"試料に照明光を射出するための光照射部と、光を受光する受光部と、前記光照射部の射出側および前記受光部の入射側のうち少なくとも何れか一方に配置され、近接場光を生成または選択的に透過させる微細構造と、誘電率または透磁率が異方性を示し、近接場光を伝達する超高波数伝達媒質と、を備える近接場光学顕微鏡。前記微細構造は、前記光照射部の射出側に配置されて近接場光を生成し、前記超高波数伝達媒質は前記微細構造で生成された近接場光を伝達して前記試料に前記照明光として射出する、請求項1記載の近接場光学顕微鏡。前記超高波数伝達媒質は、前記試料と前記微細構造との間に配置されており、前記微細構造は前記受光部の入射側に配置されて前記近接場光を透過させ、前記受光部は、前記微細構造が透過させた前記近接場光を検出する、請求項1記載の近接場光学顕微鏡。前記微細構造は、前記照明光の波長よりも小さい開口部を有する請求項1~3のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。動作時に、前記微細構造または前記開口部と、前記超高波数伝達媒質との間隔が、前記照明光の波長以下に保たれる、請求項1~4のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。動作時に、前記超高波数伝達媒質が、前記試料に接するように配置される請求項1~5のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記超高波数伝達媒質に対し、前記微細構造の位置を変化させるための走査部をさらに備える請求項1~6のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記光源と前記微細構造とが近接場光源として一体的に構成されている請求項1~7のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記超高波数伝達媒質に対し、前記近接場光源の位置を変化させるための走査部をさらに備える請求項8に記載の近接場光学顕微鏡。前記近接場光源と、前記超高波数伝達媒質と、前記走査部とが、一体として構成されている請求項9に記載の近接場光学顕微鏡。前記受光部は対物レンズを有し、前記対物レンズを含む光学顕微鏡をさらに備え、前記開口部および前記超高波数伝達媒質の少なくとも一部が、前記光学顕微鏡の視野内に配置される請求項4~10のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記試料に対して前記光学顕微鏡と反対側に配置された、前記試料を透過照明するための光学顕微鏡用照明部をさらに備える請求項11に記載の近接場光学顕微鏡。前記光学顕微鏡用照明部が、前記近接場光源と、前記超高波数伝達媒質と、該超高波数伝達媒質に対し前記近接場光源の位置を変化させるための走査部とを有する近接場励起ユニット内に配置される請求項12に記載の近接場光学顕微鏡。前記開口部が遮光部材の一部に形成され、前記近接場光源は、前記超高波数伝達媒質に対向する側の表面に、前記光学顕微鏡用照明部による光学顕微鏡用照明光を透過する透過領域を有する請求項12または13に記載の近接場光学顕微鏡。前記光源と前記光学顕微鏡用照明部との間に、前記光学顕微鏡用照明部からの光学顕微鏡用照明光を遮蔽する遮蔽部をさらに備えた請求項12~14のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記超高波数伝達媒質が、前記試料との接着性を高める処理が施された処理面を有する請求項1~15のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記近接場光源の発光帯域と前記受光部の光学系の透過帯域と前記対物レンズの透過帯域とのうち少なくとも一つは、前記超高波数伝達媒質が高い解像力を示す動作帯域の一部を含む請求項6~16のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。動作時に、前記超高波数伝達媒質に対して、前記近接場光源を、前記開口部と前記試料上の観察点とを結ぶ直線を回転軸として回転させる請求項8~17のいずれかに記載の近接場光学顕微鏡。前記受光部は信号光検出部をさらに備え、該検出部は、動作時に、前記近接場光源の回転の1/4周期以上の時間にわたって信号光を積分検出する請求項18に記載の近接場光学顕微鏡前記近接場光源は円偏光または楕円偏光を射出する請求項8~17のいずれかに記載の近接場光学顕微鏡。前記光源を射出した光を円偏光または楕円偏光へ変換する偏光変換素子を備えた請求項1~17のいずれかに記載の近接場光学顕微鏡。少なくとも2つの前記近接場光源を備え、動作時に、複数の前記近接場光源を互いに異なるタイミングで発光させる請求項8~21に記載の近接場光学顕微鏡。少なくとも2つの前記開口部を備えた請求項4~21のいずれかに記載の近接場光学顕微鏡。前記微細構造と前記超高波数伝達媒質とが一体として構成されている請求項1または2に記載の近接場光学顕微鏡。前記超高波数伝達媒質の、実効的な誘電率テンソルまたは透磁率テンソルの少なくとも1つの成分の実数部の値が負である請求項1~24のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記超高波数伝達媒質の、実効的な誘電率テンソルまたは透磁率テンソルの少なくとも1つの成分の実数部の値が25以上である請求項1~24のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。前記微細構造と、前記受光部とが一体として構成されている請求項1に記載の近接場光学顕微鏡。試料を透過照明するための照明部と、該照明部、前記微細構造、並びに前記受光部を一体で移動させて前記超高波数伝達媒質に対する位置を変化させる走査部を備える、請求項1又は27に記載の近接場光学顕微鏡。前記微細構造と、前記受光部と、前記超高波数伝達媒質と、前記走査部とが、一体として構成されている請求項28に記載の近接場光学顕微鏡。前記微細構造は開口部を有し、該開口部は遮光部材により形成され、前記微細構造は、前記超高波数伝達媒質に対向する側の表面に、前記照明部による照明光を透過する透過領域を有する請求項28または29に記載の近接場光学顕微鏡。前記受光部と前記照明部とを、同一平面上に配置した請求項28~30に記載の近接場光学顕微鏡。前記受光部と前記照明部との間に、前記照明部による照明光を遮蔽する遮蔽部をさらに備えた請求項28~31のいずれか一項に記載の近接場光学顕微鏡。誘電率もしくは透磁率が異方性示し、近接場光を伝達する超高波数伝達媒質を試料に密着するステップと、前記試料に光を照射するステップと、前記試料に密着された超高波数伝達媒質から射出される光を、微細構造を通して受光するステップとを含むことを特徴とする試料観察方法。前記超高波数伝達媒質と前記微細構造との間隔が、前記試料に照射する光の波長以下に保たれている請求項33に記載の試料観察方法。前記超高波数伝達媒質に対し、前記微細構造の位置を変化させるステップを含む請求項33または34に記載の試料観察方法。しかしプローブ先端は複雑なナノ構造をしており、たとえば細胞のようなウエットな試料に利用する際はプローブ先端等の近接場光を生成または選択的に透過させる微細構造は、試料へ近接させる時に、試料の凹凸や装置の振動によって試料と接触し、タンパク質等による汚染、破損が起こり、光透過性の悪化、光の局在性の劣化等を引き起こすために高分解能での観察に障害となっていた。従って本発明の目的は、近接場光を生成または選択的に透過させる微細構造を試料に直接接触させることなく、高分解能観察可能な走査型近接場光学顕微鏡を提供することにある。上記目的を達成する本発明に係る近接場光学顕微鏡は、試料に照明光を射出するための光照射部と、光を受光する受光部と、前記光照射部の射出側および前記受光部の入射側のうち少なくとも何れか一方に配置され、近接場光を生成または選択的に透過させる微細構造と、誘電率または透磁率が異方性を示し、近接場光を伝達する超高波数伝達媒質と、を備えることを特徴とするものである。さらに、上記目的を達成する本発明に係る試料観察方法は、誘電率もしくは透磁率が異方性示し、近接場光を伝達する超高波数伝達媒質を試料に密着するステップと、前記試料に光を照射するステップと、前記試料に密着された超高波数伝達媒質から射出される光を、微細構造を通して受光するステップとを含むことを特徴とするものである。本発明に係る走査型近接場光学顕微鏡によれば、照射光の波長に相当する空間周波数よりも高い空間周波数の光学的情報を高感度で得ることができる。以下、本発明による検査装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。第1実施形態図1は、本発明の第1実施形態に従う近接場光学顕微鏡のシステム構成の一例を示したものである。近接場光学顕微鏡100は、走査部101と、近接場光源105と、超高波数伝達媒質106と、受光部112と、ハーフミラー113と、結像レンズ114と、撮像素子115と、光学顕微鏡用照明部以下、光顕用照明部と称する116と、を備える。