WO2006046592A1

WO2006046592A1 - 小型光走査装置

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Publication number: WO2006046592A1
Application number: PCT/JP2005/019667
Authority: WO
Inventors: Satoshi Karasawa; Jun Rogerio Mizuno
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2007-04-29
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Abstract

　観察対象物に照射する照射光を走査するための走査手段と、観察対象物上で焦点を結ぶように照射光を集光する対物レンズ系と、対物レンズ系の出射側で且つ対物レンズ系の光軸上に配置され、照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子とを有する光走査装置を提供する。この光走査装置によれば、対物レンズ系の光軸上に光検出素子を配置することで従来よりも小型化が可能であり且つ照射光を直接検出することにより精度の高いスポット位置検出を可能とする光位置検出器を備えた光走査装置を提供することができる。

Description

明細書

小型光走査装置

技術分野

[0001] 本発明は、光のスポット位置を検出する光位置検出器を備えた小型光走査装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より共焦点プローブ装置が知られている。共焦点プローブ装置は、光走査装置と共焦点光学系とを備える。光走査装置は、光源からの照射光 (レーザー光)を観察対象物上で走査する手段であり、駆動可能な光ファイバゃ静電駆動されるミラー装置により走査を行っている。共焦点光学系は、光走査装置によって観察対象物上の焦点面上で走査された光の戻り光を受光し、結果として観察対象物の共焦点画像を生成する。また、共焦点プローブ装置は、照射光の観察対象物上のスポット位置を検出して、該検出結果に基づいて観察対象物における照射光の走査位置を制御する。照射光のスポット位置を検出する方法としては以下の方法が従来力も知られている。

[0003] 図 6は、照射光を走査する手段として静電駆動されるミラー装置を備えた、従来の光走査装置 300を示す。光走査装置 300は、ミラー装置 302と、対物レンズ系 305とを備える。レーザー光である照射光 311がミラー装置 302に入射し、ミラー装置 302 で反射され、その後対物レンズ系 305に入射する。ミラー装置 302に入射する照射光 311は、平行光束であり、対物レンズ系 305を介することによって、観察対象物 31 5上において焦点を結ぶ（図 6では光スポット 317が焦点位置を示す)。

[0004] ミラー装置 302は、照射光 311を走査するミラー面の裏面側に位置する不図示の基板を有し、該基板上には駆動電極が配設されている。そして、任意の駆動電極に電圧を印加することにより、駆動電極とミラー間に静電引力が発生し、ミラーの一部分は駆動電極に引き寄せられるため、ミラー装置 302のミラー面は傾斜する。該駆動電極に電圧を印加することで該駆動電極に蓄えられた静電容量と、ミラー面の傾斜角との関係には線形性があるため、該駆動電極に蓄えられた静電容量力ミラー面の傾斜角を把握することができる。このミラー面の傾斜角に基づいて、観察対象物 315における光スポット 317の位置座標を計算することができる。従来の典型的な静電駆動されるミラー装置は、例えば以下の特許文献 1に開示される。

[0005] 特許文献 1 :特開 2003— 29172号公報

[0006] 上記のような、特許文献 1に記載の光走査装置 300にお、ては、ミラー装置 302のミラー面の傾斜角が大きくなると、静電容量とミラー面の傾斜角との関係は非線形になり、ミラー面の傾斜角を正確に把握できなくなる。その結果、光走査装置 300の制御部が光スポット 317があるべき位置と認識している位置 (ターゲット位置）と、実際に制御された光スポット 317の位置は、ミラー面の傾斜が大きくなるほど相違する。そのため取得された画像は、ミラー面の傾斜の大きい位置で、歪んでしまうという問題点がある。

[0007] 以上のような問題点から、歪のない画像を取得するには、光スポットの位置を間接的に測定するのではなく直接的に測定することが求められる。光スポットの位置を直接測定する方法としては、以下の方法が従来力知られて、る。

