(57)【要約】【課題】  共焦点光学系を基本にし、深さ方向に機械的に移動させる必要がなく、比較的簡単な光学系によって極めて短時間に深さ方向走査が可能な光学的観察装置。【解決手段】  空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には一定の時間間隔でパルス光を繰り返し発する光源１と、設計された軸上色収差を有し、光源１からのパルス光を観察対象物体１０に収束させる対物レンズ８と、観察対象物体８に収束された位置と共役な位置に配置される共焦点ピンホール１２と、共焦点ピンホール１２を通過した光束を波長毎に分光する分光素子１４と、共焦点ピンホール１２の像が分光素子１４により分光されて波長毎に結像する位置に配置される１次元検出器アレイ１７とを有する光学的観察装置。【選択図】        図１
2005099430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には一定の時間間隔でパルス光を繰り返し発する光源と、設計された軸上色収差を有し、前記光源からのパルス光を観察対象物体に収束させる対物レンズと、観察対象物体に収束された位置と共役な位置に配置される共焦点ピンホールと、前記共焦点ピンホールを通過した光束を波長毎に分光する分光素子と、前記共焦点ピンホールの像が前記分光素子により分光されて波長毎に結像する位置に配置される１次元検出器アレイとを有することを特徴とする光学的観察装置。
【請求項２】
前記光源は、連続発振レーザーと光周波数コム発生器からなることを特徴とする請求項１記載の光学的観察装置。
【請求項３】
前記対物レンズは、回折型レンズを含むことを特徴とする請求項１記載の光学的観察装置。
【請求項４】
前記光源からのパルス光が観察対象物体に収束された収束点を２次元的に走査するＸＹ走査手段を含むことを特徴とする請求項１記載の光学的観察装置。
【請求項５】
空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には一定の時間間隔でパルス光を繰り返し発する光源と、設計された軸上色収差を有し、前記光源からのパルス光を観察対象物体に収束させる対物レンズと、観察対象物体に収束された位置と共役な位置に配置される共焦点ピンホールと、前記共焦点ピンホールを通過した光束を波長毎に分光する分光素子と、前記共焦点ピンホールの像が前記分光素子により分光されて波長毎に結像する位置に配置される１次元検出器アレイと、前記光源からのパルス光が観察対象物体に収束された収束点を２次元的に走査するＸＹ走査手段とを有することを特徴とする走査型顕微鏡。
【請求項６】
空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には一定の時間間隔でパルス光を繰り返し発する光源と、設計された軸上色収差を有し、前記光源からのパルス光を観察対象物体に収束させる対物レンズと、前記光源からのパルス光を前記対物レンズへ導くと共に、観察対象物体に収束された光の反射光を反対方向に導くシングルモード光ファイバーと、前記シングルモード光ファイバー中を反対方向に導かれた光束を波長毎に分光する分光素子と、前記シングルモード光ファイバーの端面の像が前記分光素子により分光されて波長毎に結像する位置に配置される１次元検出器アレイと、前記光源からのパルス光が観察対象物体に収束された収束点を２次元的に走査するＸＹ走査手段とを有することを特徴とする経内視鏡的観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的観察装置、走査型顕微鏡及び経内視鏡的観察装置に関し、特に、対象物体の深さ方向の情報、例えば生物組織の断層像が光学的に取得できる光学的観察装置、走査型顕微鏡及び経内視鏡的観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物体の深さ方向の情報、例えば生物組織の断層像を光学的に取得する代表的な方法として、光コヒーレンストモグラフィー（以下、ＯＣＴと略す。）と、共焦点光学系を用いた方法が知られている。
【０００３】
ＯＣＴは、参照光路と物体光路の光路長が揃った状態のみで干渉縞が得られるという低コヒーレンス干渉の原理を応用した方式で、参照光路の光路長を変化させることで、物体光路側での観察深さを変えることができる。
【０００４】
特許文献１では、物体光路に光ファイバープローブを用いて、ＯＣＴを内視鏡等に応用することができる方法が開示されている。
【０００５】
共焦点光学系は、対象物体上あるいは対象物体内に光スポットを形成し、この光スポットと光学的に共役な位置にある微小開口、いわゆるピンホールを通過した光を高感度検出器で検出する。このとき、対象物体から発せられる光のうち、ピンホールと共役な位置以外からの光はピンホールを殆ど通過できないので、迷光の少ない観察ができると同時に、光スポットが形成されている深さだけからの情報が得られるというセクショニング効果が得られる。これを共焦点効果と称する。対象物体を深さ方向に移動させる等すれば、セクショニング効果によって観察の深さ方向の走査ができる。
【０００６】
特許文献２には、この共焦点光学系の基本的な考え方が開示されている。
【０００７】
非特許文献１には、共焦点走査光学顕微鏡の理論と実際について詳細な記述がある。
【０００８】
特許文献３には、対象物体内に形成される光スポットの深さ方向の位置が異なる実質的に複数の光学系を有し、以って深さ方向走査を短時間で行える共焦点光学系が開示されている。
【０００９】
特許文献４には、温度制御により出力波長が可変とされる半導体レーザーを光源として、軸上色収差を有する光学系と組み合わせて、光源たる半導体レーザーの出力波長を順次変化させることで観察の深さ方向の走査を行う方法が開示されている。
【特許文献１】米国特許５，３２１，５０１号明細書
【特許文献２】米国特許３，０１３，４６７号明細書
【特許文献３】特開２００３−４３３６５号公報
【特許文献４】特開平５−２６６３５号公報
【特許文献４】特開平７−５８３８６号公報
【非特許文献１】E.A.Ash 編“Scanned Image Microscopy”,Academic Press,1980,p165-245.
