JP2001350098A - 共焦点光走査プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバおよびフアイバカプラの保護でき
るようにした共焦点光走査プローブ装置を提供する。 【解決手段】 この共焦点光走査プロープ装置は、スキ
ャナを有するプローブ１と、スキャナを駆動する制御装
置２と、光学ユニット３と、画像化装置４と、モニタ５
とからなる。また、被検部からの反射光の少なくとも一
部を光学ユニット３の光源からの光の光路から分離する
４端子カプラ８を、画像化装置４の内部に配置してい
る。これにより、光ファイバーや４端子カプラ８を確実
に保護することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検部からの戻り
光の少なくとも一部を光源からの光の光路から分離する
分離手段を制御装置内に配置し、当該分離手段や当該分
離手段に接続される光ファイバを保護できるようにした
共焦点光走査プローブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の共焦点顕微鏡は、例え
ば、スキャナを有するプローブと、前記スキャナを駆動
する制御装置と、被検部に光を照射する光源と、前記光
源からの光をプローブ先端に導くための光ファイバと、
前記光ファイバからの光を被検部に合焦させ、当該被検
部からの光を前記光ファイバ端面に集光させる合焦手段
と、前記被検部からの戻り光の少なくとも一部を光源か
らの光の光路から分離する分離手段と、前記分離された
光を検出する検出器と、前記検出器からの信号を画像化
する画像化装置と、画像を表示するモニタとを有するも
のが知られている（特開平９−２３０２４８号公報）。

【０００３】この従来の共焦点顕微鏡は、マイクロ機械
加工された小型の装置として提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の共焦点顕微鏡によれば、ファイバカプラを制御
装置などの筐体内に収納してないため、乱雑な扱いによ
って、光ファイバを折ってしまったり、ファイバカプラ
を破損してしまう可能性があった。

【０００５】また、上述した従来の共焦点顕微鏡によれ
ば、装置構成が複雑であるため、洗浄したり消毒したり
する作業に時間がかかり、かつ、使用勝手が悪いという
欠点があった。

【０００６】（発明の目的）本発明は、上述した点に鑑
みてなされたもので、光ファイバおよびフアイバカプラ
の保護できるようにした共焦点光走査プローブ装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、スキャナを有
するプローブと、前記スキャナを駆動する制御装置と、
被検部に光を照射する光源と、前記光源からの光をプロ
ーブ先端に導くための光ファイバと、前記光ファイバか
らの光を被検部に合焦させ、当該被検部からの光を前記
光ファイバ端面に集光させる合焦手段と、前記被検部か
らの戻り光の少なくとも一部を光源からの光の光路から
分離する分離手段と、前記分離された光を検出する検出
器と、前記検出器からの信号を画像化する画像化装置
と、画像を表示するモニタとを有する共焦点光走査プロ
ーブ装置において、前記分離手段は前記制御装置内に配
置されたことを特徴とするものである。

【０００８】本発明によれば、上記分離手段が制御装置
内に配置されているので、当該分離手段や当該分離手段
に接続されている光ファイバーを確実に保護することが
できる。

【０００９】ここで、前記分離手段はファイバカプラで
あることを特徴とする。

【００１０】また、前記光学ユニットは、前記光源およ
び前記検出器を内蔵するものであることを特徴とする。

【００１１】

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

【００１２】〔第１の実施の形態〕図１ないし図２０は
本発明の第１の実施の形態に係る共焦点光走査プローブ
装置に係り、図１は本発明の実施の形態に係る共焦点光
走査プローブ装置の概略構成を示すブロック図、図２は
同共焦点光走査プローブ装置の構成を示すブロック図、
図３は同共焦点光走査プローブ装置に使用する光学ユニ
ットの構成を示すブロック図、図４は同光学ユニットで
使用するハイパスフィルタの構成を示す回路図、図５は
同共焦点光走査プローブ装置で使用する画像化装置の構
成を示すブロック図、図６は同共焦点光走査プロープ装
置の制御装置を構成するスイッチ制御回路を示す回路
図、図７（ａ）は同共焦点光走査プローブ装置で使用す
るプローブの先端部を示す断面図、図７（ｂ）は図７
（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図８はプローブのスキャナの
構造を示す断面図、図９は同スキャナの構造を示す平面
図、図１０は同スキャナの詳細構造を示す平面図、図１
１は画像化装置のフレームメモリに格納されるデータを
読み出しモニタに表示されるまでの流れを説明するため
のフローチャート、図１２は画像化装置におけるｍ本の
ライン数分の一括転送処理動作について説明するための
フローチャート、図１３は画像化装置における表示処理
の詳細を説明するためのフローチャート、図１４は画像
化装置における表示処理によりモニタ上に表示される画
像の表示状態についての説明図、図１５は画像化装置に
おいてフットスイッチのスイッチ操作により画像化装置
の表示画像のフリーズ／レリーズ動作の詳細を説明する
ためのフローチャート、図１６は画像化装置においてフ
リーズ／フリーズ解除／レリーズ処理動作を説明するフ
ローチャート、図１７は画像化装置におけるフリーズ処
理動作について説明するためのフローチャート、図１８
は画像化装置におけるフリーズ解除処理動作について説
明するためのフローチャート、図１９は画像化装置にお
けるレリーズ処理について説明するためのフローチャー
ト、図２０はフットスイッチの操作およびスイッチ制御
回路の動作のタンミングチャートである。

【００１３】図１において、この共焦点光走査プローブ
装置は、スキャナを有するプローブ１と、前記スキャナ
を駆動する制御装置２と、前記プローブ１に光を供給
し、前記プローブ１からの光学像を検出して映像信号に
する光学ユニット３と、前記光学ユニット３らの信号を
画像化する画像化装置４と、前記画像化装置４からの映
像を表示するモニタ５と、静止（フリーズ）／解除（レ
リーズ）制御をするために足で踏みつけることにより指
令信号を入力できるフットスイッチ６と、スキャナを駆
動する駆動波形の基準となるクロックを発生させる外部
クロック発生器７とを備え、次のような接続関係になっ
ている。

【００１４】プローブ１は、信号線１ａと光ファイバ１
ｂを介して制御装置２に電気的および光学的に接続され
ている。

【００１５】制御装置２は、光ファイバ３ａ，３ｂを介
して光学的に光学ユニット３に接続されている。制御装
置２は、信号線４ｂ，４ｃを介して画像化装置４に電気
的に接続されている。制御装置２には、信号線６ａを介
してフットスイッチ６が接続されている。

【００１６】画像化装置４には、光学ユニット３が信号
線４ａを介して電気的に接続されている。画像化装置４
には、モニタ５が信号線４ｄを介して電気的に接続され
ている。また、画像化装置４には、外部クロック発生器
７が信号線４ｅを介して電気的に接続されている。

【００１７】このような構成の共焦点光走査プローブ装
置の詳細について図２を参照して説明する。

【００１８】プローブ１は、信号線１ａおよび光ファイ
バ１ｂを介して制御装置２のコネタタ１１に電気的およ
び光学的にかつ着脱可能に接続されている。

【００１９】制御装置２は、４端子カプラ８と、制御回
路９と、スイッチ制御回路１０とを備えている。また、
制御装置２には、コネクタ１１，コネクタ１２、コネク
タ１３およびコネクタ１４を備えている。

【００２０】この制御装置２において、４端子カプラ８
は、四つの端部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを有しており、
端部８ａ，８ｂから入った光はそれぞれ分岐されて端部
８ｃ，８ｄに伝えられ、逆にまた、端部８ｃ，８ｄから
入った光はそれぞれ分岐されて、端部８ａ，８ｂに伝え
られる構成になっている。この４端子カプラ８の端部８
ａ，８ｂは光ファイバ８ｅ，８ｆを介してコネクタ１２
に光学的に接続されている。４端子カプラ８の端部８ｃ
は光ファイバ８ｇを介してコネクタ１１に光学的に接続
されている。端部８ｄは光ファイバ終端８ｈにより終端
されている。

【００２１】制御装置２において、制御回路９は信号線
９ａを介してコネクタ１３に電気的に接続されている。
また、制御回路９は信号線９ｂを介してコネクタ１１に
電気的に接続されている。この制御回路９は、コネクタ
１３から信号線９ａを介して入力されるスキャナ駆動信
号を取り込み、これを増幅して、信号線９ｂを介してコ
ネクタ１１に出力できるようになっている。

