JP2004151445A

JP2004151445A - 輪帯光照射用光源ユニットおよび光学システム

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Publication number: JP2004151445A
Application number: JP2002317455A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kusuzawa; 英夫楠澤
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP4474096B2

Abstract

【課題】光利用効率に優れ、小型軽量であり、出射光を取り扱い易く、出力安定度が高く、かつ経時変化の少ない輪帯光照射用光源ユニットを提供する。
【解決手段】本発明は、マルチモード光ファイバーの光軸に対して同心円周上に等間隔で配置された複数のレーザー光源から出射される各光束をマルチモード光ファイバーに導き、このマルチモード光ファイバーの出射口から輪帯光束として出射する輪帯光照射用光源ユニットおよびこれを用いた光システムに関する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の光源から出射された光束をある特定の場所から輪帯光束として出射する輪帯光照射用光源ユニット、並びにこの輪帯光照射用光源ユニットを用いた光学システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から微小な測定対象物の存在を観測するために輪帯光によって測定対象物を照明することが例えば暗視野顕微鏡等で行われている。このような輪帯光を用いる光学系は一般的に図７に示されるように、光源５１から照射された光束を第１レンズ５２によって平行光束に変換し、遮光板５３によって光束の中心部を遮光して輪帯光束を形成し、この輪帯光束を第２レンズ５４で測定対象物に集光して照明するものである。
【０００３】
しかしながら、上述した光学系の場合、遮光板で遮光することにより輪帯光を形成しているため、光源からの光の利用効率が極端に低くなってしまうという問題がある。近年、パルス光を用いて測定対象物の静止画像を撮像したり、測定対象物を蛍光観察したりすることが要求されているが、このような場合には測定対象物を充分な照度で照明する必要があるため光源の出力を非常に大きくすることが必要となってしまう。光源の出力を大きくするとそれに伴って発熱してしまい、それによって光学系変形が起こり易くなってしまうという問題が生じる。
【０００４】
一方、遮光板を用いないで輪帯光照射を行う光学システムとしては、入射するレーザービームを垂直に放射状に反射する円錐状の外面反射体と、放射状に反射されたレーザービームを反射してリング状のビーム（輪帯光）を形成する円錐状の内面反射体からなる光学素子を使用し、その光学素子で形成した輪帯光を対象物に照射するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１６０７２３号公報（図１参照）
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−１３１６１６号公報（図２参照）
【０００７】
【特許文献３】
特開２０００−１１１８３２号公報（図９参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１〜３に記載された光学システムにおいては、遮光板を使用して輪帯光を形成する方式に比べて光源の光の利用効率が向上しているが、光源ユニット以外に輪帯光形成用の光学系が別途必要となるため、このような別構成の輪帯光形成用光学系が必要なく且つ光の利用効率の高い輪帯光照射用の光源ユニットの開発が求められている。
【０００９】
また、光を透過しない対象物を測定あるいは撮像するためには対象物を落射照明することが有効であるが、特許文献１〜３においては限外照明に輪帯光形成用光学系で形成した輪帯光を用いることが記載されているだけで、落射照明に輪帯光を用いることについて全く記載されていない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した問題を解決するために、別構成の輪帯光形成用光学系が不要であり、光源の光利用効率が高く、光源の発熱による光学系変形の問題の生じない輪帯光照射用光源ユニットを提供することを目的とするものである。
【００１１】
また、本発明は輪帯光による落射照明が可能な輪帯光照射用光源ユニットを提供することを目的とするものである。
