JP5565797B2 - エネルギイメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、観察対象物から放射される直線性エネルギを用いて観察対象物をイメージング化するエネルギイメージング装置に関するものである。

特開平１−２０９８８４号公報（特許文献１）の図１には、光の直線性を利用して、観察対象物からの光をピンホールに通過させて結像面に投影する装置が開示されている。またＷＯ２００５／００２２１３号公報（特許文献２）の図１には、長尺筒の長手方向の一方の端部に形成された孔部から入射した電磁波が、長尺筒を通過して長尺筒の長手方向の他方の端部に形成された波動変換面に当たって可視光に変換され、この可視光をＣＣＤカメラで撮像する装置が開示されている。

特開平１−２０９８８４号公報 ＷＯ２００５／００２２１３号公報

特開平１−２０９８８４号公報（特許文献１）に記載の発明のように、ピンホールを用いた場合は、観察対象物からの光の全体像が結像面に対して１８０°反転して投影されるだけで、観察対象物の全体映像を任意に拡大してイメージング化することはできない。また、ＷＯ２００５／００２２１３号公報（特許文献２）に記載の発明では、電磁波を変換して結像した映像の解像度が低下するのを防ぐことはできるものの、撮像して結像した映像自体を拡大することはできない。

なお、上記の撮像装置及び光学レンズを用いた光学顕微鏡等の周知の光学的撮像装置は、装置の構造が比較的簡単で撮像作業が容易であるものの、光の回折等（波の性質）を利用している点で波長の制約を受ける（回折限界がある）。そのため、撮像した映像の拡大倍率に限界がある。一方、走査型電子顕微鏡及びレーザ共焦点顕微鏡等の周知のスキャン式イメージング装置を用いれば、観察対象物の映像の拡大倍率は格段に大きくすることができるものの、装置が複雑で撮像作業に手間がかかる問題がある。また走査型電子顕微鏡等のスキャン式イメージング装置は、撮像した映像がモノクロであるため観察対象物の真の色彩または形状を確認することができない。その上、走査型電子顕微鏡等のスキャン式イメージング装置では、電子線を用いる観察対象物（試料）を真空中に置かなければならない。そのため、試料が生体の場合は乾燥させる必要があり、生体試料にかなりの負荷がかかる。なお、低真空状態で観察可能な低真空電子顕微鏡等も開発されているが、それでも生体試料に相当の負荷がかかる。また、電子線は物質貫通力が極めて弱いため、結晶の内部構造等のイメージング化には不向きである。なお、透過型電子顕微鏡等を用いた場合でも、試料を極めて薄く切らなければならないため、試料にダメージを与える。

本発明の目的は、レンズを用いることなく、観察対象物をイメージング化することができるエネルギイメージング装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、レンズを用いることなく、光学的手段を用いて観察対象物の映像を電子顕微鏡レベルに拡大することができるエネルギイメージング装置を提供することにある。

本発明が改良の対象とするエネルギイメージング装置は、エネルギガイド集束デバイスと被投射部とを備える。エネルギガイド集束デバイスは、複数のエネルギガイドが束になって構成されている。エネルギガイド集束デバイスを構成するエネルギガイドは、入口部とガイド部と出口部とを備え、観察対象物から放射されて直進する直線性エネルギのうち一方向に直進する直線性エネルギを入口部から受け入れてガイド部を経由して出口部から出すように構成されている。観察対象物は、光の散乱等によりその表面から常にエネルギ（例えば可視光）を放射している。光等のエネルギは、直線的に進む（直進する）性質がある。すなわち、複数の直線性エネルギが、放射する複数の方向にそれぞれ直進することにより、観察対象物から複数の直線性エネルギが放射される。エネルギガイドは、このような直線性エネルギのうち一方向に直進する直線性エネルギをガイドする。一方向に直進する直線性エネルギは、例えばエネルギが光の場合は、一方向に直進する０次光および／または散乱光のうち一方向に直進する直線光に相当する。エネルギガイドの構造は、観察対象から放射される直線性エネルギの性質に応じて定めることになる。また束にするエネルギガイドの個数及び束の形状は、観察対象物の大きさ、観察位置、観察範囲等の条件に応じて適宜選択すればよい。

