JP2002048978A

JP2002048978A - 対物レンズユニット、対物レンズユニットを有する光学装置及びその光学装置を用いた観察方法

Info

Publication number: JP2002048978A
Application number: JP2000237625A
Authority: JP
Inventors: Hironari Fukuyama; 宏也福山
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-15
Also published as: US20020018291A1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で安価で高分解能、かつ普通の顕微鏡観察
との切り替えを容易に行なうことができ、また、液浸観
察時の走査振動による像への悪影響を防ぐ機能や、試料
上の離れた複数箇所を同時かつ高倍率で観察する機能を
備えた対物レンズユニット、対物レンズユニットを有す
る光学装置及びその光学装置を用いた観察方法を提供す
る。【解決手段】対物レンズユニット２０１は、対物レンズ
２１０と、対物レンズ２１０を空間的に移動させること
ができるように保持する対物レンズ保持手段２０５，２
０６，２０７，２０８と、対物レンズ２１０を駆動する
少なくとも一組のアクチュエーター２１５ｙｚ，２１５
ｘｚと、対物レンズ２１０、対物レンズ保持手段および
アクチュエーターを一体的に保持する外枠部材２０４と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は顕微鏡分野、特に対
物レンズ走査型顕微鏡、に用いられる対物レンズユニッ
ト、対物レンズユニットを有する光学装置及びその光学
装置を用いた観察方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを試料に対して走査させること
によって画像を得る所謂走査型顕微鏡は、昔から研究さ
れ、実用化されている。そのうちの一つのタイプに、特
開平３−８７８０４号公報に開示されているマーチン・
Ｒ・ハリスによる方法を用いた走査型顕微鏡がある。こ
の顕微鏡は、試料と対物レンズとを固定して光ビームを
試料に対して走査する所謂ビーム走査型顕微鏡であり、
例えば、レーザー発振管から出たレーザービームを光フ
ァイバーで顕微鏡本体に導き、そのビームをガルバノミ
ラ一等のスキャナーを介して顕微鏡光学系に導入するこ
とによって、試料上に形成した光ビームを走査し、試料
からの信号光を照明光とは逆の経路をたどらせて、その
途中に設けた光分岐手段によってその信号光を取り出
し、光検出器で検出するというものである。

【０００３】また、これとは別タイプの走査型顕微鏡と
しては、Ｄａｖｉｄｏｖｉｔｓらによって開発された顕
微鏡が、公表されている（Paul Davidovits and M．
David Egger,"Scanning Laser Microscope",Nature,
p.831,Vol.223,August 23,1969）。この顕微鏡は、試
料と照明光ビームを固定して対物レンズを試料に対して
走査する所謂対物レンズ走査型顕微鏡であり、例えば、
対物レンズの瞳径よりも大きな径の平行レーザービーム
を対物レンズに導き、前記対物レンズを光軸と直交する
方向に駆動することによって試料上の光ビームを走査
し、試料からの信号光を結像レンズで集光し、光検出器
で検出するというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ハリスの
方法を用いた走査型顕微鏡では、レーザー発振管や光検
出器を顕微鏡本体およびスキャナーとは別に置き、それ
らを光ファイバーで接続するため、システム全体が高価
で、かつ大きくかさばるものになってしまう。また、対
物レンズを固定したビーム走査方式であるために、広い
視野を観察するためには、光学系、特に対物レンズの収
差を、軸上から高い像高までの広範囲にわたって、十分
に補正する必要がある。しかし、そのようなレンズ設計
は容易でなく、特に、使用できる硝材が大きく制限され
る紫外線域においては困難である。

【０００５】一方、上記Davidovitsの方法を用いた走査
型顕微鏡では、対物レンズを走査する方式なので、顕微
鏡本体に対物レンズを駆動する機構を必要とし、さらに
外部からレーザービームを導入する構造が組み込まれて
いるため、通常の顕微鏡観察のための照明や対物レンズ
の切替えが容易ではない。

【０００６】さらに、上記これらの従来技術に共通する
課題として、液浸観察におけるＺ方向走査時の振動が及
ぼす問題がある。Ｚ方向（すなわち光軸方向）の走査に
おいては、対物レンズ走査型顕微鏡のみならず、ビーム
走査型顕微鏡であっても、対物レンズまたは試料台をア
クチュエーターによって駆動する必要がある。したがっ
て、走査速度が上がると、対物レンズ駆動の場合はその
振動がイマージョン液を介して試料に伝達し、また、試
料台駆動の場合は試料自体が振動を直接受けるため、観
察に悪影響を及ぼす。なお、対物レンズ走査型顕微鏡の
場合には、Ｚ方向のみならず、ＸＹ方向であってもレン
ズ走査によって同様な悪影響を及ぼすことは言うまでも
ない。

【０００７】さらに、たとえば神経生理学の分野では、
生体試料上において互いに離れた複数箇所を、高倍率で
同時に観察したいという要求がある。例えば、神経細胞
内の信号伝達物質を蛍光染料でマーキングして蛍光測定
・観察をすることにより、伝達の様子を観察する、とい
った研究があるが、この種の研究には、刺激する部位
と、刺激する部位から数ｍｍ〜数十ｍｍ離れた複数の箇
所を、高分解能で同時に測定・観察したいという要求が
ある。

【０００８】しかし、従来の一般的な顕微鏡や走査型顕
微鏡の技術では、この要求に応えることは難しい。なぜ
ならば、分解能を確保するために高ＮＡの対物レンズを
用いると、高倍率により視野が狭くなるために、観察し
たい複数の箇所を捕らえることができず、一方、視野内
にこれらの対象を捕らえるために低倍率・広視野の対物
レンズを用いると、そのＮＡの低さのために分解能が低
くなるからである。例えば、ＮＡが０．７以上（分解能
０．５μｍ程度）の高分解能対物レンズは、倍率が２０
倍以上と高く、したがって、視野は狭く、試料面上でお
よそφ１ｍｍ以下しかない。これでは、数ｍｍ離れた複
数の箇所は視野内に入らない。一方、φ２０ｍｍ程度の
広い視野を有する倍率が１倍前後の対物レンズは、ＮＡ
が０．０４程度（分解能８μｍ程度）の低分解能なの
で、必要な細部観察をすることができない。

【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、小型で安価で高分解能、かつ普通の顕微鏡観察との
切り替えを容易に行なうことができる、対物レンズユニ
ット、対物レンズユニットを有する光学装置及びその光
学装置を用いた観察方法を提供することを目的とする。

【００１０】また本発明は、液浸観察時の走査振動によ
る像への悪影響を防ぐ機能や、試料上において互いに離
れている複数箇所を同時かつ高倍率で観察する機能を備
えた対物レンズユニット、対物レンズユニットを有する
光学装置及びその光学装置を用いた観察方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するための本第１の発明による対物レンズユニット
は、対物レンズと、該対物レンズを空間的に移動させる
ことができるように保持する対物レンズ保持手段と、該
対物レンズを駆動する少なくとも一組のアクチュエータ
ーと、該対物レンズ、対物レンズ保持手段およびアクチ
ュエーターを一体的に保持する外枠部材とを備えたこと
を特徴とする。

【００１２】また、本第２の発明による対物レンズユニ
ット有する光学装置は、対物レンズと、該対物レンズを
空間的に移動させることができるように保持する対物レ
ンズ保持手段と、該対物レンズを駆動する少なくとも一
組のアクチュエーターと、該対物レンズ、対物レンズ保
持手段およぴアクチュエーターを一体的に保持する外枠
部材とを備えた対物レンズユニットを有することを特徴
とする。

【００１３】また、本第３の発明による対物レンズユニ
ット有する光学装置を用いた観察方法は、対物レンズ
と、該対物レンズを空間的に移動させることができるよ
うに保持する対物レンズ保持手段と、該対物レンズを駆
動する少なくとも一組のアクチュエーターと、該対物レ
ンズ、対物レンズ保持手段およぴアクチュエーターを一
体的に保持する外枠部材とを備えた対物レンズユニット
を有し、かつ、平行平面形状の透明部材を前記対物レン
ズの先端に配置した光学装置を用いて、前記対物レンズ
と前記透明部材との間、及び前記透明部材と試料との間
を略同じ屈折率を有する透明液体媒質で満たして試料を
観察することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施例の説明に先立ち、
本発明の作用効果について説明する。まず、本第１の発
明の作用効果について説明する。本第１の発明によれ
ば、軸上光束のみを集光するため、収差の少ないスポッ
ト光を形成することができる。また、この対物レンズユ
ニットを光学装置に取り付けて走査型光学装置を構成す
る場合、光学装置側で走査機構を要しないため光学装置
全体を小型化することができる。

【００１５】次に、本第２の発明の作用効果について説
明する。本第２の発明によれば、対物レンズユニットは
他の通常の対物レンズと同様に光学装置のレボルバに取
付けることができるので、対物レンズユニットを光路中
に配置すれば走査型顕微鏡として機能し、通常の対物レ
ンズを光路中に配置すれば従来の光学顕微鏡として機能
する。

【００１６】次に、本第３の発明の作用効果について説
明する。本第３の発明によれば、対物レンズユニットと
試料との間が液体で満たされている場合であっても、対
物レンズの走査に伴う振動は透明部材によって遮断され
試料に到達しないので試料が振動することがない。よっ
て、試料の鮮明な像が得られる。また、上述の本第２の
発明と同様に、対物レンズユニットは他の通常の対物レ
ンズと同様に光学装置のレボルバに取付けることができ
るので、対物レンズユニットを光路中に配置すれば走査
型顕微鏡として機能し、通常の対物レンズを光路中に配
置すれば従来の光学顕微鏡として機能する。

【００１７】また、本第４の発明として、本第１の発明
の対物レンズユニットは、発光器と光検出器とを兼ね備
えた素子と、該素子からの光を前記対物レンズに導入す
ると同時に、前記対物レンズを通過した試料からの信号
光を再び前記素子に導入する光リレー光学系とを備える
のが好ましい。本第４の発明によれば、対物レンズユニ
ット内に光源、走査機構及び光検出器を有するため、こ
の対物レンズユニットを光学装置に取付けるだけで、走
査型光学装置を構成することができる。

【００１８】また、本第５の発明として、本第１の発明
の対物レンズユニットは、光源と、光検出器と、該光源
からの光を前記対物レンズに導入するとともに前記対物
レンズを通過してきた信号光を該光検出器に導入する光
分割・合成部材とを備えるのが好ましい。本第５の発明
によれば、上述の本第４の発明と同様に、対物レンズユ
ニット内に光源、走査機構及び光検出器を有するため、
この対物レンズユニットを光学装置に取付けるだけで、
走査型光学装置を構成することができる。また、光源と
光検出器とが別々に構成されているため、蛍光など光源
と異なる波長を有する信号光の検出を行なうことができ
る。

【００１９】また、本第６の発明として、本第１、第
４、第５のいずれかの発明の対物レンズユニットは、３
組のアクチュエーターを備え、第１のアクチュエーター
を、前記対物レンズを第１の方向に移動させるように配
置し、第２のアクチュエーターを、前記対物レンズを前
記第１の方向とは異なる第２の方向に移動させるように
配置し、第３のアクチュエーターを、前記対物レンズを
前記第１及び第２のいずれの方向とも異なる第３の方向
に移動させるように配置するのが好ましい。本第６の発
明によれば、スポット光を光軸と垂直な面内、及び光軸
方向に移動させることができ、試料の３次元情報を得る
ことができる。

【００２０】また、本第７の発明として、本第１、第４
〜第６のいずれかの発明の対物レンズユニットは、前記
外枠部材が平行平面形状の透明部材を有し、該透明部材
が前記対物レンズの先端に配置されているのが好まし
い。本第７の発明によれば、対物レンズユニットと試料
の間が液体で満たされている場合であっても、対物レン
ズの走査に伴う振動は透明部材によって遮断され試料に
到達しないので試料が振動することがない。よって、試
料の鮮明な像が得られる。

【００２１】また、本第８の発明として、本第１、第４
〜第７のいずれかの発明の対物レンズユニットは、対物
レンズ保持手段が複数の対物レンズを保持するように構
成するのが好ましい。本第８の発明によれば、複数の対
物レンズによって試料内の離れた位置にある複数の領域
が同時に走査されるので、複数の領域の像を一度に形成
することができ、例えば、神経生理学の分野における神
経細胞内の信号伝達の測定に適する。

