WO2021240960A1 - 光照射装置及び試料観察装置 - Google Patents

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諭 山本
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浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a light irradiation device and a sample observation device.
  • SPIM Selective Plane Illumination Microscopy
  • the sample observation device of Patent Document 1 includes an irradiation optical system that irradiates a sample with planar light, a scanning unit that scans the sample against the irradiation surface of the planar light, and an observation axis that is inclined with respect to the irradiation surface. It has an imaging optical system that forms an image of the observation light generated in the sample by irradiation with planar light. Then, a plurality of partial image data corresponding to a part of the optical image by the observation light formed by the imaging optical system is acquired, and the observation image data of the sample is generated based on these partial image data.
  • the planar light used in the above-mentioned sample observation device is formed by, for example, condensing the light emitted from a light source with a condensing element such as a cylindrical lens.
  • a condensing element such as a cylindrical lens.
  • coherent light such as laser light has coherent properties, interference fringes due to diffraction at the edge of the aperture mask occur, and the irradiance distribution of planar light becomes non-uniform. There is a risk.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a light irradiation device and a sample observation device capable of outputting planar light having a uniform irradiance distribution.
  • the light irradiation device has a light source that outputs light having an interfering property, a condensing axis, and a non-condensing axis that intersects the condensing axis, and condenses light on a condensing line.
  • a light-collecting element that generates planar light and an aperture mask having an opening that limits a part of the light beam directed from the light source to the light-collecting element are provided, and the opening of the aperture mask is a light-collecting element. It has an opening edge arranged so as to extend in a direction along the light collecting axis of the light source, and when the opening edge is projected onto the light source line, the projected portion has a linear spread.
  • the projected portion is a line. It has a shape spread.
  • the interference fringes caused by the diffraction at the aperture edge intensify, and the irradiance distribution of the planar light is non-uniform. Tends to be.
  • this light irradiation device can output planar light having a uniform irradiance distribution.
  • the opening may have an asymmetrical shape with respect to the condensing line. Further, the opening edge may have a shape that is convex toward the outside of the condensing line. The opening may have a hexagonal shape. According to these configurations, the interference fringes caused by the diffraction at the aperture edge are further suppressed, and the irradiance distribution of the planar light is further made uniform.
  • the opening may be trapezoidal.
  • the opening edge may be zigzag.
  • the opening edge may have a shape that is convex toward the outside of the condensing line. Also in these configurations, the interference fringes caused by the diffraction at the aperture edge are further suppressed, and the irradiance distribution of the planar light is further made uniform.
  • the opening has a quadrangular shape, and the opening edges may intersect the condensing axis at a predetermined angle. Even in such a configuration, the interference fringes caused by the diffraction at the aperture edge are further suppressed, and the irradiance distribution of the planar light is further made uniform.
  • the light source may be a light source that outputs laser light.
  • the laser beam has a large irradiance, but has strong coherence, and interference fringes due to diffraction at the edge of the aperture mask are likely to occur. Therefore, by applying an aperture mask having the above configuration to the laser beam, planar light having a uniform irradiance distribution can be suitably output.
  • the sample observation device includes the above-mentioned light irradiation device and a detection unit that detects observation light generated in the sample by irradiation of planar light from the light irradiation device.
  • the interference fringes caused by diffraction at the aperture edge of the aperture mask do not intensify, and the irradiance distribution of planar light can be made uniform. Therefore, in this sample observation device, the sample can be observed with high accuracy by irradiating the sample with planar light having a uniform irradiance distribution.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of a sample observation apparatus. It is a schematic diagram which shows an example of the structure of a light irradiation apparatus.
  • (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to the comparative example, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used.
  • (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to the embodiment, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used.
  • (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to another embodiment, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used.
  • (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used. ..
  • (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used. ..
  • (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used.
  • .. (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used.
  • .. (A) is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment, and (b) is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask is used.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a sample observation device.
  • the sample observation device 1 irradiates the sample S with the planar light L1 and forms an image of the light (for example, fluorescence, scattered light, etc.) generated inside the sample S by the irradiation of the planar light L1 on the image forming surface.
  • This is a device for acquiring observation image data inside the sample S.
  • a slide scanner that acquires and displays an image of sample S held on a slide glass, or a plate that acquires image data of sample S held on a microplate and analyzes the image data. Examples include readers.
  • sample S to be observed examples include human or animal cells, tissues, organs, animals or plants themselves, plant cells, tissues, and the like. Further, the sample S may be contained in a solution, a gel, or a substance having a refractive index different from that of the sample S.
  • the sample observation device 1 includes a light irradiation device 2, a scanning unit 4, an imaging optical system 5, an image acquisition unit (detection unit) 6, and a computer 7. There is.
  • the light irradiation device 2 is a device that outputs the planar light L1 to irradiate the sample S.
  • the planar light L1 is light obtained by shaping a laser beam or a low coherent light into a planar shape.
  • the planar light L1 output from the light irradiation device 2 travels along the optical axis P1 and irradiates the sample S.
  • the observation light L2 is generated on the irradiation surface R of the planar light L1.
  • the observation light L2 is, for example, fluorescence excited by the planar light L1, scattered light of the planar light L1, or diffusely reflected light of the planar light L1.
  • the scanning unit 4 is a mechanism for scanning the sample S with respect to the irradiation surface R of the planar light L1.
  • the scanning unit 4 is configured by a moving stage 12 for moving the sample container 11 holding the sample S.
  • the sample container 11 is, for example, a microplate, a slide glass, a petri dish, or the like. In this embodiment, a microplate is exemplified.
  • a plurality of wells 13 in which the sample S is arranged are arranged, for example, in a straight line (or a matrix).
  • the sample container 11 may be fixed to the moving stage 12.
  • the bottom surface of the well 13 is an input surface for the planar light L1 for the sample S arranged in the well 13.
  • the sample container 11 is arranged with respect to the moving stage 12 so that the input surface thereof is orthogonal to the optical axis P1 of the planar light L1.
  • the moving stage 12 scans the sample container 11 in a preset direction according to a control signal from the computer 7.
  • the moving stage 12 scans the sample container 11 in one direction in a plane orthogonal to the optical axis P1 of the planar light L1.
