(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を分波して、透過光及び反射光を生成するハーフミラーと、
前記ハーフミラーの両側に対向配置され、前記ハーフミラーにより分波された透過光及び反射光をそれぞれ偏向して、再び前記ハーフミラー上の所定箇所で合波を行わせる光学ユニットと、
所定面において光路長を一致させる光路長補正部とを有し、
前記ハーフミラーの両側のうち一方の側に配置されている前記光学ユニットは、前記ハーフミラーにより分波された光を偏向する光偏向部を有し、前記光偏向部により偏向された光が他方の側に配置されている前記光学ユニットからの光と前記ハーフミラー上において共通箇所で同一の入射角度で再び合波するときの前記光偏向部の配置角度を基準角度としたとき、前記光偏向部は、前記基準角度から所定角度だけ傾けて配置されていることを特徴とする光パルス多重化ユニット。
【請求項２】
前記光偏向部は、前記基準角度から所定角度だけ傾けて配置されているミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の光パルス多重化ユニット。
【請求項３】
前記光偏向部は、出射端面の角度が前記基準角度から所定角度だけ傾けて配置された光ファイバを有することを特徴とする請求項１に記載の光パルス多重化ユニット。
【請求項４】
前記ハーフミラーの両側のうちの他方の側に配置されている前記光学ユニットは、前記一方の側の前記光学ユニットの前記光偏向部の所定角度の傾きによる複数の光路の光路長の相違を相殺するようにループ状の光路を有することを特徴とする請求項１に記載の光パルス多重化ユニット。
【請求項５】
前記ハーフミラーの両側のうちの他方の側に配置されている前記光学ユニットの前記ループ状の光路は、２枚のミラーにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光パルス多重化ユニット。
【請求項６】
前記ハーフミラーの両側のうちの他方の側に配置されている前記光学ユニットの前記ループ状の光路は、複数の光ファイバにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光パルス多重化ユニット。
【請求項７】
前記ミラーを基準となる角度から所定角度だけ傾けるためのミラー角度調整部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光パルス多重化ユニット。
【請求項８】
前記光学ユニットの位置を調整するための光学ユニット位置調整部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光パルス多重化ユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光パルス多重化ユニットと、
光パルスを発する光源とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明装置を有することを特徴とする顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パルス多重化ユニット、照明装置及び顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズで光を集光した際に、その焦平面に複数の照射点を形成する構成が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、複数の照射点を空間的に分離するとともに時間的にも分離させて形成する構成が開示されている（例えば、特許文献３参照）。図１４は、特開２００４−４７０４号公報に提案されている構成を示す。図１４に示された構成では、ビームスプリッターサブストレートの両側に、それぞれ３つの高反射鏡Ｓが配置されている。一方の側の３つの高反射鏡Ｓは、各々ビームスプリッターサブストレートとの間隔が異なるように配置されている。同様に、他方の側の３つの高反射鏡Ｓも、各々ビームスプリッターサブストレートとの間隔が異なるように配置されている。
このような構成において、入射するレーザ光線は、分割点５ａで先ず２つの光線に分割される。これらの光線は、２つの第１の高反射鏡Ｓで反射して、再度ビームスプリッターサブストレート１に向きを変え、そして該ビームスプリッターサブストレートに分割点５ｂでぶつかる。そこで該２つの分割光線から４つの分割光線が得られる。続く分割点５ｂおよび５ｄでさらに８本ないしは１６本の分割光線が得られ、これらの光線は、高反射鏡Ｓの角度の適当な調整によって分割光線の交差点９で一緒になる。結果的に上記光線束から、光線１〜８および１’〜８’から成る２つの光線束が得られる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４７０４号公報
【特許文献２】特開２０００−２７５５３１号公報
