顕微鏡用分光分析装置及び顕微鏡用分光分析装置の分光分析方法
【課題】高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能な顕微鏡用分光分析装置を提供する。
【解決手段】顕微鏡用分光分析装置において、試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にする第１の光学手段と、予め定められた透過波長帯域の光を透過する第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段と、光透過の光学板からなり、前記第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれ光軸調整手段と、透過波長帯域の試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像する２次元アレイ光検出手段と、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更するように第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備える。
【解決手段】顕微鏡用分光分析装置において、試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にする第１の光学手段と、予め定められた透過波長帯域の光を透過する第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段と、光透過の光学板からなり、前記第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれ光軸調整手段と、透過波長帯域の試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像する２次元アレイ光検出手段と、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更するように第１及び第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から試料に励起光が照射されると、顕微鏡に入射される試料が発する広い波長範囲に亘る多数の散乱光を分析する顕微鏡用分光分析装置に関し、特に高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能な顕微鏡用分光分析装置に関する。
具体的には、ラマン散乱やＳＥＲＳ（Surface Enhanced Raman Scattering、表面増強ラマン散乱と訳される）による散乱光を計測する際に使用される顕微鏡用分光分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料（測定対象）に励起用レーザ光束を照射たときに生ずる蛍光やラマ
ン散乱光などを顕微鏡を介して分光分析する顕微鏡用分光分析装置が提案されている。
【０００３】
ここで、ラマン散乱とはレーザなどの単一波長を物質に照射することによって生じる非線形な光学現象であって、照射する単一波長光源の波長よりも若干波長シフト（長波長にも短波長にも）した散乱光が発生する現象である。なおラマン散乱では、照射光の強度を１とすると、１０-14程度の微弱な光強度しか得られない。
【０００４】
この波長シフト（ラマンシフト）したラマン散乱光スペクトルは物質固有のものであるため、ラマン散乱光に基づき試料がどのような物質であるかを特定できる。
このため、従来の顕微鏡用分光分析装置は、試料から発せられるラマン散乱光等を検出することにより、試料中に含まれる物質の化学構造及び物理的状態を特定することができる。なお従来の顕微鏡用分光分析装置によれば、試料は固体、液体、気体を問わず、かつ、非破壊での検出を行うことができる。
【０００５】
また、ＳＥＲＳは、測定対象である試料においてナノサイズの金属構造の周囲に物質が存在するときに、レーザなどの単一波長光を照射することによって散乱光が生じる現象である。
具体的には、励起光を金属ナノ構造を有する試料に照射すると、金属表面において自由電子の粗密波である表面プラズモンが励起されてその領域における光電場が増強される。このため従来の顕微鏡用分光分析装置は、ＳＥＲＳに関し、金属ナノ構造周囲で発生し表面プラズモンにより増強されたラマン散乱光を計測する。
【０００６】
図１１は、従来の顕微鏡用分光分析装置の構成例を示した図である。
図１１において、顕微鏡用分光分析装置は、照射光の一例である試料を励起光を出射する光源１と、光源１から入射された励起光を光軸に対して垂直な平面におけるＸＹ方向のうちＹ方向に走査するＹ走査装置２と、Ｙ走査装置２から試料までの光路中に配置され、試料に入射された光ビーム（入射光）のうち、異なる波長となって試料から対物レンズ５側に出射される出射光と光源から試料に入射される励起光（入射光）とを分離するビームスプリッタ３と、入射光をＸＹ方向（水平方向）のうちＸ方向に走査するＸ走査装置４と、対物レンズ５と、Ｙ方向に対応する方向に沿って配置された入射スリット６を有し、入射スリットを通過した出射光を波長に応じて空間的に分散させる分光器７と、分光器７で分散させた出射光を検出する２次元アレイ光検出手段８とを備える。
【０００７】
Ｙ走査装置２は、入射光の出射角を変化させて、入射光を偏向させる。これにより、試料上で入射光の入射位置がＹ方向に沿って変化する。すなわち、Ｙ走査装置２は、入射光をＹ方向に走査する。
【０００８】
Ｙ走査装置２は、２次元アレイ光検出手段が１フレーム撮像する間に（言い換えれば、１フレームの露光時間よりも短い走査周期で）、励起光を少なくとも一回はＹ方向に走査する。
このとき光源からの励起光の入射位置は、露光時間内に入射スリット６上で、Ｙ走査領域の一端から他端まで移動することになる。
【０００９】
分光器７は入射スリット６を通過した出射光を波長に応じて空間的に分散（分光）させて２次元アレイ光検出手段８に出射する。
この出射光は分光器７によって入射スリットの方向と垂直な方向に分散される。すなわち、分光器７は、入射スリット６のライン状の開口部と垂直な方向に出射光を波長分散する。
なお分光器７は、回折格子（グレーティング）やプリズムなどの分光素子を備えており、入射スリット６から入射した光をその波長に応じて空間的に分散させる。
【００１０】
２次元アレイ光検出手段８は、１回の露光でＹ走査装置２が光ビームを走査することで得られる試料のライン状の領域（試料上の入射スリット６の開口部に対応する領域）におけるラマン散乱光を検出する。
具体的には、２次元アレイ光検出手段８は、画素がｎ（行）×ｍ（列）の画素で構成されるときは試料のｍ個の点でのスペクトルを１回の露光で測定する。
【００１１】
この１フレームの撮像が終了すると、Ｘ走査装置４は、試料上での入射光の入射位置をＸ方向に１照明領域分だけずらす、いいかえれば、入射光をＸ方向に走査する。
具体的には、Ｘ走査装置４は、反射面の角度を変化させ、入射光の出射角させることによって入射光を偏光させて試料上での入射位置をＸ方向に１照明領域分だけずらす。
【００１２】
再びＹ走査装置２が２次元アレイ光検出手段８により１フレーム撮像される間に励起光をＹ方向に走査し、２次元アレイ光検出手段８がラマン散乱光を検出し、Ｘ走査装置４は入射光をＸ方向に走査する。
これらの動作を２次元アレイ光検出手段８の画素がｎ（行）×ｍ（列）の画素で構成される場合はｎ回行う。
【００１３】
また、図示しない分析装置は、２次元アレイ光検出手段８が１回の露光で撮像した１フレームの画像データに基づき、走査範囲に応じたライン状の領域におけるラマン散乱光のスペクトル、いいかえれば複数の点（位置）で生じているラマン散乱光のスペクトルを測定することができる。
【００１４】
これらのことにより、従来の顕微鏡用分光分析装置では、２次元アレイ光検出手段８が試料上の複数の点（位置）からのスペクトルを１度の露光で検出できるので、各点毎に撮像した画像データの転送が不要となり、２次元アレイ光検出手段８のＣＣＤにおける電荷の転送回数及びＣＣＤからのデータの転送回数を減少し、測定時間を短縮することができる。
【００１５】
従来の顕微鏡用分光分析装置を記載した文献としては特許文献１、２、３などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１７９００２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７６７６号公報
【特許文献３】特開２００２−０１４０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の顕微鏡用分光分析装置では、２次元アレイ光検出器８がフレームデータを転送する転送時間内にＹ走査装置２が試料のライン上でＹ方向にスキャンするので、２次元アレイ光検出器８への露光（撮像）時間が短くなってしまうという問題点があった。
この問題点に対しては、従来技術を応用して、微弱な光を分光撮像する場合にはスキャンを繰り返して２次元アレイ光検出器８による撮像を行えばよいが、この手法では高速な分光は困難であるという問題点があった。
【００１８】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、励起光の集光ポイントをＸＹ方向にラインスキャンする際に、Ｘ走査装置４が反射面の角度を変化させて集光ポイントをＸ方向へずらすので、Ｚ方向の焦点距離がずれて、ピンボケな画像となってしまうという問題点があった。
この問題点は、ピンボケ画像を補正するために特許公開２００４−３１７６７６号公報に記載されているような補正光学系を備えれば解消されるが、この手法では部品数が増加してしまう、装置が大型化、高価格化してしまうという問題点があった。
【００１９】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、Ｙ方向装置２、Ｘ方向装置４は、例えばモータを利用したガルバノミラーによる光偏向を利用しているが、両方向の回転軸を直角に配置すると、装置が大型化してしまうという問題点があった。
【００２０】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、分光器７が回折格子などの光分散素子による固定光学系であるポリクロメータを備えている。
この場合、ポリクロメータは入射光を分散して（所定の角度をつけて）所定の波長範囲の光を取り出すので、平行光等の取り扱いが容易な光の状態へ修正するためにミラー、レンズなど、複数の光素子が必要となるという問題点があった。このため部品点数の増加につながり、装置が大型化、高価格化するという問題点があった。
【００２１】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、分光器７が回折格子等を備える場合ではその光回折角度に波長依存性があるため（いいかえれば、波長と回折角度との関係がリニア（線形）ではないため）、等間隔の波長分解能を得られないという問題点があった。このため、等間隔の波長分解能を得られないと、試料中に含まれる物質の化学構造及び物理的状態を特定する際に、ある波長帯域では精密な分析ができなくなってしまうという問題点があった。
また、試料中に含まれる物質の化学構造及び物理的状態によっては、細かい波長帯域で得られる透過光の光強度の分析を行うことを要する場合があるが、分光器７が回折格子等を備える場合では透過波長帯域の幅の制御が困難で時間がかかる場合（例えばモノクロメータ等の場合）があり、精密で高速な分析ができないという問題点があった。
【００２２】
本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能な顕微鏡用分光分析装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、 光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置において、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にする第１の光学手段と、入射した光を透過させ透過波長帯域が可変であって、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段と、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段と、光透過の光学板からなり、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正する光軸調整手段と、前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像する２次元アレイ光検出手段と、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置において、前記制御手段は、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して予め定められた複数の前記透過波長帯域を掃引することを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置において、前記制御手段は、前記２次元アレイ光検出手段を制御して前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を予め定められた時間間隔で撮像し、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して前記透過波長帯域を予め定められた間隔の波長帯域で変更することを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置において、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段または前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を透過した光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備え、前記制御手段は、前記偏光手段の前記偏光方向を変更することを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明は、光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置の分光分析方法において、第１の光学手段が、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にし、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過させ、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過させ、光透過の光学板からなる光軸調整手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正し、２次元アレイ光検出手段が、前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像し、制御手段が、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の顕微鏡用分光分析装置によれば、試料の２次元平面の領域を高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能となる点で有効である。また、構成される光学系にＺ軸方向への焦点変化はないため、ボケのない鮮明な分光画像が得られる点で有効である。