  • the optical axis P1 direction of the planar light L1 is the Z axis
  • the scanning direction of the sample container 11 by the moving stage 12 is the Y axis
  • the irradiation surface R of the planar light L1 with respect to the sample S is a surface in the XZ plane.
  • the imaging optical system 5 is an optical system that forms an image of the observation light L2 generated in the sample S by irradiation with the planar light L1.
  • the imaging optical system 5 includes, for example, an objective lens, an imaging lens, and the like.
  • the optical axis of the imaging optical system 5 is the observation axis P2 of the observation light L2.
  • the observation axis P2 of the imaging optical system 5 is tilted at a predetermined angle with respect to the irradiation surface R of the planar light L1 in the sample S.
  • the inclination angle of the observation axis P2 is also in the same state as the angle formed by the optical axis P1 and the observation axis P2 of the planar light L1 toward the sample S.
  • the image acquisition unit 6 is a portion that detects the observation light L2 imaged by the imaging optical system 5.
  • the image acquisition unit 6 includes, for example, an image pickup device that captures an optical image by the observation light L2.
  • Examples of the image pickup apparatus include area image sensors such as CMOS image sensors and CCD image sensors. These area image sensors are arranged on the imaging surface of the imaging optical system 5, for example, an optical image is imaged by a global shutter or a rolling shutter, and the data of the two-dimensional image is output to the computer 7.
  • the computer 7 is physically configured to include a memory such as a RAM and a ROM, a processor (arithmetic circuit) such as a CPU, a communication interface, a storage unit such as a hard disk, and a display unit such as a display.
  • Examples of the computer 7 include a personal computer, a cloud server, a smart device (smartphone, tablet terminal, etc.) and the like.
  • the computer 7 has a controller that controls the operation of the light irradiation device 2 and the moving stage 12 by executing a program stored in the memory on the CPU of the computer system, an image generation unit that generates observation image data of the sample S, and an image generation unit. It functions as an analysis unit that analyzes observation image data.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the light irradiation device. As shown in the figure, the details will be described later, but the light irradiation device 2 condenses the light source 21 that outputs the light L0, the aperture mask 22 that limits a part of the light flux of the light L0, and the light L0. It is configured to include a light collecting element 23 that generates planar light L1. Examples of the light source 21 include a laser light source such as a laser diode and a solid-state laser light source. The light source 21 is not limited to a light source that outputs laser light, and may be a light source that outputs low coherent light such as SLD (Super luminescent diode).
  • SLD Super luminescent diode
  • Both the laser beam and the low coherent light are light having coherence.
  • the aperture mask 22A has an opening 24 that limits a part of the light flux of the light L0 directed from the light source 21 to the condensing element 23. By limiting a part of the light flux of the light L0 by the opening 24, the light irradiation device 2 is prevented from irradiating the adjacent observation regions in the sample S arranged in the sample container 11 of the sample observation device 1. It is possible to limit the irradiation range of the planar light L1 output from.
  • the light collecting element 23 is composed of, for example, a cylindrical lens, an axicon lens, a free curved surface lens, a spatial light modulator, or the like, and is optically coupled to the light source 21.
  • the condensing element 23 has a condensing axis F1 and a non-condensing axis F2 that intersects (here, orthogonally) the condensing axis F1 and condenses the light L0 that has passed through the opening 24 on the condensing line K. To generate planar light L1.
  • the condensing element 23 is a cylindrical lens.
  • FIG. 2A shows the optical axis of the light L0 in the light-collecting shaft side cross section (YZ cross section) of the light-collecting element 23, and FIG. 2B shows the non-condensing shaft-side cross section (XZ) of the light-collecting element 23.
  • the optical axis of the light L0 in the cross section) is shown.
  • the light L0 that has passed through the opening 24 passes through the light-collecting element 23, thereby collecting the light-collecting element 23. Condenses along the optical axis F1.
  • the light L0 that has passed through the opening 24 is not condensed by the condensing element 23, but is condensing the condensing element. The state before the incident on the 23 is maintained.
  • the light L0 collects light only on one axis (Y-axis) of the light-collecting axis F1 by passing through the light-collecting element 23, and becomes a planar light L1 having a constant width in the X-axis direction.
  • the aperture mask when the aperture mask is placed on the optical path of coherent light such as laser light, since the coherent light is generally light having strong coherence, it is suitable for diffraction at the opening edge of the aperture mask. As a result, it becomes a problem that interference fringes are generated in the laser light after passing through the opening. This problem can occur even if the light passing through the aperture of the aperture mask is low coherent light. Interference fringes caused by diffraction at the aperture edge of the aperture mask are superimposed and strengthened when light is focused in the direction along the focusing axis by the focusing element, so that planar light obtained by focusing light is obtained. It is conceivable that the irradiance distribution will be uneven.
  • FIG. 3A is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to the comparative example.
  • the aperture mask 122 according to this comparative example has a rectangular opening 124 including an opening edge 125A corresponding to a long side and an opening edge 125B corresponding to a short side.
  • the aperture edge 125A when viewed from the optical axis direction of the light L0, the aperture edge 125A extends in a direction parallel to the light collection axis F1 of the light collection element 23, and the aperture edge 125B is a collection of the light collection elements 23. It is arranged on the optical path of the light L0 so as to extend in the direction orthogonal to the optical axis.
  • the light condensing line K of the light L0 by the light condensing element 23 is located at a line connecting the centers of the left and right aperture edges 125A and 125A when viewed from the optical axis direction of the light L0.
  • the projection portion P on the condensing line K of the opening edge 125A is a point. It is in the shape. Therefore, in the aperture mask 122, when the light L0 that has passed through the opening 124 is focused by the light collecting element 23, the interference fringes caused by the diffraction at the opening edge 125A are superimposed at one point on the light collecting line K. And will strengthen each other.
  • FIG. 3B is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask according to the comparative example is used.
  • the horizontal axis shows the coordinate values on the condensing line (X-axis), and the vertical axis shows the irradiance of planar light.
  • the amplitude of the irradiance distribution near both ends in the X-axis direction is as large as 5 W / mm 2 or more.
  • the amplitude of the irradiance distribution becomes smaller toward the center in the X-axis direction, but the amplitude of the irradiance distribution near the center is also about 1 W / mm 2.
  • the amplitude of the irradiance distribution refers to the width between the maximum value and the minimum value in a region where the irradiance is substantially uniform.
