(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光である第１の照明光と、標本のカメラ観察画像を取得するための照明光である第２の照明光とを前記標本に照射する照射光学系と、
該照射光学系により前記標本に照射される前記第１の照明光を２次元走査する走査手段を備え、該走査手段により前記第１の照明光が前記標本上で２次元走査されることで該標本から発せられる第１の観察光を検出する第１の検出光学系と、
前記照射光学系により前記第２の照明光が照射されることで前記標本から戻る第２の観察光を撮像して前記標本のカメラ観察画像を取得する第２の検出光学系と、
前記第１の観察光と前記第２の観察光とを分岐する複数の光学素子と、
複数の前記光学素子を択一的に切り替える切替手段と、
該切替手段による前記光学素子の切り替えによって発生する前記第１の観察光と前記第２の観察光との相対的な位置ずれに関する補正情報を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された前記補正情報に基づいて、前記第１の検出光学系により前記第１の観察光を検出して得られる２次元走査画像と前記第２の検出光学系により前記第２の観察光を撮像して得られる前記カメラ観察画像との相対的な位置ずれを補正する補正手段とを備える顕微鏡。
【請求項２】
前記補正手段が、前記記憶手段に記憶された前記補正情報に基づいて前記走査手段を動作させる請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項３】
前記走査手段が、共振型ガルバノミラーを有し、
前記補正手段が、前記共振型ガルバノミラーを回転させる請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項４】
前記走査手段が、共振型ガルバノミラーを有し、
前記補正手段が、前記共振型ガルバノミラーの走査方向と同一方向に角度変更可能で該共振型ガルバノミラーとは独立して配置されたミラーを動作させる請求項１に記載の顕微鏡。
【請求項５】
前記補正手段が、前記記憶手段に記憶された前記補正情報に基づいて、前記第２の検出光学系により前記第２の観察光を撮像するカメラの実効視野数を小さくするか、または取得する前記カメラ観察画像の一部を切り出すことで前記相対的な位置ずれを補正する請求項１に記載の顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光走査手段と撮像手段（ＣＣＤ）とを備え、光走査手段により試料上でレーザ光を２次元走査して得られた画像と、撮像手段により試料からの戻り光を撮像して得られた画像とを重ね合わせることで、合成画像を取得する顕微鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３１２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている顕微鏡において、光走査手段により用いるレーザ光や撮像手段により用いる照明光の波長に応じて、光路上に配置する光学素子（例えば、レーザ走査による観察光学系と撮像手段による観察光学系とを分離するダイクロイックビームスプリッタ等）についても、最適なものに切り換えたり、交換する必要が生じる。
【０００５】
しかしながら、これら光学素子は、反射角度や折返し位置の固体差があるため、切り換えや交換の際にレーザ光や照明光の光軸がずれてしまう。その結果、光走査手段により試料上でレーザ光を２次元走査して得られた画像と、撮像手段により試料からの戻り光を撮像して得られた画像とに位置ずれが発生してしまうという不都合があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、異なる波長の光を標本上に照射して得られた複数の画像について、その位置ずれを防止することができる顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、レーザ光である第１の照明光と、標本のカメラ観察画像を取得するための照明光である第２の照明光とを前記標本に照射する照射光学系と、該照射光学系により前記標本に照射される前記第１の照明光を２次元走査する走査手段を備え、該走査手段により前記第１の照明光が前記標本上で２次元走査されることで前記標本から発せられる第１の観察光を検出する第１の検出光学系と、前記照射光学系により前記第２の照明光が照射されることで前記標本から戻る第２の観察光を撮像して前記標本のカメラ観察画像を取得する第２の検出光学系と、前記第１の観察光と前記第２の観察光とを分岐する複数の光学素子と、複数の前記光学素子を択一的に切り替える切替手段と、該切替手段による前記光学素子の切り替えによって発生する前記第１の観察光と前記第２の観察光との相対的な位置ずれに関する補正情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された前記補正情報に基づいて、前記第１の検出光学系により前記第１の観察光を検出して得られる走査画像と前記第２の検出光学系により前記第２の観察光を撮像して得られる前記カメラ観察画像との相対的な位置ずれを補正する補正手段とを備える顕微鏡を採用する。
【０００８】
本発明によれば、照射光学系により第１の照明光が照射されることで、第１の観察光が標本から発せられる。一方、照射光学系により第２の照明光が照射されることで、第２の観察光が標本から発せられる。この際、切替手段により複数の光学素子が択一的に切り替えられ、第１の観察光と第２の観察光のそれぞれの波長に応じた光学素子が光路上に配置される。これにより、第１の観察光と第２の観察光は、光学素子により分岐され、第１の検出光学系と第２の検出光学系によりそれぞれ検出される。
【０００９】
この場合において、光学素子の反射角度や折返し位置の固体差により、第１の観察光と第２の観察光の光軸がずれてしまい、第１の観察光による画像と第２の観察光による画像とに位置ずれが発生してしまう。そこで、切替手段による光学素子の切り替えによって発生する第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれに関する補正情報を記憶手段に予め記憶しておき、補正手段により、該補正情報を用いて第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれを補正する。これにより、位置ずれのない複数の画像（第１の観察光による画像と第２の観察光による画像）を取得することができる。これにより、例えば、２つの蛍光画像（第１の観察光による画像と第２の観察光による画像）を、標本上の対応位置を一致させて表示することができる。
