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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023180544
(43)【公開日】2023-12-21
(54)【発明の名称】ホログラフィ観察装置および試料保持容器
(51)【国際特許分類】
G02B 21/34 20060101AFI20231214BHJP
G02B 21/06 20060101ALI20231214BHJP
G03H 1/04 20060101ALI20231214BHJP
【ＦＩ】
G02B21/34
G02B21/06
G03H1/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022093927
(22)【出願日】2022-06-09
(71)【出願人】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(72)【発明者】
【氏名】小川 剛史
(72)【発明者】
【氏名】木倉 崇晴
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 基
【テーマコード（参考）】
2H052
2K008
【Ｆターム（参考）】
2H052AA00
2H052AB01
2H052AC04
2H052AC34
2H052AD16
2H052AE13
2H052AF11
2H052AF14
2H052AF25
2K008AA06
2K008AA07
2K008AA08
2K008BB04
2K008EE01
2K008FF01
2K008FF17
2K008HH01
2K008HH06
2K008HH18
2K008HH28
(57)【要約】
【課題】 液体中の試料をより鮮明に観察することが可能なホログラフィ観察装置１を提供する。
【解決手段】 細胞２（試料）に向けて照明光Ｌ１を照射し、細胞２で反射した物体光Ｌ２と、基準となる参照光Ｌ３とが干渉して形成されるホログラム画像を撮像して、上記細胞２の観察を行うホログラフィ観察装置１に関する。
細胞保持容器３は、上記細胞２を培養液（液体）とともに収容する液体収容部１２と、下面が液体収容部１２に収容された培養液に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓１８とを有し、上記観察窓１８の上面および下面を上記照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させたものとなっている。
【選択図】 図４
【解決手段】 細胞２（試料）に向けて照明光Ｌ１を照射し、細胞２で反射した物体光Ｌ２と、基準となる参照光Ｌ３とが干渉して形成されるホログラム画像を撮像して、上記細胞２の観察を行うホログラフィ観察装置１に関する。
細胞保持容器３は、上記細胞２を培養液（液体）とともに収容する液体収容部１２と、下面が液体収容部１２に収容された培養液に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓１８とを有し、上記観察窓１８の上面および下面を上記照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させたものとなっている。
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料に向けて照明光を照射する照明光照射手段と、上記照明光を試料に照射することで生成される物体光と基準となる参照光とを導光する導光手段と、上記導光手段によって導光された物体光と参照光とが干渉して形成されるホログラム画像を撮像する撮像手段とを備えたホログラフィ観察装置において、
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを有する試料保持容器を備え、
上記導光手段は上記照明光を下方に設けた上記試料保持容器に向けて導光して、試料保持容器に収容された試料に照射し、
さらに、上記試料保持容器における上記観察窓の上面および下面を上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴とするホログラフィ観察装置。
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを有する試料保持容器を備え、
上記導光手段は上記照明光を下方に設けた上記試料保持容器に向けて導光して、試料保持容器に収容された試料に照射し、
さらに、上記試料保持容器における上記観察窓の上面および下面を上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴とするホログラフィ観察装置。
【請求項2】
上記液体収容部に、上記試料を収容する観察部と、上記試料が収容されない参照部とを設けて、これら観察部および参照部の上方に上記観察窓が位置するようにし、
さらに上記撮像手段が撮像した上記ホログラム画像から空間スペクトルを形成する画像処理手段を備え、
当該画像処理手段は、上記観察部に照明光を照射して撮像したホログラム画像から上記試料の空間スペクトル像を取得し、当該試料の空間スペクトル像から上記観察窓の情報を含む部分を除去することを特徴とする請求項１のホログラフィ観察装置。
さらに上記撮像手段が撮像した上記ホログラム画像から空間スペクトルを形成する画像処理手段を備え、
当該画像処理手段は、上記観察部に照明光を照射して撮像したホログラム画像から上記試料の空間スペクトル像を取得し、当該試料の空間スペクトル像から上記観察窓の情報を含む部分を除去することを特徴とする請求項１のホログラフィ観察装置。
【請求項3】
内部に収容された試料に向けて照明光を照射し、当該照明光を試料に照射することで生成される物体光と基準となる参照光とを干渉させてホログラム画像を撮像するホログラフィ観察装置に用いる試料保持容器であって、
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを設け、
上記観察窓の上面および下面を、上方から下方に向けて照射される上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴とする試料保持容器。
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを設け、
上記観察窓の上面および下面を、上方から下方に向けて照射される上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴とする試料保持容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はホログラフィ観察装置および試料保持容器に関し、詳しくは照射した照明光が試料で反射した物体光と基準となる参照光とが干渉して形成されるホログラム画像を撮像して観察を行うホログラフィ観察装置および当該ホログラフィ観察装置での観察に好適な試料保持容器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、試料に照明光を照射し、試料で反射した物体光と基準となる参照光とが干渉して形成されるホログラム画像を撮像して、試料の観察を行うホログラフィ観察装置が知られている（特許文献１）。
上記ホログラフィ観察装置を用いれば、細胞のような試料であっても非染色・非侵襲で観察することが期待できることから、例えば培養中の細胞の観察への適用が提案されている。
しかしながら、培養中の細胞は培養液等の液体に収容されているため、細胞に照明光を照射する際に、当該照明光が培養液の液面の乱れや、培養容器に付着した液滴によって散乱してしまい、鮮明な試料の像が得られないという問題が生じる。
一方、微生物や細胞などを観察するために、これら微生物や細胞といった試料を培養液などの液体と共に液体収容部に収容し、当該液体収容部を覆う蓋部に透明な観察窓を設けて、観察窓の下面を液体に接触させた試料保持容器が知られている（特許文献２）。
この特許文献２の試料保持容器によれば、観察窓と培養液との間に隙間が形成されないため、観察時における液面の揺れや液滴による影響が解消されるため、当該特許文献２の試料保持容器を特許文献１のホログラフィ観察装置で用いれば、液体中の試料を鮮明に観察することが可能になると考えられた。
上記ホログラフィ観察装置を用いれば、細胞のような試料であっても非染色・非侵襲で観察することが期待できることから、例えば培養中の細胞の観察への適用が提案されている。
しかしながら、培養中の細胞は培養液等の液体に収容されているため、細胞に照明光を照射する際に、当該照明光が培養液の液面の乱れや、培養容器に付着した液滴によって散乱してしまい、鮮明な試料の像が得られないという問題が生じる。
一方、微生物や細胞などを観察するために、これら微生物や細胞といった試料を培養液などの液体と共に液体収容部に収容し、当該液体収容部を覆う蓋部に透明な観察窓を設けて、観察窓の下面を液体に接触させた試料保持容器が知られている（特許文献２）。
この特許文献２の試料保持容器によれば、観察窓と培養液との間に隙間が形成されないため、観察時における液面の揺れや液滴による影響が解消されるため、当該特許文献２の試料保持容器を特許文献１のホログラフィ観察装置で用いれば、液体中の試料を鮮明に観察することが可能になると考えられた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６６２８１０３号公報
【特許文献2】特許第３１０４７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献２のように観察窓を備えた試料保持容器の場合、当該試料保持容器に対して照明光を照射すると、上記照明光が試料保持容器に収容された試料でも反射するが、上記観察窓の上面および下面でも反射してしまう。
このような観察窓で反射した反射光が、上記試料で反射した物体光とともに参照光と干渉すると、撮像手段によって撮像されたホログラム画像に観察窓の情報がノイズとなって混入してしまい、得られる試料の像が不鮮明となる。
このような問題に鑑み、本発明は液体中の試料をより鮮明に観察することが可能なホログラフィ観察装置を提供するとともに、当該ホログラフィ観察装置での観察に好適な試料保持容器を提供するものである。
