(57)【要約】      （修正有）【課題】標本等の観察対象を観察中に観察面上での２次元照明光強度分布を、観察環境を変動させずに、リアルタイムに測定可能な照明光強度分布測定機能付き観察装置及び観察装置の照明光強度分布測定方法を提供する。【解決手段】照明光源１０と、照明光の初期状態の時点の強度分布測定時にのみ観察面１６上に配置するためのアレイ状検出器１１と、照明光路における光源１０から観察面１６に最も近い位置に配置されている光源１０側のレンズ１５までの間の所定位置から分岐した光路上に配置されたアレイ状検出器１２と、を有する観察装置であって、検出器１１によって測定された、初期状態の時点の観察面１６上での照明光強度分布と、検出器１２によって測定された、初期状態の時点から現時点までにおける検出器１２の配置位置での照明光強度分布を用いて、任意の時点における観察面１６上での照明光強度分布を算出する演算処理装置１３を有する。【選択図】図１
2013174848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光源と、
前記照明光源から出射される照明光の初期状態の時点の強度分布測定時にのみ観察面上に配置するための第１のアレイ状検出器と、
前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に配置された第２のアレイ状検出器と、
を有する観察装置であって、
前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する演算処理装置を有することを特徴とする照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項２】
前記演算処理装置は、
前記第２のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出する強度分布時間変化検出ステップと、
前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記強度分布時間変化検出ステップにおいて検出した、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第１の強度分布算出ステップと、
を行うことを特徴とする請求項１に記載の照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項３】
前記演算処理装置は、
前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、該初期状態の時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布とを用いて、該初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する該観察面上での照明光強度分布の比率を算出する強度分布比算出ステップと、
前記第２のアレイ状検出器によって測定された、現時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、前記強度分布比算出ステップにおいて算出した、前記初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する前記観察面上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第２の強度分布算出ステップと、
を行うことを特徴とする請求項１に記載の照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項４】
更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に視野絞りを有し、
前記第２のアレイ状検出器が、前記照明光源の照明光路における、前記視野絞りと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項５】
前記第２のアレイ状検出器が、前記観察面と共役な位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項６】
更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記第１のアレイ状検出器が配置される光路と前記第２のアレイ状検出器が配置されている光路との分岐位置までの間に配置された空間光変調手段を有し、
前記空間光変調手段は、前記演算処理装置により算出される任意の時点における前記観察面上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項７】
更に、撮像素子と、
前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に設けられ、該照明光源から出射された照明光を該観察面に導くとともに、該観察面からの所定波長の光を前記撮像素子に導くダイクロイックミラーと、
を有し、
前記第２のアレイ状検出器が、前記照明光源の照明光路における、前記ダイクロイックミラーと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項８】
前記第１及び第２のアレイ状検出器が、２次元分光光度計からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の照明光強度分布測定機能付き観察装置。
【請求項９】
照明光源を有する観察装置における観察対象を観察中の観察面上での照明光強度分布を測定する方法であって、
前記観察面上に第１のアレイ状検出器を配置し、該第１のアレイ状検出器により初期状態の時点の該観察面上での照明光強度分布を測定し、測定後に該第１のアレイ状検出器を該観察面から外れた位置に退避させる第１のステップと、
前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から該観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に第２のアレイ状検出器を配置しておくとともに、該第２のアレイ状検出器により該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を測定する第２のステップと、
前記第１のステップにおいて測定した、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のステップにおいて測定した、該初期状態の時点から現時点までにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第３のステップと、
を有することを特徴とする観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１０】
前記第２のステップでは、更に、前記第２のアレイ状検出器により測定した、前記初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出し、
前記第３のステップでは、前記第１のステップにおいて測定した、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のステップにおいて検出した、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出することを特徴とする請求項９に記載の観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１１】
前記第２のステップでは、更に、前記第２のアレイ状検出器により測定した、前記初期状態の時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、前記第１のステップにおいて測定した、該初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布とを用いて、該初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する該観察面上での照明光強度分布の比率を算出し、
前記第３のステップでは、前記第２のステップにおいて測定した、現時点の前記第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、該第２のステップにおいて算出した、前記初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する前記観察面上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出することを特徴とする請求項９に記載の観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１２】
前記観察装置は、更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に視野絞りを有し、
前記第２のステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記照明光源の照明光路における、前記視野絞りと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１３】
前記第２ステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記観察面と共役な位置であることを特徴とする請求項１２に記載の観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１４】
前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記第１のアレイ状検出器が配置される光路と前記第２のアレイ状検出器が配置されている光路との分岐位置までの間の所定位置に、空間光変調手段を配置しておき、該空間光変調手段を用いて、前記第３のステップにおいて算出した任意の時点における前記観察面上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整するステップを更に有することを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の観察装置の照明光強度分布測定方法を用いた、観察装置の照明光照明方法。
【請求項１５】
前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記空間光変調手段の変調状態をその照射面内で均一な変調状態となるように設定することを特徴とする請求項１４に記載の観察装置の照明光照明方法。
【請求項１６】
前記観察装置は、更に、
撮像素子と、
前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に設けられ、該照明光源から出射された照明光を該観察面に導くとともに、該観察面からの所定波長の光を前記撮像素子に導くダイクロイックミラーと、
を有し、