超高波数伝達媒質106は、試料107と開口部104との間に配置される。また、超高波数伝達媒質106が、試料107に接するように配置される。受光部112は、対物レンズ108と、ダイクロイックミラー109と、フィルタ110と、受光素子111とを備える。試料107に照明光を射出するための光照射部を構成する光源102から射出された光波長Eλは遮光部材103へ照射される。遮光部材103には光の波長より小さな開口部104が設けられているため、開口部104を通過した光は近接場光として遮光部材103の裏側へしみ出す。すなわち、微細構造により構成される開口部104は、光照射部を構成する光源102の射出側に配置されて近接場光を生成する。以下、この近接場光を照明光と称する。遮光部材103の下方には波長より小さな間隔を介して超高波数伝達媒質106が配置されており、照明光の一部は超高波数伝達媒質106へ侵入する。超高波数伝達媒質106は、誘電率または透磁率が異方性を示し、近接場光を伝達するものである。なお、超高波数伝達媒質の光学的性能については後述する。超高波数伝達媒質106は、空気中では近接場光となるような照明光も伝搬光として遠方へ伝えることができ、超高波数伝達媒質106と試料107が接しているため、結局、光源102から発せられた光の一部を試料107に到達させることになる。すなわち、超高波数伝達媒質106は微細構造を構成する開口部104で生成された近接場光を伝達して試料107に照明光として射出する。従って開口部104は、試料107に直接接触しない。なお、超高波数伝達媒質106は、試料107に接するように配置されるものとしたが、超高波数伝達媒質106から射出される近接場光が減衰しない距離に試料107が配置されれば良い。また、超高波数伝達媒質106を試料107に押し付け、両者が接するように配置されている場合には、生細胞等の凸凹で形状が不安定な試料であっても、超高波数伝達媒質106と試料107との間隔を狭められるため、安定的に高い解像力で高精細に観察することができる。ここで、試料107には波長Eλの光で励起されると波長Fλの蛍光を発する蛍光色素が拡散されているものとする。試料107中の蛍光色素は、光源102から開口部104、超高波数伝達媒質を介して照射された光によって励起される。蛍光色素は試料107の中に直接拡散していてもよいし、蛍光ビーズのような加工された状態で試料107に含まれていてもよい。あるいは、GFPGreenFluorescentProteinなどの蛍光タンパク質を試料107に結合させ、試料107の中の特定の部位や機能を観察できるようにしてもよい。蛍光色素が発した波長Fλの蛍光の一部は、対物レンズ108を通過したのちに、ダイクロイックミラー109により反射され、フィルタ110へ入射する。一般に、蛍光色素や量子ドットを用いて蛍光を発生させる場合、励起光に対して蛍光の強度は非常に弱い。したがって図1に示すシステム構成においても、蛍光だけでなくそれより高強度の励起光も対物レンズ108へ入射させる。しかし、フィルタ110は励起光を除去し、蛍光を透過させるよう設計されているため、蛍光だけが受光素子111によって検出される。これらの蛍光及び励起光、又は試料を透過した透過光のように、試料107に関する情報信号を含む光を、以下、信号光と称する。受光部112は、試料107からの光信号光を受光するものである。超高波数伝達媒質106によって試料107まで運ばれた照明光は、空気中あるいは試料中では近接場光であるため、試料107へ入射した点の近傍にだけ広がり、それ以上遠方へ伝わることはない。つまり、試料107に蛍光色素がまんべんなく拡散していたとしても、近接場光が入射した点のごく近傍にある蛍光色素だけが励起されるため、受光部112は照明光の波長より小さな領域の局所的な情報今の場合は蛍光色素の空間分布だけを検出することになる。したがって、上記のような信号光検出の過程を所定の時間だけ続ければ、試料表層の微小領域で起きている現象がどのように時間変化するかを調べることができる。とりわけ、生細胞のように柔らかく形状不安定な試料に対して、こうした局所的観察を行うための手段は例がなく、本実施形態に係る近接場光学顕微鏡100を用いることによってそうした観察が可能となる。また、試料107から放射された応答光は、試料107により反射、散乱、回折された光、あるいは照明光により励起されて試料107中の蛍光色素が発した蛍光であり、試料107中の反射率分布、光散乱係数分布、回折効率分布などの光学的物性に関する情報、あるいは蛍光色素の空間分布といった生化学的情報を保持している。以後、光学的物性に関する情報と光学的手段により検出可能な生化学的情報をまとめて光学的情報と呼ぶ。次に、試料107の表面の2次元的な像を得るための方法について、やはり図1を用いて説明する。光源102、遮光部材103、および遮光部材103に設けられた開口部104は、一体として構成されていてもよく、これを近接場光源105と呼ぶことにする。近接場光源105は、試料に照明光を射出するための光照射部を構成する。開口部104は、近接場光を生成する微細構造により構成される。走査部101は、例えばモーターで駆動されるMEMSMicroElectroMechanicalSystemsスキャナや、ピエゾ素子を用いた電動ステージで構成されており、超高波数伝達媒質106の表面に沿って近接場光源105の位置を連続的に変化させることができる。このとき、照明光が照射される試料表面の位置も変化するため、受光素子111により検出される信号光の光量の時間変化を試料107の表面上の位置に対応させることによって、試料107の表面の蛍光色素分布を得ることができる。走査部101は、本実施形態に係る近接場光学顕微鏡の動作時に、微細構造を構成する開口部104と、超高波数伝達媒質106との間隔が、照明光の波長以下に保つ。これにより、複数の観察位置のそれぞれにおける解像力を一定とするだけではなく、受光部112により光学的情報が正確に検出できるようにする。光源102と開口部104とが独立な素子として構成されている場合には、両者を一体に移動させてもよいが、開口部104だけを移動させてもよい。というのは、光源102を発して開口部104へ照射される光は回折限界によって制約されているため、少なくともその波長程度の領域に広がっている。したがって、その大きな領域の中で開口部104を多少動かしても、開口部104からしみ出す近接場光照明光の強度はほとんど変化しないからである。以上は、蛍光観察を例にとって近接場光学顕微鏡100の動作を説明したが、それ以外の光学過程に対しても同様の機能が期待される。例えば、試料107の表面に凹凸がある場合、あるいは試料107中に密度や組成のゆらぎがある場合、照明光は試料107の表面で散乱される。このとき生じる散乱が、ラマン散乱などのように光周波数の変化を伴う散乱である場合には、さきほどの蛍光と同様にして、照明光と散乱光とをフィルタ110によって分離することができる。一方、レイリー散乱やミー散乱のような弾性散乱である場合には、そのようなフィルタ110の効果は期待できない。しかしながら、蛍光やラマン散乱に比べて、弾性散乱された光の強度はきわめて大きいので、信号光と一緒に検出される照明光は許容水準のノイズ光として扱うことができる。他方、光顕用照明部116から射出された照射光は、ハーフミラー113、ダイクロイックミラー109を経て対物レンズ108によって試料107上の観察領域に照射される。そして、試料107に作用した光が試料107から放射される。この光は、その一部が再び対物レンズ108に入射し、特定波長の光がダイクロイックミラー109で反射されてフィルタ110を経て受光素子111によって受光される。ダイクロイックミラー109を透過した光は、ハーフミラー113で反射されて結像レンズ114により撮像素子115に結像される。図示しないが、撮像素子115の出力は、画像処理回路図示しないで画像処理され、モニタ等に供給される。これにより、試料107の状態をリアルタイムで観察することが可能となる。こうした光学的観察方法は、落射照明による従来の光学顕微鏡と同じ動作である。試料107が透過性を有する場合等には、試料107を介して光学顕微鏡と反対側に、試料107を透過照明するための照明手段を配置することができる。図2は、本実施形態に係る微細構造を構成する開口部104とその周辺を示す拡大図である。遮光部材103には大きさdの開口部104が設けられている。開口部104の形状は円筒、立方体、直方体など、いかなる形状でもよい。大きさを表すdは、例えば円筒の場合には直径、立方体の場合にはそれを形成する正方形の対角線など、開口部104を光源側から見たときに最も大きな長さを表すものとする。dは光源102から出た光の波長Eλより小さく設定されており、このため光源102を出た光が開口部104を通過する際のエネルギー効率は高くない。それでもわずかな光が近接場光として遮光部材103の裏側にしみ出し、照明光となる。近接場光は空気中を伝搬可能な伝搬光成分と、空気中では指数関数的に減衰してしまうエバネッセント波成分とを含み、開口の大きさdが波長に比べて小さければ小さいほど、エバネッセント波成分の比が高くなる。