更に、光軸調整手段を備えることにより、顕微観察される平面領域を走査しながら分光を行うことで使用者の所望の位置で分光できる点で有効である。
【００２９】
本発明の顕微鏡用分光分析装置によれば、制御手段が２次元アレイ光検出手段と第１の可変バンドパスフィルタを協調動作するように制御することにより、２次元平面の領域を一度に分光撮像をすることが出来る点で有効である。
【００３０】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、上述の構成とすることにより、少ない部品点数で、小型で、安価に、微弱な光であっても高速に予め定められた間隔の波長分解能でピンボケの無い鮮明な画像を取得することができる顕微鏡用分光分析装置を実現できる。
【００３１】
また、本発明によれば、制御手段が、第１の可変バンドパスフィルタ手段のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的に変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光すること（高い時間分割波長分解能を得ること）が出来る点で有効である。
【００３２】
また、本発明によれば、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する第２の可変バンドパスフィルタ手段を備え、制御手段は、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更し、第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域とを重複させることにより、複数の可変バンドパスフィルタを協調動作させることによって、連続した波長帯域に対し、高い光学波長分解能の分光が高速に行える点で有効である。
【００３３】
また、本発明によれば、制御手段２７は、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段の少なくともいずれかの透過波長帯域または重複透過帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光すること（高い時間分割波長分解能を得ること）が出来る点で有効である。
たとえば第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段が光入射角度調整型の場合には、フィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域または重複透過帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光すること（高い時間分割波長分解能を得ること）が出来る。
【００３４】
また、本発明によれば、第２の可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備えたことにより、偏光依存性を持ったスペクトルの分光ができる点で有効である。
【００３５】
また、本発明によれば、光軸調整手段を備えることにより、顕微観察される平面領域を走査しながら分光を行うことで使用者の所望の位置で分光できる点で有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の一実施例の構成図である。
【図２】図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段が散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
【図３】可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【図４】可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する他の説明図である。
【図５】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の他の実施例の構成図である。
【図６】図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段と第２の可変バンドパスフィルタ手段の散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
【図７】第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【図８】第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関するその他の説明図である。
【図９】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図である。
【図１０】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図である。
【図１１】従来の顕微鏡用分光分析装置の構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、光源から試料に励起光が照射されると、顕微鏡に入射される試料が発する広い波長範囲に亘る多数の散乱光を分析する顕微鏡用分光分析装置に関し、第１の光学手段により平行光束にされた散乱光を透過させる透過波長帯域が可変である第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過し、２次元アレイ光検出手段が透過波長帯域の散乱光を撮像し、制御手段が２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更することにより、試料の２次元平面の領域を高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能とする顕微鏡用分光分析装置に関する。
以下、図面を用いて本発明の顕微鏡用分光分析装置を説明する。
【００３８】
＜第１の実施例＞
図１は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の一実施例の構成図である。
【００３９】
（構成の説明）
図１において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は主に、試料２２に励起光を照射する白熱光源、レーザのような単一波長光源、広帯域光源等の光源２０Ａと、光源２０Ａからの励起光を集光する集光レンズ等により構成される光照射レンズ手段２１と、光照射レンズ手段２１により集光された励起光が照射され、ラマン散乱光等を生ずる測定対象である試料２２と、図示しない顕微鏡の一部であって散乱光を平行光束にする対物レンズ等の第１の光学手段２３と、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光干渉型や光入射角度チューニング型などの第１の可変バンドパスフィルタ手段２４と、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの入射光を集光する集光レンズである結像光学手段２５と、結像光学手段２５により集光された第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの散乱光を予め定められたタイミングで撮像するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどの２次元アレイ光検出手段２６と、２次元アレイ光検出手段２６の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域を変更する制御手段２７と、を備える。
【００４０】
ここで、可変バンドパスフィルタ手段２４と２次元アレイ光検出手段２６は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき分光される波長領域（透過波長帯域）と撮像するタイミングとが制御される。
【００４１】
なお、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、暗視野像を得る場合には光照射レンズ手段２１がコンデンサレンズなどの光学系を有するものでもよい。
【００４２】
また本発明の顕微鏡用分光分析装置は、試料を励起させるためのレーザ光を照射するレーザ光源などの光源２０Ｂを有するものでもよく、たとえば光源２０Ａの光軸に対して予め定められた角度で試料２２に照射するものでもよい。
光源２０Ｂは光軸が光照射レンズ手段２１の光軸と一致するように配置されるものでもよく、このときには光照射レンズ手段２１はコンデンサレンズを有する。この場合、対物レンズ等の第１の光学手段２３により構成される図示しない顕微鏡は暗視野顕微鏡として動作する。
【００４３】
さらに本発明の顕微鏡用分光分析装置は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と２次元アレイ光検出手段２６との間に設置され、第１の可変バンドパスフィルタ２４からの透過光のうち特定の波長帯域の光強度を減衰（カット、阻止）するノッチフィルタ２８を有するものでもよい。
【００４４】
光源２０Ａおよび光照射レンズ手段２１、第１の光学手段２３、第１の可変バンドパスフィルタ２４、ノッチフィルタ２８、結像光学手段２５、２次元アレイ光検出手段２６は、図１のように、これらの光軸が共通の光軸となるように（光軸が一致するように）、いいかえれば無分岐の直線状になるように配置される。このように配置することで顕微鏡用分光分析装置全体を小型化できる。
【００４５】
（主な構成要素の詳細な説明）
第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する。
具体的には、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、膜面への入射角度の変化に応じて透過光に対しフィルタ特性が変わるフィルタ部とフィルタの角度を変化させる回転台などから構成される。
【００４６】
図２は図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段が散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
図２において、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、たとえば所定の透過可能な波長帯域の幅（間隔）Ｌを有する。第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、光のフィルタ部への入射角度を変更して、透過可能な波長の幅Ｌを維持しつつ透過波長帯域を制御する。
【００４７】
たとえば、図２のように第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、透過波長帯域がＬ１０からＬ１９までの帯域（以下、Ｌ１０という）、Ｌ２０からＬ２９までの帯域（以下、Ｌ２０という）、Ｌ３０からＬ３９までの帯域（以下、Ｌ３０という）の３種類に可変であり、第１の光学手段２３からの散乱光Ｃ１（試料からの光に含まれるスペクトルの例）を、Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０のいずれかの帯域における散乱光を透過する。
【００４８】
制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４と２次元アレイ光検出手段２６を制御して所定の透過波長帯域の光を所定のタイミングで撮像させる。
換言すれば、制御手段２７は２次元アレイ光検出手段２６と可変バンドパスフィルタ２４を協調動作するように制御する。
制御手段２７は、２次元アレイ光検出手段２６を制御して散乱光を予め定められた時間間隔（たとえば等時間間隔）で撮像し、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域を予め定められた間隔（たとえば等間隔、ユーザ所望の間隔）の波長帯域で変更するものでもよい。
【００４９】
図３は、図１の制御装置が可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段を制御して所定の透過波長帯域の光を撮像する際の、可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【００５０】
図３において、上段のＶＢＰＦ（可変バンドパスフィルタ）は可変バンドパスフィルタ２４が透過する透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０への状態変化を示している。下段のＣＡＭ（２次元アレイ光検出手段）は、２次元アレイ光検出手段２６により散乱光が撮像されるタイミングを示しており、ＯＮの状態のときに露光され、撮像される。
【００５１】
図３において、制御手段２７は、図示しない記憶手段に格納される予め定められた２次元アレイ光検出手段２６の撮像タイミング（ＯＮになるタイミング）または撮像間隔にあわせて可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０を変更する。
具体的には、２次元アレイ光検出手段２６が撮像するタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３にあわせて、可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０とする。
制御手段２７は、２次元アレイ光検出手段２６の撮像動作が終了してから、可変バンドパスフィルタ２４の透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０間を推移する。
【００５２】
なお制御手段２７は、各手段の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなるものでもよい。具体的には制御手段２７は、図示しない記憶手段に格納されているＯＳなどを起動して、このＯＳ上で記憶手段に格納されたプログラムを読み出して実行することにより分光分析装置全体を制御し、予め定められたタイミングまたは撮像間隔で可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域を変更させ、２次元アレイ光検出手段２６に透過光を撮像させる。
【００５３】
（動作・作用の説明）
本発明の顕微鏡用分光分析装置は上述のような構成で、次の動作を行なう。
（１−１）制御手段２７は、予め定められたタイミングで第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０に制御する。
（１−２）光源２０Ａは、試料２２に向けて励起光を照射する。
（１−３）励起光は、光照射レンズ手段２１により集光され、試料２２に照射される。
【００５４】
（１−４）試料２２では、照射された励起光によりラマン散乱光を生ずる。
（１−５）第１の光学手段２３は、試料２２により生じた散乱光を平行光束に変換する。