前記第２のステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記照明光源の照明光路における、前記ダイクロイックミラーと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２のアレイ状検出器が、２次元分光光度計であることを特徴とする請求項９〜１３、１６のいずれかに記載の観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２のアレイ状検出器を一つのアレイ状検出器で共用することを特徴とする請求項９〜１３、１６、１７のいずれかに記載の観察装置の照明光強度分布測定方法。
【請求項１９】
前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記第１のアレイ状検出器が配置される光路と前記第２のアレイ状検出器が配置されている光路との分岐位置までの間の所定位置に、空間光変調手段を配置しておき、該空間光変調手段を用いて、前記第３のステップにおいて算出した任意の時点における前記観察面上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整するステップを更に有することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の観察装置の照明光強度分布測定方法を用いた、観察装置の照明光照明方法。
【請求項２０】
前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記空間光変調手段の変調状態をその照射面内で均一な変調状態となるように設定することを特徴とする請求項１９に記載の観察装置の照明光照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標本等の観察対象を観察中の観察面での照明光の２次元強度分布を測定する観察装置、観察装置の照明光強度分布測定方法及び観察装置の照明光照明方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡等の観察装置を用いて標本等の観察対象から発する蛍光等の微弱な光を観測中に、観測される光の強度に変化が生じることがある。しかるに、従来、観測中の観察対象から発する微弱な光の強度が変化する原因に関し、観察対象の状態変化に起因するものと、観察対象を照明する照明光源を含む光学系の変動に起因するものとを、区別することができないという問題があった。観測中の観察対象から発する微弱な光の強度が変化する原因に関し、観察対象を照明する照明光源を含む光学系の変動に起因するものを特定することは、蛍光観察等の微弱な光の観測データに基づく分析・定量化・診断等の信頼性を向上させる上で非常に重要である。
【０００３】
しかるに、例えば、次の特許文献１において、観測面近傍に検出器を配置することで、励起光源及び励起光が通過する光路上に配置された光学素子の変動に起因する励起光強度変化を測定する方法が提案されている。
【０００４】
図９は特許文献１に記載の顕微鏡照明強度測定装置の要部構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図、(c)はさらに他の例を示す図である。
図９(a)の例では、顕微鏡装置のステージ５１に、顕微鏡照明強度測定装置の受光部５２を備えた構成となっている。なお、図中、５３は生細胞、５４は生細胞５３を入れた容器、５５は図示しない落射照明光学系の光路を通る励起光を生細胞５３に照射させるとともに生細胞５３を観察するための対物レンズ、５６は受光部５２が出力した信号を光強度情報に変換する変換器、５７は計測対象の光の波長を設定するための波長選択部、５８は変換器で変換した光強度情報を表示する表示部である。
ステージ５１は、図示しない顕微鏡本体に固定された固定ステージ５１ａと、固定ステージ５１ａに対して図中のＢ方向に移動可能な可動ステージ５１ｂと、可動ステージ５１ｂに対して図中のＡ方向に移動可能な可動ステージ５１ｃとで構成され、可動ステージ５１ｃの上面に生細胞５３を入れた容器５４を保持している。また、ステージ５１ａ〜５１ｃには、光を通し、且つ、対物レンズとの干渉を避けるための穴５１ａ１，５１ｂ１，５１ｃ１が形成されている。
受光部５２は、受光した光の強度を示すアナログ信号を出力するように構成され、可動ステージ５１ｃの上面における観察光軸Ｏ上に配置され得る位置に固定されている。
このように構成された図９(a)の例では、必要に応じて、可動ステージ５１ｂ，５１ｃの移動により、受光部５２を観察光軸Ｏ上における生細胞５３と略同じ高さ位置に配置することができ、生細胞５３に照射される励起光の光路長と略同じ長さの励起光の光強度情報を測定できる。
【０００５】
図９(b)の例では、レボルバ６１の取付部に対物レンズ５５と同様に着脱可能な検出器６２を有している。
検出器６２は、落射照明光学系の光路を通る励起光を通すための穴６２ａの先端に受光部６２ｂを備えている。
このように構成された図９(b)の例では、必要に応じて、レボルバ６１の回転操作等により、受光部６２ｂを観察光軸Ｏ上における生細胞５３に近接した位置に配置することができ、生細胞５３に照射される励起光の光路長に極力近い長さの励起光の光強度情報を測定できる。
【０００６】
図９(c)の例では、図示しない透過照明光学系の光路を通る励起光を生細胞５３に照射させるコンデンサーレンズ７１ａを備えたコンデンサー部７１のターレット７１ｂの一つの保持部に受光部７２を備えている。
このように構成された図９(c)の例では、必要に応じて、コンデンサー部７１のターレット７１ｂの回転により、受光部７２を観察光軸Ｏ上に配置することができ、受光部７２が配置された位置での励起光の光強度情報を測定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６８９９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の技術では、観察対象を観察中の観察面での２次元照明光強度分布（照明ムラ）及びその変動をリアルタイムで測定することができない。
即ち、図９に記載の技術を用いて観察対象を観察中の照明光強度を測定する場合、その都度、ステージ５１、レボルバ６１、コンデンサー部７１のターレット７１ｂを操作して、観察対象（図９では容器５４に入った生細胞５３）、対物レンズ５５、コンデンサーレンズ７１ａを観察光軸Ｏから外してから、受光部５２，６２ｂ，７２が観察光軸Ｏ上に位置するように操作する必要がある。このため、受光部５２，６２ｂ，７２が受光する時点の照明光は、観察対象を観察中の照明光に対して所定時間遅れたものとなり、受光部５２，６２ｂ，７２により測定された照明光の光強度は、観察対象を観察中の照明光の強度をリアルタイムで測定したものとはならない。
【０００９】
また、図９に記載の技術を用いて観察対象を観察中の照明光強度を測定する場合、観察対象を観察中に観察対象に照明光源からの照明光が照射される状態と照射されない状態とが頻繁に入れ替わることになるため、タイプラプス観察等、観察対象に照明光を継続的に照射して観察対象の状態変化を観察するような場合において、観察対象を観察中に観察対象に照射する照明光量を一定に保つことができず、また、ステージ５１、レボルバ６１、コンデンサー部７１のターレット７１ｂ等の操作時の振動により観察対象の観察状態に影響を受け易い。
【００１０】
しかも、図９(a)の例では、観察光軸Ｏ上に配置された受光部５２を通じて励起光の光強度情報を測定後、ステージ５１を操作して、標本（図９では容器５４に入った生細胞５３）を観察光軸Ｏに対して垂直に交わる２次元座標上の元の位置に正確に位置調整して戻すことが難しい。
【００１１】
また、図９(b)の例では、生細胞５３に照射される励起光の光路長に極力近い長さの励起光の光強度情報を測定するためには、受光部６２ｂを容器５４に極力近づける必要がある。また、レボルバ６１の取付部に取り付けられる対物レンズ５５の鏡筒の長さは、倍率に応じて異なるので、倍率によってはレボルバ６１を回転させたときに鏡筒の先端が容器５４に衝突する虞がある。このため、観察光軸Ｏ上に配置された受光部６２ｂを通じて励起光の光強度情報を測定する都度、レボルバ６１を回転操作することに加えて、容器５４が載置されているステージ５１とレボルバ６１との相対的な位置を変動させて、容器５４又はステージ５１と、検出器６２又は対物レンズ５５との衝突を回避する操作を行う必要が生じる。しかしそれでは、レボルバ６１の操作の都度、対物レンズ５５の生細胞５３への焦点がずれてしまう。その結果、図９(b)の例では、観察光軸Ｏ上に配置された受光部６１ｂを通じて励起光の光強度情報を測定後、レボルバ６１を回転操作等して、対物レンズ５５を観察光軸Ｏに対して垂直な２次元座標上の元の位置に戻しても、焦点合わせが煩雑化し易い。
【００１２】
また、図９(c)の例では、ターレット７１ｂを操作して受光部７２を観察光軸Ｏ上に配置しても、観察光軸Ｏ上での受光部７２と生細胞５３との距離が離れており、生細胞５３に照射される励起光の光路長と受光部７２に照射される励起光の光路長が異なる。このため、受光部７２により測定された励起光の光強度情報は、生細胞５３が配置された位置での光強度情報とは大きく異なったものとなってしまう。
【００１３】
このため、図９に示したような特許文献１に記載の技術では、所定の時間ごとに受光部で励起光強度を測定し、励起光強度の時間変化を用いて蛍光強度を補正しても、観察対象から発する蛍光強度の時間変化を正確に測定できない。
現在、標本等の観察対象から発する蛍光は微弱な光は、例えば、病変部の有無、状態等についての診断に用いられている。このため、観測した照明光強度を用いて得た蛍光等の微弱な光の強度の補正値の精度が劣ると、病変等の正確な診断に悪影響を及ぼしかねない。
【００１４】