【特許文献３】特開２００６−２７５９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載された構成では、分割点からの光を再度ビームスプリッターに向かわせるために、光を高反射鏡に１回のみ反射させている。このような構成において、複数本の分割光線を得るためには、一方の側の高反射鏡とビームスプリッターとの距離を他方の側に対して異ならせることにより、分割された２つの光線の光路長差を生じさせる必要がある。このため、分割光線を得るとともに、複数の分割光線の光路長を一致させることが困難である。よって、複数の照射点を同時に照射することが困難である。また、特許文献３に記載された構成でも同様に、ハーフミラーにより分波された光をミラーに１回のみ反射させて再びハーフミラーに向かわせているため、分割光線を得るとともに、複数の分割光線の光路長を一致させることが困難である。このため、複数の照射点を同時に照射することは困難である。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の照射点を同時に照射することができる光パルス多重化ユニット、照明装置及び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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、入射光を分波して、透過光及び反射光を生成するハーフミラーと、前記ハーフミラーの両側に対向配置され、前記ハーフミラーにより分波された透過光及び反射光をそれぞれ偏向して、再び前記ハーフミラー上の所定箇所で合波を行わせる光学ユニットと、所定面において光路長を一致させる光路長補正部とを有し、前記ハーフミラーの両側のうち一方の側に配置されている前記光学ユニットは、前記ハーフミラーにより分波された光を偏向する光偏向部を有し、前記光偏向部により偏向された光が他方の側に配置されている前記光学ユニットからの光と前記ハーフミラー上において共通箇所で同一の入射角度で再び合波するときの前記光偏向部の配置角度を基準角度としたとき、前記光偏向部は、前記基準角度から所定角度だけ傾けて配置されていることを特徴とする光パルス多重化ユニットを提供できる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光偏向部は、前記基準角度から所定角度だけ傾けて配置されているミラーを有することが望ましい。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光偏向部は、出射端面の角度が前記基準角度から所定角度だけ傾けて配置された光ファイバを有することが望ましい。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ハーフミラーの両側のうちの他方の側に配置されている前記光学ユニットは、前記一方の側の前記光学ユニットの前記光偏向部の所定角度の傾きによる複数の光路の光路長の相違を相殺するようにループ状の光路を有することが望ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ハーフミラーの両側のうちの他方の側に配置されている前記光学ユニットの前記ループ状の光路は、２枚のミラーにより形成されていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ハーフミラーの両側のうちの他方の側に配置されている前記光学ユニットの前記ループ状の光路は、複数の光ファイバにより形成されていることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ミラーを基準となる角度から所定角度だけ傾けるためのミラー角度調整部を有することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光学ユニットの位置を調整するための光学ユニット位置調整部を有することが望ましい。
【００１４】
また、本発明によれば、上述の光パルス多重化ユニットと、光パルスを発する光源とを有することを特徴とする照明装置を提供できる。
【００１５】
また、本発明によれば、上述の照明装置を有することを特徴とする顕微鏡を提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明には、複数の照射点を同時に照射することができる光パルス多重化ユニット、照明装置及び顕微鏡を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる光パルス多重化ユニット、照明装置及び顕微鏡の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明に係る光パルス多重化ユニットの実施例１の概略構成を示す図である。
【００１９】
図１において、光パルス多重化ユニットは、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）と、ミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）と、ハーフミラー１とで構成されている。ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）は、ミラーＭｉ‐１１(ｉ＝１〜３）とミラーＭｉ‐１２(ｉ＝１〜３）を備えている。ミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）は、ミラーＭｉ‐２１（ｉ＝１〜３）とミラーＭｉ‐２２（ｉ＝１〜３）を備えている。ミラーユニットＭＵｉ‐１、ＭＵｉ‐２は、光学ユニットに対応する。