このような観察窓で反射した反射光が、上記試料で反射した物体光とともに参照光と干渉すると、撮像手段によって撮像されたホログラム画像に観察窓の情報がノイズとなって混入してしまい、得られる試料の像が不鮮明となる。
このような問題に鑑み、本発明は液体中の試料をより鮮明に観察することが可能なホログラフィ観察装置を提供するとともに、当該ホログラフィ観察装置での観察に好適な試料保持容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
つまり請求項１の発明にかかるホログラフィ観察装置は、試料に向けて照明光を照射する照明光照射手段と、上記照明光を試料に照射することで生成される物体光と基準となる参照光とを導光する導光手段と、上記導光手段によって導光された物体光と参照光とが干渉して形成されるホログラム画像を撮像する撮像手段とを備えたホログラフィ観察装置において、
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを有する試料保持容器を備え、
上記導光手段は上記照明光を下方に設けた上記試料保持容器に向けて導光して、試料保持容器に収容された試料に照射し、
さらに、上記試料保持容器における上記観察窓の上面および下面を上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴としている。
また請求項３の発明にかかる試料保持容器は、内部に収容された試料に向けて照明光を照射し、当該照明光を試料に照射することで生成される物体光と基準となる参照光とを干渉させてホログラム画像を撮像するホログラフィ観察装置に用いる試料保持容器であって、
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを設け、
上記観察窓の上面および下面を、上方から下方に向けて照射される上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴としている。
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを有する試料保持容器を備え、
上記導光手段は上記照明光を下方に設けた上記試料保持容器に向けて導光して、試料保持容器に収容された試料に照射し、
さらに、上記試料保持容器における上記観察窓の上面および下面を上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴としている。
また請求項３の発明にかかる試料保持容器は、内部に収容された試料に向けて照明光を照射し、当該照明光を試料に照射することで生成される物体光と基準となる参照光とを干渉させてホログラム画像を撮像するホログラフィ観察装置に用いる試料保持容器であって、
上記試料を液体とともに収容する液体収容部と、下面が液体収容部に収容された液体に接触し、上面が大気に露出するように設けた透明な観察窓とを設け、
上記観察窓の上面および下面を、上方から下方に向けて照射される上記照明光の光軸に対して傾斜させたことを特徴としている。
【発明の効果】
【0006】
上記発明によれば、上記試料保持容器の観察窓の上面および下面が照明光の光軸に対して傾斜していることから、試料に照射されて生成された物体光と参照光との交差角と、観察窓で反射した反射光と参照光との交差角とを異ならせることが可能となり、これにより観察窓の情報を除去した、鮮明な試料の像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】ホログラフィ観察装置の側面図
【図2】細胞保持容器の底部に形成した観察部および参照部を説明する図
【図3】ホログラフィ観察装置の光学関係を示した構成図
【図4】本発明にかかる細胞保持容器を使用した場合の照明光の反射状態（ａ）と、撮像手段が撮像した空間スペクトルの模式図（ｂ）
【図5】従来の細胞保持容器を使用した場合の照明光の反射状態（ａ）と、撮像手段が撮像した空間スペクトルの模式図（ｂ）
【図6】画像処理手段による物体光の空間スペクトルに対する処理手順を説明する図
【図7】第２実施例にかかるホログラフィ観察装置の構成図
【図8】画像処理手段による物体光の空間スペクトルに対する、他の処理手順を説明する図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下図示実施例について説明すると、図１は培養液中の細胞をホログラフィの技術を用いて観察するホログラフィ観察装置１の側面図を示している。
ホログラフィ観察装置１は、試料としての細胞２を収容した試料保持容器としての細胞保持容器３と、細胞保持容器３に向けて照明光Ｌ１を照射する照明光照射手段４と、上記照明光Ｌ１が細胞２で反射した物体光Ｌ２や基準となる参照光Ｌ３を導光する導光手段５と、導光された物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが干渉して形成されたホログラム画像を撮影する撮像手段６と、撮像手段６が撮像した画像を画像処理する画像処理手段７（図３参照）とを備えている。
本実施例で観察する試料として、例えば再生医療に用いる細胞が考えられ、患者から採取した細胞を治療に用いるために、細胞を培養液中で培養する必要があり、また治療に必要な大きさまで培養されたか否かを確認するために、適宜細胞の状態を観察する必要がある。
そして、本実施例のホログラフィ観察装置１を用いれば、細胞２を非染色・非侵襲で観察することができることから、再生医療に用いる細胞２を観察するのに好適であると考えられる。
なお本実施例では、試料として培養中の細胞２を観察するが、そのほかにも液体中での様子を観察する必要がある試料であれば、微生物等の観察も可能である。
ホログラフィ観察装置１は、試料としての細胞２を収容した試料保持容器としての細胞保持容器３と、細胞保持容器３に向けて照明光Ｌ１を照射する照明光照射手段４と、上記照明光Ｌ１が細胞２で反射した物体光Ｌ２や基準となる参照光Ｌ３を導光する導光手段５と、導光された物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが干渉して形成されたホログラム画像を撮影する撮像手段６と、撮像手段６が撮像した画像を画像処理する画像処理手段７（図３参照）とを備えている。
本実施例で観察する試料として、例えば再生医療に用いる細胞が考えられ、患者から採取した細胞を治療に用いるために、細胞を培養液中で培養する必要があり、また治療に必要な大きさまで培養されたか否かを確認するために、適宜細胞の状態を観察する必要がある。
そして、本実施例のホログラフィ観察装置１を用いれば、細胞２を非染色・非侵襲で観察することができることから、再生医療に用いる細胞２を観察するのに好適であると考えられる。
なお本実施例では、試料として培養中の細胞２を観察するが、そのほかにも液体中での様子を観察する必要がある試料であれば、微生物等の観察も可能である。
【0009】
上記細胞保持容器３は移動可能に設けられた観察台１１上に載置され、培養液および細胞２を収容する液体収容部１２と、当該液体収容部１２の上部に装着される蓋部１３とを備えている。
また細胞保持容器３に収容された細胞２を培養するため、細胞保持容器３には二酸化炭素を供給する図示しない二酸化炭素供給手段、培養液を供給する培養液供給手段、使用済みの培養液を排出する排出手段が接続されており、これらにより細胞保持容器３の内部は細胞２の培養に適した環境が維持されるようになっている。
上記観察台１１は従来公知のＸ－Ｙテーブルによって構成され、図示しない位置決め手段によって上記細胞保持容器３を所定の位置に保持するとともに、当該細胞保持容器３を水平面内において移動させるようになっている。なお、上記導光手段５を水平面内において移動させるようにしても良い。
上記液体収容部１２は金属や樹脂などの所要の素材で構成された有底皿状の容器となっており、このうち少なくとも底面については、光を透過させず、かつ表面で光を反射させる素材を用いることが望ましく、その底面は上記観察台１１に載置されることで水平となっている。
また細胞保持容器３に収容された細胞２を培養するため、細胞保持容器３には二酸化炭素を供給する図示しない二酸化炭素供給手段、培養液を供給する培養液供給手段、使用済みの培養液を排出する排出手段が接続されており、これらにより細胞保持容器３の内部は細胞２の培養に適した環境が維持されるようになっている。
上記観察台１１は従来公知のＸ－Ｙテーブルによって構成され、図示しない位置決め手段によって上記細胞保持容器３を所定の位置に保持するとともに、当該細胞保持容器３を水平面内において移動させるようになっている。なお、上記導光手段５を水平面内において移動させるようにしても良い。
上記液体収容部１２は金属や樹脂などの所要の素材で構成された有底皿状の容器となっており、このうち少なくとも底面については、光を透過させず、かつ表面で光を反射させる素材を用いることが望ましく、その底面は上記観察台１１に載置されることで水平となっている。
【0010】
上記液体収容部１２には上記細胞２を培養するための培養液が収容され、上記培養液供給手段および排出手段によってその液面高さが維持されるようになっている。
図２は上記細胞保持容器３の平面図を示しており、上記液体収容部１２の底部には、上記細胞２を収容するための観察部Ａ１と、細胞２が収容されない参照部Ａ２とが設けられており、これらは液体収容部１２の底部に設けられた樹脂やゴム製の枠体１７によって区画されている。
上記枠体１７の高さは、上記観察部Ａ１に収容された細胞２が当該枠体１７を乗り越えない程度に設定され、増殖した細胞２が上記参照部Ａ２に侵入しないようにしている。
上記培養液の液面高さは上記枠体１７よりも上方となるように維持され、これにより上記観察部Ａ１の内部および参照部Ａ２の内部が常時培養液で満たされるようになっている。
なお、液体収容部１２に上記観察部Ａ１を複数設けて、複数の観察部Ａ１で細胞２を培養してもよく、また上記観察部Ａ１や参照部Ａ２の平面形状は四角形に限らない。
図２は上記細胞保持容器３の平面図を示しており、上記液体収容部１２の底部には、上記細胞２を収容するための観察部Ａ１と、細胞２が収容されない参照部Ａ２とが設けられており、これらは液体収容部１２の底部に設けられた樹脂やゴム製の枠体１７によって区画されている。
上記枠体１７の高さは、上記観察部Ａ１に収容された細胞２が当該枠体１７を乗り越えない程度に設定され、増殖した細胞２が上記参照部Ａ２に侵入しないようにしている。
上記培養液の液面高さは上記枠体１７よりも上方となるように維持され、これにより上記観察部Ａ１の内部および参照部Ａ２の内部が常時培養液で満たされるようになっている。