また、照明光原の光強度及び分布は、時間の経過とともに変動するが、上述のように、特許文献１に記載の技術では、観察と同時間における２次元照明強度分布（照明ムラ）が測定できないため、光強度分布調整手段を用いても、常時、リアルタイムで任意の光強度分布で照明することができなかった。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、標本等の観察対象を観察中に観察面上での２次元照明光強度分布を、観察環境を変動させることなく、リアルタイムに測定し、更には、常時、リアルタイムで任意の光強度分布で照明することを可能にする照明光強度分布測定機能付き観察装置、観察装置の照明光強度分布測定方法及び観察装置の照明光照明方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明による照明光強度分布測定機能付き観察装置は、照明光源と、前記照明光源から出射される照明光の初期状態の時点の強度分布測定時にのみ観察面上に配置するための第１のアレイ状検出器と、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に配置された第２のアレイ状検出器と、を有する観察装置であって、前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する演算処理装置を有することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、前記演算処理装置は、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出する強度分布時間変化検出ステップと、前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記強度分布時間変化検出ステップにおいて検出した、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第１の強度分布算出ステップと、を行うのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、前記演算処理装置は、前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、該初期状態の時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布とを用いて、該初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する該観察面上での照明光強度分布の比率を算出する強度分布比算出ステップと、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、現時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、前記強度分布比算出ステップにおいて算出した、前記初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する前記観察面上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第２の強度分布算出ステップと、を行うのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に視野絞りを有し、前記第２のアレイ状検出器が、前記照明光源の照明光路における、前記視野絞りと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上に配置されているのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、前記第２のアレイ状検出器が、前記観察面と共役な位置に配置されているのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記第１のアレイ状検出器が配置される光路と前記第２のアレイ状検出器が配置されている光路との分岐位置までの間に配置された空間光変調手段を有し、前記空間光変調手段は、前記演算処理装置により算出される任意の時点における前記観察面上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整可能に構成されているのが好ましい。
【００２２】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、更に、撮像素子と、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に設けられ、該照明光源から出射された照明光を該観察面に導くとともに、該観察面からの所定波長の光を前記撮像素子に導くダイクロイックミラーと、を有し、前記第２のアレイ状検出器が、前記照明光源の照明光路における、前記ダイクロイックミラーと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上に配置されているのが好ましい。
【００２３】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、前記第１及び第２のアレイ状検出器が、２次元分光光度計からなるのが好ましい。
【００２４】
また、本発明による観察装置の照明光強度分布測定方法は、照明光源を有する観察装置における観察対象を観察中の観察面上での照明光強度分布を測定する方法であって、前記観察面上に第１のアレイ状検出器を配置し、該第１のアレイ状検出器により初期状態の時点の該観察面上での照明光強度分布を測定し、測定後に該第１のアレイ状検出器を該観察面から外れた位置に退避させる第１のステップと、前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から該観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に第２のアレイ状検出器を配置しておくとともに、該第２のアレイ状検出器により該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を測定する第２のステップと、前記第１のステップにおいて測定した、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のステップにおいて測定した、該初期状態の時点から現時点までにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第３のステップと、を有することを特徴としている。
【００２５】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第２のステップでは、更に、前記第２のアレイ状検出器により測定した、前記初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出し、前記第３のステップでは、前記第１のステップにおいて測定した、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のステップにおいて検出した、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出するのが好ましい。
【００２６】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第２のステップでは、更に、前記第２のアレイ状検出器により測定した、前記初期状態の時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、前記第１のステップにおいて測定した、該初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布とを用いて、該初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する該観察面上での照明光強度分布の比率を算出し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにおいて測定した、現時点の前記第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、該第２のステップにおいて算出した、前記初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する前記観察面上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出するのが好ましい。
【００２７】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記観察装置は、更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に視野絞りを有し、前記第２のステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記照明光源の照明光路における、前記視野絞りと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上であるのが好ましい。
【００２８】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第２ステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記観察面と共役な位置であるのが好ましい。
【００２９】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記観察装置は、更に、撮像素子と、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に設けられ、該照明光源から出射された照明光を該観察面に導くとともに、該観察面からの所定波長の光を前記撮像素子に導くダイクロイックミラーと、を有し、前記第２のステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記照明光源の照明光路における、前記ダイクロイックミラーと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上であるのが好ましい。
【００３０】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第１及び第２のアレイ状検出器が、２次元分光光度計であるのが好ましい。
【００３１】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第１及び第２のアレイ状検出器を一つのアレイ状検出器で共用するのが好ましい。
【００３２】
また、本発明による観察装置の照明光強度分布測定方法を用いた、観察装置の照明光照明方法は、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記第１のアレイ状検出器が配置される光路と前記第２のアレイ状検出器が配置されている光路との分岐位置までの間の所定位置に、空間光変調手段を配置しておき、該空間光変調手段を用いて、前記第３のステップにおいて算出した任意の時点における前記観察面上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整するステップを更に有することを特徴としている。
【００３３】
また、本発明の観察装置の照明光照明方法においては、前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記空間光変調手段の変調状態をその照射面内で均一な変調状態となるように設定するのが好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、標本等の観察対象を観察中に観察面上での２次元照明光強度分布を、観察環境を変動させることなく、リアルタイムに測定し、更には、常時、リアルタイムで任意の光強度分布で照明することを可能にする照明光強度分布測定機能付き観察装置、観察装置の照明光強度分布測定方法及び観察装置の照明光照明方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態における観察装置を用いた照明光強度分布測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における観察装置を用いた照明光強度分布測定方法の処理手順の他の例を示すフローチャートである。
【図４】図１の変形例にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。
