蛍光顕微鏡装置及び焦点検出装置
【課題】本発明は、蛍光試薬の種類に依らずに高精度な焦点検出を行うことを目的とする。
【解決手段】本発明の蛍光顕微鏡装置は、対物レンズ（１２）を介して蛍光試料（０）へ励起光を照射し、その蛍光試料で発生した蛍光を前記対物レンズを介して検出する観察用光学系（２）と、前記対物レンズを介して前記蛍光試料へ焦点検出用の光を照射し、その蛍光試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系（３）と、前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える第１切換手段（２０１）とを備える。
【解決手段】本発明の蛍光顕微鏡装置は、対物レンズ（１２）を介して蛍光試料（０）へ励起光を照射し、その蛍光試料で発生した蛍光を前記対物レンズを介して検出する観察用光学系（２）と、前記対物レンズを介して前記蛍光試料へ焦点検出用の光を照射し、その蛍光試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系（３）と、前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える第１切換手段（２０１）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズの焦点検出機能を備えた蛍光顕微鏡装置、及び焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、生体顕微鏡に搭載されるスリット投影式の焦点検出装置が開示されている。スリット投影式の焦点検出装置は、特許文献１の図１に示すとおり、照明されたスリット（特許文献１の符号２２）からの射出光を対物レンズ（特許文献１の符号１２）の瞳の一部のみへ投光する。このとき標本（特許文献１の符号１８）上にはスリット像が形成され、標本上で反射した光は対物レンズの瞳の他の一部を介してＣＣＤ（特許文献１の符号３０）上にスリット像を形成する。この状態で対物レンズのデフォーカス量（対物レンズの焦点面と標本表面との位置関係）が変化すると、スリット像の形成位置がＣＣＤ上で移動する。よって、スリット投影式の焦点検出装置は、そのＣＣＤの出力信号に応じてデフォーカス信号を生成する。
【０００３】
このように、対物レンズを介して焦点検出用の光（ＡＦ光）を標本へ照射する焦点検出装置は、顕微鏡の中で観察像を生成するための光学系（観察用光学系）への影響を防ぐために、ＡＦ光の波長を観察光の波長域（可視光域）から外れた波長（例えば近赤外波長）に設定している。
【特許文献１】特開２００４−７０２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この焦点検出装置を使用して蛍光観察を行った場合、標本を染色した蛍光試薬の種類に依っては焦点検出精度が低下する可能性のあることが判明した。
【０００５】
そこで本発明は、蛍光試薬の種類に依らずに高精度な焦点検出を行うことのできる蛍光顕微鏡装置、及びその蛍光顕微鏡装置に好適な焦点検出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】
本発明の蛍光顕微鏡装置は、対物レンズを介して蛍光試料へ励起光を照射し、その蛍光試料で発生した蛍光を前記対物レンズを介して検出する観察用光学系と、前記対物レンズを介して前記蛍光試料へ焦点検出用の光を照射し、その蛍光試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える第１切換手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
なお、前記観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、前記第１切換手段は、前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換してもよい。
【０００８】
また、本発明の蛍光顕微鏡装置は、前記観察用光学系が照射する励起光の波長である励起波長と、前記観察用光学系が検出する蛍光の波長である観察波長との組み合わせを、互いに異なる少なくとも２種類の組み合わせの間で切り換える第２切換手段を更に備えてもよい。
【０００９】
また、前記観察用光学系の励起光路と観察光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、前記第２切換手段は、前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換してもよい。
【００１０】
また、前記第１切換手段は、前記第２切換手段に連動してもよい。
【００１１】
また、前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長であってもよい。
【００１２】
また、本発明の焦点検出装置は、対物レンズを介して試料へ焦点検出用の光を照射し、その試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
なお、前記試料の観察に供される観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、前記切換手段は、前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換してもよい。
【００１４】
また、前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、蛍光試料に使用された蛍光試薬の種類に依らずに高精度な焦点検出を行うことのできる蛍光顕微鏡装置、及びその蛍光顕微鏡装置に好適な焦点検出装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［実施形態］
以下、蛍光顕微鏡装置の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、蛍光顕微鏡装置の構成図である。図１に示すとおり、蛍光顕微鏡装置には観察用光学系３と、焦点検出用光学系２と、第一対物レンズ１２と、ステージ４０と、入力部４３と、駆動部１０８と、駆動部１０９と、駆動部２０２と、ＣＰＵ４１と、メモリ４２とが備えられる。なお、第一対物レンズ１２は、倍率の異なる複数種類の第一対物レンズの間で交換可能であってもよい。
【００１８】
ステージ４０上には被観察物０として、スライドガラス１５及びカバーガラス１４に挟まれた標本１１２が載置されている。標本１１２は、蛍光試薬Ａ〜Ｄの何れかで染色された生体試料を含む液体である。蛍光試薬Ａ〜Ｄの詳細は後述する。
【００１９】
観察用光学系３には、観察用照明光学系１０２と、ホイール１０１と、観察用結像光学系３８とが備えられる。
【００２０】
ホイール１０１は、４つのホイール番地１〜４を有しており、ホイール番地１〜４には、ユーザの用意した互いに種類の異なる蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４が個別に装填される。これら蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の詳細は後述する。
【００２１】
ホイール１０１が駆動部１０８によって駆動されると、有効なホイール番地がホイール番地１〜４の間で切り替わり、これによって観察用光学系３の光路に挿入される蛍光フィルタブロックが蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の間で切り替わる。
【００２２】
蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の各々には、図１に示すとおりバリアフィルタ（ＢＡフィルタ）１０６、励起フィルタ（ＥＸフィルタ）１０７、ダイクロイックミラー１００が設けられている。
【００２３】
焦点検出用光学系２には、焦点検出用照明光学系５と、スライダー２０１と、焦点検出用結像光学系７とが備えられる。
【００２４】
スライダー２０１は、２つのスライダー番地１、２を有しており、それらのスライダー番地１、２には、蛍光顕微鏡装置の製造者が用意した互いに種類の異なるＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２が個別に装着されている。これらＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の詳細は後述する。
【００２５】
スライダー２０１が駆動部１０９によって駆動されると、有効なスライダー番地がスライダー番地１、２の間で切り替わり、これによって焦点検出用光学系２の光路に挿入されるＡＦフィルタブロックがＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の間で切り替わる。
【００２６】
ＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の各々には、図１に示すとおりＸフィルタ１１０、Ｙフィルタ１１１、ダイクロイックミラー１６が設けられている。
【００２７】
なお、図１に示した入力部４３は、ユーザが蛍光顕微鏡装置へ各種の指示を入力するときに操作されるマウスやキーボードなどである。入力される指示の１つには、ホイール１０１の駆動指示がある。ホイール１０１の駆動指示が入力される際には、駆動先ホイール番地も一緒に入力される。
【００２８】
また、入力部４３は、ユーザが蛍光顕微鏡装置へ各種のデータを入力するときにも使用される。入力されるデータの１つには、ホイール１０１の登録データ、すなわちホイール番地１〜４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の特性データがある。図１に示したＣＰＵ４１は、この入力部４３から入力された指示やデータに応じて蛍光顕微鏡装置の各部を制御する。
【００２９】
図２は、蛍光顕微鏡装置の光学系部分を詳しく示す図である。図２において図１に示す要素と同じ要素には同じ符号が付されている。ここでは、ホイール番地１及びスライダー番地１がそれぞれ有効である（つまり蛍光フィルタブロック１０４−１及びＡＦフィルタブロック１０５−１がそれぞれ光路に挿入されている）場合の光路を説明する。
【００３０】
図２に示すとおり観察用光学系３には、少なくとも蛍光試薬Ａ〜Ｄの励起波長と同じ波長成分を含んだ光を射出する光源（例えば、水銀ランプ、白色レーザなど）１０２ａと、コレクタレンズ１０２ｂ、１０２ｃと、蛍光フィルタブロック１０４−１と、第二対物レンズ３８ａと、リレーレンズ３８ｂと、少なくとも４００ｎｍ〜８５０ｎｍの波長域に感度を有する撮像素子３８ｃとが配置される。このうち光源１０２ａからコレクタレンズ１０２ｃまでの要素が観察用照明光学系１０２を構成し、第二対物レンズ３８ａから撮像素子３８ｃまでの要素が観察用結像光学系３８を構成する。
【００３１】
一方、焦点検出用光学系２には、少なくとも後述する２種類のＡＦ光と同じ波長成分を含んだ光を射出する光源（例えば、白色ＬＥＤなど）５ａと、コレクタレンズ５ｂと、スリット板５ｃと、コレクタレンズ５ｄと、瞳制限マスク５ｅと、ハーフミラー５ｆと、ＡＦフィルタブロック１０５−１と、第二対物レンズ７ａと、リレー用レンズ７ｂと、瞳制限マスク７ｃと、リレー用レンズ７ｄと、シリンドリカルレンズ７ｅと、少なくとも後述する２種類のＡＦ光の波長域に感度を有するラインセンサ７ｄとが配置される。なお、ラインセンサの代わりに撮像素子が使用されてもよい。このうち光源５ａから瞳制限マスク５ｅまでの要素が焦点検出用照明光学系５を構成し、第二対物レンズ７ａからラインセンサ７ｄまでの要素が焦点検出用結像光学系７を構成する。
【００３２】
観察用光学系３の光源１０２ａから射出した光は、コレクタレンズ１０２ｂ、１０２ｃを介してＥＸフィルタ１０７へ入射する。入射した光の一部の波長成分がＥＸフィルタ１０７を透過し、励起光としてダイクロイックミラー１００へ入射する。その励起光は、ダイクロイックミラー１００で反射した後にＹフィルタ１１１を透過し、ダイクロイックミラー１６へ入射し、そのダイクロイックミラー１６を透過する。その励起光は、第一対物レンズ１２を介して被観察物０へ入射し、標本１１２に含まれる蛍光物質を励起する。標本１１２で発生した蛍光は、第一対物レンズ１２を介してダイクロイックミラー１６へ入射し、ダイクロイックミラー１６を透過する。その蛍光は、Ｙフィルタ１１１を透過した後にダイクロイックミラー１００へ入射し、ダイクロイックミラー１００を透過する。その蛍光は、ＢＡフィルタ１０６を透過し、第二対物レンズ３８ａ、リレーレンズ３８ｂを介して撮像素子１８ｃへ入射し、撮像素子１８ｃ上に標本１１２の蛍光像を形成する。
