CN104081250A - 光扫描型观察装置 - Google Patents

Abstract

光扫描型观察装置具有：光源单元(30)，其输出激光；扫描部(23)，其在观察对象物(70)上扫描从光源输出的激光的会聚位置；以及检测单元(40)，其对通过激光的扫描而得到的信号光进行取样，将其转换为电信号，根据扫描部(24)在观察对象物(70)上的扫描速度的变化，改变对每1次取样的信号光进行检测的取样时间。由此，提供减少了由于每次取样的扫描速度的变化而导致的图像分辨率的变化的光扫描型观察装置。

Description

光扫描型观察装置

关联申请的相互参照

本申请主张2012年1月26日申请的日本专利申请2012-14326号的优先权，在这里引用该在先申请的公开全体以用于参照。

技术领域

本发明涉及减轻了由于扫描速度的差异而导致的观察范围内的分辨率的不均匀性的光扫描型观察装置。

背景技术

以往，公知有如下的光扫描型观察装置：通过将激光照射到观察对象物上并对其照射位置进行扫描，通过光电转换单元将从观察对象物得到的透射光、反射光或荧光等信号光转换为电信号，形成图像数据。作为其例子，能够举出在扫描机构中使用电流计扫描器(Galvanometer scanner)的激光扫描型显微镜以及如下的光扫描型内窥镜：将从光纤射出的激光照射到观察对象物上以形成光点，通过使光纤振动，在观察对象物上扫描激光，取得信号光并形成图像。

在这些光扫描型观察装置所使用的扫描机构中，根据其控制方法和扫描形状，观察对象物上的照射位置的扫描速度(线速度)不一定恒定。例如，在一轴方向上使扫描机构以谐振频率振动的情况下，扫描机构在振动方向上的运动关于时间被控制成大致正弦函数，所以，观察对象物上的扫描速度不恒定。并且，在呈螺旋形状扫描观察对象物的情况下，具有如下特性：与扫描中心之间的距离越长、即越靠近画面的周边部，则扫描速度越快。

一般情况下，在CD或DVD等光盘中，为了使其记录密度恒定，根据与盘中心之间的距离来调节盘的旋转速度，使扫描速度恒定。但是，在激光扫描型显微镜和光扫描型内窥镜等中，在利用谐振频率使扫描机构高速动作的情况下，多数情况下很难根据扫描位置来调节频率以使扫描速度恒定。

当扫描速度变化时，如果其他条件不变，则扫描范围内的明亮度会不均匀。因此，提出了如下方案：在扫描速度不同的情况下，调整激光的照射功率而使扫描范围内的照射密度均匀化，从而降低明亮度的不均匀性(例如参照专利文献1)。

并且，在扫描速度变化、取样频率恒定的情况下，在扫描速度较慢的区域中，每单位面积的取样点的数量较多，进行无用的取样。相反，在扫描速度较快的区域中，每单位面积的取样点的数量较少，所以，产生在像素内一个取样点也没有的不良情况等。因此，公开了通过使扫描范围内的取样密度大致恒定来避免该问题的技术(例如参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-15030号公报

专利文献2：日本特开2010-142482号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在引用文献1和引用文献2所记载的方法中，每1次取样的检测时间为恒定值，当扫描速度变化时，由于扫描速度的差异而使每个取样点的扫描距离不同。因此，当扫描速度较快时，扫描点跨越多个像素，在检测到的图像中产生模糊。其结果，观察到的图像的分辨率可能降低。特别是在内窥镜的情况下，由于观察范围较宽，所以这些影响显著。

因此，着眼于这些情况而完成的本发明的目的在于，提供降低了由于每次取样的扫描速度的变化而导致的分辨率的不均匀性的光扫描型观察装置。

用于解决课题的手段

达成上述目的的第1观点的光扫描型观察装置的发明的特征在于，该光扫描型观察装置具有：光源，其输出激光；扫描机构，其在观察对象物上扫描从所述光源输出的所述激光的会聚位置；以及检测部，其对通过所述激光的扫描而得到的信号光进行取样，将其转换为电信号，根据所述扫描机构在所述观察对象物上的扫描速度的变化，改变每1次取样的对所述信号光进行检测的取样时间。

第2观点的发明的特征在于，在第1观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设t_vmin和t_vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的所述取样时间时，满足条件式(1)。

t_vmin>t_vmax···(1)

第3观点的发明的特征在于，在第2观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v_max和v_min分别为所述扫描速度的最大值和最小值时，所述t_vmin和t_vmax满足条件式(2)。

[数学式1]

$0.5\≤\frac{v_{\max }\×t_{v\max }}{v_{\min }\×t_{v\min }}\≤2...\left(2\right)$

第4观点的发明的特征在于，在第1～3观点中的任意一个观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v为所述扫描速度、t为所述取样时间、max(v×t)和min(v×t)分别为所述扫描速度与所述取样时间之积的最大值和最小值时，满足条件式(3)。

[数学式2]

$1\≤\frac{\max (v\×t)}{\min (v\×t)}\≤2...\left(3\right)$

第5观点的发明的特征在于，在第1观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，使所述取样时间变化，以使得所述取样时间与所述扫描速度之积成为大致恒定值。

第6观点的发明的特征在于，在第1～5观点中的任意一个观点的光扫描型观察装置中，通过每1次取样的所述检测部的检测时间和每1次取样的所述光源的所述激光的照射时间中的至少一方来规定所述取样时间。

第7观点的发明的特征在于，在第1～6观点中的任意一个观点的光扫描型观察装置中，根据所述扫描机构在所述观察对象物上的所述扫描速度的变化，改变从所述光源输出的激光的功率。

第8观点的发明的特征在于，在第7观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设p_vmin和p_vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的所述激光的功率时，满足条件式(4)。

p_vmin<p_vmax···(4)

第9观点的发明的特征在于，在第7观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v_max和v_min分别为所述扫描速度的最大值和最小值时，所述p_vmin和p_vmax满足条件式(5)。

[数学式3]

$0.5\&le;\frac{p_{v\min }/v_{\min }}{p_{v\max }/v_{\max }}\&le;2...\left(5\right)$

第10观点的发明的特征在于，在第1～6观点中的任意一个观点的光扫描型观察装置中，根据所述扫描机构在所述观察对象物上的所述扫描速度的变化，改变所述检测部的所述信号光的检测灵敏度。

第11观点的发明的特征在于，在第10观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设s_vmin和s_vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的所述检测灵敏度时，满足条件式(6)。

s_vmin<s_vmax···(6)

第12观点的发明的特征在于，在第11观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v_max和v_min分别为所述扫描速度的最大值和最小值时，所述s_vmin和s_vmax满足条件式(7)。

[数学式4]

$0.5\&le;\frac{s_{v\min }/v_{\min }}{s_{v\max }/v_{\max }}\&le;2...\left(7\right)$

