(57)【要約】【課題】顕微鏡の照明光の光量を高速で調整し得る簡単な構成の照明装置を提供する。【解決手段】顕微鏡１００は、標本１１１を照明するための照明装置を含んでいる。照明装置は、観察光学系と共有される対物レンズ１１２と、照明光（励起光）を発するためのもの光源１２３と、コレクターレンズ１２２と、反射ミラー１２１と、光源１２３からの照明光で標本１１１を照明するための照明部１２０と、視野絞り投影レンズ１１９と、励起フィルター１１８と、ダイクロイックミラー１１３とを含んでいる。照明装置はさらに、光量を検出するための光量検出部と、光量検出部で検出された光量に基づいて照明部１２０を制御する制御部１２７とを備えている。光量検出部は、照明部１２０から標本１１１に向かう照明光の光量を検出する照明光検出系を備えている。照明光検出系は、ビームスプリッター１２４と収束レンズ１２５と光電変換デバイス１２６とを備えている。【選択図】      図１
2005316162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡用の照明装置であり、
照明光を発するための光源と、
光源からの照明光で標本を照明するための照明部と、
光量を検出するための光量検出部と、
光量検出部で検出された光量に基づいて照明部を制御する制御部とを備えている、照明装置。
【請求項２】
請求項１において、制御部は、標本を間欠的に照明するように照明部を制御する、照明装置。
【請求項３】
請求項１において、照明部が、二次元光量分布をもつ照明光で標本を照明する二次元照明素子を備えている、照明装置。
【請求項４】
照明装置を備えた顕微鏡であり、照明装置が
照明光を発するための光源と、
光源からの照明光で標本を照明するための照明部と、
光量を検出するための光量検出部と、
光量検出部で検出された光量に基づいて照明部を制御する制御部とを備えている、顕微鏡。
【請求項５】
顕微鏡によって観察される標本の照明方法であり、標本を照明光で間欠的に照明するとともに、照明光と観察光の少なくとも一方の光量を検出し、検出した光量に基づいて照明時間を変更する、照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用の照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡の照明装置では、ハロゲンランプや水銀ランプやレーザーなどの光源が一般に用いられている。光源から射出される照明光を標本に照射し、通常の顕微鏡であれば標本からの反射光によって、また蛍光顕微鏡であれば標本から発生する蛍光によって観察を行なう。観察の際に光源から射出される照明光の光量が変化すると、観察像に影響を与える。照明光の光量変化の要因としては、光源の電源投入時のドリフト、温度変化、電圧変化、経年変化、レンズ交換による光学系変化などが考えられる。
【０００３】
光量変化の影響を除去する手法のひとつとして、光学フィルターを光路上に挿入する方法がある。例えば、特開２００１−４２４５７号公報は、複数の光学フィルターを備えた照明装置を開示している。この照明装置では、経年変化による光量の変化を光量検出器で取得し、複数の光学フィルターの組み合わせを制御することによって所望の光量に減光させている。この照明装置を用いれば、経年変化によって照明系が減光した場合でも、光学フィルターを変更することによって光量変化の影響を除去することが可能である。
【０００４】
また、特開２００３−１０７３６１号公報は、微小ミラーを用いて照明のオン・オフを切り換える顕微鏡の照明装置を開示している。
【特許文献１】特開２００１−４２４５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００１−４２４５７号公報の照明装置では、複数の光学フィルターの組み合わせによって減光させているため、減光できる光量の組み合わせが限られる。このため、光量の変化による顕微鏡の観察像の変化の影響を除去しきることができない。光量の組み合わせを増やすには光学フィルターの枚数を増やせばよいが、光学フィルターの枚数の増加は装置の巨大化やコストの上昇をまねく。また、光学フィルターの交換制御の速度に限界があるため、光量の急激な変化に追従することが難しい。
【０００６】
特開２００３−１０７３６１号公報の照明装置では、照明のオン・オフの切り換えはできるが、照明光の光量を変化させることはできない。
【０００７】
本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、その主な目的は、顕微鏡の照明光の光量を高速で調整し得る技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ひとつには、顕微鏡用の照明装置であり、照明光を発するための光源と、光源からの照明光で標本を照明するための照明部と、光量を検出するための光量検出部と、光量検出部で検出された光量に基づいて照明部を制御する制御部とを備えている。
【０００９】
本発明は、ひとつには、照明装置を備えた顕微鏡であり、照明装置が、照明光を発するための光源と、光源からの照明光で標本を照明するための照明部と、光量を検出するための光量検出部と、光量検出部で検出された光量に基づいて照明部を制御する制御部とを備えている。
