特許 7480446 顕微鏡システム及び光学モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】顕微鏡システム及び光学モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/36 20060101AFI20240501BHJP

   G01N 21/64 20060101ALI20240501BHJP

   G01N 21/76 20060101ALI20240501BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

G02B21/36

G01N21/64 E

G01N21/76

G02B21/06

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018071587

(22)【出願日】2018-04-03

(65)【公開番号】P2019184668

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-02-25

【審判番号】

【審判請求日】2023-01-31

(73)【特許権者】

【識別番号】505246789

【氏名又は名称】学校法人自治医科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100113608

【弁理士】

【氏名又は名称】平川 明

(74)【代理人】

【識別番号】100123319

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 武彦

(74)【代理人】

【識別番号】100123098

【弁理士】

【氏名又は名称】今堀 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100125357

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 剛

(72)【発明者】

【氏名】西村 智

【合議体】

【審判長】秋田 将行

【審判官】齋藤 卓司

【審判官】野村 伸雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２２５０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－９３７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０８０９３２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

IPC G02B19/00-21/00

IPC G02B21/06-21/36

IPC G01N21/62-21/74

IPC G01N21/75-21/83

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被観察物に対して配置される対物レンズを備える観察光学系と、
前記被観察物にレーザー光を照射する光源と、
前記レーザー光を所定面内で走査させる走査手段と、を有する顕微鏡システムであって、
前記観察光学系は、
前記レーザー光が照射されることによって励起され、前記対物レンズから前記観察光学系に入光した前記被観察物の蛍光を感知する第１の像取得手段を備え、前記被観察物の狭視野高倍率のミクロ画像を取得する第１の画像取得経路と、
前記対物レンズから前記観察光学系に入光した前記被観察物における化学発光を増幅する光増幅手段、及び該光増幅手段よって増幅された前記化学発光を感知する第２の像取得手段を備え、前記被観察物の広視野低倍率のマクロ画像を取得する第２の画像取得経路と、
前記対物レンズから前記観察光学系に入光した光の進路を、前記第１の画像取得経路又は前記第２の画像取得経路に切り替え、シームレスに蛍光画像と発光画像とを見比べ可能にする切替手段と、を備え、
前記第２の像取得手段は前記被観察物における化学発光の像を取得することを特徴とする顕微鏡システム。

【請求項2】

前記光増幅手段はイメージインテンシファイアであることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡システム。

【請求項3】

前記第２の像取得手段は、ＣＭＯＳイメージセンサであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の顕微鏡システム。

【請求項4】

前記第１の像取得手段が取得した蛍光画像及び、前記第２の像取得手段が取得した化学発光画像を記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された前記化学発光画像と前記蛍光画像とを合成した画像を生成する画像処理手段と、をさらに有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の顕微鏡システム。

【請求項5】

前記第２の像取得手段は、前記被観察物が可視光を反射した像を取得し、
前記記録手段は、前記第２の像取得手段が取得した可視光反射画像を記録し、
前記画像処理手段は、前記記録手段に記録された可視光反射画像と、前記化学発光画像及び／又は前記蛍光画像を合成した画像を生成する、ことを特徴とする請求項４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、光学的観察装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、観察対象の発光現象（化学発光）を撮像するためには、発光を観察するための専用の装置が用いられている。例えば、生物発光を観察する装置として、米国パーキンエルマー社製のＩＶＩＳ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（非特許文献１）、オリンパス社製の発光イメージングシステム（非特許文献２）などが知られている。このような装置を用いることで、観察対象において発生する発光現象を観察することができる。

【0003】

しかしながら、このような発光を観察するための専用の機材は高額なため、各研究機関において容易に導入することができないという実情がある。また、発光を観察するためにカメラ機能を有する簡素な機材も存在するが、従来の機材は、顕微鏡に比べて解像度・収差などが劣る、観察箇所を三次元的に位置決めしづらい、迷光の影響を受けやすい、といった問題があった。さらに、上記の様な発光観察装置を用いても、観察対象の生物発光と、励起光による明瞭な蛍光画像とをシームレスに切り替えて表示することは困難であるという問題もあった。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】住商ファーマインターナショナル株式会社、「IVIS Imaging System」、［online］、［平成30年2月7日検索］、インターネット〈URL：http://www.summitpharma.co.jp/japanese/service/products/xenogen/index.html〉