【００２０】
ミラーＭｉ‐１１(ｉ＝１〜３）とミラーＭｉ‐１２(ｉ＝１〜３）は、２枚のミラーＭｉ‐１１、Ｍｉ‐１２及びハーフミラー１のいずれにも直交する仮想面が形成されるように配置されている。ミラーＭｉ‐２１（ｉ＝１〜３）とミラーＭｉ‐２２（ｉ＝１〜３）も同様に配置されている。
【００２１】
ここで、ミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３)は、基準の角度から所定角度だけ傾けて配置されている。このミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３)は、光偏向部に対応する。ここで、基準の角度（以下、適宜「基準角度」という。）とは、光偏向部としてのミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３)により偏向された光がハーフミラー１に対して他方の側に配置されているミラーユニットＭＵｉ‐２からの光とハーフミラー１上において共通箇所で同一の入射角度で再び合波するときのミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３)の配置角度をいう。
【００２２】
図１において、ミラーＭ１‐１２、Ｍ２‐１２、Ｍ３‐１２のそれぞれの基準角度に対応するミラーの位置を、それぞれ点線でミラーＭ１‐１２”、Ｍ２‐１２”、Ｍ３‐１２”として示している。
【００２３】
さらに、上述の配置を図２、図３を用いて説明する。図２、図３は、それぞれ、ミラーユニットＭＵ１‐１のうちの２枚のミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐１２を示している。また、ミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐１２のそれぞれの反射面における法線Ｎも合わせて記載する。
【００２４】
図２は、ミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐１２ともに、基準の角度に配置されている状態を示している。基準の角度の状態では、ミラーＭ１‐１１で反射された光パルスの光路は、ハーフミラー１の反射面に対して平行となる。さらに、この光パルスは、ミラーＭ１‐１２で反射され、光線ａとなってハーフミラー１に入射する。
【００２５】
図３は、ミラーＭ１‐１１を基準角度の状態から矢印Ｙ方向へ所定角度だけ傾けた（回転した）状態を示している。ミラーＭ１‐１２は、基準角度の状態のままである。ミラーＭ１‐１１を所定角度だけ傾けることで、ミラーＭ１‐１２において反射された光パルスの光路は、光線ａ（点線）から光線ｂ（実線）へと変化する。
【００２６】
なお、図３では、ミラーＭ１‐１１の角度を傾斜させているが、これに限られない。例えば、ミラーＭ１‐１２の角度を傾斜させても同様に光路を偏向させることができる。
【００２７】
さらに、光路長の調整について図４、図５に基づいて説明する。ここで、ミラーＭｉ‐１１、Ｍｉ‐１２（ｉ＝１〜３）は、ハーフミラー１の反射面に対する法線方向に沿って移動すること、つまり、対向するミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）を結ぶ直線上を移動できるように構成されている。
【００２８】
また、ミラーＭｉ‐１１、Ｍｉ‐１２（ｉ＝１〜３）は、ハーフミラー１の反射面に対して平行方向に沿って移動すること、つまり、対向するミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）を結ぶ直線に対して垂直な線上を移動できるように構成されている。これらの移動は、例えば、後述する実施例におけるステージＳＴｉ（ｉ＝１〜３）により行われる。
【００２９】
図４は、ミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐１２を、ハーフミラー１から遠ざかる方向（図４の矢印で示す水平方向）に移動させている状態を示す。この移動によって生じる作用について、ミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐１２を用いて説明する。
【００３０】
移動前のミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐１２により反射された光パルスに係る光線を光線ｂ（点線）で示す。光線ｂは、図３における角度を傾けたミラーＭ１‐１１の状態における光線ｂに対応している。これに対して、ハーフミラー１の反射面に対する法線方向（図４の水平方向）に沿って移動した後をミラーＭ１‐１１’、Ｍ１‐１２’とする。ミラーＭ１‐１１’、Ｍ１‐１２’により反射された光パルスに係る光線を光線ｃ（実線）で示す。
【００３１】
図５は、図４の状態から、さらにミラーＭ１‐１２’を、ハーフミラー１の反射面に対して平行方向（図５の矢印で示す垂直方向）に沿って移動させた状態を示す。この状態において、ミラーＭ１‐１２’で反射された光パルスに係る光線を光線ｄで示す。
【００３２】