【００１２】
また、本発明は上記輪帯光照射用光源ユニットを用い、光学分解能および検出Ｓ／Ｎ比の向上した光学システムを提供することを目的とするものである。
【００１３】
本発明は、所定波長の光束を出射する複数のレーザー光源と、各レーザー光源から出射される各光束を反射して所定の位置に導く反射光学素子と、この反射光学素子によって導かれた各光束を受光口で受光し出射口から出射するマルチモード光ファイバーとを備え、前記各レーザー光源は前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して同心円周上に等間隔で配置されており、前記反射光学素子はその光軸が前記光ファイバーの光軸と一致するように配置されると共に各レーザー光源からの各光束を前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して角度を持って相異なる方向から光ファイバーの受光口に入射させ、前記光ファイバーは受光口で受光した各光束を出射口から輪帯光束として出射する輪帯光照射用光源ユニット、およびこの輪帯光照射用光源ユニットを用いた光学システムに関する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の輪帯光照射用光源ユニットは、複数のレーザー光源から出射されるコヒーレント光のコヒーレントを低下させて部分的なコヒーレント光（以下、パーシャルコヒーレント光）とすると共に輪帯光として出射するものである。
【００１５】
ここで、パーシャルコヒーレント光を用いて輪帯光を照射することによる技術的意義について説明する。
【００１６】
レーザー光源から出射されるレーザー光、即ちコヒーレント光を測定対象物上に集光した場合、光の定在波は図５で示すように、光強度（照度）Ｉが相対位置Ｌに対して明らかに変化する照度分布が測定対象物上に形成される。一方、コヒーレント光のコヒーレンスを低下させたパーシャルコヒーレント光を測定対象物上に集光すると、光の定在波は図６のようになる。なお、図５、６の横軸は測定対象物上の相対位置Ｌ、縦軸は相対照度Ｉである。図６は図５に比較して照度の振幅が小さくなり、照度分布の縞の間隔が短くなっている。その上、図６では光のオフセット成分（ある一定の明るさ）の上に微小な縞の変化が重畳している。
【００１７】
図６に示される定在波の光を輪帯光とし、この輪帯光で測定対象物を照明すると、上記オフセット成分は散乱に寄与しないため検出されず、図６に示す微小な明暗の変化のみが測定対象物から検出されることになり検出Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。また、輪帯光照射では測定対象物に対して角度を持って入射する光束のみを使用するので光学分解能が高くなる。
【００１８】
即ち本発明においては、光学分解能および検出Ｓ／Ｎ比を高くできるパーシャルコヒーレント光による輪帯光を高効率で形成可能な輪帯光照射用光源ユニットを提供することができる。
【００１９】
本発明に用いるレーザー光源としては、パルス半導体レーザーや連続光レーザーのようなコヒーレンス光源を用いることができる。これらのレーザー光源は同じ光源を複数用いても良く、あるいは異なる種類の光源を組合せて用いても良く、用途に応じて適宜選択するようにすればよい。落射照明用の輪帯光を形成するための複数の各レーザー光源は、それぞれが略同等の所定波長を出射するレーザー光源を用いる必要がある。ここで略同等の所定波長とは各レーザー光源から出射される各レーザー光の波長が±５０ｎｍの範囲内、好ましくは±４０ｎｍの範囲内にあることを意味する。なお、これらのレーザー光源は平行光からなる光束を出射するためのコリメートレンズを備えてもよい。
【００２０】
レーザー光源の数は３〜１０個の範囲で使用可能である。良好な輪帯光形成の観点から、輪帯光形成用の光源、即ち輪帯光の波長光を出射するレーザー光源を好ましくは４〜８個、より好ましくは５〜８個配置することが望ましい。一方、輪帯光形成用光源（第１レーザー光源）とは異なる波長の第２のレーザー光源を併用する場合には、レーザー光源の総数が６〜１０個で、第１レーザー光源が３〜７個、第２レーザー光源が３〜７個の範囲で使用可能である。
【００２１】
本発明において、コンパクト化の観点で複数のレーザー光源はマルチモード光ファイバーの光軸を中心とする同心円周上に配置される。さらに良好なムラのない輪帯光形成の観点から複数のレーザー光源は上述した同心円周上に等間隔となるように配置される。なお、上述した複数の第１レーザー光源と複数の第２レーザー光源を用いる場合には、各第１レーザー光源が上述した同心円周上に等間隔となるように配置され、各第２レーザー光源も上述した同心円周上に等間隔となるように配置される。
