(57)【要約】【課題】ライン光又はシート光の有効長を長くし、サイドローブの影響を抑えることを可能とする。【解決手段】光照射装置Ｒ１は、光生成装置１０、光スキャナ２０及び照射光学系３０を備えている。光生成装置１０は、ライン光Ｌ４（又はシート光）を生成するための光生成装置であって、光源１１を有し、中心波長λ且つ波長幅ｗの光を出力する光生成部と、屈折率がｎであり、入力光Ｌ２を選択的に干渉させて干渉光に変換して出力するステアステップデバイス１００とを備えている。ステアステップデバイス１００は、互いの面が段差状となる複数の干渉面を有しており、各干渉面間の高さＨが、以下の式（１）2018081265.tif 000007を満たしている。【選択図】図２
2018081265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン光又はシート光を生成するための光生成装置であって、
光源を有し、中心波長λ且つ波長幅ｗの光を出力する光生成部と、
屈折率がｎであり、前記光生成部から出力される光を選択的に干渉させて干渉光に変換するステアステップデバイスと、を備え、
前記ステアステップデバイスは、互いの面が段差状となる第１及び第２の干渉面を少なくとも有し、前記第１及び第２の干渉面間の高さＨが、以下の式（１）
【数１】
2018081265.tif 000006
を満たす光生成装置。
【請求項２】
前記光生成部は、前記光源から出力される光を中心波長λ且つ波長幅ｗの前記光に変換する光学フィルタを更に有する、請求項１に記載の光生成装置。
【請求項３】
前記光生成部は、前記ステアステップデバイスに入力される光の断面の大きさを調整する光調整素子を更に有する、請求項１又は２に記載の光生成装置。
【請求項４】
前記光調整素子は、ビームエキスパンダ及び絞りの少なくとも一方を含む、請求項３に記載の光生成装置。
【請求項５】
前記ステアステップデバイスに入力される前記光の中心波長λは３００ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲内の何れかであり、且つ、前記ステアステップデバイスに入力される前記光の波長幅ｗは１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内の何れかである、請求項１〜４の何れか一項に記載の光生成装置。
【請求項６】
前記光源は、低コヒーレント光を出力する光源である、請求項１〜５の何れか一項に記載の光生成装置。
【請求項７】
前記ステアステップデバイスは、第３の干渉面を更に有し、前記第２及び第３の干渉面間の高さＨが式（１）を満たす、請求項１〜６の何れか一項に記載の光生成装置。
【請求項８】
前記第１の干渉面の面積が前記第２の干渉面の面積と等しい、請求項１〜７の何れか一項に記載の光生成装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の干渉面は、円形形状及び円環形状の何れかである、請求項１〜８の何れか一項に記載の光生成装置。
【請求項１０】
前記光生成部から出力される前記光を受けるシリンドリカルレンズを更に備え、
前記ステアステップデバイスの前記第１及び第２の干渉面が矩形形状である、請求項１〜８の何れか一項に記載の光生成装置。
【請求項１１】
ライン光を観察対象物に照射するための光照射装置であって、
請求項１〜９の何れか一項に記載の光生成装置と、
前記光生成装置から出力される前記干渉光を走査する光走査部と、
前記光走査部によって走査される前記干渉光が入力される第１のリレー光学系と、
前記第１のリレー光学系によって導光された干渉光を集光し、ライン光を観察対象物に照射する対物レンズと、
を備える光照射装置。
【請求項１２】
前記ステアステップデバイスが前記光走査部の走査素子面上に配置されている、請求項１１に記載の光照射装置。
【請求項１３】
前記第１のリレー光学系によってリレーされた前記対物レンズの瞳を更にリレーする第２のリレー光学系を更に備え、
前記ステアステップデバイスは、前記第２のリレー光学系によってリレーされた瞳の位置に配置されている、請求項１１又は１２に記載の光照射装置。
【請求項１４】
シート光を観察対象物に照射するための光照射装置であって、
請求項１０に記載の光生成装置と、
前記光生成装置から出力される前記干渉光を集光し、シート光を観察対象物に照射する対物レンズと、
を備える光照射装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４の何れか一項に記載の光照射装置と、
前記光照射装置によるライン光又はシート光の照射に伴い、前記観察対象物から発生する観察光を結像する検出光学系と、
前記検出光学系によって結像された前記観察光の像を撮像する撮像装置と、
を備えるライトシート顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光生成装置、当該光生成装置を備えた光照射装置、及び当該光照射装置を備えたライトシート顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、線状の光（a line of light：ライン光）であるレーザビームを試料に照射し、このライン光をスキャナで走査し、これにより発生した蛍光を検出光学系により結像し、結像された光像を撮像する、スキャン型のライトシート顕微鏡が開示されている。このライトシート顕微鏡では、ガウシアンビームを用いてライン光を生成し、ライン光を走査することにより、面状の光（a plane of light：シート光）を形成している。特許文献１には、ベッセルビームを用いてライン光を生成し、試料内部にシート光を形成するライトシート顕微鏡が開示されている。また、特許文献２には、シリンドリカルレンズにより、試料内部に面状の光（シート光）を形成し、これにより発生した蛍光あるいは散乱光を検出光学系で結像し、結像された光像を撮像するライトシート顕微鏡が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０１９８２００号明細書
【特許文献２】特開昭６２−１８０２４１号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Philipp J. Keller, Annette D.Schmidt, Joachim Wittbrodt and Ernst H.K. Stelzer, “Reconstruction of Zebrafish Early Embryonic Development by ScannedLight Sheet Microscopy”，ＳＣＩＥＮＣＥ，２００８年１１月１４日 ，ＶＯＬ  ３２２，ｐ．１０６５−１０６９