図５から明らかなように、光線ｂ（点線）と光線ｄ（実線）との間において、光路を一致させ、かつ光路長差を生じさせることができる。換言すると、ミラーＭ１‐１１を基準角度から所定角度だけ傾けることで、光線ｂを生じさせる。そして、ミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐１２を水平、垂直方向へ移動することで、光線ｂの角度を維持したまま、光線ｂに移動量に応じた光路長差を付与できる。
【００３３】
図１に戻って説明を続ける。ミラーユニットＭＵ１‐１のミラーＭ１‐１２は、基準角度（点線で示すミラーＭ１‐１２”）から＋θ°傾けて配置されている。ミラーユニットＭＵ２‐１のミラーＭ２‐１２は、基準角度（点線で示すミラーＭ２‐１２”）から−２θ°傾けて配置されている。また、ミラーユニットＭＵ３‐１のミラーＭ３‐１２は、基準角度（点線で示すミラーＭ３‐１２”）から＋４θ°傾けて配置されている。ここで、傾き角度は、点線で示す基準角度の位置に対して、時計回りを負とし、反時計回りを正としている。
【００３４】
これに対して、ミラーＭ１‐１１、Ｍ２‐１１、Ｍ３‐１１、及びミラーユニットＭＵ１‐２、ＭＵ２‐２、ＭＵ３‐２内に配置されているミラーＭｉ‐２１、Ｍｉ‐２２（ｉ＝１〜３）は、全て基準角度の状態で配置されている。
【００３５】
ここで、図１で示すユニットへ光パルスを入射させる。ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）と、ミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）は、ハーフミラー１を挟み対向配置されている。ハーフミラー１は、入射した光パルスＰを反射側と透過側に分波(振幅分割)する。
【００３６】
入射された光パルスは、ハーフミラー１の所定箇所Ｏ１で分波される。分波された一方の光パルスは、ミラーＭｉ‐１１（ｉ＝１〜３）において反射される。ミラーＭｉ‐１１（ｉ＝１〜３）において反射された光パルスは、さらにミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３)において反射される。
【００３７】
このとき、ミラーＭ１‐１２は、所定角度θだけ傾斜して配置されている。ミラーＭ１‐１２で反射された光パルスは、ハーフミラー１の所定箇所Ｏ２に入射する。入射した光パルスは、ハーフミラー１の所定箇所Ｏ２において、さらに反射光と透過光とに分波される。
【００３８】
また、所定箇所Ｏ１で分波された他方の光パルスは、ミラーＭ１‐２１、Ｍ１‐２２で反射される。そして、ハーフミラー１の所定箇所Ｏ３に入射する。
【００３９】
このとき、ミラーＭ１‐１１、Ｍ１‐２１、Ｍ１‐２２は基準角度の状態に設定されている。これに対して、ミラーＭ１‐１２は、所定角度θだけ基準角度から傾斜（回転）している。このため、図３を用いて上述したように、ミラーＭ１‐１２から反射した光パルスの光路は、傾斜量（回転量）に応じて変化する。このため、ミラーＭ１‐１２で反射した光パルスが入射する所定箇所Ｏ２と、ミラーＭ１‐２２で反射した光パルスが入射する所定箇所Ｏ３とは、異なる位置となる。
【００４０】
所定箇所Ｏ２、Ｏ３において、さらに分波がそれぞれ行われる。そして、所定箇所Ｏ２を透過した光パルスは、ミラーＭ２‐１１、Ｍ２‐１２で反射される。このとき、ミラーＭ２‐１２は、所定角度−２θだけ基準角度から傾斜している。このため、ミラーＭ２‐１２で反射した光パルスの光路は、傾斜量に応じて変化する。
【００４１】
これに対して、ミラーユニットＭＵ２‐２内の２枚のミラーＭ２‐２１、Ｍ２‐２２は、基準角度の状態に設定されている。このため、ミラーＭ２‐１２、Ｍ２‐２２で反射された光パルスは、それぞれハーフミラー１の異なる所定箇所に入射する。
【００４２】
ハーフミラー１に入射した光は、透過光と反射光とにさらに分波される。そして、ハーフミラー１の所定箇所を透過した光パルスは、ミラーＭ３‐１１、Ｍ３‐１２で反射される。このとき、ミラーＭ３‐１２は、所定角度＋４θだけ基準角度から傾斜している。このため、ミラーＭ３‐１２で反射した光パルスの光路は、傾斜量に応じて変化する。
【００４３】
これに対して、ミラーユニットＭＵ３‐２内の２枚のミラーＭ３‐２１、Ｍ３‐２２は、基準角度の状態に設定されている。このため、ミラーＭ２‐１２、Ｍ２‐２２で反射された光パルスは、それぞれハーフミラー１の異なる所定箇所に入射する。
【００４４】
このように、ミラーＭ１‐１２、Ｍ２‐１２、Ｍ３‐１２を、それぞれ角度θ、−２θ、４θだけ傾斜させることで、伝播する光路によって様々な角度を有する複数の光パルスを得ることができる。
【００４５】
そして、各光パルスがレンズＬに入射すると、レンズＬの焦平面において、複数の焦点を形成できる。同様の構成を繰り返して、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜ｎ）をｎ段構成する。各ミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜ｎ）を（−２）ｎ−１×θだけ基準角度から傾斜（回転）させる。この結果、各々の光パルスに係る光線の角度がθ異なる２ｎ本の光線を生成できる。
【００４６】
