(57)【要約】  光軸方向の分解能を高めるために、本発明の非線形顕微鏡の一態様は、光源（１１）から供給される照明光（Ｌ１、Ｌ２）を被観察物（１０）上に集光し、その集光点（Ｓ１）でコヒーレントな非線形光学過程を生起させる照明手段（２０、１９）と、前記非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光（Ｌｒ）を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手段（２７）と、前記被観察物中の被観察面（１０Ａ）を前記集光点で走査し、前記被観察面上の前記信号の分布を計測する制御手段（１５、２８）とを備え、前記光源から前記被観察物へ向かう前記照明光の光路と、前記被観察物から前記受光部へ向かう前記物体光の光路との少なくとも一方は、１対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、前記被観察面に関して対称な関係に設定されている。
2012120881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から供給される照明光を被観察物上に集光し、その集光点にてコヒーレントな非線形光学過程を生起させる照明手段と、
前記集光点における前記非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手段と、
前記被観察物中の被観察面を前記集光点で走査しながら、前記検出手段が生成する信号を繰り返し取り込み、前記被観察面上の前記信号の分布を計測する制御手段と
を備える非線形顕微鏡において、
前記光源から前記被観察物へ向かう前記照明光の光路と、前記被観察物から前記受光部へ向かう前記物体光の光路との少なくとも一方は、１対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、前記被観察面に関して対称な関係に設定される
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の非線形顕微鏡において、
前記照明手段は、
前記光源から供給される前記照明光を１対の照明光に分岐し、それら１対の照明光を前記被観察面の両側から前記被観察面の共通の位置に向けて同時に照射する
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の非線形顕微鏡において、
前記検出手段は、
前記集光点から前記被観察面の両側へ射出した１対の前記物体光を前記受光部の手前で統合し、互いに干渉させる
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項４】
請求項３に記載の非線形顕微鏡において、
前記照明光の光路と前記物体光の光路との双方が２重化されている
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項５】
請求項１に記載の非線形顕微鏡において、
前記非線形顕微鏡のモードは、
以下の５つのモード（ａ）〜（ｅ）のうち、モード（ａ）〜（ｃ）の何れか１つを含む２つのモードの間で切り換えが可能である。
（ａ）両側照射・両側検出モード：前記照明光及び前記物体光の双方の光路を２重化したモード。
（ｂ）両側照射・片側検出モード：前記物体光の光路の２重化を無効にしたモード。
（ｃ）片側照射・両側検出モード：前記照明光の光路の２重化を無効にしたモード。
（ｄ）透過観察モード：前記照明光及び前記物体光の光路の２重化を無効にし、前記照明光の下流側に向かって前記集光点から射出した前記物体光を受光するモード。
（ｅ）反射観察モード：前記照明光及び前記物体光の光路の２重化を無効にし、前記照明光の上流側に向かって前記集光点から射出した前記物体光を受光するモード。
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項６】
光源から供給される照明光の光路を１対の光路に分岐するビームスプリッタと、
被観察物中の被観察面の互いに反対の側に向けて前記１対の光路を個別に偏向する１対の偏向ミラーと、
前記１対の光路へ個別に配置され、前記被観察面の共通位置に焦点を配した１対の対物レンズと、
前記１対の光路の共通部分に配置され、前記１対の対物レンズの集光点における非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光を前記照明光から分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーで分離された前記物体光を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手段と、
前記被観察面を前記集光点で走査しながら、前記検出手段が生成する信号を繰り返し取り込み、前記被観察面上の前記信号の分布を計測する制御手段と
を備えたことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項７】
請求項６に記載の非線形顕微鏡において、
前記１対の光路の一方に配置され、前記被観察面へ向かう前記照明光と前記被観察面から射出した前記物体光とのうち後者のみをカットする波長選択フィルタを更に備えた
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項８】
請求項６に記載の非線形顕微鏡において、
前記１対の光路の一方に配置され、前記被観察面へ向かう前記照明光と前記被観察面から射出した前記物体光とのうち前者のみをカットする波長選択フィルタを更に備えた
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の非線形顕微鏡において、
前記１対の光路の光路長差を調整する手段を更に備えた
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の非線形顕微鏡において、
前記被観察面に対する前記１対の光路の相対的な配置関係を調整する手段を更に備えた
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載の非線形顕微鏡において、
前記制御手段は、
前記被観察物を固定したまま前記集光点を移動させることにより前記走査を行う
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れか一項に記載の非線形顕微鏡において、
前記照明光には、
光周波数の異なる１対のレーザ光が含まれる
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項１３】
請求項１２に記載の非線形顕微鏡において、
