(57)【要約】  コヒーレントな平面波状の特定波長の照明光を被検物１に向けて射出する光射出面１４Ｄを有する照明部１０と、２次元状に配列された画素からなる画素列５１を有し、被検物１に作用した照明光に基づいて形成される干渉パターンを撮像する撮像素子５０と、を備え、光射出面１４Ｄの面積をＳ、光射出面１４Ｄから画素列５１までの距離をＺとするとき、０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６、を満足する。
2017006370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレントな平面波状の特定波長の照明光を被検物に向けて射出する光射出面を有する照明部と、
２次元状に配列された画素からなる画素列を有し、前記被検物に作用した前記照明光に基づいて形成される干渉パターンを撮像する撮像素子と、を備え、
下記の条件式を満足するデジタルホログラフィック撮影装置。
０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６
ここで、Ｓ；前記光射出面の面積
Ｚ；前記光射出面から前記画素列までの距離
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記被検物を保持可能な被検物保持部を、さらに備え、
下記の条件式を満足することを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
０≦Ｚ102／Ｓ＜４
０．００００００１＜Ｚ202／Ｓ＜４
ここで、Ｚ10；前記光射出面から前記被検物保持部の被検物接触面までの距離
Ｚ20；前記被検物接触面から前記画素列までの距離
【請求項３】
請求項２に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
０．２５＜Ｚ10／Ｚ20＜４
を満足することを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記撮像素子の各画素は、前記光射出面と略平行な面に沿って配列されている、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記撮像素子の出力に基づいて前記被検物を解析する演算部を、さらに備える、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、
前記照明光を射出する光源と、光導波光学系と、を備え、
前記光導波光学系は、
前記光源からの前記照明光を対向する２つの面間で交互に反射を繰り返して伝播する光導波路と、該光導波路を伝播する前記照明光を回折して前記光射出面から同一方向に射出させるグレーティング部と、を備える、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、前記光射出面から複数の方向に向けて、それぞれコヒーレントな平面波状の照明光を射出する、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項８】
請求項７に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、ピーク波長の異なる複数の照明光を射出する、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項９】
請求項８に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、
前記複数の照明光を順次に射出する光源部と、共通の光導波光学系と、を備え、
前記光導波光学系は、
前記光源部から射出される前記照明光を対向する２つの面間で交互に反射を繰り返して伝播する光導波路と、該光導波路を伝播する前記照明光を回折して前記光射出面から前記ピーク波長ごとに異なる方向に射出させるグレーティング部と、を備える、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、
前記複数の照明光を同時に射出する光源部と、共通の光導波光学系と、を備え、
前記光導波光学系は、
前記光源部から射出される前記照明光を対向する２つの面間で交互に反射を繰り返して伝播する光導波路と、該光導波路を伝播する前記照明光を回折して前記光射出面から前記ピーク波長ごとに異なる方向に射出させるグレーティング部と、を備え、
前記撮像素子は、前記複数の照明光のピーク波長に対応する分光感度特性を有するカラーフィルタを備える、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、
前記複数の照明光を同時に射出する光源部と、前記複数の照明光に対応する積層された複数の光導波光学系と、を備え、
前記複数の光導波光学系の各々は、
前記光源部から射出される対応する前記照明光を対向する２つの面間で交互に反射を繰り返して伝播する光導波路と、該光導波路を伝播する前記照明光を回折して前記光射出面から当該ピーク波長に対応する方向に射出させるグレーティング部と、を備え、
前記撮像素子は、前記複数の照明光のピーク波長に対応する分光感度特性を有するカラーフィルタを備える、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記複数の光導波光学系は、対応する前記照明光のピーク波長が前記光射出面側から短い順に積層してなる、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１３】
請求項７に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、ピーク波長の等しい照明光を射出する、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、
