【手続補正書】
【提出日】平成17年8月26日(2005.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 レーザ光源から出力されたコヒーレント光を標本面上に走査したときの前記標本からの透過光、反射光又は前記標本に発生する蛍光を検出するレーザ走査顕微鏡において、前記レーザ光源から出力されたコヒーレント光をそれぞれ個別に標本面上に対して走査する複数の走査光学系、を具備したことを特徴とするレーザ走査顕微鏡。
【請求項２】 前記複数の走査光学系により走査された前記各コヒーレント光を１つの対物レンズを通して前記標本面上で走査させることを特徴とする請求項１記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３】 前記複数の走査光学系を走査制御する１つの制御系を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項４】 前記標本に照射される前記コヒーレント光の集光位置を前記コヒーレント光の光軸方向にシフトさせる光学調整機構を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項５】 前記標本に照射される前記コヒーレント光の集光位置に一致させて位置確認用の光を前記標本に照射する位置確認用光学系を備えたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項６】 近赤外域の波長のサブピコ秒の単色コヒーレント光パルスを発するレーザ光源と、このレーザ光源から発せられたレーザ光を標本面上に集光させる対物レンズ系とを含むレーザ走査顕微鏡において、
前記レーザ光源からの光束を所望の大きさに変える少なくとも一つの光束変換光学系と、光路を２つに分割或いは光路を切り換える光路分割手段とを備えていて、前記光路分割手段を通った第１の光路上には、前記対物レンズ系の像面に集光し走査させる第１の走査光学系と、前記標本面上に集光された集光スポットにより励起されて発する蛍光を検出する検出光学系とを具備し、前記光路分割手段を通った第２の光路上には、前記対物レンズ系の像面に集光し走査させる第２の走査光学系と、前記集光スポットを前記対物レンズ系に入射させる光路結合手段とを具備していて、前記対物レンズ系を前記第１及び第２の光路で共用するようにしたことを特徴とするレーザ走査顕微鏡。
【請求項７】 コヒーレント光を標本面上に走査したときの前記標本からの透過光、反射光又は前記標本に発生する蛍光を検出するレーザ走査顕微鏡において、前記コヒーレント光の第１の光路に設けられた第１走査光学系と、前記コヒーレント光の第２の光路に設けられた第２走査光学系を具備し、前記第１の光路のコヒーレント光と前記第２の光路のコヒーレント光をそれぞれの前記走査光学系によって個別に走査することを特徴とするレーザ走査顕微鏡。
【請求項８】 前記複数の走査光学系のうち、第１の走査光学系は、標本に照射することにより前記標本から蛍光を発生させる波長をもつ第１のコヒーレント光を走査し、第２の走査光学系は、標本に照射することにより前記標本に対して反応を起こさせる波長をもつ第２のコヒーレント光を走査することを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項９】 前記第１の光路のコヒーレント光は、標本に照射することにより前記標本から蛍光を発生させる波長をもつ第１のコヒーレント光であり、前記第２の光路のコヒーレント光は、標本に照射することにより前記標本に対して反応を起こさせる波長をもつ第２のコヒーレント光であることを特徴とする請求項７記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１０】 前記第１のコヒーレント光は標本に対して一方側から照射され、前記第２のコヒーレント光は前記標本に対して前記方向とは反対側から照射されることを特徴とする請求項８または９記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１１】 前記第１のコヒーレント光の光路と前記第２のコヒーレント光の光路とを合成するダイクロイックミラーと、前記第１のコヒーレント光および前記第２のコヒーレント光を前記標本に対して同じ側から集光させる共通の対物レンズと、を備えたことを特徴とする請求項８または９記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１２】 前記ダイクロイックミラーの特性は、前記第１のコヒーレント光の波長及び前記標本から発せられる蛍光波長と、前記第２のコヒーレント光の波長とに対して、一方を反射し他方を透過する特性であることを特徴とする請求項１１記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１３】 