JP2015084058A - 顕微鏡撮像装置、顕微鏡撮像方法および顕微鏡撮像プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】小型化および軽量化しつつ撮像方式を容易に切り替え可能な顕微鏡撮像装置、顕微鏡撮像方法および顕微鏡撮像プログラムを提供する。【解決手段】セクショニング観察時および通常観察時には、それぞれパターン測定光および均一な測定光が光変調素子１１２により生成され測定対象物Ｓに照射される。パターン測定光および均一な測定光は、共通の光路を通して測定対象物Ｓに照射される。受光部１２０により測定対象物Ｓからの光が受光され、受光量を示す受光信号が出力される。セクショニング観察時には、パターンの空間的な位相が光変調素子１１２により所定量ずつ測定対象物Ｓ上で順次移動され、受光信号に基づいてパターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物Ｓの画像を示すセクショニング画像データが生成される。通常観察時には、受光信号に基づいて測定対象物Ｓの画像を示す通常画像データが生成される。【選択図】図３

Description

本発明は、顕微鏡撮像装置、顕微鏡撮像方法および顕微鏡撮像プログラムに関する。

光学的セクショニング（切断）により３次元像を作るために使用可能な像を生成する顕微鏡撮像装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された顕微鏡撮像装置においては、空間的に周期的なパターンで物体が照明されるようにマスクが光源に備えられる。それにより、試料にマスクパターンが投影される。マスクパターンの空間位相を調整するために、キャリッジによりマスクが少なくとも３つの位置に移動される。マスクの少なくとも３つの位置で照明された物体の３つ以上の像を解析することにより、物体の３次元像が生成される。

特表２０００−５０６６３４号公報

上記のようなパターンを有する光を用いた撮像方式とパターンを有しない光を用いた撮像方式と切り替え可能な顕微鏡撮像装置が望まれる。しかしながら、特許文献１の顕微鏡撮像装置において、撮像方式を切り替える場合、マスクを光路に抜き差しする必要がある。そのため、撮像方式の切り替えに手間を要する。一方、顕微鏡撮像装置にパターンを有する光を出射する投光部およびパターンを有しない光を出射する投光部を設けると、顕微鏡撮像装置が大型化および重量化する。

本発明の目的は、小型化および軽量化しつつ撮像方式を容易に切り替え可能な顕微鏡撮像装置、顕微鏡撮像方法および顕微鏡撮像プログラムを提供することである。

（１）第１の発明に係る顕微鏡撮像装置は、光を出射する第１の投光部と、第１の投光部により出射された光からパターンを有する第１の測定光およびパターンを有しない第２の測定光を選択的に生成するように構成された光変調素子と、光変調素子により生成された第１および第２の測定光を共通の光路を通して測定対象物に照射する第１の投光光学系と、測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、受光部から出力される受光信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成部と、空間的な位相を所定量ずつ順次移動させつつ測定対象物に照射すべきパターンを生成するパターン生成部と、第１の測定光を用いて測定対象物を観察する第１の観察モードと第２の測定光を用いて測定対象物を観察する第２の観察モードとを切り替えるための指示部と、第１の観察モード時に、パターン生成部により生成されたパターンに基づいて光変調素子を制御し、パターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データを生成するように画像データ生成部を制御し、第２の観察モード時に、測定対象物の画像を示す通常画像データを生成するように画像データ生成部を制御する制御部とを備えるものである。

この顕微鏡撮像装置においては、第１の観察モードと第２の観察モードと切り替えるための指示が受け付けられる。第１の観察モードはパターンを有する第１の測定光を用いて測定対象物を観察するモードであり、第２の観察モードはパターンを有しない第２の測定光を用いて測定対象物を観察するモードである。

第１の観察モード時には、第１の投光部により出射された光から第１の測定光が光変調素子により生成され、第２の観察モード時には、第１の投光部により出射された光から第２の測定光が光変調素子により生成される。第１の観察モード時には、光変調素子により生成された第１の測定光が第１の投光光学系により測定対象物に照射され、第２の観察モード時には、光変調素子により生成された第２の測定光が第１の投光光学系により測定対象物に照射される。ここで、第１および第２の測定光は、共通の光路を通して測定対象物に照射される。第１の観察モード時には、生成されたパターンの空間的な位相が光変調素子により所定量ずつ測定対象物上で順次移動される。

受光部により測定対象物からの光が受光され、受光量を示す受光信号が出力される。第１の観察モード時には、受光部から出力される受光信号に基づいてパターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データが生成される。第２の観察モード時には、受光部から出力される受光信号に基づいて測定対象物の画像を示す通常画像データが生成される。

この場合、光変調素子により第１および第２の測定光が選択的に生成されるので、第１および第２の測定光をそれぞれ生成するための複数の投光部を顕微鏡撮像装置に設ける必要がない。また、第１および第２の測定光は共通の光路を通るので、共通の投光光学系を用いて第１および第２の測定光を測定対象物に照射することができる。

さらに、第１および第２の測定光の光軸を合わせることなく、第１の測定光の照射中心および照射範囲と第２の測定光の照射中心および照射範囲とをそれぞれ一致させることができる。これらの結果、顕微鏡撮像装置を小型化および軽量化しつつ撮像方式を容易に切り替えることが可能になる。

（２）光変調素子は、第１の投光光学系へ第１または第２の測定光を導く導光状態と第１の投光光学系へ第１および第２の測定光を導かない遮光状態とを有し、制御部は、光変調素子の導光状態および遮光状態を制御してもよい。

この場合、測定対象物を観察しない場合には、測定対象物への第１および第２の測定光の照射を遮断することができる。これにより、測定対象物に第１および第２の測定光が照射され続けることによる測定対象物の損傷を低減することができる。

（３）指示部は、観察領域を指示するように構成され、制御部は、第１または第２の測定光が指示部により指示された観察領域に照射されかつ第１および第２の測定光が観察領域以外の領域に照射されないように光変調素子の複数の部分の各々について導光状態および遮光状態を制御してもよい。

この場合、測定対象物の観察領域以外の領域には第１および第２の測定光が照射されない。これにより、測定対象物に第１および第２の測定光が照射され続けることによる測定対象物の損傷を最小限にすることができる。

（４）制御部は、受光部の受光期間における光変調素子の導光状態の期間と遮光状態の期間との比を制御してもよい。この場合、測定対象物の画像の明るさを調整することができる。

（５）制御部は、光変調素子の複数の部分の各々について導光状態の期間と遮光状態の期間との比を制御してもよい。

この場合、画像の部分ごとの明るさの不均一さを緩和することが可能となる。これにより、画像の明るさを均一にすることができる。

（６）顕微鏡撮像装置は、第１の投光部から光変調素子へ光を導く導光状態と第１の投光部から光変調素子へ光を導かない遮光状態とを有する遮光機構をさらに備え、制御部は、遮光機構の導光状態および遮光状態を制御してもよい。

この場合、測定対象物を観察しない場合には、光変調素子への光の照射を遮断することができる。これにより、光変調素子に光が照射され続けることによる光変調素子の損傷を低減することができる。

（７）制御部は、光変調素子が遮光状態である場合において、一定時間が経過したときに遮光機構を遮光状態に制御してもよい。

この構成によれば、測定対象物を観察しない場合には、測定対象物への第１および第２の測定光の照射が光変調素子により遮断される。また、この状態で一定時間が経過した場合は、遮光機構により光変調素子への光の照射が遮断される。これにより、光変調素子に光が照射され続けることによる光変調素子の損傷を低減することができる。

（８）遮光機構は、メカニカルシャッタを含み、第１の投光部から光変調素子への光路上に配置されてもよい。この場合、光変調素子への光の照射を容易に遮断することができる。

（９）遮光機構は、スイッチング機構を含み、第１の投光部への電力の供給を停止させてもよい。この場合、光変調素子への光の照射を容易に遮断することができる。

（１０）顕微鏡撮像装置は、第３の測定光を出射する第２の投光部と、第２の投光部により出射された第３の測定光を測定対象物に照射する第２の投光光学系とをさらに備え、指示部は、第１または第２の観察モードと第３の測定光を用いて測定対象物を観察する第３の観察モードとをさらに切り替えるために構成され、制御部は、第３の観察モード時に、遮光機構を遮光状態に制御するとともに、測定対象物の画像を示す透過画像データを生成するように画像データ生成部を制御してもよい。

この場合、第１〜第３の観察モードが指示部により指示される。第３の観察モード時には、測定対象物を透過する第３の測定光に基づいて測定対象物の画像を示す透過画像データが生成される。これにより、測定対象物の観察方式が多様化する。また、第３の観察モード時には、遮光機構が遮光状態に制御されるので、光変調素子に光が照射され続けることによる光変調素子の損傷を低減することができる。

（１１）第２の発明に係る顕微鏡撮像方法は、パターンを有する第１の測定光を用いて測定対象物を観察する第１の観察モードとパターンを有しない第２の測定光を用いて測定対象物を観察する第２の観察モードとを切り替えるための指示を受け付けるステップと、第１の投光部により光を出射するステップと、第１の観察モード時に、第１の投光部により出射された光から第１の測定光を光変調素子により生成し、第２の観察モード時に、第１の投光部により出射された光から第２の測定光を光変調素子により生成するステップと、第１の観察モード時に、光変調素子により生成された第１の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射し、第２の観察モード時に、光変調素子により生成された第２の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射するステップと、第１の観察モード時に、生成されたパターンの空間的な位相を光変調素子により所定量ずつ測定対象物上で順次移動させるステップと、受光部により測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力するステップと、第１の観察モード時に、受光部から出力される受光信号に基づいてパターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データを生成し、第２の観察モード時に、受光部から出力される受光信号に基づいて測定対象物の画像を示す通常画像データを生成するステップとを含み、光変調素子により生成された第１および第２の測定光は、共通の光路を通して第１の投光光学系により測定対象物に照射されるものである。

この顕微鏡撮像方法によれば、第１の観察モードと第２の観察モードと切り替えるための指示が受け付けられる。第１の観察モードはパターンを有する第１の測定光を用いて測定対象物を観察するモードであり、第２の観察モードはパターンを有しない第２の測定光を用いて測定対象物を観察するモードである。

第１の観察モード時には、第１の投光部により出射された光から第１の測定光が光変調素子により生成され、第２の観察モード時には、第１の投光部により出射された光から第２の測定光が光変調素子により生成される。第１の観察モード時には、光変調素子により生成された第１の測定光が第１の投光光学系により測定対象物に照射され、第２の観察モード時には、光変調素子により生成された第２の測定光が第１の投光光学系により測定対象物に照射される。ここで、第１および第２の測定光は、共通の光路を通して測定対象物に照射される。第１の観察モード時には、生成されたパターンの空間的な位相が光変調素子により所定量ずつ測定対象物上で順次移動される。

受光部により測定対象物からの光が受光され、受光量を示す受光信号が出力される。第１の観察モード時には、受光部から出力される受光信号に基づいてパターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データが生成される。第２の観察モード時には、受光部から出力される受光信号に基づいて測定対象物の画像を示す通常画像データが生成される。

この場合、光変調素子により第１および第２の測定光が選択的に生成されるので、第１および第２の測定光をそれぞれ生成するための複数の投光部を顕微鏡撮像装置に設ける必要がない。また、第１および第２の測定光は共通の光路を通るので、共通の投光光学系を用いて第１および第２の測定光を測定対象物に照射することができる。

さらに、第１および第２の測定光の光軸を合わせることなく、第１の測定光の照射中心および照射範囲と第２の測定光の照射中心および照射範囲とをそれぞれ一致させることができる。これらの結果、顕微鏡撮像装置を小型化および軽量化しつつ撮像方式を容易に切り替えることが可能になる。

（１２）第３の発明に係る顕微鏡撮像プログラムは、処理装置により実行可能な顕微鏡撮像プログラムであって、パターンを有する第１の測定光を用いて測定対象物を観察する第１の観察モードとパターンを有しない第２の測定光を用いて測定対象物を観察する第２の観察モードとを切り替えるための指示を受け付ける処理と、第１の投光部により光を出射する処理と、第１の観察モード時に、第１の投光部により出射された光から第１の測定光を光変調素子により生成し、第２の観察モード時に、第１の投光部により出射された光から第２の測定光を光変調素子により生成する処理と、第１の観察モード時に、光変調素子により生成された第１の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射し、第２の観察モード時に、光変調素子により生成された第２の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射する処理と、第１の観察モード時に、生成されたパターンの空間的な位相を光変調素子により所定量ずつ測定対象物上で順次移動させる処理と、受光部により測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する処理と、第１の観察モード時に、受光部から出力される受光信号に基づいてパターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データを生成し、第２の観察モード時に、受光部から出力される受光信号に基づいて測定対象物の画像を示す通常画像データを生成する処理とを、処理装置に実行させ、光変調素子により生成された第１および第２の測定光は、共通の光路を通して第１の投光光学系により測定対象物に照射されるものである。

この顕微鏡撮像プログラムによれば、第１の観察モードと第２の観察モードと切り替えるための指示が受け付けられる。第１の観察モードはパターンを有する第１の測定光を用いて測定対象物を観察するモードであり、第２の観察モードはパターンを有しない第２の測定光を用いて測定対象物を観察するモードである。

