(57)【要約】【課題】常に明るい蛍光画像を得ること。【解決手段】ダイクロイックミラー２を介し、観測対象である標本４内の蛍光色素に対して励起光を照射し、該励起光によって発生した蛍光を受光して標本４を観測する蛍光顕微鏡装置において、標本４に光を照射する可変波長の半導体レーザ素子１と、温度制御素子７を介して半導体レーザ素子１から出射される光の波長を可変に制御する波長制御部８と、半導体レーザ素子１から出射される光の波長が、ダイクロイックミラー２の蛍光非透過波長領域かつ波長制御部８の可変波長領域内において蛍光色素の吸収波長スペクトルの最大値近傍となるように波長制御部８の制御量を操作するユーザインターフェース９とを備える。【選択図】      図１
2004258547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイクロイックミラーを介し、観測対象である標本内の蛍光色素に対して励起光を照射し、該励起光によって発生した蛍光を受光して前記標本を観測する蛍光顕微鏡装置において、
前記標本に光を照射する可変波長の光源と、
前記光源から出射される光の波長を可変に制御する波長制御手段と、
前記光源から出射される光の波長が、前記ダイクロイックミラーの蛍光非透過波長領域かつ前記波長制御手段の可変波長領域内において蛍光色素の吸収波長スペクトルの最大値近傍となるように前記波長制御手段の制御量を操作するユーザインターフェースと、
を備えたことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項２】
受光した前記蛍光の画像を表示する画像表示手段を備え、
前記画像表示手段に表示された画像をもとに前記ユーザインターフェースが操作されることを特徴とする請求項１に記載の蛍光顕微鏡装置。
【請求項３】
前記蛍光の輝度値を測定する輝度値測定手段と、
前記輝度値測定手段が測定した輝度値を数値化する数値化手段と、
を備え、前記数値化手段によって数値化された輝度値をもとに前記ユーザインターフェースが操作されることを特徴とする請求項１に記載の蛍光顕微鏡装置。
【請求項４】
ダイクロイックミラーを介し、観測対象である標本内の蛍光色素に対して励起光を照射し、該励起光によって発生した蛍光を受光して前記標本を観測する蛍光顕微鏡装置において、
前記標本に光を照射する可変波長の光源と、
前記光源から出射される光の波長を可変に制御する波長制御手段と、
前記蛍光の輝度値を測定する輝度値測定手段と、
前記輝度値測定手段が測定した蛍光の輝度値が最大近傍となるように前記波長制御手段の制御量を調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項５】
ダイクロイックミラーを介し、観測対象である標本内の蛍光色素に対して励起光を照射し、該励起光によって発生した蛍光を受光して前記標本を観測する蛍光顕微鏡装置において、
前記標本に光を照射する可変波長の光源と、
前記可変波長と該可変波長を変化させる物理量との関係、前記ダイクロイックミラーの波長選択特性、および各蛍光色素の吸収波長スペクトルおよび蛍光波長スペクトルの関係を保持するデータベースと、
前記データベースに保持された内容をもとに、前記光源から出射される光の吸収効率が高い波長に制御する波長制御手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項６】
前記光源は、温度制御素子を有した半導体レーザ素子であり、
前記波長制御手段は、励起光の吸収効率が高い波長に対応する温度に制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の蛍光顕微鏡装置。
【請求項７】
前記光源は、波長選択素子を有した半導体レーザ素子であり、
前記波長制御手段は、前記波長選択素子に対する電流注入量を変化させることによって前記半導体レーザ素子から出射する励起光の吸収効率が高い波長に可変制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の蛍光顕微鏡装置。
【請求項８】
前記物理量は、前記光源の温度制御素子の温度または前記光源の波長選択素子への電流注入量であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の蛍光顕微鏡装置。
【請求項９】
前記ダイクロイックミラーによる励起光と蛍光との分離境界波長を、蛍光波長スペクトルの短波長側の立ち上がり波長とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の蛍光顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、共焦点レーザ走査型顕微鏡、蛍光顕微鏡、全反射型蛍光顕微鏡などの蛍光顕微鏡装置に関し、特に簡易に明るい蛍光画像を得ることができる蛍光顕微鏡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、走査型顕微鏡装置では、光源からのレーザ光を対物レンズによって微小なスポットに絞り、観測試料上においてこの絞ったスポットを走査し、観測試料からの透過光や反射光などの光、あるいは蛍光などをフォトマルチプライヤなどの光電変換器を介して電気信号に変換し、画像モニタ上に観察画像を表示していた。
