(57)【要約】【課題】光波干渉光学機器の使用者の作業効率を向上させることができるようにする。【解決手段】温度検出部１０１は、温度センサ６１１ないし６１５のそれぞれから供給される検出信号に対応する温度、湿度、気圧等の環境パラメータを検出し、比較演算部１０２は、環境パラメータに基づいて、光波干渉光学系内の空気が揺らいでいるか否かを判定する。装置制御部１０３は、空気が揺らいでいると判定された場合であって、標本画像の取得ができないと判定された場合、CCDカメラ１４による標本の撮像を停止させるとともに、表示部１０４に、「ＮＧ」である文字列を表示させる。本発明は、光波干渉光学系を有する顕微鏡に適用することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒内に収納された光波干渉光学系を有する光波干渉光学機器において、
鏡筒内の前記光波干渉光学系の光路の媒質の変動を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記媒質の変動に基づいて、前記媒質が揺らいでいるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記媒質の揺らぎの有無に応じた所定の処理を行う処理手段と
を備えることを特徴とする光波干渉光学機器。
【請求項２】
前記検出手段は、前記光波干渉光学系を構成する第１の光学素子と、前記第１の光学素子に隣接する第２の光学素子との間の空間における光路の近傍に、少なくとも１以上配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の光波干渉光学機器。
【請求項３】
前記処理手段は、前記判定手段による判定結果を出力手段に出力する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光波干渉光学機器。
【請求項４】
前記出力手段は、前記判定手段による判定結果に応じた情報を表示する
ことを特徴とする請求項３に記載の光波干渉光学機器。
【請求項５】
前記媒質は空気であり、
前記検出手段は、温度、湿度、又は気圧のいずれかの変動を検出する
ことを特徴とする請求項１又は４のいずれか一項に記載の光波干渉光学機器。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記検出手段により検出された温度、湿度、又は気圧のいずれかの変動に基づいて得られる光波の位相差と、所定のしきい値とを比較し、
前記位相差が前記しきい値を超える場合、空気が揺らいでいると判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の光波干渉光学機器。
【請求項７】
前記光波干渉光学機器は、顕微鏡である
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光波干渉光学機器。
【請求項８】
前記検出手段は、前記顕微鏡の対物レンズの近傍に配置される
ことを特徴とする請求項７に記載の光波干渉光学機器。
【請求項９】
前記処理手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記顕微鏡の各部の動作を制御する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の光波干渉光学機器。
【請求項１０】
前記顕微鏡は、空気の流れを遮断する略箱状の筐体の内部に収容される
ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載の光波干渉光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光波干渉光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光の干渉作用を利用した光波干渉光学機器が用いられている。
【０００３】
一般的に、光波干渉光学機器においては、大気が乱れるなどの環境の変化によって、本来の光学性能や精度が出せなくなるため、様々な方法により光学性能と精度の維持が図られている。
【０００４】