【００２２】制御装置２において、スイッチ制御回路１
０は信号線１０ａおよび信号線１０ｂを介してコネクタ
１４に電気的に接続されている。このスイッチ制御回路
１０は、静止（フリーズ）／解除（レリーズ）制御を行
なうことができるようになっている。このコネクタ１４
には、フットスイッチ６が信号線６ａを介して電気的に
かつ着脱可能に接続されている。フットスイッチ６は、
フリーズ／フリーズ解除用のフットスイッチ６Ａと、リ
レーズ制御用のフットスイッチ６Ｂとからなる。

【００２３】光学ユニット３は、光源としてのレーザダ
イオード（以下、「ＬＤ」と称す）１５と、フォトマル
チプライア（以下、「ＰＭＴ」と称す）ユニット１６と
からなる。また、光学ユニット３には、コネクタ１７、
コネクタ１８およびコネクタ１９が配置されている。

【００２４】ＬＤ１５は、光ファイバ１５ａを介してコ
ネクタ１７に光学的に接続されている。また、ＰＭＴユ
ニット１６は、光ファイバ１６ａを介してコネクタ１７
に光学的に接続されている。ＰＭＴユニット１６は、信
号線１６ｂを介してコネクタ１８に電気的に接続されて
いる。ＰＭＴユニット１６は、信号線１６ｃ，１６ｄを
介してコネクタ１９に電気的に接続されている。

【００２５】ＬＤ１５は、制御装置２内のファイバカプ
ラ８に、光ファイバ１５ａ、コネクタ１７、光ファイバ
３ａ、コネクタ１２、光ファイバ８ｅおよび端部８ａを
介して光学的に接続されている。

【００２６】ＰＭＴユニット１６は、制御装置２内のフ
ァイバカプラ８に、光ファイバ１６ａ、コネクタ１７、
光ファイバ３ｂ、コネクタ１２、光ファイバ８ｆおよび
端部８ｂを介して光学的に接続されている。

【００２７】さらに、ＰＭＴユニット１６のコネクタ１
９には、駆動電源２１，２２がケーブル２１ａ，２２ａ
をそれぞれ介して電気的に接続されている。

【００２８】画像化装置４は、画像化信号を形成する装
置であり、コネクタ２４、コネクタ２５およびコネクタ
２６を備えている。このコネクタ２５のコネクタ２５に
は、モニタ５が信号線４ｄを介して電気的に接続されて
いる。また、画像化装置４はコネクタ２６、信号線４ｃ
およびコネクタ１３を介して制御装置２に電気的に接続
され、相互に信号を伝達可能になっている。さらに、画
像化装置４のコネクタ２６には、信号線４ｅを介して、
スキャナを駆動する駆動波形の基準となるクロックを発
生させる外部クロック発生器７が電気的に接続されてい
る。

【００２９】また、画像化装置４のコネクタ２４には、
信号線４ｂ、コネクタ１４および信号線１０ｂを介して
スイッチ制御回路１０に電気的に接続されている。

【００３０】さらに、画像化装置４のコネクタ２４に
は、信号線４ａ、コネクタ１８、信号線１６ｂを介して
光学ユニット３のＰＭＴユニット１６が電気的に接続さ
れている。

【００３１】次に、光学ユニット３内のＬＤ９およびＰ
Ｗユニット１０について、図２および図３を参照して説
明する。

【００３２】光学ユニット３は、ＬＤ１５と、ＰＭＴユ
ニット１６とからなることは既に説明した。ここで、Ｐ
ＭＴユニット１６は、コネクタ１６１と、フォトマルチ
プライアチューブ（ＰＭＴ）１６２と、ヘッドアンプ１
６３と、フィルタ回路１６４とから構成されている。Ｐ
ＭＴ１６２は、光信号を電気信号に変換する素子であ
り、変換した電気信号をヘッドアンプ１６３に入力でき
るように構成されている。ヘッドアンプ１６３は、ＰＭ
Ｔ１６２からの電気信号を増幅してフィルタ回路１６４
に出力する。フィルタ回路１６４は、帯域制限フィルタ
からなり、直流成分を除去可能なハイパスフィルタで構
成されており、帯域制限した信号をコネクタ１８に出力
する。

【００３３】このような光学ユニット３において、ＬＤ
１５で発生するレーザ光は、図２に示すように、光ファ
イバ１５ａ、コネクタ１７、光ファイバ３ａ、コネクタ
１２、光ファイバ８ｅ、端部８ａ、ファイバカプラ８、
端部８ｃ、光ファイバ８ｇ、コネクタ１１、光ファイバ
１ｂを介してプローブ１へ伝送され、プローブ１内のス
キャナ（後述）にて被検体を光走査できる。

【００３４】プローブ１内のスキャナにて走査し、被検
体から反射する光信号は、光ファイバｌｂ、コネクタ１
１、光ファイバ８ｇ、端部８ｃ、ファイバカプラ８、端
部８ｂ、光ファイバ８ｆ、コネクタ１２、光ファイバ３
ｂ、コネクタ１７、光ファイバ１６ａおよびコネクタ１
６１（図３参照）を介して、フォトマルチプライアチュ
ーブ（ＰＭＴ）１６２に伝送される。ＰＭＴ１６２は、
この光信号を電気信号に光電変換し、その光電変換され
た電気信号を信号線１６２ａを介してヘッドアンプ１６
３へ伝送する。ヘッドアンプ１６３は、入力された信号
を増幅する。この増幅された電気信号は、信号線１６３
ａを介してフィルタ回路１６４に入力する。フィルタ回
路１６４で帯域制限をうけた電気信号は、信号線１６
ｂ、コネクタ１８、信号線４ａ、コネクタ２４を介して
画像化装置４に与えられる。

【００３５】このフィルタ回路１６４の構成例につい
て、図４を参照して説明する。

【００３６】フィルタ回路１６４は、コンデンサＣと、
抵抗Ｒとから構成されている。ヘッドアンプ１６３の一
方の信号線は、コンデンサＣ、一方の信号線１６ｂおよ
びコネクタ１８の一方の電極に接続されている。ヘッド
アンプ１６３の他方の信号線は、他方の信号線１６ｂお
よびコネクタコネクタ１８の他方の電極に接続されてい
る。また、コネクタ１８の一方の電極に接続される一方
の信号線１６ｂと、コネクタ１８の他方の電極に接続さ
れる他方の信号線１６ｂとの間に抵抗Ｒを接続してい
る。

【００３７】ここで、フィルタ回路１６４に使用するコ
ンデンサＣおよび抵抗Ｒについて、Ｃ＝０．１〔μ
Ｆ〕、抵抗Ｒ＝１６０〔ｋΩ〕とすると、低域のカット
オフ周波数ｆｃは、 ｆｃ＝１／（２πＣＲ） ＝１０〔Hz〕 となる。したがって、フィルタ回路１６４により、電気
信号の主なノイズ成分である電気信号が除去されること
になる。

【００３８】画像化装置４の構成について、図５を参照
して説明する。

【００３９】画像化装置４は、Ａ／Ｄコンバータ４０
と、フレームメモリ４１と、メインメモリ４２と、ＣＰ
Ｕ４３と、ダイレクトメモリアクセス（以下、ＤＭＡコ
ントローラ４４と、アドレスバス４５と、データバス４
６と、Ｉ／Ｏポート４７と、ハードディスク装置５０と
から構成されていて、バス線４７ａと制御線４７ｂを介
して接続されている。

【００４０】この画像化装置４の動作を説明する。Ａ／
Ｄコンバータ４０は、光学ユニット３内のＰＭＴユニッ
ト１６からの電気信号を、信号線４０ａを介して入力
し、この電気信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を出力
する。

【００４１】このデジタル信号はフレームメモリ４１に
データとして１ラインごとに次々に格納される。

【００４２】フレームメモリ４１に格納されたデータ
は、ＣＰＵ４３を介せず、ＤＭＡコントローラ４４によ
つて、Ｉ／Ｏポート４７を介して直接メインメモリ４２
に、複数ラインー括して書き込まれる。すなわち、図５
に示すように、ＤＭＡコントローラ４４は、制御線４７
ａ、Ｉ／Ｏポート４７、制御線４７ｂを介してフレーム
メモリ４１に対し、アドレスバス４５を介してデータの
アドレスを指定する。

