(57)【要約】【課題】少なくとも対物レンズの光軸外の視野を含む領域を同時にもしくは迅速に切り替えて観察する。【解決手段】光源から発せられた照明光を標本Ｓ上に集光する対物レンズ７と、対物レンズ７と標本Ｓとの間に配置され、対物レンズ７によって集光された照明光の照明領域を標本Ｓにおける対物レンズ７の対物光軸外の複数の位置に切り替える照明領域切替機構９と、光源と対物レンズ７との間の対物光軸Ｐ上に配置され、対物レンズ７の焦点位置を対物光軸Ｐに沿う方向に変更可能なインナーフォーカスレンズ２９とを備える顕微鏡システム１を提供する。【選択図】図１
2018036337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられた照明光を標本上に集光する対物レンズと、
該対物レンズと前記標本との間に配置され、前記対物レンズによって集光された前記照明光の照明領域を前記標本における前記対物レンズの対物光軸外の複数の位置に切り替える照明領域切替部と、
前記光源と前記対物レンズとの間の前記対物光軸上に配置され、前記対物レンズの焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更可能な焦点可変光学系とを備える顕微鏡システム。
【請求項２】
前記照明領域切替部が、前記対物光軸上に配され前記対物レンズにより集光された前記照明光を前記対物光軸外に向けて反射する第１ミラーと、前記対物光軸外に配され前記第１ミラーにより反射された前記照明光を前記標本における前記対物光軸外に向けて反射する第２ミラーと、これら第１ミラーおよび第２ミラーの少なくとも一方を両者間に前記照明光の光路を維持しながら移動させるミラー移動機構とを備える請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
前記ミラー移動機構が、前記第１ミラーを前記対物光軸回りに回転させつつ、前記第２ミラーを前記対物光軸回りに回転させる請求項２に記載の顕微鏡システム。
【請求項４】
前記ミラー移動機構が、前記第２ミラーを前記対物光軸に交差する方向に移動させる請求項２または請求項３に記載の顕微鏡システム。
【請求項５】
前記第１ミラーおよび前記第２ミラーが角度を変更可能に設けられ、
前記ミラー移動機構が、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの少なくとも一方を前記対物光軸に沿う方向に移動させる請求項２から請求項４のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項６】
前記照明領域切替部を前記対物レンズと前記標本との間に挿脱可能に支持する挿脱切替支持部を備える請求項１から請求項５のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項７】
前記焦点可変光学系が、前記照明領域切替部による前記対物光軸外の前記照明領域の切り替えに同期して、前記焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更する請求項１から請求項６のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項８】
光源から発せられた照明光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された前記照明光の光路を空間的に分岐させて、標本における前記対物レンズの対物光軸上の領域および該対物光軸外の領域に前記照明光を照射させる光路分岐部とを備える顕微鏡システム。
【請求項９】
前記光路分岐部が、前記対物光軸上に配され前記対物レンズにより集光された前記照明光の光路を前記対物光軸に沿う方向と該対物光軸に交差する方向とに分岐するビームスプリッタと、該ビームスプリッタにより前記対物光軸に交差する方向に分岐された前記照明光を前記標本における前記対物光軸外に向けて反射する反射ミラーと、これらビームスプリッタおよび反射ミラーの少なくとも一方を両者間に前記照明光の光路を維持しながら移動させるミラー移動機構とを備える請求項８に記載の顕微鏡システム。
【請求項１０】
前記ビームスプリッタは、多光子励起を生じさせる前記照明光の波長である近赤外の波長領域の透過率が略５０％であり、短波長側の多光子蛍光および長波長側の多光子蛍光の一方の透過率が８０％以上で他方の透過率が２０％以下である請求項９に記載の顕微鏡システム。
【請求項１１】
前記ミラー移動機構が、前記ビームスプリッタを前記対物光軸回りに回転させつつ、前記反射ミラーを前記対物光軸回りに回転させる請求項９または請求項１０に記載の顕微鏡システム。
【請求項１２】
前記光源と前記対物レンズとの間の前記対物光軸上に配置され、前記対物レンズの焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更可能な焦点可変光学系を備える請求項８から請求項１１のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項１３】
前記光源と前記対物レンズとの間の前記対物光軸上に配置され、前記対物レンズの焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更可能な焦点可変光学系を備え、
該焦点可変光学系が、前記ミラー移動機構による前記対物光軸外の前記照明領域の切り替えに同期して、前記焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更する請求項１１に記載の顕微鏡システム。
【請求項１４】
前記ミラー移動機構が、前記反射ミラーを前記対物光軸に交差する方向に移動させる請求項９から請求項１３のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項１５】
前記ビームスプリッタおよび前記反射ミラーが角度を変更可能に設けられ、
前記ミラー移動機構が、前記ビームスプリッタおよび前記反射ミラーの少なくとも一方を前記対物光軸に沿う方向に移動させる請求項９から請求項１４のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項１６】
前記ビームスプリッタと前記反射ミラーとの間に配され、前記ビームスプリッタにより前記対物光軸に交差する方向に分岐された前記照明光を前記対物光軸に沿う方向と該対物光軸に交差する方向とに分岐する１以上の他のビームスプリッタを備える請求項９から請求項１５のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項１７】
前記ミラー移動機構が、前記対物光軸上に配された前記ビームスプリッタの前記対物光軸回りの回転と同期して、前記反射ミラーとともに前記他のビームスプリッタを前記対物光軸回りに回転させる請求項１６に記載の顕微鏡システム。
【請求項１８】
前記ミラー移動機構が、前記他のビームスプリッタを前記対物光軸に交差する方向に移動させる請求項１６または請求項１７に記載の顕微鏡システム。
【請求項１９】
前記反射ミラー、前記他のビームスプリッタおよび前記対物光軸上のビームスプリッタが角度を変更可能に設けられ、
前記ミラー移動機構が、これら反射ミラーおよび他のビームスプリッタと前記対物光軸上のビームスプリッタとの少なくとも一方を前記対物光軸に沿う方向に移動させる請求項１６から請求項１８のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項２０】