【００３３】
撮像素子１８ｃの出力信号は、図１のＣＰＵ４１経由で不図示のモニタへ出力される。ユーザは、そのモニタ上で標本１１２の蛍光像を観察することができる。
【００３４】
一方、焦点検出用光学系２の光源５ａから射出した光は、コレクタレンズ５ｂ、スリット板５ｃ、コレクタレンズ５ｄ、瞳制限マスク５ｅ、ハーフミラー５ｆを介してＸフィルタ１１０へ入射する。入射した光の一部の波長成分がＸフィルタ１１０を透過し、ＡＦ光としてダイクロイックミラー１６へ入射する。そのＡＦ光は、ダイクロイックミラー１６で反射し、第一対物レンズ１２を介して被観察物０へ入射し、カバーガラス１４の表面にスリット像を形成する。カバーガラス１４の表面で反射したＡＦ光は、第一対物レンズ１２を介してダイクロイックミラー１６へ入射し、そのダイクロイックミラー１６で反射する。そのＡＦ光は、Ｘフィルタ１１０を透過し、ハーフミラー５ｆ、第二対物レンズ７ａ、リレー用レンズ７ｂ、瞳制限マスク７ｃ、リレー用レンズ７ｄ、シリンドリカルレンズ７ｅを介してラインセンサ７ｄへ入射し、ラインセンサ７ｄ上にスリット板５ｃのスリット像を形成する。
【００３５】
ここで、ラインセンサ７ｄの長手方向とスリット像の長手方向とは交差しており、ラインセンサ７ｄにおけるスリット像の位置は、第一対物レンズ１２のデフォーカス量（対物レンズの焦点面と標本表面との位置関係）に応じてラインセンサ７ｄの長手方向へ移動する。
【００３６】
ラインセンサ７ｄの出力信号は、不図示の信号処理回路によってデフォーカス信号に変換されてから図１のＣＰＵ４１経由で駆動部２０２へ入力される。駆動部２０２は、そのデフォーカス信号に応じてステージ４０を上下動させることにより、被観察物０に対する第一対物レンズ１２の焦点調節を行う。
【００３７】
図３は、ホイール番地１〜４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４を詳しく説明する図である。蛍光フィルタブロック１０４−１は、蛍光試薬Ａの使用時に使用される蛍光フィルタブロックであり、蛍光フィルタブロック１０４−２は、蛍光試薬Ｂの使用時に使用される蛍光フィルタブロックであり、蛍光フィルタブロック１０４−３は、蛍光試薬Ｃの使用時に使用される蛍光フィルタブロックであり、蛍光フィルタブロック１０４−４は、蛍光試薬Ｄの使用時に使用される蛍光フィルタブロックである。
【００３８】
図４は蛍光試薬Ａの特性を示す図であり、図５は蛍光試薬Ｂの特性を示す図であり、図６は蛍光試薬Ｃの特性を示す図であり、図７は蛍光試薬Ｄの特性を示す図である。各図中、符号ＳEで示すのは蛍光試薬の吸収スペクトルであり、符号ＳFで示すのは蛍光試薬の発光スペクトルである。
【００３９】
図４（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ａの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は４８９ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は５０８ｎｍである。
【００４０】
図５（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ｂの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は５１４ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は５２７ｎｍである。
【００４１】
図６（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ｃの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は５９０ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は６１５ｎｍである。
【００４２】
図７（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ｄの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は７３５ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は７７９ｎｍである。
【００４３】
これらの図４、図５、図６、図７を比較すると明らかなとおり、蛍光試薬Ａ、Ｂ、Ｃの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFは可視光域内（７００ｎｍ以下）に略収まっているのに対し、蛍光試薬Ｄの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFは可視光域内（７００ｎｍ以下）に収まらず、近赤外域（７００ｎｍ超）に及ぶ。従来の焦点検出装置において焦点検出精度が低下するのは、このような蛍光試薬Ｄを使用したときであった。
【００４４】
図８はホイール番地１に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１の特性を示す図であり、図９はホイール番地２に装填された蛍光フィルタブロック１０４−２の特性を示す図であり、図１０はホイール番地３に装填された蛍光フィルタブロック１０４−３の特性を示す図であり、図１１はホイール番地４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−４の特性を示す図である。各図中、符号ＥＸで示すのがＥＸフィルタ１０７の分光透過特性であり、符号ＢＡで示すのがＢＡフィルタ１０６の分光透過特性であり、符号ＤＣで示すのがダイクロイックミラー１００の分光透過特性である（ダイクロイックミラー１００の分光透過特性において透過率がゼロである波長域は、反射波長域である。）。
【００４５】
なお、図８には蛍光試薬Ａの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示し、図９には蛍光試薬Ｂの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示し、図１０には蛍光試薬Ｃの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示し、図１１には蛍光試薬Ｄの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示した。
【００４６】
図８（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−１のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ａの吸収波長域の主要部に相当する波長域（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−１のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ａの発光波長域の主要部に相当する波長域（５１０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−１のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ａの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ａの発光波長域の主要部との境界に相当する波長（５０５ｎｍ）に設定されている。
【００４７】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−１には、励起光の波長を蛍光試薬Ａに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ａに適した波長域に設定する機能がある。
【００４８】
また、図９（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−２のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ｂの吸収波長域の主要部に相当する波長域（４９０ｎｍ〜５１０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−２のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ｂの発光波長域の主要部に相当する波長域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−２のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ｂの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ｂの発光波長域の主要部と境界に相当する波長（５１５ｎｍ）に設定されている。
【００４９】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−２には、励起光の波長を蛍光試薬Ｂに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ｂに適した波長域に設定する機能がある。
【００５０】
また、図１０（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−３のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ｃの吸収波長域の主要部に相当する波長域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−３のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ｃの発光波長域の主要部に相当する波長域（６００ｎｍ〜６６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−３のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ｃの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ｂの発光波長域の主要部との境界に相当する波長（５９５ｎｍ）に設定されている。
【００５１】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−３には、励起光の波長を蛍光試薬Ｃに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ｃに適した波長域に設定する機能がある。
【００５２】
また、図１１（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−４のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ｄの吸収波長域の主要部に相当する波長域（６７０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−４のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ｄの発光波長域の主要部に相当する波長域（７７０ｎｍ〜８５０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−４のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ｄの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ｄの発光波長域の主要部との境界に相当する波長（７５０ｎｍ）に設定されている。