また、本実施例では、図４、図５を用いて説明したように、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）を、それぞれ水平方向へ移動すること、また、ミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３）を紙面の垂直方向へ移動することで、光線の角度を維持したまま、８本の光線の光路長が所定面において等しくなるように調整されている。
【００４７】
本光学系に、光パルスＰを入射させる場合を考える。このとき、光路長の調整により、レンズＬの焦平面において、複数（８個）の光パルスを同時に照射することができる。
【００４８】
また、本実施例において、ハーフミラー１の両側のうちの他方の側に配置されているミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）は、一方の側のミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）のミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３）の所定角度の傾きによる光路長の相違を相殺するようにループ状の光路を有している。このループ状の光路を形成しているミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）は、光路長補正部としての機能も有している。
【００４９】
そして、本実施例では、ループ状の光路は、２枚のミラーＭｉ‐２１（ｉ＝１〜３）、Ｍｉ‐２２（ｉ＝１〜３）により形成されている。このようなループ状の光学系を用いることで、ミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）への入射位置から射出位置までの光路長を、入射角度の異なる光線ごとに異ならせることができる。換言すると、このようなループ状の光路を備えることで、光路長に関するバッファのような機能、すなわち、入射角度の異なる光線に応じた光路長を確保する機能をもたせることができる。
【００５０】
従って、レンズＬの焦平面において、複数（８個）の光パルスを同時に照射することができる。特に、本実施例では、光パルス多重化ユニットから射出される個々のパルスについて、独立して光路長の調整を行なうことができる。よって、複数の光パルスの同時性（例えば、同一面に各々のパルスが到達するタイミング）を、より高めることができる。あるいは、複数のパルスを幾つかのグループに分け、各グループ内の複数の光パルスの同時性を確保するとともに、他のグループの光パルスとの同時性を異ならせることができる。
【実施例２】
【００５１】
次に、本発明の実施例２に係る光パルス多重化ユニットについて説明する。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図６は、本実施例に係る光パルス多重化ユニットの概略構成を示している。
【００５２】
本実施例では、図４、図５を用いて説明したように、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）を、それぞれステージＳＴｉ（ｉ＝１〜３）により図１の水平方向へ移動することができる。また、ステージＳＴｉ（ｉ＝１〜３）は、ミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３）を紙面の垂直方向へ移動することができる。
【００５３】
この結果、ステージＳＴｉ（ｉ＝１〜３）を用いて、各ミラーの位置を調整することができる。これにより、光線の角度を維持したまま、８本の光線の光路長が所定面において等しくなるように調整できる。このように、ステージＳＴｉ（ｉ＝１〜３）は、光路長補正部の機能と、光学ユニット位置調整部の機能と、ミラー角度調整部の機能とを有している。
【００５４】
本実施例では、ミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３）の傾斜角度を任意に調整できる。そして、ステージＳＴｉ（ｉ＝１〜３）を用いることで、調整した傾斜角度に応じて、所定面において複数の光路の光路長が等しくなるように調整することができる。
【００５５】
（変形例１）
次に、光パルス多重化ユニットの変形例について説明する。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図７は、本変形例に係る光パルス多重化ユニットの概略構成を示している。
【００５６】
本変形例では、光路長を調整するために、ミラーを移動する代わりに、遅延素子７０１〜７０７を用いる。図７に示すように、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）とハーフミラー１との間の光路中において、各光線に対応して遅延素子７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７が配置されている。この遅延素子７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７は、光路長補正部に対応する。なお、図７において、ミラーユニットＭＵ３‐１からの射出光線において、遅延素子７０５、７０６、７０７は、複数の光線に重複して配置されているように記載されているが、実際には、光線ごとに対応して、それぞれ一つの遅延素子が配置されている。
【００５７】