前記照明光を射出する光源部と、前記光射出面からの前記照明光の射出方向に対応する積層された複数の光導波光学系と、を備え、
前記光源部は、前記照明光を前記複数の光導波光学系に順次に入射させ、
前記複数の光導波光学系の各々は、
前記光源部からの前記照明光を対向する２つの面間で交互に反射を繰り返して伝播する光導波路と、該光導波路を伝播する前記照明光を回折して前記光射出面から異なる方向に射出させるグレーティング部と、を備える、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記撮像素子は、前記光射出面から射出される前記照明光が前記被検物を透過して形成される前記干渉パターンが入射する位置に配置される、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記撮像素子は、前記被検物を透過した前記照明光が直接入射する位置に配置される、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１７】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記照明部は、前記光射出面と対向して前記照明光を反対方向に射出する対向光射出面をさらに有し、
前記撮像素子は、前記対向光射出面から射出される前記照明光と、前記光射出面から射出されて前記被検物で反射され、さらに前記光射出面及び前記対向光射出面を透過する前記照明光とによって形成される前記干渉パターンが入射する位置に配置される、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のデジタルホログラフィック撮影装置において、
前記撮像素子は、前記対向光射出面に結合されている、
ことを特徴とするデジタルホログラフィック撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルホログラフィック撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルホログラフィック撮影装置として、例えば特許文献１及び特許文献２に開示のものが知られている。特許文献１に開示のデジタルホログラフィック撮影装置は、発光ダイオードからなる光源から射出されるインコヒーレントな照明光を、微小開口を有する空間フィルタを経て試料に照射し、試料を透過する光と拡散しない光との干渉パターンを撮像素子で撮像している。【０００３】
また、特許文献２に開示のデジタルホログラフィック撮影装置は、レーザ光源からのコヒーレントな照明光を試料に照射し、試料で散乱された光と散乱されない光との干渉パターンを対物レンズ及び接眼レンズを経て拡大して撮像素子で撮像している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５０８７７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−５０２２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示のデジタルホログラフィック撮影装置は、試料を保持する試料ホルダと空間フィルタとの距離をＺ1、試料ホルダと撮像素子との距離をＺ2とするとき、広視野を確保するには、Ｚ2＜＜Ｚ1に構成することが必須となる。そのため、装置が大型化することが懸念される。【０００６】
特許文献２に開示のデジタルホログラフィック撮影装置は、試料を配置する試料台と撮像素子との間に対物レンズ及び接眼レンズを配置して干渉パターンを拡大して撮像する。そのため、視野が狭くなるとともに、試料台と撮像素子とが大きく離れて、装置が大型化することが懸念される。【０００７】
更には、特許文献１又は特許文献２に開示のデジタルホログラフィック撮影装置において、光源や撮像素子をシフトする手法を採用して高分解能を達成することが考えられる。しかし、この場合は、シフトのための機構部を要することになって、装置が複雑かつより大型化することが懸念される。【０００８】
かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、小型な構成で、広視野に亘って干渉パターンを撮影可能なデジタルホログラフィック撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、
コヒーレントな平面波状の特定波長の照明光を被検物に向けて射出する光射出面を有する照明部と、
２次元状に配列された画素からなる画素列を有し、前記被検物に作用した前記照明光に基づいて形成される干渉パターンを撮像する撮像素子と、を備え、
下記の条件式を満足するものである。
０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６
ここで、Ｓ；前記光射出面の面積
Ｚ；前記光射出面から前記画素列までの距離
