WO2016035444A1 - 顕微鏡 - Google Patents

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麻子 本村
伊知郎 祖川
菅沼　寛
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Definitions

  • the present invention relates to a microscope.
  • the illumination light output from the light source is applied to the object by the illumination optical system, and an image of the object is formed by the imaging optical system including an objective lens that inputs the transmitted scattered light generated by the object. Then, the image can be acquired by the imaging unit, and observation can be performed based on the acquired image (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-20198).
  • the observation object is a living tissue (cell)
  • illumination light in the near-infrared region can be suitably used (JP-A-10-20198, JP-A-10-20198).
  • JP-A-10-20198 See 2012-98181.
  • the background measurement is performed without placing the observation object, and the entire wavelength dependency including the output spectrum of the light source, the transmission spectrum of the illumination optical system and the imaging optical system, and the sensitivity spectrum of the imaging unit is obtained.
  • the spectral information at each position in the hyperspectral image of the object can be corrected based on the above.
  • An object of the present invention is to provide a microscope capable of acquiring a hyperspectral image with high data accuracy while suppressing thermal damage to an observation object.
  • the microscope of the present invention includes (1) a light source that outputs illumination light in a wavelength band included in the near infrared region, and (2) illumination that condenses the illumination light at a condensing angle ⁇ and irradiates an observation object.
  • An optical system and (3) an objective lens that has a numerical aperture equal to or greater than a sine sin ⁇ of the condensing angle and inputs transmitted scattered light generated in the observation object by irradiating the observation object with illumination light.
  • An imaging optical system that forms an image based on transmitted scattered light input to the objective lens, (4) an imaging unit that acquires the image, and (5) an optical source between the light source and the imaging unit, A spectroscopic unit for separating the illumination light or the transmitted scattered light into each wavelength component; and (6) obtaining the intensity of each wavelength component of the transmitted scattered light generated at each position of the observation object based on the image. And an arithmetic unit.
  • the microscope according to another aspect of the present invention includes (1) a light source that outputs illumination light in a wavelength band included in the near infrared region, and (2) illumination optics that collects the illumination light and irradiates the observation object. And (3) an objective lens that inputs transmission scattered light generated by the observation object by irradiation of illumination light to the observation object, and the illumination optical system outputs at the focal position of the objective lens An imaging optical system having a field width equal to or greater than the diameter of the illumination light beam and forming an image based on transmitted scattered light input to the objective lens, (4) an imaging unit that acquires the image, and (5) A spectroscopic unit that is between the light source and the imaging unit and separates the illumination light or the transmitted scattered light into each wavelength component; and (6) based on the image, the position generated at each position of the observation object.
  • the “near infrared region” refers to a wavelength range of 0.7 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
  • E the irradiance of illumination light in one plane perpendicular to the optical axis of the illumination optical system
  • Emax the maximum value
  • the diameter of the circle circumscribing is defined as “beam diameter of illumination light” in the plane.
  • the illumination optical system may irradiate the object with illumination light from above the object, and the objective lens may be provided below the object.
  • the illumination optical system is configured to increase the amount of illumination light applied to the object when observing the object, compared to when measuring the background, and the calculation unit is configured to observe and observe the background.
  • a storage device that stores correction data for correcting the difference in the spectrum of the illumination light between the two, and may be configured to correct the intensity of each wavelength component based on the correction data.
  • the light source or the illumination optical system may be configured to selectively irradiate the object with illumination light during an exposure period of the imaging unit.
  • the illumination optical system includes a cylindrical lens that converges illumination light in a long area in a specific direction in the object, or a slit that limits an illumination light irradiation area in the observation object to a long area in a specific direction,
  • the transmission scattered light is dispersed in a direction perpendicular to the specific direction, and the imaging unit acquires the intensity of each wavelength component of the transmitted scattered light generated at each position of the object along the specific direction. May be.
  • the illumination optical system may selectively irradiate the object with illumination light in a wavelength band in which the imaging unit has sensitivity.
  • a hyperspectral image with high data accuracy can be acquired.
  • the intensity of transmitted scattered light reaching the imaging unit from the observation object is smaller when observing than when measuring the background. Therefore, the data accuracy of the image of the object is lowered.
  • the intensity of each wavelength component of transmitted scattered light generated at each position of the object is further reduced, so that the data accuracy of the hyperspectral image is further reduced.
  • the lens used for light collection uses a lens with a coating such as an antireflection film, but when the incident direction is different from the antireflection film, the wavelength dependence of the antireflection effect is different.
  • the spectrum of the condensed illumination light depends on the light collection angle, and the larger the light collection angle, the larger the difference in the spectrum. For this reason, if the scatterer is irradiated with illumination light at a condensing angle that exceeds the numerical aperture of the objective lens, illumination light having a spectrum different from that of the background measurement is measured through the sample, which hinders improvement in data accuracy of the image. May be.
  • the measurement accuracy is improved because the illumination light density that is the illumination light quantity irradiated per unit area of the object is increased.
  • the observation magnification is increased, the light density reaching the imaging device is decreased in inverse proportion to the square of the magnification, and the measurement accuracy is reduced accordingly. Therefore, if high magnification observation such as cell observation is necessary, increasing the output of the illumination light source to maintain the measurement accuracy will expose the observation object to strong illumination light for a long time, which may cause a large object. Causes thermal damage.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of the microscope 1 according to the first embodiment.
  • An observation object (object) 90 to be observed by the microscope 1 is, for example, a cell, is placed in a container together with a culture solution, and placed on the stage 60.
  • the light source 10 outputs illumination light in a wavelength band included in the near infrared region.
  • the light source 10 preferably has an output intensity in a wide band.
  • the light source 10 is preferably a halogen lamp, a xenon lamp, or a super-continuum light source (SC light source), for example.