なお、液体収容部１２に上記観察部Ａ１を複数設けて、複数の観察部Ａ１で細胞２を培養してもよく、また上記観察部Ａ１や参照部Ａ２の平面形状は四角形に限らない。
【0011】
上記蓋部１３は上記細胞保持容器３に装着されて内部を密閉するように構成されており、当該蓋部１３の中央には内部の細胞２を観察するための透明な観察窓１８が設けられている。
上記観察窓１８は上記蓋部１３の略中央に設けられており、蓋部１３から液体収容部１２の底部に向けて突出するように設けられた筒状部１３ｄの先端部に、液密を保った状態で固定されている。
上記観察窓１８としては、厚さ０．５～１ｍｍ程度の上面および下面が平行となるように加工された平坦な石英ガラス、ＢＫ７、合成石英等を使用することができ、材質は使用する照明光Ｌ１の波長に応じて適宜変更することができる。
また上記観察窓１８は、上記液体収容部１２に形成された上記観察部Ａ１および参照部Ａ２の上方に位置しており、また観察部Ａ１および参照部Ａ２の全体を覆う程度の大きさに形成されている。
これにより、細胞保持容器３を上記観察台１１によって移動させながら、鉛直方向上方より照明光Ｌ１を照射すると、観察窓１８を通過して観察部Ａ１および参照部Ａ２に照明光Ｌ１が照射されるようになっている。
そして、上記培養液の収容された液体収容部１２に蓋部１３を装着すると、上記観察窓１８の下面が液体収容部１２に収容された培養液の液面よりも下方に位置して、当該観察窓１８の下面の全体が培養液に接触するようになっている。
上記観察窓１８は上記蓋部１３の略中央に設けられており、蓋部１３から液体収容部１２の底部に向けて突出するように設けられた筒状部１３ｄの先端部に、液密を保った状態で固定されている。
上記観察窓１８としては、厚さ０．５～１ｍｍ程度の上面および下面が平行となるように加工された平坦な石英ガラス、ＢＫ７、合成石英等を使用することができ、材質は使用する照明光Ｌ１の波長に応じて適宜変更することができる。
また上記観察窓１８は、上記液体収容部１２に形成された上記観察部Ａ１および参照部Ａ２の上方に位置しており、また観察部Ａ１および参照部Ａ２の全体を覆う程度の大きさに形成されている。
これにより、細胞保持容器３を上記観察台１１によって移動させながら、鉛直方向上方より照明光Ｌ１を照射すると、観察窓１８を通過して観察部Ａ１および参照部Ａ２に照明光Ｌ１が照射されるようになっている。
そして、上記培養液の収容された液体収容部１２に蓋部１３を装着すると、上記観察窓１８の下面が液体収容部１２に収容された培養液の液面よりも下方に位置して、当該観察窓１８の下面の全体が培養液に接触するようになっている。
【0012】
そして本実施例の細胞保持容器３の観察窓１８は、水平に設けられておらず、具体的には観察窓１８の上面および下面は鉛直方向上方より照射される照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜して設けられたものとなっている。
観察窓１８の傾斜角度については特に限定はないが、１～１０°の範囲とすることが望ましく、より好ましくは２°程度とすることが好ましい。
傾斜角度が１°よりも小さいと、後述するように細胞２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光と参照光Ｌ３との角度差との差が十分に得られず、画像処理を行った際に観察窓１８で反射した反射光Ｌ４がノイズとなって細胞２の像が不鮮明となる。
一方、傾斜角度が１０°を超えると、傾斜した観察窓１８の下面全体を培養液に接触させる必要があることから、液体収容部１２に収容する培養液の深さが必要となり、培養液が大量に必要になるといった問題が発生する。
観察窓１８の傾斜角度については特に限定はないが、１～１０°の範囲とすることが望ましく、より好ましくは２°程度とすることが好ましい。
傾斜角度が１°よりも小さいと、後述するように細胞２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光と参照光Ｌ３との角度差との差が十分に得られず、画像処理を行った際に観察窓１８で反射した反射光Ｌ４がノイズとなって細胞２の像が不鮮明となる。
一方、傾斜角度が１０°を超えると、傾斜した観察窓１８の下面全体を培養液に接触させる必要があることから、液体収容部１２に収容する培養液の深さが必要となり、培養液が大量に必要になるといった問題が発生する。
【0013】
次に、図３を用いてホログラフィ観察装置１を構成する上記照明光照射手段４、導光手段５、撮像手段６について説明し、併せて画像処理手段７による画像処理の手順について説明する。なお、ホログラフィを用いた観察方法自体は上記特許文献１に記載されているため、詳細な説明を省略する。
上記照明光照射手段４は、例えば波長６３５ｎｍのレーザ光をＣＷ発振するレーザ発振器となっており、当該レーザ光を発振光Ｌ０として照射するようになっている。なお、レーザ光の波長については細胞２の種類に応じて選択可能である。
上記照明光照射手段４は、例えば波長６３５ｎｍのレーザ光をＣＷ発振するレーザ発振器となっており、当該レーザ光を発振光Ｌ０として照射するようになっている。なお、レーザ光の波長については細胞２の種類に応じて選択可能である。
【0014】
上記導光手段５として、照明光照射手段４より照射される発振光Ｌ０の光軸上には部分透過ミラー２１が設けられており、発振光Ｌ０の一部は部分透過ミラー２１を透過して照明光Ｌ１として直進し、その他の一部は部分透過ミラー２１で反射して参照光Ｌ３となる。
上記部分透過ミラー２１を透過した照明光Ｌ１の光軸上には全反射ミラー２２が設けられており、全反射ミラー２２は照明光Ｌ１を上記細胞保持容器３に向けて鉛直下方に反射させる。
上記全反射ミラー２２によって反射した照明光Ｌ１の光軸上には、上記細胞保持容器３との間に第１ビームスプリッタ２３および対物レンズ２４が設けられており、このうち対物レンズ２４は図１に示すように上記細胞保持容器３の直上に設けられている。
このような構成により、上記照明光照射手段４から発振された発振光Ｌ０は、上記部分透過ミラー２１を透過して照明光Ｌ１となった後、上記全反射ミラー２２で反射し、その後第１ビームスプリッタ２３および対物レンズ２４を透過することで、鉛直方向上方から細胞保持容器３の観察窓１８に向けて導光されるようになっている。
上記部分透過ミラー２１を透過した照明光Ｌ１の光軸上には全反射ミラー２２が設けられており、全反射ミラー２２は照明光Ｌ１を上記細胞保持容器３に向けて鉛直下方に反射させる。
上記全反射ミラー２２によって反射した照明光Ｌ１の光軸上には、上記細胞保持容器３との間に第１ビームスプリッタ２３および対物レンズ２４が設けられており、このうち対物レンズ２４は図１に示すように上記細胞保持容器３の直上に設けられている。
このような構成により、上記照明光照射手段４から発振された発振光Ｌ０は、上記部分透過ミラー２１を透過して照明光Ｌ１となった後、上記全反射ミラー２２で反射し、その後第１ビームスプリッタ２３および対物レンズ２４を透過することで、鉛直方向上方から細胞保持容器３の観察窓１８に向けて導光されるようになっている。
【0015】
そして、上記細胞保持容器３に向けて照射された照明光Ｌ１は、当該細胞保持容器３に設けられた上記観察窓１８を透過し、さらに細胞保持容器３に収容された培養液を透過して細胞２に照射される。
このようにして照明光Ｌ１が細胞２に照射されると、細胞２の表面で反射した光と、細胞２を透過した後に細胞保持容器３の底面で反射して再び細胞２を透過した光とが、上方に向かう物体光Ｌ２となる。つまり物体光Ｌ２とは、照明光Ｌ１を試料に照射することで生成されるものであり、試料で反射した光も含むものとなっている。
ここで本実施例の細胞保持容器３では、上記観察窓１８の下面が培養液に接触しているため、観察窓１８の下方に培養液との境界面が形成され、この境界面で照明光Ｌ１が反射されることとなる。
換言すると、観察窓１８の下方に揺らぎのある培養液の液面が形成されないことから、揺らぎのある液面で照明光Ｌ１が反射せず、また液面の揺らぎによる散乱も発生しないようになっている。
上記物体光Ｌ２のうち、鉛直方向上方に向けて反射した物体光Ｌ２は、上記観察窓１８を透過した後、さらに上記対物レンズ２４を透過し、上記第１ビームスプリッタ２３で撮像手段６に向けて反射する。
そして、上記第１ビームスプリッタ２３と撮像手段６との間には導光手段５を構成する第２ビームスプリッタ２５が設けられており、上記物体光Ｌ２は当該第２ビームスプリッタ２５を透過して、上記撮像手段６に入射する。
ここで本実施例の物体光Ｌ２は撮像手段６の撮像面に対して垂直に入射するようになっており、その入射角度は上記第１ビームスプリッタ２３によって調整可能となっている。
このようにして照明光Ｌ１が細胞２に照射されると、細胞２の表面で反射した光と、細胞２を透過した後に細胞保持容器３の底面で反射して再び細胞２を透過した光とが、上方に向かう物体光Ｌ２となる。つまり物体光Ｌ２とは、照明光Ｌ１を試料に照射することで生成されるものであり、試料で反射した光も含むものとなっている。
ここで本実施例の細胞保持容器３では、上記観察窓１８の下面が培養液に接触しているため、観察窓１８の下方に培養液との境界面が形成され、この境界面で照明光Ｌ１が反射されることとなる。
換言すると、観察窓１８の下方に揺らぎのある培養液の液面が形成されないことから、揺らぎのある液面で照明光Ｌ１が反射せず、また液面の揺らぎによる散乱も発生しないようになっている。
上記物体光Ｌ２のうち、鉛直方向上方に向けて反射した物体光Ｌ２は、上記観察窓１８を透過した後、さらに上記対物レンズ２４を透過し、上記第１ビームスプリッタ２３で撮像手段６に向けて反射する。
そして、上記第１ビームスプリッタ２３と撮像手段６との間には導光手段５を構成する第２ビームスプリッタ２５が設けられており、上記物体光Ｌ２は当該第２ビームスプリッタ２５を透過して、上記撮像手段６に入射する。
ここで本実施例の物体光Ｌ２は撮像手段６の撮像面に対して垂直に入射するようになっており、その入射角度は上記第１ビームスプリッタ２３によって調整可能となっている。
【0016】
一方、上記照明光照射手段４が照射した発振光Ｌ０の一部は、上記部分透過ミラー２１において参照光Ｌ３として反射した後、導光手段５を構成する２つの全反射ミラー２６、２７で反射した後、上記第２ビームスプリッタ２５へと導光される。