前記対物レンズにより集光された前記照明光を２次元的に走査させる走査部を含む顕微鏡を備え、
該顕微鏡が、２光子レーザ走査型顕微鏡、レーザ走査型顕微鏡またはディスクスキャン方式コンフォーカル顕微鏡である請求項１から請求項１９のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項２１】
前記対物光軸に平行な回転軸および前記対物光軸に交差する回転軸の少なくとも一方の回転軸回りに前記対物レンズを移動可能な対物移動機構を備える請求項１から請求項２０のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項２２】
前記標本上の前記照明領域において発せられる観察光を検出する検出部を備える請求項１から請求項２１のいずれかに記載の顕微鏡システム。
【請求項２３】
前記検出部により検出された前記観察光に基づいて取得される前記照明領域ごとの画像を同時に表示する表示部を備える請求項２２に記載の顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、脳科学の基礎研究において、多領域の細胞間の情報伝達機能を解明することは、重要な研究課題である。ステージを動かすことにより多領域を観察可能にする観察方法があるが、ステージを動かすのでは多領域を同時にまたは迅速に切り替えて観察することは不可能である。これに対し、例えば、特許文献１に記載のレーザ走査型顕微鏡は、独立した２つの走査光学系の光路を合成して１つの対物レンズを通して試料に照明光を照射することで、異なる２つの領域を同時に観察している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９１７７３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のレーザ走査型顕微鏡は、光軸上の対物レンズの視野内で異なる２つの領域を同時に観察することはできるが、それぞれの観察領域は１つの対物レンズで観察可能な視野内に限られてしまい、その対物レンズの視野外の領域を観察することができないという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、少なくとも光軸上の対物レンズの視野外を含む領域を同時にもしくは迅速に切り替えて観察可能な顕微鏡システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第１態様は、光源から発せられた照明光を標本上に集光する対物レンズと、該対物レンズと前記標本との間に配置され、前記対物レンズによって集光された前記照明光の照明領域を前記標本における前記対物レンズの対物光軸外の複数の位置に切り替える照明領域切替部と、前記光源と前記対物レンズとの間の前記対物光軸上に配置され、前記対物レンズの焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更可能な焦点可変光学系とを備える顕微鏡システムである。
【０００７】
本態様によれば、照明領域切替部により、照明光の照明領域を標本における対物レンズの対物光軸外の複数の位置に切り替えることで、これら照明光が照射された標本の各領域において発せられる観察光に基づいて、対物光軸外の視野を含む複数の領域を迅速に切り替えて観察することができる。また、焦点可変光学系により、これら複数の領域ごとに対物レンズの焦点位置を変更することで、これら複数の領域ごとに３次元的に観察することができる。本明細書において、「対物レンズの焦点位置」とは、対物レンズ単体の光学系のみで決まる焦点位置ではなく、焦点可変光学系と対物レンズを含めた光学系全体で決まる標本における焦点位置を示す。
【０００８】
上記態様においては、前記照明領域切替部が、前記対物光軸上に配され前記対物レンズにより集光された前記照明光を前記対物光軸外に向けて反射する第１ミラーと、前記対物光軸外に配され前記第１ミラーにより反射された前記照明光を前記標本における前記対物光軸外に向けて反射する第２ミラーと、これら第１ミラーおよび第２ミラーの少なくとも一方を両者間に前記照明光の光路を維持しながら移動させるミラー移動機構とを備えることとしてもよい。
【０００９】
このように構成することで、ミラー移動機構により、第１ミラーおよび第２ミラーの少なくとも一方を移動させるだけの簡易な構成によって、標本における対物光軸外の照明光の照明領域を変更することができる。
【００１０】
上記態様においては、前記ミラー移動機構が、前記第１ミラーを前記対物光軸回りに回転させつつ、前記第２ミラーを前記対物光軸回りに回転させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構により、標本における対物光軸外の照明光の照明領域を対物光軸回りに変更することができる。
【００１１】
上記態様においては、前記ミラー移動機構が、前記第２ミラーを前記対物光軸に交差する方向に移動させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構により、標本における対物光軸外の照明光の照明領域を対物光軸に交差する方向に変更することができる。
【００１２】
上記態様においては、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーが角度を変更可能に設けられ、前記ミラー移動機構が、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの少なくとも一方を前記対物光軸に沿う方向に移動させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構によって第１ミラーおよび第２ミラーの少なくとも一方を対物光軸に沿う方向に移動させて、これら第１ミラーおよび第２ミラーの角度を調整することにより、標本における対物光軸外の照明領域における対物レンズの焦点位置を深さ方向に変更することができる。
【００１３】
上記態様においては、前記照明領域切替部を前記対物レンズと前記標本との間に挿脱可能に支持する挿脱切替支持部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、挿脱切替支持部により対物レンズと標本との間から照明領域切替部が脱離された状態では、光源からの照明光が対物レンズにより集光されて標本における対物光軸上の領域に照射される。一方、挿脱切替支持部により対物レンズと標本との間に照明領域切替部が挿入された状態では、光源から発せられて対物レンズにより集光された照明光が照明領域切替部により標本における対物光軸外の領域に照射される。したがって、照明領域切替部の挿脱を切り替えるだけで、標本における照明光の照明領域を対物光軸上の領域と対物光軸外の複数の領域とに切り替えることができる。
【００１４】
上記態様においては、前記焦点可変光学系が、前記照明領域切替部による前記対物光軸外の前記照明領域の切り替えに同期して、前記焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更することとしてもよい。
このように構成することで、焦点可変光学系により、複数の領域間で対物光軸に沿う方向に同じ位置を観察することができる。また、観察領域を切り替えるとともに焦点可変光学系により対物光軸に沿う方向の位置を変更すれば、複数の領域間で対物光軸に沿う方向に異なる位置を観察することもできる。
