JP2003121749A - 顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
簡便かつ正確に最適な画像が得られる汎用性を有する顕
微鏡装置としての顕微鏡を提供する。 【解決手段】本発明によると、被検物体に光源からの光
を照射し、この被検物体の情報を含んだ光束を発生させ
る照明手段と、前記被検物体に照射される光の波長、位
相、強度、偏光、コヒーレンシーの少なくともいずれか
一つを変調する照明光変調手段と、前記被検物体の情報
を含んだ光束を集光し、前記被検物体の像を結像する対
物レンズ及び結像レンズと、前記対物レンズの瞳面近傍
に設けられ、前記被検物体の情報を含んだ光束の位相、
強度、偏光方向の少なくともいずれか一つを変調する瞳
変調手段と、前記被検物体の像が結像される面に設けら
れる撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記
被検物体の画像を表示する画像表示手段と、て撮像され
た前記被検物体の画像を解析する画像解析手段と、解析
された前記被検物体の画像情報を用いて前記照明光変調
手段及び前記瞳変調手段の変調量を調整するパラメータ
決定手段とを有する顕微鏡が提供される。
Description
に、汎用性を有する顕微鏡装置として、観察物体からの
光束に対して変調を行う変調光学系、及び変調光学系を
備えた顕微鏡に関する。
めには開口絞りや視野絞りの調整や瞳面での変調等、観
察対象や対物レンズのNAに合わせて種々の調整を行う
必要がある。
れる。
簡単に説明する。
対して光が入射してくる方を前側、出射していく方向を
後ろ側とする。
れを基にした2次光源501から出射された光束は、そ
の前側焦平面の近傍が光源501と一致するように配置
されたコレクタレンズ502を透過し、コレクタレンズ
の後側焦平面に配置された絞り503で集光される。
され、このリング状の開口を透過した光束が、コンデン
サレンズ504を介して観察物体505に入射される。
ンズ506を透過し、瞳変調を行う瞳変調素子507が
配置されている瞳面で強度及び位相の変調が行われる。
て観察物体505を透過した光束の中でその0次成分に
ついては透過率を下げ、さらに位相をπ/2進める(も
しくはπ/2遅らす)変調が行われる。
瞳面とほぼ一致するように配置された結像レンズ508
を透過し、結像レンズ508の後ろ側焦平面509に観
察物体505の位相像を形成する。
て、観察物体505の厚みや吸収等が変化した場合でも
良好な画像を得るためには、瞳変調素子507によって
瞳面の透過率や位相を調節する必要があるが、通常は、
この瞳変調素子507はコーティングによる固定の膜で
実現されており調節が不可能である。
晶やエレクトロクロミックなどの素子を用いて、素子に
印加する電圧を制御することで調節機能が可能となる顕
微鏡装置が特開昭58−184115号公報や特開平9
−80313号公報に開示されている。
視野照明、明視野照明、傾斜照明等の照明系の変調並び
に位相の瞳変調とを組合わせることにより汎用性がより
向上した顕微鏡装置が特開昭56−137324号公報
に開示されている。
術によれば、照明系と瞳面で可変の変調が可能な素子を
用いれば、ターレット等機械的に部材を動かすこと無く
観察が可能な汎用性の高い顕微鏡装置が構成できる可能
性を示している。
る程、今度は可変にした部分の最適値の設定が困難とな
る。
観察方法毎にまた観察物体の条件によって最適な可変要
素のパラメータをテーブル化して選択する方法が当業者
には容易に考えられる。
良いが、種々の観察物体に正確に対応しようとすると、
結局、パラメータテーブルが多くなって、かえって煩雑
になると言う問題がある。
ーブル数を減らすと、最適にできない観察物体が増えて
しまうと言う問題がある。
置では、汎用性を出すために導入した可変の瞳変調素子
による各種パラメータの設定を、広範囲な種々の観察対
象に対して最適に行うことが非常に困難であり、それが
実用化の大きな課題の一つとなっている。
ので、広範囲な種々の観察対象に対して、簡便かつ正確
に高画質の最適な画像が得られる汎用性を有する顕微鏡
装置としての顕微鏡を提供することを目的とする。
題を解決するために、(1)被検物体に光源から出射さ
れた光を照射し、この被検物体の情報を含んだ光束を発
生させる照明手段と、この照明手段によって前記被検物
体に照射される光の波長、位相、強度、偏光、コヒーレ
ンシーの少なくともいずれか一つを変調する照明光変調
手段と、前記被検物体の情報を含んだ光束を集光し、前
記被検物体の像を結像する対物レンズ及び結像レンズ
と、前記対物レンズの瞳面近傍に設けられ、前記被検物
体の情報を含んだ光束の位相、強度、偏光方向の少なく
ともいずれか一つを変調する瞳変調手段と、前記対物レ
ンズ及び結像レンズによって前記被検物体の像が結像さ
れる面に設けられ、前記被検物体の像を撮像する撮像手
段と、前記撮像手段によって撮像された前記被検物体の
画像を表示する画像表示手段と、この撮像手段によって
撮像された前記被検物体の画像を解析する画像解析手段
と、この画像解析手段によって解析された前記被検物体
の画像情報を用いて前記照明光変調手段及び前記瞳変調
手段の変調量を調整するパラメータ決定手段と有するこ
とを特徴とする顕微鏡が提供される。
るために、(2) 前記瞳変調手段は、反射型の瞳変調
手段であることを特徴とする(1)に記載の顕微鏡が提
供される。
るために、(3) 前記反射型の瞳変調手段に入射する
光束の中心光線が、前記反射型の瞳変調手段の反射面の
垂線と交わるように、前記反射型の瞳変調手段が配置さ
れていることを特徴とする(2)に記載の顕微鏡が提供
される。
るために、(4) 前記反射型の瞳変調手段に入射する
光束と前記反射型の瞳変調手段で反射した光束の両方が
通過するレンズを有し、各の光束が互いに前記レンズの
異なる位置を通過するように前記反射型の瞳変調手段と
前記レンズが配置されていることを特徴とする(3)に
記載の顕微鏡が提供される。
るために、(5) 前記反射型の瞳変調手段に入射する
光束と前記反射型の瞳変調手段で反射した光束が異なる
光路を進むように、反射部材を配置したことを特徴とす
る(4)に記載の顕微鏡が提供される。
るために、(6) 前記反射部材は、前記反射型の瞳変
調手段に入射する光束と前記瞳変調手段で反射した光束
の両方が通過するレンズに、前記反射部材の反射光が入
射するように配置されたことを特徴とする(5)に記載
の顕微鏡が提供される。
るために、(7) 前記瞳変調手段は、書き込み光源、
空間光変調素子及び結像レンズからなる光アドレス型の
空間光変調器であり、前記パラメータ決定手段によって
調整された変調量に基づき前記光アドレス型の空間光変
調器に書き込みを行う瞳データ書き込み手段をさらに有
すること特徴とする(1)に記載の顕微鏡が提供され
る。
るために、(8) 前記照明光変調手段は、前記光源か
ら光束の波長、強度、偏光方向、コヒーレンシーの少な
くともいずれか一つを上記パラメータ決定手段からの変
調量に基づき変調することを特徴とする(1)に記載の
顕微鏡が提供される。
るために、(9) 前記対物レンズと前記結像レンズと
の間に、少なくとも一つの瞳伝送光学系が設けられてお
り、この瞳伝送光学系によつて前記対物レンズと前記結
像レンズとの間に、前記対物レンズの瞳面と共役な面が
設定され、この共役な面の近傍に上記瞳変調手段が設け
られており、上記瞳伝送光学系は、第1のレンズ群と第
2のレンズ群とから構成され、前記第1のレンズ群の後
ろ側焦平面と前記第2のレンズ群の前側焦平面とほぼ一
致させるとともに、前記第1のレンズ群の前側焦平面と
前記対物レンズの瞳面をほぼ一致するように配置したテ
レセントリック光学系であることを特徴とする(1)に
記載の顕微鏡が提供される。
るために、(10) 前記画像解析手段は、画像の忠実
度または解像度を解析し画像の質を解析することを特徴
とする(1)に記載の顕微鏡が提供される。
るために、(11) 前記パラメータ決定手段は、前記
画像解析手段で解析された画像の忠実度または解像度を
変数とするあらかじめ定められた関数を用いて前記照明
光変調手段及び前記瞳変調手段の変調量を決定すること
を特徴とする(9)に記載の顕微鏡が提供される。
るために、(12) 前記画像表示手段は、前記画像解
析手段により解析された画像解析値を表示し、前記照明
光変調手段及び前記瞳変調手段の変調量を入力するため
のグラフィカル・ユーザ・インターフェースを備えたこ
とを特徴とする(9)に記載の顕微鏡が提供される。
照明光及び対物レンズの瞳面の光束に対し、波長、強
度、位相、偏光あるいはコヒーレンシーに関する様々な
変調を加えることが可能となるので、明視野、暗視野、
位相差、差分、偏光、ホフマンモジュレーションコント
ラスト観察等種々の観察方法が可能な汎用の顕微鏡を実
現することができる。
を設けたので、上記の種々の観察方法それぞれにおい
て、観察物体の厚さ、構造、吸収等種々の物理量の異な
る様々な観察物体に対して、同一の構成で機械的な部材
等の交換や調整等無しに最適な観察が簡便に行えるよう
になる。
代表される反射型変調手段は、光が制御部材を透過する
ことなく変調が可能であるので、反射型変調手段での回
折光等の迷光を回避でき、変調を行っても良好な画像を
獲得することができる。
する入射光と反射光が異なる光路を経由するため、入射
側に反射光が戻ることによる迷光の影響を簡便に除去で
きるようになる。
する入射側と反射側で像伝送光学系を形成する同一のレ
ンズを利用することにより、異なるレンズを利用するよ
り少ないレンズ枚数で像伝送光学系を構成でき、光学系