【００１０】
上記発明において、前記補正手段が、前記記憶手段に記憶された前記補正情報に基づいて前記走査手段を動作させることとしてもよい。
このようにすることで、記憶手段に記憶された補正情報に基づいて走査手段を動作させることによって、第１の観察光による２次元走査画像と第２の観察光による画像との相対的な位置ずれを補正することができる。
【００１１】
上記発明において、前記走査手段が、共振型ガルバノミラーを有し、前記補正手段が、前記共振型ガルバノミラーを回転させることとしてもよい。
走査手段に共振型ガルバノミラーを用いることで、標本の２次元走査画像を高速に取得することができる。但し、共振型ガルバノミラーでは、第１の観察光の光軸の微調整を行うことができない。そこで、共振型ガルバノミラーを回転させることで、第１の観察光の光軸の微調整を行うことができ、第１の観察光による２次元走査画像と第２の観察光による画像との相対的な位置ずれを補正することができる。
【００１２】
上記発明において、前記走査手段が、共振型ガルバノミラーを有し、前記補正手段が、前記共振型ガルバノミラーの走査方向と同一方向に角度変更可能で該共振型ガルバノミラーとは独立して配置されたミラーを動作させることとしてもよい。
このようにすることで、ミラーを共振型ガルバノミラーの走査方向と同一方向に角度変更させることによって、第１の観察光の光軸の微調整を行うことができ、第１の観察光による２次元走査画像と第２の観察光による画像との相対的な位置ずれを補正することができる。また、走査手段に共振型ガルバノミラーを用いることで、標本の２次元走査画像を高速に取得することができる。
【００１３】
上記発明において、前記補正手段が、前記記憶手段に記憶された前記補正情報に基づいて、前記第２の検出光学系により前記第２の観察光を撮像するカメラの実効視野数を小さくするか、または取得する前記カメラ観察画像の一部を切り出すことで前記相対的な位置ずれを補正することとしてもよい。
このようにすることで、記憶手段に記憶された補正情報に基づいてカメラの取得画像の視野中心位置を調節することによって、第１の観察光による画像と第２の観察光による画像との相対的な位置ずれを補正することができる。また、第２の検出光学系の検出手段をＣＣＤとすることで、標本の２次元画像を高速に取得することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異なる波長の光を標本上に照射して得られた複数の画像について、その位置ずれを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡の概略構成図である。
【図２】図１のガルバノスキャナの模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡の概略構成図である。
【図４】図３の共振型ガルバノスキャナの模式図である。
【図５】本発明の第１の変形例に係る顕微鏡の概略構成図である。
【図６】図５の共振型ガルバノスキャナの模式図である。
【図７】本発明の第２の変形例に係る顕微鏡の概略構成図である。
【図８】図７の共振型ガルバノスキャナの模式図である。
【図９】本発明の第３の変形例に係る顕微鏡の概略構成図である。
【図１０】本発明の第４の変形例に係る顕微鏡の概略構成図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る顕微鏡の概略構成図である。
【図１２】図１１のＣＣＤによる画像取得範囲を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡１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１は、図１に示されるように、レーザ光（第１の照明光）を発するレーザ光源１１と、白色光（第２の照明光）を発する光源２１と、レーザ光および光源２１からの光を標本Ａに照射する対物レンズ（照射光学系）３１と、レーザ光を標本Ａに照射することで発生する蛍光（第１の観察光）を検出する第１の検出光学系１０と、光源２１による照明光を標本Ａに照射した際の蛍光を含む戻り光（第２の観察光）を検出する第２の検出光学系２０と、後述する補正情報を記憶する記憶部（記憶手段）３２と、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいてガルバノスキャナ１５を制御する制御部（補正手段）３３とを備えている。第１の観察光としての蛍光と第２の観察光としての蛍光は、波長が同じでも異なっていてもよい。
【００１７】
レーザ光源１１は、標本Ａ内の蛍光物質を励起させて蛍光を発生させるための励起光としてレーザ光を発する光源である。
光源２１は、標本Ａのカメラ観察画像を取得するための照明光として白色光を発する光源である。
【００１８】
対物レンズ３１は、レーザ光源１１からのレーザ光を標本Ａに照射する一方、標本Ａ上において発生した蛍光を集めるようになっている。また、対物レンズ３１は、光源２１からの照明光を標本Ａに照射する一方、標本Ａからの戻り光を集めるようになっている。
【００１９】
第１の検出光学系１０は、対物レンズ３１によりレーザ光源１１からのレーザ光が照射されることで標本Ａから発せられる蛍光を検出するようになっている。
第２の検出光学系２０は、対物レンズ３１により光源２１からの照明光が照射された際の標本Ａからの戻り光を検出するようになっている。
【００２０】
第１の検出光学系１０は、励起フィルタユニット１２と、検出器１３と、ミラー１４と、ガルバノスキャナ（走査手段）１５と、瞳投影レンズ１６と、結像レンズ１７と、第１のビームスプリッタ１８とを備えている。
【００２１】
第１の検出光学系１０において、レーザ光源１１の射出光軸上には、励起フィルタユニット１２が配置されている。また、励起フィルタユニット１２の反射光路上には、ミラー１４と、ガルバノスキャナ１５と、瞳投影レンズ１６と、結像レンズ１７と、第１のビームスプリッタ１８と、対物レンズ３１とが配置されている。また、励起フィルタユニット１２の透過光路上には、検出器１３が配置されている。
【００２２】