【００１５】
本発明の第２態様は、光源から発せられた照明光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された前記照明光の光路を空間的に分岐させて、標本における前記対物レンズの対物光軸上の領域および該対物光軸外の領域に前記照明光を照射させる光路分岐部とを備える顕微鏡システムである。
【００１６】
本発明によれば、光源から発せられて対物レンズにより集光された照明光が、光路分岐部により光路を空間的に分岐されることによって、対物レンズの対物光軸上の領域と対物光軸外の領域とに同時に照射される。したがって、これら照明光が照射された標本の各領域において発せられる観察光に基づいて、対物光軸外の視野を含む領域を同時に観察することができる。
【００１７】
上記態様においては、前記光路分岐部が、前記対物光軸上に配され前記対物レンズにより集光された前記照明光の光路を前記対物光軸に沿う方向と該対物光軸に交差する方向とに分岐するビームスプリッタと、該ビームスプリッタにより前記対物光軸に交差する方向に分岐された前記照明光を前記標本における前記対物光軸外に向けて反射する反射ミラーと、これらビームスプリッタおよび反射ミラーの少なくとも一方を両者間に前記照明光の光路を維持しながら移動させるミラー移動機構とを備えることとしてもよい。
【００１８】
このように構成することで、ミラー移動機構により、ビームスプリッタおよび反射ミラーの少なくとも一方を移動させるだけの簡易な構成によって、標本における対物光軸外の照明光の照明領域を変更することができる。
前記ビームスプリッタは、多光子励起を生じさせる前記照明光の波長である近赤外の波長領域の透過率が略５０％であり、短波長側の多光子蛍光および長波長側の多光子蛍光の一方の透過率が８０％以上で他方の透過率が２０％以下であってもよい。
【００１９】
上記態様においては、前記ミラー移動機構が、前記ビームスプリッタを前記対物光軸回りに回転させつつ、前記反射ミラーを前記対物光軸回りに回転させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構により、標本における対物光軸外の照明光の照明領域を対物光軸回りに変更することができる。
【００２０】
上記態様においては、前記光源と前記対物レンズとの間の前記対物光軸上に配置され、前記対物レンズの焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更可能な焦点可変光学系を備えることとしてもよい。
このように構成することで、焦点可変光学系により対物レンズの焦点位置を変更して、対物光軸上の領域および対物光軸外の領域を同時に３次元的に観察することができる。
【００２１】
上記態様においては、前記光源と前記対物レンズとの間の前記対物光軸上に配置され、前記対物レンズの焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更可能な焦点可変光学系を備え、該焦点可変光学系が、前記ミラー移動機構による前記対物光軸外の前記照明領域の切り替えに同期して、前記焦点位置を前記対物光軸に沿う方向に変更することとしてもよい。
このように構成することで、焦点可変光学系により、対物光軸外の複数の領域間で対物光軸に沿う方向に同じ位置を観察することができる。また、照明領域を切り替えるとともに焦点可変光学系により対物光軸に沿う方向の位置を変更すれば、対物光軸外の複数の領域間で対物光軸に沿う方向に異なる位置を観察することもできる。
【００２２】
上記態様においては、前記ミラー移動機構が、前記反射ミラーを前記対物光軸に交差する方向に移動させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構により、標本における対物光軸外の照明光の照明領域を対物光軸に交差する方向に変更することができる。
【００２３】
上記態様においては、前記ビームスプリッタおよび前記反射ミラーが角度を変更可能に設けられ、前記ミラー移動機構が、前記ビームスプリッタおよび前記反射ミラーの少なくとも一方を前記対物光軸に沿う方向に移動させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構によってビームスプリッタおよび反射ミラーの少なくとも一方を対物光軸に沿う方向に移動させて、これらビームスプリッタおよび反射ミラーの角度を調整することにより、標本における対物光軸外の照明領域における対物レンズの焦点位置を深さ方向に変更することができる。
【００２４】
上記態様においては、前記ビームスプリッタと前記反射ミラーとの間に配され、前記ビームスプリッタにより前記対物光軸に交差する方向に分岐された前記照明光を前記対物光軸に沿う方向と該対物光軸に交差する方向とに分岐する１以上の他のビームスプリッタを備えることとしてもよい。
【００２５】
このように構成することで、１以上の他のビームスプリッタにより、標本における対物光軸上のビームスプリッタによる照明光の照明領域と反射ミラーによる照明光の照明領域との間の領域にもこれらの照明領域と同時に照明光を照射することができる。したがって、これら照明光が照射された標本の各領域において発せられる観察光に基づいて、対物光軸外の視野を含む３以上の多領域を同時に観察することができる。
【００２６】
上記態様においては、前記ミラー移動機構が、前記対物光軸上に配された前記ビームスプリッタの前記対物光軸回りの回転と同期して、前記反射ミラーとともに前記他のビームスプリッタを前記対物光軸回りに回転させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構により、標本における他のビームスプリッタによる対物光軸外の照明光の照明領域を対物光軸回りに変更することができる。
【００２７】
上記態様においては、前記ミラー移動機構が、前記他のビームスプリッタを前記対物光軸に交差する方向に移動させることとしてもよい。
このように構成することで、ミラー移動機構により、標本における他のビームスプリッタによる対物光軸外の照明光の照明領域を対物光軸に交差する方向に変更することができる。
【００２８】
上記態様においては、前記反射ミラー、前記他のビームスプリッタおよび前記対物光軸上のビームスプリッタが角度を変更可能に設けられ、前記ミラー移動機構が、これら反射ミラーおよび他のビームスプリッタと前記対物光軸上のビームスプリッタとの少なくとも一方を前記対物光軸に沿う方向に移動させることとしてもよい。
【００２９】
このように構成することで、ミラー移動機構によって反射ミラーおよび他のビームスプリッタと対物光軸上のビームスプリッタの少なくとも一方を対物光軸に沿う方向に移動させて、これら反射ミラー、他のビームスプリッタおよび対物光軸上のビームスプリッタの角度を調整することにより、標本における対物光軸外の照明領域における対物レンズの焦点位置を深さ方向に変更することができる。
【００３０】
上記態様においては、前記対物レンズにより集光された前記照明光を２次元的に走査させる走査部を含む顕微鏡を備え、該顕微鏡が、２光子レーザ走査型顕微鏡、レーザ走査型顕微鏡またはディスクスキャン方式コンフォーカル顕微鏡であることとしてもよい。
このように構成することで、複数の領域ごとに、走査部による照明光の走査範囲の詳細に観察を実現することができる。
【００３１】
上記態様においては、前記対物光軸に平行な回転軸および前記対物光軸に交差する回転軸の少なくとも一方の回転軸回りに前記対物レンズを移動可能な対物移動機構を備えることとしてもよい。