【００１０】
本発明は、ひとつには、顕微鏡によって観察される標本の照明方法であり、標本を照明光で間欠的に照明するとともに、照明光と観察光の少なくとも一方の光量を検出し、検出した光量に基づいて照明時間を変更する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、顕微鏡の照明光の光量を高速で調整し得る技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
第一実施形態
［構成］
本実施形態は、照明装置を備えた顕微鏡、特に蛍光観察のための顕微鏡に向けられている。図１は、本発明の第一実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。
【００１４】
図１に示されるように、本実施形態の顕微鏡１００は、標本１１１を光学的に観察するための観察光学系を有している。観察光学系は、ステージ１１０と対物レンズ１１２と吸収フィルター１１４と結像レンズ１１５と接眼レンズ１１７とプリズム１１６とを含んでいる。ステージ１１０は標本１１１を載せるためのものである。対物レンズ１１２はステージ１１０の上方に配置されている。結像レンズ１１５は対物レンズ１１２と共働して結像光学系を構成する。接眼レンズ１１７は結像光学系によって結像された像の目視観察を可能にする。プリズム１１６は結像レンズ１１５からの光を接眼レンズ１１７に導く。吸収フィルター１１４は対物レンズ１１２と結像レンズ１１５の間に配置されている。吸収フィルター１１４は、蛍光観察のためのもので、標本１１１から発生する蛍光を選択的に透過し、不所望な光を遮断する。
【００１５】
顕微鏡１００は、標本１１１を照明するための照明装置を含んでいる。照明装置は、標本１１１を照明するための照明光学系を有している。照明光学系は、対物レンズ１１２を含んでいる。つまり照明光学系は、対物レンズ１１２を観察光学系と共有している。照明光学系はさらに、光源１２３とコレクターレンズ１２２と反射ミラー１２１と照明部１２０と視野絞り投影レンズ１１９と励起フィルター１１８とダイクロイックミラー１１３とを含んでいる。光源１２３は照明光（励起光）を発するためのものである。光源１２３は、これに限らないが、例えば水銀ランプで構成される。光源１２３は、水銀ランプのほかに、ハロゲンランプやＬＥＤやレーザーや赤外光源や紫外光源などで構成されてもよい。コレクターレンズ１２２は、光源１２３からの照明光を集めて反射ミラー１２１へ向かう照明光ビームを作り出す。反射ミラー１２１は、コレクターレンズ１２２からの照明光ビームを照明部１２０に向けて偏向する。照明部１２０は、光源１２３からの照明光で標本１１１を照明するためのものであり、標本１１１への照明光の伝搬を制御する。本実施形態の照明部１２０は反射型であり、照明光ビームの反射方向を変更することによって標本１１１への照明光の伝搬を許可または禁止する。照明部１２０は、好ましくは、二次元光量分布をもつ照明光で標本を照明する二次元照明素子で構成されている。本実施形態では、二次元照明素子はデジタル微小ミラー装置で構成されている。励起フィルター１１８は、標本１１１に適した励起光を選択的に透過し、不所望な光を遮断する。ダイクロイックミラー１１３は、対物レンズ１１２と吸収フィルター１１４の間に配置されている。ダイクロイックミラー１１３は、励起フィルター１１８からの励起光ビームを対物レンズ１１２に向けて反射する。ダイクロイックミラー１１３はまた、標本１１１から発生した蛍光を選択的に透過し、そのほかの不所望な光（標本１１１で反射された励起光など）を選択的に反射する。
【００１６】
照明装置はさらに、光量を検出するための光量検出部を備えている。本実施形態の光量検出部は、照明部１２０から標本１１１に向かう照明光の光量を検出する照明光検出系を備えている。照明光検出系は、ビームスプリッター１２４と収束レンズ１２５と光電変換デバイス１２６とを備えている。ビームスプリッター１２４は、照明部１２０と視野絞り投影レンズ１１９の間に配置されており、照明部１２０からダイクロイックミラー１１３へ向かう照明光ビームの一部を分岐させる。ビームスプリッター１２４は、これに限らないが、例えばハーフミラーで構成される。収束レンズ１２５は、ビームスプリッター１２４で分岐された照明光ビームを収束させて光電変換デバイス１２６に照射する。光電変換デバイス１２６は、入射した照明光の強度を反映した電気信号を出力する。光電変換デバイス１２６は、これに限らないが、例えば光電子増倍管やフォトダイオードで構成される。しかし、照明部１２０が二次元照明素子で構成されている場合には、光電変換デバイス１２６は、より好ましくは、二次元光量分布を検出するための二次元光量分布検出器で構成されるとよい。二次元光量検出素子は、これに限らないが、例えばＣＣＤやＣＭＯＳで構成される。
【００１７】
照明装置はさらに、光量検出部で検出された光量に基づいて照明部１２０を制御する制御部１２７を備えている。制御部１２７は、標本１１１を間欠的に照明するように照明部１２０を制御する。より詳しくは、制御部１２７は、光量検出部で検出された光量に基づいて照明時間を変更する。さらに、制御部１２７は、一定の周期で照明を開始するように照明部１２０を制御する。