励起フィルタユニット１２は、レーザ光源１１からのレーザ光と標本Ａからの蛍光とを分岐するようになっている。励起フィルタユニット１２は、レーザ光源１１からのレーザ光を反射する一方、標本Ａからの蛍光を透過する複数のダイクロイックフィルタ１２ａと、複数のダイクロイックフィルタ１２ａを回転させる回転ターレット１２ｂとを備えている。複数のダイクロイックフィルタ１２ａは同心円上に配置されており、回転ターレット１２ｂを動作させることで、複数のダイクロイックフィルタ１２ａのうちいずれかが、レーザ光源１１の光軸上に択一的に配置されるようになっている。励起フィルタユニット１２は、レーザ光源１１からのレーザ光の波長に応じて、レーザ光源１１の光軸上に配置するダイクロイックフィルタ１２ａが切り替えられるようになっている。
【００２３】
検出器１３は、励起フィルタユニット１２を透過してきた標本Ａからの蛍光を検出するようになっている。
ミラー１４は、励起フィルタユニット１２により反射されたレーザ光をガルバノスキャナ１５に向けて反射するようになっている。
【００２４】
ガルバノスキャナ１５は、ミラーの角度を任意に制御可能な制御型ガルバノスキャナであり、図２に示すように、互いに直交する軸線を中心として揺動する一対のガルバノミラー１５ａ，１５ｂを有しており、これらガルバノミラー１５ａ，１５ｂの揺動角度を変化させることで、レーザ光源１１からのレーザ光を標本Ａ上で２次元走査するようになっている。具体的には、ガルバノミラー１５ａを揺動させることでレーザ光を標本Ａ上でＸ方向に走査するとともに、ガルバノミラー１５ｂを揺動させることでレーザ光を標本Ａ上でＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）に走査する。
【００２５】
また、ガルバノスキャナ１５は、後述のように、制御部３３により、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、その動作が制御されるようになっている。
【００２６】
第１のビームスプリッタ１８は、レーザ光源１１からのレーザ光と光源２１からの照明光とを合成するとともに、標本Ａからの第１の観察光と第２の観察光とを分岐するようになっている。第１のビームスプリッタ１８は、複数の光学素子１８ａと、複数の光学素子１８ａを対物レンズ３１の光軸に沿う軸線Ｌ回りに回転させる回転ターレット（切替手段）１８ｂとを備えている。
【００２７】
光学素子１８ａは、レーザ光源１１からのレーザ光およびこのレーザ照射による標本Ａからの蛍光を反射する一方、光源２１からの照明光およびこの照明光による標本Ａからの戻り光を透過するようになっている。光学素子１８ａは、軸線Ｌを中心とする同心円上に配置されており、回転ターレット１８ｂを動作させることで、複数の光学素子１８ａのうちいずれかが、結像レンズ１７の光軸と対物レンズ３１の光軸との交点上に配置されるようになっている。
【００２８】
第１のビームスプリッタ１８は、レーザ光源１１からのレーザ光の波長に応じて、対物レンズ３１の光軸上に配置する光学素子１８ａが択一的に切り替えられるようになっている。このような構成を有することで、第１のビームスプリッタ１８は、レーザ光源１１からのレーザ光の波長に応じて、レーザ光源１１からのレーザ光と光源２１からの照明光とを合成するとともに、標本Ａからの第１の観察光と第２の観察光とを分岐するようになっている。
【００２９】
第２の検出光学系２０は、第２のビームスプリッタ２２と、レンズ２３と、ミラー２４と、ＣＣＤ２５と、ミラー２６とを備えている。
第２の検出光学系２０において、光源２１の射出光軸上には、第２のビームスプリッタ２２が配置されている。第２のビームスプリッタ２２の反射光路上には、第１のビームスプリッタ１８と、対物レンズ３１とが配置されている。第２のビームスプリッタ２２の透過光路上には、レンズ２３と、光路へ挿脱可能なミラー２４と、ＣＣＤ２５と、ミラー２６とが配置されている。
【００３０】
第２のビームスプリッタ２２は、光源２１からの白色光とそれによる標本Ａからの戻り光とを分岐するようになっている。第２のビームスプリッタ２２は、複数の光学素子２２ａと、複数の光学素子２２ａを対物レンズ３１の光軸に沿う軸線Ｌ回りに回転させる回転ターレット（切替手段）２２ｂとを備えている。
【００３１】
光学素子２２ａは、光源２１からの白色光のうち照明に用いる波長の光を反射する一方、標本Ａからの戻り光を透過するようになっている。光学素子２２ａは、軸線Ｌを中心とする同心円上に配置されており、回転ターレット２２ｂを動作させることで、複数の光学素子２２ａのうちいずれかが、光源２１の光軸と対物レンズ３１の光軸との交点上に配置されるようになっている。
【００３２】
第２のビームスプリッタ２２は、光源２１からの白色光のうち照明に用いる波長とＣＣＤ２５で検出する波長に応じて、対物レンズ３１の光軸上に配置する光学素子２２ａが択一的に切り替えられるようになっている。このような構成を有することで、第２のビームスプリッタ２２は、光源２１からの白色光を第２の照明光として標本へ導き、標本Ａからの戻り光をＣＣＤ２５へ導くようになっている。
【００３３】
ミラー２４は、標本Ａからの戻り光の光路に挿脱されるようになっている。ミラー２４が光路に挿入された際には、標本Ａからの戻り光は、ミラー２４によりＣＣＤ２５に向けて反射される。ミラー２４が光路から外された際には、標本Ａからの戻り光は、ミラー２６の方向に通過する。
ＣＣＤ２５は、ミラー２４により反射された標本Ａからの戻り光を検出するようになっている。
ミラー２６は、標本Ａからの戻り光を接眼レンズ（図示略）に導くようになっている。
【００３４】
記憶部３２には、励起フィルタユニット１２および第１のビームスプリッタ１８の各光学素子の切り替えによって発生する第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれに関する補正情報が記憶されている。具体的には、記憶部３２には、励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａおよび第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａの反射角度や折返し位置の固体差を原因とする、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれの補正量（補正情報）が、ダイクロイックフィルタ１２ａと光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられて予め記憶されている。
【００３５】
