(57)【要約】【課題】スピニングディスク型の共焦点顕微鏡において、高い照明の均一性を高い照明効率で実現する技術を提供する。【解決手段】共焦点スキャナ１０は、光源２からの光が光ファイバー３を介して導入される共焦点スキャナである。共焦点スキャナ１０は、回転ディスク３１を含むディスクユニット３０と、光ファイバー３の出射端面からの光を回転ディスク３１に照射する照明光学系２０を備える。照明光学系２０は、光ファイバー３の出射端面を回転ディスク３１に投影する倍率を変更する手段を含む。【選択図】図１
2017102263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光がマルチモード光ファイバーを介して導入される共焦点スキャナであって、
回転ディスクを含むディスクユニットと、
前記光ファイバーの出射端面からの光を前記回転ディスクに照射する光学系と、を備え、
前記光学系は、前記光学系の光軸方向に移動する少なくとも１枚の移動レンズを含む
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項２】
請求項１に記載の共焦点スキャナにおいて、
前記光学系は、前記光軸方向にそれぞれ独立して移動する少なくとも２枚の移動レンズを含む
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項３】
請求項１に記載の共焦点スキャナにおいて、
前記光学系は、
前記光学系の光軸を含む第１の面で屈折力を有する、複数の第１のシリンドリカルレンズと、
前記光学系の光軸を含む第２の面であって前記第１の面と直交する第２の面で屈折力を有する、複数の第２のシリンドリカルレンズと、を備え、
前記複数の第１のシリンドリカルレンズのうちの少なくとも１枚が前記光軸方向に移動する移動レンズであり、
前記複数の第２のシリンドリカルレンズのうちの少なくとも１枚が前記光軸方向に移動する移動レンズである
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の共焦点スキャナにおいて、
前記光学系は、正レンズと負レンズからなる色消しレンズを含む
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項５】
光源からの光がマルチモード光ファイバーを介して導入される共焦点スキャナであって、
回転ディスクを含むディスクユニットと、
前記光ファイバーの出射端面からの光を前記回転ディスクに照射する光学系と、を備え、
前記光学系は、前記光ファイバーの出射端面と前記回転ディスクの間の光路中に配置された波面変調器を含む
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項６】
光源からの光がマルチモード光ファイバーを介して導入される共焦点スキャナであって、
回転ディスクを含むディスクユニットと、
前記光ファイバーの出射端面からの光を前記回転ディスクに照射する光学系と、を備え、
前記光学系は、前記光ファイバーの出射端面を前記回転ディスクに投影する倍率を変更する手段を含む
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項７】
光源と、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の共焦点スキャナと、
前記光源からの光を前記共焦点スキャナに導入するマルチモード光ファイバーと、
前記少なくとも１枚の移動レンズの移動を制御するコントローラと、を備える
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項８】
請求項７に記載の共焦点顕微鏡において、
前記コントローラは、前記共焦点顕微鏡の観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて、前記少なくとも１枚の移動レンズの移動を制御する
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項９】
請求項８に記載の共焦点顕微鏡において、
前記コントローラは、前記共焦点顕微鏡の実視野全体が照明されるように、前記少なくとも１枚の移動レンズの移動を制御する
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１０】
請求項７に記載の共焦点顕微鏡において、
前記光学系は、前記光軸方向にそれぞれ独立して移動する少なくとも２枚の移動レンズを含み、
前記コントローラは、前記共焦点顕微鏡の観察倍率と照明波長に応じて、前記少なくとも２枚の移動レンズの移動を制御する
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１１】
請求項７に記載の共焦点顕微鏡において、
前記光学系は、
前記光学系の光軸を含む第１の面で屈折力を有する、複数の第１のシリンドリカルレンズと、
前記光学系の光軸を含む第２の面であって前記第１の面と直交する第２の面で屈折力を有する、複数の第２のシリンドリカルレンズと、を備え、
前記複数の第１のシリンドリカルレンズのうちの少なくとも１枚が前記光軸方向に移動する第１の移動レンズであり、
前記複数の第２のシリンドリカルレンズのうちの少なくとも１枚が前記光軸方向に移動する第２の移動レンズであり、
前記コントローラは、前記共焦点顕微鏡の観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて、前記第１の移動レンズ及び前記第２の移動レンズの移動を制御する
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１２】
光源と、
請求項５に記載の共焦点スキャナと、
前記光源からの光を前記共焦点スキャナに導入するマルチモード光ファイバーと、
前記波面変調器を制御するコントローラと、を備える
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１３】
請求項１２に記載の共焦点顕微鏡において、
前記コントローラは、前記共焦点顕微鏡の観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて、前記波面変調器を制御する
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１４】
請求項１３に記載の共焦点顕微鏡において、
前記コントローラは、前記共焦点顕微鏡の実視野全体が照明されるように、前記波面変調器を制御する
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１５】
請求項７乃至請求項１４のいずれか１項に記載の共焦点顕微鏡において、
前記光源は、レーザであり、
前記共焦点顕微鏡は、さらに、前記共焦点顕微鏡が画像を取得するフレームレート以上の周波数で周期的に動作するスペックルリデューサーを備える
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１６】
請求項１５に記載の共焦点顕微鏡において、
前記スペックルリデューサーは、前記光ファイバーを周期的に振動させる装置である