  • FIG. 4A is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to the embodiment.
  • the aperture mask 22A has a rectangular opening 24A having an opening edge 25A corresponding to a long side and an opening edge 25B corresponding to a short side, as in the case of the comparative example. ..
  • the shape of the opening 24A itself is the same as that of the opening 124 in the comparative example, but unlike the comparative example, the rectangular opening 24A is rotated around the optical axis of the light L0 at a predetermined angle. It is in a state of being made to.
  • this aperture mask 22A when viewed from the optical axis direction of the light L0, the aperture edge 25A intersects the direction parallel to the focusing axis F1 at a predetermined angle, and the aperture edge 25B is non-condensing. It is in a state of intersecting at a predetermined angle with respect to a direction parallel to the axis.
  • the predetermined angle is, for example, 1 ° or more and 5 ° or less.
  • the predetermined angle is, for example, 1 ° or more and 5 ° or less.
  • the predetermined angle By setting the predetermined angle to 1 ° or more, the effect of reducing interference fringes can be fully exerted.
  • the predetermined angle by setting the predetermined angle to 5 ° or less, it is possible to suppress excessive expansion of the hem of the irradiance distribution, and it is possible to sufficiently secure a region where the irradiance is flat.
  • the length of the opening 24A in the direction of the condensing axis F1 can also be taken into consideration.
  • the projection portion P on the condensing line K of the opening edge 25A is a line. It has a shape-like spread. Therefore, in the aperture mask 22A, when the light L0 that has passed through the opening 24A is focused by the light collecting element 23, the interference fringes caused by the diffraction at the opening edge 25A are superimposed and strengthened on the light collecting line K. It can be suppressed to fit.
  • FIG. 4B is a graph showing the irradiance distribution of planar light when the aperture mask according to the embodiment is used.
  • the horizontal axis shows the coordinate values on the condensing line (X-axis), and the vertical axis shows the irradiance of the planar light.
  • the amplitude of the irradiance distribution near both ends in the X-axis direction is suppressed to about 1 W / mm 2, and the center.
  • the amplitude of the irradiance distribution in the vicinity is suppressed to almost 0 W / mm 2.
  • the light collection line K has an opening edge 25A arranged so as to extend in the direction along the light collection axis F1 of the light collection element 23.
  • the projected portion P has a linear spread.
  • the aperture mask 22 of the comparative example in which the projected portion P becomes a point shape when the aperture edge 25A is projected onto the condensing line K the interference fringes caused by the diffraction at the aperture edge 25A are intensified and the surface shape is formed.
  • the irradiance distribution of light L1 tends to be non-uniform.
  • the interference fringes caused by the diffraction at the opening edge 25A do not intensify, and the irradiance distribution of the planar light L1 is increased. Can be homogenized. Therefore, the light irradiation device 2 can output planar light L1 having a uniform irradiance distribution.
  • the interference fringes caused by the diffraction of the light L0 at the aperture edge 25A are suppressed by the configuration of the aperture edge 25A of the aperture mask 22A.
  • FIG. 5A is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to another embodiment.
  • the shape of the opening 24B has four parallel sides instead of the configuration in which the rectangular opening 24A is rotated around the optical axis of the light L0 at a predetermined angle (see FIG. 4A). It has a shape (square shape).
  • the aperture edge 25A when viewed from the optical axis direction of the light L0, the aperture edge 25A is inclined at a predetermined angle with respect to the direction parallel to the focusing axis F1, and the aperture edge 25B is non-condensing. It is parallel to the axis.
  • FIG. 6A is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment.
  • the opening 24C has an asymmetrical shape with respect to the condensing line K. More specifically, in the example of FIG. 6A, the shape of the opening 24C is an isosceles trapezoidal shape (square shape).
  • the aperture edge 25A when viewed from the optical axis direction of the light L0, the aperture edge 25A is inclined at a predetermined angle with respect to the direction parallel to the focusing axis F1, and the aperture edge 25B is non-condensing. It is parallel to the axis.
  • the length of the lower base of the opening 24C in the non-condensing axis F2 direction is longer than the length of the upper base in the non-condensing axis F2 direction, but this length relationship is reversed. You may.
  • FIG. 7A is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment.
  • the opening 24D has an isosceles trapezoidal shape, and the opening edge 25A has a zigzag shape.
  • the projected portion P on the condensing line K of the opening edge 25A has a linear spread. Therefore, also in the aperture mask 22D, when the light L0 passing through the opening 24D is focused by the light collecting element 23, the interference fringes caused by the diffraction at the opening edge 25A are superimposed on the light collecting line K. It is possible to suppress the intensification.
  • the irradiance distribution of the planar light L1 when the aperture mask 22D is used has almost the same result as when the aperture mask 22A is used.
  • the result of FIG. 7 (b) shows the rising portion of the irradiance distribution near both ends of the planar light L1 in the X-axis direction. It is steep, and the amplitude of the irradiance distribution near both ends in the X-axis direction is also slightly smaller.
  • the zigzag-shaped opening edge 25A has a sharp unevenness, but the unevenness of the opening edge 25A may have a curved shape such as an arc shape or a sinusoidal shape. ..
  • the rectangular (square) opening 24E may be rotated around the optical axis of the light L0 at a predetermined angle, and the opening edge 25A may have a zigzag shape. .. Even when such an aperture mask 22E is used, as shown in FIG. 8B, it is possible to obtain an irradiance distribution of planar light L1 which is substantially the same as when the aperture mask 22D is used.
  • FIG. 9A is a diagram showing the shape of the opening of the aperture mask according to still another embodiment.
  • the opening edge 25A of the opening 24F has a shape that is convex toward the outside of the light collecting line K. More specifically, in the example of FIG. 9A, the shape of the opening 24F is a hexagonal shape, and the two sides facing each other are arranged along the direction parallel to the non-condensing axis F2. ing.
  • the shape of the opening 24F is not a regular hexagonal shape, but a state in which the positions of the hexagonal corners are unevenly distributed on one side of the light collecting line K (here, the lower side of the paper surface) at the opening edge 25A.
  • the opening 24F has an asymmetrical shape with respect to the condensing line K, similar to the opening 24C of the aperture mask 22C.
