適な観察条件を導出すると（図２のステップＳ２０が終了すると）、制御装置６は、その観察条件に従って、使用する１つ又は複数の光検出器３３を設定すると共に、レーザ光源１１と、励起ターレット２２と、測光ターレット３４と、波長選択機構３２とを制御して、レーザ光源１１が出射するレーザ光の発振波長と、試料Ａから使用する１つ又は複数の光検出器３３に至る光路に挿入する励起ダイクロイックミラー１９及び測光ダイクロイックミラー３１と、使用する１つ又は複数の光検出器が検出する波長を選択する波長選択機構３２が選択する波長とを設定する（ステップＳ３０）。これにより、観察対象とする蛍光色素の観察に最適な観察条件が設定される。

そして、設定された観察条件の下で観察対象とする蛍光色素の観察を行う場合は、次のようにして行われる。使用する光検出器３３として１つの光検出器３３が設定（選択）されている場合は、スキャナ１７が、レーザ光源１１から出射したレーザ光で試料Ａを走査し、１つの光検出器３３が、試料Ａからの蛍光を検出する。そして、１つの光検出器３３で検出された蛍光の強度信号と、スキャナ１７による走査位置とが、制御装置６に出力される。制御装置６は、１つの光検出器３３で検出された蛍光の強度信号をＡＤ変換し、そのＡＤ変換後の強度信号と、対応する走査位置とに基づいて画像を構築（生成）する。そして、構築した画像を、表示装置８に表示したり、メモリ６ｂに記憶したりする。

一方、使用する光検出器３３として複数の光検出器３３が設定（選択）されている場合は、スキャナ１７が、レーザ光源１１から出射したレーザ光で試料Ａを走査し、複数の光検出器３３が、試料Ａからの蛍光を検出する。そして、複数の光検出器３３の各々で検出された蛍光の強度信号と、スキャナ１７による走査位置とが、制御装置６に出力される。制御装置６は、複数の光検出器３３の各々で検出された蛍光の強度信号をＡＤ変換した後に合算し、その合算後の強度信号と、対応する走査位置とに基づいて画像を構築する。そして、構築した画像を、表示装置５に表示したり、メモリ６ｂに記憶したりする。

なお、上述のＡＤ変換は、強度信号が制御装置６に入力される前に行われてもよい。この場合、ＡＤ変換は、各光検出器３３内に設けたＡＤ変換回路で行われてもよいし、各光検出器３３と制御装置６との間に接続されたＡＤ変換回路により行われるようにしてもよい。また、上述のＡＤ変換及び合算は、順序が逆でもよい。すなわち、強度信号を合算してからＡＤ変換をするようにしてもよい。この場合、信号の合算は、ＡＤ変換回路より光検出器側に設けた合算回路で行うことになる。

以上に説明した蛍光顕微鏡装置１００によれば、観察する蛍光色素の波長域全域に亘って波長感度が最も高い光検出器３３を備えていなくても、その波長域全域に亘って高感度の光検出が可能になる。例えば、観察する蛍光色素の波長域が５００～６００ｎｍであるときに、５００～５４５ｎｍの波長域は光検出器３３Ａ（又は３３Ｂ）の方が光検出器３３Ｃ（又は３３Ｄ）よりも感度が高く、５４５～６００ｎｍの波長域は光検出器３３ｃ（又は３３Ｄ）の方が光検出器３３Ａ（又は３３Ｂ）よりも感度が高い、といった場合において、従来では、何れか一方の光検出器３３（例えば、感度が高い波長域がより広い光検出器３３Ｃ（又は３３Ｄ））を使用して光検出が行われるために、観察する波長域全域に亘って高感度の光検出を行うことができなかった。これに対し、本実施形態では、５００～５４５ｎｍの波長域は光検出器３３Ａ（又は３３Ｂ）を使用し、５４５～６００ｎｍの波長域は光検出器３３ｃ（又は３３Ｄ）を使用して光検出を行い、各々の光検出器３３で得られた強度信号を合算するようにしたことで、観察する波長域全域に亘って高感度の光検出を行うことができる。

なお、上述の図２に例示した処理において、ステップＳ１０の観察対象とする蛍光色素の入力は、例えば、制御装置６が表示装置５に表示した蛍光色素入力画面から行われるようにしてもよい。図４は、蛍光色素入力画面を例示する図である。