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１７】
請求項１５に記載の共焦点顕微鏡において、
前記スペックルリデューサーは、前記光源と前記光ファイバーの間の光路上に配置された、前記光源からのレーザ光のビームの少なくとも１部の波面を周期的に変調する装置である
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１８】
請求項７乃至請求項１７のいずれか１項に記載の共焦点顕微鏡において、さらに、
前記光ファイバーを前記共焦点スキャナに回転自在に接続する接続機構を備える
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の共焦点スキャナにおいて、さらに、
前記光ファイバーを前記共焦点スキャナに回転自在に接続する接続機構を備える
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項２０】
請求項７乃至請求項１８のいずれか１項に記載の共焦点顕微鏡において、
前記ディスクユニットは、
前記光ファイバーの出射端面からの光を複数の光に分割しそれぞれの光を集光するマイクロレンズアレイを有する第１の回転ディスクと、
前記マイクロレンズアレイのレンズ配列に対応するように配列された複数の開口を有する第２の回転ディスクと、を備える
ことを特徴とする共焦点顕微鏡。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の共焦点スキャナにおいて、
前記ディスクユニットは、
前記光ファイバーの出射端面からの光を複数の光に分割しそれぞれの光を集光するマイクロレンズアレイを有する第１の回転ディスクと、
前記マイクロレンズアレイのレンズ配列に対応するように配列された複数の開口を有する第２の回転ディスクと、を備える
ことを特徴とする共焦点スキャナ。
【請求項２２】
観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて、光ファイバーの出射端面からの光を共焦点スキャナの回転ディスクに照射する光学系に含まれる少なくとも１枚の移動レンズを前記光学系の光軸方向へ動かし、
前記少なくとも１枚の移動レンズの移動後に、光源からの光を、前記マルチモード光ファイバーを介して前記共焦点スキャナに導入し、
前記共焦点スキャナで形成されたマルチビームでサンプルを照明する
ことを特徴とする照明方法。
【請求項２３】
観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて、光ファイバーの出射端面と共焦点スキャナの回転ディスクの間の光路中に配置された波面変調器を制御し、
前記波面変調器の制御後に、光源からの光を、前記マルチモード光ファイバーを介して前記共焦点スキャナに導入し、
前記共焦点スキャナで形成されたマルチビームでサンプルを照明する
ことを特徴とする照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共焦点スキャナ、共焦点顕微鏡、及び、照明方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多点共焦点顕微鏡法を実現する装置として、スピニングディスク型の共焦点顕微鏡が知られている（特許文献１参照）。スピニングディスク型の共焦点顕微鏡は、一般に、光ファイバーを介して顕微鏡本体に導入されたレーザ光がスピニングディスク表面を均一に照明するように構成される。これは、スピニングディスク表面における照明の均一性が高いほど、物体面における多点照明の均一性も高くなり、物体面における照明領域を均一の強度で照明することが可能となるからである。
【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２０１４／０１３３０１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スピニングディスク型の共焦点顕微鏡などの顕微鏡の実視野は観察倍率に応じて変化する。このため、照明領域と実視野の大小関係も観察倍率に応じて変化する。実視野よりも照明領域が狭い場合には、たとえ照明領域内が均一に照明されても実視野内に非照明領域が存在するため、照明の均一性は劣化してしまう。また、照明領域よりも実視野が狭い場合には、実視野外の領域も照明してしまうため、照明効率が劣化してしまう。ここで、照明効率とは、光源から出射した光が実視野内に照明される割合をいう。
【０００５】
以上のような実情を踏まえ、本発明は、スピニングディスク型の共焦点顕微鏡において、高い照明の均一性を高い照明効率で実現する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、光源からの光がマルチモード光ファイバーを介して導入される共焦点スキャナであって、回転ディスクを含むディスクユニットと、前記光ファイバーの出射端面からの光を前記回転ディスクに照射する光学系と、を備え、前記光学系は、前記光学系の光軸方向に移動する少なくとも１枚の移動レンズを含む共焦点スキャナを提供する。
【０００７】
本発明の別の態様は、光源と、上記の態様の共焦点スキャナと、前記光源からの光を前記共焦点スキャナに導入するマルチモード光ファイバーと、前記少なくとも１枚の移動レンズの移動を制御するコントローラと、を備える共焦点顕微鏡を提供する。
【０００８】
本発明の更に別の態様は、光源からの光がマルチモード光ファイバーを介して導入される共焦点スキャナであって、回転ディスクを含むディスクユニットと、前記光ファイバーの出射端面からの光を前記回転ディスクに照射する光学系と、を備え、前記光学系は、前記光ファイバーの出射端面と前記回転ディスクの間の光路中に配置された波面変調器を含む共焦点スキャナを提供する。
【０００９】
本発明の更に別の態様は、光源と、上記の態様の共焦点スキャナと、前記光源からの光を前記共焦点スキャナに導入するマルチモード光ファイバーと、前記波面変調器を制御するコントローラと、を備える共焦点顕微鏡を提供する。
【００１０】
本発明の更に別の態様は、光源からの光がマルチモード光ファイバーを介して導入される共焦点スキャナであって、回転ディスクを含むディスクユニットと、前記光ファイバーの出射端面からの光を前記回転ディスクに照射する光学系と、を備え、前記光学系は、前記光ファイバーの出射端面を前記回転ディスクに投影する倍率を変更する手段を含む共焦点スキャナを提供する。
【００１１】
本発明の更に別の態様は、観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて、光ファイバーの出射端面からの光を共焦点スキャナの回転ディスクに照射する光学系に含まれる少なくとも１枚の移動レンズを前記光学系の光軸方向へ動かし、前記少なくとも１枚の移動レンズの移動後に、光源からの光を、前記マルチモード光ファイバーを介して前記共焦点スキャナに導入し、前記共焦点スキャナで形成されたマルチビームでサンプルを照明する照明方法を提供する。
【００１２】