【非特許文献２】Sara Abrahamsson, Satoru Usawa and Mats Gustafsson，“A new approach toextended focus for high-speed, high-resolution biological microscopy”,Three-Dimensional and Multidimensional Microscopy: Image Acquisition andProcessing XIII，２００６年２月１４日，Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．６０９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のライトシート顕微鏡では、上述したように、ライン光を生成するための光として、ガウシアンビームやベッセルビームを用いている。また、従来のライトシート顕微鏡では、シート光を生成するために、シリンドリカルレンズを用いている。ガウシアンビームをライトシート顕微鏡に用いた場合、レーザビームの光径を小さくすると、光径が細い部分（ライン光の有効長）が短くなってしまう場合がある。また、ベッセルビームをライトシート顕微鏡に用いた場合、ベッセルビームは一般的にサイドローブの強度が大きいため、撮像装置で得る像におけるバックグランドが大きくなってしまう場合がある。さらに、シリンドリカルレンズによってシート光を生成した場合でも、シート光の有効長が短いという問題が生じる。このように、従来のライトシート顕微鏡では、ライン光又はシート光の有効長が制限され、又はサイドローブの影響が大きくなりバックグランドが大きくなってしまうといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、ライン光又はシート光の有効長を長くし、サイドローブの影響を抑えることを可能とする、光生成装置、光照射装置、及びライトシート顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を重ねる過程でステアステップデバイス（非特許文献２のＦｉｇ．１〜Ｆｉｇ．４等を参照）に着目した。そして、このステアステップデバイスが所定の条件を有する場合に、そのステアステップデバイスを用いてライン光を生成すると、ライン光の有効長を比較的長くすることができると共にサイドローブによる影響を抑制することができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、その一側面として、ライン光又はシート光を生成するための光生成装置に関し、この光生成装置は、光源を有し、中心波長λ且つ波長幅ｗの光を出力する光生成部と、屈折率がｎであり、光生成部から出力された光を選択的に干渉させて干渉光に変換するステアステップデバイスと、を備え、ステアステップデバイスは、互いの面が段差状となる第１及び第２の干渉面を少なくとも有し、第１及び第２の干渉面間の高さＨが、以下の式（１）
【数１】
2018081265.tif 000003
を満たす。
【０００９】
この光生成装置では、ステアステップデバイスが上述した式（１）の要件を満たす高さＨを有する段差状の第１及び第２の干渉面を有している。この場合、ステアステップデバイスへ入力する入力光のコヒーレント長よりも高さＨが高く（長く）なり、異なる干渉面から出力される光同士の干渉が抑制される一方、同じ干渉面から出力される光は干渉するといったように、光生成部から出力される光を選択的に干渉させて干渉光を得るようになっている。つまり、通常の円形等の絞りではその円形の異なる領域からの光がコヒーレントに足し合わされるのに対し、このステアステップデバイスによれば、輪帯開口によるポイントスプレッドファンクション（ＰＳＦ：Point  Spread  Function）により、各干渉面でそれぞれ選択的に干渉した光を重ね合わせることができる。この結果、この光生成装置を用いて光照射装置（又はライトシート顕微鏡）を構成した場合には、ライン光又はシート光の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。なお、ここで用いる「波長幅」とは、入力してくる光の半値全幅を用いている。
【００１０】
上記の光生成装置において、第１及び第２の干渉面は、円形形状及び円環形状の何れかであってもよい。この場合、ポイントスプレッドファンクションによる効果をより一層発揮することができ、光照射装置（又はスキャン型ライトシート顕微鏡）を構成した場合に、ライン光の有効長をより長くすると共にサイドローブの影響をより低減することが可能となる。
【００１１】
上記の光生成装置において、光生成部は、光源から出力される光を中心波長λ且つ波長幅ｗの光に変換する光学フィルタを更に有していてもよい。この場合、波長選択性を向上させることができる。
【００１２】
上記の光生成装置において、光生成部は、ステアステップデバイスに入力される光の断面の大きさを調整する光調整素子を有していてもよい。この場合、入力光をステアステップデバイスの好適な位置又は領域に照射するように調整することが可能となる。なお、このような光調整素子は、ビームエキスパンダ及び絞りの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００１３】
上記の光生成装置において、入力光の中心波長λは３００ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲内の何れかであり、且つ、入力光の波長幅ｗは１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内の何れかであってもよい。また、光源は、低コヒーレント光を出力する光源であってもよい。この場合、この光生成装置を例えばライトシート顕微鏡のような撮像装置に組み入れた場合、検査対象物の観察をより好適に行うことが可能となる。
【００１４】
上記の光生成装置において、ステアステップデバイスは、第３の干渉面を有してもよく、第２及び第３の干渉面間の高さＨが上記の式（１）を満たしていてもよい。このように段差状の干渉面の数を増やすことにより、その段数に応じてライン光又はシート光の有効長を更に長くすることができる。なお、このように干渉面を３段以上設けることにより、より顕著にライン光又はシート光の有効長を長くすることが可能となる。
【００１５】
上記の光生成装置において、第１の干渉面の面積が第２の干渉面の面積と等しくてもよい。この場合、各干渉面に入力する光が均等になり、ステアステップデバイスにより生成される干渉光をより好適な形態でライン光あるいはシート光とすることができる。
【００１６】
