JP2000310743A - 光走査装置およびこれを用いた光走査型共焦点光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】挿入方向と視野方向が一致している操作性に優
れる小型の光走査型共焦点光学装置を提供する。 【解決手段】光走査型共焦点光学装置は光源部１１２と
光伝達部１１４と光走査部１１６と光検出部１１８と処
理部１２０とを備えている。光走査部１１６は可動ミラ
ー１２２と固定ミラー１２６と集光レンズ１３０とを有
している。可動ミラー１２２は、その中央に開口１２４
を有し、少なくとも一軸の周りに揺動し得る。固定ミラ
ー１２６は、光学的に透明な板１２８によって固定的に
支持されている。可動ミラー１２２の反射面と固定ミラ
ー１２６の反射面は互いに対向している。共焦点ピンホ
ールとして機能する光ファイバー２１６の端面のコアか
ら射出された光は、開口１２４を通過した後、固定ミラ
ー１２６に続いて可動ミラー１２２で反射され、集光レ
ンズ１３０により物体面１３２に集光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光を物
体面で走査し、照射された物体面からの反射光や蛍光を
検出する光走査型共焦点光学装置に関する。また、同装
置に適用される光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生体組織や細胞の表面及び内部の
様子を微細に観察する手段として、光走査型の共焦点光
学顕微鏡が知られている。共焦点光学顕微鏡は、通常の
光学系の解像限界を超えた分解力を持つとともに三次元
画像を構築することができるという利点を有している。
しかし、通常の共焦点光学顕微鏡は、光学系のサイズが
大きく、体内に挿入することが困難であるため、通常は
生体組織を体外に取り出して観察している。

【０００３】その欠点を克服するために、光学系の小型
化を図った例として、"Micromachined scanning confor
cal optical microscope", OPTIC LETTERS, Vol.21, No
10,May, 1996や米国特許第５，７４２，４１９号で示さ
れた微小共焦点顕微鏡の光学系がある。

【０００４】この光走査型微小共焦点顕微鏡は、図３０
に示すように、光源１と光伝達部２と光検出部３と光走
査部４と処理部５とで構成されている。光伝達部２はシ
ングルモードファイバーを有し、内視鏡を介して光走査
部４を体内に挿入することにより、生体内の３次元画像
がリアルタイムで得られる可能性を示唆している。

【０００５】図３１に光走査部４の構成を示す。光源１
から射出され光伝達部２のシングルモードファイバー１
０を介して伝達されたレーザー光は、反射面１１で反射
し、Ｘ方向にスキャンするための静電ミラー１２でＸ方
向に偏向され、反射部１４で全反射し、Ｙ方向にスキャ
ンするための静電ミラー１３でＹ方向に偏向され、回折
レンズ１５により物体面１６に集光される。

【０００６】シングルモードファイバー１０の端面と物
体面１６は共役の関係にあり、物体面１６からの反射光
は、上述した光路を逆行して、シングルモードファイバ
ー１０の端面に集光する。すなわち、物体面１６からの
反射光は、回折レンズ１５に入射した後、静電ミラー１
３、反射部１４、静電ミラー１２、反射面１１で順に反
射され、回折レンズ１５の集光作用によりシングルモー
ドファイバー１０の端面に集光される。シングルモード
ファイバー１０の端面に集光した光は、光伝達部２のシ
ングルモードファイバー１０を伝達し、光検出部３で検
知される。

【０００７】この光学系において、シングルモードファ
イバー１０の端面のコアはピンホールとして機能してお
り、その結果、この光学系は共焦点光学系となってい
る。このため、物体面１６の集光点以外からの散乱光
は、ファイバー１０の端面では十分に弱く、光検出部３
ではほとんど検知されない。

【０００８】従って、物体面１６の横方向（ＸＹ方向）
にも物体面１６の奥行き方向（Ｚ方向）にも、通常の光
学系に比べて高い解像度を有している。つまり、通常の
光学系に比べて、横分解能も縦分解能も高いものとなっ
ている。

【０００９】この光走査型微小共焦点光学顕微鏡の分解
能は、通常の共焦点光学顕微鏡に比べると低いが、内蔵
観察等の診断にとっては必要十分な値を超えており、そ
の装置構成は非常に小型なものとなっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した装置は、生体
内観察のための内視鏡を介した挿入においては、挿入方
向と視野方向が斜めに交わっている。このような挿入方
向と視野方向の斜めの交わりは、観察面１６を正確にＺ
方向だけに沿って移動させることを難しくする。つま
り、前述の装置は、良好な観察を行なう上で操作性に難
がある。

【００１１】また、上述した従来の装置では、二次元走
査を実現するために、二つの反射面１１と１４と二つの
一次元走査ミラー１２と１３を用いているが、このよう
な多数の反射面の使用は、好ましくないことに、反射で
の光の減衰により、検出感度を低下させる。

【００１２】本発明は、これらの課題を解決するために
成されたものであり、その目的は、挿入方向と視野方向
とが一致しており、従って操作性に優れる小型の光走査
型共焦点光学装置を提供することであり、また、そのよ
うな装置に適用される光走査装置を提供することであ
る。

【００１３】本発明の他の目的は、反射面の数が少な
く、従って検出感度に優れるこのような光走査型共焦点
光学装置あるいは光走査装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一面におい
て、光源からの光を被検面上に集光して走査する光走査
装置であり、前記光源からの光を通過させる透過領域を
持つ第一の反射面と、前記透過領域を通過した前記光源
からの光を前記第一の反射面へ向けて反射する第二の反
射面と、前記第一の反射面からの光を前記被検面上に集
光させる集光レンズと、前記第一と第二の反射面の少な
くとも一方を揺動させる駆動手段とを含んでいる。

【００１５】本発明は、別の面において、光走査型共焦
点光学装置であり、光を射出する光源と、前記光源から
の光を被検面上に集光して走査する光走査部と、前記光
源と前記光走査部の間に位置する共焦点ピンホールであ
って、これを通過した前記光源からの光は実質的に点光
源とみなされ、前記共焦点ピンホールと前記被検面との
間に共焦点光学系が構成される、共焦点ピンホールと、
前記光走査部によって走査された光の前記被検面からの
戻り光を検出する光検出部とを有している。

【００１６】前記光走査部は、一例において、前記光源
からの光を通過させる透過領域を持つ第一の反射面と、
前記透過領域を通過した前記光源からの光を前記第一の
反射面へ向けて反射する第二の反射面と、前記第一の反
射面からの光を前記被検面上に集光させる集光レンズ
と、前記第一と第二の反射面の少なくとも一方を揺動さ
せる駆動手段とを有している。

【００１７】別の例において、前記光走査部は、前記共
焦点ピンホールを備えた第一の反射面と、前記共焦点ピ
ンホールを通過した前記光源からの光を前記第一の反射
面へ向けて反射する第二の反射面と、前記第一の反射面
からの光を前記被検面上に集光させる集光レンズと、前
記第一と第二の反射面の少なくとも一方を揺動させる駆
動手段とを含んでおり、前記共焦点ピンホールと前記被
検面との間に共焦点光学系が構成されている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【００１９】［第一の実施の形態］第一の実施の形態に
よる光走査装置を備えた光走査型共焦点光学装置が図１
に示される。図１において、光走査型共焦点光学装置
は、光源部１１２と光伝達部１１４と光走査部１１６と
光検出部１１８と処理部１２０とを有している。

【００２０】光源部１１２は、例えば、レーザー発振器
で構成される。光伝達部１１４は、例えば、入射光と検
出光を分けるための四端子カプラー２１２とこれに接続
された四本の光ファイバー２１４，２１６，２１８，２
２０を有している。光走査部１１６は、可動ミラー１２
２と固定ミラー１２６と集光レンズ１３０とを有してい
る。処理部１２０は、走査情報と光検出部１１８からの
情報からデータを処理する。

【００２１】光源部１１２と四端子カプラー２１２は光
ファイバー２１４により光学的に連結され、光走査部１
１６と四端子カプラー２１２は光ファイバー２１６によ
り光学的に連結され、光検出部１１８と四端子カプラー
２１２は光ファイバー２１８により光学的に連結されて
いる。また、四端子カプラー２１２に接続された自由な
光ファイバー２２０の端部は非反射処理が施されてい
る。

【００２２】可動ミラー１２２は、その中央に光透過領
域すなわち開口１２４を有しており、少なくとも一軸の
周りに揺動可能に支持されている。固定ミラー１２６
は、光学的に透明なガラス等の板１２８によって固定的
に支持されている。可動ミラー１２２の反射面と固定ミ
ラー１２６の反射面は互いに対向しており、固定ミラー
１２６は開口１２４を通過した光を可動ミラー１２２の
反射面に向けて反射し、可動ミラー１２２は固定ミラー
１２６からの光を集光レンズ１３０に向けて反射する。
集光レンズ１３０は、透明な板１２８を透過した可動ミ
ラー１２２からの光を物体面１３２に集光する。

【００２３】光ファイバー２１６は、コアとクラッドを
有するステップ形ファイバーであり、より好適にはコア
径の小さいシングルモードファイバーである。光ファイ
バー２１６の端面のコアは実質的に点光源とみなすこと
ができる。光ファイバー２１６の端面のコアと集光レン
ズ１３０による集光点は共役の位置関係にあり、共焦点
光学系が構成されている。光ファイバー２１６の端面の
コアは実質的に共焦点光学系における共焦点ピンホール
として機能する。

【００２４】可動ミラー１２２は、測定に必要な走査形
態に応じた形態で支持されており、例えば、一次元の走
査に対しては、一軸の周りに揺動可能に支持されてお
り、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現し、二次
元の走査に対しては、互いに直交する二軸の周りに揺動
可能に支持されており、二軸周り揺動により二次元の走
査を実現する。勿論、二軸周りに揺動可能に支持され、
一軸周りの揺動により一次元の走査を実現しても一向に
構わない。

【００２５】光源部１１２から出たレーザー光は、光フ
ァイバー２１４の内部を伝搬して四端子カプラー２１２
に至り、四端子カプラー２１２によりその半分が光ファ
イバー２１６の内部を伝搬して光走査部１１６に達す
る。光ファイバー２１６から射出され可動ミラー１２２
の開口１２４を通過した光は固定ミラー１２６で反射さ
れて可動ミラー１２２の反射面に向かい、可動ミラー１
２２の反射面で反射された光は集光レンズ１３０に入射
し、集光レンズ１３０の屈折作用により物体面１３２に
集光される。

【００２６】物体面１３２に照射された光は、物体の形
状や反射率等に応じて乱反射する。そのうち、集光レン
ズ１３０に入射した光は、可動ミラー１２２と固定ミラ
ー１２６で順に反射され、開口１２４を通って光ファイ
バー２１６の端面に至る。すなわち、物体面１３２で反
射した光の一部は、集光レンズ１３０に入射し、その屈
折作用により収束しながら可動ミラー１２２に至り、可
動ミラー１２２で反射された光は固定ミラー１２６に至
り、固定ミラー１２６で反射された光は開口１２４を通
って光ファイバー２１６の端面に至る。

【００２７】光走査部１１６からの戻り光は、光ファイ
バー２１６の端面からコアに入射し、光ファイバー２１
６の内部を伝搬して四端子カプラー２１２に至り、四端
子カプラー２１２によりその半分が光ファイバー２１８
の内部を伝搬して光検出部１１８に達する。光検出部１
１８は入射した光の波長や強度等の情報を検知し、その
情報を処理部１２０に送る。処理部１２０では、光検出
部１１８からの情報を可動ミラー１２２の駆動データと
共に処理して、例えば、各位置に対する検出光強度等の
データを求める。

【００２８】本実施の形態の各構成は、当然、各種の変
形や変更が可能である。例えば、上述した実施形態で
は、ミラー１２２を揺動させることで、光の走査を実現
しているが、ミラー１２２は固定とし、ミラー１２６を
揺動させることで光の走査を実現してもよい。また、ミ
ラー１２２とミラー１２６を共に揺動可能に支持し、両
者を互いに直行する軸の周りに揺動させることにより、
二次元の走査を実現してもよい。

【００２９】本実施の形態による共焦点光学装置は、生
体内観察のための内視鏡を介した挿入において、光走査
部１１６の挿入方向と共焦点光学系による視野方向とが
一致する。従って、物体面１３２に対して正確に垂直な
方向に光走査部１１６を容易に移動させることを可能に
しており、言い換えれば操作性に優れている。