【文献】オリンパス株式会社、「LV200 倒立顕微鏡」、［online］、［平成30年2月7日検索］、インターネット〈URL：https://www.olympus-lifescience.com/ja/microscopes/inverted/lv200/〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記のような状況に鑑み、被観察物の蛍光画像と発光画像とを容易に切り替えて観察できる技術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】

上記の課題を解決するため、本発明に係る顕微鏡システムは、前記被観察物に対して配置される対物レンズを備える観察光学系と、前記被観察物にレーザー光を照射する光源と、前記レーザー光を所定面内で走査させる走査手段と、を有する顕微鏡システムであって、前記観察光学系は、前記レーザー光が照射されることによって励起された前記被観察物の蛍光を感知する第１の像取得手段を備える第１の画像取得経路と、前記対物レンズから前記観察光学系に入光した光を増幅する光増幅手段、及び該光増幅手段よって増幅された光を感知する第２の像取得手段を備える第２の画像取得経路と、前記対物レンズから前記観察光学系に入光した光の進路を、前記第１の画像取得経路又は前記第２の画像取得経路に切り替える切替手段と、を備え、前記第２の像取得手段は前記被観察物における発光の像を取得することを特徴とする。

【0007】

このような構成によって、落射照明により被観察物の蛍光画像を取得する一般的なレーザー顕微鏡に、被観察物の発光の像を取得する機能を付加することが可能になる。即ち、顕微鏡の特性により、観察する箇所を三次元的に規定しやすく、これによって定量性に優
れた発光の観察が可能になる。また蛍光画像と、発光画像を切り替え可能に取得できるため、シームレスに蛍光画像と発光画像とを見比べることができる。

【0008】

また、前記観察光学系は、取得する像の倍率を変更する倍率変更手段を備えており、前記倍率変更手段は、前記第１の像取得経路により前記被観察物の狭視野高倍率のミクロ画像を取得する第１の状態と、前記第２の像取得経路により前記被観察物の広視野低倍率のマクロ画像を取得する第２の状態とを切り替えることによって、前記倍率を変更してもよい。なお、以下では、ミクロ画像を取得することをミクロ観察、マクロ画像を取得することをマクロ観察ともいう。

【0009】

このような構成であると、発光についてマクロ観察により効率よく光をあつめられるため、時間解像度をあげてリアルタイムの観察を行うことが可能になる。

【0010】

また、前記第１の状態においては、前記第１の像取得手段は前記被観察物の実像を取得し、前記第２の状態においては、前記第２の像取得手段は前記被観察物の虚像を取得したうえで実像化する、ようにしてもよい。

【0011】

また、前記光増幅手段はイメージインテンシファイアであってもよい。このような構成であれば、微弱な発光であっても感知可能に増感することができるため、感光（画像取得）に要する時間を短縮することができる。

【0012】

また、前記第２の像取得手段は、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。このような構成によって、安価に第２の像取得手段を構成することができるため、コストの面で好ましい。

【0013】

また、前記顕微鏡システムは、前記第１の像取得手段が取得した蛍光画像及び、前記第２の像取得手段が取得した発光画像を記録する記録手段と、前記記録手段に記録された蛍光画像及び発光画像を合成した画像を生成する画像処理手段と、をさらに有していてもよい。

【0014】

このような構成であれば、蛍光画像と発光画像を合成した画像を生成し、被観察物において発光が生じている箇所を蛍光画像上で確認することが可能になる。

【0015】

また、前記第２の像取得手段は、前記被観察物が可視光を反射した像を取得し、前記記録手段は、前記第２の像取得手段が取得した可視光反射画像を記録し、前記画像処理手段は、前記記録手段に記録された可視光反射画像と、前記発光画像及び／又は前記蛍光画像を合成した画像を生成してもよい。

【0016】

このような構成であれば、可視光により取得された被観察物の画像に、発光画像及び／又は蛍光画像を合成することができ、被観察物の多様な光学的観察が可能になる。

【0017】

また、上記の課題を解決するため、本発明に係る光学モジュールは、イメージインテンシファイア及び撮像素子を備え、共焦点顕微鏡又は多光子顕微鏡に組み付けられることによって、前記共焦点顕微鏡又は前記多光子顕微鏡に、被観察対象物の発光の像を取得する新たな画像取得経路を付加する。また、前記新たな画像取得経路は、前記被観察物の広視野低倍率のマクロ画像を取得する経路であってもよい。

