(57)【要約】      （修正有）【課題】高い分解能を維持しつつ、標本上における離れた複数の個所を一度に観察することができるような技術を提供する。【解決手段】レーザ走査型顕微鏡１０の対物レンズ６と標本Ｓとの間に配置される複数個所観察装置２０であって、複数個所観察装置２０は、対物レンズ６からの照明光が照射される位置に応じて、照明光を異なる複数の方向へ反射させる反射部材２２と、反射部材２２によって異なる複数の方向へ反射された複数の照明光を、それぞれ異なる集光位置に集光させる複数のリレー光学系を含むリレー光学系群２３と、を備え、複数のリレー光学系は、集光位置が対物レンズ６の後側焦点面と共役な平面上に存在するように複数の照明光をリレーし、集光することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ走査型顕微鏡の対物レンズと標本との間に配置される複数個所観察装置であって、
前記対物レンズからの照明光が照射される位置に応じて、前記照明光を異なる複数の方向へ反射させる反射部材と、
前記反射部材によって異なる前記複数の方向へ反射された複数の照明光を、それぞれ異なる集光位置に集光させる複数のリレー光学系と、を備え、
前記複数のリレー光学系は、前記集光位置が前記対物レンズの後側焦点面と共役な平面上に存在するように前記複数の照明光をリレーし、集光する
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の複数個所観察装置であって、
前記反射部材は、前記対物レンズからの前記照明光を反射させる前記複数の方向が切り替わる境界となる境界部を、前記対物レンズの後側焦点面上に有する
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の複数個所観察装置であって、
複数の前記リレー光学系は、それぞれがフォーカス機構を有する
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
前記反射部材は、プリズム面である複数の反射面を有するプリズムである
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
前記反射部材は、ミラー面である複数の反射面を有する、多面ミラーである
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項６】
請求項４に記載の複数個所観察装置であって、
前記境界部は前記プリズムの端面である
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項７】
請求項５に記載の複数個所観察装置であって、
前記境界部は前記多面ミラーの端面である
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項８】
請求項４または請求項５に記載の複数個所観察装置であって、
前記境界部は、遮光部材で形成される
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
前記複数のリレー光学系のそれぞれを前記対物レンズの光軸と垂直な平面上で前記対物レンズに対して相対的に移動する第１の移動機構を備える
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
該複数個所観察装置を前記対物レンズの光軸と垂直な平面上で前記対物レンズに対して相対的に移動する第２の移動機構を備える
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
該複数個所観察装置を前記対物レンズの光軸を中心軸として前記対物レンズに対して回転移動させる回転機構を有する
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
前記複数のリレー光学系は、屈折率分布型レンズで構成される
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
前記複数のリレー光学系を構成するレンズ部品は、交換可能である
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
前記対物レンズまたは前記レーザ走査型顕微鏡と着脱可能に構成される
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の複数個所観察装置であって、
前記標本の少なくとも一部を密閉することで前記標本の乾燥や外部からの衝撃を防止する保護器として機能する
ことを特徴とする複数個所観察装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の複数個所観察装置を備えることを特徴とするレーザ走査型顕微鏡。
【請求項１７】
請求項１６に記載のレーザ走査型顕微鏡であって、
前記対物レンズは、前記複数個所観察装置の前記複数のリレー光学系と、前記標本との距離を維持しながら前記対物レンズの光軸方向に移動する
ことを特徴とするレーザ走査型顕微鏡。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７に記載のレーザ走査型顕微鏡であって、
複数の前記リレー光学系を通過する照明光を用いた走査設定を、複数の前記リレー光学系毎に変更する手段を有する