【００３０】また、反射面の数が可動ミラー１２２と固
定ミラー１２６の二つだけなので、反射に伴う光の減衰
が少なく、検出感度の低下が極力抑えられている。

【００３１】［駆動ミラー］続いて、上述した可動ミラ
ー１２２を含む具体的な構造体である駆動ミラーについ
て説明する。本明細書においては、「駆動ミラー」とい
う用語は、揺動可能な可動ミラーとこれを揺動させる駆
動手段とを含んだ機能体あるいはデバイスを指すものと
する。

【００３２】図２を参照しながら、二次元の走査が可能
な静電駆動方式の駆動ミラーについて説明する。反射面
保持部１４２は一対のトーションバー１４４により中枠
１４６に支持され、中枠１４６は一対のトーションバー
１４８により外枠１５０に支持されている。一対のトー
ションバー１４４と一対のトーションバー１４８は、そ
の軸の周りに弾性的にねじれ変形可能であり、両者の軸
は互いに直交している。これにより、反射面保持部１４
２は中枠１４６に対してトーションバー１４４の軸の周
りに揺動し得、また中枠１４６と共に外枠１５０に対し
てトーションバー１４８の軸の周りに揺動し得る。

【００３３】反射面保持部１４２には、その中央に開口
１２４が形成されており、その両側には、光学反射面と
して機能する＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４が形成さ
れており、これらの電極１５２と１５４はそれぞれ中枠
１４６上を延びる配線パターン１５６と１５８を介して
電極１６０と１６２に接続されている。また、中枠１４
６には＋Ｙ電極１６４と−Ｙ電極１６６が形成されてお
り、これらの電極１６４と１６６はそれぞれ配線パター
ン１６８と１７０を介して電極１７２と１７４に接続さ
れている。

【００３４】さらに、この構造体は、図に示されていな
いが、＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４および＋Ｙ電極
１６４と−Ｙ電極１６６に対向する一枚の接地電極を備
えている。

【００３５】＋Ｘ電極１５２と接地電極の間に電圧を印
加すると、両者間に印加電圧の絶対値に比例した大きさ
の静電力が発生し、この静電力によって＋Ｘ電極１５２
は接地電極の方に引き付けられる。同様に、−Ｘ電極１
５４と接地電極の間に電圧を印加すると、−Ｘ電極１５
２は印加電圧の絶対値に比例した大きさの静電力で接地
電極の方に引き付けられる。従って、＋Ｘ電極１５２と
−Ｘ電極１５４に大きさ（絶対値）の異なる電圧を印加
すると、反射面保持部１４２がトーションバー１４４の
軸（ここではＹ軸とする）の周りにねじれ、反射面（＋
Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４）の向きはＹ軸周りに偏
向される。

【００３６】従って、＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４
に最小値が０の逆位相で交流電圧を印加することによ
り、例えば、図３に実線で示される交流電圧を＋Ｘ電極
１５２に印加し、図３に破線で示される交流電圧を−Ｘ
電極１５４に印加することにより、反射面（＋Ｘ電極１
５２と−Ｘ電極１５４）がＹ軸周りで周期的に揺動し、
その反射光はＸ軸方向に往復走査される。

【００３７】同様に、＋Ｙ電極１６４と−Ｙ電極１６６
に大きさの異なる電圧を印加することにより、反射面保
持部１４２はトーションバー１４８の軸（ここではＸ軸
とする）の周りにねじれる。その結果、反射面（すなわ
ち＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４）の向きがＸ軸周り
に偏向され、その反射光はＹ軸方向に走査される。

【００３８】従って、図３に示した時間の経過と共に周
期的に変化する逆位相の電圧を＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電
極１５４に印加するとともに、時間の経過と共に直線的
に変化する逆位相の電圧を＋Ｙ電極１６４と−Ｙ電極１
６６に印加することによって、反射面（＋Ｘ電極１５２
と−Ｘ電極１５４）で反射された光は二次元的に走査
（例えばラスター走査）される。

【００３９】次に、図４を参照しながら、一次元の走査
が可能な静電駆動方式の駆動ミラーについて説明する。
この構造体は、図２の構造体の揺動機能を一つに減らし
たものに相当し、図２の構造体から内枠１４６を省いた
構成となっている。

【００４０】すなわち、反射面保持部１４２は、その軸
の周りに弾性的にねじれ変形可能な一対のトーションバ
ー１４４により外枠１５０に支持されている。これによ
り、反射面保持部１４２は外枠１５０に対してトーショ
ンバー１４４の軸の周りに揺動し得る。

【００４１】反射面保持部１４２には、その中央に開口
１２４が形成されており、その両側には、光学反射面と
して機能する＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４が形成さ
れており、これらの電極１５２と１５４は配線パターン
１５６と１５８を介して電極１６０と１６２に接続され
ている。また、図に示されていないが、＋Ｘ電極１５２
と−Ｘ電極１５４に対向して一枚の接地電極を設けられ
ている。

【００４２】＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４に最小値
が０の逆位相で交流電圧を印加することにより、例え
ば、図３に実線で示される交流電圧を＋Ｘ電極１５２に
印加し、図３に破線で示される交流電圧を−Ｘ電極１５
４に印加することにより、反射面（＋Ｘ電極１５２と−
Ｘ電極１５４）がＹ軸周りで周期的に揺動し、その反射
光はＸ軸方向に往復走査される。

【００４３】続いて、図５を参照しながら、一次元的に
走査可能な駆動ミラーとしては既によく知られているガ
ルバノミラーについて説明する。

【００４４】ガルバノミラー１９０は、開口１２４が中
央に形成された反射体１９２を有し、この反射体１９２
はガルバノモーター１９４の軸１９６に固定されてい
る。このガルバノミラー１９０は、反射体１９２の中央
に開口１２４が形成されている点以外は、一般的に知ら
れているガルバノミラーと全く同じである。従って、通
常のガルバノミラーと同様に、反射体１９２はガルバノ
モーター１９４により軸１９６の周りに揺動され、これ
により反射光は軸１９６に垂直な平面内で往復走査され
る。

【００４５】［第二の実施の形態］第二の実施の形態に
よる光走査装置を備えた光走査型共焦点光学装置が図６
に示される。

【００４６】図６において、図１と同じ参照符号で示さ
れる部材は同じ部材であり、続く説明では、その詳しい
記述は重複を避けて省略し、相違箇所に重点をおいて述
べる。本実施形態の装置は、走査部１１６の構成が第一
実施形態の装置と相違しているだけであり、それ以外
は、動作も含め、まったく同じである。

【００４７】光走査部１１６は、可動ミラー１２２と固
定ミラー１２６と集光レンズ１３０とを有している。集
光レンズ１３０は平凸レンズであり、固定ミラー１２６
は、平凸レンズ１３０の平面に、設けられている。固定
ミラー１２６は、例えば、蒸着などによって、平凸レン
ズ１３０の平面に選択的に金属膜を形成することで作ら
れる。

【００４８】可動ミラー１２２の反射面と固定ミラー１
２６の反射面は互いに対向しており、固定ミラー１２６
は開口１２４を通過した光を可動ミラー１２２の反射面
に向けて反射し、可動ミラー１２２は固定ミラー１２６
からの光を集光レンズ１３０に向けて反射する。集光レ
ンズ１３０は、入射する可動ミラー１２２からの光を物
体面１３２に集光する。

【００４９】本実施形態の装置は、第一実施形態の装置
に比較して、部品点数が少ないという利点を有してい
る。

【００５０】［第三の実施の形態］第三の実施の形態に
よる光走査装置を備えた光走査型共焦点光学装置が図７
に示される。

【００５１】図７において、図１と同じ参照符号で示さ
れる部材は同じ部材であり、続く説明では、その詳しい
記述は重複を避けて省略し、相違箇所に重点をおいて述
べる。本実施形態の装置は、共焦点ピンホールとして機
能する光ファイバー２１６の端面のコアの位置が第二実
施形態の装置と相違しているだけであり、それ以外は、
動作も含め、まったく同じである。

【００５２】光ファイバー２１６は可動ミラー１２２の
開口１２４を通って延びており、共焦点ピンホールとし
て機能する光ファイバー２１６の端面のコアは、可動ミ
ラー１２２と固定ミラー１２６の間に位置している。

【００５３】可動ミラー１２２の反射面と固定ミラー１
２６の反射面は互いに対向しており、固定ミラー１２６
は光ファイバー２１６から射出された光を可動ミラー１
２２の反射面に向けて反射し、可動ミラー１２２は固定
ミラー１２６からの光を集光レンズ１３０に向けて反射
する。集光レンズ１３０は、入射する可動ミラー１２２
からの光を物体面１３２に集光する。

【００５４】本実施形態の装置は、光ファイバー２１６
から射出された光が可動ミラー１２２の開口１２４で蹴
られるというおそれが無いという利点を有している。

【００５５】［第四の実施の形態］第四の実施の形態に
よる光走査装置を備えた光走査型共焦点光学装置が図８
に示される。図８において、光走査型共焦点光学装置
は、光源部１１２と光伝達部１１４と光走査部１１６と
光検出部１１８と処理部１２０とを有している。

【００５６】光源部１１２は、例えば、レーザー発振器
を有している。光伝達部１１４は、例えば、入射光と検
出光を分けるビームスプリッター２３２を含んでいる。
光走査部１１６は、例えば、共焦点ピンホール付き可動
ミラー（以下、単に共焦点可動ミラーと呼ぶ）３２２と
固定ミラー１２６と集光レンズ１３０とを有している。
データ処理部１２０は、走査情報と光検出部１１８から
の情報からデータを処理する。

【００５７】共焦点可動ミラー３２２は、その中央に共
焦点ピンホール３２４を有しており、少なくとも一軸の
周りに揺動可能に支持されている。固定ミラー１２６
は、光学的に透明なガラス等の板１２８によって固定的
に支持されている。共焦点可動ミラー３２２の反射面と
固定ミラー１２６の反射面は互いに対向しており、固定
ミラー１２６は共焦点ピンホール３２４を通過した光を
共焦点可動ミラー３２２の反射面に向けて反射し、共焦
点可動ミラー３２２は固定ミラー１２６からの光を集光
レンズ１３０に向けて反射する。集光レンズ１３０は共
焦点可動ミラー３２２からの光を物体面１３２に集光す
る。

【００５８】共焦点可動ミラー３２２は、測定に必要な
走査形態に応じた形態で支持されており、例えば、一次
元の走査に対しては、一軸の周りに揺動可能に支持され
ており、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現し、
二次元の走査に対しては、互いに直交する二軸の周りに
揺動可能に支持されており、二軸周り揺動により二次元
の走査を実現する。勿論、二軸周りに揺動可能に支持さ
れ、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現しても一
向に構わない。

【００５９】光源部１２２から出たレーザー光は、ビー
ムスプリッター２３２を通過し、共焦点可動ミラー３２
２に入射する。共焦点可動ミラー３２２の共焦点ピンホ
ール３２４を通過した光は固定ミラー１２６で反射され
て共焦点可動ミラー３２２の反射面に向かい、共焦点可
動ミラー３２２の反射面で反射された光は集光レンズ１
３０に入射し、集光レンズ１３０の屈折作用により物体
面１３２に集光される。

【００６０】物体面１３２に照射された光は、物体の形
状や反射率等に応じて乱反射する。そのうち、集光レン
ズ１３０に入射した光は、共焦点可動ミラー３２２と固
定ミラー１２６で順に反射され、共焦点ピンホール３２
４に至る。すなわち、物体面１３２で反射した光の一部
は、集光レンズ１３０に入射し、その屈折作用により収
束しながら共焦点可動ミラー３２２に至り、共焦点可動
ミラー３２２で反射された光は固定ミラー１２６に至
り、固定ミラー１２６で反射された光は共焦点ピンホー
ル３２４に至る。

【００６１】共焦点ピンホール３２４を通過した光すな
わち光走査部１１６からの戻り光は光伝達部１１４のビ
ームスプリッター２３２で反射されて光検出部１１８に
至る。光検出部１１８は入射した光の波長や強度等の情
報を検知し、その情報をデータ処理部１２０に送る。デ
ータ処理部１２０では、光検出部１１８からの情報を共
焦点可動ミラー３２２の駆動データと共に処理して、例
えば、各位置に対する検出光強度等のデータを求める。

