(57)【要約】【課題】照明装置の小型化を図りながら、レーザ光の波長選択性の自由度を向上させることのできる走査型レーザ顕微鏡装置及び顕微鏡用照明装置を提供すること。【解決手段】異なる複数の波長を有するレーザ光を発生する光源部１と、レーザ光を２つの光路に分割する分割光学系２と、分割された一方のレーザ光の光路Ｌ１に設けられ、該レーザ光から標本を励起するための所定の波長成分の光を選択する第１の音響光学装置３と、分割された他方のレーザ光の光路Ｌ２に設けられ、該レーザ光から標本に刺激を与えるための所定の波長成分の光を選択する第２の音響光学装置４と、第１の音響光学装置３からのレーザ光を、対物レンズを介して標本の所定の観察面上で２次元的に走査する観察用走査光学系５１と、第２の音響光学装置４からのレーザ光を、対物レンズを介して標本に照射する刺激用光学系５２とを具備する走査型レーザ顕微鏡装置を提供する。【選択図】図１
2007127740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の波長を有するレーザ光を発生する光源部と、
前記レーザ光を２つの光路に分割する分割手段と、
分割された一方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から標本を励起するための所定の波長成分の光を選択する観察用波長選択手段と、
分割された他方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から前記標本に刺激を与えるための所定の波長成分の光を選択する刺激用波長選択手段と、
前記観察用波長選択手段からのレーザ光を、対物レンズを介して標本の所定の観察面上で２次元的に走査する観察用走査光学系と、
前記刺激用波長選択手段からのレーザ光を、前記対物レンズを介して前記標本に照射する刺激用光学系と
を具備する走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項２】
前記分割手段と前記観察用走査光学系との間の光路に観察用調光手段が設けられ、
前記分割手段と前記刺激用光学系との間の光路に刺激用調光手段が設けられている請求項１に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項３】
前記分割手段が、分割比率を可変とする請求項１または請求項２に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項４】
前記分割手段が、前記分割比率を波長毎に異ならせる請求項３に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項５】
前記光源部が、
互いに異なる波長のレーザ光を発する複数のレーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられた各レーザ光の光路を合成する光路合成手段と
を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項６】
前記分割手段が、
各レーザ光源の各々と前記光路合成手段との間に設けられ、各レーザ光の偏光方向を可変とする複数の偏光可変手段と、
前記光路合成手段により合成されたレーザ光を入射させる偏光ビームスプリッタと
を具備する請求項５に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項７】
前記偏光可変手段の各々が、光軸を中心として回転可能なλ／２板である請求項６に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項８】
前記偏光ビームスプリッタからのレーザ光の偏光方向を前記観察用波長選択手段に応じて修正する観察用偏光修正手段、及び、前記レーザ光の偏光方向を前記刺激用波長選択手段に応じて修正する刺激用偏光修正手段の少なくともいずれか一方を備える請求項７に記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項９】
前記標本を励起するためだけに用いられる波長のレーザ光を発する少なくとも１つの観察用レーザ光源と、
前記分割手段と前記観察用波長選択手段との間に設けられ、前記分割手段からのレーザ光の光路と前記観察用レーザ光源からのレーザ光の光路とを合成する光路合成手段と
を具備する請求項１から請求項８のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項１０】
前記標本に刺激を与えるためだけに用いられる波長のレーザ光を発する少なくとも１つの刺激用レーザ光源と、
前記分割手段と前記刺激用波長選択手段との間に設けられ、前記分割手段からのレーザ光の光路と前記刺激用レーザ光源からのレーザ光の光路とを合成する光路合成手段と
を具備する請求項１から請求項９のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項１１】
前記分割手段で分割されたそれぞれの光路上に、シャッタ手段を備える請求項１から請求項１から請求項１０のいずれかに記載の走査型レーザ顕微鏡装置。
【請求項１２】