【００２２】
また、マルチモード光ファイバーの光軸は反射光学素子の光軸と一致するように配置され、反射光学素子は各レーザー光源の光束を反射し、マルチモード光ファイバーの受光口に入射させる。このとき反射光学素子は各レーザー光源からの各光束を前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して角度を持って相異なる方向から光ファイバーの受光口に入射させる。なお、光ファイバーの受光口が反射光学素子の焦点に位置するように配置されることが好ましい。
【００２３】
このように複数のレーザー光源をマルチモード光ファイバーの光軸に対して同心円周上に配置すると共に光ファイバーに近接して配置することにより効率的な空間配置を可能としている。また、反射光学素子は凹面ミラーであることが好ましい。
【００２４】
複数のレーザー光源はマルチモード光ファイバーの受光口までの光路長が等しくなるよう配置されることが好ましい。各レーザー光源から光ファイバー受光口までの距離を等しくすると、熱膨張による各光源から光ファイバー受光口までの光路変化が等しく、各光源から光束の集光率が一様に変化する。これは特定の光源の収束率が極端に変化しないことを意味しており、安定度を向上させる。
【００２５】
本発明において、マルチモード光ファイバーは、入射光束のコヒーレンスを低下させて出射するコヒーレント低下素子として機能する。光ファイバーに複数の光束が入射すると、光ファイバーはこれら光束を混合しそれらのコヒーレンスを低下させると共に光強度分布を平滑化することができる。また、マルチモード光ファイバーとしてはコア径が５０〜１２００μｍのものが使用可能であるが、良好な輪帯光形成の観点、使用するレーザー光源の数の観点及び入射光の利用効率の観点から４００〜１０００μｍが好ましく、５００〜９００μｍがより好ましい。また、マルチモード光ファイバーとして、マルチモードステップインデックスファイバー、マルチモードグレーデットインデックスファイバー等が使用可能である。
【００２６】
また、マルチモード光ファイバーは、反射光学素子から光ファイバー受光口へ入射する光束の入射角が受光口の開口数により定義される最大入射角よりも小さくなるように設定されることが好ましい。それによって光損失が防止される。また、光ファイバーに入射する各光束の開口数が前記光ファイバーの開口数以下となるように設定されることが好ましい。
【００２７】
本発明の輪帯光照射用光源ユニットは、マルチモード光ファイバーから出射された発散輪帯光束を平行な輪帯光束に変換して出力するレンズ系を備えていることが好ましい。このレンズ系は複数枚のコリメートレンズあるいは非球面レンズからなっていることが好ましい。これは出射される発散輪帯光束のパワーが強く且つ発散の角度も大きいため、本発明の光源ユニットに適用可能な小径のコリメートレンズ１枚では平行輪帯光束に十分に変換することが困難であるためである。なお、上述したレンズ系として非球面レンズを用いる場合には１枚の非球面レンズで発散輪帯光束を平行輪帯光束に変換することが可能である。但し、低コスト化の観点からはレンズ系として複数枚のコリメートレンズを用いることが好ましい。
【００２８】
なお、本発明の輪帯光照射用光源ユニットを使用すると、光学分解能及び検出Ｓ／Ｎ比を高くすることができるためより小さい対象物を検出することが可能となるとともに、対象物を撮像する場合にも光源の光利用効率を低下させずに撮像することができる。このため電子顕微鏡、粒子分析装置、血液画像システム等に適用することができる。特に画像処理解析を伴う光学システム用の光源として好適である。
【００２９】
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳細に説明する。但し、これによって本発明が限定されるものではない。
【００３０】
図１は実施例の輪帯光光源ユニットの構成を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００３１】
図１および図２において、円筒状の本体１の中心軸に同軸に設けられた貫通孔の中にマルチモード光ファイバー２が挿入されている。マルチモード光ファイバー２はコア３およびクラッド４を有している。
【００３２】