【００１８】
図２は、照明部１２０であるデジタル微小ミラー装置１２０Ａを模式的に示している。図２に示されるように、デジタル微小ミラー装置１２０Ａは、複数の微小ミラー１２０ａを備えている。複数の微小ミラー１２０ａは、これに限らないが、例えばマトリックス状に配列されている。微小ミラー１２０ａは、これに限らないが、例えば矩形形状をしている。また微小ミラー１２０ａは、これに限らないが、例えば２０平方μｍ以下の面積を有している。微小ミラー１２０ａは、所定の角度α（例えば１０°）の範囲内で紙面に直交する軸の周りに揺動可能であり、オン位置とオフ位置の間で切り換え可能である。微小ミラー１２０ａは、オン位置では、照明光ビーム１３１を照明光学系の光軸Ａに沿って反射し、オフ位置では、照明光ビーム１３１を退避光軸１３２に沿って反射する。微小ミラー１２０ａは、オン位置とオフ位置の間を１０マイクロ秒台の応答速度で切り換え可能である。また、複数の微小ミラー１２０ａのオン位置とオフ位置の間の切り換え（すなわち微小ミラー１２０ａのオン・オフ）は独立に制御可能である。デジタル微小ミラー装置１２０Ａは、巨視的に見て、照明光学系の光軸Ａに対して垂直に配置されている。さらにデジタル微小ミラー装置１２０Ａは、標本１１１の反射光が投影される位置に配置されている。その結果、微小ミラー１２０ａによって照明光学系の光軸Ａに平行に反射された光ビームは対物レンズ１１２の軸（すなわち観察光学系の光軸）に平行に標本１１１に向けて照射される。
【００１９】
［作用］
図１において、光源１２３から発せられた照明光すなわち励起光の一部はコレクターレンズ１２２に入射して照明光ビームになる。照明光ビームは、反射ミラー１２１によって反射されて照明部１２０すなわちデジタル微小ミラー装置１２０Ａ（図２参照）に入射する。図２に示されるように、デジタル微小ミラー装置１２０Ａは、微小ミラー１２０ａのオン位置・オフ位置に従って照明光学系の光軸Ａまたは退避光軸１３２に沿って照明光ビームを反射する。つまり、オン位置の微小ミラー１２０ａは、これに入射した照明光ビームを照明光学系の光軸Ａに沿って反射して視野絞り投影レンズ１１９に方向付ける。また、オフ位置の微小ミラー１２０ａは、これに入射した照明光ビームを退避光軸１３２に沿って反射する。退避光軸１３２に沿って反射された照明光ビームは、装置外部に射出され、照明には使用されない。
【００２０】
図１において、デジタル微小ミラー装置１２０Ａから視野絞り投影レンズ１１９に向かう照明光ビームの一部は、ビームスプリッター１２４によって反射されて収束レンズ１２５に向かい、残りはビームスプリッター１２４を透過して視野絞り投影レンズ１１９に入射する。収束レンズ１２５に向かう照明光ビームは収束レンズ１２５によって収束されて光電変換デバイス１２６に入射する。光電変換デバイス１２６は入射した照明光を光電変換して、光量を反映した電気信号を制御部１２７に出力する。
【００２１】
ビームスプリッター１２４を透過した照明光ビームは、視野絞り投影レンズ１１９と励起フィルター１１８を透過し、ダイクロイックミラー１１３によって反射され、対物レンズ１１２を通って標本１１１に照射される。
【００２２】
標本１１１は、照明光すなわち励起光の照射に対応して観察光すなわち蛍光を発する。標本１１１から発生した観察光すなわち蛍光の一部は対物レンズ１１２に入射して観察光ビームになる。観察光ビームは、ダイクロイックミラー１１３と吸収フィルター１１４を透過し、結像レンズ１１５によって結像される。結像レンズ１１５によって結像された像は、プリズム１１６を介して接眼レンズ１１７によって観察され得る。
【００２３】
制御部１２７は、光量検出部で検出された光量すなわち光電変換デバイス１２６から出力される電気信号に基づいて照明部１２０を制御する。より詳しくは、制御部１２７は、デジタル微小ミラー装置１２０Ａのすべての微小ミラー１２０ａのオン・オフを同時に周期的に切り換える。
【００２４】
図３は、デジタル微小ミラー装置の微小ミラーのオン・オフを切り換えるタイミングを示している。図３から分かるように、制御部１２７は、一定の周期Ｔで繰り返し、デジタル微小ミラー装置１２０Ａのすべての微小ミラー１２０ａをオン位置に切り換えて照明を開始させる（照明オンにする）。さらに、照明の開始から時間ｔ１経過後に、デジタル微小ミラー装置１２０Ａのすべての微小ミラー１２０ａをオフ位置に切り換えて照明を停止させる（照明オフにする）。照明の停止から時間ｔ２（＝Ｔ−ｔ１）経過後すなわち先の照明の開始から時間Ｔ経過後に、再び照明を開始させる。これによって、標本１１１は間欠的に照明される。
【００２５】
さらに制御部１２７は、光電変換デバイス１２６から出力される電気信号に基づいて、照明している時間（照明オンの時間）ｔ１と照明を停止している時間（照明オフの時間）ｔ２の比率を変更する。つまり、制御部１２７は、検出された照明光の光量に基づいて、照明時間を変更する。例えば、照明が暗い場合には、より明るくするために、照明オンの時間を長くして照明オフの時間を短くする。反対に、照明が明るい場合には、より暗くするために、照明オンの時間を短くして照明オフの時間を長くする。