制御部３３は、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれを補正するようになっている。具体的には、制御部３３は、記憶部３２から、励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａと第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられた補正量（補正情報）を読み出す。そして、制御部３３は、記憶部３２から読み出した補正量（補正情報）に基づいて、ガルバノスキャナ１５のガルバノミラー１５ａ，１５ｂの揺動角度を変化させ、レーザ光源１１からのレーザ光の焦点位置を補正し、該焦点位置から発生する蛍光の位置を補正する。
【００３６】
上記構成を有する本実施形態に係る顕微鏡１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡１において、レーザ光源１１から発せられたレーザ光は、励起フィルタユニット１２により反射され、ミラー１４、ガルバノスキャナ１５、瞳投影レンズ１６、結像レンズ１７、第１のビームスプリッタ１８を介して、対物レンズ３１により標本Ａの焦点位置に集光される。この場合において、ガルバノスキャナ１５により、ガルバノミラー１５ａ，１５ｂの揺動角度が変化させられることで、レーザ光源１１からのレーザ光が標本Ａ上を２次元走査させられる。
【００３７】
標本Ａの焦点位置では蛍光物質が励起され、蛍光が発生する。標本Ａから発生した蛍光は、レーザ光と逆の光路をたどって、対物レンズ３１、第１のビームスプリッタ１８、結像レンズ１７、瞳投影レンズ１６、ガルバノスキャナ１５、ミラー１４を介して、励起フィルタユニット１２を透過し、検出器１３により検出される。
【００３８】
一方、光源２１から発せられた白色光は、第２のビームスプリッタ２２により反射され、第１のビームスプリッタ１８を透過して、対物レンズ３１により標本Ａの焦点位置に集光される。また、標本Ａからの戻り光は、逆の光路をたどって、対物レンズ３１、第１のビームスプリッタ１８、第２のビームスプリッタ２２、レンズ２３、ミラー２４を介して、ＣＣＤ２５により検出される。
【００３９】
この場合において、レーザ光源１１からのレーザ光の波長を変化させた際には、レーザ光の光路上の光学素子（励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａ、第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａ）を切り替える必要がある。また、光源２１による照明波長を変化させる際には、白色光の光路上の光学素子（第２のビームスプリッタ２２の光学素子２２ａ）を切り替える必要がある。ここでは、例として、レーザ光源１１からのレーザ光の波長を変化させ、第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａおよび励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａを切り替えた場合について説明する。
【００４０】
この場合には、励起フィルタユニット１２の回転ターレット１２ｂにより複数のダイクロイックフィルタ１２ａが択一的に切り替えられ、レーザ光源１１からのレーザ光の波長に応じたダイクロイックフィルタ１２ａがレーザ光源１１の光軸上に配置される。また、第１のビームスプリッタ１８の回転ターレット１８ｂにより複数の光学素子１８ａが択一的に切り替えられ、レーザ光源１１からのレーザ光の波長（すなわち、標本Ａからの蛍光の波長）に応じた光学素子１８ａが対物レンズ３１の光軸上に配置される。これにより、標本Ａからの蛍光と戻り光は、選択された光学素子１８ａにより分岐され、第１の検出光学系１０（検出器１３）と第２の検出光学系２０（ＣＣＤ２５）によりそれぞれ検出される。
【００４１】
この場合において、ダイクロイックフィルタ１２ａおよび光学素子１８ａの反射角度や折返し位置の固体差により、第１の観察光（レーザ光）と第２の観察光の光軸がずれてしまい、レーザ走査観察による画像とカメラ（ＣＣＤ）観察による画像とに位置ずれが発生してしまうことがある。そこで、制御部３３は、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれを補正する。
【００４２】
具体的には、記憶部３２には、ダイクロイックフィルタ１２ａおよび光学素子１８ａの反射角度や折返し位置の固体差を原因とする、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれの補正量（補正情報）が、ダイクロイックフィルタ１２ａと光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられて記憶されている。
【００４３】
制御部３３は、記憶部３２から、ダイクロイックフィルタ１２ａと光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられた補正量（補正情報）を読み出す。そして、制御部３３は、記憶部３２から読み出した補正量（補正情報）に基づいて、ガルバノスキャナ１５のガルバノミラー１５ａ，１５ｂの揺動角度を変化させ、レーザ光源１１からのレーザ光の焦点位置を補正し、該焦点位置から発生する蛍光の位置を補正する。
【００４４】
このようにすることで、検出器１３により取得するレーザ走査画像とＣＣＤ２５により取得するカメラ観察画像との位置ずれを補正することができ、位置ずれのないレーザ走査画像とカメラ観察画像とを取得することができる。これにより、レーザー走査画像とカメラ観察画像とを、標本Ａ上の対応位置を一致させて表示することができる。
【００４５】
また、ガルバノスキャナ１５を動作させてレーザ光源１１からのレーザ光の焦点位置を補正することで、新たに装置を設けることなく、位置ずれのないレーザー走査画像とカメラ観察画像とを容易に取得することができる。
【００４６】
なお、上記の説明において、レーザ光源１１からのレーザ光の波長を変化させた際に、第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａおよび励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａを切り替えることとして説明したが、光学素子１８ａおよびダイクロイックフィルタ１２ａのいずれか一方を切り替えることとしてもよい。
【００４７】
［第２の実施形態］