の小型化も可能になる。
り、反射型変調手段に対する入射側の光束と反射側の光
束を分離することができるため、入射側に反射光が戻る
ことによる迷光の除去を、簡便にかつ完全に行えるよう
になる。
が対物レンズの鏡筒の内部にあり、構成上機械的に設置
の制約を大きく受ける瞳変調手段を、光アドレス型の空
間光変調器で構成するようにしたので、電気アドレス型
の空間光変調器で構成する場合に比べて、配線部等の外
部への引き出しを無くすことが可能となり、より機械的
な制約のない構成で実現できるようになる。
相、偏光あるいはコヒーレンシーがダイレクトに変調可
能となる。
ズの瞳面が対物レンズの鏡筒の内部にあり、構成上機械
的に設置の制約を大きく受ける瞳変調手段を、瞳伝送光
学系により対物レンズの外側に新たに設けることによ
り、従来、用いられた多くの顕微鏡光学系における照明
手段から対物レンズまでの構成を大きく変更すること無
く、効果的な瞳変調手段をこれらに付加できるようにな
る。
とで、対物レンズの外側に新たに設けた瞳面と共役な面
近傍に設置する瞳変調手段の設置位置の許容範囲を広げ
ることが可能となり、結果として瞳変調手段でより正確
に変調を加えられるようになる。
より詳細に規定したものであり、本構成によれば、画像
の質に関する量を人間の個人差や経験の有無によらず客
観的に定量化でき、ひいては最適な画像を得るための各
種パラメータの設定を安定的にかつ正確に行えるように
なる。
構成をより詳細に規定したものであり、本構成により、
より簡便かつ正確に最適な画像を得るための各種パラメ
ータの設定を行えるようになる。
構成をより詳細に規定したものであり、本構成によれ
ば、人間の個人差や経験の有無によらず、より客観的
に、また、より簡便かつ正確に最適な画像を得るための
各種パラメータの設定を行えるようになる。
の形態について説明する。
の実施形態による顕微鏡装置の構成を示すブロック図で
ある。
顕微鏡装置は、図1に示すように、観察物体の情報を読
み出すための光束を発生させ、当該光束を観察物体に照
射するための照明手段1と、当該光束に少なくとも位
相、強度あるいは偏光方向のいずれかの変調を加える照
明光変調手段2と、観察物体の情報を読み出した光束が
観察物体の像を形成するための対物レンズ3及び結像レ
ンズ5と、観察物体の像を撮像するための撮像手段6
と、前記対物レンズ3の瞳面近傍に配置され少なくとも
位相、強度あるいは偏光方向のいずれかの変調を行う瞳
変調手段4と、前記撮像手段6で獲得された観察画像を
表示するための表示手段7と、前記撮像手段6で獲得さ
れた観察画像のデータをもとに当該観察画像が最適な
(解像度や忠実度(fidelity)が良好な)画質
になるように照明光変調手段2と瞳変調手段4の変調量
を決定し、これらの手段2、4に決定した変調量をフィ
ードバックするための画像解析手段8及びパラメータ決
定手段9とで構成される。
明手段1で発生させた光束に対して、照明光変調手段2
によって位相、強度あるいは偏光方向等の変調が加えら
れ、その変調が加えられた光束が観察物体Obの情報を
読み出す。
は、対物レンズ3に入射し、対物レンズ3の瞳面近傍で
さらに瞳変調手段4によって位相、強度あるいは偏光方
向等の変調がなされる。
た光束は、さらに結像レンズ5により像が形成され、こ
の像が観察物体の画像(観察画像)として撮像手段6で
撮像される。
一方では表示手段7に送られ、ユーザが直接観察可能と
なるよう表示される。
段8に送られ、この部分で観察画像の画像解析が行われ
る。
果として得られた解析データは、パラメータ決定手段9
に送られる。
解析データをもとに観察画像が最適な画質になるように
照明光変調手段2と瞳変調手段4の変調量を決定し、こ
れらに決定した変調量をフィードバックするために伝送
する。
手段2と瞳変調手段4の変調量を変更し、上述の処理を
順次繰り返し行うことにより、観察物体の厚さ、構造、
吸収等種々の物理量の異なる様々な観察物体に対して、
同一の構成で機械的な部材等の交換や調整等無しに、種
々の観察方法にて最適な観察が可能となる。
手段9を用いることにより、ユーザの個人差や経験の有
無によらず非常に簡便に最適な観察が可能となる。
4の変調は連続的な値で行われるため、従来の固定式あ
るいは部材交換式の顕微鏡に比べて細かな変調量の設定
が可能であり、より広範な観察物体の最適な観察が可能
となる。
施形態の第1実施例による汎用顕微鏡装置の構成を示す
ブロック図である。
実施例による汎用顕微鏡装置は、図2に示すように、光
源11としての水銀ランプ、照明レンズ12及び13か
らなる照明手段1と、照明光変調手段2としての透過型
で電気アドレス型で強度変調型の液晶空間光変調素子2
1と、対物レンズ3と、瞳変調手段4として液晶空間光
変調素子21と同様な透過型で電気アドレス型で強度変
調型の液晶空間光変調素子41と、結像レンズ5と、撮
像手段6としてのCCDカメラ61と、表示手段7とし
てコンピュータ81の表示素子としても共用されるCR
T71と、さらには、いずれもがコンピュータ81内の
ソフトウェアで実現されている画像解析手段8及びパラ
メータ決定手段9とで構成されている。
の光束は、その前側焦平面が光源位置にほぼ一致するよ
うに配置された照明レンズ12に入射し、水銀ランプか
らの光束をその後ろ側焦平面に集光する。
は、透過型で電気アドレス型で強度変調型の液晶空間光
変調素子21が配置されており、入射する光束に対して
所望の位置の強度が、図示していないコントローラとド
ライバ経由で入力されるパラメータ決定手段9からの信
号により変調される。
変調された光束は、その前側焦平面が当該素子21の変
調面とほぼ一致するように配置された照明レンズ13を
透過し観察物体Obに入射する。
ル照明の構成になっている。
Obの情報を読み出し、対物レンズ3に入射する。
ズ3の瞳面に観察物体Obのフーリェ像を形成する。
で電気アドレス型で強度変調型の液晶空間光変調素子4
1が配置してあり、この液晶空間光変調素子41でも前
記液晶空間光変調素子21と同様に、図示していないコ
ントローラとドライバ経由で入力されるパラメータ決定
手段9からの信号によって、入射する光束に対して所望
の位置の強度の変調が行なわれる。
その前側焦平面が当該素子41の変調面とほぼ一致する
ように配置された結像レンズ5を透過し、変調された最
終結果の画像が撮像手段6であるCCDカメラ61の撮
像面に結像され、CCDカメラ61でその情報(観察画
像)が獲得される。
同様の観察方法の場合を示す。
調素子21には図3の(a)に示すようなリング状のパ
ターンを表示する(図中、白抜き部分が透過率1の部
分、黒塗り部分が透過率0の部分)。
では、観察物体が無い場合には空間光変調素子21に表
示したパターンと相似のパターンが結像するが、光束が
結像している部分は透過率が0で、その他の部分は透過
率が1となるように図3の(b)に示すようなリング状
のパターンを表示する。
がカットされ、観察物体Obで散乱される高周波数成分
のみが透過するので、通常の暗視野顕微鏡と同様の処理
が可能となる。
コンピュータ81内の図示していないフレームメモリー
に送られディジタルデータとして貯えられる。
段7であるCRT71に送られ、観察者が直接観察画像
を観察することが可能となる(図4の右下のウインドウ
1001参照)。
8に送られる。
を用いて画像の画質に係わる物理量を解析する。
(fidelity)に係わる量としてのコントラス
ト、解像度に係わる量としての画像中の高周波成分の量
を求める。
間光変調素子41のパラメータは、表示するパターンの
リング径、リング幅、リング内の透過率、リング外の透
過率である。
定手段9や画像解析手段8において解析された量(本実
施例では、コントラストと画像中の高周波成分の量)を
変数とする予め定められた関数によって決定し、決定し
たパラメータの値を照明光変調手段2と瞳変調手段4の
コントローラにフィードバックする。
れぞれ、液晶空間光変調素子21及び液晶空間光変調素
子41に与えるパターンのリング径(j=0)、リング
幅(j=1)、リング内の透過率(j=2)、リング外
の透過率(j=3)であり、添え字のiは更新の回数を
示す。
析手段8で解析したコントラスト及び解像度に係わる高
周波成分の量であり、添え字のiは前述と同様に更新の
回数を示す。
ト及び解像度の変更に関する係数である。
ラスト及び解像度の変更に関する各パタメータjの関数
であり、対物レンズの倍率毎に別途設定してある。
タは、それぞれ、初期値に設定されているものとする。
ィスプレー上の観察画像を観察し、画像を変化させたい
と考えた場合には、その観察者は、図4の左上に示すグ
ラフィカル・ユーザ・インタフェース(以下、GUI)
画面1002を操作する。
には、GUI画面1002上のバー1003のボタンを
マウスで左右に動かす。
にはバー1003のボタンを左側に、逆に、コントラス
トを高くしたいときにはバー1003のボタンを右側に
動かすようにしてやればよい。
GUI画面1002上のバー1004のボタンをマウス
で左右に動す。
1004のボタンを左側に、逆に、解像度を高くしたい
場合にはバー1004のボタンを右側に動かすようにし
てやればよい。
動させる量に比例して、前述のα及びβが設定され、中
央の左側はプラス、右側がマイナスの係数であり、フィ
ードバック毎に各ボタンが中央に戻る。
005及び1006は画像解析手段8で解析された各量
の値の表示部である。
値を読み出し一時記憶させるためのプリセットボタンで
ある。
ボタン1009を押してからプリセットボタン1007
を押すと記録状態となり、押さずにそのままプリセット
ボタン1007を押すとあらかじめ記録されているパラ