【０００３】
なお、特許文献１に記載された断面観察用共焦点レーザ走査型顕微鏡では、半導体レーザの温度を変化させて出力光の波長を変えて、試料上の焦点面を移動し、これによって等価的に試料面を移動させ、試料の深さ方向のプロファイルを得るようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２６６３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、蛍光顕微鏡装置では、蛍光試薬が用いられ、半導体レーザ素子などの光源からの励起光が蛍光色素の吸収波長帯域内に入力されると、ストークスシフトによって長波長側において蛍光を発する。励起光は、蛍光に比して１０００倍程度の強度差があり、ダイクロイックミラーを用いて、励起光と蛍光とを分離し、蛍光のみを受光するようにしている。
【０００６】
蛍光色素は、それぞれ固有の吸収波長スペクトルと蛍光波長スペクトルとを有しており、これらの関係は一般には変えることができない。したがって、ダイクロイックミラーの波長特性と光源の波長との関係を適切に行うことによって明るい蛍光画像を得ることができる。
【０００７】
ここで、図１３に示すように、従来の蛍光顕微鏡装置の光源、とくに半導体レーザ素子などの励起光の波長（レーザ発振波長スペクトルＬ１）は、吸収波長スペクトルＷ１１のほぼピーク値に合わせられていた。そして、レーザ発振波長スペクトルＬ１よりも長波長側に、ダイクロイックミラーによる励起光と蛍光とを分離する境界が位置するようにしていた。これによって、強度の高い励起光が吸収され、これに比例して蛍光を発するようにしていた。
【０００８】
しかしながら、蛍光色素の吸収波長スペクトルと蛍光波長スペクトルとが近接する場合、ダイクロイックミラーによって蛍光波長スペクトルの一部が透過せずに遮断され、蛍光画像は暗くなってしまうという問題点があった。
【０００９】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、常に明るい蛍光画像を得ることができる蛍光顕微鏡装置を提供することを目的する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる蛍光顕微鏡装置は、ダイクロイックミラーを介し、観測対象である標本内の蛍光色素に対して励起光を照射し、該励起光によって発生した蛍光を受光して前記標本を観測する蛍光顕微鏡装置において、前記標本に光を照射する可変波長の光源と、前記光源から出射される光の波長を可変に制御する波長制御手段と、前記光源から出射される光の波長が、前記ダイクロイックミラーの蛍光非透過波長領域かつ前記波長制御手段の可変波長領域内において蛍光色素の吸収波長スペクトルの最大値近傍となるように前記波長制御手段の制御量を操作するユーザインターフェースと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この請求項１の発明によれば、ユーザインターフェースを設け、光源から出射される光の波長が、ダイクロイックミラーの蛍光非透過波長領域かつ前記波長制御手段の可変波長領域内において蛍光色素の吸収波長スペクトルの最大値近傍となるように波長制御手段の制御量を操作するようにしている。
【００１２】
また、請求項２にかかる蛍光顕微鏡装置は、上記の発明において、受光した前記蛍光の画像を表示する画像表示手段を備え、前記画像表示手段に表示された画像をもとに前記ユーザインターフェースが操作されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３にかかる蛍光顕微鏡装置は、上記の発明において、前記蛍光の輝度値を測定する輝度値測定手段と、前記輝度値測定手段が測定した輝度値を数値化する数値化手段と、を備え、前記数値化手段によって数値化された輝度値をもとに前記ユーザインターフェースが操作されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４にかかる蛍光顕微鏡装置は、上記の発明において、ダイクロイックミラーを介し、観測対象である標本内の蛍光色素に対して励起光を照射し、該励起光によって発生した蛍光を受光して前記標本を観測する蛍光顕微鏡装置において、前記標本に光を照射する可変波長の光源と、前記光源から出射される光の波長を可変に制御する波長制御手段と、前記蛍光の輝度値を測定する輝度値測定手段と、前記輝度値測定手段が測定した蛍光の輝度値が最大近傍となるように前記波長制御手段の制御量を調整する調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この請求項４の発明によれば、調整手段が、輝度値測定手段が測定した蛍光の輝度値が最大近傍となるように波長制御手段の制御量を調整するようにしている。
【００１６】