このように構成することで、対物移動機構により、対物光軸に平行な回転軸および対物光軸に交差する回転軸の少なくとも一方の回転軸回りに対物レンズを移動させることにより、標本の各領域を異なる角度から観察することができる。
【００３２】
上記態様においては、前記標本上の前記照明領域において発せられる観察光を検出する検出部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、検出部により検出される観察光の輝度に基づいて、標本における各観察領域の画像情報を取得することができる。
【００３３】
上記態様においては、前記検出部により検出された前記観察光に基づいて取得される前記照明領域ごとの画像を同時に表示する表示部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、標本における各観察領域を表示部上で同時に観察することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、少なくとも対物レンズの光軸外の視野を含む領域を同時にもしくは迅速に切り替えて観察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】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る顕微鏡システムを示す概略構成図である。
【図２】（ａ）は図１の照明領域切替機構の周辺を対物光軸に直交する方向に切断した断面図であり、（ｂ）は図１の照明領域切替機構の周辺を対物光軸に沿う方向に切断した断面図である。
【図３】図１のインナーフォーカスユニットの縦断面図である。
【図４】対物光軸外の複数の観察領域の一例を示す図である。
【図５】第２ミラーを対物光軸に直交する方向に移動させる様子を示す図である。
【図６】第２ミラーを対物光軸に沿う方向に移動させるとともに、第１ミラーおよび第２ミラーの角度を変更する様子を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る顕微鏡システムを示す概略構成図である。
【図８】標本における対物光軸上の観察領域と対物光軸外の観察領域の一例を示す図である。
【図９】ダイクロイックミラーの反射特性および透過特性の一例を示す図である。
【図１０】標本における観察領域と蛍光の波長との関係で決まるＰＭＴを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る顕微鏡システムについて、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システム１は、図１に示されるように、光源（図示略）およびスキャンユニット（走査部）２１を備える顕微鏡３と、顕微鏡３に接続されるインナーフォーカスユニット５と、インナーフォーカスユニット５の先端部に設けられた対物レンズ７と、対物レンズ７により集光されるレーザ光（照明光）の照明領域を切り替える照明領域切替機構（照明領域切替部）９と、顕微鏡３に接続される外部検出装置（検出部）１１と、制御信号を出力したり画像を生成したりするＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１３と、ＰＣ１３からの制御信号に基づいて各種電動部を駆動する制御基板１５と、ＰＣ１３により生成された画像等を表示するモニタ（表示部）１７と、制御ボックス１９とを備えている。
【００３７】
顕微鏡３は、例えば、スキャンユニット２１としてガルバノスキャナを備える２光子レーザ走査型顕微鏡またはレーザ走査型顕微鏡や、スキャンユニット２１として複数のピンホールを有するピンホールアレイディスクを備えるディスクスキャン方式コンフォーカル顕微鏡である。この顕微鏡３は、図２に示すように、標本Ｓを載置する傾斜回転ＸＹステージ２３を備え、図示しない除振台に固定されている。
【００３８】
インナーフォーカスユニット５は、図１および図３に示すように、対物レンズ７により集光された標本Ｓからの蛍光（観察光）をリレーするリレー光学系２５と、リレー光学系２５によりリレーされる蛍光を反射する反射ミラー２７Ａ，２７Ｂと、インナーフォーカスレンズ（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｔｕｎａｂｌｅ  Ｌｅｎｓ、焦点可変光学系）２９とを備えている。
【００３９】
インナーフォーカスレンズ２９は、制御基板１５からの駆動信号に基づき、対物レンズ７や傾斜回転ＸＹステージ２３など標本Ｓ付近の構造物を機械的に動かすことなく、対物レンズ７の焦点位置を対物光軸Ｐに沿う方向に高速で変更することができるようになっている。
【００４０】
また、インナーフォーカスユニット５は、ビームスプリッタ３５を内蔵するレボアーム３１に接続され、キューブターレット３３を介して顕微鏡３のスキャンユニット２１に接続されている。レボアーム３１のビームスプリッタ３５は、光源からのレーザ光を透過する一方、標本Ｓからインナーフォーカスユニット５を介して戻る蛍光を外部検出装置１１に向けて反射するようになっている。
【００４１】
また、インナーフォーカスユニット５は、図示しない対物移動機構により、対物レンズ７の対物光軸Ｐに平行な回転軸回りおよび対物光軸Ｐに交差する回転軸回りに回転可能に設けられている。例えば、図１および図３に示すように、対物レンズ７の対物光軸Ｐに平行な軸である光軸Ｐ２、あるいは、対物レンズ７の対物光軸Ｐに交差する軸である光軸Ｐ１を回転軸としてインナーフォーカスユニット５を回転することができる。つまり、対物光軸Ｐが続いていく少なくとも１つの光軸を回転軸として、インナーフォーカスユニット５を回転することができる。これにより、対物レンズ７を対物光軸Ｐに平行な回転軸回りおよび対物光軸Ｐに交差する回転軸回りに回転させて、様々な方向から標本Ｓを観察することができるようになっている。
【００４２】
照明領域切替機構９は、図２に示すように、対物レンズ７の対物光軸Ｐ上に配される第１ミラー４１と、対物光軸外に配される第２ミラー４３と、これら第１ミラー４１および第２ミラー４３を両者間にレーザ光の光路を維持しながら移動させるミラー移動機構４５とを備えている。符号４７は、第２ミラー４３と標本Ｓとの間に配置されるカバーガラスを示している。
【００４３】
第１ミラー４１は、対物光軸Ｐ上に配置されることにより、対物レンズ７により集光されたレーザ光を対物光軸外に向けて反射するようになっている。
第２ミラー４３は、対物光軸外に配置されて、対物光軸Ｐ上の第１ミラー４１により反射されたレーザ光を標本Ｓにおける対物光軸外の領域に向けて反射すようになっている。
【００４４】
ミラー移動機構４５は、ステッピングモータ５１と、第１ミラー４１および第２ミラー４３を保持する保持アーム５３と、ステッピングモータ５１の動力を保持アーム５３に伝達する２つの平歯車５５Ａ，５５Ｂとを備えている。
【００４５】
このミラー移動機構４５は、ステッピングモータ５１の作動により、平歯車５５Ａ，５５Ｂおよび保持アーム５３を介して、第１ミラー４１を対物光軸Ｐ回りに回転させつつ、第２ミラー４３を対物光軸Ｐ回りに回転させることができるようになっている。これにより、第２ミラー４３の対物光軸Ｐ回りの回転に伴い、例えば図４に示すように、第２ミラー４３による標本Ｓにおける対物光軸外のレーザ光の照明領域を対物光軸Ｐ回りに変更することができるようになっている。