【図７】第３実施形態における観察装置の照明光照明方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態にかかる観察装置の照明光照明方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】特許文献１に記載の顕微鏡照明強度測定装置の要部構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図、(c)はさらに他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置は、照明光源と、前記照明光源から出射される照明光の初期状態の時点の強度分布測定時にのみ観察面上に配置するための第１のアレイ状検出器と、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に配置された第２のアレイ状検出器と、を有する観察装置であって、前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する演算処理装置を有する。
【００３７】
第１のアレイ状検出器を、前記照明光源から出射される照明光の初期状態の時点の強度分布測定時にのみ観察面上に配置し、第２のアレイ状検出器を、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に配置すれば、標本等の観察対象を観察中の照明光源からの２次元照明光強度分布を、観察環境を変動させることなく、リアルタイムで測定することができる。
また、前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する演算処理装置を備えれば、観察面上に配置されない第２のアレイ状検出器の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布を測定することができる。
その結果、観測中の観察対象から発する微弱な光の強度が変化する原因に関し、観察対象の状態変化に起因するものと、観察対象を照明する照明光源を含む光学系の変動に起因するものとを区別して、観察位置での観察対象の蛍光強度を非常に正確に測定することが可能となり、病変等を正確に診断することができるようになる。
【００３８】
この場合、前記演算処理装置は、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出する強度分布時間変化検出ステップと、前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記強度分布時間変化検出ステップにおいて検出した、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第１の強度分布算出ステップと、を行うのが好ましい。
このようにすれば、観察面上に配置されない第２のアレイ状検出器の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の測定を実現できる。
【００３９】
または、前記演算処理装置は、前記第１のアレイ状検出器によって測定された、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、該初期状態の時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布とを用いて、該初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する該観察面上での照明光強度分布の比率を算出する強度分布比算出ステップと、前記第２のアレイ状検出器によって測定された、現時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、前記強度分布比算出ステップにおいて算出した、前記初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する前記観察面上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第２の強度分布算出ステップと、を行うのが好ましい。
このようにしても、観察面上に配置されない第２のアレイ状検出器の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の検出を実現できる。
【００４０】
なお、本願における観察対象には、プレパラート標本の他、マイクロプレートやシャーレ等の透明容器に培養された生細胞等が含まれる。
【００４１】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に視野絞りを有し、前記第２のアレイ状検出器が、前記照明光源の照明光路における、前記視野絞りと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上に配置されているのが好ましい。
第２のアレイ状検出器をこのように配置すれば、観察面に向かう照明光と第２のアレイ状検出器に向かう照明光とにおいて、視野絞りを原因とした光量の差異を生じさせずに済み、観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定することができる。
【００４２】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、前記第２のアレイ状検出器が、前記観察面と共役な位置に配置されているのが好ましい。
第２のアレイ状検出器をこのように配置すれば、観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００４３】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記第１のアレイ状検出器が配置される光路と前記第２のアレイ状検出器が配置されている光路との分岐位置までの間に配置された空間光変調手段を有し、前記空間光変調手段は、前記演算処理装置により算出される任意の時点における前記観察面上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整可能に構成されているのが好ましい。
このようにすれば、常時、リアルタイムで所望の光強度分布の光で照明することが実現できる。
【００４４】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、更に、撮像素子と、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に設けられ、該照明光源から出射された照明光を該観察面に導くとともに、該観察面からの所定波長の光を前記撮像素子に導くダイクロイックミラーと、を有し、前記第２のアレイ状検出器が、前記照明光源の照明光路における、前記ダイクロイックミラーと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上に配置されているのが好ましい。
第２のアレイ状検出器をこのように配置すれば、ダイクロイックミラーに励起光フィルタを備えた場合、第１のアレイ状検出器と第２のアレイ状検出器に入射する波長が同一になるため、夫々の検出器の波長特性を考慮しなくて済み、観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００４５】
また、本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、前記第１及び第２のアレイ状検出器が、２次元分光光度計からなるのが好ましい。
第１及び第２のアレイ状検出器を２次元分光光度計で構成すれば、波長ごとの強度分布を考慮して正確に測定できる。
【００４６】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法は、照明光源を有する観察装置における観察対象を観察中の観察面上での照明光強度分布を測定する方法であって、前記観察面上に第１のアレイ状検出器を配置し、該第１のアレイ状検出器により初期状態の時点の該観察面上での照明光強度分布を測定し、測定後に該第１のアレイ状検出器を該観察面から外れた位置に退避させる第１のステップと、前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から該観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に第２のアレイ状検出器を配置しておくとともに、該第２のアレイ状検出器により該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を測定する第２のステップと、前記第１のステップにおいて測定した、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のステップにおいて測定した、該初期状態の時点から現時点までにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出する第３のステップと、を有する。
【００４７】
第１のステップにおいて、観察面上に第１のアレイ状検出器を配置し、該第１のアレイ状検出器により初期状態の時点の該観察面上での照明光強度分布を測定し、測定後に該第１のアレイ状検出器を該観察面から外れた位置に退避させ、第２のステップにおいて、前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から該観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置、から分岐した光路上に第２のアレイ状検出器を配置しておくとともに、該第２のアレイ状検出器により該初期状態の時点から現時点までにおける該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を測定すれば、標本等の観察対象を観察中の照明光源からの２次元照明光強度分布を、観察環境を変動させることなく、リアルタイムで測定することができる。
また、第３のステップにおいて、前記第１のステップにおいて測定した、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のステップにおいて測定した、該初期状態の時点から現時点までにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出すれば、観察面上に配置されない第２のアレイ状検出器の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布を測定することができる。
その結果、観測中の観察対象から発する微弱な光の強度が変化する原因に関し、観察対象の状態変化に起因するものと、観察対象を照明する照明光源を含む光学系の変動に起因するものとを区別して、観察面上での観察対象の蛍光強度を非常に正確に測定することが可能となり、病変等を正確に診断することができるようになる。
【００４８】