前記第２走査光学系をスキップ動作させることにより、前記第２のコヒーレント光を瞬時に前記標本上の所望の複数位置にスポット的に照射することを特徴とする請求項８または９記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１４】 前記第１走査光学系により前記第１のコヒーレント光を前記標本に照射し、前記標本の画像を観察、記録している途中に、前記第２走査光学系により前記第２のコヒーレント光を前記標本上の所望の領域に照射することを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１５】 前記第１走査光学系及び前記第２走査光学系を制御する一つの制御手段を備えたことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１６】 前記第２のコヒーレント光の集光位置を光軸方向に変化させる光学調整機構を前記第２のコヒーレント光の光路に設け、前記第１走査光学系による観察断面と光軸方向に異なる断面に前記第２の走査光学系による第２コヒーレント光の照射を行うようにしたことを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項１７】 レーザ光源から発せられたレーザ光を標本面上に集光させる対物レンズ系を備えたレーザ走査顕微鏡において、
前記レーザ光源からの光路を２つに分割或いは光路を切り換える光路分割手段とを備えていて、前記光路分割手段を通った第１の光路上には、前記対物レンズ系の像面に集光し走査させる第１の走査光学系と、前記標本面上に集光された集光スポットにより励起されて発する蛍光を検出する検出光学系とを具備し、前記光路分割手段を通った第２の光路上には、前記対物レンズ系の像面に集光し走査させる第２の走査光学系と、前記集光スポットを前記対物レンズ系に入射させる光路結合手段とを具備していて、前記対物レンズ系を前記第１及び第２の光路で共用するようにしたことを特徴とするレーザ走査顕微鏡。
【請求項１８】 コヒーレント光を出力する少なくとも２つのレーザ光源と、
前記少なくとも２つのレーザ光源にそれぞれ対応して備えられ、それぞれのレーザ光源から出力されたコヒーレント光の光束を標本上で個別に走査させる少なくとも２つの走査光学系と、
前記走査光学系の少なくとも一つが前記コヒーレント光を前記標本上で走査させたときに、（１）前記標本を通り抜ける前記コヒーレント光により生成される透過光、（２）前記標本で反射される前記コヒーレント光により生成される反射光、または（３）前記標本からの蛍光、の少なくとも一つを検知する検出光学系とを備えたレーザ走査顕微鏡。
【請求項１９】 標本を走査する前記コヒーレント光のそれぞれの光軸を互いに一致させる光学素子と、前記一致した光軸上に配置され、前記標本の同じ断面上に前記コヒーレント光のそれぞれの光束を集める対物レンズを備える請求項１８記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２０】 前記少なくとも２つの走査光学系のそれぞれを制御する制御手段を備える請求項１８記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２１】 前記走査光学系のそれぞれに対応して備えられた前記検出光学系で検出される前記透過光、前記反射光、または前記蛍光の各光束から画像を生成し、それを同じ画像に重ね表示する画像処理手段を備える請求項１８記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２２】 前記少なくとも２つの走査光学系により走査される前記コヒーレント光の少なくとも一つの前記標本上の集光位置を前記コヒーレント光の光軸に沿って移動させる光学調整手段を備える請求項１８〜２１記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２３】 前記光学調整手段は、前記コヒーレント光を集光する固定レンズと、固定レンズからの光を所定の発散角度で放射するための光軸方向に移動可能な移動レンズを備える請求項２２記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２４】 前記少なくとも一つの走査光学系により走査されるコヒーレント光の集光位置に一致するように、位置確認光を前記標本上に投影する位置確認光学系を備える請求項１８〜２２記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２５】 前記少なくとも２つのレーザ光源は第１のレーザ光源と第２のレーザ光源を有し、前記少なくとも２つの走査光学系は、前記第１のレーザ光源と前記第２のレーザ光源にそれぞれ対応する第１の走査光学系と第２の走査光学系を有する請求項１８記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２６】 