蛍光色素入力画面は、図４に例示したように、ユーザが観察対象として選択可能な蛍光色素のリストが表示されるリスト表示欄２０１と、観察対象とする蛍光色素が表示される観察対象表示欄２０２と、「Ａｄｄ」ボタン２０３等を有する。

蛍光色素入力画面では、ユーザが入力装置４を用いて、リスト表示欄２０１に表示されている所望の蛍光色素をダブルクリックするか、又は、選択して「Ａｄｄ」ボタン２０３を押下することで、所望の蛍光色素を観察対象表示欄２０２に追加（観察対象として入力）することができる。

このように、蛍光色素入力画面から観察対象とする蛍光色素の入力が行われる場合は、観察対象表示欄２０２に蛍光色素が追加されると、観察対象表示欄２０２に表示されている蛍光色素を観察対象とする蛍光色素として上述のステップＳ２０の処理（最適な観察条件の導出）が行われる。但し、観察対象表示欄２０２に蛍光色素が追加された結果、観察対象表示欄２０２に表示されている蛍光色素が複数になった場合は、その蛍光色素それぞれについて、上述のステップＳ２０の処理が行われる。この場合は、その複数の蛍光色素の同時観察を想定して、各蛍光色素に最適な観察条件の導出が行われてもよい。そして、観察対象表示欄２０２には、観察対象とする蛍光色素毎に、チャンネルと、ステップＳ２０の処理で得られた観察に使用する１つ又は複数の光検出器３３の機器ＩＤとが追加表示される。図４の例示では、蛍光色素「ＤＡＰＩ」について、チャンネル「ＣＨ１」と機器ＩＤ「ＳＤ１」とが追加表示され、蛍光色素「Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８」について、チャンネル「ＣＨ２」と機器ＩＤ「ＳＤ２，ＨＳＤ３」とが追加表示されている。

その後、ユーザが入力装置４を用いて、蛍光色素入力画面の「ＯＫ」ボタン２０４を押下すると、上述のステップＳ３０の処理（最適な観察条件の設定）が行われる。但し、観察対象表示欄２０２に表示されている蛍光色素が複数である場合は、例えば、その複数の蛍光色素の同時観察を想定して導出された、各蛍光色素に最適な観察条件が設定されてもよい。

また、蛍光色素入力画面の「ＯＫ」ボタン２０４が押下されると、さらに、制御装置６が表示装置５に設定入力画面を表示するようにしてもよい。設定入力画面は、観察対象の観察に使用する光検出器３３等に関する設定の入力を可能にする入力画面であり、各チャンネルの明るさ調整画面でもある。図５は、設定入力画面を例示する図である。

設定入力画面には、図５に例示したように、各チャンネルの観察対象とする蛍光色素と、使用する１つ又は複数の光検出器３３の機器ＩＤとが表示される。図５の例示では、チャンネル「ＣＨ１」についての蛍光色素「ＤＡＰＩ」と機器ＩＤ「ＳＤ１」とが表示され、チャンネル「ＣＨ２」についての蛍光色素「Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８」と機器ＩＤ「ＳＤ２，ＨＳＤ３」とが表示されている。

設定入力画面では、ユーザが各チャンネルの蛍光色素を観察する波長範囲を設定（変更）することができる。この設定は、設定入力欄３０１から入力装置４を用いて、数値の直接入力等により、行うことができる。例えば、チャンネル「ＣＨ２」の蛍光色素「Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８」を観察する波長範囲として設定されている５００～６００ｎｍを、５１０～６００ｎｍに変更することができる。但し、このときに、機器ＩＤ「ＳＤ２」の光検出器３３（例えば３３Ｂ）が検出する波長範囲が５００～５４０ｎｍとされ、機器ＩＤ「ＨＳＤ３」の光検出器３３（例えば３３Ｃ）が検出する波長範囲が５４０～６００ｎｍとされていた場合は、機器ＩＤ「ＳＤ２」の光検出器３３が検出する波長範囲が５１０～５４０ｎｍに変更され、機器ＩＤ「ＨＳＤ３」の光検出器３３が検出する波長範囲はそのままとされる。あるいは、観察する波長範囲が５４０～６００ｎｍに変更された場合は、機器ＩＤ「ＳＤ２」の光検出器３３は使用されず、機器ＩＤ「ＨＤＳ３」の光検出器３３だけが使用されるようになる。