そして上記参照光Ｌ３は、上記第２ビームスプリッタ２５において反射した後に上記撮像手段６に入射するようになっており、このとき当該参照光Ｌ３は撮像手段６の撮像面に対して所定の角度で入射するように設定されている。
そして上記参照光Ｌ３は、上記第２ビームスプリッタ２５において反射した後に上記撮像手段６に入射するようになっており、このとき当該参照光Ｌ３は撮像手段６の撮像面に対して所定の角度で入射するように設定されている。
【0017】
撮像手段６には従来公知のＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを用いることができ、複数の画素がｘ方向およびｙ方向に配列された撮像面を有しており、撮像面に到達した光の強度を記録するようになっている。
上述したように、上記撮像手段６の撮像面には上記物体光Ｌ２が垂直に入射し、参照光Ｌ３が傾斜した方向から入射するようになっており、上記撮像手段６の近傍で物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが所定の角度差で交差するようになっている。
このように物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが交差すると、これらの光がもつ位相差によって干渉縞（ホログラム）が形成され、撮像手段６が撮影した干渉縞の画像がホログラム画像となる。
上述したように、上記撮像手段６の撮像面には上記物体光Ｌ２が垂直に入射し、参照光Ｌ３が傾斜した方向から入射するようになっており、上記撮像手段６の近傍で物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが所定の角度差で交差するようになっている。
このように物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが交差すると、これらの光がもつ位相差によって干渉縞（ホログラム）が形成され、撮像手段６が撮影した干渉縞の画像がホログラム画像となる。
【0018】
上記画像処理手段７は従来公知のコンピュータによって構成され、上記撮像手段６が撮影したホログラム画像を２次元フーリエ変換するとともに、２次元フーリエ変換によって抽出された空間スペクトルをさらに逆フーリエ変換することで、撮影した細胞２の再生像（振幅分布画像、位相分布画像）を観察することが可能となっている。
まず、画像処理手段７は撮像手段６によって撮影されたホログラム画像を２次元フーリエ変換し、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すような空間スペクトルを作成する。図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す座標系おいて、横軸はｘ軸の空間周波数ｆｘを示し、縦軸はｙ軸の空間周波数ｆｙを示している。
ホログラム画像を２次元フーリエ変換すると、座標系の原点を中心として非回折光の空間スペクトル像Ｓ１（空間スペクトル上の非回折光）が形成され、また原点を中心として点対称となる位置に、物体光の空間スペクトル像Ｓ２（空間スペクトル上の物体像）と共役像の空間スペクトル像Ｓ３とが形成される。
なお、上記各空間スペクトル像Ｓは円形で表しているが、これは細胞２の形状が円形であることを示すものではない。
まず、画像処理手段７は撮像手段６によって撮影されたホログラム画像を２次元フーリエ変換し、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すような空間スペクトルを作成する。図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す座標系おいて、横軸はｘ軸の空間周波数ｆｘを示し、縦軸はｙ軸の空間周波数ｆｙを示している。
ホログラム画像を２次元フーリエ変換すると、座標系の原点を中心として非回折光の空間スペクトル像Ｓ１（空間スペクトル上の非回折光）が形成され、また原点を中心として点対称となる位置に、物体光の空間スペクトル像Ｓ２（空間スペクトル上の物体像）と共役像の空間スペクトル像Ｓ３とが形成される。
なお、上記各空間スペクトル像Ｓは円形で表しているが、これは細胞２の形状が円形であることを示すものではない。
【0019】
このようにして得られた各空間スペクトル像Ｓのうち、画像処理手段７は上記物体光の空間スペクトル像Ｓ２を用いて上記細胞２の観察を行う。
具体的には、画像処理手段７は２次元フーリエ変換された図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す画像から、図６に示すように上記物体光の空間スペクトル像Ｓ２をフィルタリングによって抽出する。
ここで図４（ｂ）、図５（ｂ）において、上記物体光の空間スペクトル像Ｓ２が形成される位置は、物体光Ｌ２の波長や、物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差等に依存するため、あらかじめ算出することが可能となっている。
このようにして物体光の空間スペクトル像Ｓ２を抽出したら、画像処理手段７はこの物体光の空間スペクトル像Ｓ２についてさらに逆フーリエ変換を行うことで、振幅画像（強度画像）および位相画像を得ることができる。
その後、画像処理手段７はこれらの画像について所要の処理を行うことで、細胞２の厚みや屈折率といったパラメータを算出したり、細胞２の培養状態を観察することが可能となる。
具体的には、画像処理手段７は２次元フーリエ変換された図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す画像から、図６に示すように上記物体光の空間スペクトル像Ｓ２をフィルタリングによって抽出する。
ここで図４（ｂ）、図５（ｂ）において、上記物体光の空間スペクトル像Ｓ２が形成される位置は、物体光Ｌ２の波長や、物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差等に依存するため、あらかじめ算出することが可能となっている。
このようにして物体光の空間スペクトル像Ｓ２を抽出したら、画像処理手段７はこの物体光の空間スペクトル像Ｓ２についてさらに逆フーリエ変換を行うことで、振幅画像（強度画像）および位相画像を得ることができる。
その後、画像処理手段７はこれらの画像について所要の処理を行うことで、細胞２の厚みや屈折率といったパラメータを算出したり、細胞２の培養状態を観察することが可能となる。
【0020】
そして本実施例では、培養液中の細胞２を鮮明に観察するため、上述したように細胞保持容器３の観察窓１８を上記導光手段５によって導光した照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させたことを特徴としている。
そのうえで、本実施例では上記細胞保持容器３に設けた細胞２を収容した上記観察部Ａ１と、細胞２を収容していない上記参照部Ａ２と、それぞれ照明光Ｌ１を照射するようにしたことを特徴としている。
以下、図４、図５を用いて説明すると、図４は本実施例のように観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させた場合を、図５は従来のように観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に直交させた場合をそれぞれ示している。
このうち図４（ａ）、図５（ａ）は、上記細胞保持容器３における上記観察窓１８近傍の拡大断面図を示しており、それぞれ照明光Ｌ１が上記鉛直方向上方より入射し、当該照明光Ｌ１がどのように反射するのかを示した図となっている。
また図４（ｂ）、図５（ｂ）は、撮像手段６が撮像したホログラム画像を画像処理手段７が二次元フーリエ変換したことによって得られる空間スペクトルをそれぞれ示した図となっている。
そのうえで、本実施例では上記細胞保持容器３に設けた細胞２を収容した上記観察部Ａ１と、細胞２を収容していない上記参照部Ａ２と、それぞれ照明光Ｌ１を照射するようにしたことを特徴としている。
以下、図４、図５を用いて説明すると、図４は本実施例のように観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させた場合を、図５は従来のように観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に直交させた場合をそれぞれ示している。
このうち図４（ａ）、図５（ａ）は、上記細胞保持容器３における上記観察窓１８近傍の拡大断面図を示しており、それぞれ照明光Ｌ１が上記鉛直方向上方より入射し、当該照明光Ｌ１がどのように反射するのかを示した図となっている。
また図４（ｂ）、図５（ｂ）は、撮像手段６が撮像したホログラム画像を画像処理手段７が二次元フーリエ変換したことによって得られる空間スペクトルをそれぞれ示した図となっている。
【0021】
本実施例にかかる図４（ａ）の左側の矢印は、上記照明光Ｌ１が細胞保持容器３の観察部Ａ１に収容された細胞２で反射した状態を示しており、上記導光手段５によって鉛直方向下方に向けて照射された照明光Ｌ１は、透明な観察窓１８および培養液を透過すると、上記観察部Ａ１に収容された上記細胞２で反射する。
このうち、照明光Ｌ１と同軸となる鉛直方向上方に向けて反射した光は、物体光Ｌ２となって上記撮像手段６まで導光され、当該撮像手段６の撮像面に対して垂直に入射するようになっている。
左側から２番目の矢印は、上記照明光Ｌ１が細胞保持容器３の参照部Ａ２で反射した状態を示しており、照明光Ｌ１は透明な観察窓１８および培養液を透過すると、上記参照部Ａ２を構成する液体収容部１２の底面で鉛直方向上方に向けて反射する物体光Ｌ２となり、その後上記撮像手段６の撮像面に対し垂直に入射する。
なお、後述するように上記照明光Ｌ１を観察部Ａ１に照射するタイミングと、参照部Ａ２に照射するタイミングとは異なっているため、上記撮像手段６に対して上記観察部Ａ１で反射した物体光Ｌ２と参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２とが同時に入射しないようになっている。
このうち、照明光Ｌ１と同軸となる鉛直方向上方に向けて反射した光は、物体光Ｌ２となって上記撮像手段６まで導光され、当該撮像手段６の撮像面に対して垂直に入射するようになっている。
左側から２番目の矢印は、上記照明光Ｌ１が細胞保持容器３の参照部Ａ２で反射した状態を示しており、照明光Ｌ１は透明な観察窓１８および培養液を透過すると、上記参照部Ａ２を構成する液体収容部１２の底面で鉛直方向上方に向けて反射する物体光Ｌ２となり、その後上記撮像手段６の撮像面に対し垂直に入射する。