前記１対のレーザ光の一方には、更に、
光周波数の異なる複数のレーザ光が含まれ、
前記検出手段は、
前記光強度を示す信号を波長成分毎に生成する
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の非線形顕微鏡において、
前記１対のレーザ光の光周波数の組み合わせは、前記観察対象物に含まれる分子に対してコヒーレントアンチストークスラマン散乱光学過程を生起させるための組み合わせに設定される
ことを特徴とする非線形顕微鏡。
【請求項１５】
光源から供給される照明光を被観察物上に集光し、その集光点にてコヒーレントな非線形光学過程を生起させる照明手順と、
前記集光点における前記非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手順と、
前記被観察物中の被観察面を前記集光点で走査しながら、前記検出手順で生成される信号を繰り返し取り込み、前記被観察面上の前記信号の分布を計測する制御手順と
を含む非線形観察方法において、
前記光源から前記被観察物へ向かう前記照明光の光路と、前記被観察物から前記受光部へ向かう前記物体光の光路との少なくとも一方は、１対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、前記被観察面に関して対称な関係に設定される
ことを特徴とする非線形観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形顕微鏡及び非線形観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオ産業の勢いはとどまるところを知らず、とりわけ生体試料を観察対象とした３次元分解顕微鏡の需要は高まる一方である。その中でも空間分解能の高い共焦点顕微鏡は、古くから現在に至るまで広く使われている。従来の共焦点顕微鏡は、生体試料に含まれる蛍光分子が照射光の強度に対して線形な強度で発する蛍光（線形光学過程による信号）を観測するものであるが、近年になると、生体試料に含まれる特定種類の分子が照射光の強度に対して非線形な強度で発する光（非線形光学過程による信号）を観測する非線形顕微鏡が注目されつつある。【０００３】
非線形顕微鏡は、照射光として比較的長い波長の光（例えば近赤外線）を用いるので、試料の深部まで観察することが可能である。また、上述した非線形過程は対物レンズの焦点近傍の微小領域でしか生起しないので、非線形顕微鏡が取得する画像は極めて薄い層の画像（セクショニング画像）となる。このような非線形顕微鏡の１つに、非線形過程としてコヒーレントアンチストークスラマン散乱（ＣＡＲＳ）を利用したＣＡＲＳ顕微鏡がある（特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４７４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来のＣＡＲＳ顕微鏡では、光軸方向（ｚ方向）の分解能が光軸に垂直な面内方向（ｘｙ方向）の分解能に比べて低いという問題があった。【０００６】
そこで本発明は、光軸方向の分解能を高めることのできる非線形顕微鏡及び非線形観察方法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】
【０００７】
本発明の非線形顕微鏡の一態様は、光源から供給される照明光を被観察物上に集光し、その集光点にてコヒーレントな非線形光学過程を生起させる照明手段と、前記集光点における前記非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手段と、前記被観察物中の被観察面を前記集光点で走査しながら、前記検出手段が生成する信号を繰り返し取り込み、前記被観察面上の前記信号の分布を計測する制御手段とを備える非線形顕微鏡において、前記光源から前記被観察物へ向かう前記照明光の光路と、前記被観察物から前記受光部へ向かう前記物体光の光路との少なくとも一方は、１対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、前記被観察面に関して対称な関係に設定されたものである。【０００８】
また、本発明の非線形顕微鏡の一態様は、光源から供給される照明光の光路を１対の光路に分岐するビームスプリッタと、被観察物中の被観察面の互いに反対の側に向けて前記１対の光路を個別に偏向する１対の偏向ミラーと、前記１対の光路へ個別に配置され、前記被観察面の共通位置に焦点を配した１対の対物レンズと、前記１対の光路の共通部分に配置され、前記１対の対物レンズの集光点における非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光を前記照明光から分離するダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミラーで分離された前記物体光を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手段と、前記被観察面を前記集光点で走査しながら、前記検出手段が生成する信号を繰り返し取り込み、前記被観察面上の前記信号の分布を計測する制御手段とを備える。【０００９】
また、本発明の非線形観察方法の一態様は、光源から供給される照明光を被観察物上に集光し、その集光点にてコヒーレントな非線形光学過程を生起させる照明手順と、前記集光点における前記非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手順と、前記被観察物中の被観察面を前記集光点で走査しながら、前記検出手順で生成される信号を繰り返し取り込み、前記被観察面上の前記信号の分布を計測する制御手順とを含む非線形観察方法において、前記光源から前記被観察物へ向かう前記照明光の光路と、前記被観察物から前記受光部へ向かう前記物体光の光路との少なくとも一方は、１対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、前記被観察面に関して対称な関係に設定されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光軸方向の分解能を高めることのできる非線形顕微鏡及び非線形観察方法が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡の構成図（両側励起・両側検出モード）である。
【図２】ＣＡＲＳ過程及び非共鳴過程を説明する図である。
【図３】両側励起・片側検出モードを説明する図である。
【図４】片側励起・両側検出モードを説明する図である。
【図５】透過観察モードを説明する図である。
【図６】反射観察モードを説明する図である。