【００４３】そして指定されたアドレスのデータを、Ｉ
／Ｏポート４７およびデータバス４６の経路４９でメイ
ンメモリ４２に格納するよう制御する。一方、メインメ
モリ４２に格納されたデータの読み出しは、ＤＭＡコン
トローラ４４により、アドレスバス４５の経路４８で指
定されたアドレスのデータが、経路４９でＩ／Ｏポート
４７に複数ラインー括転送されるよう、制御線４７ｂを
介して制御する。

【００４４】そして、Ｉ／Ｏポート４７内の図示しない
ＤＡコンバータでアナログ信号変換され、信号線４７ｃ
を介してモニタ５へ送られ画像表示される。

【００４５】なお、フレームメモリ４１へのデータ格納
と、フレームメモリ４１からのデータを読み出しとは、
並行して実行される。また、ＣＰＵ４３は、上記データ
の転送以外の、画像化装置４内の制御および演算処理を
行う。

【００４６】次に、スイッチ制御回路１０の構成につい
て、図６を参照して説明する。

【００４７】スイッチ制御回路１０は、図６に示すよう
に、ＲＳフリップフロップ１０１と、オア（ＯＲ）回路
１０２とから構成されている。

【００４８】ＲＳフリップフロップ１０１の反転Ｒ端子
には＋５〔Ｖ〕が印加されており、ＲＳフリップフロッ
プ１０１の反転Ｓ端子にはフットスイッチ６のスイッチ
６Ａからの信号が入力されるようになっている。ＲＳフ
リップフロップ１０１の反転Ｑ出力端子は、フリーズ制
御信号となるとともに、ＯＲ回路１０２の一方の入力端
子に接続されている。ＯＲ回路１０２の他方の入力端子
には、スイッチ６Ｂからの信号が入力されるようになっ
ている。ＯＲ回路１０２の出力端子は、レリーズ制御信
号が出力されるようになっている。

【００４９】ここで、スイッチ６ＡをＯＮにしたときに
は、ＲＳフリップフロップ１０１の反転Ｑ出力端子から
のフリーズ制御信号は“Ｌ”となり、再びスイッチ６Ａ
をＯＮにしたときに、ＲＳフリップフロップ１０１の反
転Ｑ出力端子からのフリーズ制御信号が“Ｈ”となる。

【００５０】ＯＲ回路１０２の出力からのリレーズ信号
は、ＲＳフリップフロップ１０１の反転Ｑ出力が“Ｌ”
で、かつ、フットスイッチ６のスイッチ６ＢをＯＮにし
たときに、“Ｌ”となる。

【００５１】このフリーズ制御信号は、信号線１０ｃ、
コネクタ１３、信号線４ｂ、コネクタ２４を介して画像
化装置４内のＩ／Ｏポートに割込ませ、このフリーズ制
御信号が“Ｈ”のときは、スキャンし続ける限り画像を
順次表示するように、ＣＰＵ４３が制御する。

【００５２】次に、プローブ１の先端部２００について
図７ないし図１０を参照して説明する。

【００５３】プローブ１の外形形状は、図７に示すよう
に、円柱状に構成されている。プローブ１の外側は、チ
ューブ２２４と、その内部に納められたコイルパイプ２
２５によつて構成されている。また、コイルパイプ２２
５の内部には、光ファイバ２１７と、電気ケーブル２１
８とが通つている。先端部には、コイルパイプ止め２２
６があり、コイルパイプ２２５の先端部が接着されてい
る。また、コイルパイプ止め２２６の内側は、図の網掛
け部のように絶縁物質２４４で満たされている。また、
コイルパイプ止め２２６にはガイドパイプ２２７が接着
されており、チュープ２２４は、図のように糸巻き接着
２２８によつて、これらに固定されている。

【００５４】スキャニングミラー２３２の構造、製作方
法は後述する。スキャニングミラー２３２は、図のよう
にカバーガラス２４０、レンズ２３７を介して図の位置
に配置されており、配線２３３、基板２３４、フレキシ
ブル基板２３５、電気ケーブル２１８および信号線１ａ
を介して、制御装置２内の制御回路９と電気的に接続さ
れている。なお、電気ケーブル２１８からフレキシブル
基板２５５へ延びる導電性の電線は、図のように絶縁チ
ューブ２３６で覆われている。

【００５５】また、スキャニングミラー２３２は、ミラ
ーガラス台２３１、間隔管２３０、光ファイバ２１７の
先端部を固定的に保持するフェルール２２９に固定され
ている。ただし、スキャンニングミラー２３２と、光フ
ァイバ２１７と一定的に研磨され，テーパ形状をなすフ
ェルール２２９の先端は、接触せず、わずかに隙間があ
いている。

【００５６】また、レンズ２３７はレンズ枠２３８に接
着固定されており、間隔管２３９を介してミラー台２３
１に固定されている。さらに、レンズ枠２３８はガイド
パイプ２２７にも固定されている。さらに、レンズ枠２
３８はガイドパイプ２２７にも固定されている。間隔管
２３９は、図７（ｂ）に示すように、Ａ−Ａ線断面構造
となっている。

【００５７】また、レンズ２３７は、中心部付近にミラ
ー蒸着部２４５が設けられている。

【００５８】先端カバー２４１は、間隔管２４２を介し
てレンズ枠２３８に固定されており、さらに先端カバー
２４１は、ガイドパイプ２２７にも接着固定されてい
る。先端カバー２４１には、カバーガラス２４０が固定
されている。さらに、電気ケーブル２１８には、信号線
１ａを介して制御装置２のグランドＧＮＤに接続されて
いるＧＮＤ線があり、このＧＮＤ線と、プローブ１の先
端部を構成する導電性のコイルパイプ２２５、コイルパ
イプ止め２２６、フレキシブル基板２３５、基板２３
４、間隔管２３０、間隔管２３９、レンズ枠２３８、先
端カバー２４１、および間隔管２４２が、各々の接触部
分で溶接されており、これらすべてが電気的に導通して
いる。また、チューブ２２４と先端カバー２４１との隙
間は、接着剤２４３が充填されている。

【００５９】スキャニングミラー２３２は、図８に示す
ように、シリコン基板２５０にエッチングを行い、凹部
２５１を形成させている。また、裏面からもエッチング
されて、凹部２４８、貫通孔２４７を形成している。プ
レート２５２はシリコン基板上に接着され、基板上の酸
化物層によつてシリコン基板２５０と絶縁されている。
さらに適切にマスクした後プレート２５２の上面に窒化
膜２５３を設け、これをミラー部２４９に必要な部分を
残してエッチングする。このときのミラー部２４９を上
面から見た図を図９に示す。図の網かけ部は窒化膜を設
けなかつた部分である。

【００６０】さらに、図１０に示すように、その上に導
電層を形成し、スキャンミラーの電極２５４ａ，２５４
ｂ，２５４ｃ，２５４ｄと、ミラー２４９と、配線２５
３ａ，２５３ｂ，２５３ｃ，２５３ｄとを製作する。こ
の電極２５４ａ，２５４ｂはミラーの役割も兼ねる。こ
こで適切にエッチングを行うことにより、窒化膜に覆わ
れていない部分を取り除く。このとき、ヒンジ部２５
６，２５７の両側からアンダーエッチされることによ
り、窒化膜部分のみが残り、図９に示すように、この部
分を軸にして中心部２５５が回転できるようになる。ま
た、中心部２５５の中心には中心穴２４６が設けられて
いる。また、電極２５３ａ，２５３ｂ，２５３ｃ，２５
３ｄは、前述した電気ケーブル２１８、信号線１ａを介
して制御装置２のコネクタ１１に接続されている。

【００６１】次に、共焦点光走査プローブ装置の光学系
の動作を説明する。ＬＤ９からのレーザ光は、コネクタ
１７、光ファイバ３ａ、コネクタ１２、光ファイバ８
ｅ、端部８ａ、ファイバカプラ８、端部８ｃ、光ファイ
バ８ｇ、コネクタ６、光ファイバｌｂを介して光ファイ
バ２１７のコアに供給される。この光ファイバ２１７の
コアからの光は、シリコンミラー２５０の貫通穴２４
７、ミラー部２４９の中心穴２４６を通つて、レンズ２
３７へ向かう。この光は、レンズ２３７表面のミラー蒸
着２４５によつて反射され、広がりながらスキャンニン
グミラー２３２のミラー部２４９へ向かい、これにより
反射される。続いて、この光は、レンズ２３７で集光さ
れ、カバーガラス２４０を通うて、焦点を結ぶ。この焦
点からの反射光は入射光と同じ光路を逆方向に通り、再
び、光ファイバ２１７のコアで焦点を結び、これに入射
される。このとき、焦点２５９以外からの反射光は、入
射光と同じ光路を通ることができず、光ファイバ２１７
のコアが小さいポンホールの働きをし、共焦点顕微鏡と
同等の解像度を持つようになる。