前記第１の走査光学系は前記第１のレーザ光源からのコヒーレント光を標本の第１側面に走査させ、前記第２の走査光学系は前記第２のレーザ光源からのコヒーレント光を前記標本の前記第１側面とは反端側である第２側面の所定領域を走査させ、前記検出光学系は、前記第１走査光学系が前記第１側面を走査するときに前記標本からの蛍光を検出し、前記第２走査光学系が前記標本の前記第２側面の所定領域を走査するときに前記標本からの透過光と蛍光の少なくとも一つを検出する請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２７】 前記第１走査光学系が前記第１レーザ光源からのコヒーレント光で前記標本を走査し、前記第２走査光学系が前記第２レーザ光源からのコヒーレント光で前記標本の所定領域を走査し、前記検出光学系が前記第１走査光学系が走査したときに前記標本からの蛍光を検出し、前記第２走査光学系が前記標本の所定領域を走査したときに透過光と反射光の少なくとも一方を検出する、そしてレーザ顕微鏡はさらに、１）前記第１走査光学系からのコヒーレント光の光軸を前記第２走査光学系からのコヒーレント光の光軸に一致させるダイクロイックミラー、２）前記一致した光軸上に配置され、前記標本の同じ断面に前記コヒーレント光を集光させる対物レンズを備える請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２８】 前記標本は蛍光色素で染色され、前記第１レーザ光源は前記蛍光色素を励起して蛍光を発生させる波長を含むコヒーレント光を出力し、前記走査光学系は前記標本に反応を起こさせるために前記第２レーザ光源からの前記コヒーレント光を所定の領域に照射する請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項２９】 前記第１レーザ光源は可視連続レーザ光またはＩＲパルスレーザ光を出力し、前記第２レーザ光源は、ＵＶパルスレーザ光またはＩＲパルスレーザ光を出力する請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３０】 前記ＩＲパルスレーザ光は、前記標本の蛍光色素に２光子吸収を起こさせるように照射される請求項２９記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３１】 前記標本は被加工物であり、前記第１レーザ光源は前記被加工物を観察するためのコヒーレント光を出力し、前記第２レーザ光源は前記被加工物を加工するための高出力コヒーレント光を出力する請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３２】 前記第１及び第２走査光学系はそれぞれ、前記コヒーレント光を互いに直交する方向に反射して走査する走査ミラーを有する請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３３】 前記第１及び第２走査光学系の走査制御を行う制御手段と、前記第１及び第２の走査光学系がそれぞれ標本を走査して得られる画像を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段における処理の結果を表示するモニタとをさらに備える請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３４】 前記第２走査光学系の走査により照射されるコヒーレント光の集光位置を光軸に沿ってシフトする光学調整機構をさらに備える請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３５】 前記光学調整機構は、前記コヒーレント光を集光する固定レンズと、光軸方向に移動可能で、固定レンズで集光されたコヒーレント光を所定の発散角度にする可動レンズとを含む請求項３４記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３６】 位置確認用の光を出力する光源と、前記位置確認用の光を前記第２走査光学系のコヒーレント光の光軸に合成し、第２走査光学系による走査位置と同じ位置にこの位置確認光を投影するためのミラーと、をさらに備える請求項２５記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３７】 前記位置確認用光源は、前記標本に影響を与えない波長のレーザ光を出力する請求項３６記載のレーザ走査顕微鏡。
【請求項３８】 近赤外帯域のサブピコ秒単色コヒーレントパルス光を出力するレーザ光源と、前記単色コヒーレントパルス光を標本上に集光する対物レンズ系と、前記単色コヒーレントパルス光の光束径を所望の径にコリメートする少なくとも一つの光束変換光学系と、前記光束変換光学系からの単色コヒーレントパルス光を２つの光路に分割または切換える光路分割手段と、前記光路分割手段で分割された第１の光路に配置され、単色コヒーレントパルス光を前記対物レンズで標本上に集光して走査する第１の走査光学系と、単色コヒーレントの集光スポットによって励起された標本からの蛍光を検出する検出光学系と、前記光路分割手段で分割された第２の光路に配置され、単色コヒーレントパルス光を前記対物レンズで標本上に集光して走査する第２の走査光学系と、光路分割された第１及び第２の単色コヒーレントパルス光を前記第１と第２の光路で共用する前記対物レンズ系に入射させる光路合成手段と、を備えるレーザ走査顕微鏡。          
