JP6214402B2

JP6214402B2 - 光刺激装置および顕微鏡システム

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Publication number: JP6214402B2
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Inventors: 松川　康成; 康成松川
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Description

本発明は、光刺激装置および顕微鏡システムに関するものである。

従来、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＯｎＳｉｌｉｃｏｎ − ＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ）を用いた瞳変調技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ＬＣＯＳ素子を用いた位相変調型空間光変調素子は、対物レンズの瞳に入射させる光の位相分布を任意に変化させることができ、これにより像位置にマルチスポットを同時に形成するができるようになっている。ＬＣＯＳ素子によれば、理論上は、対物レンズの瞳を通過する回折光のエネルギーと像位置に集光する光のエネルギーの総和が一定であり、光のパワーを効率的に使用することができる。

特開２０１１−１３３５８０号公報

しかしながら、ＬＣＯＳ素子により標本を光刺激する場合、スポット数と照射パワーとが相関を持つため、刺激スポットの数に反比例して各刺激スポットの刺激光のパワーが低下する。したがって、同じ照射パワーの刺激スポットの数を増加する場合や、照射パワーを維持したまま刺激スポットの数を減少させる場合は、刺激スポットの設定と照射パワーとを相互に変更しなければならず、非常に煩雑な操作が要求されるという不都合がある。

本発明は、各刺激スポットの照射パワーを一定に保ちつつ刺激スポットの数あるいは面積を簡易に増減することができる光刺激装置および顕微鏡システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、光源から発せられた光を標本に照射する対物レンズと、該対物レンズの瞳と共役な位置に配置され、前記対物レンズに入射させる光の位相を所定の瞳変調パターンに基づいて変調可能な位相変調部と、該位相変調部に入射させる光の量を調整する光量調整部と、前記対物レンズにより前記標本に照射する光のスポットの数および／または面積とスポットの位置とを指定するスポット指定部と、該スポット指定部により指定されたスポットの数および／または面積とスポットの位置とに従い、前記位相変調部の前記瞳変調パターンを決定する瞳変調パターン決定部と、前記スポット指定部により指定されたスポットの数および／または面積が変化した場合に、スポットの数および／または面積の変化の前後で各スポットに照射される光の量が一定になるように前記光量調整部を制御する光量制御部とを備える光刺激装置を提供する。

本発明によれば、スポット指定部により指定された光のスポットの数および／または面積とスポットの位置とに従って瞳変調パターン決定部により瞳変調パターンが決定され、光量調整部により調整された量の光が位相変調部によりその瞳変調パターンに基づいて位相を変調されて対物レンズにより標本に照射される。これにより、位相変調部の瞳変調パターンに応じた標本の複数の照射位置を同時に光刺激することができる。

この場合において、スポット指定部によって指定されるスポットの数および／または面積が変化すると、光量制御部により光量調整部が制御され、スポットの数および／または面積の変化の前後で一定の量の光が各スポットに照射される。これにより、数および／または面積の増減にかかわらず、各スポットを一定の所望の強度で光刺激し続けることができる。したがって、各刺激スポットの照射パワーを一定に保ちつつ刺激スポットの数および面積を簡易に増減することができる。

上記発明においては、前記光量制御部が、前記スポットの数および／または面積の増減に応じて前記位相変調部に入射させる光の量を正比例して増減するよう前記光量調整部を制御することとしてもよい。

このように構成することで、スポットの数および／または面積の増減に応じて各スポットに分配される照射パワーが反比例して増減する場合に、各スポットの照射パワーを簡易に補正することができる。

上記発明においては、前記光量制御部が、前記スポットの数および／または面積と前記位相変調部に入射させる光の量に関する数値とを対応付けたテーブルを有し、該テーブルに従い前記光量調整部を制御することとしてもよい。

このように構成することで、スポットの数および／または面積の増減に応じて各スポットに分配される照射パワーの増減が反比例関係にない場合であっても、各スポットの照射パワーを簡易かつ精度よく補正することができる。

本発明は、光源から発せられた励起光を標本上で走査させる走査部と、該走査部により励起光が走査されることにより前記標本から戻る戻り光を検出し、該標本の画像を生成する画像生成部とを備えるイメージング装置と、上記いずれかの光刺激装置とを備える顕微鏡システムを提供する。