【００６２】次に、共焦点光走査プローブ装置のスキャ
ンおよび表示動作を図１１ないし図２０を参照しながら
説明する。

【００６３】まず、フレームメモリ４１に格納されるデ
ータを読み出し、モニタ５に表示されるまでの流れを図
１１に示すフローチャートにて説明する。

【００６４】あらかじめ１フレームの総ライン数Ｌ（Ｌ
は正の整数）、一括転送ライン数ｍ（ｍ＝正の整数）、
画像化装置４内の図示しない内部記憶に設定する（図１
１のＳ１１）。ここで、Ｌをｍで割ったときの余剰は０
になるようにＬおよびｍを設定するものとする。

【００６５】次に、画像化装置４内のコマンド操作によ
りスキャンを開始する（図１１のＳ１２）。詳細は後述
するが、スキャンが開始されると、ＤＭＡコントローラ
４４により、ｍ本のライン数分だけ一括転送処理を行な
う（図１１のＳ１３）。そして、詳細は後述するが、Ｃ
ＰＵ４３は、ｍ本のライン数ごとにモニタ５に画像を表
示するための表示処理を行なう（図１１のＳ１４）。

【００６６】すべての処理が終了しない場合には（図１
１のＳ１５；ＮＯ）、再び、ＣＰＵ４３は、一括転送処
理に移る（図１１のＳ１３）。また、すべての処理が終
了した場合には（図１１のＳ１５；ＹＥＳ）、ＣＰＵ４
３は処理を終了する。

【００６７】次に、上述したｍ本のライン数分の一括転
送処理（図１１のＳ１３）の詳細を、図１２に示すフロ
ーチャートにて説明する。図１１のＳ１３の処理が開始
されると、ＤＭＡコントローラ４４は、フレームメモリ
４１に書込まれたラインの何番目かを示すインデックス
ｉを設定し、ｉ＝０に初期化する（図１２のＳ１３
１）。次に、ＤＭＡコントローラ４４は、ｉ＝ｍ−１に
なったかを判定する（図１２のＳ１３２）。

【００６８】ここで、ＤＭＡコントローラ４４は、ｉ＝
ｍ−１ではないと判定するので（図１２のＳ１３２；Ｎ
Ｏ）、ｉ番目のラインのデータをフレームメモリ４１に
書き込み（図１２のＳ１３３）、インデックスｉをイン
クリメントする（図１２のＳ１３４）。上述した処理
（図１２のＳ１３２、Ｓ１３３、Ｓ１３４）をｉ＝ｍ−
１になるまで、すなわちｍ本のライン数分がフレームメ
モリ４１に書き込まれるまで繰り返す。

【００６９】ここで、ＤＭＡコントローラ４４がｉ＝ｍ
−１となったと判断すると（図１２のＳ１３２；ＹＥ
Ｓ）、ＤＭＡコントローラ４４は、上記フレームメモリ
４１に書き込まれたｍ本のライン数分のデータを読み出
し、メインメモリ４２に書き込む（図１２のＳ１３
５）。

【００７０】次に、ＤＭＡコントローラ４４は、メイン
メモリ４２に書き込まれたｍ本のライン数分のデータを
読み出し（図１２のＳ１３６）、Ｉ／Ｏポート４７へ一
括転送し、表示処理へ制御を移す。

【００７１】次に、図１１の表示処理（Ｓ１４）の詳細
を、図１３に示すフローチャートにて説明する。

【００７２】まず、ＣＰＵ４３は、１フレームのうち何
ブロック目か（全部でＬ／ｍ個のブロックが存在する）
を示すインデックスｊを設定し、ｊ＝０に初期化する
（図１３のＳ１４１）。次に、ＣＰＵ４３は、ｊ＝（Ｌ
／ｍ）−１になったか判定する（図１３のＳ１４２）。

【００７３】このとき、ＣＰＵ４３は、ｊ＝（Ｌ／ｍ）
−１でないので（図１３のＳ１４２；ＮＯ）、上述のｍ
ライン一括転送処理にてＩ／Ｏポート４７に転送された
データを、ｍ×ｊライン目からｍ× （ｊ＋１）−１ラ
インライン目までのｍライン分のデータを、Ｉ／Ｏポー
ト４７内の図示しないＤＡコンバータでＤＡ変換し、信
号線４７ｃを介してモニタ５へ伝送して画像表示する
（図１３のＳ１４３）。ついで、ＣＰＵ４３は、インデ
ックスｊをインクリメントする（図１３のＳ１４４）。

【００７４】ＣＰＵ４３は、上述した処理（図１３のＳ
１４２，Ｓ１４３，Ｓ１４４）を、ｊ＝Ｌ／ｍ−１にな
るまで、すなわち１フレームのライン数Ｌ本分をすべて
表示するまで繰り返す。そして、ＣＰＵ４３は、インデ
ックスｊ＝（Ｌ／ｍ）−１となったと判定すると（図１
３のＳ１４２；ＹＥＳ）、インデックスｊをｊ＝０にリ
セットする（図１３のＳ１４５）。

【００７５】スキャンを続行する場合（図１３のＳ１４
６；ＹＥＳ）、再び、ＣＰＵ４３は、ｍ×ｊライン目か
らｍ×（ｊ＋１）−１ライン目までのｍライン分のデー
タを、モニタ５へ伝送して画像を上書き表示し（図１３
のＳ１４２，Ｓ１４３，Ｓ１４４）、インデックスｊを
インクリメントする（図１３のＳ１４５）。

【００７６】スキャンを続行しない場合（図１３のＳ１
４６；ＮＯ）、表示処理を抜ける。上述した表示処理
（図１１のＳ１４、図１３）により、モニタ５上に表示
される画像の表示状態について、図１４を参照して説明
する。

【００７７】ここでは、説明を簡単にするために、全ブ
ロック数が例えば４ブロックからなるものとして説明す
る。もちろん、ブロック数は４ブロックに限らず任意の
ブロック数になるように、１フレームの総ライン数Ｌお
よび１ブロックのライン数ｍを設定しても良い。

【００７８】まず、図１４（ａ）では、モニタ５へ画像
データが何も伝送されておらず、何も表示されていない
状態である。

【００７９】図１４（ａ）において、「０〜ｍ−１」が
ｍラインからなる一つ目のブロックＢ１、「ｍ〜２ｍ−
１」がｍラインからなる２つ目のブロックＢ２、「２ｍ
〜３ｍ−１」がｍラインからなる３つ目のブロックＢ
３、「３ｍ〜４ｍ−１」がｍラインからなる４つ目のブ
ロックＢ４である。四つのブロックＢ１〜Ｂ４で総ライ
ン数Ｌとなる。

【００８０】図１４（ａ）ないし図１４（ｇ）におい
て、ブロックＢ１ないしブロックＢ４の内部が白色の場
合には、何も表示されていない状態を示し、ブロックＢ
１ないしブロックＢ４の内部が左下向き斜線の場合が最
初のフレームで表示された状態を示し、ブロックＢ１な
いしブロックＢ４の内部が右下向き斜線の場合が次のフ
レームで表示された状態を示すものとする。

【００８１】次に、図１４（ｂ）では、一番上ブロック
Ｂ１にｍ本のラインのデータがモニタ５へ伝送されるこ
とにより、画像として表示される。

【００８２】さらに、図１４（ｃ）では、ブロックＢ
１、ブロックＢ２が最初のフレームで表示されることに
なる。

【００８３】また、図１４（ｄ）では、ブロックＢ１、
ブロックＢ、ブロックＢ３が最初のフレームで表示され
ることになる。

【００８４】図１４（ｅ）では、ブロックＢ１、ブロッ
クＢ、ブロックＢ３、ブロックＢ４が最初のフレームで
表示されることになる。

【００８５】次に、図１４（ｆ）では、モニタ５のブロ
ックＢ１において、次のフレームの最初のｍ本のライン
が、前のフレームの最初のｍ本のラインに上書きされて
表示される。