第１の観察モード時には、第１の投光部により出射された光から第１の測定光が光変調素子により生成され、第２の観察モード時には、第１の投光部により出射された光から第２の測定光が光変調素子により生成される。第１の観察モード時には、光変調素子により生成された第１の測定光が第１の投光光学系により測定対象物に照射され、第２の観察モード時には、光変調素子により生成された第２の測定光が第１の投光光学系により測定対象物に照射される。ここで、第１および第２の測定光は、共通の光路を通して測定対象物に照射される。第１の観察モード時には、生成されたパターンの空間的な位相が光変調素子により所定量ずつ測定対象物上で順次移動される。

受光部により測定対象物からの光が受光され、受光量を示す受光信号が出力される。第１の観察モード時には、受光部から出力される受光信号に基づいてパターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データが生成される。第２の観察モード時には、受光部から出力される受光信号に基づいて測定対象物の画像を示す通常画像データが生成される。

この場合、光変調素子により第１および第２の測定光が選択的に生成されるので、第１および第２の測定光をそれぞれ生成するための複数の投光部を顕微鏡撮像装置に設ける必要がない。また、第１および第２の測定光は共通の光路を通るので、共通の投光光学系を用いて第１および第２の測定光を測定対象物に照射することができる。

さらに、第１および第２の測定光の光軸を合わせることなく、第１の測定光の照射中心および照射範囲と第２の測定光の照射中心および照射範囲とをそれぞれ一致させることができる。これらの結果、顕微鏡撮像装置を小型化および軽量化しつつ撮像方式を容易に切り替えることが可能になる。

顕微鏡撮像装置を小型化および軽量化しつつ撮像方式を容易に切り替えることが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る顕微鏡撮像装置の外観斜視図である。 図１の顕微鏡撮像装置のハードウェア構成を説明するための図である。 測定部および測定光供給部における光路を示す模式図である。 図１の顕微鏡撮像装置の制御系を示すブロック図である。 ＣＰＵの構成を示すブロック図である。 測定対象物に測定光が照射される場合に測定対象物から放出される蛍光を表す模式図である。 測定対象物における所定の観察範囲に均一な測定光を照射することにより得られる蛍光観察画像の一例を示す図である。 セクショニング観察方法の一例を示す図である。 時間的なパターンを有する測定光の例を示す図である。 図９の測定光を用いて生成される通常画像データに基づく通常画像の例を示す図である。 均一な測定光を用いて生成される通常画像データに基づく通常画像の例を示す図である。 光変調素子の一部を拡大した画像を示す図である。 パターン付与部の外観斜視図である。 測定対象物、対物レンズおよびフィルタキューブの交換作業時の測定部の状態を示す外観斜視図である。 表示部の表示例を示す図である。 図１５の画像表示領域に表示される観察画像の例を示す図である。 図１５の画像表示領域に表示される観察画像の例を示す図である。 図１５の画像表示領域に表示される観察画像の例を示す図である。 図１５の画像表示領域に表示される観察画像の例を示す図である。 第１の変形例に係る顕微鏡撮像装置の構成を示すブロック図である。 第２の変形例に係る顕微鏡撮像装置の構成を示すブロック図である。 第３の変形例に係る顕微鏡撮像装置の構成を示すブロック図である。 第４の変形例に係る顕微鏡撮像装置の構成を示すブロック図である。 第５の変形例に係る顕微鏡撮像装置の構成を示すブロック図である。 第６の変形例に係る顕微鏡撮像装置の構成を示すブロック図である。 第７の変形例に係る顕微鏡撮像装置の構成を示すブロック図である。

（１）顕微鏡撮像装置の構成
本発明の一実施の形態に係る顕微鏡撮像装置について説明する。本実施の形態に係る顕微鏡撮像装置においては、測定対象物の蛍光観察を行うことが可能である。また、その顕微鏡撮像装置においては、測定対象物を透過する光を用いた明視野観察、暗視野観察、位相差観察、微分干渉観察、偏斜観察および偏光観察を行うことが可能である。以下の説明では、測定対象物を透過する光を用いた明視野観察、暗視野観察、位相差観察、微分干渉観察、偏斜観察および偏光観察を透過観察と総称する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る顕微鏡撮像装置の外観斜視図である。図１に示すように、本例の顕微鏡撮像装置５００は、主として測定部１００、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２００、測定光供給部３００および表示部４００から構成される。測定部１００とＰＣ２００とが配線ＷＲ１により接続される。測定部１００と測定光供給部３００とが配線ＷＲ２および導光部材３３０により接続される。

図１の例では、ＰＣ２００および表示部４００が一体化された構成として一台のノート型パーソナルコンピュータが用いられる。配線ＷＲ１としては、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）ケーブルまたはＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ケーブル等が用いられる。配線ＷＲ２としては、電源線と信号線とが一体化されたケーブルが用いられる。

図２は、図１の顕微鏡撮像装置５００のハードウェア構成を説明するための図である。図２では、測定部１００および測定光供給部３００の縦断面が模式的に示される。

図２に示すように、測定光供給部３００は、筐体３０１、電源装置３１０、投光部３２０および排熱装置３４０を含む。電源装置３１０、投光部３２０および排熱装置３４０は、筐体３０１内に収容される。電源装置３１０は、投光部３２０に電力を供給するとともに、配線ＷＲ２を介して測定部１００に電力を供給する。

測定光供給部３００の筐体３０１には排熱用の開口３０９が形成されている。排熱装置３４０は、排熱ファンおよび排熱ファンを駆動するモータを含み、電源装置３１０および投光部３２０で発生される熱を開口３０９を通して筐体３０１の外部に排出する。

測定部１００は、外部筐体１０１、複数の支柱１０６、台座１０７、パターン付与部１１０、受光部１２０、透過光供給部１３０、ステージ１４０、ステージ駆動装置１４１、フィルタユニット１５０、レンズユニット１６０および制御基板１７０を含む。

外部筐体１０１は、パターン付与部１１０、受光部１２０、透過光供給部１３０、ステージ１４０、ステージ駆動装置１４１、フィルタユニット１５０、レンズユニット１６０、制御基板１７０および各構成要素の図示しない駆動回路を収容する。また、外部筐体１０１は、前面部１０１ａ、背面部１０１ｂ、一側面部１０１ｃ（図１）、他側面部１０１ｄ（図１）および上面部１０１ｅを有する。上面部１０１ｅには上面蓋１０２が取り付けられている。前面部１０１ａの中央には前面蓋１０３が取り付けられている。上面蓋１０２および前面蓋１０３が閉じられた状態で、ステージ１４０および受光部１２０を含む空間が暗室状態になる。

外部筐体１０１内には、ベースフレーム９１、ステージフレーム９２およびアッパーフレーム９３が上下に並ぶようにかつ水平面に平行となるように設けられる。

ベースフレーム９１、ステージフレーム９２およびアッパーフレーム９３は、パターン付与部１１０、受光部１２０、透過光供給部１３０、ステージ１４０、ステージ駆動装置１４１、フィルタユニット１５０、レンズユニット１６０および制御基板１７０を支持する支持体の一部を構成し、支持体は複数の支柱１０６および台座１０７により支持される。

ステージフレーム９２はベースフレーム９１の上方に位置し、アッパーフレーム９３はステージフレーム９２の上方に位置する。ベースフレーム９１およびステージフレーム９２には、測定対象物Ｓの観察に用いる光を通過させるための開口が形成されている。

ステージ１４０の中央部にも開口が形成されている。ステージフレーム９２およびステージ１４０の開口が互いに重なるように、ステージフレーム９２の上面にステージ１４０が一体的に取り付けられる。さらに、ステージフレーム９２の上面にはステージ１４０とともにステージ駆動装置１４１が取り付けられる。

ステージ１４０上には、シャーレまたはプレパラート等を用いて測定対象物Ｓが載置される。測定対象物Ｓが載置されるステージ１４０上の平面を載置面と呼ぶ。本例では、載置面は水平面に平行に維持される。

以下の説明では、図２に矢印で示すように、載置面上で互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向と定義し、載置面に対して直交する方向をＺ方向と定義する。Ｘ方向は測定部１００の左右方向に相当し、Ｙ方向は測定部１００の前後方向に相当し、Ｚ方向は測定部１００の上下方向に相当する。ステージ１４０はＸ−Ｙステージであり、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能に構成される。ステージ駆動装置１４１は、制御基板１７０から与えられる信号に応答してステージ１４０をＸ方向およびＹ方向に移動させる。

本例においては、測定対象物Ｓは種々のタンパク質を含む生物標本である。蛍光観察を行う場合、測定対象物Ｓには特定のタンパク質に融合する蛍光試薬が塗布される。蛍光試薬は、例えばＧＦＰ（緑色蛍光タンパク質）、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄ（テキサスレッド）およびＤＡＰＩ（ジアミジノフェニルインドール）を含む。ＧＦＰは、波長４９０ｎｍ付近の光を吸収して波長５１０ｎｍ付近の光を放出する。Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄは、波長５９６ｎｍ付近の光を吸収して波長６２０ｎｍ付近の光を放出する。ＤＡＰＩは、波長３４５ｎｍ付近の光を吸収して波長４５５ｎｍ付近の光を放出する。

ベースフレーム９１の上面にパターン付与部１１０、フィルタユニット１５０およびレンズユニット１６０が取り付けられ、ベースフレーム９１の下方に受光部１２０が設けられる。

ベースフレーム９１上では、パターン付与部１１０の前方の位置にフィルタユニット１５０が配置される。アッパーフレーム９３の上面に透過光供給部１３０が取り付けられる。

図３は、測定部１００および測定光供給部３００における光路を示す模式図である。図３では、光路とともに測定部１００および測定光供給部３００の各構成要素の詳細が示される。図３においても、図２と同様に、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が矢印で示される。

図３に示すように、測定光供給部３００の投光部３２０は、測定光源３２１、減光機構３２２、遮光機構３２３および光コネクタ３２４を含む。光コネクタ３２４に導光部材３３０の一端が接続される。本例においては、導光部材３３０は液体ライトガイドである。導光部材３３０は、例えばガラスファイバまたは石英ファイバであってもよい。

測定光源３２１は、例えばメタルハライドランプである。測定光源３２１は、水銀ランプ、キセノンランプまたは白色ＬＥＤ（発光ダイオード）等の他の光源であってもよい。測定光源３２１は、測定対象物Ｓの蛍光観察用の光源として用いられる。以下、測定光源３２１により出射される光を測定光と呼ぶ。

遮光機構３２３は、例えばメカニカルシャッタである。遮光機構３２３は、測定光源３２１から出射された測定光の光路上に位置するように配置される。遮光機構３２３が導光状態である場合には、測定光が遮光機構３２３を通過し、導光部材３３０の一端に入射する。一方、遮光機構３２３が遮光状態である場合には、測定光は遮断され、導光部材３３０の一端に入射しない。遮光機構３２３は、測定光の通過および遮断を切り替え可能な光変調素子を含んでもよい。遮光機構３２３は、例えば測定対象物Ｓの蛍光観察が行われる場合に導光状態となり、測定対象物Ｓの透過観察が行われる場合に遮光状態となる。また、遮光機構３２３は、例えば後述する対物レンズおよびフィルタキューブの交換作業時および観察画像の処理中に遮光状態となる。

減光機構３２２は、互いに透過率が異なる複数のＮＤ（Neutral Density）フィルタ、または互いに開口率が異なる複数のメッシュを含む。減光機構３２２は、複数のＮＤフィルタのいずれかが遮光機構３２３を通過した測定光の光路上に位置するように配置される。測定光の光路上に位置するＮＤフィルタを選択的に切り替えることにより、減光機構３２２を通過する測定光の強度を調整することができる。減光機構３２２は、複数のＮＤフィルタに代えて、測定光の強度を調整可能な光変調素子を含んでもよい。

測定部１００のパターン付与部１１０は、内部筐体１０、導光部品支持ケース１１、投光レンズ１２、光コネクタ１１１、光変調素子１１２および複数（本例では２個）のミラー１１３を含む。

内部筐体１０は箱型形状を有する。内部筐体１０の前面部分に投光レンズ１２が設けられている。内部筐体１０の背面部分の内側に光変調素子１１２が取り付けられている。光変調素子１１２は投光レンズ１２の光軸上に位置する。内部筐体１０の下面部分に略円筒形状を有する導光部品支持ケース１１が取り付けられる。導光部品支持ケース１１の下端部は閉塞されている。導光部品支持ケース１１内に２個のミラー１１３および光コネクタ１１１が設けられている。

光コネクタ１１１は導光部品支持ケース１１の下端部近傍に設けられる。測定部１００の後方から背面部１０１ｂを通して光コネクタ１１１に導光部材３３０の他端が接続される。光コネクタ１１１は、蛍光観察時に導光部材３３０により導かれる測定光が測定部１００の後方から前方に向かって出射されるように導光部材３３０の他端を支持する。