【００５３】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−４には、励起光の波長を蛍光試薬Ｄに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ｄに適した波長域に設定する機能がある。
【００５４】
図１２は、スライダー番地１、２に装填されたＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２を詳しく説明する図である。
【００５５】
図１３は、ＡＦフィルタブロック１０５−１の特性を示す図であり、図１４は、ＡＦフィルタブロック１０５−２の特性を示す図である。各図中、符号Ｙで示すのはＹフィルタ１１１の分光透過特性であり、符号Ｘで示すのはＸフィルタ１１０の分光透過特性であり、符号ＤＣで示すのがダイクロイックミラー１６の分光透過特性である（ダイクロイックミラー１６の分光透過特性において透過率がゼロである波長域は、反射波長域である。）。
【００５６】
図１３（及び図１２）から明らかなとおり、ＡＦフィルタブロック１０５−１のＸフィルタ１１０は、近赤外域（７３０ｎｍ〜７７０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−１のダイクロイックミラー１６は、近赤外域（７３０ｎｍ〜７７０ｎｍ）の光を反射し、それ以外の光を透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−１のＹフィルタ１１１は、近赤外域よりも短い波長域（７００ｎｍ以下）の光を選択的に透過する機能がある。
【００５７】
したがって、ＡＦフィルタブロック１０５−１には、（１）ＡＦ光の波長を近赤外域に設定し、（２）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０から焦点検出用結像光学系７へ向かうのを防ぎ、（３）ＡＦ光が観察用光学系３へ入射するのを防ぎ、（４）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０と観察用光学系３との間で行き交うのを妨げない、という機能がある。このような特性のＡＦフィルタブロック１０５−１は、蛍光試薬Ａ、Ｂ、Ｃの何れかと共に使用されるべきものである。
【００５８】
一方、図１４（及び図１２）から明らかなとおり、ＡＦフィルタブロック１０５−２のＸフィルタ１１０は、緑光域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−２のダイクロイックミラー１６は、緑光域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を反射し、それ以外の光を透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−２のＹフィルタ１１１は、緑光域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）以外の光を選択的に透過する機能がある。
【００５９】
したがって、ＡＦフィルタブロック１０５−２には、（１）ＡＦ光の波長を緑光域に設定し、（２）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０から焦点検出用結像光学系７へ向かうのを防ぎ、（３）ＡＦ光が観察用光学系３へ入射するのを防ぎ、（４）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０と観察用光学系３との間で行き交うのを妨げない、という機能がある。このような特性のＡＦフィルタブロック１０５−２は、蛍光試薬Ｄと共に使用されるべきものである。
【００６０】
ここで仮に、蛍光試薬Ｄの使用時（つまり蛍光フィルタブロック１０４−４の使用時）にＡＦフィルタブロック１０５−１を使用してしまった場合は、蛍光フィルタブロック１０４−４によって設定される観察光の波長域（７７０ｎｍ〜８５０ｎｍ）と、ＡＦフィルタブロック１０５−１によって設定されるＡＦ光の波長域（７３０ｎｍ〜７７０ｎｍ）とが重複するので、ＡＦフィルタブロック１０５−１は、観察光の一部（ＡＦ光と同じ波長の成分）がＡＦ光と共に焦点検出用結像光学系７へ入射するのを防ぐことができない。この場合、ラインセンサ７ｄ上に不要なスポット像（第一対物レンズ１２のデフォーカス量に応じて移動しない不要なスポット像）が形成されてしまうので、ラインセンサ７上のスリット像の位置を高精度に検出することができなくなる。この問題は、従来の焦点検出装置では回避できなかった。
【００６１】
しかし、本実施形態の蛍光顕微鏡装置は、ＡＦフィルタブロックをＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の間で切り替えることが可能なので、蛍光試薬Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの何れかが使用されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−１を使用し、蛍光試薬Ｄが使用されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−２を使用する、といった切り換え使用を行えば、観察光の波長域とＡＦ光の波長域との重複を避けることができるので、焦点検出精度の低下は生じない。
【００６２】
したがって、ＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の切り換えさえ適切に行われれば、蛍光試薬の種類に依らず常にピントの合った蛍光像が生成されることになる。
【００６３】
図１５は、メモリ４２が格納している登録テーブルの内容を示す図である。なお、登録テーブルは、入力部４３を介してユーザが入力した登録データに基づきＣＰＵ４１が予め作成したものである。
【００６４】
図１５に示すとおり、登録テーブルには、ホイール番地１〜４の波長特性を示す情報と、ホイール番地１〜４の各々の適正スライダー番地を示す情報とが格納されている。
【００６５】
ホイール番地１の波長特性は、ホイール番地１に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を５０５ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「５０５」となる。
【００６６】
ホイール番地２の波長特性は、ホイール番地２に装填された蛍光フィルタブロック１０４−２のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を５１５ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「５０５」となる。
【００６７】
ホイール番地３の波長特性は、ホイール番地３に装填された蛍光フィルタブロック１０４−３のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を５９５ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「５９５」となる。
【００６８】
ホイール番地４の波長特性は、ホイール番地４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−４のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を７５０ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「７５０」となる。
【００６９】
また、ホイール番地１の適正スライダー番地は、ホイール番地１が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地１に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−１は蛍光試薬Ａの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ａの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−１であり、その装着先はスライダー番地１である。よって、ホイール番地１の適正スライダー番地は「１」となる。
【００７０】
また、ホイール番地２の適正スライダー番地は、ホイール番地２が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地２に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−２は蛍光試薬Ｂの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ｂの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−１であり、その装着先はスライダー番地１である。よって、ホイール番地２の適正スライダー番地も「１」となる。
【００７１】
また、ホイール番地３の適正スライダー番地は、ホイール番地３が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地３に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−３は蛍光試薬Ｃの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ｃの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−１であり、その装着先はスライダー番地１である。よって、ホイール番地３の適正スライダー番地も「１」となる。
【００７２】
また、ホイール番地４の適正スライダー番地は、ホイール番地４が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地４に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−４は蛍光試薬Ｄの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ｄの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−２であり、その装着先はスライダー番地２である。よって、ホイール番地４の適正スライダー番地は「２」となる。
【００７３】
図１６は、ホイール１０１の駆動に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。
【００７４】
ステップＳ１１：ＣＰＵ４１は、ホイール１０１の駆動指示及び駆動先ホイール番地がユーザから入力されたか否かを判別する。ユーザは、蛍光試薬Ａを使用するときには駆動先ホイール番地として「１」を入力し、蛍光試薬Ｂを使用するときには駆動先ホイール番地として「２」を入力し、蛍光試薬Ｃを使用するときには駆動先ホイール番地として「３」を入力し、蛍光試薬Ｄを使用するときには駆動先ホイール番地として「４」を入力する。ＣＰＵ４１は、駆動指示及び駆動ホイール番地が入力された場合にはステップＳ１２へ移行し、入力されない場合には待機する。
【００７５】
ステップＳ１２：ＣＰＵ４１は、現時点で有効なホイール番地（駆動元ホイール番地）を駆動部１０８経由でチェックし、メモリ４２に格納された登録テーブル上で、その駆動元ホイール番地に対応付けられた適正スライダー番地（Ａ）をチェックする。
【００７６】
ステップＳ１３：ＣＰＵ４１は、メモリ４２に格納された登録テーブル上で、ユーザの入力した駆動先ホイール番地に対応付けられた適正スライダー番地（Ｂ）をチェックする。
【００７７】
ステップＳ１４：ＣＰＵ４１は、適正スライダー番地（Ａ）と適正スライダー番地（Ｂ）とが同じであるか否かを判別し、同じである場合はステップＳ１６へ移行し、異なる場合はステップＳ１５へ移行する。
【００７８】
ステップＳ１５：ＣＰＵ４１は、駆動部１０９へ指示を与えることによりスライダー２０１を駆動し、適正スライダー番地（Ｂ）を有効にしてからステップＳ１６へ移行する。
【００７９】