なお、後述するように上記照明光Ｌ１を観察部Ａ１に照射するタイミングと、参照部Ａ２に照射するタイミングとは異なっているため、上記撮像手段６に対して上記観察部Ａ１で反射した物体光Ｌ２と参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２とが同時に入射しないようになっている。
【0022】
これに対し、左側から３番目、４番目の矢印は、それぞれ上記照明光Ｌ１が上記観察窓１８の下面および上面で反射した状態を示している。
鉛直下方に向けて照射された照明光Ｌ１は観察窓１８の上面で反射するとともに、観察窓１８と培養液との境界となる当該観察窓１８の下面で反射する反射光Ｌ４（ノイズ光）となる。
ここで、上記反射光Ｌ４は細胞２の像を含んでいないことから、当該反射光Ｌ４が撮像手段６に入射すると、ノイズとなって細胞２の像が不鮮明になってしまう。
しかしながら、観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜して設けたことにより、上記反射光Ｌ４の光軸は上記照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜するようになっている。
その結果、当該反射光Ｌ４が導光手段５によって上記撮像手段６まで導光されても、撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射することとなり、物体光Ｌ２の入射角度と反射光Ｌ４の入射角度とを異ならせることが可能となっている。
鉛直下方に向けて照射された照明光Ｌ１は観察窓１８の上面で反射するとともに、観察窓１８と培養液との境界となる当該観察窓１８の下面で反射する反射光Ｌ４（ノイズ光）となる。
ここで、上記反射光Ｌ４は細胞２の像を含んでいないことから、当該反射光Ｌ４が撮像手段６に入射すると、ノイズとなって細胞２の像が不鮮明になってしまう。
しかしながら、観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜して設けたことにより、上記反射光Ｌ４の光軸は上記照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜するようになっている。
その結果、当該反射光Ｌ４が導光手段５によって上記撮像手段６まで導光されても、撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射することとなり、物体光Ｌ２の入射角度と反射光Ｌ４の入射角度とを異ならせることが可能となっている。
【0023】
このようにして撮像手段６がホログラム画像を撮像すると、画像処理手段７はホログラム画像を２次元フーリエ変換することにより図４（ｂ）に示す複数の空間スペクトル画像が存在する画像を作成する。
また画像処理手段は、図４（ｂ）に示す画像から、細胞２および参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２に基づいて、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、物体光の空間スペクトル像Ｓ２だけを抽出する。
このうち図６（ａ）は、細胞２で反射した物体光Ｌ２に基づく物体光の空間スペクトル像Ｓ２としての細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を示し、図６（ｂ）は、参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２に基づく物体光の空間スペクトル像Ｓ２としての参照用の空間スペクトル像Ｓ２”を示している。
図６（ａ）に示す細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を用いて説明すると、当該細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中心部（図中＋の部分）には、細胞２で反射した物体光Ｌ２によって得られる細胞２の情報が多く含まれている。
換言すると、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’に対して逆フーリエ変換を行って細胞２の像を形成する際、この細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中心部の情報が利用されるようになっている。
また画像処理手段は、図４（ｂ）に示す画像から、細胞２および参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２に基づいて、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、物体光の空間スペクトル像Ｓ２だけを抽出する。
このうち図６（ａ）は、細胞２で反射した物体光Ｌ２に基づく物体光の空間スペクトル像Ｓ２としての細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を示し、図６（ｂ）は、参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２に基づく物体光の空間スペクトル像Ｓ２としての参照用の空間スペクトル像Ｓ２”を示している。
図６（ａ）に示す細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を用いて説明すると、当該細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中心部（図中＋の部分）には、細胞２で反射した物体光Ｌ２によって得られる細胞２の情報が多く含まれている。
換言すると、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’に対して逆フーリエ変換を行って細胞２の像を形成する際、この細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中心部の情報が利用されるようになっている。
【0024】
しかしながら、上記撮像手段６には、細胞２や参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２とともに、上記観察窓１８で反射した反射光Ｌ４も入射するため、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’および参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’には、それぞれ観察窓１８で反射した反射光Ｌ４に基づく観察窓１８の情報がノイズとして含まれてしまう。
そこで本実施例では、図４（ａ）に示すように観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させたことで、撮像手段６に対する、細胞２で反射した物体光Ｌ２の入射角度と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４の入射角度とを異ならせるようになっている。
上述したように、ホログラム画像は物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが交差することによって生じる干渉縞を撮影することで得られるが、このとき物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との交差角が変化すると、上記干渉縞のピッチが変化することが知られている。
つまり本実施例のように、撮像手段６に対する物体光Ｌ２の入射角度と、反射光Ｌ４の入射角度とを異ならせることで、物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とを異ならせ、干渉縞のピッチを異ならせることが可能となっている。
そこで本実施例では、図４（ａ）に示すように観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させたことで、撮像手段６に対する、細胞２で反射した物体光Ｌ２の入射角度と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４の入射角度とを異ならせるようになっている。
上述したように、ホログラム画像は物体光Ｌ２と参照光Ｌ３とが交差することによって生じる干渉縞を撮影することで得られるが、このとき物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との交差角が変化すると、上記干渉縞のピッチが変化することが知られている。
つまり本実施例のように、撮像手段６に対する物体光Ｌ２の入射角度と、反射光Ｌ４の入射角度とを異ならせることで、物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とを異ならせ、干渉縞のピッチを異ならせることが可能となっている。
【0025】
このように干渉縞のピッチを異ならせることで、図６（ａ）に示すように、上記観察窓１８で反射した反射光Ｌ４に基づく観察窓１８の情報Ｚを、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中心部から偏倚した位置に形成させることができる。
これと同様、図４（ａ）で示したように、照明光Ｌ１を参照部Ａ２に照射した場合における反射光Ｌ４も、上記照明光Ｌ１を細胞２に照射した場合の反射光Ｌ４と同じ方向に反射することとなる。
したがって、参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差を、反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差に対して異ならせることが可能となり、図６（ｂ）に示す参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’においても、観察窓１８の情報Ｚを図６（ａ）と同じ場所に形成させることができる。
なお、図６（ａ）、（ｂ）の各図には、上記観察窓１８の情報Ｚを円形の領域として示しているが、これは説明のためであって、画像処理手段７が設定する必要はなく、また観察窓１８の傾斜角度や傾斜方向によって観察窓１８の情報Ｚの位置は変化する。