【００４６】
対物光軸Ｐ回りに切り替えられる対物光軸外のレーザ光の照明領域として、Ａｒｅａ１０Ａ、Ａｒｅａ１０Ｂ、Ａｒｅａ１０Ｃを例示する。なお、各照明領域のＡｒｅａ１０Ａ、Ａｒｅａ１０Ｂ、Ａｒｅａ１０Ｃは、ミラー移動機構４５をそれぞれの回転位置で静止した状態で、スキャンユニット２１によりレーザ光を走査可能な領域で有り、かつ、画像化も可能な領域に相当する。また、その各照明領域の大きさは、後述する支え支柱５７により照明領域切替機構９を外した状態で対物光軸Ｐ上に形成されるスキャンユニット２１による走査により照明、画像化が可能な領域（視野）に相当する。
【００４７】
ステッピングモータ５１は、位置決め用のＸＹＺ−ラック＆ピニオン（図示略）に吊り下げられている。ＸＹＺ−ラック＆ピニオンは、除振台に固定された顕微鏡３と独立した支え支柱（挿脱切替支持部）５７（図２参照）に固定されている。
【００４８】
支え支柱５７は、第１ミラー４１および第２ミラー４３の両者間にレーザ光の光路を維持しながら照明領域切替機構９を対物レンズ７の対物光軸Ｐ上に挿脱可能に支持している。照明領域切替機構９を挿入して、第１ミラー４１を対物光軸Ｐ上に配置すると、対物レンズ７により集光されたレーザ光が第１ミラー４１および第２ミラー４３により反射されて対物光軸外に照射され、照明領域切替機構９を脱離させて、第１ミラー４１を対物光軸Ｐ上から外すと、対物レンズ７に集光されたレーザ光がそのまま対物光軸Ｐ上に照射される。
【００４９】
外部検出装置１１は、図１に示すように、２つの外部ＰＭＴ（光電子増倍管）６１Ａ，６１Ｂと、レボアーム３１のビームスプリッタ３５からの蛍光を波長に応じて２つの外部ＰＭＴ６１Ａ，６１Ｂに分岐するダイクロイックミラー６３とを備えている。各外部ＰＭＴ６１Ａ，６１Ｂにより検出された蛍光の輝度信号は、制御基板１５を介してＰＣ１３に送られるようになっている。
【００５０】
ＰＣ１３は、各外部ＰＭＴ６１Ａ，６１Ｂから送られてくる蛍光の輝度信号に基づいて、標本Ｓの画像を生成するようになっている。また、ＰＣ１３は、インナーフォーカスレンズ２９を駆動するＥＴＬ駆動信号を制御基板１５から出力させ、ステッピングモータ５１を駆動する駆動信号を制御ボックス１９から出力させるようになっている。
【００５１】
制御ボックス１９は、ＰＣ１３からの指示によりステッピングモータ５１を駆動するようになっている。また、制御ボックス１９は、ステッピングモータ５１を駆動して対物光軸外のＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを切り替える際に、Ａｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０ＣのＺ方向の差分信号を制御基板１５から出力されるＥＴＬ駆動信号に足し合わせるようになっている。これにより、照明領域切替機構９による対物光軸外の照明領域の切り替えに同期してインナーフォーカスレンズ２９が作動し、Ａｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとに、焦点位置がＺ方向に調整されるようになっている。
【００５２】
このように構成された顕微鏡システム１の作用について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１により標本Ｓを観察するには、照明領域切替機構９の挿脱により、標本Ｓにおける観察位置を対物光軸外の領域と対物光軸Ｐ上の領域とに切り替える。
【００５３】
標本Ｓにおける対物光軸外の領域を観察する場合は、対物レンズ７と標本Ｓとの間に照明領域切替機構９を挿入する。照明領域切替機構９が挿入された状態では、光源から発せられてスキャンユニット２１により走査されたレーザ光がキューブターレット３３、レボアーム３１およびインナーフォーカスユニット５を介して対物レンズ７により集光される。対物レンズ７により集光されたレーザ光は、第１ミラー４１および第２ミラー４３により反射されて、標本Ｓの対物光軸外の領域に照射される。
【００５４】
レーザ光が照射されることにより標本Ｓの対物光軸外の領域において発生する蛍光は、第２ミラー４３、第１ミラー４１を介して対物レンズ７により集光された後、インナーフォーカスユニット５を介してレーザ光の光路を戻り、レボアーム３１のビームスプリッタ３５により反射されて外部検出装置１１に入射される。
【００５５】
外部検出装置１１に入射した蛍光は、ダイクロイックミラー６３により波長に応じて分岐されて、外部ＰＭＴ６１Ａまたは外部ＰＭＴ６１Ｂにより検出される。そして、ＰＣ１３により、外部ＰＭＴ６１Ａ，６１Ｂによって検出された蛍光の輝度信号に基づいて、標本Ｓにおける対物光軸外の領域の２次元的な画像が生成され、モニタ１７に表示される。
【００５６】
次いで、インナーフォーカスレンズ２９により、対物レンズ７の焦点位置をＺ方向に所定のピッチで変更していく。これにより、標本Ｓの対物光軸外の領域において、各Ｚ位置の２次元的な画像を取得して、対物光軸外の領域を３次元的に観察することができる。
【００５７】
続いて、ステッピングモータ５１を駆動して、第１ミラー４１を対物光軸Ｐ回りに回転させつつ、第２ミラー４３を対物光軸Ｐ回りに回転させて、図４に示すように、標本Ｓの対物光軸外の観察領域をＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのように切り替える。
【００５８】
この場合、ユーザが予めインナーフォーカスレンズ２９を駆動調節しながらＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各Ｚ位置を決め、そのＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各Ｚ位置に対応するＥＴＬ駆動信号から、Ａｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０ＣのＺ方向の差分信号を求めておく。そして、ステッピングモータ５１を駆動してＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを切り替える際に、制御ボックス１９からＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０ＣのＺ方向の差分信号を出力して、制御基板１５から出力されるＥＴＬ駆動信号に足し合わせる。これにより、Ａｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとに、Ｚ方向に焦点位置を順次切り替えて３次元的に観察することができる。
【００５９】
次に、標本Ｓにおける対物光軸Ｐ上の領域を観察する場合は、対物レンズ７と標本Ｓとの間から照明領域切替機構９を脱離させる。照明領域切替機構９が脱離された状態では、光源から発せられてスキャンユニット２１により走査されたレーザ光は、キューブターレット３３、レボアーム３１およびインナーフォーカスユニット５を介して対物レンズ７により集光されて、標本Ｓの対物光軸Ｐ上の領域に照射される。
【００６０】
レーザ光が照射されることにより標本Ｓの対物光軸Ｐ上の領域において発生する蛍光は、対物レンズ７により集光され後、インナーフォーカスユニット５を介してレーザ光の光路を戻り、レボアーム３１のビームスプリッタ３５により反射されて外部検出装置１１に入射され、ダイクロイックミラー６３を介して外部ＰＭＴ６１Ａまたは外部ＰＭＴ６１Ｂにより検出される。そして、ＰＣ１３により、外部ＰＭＴ６１Ａ，６１Ｂによって検出された蛍光の輝度信号に基づいて、標本Ｓの対物光軸Ｐ上の領域の２次元的な画像が生成され、モニタ１７に表示される。