本発明の更に別の態様は、観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて、光ファイバーの出射端面と共焦点スキャナの回転ディスクの間の光路中に配置された波面変調器を制御し、前記波面変調器の制御後に、光源からの光を、前記マルチモード光ファイバーを介して前記共焦点スキャナに導入し、前記共焦点スキャナで形成されたマルチビームでサンプルを照明する照明方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スピニングディスク型の共焦点顕微鏡において、高い照明の均一性を高い照明効率で実現する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】共焦点顕微鏡１の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施例１に係る共焦点顕微鏡１００の構成を示した図である。
【図３】共焦点顕微鏡１００で行われる照明方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】光ファイバー１０３の出射端面の一例を示した図である。
【図５】照明領域１３４と中間像領域１３５の関係の一例を示した図である。
【図６】光ファイバー１０３ａの出射端面の別の例を示した図である。
【図７】照明領域１３４ａと中間像領域１３５の関係の別の例を示した図である。
【図８】変形例に係る共焦点顕微鏡１０１の構成を示した図である。
【図９】本発明の実施例２に係る共焦点顕微鏡２００の構成を示した図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る共焦点顕微鏡３００の構成を示した図である。
【図１１】本発明の実施例４に係る共焦点顕微鏡４００の構成を示した図である。
【図１２】本発明の実施例５に係る共焦点顕微鏡５００の構成を示した図である。
【図１３】本発明の実施例６に係る共焦点顕微鏡６００の構成を示した図である。
【図１４】共焦点顕微鏡６００で行われる照明方法の手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施例７に係る共焦点顕微鏡７００の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、共焦点顕微鏡１の構成を示した図である。図１を参照しながら、後述する各実施例に係る共焦点顕微鏡の基本構成について説明する。
【００１６】
共焦点顕微鏡１は、共焦点スキャナ１０を備えるスピニングディスク型の共焦点顕微鏡である。共焦点顕微鏡１の観察対象物であるサンプルＳは特に限定されないが、例えば、生体試料であり、共焦点顕微鏡１は、例えば、励起光をサンプルＳに照射し、サンプルＳで生じた蛍光を検出する蛍光顕微鏡である。共焦点顕微鏡１は、図１に示すように、共焦点スキャナ１０に加えて、光源２と、光ファイバー３と、対物レンズ４と、結像レンズ５と、撮像装置６と、コントローラ７を備える。
【００１７】
光源２は、励起光を出射する光源であり、例えば、レーザ、白色光源などである。レーザの種類は特に限定されず、例えば、半導体レーザであっても、ガスレーザであってもよい。また、白色光源の種類も特に限定されず、例えば、水銀ランプ、キセノンランプなどのランプ光源であっても、ＬＥＤ光源であってもよい。また、光源２は、複数の波長のレーザ光を同時に又は選択的に出射するレーザユニットであってもよい。光源２は、コントローラ７により制御される。
【００１８】
光ファイバー３は、光源２からの光を共焦点スキャナ１０に導入する光ファイバーであり、マルチモード光ファイバーであることが望ましい。マルチモード光ファイバーは、シングルモード光ファイバーよりもコア径の大きく、高いカップリング効率を実現することができる。
【００１９】
対物レンズ４は、無限遠補正型の対物レンズであり、図示しないレボルバに装着されている。レボルバには、仕様の異なる複数の対物レンズが装着可能である。共焦点顕微鏡１では、観察したい範囲などに応じて対物レンズは適宜切り替えて使用される。結像レンズ５は、対物レンズ４からの平行光束を集光し、サンプルＳの中間像を形成する。撮像装置６は、二次元イメージセンサを有するデジタルカメラであり、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラである。
【００２０】
コントローラ７は、共焦点顕微鏡１を制御する制御装置である。コントローラ７は、例えば、光源２の発光、撮像装置６の露光時間、ディスクユニット３０の回転などを制御する。
【００２１】
共焦点スキャナ１０は、光源２からの光が光ファイバー３を介して導入される共焦点スキャナであり、マルチビームを形成し、マルチビームでサンプルＳを走査する。共焦点スキャナ１０は、照明光学系２０と、回転ディスク（回転ディスク３１、回転ディスク３２）を含むディスクユニット３０と、検出光学系４０を備える。
【００２２】
照明光学系２０は、光ファイバー３の出射端面からの光を回転ディスク３１に照射する光学系であり、複数のレンズ（レンズ２１、レンズ２２）を含んでいる。照明光学系２０は、光ファイバー３の出射端面を回転ディスク３１に投影する倍率を変更する手段を含む。具体的には、例えば、照明光学系２０の光軸方向に移動する少なくとも１枚のレンズ（以降、移動レンズと記す）を含んでもよく、波面変調器を含んでもよい。少なくとも１枚の移動レンズは移動機構を用いて手動で動かしてもよく、コントローラ７による制御下で移動機構により電動で動かしてもよい。波面変調器はコントローラ７により制御される。
【００２３】
ディスクユニット３０は、２枚の回転ディスク（回転ディスク３１、回転ディスク３２）と、回転ディスクの間に配置されたダイクロイックミラー３３を備える。ダイクロイックミラー３３は、励起光を透過し蛍光を反射する分光波長特性を有する。
【００２４】
回転ディスク３１は、ディスクユニット３０の第１の回転ディスクであり、光ファイバー３の出射端面からの光を複数の光に分割しそれぞれの光を集光するマイクロレンズアレイを有する、マイクロレンズアレイディスクである。回転ディスク３１は、光ファイバー３の出射端面が照明光学系２０により投影される位置に配置される。回転ディスク３２は、ディスクユニット３０の第２の回転ディスクであり、マイクロレンズアレイのレンズ配列に対応するように配列された複数のピンホール（ピンホールアレイ）を有する、ピンホールアレイディスクである。回転ディスク３２は、対物レンズ４と結像レンズ５により形成されるサンプルＳの中間像の位置に配置される。マイクロレンズアレイ３１とピンホールアレイ３２は、マイクロレンズの各々の焦点位置にピンホールが位置するように配置され、その位置関係が維持されるように一体となって回転する。
【００２５】
回転ディスク３２に六方充填配置でピンホールがほぼ等間隔に配置されている場合は、回転ディスク３１は、マイクロレンズが六方充填配置で配列された六方充填ディスクであってもよい。また、回転ディスク３２は、ピンホールが螺旋状に、そして、周方向に等間隔に、配列されたニポウディスクであってもよい。その場合、回転ディスク３１は、マイクロレンズが螺旋状に配列されたマイクロレンズアレイを有する。なお、回転ディスク３２にはマイクロレンズアレイのレンズ配列に対応するように配列された複数の開口が形成されていればよく、形成される開口はピンホールに限られない。回転ディスク３２には、ライン状のスリットが形成されてもよい。その場合、回転ディスク３１は、マイクロシリンドリカルレンズアレイを有してもよい。いずれの場合でも回転ディスク３１のマイクロレンズアレイの焦点の位置に回転ディスク３２の開口が位置するように構成される。