【００８６】同様に、図１４（ｇ）では、モニタ５のブ
ロックＢ２において、次のｍ本のラインが表示される。
以下同様に上書きされて表示されることになる。

【００８７】次に、制御装置２に着脱可能に接続された
フットスイッチ６およびフリーズ／レリーズ制御を行な
うスイッチ制御回路１０の動作について、図２、図６、
図１５〜図２０を参照して説明する。

【００８８】フットスイッチ６Ａからの信号は、初期状
態“Ｈ”のデジタル信号になっている（図２０（ａ）の
時刻ｔ1 参照）。フットスイッチ６Ａはプッシュスイッ
チであり、スイッチを押すことにより、十分短い立ち下
がりパルスを出力する。

【００８９】フットスイッチ６ＡをＯＮにしたときに
（図２０（ａ）の時刻ｔ2 〜ｔ3 ）、ＲＳフリップフロ
ップ１０１が反転し、反転Ｑ出力端子のフリーズ制御信
号が“Ｌ”となる（図２０（ｂ）の時刻ｔ2 〜ｔ6 ）。
再び、フットスイッチ６ＡをＯＮにしたときに（図２０
（ａ）の時刻ｔ6 〜ｔ7 ）、ＲＳフリップフロップ１０
１が再び反転し、反転Ｑ出力端子のフリーズ制御信号が
“Ｈ”となる（図２０（ｂ）の時刻ｔ6 〜ｔ10）。

【００９０】このフリーズ制御信号は、信号線１０ｂ、
コネクタ１４、信号線４ｂ、コネクタ２４を介して画像
化装置４内のＩ／Ｏポート４７に割込ませる。このフリ
ーズ制御信号（図２０（ｂ）参照）が“Ｈ”のときは、
ＣＰＵ４３は、スキャンし続ける限り画像を順次表示す
る。

【００９１】一方、フリーズ制御信号が“Ｌ”のとき
は、ＣＰＵ４３は、フリーズ動作となる。すなわち、Ｃ
ＰＵ４３は、画像化装置４内のフレームメモリ４１への
データ書き込みを禁止し、表示画像が更新されず、制止
画像を表示しつづける。

【００９２】また、フットスイッチ６Ｂ（図２参照）か
ら信号も、初期状態“Ｈ”のデジタル信号になっており
（図２０（ｃ）、時刻ｔ1 参照）、プッシュスイッチで
あり、スイッチを押すことにより、十分短いパルスを出
力する。

【００９３】そして、ＲＳフリップフロップ１０１の反
転Ｑ出力端子のフリーズ制御信号が“Ｌ”の状態におい
て（図２０（ｂ）の時刻ｔ2 〜ｔ6）、フットスイッチ
６ＢをＯＮにしたときに（図２０（ｃ）の時刻ｔ4〜ｔ5
）、ＯＲ回路１０２の両入力信号がともに“Ｌ”とな
って、ＯＲ回路１０２の出力端子からのレリーズ制御信
号は“Ｌ”になる（図２０（ｄ）の時刻ｔ4 〜ｔ5 ）。

【００９４】なお、ＲＳフリップフロップ１０１の反転
Ｑ出力端子のフリーズ制御信号が“Ｈ”の状態において
（図２０（ｂ）の時刻ｔ6 〜ｔ10）、再び、フットスイ
ッチ６ＢをＯＮにしても（図２０（ｃ）の時刻ｔ8 〜ｔ
9 ）、レリーズ制御信号が“Ｈ”であるため、ＯＲ回路
１０２の出力端子からのレリーズ制御信号は“Ｈ”のま
まである。

【００９５】このリレーズ制御信号（図２０（ｄ）参
照）が“Ｌ”になったとき、このリレーズ制御信号をＩ
／Ｏポート４７に割込ませると、ＣＰＵ４３は、モニタ
５上でフリーズ表示されている画像データ、すなわちフ
レームメモリ４１に格納されているデータをメインメモ
リ４２を介して画像化装置４内のハードディスク５０
に、バイナリデータファイルとして記録および保存す
る。

【００９６】上述のフットスイッチ６Ａおよびフットス
イッチ６Ｂのスイッチ操作により、画像化装置４の表示
画像のフリーズ／レリーズ動作の詳細を、図１５に示す
フローチャートを用いて説明する。

【００９７】まず、あらかじめフットスイッチ６Ａおよ
びフットスイッチ６Ｂの出力信号がともに“Ｈ”となる
ように、ＣＰＵ４３は、内部記憶に設定する（図１５の
Ｓ２１）。スキヤンが開始後（図１５のＳ２２）、フッ
トスイッチ６Ａおよびフットスイッチ６Ｂの操作された
ことにより、フリーズ／フリーズ解除およびリレーズを
制御する信号が発生すると、ＣＰＵ４３は、フリーズ／
フリーズ解除／レリーズを制御する（図１５のＳ２
３）。そして、処理が終了していなければ（図１５のＳ
２４；ＮＯ）、再び、ＣＰＵ４３は、フリーズ／フリー
ズ解除／レリーズを制御する（図１５のＳ２３）。処理
が終了していれば（図１５のＳ２４；ＹＥＳ）、処理を
終了する。

【００９８】次に、フリーズ／フリーズ解除／レリーズ
処理について、図１６に示すフローチャートを参照して
説明する。

【００９９】まず、フットスイッチ６Ａが押下される
と、図２０（ａ）のようにフットスイッチ６Ａからの入
力が“Ｌ”となる。すると、ＲＳフリップフロップ１０
１の反転Ｑ出力端子からのフリーズ制御信号が“Ｌ”に
なるため、ＣＰＵ４３は、フリーズ制御信号が“Ｌ”と
判定し（図１６のＳ２３１；ＹＥＳ）、後述するフリー
ズ処理を行う（図１６のＳ２３２）。

【０１００】また、ＣＰＵ４３は、フリーズ制御信号が
“Ｈ”であれば（図１６のＳ２３１；ＮＯ）、後述のフ
リーズ解除処理を行なう（図１６のＳ２３３）。

【０１０１】また、フリーズ処理（図１６のＳ２３１）
に引き続き、ＣＰＵ４３は、レリーズ信号が“Ｌ”と判
定すると（図１６のＳ２２４；ＹＥＳ）、後述のレリー
ズ処理を行う（図１６のＳ２３５）。

【０１０２】また、フリーズ処理（図１６のＳ２３１）
に引き続き、ＣＰＵ４３は、レリーズ信号が“Ｈ”と判
定すると（図１６のＳ２２４；ＮＯ）、処理を行わず、
本ルーチンの終了か否かの判定をする（図１６のＳ２３
６）。

【０１０３】ここで、本ルーチンを終了しない場合には
（図１６のＳ２３６；ＮＯ）、再び、フリーズ信号が
“Ｌ”か否かの判定に移行する（図１６のＳ２３１）。
本ルーチンを終了する場合には（図１６のＳ２３６；Ｙ
ＥＳ）、本ルーチンを抜けることにする。

【０１０４】次に、上述したフリーズ処理について、図
１７に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１０５】まず、フリーズ制御信号がＩ／Ｏポート４
７に割り込まれると（図１７のＳ２３２１）、ＣＰＵ４
３は、フレームメモリ４１に、データの書き込みを禁止
する（図１７のＳ２３２２）。

【０１０６】これにより、フレームメモリ４１へのデー
タ書き込みが禁止されると、画像データが更新されない
ので、ＣＰＵ４３は、同じデータをモニタ５に送ること
になって、モニタ５には同一データによる画像として表
示しつづけることになり、画像がフリーズする。

【０１０７】次に、上述したフリーズ解除処理につい
て、図１８に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１０８】ＣＰＵ４３は、このフリーズ解除処理に入
ると、フレームメモリ４１への書き込み禁止状態を解除
し（図１８のＳ２３３１）、次々にフレームメモリ４１
にデータを書き込むように制御する（図１８のＳ２３３
２）。これによって、フレームメモリ４１のデータが次
々に更新されることになり、モニタ５には、動画像が表
示されることになる。

【０１０９】上述したレリーズ処理は、フリーズ処理の
後にのみ実行が可能である。このレリーズ処理につい
て、図１９に示すフローチャートを用いて説明する。

【０１１０】フリーズ時に、フットスイッチ６Ｂが押さ
れると、レリーズ制御信号が“Ｌ”に立下り、この立下
りパルスをタイミングとして、Ｉ／Ｏポート４７に割込
されると（図１９のＳ２３５１）、ＣＰＵ４３は、フレ
ームメモリ４１からＩ／Ｏポート４７を介してメインメ
モリ４２ヘデータを書き込むように制御する（図１９の
Ｓ２３５２）。