  • the illumination optical system 20 collects the illumination light output from the light source 10 and irradiates the object 90.
  • the illumination optical system 20 includes a condenser lens 21 and a slit 22.
  • the condenser lens 21 converges the illumination light output from the light source 10 and causes the illumination light to enter the slit 22.
  • the slit 22 has an opening that is long in a specific direction, and irradiates the object 90 with illumination light that passes through the opening of illumination light that has reached from the condenser lens 21. Thereby, the illumination optical system 20 can irradiate illumination light to a region long in the specific direction in the object 90.
  • the illumination optical system 20 does not exist in the object 90 but exists above or below the object 90. Is preferred. It is more desirable that the light collection position of the illumination light be closer to the light source 10 than the object 90 in that the amount of illumination light applied to the object 90 is less likely to decrease compared to background measurement.
  • the imaging optical system 30 forms an image based on the transmitted and scattered light generated in the object 90 by irradiation of the illumination light to the object 90.
  • the imaging optical system 30 includes an objective lens 31 and an imaging lens 32.
  • the objective lens 31 inputs transmitted scattered light generated in the object 90 by irradiation of illumination light to the object 90.
  • the imaging lens 32 forms an image together with the objective lens 31 based on the transmitted scattered light input to the objective lens 31.
  • the image formed by the imaging optical system 30 is long in the specific direction.
  • the spectroscope 51 inputs a long image in a specific direction formed by the imaging optical system 30 and separates transmitted scattered light in a direction perpendicular to the specific direction.
  • the spectroscope 51 includes a spectroscopic element such as a prism or grism.
  • the imaging unit 40 acquires the intensity of each wavelength component of the transmitted scattered light generated at each position of the object 90 along the specific direction.
  • the imaging unit 40 may be a camera or the like having sensitivity in the near infrared band, and a camera including a two-dimensional element such as InGaAs or HgCdTe is suitable.
  • the image acquired by the imaging unit 40 represents a position on the object 90 with respect to the specific direction, and represents a wavelength with respect to a direction perpendicular to the specific direction.
  • Stage 60 places a container containing cells 90 and a culture solution as the object 90.
  • the stage 60 is driven by the drive unit 61 and can move in two directions perpendicular to the optical axis of the objective lens 31, and can also move in a direction parallel to the optical axis of the objective lens 31.
  • the control unit 70 controls the movement of the stage 60 with respect to the driving unit 61 and controls the acquisition of images with respect to the imaging unit 40.
  • the control unit 70 moves the stage 60 in a direction perpendicular to both the optical axis of the objective lens 31 and the specific direction, and causes the imaging unit 40 to acquire an image at each position during the movement.
  • the calculation unit 80 obtains the intensity of each wavelength component based on the image acquired by the imaging unit 40, the position information obtained from the control unit 70, and the wavelength information of the spectroscopic device acquired in advance. By doing in this way, the hyperspectral image of the target object 90 can be acquired. Further, the calculation unit 80 may include a storage device that stores correction data. In this case, various corrections, for example, correction of a difference in the spectrum of illumination light between observation and background measurement can be performed.
  • the light source 10 or the illumination optical system 20 preferably includes a shutter that irradiates and blocks the illumination light on the object 90, and an ND filter that adjusts the amount of illumination light applied to the object 90. Is preferably provided.
  • the controller 70 controls irradiation of illumination light by the illumination optical system 20 by adjusting these shutters or ND filters. It is also preferable that the controller 70 controls the opening and closing of the shutter and the imaging by the imaging unit 40 so as to selectively irradiate the object 90 with illumination light during the exposure period of the imaging unit 40. .
  • the illumination optical system 20 collects illumination light and irradiates the object 90 at the time of observation, the intensity of each wavelength component of the transmitted scattered light generated at each position of the object 90 increases, and the data accuracy of the hyperspectral image is increased. Is expected to improve. Further, if the maximum length of the illumination light irradiation region at the focal plane of the objective lens is within 5 times the field width, it is preferable that the sample is less damaged by heat. However, on the other hand, if the light collection angle when the illumination optical system 20 irradiates the object 90 with the illumination light is too large, the distance between the illumination optical system 20 and the object 90 becomes small, so that the illumination optics Physical interference between the system 20 and the container is likely to occur. Further, the spectrum information in the obtained hyperspectral image contains a lot of spectrum information of the container and the culture solution.
  • sine sin ⁇ when the light collection angle when the illumination optical system 20 irradiates the object 90 with illumination light is ⁇ is set to a value that does not exceed the numerical aperture of the objective lens 31.
  • the condensing angle ⁇ is expressed as E / when the radiation intensity of illumination light on one plane perpendicular to the optical axis of the illumination optical system is represented by E and the maximum value is represented by Emax. It is set to 1/2 of the angle at which the light beam passing through the region on the plane where Emax is 0.1 or more converges.
  • the output of the light source 10 is not changed, and the amount of illumination light that the illumination optical system 20 irradiates the object 90 is increased from that during the background measurement. It is preferable to correct the difference in the spectrum of the illumination light between the time and the background measurement.
  • an ND filter having as little wavelength characteristics as possible is used. The transmission wavelength characteristics of the ND filter are measured in advance, and the transmission spectrum data is registered. The correction of the amount of illumination light and the illumination light spectrum is performed together.
  • spectrum fluctuation data corresponding to the change in the output of the light source 10 is acquired in advance, and the spectrum data is registered, and the illumination light is emitted between the background measurement and the sample observation. The light amount and the illumination light spectrum may be corrected together.
  • the illumination optical system 20 irradiates the illumination light to a long region in the specific direction in the object 90 by the slit 22.
  • the thermal damage given to the target object 90 can be reduced by irradiating only the limited area of the target object 90 with the illumination light.