また、本発明は、別の側面として、ライン光を観察対象物に照射するための光照射装置に関し、この光照射装置は、上記何れかの光生成装置と、光生成装置からの干渉光を走査する光走査部と、光走査部によって走査される干渉光が入力される第１のリレー光学系と、第１のリレー光学系によって導光された干渉光を集光し、ライン光を観察対象物に照射する対物レンズと、を備えている。この場合、上述したように、サイドローブの影響を低減して、ライン光の有効長を長くすることが可能となる。
【００１７】
上記の光照射装置において、ステアステップデバイスが光走査部の面上に配置されていてもよい。この場合、ステアステップデバイスを、対物レンズの瞳の位置に容易に設置することが可能となる。
【００１８】
上記の光照射装置は、第１のリレー光学系によってリレーされた対物レンズの瞳を更にリレーする第２のリレー光学系を更に備えていてもよく、ステアステップデバイスは、第２のリレー光学系によってリレーされた瞳の位置に配置されていてもよい。この場合、瞳位置と位相変調位置を合致させることができるため、素子による回折等の影響を抑え、より好適にスポット形状を改変することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、別の側面として、シート光を観察対象物に照射するための光照射装置に関し、この光照射装置は、光源を有し中心波長λ且つ波長幅ｗの光を出力する光生成部、光生成部から出力される光を受けるシリンドリカルレンズ、及び、屈折率がｎであり光生成部から出力される光を選択的に干渉させて干渉光に変換するステアステップデバイスを備える光生成装置と、光生成装置から出力される干渉光を集光し、シート光を観察対象物に照射する対物レンズと、を備えていてもよく、光生成装置のステアステップデバイスは、互いの面が段差状となる第１及び第２の干渉面を少なくとも有し、第１及び第２の干渉面間の高さＨが、以下の式（１）
【数２】
2018081265.tif 000004
を満たし、且つ、ステアステップデバイスの第１及び第２の干渉面が矩形形状であってもよい。この場合、上記同様に、サイドローブの影響を低減して、シート光の有効長を長くすることができる。なお、この光照射装置に用いられる光生成装置については、上述した光生成装置の追加構成の何れかを適宜適用できることが当業者には明らかであり、必要に応じて、適宜追加することが可能である。
【００２０】
また、本発明は、更に別の側面として、ライトシート顕微鏡に関し、このライトシート顕微鏡は、上述した何れかの光照射装置と、光照射装置によるライン光又はシート光の照射に伴い、観察対象物から発生する観察光を結像する検出光学系と、検出光学系によって結像された観察光の像を撮像する撮像装置と、を備えている。このような構成を備えたライトシート顕微鏡により、サイドローブの影響を抑えながら、有効長をより長くしたライン光又はシート光を用いて対象物の観察を行うことができ、より鮮明な像を撮像することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ライトシート顕微鏡に用いるライン光又はシート光の有効長を長くでき、サイドローブの影響を抑えてバックグランドを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るライトシート顕微鏡の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示すステアステップデバイスの外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、図２に示すステアステップデバイスの外観を示す図であり、（ａ）はその側面図を示し、（ｂ）はその平面図を示す。
【図５】図５は、ステアステップデバイスの変形例を示す図であり、（ａ）はその断面図を示し、（ｂ）はその平面図を示す。
【図６】図６は、実施例に用いた光照射装置の構成例を示す図である。
【図７】図７は、図６に示す光照射装置でライン光を作成した際の実験結果であるライン光の伸長度を示す図である。
【図８】図８は、図６に示す光照射装置でライン光を作成した際の実験結果を示し、（ａ）はピークとサイドローブの状態の一例を模式的に示し、（ｂ）は、実施例と比較例におけるピークに対するサイドローブの割合（％）を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第５実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第６実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は光照射装置等を側面側から視た図を示し、（ｂ）は光照射装置のマスク以降の構成を上面側から視た図を示し、（ｃ）はマスクの平面を示し、（ｄ）はシリンドリカルレンズとステアステップデバイスが一体となった図を示す。
【図１４】図１４は、ステアステップデバイスの別の例を示す図であり、（ａ）はその側面図を示し、（ｂ）はその平面図を示す。
【図１５】図１５は、ステアステップデバイスの更に別の例を示す図であり、（ａ）はその側面図を示し、（ｂ）はその平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２４】
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係るライトシート顕微鏡の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、ライトシート顕微鏡１は、光生成装置１０、光スキャナ２０（光走査部）、照射光学系３０、検出光学系４０、撮像装置５０、及びコンピュータ６０を含んで構成されている。ライトシート顕微鏡１は、コンピュータ６０により光生成装置１０、光スキャナ２０及び撮像装置５０を制御し、この制御により光生成装置１０からの光を光スキャナ２０により走査しつつ照射光学系３０により集光し、観察対象物である試料Ｓにライン光を照射する。そして、検出用の対物レンズを有する検出光学系４０によりライン光の照射に伴って試料Ｓで発生した蛍光又は散乱光などの観察光を結像し、その観察光の像を撮像装置５０で撮像し画像データを出力する。撮像装置５０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサなどのエリアイメージセンサを含んで構成されている。コンピュータ６０は、光生成装置１０の光源１１、光径調整器、光スキャナ２０及び撮像装置５０を制御し、撮像装置５０から出力される画像データを処理し、試料Ｓの画像を作成する。コンピュータ６０としては、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォンやタブレット端末などのスマートデバイス、又はクラウドサーバなどを用いることができる。なお、ライトシート顕微鏡１では一般的に照射光学系の光軸と検出光学系の光軸とが交差するように（例えば、直交するように）各装置が配置されている。