【００２６】
図４は、デジタル微小ミラー装置の制御のフローチャートである。以下、図４を参照しながらデジタル微小ミラー装置の制御について説明する。
【００２７】
あらかじめ制御部１２７に目標光量値を設定しておく（Ｓ１）。
【００２８】
まず、光電変換デバイス１２６によって光量値を取得する（Ｓ２）。
【００２９】
次に、取得した光量値と目標光量値の差分を計算する（Ｓ３）。つまり、取得した光量値と目標光量値とを比較する。
【００３０】
続いて、光量値の差分を用いて微分積分の計算を行なって制御信号を生成する（Ｓ４）。具体的には、光電変換デバイス１２６によって取得される光量値を目標光量値に等しくする制御信号を生成する。
【００３１】
制御信号に従ってデジタル微小ミラー装置１２０Ａを制御する（Ｓ５）。
【００３２】
具体的には、Ｓ３において取得した光量値と目標光量値の差分を計算した結果、検出した光量値が目標光量値より小さい場合（つまり照明が暗い場合）には、Ｓ４とＳ５において、照明オンの時間ｔ１を増加させて照明オフの時間ｔ２を減少させるフィードバック制御を行なう。また、検出した光量値が目標光量値より大きい場合（つまり照明が明るい場合）には、Ｓ４とＳ５において、照明オンの時間ｔ１を減少させて照明オフの時間ｔ２を増加させるフィードバック制御を行なう。これによって、デジタル微小ミラー装置１２０Ａの微小ミラー１２０ａによって光軸Ａに沿って反射された照明光ビームが標本１１１を照明する時間が適切に制御される。その結果、標本１１１が目標光量値で照明される。
【００３３】
取得した光量値と目標光量値の差分が非常に大きい場合には、照明時間の調整だけでは対応しきれないことが予想される。そのような事態の発生を避けるため、制御部１２７は、取得した光量値と目標光量値の差分が比較的大きい場合には、取得した光量値と目標光量値の差分が所定値以下になるように光源１２３の出力を制御する。
【００３４】
［効果］
本実施形態によれば、温度変化や電圧変化や光軸のズレなどの外的要因による光源１２３からの照明光の光量変化を照明部１２０（例えばデジタル微小ミラー装置１２０Ａ）によって補正できる。この結果、標本１１１に照射する照明光（励起光）の光量を一定に保つことができる。つまり、水銀ランプなどのリップル光量変化を補正して光量を一定に制御することが可能になる。また、光源点灯時のドリフトによる光量変化の影響を除去することができるため、光量が安定するまで長時間待つことなく像の観察を安定に行なうことが可能になる。
【００３５】
変形例
本変形例は、デジタル微小ミラー装置１２０Ａの微小ミラー１２０ａのオン・オフを独立に切り換える制御に向けられている。上述した実施形態では、デジタル微小ミラー装置１２０Ａのすべての微小ミラー１２０ａのオン・オフを同時に切り換えているが、本変形例では、デジタル微小ミラー装置１２０Ａの複数の微小ミラー１２０ａのオン・オフを独立に切り換える。このため、光電変換デバイス１２６がＣＣＤセンサーなどの二次元光量分布検出器で構成されている。
【００３６】
図５は、本変形例によるデジタル微小ミラー装置１２０Ａの制御を模式的に示している。図５に示されるように、デジタル微小ミラー装置１２０Ａは、縦横に配置された複数の微小ミラー１５３を備えている。また、二次元光量分布検出器１２６Ａは、縦横に配置された複数の微小光量検出部１２６ａを備えている。微小ミラー１５３と微小光量検出部１２６ａはそれぞれ同様に配列されており、互いに一対一で対応している。デジタル微小ミラー装置１２０Ａのある微小ミラー１５３によって照明光学系の光軸Ａに沿って反射された照明光ビームは、その微小ミラー１５３に対応した二次元光量分布検出器１２６Ａの微小光量検出部１２６ａに入射する。微小光量検出部１２６ａは、入射した照明光ビームの光量を反映した電気信号１５１を制御部１２７に出力する。
【００３７】
デジタル微小ミラー装置１２０Ａによって照明光学系の光軸Ａに沿って反射された照明光ビームは、デジタル微小ミラー装置１２０Ａの複数の微小ミラー１５３によって反射された照明光ビームの集合である。従って、標本１１１は、微小ミラー１５３を単位とする二次元光量分布をもつ照明光で照明される。照明光ビームの二次元光量分布は微小ミラー１５３の単位で調整可能である。二次元光量分布検出器１２６Ａは照明光ビームの二次元光量分布を検出する。
【００３８】
本変形例では、デジタル微小ミラー装置１２０Ａの微小ミラー１５３ごとに、言い換えれば二次元光量分布検出器１２６Ａの微小光量検出部１２６ａごとに、あらかじめ目標光量値を設定する。制御部１２７は、すべての微小光量検出部１２６ａのそれぞれについて、微小光量検出部１２６ａに入射する照明光ビームの光量を目標光量値に等しくする微小ミラー制御信号１５２をデジタル微小ミラー装置１２０Ａに送って、微小ミラー１５３をオン位置にしている時間（すなわち照明オンの時間）を適切な時間に調整する。つまり、制御部１２７は、微小ミラー１５３ごとに、照明のオンの時間を調整する。言い換えれば、制御部１２７は、照明光の照明時間を二次元光量分布の単位で調整する。これによって、デジタル微小ミラー装置１２０Ａによって照明光学系の光軸Ａに沿って反射された照明光ビームの光量分布にばらつきがある場合であっても、均一の光量分布の照明光ビームで標本１１１が照明される。