  • the positions of the corners of the hexagon may be unevenly distributed on the other side (upper side of the paper surface) of the condensing line K.
  • the opening edge 25A has a shape that is convex toward the outside of the light collecting line K, for example, as in the aperture mask 22G shown in FIG. 10A
  • the opening edge 25A of the rectangular opening 24G is outside.
  • the shape may be gently curved so as to be convex.
  • the irradiance distribution of the planar light L1 has a slight amplitude at the rising portion of the irradiance distribution near both ends in the X-axis direction, but the aperture as a whole. The results are almost the same as when the mask 22A is used.
  • a rectangular opening 24H is illuminated, for example, as in the aperture mask 22H shown in FIG. 11A. It may be rotated around the optical axis of L0 at a predetermined angle, and the opening edge 25A may be gently curved so as to be convex outward. Also in this case, as shown in FIG. 11B, the irradiance distribution of the planar light L1 has a slight amplitude at the rising portion of the irradiance distribution near both ends in the X-axis direction, but as a whole, The results are almost the same as when the aperture mask 22A is used.
  • Sample observation device 6 ... Image acquisition unit (detection unit), 21 ... Light source, 22 (22A to 22H) ... Aperture mask, 23 ... Condensing element, 24 (24A to 24H) ... Aperture, 25A ... Aperture edge , F1 ... Condensing axis, F2 ... Non-condensing axis, K ... Condensing line, L0 ... Light, L1 ... Planar light, P ... Projected portion, S ... Sample.

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Abstract

光照射装置２は、干渉性を有する光Ｌ０を出力する光源２１と、集光軸Ｆ１及び集光軸Ｆ１に交差する非集光軸Ｆ２を有し、光Ｌ０を集光ラインＫ上に集光して面状光Ｌ１を生成する集光素子２３と、光源２１から集光素子２３に向かう光Ｌ０の光束の一部を制限する開口部２４を有するアパーチャマスク２２とを備えている。アパーチャマスク２２の開口部２４は、集光素子２３の集光軸Ｆ１に沿う方向に延在するように配置された開口縁２５Ａを有し、開口縁２５Ａを集光ラインＫ上に投影した場合に、当該投影部分Ｐが線状の拡がりを有している。

Description

光照射装置及び試料観察装置
　本開示は、光照射装置及び試料観察装置に関する。
　細胞などの３次元立体構造を持つ試料の内部を観察する手法の一つとして、ＳＰＩＭ（Selective Plane Illumination Microscopy）が知られている。かかる手法に関する技術として、例えば特許文献１に記載の試料観察装置がある。この特許文献１の試料観察装置は、試料に面状光を照射する照射光学系と、面状光の照射面に対して試料を走査する走査部と、照射面に対して傾斜する観察軸を有し、面状光の照射によって試料で発生した観察光を結像する結像光学系を備えて構成されている。そして、結像光学系によって結像された観察光による光像の一部に対応する部分画像データを複数取得し、これらの部分画像データに基づいて試料の観察画像データを生成する。
特開２０１８－０６３２９２号公報
　上述した試料観察装置に用いられる面状光は、例えば光源から出射した光をシリンドリカルレンズ等の集光素子で集光することによって形成されている。面状光を試料に照射するにあたっては、試料において隣り合う観察領域に面状光が照射されないように、光路上にアパーチャマスクを配置し、面状光の照射範囲を制限することが好ましい。しかしながら、例えばレーザ光のようなコヒーレント光は、干渉性を有する光であるため、アパーチャマスクの縁での回折に起因する干渉縞が生じ、面状光の放射照度分布が不均一になってしまうおそれがある。
　本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、均一化された放射照度分布を有する面状光を出力可能な光照射装置及び試料観察装置を提供することを目的とする。
　本開示の一側面に係る光照射装置は、干渉性を有する光を出力する光源と、集光軸及び集光軸に交差する非集光軸を有し、光を集光ライン上に集光して面状光を生成する集光素子と、光源から集光素子に向かう光の光束の一部を制限する開口部を有するアパーチャマスクと、を備え、アパーチャマスクの開口部は、集光素子の集光軸に沿う方向に延在するように配置された開口縁を有し、開口縁を集光ライン上に投影した場合に、当該投影部分が線状の拡がりを有している。