これと同様、図４（ａ）で示したように、照明光Ｌ１を参照部Ａ２に照射した場合における反射光Ｌ４も、上記照明光Ｌ１を細胞２に照射した場合の反射光Ｌ４と同じ方向に反射することとなる。
したがって、参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差を、反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差に対して異ならせることが可能となり、図６（ｂ）に示す参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’においても、観察窓１８の情報Ｚを図６（ａ）と同じ場所に形成させることができる。
なお、図６（ａ）、（ｂ）の各図には、上記観察窓１８の情報Ｚを円形の領域として示しているが、これは説明のためであって、画像処理手段７が設定する必要はなく、また観察窓１８の傾斜角度や傾斜方向によって観察窓１８の情報Ｚの位置は変化する。
【0026】
このようにして図６（ａ）の細胞の空間スペクトル像Ｓ２’と、図６（ｂ）の参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’とが得られたら、画像処理手段７はその差分から図６（ｃ）に示す物体光の空間スペクトル像Ｓ２を作成する。以下、この画像をマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’と呼ぶ。
具体的には、図６（ａ）の細胞の空間スペクトル像Ｓ２’と、図６（ｂ）の参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’には、それぞれ同じ位置に観察窓１８の情報Ｚが位置しているため、これらの差分から、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’から観察窓１８の情報Ｚを除去した、マスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を得ることができる。
その後、画像処理手段７はマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’に対して逆フーリエ変換を行うことで、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４によるノイズが除去された、鮮明な細胞２の像を得ることができる。
具体的には、図６（ａ）の細胞の空間スペクトル像Ｓ２’と、図６（ｂ）の参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’には、それぞれ同じ位置に観察窓１８の情報Ｚが位置しているため、これらの差分から、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’から観察窓１８の情報Ｚを除去した、マスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を得ることができる。
その後、画像処理手段７はマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’に対して逆フーリエ変換を行うことで、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４によるノイズが除去された、鮮明な細胞２の像を得ることができる。
【0027】
これに対し、図５（ａ）に示すように上記観察窓１８が照明光Ｌ１の光軸に直交して設けられている場合について説明する。
この場合であっても、鉛直方向上方より照射された照明光Ｌ１のうち、細胞２で反射した物体光Ｌ２は鉛直方向上方に向かった後、撮像手段６の撮像面に垂直に入射する。
一方、上記観察窓１８は照明光Ｌ１の光軸に直交していることから、照明光Ｌ１が観察窓１８の下面および上面で反射すると、鉛直方向上方に向かう反射光Ｌ４となって、撮像手段６の撮像面に垂直に入射することとなる。
その結果、細胞２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、上記観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とが同じとなってしまい、形成される干渉縞のピッチが等しくなってしまう。
このため、画像処理手段７が２次元フーリエ変換によって図５（ｂ）に示す空間スペクトル像Ｓを作成すると、上記細胞の空間スペクトル像Ｓ２’において、上記観察窓１８の情報Ｚが中央部に位置してしまうこととなる。
上述したように、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中央部には細胞２に関する情報が多く含まれていることから、この細胞２に関する情報に上記観察窓１８の情報Ｚがノイズとして混入されると、鮮明な細胞２の画像が得られないこととなる。
また、このように細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中央部に情報が集中してしまうと、仮に図６（ｂ）のように参照部Ａ２からの物体光Ｌ２を用いて参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を作成しても、正確に上記観察窓１８の情報Ｚを除去することが困難であるため、不正確な像となってしまう可能性がある。
この場合であっても、鉛直方向上方より照射された照明光Ｌ１のうち、細胞２で反射した物体光Ｌ２は鉛直方向上方に向かった後、撮像手段６の撮像面に垂直に入射する。
一方、上記観察窓１８は照明光Ｌ１の光軸に直交していることから、照明光Ｌ１が観察窓１８の下面および上面で反射すると、鉛直方向上方に向かう反射光Ｌ４となって、撮像手段６の撮像面に垂直に入射することとなる。
その結果、細胞２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、上記観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とが同じとなってしまい、形成される干渉縞のピッチが等しくなってしまう。
このため、画像処理手段７が２次元フーリエ変換によって図５（ｂ）に示す空間スペクトル像Ｓを作成すると、上記細胞の空間スペクトル像Ｓ２’において、上記観察窓１８の情報Ｚが中央部に位置してしまうこととなる。
上述したように、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中央部には細胞２に関する情報が多く含まれていることから、この細胞２に関する情報に上記観察窓１８の情報Ｚがノイズとして混入されると、鮮明な細胞２の画像が得られないこととなる。
また、このように細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中央部に情報が集中してしまうと、仮に図６（ｂ）のように参照部Ａ２からの物体光Ｌ２を用いて参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を作成しても、正確に上記観察窓１８の情報Ｚを除去することが困難であるため、不正確な像となってしまう可能性がある。
【0028】
以下、上記実施例にかかるホログラフィ観察装置１の操作方法について説明する。
最初に、上記細胞保持容器３において細胞２の培養を開始する。細胞２の培養方法は従来公知であるため詳細な説明は省略するが、培養すべき細胞２を上記液体収容部１２に形成した観察部Ａ１に播種し、参照部Ａ２には播種を行わないようする。
また液体収容部１２には所要の高さまで培養液を収容し、液体収容部１２に上記蓋部１３を装着した際に、上記観察窓１８の下面が上記培養液に接触するようにする。このとき観察窓１８の上面はその周囲が筒状部１３ｄによって囲繞されていることから、観察窓１８の上部に培養液が位置することはない。
このように細胞保持容器３に細胞２を播種したら、図示しない二酸化炭素供給手段、培養液供給手段、排出手段を接続し、制御手段がこれらを制御することで、細胞保持容器３の内部が所要の環境に維持される。
最初に、上記細胞保持容器３において細胞２の培養を開始する。細胞２の培養方法は従来公知であるため詳細な説明は省略するが、培養すべき細胞２を上記液体収容部１２に形成した観察部Ａ１に播種し、参照部Ａ２には播種を行わないようする。
また液体収容部１２には所要の高さまで培養液を収容し、液体収容部１２に上記蓋部１３を装着した際に、上記観察窓１８の下面が上記培養液に接触するようにする。このとき観察窓１８の上面はその周囲が筒状部１３ｄによって囲繞されていることから、観察窓１８の上部に培養液が位置することはない。
このように細胞保持容器３に細胞２を播種したら、図示しない二酸化炭素供給手段、培養液供給手段、排出手段を接続し、制御手段がこれらを制御することで、細胞保持容器３の内部が所要の環境に維持される。
【0029】
本実施例の細胞保持容器３の場合、上記二酸化炭素供給手段、培養液供給手段、排出手段によって培養に好適な環境が維持されていることから、インキュベータ内で培養をする必要はなく、任意のタイミングで細胞２の状態を観察することができる。
作業者は細胞保持容器３を上記ホログラフィ観察装置１の観察台１１に載置する。細胞保持容器３および観察台１１にはそれぞれマークが付されており、作業者がこのマークに合わせて細胞保持容器３を載置すると、観察台１１に載置された細胞保持容器３の位置および観察窓１８の傾きを一定にすることができる。
作業者は細胞保持容器３を上記ホログラフィ観察装置１の観察台１１に載置する。細胞保持容器３および観察台１１にはそれぞれマークが付されており、作業者がこのマークに合わせて細胞保持容器３を載置すると、観察台１１に載置された細胞保持容器３の位置および観察窓１８の傾きを一定にすることができる。
【0030】
このように細胞保持容器３が観察台１１に載置されると、制御手段が観察台１１を制御して細胞保持容器３を移動させ、上記照明光照射手段４による照明光Ｌ１の照射位置に上記観察部Ａ１を位置させる。
すると、照明光照射手段４が照射した照明光Ｌ１は導光手段５によって導光されて上記細胞保持容器３の鉛直方向上方から照射され、当該照明光Ｌ１の一部は観察窓１８および培養液を透過して観察部Ａ１に収容された細胞２に照射される。
このとき、観察窓１８の下面は液体収容部１２に収容されている培養液に接しているため、観察窓１８を通過した照明光Ｌ１が培養液の液面や観察窓１８に付着した液滴によって散乱しないようになっている。