【００６２】本実施の形態の各構成は、当然、各種の変
形や変更が可能である。例えば、上述した構成では、光
走査部１１６は、揺動可能に支持された共焦点ピンホー
ル付き３２２と、固定的に支持されたミラー１２６とで
構成されているが、共焦点ピンホール付き３２２を固定
的に支持し、ミラー１２６を揺動可能に支持するように
変更してもよい。あるいは、共焦点ピンホール付き３２
２とミラー１２６を共に揺動可能に支持し、両者を互い
に方向の異なる軸の周りに揺動させることにより、二次
元の走査を実現してもよい。

【００６３】［共焦点ピンホール付き駆動ミラー］続い
て、上述した共焦点可動ミラー１２２を含む具体的な構
造体である共焦点ピンホール付き駆動ミラー（以下、単
に共焦点駆動ミラーと呼ぶ）について説明する。本明細
書においては、「共焦点駆動ミラー」という用語は、共
焦点ピンホールが形成された揺動可能な可動ミラーとこ
れを揺動させる駆動手段とを含んだ機能体あるいはデバ
イスを指すものとする。

【００６４】図９を参照しながら、静電駆動方式のジン
バル構造の共焦点駆動ミラーについて説明する。反射面
保持部１４２は一対のトーションバー１４４により中枠
１４６に支持され、中枠１４６は一対のトーションバー
１４８により外枠１５０に支持されている。一対のトー
ションバー１４４と一対のトーションバー１４８は、そ
の軸の周りに弾性的にねじれ変形可能であり、両者の軸
は互いに直交している。これにより、反射面保持部１４
２は中枠１４６に対してトーションバー１４４の軸の周
りに揺動し得、また中枠１４６と共に外枠１５０に対し
てトーションバー１４８の軸の周りに揺動し得る。

【００６５】反射面保持部１４２には、光学反射面とし
て機能する＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４が形成され
ており、これらの電極１５２と１５４はそれぞれ中枠１
４６上を延びる配線パターン１５６と１５８を介して電
極１６０と１６２に接続されている。また、中枠１４６
には＋Ｙ電極１６４と−Ｙ電極１６６が形成されてお
り、これらの電極１６４と１６６はそれぞれ配線パター
ン１６８と１７０を介して電極１７２と１７４に接続さ
れている。

【００６６】反射面保持部１４２の中央には共焦点ピン
ホール３２４が形成されている。共焦点ピンホール３２
４は、戻り光の回折限界以下の径、例えば１μｍの径を
有している。共焦点ピンホール３２４は高い精度で形成
されることが望ましく、従って鋭いエッジを持つことが
望ましい。このため、電極１５２は、共焦点ピンホール
３２４が形成される反射面保持部１４２の中央周辺部に
延出しており、共焦点ピンホール３２４の輪郭は電極１
５２に開けられた穴によって与えられる。

【００６７】一般に、この種の構造体は、半導体製造技
術を応用したマイクロマシンニング技術によって作製さ
れる。具体的には、まずシリコン部材上にシリコン窒化
膜を堆積し、ジンバル形状にパターニングする。次に、
アルミニウム等の電極用金属を成膜し、配線と電極を形
成する。最後に、シリコン窒化膜をマスク材として、ウ
ェットエッチャントにより、シリコン部材をジンバル構
造に加工する。電極と電線を構成する金属もエッチャン
トにさらされるため、使用金属はウェットエッチャント
に耐性を有するものが選択される。ウェットエッチャン
トの加工は等方的であるため、加工後のヒンジ部はシリ
コン窒化膜のみとなり、容易に回動し得る。

【００６８】共焦点ピンホール３２４は例えば異方性エ
ッチングにより形成される。特に金属膜に対する異方性
エッチングは非常に高い加工精度をもつため、共焦点ピ
ンホール３２４は非常に高い精度で形成される。別の見
方からすると、上述の作製工程から分かるように、反射
面保持部１４２は主にシリコン部材で構成され、これに
対して非常に小径に穴を高い精度で開けることが難しい
ため、反射面保持部１４２の中央周辺部に電極１５２を
延出させ、これに対して穴を開けることにより、共焦点
ピンホール３２４の形成の困難から逃れている。

【００６９】さらに、この構造体は、図に示されていな
いが、＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４および＋Ｙ電極
１６４と−Ｙ電極１６６に対向する一枚の接地電極を備
えている。

【００７０】＋Ｘ電極１５２と接地電極の間に電圧を印
加すると、両者間に印加電圧の絶対値に比例した大きさ
の静電力が発生し、この静電力によって＋Ｘ電極１５２
は接地電極の方に引き付けられる。同様に、−Ｘ電極１
５４と接地電極の間に電圧を印加すると、−Ｘ電極１５
２は印加電圧の絶対値に比例した大きさの静電力で接地
電極の方に引き付けられる。従って、＋Ｘ電極１５２と
−Ｘ電極１５４に大きさ（絶対値）の異なる電圧を印加
すると、反射面保持部１４２がトーションバー１４４の
軸（ここではＹ軸とする）の周りにねじれ、反射面（＋
Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４）の向きはＹ軸周りに偏
向される。

【００７１】従って、＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４
に最小値が０の逆位相で交流電圧を印加することによ
り、例えば、図１０に実線で示される交流電圧を＋Ｘ電
極１５２に印加し、図１０に破線で示される交流電圧を
−Ｘ電極１５４に印加することにより、反射面（＋Ｘ電
極１５２と−Ｘ電極１５４）がＹ軸周りで周期的に揺動
し、その反射光はＸ軸方向に往復走査される。

【００７２】同様に、＋Ｙ電極１６４と−Ｙ電極１６６
に大きさの異なる電圧を印加することにより、反射面保
持部１４２はトーションバー１４８の軸（ここではＸ軸
とする）の周りにねじれる。その結果、反射面（すなわ
ち＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４）の向きがＸ軸周り
に偏向され、その反射光はＹ軸方向に走査される。

【００７３】従って、図１０に示した時間の経過と共に
周期的に変化する逆位相の電圧を＋Ｘ電極１５２と−Ｘ
電極１５４に印加するとともに、時間の経過と共に直線
的に変化する逆位相の電圧を＋Ｙ電極１６４と−Ｙ電極
１６６に印加することによって、反射面（＋Ｘ電極１５
２と−Ｘ電極１５４）で反射された光は二次元的に走査
（例えばラスター走査）される。

【００７４】次に、図１１を参照しながら、一次元の走
査が可能な静電駆動方式の共焦点駆動ミラーについて説
明する。この構造体は、図９の構造体の揺動機能を一つ
に減らしたものに相当し、図９の構造体から内枠１４６
を省いた構成となっている。

【００７５】すなわち、反射面保持部１４２は、その軸
の周りに弾性的にねじれ変形可能な一対のトーションバ
ー１４４により外枠１５０に支持されている。これによ
り、反射面保持部１４２は外枠１５０に対してトーショ
ンバー１４４の軸の周りに揺動し得る。

【００７６】反射面保持部１４２には、光学反射面とし
て機能する＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４が形成され
ており、これらの電極１５２と１５４は配線パターン１
５６と１５８を介して電極１６０と１６２に接続されて
いる。反射面保持部１４２の中央には共焦点ピンホール
３２４が形成されている。電極１５２は、反射面保持部
１４２の中央周辺部に延出しており、この電極１５２の
延出部に開けられた穴によって共焦点ピンホール３２４
の輪郭が与えられている。また、図に示されていない
が、＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４に対向して一枚の
接地電極を設けられている。

【００７７】＋Ｘ電極１５２と−Ｘ電極１５４に最小値
が０の逆位相で交流電圧を印加することにより、例え
ば、図１０に実線で示される交流電圧を＋Ｘ電極１５２
に印加し、図１０に破線で示される交流電圧を−Ｘ電極
１５４に印加することにより、反射面（＋Ｘ電極１５２
と−Ｘ電極１５４）がＹ軸周りで周期的に揺動し、その
反射光はＸ軸方向に往復走査される。

【００７８】続いて、図１２を参照しながら、一次元的
に走査可能な共焦点駆動ミラーであるガルバノミラーに
ついて説明する。

【００７９】ガルバノミラー１９０は、共焦点ピンホー
ル３２４が中央に形成された反射体１９２を有し、この
反射体１９２はガルバノモーター１９４の軸１９６に固
定されている。このガルバノミラー１９０は、反射体１
９２の中央に共焦点ピンホール３２４が形成されている
点以外は、一般的に知られているガルバノミラーと全く
同じである。従って、通常のガルバノミラーと同様に、
反射体１９２はガルバノモーター１９４により軸１９６
の周りに揺動され、これにより反射光は軸１９６に垂直
な平面内で往復走査される。

【００８０】［第五の実施の形態］第五の実施の形態に
よる光走査装置を備えた光走査型共焦点光学装置が図１
３に示される。本実施の形態は側視型の光走査型共焦点
光学装置であり、生物顕微鏡等の光学顕微鏡と組み合わ
せに好適であり、図１３は生物顕微鏡等と組み合わせた
構成を示している。

【００８１】図１３に示すように、光走査型共焦点光学
装置は、基本的に、光源部１１２と光伝達部１１４と光
走査部１１６とデータ処理部１２０とを備えている。

【００８２】光源部１１２は、例えば、レーザー発振器
を有している。光伝達部１１４は、例えば、入射光と検
出光を分けるビームスプリッター２３２を有している。
光走査部１１６は、例えば、共焦点可動ミラー３２２と
固定ミラー１２６とビームスプリッター２０２と集光レ
ンズ１３０とを有している。データ処理部１２０は、走
査情報と光検出部１１８からの情報からデータを処理す
る。

【００８３】また、ビームスプリッター２０２と集光レ
ンズ１３０はレンズ２０４と共に、物体面１３２を目視
により観察するための光学顕微鏡２００を構成してい
る。ビームスプリッター２０２はハーフミラーやダイク
ロイックミラー等で構成される。レンズ２０４は、集光
レンズ１３０とビームスプリッター２０２を経て入射す
る物体面１３２からの光を集光して、その像を結像さ
せ、観察者が物体面１３２を目で観察することを可能に
する。

【００８４】共焦点可動ミラー３２２は、その中央に共
焦点ピンホール３２４が形成されており、少なくとも一
軸の周りに揺動可能に支持されている。固定ミラー１２
６は、光学的に透明なガラス等の板１２８によって固定
的に支持されている。共焦点可動ミラー３２２の反射面
と固定ミラー１２６の反射面は互いに対向しており、固
定ミラー１２６は共焦点ピンホール３２４を通過した光
を共焦点可動ミラー３２２の反射面に向けて反射し、共
焦点可動ミラー３２２は固定ミラー１２６からの光をビ
ームスプリッター２０２に向けて反射する。ビームスプ
リッター２０２は共焦点可動ミラー３２２からの光を集
光レンズ１３０に向けて反射し、集光レンズ１３０は共
焦点可動ミラー３２２からの光を物体面１３２に集光す
る。

【００８５】共焦点可動ミラー３２２は、測定に必要な
走査形態に応じた形態で支持されており、例えば、一次
元の走査に対しては、一軸の周りに揺動可能に支持され
ており、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現し、
二次元の走査に対しては、互いに直交する二軸の周りに
揺動可能に支持されており、二軸周り揺動により二次元
の走査を実現する。勿論、二軸周りに揺動可能に支持さ
れ、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現しても一
向に構わない。

【００８６】光源部１２２から出たレーザー光は、ビー
ムスプリッター２３２を通過し、共焦点可動ミラー３２
２に入射する。共焦点可動ミラー３２２の共焦点ピンホ
ール３２４を通過した光は固定ミラー１２６で反射され
て共焦点可動ミラー３２２の反射面に向かい、共焦点可
動ミラー３２２の反射面で反射された光はビームスプリ
ッター２０２で偏向されたのち集光レンズ１３０に入射
し、集光レンズ１３０の屈折作用により物体面１３２に
集光される。