ことを特徴とするレーザ走査型顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複数の照明領域を瞬時に切り替え、複数の個所を観察する複数個所観察装置、及び、その複数個所観察装置を備えるレーザ走査型顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脳を代表とする生体組織の研究において、特許文献１などのレーザ走査型顕微鏡が使用されている。特に生体組織上の細胞間のネットワークを調べるために、一度に複数の個所を観察する技術が重要視されている。上記技術は、例えば、生体組織の複数個所を照明し、各個所で光刺激を受け取ったときの細胞間の反応を観察するものである。特にそのような技術において、生体組織上における広い範囲の複数の個所の観察を行うことができれば、細胞間のネットワークをより広い範囲で調べることができる。
【０００３】
一度に標本上の複数の個所を観察する技術として例えば、１つの対物レンズに対して光源、走査部、検出部をそれぞれ複数備え、それぞれ標本上を独立に走査を行うことで標本面の複数の個所を観察する方法が考えられる。また、複数の顕微鏡同士を並べることで観察を行う方法も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５０６１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、上記に挙げた標本面の複数の個所を観察する方法では、標本上における広い範囲における複数の個所を多点観察する場合、その範囲を対物レンズの視野内に収めるために、より低倍率の対物レンズを用いることとなる。従って、観察を行う範囲によっては低い開口数の対物レンズを用いることとなり、高い分解能を維持した観察が難しくなる。
【０００６】
また、複数の顕微鏡を用いて観察を行う場合には、装置間の対物レンズ同士の接触が起こらない範囲でしか観察を行えないため、標本上で観察が可能な範囲が制限されてしまう。また、接触を防ぐために作動距離が長い開口数の低い対物レンズが用いられることから、高い分解能での観察を維持して行うことは難しい。そして複数の顕微鏡を用いるため、システム自体が巨大化してしまい、コストがかかる。
【０００７】
以上の実情を鑑み、高い分解能を維持しつつ、標本上における離れた複数の個所を一度に観察することができるような技術を提供することを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様における複数個所観察装置は、レーザ走査型顕微鏡の対物レンズと標本との間に配置される複数個所観察装置であって、前記対物レンズからの照明光が照射される位置に応じて、前記照明光を異なる複数の方向へ反射させる反射部材と、前記反射部材によって異なる前記複数の方向へ反射された複数の照明光を、それぞれ異なる集光位置に集光させる複数のリレー光学系と、を備え、前記複数のリレー光学系は、前記集光位置が前記対物レンズの後側焦点面と共役な平面上に存在するように前記複数の照明光をリレーし、集光することを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様におけるレーザ走査型顕微鏡は、上記態様における複数個所観察装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の複数個所観察装置、レーザ走査型顕微鏡によれば、高い分解能を維持しつつ、標本上における離れた複数の個所を一度に観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る複数個所観察装置を取り付けた状態のレーザ走査型顕微鏡の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る制御装置がレーザ走査型顕微鏡に対し行う制御を各機能毎にまとめた機能構成図。
【図３】複数個所観察装置が、取り付け部を介してレーザ走査型顕微鏡に着脱される様子を示す図。
【図４】複数個所観察装置の一構成例を示す図。
【図５】反射部材の斜視図。
【図６】反射部材を上方（対物レンズ側）から見下ろした様子を示す図。
【図７】反射部材と、複数個所観察装置を介して照明光が照射される標本上の領域と、を上方（対物レンズ側）から見下ろした様子を示す図。
【図８】遮光部材を含む反射部材を示す図。
【図９】複数個所観察装置の他の一構成例を示す図。
【図１０】反射部材と、複数個所観察装置を介して照明光が照射される標本上の領域と、を上方（対物レンズ側）から見下ろした様子を示す図。
【図１１】第２の実施形態に係る複数個所観察装置によって標本の一部が密閉された状態を示す図。
【図１２】第２の実施形態に係る複数個所観察装置によって標本の一部が密閉された状態で、複数個所観察装置とレーザ走査型顕微鏡とが切離された様子を示す図。
【図１３】第３の実施形態に係る複数個所観察装置の構成を示す図。
【図１４】第４の実施形態に係る制御装置がレーザ走査型顕微鏡に対し行う制御を各機能毎にまとめた機能構成図。
【図１５】走査制御手段が、照明光のスキャン領域である領域における走査設定を、境界部を境に変更する一例を示した図。
【図１６】走査制御手段が、照明光のスキャン領域である領域における走査設定を、境界部を境に変更する他の一例を示した図。