本出願人は、光波干渉を利用して距離を測定するレーザ干渉距離測定装置を先に提案している（特許文献１参照）。この測定装置においては、測定光路の光路長変動に影響を与える測定光路上の不規則な気流に基づく計測誤差を低減するための整流構造体が設けられており、整流構造体を構成する給気装置により、温度、密度、組成、水蒸気圧等の環境パラメータがコントロールされた気流を送り込むようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５０８２４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で提案している測定装置においては、温度等の環境パラメータを一定となるようにコントロールされた気流を送り込むようにしているが、それらの環境パラメータを常時監視しているわけではないので、測定装置を設置した作業空間の環境が変化した場合には、適切にコントロールされた気流が送られないことになる。
【０００７】
そのため、測定装置が配置される作業空間の環境を、例えば、温度20℃±0.2℃，湿度45％±10％で一定となるように管理するなどして、間接的に光学部材の温度を一定に保って本来の光学性能と精度を維持する必要があり、様々な作業空間で使用される光波干渉光学機器の場合、その作業空間の環境が原因で使用者の作業効率が低下する恐れがあった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、様々な作業空間で使用される光波干渉光学機器の使用者の作業効率を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光波干渉光学機器は、鏡筒内に収納された光波干渉光学系を有する光波干渉光学機器において、鏡筒内の前記光波干渉光学系の光路の媒質の変動を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記媒質の変動に基づいて、前記媒質が揺らいでいるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記媒質の揺らぎの有無に応じた所定の処理を行う処理手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光波干渉光学機器の使用者の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した顕微鏡の左側面図である。
【図２】本発明を適用した顕微鏡の上面図である。
【図３】制御部の詳細な構成を示す図である。
【図４】温度Ｔが変化した場合に生じる光路差と位相差を示す図である。
【図５】空気の揺らぎの判定処理の詳細について説明するフローチャートである。
【図６】筐体の内部に収容された顕微鏡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明を適用した顕微鏡の一実施の形態を示す図である。
【００１４】
なお、図１には、顕微鏡１の左側面図を示し、図２には上面図を示している。
【００１５】
図１に示すように、倒立型の顕微鏡１の本体部１１には、透過照明装置１２及び落射照明装置１３が設けられており、ステージ２１上のペトリディッシュ２内の標本を、透過照明又は落射照明を用いて観察することができる。また、顕微鏡１の本体部１１には、CCD（Charge Coupled Device）カメラ１４が装着されており、透過照明又は落射照明による標本の像を撮像することが可能である。
【００１６】
ステージ２１の下面には、焦準部２５が設けられている。焦準部２５は、複数の対物レンズ（図１では、対物レンズ２２Ａ及び２２Ｂの２つの対物レンズのみを図示している）が装着されているレボルバ２３を支持する焦準可動部２４を、上下方向に移動できるように支持している。なお、以下、対物レンズ２２Ａ及び２２Ｂを特に区別する必要がない場合、単に、対物レンズ２２と称する。
【００１７】
また、焦準可動部２４の下方には、２種類のフィルタとダイクロイックミラーとの組み合わせからなるフィルタブロックを複数備えた（図１では、フィルタブロック１６Ａ及び１６Ｂの２つのフィルタブロックが図示されている）フィルタターレット１５が設けられている。なお、フィルタブロック１６Ａ及び１６Ｂを特に区別する必要がない場合、単に、フィルタブロック１６と称する。
【００１８】
顕微鏡１において透過照明を用いて標本の観察を行う場合、図１に示すように、透過照明装置１２の光源３１から発せられた透過照明光は、コレクタレンズ３２を透過した後、反射鏡３３によりコンデンサレンズ３４の方向に反射され、コンデンサレンズ３４を介して、ペトリディッシュ２内の標本に照射される。光路変換プリズム５２を光路から外した場合、標本を透過した透過照明光は、対物レンズ２２、フィルタブロック１６、及び第２対物レンズ５１を透過し、CCDカメラ１４により透過照明光による標本の像が撮像される。
【００１９】