異なる複数の波長を有するレーザ光を発生する光源部と、
前記レーザ光を２つの光路に分割する分割手段と、
分割された一方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から標本を励起するための所定の波長成分の光を選択する観察用波長選択手段と、
分割された他方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から前記標本に刺激を与えるための所定の波長成分の光を選択する刺激用波長選択手段と
を具備する顕微鏡用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型レーザ顕微鏡装置に係り、特に、走査型レーザ顕微鏡装置に好適な照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光観察を行うための観察用レーザ光を光軸に垂直な面内で走査させる第１のレーザ走査光学系と、光刺激用のレーザ光を標本平面の任意の領域に照射させる第２のレーザ走査光学系とを備える走査型レーザ顕微鏡が知られている。
また、走査型レーザ顕微鏡において、同一のレーザ光源から発せられたレーザ光を観察用の走査光学系と光刺激用のレーザ走査光学系との双方に対して導入するようにした走査型レーザ顕微鏡が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０６７４２号公報（図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の走査型レーザ顕微鏡では、１つの光源から複数の光学系へレーザ光を導入することができるため、照明装置の小型化を図ることができる。しかしながら、１つの光源装置から観察用の走査光学系と光刺激用の走査光学系とに導入されるレーザ光は同一波長に限られるため、観察用と光刺激用とで異なる波長のレーザ光を使用することができず、波長選択性に乏しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、照明装置の小型化を図りながら、レーザ光の波長選択性の自由度を向上させることのできる走査型レーザ顕微鏡装置及び顕微鏡用照明装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、異なる複数の波長を有するレーザ光を発生する光源部と、前記レーザ光を２つの光路に分割する分割手段と、分割された一方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から標本を励起するための所定の波長成分の光を選択する観察用波長選択手段と、分割された他方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から前記標本に刺激を与えるための所定の波長成分の光を選択する刺激用波長選択手段と、前記観察用波長選択手段からのレーザ光を、対物レンズを介して標本の所定の観察面上で２次元的に走査する観察用走査光学系と、前記刺激用波長選択手段からのレーザ光を、前記対物レンズを介して前記標本に照射する刺激用光学系とを具備する走査型レーザ顕微鏡装置を提供する。
【０００７】
このような構成によれば、光源部により発せられた異なる複数の波長を有するレーザ光は、分割手段により２つの光路に分割される。分割された一方の光は、観察用波長選択手段により所定の波長成分の光が選択されて観察用走査光学系に導かれる。これにより、観察用波長選択手段により選択された波長成分の光が、対物レンズを介して標本の所定の観察面上で２次元的に走査されることとなる。一方、分割手段により分割された他方の光は、刺激用波長選択手段により所定に波長成分の光が選択されて刺激用光学系に導かれる。これにより、刺激用波長選択手段により選択された波長成分の光が、対物レンズを介して標本の所定の位置に照射され、光刺激を与える。ここで、刺激用光学系は、スポット的に刺激を与えるものであってもよく、所定の領域に２次元的に刺激レーザ光を走査して刺激を与えるものであってもよい。
【０００８】
この場合において、観察用走査光学系及び刺激用光学系に導かれるレーザ光は、いずれも同一の光源部から発せられたものであるので、光源部を各光学系に対してそれぞれ設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。また、複数の波長を含むレーザ光から観察用、刺激用に用いる光を適宜選択して使用することができるので、波長選択の自由度を高めることが可能となる。
【０００９】
上記の発明においては、前記分割手段と前記観察用走査光学系との間の光路に観察用調光手段が設けられ、前記分割手段と前記刺激用光学系との間の光路に刺激用調光手段が設けられていてもよい。
【００１０】
このような構成によれば、分割手段により分割された一方のレーザ光は、観察用調光手段により光強度が調節されて観察用走査光学系へ導かれ、分割手段により分割された他方のレーザ光は、刺激用調光手段により光強度が調節されて、刺激用走査光学系へ導かれる。このように、観察用、刺激用それぞれにおいて光強度を調節する調光手段を備えるので、各光強度の自由度を高めることができる。