ステップＳ１６：ＣＰＵ４１は、駆動部１０８へ指示を与えることによりホイール１０１を駆動し、駆動先ホイール番地を有効とし、フローを終了する。
【００８０】
以上のフローによれば、蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の切り換えと、ＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の切り換えとが連動する。具体的には、蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−３の何れかが光路に挿入されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−１が自動的に光路に挿入され、蛍光フィルタブロック１０４−４が光路に挿入されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−２が自動的に光路に挿入される。
【００８１】
したがって、蛍光顕微鏡装置のユーザは、蛍光フィルタブロック１０４−〜１０４−４の切り換えさえ適切に行えば、蛍光試薬の種類に依らず常にピントの合った蛍光像を観察することができる。
【００８２】
図１７は、登録テーブルの作成に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。
【００８３】
ステップＳ２１：ＣＰＵ４１は、番地数ｉを初期値（１）に設定する。
【００８４】
ステップＳ２２：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉに装填された蛍光フィルタブロック１０４−ｉのダイクロイックミラー１００の分離波長ｌiの数値をユーザに入力させる。なお、ＣＰＵ４１は、数値を入力させる代わりに蛍光フィルタブロックの種類を入力させ、その種類から分離波長を推定してもよい。
【００８５】
ステップＳ２３：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉが有効とされたときに設定される観察光の最長波長Ｌiを、例えばＬ＝ｌi＋１００ｎｍの式により推定する。
【００８６】
ステップＳ２４：ＣＰＵ４１は、推定された最長波長Ｌiと、スライダー番地１が有効とされたときに設定されるＡＦ光の最短波長ＬAF（本実施形態では７３０ｎｍ）とを比較し、前者の方が小さければステップＳ２５へ移行し、後者の方が小さければステップＳ２６へ移行する。
【００８７】
ステップＳ２５：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉの適正スライダー番地を「１」に設定し、ステップＳ２７へ移行する。
【００８８】
ステップＳ２６：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉの適正スライダー番地を「２」に設定し、ステップＳ２７へ移行する。
【００８９】
ステップＳ２７：ＣＰＵ４１は、番地数ｉが最大値「４」に達したか否かを判別し、達していなければステップＳ２８へ移行し、達していればフローを終了する。
【００９０】
ステップＳ２８：ＣＰＵ４１は、番地数ｉを１だけインクリメントしてステップＳ２２に戻る。
【００９１】
以上のフローにおいて、番地数ｉが「１」であるときには分離波長ｌiの数値として「５０５ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「６０５ｎｍ」と推定される。この場合、Ｌi＜ＬAFが成り立つので、適正スライダー番地は「１」となる。
【００９２】
また、以上のフローにおいて、番地数ｉが「２」であるときには分離波長ｌiの数値として「５１５ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「６１５ｎｍ」と推定される。この場合も、Ｌi＜ＬAFが成り立つので、適正スライダー番地は「１」となる。
【００９３】
また、以上のフローにおいて、番地数ｉが「３」であるときには分離波長ｌiの数値として「５９５ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「６９５ｎｍ」推定される。この場合も、Ｌi＜ＬAFが成り立つので、適正スライダー番地は「１」となる。
【００９４】
また、以上のフローにおいて、番地数ｉが「４」であるときには分離波長ｌiの数値として「７５０ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「８５０ｎｍ」と推定される。この場合は、Ｌi＜ＬAFが成り立たないので、適正スライダー番地は「１」ではなく「２」となる。つまり、図１７のフローによれば、図１５に示した登録テーブルが自動的に作成される。
【００９５】
したがって、蛍光顕微鏡装置のユーザは、ホイール１０１に関する登録データの入力さえ適切に行えば、蛍光試薬の種類に依らず常にピントの合った蛍光像を観察することができる。
【００９６】
［実施形態の補足］
なお、上述した実施形態では、設定可能なＡＦ光の波長を、近赤外光と緑光との組み合わせとしたが、近赤外光と他の可視光との組み合わせ、例えば、近赤外光と紫光との組み合わせ、近赤外光と青光との組み合わせ、近赤外光と橙光との組み合わせなどとしてもよい。但し、近赤外光に組み合わされる可視光は、近赤外光から或る程度離れた波長の光であることが望ましい。
【００９７】
また、上述した実施形態では、設定可能なＡＦ光の波長の一方を近赤外光としたが、設定可能なＡＦ光の波長の双方を可視光としてもよい。但し、その場合も両者の波長は或る程度離れていることが望ましい。
【００９８】
また、上述した実施形態では、ＡＦ光の波長の切り換え数を２としたが、３以上としてもよい。
【００９９】
また、上述した実施形態では、ＡＦ光の波長が切り換えられた場合に、信号処理回路による演算内容も切り換えられることが望ましい。ＡＦ光の波長が変化すると、デフォーカス量とスリット像の移動量との関係が若干変化するからである。
【０１００】
また、上述した実施形態の焦点検出用光学系は、被観察物０上へ投影するパターンがスリットであったが、スリット以外のパターンに代えてもよい。但し、その場合であっても、十字パターンのように位置の移動量が検出し易いパターンが選択されることが望ましい。
【０１０１】
また、上述した実施形態の焦点検出用光学系には、スリット投影方式が適用されたが、観察光とは異なる波長のＡＦ光で焦点検出を行う他の方式が適用されてもよい。
【０１０２】
また、上述した実施形態では、ＡＦ光の波長の切り換えを１つの光源５ａと複数のＡＦフィルタブロックとの組み合わせにより行ったが、波長の異なる複数の単波長光源により行ってもよい。
【０１０３】
但し、その場合であっても、ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０から焦点検出用結像光学系７へ向かうのを防ぎ、かつＡＦ光が観察用光学系３へ入射するのを防ぐために、複数のＡＦフィルタブロックを切り換え使用することが望ましい。
【０１０４】
また、上述した実施形態では、蛍光フィルタブロックの切り換えと、ＡＦフィルタブロックの切り換えとがそれぞれ電動で行われたが、その一方又は双方が手動で行われてもよい。なお、蛍光フィルタブロックの切り換えが手動で行われる場合であっても、その切り換えにＡＦフィルタブロックの切り換えを連動させてもよい。また、その連動は、電気的連動、機械的連動の何れが採用されてもよい。
【０１０５】
また、上述した実施形態では、蛍光フィルタブロックの個数よりもＡＦフィルタブロックの個数の方が少なかったが、蛍光フィルタ毎にＡＦフィルタブロックを用意してもよい。その場合は、各蛍光フィルタを、それに適したＡＦフィルタブロックに予め固定しておくと共に、駆動部１０９を省略し、蛍光フィルタブロックとＡＦフィルタブロックとの双方を駆動部１０８が一緒に駆動するとよい。この場合、蛍光顕微鏡の構成をシンプルにすることができ、また連動に関するＣＰＵ４１の処理（図１６）を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】蛍光顕微鏡装置の構成図である。
【図２】蛍光顕微鏡装置の光学系部分を詳しく示す図である。
【図３】ホイール番地１〜４に装填された４種類の蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４を詳しく説明する図である。
【図４】蛍光試薬Ａの特性を示す図である。
【図５】蛍光試薬Ｂの特性を示す図である。
【図６】蛍光試薬Ｃの特性を示す図である。
【図７】蛍光試薬Ｄの特性を示す図である。
【図８】蛍光フィルタブロック１０４−１の特性を示す図である。
【図９】蛍光フィルタブロック１０４−２の特性を示す図である。
【図１０】蛍光フィルタブロック１０４−３の特性を示す図である。
【図１１】蛍光フィルタブロック１０４−４の特性を示す図である。
【図１２】スライダー番地１、２に装填されたＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２を詳しく説明する図である。
【図１３】ＡＦフィルタブロック１０５−１の特性を示す図である。
【図１４】ＡＦフィルタブロック１０５−２の特性を示す図である。
【図１５】メモリ４２が格納している登録テーブルの内容を示す図である。
【図１６】ホイール１０１の駆動に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。
【図１７】登録テーブルの作成に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【０１０７】
２…焦点検出用光学系、３…観察用光学系、５…焦点検出用照明光学系、７…焦点検出用結像光学系、１０２…観察用照明光学系、３８…観察用結像光学系、１２…第１対物レンズ、４０…ステージ、０…被観察物、１５…スライドガラス、１４…カバーガラス、１１２…標本、１０１…ホイール、１０４…蛍光フィルタブロック、２０１…スライダー、１０５…ＡＦフィルタブロック、１０６…バリアフィルタ（ＢＡフィルタ）、１０７…励起フィルタ（ＥＸフィルタ）、１００…ダイクロイックミラー、１１０…Ｘフィルタ、１１１…Ｙフィルタ、１６…ダイクロイックミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対物レンズの焦点検出機能を備えた蛍光顕微鏡装置、及び焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、生体顕微鏡に搭載されるスリット投影式の焦点検出装置が開示されている。スリット投影式の焦点検出装置は、特許文献１の図１に示すとおり、照明されたスリット（特許文献１の符号２２）からの射出光を対物レンズ（特許文献１の符号１２）の瞳の一部のみへ投光する。このとき標本（特許文献１の符号１８）上にはスリット像が形成され、標本上で反射した光は対物レンズの瞳の他の一部を介してＣＣＤ（特許文献１の符号３０）上にスリット像を形成する。この状態で対物レンズのデフォーカス量（対物レンズの焦点面と標本表面との位置関係）が変化すると、スリット像の形成位置がＣＣＤ上で移動する。よって、スリット投影式の焦点検出装置は、そのＣＣＤの出力信号に応じてデフォーカス信号を生成する。
【０００３】
このように、対物レンズを介して焦点検出用の光（ＡＦ光）を標本へ照射する焦点検出装置は、顕微鏡の中で観察像を生成するための光学系（観察用光学系）への影響を防ぐために、ＡＦ光の波長を観察光の波長域（可視光域）から外れた波長（例えば近赤外波長）に設定している。
【特許文献１】特開２００４−７０２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この焦点検出装置を使用して蛍光観察を行った場合、標本を染色した蛍光試薬の種類に依っては焦点検出精度が低下する可能性のあることが判明した。
【０００５】
そこで本発明は、蛍光試薬の種類に依らずに高精度な焦点検出を行うことのできる蛍光顕微鏡装置、及びその蛍光顕微鏡装置に好適な焦点検出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】