【００２６】
検出光学系４０は、ダイクロイックミラー３３を反射した蛍光を撮像装置６に導く光学系である。検出光学系４０は、対物レンズ４及び結像レンズ５で形成した像を撮像装置６にリレーするリレー光学系４１と、励起光を遮断するための吸収フィルタ４２を備える。なお、検出光学系４０は、吸収フィルタ４２の代わりに、又は、吸収フィルタ４２に加えて、各々が異なる分光波長特性を有する複数のフィルタを有するフィルタホイールを備えてもよい。
【００２７】
光源２から出射した光は、光ファイバー３を介して共焦点スキャナ１０に入射する。共焦点スキャナ１０に入射した光は、照明光学系２０により回転ディスク３１に照射される。マイクロレンズアレイは回転ディスク３１に入射した光をマルチビームに分割し、マルチビームの各々を回転ディスク３２に形成されたピンホールアレイの別々のピンホールに集光する。結像レンズ５及び対物レンズ４は、ピンホールを通過したマルチビームでサンプルＳの多点を照明する。共焦点顕微鏡１では、回転ディスク３１及び回転ディスク３２の回転により多点照明の位置が変化することで、多点照明によりサンプルＳにおける所定の領域が照明される。
【００２８】
なお、多点照明により照明されるサンプルＳにおける領域（以降、サンプルＳにおける照明領域）は、励起光で照明された回転ディスク３１における照明領域に依存する。サンプルＳにおける照明領域は、回転ディスク３１における照明領域を対物レンズ４及び結像レンズ５で縮小投影した領域に、実質的に相当する。
【００２９】
マルチビームで照明されたサンプルＳから生じた蛍光は、対物レンズ４及び結像レンズ５により回転ディスク３２に照射され、回転ディスク３２上にサンプルＳの中間像が形成される。そして、回転ディスク３２に入射した蛍光のうちピンホール位置に入射した蛍光のみが回転ディスク３２を通過してダイクロイックミラー３３に入射する。このため、焦点面以外から生じた蛍光が遮断されて、共焦点効果が発揮される。共焦点顕微鏡１では、回転ディスク３１及び回転ディスク３２の回転によりピンホール位置が変化するため、露光時間内にサンプルＳにおける照明領域全体がピンホールを介して検出光学系４０により撮像装置６に投影される。これにより、照明領域の共焦点画像を取得することができる。
【００３０】
以上のように構成された共焦点顕微鏡１では、共焦点スキャナ１０が光ファイバー３の出射端面を回転ディスク３１に投影する倍率を変更することができるため、サンプルＳにおける照明領域の大きさを変更することができる。従って、例えば、観察倍率の変更により実視野の大きさが変化した場合に、実視野の大きさに応じて照明領域の大きさを変更することができる。また、励起波長が異なると光ファイバー３の出射ＮＡも異なるため照明領域の大きさも異なる。共焦点顕微鏡１では、励起波長の変更に起因する照明領域の大きさの変化を補償することができる。
【００３１】
共焦点顕微鏡１によれば、実視野に対して照明領域が過度に大きいことに起因する照明効率の劣化と、実視野が照明領域からはみ出すことに起因する照明の均一性の劣化を防止して、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。
以下、各実施例について具体的に説明する。
【００３２】
［実施例１］
図２は、本実施例に係る共焦点顕微鏡１００の構成を示した図である。共焦点顕微鏡１００は、スピニングディスク型の共焦点顕微鏡であり、レーザ１０２と、光ファイバー１０３と、図示しないコントローラ１０７と、接続機構１０８と、光ファイバースクランブラー１０９と、共焦点スキャナ１１０を備える。
【００３３】
レーザ１０２は、コヒーレント光であるレーザ光を出射する。レーザ１０２は、複数の波長のレーザ光を同時に又は選択的に出射するレーザユニットであってもよい。レーザ１０２の発光は、駆動回路１０２ｄを介してコントローラ１０７により制御される。
【００３４】
光ファイバー１０３は、マルチモード光ファイバーである。光ファイバー１０３は、接続機構１０８によって共焦点スキャナ１１０に接続される。接続機構１０８は、光ファイバー１０３を共焦点スキャナ１１０に対して回転自在に接続する機構である。接続機構１０８を回転させることで、光ファイバー１０３の出射端面におけるコアの向きを変更することができる。なお、接続機構１０８は、共焦点スキャナ１１０に含まれてもよい。
【００３５】
光ファイバースクランブラー１０９は、スペックルリデューサーであり、光ファイバー１０３を周期的に振動させる装置である。光ファイバースクランブラー１０９の動作は、駆動回路１０９ｄを介してコントローラ１０７に制御される。光ファイバー１０３を介して共焦点スキャナ１１０に導入されたレーザ光には、異なる複数のモードのレーザ光が含まれる。このため、異なるモードのレーザ光が干渉し、照明領域内にスペックルパターンが生じ得るが、光ファイバースクランブラー１０９で光ファイバー１０３を振動させることで、スペックルを軽減することができる。
【００３６】
光ファイバースクランブラー１０９は、共焦点顕微鏡１００が共焦点画像を取得するフレームレート以上の周波数で周期的に動作することが望ましい。フレームレート以上の周波数で動作することで１フレーム期間内にサンプルＳ上に複数のスペックルパターンが形成されることになる。これにより、スペックルパターンが平均化されて目立たなくなるため、スペックルが共焦点画像に及ぼす影響が抑制される。
【００３７】
光ファイバースクランブラー１０９の動作周波数Ｆ（Ｈｚ）は、次の関係を満たすことがさらに望ましい。ここで、Ｎは実視野内に投影されるピンホール数であり、Ｐは撮像装置のピクセル数であり、Ｒは共焦点顕微鏡１００が共焦点画像を取得するフレームレート（ｆｐｓ）である。
動作周波数Ｆ  ≧  ピクセル数Ｐ×フレームレートＲ／ピンホール数Ｎ
【００３８】
例えば、実視野に投影されるピンホール数が1000個、撮像装置のピクセル数が512×512ピクセル、フレームレートが30fpsの場合には、動作周波数は7.86kHz(=512×512×30/1000)以上であることが望ましい。これにより、各画素が連続して照明される時間より短い時間でスペックルパターンを切り替えることができるため、各画素からの信号に含まれるスペックルの影響を更に軽減することができる。
【００３９】
共焦点スキャナ１１０は、レーザ光が光ファイバー３を介して導入される共焦点スキャナであり、照明光学系１２０と、移動機構１２３と、軸調整機構１２４と、ディスクユニット１３０と、検出光学系１４０を備える。
【００４０】
照明光学系１２０は、光ファイバー１０３の出射端面からの光をマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光学系であり、レンズ１２１とレンズ１２２を含む。レンズ１２２は、照明光学系１２０の光軸方向に移動する移動レンズである。移動機構１２３は、モータの回転によりレンズ１２２を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構１２３を用いた移動レンズの移動は、駆動回路１２３ｄを介してコントローラ１０７に制御される。コントローラ１０７は、例えば、共焦点顕微鏡１００の観察倍率又は照明波長（励起波長）の少なくとも一方に応じて、移動レンズの移動を制御してもよく、共焦点顕微鏡１００の実視野全体が照明されるように、移動レンズの移動を制御してもよい。