この場合、前記第２のステップでは、更に、前記第２のアレイ状検出器により測定した、前記初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を用いて、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出し、前記第３のステップでは、前記第１のステップにおいて測定した、前記初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布と、前記第２のステップにおいて検出した、該初期状態の時点から現時点までの該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出するのが好ましい。
このようにすれば、観察面上に配置されない第２のアレイ状検出器の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の測定を実現できる。
【００４９】
または、前記第２のステップでは、更に、前記第２のアレイ状検出器により測定した、前記初期状態の時点の該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、前記第１のステップにおいて測定した、該初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布とを用いて、該初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する該観察面上での照明光強度分布の比率を算出し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにおいて測定した、現時点の前記第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布と、該第２のステップにおいて算出した、前記初期状態の時点における該第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する前記観察面上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における該観察面上での照明光強度分布を算出するのが好ましい。
このようにしても、観察面上に配置されない第２のアレイ状検出器の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の測定を実現できる。
【００５０】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記観察装置は、更に、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に視野絞りを有し、前記第２のステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記照明光源の照明光路における、前記視野絞りと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上であるのが好ましい。
第２のアレイ状検出器をこのように配置すれば、観察面に向かう照明光と第２のアレイ状検出器に向かう照明光とにおいて、視野絞りを原因とした光量の差異を生じさせずに済み、観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定することができる。
【００５１】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第２ステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記観察面と共役な位置であるのが好ましい。
第２のアレイ状検出器をこのように配置すれば、観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００５２】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記観察装置は、更に、撮像素子と、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズまでの間の所定位置に設けられ、該照明光源から出射された照明光を該観察面に導くとともに、該観察面からの所定波長の光を前記撮像素子に導くダイクロイックミラーと、を有し、前記第２のステップにおける前記第２のアレイ状検出器の配置位置が、前記照明光源の照明光路における、前記ダイクロイックミラーと前記観察面に最も近い位置に配置されている該照明光源側のレンズとの間の所定位置、から分岐した光路上であるのが好ましい。
第２のアレイ状検出器をこのように配置すれば、ダイクロイックミラーに励起光フィルタを備えて構成した場合、第１のアレイ状検出器と第２のアレイ状検出器に入射する波長が同一になるため、夫々の検出器の波長特性を考慮しなくて済み、観察面上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００５３】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第１及び第２のアレイ状検出器が、２次元分光光度計であるのが好ましい。
第１及び第２のアレイ状検出器として２次元分光光度計を用いれば、波長ごとの強度分布を考慮して正確に測定できる。
【００５４】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、前記第１及び第２のアレイ状検出器を一つのアレイ状検出器で共用するのが好ましい。
第１及び第２のアレイ状検出器を一つのアレイ状検出器で共用すれば、その分、コストを低減することができる。
なお、第１及び第１及び第２のアレイ状検出器を一つのアレイ状検出器で共用した場合、観察面上での照明光強度分布を測定した初期状態の時点と、第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布を測定した初期状態の時点とが、完全に一致せず、タイミングがずれることになる。しかしながら、共用のアレイ状検出器で観察面上での照明光強度分布を測定した直後に第２のアレイ状検出器の配置位置に共用のアレイ状検出器を配置して照明光強度分布を測定することで、略同時性が保たれるので、この程度の測定タイミングのずれによっては、測定値の精度に影響を及ぼす可能性は極めて少ない。
【００５５】
また、本発明による観察装置の照明光強度分布測定方法を用いた、観察装置の照明光照明方法は、前記照明光源の照明光路における、該照明光源から前記第１のアレイ状検出器が配置される光路と前記第２のアレイ状検出器が配置されている光路との分岐位置までの間の所定位置に、空間光変調手段を配置しておき、該空間光変調手段を用いて、前記第３のステップにおいて算出した任意の時点における前記観察面上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整するステップを更に有する。
このようにすれば、常時、リアルタイムで所望の光強度分布の光で照明することが実現できる。
【００５６】
また、本発明の観察装置の照明光強度分布測定方法を用いた、観察装置の照明光照明方法においては、前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記空間光変調手段の変調状態をその照射面内で均一な変調状態となるように設定する。
空間光変調手段を備えた構成において、第１のアレイ状検出器を用いて初期状態の観察面上の照明光強度分布を測定する際に、例えば、一部で光量がゼロとなる等、空間光変調手段の変調状態が一様でないと、正確な初期状態の照明光強度分布を測定できない。その結果、空間光変調手段を任意のパターンに変調させたとしても観察面上を所望の変調パターンに基づいた照明光強度分布で高精度に照明することができない。
しかるに、本発明の観察装置の照明光照明方法のように、前記第１のアレイ状検出器による初期状態の時点の前記観察面上での照明光強度分布の測定前に、前記空間光変調手段の変調状態をその照射面内で均一な変調状態となるように設定すれば、正確な初期状態の照明光強度分布を測定でき、観察面上を所望の変調パターンに基づいた照明光強度分布で高精度に照明することができる。
【００５７】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。図２は第１実施形態における観察装置を用いた照明光強度分布測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。図３は第１実施形態における観察装置を用いた照明光強度分布測定方法の処理手順の他の例を示すフローチャートである。図４は図１の変形例にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。
【００５８】
本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置は、照明光源１０と、第１のアレイ状検出器１１と、第２のアレイ状検出器１２と、演算処理装置１３を有している。なお、図１中、１４は視野絞り、１５は対物レンズ、１６は標本面、１７は撮像素子、１８はダイクロイックミラー、１９は結像レンズ、２０は光路分岐部材である。
照明光源１０は、標本面１６に照射するための照明光を発する。なお、ここでは、説明の便宜上、照明光源１０全体として励起光を発するものとする。
第１のアレイ状検出器１１は、ＣＣＤやビームプロファイラやＰＤアレイ等で構成されており、照明光源１０から出射される照明光の初期状態の時点の強度分布測定時にのみ標本面１６上に配置されるように備えられている。
第２のアレイ状検出器１２は、照明光源１０の照明光路における、視野絞り１４から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置に配置された光路分岐部材２０によって、標本面１６とは異なる方向に分岐した光路上であって、標本面１６と共役な位置に配置されている。
光路分岐部材２０は、ハーフミラーで構成されている。
演算処理装置１３は、例えば、パーソナルコンピュータ等の中央演算処理部を用いて構成されており、第１のアレイ状検出器１１によって測定された、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、初期状態の時点から現時点までにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する。
【００５９】
より詳しくは、演算装置１３は、次の第１の例又は第２の例のように構成されている。
第１の例の演算処理装置１３は、強度分布時間変化検出ステップと、第１の強度分布算出ステップとを行うように構成されている。
強度分布時間変化検出ステップでは、第１の例の演算処理装置１３は、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を用いて、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出する。
第１の強度分布算出ステップでは、第１の例の演算処理装置１３は、第１のアレイ状検出器１１によって測定された、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、強度分布時間変化検出ステップにおいて検出した、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する。
【００６０】
また、第２の例の演算処理装置１３は、強度分布比算出ステップと、第２の強度分布算出ステップとを行うように構成されている。
