(57)【要約】      （修正有）【課題】照射スポットのスポット数を多くし、より高精細な観察画像を得る。【解決手段】レーザ顕微鏡装置２０は、レーザ光から複数の所定周波数で変調された複数の変調光を調整すると共に複数の変調光を異なる複数の照射スポットとして試料に照射する。複数の変調光には、変調周波数が同じで位相がπ／２だけ異なる１対の変調光を含むように調整する。例えば、複数の所定周波数としてＮ個の所定周波数を用い、各周波数の変調光を変調周波数が同じで位相がπ／２だけ異なる１対の変調光として調整すれば、２Ｎ個の変調光を２Ｎ個の照射スポットとして試料に照射することができる。この結果、Ｎ個の所定周波数の変調光をＮ個の照射スポットとして試料に照射するものに比して、照射スポットのスポット数を多くし、より高精細な観察画像を得ることができる。【選択図】図１
2018112611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光から複数の所定周波数で変調された複数の変調光を調整すると共に前記複数の変調光を異なる複数の照射スポットとして試料に照射する変調照射部と、前記複数の変調光の前記試料への照射に対する光信号を検出する光検出部と、前記光信号を処理することにより前記試料の情報を取得する信号処理部と、を備えるレーザ顕微鏡装置において、
前記変調照射部は、変調周波数が同じで位相がおよそπ／２だけ異なる１対の変調光を含むように前記複数の変調光を調整する、
ことを特徴とするレーザ顕微鏡装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記変調照射部は、第１の音響光学ディフレクタを用いて入射したレーザ光を偏向角と周波数が異なるＮ個の第１光とする第１光調整部と、第２の音響光学ディフレクタを用いて入射したレーザ光を前記Ｎ個の第１光とは異なる周波数のＭ個の第２光とする第２光調整部と、前記Ｎ個の第１光と前記Ｍ個の第２光とを用いて前記複数の変調光としてＬ個の第１干渉光と前記Ｌ個の第１干渉光とは位相がπ／２だけ異なるＬ個の第２干渉光とを調整する干渉光調整部と、
を備えるレーザ顕微鏡装置。
【請求項３】
請求項２記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記干渉光調整部は、前記Ｎ個の第１光の偏光状態を第１偏光状態とする第１偏光変換部と、前記Ｍ個の第２光を前記第１偏光状態とは異なる第２偏光状態とする第２偏光変換部と、前記第１偏光変換部からの前記Ｎ個の第１光と前記第２偏光変換部からの前記Ｍ個の第２光との合波により前記Ｌ個の第１干渉光と前記Ｌ個の第２干渉光とを調整する調整部と、を備える、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項４】
請求項３記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記第１偏光状態は、４５度直線偏光状態であり、
前記第２偏光状態は、円偏光状態であり、
前記調整部は、前記第１偏光変換部からの前記Ｎ個の第１光と前記第２偏光変換部からの前記Ｍ個の第２光との合波により生成された干渉光の垂直偏光成分を前記Ｌ個の第１干渉光とし、前記第１偏光変換部からの前記Ｎ個の第１光と前記第２偏光変換部からの前記Ｍ個の第２光との合波により生成された干渉光の水平偏光成分を前記Ｌ個の第２干渉光とする、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記干渉光調整部は、前記第１干渉光と前記第２干渉光とが交互に直線上に並ぶように調整する、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項６】
請求項２ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記干渉光調整部は、前記Ｌ個の第１干渉光に連続して前記Ｌ個の第２干渉光が直線上に並ぶように調整する、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項７】
請求項２ないし４のうちのいずれか１つの請求項に記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記干渉光調整部は、前記Ｌ個の第１干渉光と前記Ｌ個の第２干渉光とが平行に並ぶように調整する、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項８】
請求項５記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記信号処理部は、前記光信号における各周波数成分を位相と振幅に基づき複素数表示した際の、位相がマイナス４５度異なる方向への射影成分とプラス４５度異なる方向への射影成分とを前記Ｌ個の第１干渉光に基づく信号と前記Ｌ個の第２干渉光に基づく信号として処理する、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項９】
請求項２ないし７のうちのいずれか１つの請求項に記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記信号処理部は、前記干渉光調整部により前記Ｌ個の第１干渉光および前記Ｌ個の第２干渉光が調整される際の信号を用いて、前記光信号における各周波数の信号を前記Ｌ個の第１干渉光に基づく信号と前記Ｌ個の第２干渉光に基づく信号に分離する、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項１０】
請求項２ないし７のうちのいずれか１つの請求項に記載のレーザ顕微鏡装置であって、
前記信号処理部は、前記第１光調整部により前記Ｎ個の第１光が調整される際の信号および／または前記第２光調整部により前記Ｍ個の第２光が調整される際の信号を用いて、前記光信号における各周波数の信号を前記Ｌ個の第１干渉光に基づく信号と前記Ｌ個の第２干渉光に基づく信号に分離する、