被投射部には、エネルギガイドの出口部から出た直線性エネルギが投射される。すなわち、エネルギガイド集束デバイスを構成する複数のエネルギガイドをそれぞれ通過した直線性エネルギは、エネルギガイドの個数分だけ被投射部に投射される。被投射部としては、直線性エネルギが光であれば、スクリーン等の結像面または個体撮像素子（ＣＣＤ）等のイメージセンサを用いることができる。直線性エネルギが光のときに、被投射部としてスクリーン等の結像面を用いる場合には、エネルギガイドの個数に対応する複数の光が結像面に結像される。また、被投射部として個体撮像素子（ＣＣＤ）を用いる場合は、各エネルギガイドに対応して複数の個体撮像素子を設け、各個体撮像素子が撮像した光（映像）を結像すればよい。

本発明では、エネルギガイドの入口部が、直線性エネルギのみを受け入れる大きさを有し、ガイド部は入口部から入った直線性エネルギを無反射で出口部に導くように構成されている。すなわち、入口部の大きさは、一方向に直進する直線性エネルギのみがガイド部を通過できる大きさになっている。言い換えると、該一方向と異なる方向に直進する他の直線性エネルギがガイド部を通過できない大きさになっている。ここで、「入口部から入った直線性エネルギを無反射で出口部に導く」とは、直線性エネルギがガイド部を通過する際に自らの回折によりガイド部内に反射して直進する方向が変更されることなく、入口部から入った直線性エネルギがそのまま出口部に導かれることを意味する。したがって、観察対象物から発せられた直線性エネルギは、複数のエネルギガイドごとにそのまま被投射部に投射される。

また、エネルギガイド集束デバイスは、複数のエネルギガイドの入口部の中心と出口部の中心とを通る複数本の仮想直線が観察対象物に向かうに従って集束するように構成されている。仮想直線は、直線性エネルギが、エネルギガイドの入口部から出口部に向かって直進する中心軸となる。なお「複数本の仮想直線が観察対象物に向かうに従って集束する」とは、観察対象物から被投射部に向かう方向に複数の仮想直線が一点または一つの領域に集まっていくことを意味する。

本発明のように、直線性エネルギのみを受け入れる大きさを有してガイド部が入口部から入った直線性エネルギを無反射で出口部に導くようにエネルギガイドの入口部を構成し、複数のエネルギガイドの入口部の中心と出口部の中心とを通る複数本の仮想直線が観察対象物に向かうに従って集束するようにエネルギガイド集束デバイスを構成すると、観察対象物から放射されて直進する直線性エネルギが、観察対象物から被投射部に向かって広がるように複数のエネルギガイドを通過して、そのまま被投射部に投射される。そのため、観察対象物から放射されてエネルギガイドによってガイドされた複数の直線性エネルギは、被投射部に広がった状態で投射される。言い換えると、直線性エネルギが可視光の場合は、観察対象物からの直線性の光（０次光および／または直線光）がそれぞれ被投射部に拡大されて投射されるため、複数のエネルギガイドをそれぞれ通過した複数の直線性の光を結像すれば、観察対象物の映像をレンズを用いることなく光学的に拡大して被投射部に投射することができる。

エネルギガイドは、出口部が入口部よりも大きくなるように構成するのが好ましい。このようにすると、ガイド部は入口部から入った直線性エネルギを確実に無反射で出口部に導くことが可能になるため、被投射部への投射精度を向上させることができる。