【００２５】
次に、図２を参照して、ライトシート顕微鏡１の光照射装置Ｒ１について、より詳細に説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。光照射装置Ｒ１は、光生成装置１０、光スキャナ２０及び照射光学系３０を含んで構成されている。光生成装置１０は、光源１１と、コリメータ１２と、波長選択フィルタ１３と、ビームエキスパンダ１４と、ミラー１５と、ステアステップデバイス１００とを備えている。光源１１と、コリメータ１２と、波長選択フィルタ１３と、ビームエキスパンダ１４と、ミラー１５とにより、所望の光を生成して出力する光生成部が構成される。
【００２６】
光源１１は、例えば、低コヒーレント（インコヒーレント）な光を出力する光源である。低コヒーレント光源としては、例えば、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ：Super Luminescent Diode）、ＡＳＥ光源（Amplified Spontaneous Emission）、スーパーコンティニュウム光源（ＳＣ：Supercontinuum）又はランプ型光源などを用いることが可能である。また、光源１１は、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）などの光源であってもよい。コリメータ１２は、光源１１から出力された光を平行化して、平行光Ｌ１を出力する。
【００２７】
波長選択フィルタ１３は、コリメータ１２を介して光源１１から出力された平行光Ｌ１の波長幅ｗを所定の波長範囲に選択する光学フィルタである。例えば、光源１１としてランプ型光源又はスーパーコンティニュウム光源などの低コヒーレント光源を用いる場合、入力される光の波長幅が一般的に広域であるため、波長選択フィルタ１３を用いて波長幅を狭めることができる。波長選択フィルタ１３により波長幅を狭められた入力光Ｌ２としては、例えば中心波長λが３００ｎｍ（０．３０μｍ）〜８５０ｎｍ（０．８５μｍ）の範囲内の何れかであり、且つ、入力光Ｌ２の波長幅ｗが１ｎｍ（０．００１μｍ）〜１００ｎｍ（０．１μｍ）の範囲内の何れかであることが好ましい。なお、ここで用いる「波長幅」は、入力してくる光の半値全幅を意味している。波長選択フィルタ１３に入力され所定の波長幅となった入力光Ｌ２は、ビームエキスパンダ１４に出力される。
【００２８】
ビームエキスパンダ１４は、光源１１からコリメータ１２及び波長選択フィルタ１３を介して入力される入力光Ｌ２の光径を、後述するステアステップデバイス１００の大きさに対応するように調整するための光径調整機能を備えた光学素子である。なお、入力光Ｌ２の光径調整部としては、ビームエキスパンダ１４に代えて、絞り（アパーチャ）を用いてもよい。ビームエキスパンダ１４により所定の光径に拡張された入力光Ｌ２は、ミラー１５により反射されて、ステアステップデバイス１００に入力される。
【００２９】
ステアステップデバイス１００は、その全体が光透過性の材料（例えばガラス、石英、樹脂等の入力光に対して透明な材料）からなり、ビームエキスパンダ１４によって光径が調整された入力光Ｌ２を、それぞれが平坦面の各干渉面によって選択的に干渉させ、入力光Ｌ２を選択に干渉させた光を重ね合せた干渉光Ｌ３として出力する光学素子である。ステアステップデバイス１００は、入力光Ｌ２の光軸とステアステップデバイス１００の中心軸とが一致するように配置される。図３は、ステアステップデバイスの外観を示す斜視図であり、図４は、ステアステップデバイスの外観を示す図であり、（ａ）はその側面図を示し、（ｂ）はその平面図を示す。図３及び図４に示すように、ステアステップデバイス１００は、外径の異なる透明な円板形状の部材が同心状となるように重ねられた段差形状を呈しており、例えば第１の干渉部１０１、第２の干渉部１０２、第３の干渉部１０３、第４の干渉部１０４、及び第５の干渉部１０５の５段形状から構成されている。ステアステップデバイス１００の段数Ｎは、図３及び図４に示す実施形態では５段（Ｎ＝５）となっているが、これに限定されるわけではなく、段数Ｎが２以上（整数）であればよい。なお、後述する照射光学系３０によって集光して形成されるライン光Ｌ４の有効長は、この段数Ｎを大きくすることにより、より長くすることができる。
【００３０】
ステアステップデバイス１００では、各干渉部１０１〜１０５は、入力光Ｌ２の入力側の表面に、干渉面１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ及び１０５ａを有しており、干渉面１０１ａ〜１０５ａのうち光の透過方向に隣接する干渉面（例えば第１及び第２の干渉面１０１ａ，１０２ａ）間の高さＨ（距離）が以下の式（１）を満たすように、その外形が形成されている。つまり、この高さＨ（干渉面間の距離）は、入力光Ｌ２のコヒーレント長よりも長くなるように設定されている。なお、第１〜第４の干渉面１０１ａ〜１０４ａは、円環形状になっており、第５の干渉面１０５ａは円形形状となっている。
【数３】
2018081265.tif 000005
ここで、上記した式（１）で用いる「λ」は、ステアステップデバイス１００に入力される入力光Ｌ２の中心波長（μｍ）であり、「ｗ」は、ステアステップデバイス１００に入力される入力光Ｌ２の波長幅（μｍ）であり、「ｎ」は、ステアステップデバイス１００の屈折率を意味している。また、第２及び第３の干渉面１０２ａ，１０３ａ間の高さＨ、第３及び第４の干渉面１０３ａ，１０４ａ間の高さＨ、第４及び第５の干渉面１０４ａ，１０５ａ間の高さＨも同様に上記の式（１）を満たすように形成されている。なお、各高さＨは、上記の式（１）を満たせばよく、各高さＨが同じであることが好ましいが、各高さＨが相互に異なっていてもよい。
【００３１】
ここで、ステアステップデバイス１００による作用について説明する。ステアステップデバイス１００では、上述したように、ステアステップデバイス１００へ入力する入力光Ｌ２のコヒーレント長よりも干渉面間の高さＨが高く（長く）なるように設定されている。このため、ステアステップデバイス１００に入力して異なる干渉面から出力される光同士の干渉が抑制される一方、同じ干渉面から出力される光は干渉するといったように、入力光Ｌ２を選択的に干渉させて干渉光Ｌ３を得るようになっている。つまり、通常の円形等の絞りではその円形の異なる領域からの光がコヒーレントに足し合わされるのに対し、ステアステップデバイス１００によれば、輪帯開口によるポイントスプレッドファンクション（ＰＳＦ：Point  Spread  Function）により、各干渉面でそれぞれ選択的に干渉した光を重ね合わせることができる。この結果、この光照射装置Ｒ１（又はライトシート顕微鏡１）を構成した場合には、ライン光の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【００３２】