【００４１】
ディスクユニット１３０は、マイクロレンズアレイディスク１３１と、ピンホールアレイディスク１３２と、ダイクロイックミラー１３３を備える。ダイクロイックミラー１３３は、マイクロレンズアレイディスク１３１とピンホールアレイディスク１３２の間に配置されている。
【００４２】
軸調整機構１２４は、照明光学系１２０の光軸と対物レンズ１０４の光軸の関係を調整する機構であり、例えば、１枚以上のミラーで構成されている。そのミラーの角度を調整することで、マイクロレンズアレイディスク１３１に照射された光がピンホールアレイディスク１３２を通過して対物レンズ１０４に入射するように共焦点顕微鏡１００を調整することができる。
【００４３】
図３は、共焦点顕微鏡１００で行われる照明方法の手順を示すフローチャートである。以下、図３を参照しながら、共焦点顕微鏡１００によるサンプルＳの照明方法について説明する。
【００４４】
まず、共焦点顕微鏡１００の利用者は、接続機構１０８を用いて光ファイバー１０３のコアの向きを調整する（ステップＳ１）。この調整の詳細については、後述する。ステップＳ１は必要に応じて行われればよく、省略されてもよい。
【００４５】
次に、共焦点顕微鏡１００のコントローラ１０７は、実視野に応じた領域が照明されるように、観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて移動レンズを照明光学系１２０の光軸方向へ動かす（ステップＳ２）。ここでは、コントローラ１０７は、実視野がサンプルＳにおける照明領域からはみ出すことなく、且つ、サンプルＳにおける照明領域が実視野に対して過度に大きくならないように、移動レンズの移動を制御する。
【００４６】
光ファイバー１０３が、図４に示すようなクラッド１５２に覆われた矩形のコア１５１を有している場合について具体的に説明する。この場合、コントローラ１０７は、図５に示すように、マイクロレンズアレイディスク１３１上の照明領域１３４の長辺の長さがピンホールアレイディスク１３２上の中間像領域１３５の長辺の長さとおよそ一致するように、移動レンズの移動を制御することが望ましい。照明領域１３４は、光ファイバー１０３の出射端面が投影されたマイクロレンズアレイディスク１３１上の領域であり、サンプルＳにおける照明領域に対応する領域である。中間像領域１３５は、撮像装置の受光面をピンホールアレイディスク１３２に投影した領域であり、共焦点顕微鏡１００の実視野に対応する領域である。これにより、実視野外へ入射する光量を抑えながら実視野全体を照明することができる。
【００４７】
なお、照明領域１３４の長辺と中間像領域１３５の長辺が平行でない場合には、平行な場合に比べて照明効率が劣化しやすい。このため、ステップＳ１では、照明領域１３４の長辺と中間像領域１３５の長辺を平行になるように、予め接続機構１０８を用いてコア１５１の向きを調整する。
【００４８】
共焦点顕微鏡１００は、光ファイバー１０３の代わりに、図６に示すようなクラッド１６２に覆われた円形のコア１６１を有する光ファイバー１０３ａを備えてもよい。この場合、ステップＳ２では、コントローラ１０７は、図７に示すように、照明領域１３４ａの直径が中間像領域１３５の対角長とおよそ一致するように、移動レンズの移動を制御することが望ましい。
【００４９】
移動レンズの移動が完了すると、コントローラ１０７は、レーザ１０２からの光を、光ファイバー１０３を介して共焦点スキャナ１１０に導入し（ステップＳ３）、共焦点スキャナ１１０で形成されたマルチビームでサンプルＳを照明する（ステップＳ４）。
【００５０】
共焦点顕微鏡１００は、図３に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。また、コントローラ１０７が光ファイバースクランブラー１０９を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることもできる。
【００５１】
図８は、変形例に係る共焦点顕微鏡１０１の構成を示した図である。共焦点顕微鏡１０１は、光ファイバースクランブラー１０９の代わりに、レーザ１０２と光ファイバー１０３の間の光路上に配置された、レンズ１７１、スペックルリデューサー１７２、レンズ１７３、及びレンズ１７４を備える点が、共焦点顕微鏡１００とは異なる。
【００５２】
スペックルリデューサー１７２は、レーザ光のビーム形状内の微小領域の波面を周期的に変調する波面変調器であり、共焦点顕微鏡１０１が共焦点画像を取得するフレームレート以上の周波数で周期的に動作する。スペックルリデューサー１７２の動作は、駆動回路１７２ｄを介してコントローラ１０７に制御される。スペックルリデューサー１７２は、コントローラ１０７の制御の下で、変調パターンを周期的に変更する。なお、スペックルリデューサー１７２は、レーザ光のビームの少なくとも一部の波面を周期的に変調すればよく、ビーム全体を変調してもよい。
【００５３】
共焦点顕微鏡１０１によっても、図３に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。また、コントローラ１０７がスペックルリデューサー１７２を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることができる点も同様である。
【００５４】
なお、スペックルリデューサー１７２と光ファイバースクランブラー１０９は、併用してもよく、併用することでスペックルを更に抑制することが可能である。また、スペックルリデューサーは、光ファイバースクランブラー、波面変調器に限らず、例えば、回転拡散板であってもよい。回転拡散板であるスペックルリデューサーは、波面変調器と同様に光源と光ファイバーの間の光路上に配置されることが望ましい。
【００５５】
［実施例２］
図９は、本実施例に係る共焦点顕微鏡２００の構成を示した図である。共焦点顕微鏡２００は、共焦点スキャナ１１０の代わりに共焦点スキャナ２１０を備える点が、共焦点顕微鏡１００とは異なる。その他の点は、共焦点顕微鏡１００と同様である。
【００５６】
共焦点スキャナ２１０は、照明光学系１２０の代わりに照明光学系２２０を備える。照明光学系２２０は、光ファイバー１０３の出射端面からの光をマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光学系であり、レンズ２２１とレンズ２２２を含む。レンズ２２１とレンズ２２２は、照明光学系２２０の光軸方向にそれぞれ独立して移動する移動レンズである。
【００５７】