また、光路変換プリズム５２を光路に入れた場合、標本を通過した透過照明光は、対物レンズ２２、フィルタブロック１６、及び第２対物レンズ５１を透過し、光路変換プリズム５２によりプリズム５３の方向に反射され、プリズム５３及び反射境５４により、接眼レンズ５５の方向に反射され、使用者は、接眼レンズ５５を介して、透過照明光による標本の像を観察する。
【００２０】
一方、顕微鏡１において落射照明を用いて標本の観察を行う場合、落射照明装置１３による落射照明光を用いた観察が行われる。図２に示すように、落射照明装置１３は、コレクタレンズ４１、レンズ４２、ミラー４３、レンズ４４、及びレンズ４５等から構成される鏡筒内に収納されている照明光学系を有しており、この照明光学系は光波干渉光学系の一部となる。
【００２１】
具体的には、不図示のレーザ光源から照明された光は、光を転送するための光ファイバ１７の一方の端である入射端に入射した後、他端である出射端まで導かれる。光ファイバ１７の出射端には、コレクタレンズ４１が配置されており、コレクタレンズ４１により光軸に対し略平行光束となった光は、不図示のビームスプリッタ等により２光束に分割された後、レンズ４２を介してミラー４３によって反射される。
【００２２】
ミラー４３により９０度向きを変えた光は、レンズ４４により標本共役面を形成した後、レンズ４５を透過し、フィルタブロック１６により所定の波長のみが透過されるとともに、対物レンズ２２の方向に反射され、対物レンズ２２を介して、ペトリディッシュ２内の標本に照射される。
【００２３】
すなわち、ミラー４３で偏向された２光束は、対物レンズ２２の瞳面の周縁部を通り、標本付近で互いに干渉することにより、縞構造を有する照明光を標本に照射する。これにより、標本面は空間変調された落射照明光で照明されたことになる。なお、ここでは、光波干渉光学系による照明方法として、２光束干渉を用いた照明方法を一例に説明したが、例えば３光束干渉等、その他の方法を採用することも勿論可能である。
【００２４】
また、光路変換プリズム５２を光路から外した場合、落射照明光を照射することにより標本から発せられた蛍光は、対物レンズ２２を透過した後、フィルタブロック１６により所定の波長のみが抽出され、CCDカメラ１４により標本から発せられた蛍光の像が撮像される。そして、不図示の画像処理装置によって、CCDカメラ１４により撮像された複数の撮像画像が演算処理されることで、標本画像が生成される。
【００２５】
一方、光路変換プリズム５２を光路に入れた場合、落射照明光を照射することにより標本から発せられた蛍光は、対物レンズ２２を透過した後、フィルタブロック１６により所定の波長のみが抽出され、光路変換プリズム５２によりプリズム５３の方向に反射され、プリズム５３及び反射鏡５４により、接眼レンズ５５の方向に反射され、使用者は、接眼レンズ５５を介して、標本から発せられた蛍光の像を観察する。
【００２６】
以上のようにして、顕微鏡１は構成される。すなわち、顕微鏡１は、コレクタレンズ４１ないしレンズ４５等の照明光学系と、対物レンズ２２等の結像光学系とからなる光波干渉光学系が組み込まれた光波干渉光学機器である。
【００２７】
ところで、図１及び図２に示すように、光波干渉光学系には、空気の変動による揺らぎの原因となる温度変化を検出するための温度センサ６１１ないし６１５が、レーザ光源（不図示）から対物レンズ２２までの間の光路の近傍に配置される。
【００２８】
温度センサ６１１ないし６１５は、光波干渉光学系において、光波の位相の揺らぎの影響を受けやすい位置に設置される。この配置位置としては、例えば、光波干渉光学系が、第１の光学素子ないし第３の光学素子から構成される場合、隣接する第１の光学素子と第２の光学素子との間の第１の空間、及び隣接する第２の光学素子と第３の光学素子との間の第２の空間は、それぞれ異なる光学的な環境となるので、第１の空間と第２の空間のそれぞれに温度センサを配置すればよい。すなわち、温度センサ６１１ないし６１５は、例えばレンズ等の光波干渉光学系を構成する要素の近傍に配置すると好適である。
【００２９】
具体的には、例えば、温度センサ６１１は、コレクタレンズ４１とレンズ４２との間の空間における光路の近傍の温度を検出可能な場所であって、落射照明装置１３の筐体内の内壁に取り付けられる。こうすることで、コレクタレンズ４１とレンズ４２との間の空間における光路の空気の変動、すなわち、温度の急激な上昇や下降などが常時検出されることになる。
【００３０】
同様にして、レンズ４２とミラー４３との間の空間の光路近傍には、温度センサ６１２と６１３が配置され、レンズ４４とレンズ４５との間の空間の光路近傍には、温度センサ６１４が配置され、それらの光路近傍の温度が常時検出される。
【００３１】