第13观点的发明的特征在于，在第1～12观点中的任意一个观点的光扫描型观察装置中，根据所述扫描机构在所述观察对象物上的所述扫描速度的变化，改变取样周期。

第14观点的发明的特征在于，在第13观点的光扫描型观察装置中，在所述观察对象物上的扫描范围内，在设t_s-vmin和t_s-vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的取样周期时，满足条件式(8)。

t_s-vmax<t_s-vmin···(8)

第15观点的发明的特征在于，在第1～14观点中的任意一个观点的光扫描型观察装置中，所述扫描机构在所述观察对象物上呈螺旋状进行扫描。

发明效果

根据本发明，根据扫描机构在观察对象物上的扫描速度的变化，改变每1次取样的对信号光进行检测的取样时间，所以，能够降低由于每次取样的扫描速度的变化而导致的图像分辨率的不均匀性。

附图说明

图1是示出作为第1实施方式的光扫描型观察装置的一例的光扫描型内窥镜装置的概略结构的框图。

图2是概略地示出图1的光扫描型内窥镜(主体)的概观图。

图3是放大示出图2的光扫描型内窥镜(主体)的前端部的剖视图。

图4是示出图1的光扫描型内窥镜装置的光源单元的概略结构的图。

图5是示出图1的光扫描型内窥镜装置的检测单元的概略结构的图。

图6是示出观察对象物上的螺旋状的扫描的振幅的时间变化的一例的曲线图。

图7是示出现有例的螺旋状的取样扫描的图。

图8是示出本实施方式的螺旋状的取样扫描(一部分)的一例的图。

图9是示出扫描速度和取样时间的时间变化的一例的图。

图10是示出扫描速度和从光源单元输出的激光的功率的时间变化的一例的图。

图11是示出本实施方式的螺旋状的取样扫描(一部分)的另一例的图。

图12是示出扫描速度和取样周期的时间变化的一例的图。

图13是作为第2实施方式的光扫描型观察装置的一例的光扫描型内窥镜装置的光扫描型内窥镜(主体)的前端部的剖视图。

图14是说明图13的扫描部的结构的图。

图15是示出第2实施方式的光扫描型内窥镜装置的光源单元的概略结构的图。

图16是示出光栅状的扫描的取样的路径的图。

图17是示出观察对象物上的光栅状的扫描的一个方向的扫描位置的时间变化的一例的曲线图。

图18是示出现有例的光栅线上的取样的一例的图。

图19是示出本实施方式的光栅线上的取样的一例的图。

图20是示出作为第3实施方式的光扫描型观察装置的一例的激光扫描型显微镜装置的概略结构的框图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是示出作为第1实施方式的光扫描型观察装置的一例的光扫描型内窥镜装置10的概略结构的框图。光扫描型内窥镜装置10构成为包括光扫描型内窥镜(主体)20、光源单元30(光源)、检测单元40(检测部)、计算机50、显示装置60。光源单元30与光扫描型内窥镜20之间通过SMF(单模光纤)21以光学方式连接，检测单元40与光扫描型内窥镜20之间通过多个MMF(多模光纤)22以光学方式连接。

图2是概略地示出光扫描型内窥镜(主体)20的概观图。光扫描型内窥镜(主体)20具有操作部24、插入部25和前端部26。在操作部24上分别连接有来自光源单元30的SMF21和来自检测单元40的MMF22，这些SMF21和MMF22穿过插入部25被引导到前端部26。

图3是放大示出图2的光扫描型内窥镜(主体)20的前端部26的剖视图。SMF21配置成穿过前端部26的中心部，MMF22配置成穿过前端部26的外周部。SMF21的前端部构成为，不被固定而保持成在微小范围内可动，在其出射端的前面配置有2片透镜27a和27b，从SMF21输出的激光在观察对象物70上形成小光点。另外，在图3中，透镜27a、27b为2片透镜，但是，它们也可以由一片或多片透镜构成。另一方面，MMF22的入射端构成为，面向配置有观察对象物70的一侧，入射有从SMF21输出的激光照射到观察对象物70而得到的光作为信号光。这里，照射到观察对象物而得到的光是从SMF21输出的激光的反射光或通过照射激光而产生的荧光等。

在SMF21的前端部分设有具有压电元件23a的扫描部23(扫描机构)。压电元件23a包含隔着SMF21对置配置的2组压电元件，通过对各个压电元件施加电压，能够使SMF21在SMF21的径向上的相互垂直的第1方向和第2方向这2个方向上倾斜。扫描部23与后述图1的计算机50的扫描控制部53电连接。

图4是示出图1的光扫描型内窥镜装置10的光源单元30的概略结构的图。光源单元30具有分别射出红、绿和蓝这三原色的CW(连续振荡)激光的激光光源31R、31G、31B、分色镜32a、32b、AOM(声光调制器)33、透镜34。作为红色的激光光源31R，例如可以使用LD(半导体激光器)。并且，作为绿色的激光光源31G，例如可以使用DPSS激光器(半导体激励固体激光器)。进而，作为蓝色的激光光源31B，例如可以使用LD。

激光光源31R射出的激光的光路和激光光源31G射出的激光的光路配置成在规定点交叉，在他们交叉的位置设置分色镜32a。分色镜32a具有使红色波段的光透射、使绿色波段的光反射的光学特性，分色镜32a以如下角度配置：该角度使得从激光光源31R射出并透射过分色镜32a的红色激光和从激光光源31G射出并通过分色镜32a反射的绿色激光合波。

进而，对红色激光和绿色激光进行合波后的激光的光路以及激光光源31B射出的蓝色激光的光路配置成在规定点交叉，在他们交叉的位置设有分色镜32b。分色镜32b具有使红色波段的光和绿色波段的光透射、使蓝色波段的光反射的光学特性，分色镜32b以如下角度配置：该角度使得由分色镜32a合波并透射过分色镜32b的激光和从激光光源31B射出并通过分色镜32b反射的蓝色激光合波。这样，通过对各个激光光源31R、31G、31B射出的红、绿、蓝这3原色的激光进行合波，成为白色激光。

AOM33是对入射的光进行强度调制的元件，能够高速切换遮光状态和透光状态。在AOM33为透光状态的情况下，通过分色镜32a、32b进行合波后的白色激光透射过AOM33，通过透镜34入射到SMF21的入射端。AOM33与后述图1的计算机50的光源控制部51电连接。另外，激光光源31R、31G和31B以及分色镜32a和32b的配置不限于此，例如，也可以在对绿色和蓝色激光进行合波后，对红色激光进行合波。

图5是示出图1的光扫描型内窥镜装置10的检测单元40的概略结构的图。检测单元40具有使用光电二极管的受光器41R、41G、41B、分色镜42a、42b和透镜43，该受光器41R、41G、41B用于检测与红、绿和蓝的各颜色对应的光。在检测单元40上捆束连接有多个MMF22。