【0018】

このような構成によると、既にある共焦点顕微鏡又は多光子顕微鏡のサイドポートに、光学モジュールをアドオンすることで、被観察物の発光の像を取得する機能を付加することができるため、新たな装置を導入するよりも低いコストで、被観察物の発光画像と蛍光
画像を切り替え可能に取得できる装置を導入することが可能になる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、被観察物の蛍光画像と発光画像とを容易に切り替えて観察できる技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、は実施例１に係る顕微鏡システムの概要を表す概略図である。

【図2】図２Ａは、実施例１に係る顕微鏡システムで取得される蛍光画像を示す図である。図２Ｂは、実施例１に係る顕微鏡システムで取得される発光画像を示す図である。図２Ｃは、実施例１に係る顕微鏡システムで生成される合成画像を示す図である。

【図3】図３Ａは、変形例に係る顕微鏡システムで取得される可視光反射画像を示す図である。図３Ｂは、変形例に係る顕微鏡システムで生成される合成画像を示す図である。

【図4】図４は、実施例２に係る顕微鏡システムの概要を表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、図面を参照しながら、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0022】

＜実施例１＞
（システム構成）
図１は本実施例に係る顕微鏡システム１の主要な構成を表す概略図である。図１に示すように、本実施例に係る顕微鏡システム１は光学系及び被観察物Ｔを載置するステージ等を含む顕微鏡筐体１０と、制御端末２０とから構成されている。制御端末２０は、図示しないがＣＰＵ（プロセッサ）、主記憶装置（メモリ）、補助記憶装置（ハードディスクなど）、入力装置（キーボード、マウス、コントローラ、タッチパネルなど）、出力装置（ディスプレイ、プリンタ、スピーカなど）などを具備する汎用的なコンピュータシステムにより構成される。なお、図中の破線矢印は光の経路を示している。

【0023】

顕微鏡筐体１０は、概略、レーザー光源１１１、ＸＹ走査機構１１２（例えば、ガルバノミラー）、ビームスプリッター１１３、対物レンズ１２１（例えば液浸系対物レンズ）、光路切替機構１２２、ピンホール１２３、フォトマルチプライヤー１２４、イメージインテンシファイア１３１、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２、ステージ１４１、ステージ駆動機構１４２（例えばモーター）、及び図示しない各種のリレーレンズを備えている。また、顕微鏡筐体１０は、外部からの光を遮光可能なように、ステージ１４１及び対物レンズ１２１周辺を覆う開閉式のカバー（図示しない）を備えている。
なお、本実施例においては、ステージ１４１に載置される被観察物Ｔは、生体試料であるとして以下の説明を行う。

【0024】

上記構成において、対物レンズ１２１から観察光学系に入光した光がピンホール１２３、フォトマルチプライヤー１２４へと向かう経路を、第１の画像取得経路とし、観察光学系に入光した光がイメージインテンシファイア１３１、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２へと向かう経路を第２の画像取得経路とする。そして、例えばフリップミラーなどで構成される光路切替機構１２２によって、観察光学系に入光した光の経路が、第１の画像取得経路と第２の画像取得経路とに切り替えられる。

【0025】

また、顕微鏡筐体１０と制御端末２０とは電気的に接続されており、例えばフォトマル
チプライヤー１２４及びＣＭＯＳイメージセンサ１３２が感知した光は電気的な信号として出力され、制御端末２０のディスプレイに画像が表示される。また、制御端末２０の入力装置を操作することによりステージ駆動機構１４２を介してステージを任意の位置に移動させることもできる。

【0026】

（被観察物Ｔの画像の取得）
次に、本実施例に係る顕微鏡システム１を用いて、被観察物Ｔの画像を取得する流れについて、光の経路を中心に説明する。

【0027】

本実施例に係る顕微鏡システム１によって、被観察物Ｔの蛍光画像を得る場合を説明すると、レーザー光源１１１から射出されたレーザー光は、ＸＹ走査機構１１２で偏向され、ビームスプリッター１１３を経て、対物レンズ１２１を介して被観察物Ｔ上で走査される。なお、この際、走査と同時に被観察物Ｔと対物レンズ１２１とは相対的に上下に移動される。そして、被観察物Ｔによって反射・散乱したレーザー光（励起光）と、レーザー光によって励起された蛍光が対物レンズ１２１へと入光し、ビームスプリッター１１３、ピンホール１２３によって焦点の合った蛍光のみがフォトマルチプライヤー１２４へと導かれて感知される。この際、光路切替機構１２２は対物レンズ１２１から観察光学系に入光した光が第１の画像取得経路へと向かうように光の経路を構成している。