【００２２】また、本第９の発明として、本第１、第４
〜第７のいずれかの発明の対物レンズユニットは、前記
外枠部材が、対物レンズと、対物レンズ保持手段と、ア
クチュエーターとよりなるユニットを、複数ユニット有
しているのが好ましい。

【００２３】本第９の発明によれば、複数の対物レンズ
を同期して走査させる場合は、上記第８の発明と同様に
試料内の離れた位置にある複数の領域が同時に走査され
るので、複数の領域の像を一度に形成することができ
る。また、個々に走査させる場合は各対物レンズごとに
走査速度と走査幅を変えることができるので、観察対象
に応じて空間分解能、Ｓ／Ｎ比等を考慮し、最適な走査
条件で像を得ることができる。

【００２４】また、本第１０の発明として、本第２の発
明の光学装置は、前記対物レンズユニットが、発光器と
光検出器とを兼ね備えた素子と、該素子からの光を前記
対物レンズに導入すると同時に、前記対物レンズを通過
した試料からの信号光を再び前記素子に導入する光リレ
ー光学系とを備えているのが好ましい。本第１０の発明
によれば、上述の本第４の発明と同様に、対物レンズユ
ニット内に光源、走査機構及び光検出器を有するため、
この対物レンズユニットを光学装置に取付けるだけで、
走査型光学装置を構成することができる。また、上述の
本第２の発明と同様に、対物レンズユニットは他の通常
の対物レンズと同様に光学装置のレボルバに取付けるこ
とができるので、対物レンズユニットを光路中に配置す
れば走査型顕微鏡として機能し、通常の対物レンズを光
路中に配置すれば従来の光学顕微鏡として機能する。

【００２５】また、本第１１の発明として、本第２の発
明の光学装置は、前記対物レンズユニットが、光源と、
光検出器と、該光源からの光を前記対物レンズに導入す
るとともに前記対物レンズを通過してきた信号光を該光
検出器に導入する光分割・合成部材とを備えているのが
好ましい。本第１１の発明によれば、上述の本第５の発
明と同様に、対物レンズユニット内に光源、走査機構及
び光検出器を有するため、この対物レンズユニットを光
学装置に取付けるだけで、走査型光学装置を構成するこ
とができる。また、光源と光検出器とが別々に構成され
ているため、蛍光など光源と異なる波長を有する信号光
の検出を行なうことができる。また、上述の本第２の発
明と同様に、対物レンズユニットは他の通常の対物レン
ズと同様に光学装置のレボルバに取付けることができる
ので、対物レンズユニットを光路中に配置すれば走査型
顕微鏡として機能し、通常の対物レンズを光路中に配置
すれば従来の光学顕微鏡として機能する。

【００２６】また、本第１２の発明として、本第２、第
１０、第１１のいずれかの発明の光学装置は、３組のア
クチュエーターを備え、第１のアクチュエーターを、前
記対物レンズを第１の方向に移動させるように配置し、
第２のアクチュエーターを、前記対物レンズを前記第１
の方向とは異なる第２の方向に移動させるように配置
し、第３のアクチュエーターを、前記対物レンズを前記
第１及び第２のいずれの方向とも異なる第３の方向に移
動させるように配置するのが好ましい。

【００２７】本第１２の発明によれば、上述の本第６の
発明と同様に、スポット光を光軸と垂直な面内、及び光
軸方向に移動させることができ、試料の３次元情報を得
ることができる。また、上述の本第２の発明と同様に、
対物レンズユニットは他の通常の対物レンズと同様に光
学装置のレボルバに取付けることができるので、対物レ
ンズユニットを光路中に配置すれば走査型顕微鏡として
機能し、通常の対物レンズを光路中に配置すれば従来の
光学顕微鏡として機能する。

【００２８】また、本第１３の発明として、本第２又は
本第１２の発明の光学装置は、発光器と光検出器とを兼
ね備えた素子と、該素子からの光を前記対物レンズに導
入すると同時に、前記対物レンズを通過した試料からの
信号光を再び前記素子に導入する光リレー光学系とを有
する照明・検出ユニットを備えるのが好ましい。本第１
３の発明のように、光源が同時に検出器として機能する
ように構成すれば、後述の本第１４の発明のような光分
割・合成部材が不要となり、照明・検出ユニットを小型
化した装置を達成することができる。

【００２９】また、本第１４の発明として、本第２又は
第１２の発明の光学装置は、光源と、光検出器と、該光
源からの光を前記対物レンズに導入するとともに前記対
物レンズを通過してきた信号光を該光検出器に導入する
光分割・合成部材とを有する照明・検出ユニットを備え
るのが好ましい。

【００３０】また、本第１５の発明として、本第１３又
は第１４の発明の光学装置は、前記照明・検出器ユニッ
トが、前記照明光を前記対物レンズユニットに導くと同
時に、信号光を検出器に導く光路変更手段と、該光路変
更手段を光路に対して挿脱する光路変更手段移動機構と
を備えているのが好ましい。本第１５の発明によれば、
走査型光学顕微鏡観察と従来の顕微鏡観察とを切替えて
行なうことができる。

【００３１】また、本第１６の発明として、本第１３〜
１５のいずれかの発明の光学装置は、前記光学装置が平
行光束を集光する結像レンズを備え、前記照明・検出ユ
ニットが前記結像レンズの射出側に配置されているのが
好ましい。本第１６の発明によれば、カメラ光路を生か
したまま、走査型光学顕微鏡による像が得られる。

【００３２】また、本第１７の発明として、本第４〜
９、第１０〜１６のいずれかの光学装置は、前記対物レ
ンズに入射する光が、次の条件式(1)を満足するように
構成するのが好ましい。 Ioff／Ion≧０．１３５ ……(1) ただし、Ionは照明光の中心における光強度、Ioffは照
明光の中心からｄ＋Ｄｐ／２の半径位置での光強度（Ｄ
ｐ：前記対物レンズの瞳径、ｄ：前記アクチュエータに
より前記対物レンズが移動する際の最大移動量であっ
て、前記照明光の中心から前記対物レンズの光軸までの
距離）である。本第１７の発明によれば、対物レンズが
一つの場合であっても複数の場合であっても、照明光は
少なくとも対物レンズが移動する範囲内を十分な光強度
で満たすようになっているので、対物レンズの瞳に対し
て照明光束が欠けることなく導入される。よって、極端
な分解能の低下や、照明強度（照明光量）の低下を防ぐ
ことができる。

【００３３】また、本第１８の発明として、本第２、第
１０〜１７のいずれかの発明の光学装置は、平行平面形
状の透明部材が前記対物レンズの先端に配置されている
のが好ましい。本第１８の発明によれば、上述の本第７
の発明と同様に、対物レンズユニットと試料の間が液体
で満たされている場合であっても、対物レンズの走査に
伴う振動は透明部材によって遮断され試料に到達しない
ので試料が振動することがない。よって、試料の鮮明な
像が得られる。また、上述の本第２の発明と同様に、対
物レンズユニットは他の通常の対物レンズと同様に光学
装置のレボルバに取付けることができるので、対物レン
ズユニットを光路中に配置すれば走査型顕微鏡として機
能し、通常の対物レンズを光路中に配置すれば従来の光
学顕微鏡として機能する。

【００３４】また、本第１９の発明として、本第２、第
１０〜１８のいずれかの発明の光学装置は、前記対物レ
ンズ保持手段が複数の対物レンズを保持しているととも
に、複数の対物レンズ全てに照明光を入射させる光束を
生じる光源と、複数の光検出器とを有しているのが好ま
しい。本第１９の発明によれば、上述の本第８の発明と
同様に、複数の対物レンズによって試料内の離れた位置
にある複数の領域が同時に走査されるので、複数の領域
の像を一度に形成することができ、例えば、神経生理学
の分野における神経細胞内の信号伝達の測定に適する。
また、上述の本第２の発明と同様に、対物レンズユニッ
トは他の通常の対物レンズと同様に光学装置のレボルバ
に取付けることができるので、対物レンズユニットを光
路中に配置すれば走査型顕微鏡として機能し、通常の対
物レンズを光路中に配置すれば従来の光学顕微鏡として
機能する。

【００３５】また、本第２０の発明として、本第２、第
１０〜１８のいずれかの発明の光学装置は、前記外枠部
材が、対物レンズと、対物レンズ保持手段と、アクチュ
ニーターとよりなるユニットを、複数ユニット有してい
るのが好ましい。本第２０の発明によれば、複数の対物
レンズを同期して走査させる場合は、上記第１９の発明
と同様に、試料内の離れた位置にある複数の領域が同時
に走査されるので、複数の領域の像を一度に形成するこ
とができる。また、個々に走査させる場合は各対物レン
ズごとに走査速度と走査幅を変えることができるので、
観察対象に応じて空間分解能、Ｓ／Ｎ比等を考慮し、最
適な走査条件で像を得ることができる。また、上述の本
第２の発明と同様に、対物レンズユニットは他の通常の
対物レンズと同様に光学装置のレボルバに取付けること
ができるので、対物レンズユニットを光路中に配置すれ
ば走査型顕微鏡として機能し、通常の対物レンズを光路
中に配置すれば従来の光学顕微鏡として機能する。

【００３６】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明
する。第１実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
１実施例を図１〜図７を用いて説明する。図１は第１実
施例の光学装置である対物レンズ走査型顕微鏡の概略全
体構成図、図２は第１実施例における照明・検出器ユニ
ットの構成を示す図であり、(a)は上方からみた概略構
成図、(b)は側方からみた概略構成図である。図３は第
１実施例における対物レンズユニットの枠の構成を一部
断面で示す側面図である。図４は図３の対物レンズユニ
ットの具体的な構成を示す図であり、(a)は像側から見
た一部断面で示す平面図、(b)は一部断面で示す側面
図、(c)は試料側から見た一部断面で示す底面図であ
る。図５は第１実施例における制御部の概略構成を示す
ブロック図、図６は第１実施例における瞳面における対
物レンズ瞳と照明光束の照度分布との関係を示すグラフ
である。本実施例の光学装置は、半導体や金属のよう
な、工業用材料や工業製品の観察に適合するレーザー走
査型顕微鏡、所謂ＬＳＭを構成している。

【００３７】本発明の第１実施例の光学装置である対物
レンズ走査型顕微鏡１００は、図１に示すように、光源
および光検出器を有する照明・検出器ユニット１０１
と、対物レンズおよび対物レンズを走査するアクチュエ
ーターを有する対物レンズユニット２０１と、これらの
照明・検出器ユニット１０１と対物レンズユニット２０
１とを備えた光学顕微鏡本体１と、光源およびアクチュ
エーターを制御すると同時に光検出器からの信号をもと
に画像信号を生成する制御部３０１と、画像を表示する
モニター３０３とで構成されている。顕微鏡本体１は、
通常観察用の対物レンズ７、鏡筒４、接眼レンズ５を備
えており、レボルバ３を操作して対物レンズ７を本体光
路９上に位置合せするとともに、後述するつまみ１０２
を操作して照明・検出器ユニット１０１内部の光学要素
を移動させて、本体光路９を対物レンズ７から鏡筒４に
至るまで素通し状態にすれば、通常観察をすることがで
きるようになっている。なお、図中、２はステージ、６
はベース、９’は接眼レンズ５を通る観察光路である。

【００３８】照明・検出器ユニット１０１は、図２(a)
に示すように、半導体レーザー発振器１０６と、コリメ
ーターレンズ１０７と、偏光ビームスプリッター１０８
と、λ／４板１０９と、光路切替え部材１１１を備えた
直角プリズム１１０と、集光レンズ１１２と、共焦点ピ
ンホール１１３−ａを備えた共焦点／非共焦点切替え部
材１１３と、シリコンフォトダイオード１４８等とを備
えて構成されている。半導体レーザー発振器１０６から
は、それぞれ用途によって決められた赤外、赤色、緑
色、青色、紫色等の波長の発散光１３７−１が射出され
るようになっている。

【００３９】本照明・検出器ユニットでは、半導体レー
ザー発振器から発散光１３７−１が射出されると、発散
光１３７−１は、コリメーターレンズ１０７を介して平
行光束１３７−２になり、偏光ビームスプリッター１０
８に入射し、偏光ビームスプリッター１０８の反射面で
反射することによって直線偏光光束１３７−３になり、
λ／４板１０９に入射する。λ／４板１０９は、その光
軸方向が直線偏光光束１３７−３の偏光振動方向と４５
度をなすように取り付けられており、直線偏光光束１３
７−３は、λ／４板１０９を透過することによって円偏
光光束１３７−４になり、光路切替え部材１１１上に載
置された直角プリズム１１０に入射する。直角プリズム
１１０に入射した直線偏光光束１３７−３は、図２(b)
に示すように、直角プリズム１１０の反射面で反射して
外側カバー１１４に設けられた下側開口部１２７から射
出し、図示しない対物レンズを介して試料上の一点を照
明する。