また、請求項５にかかる蛍光顕微鏡装置は、ダイクロイックミラーを介し、観測対象である標本内の蛍光色素に対して励起光を照射し、該励起光によって発生した蛍光を受光して前記標本を観測する蛍光顕微鏡装置において、前記標本に光を照射する可変波長の光源と、前記可変波長と該可変波長を変化させる物理量との関係、前記ダイクロイックミラーの波長選択特性、および各蛍光色素の吸収波長スペクトルおよび蛍光波長スペクトルの関係を保持するデータベースと、前記データベースに保持された内容をもとに、前記光源から出射される光の吸収効率が高い波長に制御する波長制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この請求項５の発明によれば、波長制御手段が、データベースに保持された可変波長と該可変波長を変化させる物理量との関係、ダイクロイックミラーの波長選択特性、および各蛍光色素の吸収波長スペクトルおよび蛍光波長スペクトルの関係をもとに、光源から出射される光の吸収効率が高い波長に制御するようにしている。
【００１８】
また、請求項６にかかる蛍光顕微鏡装置は、上記の発明において、前記光源は、温度制御素子を有した半導体レーザ素子であり、前記波長制御手段は、励起光の吸収効率が高い波長に対応する温度に制御することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項７にかかる蛍光顕微鏡装置は、上記の発明において、前記光源は、波長選択素子を有した半導体レーザ素子であり、前記波長制御手段は、前記波長選択素子に対する電流注入量を変化させることによって前記半導体レーザ素子から出射する励起光の吸収効率が高い波長に可変制御することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８にかかる蛍光顕微鏡装置は、上記の発明において、前記物理量は、前記光源の温度制御素子の温度または前記光源の波長選択素子への電流注入量であることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項９にかかる蛍光顕微鏡装置は、上記の発明において、前記ダイクロイックミラーによる励起光と蛍光との分離境界波長を、蛍光波長スペクトルの短波長側の立ち上がり波長とすることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる蛍光顕微鏡装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。この蛍光顕微鏡装置は、半導体レーザ素子１からレーザ光が出射され、このレーザ光はダイクロイックミラー２で反射し、対物レンズ３を介して集光され、スポット状のレーザ光となって標本４に照射される。標本４は、蛍光色素によって染色されており、標本４の蛍光色素は、レーザ光によって励起されて蛍光を発する。標本４から発した蛍光は、対物レンズ３、ダイクロイックミラー２、およびピンホール５を介して光電変換器６に入射される。光電変換器６は、入射した蛍光を電気信号に変換し、画像表示部６ａは、光電変換器６から入力された各電気信号をもとに蛍光画像を生成し、表示出力する。
【００２４】
ここで、半導体レーザ素子１は、冷却あるいは加熱を行うことができるペルチェ素子などによって実現される温度制御素子７を有し、この温度制御素子７上にマウントされて熱的に結合されている。温度制御素子７は、波長制御部８によって、冷却あるいは加熱がなされ、半導体レーザ素子１の温度を目標温度に制御し、結果的に、半導体レーザ素子１が発振するレーザ光の波長を、目標波長に制御する。波長制御部８は、ユーザインターフェース９に接続され、ユーザインターフェース９からの操作量によって、半導体レーザ素子１の温度が制御され、最終的に発振波長制御を行う。なお、波長制御部８が温度制御素子７に対して行う温度制御は、オープンループ方式であってもよいし、半導体レーザ素子１のケース温度などを、サーミスタや熱電対などによって実現される温度センサで読み取った値を帰還するフィードバック方式であってもよい。
【００２５】
これによって、半導体レーザ素子１は、可変波長レーザとして機能する。具体的に、半導体レーザ素子１の発振波長は、温度の関数となっており、この場合における温度係数は、０．１〜０．３ｎｍ／℃程度である。半導体レーザ素子１がケースに封入されている場合におけるケース温度を１０〜６０℃程度であるとすると、この場合における温度差は、５０℃であり、発振波長は、５〜１５ｎｍに可変することができる。
【００２６】
ここで、ユーザインターフェース９から目標波長を指示すると、波長制御部８は、半導体レーザ素子１が、この目標波長に対応した目標温度となるように、温度制御素子７を制御する。この場合、発振波長と温度との関係はリニアであり、温度の上昇とともに発振波長は長波長側にシフトし、発振波長と温度とは一義的に決定される。
【００２７】
なお、ユーザインターフェース９をつまみなどによって実現してもよい。この場合、画像表示部６ａに表示出力された蛍光画像が明るくなるように、ユーザが調整することになる。
【００２８】