  • the sine sin ⁇ is 0.1 when the collection angle of the illumination light in the longitudinal direction (specific direction) of the opening of the slit 22 is ⁇ , and the illumination light in the width direction perpendicular to the specific direction of the slit 22 Sine sin ⁇ is 0.02, and NA of the objective lens 31 is 0.15.
  • the illumination light is not dimmed by the slit 22, but the illumination light applied to the object 90 is limited to a region of about 1/5, and the object 90 is measured when the object 90 is scanned and measured.
  • the heat damage to can also be reduced to about 1/5.
  • the illumination optical system 20 selectively irradiates the object 90 with illumination light during the exposure period of the imaging unit 40.
  • a means for interrupting illumination light at high speed such as opening and closing of a shutter and rotation of a polarizing plate, or a light source that can be turned on and off in a short time, such as an LED.
  • the thermal damage given to the object 90 can be reduced by irradiating the object 90 with illumination light only during the image capturing time without irradiating the object 90 during the period other than the exposure period of the imaging unit 40. it can.
  • the illumination optical system 20 selectively irradiates the object 90 with illumination light in a wavelength band in which the imaging unit 40 has sensitivity by the wavelength filter 24. In this way, by preventing the object 90 from being irradiated with light in a band that does not contribute to observation, thermal damage to the object 90 can be reduced.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of the microscope 2 according to the second embodiment. Compared with the microscope 1, the microscope 2 is different in that it includes a spectral filter 52 instead of the spectroscope 51, and is different in that the illumination optical system 20 does not include the slit 22.
  • the spectral filter 52 is provided on the optical path between the condenser lens 21 and the object 90.
  • the spectral filter 52 sequentially selects and transmits each wavelength component from the illumination light output from the light source 10, and irradiates the object 90 with the illumination light of the selected wavelength component.
  • An acousto-optic element filter or the like may be used instead of the spectral filter.
  • the control unit 70 controls the wavelength selection by the spectral filter 52 and the imaging by the imaging unit 40 in synchronization with each other. That is, the control unit 70 causes the imaging unit 40 to acquire an image of the object 90 formed by the imaging optical system 30 when the object 90 is irradiated with illumination light of each wavelength component by the spectral filter 52. . By doing in this way, the hyperspectral image of the target object 90 can be acquired.
  • sine sin ⁇ when the light collection angle when the illumination optical system 20 irradiates the object 90 with illumination light is ⁇ is set to a value that does not exceed the numerical aperture of the objective lens 31.
  • the amount of illumination light that the illumination optical system 20 irradiates on the object 90 when observing the object 90 is increased from the time of background measurement, and between the time of observation and the time of background measurement. It is preferable to correct the difference in the spectrum of the illumination light. It is preferable that the illumination optical system 20 selectively irradiates the object 90 with illumination light during the exposure period of the imaging unit 40. Moreover, it is preferable that the illumination optical system 20 selectively irradiates the object 90 with illumination light in a wavelength band in which the imaging unit 40 has sensitivity.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of the microscope 3 according to the third embodiment. Compared to the microscope 1, the microscope 3 is different in that it has an inverted arrangement instead of an upright arrangement, and also differs in that the illumination optical system 20 includes a cylindrical lens 23 instead of the slit 22.
  • the illumination optical system 20 includes a condenser lens 21 and a cylindrical lens 23.
  • the condenser lens 21 converges the illumination light output from the light source 10 and causes the illumination light to enter the cylindrical lens 23.
  • the cylindrical lens 23 collects the illumination light reaching from the condenser lens 21 only in one direction and irradiates the object 90 with the illumination light. Thereby, the illumination optical system 20 can irradiate illumination light to a region long in the specific direction in the object 90.
  • the control unit 70 controls the movement of the stage 60 with respect to the driving unit 61 and controls the acquisition of images with respect to the imaging unit 40.
  • the control unit 70 moves the stage 60 in a direction perpendicular to both the optical axis of the objective lens 31 and the specific direction, and causes the imaging unit 40 to acquire an image at each position during the movement. By doing in this way, the hyperspectral image of the target object 90 can be acquired.
  • the sine sin ⁇ when the illumination angle when the illumination optical system 20 irradiates the object 90 with illumination light is ⁇ is set to a value that does not exceed the numerical aperture of the objective lens 31.
  • the amount of illumination light that the illumination optical system 20 irradiates the object 90 is increased compared to the background measurement, and between the observation time and the background measurement time. It is preferable to correct the difference in the spectrum of the illumination light. It is preferable that the illumination optical system 20 selectively irradiates the object 90 with illumination light during the exposure period of the imaging unit 40. Moreover, it is preferable that the illumination optical system 20 selectively irradiates the object 90 with illumination light in a wavelength band in which the imaging unit 40 has sensitivity.
  • the microscope 3 according to the third embodiment has an inverted arrangement. That is, the illumination optical system 20 irradiates the object 90 with illumination light from above the object 90, and the objective lens 31 is provided below the object 90.
  • the illumination light irradiated from below first enters the object 90 out of the object (cell) 90 and the culture solution.
  • the illumination light irradiated from above first enters the culture solution out of the object 90 and the culture solution. Therefore, in the inverted configuration, the wavelength component that is harmful to the culture medium and the cells mainly composed of water is attenuated, and the illumination light is applied to the cells that are the object 90, and thus the object 90 is given. Thermal damage can be reduced.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a container 92 for observing the object 90 in a state infiltrated with the culture solution 91.
  • the radius of the maximum circle that can be accommodated in the upper end opening of the container 92 is r
  • the wavelength information is directly acquired in the spatial direction
  • the wavelength information is directly acquired in the time direction.
  • the wavelength information may be obtained by performing an Fourier transform after obtaining an interferogram that is a Fourier transform.