【００４０】この照明光は、試料上で反射・散乱し、信
号光の円偏光光束１２８−１として照明光と同一光路を
たどって戻ってくる。すなわち、円偏光光束１２８−１
は、下側開口部１２７から入射して、直角プリズム１１
０の反射面で反射し、λ／４板１０９を透過する。λ／
４板１０９を透過した信号光は、試料上で反射する前の
平行光束の照明光１３７−２の段階で１回、試料上で反
射した後の円偏光光束の信号光１２８−１の段階で１回
の、合計２回λ／４板１０９を通ったことになるので、
直線偏光光束１２８−２になる。

【００４１】このとき直線偏光光束１２８−２は、直線
偏光成分の振動方向が、直線偏光光束１３７−３の直線
偏光成分の振動方向と直交するので、偏光ビームスプリ
ッター１０８を透過して、集光レンズ１１２を介して収
束光束１２８−３になり、共焦点／非共焦点切替え部材
１１３上に設けられた共焦点ピンホール１１３−ａ上に
結像する。共焦点ピンホール１１３−ａは、半導体レー
ザー発振器１０６の射出口１０６−ａに対して共焦点光
学系を構成している。したがって信号光である収束光束
１２８−３のうち、合焦成分のみが共焦点ピンホール１
１３−ａを透過し、シリコンフォトダイオード１４８を
介して光電信号に変換される。

【００４２】なお、共焦点／非共焦点切替え部材１１３
上には、共焦点ピンホール１１３−ａの他に、信号光に
おける焦点ずれ成分も透過するだけの大きさを持った非
共焦点開口１１３−ｂが設けられており、１１３に連動
するつまみ１０３を操作することにより、共焦点ピンホ
ール１１３−ａと非共焦点開口１１３−ｂとを自在に選
択して信号光の光路上に位置合わせすること、すなわち
共焦点光学系と非共焦点光学系とに切替えることができ
るようになっている。

【００４３】また、直角プリズム１１０は、光路切替え
部材１１１に連動するつまみ１０２を操作することによ
り、顕微鏡本体の光路９に対して挿脱が自在であり、図
２において、直角プリズム１１０を本体光路９上に挿入
した場合（図中１０２、１１１で示す実線の位置に位置
する場合）には、上述のように機能する。一方、直角プ
リズム１１０を本体光路９上から退避させた場合（図中
１０２、１１１’で示す二点鎖線の位置に位置する場
合）には、本体光路９上で下側開口部１２７と上側開口
部１２８との間が素通しとなり、したがって、図１に示
す対物レンズ７、鏡筒４および接眼レンズ５による通常
観察が可能になる。なお、図２(b)の１２８’は通常観
察をした場合の試料からの反射光を示している。

【００４４】対物レンズユニット２０１は、図３及び図
４に示すように、外枠２０４と、内枠２１７と、対物レ
ンズ２１０と、対物レンズ枠２０８と、平行バネ２０７
と、中間支持体２０６と、渦巻き状板バネ２０５−ａ，
ｂと、ＶＣＭ（ボイスコイルモーター）２１５ｙｚおよ
び２１５ｘｚ等とで構成されている。図３に示すよう
に、外枠２０４は、対物レンズユニット２０１を図１に
示すレボルバ３に取り付けるためのオスネジ２３９およ
び開口２４０を有するとともに、図４に示すような内枠
２１７等よりなる対物レンズコンポーネント２０３を保
持している（ただし、図３においては、対物レンズコン
ポーネント２０３の内部を省略して示してある）。

【００４５】内枠２１７は、図４(a)，(b)に示すよう
に、平行に配置された２組の渦巻き状板バネ２０５−ａ
および２０５−ｂを介して中間支持体２０６を弾性的に
保持し、中間支持体２０６の動きをＺ方向にのみ可動と
なるように規制している。中間支持体２０６は、光路と
なる開口２４１を有している。また、中間支持体２０６
は、弾性体からなる４本の棒状平行バネ２０７を介して
レンズ枠２０８を弾性的に保持し、レンズ枠２０８の動
きを中間支持体２０６に対してＸＹ方向に可動となるよ
うに規制している。このため、レンズ枠２０８およびレ
ンズ枠２０８に固定された対物レンズ２１０は、内枠２
１７に対して回転方向には動かないが、ＸＹＺ方向への
移動が自在に可能であるように、弾性的に保持されてい
る。

【００４６】また、内枠２１７は、図４(a)，(c)に示す
ように、レンズ枠２０８をＸＺ方向に駆動するためのＶ
ＣＭ２１５ｘｚおよびレンズ枠２０８をＹＺ方向に駆動
するためのＶＣＭ２１５ｙｚを、それぞれ２個ずつ保持
している。ＶＣＭ２１５ｘｚとＶＣＭ２１５ｙｚは、内
枠２１７に対する取り付け方向だけが異なる、共に同じ
構造を有する２軸のアクチュエーターであり、図４(a)
に示すように、それぞれ、永久磁石２１２と、ヨーク２
１１と、２個のＺ方向駆動コイル２１３（図４(b)参
照）と、Ｘ方向またはＹ方向へ駆動する水平方向駆動コ
イル２１４とで構成されている。水平方向駆動コイル２
１４は、ＸＺ方向駆動用ＶＣＭ２１５ｘｚにおいてはＸ
方向駆動コイル２１４ｘとなり、ＹＺ方向駆動用ＶＣＭ
２１５ｙｚにおいてはＹ方向駆動コイル２１４ｙとな
る。

【００４７】２個のＸＺ方向駆動用ＶＣＭ２１５ｘｚ
は、互いに、Ｘ方向駆動コイル２１４ｘに発生する電磁
力がＸ方向に一致すると共に、２個のＺ方向駆動コイル
２１３に発生する電磁力がＺ方向に一致し、かつ光軸２
４２を挟んで対向する位置に配置されている。Ｘ方向駆
動コイル２１４ｘは、２個のＺ方向駆動コイル２１３と
共にレンズ枠２０８に固定されている。

【００４８】２個のＹＺ方向駆動用ＶＣＭ２１５ｙｚ
も、２個のＸＺ方向駆動用ＶＣＭ２１５ｘｚと同様に、
互いに、Ｙ方向駆動コイル２１４ｙに発生する電磁力が
Ｙ方向に一致し、２個のＺ方向駆動コイル２１３に発生
する電磁力がＺ方向に一致し、かつ光軸２４２を挟んで
対向する位置に配置されている。Ｙ方向駆動コイル２１
４ｙは、２個のＺ方向駆動コイル２１３と共に対物レン
ズ枠２０８に固定されている。

【００４９】本実施例では、対物レンズユニット２０１
をこのように構成したので、ＸＺ方向駆動用ＶＣＭ２１
５ｘｚおよびＹＺ方向駆動用ＶＣＭ２１５ｙｚを駆動す
ることによって、対物レンズ２１０の位置を、Ｘ，Ｙ，
Ｚの３軸方向にそれぞれ独立的に移動するように制御す
ることができる。

【００５０】内枠２１７の底面部は、図４(b)に示すよ
うに、蓋２０９で覆われており、図(c)に示すように、
蓋２０９の中央部に設けられた開口２４３から対物レン
ズ枠２０８をのぞかせている。開口２４３は、対物レン
ズ枠２０８の先端部の直径よりも大きく、対物レンズ枠
２０８を走査しても、蓋２０９と対物レンズ枠２０８の
先端部とが接触することがない程度の大きさをもって形
成されている。

【００５１】制御部３０１は、図５に示すように、レー
ザー駆動回路３０４と、信号増幅器３０５と、Ｘ駆動回
路３０６ｘと、Ｙ駆動回路３０６ｙと、Ｚ駆動回路３０
６ｚと、画像生成回路３０７と、記録装置３０８とで構
成されている。

【００５２】レーザー駆動回路３０４は、ケーブル１０
４を介して図２に示す照明・検出器ユニット１０１内の
半導体レーザー発振器１０６を駆動するように構成され
ている。信号増幅器３０５は、ケーブル１０５を介して
照明・検出器ユニット１０１内のシリコンフォトダイオ
ード１４８からの信号電流を増幅するように構成されて
いる。Ｘ駆動回路３０６ｘ、Ｙ駆動回路３０６ｙ、Ｚ駆
動回路３０６ｚは、それぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向駆
動ケーブル２０２ｘ，２０２ｙ，２０２ｚを介して、図
４に示す対物レンズユニット２０１内のＸ方向駆動コイ
ル２１４ｘ、Ｙ方向駆動コイル２１４ｙ、Ｚ方向駆動コ
イル２１３をそれぞれ駆動するように構成されている。

【００５３】画像生成回路３０７は、信号増幅器３０５
からの増幅信号と、Ｘ駆動回路３０６ｘ、Ｙ駆動回路３
０６ｙ、Ｚ駆動回路３０６ｚからの駆動信号とから画像
信号を生成し、必要に応じてフィルタリング等の画像処
理を施し、表示信号としてモニターケーブル３０２を介
して図１に示すモニター３０３や、記録装置３０８に出
力する。記録装置３０８は、画像生成回路３０７で生成
した画像信号を、情報として半導体メモリー、磁気ディ
スク、光磁気ディスク等の記憶手段に保存する。

【００５４】また、本実施例における瞳面での対物レン
ズ瞳と照明光束の光強度分布との関係について説明する
と、図６に示すように、照明光束１３９の光強度分布
は、ビーム径がwのガウシアン分布になる。照明光束１
３９の直径wは、ビーム中心での光強度Ｅｏに対して、
光強度がＥｏ／ｅ²（すなわち０．１３５Ｅｏ）となる
等高線の直径である。瞳１４０および１４０’は、口径
がＤｐの対物レンズ瞳であり、それぞれ走査停止時と、
Ｘ方向に走査幅２ｄで走査する場合のそれぞれの場合に
おいて瞳がカバーする範囲である。本実施例では、１４
０’で示す長円領域にわたって対物レンズの瞳に照明光
束が導入されるが、この領域はビーム径wの範囲に含ま
れるので、対物レンズの瞳の中で最も光強度が低い場
所、すなわちｄ＋Ｄｐ／２の位置においてもその光強度
ＥｍｉｎはＥ₀／ｅ²以上である。このように、照明光は
少なくとも対物レンズが移動する範囲内を十分な光強度
で満たすようになっている。そのため、対物レンズの瞳
に対して照明光束が欠けることなく導入されることにな
る。

【００５５】次に、このように構成された本実施例の対
物レンズユニットを有する光学装置の作用を説明する。
まず、図５に示す制御部３０１内のレーザー駆動回路３
０４を介して図２(a)に示す照明・検出器ユニット１０
１内のレーザー発振器１０６を駆動し、レーザー発振器
１０６より発散光１３７−１を射出すると、射出された
発散光１３７−１は、コリメーターレンズ１０７、偏光
ビームスプリッター１０８、λ／４板１０９、直角プリ
ズム１１０を経て、円偏光光束１３７−４となって図２
(b)に示す下側開口１２７から射出し、図１に示すレボ
ルバ３に取り付けられた対物レンズユニット２０１に入
射し、図５及び図４(a)，(b)に示す開口２４０及び２４
１を経て図４(c)に示す対物レンズ２１０に入射し、図
１に示すステージ２に載置された試料上の１点に集光す
る。

【００５６】試料上で散乱・反射した信号光は、照明光
とは逆の経路をたどって照明・検出器ユニット１０１に
戻り、図２(a)に示すλ／４板１０９を透過して直線偏
光１２８−２となって偏光ビームスプリッター１０８を
透過し、集光レンズ１１２を経て共焦点ピンホール１１
３−a上に焦点を結ぶ。このとき、共焦点ピンホール１
１３−ａは共焦点位置にあるので、信号光の合焦成分だ
けがここを透過し、シリコンフォトダイオード１４８を
介して光電信号に変換される。光電信号は、図５に示す
制御部３０１内の信号増幅器３０５を介して増幅され、
増幅信号となる。