図８は、ミラーユニットＭＵ２‐１近傍の構成を示している。遅延素子７０１〜７０７の基本的な構成は、全て同じである。図８に示す遅延素子７０２を例に構成を説明する。遅延素子７０２は、一組の楔形素子７０２ａ、７０２ｂから構成されている。楔形素子７０２ａ、７０２ｂの相対的な位置を矢印Ｙ１方向に沿って変えることで、遅延素子７０２の光学的な厚みを変えることができる。
【００５８】
また、遅延素子７０２への光線の入射角度を垂直に保持することが望ましい。このため、矢印Ｙ２方向へ遅延素子７０２を回転させる機構（不図示）も備えている。
【００５９】
遅延素子は、ｎ番目のミラーユニットＭＵｎ‐１から出射された全光線２ｎ−１本のそれぞれに対して配置されている。このため、各光線に対して、それぞれ個別に光路長を調整することができる。
【００６０】
（変形例２）
次に、光パルス多重化ユニットの他の変形例について説明する。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図９は、本変形例に係る光パルス多重化ユニットの概略構成を示している。
【００６１】
本変形例では、光路長を調整するために、ミラーを移動する代わりに、遅延素子９０１〜９０７を用いる。図９に示すように、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）とハーフミラー１との間の光路中において、各光線に対応して遅延素子９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７が配置されている。この遅延素子９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７は、光路長補正部に対応する。なお、図９において、ミラーユニットＭＵ３‐１からの射出光線において、遅延素子９０５、９０６、９０７は、複数の光線に重複して配置されているように記載されているが、実際には、光線ごとに対応して、それぞれ一つの遅延素子が配置されている。
【００６２】
図１０は、ミラーユニットＭＵ２‐１近傍の構成を示している。遅延素子９０１〜９０７の基本的な構成は、全て同じである。図１０に示す遅延素子９０２を例に構成を説明する。遅延素子９０２は、平行平板で構成されている。
【００６３】
また、遅延素子９０２は、上述の変形例とは異なり、遅延素子９０２の位置及び角度、光学的な厚さは固定されている。
【００６４】
遅延素子は、ｎ番目のミラーユニットＭＵｎ‐１から出射された全光線２ｎ−１本のそれぞれに対して、配置されている。このため、各光線に対して、それぞれ個別に光路長を調整することができる。
【００６５】
次に、ループ状の光路を有するミラーユニットの他の構成例について説明する。上述した各実施例においては、ミラーユニットＭＵｉ‐２（ｉ＝１〜３）は、２枚のミラーＭｉ‐２１、Ｍｉ‐２２（ｉ＝１〜３）によるループ状の光路を有している。本変形例では、図１１に示すように、ミラーの代わりに、光ファイバによりループ状の光路を有している。
【００６６】
図１１は、ミラーユニットＭＵ３‐２の構成を示している。ミラーユニットＭＵ３‐２には、４本の光線が入射する。このため、各光線に対応して光ファイバＦＢ１、ＦＢ２、ＦＢ３、ＦＢ４が配置されている。上記各実施例で述べたように、ミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３）を、それぞれ所定角度θ、−２θ、４θだけ傾けることで、ミラーユニットＭＵ３‐２に異なる角度の光線が入射する。
【００６７】
例えば、入射端２００ａから入射した光線は、光ファイバＦＢ１内を伝搬する。そして、射出端２００ｂから射出する。このとき、各光ファイバＦＢ１〜ＦＢ４は、ミラーＭｉ‐１２（ｉ＝１〜３）の所定角度の傾きによる光路長の相違を相殺するようにループ状の光路を形成している。このように、各光ファイバＦＢ１〜ＦＢ４は、光路長補正部の機能を有している。このような構成によっても、レンズＬの焦平面上に、同時に複数の光パルスを照射することができる。
【００６８】
図１２は、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）の別の変形例に係る構成を示している。本変形例では、２つのミラーＭ２−１１，Ｍ２−１２の代わりにループ状の光ファイバＦＢ１０、ＦＢ１１を採用している。ここで、入射する光線の本数（例えば２本）に対応して、複数の光ファイバＦＢ１０、ＦＢ１１が配置されている。
【００６９】
ハーフミラー１（図１２では不図示）により分割された透過光は、光ファイバＦＢ１０、ＦＢ１１の入射端面３００ａ、３０１ａに入射する。光ファイバＦＢ１０、ＦＢ１１により導光された光は、それぞれ出射端面３００ｂ、３０１ｂから出射してハーフミラー１に向かう。なお、光ファイバＦＢ１０、ＦＢ１１は、光偏向部に対応する。
【００７０】
また、光ファイバＦＢ１０、ＦＢ１１の、それぞれの入射端面３００ａ、３０１ａおよび出射端面３００ｂ、３０１ｂを、ハーフミラー１と垂直な面内において矢印で示す方向に移動および偏向させる移動機構３１０ａ、３２０ａ、３１０ｂ、３２０ｂを備える。
【００７１】
また、ミラーの代わりに、光ファイバを用いることができるのは、ミラーユニットＭＵｉ‐１（ｉ＝１〜３）のうちの全てのユニット、または何れか１つのミラーユニットでも良い。
【実施例３】