本発明の蛍光顕微鏡装置は、対物レンズを介して蛍光試料へ励起光を照射し、その蛍光試料で発生した蛍光を前記対物レンズを介して検出する観察用光学系と、前記対物レンズを介して前記蛍光試料へ焦点検出用の光を照射し、その蛍光試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える第１切換手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
なお、前記観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、前記第１切換手段は、前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換してもよい。
【０００８】
また、本発明の蛍光顕微鏡装置は、前記観察用光学系が照射する励起光の波長である励起波長と、前記観察用光学系が検出する蛍光の波長である観察波長との組み合わせを、互いに異なる少なくとも２種類の組み合わせの間で切り換える第２切換手段を更に備えてもよい。
【０００９】
また、前記観察用光学系の励起光路と観察光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、前記第２切換手段は、前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換してもよい。
【００１０】
また、前記第１切換手段は、前記第２切換手段に連動してもよい。
【００１１】
また、前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長であってもよい。
【００１２】
また、本発明の焦点検出装置は、対物レンズを介して試料へ焦点検出用の光を照射し、その試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
なお、前記試料の観察に供される観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、前記切換手段は、前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換してもよい。
【００１４】
また、前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、蛍光試料に使用された蛍光試薬の種類に依らずに高精度な焦点検出を行うことのできる蛍光顕微鏡装置、及びその蛍光顕微鏡装置に好適な焦点検出装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［実施形態］
以下、蛍光顕微鏡装置の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、蛍光顕微鏡装置の構成図である。図１に示すとおり、蛍光顕微鏡装置には観察用光学系３と、焦点検出用光学系２と、第一対物レンズ１２と、ステージ４０と、入力部４３と、駆動部１０８と、駆動部１０９と、駆動部２０２と、ＣＰＵ４１と、メモリ４２とが備えられる。なお、第一対物レンズ１２は、倍率の異なる複数種類の第一対物レンズの間で交換可能であってもよい。
【００１８】
ステージ４０上には被観察物０として、スライドガラス１５及びカバーガラス１４に挟まれた標本１１２が載置されている。標本１１２は、蛍光試薬Ａ〜Ｄの何れかで染色された生体試料を含む液体である。蛍光試薬Ａ〜Ｄの詳細は後述する。
【００１９】
観察用光学系３には、観察用照明光学系１０２と、ホイール１０１と、観察用結像光学系３８とが備えられる。
【００２０】
ホイール１０１は、４つのホイール番地１〜４を有しており、ホイール番地１〜４には、ユーザの用意した互いに種類の異なる蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４が個別に装填される。これら蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の詳細は後述する。
【００２１】
ホイール１０１が駆動部１０８によって駆動されると、有効なホイール番地がホイール番地１〜４の間で切り替わり、これによって観察用光学系３の光路に挿入される蛍光フィルタブロックが蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の間で切り替わる。
【００２２】
蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の各々には、図１に示すとおりバリアフィルタ（ＢＡフィルタ）１０６、励起フィルタ（ＥＸフィルタ）１０７、ダイクロイックミラー１００が設けられている。
【００２３】
焦点検出用光学系２には、焦点検出用照明光学系５と、スライダー２０１と、焦点検出用結像光学系７とが備えられる。
【００２４】
スライダー２０１は、２つのスライダー番地１、２を有しており、それらのスライダー番地１、２には、蛍光顕微鏡装置の製造者が用意した互いに種類の異なるＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２が個別に装着されている。これらＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の詳細は後述する。
【００２５】
スライダー２０１が駆動部１０９によって駆動されると、有効なスライダー番地がスライダー番地１、２の間で切り替わり、これによって焦点検出用光学系２の光路に挿入されるＡＦフィルタブロックがＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の間で切り替わる。
【００２６】
ＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の各々には、図１に示すとおりＸフィルタ１１０、Ｙフィルタ１１１、ダイクロイックミラー１６が設けられている。
【００２７】
なお、図１に示した入力部４３は、ユーザが蛍光顕微鏡装置へ各種の指示を入力するときに操作されるマウスやキーボードなどである。入力される指示の１つには、ホイール１０１の駆動指示がある。ホイール１０１の駆動指示が入力される際には、駆動先ホイール番地も一緒に入力される。
【００２８】
また、入力部４３は、ユーザが蛍光顕微鏡装置へ各種のデータを入力するときにも使用される。入力されるデータの１つには、ホイール１０１の登録データ、すなわちホイール番地１〜４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の特性データがある。図１に示したＣＰＵ４１は、この入力部４３から入力された指示やデータに応じて蛍光顕微鏡装置の各部を制御する。
【００２９】
図２は、蛍光顕微鏡装置の光学系部分を詳しく示す図である。図２において図１に示す要素と同じ要素には同じ符号が付されている。ここでは、ホイール番地１及びスライダー番地１がそれぞれ有効である（つまり蛍光フィルタブロック１０４−１及びＡＦフィルタブロック１０５−１がそれぞれ光路に挿入されている）場合の光路を説明する。
【００３０】
図２に示すとおり観察用光学系３には、少なくとも蛍光試薬Ａ〜Ｄの励起波長と同じ波長成分を含んだ光を射出する光源（例えば、水銀ランプ、白色レーザなど）１０２ａと、コレクタレンズ１０２ｂ、１０２ｃと、蛍光フィルタブロック１０４−１と、第二対物レンズ３８ａと、リレーレンズ３８ｂと、少なくとも４００ｎｍ〜８５０ｎｍの波長域に感度を有する撮像素子３８ｃとが配置される。このうち光源１０２ａからコレクタレンズ１０２ｃまでの要素が観察用照明光学系１０２を構成し、第二対物レンズ３８ａから撮像素子３８ｃまでの要素が観察用結像光学系３８を構成する。
【００３１】
一方、焦点検出用光学系２には、少なくとも後述する２種類のＡＦ光と同じ波長成分を含んだ光を射出する光源（例えば、白色ＬＥＤなど）５ａと、コレクタレンズ５ｂと、スリット板５ｃと、コレクタレンズ５ｄと、瞳制限マスク５ｅと、ハーフミラー５ｆと、ＡＦフィルタブロック１０５−１と、第二対物レンズ７ａと、リレー用レンズ７ｂと、瞳制限マスク７ｃと、リレー用レンズ７ｄと、シリンドリカルレンズ７ｅと、少なくとも後述する２種類のＡＦ光の波長域に感度を有するラインセンサ７ｄとが配置される。なお、ラインセンサの代わりに撮像素子が使用されてもよい。このうち光源５ａから瞳制限マスク５ｅまでの要素が焦点検出用照明光学系５を構成し、第二対物レンズ７ａからラインセンサ７ｄまでの要素が焦点検出用結像光学系７を構成する。
【００３２】
観察用光学系３の光源１０２ａから射出した光は、コレクタレンズ１０２ｂ、１０２ｃを介してＥＸフィルタ１０７へ入射する。入射した光の一部の波長成分がＥＸフィルタ１０７を透過し、励起光としてダイクロイックミラー１００へ入射する。その励起光は、ダイクロイックミラー１００で反射した後にＹフィルタ１１１を透過し、ダイクロイックミラー１６へ入射し、そのダイクロイックミラー１６を透過する。その励起光は、第一対物レンズ１２を介して被観察物０へ入射し、標本１１２に含まれる蛍光物質を励起する。標本１１２で発生した蛍光は、第一対物レンズ１２を介してダイクロイックミラー１６へ入射し、ダイクロイックミラー１６を透過する。その蛍光は、Ｙフィルタ１１１を透過した後にダイクロイックミラー１００へ入射し、ダイクロイックミラー１００を透過する。その蛍光は、ＢＡフィルタ１０６を透過し、第二対物レンズ３８ａ、リレーレンズ３８ｂを介して撮像素子１８ｃへ入射し、撮像素子１８ｃ上に標本１１２の蛍光像を形成する。
【００３３】
撮像素子１８ｃの出力信号は、図１のＣＰＵ４１経由で不図示のモニタへ出力される。ユーザは、そのモニタ上で標本１１２の蛍光像を観察することができる。
【００３４】
一方、焦点検出用光学系２の光源５ａから射出した光は、コレクタレンズ５ｂ、スリット板５ｃ、コレクタレンズ５ｄ、瞳制限マスク５ｅ、ハーフミラー５ｆを介してＸフィルタ１１０へ入射する。入射した光の一部の波長成分がＸフィルタ１１０を透過し、ＡＦ光としてダイクロイックミラー１６へ入射する。そのＡＦ光は、ダイクロイックミラー１６で反射し、第一対物レンズ１２を介して被観察物０へ入射し、カバーガラス１４の表面にスリット像を形成する。カバーガラス１４の表面で反射したＡＦ光は、第一対物レンズ１２を介してダイクロイックミラー１６へ入射し、そのダイクロイックミラー１６で反射する。そのＡＦ光は、Ｘフィルタ１１０を透過し、ハーフミラー５ｆ、第二対物レンズ７ａ、リレー用レンズ７ｂ、瞳制限マスク７ｃ、リレー用レンズ７ｄ、シリンドリカルレンズ７ｅを介してラインセンサ７ｄへ入射し、ラインセンサ７ｄ上にスリット板５ｃのスリット像を形成する。
【００３５】
ここで、ラインセンサ７ｄの長手方向とスリット像の長手方向とは交差しており、ラインセンサ７ｄにおけるスリット像の位置は、第一対物レンズ１２のデフォーカス量（対物レンズの焦点面と標本表面との位置関係）に応じてラインセンサ７ｄの長手方向へ移動する。
【００３６】
ラインセンサ７ｄの出力信号は、不図示の信号処理回路によってデフォーカス信号に変換されてから図１のＣＰＵ４１経由で駆動部２０２へ入力される。駆動部２０２は、そのデフォーカス信号に応じてステージ４０を上下動させることにより、被観察物０に対する第一対物レンズ１２の焦点調節を行う。
【００３７】
図３は、ホイール番地１〜４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４を詳しく説明する図である。蛍光フィルタブロック１０４−１は、蛍光試薬Ａの使用時に使用される蛍光フィルタブロックであり、蛍光フィルタブロック１０４−２は、蛍光試薬Ｂの使用時に使用される蛍光フィルタブロックであり、蛍光フィルタブロック１０４−３は、蛍光試薬Ｃの使用時に使用される蛍光フィルタブロックであり、蛍光フィルタブロック１０４−４は、蛍光試薬Ｄの使用時に使用される蛍光フィルタブロックである。
【００３８】
図４は蛍光試薬Ａの特性を示す図であり、図５は蛍光試薬Ｂの特性を示す図であり、図６は蛍光試薬Ｃの特性を示す図であり、図７は蛍光試薬Ｄの特性を示す図である。各図中、符号ＳEで示すのは蛍光試薬の吸収スペクトルであり、符号ＳFで示すのは蛍光試薬の発光スペクトルである。
【００３９】
図４（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ａの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は４８９ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は５０８ｎｍである。