【００６１】
次いで、インナーフォーカスレンズ２９により、標本Ｓの対物光軸Ｐ上の領域において、対物レンズ７の焦点位置をＺ方向に所定のピッチで変更していく。これにより、標本Ｓの対物光軸Ｐ上の領域において、各Ｚ位置の２次元的な画像を取得して、対物光軸Ｐ上の領域を３次元的に観察することができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡システム１によれば、照明領域切替機構９の挿脱を切り替えるだけで、標本Ｓにおけるレーザ光の照明領域を対物光軸Ｐ上の領域と対物光軸外の１以上の領域（Ａｒｅａ１０Ａ、１０Ｂ，１０Ｃ）とに切り替えることができる。これにより、レーザ光が照射された標本Ｓの各領域において発せられる蛍光に基づいて、対物光軸外の視野を含む複数の領域を迅速に切り替えて観察することができる。また、インナーフォーカスレンズ２９により、これら複数の領域ごとに対物レンズ７の焦点位置を変更することで、これら複数の領域ごとに３次元的に観察することができる。
【００６３】
本実施形態においては、ミラー移動機構４５により、図５に示すように、第２ミラー４３が対物光軸Ｐに直交する方向に移動することとしてもよい。このようにすることで、標本Ｓにおける対物光軸外のレーザ光の照明領域を対物光軸Ｐに直交する方向に変更することができる。
【００６４】
例えば、第２ミラー４３を第１ミラー４１に近接する方向に移動させることにより、対物光軸外の観察領域を対物光軸Ｐ上の観察領域に近づけることができる。一方、第２ミラー４３を第１ミラー４１から離間する方向に移動させることにより、対物光軸外の観察領域を対物光軸Ｐ上の観察領域から遠ざけることができる。
【００６５】
また、本実施形態においては、図６に示すように、第１ミラー４１および第２ミラー４３が角度を変更可能に設けられていることとしてもよい。また、ミラー移動機構４５により、第１ミラー４１および第２ミラー４３の少なくとも一方が対物光軸Ｐに沿う方向に移動することとしてもよい。
【００６６】
このようにすることで、ミラー移動機構４５によって第１ミラー４１および第２ミラー４３の少なくとも一方を対物光軸Ｐに沿う方向に移動させて、これら第１ミラー４１および第２ミラー４３の角度を調整することにより、標本Ｓにおける対物光軸外の照明領域における対物レンズ７の焦点位置を深さ方向に変更することができる。
【００６７】
例えば、第２ミラー４３を対物光軸Ｐに沿って標本Ｓから離間する方向に移動させて、第１ミラー４１および第２ミラー４３の角度を調整すれば、標本Ｓにおける対物光軸外の照明領域における対物レンズ７の焦点位置を浅くすることができる。また、第２ミラー４３を対物光軸Ｐに沿って標本Ｓに近接させる方向に移動させて、第１ミラー４１および第２ミラー４３の角度を調整すれば、標本Ｓにおける対物光軸外の照明領域における対物レンズ７の焦点位置を深くすることができる。
【００６８】
また、本実施形態においては、照明領域切替機構９が支え支柱５７により支持されていることとしたが、これに代えて、例えば、照明領域切替機構９を対物レンズ７に固定し、インナーフォーカスユニット５を対物光軸Ｐに平行な回転軸回りおよび対物光軸Ｐに交差する回転軸回りに回転させた場合に、対物レンズ７と一体的に焦点領域切替機構９も回転することができるようにしてもよい。
【００６９】
この場合、例えば、ミラー移動機構４５の保持アーム５３を対物レンズ７に固定し、この保持アーム５３により、照明領域切替機構９全体が対物レンズ７に保持されるようにすればよい。このようにすることで、インナーフォーカスユニット５を回転させて対物レンズ７の向きを変えて観察する場合も照明領域切替機構９を脱離させる必要がなく、対物レンズ７の向きを変えながら、照明領域切替機構９により対物光軸外の複数領域を切り替えて観察することができる。
【００７０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る顕微鏡システムについて説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム７０は、図７に示すように、照明領域切替機構９および支え支柱５７に代えて、標本Ｓにおける対物光軸Ｐ上の領域および対物光軸外の領域にレーザ光を同時に照射させる光路分岐機構（光路分岐部）７１を備える点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る顕微鏡システム１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。
【００７１】
光路分岐機構７１は、対物光軸Ｐ上に配置されたダイクロイックミラー７３と、対物光軸外に配置された反射ミラー７５と、これらダイクロイックミラー７３および反射ミラー７５を両者間にレーザ光の光路を維持しながら移動させるミラー移動機構（図示略）とを備えている。
【００７２】
ダイクロイックミラー７３は、対物レンズ７により集光されたレーザ光を波長に応じて対物光軸Ｐに交差する方向に反射または対物光軸Ｐに沿う方向に透過させるようになっている。また、ダイクロイックミラー７３は、対物光軸Ｐに沿う方向および対物光軸Ｐに交差する方向からレーザ光の光路を逆方向に戻る標本Ｓからの蛍光を波長に応じて反射または透過するようになっている。
【００７３】
反射ミラー７５は、ダイクロイックミラー７３により対物光軸Ｐに交差する方向に反射されたレーザ光を標本Ｓの対物光軸外の領域に向けて反射する一方、レーザ光が照射されることにより標本Ｓの対物光軸外の領域から戻る蛍光をダイクロイックミラー７３に向けて反射するようになっている。
【００７４】
このような光路分岐機構７１によれば、ダイクロイックミラー７３を対物光軸Ｐに沿う方向に透過したレーザ光はそのまま標本Ｓの対物光軸Ｐ上の領域に照射され、ダイクロイックミラー７３により対物光軸Ｐに交差する方向に反射されたレーザ光は、反射ミラー７５を介して標本Ｓの対物光軸外の領域に照射される。以下、図８に示すように、反射ミラー７５により照射される対物光軸外のレーザ光の照明領域をＡｒｅａ１０とし、ダイクロイックミラー７３により照射される対物光軸Ｐ上のレーザ光の照明領域をＡｒｅａ２０とする。
【００７５】
ミラー移動機構は、第１実施形態のミラー移動機構４５と同様の構成を有している。このミラー移動機構は、図示しないステッピングモータの作動により、ダイクロイックミラー７３を対物光軸Ｐ回りに回転させつつ、反射ミラー７５を対物光軸Ｐ回りに回転させることができるようになっている。
【００７６】
また、図７に示すように、光路分岐機構７１には、ダイクロイックミラー７３と同じ透過特性および反射特性を有するダイクロイックミラー７７と、ダイクロイックミラー７７により反射された蛍光を検出するＰＭＴ７９Ａと、ダイクロイックミラー７７を透過した蛍光を検出するＰＭＴ７９Ｂとが備えられている。図７において、符号８１は、キューブターレット３３を介して接続されるオートフォーカス用のセンサ（ＡＦ）を示している。
【００７７】
ミラー移動機構により、ダイクロイックミラー７３および反射ミラー７５が対物光軸Ｐ回りに回転させられると、反射ミラー７５、ダイクロイックミラー７３、ダイクロイックミラー７７、ＰＭＴ７９ＡおよびＰＭＴ７９Ｂの間の蛍光の光路が維持されながら、ダイクロイックミラー７７、ＰＭＴ７９ＡおよびＰＭＴ７９Ｂも一緒に回転させられるようになっている。