エバネッセント波成分は遮光部材103から離れるにつれて指数関数的に減衰するが、遮光部材103と超高波数伝達媒質106との間隔gが波長Eλより小さければ、ある程度の強度が超高波数伝達媒質106へ到達する。したがって、本実施形態の近接場光学顕微鏡100が良好に動作するためには、開口部104の大きさdと、遮光部材103と超高波数伝達媒質106との間隔gとが、ともに照明光の波長Eλより小さくなければならない。近接場光を生成するための微細構造として、前記開口部104のほかに、散乱型プローブ、ブルズアイ構造、C型開口などを用いてもよい。散乱型プローブは先端を尖らせた形状のプローブであり、この先端に光が照射されると近接場光が生成される。従来の近接場光学顕微鏡には照射モード、集光モード、散乱モードといった異なるタイプの方式が提案されているが、このうち照射モードと散乱モードは本実施形態に係る近接場光学顕微鏡100における近接場光の生成手段として用いることができる。ブルズアイ構造は開口部104の周りに同心円状の溝を形成することにより、表面プラズモンを強く励起し、照明される面と反対側に強い近接場光を生成する微細構造である。C型開口も同様の効果をもたらす。開口部104の大きさdが小さいほど顕微鏡としての解像力を高めることができるが、光源102から射出される光の大部分を捨ててしまうため、得られる像が暗くなってしまう。一方、間隔gが小さいほど解像力と明るさの双方において有利である。図3は、やはり開口部104とその周辺を示す拡大図であるが、間隔gがゼロの場合、すなわち、遮光部材103が、超高波数伝達媒質106に接するように配置される構成を示している。前述のように、光学的性能に対する間隔gの影響について言えば、考えうる最良の構成と言える。しかしながら、実際には超高波数伝達媒質106や遮光部材103をどんなに平坦に形成しても、表面のわずかな凹凸を避けることはできず、開口部104を超高波数伝達媒質106に対して完全に接触させ続けることは難しい。そこで、このわずかな凹凸やゴミの混入によって不可避的に生じる間隔gを少しでも小さくするために、遮光部材103を超高波数伝達媒質106へ押し当てて動作させることが好ましい。あるいは、開口を備えた遮光部材103を超高波数伝達媒質106と一体として構成すれば、間隔gを常に厳密にゼロとすることができ、上記の問題を完全に克服することができる。そのような構成をとり、さらに2次元的な像を得る必要がある場合には、今度は開口部104や近接場光源105ではなく、超高波数伝達媒質106自体を試料に対して走査すればよい。図4は、光源102と、開口部104を備えた遮光部材103とが一体として構成された近接場光源102の構造を示す図である。近接場光学顕微鏡100は試料107上の微細な構造を観察する機器であるため、動作の際に振動や対流によって光源102と開口部104との位置関係が変動すると、これによって開口部104から超高波数伝達媒質側へしみ出す近接場光の強度や空間分布が変化し、得られる像などの光学性能が著しく劣化するおそれがある。しかし、図4に示す近接場光源の構成をとれば、光源102と遮光部材103とが共通の筐体117に固定されているため、そのような性能低下が抑制され、良好な観察を行うことができる。光源102からの光エネルギーをより効率的に利用するためには、光源102と遮光部材103との間に集光レンズ図示しないを設け、光を集光させて開口部104へ照射することが有効である。このような構成をとる場合には、開口部104近傍で光が狭い領域に集光しているため、微小な開口部104をその領域の中心光の強度が最大の位置に配置させ続けるには高度な位置制御が必要となる。のみならず、振動等によって開口部104の位置が変動した際に、開口部104からしみ出す照明光の強度は大きく変化する。つまり、エネルギー効率を高めるために集光レンズ図示しないを設けた場合には、光源102と遮光部材103とを一体構成させて近接場光源とすることの優位性がより高まる。勿論、図5に示すように、開口部104を光源102に直接設けてもよい。光源102としては、発光ダイオードLightEmittingDiodeLED、レーザーダイオードLaserDiodeLD、ハロゲンランプ、キセノンランプ、水銀灯など、様々な種類の光源を用いることができる。これらの光源において、光を射出する領域を射出部と呼ぶことにすると、射出部118を覆うようにして遮光部材103を設け、その一部に波長より小さな開口部104を形成する。このようにして近接場光源105を構成すると、振動や熱膨張などのいかなる外的環境変化が生じても、射出部118と開口部104との位置関係が変わることがなく、安定した近接場光を生成することができる。図6は、走査部101について説明するための模式図である。近接場光源は結合面119を介して走査部101に結合されており、電気信号が与えられると結合面119に沿って1軸あるいは2軸方向に移動することができる。このように近接場光源105が移動しながら試料図示しないへ照明光を照射し、試料によって散乱された信号光、あるいは試料中の蛍光色素を励起して蛍光色素が発した信号光蛍光を、受光部112によって検出することにより、試料表面の1次元あるいは2次元の空間的情報を得ることができる。近接場光源105の移動を円滑にするために、近接場光源105と超高波数伝達媒質106との間に潤滑油を満たすか、又はビーズを拡散させてもよい。あるいは、パソコンのハードディスクドライブHardDiskDriveHDDに用いられるフライングヘッドなどのように、流体力学的な力の作用により、近接場光源105と超高波数伝達媒質106との間隔を一定に保ちながら走査を行うこともできる。また、図7に示すように、走査部101、近接場光源105、および超高波数伝達媒質106を共通の筐体117に固定させ、あるいは内包させて、一体として近接場励起ユニット120を構成してもよい。このような構成を用いると、近接場光源105と超高波数伝達媒質106あるいは試料図示しないとの間の機械的な精度が向上する上、外部より漏れこむノイズ光の影響を低減することができ、光学的性能の観点からも好ましい。図8は、本実施形態に係る近接場光学顕微鏡100における対物レンズ108の役割を説明するための模式図である。すでに説明したように、対物レンズ108は受光部112を構成する一部であり、試料表層を発するより多くの信号光を集める役割を担っている。一方、図1にも示したように、光学顕微鏡上に近接場光学顕微鏡100を配置し、対物レンズ108を共有するように構成することも可能である。つまり、図8に示すように、光学顕微鏡の対物レンズ108上にスライドガラス121を介して試料107を配置し、試料表面107aに超高波数伝達媒質106、近接場光源105をそれぞれ設ける。生細胞を観察する場合には、シャーレやガラスボトムディッシュ内に培養した細胞を用いることが多いので、この場合は図中のスライドガラス121の部分はシャーレガラスボトムディッシュの底である。図8には対物レンズ108の光軸OAおよび視野範囲FOVが示されているが、このように、開口部104および超高波数伝達媒質106の少なくとも一部が、光学顕微鏡の視野範囲FOV内となる構成では、視野範囲FOV内にある試料107を近接場光学顕微鏡100でも観察することで、光学顕微鏡と近接場光学顕微鏡100により得られる試料の観察像の双方を得ることができる。とりわけ、近接場光学顕微鏡100により観察可能な領域視野が狭い場合には、光学顕微鏡像をファインダーとして利用することで、観察領域の特定や移動をスムースに行うことができ操作性が向上する。光学顕微鏡と近接場光学顕微鏡100による顕微観察は、両者の観察像を分離して検出するために、波長の異なる光源を用いる蛍光を用いる場合には両者の励起光および蛍光が異なる波長をもつことが好ましい。ただし、試料の性質などの事情で同じ波長の光源を用いたい場合には、両者の観察を時間分割で行うことができる。図9は、光学顕微鏡観察のための透過照明を設けた近接場励起ユニット122を示す模式図である。生細胞などの半透明な試料を観察する際、位相差や微分干渉を利用するために透過照明を用いることが多い。そこで、近接場励起ユニット122内で、スキャナ固定部125に対して可動のスキャナ可動部126にすなわち、試料107に対して上述した光学顕微鏡とは反対側に透過照明用の発光素子123により構成される光顕用照明部をさらに設けることにより、光学顕微鏡の透過照明を行う構成を示す。近接場光学顕微鏡としての動作については改めて述べないが、光源102、遮光部材103、開口部104、超高波数伝達媒質106があれば必要な機能が発揮される。一方、発光素子123をから発せられた透過照明光は、透過領域124、超高波数伝達媒質106を介して試料表面107aへ照射される。透過領域124は、超高波数伝達媒質106に対向する側の表面に設けられ、光顕用照明部による照明光透過照明光を透過させる。透過領域124および超高波数伝達媒質106は、透過照明光の波長に対してのみ、透明であるか、あるいは導波可能な構造となっていればよい。