以下に、第２の実施形態に係る顕微鏡２について、図面を参照して説明する。以降では、本実施形態および各変形例に係る顕微鏡について、第１の実施形態に係る顕微鏡１と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、第１の実施形態に係る顕微鏡１と異なる点について主に説明する。
【００４８】
本実施形態に係る顕微鏡２は、図３に示されるように、第１の実施形態に係る顕微鏡１のガルバノスキャナ１５（図１参照）に代えて、共振型ガルバノミラーを有する共振型ガルバノスキャナ３５を備えている。
【００４９】
共振型ガルバノスキャナ３５は、図４に示すように、互いに直交する軸線を中心として揺動する共振型ガルバノミラー３５ａと制御型ガルバノミラー３５ｂを有しており、これらを動作させることで、レーザ光源１１からのレーザ光を標本Ａ上で高速で２次元走査するようになっている。具体的には、共振型ガルバノミラー３５ａを共振周波数で振動させることでレーザ光を標本Ａ上でＸ方向に走査するとともに、制御型ガルバノミラー３５ｂを揺動させることでレーザ光を標本Ａ上でＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）に走査する。
【００５０】
共振型ガルバノミラー３５ａには、共振型ガルバノミラー３５ａを回転させる回転機構（例えばステッピングモータ）３５ｄが設けられている。回転機構３５ｄを動作させることで、共振型ガルバノミラー３５ａの走査中心位置を変化させることができるようになっている。回転機構３５ｄは、制御部３３により、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、その動作が制御されるようになっている。
【００５１】
制御部３３は、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、検出器１３により検出する第１の観察光とＣＣＤ２５により検出する第２の観察光との相対的な位置ずれを補正するようになっている。具体的には、制御部３３は、記憶部３２から、励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａと第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられた補正量（補正情報）を読み出す。そして、制御部３３は、記憶部３２から読み出した補正量（補正情報）に基づいて、共振型ガルバノスキャナ３５の回転機構３５ｄを動作させ、共振型ガルバノミラー３５ａの走査中心位置を変化させることで、Ｘ方向の位置ずれを補正する。一方、制御型ガルバノミラー３５ｂに対して、第１実施形態と同じように読み出した補正量にもとづいて走査ミラーの揺動角度を補正することで、Ｙ方向の位置ずれを補正する。これにより、レーザ光源１１からのレーザ光の焦点位置を補正し、該焦点位置から発生する蛍光の位置を補正する。
【００５２】
上記構成を有する本実施形態に係る顕微鏡２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡２において、レーザ光源１１から発せられたレーザ光は、励起フィルタユニット１２により反射され、ミラー１４、共振型ガルバノスキャナ３５、瞳投影レンズ１６、結像レンズ１７、第１のビームスプリッタ１８を介して、対物レンズ３１により標本Ａの焦点位置に集光される。この場合において、共振型ガルバノスキャナ３５において、共振型ガルバノミラー３５ａを共振周波数で振動させるとともに、制御型ガルバノミラー３５ｂの揺動角度を変化させることで、レーザ光源１１からのレーザ光が標本Ａ上を２次元走査させられる。
【００５３】
標本Ａの焦点位置では蛍光物質が励起され、蛍光が発生する。標本Ａから発生した蛍光は、レーザ光と逆の光路をたどって、対物レンズ３１、第１のビームスプリッタ１８、結像レンズ１７、瞳投影レンズ１６、共振型ガルバノスキャナ３５、ミラー１４を介して、励起フィルタユニット１２を透過し、検出器１３により検出される。
【００５４】
一方、光源２１から発せられた白色光は、第２のビームスプリッタ２２により反射され、第１のビームスプリッタ１８を透過して、対物レンズ３１により標本Ａの焦点位置に集光される。また、標本Ａからの第２の観察光は、白色光と逆の光路をたどって、対物レンズ３１、第１のビームスプリッタ１８、第２のビームスプリッタ２２、レンズ２３、ミラー２４を介して、ＣＣＤ２５により検出される。
【００５５】
この場合において、レーザ光源１１からのレーザ光の波長を変化させた際には、レーザ光の光路上の光学素子（励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａ、第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａ）を切り替える必要がある。また、光源２１による照明波長を変化させる際には、白色光の光路上の光学素子（第２のビームスプリッタ２２の光学素子２２ａ）を切り替える必要がある。ここでは、例として、レーザ光源１１からのレーザ光の波長を変化させ、第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａおよび励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａを切り替えた場合について説明する。
【００５６】
この場合には、励起フィルタユニット１２の回転ターレット１２ｂにより複数のダイクロイックフィルタ１２ａが択一的に切り替えられ、レーザ光源１１からのレーザ光の波長に応じたダイクロイックフィルタ１２ａがレーザ光源１１の光軸上に配置される。また、第１のビームスプリッタ１８の回転ターレット１８ｂにより複数の光学素子１８ａが択一的に切り替えられ、レーザ光源１１からのレーザ光の波長（すなわち、標本Ａからの蛍光の波長）に応じた光学素子１８ａが対物レンズ３１の光軸上に配置される。これにより、標本Ａからの第１の観察光と第２の観察光は、選択された光学素子１８ａにより分岐され、第１の検出光学系１０（検出器１３）と第２の検出光学系２０（ＣＣＤ２５）によりそれぞれ検出される。
【００５７】
この場合において、ダイクロイックフィルタ１２ａおよび光学素子１８ａの反射角度や折返し位置の固体差により、第１の観察光（レーザ光）と第２の観察光の光軸がずれてしまい、レーザ走査観察による画像とカメラ（ＣＣＤ）観察による画像とに位置ずれが発生してしまうことがある。そこで、制御部３３は、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれを補正する。