光コネクタ１１１の前方に一方のミラー１１３がＸＹ平面に対して傾斜するように設けられる。また、一方のミラー１１３の上方に他方のミラー１１３がＸＹ平面に対して傾斜するように設けられる。この状態で、光変調素子１１２は、２個のミラー１１３の後方でかつ２個のミラー１１３よりも上方に位置する。光コネクタ１１１の他端から出射される測定光は、一方のミラー１１３により測定部１００の下方から上方に向かうように反射される。また、一方のミラー１１３により反射された測定光は、他方のミラー１１３により前方斜め下方から後方斜め上方に向かうように反射され、光変調素子１１２に入射する。

光変調素子１１２は、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）である。光変調素子１１２は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon：反射型液晶素子）であってもよい。本例では光変調素子１１２としてＤＭＤまたはＬＣＯＳ等の反射型デバイスが用いられる。これに限らず、光変調素子１１２としては、反射型デバイスに代えてＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の透過型デバイスを用いてもよい。

光変調素子１１２は、２次元状に配列された複数の画素により構成される。後述する受光部１２０のカメラ１２１の画素と区別するため、光変調素子１１２の画素を変調画素と呼ぶ。光変調素子１１２がＤＭＤである場合には、変調画素はマイクロミラーであり、光変調素子１１２がＬＣＯＳまたはＬＣＤである場合には、変調画素は液晶の画素である。

光変調素子１１２に入射した光は、後述するパターン生成部２１２により予め設定されたパターンおよび予め設定された強度（明るさ）に変換されるとともに測定部１００の後方から前方に向かうように反射される。光変調素子１１２で反射された測定光は、投光レンズ１２を通してフィルタユニット１５０に入射する。

フィルタユニット１５０は、複数のフィルタキューブ１５１、フィルタターレット１５２およびフィルタターレット駆動部１５３を含む。各フィルタキューブ１５１は、フレーム１５１ａ、励起フィルタ１５１ｂ、ダイクロイックミラー１５１ｃおよび吸収フィルタ１５１ｄを含む。フレーム１５１ａは、励起フィルタ１５１ｂ、ダイクロイックミラー１５１ｃおよび吸収フィルタ１５１ｄを支持する立方体状の部材である。

複数のフィルタキューブ１５１は、測定対象物Ｓの蛍光観察に用いられる複数種類の蛍光試薬にそれぞれ対応する。例えば、蛍光試薬として上記のＧＦＰ、Ｔｅｘａｓ ＲｅｄおよびＤＡＰＩが用いられる場合には、ＧＦＰ、Ｔｅｘａｓ ＲｅｄおよびＤＡＰＩにそれぞれ対応する３種類のフィルタキューブ１５１がフィルタユニット１５０に設けられる。

この場合、ＧＦＰに対応するフィルタキューブ１５１の励起フィルタ１５１ｂは波長４９０ｎｍ付近の光を通過させ、吸収フィルタ１５１ｄは波長５１０ｎｍ付近の光を通過させる。ダイクロイックミラー１５１ｃは、波長４９０ｎｍ付近の光を反射し、波長５１０ｎｍ付近の光を通過させる。

また、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄに対応するフィルタキューブ１５１の励起フィルタ１５１ｂは５９６ｎｍ付近の光を通過させ、吸収フィルタ１５１ｄは６２０ｎｍ付近の光を通過させる。ダイクロイックミラー１５１ｃは、波長５９６ｎｍ付近の光を反射し、波長６２０ｎｍ付近の光を通過させる。

さらに、ＤＡＰＩに対応するフィルタキューブ１５１の励起フィルタ１５１ｂは３４５ｎｍ付近の光を通過させ、吸収フィルタ１５１ｄは４５５ｎｍ付近の光を通過させる。ダイクロイックミラー１５１ｃは、波長３４５ｎｍ付近の光を反射し、波長４５５ｎｍ付近の光を通過させる。

フィルタターレット１５２は円板状を有する。フィルタターレット１５２には、その中心軸を基準として９０°の角度間隔で４個の貫通孔が設けられている。フィルタターレット１５２は、図２のベースフレーム９１上でフィルタターレット１５２の中心軸の周りで回転可能に支持される。フィルタターレット駆動部１５３がフィルタターレット１５２を駆動することによりフィルタターレット１５２が回転する。

複数のフィルタキューブ１５１の各々は、励起フィルタ１５１ｂがフィルタターレット１５２の中心軸と反対の方向に向かうようにかつ４個の貫通孔のうちのいずれかに重なるようにフィルタターレット１５２上に設けられる。

本実施の形態では、フィルタターレット１５２の３個の貫通孔に重なるように、上記の３種類の蛍光試薬にそれぞれ対応する３個のフィルタキューブ１５１がフィルタターレット１５２上に取り付けられる。

使用者は、蛍光観察時にフィルタターレット１５２を回転させることにより、所望のフィルタキューブ１５１を選択することができる。選択されたフィルタキューブ１５１は、測定光が励起フィルタ１５１ｂに入射するように、ステージ１４０上の測定対象物Ｓを通るＺ方向に平行な観察軸ＯＡ上に配置される。観察軸ＯＡはＺ方向に延びる受光部１２０の光軸である。励起フィルタ１５１ｂに測定光が入射すると、測定光のうち一部の波長領域の光が励起フィルタ１５１ｂを通過する。励起フィルタ１５１ｂを通過した光は、ダイクロイックミラー１５１ｃにより上方に向けて反射される。

上記のように、本実施の形態ではフィルタターレット１５２の３つの貫通孔に３つのフィルタキューブ１５１が取り付けられ、残り１つの貫通孔にフィルタキューブ１５１が取り付けられない。そのため、フィルタキューブ１５１が取り付けられない貫通孔を観察軸ＯＡ（測定光の光路）上に配置させることにより、フィルタキューブ１５１を用いない明視野観察を行うことが可能である。

レンズユニット１６０は、複数の対物レンズ１６１、レンズターレット１６２、焦点距離調整機構１６３、レンズ支持板１６３ｐ、レンズターレット駆動部１６４および焦点距離調整駆動部１６５を含む。複数の対物レンズ１６１は、互いに異なる倍率を有する。

焦点距離調整機構１６３が図２のベースフレーム９１上に取り付けられる。焦点距離調整機構１６３はレンズ支持板１６３ｐをＸＹ平面に平行かつＺ方向に移動可能に支持する。

レンズ支持板１６３ｐ上にレンズターレット１６２およびレンズターレット駆動部１６４が設けられる。レンズターレット１６２は、円板状を有する。レンズターレット１６２には、その中心軸を基準として６０°の角度間隔で６個の貫通孔が形成されている。レンズターレット１６２は、レンズターレット１６２の中心軸の周りで回転可能に支持される。レンズターレット駆動部１６４がレンズターレット１６２を駆動することによりレンズターレット１６２が回転する。

本実施の形態では、倍率が互いに異なる６個の対物レンズ１６１が、レンズターレット１６２の６個の貫通孔に重なるようにレンズターレット１６２上に取り付けられる。この状態で、６個の対物レンズ１６１は、ステージ１４０の下方かつフィルタユニット１５０の上方に位置する。

使用者は、レンズターレット１６２を回転させることにより、測定対象物Ｓの観察に用いる１つの対物レンズ１６１を選択することができる。選択された対物レンズ１６１は上記の観察軸ＯＡ上に配置される。

焦点距離調整駆動部１６５は、焦点距離調整機構１６３を駆動することによりレンズ支持板１６３ｐをＺ方向に移動させる。それにより、ステージ１４０上の測定対象物Ｓと選択された対物レンズ１６１との間のＺ方向における相対的な距離が調整される。

測定対象物Ｓの蛍光観察時には、フィルタキューブ１５１のダイクロイックミラー１５１ｃにより反射された測定光が、選択された対物レンズ１６１により集光されつつステージ１４０の開口を通過して測定対象物Ｓに照射される。測定対象物Ｓに測定光が照射されると、測定対象物Ｓに塗布された蛍光試薬から蛍光が放出される。測定対象物Ｓの下方に放出された蛍光は、選択された対物レンズ１６１とその対物レンズ１６１の下方に位置するフィルタキューブ１５１とベースフレーム９１に形成された開口とを通過し、受光部１２０に入射する。

図２のアッパーフレーム９３上に取り付けられる透過光供給部１３０は、固定部１３０Ａおよび揺動部１３０Ｂからなる。固定部１３０Ａは、透過光源１３１、絞り調整部１３２および透過光学系１３３を含み、アッパーフレーム９３（図２）の上面上に固定される。

透過光源１３１は、例えば白色ＬＥＤである。透過光源１３１は、ハロゲンランプ等の他の光源であってもよい。透過光源１３１は、測定対象物Ｓの透過観察用の光源として用いられる。以下、透過光源１３１から出射される光を透過光と呼ぶ。絞り調整部１３２は、絞りおよび位相差スリットを含み、測定対象物Ｓに照射される透過光の明るさを調整するためおよび透過光による位相差観察を行うために用いられる。透過光学系１３３は、リレーレンズを含み、透過光源１３１から出射される透過光を固定部１３０Ａの前方へ導く。リレーレンズは、絞り調整部１３２が含む絞りおよび位相差スリットとコンデンサレンズ１３５の前側焦点位置との間で共役関係が維持されるように配置される。

揺動部１３０Ｂは、ミラー１３４、コンデンサレンズ１３５および図示しない揺動機構を含む。揺動部１３０Ｂは、図２の上面蓋１０２が開かれた状態で、Ｘ方向に平行な軸を中心として揺動可能に構成される。それにより、揺動部１３０Ｂは、コンデンサレンズ１３５がＺ方向においてステージ１４０上の測定対象物Ｓに対向する正規位置とコンデンサレンズ１３５がＺ方向においてステージ１４０上の測定対象物Ｓに対向しない離間位置との間を移動する。

測定対象物Ｓの透過観察時には、使用者により揺動部１３０Ｂが手動で正規位置に移動される。揺動部１３０Ｂが正規位置にある状態で、固定部１３０Ａから前方に導かれる透過光がミラー１３４により下方に反射され、コンデンサレンズ１３５を通してステージ１４０上の測定対象物Ｓを透過する。

上記のように、フィルタユニット１５０においては、透過観察時にフィルタキューブ１５１が設けられていないフィルタターレット１５２の貫通孔が選択される。この場合、測定対象物Ｓを透過した透過光は、使用者により選択された対物レンズ１６１とフィルタターレット１５２の貫通孔とベースフレーム９１に形成された開口とを通して受光部１２０に入射する。

受光部１２０は、カメラ１２１、カラーフィルタ１２２および結像レンズ１２３を含む。カメラ１２１は、例えば撮像素子を含むＣＣＤ（電荷結合素子）カメラである。本実施の形態においては、カメラ１２１はデジタルズーム機能を有する。撮像素子は、例えばモノクロＣＣＤである。撮像素子は、カラーＣＣＤであってもよいし、ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の他の撮像素子であってもよい。撮像素子がカラーＣＣＤである場合には、受光部１２０にカラーフィルタ１２２は設けられない。

受光部１２０に入射した蛍光または透過光は、結像レンズ１２３により集光および結像された後、カメラ１２１により受光される。これにより、測定対象物Ｓの画像が得られる。カメラ１２１の撮像素子の各画素からは、受光量に対応するアナログの電気信号（以下、受光信号と呼ぶ）が制御基板１７０に出力される。

制御基板１７０には、図示しないＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）およびＦＩＦＯ（First In First Out）メモリが実装される。カメラ１２１から出力される受光信号は、ＰＣ２００による制御に基づいて、Ａ／Ｄ変換器により一定のサンプリング周期でサンプリングされるとともにデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号は、ＦＩＦＯメモリに順次蓄積される。ＦＩＦＯメモリに蓄積されたデジタル信号は画素データとして順次ＰＣ２００に転送される。

（２）顕微鏡撮像装置の制御系
図４は、図１の顕微鏡撮像装置５００の制御系を示すブロック図である。測定部１００においては、制御基板１７０は、ＰＣ２００から与えられる指令に応答してパターン付与部１１０、受光部１２０、透過光供給部１３０、ステージ駆動装置１４１、フィルタユニット１５０、レンズユニット１６０の動作を制御する。また、制御基板１７０は、上記のようにカメラ１２１（図３）から出力される受光信号に基づくデジタル信号をＰＣ２００に転送する。さらに、制御基板１７０は、ＰＣ２００からの指令に応答して測定光供給部３００の電源装置３１０および投光部３２０の動作を制御する。

ＰＣ２００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３０、記憶装置２４０および操作部２５０を含む。操作部２５０は、測定部１００の制御基板１７０に指令を与えるために使用者により操作可能に構成され、キーボードおよびポインティングデバイスを含む。ポインティングデバイスとしては、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。

表示部４００は、例えばＬＣＤパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。ＲＯＭ２２０には、システムプログラムが記憶される。ＲＡＭ２３０は、種々のデータを記憶するとともにＣＰＵ２１０の作業領域として機能する。記憶装置２４０は、ハードディスク等からなる。記憶装置２４０には、顕微鏡撮像装置５００の制御プログラムおよび画像処理プログラムが記憶される。また、記憶装置２４０は、測定部１００から与えられる画素データ等の種々のデータを保存するために用いられる。