メータが出力される。
008は、それらを初期値に戻すためのリセットボタン
である。
コントラスト及び解像度の変更に関する係数α及びβを
調整するためのバーとボタンである。
より、観察者が満足するまで上記の操作を繰り返せば最
適な画像が得られる。
察対象に対して、簡便かつ正確に最適な画像の観察が可
能となる顕微鏡装置が実現できる。
ンの例を示したが、本実施例の構成は、これに制限され
るものではなく、別のパターンを表示すれば種々の観察
方法に対応可能である。
施形態の第2実施例による汎用顕微鏡装置の構成を示す
ブロック図である。
実施例による汎用顕微鏡装置は、図5に示すように、前
述した第1の実施形態の第1の実施例と比較して、照明
手段1の光源11をハロゲンランプに変更し、かつ図示
していないコントローラ及びドライバを接続しパラメー
タ決定手段9からの信号により、その強度が可変になる
ようにした点、照明レンズの構成を変更した点、瞳変調
手段4として反射型で電気アドレス型で強度変調と位相
変調の両方が可能な液晶空間光変調素子43を配置し、
それに伴って偏光ビームスプリッタ42を対物レンズ3
と対物レンズの瞳面P間に配置した点、さらには表示手
段7として、コンピュータのCRTとは別に液晶ディス
プレイ72を設けた点、及び画像解析手段8で解析する
量及びパラメ一タ決定手段9の関数形が異なる点が変更
されているが、その他は同様である。
ゲンランプからの光束は、照明レンズ14を経て、透過
型で電気アドレス型で強度変調型の液晶空間光変調素子
21に達する。
変調素子21で結像されるように照明レンズ14が配置
されている。
束は、当該素子21によって変調され、その前側焦平面
が光源11の結像面つまり液晶空間光変調素子21変調
面とほぼ一致するように配置された照明レンズ15を透
過し、観察物体Obに入射する。
成になっている。
Obの情報を読み出し、対物レンズ3に入射する。
ビームスプリッタ42を透過し、対物レンズの瞳面Pに
観察物体Obのフーリェ像を形成する。
度と位相の両方の変調が可能な反射型で電気アドレス型
の液晶空間光変調素子43が配置されている。
6に示すように電気アドレス型で透過型で強度変調型の
液晶からなる強度変調部431と、電気アドレス型で反
射型で位相を変調する液晶からなる位相変調部432と
の二つの変調部を組み合わせたもので、特定の偏光方向
の光束について、その位相と強度の変調が可能なもので
ある。
さらに偏光ビームスプリッタ42で反射した光束は強度
と位相の変調が行われた光束となり、その前側焦平面が
瞳面Pとほぼ一致するように配置された結像レンズ5を
透過し、変調された結果の画像が撮像手段であるCCD
カメラ61の撮像面に結像し撮像される。
と同様の処理を行う場合を示す。
1には、図7の(a)に示すようなリング状のパターン
が表示される(図中、白抜き部分が透過率1の部分、黒
塗り部分が透過率0の部分)。
では、観察物体が無い場合には、空間光変調素子21に
表示したパターンと相似のパターンが結像するが、光束
が結像する部分(図中の斜線部分)の透過率を若干低
く、その他の部分(図中の白抜き部分)は透過率が1と
なるように、つまり図7の(b)に示すようなリング状
のパターンに強度変調部431で変調が行われる。
ている部分と対応する部分(図中の斜線部分)の位相が
π/2だけ遅れるように、つまり図7の(c)に示すよ
うなリング状のパターンに位相変調部432で位相の変
調が行われる。
によって、通常の位相差顕微鏡と同様の処理が可能とな
る。
過型の瞳変調手段(透過型液晶空間光変調素子)を使用
した場合に比べ、本実施例で使用する反射型の瞳変調手
段(液晶空間光変調素子43)は、顕微鏡装置全体のサ
イズに対して光路長を稼げる点で有利である。
スプリッタ42から反射型の液晶空間光変調素子43へ
の入射する光路(入射光の光路)と、反射型の液晶空間
光変調素子43から再びビームスプリッタ42に入射す
る光路(反射光の光路)とが、同一の空間を共用してい
る。
間を共用している部分に相当する分だけ、透過型の液晶
空間光変調素子を使用した場合に比べて、小形化を図れ
る可能性がある。
像情報は、一方では表示手段7である液晶ディスプレイ
72に送られ、観察者が直接観察画像を観察することが
可能となる。
得された画像情報は、コンピュータ81中の図示してい
ないフレームメモリ付きの画像処理ボードに送られ、そ
こでディジタルデータに変換される。
られる。
ュータ81内のソフトウェアと画像処理ボードで実現さ
れており、この画像データを用いて画像の画質に係わる
物理量を解析する。
(fidelity)に係わる量としてのコントラスト
と全体光量を求める。
間光変調素子43のパラメータに共通する部分は、それ
ぞれパターンのリング径、リング幅、リング内の透過
率、リング外の透過率であり、液晶空間光変調素子43
にはさらにリング内外の位相が加わる、また光源のパラ
メータは光源の強度である。
81内のソフトウェアで実現されているパラメータ決定
手段9で、画像解析手段8で解析された量(本実施例で
は、コントラストと全体光量)を変数とする所定の関数
を設定して決定し、決定したパラメータの値を照明光変
調手段2、瞳変調手段4及び光源11のコントローラに
フィードバックする。
i −w0 ) ( yi+1 )j =(yi )j +δgj ′( ui −u0 ,w
i −w0 ) ( zi+1 )j =(zi )j +ζhj ′( ui −u0 ,w
i −w0 ) に設定される。
れぞれ、液晶空間光変調素子21及び液晶空間光変調素
子41に与えるパターンのリング径(j=0)、リング
幅(j=1)、リング内の透過率(j=2)、リング外
の透過率(j=3)、液晶空間光変調素子43ではさら
にリング内の位相(j=4)及びリング外の位相(j=
5)であり、zi は、光源の強度であり、添え字のiは
更新の回数を示している。
析手段8で解析したコントラスト及び全体光量であり、
添え字のiは前述と同様に更新の回数を示している。
しくはユーザの設定値であり、添え字のiは同様に更新
の回数を示している。
用意し、サンプルに対して最良な設定にした既存の位相
差顕微鏡での像を記録し、これらをコンピュータ81内
の画像解析手段8に入力してコントラスト及び全体の明
るさを解析しその平均値として予め設定された値であ
り、ユーザが別途設定することも可能である。
ぞれ、コントラスト及び全体光量の変更に関する各パラ
メータjの関数であり、対物レンズの倍率毎に別途設定
してある。
る係数であり、更新回数に応じて減少させる。
タは、それぞれ、初期値に設定されているものとする。
を入力すれば、あとは画像解析手段8及びパラメータ決
定手段9により、上述のように処理結果の解析とパラメ
ータの決定が自動的に行われ画像の高画質化が行われ
る。
施例と同様に各パラメータの値を読み出すか、または、
一時記憶させるためのプリセット及びsaveボタン
と、画像解析手段8で解析されたコントラストと全体光
量を表示する表示部が設けられている。
な種々の観察対象に対して、簡便かつ正確に最適な画像
の一観察が可能となる顕微鏡装置が実現できる。
の変調が可能であり、本実施例の位相差顕微鏡に止まら
ず、基本的には、非常に汎用度の高い種々の観察方法に
対応可能な構成である。
施形態の第3実施例による汎用顕微鏡装置の構成を示す
ブロック図である。
実施例による汎用顕微鏡装置は、図8に示すように、前
述した第1の実施形態の第1実施例と比較して、照明手
段1の光源11をスーパールミネッセントダイオード
(SLD)に変更し.かつ図示していないコントローラ
及びドライバを接続しパラメータ決定手段9からの信号
によりその強度が可変になるようにした点、対物レンズ
3の鏡筒31の内部にある瞳面Pに透過型で位相変調型
で光アドレス型のフォトリフラクティブ空間光変調素子
44を配置した点、この瞳面のフォトリフラクティブ空
間光変調素子44に変調量を書き込むための強度変調型
で透過型で電気アドレス型の液晶空間光変素子45a、
偏光ビームスプリッタ45b、結像レンズ45c、略コ
リメートな書込み光束45dを発生する書込み光源45
eからなる瞳変調データ書込み手段45を配置した点、
さらには画像解析手段8で解析する量及びパラメータ決
定手段9の関数形が異なる点が変更されているが、その
他は同様の構成である。
た第1実施例と同様に、照明手段1において光源11と
してのSLDで発生した光束が、照明レンズ12、透過
型で電気アドレス型で強度変調型の液晶空間光変調素子
21及び照明レンズ13により第1実施例と同様に変調
され、観察物体Obに入射し、さらに観察物体Obの情
報を読み出し、対物レンズ3に入射する。
レンズ3の鏡筒内の瞳面Pに観察物体Obのフーリェ像
を形成する。
調型で光アドレス型のフォトリフラクテイブ空間光変調
素子44が配置されている。
44での位相の変調量は、当該素子内の光書込み面に書
き込まれる画像データの光量によって決定されるので、
瞳変調データ書込み手段45により、この位相の変調量
を強度情報として当該素子内の光書込み面に書き込む。
ータ決定手段9からの位相の変調量に係わる信号を図示
していないコントローラ及びドライバを介して強度変調
型で透過型で電気アドレス型の液晶空間光変調素子45
aに送り、その情報を表示する。
ーザダイオード(LD)から出射する略コリメートな書
込み光束45dで読み出されたあと、結像レンズ45
c、偏光ビームスプリッタ45bを経て、フォトリフラ
クティブ空間光変調素子44の光書き込み面に結像させ
るように伝送される。
たフォトリフラクテイブ空間光変調素子44を通過し位
相変調された光束は、さらに対物レンズ3と結像レンズ