また、設定入力画面では、ユーザが各チャンネルの、観察に使用するレーザ光の発振波長及び光量と、光検出器３３であるＰＭＴのＨＶ（Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ）、強度信号のゲイン（Ｇａｉｎ）、及び強度信号のオフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）とを設定（変更）することができる。この設定は、設定入力欄３０２から入力装置４を用いて、スライドバー（例えば３０２ａ）の移動、左右ボタン（例えば３０２ｂ）の押下、又は数値の直接入力等により、行うことができる。

設定入力欄３０２での光検出器３３に関する設定では、図５に例示したチャンネル「ＣＨ２」のように、使用する光検出器３３が複数であっても、１つの光検出器３３に関する設定として行われる。すなわち、疑似的な１つの光検出器３３に関する設定として行われる。そして、その疑似的な１つの光検出器３３に関する設定が行われると、その設定が、使用する複数の光検出器３３の各々に対して同じように設定される。従って、使用する光検出器３３が複数である場合に、ユーザは個別に光検出器３３に関する設定を行う必要が無い。

また、設定入力画面には、観察する蛍光色素の蛍光スペクトル、使用するレーザ光の発振波長（スペクトル）、蛍光色素を観察する波長範囲も表示される。これらは、表示欄３０３に表示される。

なお、使用する光検出器３３が複数である場合に、それぞれの光検出器３３で感度に差がある場合がある。このような場合は、それぞれの光検出器３３で感度が一致するように、使用する複数の光検出器３３の内の１つ以上の光検出器３３の感度を補正するようにしてもよい。

例えば、使用する複数の光検出器３３に関する設定を同じにしても、それぞれの光検出器３３で、入射フォトン１つ当たりの出力強度信号に差がある場合は、入射フォトン１つ当たりの出力強度信号が一致するように、使用する複数の光検出器３３の内の１つ以上の光検出器３３の感度（ＨＶやゲイン）を補正するようにしてもよい。

この場合は、例えば、各光検出器３３についての入射フォトン１つ当たりの出力強度信号（又は入射フォトン数と出力強度信号の比率でもよい）に関する第４情報をメモリ６ｂに予め記憶しておき、使用する複数の光検出器３３の各々についての入射フォトン１つ当たりの出力強度信号が一致するように、第４情報に基づいて、使用する複数の光検出器３３の内の１つ以上の光検出器３３の感度（ＨＶやゲイン）を補正するようにしてもよい。あるいは、第４情報に基づいて、上述の合算前に強度信号を補正するようにしてもよい。例えば、使用する光検出器３３が光検出器３３Ａと光検出器３３Ｃであるときに、入射フォトン１つ当たりの出力強度信号が光検出器３３Ａよりも光検出器３３Ｃの方が２倍大きい場合は、合算前の光検出器Ａの出力強度信号を２倍にするか、合算前の光検出器３３Ｃの出力強度信号を２分の１にすればよい。

また、例えば、フォトンが入射していないときの光検出器３３ひとつ当たりが出力する強度信号に関する第５情報をメモリ６ｂに予め記憶しておき、使用する光検出器３３が複数（Ｎ個）であって、そのＮ個の光検出器３３の各々で検出された蛍光の強度信号を合算した結果に基づいて画像構築を行う場合に、そのＮ個の光検出器３３の各々で検出された蛍光の強度信号を合算してから、第５情報に基づいて、フォトンが入射していないときの光検出器３３ひとつ当たりが出力する強度信号をＮ－１倍した信号を差し引いて画像構築を行うようにしてもよい。これにより、合算によって強度信号のオフセットのレベルが上がってしまうこと防止することができる。

また、上述の図２に例示したステップＳ１０では、ユーザが観察対象とする蛍光色素を入力する代わりに、観察対象とする波長範囲を入力するようにしてもよい。この場合、制御装置６は、観察対象とする波長範囲の入力を可能にする入力画面を表示装置５に表示し、その入力画面から、観察対象とする波長範囲の入力が行われるようにしてもよい。この場合は、ステップＳ２０において、観察対象とする蛍光色素の蛍光スペクトルの代わりに、観察対象とする波長範囲の全域で強度が最大（１００％）となるスペクトルが用いられる。また、その入力画面を、観察対象とする蛍光色素の入力を可能にする入力欄と、観察対象とする波長範囲の入力を可能にする入力欄とを有する入力画面として、いずれの入力にも対応できるようにしてもよい。