【００５７】これと同時に、制御部３０１内の駆動回路
３０６ｘ、３０６ｙ、３０６ｚによって図４(a)〜(c)に
示す対物レンズユニット２０１内のＹＺ方向駆動用ＶＣ
Ｍ２１５ｙｚおよびＸＺ方向駆動用ＶＣＭ２１５ｘｚが
電磁気的作用により駆動し、対物レンズ２１０がｘｙｚ
方向に位置制御され、物体空間中の任意の点、線、面、
または空間が、サンプリングまたは走査される。

【００５８】これと同時に、図５に示す制御部３０１の
内部では、画像生成回路３０７を介して、信号増幅器３
０５からの増幅信号と、Ｘ駆動回路３０６ｘ、Ｙ駆動回
路およびＺ駆動回路３０６ｚからの駆動信号とから、画
像信号を生成し、記録装置３０８に送って画像情報を記
録するか、モニターケーブル３０２を介してモニター３
０３に送って画像を表示する。このようにして得られた
画像は共焦点画像である。

【００５９】なお、この場合、図１及び図２(a)に示す
照明・検出器ユニット１０１のつまみ１０３を操作して
図２(a)に示す光路上の共焦点ピンホール１１３−ａを
非共焦点開口１１３−ｂに切替えると、信号光１２８−
３の合焦成分と非合焦成分とが同時に検出され、非共焦
点画像が得られる。

【００６０】また、図１及び図２(a)に示す照明・検出
器ユニット１０１のつまみ１０２を操作して図２(a)に
示す直角プリズム１１０を本体光路９から退避させると
共に、図１に示す顕微鏡１のレボルバ３を操作して本体
光路９上に位置する対物レンズユニット２０１を普通の
対物レンズ７に切替えれば、普通の顕微鏡と変わりな
く、接眼レンズ５を介して通常の顕微鏡観察が可能とな
る。

【００６１】次に、このように構成された本実施例の効
果を説明する。本実施例の対物レンズユニット２０１に
よれば、軸上光束のみを集光するため、収差の少ないス
ポット光を形成することができる。また、レボルバ３を
介して光学装置に取付けて走査型光学装置を構成する場
合、光学装置側で走査機構を必要としないため光学装置
全体を小型化することができる。また、スポット光を光
軸と垂直な面内、及び光軸方向に移動させることがで
き、試料の３次元情報を得ることができる。また、瞳が
欠けることなく照明光束が導入され、極端な分解能の低
下、照明光量の低下を防ぐことができる。また、本実施
例の対物レンズユニットを有する対物レンズ走査型顕微
鏡によれば、対物レンズユニット２０１は他の通常の対
物レンズ７と同様に顕微鏡のレボルバ３に取付けること
ができるので、対物レンズユニット２０１を本体光路９
上に配置すれば走査型顕微鏡として機能し、通常の対物
レンズ７を本体光路９上に配置すれば通常観察を行なう
従来の光学顕微鏡として機能する。

【００６２】さらには、照明・検出器ユニット１０１が
中間鏡筒の形状をしており、また、対物レンズユニット
２０１が対物レンズの形状をしているので、顕微鏡への
取り付けが極めて容易となる。また、光源として半導体
レーザー発振器１０６を用いているので、ガスレーザー
を使う場合に比べて小型で安価なシステムが実現でき
る。また、走査方式として対物レンズ走査型を用いてい
るので、対物レンズの像の中で用いる領域は、軸上近傍
のみである。すなわち対物レンズの結像特性としては、
軸上近傍でのみ収差が補正されていれば良く、したがっ
て構成枚数の少ない簡単なレンズでも十分な質の像が得
られる。また、そのようなレンズの設計・製作は容易で
ある。さらに同じ理由により、対物レンズの大きさ・重
さが小さくなり、走査速度を大幅に高速化できる。

【００６３】次に、第１実施例の変形例を図7に示す。
図7は、対物レンズユニット２０１の先端部を示す説明
図である。他の部分は先の実施例と共通なので、説明を
省略する。ここで、蓋２０９と対物レンズ枠２０８との
間の開口部２４３は、弾性材料の膜で作られた遮蔽部材
２１６で塞がれている。これにより、開口２４３から対
物レンズユニット２０１の内部への液体等の異物の侵入
を防ぐことができるので、対物レンズユニット２０１を
液浸対物レンズとして用いた場合でも、液体の侵入によ
って対物レンズユニット２０１内部の機構が故障する危
険がなくなる。また、遮蔽部材２１６は柔軟性・伸縮性
を増すために、ひだを持つ形状をしているので、この遮
蔽部材２１６の付加によりＶＣＭ２１５ｘｚ、２１５ｙ
ｚにかかる負荷の増加量をわずかなものに抑えることが
できる。

【００６４】第１実施例のさらに他の変形例として、対
物レンズユニット２０１の対物レンズ２１０を駆動する
アクチュエーターに、非図示の積層圧電アクチュエータ
ー、バイモルフ圧電アクチュエーター、ユニモルフ圧電
アクチュエーター等の圧電素子を用いることも可能であ
る。圧電素子は、ボイスコイルモーターに比べると、長
いストロークで駆動する用途には不向きであるが、短い
ストロークを高速で駆動するのに適している。したがっ
て、特に微小な領域を高速で走査し、高倍率の観察を行
なう用途に適している。

【００６５】第２実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
２実施例を図８及び図９を用いて説明する。図８は第２
実施例における照明・検出器ユニットの構成を示す図で
あり、(a)は上方からみた概略構成図、(b)は側方からみ
た概略構成図、図９は本実施例における制御部の概略構
成を示すブロック図である。図中、先の実施例と共通す
る部分については同じ番号を付し、説明を省略する。な
お、本実施例の図示以外の部分は第１実施例と共通であ
る。

【００６６】本実施例の照明・検出器ユニット１５５は
第１実施例の照明・検出器ユニット１０１に代わるもの
であり、光源と光検出手段とを兼ね備えた半導体レーザ
ー発振器１５９等を備えて構成されている。なお、半導
体レーザー発振器１５９から射出される発散光１３７−
１の波長が用途によって決められることは第１実施例と
同じである。また、本実施例の制御部３１１は第１実施
例の制御部３０１に代わるものであり、ｐｎ接合間電圧
モニター回路３１２等を備えて構成されている。

【００６７】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例のＬＳＭは、半導体や金属のような、工業用材料や工
業製品の観察に適合するＬＳＭである。そしてさらに、
一つの半導体レーザー素子を、光源兼光検出器として用
いる所謂レーザーフイードバック顕微鏡を構成するもの
である。これは、Juskaitisらによって提案され（R．Ju
skaitis，N．P．Rea and T．Wilson：Appl．Opt．33
（1994）578）、藤田らによってその詳細な報告がなさ
れている（藤田克昌，河田聡『戻り光によるしきい値制
御を利用したレーザーフイードバック顕微鏡』，レーザ
ー研究，第２４巻，第１０号，ｐlO84−1090）。ここで
はその動作原理の概略を述べ、本実施例の作用と併せて
以下に説明する。

【００６８】上述の第１実施例のＬＳＭは、図２に示し
たように、信号光１２８をシリコンフォトダイオード１
４８に導き、半導体レーザー発振器１０６には戻らない
ように構成されている。これに対し、本実施例のＬＳＭ
では、図８に示すように、平行信号光１５７−１はプリ
ズムおよびコリメーターレンズ１０７を経て、収束信号
光１５７−２として、全光量が戻り光として半導体レー
ザー発振器１５９に入射する。この戻り光は、半導体レ
ーザー発振器１５９の発振状態に変化をもたらす。

【００６９】一方、図９に示す制御部３１１中のレーザ
ー駆動回路３０４は、半導体レーザー発振器１５９を定
電流駆動する。以上の条件のもとでは、半導体レーザー
のｐｎ接合間の電圧変化量△vは、戻り光（すなわち信
号光１５７）の振幅の絶対値｜ｓ｜に比例する。すなわ
ち、電圧変化量の２乗△v²は、信号光の強度ｓ²に比例
する。従って、ｐｎ接合間電圧モニター回路３１２によ
って電圧変化量△vをモニターすることによって、信号
光１５７の強度を求めることができる。こうして得た信
号光１５７の強度情報を画像生成回路３０７に入力する
ことによって、第１実施例と同様に走査顕微鏡画像が得
られる。

【００７０】さらに、図８(a)に示す半導体レーザー発
振器１５９の射出口１５９−ａの面積は微小であるだけ
でなく、これがそのまま入射口１５９−ｂとしても働く
ため、おのずと理想的な共焦点光学系が形成される。

【００７１】次に、本実施例の効果を説明する。上述の
ように、本実施例によれば、半導体レーザー発振器１５
９が光源と光検出器を兼用しているので、第１実施例の
偏光ビームスプリッター１０８、λ／４板１０９のよう
な光分割・合成部材が不要となり、照明・検出器ユニッ
ト１５５を構成する部品点数を少なくすることができ、
照明・検出器ユニットの構造をシンプルに、かつ、大き
さを小型化した光学装置を達成することができる。ま
た、自動的に理想的な共焦点光学系が形成されるので、
従来のように信号光を照明光と分離し、共焦点ピンホー
ルを通し、独立した光検出器によって信号光を検出する
方式に比べて、共焦点ピンホールの位置調節という面倒
な作業が不要となり、したがって装置自体のコストを低
く抑えることができるとともに、良好な信号光情報を得
る、すなわち高性能な装置を達成することができる。

【００７２】第３実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
３実施例を図１０及び図１１を用いて説明する。図１０
は本実施例における照明・検出器ユニットの構成を示す
図であり、(a)は上方からみた概略構成図、(b)は側方か
らみた概略構成図、図１１は本実施例の変形例を示す要
部説明図である。本実施例の光学装置は、蛍光観察に適
合した顕微鏡を構成している。図中、上述の実施例と共
通する部分については同じ番号を付し、説明を省略す
る。なお、本実施例の図示以外の部分は第１実施例と共
通であるが、本実施例では、光源にレーザーダイオード
を用いないので、制御部３０１におけるレーザー駆動回
路３０４およびケーブル１０４は不要である。

【００７３】本実施例の照明・検出器ユニット１２５
は、第１実施例の照明・検出器ユニット１０１に代わる
ものであり、図１０(a)に示すように、光源装置１１８
と、分光カセット１２４と、光電子像倍管１１９を有し
て構成されている。光源装置１１８は、ランプハウス１
４５と、凹面鏡１４４と、水銀灯１１５と、コレクター
レンズ１１６と、ピンホール１１７とを有して構成され
ている。分光カセット１２４は、励起フィルター１２０
と、ダイクロイックミラー１２１と、吸収フィルター１
２２と、図１０(b)に示すように、つまみ１２３と、枠
１５１とを有して構成されている。照明・検出器ユニッ
ト１２５の外側のカバー１２６は、開口１４６を有し、
この開口１４６から分光カセット１２４の着脱・交換が
自在に可能となっている。

【００７４】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
水銀灯１１５が広帯域照明光１２９−１を発し、広帯域
照明光１２９−１が凹面鏡１４４とコレクターレンズ１
１６を介してピンホール１１７上に集光される。ここで
広帯域照明光１２９−１は、ピンホール１１７とコリメ
ーターレンズ１０７とを透過することにより、平行照明
光１２９−２となって励起フィルター１２０に入射し、
所望の波長域に絞られた励起光１２９−３となる。この
ときダイクロイックミラー１２１は励起光の波長域を反
射し、観察対象である蛍光波長域は透過するような特性
を有しており、励起光１２９−３は、第１実施例と同様
の経路を経て試料を照明する。試料が照明されると、試
料は、自家蛍光や、目的に応じて処置された蛍光染料の
特性に基づいて蛍光１３０−１を発する。この蛍光１３
０−１は、照明光と同じ光路を逆の経路をたどって照明
・検出器ユニット１２５に戻り、ダイクロイックミラー
１２１を透過し、吸収フィルター１２２を介して励起光
の成分を完全にカットされた蛍光となり、集光レンズ１
１２によってピンホール１１７と共焦点系をなすピンホ
ール１１３−ａ上に集光され、これを透過した合焦成分
の蛍光１３０−３が、光電子像倍管１１９に入射して光
電信号に変換される。