エネルギガイドは、入口部及び出口部の少なくとも一方が、ガイド部に対して仮想直線が垂線となるまたは所定の角度で交差する仮想平面内で所定の範囲内で変位できるように構成されている。この場合は仮想直線がガイド部と干渉しないように所定の範囲を定めるのが好ましい。このようにエネルギガイドの入口部または出口部を、ガイド部に対して仮想平面内で、仮想直線がガイド部と干渉しない範囲内で変位できるようにすると、観察対象物のイメージング倍率を自在に拡大、縮小することができる。すなわち、入口部を小さくし、かつ出口部を大きくするように、入口部と出口部を変位させれば、観察対象物から被投射部に向かう方向に延びる複数の仮想直線の間隔が広がるように各仮想直線間の角度を大きくすることができるため、観察対象物の撮像倍率を可能な限り大きくすることができる。そのため、電子顕微鏡による観察に不向きな生体（動く物）の構造や結晶内部の構造等の観察対象物を、光学顕微鏡を使用するように簡易に観察でき、しかも電子顕微鏡レベルの倍率で観察することが可能になる。さらに、直線性エネルギが光の場合には、電子顕微鏡では実現できなかった、観察対象物の細部をカラーでイメージング化することが可能になる。なお、エネルギガイド集束デバイスの構造上の条件（例えば、エネルギガイドの個数、エネルギガイドの束の形状、エネルギガイド自体の寸法等）を制御することにより、さらに自在に観察対象物のイメージング倍率を拡大、縮小することが可能になる。なお、この場合は、入口部と出口部との間に基材を設け、この基材に断面形状が円形を呈する貫通孔を形成することによってガイド部を構成すればよい。

直線性エネルギが光の場合は、ガイド部の形状を円筒形状にするのが好ましい。このようにすると、直線性エネルギがガイド部の円筒形状の内壁に反射するのを確実に防ぐことができる。また他のエネルギガイドまたはエネルギガイド集束デバイスの外部から回折したエネルギを円筒形状のガイド部が遮断することができるため、エネルギガイドを通過する直線性エネルギ以外の直線性エネルギがガイド部に進入するのを防ぐことができる。また、直線性エネルギがガイド部を通過する際に自ら回折した場合でも、回折したエネルギを円筒形状のガイド部が内部で遮断して他のエネルギガイドに進入するのを防ぐことができる。そのため、このような円筒形状のガイド部を用いると、直線性エネルギのみを確実に被投射部に投射することができるため、投射したい直線性エネルギのみを確実に被投射部に投射することができる。この場合は、複数のエネルギガイドをそれぞれ先細りの管状部材で形成するのが好ましい。このような管状部材を予め用意しておけば、エネルギガイドを簡単な構造で確実に形成することができる。

なお、本発明では、直線性エネルギとして、光だけでなく、電波、音波、地震波等の波動エネルギも、エネルギガイド集束デバイスを通過させて被投射部に投射することができる。したがって、可視光に基づく映像の観察だけでなく、電波、音、地震波等の観察も可能になる。

なお、本発明では、観察対象物からの直線性エネルギを実質的に拡大して投射する態様（例えば微細なものを拡大する場合）を対象としているが、本発明は、観察対象物からの直線性のエネルギを縮小して投射する態様（遠方の景色、天体等を観察する場合）も対象とすることができる。この場合は、例えば、エネルギガイド集束デバイスを、複数のエネルギガイドの入口部の中心と出口部の中心とを通る複数本の仮想直線が被投射部に向かうに従って集束するように構成すればよい。

本発明の実施の形態であるエネルギイメージング装置の一例を用いて観察対象物からのエネルギを投射する態様を示す図である。 本発明の実施の形態であるエネルギイメージング装置の他の例を用いて観察対象物からのエネルギを投射する態様を示す図である。 本実施の形態のエネルギイメージング装置における被投射部として個体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた場合の態様を説明する図である。 本発明のエネルギイメージング装置を用いて、地震波を観察する場合の態様を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を、投射するエネルギが光の場合について説明する。図１は、本発明の実施の形態であるエネルギイメージング装置の一例を用いて観察対象物からのエネルギを投射する態様を示す図である。図１において、符号１は、本例のエネルギイメージング装置である。エネルギイメージング装置１は、観察対象物３から放射される直線性の光（０次光および／または直線光）を直線性エネルギとして集めるために、エネルギガイド集束デバイス５と被投射部９とを備えている。観察対象物３は、光の散乱により表面３ａから散乱光（可視光ＶＬ）を放射する。散乱光の中でも０次光は、光エネルギであり、直線的に進む（直進する）。