【非特許文献２】「光学」第26巻2 号、97−98ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載のようなＯＣＴによれば、観察の深さ方向走査が光学的に可能であり、対象物体を深さ方向に機械的に移動させたりする必要はないので、比較的高速な深さ方向走査が可能である。しかし、ＯＣＴは原理的に光の干渉を利用しているため、形成される画像にスペックルノイズが出やすい。また，一般的に、共焦点光学系に比べると、深さ方向分解能が劣るという問題もあった。
【００１１】
一方、共焦点光学系では、観察の深さ方向走査は、対象物体を、あるいは、光学系全体を深さ方向に機械的に移動させて行うのが一般的である。しかし、この方法は、装置として大型化、複雑化、ひいては高価格化を招くだけではなく、観察に長時間を要するという問題があった。特に、対象物体が生きた生物組織のような場合、観察に長時間を要するのは致命的な問題となる。
【００１２】
これに対し、特許文献３に開示の方法では、深さ方向への機械的走査は不要で、並列的に深さ方向の情報が取得できるので、観察時間の短縮は可能である。しかし、実質的に複数の光学系を有するので、装置として大型化、複雑化、高価格化を招くという問題は解決されていない。
【００１３】
特許文献４に開示の方法では、深さ方向への機械的走査は不要で、特許文献３に開示されたような複雑な光学系とする必要もない。しかし、光源波長を逐次変化させる必要があるので、観察に長時間を要するという問題は解決されなていない。
【００１４】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、共焦点光学系を基本にしながらも、対象物体を、あるいは、光学系全体を深さ方向に機械的に移動させる必要がなく、比較的簡単な光学系によって、したがって、装置として大型化、複雑化、高価格化を招くことなく、極めて短時間に深さ方向走査が可能な光学的観察装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する本発明の光学的観察装置は、空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には一定の時間間隔でパルス光を繰り返し発する光源と、設計された軸上色収差を有し、前記光源からのパルス光を観察対象物体に収束させる対物レンズと、観察対象物体に収束された位置と共役な位置に配置される共焦点ピンホールと、前記共焦点ピンホールを通過した光束を波長毎に分光する分光素子と、前記共焦点ピンホールの像が前記分光素子により分光されて波長毎に結像する位置に配置される１次元検出器アレイとを有することを特徴とするものである。
【００１６】
この場合、その光源は、連続発振レーザーと光周波数コム発生器から構成することができる。
【００１７】
また、対物レンズは、回折型レンズを含むものとしてもよい。
【００１８】
また、光源からのパルス光が観察対象物体に収束された収束点を２次元的に走査するＸＹ走査手段を含む構成とすることができる。
【００１９】
本発明の走査型顕微鏡は、空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には一定の時間間隔でパルス光を繰り返し発する光源と、設計された軸上色収差を有し、前記光源からのパルス光を観察対象物体に収束させる対物レンズと、観察対象物体に収束された位置と共役な位置に配置される共焦点ピンホールと、前記共焦点ピンホールを通過した光束を波長毎に分光する分光素子と、前記共焦点ピンホールの像が前記分光素子により分光されて波長毎に結像する位置に配置される１次元検出器アレイと、前記光源からのパルス光が観察対象物体に収束された収束点を２次元的に走査するＸＹ走査手段とを有することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の経内視鏡的観察装置は、空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には一定の時間間隔でパルス光を繰り返し発する光源と、設計された軸上色収差を有し、前記光源からのパルス光を観察対象物体に収束させる対物レンズと、前記光源からのパルス光を前記対物レンズへ導くと共に、観察対象物体に収束された光の反射光を反対方向に導くシングルモード光ファイバーと、前記シングルモード光ファイバー中を反対方向