レーザ顕微鏡装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のうちのいずれか１つの請求項に記載のレーザ顕微鏡装置を備えるフローサイトメーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ顕微鏡装置およびフローサイトメーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のレーザ顕微鏡装置としては、共焦点光学顕微鏡装置に周波数分割多重方式（ＦＤＭ：Frequency-Division  Multiplexing）を適用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、光源からのレーザ光を第１レーザ光と第２レーザ光に分けるビームスプリッタと、第１レーザ光を入射して偏向角と周波数シフトの大きさが異なる複数の回折光を射出する音響光学ディフレクタ（ＡＯＤ：Acousto-Optic Deflector）と、第２レーザ光の周波数をシフトする音響光学周波数シフタ（ＡＯＦＳ：Acousto-Optic Frequency Shifter）と、ＡＯＤからの複数の回折光とＡＯＦＳからの周波数をシフトした第２レーザ光とを重ね合わせて周波数との差（ビート周波数）で強度変調された複数の干渉光とするビームスプリッタと、を備え、複数の干渉光を直線上の複数の照射スポットとし、複数の照射スポットをその直交する一方向に移動させながら試料に照射する。そして、複数の干渉光の照射によって試料から得られる検出光を検出し、周波数スペクトルから観察画像を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１１０２９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ顕微鏡装置の分野では、一般的に、より高精細な観察画像を短時間で得ることが課題として考えられている。上述の周波数分割多重方式を用いた装置では、照射スポットのスポット数を多くすることによって観察画像をより高精細なものとすることができる。このため、照射スポットのスポット数を多くすることが望まれる。
【０００５】
本発明のレーザ顕微鏡装置およびフローサイトメーターは、照射スポットのスポット数を多くし、より高精細な観察画像を得ることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレーザ顕微鏡装置およびフローサイトメーターは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のレーザ顕微鏡装置は、
レーザ光から複数の所定周波数で変調された複数の変調光を調整すると共に前記複数の変調光を異なる複数の照射スポットとして試料に照射する変調照射部と、前記複数の変調光の前記試料への照射に対する光信号を検出する光検出部と、前記光信号を処理することにより前記試料の情報を取得する信号処理部と、を備えるレーザ顕微鏡装置において、
前記変調照射部は、変調周波数が同じで位相がおよそπ／２だけ異なる１対の変調光を含むように前記複数の変調光を調整する、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明のレーザ顕微鏡装置では、レーザ光から複数の所定周波数で変調された複数の変調光を調整し、この複数の変調光を異なる複数の照射スポットとして試料に照射する。そして、複数の変調光の試料への照射に対する光信号を検出し、検出した光信号を処理することにより試料の情報（観察画像）を取得する。複数の変調光を調整する際に、変調周波数が同じで位相がおよそπ／２だけ異なる１対の変調光を含むように複数の変調光を調整する。例えば、複数の所定周波数としてＮ個の所定周波数を用い、各周波数の変調光を変調周波数が同じで位相がおよそπ／２だけ異なる１対の変調光として調整すれば、２Ｎ個の変調光を２Ｎ個の照射スポットとして試料に照射することができる。従って、Ｎ個の所定周波数の変調光をＮ個の照射スポットとして試料に照射するものに比して、変調周波数が同じで位相がおよそπ／２だけ異なる１対の変調光とする対数分だけ照射スポットのスポット数を多くすることができる。この結果、より高精細な観察画像を得ることができる。
【０００９】
こうした本発明のレーザ顕微鏡装置において、前記変調照射部は、音響光学ディフレクタを用いて入射したレーザ光を偏向角と周波数が異なるＮ個の第１光とする第１光調整部と、音響光学ディフレクタを用いて入射したレーザ光を前記Ｎ個の第１光とは異なる周波数のＭ個の第２光とする第２光調整部と、前記Ｎ個の第１光と前記Ｍ個の第２光とを用いて前記複数の変調光としてＬ個の第１干渉光と前記Ｌ個の第１干渉光とは位相がπ／２だけ異なるＬ個の第２干渉光とを調整する干渉光調整部と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、Ｎ個の第１干渉光とＭ個の第２干渉光による２Ｌ個の干渉光を複数の変調光として調整するから、Ｌ個の所定周波数の変調光をＬ個の照射スポットとして試料に照射するものに比して、照射スポットのスポット数を２倍にすることができる。この結果、より高精細な観察画像を得ることができる。ここで、第１光調整部に入射するレーザ光と第２光調整部に入射するレーザ光は、単一のレーザ光源から出力されたレーザ光をスプリットしたものとしてもよいし、異なる２つのレーザ光源から出力された２つのレーザ光としてもよい。また、第１光調整部の音響光学ディフレクタと第２光調整部の音響光学ディフレクタは、同一性能のものとしてもよいし、異なる性能のものとしてもよい。「Ｌ」は２以上の整数であり、「Ｍ」はＮ以下で１以上の整数である。
【００１０】
この変調照射部が干渉光調整部を備える態様の本発明のレーザ顕微鏡装置において、前記干渉光調整部は、前記Ｎ個の第１光の偏光状態を第１偏光状態とする第１偏光変換部と、前記Ｍ個の第２光の偏光状態を前記第１偏光状態とは異なる第２偏光状態とする第２偏光変換部と、前記第１偏光変換部からの前記Ｎ個の第１光と前記第２偏光変換部からの前記Ｍ個の第２光との合波により前記Ｌ個の第１干渉光と前記Ｌ個の第２干渉光とを調整する調整部と、を備える、ものとしてもよい。この場合、前記第１偏光状態は４５度直線偏光状態であり、前記第２偏光状態は円偏光状態であり、前記調整部は、前記第１偏光変換部からの前記Ｎ個の第１光と前記第２偏光変換部からの前記Ｍ個の第２光と合波により生成された干渉光の垂直偏光成分を前記Ｌ個の第１干渉光とし、前記第１偏光変換部からの前記Ｎ個の第１光と前記第２偏光変換部からの前記Ｍ個の第２光との合波により生成された干渉光の水平偏光成分を前記Ｌ個の第２干渉光とするものとしてもよい。円偏光は、垂直成分と水平成分とにπ／２の位相を有するから、４５度直線偏光状態の第１光と円偏光状態の第２光とを合波し、その垂直成分を取り出すことによりＬ個の第１干渉光を調整し、その水平成分を取り出すことによりＬ個の第２干渉光を調整することができる。こうすれば、容易に、Ｌ個の第１干渉光とＬ個の第２干渉光を調整することができる。
【００１１】
また、変調照射部が干渉光調整部を備える態様の本発明のレーザ顕微鏡装置において、前記干渉光調整部は、前記第１干渉光と前記第２干渉光とが交互に直線上に並ぶように調整するものとしたり、前記Ｌ個の第１干渉光に連続して前記Ｌ個の第２干渉光が直線上に並ぶように調整するものとしたり、前記Ｌ個の第１干渉光と前記Ｌ個の第２干渉光とが平行に並ぶように調整するものとしたりすることもできる。Ｌ個の第１干渉光とＬ個の第２干渉光とが平行に並ぶように調整する場合、Ｌ個の第１干渉光のラインやＬ個の第２干渉光のラインが走査の方向に対して直交するように調整してもよいし、Ｌ個の第１干渉光のラインやＬ個の第２干渉光のラインが走査の方向に対して直交とは異なる角度となるように調整してもよい。
【００１２】