【図１７】光源制御手段が、照明光のスキャン領域である領域における走査設定を、境界部を境に変更する一例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施形態における複数個所観察装置２０、及び、複数個所観察装置２０を備えたレーザ走査型顕微鏡１０について、図面を用いて説明する。複数個所観察装置２０は、レーザ走査型顕微鏡１０の対物レンズ６と標本Ｓとの間に配置されるように、レーザ走査型顕微鏡１０に取り付けられることで用いられる。図１は、複数個所観察装置２０を取り付けた状態のレーザ走査型顕微鏡１０を示しており、レーザ走査型顕微鏡１０と複数個所観察装置２０の各構成を示している。
【００１３】
レーザ走査型顕微鏡１０は、例えば、標本Ｓ上に超短パルス光を照射することで二光子励起を生じさせる二光子励起顕微鏡である。レーザ走査型顕微鏡１０は、明滅を繰り返し、フェムト秒程度の時間間隔で超短パルス光を照射する光源１と、スキャンミラー２と、リレーレンズ３、４と、ダイクロイックミラー５（以下、ＤＭ５とも表記する）と、対物レンズ６と、リレーレンズ７、９と、検出器８とを備えている。ＤＭ５は、光源１からの照明光を透過させ、標本Ｓから発生する蛍光を反射させる。検出器８は、光電子増倍管（Photomultiplier tube：ＰＭＴ）等の公知の光検出器である。
【００１４】
また、レーザ走査型顕微鏡１０は、コンピュータである制御装置１５に接続されており、制御装置１５からの各種制御を受ける。制御装置１５は、レーザ走査型顕微鏡１０内部に配置されていてもよい。制御装置１５がレーザ走査型顕微鏡１０に対して行う制御は、図２において説明される。
【００１５】
図２は、制御装置１５がレーザ走査型顕微鏡１０に対し行う制御を各機能毎にまとめた機能構成図である。制御装置１５は、光源制御手段１１と、走査制御手段１２と、画像処理手段１３と、を有する。光源制御手段１１は、光源１のＯＮ、ＯＦＦの切り替え、出力する照明光の波長の変更等を行う。走査制御手段１２は、スキャンミラー２に接続された不図示のモータ等に制御用信号を送ることでスキャンミラー２の角度を変更制御する。画像処理手段１３は、検出器８が出力した画像信号を受信する。画像処理手段１３は、標本Ｓの任意の観察範囲で取得した画像信号を画像処理し、表示媒体１４に画像として表示する。
【００１６】
複数個所観察装置２０は、取り付け部２１と、反射部材２２と、複数のリレー光学系からなるリレー光学系群２３と、を含む。複数個所観察装置２０は、取り付け部２１を介してレーザ走査型顕微鏡１０に着脱可能に構成される。取り付け部２１の構造は、例えば、図３に示される。取り付け部２１は、互いに嵌合する取り付け部２１ａ、２１ｂに分かれており、取り付け部２１ａは、マグネット等により対物レンズ６と固定されている。取り付け部２１ａ、２１ｂを嵌合させ、ネジ１６により固定することで、複数個所観察装置２０と対物レンズ６とが互いに固定される。尚、取り付け部２１は、対物レンズ６に取り付ける形に限らず、レーザ走査型顕微鏡１０に対して着脱可能に構成されていてもよい。換言すると、複数個所観察装置２０は、取り付け部２１を介して、対物レンズ６またはレーザ走査型顕微鏡１０と着脱可能に構成されていてもよい。
【００１７】
反射部材２２は、照明光が照射された位置に応じて、照明光を異なる複数の方向へ反射させるように構成される。尚、反射部材２２の構成は、複数のミラー反射面を有する多面ミラーや、複数の反射面を有するプリズムが考えられる。反射部材２２の具体的な構成例の説明については後述する。
【００１８】
リレー光学系群２３は、反射部材２２によって異なる複数の方向に反射された複数の照明光を、標本Ｓ上のそれぞれ異なる集光位置へリレーするような複数のリレー光学系を有している。
【００１９】
標本Ｓは、マウスの脳を代表とする生体標本であり、表面が平らではなく、凹凸をもっているものや、表面が曲面形状を成しているものも含んでいる。
【００２０】
以上のような、複数個所観察装置２０を取り付けたレーザ走査型顕微鏡１０において、光源１からの照明光により標本Ｓを照射し、標本Ｓからの蛍光を取得する工程を説明する。
【００２１】
光源１から射出された照明光は、スキャンミラー２で反射される。スキャンミラー２は、例えば、２次元に走査を行うガルバノミラーであり、制御装置１５からの制御を受けた不図示のモータ等により角度が変更される。スキャンミラー２で反射された照明光は、リレーレンズ３で一度集光され、リレーレンズ４によりコリメートされて、ＤＭ５を透過し、対物レンズ６から収束光として射出される。即ちスキャンミラー２は、対物レンズ６から射出される照明光を対物レンズ６の光軸と垂直な平面上で走査する手段である。
【００２２】
次に、対物レンズ６から射出された照明光は、複数個所観察装置２０へ入射し、反射部材２２へ照射される。ここで、照明光は、上述のスキャンミラー２の角度に応じて、反射部材２２の異なる位置へ照射されることとなる。反射部材２２によって、それぞれ異なる方向へ反射された照明光は、いずれもリレー光学系群２３を構成する複数のリレー光学系のいずれかを通して、標本Ｓのそれぞれ異なる集光位置へ照射される。
【００２３】