また、対物レンズ２２の近傍には、温度センサ６１５が配置される。この配置位置としては、なるべく標本に近い位置とするのが好適であり、例えば、レボルバ２３内の空間、レボルバ２３を固定する部材、フィルタターレット１５内の空間、又は、レボルバ２３とフィルタターレット１５との間の空間などの温度センサ６１５を配置可能なスペースを有する場所に配置される。こうすることで、対物レンズ２２の近傍における、温度の急激な上昇や下降などの空気の変動が常時検出されることになる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、光波干渉光学系に、温度センサ６１１ないし６１５の５つの温度センサを配置した例について説明するが、温度センサの数は、５つに限定されるものではなく、例えば、ミラー４３とレンズ４４との間の空間や、レンズ４５の近傍に温度センサを入れてもよい。温度センサの数が多いほど、より多くの場所での空気の揺らぎの実態を把握できるため、温度センサを増やすことで空気が揺らいでいるかの判定の精度を上げることが可能となる。
【００３３】
また、揺らぎの原因となる空気の変動を示す環境パラメータには、温度の他に、例えば、湿度や気圧等の光路における空気の変動に関係する情報を含むようにしてもよく、それらの検出信号を検出する場合、湿度センサや気圧センサ等の専用のセンサが配置される。このとき、温度センサと湿度センサを別々に並べて設けても良いし、温度と湿度を同時に検出可能な一体型のセンサを設けても良い。また、気圧は、温度や湿度と比べて変動が少ないため、複数の気圧センサを配置する必要がないので、例えば、気圧センサは、温度センサ６１３の近傍に１箇所だけ配置するか、あるいは、温度センサ６１３として、温度と同時に気圧も検出可能なものを配置すればよい。すなわち、本実施の形態においては、レーザ光源（不図示）から対物レンズ２２までの間の光路の近傍に、温度と湿度を検出するためのセンサを複数配置し、気圧を検出するためのセンサを１つ配置すると好適である。
【００３４】
また、以下、温度センサ６１１ないし６１５を特に区別する必要がない場合には、単に、温度センサ６１と称して説明する。
【００３５】
以上のように、顕微鏡１においては、光波干渉光学系の光路付近に配置された温度センサ６１によって、光波干渉光学系における温度等の検出信号が常時検出され、その後、それらの検出信号に対応する環境パラメータを用いて、例えば、温度が急激に上がったり、下がったりした場合には空気に流動があり、温度が一定である場合には空気に流動がないなどとして、空気の揺らぎの判定が行われることになる。
【００３６】
次に、図３を参照して、環境パラメータを用いて空気の揺らぎの判定を行う制御部の詳細について説明する。なお、図３に示した２つの顕微鏡１は、下側が図１の左側面図に対応し、上側が図２の上面図に対応している。
【００３７】
図３に示すように、顕微鏡１の各部の動作を制御する制御部１００には、温度センサ６１１ないし６１５のそれぞれから、検出信号が供給される。制御部１００は、温度検出部１０１、比較演算部１０２、及び装置制御部１０３を含むようにして構成される。
【００３８】
温度検出部１０１は、温度センサ６１１ないし６１５のそれぞれから供給される検出信号に対応する温度の変動を、環境パラメータとして、比較演算部１０２に供給する。
【００３９】
なお、不図示の湿度センサ若しくは気圧センサ、又は温度センサ６１により、湿度や気圧等の変動に対応する検出信号を検出する場合も同様に、温度検出部１０１によって、それらの変動に応じた環境パラメータが比較演算部１０２に供給される。
【００４０】
比較演算部１０２は、温度検出部１０１から供給される環境パラメータに基づいて、光波干渉光学系内の媒質である空気が揺らいでいるか否かを判定する。
【００４１】
この空気の揺らぎの判定であるが、例えば、光波干渉光学系内の空気の屈折率を利用して判定することができる。すなわち、光波干渉光学系において、空気の揺らぎが発生すると、光路内の屈折率にムラが起こり、光路の位相差が生じることになる。そして、この位相差が原因となり、光波干渉の誤差が生じることになる。
【００４２】
つまり、この空気の揺らぎは、光路内の空気の温度の揺らぎによる屈折率のムラにより引き起こされるものである。空気屈折率ｎは、環境温度Ｔ（℃）、湿度Ｈ（％）、及び、気圧Ｐ（hPa）との関係を有しており、例えば、下記の式（１）により算出することが可能である。
【００４３】
【数１】
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【００４４】
なお、式（１）は、エルドレンの実験式と称される式であって、例えば、下記の文献に開示されている。
