(57)【要約】【課題】空間光変調器の各画素要素において所望の変調を実現するための技術を提供する。【解決手段】それぞれ独立して光を変調する複数の画素要素を有するＬＣＯＳ３を用いた光の変調方法は、ＬＣＯＳ３で実現されるべき光の変調パターンに対応する変調パターン信号を算出し（Ｓ３０）、ＬＣＯＳ３の画素要素毎に、変調パターン信号を構成する複数の画素要素の変調画素信号に基づいて複数の画素要素のうちの当該画素要素以外の画素要素からの影響を示す影響度を算出し（Ｓ４０）、ＬＣＯＳ３の画素要素毎に、当該画素要素に対して算出された影響度に基づいて当該画素要素以外の画素要素からの影響が相殺されるように補正された当該画素要素の変調画素信号を算出し（Ｓ５０）、複数の画素要素の補正された変調画素信号からなる補正された変調パターン信号をＬＣＯＳ３に入力し（Ｓ６０）、補正された変調パターン信号が入力されたＬＣＯＳ３で光を変調する（Ｓ７０）。【選択図】図３
2015001674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ独立して光を変調する複数の画素要素を有する空間光変調器を用いた光の変調方法であって、
前記空間光変調器を制御するための変調パターン信号であって、前記空間光変調器で実現されるべき光の変調パターンに対応する変調パターン信号を算出する第１の信号算出ステップと、
前記空間光変調器の画素要素毎に、前記変調パターン信号を構成する前記複数の画素要素の変調画素信号に基づいて、前記複数の画素要素のうちの当該画素要素以外の画素要素からの影響を示す影響度を算出する影響度算出ステップと、
前記空間光変調器の画素要素毎に、当該画素要素に対して算出された前記影響度に基づいて、当該画素要素以外の画素要素からの影響が相殺されるように補正された当該画素要素の変調画素信号を算出する第２の信号算出ステップと、
前記複数の画素要素の補正された変調画素信号からなる補正された変調パターン信号を前記空間光変調器に入力する信号入力ステップと、
前記補正された変調パターン信号が入力された前記空間光変調器で光を変調する光変調ステップと、を含む
ことを特徴とする光の変調方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光の変調方法において、
前記第２の信号算出ステップは、当該画素要素に対して算出された前記影響度の絶対値が大きいほど、大きく補正された当該画素要素の変調画素信号を算出するステップである
ことを特徴とする光の変調方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光の変調方法において、
前記影響度算出ステップは、前記空間光変調器の画素要素毎に、
当該画素要素の変調画素信号の値と当該画素要素以外の画素要素の変調画素信号の値とを比較した相対値を、当該画素要素以外の画素要素毎に算出する相対値算出ステップと、
当該画素要素と当該画素要素以外の画素要素との位置関係に基づいて決定される重み付け係数を前記相対値に掛け合わせた重み付けされた相対値を、当該画素要素以外の画素要素毎に算出する重み付けステップと、
当該画素要素以外の画素要素毎に算出された前記重み付けされた相対値の総和を、当該画素要素の影響度として算出する総和算出ステップと、を含む
ことを特徴とする光の変調方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光の変調方法において、
前記相対値算出ステップは、当該画素要素の変調画素信号の値と当該画素要素以外の画素要素の変調画素信号の値の差を前記相対値として算出するステップである
ことを特徴とする光の変調方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の光の変調方法において、
前記第２の信号算出ステップは、前記空間光変調器の画素要素毎に、
当該画素要素に対して算出された前記影響度に基づいて補正係数を決定する補正係数決定ステップと、
補正された当該画素要素の変調画素信号の値が当該画素要素の決定された補正係数と当該画素要素の変調画素信号の値とを掛け合わせた値になるように、補正された当該画素要素の変調画素信号を算出する補正信号算出ステップと、を含む
ことを特徴とする光の変調方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光の変調方法において、
前記補正係数は、前記影響度と線形な関係を有する
ことを特徴とする光の変調方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光の変調方法において、
前記第１の信号算出ステップは、計算機ホログラムを計算するステップである