5との間に設置された偏光ビームスプリッタ45bを透
過し、第1実施例と同様に結像レンズ5によりCCDカ
メラ61の撮像面に結像され、観察画像として撮像され
る。
察方法の場合を示す。
調素子21には、図9の(a)に示すような第1の格子
部分211と第2の格子部分212との繰り返しからな
る格子状のパターンを表示する。
晶空間光変調素子21に表示される全ての格子の透過率
を1とするため、実質的には一様な透過率の面であり、
透過率を変化させたときのみ格子状のパターンとなる。
ンの第1の格子部分211と第2の格子部分212との
境界を示している。
間光変調素子44では、第1実施例と同様に観察物体が
無い場合には、液晶空間光変調素子21に表示したパタ
ーンに相似したパターンが結像するが、図9の(b)に
示すように位相差が0(図中、参照符号441の部分)
と、位相差がπ(図中、参照符号442の部分)の繰り
返しからなる格子状の変調を行うようにする。
こで、0次の光と+1次、−1次の回折光が生じ、それ
ぞれの回折光による光束がCCDカメラ61の撮像面で
は結像して重なり合うのでシア量は少し大き目になる
が、微分干渉顕微鏡と同様の観察を行うことが可能とな
る。
は、第1実施例と同様に、一方では表示手段7であるC
RT71に送られ、観察者が直接観察画像を観察するこ
とが可能となる。
タに変換されて画像解析手段8に送られる。
コンピュータ81内のソフトウェアで実現されており、
本実施例では忠実度(fidelity)に係わる量と
してのコントラスト、全体の明るさ及びむら、さらに解
像度に係わる量としての画像中のエッジに関する量を求
める。
フラクティブ空間光変調素子44のパラメータは、それ
ぞれパターンの格子のピッチ及び幅、格子内の透過率も
しくは位相であり、光源11のパラメータは光源11の
強度である。
ータ81内のソフトウェアでニューラルネットワークが
実現されている。
し、これらに対して最良な設定にした既存の微分干渉顕
微鏡での像を記録し、これらをコンピュータ81内の画
像解析手段8に入力する。
ら、さらに画像中のエッジに関する量を解析しその平均
値として設定された標準値を用いて、画像解析手段8で
解析された量と各パラメータの関係が、ニューラルネッ
トワーク内の学習により関数近似される。
れた関数形を用いて各パラメータ値を決定し、これらを
液晶空間光変調素子21、液晶空間光変調器45a及び
光源11のコントローラにフィードバックする。
ト、解像度、全体の明るさ及びむらに係わる量の変更に
関する、液晶空間光変調素子21、液晶空間光変調素子
45a及び光源11の各パラメータjの関数であり、対
物レンズの倍率毎に別途設定してある。
空間光変調素子21及び液晶空間光変調素子45aに与
えるパターンの格子のピッチ(j=0)、格子の幅(J
=1)、格子211部あるいは441部の透過率(j=
2)、格子212部あるいは442部の透過率(j=
3)であり、zは光源の強度である。
解析手段8で解析したコントラスト、解像度に係わるエ
ッジに関する量、全体の明るさ及びむらに係わる量であ
る。
光変調素子44ではなく、パラメータ決定手段9から直
接情報が伝送される液晶空間光変調素子45aとした
が、両者のパラメータ間の関係は1対1に決まるので、
全く問題ない。
いが、画像解析手段8で解析したコントラスト、解像度
に係わるエッジに関する量、全体の明るさ及びむらに係
わる量が表示されている。
関数設定を第1実施例と同様なバーとボタンによって、
上述の解析した量の変更を指示すれば微妙に調節できる
ようになっている。
あるいは一時記憶させるためのプリセットボタンやsa
veボタン、それらの設定値を初期値に戻すためのリセ
ットボタン等も設けられているものとする。
析手段8及びパラメータ決定手段9により、上述の標準
サンプルの範囲内における厚さの観察物体に対しは、自
動的に最適なパラメータが設定され、非常に簡便に最適
な観察が可能となる顕微鏡装置を実現することができ
る。
実施形態の第4実施例による汎用顕微鏡装置の構成を示
すブロック図である。
実施例による汎用顕微鏡装置は、図8に示すように、前
述した第1の実施形態の第1実施例と比較して、対物レ
ンズ3の瞳面が対物レンズ3の鏡筒内に入っている点、
画像解析手段8の解析項目、及びパラメータ決定手段9
の部分が変更されているが、その他は同様の構成であ
る。
モジュレーションコントラスト観察と同様な観察方法の
場合を示す。
調素子21には図11の(a)に示すようなスリット状
のパターンを表示する(図中、白抜き部分が透過率1の
部分、黒塗り部分が透過率0の部分)。
では、図11の(b)に示すようなこのスリットと略平
行な領域411、412及び413のそれぞれの領域毎
に透過率の異なるパターンを表示する。
0、領域412の透過率が0.15、領域413の透過
率が1.00である。
て方向性のある立体像が観察可能となる。
用により獲得された観察画像のデータは、画像解析手段
8に送られる。
に、コンピュータ81内のソフトウェアで実現されてお
り、この画像データを用いて画像の画質に係わるコント
ラストと全体の光量を求め図12に示すようなGUI画
面のバー1101及びボタン1102でそれぞれその値
が表示される。
子21のパラメータは、パターンのスリット幅、スリッ
ト部の透過率、スリットの位置及び角度である。
1のパラメータは、パターンのそれぞれの領域幅と透過
率である。
コンピュータ81のソフトウェアで実現されており、G
UI画面上で表示される画像解析手段8で解析された量
及びCRT71に表示される観察画像を観察者が見なが
ら、これらのパラメータを観察者が当該GUI画面を操
作しながら決定するものである。
図12に示されている。
メータのうち、パターンのスリット幅はGUI画面上の
バー1103、スリット部の透過率は同バー1104、
スリットの位置は同バー1105、さらに、スリットの
角度は同バー1106の操作で、それぞれ、決定され
る。
タは、パターンそれぞれの領域a(図11の(b)中の
411)、b(図11の(b)中の412)、c(図1
1の(b)中の413)における各領域毎の幅と透過率
であり、GUI画面上のバー1107乃至1112の操
作でそれぞれ決定される。
同様に、図12に示すように、GUI画面上のバー11
03乃至1112とそれらの各ボタン1103a乃至1
112aとで構成され、各バー1103乃至1112に
対する各ボタン1103a乃至1112aの相対的位置
で、それぞれの値が定められる。
空間光変調素子41に表示するパターンをグラフィカル
に表示する部分1113、既に設定された各パラメータ
の値を読み出すあるいは一時記憶させるためのプリセッ
トボタン1114とsaveボタン1115、それらパ
ラメータ値を初期値に戻すためのリセットボタン111
6が付加されている。
液晶空間光変調素子21と液晶空間光変調素子41のコ
ントローラにフィードバックし、第1実施例と同様に、
観察者が、このパラメータでのCRT71に表示される
観察画像とGUI画面に表示される画像解析手段8で解
析された量を見ながらパラメータを変更する。
を繰り返せば、最適な観察画像が得られる。
が直接GUI画面でパラメータを設定するので、簡便さ
は、多少犠牲になるが、観察画像だけでは無く解析され
た客観的な量をもとに判断するので、最適な観察が可能
となる。
に関連する尺度として、コントラストを示していたが、
その他にも、例えば、ハローのノイズやスパイクノイ
ズ、あるいはユーザが定めた特定のノイズパターン等の
ノイズ量を忠実度に関する尺度としてもよい。
2の実施形態による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロッ
ク図である。
汎用顕微鏡装置は、図13に示すように、前述した第1
の実施形態の対物レンズ3と結像レンズ5との間に、瞳
伝送光学系10を設けることによって、対物レンズ3の
瞳P1と共役な像面P2を新たに設け、通常の顕微鏡で
は多くの場合対物レンズの鏡筒の内部に入つている瞳面
を外側に出して、瞳変調手段4の設置に関する機械的な
制約を除けるようにしたものである。
効果は、前述した第1の実施形態と同様である。
れば、その数だけ対物レンズ3の瞳P1と共役な像面を
新たに設けることができる。
実施形態の第1実施例による汎用顕微鏡装置の構成を示
すブロック図である。
た第1の実施形態の第2実施例の構成の対物レンズ3と
結像レンズ5との間に、瞳伝送光学系10として、正の
パワーを持つレンズ系101及び102とで構成される
テレセントリック光学系100を設け、対物レンズ3の
瞳面P1と共役な面P2を瞳伝送光学系10と結像レン
ズ5との間に設けた点と、対物レンズの瞳面P1ではな
くこのP2面の近傍に瞳変調手段4としての反射型で電
気アドレス型で強度変調と位相変調の両方が可能な液晶
空間光変調素子43を配置した点が異なり、その他は第
1の実施形態の第2実施例と同一に構成されている。
ように、照明手段1の光源11のハロゲンランブで発生
された光束は、第1の実施形態の第2実施例と同様に、
照明レンズ14、透過型で電気アドレス型で強度変調型
の液晶空間光変調素子21、照明レンズ15を経て強度
変調された照明光として観察物体Obに入射し、さらに
この観察物体Obの情報を読み出して、対物レンズ3に
入射し、その瞳面P1にそのフーリェ像を形成する。
ントリック光学系100に入射される。
ンズ系101の後ろ側焦平面とレンズ102の前側焦平
面をほぼ一致させ、さらに、レンズ系101の前側焦平
面を対物レンズ3の瞳面P1とほぼ一致するように配置
することにより、対物レンズ3のフーリェ像と共役な像
がレンズ系102の後ろ側焦平面近傍に形成されるよう