なお、蛍光顕微鏡装置１００において、波長感度特性が異なる複数の光検出器３３の具体例としては、例えば、短波長側に高い感度を有し、光電面にＧａＡｓＰ（ガリウム砒素リン）を使用したＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ－Ｔｕｂｅ）と、長波長側に高い感度を有し、光電面にＧａＡｓ（ガリウム砒素）を使用したＰＭＴとの組合せでもよい。また、例えば、波長感度特性が異なる複数のＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）であってもよい。波長感度特性が異なる複数のＳｉＰＭでは、波長感度特性が異なっても各ＳｉＰＭの出力強度信号に定量性がある（入射フォトン数と出力強度信号の比率を一定にできる）ことから、各ＳｉＰＭでの出力強度信号を合算しても定量性が失われないという点でより効果的である。

また、蛍光顕微鏡装置１００において、スペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ａが固定された測光ターレット３４Ａ、スペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ｂが固定された測光ターレット３４Ｂ、スペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ｃが固定された測光ターレット３４Ｃ、及びスペクトルが異なる複数の測光ダイクロイックミラー３１Ｄが固定された測光ターレット３４Ｄの各々の代わりに、グラデーションダイクロイックミラーを備えるようにしてもよい。グラデーションダイクロイックミラーは、蛍光が入射する入射面に沿う方向に移動可能に設けられ、入射面における蛍光の入射位置を変えることにより、分解する波長域を無制限に変更することができるようになっている。この場合は、例えば、各測光ターレット３４で使用される測光ダイクロイックミラー３１の組み合わせの代わりに、各グラデーションダイクロイックミラーで使用される蛍光の入射位置の組み合わせが用いられてもよい。

また、蛍光顕微鏡装置１００は、１つ以上の検出ユニットを第２検出ユニット３に隣接するように増設して、波長感度特性が異なる３つ以上の光検出器を備えるようにしてもよい。この場合、増設される検出ユニットは、第１検出ユニット２（又は第２検出ユニット３）と同様の構成を有するが、増設される検出ユニットが備える２つの光検出器の波長感度特性は、他の検出ユニットが備える２つの光検出器の波長感度特性と異なるものとされる。

上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

１ スキャンユニット
２ 第１検出ユニット
３ 第２検出ユニット
４ 入力装置
５ 表示装置
６ 制御装置
６ａ プロセッサ
６ｂ メモリ
１１ レーザ光源
１２ 照明光学系
１３ 光ファイバ
１４ コリメートレンズ
１５ 対物レンズ
１６ 結像レンズ
１７ スキャナ
１８ 瞳投影レンズ
１９ 励起ダイクロイックミラー
２０ 共焦点レンズ
２１ 共焦点ピンホール
２２ 励起ターレット
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ 測光ダイクロイックミラー
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ 波長選択機構
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ 光検出器
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ 測光ターレット
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ 回折格子
３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ 搖動ミラー
３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ 結像レンズ
３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ スリット
３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄ 固定部材
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ 可動部材
１００ 蛍光顕微鏡装置
２０１ リスト表示欄
２０２ 観察対象表示欄
２０３、２０４ ボタン
３０１、３０２ 設定入力欄
３０３ 表示欄

Claims (12)