通过透镜43，使得通过照射激光而由观察物70反射或在观察物70中产生并通过MMF22而从其出射端射出的信号光成为大致平行的光束。在成为大致平行光束的信号光的光路上，以相对于光路方向倾斜的方式配置有分色镜42a和42b。分色镜42b具有使蓝色波段的光反射、使红色和绿色波段的光透射的光学特性，从通过透镜43而成为平行光束的信号光中分离出蓝色信号光。通过受光器41B检测分离出的蓝色信号光并将其转换为电信号。并且，分色镜42a具有使绿色波段的光反射、使红色波段的光透射的光学特性，将透射过分色镜42b的信号光分离成红色和绿色的信号光。分别通过受光器41R和受光器41G检测分离出的红色和绿色的信号光并将其转换为电信号。

另外，受光器41R、41G和41B与后述图1的计算机50的检测控制部52和信号处理部54电连接。并且，受光器41R、41G和41B以及分色镜42a和42b的配置不限于此，例如也可以配置成，在从信号光中分离出红色光后，进一步分离绿色和蓝色信号光。

图1的计算机50对光扫描型内窥镜(主体)20的扫描部23、光源单元30和检测单元40进行驱动控制，并且对由检测单元40输出的电信号进行处理，对图像进行合成并显示在显示装置60中。因此，计算机50具有光源控制部51、检测控制部52、扫描控制部53、信号处理部54、控制部55、存储部56、输入部57。

光源控制部51对光源单元30的AOM33进行控制，能够调整入射到SMF21的激光的强度。并且，光源控制部51还能够在遮光状态与透光状态之间交替切换AOM33。该情况下，进行控制，使得在对观察对象物70照射激光时使AOM33成为透光状态，在不照射激光时使AOM33成为遮光状态。

检测控制部52能够对检测单元40的受光器41R、41G、41B的信号光的检测定时、检测时间和检测灵敏度进行控制。

扫描控制部53对光扫描型内窥镜(主体)20的扫描部23进行驱动控制，在观察对象物上呈螺旋状扫描从SMF21射出的激光的光点。具体而言，对扫描部23的压电元件23a施加交流电压，以使得以SMF21的前端部的谐振频率f，在与透镜27a、27b的光轴垂直的相互正交的2个方向上，以使相位相互偏移90度的方式进行振动。通过按照规定图案改变该交流电压的大小，改变振幅，如图6中示出一例那样改变振幅。图6示出上述相互正交的2个方向中的一个方向的激光的光点的径向的运动(a)和螺旋状的路径的直径的大小(b)。螺旋状的取样扫描反复进行如下动作：使振幅从大致0到达规定最大振幅，当成为最大振幅时停止取样，使振幅衰减到接近0，再次开始进行取样扫描。由此，能够在观察对象物上以螺旋状的路径进行扫描。

信号处理部54根据从检测单元40的各受光器41R、41G、41B输出的电信号，生成与各取样点对应的图像数据，作为对应的像素数据存储在存储部56中。这里，信号处理部54根据来自控制部55的表示扫描开始的信号，根据螺旋状的扫描开始后的经过时间来估计取样点的位置。

信号处理部54通过1次螺旋状的取样扫描，将与观察对象物70的各取样点的位置对应的像素数据存储在存储部56中。进而，信号处理部54通过在取样扫描后进行插值处理，估计未取得的像素的数据，生成观察对象物70的图像并显示在显示装置60中。

控制部55对光扫描型内窥镜装置10的光源控制部51、检测控制部52、扫描控制部53和信号处理部54的全体进行同步控制，由此，利用来自光源单元30的激光呈螺旋状扫描观察对象物70，使检测单元40以规定的定时和检测时间将从观察对象物70得到的信号光转换为电信号，通过信号处理部54生成图像数据。

在进行螺旋状的取样扫描的期间内，每1次取样的检测单元40的检测时间和/或基于AOM33的控制的从光源单元30射出的激光的每1次取样的照射时间不是恒定值，能够根据扫描部23在观察对象物70上的扫描速度的变化而变化。这些每1次取样的检测单元40的检测时间和每1次取样的光源单元30的激光的照射时间中的一方或双方，规定取样扫描中的每1次取样的取样时间。例如，在始终将光源单元30设为透光状态的情况下，检测单元40的检测时间成为取样时间。并且，在检测单元40的检测时间内改变光源单元30的激光的照射时间的情况下，取样时间成为激光的照射时间。

并且，在进行螺旋状的取样扫描的期间内，从光源单元30输出的激光的功率或检测单元40的信号光的检测灵敏度也不是恒定值，能够根据扫描部23在观察对象物70上的扫描速度的变化而变化。通过AOM33的控制，对来自光源30的激光的强度进行调整。

进而，在进行螺旋状的取样扫描的期间内，取样扫描的取样周期也不是恒定值，能够根据扫描部23在观察对象物70上的扫描速度的变化而变化。通过改变照射激光的周期、即通过AOM33的控制而在遮光状态与透光状态之间切换从光源单元30输出的激光的周期和/或由检测单元40进行信号光的检测的周期，能够改变取样周期。

关于这些检测单元40的检测时间、检测灵敏度和检测周期、以及由光源单元30输出的激光的照射时间、激光的功率、照射激光的周期的控制，可以通过将根据螺旋状的扫描开始后的经过时间而预先决定的图案存储在光源控制部51和检测控制部52或者控制部55中来进行，或者，也可以由光扫描型内窥镜装置10的使用者经由输入部57设定变化的参数及其变化的分布(profile)，通过控制部55的控制来进行。

在进行螺旋状的取样扫描的期间内，受光器41R、41G、41B的检测时间、检测间隔和检测灵敏度、以及基于AOM33的控制的从光源单元30射出的激光的照射时间、激光的功率和照射间隔不是恒定值，能够根据扫描部23在观察对象物70上的扫描速度的变化而变化。可以通过将预先决定的图案存储在光源控制部51和检测控制部52中来进行这些变化，也可以由光扫描型内窥镜装置10的使用者经由输入部57设定变化的参数，在控制部55的控制下进行这些变化。

根据以上这样的结构，本实施方式的光扫描型内窥镜装置10能够如下那样动作。

(取样时间的调整)

首先，在光扫描型内窥镜装置10中，以SMF21的前端部的谐振频率f在观察对象物70上进行旋转扫描。当设与扫描中心C之间的距离为r_c、谐振角频率为ω(ω＝2πf)时，扫描速度v由式(9)表示。通过使用谐振频率，能够以高振动频率进行扫描。

v＝r_c×ω    (9)

由于谐振频率f与扫描位置无关而是恒定值，所以，与扫描中心之间的距离r_c越大，则扫描速度越快。这里，假设将取样时间t和取样周期t_s控制成恒定值时，1次取样中扫描的扫描距离(d_s)为

r_c×ω×t

取样间的距离(取样间隔距离：d_i)为

r_c×ω×t_s

图7是示出基于这种恒定的取样时间和取样周期的螺旋状的取样扫描的图。黑点表示取样点。在1次取样中，与扫描中心之间的距离r_c越大，则扫描距离d_s(取样点的周方向的长度)越长。因此，当与接近扫描中心的位置处的像素的大小对应地来设定取样时间时，在外周部，1次取样的取样点的区域在圆周方向上跨越多个像素，产生图像的模糊，分辨率降低。另一方面，当与外周部对应地来设定取样时间和取样周期时，在接近扫描中心的位置，以像素密度以上的高密度进行取样，大量进行未用于图像生成的不必要检测。