[0008] 図 7は、光スポットの位置を直接測定する従来の光走査装置 400を示す。光走査装置 400は、光ファイノく 401、対物レンズ系 405、ビームスプリッタ 407、光検出素子 40 9 (例えば、フォトダイオード）を備える。光ファイバ 401は走査部 403を有する。なお光ファイバ 401は、前述したミラー装置 302と置き換えが可能である。

[0009] 走査部 403は、不図示の駆動手段により駆動されて、照射光 411を走査する。照射光 411は、走査部 403から対物レンズ系 405へ向けて出射される。対物レンズ系 40 5を透過した照射光 411は、ビームスプリッタ 407に入射し、照射光 411の一部は進行方向に対して 90度曲げられ、光検出素子 409に入射する。残りの照射光 411は直進して観察対象物 415に達する。

[0010] ここで観察対象物 415において XYZ座標及び原点 Oを図 7に示すように定義する。すなわち、光軸 413と観察対象物 415の所定の位置との交点を原点 Oとし、光軸 4 13に平行な方向を Z軸方向とする。また光検出素子 409において別の座標系 X'Y' Z'座標及び原点 Ο'を定義する。すなわち、光軸 413と光検出素子 409 (の入射面）との交点を原点 Ο，とし光軸 413に平行な方向を Ζ '軸方向とする。 [0011] 観察対象物 415における光スポット 417の原点 Oからの位置座標 (X, Y)は、光検出素子 409における光スポット 417'の原点 O'からの位置座標（X' , Y' )を検出することにより判明する。このようにして光スポットの位置を直接測定することが可能となる発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] し力しながら、光走査装置 400は、ビームスプリッタ 407で分離された光を、光軸から外れた位置で受光するので、装置が大型化する。プローブ先端部等の狭小な場所において、より小型であり且つ光スポットの位置検出の精度が高い光走査装置が求められていた。

[0013] 本発明は、以上の事情に鑑み、小型であり、精度の高い光スポットの位置検出が可能な光位置検出器を有する光走査装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0014] 上記目的を達成するため、本発明の一つの側面によって提供されるのは、観察対象物に照射する照射光を走査するための走査手段と、前記観察対象物上で焦点を結ぶように前記照射光を集光する対物レンズ系と、前記対物レンズ系の出射側で且つ前記対物レンズ系の光軸上に配置され、前記照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子とを有する光走査装置である。この光走査装置によれば、対物レンズ系の光軸上に光検出素子を配置することで従来よりも小型化が可能であり、且つ照射光を直接検出することにより精度の高いスポット位置検出を可能とする光位置検出器を備えた光走査装置を提供することができる。

[0015] また、本発明の一つの側面によって提供されるのは、観察対象物に照射する照射光を走査するための走査手段と、前記走査手段からの照射光を受光し、像側テレセントリック光学系を構成する第一の対物レンズ系と、前記第一の対物レンズ系から出射した照射光が前記観察対象物上で焦点を結ぶように集光する第二の対物レンズ系と、前記第一の対物レンズ系と前記第二の対物レンズ系の間で且つ光軸上に配置され、照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子とを有する光走査装置である。この光走査装置によれば、照射光を対物レンズ系の光軸と平行にする第一の対物レンズ系と照射光^^光させる第二の対物レンズ系との間に光検出素子を配置し観察対象物のスポット位置を直接的に検出することによりその精度を高めることができると共に、光軸上に光検出素子を配置することにより従来よりも小型化が可能である光位置検出器を備えた光走査装置を提供することができる。

[0016] また、本発明の一つの側面によって提供されるのは、観察対象物上で焦点を結ぶように照射光を集光する対物レンズ系と、前記対物レンズ系の出射側で且つ前記対物レンズ系の光軸上に配置され、前記照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子と、を有することを特徴とする光位置検出器である。この光位置検出器によれば、対物レンズ系の光軸上に光検出素子を配置することで従来よりも小型化が可能であり、且つ照射光を直接検出することにより精度の高いスポット位置検出を可能とする光位置検出器を提供することができる。