強度分布比算出ステップでは、第２の例の演算処理装置１３は、第１のアレイ状検出器１１によって測定された、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、初期状態の時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布とを用いて、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率を算出する。
第２の強度分布算出ステップでは、第２の例の演算処理装置１３は、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、現時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布と、強度分布比算出ステップにおいて算出した、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する。
【００６１】
第１のアレイ状検出器１１は、初期状態の照明光強度分布を測定時のみ標本面１６上に配置されるものであって、それ以外の観察時には、標本面１６上から外れた位置に退避される。初期状態の時点の強度分布測定時における第１のアレイ状検出器１１の標本面１６上の配置及び標本観察中の標本面１６から外れた位置への退避は、手動で行うようにすればよいが、可動ステージやロボットアーム等の搬送機構及びその搬送機構を制御する制御手段を介して、第１のアレイ状検出器１１の標本面１６上への配置及び標本面１６から外れた位置への退避を自動的に行うように構成してもよい。
【００６２】
ダイクロイックミラー１８は、照明光源１０の照明光路における、視野絞り１４から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置に設けられ、照明光源１０から出射された照明光を反射させて標本面１６に導くとともに、標本面１６からの所定波長の光を透過させて撮像素子１７に導く。
【００６３】
このように構成された第１実施形態の観察装置を用いた照明光強度分布測定方法の処理手順を説明する。
まず、標本面１６上に第１のアレイ状検出器１１を配置し、第１のアレイ状検出器１１により初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布を測定し、測定後に第１のアレイ状検出器１１を標本面１６から外れた位置に退避させる（ステップＳ１）。
また、第２のアレイ状検出器１２により初期状態の時点から現時点までにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を測定する（ステップＳ２）。
また、ステップＳ１において測定した、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、ステップＳ２において測定した、初期状態の時点から現時点までにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する（ステップＳ３）。
【００６４】
ここで、ステップＳ２及びステップＳ３のより詳細な処理手順を、演算処理装置１３が第１の例及び第２の例で構成されたものである場合ごとに説明する。
演算処理装置１３が、第１の例で構成されたものである場合、図２に示すように、ステップＳ２では、更に、第２のアレイ状検出器１２により測定した、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を用いて、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化を変化率として検出する。また、ステップＳ３では、ステップＳ１において測定した、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、ステップＳ２において検出した、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の変化率とを掛け合わせて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する。
【００６５】
演算処理装置１３が、第２の例で構成されたものである場合、図３に示すように、ステップＳ２では、更に、第２のアレイ状検出器１２により測定した、初期状態の時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布と、ステップＳ１において測定した、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布とを用いて、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率を算出する。また、ステップＳ３では、ステップＳ２において測定した、現時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布と、ステップＳ２において算出した、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する。
【００６６】
本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置によれば、第１のアレイ状検出器１１を、照明光源１０から出射される照明光の初期状態の時点の強度分布測定時にのみ標本面１６上に配置し、第２のアレイ状検出器１２を、照明光源１０の照明光路における、照明光源１０から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置、から分岐した光路上に配置したので、標本観察中の照明光源１０からの２次元照明光強度分布を、観察環境を変動させることなく、リアルタイムで測定することができる。
また、演算処理装置１３が、第１のアレイ状検出器１１によって測定された、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、初期状態の時点から現時点までにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出するので、標本面１６上に配置されない第２のアレイ状検出器１２の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布を測定することができる。
その結果、観測中の標本等の観察対象から発する微弱な光の強度が変化する原因に関し、標本の状態変化に起因するものと、観察対象を照明する照明光源を含む光学系の変動に起因するものとを区別して、観察位置での観察対象の蛍光強度を非常に正確に測定することが可能となり、病変等を正確に診断することができるようになる。
【００６７】
この場合、演算処理装置１３が、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を用いて、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出する強度分布時間変化検出ステップと、第１のアレイ状検出器１１によって測定された、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、強度分布時間変化検出ステップにおいて検出した、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する第１の強度分布算出ステップと、を行うようにしたので、標本面１６上に配置されない第２のアレイ状検出器１２の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の測定を実現できる。
【００６８】
また、演算処理装置１３は、第１のアレイ状検出器１１によって測定された、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、初期状態の時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布とを用いて、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率を算出する強度分布比算出ステップと、第２のアレイ状検出器１２によって測定された、現時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布と、強度分布比算出ステップにおいて算出した、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出する第２の強度分布算出ステップと、を行うようにしても、標本面１６上に配置されない第２のアレイ状検出器１２の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の測定を実現できる。
【００６９】
また、本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、更に、照明光源１０の照明光路における、照明光源１０から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置に視野絞り１４を有し、第２のアレイ状検出器１２を、照明光源１０の照明光路における、視野絞り１４と標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）との間の所定位置、から分岐した光路上に配置したので、標本面１６に向かう照明光と第２のアレイ状検出器１２に向かう照明光とにおいて、視野絞り１４を原因とした光量の差異を生じさせずに済み、標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定することができる。
【００７０】
また、本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置によれば、第２のアレイ状検出器１２を、標本面１６と共役な位置に配置したので、標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００７１】
また、本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置によれば、更に、撮像素子１７と、照明光源１０の照明光路における、視野絞り１４から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置に設けられ、照明光源１０から出射された照明光を標本面１６に導くとともに、標本面１６からの所定波長の光を撮像素子１７に導くダイクロイックミラー１８と、を有し、第２のアレイ状検出器１２を、照明光源１０の照明光路における、ダイクロイックミラー１８と標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）との間の所定位置、から分岐した光路上に配置したので、ダイクロイックミラー１８に励起光フィルタを備えて構成した場合、第１のアレイ状検出器１１と第２のアレイ状検出器１２に入射する波長が同一になるため、夫々の検出器の波長特性を考慮しなくて済み、標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００７２】