エネルギガイド集束デバイス５は、複数のエネルギガイド７が束になって構成されている。エネルギガイド７は、入口部７ａとガイド部７ｂと出口部７ｃとを備えており、観察対象物３から放射されて直進するエネルギとして直線性の０次光ＳＬを入口部７ａから受け入れてガイド部７ｂを経由して出口部７ｃからエネルギガイド７の外部に出すように構成されている。本例では、エネルギガイド７は形状が変形しないチューブからなる管状部材８で形成されている。エネルギガイド７の入口部７ａ、ガイド部７ｂ及び出口部７ｃは、この管状部材８の入口側開口部８ａ、管状本体８ｂ及び出口側開口部８ｃにそれぞれ対応している。管状本体８ｂの内部は、管状部材８の形状に対応して図示しない円筒形状の空洞になっており、管状本体８ｂの内部は入口側開口部８ａ及び出口側開口部８ｃに連通している。また入口側開口部８ａの形状、管状本体８ｂの径方向の断面形状及び出口側開口部８ｃの形状は、いずれも管状部材８の形状に対応して円形になっている。なお理解を容易にするため、本例では４本のエネルギガイド７を扇状の束にしてエネルギガイド集束デバイス５を構成している。しかしながら、エネルギガイドの個数及び束の形状は、観察対象物の大きさ、観察位置、観察範囲等の条件に応じて適宜選択することができる。

エネルギガイド集束デバイス５を通過した（複数のエネルギガイド７の出口部７ｃから出た）直線性の０次光ＳＬは、被投射部９に投射される。つまり、エネルギガイド集束デバイス５を構成する複数のエネルギガイド７をそれぞれ通過した直線性の０次光ＳＬは、４個のエネルギガイド７に対応して被投射部９に投射される。この例では、被投射部９として、結像面を構成するスクリーン１１が用いられている。スクリーン１１（結像面）には、４本のエネルギガイド７をそれぞれ通過した４つ直線性の０次光ＳＬに対応する４つの映像ＵＩが投射される。言い換えると、４つの映像ＵＩは結像された結像映像ＣＩとしてスクリーン１１（結像面）に映し出される。

本実施の形態では、エネルギガイド７の入口部７ａが、直線性エネルギである０次光のみを受け入れる大きさを有し、ガイド部７ｂが入口部７ａから入った直線性の０次光ＳＬを無反射で（すなわち、ガイド部７ｂ内に反射して直線性の０次光ＳＬが直進する方向が変更されることなく）出口部７ｃに導くように構成されている。具体的には、入口部７ａ（入口側開口部８ａ）の大きさは、散乱により回折する光ＤＬ（非直線性のエネルギ）を遮断して直線性の０次光ＳＬのみがガイド部７ｂ（管状本体８ｂ）を通過できる大きさになっている。そのため、観察対象物３から発せられた直線性の０次光ＳＬは、エネルギガイド７ごとにそのまま被投射部９（スクリーン１１）に投射される。

エネルギガイド集束デバイス５は、複数のエネルギガイド７の入口部７ａの中心７ａｃと出口部７ｃの中心７ｃｃとを通る複数本の仮想直線ＶＳが観察対象物３に向かうに従って集束するように構成されている。言い換えると、エネルギガイド集束デバイス５は、被投射部９から観察対象物３に向かうに従って複数の仮想直線ＶＳの相互間の間隔寸法が徐々に狭くなっていくこと（すなわち、観察対象物３から被投射部９に向かうに従って複数の仮想直線ＶＳの相互間の間隔が広がるように構成されている。この仮想直線ＶＳは、直線性の０次光ＳＬが、エネルギガイド７の入口部７ａから出口部７ｃに向かって直進する中心軸ＣＡとなる。

本実施の形態のように、エネルギガイド７の入口部７ａを直線性の０次光ＳＬのみを受け入れる大きさにして、ガイド部７ｂが入口部７ａから入った直線性の０次光ＳＬを無反射で出口部７ｃに導くように構成した上で、複数のエネルギガイド７の入口部７ａの中心７ａｃと出口部７ｃの中心７ｃｃとを通る複数本の仮想直線ＶＳが観察対象物３に向かうに従って集束するようにエネルギガイド集束デバイス５を構成すると、観察対象物３から放射されて直進する直線性の０次光ＳＬが、観察対象物３から被投射部９に向かう方向に複数本の仮想直線ＶＳの間隔が広がるように複数のエネルギガイド７を通過して、そのまま被投射部９に投射される。そのため、観察対象物３からの複数の直線性の０次光ＳＬが被投射部９に広がった状態で投射される。換言すれば、観察対象物３からの複数の直線性の０次光ＳＬ（可視光ＶＬ）が被投射部９に拡大された状態で投射されるため、各直線性の０次光ＳＬに対応する映像ＵＩを結像して結像映像ＣＩとすれば、観察対象物３をレンズを用いることなく光学的に拡大して被投射部９に投射することができる。