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
そして、測光フィルタ１４を取り外すことにより標本１１０からの反射光、又は測光フィルタ１４を透過させて蛍光波長のみを選択した蛍光は、その光をレンズ１５によってピンホール１６面に結像する。光電変換素子１７は、このピンホール１６を貫けた蛍光を計測する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
そして、測光フィルタ１１２を取り外すことにより標本１１０からの反射光、又は測光フィルタ１１２を透過させて蛍光波長のみを選択した蛍光は、レンズ１１３によってピンホール１１４面に結像される。このピンホール１１４を貫けた蛍光は、光電変換素子１１５によって取得される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
又、研究用途によっては、標本１１０にレーザ光を照射する部位と観察したい断面とが同一平面上にあるとは限らず、ある断層の一部にレーザ光を照射し、それとは異なる断層の画像を取得したい場合がある。例えば、動脈において、その外郭の交感神経に刺激を与えたとき、その内側の平滑筋や内皮細胞にどのような反応が生じるかを調査する場合などである。従って、このような場合、レーザ光を照射する部位と、画像を取得する断面とが標本１１０内で選択できることが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
このように上記第４の実施の形態においては、第２のレーザ光源２から出力されたコヒーレント光の光束を任意の出射角度を持つように変換出力し、標本１１０におけるコヒーレント光の集光位置をその光軸方向にシフトさせる光学調整機構２０を設けたので、標本１１０にレーザ光を照射する部位と観察したい断面とが同一平面上にあるとは限らない場合、すなわち断層の一部にレーザ光を照射し、それとは異なる断層の画像を取得したい場合、例えば動脈において、その外郭の交感神経に刺激を与えたとき、その内側の平滑筋や内皮細胞にどのような反応が生じるかを調査する場合などがあるが、このような場合でも光学調整機構２０の可動レンズ２２を移動させることにより、観察したい断面とレーザ光を照射する断層とが同一平面上になくても対応でき、上記第１の実施の形態の効果の如く、第１の走査光学系により標本画像を観察・記録している途中に、第２の走査光学系によりコヒーレント光を標本１１０に照射すれば、第２の走査光学系によるコヒーレント光照射によって引き起こされる標本１１０の動的特性（化学反応）等を調査できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
このように上記第６の実施の形態においては、レーザ光源２から出力されたコヒーレント光の光束を任意の出射角度を持つように変換出力し、標本１１０におけるコヒーレント光の集光位置をその光軸方向にシフトさせる光学調整機構２０を設けたので、上記第４の実施の形態と同様に、標本１１０にレーザ光を照射する部位と観察したい断面とが同一平面上にあるとは限らない場合、すなわち、ある断層の一部にレーザ光を照射し、それとは異なる断層の画像を取得したい場合、例えば動脈において、その外郭の交感神経に刺激を与えたとき、その内側の平滑筋や内皮細胞にどのような反応が生じるかを調査する場合などがあるが、このような場合でも光学調整機構２０の可動レンズ２２を移動させることにより、観察したい断面とレーザ光を照射する断層とが同一平面上になくても対応でき、上記第１の実施の形態の効果の如く、第１の走査光学系により標本画像を観察・記録している途中に、第２の走査光学系によりコヒーレント光を標本１１０に照射すれば、第２の走査光学系によるコヒーレント光照射によって引き起こされる標本１１０の動的特性（化学反応）等を調査できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
上記第２の実施の形態で説明したように、ケージド試薬の解除には、通常、ＵＶ光が使用される。そこで以下の組み合わせを考える。(a) 観察用としては、第１のレーザ光源１００に可視連続光レーザ（波長４８８ｎｍ）、第２のレーザ光源２としてＵＶパルスレーザ（波長３５１ｎｍ）の組み合わせが考えられる。(b) 観察用としては、第１のレーザ光源１００に可視連続レーザ光（波長４８８ｎｍ）、第２のレーザ光源２としてＩＲパルスレーザ（波長７１０ｎｍ）の組み合わせが考えられる。(c) 観察用としては、第１のレーザ光源１００にＩＲパルスレーザ（波長８５０ｎｍ）、第２のレーザ光源２としてＩＲパルスレーザ（波長７１０ｎｍ）の組み合わせが考えられる。