【００３９】
第二実施形態
［構成］
本実施形態は、照明装置を備えた別の顕微鏡に向けられている。図６は、本発明の第二実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。図６において、図１に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４０】
図６に示されるように、本実施形態の顕微鏡２００では、光量検出部が、第一実施形態の照明光検出系に代えて、観察光の光量を検出する観察光検出系を備えている。それ以外の構成は第一実施形態と同様である。
【００４１】
観察光検出系は、ビームスプリッター２２４と収束レンズ２２５と光電変換デバイス２２６とを備えている。
【００４２】
ビームスプリッター２２４は、吸収フィルター１１４と結像レンズ１１５の間に配置されており、吸収フィルター１１４から結像レンズ１１５へ向かう観察光ビームの一部を分岐させる。ビームスプリッター２２４は、これに限らないが、例えばハーフミラーで構成される。
【００４３】
収束レンズ２２５は、ビームスプリッター２２４で分岐された観察光ビームを収束させて光電変換デバイス２２６に照射する。
【００４４】
光電変換デバイス１２６は、入射した照明光の強度を反映した電気信号を出力する。光電変換デバイス１２６は、これに限らないが、例えば光電子増倍管やフォトダイオードで構成される。照明部１２０が二次元照明素子で構成されている場合には、光電変換デバイス１２６は、より好ましくは、二次元光量分布を検出するための二次元光量分布検出器で構成されるとよい。二次元光量検出素子は、これに限らないが、例えばＣＣＤやＣＭＯＳで構成される。
【００４５】
［作用］
標本１１１から発生した観察光すなわち蛍光の一部は、対物レンズ１１２に入射して観察光ビームになる。観察光ビームは、ダイクロイックミラー１１３と吸収フィルター１１４を透過する。吸収フィルター１１４を透過した観察光ビームの一部は、ビームスプリッター２２４によって反射されて収束レンズ２２５に向かい、残りはビームスプリッター２２４を透過して結像レンズ１１５に入射する。収束レンズ２２５に向かう観察光ビームは収束レンズ２２５によって収束されて光電変換デバイス２２６に入射する。光電変換デバイス２２６は入射した照明光を光電変換して、光量を反映した電気信号を制御部１２７に出力する。制御部１２７は、光量検出部で検出された光量すなわち光電変換デバイス２２６から出力される電気信号に基づいて照明部１２０を制御する。つまり、制御部１２７は、検出された観察光の光量に基づいて照明時間を変更する。さらに制御部１２７は、必要であれば、検出された観察光の光量に基づいて光源１２３を制御する。照明部１２０と光源１２３の制御の手法は第一実施形態と同様である。
【００４６】
［効果］
本実施形態によれば、標本１１１からの観察光（蛍光）の光量変化を照明部１２０（例えばデジタル微小ミラー装置１２０Ａ）によって補正できる。この結果、標本１１１からの観察光（蛍光）の光量を一定に保つことができる。これによって、対物レンズ１１２を変換可能な顕微鏡において、対物レンズの交換に起因するビームスプリッター２２４に入射する観察光の光量の変化を補正できる。つまり、対物レンズ１１２の変換に起因する光量変化の影響を補正することが可能になり、対物レンズ変換時の光源調整が不必要になる。
【００４７】
変形例
本変形例は、観察光ビームの光量分布の検出に向けられている。本変形例では、光量検出部の光電変換デバイス２２６が二次元光量分布検出器で構成されている。二次元光量分布検出器は複数の微小光量検出部を備えており、複数の微小光量検出部はそれぞれデジタル微小ミラー装置１２０Ａの複数の微小ミラー１２０ａに一対一で対応している。これによって、観察光の強度分布を検出することができる。さらに、検出した強度分布に基づいて、デジタル微小ミラー装置１２０Ａの複数の微小ミラー１２０ａを独立に制御してもよい。これによって、標本１１１の変化などによる観察像の変化に対し、標本１１１の特定部のみ光量を任意の量に変化させることができる。特に多重励起観察においては、領域に応じて照射する励起光の光量を変化させることによって、特定の領域からの蛍光の光量を所望の光量に例えば一定の光量にすることが可能になる。
【００４８】
第三実施形態
本実施形態は、照明装置を備えた別の顕微鏡に向けられている。図７は、本発明の第三実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。図７において、図１と図６に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４９】