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型な構成で、広視野に亘って干渉パターンを撮影することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図２】第２実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図３】第３実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図４】第４実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図５】第５実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図６】第６実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図７】第７実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図８】第８実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図９】第９実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図１０】第１０実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。
【図１１】照明部の第１構成例を示す概略断面図である。
【図１２Ａ】図１１のグレーティングの形成例を説明する図である。
【図１２Ｂ】図１１のグレーティングの形成例を説明する図である。
【図１２Ｃ】図１１のグレーティングの形成例を説明する図である。
【図１２Ｄ】図１１のグレーティングの形成例を説明する図である。
【図１３】図１１の照明部の機能を説明する図である。
【図１４】照明部の第２構成例の説明図である。
【図１５】照明部の第３構成例におけるスラブ型光導波路の基本構造を示す図である。
【図１６Ａ】図１５のスラブ型光導波路を有する光導波光学系をｚ方向から見た拡大概略図である。
【図１６Ｂ】図１５のスラブ型光導波路を有する光導波光学系をｘ方向から見た拡大概略図である。
【図１７Ａ】照明部の第４構成例におけるスラブ型光導波路を有する光導波光学系をｚ方向から見た拡大概略図である。
【図１７Ｂ】照明部の第４構成例におけるスラブ型光導波路を有する光導波光学系をｘ方向から見た拡大概略図である。
【図１８Ａ】照明部の第５構成例を説明するための図である。
【図１８Ｂ】一定の高さのグレーティングを示す図である。
【図１９】図１８Ａ及び図１８Ｂのグレーティングによる回折照明光の強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１３】
（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、照明部１０と撮像素子５０とを備える。照明部１０は、コヒーレントな特定波長の照明光を射出する光源１１と、光導波光学系１２とを備える。
【００１４】
光源１１は、例えば半導体レーザを有して構成される。光導波光学系１２は、光源１１からの照明光を上下に平行に対向する２つの面間で交互に反射を繰り返して伝播する光導波路１３と、該光導波路１３を伝播する照明光を回折して光射出面１４Ｄから同一方向に平面波状に射出させるグレーティング部１５とを備える。なお、グレーティング部１５で回折される照明光は、光射出面１４Ｄと対向する光射出面１４Ｕからも平面波状に射出される。図１において、光導波光学系１２は、光導波路１３による照明光の伝播方向をｙ、光射出面１４Ｄの法線方向をｚとするｙｚ面の概略断面図で示している。照明部１０の詳細な構成については、後述する。
【００１５】
撮像素子５０は、光導波路１３の一方の光射出面１４Ｄと対向して配置される。撮像素子５０は、光射出面１４Ｄと略平行な面に沿って２次元状に配列された画素列５１と、該画素列５１の入射面側に配置されたカバーガラス５２とを備える。カバーガラス５２は、光射出面１４Ｄから射出される照明光に対して透過性を有する材質で形成される。本実施の形態において、カバーガラス５２は、被検物保持部としても機能し、該カバーガラス５２の上面に細胞等の屈折率分布を有する透明な被検物１が着脱自在に直接載置されて保持される。
【００１６】
図１において、光射出面１４Ｄから射出される平面波状の照明光は、撮像素子５０のカバーガラス５２上に載置された被検物１を透過する。その際、撮像素子５０の画素列５１上には、被検物１によって影響を受けない０次光と、被検物１によって影響を受けた回折光との干渉パターンが形成される。したがって、撮像素子５０により干渉パターンを撮像すれば、その干渉パターンを演算処理することにより被検物１を解析することが可能となる。
【００１７】
本実施の形態では、図１において、光射出面１４Ｄの面積をＳ、光射出面１４Ｄから撮像素子５０の画素列５１までの距離をＺとするとき、０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６、を満足する。ここで、Ｚ2／Ｓは、０．００００００１以下になると、被検物１を撮像素子５０のカバーガラス５２上に載置するスペースを確保することが困難になる。そのため、Ｚ2／Ｓは、０．００００００１を超える値、好ましくは０．００１以上とするとよい。また、Ｚ2／Ｓは、１６以上になると小型化が困難になることから、１６未満、好ましくは４以下、より好ましくは１以下とするとよい。また、本実施の形態では、照明部１０の光射出面１４Ｄの面積Ｓが、光射出面１４Ｄから撮像素子５０の画素列５１までの距離Ｚの２乗に対して大きいので、広視野に亘って干渉パターンを撮影することができる。さらに、撮像素子５０の画素列５１の配置された領域の面積は、光射出面１４Ｄの面積Ｓの０．８倍以上であることが、広視野化の上で好ましい。
【００１８】
これにより、本実施の形態によると、撮像素子５０のカバーガラス５２上に被検物１を配置するスペースを確保しながら、光射出面１４Ｄを被検物１に近づけられる小型な構成で、広視野に亘って干渉パターンを撮影することが可能となる。特に、撮像素子５０と被検物１の間にレンズがないレンズレス構成としているので、小型化と低コスト化に有利となる。
【００１９】
（第２実施の形態）