（１−６）第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち透過波長帯域Ｌ１０の光を透過する。
【００５５】
（１−７）結像光学手段２５は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの入射光を集光する。
（１−８）２次元アレイ光検出手段２６は、結像光学手段２５により集光された第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの散乱光を撮像する。
（１−９）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
【００５６】
（１−１０）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ２０に制御するとともに、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ２０の透過光を撮像させる。
（１−１１）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
（１−１２）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ３０に制御するとともに、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ３０の透過光を撮像させる。
【００５７】
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、第１の光学手段により平行光束にされた散乱光を透過させる透過波長帯域が可変である第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過し、２次元アレイ光検出手段が透過波長帯域の散乱光を撮像し、制御手段が２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更することにより、試料の２次元平面の領域を高速で予め定められた間隔の波長分解能（たとえば等間隔、ユーザ所望の任意の間隔等）で分光可能となる点で有効である。
また、構成される光学系にＺ軸方向への焦点変化はないため、ボケのない鮮明な分光画像が得られる点で有効である。
【００５８】
また、制御手段２７が２次元アレイ光検出手段２６と可変バンドパスフィルタ２４を協調動作するように制御することにより、２次元平面の領域を一度に分光撮像をすることが出来る点で有効である。
【００５９】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、上述の構成とすることにより、少ない部品点数で、小型で、安価に、微弱な光であっても高速に予め定められた間隔の波長分解能でピンボケの無い鮮明な画像を取得することができる顕微鏡用分光分析装置を実現できる。
【００６０】
なお、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、本実施例では、説明の便宜上、可変バンドパスフィルタ２４の透過波長帯域はＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０としたが、可変バンドパスフィルタ２４がより多くの透過波長帯域で散乱光を透過するものでもよい。
この場合は、制御手段が可変バンドパスフィルタ手段を制御して透過波長帯域を掃引すれば連続したスペクトル帯域を分光することが出来る点で有効である。
【００６１】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、可変バンドパスフィルタ２４の有する透過波長帯域の間隔が波長分解能となるため、帯域間隔が狭くかつ多数の透過波長帯域を有することにより高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
【００６２】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、本実施例では、説明の便宜上、図２において、可変バンドパスフィルタ２４の透過波長帯域はＬ１０→Ｌ２０→Ｌ３０と階段状（離散的）に変化させるものとしたが、Ｌ１０からＬ３０までの透過波長帯域の変更を連続的または曲線的に変化させるものでもよい。この動作を図４を用いて説明する。
【００６３】
図４は、可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する他の説明図である。
図４において、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させる。第１の可変バンドパスフィルタ手段２４における変化させるフィルタ部の角度が０度に近づくほど、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段が、第１の可変バンドパスフィルタ手段のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させて透過波長帯域を連続的に変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光することが出来る点で有効である（高い時間分割波長分解能を得ることが出来る点で有効である）。
【００６４】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段２７が重複透過帯域の幅を変更させつつ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させるものでもよい。
たとえば、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段を制御して、細かい波長帯域で得られる透過光の光強度の分析を行う必要がある範囲では透過波長帯域の幅（Ｌ）を極狭いものとし、特に細かい帯域における透過光の光強度分析は不要である範囲では重複透過帯域の幅を広いものとする。
このため、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、所望の範囲については連続した波長帯域の分光が行うことができ、従来よりも高い時間分割波長分解能を得られ、かつ、全体として高速に分光分析ができる点で有効である。
【００６５】
＜第２の実施例＞
本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、１または２以上の可変バンドパスフィルタをさらに第１の可変バンドパスフィルタと結像光学手段（またはノッチフィルタ）との間に設置して、複数の可変バンドパスフィルタを協調動作させることによって、一部重複した透過波長帯域に対し、高い光学波長分解能の分光を行うものであってもよい。
【００６６】
図５は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の他の実施例の構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図１との相違点は、主に、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する第２の可変バンドパスフィルタ手段を備える点で相違する。また、制御手段が、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更し、第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域とを重複させる点で相違する。
【００６７】
図５において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と結像光学手段２５（またはノッチフィルタ２７）との間に設置され、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、入射した散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光干渉型や光入射角度チューニング型などの第２の可変バンドパスフィルタ手段２９を備える。
【００６８】
第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、光のフィルタ部への入射角度を変更して、透過可能な波長の幅（たとえばＬ）を維持しつつ、透過波長帯域を制御する。
ここで、第２の可変バンドパスフィルタ２９は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と異なる透過可能な波長の幅Ｌ´、または、略同一の透過可能な波長の幅Ｌを有する。
【００６９】
また、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき分光される波長領域（透過波長帯域）が制御される。
第２の可変バンドパスフィルタ２９は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と略同一の透過可能な波長の幅Ｌを持つ場合には、制御手段２７により透過波長帯域が異なるように制御される。
【００７０】
図６は図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段と第２の可変バンドパスフィルタ手段の散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
図６において、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４および第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、略同一の透過可能な波長帯域の幅Ｌを有する。
第１の可変バンドパスフィルタ手段２４と第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、光のフィルタ部への入射角度を変更して、透過可能な波長の幅Ｌを維持しつつ、透過波長帯域を制御する。
【００７１】
図６において、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、透過波長帯域がＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０の３種類に可変である。
第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、透過波長帯域がＬ１０´からＬ１９´までの帯域（以下、Ｌ１１という）、Ｌ２０´からＬ２９´までの帯域（以下、Ｌ２１という）、Ｌ３０´からＬ３９´までの帯域（以下、Ｌ３１という）の３種類に可変であり、Ｌ１０とＬ１１、Ｌ２０とＬ２１、Ｌ３０とＬ３１の透過波長帯域は、重複する。
【００７２】
図６では、Ｌ１０とＬ１１の重複部分をＬ１２、Ｌ２０とＬ２１の重複部分をＬ２２、Ｌ３０とＬ３１の重複部分をＬ３２として表している。
また、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域とが一部（または全部）重複した帯域を、以下「重複透過帯域」という。
【００７３】
制御手段２７は、図示しない記憶手段に格納される予め定められた２次元アレイ光検出手段２６の撮像タイミング（ＯＮになるタイミング）または撮像間隔にあわせて第１の可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域をＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０に変更するとともに、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１に変更する。
【００７４】
図７は、図１の制御装置が第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段を制御して所定の透過波長帯域の光を撮像する際の、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【００７５】
図７において、ＶＢＰＦ１（第１の可変バンドパスフィルタ）は可変バンドパスフィルタ２４が透過する透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０への状態変化を示している。ＶＢＰＦ２（第２の可変バンドパスフィルタ）は可変バンドパスフィルタ２９が透過する透過波長帯域Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１への状態変化を示している。
ＥＦＴ（重複透過帯域）は、重複透過帯域のＬ１２、Ｌ２２、Ｌ３２への状態変化を示している。
ＣＡＭ（２次元アレイ光検出手段）は、２次元アレイ光検出手段２６により撮像されるタイミングを示しており、ＯＮの状態のときに露光され、撮像される。
【００７６】
図７において、制御手段２７は、記憶手段に格納される予め定められた２次元アレイ光検出手段２６が撮像するタイミング（ＯＮになるタイミング）ｔ１、ｔ２、ｔ３、または撮像間隔にあわせて第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０とし、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ１１、Ｌ２１、Ｌ３１とする。
換言すれば、重複透過帯域は、２次元アレイ光検出手段２６が撮像するタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３にあわせて、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ３２となる。
ここで波長帯域Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ３２の波長の幅は一定の幅であってもよいし、異なるものでもよい。
【００７７】
（動作・作用の説明）
本発明の顕微鏡用分光分析装置は上述のような構成で、次の動作を行なう。
（２−１）制御手段２７は、予め定められたタイミングで第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０に制御するとともに、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ１１に制御する。
（２−２）光源２０Ａは、試料２２に向けて励起光を照射する。
（２−３）励起光は、光照射レンズ手段２１によりされ、試料２２に照射される。
【００７８】
（２−４）試料２２では、照射された励起光によりラマン散乱光を生ずる。
（２−５）第１の光学手段２３は、試料２２により生じた散乱光を平行光束に変換する。
（２−６）第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち透過波長帯域Ｌ１０の光を透過する。
（２−７）第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４から入射した平行光束の散乱光のうち透過波長帯域Ｌ１１の光を透過する。
すなわち、Ｌ１０とＬ１１との重複範囲であるＬ１２における散乱光が透過される。
【００７９】
（２−８）結像光学手段２５は、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９からの入射光を集光する。