対物レンズ６から射出された照明光は、複数個所観察装置２０内の光路中において一度集光する。即ち、リレー光学系群２３を構成する複数のリレー光学系は、対物レンズ６により一度集光した光を、標本Ｓの異なる集光位置へとリレーするものである。より具体的には、リレー光学系群２３を構成する複数のリレー光学系は、集光位置が対物レンズの後側焦点面と共役な平面上に存在するように複数の照明光をリレーし、集光するものである。尚、ここでは、照明光が進む方向を基準として対物レンズ６から見て標本Ｓ側を後側、反対側を前側とする。
【００２４】
標本Ｓからの各蛍光は、蛍光を発生させた各照明光が通過した光路と同様の光路をたどり、レーザ走査型顕微鏡１０のＤＭ５へ到達する。いずれの蛍光も、ＤＭ５で反射され、リレーレンズ７、９を介して、検出器８へ入射する。
【００２５】
以上の複数個所観察装置２０を取り付けたレーザ走査型顕微鏡１０によれば、反射部材２２における照明光の照射位置をスキャンミラー２によって変更するだけで、標本Ｓ上における離れた複数の個所を一度に観察することが可能である。
【００２６】
特に、上記構成では、対物レンズ６からの照明光は、対物レンズ６の後側焦点面で一度集光した後、リレー光学系群２３のそれぞれのリレー光学系によってリレーされ、標本Ｓにおいて、対物レンズ６の後側焦点面と共役な平面上に集光される。そのため、複数個所観察装置２０によれば、使用する対物レンズ６の作動距離に関わらずに標本Ｓを観察することができる。従来であれば、使用する対物レンズの開口数の高低に応じた作動距離を考慮して標本と対物レンズ間の距離が決定されており、一度に観察できる範囲が制限されていた。一方、本構成によれば、リレー光学系群２３により照明光の集光位置がリレーされるため、対物レンズ６と複数個所観察装置２０と標本Ｓとのそれぞれの距離を対物レンズ６の作動距離に依らずに任意の距離に調整することができる。そのため、短い作動距離である開口数の高い対物レンズを用いることができ、高い分解能を維持したまま標本上における複数の個所を一度に観察することができる。
【００２７】
また、上記構成に際し、リレー光学系群２３が有する複数のリレー光学系は、それぞれが、集光位置を対物レンズ６の光軸方向に変更するフォーカス機構を有することが望ましい。フォーカス機構を有することで、リレー光学系毎に集光位置を対物レンズ６の光軸方向に変更することができる。特に、マウスの脳等の小さく、曲面形状や凹凸形状を有する生体標本を観察する場合には、その生体標本がもつ曲面形状や凹凸形状により生じる高低差に合わせて、集光位置を変更することができるため、効果的である。
【００２８】
以上、複数個所観察装置２０を取り付けたレーザ走査型顕微鏡１０の構成と作用について大まかな説明を行った。以下では、複数個所観察装置２０の具体的な構成例について、図面を用いて説明する。
【００２９】
図４は、複数個所観察装置の一構成例である複数個所観察装置２０ａを示す図である。複数個所観察装置２０ａは、取り付け部２１と、反射部材２２ａと、反射板２４と、リレー光学系群２３を備えている。リレー光学系群２３は、リレー光学系２５、２６を有している。リレー光学系２５、２６を構成するレンズは内視鏡に用いられるような小型レンズが望ましく、例えばレンズ媒質内で光線を放物線状に屈折させる屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）で構成される。
【００３０】
反射部材２２ａは、ミラー面である複数の反射面を有する多面ミラーである。反射部材２２ａは、反射面Ａ、Ｂを有している。即ち、反射部材２２ａは、対物レンズ６からの照明光が反射面Ａに照射されたときと、反射面Ｂに照射されたときとで、照明光を異なる２方向へ反射させる。反射板２４は、反射部材２２ａの反射面Ａ、Ｂにより反射された照明光を反射させるとともに、リレー光学系群２３へ導光するように配置される。
【００３１】
図５は、反射部材２２ａの斜視図であり、図６は、反射部材２２ａを上方（対物レンズ６側）から見下ろした様子を示す図である。図５、６を用いて、レーザ走査型顕微鏡１０のスキャンミラー２において照明光の入射位置を変更した場合の様子を説明する。
【００３２】
図６の領域Ｃは、照明光のスキャン領域を示す。つまり、図５、６では、領域Ｃ内においてラスタスキャンを行っている状態を示している。また、ラスタスキャンによる照明光の主光線の照射位置の軌跡は線ｌで示される。ここで、図６において領域Ｃの紙面上方からラスタスキャンを実行していくと、ミラー反射面が重なり合う多面ミラーの端面である境界部Ｄを越えたとき、反射面Ａから反射面Ｂへの照射に切り替わる。即ち、反射部材２２ａは、照明光の照射位置が境界部Ｄを境に変わることで、照明光を反射させる方向が切り替わる。
【００３３】
図４に示されるように、反射面Ａを反射した照明光は、反射板２４を介してリレー光学系２５へ入射し、標本Ｓ上へ集光する。また、反射面Ｂを反射した照明光は、反射板２４を介してリレー光学系２６へ入射し、標本Ｓ上へ集光する。
【００３４】
図７は、反射部材２２ａと、複数個所観察装置２０を介して照明光が照射される標本Ｓ上の領域Ｅ、Ｆと、を上方（対物レンズ６側）から見下ろした様子を示す図である。反射部材２２ａの領域Ｃ内において境界部Ｄより紙面上方の照射位置（反射面Ａ）に照射された照明光は、標本Ｓ上の領域Ｅへ照射される。また、境界部Ｄより紙面下方の照射位置（反射面Ｂ）に照射された照明光は、標本Ｓ上の領域Ｆへ照射される。尚、ラスタスキャンによる照明光の主光線の標本Ｓ上での照射位置の軌跡は、線ｌ’で表されている。このように、反射部材２２ａにおける照明光の照射位置（反射面Ａ、Ｂ）に応じて、標本Ｓ上における異なる離れた領域Ｅ、Ｆが照明される。