図２は、第２実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、図１に示した構成において、照明部１０の光射出面１４Ｄと撮像素子５０との間に配置された被検物保持部６０を有する。被検物保持部６０は、照明部１０から射出される照明光に対して透過性を有する材質で形成され、光射出面１４Ｄ側の面（被検物接触面）６１上に着脱自在に載置される被検物１を保持する。
【００２０】
本実施の形態では、図２において、照明部１０の光射出面１４Ｄの面積をＳ、光射出面１４Ｄから被検物保持部６０の被検物接触面６１までの距離をＺ10、被検物接触面６１から撮像素子５０の画素列５１までの距離をＺ20とするとき、０．００００００１＜Ｚ102／Ｓ＜４、及び、０．００００００１＜Ｚ202／Ｓ＜４、を満足する。したがって、第１実施の形態で説明した、０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６、も満足する。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００２１】
ここで、Ｚ102／Ｓは、０．００００００１以下になると、被検物１を被検物保持部６０上に載置するスペースを確保することが困難になることから、０．００００００１を超える値、好ましくは０．００１以上とするとよい。また、Ｚ102／Ｓは、４以上になると、小型化が困難になることから４未満、好ましくは１以下、より好ましくは０．５以下とするとよい。同様に、Ｚ202／Ｓは、０．００００００１以下になると、被検物保持部６０を配置するスペースを確保することが困難になることから、０．００００００１を超える値、好ましくは０．００１以上とするとよい。また、Ｚ202／Ｓは、４以上になると、小型化が困難になることから４未満、好ましくは１以下、より好ましくは０．５以下とするとよい。また、好ましくは、０．２５＜Ｚ10／Ｚ20＜４、を満足する。
【００２２】
これにより、本実施の形態によると、被検物１及び被検物保持部６０を配置するスペースを確保しながら、光射出面１４Ｄを被検物１に近づけられる小型な構成で、広視野に亘って干渉パターンを撮影することが可能となる。
【００２３】
（第３実施の形態）
図３は、第３実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、図１に示した構成において、被検物１を容器７０に収容して撮像素子５０のカバーガラス５２上に載置するものである。容器７０は、光射出面１４Ｄから射出される照明光に対して透過性を有する材質で形成される。容器７０は、例えば組織培養等で使用されているベントキャップフラスコ、ウェルプレート、ディッシュ等が使用可能である。
【００２４】
本実施の形態では、図３において、照明部１０の光射出面１４Ｄの面積をＳ、光射出面１４Ｄから撮像素子５０の画素列５１までの距離をＺとするとき、第１実施の形態と同様に、０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６、を満足する。ここで、Ｚ2／Ｓは、０．００００００１以下になると、被検物１を収容する容器７０を載置するスペースを確保することが困難になることから、０．００００００１を超える値、好ましくは０．００１以上とするとよい。また、Ｚ2／Ｓは、１６以上になると、小型化が困難になることから１６未満、好ましくは４以下、より好ましくは１以下とするとよい。その他の構成は、第１実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００２５】
これにより、本実施の形態によると、被検物１を収容する容器７０を載置するスペースを確保しながら、光射出面１４Ｄを被検物１に近づけられる小型な構成で、広視野に亘って干渉パターンを撮影することが可能となる。
【００２６】
（第４実施の形態）
図４は、第４実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、図２に示した構成において、被検物１を容器７０に収容して被検物保持部６０の被検物接触面６１上に載置するものである。したがって、本実施の形態において、被検物１は容器７０の底部を介して被検物接触面６１に接触することになる。容器７０は、図３で説明したと同様に構成される。
【００２７】
本実施の形態では、第２実施の形態の場合と同様に、照明部１０の光射出面１４Ｄの面積をＳ、光射出面１４Ｄから被検物保持部６０の被検物接触面６１までの距離をＺ10、被検物接触面６１から撮像素子５０の画素列５１までの距離をＺ20とするとき、０．００００００１＜Ｚ102／Ｓ＜４、及び、０．００００００１＜Ｚ202／Ｓ＜４、を満足する。したがって、第１実施の形態で説明した、０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６、も満足する。
【００２８】
ここで、Ｚ102／Ｓは、０．００００００１以下になると、被検物１を収容する容器７０を被検物保持部６０上に載置するスペースを確保することが困難になることから、０．００００００１を超える値、好ましくは０．００１以上とするとよい。また、Ｚ102／Ｓは、４以上になると、小型化が困難になることから４未満、好ましくは１以下、より好ましくは０．５以下とするとよい。同様に、Ｚ202／Ｓは、０．００００００１以下になると、被検物保持部６０を配置するスペースを確保することが困難になることから、０．００００００１を超える値、好ましくは０．００１以上とするとよい。また、Ｚ202／Ｓは、４以上になると、小型化が困難になることから４未満、好ましくは１以下、より好ましくは０．５以下とするとよい。その他の構成は、第２実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００２９】