なお、本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置においては、第１及び第２のアレイ状検出器１１，１２を、２次元分光光度計で構成してもよい。検出器１１，１２を２次元分光光度計で構成すれば、波長ごとの強度分布を考慮して正確に測定できる。
【００７３】
また、図１の照明光強度分布測定機能付き観察装置では、落射照明光学系を備えた構成としたが、本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置は、落射照明光学系を備えた構成に限られるものではない。例えば、図４に示すように、透過照明光学系を備えた構成であってもよい。その場合、標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズは対物レンズ１５ではなく、コンデンサーレンズ２１である。図４中、２２はミラーである。
【００７４】
また、図１の照明光強度分布測定機能付き観察装置では、光路分岐部材２０をハーフミラーで構成したが、ハーフミラーの代わりに跳ね上げ機構を備えたミラーで構成してもよい。
このようにすれば、ミラーを跳ね上げて光路から退避させることで、初期状態、および標本観察中に照明光源からの照明光の光量を減らすことなく標本面１６上に照射させることができ、また、標本観察中に時分割でミラーの光路への挿入と光路からの退避を行うことで、ほぼ同時性を保持しながら、第２アレイ状検出器１２で、照明光源からの照明光の光量を減らすことなく第２アレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を略リアルタイムで測定することができる。
【００７５】
また、本実施形態の観察装置の照明光強度分布測定方法によれば、第１のステップ（ステップＳ１）において、標本面１６上に第１のアレイ状検出器１１を配置し、第１のアレイ状検出器１１により初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布を測定し、測定後に第１のアレイ状検出器１１を標本面１６から外れた位置に退避させ、第２のステップ（ステップＳ２）において、第１のアレイ状検出器１１による初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布の測定前に、照明光源１０の照明光路における、照明光源１０から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（図１の例では対物レンズ１５、図４の例ではコンデンサーレンズ２１）までの間の所定位置、から分岐した光路上に第２のアレイ状検出器１２を配置しておくとともに、第２のアレイ状検出器１２により初期状態の時点から現時点までにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を測定するので、標本観察中の照明光源１０からの２次元照明光強度分布を、観察環境を変動させることなく、リアルタイムで測定することができる。
また、第３のステップ（ステップＳ３）において、第１のステップにおいて測定した、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、第２のステップにおいて測定した、初期状態の時点から現時点までにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出するので、標本面１６上に配置されない第２のアレイ状検出器１２の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布を測定することができる。
その結果、観測中の標本等の観察対象から発する微弱な光の強度が変化する原因に関し、標本の状態変化に起因するものと、観察対象を照明する照明光源を含む光学系の変動に起因するものとを区別して、観察面上での観察対象の蛍光強度を非常に正確に測定することが可能となり、病変等を正確に診断することができるようになる。
【００７６】
この場合、演算処理装置１３が、第１の例で構成されたものである場合、第２のステップでは、更に、第２のアレイ状検出器１２により測定した、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を用いて、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化を検出し、第３のステップでは、第１のステップにおいて測定した、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布と、第２のステップにおいて検出した、初期状態の時点から現時点までの第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布の時間変化とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出することで、標本面１６上に配置されない第２のアレイ状検出器１２の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の測定を実現できる。
【００７７】
また、演算処理装置１３が、第２の例で構成されたものである場合、第２のステップでは、更に、第２のアレイ状検出器１２により測定した、初期状態の時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布と、第１のステップにおいて測定した、初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布とを用いて、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率を算出し、第３のステップでは、第２のステップにおいて測定した、現時点の第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布と、第２のステップにおいて算出した、初期状態の時点における第２のアレイ状検出器の配置位置での照明光強度分布に対する標本面１６上での照明光強度分布の比率とを用いて、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を算出することで、標本面１６上に配置されない第２のアレイ状検出器１２の配置位置でのリアルタイムの２次元照明光強度分布から標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布の測定を実現できる。
【００７８】
また、本実施形態の観察装置の照明光強度分布測定方法よれば、観察装置は、更に、照明光源１０の照明光路における、照明光源１０から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（図１の例では対物レンズ１５、図４の例ではコンデンサーレンズ２１）までの間の所定位置に視野絞り１４を有し、第２のステップにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置を、照明光源１０の照明光路における、視野絞り１４と標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（図１の例では対物レンズ１５、図４の例ではコンデンサーレンズ２１）との間の所定位置、から分岐した光路上としたので、標本面１６に向かう照明光と第２のアレイ状検出器１２に向かう照明光とにおいて、視野絞り１４を原因とした光量の差異を生じさせずに済み、標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定することができる。
【００７９】
また、本実施形態の観察装置の照明光強度分布測定方法によれば、第２ステップにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置を、標本面１６と共役な位置としたので、標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００８０】
また、本実施形態の観察装置の照明光強度分布測定方法によれば、観察装置は、更に、撮像素子１７と、照明光源１０の照明光路における、照明光源１０から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（図１の例の対物レンズ１５）までの間の所定位置に設けられ、照明光源１０から出射された照明光を標本面１６に導くとともに、標本面１６からの所定波長の光を撮像素子１７に導くダイクロイックミラー１８と、を有し、第２のステップにおける第２のアレイ状検出器１２の配置位置を、照明光源１０の照明光路における、ダイクロイックミラー１８と標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（図１の例の対物レンズ１５）との間の所定位置、から分岐した光路上としたので、ダイクロイックミラー１８に励起光フィルタを備えて構成した場合、第１のアレイ状検出器１１と第２のアレイ状検出器１２に入射する波長が同一になるため、夫々の検出器の波長特性を考慮しなくて済み、標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
【００８１】
また、本実施形態の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、第１及び第２のアレイ状検出器１１，１２が、２次元分光光度計であるのが好ましい。
第１及び第２のアレイ状検出器１１，１２として２次元分光光度計を用いれば、波長ごとの強度分布を考慮して正確に測定できる。
【００８２】
また、本実施形態の観察装置の照明光強度分布測定方法においては、第１及び第２のアレイ状検出器１１，１２を一つのアレイ状検出器で共用するのが好ましい。
第１及び第２のアレイ状検出器１１，１２を一つのアレイ状検出器で共用すれば、その分、コストを低減することができる。
なお、第１及び第１及び第２のアレイ状検出器１１，１２を一つのアレイ状検出器で共用した場合、標本面１６上での照明光強度分布を測定した初期状態の時点と、第２のアレイ状検出器１２の配置位置での照明光強度分布を測定した初期状態の時点とが、完全に一致せず、タイミングがずれることになる。しかしながら、共用のアレイ状検出器で標本面１６上での照明光強度分布を測定した直後に第２のアレイ状検出器１２の配置位置に共用のアレイ状検出器を配置して照明光強度分布を測定することで、略同時性が保たれるので、この程度の測定タイミングのずれによっては、測定値の精度に影響を及ぼす可能性は極めて少ない。
【００８３】