　この光照射装置では、アパーチャマスクの開口部において、集光素子の集光軸に沿う方向に延在するように配置された開口縁を集光ライン上に投影した場合に、当該投影部分が線状の拡がりを有している。開口縁を集光ライン上に投影した場合に当該投影部分が点状となるようなアパーチャマスクでは、開口縁での回折に起因する干渉縞が強まり合い、面状光の放射照度分布が不均一となる傾向がある。これに対し、当該投影部分が線状の拡がりを有するアパーチャマスクでは、開口縁での回折に起因する干渉縞が強まり合うことがなく、面状光の放射照度分布を均一化することができる。したがって、この光照射装置では、均一化された放射照度分布を有する面状光が出力可能となる。
　開口部は、集光ラインについて非対称な形状となっていてもよい。また、開口縁は、集光ラインの外側に向かって凸となる形状を有していてもよい。開口部は、六角形状となっていてもよい。これらの構成によれば、開口縁での回折に起因する干渉縞が一層抑制され、面状光の放射照度分布の一層の均一化が図られる。
　開口部は、台形状となっていてもよい。開口縁は、ジグザグ状となっていてもよい。開口縁は、集光ラインの外側に向かって凸となる形状を有していてもよい。これらの構成においても、開口縁での回折に起因する干渉縞が一層抑制され、面状光の放射照度分布の一層の均一化が図られる。
　開口部は、四角形状であり、開口縁は、集光軸に対して所定角度で交差していてもよい。このような構成においても、開口縁での回折に起因する干渉縞が一層抑制され、面状光の放射照度分布の一層の均一化が図られる。
　光源は、レーザ光を出力する光源であってもよい。レーザ光は、大きな放射照度が得られるが、強い干渉性を有する光であり、アパーチャマスクの縁での回折に起因する干渉縞が生じ易い。したがって、レーザ光に対して上記構成を有するアパーチャマスクを適用することで、均一化された放射照度分布を有する面状光が好適に出力可能となる。
　本開示の一側面に係る試料観察装置は、上記光照射装置と、光照射装置からの面状光の照射によって試料で生じた観察光を検出する検出部と、を備える。
　この試料観察装置では、アパーチャマスクの開口縁での回折に起因する干渉縞が強まり合うことがなく、面状光の放射照度分布を均一化することができる。したがって、この試料観察装置では、放射照度分布が均一化された面状光を試料に照射することにより、試料の観察を精度良く実施することができる。
　本開示によれば、均一化された放射照度分布を有する面状光を出力できる。
試料観察装置の一実施形態を示す概略構成図である。 光照射装置の構成の一例を示す概略図である。 （ａ）は、比較例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。 （ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図であり、（ｂ）は、当該アパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。
　以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る光照射装置及び試料観察装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
　図１は、試料観察装置の一実施形態を示す概略構成図である。この試料観察装置１は、面状光Ｌ１を試料Ｓに照射し、面状光Ｌ１の照射によって試料Ｓの内部で発生した光（例えば蛍光、散乱光など）を結像面に結像させて試料Ｓ内部の観察画像データを取得する装置である。この種の試料観察装置１としては、スライドガラスに保持される試料Ｓの画像を取得し表示するスライドスキャナ、あるいはマイクロプレートに保持される試料Ｓの画像データを取得し、画像データを解析するプレートリーダなどが挙げられる。観察対象である試料Ｓとしては、例えばヒト或いは動物の細胞、組織、臓器、動物或いは植物自体、植物の細胞、組織などが挙げられる。また、試料Ｓは、溶液、ゲル、或いは試料Ｓとは屈折率の異なる物質に含まれていてもよい。
　試料観察装置１は、図１に示すように、光照射装置２と、走査部４と、結像光学系５と、画像取得部（検出部）６と、コンピュータ７とを備えて構成されている。光照射装置２は、試料Ｓに照射する面状光Ｌ１を出力する装置である。面状光Ｌ１は、レーザ光或いは低コヒーレント光を面状に整形して得られる光である。光照射装置２から出力した面状光Ｌ１は、光軸Ｐ１に沿って進行し、試料Ｓに照射される。面状光Ｌ１が照射された試料Ｓでは、面状光Ｌ１の照射面Ｒにおいて観察光Ｌ２が発生する。観察光Ｌ２は、例えば面状光Ｌ１によって励起された蛍光、面状光Ｌ１の散乱光、或いは面状光Ｌ１の拡散反射光である。
　走査部４は、面状光Ｌ１の照射面Ｒに対して試料Ｓを走査する機構である。本実施形態では、走査部４は、試料Ｓを保持する試料容器１１を移動させる移動ステージ１２によって構成されている。試料容器１１は、例えばマイクロプレート、スライドガラス、シャーレ等である。本実施形態では、マイクロプレートを例示する。試料容器１１には、試料Ｓが配置される複数のウェル１３が例えば一直線状（或いはマトリクス状）に配列されている。試料容器１１は、移動ステージ１２に対して固定されていてもよい。ウェル１３の底面は、ウェル１３内に配置された試料Ｓに対する面状光Ｌ１の入力面となっている。試料容器１１は、この入力面が面状光Ｌ１の光軸Ｐ１と直交するように移動ステージ１２に対して配置されている。
　移動ステージ１２は、図１に示すように、コンピュータ７からの制御信号に従い、予め設定された方向に試料容器１１を走査する。本実施形態では、移動ステージ１２は、面状光Ｌ１の光軸Ｐ１と直交する平面内の一方向に試料容器１１を走査する。ここでは、面状光Ｌ１の光軸Ｐ１方向をＺ軸、移動ステージ１２による試料容器１１の走査方向をＹ軸、面状光Ｌ１の光軸Ｐ１と直交する平面内においてＹ軸に直交する方向をＸ軸と称する。試料Ｓに対する面状光Ｌ１の照射面Ｒは、ＸＺ平面内の面となる。
　結像光学系５は、面状光Ｌ１の照射によって試料Ｓで発生した観察光Ｌ２を結像する光学系である。結像光学系５は、例えば対物レンズ及び結像レンズ等を含んで構成されている。結像光学系５の光軸は、観察光Ｌ２の観察軸Ｐ２となっている。図１の例では、結像光学系５の観察軸Ｐ２は、試料Ｓにおける面状光Ｌ１の照射面Ｒに対して所定の角度をもって傾斜している。観察軸Ｐ２の傾斜角度は、試料Ｓに向かう面状光Ｌ１の光軸Ｐ１と観察軸Ｐ２とがなす角とも一致した状態となっている。