これにより、本実施の形態によると、容器７０及び被検物保持部６０を配置するスペースを確保しながら、光射出面１４Ｄを容器７０に収容されている被検物１に近づけられる小型な構成で、広視野に亘って干渉パターンを撮影することが可能となる。
【００３０】
（第５実施の形態）
図５は、第５実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、光を反射する被検物１により形成される干渉パターンを撮影するもので、上記実施の形態と同様に、照明部１０と撮像素子５０とを備える。
【００３１】
本実施の形態では、照明部１０の光導波路１３を被検物保持部としても機能させ、該光導波路１３の他方の光射出面１４Ｕを被検物接触面として、該光射出面１４Ｕ上に被検物１を直接又は上述した容器を介して着脱自在に保持する。図５は、光射出面１４Ｕ上に被検物１を直接保持した場合を例示している。撮像素子５０は、光導波路１３の光射出面１４Ｄに接合又は離間対向して配置される。なお、撮像素子５０を光射出面１４Ｄに接合して配置する場合、撮像素子５０のカバーガラス５２は省略してもよい。
【００３２】
図５において、光射出面１４Ｕから射出された平面波状の照明光は、光射出面１４Ｕ上に載置された被検物１で反射される。被検物１で反射された照明光は、光導波路１３を透過して、撮像素子５０の画素列５１に物体光として入射する。また、画素列５１には、光射出面１４Ｄから射出された平面波状の照明光が参照光として入射する。これにより、画素列５１上には、被検物１に作用した、すなわち被検物１で変調された物体光と、被検物１に作用しない、すなわち被検物１で変調されない参照光との干渉パターンが形成される。したがって、上記実施の形態と同様に、撮像素子５０により干渉パターンを撮像すれば、その干渉パターンを演算処理することにより被検物１を解析することが可能となる。
【００３３】
本実施の形態では、図５において、光射出面１４Ｕ及び１４Ｄの面積をＳ、被検物１に作用する照明光を射出する光射出面１４Ｕから撮像素子５０の画素列５１までの距離をＺとするとき、上記実施の形態と同様に、０．００００００１＜Ｚ2／Ｓ＜１６、を満足する。
【００３４】
また、光射出面１４Ｕから被検物接触面までの距離をＺ10、被検物接触面６１から撮像素子５０の画素列５１までの距離をＺ20とするとき、０≦Ｚ102／Ｓ＜４、及び、０．００００００１＜Ｚ202／Ｓ＜４、を満足する。本実施の形態では、光射出面１４Ｕを被検物接触面としても機能させているので、Ｚ10は０となり、Ｚ102／Ｓも０となる。一方、光射出面１４Ｕの上方に被検物保持部を別途配置して被検物を保持する場合は、Ｚ10＞０となる。また、Ｚ20は、Ｚと等しくなる。
【００３５】
したがって、本実施の形態におけるように、光導波路１３の光射出面１４Ｕ及び１４Ｄの一方側に被検物１を、他方側に撮像素子５０を配置する場合は、特に、被検物１を載置するスペースを確保する必要がない。したがって、光導波路１３や撮像素子５０の構造上の寸法を考慮して、装置の小型化の観点から、上記の条件を満たす適正な値を設定することで、小型な構成で、広視野に亘って干渉パターンを撮影することが可能となる。
【００３６】
ここで、上記第１〜５実施の形態における、Ｚ、Ｚ10、Ｚ20及びＳの具体的な数値例を以下に示す。一数値例として、Ｚ（＝Ｚ10＋Ｚ20）＝３ｍｍ、Ｚ10＝１ｍｍ、Ｚ20＝２ｍｍ、とする。また、Ｓは、撮像素子５０として受光面積が４０ｍｍ×４０ｍｍのフルサイズを使用するものとして、１６００ｍｍ2（＝４０ｍｍ×４０ｍｍ）とする。この場合、Ｚ2／Ｓ＝０．００５６２５、Ｚ102／Ｓ＝０．０００６２５、Ｚ202／Ｓ＝０．００２５、Ｚ10／Ｚ20＝０．５、となる。
【００３７】
また、他の数値例として、Ｚ＝１００ｍｍ、Ｚ10＝６０ｍｍ、Ｚ20＝４０ｍｍ、Ｓ＝１６００ｍｍ2とする。この場合、Ｚ2／Ｓ＝６．２５、Ｚ102／Ｓ＝２．２５、Ｚ202／Ｓ＝１、Ｚ10／Ｚ20＝１．５、となる。
【００３８】
（第６実施の形態）
図６は、第６実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、図２に示した第２実施の形態又は図４に示した第４実施の形態において、照明部１０の構成が異なるものである。以下、異なる点について説明する。
【００３９】
照明部１０は、光源部２０と光導波光学系１２とを備える。光源部２０は、ピーク波長の異なるコヒーレントな複数の照明光を順次に射出するもので、複数の半導体レーザ又は単一の波長可変レーザを有して構成される。本実施の形態では、説明の便宜上、光源部２０は赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光及び青色（Ｂ）光を射出するものとする。
【００４０】
光導波光学系１２は、光源部２０から射出されるＲ光、Ｇ光及びＢ光に対して共通に使用される。光導波光学系１２は、例えばＧ光を光射出面１４Ｄからほぼ法線方向に射出するようにグレーティング部１５が構成される。したがって、グレーティング部１５は、Ｒ光及びＢ光をＧ光とは異なる方向に回折するので、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光は光射出面１４Ｄからそれぞれ異なる方向に射出されることになる。
【００４１】
本実施の形態では、照明部１０から順次に射出されるＲ光、Ｇ光及びＢ光によってそれぞれ形成される被検物による干渉パターンの像を、撮像素子５０によって面順次で撮像する。
【００４２】
本実施の形態によると、異なる波長の光で被検物の干渉パターンを形成することから、第２実施の形態又は第４実施の形態における効果に加えて、被検物を広視野に亘って高精度で解析することが可能となる。しかも、従来のように光源や撮像素子を機械的にシフトして光路長を変化させる必要がないので、装置の複雑化や大型化を招くこともない。