本発明によれば、光刺激装置によりスポットの数および／または面積を増減させながら各スポットの照射パワーを一定に保って同時に刺激した標本の反応を、イメージング装置により画像上で観察することができる。

本発明によれば、各刺激スポットの照射パワーを一定に保ちつつ刺激スポットの数あるいは面積を簡易に増減することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る顕微鏡システムを示す概略構成図である。本発明の第１実施形態の一変形例に係る顕微鏡システムを示す概略構成図である。本発明の第２実施形態に係る顕微鏡システムを示す概略構成図である。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る光刺激装置および顕微鏡システムについて図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る多光子励起（ＭＰＥ）レーザ顕微鏡システム（以下、顕微鏡システムという。）１は、図１に示すように、標本Ｓを光刺激する光刺激装置３と、標本Ｓの画像を生成するイメージング装置５とを備えている。

光刺激装置３は、標本Ｓに照射する刺激レーザ光（以下、刺激光という。）を発生する照明手段７と、照明手段７からの刺激光の位相を変調可能なＬＣＯＳ−ＳＬＭ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＯｎＳｉｌｉｃｏｎ − ＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ、位相変調部）１７と、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７を透過した刺激光を集光する瞳投影レンズ１９とを備えている。

照明手段７には、刺激光を発する超短パルスレーザ（光源。以下、刺激用レーザという。）１１と、刺激用レーザ１１から発せられた刺激光のＯＮ／ＯＦＦおよび調光を行うＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔｏ−ＯｐｔｉｃＭｏｄｕｌａｔｏｒ、音響光学素子、光量調整部）１３と、ＡＯＭ１３を通過した刺激光を平行光に変換する導入光学系１５とが備えられている。

また、光刺激装置３は、瞳投影レンズ１９により集光された刺激光を平行光に変換する結像レンズ２１と、結像レンズ２１により平行光に変換された刺激光を標本Ｓに照射し、標本Ｓから戻る光を集光する対物レンズ２３と、ＡＯＭ１３およびＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７の制御等を行うコントローラ２５とを備えている。この光刺激装置３は、イメージング装置５が動作中であるか非動作中であるかに関わらず任意のタイミングで標本Ｓを光刺激することができるようになっている。

イメージング装置５は、標本Ｓに照射する励起レーザ光（以下、励起光という。）を発生する照明手段９と、照明手段９からの励起光を反射する反射ミラー３６と、反射ミラー３６により反射された励起光を偏向するスキャナ（走査部）３７と、スキャナ３７により偏向された励起光を集光する瞳投影レンズ３９と、瞳投影レンズ３９により集光された励起光を光刺激装置３の刺激光の光路に合成する合成ＤＭ（ＤｉｃｈｒｏｉｃＭｉｒｒｏｒ）４１とを備えている。

照明手段９には、励起光を発する超短パルスレーザ（光源。以下、励起用レーザという。）３１と、励起用レーザ３１から発せられた励起光のＯＮ／ＯＦＦおよび強度変調を行うＡＯＭ３３と、ＡＯＭ３３を通過した励起光を平行光に変換する導入光学系３５とが備えられている。

また、イメージング装置５は、光刺激装置３の結像レンズ２１、対物レンズ２３およびコントローラ２５を共用し、合成ＤＭ４１により刺激光の光路に合成された励起光を結像レンズ２１により平行光に変換して対物レンズ２３により標本Ｓに照射するとともに、コントローラ２５によりＡＯＭ３３およびスキャナ３７を制御したり標本Ｓの画像を生成したりするようになっている。

さらに、イメージング装置５は、励起光が照射されることによって標本Ｓにおいて発生し対物レンズ２３により集光される蛍光を光刺激装置３の光路から分離する励起ＤＭ４３と、励起ＤＭ４３により分離された蛍光を集光する集光レンズ４５と、集光レンズ４５により集光された蛍光を検出して光電変換し輝度に相当する光強度信号をコントローラ２５に送るＰＭＴ（ＰｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒＴｕｂｅ）４７とを備えている。

ＡＯＭ１３，３３は、コントローラ２５の制御により、刺激用レーザ１１から発せられた刺激光および励起用レーザ３１から発せられた励起光の標本Ｓへの照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量あるいはスキャナ３７に入射させる励起光の量を調整したりすることができるようになっている。

ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７は、例えば、１９２０×１０８０のピクセル（図示略）を有しており、対物レンズ２３の瞳位置と共役な位置に配置されている。また、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７、コントローラ２５の制御により、ピクセルごとに刺激光の位相を０〜２π［ｒａｄ］の範囲で任意に変化させて透過させることができるようになっている。これにより、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７は、標本Ｓ上での刺激光の強度分布を３次元的に変化させて、フーリエ変換像としての３次元的な所望のパターンを標本Ｓに照射することができるようになっている。

スキャナ３７は、いわゆる近接ガルバノスキャナであり、互いに対向して配された２枚のガルバノミラー３８Ａ，３８Ｂを備えている。このスキャナ３７は、コントローラ２５の制御により、２枚のガルバノミラー３８Ａ，３８Ｂを相互に直交する軸線（ＸＹ）回りに揺動させてラスタスキャン動作により励起光を偏向するようになっている。これにより、スキャナ３７は、標本Ｓ上で励起光を２次元的に走査することができるようになっている。

合成ＤＭ４１は、光刺激装置３の瞳投影レンズ１９により集光された刺激光を透過する一方、イメージング装置５の瞳投影レンズ３９により集光された励起光を反射することによって、これら刺激光の光路と励起光の光路とを合成するようになっている。

励起ＤＭ４３は、結像レンズ２１からの刺激光あるいは励起光を透過して対物レンズ２３に入射させる一方、対物レンズ２３により集光された標本Ｓからの蛍光を集光レンズ４５に向けて反射することによって、励起光の光路から蛍光の光路を分離させるようになっている。

コントローラ２５は、ユーザが指示を入力するマウス２６およびキーボード２７（共にスポット指定部）と、ＡＯＭ１３、ＡＯＭ３３、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７およびスキャナ３７の制御や画像生成を行うコントローラ本体部（瞳変調パターン決定部、光量制御部）２８と、画像等を表示するモニタ２９とを備えている。

マウス２６およびキーボード２７は、ユーザの操作により、標本Ｓに照射する刺激光のスポット数およびスポット位置等を指定することができるようになっている。
コントローラ本体部２８は、マウス２６またはキーボード２７により指定されたスポット数およびスポット位置に従い、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７の瞳変調パターンを決定するようになっている。

また、コントローラ本体部２８は、刺激光のスポット面積が一定に保たれたままスポット数が変更された場合に、ＡＯＭ１３を制御し、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をスポット数の増減に正比例して増減させるようになっている。

例えば、コントローラ本体部２８は、刺激光のスポット数が増加した場合は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をスポット数の増加に正比例して増大し、刺激光のスポット数が減少した場合は、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をスポット数の減少に正比例して低減するようになっている。

スポット数の増加により必要な刺激光の量が刺激用レーザ１１の上限に達した場合は、コントローラ本体部２８が、刺激光の量を増大する信号をクリップして切り捨てることとしてもよいし、刺激光の量を増大することができる限界であることをモニタ２９に表示させるなどしてユーザに報知することとしてもよい。

また、コントローラ本体部２８は、ＰＭＴ４７から送られてくる光強度信号をスキャナ３７の走査位置に対応する画素ごとに積算して標本Ｓの２次元的な画像を生成するようになっている。このコントローラ本体部２８は、生成した画像をモニタ２９に表示させることができるようになっている。

このように構成された光刺激装置３および顕微鏡システム１の作用について説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１のイメージング装置５により標本Ｓの画像を取得する場合は、励起用レーザ３１から励起光を発生させ、ＡＯＭ３３により標本Ｓへの励起光の照射をＯＮ状態に切り替えて調光する。ＡＯＭ３３により調光された励起光は、導入光学系３５および反射ミラー３６を介してスキャナ３７により偏向され、瞳投影レンズ３９により集光されて合成ＤＭ４１により光刺激装置３の光路に合成される。

光刺激装置３の光路に合成された励起光は、結像レンズ２１により平行光に変換されて励起ＤＭ４３を透過し、対物レンズ２３により標本Ｓに照射される。これにより、スキャナ３７のガルバノミラー３８Ａ，３８Ｂの搖動角度に応じて標本Ｓ上で励起光が２次元的に走査される。