図５は、ＣＰＵ２１０の構成を示すブロック図である。図５に示すように、ＣＰＵ２１０は、画像データ生成部２１１、パターン生成部２１２および制御部２１３を含む。画像データ生成部２１１は、上記の制御プログラムおよび画像処理プログラムを実行することにより、測定部１００から与えられる画素データに基づいて画像データを生成する。画像データは複数の画素データの集合である。

パターン生成部２１２は、図３の光変調素子１１２により出射される測定光のパターンとして、空間的な位相が所定量ずつ順次移動されつつ測定対象物Ｓに照射されるべきパターンを生成する。制御部２１３は、パターン生成部２１２により生成されたパターンに基づいて図２の制御基板１７０を介して光変調素子１１２を制御することにより、所定のパターンを有する測定光を測定対象物Ｓに照射しつつパターンの位相を移動させる。

また、制御部２１３は、制御基板１７０に指令を与えることにより制御基板１７０を介して受光部１２０、透過光供給部１３０、ステージ１４０、フィルタユニット１５０、レンズユニット１６０および投光部３２０の動作を制御する。さらに、制御部２１３は、生成した画像データにＲＡＭ２３０を用いて各種処理を行うとともに、画像データに基づく画像を表示部４００に表示させる。

（３）パターン付与部の機能
（ａ）空間的パターンの付与
図６は、測定対象物Ｓに測定光が照射される場合に測定対象物Ｓから放出される蛍光を表す模式図である。図６に示すように、対物レンズ１６１の焦点に測定対象物Ｓの観察対象部分ｓｐ１が配置される場合、対物レンズ１６１を通過する測定光は点線で示すように測定対象物Ｓの観察対象部分ｓｐ１に向かって集光される。それにより、測定対象物Ｓの観察対象部分ｓｐ１に蛍光試薬が存在すると、その観察対象部分ｓｐ１から蛍光が放出される。蛍光の一部が太い矢印で示すように対物レンズ１６１を通して受光部１２０（図３）に入射する。

対物レンズ１６１により測定対象物Ｓの観察対象部分ｓｐ１に測定光が集光される場合には、対物レンズ１６１の焦点から外れた位置に存在する蛍光試薬も測定光を受けることにより蛍光を放出する。図６の例では、観察対象部分ｓｐ１以外の部分ｓｐ２，ｓｐ３からも蛍光が放出される。部分ｓｐ２，ｓｐ３が対物レンズ１６１の被写界深度ＤＦから外れた位置にあると、それらの部分ｓｐ２，ｓｐ３から放出される蛍光が迷光として受光部１２０に入射する。

図７は、測定対象物Ｓにおける所定の観察範囲に均一な測定光を照射することにより得られる蛍光観察画像の一例を示す図である。上記の理由により、測定対象物Ｓにおける所定の観察範囲に均一に測定光を照射すると、図７に示すように、対物レンズ１６１の被写界深度ＤＦから外れた位置から放出される蛍光が迷光として受光部１２０に入射し、蛍光観察画像のコントラストを全体的に低下させる。

そこで、本例の測定部１００においては、コントラストの高い蛍光観察画像を得るためにパターン化された測定光を用いる蛍光観察が行われる。以下の説明では、均一な測定光を用いた蛍光観察を通常観察と呼び、パターン化された測定光を用いる蛍光観察をセクショニング観察と呼ぶ。

セクショニング観察では、所定パターンを有する測定光を測定対象物Ｓに照射しつつ所定パターンの空間的な位相を一定量ずつ移動させる。所定パターンを有する測定光は、例えばＸＹ平面上の一方向（例えばＹ方向）または二方向（例えばＸ方向およびＹ方向）において周期的に変化する強度を有する。以下、パターンを有する測定光をパターン測定光と呼ぶ。

パターン測定光のパターンおよびその位相は、光変調素子１１２により制御される。ここで、強度が所定の値以上のパターン測定光の部分を明部分と呼び、強度が所定の値より小さいパターン測定光の部分を暗部分と呼ぶ。

パターン測定光としては、例えば一方向（例えばＸ方向）に平行でかつ一方向に直交する他の方向（例えばＹ方向）に略等間隔で並ぶ複数の直線状の明部分を含むとともに複数の明部分の間に複数の直線状の暗部分を含む断面を有する縞状測定光を用いることができる。

図８は、セクショニング観察方法の一例を示す図である。セクショニング観察では、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、パターン測定光（本例では縞状測定光）の明部分が測定光の照射範囲の全体に少なくとも１回照射されるようにパターン測定光のパターンの位相が一定量ずつ移動される。また、パターンの位相が一定量移動されるごとに、測定対象物Ｓから放出される蛍光が検出される。これにより、測定対象物Ｓの複数の画像データが生成される。

以下、測定対象物Ｓにパターン測定光が照射された場合に得られる画像データをパターン画像データと呼ぶ。パターン画像データに基づく画像をパターン画像と呼ぶ。

各パターン画像データにおいて、パターン測定光の明部分に対応する画素データは高い値（輝度値）を有し、パターン測定光の暗部分に対応する画素データは低い値（輝度値）を有する。そのため、図８（ａ）〜（ｄ）に矢印で示すように、各パターン画像において、パターン測定光の明部分に対応する画素の部分は明るく、パターン測定光の暗部分に対応する画素の部分は暗い。

ここで、各パターン画像は、迷光の影響を受ける。迷光の影響が除去された画像データを得るために以下の処理が実行される。

まず、複数のパターン画像データから画素ごとに複数の画素データの値を用いて明暗差の度合いを表わす成分（以下、合焦成分と呼ぶ）を算出する。合焦成分を有する画素をつなぎ合わせることにより画像データを生成する。このようにして生成される画像データをセクショニング画像データと呼ぶ。セクショニング画像データに基づく画像をセクショニング画像と呼ぶ。

上記の縞状測定光を用いて生成されたパターン画像データにおいては、合焦成分は、例えば画素データの最大値（最大輝度値）と最小値（最小輝度値）との差、または画素データの値の標準偏差である。

本例では、各画素について、パターン測定光の明部分および暗部分が照射されたときのパターン画像データの画素データの差を合焦成分として算出する。算出された全画素についての合焦成分をつなぎ合せることにより、セクショニング画像データを生成する。各画素について、パターン測定光の暗部分が照射されたときのパターン画像データの画素データの値は、迷光の成分に相当する。したがって、迷光の影響が除去されたセクショニング画像データを得ることができる。その結果、図８（ｅ）に示すように、迷光の影響が除去されたコントラストの高い蛍光観察画像（セクショニング画像）を得ることができる。

以下の説明では、上記のセクショニング画像データおよびセクショニング画像に対して、通常観察において得られる画像データを通常画像データと呼び、通常画像データに基づく蛍光観察画像を通常画像と呼ぶ。

なお、パターン測定光としては、縞状測定光に代えて、例えばＸ方向に平行でかつＹ方向に強度が正弦波状に変化するパターンを含む断面を有する１次元正弦波状測定光を用いることもできる。あるいは、パターン測定光としては、縞状測定光に代えて、例えばＸ方向およびＹ方向に強度が正弦波状に変化するパターンを含む断面を有する２次元正弦波状測定光を用いることもできる。１次元正弦波状測定光または２次元正弦波状測定光を用いて生成されたパターン画像データにおいては、合焦成分は、例えば画素データの振幅（ピークトゥピーク）である。

あるいは、パターン測定光としては、縞状測定光に代えて、Ｘ方向およびＹ方向に略等間隔で並ぶ複数のドット状の明部分を含む断面を有するドット状測定光を用いることもできる。ドット状測定光を用いて生成されたパターン画像データにおいては、合焦成分は、例えば画素データの最大値（最大輝度値）と最小値（最小輝度値）との差、または画素データの値の標準偏差である。

本実施の形態においては、使用者は、図４の操作部２５０を用いてＲＯＩ（関心領域）を設定することができる。この場合、ＲＯＩに対応する測定対象物Ｓの部分にのみ測定光が照射され、他の部分に測定光が照射されないようにパターン付与部１１０が制御される。

ここで、カメラ１２１のデジタルズーム機能を使用する場合には、ＲＯＩを小さく設定することが多い。これにより、セクショニング画像データまたは通常画像データを高速に生成することができる。また、測定部１００が蛍光顕微鏡である場合には、測定光を測定対象物Ｓに照射することにより測定対象物Ｓの蛍光試薬が褪色する。また、測定対象物Ｓが生物標本である場合には、細胞の活性が低下する。そのため、必要最小限の部分のみに測定光を照射可能であることは有効である。

（ｂ）時間的パターンの付与
パターン付与部１１０の光変調素子１１２は、上記のように測定光に空間的なパターンを付与することに加えて、測定光に時間的なパターンを付与することができる。そのため、光変調素子１１２は、測定光の導光と遮光とを切り替える遮光素子として機能するとともに、表示部４００に表示される画像の明るさを調整する調光素子として機能する。

ここで、パターン付与部１１０による光の出射のタイミングは、受光部１２０による受光のタイミングと同期されている。ＣＰＵ２１０は、タイミング信号に基づいて、受光部１２０による受光のタイミングを制御するとともに、パターン付与部１１０の導光期間と遮光期間とを制御する。

図９は、時間的なパターンを有する測定光の例を示す図である。図１０は、図９の測定光を用いて生成される通常画像データに基づく通常画像の例を示す図である。図９（ａ）〜（ｄ）の横軸は時間を示し、縦軸は測定光の強度を示す。図１０（ａ）〜（ｄ）は、図９（ａ）〜（ｄ）の測定光を測定対象物Ｓに照射した際に生成される通常画像データに基づく通常画像をそれぞれ示す。

図９（ａ）の例においては、受光部１２０の受光期間に相当する一定期間Ｔｐの間、導光状態が維持される。この場合、図１０（ａ）に示すように、明るい通常画像を示す通常画像データが生成される。図９（ｂ）の例においては、一定期間Ｔｐの間、導光状態と遮光状態とが交互に繰り返される。期間Ｔｐにおいて、導光期間の合計と遮光期間の合計とは略等しい。この場合、図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）の通常画像よりも暗い通常画像を示す通常画像データが生成される。

図９（ｃ）の例においては、一定期間Ｔｐの間、導光状態と遮光状態とが交互に繰り返される。期間Ｔｐにおいて、導光期間の合計は、遮光期間の合計よりも短い。この場合、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ｂ）の通常画像よりも暗い通常画像を示す通常画像データが生成される。図９（ｄ）の例においては、一定期間Ｔｐの間、遮光状態が維持される。この場合、図１０（ｄ）に示すように、全体的に黒い通常画像を示す通常画像データが生成される。

このように、一定期間Ｔｐにおいて、導光期間の合計と遮光期間の合計との比（デューティ比）を制御することにより、通常画像の明るさを線形的に調整することができる。

図１１は、均一な測定光を用いて生成される通常画像データに基づく通常画像の例を示す図である。受光部１２０が均一な測定光を受光した場合でも、生成される通常画像データの複数の画素データの値は均一にならないことがある。これは、測定光の強度が本来的に一様でないこと、光学系の設計による測定対象物Ｓへの測定光の照射プロファイル（強度分布）が一様でないことまたは光学素子によるケラレ（周辺光量の低下）等が原因である。

そのため、図１１に示すように、通常画像の一部が明るくなるか、または画像の四隅の部分が暗くなるシェーディング現象が発生する。そこで、本実施の形態においては、通常画像の複数の画素の明るさが均一になるように光変調素子１１２の複数の変調画素の各々についてデューティ比が制御される。これにより、シェーディング現象が抑制された通常画像データを生成することができる。

また、図９（ａ）の導光状態と図９（ｄ）の遮光状態とを切り替えることにより、図３の遮光機構３２３を用いる場合よりも高速でかつ低振動で均一測定光の導光と遮光とを切り替えることができる。特に、測定部１００が蛍光顕微鏡である場合には、測定光を長時間測定対象物Ｓに照射することにより測定対象物Ｓの蛍光試薬が褪色する。そのため、測定光の投光と遮光とを高速で切り替え可能であることは有効である。また、受光部１２０の非露光時間内に測定対象物Ｓに測定光が照射されることが防止されるので、測定対象物Ｓの蛍光試薬の不必要な褪色を低減することができる。

一方、蛍光顕微鏡においては、測定対象物Ｓに塗布される種々の蛍光試薬から蛍光を放出させるため、測定光は紫外領域から近赤外領域までの広い帯域にわたる波長成分を含む。ここで、紫外領域または近赤外領域の波長成分を有する測定光が長時間光変調素子１１２に入射する場合、光変調素子１１２が損傷することがある。

図１２は、光変調素子１１２の一部を拡大した画像を示す図である。図１２の例においては、光変調素子１１２の損傷により、複数の変調画素の一部が欠陥画素となっている。そこで、本実施の形態においては、透過観察を行う場合または後述するプレビュー表示を行う場合等、比較的長時間に渡って測定光を遮光する場合には、遮光機構３２３により測定光が遮光される。これにより、光変調素子１１２の損傷を最小限にすることができる。

（４）内部筐体の構造
図３のパターン付与部１１０の内部筐体１０について説明する。図１３は、パターン付与部１１０の外観斜視図である。図１３では、内部筐体１０の一部を切り欠いた状態が示される。