図２は、図１３に示した吸収波長スペクトルＷ１１と蛍光波長スペクトルＷ１２を有する蛍光色素に対して、ダイクロイックミラー２の波長特性Ｍ２が、蛍光波長スペクトルＷ１２をほとんど包含し、蛍光波長スペクトルＷ１２の短波長側の裾近傍において蛍光と励起光とを分離する境界波長として設定されている。
【００２９】
ここで、吸収波長スペクトルＷ１１と蛍光波長スペクトルＷ１２とは互いに近接し、重複する波長領域を有している。図２では、吸収波長スペクトルＷ１１のピーク近傍が蛍光透過波長領域に入り込んでいる。この場合、吸収波長スペクトルＷ１１のピーク近傍にレーザ発振波長を設定することが、蛍光量を最も大きくして好ましいようにみえるが、ダイクロイックミラー２が、蛍光の強度に比して１０００倍程度の強度をもつレーザ発振波長の励起光も一部が反射して光電変換器６側に入力されてしまい、蛍光がこの励起光に埋もれてしまう。
【００３０】
たとえば、図３において、レーザ発振波長スペクトルＬｂのようにレーザ発振波長が、ダイクロイックミラー２の蛍光透過領域内である場合には、蛍光画像が励起光に埋もれてしまう。また、レーザ発振波長スペクトルＬａのように、ダイクロイックミラー２の境界波長λ０から短波長側に離隔すると、吸収波長スペクトルＷ１１の値が小さくなるため、蛍光画像は暗くなってしまう。したがって、レーザ発振波長は、ダイクロイックミラー２の境界波長λ０に近く、かつ短波長側であることが要求される。
【００３１】
なお、図２および図３に示した吸収波長スペクトルＷ１１と蛍光波長スペクトルＷ１２とは、互いに接近していたが、図４に示すように、互いに離隔した吸収波長スペクトルＷ２１と蛍光波長スペクトルＷ２２とをもつ蛍光色素である場合には、ダイクロイックミラー２の境界波長λ０よりも短波長側であって、吸収波長スペクトルＷ２１の最大値近傍（レーザ発振波長スペクトルＬｄ）に、レーザ発振波長を設定する。
【００３２】
したがって、最も明るい蛍光画像を得るためには、レーザ発振波長は、ダイクロイックミラー２の短波長側において吸収波長スペクトルが最も大きな値を呈する波長に設定される必要がある。もちろん、レーザ発振波長の可変波長領域であることが、さらなる要件になる。
【００３３】
この実施の形態１では、ユーザインターフェース９によるレーザ発振の指示波長を、ダイクロイックミラー２による境界波長λ０よりも短波長側であって、最も値が大きい吸収波長スペクトルの値をもつ波長にし、これによって常に明るい蛍光画像を得ることができる。
【００３４】
また、この実施の形態１では、画像表示部６ａの蛍光画像をモニタしながら、ユーザインターフェース９を調整し、蛍光画像が最も明るくなるように調整することができる。この場合において最終的な設定されるレーザ発振波長は、ユーザインターフェース９によって指示された波長と同じ波長になる。
【００３５】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、ユーザインターフェース９を介して直接にレーザ発振波長を指示するか、あるいは画像表示部６ａに出力された蛍光画像の明るさをモニタしながら、ユーザインターフェース９を調整し、最も明るい蛍光画像を得るようにしていたが、この実施の形態２では、蛍光画像の輝度値を測定し、この測定された数値をもとにユーザインターフェースを介してレーザ発振波長を制御するようにしている。
【００３６】
図５は、この発明の実施の形態２である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。図５において、輝度値測定部６ｂは、光電変換器６によって得られた画素の輝度値あるいは画素群の平均輝度値を測定する。輝度値表示部６ｃは、輝度値測定部６ｂが測定した輝度値を数値化して表示出力する。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００３７】
ユーザは、輝度値表示部６ｃに表示出力された数値が最大あるいは最小となるように、ユーザインターフェース９を調整し、最終的に明るい蛍光画像を得ることができる。この場合、輝度値表示部６ｃは、機械的表示あるいは液晶表示などによって数値化して表示しているため、確実に明るい蛍光画像に調整することができる。
【００３８】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、いずれもユーザに対して目視を強要するものを含んでいたが、この実施の形態３では、フィードバックによる自動調整を可能にしている。
【００３９】
図６は、この発明の実施の形態３である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。図６において、輝度測定部６ｂは、実施の形態２と同様に、光電変換器６によって得られた画素の輝度値あるいは画素群の平均輝度値を測定する。調整部１９は、輝度値測定部６ｂが測定した輝度値をもとに、この輝度値が最大となるように波長制御部８を制御する。その他の構成は、実施の形態１，２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４０】
この実施の形態３では、輝度値測定部６ｂが出力する輝度値をもとに、この輝度値が最大となるように、調整部１９が波長制御部８を調整するので、簡易かつ確実に明るい蛍光画像を得ることができる。