ステアステップデバイス１００は、このように、各干渉面１０１ａ〜１０５ａで選択的に干渉した干渉光Ｌ３を光スキャナ２０へ出力する。なお、ステアステップデバイス１００の段数Ｎ（Ｎは正の整数）とすると、照射光学系３０によって集光して形成されるライン光の有効長は、ステアステップデバイス１００を用いない場合に比べて、Ｎ倍程度とすることができる。
【００３３】
このようなステアステップデバイス１００は、例えば径の異なる所定厚Ｈの円板形状のガラスをその中心が同軸状となるように貼り合わせて作製してよいし、円柱形状の透明樹脂を光学的な性能を発揮できるレベルで削り出して作製してもよい。また、ステアステップデバイス１００としては、図３及び図４に示すような凸型のステアステップデバイスでもよいし、逆に図５に示すように凹型のステアステップデバイス１１０であってもよい。凹型のステアステップデバイス１１０は、例えば段数Ｎが５の場合、上記と同様に、干渉部１１１〜１１５を有し、各干渉部１１１〜１１５はそれぞれ干渉面１１１ａ〜１１５ａを有するように形成して用いることができる。この場合も各干渉面１１１ａ〜１１５ａのうち互いに隣接する干渉面間の高さＨは、上記の式（１）を満たすようになっている。また、ステアステップデバイス１００，１１０としては、透過型でも反射型でもよく、透過型の場合は、各干渉面に反射防止処理を施すことが好ましく、反射型の場合は、各干渉面に反射処理を施すことが好ましい。
【００３４】
ここで、図２に戻る。光スキャナ２０は、ステアステップデバイス１００による選択的な干渉により生成された干渉光Ｌ３を少なくとも一方向に走査する部材である。光スキャナ２０としては、例えばガルバノミラー、ポリゴンミラー又はＭＥＭＳミラーによって構成されるスキャナを用いることができる。光スキャナ２０は、観察対象物の試料Ｓに対して照射するライン光Ｌ４となる干渉光Ｌ３を走査することにより、観察対象物の試料Ｓ内部にシート光を形成する。詳細すると、干渉光Ｌ３は、後述するリレー光学系３１及び対物レンズ３２を経由して試料Ｓに集光され、ライン光Ｌ４となる。光スキャナ２０による走査により、面状の光（a plane of light）であるシート光が擬似的に形成される。光スキャナ２０によって走査される干渉光Ｌ３は、照射光学系３０、より具体的には、リレー光学系３１に入力される。
【００３５】
リレー光学系３１は、リレーレンズを含んで構成されており、照射光学系３０の対物レンズ３２と光スキャナ２０とを共役な関係とし、対物レンズ３２の瞳の位置を光スキャナ２０の走査素子面にリレーする。
【００３６】
対物レンズ３２は、照射用の対物レンズであり、リレー光学系３１によって導光された干渉光Ｌ３を観察対象物の試料Ｓの内部に集光し、対物レンズ３２の光軸方向に延びるライン光Ｌ４を形成するレンズである。対物レンズ３２により試料Ｓ内に集光されたライン光Ｌ４により試料Ｓから発生する観察光（例えば、蛍光あるいは散乱光）は、検出光学系４０の対物レンズ４１等により結像される。撮像装置５０は、検出光学系４０により結像された像を撮像する。撮像装置５０がいわゆるローリング読み出し（ローリングシャッタ）が可能である場合、コンピュータ６０により光スキャナ２０によるライン光の走査と撮像装置５０によるローリング読み出しとのタイミングを同期させるようにしてもよい。例えば、ローリング読み出しが可能な撮像装置５０では、複数の画素列ごとにローリング読み出しによる信号読み出しが行われ、所定の画像が生成される。従って、このローリング読み出しのスピードとライン光Ｌ４の走査の速度を同期させることにより、ライン光Ｌ４により試料Ｓから発生する観察光に伴う光像のみを撮像することができる。なお、検出光学系４０や撮像装置５０等については、ライトシート顕微鏡として一般的なものを適宜用いることができるため、より詳細な説明はここでは省略する。
【００３７】
以上説明した光生成装置１０を備えた光照射装置Ｒ１又はライトシート顕微鏡１によれば、光生成装置１０のステアステップデバイス１００（又は１１０）が上述した式（１）の要件を満たす高さＨを有する段差状の複数の干渉面１０１ａ〜１０５ａ（又は１１１ａ〜１１５ａ）を有している。このため、ステアステップデバイス１００（又は１１０）へ入力する入力光Ｌ２のコヒーレント長よりも干渉面間の高さＨが高く（長く）なり、異なる干渉面１０１ａ〜１０５ａ（又は１１１ａ〜１１５ａ）から出力される光同士の干渉が抑制される一方、同じ干渉面１０１ａ〜１０５ａ（又は１１１ａ〜１１５ａ）から出力される光は干渉するといったように、入力光Ｌ２を選択的に干渉させて干渉光Ｌ３を得るようになっている。つまり、通常の円形等の絞りではその円形の異なる領域からの光がコヒーレントに足し合わされるのに対し、本実施形態のステアステップデバイス１００（又は１１０）によれば、輪帯開口によるポイントスプレッドファンクション（ＰＳＦ：Point  Spread  Function）により、各干渉面１０１ａ〜１０５ａ（又は１１１ａ〜１１５ａ）でそれぞれ選択的に干渉した光を重ね合わせることができる。この結果、光生成装置１０を用いて光照射装置Ｒ１（又はライトシート顕微鏡１）を構成した場合には、後述する実施例にも示す通り、ライン光Ｌ４の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【００３８】
ここで、図２に示す構成の光照射装置Ｒ１を簡素化した光照射装置Ｒを用いて、本実施形態による作用効果を具体的に説明する。但し本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
まず、実施例として、図６に示す構成の光照射装置Ｒを準備した。光照射装置Ｒは、第１実施形態の光照射装置Ｒ１と同様に、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ビームエキスパンダ１４、ステアステップデバイス１００、及び、照射光学系３０の対物レンズ３２を備えており、更に、ビームエキスパンダ１４とステアステップデバイス１００との間に絞り１５ａを設けた構成とした。そして、対物レンズ３２から出力される光Ｌを二次元撮像装置であるカメラＣで撮像し、ライン光の伸長及び径を、ステアステップデバイスがない場合の光（従来と同じガウシアンビーム）の伸長及び径と比較して評価した。なお、実施例に用いるステアステップデバイスとしては、製造方法が異なる２種類のデバイスを準備した。実施例１のステアステップデバイス１００は、ガラス製の異なる径の円板を貼り合せて作製し、実施例２のステアステップデバイス１００は、円柱形状の透明樹脂から削り出しにより作製した。