【0028】

上記のようにして、フォトマルチプライヤー１２４で感知された光は電気信号として出力され、制御端末２０で画像処理された上で、被観察物Ｔの蛍光画像としてディスプレイ装置に表示され、及び／又は、記録媒体に記録される。画像処理は、例えば、画像上の画素ごとに最も明るくなった輝度値を合成することで、立体的形状を有する被観察物Ｔのすべての高さ位置に焦点のあった画像を得るようにすればよい。

【0029】

一方、本実施例に係る顕微鏡システム１によって、レーザー光などの照明光が照射されていない状態で被観察物Ｔの像を得る場合を説明する。この場合、光路切替機構１２２は観察光学系に入光した光が第２の画像取得経路へと向かうように、光の経路を構成している。ここで、被観察物Ｔにおいて生物発光（化学発光）が生じた場合、当該光は対物レンズ１２１から観察光学系へと入光し、第２の画像取得経路へと向かう。発光による光は非常に微弱であるものの、イメージインテンシファイア１３１によって増幅されることによって、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２で感知される。

【0030】

このようにして、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２で感知された光は電気信号として出力され、被観察物Ｔの発光画像として制御端末２０でディスプレイ装置に表示され、及び／又は、記録媒体に記録される。

【0031】

上記において、フォトマルチプライヤー１２４によって取得される画像は狭視野高倍率のミクロ画像であり、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２によって取得される画像は、広視野低倍率のマクロ画像であり、取得される被観察物Ｔの像の倍率は異なるものとなる。即ち、本実施例においては、光路切替機構１２２が、本発明における倍率変更手段を兼ねる構成となっている。また、フォトマルチプライヤー１２４は被観察物Ｔの実像を取得し、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２は被観察物Ｔの（発光）像の虚像を取得したうえで実像化するようになっている。なお、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２が取得する像は必ずしも虚像である必要は無く、マクロ観察が可能であれば実像を取得するのであってもよい。

【0032】

なお、近年、低倍率かつ高開口数の顕微鏡レンズの開発が進んでおり、対物レンズ１２１としてこのようなものを用いれば、顕微鏡光学系の最新技術を有効活用して、より鮮明な観察画像を得る事ができる。

【0033】

（画像合成処理）
次に、図２に基づいて、本実施例に係る顕微鏡システム１で取得した蛍光画像と発光画像を合成する処理について説明する。図２Ａは上記の様にして取得された被観察物Ｔの蛍光画像の一例を示し、図２Ｂは同様に被観察物Ｔの発光画像の一例を示している。これらの画像は記録媒体に記録されており、制御端末２０における画像処理によって、蛍光画像と発光画像が合成された画像が生成される。図２Ｃは合成された画像の一例を示している。

【0034】

上記のような構成の顕微鏡システムによって、生体試料の蛍光画像と発光画像とを容易に切り替えて観察でき、これらの画像を合成した画像を生成することで、生体試料の光学的観察を効率的に行うことが可能になる。

【0035】

特に、生体試料を観察する場合において、被観察物からの発光を検出できれば、当該発光箇所が特に着目すべき箇所であるということを認識することができる。このため、より鮮明に被観察物の像を取得することができる蛍光画像において、発光を検出した箇所を詳細に観察することができ、生体試料の観察効率を向上させることができる。また、蛍光画像として観察可能であるのみならず、レーザー顕微鏡としての機能により三次元スキャンが可能であるため、発光箇所の鮮明な像を得る事ができる。

【0036】

また、画像の合成は、上記のように画像の倍率を合わせて重畳させるもののみに限らず、複数の異なる取得画像を、一目で観察できるように組み合わせるものであってもよい。

【0037】

以上述べたような本実施例の構成によると、観察箇所の三次元的な位置決めを容易に行うことができ、従来の発光観察装置に比べて、定量性に優れた発光の観察が可能になる。また、カメラがベースとなっている従来の発光観察装置に比べて、優れた信号品質を得る事ができ、優れた時間解像度を得る事ができる。このことは、特に生体試料の観察を行う場合には大きな利点となる。