【００４５】
文献：足立和俊，他２名，“平成１９年度大阪府立産業技術総合研究所報告（No.2１）”，“超精密加工機における位置決めの高精度化−環境補正装置によるレーザ測長誤差低減−”，48頁，［平成２０年１２月８日検索］，インターネット，URL:http://tri-osaka.jp/syoho/TRI21(2007)47.pdf
【００４６】
ここで、式（１）により求められる空気屈折率ｎのムラにより生じる光路差と位相差の具体例について説明する。ここでは、光源として波長λ=488nmのレーザ光を用いた場合において、湿度Ｈが50％，気圧Ｐが標準大気圧（1013.25hPa）で一定であるとしたときに、温度Ｔが変化する状況について考える。また、この温度Ｔの変化としては、25.00℃から、0.01℃刻みで上昇した場合について考える。
【００４７】
図４は、温度Ｔが25.00℃の空気と、温度Ｔが25.00℃から上昇した空気との間に生じる光路差及び位相差を算出した結果を表している。
【００４８】
図４の表において、１行目には空気の揺らぎの判定に関連する項目が示されており、左側から、温度Ｔ（℃）、湿度Ｈ（％）、気圧Ｐ（hPa）、空気屈折率ｎ、レンズ間の間隔（mm）、光路長（mm）、光路差（nm）、位相差（rad）となる。この例では、温度Ｔは0.01℃刻みで上昇するので、25.00℃から25.10℃まで、１１行のデータが0.01℃刻みで記述されている。また上記の通り、湿度Ｈと気圧Ｐは、それぞれ、50％，1013.25hPaで一定の値となる。
【００４９】
空気屈折率ｎは、上記の式（１）により演算される値であって、この例では温度Ｔのみが変化しているので、温度Ｔの変化に応じた値となっている。すなわち、温度Ｔが0.01℃刻みで上昇するとともに、空気屈折率ｎの値は0.00000001ずつ小さくなっていく。つまり、温度の揺らぎにより空気屈折率ｎのムラが発生している。
【００５０】
この場合、実際の間隔（距離）と、光路長（光学的距離）には、下記の式（２）の関係がある。
【００５１】
光路長＝実際の間隔×空気屈折率ｎ      ・・・（２）
【００５２】
従って、図４の例のように、実際の間隔を100mmとした場合、光路長は、空気屈折率ｎが大きいものほど長くなり、空気屈折率ｎが小さいものほど短くなる。図４では、温度25.00℃の場合に空気屈折率ｎが最も大きくなるので、このときの光路長が最も長くなり、0.01℃刻みで上昇するにつれて小さくなる空気屈折率ｎに応じて光路長も短くなり、温度25.10℃となった場合に最も短くなる。
【００５３】
光路差は、温度25.00℃の光路長を基準とした場合における、各温度Ｔの光路長との差である。図４の例では、25.00℃から0.01℃刻みで温度Ｔが上昇するにつれて、25.00℃の光路長に対し、0.94nm，1.88nm，2.82nm，・・・，9.38nmのように、光路差が大きくなる。同様にまた、位相差は、基準となる温度25.00℃の光路長と、各温度Ｔの光路長との差から求められる位相の差である。図４の例では、25.00℃から0.01℃刻みで温度Ｔが上昇するにつれて、25.00℃の光路長に対し、0.01rad，0.02rad，0.03rad，・・・，0.12radのように、位相差が大きくなる。このように、25.00℃を基準にして、温度が上昇した場合について考えると、温度が上昇するほど、光路差と位相差が大きくなる。
【００５４】
すなわち、例えば、光波干渉光学系において、許容される位相差が0.05radである場合において、温度Ｔが25.00℃から25.02℃までの間で揺らいだとき、図４に示すように、位相差は0.02radとなり、許容範囲内となるので、比較演算部１０２によって、空気は揺らいでいないと判定される。
【００５５】
また、同じ条件で、例えば、温度Ｔが25.00℃から25.06℃までの間で揺らいだとき、位相差は0.07radとなり、許容範囲を超えるので、比較演算部１０２によって、空気は揺らいでいると判定される。
【００５６】
このように、光波干渉光学系においては、空気の揺らぎが発生すると、光路内の空気屈折率ｎにムラが起こり、光路の位相差が生じるので、比較演算部１０２は、この位相差を利用して、空気の揺らぎの判定を行う。
【００５７】
なお、0.05rad等の位相差の許容範囲は、例えば、使用者が予め設定するしきい値により決定される。従って、例えば、このしきい値を小さく設定することで、位相差の許容範囲が狭くなり、微細な空気の変動でも検出可能となる。
【００５８】