ことを特徴とする光の変調方法。
【請求項８】
それぞれ独立して光を変調する複数の画素要素を有する空間光変調器と、
前記空間光変調器を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記空間光変調器を制御するための変調パターン信号であって、前記空間光変調器で実現されるべき光の変調パターンに対応する変調パターン信号を算出し、
前記空間光変調器の画素要素毎に、前記変調パターン信号に含まれる前記複数の画素要素の変調画素信号に基づいて、前記複数の画素要素のうちの当該画素要素以外の画素要素からの影響を示す影響度を算出し、
前記空間光変調器の画素要素毎に、当該画素要素に対して算出された前記影響度に基づいて、当該画素要素以外の画素要素からの影響が相殺されるように補正された当該画素要素の変調画素信号を算出し、
前記複数の画素要素の補正された変調画素信号からなる補正された変調パターン信号を前記空間光変調器に入力する、ように構成される
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器を用いた光の変調方法、及び、空間光変調器を備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間光変調器（SLM: Spatial Light Modulator）としては、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）に代表される光の強度を変調する強度変調型の空間光変調器、ＬＣＯＳ（商標）（Liquid Crystal On Silicon）に代表される光の位相を変調する位相変調型の空間光変調器などが知られている。それらは、それぞれ様々な分野で広く用いられている。
【０００３】
ところで、これらの空間光変調器には、各々が独立して光を変調する複数の画素要素が配列されているが、これら複数の画素要素の各々は周囲の画素要素に印加されている電圧などの影響を受ける。このため、周囲の画素要素からの影響により各画素要素において所望の変調が実現されないことがある。
【０００４】
特許文献１には、このような技術的課題に対して、変調パターンを形成する各部のパターンの空間周波数に応じて、空間周波数が高い部分では信号レベルを大きくし、低い部分では信号レベルを小さくするように変化させることにより、目的の変調量からのずれを補正する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３５４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される装置では、同値の画素要素が連続している数（ピクセル数）によって空間周波数の高低が判断され、同値の画素要素が連続している領域（以降、連続領域と記す）毎に信号レベルが決定される。従って、特許文献１に開示される装置では、連続領域のエッジ部分の画素要素（連続領域外の画素要素と隣接する画素要素）とそれ以外の部分の画素要素（つまり、連続領域内の画素要素のみと隣接する画素要素）とは、同じ信号レベルに補正されることになる。
【０００７】
しかしながら、所望の変調量からのずれ量は、エッジ部分の画素要素とそれ以外の部分の画素要素で同一ではなく、エッジ部分の画素要素の方が大きいのが通常である。従って、特許文献１に開示される装置では、所望の変調量からのずれ量を適切に補正することは困難である。
【０００８】
以上のような実情を踏まえ、空間光変調器の各画素要素において所望の変調を実現するための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】
【０００９】
本発明の第１の態様は、それぞれ独立して光を変調する複数の画素要素を有する空間光変調器を用いた光の変調方法であって、前記空間光変調器を制御するための変調パターン信号であって、前記空間光変調器で実現されるべき光の変調パターンに対応する変調パターン信号を算出する第１の信号算出ステップと、前記空間光変調器の画素要素毎に、前記変調パターン信号を構成する前記複数の画素要素の変調画素信号に基づいて、前記複数の画素要素のうちの当該画素要素以外の画素要素からの影響を示す影響度を算出する影響度算出ステップと、前記空間光変調器の画素要素毎に、当該画素要素に対して算出された前記影響度に基づいて、当該画素要素以外の画素要素からの影響が相殺されるように補正された当該画素要素の変調画素信号を算出する第２の信号算出ステップと、前記複数の画素要素の補正された変調画素信号からなる補正された変調パターン信号を前記空間光変調器に入力する信号入力ステップと、前記補正された変調パターン信号が入力された前記空間光変調器で光を変調する光変調ステップと、を含む光の変調方法を提供する。