に導かれた光束を波長毎に分光する分光素子と、前記シングルモード光ファイバーの端面の像が前記分光素子により分光されて波長毎に結像する位置に配置される１次元検出器アレイと、前記光源からのパルス光が観察対象物体に収束された収束点を２次元的に走査するＸＹ走査手段とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、共焦点光学系を基本にしながらも、対象物体あるいは光学系全体を深さ方向に機械的に移動させる必要がなく、比較的簡単な光学系によって、したがって、装置として大型化、複雑化、高価格化を招くことなく、極めて短時間に深さ方向（Ｚ方向）走査が可能な光学的観察装置を実現することができる。さらに、光学的なＸＹ走査手段と組み合わせることで、高速なＸＹＺ走査が可能となり、観察対象の３次元像の取得が短時間で可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明による光学的観察装置の好適な実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
図１に、本発明による光学的観察装置の第１の実施形態の光学系を示す。図中、符号１は、空間的には実質的に点光源とみなすことができ、時間的には、図２に波形を示すように、一定の時間間隔τで短パルス光を発するような光源である。また、その中心波長は、観察対象物体により適宜選ぶ。例えば、観察対象が生体組織の場合、透過率の高い近赤外域に設定するのが好ましい。このような光源１としては、パルス幅の狭い、好ましくはパルス幅が１ピコ秒以下の、パルスレーザーを用いることができる。あるいは、連続発振するレーザー２から発せられる光を、光周波数コム発生器３に通すことで、このような光源１とすることもできる。光周波数コム発生器３の具体的な構成は、例えば特許文献５に開示されたような構成とすることができる。
【００２４】
４は、光束径変換光学系であり、光源１を発した繰り返しパルス光５の光束径を所定の径に変換（一般的には、拡大）する。７は、分岐比が、透過５０％程度、反射５０％程度のビームスプリッターである。８は、対物レンズである。対物レンズ８は、所定の軸上色収差を持つと共に、所定の波長範囲の各波長について球面収差は良く補正されているものを用いる。図１に示す通り、光源１から対物レンズ８までは、光軸９に沿って配置されている。
【００２５】
１０は、観察対象物体、例えば生物組織である。１１は、軸上色収差の良く補正された結像レンズである。１２は、所定の径の微小開口を有する開口板（以下、ピンホールと称する。）であり、結像レンズ１１による結像点の位置に置かれる。図示はしないが、開口径の異なる複数のピンホールを保持し、簡単な操作で結像レンズ１１による結像点に配置するピンホール１２を適宜切り換えられるようにしてもよい。１３は、コリーメーターレンズであり、その前側焦点位置がピンホール１２の開口位置に置かれる。１４は、分光素子、好ましくは回折効率の高い反射型回折格子である。図１に示す通り、ビームスプリッター７から分光素子１４までは、光軸１５に沿って配置される。
【００２６】
１６は、集光レンズである。１７は、集光レンズ１６の結像面に置かれた１次元検出器アレイで、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）からなる１次元イメージセンサーである。図１に示す通り、分光素子１４から１次元検出器アレイ１７までは、光軸１８に沿って配置される。
【００２７】
なお、図１において、対物レンズ８、結像レンズ１１、コリーメーターレンズ１３、集光レンズ１６は、それぞれ１枚のレンズのように描かれているが、必要な収差補正のため、対物レンズ８ではさらに所定の軸上色収差を与えるために、複数のレンズ素子より構成される場合もある。
【００２８】
次に、上記のように構成した光学的観察装置の動作について説明する。光源１が、図２に示すように、一定の時間間隔τで短パルス光１９を発するパルスレーザーの場合、このパルスレーザーは、光の周波数領域で見ると、図３に示すように、一定の周波数間隔Δν（＝１／τ）で並んだ周波数成分２０を持っている。これは、間隔τのコム（櫛の歯）関数のフーリエ変換が間隔２π／τのコム関数であることに対応している。ただし、各パルス１９は短パルスといえどもあるパルス幅を持つので、周波数領域で見たとき、図３に示すように、中心周波数ν0 から離れるに従ってその成分は弱くなる。したがって、実際上得られる周波数の範囲、換言すれば波長範囲には限界がある。光源１が、連続発振レーザー２と光周波数コム発生器３の組み合わせの場合も同様であって、図２に示すような繰り返しパルス光が得られ、図３に示すような周波数成分を持つ。ただし、図示はしないが、光源１を出た繰り返しパルス光を、さらに非線形光ファイバーに通すことで、周波数範囲を拡大することが可能である。これはスーパーコンティニュアムと呼ばれている（非特許文献２）。