第１干渉光と第２干渉光とが交互に直線上に並ぶように調整する態様の本発明のレーザ顕微鏡装置において、前記信号処理部は、前記光信号における各周波数成分を位相と振幅に基づき複素数表示した際の、位相がマイナス４５度異なる方向への射影成分とプラス４５度異なる方向への射影成分とを前記Ｌ個の第１干渉光に基づく信号と前記Ｌ個の第２干渉光に基づく信号として処理するものとしてもよい。変調周波数が同じで位相がπ／２だけ異なる１対の変調光が隣接する照射スポットに照射される場合、照射スポットがエッジを跨ぐ場合を除いて、両照射スポットからの光信号は位相・振幅ともに類似のものとなる。このため、同一変調周波数の光信号が４５度であると仮定し、そのマイナス４５度方向の成分を第１干渉光に基づく信号とし、そのプラス４５度方向の成分を第２干渉光に基づく信号として処理することができる。
【００１３】
変調照射部が干渉光調整部を備える態様の本発明のレーザ顕微鏡装置において、前記信号処理部は、前記干渉光調整部により前記Ｌ個の第１干渉光および前記Ｌ個の第２干渉光が調整される際の信号を用いて、前記光信号における各周波数の信号を前記Ｌ個の第１干渉光に基づく信号と前記Ｌ個の第２干渉光に基づく信号に分離するものとすることもできる。Ｌ個の第１干渉光やＬ個の第２干渉光が調整される際の信号には、第１干渉光や第２干渉光そのものも含まれる。また、前記信号処理部は、前記第１光調整部により前記Ｌ個の第１光が調整される際の信号および／または前記第２光調整部により前記Ｍ個の第２光が調整される際の信号を用いて、前記光信号における各周波数の信号を前記Ｌ個の第１干渉光に基づく信号と前記Ｌ個の第２干渉光に基づく信号に分離するものとすることもできる。
【００１４】
本発明のフローサイトメーターは、上述のいずれかの態様の本発明のレーザ顕微鏡装置、即ち、基本的には、レーザ光から複数の所定周波数で変調された複数の変調光を調整すると共に前記複数の変調光を異なる複数の照射スポットとして試料に照射する変調照射部と、前記複数の変調光の前記試料への照射に対する光信号を検出する光検出部と、前記光信号を処理することにより前記試料の情報を取得する信号処理部と、を備えるレーザ顕微鏡装置において、前記変調照射部は、変調周波数が同じで位相がおよそπ／２だけ異なる１対の変調光を含むように前記複数の変調光を調整する、ことを特徴とするレーザ顕微鏡装置を備える。
【００１５】
この本発明のフローサイトメーターは、上述のいずれかの態様の本発明のレーザ顕微鏡装置を備えるから、本発明のレーザ顕微鏡装置が奏する効果、即ち、より高精細な観察画像を得ることができるという効果と同一の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】図１中の矩形の破線の部分を拡大して示す拡大説明図である。
【図３】コム信号と第１回折光と第２回折光を説明する説明図である。
【図４】Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑの２Ｎ個の照射スポットを走査しながら試料に照射する様子の一例を示す説明図である。
【図５】変形例のＮ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑの２Ｎ個の照射スポットを走査しながら試料に照射する様子の一例を示す説明図である。
【図６】変形例のＮ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑの２Ｎ個の照射スポットを走査しながら試料に照射する様子の一例を示す説明図である。
【図７】変形例のＮ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑの２Ｎ個の照射スポットを走査しながら試料に照射する様子の一例を示す説明図である。
【図８】第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０の構成を模式的に示す構成図である。
【図９】干渉光調整部１５０で干渉光が調整される様子を模式的に示す説明図である。
【図１０】第２実施例のＮ個の第１干渉光Ｉ１とＮ個の第１干渉光Ｉ２とＮ個の第２干渉光Ｑ１とＮ個の第２干渉光Ｑ２とからなる４Ｎ個の照射スポットを試料に照射する様子の一例を示す説明図である。
【図１１】変形例の干渉光調整部２５０の構成の概略を説明する説明図である。
【図１２】変形例のレーザ顕微鏡装置２２０の構成の概略を示す説明図である。
【図１３】変形例のレーザ顕微鏡装置３２０の構成の概略を示す説明図である。
【図１４】第１変調プレート３５４の一例を示す説明図である。
【図１５】レーザ顕微鏡装置４２０を組み込んだフローサイトメトリー４１０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０の構成を模式的に示す構成図であり、図２は、図１中の矩形の破線の部分を拡大して示す拡大説明図である。図２中の両方向矢印は水平偏光成分を示し、二重黒丸は垂直偏光成分を示す。第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０は、共焦点光学顕微鏡装置に周波数分割多重方式（ＦＤＭ：Frequency-Division  Multiplexing）を適用すると共に直交位相振幅変調方式（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）を適用した顕微鏡装置として構成されている。レーザ顕微鏡装置２０は、レーザ光を出力するレーザ光源２２と、レーザ光から異なる周波数の複数の第１回折光を生成する第１光調整部３０と、レーザ光から複数の第１回折光とは異なる周波数の複数の第２回折光を生成する第２光調整部４０と、複数の第１回折光と複数の第２回折光とから複数の第１干渉光Ｉと複数の第１干渉光Ｉとは位相がπ／２だけ異なる複数の第２干渉光Ｑとを調整する干渉光調整部５０と、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとを干渉光の数だけの照射スポットとして試料に照射する照射部６０と、試料からの光信号を検出する光検出部７０と、光信号を処理することにより試料の情報を取得する信号処理部８０と、を備える。
【００１９】
レーザ光源２２から出力されたレーザ光は、１／２波長板２４を介して偏光ビームスプリッタ２６に入射し、偏光ビームスプリッタ２６を透過した第１レーザ光が第１光調整部３０に入射し、偏光ビームスプリッタ２６で反射した第２レーザ光が第２光調整部４０に入射する。
【００２０】
第１光調整部３０は、第１レーザ光の方向を変更するミラー３２と、コム信号発生部３４からのコム信号によって駆動される第１音響光学ディフレクタ（以下、「第１ＡＯＤ」（ＡＯＤ：Acousto-Optic Deflector）という）３６と、を備える。コム信号発生部３４は、例えば任意波形発生器を用いることができる。コム信号は、互いに異なる複数の周波数の駆動信号を重ねたものであり、第１実施例では、図３に示すように、一定の周波数間隔Δｆで周波数ｆｃ１から周波数ｆｃｎまでのＮ個の駆動信号を重ねたものを用いた。第１ＡＯＤ３６は、入射した第１レーザ光に対してコム信号（駆動信号）の周波数だけ高くまたは低く周波数シフトした偏向角の異なる複数の第１回折光を射出する。第１実施例では、第１ＡＯＤ３６は、図３に示すように、周波数間隔Δｆでコム信号の周波数だけ高い周波数ｆａ１から周波数ｆａｎまでのＮ個の第１回折光を射出する。
