JP6456617B2 - 顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
本発明は、波長感度特性が異なる複数の検出部と、ユーザが所望の検出対象の波長域を入力する入力部と、試料からの光を、前記検出対象の波長域ごとに前記複数の検出部の中で最も高い感度で検出可能な前記波長感度特性を有する前記検出部に入射するよう、前記波長域に応じて分解する光路分解部と、前記入力部に入力された波長域と前記検出部の波長感度特性とに基づいて、前記光路分解部により分解する波長域を切り替える分解制御部とを備える顕微鏡装置を提供する。
このように構成することで、1つの光路分解部により検出対象の波長域を選択的に変更することができる。
このように構成することで、切替部により、簡易な構造の光路分解部を用いて、分解する波長域を複数段階に切り替えることができる。
このように構成することで、波長分散部と遮光スリットとの組み合わせにより、検出部により検出する波長を簡易かつ精度よく選択することができる。
さらに、前記光路分解部が、前記光路分解部によって分解された前記試料からの光を前記波長選択部に入射させることとしてもよい。
このように構成することで、各検出部の波長感度特性を予め入力しておくだけで、検出対象の波長域を変更しても波長域ごとに明るい画像を簡易に取得することができる。
本発明の第1実施形態に係る顕微鏡装置について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置100は、例えば、レーザ走査型顕微鏡であり、図1に示すように、光源(図示略)から発せられたレーザ光を2次元的に走査させるスキャンユニットと、レーザ光が照射されることにより試料において発生してスキャンユニットを介して入射する蛍光を検出する第1検出ユニット1および第2検出ユニット3とを備えている。
第2ダイクロイックミラー12は、第1ダイクロイックミラー11からの蛍光を波長域に応じて第1波長選択機構13に向けて透過または第2波長選択機構17に向けて反射させるようになっている。
搖動ミラー23Aは、回折格子21A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23Aは、搖動角度に応じて、スリット27A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。
搖動ミラー23Bは、回折格子21B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27B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。
第2検出器19は、例えば、第1検出器15と同様に、光電面にガリウム砒素リン(GaAsP)を使用した光電子増倍管であり、710nm以下の波長域を高い感度で検出することができる波長感度特性を有している。
第4ダイクロイックミラー32は、第3ダイクロイックミラー31からの蛍光を波長域に応じて第3波長選択機構33に向けて透過または第4波長選択機構37に向けて反射させるようになっている。
搖動ミラー23Cは、回折格子21C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27C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。
第3検出器35は、第3波長選択機構33により選択された波長を検出するようになっている。この第3検出器35は、例えば、光電面にガリウム砒素(GaAs)を使用した光電子増倍管(PMT)であり、710nmよりも大きい波長域を高い感度で検出することができる波長感度特性を有している。
搖動ミラー23Dは、回折格子21D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27D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。
第4検出器39は、第4波長選択機構37により選択された波長を検出するようになっている。この第4検出器39は、例えば、第3検出器35と同様に、光電面にガリウム砒素(GaAs)を使用した光電子増倍管であり、710nmよりも大きい波長域を高い感度で検出することができる波長感度特性を有している。
本実施形態においては、例えば、図2に示すように、蛍光試薬として、710nm以下の領域に蛍光ピークを持つ蛍光特性を有する第1試薬と、710nmよりも大きい領域に蛍光ピークを持つ蛍光特性を有する第2試薬を用いて試料を観察する場合について説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る顕微鏡装置について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡装置200は、図3に示すように、第1検出ユニット1が、第2検出器19に代えて第3検出器35を備えるとともに、制御装置7に代えて、ダイクロイックミラー11,12,31,32および波長選択機構13,17,33,37を制御する制御装置(分割制御部、選択制御部)207を備える点で第1実施形態と異なる。本実施形態においては、第1検出ユニット1のみを用いる場合を例示して説明する。
以下、第1実施形態に係る顕微鏡装置100と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態においては、例えば、第1検出ユニット1を用いて、400nm〜800nmの波長域を10nm単位で順次検出する場合(ラムダスキャン)について説明する。図4は、第1検出器15および第3検出器35の波長感度特性と400nm〜800nmの波長域とを関連付けて示している。
すなわち、従来は、全ての波長領域(例えば、400〜800nm)を1つの検出器、つまり、同一感度の検出器で検出していたので、その検出器に感度が低い領域(例えば、711〜800nm)があると、その部分は暗い画像となってしまうという問題があった。
これに対して本実施形態では、感度が低い領域(例えば、711〜800nm)は、その波長範囲で感度が高い特性を持つ別の種類の検出器へ光を分岐してラムダスキャンを行うので、全ての波長範囲で明るくラムダスキャンの検出を行うことが可能となる。
また、光路分解部として、例えば、所定の波長域以外の波長を遮断するバリアフィルタを採用することとしてもよい。
7 制御装置(分解制御部)
11 第1ダイクロイックミラー(光路分解部)
12 第2ダイクロイックミラー(光路分解部)
13 第1波長選択機構(波長選択部)
15 第1検出器(検出部)
17 第2波長選択機構(波長選択部)
19 第2検出器(検出部)
21A,21B,21C,21D 回折格子(波長分散部)
27A,27B,27C,27D スリット(遮光スリット)
31 第3ダイクロイックミラー(光路分解部)
32 第4ダイクロイックミラー(光路分解部)
33 第3波長選択機構(波長選択部)
35 第3検出器(検出部)
37 第4波長選択機構(波長選択部)
39 第4検出器(検出部)
100,200 顕微鏡装置
207 制御装置(分解制御部、選択制御部)
Claims (7)
- 波長感度特性が異なる複数の検出部と、
ユーザが所望の検出対象の波長域を入力する入力部と、
試料からの光を、前記検出対象の波長域ごとに前記複数の検出部の中で最も高い感度で検出可能な前記波長感度特性を有する前記検出部に入射するよう、前記波長域に応じて分解する光路分解部と、
前記入力部に入力された波長域と前記検出部の波長感度特性とに基づいて、前記光路分解部により分解する波長域を切り替える分解制御部とを備える顕微鏡装置。 - 前記光路分解部により分解された波長域の内、前記検出部により検出する波長を選択可能な波長選択部と、
前記検出部ごとに検出すべき波長に基づいて、前記波長選択部により選択する波長を切り替える選択制御部とを備える請求項1に記載の顕微鏡装置。 - 前記光路分解部が、分解する波長域を複数段階に切り替え可能に形成されている請求項1から請求項2に記載の顕微鏡装置。
- 互いに異なる所定の波長域の光を分解可能な複数の前記光路分解部と、
光路上に配置する前記光路分解部を切り替える切替部とを備える請求項1または請求項2に記載の顕微鏡装置。 - 前記波長選択部が、光を波長ごとに分散させる波長分散部と、該波長分散部により分散された光を部分的に遮断し、通過させる波長域を制限する遮光スリットとを備える請求項2に記載の顕微鏡装置。
- 前記複数の検出部の各波長感度特性を記憶し、記憶している該波長感度特性と前記検出対象の波長域とに基づいて前記光路分解部を制御する分解制御部を備える請求項1に記載の顕微鏡装置。
- 前記光路分解部が、前記光路分解部によって分解された前記試料からの光を前記波長選択部に入射させる請求項5に記載の顕微鏡装置。
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