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Abstract

　データ精度が高いハイパースペクトル画像を取得することができる顕微鏡は、光源、照明光学系、結像光学系、撮像部、分光器、ステージ、駆動部および制御部を備える。照明光学系は、光源から出力された近赤外領域に含まれる波長帯域の照明光を集光角度θで集光して観察対象物に照射する。結像光学系は、観察対象物への照明光の照射によって観察対象物で生じた透過散乱光に基づいて像を形成する。正弦sinθは、観察対象物から透過散乱光を入力する対物レンズの開口数を超えない値に設定される。

Description

顕微鏡
　本発明は、顕微鏡に関するものである。
　対象物を観察する場合、光源から出力された照明光を照明光学系により対象物に照射し、対象物で生じた透過散乱光を入力する対物レンズを含む結像光学系により対象物の像を形成し、その像を撮像部により取得して、その取得した像に基づいて観察を行うことができる（特開平１０－２０１９８号公報を参照）。
　特に観察対象物が生体組織（細胞）である場合、可視領域において細胞が透明であることから、近赤外領域の照明光を好適に用いることができる（特開平１０－２０１９８号公報、特開２０１２－９８１８１号公報を参照）。また、対象物の各位置で生じた透過散乱光のスペクトル情報を有するハイパースペクトル画像を取得し、このハイパースペクトル画像に基づいて対象物を分析することができる（特開２０１２－９８１８１号公報を参照）。更に、観察対象物を置かない状態でバックグラウンド計測を行って、光源の出力スペクトル，照明光学系と結像光学系の透過スペクトル及び撮像部の感度スペクトルを含む全体の波長依存性を求め、これに基づいて対象物のハイパースペクトル画像における各位置のスペクトル情報を補正することができる。
　本発明は、観察対象物に与える熱ダメージを抑制しつつデータ精度が高いハイパースペクトル画像を取得することができる顕微鏡を提供することを目的とする。
　本発明の顕微鏡は、(1) 近赤外領域に含まれる波長帯域の照明光を出力する光源と、(2) 前記照明光を集光角度θで集光して観察対象物に照射する照明光学系と、(3) 前記集光角度の正弦sinθ以上の開口数を有し、前記観察対象物への照明光の照射によって前記観察対象物で生じた透過散乱光を入力する対物レンズを含み、その対物レンズに入力された透過散乱光に基づいて像を形成する結像光学系と、(4) 前記像を取得する撮像部と、(5) 前記光源と前記撮像部の間にあり、前記照明光又は前記透過散乱光を各波長成分に分離する分光部と、(6)　前記像に基づいて、前記観察対象物の各位置で生じた前記透過散乱光の各波長成分の強度を求める演算部と、を備える。
　本発明の他の態様の顕微鏡は、(1) 近赤外領域に含まれる波長帯域の照明光を出力する光源と、(2) 前記照明光を集光して観察対象物に照射する照明光学系と、(3) 前記観察対象物への照明光の照射によって前記観察対象物で生じた透過散乱光を入力する対物レンズを含み、前記対物レンズの焦点位置で、前記照明光学系が出力する照明光ビーム直径以上の視野幅を有し、その対物レンズに入力された透過散乱光に基づいて像を形成する結像光学系と、(4) 前記像を取得する撮像部と、(5) 前記光源と前記撮像部の間にあり、前記照明光又は前記透過散乱光を各波長成分に分離する分光部と、(6)　前記像に基づいて、前記観察対象物の各位置で生じた前記透過散乱光の各波長成分の強度を求める演算部と、を備える。本出願において「近赤外領域」とは波長０．７μｍ～２．５μｍの範囲をいう。ここで、照明光学系の光軸に対して垂直な一つの平面における照明光の放射照度をＥ、その最大値をＥｍａｘで表すとき、Ｅ／Ｅｍａｘが０．１以上となるその平面上の領域に外接する円の直径を、その平面における「照明光のビーム直径」と定義する。
　本発明の顕微鏡は、前記照明光学系が前記対象物の上方から前記対象物に照明光を照射し、前記対物レンズが前記対象物の下方に設けられていてもよい。照明光学系は、前記対象物を観察する際に前記対象物に照射する照明光の光量をバックグラウンド計測時より増大させるよう構成されていて、前記演算部は、観察時とバックグラウンド計測時との間における照明光のスペクトルの差異を補正するための補正データを記憶する記憶装置を含み、前記補正データに基づき前記各波長成分の強度を補正するように構成されていてもよい。前記光源又は前記照明光学系が、前記撮像部の露光期間に選択的に前記対象物に照明光を照射するよう構成されていてもよい。
　前記照明光学系が、前記対象物において特定方向に長い領域に照明光を収斂するシリンドリカルレンズ、あるいは前記観察対象物における照明光照射領域を特定方向に長い領域に限定するスリットを含み、前記分光部が、前記特定方向に垂直な方向に前記透過散乱光を分光し、前記撮像部が、前記特定方向に沿った前記対象物の各位置で生じた透過散乱光の各波長成分の強度を取得してもよい。前記照明光学系が、前記撮像部が感度を有する波長帯域の照明光を選択的に前記対象物に照射してもよい。
　本発明によれば、データ精度が高いハイパースペクトル画像を取得することができる。
第１実施形態の顕微鏡装置の概念図である。
第２実施形態の顕微鏡装置の概念図である。
第３実施形態の顕微鏡装置の概念図である。
照明光学系の集光角度θを説明する概念図である。
対象物を培養液に浸潤した状態で観察するための容器の概念図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　照明光を平行光として観察対象物に照射して該対象物の像を取得する場合、バックグラウンド計測時と比べて観察時には、観察対象物から撮像部に到達する透過散乱光の強度は小さくなるので、対象物の画像のデータ精度は低くなる。特に対象物のハイパースペクトル画像を取得する場合には、対象物の各位置で生じた透過散乱光の各波長成分の強度は更に小さいので、ハイパースペクトル画像のデータ精度は更に低くなる。