【００４３】
（第７実施の形態）
図７は、第７実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、第６実施の形態において、照明部１０の光源部２０からＲ光、Ｇ光及びＢ光を同時に射出させて、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光により被検物を同時に照明する。したがって、本実施の形態において、光源部２０はＲ光、Ｇ光及びＢ光をそれぞれ射出する３つの半導体レーザを有して構成される。
【００４４】
また、撮像素子５０は、画素列５１の入射面側に、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光に対応する分光感度特性を有する例えばベイヤー配列されたカラーフィルタ５３を有し、照明部１０から同時に射出されるＲ光、Ｇ光及びＢ光によって形成される被検物による干渉パターンを撮像する。その他の構成は、第６実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態では、照明部１０からＲ光、Ｇ光及びＢ光を同時に射出させて被検物を照明し、それにより形成される被検物の干渉パターンを撮像素子５０においてカラーフィルタ５３を介して撮像する。したがって、第６実施の形態の面順次で干渉パターンを撮像する場合と比較して、１フレームで被検物の干渉パターンを得ることができるので、高速な解析が可能となる。
【００４６】
（第８実施の形態）
図８は、第８実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、図２に示した第２実施の形態又は図４に示した第４実施の形態において、照明部１０の構成が異なるものである。以下、異なる点について説明する。
【００４７】
照明部１０は、光源部３０と、積層された複数の光導波光学系３２とを備える。図８では、３つの光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃが積層された場合を例示している。光源部３０は、ピーク波長の等しい照明光を３つの光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃに順次に入射させる。
【００４８】
光源部３０は、例えば３つの光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃのそれぞれに結合された光源を有し、３つの光源から対応する光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃに順次にピーク波長の等しい照明光を入射させるように構成される。あるいは、光源部３０は、一つの光源を有し、該光源からの射出光を分岐して液晶シャッタ等の公知の光シャッタにより３つの光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃに順次に入射させるように構成される。図８では、３つの光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃに光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃをそれぞれ結合して、同一波長の照明光を射出する場合を例示している。
【００４９】
光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、上述した光導波光学系１２と同様に構成される。すなわち、光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、対応する光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃからの照明光を上下に平行に対向する２つの面間で交互に反射を繰り返して伝播する光導波路３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、該光導波路３３ａ、３３ｂ、３３ｃを伝播する照明光を回折して最下層の光導波路３３ｃの下面の光射出面３４Ｄから平面波状に射出させるグレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃと、を備える。グレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、照明光をそれぞれ異なる方向に回折させて射出するように構成される。なお、この場合も、グレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃでそれぞれ回折される照明光は、光射出面３４Ｄと対向する光導波路３３ａの上面の光射出面３４Ｕからも平面波状に射出される。
【００５０】
本実施の形態では、照明部１０から順次に異なる方向に平面波状に射出される同一波長の照明光によってそれぞれ形成される被検物による干渉パターンの像を、撮像素子５０によって面順次で撮像する。したがって、装置の複雑化や大型化を招くことなく、単色の照明光で被検物を広視野に亘って高精度で解析することが可能となる。しかも、照明光の放射方向は、グレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃの構成によって適宜設定することができるので、設計の自由度を向上でき、被検物に応じた構成が可能となる。
【００５１】
（第９実施の形態）