[0017] また、本発明の一つの側面によって提供されるのは、像側テレセントリック光学系を構成する第一の対物レンズ系と、前記第一の対物レンズ系から出射した前記照射光が観察対象物上で焦点を結ぶように集光する第二の対物レンズ系と、前記第一の対物レンズ系と前記第二の対物レンズ系の間で且つ光軸上に配置され、照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子とを有する光位置検出器である。この光位置検出器によれば、照射光を対物レンズ系の光軸と平行にする第一の対物レンズ系と照射光を集光させる第二の対物レンズ系との間に光検出素子を配置し観察対象物のスポット位置を直接的に検出することによりその精度を高めることができると共に、光軸上に光検出素子を配置することにより従来よりも小型化が可能である光位置検出器を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]光走査装置の光軸上に光検出素子が配設された、光走査装置を示す。

[図 2]光走査装置の制御フローを示す図である。

[図 3]光走査装置の光軸上に光検出素子が配設された、光走査装置を示す。

圆 4]光走査装置の光位置検出器の斜視図である。

[図 5]図 4の光位置検出器の側面図である。

[図 6]照射光を走査する手段として静電駆動されるミラー装置を備えた、従来の光走查装置を示す。

[図 7]光スポットの位置を直接測定する従来の光走査装置を示す。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図 1は、光走査装置 100の原理を説明するための図である。光走査装置 100は、ミラー装置 102 (走査手段）と、光位置検出器 110と、制御部 125とを有する。光位置検出器 110は、対物レンズ系 105と、光検出素子 119と、光検出素子 121とを備える。なお、対物レンズ系 105の光軸を光走査装置 100の光軸 113とも称するものとする。

[0020] ミラー装置 102、対物レンズ系 105、光検出素子 119、光検出素子 121は、それぞれ光軸 113上に配設されている。光走査装置 100では、図示しない光源により供給される照射光 111 (レーザ光）は、平行光であり、ミラー装置 102に入射し、その後ミラ一装置 102により反射されて対物レンズ系 105へ入射する。なお、ミラー装置 102上で照射光 111 (の光軸)が反射される位置を中心点 131とする。また、ミラー装置 102 は、照射光 111の反射角度を調整して、照射光 111を走査する「走査手段」としての機能を有する。

[0021] 対物レンズ系 105は、複数のレンズ及び光学部材カも構成されたレンズ系であり、観察対象物 115上にぉヽて、平行光束である照射光 111を集光させる (スポット径は約 1 μ m程度)機能を有する。観察対象物 115上に図 1に示すような直交座標系を定義するものとする（光軸 113上であって観察対象物 115との交点を原点 Oとし、光軸 1 13に平行な方向を Z軸方向、その他図のように X軸、 Y軸を定める)。照射光 111は、対物レンズ系 105のパワーにより、原点 Oを通る XY平面において、焦点を結ぶ（光スポット 117)。なお、本発明の実施形態では、ミラー装置 102の中心点 131は対物レンズ系 105の焦点位置となるように調整されている。すなわち、この位置関係は像側テレセントリック光学系をなし、対物レンズ系 105を通過した照射光 111は光軸 113 に対して常に平行となる。したがって、ミラー装置 102により照射光 111が走査されたとしても、原点 Oを通る XY平面上にぉ、て常に照射光 111を集光させることができる

[0022] 光検出素子 119及び光検出素子 121は、その受光面が光軸 113と略垂直であり且つその受光面の中心が光軸と一致するように配置されている。すなわち、本発明においては、光検出素子 119および光検出素子 121への入射位置により、観察対象物 115上の光スポット 117の位置 (X座標、 Y座標）を検出することができる。

[0023] 光検出素子についてさらに詳述する。本発明においては、例えば、特開平 11— 31 2821号公報において開示されるような、光を透過する透明な半導体受光素子を、光検出素子として使用することを想定している。その半導体受光素子は、受光した光の一部のみを吸収し、受光した光の大部分をその背面に透過させる機能を有する。また、光を吸収することにより電流 (光電流）を生ずる。半導体受光素子は、例えば、 pn 接合で形成されたフォトダイオードであり、光が透過する程度の薄膜に形成されている。