【０１１１】ＣＰＵ４３は、メインメモリ４２に一旦格
納されたデータを読み出し（図１９のＳ２３５３）、画
像化装置４内のハードディスク５０に、バイナリデータ
ファイルとして記録し保存する（図１９のＳ２３５
４）。

【０１１２】以上説明したように本発明の第１の実施の
形態によれば、次のような利点がある。

【０１１３】（１）４端子カプラ８が制御装置内に配置
されているので、４端子カプラ８、およびそれと接合さ
れている光ファイバ８ｇを保護することができる。

【０１１４】（２）ＰＭＴユニット１６が、ノイズ成分
を除去するフィルタ回路１６４を有するので、ノイズの
少ない鮮明な画像を得ることができる。

【０１１５】（３）上記フィルタ回路１６４を抵抗Ｒと
コンデンサＣのみで構成できるので、安価な構成でノイ
ズを低減できる。

【０１１６】（４）画像化装置４が、画像データを蓄積
するフレームメモリ４１から画像データを直接書き込み
および読み出しが可能なＤＭＡコントローラ４４を有す
るので、ＣＰＵ４３を経由せずに画像データの転送が可
能となり、ＣＰＵ４３は他の演算処理や制御に使用で
き、表示速度を向上できる。

【０１１７】（５）レリーズおよびフリーズ可能なフッ
トスイッチ６を、画像化装置４に接続可能に設けたの
で、足によりレリーズ制御、フリーズ制御、フリーズ解
除制御ができ、操作を簡便化できる。

【０１１８】（６）上記プローブ１は、プローブ１の導
電部をグランドに接続させたので、安定した走査用駆動
信号を供給することができ、確実なる画像を得ることが
できる。

【０１１９】〔変形例〕なお、本実施の形態ではフット
スイッチ６Ａの操作により、フリーズ制御信号が“Ｌ”
のときにフリーズ処理、“Ｈ”のときにフリーズ解除処
理を実行するが、逆にフリーズ制御信号が“Ｈ”のとき
にフリーズ処理、“Ｌ”のときにフリーズ解除処理を実
行するようにしてもよい。

【０１２０】また、本実施の形態では、スイッチ制御回
路１０をＲＳフリップフロップ１０１とＯＲ回路１０２
とで構成しているが、本実施の形態と同じ論理演算が可
能な論理回路の組み合わせによって構成してもよい。

【０１２１】また、本実施の形態では、制御装置２と画
像化装置４は別々に構成しているが、一体的に構成して
もよい。

【０１２２】さらに、本実施の形態では、制御装置２と
光学ユニット３と画像化装置４とを別々に構成している
が、もちろん一体的に構成してもよい。

【０１２３】また、本実施の形態では、フィルタ回路１
６４は、抵抗Ｒを固定抵抗としているが、この抵抗Ｒを
可変抵抗器にして、最適なカットオフ周波数を自由に選
択できるようにしてもよい。

【０１２４】また、本実施の形態のプロープ先端部の導
電部材をすべてグランドと接続させるために、レーザ光
のエネルギーを照射して溶接を行うレーザ溶接機にて溶
接してもよいし、あるいは、ハンダ付による溶接でもよ
い。

【０１２５】また、本実施の形態では、レリーズを実行
すると、バイナリデータファイルとしてハードディスク
に画像データを記録し保存しているが、そのフナイルの
保存形式は、８bit のTiff形式、８bit のビットマップ
ファイル形式、１６bit のTiff形式、あるいは一般的な
パーソナルコンピュータ上で稼動できる画像データのフ
ァイル保存形式のいずれであってもよい。

【０１２６】また、本実施の形態において、モニタに画
像を表示するために、画像表示用アプリケーションソフ
トを画像化装置にインストールして、オペレーティング
システム（ＯＳ）内の演算、制御用のdllファイルなど
のライブラリを参照して画像表示を実行するように構成
してもよい。

【０１２７】さらに、上述のアプリケーションソフトを
実行形式のファイルとして画像化装置にインストールし
て実行するようにしてもよい。

【０１２８】加えて、上述のアプリケーションソフト
が、VisualBASIC、Visual C＋＋などの画像表示用ソフ
トウェアのソースコードでコード化されたものであって
もよいことはいうまでもない。

【０１２９】図２１は、フィルタ回路の変形例を示す回
路図である。この図２１において、フィルタ回路１６４
ａは次のように構成されている。ヘッドアンプ１６３の
一方端子は、抵抗Ｒを介してコネクタ１８の一方の端子
に接続されている。ヘッドアンプ１６３の他方端子は、
直接コネクタ１８の他方の端子に接続されている。コネ
クタ１８の一方の端子と、他方の端子に接続される信号
線間にコイルＬを接続している。

【０１３０】これにより、最適な値の抵抗ＲとコイルＬ
を用いて、最適なカットオフ周波数fc＝Ｒ／２πＬを決
定し、使用できる。

【０１３１】上述したように上記フィルタ回路１６４ａ
によれば、抵抗ＲとコイルＬのみで構成できるので、安
価な構成でノイズを低減できる。

【０１３２】なお、フィルタ回路１６４としては、その
他、アクティブフィルタ等、既存の低域カットフィルタ
を使用してフィルタを構成してもよい。

【０１３３】〔第２の実施の形態〕図２２は本発明の第
２の実施の形態に係る共焦点光走査プローブ装置のプロ
ーブの先端部の構成例を説明するために示す断面図、図
２３は同プローブの先端部の構成例を説明するための要
部斜視図である。

【０１３４】プローブ１Ａの先端部３００は、光走査手
段としての走査ユニット３０５と、先端カバーユニット
３０６と、光学枠３０７とを備えている。光学枠３０７
はプローブ１Ａのアウターチューブ３０８の先端部に固
定されている。

【０１３５】走査ユニット３０５は、光学枠３０７に固
定されたベース３０９を有している。ベース３０９は、
容易に動かないように、後述するレンズ枠３１４や合焦
手段としての対物レンズ３１５よりも重量が重く設定さ
れている。

【０１３６】ベース３０９には光ファイバ３０２の先端
部が固定されてる。

【０１３７】ベース３０９の両側には、薄板３１０が接
着されている。薄板３１０には、厚み後方に分極された
圧電素子３０４が接着されている。圧電素子３０４に
は、圧電素子３０４を駆動するための電気ケーブル３０
３が接続されている。この電気ケーブル３０３は、プロ
ーブ１Ａの先端部３００の内部を通つて、図２の信号線
１ａと接続され、コネクタ１１を介して制御装置２に接
続されている。

【０１３８】薄板３１０の先端部は中間部材３１１に固
定されている。中間部材３１１には２枚の平行な薄板３
１２ａ，３１２ｂが固定されている。薄板３１２ａ，３
１２ｂには圧電素子３１３ａ，３１３ｂが接着されてい
る。

【０１３９】薄板３１２ａ，３１２ｂの先端にはレンズ
枠３１４が固定され、このレンズ枠３１４には対物レン
ズ３１５と光ファイバ３０２の先端部を固定的に保持す
るフェルール３１６が固定されている。なお、光ファイ
バ３０２は、フェルール３１６に固定された後、プロー
ブ１Ａの先端部３００がフェルール３１６と一体的に研
磨され、さらに反射防止膜が設けられる。また、圧電素
子３１３ａ，３１３ｂは、電気ケーブル３０３を介して
図２の信号線１ａに接続され、コネクタ１１を介して制
御回路２と接続されている。

【０１４０】先端カバーユニット３０６は、カバーホル
ダ３１７と、カバーホルダ３１７に固定されたカバーガ
ラス３１８とからなり、カバーホルダ３１７は光学枠３
０７の先端部に固定されている。

【０１４１】このような構造にしたことにより、プロー
ブ１Ａの先端部３００は密開される。

【０１４２】このようなプローブ１Ａを使用した共焦点
光走査プローブ装置の動作について図１ないし図７、お
よび図２２、図２３を参照して説明する。

【０１４３】ＬＤ１５からのレーザ光は、コネクタ１
７、光ファイバ３ａ、コネクタ１２、光ファイバ８ｅ、
端部８ａ、ファイバカプラ８、端部８ｃ、光ファイバ８
ｇ、コネクタ１１、光ファイバ１ｂを介してプローブ１
Ａの先端部３００に伝送され、プローブ１Ａの先端部３
００の先端面から対物レンズ３１５に向けて出射され
る。