図９は、第９実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、第８実施の形態において、照明部１０から被検物に向けてコヒーレントな平面波状のＲ光、Ｇ光、Ｂ光を同時に射出させる。そのため、光源部３０の光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の異なる波長の照明光を射出するように構成される。
【００５２】
光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、被検物保持部６０と対向する光射出面３４Ｄ側から、射出する波長が短い順に積層される。したがって、光導波光学系３２ａに結合された光源３１ａはＲ光を、光導波光学系３２ｂに結合された光源３１ｂはＧ光を、光導波光学系３２ｃに結合された光源３１ｃはＢ光をそれぞれ射出する。光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃのグレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ異なる方向に回折させて射出するように構成される。
【００５３】
また、撮像素子５０は、第７実施の形態と同様に、画素列５１の入射面側に、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光に対応する分光感度特性を有するカラーフィルタ５３を有し、照明部１０から同時に射出されるＲ光、Ｇ光及びＢ光によって形成される被検物による干渉パターンを撮像する。その他の構成は、第８実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態によると、照明部１０からＲ光、Ｇ光及びＢ光を同時に射出させて被検物を照明し、それにより形成される被検物の干渉パターンを撮像素子５０においてカラーフィルタ５３を介して撮像する。したがって、第７実施の形態の場合と同様に、被検物を広視野に亘って高速かつ高精度で解析できる利点がある。また、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の放射方向は、グレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃの構成によって適宜設定することができるので、第８実施の形態の場合と同様に、設計の自由度を向上でき、被検物に応じた構成が可能となる。
【００５５】
（第１０実施の形態）
図１０は、第１０実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置の要部の概略構成図である。本実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置は、第１実施の形態において、撮像素子５０の出力に基づいて被検物１を解析する演算部８０を有する。演算部８０は、例えばＣＰＵ（中央処理装置)等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成される。また、演算部８０は、処理に特化した専用のプロセッサ、例えばＤＳＰ(デジタルシグナルプロセッサ)等によって構成されてもよい。
【００５６】
このように、デジタルホログラフィック撮影装置に演算部８０を内蔵させることで、演算部を外付けする場合と比較して、簡単な操作で被検物１の解析を実行することが可能となる。
【００５７】
以上、第１〜１０実施の形態について説明したが、第６〜９実施の形態に示した照明部１０の構成は、第１実施の形態、第３実施の形態又は第５実施の形態に適用して、デジタルホログラフィック撮影装置を構成してもよい。また、第１０実施の形態に示した演算部８０は、第２〜９実施の形態に係るデジタルホログラフィック撮影装置にも同様に設けてもよい。
【００５８】
次に、上記実施の形態に示した照明部１０の構成例について、詳細に説明する。
【００５９】
（照明部の第１構成例）
図１１は、照明部１０の第１構成例を示す概略断面図である。図１１に示す照明部１０は、例えば第１〜７実施の形態及び第１０実施の形態において使用されるもので、一層の光導波光学系１２を有するものである。上述したように、照明部１０は、光源１１又は光源部２０と、光導波光学系１２とを備える。光導波光学系１２は、照明光を伝播する光導波路１３と、該光導波路１３を伝播する照明光を回折させて光射出面１４Ｄから平面波状に射出させるグレーティング部１５とを備える。図１１では、光導波路１３の入射端に光源１１を結合して配置した場合を例示している。また、光導波光学系１２は、光導波路１３による照明光の伝播方向をｙ、光射出面１４Ｄの法線方向をｚとするｙｚ面の断面図で示している。
【００６０】
光導波路１３は、コア２５と、コア２５の上側のクラッド２６Ｕと、下側のクラッド２６Ｄとを有して構成される。コア２５は、ｙｚ面と直交する方向（ｘ方向）の断面が、例えば円形、楕円形、矩形等の任意の形状に形成される。クラッド２６Ｕ及び２６Ｄは、コア２５のｙ方向の両端を除く周囲で、少なくとも照明光の射出領域の上下に形成される。
【００６１】
グレーティング部１５は、平面波の照明光をｚ方向に射出するように、光導波路１３の照明光の伝播路において、コア２５とクラッド２６Ｄとの界面又はコア２５内にｙ方向に沿って形成される。グレーティング部１５は、コア２５とクラッド２６Ｕとの界面に形成されていてもよい。グレーティング部１５は、例えば、図１２Ａに示す矩形状の溝、図１２Ｂに示す鋸歯形状をした溝、図１２Ｃに示す波形状の溝、図１２Ｄに示す矩形状で屈折率の異なる溝で形成される。
【００６２】
次に、光導波光学系１２の機能について、図１３を参照して説明する。図１３に示す光導波光学系１２は、屈折率Ｎｓの下側のクラッド２６Ｄの上に、厚さＴ、屈折率Ｎｆのコア２５が積層され、その境界に屈折率Ｎｇ、周期Λ、グレーティングファクタａ、高さｈｇのグレーティング部１５が形成され、さらにコア２５の上に屈折率Ｎｃの上側のクラッド２６Ｕが積層されて構成されている。クラッド２６Ｄ、コア２５及びクラッド２６Ｕは、光導波路１３を構成する。