図9のように、近接場光源として用いる光源102と、顕微鏡のための透過照明に用いる発光素子123により構成される光顕用照明部とを、同一面に設けることもできる。この場合、光源102と発光素子123とを半導体プロセスにより同一基板上に形成することができ、生産性を向上させることができる。また、図10に示すように、近接場光源として動作する領域と、透過照明の領域とを、遮光部材103により隔てるように構成すれば、近接場光学顕微鏡100のための照明光に、光学顕微鏡のための透過照明光が混入し、光学的性能を劣化させることを抑制することができる。さらに、この遮光部材103を、透過照明をより効果的に行うための反射面として利用することもできる。図9及び図10では、光顕用照明部がスキャナ可動部に設けられているが、光顕用照明部はスキャナ固定部に設けられていてもよい。なお、図示しないが、光源102と光顕用照明部を構成する発光素子123との間には、発光素子123からの照明光を遮蔽するため、遮蔽部を設けることができる。これにより、発光素子123からの照明光と、光源102からの照明光を分離し、観察時のノイズを減らすことができ、その結果、S/N比の良好な画像を取得することができる。図11は、超高波数伝達媒質106の試料側表面に、試料107との接着性を高めるための処理を施した処理面を有する近接場励起ユニット122を示す模式図である。本実施形態に係る近接場光学顕微鏡100は、試料107の表面の非常に小さな領域に照明光を照射することによって、従来の光学顕微鏡より高い解像力を得ることを可能としている。したがって、動作の際に超高波数伝達媒質106と試料107との相対的位置が予測不能な形で変化すると、光学的性能が劣化してしまう。そこで、超高波数伝達媒質106の試料側表面に、試料107との接着性を高めるための処理を施すことにより、光学的性能の劣化を防ぐことができる。例えば、生細胞を観察する場合、超高波数伝達媒質106の試料側表面にポリリジンをコーティングすることによって、生細胞との接着性を向上することができる。図12は、照明光の周波数に対する、超高波数伝達媒質106、近接場光源105、および対物レンズ108受光部の性能を示すグラフである。超高波数伝達媒質106については規格化解像度で、近接場光源105については発光強度で、対物レンズについては透過率で、それぞれ各素子の性能を表すものとする。規格化解像度とは、超高波数伝達媒質106が伝達しうる最大の空間周波数を、照明光の真空中での波長に相当する空間周波数で除した値である。グラフから明らかなように、それぞれのデバイスが高い性能を発揮する照明光の周波数帯域は必ずしも一致しない。しかしながら、近接場光源105の発光帯域が、超高波数伝達媒質106が高い解像力を示す動作帯域の少なくとも一部を含んでいれば、近接場光源105により生成された照明光の少なくとも一部は、開口部104程度の大きさに絞られたまま試料表面107aを照明することができ、近接場光学顕微鏡としての高い解像力を実現することができる。また、対物レンズ108の光学系が高い透過率を示す帯域が、超高波数伝達媒質106が高い解像力を示す動作帯域の少なくとも一部を含んでいれば、試料表面107aで生成した信号光を高効率で検出することができ、近接場光学顕微鏡としての高い解像力を実現することができる。図13は、近接場光源105を回転可能とした近接場光学顕微鏡100について説明するための模式図である。光源102の射出領域と開口部104を結ぶ直線を回転軸RAとして、近接場光源105が回転可能とされている。近接場光学顕微鏡100は、動作時に、超高波数伝達媒質106に対して、近接場光源105を、開口部104と試料107上の観察点とを結ぶ直線を回転軸RAとして回転させる。例えば、光源102がレーザーダイオードのような光の誘導放出を伴う素子により構成される場合、射出される光は波長、波面のそろったコヒーレントな光となり、偏光状態としては直線偏光となることが多い。一方、超高波数伝達媒質106には、例えば、メタマテリアルなどのサブ波長イメージング素子材料を用いることができるが、これらの多くは強い偏光依存性を示し、偏光方向には高い解像力を示すものの、これと直交する方向には相対的に低い解像力を示す。そこで、図13のように直線偏光を射出する近接場光源105が回転軸RAのまわりに回転可能とされていれば、動作の際には様々な方向の偏光による信号光を平均化したものが検出されるため、超高波数伝達媒質106の偏光依存性を打ち消して良好な像を得ることができる。こうした回転動作の目的からすれば、近接場光源105ではなく光源102のみを回転させてももちろんよい。近接場光源や光源を回転させる場合、その効果を得るためには少なくとも1/4回転する時間、すなわち、近接場光源105の回転の1/4周期以上の時間にわたって積算された光を検出する必要がある。したがって、受光部112は、さらに信号光検出部図示しないをさらに備える。そして、近接場光源105光源102の回転速度が、信号光検出部例えば、フォトダイオード、光電子増倍管などの検出器で構成されるの応答速度より遅い場合には、検出器側で積分するなどの動作を行う。あるいは、図14のように、近接場光源105の中に、直線偏光を円偏光あるいは楕円偏光へと変換する偏光変換手段127を設けても、同様の効果を得ることができる。偏光変換手段127としては、電気光学効果を示す光学結晶や液晶素子を用いることができ、これらは電気信号に応じて材料としての光学特性が変化することで偏光状態を変化させる。つまり、機械的な回転動作等をすることがないため、振動の影響や動作速度の低下を招く心配がない。また、動作の最中に偏光状態を調整して得られる像を最適化することも可能である。図15は、2つの近接場光源を備える近接場光学顕微鏡の主要な部分を示す模式図であるが、2つの近接場光源105a及び105bを備えている。2つの近接場光源105a及び105bは共通のベース128に固定されており、走査部101によりベース128が移動すると、近接場光源105aおよび近接場光源105bは、点A1およびA2をそれぞれ照射することで、対応する試料表面107a上の点B1およびB2をそれぞれ走査する。点B1と点B2からの信号光はともに信号光検出部112により検出されるが、波長あるいは偏光状態によって区別することができる。あるいは、時間分割やロックイン検出によって区別してもよい。近接場励起ユニット122は非常に小さなデバイスであるため、走査部101の設計、超高波数伝達媒質106の機械的強度、あるいは動作速度の要請などによって、走査可能な領域を制約される場合がある。図15の構成を用いれば、近接場光源105aによって領域Aを、近接場光源105bによって領域Bを、それぞれ走査することになる。このように、走査部101により走査すべき領域は、近接場光源105が1つの場合の略半分でよく、こうした制約の下でも広い視野を確保することができる。また、2つの近接場光源105a及び105bを交互に、すなわち、異なるタイミングで発光させるといった電気的制御は極めて高速に行うことができるため、走査領域を狭くすることによって動作を高速化することができる。図15には近接場光源が2つある場合を図示しているが、もちろん近接場光源を3つ以上設けてもよく、近接場光源の数が多いほど、走査範囲の低減や高速化といった効果は大きくなる。さらに、近接場光源を2つ用いる場合と同様の効果は、図16に示すように、少なくとも2つの開口を設けることによっても得ることができる。この構成では、光源は1つあればよいので、近接場光学顕微鏡の製造コストを低く抑えることができる。図17は、微細構造開口と超高波数伝達媒質とを一体化した構造を示す模式図である。光源102により照明された、微細構造を構成する開口部104は、波長より小さな光のスポットを形成し、この光は超高波数伝達媒質106によりほとんど拡散することなく試料107の表面へ伝達される。こうして伝達された光によって試料107の表面で生じる蛍光あるいは散乱光の一部は、対物レンズ108へ入射し、検出手段図示せずにより検出される。この構成では、微細構造、超高波数伝達媒質106、および試料107の間にギャップが一切ないため、試料107の表面の照明領域を極めて小さくすることができ、より微小な領域の光学情報を検出することができる。また、試料107に対して微細構造と超高波数伝達媒質106の一体構造を移動させることにより、試料107の表面の2次元像を得ることもできる。この際、光源102は同じ位置に固定されているため、光源102を動かすことにより生じる各種のノイズ要因振動による電力変動などを排除することができる。また、超高波数伝達媒質106は一般に幅100μm、厚さ数μm程度の小さなデバイスであるため、非常に軽量であり、これを動かすことによる走査は機械的な面でのメリットスキャナの小型化、高速化などが多い。上述した実施形態において、超高波数伝達媒質106と試料107との位置関係は、ほぼ共通となっている。従来のプローブ型顕微鏡近接場光学顕微鏡、原子間力顕微鏡などでは、観察すべき試料107のごく近傍でプローブを走査する必要があるため、生細胞のような非常に柔らかく不安定な形状を有する試料を観察することは不可能であるか、あるいは可能だとしても極めて高度な制御技術を必要とする。