図６に示されるように、本実施形態の顕微鏡３００では、光量検出部が、照明部１２０から標本１１１に向かう照明光の光量を検出する照明光検出系と、観察光の光量を検出する観察光検出系を備えている。照明光検出系は第一実施形態と同じ構成であり、ビームスプリッター１２４と収束レンズ１２５と光電変換デバイス１２６とを備えている。観察光検出系は第二実施形態と同じ構成であり、ビームスプリッター２２４と収束レンズ２２５と光電変換デバイス２２６とを備えている。制御部１２７は、光量検出部で検出された光量すなわち光電変換デバイス１２６から出力される電気信号と光電変換デバイス２２６から出力される電気信号とに基づいて照明部１２０を制御する。つまり、制御部１２７は、検出された照明光の光量と検出された観察光の光量とに基づいて照明時間を変更する。さらに制御部１２７は、必要であれば、検出された照明光の光量と検出された観察光の光量とに基づいて光源１２３を制御する。照明部１２０と光源１２３の制御の手法は第一実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態によれば、第一実施形態と同様に、温度変化や電圧変化や光軸のズレなどの外的要因による光源１２３からの照明光の光量変化を照明部１２０（例えばデジタル微小ミラー装置１２０Ａ）によって補正できる。これに加えて、第二実施形態と同様に、標本１１１からの観察光（蛍光）の光量変化を照明部１２０（例えばデジタル微小ミラー装置１２０Ａ）によって補正できる。さらには、照明光の光量変化と観察光（蛍光）の光量変化とを同時に補正することも可能である。
【００５１】
第四実施形態
本実施形態は、照明装置を備えた別の顕微鏡に向けられている。図８は、本発明の第四実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。図８において、図７に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００５２】
図８に示されるように、本実施形態の顕微鏡４００は、第三実施形態の顕微鏡３００の観察光学系を共焦点光学系に変更した構成となっている。このため、本実施形態の顕微鏡４００では、観察光学系は、第三実施形態の顕微鏡３００の構成に加えて、ピンホール４２８とリレーレンズ４２９とを備えている。ピンホール４２８は、観察光学系の中間結像面に位置しており、標本１１１内の観察点に対して共焦点の位置関係に配置されている。リレーレンズ４２９は、結像レンズ１１５によって結像された像を後方の別の位置に伝達する。これ以外の構成は第三実施形態と同様であり、従って制御部１２７の制御の手法も第三実施形態とまったく同じである。
【００５３】
本実施形態は第三実施形態と同じ利点を有している。さらに本実施形態では、光源１２３がレーザーで構成されている場合に、標本１１１に照射されるレーザー光の光量を補正することができる。これによって、レーザーの発振が安定するまで長時間待つ必要がなくなり、リップルなどの影響も除去できる。
【００５４】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【００５５】
例えば、上述した実施形態では、照明部１２０である二次元照明素子がデジタル微小ミラー装置で構成されているが、二次元照明素子は液晶素子で構成されてもよい。液晶素子は、例えばマトリックス状に配列された複数のセルを備えている。複数のセルは、それぞれ、入射する照明光の透過・遮断を独立に制御し得る。液晶素子で構成された照明部１２０は透過型であり、照明光ビームの透過・遮断をセルの単位で切り換えることによって標本１１１への照明光の伝搬を許可または禁止する。液晶素子の制御は、デジタル微小ミラー装置１２０Ａの制御と同様に行なえる。これによって、デジタル微小ミラー装置１２０Ａと同様に、標本１１１を一定の光量で照明することができる。さらに、第一変形例と同様に、光電変換デバイス１２６を二次元光量分布検出器で構成することによって、液晶素子を透過した照明光ビームの二次元光量分布をセルの単位で調整することもできる。言い換えれば、照明光の照明時間を二次元光量分布の単位で調整するができる
また、上述した実施形態では、蛍光観察用の顕微鏡について述べているが、顕微鏡の種類はこれに限定されない。顕微鏡は他の種類の顕微鏡であってもよい。例えば、顕微鏡は通常の反射型の顕微鏡や通常の透過型の顕微鏡であってもよい。その場合、観察光がそれぞれ反射光と透過光に変わるだけで、本発明の技術思想はそのまま適用できる。
【００５６】
結び
本発明は、ひとつには、顕微鏡用の照明装置に向けられており、以下の各項に列記する照明装置を含んでいる。
【００５７】
１．  本発明の照明装置は、照明光を発するための光源と、光源からの照明光で標本を照明するための照明部と、光量を検出するための光量検出部と、光量検出部で検出された光量に基づいて照明部を制御する制御部とを備えている。
【００５８】
２．  本発明の別の照明装置は、第１項において、制御部は、標本を間欠的に照明するように照明部を制御する。
【００５９】
３．  本発明の別の照明装置は、第２項において、制御部は、光量検出部で検出された光量に基づいて照明時間を変更する。
【００６０】
４．  本発明の別の照明装置は、第３項において、制御部は、一定の周期で照明を開始するように照明部を制御する。
【００６１】
５．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光源が水銀ランプで構成されている。
【００６２】
６．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光源がハロゲンランプで構成されている。