1. 波長感度特性が異なる複数の光検出器と、
   前記複数の光検出器の各々の検出波長を変更可能な検出波長変更部と、
   観察対象とする蛍光色素又は波長範囲を入力する入力装置と、
   前記複数の光検出器の各々の波長感度特性に関する第１情報を記憶するメモリと、
   前記入力装置により入力された前記観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、前記メモリに記憶された前記第１情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行う観察条件最適化部と、
   を備え、
   前記観察対象の観察に複数の光検出器を使用する場合に当該複数の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算する、
   ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
2. 前記メモリは、前記検出波長変更部に含まれる分光光学素子のスペクトルに関する第２情報を更に記憶し、
   前記観察条件最適化部は、前記入力装置により入力された前記観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、前記メモリに記憶された前記第１情報及び前記第２情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光顕微鏡装置。
3. 前記メモリは、観察対象とされ得る蛍光色素のスペクトルに関する第３情報を更に記憶し、
   前記観察条件最適化部は、前記入力装置により入力された前記観察対象とする蛍光色素と、前記メモリに記憶された前記第１情報及び前記第３情報とに基づいて、又は、前記入力装置により入力された前記観察対象とする蛍光色素と、前記メモリに記憶された前記第１情報、前記第２情報、及び前記第３情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行う、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光顕微鏡装置。
4. 前記観察条件最適化部により選択された１つ又は複数の光検出器で検出された蛍光の強度信号に基づいて画像構築を行う画像構築部を更に備え、
   前記画像構築部は、前記観察条件最適化部により複数の光検出器が選択された場合は、当該複数の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算した結果に基づいて画像構築を行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置。
5. 前記観察条件最適化部により選択された１つ又は複数の光検出器に関する設定を前記入力装置により入力可能にする設定入力画面を表示する表示装置を更に備え、
   前記観察条件最適化部により複数の光検出器が選択された場合において、前記表示装置により表示される前記設定入力画面には、前記観察条件最適化部により選択された複数の光検出器に関する設定を入力可能にする入力欄として、疑似的な１つの光検出器に関する設定を入力可能にする入力欄が表示され、当該入力欄に入力された前記疑似的な１つの光検出器に関する設定に基づいて、前記観察条件最適化部により選択された複数の光検出器に関する設定が行われる、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置。
6. 前記波長感度特性が異なる複数の光検出器の各々は、ＳｉＰＭ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）である、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置。
7. 前記観察条件最適化部は、前記観察対象の観察に使用する光検出器を複数とする場合に、前記検出波長変更部の最適化において、使用する光検出器間を分光する分光光学素子のスペクトルの立上がり部分又は立下り部分の波長域を、検出波長の一部として前記光検出器間で重複させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置。
8. 前記観察条件最適化部は、前記観察対象の観察に使用する光検出器を１つとする場合に得られる最大の強度信号に対する、前記観察対象の観察に使用する光検出器を複数とする場合に合算により得られる最大の強度信号の比率が、所定比率以上である場合に、合算により最大の強度信号が得られるときの複数の光検出器を、前記観察対象の観察に使用する最適な光検出器として判定して選択する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置。
9. 前記メモリは、前記波長感度特性が異なる複数の光検出器の各々についての入射フォトン１つ当たりの出力強度信号に関する第４情報を更に記憶し、
   前記観察条件最適化部により複数の光検出器が選択された場合は、当該複数の光検出器の各々についての入射フォトン１つ当たりの出力強度信号が一致するように、前記メモリに記憶された前記第４情報に基づいて、当該複数の光検出器の１つ以上の感度を補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置。
10. 前記メモリは、フォトンが入射していないときの光検出器１つ当たりが出力する強度信号に関する第５情報を更に記憶し、
    前記観察条件最適化部により複数の光検出器であるＮ個の光検出器が選択された場合に、前記画像構築部は、前記Ｎ個の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算してから、前記メモリに記憶された前記第５情報に基づいて、前記フォトンが入射していないときの光検出器１つ当たりが出力する強度信号をＮ－１倍した信号を差し引いて画像構築を行う、
    ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置。
11. 波長感度特性が異なる複数の光検出器と、前記複数の光検出器の各々の検出波長を変更可能な検出波長変更部と、前記複数の光検出器の各々の波長感度特性に関する第１情報を記憶するメモリとを備えた蛍光顕微鏡装置の観察条件最適化方法であって、
    入力された観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、前記メモリに記憶された前記第１情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行い、
    前記観察対象の観察に複数の光検出器を使用する場合に当該複数の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算する、
    ことを特徴とする観察条件最適化方法。
12. 波長感度特性が異なる複数の光検出器と、前記複数の光検出器の各々の検出波長を変更可能な検出波長変更部と、前記複数の光検出器の各々の波長感度特性に関する第１情報を記憶するメモリとを備えた蛍光顕微鏡装置のコンピュータに、
    入力された観察対象とする蛍光色素又は波長範囲と、前記メモリに記憶された前記第１情報とに基づいて、前記複数の光検出器の中から前記観察対象の観察に使用する最適な１つ又は複数の光検出器を判定して選択すること及び前記検出波長変更部を前記観察対象の観察に最適化することを行い、
    前記観察対象の観察に複数の光検出器を使用する場合に当該複数の光検出器の各々で検出された蛍光の強度信号を合算する、
    という処理を実行させることを特徴とするプログラム。

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