　このような問題を解消するために、観察時に照明光学系により照明光を集光角度θで集光して対象物に照射することが考えられる。この場合、対象物の各位置で生じた透過散乱光の各波長成分の強度が大きくなることにより、ハイパースペクトル画像のデータ精度が改善することが期待される。しかし、その一方で、正弦sinθが対物レンズの開口数を上回る場合には以下の問題が生じる。一般に集光の際に用いられるレンズには反射防止膜等のコーティングが施されたものを使用するが、反射防止膜に対して入射方向が異なる場合は反射防止効果の波長依存性が異なるため、集光照明光のスペクトルは集光角度に依存し、集光角度が大きいほどそのスペクトルの差異が大きくなる。そのため対物レンズの開口数を超える集光角度で照明光を散乱体に照射するとバックグラウンド計測とは異なるスペクトルをもつ照明光が試料を通って計測されてしまうため該画像のデータ精度の改善が妨げられる場合がある。
　また、観察時に照明光学系により照明光を集光して対象物に照射する場合、対象物の単位面積当たりに照射される照明光量である照明光量密度が大きくなるため計測精度も向上する。一方観察倍率を上げるとその倍率の二乗に反比例して撮像装置に到達する光密度が減少し、その分計測精度が低下する。そのため、細胞観察等高倍率観察が必要な場合に照明光光源の出力を増大させることで計測精度を維持しようとすると強力な照明光に長時間観察対象がさらされることになり、対象物に大きな熱ダメージを与えてしまう。
　（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態の顕微鏡１の概念図である。顕微鏡１により観察されるべき観察対象物（対象物）９０は、例えば細胞であり、培養液とともに容器に容れられてステージ６０上に載置される。
　光源１０は、近赤外領域に含まれる波長帯域の照明光を出力する。光源１０は、広帯域に出力強度を持つものが好適である。光源１０は、例えばハロゲンランプ、キセノンランプ、スーパーコンテニューム光源（ＳＣ光源）が好適である。
　照明光学系２０は、光源１０から出力された照明光を集光して対象物９０に照射する。照明光学系２０は、コンデンサレンズ２１およびスリット２２を含む。コンデンサレンズ２１は、光源１０から出力された照明光を収斂させて、その照明光をスリット２２に入射させる。スリット２２は、特定方向に長い形状の開口を有し、コンデンサレンズ２１から到達した照明光のうち開口を通過する照明光を対象物９０に照射する。これにより照明光学系２０は、対象物９０において特定方向に長い領域に照明光を照射することができる。
　照明光学系２０は、光源１０の形状等が撮像部４０に映り込むことを防止するために、集光位置が対象物９０に存在せずに対象物９０より上方又は下方に存在するようにするのが好ましい。対象物９０に照射される照明光の光量がバックグラウンド計測と比較して減少しにくい点で、照明光の集光位置が対象物９０より光源１０側に存在するようにするのがさらに望ましい。
　結像光学系３０は、対象物９０への照明光の照射によって対象物９０で生じた透過散乱光に基づいて像を形成する。結像光学系３０は、対物レンズ３１及び結像レンズ３２を含む。対物レンズ３１は、対象物９０への照明光の照射によって対象物９０で生じた透過散乱光を入力する。結像レンズ３２は、対物レンズ３１とともに、対物レンズ３１に入力された透過散乱光に基づいて像を形成する。スリット２２が特定方向に長い形状の開口を有することに対応して、結像光学系３０により形成される像は特定方向に長い。
　分光器５１は、結像光学系３０により形成された特定方向に長い像を入力し、特定方向に垂直な方向に透過散乱光を分光する。分光器５１は、プリズムやグリズム等の分光素子を含む。
　撮像部４０は、特定方向に沿った対象物９０の各位置で生じた透過散乱光の各波長成分の強度を取得する。撮像部４０は、近赤外帯域に感度をもつカメラ等であれば良く、ＩｎＧａＡｓ、ＨｇＣｄＴｅ等の２次元素子を備えるカメラが好適である。撮像部４０が取得する像は、上記特定方向については対象物９０上の位置を表し、上記特定方向に垂直な方向については波長を表す。
　ステージ６０は、対象物９０である細胞及び培養液を入れた容器を載置する。ステージ６０は、駆動部６１により駆動されて、対物レンズ３１の光軸に垂直な２方向に移動が可能であり、対物レンズ３１の光軸に平行な方向にも移動が可能である。
　制御部７０は、駆動部６１に対してステージ６０の移動を制御し、撮像部４０に対して画像の取得を制御する。特に、制御部７０は、対物レンズ３１の光軸及び上記特定方向の双方に垂直な方向にステージ６０を移動させるとともに、その移動の際の各位置において撮像部４０により像を取得させる。
　演算部８０は、撮像部４０で取得した像、制御部７０より得られる位置情報、及びあらかじめ取得されている分光装置の波長情報に基づき、各波長成分の強度を求める。このようにすることで、対象物９０のハイパースペクトル画像を取得することができる。さらに、演算部８０は補正データを記憶する記憶装置を含んでもよく、この場合、各種補正、たとえば観察時とバックグラウンド計測時との間における照明光のスペクトルの差異の補正を行うことが出来る。
　また、光源１０又は照明光学系２０は、対象物９０への照明光の照射及び遮断をするシャッタを備えるのが好適であり、また、対象物９０への照明光の照射光量を調整するＮＤフィルタを備えるのが好適である。制御部７０は、これらのシャッタまたはＮＤフィルタを調整することで、照明光学系２０による照明光の照射を制御する。また、制御部７０は、シャッタの開閉と撮像部４０による撮像とを互いに同期させて、撮像部４０の露光期間に選択的に対象物９０に照明光を照射するよう制御するのも好適である。
　観察時に照明光学系２０により照明光を集光して対象物９０に照射する場合、対象物９０の各位置で生じた透過散乱光の各波長成分の強度が大きくなり、ハイパースペクトル画像のデータ精度が改善することが期待される。また、視野幅に対して対物レンズの焦点面での照明光照射領域の最大長さが５倍以内であれば試料への熱ダメージも少なく好適である。しかし、その一方で、照明光学系２０が対象物９０に照明光を照射する際の集光角度が大きすぎると、照明光学系２０と対象物９０との間の距離が小さくなるので、照明光学系２０と容器との間の物理的な干渉が生じ易くなる。また、得られるハイパースペクトル画像におけるスペクトル情報に容器や培養液のスペクトル情報が多く含まれることになる。