【００４０】
図５（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ｂの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は５１４ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は５２７ｎｍである。
【００４１】
図６（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ｃの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は５９０ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は６１５ｎｍである。
【００４２】
図７（及び図３）に示すとおり、蛍光試薬Ｄの励起波長（吸収スペクトルＳEのピーク）は７３５ｎｍ、蛍光波長（発光スペクトルＳFのピーク）は７７９ｎｍである。
【００４３】
これらの図４、図５、図６、図７を比較すると明らかなとおり、蛍光試薬Ａ、Ｂ、Ｃの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFは可視光域内（７００ｎｍ以下）に略収まっているのに対し、蛍光試薬Ｄの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFは可視光域内（７００ｎｍ以下）に収まらず、近赤外域（７００ｎｍ超）に及ぶ。従来の焦点検出装置において焦点検出精度が低下するのは、このような蛍光試薬Ｄを使用したときであった。
【００４４】
図８はホイール番地１に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１の特性を示す図であり、図９はホイール番地２に装填された蛍光フィルタブロック１０４−２の特性を示す図であり、図１０はホイール番地３に装填された蛍光フィルタブロック１０４−３の特性を示す図であり、図１１はホイール番地４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−４の特性を示す図である。各図中、符号ＥＸで示すのがＥＸフィルタ１０７の分光透過特性であり、符号ＢＡで示すのがＢＡフィルタ１０６の分光透過特性であり、符号ＤＣで示すのがダイクロイックミラー１００の分光透過特性である（ダイクロイックミラー１００の分光透過特性において透過率がゼロである波長域は、反射波長域である。）。
【００４５】
なお、図８には蛍光試薬Ａの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示し、図９には蛍光試薬Ｂの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示し、図１０には蛍光試薬Ｃの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示し、図１１には蛍光試薬Ｄの吸収スペクトルＳE及び発光スペクトルＳFを重畳表示した。
【００４６】
図８（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−１のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ａの吸収波長域の主要部に相当する波長域（４６０ｎｍ〜５００ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−１のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ａの発光波長域の主要部に相当する波長域（５１０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−１のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ａの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ａの発光波長域の主要部との境界に相当する波長（５０５ｎｍ）に設定されている。
【００４７】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−１には、励起光の波長を蛍光試薬Ａに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ａに適した波長域に設定する機能がある。
【００４８】
また、図９（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−２のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ｂの吸収波長域の主要部に相当する波長域（４９０ｎｍ〜５１０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−２のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ｂの発光波長域の主要部に相当する波長域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−２のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ｂの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ｂの発光波長域の主要部と境界に相当する波長（５１５ｎｍ）に設定されている。
【００４９】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−２には、励起光の波長を蛍光試薬Ｂに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ｂに適した波長域に設定する機能がある。
【００５０】
また、図１０（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−３のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ｃの吸収波長域の主要部に相当する波長域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−３のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ｃの発光波長域の主要部に相当する波長域（６００ｎｍ〜６６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−３のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ｃの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ｂの発光波長域の主要部との境界に相当する波長（５９５ｎｍ）に設定されている。
【００５１】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−３には、励起光の波長を蛍光試薬Ｃに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ｃに適した波長域に設定する機能がある。
【００５２】
また、図１１（及び図３）から明らかなとおり、蛍光フィルタブロック１０４−４のＥＸフィルタ１０７は、蛍光試薬Ｄの吸収波長域の主要部に相当する波長域（６７０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−４のＢＡフィルタ１０６は、蛍光試薬Ｄの発光波長域の主要部に相当する波長域（７７０ｎｍ〜８５０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、蛍光フィルタブロック１０４−４のダイクロイックミラー１００の分離波長は、蛍光試薬Ｄの吸収波長域の主要部と蛍光試薬Ｄの発光波長域の主要部との境界に相当する波長（７５０ｎｍ）に設定されている。
【００５３】
したがって、蛍光フィルタブロック１０４−４には、励起光の波長を蛍光試薬Ｄに適した波長に設定し、かつ被観察物０から観察用結像光学系３８へ入射可能な光（観察光）の波長域を蛍光試薬Ｄに適した波長域に設定する機能がある。
【００５４】
図１２は、スライダー番地１、２に装填されたＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２を詳しく説明する図である。
【００５５】
図１３は、ＡＦフィルタブロック１０５−１の特性を示す図であり、図１４は、ＡＦフィルタブロック１０５−２の特性を示す図である。各図中、符号Ｙで示すのはＹフィルタ１１１の分光透過特性であり、符号Ｘで示すのはＸフィルタ１１０の分光透過特性であり、符号ＤＣで示すのがダイクロイックミラー１６の分光透過特性である（ダイクロイックミラー１６の分光透過特性において透過率がゼロである波長域は、反射波長域である。）。
【００５６】
図１３（及び図１２）から明らかなとおり、ＡＦフィルタブロック１０５−１のＸフィルタ１１０は、近赤外域（７３０ｎｍ〜７７０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−１のダイクロイックミラー１６は、近赤外域（７３０ｎｍ〜７７０ｎｍ）の光を反射し、それ以外の光を透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−１のＹフィルタ１１１は、近赤外域よりも短い波長域（７００ｎｍ以下）の光を選択的に透過する機能がある。
【００５７】
したがって、ＡＦフィルタブロック１０５−１には、（１）ＡＦ光の波長を近赤外域に設定し、（２）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０から焦点検出用結像光学系７へ向かうのを防ぎ、（３）ＡＦ光が観察用光学系３へ入射するのを防ぎ、（４）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０と観察用光学系３との間で行き交うのを妨げない、という機能がある。このような特性のＡＦフィルタブロック１０５−１は、蛍光試薬Ａ、Ｂ、Ｃの何れかと共に使用されるべきものである。
【００５８】
一方、図１４（及び図１２）から明らかなとおり、ＡＦフィルタブロック１０５−２のＸフィルタ１１０は、緑光域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を選択的に透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−２のダイクロイックミラー１６は、緑光域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）の光を反射し、それ以外の光を透過する機能がある。また、ＡＦフィルタブロック１０５−２のＹフィルタ１１１は、緑光域（５２０ｎｍ〜５６０ｎｍ）以外の光を選択的に透過する機能がある。
【００５９】
したがって、ＡＦフィルタブロック１０５−２には、（１）ＡＦ光の波長を緑光域に設定し、（２）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０から焦点検出用結像光学系７へ向かうのを防ぎ、（３）ＡＦ光が観察用光学系３へ入射するのを防ぎ、（４）ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０と観察用光学系３との間で行き交うのを妨げない、という機能がある。このような特性のＡＦフィルタブロック１０５−２は、蛍光試薬Ｄと共に使用されるべきものである。
【００６０】