[0024] 光検出素子 119は、 X軸方向に等分割され、分割された各領域には図示しないがそれぞれ電極が接続されている。照射光 111が光検出素子 119を透過したとき、どの電極に光電流が流れるかを検出することにより観察対象物 115上の光スポット 117 の X座標を検出することができる。本発明では、対物レンズ系 105を通過した照射光 111と光軸 113が平行であるので、光検出素子 119で検出された X座標が光スポット 117の X座標となる。光検出素子 121は、 Y軸方向に等分割され、分割された各領域には図示しないがそれぞれ電極が接続されている。照射光 111が光検出素子 121を透過したとき、どの電極に光電流が流れるかを検出することにより光スポット 117の Y 座標を検出できる。なお、対物レンズ系 105を通過した照射光 111と光軸 113が平行でなぐ該照射光 111が光軸 113と所定の角度をなす場合には、そのなす角度と、光検出素子 119で検出された X座標、光検出素子 119の観察対象物 115からの Z軸上の距離等を用いて幾何学的に光スポット 117の X座標を検出することができる。同様に光スポット 117の Y座標を検出することもできる。しかし、ミラー装置 102と対物レンズ系 105により像側テレセントリック光学系を形成して照射光 111と光軸 113とを平行にしたほうが、光検出素子 119, 121の検出範囲を大きくとることができると共に、検出位置の分解能を高くすることができる (すなわち、照射光 111が光軸 113と非平行であると、光検出素子 119, 121の入射範囲が制限されるとともに、検出素子上でのスポット径が広がってしまう）。 [0025] 本発明によれば、照射光を透過する光検出素子を用いることにより、対物レンズ系の光軸上に少なくとも 1つの光検出素子を用いることを可能にし、その結果、従来の 4 分割 PD等を用いた検出方法と比して検出のメカニズムを簡易とし且つ高精度な検出を可能としている。

[0026] 制御部 125は、制御回路 127及び駆動回路 129を備える。制御回路 127は光検出素子 119, 121により検出される X, Y座標を示す信号を取得する機能と駆動回路 12 9を制御する機能とを有する。駆動回路 129は制御回路 127の制御に基づいて駆動手段 123を駆動させる機能を有する。例えば前述した従来の方法によって、駆動手段 123は、ミラー装置 102の中心点 131を中心にしてミラー装置 102を静電駆動させる。また、本発明の実施形態では、走査手段として、ミラー装置 102の代わりに、光フアイバを用いることができる。

[0027] 次に、光走査装置 100の制御を説明する。

[0028] 図 2は、光走査装置 100の制御フローを示す図である。光学系では、まず初めに照射光 111を光源から走査手段 (ミラー装置 102)へ出射する（STEP1)。一方、制御系では、制御部 125は、走査しょうとする光スポット 117の座標（ターゲット座標 (XI, Y1) )を示す信号 (駆動信号)を制御回路 127へ送信する（STEP2)。制御回路 127 は、駆動信号により得られるターゲット座標ごとに走査手段の傾斜角を決定し、相当する制御信号を駆動回路 129へ送信する（STEP3)。駆動回路 129は、その制御信号に基づいて走査手段を傾斜させる（STEP4)。傾斜した走査手段は、所定の出射角を有する照射光 111を対物レンズ系 105へ向けて出射する（STEP5)。そして対物レンズ系 105を経た照射光 111が、光検出素子 119を透過することにより、光検出素子 119における照射光 111の X座標が検出され (STEP6)、同様に光検出素子 1 21における照射光 111の Y座標が検出される（STEP7)。検出された X座標、 Y座標は、制御回路 127にお、て観察対象物 115における光スポット 117の位置の座標 (X 2、 Y2)とみなされる。そしてターゲット座標 (Xl、 Y1)と検出された座標 (X2、 Y2)の差分を補正した補正制御信号が駆動回路 129に送信される（STEP8)。そして駆動回路 129は、その補正制御信号に基づいて走査手段を傾斜させる（STEP9)。