　そこで、第１実施形態では、照明光学系２０が対象物９０に照明光を照射する際の集光角度をθとしたときの正弦sinθは、対物レンズ３１の開口数を超えない値に設定される。このようにすることで、バックグラウンド計測を行う際に撮像部に入射しない対物レンズの開口数を超える照明光が試料観察時に試料内で散乱されて撮像部に入射し計測データに混入することを防ぐことができ、データ精度が高いハイパースペクトル画像を取得することができる。なお、図４に示されるように、集光角度θは、照明光学系の光軸に対して垂直な一つの平面における照明光の放射強度をＥ、その最大値をＥｍａｘで表すとき、Ｅ／Ｅｍａｘが０．１以上となるその平面上の領域を通過する光線束が収束する角度の１／２とする。
　従来では、透過配置でハイパースペクトル画像を取得しようとする場合、バックグラウンド計測を行う際には、空隙した状態又は容器のみを設置した状態で計測を行うことから、受光光量が観察時と比較して多くなり、ダイナミックレンジの設定や照明光量等が試料計測のために適切に設定できなくなる問題がある。簡易的な解決手段としては、光源１０の出力をバックグラウンド計測と試料観察時とで変更することが考えられるが、光源１０の出力を変更すると、光源スペクトルが変化してしまう問題がある。
　そこで、第1実施形態では、対象物９０を観察する際に光源１０の出力は変更せずに照明光学系２０が対象物９０に照射する照明光の光量をバックグラウンド計測時より増大させ、観察時とバックグラウンド計測時との間における照明光のスペクトルの差異を補正するのが好ましい。具体的には、可能な限り波長特性のないＮＤフィルタを用い、このＮＤフィルタの透過波長特性をあらかじめ計測し、その透過スペクトルデータを登録した上で、バックグラウンド計測時と試料観察時との間で照明光の光量及び照明光スペクトルの補正を合わせて行う。また、ＮＤフィルタを用いない場合は、予め光源１０の出力の変更に応じたスペクトルの変動データを取得し、そのスペクトルデータを登録した上でバックグラウンド計測時と試料観察時との間で照明光の光量及び照明光スペクトルの補正を合わせて行うとしても良い。
　第1実施形態では、照明光学系２０は、スリット２２によって対象物９０において特定方向に長い領域に照明光を照射するのが好ましい。このように、対象物９０の限られた領域のみに照明光を照射することにより、対象物９０に与える熱ダメージを軽減することができる。例えば、スリット２２の開口の長手方向（特定方向）についての照明光の集光角度をαとしたときの正弦sinαが０.１であり、スリット２２の特定方向に垂直な幅方向についての照明光の集光角度をβとしたときの正弦sinβが０.０２であり、対物レンズ３１のＮＡが０.１５であるとする。この場合、スリット２２によって照明光は減光されないが、対象物９０に照射される照明光は概ね１／５程度の領域に限定され、対象物９０を走査して計測する場合には対象物９０への熱ダメージも概ね１／５程度に減少させることができる。
　第1実施形態では、照明光学系２０は、撮像部４０の露光期間に選択的に対象物９０に照明光を照射するのが好ましい。具体的には、シャッタの開閉や、偏光板の回転など照明光を高速に遮断する手段、もしくはＬＥＤ等短時間でのＯＮ／ＯＦＦが可能な光源を備えるのが好適である。このように、撮像部４０の露光期間以外の期間には対象物９０に照明光を照射せず、撮像する時間のみ照明光を照射することにより、対象物９０に与える熱ダメージを軽減することができる。
　また、第1実施形態では、照明光学系２０は、波長フィルタ２４によって撮像部４０が感度を有する波長帯域の照明光を選択的に対象物９０に照射するのが好ましい。このように、観察に寄与しない帯域の光を対象物９０に照射しないようにすることにより、対象物９０に与える熱ダメージを軽減することができる。
　（第２実施形態）
　図２は、第２実施形態の顕微鏡２の概念図である。顕微鏡１と比較すると、顕微鏡２は、分光器５１に替えて分光フィルタ５２を備える点で相違し、また、照明光学系２０がスリット２２を含まない点で相違する。
　分光フィルタ５２は、コンデンサレンズ２１と対象物９０との間の光路上に設けられている。分光フィルタ５２は、光源１０から出力される照明光のうちから各波長成分を順次に選択して透過させ、その選択した波長成分の照明光を対象物９０に照射する。なお、分光フィルタに替えて音響光学素子フィルタ等を用いてもよい。
　制御部７０は、分光フィルタ５２による波長選択と撮像部４０による撮像とを互いに同期させて制御する。すなわち、制御部７０は、分光フィルタ５２により各波長成分の照明光を対象物９０に照射しているときに、結像光学系３０により形成された対象物９０の像を撮像部４０に取得させる。このようにすることで、対象物９０のハイパースペクトル画像を取得することができる。
　第２実施形態でも、照明光学系２０が対象物９０に照明光を照射する際の集光角度をθとしたときの正弦sinθは、対物レンズ３１の開口数を超えない値に設定される。このようにすることで、データ精度が高いハイパースペクトル画像を取得することができる。
　また、第２実施形態でも、対象物９０を観察する際に照明光学系２０が対象物９０に照射する照明光の光量をバックグラウンド計測時より増大させ、観察時とバックグラウンド計測時との間における照明光のスペクトルの差異を補正するのが好ましい。照明光学系２０は、撮像部４０の露光期間に選択的に対象物９０に照明光を照射するのが好ましい。また、照明光学系２０は、撮像部４０が感度を有する波長帯域の照明光を選択的に対象物９０に照射するのが好ましい。
　（第３実施形態）
　図３は、第３実施形態の顕微鏡３の概念図である。顕微鏡１と比較すると、顕微鏡３は、正立配置に替えて倒立配置の構成を有する点で相違し、また、照明光学系２０がスリット２２に替えてシリンドリカルレンズ２３を含む点で相違する。
　照明光学系２０は、コンデンサレンズ２１及びシリンドリカルレンズ２３を含む。コンデンサレンズ２１は、光源１０から出力された照明光を収斂させて、その照明光をシリンドリカルレンズ２３に入射させる。シリンドリカルレンズ２３は、コンデンサレンズ２１から到達した照明光を一方向についてのみ集光して、その照明光を対象物９０に照射する。これにより照明光学系２０は、対象物９０において特定方向に長い領域に照明光を照射することができる。
　制御部７０は、駆動部６１に対してステージ６０の移動を制御し、撮像部４０に対して画像の取得を制御する。特に、制御部７０は、対物レンズ３１の光軸及び上記特定方向の双方に垂直な方向にステージ６０を移動させるとともに、その移動の際の各位置において撮像部４０により像を取得させる。このようにすることで、対象物９０のハイパースペクトル画像を取得することができる。