エネルギガイド７は、出口部７ｃが入口部７ａよりも大きくなるように構成されている。すなわち本例では、管状部材８の入口側開口部８ａの径寸法が、出口側開口部８ｃの径寸法よりも大きくなっている。具体的には、エネルギガイド７を形成する管状部材８の形状が、観察対象物３に向かって先細りとなる形状になっている。エネルギガイド７としてこのような形状の管状部材８を用いると、ガイド部７ｂ（管状本体８ｂ）は入口部７ａ（入口側開口部８ａ）から入った直線性エネルギを確実に無反射で出口部７ｃ（出口側開口部８ｃ）に導くことが可能になり、被投射部９（スクリーン１１）への投射精度が向上する。また、このような形状の管状部材８を予め用意しておけば、エネルギガイドを簡単な構造で確実に形成することができる。

図２は、本発明の実施の形態であるエネルギイメージング装置の他の例を用いて観察対象物からのエネルギを投射する態様を示す図である。なお、図２の例において図１の例と共通する部分については、図１で付した符号の数に１００の数を加えた数の符号を一部に付して説明を省略する場合がある。図２では、エネルギイメージング装置１０１のエネルギガイド集束デバイス１０５の構造が、図１のエネルギイメージング装置１のエネルギガイド集束デバイス５の構造と異なっている。すなわち、エネルギガイド１０７の入口部１０７ａと出口部１０７ｃとの間に基材を設け、この基材に断面形状が円形を呈する貫通孔を形成する。具体的には、エネルギガイド集束デバイス１０５を構成する複数のエネルギガイド１０７の入口部１０７ａを、第１の板状部材１０８に可視光ＶＬ（直線性の０次光ＳＬ′）が透過できるスリット１０８ａを形成することにより構成する。また複数のエネルギガイド１０７の出口部１０７ｃを、第２の板状部材１１０に可視光ＶＬ（直線性の０次光ＳＬ′）が透過できるスリット１１０ａを形成することにより構成する。さらに複数のエネルギガイド１０７のガイド部１０７ｂを、入口部１０７ａ（スリット１０８ａ）と出口部１０７ｃ（スリット１１０ａ）との間に位置するように構成する。すなわち、エネルギガイド１０７は、観察対象物１０３から放射されて直進する直線性の０次光ＳＬ′を入口部１０７ａ（スリット１０８ａ）から受け入れてガイド部１０７ｂを経由して出口部１０７ｃ（スリット１１０ａ）からエネルギガイド１０７の外部に出すように構成されている。

第１の板状部材１０８及び第２の板状部材１１０は、スリット１０８ａ，１１０ａが形成された部分を除き可視光ＶＬを遮蔽できる材質を用いればよい。本例では、第１の板状部材１０８及び第２の板状部材１１０は、直線性の０次光ＳＬ′が透過可能なガラス層に蒸着により金属層を形成した二層構造の板状部材を用いる。そして、第１の板状部材１０８及び第２の板状部材１１０の金属層に、エッチングによりスリット１０８ａ，１１０ａを形成する。第１の板状部材１０８及び第２の板状部材１１０上に相互に対応する複数のスリット１０８ａ，１１０ａをパターン形成することにより、上述した図１の複数のエネルギガイド７（管状部材８）が束になって構成されたエネルギガイド集束デバイス５を用いた場合と同様の機能が得られる。図１のようにエネルギガイド７として管状部材８を用いる場合は、各管状部材８を配置する際の位置決め制御が容易でないのに対して、図２のように第１の板状部材１０８及び第２の板状部材１１０上に相互に対応する複数のスリット１０８ａ，１１０ａを形成する場合は、エネルギガイド集束デバイス１０５（複数のエネルギガイド１０７）の位置決め制御が容易になる。