【００３５】
以上の複数個所観察装置２０ａを取り付けたレーザ走査型顕微鏡１０によれば、反射部材２２ａにおける照明光の照射位置をスキャンミラー２によって変更するだけで、高い分解能を維持し、標本Ｓ上における離れた複数の個所を一度に観察することが可能である。
【００３６】
特に、リレー光学系群２３の各リレー光学系を構成するレンズは、内視鏡に用いられるような小型の屈折率分布型レンズである。そのため、コンパクトなリレー光学系群２３を実現可能であり、小さな標本Ｓの狭い範囲を観察する場合には各リレー光学系（リレー光学系２５、２６）が密接している状態が想定されるが、そのような状態であってもリレー光学系同士がぶつかることを防ぐことができる。
【００３７】
また、複数個所観察装置２０ａのより望ましい構成として、反射部材２２ａは、対物レンズ６からの照明光を反射させる複数の方向（複数個所観察装置２０ａの構成では２方向）が切り替わる境界となる境界部Ｄを、対物レンズ６の後側焦点面上に有している。即ち、境界部Ｄは、複数のリレー光学系の集光位置と共役な平面上にあるともいえる。このような構成によれば、境界部Ｄにおいて反射面Ａから反射面Ｂへの照射に切り替わる際に、対物レンズ６からの照明光は、境界部Ｄを含むような後側焦点面上において焦点を結ぶため、反射部材２２ａ上の境界部Ｄ付近において小さな径となる。即ち、境界部Ｄ付近を対物レンズ６からの照明光により照射しているときに反射面Ａ、Ｂの両方に光が漏れこみ、照明強度が低下してしまうといったことを抑制することができる。さらに、照明光が反射部材２２ａ上の境界部Ｄ付近において小さな径となることで領域Ｃの端部における照明光の径も実質的に小さくなり、スキャン領域である領域Ｃの外側へ照明光が入射してしまうこと（ケラレ）についても抑制する効果がある。従って、本構成によれば、照明強度の低下による分解能の劣化を防ぐことができ、高い分解能を維持しながら標本Ｓ上における離れた複数の個所を一度に観察することができる。
【００３８】
レーザ走査型顕微鏡として二光子励起顕微鏡や多光子励起顕微鏡を用いる場合には、標本Ｓの照明光の照射位置において高い光密度を形成することを要するため、光の漏れこみやケラレ等に起因する照明強度の低下は、正確な標本Ｓの観察を妨げる大きな要因となり得る。従って、照明強度の低下を防ぐ、境界部Ｄが対物レンズ６の後側焦点面上にある構成は、二光子励起顕微鏡や多光子励起顕微鏡を用いる場合において特に効果的である。
【００３９】
また、リレー光学系群２３の複数のリレー光学系を構成するレンズ部品は、交換可能に構成されていてもよい。
【００４０】
また、図８のように、反射面Ａを有するミラーと、反射面Ｂを有するミラーの間に遮光部材２７を有していてもよい。図８は、図５とは異なる方向から反射部材２２ａを見た図であり、図５における反射部材２２ａの反射面Ａと反射面Ｂとの間に、新たに遮光部材２７が追加された構成を示している。より具体的には、図８は、紙面上側の反射面Ａの端面と反射面Ｂの端面の間に遮光部材２７が存在するように反射面Ａ、Ｂの間に遮光部材２７が配置されている状態を示している。即ち、境界部Ｄは、ミラーの端面ではなく遮光部材２７で形成される。このとき、境界部Ｄを形成する遮光部材２７は、図８の紙面横方向において境界部Ｄにおける照明光の光束径と同じ幅を有していることを特徴としている。例えば、境界部Ｄが対物レンズ６の後側焦点面上にない場合には、境界部Ｄが対物レンズ６の後側焦点面上にある場合と比較して境界部Ｄにおける照明光の光束径は大きくなる。そのような場合であっても、境界部Ｄを、遮光部材２７によって光束径と同じ幅を有するように形成することで、境界部Ｄ付近であって、片側のミラー面（例えば反射面Ａ）を照明光により照射しているときに、遮光部材２７により他方の面（反射面Ｂ）側への照明光の漏れこみを抑制することができる。
【００４１】
次に、複数個所観察装置の他の一構成例である複数個所観察装置２０ｂについて図面を用いて説明する。図９は、複数個所観察装置２０ｂは、反射部材２２ａと反射板２４の代わりにプリズムである反射部材２２ｂを有する点において複数個所観察装置２０ａと異なるがそれ以外の点については、複数個所観察装置２０ａと同様である。
【００４２】
反射部材２２ｂは、プリズム２８とプリズム２９とが接したものである。尚、プリズム２８、２９は一体のプリズムとして構成されていてもよい。反射部材２２ｂは、プリズム２８、２９のそれぞれの内部において、プリズム面である複数の反射面を有している。プリズム２８に入射した照明光は、プリズム２８内の複数の反射面を介してリレー光学系２５へ導光される。プリズム２９に入射した照明光は、プリズム２９内の複数の反射面を介してリレー光学系２６へ導光される。
【００４３】
図１０は、反射部材２２ｂと、複数個所観察装置２０ｂを介して照明光が照射される標本Ｓ上の領域Ｇ、Ｈと、を上方（対物レンズ６側）から見下ろした様子を示す図である。領域Ｃは、図６と同様の照明光のスキャン範囲を示す。また、ラスタスキャンによる照明光の主光線の照射位置の軌跡についても図６と同様に線ｌで示される。
【００４４】