因此，在本实施方式中，根据扫描速度的变化来改变取样时间t。更具体而言，在扫描速度较快的情况下，使取样时间t在缩短方向上变化。在观察对象物70上的扫描范围内，在设t_vmin和t_vmax分别为扫描速度为最小值和最大值时的取样时间时，满足条件式(1)，由此，与使取样时间t恒定的情况相比，至少与扫描速度最小时的分辨率相比，能够抑制扫描速度最大时的分辨率的降低。

t_vmin>t_vmax···(1)

并且，优选在观察对象物70上的扫描范围内，在设v_max和v_min分别为扫描速度的最大值和最小值时，使t_vmin和t_vmax满足条件式(2)。

[数学式5]

$0.5\&le;\frac{v_{\max }\&times;t_{v\max }}{v_{\min }\&times;t_{v\min }}\&le;2...\left(2\right)$

如果是满足条件式(2)的范围，则至少与扫描速度最小时的扫描距离相比，能够使扫描速度最大时的扫描距离的差异收敛在2倍以内。当扫描距离的差异为2倍以上时，特别是在呈螺旋状扫描观察对象物70的情况下，在扫描范围的外周附近，取样的分辨率劣化。当考虑透镜等光学系统的像差时，在画面的外周附近，分辨率的劣化更加显著，是不理想的。并且，通过使扫描距离的差异为0.5以上，能够避免t_vmax过短而需要高性能的检测器、以及由于光量减少而需要更高灵敏度/更高像倍率的检测器的情况。

进而，更加优选在观察对象物70上的扫描范围内，在设v为扫描速度、t为取样时间、max(v×t)和min(v×t)分别为扫描速度与取样时间之积的最大值和最小值时，满足条件式(3)。

[数学式6]

$1\&le;\frac{\max (v\&times;t)}{\min (v\&times;t)}\&le;2...\left(3\right)$

通过满足条件式(3)，在螺旋状的全部扫描范围内，能够使扫描速度与取样时间之积(v×t)、即1次取样中扫描的扫描距离的变化收敛在2倍以内。如果扫描距离的差异为该程度，则在所得到的图像中不会过于产生模糊。

图8是本实施方式的螺旋状的取样扫描的一例，是示出与图7的虚线部对应的部分的图。由于在与扫描中心之间的距离r_c较大的外周部缩短了取样时间，所以，在观察对象物70上的扫描范围内，1次取样的扫描距离大致接近恒定值。特别是当调整取样时间t以使得取样时间t与扫描速度v之积为大致恒定值时，成为大致恒定的扫描距离d_s，没有分辨率的偏差，特别理想。另外，这里，大致恒定值例如意味着在30％左右的范围内变化。

图9是示出减小了扫描速度与取样时间之积(v×t)的变化的、扫描速度和取样时间的时间变化的一例的图。在螺旋状的扫描开始时，在扫描中心附近，扫描速度v成为最小的值v_min，在扫描结束时，在扫描范围的外周部，扫描速度v成为最大的值v_max。与此相对，关于取样时间t，从扫描开始时、即与最慢的扫描速度v_min对应的取样时间t_vmin起，随着扫描的进行而缩短，在扫描结束时、即与最快的扫描速度v_max对应的取样时间t_vmax成为最小值。

(激光的功率的调整)

当改变取样时间时，各取样点的明亮度(一次取样中能够检测到的信号的强度)变化。因此，优选根据扫描部23在观察对象物70上的扫描速度v的变化，改变从光源单元30输出的激光的功率。在观察对象物70上的扫描范围内，在设p_vmin和p_vmax分别为扫描速度v为最小值和最大值时的激光的功率时，满足条件式(4)。

p_vmin<p_vmax···(4)

如条件式(2)那样在t_vmax大于t_vmin的情况下，在扫描速度最大的取样点的位置，取样时间较短，所以，检测单元40检测到的检测信号降低，每一个像素的光量降低。通过满足条件式(4)，与使从光源射出的激光的功率恒定的情况相比，至少与扫描速度最小时的每一个像素的明亮度相比，能够降低扫描速度最大时的每一个像素的明亮度的不均匀性。

并且，优选在观察对象物上的扫描范围内，使p_vmin和p_vmax满足条件式(5)。

[数学式7]

$0.5\&le;\frac{p_{v\min }/v_{\min }}{p_{v\max }/v_{\max }}\&le;2...\left(5\right)$

如果设p为激光的功率，则p/v表示各取样的每单位长度的激光的照射功率。如果是满足条件式(5)的范围，则至少与扫描速度最小时相比，能够将扫描速度最大时的取样的每单位长度的光量的变化收敛在2倍以内。另外，在使每单位长度的激光的照射功率的变化为0.5以下的情况下，在扫描速度较快的区域中，激光照射功率过大，所以，在被摄体为活体的情况下，可能导致活体损伤。并且，在设为2以上的情况下，与扫描速度最快的区域相比，扫描速度最慢的区域的明亮度为一半以下的明亮度，所以是不理想的。

进而，更加优选在观察对象物70上的扫描范围内，在设max(p/v)和min(p/v)分别为激光的功率与扫描速度之比的最大值和最小值时，满足条件式(10)。

[数学式8]

$1\&le;\frac{\max (p/v)}{\min (p/v)}\&le;2...\left(10\right)$

通过满足条件式(10)，在螺旋状的全部扫描范围内，能够使p/v、即每单位长度的激光的照射功率收敛在2倍以内。特别是在进行调整以使得

[数学式9]

$\frac{\max (p/v)}{\min (p/v)}$

大致为1、即使激光的功率p与扫描速度v成比例时，取样扫描中的每单位长度的激光的照射功率大致恒定。另外，这里，大致恒定值例如意味着在30％左右的范围内变化。

图10是示出减小了每单位长度的激光的照射功率的变化的情况下的、扫描速度和激光的照射功率的时间变化的一例的图。关于激光的功率p，从扫描开始时、即与最慢的扫描速度v_min对应的激光的功率p_vmin起，随着扫描的进行而提高，在扫描结束时、即与最快的扫描速度v_max对应的激光的功率p_vmax成为最高值。

(检测灵敏度的调整)

代替上述激光的功率的调整，也可以对检测单元40的各受光器41R、41G、41B的检测灵敏度进行调整。在观察对象物70上的扫描范围内，在设s_vmin和s_vmax分别为扫描速度v为最小值和最大值时的受光器41R、41G、41B的检测灵敏度时，满足条件式(6)。

s_vmin<s_vmax···(6)

通过满足条件式(6)，与使检测单元40的检测灵敏度恒定的情况相比，至少能够减少扫描速度最小时的每一个像素的检测信号的强度与扫描速度最大时的每一个像素的检测信号的强度的不均匀性。

并且，优选在观察对象物上的扫描范围内，使s_vmin和s_vmax满足以下的条件式(7)。

[数学式10]