図１３に示すように、内部筐体１０は、前面部２１、背面部２２、一側面部２３、他側面部２４、上面部２５および下面部２６からなる。前面部２１、背面部２２、一側面部２３、他側面部２４、上面部２５および下面部２６は、それぞれ矩形の板状部材であり、互いに連結されている。

前面部２１の中央部分に出射開口１０ａが形成されている。出射開口１０ａに投光レンズ１２が取り付けられている。下面部２６の中央部分に入射開口１０ｂが形成されている。下面部２６には、入射開口１０ｂを塞ぐように導光部品支持ケース１１が取り付けられている。図１３においては、図３の導光部材３３０を通して光変調素子１１２に入射する測定光が太い矢印Ｌ０で示される。

セクショニング観察時には、光変調素子１１２は、導光部材３３０から導かれる測定光を、図１３の太い矢印Ｌ１で示すように出射開口１０ａに向かって反射する。それにより、パターン測定光の明部分が生成される。また、光変調素子１１２は、導光部材３３０から導かれる測定光を、図１３の太い矢印Ｌ２で示すように出射開口１０ａから外れた位置に向かって反射する。それにより、パターン測定光の暗部分が生成される。出射開口１０ａから外れた位置に反射される光は不要な光となる。不要な光は、内部筐体１０の内面で反射することにより、出射開口１０ａから内部筐体１０の外部に直接出射されることが防止される。

この場合、不要な光が内部筐体１０の外部に漏れ出ることが抑制される。それにより、不要な光がステージ１４０および受光部１２０を含む空間に到達しない。したがって、不要な光が受光部１２０に入射することが防止され、迷光によるセクショニング画像のコントラストの低下が防止される。

また、上記のように、パターン付与部１１０においては、光変調素子１１２が内部筐体１０に収容された状態で、内部筐体１０の出射開口１０ａおよび入射開口１０ｂが投光レンズ１２および導光部品支持ケース１１によりそれぞれ閉塞される。そのため、仮に塵埃が外部筐体１０１内に進入しても、その塵埃が光変調素子１１２に付着することが防止される。それにより、塵埃が測定対象物Ｓのセクショニング画像および通常画像に現れることが防止される。

これらの結果、高い信頼性を有する測定対象物Ｓの画像を得ることができる。さらに、外部筐体１０１全体の防塵を行う必要がないので、測定部１００の大型化および高コスト化が抑制される。なお、上記のように、光変調素子１１２としては、ＤＭＤまたはＬＣＯＳ等の反射型デバイスに代えてＬＣＤ等の透過型デバイスを用いてもよい。

（５）測定対象物、対物レンズおよびフィルタキューブの交換作業
図１４は、測定対象物Ｓ、対物レンズ１６１およびフィルタキューブ１５１の交換作業時の測定部１００の状態を示す外観斜視図である。図１４（ａ）に示すように、測定部１００の外部筐体１０１には上部開口ＯＰ１が形成されている。外部筐体１０１の上面部１０１ｅの一部に、ヒンジ１０２Ｈ（図２）を介して上部開口ＯＰ１を開閉可能な上面蓋１０２が取り付けられている。

ステージ１４０上に載置される測定対象物Ｓの交換作業時には、図１４（ａ）に太い矢印で示すように上面蓋１０２が開かれる。その後、図１４（ｂ）に太い矢印で示すように、透過光供給部１３０の揺動部１３０Ｂが正規位置ｎｐ１から離間位置ｃｐ１に手動で揺動される。これにより、使用者は、測定部１００の前方から上部開口ＯＰ１を通して測定対象物Ｓの交換作業を容易に行うことができる。

固定部１３０Ａの近傍には揺動部検出器ｓ１が設けられる。揺動部検出器ｓ１は、例えば磁石およびホール素子を含む磁気センサであり、揺動部１３０Ｂが正規位置ｎｐ１にあるか否かを検出し、検出結果を制御基板１７０（図２）に与える。制御基板１７０は、揺動部１３０Ｂが正規位置ｎｐ１にない場合、投光部３２０（図３）の遮光機構３２３（図３）を遮光状態にするとともに、電源装置３１０から透過光源１３１（図３）への電力の供給を停止する。それにより、ステージ１４０に測定光が照射されることおよび固定部１３０Ａから測定部１００の前方に透過光が出射されることが防止される。

なお、制御基板１７０は、揺動部１３０Ｂが正規位置ｎｐ１にない場合に、遮光機構３２３（図３）を遮光状態にする代わりに、パターン付与部１１０の光変調素子１１２を制御することにより、ステージ１４０に向かって測定光が照射されることを防止してもよい。

外部筐体１０１にはさらに前部開口ＯＰ２が形成されている。外部筐体１０１の前面部１０１ａの一部に、ヒンジ１０３Ｈ（図２）を介して前部開口ＯＰ２を開閉可能な前面蓋１０３が取り付けられている。

図３のレンズターレット１６２に取り付けられる対物レンズ１６１の交換作業時には、図１４（ａ）に太い点線の矢印で示すように前面蓋１０３が手動で開かれる。また、図３のフィルタターレット１５２に取り付けられるフィルタキューブ１５１の交換作業時にも、前面蓋１０３が手動で開かれる。これらの場合、使用者は、測定部１００の前方から前部開口ＯＰ２を通して対物レンズ１６１およびフィルタキューブ１５１の交換作業を容易に行うことができる。

前面蓋１０３の近傍には前面蓋検出器ｓ２が設けられる。前面蓋検出器ｓ２は、例えば磁石およびホール素子を含む磁気センサであり、前面蓋１０３の開閉状態を検出し、検出結果を制御基板１７０に与える。制御基板１７０は、検出結果に基づいて前面蓋１０３が閉状態から開状態に切り替えられる際に、投光部３２０（図３）の遮光機構３２３（図３）を導光状態から遮光状態に切り替える。また、制御基板１７０は、電源装置３１０から透過光源１３１（図３）への電力の供給を停止する。それにより、パターン付与部１１０（図３）からフィルタユニット１５０に向かって測定光が出射されることおよび透過光供給部１３０（図３）からフィルタユニット１５０に透過光が出射されることが防止される。

なお、制御基板１７０は、前面蓋１０３が閉状態から開状態に切り替えられる際に、遮光機構３２３（図３）を遮光状態にする代わりに、パターン付与部１１０の光変調素子１１２を制御することによりフィルタユニット１５０に向かって測定光が出射されることを防止してもよい。

このように、測定光および透過光が外部筐体１０１の外部に漏れ出ることが防止される。したがって、使用者の目に測定光および透過光が入射することが防止される。

上面蓋１０２および前面蓋１０３が使用者により手動で閉じられる。この場合、外部筐体１０１の外部からステージ１４０上の測定対象物Ｓおよび受光部１２０に光が入射することが防止される。それにより、上記のようにステージ１４０の載置面に載置された測定対象物Ｓおよび受光部１２０を含む空間が暗室状態になる。したがって、蛍光観察時には測定対象物Ｓから放出される蛍光のみを受光部１２０に入射させることができる。

（６）表示部の表示内容
図２の透過光供給部１３０から出射された透過光が測定対象物Ｓを透過して受光部１２０により受光されることにより、測定対象物Ｓの画像データが生成される。以下、透過光を用いて生成される測定対象物Ｓの画像データを透過画像データと呼ぶ。透過画像データに基づく画像を透過画像と呼ぶ。

図１５は、表示部４００の表示例を示す図である。図１５に示すように、表示部４００には画像表示領域４１０および設定表示領域４２０が並ぶように設けられる。画像表示領域４１０には、パターン画像、セクショニング画像、通常画像または透過画像等の種々の画像が表示される。具体的には、画像表示領域４１０は、通常表示とプレビュー表示とを選択的にまたは同時に実行可能に構成される。

通常表示は、既に生成された画像データに基づいてパターン画像、セクショニング画像、通常画像または全焦点画像等を表示する方式である。通常表示においては、既に生成された画像データに基づいて、画像表示領域４１０に複数の画像を重畳表示することができる。

プレビュー表示は、測定条件が変更された際に生成される画像データに基づくパターン画像またはセクショニング画像を表示する方式である。ここで、測定条件は、測定光のパターンの種類、撮像回数、パターン測定光の位相の移動量、パターン測定光の明部分および暗部分の幅、ならびにパターン測定光の位相の空間周期を含む。撮像回数は、パターン画像データの生成回数である。

また、測定条件は、受光部１２０の視野、受光部１２０の露光時間、受光部１２０のゲイン、画像データにおけるビニング数および蛍光（測定光）の強度を含む。ビニング数は、複数の画素データを擬似的に結合させて１つの画素データとして扱うビニング処理において結合される画素データの数である。

プレビュー表示においては、測定条件が変更された場合のみ、測定対象物Ｓに再度測定光が照射される。例えば、パターンの種類、パターン測定光の位相の移動量、明部分の幅もしくは位相の空間周期、受光部１２０の露光時間またはビニング数等が変更された場合、測定対象物Ｓに再度測定光が照射される。あるいは、カメラ１２１のデジタルズーム機能が操作された場合、またはステージ１４０、フィルタユニット１５０もしくはレンズユニット１６０が操作された場合、測定対象物Ｓに再度測定光が照射される。

これにより、受光される蛍光に基づいてパターン画像またはセクショニング画像データが生成される。その結果、画像表示領域４１０に表示されるパターン画像またはセクショニング画像が更新される。

一方、測定条件が変更されない場合には、測定対象物Ｓに再度測定光を照射する必要がないので、ＣＰＵ２１０は、光変調素子１１２を制御することにより、測定対象物Ｓへの測定光の照射を遮断する。これにより、測定対象物Ｓに測定光が照射され続けることによる蛍光試薬の不必要な褪色を低減することができる。

本実施の形態においては、測定対象物Ｓへの測定光の照射と照射の遮断とを光変調素子１１２により高速に切り替えることができる。したがって、複数のパターン画像データを高速で生成することができる。これにより、複数のパターン画像データにより生成されるセクショニング画像データを高速で生成することができる。その結果、測定条件が変更された際のセクショニング画像を高い応答性でプレビュー表示することができる。

プレビュー表示においては、例えばビニング数を大きくしてパターン画像データを生成するように設定されていてもよい。この場合、パターン画像データおよびセクショニング画像データをより高速に生成することができる。これにより、プレビュー表示において、パターン画像またはセクショニング画像をより高速に表示することができる。使用者は、プレビュー表示されたパターン画像またはセクショニング画像を見ながら、適切な測定条件を容易にかつ短時間で選択することができる。

測定対象物Ｓへの測定光の遮断は、光変調素子１１２が遮光状態になることにより高速で行われるが、これに代えて図４の投光部３２０の遮光機構３２３が遮光状態になることにより行われてもよい。あるいは、光変調素子１１２が遮光状態である場合において、一定時間が経過したときには、遮光機構３２３が遮光状態になってもよい。これにより、光変調素子１１２の損傷を最小限にすることができる。次に測定条件が変更された場合には、光変調素子１１２および遮光機構３２３が導光状態となることにより、測定対象物Ｓへの測定光の照射が行われる。

また、画像表示領域４１０にパターン画像を表示させる場合には、ＣＰＵ２１０は、測定条件が変更されるたびに、パターンの位相が一定量だけ移動された測定光が測定対象物Ｓに照射されるように光変調素子１１２を制御する。この場合、測定対象物Ｓの特定の部分にのみ測定光が照射されることが防止される。これにより、測定対象物Ｓの特定の部分における蛍光試薬のみが褪色することが防止される。

使用者は、例えば以下の手順で測定対象物Ｓの観察を行う。複数の蛍光試薬が塗布された測定対象物Ｓがステージ１４０上に載置された状態で、使用者はまず測定対象物Ｓの透過観察を行う。それにより、使用者は、測定対象物Ｓの形状を確認し、蛍光観察を行うための種々の測定条件を設定する。

その後、使用者は、セクショニング観察または通常観察を行う。セクショニング観察または通常観察が開始されることにより、図３の遮光機構３２３が導光状態で維持され、測定対象物Ｓに測定光が照射される。

測定条件が変更されない場合には、長時間に渡って測定対象物Ｓに測定光が照射される必要はない。そこで、制御基板１７０は、セクショニング画像データまたは通常画像データが生成された後、所定期間継続して測定条件が変更されない場合に、パターン付与部１１０の光変調素子１１２を制御することにより、測定対象物Ｓへの測定光の照射を遮断する。それにより、測定対象物Ｓに測定光が照射され続けることによる蛍光試薬の不必要な褪色を低減することができる。

その後、使用者は、セクショニング観察または通常観察により得られたセクショニング画像データまたは通常画像データの解析を行う。セクショニング画像データまたは通常画像データの解析が開始されることにより、図３の遮光機構３２３が導光状態から遮光状態に切り替わり、光変調素子１１２への測定光の入射が停止される。

上記のように、図３の遮光機構３２３は、セクショニング画像データまたは通常画像データの解析中、もしくは透過観察時に遮光状態で維持される。それにより、測定光が入射することによる光変調素子１１２の劣化が抑制され、光変調素子１１２の長寿命化が実現される。