そして、細胞２で反射した照明光Ｌ１は物体光Ｌ２となって鉛直方向上方、すなわち上記照明光Ｌ１と同軸上を上方に向けて反射し、その後導光手段５によって撮像手段６の撮像面に対して垂直に入射する。
一方、鉛直方向上方から照射された照明光Ｌ１の一部は上記観察窓１８の上面および下面で反射して反射光Ｌ４となる。このとき観察窓１８は照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜していることから、反射光Ｌ４は導光手段５によって撮像手段６まで導光されても、撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射することとなる。
すると、照明光照射手段４が照射した照明光Ｌ１は導光手段５によって導光されて上記細胞保持容器３の鉛直方向上方から照射され、当該照明光Ｌ１の一部は観察窓１８および培養液を透過して観察部Ａ１に収容された細胞２に照射される。
このとき、観察窓１８の下面は液体収容部１２に収容されている培養液に接しているため、観察窓１８を通過した照明光Ｌ１が培養液の液面や観察窓１８に付着した液滴によって散乱しないようになっている。
そして、細胞２で反射した照明光Ｌ１は物体光Ｌ２となって鉛直方向上方、すなわち上記照明光Ｌ１と同軸上を上方に向けて反射し、その後導光手段５によって撮像手段６の撮像面に対して垂直に入射する。
一方、鉛直方向上方から照射された照明光Ｌ１の一部は上記観察窓１８の上面および下面で反射して反射光Ｌ４となる。このとき観察窓１８は照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜していることから、反射光Ｌ４は導光手段５によって撮像手段６まで導光されても、撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射することとなる。
【0031】
一方、上記照明光照射手段４が発振した発振光Ｌ０の一部は、導光手段５によって参照光Ｌ３として導光され、上記撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射する。
その結果、上記撮像手段６には、撮像面に対して垂直に入射する物体光Ｌ２と、傾斜した方向から入射する参照光Ｌ３とが交差することで発生した干渉縞（ホログラム）が入射するようになっている。
これと同時に、上記撮像手段６には、撮像面に対して傾斜した方向から入射する反射光Ｌ４と、傾斜した方向から入射する参照光Ｌ３とが交差することで発生した干渉縞（ホログラム）も入射するようになっている。
その結果、上記細胞２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とが異なることとなり、撮像手段６にはピッチの異なる干渉縞がホログラム画像として撮影されることとなる。
その結果、上記撮像手段６には、撮像面に対して垂直に入射する物体光Ｌ２と、傾斜した方向から入射する参照光Ｌ３とが交差することで発生した干渉縞（ホログラム）が入射するようになっている。
これと同時に、上記撮像手段６には、撮像面に対して傾斜した方向から入射する反射光Ｌ４と、傾斜した方向から入射する参照光Ｌ３とが交差することで発生した干渉縞（ホログラム）も入射するようになっている。
その結果、上記細胞２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とが異なることとなり、撮像手段６にはピッチの異なる干渉縞がホログラム画像として撮影されることとなる。
【0032】
上記画像処理手段７は、撮像手段６が撮像したホログラム画像を２次元フーリエ変換し、これにより図４（ｂ）に示す空間スペクトルを作成するとともに、当該空間スペクトルから図６（ａ）に示すような物体光の空間スペクトル像Ｓ２としての細胞２の空間スペクトル像Ｓ２’を抽出する。
この細胞２の空間スペクトル像Ｓ２’には、その中心部に観察部Ａ１の細胞２で反射した細胞２の情報が位置しているのに対し、中心部から偏倚した位置には上記観察窓１８で反射した観察窓１８の情報Ｚが位置している。
この細胞２の空間スペクトル像Ｓ２’には、その中心部に観察部Ａ１の細胞２で反射した細胞２の情報が位置しているのに対し、中心部から偏倚した位置には上記観察窓１８で反射した観察窓１８の情報Ｚが位置している。
【0033】
このようにして図６（ａ）に示す細胞の空間スペクトル像Ｓ２’が得られたら、制御手段は観察台１１を制御して、照明光Ｌ１の照射位置に上記細胞保持容器３の参照部Ａ２を位置させる。
参照部Ａ２に上記照明光Ｌ１が照射されると、この照明光Ｌ１の一部が上記参照部Ａ２を構成する液体収容部１２の底面で反射し、鉛直方向上方に反射する物体光Ｌ２となって上記撮像手段６の撮像面に垂直に入射する。
この場合も、上記照明光Ｌ１の一部は傾斜して設けられた観察窓１８の上面および下面で反射する反射光Ｌ４となり、上記撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射する。
これにより、上記参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とが異なることとなり、撮像手段６にはピッチの異なる干渉縞がホログラム画像として撮影されることとなる。
上記画像処理手段７は、撮像手段６が撮像したホログラム画像について２次元フーリエ変換を行い、図６（ｂ）に示すような参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を抽出する。
この参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’には、その中心部に参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２に基づく参照部Ａ２の情報が位置しているのに対し、中心部から偏倚した位置に上記観察窓１８で反射した観察窓１８の情報Ｚが位置している。
参照部Ａ２に上記照明光Ｌ１が照射されると、この照明光Ｌ１の一部が上記参照部Ａ２を構成する液体収容部１２の底面で反射し、鉛直方向上方に反射する物体光Ｌ２となって上記撮像手段６の撮像面に垂直に入射する。
この場合も、上記照明光Ｌ１の一部は傾斜して設けられた観察窓１８の上面および下面で反射する反射光Ｌ４となり、上記撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射する。
これにより、上記参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とが異なることとなり、撮像手段６にはピッチの異なる干渉縞がホログラム画像として撮影されることとなる。
上記画像処理手段７は、撮像手段６が撮像したホログラム画像について２次元フーリエ変換を行い、図６（ｂ）に示すような参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を抽出する。
この参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’には、その中心部に参照部Ａ２で反射した物体光Ｌ２に基づく参照部Ａ２の情報が位置しているのに対し、中心部から偏倚した位置に上記観察窓１８で反射した観察窓１８の情報Ｚが位置している。
【0034】
続いて画像処理手段７は、これら細胞の空間スペクトル像Ｓ２’と参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’との差分から、観察窓１８の情報Ｚを除去した、図６（ｃ）に示すマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を作成する。
そして画像処理手段７は、このマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を逆フーリエ変換することにより、細胞２についての振幅画像や位相画像を取得し、これらの画像から観察部Ａ１に収容された細胞２の厚みや屈折率を測定したり、細胞２の状態を観察することができる。
そして画像処理手段７は、このマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を逆フーリエ変換することにより、細胞２についての振幅画像や位相画像を取得し、これらの画像から観察部Ａ１に収容された細胞２の厚みや屈折率を測定したり、細胞２の状態を観察することができる。
【0035】
本実施例によれば、細胞保持容器３に設けた観察窓１８を照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜させたことで、細胞２で反射した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とを異ならせることができる。
これにより、撮像手段６に入射する干渉縞のピッチを異ならせて、図６（ａ）に示すように細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中央部から観察窓１８の情報Ｚを偏倚させることができ、観察窓１８の情報Ｚにかかるノイズを除去した細胞２の鮮明な像を得ることができる。
そのうえ本実施例では、参照部Ａ２に照明光Ｌ１を照射して図６（ｂ）に示す参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を作成することで、上記細胞の空間スペクトル像Ｓ２’と参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’との差分からマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を作成することが可能となっており、観察窓１８の情報Ｚにかかるノイズを除去した細胞２の鮮明な像を得ることができる。
これにより、撮像手段６に入射する干渉縞のピッチを異ならせて、図６（ａ）に示すように細胞の空間スペクトル像Ｓ２’の中央部から観察窓１８の情報Ｚを偏倚させることができ、観察窓１８の情報Ｚにかかるノイズを除去した細胞２の鮮明な像を得ることができる。