【００８７】物体面１３２に照射された光は、物体の形
状や反射率等に応じて乱反射する。そのうち、集光レン
ズ１３０に入射した光は、ビームスプリッター２０２で
偏向され、共焦点可動ミラー３２２と固定ミラー１２６
で順に反射され、共焦点ピンホール３２４に至る。すな
わち、物体面１３２で反射した光の一部は、集光レンズ
１３０に入射し、その屈折作用により収束しながらビー
ムスプリッター２０２を経て共焦点可動ミラー３２２に
至り、共焦点可動ミラー３２２で反射された光は固定ミ
ラー１２６に至り、固定ミラー１２６で反射された光は
共焦点ピンホール３２４に至る。

【００８８】共焦点ピンホール３２４を通過した光すな
わち光走査部１１６からの戻り光は光伝達部１１４のビ
ームスプリッター２３２で反射されて光検出部１１８に
至る。光検出部１１８は入射した光の波長や強度等の情
報を検知し、その情報をデータ処理部１２０に送る。デ
ータ処理部１２０では、光検出部１１８からの情報を共
焦点可動ミラー３２２の駆動データと共に処理して、例
えば、各位置に対する検出光強度等のデータを求める。

【００８９】本実施の形態の各構成は、当然、各種の変
形や変更が可能である。例えば、上述した構成では、光
走査部１１６は、揺動可能に支持された共焦点ピンホー
ル付き３２２と、固定的に支持されたミラー１２６とビ
ームスプリッター２０２で構成されているが、共焦点ピ
ンホール付き３２２を固定的に支持し、ミラー１２６ま
たはビームスプリッター２０２を揺動可能に支持するよ
うに変更してもよい。

【００９０】つまり、一次元の走査は、共焦点ピンホー
ル付き３２２とミラー１２６とビームスプリッター２０
２のいずれか一つを揺動させることにより実現できる。
また、共焦点ピンホール付き３２２とミラー１２６とビ
ームスプリッター２０２のいずれか二つを、互いに方向
の異なる軸の周りに揺動させることにより、二次元の走
査を実現してもよい。

【００９１】［第六の実施の形態］第六の実施の形態に
よる光走査装置を備えた光走査型共焦点光学装置が図１
４に示される。本実施の形態は、光源部と光走査部と光
検出部の相互間を光ファイバーを用いて光学的に接続し
ている構成である。

【００９２】図１４に示すように、光走査型共焦点光学
装置は、基本的に、光源部１１２と光伝達部１１４と光
走査部１１６とデータ処理部１２０とを備えている。

【００９３】光源部１１２は、例えば、レーザー発振器
を有している。光伝達部１１４は、例えば、入射光と検
出光を分ける四端子カプラー２１２とこれに接続された
四本の光ファイバー２１４，２１６，２１８，２２０を
有している。光走査部１１６は、例えば、共焦点可動ミ
ラー３２２と固定ミラー１２６と集光レンズ１３０とを
有している。データ処理部１２０は、走査情報と光検出
部１１８からの情報からデータを処理する。

【００９４】光源部１１２と四端子カプラー２１２は光
ファイバー２１４により光学的に連結され、光走査部１
１６と四端子カプラー２１２は光ファイバー２１６によ
り光学的に連結され、光検出器２１８と四端子カプラー
２１２は光ファイバー２１８により光学的に連結されて
いる。また、四端子カプラー２１２に接続された自由な
光ファイバー２２０の端部は非反射処理が施されてい
る。

【００９５】共焦点可動ミラー３２２は、その中央に共
焦点ピンホール３２４が形成されており、少なくとも一
軸の周りに揺動可能に支持されている。固定ミラー１２
６は、光学的に透明なガラス等の板１２８によって固定
的に支持されている。共焦点可動ミラー３２２の反射面
と固定ミラー１２６の反射面は互いに対向しており、固
定ミラー１２６は共焦点ピンホール３２４を通過した光
を共焦点可動ミラー３２２の反射面に向けて反射し、共
焦点可動ミラー３２２は固定ミラー１２６からの光を集
光レンズ１３０に向けて反射する。集光レンズ１３０は
共焦点可動ミラー３２２からの光を物体面１３２に集光
する。

【００９６】共焦点可動ミラー３２２は、測定に必要な
走査形態に応じた形態で支持されており、例えば、一次
元の走査に対しては、一軸の周りに揺動可能に支持され
ており、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現し、
二次元の走査に対しては、互いに直交する二軸の周りに
揺動可能に支持されており、二軸周り揺動により二次元
の走査を実現する。勿論、二軸周りに揺動可能に支持さ
れ、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現しても一
向に構わない。

【００９７】光ファイバー２１６と共焦点可動ミラー３
２２の接続例が図１５〜図１７に示される。図１５の構
成では、光ファイバー２１６の端部が共焦点可動ミラー
３２２に固定されている。図１６と図１７の構成では、
光ファイバー２１６の端部が共焦点可動ミラー３２２の
近くに配置され、共焦点可動ミラー３２２には傾斜によ
る光ファイバー２１６の端面と共焦点ピンホール３２４
の相互間の位置関係の変動を少なくするためにテーパー
部２２２が形成されている。特に、図１６の構成では、
さらに光ファイバー２１６の端面にはマイクロレンズ２
２４が設けられており、光ファイバー２１６から射出さ
れた光の広がりが抑えられている。

【００９８】図１５の構成は、光ファイバー２１６の端
面と共焦点ピンホール３２４との位置関係が外的要因に
よって変動することがないという利点を有している。そ
の反面、共焦点可動ミラー３２２に光ファイバー２１６
が取り付けられているため、図１６や図１７の構成に比
べて共焦点可動ミラー３２２の駆動に大きな力を必要と
する。このような理由から図１５の構成は大型の構造体
への適用に適していると言える。

【００９９】図１６と図１７の構成は、光ファイバー２
１６の端部と共焦点可動ミラー３２２とが接触しておら
ず、共焦点可動ミラー３２２の駆動に必要な力が小さく
て済むという利点を有している。このような理由から図
１６と図１７の構成は、マイクロマシン技術などで作ら
れた微小な構造体への適用に適していると言える。図１
６と図１７の構成のいずれを選択するかは、性能（分解
能と検出信号のＳ／Ｎ）とコストを考慮して決めること
であり、性能を重視する場合には図１６の構成を選択
し、コスト面を重視する場合には図１７の構成を選択す
るとよい。

【０１００】再び図１４を参照し、光源部１２２から出
たレーザー光は、光ファイバー２１４の内部を伝搬して
四端子カプラー２１２に至り、四端子カプラー２１２に
よりその半分が光ファイバー２１６の内部を伝搬して光
走査部１１６に達する。光ファイバー２１６から射出さ
れ共焦点可動ミラー３２２の共焦点ピンホール３２４を
通過した光は固定ミラー１２６で反射されて共焦点可動
ミラー３２２の反射面に向かい、共焦点可動ミラー３２
２の反射面で反射された光は集光レンズ１３０に入射
し、集光レンズ１３０の屈折作用により物体面１３２に
集光される。

【０１０１】物体面１３２に照射された光は、物体の形
状や反射率等に応じて乱反射する。そのうち、集光レン
ズ１３０に入射した光は、共焦点可動ミラー３２２と固
定ミラー１２６で順に反射され、共焦点ピンホール３２
４に至る。すなわち、物体面１３２で反射した光の一部
は、集光レンズ１３０に入射し、その屈折作用により収
束しながら共焦点可動ミラー３２２に至り、共焦点可動
ミラー３２２で反射された光は固定ミラー１２６に至
り、固定ミラー１２６で反射された光は共焦点ピンホー
ル３２４に至る。

【０１０２】共焦点ピンホール３２４を通過した光すな
わち光走査部１１６からの戻り光は、光ファイバー２１
６の内部を伝搬して四端子カプラー２１２に至り、四端
子カプラー２１２によりその半分が光ファイバー２１８
の内部を伝搬して光検出部１１８に達する。光検出部１
１８は入射した光の波長や強度等の情報を検知し、その
情報をデータ処理部１２０に送る。データ処理部１２０
では、光検出部１１８からの情報を共焦点可動ミラー３
２２の駆動データと共に処理して、例えば、各位置に対
する検出光強度等のデータを求める。

【０１０３】本実施の形態では、光源部と光走査部と光
検出部とが光ファイバーを介して光学的に接続されてい
るため、相互間の配置関係の制約が少なく、構成の自由
度が高いという利点を有している。

【０１０４】本実施の形態の各構成は、当然、各種の変
形や変更が可能である。例えば、上述した構成では、光
走査部１１６は、揺動可能に支持された共焦点ピンホー
ル付き３２２と、固定的に支持されたミラー１２６とで
構成されているが、共焦点ピンホール付き３２２を固定
的に支持し、ミラー１２６を揺動可能に支持するように
変更してもよい。あるいは、共焦点ピンホール付き３２
２とミラー１２６を共に揺動可能に支持し、両者を互い
に方向の異なる軸の周りに揺動させることにより、二次
元の走査を実現してもよい。

【０１０５】［第七の実施の形態］図１８に第七の実施
の形態の光走査型共焦点光学装置を示す。本実施の形態
は、光検出部と光走査部を光ファイバーからなる光伝達
部を介して光学的に接続した構成であり、特に内視鏡へ
の適用に好適な例である。

【０１０６】図１８に示すように、光走査型共焦点光学
装置は、基本的に、光源部１１２と光伝達部１１４と光
走査部１１６とデータ処理部１２０とを備えている。

【０１０７】光源部１１２は、例えば、レーザー発振器
を有している。光伝達部１１４は、例えば、入射光と検
出光を分けるビームスプリッター２３２と、ビームスプ
リッター２３２と光走査部１１６を光学的に接続する可
撓性の光伝達部材たとえば光ファイバー２３４とを有し
ている。光走査部１１６は、例えば、共焦点可動ミラー
３２２と固定ミラー１２６と集光レンズ１３０とを有し
ている。データ処理部１２０は、走査情報と光検出部１
１８からの情報からデータを処理する。

【０１０８】共焦点可動ミラー３２２は、その中央に共
焦点ピンホール３２４が形成されており、少なくとも一
軸の周りに揺動可能に支持されている。固定ミラー１２
６は、光学的に透明なガラス等の板１２８によって固定
的に支持されている。共焦点可動ミラー３２２の反射面
と固定ミラー１２６の反射面は互いに対向しており、固
定ミラー１２６は共焦点ピンホール３２４を通過した光
を共焦点可動ミラー３２２の反射面に向けて反射し、共
焦点可動ミラー３２２は固定ミラー１２６からの光を集
光レンズ１３０に向けて反射する。集光レンズ１３０は
共焦点可動ミラー３２２からの光を物体面１３２に集光
する。

【０１０９】光ファイバー２３４の端部と共焦点可動ミ
ラー３２２との接続関係は、第六の実施の形態における
光ファイバー２１６と共焦点可動ミラー３２２の関係
（図１５〜図１７参照）と同様である。すなわち、光フ
ァイバー２３４の端部は、共焦点可動ミラー３２２に固
定されても、あるいは、共焦点可動ミラー３２２の近く
に間隔を置いて配置されてもよく、さらには、端面にマ
イクロレンズを設けてもよい。どの様な形態を採用する
かは、適用する装置の性質によって決まる。

【０１１０】共焦点可動ミラー３２２は、測定に必要な
走査形態に応じた形態で支持されており、例えば、一次
元の走査に対しては、一軸の周りに揺動可能に支持され
ており、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現し、
二次元の走査に対しては、互いに直交する二軸の周りに
揺動可能に支持されており、二軸周り揺動により二次元
の走査を実現する。勿論、二軸周りに揺動可能に支持さ
れ、一軸周りの揺動により一次元の走査を実現しても一
向に構わない。

【０１１１】光源部１２２から出たレーザー光は、ビー
ムスプリッター２３２を通過した後、光ファイバー２３
４に入射し、その内部を伝搬して光走査部１１６に達す
る。光ファイバー２３４の端面から射出され共焦点可動
ミラー３２２の共焦点ピンホール３２４を通過した光は
固定ミラー１２６で反射されて共焦点可動ミラー３２２
の反射面に向かい、共焦点可動ミラー３２２の反射面で
反射された光は集光レンズ１３０に入射し、集光レンズ
１３０の屈折作用により物体面１３２に集光される。