【００７２】
次に、上述の光パルス多重化ユニットを備える照明装置及びこの照明装置を備える顕微鏡の実施例について説明する。図１３は本実施例に係る顕微鏡の概略構成を示している。
【００７３】
レーザ光源１０１は、光パルスＰを供給する。光パルスＰは、光パルス多重化ユニット１０２に入射する。光パルス多重化ユニット１０２は、上述した各実施例の構成を備えている。制御装置１０３は、例えば、光パルス多重化ユニット１０２のミラーの角度等を制御する。レーザ光源１０１と光パルス多重化ユニット１０２と制御装置１０３で照明装置を構成している。
【００７４】
このため、複数、例えば、８個の光パルスが生成される。便宜上、図１３においては、光パルス多重化ユニット１０２から射出される８個の光パルスを進行方向に沿って配列して記載している。しかしながら、実際は、空間的に異なる位置に生成された８個の光パルスが生成されている。
【００７５】
光パルスは、ダイクロイックミラー１１１で反射される。そして、光パルスは、リレーレンズ１１３、ミラー１１４、結像レンズ１１５、対物レンズ１１６を介して、試料１１７上に結像される。ここで、スキャンミラー１１２を所定範囲で傾斜（回転）させることで、試料１１７面上を複数の光パルスで同時に照射しながら走査できる。
【００７６】
光パルスが照射されると試料１１７面では蛍光が発生する。発生した蛍光は、光路を戻り、ダイクロイックミラー１１１を透過する。そして、ミラー１１８、レンズ１１９、ピンホール１２０を介して検出器１２１に入射する。これにより、検出器１２１は、蛍光による情報を得ることができる。
【００７７】
かかる構成によれば、リレーレンズ１１３、ミラー１１４、結像レンズ１１５、対物レンズ１１６からなる合成光学系の焦平面上において、複数の光パルスを同時に照射できる。そして、試料１１７面と焦平面とを一致させることで、試料１１７上を、複数の光パルスで同時に照射することができる。また、光パルス多重化ユニットは、種々の観察用途に用いることができる。このため、他のレーザ顕微鏡にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明にかかる光パルス多重化ユニットは、複数の照射点を同時に照射する光学系に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１に係る光パルス多重化ユニットの概略構成を示す図である。
【図２】ミラーの基準角度の状態を示す図である。
【図３】ミラーを基準角度の状態から傾斜させた状態を示す図である。
【図４】ミラーの位置の調整を示す図である。
【図５】ミラーの位置の他の調整を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る光パルス多重化ユニットの概略構成を示す図である。
【図７】変形例１に係る光パルス多重化ユニットの概略構成を示す図である。
【図８】変形例１の遅延素子の概略構成を示す図である。
【図９】変形例２に係る光パルス多重化ユニットの概略構成を示す図である。
【図１０】変形例２の遅延素子の概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の変形例に係るミラーユニットの概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の他の変形例に係る光学ユニットの概略構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施例３に係る顕微鏡の概略構成を示す図である。
【図１４】従来の光パルス多重化ユニットの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  ハーフミラー
ＭＵ１‐１、ＭＵ２‐１、ＭＵ３‐１、ＭＵ１‐２、ＭＵ２‐２、ＭＵ３‐２  ミラーユニット
Ｍ１‐１１、Ｍ１‐１２、Ｍ２‐１１、Ｍ２‐１２、Ｍ３‐１１、Ｍ３‐１２、Ｍ１‐２１、Ｍ１‐２２、Ｍ２‐２１、Ｍ２‐２２、Ｍ３‐２１、Ｍ３‐２２  ミラー
Ｌ  レンズ
ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３  ステージ
７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、７０７  遅延素子
９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７  遅延素子
ＦＢ１、ＦＢ２、ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ１０、ＦＢ１１  光ファイバ
２００ａ  入力端
２００ｂ  出力端
１０１  レーザ光源
１０２  光パルス多重化ユニット
１０３  制御装置
１０４  顕微鏡
１１１  ダイクロイックミラー
１１２  スキャンミラー
１１３  リレーレンズ
１１４  ミラー
１１５  結像レンズ
１１６  対物レンズ
１１７  試料
１１８  ミラー
１１９  レンズ  
１２０  ピンホール
１２１  検出器
【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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