になっている。
の近傍に、強度と位相の両方の変調が可能な反射型の液
晶空間光変調素子43を配置し、偏光ビームスプリッタ
42を介して入射してくる光束に対して、ここで強度と
位相の変調が加えられて反射される。
ムスプリッタ42で反射され、その前側焦平面が液晶空
間光変調素子43の変調面とほぼ一致するように配置さ
れた結像レンズ5に入射し、CCDカメラ61の撮像面
にある結像レンズ5の後ろ側焦平面近傍に画像を結像す
る。
態の第2実施例と同様に位相差顕微鏡を実現することが
できる。
1で撮像された結果の表示、画像解析手段8での観察画
像の解析、及びパラメータ決定手段9でのパラメータの
決定もすべて第1の実施形態の第2実施例と同様に行わ
れる。
00により、通常の顕微鏡では多くの場合、対物レンズ
の鏡筒の内部に入っている瞳面を外側に出すようにした
ので、瞳変調手段4の設置に関する機械的な制約を受け
ずに、より自由に汎用性の高い顕微鏡を実現できるよう
になる。
第1の実施形態の第2実施例と同様である。
実施形態の第2実施例による汎用顕微鏡装置の構成を示
すブロック図である。
での他の実施例と異なり、物体からの反射光を観察する
構成の顕微鏡装置である。
に、前述した第1の実施形態の第3実施例と同様に、対
物レンズ3の瞳面P1近傍に透過型で位相変調型で光ア
ドレス型のフォトリフラクティブ空間光変調素子44を
配置した点、同じく第1の実施形態の第3実施例と同様
に、この瞳面P1近傍に配置されたフォトリフラクティ
ブ空間光変調素子44に変調量を書き込むための強度変
調型で透過型で電気アドレス型の液晶空間光変調素子4
5a、偏光ビームスプリッタ45b、結像レンズ45
c、略コリメートな書込み光束45dを発生する書込み
光源45eからなる瞳変調データ書込み手段45を配置
した点、さらには照明手段内に無偏光ビームスプリッタ
16を配した点、対物レンズの瞳面P1と共役な瞳面P
2近傍に反射型で電気アドレス型で強度変調型の液晶空
間光変調素子46を配した点が異なるが、後は前実施例
と同一に構成している。
照明手段1の光源11のハロゲンランブで発生された光
束は、前実施例と同様に、照明レンズ14、透過型で電
気アドレス型で強度変調型の液晶空間光変調素子21、
照明レンズ15を経て強度変調された照明光として観察
物体Obに入射されるが、その際、無偏光ビームスプリ
ッタ16を用いてこの照明光を折り曲げた上で物体Ob
の上部から照射され、物体からの反射光として物体情報
の乗った光束を透過させて対物レンズ3に入射される。
レンズ3の瞳面P1にそのフーリェ像を作るが、その近
傍に配置してある透過型で光書き込み型で位相変調型の
フォトリフラクティブ空間光変調素子44により位相に
関する変調が加えられる。
44での位相の変調量は、前述した第1の実施形態の第
3実施例と同一の瞳変調データ書込み手段45により同
様に行われる。
ク光学系100により瞳面P1と共役な面P2が形成さ
れる。
強度変調型の液晶空間光変調素子46が配置される。
る。
変調、P2面近傍で強度の変調が行われるが、P1面と
P2面は共役なので、P2面近傍で位相と強度両方の変
調を行った前実施例と同様な汎用性の高い変調が行われ
る。
合、対物レンズの鏡筒の内部に入っている瞳面と、テレ
セントリック光学系100により新たに設けた当該瞳面
と共役な面の双方に空間光変調器を設置して変調するよ
うにしたので、スペースと機械的な制約を受ける対物レ
ンズの鏡筒内部の瞳面P1だけでは十分な変調を行える
空間光変調器の設置ができない場合でも、両者の協調に
より十分な変調ができるようになる。
例と同様である。
実施形態の第3実施例による汎用顕微鏡装置の構成を示
すブロック図である。
例の瞳面P1でのフォトリフラクティブ空間光変調素子
44による位相変調をやめ、新たに新規のテレセントリ
ック光学系110を付加し、P2と共役な面P3(つま
りP1とも共役)を設け、そのP3面の近傍に反射型で
電気アドレス型で位相変調型の液晶空間光変調素子47
を設置している点、及びそれに伴なって無偏光ビームス
プリッタ48を付加した点、そしてCCDカメラをCM
OSカメラ62に変更した点が異なるが、あとは前実施
例と同一の構成である。
では、対物レンズ3の瞳面P1での変調が無いだけであ
とは、第2の実施形態の第2実施例と同一の構成及び作
用である。
れ強度変調の加えられた光束は、偏光ビームスプリッタ
42で反射され、二つ目のテレセントリック光学系11
0に入射する。
の正のパワーを持つレンズ系111、112で構成さ
れ、レンズ系111の後ろ側焦平面とレンズ系112の
前側焦平面をほぼ一致させ、さらにレンズ系111の前
側焦平面を瞳面P1と共役な面P2とほぼ一致するよう
に配置することにより、P2面と共役な像がレンズ系1
12の後ろ側焦平面に形成される。
レス型で位相変調型の液晶空間光変調素子47が配置さ
れている。
間光変調素子46により強度変調が加えられた光束に、
さらに、位相の変調を加えて反射させる。
リッタ48でさらに反射され、結像レンズ5を経て、そ
の後ろ側焦平面近傍に配置されているCMOSカメラ6
2で観察画像として撮像される。
れ、作用も同一である。
学系100,110により対物レンズの瞳面と共役な面
を2つ作ることで、瞳変調手段4の設置に関する機械的
な制約を受けずに、より自由に汎用性の高い顕微鏡を実
現できるようになる。
に比べて多少大きくなる。
た第2の実施形態の第1実施例と同様である。
発明の第3の実施形態による顕微鏡装置の構成を示すブ
ロック図である。
態の顕微鏡装置は、照明光変調手段を含む照明手段1、
対物レンズと結像レンズからなる像拡大光学系2Aと、
像伝送光学系3Aと、瞳変調手段4である反射型瞳変調
手段4Aと、変調された画像を撮像する撮像手段5A
と、撮像手段5Aで撮像された画像を表示する表示手段
6Aと、撮像手段5Aで撮像された画像データをもとに
最適な画質となるように瞳変調手段4の変調量を決定
し、この変調量をフィードバックするための画像解析手
段7A及びパラメータ決定手段8Aから構成されてい
る。
ンズ11Aと、絞り12Aと、開口12Bと、コンデン
サレンズ13Aとで構成されている。
が光源位置にほぼ一致するように配置されており、光源
10Aで発生した光束は、コレクタレンズ11Aに入射
して、このコレクタレンズ11Aの後側焦平面F0近傍
に配置された絞り12Aに集光する。
(b)に示すような開口12Bが配置されており、この
開口12Bを透過した光束は、その前側焦平面が開口1
2Bとほぼ一致するように配置されたコンデンサレンズ
13Aを経由して観察物体Obに入射する。
いたが、当然その形状はどんなものを用いても良い。
像レンズ21Aによって構成されており、観察物体Ob
の拡大像を形成する。
ある。
焦平面R1と、対物レンズ20の前側焦平面がほぼ一致
するように配置されることにより、コンデンサレンズ1
3Aの前側焦平面F0は対物レンズ20の瞳面F1と共
役の関係である。
ほぼ開口12Bの像が形成されている。
レンズ21Aの前側焦平面とが一致するように配置され
ていることにより、結像レンズ21Aの後側焦平面R2
近傍に観察物体Obの拡大像が結像される。
を述べたが、当然、対物レンズ20と結像レンズ21A
の組み合わせによっては、等倍像もしくは縮小像を形成
することもある。
Aに入射する。
レーレンズ31で構成され、図17の(a)に示すよう
にリレーレンズ31の前側焦平面は、結像レンズ21の
後側焦平面R2と一致するように配置されている。
面F2は対物レンズの瞳面と共役な関係となり、瞳の像
が結像される。
段4Aの反射面がほぼ一致するように配置されている。
再びリレーレンズ31に入射し、その後側焦平面R3近
傍に瞳で変調された画像を形成する。
み型空間光変調器(以下、反射型変調器とする)40で
構成される。
て示す図である。
うに、書き込み光生成部と、空間光変調部とで構成され
る。
1と、第1の液晶4002、光学系4003で構成され
ており、外部からの画像情報を第1の液晶4002で表
示し、その情報をバックライト4001の光で読み出
す。
束は、光学系4003を透過して空間光変調部の光伝導
体層4006にその情報を書き込む。
4012、透明電極4005及び4011、光伝導体層
4006、遮光層4007、誘電体反射膜4008、液
晶配向膜4009及び液晶4010で構成されている。
もとに読み出し光の振幅及び位相の変調を行う(空間光
変調部の詳細については「”光情報処理”辻内順平,一
岡芳樹,峯本工,オーム社」参照)。
れ、図示していないコントローラとドライバからの信号
によって、入射する光束に対して所望の位置の振幅変調
を行い反射する。
めに示す図である。
から入射する光束は、リレーレンズ31の中心軸cを光
軸とするのではなく、中心軸cから距離ac離れた軸a
を光軸とする。
リレーレンズ31の中心軸cを光軸とするのではなく、
cからaと反対側に距離bc離れた軸bを光軸とする。
の距離をeとし、ミラー30においての光束半径をR
a、反射型光変調器40で反射した反射光がリレーレン
ズ31からe進んだ位置での光束半径をRbとすると、 ac+bc>Ra+Rb …(1) が成り立つようにする。
からの反射光がミラー30に戻らないようになり、戻り
光による像の劣化や光量損失を回避できる。
置しているが、反射光側に配置しても同様の効果が得ら
れる。
変調された像の獲得を行う。
ため、もしくは像の拡大縮小を行うために、撮像素子5
0の前面に像伝送光学系3Aとしてリレーレンズを追加
しても良い。
方では、表示手段6Aに送られ、観察者が直接観察画像
を観察することが可能となる。
は、もう一方では、画像解析手段7Aに送られ、観察画