【０１１２】物体面１３２に照射された光は、物体の形
状や反射率等に応じて乱反射する。そのうち、集光レン
ズ１３０に入射した光は、共焦点可動ミラー３２２と固
定ミラー１２６で順に反射され、共焦点ピンホール３２
４に至る。すなわち、物体面１３２で反射した光の一部
は、集光レンズ１３０に入射し、その屈折作用により収
束しながら共焦点可動ミラー３２２に至り、共焦点可動
ミラー３２２で反射された光は固定ミラー１２６に至
り、固定ミラー１２６で反射された光は共焦点ピンホー
ル３２４に至る。

【０１１３】共焦点ピンホール３２４を通過した光すな
わち光走査部１１６からの戻り光は、光ファイバー２３
４の内部を伝搬してビームスプリッター２３２に至り、
ビームスプリッター２３２で反射されて光検出部１１８
に至る。光検出部１１８は入射した光の波長や強度等の
情報を検知し、その情報をデータ処理部１２０に送る。
データ処理部１２０では、光検出部１１８からの情報を
共焦点可動ミラー３２２の駆動データと共に処理して、
例えば、各位置に対する検出光強度等のデータを求め
る。

【０１１４】本実施の形態では、光伝達部１１４は、可
撓性の光伝達部材すなわち光ファイバー２３４を有して
おり、これを介してビームスプリッター２３２と光走査
部１１６が光学的に接続されているため、両者間の位置
関係（例えば方向や間隔）の制約が少なく、構成の自由
度が高いという利点を有している。特に、この構成は内
視鏡への適用に好適である。

【０１１５】本実施の形態の各構成は、当然、各種の変
形や変更が可能である。例えば、上述した構成では、光
走査部１１６は、揺動可能に支持された共焦点ピンホー
ル付き３２２と、固定的に支持されたミラー１２６とで
構成されているが、共焦点ピンホール付き３２２を固定
的に支持し、ミラー１２６を揺動可能に支持するように
変更してもよい。あるいは、共焦点ピンホール付き３２
２とミラー１２６を共に揺動可能に支持し、両者を互い
に方向の異なる軸の周りに揺動させることにより、二次
元の走査を実現してもよい。

【０１１６】［第八の実施の形態］第八の実施の形態に
よる光走査装置を備えた光走査型共焦点光学装置が図１
９に示される。本実施の形態は、光源部と光走査部と光
検出部の相互間を光ファイバーを用いて光学的に接続
し、固定ミラーを集光レンズの光源側の面に設けた構成
である。

【０１１７】図１９に示すように、光走査型共焦点光学
装置は、基本的に、光源部１１２と光伝達部１１４と光
走査部１１６とデータ処理部１２０とを備えている。

【０１１８】光源部１１２は、例えば、レーザー発振器
を有している。光伝達部１１４は、例えば、入射光と検
出光を分ける四端子カプラー２１２とこれに接続された
四本の光ファイバー２１４，２１６，２１８，２２０を
有している。光走査部１１６は、例えば、共焦点可動ミ
ラー４２２と固定ミラー４２６と集光レンズ４３０とフ
レア絞り４２８とを有している。データ処理部１２０
は、走査情報と光検出部１１８からの情報からデータを
処理する。

【０１１９】光源部１１２と四端子カプラー２１２は光
ファイバー２１４により光学的に連結され、光走査部１
１６と四端子カプラー２１２は光ファイバー２１６によ
り光学的に連結され、光検出器２１８と四端子カプラー
２１２は光ファイバー２１８により光学的に連結されて
いる。また、四端子カプラー２１２に接続された自由な
光ファイバー２２０の端部は非反射処理が施されてい
る。

【０１２０】共焦点可動ミラー４２２は、その中央に直
径２０μｍ以下の共焦点ピンホール４２４が形成されて
いる。共焦点ピンホール４２４の径は戻り光の回折限界
径が望ましい。固定ミラー４２６は、集光レンズ４３０
の光源側の面に設けられている。このため、固定ミラー
４２６の反射面は、平らではなく、曲率を有している。
共焦点可動ミラー４２２の反射面と固定ミラー４２６の
反射面は互いに対向しており、固定ミラー４２６は共焦
点ピンホール４２４を通過した光を共焦点可動ミラー４
２２の反射面に向けて反射し、共焦点可動ミラー４２２
は固定ミラー４２６からの光を集光レンズ４３０に向け
て反射する。集光レンズ４３０は共焦点可動ミラー４２
２からの光を物体面１３２に集光する。

【０１２１】共焦点可動ミラー４２２としては、例え
ば、図９を参照しながら既に説明したジンバル構造の共
焦点駆動ミラーが適用できる。

【０１２２】再び図１９を参照し、光源部１２２から出
たレーザー光は、光ファイバー２１４の内部を伝搬して
四端子カプラー２１２に至り、四端子カプラー２１２に
よりその半分が光ファイバー２１６の内部を伝搬して光
走査部１１６に達する。光ファイバー２１６から射出さ
れ共焦点可動ミラー４２２の共焦点ピンホール４２４を
通過した光は固定ミラー４２６で反射されて共焦点可動
ミラー４２２の反射面に向かい、共焦点可動ミラー４２
２の反射面で反射された光は集光レンズ４３０に入射
し、集光レンズ４３０の屈折作用により物体面１３２に
集光される。

【０１２３】物体面１３２に照射された光は、物体の形
状や反射率等に応じて乱反射する。そのうち、集光レン
ズ４３０に入射した光は、共焦点可動ミラー４２２と固
定ミラー４２６で順に反射され、共焦点ピンホール４２
４に至る。すなわち、物体面１３２で反射した光の一部
は、集光レンズ４３０に入射し、その屈折作用により収
束しながら共焦点可動ミラー４２２に至り、共焦点可動
ミラー４２２で反射された光は固定ミラー４２６に至
り、固定ミラー４２６で反射された光は共焦点ピンホー
ル４２４に至る。

【０１２４】共焦点ピンホール４２４を通過した光すな
わち光走査部１１６からの戻り光は、光ファイバー２１
６の内部を伝搬して四端子カプラー２１２に至り、四端
子カプラー２１２によりその半分が光ファイバー２１８
の内部を伝搬して光検出部１１８に達する。光検出部１
１８は入射した光の波長や強度等の情報を検知し、その
情報をデータ処理部１２０に送る。データ処理部１２０
では、光検出部１１８からの情報を共焦点可動ミラー４
２２の駆動データと共に処理して、例えば、各位置に対
する検出光強度等のデータを求める。

【０１２５】本実施の形態では、光源部と光走査部と光
検出部とが光ファイバーを介して光学的に接続されてい
るため、相互間の配置関係の制約が少なく、構成の自由
度が高いという利点を有している。さらに、固定ミラー
４２６が集光レンズ４３０に設けられているため、装置
が非常にコンパクトに構成されいる。

【０１２６】［各光学要素のパラメータに関する考察］
光走査部の集光レンズについて、必要な解像度及びＷＤ
等を満足させるための構成について説明する。本装置は
内視鏡に適用することも可能であるが、この場合、内視
鏡の特徴である共焦点効果を発揮させるためには、光学
系は回折限界まで収差補正することが必要となる。ま
た、目的とする細胞診断を行う上では１μｍ程度の分解
能が必要とされるため、レンズの物体側ＮＡは０．２以
上であることが必要である。このような条件の下で発生
する球面収差、走査時に発生する像面湾曲、コマ収差を
補正するためには、非球面の集光レンズを用いることが
望ましい。単波長観察であれば、非球面を用いた単レン
ズで収差補正は可能であり、この構成は、レンズ枚数削
減によるコンパクト化の観点から、望ましい構成であ
る。但し、この場合、屈折率の高い硝材（１．６以上）
を用いることが望ましく、また、内視鏡で使用する場合
は滅菌ガスや胃液に対し耐性のある硝材を用いる必要が
ある。特に、非球面を光源側（光走査部側）外表面に設
置することにより、集光レンズの反射部と透過部のパワ
ーを夫々最適に設定することができる。

【０１２７】光走査装置の反射面の大径化は、静電駆動
電圧の増加と直接係るため、人体内で使用する上で問題
となる。従って、可動ミラーの有効径は、少なくとも
１．５ｍｍ以下であることが望ましい。但し、レンズ反
射部のパワーを小さくして光走査部での光束径を小さく
すると、集光レンズ透過時の光束径に対する反射部の径
が大きくなりＳ／Ｎが悪化する。集光レンズ透過時の光
束径に対する反射部の径の比は０．３以下が望ましく、
レンズ外径に対する反射部の径の比は０．１５以下であ
ることが望ましい。また、低侵襲性と操作性の観点か
ら、内視鏡の外径は細径化が図られている。本装置の内
視鏡チャンネルからの挿入を考えた場合、レンズ外径は
３．０ｍｍ以下であることが望ましい。また、細胞診断
への応用を考慮した場合、１ｍｍ以上の組織内部におけ
る情報を得ることが必要であるため、少なくともレンズ
の最終面から集光点までの距離（以下、ＷＤと云う）は
１ｍｍ以上であることが必要である。

【０１２８】また、共焦点顕微鏡の分解能は集光レンズ
のＮＡと観察光の波長で決定され、物体側ＮＡは０．２
０以上であることが望まれる。レンズの外径をＤとした
とき、レンズの物体側ＮＡは略Ｄ／２×ＷＤとなる。そ
して、必要な解像力を考慮すると、レンズ外径Ｄは、Ｄ
≧２×ＷＤ×ＮＡなる条件を満たすことが望ましい。更
に、ミラーの走査を考慮するとＤ≧２×ＷＤ×ＮＡ＋
０．５なる条件を満足することが望ましい。従って、レ
ンズ外径は少なくとも１．０ｍｍ以上であることが必要
となる。

【０１２９】可動ミラーから集光レンズまでの距離Ｌは
内視鏡では硬質部長に直接寄与するが、Ｌは低侵襲性と
操作性の観点から、より短いことが望ましい。但し、Ｌ
を短くすることは、集光レンズの曲率半径を小さくする
ことになる。一方、必要な解像力とＷＤを確保するため
には、レンズ部の光束径は或る程度以上必要となる。従
って、曲率半径の値には限界が生じ、Ｌの値にも制限が
生じる。以下、Ｌの最適条件を導くことにする。今、レ
ンズの曲率半径をＲとすると、光束がレンズの外縁で蹴
られないためには、２×Ｒ＞Ｄ−０．１なる条件を満た
す必要があり、硝材の屈折率を１．５とすると、Ｄ−
０．１＜２×Ｒ＝ＷＤ×２×Ｌ／（ＷＤ−２×Ｌ）、Ｄ
＜ＷＤ×２×Ｌ／（ＷＤ−２×Ｌ）＋０．１＝Ｄ’とな
る。一方、必要な解像度を確保するために必要なレンズ
外径をＤｍｉｎとした場合、Ｄ’＞Ｄｍｉｎなる条件を
満たすことが必要である。

【０１３０】従って、可動ミラーから集光レンズまでの
距離Ｌは、Ｌ≧ＷＤ×Ｄｍｉｎ／２（ＷＤ＋Ｄｍｉｎ）
なる条件を満たす必要がある。ここで、ＷＤ＝２．０ｍ
ｍ、Ｄｍｉｎ＝１．５ｍｍとすると、Ｌは、Ｌ≧０．４
５ｍｍなる条件を満たすことが望ましい。一方、集光レ
ンズの物体側ＮＡを確保しつつ焦点距離を小さくするこ
とは、Ｌを小さくできる一方で収差を発生させる原因と
もなる。この場合、Ｌは更にＬ≧１．０なる条件を満た
すことが望ましい。ここで、焦点距離とは、透過系で考
えた場合の焦点距離とする。前述のように、レンズの物
体側ＮＡを確保しつつ焦点距離を小さくすることは、収
差を発生させる原因となるため、焦点距離ｆは、０．７
ｍｍ≦ｆ≦２．５ｍｍなる条件を満たすことが望まし
い。即ち、焦点距離ｆが０．７ｍｍを越えて小さくなる
と収差補正が難しくなり、２．５ｍｍを越えて大きくな
ると光学系全体が大きくなり望ましくない。焦点距離ｆ
と、可動ミラーから集光レンズまでの距離Ｌと、集光レ
ンズの最終面から集光点までの距離ＷＤとは、略ｆ＝３
×ＷＤ×Ｌ／（ＷＤ＋３×Ｌ）なる関係を有するから、
上記ｆの条件式は、０．７≦３×ＷＤ×Ｌ／（ＷＤ＋３
×Ｌ）≦２．５と表わすことも出来る。