しかしながら、本実施形態に係る近接場光学顕微鏡100のシステム構成においては、超高波数伝達媒質106がいわばカバーガラスの機能を兼ねており、これを試料107へ押し当てることによって試料表面107aを平坦化した状態に維持することができる。従来の常識から言えば、カバーガラスとプローブ型顕微鏡とは相容れないものであった。なぜなら、プローブ型顕微鏡では、ある水準の分解能を得るために、プローブを試料のごく近傍分解能程度の距離まで近づける必要があるのに対し、カバーガラスはその役割試料表面107aの平坦化を果たすために分解能よりもずっと大きな厚み少なくとも数μm以上を持たねばならないからである。本実施形態に用いられる超高波数伝達媒質106は、光の波長よりずっと小さな光スポットを数μmかそれ以上の距離まで伝達することができるため、これをカバーガラスとして用いることで上記のようなプローブ型顕微鏡の制約を取り除くことができる。つまり、超高波数伝達媒質106は、本実施形態による近接場光学顕微鏡100においてプローブ型顕微鏡の高い解像力及びカバーガラスの機械的強度を兼ね備えたキーデバイスとして機能する。本明細書中で、近接場光源105あるいは微細構造開口部104の位置を変えることにより試料107を走査する構成が示されているが、実際に走査するのは試料107ではなく硬く平坦な超高波数伝達媒質106である。したがって、近接場光源105あるいは微細構造の超高波数伝達媒質106に対する位置は、あらかじめ設定された手順で変化させればよく、動作の際にその位置を知る必要はない。つまり、従来のプローブ型顕微鏡のようにプローブと試料との相対位置を知るための手段原子間力検出手段、光てこ、共振器などを設ける必要がなく、顕微鏡システムを劇的に小型化低コスト化高速化することが可能となる。第2実施形態図18は、本発明の第2実施形態に従う近接場光学顕微鏡のシステム構成の一例を示したものである。図18において、近接場光学顕微鏡200は、試料201に照明光を射出するための光照射部を構成する光源202および対物レンズ203を含む光学系、近接場光プローブ204と、試料201と微細構造223を含む近接場光プローブ204との間に配置された、超高波数伝達媒質205とを備える。なお、近接場光学顕微鏡200は、光プローブ204を用いるため、光プローブ顕微鏡とも称されうる。光源202から射出された照射光は、コリメートレンズ206によって略平行光に変換された後、第1ハーフミラー207を介して対物レンズ203によって試料201上の観察領域に集光される。これにより、試料201の所定の位置から応答光が放射される。試料201から放射された応答光は、その一部が再び対物レンズ203に入射し、第1ハーフミラー207で反射されて観察光学系S1へ入る。さらに第2ハーフミラー208により二分され、一方は結像レンズ209により撮像素子210に結像され、他方は接眼レンズ211によって肉眼観察できるようにされる。撮像素子210の出力は、画像処理部212で画像処理が施されて光学顕微鏡観察用モニタ213に供給される。これにより、光学顕微鏡観察用モニタ213に、試料201の光学顕微鏡による画像が表示され、試料201の状態をリアルタイムで観察することが可能となる。第1実施形態と同様に、こうした光学的観察方法は、落射照明による従来の光学顕微鏡と同じ動作であり、試料201が透過性を有する場合等には、試料201を介して光学顕微鏡と反対側に、試料201を透過照明するための照明部を配置することができる。試料201を支持する試料台214は試料用コントローラ215が制御するアクチュエータ216によって自在に移動させることができる。したがって、単色性のよい光源を用いて、レーザー走査顕微鏡や共焦点顕微鏡、あるいは蛍光顕微鏡の構成としてもよい。試料201から放射された応答光のうち、試料201に対して対物レンズ203と反対側に放射された応答光は、その一部の近接場光が近接場光プローブ204により検出され、電気信号に変換される。また、図18に示す近接場光学顕微鏡200は、微細構造223並びに受光部224を一体で移動させて、超高波数伝達媒質205に対する近接場光プローブ204の位置を変化させるための走査部を構成するスキャナ218をさらに備える。また、近接場光プローブ204と、超高波数伝達媒質205と、上記スキャナ218とは、図中、点線で示される光プローブユニット217を構成する。光プローブユニット217の動作については後述するが、光プローブユニット217は、試料201を直接走査することなしに、試料201の表面の光学的情報を、照射光の波長より微細な空間分布であるサブ波長の精度で検出することのできるイメージングデバイスである。スキャナ218は、プローブ用コントローラ219の制御下で超高波数伝達媒質205の表面を走査する。これにより、受光部224から2次元の画像信号を得ることができる。受光部224からの画像信号は、プリアンプ220で増幅され、制御表示用コンピュータ221へ送られる。図19を用いて、対物レンズ203と光プローブユニット217の動作について説明する。なお、図18と同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略する。図19に示すように、照射光は、ガラス222を介して試料201へ照射される。超高波数伝達媒質205は、剛性のある広い平面からなるプローブ面205aおよびサンプル面205bを有し、プローブ面205aは近接場光プローブ204に、サンプル面205bは試料201に、それぞれ対向するように配置されている。ここで、超高波数伝達媒質205bは、試料201に接するように配置されている。超高波数伝達媒質205は、サンプル面205b、つまり試料201の表面201aの近傍の近接場光を含む光学的情報を、高精細でプローブ面205aへ伝達することができる。ここで用いた高精細でというのは、回折限界で決まる光学的な解像力を超えてという意味である。プローブ面205aに伝達された光学的情報には、試料201の表面201aの微細な構造や光学的性質に関する情報が含まれており、近接場光プローブ204によってこれを検出する。近接場光プローブ204は、受光部224、及び微細構造223を有する。微細構造223は、受光部224の入射側に配置されると共に、近接場光を選択的に透過させるための、遮光部材223bに設けられた開口部223aを有する。さらに、受光部224は、微細構造223が透過させた近接場光を検出する。従って開口部223aは、試料201に直接接触しない。なお、超高波数伝達媒質205のサンプル面205bは、試料201に接するように配置されるものとしたが、試料201の表面201aの近傍の近接場光を含む光学的情報が減衰しない距離に試料107が配置されれば良い。また、サンプル面205bを、試料201に押し付け、両者が接するように配置されている場合には、生細胞等の凸凹で形状が不安定な試料であっても、超高波数伝達媒質106と試料107との間隔を狭められるため、安定的に高い解像力で高精細に観察することができる。図19は、図19の開口部223a周辺の構造を拡大して示した図であり、開口部223aの径φおよび開口部223aとプローブ面205aとの間隔δは、照射光の波長より小さい。照射光として可視光を用いる場合、開口部223aの径φは、20~200nm程度とするのが好ましい。また、開口部223aとプローブ面205aとの間隔δは、200nm以下とするのが好ましい。微細構造223の開口部223aから漏れこみ、受光面224aを有する受光部224により検出される光は、開口部223aのごく近傍の光に限られるので、近接場光プローブ204はプローブ面205a、すなわち試料201の表面201aを非常に高い解像力で観察することができる。なお、受光部224は、アバランシェフォトダイオード、PINフォトダイオード、ショットキーフォトダイオード等の公知の高感度の半導体受光素子からなる受光素子とすることができる。ここで、受光部224は必ずしも開口部223aと一体である必要はなく、図25に示すように、開口部223aからの光を検出できる位置か、光学系、導波路等で誘導された延長線上にあってもよい。また、図25に示すように、近接場光プローブは、開口型である必要はなく、散乱効率の高い鋭い先端または微粒子を用いて光を散乱させる散乱型プローブ204aを用いてもよい。なお、図25において、上述した図30と同様の構成には、図30の参照符号から700を差し引いた参照符号を付して示す。また、開口部223aおよび超高波数伝達媒質205の少なくとも一部は、光学顕微鏡の視野内に配置されるものとする。上述したように、超高波数伝達媒質205と、微細構造223並びに受光部224を有する近接場光プローブ204と、走査部であるスキャナ218は、光プローブユニット217として一体に構成されている。スキャナ218は固定部225と可動部226とから構成され、可動部226は、固定部225に対し、プローブ用コントローラ219の制御下において位置を変えられるようになっている。