【図７】観察対象物からスペクトル検出器２７の側へと伝達可能な構造の空間周波数域（伝達域）をモード毎に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態は、ＣＡＲＳ顕微鏡の実施形態である。
【００１３】
図１は、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡の構成図である。図１の上部は、ＣＡＲＳ顕微鏡の光源側の構成を示す図であり、図１の下部は、ＣＡＲＳ顕微鏡の試料側の構成を示す図である。
【００１４】
図１の上部に示すとおり本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡には、レーザ光源１１と、励起パルス光生成部１２とが備えられる。また、図１の下部に示すとおり、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡には更に、ダイクロイックミラー１４と、光スキャナ１５と、リレー光学系（レンズ１６Ａ、１６Ｂ）と、可動のビームスプリッタ１７と、可動の波長選択フィルタ２２ｒと、全反射ミラー１８と、対物レンズ１９と、透明な培養容器１０と、対物レンズ２０と、可動の全反射ミラー２１と、可動の波長選択フィルタ２２ｔと、ビームスプリッタ２３Ａと、撮像素子２３Ｂと、集光レンズ２５と、分光器２６と、スペクトル検出器２７と、制御部２８とが配置される。
【００１５】
なお、培養容器１０は、透過型の試料ステージ（不図示）によって支持された透明な容器であり、培養容器１０の内部には、生体細胞を含んだ透明な培養液が収容されている。この生体細胞に含まれる分子（タンパク質、脂質など）が、ＣＡＲＳ顕微鏡の観察対象となる。以下、これらの分子を「観察対象分子」と称す。
【００１６】
レーザ光源１１は、パルスレーザ光を発振するパルスレーザ光源であって、レーザ光源が発振するパルスレーザ光のパルス形状は、適切な形状に設定されている。この設定により、後述するスポットＳ１の中心部分（高密度スポット）のエネルギー密度は、観察対象分子にＣＡＲＳ信号を発生させるのに適したエネルギー密度となる。このレーザ光源１１から射出したパルスレーザ光は、励起パルス光生成部１２へ入射する。
【００１７】
励起パルス光生成部１２には、レンズ１２Ａと、ビームスプリッタ１２Ｂと、可動の全反射ミラー１２Ｃと、可動の全反射ミラー１２Ｄと、レンズ１２Ｆと、フォトニッククリスタルファイバー１２Ｇと、レンズ１２Ｈと、波長選択フィルタ１２Ｊと、ビームスプリッタ１２Ｅとが備えられる。
【００１８】
励起パルス光生成部１２へ入射したパルスレーザ光は、レンズ１２Ａを通過することにより径の太い平行光束となり、ビームスプリッタ１２Ｂへ入射し、ビームスプリッタ１２Ｂを透過するパルスレーザ光Ｌ１と、ビームスプリッタ１２Ｂを反射するパルスレーザ光Ｌ１とに分岐される（なお、図１では、互いに同じ光周波数を有した光に対して互いに同じ符号を付している。）。
【００１９】
先ず、ビームスプリッタ１２Ｂを透過したパルスレーザ光Ｌ１は、レンズ１２Ｆを介してフォトニッククリスタルファイバー１２Ｇの一端へ入射する。フォトニッククリスタルファイバー１２Ｇ内では、パルスレーザ光Ｌ１の伝播過程で自己位相変調等の非線形現象が起こり、それによってパルスレーザ光Ｌ１は、コヒーレントで光周波数帯域の広いパルスレーザ光へと変換される。したがって、フォトニッククリスタルファイバー１２Ｇの他端からは、白色コヒーレントパルス光Ｌ２が射出する。この白色コヒーレントパルス光Ｌ２は、レンズ１２Ｈを通過することにより径の太い平行光束となり、波長選択フィルタ１２Ｊを介してビームスプリッタ１２Ｅへ入射する。
【００２０】
一方、ビームスプリッタ１２Ｂを反射したパルスレーザ光Ｌ１は、全反射ミラー１２Ｃ、全反射ミラー１２Ｄを順に反射してからビームスプリッタ１２Ｅへ入射し、そのビームスプリッタ１２Ｅ上で、白色コヒーレントパルス光Ｌ２と同軸に統合される。
【００２１】
なお、全反射ミラー１２Ｃ、１２Ｄの全体は、図１の矢印の方向へ移動可能であって、この移動により、ビームスプリッタ１２Ｅに入射するパルスレーザ光Ｌ１の光路長と、ビームスプリッタ１２Ｅに入射する白色コヒーレントパルス光Ｌ２の光路長との差が調節される。この調節により、パルスレーザ光Ｌ１がビームスプリッタ１２Ｅへ入射するタイミングと、白色コヒーレントパルス光Ｌ２がビームスプリッタ１２Ｅへ入射するタイミングとは合致している。
【００２２】
また、白色コヒーレントパルス光Ｌ２の単独光路へ配置された波長選択フィルタ１２Ｊの特性は、白色コヒーレントパルス光Ｌ２に含まれる複数の光周波数成分のうちパルスレーザ光Ｌ１よりも光周波数の低いもののみを通過させる特性に設定されている。よって、ビームスプリッタ１２Ｅへ入射する白色コヒーレントパルス光Ｌ２に含まれる全ての光周波数成分の光周波数は、ビームスプリッタ１２Ｅへ入射するパルスレーザ光Ｌ１の光周波数よりも低く設定される。
【００２３】
このように、光路及びタイミングが一致し、かつ、光周波数に差異の設けられたパルスレーザ光Ｌ１及び白色コヒーレントパルス光Ｌ２が、ＣＡＲＳ顕微鏡の励起光として使用される。以下、このようなパルスレーザ光Ｌ１及び白色コヒーレントパルス光Ｌ２を纏めて「励起パルス光Ｌ１、Ｌ２」と称す。
【００２４】
さて、図１上部のビームスプリッタ１２Ｅから射出した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２は、図１の下部に示すダイクロイックミラー１４を透過し、光スキャナ１５を介してレンズ１６Ａへ入射する。レンズ１６Ａへ入射した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２は、レンズ１６によって集光された後に再び発散し、ビームスプリッタ２３Ａを透過した後にレンズ１６Ｂへ入射する。その励起パルス光Ｌ１、Ｌ２は、レンズ１６Ｂによって平行光束となり、ビームスプリッタ１７へ入射する。なお、レンズ１６Ａとレンズ１６Ｂとの間における励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の集光面（点線）は、後述する観察対象面１０Ａの共役面である。
【００２５】
ここで、ビームスプリッタ１７より試料側の部分は、切り換え可能に構成されており、その切り換えにより、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡のモードは以下の５つのモードの間でモード切り換わる。
【００２６】
（ａ）両側励起・両側検出モード：培養容器１０の両側から培養容器１０へ励起パルス光を照射し、かつ、培養容器１０の両側に射出した白色ＣＡＲＳ信号同士の干渉強度を検出するモード。
【００２７】