なお、第１実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置では、照明光源１０の照明光路における、第２のアレイ状検出器１２を、視野絞り１４から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置に配置された光路分岐部材２０によって、標本面１６とは異なる方向に分岐した光路上に配置したが、照明光源１０から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置に配置された光路分岐部材２０によって、標本面１６とは異なる方向に分岐した光路上であれば、どこに配置してもよく、例えば、照明光源１０と視野絞り１４との間の所定位置に配置された光路分岐部材２０によって、標本面１６とは異なる方向に分岐した光路上に、第２のアレイ状検出器１２を配置してもよい。また、図１の例の照明光強度分布測定機能付き観察装置では、ダイクロイックミラー１８を、視野絞り１４から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置に設けたが、照明光源１０から標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源側のレンズ（対物レンズ１５）までの間の所定位置であれば、どこに配置してもよい。
【００８４】
第２実施形態
図５は本発明の第２実施形態にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。
本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置では、第２のアレイ状検出器１２が、照明光源１０の照明光路における、ダイクロイックミラー１８と標本面１６に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）との間の所定位置に配置された光路分岐部材２０によって、標本面１６とは異なる方向に分岐した光路上に配置されている。
その他の構成は、第１実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置と略同じである。
【００８５】
本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置及び観察装置の照明光強度分布測定方法によれば、第２のアレイ状検出器１２を、照明光源１０の照明光路における、ダイクロイックミラー１８と標本面に最も近い位置に配置されている照明光源１０側のレンズ（対物レンズ１５）との間の所定位置、から分岐した光路上に配置したので、ダイクロイックミラー１８に励起光フィルタを備えて構成した場合、第１のアレイ状検出器１１と第２のアレイ状検出器１２に入射する波長が同一になるため、夫々の検出器の波長特性を考慮しなくて済み、標本面１６上でのリアルタイムの２次元照明光強度分布をより高精度に測定できる。
その他の作用効果は、第１実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置及び観察装置の照明光強度分布測定方法と略同じである。
【００８６】
第３実施形態
図６は本発明の第３実施形態にかかる照明光強度分布測定機能付き観察装置の概略構成を示す説明図である。図７は第３実施形態における観察装置の照明光照明方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置は、図１に示した第１実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置の構成に加えて、照明光源１０の照明光路における、照明光源から第１のアレイ状検出器１１が配置される光路と第２のアレイ状検出器１２が配置されている光路との分岐位置までの間（図６の例では視野絞り１４と光路分岐部材２０との間）に配置された空間光変調手段２３を有している。
空間光変調手段２３は、演算処理装置１３により算出される任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整可能に構成されている。
より詳しくは、図７に示すように、演算処理装置１３は、図２に示した強度分布時間変化検出ステップと、第１の強度分布算出ステップに加えて、空間光変調手段２３の変調量算出ステップを行うように構成されている。
空間光変調手段２３の変調量算出ステップでは、演算処理装置１３は、強度分布算出ステップにおいて算出した、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を用いて、空間光変調手段２３における所望の分布状態となるために必要な変調量を算出する。
なお、本願での所望の分布状態は、規定値としては、初期状態における標本面１６上の照明光強度分布と同じ分布状態である。本実施形態の観察装置では、更に、変調モードを選択可能な変調モード選択手段２４を有している。変調モード選択手段２４は、演算処理装置１３に接続するキーボードやタッチパネル等からなり、規定値以外の変調モードとして、例えば、観察用途に応じて、所定の光強度で、標本面１６上に規定値以外の所望の分布状態で照明光を照射させる複数種類の変調モードを選択入力可能に構成されている。
その他の構成は、第１実施形態の照明光強度分布測定機能付き観察装置と略同じである。
【００８７】
このように構成された第３実施形態の観察装置を用いた照明光強度分布測定方法を用いた、観察装置の照明光照明方法の処理手順を説明する。
第１のステップ（ステップＳ１）から第３のステップ（ステップＳ３）までは、図２に示した手順と略同じであるので説明は省略する。
ステップＳ３の後、演算処理装置１３は、ステップＳ３において算出した、任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布を用いて、空間光変調手段２３における所望の分布状態となるために必要な変調量を算出する（ステップＳ４）。
次いで、空間変調手段２３が、算出された変調量に基づいて、照明光源１０から出射された光を変調する（ステップＳ５）。
そして、標本を観察中に、これらステップＳ２〜ステップＳ５の処理を繰り替して行う。
本実施形態の観察装置及び観察装置の照明光照明方法よれば、演算処理装置１３により算出される任意の時点における標本面１６上での照明光強度分布が所望の分布状態となるように調整可能に構成された空間光変調手段２３を備えたので、常時、任意の時間においてリアルタイムで所望の光強度分布で照明することが実現できる。また、変調モード選択手段２４を備えたので、観察用途に応じて、常時、任意の時間においてリアルタイムで所望の光強度分布の光で標本面１６上に照明することができる。
なお、空間光変調手段２３は、照明光源１０の照明光路における、照明光源から第１のアレイ状検出器１１が配置される光路と第２のアレイ状検出器１２が配置されている光路との分岐位置までの間であれば、どこに配置してもよい。但し、空間光変調手段２３による光変調作用を高密度に行うためには、図５に示したように、視野絞り１４の近傍等、空間光変調手段２３に入射する照射面の面積が大きくしかも光束が交わる瞳位置近傍に配置するのが好ましい。
【００８８】
第４実施形態
図８は本発明の第４実施形態にかかる観察装置の照明光照明方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の観察装置の照明光照明方法は、第３実施形態の照明方法に加えて、第１のアレイ状検出器１１による初期状態の時点の観察面１６上での照明光強度分布の測定前に、空間光変調手段２３の変調状態をその照射面内で均一な変調状態となるように設定する（ステップＳ０）。
観察装置の構成、観察装置を用いた照明光強度分布測定方法、及びその他の観察装置の照明光照明方法は、第３実施形態と略同じである。
空間光変調手段２３を備えた構成において、第１のアレイ状検出器を用いて初期状態の観察面上の照明光強度分布を測定する際に、例えば一部で光量がゼロとなる等、空間光変調手段２３の変調状態が一様でないと、正確な初期状態の照明光強度分布を測定できない。その結果、空間光変調手段２３を任意のパターンに変調させたとしても標本面１６上を所望の変調パターンに基づいた照明光強度分布で高精度に照明することができない。
しかるに、本実施形態の観察装置の照明光照明方法のように、第１のアレイ状検出器１１による初期状態の時点の標本面１６上での照明光強度分布の測定前に、空間光変調手段２３の変調状態をその照射面内で均一な変調状態となるように設定すれば、標本面１６上を所望の変調パターンに基づいた照明光強度分布で高精度に照明することができる。
その他の作用効果は、第３実施形態の照明光照明方法と略同じである。
【００８９】
なお、図６〜図８の第３及び第４実施形態では、図１の観察装置に空間光変調素子２３を備えた構成としたが、図４や図５の観察装置に空間光変調素子２３を備えて構成してもよい。また、第３及び第４実施形態の観察装置の照明光照明方法では、図２に示した観察装置の照明光強度分布測定手順に、空間光変調手段の変調量算出ステップ（ステップＳ４）、空間光変調手段による変調ステップ（ステップＳ５）、初期状態測定前の空間光変調手段の変調状態の設定ステップ（ステップＳ０）を加えた構成としたが、これらのステップを図３に示した観察装置の照明光強度分布測定手順に加えて構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の照明光強度分布測定機能付き観察装置、観察装置の照明光強度分布測定方法及び観察装置の照明光照明方法は、例えば、標本等の観察対象から発する蛍光等の微弱な光をより高精度に観測することが必要とされるあらゆる分野に有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１０            照明光源
１１            第１のアレイ状検出器
１２            第２のアレイ状検出器
１３            演算処理装置
１４            視野絞り
１５            対物レンズ
１６            標本面（観察面）
１７            撮像素子
１８            ダイクロイックミラー
１９            結像レンズ
２０            光路分岐部材
２１            コンデンサーレンズ
２２            ミラー
２３            空間光変調素子
２４            変調モード選択手段
５１            ステージ
５１ａ          固定ステージ
５１ｂ、５１ｃ  可動ステージ
５１ａ１、５１ｂ１、５１ｃ１          穴
５２            受光部
５３            生細胞
５４            容器
５５            対物レンズ
５６            変換器
５７            波長選択部
５８            表示部
６１            レボルバ
６１ｂ          受光部
７１            コンデンサー部
７１ａ          コンデンサーレンズ
７１ｂ          ターレット
７２            受光部
【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】
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【図８】
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【図９】
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