さらに、本体１には本体１の中心軸を中心とする円周上に、上述の本体１の中心軸に同軸に設けられた貫通孔に平行な６つの貫通孔が設けられ、それらの端部にそれぞれレーザー光源６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆとコリメートレンズ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆが設けられている（図２参照）。また、これらの貫通穴の内部にはそれぞれ、光源駆動用回路基板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ（但し、５ｂ、５ｃ、５ｅ、５ｆは図示しない）が設けられている。
【００３３】
また、本体１の中心軸に同軸に設けられた貫通孔には光出射側に３枚のコリメートレンズ９ａ、９ｂ、９ｃが設けられている。そして、凹面ミラー８が図１における本体１の左端面に設けられている。ここで、マルチモード光ファイバー２は、その光軸が凹面ミラー８の光軸に一致し、かつ、その受光口が凹面ミラー８の焦点に位置するように配置される。なお、凹面ミラー８は、アルミニウム円板を凹面形状に切削加工し、ミラー面を鏡面研磨した後、Ａｕ膜を蒸着させたものである。
【００３４】
マルチモード光ファイバー２としては、コア径８００μｍのマルチモード光ファイバー（住友電工（株）製ＭＫＨ−０８型）を用いている。また、レーザー光源６ａ〜６ｆには波長８７０ｎｍのパルス半導体レーザー（浜松ホトニクス（株）製Ｌ７０３０−０４型）を使用している。
【００３５】
このような構成において、各レーザー光源６ａ〜６ｆから出射した複数の光束は各コリメートレンズ７ａ〜７ｆによってそれぞれ凹面ミラー８の光軸に平行な平行光に変換され、凹面ミラー８によって集光されてマルチモード光ファイバー２の受光口にそれぞれ所定の同じ入射角で且つ異なる方向から入射する。ここで、各レーザー光源６ａ〜６ｆからマルチモード光ファイバー２までの各光路長は互いに同じであるので、光束は全て同じスポット径で受光口に入射される。
【００３６】
マルチモード光ファイバー２は入射した複数の光束を混合し、コヒーレンスを低下させると共に光強度分布を平滑化して出射口から発散輪帯光束を３枚のコリメートレンズ９ａ、９ｂ、９ｃへ出射する。コリメートレンズ９ａ〜９ｃはマルチモード光ファイバー２からの発散輪帯光束を一つの光軸を有する平行輪帯光に変換する。
【００３７】
なお、凹面ミラー８は、マルチモード光ファイバー２の受光口へ入射する光束の入射角が受光口の開口数により制限される最大入射角よりも小さくなるように設定され、光損失が防止される。
【００３８】
このようにして、所定波長の光束を出射する複数のレーザー光源を用いてコヒーレンスが低下した平行輪帯光を効率良く得ることができる。即ち、光利用効率に優れ、小型軽量であり、出射光を取り扱い易く、出力安定度が高く、かつ経時変化が少ない、等の効果が得られる。
【００３９】
図３は上記実施例の輪帯光照射用光源ユニットを用いた光学システム（撮像装置）の構成全体説明図である。
【００４０】
図３において、輪帯光照射用光源ユニット２１から波長８７０ｎｍのパルス半導体レーザー光による輪帯光が出射されると、その輪帯光はハーフミラー２２により反射される。ハーフミラー２２により反射された輪帯光はダイクロイックミラー２３を透過し、対物レンズ２４により対象物２５上に収斂される。つまり、対象物２５に対する同軸落射照明が行われる。なお、ダイクロイックミラー２３は波長８７０ｎｍの光を透過し、波長６６０ｎｍの光を反射させるものを用いている。
【００４１】
照明された対象物２５からの画像光は、対物レンズ２４、ダイクロイックミラー２３、ハーフミラー２２、結像レンズ２６を経た画像光はＣＣＤボードカメラ２７に入射する。これにより、ＣＣＤボードカメラ２７は波長８７０ｎｍの輪帯光の落射照明による対象物２５の画像を撮像することができる。
【００４２】
一方、図４は対象物２５がノズル４３から溶媒とともに吐出された粒子である場合の構成を示す図であり、その他の構成は図３と同様である。
【００４３】
このように対象物２５が光学セル４２中を溶媒とともに高速で移動する粒子である場合、以下のようにして検出領域４４に移動してきた粒子を検出し撮像することができる。まず、波長６６０ｎｍの赤色半導体レーザー（三菱電機製ＭＪ１０１４Ｊ）を備えた第２光源ユニット３１から波長６６０ｎｍのレーザー光が出射されると、そのレーザー光は円錐状外面反射ミラー３２と円錐状内面反射ミラー３３により輪帯光に変換される。この輪帯光はリング状ミラー３４により円錐状内面反射ミラー３５に導かれ検出領域４４に収斂される。
【００４４】