【００７８】
これら２つのダイクロイックミラー７３，７７と外部検出装置１１のダイクロイックミラー６３は、例えば、図９に示すように、いずれも５５０ｎｍ以下の波長は１００％反射し、５５０ｎｍよりも大きく７００ｍｎよりも小さい波長は１００％透過し、７００ｎｍ以上の波長は５０％透過し５０％反射する透過特性および反射特性を有している。
【００７９】
なお、光路分岐機構７１は、対物レンズ７に固定されており、インナーフォーカスユニット５が対物光軸Ｐに平行な回転軸回りおよび対物光軸Ｐに交差する回転軸回りに回転した場合に、対物レンズ７と一体的に光路分岐機構７１も回転することができるようになっている。
【００８０】
このように構成された顕微鏡システム７０の作用について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム７０により標本Ｓを観察する場合は、光源から発せられてスキャンユニット２１により走査されたレーザ光がキューブターレット３３、レボアーム３１およびインナーフォーカスユニット５を介して対物レンズ７により集光される。
【００８１】
対物レンズ７により集光されたレーザ光は、波長に応じてダイクロイックミラー７３を透過するかダイクロイックミラー７３により反射される。図８に示すように、ダイクロイックミラー７３により反射されたレーザ光は反射ミラー７５により反射されて、標本Ｓにおける対物光軸外のＡｒｅａ１０に照射され、ダイクロイックミラー７３を透過したレーザ光は対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０に照射される。
【００８２】
例えば、光源から波長９２０ｎｍと波長１０４０ｎｍのレーザ光を射出させると、対物レンズ７により集光されたレーザ光は、ダイクロイックミラー７３により５０％が反射されて５０％が透過する。そして、ダイクロイックミラー７３により反射された５０％のレーザ光が反射ミラー７５により対物光軸外のＡｒｅａ１０に照射され、これと同時に、ダイクロイックミラー７３を透過した５０％のレーザ光がそのまま対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０に照射される。これにより、標本ＳのＡｒｅａ１０とＡｒｅａ２０の両方で同時に励起されて、それぞれから蛍光が発せられる。
【００８３】
標本Ｓの対物光軸外のＡｒｅａ１０において発生した蛍光は、反射ミラー７５により反射されて波長に応じてダイクロイックミラー７３を透過するかダイクロイックミラー７３により反射される。また、標本Ｓの対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０において発生した蛍光は、波長に応じてダイクロイックミラー７３を透過するかダイクロイックミラー７３により反射される。
【００８４】
ダイクロイックミラー７３を透過したＡｒｅａ１０からの蛍光およびダイクロイックミラー７３により反射されたＡｒｅａ２０からの蛍光は、波長に応じてダイクロイックミラー７７を透過するかダイクロイックミラー７７により反射される。ダイクロイックミラー７７により反射された蛍光はＰＭＴ７９Ａにより検出され、ダイクロイックミラー７７を透過した蛍光はＰＭＴ７９Ｂにより検出される。
【００８５】
例えば、図９に示すように、Ａｒｅａ１０において発生した波長５５０ｎｍよりも大きいＲＦＰ（赤色蛍光タンパク質）のような蛍光は、反射ミラー７５により反射されてダイクロイックミラー７３およびダイクロイックミラー７７を透過し、ＰＭＴ７９Ｂにより検出される。また、Ａｒｅａ２０において発生した波長５５０ｎｍ以下のＧＦＰ（緑色蛍光タンパク質）のような蛍光は、ダイクロイックミラー７３およびダイクロイックミラー７７によりそれぞれ反射されて、ＰＭＴ７９Ａにより検出される。
【００８６】
そして、ＰＣ１３により、ＰＭＴ７９Ａ，７９Ｂにより検出された蛍光の輝度信号に基づいて、標本Ｓにおける対物光軸外のＡｒｅａ１０および対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０の２次元的な画像がそれぞれ生成され、モニタ１７に表示される。
【００８７】
一方、ダイクロイックミラー７３により反射されたＡｒｅａ１０からの蛍光およびダイクロイックミラー７３を透過したＡｒｅａ２０からの蛍光は、対物レンズ７により集光されてインナーフォーカスユニット５をレーザ光とは逆方向に戻り、レボアーム３１のビームスプリッタ３５により外部検出装置１１に向けて反射される。
【００８８】
外部検出装置１１に入射した蛍光は、波長に応じてダイクロイックミラー６３により反射されるかダイクロイックミラー６３を透過する。ダイクロイックミラー６３により反射された蛍光は外部ＰＭＴ６１Ａにより検出され、ダイクロイックミラー６３を透過した蛍光は外部ＰＭＴ６１Ｂにより検出される。
【００８９】
例えば、図９に示すように、Ａｒｅａ１０において発生した波長５５０ｎｍ以下のＧＦＰのような蛍光は、反射ミラー７５およびダイクロイックミラー７３により反射されて対物レンズ７により集光された後、インナーフォーカスユニット５を介してビームスプリッタ３５により反射され、外部検出装置１１のダイクロイックミラー６３により反射されて外部ＰＭＴ６１Ａにより検出される。また、Ａｒｅａ２０において発生した波長５５０ｎｍよりも大きいＲＦＰのような蛍光は、ダイクロイックミラー７３を透過して対物レンズ７により集光された後、インナーフォーカスユニット５を介してビームスプリッタ３５により反射され、外部検出装置１１のダイクロイックミラー６３を透過して外部ＰＭＴ６１Ｂにより検出される。
【００９０】
そして、ＰＣ１３により、外部ＰＭＴ６１Ａ，６１Ｂにより検出された蛍光の輝度信号に基づいて、標本Ｓにおける対物光軸外のＡｒｅａ１０および対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０の２次元的な画像が生成され、モニタ１７に表示される。
【００９１】
ここで、ダイクロイックミラー７３および反射ミラー７５の位置や角度を調整して、Ａｒｅａ１０およびＡｒｅａ２０のフォーカス位置を予め合わせておく。インナーフォーカスレンズ２９を作動させることにより、Ａｒｅａ１０およびＡｒｅａ２０の両方のフォーカス位置が同時に同じ距離だけ移動される。
【００９２】
したがって、インナーフォーカスレンズ２９により、標本Ｓの対物光軸外のＡｒｅａ１０と対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０において、対物レンズ７の焦点位置をＺ方向に所定のピッチで変更していくことで、各Ｚ位置の２次元的な画像をそれぞれ同時に取得して、Ａｒｅａ１０およびＡｒｅａ２０を３次元的に同時に観察することができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態に係る顕微鏡システム７０によれば、光源から発せられて対物レンズ７により集光されたレーザ光が、光路分岐機構７１により光路を分岐されることによって、対物レンズ７の対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０と対物光軸外のＡｒｅａ１０とに同時に照射される。これにより、レーザ光が照射された標本の各Ａｒｅａ１０，２０において発せられる蛍光に基づいて、対物光軸外の視野を含むＡｒｅａ１０，２０を同時に観察することができる。また、インナーフォーカスレンズ２９により、Ａｒｅａ１０，２０ごとに対物レンズ７の焦点位置を変更することで、これらのＡｒｅａ１０，２０を同時に３次元的に観察することができる。