像の画像解析が行われる。
は、パラメータ決定手段8Aに送られる。
もとに観察画像が最適な画質になるように反射型瞳変調
手段4Aの変調量を決定し、これらに決定した変調量を
フィードバックする。
クされた変調量に基づいて変調量を変更する。
り、観察物体の厚さ、構造、吸収等種々の物理量の異な
る様々な観察物体に対して、同一の構成で機械的な部材
等の交換や調整等無しに、種々の観察方法にて最適な観
察が可能となる。
定手段8Aを用いることにより、人間の個人差や経験の
有無によらず非常に簡便に最適な観察が可能となる。
で行われるため、従来の固定式あるいは部材交換式の顕
微鏡に比べて細かな変調量の設定が可能であり、より広
範な観察物体の最適観察が可能となる。
回避でき、変調を行っても良好な画像を獲得する顕微鏡
が実現できる。
の第3の実施形態の第1実施例による顕微鏡装置の構成
を示すブロック図である。
100としてのハロゲンランプ、コレクタレンズ110
A、絞り120、リング状の開口120R及び焦点距離
30mmのコンデンサレンズ130からなる照明手段
1、倍率が40倍でNAが0.85で焦点距離が5mm
の対物レンズ200と焦点距離が200mmの結像レン
ズ210からなる像拡大光学系2A、ミラー300と焦
点距離が200mmのリレーレンズ310からなる像伝
送光学系3A、反射型瞳変調手段4Aとして表示領域が
直径18mmで反射型で光書き込み型で振幅変調型の液
晶空間光変調素子400、撮像手段5AとしてのCCD
カメラ500及び図示していない画像解析手段7A及び
パラメータ決定手段8Aから構成されている。
が光源位置にほぼ一致するように配置されたコレクタレ
ンズ110Aを透過し、このコレクタレンズ110Aの
後側焦平面F0近傍に配置された絞り120に集光す
る。
(b)に示すようなリング状の開口120Rが配置され
ており、リング状の開口120Rを透過した光束がコン
デンサレンズ130を経由して観察物体Obに入射す
る。
ズ200に入射する。
である。
焦平面と、対物レンズ200の前側焦平面とがほぼ一致
するように配置されることにより、コンデンサレンズ1
30の前側焦平面F0は対物レンズ200の瞳面F1と
共役の関係となる。
は、ほぼ開口120Rの形状である瞳像が形成されてい
る。
像レンズ210の前側焦平面が一致するように配置され
ているので、結像レンズ210の後側焦平面近傍に観察
物体Obの拡大像が結像される。
れ、ミラー300で反射された光束は、リレーレンズ3
10を透過し、その後側焦平面F2に瞳像が結像され
る。
調手段4として液晶空間光変調素子400が配置してあ
る。
ていないコントローラとドライバからの信号によって、
入射する光束に対して所望の位置の振幅変調を行い入射
するときとは異なる方向に反射する。
調され反射された光束は、液晶空間光変調素子400に
入射する際の光軸とは位置的に離れた光軸でリレーレン
ズ310を再び透過し、その後側焦平面に瞳変調が行わ
れた画像を結像する。
されており、このCCDカメラ500でその情報を獲得
する。
画像解析手段7Aに伝送され、コントラストや全体の光
量や鮮鋭度等の解析が行なわれる。
段8Aで液晶空間光変調素子400の制御に必要なパラ
メータの決定が行なわれ、決定されたパラメータによっ
て液晶空間光変調素子400を制御する。
微鏡と同様の観察方法の場合について示している。
は、観察物体Obが無い場合には、図21の(a)に示
すリング状の開口120Rのパターンに対して相似のパ
ターンが結像するが、光束が結像している部分は透過率
が0でその他の部分は透過率が1となるように図21の
(b)に示すようなリング状のパターンを表示する。
成分がカットされ、観察物体Obで散乱される高周波数
成分のみが透過するので、通常の暗視野顕微鏡と同様の
処理が可能となる。
段8Aで決定する液晶空間光変調素子400を制御する
パラメータとしては、リング状の開口の内側と外側の半
径と、リングでの透過率となる。
パラメータ決定手段8Aとを用いてフィードバックを行
うことにより、種々の観察物体に対しても常に最適な画
像を獲得することができる。
の第3の実施形態の第2実施例による顕微鏡装置の構成
を示すブロック図である。
の実施形態の第1実施例による顕微鏡装置と比較して異
なる点は、照明手段1にケーラ照明を用い、さらに偏光
子140と、対物レンズの瞳面と共役な面に瞳変調手段
4として新たに反射型瞳変調手段4Aと、像伝送光学系
3Aとして第2のリレーレンズ311と、第3のリレー
レンズ312と、第4のリレーレンズ313と、表示手
段6AとしてのCRT600が加わったところである。
100としてLEDアレイ、コレクタレンズ110A、
絞り120、リング状の開口120R、焦点距離が40
mmのコンデンサレンズ130及び偏光子140からな
る照明手段1、倍率が20倍でNAが0.7で焦点距離
が10mmの対物レンズ210と焦点距離が200mm
の結像レンズ210からなる像拡大光学系2A、ミラー
300、偏光ビームスプリッタ301、焦点距離が20
0mmのリレーレンズ310、焦点距離が200mmの
第2のリレーレンズ311、焦点距離が200mmの第
3のリレーレンズ312、焦点距離が100mmの第4
のリレーレンズ313からなる像伝送光学系3A、反射
型瞳変調手段4Aとして表示領域が直径16mmで反射
型で光書き込み型で位相変調型の第1の液晶空間光変調
素子403a及び表示領域が直径20mmで反射型で光
書き込み型で反射時に偏光方向が回転する第2の液晶空
間光変調素子403bと、撮像手段5AとしてのCCD
カメラ500と、表示手段6AとしてのCRT600
と、画像解析手段7A及びパラメータ決定手段8Aとし
てのコンピュータ700とで構成されている。
リッタ301に偏光ビームスプリッタ301の反射面に
対してP偏光で入射するように偏光子140で偏光方向
を変化させ、その前側焦平面が光源位置にほぼ一致する
ように配置されたコレクタレンズ110Aを透過して絞
り120に集光する。
(b)に示すようなリング状の開口120Rが配置され
ており、このリング状の開口120Rを透過した光束が
コンデンサレンズ130を経由して観察物体Obに入射
する。
Obの情報を読み出し、対物レンズ200に入射する。
焦平面と、対物レンズ200の前側焦平面がほぼ一致す
るように配置することにより、コンデンサレンズ130
の前側焦平面F0は対物レンズ200の瞳面F1と共役
の関係であり、対物レンズ200の瞳面F1と結像レン
ズ210の前側焦平面が一致するように配置されている
ので、対物レンズ200に入射した光束は、対物レンズ
200の瞳面F1に観察物体Obの瞳像を形成し、さら
に、結像レンズ210によって結像する。
レンズ310の前側焦平面がほぼ一致するように配置さ
れていることにより、リレーレンズ310の後側焦平面
F2は対物レンズ200の瞳面F1と共役の関係であ
り、結像レンズ210によって結像した光束はミラー3
00で反射した後、リレーレンズ310の瞳面F2近傍
に瞳像を形成する。
1の液晶空間光変調素子403aが配置されており、こ
の第1の液晶空間光変調素子403aは、図示していな
いコントローラとドライバからの信号によって、観察物
体Obの瞳像に対して所望の位置の位相の変調を行い反
射する。
され反射された光束は、第1の液晶空間光変調素子40
3aに入射する際の光軸とは位置的に離れた光軸を使っ
て再びリレーレンズ310入射して結像する。
光子140で偏光方向がP偏光になっているために偏光
ビームスプリッター301を透過する。
側にあるリレーレンズ310の後側焦平面と、第2のリ
レーレンズ311の前側焦平面とがほぼ一致するように
配置されていることにより、第2のリレーレンズ311
の後側焦平面F3は対物レンズ200の瞳面F1と共役
の関係であり、偏光ビームスプリッター301を透過し
た光束は、第2のリレーレンズ311の瞳面F3に瞳像
を形成する。
調素子403bが配置されており、この第2の液晶空間
光変調素子403bは図示していないコントローラとド
ライバからの信号によって、観察物体Obの瞳像に対し
て所望の位置の偏光の方向の変調を行い反射する。
された光束は、再び、第2のリレーレンズ311に入射
して偏光ビームスプリッタ301で反射される。
反射面に対してS偏光の光束だけが反射されるので、第
2の液晶空間光変調素子403bで偏光方向の変調を行
うことで振幅を変調している。
射された光束は振幅が変調されており、次に第3のリレ
ーレンズ312と第4のリレーレンズ313によって伝
送されてCCDカメラ500の撮像面に結像し、CCD
カメラ500でその情報を獲得する。
顕微鏡と同様の処理を行う場合を示している。
3aでは、観察物体Obが無い場合には、図23の
(a)に示すリング状の開口120Rのパターンに対し
て相似のパターンが結像するが、図23の(b)に示す
ように、光束が結像する部分(図の斜線部分)の透過率
を若干低く、その他の部分(図の白色部分)の透過率が
1となるように第1の液晶空間光変調素子403aで変
調を行い、さらに第2の液晶空間光変調素子403bで
は、図23の(c)に示すように、第2の液晶空間光変
調素子403bに結像した部分と対応する部分(図の斜
線部分)の位相の変調を行う。
は、一方では表示手段6AであるCRT600に送ら
れ、観察者が直接観察画像を観察することが可能とな
る。
像情報は、もう一方では、コンピュータ700中の図示
していないフレームメモリ付きの画像処理ボードに送ら
れたのち、ディジタルデータに変換され、画像解析手段
7Aに送られる。
00内のソフトウエアと画像処理ボードで実現されてお
り、この画像データを用いて画像の画質に係わる物理量