超高波数伝達媒質205は、固定部225に固定されており、近接場光プローブ204は、可動部226に固定されている。そして、スキャナ218をコントローラ219により制御することで、超高波数伝達媒質205に対して近接場光プローブ204の位置を変えることができる。光プローブユニット217の構成としては、1つの筐体内に超高波数伝達媒質205と近接場光プローブ204とスキャナ218とが格納されていてもよいし、あるいはこれらが共通の支柱に固定されていてもよい。いずれにしても、機械的な動作の上で必要なことは、超高波数伝達媒質205とスキャナ218の固定部225とが、筐体や支柱を介して互いに固定されていることと、近接場光プローブ204とスキャナ218の可動部226とが互いに固定されていることである。次に具体的な走査の方法について説明する。光学的な観察のために重要なことは、前述のように、微細構造223により構成される開口部223aと、プローブ面205aとの間隔δを照明光の波長以下の間隔に保つことである。走査の際にこの間隔が変化すると、観察する場所によって解像力が変化するだけでなく、プローブ面205a上に形成された光学的情報を正確に検出することができなくなってしまう。固定部225と可動部226との位置の変化は、プローブ面205aと平行な平面内でだけ可能なように、スキャナ218は構成されており、この平面の法線の方向には固定されている。また、近接場光プローブ204の遮光部材223bと超高波数伝達媒質205のプローブ面205aとの間隔は、近接場光プローブ204の性能が最も高くなるように設定されている。さらに、近接場光プローブ204が実際に走査するのは、試料201の表面201aではなく、超高波数伝達媒質205の極めて平滑な表面であるプローブ面205aである。したがって、試料201の表面201aの形状や観察環境によらず、高い検出性能を保ちながら走査することができる。従来の近接場光学顕微鏡では、試料201の凹凸を考慮してz軸方向にきわめて高精度の位置制御をする必要があったが、図19の構成では何らこうした位置制御をする必要はなく、機械的にxy平面内を走査することができる。図20は、光プローブユニット217と試料201との配置を示す模式図である。図20に示すように、生細胞などの生物組織を生きた状態で観察する場合、試料201の表面201aは柔らかい上に形状不安定であり、近接場光プローブ204で観察するのは難しい。本実施形態による光プローブユニット217は、剛性のある広い底面をもつので、この底面を試料201の表面201aに押し当てても破損することがない。また、この底面は平面形状なので、図20に示すように、試料201に押し当てて密着させることによって、観察すべき試料201の表面201aを略平面状に変形させることができる。光学的な機能として、超高波数伝達媒質205はともに平面であるサンプル面205bからプローブ面205aへ高精細な像を伝達することができるので、近接場光プローブ204がプローブ面205aを走査することによって試料201の表面201aの光学的情報を観察することができる。また、光プローブユニット217底面を試料201に密着させることによって、近接光を低減させる空気層を薄くすることができるため、より微弱な近接光の損失が少なく、高解像力で観察することができる。図21は、図19に示した光プローブユニット217の他の構成を示す模式図であり、基本的には、図19の構成において近接場光プローブ204に発光素子227を設けたものである。図18では、近接場光プローブ204と落射照明による光学顕微鏡を併用するシステム構成を示したが、生物組織などの透明試料を観察する場合には、透過照明を行うことが多い。図21に示す構成は、光プローブユニット217内に、試料201を透過照明するための照明部である発光素子227が配置されている。しかも、試料201の観察領域にきわめて近接した位置である光プローブユニット217内に発光素子227が配置されているため、従来の顕微鏡照明用光源より格段に効率のよい照明が可能である。なお、図示しないが、受光部224と発光素子227との間には、照明光を遮蔽するため、遮蔽部を設けることができる。これにより、照明光が受光部224に入ることを遮断し、ノイズを減らすことができ、その結果、S/N比の良好な画像を取得することができる。また、近接場光プローブ204は、超高波数伝達媒質205に対向する側の表面に、照明部227による照明光を透過する透過領域223cを有する。このように、近接場光プローブ204の底面を遮光部材223bで覆うのではなく、底面の一部に照明光を透過させる透過領域223cが設けられているため、光学顕微鏡の透過照明を効果的に行うことができる。このような透過領域223cを設けることができるのは、近接場光プローブ204と試料201との間に、有限の厚さの超高波数伝達媒質205が配置されているためである。なお、発光素子227は光学顕微鏡用の照明部であるが、近接場光プローブ204用の照射部を兼ねてもよい。図21において、受光部224と照明部227とは、同一平面上に配置される。このように構成すれば、半導体プロセスによって基板上に受光部224を形成する際に、同一平面上の発光素子227を同時に形成することができる。近接場光プローブ204は微小なデバイスであるため、複数の素子を一体に形成することで、製造コストを大幅に抑制することができる。図22は、図19に示した光プローブユニット217の更に他の構成を示す模式図であり、基本的には、図21の構成において、発光素子227を近接場光プローブ204の側面に移動させたものである。遮光部材223bは、発光素子227からの照明光を試料201の観察領域へ向けて反射させるための照明反射面223cを有する。このように、遮光部材223bの形状を工夫することで、その表面223cを照明用反射面として利用することができる。遮光部材223bには通常、金属が用いられるが、金属は可視光に対して高い反射率を示すので、照明用反射面223cを介しても高い効率の照明を行うことができる。発光素子227からの直接的な照明だけでなく、照明用反射面223cによる反射光をも利用することで、照明効率の向上が期待されるほか、発光素子227の配置に関する設計上の自由度が高くなる。なお、図21において説明したとおり、受光部224と発光素子227との間に、照明光を遮蔽するための遮蔽部を設けることもできる。図23は、図19に示した光プローブユニット217の更に別の構成を示す模式図である。図23において、光プローブユニット217は、試料201との接着性を高める処理が施された面205cを有する超高波数伝達媒質205を備える。このように構成すれば、光プローブユニット217と試料201との接着性を高め、より高精度の観察を行うことが可能となる。例えば、生細胞を観察する場合、超高波数伝達媒質205のサンプル面205bにポリリジンをコーティングすることによって、処理が施されたサンプル面205cと生細胞との接着性を向上することができる。近接場光プローブ204、超高波数伝達媒質205および対物レンズ203の性能については、図12に示すグラフと同様の関係が認められる。図12における近接場光源の発光強度に対応する変数が、近接場光プローブ204の受光感度である。近接場光プローブ204は通常、所定の周波数の照射光に対して設計されており、照射光の周波数がこれより低くなるほど、開口部223aを通過できる光量が低下する。一方、周波数が高くなると、開口部223aを通過する光量自体は増大するが、プローブ204内部の光学材料の透過率が低下したり、あるいは受光部224の受光感度が低下したりすることにより、近接場光プローブ204としての受光感度は低下する。しかしながら、近接場光プローブ204の受光感度の高い帯域が、超高波数伝達媒質205が高い解像力を示す動作帯域の少なくとも一部と重複していれば、試料表面201aで生成した信号光を高感度で受光することができ、近接場光学顕微鏡としての高い解像力を実現することができる。また、第1実施形態と同様に、対物レンズ203の光学系が高い透過率を示す帯域が、超高波数伝達媒質205が高い解像力を示す動作帯域の少なくとも一部を含んでいれば、試料表面201aで生成した信号光を高効率で検出することができ、近接場光学顕微鏡としての高い解像力を実現することができる。上述したように、近接場光学顕微鏡が高い解像度を示す光学デバイスとして動作するためには、近接場光プローブ204の透過帯域が、超高波数伝達媒質205が高い解像力を示す動作帯域の少なくとも一部を含む。透過帯域としては、例えば、ピーク強度の-3dB以上の透過率をもつ帯域が使われる。さらに、図18に示すように、対物レンズ203は、光学顕微鏡観察のために設けられているが、光プローブユニット217による試料観察用の光照射部の一部を兼ねている。このように、第1実施形態と同様に、光学顕微鏡と光プローブユニット217とで対物レンズ203を共用することで、システム全体を小型化することができる。光プローブユニット217への照射光を独立して設ける必要がある場合には、そのための光源を光学顕微鏡光学系の中に設け、対物レンズ203を介して試料201へ照射する構成が可能である。