上記観察用調光手段は、観察用波長選択手段の前段或いは後段のどちらに設けられていてもよく、同様に、上記刺激用調光手段は、刺激用波長選択手段の前段及び後段のどちらに設けられていてもよい。
【００１１】
上記の発明においては、前記分割手段が、分割比率を可変としてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、観察用波長選択手段へ導くレーザ光の光強度と刺激用波長選択手段へ導くレーザ光の光強度とをアプリケーションに応じて適宜調節することが可能となる。
【００１３】
上記の発明においては、前記分割手段が、前記分割比率を波長毎に異ならせることとしてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、観察用波長選択手段へ導くレーザ光の光強度と刺激用波長選択手段へ導くレーザ光の光強度とをアプリケーションに応じて波長毎に適宜調節することが可能となる。
【００１５】
上記の発明においては、前記光源部が、互いに異なる波長のレーザ光を発する複数のレーザ光源と、前記レーザ光源から発せられた各レーザ光の光路を合成する光路合成手段とを備えることとしてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、複数のレーザ光源から発せられた互いに異なる波長のレーザ光は、それぞれ光路合成手段により合成されて分割手段へ導かれることとなる。この場合において、各波長のレーザ光を発する複数のレーザ光源を備えているので、光路合成手段により合成された光路上の光は複数の波長を含むことなり、これらの波長を適宜選択して観察や光刺激に用いることにより、多種多様なアプリケーションに対応することができる。
【００１７】
上記の発明においては、前記分割手段が、各レーザ光源の各々と前記光路合成手段との間に設けられ、各レーザ光の偏光方向を可変とする複数の偏光可変手段と、前記光路合成手段により合成されたレーザ光を入射させる偏光ビームスプリッタとを備えていてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、互いに異なる波長のレーザ光を発するレーザ光源から発せられた各レーザ光は、偏光可変手段によりそれぞれ偏光方向が変更された後、光路合成手段に導かれ、光路が合成される。合成後のレーザ光は偏光ビームスプリッタに導かれ、各波長のレーザ光が偏光方向に応じた分割比率によって２つの方向へ分割されて後段の光学系へ導かれる。
これにより、偏光可変手段が好適な偏光方向にレーザ光を偏光させることにより、各レーザ光を好適な比率でそれぞれ分割することが可能となる。
【００１９】
上記の発明においては、前記偏光可変手段の各々を、光軸を中心として回転可能なλ／２板としてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、非常に簡単な構成により、各波長のレーザ光を任意の方向に偏光させることが可能となる。これにより、偏光方向を３６０°自由に変化させることができるので、上述の偏光ビームスプリッタにおける各波長のレーザ光の分割比率を自由に変えることができる。更に、λ／２板を用いて偏光方向を変化させることで、アライメントのズレをなくすことができる。
【００２１】
上記の発明においては、前記偏光ビームスプリッタからのレーザ光の偏光方向を前記観察用波長選択手段に応じて修正する観察用偏光修正手段、及び、前記レーザ光の偏光方向を前記刺激用波長選択手段に応じて修正する刺激用偏光修正手段の少なくともいずれか一方を更に備えることとしてもよい。
【００２２】
偏光ビームスプリッタから出力されるレーザ光は、各光路においてその偏光が９０°ずれたものとなる。このような場合に、偏光ビームスプリッタから出力されるレーザ光の偏光方向を後段に設けられている光学系に応じて変化させる観察用偏光修正手段或いは刺激用偏光修正手段を備えるので、レーザ光を各波長選択手段へ好適な偏光方向で入射させることが可能となる。
【００２３】
上記の発明においては、前記標本を励起するためだけに用いられる波長のレーザ光、換言すると、観察にのみ用いられる波長のレーザ光を発する少なくとも１つの観察用レーザ光源と、前記分割手段と前記観察用波長選択手段との間に設けられ、前記分割手段からのレーザ光の光路と前記観察用レーザ光源からのレーザ光の光路とを合成する光路合成手段とを備えていてもよい。
【００２４】
このように、標本を励起するためだけに用いられる波長のレーザ光を発する観察用レーザ光については、そのレーザ光を観察用波長選択手段の直前において、分割手段からのレーザ光と合成することにより、減衰の少ない光を観察用波長選択手段へ導くことが可能となる。また、このように構成することで、刺激用波長選択手段に対して、光刺激に無関係な波長のレーザ光が入射されることを防止することができる。
【００２５】
上記の発明においては、前記標本に刺激を与えるためだけに用いられる波長のレーザ光を発する少なくとも１つの刺激用レーザ光源と、前記分割手段と前記刺激用波長選択手段との間に設けられ、前記分割手段からのレーザ光の光路と前記刺激用レーザ光源からのレーザ光の光路とを合成する光路合成手段とを備えていてもよい。
【００２６】