励起光が照射されることにより標本Ｓにおいて蛍光が発生すると、蛍光は対物レンズ２３により集光され励起ＤＭ４３により励起光の光路から分離されて集光レンズ４５を介してＰＭＴ４７により検出される。ＰＭＴ４７においては、検出した蛍光が光電変換されて輝度に相当する光強度信号がコントローラ２５のコントローラ本体部２８に送られる。

コントローラ本体部２８は、ＰＭＴ４７から送られてくる光強度信号をスキャナ３７の走査位置に対応する画素ごとに積算して標本Ｓの２次元的な画像を生成し、生成した画像をモニタ２９に表示させる。これにより、ユーザはモニタ２９上で標本Ｓを観察することができる。

次に、光刺激装置３により標本Ｓを光刺激する場合は、まず、ユーザがマウス２６またはキーボード２７により刺激光のスポット数およびスポット位置を指定する。すると、コントローラ本体部２８により、指定されたスポット数およびスポット位置に従いＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７の瞳変調パターンが決定される。

次いで、刺激用レーザ１１から刺激光を発生させ、ＡＯＭ１３により標本Ｓへの刺激光の照射をＯＮ状態に切り替えて調光する。ＡＯＭ１３により調光された刺激光は、導入光学系１５を介してＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射し、コントローラ本体部２８により決定された瞳変調パターンに基づいて位相が変調されて透過する。

ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７を透過した刺激光は、瞳投影レンズ１９により集光されて合成ＤＭ４１を透過し、結像レンズ２１により平行光に変換される。平行光に変換された刺激光は、励起ＤＭ４３を透過して対物レンズ２３により標本Ｓに照射される。これにより、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７の位相変調量に応じたパターンの強度分布で標本Ｓの複数の照射位置を同時に光刺激することができる。

例えば、イメージング装置５により標本Ｓの画像を取得しながら光刺激装置３により標本Ｓを光刺激することで、光刺激による標本Ｓの反応をモニタ２９上で観察することができる。
また、ユーザが、マウス２６またはキーボード２７により刺激光のスポット数やスポット位置を変更すると、コントローラ本体部２８により、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７による刺激光の位相変調量が切り替えられ、強度分布が異なる他のパターンで標本Ｓの複数の照射位置を同時に光刺激することができる。

ここで、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７により標本Ｓを光刺激する場合は、対物レンズ２３の瞳を通過する回折光のエネルギーと像位置に集光する光のエネルギーの総和が略一定であり、スポット数と照射パワーとが相関を持つ。

本実施形態に係る光刺激装置３は、刺激光のスポットの面積が一定に保たれたままスポットの数が変更されると、コントローラ本体部２８によりＡＯＭ１３が制御され、スポット数の増減に応じてＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量が正比例して増減される。

例えば、刺激光のスポット数がＮ_１からＮ_２に増加する場合は、ＡＯＭ１３により、スポット数の増加に正比例して刺激光の量がＮ_２／Ｎ_１倍に増大される。一方、スポット数がＮ_２からＮ_１に減少する場合は、ＡＯＭ１３により、スポット数の減少に正比例して刺激光の量がＮ_１／Ｎ_２倍に低減される。

これにより、スポット数の増減に応じて各スポットに分配される照射パワーが反比例して増減するのを回避し、スポット数の変化の前後で一定の量の刺激光を各スポットに照射することができる。したがって、スポット数の増減にかかわらず、各スポットを一定の所望の強度で光刺激し続けることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光刺激装置３および顕微鏡システム１によれば、刺激光のスポット数を変更すると、コントローラ本体部２８が、スポット数の変化の前後で一定の量の刺激光が各スポットに照射されるようにＡＯＭ１３を制御することで、各刺激スポットの照射パワーを一定に保ちつつ刺激スポット数を簡易に増減することができる。また、イメージング装置５により、光刺激した標本Ｓの反応をモニタ２９上で観察することができる。

本実施形態は以下のように変形することができる。
すなわち、本実施形態においては、コントローラ本体部２８が、刺激光のスポット数の増減に応じて刺激光の量を正比例して増減するようＡＯＭ１３を制御することとしたが、一変形例としては、コントローラ本体部２８が、スポット数と各スポットの刺激光の量とを対応付けた図２に示すようなテーブルＫを有し、テーブルＫに従いＡＯＭ１３を制御することとしてもよい。