（ｂ）両側励起・片側検出モード：培養容器１０の両側から培養容器１０へ励起パルス光を照射し、かつ、培養容器１０の片側に射出した白色ＣＡＲＳ信号を検出するモード。
【００２８】
（ｃ）片側励起・両側検出モード：培養容器１０の片側から培養容器１０へ励起パルス光を照射し、かつ培養容器１０の両側に射出した白色ＣＡＲＳ信号同士の干渉強度を検出するモード。
【００２９】
（ｄ）透過観察モード：培養容器１０の一方の側から培養容器１０へ励起パルス光を照射し、かつ培養容器１０の他方の側に射出した白色ＣＡＲＳ信号を検出するモード。
【００３０】
（ｅ）反射観察モード：培養容器１０の一方の側から培養容器１０へ励起パルス光を照射し、かつ培養容器１０の同じ側に射出した白色ＣＡＲＳ信号を検出するモード。
【００３１】
（両側励起・両側検出モード）
先ず、両側励起・両側検出モードを説明する。
【００３２】
このモードでは、図１の下部に示すとおり、波長選択フィルタ２２ｔ、波長選択フィルタ２２ｒは光路から外され、ビームスプリッタ１７は光路へ挿入される。
【００３３】
よって、ビームスプリッタ１７へ入射した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２は、ビームスプリッタ１７を透過する励起パルス光Ｌ１、Ｌ２と、ビームスプリッタ１７を反射する励起パルス光Ｌ１、Ｌ２とに分岐する。
【００３４】
先ず、ビームスプリッタ１７を透過した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２は、全反射ミラー１８を反射した後に対物レンズ１９へ入射すると、対物レンズ１９の集光作用を受け、対物レンズ１９の焦光点に向かって集光する。
【００３５】
一方、ビームスプリッタ１７を反射した励起パルス光は、全反射ミラー２１を反射した後に対物レンズ２０へ入射すると、対物レンズ２０の集光作用を受け、対物レンズ２０の焦光点に向かって集光する。
【００３６】
ここで、対物レンズ１９と対物レンズ２０とは、互いに同じ焦点距離、互いに同じＮＡを有している。また、対物レンズ１９の焦点面と対物レンズ２０の焦点面とは、培養容器１０の深部における観察対象面１０Ａに一致している。また、対物レンズ１９の観察対象面１０Ａにおける集光点と、対物レンズ２０の観察対象面１０Ａにおける焦光点とは、合致している。
【００３７】
したがって、対物レンズ１９の側から培養容器１０へ向かった励起パルス光Ｌ１、Ｌ２と、対物レンズ２０の側から培養容器１０へ向かった励起パルス光Ｌ１、Ｌ２とは、観察対象面１０Ａ上の互いに同じ位置にスポットＳ１を形成する。
【００３８】
しかも、ビームスプリッタ１７から全反射ミラー２１及び対物レンズ２０を経由して観察対象面１０Ａへ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路長と、ビームスプリッタ１７から全反射ミラー１８及び対物レンズ１９を経由して観察対象面１０Ａへ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路長とは、合致している。
【００３９】
すなわち、このモードでは、培養容器１０に向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路が1対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、観察対象面１０Ａに関して対称な関係に設定されている。
【００４０】
よって、このモードでは、観察対象面１０Ａの１点（スポットＳ１の形成箇所）が観察対象面１０Ａの両側から励起パルス光Ｌ１、Ｌ２により同時に照射される。
【００４１】
スポットＳ１の中心部分（高密度スポット）では、白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒが発生する。この白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、対物レンズ１９の側へ向けて射出する白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒと、対物レンズ２０の側へ向けて射出する白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒとがある。
【００４２】
高密度スポットから対物レンズ２０に向かった白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、対物レンズ２０を通過し、全反射ミラー２１を反射すると、ビームスプリッタ１７へ入射する。
【００４３】
一方、高密度スポットから対物レンズ１９に向かった白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、対物レンズ１９を通過し、全反射ミラー１８を反射すると、ビームスプリッタ１７へ入射し、対物レンズ２０の側から到達した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒと同軸に統合される。
【００４４】
ここで、このモードでは、培養容器１０から射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの光路が1対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、観察対象面１０Ａに関して対称な関係に設定されている。また、それら１対の光路を個別に進行する１対の白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、可干渉である。
【００４５】
よって、このモードでは、観察対象面１０Ａの１点（スポットＳ１の形成箇所）から両側に向けて射出した１対の白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒがビームスプリッタ１７にて統合され、互いに干渉する。
【００４６】
ビームスプリッタ１７へ入射した１対の白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒ（以下、単に白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒと称す。）は、レンズ１６Ｂ、ビームスプリッタ２３Ａ、レンズ１６Ａ、光スキャナ１５を介してダイクロイックミラー１４へ入射する。
【００４７】
ダイクロイックミラー１４の特性は、白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒを反射し、かつ、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２を透過する特性に設定されている。