また、上記の例では、温度Ｔが変動する場合について説明したが、例えば、湿度や気圧が変動する場合であっても、式（１）の変数Ｈ，Ｐの値が変化するだけで、上述した変数Ｔが変化する場合と同様に考えることができる。
【００５９】
図３に戻り、比較演算部１０２による判定結果は、装置制御部１０３に供給される。
【００６０】
装置制御部１０３は、比較演算部１０２による判定結果に基づいて、顕微鏡１の各部の動作を制御する。例えば、装置制御部１０３は、空気の揺らぎの判定結果と、光波干渉光学系により照射された標本をCCDカメラ１４で撮像して得られる標本画像に基づいて、求めているレベルの標本画像が取得可能であるか否かの判定を行う。そして、装置制御部１０３は、光波干渉光学系における空気の揺らぎが原因で、本来の光学性能と精度を適切に発揮できず、一定レベルの画質となる標本画像を取得できないと判定した場合、CCDカメラ１４を制御して、CCDカメラ１４による標本の撮像を停止させる。
【００６１】
また、装置制御部１０３は、比較演算部１０２による判定結果を表示部１０４に供給し、表示部１０４に、標本画像の取得の可否、すなわち、空気の揺らぎの判定結果を表示させる。
【００６２】
表示部１０４は、顕微鏡１の使用者による目視が可能な位置に取り付けられており、例えば、空気の揺らぎがなく、標本画像を取得可能であると判定された場合には「ＯＫ」を表示し、空気の揺らぎが生じており、標本画像を取得不可能であると判定された場合には「ＮＧ」を表示する。
【００６３】
なお、判定結果の通知の方法であるが、上記の表示部１０４による、「ＯＫ」，「ＮＧ」の表示に限らず、使用者に対して、空気の揺らぎが発生しているか否かを通知できればよい。例えば、顕微鏡１にLED（Light Emitting Diode）を配置することで、空気の揺らぎがない場合は青色を点灯させ、空気の揺らぎが発生した場合には、赤色を点灯させてもよい。また、例えば、顕微鏡１がパーソナルコンピュータ（不図示）と接続され、制御されている場合には、パーソナルコンピュータのモニタに表示されている制御用のアプリケーションのGUI（Graphical User Interface）上に、空気の揺らぎが発生したことを示す情報を表示してもよい。
【００６４】
また、例えば、接眼レンズ５５の結像レンズの焦点面に、「ＯＫ」，「ＮＧ」等の文字が刻まれた彫刻板を配置し、この彫刻板の下方に、「ＯＫ」，「ＮＧ」のそれぞれの文字を照らすためのLEDを配置することで、使用者が接眼部を覗くと、LEDの点灯によって、「ＯＫ」又は「ＮＧ」のいずれかの文字が光って見えるような構成とすることもできる。これにより、使用者は、接眼部を覗いた状況のまま、空気の揺らぎの発生を認識することができる。さらに、上記の表示や点灯の例に限らず、ブザー音等の音声により、通知するようにしてもよい。
【００６５】
これにより、使用者は、表示部１０４の内容を確認して、標本画像の取得の可否を認知できる。
【００６６】
以上のように、顕微鏡１においては、光波干渉光学系内の、光波の位相の揺らぎの影響を受けやすい場所に、温度センサ、湿度センサ、又は気圧センサの少なくとも１つが配置され、それらのセンサによって光路の空気の温度、湿度、又は気圧の環境パラメータの少なくとも１つが常時検出され、それらの環境パラメータから空気の揺らぎが判定される。そして、空気の揺らぎが検出されている間は、警告を発して、光波干渉光学系によるデータの取得を行わないようにする。
【００６７】
次に、図５のフローチャートを参照して、制御部１００により実行される空気の揺らぎの判定処理の詳細について説明する。なお、図５のフローチャートの処理の開始前は、空気の揺らぎは発生していないため、表示部１０４には、「ＯＫ」である文字列が表示されているものとする。
【００６８】
ステップＳ１１において、温度検出部１０１は、温度センサ６１、又は不図示の湿度センサ若しくは気圧センサにより供給される検出信号から、温度、湿度、気圧等の環境パラメータを検出し、比較演算部１０２に供給する。
【００６９】
ステップＳ１２において、比較演算部１０２は、上記の図４を参照して説明したように、温度検出部１０１からの環境パラメータに基づいて、光波の位相の揺らぎ幅が所定の範囲内となるか、すなわち、空気が揺らいでいるか否かを判定する。
【００７０】
ステップＳ１２において、光波の位相の揺らぎ幅が所定の範囲内となる、すなわち、空気が揺らいでいないと判定された場合、ステップＳ１３において、装置制御部１０３は、表示部１０２に、空気の揺らぎが発生していることを示す「ＮＧ」である文字列が表示されているか否かを判定する。
【００７１】