[0029] STEP5から STEP9までの処理は、ターゲット座標（Xl、 Y1)と検出された座標（X 2、 Y2)がー致するまで繰り返される。以上のように、光走査装置 100の制御部 125 は、光検出素子 119及び光検出素子 121の検出結果に基づいて、走査手段をフィードバック制御することにより、観察対象物 115における照射光 111の位置をターゲット座標に精度良く一致させることができる。

[0030] ここまで、スポット位置を X軸方向及び Υ軸方向の直交座標系で取得する光走査装置 100について説明した。次に、本発明の他の実施形態であるスポット位置を極座標系 (r、 Θ )で取得する光走査装置 200を説明する。

[0031] 図 3は、光走査装置 200の原理を説明するための図である。光走査装置 200は、光ファイバ 201と、光位置検出器 210と、制御部 225とを有する。光位置検出器 210は、対物レンズ系 205と、光検出素子 219と、光検出素子 221とを備える。なお、対物レンズ系 205の光軸を光走査装置 200の光軸 213というものとする。また、光ファイバ 2 01は走査部 203を有し、走査部 203が走査手段としての機能を有する。

[0032] 光ファイバ 201の走査部 203、対物レンズ系 205、光検出素子 219、光検出素子 2 21は、それぞれ光軸 213上に配設されている。光走査装置 200では、図示しない光源により供給される照射光 211 (レーザ光）は、平行光であり、光ファイバ 201の走査部 203から出射し、その後対物レンズ系 205へ入射する。走査部 203は、照射光 21 1の出射角度を調整して、照射光 211を走査することができ、照射光を走査するという機能においては前述のミラー装置 102と同等の機能を有する。対物レンズ系 205 は、光走査装置 100の対物レンズ系 105と機能が同等であるためその説明は省略する。

[0033] 光軸 213、 XYZ座標系、及びその原点 Oは、図 1における例と同様に定義される。

また極座標 (r、 0 )として、ターゲット座標 (XI, Y1)力も光軸 213におろした垂線の長さを!:、該垂線が XZ平面となす角を Θとする。

[0034] 光検出素子 219は、光軸 213を中心としたリング状の領域を複数有し、例えばそのリング状の領域は半径方向に等間隔毎に分割されている。また、分割された各リング状の領域には図示しないがそれぞれ電極が接続されている。なお、電極としては、例えば、充分線幅の細いもの、或いは LCDに用いられている透明電極 (ITO)等を用いることができる。照射光 211が光検出素子 219を透過したとき、どの電極に光電流が流れるかを検出することにより光スポット 217の r座標を検出することができる。光検出素子 221は、光軸 213を中心として配列された略扇形状の領域を複数有し、例えばその扇形状の領域はそれぞれの中心角が等角度に分割されている。また、分割された各扇形状の領域には図示しないがそれぞれ電極が接続されている。照射光 21 1が光検出素子 221を透過したとき、どの電極に光電流が流れるかを検出することにより光スポット 217の Θ座標を検出することができる。

[0035] 制御部 225は、制御回路 227及び駆動回路 229を備える。光ファイバ 201の走査部 203は、駆動手段 223により駆動される。

[0036] 極座標系（r、 Θ )の軸方向に沿って分割された光検出素子 219及び光検出素子 2 21を用、た光走査装置 200では、図 2を用いて説明した光走査装置 100の制御とほぼ同様の制御が行われる。ただし、 STEP6および STEP7において検出される座標が曲座標系であるため、 STEP8では、その検出された極座標を X, Y座標に変換したものを光スポット 217の位置とみなして、その後補正制御信号を駆動回路 129へ送信する点のみが異なる。

[0037] 以上述べたように光軸上に、光を透過する半導体受光素子で形成された光検出素子を配置することにより、光軸上の光を分岐することなぐ光スポットの位置を直接検出することができる。よって制御すべき光スポットの位置と、実際の光スポットの位置を精度よく一致させることが可能となる。