【００４８】
よって、ダイクロイックミラー１４へ入射した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、ダイクロイックミラー１４で反射する。
【００４９】
なお、スポットＳ１から射出しダイクロイックミラー１４へ到達できる光の中には、これらの白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒだけでなく、培養容器１０を透過又は反射した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２も含まれる。しかし、この励起パルス光Ｌ１、Ｌ２は、白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒとは異なり、ダイクロイックミラー１４を透過する。
【００５０】
よって、ダイクロイックミラー１４を反射した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２と混ざることなく、集光レンズ２５によって集光され、分光器２６へ入射する。なお、分光器２６の入射口（スリット）の前における白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの集光点には、ピンホールが設けられている。
【００５１】
分光器２６の内部へ入射した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、不図示の回折格子により複数の波長成分（複数の光周波数成分）に分離され、それらの波長成分は、ラインセンサなどからなるスペクトル検出器２７の各センサ部へ個別に入射する。よって、分光器２６の内部へ入射した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは、分光器２６及びスペクトル検出器２７によってスペクトル信号に変換される。スペクトル検出器２７で生成されたスペクトル信号は、制御部２８へ取り込まれる。
【００５２】
ここで、光スキャナ１５は、１対のガルバノメータミラーなどを配置した光スキャナであって、光スキャナ１５が駆動されると前述したスポットＳ１は観察対象面１０Ａ上を移動する。
【００５３】
よって、制御部２８は、光スキャナ１５を駆動することにより、スポットＳ１で観察対象面１０Ａ上を二次元走査すると共に、スポットＳ１が各走査位置にあるときにスペクトル検出器２７から出力信号を取り込むことにより、観察対象面１０Ａの各位置における白色ＣＡＲＳ信号のスペクトル、すなわちＣＡＲＳスペクトル分布を取得する。このＣＡＲＳスペクトル分布は、観察対象物（観察対象位置）の振動モード分布を表す。
【００５４】
ここで、高密度スポットで白色ＣＡＲＳ信号が発生する原理を詳しく説明する。
【００５５】
説明に当たり、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の一方であるパルスレーザ光Ｌ１の光周波数をω１とおき、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の他方である白色コヒーレントパルス光Ｌ２に含まれる各光周波数成分Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、…の光周波数をω２１、ω２２、ω２３、ω２４、…とおく。
【００５６】
このとき、高密度スポットに存在する観察対象分子のうち、ωｖ１＝ω１−ω２１の式を満たすような固有振動数ωｖ１を有した部分は、光周波数ωｒ１＝２ω１−ω２１を有したＣＡＲＳ信号を発生する。また、ωｖ２＝ω１−ω２２の式を満たすような固有振動数ωｖ２を有した部分は、光周波数ωｒ２＝２ω１−ω２２を有したＣＡＲ信号を発生する。また、ωｖ３＝ω１−ω２３の式を満たすような固有振動数ωｖ３を有した部分は、光周波数ωｒ３＝２ω１−ω２３を有したＣＡＲ信号を発生する。また、ωｖ４＝ω１−ω２４の式を満たすような固有振動数ωｖ４を有した部分は、光周波数ωｒ４＝２ω１−ω２４を有したＣＡＲ信号を発生する。すなわち、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡では、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の一方に白色コヒーレントパルス光Ｌ２を使用するので、高密度スポットで発生するＣＡＲＳ信号は、光周波数の異なる複数のＣＡＲＳ信号、すなわち、白色ＣＡＲＳ信号となる。
【００５７】
ここで、白色コヒーレントパルスＬ２に含まれる１つの光周波数成分Ｌ２ｉに着目し、その光周波数成分Ｌ２ｉによるＣＡＲＳ過程の詳細を説明する。
【００５８】
図２の左側に示すとおり、光周波数ω１を有したパルスレーザ光Ｌ１と光周波数ω２ｉを有した光周波数成分Ｌ２ｉは、光周波数（ω１−ω２ｉ）を有したうなりを発生させるが、観察対象分子の或る部分の固有振動数ωｖｉは、そのうなりの光周波数（ω１−ω２ｉ）と等しいため、その部分はうなりに共鳴して励起状態へと移行する。そして、励起状態となった部分に対して光周波数ω１を有したパルスレーザ光Ｌ１が照射されると、その部分は、（ωｖｉ＋ω１）に相当するエネルギーを有した中間状態へと移行する。その後、中間状態の部分が基底状態へ移行する際に、光周波数ωｒｉ＝２ω１−ω２ｉを有したＣＡＲＳ信号が発生する。
【００５９】
因みに、このＣＡＲＳ過程によると、高密度スポットで発生し得るＣＡＲＳ信号の振幅分布φｒ（Ｘ，Ｙ）（＝観察対象分子の密度が一様であるときにＣＡＲＳ信号が観察対象面に形成する振幅分布）は、以下の式で表される。
【００６０】
φｒ（Ｘ，Ｙ）＝｛φ１（Ｘ，Ｙ）｝２×｛φ２（Ｘ，Ｙ）｝＊
但し、この式におけるφ１（Ｘ，Ｙ）は、パルスレーザ光Ｌ１が観察対象面に形成する点像振幅分布）であり、φ２（Ｘ，Ｙ）は、光周波数成分Ｌ２ｉが観察対象面に形成する点像振幅分布）である。
【００６１】
ここで、バックグランドノイズについて説明する。
【００６２】
高密度スポットでは、共鳴過程の１種であるＣＡＲＳ過程だけでなく、非共鳴過程も生起し得る。この非共鳴過程は、培養液中及び細胞中の水分子に起因するものが多く、バックグランドノイズの原因となる過程である。水分子による非共鳴過程は次のとおり生起する。すなわち、図２の右側に示すとおり、水分子は、光周波数ω１を有したパルスレーザ光Ｌ１によって２光子励起され、２×ω１に相当するエネルギーを有した中間状態へと移行する可能性がある。その後、中間状態の水分子が基底状態へ移行する際に、光周波数成分Ｌ２ｉに誘導され光周波数成分Ｌ２ｉと同じ光周波数ω２ｉを有した光と、パルスレーザ光Ｌ１及び光周波数成分Ｌ２ｉに起因するＣＡＲＳ信号と同じ光周波数ωｒｉを有した光とが射出する。これらの光は、培養容器１０から射出した後、ダイクロイックミラー１４にまで到達することが可能である。