移動機構２２３は、モータの回転によりレンズ２２１を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構２２３を用いたレンズ２２１の移動は、駆動回路２２３ｄを介してコントローラ１０７に制御される。また、移動機構２２４は、モータの回転によりレンズ２２２を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構２２４を用いたレンズ２２２の移動は、駆動回路２２４ｄを介してコントローラ１０７に制御される。コントローラ１０７は、共焦点顕微鏡２００の観察倍率と照明波長（励起波長）に応じて、２枚の移動レンズ（レンズ２２１とレンズ２２２）の移動を制御する。
【００５８】
共焦点顕微鏡２００によっても、図３に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。また、共焦点顕微鏡２００では、例えば、上流側の移動レンズ（レンズ２２１）で主に投影倍率を調整し、下流側の移動レンズ（レンズ２２２）で主にマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光束の角度を調整するなど、２枚のレンズを用いて役割を分担することができる。これにより、照明領域の大きさを精度良く変更することができるため、励起波長の変更に起因する照明領域の大きさの変化をより正確に補償することができる。コントローラ１０７が光ファイバースクランブラー１０９を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることもできる点については、共焦点顕微鏡１００と同様である。
【００５９】
［実施例３］
図１０は、本実施例に係る共焦点顕微鏡３００の構成を示した図である。共焦点顕微鏡３００は、共焦点スキャナ１１０の代わりに共焦点スキャナ３１０を備える点が、共焦点顕微鏡１００とは異なる。その他の点は、共焦点顕微鏡１００と同様である。
【００６０】
共焦点スキャナ３１０は、照明光学系１２０の代わりに２つの色消しレンズ３２０、３３０を備える。２つの色消しレンズ３２０、３３０は、光ファイバー１０３の出射端面からの光をマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光学系であり、色消しレンズ３２０は正レンズであるレンズ３２１と負レンズであるレンズ３２２からなる接合レンズであり、色消しレンズ３３０は正レンズであるレンズ３３１と負レンズであるレンズ３３２からなる接合レンズである。色消しレンズ３２０は、色消しレンズ３２０の光軸方向に移動する移動レンズでもある。
【００６１】
移動機構３２３は、モータの回転により色消しレンズ３２０を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構３２３を用いた色消しレンズ３２０の移動は、駆動回路３２３ｄを介してコントローラ１０７に制御される。コントローラ１０７は、例えば、共焦点顕微鏡３００の観察倍率に応じて、移動レンズの移動を制御する。
【００６２】
共焦点顕微鏡３００によっても、図３に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。また、共焦点顕微鏡３００では、色消しレンズで色収差が補正されるため、励起波長が変更されても移動レンズを動かす必要がなく、従って、コントローラ１０７による移動レンズの制御が容易になる。コントローラ１０７が光ファイバースクランブラー１０９を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることもできる点については、共焦点顕微鏡１００と同様である。
【００６３】
［実施例４］
図１１は、本実施例に係る共焦点顕微鏡４００の構成を示した図である。共焦点顕微鏡４００は、共焦点スキャナ１１０の代わりに共焦点スキャナ４１０を備える点が、共焦点顕微鏡１００とは異なる。その他の点は、共焦点顕微鏡１００と同様である。
【００６４】
共焦点スキャナ４１０は、照明光学系１２０の代わりに照明光学系４２０を備える。照明光学系４２０は、光ファイバー１０３の出射端面からの光をマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光学系であり、レンズ４２１と、４枚のシリンドリカルレンズ（シリンドリカルレンズ４２２、シリンドリカルレンズ４２３、シリンドリカルレンズ４２４、シリンドリカルレンズ４２５）を含む。シリンドリカルレンズ４２３とシリンドリカルレンズ４２５は、照明光学系４２０の光軸方向にそれぞれ独立して移動する移動レンズである。
【００６５】
シリンドリカルレンズ４２２及びシリンドリカルレンズ４２３は、照明光学系４２０に含まれる複数の第１のシリンドリカルレンズであり、照明光学系４２０の光軸を含む第１の面で屈折力を有する。シリンドリカルレンズ４２４及びシリンドリカルレンズ４２５は、照明光学系４２０に含まれる複数の第２のシリンドリカルレンズであり、照明光学系４２０の光軸を含む第２の面で屈折力を有する。なお、第２の面は、第１の面と直交している。即ち、シリンドリカルレンズ４２２及びシリンドリカルレンズ４２３は、シリンドリカルレンズ４２４及びシリンドリカルレンズ４２５とは、９０度異なる面で屈折力を有する。
【００６６】
移動機構４２６は、モータの回転によりシリンドリカルレンズ４２３を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構４２６を用いたシリンドリカルレンズ４２３の移動は、駆動回路４２６ｄを介してコントローラ１０７に制御される。また、移動機構４２７は、モータの回転によりシリンドリカルレンズ４２５を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構４２７を用いたシリンドリカルレンズ４２５の移動は、駆動回路４２７ｄを介してコントローラ１０７に制御される。コントローラ１０７は、共焦点顕微鏡４００の観察倍率又は照明波長（励起波長）の少なくとも一方に応じて、２枚の移動レンズ（シリンドリカルレンズ４２３、シリンドリカルレンズ４２５）の移動を制御する。
【００６７】
共焦点顕微鏡４００によっても、図３に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。共焦点顕微鏡４００では、シリンドリカルレンズ４２３とシリンドリカルレンズ４２５を独立して移動させることで、サンプルＳにおける照明領域の大きさを、対物レンズ１０４の光軸と直交するＸ方向とＹ方向で別々に変更することができる。これにより、実視野により近い形状の照明領域を形成することが可能となるため、高い照明の均一性を共焦点顕微鏡１００よりも高い照明効率で実現することができる。コントローラ１０７が光ファイバースクランブラー１０９を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることもできる点については、共焦点顕微鏡１００と同様である。
【００６８】
レンズ４２１は省略してもよい。ただし、照明光学系４２０がレンズ４２１を含むことで、レンズ４２１よりも物体側に配置されたレンズでの光束の広がりを抑えることができる。このため、照明光学系４２０を構成するレンズの径を小さくすることができる。従って、レンズ４２１は、最も光源側に配置されることが望ましい。
【００６９】
［実施例５］
図１２は、本実施例に係る共焦点顕微鏡５００の構成を示した図である。共焦点顕微鏡５００は、共焦点スキャナ４１０の代わりに共焦点スキャナ５１０を備える点が、共焦点顕微鏡４００とは異なる。その他の点は、共焦点顕微鏡４００と同様である。