【００６３】
７．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光源がＬＥＤで構成されている。
【００６４】
８．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光源がレーザーで構成されている。
【００６５】
９．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光源が赤外光を発する赤外光源で構成されている。
【００６６】
１０．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光源が紫外光を発する紫外光源で構成されている。
【００６７】
１１．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光量検出部が、照明部から標本に向かう照明光の光量を検出する照明光検出系を備えている。
【００６８】
１２．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光量検出部が、観察光の光量を検出する観察光検出系を備えている。
【００６９】
１３．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光量検出部が、照明部から標本に向かう照明光の光量を検出する照明光検出系と、観察光の光量を検出する観察光検出系とを備えている。
【００７０】
１４．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光量検出部が光電子増倍管で構成されている。
【００７１】
１５．  本発明の別の照明装置は、第１項において、光量検出部がフォトダイオードで構成されている。
【００７２】
１６．  本発明の別の照明装置は、第１項において、照明部が、二次元光量分布をもつ照明光で標本を照明する二次元照明素子を備えている。
【００７３】
１７．  本発明の別の照明装置は、第１６項において、二次元照明素子がデジタル微小ミラー装置で構成されている。
【００７４】
１８．  本発明の別の照明装置は、第１６項において、二次元照明素子が液晶素子で構成されている。
【００７５】
１９．  本発明の別の照明装置は、第１６項において、光量検出部が、二次元光量分布を検出するための二次元光量分布検出器で構成されている。
【００７６】
２０．  本発明の別の照明装置は、第１９項において、二次元光量検出素子がＣＣＤで構成されている。
【００７７】
２１．  本発明の別の照明装置は、第１９項において、二次元光量検出素子がＣＭＯＳで構成されている。
【００７８】
２２．  本発明の別の照明装置は、第１項において、制御部は、照明光の光量を一定に保つように照明部を制御する。
【００７９】
２３．  本発明の別の照明装置は、第１９項において、制御部は、照明光の光量を一定に保つように照明部を制御する。
【００８０】
２４．  本発明の別の照明装置は、第１項において、制御部は、照明光の光量を任意に変化させるように照明部を制御する。
【００８１】
２５．  本発明の別の照明装置は、第１９項において、制御部は、照明光の光量を任意に変化させるように照明部を制御する。
【００８２】
２６．  本発明の別の照明装置は、第１項において、制御部は、標本から発生する蛍光の光量が一定に保たれるように照明部を制御する 。
【００８３】
２７．  本発明の別の照明装置は、第１９項において、制御部は、標本から発生する蛍光の光量が一定に保たれるように照明部を制御する。
【００８４】
２８．  本発明の別の照明装置は、第１項において、顕微鏡の観察光学系が共焦点光学系で構成されており、光源がレーザーで構成され、制御部は、レーザー光の光量を一定に保つように照明部を制御する。
【００８５】
２９．  本発明の別の照明装置は、第１６項において、顕微鏡の観察光学系が共焦点光学系で構成されており、光源がレーザーで構成され、制御部は、レーザー光の光量を一定に保つように照明部を制御する。
【００８６】
本発明は、ひとつには、照明装置を備えた顕微鏡に向けられており、以下の各項に列記する顕微鏡を含んでいる。
【００８７】
３０．  本発明の顕微鏡は、照明装置を備えており、照明装置は、照明光を発するための光源と、光源からの照明光で標本を照明するための照明部と、光量を検出するための光量検出部と、光量検出部で検出された光量に基づいて照明部を制御する制御部とを備えている。
【００８８】
３１．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、制御部は、標本を間欠的に照明するように照明部を制御するとともに、光量検出部で検出された光量に基づいて照明時間を変更する。
【００８９】
３２．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、光量検出部が、照明部から標本に向かう照明光の光量を検出する照明光検出系を備えている。
【００９０】
３３．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、光量検出部が、観察光の光量を検出する観察光検出系を備えている。