テーブルＫは、例えば、スポットの面積を一定に保ったままスポット数をＮ_１，Ｎ_２，Ｎ_３，・・・Ｎ_ｍａｘまで変化させたときの各スポットの刺激光の量Ｙ_１，Ｙ_２，Ｙ_３,・・・，Ｙ_ｍｉｎを光パワーメータ等により実測して、その実測値をスポット数に対応付けたものであってもよい。Ｎ_ｍａｘはシステム上で登録可能な多点ＲＯＩ数の上限とする。

コントローラ本体部２８は、例えば、スポットの面積が一定に保たれたままスポット数がＮ_１からＮ_２に変更されると、ＡＯＭ１３によりテーブルＫに基づいて、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をＹ_１／Ｙ_２倍することとすればよい。すなわち、スポット数がＮ_１のときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をＰ_１とすると、スポット数がＮ_２に変更されたときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量Ｐ_２はＰ_１×（Ｙ_１／Ｙ_２）とすればよい。

図２に示す例では、例えば、スポット数が１個から２個に変更されると、各スポットの刺激光の量が１００．０から４８．０に変化することから、スポット数が２個のときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量Ｐ_２は、スポット数が１個のときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量Ｐ_１を１００．０／４８．０倍（約２．０８倍）することとすればよい。

また、例えば、スポット数が２個から３個に変更されると、各スポットの刺激光の量が４８．０から２９．５に変化することから、スポット数が３個のときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量Ｐ_３は、スポット数が２個のときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量Ｐ_２を４８．０／２９．５倍（約１．６３倍）することとすればよい。

このようにすることで、刺激光のスポット数の増減に応じて各スポットに分配される照射パワーの増減が反比例関係にない場合であっても、各スポットの照射パワーを反比例関係から若干ずれる誤差も含めて簡易かつ精度よく補正することができる。

本変形例においては、テーブルＫに代えて、刺激光のスポット数とＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量とを対応付けたテーブル（図示略）を有することとしてもよい。このようにすることで、コントローラ本体部２８が、テーブル上の刺激光の量をそのまま用いてＡＯＭ１３を制御することができ、処理を簡易化することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る光刺激装置および顕微鏡システムについて説明する。
本実施形態に係る顕微鏡システム１は、図３に示すように、スポットの面積が変更された場合にコントローラ本体部２８がＡＯＭ１３を制御する点で第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係る光刺激装置３および顕微鏡システム１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。

コントローラ本体部２８は、マウス２６またはキーボード２７により刺激光のスポットの数が一定に保たれたままスポットの面積が変更された場合に、スポットの面積の変化の前後で各スポットに照射される刺激光の量が一定になるように、ＡＯＭ１３によりＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をスポットの面積の増減に正比例して増減するようになっている。

この場合、コントローラ本体部２８は、各スポットに対応するＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７のピクセルの数の増加に正比例して、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量を増減するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る光刺激装置３および顕微鏡システム１によれば、刺激光のスポットの数が一定に保たれたままスポットの面積が増加する場合は、ＡＯＭ１３により、スポットに対応するＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７のピクセルの数の増加に正比例して刺激光の量が増大される。一方、刺激光のスポットの面積が減少する場合は、ＡＯＭ１３により、スポットに対応するＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７のピクセルの数の減少に正比例して刺激光の量が低減される。したがって、各刺激スポットの照射パワーを一定に保ちつつ刺激スポットの面積を簡易に増減することができる。

本実施形態は、以下のように変形することができる。
一変形例としては、コントローラ本体部２８が、刺激光のスポットの面積と各スポットの刺激光の量とを対応付けたテーブル（図示略）を有し、このテーブルに従いＡＯＭ１３を制御することとしてもよい。

テーブルは、例えば、スポットの数を一定に保ったままスポットの面積をＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，・・・Ｓ_ｍａｘまで変化させたときの各スポットの単位面積当たりの刺激光の量Ｚ_１，Ｚ_２，Ｚ_３,・・・，Ｚ_ｍｉｎを光パワーメータ等により実測して、その実測値を刺激光のスポットの面積に対応付けたものであってもよい。各スポットの単位面積当たりの刺激光の量は、例えば、面積が既知であるピンホール等の光マスクを標本Ｓの位置に置いた状態で、光マスクを透過する光量を光パワーメータ等により測定することとすればよい。