この例において、入口部１０７ａ及び出口部１０７ｃの少なくとも一方が、ガイド部１０７ｂに対して仮想直線ＶＳ′が垂線となる、または所定の角度で交差する仮想平面内で所定の範囲内で変位できるようにエネルギガイド１０７を構成することにより、観察対象物１０３からの直線性の０次光ＳＬ′が被投射部１０９に投射されて形成される映像の倍率を自在に変更することができる。本例では、エネルギガイド７の入口部７ａ（スリット１０８ａ）及び出口部７ｃ（スリット１１０ａ）はいずれも、ガイド部７ｂに対して仮想直線ＶＳ′が所定の角度で交差する第１の仮想平面ＶＰ１，第２の仮想平面ＶＰ２内で所定の範囲内で変位できるように構成されている。ガイド部７ｂに対して仮想直線ＶＳ′が交差する所定の角度は、観察対象物の大きさ、観察位置、観察範囲、撮像倍率等により適宜定めればよい。なお本例では、仮想平面が、第１の板状部材１０８及び第２の板状部材１１０上にそれぞれ仮想された平面が第１の仮想平面ＶＰ１及び第２の仮想平面ＶＰ２となり、入口部１０７ａ及び出口部１０７ｃはそれぞれ第１の仮想平面ＶＰ１及び第２の仮想平面ＶＰ２内に位置している。

エネルギガイド７の入口部７ａ及び出口部７ｃが変位できる所定の範囲は、仮想直線ＶＳ′がガイド部１０７ｂと干渉しないように定められている。本例では、仮想直線ＶＳ′がガイド部１０７ｂと干渉しない範囲内で、エネルギガイド１０７（第１の板状部材１０８及び第２の板状部材１１０）が図２に示す矢印の方向に移動できるようになっている。したがって、入口部７ａ及び出口部７ｃは、このエネルギガイド１０７の移動範囲内で変位することができる。また例えば、仮想直線ＶＳ′がガイド部１０７ｂと干渉しない範囲内で、入口部１０７ａ（スリット１０８ａ）を小さくし、かつ出口部１０７ｃ（スリット１１０ａ）を大きくするように、入口部１０７ａ（スリット１０８ａ）と出口部１０７ｃ（スリット１１０ａ）とを変位させれば、観察対象物１０３から被投射部１０９に向かう方向に延びる複数の仮想直線ＶＳ′の間隔が広がるように各仮想直線ＶＳ′間の角度を大きくすることができる。そのため、観察対象物１０３の撮像倍率を可能な限り拡大、縮小することができる。

図２の例では、エネルギガイド１０７のガイド部１０７ｂの形状が円筒形状になっている。具体的には、ガイド部１０７ｂに内部に円筒形状の空間を構成する筒部材１１２を配置する。筒部材１１２の材質は、可視光を遮断する材質となっている。また筒部材１１２により、図示しない他のエネルギガイドまたはエネルギガイド集束デバイス１０５の外部から回折した光を遮断することができるため、他の直線性の光がガイド部１０７ｂに進入するのを防ぐことができる。したがって、ガイド部１０７ｂにこのような筒部材１１２を配置すると、０次光ＳＬ′のみを確実に被投射部１０９に投射することができるため、光の回折により撮像が乱れる（撮像の解像度が低下する）のを防ぐことができる。

図３は、本実施の形態のエネルギイメージング装置における被投射部として個体撮像素子（ＣＣＤ）を用いた場合の態様を説明する図である。なお、図３の例において図１の例と共通する部分については、図１で付した符号の数に２００の数を加えた数の符号を付して説明を省略する。図３に示すように、被投射部９または１０９は、結像面（スクリーン１１）の代わりに、イメージセンサ［個体撮像素子（ＣＣＤ２１１）］を用いることができる。図３の態様では、エネルギガイド集束デバイス２０５を構成する複数のエネルギガイド２０７として複数の管状部材２０８が用いられており、各管状部材２０８ごとに、被投射部として複数の個体撮像素子（ＣＣＤ）２１１が設けられている。これらの個体撮像素子（ＣＣＤ）２１１は複数のエネルギガイド２０７（管状部材２０８）を通過した直線性の０次光ＳＬ″をそれぞれ撮像することができるようになっている。そして、各個体撮像素子（ＣＣＤ）２１１が撮像した直線性の０次光ＳＬ″を結像処理することにより、観察対象物２０３の映像を結像することができる。