$0.5\&le;\frac{s_{v\min }/v_{\min }}{s_{v\max }/v_{\max }}\&le;2...\left(7\right)$

如果设s为检测单元40的各受光器41R、41G、41B的检测灵敏度，则通过改变检测灵敏度s，与改变激光的功率p的情况同样，能够调整检测信号的强度。如果是满足条件式(7)的范围，则至少与扫描速度最小时的检测信号相比，能够使扫描速度最大时的取样的每单位长度的检测信号的变化收敛在2倍以内。在设

[数学式11]

$\frac{s_{v\min }/v_{\min }}{s_{v\max }/v_{\max }}$

的值为0.5以下的情况下，需要高灵敏度的检测器，所以，从检测器的成本的观点等来看是不合适的。并且，在设为2以上的情况下，与条件式(5)的情况同样，在扫描范围的外周附近，明亮度的降低显著。

进而，更加优选在观察对象物70上的扫描范围内，在设max(s/v)和min(s/v)分别为检测单元40的检测灵敏度与扫描速度之比的最大值和最小值时，满足以下的条件式(11)。

[数学式12]

$1\&le;\frac{\max (s/v)}{\min (s/v)}\&le;2...\left(11\right)$

特别是在进行调整以使得

[数学式13]

$\frac{\max (s/v)}{\min (s/v)}$

大致为1、即使检测单元40的各受光器41R、41G、41B的检测灵敏度s与扫描速度v成比例时，能够使取样扫描中的检测信号的电平大致恒定。另外，大致为1例如意味着在1～1.3左右的范围内。

(取样周期的调整)

当取样周期恒定、扫描速度变化时，各取样点的中心位置之间的间隔(以下称为取样间隔距离)不同。取样间隔距离可以由下式表示。

r_c×ω×t_s

因此，越接近扫描中心，取样点的密度越高，越接近扫描范围的外周附近，取样点的密度越低(参照图8)。这种情况下，在扫描速度较慢的区域中，每单位面积的取样点的数量较多，所以取样点重叠而进行无用取样，或者，在扫描速度较快的区域中，每单位面积的取样点的数量较少，所以像素内一个取样点也没有的情况增多，可能产生这两种情况中的任意一方或双方的不良情况。

因此，在本实施方式中，除了上述取样时间的调整以外，如下所述，还能够根据观察对象物70上的扫描速度的变化来调整取样周期。

改变取样周期，以使得在观察对象物70上的扫描范围内，在设t_s-vmin和t_s-vmax分别为扫描速度为最小值和最大值时的取样周期时，满足条件式(8)。

t_s-vmax<t_s-vmin···(8)

由此，与使取样周期t_s恒定的情况相比，至少与扫描速度最小时的分辨率相比，能够减少扫描速度最大时的分辨率的劣化。

并且，优选使t_s-vmin和t_s-vmax满足以下的条件式(12)。

[数学式14]

$0.5\&le;\frac{v_{\max }\&times;t_{s-v\max }}{v_{\min }\&times;t_{s-v\min }}\&le;2---\left(12\right)$

如果是满足条件式(12)的范围，则至少与扫描速度最小时的取样间隔距离相比，能够使扫描速度最大时的取样间隔距离收敛在2倍以内。当取样间隔距离的差异为2倍以上时，在观察对象的扫描中心附近，取样点重叠，或者，在扫描范围的外周部，取样点减少，所以，可能产生无用的扫描和分辨率的劣化。

进而，更加优选在观察对象物70上的扫描范围内，在设v为扫描速度、t_s为取样周期、max(v×t_s)和min(v×t_s)分别为扫描速度与取样周期之积的最大值和最小值时，满足以下的条件式(13)。

[数学式15]

$1\&le;\frac{\max (v\&times;t_s)}{\min (v\&times;t_s)}\&le;2...\left(13\right)$

通过满足条件式(13)，在螺旋状的全部扫描范围内，能够使v×t_s、即取样间隔距离的变化收敛在2倍以内，能够减少所得到的图像的分辨率的变化。

图11是本实施方式的螺旋状的取样扫描(一部分)的一例，是示出在使扫描距离大致恒定的基础上改变取样周期的情况的图。在与扫描中心C之间的距离r_c较大的外周部，缩短取样周期。特别是在调整取样周期t_s以使得取样周期t_s与扫描速度v之积成为大致恒定值时，这样成为大致恒定的取样间隔距离(d_i)，特别理想。另外，这里，大致恒定值例如意味着在30％左右的范围内变化。

图12是示出扫描速度和取样周期的时间变化的一例的图。关于取样周期t_s，从扫描开始时、即与最慢的扫描速度v_min对应的取样周期t_s-vmin起，随着扫描的进行而缩短，在扫描结束时、即与最快的扫描速度v_max对应的取样周期t_s-vmax成为最小值。

如以上说明的那样，根据本实施方式，根据扫描部23在观察对象物70上的扫描速度的变化，改变每1次取样的对信号光进行检测的取样时间，所以，能够抑制由于每次取样的扫描速度的变化而导致的扫描距离的变化。因此，能够减少由于扫描距离变长而导致的图像模糊所引起的分辨率的降低。

并且，在伴随扫描速度的变化而在扫描速度较快的扫描范围的外周附近缩短取样时间的情况下，也能够以提高光源单元30的激光的功率或检测单元40的检测灵敏度的方式使其变化，以抑制检测单元40检测到的信号光的检测信号减小，所以，能够抑制在外周附近检测到的信号减弱(图像变暗)。

进而，能够伴随扫描速度的变化而在扫描速度更快的区域中提高取样周期，所以，能够抑制在扫描速度较慢的扫描范围的中心附近进行无用的取样，抑制在扫描速度较快的外周附近取样点变得过少。特别是在扫描速度较快的外周部，通过缩短取样时间，扫描距离减小，所以，如果缩短取样周期，则能够以与中心部相同的密度配置取样点。

并且，在本实施方式的光扫描型内窥镜装置10中，进行了螺旋状的取样扫描。在螺旋状的扫描中，与光栅状的扫描相比，在扫描范围的中心附近和外周附近，扫描速度大幅不同，所以，在扫描范围内，各取样的分辨率、明亮度的均匀性和取样密度的变化较大。与此相对，在光栅状扫描中，通过不使用扫描速度最慢的左右端的区域，能够减轻扫描速度的差异。由此，改变取样时间、激光的功率和取样频率的本发明的解决方法在螺旋形状扫描中特别有效。

(实施例1)

示出具体参数对第1实施方式的光扫描型内窥镜装置10的一个实施例进行说明。在实施例1中，设螺旋状的扫描范围的半径(r_c：与扫描中心C之间的距离)为200μm、谐振频率f为10kHz(>30fps×256line＝7.5KHz)。通过检测单元40的检测时间来规定取样时间t，t与1/v成比例地变化。同样，取样周期t_s也与1/v成比例地变化。并且，关于激光的功率，在扫描中心附近为3.2E-10[J/μm]，随着朝向外周部进行扫描而降低，降低到1.6E-10[J/μm]。并且，在取样扫描中不进行检测单元40的检测灵敏度的调整。