【００２１】
第２光調整部４０は、第２レーザ光の方向を変更するミラー４２と、シフト信号発生部４３からのシフト信号に基づいて第２レーザ光の周波数を高くまたは低くシフトする音響光学周波数シフタ（以下、「ＡＯＦＳ」（Acousto- Optic Frequency Shifter）という）４４と、コム信号発生部３４からのコム信号によって駆動される第２音響光学ディフレクタ（以下、「第２ＡＯＤ」という）４６と、を備える。第２ＡＯＤ４６は、第１ＡＯＤ３６と同じ特性をもつ音響光学ディフレクタであり、第１ＡＯＤ３６と同様に、ＡＯＦＳ４４により周波数シフトした第２レーザ光に対してコム信号（駆動信号）の周波数だけ高くまたは低く周波数シフトした偏向角の異なる複数の第２回折光を射出する。ＡＯＦＳ４４は、第２ＡＯＤ４６から出力される複数の第２干渉光の周波数範囲が第１ＡＯＤ３６から出力される複数の第１干渉光の周波数範囲に重ならないように第２レーザ光を周波数シフトする。第１実施例では、図３に示すように、ＡＯＦＳ４４は第２レーザ光を周波数ｆｓだけ低くシフトし、第２ＡＯＤ４６は、周波数間隔Δｆでコム信号の周波数だけ高い周波数ｆｂ１から周波数ｆｂｎまでのＮ個の第２回折光を射出する。
【００２２】
干渉光調整部５０は、第１光調整部３０からの複数の第１回折光を４５度直線偏光状態とする１／２波長板５１と、第２光調整部４０からの複数の第２回折光を円偏光状態とする１／４波長板５２と、４５度直線偏光状態の複数の第１回折光と円偏光状態の複数の第２回折光とを合波して２方向に複数の干渉光として射出するハーフビームスプリッタ５３と、ハーフビームスプリッタ５３からの２方向の複数の干渉光をミラー５４およびミラー５５を介して入射してその垂直偏光成分を複数の第１干渉光Ｉとして射出すると共にその水平偏光成分を複数の第２干渉光Ｑとして射出する偏光ビームスプリッタ５６と、を備える。ハーフビームスプリッタ５３では、４５度直線偏光状態の複数の第１回折光のうち反射した複数の第１回折光と円偏光状態の複数の第２回折光のうち透過した複数の第２回折光とを合波して図２中右側に射出する複数の干渉光とし、４５度直線偏光状態の複数の第１回折光のうち透過した複数の第１回折光と円偏光状態の複数の第２回折光のうち反射した複数の第２回折光とを合波して図２中下側に射出する複数の干渉光とする。このとき、４５度直線偏光状態の複数の第１回折光については周波数が高くなる順番（ｆａ１，ｆａ２・・・の順番）に、円偏光状態の複数の第２回折光については周波数が低くなる順番（ｆｂｎ，ｆｂ（ｎ−１）・・・の順番）に、合波して２方向（図２中、右方向と下方向）の複数の干渉光とする。即ち、第１実施例では、周波数ｆａ１の第１回折光と周波数ｆｂｎの第２回折光とを合波してビート周波数ｆａｂ１（ｆａｂ１＝ｆａ１−ｆｂｎ）の２方向の干渉光とし、周波数ｆａ２の第１回折光と周波数ｆｂ（ｎ−１）の第２回折光とを合波してビート周波数ｆａｂ２（ｆａｂ２＝ｆａ２−ｆｂ（ｎ−１））の２方向の干渉光とし、・・・、周波数ｆａｎの第１回折光と周波数ｆｂ１の第２回折光とを合波してビート周波数ｆａｂｎ（ｆａｂｎ＝ｆａｎ−ｆｂ１）の２方向の干渉光とするのである。
【００２３】
１／２波長板５１からの４５度直線偏光状態の複数の第１回折光はその垂直偏光成分と水平偏光成分は同位相となるが、１／４波長板５２からの円偏光状態の複数の第２回折光はその垂直偏光成分と水平偏光成分はπ／２（９０度）だけ位相差を有するものとなる（図２参照）。こうした２つの回折光を合波して干渉光とすると、その水平偏光成分と垂直偏光成分とにはπ／２（９０度）だけ位相差を有するものとなる。従って、水平偏光成分については透過するが垂直偏光成分については反射するものとして偏光ビームスプリッタ５６を構成すれば、ハーフビームスプリッタ５３からのミラー５４を介して偏光ビームスプリッタ５６に入射する一方方向の複数の干渉光については垂直偏光成分が反射されて複数の第１干渉光Ｉとして図２中右側に射出され、ハーフビームスプリッタ５３からのミラー５５を介して偏光ビームスプリッタ５６に入射する他方方向の複数の干渉光については水平偏光成分が透過されて複数の第２干渉光Ｑとして図２中右側に射出される。このため、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑは、同一周波数で変調されているが位相がπ／２だけ異なるものとなる。第１実施例では、１／４波長板５２としては第２回折光を右円偏光状態とするものを用いたが、第２回折光を左円偏光状態とするものを用いてもよい。第１実施例では、ミラー５４とミラー５５の位置および角度を微調整することにより、偏光ビームスプリッタ５６からＮ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑとを分離して射出することができる。第１実施例では、Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑとを、直線上に変調周波数順に第１干渉光Ｉと第２干渉光Ｑとが交互に位置するように調整した。この干渉光が並ぶ直線方向を第１実施例では主走査方向という。
【００２４】
干渉光調整部５０からの複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑは、リレー光学系５８とダイクロイックミラー５９とを介して照射部６０に入射する。リレー光学系５８は、干渉光調整部５０側のレンズ５８ａとダイクロイックミラー５９側のレンズ５８ｂとにより構成されている。レンズ５８ａは、前側焦点位置が第１ＡＯＤ３６および第２ＡＯＤ４６の出力面に一致するように配されており、レンズ５８ｂは、後側焦点位置が照射部６０の走査ミラー６２の反射面に一致するように配されている。また、レンズ５８ａとレンズ５８ｂの距離はおよそ、それぞれの焦点距離の和になるように配置されている。ダイクロイックミラー５９は、リレー光学系５８からの複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとを照射部６０に向けて反射し、照射部６０からの検出光を透過して光検出部７０に送る。
【００２５】