（２−９）２次元アレイ光検出手段２６は、結像光学手段２５により集光された第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの波長帯域Ｌ１２における散乱光を撮像する。これにより本発明の顕微鏡用分光分析装置は、波長帯域Ｌ１２の散乱光の光強度を測定できる。
（２−１０）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
【００８０】
（２−１１）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ２０に制御するとともに、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ２１に制御し、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ２２の透過光を撮像させる。
（２−１２）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
（２−１３）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ３０に制御するとともに、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ３１に制御し、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ３２の透過光を撮像させる。
【００８１】
このため、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、２つの可変バンドパスフィルタを協調動作させることにより、散乱光を所定の波長帯域の全て（または一部）において「重複透過帯域」ごとに透過でき、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
また重複透過帯域の範囲が狭い程（第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域の重複が極小である程）、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
【００８２】
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する第２の可変バンドパスフィルタ手段を備え、制御手段は、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更し、第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域とを重複させることにより、複数の可変バンドパスフィルタを協調動作させることによって、連続した波長帯域に対し、高い光学波長分解能の分光分析が高速に行える点で有効である。
また、構成される光学系にＺ軸方向への焦点変化はないため，ボケのない鮮明な分光画像が得られる点で有効である。
【００８３】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、上述の構成とすることにより、少ない部品点数で、小型で、安価に、微弱な光であっても高速に予め定められた間隔の波長分解能でピンボケの無い鮮明な画像を取得することができる顕微鏡用分光分析装置を実現できる。
【００８４】
なお、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、本実施例では、説明の便宜上、図７において、可変バンドパスフィルタ２４、２９の透過波長帯域はＬ１０→Ｌ２０→Ｌ３０、Ｌ１１→Ｌ２１→Ｌ３１と階段状（離散的）に変化させるものとしたが、Ｌ１０からＬ３０まで、Ｌ１１からＬ３１までの透過波長帯域の変更を連続的または曲線的に変化させ、散乱光を所定の波長帯域の全て（または一部）において、重複透過帯域ごとに透過させるものでもよい。
具体的には、制御手段２７は、重複透過帯域の帯域幅を一定に保つように、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させて透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させる。これにあわせて、制御手段２７は、重複透過帯域の帯域幅を一定に保つように、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させて透過波長帯域を連続的にＬ１１からＬ３１までの間で変化させる。以下図８を用いて説明する。
【００８５】
図８は、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関するその他の説明図である。
図８において、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４および第２の可変バンドパスフィルタ手段２９のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０まで、Ｌ１１からＬ３１の間で変化させる。このため重複透過帯域は、Ｌ１２からＬ３２までの間で連続的に変化する。
なお第１の可変バンドパスフィルタ手段２４および第２の可変バンドパスフィルタ手段２９における、変化させるフィルタ部の角度が０度に近づく程、また重複透過帯域の範囲が狭い程（第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域の重複が極小である程）、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
【００８６】
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させることにより、連続した波長帯域の分光が行うことができ、従来よりも高い時間分割波長分解能を得ることが出来る点で有効である。
【００８７】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段２７が重複透過帯域の幅を変更させつつ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させるものでもよい。
たとえば、制御手段２７は、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して、細かい波長帯域で得られる透過光の光強度の分析を行う必要がある範囲では重複透過帯域の幅を極狭いものとし、特に細かい帯域における透過光の光強度分析は不要である範囲では重複透過帯域の幅を広いものとする。
このため、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、所望の範囲については連続した波長帯域の分光が行うことができ、従来よりも高い時間分割波長分解能を得られ、かつ、全体として高速に分光分析ができる点で有効である。
【００８８】
＜第３の実施例＞
本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、偏光フィルタを可変バンドパスフィルタと結像光学手段（またはノッチフィルタ２８）との間に設置して、可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光するものでもよい。
【００８９】
図９は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図であり、図３と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図３との相違点は、主に、第２の可変バンドパスフィルタ２９を透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備えた点、制御手段２７がこの偏光手段の偏光方向を変更制御する点である。
【００９０】
図９において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第２の可変バンドパスフィルタ２９と結像光学手段２５（またはノッチフィルタ２８）との間に設置され、第２の可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する、１／２波長板、１／４波長板などの偏光手段３０を備える。
【００９１】
偏光手段３０は、入射した散乱光を直線偏光、円偏光、楕円偏光などに変換して出射する。また、偏光手段３０は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき偏光方向が制御される。
【００９２】
この結果、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第２の可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備えたことにより、偏光依存性を持ったスペクトルの分光ができる点で有効である。
【００９３】
＜第４の実施例＞
本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、光軸を調整するための光軸調整手段を第１の光学手段２３と第１の可変バンドパスフィルタ２４との間に備え、第１の光学手段から入射された散乱光を光軸に対して垂直な平面におけるＸＹ方向で生じた位置ずれを是正するものでもよい。
【００９４】
図１０は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図であり、図９と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図９との相違点は、主に、光軸を調整するための光軸調整手段を備えた点、制御手段がこの光軸調整手段を制御してＸＹ方向で生じた位置ずれを是正するために散乱光の入射角度を制御する点である。
【００９５】
図９までの構成では、第１の可変バンドパスフィルタ２４、第２の可変バンドパスフィルタ２９が光入射角度チューニング型である場合には、角度の調整如何によっては光軸のＸＹ面における位置ずれが生じる問題点があった。本実施例は上述までの目的に加えて光軸調整手段を制御してＸＹ方向で生じた位置ずれを是正できる点も目的とする。
【００９６】
図１０において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第１の光学手段２３と可変バンドパスフィルタ２４との間に設置され、散乱光の入射角度を変更制御して光軸を調整する光透過の光学板などの光軸調整手段３１を備える。
【００９７】
光軸調整手段３１は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき散乱光の入射角度が制御される。
【００９８】
この結果、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、光軸調整手段３１が第１の可変バンドパスフィルタ２４、第２の可変バンドパスフィルタ２９における散乱光の入射角度に基づいて、第１の可変バンドパスフィルタ２４からの散乱光の光軸に対して角度を変えて光軸のＸ、Ｙ方向の位置を制御することにより、ＸＹ方向で生じた位置ずれを是正するために散乱光の入射角度を制御できる点で有効である。
また、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は光軸調整手段３１を備えることにより、顕微観察される平面領域を走査しながら分光を行うことで使用者の所望の位置で分光できる点で有効である。
【符号の説明】
【００９９】
２０Ａ 光源
２１ 光照射レンズ手段
２２ 試料
２３ 第１の光学手段（対物レンズ）
２４ 第１の可変バンドパスフィルタ手段
２５ 結像光学手段
２６ ２次元アレイ光検出手段
２７ 制御手段
２８ ノッチフィルタ
２９ 第２の可変バンドパスフィルタ手段
３０ 偏光手段
３１ 光軸調整手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から試料に励起光が照射されると、顕微鏡に入射される試料が発する広い波長範囲に亘る多数の散乱光を分析する顕微鏡用分光分析装置に関し、特に高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能な顕微鏡用分光分析装置に関する。
具体的には、ラマン散乱やＳＥＲＳ（Surface Enhanced Raman Scattering、表面増強ラマン散乱と訳される）による散乱光を計測する際に使用される顕微鏡用分光分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料（測定対象）に励起用レーザ光束を照射たときに生ずる蛍光やラマ
ン散乱光などを顕微鏡を介して分光分析する顕微鏡用分光分析装置が提案されている。
【０００３】
ここで、ラマン散乱とはレーザなどの単一波長を物質に照射することによって生じる非線形な光学現象であって、照射する単一波長光源の波長よりも若干波長シフト（長波長にも短波長にも）した散乱光が発生する現象である。なおラマン散乱では、照射光の強度を１とすると、１０-14程度の微弱な光強度しか得られない。
【０００４】
この波長シフト（ラマンシフト）したラマン散乱光スペクトルは物質固有のものであるため、ラマン散乱光に基づき試料がどのような物質であるかを特定できる。
このため、従来の顕微鏡用分光分析装置は、試料から発せられるラマン散乱光等を検出することにより、試料中に含まれる物質の化学構造及び物理的状態を特定することができる。なお従来の顕微鏡用分光分析装置によれば、試料は固体、液体、気体を問わず、かつ、非破壊での検出を行うことができる。
【０００５】
また、ＳＥＲＳは、測定対象である試料においてナノサイズの金属構造の周囲に物質が存在するときに、レーザなどの単一波長光を照射することによって散乱光が生じる現象である。
具体的には、励起光を金属ナノ構造を有する試料に照射すると、金属表面において自由電子の粗密波である表面プラズモンが励起されてその領域における光電場が増強される。このため従来の顕微鏡用分光分析装置は、ＳＥＲＳに関し、金属ナノ構造周囲で発生し表面プラズモンにより増強されたラマン散乱光を計測する。
【０００６】
図１１は、従来の顕微鏡用分光分析装置の構成例を示した図である。
図１１において、顕微鏡用分光分析装置は、照射光の一例である試料を励起光を出射する光源１と、光源１から入射された励起光を光軸に対して垂直な平面におけるＸＹ方向のうちＹ方向に走査するＹ走査装置２と、Ｙ走査装置２から試料までの光路中に配置され、試料に入射された光ビーム（入射光）のうち、異なる波長となって試料から対物レンズ５側に出射される出射光と光源から試料に入射される励起光（入射光）とを分離するビームスプリッタ３と、入射光をＸＹ方向（水平方向）のうちＸ方向に走査するＸ走査装置４と、対物レンズ５と、Ｙ方向に対応する方向に沿って配置された入射スリット６を有し、入射スリットを通過した出射光を波長に応じて空間的に分散させる分光器７と、分光器７で分散させた出射光を検出する２次元アレイ光検出手段８とを備える。
【０００７】
Ｙ走査装置２は、入射光の出射角を変化させて、入射光を偏向させる。これにより、試料上で入射光の入射位置がＹ方向に沿って変化する。すなわち、Ｙ走査装置２は、入射光をＹ方向に走査する。
【０００８】