【００９１】
３４．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、光量検出部が、照明部から標本に向かう照明光の光量を検出する照明光検出系と、観察光の光量を検出する観察光検出系とを備えている。
【００９２】
３５．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、照明部が、二次元光量分布をもつ照明光で標本を照明する二次元照明素子を備えている。
【００９３】
３６．  本発明の別の顕微鏡は、第３５項において、光量検出部が、二次元光量分布を検出するための二次元光量分布検出器で構成されている。
【００９４】
３７．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、制御部は、照明光の光量を一定に保つように照明部を制御する。
【００９５】
３８．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、制御部は、照明光の光量を任意に変化させるように照明部を制御する。
【００９６】
３９．  本発明の別の顕微鏡は、第３０項において、制御部は、標本から発生する蛍光の光量が一定に保たれるように照明部を制御する。
【００９７】
本発明は、ひとつには、顕微鏡によって観察される標本の照明方法に向けられており、以下の各項に列記する照明方法を含んでいる。
【００９８】
４０．  本発明の照明方法は、標本を照明光で間欠的に照明するとともに、照明光と観察光の少なくとも一方の光量を検出し、検出した光量に基づいて照明時間を変更する。
【００９９】
４１．  本発明の別の照明方法は、第４０項において、照明光の光量を検出し、検出した照明光の光量に基づいて照明時間を変更する。
【０１００】
４２．  本発明の別の照明方法は、第４０項において、観察光の光量を検出し、検出した観察光の光量に基づいて照明時間を変更する。
【０１０１】
４３．  本発明の別の照明方法は、第４０項において、照明光の光量と観察光の光量とを検出し、検出した照明光の光量と観察光の光量とに基づいて照明時間を変更する。
【０１０２】
４４．  本発明の別の照明方法は、第４０項において、二次元光量分布をもつ照明光で標本を照明する。
【０１０３】
４５．  本発明の別の照明方法は、第４４項において、照明光と観察光の少なくとも一方の二次元光量分布を検出し、検出した二次元光量分布に基づいて照明光の照明時間を二次元光量分布の単位で変更する。
【０１０４】
４６．  本発明の別の照明方法は、第４０項において、照明光の光量を一定に保つように照明時間を変更する。
【０１０５】
４７．  本発明の別の照明方法は、第４０項において、照明光の光量を任意に変化させるように照明時間を変更する。
【０１０６】
４８．  本発明の別の照明方法は、第４０項において、標本から発生する蛍光の光量が一定に保たれるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第一実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。
【図２】図１に示された照明部であるデジタル微小ミラー装置を模式的に示している。
【図３】デジタル微小ミラー装置の微小ミラーのオン・オフを切り換えるタイミングを示している。
【図４】デジタル微小ミラー装置の制御のフローチャートである。
【図５】本変形例によるデジタル微小ミラー装置１２０Ａの制御を模式的に示している。
【図６】本発明の第二実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。
【図７】本発明の第三実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。
【図８】本発明の第四実施形態の顕微鏡の構成を概略的に示している。
【符号の説明】
【０１０８】
１００…顕微鏡、１１０…ステージ、１１１…標本、１１２…対物レンズ、１１３…ダイクロイックミラー、１１４…吸収フィルター、１１５…結像レンズ、１１６…プリズム、１１７…接眼レンズ、１１８…励起フィルター、１１９…視野絞り投影レンズ、１２０…照明部、１２０Ａ…デジタル微小ミラー装置、１２０ａ…微小ミラー、１２１…反射ミラー、１２２…コレクターレンズ、１２３…光源、１２４…ビームスプリッター、１２５…収束レンズ、１２６…光電変換デバイス、１２６Ａ…二次元光量分布検出器、１２６ａ…微小光量検出部、１２７…制御部、１３１…照明光ビーム、１３２…退避光軸、１５１…電気信号、１５２…微小ミラー制御信号、１５３…微小ミラー、２００…顕微鏡、２２４…ビームスプリッター、２２５…収束レンズ、２２６…光電変換デバイス、３００…顕微鏡、４００…顕微鏡、４２８…ピンホール、４２９…リレーレンズ。
【図１】
2005316162.tif 000003
【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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