【００１０】
本発明の第２の態様は、請求項１に記載の光の変調方法において、前記第２の信号算出ステップは、当該画素要素に対して算出された前記影響度の絶対値が大きいほど、大きく補正された当該画素要素の変調画素信号を算出するステップである光の変調方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３の態様は、請求項２に記載の光の変調方法において、前記影響度算出ステップは、前記空間光変調器の画素要素毎に、当該画素要素の変調画素信号の値と当該画素要素以外の画素要素の変調画素信号の値とを比較した相対値を、当該画素要素以外の画素要素毎に算出する相対値算出ステップと、当該画素要素と当該画素要素以外の画素要素との位置関係に基づいて決定される重み付け係数を前記相対値に掛け合わせた重み付けされた相対値を、当該画素要素以外の画素要素毎に算出する重み付けステップと、当該画素要素以外の画素要素毎に算出された前記重み付けされた相対値の総和を、当該画素要素の影響度として算出する総和算出ステップと、を含む光の変調方法を提供する。
【００１２】
本発明の第４の態様は、請求項３に記載の光の変調方法において、前記相対値算出ステップは、当該画素要素の変調画素信号の値と当該画素要素以外の画素要素の変調画素信号の値の差を前記相対値として算出するステップである光の変調方法を提供する。
【００１３】
本発明の第５の態様は、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の光の変調方法において、前記第２の信号算出ステップは、前記空間光変調器の画素要素毎に、当該画素要素に対して算出された前記影響度に基づいて補正係数を決定する補正係数決定ステップと、補正された当該画素要素の変調画素信号の値が当該画素要素の決定された補正係数と当該画素要素の変調画素信号の値とを掛け合わせた値になるように、補正された当該画素要素の変調画素信号を算出する補正信号算出ステップと、を含む光の変調方法を提供する。
【００１４】
本発明の第６の態様は、請求項５に記載の光の変調方法において、前記補正係数は、前記影響度と線形な関係を有する光の変調方法を提供する。
【００１５】
本発明の第７の態様は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光の変調方法において、前記第１の信号算出ステップは、計算機ホログラムを計算するステップである光の変調方法を提供する。
【００１６】
本発明の第８の態様は、それぞれ独立して光を変調する複数の画素要素を有する空間光変調器と、前記空間光変調器を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記空間光変調器を制御するための変調パターン信号であって、前記空間光変調器で実現されるべき光の変調パターンに対応する変調パターン信号を算出し、前記空間光変調器の画素要素毎に、前記変調パターン信号に含まれる前記複数の画素要素の変調画素信号に基づいて、前記複数の画素要素のうちの当該画素要素以外の画素要素からの影響を示す影響度を算出し、前記空間光変調器の画素要素毎に、当該画素要素に対して算出された前記影響度に基づいて、当該画素要素以外の画素要素からの影響が相殺されるように補正された当該画素要素の変調画素信号を算出し、前記複数の画素要素の補正された変調画素信号からなる補正された変調パターン信号を前記空間光変調器に入力する、ように構成される装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、空間光変調器の各画素要素において所望の変調を実現するための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る顕微鏡システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示す顕微鏡システムに含まれるコンピュータの主要な機能を示した機能ブロック図である。
【図３】図１に示す顕微鏡システムで行われる空間光変調器を用いた光の変調処理全体のフローチャートである。
【図４】図３に示す影響度を算出する処理のフローチャートである。
【図５】図３に示す補正された変調画素信号を算出する処理のフローチャートである。
【図６】入力装置に入力された刺激パターンの一例を示した図である。
【図７】変調パターン信号の一例を示す図である。
【図８Ａ】注目画素要素の周囲の画素要素に割り当てる重み付け係数の一例を示す図である。
【図８Ｂ】注目画素要素の周囲の画素要素に割り当てる重み付け係数の別の例を示す図である。