Ｙ走査装置２は、２次元アレイ光検出手段が１フレーム撮像する間に（言い換えれば、１フレームの露光時間よりも短い走査周期で）、励起光を少なくとも一回はＹ方向に走査する。
このとき光源からの励起光の入射位置は、露光時間内に入射スリット６上で、Ｙ走査領域の一端から他端まで移動することになる。
【０００９】
分光器７は入射スリット６を通過した出射光を波長に応じて空間的に分散（分光）させて２次元アレイ光検出手段８に出射する。
この出射光は分光器７によって入射スリットの方向と垂直な方向に分散される。すなわち、分光器７は、入射スリット６のライン状の開口部と垂直な方向に出射光を波長分散する。
なお分光器７は、回折格子（グレーティング）やプリズムなどの分光素子を備えており、入射スリット６から入射した光をその波長に応じて空間的に分散させる。
【００１０】
２次元アレイ光検出手段８は、１回の露光でＹ走査装置２が光ビームを走査することで得られる試料のライン状の領域（試料上の入射スリット６の開口部に対応する領域）におけるラマン散乱光を検出する。
具体的には、２次元アレイ光検出手段８は、画素がｎ（行）×ｍ（列）の画素で構成されるときは試料のｍ個の点でのスペクトルを１回の露光で測定する。
【００１１】
この１フレームの撮像が終了すると、Ｘ走査装置４は、試料上での入射光の入射位置をＸ方向に１照明領域分だけずらす、いいかえれば、入射光をＸ方向に走査する。
具体的には、Ｘ走査装置４は、反射面の角度を変化させ、入射光の出射角させることによって入射光を偏光させて試料上での入射位置をＸ方向に１照明領域分だけずらす。
【００１２】
再びＹ走査装置２が２次元アレイ光検出手段８により１フレーム撮像される間に励起光をＹ方向に走査し、２次元アレイ光検出手段８がラマン散乱光を検出し、Ｘ走査装置４は入射光をＸ方向に走査する。
これらの動作を２次元アレイ光検出手段８の画素がｎ（行）×ｍ（列）の画素で構成される場合はｎ回行う。
【００１３】
また、図示しない分析装置は、２次元アレイ光検出手段８が１回の露光で撮像した１フレームの画像データに基づき、走査範囲に応じたライン状の領域におけるラマン散乱光のスペクトル、いいかえれば複数の点（位置）で生じているラマン散乱光のスペクトルを測定することができる。
【００１４】
これらのことにより、従来の顕微鏡用分光分析装置では、２次元アレイ光検出手段８が試料上の複数の点（位置）からのスペクトルを１度の露光で検出できるので、各点毎に撮像した画像データの転送が不要となり、２次元アレイ光検出手段８のＣＣＤにおける電荷の転送回数及びＣＣＤからのデータの転送回数を減少し、測定時間を短縮することができる。
【００１５】
従来の顕微鏡用分光分析装置を記載した文献としては特許文献１、２、３などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１７９００２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１７６７６号公報
【特許文献３】特開２００２−０１４０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の顕微鏡用分光分析装置では、２次元アレイ光検出器８がフレームデータを転送する転送時間内にＹ走査装置２が試料のライン上でＹ方向にスキャンするので、２次元アレイ光検出器８への露光（撮像）時間が短くなってしまうという問題点があった。
この問題点に対しては、従来技術を応用して、微弱な光を分光撮像する場合にはスキャンを繰り返して２次元アレイ光検出器８による撮像を行えばよいが、この手法では高速な分光は困難であるという問題点があった。
【００１８】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、励起光の集光ポイントをＸＹ方向にラインスキャンする際に、Ｘ走査装置４が反射面の角度を変化させて集光ポイントをＸ方向へずらすので、Ｚ方向の焦点距離がずれて、ピンボケな画像となってしまうという問題点があった。
この問題点は、ピンボケ画像を補正するために特許公開２００４−３１７６７６号公報に記載されているような補正光学系を備えれば解消されるが、この手法では部品数が増加してしまう、装置が大型化、高価格化してしまうという問題点があった。
【００１９】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、Ｙ方向装置２、Ｘ方向装置４は、例えばモータを利用したガルバノミラーによる光偏向を利用しているが、両方向の回転軸を直角に配置すると、装置が大型化してしまうという問題点があった。
【００２０】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、分光器７が回折格子などの光分散素子による固定光学系であるポリクロメータを備えている。
この場合、ポリクロメータは入射光を分散して（所定の角度をつけて）所定の波長範囲の光を取り出すので、平行光等の取り扱いが容易な光の状態へ修正するためにミラー、レンズなど、複数の光素子が必要となるという問題点があった。このため部品点数の増加につながり、装置が大型化、高価格化するという問題点があった。
【００２１】
また、従来の顕微鏡用分光分析装置では、分光器７が回折格子等を備える場合ではその光回折角度に波長依存性があるため（いいかえれば、波長と回折角度との関係がリニア（線形）ではないため）、等間隔の波長分解能を得られないという問題点があった。このため、等間隔の波長分解能を得られないと、試料中に含まれる物質の化学構造及び物理的状態を特定する際に、ある波長帯域では精密な分析ができなくなってしまうという問題点があった。
また、試料中に含まれる物質の化学構造及び物理的状態によっては、細かい波長帯域で得られる透過光の光強度の分析を行うことを要する場合があるが、分光器７が回折格子等を備える場合では透過波長帯域の幅の制御が困難で時間がかかる場合（例えばモノクロメータ等の場合）があり、精密で高速な分析ができないという問題点があった。
【００２２】
本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能な顕微鏡用分光分析装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、 光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置において、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にする第１の光学手段と、入射した光を透過させ透過波長帯域が可変であって、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段と、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段と、光透過の光学板からなり、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正する光軸調整手段と、前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像する２次元アレイ光検出手段と、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置において、前記制御手段は、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して予め定められた複数の前記透過波長帯域を掃引することを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置において、前記制御手段は、前記２次元アレイ光検出手段を制御して前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を予め定められた時間間隔で撮像し、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して前記透過波長帯域を予め定められた間隔の波長帯域で変更することを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置において、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段または前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を透過した光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備え、前記制御手段は、前記偏光手段の前記偏光方向を変更することを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明は、光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置の分光分析方法において、第１の光学手段が、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にし、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過させ、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過させ、光透過の光学板からなる光軸調整手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正し、２次元アレイ光検出手段が、前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像し、制御手段が、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の顕微鏡用分光分析装置によれば、試料の２次元平面の領域を高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能となる点で有効である。また、構成される光学系にＺ軸方向への焦点変化はないため、ボケのない鮮明な分光画像が得られる点で有効である。
更に、光軸調整手段を備えることにより、顕微観察される平面領域を走査しながら分光を行うことで使用者の所望の位置で分光できる点で有効である。
【００２９】
本発明の顕微鏡用分光分析装置によれば、制御手段が２次元アレイ光検出手段と第１の可変バンドパスフィルタを協調動作するように制御することにより、２次元平面の領域を一度に分光撮像をすることが出来る点で有効である。
【００３０】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、上述の構成とすることにより、少ない部品点数で、小型で、安価に、微弱な光であっても高速に予め定められた間隔の波長分解能でピンボケの無い鮮明な画像を取得することができる顕微鏡用分光分析装置を実現できる。
【００３１】
また、本発明によれば、制御手段が、第１の可変バンドパスフィルタ手段のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的に変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光すること（高い時間分割波長分解能を得ること）が出来る点で有効である。
【００３２】
また、本発明によれば、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する第２の可変バンドパスフィルタ手段を備え、制御手段は、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更し、第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域とを重複させることにより、複数の可変バンドパスフィルタを協調動作させることによって、連続した波長帯域に対し、高い光学波長分解能の分光が高速に行える点で有効である。
【００３３】
また、本発明によれば、制御手段２７は、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段の少なくともいずれかの透過波長帯域または重複透過帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光すること（高い時間分割波長分解能を得ること）が出来る点で有効である。
たとえば第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段が光入射角度調整型の場合には、フィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域または重複透過帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光すること（高い時間分割波長分解能を得ること）が出来る。
【００３４】
また、本発明によれば、第２の可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備えたことにより、偏光依存性を持ったスペクトルの分光ができる点で有効である。
【００３５】
また、本発明によれば、光軸調整手段を備えることにより、顕微観察される平面領域を走査しながら分光を行うことで使用者の所望の位置で分光できる点で有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の一実施例の構成図である。
【図２】図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段が散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
【図３】可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【図４】可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する他の説明図である。
【図５】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の他の実施例の構成図である。
【図６】図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段と第２の可変バンドパスフィルタ手段の散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
【図７】第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【図８】第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関するその他の説明図である。
【図９】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図である。
【図１０】本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図である。