ここで仮に、蛍光試薬Ｄの使用時（つまり蛍光フィルタブロック１０４−４の使用時）にＡＦフィルタブロック１０５−１を使用してしまった場合は、蛍光フィルタブロック１０４−４によって設定される観察光の波長域（７７０ｎｍ〜８５０ｎｍ）と、ＡＦフィルタブロック１０５−１によって設定されるＡＦ光の波長域（７３０ｎｍ〜７７０ｎｍ）とが重複するので、ＡＦフィルタブロック１０５−１は、観察光の一部（ＡＦ光と同じ波長の成分）がＡＦ光と共に焦点検出用結像光学系７へ入射するのを防ぐことができない。この場合、ラインセンサ７ｄ上に不要なスポット像（第一対物レンズ１２のデフォーカス量に応じて移動しない不要なスポット像）が形成されてしまうので、ラインセンサ７上のスリット像の位置を高精度に検出することができなくなる。この問題は、従来の焦点検出装置では回避できなかった。
【００６１】
しかし、本実施形態の蛍光顕微鏡装置は、ＡＦフィルタブロックをＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の間で切り替えることが可能なので、蛍光試薬Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの何れかが使用されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−１を使用し、蛍光試薬Ｄが使用されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−２を使用する、といった切り換え使用を行えば、観察光の波長域とＡＦ光の波長域との重複を避けることができるので、焦点検出精度の低下は生じない。
【００６２】
したがって、ＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の切り換えさえ適切に行われれば、蛍光試薬の種類に依らず常にピントの合った蛍光像が生成されることになる。
【００６３】
図１５は、メモリ４２が格納している登録テーブルの内容を示す図である。なお、登録テーブルは、入力部４３を介してユーザが入力した登録データに基づきＣＰＵ４１が予め作成したものである。
【００６４】
図１５に示すとおり、登録テーブルには、ホイール番地１〜４の波長特性を示す情報と、ホイール番地１〜４の各々の適正スライダー番地を示す情報とが格納されている。
【００６５】
ホイール番地１の波長特性は、ホイール番地１に装填された蛍光フィルタブロック１０４−１のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を５０５ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「５０５」となる。
【００６６】
ホイール番地２の波長特性は、ホイール番地２に装填された蛍光フィルタブロック１０４−２のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を５１５ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「５０５」となる。
【００６７】
ホイール番地３の波長特性は、ホイール番地３に装填された蛍光フィルタブロック１０４−３のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を５９５ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「５９５」となる。
【００６８】
ホイール番地４の波長特性は、ホイール番地４に装填された蛍光フィルタブロック１０４−４のダイクロイックミラー１００の分離波長であり、本実施形態では、その分離波長を７５０ｎｍとしたのでメモリ４２の記憶値は「７５０」となる。
【００６９】
また、ホイール番地１の適正スライダー番地は、ホイール番地１が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地１に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−１は蛍光試薬Ａの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ａの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−１であり、その装着先はスライダー番地１である。よって、ホイール番地１の適正スライダー番地は「１」となる。
【００７０】
また、ホイール番地２の適正スライダー番地は、ホイール番地２が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地２に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−２は蛍光試薬Ｂの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ｂの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−１であり、その装着先はスライダー番地１である。よって、ホイール番地２の適正スライダー番地も「１」となる。
【００７１】
また、ホイール番地３の適正スライダー番地は、ホイール番地３が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地３に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−３は蛍光試薬Ｃの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ｃの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−１であり、その装着先はスライダー番地１である。よって、ホイール番地３の適正スライダー番地も「１」となる。
【００７２】
また、ホイール番地４の適正スライダー番地は、ホイール番地４が有効であるときに有効とすべきスライダー番地である。本実施形態では、ホイール番地４に装填されている蛍光フィルタブロック１０４−４は蛍光試薬Ｄの使用時に使用されるものであり、その蛍光試薬Ｄの使用時に使用されるＡＦフィルタブロックはＡＦフィルタブロック１０５−２であり、その装着先はスライダー番地２である。よって、ホイール番地４の適正スライダー番地は「２」となる。
【００７３】
図１６は、ホイール１０１の駆動に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。
【００７４】
ステップＳ１１：ＣＰＵ４１は、ホイール１０１の駆動指示及び駆動先ホイール番地がユーザから入力されたか否かを判別する。ユーザは、蛍光試薬Ａを使用するときには駆動先ホイール番地として「１」を入力し、蛍光試薬Ｂを使用するときには駆動先ホイール番地として「２」を入力し、蛍光試薬Ｃを使用するときには駆動先ホイール番地として「３」を入力し、蛍光試薬Ｄを使用するときには駆動先ホイール番地として「４」を入力する。ＣＰＵ４１は、駆動指示及び駆動ホイール番地が入力された場合にはステップＳ１２へ移行し、入力されない場合には待機する。
【００７５】
ステップＳ１２：ＣＰＵ４１は、現時点で有効なホイール番地（駆動元ホイール番地）を駆動部１０８経由でチェックし、メモリ４２に格納された登録テーブル上で、その駆動元ホイール番地に対応付けられた適正スライダー番地（Ａ）をチェックする。
【００７６】
ステップＳ１３：ＣＰＵ４１は、メモリ４２に格納された登録テーブル上で、ユーザの入力した駆動先ホイール番地に対応付けられた適正スライダー番地（Ｂ）をチェックする。
【００７７】
ステップＳ１４：ＣＰＵ４１は、適正スライダー番地（Ａ）と適正スライダー番地（Ｂ）とが同じであるか否かを判別し、同じである場合はステップＳ１６へ移行し、異なる場合はステップＳ１５へ移行する。
【００７８】
ステップＳ１５：ＣＰＵ４１は、駆動部１０９へ指示を与えることによりスライダー２０１を駆動し、適正スライダー番地（Ｂ）を有効にしてからステップＳ１６へ移行する。
【００７９】
ステップＳ１６：ＣＰＵ４１は、駆動部１０８へ指示を与えることによりホイール１０１を駆動し、駆動先ホイール番地を有効とし、フローを終了する。
【００８０】
以上のフローによれば、蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４の切り換えと、ＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２の切り換えとが連動する。具体的には、蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−３の何れかが光路に挿入されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−１が自動的に光路に挿入され、蛍光フィルタブロック１０４−４が光路に挿入されるときにはＡＦフィルタブロック１０５−２が自動的に光路に挿入される。
【００８１】
したがって、蛍光顕微鏡装置のユーザは、蛍光フィルタブロック１０４−〜１０４−４の切り換えさえ適切に行えば、蛍光試薬の種類に依らず常にピントの合った蛍光像を観察することができる。
【００８２】
図１７は、登録テーブルの作成に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。
【００８３】
ステップＳ２１：ＣＰＵ４１は、番地数ｉを初期値（１）に設定する。
【００８４】
ステップＳ２２：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉに装填された蛍光フィルタブロック１０４−ｉのダイクロイックミラー１００の分離波長ｌiの数値をユーザに入力させる。なお、ＣＰＵ４１は、数値を入力させる代わりに蛍光フィルタブロックの種類を入力させ、その種類から分離波長を推定してもよい。
【００８５】
ステップＳ２３：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉが有効とされたときに設定される観察光の最長波長Ｌiを、例えばＬ＝ｌi＋１００ｎｍの式により推定する。
【００８６】
ステップＳ２４：ＣＰＵ４１は、推定された最長波長Ｌiと、スライダー番地１が有効とされたときに設定されるＡＦ光の最短波長ＬAF（本実施形態では７３０ｎｍ）とを比較し、前者の方が小さければステップＳ２５へ移行し、後者の方が小さければステップＳ２６へ移行する。
【００８７】
ステップＳ２５：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉの適正スライダー番地を「１」に設定し、ステップＳ２７へ移行する。
【００８８】
ステップＳ２６：ＣＰＵ４１は、ホイール番地ｉの適正スライダー番地を「２」に設定し、ステップＳ２７へ移行する。
【００８９】
ステップＳ２７：ＣＰＵ４１は、番地数ｉが最大値「４」に達したか否かを判別し、達していなければステップＳ２８へ移行し、達していればフローを終了する。
【００９０】
ステップＳ２８：ＣＰＵ４１は、番地数ｉを１だけインクリメントしてステップＳ２２に戻る。
【００９１】
以上のフローにおいて、番地数ｉが「１」であるときには分離波長ｌiの数値として「５０５ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「６０５ｎｍ」と推定される。この場合、Ｌi＜ＬAFが成り立つので、適正スライダー番地は「１」となる。
【００９２】
また、以上のフローにおいて、番地数ｉが「２」であるときには分離波長ｌiの数値として「５１５ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「６１５ｎｍ」と推定される。この場合も、Ｌi＜ＬAFが成り立つので、適正スライダー番地は「１」となる。
【００９３】
また、以上のフローにおいて、番地数ｉが「３」であるときには分離波長ｌiの数値として「５９５ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「６９５ｎｍ」推定される。この場合も、Ｌi＜ＬAFが成り立つので、適正スライダー番地は「１」となる。
【００９４】
また、以上のフローにおいて、番地数ｉが「４」であるときには分離波長ｌiの数値として「７５０ｎｍ」が入力されるので、観察光の最長波長Ｌiは「８５０ｎｍ」と推定される。この場合は、Ｌi＜ＬAFが成り立たないので、適正スライダー番地は「１」ではなく「２」となる。つまり、図１７のフローによれば、図１５に示した登録テーブルが自動的に作成される。