図24に示されるように、対物レンズ203は通常、可視光全域を透過するように設計されているが、周波数があまり高くなると、対物レンズ103を構成するガラスなどの光学材料が光を透過しなくなる。逆に、周波数があまり低くなると、光学材料の屈折率が設計上の値からずれるために、有効な透過光量が減少したり、収差の増大により対物レンズ103としての性能が低下したりする。したがって、近接場光学顕微鏡が高い解像度を示す光学デバイスとして動作するためには、照射部の光学系の透過帯域は、超高波数伝達媒質205が高い解像力を示す動作帯域の少なくとも一部を含んでいるのが好ましい。特に光プローブユニット217に対する照射部の光学系を構成する対物レンズ203は一般に構成するレンズ枚数が多いため、目的とする波長域での透過率を上げるため多層コーティングが施され、そのため透過帯域が制限されている。仮に対物レンズ203の透過率が低い帯域で使用する場合であっても、高出力の光源を用いることによって正常な動作を行うことはできる。しかし、この場合には、光源の大型化、照射光による発熱、ノイズ光の増大といった問題が生じることになる。対物レンズ203を共用する一例として、試料201を蛍光観察する場合について説明する。図19に示すように、対物レンズ203を通して励起光を照射し、これを吸収した試料201が発する蛍光を応答光として光プローブユニット217が検出する。この際、試料201を透過した励起光は、通常はノイズ光となり、蛍光観察を阻害する。しかも、通常、励起光は蛍光の104~106倍というきわめて強い強度をもつため、蛍光観察では図19のような透過照明を用いることは稀である。しかし、図24に示すように、超高波数伝達媒質は強い周波数選択性を示すため、励起光を反射吸収し、蛍光を透過する強力なフィルタとして機能するため、透過照明による蛍光観察を効率的に行うことができる。ここで、本発明における超高波数伝達媒質の光学的性能について詳述する。超高波数伝達媒質105は、少なくとも2つの異なる材料により構成され、所定の周波数に対して極めて高い解像度を示すようにされている。周波数の変化に応じて、個々の材料の誘電率が僅かに変化しても、超高波数伝達媒質106、205、302の実効的な誘電率は大きく変化する。このため、超高波数伝達媒質106、205、302が高い解像度を示す帯域は狭い。上述したように、超高波数伝達媒質106、205、302は、試料側の面、つまり試料107、201、301の表面107a、201a、301aの近傍の光学的情報を、プローブ側第1実施形態では光源102側の面面205aへ伝達することができる。この超高波数伝達媒質106、205、302は、例えば、メタマテリアルと呼ばれる人工構造体により実効的な誘電率、透磁率、あるいは屈折率を負とした媒質で構成することができる。これにより、空気中では減衰して伝えることのできないエバネッセント波を、伝達あるいは増幅することが可能となる。また、超高波数伝達媒質106、205、302は、強い異方性を有する媒質を用いて構成することができる。このような異方性は、例えば金属と誘電体とを光の波長より短い周期で交互に積層した構造により発現させることができる。あるいは、メタマテリアルにより実効的な屈折率を極めて大きな値とされた媒質を用いて、超高波数伝達媒質を構成することもできる。また、誘電率がxy面内とz軸方向とで、ともに正の値をとったとしても、z軸方向の誘電率が大きい場合は、回折限界を限定的にではあるが緩和することができる。次に、超高波数伝達媒質106、205、302を構成可能な異方性媒質の分散特性について説明する。なお、以下の説明において、誘電率εおよび透磁率μは、それぞれ真空中の誘電率ε0および透磁率μ0に対する比で表すことにする。ただし、ε^は、εの上に^が付いていることを示す。同様に、μ^は、μの上に^が付いていることを示す。電気的に1軸異方性を示す異方性媒質において、光学軸の方向をz軸とする。光学軸とは、媒質の電磁気学的性質に関する用語であり、光学系の光軸とは全く別の用語である。本明細書では、誘電率あるいは透磁率が1軸性の異方性、つまり対称軸が1つだけあるような異方性をもつ場合を扱っており、この対称軸を光学軸と呼ぶことにする。ただし、x軸方向とy軸方向とで多少εに違いがあっても、同様に超高波数伝達媒質としての性質を持つものであれば、どのようなものでも良い。例えば、kx-kz平面上の等周波曲線と、ky-kz平面上の等周波曲線とが、ともにkz軸上に短軸をもつ楕円で、半長軸の長さが5k0以上である場合や、kx-kz平面上の等周波曲線と、ky-kz平面上の等周波曲線とが、ともに双曲線である場合なども、超高波数伝達媒質である。光学軸であるz軸に垂直な平面内ではどの方向も等価であるから、この平面内で任意の方向をx軸とし、x軸およびz軸に垂直な方向をy軸とする。このように座標系を定義すると、電気的1軸異方性を示す媒質の誘電率テンソルは以下のように表される。この異方性媒質中におけるTMTransverseMagnetic波の伝搬について考える。TM波とは、磁場がy軸方向を向いた電磁波の状態を意味するものとする。TM波に対する波動方程式において、波数ベクトルkおよび角振動数ωをもつ単色平面波を仮定すると、以下のような分散関係が得られる。式3は、波数ベクトルkをxy平面へ投影したベクトルの絶対値である。なお、k0は、真空中を伝搬する角振動数ωの光波の波数であり、以下のように表される。図26は、様々なεTおよびεZの値を与えたときに、式2を満足するようなkTとkZの軌跡を描いた等周波数曲線である。図26は、εT=1,εZ=1の場合真空中における分散、εT=9,εZ=9の場合以下、高屈折率、およびεT=1,εZ=25の場合以下、通常異方性についての等周波曲線を示している。等周波曲線、あるいは等周波曲面は、ある周波数に対して、媒質中を伝搬する電磁波がとりうる波数ベクトルを示したものである。波数ベクトルは一般に3次元のベクトルであるから、3つの成分kx,ky,kzをもち、電磁波としての存在が許される波数ベクトルの軌跡は曲面となる。一方、図26のように、波数ベクトルの2つの成分kTおよびkzにのみ着目する場合には、この2つの成分として許される値の組は、平面内の曲線として表すことができる。超高波数伝達媒質として、異方性を有する媒質を用い、その光学軸を像の伝達方向と一致させた場合、伝達すべき情報の精細さは、kTで表される。図26において、真空中の分散では、|kT|≦k0のときにkTに対応するkZの値が存在する。このような光学的情報を担った光波は、z方向へ伝搬できることを意味している。しかし、|kT|>k0では、対応するkZの値が存在しない。たがって、このような情報を担った光波は、z方向へは伝搬できない形成される像に寄与しない。式2から、この場合はkZが純虚数、つまりz方向には指数関数的に減衰するエバネッセント波となっていることがわかる。このように、空間周波数の高い光学的情報が失われ、伝達された像が元の物体光源と異なる現象を回折限界と呼び、光学顕微鏡の解像力を制限する1つの要素になっている。図26において、通常異方性の場合は、|kT|≦5k0の範囲で、kTに対応するkZの値が存在する。このような光学的情報を担った光波は、z方向へ伝搬できることを意味している。したがって、真空の場合に比べて伝達し得る空間周波数の上限が5倍になり、光学系の解像力を向上することが可能となる。等周波曲線上にある各点は、波として伝搬しうる電磁波の波数ベクトルを表しているので、この各点において電磁波の群速度が規定される。電磁波の数学的な取り扱いによれば、群速度は等周波曲線の法線の向きに一致する。群速度の向きを図26に矢印で示した。伝搬可能なkTの範囲を大きくした通常異方性の材料では、等周波曲線上の多くの点で群速度が光学軸z軸に近い向きをもつことがわかる。この傾向は、楕円のkT方向を長くするほど顕著になる。したがって、受光部および開口部は、超高波数伝達媒質の光学軸が、開口部と受光部の受光面の少なくとも一部とを結ぶ直線と一致するように設置する。一方、ガラスやプラスチックなどの光学材料誘電体は、可視光に対して概ね1.3~2.1程度の屈折率を有し、屈折率が3を超えるような光学材料は、自然界に存在しない。図26の高屈折率に対する等周波曲線は、屈折率が3の誘電体を表している。この場合、伝達し得るkTの上限は、真空中の場合に比べて3倍になる。公知の液浸レンズや固体浸レンズなどでは、高い屈折率による実効的な開口数NumericalApertureNAの増大を用いて顕微鏡の解像力を向上させている。しかしながら、高屈折率材料による解像力は、媒質として用いる材料の屈折率程度までであり、真空中の結像に対して3倍を超える解像力は得られない。これに対し、例えば、人工的な構造に由来する誘電率異方性を有する媒質を用いると、z軸方向の実効的な誘電率εZを9よりずっと大きくすることができ、高屈折率材料を用いる場合よりも高い解像力を得ることができる。ここで、一般に、光学顕微鏡で用いる照射光の波長をλとすると、その解像力の限界は概ねλ/2であると言われている。