【００４０】
また、計測方法としては、それぞれの条件でライン光を形成し、ステージに固定されたカメラＣを対物レンズ３２の光軸方向に移動させて、各位置におけるライン光を撮像した。なお、対物レンズ３２の焦点距離は１００ｍｍ、対物レンズの瞳径（２ＮＡｆ）は１１ｍｍであり、絞りの開口は５．２ｍｍであり、Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ＮＡは０．０２６であり、ＤＯＦ＝＋/‐４６６μｍであり、ビーム径は２９．６μｍであった。また、波長選択フィルタ１３は、透過する光の中心波長が６３０ｎｍ、波長幅９２ｎｍとなるように設定されたものを用いた。
【００４１】
まず、２種類のステアステップデバイスを用いた実施例１，２と、ステアステップデバイスを用いなかった比較例とについて、シート用ビームの伸長度を求めた。伸長度を求めた結果、図７に示すように、ステアステップデバイスがない比較例（ＳＳＤなし）では、２０００μｍ程度からＦＷＨＭ（半値全幅）が急激に大きくなってしまったが、これに対し、ステアステップデバイスを用いた実施例１及び実施例２では、７０００μｍ程度から急激に大きくなり、伸長度を３倍以上に長くすることができることが確認された。
【００４２】
また、２種類のステアステップデバイスを用いた実施例１，２と、ステアステップデバイスを用いなかった比較例とについて、サイドローブ（sidelobe）とピークとの比率（サイドローブ／ピーク×１００（％））を求めた。なお、サイドローブとピークとの比率を求めたのは、以下の理由による。すなわち、一般的にライン光の周りにはリング状のサイドローブが現れる（図８（ａ）参照）。しかしながら、ライン光のピーク強度に対してサイドローブの強度が大きいと（例えばその比率が５０％以上）となると、かかる光照射装置をライトシート顕微鏡に組み入れた場合、サイドローブによって生じる観察光（例えば蛍光）がノイズとなってしまい、鮮明な画像を得ることが難しくなる。そのため、ピークに対するサイドローブの割合が小さい部分が長いライン光がライトシート顕微鏡に適していることになる。
【００４３】
サイドローブとピークとの比率を求めた結果、図８（ｂ）に示すように、ステアステップデバイスがない比較例（ＳＳＤなし）では、閾値（例えば比率５０％）以下のライン光の中心からの距離は２０００μｍ程度と短く、２０００μｍを超えると、サイドローブの強度が急激に大きくなってしまった。これに対し、第１のステアステップデバイスを用いた実施例１と、第２のステアステップデバイスを用いた実施例２とでは、閾値（例えば比率５０％）以下のライン光の中心からの距離は８０００μｍ弱と、ステアステップデバイスを用いない場合に比べて、ピークに対するサイドローブの割合が小さい部分を３倍以上に長くすることができることが確認された。つまり、ステアステップデバイスを用いて生成されたライン光は、ピークに対するサイドローブの影響を抑制しながら、ライン光の有効長を長くでき、ライトシート顕微鏡により適した光照射装置であることが確認できた。このように、図２等に示す光生成装置１０を含む光照射装置Ｒ１によれば、ライン光Ｌ４の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【００４４】
また、光生成装置１０を含む光照射装置Ｒ１又はライトシート顕微鏡１では、各干渉面１０１ａ〜１０５ａ，１１１ａ〜１１５ａは、円形形状及び円環形状の何れかである。このため、特に円環形状の部分により、ポイントスプレッドファンクションによる効果をより一層発揮することができ、光照射装置Ｒ１（又はライトシート顕微鏡１）を構成した場合に、ライン光Ｌ４の有効長をより長くすると共にサイドローブの影響をより低減することが可能となる。
【００４５】
また、光生成装置１０を含む光照射装置Ｒ１又はライトシート顕微鏡１では、光生成装置１０が光源１１から出力される光Ｌ１を中心波長λ且つ波長幅ｗの光に変換する波長選択フィルタ１３を更に有している。このため、波長選択性を向上させることができる。
【００４６】
また、光生成装置１０を含む光照射装置Ｒ１又はライトシート顕微鏡１では、光生成装置１０は、入力光Ｌ２の断面の大きさを調整する光調整素子としてビームエキスパンダ１４を有している。このため、入力光Ｌ２をステアステップデバイス１００の好適な位置又は領域に照射するように光を調整することが可能となる。なお、このような光調整素子としては、ビームエキスパンダの代わりに、絞りを用いてもよい。
【００４７】
また、光生成装置１０を含む光照射装置Ｒ１又はライトシート顕微鏡１では、入力光Ｌ２の中心波長λは３００ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲内の何れかであり、且つ、入力光Ｌ２の波長幅ｗは１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内の何れかであるようにすることができる。この場合、この光生成装置１０を例えばライトシート顕微鏡１のような撮像装置に組み入れた場合、検査対象物の観察をより好適に行うことが可能となる。
【００４８】
また、光生成装置１０を含む光照射装置Ｒ１又はライトシート顕微鏡１では、ステアステップデバイス１００は、第１〜第５の干渉面１０１ａ〜１０５ａ（又は１１１ａ〜１１５ａ）といった５段の干渉面を有し、各干渉面間の高さＨが式（１）を満たしている。このように段差状の干渉面の数を増やすことにより、その段数に応じてライン光の有効長を更に長くすることができる。なお、このように干渉面を３段以上設けることにより、より顕著にライン光の有効長を長くすることが可能となる。非特許文献２のＦｉｇ．２に示されているように、輪帯は細くかつ周辺に配置されているほど、細くかつ長いビームを生成するが、干渉面を３段以上設けることにより細い輪帯が周辺に配置されることになり、顕著にシート用ビームの有効長を長くすることが可能となる。
【００４９】
また、光生成装置１０を含む光照射装置Ｒ１又はライトシート顕微鏡１では、ステアステップデバイス１００の第１〜第５の干渉面１０１ａ〜１０５ａ（又は１１１ａ〜１１５ａ）のそれぞれの面積が互いに等しくなっている。このため、各干渉面に入力する光が均等になり、ステアステップデバイス１００により生成される干渉光Ｌ３をより好適な形態でライン光Ｌ４とすることができる。
【００５０】
［第２実施形態］