照射部６０は、ガルバノスキャナにより構成された走査ミラー６２と、リレー光学系６４と、対物レンズ６６と、試料を載置するステージ６８と、を備える。走査ミラー６２は、ガルバノスキャナにより構成されており、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとによる直線方向（主走査方向：図１において紙面に対して垂直方向（以下、同様））とは直交する方向（副走査方向：図１において上下方向（以下、同様））に反射光を揺動することにより、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとを周期的に偏向して走査する。リレー光学系６４は、走査ミラー６２側のレンズ６４ａと対物レンズ６６側のレンズ６４ｂとにより構成されている。レンズ６４ａは、前側焦点位置が走査ミラー６２の反射面に一致するように配されており、レンズ６４ｂは、後側焦点位置が対物レンズ６６の入射瞳に一致するように配されている。また、レンズ６４ａとレンズ６４ｂの距離はおよそ、それぞれの焦点距離の和になるように配置されている。対物レンズ６６は、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑを集光し、直線上に変調周波数順に第１干渉光Ｉと第２干渉光Ｑとが交互に位置する複数の照射スポットとして、ステージ６８に載置された試料に照射する。Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑの２Ｎ個の照射スポットを走査しながら試料に照射する様子の一例を図４に示す。図４中、ｆ１〜ｆｎは大きくなる順のＮ個の周波数を意味し、「Ｉ」は第１干渉光であることを示し、「Ｑ」は第２干渉光であることを示す。また、矢印は走査方向（副走査方向）を示す。図４から解るように、Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑは、直線上に変調周波数順に第１干渉光Ｉと第２干渉光Ｑとが交互に位置する２Ｎ個の照射スポットとして試料に照射され、２Ｎ個の照射スポットの並びの直線方向（主走査方向）に対して直交する方向（副走査方向）に走査することにより、ステージ６８に載置された試料の全領域に干渉光を照射する。
【００２６】
試料に複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとが照射されると、試料の蛍光物質が励起して蛍光を発生する。この蛍光の光強度は、照射される干渉光のビート周波数に応じて変化すると共に蛍光物質の分布に応じて変化する。従って、試料から放出される蛍光は、照射された干渉光のビート周波数を搬送周波数とした信号を蛍光物質の分布に応じて変調したものとなる。蛍光の代わりに照射された光の散乱光や透過光を検出する場合も同様である。この蛍光は、対物レンズ６６に入射され、検出光としてリレー光学系６４，走査ミラー６２，ダイクロイックミラー５９を介して光検出部７０に入射する。
【００２７】
光検出部７０は、検出光の方向を偏向するミラー７２と、検出光を集光する集光レンズ７４と、スリットが形成されたスリット板７６と、スリット板７６のスリットを通過した検出光の光強度を検出する光検出器７８と、を備える。スリット板７６のスリットは、対物レンズ６６の焦点面における主走査方向を焦点面とスリット７６との間にある光学系を通して投影した向きに一致するように形成されている。光検出器７８は光電子増倍管により構成されており、光強度に応じた光信号を出力する。
【００２８】
信号処理部８０は、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとの位相の基準となる位相値基準信号を作成する基準生成部８２と、基準生成部８２からの位相値基準信号と光検出器７８からの光信号とを入力して各信号をデジタル化するデジタイザ８６と、デジタイザ８６からのデジタル化された信号を処理することにより試料の情報（観察画像）を取得するＰＣ８８と、を備える。基準生成部８２は、偏光板８３と、集光レンズ８４と、光検出器８５と、を備える。偏光ビームスプリッタ５６は、ハーフビームスプリッタ５３からのミラー５４を介して入射する一方方向の複数の干渉光については垂直偏光成分が反射されて複数の第１干渉光Ｉとして図２中右側に射出すると共に、その水平偏光成分を透過して複数のサンプリング干渉光Ｑとして図２中下側に射出する。また、ハーフビームスプリッタ５３からのミラー５５を介して入射する他方方向の複数の干渉光については水平偏光成分を透過して複数の第２干渉光Ｑとして図２中右側に射出すると共に、その垂直偏光成分を反射して複数のサンプリング干渉光Ｉとして図２中下側に射出する。信号取得部８２は、偏光ビームスプリッタ５６から射出される複数のサンプリング干渉光Ｑと複数のサンプリング干渉光Ｉとのうち偏光板８３により一方の複数の干渉光だけを透過し、これを集光レンズ８４により集光し、光検出器８５により光強度を検出して位相値基準信号とする。ＰＣ８８は、汎用コンピュータとして構成されており、デジタル化された光信号に対してデジタル化された位相値基準信号を用いて周波数毎に第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号と第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号とに分離し、周波数毎および位相毎の信号の強度に基づいて試料の観察画像を作成する。この際、位相値基準信号の各周波数成分の位相を基準とし、所定の値θｉだけ位相の異なる成分を第１干渉光Ｉの信号とみなし、そこからさらに９０度（もしくは−９０度）位相の異なる成分を第２干渉光Ｑの信号とみなす。このような分離は、任意の位相を持った正弦波を、位相０の正弦波と位相９０度の余弦波とに分離する数学的演算に相当するものであり、分離した際の正弦波と余弦波の振幅が、対応する走査ライン上の画像情報に相当する。また、上記の所定の値θｉは反射物を試料として蛍光の代わりに反射光を測定するなどしてあらかじめ較正しておく。なお、検出された光信号を各周波数成分干渉光Ｉの信号と干渉光Ｑの信号とに分離したのちの観察画像を作成する処理は、上述した特許文献１などに開示されている同様で周知の事実であるため記載を省略する。
【００２９】
以上のように構成した第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０では、レーザ光源２２からのレーザ光から、第１ＡＯＤ３６を用いて周波数間隔Δｆでコム信号の周波数だけ高い周波数ｆａ１から周波数ｆａｎまでのＮ個の第１回折光を調整すると共に、ＡＯＦＳ４４と第２ＡＯＤ４６を用いてＮ個の第１回折光の周波数範囲とは重ならない周波数範囲で周波数間隔Δｆでコム信号の周波数だけ高い周波数ｆｂ１から周波数ｆｂｎまでのＮ個の第２回折光を調整する。そして、Ｎ個の第１回折光については４５度直線偏光状態とすると共にＮ個の第２回折光については右円偏光状態とし、４５度直線偏光状態としたＮ個の第１回折光と右円偏光状態としたＮ個の第２回折光とを合波し、その垂直偏光成分を異なる周波数で変調されたＮ個の第１干渉光Ｉとして調整し、その水平偏光成分をＮ個の第１干渉光Ｉとは変調周波数は同一であるが位相がπ／２だけ異なるＮ個の第２干渉光Ｑとして調整する。この調整と同時に、Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑとを周波数順に直線上に第１干渉光Ｉと第２干渉光Ｑとが交互に並ぶように調整する。そして、Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑとを、並びの順の２Ｎ個の照射スポットとして照射する。この際、２Ｎ個の照射スポットの並びの方向（主走査方向）とは直交する副走査方向に２Ｎ個の照射スポットを走査する。Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑとを試料に照射すると試料の蛍光物質によって蛍光が生じるから、この蛍光を照射された干渉光のビート周波数を搬送周波数とした信号を蛍光物質の分布に応じて強度変調したものとして光検出部７０により検出する。そして、偏光ビームスプリッタ５６から射出される複数のサンプリング干渉光Ｑと複数のサンプリング干渉光Ｉとのうちの一方の複数の干渉光に基づいて位相値基準信号を取得し、デジタル化された光信号に対して位相値基準信号を用いて周波数毎に第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号と第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号とに分離し、周波数毎および位相毎の信号の強度に基づいて試料の観察画像を作成する。このように、異なる周波数で変調されたＮ個の第１干渉光ＩとＮ個の第１干渉光Ｉとは変調周波数は同一であるが位相がπ／２だけ異なるＮ個の第２干渉光Ｑとを周波数順に直線上に交互に並ぶように配した２Ｎ個の照射スポットとして照射するから、異なる周波数で変調されたＮ個の干渉光を直線上に配してＮ個の照射スポットとして照射するものに比して、照射スポットのスポット数を多くすることができる。この結果、より高精細な観察画像を得ることができる。
【００３０】
第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０では、図４に示すように、Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑとを周波数順に直線上に第１干渉光Ｉと第２干渉光Ｑとが交互に並ぶように配した２Ｎ個の照射スポットとして照射するものとしたが、図５に例示するように、Ｎ個の第１干渉光Ｉを周波数順に直線上に配すると共にＮ個の第１干渉光Ｉに連続して直線上にＮ個の第２干渉光Ｑを周波数順に配した２Ｎ個の照射スポットとして照射するものとしてもよい。また、図６に例示するように、Ｎ個の第１干渉光Ｉを周波数順に直線上に配すると共にＮ個の第１干渉光Ｉに平行するようにＮ個の第２干渉光Ｑを周波数順に直線上に配した２Ｎ個の照射スポットとして照射するものとしてもよい。Ｎ個の第１干渉光ＩとＮ個の第２干渉光Ｑとを平行に配する場合、図７に示すように、副走査方向は主走査方向に対して直交しないものとしてもよい。
【００３１】
第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０では、レーザ光源２２からのレーザ光から、第１光調整部３０によりＮ個の第１回折光を調整すると共に第２光調整部４０によりＮ個の第２回折光を調整するものとしたが、異なるレーザ光源からのレーザ光によって第１光調整部３０によりＮ個の第１回折光を調整すると共に第２光調整部４０によりＮ個の第２回折光を調整するものとしてもよい。
【００３２】
第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０では、Ｎ個の第１干渉光Ｉを調整すると共にＮ個の第１干渉光Ｉとは変調周波数は同一であるが位相がπ／２だけ異なるＮ個の第２干渉光Ｑを調整するものとしたが、Ｎ個の第１干渉光Ｉのうちの一部のＭ個の第１干渉光Ｉに対して、変調周波数は同一であるが位相がπ／２だけ異なるＭ個の第２干渉光Ｑを調整するものとしてもよい。この場合、照射スポットのスポット数はＮ＋Ｍとなるが、異なる周波数で変調されたＮ個の干渉光をＮ個の照射スポットとして照射するものに比して、照射スポットのスポット数を多くすることができる。なお、「Ｍ」は１以上でＮ以下の整数である。
【００３３】
第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０では、偏光ビームスプリッタ５６から射出される複数のサンプリング干渉光Ｑと複数のサンプリング干渉光Ｉとのうちの一方の複数の干渉光に基づいて位相値基準信号を取得し、デジタル化された光信号に対して位相値基準信号を用いて周波数毎に第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号と第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号とに分離するものとしたが、コム信号発生部からの信号に基づいて位相値基準信号を取得し、光信号に対して位相値基準信号を用いて周波数毎に第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号と第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号とに分離するものとしてもよい。また、第１実施例のように変調周波数が同一の第１干渉光Ｉと第２干渉光Ｑとが隣接した照射スポットとして照射される場合には、変調周波数が同一の光信号は第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号と第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号による和であるため、光信号の各周波数成分を位相と振幅に基づき複素数表示した際の、位相がマイナス４５度異なる方向への射影成分を第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号とし、プラス４５度異なる方向への射影成分を第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号とするものとしてもよい。その光信号の−４５度方向の成分を第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号とし、光信号の＋４５度方向の成分を第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号とするものとしてもよい。これは、変調周波数が同一の第１干渉光Ｉと第２干渉光Ｑの照射スポットが近いことから、試料のエッジが照射スポットを跨ぐ場合を除いて、第１干渉光Ｉによる蛍光に対する信号と第２干渉光Ｑによる蛍光に対する信号は位相も振幅も類似するものとなることに基づく。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０について説明する。図８は、第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０の構成を模式的に示す構成図である。第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０は、干渉光調整部５０に代えて干渉光調整部１５０を備える点を除いて、図１に例示する第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０と同一の構成である。