[表1]

实施例1的参数值

根据实施例1，满足条件式(1)，与使取样时间t恒定的情况相比，至少与扫描速度最小时的分辨率相比，能够抑制扫描速度最大时的扫描距离变长而产生的图像模糊所引起的分辨率的劣化。

并且，取样时间t以与扫描速度v之积始终大致为1[μm]的方式变化，所以，满足条件式(2)和(3)。由此，各取样的扫描距离成为大致恒定值，能够消除由于扫描距离变化而导致的图像模糊所引起的分辨率的偏差。

进而，满足条件式(8)，与使取样周期t_s恒定的情况相比，至少与扫描速度最小时的取样间隔距离相比，能够减少由于扫描速度最大时的取样间隔距离变长而导致的分辨率的劣化。

并且，取样周期t_s以与扫描速度v之积始终大致为1[μm]的方式变化，所以，还满足条件式(12)和(13)。由此，取样间隔距离大致恒定，能够减少扫描中心附近的不必要的取样，抑制外周附近的取样点的密度降低而引起的分辨率降低。

进而，满足条件式(4)和(5)，所以，与使从光源射出的激光的功率恒定的情况相比，至少与扫描速度最小时的每一个像素的明亮度相比，能够将扫描速度最大时的每一个像素的明亮度的不均匀性抑制在规定范围内。

另外，在本实施例中，为了使扫描速度v与取样时间t之积恒定，改变了检测单元40的受光器41R、41G、41B的检测时间，但是，假设在能够调节扫描速度v的情况下，也可以改变扫描速度。

(第2实施方式)

下面，对作为第2实施方式的光扫描型观察装置的另一例的光扫描型内窥镜装置进行说明。第2实施方式构成为，在第1实施方式的光扫描型内窥镜装置中，在观察对象物70上，不是呈螺旋状进行扫描，而是呈光栅状进行扫描。因此，与第1实施方式的不同之处在于光扫描型内窥镜(主体)20的前端部26的结构。并且，光源单元30的结构也不同。

图13是第2实施方式的光扫描型内窥镜装置10的光扫描型内窥镜(主体)20的前端部26的剖视图，图14是说明图13的扫描部23(扫描机构)的结构的图。SMF21的前端部贯穿插入圆筒管81内，前端部从该圆筒管23突出。在圆筒管81的外周，以在周方向上相离的方式均等地配置有例如电磁线圈等的4个电极82。并且，在SMF21的外周的与电极82对置的位置上分别配置有磁铁83。各2组的电极82和磁铁83构成振动机构，通过电磁力，使SMF21在相互正交的方向(以下设为X方向和Y方向)上振动。

图15是示出第2实施方式的光扫描型内窥镜装置10的光源单元30的概略结构的图。在第2实施方式中，使用LD光源作为红色的激光光源86R和蓝色的激光光源86B，使用DPSS激光器作为绿色的激光光源86。在该光源单元30中，不像第1实施方式那样设置AOM33，但是，通过直接对构成各激光光源86R、86G、86B的半导体激光器进行调制，能够调整每1次取样的激光照射时间。另外，通过在分色镜32b与透镜34之间设置声光可调滤波器(AOTF)，也能够调节激光的照射时间。

其他结构与第1实施方式相同，所以，对相同结构要素标注相同参照标号并省略说明。

接着，对第2实施方式的光扫描型内窥镜装置10的动作进行说明。通过扫描部23使SMF21的前端部在X方向上以谐振频率f_x进行振动。并且，扫描部23使SMF21在y方向上以小于f_x的频率f_y进行振动。由此，照射到观察对象物70上的激光结合SMF21的振动呈光栅状依次进行扫描，所以，通过检测这样的信号光并进行处理，能够生成二维图像。

图16是示出光栅状的扫描的取样的路径的图。并且，图17是示出观察对象物70上的光栅状扫描的X方向的扫描位置的时间变化的一例的曲线图。SMF21的出射端部在X方向上以谐振频率f_x进行振动，但是，其扫描位置随着时间而呈正弦波状变位。该情况下，在观察对象物70上的扫描范围内，在X方向的扫描的两端部，扫描速度较慢，在中心附近，扫描速度较快。这里，当设扫描速度为v、取样时间为t时，1次取样中扫描的距离由下式表示。

v×t

图18示出使在X方向上进行扫描时的取样时间t恒定的情况下的每1次取样的扫描距离d_s的变化。该情况下，关于光栅，在扫描的X方向的中央附近，每1次取样的扫描距离变长，可能在图像中产生模糊而使分辨率降低。

因此，在本实施方式中，调整光源单元30的激光照射时间，在扫描速度较快的中心区域中缩短每1次取样的取样时间t，减少由于扫描距离变长而导致的图像模糊所引起的分辨率的劣化。在本实施方式中，也能够控制取样时间t以满足条件式(1)～(3)，得到与第1实施方式所记载的效果相同的效果。这里，取样时间t是每1次取样的激光照射时间。特别是通过使扫描速度与取样时间之积成为大致恒定值，如图19所示，在观察对象物70上的扫描范围内，能够使扫描距离d_s大致恒定。

进而，与第1实施方式同样，除了根据扫描速度v改变取样时间t以外，通过调整激光的功率p、受光器41R、41G、41B的检测灵敏度s和取样周期t_s，以适当满足条件式(4)～(8)、(10)～(13)，针对各条件式得到与第1实施方式所记载的效果相同的效果。在上述图19中，除了取样时间以外，还进行取样周期的调整。

(实施例2)

示出具体参数对第2实施方式的光内窥镜装置10的一个实施例进行说明。在实施例2中，设光栅状的扫描范围的X方向的振幅(与振幅中心之间的距离)r_x为200μm、谐振频率(f_x)为10kHz(>30fps×256line＝7.5KHz)。X方向平均扫描速度v_x为8.0E+6μm/s。考虑观察对象物70的活体损伤来设定激光的功率。

[表2]

实施例2的参数值

根据实施例2，满足条件式(1)和(2)，至少与扫描速度最小时的分辨率相比，能够减少扫描速度最大时的扫描距离变长而产生的图像模糊所引起的分辨率的劣化。

并且，满足条件式(8)和(12)，至少与扫描速度最小时的取样点的密度相比，能够减少由于扫描速度最大时的取样点的密度较低而导致的分辨率的劣化。

进而，由于满足条件式(4)和(5)，所以，与使从光源射出的激光的功率恒定的情况相比，至少能够将扫描速度最小的取样点的每一个像素的明亮度和扫描速度最大的取样点的每一个像素的明亮度的不均匀性抑制在规定范围内。

除了上述以外，在观察对象物70上的扫描范围内，当调整取样时间t、取样周期t_s、激光功率p以使得扫描速度与取样时间之积(v×t)、扫描速度与取样周期之积(v×t_s)以及激光的功率与扫描s速度之比(p/v)成为大致恒定值时，能够使每次取样的扫描距离、取样间隔距离和每一个像素的明亮度均匀。