【０１４４】この場合、光ファイバ３０２の先端部はフ
ェルール３１６に固定されて一体的に研磨されていると
ともに、研磨された端面に反射防止膜が設けられている
ため、光ファイバ３０２の端面での反射光はきわめて小
さく抑えられる。

【０１４５】電気ケーブル３０３には信号線１ａを介し
て制御装置２のグランドと接続したグランド線があり、
そのグランド線と、プローブ１Ａの先端部３００内の導
電部である光学枠３０７、ベース３０９、およびカバー
ホルダ３１７が、各々の接触部分で溶接されており、こ
れらすべてが電気的に導通している。

【０１４６】光ファイバ３０２の端面のコア３２１から
発せられた光は、対物レンズ３１５で集光され、カバー
ガラス３１８を透過して、観察対象物３２２の内部で焦
点３２３を結ぶ。

【０１４７】この焦点３２３以外からめ反射光は、入射
光と同じ光路を逆方向に通り、再び光ファイバ３０２の
コア３２１にほとんど入射できない。このコア３２１が
小さいピンホールの働きをなし、共焦点顕微鏡と同等の
解像度を持つようになる。この状態で制御装置２内の制
御回路９を動作させると制御回路９からの駆動信号は、
信号線９ｂ、コネクタ１１、信号線１ａ、電気ケーブル
３０３を介して、圧電素子３０４と、圧電素子３１３
ａ，３１３ｂに伝送される。これにより、圧電素子３０
４と、圧電素子３１３ａ，３１３ｂは、電圧に応じて伸
縮する。すると、圧電素子３０４は薄板３１０に、圧電
素子３１３ａ，３１３ｂは薄板３１２ａ，３１２ｂにそ
れぞれ張られているために、薄板３１０と、薄板３１２
ａ，３１２ｂを曲げるように動作する。

【０１４８】具体的には、圧電素子３１３ａ，３１３ｂ
に位相が互いに反転した正弦波を加えると、レンズ枠３
１４が振動する。これによつて、対物レンズ３１５、光
ファイバ３０２の先端部とが移動して、レーザ光の焦点
３２３の位置がＸ方向（図２２参照）にスキャンされ
る。この場合、このスキャナ系の共振周波数で駆動する
と、大きな変位が得られる。

【０１４９】一方、制御回路９によつて圧電素子３０４
を伸縮させると、レーザ光の焦点３２３の位置がＸ方向
と垂直なＹ方向にスキャンされる。この場合、Ｙ方向の
振動の周波数をＸ方向のスキャン周波数よりも十分に遅
くすることによつて、焦点３２３はラスタ走査される。
これに伴つて、走査面３２４の各点の反射光が光ファイ
バ３０２によつて伝送されることになる。

【０１５０】このようなプローブ１Ａを上記第１の実施
の形態に代えて使用することにより、共焦点光走査プロ
ーブ装置を得ることができる。

【０１５１】以上説明したように上記プローブ１Ａの先
端部３００は、プローブ１Ａの先端部３００の導電部を
グランドに接続させたので、安定した走査用駆動信号を
供給することができ、確実なる画像を得ることができ
る。

【０１５２】〔付記〕 １．スキャナを有するプローブと、前記スキャナを駆動
する制御装置と、被検部に光を照射する光源と、前記光
源からの光をプローブ先端に導くための光ファイバと、
前記光ファイバからの光を被検部に合焦させ、当該被検
部からの光を前記光ファイバ端面に集光させる合焦手段
と、前記被検部からの戻り光の少なくとも一部を光源か
らの光の光路から分離する分離手段と、前記分離された
光を検出する検出器と、前記検出器からの信号を画像化
する画像化装置と、画像を表示するモニタとを有する共
焦点光走査プローブ装置において、前記分離手段はファ
イバカプラであることを特徴とする共焦点光走査プロー
プ装置。

【０１５３】２．付記１において、スキャナは、プロー
ブ先端に搭載され、被検部へ照射する光を走査させるス
キャニングミラーからなることを特徴とする共焦点光走
査プロープ装置。

【０１５４】３．付記１において、前記スキャナは、プ
ローブ先端に位置する光ファイバ端および合焦手段を一
体的に振動させて、被検部へ照射する光を走査させる圧
電素子からなることを特徴とする共焦点光走査プロープ
装置。

【０１５５】４．付記１において、前記光ファイバはマ
ルチモードファイバあるいはシングルモードファイバで
あることを特徴とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１５６】５．付記１において、前記光源はレーザ光
源であることを特徴とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１５７】６．付記１において、前記検出器は、フォ
トマルチプライアチューブであることを特徴とする共焦
点光走査プロープ装置。

【０１５８】７．スキャナを有するプローブと、前記ス
キャナを駆動する制御装置と、被検部に光を照射する光
源と、前記光源からの光をプローブ先端に導くための光
ファイバと、前記光ファイバからの光を被検部に合焦さ
せ、被検部からの光を前記光ファイバ端面に集光させる
合焦手段と、前記被検部からの戻り光の少なくとも一部
を光源からの光の光路から分離する分離手段と、前記分
離された光を検出する検出器と、前記検出器からの信号
を画像化する画像化装置と、画像を表示するモニタとを
有する共焦点光走査プローブ装置において、前記検出器
は、ノイズ成分を除去する帯域制限フイルタを有するこ
とを特徴とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１５９】８．付記７において、前記帯域制限フイノ
ィタは、略直流成分を除去可能なハイパスフィルタであ
ることを特徴とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１６０】９．付記７において、前記ハイパスフィル
タは、抵抗とコンデンサのみで構成されていることを特
徴とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１６１】１０．付記７において、前記ハイパスフィ
ルタは、抵抗とコイルのみで構成されていることを特徴
とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１６２】１１．スキャナを有するプローブと、前記
スキャナを駆動する制御装置と、被検部に光を照射する
光源と、前記光源からの光をプローブ先端に導くための
光ファイバと、前記光ファイバからの光を被検部に合焦
させ、被検部からの光を前記光ファイバ端面に集光させ
る合焦手段と、前記被検部からの戻り光の少なくとも一
部を光源からの光の光路から分離する分離手段と、前記
分離された光を検出する検出器と、前記検出器からの信
号を画像化する画像化装置と、画像を表示するモニタと
を有する共焦点光走査プローブ装置において、前記画像
化装置は、画像データを蓄積するフレームメモリから画
像データを直接書き込みおよび読み出しが可能なＤＭＡ
コントローラを有することを特徴とする共焦点光走査プ
ロープ装置。

【０１６３】１２．付記１１において、前記画像化装置
は、前記ＤＭＡコントローラと、前記フレームメモリ
と、ＣＰＵと、メインメモリと、Ｉ／Ｏポードとを有す
るパーソナルコンピュータを含むものであることを特徴
とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１６４】１３．付記１１において、前記パーソナル
コンピュータは、前記検出器からの信号をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄボードを有することを特徴とする共焦点光走査
プロープ装置。

【０１６５】１４．付記１１において、前記画像化装置
は、基準クロックを発生させる前記パーソナルコンピュ
ータ外の外部クロック発生装置に接続可能としたもので
あることを特徴とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１６６】１５．スキャナを有するプローブと、前記
スキャナを駆動する制御装置と、被検部に光を照射する
光源と、前記光源からの光をプローブ先端に導くための
光ファイバと、前記光ファイバからの光を被検部に合焦
させ、被検部からの光を前記光ファイバ端面に集光させ
る合焦手段と、前記被検部からの戻り光の少なくとも一
部を光源からの光の光路から分離する分離手段と、前記
分離された光を検出する検出器と、前記検出器からの信
号を画像化する画像化装置と、画像を表示するモニタと
を有する共焦点光走査プローブ装置において、前記モニ
タに表示される画像をフリーズおよびリレーズ可能なフ
ットスイッチを、前記制御装置に接続可能に設けたこと
を特徴とする共焦点光走査プロープ装置。

【０１６７】１６．付記１５において、前記制御装置
は、前記モニタに表示される画像を、前記フットスイツ
チの操作によりフリーズおよびレリーズするフリーズ／
レリーズ制御回路を有することを特徴とする共焦点光走
査プロープ装置。

【０１６８】１７．付記１５において、前記フリーズ／
レリーズ制御回路は、パルス入力に対して論理演算を行
う論理回路で構成されているものであることを特徴とす
る共焦点光走査プロープ装置。