【図１１】従来の顕微鏡用分光分析装置の構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、光源から試料に励起光が照射されると、顕微鏡に入射される試料が発する広い波長範囲に亘る多数の散乱光を分析する顕微鏡用分光分析装置に関し、第１の光学手段により平行光束にされた散乱光を透過させる透過波長帯域が可変である第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過し、２次元アレイ光検出手段が透過波長帯域の散乱光を撮像し、制御手段が２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更することにより、試料の２次元平面の領域を高速で予め定められた間隔の波長分解能で分光可能とする顕微鏡用分光分析装置に関する。
以下、図面を用いて本発明の顕微鏡用分光分析装置を説明する。
【００３８】
＜第１の実施例＞
図１は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の一実施例の構成図である。
【００３９】
（構成の説明）
図１において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は主に、試料２２に励起光を照射する白熱光源、レーザのような単一波長光源、広帯域光源等の光源２０Ａと、光源２０Ａからの励起光を集光する集光レンズ等により構成される光照射レンズ手段２１と、光照射レンズ手段２１により集光された励起光が照射され、ラマン散乱光等を生ずる測定対象である試料２２と、図示しない顕微鏡の一部であって散乱光を平行光束にする対物レンズ等の第１の光学手段２３と、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光干渉型や光入射角度チューニング型などの第１の可変バンドパスフィルタ手段２４と、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの入射光を集光する集光レンズである結像光学手段２５と、結像光学手段２５により集光された第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの散乱光を予め定められたタイミングで撮像するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどの２次元アレイ光検出手段２６と、２次元アレイ光検出手段２６の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域を変更する制御手段２７と、を備える。
【００４０】
ここで、可変バンドパスフィルタ手段２４と２次元アレイ光検出手段２６は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき分光される波長領域（透過波長帯域）と撮像するタイミングとが制御される。
【００４１】
なお、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、暗視野像を得る場合には光照射レンズ手段２１がコンデンサレンズなどの光学系を有するものでもよい。
【００４２】
また本発明の顕微鏡用分光分析装置は、試料を励起させるためのレーザ光を照射するレーザ光源などの光源２０Ｂを有するものでもよく、たとえば光源２０Ａの光軸に対して予め定められた角度で試料２２に照射するものでもよい。
光源２０Ｂは光軸が光照射レンズ手段２１の光軸と一致するように配置されるものでもよく、このときには光照射レンズ手段２１はコンデンサレンズを有する。この場合、対物レンズ等の第１の光学手段２３により構成される図示しない顕微鏡は暗視野顕微鏡として動作する。
【００４３】
さらに本発明の顕微鏡用分光分析装置は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と２次元アレイ光検出手段２６との間に設置され、第１の可変バンドパスフィルタ２４からの透過光のうち特定の波長帯域の光強度を減衰（カット、阻止）するノッチフィルタ２８を有するものでもよい。
【００４４】
光源２０Ａおよび光照射レンズ手段２１、第１の光学手段２３、第１の可変バンドパスフィルタ２４、ノッチフィルタ２８、結像光学手段２５、２次元アレイ光検出手段２６は、図１のように、これらの光軸が共通の光軸となるように（光軸が一致するように）、いいかえれば無分岐の直線状になるように配置される。このように配置することで顕微鏡用分光分析装置全体を小型化できる。
【００４５】
（主な構成要素の詳細な説明）
第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する。
具体的には、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、膜面への入射角度の変化に応じて透過光に対しフィルタ特性が変わるフィルタ部とフィルタの角度を変化させる回転台などから構成される。
【００４６】
図２は図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段が散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
図２において、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、たとえば所定の透過可能な波長帯域の幅（間隔）Ｌを有する。第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、光のフィルタ部への入射角度を変更して、透過可能な波長の幅Ｌを維持しつつ透過波長帯域を制御する。
【００４７】
たとえば、図２のように第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、透過波長帯域がＬ１０からＬ１９までの帯域（以下、Ｌ１０という）、Ｌ２０からＬ２９までの帯域（以下、Ｌ２０という）、Ｌ３０からＬ３９までの帯域（以下、Ｌ３０という）の３種類に可変であり、第１の光学手段２３からの散乱光Ｃ１（試料からの光に含まれるスペクトルの例）を、Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０のいずれかの帯域における散乱光を透過する。
【００４８】
制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４と２次元アレイ光検出手段２６を制御して所定の透過波長帯域の光を所定のタイミングで撮像させる。
換言すれば、制御手段２７は２次元アレイ光検出手段２６と可変バンドパスフィルタ２４を協調動作するように制御する。
制御手段２７は、２次元アレイ光検出手段２６を制御して散乱光を予め定められた時間間隔（たとえば等時間間隔）で撮像し、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域を予め定められた間隔（たとえば等間隔、ユーザ所望の間隔）の波長帯域で変更するものでもよい。
【００４９】
図３は、図１の制御装置が可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段を制御して所定の透過波長帯域の光を撮像する際の、可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【００５０】
図３において、上段のＶＢＰＦ（可変バンドパスフィルタ）は可変バンドパスフィルタ２４が透過する透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０への状態変化を示している。下段のＣＡＭ（２次元アレイ光検出手段）は、２次元アレイ光検出手段２６により散乱光が撮像されるタイミングを示しており、ＯＮの状態のときに露光され、撮像される。
【００５１】
図３において、制御手段２７は、図示しない記憶手段に格納される予め定められた２次元アレイ光検出手段２６の撮像タイミング（ＯＮになるタイミング）または撮像間隔にあわせて可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０を変更する。
具体的には、２次元アレイ光検出手段２６が撮像するタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３にあわせて、可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０とする。
制御手段２７は、２次元アレイ光検出手段２６の撮像動作が終了してから、可変バンドパスフィルタ２４の透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０間を推移する。
【００５２】
なお制御手段２７は、各手段の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなるものでもよい。具体的には制御手段２７は、図示しない記憶手段に格納されているＯＳなどを起動して、このＯＳ上で記憶手段に格納されたプログラムを読み出して実行することにより分光分析装置全体を制御し、予め定められたタイミングまたは撮像間隔で可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域を変更させ、２次元アレイ光検出手段２６に透過光を撮像させる。
【００５３】
（動作・作用の説明）
本発明の顕微鏡用分光分析装置は上述のような構成で、次の動作を行なう。
（１−１）制御手段２７は、予め定められたタイミングで第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０に制御する。
（１−２）光源２０Ａは、試料２２に向けて励起光を照射する。
（１−３）励起光は、光照射レンズ手段２１により集光され、試料２２に照射される。
【００５４】
（１−４）試料２２では、照射された励起光によりラマン散乱光を生ずる。
（１−５）第１の光学手段２３は、試料２２により生じた散乱光を平行光束に変換する。
（１−６）第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち透過波長帯域Ｌ１０の光を透過する。
【００５５】
（１−７）結像光学手段２５は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの入射光を集光する。
（１−８）２次元アレイ光検出手段２６は、結像光学手段２５により集光された第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの散乱光を撮像する。
（１−９）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
【００５６】
（１−１０）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ２０に制御するとともに、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ２０の透過光を撮像させる。
（１−１１）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
（１−１２）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ３０に制御するとともに、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ３０の透過光を撮像させる。
【００５７】
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、第１の光学手段により平行光束にされた散乱光を透過させる透過波長帯域が可変である第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過し、２次元アレイ光検出手段が透過波長帯域の散乱光を撮像し、制御手段が２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更することにより、試料の２次元平面の領域を高速で予め定められた間隔の波長分解能（たとえば等間隔、ユーザ所望の任意の間隔等）で分光可能となる点で有効である。
また、構成される光学系にＺ軸方向への焦点変化はないため、ボケのない鮮明な分光画像が得られる点で有効である。
【００５８】
また、制御手段２７が２次元アレイ光検出手段２６と可変バンドパスフィルタ２４を協調動作するように制御することにより、２次元平面の領域を一度に分光撮像をすることが出来る点で有効である。
【００５９】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、上述の構成とすることにより、少ない部品点数で、小型で、安価に、微弱な光であっても高速に予め定められた間隔の波長分解能でピンボケの無い鮮明な画像を取得することができる顕微鏡用分光分析装置を実現できる。
【００６０】
なお、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、本実施例では、説明の便宜上、可変バンドパスフィルタ２４の透過波長帯域はＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０としたが、可変バンドパスフィルタ２４がより多くの透過波長帯域で散乱光を透過するものでもよい。
この場合は、制御手段が可変バンドパスフィルタ手段を制御して透過波長帯域を掃引すれば連続したスペクトル帯域を分光することが出来る点で有効である。
【００６１】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、可変バンドパスフィルタ２４の有する透過波長帯域の間隔が波長分解能となるため、帯域間隔が狭くかつ多数の透過波長帯域を有することにより高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
【００６２】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、本実施例では、説明の便宜上、図２において、可変バンドパスフィルタ２４の透過波長帯域はＬ１０→Ｌ２０→Ｌ３０と階段状（離散的）に変化させるものとしたが、Ｌ１０からＬ３０までの透過波長帯域の変更を連続的または曲線的に変化させるものでもよい。この動作を図４を用いて説明する。
【００６３】
図４は、可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する他の説明図である。
図４において、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させる。第１の可変バンドパスフィルタ手段２４における変化させるフィルタ部の角度が０度に近づくほど、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段が、第１の可変バンドパスフィルタ手段のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させて透過波長帯域を連続的に変化させることにより、連続したスペクトル帯域を分光することが出来る点で有効である（高い時間分割波長分解能を得ることが出来る点で有効である）。
【００６４】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段２７が重複透過帯域の幅を変更させつつ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させるものでもよい。