【図８Ｃ】注目画素要素の周囲の画素要素に割り当てる重み付け係数の更に別の例を示す図である。
【図９Ａ】図８Ａに例示される重み付け係数を用いて算出した各画素要素の影響度の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図８Ｂに例示される重み付け係数を用いて算出した各画素要素の影響度の一例を示す図である。
【図１０】補正係数と影響度の関係を示す図である。
【図１１】補正前後の変調画素信号からなる変調パターン信号を比較して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る顕微鏡システム１００の構成を示した図である。図１に示される顕微鏡システム１００は、２光子励起顕微鏡と、２光子励起顕微鏡を制御するコンピュータ７０と、コンピュータ７０に接続されたモニタ８０及び入力装置９０と、を備えた装置であり、任意のパターンの光で標本１１を刺激するパターン刺激機能と、標本１１の走査画像を取得する画像取得機能を有している。
【００２０】
顕微鏡システム１００を構成する２光子励起顕微鏡は、図１に示されるように、レーザ光源１と、ビームエクスパンダ２と、位相変調型の空間光変調器であるＬＣＯＳ３と、リレーレンズ４と、０次光カットフィルタ５と、ガルバノミラー６と、リレーレンズ７と、ミラー８と、ダイクロイックミラー９と、対物レンズ１０と、リレーレンズ１２と、光電子増倍管（ＰＭＴ：photomultiplier tube）１３とを備えている。
【００２１】
ＬＣＯＳ３とガルバノミラー６は、それぞれ対物レンズ１０の瞳位置と光学的に共役な位置に配置されている。また、ＰＭＴ１３も、対物レンズ１０の瞳位置と光学的に共役な位置に配置されている。さらに、０次光カットフィルタ５は、光路に対して挿脱可能に配置されている。顕微鏡システム１００では、０次光カットフィルタ５が光路に挿入された状態でパターン刺激が行われ、０次光カットフィルタ５が光路から取り外された状態で画像取得が行われる。
【００２２】
ＬＣＯＳ３は、それぞれ独立して制御されて光を変調する複数の画素要素を有し、それらは２次元に配列されている。２光子励起顕微鏡では、ＬＣＯＳ３の各画素要素でレーザ光の位相を変調することにより、例えば、標本１１へのパターン刺激、集光位置におけるレーザ光の収差補正などが行われる。
【００２３】
コンピュータ７０は、ハードディスクやメモリなどからなる記憶部７１を備えた制御装置であり、２光子励起顕微鏡の構成要素のうちの少なくとも、レーザ光源１、ＬＣＯＳ３、ガルバノミラー６、及び、ＰＭＴ１３に接続されている。コンピュータ７０は、これらの構成要素を制御するとともに、これらの構成要素からの信号を受信し処理する。
図２は、図１に示す顕微鏡システム１００に含まれるコンピュータ７０の主要な機能を示した機能ブロック図である。
【００２４】
コンピュータ７０は、記憶部７１に記憶されている制御プログラムを実行することにより、図２に示すように、レーザ光源１の発光を制御する光源制御部７２、ガルバノミラー６の走査位置情報とＰＭＴ１３から信号に基づいて画像を生成する走査画像取得部７３、及び、ＬＣＯＳ３を制御するために入力装置９０からの入力に基づいてＬＣＯＳ３に入力する変調パターン信号を算出するＳＬＭ変調制御部７４として機能する。
【００２５】
顕微鏡システム１００でパターン刺激が行われる場合には、レーザ光源１から出射されたレーザ光は、ビームエクスパンダ２で光束径を調整され、ＬＣＯＳ３に入射する。ＬＣＯＳ３に入射したレーザ光は、入射した画素要素でその位相が変調される。この位相変調は、利用者が入力装置９０に入力した照明（ここでは刺激）に関する設定に基づいてコンピュータ７０が変調パターン信号を算出し、算出された変調パターン信号に従ってＬＣＯＳ３が制御されることにより行われる。その後、レーザ光はリレーレンズ４、ガルバノミラー６、リレーレンズ７を介してミラー８に入射するが、ＬＣＯＳ３で生じた０次回折光はリレーレンズ４中に設けられた０次光カットフィルタ５でカットされる。レーザ光は、ミラー８で対物レンズ１０の光軸方向に反射し、レーザ光を透過させ且つ蛍光を反射する特性を有するダイクロイックミラー９を透過して、対物レンズ１０に入射する。そして、対物レンズ１０がレーザ光を標本１１に照射することで、入力装置９０に入力された設定に従ったパターン刺激が行われる。
【００２６】