【００４１】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、図７に示すように、半導体レーザ素子１のレーザ発振波長を制御するために必要な各種データをデータベース２３として保持しておき、波長制御部１８が、このデータベース２３に格納されているデータをもとに半導体レーザ素子１の温度制御し、結果的に波長制御を行うようにしている。
【００４２】
この蛍光顕微鏡装置は、実施の形態１に示した構成に、データベース２３を加え、波長制御部８に対応する波長制御部１８に代えた構成としている。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４３】
データベース２３には、図８に示すように、レーザ発振波長の温度依存性（図８（ａ））、各種の蛍光色素の吸収波長スペクトルと蛍光スペクトルとの組データ（図８（ｂ））、各種のダイクロイックミラー２の波長特性（図８（ｃ））が格納されている。ここで、用いる蛍光色素およびダイクロイックミラーの波長特性は、予め決定されている。
【００４４】
波長制御部１８は、図８（ａ）に示すように、用いる半導体レーザ素子１に対するレーザ発振波長の温度依存性ＬＴを有しており、上述した予め決定されている吸収波長スペクトル、蛍光スペクトル、およびダイクロイックミラーの波長特性によって、最適なレーザ発振波長を決定し、この決定した波長に対する目標温度を、図８（ａ）に示したレーザ発振波長の温度依存性を用いて決定する。そして、波長制御部１８は、半導体レーザ素子１が、この決定された目標温度となるように、波長制御を行う。
【００４５】
この結果、図９に示すように、レーザ発振波長λ１は、ダイクロイックミラー２の境界波長λ０よりも短波長側であって、吸収波長スペクトルが最大となるレーザ発振波長λ２に制御される。これによって、蛍光画像は自動的に明るく設定される。なお、波長制御部１８は、この実施の形態４による波長制御を、蛍光顕微鏡装置の立ち上げ時にのみ、適用し、その後の波長制御を、ユーザインターフェース９による調整に委ねるようにしてもよい。
【００４６】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態４では、波長制御部１８が温度制御素子７に対する温度制御を行って最終的に波長制御を行うようにしていたが、この実施の形態５では、半導体レーザ素子の波長選択性を変化させ、これによって半導体レーザ素子からのレーザ発振波長を変化させるようにしている。
【００４７】
図１０は、この発明の実施の形態５である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。図１０において、この蛍光顕微鏡装置は、半導体レーザ素子１に代えて、グレーティングなどの波長選択素子を備えた波長可変の半導体レーザ素子３１を用いている。そして、波長制御部２８は、波長選択素子の特性を変化させる制御を行い、結果的に波長制御を行うようにしている。
【００４８】
図１１は、半導体レーザ素子３１の一例を示す図である。図１１に示すように、半導体レーザ素子３１は、ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザによって実現される。このＤＢＲレーザは、受動的な導波路に分布ブラッグ反射器を設けた構造を有している。すなわち、図１１に示すように、基板４０上のクラッド層４１，４５間であって、光出射の長手方向に沿って、活性区間Ｅ１、位相制御区間Ｅ２、およびＤＢＲ区間Ｅ３を設け、活性区間Ｅ１には、活性層４２が形成され、その他の区間には、導波路４３が形成される。さらに、ＤＢＲ区間Ｅ３には、グレーティング４４が形成される。活性区間Ｅ１では、駆動電流Ｉが電極５１と共通電極５０との間に流れ、レーザ発振する。ここで、ＤＢＲ区間Ｅ３には波長制御用の電流Ｉｂが、電極５３と共通電極５０との間に流れ、この電流Ｉｂの電流量によってグレーティング４４の波長選択特性が変化し、結果的にレーザ発振波長が変化し、可変波長レーザが実現される。したがって、波長制御部２８は、この電流Ｉｂの電流量を制御し、結果的にレーザ発振波長を目標波長に制御することができる。このＤＢＲレーザでは、たとえば、２〜１０ｎｍ程度のレーザ発振波長を変化させることができる。
【００４９】
なお、データベース３３には、図１２に示すように、レーザ発振波長の電流Ｉｂ依存性が格納されており、電流Ｉｂの電流量を変化させることによって、レーザ発振波長が一義的に決定される。
【００５０】