たとえば、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段を制御して、細かい波長帯域で得られる透過光の光強度の分析を行う必要がある範囲では透過波長帯域の幅（Ｌ）を極狭いものとし、特に細かい帯域における透過光の光強度分析は不要である範囲では重複透過帯域の幅を広いものとする。
このため、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、所望の範囲については連続した波長帯域の分光が行うことができ、従来よりも高い時間分割波長分解能を得られ、かつ、全体として高速に分光分析ができる点で有効である。
【００６５】
＜第２の実施例＞
本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、１または２以上の可変バンドパスフィルタをさらに第１の可変バンドパスフィルタと結像光学手段（またはノッチフィルタ）との間に設置して、複数の可変バンドパスフィルタを協調動作させることによって、一部重複した透過波長帯域に対し、高い光学波長分解能の分光を行うものであってもよい。
【００６６】
図５は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置の他の実施例の構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図１との相違点は、主に、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する第２の可変バンドパスフィルタ手段を備える点で相違する。また、制御手段が、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更し、第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域とを重複させる点で相違する。
【００６７】
図５において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と結像光学手段２５（またはノッチフィルタ２７）との間に設置され、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、入射した散乱光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光干渉型や光入射角度チューニング型などの第２の可変バンドパスフィルタ手段２９を備える。
【００６８】
第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、光のフィルタ部への入射角度を変更して、透過可能な波長の幅（たとえばＬ）を維持しつつ、透過波長帯域を制御する。
ここで、第２の可変バンドパスフィルタ２９は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と異なる透過可能な波長の幅Ｌ´、または、略同一の透過可能な波長の幅Ｌを有する。
【００６９】
また、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき分光される波長領域（透過波長帯域）が制御される。
第２の可変バンドパスフィルタ２９は、第１の可変バンドパスフィルタ２４と略同一の透過可能な波長の幅Ｌを持つ場合には、制御手段２７により透過波長帯域が異なるように制御される。
【００７０】
図６は図１の第１の可変バンドパスフィルタ手段と第２の可変バンドパスフィルタ手段の散乱光を透過する透過波長帯域の説明図である。
図６において、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４および第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、略同一の透過可能な波長帯域の幅Ｌを有する。
第１の可変バンドパスフィルタ手段２４と第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、光のフィルタ部への入射角度を変更して、透過可能な波長の幅Ｌを維持しつつ、透過波長帯域を制御する。
【００７１】
図６において、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、透過波長帯域がＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０の３種類に可変である。
第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、透過波長帯域がＬ１０´からＬ１９´までの帯域（以下、Ｌ１１という）、Ｌ２０´からＬ２９´までの帯域（以下、Ｌ２１という）、Ｌ３０´からＬ３９´までの帯域（以下、Ｌ３１という）の３種類に可変であり、Ｌ１０とＬ１１、Ｌ２０とＬ２１、Ｌ３０とＬ３１の透過波長帯域は、重複する。
【００７２】
図６では、Ｌ１０とＬ１１の重複部分をＬ１２、Ｌ２０とＬ２１の重複部分をＬ２２、Ｌ３０とＬ３１の重複部分をＬ３２として表している。
また、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域とが一部（または全部）重複した帯域を、以下「重複透過帯域」という。
【００７３】
制御手段２７は、図示しない記憶手段に格納される予め定められた２次元アレイ光検出手段２６の撮像タイミング（ＯＮになるタイミング）または撮像間隔にあわせて第１の可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域をＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０に変更するとともに、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４を制御して透過波長帯域Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１に変更する。
【００７４】
図７は、図１の制御装置が第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段を制御して所定の透過波長帯域の光を撮像する際の、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関する説明図である。
【００７５】
図７において、ＶＢＰＦ１（第１の可変バンドパスフィルタ）は可変バンドパスフィルタ２４が透過する透過波長帯域Ｌ１０、Ｌ２０、Ｌ３０への状態変化を示している。ＶＢＰＦ２（第２の可変バンドパスフィルタ）は可変バンドパスフィルタ２９が透過する透過波長帯域Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１への状態変化を示している。
ＥＦＴ（重複透過帯域）は、重複透過帯域のＬ１２、Ｌ２２、Ｌ３２への状態変化を示している。
ＣＡＭ（２次元アレイ光検出手段）は、２次元アレイ光検出手段２６により撮像されるタイミングを示しており、ＯＮの状態のときに露光され、撮像される。
【００７６】
図７において、制御手段２７は、記憶手段に格納される予め定められた２次元アレイ光検出手段２６が撮像するタイミング（ＯＮになるタイミング）ｔ１、ｔ２、ｔ３、または撮像間隔にあわせて第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０、Ｌ２０、Ｌ３０とし、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ１１、Ｌ２１、Ｌ３１とする。
換言すれば、重複透過帯域は、２次元アレイ光検出手段２６が撮像するタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３にあわせて、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ３２となる。
ここで波長帯域Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ３２の波長の幅は一定の幅であってもよいし、異なるものでもよい。
【００７７】
（動作・作用の説明）
本発明の顕微鏡用分光分析装置は上述のような構成で、次の動作を行なう。
（２−１）制御手段２７は、予め定められたタイミングで第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ１０に制御するとともに、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ１１に制御する。
（２−２）光源２０Ａは、試料２２に向けて励起光を照射する。
（２−３）励起光は、光照射レンズ手段２１によりされ、試料２２に照射される。
【００７８】
（２−４）試料２２では、照射された励起光によりラマン散乱光を生ずる。
（２−５）第１の光学手段２３は、試料２２により生じた散乱光を平行光束に変換する。
（２−６）第１の可変バンドパスフィルタ手段２４は、第１の光学手段２３から入射した平行光束の散乱光のうち透過波長帯域Ｌ１０の光を透過する。
（２−７）第２の可変バンドパスフィルタ手段２９は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４から入射した平行光束の散乱光のうち透過波長帯域Ｌ１１の光を透過する。
すなわち、Ｌ１０とＬ１１との重複範囲であるＬ１２における散乱光が透過される。
【００７９】
（２−８）結像光学手段２５は、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９からの入射光を集光する。
（２−９）２次元アレイ光検出手段２６は、結像光学手段２５により集光された第１の可変バンドパスフィルタ手段２４からの波長帯域Ｌ１２における散乱光を撮像する。これにより本発明の顕微鏡用分光分析装置は、波長帯域Ｌ１２の散乱光の光強度を測定できる。
（２−１０）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
【００８０】
（２−１１）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ２０に制御するとともに、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ２１に制御し、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ２２の透過光を撮像させる。
（２−１２）２次元アレイ光検出手段２６は、予め定められた撮像時間を経過すると撮像を終了する。
（２−１３）制御手段２７は、予め定められたタイミングで、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４の透過波長帯域をＬ３０に制御するとともに、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９の透過波長帯域をＬ３１に制御し、２次元アレイ光検出手段２６を制御してＬ３２の透過光を撮像させる。
【００８１】
このため、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、２つの可変バンドパスフィルタを協調動作させることにより、散乱光を所定の波長帯域の全て（または一部）において「重複透過帯域」ごとに透過でき、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
また重複透過帯域の範囲が狭い程（第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域の重複が極小である程）、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
【００８２】
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する第２の可変バンドパスフィルタ手段を備え、制御手段は、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域を変更し、第１の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域と第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域とを重複させることにより、複数の可変バンドパスフィルタを協調動作させることによって、連続した波長帯域に対し、高い光学波長分解能の分光分析が高速に行える点で有効である。
また、構成される光学系にＺ軸方向への焦点変化はないため，ボケのない鮮明な分光画像が得られる点で有効である。
【００８３】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、上述の構成とすることにより、少ない部品点数で、小型で、安価に、微弱な光であっても高速に予め定められた間隔の波長分解能でピンボケの無い鮮明な画像を取得することができる顕微鏡用分光分析装置を実現できる。
【００８４】
なお、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、本実施例では、説明の便宜上、図７において、可変バンドパスフィルタ２４、２９の透過波長帯域はＬ１０→Ｌ２０→Ｌ３０、Ｌ１１→Ｌ２１→Ｌ３１と階段状（離散的）に変化させるものとしたが、Ｌ１０からＬ３０まで、Ｌ１１からＬ３１までの透過波長帯域の変更を連続的または曲線的に変化させ、散乱光を所定の波長帯域の全て（または一部）において、重複透過帯域ごとに透過させるものでもよい。
具体的には、制御手段２７は、重複透過帯域の帯域幅を一定に保つように、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させて透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させる。これにあわせて、制御手段２７は、重複透過帯域の帯域幅を一定に保つように、第２の可変バンドパスフィルタ手段２９のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させて透過波長帯域を連続的にＬ１１からＬ３１までの間で変化させる。以下図８を用いて説明する。
【００８５】
図８は、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段と２次元アレイ光検出手段の動作タイミングチャートに関するその他の説明図である。
図８において、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４および第２の可変バンドパスフィルタ手段２９のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０まで、Ｌ１１からＬ３１の間で変化させる。このため重複透過帯域は、Ｌ１２からＬ３２までの間で連続的に変化する。
なお第１の可変バンドパスフィルタ手段２４および第２の可変バンドパスフィルタ手段２９における、変化させるフィルタ部の角度が０度に近づく程、また重複透過帯域の範囲が狭い程（第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段の透過波長帯域の重複が極小である程）、より高い時間分割波長分解能を得ることが出来る。
【００８６】