いま、空気の揺らぎは発生しておらず、表示部１０４には、「ＯＫ」が表示されているので、ステップＳ１３において、装置制御部１０３は、「ＮＧ」が表示されていないと判定する。その後、処理は、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１２において、光波の位相の揺らぎ幅が所定の範囲外となる、すなわち、空気が揺らいでいると判定されるまで、ステップＳ１１ないしＳ１３の処理が繰り返される。これにより、表示部１０４には「ＯＫ」が表示され続けるので、使用者は、空気の揺らぎが発生していないことを認知する。
【００７２】
一方、ステップＳ１２において、空気が揺らいでいると判定された場合、ステップＳ１４において、装置制御部１０３は、例えば標本画像の取得の際に、空気の揺らぎの影響を受けていても、光波干渉光学系の光学性能が適切に発揮されているか否かを判定する。
【００７３】
ステップＳ１４において、光波干渉光学系の光学性能が適切に発揮されていないと判定された場合、ステップＳ１５において、装置制御部１０３は、表示部１０２に、「ＯＫ」が表示されているか否かを判定する。
【００７４】
ステップＳ１５において、「ＯＫ」が表示されていると判定された場合、ステップＳ１６において、装置制御部１０３は、例えばCCDカメラ１４による標本の撮像を停止させるなどして、対象となる装置の動作を制御する。
【００７５】
ステップＳ１７において、装置制御部１０３は、「ＯＫ」の代わりに、「ＮＧ」である文字列を表示部１０４に表示させる。これにより、表示部１０４には「ＮＧ」が表示されるので、使用者は空気の揺らぎが発生していることを認知する。そして、この警告を見た使用者は、光波干渉光学系によるデータ取得が行われないので、作業を一旦停止することになる。
【００７６】
その後、処理は、ステップＳ１１に戻り、空気が揺らいでいないと判定されるか（ステップＳ１２の「ＹＥＳ」）、あるいは、光波干渉光学系の光学性能が適切に発揮されている（ステップＳ１４の「ＹＥＳ」）と判定されるまで、上述した、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５の処理が繰り返される。すなわち、この間、空気の揺らぎは収まっていないので、ステップＳ１１，Ｓ１２の「ＮＯ」，Ｓ１４の「ＮＯ」，Ｓ１５の「ＮＯ」の処理が繰り返され、表示部１０４には、「ＮＧ」が表示され続ける。
【００７７】
一方、ステップＳ１２において、空気が揺らいでいないと判定されるか、あるいは、ステップＳ１４において、光波干渉光学系の光学性能が適切に発揮されていると判定された場合、ステップＳ１３において、装置制御部１０３は、表示部１０２に、「ＮＧ」が表示されているか否かを判定する。
【００７８】
ステップＳ１３において、「ＮＧ」が表示されていると判定された場合、ステップＳ１８において、装置制御部１０３は、例えばCCDカメラ１４による標本の撮像を開始させるなどして、対象となる装置の動作を制御する。
【００７９】
ステップＳ１９において、装置制御部１０３は、「ＮＧ」の代わりに、「ＯＫ」を表示部１０４に表示させる。これにより、表示部１０４には再度「ＯＫ」が表示されるので、使用者は、空気の揺らぎが収まったことを認知する。そして、この通知を見た使用者は、光波干渉光学系によるデータ取得が再開されたので、一時的に停止していた作業を再開することになる。
【００８０】
以上のようにして、顕微鏡１においては、環境パラメータを常時検出することで、光波干渉光学系での空気の揺らぎが発生している間は、警告を発して、光波干渉光学系によるデータの取得を行わないようにする。一方、例えば、顕微鏡１を設置している室内の空気が一定の範囲内に落ち着いてくるなどして、各センサにより検出される環境パラメータの変動が減少し、空気の揺らぎが収まった場合には、警告を解除して、光波干渉光学系によるデータの取得を再開する。
【００８１】
すなわち、顕微鏡１を設置した部屋の室温を、例えば、20℃，23℃，25℃，28℃など、いずれの温度で設定しても、空気の揺らぎが検出された場合には、常に警告が発せられるので、使用者は室温に関係なく、光波干渉光学系の光学性能が適切に発揮されているかどうかをリアルタイムで認知することができる。そして、空気の揺らぎが検出されて、警告が発せられたとき、使用者は作業を停止し、その後、空気の揺らぎが収まった最適な状態となったときに作業を再開できる。
【００８２】
これにより、使用者は、作業を停止しなければならない時間を警告が発せられている時間だけ止めることが可能となり、作業効率を向上させることができる。また、使用者は、警告の有無を確認するだけで、室温に関係なく、顕微鏡１を様々な作業空間で使用できる。
【００８３】