顕微鏡システム１００で画像取得が行われる場合には、０次光カットフィルタ５が光路から取り外される。そして、レーザ光源１から出射されたレーザ光は、ビームエクスパンダ２で光束径を調整され、ＬＣＯＳ３に入射する。ＬＣＯＳ３に入射したレーザ光は、入射した画素要素でその位相が変調される。この位相変調は、利用者が入力装置９０に入力した照明（ここでは収差補正）に関する設定に基づいてコンピュータ７０が変調パターン信号を算出し、ＬＣＯＳ３が算出された変調パターン信号に従って制御されることにより行われる。その後、レーザ光はリレーレンズ４、ガルバノミラー６、リレーレンズ７を介してミラー８に入射する。レーザ光は、ミラー８で対物レンズ１０の光軸方向に反射し、レーザ光を透過させ且つ蛍光を反射する特性を有するダイクロイックミラー９を透過して、対物レンズ１０に入射する。レーザ光は、標本１１上で適切に収差が補正されるようにＬＣＯＳ３で変調されていることから、対物レンズ１０によって標本１１上の一点に集光する。そして、対物レンズ１０とＬＣＯＳ３の間に配置されたガルバノミラー６がレーザ光の偏向方向を制御することで、標本１１が２次元に走査される。レーザ光の照射により標本１１から生じた蛍光は、対物レンズ１０を介して入射するダイクロイックミラー９で反射し、リレーレンズ１２を介してＰＭＴ１３に入射する。蛍光を検出したＰＭＴ１３はその検出で生じた電気信号をコンピュータ７０へ送信する。コンピュータ７０は、ＰＭＴ１３からの電気信号を受信し、受信した電気信号と走査位置を示すガルバノミラー６の制御情報から標本１１の画像を生成する。
【００２７】
図３は、顕微鏡システム１００で行われるＬＣＯＳ３を用いた光の変調処理全体のフローチャートである。図４は、図３に示す影響度を算出する処理（ステップＳ４０）のフローチャートである。図５は、図３に示す補正された変調画素信号を算出する処理（ステップＳ５０）のフローチャートである。以下、図３から図５に示すフローチャートを参照しながら、パターン刺激を行う場合を例にして、顕微鏡システム１００でＬＣＯＳ３を用いて行われる光の変調方法について具体的に説明する。なお、図３から図５に示す処理は、コンピュータ７０が記憶部７１に記憶されている制御プログラムを実行することにより行われる。
【００２８】
まず、利用者が入力装置９０を用いて照明設定を入力すると、コンピュータ７０は、入力された照明設定を取得する（図３のステップＳ１０）。具体的には、入力装置９０に入力された、標本１１に照射すべき刺激光のパターン（刺激パターン）、レーザ波長、使用する対物レンズ１０の倍率などの情報を取得する。図６は、入力装置９０に入力された刺激パターンの一例を示した図であり、星型のパターンと三角形のパターンを標本１１上に同時に形成する例を示している。このような刺激パターンは、例えば、モニタ８０に表示されるＧＵＩ画面を見ながら入力装置９０を操作することにより、指定される。
【００２９】
次に、コンピュータ７０は、入力された照明設定に基づいて、ＬＣＯＳ３で実現されるべき光の変調パターン（以降、目標とする変調パターンと記す）を算出する（図３のステップＳ２０）。目標とする変調パターンとは、空間光変調器の各画素要素で行われるべき光の変調量の集合であり、顕微鏡システム１００では、ＬＣＯＳ３の各画素要素で行われるべき光の位相変調量の集合である。目標とする変調パターンは、ステップＳ１０で取得した標本１１上での刺激パターンなどに基づいて算出される。
【００３０】
目標とする変調パターンが算出されると、コンピュータ７０は、目標とする変調パターンに対応する変調パターン信号Ｓ１を算出する（図３のステップＳ３０）。変調パターン信号とは、ＬＣＯＳ３を制御するための信号であり、各画素要素を制御する変調画素信号の集合である。目標とする変調パターンに対応する変調パターン信号Ｓ１は、目標とする変調パターンから算出される。図７は、ステップＳ３０で算出された変調パターン信号の一例である。なお、図７に示す変調パターン信号Ｓ１は、説明を簡略化するため、Ｘ方向の座標情報のみを有する一次元の信号が例示されている。
【００３１】
変調パターン信号Ｓ１が算出されると、コンピュータ７０は、変調パターン信号を構成するＬＣＯＳ３の複数の画素要素の変調画素信号に基づいて、ＬＣＯＳ３の画素要素毎に、周囲の画素要素（つまり、注目する画素要素以外の画素要素）からの影響を示す影響度を算出する（図３のステップＳ４０）。影響度とは、画素要素での変調量に周囲の画素要素が及ぼす影響の大小を示す値である。ステップＳ４０は、より詳細には、図４に示すように４つの処理から構成されていて、画素要素毎にこれら４つの処理が行われる。以降では、画素要素毎に行われる処理において注目しているその画素要素を注目画素要素と記す。
【００３２】