図１６〜図１９は、図１５の画像表示領域４１０に表示される観察画像の例を示す図である。図１６（ａ）にＧＦＰの吸収波長を有する測定光を測定対象物Ｓに照射した場合のセクショニング画像の例が示され、図１６（ｂ）にＴｅｘａｓ Ｒｅｄの吸収波長を有する測定光を測定対象物Ｓに照射した場合のセクショニング画像の例が示される。また、図１７（ａ）にＤＡＰＩの吸収波長を有する測定光を測定対象物Ｓに照射した場合の通常画像の例が示され、図１７（ｂ）に透過光を用いた位相差観察により得られる透過画像の例が示される。

図１５のマルチ撮影ボタン４５２が操作されることにより、例えば図１６（ａ），（ｂ）および図１７（ａ），（ｂ）の画像のうち２以上の画像が重畳された画像が画像表示領域４１０に表示される。

図１８（ａ）の例では、図１６（ａ），（ｂ）のセクショニング画像が重畳表示される。図１８（ｂ）の例では、図１８（ａ）の画像にさらに図１７（ｂ）の透過画像が重畳表示される。図１９の例では、図１８（ｂ）の画像にさらに図１７（ａ）の通常画像が重畳表示される。

測定対象物Ｓが生物標本である場合には、測定対象物Ｓの細胞の形状を観察する際に、セクショニング画像と透過画像（例えば位相差観察された画像）とを重畳表示することが有効である。これにより、使用者は、タンパク質の組成により特定の波長を有する光を照射した場合のみ蛍光が発生する測定対象物Ｓの部分を容易に認識することができる。その結果、細胞中の核、細胞膜またはＤＮＡ（デオキシリボ核酸）等を容易に識別することができる。

（７）測定部の動作
図１５の設定表示領域４２０には、例えば、フィルタ選択欄４３０、測定条件設定欄４４０、撮影解析欄４５０および撮影種別選択欄４９０が表示される。また、設定表示領域４２０には、複数のタブが表示される。複数のタブは、焦点位置調整タブ４７０を含む。使用者は、図４のＰＣ２００の操作部２５０を用いて表示部４００に表示されたＧＵＩ（Graphical User Interface）を操作することにより、図４のＣＰＵ２１０および制御基板１７０に各種指令を与えることができる。

フィルタ選択欄４３０には、複数（本例では３個）のフィルタ選択ボタン４３１，４３２，４３３，４３４が表示される。３個のフィルタ選択ボタン４３１〜４３３は、フィルタターレット１５２に設けられる３個のフィルタキューブ１５１にそれぞれ対応し、フィルタ選択ボタン４３４はフィルタキューブ１５１が設けられないフィルタターレット１５２の貫通孔に対応する。

フィルタ選択ボタン４３１〜４３４のいずれかが使用者により選択される。制御基板１７０は、選択されたフィルタ選択ボタンに対応するフィルタキューブ１５１またはフィルタターレット１５２の貫通孔が図３の観察軸ＯＡ（受光部１２０の光軸）上に位置するように図３のフィルタターレット駆動部１５３を駆動する。このように、使用者は図４の操作部２５０を操作することにより、外部筐体１０１の外部から容易かつ短時間でフィルタキューブ１５１の切り替えを行うことができる。

また、制御基板１７０は、フィルタ選択ボタン４３１〜４３３のいずれかが使用者により選択された場合に、測定対象物Ｓに測定光が照射されかつ測定対象物Ｓに透過光が照射されないようにパターン付与部１１０、透過光供給部１３０および投光部３２０を制御する。さらに、制御基板１７０は、フィルタ選択ボタン４３４が使用者により選択された場合に、測定対象物Ｓに透過光が照射されかつ測定対象物Ｓに測定光が照射されないようにパターン付与部１１０、透過光供給部１３０および投光部３２０を制御する。

測定条件設定欄４４０には、セクショニング観察ボタン４４１、通常観察ボタン４４２および測定条件を設定するための複数の設定ボタンが表示される。複数の設定ボタンは、例えば、測定光に付与されるパターンの形状を設定するためのボタンおよび露光時間を設定するためのボタンを含む。

３個のフィルタ選択ボタン４３１〜４３３のうちいずれかが選択された状態で、セクショニング観察ボタン４４１が使用者により操作される。この場合、制御基板１７０は、ＰＣ２００からの指令に応答して、測定光にパターンを付与するように光変調素子１１２を制御する。それにより、測定対象物Ｓにパターン測定光が照射される。一方、３個のフィルタ選択ボタン４３１〜４３３のうちいずれかが選択された状態で、通常観察ボタン４４２が使用者により操作される。この場合、制御基板１７０は、ＰＣ２００からの指令に応答して、測定光にパターンを付与しないように光変調素子１１２を制御する。

それにより、測定対象物Ｓに均一な測定光が照射される。このように、使用者は図４の操作部２５０を操作することにより、外部筐体１０１の外部から容易かつ短時間でセクショニング観察と通常観察との切り替えを行うことができる。パターン測定光と均一な測定光とを共通の光路を通して測定対象物Ｓに照射することができる。

複数のタブのうち焦点位置調整タブ４７０が選択された状態で、設定表示領域４２０に対物レンズ選択欄４７１、焦点位置調整欄４７２およびステージ位置調整欄４７３が表示される。

対物レンズ選択欄４７１には、複数（本例では６個）の対物レンズ選択ボタン４７１ａ，４７１ｂ，４７１ｃ，４７１ｄ，４７１ｅ，４７１ｆが表示される。６個の対物レンズ選択ボタン４７１ａ〜４７１ｅは、６個の対物レンズ１６１にそれぞれ対応する。

対物レンズ選択ボタン４７１ａ〜４７１ｆのいずれかが使用者により選択される。制御基板１７０は、選択された対物レンズ選択ボタン４７１ａ〜４７１ｆに対応する対物レンズ１６１が観察軸ＯＡ上に位置するようにレンズターレット駆動部１６４を駆動する。このように、使用者は図４の操作部２５０を操作することにより、外部筐体１０１の外部から容易かつ短時間で対物レンズ１６１の切り替えを行うことができる。

焦点位置調整欄４７２には、焦点位置調整バー４７２ａ、初期距離ボタン４７２ｂおよびオートフォーカスボタン４７２ｃが表示される。焦点位置調整バー４７２ａは、上下方向に移動可能なスライダを有する。焦点位置調整バー４７２ａのスライダの位置は、測定対象物Ｓと対物レンズ１６１との間の距離に相当する。

焦点位置調整バー４７２ａのスライダが移動されることにより、測定対象物Ｓと対物レンズ１６１との間の距離が調整される。制御基板１７０は、測定対象物Ｓと対物レンズ１６１との間の距離がスライダにより調整された距離になるように図３の焦点距離調整駆動部１６５を制御する。

初期距離ボタン４７２ｂが操作された場合、制御基板１７０は、測定対象物Ｓと対物レンズ１６１との間の距離が初期条件として予め設定された距離になるように焦点距離調整駆動部１６５を制御する。オートフォーカスボタン４７２ｃが操作された場合、制御基板１７０は、測定対象物Ｓに対物レンズ１６１の焦点が合うように焦点距離調整駆動部１６５を制御する。

このように、使用者は図４の操作部２５０を操作することにより、外部筐体１０１の外部から容易かつ短時間で測定対象物Ｓと対物レンズ１６１との間の距離を調整することができる。

ステージ位置調整欄４７３には、ステージ移動ボタン４７３ａ，４７３ｂ，４７３ｃ，４７３ｄおよび初期位置ボタン４７３ｅが表示される。ステージ移動ボタン４７３ａ，４７３ｂが操作された場合、制御基板１７０は、ステージ１４０がＸ方向上の一方向および反対方向にそれぞれ移動するようにステージ駆動部を制御する。

ステージ移動ボタン４７３ｃ，４７３ｄが操作された場合、制御基板１７０は、ステージ１４０がＹ方向上の一方向および反対方向にそれぞれ移動するように図４のステージ駆動装置１４１を制御する。初期位置ボタン４７３ｅが操作された場合、制御基板１７０は、測定対象物Ｓの位置が初期条件として予め設定された位置に移動するようにステージ駆動装置１４１を制御する。

このように、使用者は図４の操作部２５０を操作することにより、外部筐体１０１の外部から容易かつ短時間でステージ１４０上の測定対象物ＳをＸ方向およびＹ方向に移動させて観察範囲を調整することができる。

撮影解析欄４５０には、シングル撮影ボタン４５１、マルチ撮影ボタン４５２および解析ボタン４５３が表示される。シングル撮影ボタン４５１が使用者により操作される。この場合、制御基板１７０は、現在選択されているフィルタキューブ１５１を通る測定光またはフィルタターレット１５２の貫通孔を通る透過光を測定対象物Ｓに照射させるとともに、カメラ１２１から出力される受光信号に基づく画素データをＰＣ２００に転送する。それにより、ＰＣ２００において、複数の画素データに基づく画像データが生成され、生成された画像データが記憶装置２４０に記憶される。また、生成された画像データに基づく画像が画像表示領域４１０に表示される。

一方、マルチ撮影ボタン４５２が使用者により操作される。この場合、制御基板１７０は、フィルタターレット駆動部１５３を制御することによりフィルタキューブ１５１の切り替えを行いつつ測定光または透過光を測定対象物Ｓに照射させる。また、制御基板１７０は、フィルタキューブ１５１が切り替えられるごとに、カメラ１２１から出力される受光信号に基づく画素データをＰＣ２００に転送する。

それにより、ＰＣ２００において、複数のフィルタキューブ１５１にそれぞれ対応する画像データおよび透過観察により得られる画像データが生成され、生成された複数の画像データが記憶装置２４０に記憶される。また、生成された複数の画像データが重畳されることにより、複数種類の蛍光観察画像および透過観察画像が重畳された画像が画像表示領域４１０に表示される。

マルチ撮影ボタン４５２の操作時には、複数の観察チャンネルが設定される。使用者は、図示しない操作ボタンにより各観察チャンネルにおける観察方法を指定する。例えば、４つの観察チャンネルが設定される場合に、使用者は１番目の観察チャンネルにＧＦＰを用いたセクショニング観察を設定する。また、使用者は２番目の観察チャンネルにＴｅｘａｓ Ｒｅｄを用いたセクショニング観察を設定する。さらに、使用者は、３番目および４番目の観察チャンネルにそれぞれＤＡＰＩを用いた通常観察および透過光による位相差観察を設定する。

この場合、フィルタキューブ１５１が切り替えられることにより、ＧＦＰによるセクショニング観察、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄによるセクショニング観察、ＤＡＰＩによる通常観察および透過光による位相差観察がこの順で自動的に切り替えられる。また、生成された２つのセクショニング画像データ、通常画像データおよび透過画像データが重畳され、２つのセクショニング画像、通常画像および透過画像が画像表示領域４１０上に重畳表示される。

解析ボタン４５３が使用者により操作される。この場合、ＰＣ２００において、例えば図４の記憶装置２４０に記憶される画像データの解析処理が実行される。このとき、制御基板１７０は、投光部３２０（図３）の遮光機構３２３（図３）を導光状態から遮光状態に切り替える。それにより、パターン付与部１１０（図３）からフィルタユニット１５０に向かって測定光が出射されることが防止される。したがって、画像データの解析中に、測定対象物Ｓに測定光が照射され続けることによる蛍光試薬の不必要な褪色を低減することができる。

なお、制御基板１７０は、画像データの解析時に投光部３２０（図２）の遮光機構３２３（図３）を導光状態から遮光状態に切り替える代わりに、パターン付与部１１０からフィルタユニット１５０に測定光が出射されないように、光変調素子１１２を制御してもよい。または、制御基板１７０は、測定光源３２１の電源を一時的に遮断してもよい。

撮影種別選択欄４９０には、Ｚスタック撮影ボタン４９１、連結撮影ボタン４９２および全焦点撮影ボタン４９３が表示される。

Ｚスタック撮影ボタン４９１が使用者により操作される。この場合、制御基板１７０は、例えば図３の焦点距離調整駆動部１６５を制御することにより、選択されている対物レンズ１６１と測定対象物Ｓとの距離を変化させつつ受光部１２０の出力に基づく画素データをＰＣ２００に転送する。それにより、ＰＣ２００においては、対物レンズ１６１の焦点の各位置で画像データが生成される。生成された複数の画像データは、例えば図４の記憶装置２４０に記憶される。

このようにして、使用者は、測定対象物Ｓが立体的な構造を有する場合に、測定対象物Ｓの複数の部分に対物レンズ１６１の焦点が位置する状態で観察される複数のセクショニング画像、通常画像または透過画像を得ることができる。

連結撮影ボタン４９２が使用者により操作される。この場合、制御基板１７０は、例えば図４のステージ駆動装置１４１を制御することにより、受光部１２０による測定対象物Ｓの観察範囲をＸ方向またはＹ方向に移動させる。また、測定対象物Ｓの観察範囲が所定量移動するごとに受光部１２０の出力に基づく画素データをＰＣ２００に転送する。それにより、ＰＣ２００においては、互いに異なる複数の観察範囲に対応する複数の画像データが生成される。生成された複数の画像データが互いに連結される。連結された画像データが図４の記憶装置２４０に記憶される。それにより、使用者は、広い範囲に渡って高倍率の蛍光観察画像または透過画像を得ることができる。