このように、標本に光刺激を与えるためだけに用いられる波長のレーザ光を発する刺激用レーザ光については、そのレーザ光を刺激用波長選択手段の直前において、分割手段からのレーザ光と合成することにより、減衰の少ない光を刺激用波長選択手段へ導くことが可能となる。また、このように構成することで、観察用波長選択手段に対して、標本の励起に無関係な波長のレーザ光が入射されることを防止することができる。
【００２７】
上記の発明においては、前記分割手段で分割されたそれぞれの光路上に、シャッタ手段を備えていてもよい。
【００２８】
このような構成とすることで、観察用波長選択手段及び刺激用波長選択手段に入射させるレーザ光を自由にオンオフさせることが可能となる。更に、シャッタを観察用走査光学系及び刺激用光学系の制御に同期してオンオフさせることにより、必要なタイミングで、レーザ光を効率よく後段の光学系へ供給することができる。
【００２９】
本発明は、異なる複数の波長を有するレーザ光を発生する光源部と、前記レーザ光を２つの光路に分割する分割手段と、分割された一方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から標本を励起するための所定の波長成分の光を選択する観察用波長選択手段と、分割された他方のレーザ光の光路に設けられ、該レーザ光から前記標本に刺激を与えるための所定の波長成分の光を選択する刺激用波長選択手段とを具備する顕微鏡用照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、照明装置の小型化を図りながら、レーザ光の波長選択性の自由度を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置は、共焦点走査型レーザ顕微鏡であって、図１及び図２に示されるように、照明装置（顕微鏡用照明装置）１００と、該照明装置１００の後段に配置される蛍光顕微鏡本体２００（図２参照）とを備えている。
【００３２】
前記照明装置１００は、光源部１と、分割光学系（分割手段）２と、第１の音響光学装置（観察用波長選択手段及び観察用調光手段）３と、第２の音響光学装置（刺激用波長選択手段及び刺激用調光手段）４とを備えている。
【００３３】
光源部１は、異なる複数の波長を有するレーザ光を発するものであり、具体的には、互いに異なる波長のレーザ光を発するレーザ光源５、６と、レーザ光源５、６から発せられた各レーザ光の光路を合成する光路合成部７とを備えている。光路合成部７は、例えば、ダイクロイックミラーである。
光源部１において、各レーザ光源５、６の出射口の近傍には、光シャッタ８がそれぞれ設けられている。この光シャッタ８を開閉することにより、必要のない波長のレーザ光を遮断することが可能となる。また、符合９は、レーザ光源６からのレーザ光を光路合成部７へ導くミラーである。
【００３４】
分割光学系２は、光源部１から出射された同軸上のレーザ光を２つの光路Ｌ１、Ｌ２に分割するものであり、本実施形態では、ビームスプリッタ２１が採用される。
【００３５】
第１の音響光学装置３は、分割光学系２により分割された一方のレーザ光の光路Ｌ１に設けられている。第１の音響光学装置３は、該一方のレーザ光を入射させ、このレーザ光から標本を励起するための所定の波長成分の光を選択するとともに、その光強度を調節する。
第２の音響光学装置４は、分割光学系２により分割された他方のレーザ光の光路Ｌ２、つまり、上記第１の音響光学装置３が設けられた光路Ｌ１とは別の光路に設けられている。第２の音響光学装置４は、該他方のレーザ光を入射させ、このレーザ光から標本に刺激を与えるための所定の波長成分の光を選択するとともに、該レーザ光の光強度を調節する。符号１０は、例えば、ミラーである。
また、分割光学系２と第１の音響光学装置３との間、及び、分割光学系２と第２の音響光学装置４との間には、光シャッタ１３，１４が設けられている。この光シャッタ１３，１４が後段に設けられた観察用走査光学系５１、刺激用走査光学系５２の動作に同期して開閉することにより、観察が行われない間、また、刺激が行われない間においてレーザ光を遮断することが可能となる。
【００３６】
上記第１の音響光学装置３と後述する蛍光顕微鏡本体２００が備える観察用走査光学系５１とは、光ファイバ１１を介して接続されている。また、上記第２の音響光学装置４と後述する蛍光顕微鏡本体２００が備える刺激用走査光学系５２とは、光ファイバ１２を介して接続されている。なお、上述した照明装置１００内における各光学素子も適宜、光ファイバにより接続されていても良い。これにより、レーザ光を高い効率で伝播させることができる。
【００３７】
蛍光顕微鏡本体２００は、図２に示すように、光ファイバ１１を介して入力された観察用レーザ光を標本Ａの焦点面上に２次元的に走査させて照射する観察用走査光学系５１と、光ファイバ１２を介して入力された標本Ａに光刺激を与えるための刺激用レーザ光を標本の焦点面上に２次元的に走査させて照射する刺激用走査光学系５２と、標本からの反射光や蛍光を検出する検出光学系５３と、コンピュータ５４とを備えている。
【００３８】
観察用走査光学系５１は、ダイクロイックミラー５５、第１の走査光学ユニット５６、リレーレンズ５７及びミラー５８を備えて構成される。第１の走査光学ユニット５６は、例えば、互いに直交する軸線回りに揺動可能な２枚のガルバノミラー５６ａ，５６ｂを対向配置してなる、いわゆる近接ガルバノミラーである。