【００６３】
このうち、光周波数ω２ｉを有した光は、ダイクロイックミラー１４を反射しないのでスペクトル検出器２７には入射しないが、光周波数ωｒｉを有した光は、ダイクロイックミラー１４を反射し、スペクトル検出器２７に入射してしまう。しかも、以上の現象は、光周波数ω２ｉの異なる複数の光周波数成分Ｌ２ｉ（ｉ＝１、２、３、…）の各々について発生し得る。
【００６４】
このため、制御部２８が取得したＣＡＲＳスペクトル分布には、様々な光周波数のバックグランドノイズが重畳されていると考えられる。
【００６５】
但し、非共鳴過程とＣＡＲＳ過程との相違により、バックグランドノイズとＣＡＲＳ信号との間では、位相が必ずπ／２だけずれるという特徴がある。
【００６６】
したがって、制御部２８は、前述したＣＡＲＳスペクトル分布に対し、この特徴に基づく演算を施すことにより、そのＣＡＲＳスペクトル分布から様々な光周波数のバックグランドノイズを除去することができる。よって、制御部２８は、バックグランドノイズを含まないＣＡＲＳスペクトル分布を取得することができる。
【００６７】
以上、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡では、培養容器１０へ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路と、培養容器１０から射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの光路との双方が１対の光路に２重化されており、それら１対の光路の関係は、観察対象面１０Ａに関して対称な関係に設定されている。
【００６８】
よって、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡は、両側励起・両側検出モードに設定することが可能である。
【００６９】
なお、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡では、ビームスプリッタ１７の姿勢は可変である。この姿勢調整により、対物レンズ２０の瞳に対する励起パルス光の入射位置と、対物レンズ１９に瞳に対する励起パルス光の入射位置とを相対的に調整することができる。よって、この調整により、対物レンズ２０が形成するスポットＳ１の位置と、対物レンズ１９が形成するスポットＳ１の位置とを、ｘｙ方向にかけて相対移動させることができる。そして、この相対移動により、対物レンズ２０が形成するスポットＳ１のｘｙ方向の位置と、対物レンズ１９が形成するスポットＳ１のｘｙ方向の位置とを合致させることができる。
【００７０】
また、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡では、対物レンズ２０のｚ方向の位置は可変であり、この位置調整により、対物レンズ２０の焦点面と対物レンズ１９の焦点面とを合致させることができる。
【００７１】
また、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡では、不図示の試料ステージは培養容器１０のｚ方向の位置を調整することが可能であり、この位置調整により、対物レンズ１９、２０の焦点面を、所望の観察対象面１０Ａに合致させることができる。
【００７２】
また、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡では、全反射ミラー２１は、その姿勢を保ったまま、その反射面と垂直な方向へ移動することが可能である。
【００７３】
全反射ミラー２１の位置調整により、対物レンズ２０の側からスポットＳ１へ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路長と、対物レンズ１９の側からスポットＳ１へ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路長との差を調整することができる。この調整により、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２が一方の側から観察対象面１０Ａへ入射するタイミングと、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２が他方の側から観察対象面１０Ａへ入射するタイミングとを一致させることができる。
【００７４】
また、全反射ミラー２１の位置調整により、スポットＳ１から対物レンズ２０の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの光路長と、スポットＳ１から対物レンズ１９の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの光路長との差を調整することができる。この調整により、観察対象面１０Ａの一方の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒがビームスプリッタ１７へ入射するタイミングと、観察対象面１０Ａの他方の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒがビームスプリッタ１７へ入射するタイミングとを一致させることができる。
【００７５】
また、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡では、ビームスプリッタ２３Ａは、レンズ１６Ｂから共役面（点線）へ向かう光の一部を反射し、その共役面と等価な位置に配置された撮像素子２３Ｂへと入射させる。よって、調整時にはダミーサンプル(二光子蛍光部材)を試料ステージに配置し、撮像素子２３Ｂが生成する蛍光画像を制御部２８がモニタへリアルタイムで表示すれば、１対の対物レンズ１９、２０が個別に形成する１対のスポットＳ１のｚ方向のズレや、それら１対のスポットＳ１のｘｙ方向のズレを可視化することができる。よって、ＣＡＲＳ顕微鏡のユーザは、対物レンズ２０の位置調整やビームスプリッタ１７の姿勢調整を効率的に行うことができる。
【００７６】
なお、ここでは、対物レンズ２０の焦点面と対物レンズ１９の焦点面とを合致させるために、対物レンズ２０を移動させたが、対物レンズ２０の代わりに対物レンズ１９を移動させてもよい。
【００７７】
また、ここでは、対物レンズ２０の側から観察対象面１０Ａへ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路長と、対物レンズ１９の側から観察対象面１０Ａへ向かう励起パルス光Ｌ１Ｌ２の光路長との差を調整するために、全反射ミラー２１を移動させたが、全反射ミラー２１の代わりに全反射ミラー１８を移動させてもよい。