全焦点撮影ボタン４９３が使用者により操作される。この場合、制御基板１７０は、Ｚスタック撮影ボタン４９１が操作された場合と同様に、選択されている対物レンズ１６１と測定対象物Ｓとの距離を変化させつつ受光部１２０の出力に基づく画素データをＰＣ２００に転送する。それにより、ＰＣ２００においては、対物レンズ１６１の焦点の各位置で画像データが生成される。

測定対象物Ｓが立体的な構造を有する場合、測定対象物Ｓの一部に対物レンズ１６１の焦点が合っていても、測定対象物Ｓの他の部分に対物レンズ１６１の焦点が合っていない。したがって、ある焦点位置における画像データのうち一部の画素データは測定対象物Ｓの部分に焦点が合った状態で得られ、他の部分の画素データは測定対象物Ｓの部分に焦点が合っていない状態で得られる。以下、測定対象物Ｓの一部に焦点が合った状態で得られる画素データを合焦点画素データと呼ぶ。

複数の焦点位置で得られた複数の画像データのうち、合焦点画素データが合成されることにより、測定対象物Ｓの全体に焦点が合った状態で得られる画像データが生成される。以下、測定対象物Ｓの全体に焦点が合った状態で得られる画像データを全焦点画像データと呼ぶ。全焦点画像データに基づく画像を全焦点画像と呼ぶ。生成された全焦点画像データが図４の記憶装置２４０に記憶される。

上記のように、使用者は、測定対象物Ｓが立体的な構造を有する場合に、測定対象物Ｓの複数の部分にそれぞれ対物レンズ１６１の焦点が合った全焦点画像を得ることができる。

（８）効果
本実施の形態に係る顕微鏡撮像装置５００においては、セクショニング観察と通常観察とが切り替え可能である。セクショニング観察時には、投光部３２０により出射された光からパターン測定光が光変調素子１１２により生成され、通常観察時には、投光部３２０により出射された光から均一な測定光が光変調素子１１２により生成される。

セクショニング観察時には、光変調素子１１２により生成されたパターン測定光が投光レンズ１２、フィルタキューブ１５１および対物レンズ１６１からなる投光光学系を通って測定対象物Ｓに照射される。また、通常観察時には、光変調素子１１２により生成された均一な測定光が投光レンズ１２、フィルタキューブ１５１および対物レンズ１６１からなる投光光学系を通って測定対象物Ｓに照射される。このように、パターン測定光および均一な測定光は、共通の光路を通して測定対象物Ｓに照射される。

受光部１２０により測定対象物Ｓからの光が受光され、受光量を示す受光信号が出力される。セクショニング観察時には、生成されたパターンの空間的な位相が光変調素子１１２により所定量ずつ測定対象物Ｓ上で順次移動される。また、受光部１２０から出力される受光信号に基づいてパターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物Ｓの画像を示すセクショニング画像データが生成される。通常観察時には、受光部１２０から出力される受光信号に基づいて測定対象物Ｓの画像を示す通常画像データが生成される。

この場合、光変調素子１１２によりパターン測定光および均一な測定光が選択的に生成されるので、パターン測定光および均一な測定光をそれぞれ生成するための複数の投光部を顕微鏡撮像装置５００に設ける必要がない。また、パターン測定光および均一な測定光は共通の光路を通るので、共通の投光レンズ１２、フィルタキューブ１５１および対物レンズ１６１を用いてパターン測定光および均一な測定光を測定対象物Ｓに照射することができる。

さらに、パターン測定光および均一な測定光の光軸を合わせることなく、パターン測定光の照射中心および照射範囲と均一な測定光の照射中心および照射範囲とをそれぞれ一致させることができる。これらの結果、顕微鏡撮像装置５００を小型化および軽量化しつつ撮像方式を容易に切り替えることが可能になる。

（９）変形例
（ａ）第１の変形例
内部筐体１０内には、光変調素子１１２に加えて、他の光学部材が設けられてもよい。また、導光部品支持ケース１１内には、２つのミラー１１３に加えてまたは２つのミラー１１３に代えて、他の光学部材が設けられてもよい。図２０は、第１の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００の構成を示すブロック図である。

図２０においては、ＰＣ２００および表示部４００の図示を省略している。また、測定部１００においては、受光部１２０、透過光供給部１３０、ステージ１４０、フィルタユニット１５０およびレンズユニット１６０の図示は省略している。さらに、測定光供給部３００においては、電源装置３１０および投光部３２０の減光機構３２２の図示を省略している。後述する図２１〜図２６においても同様である。

図２０に示すように、第１の変形例では、内部筐体１０内に図３の光変調素子１１２に加えて光学部材１１４が設けられる。光学部材１１４は、例えばコレクタレンズ、リレーレンズ、絞り、ミラー、測定光の強度を調整するための光変調素子および減光機構のうち少なくとも１つを含む。また、導光部品支持ケース１１内に図３のミラー１１３に代えて光学部材１１５が設けられる。光学部材１１５は、例えばコレクタレンズ、リレーレンズ、絞り、測定光の強度を調整するための光変調素子および減光機構のうち少なくとも１つを含む。

測定光供給部３００の投光部３２０（図３）には、光学部材３２５がさらに設けられる。光学部材３２５は、例えばコレクタレンズ、ミラーならびに測定光の強度を調整するための光変調素子および減光機構のうち少なくとも１つを含む。

本例では、測定光源３２１から出射された測定光は、遮光機構３２３および光学部材３２５を通過して導光部材３３０の一端に入射する。導光部材３３０の他端から出射された測定光は、光学部材１１５を通過して光変調素子１１２に入射する。光変調素子１１２に入射した測定光は、予め設定された強度に変換されるとともに、反射される。光変調素子１１２で反射された測定光は、光学部材１１４および投光レンズ１２を通過して図３のフィルタユニット１５０に入射する。

本例においても、光変調素子１１２により生成されるパターン測定光と均一な測定光とが共通の光路を通して測定対象物Ｓに照射されるので、上記の実施の形態における効果と同様の効果を得ることができる。

（ｂ）上記の実施の形態では、投光部３２０が測定部１００とは分離して設けられる。これに限らず、投光部３２０が測定部１００に設けられてもよい。図２１は、第２の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００の構成を示すブロック図である。第２の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００について、第１の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００と異なる点を説明する。

図２１に示すように、第２の変形例では、図３の測定光源３２１および遮光機構３２３が測定部１００に設けられる。遮光機構３２３は、内部筐体１０内において、光学部材１１５と光変調素子１１２との間に配置される。測定光源３２１から出射された測定光は、光学部材１１５および遮光機構３２３を通過して光変調素子１１２に入射する。光変調素子１１２に入射した光は、予め設定された強度に変換されるとともに反射される。光変調素子１１２で反射された測定光は、光学部材１１４および投光レンズ１２を通過して図３のフィルタユニット１５０に入射する。

このように、遮光機構３２３は、測定光源３２１から光変調素子１１２への光路上であれば、いずれの位置に配置されてもよい。したがって、遮光機構３２３は、光学部材１１５と光変調素子１１２との間ではなく、図２１に点線で示すように測定光源３２１と光学部材１１５との間に配置されてもよい。これにより、比較的長時間に渡って測定光を遮光する場合には、遮光機構３２３により測定光が遮光されるので、光変調素子１１２の損傷を最小限にすることができる。

（ｃ）上記の実施の形態では、測定部１００に設けられた制御基板１７０が遮光機構３２３の導光状態と遮光状態とを切り替えるが、これに限定されない。図２２は、第３の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００の構成を示すブロック図である。第３の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００について、第１の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００と異なる点を説明する。

図２２に示すように、第３の変形例では、測定光供給部３００に制御基板３５０が設けられる。制御基板１７０と制御基板３５０とは図１の配線ＷＲ２の信号線により接続される。制御基板３５０は、制御基板１７０を介して図４のＣＰＵ２１０による制御に基づいて遮光機構３２３の導光状態と遮光状態とを切り替える。制御基板３５０は、制御基板１７０を介さずにＣＰＵ２１０による制御に基づいて遮光機構３２３の導光状態と遮光状態とを切り替えてもよい。

制御基板１７０に設けられる図示しないＣＰＵが、測定光供給部３００の状態に基づいて遮光機構３２３の導光状態と遮光状態とを切り替えてもよい。例えば、制御基板１７０のＣＰＵが、上面蓋１０２もしくは前面蓋１０３の開閉状態の検出結果に基づいて遮光機構３２３の導光状態と遮光状態とを切り替えてもよい。制御基板１７０のＣＰＵが、光コネクタ１１１，３２４間に導光部材３３０が接続されているか否かの検出結果に基づいて遮光機構３２３の導光状態と遮光状態とを切り替えてもよい。制御基板１７０のＣＰＵが、測定光源３２１の交換時に遮光機構３２３の導光状態と遮光状態とを切り替えてもよい。

（ｄ）上記の実施の形態では、遮光機構３２３はメカニカルシャッタであるが、これに限定されない。遮光機構３２３は他の遮光機構であってもよい。図２３は、第４の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００の構成を示すブロック図である。第４の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００について、第１の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００と異なる点を説明する。

図２３に示すように、第４の変形例では、遮光機構３２３は例えばスイッチング機構であり、測定光源３２１に電気的に接続される。制御基板１７０は、遮光機構３２３のオンとオフとを切り替えることにより、導光状態と遮光状態とを切り替える。なお、電源装置３１０が本例における遮光機構３２３の機能を有する場合には、測定光供給部３００に遮光機構３２３が設けられなくてもよい。

遮光機構３２３が導光状態である場合には、図２の電源装置３１０から測定光源３２１へ電力が供給される。この場合、測定光源３２１は測定光を出射する。これにより、測定対象物Ｓに測定光が照射される。一方、遮光機構３２３が遮光状態である場合には、電源装置３１０から測定光源３２１への電力の供給が停止される。この場合、測定光源３２１から測定光が出射されない。これにより、測定対象物Ｓへの測定光の照射が遮断される。

（ｅ）図２４は、第５の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００の構成を示すブロック図である。第５の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００について、第２の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００と異なる点を説明する。

図２４に示すように、第５の変形例では、第４の変形例と同様に、遮光機構３２３は例えばスイッチング機構である。遮光機構３２３は、測定光源３２１に電気的に接続される。制御基板１７０は、遮光機構３２３のオンとオフとを切り替えることにより、導光状態と遮光状態とを切り替える。

遮光機構３２３が導光状態である場合には、図２の電源装置３１０から測定光源３２１へ電力が供給される。この場合、測定光源３２１は測定光を出射する。これにより、測定対象物Ｓに測定光が照射される。一方、遮光機構３２３が遮光状態である場合には、電源装置３１０から測定光源３２１への電力の供給が停止される。この場合、測定光源３２１から測定光が出射されない。これにより、測定対象物Ｓへの測定光の照射が遮断される。

（ｆ）上記実施の形態では、投光部３２０は１つの測定光源３２１を含むが、これに限定されない。投光部３２０は複数の測定光源３２１を含んでもよい。図２５は、第６の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００の構成を示すブロック図である。第６の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００について、第１の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００と異なる点を説明する。

図２５に示すように、第６の変形例では、投光部３２０は、２つの測定光源３２１として測定光源３２１Ａ，３２１Ｂをそれぞれ含む。測定光源３２１Ａは、例えばハロゲンランプであり、白色光を出射する。測定光源３２１Ｂは、例えば紫外ＬＥＤまたは赤外ＬＥＤであり、紫外光または赤外光をそれぞれ出射する。

また、ハーフミラー３２６は、測定光源３２１Ａから出射された測定光を導光部材３３０まで反射し、測定光源３２１Ｂから出射された測定光を導光部材３３０まで透過させるように配置される。測定光源３２１Ｂとハーフミラー３２６との間に遮光機構３２３が配置される。

本例においては、測定光源３２１Ａから出射される測定光の導光および遮光は、光変調素子１１２により切り替えられる。一方、測定光源３２１Ｂから出射される測定光の導光および遮光は、遮光機構３２３により切り替えられる。この構成によれば、測定光源３２１Ｂからの紫外領域または赤外領域の測定光による光変調素子１１２の劣化がさらに抑制される。これにより、光変調素子１１２のさらなる長寿命化が実現される。

（ｇ）図２６は、第７の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００の構成を示すブロック図である。第７の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００について、第６の変形例に係る顕微鏡撮像装置５００と異なる点を説明する。

図２６に示すように、第７の変形例では、測定光源３２１Ｂ、遮光機構３２３およびハーフミラー３２６が測定部１００に設けられる。ハーフミラー３２６は、測定光源３２１Ｂから出射され、遮光機構３２３を通過した測定光を光学部材１１５まで反射し、導光部材３３０を介して測定光源３２１Ａから出射された測定光を光学部材１１５まで透過させるように配置される。

この構成によれば、導光部材３３０として紫外領域および赤外領域の光に対する耐久性が低いプラスチック光ファイバを用いることができる。これにより、顕微鏡撮像装置５００の製造コストを低減することができる。