そのうえ本実施例では、参照部Ａ２に照明光Ｌ１を照射して図６（ｂ）に示す参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を作成することで、上記細胞の空間スペクトル像Ｓ２’と参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’との差分からマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を作成することが可能となっており、観察窓１８の情報Ｚにかかるノイズを除去した細胞２の鮮明な像を得ることができる。
【0036】
図７は第２実施例にかかるホログラフィ観察装置１を説明する図である。
図１に示す第１実施例のホログラフィ観察装置１では、上記導光手段５が下方に向けて導光した照明光Ｌ１は、細胞保持容器３に収容された細胞２に反射させて、上方に反射した物体光Ｌ２を上記撮像手段６によって撮像するようになっていた。
これに対し、第２実施例のホログラフィ観察装置１では、上記対物レンズ２４および撮像手段６を細胞保持容器３の下方に設けるとともに、細胞保持容器３の液体収容部１２の底面を透過可能な素材によって構成したものとなっている。
なお、導光手段５の構成については第１実施例の構成を応用可能であるため、上記参照光Ｌ３の導光など、詳細な構成については省略するものとする。また細胞保持容器３は第１実施例で使用したものと同じものを使用することができる。
図１に示す第１実施例のホログラフィ観察装置１では、上記導光手段５が下方に向けて導光した照明光Ｌ１は、細胞保持容器３に収容された細胞２に反射させて、上方に反射した物体光Ｌ２を上記撮像手段６によって撮像するようになっていた。
これに対し、第２実施例のホログラフィ観察装置１では、上記対物レンズ２４および撮像手段６を細胞保持容器３の下方に設けるとともに、細胞保持容器３の液体収容部１２の底面を透過可能な素材によって構成したものとなっている。
なお、導光手段５の構成については第１実施例の構成を応用可能であるため、上記参照光Ｌ３の導光など、詳細な構成については省略するものとする。また細胞保持容器３は第１実施例で使用したものと同じものを使用することができる。
【0037】
本実施例においても、上記照明光照射手段４が照射した照明光Ｌ１は上記細胞保持容器３に対して垂直方向上方から入射するようになっており、上記細胞保持容器３に傾斜して設けられた観察窓１８およびその下方に位置する培養液を透過した後、上記観察部Ａ１に収容された細胞２に照射される。
照明光Ｌ１は細胞を透過することで物体光Ｌ２となり、液体収容部１２の底面を透過した後、下方に設けられた導光手段５を構成する対物レンズ２４を通過して、上記撮像手段６へと導光されるようになっている。
また照明光Ｌ１を上記参照部Ａ２に照射すると、照明光Ｌ１は上記液体収容部１２の底面を透過することで物体光Ｌ２となり、液体収容部１２の底面を透過した後、上記撮像手段６へと導光されるようになっている。
照明光Ｌ１は細胞を透過することで物体光Ｌ２となり、液体収容部１２の底面を透過した後、下方に設けられた導光手段５を構成する対物レンズ２４を通過して、上記撮像手段６へと導光されるようになっている。
また照明光Ｌ１を上記参照部Ａ２に照射すると、照明光Ｌ１は上記液体収容部１２の底面を透過することで物体光Ｌ２となり、液体収容部１２の底面を透過した後、上記撮像手段６へと導光されるようになっている。
【0038】
しかしながら、上記細胞２や参照部Ａ２に照射された照明光Ｌ１の一部は、上記液体収容部１２の底面で反射するが、この反射した光はさらに上方に設けられている観察窓１８の上面および下面で反射し、上記対物レンズ２４および撮像手段６に向かう反射光Ｌ４となる。
このようにして観察窓１８で反射した反射光Ｌ４は、観察窓１８が照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜していることから、導光手段５によって撮像手段６まで導光されても、撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射するようになっている。
したがって、上記第１実施例と同様、細胞２（または参照部Ａ２）を透過した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とを異ならせることができる。
そして、画像処理手段７も上記第１実施例と同様の手順で画像処理を行うことにより、観察窓１８の情報Ｚにかかるノイズを除去した細胞２の鮮明な像を得ることができる。
このようにして観察窓１８で反射した反射光Ｌ４は、観察窓１８が照明光Ｌ１の光軸に対して傾斜していることから、導光手段５によって撮像手段６まで導光されても、撮像手段６の撮像面に対して傾斜した方向から入射するようになっている。
したがって、上記第１実施例と同様、細胞２（または参照部Ａ２）を透過した物体光Ｌ２と参照光Ｌ３との角度差と、観察窓１８で反射した反射光Ｌ４と参照光Ｌ３との角度差とを異ならせることができる。
そして、画像処理手段７も上記第１実施例と同様の手順で画像処理を行うことにより、観察窓１８の情報Ｚにかかるノイズを除去した細胞２の鮮明な像を得ることができる。
【0039】
なお上記実施例では、細胞保持容器３に観察部Ａ１と参照部Ａ２とを設けているが、このうち上記参照部Ａ２については省略してもよい。
その場合、予め細胞２を収容していない観察部Ａ１に照明光Ｌ１を照射して、図６（ｂ）の参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を作成しておき、その後観察部Ａ１で細胞２を培養した後に、図６（ａ）の細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を作成して、その差分から図６（ｃ）のマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を作成すればよい。
さらに上記細胞保持容器３から枠体１７を省略することも可能である。その場合、細胞保持容器３の底面の細胞２が存在する領域を観察部Ａ１とし、細胞のない領域を参照部Ａ２とすればよく、あるいは、上述のように、予め細胞２を収容していない観察部Ａ１を参照部Ａ２とすれば良い。
また図８に示す他の方法として、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’において上記観察窓１８の情報Ｚが形成される位置をあらかじめ認識しておき、当該情報Ｚが含まれる部分にマスクＺ’を設定しておく。
観察部Ａ１の細胞２に照明光Ｌ１を照射して図８（ａ）の細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を作成したら、続いて図８（ｂ）に示すように空間スペクトル像Ｓ２’からマスクＺ’に含まれる情報を削除し、その後逆フーリエ変換を行うことで、観察窓１８の情報Ｚが削除された細胞２の鮮明な像を得ることができる
その場合、予め細胞２を収容していない観察部Ａ１に照明光Ｌ１を照射して、図６（ｂ）の参照用の空間スペクトル像Ｓ２’’を作成しておき、その後観察部Ａ１で細胞２を培養した後に、図６（ａ）の細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を作成して、その差分から図６（ｃ）のマスク後の空間スペクトル像Ｓ２’’’を作成すればよい。
さらに上記細胞保持容器３から枠体１７を省略することも可能である。その場合、細胞保持容器３の底面の細胞２が存在する領域を観察部Ａ１とし、細胞のない領域を参照部Ａ２とすればよく、あるいは、上述のように、予め細胞２を収容していない観察部Ａ１を参照部Ａ２とすれば良い。
また図８に示す他の方法として、細胞の空間スペクトル像Ｓ２’において上記観察窓１８の情報Ｚが形成される位置をあらかじめ認識しておき、当該情報Ｚが含まれる部分にマスクＺ’を設定しておく。
観察部Ａ１の細胞２に照明光Ｌ１を照射して図８（ａ）の細胞の空間スペクトル像Ｓ２’を作成したら、続いて図８（ｂ）に示すように空間スペクトル像Ｓ２’からマスクＺ’に含まれる情報を削除し、その後逆フーリエ変換を行うことで、観察窓１８の情報Ｚが削除された細胞２の鮮明な像を得ることができる
【0040】
また上記実施例では、細胞保持容器３に上記二酸化炭素供給手段、培養液供給手段、排出手段を接続して、内部を細胞２の培養に適した環境に維持するようにしているが、細胞保持容器３として、これらの接続されていない培養容器を用いることも可能であり、他の細胞培養容器で培養した細胞を細胞保持容器３に移して観察することも可能である。
このような培養容器であっても、当該培養容器の上部に観察窓１８を設けて、当該観察窓１８の下面を培養液に接触させておけば、所定の環境に維持されたインキュベータ内において細胞２の培養を行った後、当該培養容器をインキュベータから取り出して、ホログラフィ観察装置１において観察することができる。
また、本実施例では試料として細胞２を観察しているが、細胞に限られることはなく、液中に浸漬された状態でホログラフィ観察が可能な試料であれば、本件発明を適用することが可能である。
このような培養容器であっても、当該培養容器の上部に観察窓１８を設けて、当該観察窓１８の下面を培養液に接触させておけば、所定の環境に維持されたインキュベータ内において細胞２の培養を行った後、当該培養容器をインキュベータから取り出して、ホログラフィ観察装置１において観察することができる。
また、本実施例では試料として細胞２を観察しているが、細胞に限られることはなく、液中に浸漬された状態でホログラフィ観察が可能な試料であれば、本件発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【0041】
１ ホログラフィ観察装置 ２ 細胞（試料）
３ 細胞保持容器（試料保持容器） ４ 照明光照射手段
５ 導光手段 ６ 撮像手段
７ 画像処理手段 １２ 液体収容部
１３ 蓋部 １８ 観察窓
Ｌ１ 照明光 Ｌ２ 物体光
Ｌ３ 参照光 Ｌ４ 反射光
Ａ１ 観察部 Ａ２ 参照部
Ｓ２ 物体光の空間スペクトル像
Ｓ２’ 細胞の空間スペクトル像
Ｓ２’’ 参照用の空間スペクトル像
Ｓ２’’’ マスク後の空間スペクトル像
３ 細胞保持容器（試料保持容器） ４ 照明光照射手段
５ 導光手段 ６ 撮像手段
７ 画像処理手段 １２ 液体収容部
１３ 蓋部 １８ 観察窓
Ｌ１ 照明光 Ｌ２ 物体光
Ｌ３ 参照光 Ｌ４ 反射光
Ａ１ 観察部 Ａ２ 参照部
Ｓ２ 物体光の空間スペクトル像
Ｓ２’ 細胞の空間スペクトル像
Ｓ２’’ 参照用の空間スペクトル像
Ｓ２’’’ マスク後の空間スペクトル像
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】