ここで、図１０において領域Ｃの紙面上方からラスタスキャンを実行していくと、プリズム２８の端面（プリズム２９の端面でもある）である境界部Ｄを越えたとき、プリズム２８からプリズム２９への照射に切り替わる。即ち、反射部材２２ｂは、照明光の照射位置が境界部Ｄを境に変わることで、照明光を反射させる方向が切り替わる。尚、領域Ｃ内において境界部Ｄより紙面上方に照射された照明光は、標本Ｓ上の領域Ｇへ照射される。また、境界部Ｄより紙面下方に照射された照明光は、標本Ｓ上の領域Ｈへ照射される。尚、ラスタスキャンによる照明光の主光線の標本Ｓ上での照射位置の軌跡は、線ｌ’で表される。このように、反射部材２２ｂにおける照明光の照射位置（プリズム２８、２９）に応じて、標本Ｓ上における異なる領域Ｇ、Ｈが照明される。
【００４５】
以上の複数個所観察装置２０ｂを取り付けたレーザ走査型顕微鏡１０によれば、反射部材２２ｂにおける照明光の照射位置をスキャンミラー２によって変更するだけで、高い分解能を維持し、標本Ｓ上における離れた複数の個所を一度に観察することが可能である。
【００４６】
また、本構成においても、境界部Ｄを、対物レンズ６の後側焦点面上に位置させることで、境界部Ｄ付近を対物レンズ６からの照明光により照射しているときにプリズム２８、２９の両方に光が漏れこみ、照明強度が低下してしまうことを抑制することができる。即ち、照明強度の低下による分解能の劣化を防ぐことができ、高い分解能を維持しながら標本Ｓ上における離れた複数の個所を一度に観察することができる。
【００４７】
また、図８に示すような、遮光部材をプリズム２８、２９の端面である境界部Ｄに配置してもよい。
【００４８】
以下、上記に挙げた複数個所観察装置２０（複数個所観察装置２０ａ、複数個所観察装置２０ｂ）に関する変形例について説明する。一般的なレーザ走査型顕微鏡において、標本Ｓ上の観察する位置を変更する構成が設けられる。例えば、標本Ｓを固定するステージを対物レンズの光軸と垂直な平面上で移動させる手段等である。本発明の第１の実施形態における複数個所観察装置２０は、レーザ走査型顕微鏡１０が標本Ｓ上の観察する位置を変更する構成を有していた場合、その補佐を行うような以下の変形例に係る構成を有していてもよい。
【００４９】
第１の変形例として、複数個所観察装置２０は、リレー光学系群２３が有する複数のリレー光学系のそれぞれが、対物レンズの光軸と垂直な平面上で対物レンズ６に対して相対的に移動する第１の移動機構を備えていてもよい。第１の移動機構を有することで、標本Ｓ上の観察位置の微調整をリレー光学系群２３が有する各リレー光学系毎に行うことができる。
【００５０】
第２の変形例として、複数個所観察装置２０は、複数個所観察装置２０そのものを対物レンズ６の光軸と垂直な平面上で対物レンズ６に対して相対的に移動する第２の移動機構を備えていてもよい。第２の移動機構を有することで、標本Ｓ上の観察位置の微調整を行うことができる。
【００５１】
第３の変形例として、複数個所観察装置２０は、複数個所観察装置２０そのものを対物レンズ６の光軸を中心軸として対物レンズ６に対して回転移動させる回転機構を備えていてもよい。回転機構を有することで、標本Ｓ上の観察位置の微調整を行うことができる。
【００５２】
尚、上記の第１の移動機構、第２の移動機構、回転機構は、複数個所観察装置２０が有するレーザ走査型顕微鏡１０から独立して動作する機構であってもよく、レーザ走査型顕微鏡１０を制御する制御装置１５からの制御によって動作してもよい。
【００５３】
以下、本発明の第２の実施形態に係る複数個所観察装置３０と、複数個所観察装置３０を取り付けたレーザ走査型顕微鏡１０について図面を用いて説明する。尚、レーザ走査型顕微鏡１０の構成については、第１の実施形態と同様である。また、複数個所観察装置３０の構成についても、複数個所観察装置２０と同様であるため、以下では、複数個所観察装置３０が有する機能についてのみ説明する。
【００５４】
図１１は、複数個所観察装置３０の取り付け部２１を用いてレーザ走査型顕微鏡１０の対物レンズ６との着脱及び、標本Ｓへの固定を行う様子を示した図である。尚、取り付け部２１を用いたレーザ走査型顕微鏡１０との着脱は、第１の実施形態の複数個所観察装置２０において説明したものと同様である。図１１において、取り付け部２１の一部である取り付け部２１ｂは、接着剤３５により標本Ｓであるマウスの頭蓋骨３６に接着され、固定される。このとき、標本Ｓの一部である脳３７は、頭蓋骨３６に接着された複数個所観察装置３０によって密閉された状態となる。
【００５５】
図１２は、図１１のように脳３７が複数個所観察装置３０によって密閉された状態で、複数個所観察装置３０とレーザ走査型顕微鏡１０とが切離された様子を示している。即ち、レーザ走査型顕微鏡１０から切離された複数個所観察装置３０は、標本Ｓの少なくとも一部（ここでは脳３７）を密閉することで標本Ｓの乾燥や外部からの衝撃を防止する保護器として機能する。
【００５６】
以上の複数個所観察装置３０によれば、第１の実施形態において挙げた、高い分解能を維持しながら標本Ｓ上における離れた複数の個所を一度に観察するという効果を奏しつつ、非観察時において標本Ｓを乾燥や衝撃から保護する保護器として使用することもできる。
【００５７】
以下、本発明の第３の実施形態に係る複数個所観察装置４０について図面を用いて説明する。図１３は、図示しないレーザ走査型顕微鏡の対物レンズ４６に取り付けられた複数個所観察装置４０を示す図である。図示しないレーザ走査型顕微鏡は、光刺激用の光と、観察用の照明光とを、対物レンズ４６を介して複数個所観察装置４０へ照射するものである。