【０１６９】１８．付記１５において、前記論理回路
は、ＲＳフリップフロップと、ＯＲ回路とから構成した
ものであることを特徴とする共焦点光走査プロープ装
置。

【０１７０】１９．スキャナを有するプローブと、前記
スキャナを駆動する制御装置と、被検部に光を照射する
光源と、前記光源からの光をプローブ先端に導くための
光ファイバと、前記光ファイバからの光を被検部に合焦
させ、被検部からの光を前記光ファイバ端面に集光させ
る合焦手段と、前記被検部からの戻り光の少なくとも一
部を光源からの光の光路から分離する分離手段と、前記
分離された光を検出する検出器と、前記検出器からの信
号を画像化する画像化装置と、画像を表示するモニタと
を有する共焦点光走査プローブ装置において、前記プロ
ーブのスキャナ以外の導電部をすべてグランドに接続し
てなるものであることを特徴とする共焦点光走査プロー
プ装置。

【０１７１】２０．付記１９において、前記導電部は、
レーザ溶接あるいはハンダ着けにより、グランドに接続
してなるものであることを特徴とする共焦点光走査プロ
ープ装置。

【０１７２】（付記１ないし付記６の背景）分離手段で
あるファイバカプラを筐体外に配置していたため、取り
扱いに注意が必要であった。

【０１７３】（付記１ないし付記６の目的）分離手段で
あるファイバカプラおよび当該カプラに接続される光フ
ァイバを筐体内に内蔵して保護できるようにすることを
目的とする。

【０１７４】（付記１ないし付記６の効果）分離手段で
あるファイバカプラおよび当該カプラに接続される光フ
ァイバを筐体内に内蔵したので、これらを確実に保護で
きる。

【０１７５】（付記７ないし付記１０の背景）前記従来
の技術では、ノイズを低減する対策がなされていなかっ
た。

【０１７６】（付記７ないし付記１０の目的）ノイズの
少ない鮮明な画像を得ることを目的とする。

【０１７７】（付記７ないし付記１０の効果）検出器に
ノイズ成分を除去する帯域制限フィルタを有するので、
ノイズの少ない鮮明な画像を得ることができる。

【０１７８】（付記１１ないし付記１４の背景）前記先
行技術では、画像データを高速に表示する対策がされて
いなかった。

【０１７９】（付記１１ないし付記１４の目的）表示速
度の向上させることを目的とする。

【０１８０】（付記１１ないし付記１４の効果）画像化
装置が画像データを蓄積するフレームメモリから画像デ
ータを直接書き込みおよび読み出しが可能なＤＭＡコン
トローラを有するので、ＣＰＵを経由せずに画像デ―タ
の転送が可能となり、表示速度を向上することができ
る。

【０１８１】（付記１５ないし付記１８の背景）前記従
来の技術では、フットスイッチの記載がなく、仮にレリ
ーズ、フリーズを制御装置等に設けたスイッチで行う
と、生体観察時に、操作者がプローブから手を放してわ
ざわぎスイッチを押さなければならなくなり、操作が面
倒であり、効率が悪い。

【０１８２】（付記１５ないし付記１８の目的）操作の
簡便化を図ることを目的とする。

【０１８３】（付記１５ないし付記１８の効果）レリー
ズおよびフリーズ可能なフットスイッチを、制御装置に
接続可能に設けたので、足による操作ができ、手をプロ
ーブから離すことなく操作ができるので、操作の簡便化
を図ることができる。

【０１８４】（付記１９ないし付記２０の背景）上述し
た従来の技術では、プローブ先端の導電部をグランドに
接続させていないため、スキャナに供給するスキャン駆
動信号が不安定になるという欠点があった。

【０１８５】（付記１９ないし付記２０の目的）安定し
た駆動信号を供給できるようにすることを目的とする。

【０１８６】（付記１９ないし付記２０の効果）プロー
ブのスキャナに安定した駆動信号を供給して鮮明な画像
を得ることができるほか、プローブのスキャナ以外の導
電部をすべてグランドに接続したことにより、より安定
した駆動信号を供給することができる。

【０１８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、分
離手段が制御装置内に配置されているので、分離手段や
当該分離手段に接続される光ファイバーを確実に保護す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る共焦点光走査
プローブ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】同共焦点光走査プローブ装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】同共焦点光走査プローブ装置に使用する光学ユ
ニットを示す回路図である。

【図４】同光学ユニットで使用するハイパスフィルタの
構成を示す回路図である。

【図５】同共焦点光走査プローブ装置で使用する画像化
装置の構成を示すブロック図である。

【図６】同制御装置で使用するスイッチ制御回路を示す
回路図である。

【図７】図（ａ）は同共焦点光走査プローブ装置で使用
するプローブの先端部を示す断面図、図（ｂ）は図
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】同プローブのスキャナの構造を示す断面図であ
る。

【図９】同スキャナの構造を示す平面図である。

【図１０】同スキャナの詳細構造を示す平面図である。

【図１１】同第１の実施の形態に係る画像化装置のフレ
ームメモリに格納されるデータを読み出し、モニタに表
示されるまでの流れを説明するためのフローチャートで
ある。

【図１２】同第１の実施の形態に係る画像化装置におけ
るｍ本のライン数分の一括転送処理動作について説明す
るためのフローチャートである。

【図１３】同第１の実施の形態に係る画像化装置におけ
る表示処理の詳細を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１４】同第１の実施の形態に係る画像化装置におけ
る表示処理により、モニタ上に表示される画像の表示状
態についての説明図である。

【図１５】同第１の実施の形態に係る画像化装置におい
て、フットスイッチのスイッチ操作により、画像化装置
の表示画像のフリーズ／レリーズ動作の詳細を説明する
ためのフローチャートである。

【図１６】同第１の実施の形態に係る画像化装置におい
て、フリーズ／フリーズ解除／レリーズ処理動作を説明
するフローチャートである。

【図１７】同第１の実施の形態に係る画像化装置におけ
るフリーズ処理動作について説明するためのフローチャ
ートである。

【図１８】同第１の実施の形態に係る画像化装置におけ
るフリーズ解除処理動作について説明するためのフロー
チャートである。

【図１９】同第１の実施の形態に係る画像化装置におけ
るレリーズ処理について説明するためのフローチャート
である。

【図２０】同第１の実施の形態に係るフットスイッチの
操作およびスイッチ制御回路の動作のタイミングチャー
トである。

【図２１】同第１の実施の形態に係るフィルタ回路の変
形例を示す回路図である。

【図２２】本発明の第２の実施の形態に係る共焦点光走
査プローブ装置のプローブの構成例を説明するために示
す断面図である。

【図２３】同プローブの構成例を説明するための要部斜
視図である。

【符号の説明】

１，１Ａ… プローブ ２… 制御装置 ３… 光学ユニット ４… 画像化装置 ５… モニタ ６，６Ａ，６Ｂ… フットスイッチ ７… 外部クロック発生器 ８… ４端子カプラ ９… 制御回路 １０ スイッチ制御回路 １１，１２，１３，１４，１７，１８，１９… コネク
タ １５… ＬＤ １６… ＰＭＴユニット ４０… Ａ／Ｄコンバータ ４１… フレームメモリ ４２… メインメモリ ４３… ＣＰＵ ４４… ＤＭＡコントローラ ４５… アドレスバス ４６… データバス ４７… Ｉ／Ｏポート ２００，３００… 先端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 26/10 １０５ Ｇ０２Ｂ 26/10 １０５Ｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキャナを有するプローブと、前記スキ
   ャナを駆動する制御装置と、被検部に光を照射する光源
   と、 前記光源からの光をプローブ先端に導くための光ファイ
   バと、 前記光ファイバからの光を被検部に合焦させ、当該被検
   部からの光を前記光ファイバ端面に集光させる合焦手段
   と、 前記被検部からの戻り光の少なくとも一部を光源からの
   光の光路から分離する分離手段と、 前記分離された光を検出する検出器と、 前記検出器からの信号を画像化する画像化装置と、画像
   を表示するモニタとを有する共焦点光走査プローブ装置
   において、 前記分離手段は前記制御装置内に配置されたことを特徴
   とする共焦点光走査プローブ装置。
2. 【請求項２】 前記分離手段はファイバカプラであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の共焦点光走査プローブ装
   置。
3. 【請求項３】 前記光学ユニットは、前記光源および前
   記検出器を内蔵するものであることを特徴とする請求項
   １記載の共焦点光走査プローブ装置。