【００５８】
具体的には、記憶部３２には、ダイクロイックフィルタ１２ａおよび光学素子１８ａの反射角度や折返し位置の固体差を原因とする、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれの補正量（補正情報）が、ダイクロイックフィルタ１２ａと光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられて記憶されている。
【００５９】
制御部３３は、記憶部３２から、ダイクロイックフィルタ１２ａと光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられた補正量（補正情報）を読み出す。そして、制御部３３は、記憶部３２から読み出した補正量（補正情報）に基づいて、回転機構３５ｄにより共振型ガルバノミラー３５ａを回転させることで、レーザ光（第１の観察光）の光軸の微調整を行うことができ、検出器１３により取得するレーザ走査画像とＣＣＤ２５により取得するカメラ観察画像との相対的な位置ずれを補正することができる。
【００６０】
このようにすることで、検出器１３により取得するレーザ走査画像とＣＣＤ２５により取得するカメラ観察画像との位置ずれを補正することができ、位置ずれのないレーザ走査画像とカメラ観察画像とを取得することができる。これにより、レーザ走査画像とカメラ観察画像とを、標本Ａ上の対応位置を一致させて表示することができる。
また、走査手段として共振型ガルバノスキャナ３５を用いることで、標本Ａの２次元走査画像を高速に取得することができる。
【００６１】
なお、上記の説明において、レーザ光源１１からのレーザ光の波長を変化させた際に、第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａおよび励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａを切り替えることとして説明したが、光学素子１８ａおよびダイクロイックフィルタ１２ａのいずれか一方を切り替えることとしてもよい。
【００６２】
また、Ｙ方向にレーザ光を走査するＹガルバノミラーとして共振型ガルバノミラーを用いる場合には、Ｘ軸と同じように回転機構を設けてＹ方向の位置補正を行えばよい。また、Ｙガルバノミラーとして制御型ガルバノミラーを用いる場合であっても、本実施形態と同様に、回転機構を設けて補正してもよい。
【００６３】
［第１の変形例］
以下に、第２の実施形態に係る顕微鏡２の第１の変形例について説明する。
本変形例に係る顕微鏡３は、図５に示すように、第２の実施形態に係る顕微鏡２の共振型ガルバノスキャナ３５（図３参照）に代えて、回転ミラー４１と、共振型ガルバノスキャナ４２とを備えている。
【００６４】
回転ミラー４１は、Ｙ方向の軸線を中心として角度調節可能なミラーであり、その回転角度を変化させることで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査中心位置をＸ方向に変化させるようになっている。
【００６５】
共振型ガルバノスキャナ４２は、図６に示すように、互いに直交する軸線を中心として揺動する共振型ガルバノミラー４２ａと、制御型ガルバノミラー４２ｂを有しており、これら共振型ガルバノミラー４２ａ、制御型ガルバノミラー４２ｂを動作させることで、レーザ光源１１からのレーザ光を標本Ａ上で高速で２次元走査するようになっている。具体的には、共振型ガルバノミラー４２ａを共振周波数で振動させることでレーザ光を標本Ａ上でＸ方向に高速で走査するとともに、制御型ガルバノミラー４２ｂを揺動させることでレーザ光を標本Ａ上でＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）に走査する。
【００６６】
ガルバノミラー４１とガルバノミラー４２ｂは、制御部３３により、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、その動作が制御されるようになっている。
【００６７】
制御部３３は、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれを補正するようになっている。具体的には、制御部３３は、記憶部３２から、励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａと第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられた補正量（補正情報）を読み出す。そして、制御部３３は、記憶部３２から読み出した補正量（補正情報）に基づいて、回転ミラー４１を動作させてＸ方向のズレ補正を行うとともに、制御型ガルバノミラー４２ｂの揺動角度を変化させる。これにより、レーザ光源１１からのレーザ光の焦点位置を補正し、該焦点位置から発生する蛍光の位置を補正する。
【００６８】
上記構成を有する本変形例に係る顕微鏡３によれば、回転ミラー４１を共振型ガルバノミラー４２ａの走査方向と同一方向に角度変更させることによって、レーザ光（第１の観察光）の光軸の微調整を行うことができ、レーザ走査画像とカメラ観察画像との相対的な位置ずれを補正することができる。また、走査手段として、共振型ガルバノミラー４２ａを用いることで、標本ＡのＸ方向の走査を高速で行うことができ、標本Ａの２次元走査画像を高速に取得することができる。
【００６９】
［第２の変形例］
以下に、第２の実施形態に係る顕微鏡２の第２の変形例について説明する。
本変形例に係る顕微鏡４は、図７に示すように、第２の実施形態に係る顕微鏡２の共振型ガルバノスキャナ３５（図３参照）に代えて、回転ミラー４５と、共振型ガルバノスキャナ４６と、回転ミラー４７とを備えている。
【００７０】
回転ミラー４５は、Ｙ方向の軸線を中心として角度調節可能な回転ミラーであり、その揺動角度を変化させることで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査中心位置をＸ方向に変化させるようになっている。
回転ミラー４７は、Ｘ方向の軸線を中心として角度調節可能な回転ミラーであり、その揺動角度を変化させることで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査中心位置をＹ方向に変化させるようになっている。
【００７１】