次に図９を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る光照射装置Ｒ２及び光照射装置Ｒ２を備えるライトシート顕微鏡について説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。光照射装置Ｒ２は、図９に示すように、第１実施形態の光照射装置Ｒ１と同様に、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ビームエキスパンダ１４、ミラー１５、ステアステップデバイス１００、光スキャナ２０、及び、照射光学系３０のリレー光学系３１及び対物レンズ３２（図９では図示を省略）を備えており、更に、光スキャナ２０とステアステップデバイス１００との間に、第２のリレー光学系１６を備えている。光照射装置Ｒ２は、図１に示す検出光学系４０、撮像装置５０及びコンピュータ６０と共にライトシート顕微鏡を構成する。なお、光照射装置Ｒ２のうち、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ビームエキスパンダ１４、ミラー１５、ステアステップデバイス１００、及び第２のリレー光学系１６から光生成装置１０が構成される。
【００５１】
この光照射装置Ｒ２では、ステアステップデバイス１００と光スキャナ２０とを共役な関係とするリレーレンズを含む第２のリレー光学系１６を有している。このため、本実施形態に係る光照射装置Ｒ２によれば、第２のリレー光学系１６により、対物レンズ３２の瞳がステアステップデバイス１００の位置までリレーされることになるため、検査対象の試料Ｓに対して、より理想的に集光したライン光を照射することが可能となる。なお、上記以外の構成は第１実施形態と略同様のためその説明を省略するが、このような光照射装置Ｒ２を用いてライトシート顕微鏡を構成した場合、第１実施形態と同様にライン光Ｌ４の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。また、第２のリレー光学系１６は、縮小光学系でもよく、この場合、光スキャナ２０の走査素子面を小さくすることができ、装置の小型化が可能となる。また、瞳位置と位相変調位置を合致させることができるため、素子による回折等の影響を抑え、より好適にスポット形状を改変することが可能となる。
【００５２】
［第３実施形態］
次に図１０を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る光照射装置Ｒ３及び光照射装置Ｒ３を備えるライトシート顕微鏡について説明する。図１０は、本発明の第３実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。光照射装置Ｒ３は、図１０に示すように、第１実施形態の光照射装置Ｒ１と同様に、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ビームエキスパンダ１４、ミラー１５、ステアステップデバイス１００、光スキャナ２０、及び、照射光学系３０のリレー光学系３１及び対物レンズ３２（図１０では図示を省略）を備えている。但し、第３実施形態に係る光照射装置Ｒ３では、光スキャナ２０の表面にステアステップデバイス１００を配置するようにしている。このステアステップデバイス１００は、反射型でもよいし、透過型でもよい、また、光スキャナ２０の表面に反射型の凹型ステアステップデバイス１１０（図５参照）を配置してもよい。このような光照射装置Ｒ３は、第２実施形態の光照射装置Ｒ２と同様に、図１に示す検出光学系４０、撮像装置５０及びコンピュータ６０と共に、ライトシート顕微鏡を構成する。なお、この場合、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ビームエキスパンダ１４、ミラー１５、ステアステップデバイス１００、及び光スキャナ２０を含めて光生成装置としてもよい。
【００５３】
光照射装置Ｒ３では、光スキャナ２０の表面にステアステップデバイス１００を配置していることから、ステアステップデバイス１００を対物レンズ３２の瞳の位置に容易に設置することができ、光学系をシンプルにすることができる。このため、検査対象の試料Ｓに対して、より理想的に集光したライン光を照射することが可能となる。なお、上記以外の構成は第１実施形態と略同様のためその説明を省略するが、このような光照射装置Ｒ３を用いてライトシート顕微鏡を構成した場合、第１実施形態と同様にライン光Ｌ４の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【００５４】
［第４実施形態］
次に図１１を参照しながら、本発明の第４実施形態に係る光照射装置Ｒ４及び光照射装置Ｒ４を備えるライトシート顕微鏡について説明する。図１１は、本発明の第４実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。光照射装置Ｒ４は、図１１に示すように、第１実施形態の光照射装置Ｒ１と同様に、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ビームエキスパンダ１４、ミラー１５、ステアステップデバイス１００（１００ａ〜１００ｃ）、光スキャナ２０、及び照射光学系３０のリレー光学系３１を備えており、更に、ＳＳＤ切替機構１７及び対物レンズ切替機構３３を備えている。光照射装置Ｒ４では、異なるＮＡ（高ＮＡ及び低ＮＡ）の対物レンズ３２ａ，３２ｂを対物レンズ切替機構３３により、切り替えることができるように構成されている。光照射装置Ｒ４では、この対物レンズ切替機構３３により、高ＮＡの対物レンズ３２ａにより薄いライン光Ｌ４ａを比較的狭い範囲で実現し、また、低ＮＡの対物レンズ３２ｂによりやや厚いライン光Ｌ４ｂを広い範囲で実現するといったことが可能となる。これにより、観察対象の試料Ｓに合せて対物レンズを選択することが可能となる。
【００５５】
また、光照射装置Ｒ４では、干渉光Ｌ３を生成するステアステップデバイスとして、３つのステアステップデバイス１００ａ，１００ｂ，１００ｃが設けられており、ＳＳＤ切替機構１７により、その内の１つのステアステップデバイスが選択されるように構成されている。これらのステアステップデバイス１００ａ〜１００ｃは、その段数や径（円環）の大きさがそれぞれ異なっており、使用される対物レンズ３２ａ，３２ｂ、ビーム条件や観察対象の試料Ｓにより、好適なステアステップデバイスを選択可能となっている。なお、上記以外の構成は第１実施形態と略同様のためその説明を省略するが、このような光照射装置Ｒ４を用いてライトシート顕微鏡を構成した場合、第１実施形態と同様にライン光Ｌ４の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【００５６】
［第５実施形態］