【０１３１】次に、集光レンズの反射面の曲率の最適値
について検討する。光走査部からの反射光は、集光レン
ズヘ再び入射するが、反射部への入射光は不要光とな
り、光走査部と集光レンズ内を多重反射して、迷光とな
る。従って、集光レンズ内を透過する光束の径に対し反
射部の径が小さい程Ｓ／Ｎの良い画像を得ることが出来
る。一方、ミラー部のパワーを必要以上に大きくする
と、光走査部における反射時の光束径が大きくなる。こ
の結果、光走査部の外径が大きくなり、駆動電圧に直接
影響を及ぼすこととなる。反射部の曲率半径をＲ、光走
査部から集光レンズまでの距離をＬとすると、レンズ反
射面での光束径Ｄ１はＤ１＝Ｌ×θ、レンズ透過時の光
束径Ｄ２はＤ２＝Ｌ×θ＋２×Ｌ×（θ＋２×Ｌ×θ／
Ｒ）なる関係にある。この場合、ｓｉｎθは共焦点ピン
ホール側のＮＡである。

【０１３２】集光レンズに再入射するときの光束径に対
する反射部の径Ｄ１／Ｄ２は、１／（２×（１＋２×Ｌ
／Ｒ）＋１）と表わされる。Ｓ／Ｎを抑える観点から前
記式は、１／（２×（１＋２×Ｌ／Ｒ）＋１≦０．２５
なる条件を満たすことが望ましい。一方、光走査部での
光束径は、共焦点ピンホール射出角をθとすると、２×
Ｌ×θ×（１＋Ｌ／Ｒ）で表わされ、２×Ｌ×θ×（１
×Ｌ／Ｒ）≦１．０ｍｍなる条件を満たすことが望まし
い。従って、レンズ反射面の曲率半径Ｒは、２×Ｌ２×
θ／（１−２×θ×Ｌ）≦Ｒ≦４×Ｌなる条件を満たす
ことが望ましい。

【０１３３】共焦点光学系の場合、Ｚ軸方向に分解能を
有するが、限界解像力は、ＸＹ軸方向の限界解像力に対
し約１桁劣る。この改善策として、既定の共焦点ピンホ
ールと中心を同じくし且つ光軸に垂直な向きであって、
既定の共焦点ピンホールの近傍に第二の共焦点ピンホー
ルを設置することが考えられる。かかる形式の共焦点ピ
ンホールを配置することにより、Ｚ軸方向の被検点以外
からの散乱光（不要光）を遮断することができ、結果的
にＺ軸方向の解像力を向上させることができる。

【０１３４】以上、単色レーザー光による観察の場合に
ついて説明したが、上記検討結果は、蛍光観察など複数
波長の光を用いる場合にも適用できる。一般に、生体組
織や粘膜などを観察する場合、予め被検物に蛍光物質を
注入した上で蛍光観察が行われる。このような蛍光観察
では、照明光と検出光の波長の違いにより、軸上及びこ
れと直交する方向に、戻り光の焦点ズレが生じる。この
ズレ量が共焦点ピンホール径の大きさに比べて大きくな
ると、被検面の情報がノイズにより乱され、結果として
解像力が低下する。このような不都合を避けるため、照
明光と検出光（蛍光）の両方の波長について色収差を補
正したレンズを用い、図２０に示すように、ダイクロイ
ックミラーなどの分光手段を配置し、フォトダイオード
などの光電手段により照明光と蛍光を別々に検出するこ
とが望ましい。なお、色による焦点ズレの低減方法とし
ては、色分散の小さい硝材を用いる方法や複数のレンズ
（接合レンズ）を用いて色収差を相殺する方法がある。

【０１３５】蛍光色素ＩＣＧ（Indocyanine green）な
どによる蛍光観察では、励起光と蛍光の波長のズレは５
０ｎｍ程度であり、色分散の小さい硝材を用いて色補正
を行う場合は、硝材のアッベ数は４０以上が望ましい。
この場合、必然的に屈折率の低い硝材を選択することに
なるが、発生する収差補正のために、両面共非球面とす
ることが望ましい。また、接合レンズを用いて色収差の
補正を行う場合には、凸レンズとしてアッベ数の大きい
（クラウン系）ものを、凹レンズとしてアッベ数の小さ
い（フリント系）ものを、硝材として選択するのが一般
的であり、凸レンズの屈折率及びアッベ数をｎ１及びν
１、凹レンズの屈折率及びアッベ数をｎ２及びν２とし
たとき、ｎ１＞ｎ２、ν１＞ν２とすることが望まし
い。

【０１３６】このようにして色収差を行う場合には、接
合面は高屈折率硝対側に凸となる。但し、その場合、非
球面１面のみで十分な収差補正を行うのは難しい。従っ
て、発生するコマ収差及び像面湾曲を補正することを優
先し、接合面を低屈折率硝対側に凸とすることでパワー
を分散させるようにしても良い。また、励起光と蛍光の
波長差が３０ｎｍ以下の場合には、片面が非球面で接合
面を高屈折率硝対側に凸として色補正を行った上で、物
体側ＮＡが０．２程度となるような収差補正も可能であ
る。但し、励起光と蛍光との波長差が３０ｎｍ以上の場
合には、接合面のパワーが或る程度必要となるため、非
球面を両面に用いることが望ましい。また、光線の入射
角の大きい被検物側に高屈折率硝材を配置することが望
ましい。

【０１３７】［実例１］図２１と図２２は本実例におけ
る光走査部１１６の構成を示している。図２１は可動ミ
ラーが光軸に対して直交している状態、図２２はＸＹ方
向に傾いた状態を示している。本実例では、集光レンズ
４３０は、単レンズで構成され、屈折率１．７８の高屈
折率硝材で作られており、外径は１．４ｍｍ、焦点距離
は１．１１ｍｍであって、光源側非球面による十分な収
差補正がなされている。従って、光学系のストレール強
度は理想状態に対し９０％以上という高性能を有し、物
体側で約１μｍの解像力を有している。集光レンズ４３
０に設けられた固定ミラー４２６は、１．４７ｍｍの曲
率半径を有していて、アルミニウム又は金を蒸着するこ
とにより形成されており、その直径は０．１ｍｍであ
る。可動ミラー４２２の有効径は０．４ｍｍであり、可
動ミラー４２２から集光レンズ４３０までの距離Ｌ（図
２１参照）は１．５３ｍｍである。

【０１３８】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝１．４７３９（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝∞（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア校り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝１．４７３９ ｄ₅＝０．８１９４ ｎ₅＝１．７７８６２ ν₅＝２５．７６ ｒ₆＝−１．６０７１ ｄ₆＝１．３１００ ｒ₇＝∞（像） 非球面係数 第１面 Ｋ＝−０．２７９８ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−１．８４５７×１０^-1 ＡＣ６＝３．６３７１×１０^-2 ＡＣ８＝−１．８２４４×１０^-1 ＡＣ１０＝２．４７７３×１０^-1 策５面 Ｋ＝−０．２７９８ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−１．８４５７×１０^-1 ＡＣ６＝３．６３７１×１０^-2 ＡＣ８＝−１．８２４４×１０^-1 ＡＣ１０＝２．４７７３×１０^-1 値し、Ｋ、ＡＣ２、・・・は面形状を回転対称な偶数時
非球面に設定した場合の非球面係数である。ここで、光
軸方向をＺ方向としたとき、面形状（各点（Ｘ，Ｙ）で
のＺ成分）は、下記のように表わされる。

【０１３９】Ｚ＝１/ＲＤＹ×Ｓ²/(１＋(１−(Ｋ＋１)
×ＲＤＹ^-2×Ｓ²)＋ＡＣ２×Ｓ²＋ＡＣ４×Ｓ⁴＋ＡＣ６
×Ｓ⁶＋・・・ 但し、ＲＤＹは曲率半径、Ｓ²＝Ｘ²＋Ｙ²。

【０１４０】［実例２］図２３は本実例における光走査
部１１６の構成を示している。本実例は、硝材を色分散
の少ないレンズに変更し、色補正を行うようにした点で
実例１と異なる。本実例では、集光レンズ４３０は、単
レンズで構成され、屈折率１．５１、アッベ数６４の硝
材より成り、結像面側が非球面となっている。本実例に
よれば、例えば、励起光６８０ｎｍ、観察光８５０ｎｍ
の蛍光物質ＩＣＧを用いての観察を考えた場合、共焦点
ピンホール４２４の中心から、戻り光焦点までのズレ
は、共焦点ピンホール径に対し０．２以下に抑えること
ができる。また、ＩＣＧを用いた蛍光観察に際し、十分
な色補正が成され得る。

【０１４１】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝１．１５６１（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝∞（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア校り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝１．１５６１ ｄ₅＝０．７０００ ｎ₅＝１．５１４６２ ν₅＝６４．１４ ｒ₆＝−０．８７２９ ｄ₆＝１．３１５０ ｒ₇＝∞（像） 非球面係数 第１面 Ｋ＝−０．５９７１ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−５．２８６９×１０^-1 ＡＣ６＝−４．３１５１×１０^-1 ＡＣ８＝−４．０７３０×１０^-1 ＡＣ１０＝５．９５５６×１０^-1 ＡＣ１２＝２．２９１１×１０^-1 ＡＣ１４＝７．５２９３×１０^-2 ＡＣ１６＝８．４０３１×１０^-2 ＡＣ１８＝０ ＡＣ２０＝０ 第５面 Ｋ＝−０．５９７１ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−５．２８６９×１０^-1 ＡＣ６＝−４．３１５１×１０^-1 ＡＣ８＝−４．０７３０×１０^-1 ＡＣ１０＝５．９５５６×１０^-1 ＡＣ１２＝２．２９１１×１０^-1 ＡＣ１４＝７．５２９３×１０^-2 ＡＣ１６＝８．４０３１×１０^-2 ＡＣ１８＝０ ＡＣ２０＝０ ［実例３］図２４は本実例における光走査部１１６の構
成を示している。本実例では、集光レンズ４３０は、単
レンズで構成され、両面が非球面となっている。本実例
によれば、実例２の集光レンズ４３０では補正しきれな
い非点収差と像面湾曲を補正できる。

【０１４２】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝０．９８６２（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝∞（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア校り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝０．９８６２ ｄ₅＝０．７０００ ｎ₅＝１．５１４６２ ν₅＝６４．１４ ｒ₆＝−０．９３５６ ｄ₆＝１．１３１０ ｒ₇＝∞（像） 非球面係数 第１面 Ｋ＝−０．６２８５ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−５．５１４６×１０^-1 ＡＣ６＝−４．０９６８×１０^-1 ＡＣ８＝−３．８２７７×１０^-1 ＡＣ１０＝５．７２７５×１０^-1 ＡＣ１２＝１．３５３６×１０^-1 ＡＣ１４＝−１．０２２１×１０^-1 ＡＣ１６＝−２．０４５７×１０^-1 ＡＣ１８＝０ ＡＣ２０＝０ 第５面 Ｋ＝−０．６２８５ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−５．５１４６×１０^-1 ＡＣ６＝−４．０９６８×１０^-1 ＡＣ８＝−３．８２７７×１０^-1 ＡＣ１０＝５．７２７５×１０^-1 ＡＣ１２＝１．３５３６×１０^-1 ＡＣ１４＝−１．０２２１×１０^-1 ＡＣ１６＝−２．０４５７×１０^-1 ＡＣ１８＝０ ＡＣ２０＝０ 第６面 Ｋ＝０．００６７ ＡＣ２＝−７．１２４０×１０^-2 ＡＣ４＝３．２０５７×１０^-2 ＡＣ６＝−７．２７１０×１０^-2 ＡＣ８＝−６．２８８６×１０^-2 ＡＣ１０＝３．６９２５×１０^-3 ［実例４］図２５は本実例における光走査部１１６の構
成を示している。本実例では、集光レンズ４３０は、接
合レンズで構成され、波長補正を行っており、光源側の
外表面４３０ａが非球面となっている。この場合、接合
面を高屈折レンズ側に凸面として色補正を行っている。
但し、低屈折硝材を用いることにより発生する収差の低
減を狙いパワーの分散が図られているため、接合面のパ
ワーも小さく抑えられている。