共振型ガルバノスキャナ４６は、図８に示すように、互いに直交する軸線を中心として揺動する共振型ガルバノミラー４６ａと、制御型ガルバノミラー４６ｂを有しており、これら共振型ガルバノミラー４６ａおよび制御型ガルバノミラー４６ｂを動作させることで、レーザ光源１１からのレーザ光を標本Ａ上で高速で２次元走査するようになっている。具体的には、共振型ガルバノミラー４６ａを共振周波数で振動させることでレーザ光を標本Ａ上でＸ方向に走査するとともに、制御型ガルバノミラー４６ｂを揺動させることでレーザ光を標本Ａ上でＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）に走査する。
【００７２】
回転ミラー４５と回転ミラー４７は、制御部３３により、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、その動作が制御されるようになっている。
【００７３】
制御部３３は、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、第１の観察光と第２の観察光との相対的な位置ずれを補正するようになっている。具体的には、制御部３３は、記憶部３２から、励起フィルタユニット１２のダイクロイックフィルタ１２ａと第１のビームスプリッタ１８の光学素子１８ａとの組み合せに対応付けられた補正量（補正情報）を読み出す。そして、制御部３３は、記憶部３２から読み出した補正量（補正情報）に基づいて、回転ミラー４５と回転ミラー４７を動作させ、その回転角度を変化させる。これにより、レーザ光源１１からのレーザ光の焦点位置を補正し、該焦点位置から発生する蛍光の位置を補正する。
【００７４】
上記構成を有する本変形例に係る顕微鏡４によれば、回転ミラー４５，４７をそれぞれ、共振型ガルバノミラー４６ａ，制御型ガルバノミラー４６ｂの走査方向と同一方向に角度変更させることによって、レーザ光（第１の観察光）の光軸の微調整を行うことができ、レーザ走査画像とカメラ観察画像との相対的な位置ずれを補正することができる。また、走査手段として、共振型ガルバノミラー４６ａを用いることで、標本Ａの２次元走査を高速で行うことができ、標本Ａの２次元走査画像を高速に取得することができる。
【００７５】
［第３の変形例］
以下に、第２の実施形態に係る顕微鏡２の第３の変形例について説明する。
本変形例に係る顕微鏡５は、図９に示すように、第１の実施形態に係る顕微鏡１（図１参照）と第２の実施形態に係る顕微鏡２（図３参照）とを組み合わせた構成であり、レーザ光（蛍光）の光路上に挿脱されるガルバノ切替装置５１を有している。
【００７６】
ガルバノ切替装置５１は、レーザ光源１１からのレーザ光および標本Ａからの蛍光を反射するミラー５１ａ，５１ｂと、これらミラー５１ａ，５１ｂをレーザ光（蛍光）の光路上に挿脱する駆動部（図示略）とを備えている。
【００７７】
ミラー５１ａ，５１ｂをレーザ光（蛍光）の光路上に挿入した状態では、ミラー５１ｂがミラー１４の反射光路上に配置されるとともに、ミラー５１ａが瞳投影レンズ１６の光軸上に配置される。この状態において、レーザ光源１１からのレーザ光は、ミラー５１ａにより共振型ガルバノスキャナ３５に入射するとともに、ミラー５１ｂにより瞳投影レンズ１６に導かれる。
【００７８】
一方、ミラー５１ａ，５１ｂをレーザ光（蛍光）の光路上から外した状態では、レーザ光源１１からのレーザ光は、ミラー１４により反射され、ガルバノスキャナ１５を通過して瞳投影レンズ１６に導かれる。
すなわち、ミラー５１ａ，５１ｂをレーザ光（蛍光）の光路上に挿脱することで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段を、ガルバノスキャナ１５と共振型ガルバノスキャナ３５のいずれかに切り替えることができる。
【００７９】
なお、本変形例に係る顕微鏡５において、ガルバノスキャナ１５（図２参照）と共振型ガルバノスキャナ３５（図４参照）は、前述の実施形態と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
【００８０】
本変形例に係る顕微鏡５によれば、ガルバノ切替装置５１を動作させることで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段を、ガルバノスキャナ１５と共振型ガルバノスキャナ３５のいずれかに切り替えることができる。また、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段をガルバノスキャナ１５とした場合には、検出器１３により取得するレーザ走査画像とＣＣＤ２５により取得するカメラ観察画像との位置ずれを高精度に補正することができ、レーザ走査画像とカメラ観察画像との位置合わせ精度を向上することができる。一方、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段を共振型ガルバノスキャナ３５とした場合には、標本Ａの２次元走査を高速で行うことができ、標本Ａの２次元走査画像を高速に取得することができる。
【００８１】
［第４の変形例］
以下に、第２の実施形態に係る顕微鏡２の第４の変形例について説明する。
本変形例に係る顕微鏡６は、図１０に示すように、第１の実施形態に係る顕微鏡１（図１参照）と第１の変形例に係る顕微鏡３（図５参照）とを組み合わせた構成であり、レーザ光（第１の観察光）の光路上に挿脱されるガルバノ切替装置５３を有している。
【００８２】
ガルバノ切替装置５３は、レーザ光源１１からのレーザ光および標本Ａからの蛍光を反射するミラー５３ａ，５３ｂと、これらミラー５３ａ，５３ｂをレーザ光（蛍光）の光路上に挿脱する駆動部（図示略）とを備えている。
【００８３】
ミラー５３ａ，５３ｂをレーザ光（蛍光）の光路上に挿入した状態では、ミラー５３ｂがミラー１４の反射光路上に配置されるとともに、ミラー５３ａが瞳投影レンズ１６の光軸上に配置される。この状態において、レーザ光源１１からのレーザ光は、ミラー５３ａにより共振型ガルバノスキャナ４２に入射するとともに、ミラー５３ｂにより瞳投影レンズ１６に導かれる。
【００８４】
一方、ミラー５３ａ，５３ｂをレーザ光（蛍光）の光路上から外した状態では、レーザ光源１１からのレーザ光は、ミラー１４により反射され、ガルバノスキャナ１５を通過して瞳投影レンズ１６に導かれる。
すなわち、ミラー５３ａ，５３ｂをレーザ光（蛍光）の光路上に挿脱することで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段を、ガルバノスキャナ１５と共振型ガルバノスキャナ４２のいずれかに切り替えることができる。