ステップＳ４０では、まず、コンピュータ７０は、注目画素要素の周囲の画素要素に割り当てる重み付け係数を決定する（図４のステップＳ４１）。重み付け係数は、注目画素要素と注目画素要素以外の画素要素との位置関係に基づいて決定される。具体的には、注目画素要素から遠い画素要素ほど小さな重み付け係数が割り当てられる。図８Ａから図８Ｃには、周囲の画素要素に割り当てる重み付け係数の例が示されている。図８Ａには、注目画素要素と辺で隣接する４つ画素要素に対して重み付け係数１を、注目画素要素と点で隣接する４つ画素要素に対して重み付け係数０．７を、それ以外の画素要素に０を割り当てる例が示されている。図８Ｂには、注目画素要素と辺で隣接する４つ画素要素に対して重み付け係数１を、それ以外の画素要素に０を割り当てる例が示されている。図８Ｃには、注目画素要素と隣接する画素要素（隣接画素要素）に加えて、隣接画素要素と隣接する画素要素にも重み付け係数を割り当てる例を示している。これらのどれを使用するかについては、例えば刺激パターン形状が単純か複雑か、計算に時間がかかるか等を考慮して予め設定される。
【００３３】
重み付け係数の割り当てが完了すると、コンピュータ７０は、注目画素要素と注目画素要素以外の画素要素を比較して相対値を算出する（図４のステップＳ４２）。相対値は、注目画素要素以外の画素要素の変調画素信号の値と注目画素要素の変調画素信号の値を比較して算出されるこれらの差異の大小を示す値であり、注目画素要素以外の画素要素毎に算出される。この相対値は、例えば、変調画素信号の値の差であってもよく、また、変調画素信号の値の比であってもよい。
【００３４】
相対値の算出が完了すると、コンピュータ７０は、相対値に重み付け係数を掛けて、重み付けされた相対値を算出する（図４のステップＳ４３）。重み付けされた相対値は、相対値と同様に注目画素要素以外の画素要素毎に算出される値であり、注目画素要素以外の各画素要素が注目画素要素に対して与える影響の大小を示す値である。
【００３５】
重み付けされた相対値の算出が完了すると、コンピュータ７０は、注目画素要素以外の画素要素毎に算出された重み付けされた相対値の総和を求めて、得られた結果を影響度とする（図４のステップＳ４４）。
【００３６】
コンピュータ７０では、ステップＳ４１からステップＳ４４の処理がＬＣＯＳ３の画素要素毎に行われることにより、各画素要素の影響度が算出される。図９Ａ、図９Ｂは、それぞれ図８Ａ、図８Ｂに例示される重み付け係数を用いて算出した、各画素要素の影響度を示している。なお、図９Ａ及び図９Ｂに示す相対値は、変調画素信号の値の差である。ステップＳ４２及びステップＳ４３では、相対値及び重み付け相対値を注目画素要素以外の画素要素毎に算出する例を示したが、重み付け係数が０となる画素要素の相対値はステップＳ４４で算出される影響度に影響しないため、重み付け係数が０以外の画素要素の相対値及び重み付け相対値のみを算出しても良い。
【００３７】
ＬＣＯＳ３の画素要素毎の影響度が算出されると、図３に戻り、コンピュータ７０は、ＬＣＯＳ３の画素要素毎に、その画素要素に対して算出された影響度に基づいて、その画素要素以外の画素要素からの影響が相殺されるように補正された当該画素要素の変調画素信号を算出する（図３のステップＳ５０）。ここでは、その画素要素に対して算出された影響度の絶対値が大きいほど、変調画素信号が周囲の画素要素からの影響により大きく変動することになるため、大きく補正された変調画素信号を算出する。
ステップＳ５０は、より詳細には、図５に示すように２つの処理から構成されている。
【００３８】
まず、画素要素毎に、その画素要素に対して算出された影響度に基づいて補正係数を決定する（図５のステップＳ５１）。影響度は、上述したように、各画素要素の変調画素信号に周囲の画素要素が及ぼす影響の大小を示す値である。これに対して、補正係数は、影響度が示す影響を相殺するように変調画素信号を補正するために用いられる係数であり、各影響度に対して一意に決定される。補正係数は、影響度が示す影響を相殺するためのものであるので影響度に応じて変化し、典型的には、影響度と図１０に示すような線形の関係を有する。
【００３９】
補正係数が決定されると、画素要素毎に、その画素要素に対して決定された補正係数に基づいて、その画素要素の補正された変調画像信号を算出する（図５のステップＳ５２）。具体的には、その画素要素の補正された変調画素信号の値がその画素要素の決定された補正係数とその画素要素の補正される前の変調画素信号の値とを掛け合わせた値になるように、その画素要素の補正された変調画素信号を算出する。
【００４０】
コンピュータ７０では、ステップＳ５１及びステップＳ５２の処理がＬＣＯＳ３の画素要素毎に行われることにより、複数の画素要素の補正された変調画素信号からなる補正された変調パターン信号が算出される。図１１は、補正前後の変調画素信号からなる変調パターン信号を示した図であり、変調パターン信号Ｓ１が補正前の変調パターン信号を、変調パターン信号Ｓ２が補正後の変調パターン信号を示している。図１１に示すように、補正された変調パターン信号Ｓ２は、補正前の変調パターン信号Ｓ１に比べて、全体的にエッジ部分が強調された信号となる。