　第３実施形態でも、照明光学系２０が対象物９０に照明光を照射する際の集光角度をθとしたときの正弦sinθは、対物レンズ３１の開口数を超えない値に設定される。このようにすることで、データ精度が高いハイパースペクトル画像を取得することができる。
　また、第３実施形態でも、対象物９０を観察する際に照明光学系２０が対象物９０に照射する照明光の光量をバックグラウンド計測時より増大させ、観察時とバックグラウンド計測時との間における照明光のスペクトルの差異を補正するのが好ましい。照明光学系２０は、撮像部４０の露光期間に選択的に対象物９０に照明光を照射するのが好ましい。また、照明光学系２０は、撮像部４０が感度を有する波長帯域の照明光を選択的に対象物９０に照射するのが好ましい。
　第３実施形態の顕微鏡３は倒立配置の構成を有している。すなわち、照明光学系２０は対象物９０の上方から対象物９０に照明光を照射し、対物レンズ３１は対象物９０の下方に設けられている。図１及び図２に示されるような正立配置の構成では、下方から照射される照明光は、対象物（細胞）９０及び培養液のうち先ず対象物９０に入射する。これに対して、図３に示されるような倒立配置の構成では、上方から照射される照明光は、対象物９０及び培養液のうち先ず培養液に入射する。したがって、倒立配置の構成では、水を主成分とする培養液及び細胞にとって有害な波長成分が減衰された上で、照明光が対象物９０である細胞に照射されるので、対象物９０に与える熱ダメージを軽減することができる。
　（第４実施形態）
　図５は、対象物９０を培養液９１に浸潤した状態で観察するための容器９２の概念図である。第３実施形態に示す倒立配置の構成において、容器９２に対象物９０を保持して観察する際には、容器９２の上端開口部の内部に収まる最大円の半径をｒとし、容器９２の内部の高さをｈとしたときに、正弦sinβ＝ｒ／(ｒ2＋ｈ2)1/2 となるβを照明集光角度が超えない場合には、容器９２の側面のスペクトルが混在する可能性が低くなり、計測精度を向上させることができる。また、試料サイズ２ａが既知であれば、正弦sinγ＝(ｒ－ａ)／((ｒ－ａ)2＋ｈ2)1/2 となるγを照明集光角度が超えない場合には、容器９２の側面のスペクトルが混在する可能性が更に低くなるので、計測精度を更に向上させることができる。
　（変形例）
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。第１および第３実施形態では、空間方向に波長情報を直接的に取得した例、第２実施形態では時間方向に波長情報を直接的に取得した例を示したが、本発明は、波長情報のフーリエ変換であるインターフェログラムを取得した後にフーリエ変換することにより波長情報を得ることとしてもよい。

Claims (8)

  1. 　近赤外領域に含まれる波長帯域の照明光を出力する光源と、
    　前記照明光を集光角度θで集光して観察対象物に照射する照明光学系と、
    　前記集光角度の正弦sinθ以上の開口数を有し、前記観察対象物への照明光の照射によって前記観察対象物で生じた透過散乱光を入力する対物レンズを含み、その対物レンズに入力された透過散乱光に基づいて像を形成する結像光学系と、
    　前記像を取得する撮像部と、
    　前記光源と前記撮像部の間にあり、前記照明光又は前記透過散乱光を各波長成分に分離する分光部と、
    　前記像に基づいて、前記観察対象物の各位置で生じた前記透過散乱光の各波長成分の強度を求める演算部と、
    を備える顕微鏡。
  2. 　近赤外領域に含まれる波長帯域の照明光を出力する光源と、
    　前記照明光を集光して観察対象物に照射する照明光学系と、
    　前記観察対象物への照明光の照射によって前記観察対象物で生じた透過散乱光を入力する対物レンズを含み、前記対物レンズの焦点位置で、前記照明光学系が出力する照明光ビーム直径以上の視野幅を有し、その対物レンズに入力された透過散乱光に基づいて像を形成する結像光学系と、
    　前記像を取得する撮像部と、
    　前記光源と前記撮像部の間にあり、前記照明光又は前記透過散乱光を各波長成分に分離する分光部と、
    　前記像に基づいて、前記観察対象物の各位置で生じた前記透過散乱光の各波長成分の強度を求める演算部と、
    を備える顕微鏡。
  3. 　前記照明光学系が前記観察対象物の上方から前記観察対象物に照明光を照射し、
    　前記対物レンズが前記観察対象物の下方に設けられている、
    　請求項１又は２に記載の顕微鏡。
  4. 　前記照明光学系は、前記観察対象物を観察する際に前記観察対象物に照射する照明光の光量をバックグラウンド計測時より増大させるよう構成されていて、
    　前記演算部は、観察時とバックグラウンド計測時との間における照明光のスペクトルの差異を補正するための補正データを記憶する記憶装置を含み、前記補正データに基づき前記各波長成分の強度を補正するよう構成されている、
    　請求項１～３の何れか１項に記載の顕微鏡。
  5. 　前記光源又は前記照明光学系が、前記撮像部の露光期間に選択的に前記観察対象物に照明光を照射するように構成されている、
    　請求項１～４の何れか１項に記載の顕微鏡。
  6. 　前記照明光学系が、前記観察対象物において特定方向に長い領域に照明光を収斂するシリンドリカルレンズを含み、
    　前記分光部が、前記特定方向に垂直な方向に前記透過散乱光を分光し、
    　前記撮像部が、前記特定方向に沿った前記観察対象物の各位置で生じた透過散乱光の各波長成分の強度を取得する、
    　請求項１～５の何れか１項に記載の顕微鏡。
  7. 　前記照明光学系が、前記観察対象物における照明光照射領域を特定方向に長い領域に限定するスリットを含み、
    　前記分光部が、前記特定方向に垂直な方向に前記透過散乱光を分光し、
    　前記撮像部が、前記特定方向に沿った前記観察対象物の各位置で生じた透過散乱光の各波長成分の強度を取得する、
    　請求項１～５の何れか１項に記載の顕微鏡。
  8. 　前記照明光学系が、前記撮像部が感度を有する波長帯域の照明光を選択的に前記観察対象物に照射する、
    　請求項１～７の何れか１項に記載の顕微鏡。
     