刺激用走査光学系５２は、第２の走査光学ユニット５９、リレーレンズ６０及びダイクロイックミラー６１を備えて構成される。第２の走査光学ユニット５９は、例えば、互いに直交する軸線回りに揺動可能な２枚のガルバノミラー５９ａ，５９ｂを対向配置してなる、いわゆる近接ガルバノミラーである。ダイクロイックミラー６１は、観察用レーザ光の波長より長い波長の光を透過すると共に、刺激用レーザ光の波長を反射する特性を有している。
【００３９】
ダイクロイックミラー６１によって合成された合成レーザ光の光路上には、結像レンズ６２、対物レンズ６３が設けられている。標本Ａは、昇降可能なステージ６４上に載せられている。また、上記リレーレンズ５７及び６０の焦点位置は、結像レンズ６２の焦点位置と一致するように配置されている。
【００４０】
上記検出光学系５３は、上記観察用走査光学系５１のダイクロイックミラー５５の分岐光路上に配置されている。この検出光学系５３は、測光フィルタ６５、共焦点レンズ６６、共焦点ピンホール６７及び光電変換素子６８、Ａ／Ｄ変換器６９を備えて構成される。
【００４１】
コンピュータ５４は、Ａ／Ｄ変換器６９から出力される輝度データに基づいて画像データを作成し、この画像データをモニタに表示することで、標本Ａにおける任意の観察面の状態をユーザに提供する。また、コンピュータ５４は、図１に示した照明装置１００に対して制御指令を与えるとともに、蛍光顕微鏡本体２００が備える各部を制御する。
【００４２】
このように構成された本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置において、図１に示した照明装置１００に対して図２に示したコンピュータ５４から観察開始の制御指令が与えられると、レーザ光源５，６は光の出射を開始するとともに、光シャッタ８、及び光シャッタ１３が開状態とされ、一方、この時点では光刺激を行わないために、光シャッタ１４は閉状態とされる。
【００４３】
これにより、各レーザ光源５，６から出射された互いに異なる波長のレーザ光は、光シャッタ８等を介して光路合成部７へ導かれ、合成される。合成された互いに異なる複数の波長を有するレーザ光は、分割光学系２であるビームスプリッタ２１により２つの光路Ｌ１，Ｌ２に分岐される。分岐された一方のレーザ光は光路Ｌ１を進みミラー１０を介して第１の音響光学装置３に入射され、分岐された他方のレーザ光は光路Ｌ２を進み、光シャッタ１４にて遮断される。
第１の音響光学装置３は、コンピュータ５４からの制御指令に基づいて、観察用に用いられる所定の波長成分のレーザ光を選択し、更に、選択したレーザ光を観察に適した光強度に調節して出力する。
【００４４】
第１の音響光学装置３から出射された所定波長成分のレーザ光（以下「観察用レーザ光」という。）は、光ファイバ１１を介して図２に示す観察用走査光学系５１のダイクロイックミラー５５を介して第１の走査光学ユニット５６に導かれ、任意の方向に偏向走査される。この観察用レーザ光は、更に、リレーレンズ５７、ミラー５８、ダイクロイックミラー６１、結像レンズ６２、対物レンズ６３を介して、ステージ６４上に固定された標本Ａの断面上に集光され、断面内で二次元に走査される。
【００４５】
標本Ａには、観察用レーザ光の波長によって励起される蛍光指示薬が導入されており、断面内でレーザ光が２次元的に走査されることにより、蛍光指示薬が励起されて蛍光を生じる。対物レンズ６３により捕らえられた蛍光は、上記観察用レーザ光と同じ光路を逆向きに進み、対物レンズ６３、結像レンズ６２、ダイクロイックミラー６１を透過し、ミラー５８、リレーレンズ５７、第１の走査光学ユニット５６を介してダイクロイックミラー５５へ導かれる。ダイクロイックミラー５５は、観察用レーザ光の波長より長い波長の光を反射する特性となっており、これにより上記蛍光はダイクロイックミラー５５により反射され、検出光学系５３へ導入される。
【００４６】
検出光学系５３において、蛍光は、測光フィルタ６５により特定の波長の光が選択透過され、さらに共焦点レンズ６６、共焦点ピンホール６７により断面からの光のみが選択されて、光電変換素子６８へ入射され、電気信号に変換される。光電変換素子６８の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器６９へ導かれ、コンピュータ５４に供給される。コンピュータ５４は検出光学系５３からのディジタル信号に基づいて画像データを作成し、この画像データをモニタに出力する。これにより、標本Ａの断面の蛍光画像（蛍光輝度の２次元分布）がユーザに提供されることとなる。
【００４７】
このような蛍光観察が行われている最中において、コンピュータ５４から光刺激を開始する制御指令が図１に示した照明装置１００に与えられると、光路Ｌ２上に設けられた光シャッタ１４が開状態となり、光路Ｌ２のレーザ光が第２の音響光学装置４に入射する。
第２の音響光学装置４は、コンピュータ５４からの制御指令に基づいて、刺激用に用いられる所定の波長成分のレーザ光を選択し、更に、選択したレーザ光を光刺激に適した光強度に調節して出力する。
【００４８】