【００４１】
補正された変調パターン信号の算出が完了すると、コンピュータ７０は、その補正された変調パターン信号をＬＣＯＳ３に入力し（図３のステップＳ６０）、コンピュータ７０の制御の下、ＬＣＯＳ３が補正された変調パターン信号に従って光を変調する（図３のステップＳ７０）。
【００４２】
以上のように、顕微鏡システム１００では、コンピュータ７０は、標本１１に照射すべき光のパターンから変調パターン信号を算出する（つまり、計算機ホログラムを計算する）だけではなく、算出した変調パターン信号に基づいて周囲の画素要素からの影響が相殺されるように補正された変調パターン信号を算出し、補正された変調パターン信号をＬＣＯＳ３に入力する。このため、顕微鏡システム１００によれば、各画素要素が周囲の画素要素からの影響を受けているにもかかわらず、ＬＣＯＳ３の各画素要素において所望の変調を実現することができる。
【００４３】
顕微鏡システム１００では、コンピュータ７０は、画素要素毎に周囲の画素要素からの影響を算出し、画素要素毎に補正された信号を算出する。つまり、変調が行われる最小単位で影響を補正された信号が算出される。また、コンピュータ７０は、注目画素要素の信号値とその周囲の画素要素の信号値を比較して周囲の画素要素からの影響を算出する。この際、信号値の差異の有無だけではなく差異の大きさも考慮して影響が算出される。さらに、注目画素要素から遠い画素要素ほど小さな重み付け係数を割り当てることで、隣接する画素要素だけではなく隣接する画素要素以外の画素要素からの影響も適切に考慮して影響が算出される。
【００４４】
従って、変調パターンのうち、空間周波数が高い部分（つまり、画素要素数当たりの信号値の変化が大きい部分）ほど、大きく補正された信号が算出される。これにより、連続領域のエッジ部分の画素要素の信号がそれ以外の部分の画素要素の信号に比べて大きく補正されるため、エッジ部分の変調が鈍ってしまうという課題を解決することができる。
【００４５】
このように、顕微鏡システム１００によれば、画素要素毎に、周囲の画素要素が及ぼす影響が適切に評価されて、それが相殺されるように信号が補正されるため、所望の変調を精度良く実現することができる。
【００４６】
上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。この実施形態に係る光の変調方法及び装置は、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。
【００４７】
位相変調型の空間光変調器であるＬＣＯＳ３で光を変調する例を示したが、ＤＭＤなどの強度変調型の空間光変調器での光の変調にも、本願発明を適用することができる。
【００４８】
また、パターン刺激を行うためにＬＣＯＳ３で光を変調する例を示したが、パターン刺激の代わりに収差補正を行うための光の変調にも、本願発明を適用することができる。
【００４９】
さらに、ＬＣＯＳ３を備えた顕微鏡システムを例示したが、空間光変調器が用いられる装置であればよく、例えば、レーザ加工装置などにも、本願発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１              レーザ光源
２              ビームエクスパンダ
３              ＬＣＯＳ
４、７、１２    リレーレンズ
５              ０次光カットフィルタ
６              ガルバノミラー
８              ミラー
９              ダイクロイックミラー
１０            対物レンズ
１１            標本
１３            ＰＭＴ
７０            コンピュータ
７１            記憶部
７２            光源制御部
７３            走査画像取得部
７４            ＳＬＭ変調制御部
８０            モニタ
９０            入力装置
１００          顕微鏡システム
Ｓ１、Ｓ２      変調パターン信号
【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】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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