(第3实施方式)

图20是示出作为第3实施方式的光扫描型观察装置的一例的激光扫描型显微镜装置110的概略结构的框图。激光扫描型显微镜装置110构成为包括激光扫描型显微镜(主体)120、光源单元130(光源)、检测单元140(检测部)、计算机150、显示装置160。光源单元130与激光扫描型显微镜(主体)120之间通过SMF121以光学方式连接，检测单元140和激光扫描型显微镜(主体)120将壳体彼此直接连结、或者设置在同一壳体内。并且，计算机150与激光扫描型显微镜(主体)120、光源单元130、检测单元140和显示装置160电连接。

光源单元130具有红色、绿色和蓝色的LD(半导体激光器)131R、131G、131B、分色镜132a、132b、AOTF133、透镜134。LD131R、131G、131B的配置以及分色镜132a、132b的光学特性和配置与第1实施方式相同，所以省略说明。AOTF133是能够对使来自LD131R、131G、131B的激光合波而成的激光进行波长选择和强度调制的光学元件，按照每个取样点，高速切换并照射红色、蓝色、绿色的各激光。通过计算机150的光源控制部(未图示)对AOTF133进行控制。透射过AOTF133的激光通过透镜134而入射到SMF121的入射端。

激光扫描型显微镜(主体)120具有透镜122、分色镜123、电流计扫描器124(扫描机构)、反射镜125、瞳投影透镜126、成像透镜127和物镜128。这里，电流计扫描器124设置在与物镜128的瞳位置共轭的位置。

透镜122是对从SMF121的出射端射出的激光进行准直的透镜。分色镜123具有使从光源单元130入射的激光透射、使通过照射激光而从观察对象物170发出的荧光反射的光学特性。并且，电流计扫描器124具有电镜(galvano mirror)124a和124b，使从SMF121射出并透射过分色镜123的激光在相互正交的2轴方向(设为X方向和Y方向)上偏向。

在电镜124a、124b中偏向的激光利用反射镜125进行反射，穿过瞳投影透镜126、成像透镜127和例如倍率为25倍的物镜128，会聚在观察对象物170上形成光点，并且，通过驱动上述电流计扫描器124，在观察对象物170上扫描该光点。

利用分别由光源单元130的红、蓝、绿这3种颜色的LD131R、131G和131B的激光激励并发出不同波长的荧光的3种颜色的染料，对观察对象物170进行染色。通过激光扫描而从观察对象物170发出的荧光在传播激光的光路中逆向前进，通过分色镜123分光后入射到检测单元140。

检测单元140具有PMT(光电增倍管)141R、141G、141B、分色镜142a、142b，该PMT141R、141G、141B用于检测通过3种颜色的LD131R、131G、131B的激光而产生的各荧光。与第1实施方式同样，2个分色镜142a和142b对3个波长不同的荧光进行分光，使其分别入射到对应的PMT141R、141G、141B。通过计算机150的未图示的检测控制部对各个PMT141R、141G、141B的增倍率进行控制。并且，PMT141R、141G、141B的输出信号被发送到计算机150的未图示的信号处理部，生成观察对象物170的图像并显示在显示装置160中。

另外，与第1实施方式的计算机50同样，计算机150具有光源控制部、检测控制部、扫描控制部、信号处理部、存储部、输入部，除了进行与光栅状的扫描对应的控制以外，进行的其他处理与第1实施方式相同，省略详细说明。

根据以上这种结构，本实施方式的激光扫描型显微镜装置110能够如下那样动作。

激光扫描型显微镜装置110通过从光源单元130输出的激光，通过电流计扫描器124在观察对象物170上依次进行扫描。这里，电流计扫描器124使激光以电镜124a的谐振频率f_X在与物镜128的光轴垂直的面内的X方向上振动，通过电镜124b以频率f_Y在Y方向上振动。此时，X方向的谐振频率下的振动成为大致正弦波状的振动。

当设扫描速度为v、取样时间为t时，1次取样中扫描的距离由下式表示。

v×t

通过PMT141R、141G、141B的检测时间和AOTF133的控制下的激光的照射时间中的一方或双方来规定取样时间。

基于电流计扫描器124的扫描在X方向上为正弦波状，所以，越靠近观察对象物170的扫描范围内的X方向的中心，扫描速度越快。因此，与第2实施方式的光扫描型内窥镜同样，在扫描速度较快的中心区域缩短每1次取样的取样时间t，减少由于扫描距离变长而导致的图像模糊所引起的分辨率的劣化。并且，在扫描范围的周边部，由于光学系统的像差而使分辨率劣化，所以，在Y方向的两端附近，可以进一步缩短取样时间t，减轻分辨率的劣化。在本实施方式中，也控制取样时间t以满足条件式(1)～(3)，得到与第1实施方式相同的作用、效果。这里，取样时间t是通过AOTF133使各颜色的激光透射的时间。

进而，通过改变基于AOTF133的各颜色激光的透光状态、遮光状态的重复周期，根据扫描速度的变化改变取样周期t_s，由此，能够使取样点的密度更加接近均匀的状态。

并且，与第1和第2实施方式同样，通过调整来自光源单元130的激光的功率p或检测单元140的检测灵敏度s，能够使检测信号的强度均匀。特别地，在本实施方式中，由于在检测单元140中使用了PMT，所以，能够在宽范围内改变像倍率。由此，能够抑制每个像素的明亮度的不均匀性。

因此，与第1实施方式同样，除了根据扫描速度v改变取样时间t以外，通过适当满足条件式(4)～(8)、(10)～(13)，针对各条件式得到与第1实施方式所记载的效果相同的效果。

如上所述，根据本实施方式，根据电流计扫描器124在观察对象物170上的扫描速度的变化，改变每1次取样的对信号光进行检测的取样时间，所以，能够抑制由于每次取样的扫描速度的变化而导致的扫描距离的变化。因此，能够减少由于扫描距离变长而导致的图像模糊所引起的分辨率的变化。

并且，在伴随扫描速度的变化而在扫描速度较快的扫描范围的X方向的中心部缩短取样时间的情况下，也能够以提高检测单元140的检测灵敏度的方式使其变化，以抑制检测单元140检测到的信号光的信号减小，所以，能够抑制在X方向的中心部检测到的信号减弱(图像变暗)。特别是由于在检测单元140中使用了PMT，所以，能够在宽范围内调整检测灵敏度。

进而，能够伴随扫描速度的变化而在扫描速度更快的区域中以提高取样周期的方式使其变化，所以，能够抑制在扫描速度较慢的X方向的两端部进行无用的取样，抑制在扫描速度较快的X方向的中心部使取样点过少。

另外，在本实施方式中，使电流计扫描器124的X方向的振幅相对于时间呈正弦波状变化，但是，在更加复杂地变化的情况下，也可以利用PSD(Position SensitiveDetector：位置检测器)等预先测定在各取样点的速度，设置实时检测电流计扫描器的各个电镜124a和124b的配置角度的倾角传感器，实时从这些传感器向计算机150发送角度信号，使用该角度信号进行各部的控制和图像的生成。