この実施の形態５では、温度制御素子７ではなく、半導体レーザ素子３１自体のグレーティングへの電流量を変化をさせることによって、レーザ発振波長を制御し、目標波長に制御し、結果的に明るい蛍光画像を得ることができる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態１〜５では、温度制御素子７に対する温度制御あるいはグレーティングへの電流量制御によってレーザ発振波長を変化させ、これによって所望波長のレーザ光を得て、最終的に明るい蛍光画像を得るようにしているが、これに限らず、半導体レーザ素子は、可変波長レーザであればよい。また、レーザに限らず比較的鋭いスペクトルを発する光源であってもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態１〜５では、蛍光顕微鏡装置について説明したが、この蛍光顕微鏡装置には、共焦点レーザ走査型顕微鏡、蛍光顕微鏡、全反射型蛍光顕微鏡などを含む。さらに、光電変換器によって電気信号に変換された蛍光画素をもとに蛍光画像を表示せずに、蛍光量を測定する蛍光測定装置や蛍光分析装置、蛍光分光装置にも適用できるのは明らかである。これら蛍光測定装置や蛍光分析装置は、蛍光色素自体の評価を行うために用いられる。
【００５３】
さらに、光の分野のみでなく、励起エネルギーによって長波長側にエネルギーシフトが生じるようなものであればよく、電磁波あるいは電子線の分野にも適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ユーザインターフェースを設け、光源から出射される光の波長が、ダイクロイックミラーの蛍光非透過波長領域かつ前記波長制御手段の可変波長領域内において蛍光色素の吸収波長スペクトルの最大値近傍となるように波長制御手段の制御量を操作するようにしているので、常に明るい蛍光画像を得ることができるという効果を奏する。
【００５５】
また、この発明によれば、調整手段が、輝度値測定手段が測定した蛍光の輝度値が最大近傍となるように波長制御手段の制御量を調整するフィードバック制御を行うようにしているので、簡易かつ確実に蛍光画像を明るくすることができるという効果を奏する。
【００５６】
また、この発明によれば、波長制御手段が、データベースに保持された可変波長と該可変波長を変化させる物理量、たとえば温度制御素子の温度やグレーティングに注入すべき電流量との関係、ダイクロイックミラーの波長選択特性、および各蛍光色素の吸収波長スペクトルおよび蛍光波長スペクトルの関係をもとに、光源から出射される光の吸収効率が高い波長に制御するようにしているので、簡易に明るい蛍光画像を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における吸収波長スペクトル、蛍光波長スペクトル、ダイクロイックミラーの波長特性、およびレーザ発振波長スペクトルの各関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における吸収波長スペクトル、蛍光波長スペクトル、ダイクロイックミラーの波長特性、および選択される複数のレーザ発振波長スペクトルの各関係を示す図である。
【図４】吸収波長スペクトルと蛍光波長スペクトルとが離隔した場合に選択されるレーザ発振波長スペクトルを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態４である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図８】データベースに格納される半導体レーザ素子のレーザ発振波長の温度依存性、蛍光色素の吸収波長スペクトルと蛍光波長スペクトルのデータ、ダイクロイックミラーの波長特性の一例を示す図である。
【図９】データベースに格納されたデータをもとに選択制御されたレーザ発振波長の関係を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態５である蛍光顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態５に用いられる半導体レーザ素子の一例を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態５のデータベースに格納されるレーザ発振波長の電流依存性を示す図である。
【図１３】従来の蛍光顕微鏡装置における吸収波長スペクトル、蛍光波長スペクトル、ダイクロイックミラーの波長特性、およびレーザ発振波長スペクトルの各関係を示す図である。
【符号の説明】
１  半導体レーザ素子
２  ダイクロイックミラー
３  対物レンズ
４  標本
５  ピンホール
６  光電変換器
６ａ  画像表示部
６ｂ  輝度値測定部
６ｃ  輝度値表示部
７  温度制御素子
８，１８，２８  波長制御部
９  ユーザインターフェース
１９  調整部
２３，３３  データベース
Ｌ２，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｅ  レーザ発振波長スペクトル
Ｗ１１，Ｗ１２  吸収波長スペクトル
Ｗ１２，Ｗ２２  蛍光波長スペクトル
Ｍ２，Ｍ３  ダイクロイックミラーの波長特性
λ０  境界波長
【図１】
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【図２】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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