【００２９】
このような繰り返しパルス光５は、光束径変換光学系４によって、その光束径が対物レンズ８の入射瞳径をやや上回る程度まで拡大された平行光束となる。ビームスプリッター７を通過した光束６は対物レンズ８に入射する。対物レンズ８は軸上色収差を持ち、入射光束６は図３に示したように多数の周波数成分２０、換言すると多数の波長成分を持つので、波長毎に異なる深さに光スポット２１が形成される。すなわち、観察対象１０において、同時に多数の深さ位置に光スポット２１が形成される。なお、図１では、分かりやすさのため、光スポットは３つだけしか描いていないが、実際的にはより多数の光スポットが形成される。
【００３０】
それぞれの位置からの反射光は、その位置の観察対象の情報（反射率）を持って再び対物レンズ８に入り、平行光束となって射出する。ただし、観察対象１０の深い位置からの反射光は、観察対象１０による波面の擾乱を受けやすいので、平行からいくらかずれる。対物レンズ８を射出した反射光は、ビームスプリッター７で一部が反射されて光束２２として結像レンズ１１に入る。
【００３１】
光束２２は多数の波長の光を含むが、結像レンズ１１によって、波長に依らず、ピンホール１２の開口近傍に集光される。このピンホール１２の開口が共焦点光学系におけるピンホールとして機能する。ピンホール１２の開口径は、なるべく回折限界に近い小さい値に設定する方が共焦点効果は高い。しかし、光学系のアライメントが厳しくなりすぎること、観察対象１０による波面の擾乱や光学系に残存する収差によって結像レンズ１１による集光スポットは回折限界よりある程度大きくなること等を考慮して、ピンホール１２の開口径は決められる。例えば、観察対象１０のある程度深い所まで観察したい場合、共焦点効果は多少犠牲になるが、開口径の大きなピンホールを選ぶ。
【００３２】
ピンホール１２を通過した光は、コリメーターレンズ１３によって平行光束２３となって分光素子１４、より具体的には反射型回折格子に入射する。光束２３は、波長によって異なる方向に回折を受け、集光レンズ１６に入射する。集光レンズ１６は、その結像面に、波長毎に異なる位置にピンホール１２の開口の像を結ぶ。これを１次元検出器アレイ１７によって検出する。各波長は、それに対応する観察対象１０の深さの情報（反射率）を担っているので、以上の構成・動作により、観察の深さ方向走査が瞬時になされる。
【００３３】
次に、上記実施形態に基づくさらに具体的な実施例について説明する。生物組織を対象１０として観察する場合を考える。生物組織は一般に近赤外域の光に対して透過率が高いので、観察に用いる波長として１μｍ近傍とする。光源１は、発振波長１．０４μｍの安定化レーザー２と光周波数コム発生器３を組み合わせたものとする。スーパーコンティニュアムは使わないものとする。この光源１により、繰り返し周波数５Ｇ（５×１０9 ）Ｈｚ（τ＝２×１０-10 ｓ）、実際上の波長範囲として１．０２μｍから１．０６μｍの光が得られるとする。このとき、光コムの波長間隔は約０．０２ｎｍである。対物レンズ８の焦点距離を波長１μｍ近傍で５ｍｍ程度として、これを通常の光学ガラスで構成すると、波長１．０２μｍと波長１．０６μｍに対する焦点距離の差は０．０１ｍｍ程度になる。すなわち、観察の深さ方向の走査範囲が０．０１ｍｍ程度になる。実用的にこの走査範囲で不足する場合は、対物レンズ８に回折型レンズを含めることで、これを拡大することができる。これは、回折型レンズの分散が屈折レンズの分散に比べて大きいことによる。例えば、対物レンズ８として、最周辺でピッチ１０μｍ、４次回折光に対してブレーズ化されている回折型レンズを含み、これを通過する光束の直径が５ｍｍ程度の場合、波長１．０２μｍと波長１．０６μｍに対する焦点距離の差は０．５ｍｍ程度まで拡大することが可能である。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