【０１４３】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝１．２４８２（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝∞（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア校り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝１．２４８２ ｄ₅＝０．４５００ ｎ₅＝１．５６１８８ ν₅＝６０．７０ ｒ₆＝−５．４５２６ ｄ₆＝０．４２００ ｎ₆＝１．７７８６２ ν₆＝２５．７６ ｒ₇＝−１．２０２２ ｄ₇＝１．２７７５ ｒ₈＝∞（像） 非球面係数 第１面 Ｋ＝−０．３４９７ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−４．１１３６×１０^-1 ＡＣ６＝−１．３３３４×１０^-1 ＡＣ８＝−５．９０５６×１０^-3 ＡＣ１０＝７．６３５２×１０^-2 ＡＣ１２＝９．５１８７×１０^-2 ＡＣ１４＝１．７２７３×１０^-2 ＡＣ１６＝−３．５１８４×１０^-2 ＡＣ１８＝０ ＡＣ２０＝０ 第５面 Ｋ＝−０．３４９７ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−４．１１３６×１０^-1 ＡＣ６＝−１．３３３４×１０^-1 ＡＣ８＝−５．９０５６×１０^-3 ＡＣ１０＝７．６３５２×１０^-2 ＡＣ１２＝９．５１８７×１０^-2 ＡＣ１４＝１．７２７３×１０^-2 ＡＣ１６＝−３．５１８４×１０^-2 ＡＣ１８＝０ ＡＣ２０＝０ ［実例５］図２６は本実例における光走査部１１６の構
成を示している。本実例では、集光レンズ４３０は、色
分散の少ない硝材を接合した接合レンズで構成され、両
外表面が非球面となっている。これにより、低屈折率硝
材にも拘わらず、共焦点ピンホール４２４の位置でのス
トレール強度で９０％以上の収差補正が可能となる。共
焦点ピンホール４２４の中心から戻り光焦点までのズレ
は、共焦点ピンホール径に対し０．２以下であり、色補
正も十分に達成される。この場合、接合される両レンズ
の硝材は同じであってもよい。

【０１４４】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝１．００５５（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝∞（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア校り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝１．００５５ ｄ₅＝０．４０００ ｎ₅＝１．５６１８８ ν₅＝６０．７０ ｒ₆＝−１３３．１８８４ ｄ₆＝０．５５００ ｎ₆＝１．５１４６２ ν₆＝６４．１４ ｒ₇＝−１．１６２４ ｄ₇＝１．３０８０ ｒ₈＝∞（像） 非球面係数 第１面 Ｋ＝−０．３１９１ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−１．９４４７×１０^-1 ＡＣ６＝１．０９１７×１０^-1 ＡＣ８＝−２．１６４０×１０^-1 ＡＣ１０＝１．２５２８×１０^-1 第５面 Ｋ＝−０．３１９１ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−１．９４４７×１０^-1 ＡＣ６＝１．０９１７×１０^-1 ＡＣ８＝−２．１６４０×１０^-1 ＡＣ１０＝１．２５２８×１０^-1 第７面 Ｋ＝０ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝２．４２１２×１０^-1 ＡＣ６＝−２．６０７０×１０^-2 ＡＣ８＝０ ＡＣ１０＝０ ＡＣ１２＝０ ＡＣ１４＝２．４２１２×１０^-1 ＡＣ１６＝−２．６０７０×１０^-2 ＡＣ１８＝０ ＡＣ２０＝０ ［実例６］図２７は本実例における光走査部１１６の構
成を示している。本実例では、集光レンズ４３０は、両
外表面が非球面の接合レンズで構成されており、収差補
正を図ると共に、接合による色収差の相殺を図ってい
る。そして、高屈折率硝材を物体側（被検面１３２側）
に置くことにより、更なる収差補正を図っている。本実
例では、実例５よりも屈折率の高い硝材を用いているた
め、ミラー走査時でも共焦点ピンホール位置でのストレ
ール強度で９５％以上の収差補正が達成される。

【０１４５】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝０．８７２７（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝∞（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア絞り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝０．８７２７ ｄ₅＝０．６０６６ ｎ₅＝１．５６１８８ ν₅＝６０．７０ ｒ₆＝−１．３１６５ ｄ₆＝０．４４２８ ｎ₆＝１．７７８６２ ν₆＝２５．７６ ｒ₇＝−１．４７０４ ｄ₇＝１．２７２１ ｒ₈＝∞（像） 非球面係数 第１面 Ｋ＝−０．１３９１ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−１．４４８６×１０^-1 ＡＣ６＝７．８０８７×１０^-2 ＡＣ８＝２．２９８８×１０^-3 ＡＣ１０＝０ 第５面 Ｋ＝−０．１３９１ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−１．４４８６×１０^-1 ＡＣ６＝７．８０８７×１０^-2 ＡＣ８＝２．２９８８×１０^-3 ＡＣ１０＝０ 第７面 Ｋ＝−３．７６６２ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝９．６３９８×１０^-2 ＡＣ６＝１．６１１６ｘ１０^-1 ＡＣ８＝２．４３６０×１０^-2 ＡＣ１０＝５．２６６９×１０^-2 ［実例７］図２８は本実例におる光走査部１１６の構成
を示している。本実例では、可動ミラー４２２が共焦点
ピンホール４２４を中心部に有する凸面鏡で構成されて
いる。つまり、可動ミラー４２２は、凸のパワーを有
し、反射後の光束を広げる。これにより、集光レンズ４
３０を透過する光束に対して固定ミラー４２６の占める
割合が低減されている。この結果、可動ミラー４２２の
外径は０．２５ｍｍで済み、可動ミラーを平面で構成し
た場合に比べて６０％の外径で間に合わせることができ
る。従って、本実例によれば、可動ミラーの小径化を図
りつつ、要求解像力及びＳ／Ｎを満足する光学系を提供
することができる。

【０１４６】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝１．３６７１（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝−３．９８３４（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア絞り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝１．３６７１ ｄ₅＝０．３２００ ｎ₅＝１．５６１８８ ν₅＝６０．７０ ｒ₆＝１．０２６０ ｄ₆＝０．５０００ ｎ₆＝１．７７８６２ ν₆＝２５．７６ ｒ₇＝−１．４５４３ ｄ₇＝１．２８４０ ｒ₈＝∞（像） 非球面係数 第１面 Ｋ＝−０．３０３４ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−２．３１０６×１０^-1 ＡＣ６＝−３．０７０９×１０^-3 ＡＣ８＝０ ＡＣ１０＝０ 第５面 Ｋ＝−０．３０３４ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−２．３１０６×１０^-1 ＡＣ６＝−３．０７０９×１０^-3 ＡＣ８＝０ ＡＣ１０＝０ 第７面 Ｋ＝−３．６５８２ ＡＣ２＝０ ＡＣ４＝−１．０７５４×１０^-2 ＡＣ６＝１．９６０１×１０^-3 ＡＣ８＝０ ＡＣ１０＝０ ［実例８］図２９は本実例における光走査部１１６の構
成を示している。本実例では、集光レンズ４３０は、光
源側の面４３０ａが２段曲率を有しており、また物体側
（被検面１３２側）の面４３０ｂが非球面となってい
る。すなわち、集光レンズ４３０に設けられた固定ミラ
ー４２６と透過部の曲率を異ならせ、適切なパワーを設
定することにより、収差の発生を抑えている。なお、物
体側の面は非球面でなくてもよい。

【０１４７】以下、本実例のレンズデータを示す。 ｒ₁＝∞（物点） ｄ₁＝１．５３１８ ｒ₂＝２．７７６２（反射面） ｄ₂＝−１．５３１８ ｒ₃＝∞（反射面） ｄ₃＝１．５３１８ ｒ₄＝∞（フレア絞り） ｄ₄＝０．００００ ｒ₅＝１．１３６６ ｄ₅＝０．７５００ ｎ₅＝１．７７８６２ ν₅＝２５．７６ ｒ₆＝−１．６５４３ ｄ₆＝１．３１５０ ｒ₈＝∞（像） 非球面係数 第６面 Ｋ＝−０．２７８４ ＡＣ２＝１．４２２５×１０^-1 ＡＣ４＝３．０６８９×１０^-1 ＡＣ６＝−８．０６７７×１０^-2 ＡＣ８＝−１．３７９０×１０^-1 ＡＣ１０＝３．６６６６×１０^-1 ＡＣ１２＝２．５５０４×１０^-1 ＡＣ１４＝４．２４５０×１０^-1 ＡＣ１６＝５．００６６×１０^-1 ＡＣ１８＝１．１０００×１０^-1 ＡＣ２０＝８．２５９７×１０^-1 なお、上記レンズデータにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・はレ
ンズ等の各面の曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・は各レンズ等
の肉厚及び空気間隔、ｎ₁，ｎ₂，・・・は各レンズの屈折
率、ν₁，ν₂，・・・は各レンズのアッベ数である。

【０１４８】

【発明の効果】本発明によれば、挿入方向と視野方向と
が一致している操作性に優れる小型の光走査型共焦点光
学装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による光走査装置を
備えた光走査型共焦点光学装置を示している。

【図２】図１の可動ミラーとして適用可能な二次元走査
可能な静電駆動方式のジンバル構造の駆動ミラーを示し
ている。

【図３】図２の駆動ミラーを揺動させるための電圧波形
を示している。

【図４】図１の可動ミラーとして適用可能な一次元走査
可能な静電駆動方式の駆動ミラーを示している。

【図５】図１の可動ミラーとして適用可能な一次元走査
可能なガルバノミラーを示している。

【図６】本発明の第二の実施の形態による光走査装置を
備えた光走査型共焦点光学装置を示している。

【図７】本発明の第三の実施の形態による光走査装置を
備えた光走査型共焦点光学装置を示している。

【図８】本発明の第四の実施の形態による光走査型共焦
点光学装置を示している。

【図９】図８の共焦点ピンホール付き可動ミラーとして
適用可能な二次元走査可能な静電駆動方式のジンバル構
造のミラーの構成を示している。

【図１０】図９のジンバル構造のミラーを揺動させるた
めの電圧波形を示している。

【図１１】図８の共焦点ピンホール付き可動ミラーとし
て適用可能な一次元走査可能な静電駆動方式のミラーを
示している。

【図１２】図８の共焦点ピンホール付き可動ミラーとし
て適用可能な一次元走査可能なガルバノミラーを示して
いる。

【図１３】本発明の第五の実施の形態による光走査型共
焦点光学装置を示している。

【図１４】本発明の第六の実施の形態による光走査型共
焦点光学装置を示している。

【図１５】図１４の装置に適用可能な光ファイバーと共
焦点ピンホール付き可動ミラーの光学的接続の一例を示
している。

【図１６】図１４の装置に適用可能な光ファイバーと共
焦点ピンホール付き可動ミラーの光学的接続の別の例を
示している。

【図１７】図１４の装置に適用可能な光ファイバーと共
焦点ピンホール付き可動ミラーの光学的接続の更に別の
例を示している。

【図１８】本発明の第七の実施の形態による光走査型共
焦点光学装置を示している。

【図１９】本発明の第八の実施の形態による光走査型共
焦点光学装置を示している。

【図２０】照明光と蛍光を別々に検出する検出系を示し
ている。

【図２１】第八の実施の形態において、実例１に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図２２】第八の実施の形態において、実例１に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーがＸＹ方向に３°傾
いた状態が描かれている。

【図２３】第八の実施の形態において、実例２に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図２４】第八の実施の形態において、実例３に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図２５】第八の実施の形態において、実例４に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図２６】第八の実施の形態において、実例５に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図２７】第八の実施の形態において、実例６に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図２８】第八の実施の形態において、実例７に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図２９】第八の実施の形態において、実例８に基づく
光走査部を示しており、可動ミラーが光軸に対して直交
している状態が描かれている。

【図３０】従来例にかかる光走査型微小共焦点顕微鏡の
構成を概略的に示している。

【図３１】図３０に示される光走査型微小共焦点顕微鏡
の走査部の側断面を示している。

【符号の説明】

１１２ 光源部 １１４ 光伝達部 １１６ 光走査部 １１８ 光検出部 １２０ 処理部 １２２ 可動ミラー １２４ 開口 １２６ 固定ミラー １３０ 集光レンズ ２１６ 光ファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記１名の代理人 100058479 弁理士 鈴江 武彦 （外２名） (72)発明者 久保 允則 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 村田 明子 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H045 AB03 AB06 AB13 AB16 AB23 BA12 DA02 2H052 AA08 AA09 AB24 AC04 AC15 AC19 AC26 AC27 AC34 AD32 AF07 AF25