ノズル４３から吐出された粒子が検出領域４４に至ると波長６６０ｎｍの輪帯光によって限外照明され、この粒子からの散乱光（波長６６０ｎｍ）は、対物レンズ２４を介してダイクロイックミラー２３により反射され、レンズ３６、ミラー３７、ピンホールプレート３８、コリメートレンズ３９およびバンドパスフィルタ４０を介して光検出素子（フォトマルチプライアチューブ）４１へ入射する。これによって光検出素子４１は検出領域４４からの散乱光の強度を測定する。検出領域４４における散乱光が光検出素子４１によって検出されると、撮像制御部２８はその散乱光強度が所定範囲にある場合は撮像対象粒子であると判定し、輪帯光照射用光源ユニット２１の各パルス半導体レーザー光源をパルス発光させ、撮像領域４５における粒子の画像をＣＣＤボードカメラ２７に撮像させる。このようにすると、溶媒とともに高速で移動する粒子の像を効率良く撮像することが可能となる。なお、上記実施例においては、図４に示すように検出領域４４と撮像領域４５がほぼ一致するように設定しているが、撮像領域４５は検出領域４４に対して図４中左側（ノズル４３からの溶媒の吐出方向下流側）に設定するようにしてもよい。
【００４５】
以上のようにして撮像された粒子画像は出力部３０に出力される。また、粒子分析部２９は光検出素子４１によって得られた散乱光強度から粒子の計数や粒子径の算出および粒度分布の作成を行い、その結果を出力部３０に出力する。
【００４６】
なお、上記実施例では輪帯光照射用光源ユニット２１を同軸落射照明（明視野照明）用の光源ユニットとして用いているがこれに限定されるものではなく、通常の落射照明用光源や暗視野照明用の光源ユニットとしても使用することができる。
【００４７】
また、上記実施例では、粒子の存在検出用に第２光源ユニット３１を用いたが、輪帯光形成用光源ユニット２１に輪帯光形成用のレーザー光源と粒子検出用のレーザー光源を配置するようにし、第２光源ユニットを省略した構成としてもよい。例えば、図２において、レーザー光源６ａ、６ｃおよび６ｅには波長８７０ｎｍのパルス半導体レーザーを使用し、６ｂ、６ｄおよび６ｆに波長６６０ｎｍの赤色半導体レーザーを使用するようにすればよい。また、このような輪帯光形成用光源ユニットを光学システムに適用する場合には、輪帯光形成用光源ユニットから出射される波長８７０ｎｍの輪帯光束と波長６６０ｎｍの輪帯光束とをダイクロイックミラーによって分離し、波長８７０ｎｍの輪帯光束を撮像用に使用し、波長６６０ｎｍの輪帯光束を粒子検出用に使用すれば良い。
【００４８】
また、対象物が粒子の場合の測定方法についても上記実施例に限定されるものではなく、例えば公知のフローサイトメータを用いて溶媒中の粒子の測定を行う方法等を適用することができる。また、測定対象となる粒子としては、ファインセラミックス、顔料、化粧品用パウダー、トナー、研磨剤、食品添加物、ヒトを含む哺乳動物の血液や尿などの体液に含まれる有形物（赤血球や白血球等の細胞等）が挙げられる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、光利用効率に優れ、小型軽量であり、出射光を取り扱い易く、出力安定度が高く、かつ経時変化の少ない輪帯光照射用光源ユニットを提供することができる。
【００５０】
また、本発明によれば、光学分解能および検出Ｓ／Ｎ比の高い光学システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の輪帯光照射用光源ユニットの実施例の構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の輪帯光照射用光源ユニットを用いた光学システムの実施例の構成を示す断面図である。
【図４】粒子測定用光学セルを示す図である。
【図５】コヒーレント光の定在波を示す図である。
【図６】パーシャルコヒーレント光の定在波を示す図である。
【図７】従来の輪帯光照射光学系を示す断面図である。
【符号の説明】
１：本体、２：マルチモード光ファイバー、３：コア、４：クラッド、５ａ〜５ｆ：光源駆動用回路基板、６ａ〜６ｆ：レーザー光源、７ａ〜７ｆ：コリメートレンズ、８：凹面ミラー、９ａ〜９ｃ：コリメートレンズ、２１：輪帯光照射用光源ユニット、２２：ハーフミラー、２３：ダイクロイックミラー、２４：対物レンズ、２５：対象物、２６：結像レンズ、２７：ＣＣＤボードカメラ、２８：撮像制御部、２９：粒子分析部、３０：出力部、３１：第２光源ユニット、３２：円錐状外面反射ミラー、３３：円錐状内面反射ミラー、３４：リング状ミラー、３５：円錐状内面反射ミラー、３６：レンズ、３７：ミラー、３８：ピンホールプレート、３９：コリメートレンズ、４０：バンドパスフィルタ、４１：光検出素子、４２：光学セル、４３：ノズル、４４：検出領域、４５：撮像領域。