この結果、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段２７は、第１の可変バンドパスフィルタ手段２４のフィルタ部を所定の角度ずつ変化させ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させることにより、連続した波長帯域の分光が行うことができ、従来よりも高い時間分割波長分解能を得ることが出来る点で有効である。
【００８７】
また、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、制御手段２７が重複透過帯域の幅を変更させつつ、透過波長帯域を連続的にＬ１０からＬ３０までの間で変化させるものでもよい。
たとえば、制御手段２７は、第１、第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して、細かい波長帯域で得られる透過光の光強度の分析を行う必要がある範囲では重複透過帯域の幅を極狭いものとし、特に細かい帯域における透過光の光強度分析は不要である範囲では重複透過帯域の幅を広いものとする。
このため、本発明の顕微鏡用分光分析装置は、所望の範囲については連続した波長帯域の分光が行うことができ、従来よりも高い時間分割波長分解能を得られ、かつ、全体として高速に分光分析ができる点で有効である。
【００８８】
＜第３の実施例＞
本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、偏光フィルタを可変バンドパスフィルタと結像光学手段（またはノッチフィルタ２８）との間に設置して、可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光するものでもよい。
【００８９】
図９は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図であり、図３と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図３との相違点は、主に、第２の可変バンドパスフィルタ２９を透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備えた点、制御手段２７がこの偏光手段の偏光方向を変更制御する点である。
【００９０】
図９において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第２の可変バンドパスフィルタ２９と結像光学手段２５（またはノッチフィルタ２８）との間に設置され、第２の可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する、１／２波長板、１／４波長板などの偏光手段３０を備える。
【００９１】
偏光手段３０は、入射した散乱光を直線偏光、円偏光、楕円偏光などに変換して出射する。また、偏光手段３０は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき偏光方向が制御される。
【００９２】
この結果、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第２の可変バンドパスフィルタを透過した散乱光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備えたことにより、偏光依存性を持ったスペクトルの分光ができる点で有効である。
【００９３】
＜第４の実施例＞
本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、光軸を調整するための光軸調整手段を第１の光学手段２３と第１の可変バンドパスフィルタ２４との間に備え、第１の光学手段から入射された散乱光を光軸に対して垂直な平面におけるＸＹ方向で生じた位置ずれを是正するものでもよい。
【００９４】
図１０は、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置のその他の実施例の構成図であり、図９と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図９との相違点は、主に、光軸を調整するための光軸調整手段を備えた点、制御手段がこの光軸調整手段を制御してＸＹ方向で生じた位置ずれを是正するために散乱光の入射角度を制御する点である。
【００９５】
図９までの構成では、第１の可変バンドパスフィルタ２４、第２の可変バンドパスフィルタ２９が光入射角度チューニング型である場合には、角度の調整如何によっては光軸のＸＹ面における位置ずれが生じる問題点があった。本実施例は上述までの目的に加えて光軸調整手段を制御してＸＹ方向で生じた位置ずれを是正できる点も目的とする。
【００９６】
図１０において、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、第１の光学手段２３と可変バンドパスフィルタ２４との間に設置され、散乱光の入射角度を変更制御して光軸を調整する光透過の光学板などの光軸調整手段３１を備える。
【００９７】
光軸調整手段３１は、制御手段２７と電気的に接続されており、制御手段２７からの制御信号に基づき散乱光の入射角度が制御される。
【００９８】
この結果、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は、光軸調整手段３１が第１の可変バンドパスフィルタ２４、第２の可変バンドパスフィルタ２９における散乱光の入射角度に基づいて、第１の可変バンドパスフィルタ２４からの散乱光の光軸に対して角度を変えて光軸のＸ、Ｙ方向の位置を制御することにより、ＸＹ方向で生じた位置ずれを是正するために散乱光の入射角度を制御できる点で有効である。
また、本発明に係る顕微鏡用分光分析装置は光軸調整手段３１を備えることにより、顕微観察される平面領域を走査しながら分光を行うことで使用者の所望の位置で分光できる点で有効である。
【符号の説明】
【００９９】
２０Ａ 光源
２１ 光照射レンズ手段
２２ 試料
２３ 第１の光学手段（対物レンズ）
２４ 第１の可変バンドパスフィルタ手段
２５ 結像光学手段
２６ ２次元アレイ光検出手段
２７ 制御手段
２８ ノッチフィルタ
２９ 第２の可変バンドパスフィルタ手段
３０ 偏光手段
３１ 光軸調整手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置において、
前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にする第１の光学手段と、
入射した光を透過させ透過波長帯域が可変であって、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段と、
入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段と、
光透過の光学板からなり、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正する光軸調整手段と、
前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像する２次元アレイ光検出手段と、
前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする顕微鏡用分光分析装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して予め定められた複数の前記透過波長帯域を掃引する
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記２次元アレイ光検出手段を制御して前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を予め定められた時間間隔で撮像し、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して前記透過波長帯域を予め定められた間隔の波長帯域で変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用分光分析装置。
【請求項４】
前記第１の可変バンドパスフィルタ手段または前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を透過した光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備え、
前記制御手段は、前記偏光手段の前記偏光方向を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用分光分析装置。
【請求項５】
光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置の分光分析方法において、
第１の光学手段が、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にし、
入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過させ、
入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過させ、
光透過の光学板からなる光軸調整手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正し、
２次元アレイ光検出手段が、前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像し、
制御手段が、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する
ことを特徴とする顕微鏡用分光分析装置の分光分析方法。
【請求項１】
光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置において、
前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にする第１の光学手段と、
入射した光を透過させ透過波長帯域が可変であって、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段と、
入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過する光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段と、
光透過の光学板からなり、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正する光軸調整手段と、
前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像する２次元アレイ光検出手段と、
前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする顕微鏡用分光分析装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して予め定められた複数の前記透過波長帯域を掃引する
ことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡用分光分析装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記２次元アレイ光検出手段を制御して前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を予め定められた時間間隔で撮像し、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を制御して前記透過波長帯域を予め定められた間隔の波長帯域で変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用分光分析装置。
【請求項４】
前記第１の可変バンドパスフィルタ手段または前記第２の可変バンドパスフィルタ手段を透過した光を予め定められた偏光方向に偏光する偏光手段を備え、
前記制御手段は、前記偏光手段の前記偏光方向を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用分光分析装置。
【請求項５】
光源から試料に励起光が照射され、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を分析する顕微鏡用分光分析装置の分光分析方法において、
第１の光学手段が、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を平行光束にし、
入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第１の可変バンドパスフィルタ手段が、入射した平行光束の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光のうち予め定められた前記透過波長帯域の光を透過させ、
入射した光を透過させる透過波長帯域が可変であって光入射角度チューニング型の第２の可変バンドパスフィルタ手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段からの入射光のうち予め定められた透過波長帯域の光を透過させ、
光透過の光学板からなる光軸調整手段が、前記第１の可変バンドパスフィルタ手段及び前記第２の可変バンドパスフィルタ手段によって生じる、前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光の光軸における２次元平面の位置ずれを是正し、
２次元アレイ光検出手段が、前記透過波長帯域の前記試料から発する蛍光やラマン散乱光その他の光を撮像し、
制御手段が、前記２次元アレイ光検出手段の撮像のタイミングを制御し、このタイミングに合わせて前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段の前記透過波長帯域を変更するように前記第１の可変バンドパスフィルタ手段と前記第２の可変バンドパスフィルタ手段とを制御するとともに、前記光軸調整手段を制御する
ことを特徴とする顕微鏡用分光分析装置の分光分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５０４６２（Ｐ２０１３−５０４６２Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４６４３０（Ｐ２０１２−２４６４３０）
【出願日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【分割の表示】特願２０１０−８６６９６（Ｐ２０１０−８６６９６）の分割
【原出願日】平成２２年４月５日（２０１０．４．５）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【分割の表示】特願２０１０−８６６９６（Ｐ２０１０−８６６９６）の分割
【原出願日】平成２２年４月５日（２０１０．４．５）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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