【００７５】次に、本実施例の効果を説明する。本実施
例によれば、蛍光共焦点顕微鏡を構成したので、蛍光試
料、特に生物試料を３次元的に観察する用途に適してい
る。特に、紫外線励起による蛍光共焦点像を観察するた
めの対物レンズとしては、従来のビーム走査型の場合に
は、紫外域から可視域までの広範囲を、しかも軸上から
軸外まで、収差補正をしなければならず、その設計・製
作は相当に困難であるが、本実施例によれば、上述の第
１実施例と同様に、走査方式として対物レンズ走査型を
用いているので、対物レンズの像の中で用いる領域は、
軸上近傍のみであり、すなわち対物レンズの結像特性と
しては、軸上近傍でのみ収差が補正されていれば良く、
したがって構成枚数の少ない簡単なレンズでも十分な質
の像が得られる。また、そのようなレンズの設計・製作
は容易である。さらに同じ理由により、対物レンズの大
きさや重さが小さくなり、走査速度を大幅に高速化する
ことができる。また、分光カセット１２４として種々の
ものを用意すれば、励起波長と蛍光波長の選択と組合せ
が自由になることは言うまでもない。その他の効果は、
第１実施例とほぼ同様である。

【００７６】次に、第３実施例の変形例を説明する。本
変形例の光学装置は、図１０(a)，(b)中の分光カセット
１２４を、図１１に示すように、偏光ビームスプリッタ
ーカセット１５２に置換して構成したものである。図１
１に示すように、偏光ビームスプリッターカセット１５
２は、ＵＶ透過フィルター１５３と、偏光ビームスプリ
ッター１０８と、λ／４板１０９と、枠１５１とを、図
のように配置した構成となっている。

【００７７】本変形例では、光源装置１１８、ピンホー
ル１１７、コリメーターレンズ１０７を透過した平行照
明光１２９−２は、ＵＶ透過フィルター１５３を介して
紫外光の波長域に絞られた後、第１実施例と同様の経路
を経て試料を照明し、その反射光が、第１実施例と同様
の経路を経て、光電子像倍管１１９に入射して光電信号
に変換される。そして、この光電信号より図示省略した
制御部及びモニター等を介して金属や半導体のような反
射試料を共焦点像で観察することができる。

【００７８】本変形例によれば、紫外線照明（水銀ラン
プの波長３６５ｎｍまたは２４８ｎｍ帯）によって、可
視光線よりも高分解能の観察をすることができる。

【００７９】第４実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
４実施例を図１２及び図１３を用いて説明する。図１２
は第４実施例における照明・検出器ユニットの使用形態
を説明するための光学装置の側面図、図１３は第４実施
例における照明・検出器ユニットの概略構成図である。
図中、上述の実施例と共通する部分については同じ番号
を付し、説明を省略する。また、図示以外の部分は上述
の実施例と共通であるので、説明を省略する。

【００８０】本実施例の照明・検出器ユニット１３１
は、第１実施例の照明・検出器ユニット１０１に代わる
ものであり、図１３に示すように、スライダー形状をな
し、例えば、図１２に示すレボルバ３に設けられている
偏光フィルタースライダ挿入穴８に挿入して使用するこ
とができるようになっている。本実施例の照明・検出器
ユニット１３１の基本的な構造は、第１実施例と同じで
あるが、図１３に示す直角プリズム１１０は照明・検出
器光路１３２に対して固定されているとともに、この照
明・検出器光路１３２とは別箇に、素通し光路１３４を
有している点が第１実施例とは異なる。

【００８１】本実施例では、図１２に示すように、照明
・検出器ユニット１３１を挿入した状態（実線）では、
照明・検出器光路１３２は、顕微鏡１の本体光路９に一
致し、照明・検出器ユニットとして機能する。また、照
明・検出器ユニット１３１を半分抜いた状態（破線，１
３１’）では、照明・検出器光路１３２は、本体光路9
から退避し、代わりに素通し光路１３４が本体光路９に
一致し、通常の顕微鏡観察が可能となる。

【００８２】本実施例によれば、顕微鏡本体のスライダ
穴に挿入するだけで照明・検出器ユニットがセットでき
るので、きわめて簡便に使用することができる。その他
の効果は、第１実施例とほぼ同様である。

【００８３】第５実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
５実施例を図１４を用いて説明する。図１４は第５実施
例における照明・検出器ユニットの概略構成図である。
上述の実施例と共通する部分については同じ番号を付
し、説明を省略する。また、図示以外の部分は上述の実
施例と共通なので、説明を省略する。

【００８４】本実施例の照明・検出器ユニット１３５
は、レボルバに一体的に組み込んだ構成となっており、
図１に示す普通のレボルバ３と交換して使用することが
できるように構成されている。なお図１４においては、
半導体レーザー発振器１０６やコリメーターレンズ１０
７が示されていないが、本実施例の照明・検出器ユニッ
トユニット１３５の内部構造は、第１実施例の照明・検
出器ユニット１０１の内部構造と基本的に同じである。

【００８５】本実施例によれば、照明・検出器ユニット
１３５を、顕微鏡本体のレボルバを交換するだけでセッ
トできるので、きわめて簡便に使用することができる。

【００８６】第６実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
６実施例を図１５〜１７を用いて説明する。図１５は第
６実施例の照明・検出器ユニットの使用形態を説明する
ための光学装置の側面図、図１６は本実施例の照明・検
出器ユニットの概略構成図、図１７は本実施例の光学装
置に用いられる光学要素の概略構成図である。図中、先
の実施例と共通する部分については同じ番号を付し、説
明を省略する。また、図示以外の部分は先の実施例と共
通であるので、説明を省略する。

【００８７】本実施例の照明・検出器ユニット１３６
は、図１５に示すように、接眼レンズ形状をなし、鏡筒
４の接眼レンズ穴４−１に挿入して使用することができ
るように構成されている。

【００８８】以下に、本実施例の作用を説明する。本実
施例では、図１６に示すように、半導体レーザー発振器
１０６から発せられた発散光１３７−１は、コリメータ
ーレンズ１０７、偏光ビームスプリッター１０８、λ／
４板１０９を経て円偏光光束１３７−４になり、リレー
レンズ１３８によって収束光１３７−５として集光点１
５４に集光する。この集光点１５４は図１７に示す顕微
鏡１の結像レンズ１１による一次像位置５−１と一致し
ており、したがって収束光１３７−５は結像レンズ１１
を経て平行光束１３７−６となり、対物レンズ２１０の
瞳に導入される。

【００８９】平行光束１３７−６は、対物レンズ２１０
を介して試料上の一点を照明し、そこで生じた散乱・反
射光が照明光とは逆の経路をたどってλ／４板１０９を
経て直線偏光となり、偏光ビームスプリッター１０８を
透過し、集光レンズ１１２、共焦点ピンホール１１３−
ａを経てシリコンフォトダイオード１４８で光電変換さ
れる。この光電信号により、上記各実施例と同様に共焦
点画像が得られる。

【００９０】本実施例によれば、照明・検出器ユニット
１３６を、顕微鏡本体の接眼レンズ光路に取り付けるだ
けでセットできるので、きわめて簡便に使用することが
できる。また、照明・検出ユニット１３６が結像レンズ
１１の射出側に配置されることになるので、カメラ光路
４−２を生かしたまま、走査型顕微鏡による像が得られ
る。なお、本実施例の照明・検出器ユニット１３６は上
記のように接眼レンズ形状をなすが、カメラ形状をな
し、図１５に示す鏡筒４のカメラ光路４−２に取り付け
て用いることも出来る。その場合、図１７に示す集光点
１５４を図１５に示す結像レンズ１１によるカメラ結像
点５−２（一次像位置）に一致させれば良い。その他の
構成及び作用は、上記接眼レンズ形状の場合と同様であ
る。照明・検出器ユニット１３６をカメラ形状にした場
合には、照明・検出器ユニット１３６を、顕微鏡本体の
カメラ光路に取り付けるだけでセットできるので、きわ
めて簡便に使用することができる。

【００９１】第７実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
７実施例を図１８を用いて説明する。図１８は第７実施
例の対物レンズユニットの概略構成図である。図中、上
述の実施例と共通する部分については同じ番号を付し、
説明を省略する。また、図示以外の部分は上述の実施例
と共通であるので、説明を省略する。

【００９２】本実施例では、照明・検出器ユニットの機
能と対物レンズユニットの機能とを、１本の対物レンズ
形状の筒内に一体化して対物レンズ走査型顕微鏡ユニッ
トを構成しており、普通の対物レンズと同様にレボルバ
に取り付けて使用することができるようになっている。
本実施例の対物レンズ走査型顕微鏡ユニット２５７は、
外枠２０４に照明・検出器部分２５９と対物レンズコン
ポーネント２０３を組み込んで構成されている。なお、
図１８において、対物レンズコンポーネント２０３の内
部は省略して示してある。

【００９３】本実施例によれば、対物レンズ走査型顕微
鏡ユニット２５７を、顕微鏡本体のレボルバに取り付け
るだけでセットできるので、きわめて簡便に使用するこ
とができる。しかも、対物レンズ走査型顕微鏡ユニット
２５７内に光源、走査機構及び検出器を有するため、レ
ボルバを介して光学装置に取り付けるだけで、走査型光
学装置を構成することができる。また、対物レンズ走査
型顕微鏡ユニット２５７は、顕微鏡本体と光学的に完全
に独立して機能するので、顕微鏡本体の光学系が無限遠
補正型か有限遠補正型かに関係なく、取り付けて使用す
ることができる。また、光源と検出器とが別々に構成さ
れているため、偏光ビームスプリッター１０８とλ／４
板１０９を前記第３実施例と同様のダイクロイックミラ
ー１２１と吸収フィルター１２２に置き換えることによ
り、蛍光など光源と異なる波長の検出を行なうことがで
きる。

【００９４】第８実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
８実施例を図１９を用いて説明する。図１９は第８実施
例の対物レンズユニットの概略構成図である。図中、上
述の実施例と共通する部分については同じ番号を付し、
説明を省略する。また、図示以外の部分は上述の実施例
と共通であるので、説明を省略する。

【００９５】本実施例では、上述の第７実施例と同様
に、照明・検出器ユニットの機能と対物レンズユニット
の機能とを、１本の対物レンズ形状の筒内に一体化して
対物レンズ走査型顕微鏡ユニットを構成しており、普通
の対物レンズと同様にレボルバに取り付けて使用するこ
とができるようになっている。本実施例の対物レンズ走
査型顕微鏡ユニット２５７は、外枠２０４に照明・検出
器部分として、光源と光検出手段とを兼ね備えた半導体
レーザー発振器１５９と、コリメーターレンズ１０７
と、対物レンズコンポーネント２０３とを組み込んで構
成されている。なお、図１９においても、図１８と同様
に、対物レンズコンポーネント２０３の内部は省略して
示してある。

【００９６】本実施例によれば、第７実施例と同様に、
対物レンズ走査型顕微鏡ユニット２５７を、顕微鏡本体
のレボルバに取り付けるだけでセットできるので、きわ
めて簡便に使用することができる。しかも、対物レンズ
走査型顕微鏡ユニット２５７内に光源、走査機構及び検
出器を有するため、レボルバを介して光学装置に取り付
けるだけで、走査型光学装置を構成することができる。
また、対物レンズ走査型顕微鏡ユニット２５７は、顕微
鏡本体と光学的に完全に独立して機能するので、顕微鏡
本体の光学系が無限遠補正型か有限遠補正型かに関係な
く、取り付けて使用することができる。また、光源が同
時に検出器として機能するので、光分割・合成部材が不
要となりその分対物レンズユニットを小型化することが
できる。

【００９７】第９実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
９実施例を図２０を用いて説明する。図２０は第９実施
例の対物レンズユニットを示す説明図である。本実施例
の対物レンズユニットは液浸観察を行なうことができる
ように構成されている。図中、上述の実施例と共通する
部分については同じ番号を付し、説明を省略する。ま
た、図示以外の部分は上述の実施例と共通であるので、
説明を省略する。

【００９８】本実施例の対物レンズユニット２４４は、
外枠２２２とともに防水構造を形成する平行平板ガラス
２１８を有している。本実施例によれば、対物レンズ枠
２０８を走査したときの振動が、平行平板ガラス２１８
により遮断されて、容器２２０内の水などの透明な液体
２２１を介して試料２１９に伝わらないので、安定した
試料観察が可能になり、試料の鮮明な像が得られる。

【００９９】第１０実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
１０実施例を図２１を用いて説明する。図２１は第１０
実施例の対物レンズユニットを示す説明図である。本実
施例の対物レンズユニットは液浸観察を行なうことがで
きるように構成されている。図中、上述の実施例と共通
する部分については同じ番号を付し、説明を省略する。
また、図示以外の部分は上述の実施例と共通であるの
で、説明を省略する。