Claims

所定波長の光束を出射する複数のレーザー光源と、各レーザー光源から出射される各光束を反射して所定の位置に導く反射光学素子と、この反射光学素子によって導かれた各光束を受光口で受光し出射口から出射するマルチモード光ファイバーとを備え、前記各レーザー光源は前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して同心円周上に等間隔で配置されており、前記反射光学素子はその光軸が前記光ファイバーの光軸と一致するように配置されると共に各レーザー光源からの各光束を前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して角度を持って相異なる方向から光ファイバーの受光口に入射させ、前記光ファイバーは受光口で受光した各光束を出射口から輪帯光束として出射することを特徴とする輪帯光照射用光源ユニット。
前記レーザー光源を３〜１０個備えたことを特徴とする請求項１記載の輪帯光照射用光源ユニット。
前記光ファイバーから出射される輪帯光束が発散輪帯光束であり、この発散輪帯光束を平行輪帯光束として出力するレンズ系を備え、このレンズ系が複数枚のコリメートレンズからなるか、または非球面レンズからなることを特徴とする請求項２または請求項３記載の輪帯光照射用光源ユニット。
所定波長の光束を出射する複数の第１レーザー光源と、この第１レーザー光源とは異なる波長の光束を出射する複数の第２レーザー光源と、各レーザー光源から出射される各光束を反射して所定の位置に導く反射光学素子と、この反射光学素子によって導かれた各光束を受光口で受光し出射口から出射するマルチモード光ファイバーとを備え、前記各第１レーザー光源は前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して同心円周上に等間隔で配置されており、前記各第２レーザー光源は前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して同心円周上に等間隔で配置されており、前記反射光学素子はその光軸が前記光ファイバーの光軸と一致するように配置されると共に各レーザー光源からの各光束を前記マルチモード光ファイバーの光軸に対して角度を持って相異なる方向から光ファイバーの受光口に入射させ、前記光ファイバーは受光口で受光した各光束を出射口から輪帯光束として出射することを特徴とする輪帯光照射用光源ユニット。
請求項１〜３のいずれか１項に記載された輪帯光照射用光源ユニットと、この輪帯光照射用光源ユニットから照射された輪帯光束を集光して対象物を照射する集光レンズと、対象物からの光を受光する対物レンズと、この対物レンズからの光を受光し像を形成する結像レンズと、この結像レンズにより形成された像を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とする光学システム。
前記対物レンズが前記集光レンズを兼ねており、前記輪帯光照射用光源ユニットから照射された輪帯光を前記対物レンズによって集光して前記対象物に照射すると共に前記対象物からの光を前記対物レンズによって受光することを特徴とする請求項５記載の光学システム。
前記レーザー光源とは異なる波長の光束を出射するレーザー光源を備えた第２光源ユニットと、前記第２光源ユニットから出射された光束を輪帯光束に変換する輪帯光変換ユニットと、この輪帯光変換ユニットで形成された輪帯光束で対象物を限外照明する限外照明用光学系と、限外照明による対象物からの光を受光する光検出素子と、を備えることを特徴とする請求項５または請求項６記載の光学システム。
前記輪帯光照射用光源ユニットの各レーザー光源がパルス半導体レーザーであることを特徴とする請求項７記載の光学システム。
請求項４に記載された輪帯光照射用光源ユニットと、この輪帯光照射用光源ユニットから照射された前記各第１レーザー光源による輪帯光束を集光して対象物を照射すると共に対象物からの光を受光する対物レンズと、この対物レンズからの光を受光し像を形成する結像レンズと、この結像レンズにより形成された像を撮像する撮像素子と、前記輪帯光照射用光源ユニットから照射された前記各第２レーザー光源による輪帯光束で対象物を限外照明する限外照明用光学系と、限外照明による対象物からの光を受光する光検出素子とを備え、前記各第１レーザー光源がパルス半導体レーザーであることを特徴とする光学システム。
前記光検出素子の信号検出に基づいて前記輪帯光照射用光源ユニットの各パルス半導体レーザーをパルス発光させることを特徴とする請求項８または請求項９記載の光学システム。