　画像取得部６は、結像光学系５によって結像された観察光Ｌ２を検出する部分である。画像取得部６は、例えば観察光Ｌ２による光像を撮像する撮像装置を含んで構成されている。撮像装置としては、例えばＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサといったエリアイメージセンサが挙げられる。これらのエリアイメージセンサは、結像光学系５による結像面に配置され、例えばグローバルシャッタ或いはローリングシャッタによって光像を撮像し、二次元画像のデータをコンピュータ７に出力する。
　コンピュータ７は、物理的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、及びＣＰＵ等のプロセッサ（演算回路）、通信インターフェイス、ハードディスク等の格納部、ディスプレイ等の表示部を備えて構成されている。コンピュータ７としては、例えばパーソナルコンピュータ、クラウドサーバ、スマートデバイス（スマートフォン、タブレット端末など）などが挙げられる。コンピュータ７は、メモリに格納されるプログラムをコンピュータシステムのＣＰＵで実行することにより、光照射装置２及び移動ステージ１２の動作を制御するコントローラ、試料Ｓの観察画像データを生成する画像生成部、及び観察画像データを解析する解析部等として機能する。
　次に、上述した光照射装置２について更に詳細に説明する。
　図２は、光照射装置の構成の一例を示す概略図である。同図に示すように、詳細は後述するが、光照射装置２は、光Ｌ０を出力する光源２１と、光Ｌ０の光束の一部を制限するアパーチャマスク２２と、光Ｌ０を集光して面状光Ｌ１を生成する集光素子２３とを含んで構成されている。光源２１としては、例えばレーザダイオード、固体レーザ光源といったレーザ光源が挙げられる。光源２１は、レーザ光を出力する光源に限られず、例えばＳＬＤ（Super luminescent diode)などの低コヒーレント光を出力する光源であってもよい。レーザ光及び低コヒーレント光は、いずれも干渉性を有する光である。アパーチャマスク２２Ａは、光源２１から集光素子２３に向かう光Ｌ０の光束の一部を制限する開口部２４を有している。開口部２４によって光Ｌ０の光束の一部を制限することで、試料観察装置１の試料容器１１に配置される試料Ｓにおいて隣り合う観察領域に面状光が照射されないように、光照射装置２から出力される面状光Ｌ１の照射範囲を制限することができる。
　集光素子２３は、例えばシリンドリカルレンズ、アキシコンレンズ、自由曲面レンズ、或いは空間光変調器などによって構成され、光源２１に対して光学的に結合されている。この集光素子２３は、集光軸Ｆ１及び集光軸Ｆ１に交差（ここでは直交）する非集光軸Ｆ２を有し、開口部２４を通過した光Ｌ０を集光ラインＫ上に集光して面状光Ｌ１を生成する。図２の例では、集光素子２３は、シリンドリカルレンズである。図２（ａ）では、集光素子２３の集光軸側断面（ＹＺ断面）における光Ｌ０の光軸を示し、図２（ｂ）では、集光素子２３の非集光軸側断面（ＸＺ断面）における光Ｌ０の光軸を示している。
　図２（ａ）に示すように、集光軸側断面（ＹＺ断面）から見た場合、開口部２４を通過した光Ｌ０は、集光素子２３を通過することにより、集光素子２３の集光軸Ｆ１に沿って集光する。一方、図２（ｂ）に示すように、非集光軸側断面（ＸＺ断面）から見た場合、開口部２４を通過した光Ｌ０は、集光素子２３では集光せず、集光素子２３に入射する前の状態を維持する。したがって、光Ｌ０は、集光素子２３を通過することによって集光軸Ｆ１の一軸（Ｙ軸）のみについて集光し、Ｘ軸方向に一定の幅を持つ面状光Ｌ１となる。
　ここで、上述したように、レーザ光のようなコヒーレント光の光路上にアパーチャマスクを配置する場合、コヒーレント光が一般に強い干渉性を有する光であることから、アパーチャマスクの開口縁での回折に起因して、開口部を通過した後のレーザ光に干渉縞が生じることが問題となる。この問題は、アパーチャマスクの開口部を通過する光が低コヒーレント光であっても同様に生じ得る。アパーチャマスクの開口縁での回折に起因する干渉縞は、光が集光素子によって集光軸に沿う方向に集光する際に重畳して強まり合うため、光の集光によって得られる面状光の放射照度分布が不均一になってしまうことが考えられる。
　図３（ａ）は、比較例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図である。この比較例に係るアパーチャマスク１２２は、長辺に対応する開口縁１２５Ａと、短辺に対応する開口縁１２５Ｂとを含む長方形状（四角形状）の開口部１２４を有している。アパーチャマスク１２２は、光Ｌ０の光軸方向から見た場合に、開口縁１２５Ａが集光素子２３の集光軸Ｆ１に平行な方向に延在し、かつ開口縁１２５Ｂが集光素子２３の集光軸に直交する方向に延在するように、光Ｌ０の光路上に配置されている。集光素子２３による光Ｌ０の集光ラインＫは、光Ｌ０の光軸方向から見た場合に、左右の開口縁１２５Ａ，１２５Ａの中心同士を結ぶラインに位置している。
　この比較例に係るアパーチャマスク１２２では、図３（ａ）に示すように、開口縁１２５Ａを集光ライン上に投影した場合に、開口縁１２５Ａの集光ラインＫ上での投影部分Ｐが点状となっている。このため、アパーチャマスク１２２では、開口部１２４を通過した光Ｌ０が集光素子２３で集光される際、開口縁１２５Ａでの回折に起因した干渉縞が集光ラインＫ上の１点で重畳して強まり合うこととなる。
　図３（ｂ）は、比較例に係るアパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。同図では、横軸に集光ライン（Ｘ軸）上の座標値を示し、縦軸に面状光の放射照度を示している。同図に示すように、比較例に係るアパーチャマスクを用いた場合の面状光Ｌ１では、Ｘ軸方向の両端付近での放射照度分布の振幅が５Ｗ／ｍｍ２以上と大きくなっている。放射照度分布の振幅は、Ｘ軸方向の中央に向かう程小さくなっているが、中央付近での放射照度分布の振幅も１Ｗ／ｍｍ２程度となっている。なお、放射照度分布の振幅とは、放射照度が略均一な領域における最大値と最小値との間の幅を指す。