【００８５】
ここで、ガルバノ切替装置５３のミラー５３ａは、Ｙ方向の軸線を中心として角度調節可能な回転ミラーであり、その角度を変化させることで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査中心位置をＸ方向に変化させるようになっている。ミラー５３ａは、共振型ガルバノミラー４２ｂおよびガルバノスキャナ１５のガルバノミラー１５ａ，１５ｂと同様に、制御部３３により、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいて、その動作が制御されるようになっている。
【００８６】
なお、本変形例に係る顕微鏡６において、ガルバノスキャナ１５（図２参照）と共振型ガルバノスキャナ４２（図６参照）は、前述の実施形態と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
【００８７】
本変形例に係る顕微鏡６によれば、ガルバノ切替装置５３を動作させることで、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段を、ガルバノスキャナ１５と共振型ガルバノスキャナ４２のいずれかに切り替えることができる。また、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段をガルバノスキャナ１５とした場合には、検出器１３により取得するレーザ走査画像とＣＣＤ２５により取得するカメラ観察画像との位置ずれを高精度に補正することができ、レーザ走査画像とカメラ観察画像との位置合わせ精度を向上することができる。一方、レーザ光源１１からのレーザ光の走査手段を共振型ガルバノスキャナ４２とした場合には、標本Ａの２次元走査を高速で行うことができ、標本Ａの２次元走査画像を高速に取得することができる。
【００８８】
［第３の実施形態］
以下に、第３の実施形態に係る顕微鏡７について、図面を参照して説明する。以降では、本実施形態に係る顕微鏡７について、前述の各実施形態および各変形例に係る顕微鏡と共通する点については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点について主に説明する。
【００８９】
本実施形態に係る顕微鏡７は、図１１に示されるように、レーザ走査画像とカメラ観察画像との位置ずれを補正する補正手段を、レーザ走査画像を取得する第１の検出光学系１０に設けるのではなく、カメラ観察画像を取得する第２の検出光学系２０に設けている。
【００９０】
本実施形態に係る顕微鏡７において、制御部３３は、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいてＣＣＤ２５により取得するカメラ観察画像の視野中心位置を変化させ、レーザ走査画像とカメラ観察画像との相対的な位置ずれを補正するようになっている。
【００９１】
上記の制御部３３による処理について、図１２に示す具体例を用いて説明する。
図１２に示すように、第１の検出光学系１０により取得されたレーザ走査画像（図１２において「ＬＳＭ」と表示）と、第２の検出光学系２０により取得されたカメラ観察画像（図１２において「ＣＣＤ１」と表示）とにおいて位置ずれが生じている。
【００９２】
そこで、制御部３３は、カメラ観察画像の中心位置Ｐ２が、レーザ走査画像の中心位置Ｐ１と一致するように、ＣＣＤ２５の画像取得範囲を変化させ、ＣＣＤ２５により取得されたカメラ観察画像を補正する（図１２において「ＣＣＤ２」と表示）。
具体的には、レーザ走査画像の視野数（図１２に示す例では視野数１８）はカメラ観察画像の視野数（図１２に示す例では視野数１１）よりも大きいため、カメラ観察画像の中心位置Ｐ２がレーザ走査画像の中心位置Ｐ１と一致するようにＣＣＤ２５の実効視野数を小さくする（図１２に示す例では視野数１０）。
なお、レーザ走査画像の中心位置の調整方法として、ＣＣＤ２５の画像取得範囲自体は変化させずに、取得した１フレームの画像から中心位置をずらした画像データを切り出すこととしてもよい。
【００９３】
上記のように、本実施形態に係る顕微鏡７によれば、記憶部３２に記憶された補正情報に基づいてＣＣＤ２５の視野中心位置を調節することによって、レーザ走査画像とレーザ走査画像との相対的な位置ずれを補正することができる。
【００９４】
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、本発明を上記の各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよい。
【００９５】
また、各実施形態において、第１の照明光はレーザ光、第２の照明光は白色光であることとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、第２の照明光を特定の波長帯域の光としてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
Ａ  標本
１，２，３，４，５，６，７  顕微鏡
１０  第１の検出光学系
１１  レーザ光源
１２  励起フィルタユニット
１２ａ  ダイクロイックフィルタ
１２ｂ  回転ターレット
１３  検出器
１５  ガルバノスキャナ（走査手段）
１５ａ，１５ｂ  制御型ガルバノミラー
１８  第１のビームスプリッタ
１８ａ  光学素子
１８ｂ  回転ターレット（切替手段）
２０  第２の検出光学系
２１  光源
２２  第２のビームスプリッタ
２２ａ  光学素子
２２ｂ  回転ターレット（切替手段）
２５  ＣＣＤ
３１  対物レンズ（照射光学系）
３２  記憶部（記憶手段）
３３  制御部（補正手段）
３５  共振型ガルバノスキャナ
３５ａ  共振型ガルバノミラー
３５ｂ  制御型ガルバノミラー
３５ｄ  回転機構
４１  ガルバノミラー
４２  共振型ガルバノスキャナ
４５  ガルバノミラー
４６  共振型ガルバノスキャナ
４７  ガルバノミラー
５１  ガルバノ切替装置
５３  ガルバノ切替装置
【図１】
0005620319.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005620319.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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