を解析する。
y)に係わる量としてのコントラストと全体光量とハロ
ーの割合を求める。
と第2液晶空間光変調素子403bのパラメータに共通
する部分は、それぞれパターンのリング径、リング幅、
リング内の透過率、リング外の透過率であり、第1の液
晶空間光変調素子403aにはさらにリング内外の位相
が加わる。
タ700のソフトウエアで実現されているパラメータ決
定手段8Aで、画像解析手段7Aで解析された量(本実
施例では、コントラストと全体光量とハローの割合)を
変数とする所定の関数を設定して決定し、決定したパラ
メータの値を反射型瞳変調手段4Aのコントローラにフ
ィードバックする。
液晶空間光変調素子403bに与えるパターンのリング
径(j=0)、リング幅(j=1)、リング内の透過率
(j=2)、リング外の透過率(j=3)、第1の液晶
空間光変調素子403aではさらにリング内の位相(j
=4)及びリング外の位相(j=5)であり、添え字の
iは更新の回数を示している。
画像解析手段7Aで解析したコントラスト、全体光量及
びハローの割合である。
準値もしくはユーザによる設定値であり、添え字のiは
同様に更新の回数を示している。
用意し、サンプルに対して最良な設定にした既存の位相
差顕微鏡での像を記録し、これらをコンピュータ700
内の画像解析手段7Aに入力してコントラスト、全体の
明るさ及びハローの割合を解析しその平均値として予め
設定された値である。
途設定することも可能である。
ントラスト及び全体光量の変更に関する各パタメータj
の関数であり、対物レンズの倍率毎に別途設定してあ
る。
用させる係数であり、更新回数に応じて減少させる。
パラメータは初期値に設定されている。
入力すれば、後は画像解析手段7A及びパラメータ決定
手段8Aにより、上述の様に処理結果の解析とパラメー
タの決定が自動的に行われ画像の高画質化が行われる。
メータの値を読み出すかまたは一時記憶させるためのプ
リセット及びsaveボタンと、画像解析手段7Aで解
析されたコントラストと全体光量とハローの割合とを表
示するための表示部が設けられている。
察対象に対して、簡便かつ正確に最適な画像の観察が可
能となる顕微鏡装置を実現することができる。
方の変調が可能であり、本実施例の位相差顕微鏡に止ま
らず、基本的には非常に汎用度の高い種々の観察方法に
対応可能な構成である。
の第3の実施形態の第3実施例による顕微鏡装置の構成
を示すブロック図である。
の実施形態の第2実施例の光学系部分のそれと比較し、
瞳変調手段4である第2の液晶空間光変調素子への入射
角が垂直でない構成である点が異なる。
100としてのメタルハライドランプ、コレクタレンズ
110A、絞り120、スリット状の開口120S及び
焦点距離が20mmのコンデンサレンズ130からなる
照明手段1、像拡大光学系2Aとして倍率が60倍でN
Aが0.9で焦点距離が3.3mmの対物レンズ200
と、焦点距離が200mmの結像レンズ210、ミラー
300、焦点距離が200mmのリレーレンズ310、
焦点距離が200mmの第2のリレーレンズ311、焦
点距離が200mmの第3のリレーレンズ312、焦点
距離が50mmの第4のリレーレンズ313からなる像
伝送光学系3A、反射型瞳変調手段4Aとして表示領域
の直径が10mmで反射型で光書き込み型で位相変調型
の第1の液晶空間光変調素子402a及び表示領域の直
径が10mmで反射型で光書き込み型で振幅変調型の第
2の液晶空間光変調素子402bと、撮像手段5Aとし
てのCCDカメラ500と、図示していない画像解析手
段7Aとパラメータ決定手段8Aから構成されている。
110Aに入射した後、絞り120の近傍に配置されて
いるコレクタレンズ110Aに対して光源100の像を
等倍で結像する。
の(b)に示すようなスリット状の開口120Sが配置
されており、このスリット状の開口120Sを透過した
光束がコンデンサレンズ130を経由して観察物体Ob
に入射する。
Obの情報を読み出し、対物レンズ200に入射する。
焦平面と、対物レンズ200の前側焦平面がほぼ一致す
るように配置するので、コンデンサレンズ130の前側
焦平面F0は対物レンズ200の瞳面F1と共役の関係
となる。
210の前側焦平面が一致するように配置されており、
対物レンズ200に入射した光束は、対物レンズ200
の瞳面F1に観察物体Obの瞳像を形成し、さらに、結
像レンズ210によって結像する。
レンズ310の前側焦平面とがほぼ一致するように配置
されていることにより、リレーレンズ310の後側焦平
面F2は対物レンズ200の瞳面F1と共役の関係であ
り、結像レンズ210によって結像した光束は、リレー
レンズ310の後側焦平面F2の近傍に瞳像を形成す
る。
1の液晶空間光変調素子402aが配置されており、こ
の第1の液晶空間光変調素子402aは、図示していな
いコントローラとドライバからの信号によって、観察物
体Obの瞳像に対して所望の位置の位相の変調を行い反
射する。
され反射された光束は、この第1の液晶空間光変調素子
402aに入射する際の光軸とは位置的に離れた光軸を
使って再びリレーレンズ310に入射して結像し、ミラ
ー300で反射される。
側にあるリレーレンズ310の後側焦平面と、第2のリ
レーレンズ311の前側焦平面がほぼ一致するように配
置されているので、第2のリレーレンズ311の後側焦
平面である瞳面F3は対物レンズ200の瞳面F1と共
役の関係であり、ミラー300で反射された光束は、第
2のリレーレンズ311に入射して、第2のリレーレン
ズ311の瞳面F3にその瞳像を形成する。
傍には第2の液晶空間光変調素子402bが配置されて
おり、この第2の液晶空間光変調素子402bは、図示
していないコントローラとドライバからの信号によっ
て、観察物体Obの瞳像に対して所望の位置の振幅の変
調を行い反射する。
され反射された光束は、この第2の液晶空間光変調素子
402bに入射する際の光軸とは位置的に離れた光軸を
使って再び第2のリレーレンズ311を経由して結像す
る。
は、第3のリレーレンズ312と第4のリレーレンズ3
13とによって伝送された後、CCDカメラ500の撮
像面に結像し、CCDカメラ500でその情報を獲得す
る。
画像解析手段7Aに伝送され、コントラストや全体の光
量や鮮鋭度等の解析が行なわれる。
段8Aで液晶空間光変調素子402a及び402bの制
御に必要なパラメータの決定が行なわれ、決定されたパ
ラメータによって液晶空間光変調素子402a及び40
2bを制御する。
ジュレーションコントラスト観察と同様な観察方法の場
合を示す。
図25の(a)に示すようなパターンを配置する。
おり、黒部分は透過率0の部分を表している。
観察物体Obが無い場合にはスリット状の開口120S
のパターンと相似のパターンが結像し、第2の液晶空間
光変調素子402bでは、図25の(b)に示すような
このスリットと略平行な402b(1)、402b
(2)及び402b(3)のそれぞれの領域毎に透過率
の異なるパターンを表示する。
(1)の透過率が0、領域402b(2)の透過率が
0.15、領域402b(3)の透過率が1である。
は、500×500ピクセルに分割されており、個々の
ピクセルの位相を変調することによってレンズ群の収差
を補正する。
402bでの変調に必要なパラメータとしては、液晶空
間光変調素子402bでは、領域402b(1)、領域
402b(2)、領域402b(3)の幅及びそれらの
透過率となり、液晶空間光変調素子402aでは、各ピ
クセルでの位相量となる。
データをもとにパラメータ決定手段8Aで決定され、フ
ィードバックが行われることにより、種々の観察物体に
対しても常に最適な画像を獲得することができる。
され、方向性のある立体像が観察可能となる。
光変調手段2及び瞳変調手段4を、液晶空間光変調素子
及びフォトリフラクティブ空間光変調素子を用いたもの
を示したが、これに限らずバクテリオロドプシン等の有
機系の空間光変調素子、フォトクロミック等の空間光変
調素子あるいは多重量子井戸等の半導体系の空間光変調
素子等や電気信号によって形状を変化させるミラー等で
も、何等の制約を受けずに種々の空間光変調素子を使用
することができる。
で示した以外に、同径方向のパターンや同心円パターン
と同径方向パターンの組み合わせ等あらゆるパターンの
表示が可能である。
色フィルタ、ニュートラル・デンシティ・フィルタ等の
フィルタ等、装置構成上、それらを設置することにより
効果が発揮できるものもあるが、当業者にはその効果が
既知なものは省いている。
手段9としては、コンピュータ内のソフトウェアで実現
する場合を示したが、電子回路で実現したり、ゲートア
レイで実現したりしてもよいし、画像処理装置やアクセ
ラレータ等と組合わせて高速化を図るようにしてもよ
い。
いた空間周波数成分の解析等は、途中の光束をビームス
プリッタで取り出した結果を用いてもよいし、さらに、
光情報処理で解析した結果を用るようにしてもよい。
実施例で示した他にエッジ強調、空間周波数フィルタ、
モフォロジー処理などの種々の画像処理や、レンズ系で
の収差補正を始めとする波面制御等に関しても同様の構
成で実現することができるのは明らかである。
能である。
の前側焦平面とほぼ一致した配置について示したが、結
像レンズの前側焦平面が瞳面あるいは瞳と共役な面と一
致しなくとも、結像レンズの結像面では同様の効果が得
られる。
よれば、広範囲な種々の観察対象に対して、簡便かつ正
確に高画質の最適な画像が得られる汎用性を有する顕微
鏡装置としての顕微鏡を提供することができる。
装置の構成を示すブロック図である。
による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