図４に、本発明による光学的観察装置を走査型顕微鏡として実施した形態の光学系を示す。図中、符号１は、第１実施形態における光源と同様の光源である。ただし、図４では、光束径変換光学系を含めて描かれている。符号７、１１、１２、１３、１４、１６、１７は、第１実施形態で示したそれら符号の各構成要素と同様の機能を持つ構成要素である。これら構成要素間の配置関係も第１実施形態と同様である。
【００３５】
２４は、Ｘ方向偏向器である。２５、２６は、瞳伝送レンズである。２７は、Ｙ方向偏向器である。ここで、Ｘ方向偏向器２４とＹ方向偏向器２７には、ガルバノメーターの軸に反射鏡を係止したものを用いることができる他、音響光学偏向器を用いてもよい。図４では共にガルバノミラーとして描かれている。なお、図４では、図示の都合上、平面的に描かれているが、実際の構成上は、Ｘ方向偏向器２４とＹ方向偏向器２７による偏向方向は直交している。２８は、瞳投影レンズである。Ｘ方向偏向器２４から瞳投影レンズ２８までを、ここではＸＹ走査光学系２９と称する。
【００３６】
３０は、結像レンズである。３１は、対物レンズ８の瞳である。対物レンズ８は、その焦平面に観察対象が置かれるいわゆる無限遠補正の対物レンズで、結像レンズ３０との組み合わせによって結像がなされる。また、対物レンズ８は、第１実施形態と同様、設計された軸上色収差を有している。
【００３７】
次に、上記のように構成した走査型顕微鏡の動作について説明する。光源１を発し、光束径変換光学系で所定の光束径に変換された光束６は、ビームスプリッター７を透過の後、ＸＹ走査光学系２９に入る。ＸＹ走査光学系２９は、その射出側に集光点３２を形成する。集光点３２は、図４では光軸３３上に描かれているが、Ｘ方向偏向器２４とＹ方向偏向器２７の作用により、光軸３３に垂直な面（ＸＹ面）内を２次元的に高速に移動する。集光点３２は、結像レンズ３０と対物レンズ８により、観察対象１０に投影され、光スポットを形成する。すなわち、観察対象１０においてＸＹ走査がなされる。このとき、対物レンズ８は軸上色収差を持つので、第１実施形態と同様、波長によって異なる深さに光スポットが形成される。
【００３８】
なお、瞳伝送レンズ２５、２６、及び、瞳投影レンズ２８の作用により、Ｘ方向偏向器２４並びにＹ方向偏向器２７と瞳３１とは光学的に共役の関係になっている。よって、ＸＹ走査を行ったとき、軸外で光束のケラレが発生することがない。
【００３９】
波長によって異なる深さに投影された光スポットにより、それぞれの位置における観察対象１０の情報（反射率）を持つ反射光が発生する。それぞれの位置からの反射光は対物レンズ８に入射し、元の光路を逆にたどってビームスプリッター７に入る。この一部がビームスプリッター７で反射され、結像レンズ１１以降の光学系に入る。結像レンズ１１以降の光学系における動作、作用は、第１実施形態と同様である。
【００４０】
以上の構成及び動作により、本実施形態では、深さ方向（Ｚ方向）走査が瞬時になされるという第１実施形態の特徴を保有しつつ、さらに、観察面内のＸＹ走査も可能となっている。
【００４１】
＜第３の実施形態＞
図５に、本発明による光学的観察装置を経内視鏡的観察装置として実施した形態の光学系を示す。経内視鏡的観察装置とは、内視鏡の鉗子挿通管（チャンネル）に通して対象を観察する光学装置である。図中、符号１は、第１実施形態における光源と同様の光源である。ただし、図５では、光束径変換光学系を含めて描かれている。符号７、１４、１６、１７は、第１実施形態で示したそれら符号の各構成要素と同様の機能を持つ構成要素である。第１実施形態と比べると、結像レンズ１１、ピンホール１２、及び、コリーメーターレンズ１３が省略された形となっている。
【００４２】
３４は、集光レンズである。３５は、シングルモード光ファイバー３５１を内包するファイバープローブであり、シングルモード光ファイバー３５１の一端３５２は、集光レンズ３４の集光点に置かれる。このとき、集光レンズ３４を射出する収束光のＮＡ（開口数）は、シングルモード光ファイバー３５１のＮＡより若干小さいことが望ましい。シングルモード光ファイバー３５１の他の一端３５３の近傍は、ファイバープローブ先端部３６を構成している。使用に際して内視鏡のチャンネルに通すのは、先端部３６を含むファイバープローブ３５である。
【００４３】