【００９４】
本実施形態においては、光路分岐機構７１のダイクロイックミラー７３，７７および外部検出装置１１のダイクロイックミラー６３が、多光子励起を生じさせるレーザ光の波長である近赤外の波長領域に対しては略５０％の透過率を有し、短波長側の多光子蛍光および長波長側の多光子蛍光の一方に対しては８０％以上の透過率で他方に対しては２０％以下の透過率を有することとしてもよい。
【００９５】
また、本実施形態においても、ミラー移動機構が、ダイクロイックミラー７３を対物光軸Ｐ回りに回転させつつ、反射ミラー７５を対物光軸Ｐ回りに回転させて、図４に示すように、対物光軸外のＡｒｅａ１０をＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのように切り替えることとしてもよい。
【００９６】
この場合において、ダイクロイックミラー７７、ＰＭＴ７９ＡおよびＰＭＴ７９Ｂがダイクロイックミラー７３および反射ミラー７５と共にこれらの間に蛍光の光路を維持しながら対物光軸Ｐ回りに回転するので、対物光軸外のＡｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを切り替えながら、各Ａｒｅａ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの蛍光をＰＭＴ７９Ａ，７９Ｂにより検出することができる。
【００９７】
また、ミラー移動機構により、反射ミラー７５を対物光軸Ｐに直交する方向に移動させて、対物光軸外のＡｒｅａ１０を対物光軸Ｐ上のＡｒｅａ２０に近い位置や遠い位置に変更することとしてもよい。
【００９８】
また、ミラー移動機構により、ダイクロイックミラー７３および反射ミラー７５の少なくとも一方を対物光軸Ｐに沿う方向に移動させるとともに、ダイクロイックミラー７３および反射ミラー７５の角度を調整して、対物光軸外のＡｒｅａ１０の照明領域における対物レンズ７の焦点位置を深さ方向に変更することとしてもよい。
【００９９】
また、本実施形態においては、ダイクロイックミラー７３および反射ミラー７５の位置や角度を調整して、Ａｒｅａ１０およびＡｒｅａ２０のフォーカス位置を合わせるのではなく、インナーフォーカスレンズ２９により、Ａｒｅａ１０およびＡｒｅａ２０のＺ位置を切替制御することとしてもよい。
【０１００】
この場合、第１実施形態と同様に、ユーザが予めインナーフォーカスレンズ２９を駆動調節しながらＡｒｅａ１０，２０の各Ｚ位置を決め、そのＡｒｅａ１０，２０の各Ｚ位置に対応するＥＴＬ駆動信号から、Ａｒｅａ１０，２０のＺ方向の差分信号を求めておくこととすればよい。そして、Ａｒｅａ１０およびＡｒｅａ２０ごとに、制御ボックス１９からＡｒｅａ１０，２０のＺ方向の差分信号を出力して制御基板１５から出力されるＥＴＬ駆動信号に足し合わせることとすればよい。これにより、Ａｒｅａ１０，２０ごとに、Ｚ方向に焦点位置を順次切り替えて３次元的に観察することができる。
【０１０１】
併せて、キューブターレット３３を介して接続されるオートフォーカス用のセンサ８１を使って標本Ｓの焦点位置を検出するようにし、その信号をインナーフォーカスレンズ２９のコントロール信号に差分信号として入力することも可能である。例えば、標本Ｓが生きたマウスなどの場合、心拍でフォーカスが変わるが、センサ８１およびインナーフォーカスレンズ２９により焦点位置の補正が可能となる。
【０１０２】
標本Ｓにおける対物光軸外の複数の領域ごとにＺ位置を切替制御する場合は、ミラー移動機構による機械的な動きが必要となるが、インナーフォーカスレンズ２９により標本Ｓにおける対物光軸外の領域と対物光軸Ｐ上の領域ごとにＺ位置を切替制御する場合は、機械的な動きが必要でなく、タイムラグが少なくてすむ。
【０１０３】
また、本実施形態においては、ダイクロイックミラー７３と反射ミラー７５との間に配される１以上の他のダイクロイックミラー（他のビームスプリッタ）を備えることとしてもよい。この場合、対物光軸Ｐ上のダイクロイックミラー７３によって反射されたレーザ光を１以上の他のダイクロイックミラーにより対物光軸Ｐに沿う方向と対物光軸Ｐに交差する方向とに分岐し、他のダイクロイックミラーを透過したレーザ光を反射ミラー７５により標本Ｓの対物光軸外の領域に向けて反射することとすればよい。
【０１０４】
このようにすることで、１以上の他のダイクロイックミラーにより、対物光軸Ｐ上のダイクロイックミラー７３によるレーザ光の照明領域と反射ミラー７５によるレーザ光の照明領域との間の領域にもこれらの照明領域と同時にレーザ光を照射することができる。したがって、これらレーザ光が照射された標本Ｓの各領域において発せられる蛍光に基づいて、対物光軸外の視野を含む３以上の多領域を同時に観察することができる。
【０１０５】
本変形例においても、ミラー移動機構により、ダイクロイックミラー７３の対物光軸Ｐ回りの回転と同期して、反射ミラー７５とともに他のダイクロイックミラーを対物光軸Ｐ回りに回転させることとしてもよい。また、ミラー移動機構により、他のダイクロイックミラーを対物光軸Ｐに交差する方向に移動させることとしてもよいし、また、反射ミラー７５および他のダイクロイックミラーと対物光軸Ｐ上のダイクロイックミラー７３の少なくとも一方を対物光軸Ｐに沿う方向に移動させるとともに、反射ミラー７５、他のダイクロイックミラーおよびダイクロイックミラー７３の角度を調節して、対物光軸外の照明領域における対物レンズ７の焦点位置を深さ方向に変更することとしてもよい。
【０１０６】
以上、本発明の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く、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１０７】
１，７０          顕微鏡システム
３                顕微鏡
７                対物レンズ
９                照明領域切替機構（照明領域切替部）
１７              モニタ（表示部）
２１              スキャンユニット（走査部）
２９              インナーフォーカスレンズ（焦点可変光学系）
４１              第１ミラー
４３              第２ミラー
４５              ミラー移動機構
５７              支え支柱（挿脱切替支持部）
６１Ａ，６１Ｂ    外部ＰＭＴ（検出部）
７１              光路分岐機構（光路分岐部）
７３              ダイクロイックミラー（ビームスプリッタ）
７５              反射ミラー
７９Ａ，７９Ｂ    ＰＭＴ（検出部）
Ｓ                標本
Ｐ                対物光軸
【図１】
2018036337.tif 000003
【図２】
2018036337.tif 000004
【図３】
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【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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