【0038】

（変形例）
なお、上記実施例１に係る顕微鏡システム１は、可視光の反射による被観察物Ｔの像も取得可能に構成されていてもよい。例えば、顕微鏡システム１は、被観察物Ｔに白色光を照射する照明光学系を備え、対物レンズ１２１から観察光学系に入光した当該白色光の反射光をＣＭＯＳイメージセンサ１３２によって感知するようにすればよい。そして、ＣＭＯＳイメージセンサ１３２で感知された光は電気信号として出力され、被観察物Ｔの可視光反射画像として制御端末２０でディスプレイ装置に表示され、及び／又は、記録媒体に記録される。図３Ａにこのようにして得られた被観察物Ｔの可視光反射画像の一例を示す。

【0039】

さらに、上記のようにして得られた可視光反射画像は、制御端末２０における画像処理によって、蛍光画像及び／又は発光画像と合成できるようになっていてもよい。図３Ｂに、被観察物Ｔの蛍光画像、発光画像、可視光反射画像が合成された画像の一例を示す。

【0040】

このような変形例の構成によると、可視光で認識される被観察物の画像と、蛍光画像及び／又は発光画像を合成することができ、多様な方法により生体試料の光学的観察を行うことができる。

【0041】

（変形例２）
上記の各例で、画像処理で行う画像の重畳的な合成は、取得した画像の倍率が同一になるようにデータ処理を行うようにしてもよいが、画像の倍率をデータの処理で合わせるのではなく、光学的に合わせるようにしてもよい。また、光学的に倍率が近い像を取得した
うえで、データ処理により倍率を合わせるようにしてもよい。

【0042】

具体的には、第２の画像取得経路は、取得する像の倍率を変動させる光学系を備える構成とする。例えば、第２の画像取得経路は、結像点を光軸方向に複数有するように構成されており、該複数の結像点における像のいずれをＣＭＯＳイメージセンサ１３２によって取得するかを切替え可能に選択する機構を備える。即ち、第２の画像取得経路に、発光像をミクロ観察とマクロ観察とを切替え可能に取得する倍率変更手段をさらに備える（倍率変更手段が複数である）構成である。このような構成によって、複数の結像点で結像される像の中から合成に適した倍率（大きさ）の像を取得することで、マクロ観察とミクロ観察とを切替え、合成画像を生成することができる。

【0043】

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例においては、既存の顕微鏡に、光増幅手段と固体撮像素子を組み合わせた光学モジュールを取り付けることにより、当該顕微鏡の機能を強化する例について説明する。

【0044】

上述の実施例で示したように、顕微鏡筐体内に第１の画像取得経路及び第２の画像取得経路を設ける態様において、本発明の効果を発揮することが可能である。これに加え、多くの光学顕微鏡や特殊顕微鏡などに、別体としての光学モジュールをアドオンすることで、既存の顕微鏡の機能の強化することが可能となる。

【0045】

例えば共焦点顕微鏡又は多光子顕微鏡等のレーザー顕微鏡の多くには、記録用カメラポートが具備されており、上記のような光学モジュールを記録用カメラポートにマウントアダプタを用いて取り付けることにより、マクロ観察により被観察物Ｔの発光の像を取得して、必要な観察部分、測定部分を特定し、そのうえで、ミクロ観察により微細観察、状態把握を行うといった使い方が可能となる。顕微鏡側のカメラポートには、通常Ｆ、Ｃマウントアダプタが設置されているので、光学モジュールにいずれかのアダプタに合致するマウントをとりつけるだけで上述した効果を発揮することができる。さらに、このマウントに目盛板、比較チャート、方眼ラインなどの各種レクチルをとりつけることで比較測定や寸法測定を含む観察を容易に行うことが可能となる。さらに、マウントには、蛍光、赤外、コントラストなどのフィルタを取り付けることで、より多用途で簡便な観察が可能となる。

【0046】

図４には、このような例として、本発明に係る光学モジュール３５を二光子顕微鏡に取り付けた場合の構成例を図示する。本実施例に係る顕微鏡システム３は顕微鏡筐体３０と、制御端末３９とから構成されている。制御端末３９は、図示しないがＣＰＵ（プロセッサ）、主記憶装置（メモリ）、補助記憶装置（ハードディスクなど）、入力装置（キーボード、マウス、コントローラ、タッチパネルなど）、出力装置（ディスプレイ、プリンタ、スピーカなど）などを具備する汎用的なコンピュータシステムにより構成される。なお、図中の破線矢印は光の経路を示している。