【０１００】本実施例の対物レンズユニット２４５は、
平行平板ガラス２１８、Ｏリング２２５、Ｏリング溝２
３５、ネジ２３６を有する先蓋２２４を、外枠２２３に
対してネジ２３６を介して取り付けることにより、防水
構造を達成している。本実施例によれば、第９実施例と
同様に、対物レンズ枠２０８を走査したときの振動が、
先蓋２２４により遮断されて、容器２２０内の水などの
透明な液体２２１を介して試料２１９に伝わらないの
で、安定した試料観察が可能になり、鮮明な試料の像が
得られる。また、非液浸観察の際には先蓋２２４を取り
外すことで、対物レンズの作動距離を最大限に生かすこ
とができる。

【０１０１】第１１実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
１１実施例を図２２，２３を用いて説明する。図２２は
第１１実施例の対物レンズユニットを示す説明図、図２
３は図２２の要部説明図である。本実施例の対物レンズ
ユニットは液浸観察を行なうことができるように構成さ
れている。図中、上述の実施例と共通する部分について
は同じ番号を付し、説明を省略する。また、図示以外の
部分は上述の実施例と共通であるので、説明を省略す
る。

【０１０２】本実施例の対物レンズユニット２４６は、
図７の実施例と同様に弾性材料膜部材２１６で防水構造
が施されているとともに、平行平板ガラス２１８と、足
２２８を備えた円盤部材２２７とが、ネジ２３８で外枠
２２６に取り付けられており、円盤部材２２７が足２２
８の高さ相当の隙間２３７をもって保持されている。

【０１０３】本実施例の対物レンズユニット２４６によ
れば、液浸観察をする際には、隙間２３７から液が侵入
し、内部を満たすため、高ＮＡでの観察が可能になると
ともに、対物レンズ枠２０８の走査による振動は、平行
平板ガラス及び円盤部材２２７を介して隙間２３７を伝
わって外枠２２６の周囲にまで逃がされるため、振動が
試料２１９に直接伝わらずに、安定した観察が可能にな
り、鮮明な試料の像が得られる。また、この振動は、特
に対物レンズ枠２０８をＺ方向へ走査する際には、大き
な水圧変動となって現れるため、弾性材料膜部材２１６
部分を外界に対して密閉してしまうと、この水圧変動が
Ｚ走査駆動に対する大きな抵抗となる。本実施例は、弾
性材料膜部材２１６部分を密封せずに圧力を液流の形で
外部に逃がすようにしたので、液浸観察におけるＺ走査
を容易に行なうことができる。

【０１０４】第１２実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
１２実施例を図２４を用いて説明する。図２４は第１２
実施例の対物レンズユニットを示す説明図である。本実
施例の対物レンズユニットは液浸観察を行なうことがで
きるように構成されている。図中、上述の実施例と共通
する部分については同じ番号を付し、説明を省略する。
また、図示以外の部分は上述の実施例と共通であるの
で、説明を省略する。

【０１０５】本実施例の対物レンズユニット２４７は、
図７の実施例と同様に弾性材料膜部材２１６で防水構造
が施されているとともに、平行平板ガラス２１８と図２
３において示したような足２２８（本実施例では図示を
省略する）を備えた容器状部材２２９が、外枠２２６に
取り付けられている。本実施例では、容器状部材２２９
の中央部にくぼみ２４９を設けるとともに、容器状部材
２２９の開口部２５１を上方に延ばして、液面２５２よ
りも上に位置させている。

【０１０６】本実施例では、あらかじめ少量の透明な液
体２３１でくぼみ２４９を満たし、対物レンズ枠２０８
の先端部を浸して高ＮＡを確保するとともに、弾性材料
膜部材２１６を液で満たさないようにすることで、対物
レンズ枠２０８の走査における液の粘性抵抗を減少させ
ることができる。また、ＸＹ走査による振動やＺ走査に
よる圧力変化は、気流２３０として開口部２５１から逃
がすことができる。

【０１０７】従って、本実施例によれば、第９〜１１実
施例と同様に、対物レンズ枠２０８の走査による振動が
試料２１９に伝わることがなく、安定した試料観察が可
能になり、鮮明な試料の像が得られる。また、第１１実
施例と同様に、液浸によって対物レンズの高ＮＡを確保
することができる。さらに、観察の際に液に触れる可動
部分が、対物レンズ枠２０８の先端部に限られるので、
走査に伴う液体（特に液が油である場合）の粘性抵抗を
減少させることができ、高速走査や大振幅の走査を、第
１１実施例に比べて、容易に行なうことができる。

【０１０８】第１３実施例本発明による対物レンズユニットを有する光学装置の第
１３実施例を図２５を用いて説明する。図２５は第１３
実施例の対物レンズユニットを示す説明図である。本実
施例の対物レンズユニットは液浸観察を行なうことがで
きるように構成されている。図中、上述の実施例と共通
する部分については同じ番号を付し、説明を省略する。
また、図示以外の部分は上述の実施例と共通であるの
で、説明を省略する。

【０１０９】本実施例の対物レンズユニット２４８は、
図７の実施例と同様に弾性材料膜部材２１６で防水構造
が施されているとともに、上述の第１０実施例と同様の
先蓋２２４が、外枠２５０にネジ２３６を介して取り付
けられている。本実施例の先蓋２２４は、第１２実施例
と同様のくぼみ２４９を有しており、あらかじめ少量の
液体２３１でくぼみ２４９を満たし、対物レンズ枠２０
８の先端部を浸して高ＮＡを確保するとともに、弾性材
料膜部材２１６を液で満たさないようにすることで、対
物レンズ枠２０８の走査における液体の粘性抵抗を減少
させることができるようになっている。また、先蓋２２
４の先端部の内側がＯリング２２５を介して防水構造と
なっている。

【０１１０】本実施例によれば、第９〜１２実施例と同
様に、対物レンズ枠２０８の走査による振動が試料２１
９に伝わることがなく、安定した試料観察が可能にな
り、鮮明な試料の像が得られる。また、第１１、１２実
施例と同様に、液浸によって対物レンズの高ＮＡを確保
するとともに、観察の際に液体に触れる可動部分が、対
物レンズ枠２０８の先端部に限られるので、走査に伴う
液体の粘性抵抗を減少させることができるので、高速走
査や大振幅の走査がより容易に行なうことができる。さ
らに、先蓋２２４の先端部の内側がＯリング２２５で防
水構造となっているので、深い水深にある試料であって
も浸水の心配をすること無く観察することができる。

【０１１１】第１４実施例本発明の第１４実施例を図２６〜図２８を用いて説明す
る。図２６は第１４実施例光学装置の機能の概念図、図
２７は第１４実施例の光学装置の光学系全体の概略構成
図、図２８は第１４実施例の瞳面における対物レンズ瞳
と測光系の開口、及び照明光束の関係を示す説明図であ
る。図中、上述の実施例と共通する部分については同じ
番号を付し、説明を省略する。

【０１１２】図２６中、２３２は神経細胞、２３３はニ
ューロン、２３４−ａは第１の観察点、２３４−ｂは第
２の観察点、２６０−ａは第１の観察空間、２６０−ｂ
は第２の観察空間、１３０−ａは第１の観察点からの信
号光、１３０−ｂは第２の観察点からの信号光、２１０
−ａは第１の対物レンズ、２１０−ｂは第２の対物レン
ズである。

【０１１３】本実施例の光学装置は、図２６に示すよう
に、第１の観察点２３４−ａと第２の観察点２３４−ｂ
というような、試料上において離れている２つの観察点
における蛍光量を同時に測定することができ、さらに第
１の対物レンズ２１０−ａおよび第２の対物レンズ２１
０−ｂをＸＹＺ方向に走査することによって、上記２点
の観察点近傍の、第１の観察空間２６０−ａおよび第２
の観察空間２６０−ｂ内における蛍光量分布についても
測定可能にすることができるようになっている。

【０１１４】本実施例の具体的構成を、図２７を用いて
説明する。図中、１５０は照明・検出器ユニット、２５
４は対物レンズユニットである。本実施例における照明
・検出器ユニット１５０は、光源装置１１８と、コリメ
ーターレンズ１０７と、分光カセット１２４とを有して
いる。これら光源装置１１８、コリメーターレンズ１０
７及び分光カセット１２４の構成は図１０に示した第３
実施例の構成と基本的に同じである。さらに照明・検出
器ユニット１５０は、直角プリズム１１０と、集光レン
ズ１１２と、共焦点ピンホール１６１と、光電子像倍管
１１９とで構成された測光ユニット１４９を２組有して
いる。なお、これら２組の測光ユニットの構成は全く同
じであるため、図中の番号に添字ａ，ｂを用いてこれを
区別してある。第１の測光ユニット１４９−ａおよび第
２の測光ユニット１４９−ｂは、それぞれＸＹ方向の位
置調整機構（図示省略）を有している。

【０１１５】対物レンズユニット２５４は、第１の対物
レンズ２１０−ａと、第２の対物レンズ２１０−ｂと、
ＸＹＺ軸アクチュエーター２５３とを有している。ま
た、ＸＹＺ軸アクチュエーター２５３とは別に、それぞ
れＸＹＺ方向の位置調整機構（図示省略）を有してい
る。なお、ＸＹＺ軸アクチュエーター及びＸＹＺ方向の
位置調整機構は、例えば、上述の図４で示したような、
ＸＺ方向駆動用ＶＣＭ、ＹＺ方向駆動用ＶＣＭ、平行バ
ネ、渦巻き状バネ等を備え、図示省略した制御部のＸ駆
動回路、Ｙ駆動回路及びＺ駆動回路を介して、第１の対
物レンズ２１０−ａと、第２の対物レンズ２１０−ｂと
をＸＹＺ方向に駆動するように構成されている。

【０１１６】次に、本実施例の作用を説明する。まず、
水銀灯１１５の広帯域照明光１２９−１は、第３実施例
と同様の経路をたどり励起光１２９−３となる。励起光
１２９−３は、あらかじめニューロン２３３上の所望の
第１観察点２３４−ａおよび第２観察点２３４−ｂに焦
点を結ぶように前記ＸＹＺ方向の位置調整機構（図示省
略）によって位置決めされた２つの対物レンズ２１０−
ａ、２１０−ｂに入射し、対物レンズ２１０−ａ、２１
０−ｂを介してこれら２点の観察点２３４−ａ，２３４
−ｂに集光し、あらかじめ被観察物である神経細胞に染
色処置された蛍光染料を励起する。すると第１の観察点
２３４−ａからは第１の蛍光１３０−ａを、第２の観察
点２３４−ｂからは第２の蛍光１３０−ｂをそれぞれ発
する。

【０１１７】それぞれ発せられた蛍光は、対物レンズユ
ニット２５４を経て照明・検出器ユニット１５０に戻
り、分光カセット１２４を透過してそれぞれ第１、第２
の測光ユニット１４９−ａ，ｂに入射し、直角プリズム
１１０−ａ，ｂ、集光レンズ１１２−ａ，ｂ、共焦点ピ
ンホール１６１−ａ，ｂを経て光電子像倍管１１９−
ａ，ｂに入射し、測光される。このとき、ＸＹＺ軸アク
チュエーター２５３を介して走査をしなければ、第１観
察点２３４−ａおよび第２観察点２３４−ｂの同時測光
ができ、走査をすれば、第１の観察空間２６０−ａおよ
び第２の観察空間２６０−ｂ内における断面像が得られ
る。

【０１１８】ところで、本実施例の照明・検出器ユニッ
ト１５０においては、第１の測光ユニット１４９−ａに
は第１の信号光１３０−ａが、第２の測光ユニット１４
９−ｂには第２の信号光１３０−ｂがそれぞれ入射する
ように、前記ＸＹ方向の位置調整機構（図示省略）によ
って位置決めされている。この様子を、図２８を用いて
詳細に説明する。

【０１１９】図中、２５５−ａと２５５−ｂはそれぞれ
Ｘ方向に並べて配置した第１の対物レンズ２１０−ａの
瞳（対物瞳）と、第２の対物レンズ２１０−ｂの瞳（対
物瞳）、２５５−ａ’と２５５−ｂ’はそれぞれ対物レ
ンズ２１０−ａ，２１０−ｂをＸ方向に走査した場合に
対物瞳２５５−ａと対物瞳２５５−ｂが移動する範囲で
ある。２５６−ａと２５６−ｂは、それぞれ第１の測光
ユニット１４９−ａの有効開口１４３−ａと、第２の測
光ユニットの有効開口１４３−ｂを光軸と平行にそれぞ
れ対物瞳２５５−ａ，２５５−ｂの面に投影した開口範
囲である。２６１は照明系の有効開口１６２を光軸と平
行に対物瞳２５５−ａ，２５５−ｂの面に投影した開口
範囲であり、励起光１２９−３による対物瞳２５５−
ａ，２５５−ｂの面へ照明光束を不足なく導入しうる範
囲と一致する。