Claims (45)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を被検面上に集光して走査
   する光走査装置であり、 前記光源からの光を通過させる透過領域を持つ第一の反
   射面と、 前記透過領域を通過した前記光源からの光を前記第一の
   反射面へ向けて反射する第二の反射面と、 前記第一の反射面からの光を前記被検面上に集光させる
   集光レンズと、 前記第一と第二の反射面の少なくとも一方を揺動させる
   駆動手段とを含んでいる、光走査装置。
2. 【請求項２】 前記第一の反射面の透過領域と前記第二
   の反射面が前記集光レンズの光軸上に位置している、請
   求項１に記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記第一と第二の反射面の少なくとも一
   方および前記駆動手段が、二次元走査可能な静電駆動方
   式の駆動ミラーに含まれている、請求項１に記載の光走
   査装置。
4. 【請求項４】 光を射出する光源と、 前記光源からの光を被検面上に集光して走査する光走査
   部と、 前記光源と前記光走査部の間に位置する共焦点ピンホー
   ルであって、これを通過した前記光源からの光は実質的
   に点光源とみなされ、前記共焦点ピンホールと前記被検
   面との間に共焦点光学系が構成される、共焦点ピンホー
   ルと、 前記光走査部によって走査された光の前記被検面からの
   戻り光を検出する光検出部とを有しており、 前記光走査部は、前記光源からの光を通過させる透過領
   域を持つ第一の反射面と、前記透過領域を通過した前記
   光源からの光を前記第一の反射面へ向けて反射する第二
   の反射面と、前記第一の反射面からの光を前記被検面上
   に集光させる集光レンズと、前記第一と第二の反射面の
   少なくとも一方を揺動させる駆動手段とを有している、
   光走査型共焦点光学装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記光源からの光を光走査部に
   伝達するための光ファイバーを有しており、前記光源か
   らの光が前記光ファイバーを経由して前記第二の反射面
   へ向けて照射される、請求項４に記載の光走査型共焦点
   光学装置。
6. 【請求項６】 前記光ファイバーは全長にわたって延び
   るコアを含んでおり、コアの端面が実質的に前記共焦点
   ピンホールとして機能する、請求項５に記載の光走査型
   共焦点光学装置。
7. 【請求項７】 前記第一の反射面の透過領域は開口であ
   り、前記光ファイバーは前記第一の反射面の開口を通っ
   て延びており、前記光ファイバーのコアの端面が前記第
   一の反射面と前記第二の反射面の間に位置している、請
   求項６に記載の光走査型共焦点光学装置。
8. 【請求項８】 前記第一の反射面の透過領域と前記第二
   の反射面が前記集光レンズの光軸上に位置している、請
   求項４に記載の光走査型共焦点光学装置。
9. 【請求項９】 前記第一と第二の反射面の少なくとも一
   方および前記駆動手段が、二次元走査可能な静電駆動方
   式の駆動ミラーに含まれている、請求項４に記載の光走
   査型共焦点光学装置。
10. 【請求項１０】 光を射出する光源と、 前記光源からの光を被検面上に集光して走査する光走査
    部と、 前記光源と前記光走査部の間に位置する共焦点ピンホー
    ルであって、これを通過した前記光源からの光は実質的
    に点光源とみなされ、前記共焦点ピンホールと前記被検
    面との間に共焦点光学系が構成される、共焦点ピンホー
    ルと、 前記光走査部によって走査された光の前記被検面からの
    戻り光を検出する光検出部とを有しており、 前記光走査部は、前記共焦点ピンホールを備えた第一の
    反射面と、前記共焦点ピンホールを通過した前記光源か
    らの光を前記第一の反射面へ向けて反射する第二の反射
    面と、前記第一の反射面からの光を前記被検面上に集光
    させる集光レンズと、前記第一と第二の反射面の少なく
    とも一方を揺動させる駆動手段とを含んでおり、前記共
    焦点ピンホールと前記被検面との間に共焦点光学系が構
    成されている、光走査型共焦点光学装置。
11. 【請求項１１】 前記第一の反射面の前記共焦点ピンホ
    ールと前記第二の反射面は前記集光レンズの光軸上に位
    置しており、前記光源からの光は前記集光レンズの光軸
    に沿って前記共焦点ピンホールを通過する、請求項１０
    に記載の光走査型共焦点光学装置。
12. 【請求項１２】 前記第一と第二の反射面の少なくとも
    一方および前記駆動手段が、二次元走査可能な静電駆動
    方式の駆動ミラーに含まれている、請求項１０に記載の
    光走査型共焦点光学装置。
13. 【請求項１３】 前記第一と第二の反射面の少なくとも
    一方および前記駆動手段が、一次元走査可能な静電駆動
    方式の駆動ミラーに含まれている、請求項１０に記載の
    光走査型共焦点光学装置。
14. 【請求項１４】 前記光走査型共焦点光学装置は、前記
    光源からの光を前記光走査部に伝えるとともに前記光走
    査部からの光を前記光検出部に伝える光伝達部を有して
    いる、請求項１０に記載の光走査型共焦点光学装置。
15. 【請求項１５】 前記光伝達部が、前記光走査部に向か
    う光と前記走査部から来る光とを分離するビームスプリ
    ッターを含んでいる、請求項１４に記載の光走査型共焦
    点光学装置。
16. 【請求項１６】 前記光伝達部が更に前記ビームスプリ
    ッターと前記光走査部とを光学的に接続する光ファイバ
    ーを含んでいる、請求項１５に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
17. 【請求項１７】 前記光伝達部が、複数の光ファイバー
    と、これらを相互に光学的に接続する光カプラーとを含
    んでいる、請求項１４に記載の光走査型共焦点光学装
    置。
18. 【請求項１８】 前記光ファイバーがマルチモード光フ
    ァイバーである、請求項１７に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
19. 【請求項１９】 前記光ファイバーがシングルモード光
    ファイバーである、請求項１７に記載の光走査型共焦点
    光学装置。
20. 【請求項２０】 前記光伝達部は、前記光ファイバーの
    前記光走査部側の端面と前記共焦点ピンホールとの間に
    配置された、前記光ファイバーの前記光走査部側の端面
    からの射出光の広がりを抑えるレンズを含んでいる、請
    求項１７に記載の光走査型共焦点光学装置。
21. 【請求項２１】 前記レンズは、前記光ファイバーの端
    面に形成されたマイクロレンズである、請求項２０に記
    載の光走査型共焦点光学装置。
22. 【請求項２２】 光を射出する光源と、 前記光源からの光を被検面上に集光して走査する光走査
    部と、 前記光源と前記光走査部の間に位置する共焦点ピンホー
    ルであって、これを通過した前記光源からの光は実質的
    に点光源とみなされ、前記共焦点ピンホールと前記被検
    面との間に共焦点光学系が構成される、共焦点ピンホー
    ルと、 前記光走査部によって走査された光の前記被検面からの
    戻り光を検出する光検出部とを有しており、 前記光走査部は、前記共焦点ピンホールが形成された第
    一の反射面と、前記共焦点ピンホールを通過した前記光
    源からの光を前記第一の反射面へ向けて反射する第二の
    反射面と、前記第一の反射面からの光を前記被検面上に
    集光させる集光レンズと、前記第一と第二の反射面の少
    なくとも一方を揺動させる駆動手段とを含んでおり、前
    記共焦点ピンホールと前記被検面との間に共焦点光学系
    が構成されており、 前記第二の反射面が、前記集光レンズの第一の反射面に
    対向する面に形成された反射領域である、光走査型共焦
    点光学装置。
23. 【請求項２３】 前記集光レンズの外径に対する前記反
    射領域の直径の比が０．１５以下である、請求項２２に
    記載の光走査型共焦点光学装置。
24. 【請求項２４】 前記集光レンズの外径Ｄが３．０ｍｍ
    以下である、請求項２２に記載の光走査型共焦点光学装
    置。
25. 【請求項２５】 前記集光レンズの外径Ｄが、 １．０ｍｍ≦Ｄ≦３．０ｍｍ を満足する、請求項２４に記載の光走査型共焦点光学装
    置。
26. 【請求項２６】 前記集光レンズが非球面を有してい
    る、請求項２２に記載の光走査型共焦点光学装置。
27. 【請求項２７】 前記集光レンズが単レンズである、請
    求項２６に記載の光走査型共焦点光学装置。
28. 【請求項２８】 前記非球面が前記集光レンズの前記反
    射領域側に設けられている、請求項２６に記載の光走査
    型共焦点光学装置。
29. 【請求項２９】 前記集光レンズの外径Ｄと、前記集光
    レンズの集光位置と共役な位置から前記集光レンズまで
    の距離Ｌと、前記集光レンズの集光位置から前記集光レ
    ンズまでの距離ＷＤが、 Ｌ＞ＷＤ×Ｄ／２（ＷＤ＋Ｄ） を満足している、請求項２２に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
30. 【請求項３０】 前記距離Ｌが、 Ｌ≧０．４５ｍｍ を満足している、請求項２９に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
31. 【請求項３１】 前記集光レンズの集光位置と共役な位
    置から前記集光レンズまでの距離Ｌと、前記集光レンズ
    の集光位置から前記集光レンズまでの距離ＷＤが、 ０．７≦３×ＷＤ×Ｌ／（ＷＤ＋３×Ｌ）≦２．５ を満足している、請求項２２に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
32. 【請求項３２】 前記集光レンズの焦点距離ｆが、 ｆ≧０．７ｍｍ を満足している、請求項２２に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
33. 【請求項３３】 前記集光レンズの前記反射領域側の曲
    率半径Ｒと、前記集光レンズの集光位置と共役な位置か
    ら前記集光レンズまでの距離Ｌが、 Ｒ≦４×Ｌ を満足している、請求項２６に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
34. 【請求項３４】 前記集光レンズの屈折率ｎｄが、 ｎｄ≧１．６ を満足している、請求項２６に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
35. 【請求項３５】 前記集光レンズのアッベ数νｄが、 νｄ≧４０ を満足している、請求項２６に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
36. 【請求項３６】 前記第一の反射面の有効直径ｄが１．
    ５ｍｍ以下である、請求項２２に記載の光走査型共焦点
    光学装置。
37. 【請求項３７】 前記集光レンズは、第一のレンズと第
    二のレンズを接合した接合レンズであり、前記反射領域
    が第一のレンズに形成されている、請求項２６に記載の
    光走査型共焦点光学装置。
38. 【請求項３８】 前記第一及び第二のレンズは異なる屈
    折率を有し、前記接合レンズの接合面は高屈折率側に凸
    形状を有している、請求項３７に記載の光走査型共焦点
    光学装置。
39. 【請求項３９】 前記第一及び第二のレンズは異なる屈
    折率を有し、前記接合レンズの接合面は高屈折率側に凹
    形状を有している、請求項３７に記載の光走査型共焦点
    光学装置。
40. 【請求項４０】 前記接合レンズの両面が非球面であ
    る、請求項３９に記載の光走査型共焦点光学装置。
41. 【請求項４１】 前記第一のレンズの屈折率が第二のレ
    ンズの屈折率よりも高い、請求項３７に記載の光走査型
    共焦点光学装置。
42. 【請求項４２】 前記第一のレンズの屈折率ｎｄ１が、 ｎｄ１≧１．６ を満足している、請求項３７に記載の光走査型共焦点光
    学装置。
43. 【請求項４３】 前記集光レンズは、異なる波長に対し
    て収差が補正されている、請求項２２に記載の光走査型
    共焦点光学装置。
44. 【請求項４４】 前記光源は前記被検面から蛍光を発生
    させるための照明光を射出し、前記集光レンズは前記照
    明光の波長と前記蛍光の波長の両方に対して収差が補正
    されている、請求項４３に記載の光走査型共焦点光学装
    置。
45. 【請求項４５】 前記光検出部は、前記照明光と前記蛍
    光を分離する分離光学素子と、分離されたそれぞれの光
    を検出する光検素子とを有している、請求項４４に記載
    の光走査型共焦点光学装置。