【0047】

顕微鏡筐体３０は、概略、光源であるフェムト秒レーザー３１１、ガルバノミラー３１２、ビームスプリッター３１３、対物レンズ３２１、光路切替機構３２２、フィルタ３２３、フォトマルチプライヤー３２４、ステージ３４１、ステージ駆動機構３４２（例えばモーター）、及び図示しない各種のレンズを備えている。また、顕微鏡筐体３０は、外部からの光を遮光可能なように、開閉式のカバー（図示しない）を備えている。

【0048】

また、顕微鏡筐体３０はカメラポートを有しており、該カメラポートに取り付けられたマウントアダプタ３５１を介して、本発明係る光学モジュール３５が、顕微鏡筐体に接続される。光学モジュール３５は、イメージインテンシファイアなどの光増幅器３５４、及
びＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子３５５を備えており、制御端末３９と電気的に接続される。

【0049】

フェムト秒レーザー３１１から照射されたパルス光は、ガルバノミラー３１２にて方向を制御され、対物レンズ３２１によって被観察物Ｔの目的箇所に集光される。そして、二光子励起過程で生じ、被観察物Ｔから放射された略１／２波長の放射光は、対物レンズ３２１、ビームスプリッター３１３、蛍光フィルタ等のフィルタ３２３を通過した後、フォトマルチプライヤー３２４で検出される。

【0050】

一方、レーザー光などの照明光が照射されていない状態では、光路切替機構３２２は観察光学系に入光した光が、第２の画像取得経路へと向かうように、光の経路を構成している。ここで、被観察物Ｔにおいて生物発光（化学発光）が生じた場合、当該光は対物レンズ３２１から観察光学系へと入光し、顕微鏡筐体３０のカメラポートに取り付けられたマウントアダプタ３５１及び、フィルタ等３５２、マウント３５３を介して、本発明に係る光学モジュール３５に入射される。発光による光は非常に微弱であるものの、光増幅器３５４によって増幅されることによって、固体撮像素子３５５で感知される。

【0051】

このような構成においては、フィルタ等３５２として、蛍光フィルタを取り付けることにより顕微鏡筐体３０のフォトマルチプライヤー３２４による観察と併用し、２画面または多種倍率観察を行うことが可能となる。また、フィルタ等３５２として赤外線検知フィルタを取り付けることで熱分布観察が可能となり、顕微鏡筐体３０による可視光観察と比較、測定などが可能となる。つまり、より超微細な観察を行う光学顕微鏡において観察部位の特定を容易に行う機能に加え、多種類の観察顕微鏡や倍率顕微鏡を構成することが可能となる。

【0052】

また、光学モジュール３５は、その内部に結像点を光軸方向に複数有するような光学系（各種レンズ）を備えており、該複数の結像点における像のいずれを固体撮像素子３５５によって取得するかを切替え可能に選択できるようにしてもよい。即ち、光学モジュール３５は、マクロ観察とミクロ観察とを切替え可能な構成であってもよい。

【0053】

上記のような本実施例の構成によると、比較的廉価で流通している一般的な生物用顕微鏡に発光観察用のモジュールをアドオンすることで、容易に観察対象の発光を観察する事ができる。従来の発光観察のための機材は非常に高価なものであり、これに蛍光画像を観察する機能を加えると、さらに価格が高くなってしまっていた。これに比べ、本実施例の顕微鏡システムでは、広く普及している既存の蛍光観察用の顕微鏡に発光モジュールをアドオンするだけでよいので、低コストで、蛍光検出性能に優れた発光観察手段を得る事ができる。

【0054】

＜その他＞
なお、上記の実施例は、本発明を例示的に説明するものに過ぎず、本発明は上記の具体的な態様には限定されない。本発明は、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、イメージインテンシファイアと組み合わせる固体撮像素子について、上記のＣＭＯＳイメージセンサの代わりに、ＣＣＤイメージセンサなどの他の撮像素子を用いることも可能である。

【符号の説明】

【0055】

１・・・顕微鏡システム
１０・・・顕微鏡筐体
２０・・・制御端末
１１１・・・レーザー光源
１１２・・・ＸＹ走査機構
１１３・・・ビームスプリッター
１２１・・・対物レンズ
１２２・・・光路切替機構
１２３・・・ピンホール
１２４・・・フォトマルチプライヤー
１３１・・・イメージインテンシファイア
１３２・・・ＣＭＯＳイメージセンサ
１４１・・・ステージ
１４２・・・ステージ駆動機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】