次に図１２を参照しながら、本発明の第５実施形態に係る光照射装置Ｒ５及び光照射装置Ｒ５を備えるライトシート顕微鏡について説明する。図１２は、本発明の第５実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図である。光照射装置Ｒ５は、図１２に示すように、第１実施形態の光照射装置Ｒ１と同様に、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ミラー１５、ステアステップデバイス１００、及び、光スキャナ２０を備えており、更に、第４実施形態と同様の対物レンズ３２ａ，３３ｂと、対物レンズ切替機構３３とを備えている。また、光照射装置Ｒ５は、ズームビームエキスパンダ１４ａ、電動式絞り１８、及び、ズーム瞳リレーレンズ３４を更に備えている。この光照射装置Ｒ５では、ズームビームエキスパンダ１４ａや電動式絞り１８による光の光径の調整により、ステアステップデバイス１００のうちの何段までを使用するかを調整することが可能となっている。光の利用効率を考慮する場合には電動式絞り１８を用いるよりもズームビームエキスパンダ１４ａを用いた方が好ましいが、シャープな光径とするためには電動絞り１８を用いることが好ましく、ズームビームエキスパンダ１４ａと電動式絞り１８を併用することで使用するステアステップデバイス１００の段数を正確に選択することが可能となる。なお、電動式絞り１８に代えて、手動の絞り機構を用いてもよい。
【００５７】
また、光照射装置Ｒ５は、ズーム瞳リレーレンズ３４を備えており、対物レンズ３２ａ，３２ｂの瞳径を調整することができるようになっている。このため、この光照射装置Ｒ４では、ズーム瞳リレーレンズ３４を用いることで、ある対物レンズをその最大ＮＡで使用して（つまりその対物レンズの最大の瞳径で使用して）、その対物レンズにおける最も薄いライン光Ｌ４を実現することが可能となる。なお、ズーム瞳リレーレンズ３４がない場合、その対物レンズの瞳径と同じサイズのステアステップデバイスを準備して最も薄く且つ長いライン光を生成することになるが、本実施形態に係る光照射装置Ｒ５では、ズーム瞳リレーレンズ３４を備えていることにより、ステアステップデバイスに対して瞳径の方を調整することができる。つまり、ステアステップデバイスを切り替えなくてもよい。ただし、変更された瞳径の大きさに合せて、入力光の断面の大きさを変更できる絞りがあると好ましい。なお、上記以外の構成は第１実施形態と略同様のためその説明を省略するが、このような光照射装置Ｒ５を用いてライトシート顕微鏡を構成した場合、第１実施形態と同様にライン光Ｌ４の有効長を長くすると共にサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【００５８】
［第６実施形態］
次に図１３を参照しながら、本発明の第６実施形態に係る光照射装置Ｒ６及び光照射装置Ｒ６を備えるライトシート顕微鏡について説明する。図１３は、本発明の第６実施形態に係る光照射装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、側面から視た図であり、（ｂ）は上面から視た図（マスク以降の構成）であり、（ｃ）は、マスクの平面図であり、（ｄ）は、シリンドリカルレンズとステアステップデバイスとが一体となった部材の斜視図である。光照射装置Ｒ６は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１実施形態の光照射装置Ｒ１と同様に、光源１１、コリメータ１２、波長選択フィルタ１３、ビームエキスパンダ１４、ステアステップデバイス１２０、対物レンズ３２、及びレンズ３５を備えおり、更に、マスク１９ａ及びシリンドリカルレンズ１９ｂを備えている。この光照射装置Ｒ６では、図１３（ｃ）に示すように、略矩形の開口１９ｃを備えたマスク１９ａをビームエキスパンダ１４の後に配置している。また、図１３（ｄ）及び図１４（ａ）（ｂ）に示すように、ステアステップデバイス１２０の各干渉部１２１〜１２５の各干渉面１２１ａ〜１２５ａが矩形形状になっている。なお、ステアステップデバイス１２０の各干渉面１２１ａ〜１２５ａの各干渉面間の高さＨ（距離）は、上述した第１実施形態等と同様に式（１）を満たすようになっており、入力した光が選択的に干渉できるように構成されている。
【００５９】
このような光照射装置Ｒ６では、マスク１９ａにより、入力光Ｌ２が略矩形形状の断面を有するように調整され、その調整された入力光Ｌ２ａがシリンドリカルレンズ１９ｂに入力する。そして、シリンドリカルレンズ１９ｂで集光される際にステアステップデバイス１２０により入力光が選択的に干渉させられ、面状の光であるシート光Ｌ４ｃが対物レンズ３２により生成される。このように、本実施形態に係る光照射装置Ｒ６では、矩形状のステアステップデバイス１２０とシリンドリカルレンズ１９ｂとを用いているため、有効長が比較的長いシート光Ｌ４ｃを対物レンズ３２の光軸方向に沿って生成することができる。このシート光Ｌ４ｃは試料Ｓに照射され、検出光学系４０の対物レンズ４１等によりその観察光を結像して、撮像装置５０により撮像される。この光照射装置Ｒ６でも、第１実施形態等と同様に、シート光Ｌ４ｃのビームを対物レンズ３２の光軸方向に延伸し、ライトシート顕微鏡の有効視野を広げることができるようになっている。なお、ここで用いられるステアステップデバイスとしては、図１５に示す、凹型の矩形形状のステアステップデバイス１３０であってもよく、ステアステップデバイス１３０の各干渉面１３１ａ〜１３５ａの各干渉面間の高さＨ（距離）は、上述した第１実施形態等と同様に式（１）を満たすようになっている。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…ライトシート顕微鏡、１０…光生成装置、１１…光源、１３…波長選択フィルタ（光学フィルタ）、１４，１４ａ…ビームエキスパンダ（光調整素子）、１６…リレー光学系、１７…ＳＳＤ切替機構、１８…絞り、２０…光スキャナ（光走査部）、３０…照射光学系、３１…リレー光学系、３２，３２ａ，３２ｂ…対物レンズ、３３…対物レンズ切替機構、３４…ズーム瞳リレーレンズ、４０…検出光学系、５０…撮像装置、６０…コンピュータ、１００，１１０，１２０、１３０…ステアステップデバイス、１０１ａ〜１０５ａ，１１１ａ〜１１５ａ、１２１ａ〜１２５ａ，１３１ａ〜１３５ａ…干渉面、Ｈ…干渉面間の高さ、Ｌ２…入力光、Ｌ３…干渉光、Ｌ４，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂ…ライン光、Ｌ４ｃ…シート光、Ｒ，Ｒ１〜Ｒ６…光照射装置、Ｓ…試料（観察対象物）。
【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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