【０１２０】図２８において、第１の測光ユニットの有
効開口２５６−ａと第２の測光ユニットの有効開口２５
６−ｂは、重なり合うことなく、かつ、それぞれ瞳面照
明導入範囲２６１からはみ出さないように位置決めされ
ている。また、Ｘ走査時の瞳範囲２５５−ａ’は第１の
測光ユニットの有効開口２５６−ａから、Ｙ走査時の瞳
範囲２５５−ｂ’は第２の測光ユニットの有効開口２５
６−ｂから、それぞれはみ出さないように位置決めされ
ている。このような位置関係に位置決めすれば、励起光
１２９−３は２つの対物レンズ２１０−ａ，２１０−ｂ
の瞳が欠けることがないように照明光束を導入すること
ができ、また第１の信号光１３０−ａおよぴ第２の信号
光１３０−ｂを、それぞれ第１の測光ユニット１４９−
ａおよび第２の測光ユニット１４９−ｂを介してもれな
く、かつ２成分が混ざることなく、検出することができ
る。

【０１２１】なおここでは、Ｘ方向に走査した場合の対
物レンズ瞳と測光系および照明系の有効開口の関係を説
明したが、Ｙ方向やＸＹ方向に走査する場合も同様であ
る。また、本実施例は、第３実施例と同様に、分光カセ
ット１２４を交換したり、または、光源として半導体レ
ーザーを用いたり、さらには、対物レンズと測光ユニッ
トを３セット以上用意して、３チャンネル以上の多点測
定をするなど、本発明の趣旨に沿う形でのあらゆる組み
合せが可能である。その他、図２７の変形例として、ア
クチュエーター２５３を対物レンズごとに設けてもよ
い。この場合は、各対物レンズの走査を個別に制御し得
るので、観察部位ごとに最適な走査条件で観察すること
ができる。なお、本実施例においても、条件式(1)を満
足するような照明を行なえば、照明光は少なくとも対物
レンズが移動する範囲内を十分な光強度で満たすことに
なるので、対物レンズの瞳に対して照明光束が欠けるこ
となく導入される。よって、極端な分解能の低下や、照
明強度（照明光量）の低下を防ぐことができる。また、
本実施例では光源として水銀灯１１５を使用している
が、このほかに面発光レーザも使用することができる。
面発光レーザを使用した場合は、コレクターレンズ１１
６やコリメータレンズ１０７を省略することも可能であ
る。

【０１２２】以上説明したように、本発明による対物レ
ンズユニット、対物レンズユニットを有する光学装置及
びその光学装置を用いた観察方法は、特許請求の範囲に
記載された特徴のほかに下記に示すような特徴も備えて
いる。

【０１２３】（１）発光器と光検出器とを兼ね備えた素
子と、該素子からの光を前記対物レンズに導入すると同
時に、前記対物レンズを通過した試料からの信号光を再
び前記素子に導入する光リレー光学系とを備えたことを
特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。

【０１２４】（２）光源と、該光源からの光を前記対物
レンズに導入するとともに前記対物レンズを通過してき
た信号光を光検出器に導入する光分割・合成部材とを備
えたことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニ
ット。

【０１２５】（３）３組のアクチュエーターを備え、第
１のアクチュエーターを、前記対物レンズを第１の方向
に移動させるように配置し、第２のアクチュエーター
を、前記対物レンズを前記第１の方向とは異なる第２の
方向に移動させるように配置し、第３のアクチュエータ
ーを、前記対物レンズを前記第１及び第２のいずれの方
向とも異なる第３の方向に移動させるように配置したこ
とを特徴とする請求項１、上記（１）、（２）のいずれ
かに記載の対物レンズユニット。

【０１２６】（４）前記外枠部材は平行平面形状の透明
部材を有し、該透明部材が前記対物レンズの先端に配置
されていることを特徴とする請求項１、上記（１）〜
（３）のいずれかに記載の対物レンズユニット。

【０１２７】（５）前記対物レンズ保持手段が複数の対
物レンズを保持することを特徴とする請求項１、上記
（１）〜（４）のいずれかに記載の対物レンズユニッ
ト。

【０１２８】（６）前記外枠部材が、対物レンズと、対
物レンズ保持手段と、アクチュエーターとよりなるユニ
ットを複数ユニット有していることを特徴とする請求項
１、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の対物レンズ
ユニット。

【０１２９】（７）前記対物レンズユニットが、発光器
と光検出器とを兼ね備えた素子と、該素子からの光を前
記対物レンズに導入すると同時に、前記対物レンズを通
過した試料からの信号光を再び前記素子に導入する光リ
レー光学系とを備えていることを特徴とする請求項２に
記載の光学装置。

【０１３０】（８）前記対物レンズユニットが、光源
と、該光源からの光を前記対物レンズに導入するととも
に前記対物レンズを通過してきた信号光を光検出器に導
入する光分割・合成部材とを備えていることを特徴とす
る請求項２に記載の光学装置。

【０１３１】（９）３組のアクチュエーターを備え、第
１のアクチュエーターを、前記対物レンズを第１の方向
に移動させるように配置し、第２のアクチュエーター
を、前記対物レンズを前記第１の方向とは異なる第２の
方向に移動させるように配置し、第３のアクチュエータ
ーを、前記対物レンズを前記第１及び第２のいずれの方
向とも異なる第３の方向に移動させるように配置したこ
とを特徴とする請求項２、上記（７）、（８）のいずれ
かに記載の対物レンズユニット。

【０１３２】（１０）発光器と光検出器とを兼ね備えた
素子と、該素子からの光を前記対物レンズに導入すると
同時に、前記対物レンズを通過した試料からの信号光を
再び前記素子に導入する光リレー光学系と、を有する照
明・検出ユニットを備えたことを特徴とする請求項２ま
たは上記（９）に記載の光学装置。

【０１３３】（１１）光源と、該光源からの光を前記対
物レンズに導入するとともに前記対物レンズを通過して
きた信号光を光検出器に導入する光分割・合成部材とを
有する照明・検出ユニットを備えたことを特徴とする請
求項２又は上記（９）に記載の光学装置。

【０１３４】（１２）前記照明・検出器ユニットが、前
記照明光を前記対物レンズユニットに導くと同時に、信
号光を検出器に導く光路変更手段と、該光路変更手段を
光路中に対して挿脱する光路変更手段移動機構とを備え
ていることを特徴とする上記（１０）又は（１１）に記
載の光学装置。

【０１３５】（１３）前記光学装置が平行光束を集光す
る結像レンズを備え、前記照明・検出ユニットが前記結
像レンズの射出側に配置されていることを特徴とする上
記（１０）〜（１２）のいずれかに記載の光学装置。

【０１３６】（１４）前記対物レンズに入射する光が、
次の条件式(1)を満足することを特徴とする上記（１）
〜（１３）のいずれかに記載の光学装置。 Ioff／Ion≧０．１３５ ……(1) ただし、Ionは照明光の中心における光強度、Ioffは照
明光の中心からｄ＋Ｄｐ／２の半径位置での光強度（Ｄ
ｐ：前記対物レンズの瞳径、ｄ：前記アクチュエータに
より前記対物レンズが移動する際の最大移動量であっ
て、前記照明光の中心から前記対物レンズの光軸までの
距離）である。

【０１３７】（１５）平行平面形状の透明部材が前記対
物レンズの先端に配置されていることを特徴とする請求
項２、上記（７）〜（１４）のいずれかに記載の光学装
置。

【０１３８】（１６）前記対物レンズ保持手段が複数の
対物レンズを保持しているとともに、前記光源からの光
を前記複数の対物レンズの全てに入射させる光束を生じ
る光束径変換部材と、複数の光検出器とを有しているこ
とを特徴とする請求項２、上記（７）〜（１５）のいず
れかに記載の光学装置。

【０１３９】（１７）前記外枠部材が、対物レンズと、
対物レンズ保持手段と、アクチュニーターとよりなるユ
ニットを複数ユニット有していることを特徴とする請求
項２、上記（７）〜（１５）のいずれかに記載の光学装
置。

【０１４０】（１８）前記対物レンズ保持手段が複数の
対物レンズを保持しているとともに、前記複数の対物レ
ンズの全てに照明光を入射させる光源と、複数の光検出
器とを有していることを特徴とする請求項２、上記
（７）〜（１５）のいずれかに記載の光学装置。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の対物レンズ
ユニット、対物レンズユニットを有する光学装置及びそ
の光学装置を用いた観察方法によれば、小型で安価で高
分解能、かつ普通の顕微鏡観察との切り替えを容易に行
なうことができる。また本発明によれば、液浸観察時の
走査振動による像への悪影響を防ぐことができ、さらに
は、試料上において互いに離れている複数箇所を同時か
つ高倍率で観察することができる。

【０１４２】そして、本第１の発明によれば、軸上光束
のみを集光するため、収差の少ないスポット光を形成す
ることができる。また、この対物レンズユニットを光学
装置に取り付けて走査型光学装置を構成する場合、光学
装置側で走査機構を要しないため光学装置全体を小型化
することができる。

【０１４３】また、本第２の発明によれば、対物レンズ
ユニットは他の通常の対物レンズと同様に光学装置のレ
ボルバに取付けることができるので、対物レンズユニッ
トを光路中に配置すれば走査型顕微鏡として機能し、通
常の対物レンズを光路中に配置すれば従来の光学顕微鏡
として機能する。

【０１４４】また、本第３の発明によれば、対物レンズ
ユニットと試料との間が液体で満たされている場合であ
っても、対物レンズの走査に伴う振動は透明部材によっ
て遮断され試料に到達しないので試料が振動することが
ない。よって、試料の鮮明な像が得られる。また、上述
の本第２の発明と同様に、対物レンズユニットは他の通
常の対物レンズと同様に光学装置のレボルバに取付ける
ことができるので、対物レンズユニットを光路中に配置
すれば走査型顕微鏡として機能し、通常の対物レンズを
光路中に配置すれば従来の光学顕微鏡として機能する。

【０１４５】また、本第４及び第５の発明によれば、対
物レンズユニット内に光源、走査機構及び検出器を有す
るため、この対物レンズユニットを光学装置に取付ける
だけで、走査型光学装置を達成することができる。

【０１４６】また、本第５の発明によれば、光源と検出
器が別々に構成されているため、蛍光など光源と異なる
波長を有する信号光の検出を行なうことができる。

【０１４７】また、本第６の発明によれば、スポット光
を光軸と垂直な面内及び光軸方向に移動させることがで
き、試料の３次元情報を得ることができる。

【０１４８】また、本第７の発明によれば、対物レンズ
ユニットと試料の間が液体で満たされている場合であっ
ても、対物レンズの走査に伴う振動は透明部材によって
遮断され試料に到達しないので試料が振動することがな
い。よって、試料の鮮明な像が得られる。

【０１４９】また、本第８の発明によれば、複数の対物
レンズによって試料内の離れた位置にある複数の領域が
同時に走査されるので、複数の領域の像を一度に形成す
ることができ、例えば、神経生理学の分野における神経
細胞内の信号伝達の測定に適する。

【０１５０】また、本第９の発明によれば、複数の対物
レンズを同期して走査させる場合は、試料内の離れた位
置にある複数の領域が同時に走査されるので、複数の領
域の像を一度に形成することができる。また、個々に走
査させる場合は各対物レンズごとに走査速度と走査幅を
変えることができるので、観察対象に応じて空間分解
能、Ｓ／Ｎ比等を考慮し、最適な走査条件で像を得るこ
とができる。

【０１５１】また、本第１０の発明によれば、上述の本
第４の発明と同様に、対物レンズユニット内に光源、走
査機構及び光検出器を有するため、この対物レンズユニ
ットを光学装置に取付けるだけで、走査型光学装置を構
成することができる。また、上述の本第２の発明と同様
に、対物レンズユニットは他の通常の対物レンズと同様
に光学装置のレボルバに取付けることができるので、対
物レンズユニットを光路中に配置すれば走査型顕微鏡と
して機能し、通常の対物レンズを光路中に配置すれば従
来の光学顕微鏡として機能する。