因みに、従来であると、光波干渉光学機器は、室温を、例えば、20℃，室温45％±10％などで一定にするなどの方法により間接的に、光学部材や構造物の温度を一定に保つことで、光学性能と精度を維持していたため、機器を設置した環境を変えることができなかった。このため、例えば、一年を通じて単一の室温にて作業するのは、夏季や冬季などの温度に順応した使用者にとっては快適な作業空間であるとは言えず、室内の空調装置の温度設定を使用者の意志で変更した状態でも、光波干渉光学機器を使用できるのが望ましい。一方、本発明では、室内の温度設定を変更した場合でも、空気の揺らぎにより光学性能を適切に発揮できるか否かを判定することにより、光波干渉光学機器の使用の可否を警告するので、室温の設定範囲を広げて使用できるとともに、光波干渉光学系による適切な光学性能と精度を安定して得ることが可能となる。
【００８４】
また、本発明は、光波干渉光学系の構成要素の近傍にセンサを配置するという簡単な構成で実現できるため、例えば、いわゆるステッパ等の露光装置のような大がかりな構成とならない顕微鏡等の光波干渉光学機器に適用すると効果的である。さらに、本発明を適用することで、従来であれば、室温が管理された部屋で使用する必要があった光波干渉光学機器を、オフィス等の特別な空調設備を備えていない場所でも揺らぎの影響を受けない画像取得が可能となる。
【００８５】
なお、図６に示すように、顕微鏡１を、空気の流れを遮断可能な略箱状の筐体２０１の内部に収容することで、外部からの空気の流入を遮断し、顕微鏡１内部の空気の対流を少なくすることで、光波干渉光学系での温度の変化が緩やかになり、空気の揺らぎをさらに抑制することが可能となる。このとき、筐体は断熱材により密封しておくことにより、熱伝導を抑制可能となる。なお、ここでいう密封とは、完全な密封状態のみを指すものではなく、外部の空気の流れの影響を受けさえしなければ、一部が密封状態になっていなくてもかまわない。また、筐体２０１を完全な箱状にすることで、使用者による顕微鏡１での観察が行われるときだけ、筐体２０１を取り外して作業するようにしてもよい。
【００８６】
また、本実施の形態においては、倒立型の顕微鏡を例にして説明したが、正立型の顕微鏡にも同様に適用可能である。また、顕微鏡は、光波干渉光学機器の一例であって、顕微鏡以外の光波干渉光学系を有する光波干渉光学機器にも適用可能である。さらに、本実施の形態では、光波干渉光学系の媒質として、一般的である空気について説明したが、ガス等の他の媒質であっても同様である。
【００８７】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に、記録媒体からインストールされる。
【００８８】
この記録媒体は、コンピュータとは別に、利用者にプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disc））を含む）、光磁気ディスク、若しくは半導体メモリ等により構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態で利用者に提供される、プログラムが記録されているハードディスクやROM（Read Only Memory）等で構成される。
【００８９】
また、上述した一連の処理を実行させるプログラムは、必要に応じてルータ、モデム等のインタフェースを介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を介してコンピュータにインストールされるようにしてもよい。
【００９０】
なお、本明細書において、記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【００９１】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  顕微鏡，  １１  本体部，  １３  落射照明装置，  １４  CCDカメラ，  １５  フィルタターレット，  １７  光ファイバ，  ２１  ステージ，  ２２，２２Ａ，２２Ｂ  対物レンズ，  ２３  レボルバ，  ４１  コレクタレンズ，  ４２  レンズ，  ４３  ミラー，  ４４  レンズ，  ４５  レンズ，  ６１，６１１ないし６１５  温度センサ，  １００  制御部，  １０１  温度検出部，  １０２  比較演算部，  １０３  装置制御部，  １０４  表示部，  ２０１  筐体
【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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