（ｈ）上記の実施の形態では、レンズユニット１６０において、複数の対物レンズ１６１から観察に用いる一の対物レンズ１６１が選択される。レンズターレット１６２が回転することにより、選択された対物レンズ１６１が観察軸ＯＡ上に位置決めされる。これに限らず、レンズユニット１６０には、複数の対物レンズ１６１、レンズターレット１６２およびレンズターレット駆動部１６４に代えてズームレンズおよびその駆動装置が設けられてもよい。この場合、例えば使用者が図４の操作部２５０を操作して倍率を指定する。それにより、指定された倍率になるように制御基板１７０がズームレンズの倍率を調整する。

（ｉ）上記の実施の形態では、焦点距離調整駆動部１６５は対物レンズ１６１をＺ方向に移動させることにより、測定対象物Ｓと対物レンズ１６１との間の距離を調整する。これに限らず、焦点距離調整駆動部１６５は、ステージ１４０をＺ方向に移動させることにより、測定対象物Ｓと対物レンズ１６１との間の距離を調整してもよい。

（ｊ）上記の実施の形態では、複数の対物レンズ１６１が切り替えられることにより、測定対象物Ｓを互いに異なる複数の倍率で観察することが可能である。これに限らず、測定部１００には、１つの対物レンズ１６１のみが設けられてもよい。この場合、対物レンズ１６１は、測定部１００に着脱可能に構成されてもよい。それにより、測定部１００の小型化および構成の単純化が実現される。

同様に、上記の実施の形態では、複数のフィルタキューブ１５１が切り替えられることにより、測定対象物Ｓを互いに異なる波長領域の測定光により蛍光観察することが可能である。これに限らず、測定部１００には、１つのフィルタキューブ１５１のみが設けられてもよい。この場合、フィルタキューブ１５１は、測定部１００に着脱可能に構成されてもよい。それにより、測定部１００の小型化および構成の単純化が実現される。

（ｋ）上記の実施の形態では、投光レンズ１２は内部筐体１０に形成された出射開口１０ａを塞ぐように設けられる。これに限らず、投光レンズ１２は内部筐体１０の内側に設けられてもよいし、内部筐体１０の外側に設けられてもよい。これらの場合、内部筐体１０の出射開口１０ａが投光レンズ１２により閉塞されない。そこで、出射開口１０ａに測定光を透過する透光部材を設けてもよい。それにより、出射開口１０ａから内部筐体１０の内部に塵埃が進入することがより防止される。

（１０）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態においては、測定対象物Ｓが測定対象物の例であり、操作部２５０が指示部の例であり、投光部３２０が第１の投光部の例であり、透過光源１３１が第２の投光部の例であり、光変調素子１１２が光変調素子の例である。投光レンズ１２、フィルタキューブ１５１および対物レンズ１６１が第１の投光光学系の例であり、透過光学系１３３が第２の投光部の例であり、受光部１２０が受光部の例であり、画像データ生成部２１１が画像データ生成部の例である。パターン生成部２１２がパターン生成部の例であり、制御部２１３が制御部および処理装置の例であり、遮光機構３２３が遮光機構の例であり、顕微鏡撮像装置５００が顕微鏡撮像装置の例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。

本発明は、種々の顕微鏡撮像装置、顕微鏡撮像方法および顕微鏡撮像プログラムに有効に利用することができる。

１０ 内部筐体
１０ａ 出射開口
１０ｂ 入射開口
１１ 導光部品支持ケース
１２ 投光レンズ
２１，１０１ａ 前面部
２２，１０１ｂ 背面部
２３，１０１ｃ 一側面部
２４，１０１ｄ 他側面部
２５，１０１ｅ 上面部
２６ 下面部
９１ ベースフレーム
９２ ステージフレーム
９３ アッパーフレーム
１００ 測定部
１０１ 外部筐体
１０２ 上面蓋
１０２Ｈ，１０３Ｈ ヒンジ
１０３ 前面蓋
１０６ 支柱
１０７ 台座
１１０ パターン付与部
１１１，３２４ 光コネクタ
１１２ 光変調素子
１１３，１３４ ミラー
１１４，１１５，３２５ 光学部材
１２０ 受光部
１２１ カメラ
１２２ カラーフィルタ
１２３ 結像レンズ
１３０ 透過光供給部
１３０Ａ 固定部
１３０Ｂ 揺動部
１３１ 透過光源
１３２ 絞り調整部
１３３ 透過光学系
１３５ コンデンサレンズ
１４０ ステージ
１４１ ステージ駆動装置
１５０ フィルタユニット
１５１ フィルタキューブ
１５１ａ フレーム
１５１ｂ 励起フィルタ
１５１ｃ ダイクロイックミラー
１５１ｄ 吸収フィルタ
１５２ フィルタターレット
１５３ フィルタターレット駆動部
１６０ レンズユニット
１６１ 対物レンズ
１６２ レンズターレット
１６３ 焦点距離調整機構
１６３ｐ レンズ支持板
１６４ レンズターレット駆動部
１６５ 焦点距離調整駆動部
１７０，３５０ 制御基板
２００ ＰＣ
２１０ ＣＰＵ
２１１ 画像データ生成部
２１２ パターン生成部
２１３ 制御部
２２０ ＲＯＭ
２３０ ＲＡＭ
２４０ 記憶装置
２５０ 操作部
３００ 測定光供給部
３０１ 筐体
３０９ 開口
３１０ 電源装置
３２０ 投光部
３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ 測定光源
３２２ 減光機構
３２３ 遮光機構
３２６ ハーフミラー
３３０ 導光部材
３４０ 排熱装置
４００ 表示部
４１０ 画像表示領域
４２０ 設定表示領域
４３０ フィルタ選択欄
４３１〜４３４ フィルタ選択ボタン
４４０ 測定条件設定欄
４４１ セクショニング観察ボタン
４４２ 通常観察ボタン
４５０ 撮影解析欄
４５１ シングル撮影ボタン
４５２ マルチ撮影ボタン
４５３ 解析ボタン
４７０ 焦点位置調整タブ
４７１ 対物レンズ選択欄
４７１ａ〜４７１ｆ 対物レンズ選択ボタン
４７２ 焦点位置調整欄
４７２ａ 焦点位置調整バー
４７２ｂ 初期距離ボタン
４７２ｃ オートフォーカスボタン
４７３ ステージ位置調整欄
４７３ａ〜４７３ｄ ステージ移動ボタン
４７３ｅ 初期位置ボタン
４９０ 撮影種別選択欄
４９１ Ｚスタック撮影ボタン
４９２ 連結撮影ボタン
４９３ 全焦点撮影ボタン
５００ 顕微鏡撮像装置
ｃｐ１ 離間位置
ＤＦ 被写界深度
Ｌ０〜Ｌ２ 矢印
ｎｐ１ 正規位置
ＯＡ 観察軸
ＯＰ１ 上部開口
ＯＰ２ 前部開口
Ｓ 測定対象物
ｓ１ 揺動部検出器
ｓ２ 前面蓋検出器
ｓｐ１ 観察対象部分
ｓｐ２，ｓｐ３ 部分
ＷＲ１，ＷＲ２ 配線

Claims (12)

1. 光を出射する第１の投光部と、
   前記第１の投光部により出射された光からパターンを有する第１の測定光およびパターンを有しない第２の測定光を選択的に生成するように構成された光変調素子と、
   前記光変調素子により生成された第１および第２の測定光を共通の光路を通して測定対象物に照射する第１の投光光学系と、
   測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、
   前記受光部から出力される受光信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成部と、
   空間的な位相を所定量ずつ順次移動させつつ測定対象物に照射すべきパターンを生成するパターン生成部と、
   第１の測定光を用いて測定対象物を観察する第１の観察モードと第２の測定光を用いて測定対象物を観察する第２の観察モードとを切り替えるための指示部と、
   第１の観察モード時に、前記パターン生成部により生成されたパターンに基づいて前記光変調素子を制御し、前記パターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データを生成するように前記画像データ生成部を制御し、第２の観察モード時に、測定対象物の画像を示す通常画像データを生成するように前記画像データ生成部を制御する制御部とを備える、顕微鏡撮像装置。
2. 前記光変調素子は、前記第１の投光光学系へ第１または第２の測定光を導く導光状態と前記第１の投光光学系へ第１および第２の測定光を導かない遮光状態とを有し、
   前記制御部は、前記光変調素子の導光状態および遮光状態を制御する、請求項１記載の顕微鏡撮像装置。
3. 前記指示部は、観察領域を指示するように構成され、
   前記制御部は、第１または第２の測定光が前記指示部により指示された観察領域に照射されかつ第１および第２の測定光が観察領域以外の領域に照射されないように前記光変調素子の複数の部分の各々について導光状態および遮光状態を制御する、請求項２記載の顕微鏡撮像装置。
4. 前記制御部は、前記受光部の受光期間における前記光変調素子の導光状態の期間と遮光状態の期間との比を制御する、請求項２または３記載の顕微鏡撮像装置。
5. 前記制御部は、前記光変調素子の複数の部分の各々について導光状態の期間と遮光状態の期間との比を制御する、請求項４記載の顕微鏡撮像装置。
6. 前記第１の投光部から前記光変調素子へ光を導く導光状態と前記第１の投光部から前記光変調素子へ光を導かない遮光状態とを有する遮光機構をさらに備え、
   前記制御部は、前記遮光機構の導光状態および遮光状態を制御する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の顕微鏡撮像装置。
7. 前記制御部は、前記光変調素子が遮光状態である場合において、一定時間が経過したときに前記遮光機構を遮光状態に制御する、請求項６記載の顕微鏡撮像装置。
8. 前記遮光機構は、メカニカルシャッタを含み、前記第１の投光部から前記光変調素子への光路上に配置される、請求項６または７記載の顕微鏡撮像装置。
9. 前記遮光機構は、スイッチング機構を含み、前記第１の投光部への電力の供給を停止させる、請求項６または７記載の顕微鏡撮像装置。
10. 第３の測定光を出射する第２の投光部と、
    前記第２の投光部により出射された第３の測定光を測定対象物に照射する第２の投光光学系とをさらに備え、
    前記指示部は、第１または第２の観察モードと第３の測定光を用いて測定対象物を観察する第３の観察モードとをさらに切り替えるために構成され、
    前記制御部は、第３の観察モード時に、前記遮光機構を遮光状態に制御するとともに、測定対象物の画像を示す透過画像データを生成するように前記画像データ生成部を制御する、請求項６〜９のいずれか一項に記載の顕微鏡撮像装置。
11. パターンを有する第１の測定光を用いて測定対象物を観察する第１の観察モードとパターンを有しない第２の測定光を用いて測定対象物を観察する第２の観察モードとを切り替えるための指示を受け付けるステップと、
    第１の投光部により光を出射するステップと、
    第１の観察モード時に、前記第１の投光部により出射された光から第１の測定光を光変調素子により生成し、第２の観察モード時に、前記第１の投光部により出射された光から第２の測定光を前記光変調素子により生成するステップと、
    第１の観察モード時に、前記光変調素子により生成された第１の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射し、第２の観察モード時に、前記光変調素子により生成された第２の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射するステップと、
    第１の観察モード時に、生成されたパターンの空間的な位相を前記光変調素子により所定量ずつ測定対象物上で順次移動させるステップと、
    受光部により測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力するステップと、
    第１の観察モード時に、前記受光部から出力される受光信号に基づいて前記パターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データを生成し、第２の観察モード時に、前記受光部から出力される受光信号に基づいて測定対象物の画像を示す通常画像データを生成するステップとを含み、
    前記光変調素子により生成された第１および第２の測定光は、共通の光路を通して前記第１の投光光学系により測定対象物に照射される、顕微鏡撮像方法。
12. 処理装置により実行可能な顕微鏡撮像プログラムであって、
    パターンを有する第１の測定光を用いて測定対象物を観察する第１の観察モードとパターンを有しない第２の測定光を用いて測定対象物を観察する第２の観察モードとを切り替えるための指示を受け付ける処理と、
    第１の投光部により光を出射する処理と、
    第１の観察モード時に、前記第１の投光部により出射された光から第１の測定光を光変調素子により生成し、第２の観察モード時に、前記第１の投光部により出射された光から第２の測定光を前記光変調素子により生成する処理と、
    第１の観察モード時に、前記光変調素子により生成された第１の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射し、第２の観察モード時に、前記光変調素子により生成された第２の測定光を第１の投光光学系により測定対象物に照射する処理と、
    第１の観察モード時に、生成されたパターンの空間的な位相を前記光変調素子により所定量ずつ測定対象物上で順次移動させる処理と、
    受光部により測定対象物からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する処理と、
    第１の観察モード時に、前記受光部から出力される受光信号に基づいて前記パターンの複数の位相で生成される複数の画像データに基づいて測定対象物の画像を示すセクショニング画像データを生成し、第２の観察モード時に、前記受光部から出力される受光信号に基づいて測定対象物の画像を示す通常画像データを生成する処理とを、
    前記処理装置に実行させ、
    前記光変調素子により生成された第１および第２の測定光は、共通の光路を通して前記第１の投光光学系により測定対象物に照射される、顕微鏡撮像プログラム。

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