　一方、図４（ａ）は、実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図である。このアパーチャマスク２２Ａは、比較例の場合と同様に、長辺に対応する開口縁２５Ａと、短辺に対応する開口縁２５Ｂとを有する長方形状（四角形状）の開口部２４Ａを有している。アパーチャマスク２２Ａでは、開口部２４Ａの形状自体は、比較例の開口部１２４と同形状であるが、比較例とは異なり、長方形状の開口部２４Ａを光Ｌ０の光軸回りに所定角度をもって回転させた状態となっている。これにより、このアパーチャマスク２２Ａでは、光Ｌ０の光軸方向から見た場合に、開口縁２５Ａが集光軸Ｆ１に平行な方向に対して所定角度で交差し、かつ開口縁２５Ｂが非集光軸に平行な方向に対して所定角度で交差した状態となっている。
　所定角度は、例えば１°以上～５°以下となっている。所定角度を１°以上とすることで、干渉縞の低減効果を十分に発揮させることができる。また、所定角度を５°以下とすることで、放射照度分布の裾の過剰な拡がりを抑えることができ、放射照度がフラットな領域を十分に確保できる。なお、最適な所定角度の設定に関しては、集光軸Ｆ１の方向における開口部２４Ａの長さも考慮され得る。
　この実施例に係るアパーチャマスク２２Ａでは、図４（ａ）に示すように、開口縁２５Ａを集光ライン上に投影した場合に、開口縁２５Ａの集光ラインＫ上での投影部分Ｐが線状の拡がりを有する。このため、アパーチャマスク２２Ａでは、開口部２４Ａを通過した光Ｌ０が集光素子２３で集光される際、開口縁２５Ａでの回折に起因した干渉縞が集光ラインＫ上で重畳して強まり合うことを抑制できる。
　図４（ｂ）は、実施例に係るアパーチャマスクを用いた場合の面状光の放射照度分布を示すグラフである。同図では、図３（ｂ）と同様、横軸に集光ライン（Ｘ軸）上の座標値を示し、縦軸に面状光の放射照度を示している。同図に示すように、実施例に係るアパーチャマスクを用いた場合の面状光Ｌ１では、Ｘ軸方向の両端付近での放射照度分布の振幅が１Ｗ／ｍｍ２程度に抑えられており、中央付近での放射照度分布の振幅は、ほぼ０Ｗ／ｍｍ２に抑えられている。
　以上説明したように、光照射装置２では、アパーチャマスク２２Ａの開口部２４Ａにおいて、集光素子２３の集光軸Ｆ１に沿う方向に延在するように配置された開口縁２５Ａを集光ラインＫ上に投影した場合に、当該投影部分Ｐが線状の拡がりを有している。開口縁２５Ａを集光ラインＫ上に投影した場合に当該投影部分Ｐが点状となるような比較例のアパーチャマスク２２では、開口縁２５Ａでの回折に起因する干渉縞が強まり合い、面状光Ｌ１の放射照度分布が不均一となる傾向がある。これに対し、当該投影部分Ｐが線状の拡がりを有する実施例のアパーチャマスク２２Ａでは、開口縁２５Ａでの回折に起因する干渉縞が強まり合うことがなく、面状光Ｌ１の放射照度分布を均一化することができる。したがって、この光照射装置２では、均一化された放射照度分布を有する面状光Ｌ１が出力可能となる。
　なお、アパーチャマスクの開口縁での光の回折に起因する干渉縞を抑える技術としては、例えばアポダイゼーションフィルタやソフトアパーチャと呼ばれる光学フィルタを光路上に配置する手法がある。また、光学フィルタに代えて、非球面レンズを光路上に配置して回折成分を抑制する手法もある。しかしながら、これらの手法では、使用するレーザ光の波長やビーム径に応じて光学素子を最適化する必要があり、光学素子の特性に合わないレーザ光を用いた場合には、開口縁での光の回折に起因する干渉縞を抑える効果が十分に発揮されなくなるおそれがある。
　これに対し、光照射装置２では、アパーチャマスク２２Ａの開口縁２５Ａの構成によって開口縁２５Ａでの光Ｌ０の回折に起因する干渉縞を抑制している。この手法では、使用する光Ｌ０の波長やビーム径に応じて光学素子を最適化する必要はなく、種々の光Ｌ０に対して作用効果を奏される。このことは、上記実施形態で示した試料観察装置１のように、波長やビーム径の異なる光Ｌ０を面状光Ｌ１として同軸で試料Ｓに照射することを想定している装置への適用に際して特に有意となる。
　図５（ａ）は、別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図である。同図に示すアパーチャマスク２２Ｂでは、長方形状の開口部２４Ａを光Ｌ０の光軸回りに所定角度で回転させた構成（図４（ａ）参照）に代えて、開口部２４Ｂの形状が平行四辺形状（四角形状）となっている。これにより、このアパーチャマスク２２Ｂでは、光Ｌ０の光軸方向から見た場合に、開口縁２５Ａが集光軸Ｆ１に平行な方向に対して所定角度で傾斜し、かつ開口縁２５Ｂが非集光軸に平行な状態となっている。
　このようなアパーチャマスク２２Ｂにおいても、図５（ａ）に示すように、開口縁２５Ａを集光ライン上に投影した場合に、開口縁２５Ａの集光ラインＫ上での投影部分Ｐが線状の拡がりを有する。このため、アパーチャマスク２２Ｂにおいても、開口部２４Ｂを通過した光Ｌ０が集光素子２３で集光される際、開口縁２５Ａでの回折に起因した干渉縞が集光ラインＫ上で重畳して強まり合うことを抑制できる。図５（ｂ）に示すように、アパーチャマスク２２Ｂを用いた場合の面状光Ｌ１の放射照度分布は、アパーチャマスク２２Ａを用いた場合とほぼ同様の結果となっている。
　図６（ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図である。同図に示すアパーチャマスク２２Ｃでは、開口部２４Ｃが集光ラインＫについて非対称な形状となっている。より具体的には、図６（ａ）の例では、開口部２４Ｃの形状は、等脚台形状（四角形状）となっている。これにより、このアパーチャマスク２２Ｃでは、光Ｌ０の光軸方向から見た場合に、開口縁２５Ａが集光軸Ｆ１に平行な方向に対して所定角度で傾斜し、かつ開口縁２５Ｂが非集光軸に平行な状態となっている。なお、同図では、開口部２４Ｃの下底の非集光軸Ｆ２方向の長さが上底の非集光軸Ｆ２方向の長さよりも長くなっているが、この長さ関係は反転していてもよい。
　このようなアパーチャマスク２２Ｃにおいても、図６（ａ）に示すように、開口縁２５Ａを集光ライン上に投影した場合に、開口縁２５Ａの集光ラインＫ上での投影部分Ｐが線状の拡がりを有する。このため、アパーチャマスク２２Ｃにおいても、開口部２４Ｃを通過した光Ｌ０が集光素子２３で集光される際、開口縁２５Ａでの回折に起因した干渉縞が集光ラインＫ上で重畳して強まり合うことを抑制できる。図６（ｂ）に示すように、アパーチャマスク２２Ｃを用いた場合の面状光Ｌ１の放射照度分布は、アパーチャマスク２２Ａを用いた場合とほぼ同様の結果となっている。