本実施の形態では、直線性エネルギとして直線性の０次光ＳＬ、ＳＬ′及びＳＬ″を用いているが、電波、音波、地震波等の波動エネルギも、エネルギガイド集束デバイスを通過させて被投射部に投射することができる。図４は、本発明のエネルギイメージング装置を用いて、地震波を観察する場合の態様を説明する図である。この例では、図４に示すように、地面Ｇに複数のエネルギイメージング装置３０１を設置する。地面Ｇの内部ＵＧで地震が発生した場合に、震源ＥＣから地面Ｇに向かって伝播した地震波ＥＷ（波動エネルギ）をエネルギイメージング装置３０１が測定すれば、測定データを解析することにより、震源地、震度、地震の規模等を観察することができる。

本発明によれば、観察対象物から放射されて直進する直線性エネルギが、観察対象物から被投射部に向かうに従って相互間の間隔が広がるように複数のエネルギガイドを通過して、そのまま被投射部に投射されて、観察対象物からの直線性エネルギを被投射部に広げた状態で投射することができる。そのため、複数の直線性エネルギを用いて観察対象物をレンズを用いることなく、観察対象物のイメージを拡大して被投射部にイメージング化することができる。また、電子顕微鏡による観察に不向きな生体の構造や結晶内部の構造等の観察対象物を、光学顕微鏡を使用するように簡易に観察でき、しかも電子顕微鏡レベルの倍率で観察することが可能になる。さらに、電子顕微鏡では実現できなかった、観察対象物の細部をカラーで撮像することが可能になる。

１ エネルギイメージング装置
３ 観察対象物
ＳＬ 直線性の光（０次光）
５ エネルギガイド集束デバイス
７ エネルギガイド
７ａ 入口部
７ａｃ 入口部の中心
７ｂ ガイド部
７ｃ 出口部
７ｃｃ 出口部の中心
ＶＳ 仮想直線
ＶＰ１ 第１の仮想平面（仮想平面）
ＶＰ２ 第２の仮想平面（仮想平面）
８ 管状部材
９ 被投射部

Claims (6)

1. 観察対象物から放射されて直進する直線性エネルギのうち一方向に直進する前記直線性エネルギを入口部から受け入れ、ガイド部を経由して出口部から出す複数のエネルギガイドが、束になって構成されたエネルギガイド集束デバイスと、
   前記エネルギガイドの出口部から出た前記直線性エネルギが投射される被投射部とを備えてなるエネルギイメージング装置であって、
   前記エネルギガイドの前記入口部は、前記一方向に直進する前記直線性エネルギのみを受け入れる大きさを有し、前記ガイド部は前記入口部から入った前記直線性エネルギを無反射で前記出口部に導くように構成されており、
   前記エネルギガイド集束デバイスは、前記複数のエネルギガイドの前記入口部の中心と前記出口部の中心とを通る複数本の仮想直線が前記観察対象物に向かうに従って集束するように構成されており、
   前記エネルギガイドは、前記入口部及び前記出口部の少なくとも一方が、前記ガイド部に対して前記仮想直線が垂線となるまたは所定の角度で交差する仮想平面内で所定の範囲内で変位できるように構成されており、
   前記所定の範囲は、前記仮想直線が前記ガイド部と干渉しないように定められていることを特徴とするエネルギイメージング装置。
2. 前記出口部は前記入口部よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のエネルギイメージング装置。
3. 前記直線性エネルギが光であり、
   前記ガイド部は、円筒形状を有しているかまたは基材に形成された断面形状が円形を呈する貫通孔からなる請求項１に記載のエネルギイメージング装置。
4. 前記直線性エネルギが光であり、
   前記複数のエネルギガイドは、それぞれ先細りの管状部材で形成されている請求項１に記載のエネルギイメージング装置。
5. 前記被投射部は、結像面または個体撮像素子（ＣＣＤ）等のイメージセンサである請求項３または４に記載のエネルギイメージング装置。
6. 前記直線性エネルギが、電波、音波、地震波等の波動エネルギである請求項１に記載のエネルギイメージング装置。

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