光変調素子21に表示されるリング状のパターンを示す
図であり、図3の(b)は、図2の瞳変調用の液晶空間
光変調素子41に表示されるリング状のパターンを示す
図である。
表示されるグラフィカル・ユーザ・インタフェイス(G
UI)画面を示す図である。
による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
43の具体例として強度変調部431と、位相変調部4
32を備えた構成を示す図である。
光変調素子21に表示されるリング状のパターンを示す
図であり、図7の(b)は、図5の瞳変調用の液晶空間
光変調素子43の強度変調部431で強度変調されるリ
ング状のパターンを示す図であり、図7の(c)は、図
5の瞳変調用の液晶空間光変調素子43の位相変調部4
32で位相変調されるリング状のパターンを示す図であ
る。
による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
素子21に表示される第1の格子部分211と第2の格
子部分212との繰り返しからなる格子状のパターンを
示す図であり、図9の(b)は瞳変調用のフォトリフラ
クティブ空間光変調素子44で位相差が0とπの繰り返
しからなる格子状に変調されるパターンを示す図であ
る。
施例による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロック図であ
る。
晶空間光変調素子21に表示されるスリット状のパター
ンを示す図であり、図11の(b)は、図10の瞳変調
用の液晶空間光変調素子41に表示されるスリットと略
平行な領域411、412及び413のそれぞれの領域
毎に透過率の異なるパターンを示す図である。
71に表示されるグラフィカル・ユーザ・インタフェイ
ス(GUI)画面を示す図である。
用顕微鏡装置の構成を示すブロック図である。
施例による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロック図であ
る。
施例による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロック図であ
る。
施例による汎用顕微鏡装置の構成を示すブロック図であ
る。
による顕微鏡装置の構成を示すブロック図であり、図1
7の(b)は、図17の(a)の絞り12Aの面近傍に
配置される開口12Bの形状を示す図である。
0の構造を示す図である。
能を示す図である。
の第1実施例による顕微鏡装置の構成を示すブロック図
であり、図20の(b)は、図20の(a)の絞り12
0の面近傍に配置されるリング状の開口120Rの形状
を示す図である。
素子400に表示されるパターンを示す図である。
の第2実施例による顕微鏡装置の構成を示すブロック図
であり、図22の(b)は、図22の(a)の絞り12
0の面近傍に配置されるリング状の開口120Rの形状
を示す図である。
光変調素子403a及び第2の液晶空間光変調素子40
3bに表示されるパターンを示す図である。
の第3実施例による顕微鏡装置の構成を示すブロック図
であり、図24の(b)は、図24の(a)の絞り12
0の面近傍に配置されるリング状の開口120Sの形状
を示す図である。
光変調素子402bに表示されるパターンを示す図であ
る。
示す図である。
02b、403a、403b…液晶空間光変調素子、 61…CCDカメラ、 81、700…コンピュータ、 71、600…CRT、 Ob…観察物体、 42、301…偏光ビームスプリッタ、 431…強度変調部、 432…位相変調部、 44…フォトリフラクティブ空間光変調素子、 45a…液晶空間光変素子、 45b…偏光ビームスプリッタ、 45c…結像レンズ、 45d…書込み光束、 45e…書込み光源、 45…瞳変調データ書込み手段、 211…第1の格子部分、 212…第2の格子部分、 441…位相差が0の部分、 442…位相差がπの部分、 411,412,413…スリットと略平行な領域、 10…瞳伝送光学系、 101,102…正のパワーを持つレンズ系、 100…テレセントリック光学系、 16…無偏光ビームスプリッタ、 62…CMOSカメラ、 111,112…正のパワーを持つレンズ系 110…テレセントリック光学系、 48…無偏光ビームスプリッタ、 F1…対物レンズ20の瞳面、 R1…コンデンサレンズ13の後側焦平面、 F0…コンデンサレンズ13の前側焦平面、 R2…結像レンズ21の後側焦平面、 30、300…ミラー、 31、310、311、312、313…リレーレン
ズ、 F2…リレーレンズ31の後側焦平面、 40…光書き込み型空間光変調器(反射型変調器)、 4001…バックライト、 4002…第1の液晶、 4003…光学系、 4006…光伝導体層、 4004、4012…ガラス基板、 4005、4011…透明電極、 4007…遮光層、 4008…誘電体反射膜、 4009…液晶配向膜、 4010…液晶、 120S…スリット状の開口、 140…検光子、
Claims (12)
- 【請求項1】 被検物体に光源から出射された光を照射
し、この被検物体の情報を含んだ光束を発生させる照明
手段と、 この照明手段によって前記被検物体に照射される光の波
長、位相、強度、偏光、コヒーレンシーの少なくともい
ずれか一つを変調する照明光変調手段と、 前記被検物体の情報を含んだ光束を集光し、前記被検物
体の像を結像する対物レンズ及び結像レンズと、 前記対物レンズの瞳面近傍に設けられ、前記被検物体の
情報を含んだ光束の位相、強度、偏光方向の少なくとも
いずれか一つを変調する瞳変調手段と、 前記対物レンズ及び結像レンズによって前記被検物体の
像が結像される面に設けられ、前記被検物体の像を撮像
する撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像された前記被検物体の画像を
表示する画像表示手段と、 この撮像手段によって撮像された前記被検物体の画像を
解析する画像解析手段と、 この画像解析手段によって解析された前記被検物体の画
像情報を用いて前記照明光変調手段及び前記瞳変調手段
の変調量を調整するパラメータ決定手段と有することを
特徴とする顕微鏡。 - 【請求項2】 前記瞳変調手段は、反射型の瞳変調手段
であることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡。 - 【請求項3】 前記反射型の瞳変調手段に入射する光束
の中心光線が、前記反射型の瞳変調手段の反射面の垂線
と交わるように、前記反射型の瞳変調手段が配置されて
いることを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡。 - 【請求項4】 前記反射型の瞳変調手段に入射する光束
と前記反射型の瞳変調手段で反射した光束の両方が通過
するレンズを有し、各の光束が互いに前記レンズの異な
る位置を通過するように前記反射型の瞳変調手段と前記
レンズが配置されていることを特徴とする請求項3に記
載の顕微鏡。 - 【請求項5】 前記反射型の瞳変調手段に入射する光束
と前記反射型の瞳変調手段で反射した光束が異なる光路
を進むように、反射部材を配置したことを特徴とする請
求項4に記載の顕微鏡。 - 【請求項6】 前記反射部材は、前記反射型の瞳変調手
段に入射する光束と前記瞳変調手段で反射した光束の両
方が通過するレンズに、前記反射部材の反射光が入射す
るように配置されたことを特徴とする請求項5に記載の
顕微鏡。 - 【請求項7】 前記瞳変調手段は、書き込み光源、空間
光変調素子及び結像レンズからなる光アドレス型の空間
光変調器であり、 前記パラメータ決定手段によって調整された変調量に基
づき前記光アドレス型の空間光変調器に書き込みを行う
瞳データ書き込み手段をさらに有すること特徴とする請
求項1に記載の顕微鏡。 - 【請求項8】 前記照明光変調手段は、前記光源から光
束の波長、強度、偏光方向、コヒーレンシーの少なくと
もいずれか一つを上記パラメータ決定手段からの変調量
に基づき変調することを特徴とする請求項1に記載の顕
微鏡。 - 【請求項9】 前記対物レンズと前記結像レンズとの間
に、少なくとも一つの瞳伝送光学系が設けられており、 この瞳伝送光学系によつて前記対物レンズと前記結像レ
ンズとの間に、前記対物レンズの瞳面と共役な面が設定
され、 この共役な面の近傍に上記瞳変調手段が設けられてお
り、 上記瞳伝送光学系は、第1のレンズ群と第2のレンズ群
とから構成され、前記第1のレンズ群の後ろ側焦平面と
前記第2のレンズ群の前側焦平面とほぼ一致させるとと
もに、前記第1のレンズ群の前側焦平面と前記対物レン
ズの瞳面をほぼ一致するように配置したテレセントリッ
ク光学系であることを特徴とする請求項1に記載の顕微
鏡。 - 【請求項10】 前記画像解析手段は、画像の忠実度ま
たは解像度を解析し画像の質を解析することを特徴とす
る請求項1に記載の顕微鏡。 - 【請求項11】 前記パラメータ決定手段は、前記画像
解析手段で解析された画像の忠実度または解像度を変数
とするあらかじめ定められた関数を用いて前記照明光変
調手段及び前記瞳変調手段の変調量を決定することを特
徴とする請求項9に記載の顕微鏡。 - 【請求項12】 前記画像表示手段は、前記画像解析手
段により解析された画像解析値を表示し、前記照明光変
調手段及び前記瞳変調手段の変調量を入力するためのグ
ラフィカル・ユーザ・インターフェースを備えたことを
特徴とする請求項9に記載の顕微鏡。
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