第２の音響光学装置４から出射された所定波長成分のレーザ光（以下「刺激用レーザ光」という。）は、光ファイバ１２を介して図２に示す刺激用走査光学系５２の第２の走査光学ユニット５９に導かれ、任意の方向に偏向走査される。この刺激用レーザ光は、更に、リレーレンズ６０、ダイクロイックミラー６１に導かれ、ここで観察用レーザの光軸と合成されて、結像レンズ６２、対物レンズ６３を介してステージ上６４に固定された標本Ａの断面上に集光されて断面内で二次元に走査される。これにより、標本Ａの断面に対して光刺激が行われる。
光刺激終了時においては、コンピュータ５４から照明装置１００に対して光刺激終了を示す制御指令が与えられる。これにより、光シャッタ１４が閉状態となることにより、刺激用走査光学系５２への光刺激レーザの導入が遮断される。また、観察終了時には、コンピュータ５４から照明装置１００に対して観察終了を示す制御指令が与えられる。これにより、各レーザ光源５，６がレーザ光の出力を停止し、また、光シャッタ８，１３，１４が閉状態となり、照明装置１００からの光出射が停止することとなる。
【００４９】
また、上述した観察中、ならびに光刺激中において、コンピュータ５４から第１の音響光学装置３、第２の音響光学装置４に対して選択波長を切り替える指令や、光強度を切り替える指令等が与えられる。第１の音響光学装置３、第２の音響光学装置４は、この指令に基づいて選択波長や光強度を変更する。これにより、今までとは異なる波長、光強度の観察用レーザ光や、刺激用レーザ光を蛍光顕微鏡本体２００に入射させることが可能となる。
【００５０】
以上説明してきたように、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置によれば、観察用走査光学系５１及び刺激用光学系５２に導かれるレーザ光は、いずれも同一の光源部１から発せられたものであるので、光源部１を各光学系に対してそれぞれ設ける必要がなく、装置の小型化を図ることができる。
また、複数の波長を含むレーザ光から観察用、刺激用に用いる光を適宜選択して使用することができるので、波長選択の自由度を高めることが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態においては、分割光学系２が１つのビームスプリッタ２１からなることとしたが、これに代えて、図３に示すように、分割比率を連続的に変更可能な反射型のＮＤフィルタ２２により構成しても良い。図３では、回転角度に応じて分割比率がそれぞれ異なるＮＤフィルタ２２を採用しており、このＮＤフィルタ２２の回転をモータ２３により駆動することで、光軸Ｌに配置するＮＤフィルタ２２の分割比率を変更する構成としている。
【００５２】
また、本実施形態に係る分割光学系２は、図１に示したビームスプリッタ２１に代えて、図４に示すように、互いに分割比率の異なる複数のビームスプリッタ２１ａ乃至２１ｃを備える構成としても良い。この場合、光軸上に配置するビームスプリッタ２１ａ乃至２１ｃを切り替えることにより、光路Ｌ１，Ｌ２に分岐させるレーザ光の強度を自由に切り替えることが可能となる。
図４では、レーザの光軸Ｌに交差するようにガイド２４を設け、このガイド２４に、互いに分割比率の異なる複数のビームスプリッタ２１ａ乃至２１ｃを所定の間隔で一列に配置した光学系を移動可能に配置した構成としている。このような構成によれば、ガイドに沿って、光学系を移動させることにより、所望の分割比率を有するビームスプリッタ２１ａ乃至２１ｃを光軸Ｌ上に配置することで、レーザ光の分割比率を自由に変更することができる。
【００５３】
また、上記ビームスプリッタの一部をミラーにすることにより、光路Ｌ１にのみレーザ光を導くことが可能となる。更に、ビームスプリッタの一部をミラー等が何も設置されていない空間にすることにより、光を一方向にのみ導くことが可能となる。この場合、当該光学系を光軸Ｌからはずすことにより、光路Ｌ２にのみレーザ光を導くようにしても良い。
【００５４】
更に、分割光学系２として、図４に示したビームスプリッタ２１ａ乃至２１ｃを備える光学系に代えて、図５に示すように、互いに透過率の異なるダイクロイックミラー２１ｄ乃至２１ｆを備える光学系を用いるようにしても良い。
また、この場合における各ダイクロイックミラー２１ｄ乃至２１ｆの透過比率の一例を表１に示す。ここでは、光源部１が波長４０５ｎｍのレーザ光を出射するレーザ光源２０ａ、波長４８８ｎｍのレーザ光を出射するレーザ光源２０ｂ、波長５４３ｎｍのレーザ光を出射するレーザ光源２０ｃを備えた場合における各ダイクロイックミラー２１ｄ乃至２１ｆの透過率の一例を示している。
【００５５】
【表１】
2007127740.tif 000003
【００５６】
図５に示すように、ビームスプッタ２１ａ乃至２１ｃに代えて、ダイクロイックミラー２１ｄ乃至２１ｆを用いることにより、波長毎に分割比率を変えることが可能となる。これにより、分割光学系２における強度調整の自由度をさらに向上させることができる。
【００５７】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置について図６を参照して説明する。
本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置は、照明装置１００における分割光学系２の構成が、図１に示した第１の実施形態に係る分割光学系２と異なる。