　図７（ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図である。同図に示すアパーチャマスク２２Ｄでは、アパーチャマスク２２Ｃと同様に、開口部２４Ｄの形状が等脚台形状となっていることに加え、その開口縁２５Ａがジグザグ状となっている。このようなアパーチャマスク２２Ｄにおいても、開口縁２５Ａを集光ライン上に投影した場合に、開口縁２５Ａの集光ラインＫ上での投影部分Ｐが線状の拡がりを有する。このため、アパーチャマスク２２Ｄにおいても、開口部２４Ｄを通過した光Ｌ０が集光素子２３で集光される際、開口縁２５Ａでの回折に起因した干渉縞が集光ラインＫ上で重畳して強まり合うことを抑制できる。
　図７（ｂ）に示すように、アパーチャマスク２２Ｄを用いた場合の面状光Ｌ１の放射照度分布は、アパーチャマスク２２Ａを用いた場合とほぼ同様の結果となっている。図７（ｂ）の結果と図４（ｂ）の結果とを比較すると、図７（ｂ）の結果の方が面状光Ｌ１のＸ軸方向の両端付近での放射照度分布の立ち上がり部分が急峻となっており、当該Ｘ軸方向の両端付近での放射照度分布の振幅も僅かに小さくなっている。なお、図７（ａ）の例では、ジグザグ状の開口縁２５Ａの凹凸が尖った形状となっているが、開口縁２５Ａの凹凸が円弧状或いは正弦波状などの湾曲形状となっていてもよい。
　また、図８（ａ）に示すアパーチャマスク２２Ｅのように、長方形状（四角形状）の開口部２４Ｅを光Ｌ０の光軸回りに所定角度をもって回転させると共に、開口縁２５Ａをジグザグ形状としてもよい。このようなアパーチャマスク２２Ｅを用いた場合であっても、図８（ｂ）に示すように、アパーチャマスク２２Ｄを用いた場合とほぼ同様の面状光Ｌ１の放射照度分布を得ることができる。
　図９（ａ）は、更に別の実施例に係るアパーチャマスクの開口部の形状を示す図である。同図に示すアパーチャマスク２２Ｆでは、開口部２４Ｆの開口縁２５Ａが集光ラインＫの外側に向かって凸となる形状を有している。より具体的には、図９（ａ）の例では、開口部２４Ｆの形状は、六角形状となっており、互いに対向する２辺が非集光軸Ｆ２に平行な方向に沿うように配置されている。開口部２４Ｆの形状は、正六角形状ではなく、開口縁２５Ａにおいて、六角形の角部の位置が集光ラインＫの一方側（ここでは紙面下側）に偏在した状態となっている。したがって、この開口部２４Ｆは、アパーチャマスク２２Ｃの開口部２４Ｃと同様に、集光ラインＫについて非対称な形状となっている。六角形の角部の位置は、集光ラインＫの他方側（紙面上側）に偏在した状態となっていてもよい。
　このようなアパーチャマスク２２Ｆにおいても、開口縁２５Ａを集光ライン上に投影した場合に、開口縁２５Ａの集光ラインＫ上での投影部分Ｐが線状の拡がりを有する。このため、アパーチャマスク２２Ｆにおいても、開口部２４Ｆを通過した光Ｌ０が集光素子２３で集光される際、開口縁２５Ａでの回折に起因した干渉縞が集光ラインＫ上で重畳して強まり合うことを抑制できる。図９（ｂ）に示すように、アパーチャマスク２２Ｃを用いた場合の面状光Ｌ１の放射照度分布は、アパーチャマスク２２Ａを用いた場合とほぼ同様の結果となっているが、Ｘ軸方向の両端付近での放射照度分布の振幅が更に抑えられている。
　開口縁２５Ａが集光ラインＫの外側に向かって凸となる形状を有する形態としては、例えば図１０（ａ）に示すアパーチャマスク２２Ｇのように、長方形状の開口部２４Ｇの開口縁２５Ａを外側に凸となるように緩やかに湾曲させた形状としてもよい。この場合、図１０（ｂ）に示すように、面状光Ｌ１の放射照度分布には、Ｘ軸方向の両端付近での放射照度分布の立ち上がり部分に僅かな振幅が生じるものの、全体としてはアパーチャマスク２２Ａを用いた場合とほぼ同様の結果となっている。
　また、開口縁２５Ａが集光ラインＫの外側に向かって凸となる形状を有する別の形態としては、例えば図１１（ａ）に示すアパーチャマスク２２Ｈのように、長方形状の開口部２４Ｈを光Ｌ０の光軸回りに所定角度をもって回転させると共に、開口縁２５Ａを外側に凸となるように緩やかに湾曲させた形状としてもよい。この場合も、図１１（ｂ）に示すように、面状光Ｌ１の放射照度分布には、Ｘ軸方向の両端付近での放射照度分布の立ち上がり部分に僅かな振幅が生じるものの、全体としてはアパーチャマスク２２Ａを用いた場合とほぼ同様の結果となっている。
　１…試料観察装置、６…画像取得部（検出部）、２１…光源、２２（２２Ａ～２２Ｈ）…アパーチャマスク、２３…集光素子、２４（２４Ａ～２４Ｈ）…開口部、２５Ａ…開口縁、Ｆ１…集光軸、Ｆ２…非集光軸、Ｋ…集光ライン、Ｌ０…光、Ｌ１…面状光、Ｐ…投影部分、Ｓ…試料。

Claims (9)

  1. 　干渉性を有する光を出力する光源と、
    　集光軸及び前記集光軸に交差する非集光軸を有し、前記光を集光ライン上に集光して面状光を生成する集光素子と、
    　前記光源から前記集光素子に向かう前記光の光束の一部を制限する開口部を有するアパーチャマスクと、を備え、
    　前記アパーチャマスクの前記開口部は、前記集光素子の前記集光軸に沿う方向に延在するように配置された開口縁を有し、前記開口縁を前記集光ライン上に投影した場合に、当該投影部分が線状の拡がりを有している光照射装置。
  2. 　前記開口部は、前記集光ラインについて非対称な形状となっている請求項１記載の光照射装置。
  3. 　前記開口縁は、前記集光ラインの外側に向かって凸となる形状を有している請求項１又は２記載の光照射装置。
  4. 　前記開口部は、六角形状となっている請求項１～３のいずれか一項記載の光照射装置。
  5. 　前記開口部は、台形状となっている請求項１又は２記載の光照射装置。
  6. 　前記開口縁は、ジグザグ状となっている請求項１～５のいずれか一項記載の光照射装置。
  7. 　前記開口部は、四角形状であり、
    　前記開口縁は、前記集光軸に対して所定角度で交差している請求項１記載の光照射装置。
  8. 　前記光源は、前記光としてレーザ光を出力する光源である請求項１～７のいずれか一項記載の光照射装置。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項記載の光照射装置と、
    　前記光照射装置からの前記面状光の照射によって試料で生じた観察光を検出する検出部と、を備える試料観察装置。
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