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105403520A (zh) * 2016-02-04 2016-03-16 广东医学院 多类型高光谱成像集成装置及系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101808218B1 (ko) * 2016-09-27 2018-01-18 울산과학기술원 이미지 생성장치 및 이를 이용한 생체 이미지 분석장치
JP6568041B2 (ja) * 2016-10-25 2019-08-28 株式会社ブルービジョン 光源装置及び撮像システム
JP7111936B2 (ja) * 2018-04-03 2022-08-03 学校法人自治医科大学 顕微鏡システム
CN109724931B (zh) * 2019-03-06 2023-04-07 台州市维谱智能科技有限公司 一种实时校准的光谱传感系统及其光谱处理方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07229840A (ja) * 1994-02-15 1995-08-29 Saika Gijutsu Kenkyusho 光学的測定方法及びその装置
JPH11237377A (ja) * 1998-02-20 1999-08-31 Yokogawa Electric Corp 紙やシートの品質測定装置
JP2005043295A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Nireco Corp 内部品質検査装置及び内部品質検査方法
JP2006170669A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 青果物の品質検査装置
JP2009230021A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Lasertec Corp 光学顕微鏡、及びスペクトル測定方法
WO2011055405A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 株式会社ニレコ 分光情報読み取り装置
JP2012159794A (ja) * 2011-02-02 2012-08-23 Nikon Corp 顕微鏡装置
JP2012173725A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Nikon Corp 画像生成装置、顕微鏡装置
JP2013228270A (ja) * 2012-04-25 2013-11-07 Sumitomo Electric Ind Ltd シラン系シール材の硬化度測定方法
JP2014095594A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Yokogawa Electric Corp 分光装置および分光用光源

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06351027A (ja) * 1993-06-11 1994-12-22 Nikon Corp 顕微鏡用カラーテレビジョン装置
US6245507B1 (en) * 1998-08-18 2001-06-12 Orchid Biosciences, Inc. In-line complete hyperspectral fluorescent imaging of nucleic acid molecules
CN104160264A (zh) * 2012-03-07 2014-11-19 索尼公司 观测设备、观测程序和观测方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07229840A (ja) * 1994-02-15 1995-08-29 Saika Gijutsu Kenkyusho 光学的測定方法及びその装置
JPH11237377A (ja) * 1998-02-20 1999-08-31 Yokogawa Electric Corp 紙やシートの品質測定装置
JP2005043295A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Nireco Corp 内部品質検査装置及び内部品質検査方法
JP2006170669A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 青果物の品質検査装置
JP2009230021A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Lasertec Corp 光学顕微鏡、及びスペクトル測定方法
WO2011055405A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 株式会社ニレコ 分光情報読み取り装置
JP2012159794A (ja) * 2011-02-02 2012-08-23 Nikon Corp 顕微鏡装置
JP2012173725A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Nikon Corp 画像生成装置、顕微鏡装置
JP2013228270A (ja) * 2012-04-25 2013-11-07 Sumitomo Electric Ind Ltd シラン系シール材の硬化度測定方法
JP2014095594A (ja) * 2012-11-08 2014-05-22 Yokogawa Electric Corp 分光装置および分光用光源

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3190443A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105403520A (zh) * 2016-02-04 2016-03-16 广东医学院 多类型高光谱成像集成装置及系统

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