本明細書では、重複する説明を回避するために、第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０の構成のうち第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０の干渉光調整部１５０で干渉光が調整される様子を図９に示す。干渉光調整部１５０は、偏光ビームスプリッタ１５１と、無偏光回折格子１５２と、位相板１５３と、１／２波長板１５４と、ウォラストンプリズム１５５と、を備える。偏光ビームスプリッタ１５１は、第１光調整部３０からの複数の第１回折光を反射し、第２光調整部４０からの複数の第２回折光を透過する。これにより、第２実施例では、Ｎ個の第１回折光とＮ個の第２回折光とを合波してＮ個の合成光として射出する。無偏光回折格子１５２は、入射して光の±１次回折光を射出するものであり、第２実施例では、Ｎ個の合成光を入射してＮ個の＋１次回折光とＮ個の−１次回折光を射出する。位相板１５３は、異方性の媒質からなり、入射したレーザ光の水平偏光成分と垂直偏光成分に位相差を生じさせるものであり、レーザ光の入射角により位相差が異なる。第２実施例では、Ｎ個の＋１次回折光とＮ個の−１次回折光の入射角が異なるよう調整されており、水平偏光成分と垂直偏光成分の間の位相差をＮ個の＋１次回折光とＮ個の−１次回折光の間でπ／２だけ異ならしめる。１／２波長板１５４は、水平偏光状態および垂直偏光状態をそれぞれ＋４５度直線偏光状態および−４５度直線偏光状態とするものであり、第２実施例においてもＮ個の＋１次回折光とＮ個の−１次回折光の水平偏光成分および垂直偏光成分をそれぞれ＋４５度直線偏光状態および−４５度直線偏光状態とする。ウォラストンプリズム１５５は、レーザ光の垂直偏光成分と水平偏光成分とを偏向角を持って分離して射出するものであり、第２実施例では、Ｎ個の＋１次回折光をその垂直偏光成分および水平偏光成分としてのＮ個の第１干渉光Ｉ１およびＮ個の第１干渉光Ｉ２として射出し、Ｎ個の＋１次回折光とは位相がπ／２だけ異なるＮ個の−１次回折干渉光をその垂直偏光成分および水平偏光成分としてのＮ個の第２干渉光Ｑ１およびＮ個の第２干渉光Ｑ２として射出する。
【００３６】
従って、第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０では、変調周波数は同一の干渉光としては、互いに位相がπだけ異なる２個の第１干渉光Ｉ１，Ｉ２とこの２個の第１干渉光Ｉ１，Ｉ２とはそれぞれ位相がπ／２だけ異なる２個の第２干渉光Ｑ１，Ｑ２との合計４個の干渉光となり、４個の照射スポットとして照射することができる。第２実施例では、図１０に例示するように、直線上に並ぶＮ個の第１干渉光Ｉ１の照射スポットと、直線上に並ぶＮ個の第２干渉光Ｑ１と、直線上に並ぶＮ個の第１干渉光Ｉ２と、直線上に並ぶＮ個の第２干渉光Ｑ２と、を平行に直線状の照射スポットが等間隔となるように配してステージ６８に照射するものとした。第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０により観察画像を取得する様子の一例を図１１に示す。２Ｎ個の第１干渉光Ｉ１，Ｉ２の照射により観察画像（Ｉ）が得られ、２Ｎ個の第２干渉光Ｑ１，Ｑ２の照射により観察画像（Ｑ）が得られる。第２実施例では、この観察画像（Ｉ）と観察画像（Ｑ）から各干渉光の照射により得られる４個分の試料の観察画像を合成処理して観察画像とする。
【００３７】
第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０では、２Ｎ個の第１干渉光Ｉ１，Ｉ２とこの２Ｎ個の第１干渉光Ｉ１，Ｉ２とは位相がπ／２だけ異なる２Ｎ個の第２干渉光Ｑ１，Ｑ２とを４Ｎ個の照射スポットとして照射するから、異なる周波数で変調されたＮ個の干渉光を直線上に配してＮ個の照射スポットとして照射するものに比して、照射スポットのスポット数を多くすることができ、より高精細な観察画像を得ることができる。あるいは、Ｉ１とＩ２（あるいはＱ１とＱ２）から取得された画像を重ねることでより信号対雑音比の高い画像を得ることが可能である。
【００３８】
第１実施例のレーザ顕微鏡装置２０の干渉光調整部５０では、第１光調整部３０からの複数の第１回折光については４５度直線偏光状態とし、第２光調整部４０からの複数の第２回折光については円偏光状態とし、これらを合波すると共に、その垂直偏光成分および水平偏光成分を複数の第１干渉光Ｉおよび複数の第２干渉光Ｑとして調整した。また、第２実施例のレーザ顕微鏡装置１２０の干渉光調整部１５０では、第１光調整部３０からの複数の第１回折光と第２光調整部４０からの複数の第２回折光とを合波した合波光を生成し、合波光の±１次回折光を生成し、±１次回折光の、水平偏光成分と垂直偏光成分の位相差の差をπ／２とし、１／２波長板でこれら水平偏光成分と垂直偏光成分をそれぞれ＋４５度直線偏光状態および−４５度直線偏光状態に変換し、さらに、第１回折光および第２回折光の垂直偏光成分および水平偏光成分を分離して複数の第１干渉光Ｉ１，Ｉ２および複数の第２干渉光Ｑ１，Ｑ２として調整した。この他、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとを調整する干渉光調整部としては、図１２に例示する変形例のレーザ顕微鏡装置２２０における干渉光調整部２５０を用いることもできる。図１２中、破線により囲まれた部分が干渉光調整部２５０である。この変形例の干渉光調整部２５０は、略正方形状の４隅に配置された４つのビームスプリッタ２５１，２５２，２５３，２５４と、ビームスプリッタ２５４を４隅の１つとして４つのビームスプリッタ２５１，２５２，２５３，２５４により形成される正方形状の略４倍の正方形状のビームスプリッタ２５４と対角隅に配置されたビームスプリッタ２５７と、他の２隅に配置されたミラー２５５，２５６と、を備える。第１光調整部３０からの複数の第１回折光は、ビームスプリッタ２５１の反射と透過とによって分離され、一方は反射によりビームスプリッタ２５２に入射し、他方は透過によりビームスプリッタ２５３に入射する。第２光調整部４０からの複数の第２回折光は、ビームスプリッタ２５４の反射と透過とによって分離され、一方は反射によりビームスプリッタ２５２に入射し、他方は透過によりビームスプリッタ２５３に入射する。従って、ビームスプリッタ２５２では、ビームスプリッタ２５１により反射した複数の第１回折光とビームスプリッタ２５４により反射した複数の第２回折光とが合波されて複数の第１干渉光Ｉとなる。ビームスプリッタ２５３では、ビームスプリッタ２５１を透過した複数の第１回折光とビームスプリッタ２５４を透過した複数の第２回折光とが合波されて複数の第２干渉光Ｑとなる。複数の第１干渉光Ｉは、ミラー２５５で反射されてビームスプリッタ２５７に入射し、複数の第２干渉光Ｑは、ミラー２５６で反射されてビームスプリッタ２５７に入射する。ビームスプリッタ２５７では、複数の第１干渉光Ｉを透過すると共に複数の第２干渉光Ｑを反射して、リレー光学系５８に入射する。いま、４つのビームスプリッタ２５１，２５２，２５３，２５４の位置を適当に調整することにより複数の第１回折光と複数の第２回折光の光路長を調整し、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとにπ／２の位相差を生じさせることができると共に、直線上に複数の第１干渉光Ｉと複数の第���干渉光Ｑとを配することができる。このため、第１実施例や第２実施例と同様に、照射スポットのスポット数を多くすることができ、より高精細な観察画像を得ることができる。