【００７０】
共焦点スキャナ５１０は、照明光学系４２０の代わりに照明光学系５２０を備える。照明光学系５２０は、光ファイバー１０３の出射端面からの光をマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光学系であり、レンズ５２１と、４枚のシリンドリカルレンズ（シリンドリカルレンズ５２２、シリンドリカルレンズ５２３、シリンドリカルレンズ５２４、シリンドリカルレンズ５２５）を含む。４枚のシリンドリカルレンズはいずれも、照明光学系５２０の光軸方向にそれぞれ独立して移動する移動レンズである。
【００７１】
シリンドリカルレンズ５２２及びシリンドリカルレンズ５２３は、照明光学系５２０に含まれる複数の第１のシリンドリカルレンズであり、照明光学系５２０の光軸を含む第１の面で屈折力を有する。シリンドリカルレンズ５２４及びシリンドリカルレンズ５２５は、照明光学系５２０に含まれる複数の第２のシリンドリカルレンズであり、照明光学系５２０の光軸を含む第２の面で屈折力を有する。なお、第２の面は、第１の面と直交している。即ち、シリンドリカルレンズ５２２及びシリンドリカルレンズ５２３は、シリンドリカルレンズ５２４及びシリンドリカルレンズ５２５とは、９０度異なる面で屈折力を有する。
【００７２】
移動機構５２６は、モータの回転によりシリンドリカルレンズ５２２を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構５２６を用いたシリンドリカルレンズ５２２の移動は、駆動回路５２６ｄを介してコントローラ１０７に制御される。移動機構５２７は、モータの回転によりシリンドリカルレンズ５２３を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構５２７を用いたシリンドリカルレンズ５２３の移動は、駆動回路５２７ｄを介してコントローラ１０７に制御される。移動機構５２８は、モータの回転によりシリンドリカルレンズ５２４を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構５２８を用いたシリンドリカルレンズ５２４の移動は、駆動回路５２８ｄを介してコントローラ１０７に制御される。移動機構５２９は、モータの回転によりシリンドリカルレンズ５２５を光軸方向に移動させる機構であり、移動機構５２９を用いたシリンドリカルレンズ５２５の移動は、駆動回路５２９ｄを介してコントローラ１０７に制御される。コントローラ１０７は、共焦点顕微鏡５００の観察倍率と照明波長（励起波長）に応じて、４枚の移動レンズの移動を制御する。
【００７３】
共焦点顕微鏡５００でも、共焦点顕微鏡４００と同様に、サンプルＳにおける照明領域の大きさを、Ｘ方向とＹ方向で別々に変更することができる。このため、図３に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を共焦点顕微鏡１００によりも高い照明効率で実現することができる。また、共焦点顕微鏡５００では、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれに関して、共焦点顕微鏡２００と同様に２枚のレンズを用いて役割を分担することができる。これにより、照明領域のＸ方向の大きさとＹ方向の大きさを精度良く変更することができるため、励起波長の変更に起因する照明領域の大きさの変化をより正確に補償することができる。コントローラ１０７が光ファイバースクランブラー１０９を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることもできる点については、共焦点顕微鏡４００と同様である。
【００７４】
［実施例６］
図１３は、本実施例に係る共焦点顕微鏡６００の構成を示した図である。共焦点顕微鏡６００は、共焦点スキャナ１１０の代わりに共焦点スキャナ６１０を備える点、及び、回転自在な接続機構１０８の代わりに接続機構６０８を備える点が、共焦点顕微鏡１００とは異なる。その他の点は、共焦点顕微鏡１００と同様である。接続機構６０８は、回転構造を有しない点が接続機構１０８とは異なる。
【００７５】
共焦点スキャナ６１０は、照明光学系１２０の代わりに照明光学系６２０を備える。照明光学系６２０は、光ファイバー１０３の出射端面からの光をマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光学系であり、レンズ６２１と、プリズム６２２と、波面変調器６２４を含む。
【００７６】
波面変調器６２４は、光ファイバー１０３の出射端面とマイクロレンズアレイディスク１３１の間の光路中に配置された反射型の空間光変調器(ＳＬＭ：Spatial Light Modulator)であり、例えば、ＬＣＯＳ(Liquid Crystal On Silicon)型ＳＬＭ、デフォーマブルミラーなどである。波面変調器６２４の変調パターンを変化させることで、照明領域１３４の大きさ、形状、向きなどが変化する。
【００７７】
波面変調器６２４の変調パターンは、駆動回路６２４ｄを介してコントローラ１０７に制御される。コントローラ１０７は、共焦点顕微鏡６００の観察倍率又は照明波長（励起波長）の少なくとも一方に応じて、波面変調器６２４を制御する。コントローラ１０７は、共焦点顕微鏡６００の実視野全体が照明されるように、波面変調器６２４を制御することが望ましい。
【００７８】
図１４は、共焦点顕微鏡６００で行われる照明方法の手順を示すフローチャートである。以下、図１４を参照しながら、共焦点顕微鏡６００によるサンプルＳの照明方法について説明する。
【００７９】
まず、共焦点顕微鏡６００のコントローラ１０７は、実視野に応じた領域が照明されるように、観察倍率又は照明波長の少なくとも一方に応じて波面変調器６２４を制御する（ステップＳ１１）。ここでは、コントローラ１０７は、実視野がサンプルＳにおける照明領域からはみ出すことなく、且つ、サンプルＳにおける照明領域が実視野に対して過度に大きくならないように、波面変調器６２４の変調パターンを変更する。
【００８０】
波面変調器６２４の制御が完了すると、コントローラ１０７は、レーザ１０２からの光を、光ファイバー１０３を介して共焦点スキャナ６１０に導入し（ステップＳ１２）、共焦点スキャナ６１０で形成されたマルチビームでサンプルＳを照明する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１２、ステップＳ１３は、図３に示すステップＳ３、ステップＳ４と同様である。
【００８１】
共焦点顕微鏡６００は、図１４に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。また、共焦点顕微鏡６００では、波面変調器６２４の変調パターンを変更することで照明領域の形状及び向きを変更することができる。従って、光ファイバー１０３のコアの向きを事前に調整することなく高い照明効率を実現することが可能なため、光ファイバー１０３を回転させる機械的構造を省略して装置構成を簡易化することができる。また、コントローラ１０７が光ファイバースクランブラー１０９を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることもできる点については、共焦点顕微鏡１００と同様である。