【００５８】
複数個所観察装置４０は、取り付け部２１と同様である取り付け部４１と、ダイクロイックミラー４２（以下、ＤＭ４２とも表記する）と、プリズム４３と、リレー光学系群４４とを備える。ＤＭ４２は、光刺激用の光を透過し、観察用の照明光を反射させるように構成される。また、図１３では、対物レンズ４６から複数個所観察装置４０へ入射した光のうち、光刺激用の光の光路を点線Ｐ２で表し、観察用の照明光を実線Ｐ１で表している。尚、図１３中で光刺激用の光と観察用の照明光の光路は、対物レンズ４６中において異なっているが、同一の光路を通っていてもよい。ここでは実線Ｐ１と、点線Ｐ２とを区別するために便宜上光路をずらして表しているだけである。
【００５９】
以上の構成を有する複数個所観察装置４０によれば、標本Ｓで光刺激を行なった位置と異なる位置において照明光による観察を行うことができる。即ち、標本Ｓ中の光刺激を受けた位置と異なる位置における発光を観察することで、細胞間のネットワークを調べることができる。
【００６０】
以下、第４の実施形態における複数個所観察装置２０と複数個所観察装置２０を備えたレーザ走査型顕微鏡５０について図面を用いて説明する。第４の実施形態における複数個所観察装置２０は、構成は第１の実施形態のものと同様であるが、レーザ走査型顕微鏡５０が制御装置４５によって制御を受けるという点で第１の実施形態における作用と異なっている。尚、ここでは、反射部材として多面ミラーを用いる複数個所観察装置２０ａを例に挙げて説明する。
【００６１】
図１４は、制御装置４５がレーザ走査型顕微鏡５０に対し行う制御を各機能毎にまとめた機能構成図である。ここでは、制御装置４５の光源制御手段５１と、走査制御手段５２以外の構成については、第１の実施形態で図２において説明した機能構成と同様であるため説明を省略する。光源制御手段５１及び走査制御手段５２は、スキャンミラー２を用いて照明光の走査を行うに際し、予め複数個所観察装置２０ａの境界部Ｄの位置情報が入力されている。光源制御手段５１及び走査制御手段５２は、その位置情報を基に、境界部Ｄを境とした反射部材２２ａ中の異なる各領域（反射面Ａ、Ｂ）の走査設定を、各領域毎に変更するものである。境界部Ｄを境とした反射部材２２ａ中の異なる各領域を通過する光は、それぞれリレー光学系群２３が有する異なる複数のリレー光学系を通過するものであるから、換言すると、レーザ走査型顕微鏡５０は、複数のリレー光学系を通過する照明光を用いた走査設定を、複数のリレー光学系毎に変更する手段である光源制御手段５１及び制御装置４５を有するレーザ走査型顕微鏡である、といえる。
【００６２】
以下、制御装置４５の走査制御手段５２が実行するスキャンミラー２の制御について、図１５〜１７を用いて説明する。
【００６３】
図１５は、走査制御手段５２が、照明光のスキャン領域である領域Ｃにおける走査設定を、境界部Ｄを境に変更する一例を示した図である。走査制御手段５２は、領域Ｃの境界部Ｄより紙面上側の領域中と、紙面下側の領域中とで単位面積当たりの走査線の数、即ち走査線の間隔を変更する。このように走査設定を変更することで、標本Ｓ上の異なる観察位置において、スキャン速度やスキャンの細かさを適宜変更することが可能である。
【００６４】
図１６は、走査制御手段５２が、照明光のスキャン領域における走査設定を、境界部Ｄを境に変更する他の例を示した図である。走査制御手段５２は、境界部Ｄより紙面上側の領域中と、紙面下側の領域中とで走査範囲の大きさを変更する。例えば、境界部Ｄより紙面上側の反射面Ａでは、領域Ｃ１において、線ｌ１の軌跡で表されるようなスキャンを行い、境界部Ｄより紙面下側の反射面Ｂでは、領域Ｃ１と大きさが異なる領域Ｃ２において、線ｌ３の軌跡で表されるようなスキャンを行う。領域Ｃ２は、領域Ｃ１よりも小さい領域である。走査線の間隔等の設定についても、各領域（Ｃ１、Ｃ２）に合わせた異なる設定で行われることが望ましい。このように、走査設定を変更することで、標本Ｓ上の異なる観察位置において、それぞれ異なった大きさの走査範囲で観察を行うことができる。
【００６５】
図１７は、光源制御手段５１が、照明光のスキャン領域である領域Ｃにおける走査設定を、境界部Ｄを境に変更する例を示した図である。光源制御手段５１は、領域Ｃの境界部Ｄより紙面上側の領域中と、紙面下側の領域中とで照射する光の波長を変更する。このように、走査設定を変更することで、照射する光の波長を標本Ｓ上の異なる位置毎に変更することができる。例えば、標本Ｓ上のある位置で光刺激を行うための光を照射し、標本Ｓ上の異なる位置で観察用の照明光を照射するといった観察を行うことができる。
【００６６】
また、レーザ走査型顕微鏡５０は、標本Ｓの三次元形状を観察することを目的として、以下のように制御されてもよい。対物レンズ６の光軸方向に観察位置を変更する際に、複数個所観察装置２０ａのリレー光学系群２３が含む複数のリレー光学系（リレー光学系２５、２６）と、標本Ｓとの間隔を固定し、対物レンズ６を光軸方向に移動させるようにレーザ走査型顕微鏡５０が制御される。即ち、対物レンズ６は、複数個所観察装置２０の複数のリレー光学系と、標本Ｓとの距離を維持しながら対物レンズ６の光軸方向に移動する。このような動作により、対物レンズ６の光軸方向の位置に応じてリレー光学系群２３により集光される位置が変更される。従って、対物レンズ６の光軸方向において異なる標本Ｓの位置を観察することができる。