【００７８】
また、ここでは、ビームスプリッタ２３Ａを非可動としたが、このビームスプリッタ２３Ａが必要となるのは、観察前の調整時であって観察時ではないので、このビームスプリッタ２３Ａを可動とし、非観察時に光路から外してもよい。また、非観察時に光路から外すのであれば、ビームスプリッタ２３Ａの代わりに全反射ミラーを使用してもよい。
【００７９】
なお、両側励起・両側検出モードにおけるＣＡＲＳ顕微鏡は、光源（１１）から供給される照明光（Ｌ１、Ｌ２）の光路を１対の光路に分岐するビームスプリッタ（１７）と、被観察物（１０）中の被観察面（１０Ａ）の互いに反対の側に向けて１対の光路を個別に偏向する１対の偏向ミラー（１８、２１）と、１対の光路へ個別に配置され、被観察面（１０Ａ）の共通位置に焦点を配した１対の対物レンズ（１９、２０）と、１対の光路の共通部分に配置され、１対の対物レンズ（１９、２０）の集光点（Ｓ１）における非線形光学過程で発生したコヒーレントな物体光を照明光から分離するダイクロイックミラー（１４）と、ダイクロイックミラー（１４）で分離された物体光を受光し、その受光部における光強度を示す信号を生成する検出手段（２７）と、被観察面（１０Ａ）を集光点（Ｓ１）で走査しながら、検出手段（２７）が生成する信号を繰り返し取り込み、被観察面（１０Ａ）上の信号の分布を計測する制御手段（２８）とを備える。
【００８０】
（両側励起・片側検出モード）
次に、両側励起・片側検出モードを説明する。ここでは、両側励起・両側検出モードとの相違点のみを説明する。
【００８１】
このモードでは、図３に示すとおり、ビームスプリッタ１７から対物レンズ２０を経由して観察対象面１０Ａへ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路に対して波長選択フィルタ２２ｔが挿入される。
【００８２】
波長選択フィルタ２２ｔの特性は、白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒをカットし、かつ励起パルス光Ｌ１、Ｌ２を透過する特性に設定されている。
【００８３】
よって、このモードでは、観察対象面１０Ａに到達できる励起パルス光は、対物レンズ１９から射出した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２と、対物レンズ２０から射出した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２との双方となり、ビームスプリッタ１７に到達できる白色ＣＡＲＳ信号は、観察対象面１０Ａから対物レンズ１９の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒのみに制限される（対物レンズ２０の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒは到達できない。）。
【００８４】
なお、両側励起・片側検出モードにおけるＣＡＲＳ顕微鏡は、両側励起・両側検出モードにおけるＣＡＲＳ顕微鏡において、１対の光路の一方に配置され、被観察面（１０Ａ）へ向かう照明光（Ｌ１、Ｌ１）と被観察面（１０Ａ）から射出した物体光（Ｌｒ）とのうち後者のみをカットする波長選択フィルタ（２２ｔ）を更に備えたものである。
【００８５】
（片側励起・両側検出モード）
次に、片側励起・両側検出モードを説明する。ここでも、両側励起・両側検出モードとの相違点のみを説明する。
【００８６】
このモードでは、図４に示すとおり、観察対象面１０Ａから対物レンズ１９を経由してビームスプリッタ１７へ向かう白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの光路に対して波長選択フィルタ２２ｒが挿入される。
【００８７】
波長選択フィルタ２２ｒの特性は、白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒを透過し、かつ、励起パルス光Ｌ１、Ｌ２をカットする特性に設定されている。
【００８８】
よって、このモードでは、観察対象面１０Ａに到達できる励起パルス光は、対物レンズ２０から射出した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２のみに制限され、ビームスプリッタ１７へ到達できる白色ＣＡＲＳ信号は、観察対象面１０Ａから対物レンズ２０の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒと、観察対象面１０Ａから対物レンズ１９の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒとの双方となる。
【００８９】
なお、片側励起・両側検出モードにおけるＣＡＲＳ顕微鏡は、両側励起・両側検出モードにおけるＣＡＲＳ顕微鏡において、１対の光路の一方に配置され、被観察面（１０Ａ）へ向かう照明光（Ｌ１、Ｌ２）と被観察面（１０Ａ）から射出した物体光（Ｌｒ）とのうち前者のみをカットする波長選択フィルタ（２２ｒ）を更に備えたものである。
【００９０】
（透過観察モード）
次に、透過観察モードを説明する。ここでも、両側励起・両側検出モードとの相違点のみを説明する。
【００９１】
このモードでは、図５に示すとおり、ビームスプリッタ１７から対物レンズ２０を経由して観察対象面１０Ａへ向かう励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の光路に対して波長選択フィルタ２２ｔが挿入され、かつ、観察対象面１０Ａから対物レンズ１９を経由してビームスプリッタ１７へ至る白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの光路に対して波長選択フィルタ２２ｒが挿入される。
【００９２】
よって、このモードでは、観察対象面１０Ａに到達できる励起パルス光は、対物レンズ２０の側から射出した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２のみに制限され、ビームスプリッタ１７に到達できる白色ＣＡＲＳ信号は、対物レンズ１９の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒのみ（つまり励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の下流側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒのみ）に制限される。
【００９３】
（反射観察モード）
次に、反射観察モードを説明する。ここでも、両側励起・両側検出モードとの相違点のみを説明する。