【００８２】
［実施例７］
図１５は、本実施例に係る共焦点顕微鏡６００の構成を示した図である。共焦点顕微鏡７００は、共焦点スキャナ６１０の代わりに共焦点スキャナ７１０を備える点、及び、接続機構６０８の代わりに接続機構１０８を備える点が、共焦点顕微鏡６００とは異なる。その他の点は、共焦点顕微鏡６００と同様である。
【００８３】
共焦点スキャナ７１０は、照明光学系６２０の代わりに照明光学系７２０を備える。照明光学系７２０は、光ファイバー１０３の出射端面からの光をマイクロレンズアレイディスク１３１に照射する光学系であり、レンズ７２１と波面変調器７２２を含む。
【００８４】
波面変調器７２２は、例えば、電気的に焦点距離を変更する可変焦点レンズ、電気光学効果を用いて光を変調するＥＯ変調器（Electro-optic modulator）、音響光学効果を用いて光を変調するＡＯ変調器（Acousto-otical Modulator）などである。また、波面変調器７２２は、透過型液晶デバイスからなるＳＬＭであってもよい。
【００８５】
波面変調器７２２は、駆動回路７２２ｄを介してコントローラ１０７に制御される。コントローラ１０７は、共焦点顕微鏡７００の観察倍率又は照明波長（励起波長）の少なくとも一方に応じて、波面変調器７２２を制御する。コントローラ１０７は、共焦点顕微鏡７００の実視野全体が照明されるように、波面変調器７２２を制御することが望ましい。
【００８６】
共焦点顕微鏡７００は、図１４に示す方法でサンプルＳを照明することで、高い照明の均一性を高い照明効率で実現することができる。また、コントローラ１０７が光ファイバースクランブラー１０９を動作させることで、スペックルに起因する画質の劣化を抑えることもできる点については、共焦点顕微鏡６００と同様である。
【００８７】
上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。共焦点スキャナ、共焦点顕微鏡、及び照明方法は、特許請求の範囲により規定される本発明の範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。この明細書で説明される個別の実施例の文脈におけるいくつかの特徴を組み合わせて単一の実施例としてもよい。例えば、実施例２から実施例７では、光ファイバースクランブラー１０９を採用した構成が記載されているが、光ファイバースクランブラー１０９の代わりに、図８に示すスペックルリデューサー１７２が採用されてもよい。
【００８８】
各実施例では、レーザ１０２を備える例を示したが、光源はレーザ１０２に限られない。白色光源など非コヒーレント光を出射する光源が用いられてもよく、その場合、スペックルリデューサーは省略することができる。共焦点スキャナは、マイクロレンズアレイディスクを含まず、ピンホールアレイディスクを含む、ディスクユニットを有してもよい。また、共焦点スキャナの用途は、蛍光観察に限られない。例えば、ダイクロイックミラーと吸収フィルタの代わりに偏光ビームスプリッタと１／４λ板を備えることで、回路基板などを観察する工業用途に使用されてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１、１００、１０１、２００、３００、４００、５００、６００、７００  共焦点顕微鏡
２                              光源
３、１０３、１０３ａ            光ファイバー
４、１０４                      対物レンズ
５                              結像レンズ
６                              撮像装置
７、１０７                      コントローラ
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０      共焦点スキャナ
２０、１２０、２２０、４２０、５２０、６２０、７２０              照明光学系
２１、２２、１２１、１２２、１７１、１７３、１７４、２２１、２２２、３２１、３２２、３３１、３３２、４２１、５２１、６２１、７２１
レンズ
３０、１３０                    ディスクユニット
３１、３２                      回転ディスク
３３、１３３                    ダイクロイックミラー
４０、１４０                    出光学系
４１                            リレー光学系
４２                            吸収フィルタ
１０２                          レーザ
１０８、６０８                  接続機構
１０９                          光ファイバースクランブラー
１２３、２２３、２２４、３２３、４２６、４２７、５２６、５２７、５２８、５２９
移動機構
１２４                          軸調整機構
１３１                          マイクロレンズアレイディスク
１３２                          ピンホールアレイディスク
１３４、１３４ａ                照明領域
１３５                          中間像領域
１５１、１６１                  コア
１５２、１６２                  クラッド
１７２                          スペックルリデューサー
１０２ｄ、１０９ｄ、１２３ｄ、１７２ｄ、２２３ｄ、２２４ｄ、３２３ｄ、４２６ｄ、４２７ｄ、５２６ｄ、５２７ｄ、５２８ｄ、５２９ｄ、６２４ｄ、７２２ｄ    駆動回路
３２０、３３０                  色消しレンズ
４２２、４２３、４２４、４２５、５２２、５２３、５２４、５２５
シリンドリカルレンズ
６２２                          プリズム
６２４、７２２                  波面変調器
【図１】
2017102263.tif 000003
【図２】
2017102263.tif 000004
【図３】
2017102263.tif 000005
【図４】
2017102263.tif 000006
【図５】
2017102263.tif 000007
【図６】
2017102263.tif 000008
【図７】
2017102263.tif 000009
【図８】
2017102263.tif 000010
【図９】
2017102263.tif 000011
【図１０】
2017102263.tif 000012
【図１１】
2017102263.tif 000013
【図１２】
2017102263.tif 000014
【図１３】
2017102263.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2017102263.tif 000017