【００６７】
また、上記対物レンズ６の光軸方向の移動は、境界部Ｄを境に行うように制御されてもよい。即ち、リレー光学系２５とリレー光学系２６とで対物レンズ６の光軸方向の位置がそれぞれ変更される。このような制御により、例えば、リレー光学系群２３に含まれるリレー光学系２５、２６のそれぞれの照射位置で標本Ｓ表面の高さ位置が異なる場合であっても、リレー光学系２５、２６のそれぞれを通過する光の集光位置を標本Ｓ表面上に合わせることができる。
【００６８】
尚、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。上述した複数個所観察装置、及び、レーザ走査型顕微鏡は、特許請求の範囲に記載した本発明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。
【符号の説明】
【００６９】
１０、５０                            レーザ走査型顕微鏡
２０、２０ａ、２０ｂ、３０、４０      複数個所観察装置
１５、４５                            制御装置
１                                    光源
２                                    スキャンミラー
３、４、７、９                        リレーレンズ
５、４２                              ＤＭ
６、４６                              対物レンズ
８                                    検出器
１６                                  ネジ
１１、５１                            光源制御手段
１２、５２                            走査制御手段
１３                                  画像処理手段
１４                                  表示媒体
２１、２１ａ、２１ｂ                  取り付け部
２２、２２ａ、２２ｂ、４３                  反射部材
２３、４４                                  リレー光学系群
２４                                        反射板
２５、２６                                  リレー光学系
２７                                        遮光部材
２８、２９                                  プリズム
３５                                        接着剤
３６                                        頭蓋骨
３７                                        脳
Ｓ                                          標本
Ａ、Ｂ                                      反射面
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２                              領域
Ｄ                                          境界部
ｌ、ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４                  線
Ｐ１                                        実線
Ｐ２                                        点線
【図１】
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【図２】
2018087857.tif 000004
【図３】
2018087857.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2018087857.tif 000008
【図７】
2018087857.tif 000009
【図８】
2018087857.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018087857.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2018087857.tif 000014
【図１３】
2018087857.tif 000015
【図１４】
2018087857.tif 000016
【図１５】
2018087857.tif 000017
【図１６】
2018087857.tif 000018
【図１７】
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