【００９５】
したがって、蛍光顕微鏡装置のユーザは、ホイール１０１に関する登録データの入力さえ適切に行えば、蛍光試薬の種類に依らず常にピントの合った蛍光像を観察することができる。
【００９６】
［実施形態の補足］
なお、上述した実施形態では、設定可能なＡＦ光の波長を、近赤外光と緑光との組み合わせとしたが、近赤外光と他の可視光との組み合わせ、例えば、近赤外光と紫光との組み合わせ、近赤外光と青光との組み合わせ、近赤外光と橙光との組み合わせなどとしてもよい。但し、近赤外光に組み合わされる可視光は、近赤外光から或る程度離れた波長の光であることが望ましい。
【００９７】
また、上述した実施形態では、設定可能なＡＦ光の波長の一方を近赤外光としたが、設定可能なＡＦ光の波長の双方を可視光としてもよい。但し、その場合も両者の波長は或る程度離れていることが望ましい。
【００９８】
また、上述した実施形態では、ＡＦ光の波長の切り換え数を２としたが、３以上としてもよい。
【００９９】
また、上述した実施形態では、ＡＦ光の波長が切り換えられた場合に、信号処理回路による演算内容も切り換えられることが望ましい。ＡＦ光の波長が変化すると、デフォーカス量とスリット像の移動量との関係が若干変化するからである。
【０１００】
また、上述した実施形態の焦点検出用光学系は、被観察物０上へ投影するパターンがスリットであったが、スリット以外のパターンに代えてもよい。但し、その場合であっても、十字パターンのように位置の移動量が検出し易いパターンが選択されることが望ましい。
【０１０１】
また、上述した実施形態の焦点検出用光学系には、スリット投影方式が適用されたが、観察光とは異なる波長のＡＦ光で焦点検出を行う他の方式が適用されてもよい。
【０１０２】
また、上述した実施形態では、ＡＦ光の波長の切り換えを１つの光源５ａと複数のＡＦフィルタブロックとの組み合わせにより行ったが、波長の異なる複数の単波長光源により行ってもよい。
【０１０３】
但し、その場合であっても、ＡＦ光とは異なる波長の光が被観察物０から焦点検出用結像光学系７へ向かうのを防ぎ、かつＡＦ光が観察用光学系３へ入射するのを防ぐために、複数のＡＦフィルタブロックを切り換え使用することが望ましい。
【０１０４】
また、上述した実施形態では、蛍光フィルタブロックの切り換えと、ＡＦフィルタブロックの切り換えとがそれぞれ電動で行われたが、その一方又は双方が手動で行われてもよい。なお、蛍光フィルタブロックの切り換えが手動で行われる場合であっても、その切り換えにＡＦフィルタブロックの切り換えを連動させてもよい。また、その連動は、電気的連動、機械的連動の何れが採用されてもよい。
【０１０５】
また、上述した実施形態では、蛍光フィルタブロックの個数よりもＡＦフィルタブロックの個数の方が少なかったが、蛍光フィルタ毎にＡＦフィルタブロックを用意してもよい。その場合は、各蛍光フィルタを、それに適したＡＦフィルタブロックに予め固定しておくと共に、駆動部１０９を省略し、蛍光フィルタブロックとＡＦフィルタブロックとの双方を駆動部１０８が一緒に駆動するとよい。この場合、蛍光顕微鏡の構成をシンプルにすることができ、また連動に関するＣＰＵ４１の処理（図１６）を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】蛍光顕微鏡装置の構成図である。
【図２】蛍光顕微鏡装置の光学系部分を詳しく示す図である。
【図３】ホイール番地１〜４に装填された４種類の蛍光フィルタブロック１０４−１〜１０４−４を詳しく説明する図である。
【図４】蛍光試薬Ａの特性を示す図である。
【図５】蛍光試薬Ｂの特性を示す図である。
【図６】蛍光試薬Ｃの特性を示す図である。
【図７】蛍光試薬Ｄの特性を示す図である。
【図８】蛍光フィルタブロック１０４−１の特性を示す図である。
【図９】蛍光フィルタブロック１０４−２の特性を示す図である。
【図１０】蛍光フィルタブロック１０４−３の特性を示す図である。
【図１１】蛍光フィルタブロック１０４−４の特性を示す図である。
【図１２】スライダー番地１、２に装填されたＡＦフィルタブロック１０５−１、１０５−２を詳しく説明する図である。
【図１３】ＡＦフィルタブロック１０５−１の特性を示す図である。
【図１４】ＡＦフィルタブロック１０５−２の特性を示す図である。
【図１５】メモリ４２が格納している登録テーブルの内容を示す図である。
【図１６】ホイール１０１の駆動に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。
【図１７】登録テーブルの作成に関するＣＰＵ４１の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【０１０７】
２…焦点検出用光学系、３…観察用光学系、５…焦点検出用照明光学系、７…焦点検出用結像光学系、１０２…観察用照明光学系、３８…観察用結像光学系、１２…第１対物レンズ、４０…ステージ、０…被観察物、１５…スライドガラス、１４…カバーガラス、１１２…標本、１０１…ホイール、１０４…蛍光フィルタブロック、２０１…スライダー、１０５…ＡＦフィルタブロック、１０６…バリアフィルタ（ＢＡフィルタ）、１０７…励起フィルタ（ＥＸフィルタ）、１００…ダイクロイックミラー、１１０…Ｘフィルタ、１１１…Ｙフィルタ、１６…ダイクロイックミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを介して蛍光試料へ励起光を照射し、その蛍光試料で発生した蛍光を前記対物レンズを介して検出する観察用光学系と、
前記対物レンズを介して前記蛍光試料へ焦点検出用の光を照射し、その蛍光試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、
前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える第１切換手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、
前記第１切換手段は、
前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換する
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記観察用光学系が照射する励起光の波長である励起波長と、前記観察用光学系が検出する蛍光の波長である観察波長との組み合わせを、互いに異なる少なくとも２種類の組み合わせの間で切り換える第２切換手段を更に備えた
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項４】
請求項３に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記観察用光学系の励起光路と観察光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、
前記第２切換手段は、
前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換する
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記第１切換手段は、
前記第２切換手段に連動する
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長である
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項７】
対物レンズを介して試料へ焦点検出用の光を照射し、その試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、
前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の焦点検出装置において、
前記試料の観察に供される観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、
前記切換手段は、
前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換する
ことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長である
ことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１】
対物レンズを介して蛍光試料へ励起光を照射し、その蛍光試料で発生した蛍光を前記対物レンズを介して検出する観察用光学系と、
前記対物レンズを介して前記蛍光試料へ焦点検出用の光を照射し、その蛍光試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、
前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える第１切換手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、
前記第１切換手段は、
前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換する
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記観察用光学系が照射する励起光の波長である励起波長と、前記観察用光学系が検出する蛍光の波長である観察波長との組み合わせを、互いに異なる少なくとも２種類の組み合わせの間で切り換える第２切換手段を更に備えた
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項４】
請求項３に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記観察用光学系の励起光路と観察光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、
前記第２切換手段は、
前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換する
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記第１切換手段は、
前記第２切換手段に連動する
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の蛍光顕微鏡装置において、
前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長である
ことを特徴とする蛍光顕微鏡装置。
【請求項７】
対物レンズを介して試料へ焦点検出用の光を照射し、その試料で反射した前記光を前記対物レンズを介して検出する焦点検出用光学系と、
前記焦点検出用光学系が照射し、かつ検出する光の波長である焦点検出波長を、互いに異なる少なくとも２種類の波長の間で切り換える切換手段と
を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の焦点検出装置において、
前記試料の観察に供される観察用光学系の光路と前記焦点検出用光学系の光路との交差箇所には波長分離ミラーが配置され、
前記切換手段は、
前記交差箇所に配置される波長分離ミラーを、分離波長の互いに異なる少なくとも２種類の波長分離ミラーの間で交換する
ことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出波長の切り換え先である前記２種類の波長の一方は赤外域の波長であり、他方は可視光域の波長である
ことを特徴とする焦点検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２６２４１（Ｐ２０１０−２６２４１Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８７４０３（Ｐ２００８−１８７４０３）
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１８日（２００８．７．１８）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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