(实施例3)

示出具体参数对本实施方式的光内窥镜装置110的一个实施例进行说明。在物镜128中使用25倍物镜，设标本面上的X方向的振幅(与振幅中心之间的距离)r_x为280μm、谐振频率(f_x)为10kHz。X方向的平均扫描速度v_x为11.2E+6μm/s。考虑观察对象物170的活体损伤来设定激光的功率。

[表3]

实施例3的参数值

根据实施例3，满足条件式(1)和(2)，至少与扫描速度最小时的分辨率相比，能够将扫描速度最大时的扫描距离变长而产生的图像的模糊所引起的分辨率的劣化抑制在规定范围内。

并且，满足条件式(8)和(12)，与使取样周期恒定的情况相比，至少能够减少由于扫描速度最小时的取样点与扫描速度最大时的取样点的密度的差异而导致的分辨率的不均匀性。

进而，由于满足条件式(6)和(7)，所以，与使检测单元40的各PMT141R、141G、141B的检测灵敏度恒定的情况相比，至少能够将扫描速度最小时的每一个像素的明亮度(检测信号的强度)和扫描速度最大时的每一个像素的明亮度的不均匀性减小到规定范围内。

另外，本发明不限于上述实施方式，能够进行许多变形或变更。例如，取样扫描不限于螺旋状的扫描和光栅状的扫描，例如即使进行利萨茹曲线(Lissajous)形状的扫描，也能够得到与第1～第3实施方式相同的效果。

并且，在上述各实施方式中，光源单元的激光射出红色、绿色、蓝色的各颜色的激光，但是，光源单元所包含的激光不限于这3种颜色的组合，能够使用各种波长和各种个数的激光。并且，能够根据要使用的激光光源，适当决定对激光进行合波的分色镜的光学特性和配置。

进而，在第1和第2实施方式中，计算机、光源单元、检测单元和光扫描型内窥镜(主体)不需要分别独立构成，能够进行各种组合。例如，也可以将计算机、光源单元和检测单元存放在一个壳体内。第3实施方式也同样。

在第3实施方式中，照射激光的光学系统的一部分和检测荧光的光学系统的一部分共用，但是，也可以构成为不共用它们。并且，本发明的光扫描型观察装置也可以构成为，将来自光源的激光照射到观察对象物，并检测其透射光。

标号说明

10：光扫描型内窥镜装置；20：光扫描型内窥镜；21：SMF(单模光纤)；22：MMF(多模光纤)；23：扫描部；23a：压电元件；24：操作部；25：插入部；26：前端部；27a、27b：透镜；30：光源单元；31R、31B：LD(半导体激光器)；31G：DPSS激光器(半导体激励固体激光器)；32a、32b：分色镜；33：AOM(声光调制器)；34：透镜；40：检测单元；41R、41G、41B：受光器；42a、42b：分色镜；43：透镜；50：计算机；51：光源控制部；52：检测控制部；53：扫描控制部；54：信号处理部；55：控制部；56：存储部；60：显示装置；70：观察对象物；81：圆筒管；82：电极；83：磁铁；86R、86B：LD(半导体激光器)；86G：DPSS激光器(半导体激励固体激光器)；110：激光扫描型显微镜装置；120：激光扫描型显微镜(主体)；121：SMF(单模光纤)；122：透镜；123：DM(分色镜)；124：电流计扫描器；124a、124b：电镜；125：反射镜；126：瞳投影透镜；127：成像透镜；128：物镜；130：光源单元；131R、131G、131B：LD(半导体激光器)；132a、132b：分色镜；133：AOTF(声光可调滤波器)；134：透镜；140：检测单元；141R、141G、141B：PMT(光电增倍管)；142a、142b：DM(分色镜)；150：计算机；160：显示装置。

Claims (15)

1.一种光扫描型观察装置，其特征在于，该光扫描型观察装置具有：

光源，其输出激光；

扫描机构，其在观察对象物上扫描从所述光源输出的所述激光的会聚位置；以及

检测部，其对通过所述激光的扫描而得到的信号光进行取样，将其转换为电信号，

根据所述扫描机构在所述观察对象物上的扫描速度的变化，改变每1次取样的对所述信号光进行检测的取样时间。

2.根据权利要求1所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设t_vmin和t_vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的所述取样时间时，满足条件式(1)

t_vmin>t_vmax···(1)。

3.根据权利要求2所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v_max和v_min分别为所述扫描速度的最大值和最小值时，所述t_vmin和t_vmax满足条件式(2)

$0.5\&le;\frac{v_{\max }\&times;t_{v\max }}{v_{\min }\&times;t_{v\min }}\&le;2...\left(2\right).$

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v为所述扫描速度、t为所述取样时间、max(v×t)和min(v×t)分别为所述扫描速度与所述取样时间之积的最大值和最小值时，满足条件式(3)

$1\&le;\frac{\max (v\&times;t)}{\min (v\&times;t)}\&le;2...\left(3\right).$

5.根据权利要求1所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，使所述取样时间变化，以使得所述取样时间与所述扫描速度之积成为大致恒定值。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

通过每1次取样的所述检测部的检测时间和每1次取样的所述光源的所述激光的照射时间中的至少一方来规定所述取样时间。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

根据所述扫描机构在所述观察对象物上的所述扫描速度的变化，改变从所述光源输出的激光的功率。

8.根据权利要求7所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设p_vmin和p_vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的所述激光的功率时，满足条件式(4)

p_vmin<p_vmax···(4)。

9.根据权利要求7所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v_max和v_min分别为所述扫描速度的最大值和最小值时，所述p_vmin和p_vmax满足条件式(5)

$0.5\&le;\frac{p_{v\min }/v_{\min }}{p_{v\max }/v_{\max }}\&le;2...\left(5\right).$

10.根据权利要求1～6中的任意一项所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

根据所述扫描机构在所述观察对象物上的所述扫描速度的变化，改变所述检测部的所述信号光的检测灵敏度。

11.根据权利要求10所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设s_vmin和s_vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的所述检测灵敏度时，满足条件式(6)

s_vmin<s_vmax···(6)。

12.根据权利要求11所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设v_max和v_min分别为所述扫描速度的最大值和最小值时，所述s_vmin和s_vmax满足条件式(7)

$0.5\&le;\frac{s_{v\min }/v_{\min }}{s_{v\max }/v_{\max }}\&le;2...\left(7\right).$

13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

根据所述扫描机构在所述观察对象物上的所述扫描速度的变化，改变取样周期。

14.根据权利要求13所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

在所述观察对象物上的扫描范围内，在设t_s-vmin和t_s-vmax分别为所述扫描速度为最小值和最大值时的取样周期时，满足条件式(8)

t_s-vmax<t_s-vmin···(8)。

15.根据权利要求1～14中的任意一项所述的光扫描型观察装置，其特征在于，

所述扫描机构在所述观察对象物上呈螺旋状进行扫描。