【００３９】
また、図１３に例示する変形例のレーザ顕微鏡装置３２０における干渉光調整部３５０を用いることもできる。破線により囲まれた部分が干渉光調整部３５０である。変形例の干渉光調整部３５０は、偏光ビームスプリッタ２６を透過したレーザ光を複数の周波数の変調光Ｉとする第１光路３５１と、偏光ビームスプリッタ２６により反射したレーザ光を複数の周波数の変調光Ｑとする第２光路３６１と、第１光路３５１からの複数の周波数の変調光Ｉと第２光路３６１からの複数の周波数の変調光Ｉと入射してリレー光学系５８に射出する偏光ビームスプリッタ３６８と、を備える。第１光路３５１は、シリンドリカルレンズ３５３と、第１変調プレート３５４と、結像レンズ３５５と、ミラー３５６と、を備える。第１変調プレート３５４は、図１４に例示するようにパターンが形成されてその中心を回転軸として回転しており、シリンドリカルレンズ３５３により直線上に集光されたレーザ光をビームの横方向の位置により異なる周波数の変調光Ｉとして変調する。結像レンズ３５５は、第１変調プレート３５４からの複数の周波数の変調光Ｉをミラー３５６を介して偏光ビームスプリッタ３６８に導く。第２光路３６１は、ミラー３６２と、シリンドリカルレンズ３６３と、第２変調プレート３６４と、結像レンズ３６５と、を備える。第２変調プレート３６４は、第１変調プレート３５４と同様に、シリンドリカルレンズ３６３により直線上に集光されたレーザ光をビームの横方向の位置により異なる周波数の変調光Ｑとして変調する。第２変調プレート３６４は、第１変調プレート３５４により変調される複数の周波数の変調光Ｉに対して変調周波数は同一であるが位相がπ／２だけ異なるようにパターンが微妙に異なるように調整されている。このため、得られる複数の周波数の変調光Ｑは、第１光路３５１の複数の周波数の変調光Ｉとは変調周波数は同一だが、位相がπ／２だけ異なるものとなる。結像レンズ３６５は、第２変調プレート３６４からの複数の周波数の変調光Ｑを偏光ビームスプリッタ３６８に導く。偏光ビームスプリッタ３６８では、第１変調プレート３５４からの複数の周波数の変調光Ｉを反射してリレー光学系５８に射出すると共に、第２変調プレート３６４からの複数の周波数の変調光Ｉとは位相がπ／２だけ異なるように調整された複数の周波数の変調光Ｑを透過してリレー光学系５８に射出する。変形例のレーザ顕微鏡装置３２０では、ミラー３５６やミラー３６２の位置調整を行なうことにより、複数の周波数の変調光Ｉと複数の周波数の変調光Ｑとを直線上に並ぶ複数の照射スポットとしてステージ６８に照射することができる。照射スポットのスポット数を多くすることができ、より高精細な観察画像を得ることができる。
【００４０】
第１実施例や第２実施例のレーザ顕微鏡装置２０，１２０やその変形例のレーザ顕微鏡装置２２０，３２０は、図１５に例示するフローサイトメトリー４１０のレーザ顕微鏡装置４２０として用いることができる。フローサイトメトリー４１０は、撮像対象が図１５中矢印方向（左側から右側の方向）に一様流れで流れるフローセル４９０と、第１実施例や第２実施例あるいは変形例のレーザ顕微鏡装置２０，１２０，２２０，３２０から走査ミラー６２を単にミラーに変更したレーザ顕微鏡装置４２０と、ＰＣ８８と、を備える。このレーザ顕微鏡装置４２０では、図１５に示すように、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとを、図６に例示するように、フローセル４９０の流れに対して各々直交するように且つ平行に配列するように調整されている。なお、このように複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとを２列に配列することにより、複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとの間隔と複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑとにより撮像対象を検出した時間差とにより、フローセル４９０の一様流れの流速を測定することができる。
【００４１】
なお、フローサイトメトリー４１０のレーザ顕微鏡装置４２０における複数の第１干渉光Ｉと複数の第２干渉光Ｑの配列は、図６に例示する２列に限定されるものではなく、図４に例示するように交互に一列に配列するものとしてもよいし、図５に例示するように複数の第１干渉光Ｉの列に続けて複数の第２干渉光Ｑを配列するものとしてもよいし、図７のように配列しても構わない。
【００４２】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、レーザ顕微鏡装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
２０，１２０，２２０，３２０  レーザ顕微鏡装置、２２  レーザ光源、２４  １／２波長板、２６  偏光ビームスプリッタ、３０  第１光調整部、３２  ミラー、３４  コム信号発生部、３６  第１音響光学ディフレクタ（第１ＡＯＤ）、４０  第２光調整部、４２  ミラー、４３  シフト信号発生部、４４  音響光学周波数シフタ（ＡＯＦＳ）、４６  第２音響光学ディフレクタ（第２ＡＯＤ）、５０，１５０，２５０，３５０  干渉光調整部、５１  １／２波長板、５２  １／４波長板、５３  ハーフビームスプリッタ、５４，５５  ミラー、５６  偏光ビームスプリッタ、５８  リレー光学系、５８ａ，５８ｂ  レンズ、５９  ダイクロイックミラー、６０  照射部、６２  走査ミラー、６４  リレー光学系、６４ａ，６４ｂ  レンズ、６６  対物レンズ、６８  ステージ、７０  光検出部、７２  ミラー、７４  集光レンズ、７６  スリット板、７８  光検出器、８０  信号処理部、８２  基準生成部、８３  偏光板、８４  集光レンズ、８５  光検出器、８６  デジタイザ、８８  ＰＣ、１５１  偏光ビームスプリッタ、１５２  無偏光回折格子、１５３  位相板、１５４  １／２波長板、１５５  ウォラストンプリズム、２５１，２５２，２５３，２５４，２５７  ビームスプリッタ、２５５，２５６  ミラー、３５１  第１光路、３５３  シリンドリカルレンズ、３５４  第１変調プレート、３５５  結像レンズ、３５６  ミラー、３６１  第２光路、３６２  ミラー、３６３  シリンドリカルレンズ、３６４  第２変調プレート、３６５  結像レンズ、３６８  偏光ビームスプリッタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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