【０１５２】また、本第１１の発明によれば、上述の本
第５の発明と同様に、対物レンズユニット内に光源、走
査機構及び光検出器を有するため、この対物レンズユニ
ットを光学装置に取付けるだけで、走査型光学装置を構
成することができる。また、光源と検出器が別々に構成
されているため、蛍光など光源と異なる波長を有する信
号光の検出を行なうことができる。また、上述の本第２
の発明と同様に、対物レンズユニットは他の通常の対物
レンズと同様に光学装置のレボルバに取付けることがで
きるので、対物レンズユニットを光路中に配置すれば走
査型顕微鏡として機能し、通常の対物レンズを光路中に
配置すれば従来の光学顕微鏡として機能する。

【０１５３】また、本第１２の発明によれば、上述の本
第６の発明と同様に、スポット光を光軸と垂直な面内、
及び光軸方向に移動させることができ、試料の３次元情
報を得ることができる。また、上述の本第２の発明と同
様に、対物レンズユニットは他の通常の対物レンズと同
様に光学装置のレボルバに取付けることができるので、
対物レンズユニットを光路中に配置すれば走査型顕微鏡
として機能し、通常の対物レンズを光路中に配置すれば
従来の光学顕微鏡として機能する。

【０１５４】また、本第１３の発明によれば、光源が同
時に検出器として機能するので、後述の本第１４の発明
のような光分割・合成部材が不要となり、照明・検出ユ
ニットを小型化した装置を達成することができる。

【０１５５】本第１４の発明によれば、光源と検出器が
別々に構成されているため、蛍光など光源と異なる波長
を有する信号光の検出を行なうことができる。

【０１５６】また、本第１５の発明によれば、走査型光
学顕微鏡観察と従来の顕微鏡観察とを切替えて行なうこ
とができる。

【０１５７】また、本第１６の発明によれば、カメラ光
路を生かしたまま、走査型光学顕微鏡による像が得られ
る。

【０１５８】また、本第１７の発明によれば、瞳が欠け
ることなく照明光束が導入され、極端な分解能の低下、
照明光量の低下につながらない。

【０１５９】また、本第１８の発明によれば、上述の本
第７の発明と同様に、対物レンズユニットと試料の間が
液体で満たされている場合であっても、対物レンズの走
査に伴う振動は透明部材によって遮断され試料に到達し
ないので試料が振動することがない。よって、試料の鮮
明な像が得られる。また、上述の本第２の発明と同様
に、対物レンズユニットは他の通常の対物レンズと同様
に光学装置のレボルバに取付けることができるので、対
物レンズユニットを光路中に配置すれば走査型顕微鏡と
して機能し、通常の対物レンズを光路中に配置すれば従
来の光学顕微鏡として機能する。

【０１６０】また、本第１９の発明によれば、上述の本
第８の発明と同様に、複数の対物レンズによって試料内
の離れた位置にある複数の領域が同時に走査されるの
で、複数の領域の像を一度に形成することができる。例
えば、神経生理学の分野における神経細胞内の信号伝達
の測定に適する。また、上述の本第２の発明と同様に、
対物レンズユニットは他の通常の対物レンズと同様に光
学装置のレボルバに取付けることができるので、対物レ
ンズユニットを光路中に配置すれば走査型顕微鏡として
機能し、通常の対物レンズを光路中に配置すれば従来の
光学顕微鏡として機能する。

【０１６１】また、本第２０の発明によれば、複数の対
物レンズを同期して走査させる場合は、上記第１９の発
明と同様に試料内の離れた位置にある複数の領域が同時
に走査されるので、複数の領域の像を一度に形成するこ
とができる。また、個々に走査させる場合は各対物レン
ズごとに走査速度と走査幅を変えることができるので、
観察対象に応じて空間分解能、Ｓ／Ｎ比等を考慮し、最
適な走査条件で像を得ることができる。また、上述の本
第２の発明と同様に、対物レンズユニットは他の通常の
対物レンズと同様に光学装置のレボルバに取付けること
ができるので、対物レンズユニットを光路中に配置すれ
ば走査型顕微鏡として機能し、通常の対物レンズを光路
中に配置すれば従来の光学顕微鏡として機能する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の光学装置である対物レンズ走査型
顕微鏡の概略全体構成図である。

【図２】第１実施例における照明・検出器ユニットの構
成を示す図であり、(a)は上方からみた概略構成図、(b)
は側方からみた概略構成図である。

【図３】第１実施例における対物レンズユニットの枠の
構成を一部分断面で示す側面図である。

【図４】図３の対物レンズユニットの具体的な構成を示
す図であり、(a)は像側から見た一部分断面で示す平面
図、(b)は一部分断面で示す側面図、(c)は試料側から見
た一部分断面で示す底面図である。

【図５】第１実施例における制御部の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図６】第１実施例の瞳面における対物レンズ瞳と照明
光束の照度分布との関係を示すグラフである。

【図７】第１実施例の変形例を示す部分説明図である。

【図８】第２実施例における照明・検出器ユニットの構
成を示す図であり、(a)は上方からみた概略構成図、(b)
は側方からみた概略構成図である。

【図９】第２実施例における制御部の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】第３実施例における照明・検出器ユニットの
構成を示す図であり、(a)は上方からみた概略構成図、
(b)は側方からみた概略構成図である。

【図１１】第３実施例の変形例を示す要部説明図であ
る。

【図１２】第４実施例における照明・検出器ユニットの
使用形態を説明するための光学装置の側面図である。

【図１３】第４実施例における照明・検出器ユニットの
概略構成図である。

【図１４】第５実施例における照明・検出器ユニットの
概略構成図である。

【図１５】第６実施例の照明・検出器ユニットの使用形
態を説明するための光学装置の側面図である。

【図１６】第６実施例の照明・検出器ユニットの概略構
成図である。

【図１７】第６実施例の光学装置に用いられる光学要素
の概略構成図である。

【図１８】第７実施例の対物レンズユニットの概略構成
図である。

【図１９】第８実施例の対物レンズユニットの概略構成
図である。

【図２０】第９実施例の対物レンズユニットを示す説明
図である。

【図２１】第１０実施例の対物レンズユニットを示す説
明図である。

【図２２】第１１実施例の対物レンズユニットを示す説
明図である。

【図２３】図２２の要部説明図である。

【図２４】第１２実施例の対物レンズユニットを示す説
明図である。

【図２５】第１３実施例の対物レンズユニットを示す説
明図である。

【図２６】第１４実施例の光学装置の機能を示す概念図
である。

【図２７】第１４実施例の光学装置の光学系全体の概略
構成図である。

【図２８】第１４実施例の瞳面における対物レンズ瞳と
測光系の開口、及び照明光束の関係を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１光学顕微鏡本体２ステージ３レボルバ４鏡筒４−１接眼レンズ穴４−２カメラ光路５接眼レンズ５−１接眼レンズ結像点５−２一次像位置６ベース７，２１０対物レンズ８，１０偏光フィルタースライダー挿入穴９本体光路９’ 観察光路１１結像レンズ１００対物レンズ走査型顕微鏡１０１，１５５，１２５，１３１，１３１’，１３５，
１３６，１５０照明・検出器ユニット１０２，１０２’，１０３，１２３つまみ１０４，１０５ケーブル１０６，１５９半導体レーザー発振器１０６−ａ射出口１０７コリメーターレンズ１０８偏光ビームスプリッター１０９ λ／４板１１０直角プリズム１１１，１１１’ 光路切替え部材１１２集光レンズ１１３共焦点／非共焦点切替え部材１１３−ａ共焦点ピンホール１１３−ｂ非共焦点開口１１５水銀灯１１４，１２６，１５６外側カバー１１６コレクターレンズ１１７ピンホール１１８光源装置１１９光電子像倍管１２０励起フィルター１２１ダイクロイックミラー１２２吸収フィルター１２４分光カセット１２７下側開口部１２８上側開口部１２８’ 通常観察時の反射光１２８−１信号光の円偏光光束１２８−２直線偏光光束１２８−３収束光束１２９−１広帯域照明光１２９−２平行照明光１２９−３励起光１３０−１第１の信号光（蛍光＋励起光）１３０−２第２の信号光（蛍光）１３０−３第３の信号光（蛍光）１３０−ａ第１の結像点からの信号光１３０−ｂ第２の結像点からの信号光１３２照明・検出器光路１３４素通し光路１３７−１発散光１３７−２平行光束１３７−３直線偏光光束１３７−４円偏光光束１３７−５収束光１３７−６平行光束１３８リレーレンズ１３９照明光束１４０，１４０’ 対物レンズ瞳１４３−ａ，ｂ測光ユニット１４９の有効開口１４４凹面鏡１４５ランプハウス１４６開口１４８シリコンフォトダイオード１４９−ａ，ｂ測光ユニット１５１枠１５２偏光ビームスプリッターカセット１５３ＵＶ透過フィルター１５４集光点１５７−１平行信号光１５７−２収束信号光１５９−ａ射出口１５９−ｂ入射口１６１共焦点ピンホール１６２照明系の有効開口２０１，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８，２
５４対物レンズユニット２０２ｘＸ方向駆動ケーブル２０２ｙＹ方向駆動ケーブル２０２ｚＺ方向駆動ケーブル２０３対物レンズコンポーネント２０４，２２２，２２３，２２６，２５０外枠２０５−ａ，２０５−ｂ渦巻き状板バネ２０６中間支持体２０７平行バネ２０８対物レンズ枠２０９蓋２１０対物レンズ２１０−ａ第１の対物レンズ２１０−ｂ第２の対物レンズ２１１ヨーク２１２永久磁石２１３Ｚ方向駆動コイル２１４Ｘ方向又はＹ方向駆動コイル２１４ｘＸ方向駆動コイル２１４ｙＹ方向駆動コイル２１５ｘｚ，２１５ｙｚＶＣＭ（ボイスコイル
モーター）２１６弾性材料の膜で作られた部材２１７内枠２１８平行平板ガラス２１９試料２２０容器２２１水２２４先蓋２２５Ｏリング２２７円盤部材２２８足２２９容器状部材２３０気流２３１液体２３２神経細胞２３３ニューロン２３４−ａ第１の観察点２３４−ｂ第２の観察点２３５Ｏリング溝２３６，２３８ネジ２３７隙間２３９オスネジ２４０，２４１開口２４２光軸２４３開口２４９くぼみ２５１開口部２５２液面２５３ＸＹＺ軸アクチュエーター２５５−ａ第１の対物レンズの瞳２５５−ａ’ 第１の対物レンズの瞳が移動する範囲２５５−ｂ第２の対物レンズの瞳２５５−ｂ’ 第２の対物レンズの瞳が移動する範囲２５６−ａ，２５６−ｂ，２６１対物レンズの瞳
位置における開口範囲２５７対物レンズ走査型顕微鏡ユニット２６０−ａ第１の観察空間２６０−ｂ第２の観察空間２５９照明・検出器部分３０１制御部３０２モニターケーブル３０３モニター３０４レーザー駆動回路３０５信号増幅器３０６ｘＸ駆動回路３０６ｙＹ駆動回路３０６ｚＺ駆動回路３０７画像生成回路３０８記録装置３１１制御部３１２ｐｎ接合間電圧モニター回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズと、該対物レンズを空間的に
移動させることができるように保持する対物レンズ保持
手段と、該対物レンズを駆動する少なくとも一組のアク
チュエーターと、該対物レンズ、対物レンズ保持手段お
よびアクチュエーターを一体的に保持する外枠部材とを
備えたことを特徴とする対物レンズユニット。
【請求項２】対物レンズと、該対物レンズを空間的に
移動させることができるように保持する対物レンズ保持
手段と、該対物レンズを駆動する少なくとも一組のアク
チュエーターと、該対物レンズ、対物レンズ保持手段お
よぴアクチュエーターを一体的に保持する外枠部材とを
備えた対物レンズユニットを有することを特徴とする光
学装置。
【請求項３】対物レンズと、該対物レンズを空間的に
移動させることができるように保持する対物レンズ保持
手段と、該対物レンズを駆動する少なくとも一組のアク
チュエーターと、該対物レンズ、対物レンズ保持手段お
よぴアクチュエーターを一体的に保持する外枠部材とを
備えた対物レンズユニットを有し、かつ、平行平面形状
の透明部材を前記対物レンズの先端に配置した光学装置
を用いて、前記対物レンズと前記透明部材との間、及び
前記透明部材と試料との間を略同じ屈折率を有する透明
液体媒質で満たして試料を観察することを特徴とする対
物レンズユニットを有する光学装置を用いた観察方法。