具体的には、本実施形態に係る分割光学系２は、図１に示したビームスプリッタ２１に代えて、レーザ光源５，６と光路合成部７との間に設けられ、各レーザ光の偏光方向を可変とする複数の偏光装置（偏光可変手段）２５ａ，２５ｂと、光路合成部７により合成されたレーザ光を入射させる偏光ビームスプリッタ２６とを備えている。
【００５８】
このような構成においては、互いに異なる波長のレーザ光を発するレーザ光源５，６から発せられた各レーザ光は、偏光装置２５ａ，２５ｂによりそれぞれ偏光方向が変更された後、光路合成部７に導かれて合成される。合成後のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ２６へ導かれ、各波長のレーザ光が、偏光方向に応じた分割比率によって２つの光路Ｌ１，Ｌ２へ分岐されて後段の第１の音響光学装置３や第２の音響光学装置４へ導かれる。
【００５９】
上述の偏光装置２５ａ，２５ｂとしては、例えば、光軸を中心として回転可能なλ／２板を採用することが可能である。図６では、λ／２板の回転をモータ２７により駆動することとした場合を一例として示している。
【００６０】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、各レーザ光源５，６から出射された互いに異なる波長のレーザ光の偏光方向を３６０°自由に変化させることができるので、後段に設けられている偏光ビームスプリッタ２６における各波長のレーザ光の分割比率を自由に変えることができる。
【００６１】
また、偏光装置２５ａ，２５ｂとして光軸を中心として回転可能なλ／２板を採用することにより、非常に簡単な構成にて、各レーザ光源５，６から出射された異なる波長のレーザ光をそれぞれ任意の方向に偏光させることが可能となる。更に、単一のガラス基板で構成され、平行度を確保しやすいλ／２板を用いて偏光方向を変化させることで、アライメントのズレをなくすことができる。
【００６２】
なお、図６に示した分割光学系２の構成によると、偏光ビームスプリッタ２６により分割された各レーザ光の偏光面は、９０°ずれることとなる。つまり、分割後における一方のレーザ光の偏光面と、他方のレーザ光の偏光面とは垂直に交わることとなる。
従って、図１に示すように、分割光学系２によって分割されたレーザ光が入射される装置として音響光学装置３，４を採用した場合、入射させるレーザ光の偏光方向を音響光学装置に応じて好適な方向に修正する必要が生ずる。
そこで、分割光学系２によって分岐された各光路に、レーザ光の偏光を後段に設けられた装置に応じて修正する偏光修正光学系を設けることとしている。
【００６３】
図７は、偏光ビームスプリッタ２６により分割された光路Ｌ１に、偏光方向を好適な方向に修正する偏光修正光学系２８を設けた場合を示している。偏光修正光学系２８としては、例えば、２枚のミラー２８ａ，２８ｂを所定の反射角度に組み合わせた構成とする。このような構成によれば、光の減衰などを抑え、最適な偏光方向でレーザ光を第１の音響光学装置３に入射させることができる。
なお、偏光ビームスプリッタ２６により分割されたレーザ光が、既に、後段に設けられた光学系に対して好適な偏光とされる場合、或いは、分割後における偏光面を考慮して予め後段の光学系が配置されていた場合には、上記偏光修正光学系２８は不要となる。
【００６４】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置について説明する。
図８は、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置の照明装置の構成を示す図である。この図において、図１に示した第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態においては、観察にしか用いられない波長のレーザ光を発する観察用光源部１６と、刺激用にしか用いられない波長のレーザ光を発する刺激用光源部１７とを備えている。また、本実施形態に係る光源部１´には、観察及び刺激の両方に用いられる波長のレーザ光を発するレーザ光源５´，６´が設けられている。
【００６５】
分割光学系２と光シャッタ１３との間には、分割光学系２からのレーザ光の光路Ｌ１と観察用光源部１６からのレーザ光の光路Ｌ３とを合成する光路合成部１８が設けられている。また、分割光学系２と光シャッタ１４との間には、分割光学系２からのレーザ光の光路Ｌ２と刺激用光源部１７からのレーザ光の光路Ｌ４とを合成する光路合成部１９が設けられている。これら光路合成部１８，１９は、例えば、ダイクロイックミラーである。また、図８において、符号３１，３２は、ミラーである。
【００６６】
本実施形態において、観察用光源部１６は、互いに異なる波長のレーザ光を出射するレーザ光源３３，３４と、レーザ光源３３，３４から発せられた各レーザ光の光路を合成する光路合成部３５とを備えている。光路合成部３５は、例えば、ダイクロイックミラーである。観察用光源部１６において、各レーザ光源３３，３４の出射口の近傍に、光シャッタ（図示略）がそれぞれ設けられていても良い。この光シャッタを開閉することにより、必要のない波長のレーザ光を遮断することが可能となる。また、符合３６は、レーザ光源３４からのレーザ光を光路合成部３５へ導くミラーである。