[0038] 次に、光走査装置の光位置検出器の具体的な構成を説明する。図 4は、光走査装置の光位置検出器 10の斜視図である。図 5は、図 4の光走査装置 10の側面図である。なお、光位置検出器 10は、光走査装置 100 (或いは光走査装置 200)の光位置検出器 110 (或、は光位置検出器 210)として用いることができる。

[0039] 光位置検出器 10は、対物レンズ系 5a、光検出素子 19、ガラス板 31、光検出素子 2 1対物レンズ系 5bから構成される。対物レンズ系 5aは光位置検出器 10の入射側に配置され、対物レンズ系 5bは光位置検出器 10の出射側に配置されている。対物レンズ系 5a及び対物レンズ系 5bは各々が複数のレンズから構成され（単レンズでもよい）、対物レンズ系 5aと対物レンズ系 5bとにより、平行光である照射光を観察対象物上に結像させる。より詳細には、例えば、対物レンズ系 5aが、走査手段からの照射光を対物レンズ系 5a及び対物レンズ系 5bの光軸に平行にするような像側テレセントリツク系をなし、対物レンズ系 5bが平行光である照射光を集光させる系をなす構成となつている。

[0040] 光検出素子 19は、光を透過する半導体受光素子で形成された薄膜部 19a、薄膜部 19aを分割した各部分に接続された電極 19bを有する。光検出素子 21も光検出素子 19と同様の構造を有する。対物レンズ系 5aは光検出素子 19に接合され、光検出素子 19はガラス板 31に接合され、ガラス板 31は光検出素子 21に接合され、光検出素子 21は対物レンズ系 5bに接合されている。走査手段から出射された照射光は、対物レンズ系 5a、光検出素子 19、ガラス板 31、光検出素子 21、対物レンズ系 5b の順に透過する。なお、本発明の実施形態では、光位置検出器 10においては、入射する照射光は直径約 200 mの平行光であり、観察対象上での照射光のスポット径は約 1 mである。また、対物レンズ系のおおよその径は 1. 0〜1. 5mmであり、走査手段による走査範囲は 250 μ m力ら 400 μ mである。

[0041] 上述のように、対物レンズ系の光学部品及び光検出素子を互いに接合して一体部品として構成することにより、光位置検出器の小型化が可能となる。また最終的に組み立てられた光走査装置では、各光学部品および検出素子間の光軸合わせの手間が省け、配置及び調整を簡単に行うことができる。また、光検出素子は、照射光のスポット位置を直接的に検出しているため、ミラー装置の静電駆動等による間接的な検出方法よりも高い精度で照射光のスポット位置を検出することができる。なお、図 4及び図 5に示す光位置検出器では、対物レンズ系 5aと 5bを用いている力いずれか一方であってもよい（図 1や図 3に示す光走査装置にみるように、対物レンズ系が一方であっても、その機能を達成することができる)。

[0042] なお本発明における光走査装置は、例えば体腔内の生態組織を観察する、共焦点顕微鏡又は内視鏡に使用される共焦点プローブへの適用が想定される。

[0043] したがって、本発明では、走査手段と、対物レンズ系と、光を透過するよう形成された光検出素子とを、光走査装置の光軸上の所定の位置に配設することによって、小型であり、精度の高い光スポットの位置検出が可能な光位置検出器を有する光走査装置を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 観察対象物に照射する照射光を走査するための走査手段と、

前記観察対象物上で焦点を結ぶように前記照射光を集光する対物レンズ系と、前記対物レンズ系の出射側で且つ前記対物レンズ系の光軸上に配置され、前記照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子と、を有することを特徴とする光走査装置。

[2] 前記対物レンズ系が像側テレセントリック光学系をなすことを特徴とする請求項 1に記載の光走査装置。

[3] 観察対象物に照射する照射光を走査するための走査手段と、

前記走査手段からの照射光を受光し、像側テレセントリック光学系を構成する第一の対物レンズ系と、

前記第一の対物レンズ系から出射した照射光が前記観察対象物上で焦点を結ぶように集光する第二の対物レンズ系と、

前記第一の対物レンズ系と前記第二の対物レンズ系の間で且つ光軸上に配置され、照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子と、