ファイバープローブ先端部３６には、固定ミラー３７、ＸＹ走査ミラー３８、対物レンズ８が含まれる。なお、図５では分かりやすさのため、ファイバープローブ先端部３６は比率的に大きく描かれている。ＸＹ走査ミラー３８は、Ｘ方向及びＹ方向を軸として２次元的に揺動可能な反射鏡である。このようなミラーは、いわゆるマイクロマシン作製技術を用いることで実現可能である。また、対物レンズ８は、第１実施形態と同様、設計された軸上色収差を有している。
【００４４】
次に、上記のように構成した経内視鏡的光学装置の動作について説明する。光源１を発し、光束径変換光学系で所定の光束径に変換された光束６は、ビームスプリッター７を透過の後、集光レンズ３４によりシングルモード光ファイバー３５１の一端３５２に集光される。この光はシングルモード光ファイバー３５１を伝わり、その他端３５３から入射時と同じＮＡで発散光として射出する。射出した光は、固定ミラー３７で反射された後、ＸＹ走査ミラー３８に入射し、ここで再度反射を受け、対物レンズ８に入る。対物レンズ８は、シングルモード光ファイバー３５１の一端３５３を物点として、その像点たる光スポットを観察対象において形成する。このとき、ＸＹ走査ミラー３８の作用により、対物レンズ８から見た見掛けの物点（シングルモード光ファイバー３５１の一端３５３）位置がＸＹ面内で移動するので、像点たる光スポットも観察対象においてＸＹ走査される。また、対物レンズ８は軸上色収差を持つので、第１実施形態と同様、波長によって異なる深さに光スポットが形成される。
【００４５】
波長によって異なる深さに投影された光スポットにより、それぞれの位置における観察対象１０の情報（反射率）を持つ反射光が発生する。この反射光は対物レンズ８に入射し、元の光路を逆にたどって、シングルモード光ファイバー３５１の一端３５３に入射する。このような光学系においては、一般にシングルモード光ファイバー３５１の端面３５３の直径は十分小さいので、第１実施形態におけるピンホール１２と同様の作用を持つ。すなわち、シングルモード光ファイバー３５１の一端３５３は共焦点ピンホールとして機能する。シングルモード光ファイバー３５１の一端３５３に入射した光は、シングルモード光ファイバー３５１、集光レンズ３４を経てビームスプリッター７に入る。この光の一部がビームスプリッター７で反射され、分光素子１４以降の光学系に入る。分光素子１４、集光レンズ１６、１次元検出器アレイ１７の動作、作用は、第１実施形態と同様である。
【００４６】
以上の構成及び動作により、本実施形態では、深さ方向（Ｚ方向）走査が瞬時になされるという第１実施形態の特徴を保有しつつ、さらに、観察面内のＸＹ走査も可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による光学的観察装置の第１の実施形態の光学系を示す図である。
【図２】図１の光源からの発光波形を示す図である。
【図３】図１の光源からの発光の周波数分布を示す図である。
【図４】本発明による光学的観察装置を走査型顕微鏡として実施した形態の光学系を示す図である。
【図５】本発明による光学的観察装置を経内視鏡的観察装置として実施した形態の光学系を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…光源
２…連続発振レーザー
３…光周波数コム発生器
４…光束径変換光学系
５…繰り返しパルス光
６…光束
７…ビームスプリッター
８…対物レンズ
９…光軸
１０…観察対象物体
１１…結像レンズ
１２…開口板（ピンホール）
１３…コリーメーターレンズ
１４…分光素子
１５…光軸
１６…集光レンズ
１７…１次元検出器アレイ
１８…光軸
１９…短パルス光
２０…周波数成分
２１…光スポット
２２…光束
２３…平行光束
２４…Ｘ方向偏向器
２５、２６…瞳伝送レンズ
２７…Ｙ方向偏向器
２８…瞳投影レンズ
２９…ＸＹ走査光学系
３０…結像レンズ
３１…対物レンズの瞳
３２…集光点
３３…光軸
３４…集光レンズ
３５…ファイバープローブ
３５１…シングルモード光ファイバー
３５２…シングルモード光ファイバーの一端
３５３…シングルモード光ファイバーの他の一端
３６…ファイバープローブ先端部
３７…固定ミラー
３８…ＸＹ走査ミラー
【図１】
2005099430.tif 000003
【図２】
2005099430.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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