【００９４】
このモードでは、図６に示すとおり、ビームスプリッタ１７は光路から外され、ビームスプリッタ１７から対物レンズ２０を経由して観察対象面１０Ａへ向かう白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒの光路に対して波長選択フィルタ２２ｔが挿入される。
【００９５】
よって、このモードでは、観察対象面１０Ａに到達できる励起パルス光は、対物レンズ１９の側から射出した励起パルス光Ｌ１、Ｌ２のみに制限され、ビームスプリッタ１７に到達できる白色ＣＡＲＳ信号は、対物レンズ１９の側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号のみ（つまり励起パルス光Ｌ１、Ｌ２の上流側へ射出した白色ＣＡＲＳ信号Ｌｒのみ）に制限される。
【００９６】
（各モードの効果）
図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、観察対象物からスペクトル検出器２７の側へと伝達可能な構造の空間周波数域（伝達域）をモード毎に示す図である。図７（Ａ）が両側励起・両側検出モードの伝達域を示しており、図７（Ｂ）が両側励起・片側検出モードの伝達域を示しており、図７（Ｃ）が片側励起・両側検出モードの伝達域を示しており、図７（Ｄ）が透過観察モードの伝達域を示しており、図７（Ｅ）が反射観察モードの伝達域を示している。
【００９７】
なお、これらの図７（Ａ）〜図７（Ｅ）の各々の横軸は、ｚ方向の伝達域を波数で表したものであり、縦軸は、ｘ方向の伝達域を波数で表したものである。なお、ｙ方向の伝達域の範囲は、ｘ方向の伝達域の範囲と同じなので図示を省略した。よって、伝達域のｚ方向の幅が広いほどｚ方向の観察分解能は高いとみなすことができ、伝達域のｘ方向の幅が広いほどｘｙ方向の観察分解能は高いとみなすことができる。
【００９８】
図７（Ａ）〜図７（Ｅ）を比較すると明らかなとおり、ｘｙ方向の観察分解能は、モード間で殆ど差異は無い。しかし、ｚ方向の観察分解能は、モード間で差異がある。
【００９９】
具体的に、ｚ方向の観察分解能が１番高いのは、両側励起・両側検出モード（図７（Ａ））であり、ｚ方向の観察分解能が２番目に高いのは、両側励起・片側検出モード（図７（Ｂ））であり、ｚ方向の観察分解能が３番目に高いのは、片側励起・両側検出モード（図７（Ｃ））であり、ｚ方向の観察分解能が４番目に高いのは、透過観察モード又は反射観察モード（図７（Ｄ）、図７（Ｅ））である。
【０１００】
つまり、ｚ方向の観察分解能を向上させるには、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡を両側励起・両側検出モード（図７（Ａ））に設定するのが最も望ましく、両側励起・片側検出モード（図７（Ｂ））に設定した場合にも、それに近い効果が得られる。また、それより若干劣るものの、片側励起・両側検出モード（図７（Ｃ））に設定した場合にも、一定の効果は得られる。
【０１０１】
一方、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡を透過観察モード（図７（Ｄ））及び反射観察モード（図７（Ｅ））に設定した場合は、ｚ方向の観察分解能は低いままである。
【０１０２】
因みに、透過観察モード（図７（Ｄ））、反射観察モード（図７（Ｅ））の間では、伝達域がずれており、前者の方は原点をカバーしているのに対して、後者の方は原点をカバーしていないという差異がある。つまり、透過観察モード（図７（Ｄ））は、空間周波数がゼロ近傍の構造を伝達できるが、空間周波数の大きな構造を伝達できないのに対して、反射観察モード（図７（Ｅ））は、空間周波数がゼロ近傍の構造を伝達できないが、空間周波数の大きな構造を伝達できるという差異がある。
【０１０３】
したがって、本実施形態のＣＡＲＳ顕微鏡のユーザは、ＣＡＲＳ顕微鏡のモードを以上の５種類のモードの間で切り換えながら同一の観察対象面１０Ａの観察を繰り返すことにより、観察対象面１０Ａの観察を詳細に行うことができる。
【０１０４】
そして、ユーザは、ＣＡＲＳ顕微鏡のモードを観察対象面１０Ａの励起方向と検出方向の少なくとも一方を２重化するモード（図７（Ａ）〜（Ｃ））に設定することで、ｚ方向の観察分解能を高めることができ、さらに、観察対象面１０Ａの励起方向と検出方向との双方を２重化するモード（図７（Ａ））に設定することで、ｚ方向の観察分解能を最高にすることができる。
【０１０５】
［第１実施形態の補足］
なお、第１実施形態では、分光型のＣＡＲＳ顕微鏡を説明したが、非分光型のＣＡＲＳ顕微鏡にも本発明は適用可能である。その場合は、上述した励起パルス光生成部１２に光パラメトリック発信器を適用し、光周波数の異なる１対のパルスレーザ光を励起パルス光として生成すればよい。また、その場合は、観察対象面１０Ａから射出するＣＡＲＳ信号は単一光周波数のＣＡＲＳ信号となるので、分光器２６及びスペクトル検出器２７の代わりにＰＭＴ（フォトマルチプライヤチューブ）等の受光素子を使用すればよい。
【０１０６】
また、第１実施形態では、レーザースキャン型のＣＡＲＳ顕微鏡を説明したが、ステージスキャン型のＣＡＲＳ顕微鏡にも本発明は適用可能である。その場合は、光スキャナ１５を省略し、不図示の試料ステージは、ｚ方向だけでなくｘｙ方向にも培養容器１０を移動できるものとする。
【０１０７】
また、第１実施形態では、非線形過程としてＣＡＲＳ過程を利用したが、他の非線形過程を利用してもよい。他の非線形過程とは、例えば、二光子蛍光、第１高調波（ＳＨＧ）、第２高調波（ＴＨＧ）、コヒーレントストークスラマン散乱（ＣＳＲＳ）、４波混合、和周発生などである。
【符号の説明】
【０１０８】
１１…レーザ光源、１２…励起パルス光生成部、１４…ダイクロイックミラー、１５…光スキャナ、１６Ａ…レンズ、１６Ｂ…レンズ１６、１７…ビームスプリッタ、２２ｒ…波長選択フィルタ、１８…全反射ミラー、１９…対物レンズ、２０…対物レンズ、２１…全反射ミラー、２２ｔ…フィルタ、１０…培養容器、２３Ａ…ビームスプリッタ、２３Ｂ…撮像素子、２５…集光レンズ、２６…分光器２６、２７…スペクトル検出器、２８…制御部
【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】
2012120881.tif 000009
【国際調査報告】
2012120881.tif 000010
2012120881.tif 000011
2012120881.tif 000012
2012120881.tif 000013
2012120881.tif 000014
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