を有することを特徴とする光走査装置。

[4] 前記光検出素子が、前記光軸と垂直に配置されていることを特徴とする請求項 1から 3の、ずれかに記載の光走査装置。

[5] 前記光検出素子は、第一の方向に垂直に分割された受光領域を有する第一の光検出素子と、第二の方向に垂直に分割された受光領域を有する第二の光検出素子とを少なくとも有することを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載の光走査装置

[6] 前記第一の方向と前記第二の方向が直交することを特徴とする請求項 5に記載の光走査装置。

[7] 前記光検出素子は、光軸に垂直で且つ光軸を中心とする同心円の円周により分割された受光領域を有する第一の光検出素子と、前記同心円のうちの最大の直径を有する円と等しい直径を有する円を複数の扇形により形成した場合の該複数の扇形からなる受光領域を有する第二の光検出素子と、を少なくとも有する、ことを特徴とする請求項 1から 4のいずれかに記載の光走査装置。

[8] 前記光走査装置は、前記光検出素子の検出結果に基づいて、前記観察対象物上の照射光の位置をターゲットの位置にするために、フィードバック制御する制御手段を有することを特徴とする請求項 1から 7のいずれかに記載の光走査装置。

[9] 前記光検出素子は、光を透過する半導体で形成されたフォトダイオードを有することを特徴とする請求項 1から 8のいずれかに記載の光走査装置。

[10] 対物レンズ系を構成する光学部品と、光検出素子とが互いに接合して一体部品として構成される光位置検出器を備えることを特徴とする請求項 1から 9のいずれか〖こ記載の光走査装置。

[11] 観察対象物上で焦点を結ぶように照射光を集光する対物レンズ系と、

前記対物レンズ系の出射側で且つ前記対物レンズ系の光軸上に配置され、前記照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子と、を有することを特徴とする光位置検出器。

[12] 前記対物レンズ系が像側テレセントリック光学系をなすことを特徴とする請求項 11 に記載の光位置検出器。

[13] 像側テレセントリック光学系を構成する第一の対物レンズ系と、

前記第一の対物レンズ系から出射した前記照射光が観察対象物上で焦点を結ぶように集光する第二の対物レンズ系と、

前記第一の対物レンズ系と前記第二の対物レンズ系の間で且つ光軸上に配置され、照射光を透過させてその透過した位置を検出する光検出素子と、を有することを特徴とする光位置検出器。

[14] 前記光検出素子が、前記光軸と垂直に配置されていることを特徴とする請求項 11 力も 13のいずれかに記載の光位置検出器。

[15] 前記光検出素子は、第一の方向に垂直に分割された受光領域を有する第一の光検出素子と、第二の方向に垂直に分割された受光領域を有する第二の光検出素子とを少なくとも有することを特徴とする請求項 11から 14のいずれかに記載の光位置検出器。

[16] 前記第一の方向と前記第二の方向が直交することを特徴とする請求項 15に記載の光位置検出器。

[17] 前記光検出素子は、光軸に垂直で且つ光軸を中心とする同心円の円周により分割された受光領域を有する第一の光検出素子と、前記同心円のうちの最大の直径を有する円と等しい直径を有する円を複数の扇形により形成した場合の該複数の扇形からなる受光領域を有する第二の光検出素子と、を少なくとも有する、

ことを特徴とする請求項 11から 14のいずれかに記載の光位置検出器。

[18] 前記光検出素子は、光を透過する半導体で形成されたフォトダイオードを有する、ことを特徴とする請求項 11から 17のいずれかに記載の光位置検出器。

[19] 対物レンズ系を構成する光学部品と、光検出素子とが互いに接合して一体部品として構成されることを特徴とする請求項 11から 18のいずれかに記載の光位置検出器

[20] 請求項 1から 10のいずれかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする共焦点プローブ装置。

[21] 請求項 11から 19のいずれかに記載の光位置検出器を備えることを特徴とする共焦点プローブ装置。