【００６７】
同様に、刺激用光源部１７は、互いに異なる波長のレーザ光を出射するレーザ光源３７，３８と、レーザ光源３７，３８から発せられた各レーザ光の光路を合成する光路合成部３９とを備えている。光路合成部３９は、例えば、ダイクロイックミラーである。刺激用光源部１７において、上述と同様の理由で、各レーザ光源３７，３８の出射口の近傍に、光シャッタ（図示略）がそれぞれ設けられていても良い。また、符合４０は、レーザ光源３８からのレーザ光を光路合成部３９へ導くミラーである。
【００６８】
このような構成において、レーザ光源５´，６´から出射されたレーザ光は、光路合成部７により合成された後、分割光学系２へ導かれ、２つの光路Ｌ１，Ｌ２に分割される。
一方、レーザ光源３３，３４から出射された観察にのみ用いられる波長のレーザ光は、光路合成部３５により光路が合成された後、ミラー３１を介して光路Ｌ１に設けられた光路合成部１８に導かれる。光路合成部１８において、レーザ光源５´，６´から出射されたレーザ光の光路Ｌ１と、観察用光源部１６から出射されたレーザ光の光路Ｌ３とが合成され、合成後のレーザ光が光シャッタ１３を介して第１の音響光学装置３へ導かれる。
【００６９】
同様に、レーザ光源３７，３８から出射された光刺激にのみ用いられる波長のレーザ光は、光路合成部３９により光路が合成された後、ミラー３２を介して光路Ｌ２に設けられた光路合成部１９に導かれる。光路合成部１９において、レーザ光源５´，６´から出射されたレーザ光の光路Ｌ２と、刺激用光源部１７から出射されたレーザ光の光路Ｌ４とが合成され、合成後のレーザ光が光シャッタ１４を介して第２の音響光学装置４へ導かれる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置によれば、観察及び光刺激の両方に用いられる波長のレーザ光に関しては、観察用走査光学系５１及び刺激用走査光学系５２の双方において共通の光源部１´を用いるとともに、いずれか一方にのみ用いられる波長のレーザ光については、各音響光学装置３，４の前段において、光源部１からのレーザ光に合成されることにより、減衰の少ないレーザ光を音響光学装置３，４へ入射させることが可能となる。これにより、照明装置の小型化を図りながらも、必要な強度を持つレーザ光を用いた観察、光刺激を実現させることが可能となる。また、このように構成することで、第１の音響光学装置３に対して、標本の励起に無関係な波長のレーザ光が入射されることを防止することができ、その逆の事象も防止することが可能となる。
【００７１】
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、上記実施形態では、波長選択機能及び調光機能の両方の機能を備える装置として音響光学装置を採用したが、これに代えて、波長選択機能のみを有する装置と調光機能のみを有する装置をそれぞれ別個に設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置の照明装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る蛍光顕微鏡本体の概略構成を示す図である。
【図３】図１に示した分割光学系の他の構成例を示す図である。
【図４】図１に示した分割光学系の他の構成例を示す図である。
【図５】図１に示した分割光学系の他の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置の照明装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る偏光修正光学系の概略構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る走査型レーザ顕微鏡装置の照明装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  光源部
２  分割光学系（分割手段）
３  第１の音響光学装置（観察用波長選択手段及び観察用調光手段）
４  第２の音響光学装置（刺激用波長選択手段及び刺激用調光手段）
５，６，５´，６´，３３，３４，３７，３８  レーザ光源
７，１８，１９，３５，３９  光路合成部（光路合成手段）
８，１３，１４  光シャッタ
１１，１２  光ファイバ
５１  観察用走査光学系
５２  刺激用走査光学系
５４  コンピュータ
１００  照明装置
２００  蛍光顕微鏡本体
Ａ  標本
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  光路
【図１】
2007127740.tif 000004
【図２】
2007127740.tif 000005
【図３】
2007127740.tif 000006
【図４】
2007127740.tif 000007
【図５】
2007127740.tif 000008
【図６】
2007127740.tif 000009
【図７】
2007127740.tif 000010
【図８】
2007127740.tif 000011