これは、|kT|≦k0の波数をもつ光を伝達できるレンズで結像する場合、物体面上の2つの点光源の像が2つの点像として認識できるときの、点光源間の最小距離が、概ねλ/2であることを意味している。一方、顕微鏡で観察可能な構造の最小寸法は、物体面から像面へ伝達できる波数kTの上限に反比例すると考えられる。したがって、|kT|≦5k0の波数の光を全て伝達可能な光学素子を用いれば、波長の約1/10という微細な構造を光学的に観察できる、非常に高性能の顕微観察装置を実現することが可能となる。図26は、誘電率テンソル中に現れる2種類の成分εTおよびεZの符号が異なる場合について、式2の等周波曲線を図示したものである。つまり、εT<0かつεZ>0の場合と、εT>0かつεZ<0の場合とを示したものである。図26の点線は、双曲線の漸近線を示している。漸近線は、正負異方性の場合は式5で、負正異方性の場合は式6で表される。前述のように、x軸とy軸とは等価であるから、3次元空間では双曲線が回転双曲面となり、漸近線が円錐面となる。x軸方向とy軸方向とで多少εに違いがある場合には、双曲線およびその漸近線に対応する曲面が回転体とはならないが、このような場合も含めて、以後、双曲面および漸近曲面と称す。図26の正負異方性に対して光波の群速度の方向を矢印で示した。群速度の方向は、光学軸の方向を中心とし、式5で表される2つの漸近線の法線の方向までの範囲に分布している。したがって、受光部は開口部を通る光学軸上に設置する必要がある。式5の漸近線の係数を小さくし、漸近線がkx軸に近づく漸近曲面がkxky平面に近づくように材料設計を行えば、光波をより光学軸方向へ集中させ、より小さな受光部によって効率的に検出することができる。また、光波の多くは漸近曲面の法線に近い角度で伝搬する。したがって、受光部および開口部は、漸近曲面の法線に平行で、かつ超高波数伝達媒質の光学軸が、開口部と受光部の受光面の少なくとも一部とを結ぶ直線と一致するように設置する。正負異方性の場合は、任意のkTに対応するkZの値が実数として存在するので、理論上、いくらでも高い空間周波数をもつ光学的情報を担った光波を伝搬させることができる。これに対し、負正異方性の場合は、真空中の光波伝搬とは対照的に、|kT|<1のときに光波はエバネッセント波となるため、|kT|≧1の範囲の光学的情報が全て伝達されることになる。そのため、負正異方性を示す媒質を介してイメージングを行う場合は、|kT|<1に相当する光学的情報が失われて、良好な結像性能を得ることは難しくなる。しかしながら、波長よりも小さい直径の開口部を通過した光波を伝搬させる場合は、開口部を通過した段階で、|kT|<1に相当する光学的情報は少なく、光波を形成する光学的情報には、|kT|≧1の範囲の高い空間周波数が多い。したがって、負正異方性を示す媒質中で|kT|<1の空間周波数成分が失われることによる影響は比較的少なく、光学的情報の良好な伝達を行うことが可能となる。この場合、伝搬方向の主要部は、軸方向を中心とする双曲面の漸近曲面の法線方向である。漸近曲面がよりxy平面に近づくように材料設計を行うことで、より光学軸方向に伝搬光を集中させることができる。受光部および開口部は、超高波数伝達媒質の光学軸が、開口部と受光部の受光面の少なくとも一部とを結ぶ直線と一致するように設置する。さらに、開口部から双曲面の漸近曲面の法線方向に延長した線上に受光面設置することが有効である。以上のことから、異方性媒質を用いて超高波数伝達媒質を構成すれば、その分散特性から以下に説明するような効果が得られる。つまり、公知の液浸レンズや固体浸レンズでは、光学系としての解像力を3倍程度までしか向上することができない。これに対し、実効的な誘電率に異方性がある媒質を用い、その光学軸の方向に光学的情報を伝達させるようにすれば、例えば光学軸と垂直な面内の波数が0~5k0の範囲の光波を伝搬させることができ、光学系の解像力を5倍に向上することが可能となる。また、実効的な誘電率にさらに強い異方性があり、誘電率テンソルの成分が光軸方向と光軸に垂直な平面内とで異符号となるような媒質を用いれば、光学系の解像力をさらに向上することができ、解像力に理論上の制約がなくなる。このように、誘電率テンソルに異符号の成分が存在する場合は、負正異方性と正負異方性とに大別することができる。そして、負正異方性を示す媒質は、近接場光プローブのような開口部を通過した光波を集めるようなデバイスに対して用いることができ、正負異方性を示す媒質は、近接場光プローブだけでなく一般のイメージングデバイスのための結像素子として用いることができる。以上、TM波について説明したが、TE波に対しても、誘電率と透磁率とを置き換えれば、全く同様である。つまり、実効的な透磁率に異方性があり、その光学軸の方向にz軸をとれば、透磁率テンソルは式4のように表されるので、TE波に対する分散関係は、式5のようになる。したがって、μT>0かつμZ<0により正負異方性が、μT<0かつμZ>0により正負異方性が、それぞれ実現する。上記のTM波に対する異方性の説明では、式2においてμy>0であることを前提としていた。しかし、μy<0でも、強い異方性があれば、光の伝達は可能である。すなわち、上述した説明から明らかなように、μy<0を前提にすると、誘電率が正負異方性をもつ場合、つまりεT>0かつεZ<0の場合は、|kT|≧1を満足する光が伝達可能となる。また、誘電率が負正異方性をもつ場合、つまりεT<0かつεZ>0の場合は、任意のkTをもつ光が伝達可能となる。このことはTE波に対しても同様で、εy<0を前提とすれば、透磁率が正負異方性をもつ場合、つまりμT>0かつμZ<0の場合は、|kT|≧1を満足する光が伝達可能となり、透磁率が負正異方性をもつ場合、つまりμT<0かつμZ>0の場合は、任意のkTをもつ光が伝達可能となる。以下、実効的な誘電率に異方性をもたせる人工的な構造体について説明する。図27は、その一例の構造体の概念図である。この構造体は、金属31と誘電体32とを交互に積層してなる金属誘電体多層膜33からなる。図27において、金属31の誘電率をεm、誘電体32の誘電率をεdとし、それぞれを厚さdm、ddで交互に積層した場合、厚さdm、ddがともに照射光の波長よりも十分小さければ、金属誘電体多層膜33の全体を電磁気学的には均質な異方性媒質とみなすことができる。そして、この異方性媒質の実効的な誘電率テンソルは、下式9で与えられる。式6において、可視光を含む光学周波数帯では、金属31の多くは誘電率εmが負の値をとり、誘電体の誘電率εdは正の実数となる。したがって、積層する各層の厚さdm、ddを適切に選ぶことによって、金属誘電体多層膜33の実効的な誘電率の成分を正にも負にもすることができる。この金属誘電体多層膜33の実効的な誘電率の成分の一例を図28に示す。図28は、図27において、金属誘電体多層膜33の金属31を銀、誘電体32を酸化アルミニウムとし、金属誘電体多層膜33の全体の厚さに占める金属31の割合dを下式10により変化させた場合の実効的な誘電率の成分ReεTおよびReεZを例示するものである。なお、照射光の波長は、365nmおよび517nmとした。図28の場合は、照射光の波長が365nmのとき、0.47≦d≦0.55の範囲で、ReεT>0かつReεZ<0となり、照射光の波長が517nmのとき、0.26≦d≦0.74の範囲で、ReεT<0かつReεZ>0となる。このように、金属31と誘電体32との材料を適切に選ぶことにより、所定の波長周波数の光に対して、誘電率テンソルのある成分、あるいは、全ての成分を正や負の値にすることができる。図29は、実効的な誘電率に異方性をもたせる人工的な構造体の他の例を示す概念図である。この構造体は、金属ナノロッドアレイ301により人工的な異方性媒質を構成したもので、照射光の波長より小さな断面をもつ円柱状の金属ナノロッド302半径をrとし、長さは波長よりも十分長いものとするを、波長より小さな周期aで正方格子として配列したものである。この場合、36と同様に、r,a≪λの時は、電磁気学的には異方性をもつ均質媒質とみなすことが許される。図29に示す金属ナノロッドアレイ41の構造から明らかなように、異方性媒質としての光学軸はz軸に一致する。ここで、金属ナノロッド42が十分に長ければ、光学軸方向には電流が流れる、アレイの構造、あるいは角振動数ωを適切に選ぶことにより、光学軸方向の実効的な誘電率を正にも負にもすることができる。一方、光の周波数帯域では、金属および誘電体にかかわらず、自然界のほとんどの物質は、磁気的な応答を示さない。このため、上記の多層膜やナノロッドのような構造体で透磁率に異方性をもたせることができない。しかし、近年においては、人工的な構造体を用いて、光の周波数帯域で透磁率を変化できる媒質が提案され、実効的な透磁率の実数部を負の値にすることが可能となっている。その一例として、メタマテリアルと呼ばれる人工構造体の一種であるスプリットリング共振器が知られている。本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、図17に示す第2実施形態の構成において、試料上の1点を経過観察する場合には、スキャナおよびプローブ用コントローラはなくてもよい。"