コントローラ本体部２８は、例えば、スポットの数が一定に保たれたままスポットの面積がＳ_１からＳ_２に変更されると、ＡＯＭ１３によりテーブルに基づいて、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をＺ_１／Ｚ_２倍することとすればよい。すなわち、スポットの面積がＳ_１のときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量をＱ_１とすると、スポットの面積がＳ_２に変更されたときにＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量Ｑ_２はＱ_１×（Ｚ_１／Ｚ_２）とすればよい。

このようにすることで、刺激光のスポットの面積の増減に応じて各スポットに分配される照射パワーの増減が反比例関係にない場合であっても、各スポットの照射パワーを反比例関係から若干ずれる誤差も含めて簡易かつ精度よく補正することができる。
テーブルは、刺激光のスポットの面積とＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量とを対応付けたものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない面積の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、上記実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。

例えば、刺激光のスポットの数および面積の両方が変更された場合に、コントローラ本体部２８が、スポットの数および面積の変化の前後で各スポットに照射される刺激光の量が一定になるようにＡＯＭ１３を制御することとしてもよい。

この場合、例えば、コントローラ本体部２８が、ＡＯＭ１３により、各スポットに対応するＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７のピクセルの数の増加に正比例して、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量を増減することとしてもよい。また、コントローラ本体部２８が、ＡＯＭ１３により、刺激光のスポットの数および面積と各スポットの刺激光の量とを対応付けたテーブル（図示略）を有し、このテーブルに従いＡＯＭ１３により、ＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７に入射させる刺激光の量を増減することとしてもよい。このようにすることで、各刺激スポットの照射パワーを一定に保ちつつ刺激スポットの数および面積を簡易に増減することができる。

また、上記実施形態およびその変形例においては、位相変調部として、刺激光を透過させて位相を変化させる透過型のＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７を例示して説明したが、これに代えて、例えば、刺激光を反射して位相を変化させる反射型のＬＣＯＳ−ＳＬＭを採用することとしてもよい。

また、上記各実施形態においては、位相変調部としてＬＣＯＳ−ＳＬＭ１７を採用することにより標本Ｓ上に刺激スポットを形成することとしたが、これに代えて、たとえば音響光学偏向素子（ＡＯＤ）を採用して標本Ｓ上に刺激スポットを形成することとしてもよい。

１顕微鏡システム
３光刺激装置
５イメージング装置
１３ＡＯＭ（光量調整部）
１７ＬＣＯＳ−ＳＬＭ（位相変調部）
２３対物レンズ
２６マウス（スポット指定部）
２７キーボード（スポット指定部）
２８コントローラ本体部（瞳変調パターン決定部、光量制御部、画像生成部）
３７スキャナ（走査部）
Ｋテーブル
Ｓ標本

Claims

光源から発せられた光を標本に照射する対物レンズと、
該対物レンズの瞳と共役な位置に配置され、前記対物レンズに入射させる光の位相を所定の瞳変調パターンに基づいて変調可能な位相変調部と、
該位相変調部に入射させる光の量を調整する光量調整部と、
前記対物レンズにより前記標本に照射する光のスポットの数および／または面積とスポットの位置とを指定するスポット指定部と、
該スポット指定部により指定されたスポットの数および／または面積とスポットの位置とに従い、前記位相変調部の前記瞳変調パターンを決定する瞳変調パターン決定部と、
前記スポット指定部により指定されたスポットの数および／または面積が変化した場合に、スポットの数および／または面積の変化の前後で各スポットに照射される光の量が一定になるように前記光量調整部を制御する光量制御部とを備える光刺激装置。
前記光量制御部が、前記スポットの数および／または面積の増減に応じて前記位相変調部に入射させる光の量を正比例して増減するよう前記光量調整部を制御する請求項１に記載の光刺激装置。
前記光量制御部が、前記スポットの数および／または面積と前記位相変調部に入射させる光の量に関する数値とを対応付けたテーブルを有し、該テーブルに従い前記光量調整部を制御する請求項１に記載の光刺激装置。
光源から発せられた励起光を標本上で走査させる走査部と、
該走査部により励起光が走査されることにより前記標本から戻る戻り光を検出し、該標本の画像を生成する画像生成部とを備えるイメージング装置と、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光刺激装置とを備える顕微鏡システム。