以下、本発明の実施の形態の例を、図を� ��いて説明する。図1(a)は、本発明の実施の形 態の1例であるスリット走査共焦点顕微鏡の� �理を示す概要図である。図1(a)においては、� ��軸方向をz軸、スリット状光源1のスリット� �さ方向をy軸、スリット幅方向をx軸にとる。

 スリット状光源1(2次光源である場合もあ� ��)が位置する光源面は、試料3上の結像面と� �役な関係にある。よって、スリット状光源1� ��ら放出された光は、照明光学系2により、試 料3上の結像面(xs-ys平面)に、スリット状光源1 の像を結像する。これにより、試料3におい� �照射される領域から蛍光、反射光、又は透� �光(図においては透過光の例を示している)が 発生される。試料3から発生する蛍光、反射� �、又は透過光(図においては透過光の例を示� ��ている)は、結像光学系4により、試料3から� ��生する蛍光、反射光、又は透過光の像を、1 次元撮像素子であるラインセンサ5(xd-yd平面)� ��に結像する。ラインセンサ5からの出力信号 は、処理部6により処理される。

 ラインセンサ5の位置は、スリット状光源 1と共役にされている。また、ラインセンサ5� ��位置する検出面は、結像面と共役な関係に� ��る。よって、試料3上の結像面(xs-ys平面)か� �発する光が、ラインセンサ5(xd-yd平面)上に焦 点を結ぶことになる。そして、注目する試料 領域すべての信号を得ることができるように 、試料3を光軸方向とxs方向に走査する。なお 、スリット状光源1とラインセンサ5が常に共� ��の関係にあるように位置を保ちながら、ス� ��ット状光源1をx軸方向に、ラインセンサ5をx d軸方向に走査してもよい。

 図1(b)は、スリット状光源1の詳細とライ� �センサ5の各画素との関係を示す図である。� ��リット状光源1は、ラインセンサ5の各画素� �照明光学系2及び結像光学系4を介して光学的 に共役な大きさの単位光源に分割されている 。図1(b)は、スリット状光源1の単位光源SAが� �ラインセンサ5の画素D0と共役な関係にある� �とを示している。同様、単位光源SB1が画素D1 と、単位光源SB2が画素D2と、単位光源SB3が画� ��D3と、単位光源SB4が画素D4と共役な関係にあ る。このように、スリット状光源1は、ライ� �センサ5の各画素と共役な位置関係となるよ� ��な単位光源で構成されている。

 このような、スリット状光源1の点灯の実 施の形態を図2に示す。表示方法は図1と同じ� ��ある。図2においてはハッチングをしてある 単位光源が点灯している。則ち、図2(a)にお� �ては、一つおきの単位光源SA、SB3、SB4が点灯 している。そして、点灯している単位光源SA� ��両隣にある単位光源SB1、SB2を消灯状態にす� ��。なお、単位光源の点灯および消灯は制御� ��(不図示)により制御されている。図に示さ� �ているハッチングを施された楕円は、点灯� �ている単位光源と共役な画素が検出しうる� �料上の領域を示している。また、破線で示� �れた楕円は、点灯していない単位光源と共� �な画素が検出しうる試料上の領域を示して� �る。

 図2(b)においては、一つおきの単位光源SB1 、SB2が点灯している。そして、点灯している 単位光源SB1の両隣にある単位光源SA、SB3を消� ��状態にし、また点灯している単位光源SB2の� ��隣にある単位光源SA、SB4を消灯状態にする� �このように、スリット光源1は、図2(a)に示す 点灯状態と、図2(b)に示す点灯状態とを有す� �ように制御されている。そして、図2(a)に示� ��点灯状態と図2(b)に示す点灯状態とのそれぞ れで、試料3を走査して出力信号を得る。な� �、スリット状光源1をx軸方向に走査して出力 信号を得てもよい。

 以下、単位光源SAと画素D0を例として、光 の進み方を説明する。単位光源SAが点灯して� ��る図2(a)の点灯状態のとき、対応するハッチ ングをした楕円の照明領域からの光は画素D0� ��入射するが、その一部は、画素D0の隣の画� �D1、D2に入射する。則ち、ハッチングをした� ��円と破線で示した楕円の重なり合う部分の� ��が、それぞれ、画素D1、D2に入射する。

 同様にして、図2(b)の点灯状態のとき、画 素D0には、単位光源SB1、SB2からの光の一部(ハ ッチングをした楕円と破線で示した楕円の重 なり合う部分の光)が入射する。これは、単� �光源からの光は試料上で広がりを持ち、ま� �画素D0が検出しうる試料上の領域も広がりを 持つためである。則ち、画素D0で受光される� ��は、単位光源SB1の照明により結像面近傍以� ��の領域から発する光の一部と、単位光源SB2� ��照明により結像面近傍以外の領域からの発� ��る光の一部である。

 以下、図2(a)の点灯状態のとき、則ち、単 位光源SAが点灯しているとき画素D0からの出� �信号をSaとする。次に、この出力信号Saが示� ��試料の情報について説明する。

 図3は、試料において、単位光源SAが照射� ��る領域Aを示す図である。この領域からの光 が主として画素D0で受光されると共に、一部� ��画素D1、D2で受光される。

 なお、図3の領域AのXs軸上の部分が結像面 近傍に相当する。領域Aは、試料3上の結像面( xs-ys平面)上において一番絞られているが、z� �方向にも広がっている。前述のように、ス� �ット走査共焦点顕微鏡においては、ピンホ� �ルを用いていないので、試料深さ方向の分� �能が低く、出力信号Saに含まれる試料情報の 領域は、照射されている試料の領域Aと重な� �た領域となる。出力信号Saには、単位光源SA� ��試料における結像面近傍以外の領域(光軸方 向に離れた位置)から発する光の一部も含ま� �る。

 次に、図2(b)のように、単位光源SAの両隣� ��単位光源SB1、SB2を点灯させる。その際、画� ��D0で受光される光による出力信号をSbとする 。この出力信号Sbが示す試料情報の領域につ� ��て図4を用いて説明する。

 図4(a)において、実線で示した領域A(z軸方向 中心軸はZ _A )は図3で示した領域Aであり、破線で示した領 域B(z軸方向中心軸はZ _B )は、単位光源SB1によって照明されている領� �である。図4(a)に示すように領域Aと領域Bと� �、ハッチングを施した領域Dで重なり合って� ��る。

 同様にして、図4(b)において、実線で示した 領域Aは図3で示した領域であり、破線で示し� ��領域E(z軸方向中心軸はZ _E )は、単位光源SB2によって照明されている領� �である。図4(b)に示すように領域Aと領域Eと� �、ハッチングを施した領域Fで重なり合って� ��る。

 以上のように、図2(b)の点灯状態の場合に 、これらの重なり合った試料上の領域D及び� �域Eからの光が、画素D0で検出され、出力信� �Sbが得られる。つまり、出力信号Sbに含まれ� ��試料情報の領域は、図5(b)に示すように、図 4の領域Dと領域Fとを合成したものとなり、こ れらから得られる出力信号Sbは、出力信号Sa� �含まれる、単位光源SAの照明により結像面近 傍以外の領域から発する光の一部とほぼ等価 とみなせる。

 よって、差分出力信号(Sa-Sb)を演算すれば 、この差分に含まれている試料情報の領域は 図5(c)に領域Gで示す領域となり、図5(a)に領域 Aで示すような、単位光源SAを点灯させた場合 の試料情報の領域に比して、z方向の領域が� �くなっている。これは、すなわち、試料深� �方向の分解能(解像度)が高くなっていること を意味する。よって、この差分出力信号を画 素D0の修正出力信号として用いて画像を形成� ��れば、試料深さ方向に高い分解能を有する� ��像が得られる。

 このようにして、まず、図2(a)のように、 スリット状光源1の単位光源を1つおきに点灯� ��せて上述の処理を行う。続いて、図2(b)のよ うに、スリット状光源1の単位光源のうち点� �していた単位光源を消灯し、消灯していた� �位光源を点灯させて、前述の処理を行う。� �して、両者を合成した出力信号により画像� �構成すれば、試料深さ方向に高い分解能を� �する画像が得られる。

 なお、以上の説明においては、単位光源� ��一つおきに交互に点灯させたが、必ずしも� ��のようにする必要はない。例えば、単位光� ��を任意の順で離散的に点灯させ、点灯して� ��る単位光源と共役な位置にある1次元撮像素 子の画素の出力信号をSaとし、その両隣にあ� ��単位光源が点灯したときの前記の同じ画素� ��出力信号をSbとするとき、差分出力信号(Sa-S b)を、前記の1次元撮像素子の画素の出力信号 Saの修正出力信号とすれば、同じ効果が得ら� ��る。

 なお、図1においては走査機構の説明を省 略しているが、走査機構は従来のスリット走 査共焦点顕微鏡と変わるところが無く、従来 のものをそのまま使用できる。