【００６３】
図１３において、光導波路１３内に入射された照明光（波長λ）は、屈折率の異なるコア２５とクラッド２６Ｄ及び２６Ｕとの境界面で全反射を繰り返すことで閉じ込められて、光導波路１３内をある導波モードで伝播する。光導波路１３内を伝播する照明光は、周期Λのグレーティング部１５が配置された部分で下記（１）式の条件を満たすと、導波モードと放射モードとの間の結合が起こる。これにより、光導波路１３内をｙ方向に伝搬定数β0を持つ照明光が伝搬する場合、この照明光に付随してｙ方向の伝搬定数βqをもつ空間高調波が発生する。このとき光導波路１３内を伝搬する照明光は、放射モードにより照明部１０の外部へ放射角度（θｃ）で平面波として面積を有する帯状（１次元状）に放射される。
【００６４】
【数１】
2017006370.tif 000003
ただし、ｋ0は真空波数、Ｎeffは照明光の実効屈折率である。
【００６５】
ここで、光導波路１３内をｙ方向に伝播する照明光の伝播モードは、光導波路１３を構成するパラメータ条件（屈折率、厚さ、波長）によって、複数の伝搬定数が存在するマルチモード伝搬と、基本モードの１つの伝搬定数のみが存在するシングルモード伝搬とに分けることができる。
【００６６】
上記第１〜５実施の形態及び第１０実施の形態においては、照明部１０から特定の放射角度（θｃ）の平面波のみを出力させる。この場合は、特定の伝搬モードに対して、（１）式のｑが１つに定まる周期Λのグレーティング部１５を形成して、シングルモード光を伝搬させる。このように構成すると、伝搬光に付随して、特定の放射モードにより光導波路１３の外部へ光が放射されるため、最終的に照明部１０から特定の放射角度の平面波のみを射出させることができる。
【００６７】
例えば、光源１１から射出される照明光の波長（λ）が、λ＝５４６．０７４ｎｍ（Ｇ光）の場合、コア２５の屈折率（Ｎｆ）及びグレーティング部１５の屈折率（Ｎｇ）をＮｆ＝Ｎｇ＝１．５３５４、クラッド２６Ｄ及び２６Ｕの屈折率（Ｎｓ、Ｎｃ）をＮｓ＝Ｎｃ＝１．４６００８、コア２５の厚さ（Ｔ）をＴ＝５５０ｎｍ、グレーティング部１５の周期（Λ）をΛ＝３３９ｎｍとして光導波路１３を構成する。この場合、光導波路１３の実効屈折率ＮeffはＮeff＝１．５０７８８となり、照明光の放射角度（θｃ）はθｃ＝−４．０°となる。グレーティングファクタａ及び高さｈｇは、ａ＝０．５、ｈｇ＝５０ｎｍである。なお、照明光の放射角度θｃは、０°であっても良いことはもちろんである。
【００６８】
第６実施の形態及び第７実施の形態の場合、光導波路１３は同様に構成してもよい。この場合は、Ｇ光に対してＲ光及びＢ光の波長が互いに異なるので、結果としてＲ光、Ｇ光及びＢ光は光射出面１４Ｄからそれぞれ異なる方向に射出されることになる。もちろん、グレーティング部１５として、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光に対して、それぞれ異なる方向に回折させるように構成したグレーティングを混在して形成してもよい。
【００６９】
第１構成例の照明部１０によると、薄型かつ小型な構成で、照明光を所望の方向に広視野に亘って帯状に射出させることが可能となる。
【００７０】
（照明部の第２構成例）
図１４は、照明部１０の第２構成例を示す概略断面図である。図１４の照明部１０は、例えば第８実施の形態及び第９実施の形態に使用され、図１１の光導波光学系１２と同様の構成からなる３つの光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃが積層される。光導波路３３ａは、コア２５ａと、上下のクラッド２６ａと、グレーティング部３５ａとを有する。光導波路３３ｂは、コア２５ｂと、上下のクラッド２６ｂと、グレーティング部３５ｂとを有する。光導波路３３ｃは、コア２５ｃと、上下のクラッド２６ｃと、グレーティング部３５ｃとを有する。光導波路３３ａを構成する下側のクラッド２６ａと光導波路３３ｂを構成する上側のクラッド２６ｂ、及び、光導波路３３ｂの下側のクラッド２６ｂと光導波路３３ｃを構成する上側のクラッド２６ｃは、それぞれ結合される。
【００７１】
グレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、第８実施の形態における照明部１０に適用する場合、同一波長の照明光をそれぞれ異なる所望の方向に回折させて射出するように周期（Λ）が設定される。
【００７２】
また、グレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、第９実施の形態における照明部１０に適用する場合、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光をそれぞれ異なる所望の方向に回折させるように周期（Λ）が設定される。また、この場合、上述したように、光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、被検物保持部６０と対向する光射出面３４Ｄ側から、射出する波長が短い順に積層される。したがって、上層の光導波光学系から射出された照明光が下層の光導波光学系を透過する際に不要次数の回折光が発生するのを防止することができる。
【００７３】
第２構成例の照明部１０においても、第１構成例の照明部１０と同様に、薄型かつ小型な構成で、照明光を所望の異なる方向に広視野に亘って帯状に射出させることが可能となる。
【００７４】
（照明部の第３構成例）
照明部１０の第３構成例においては、第１構成例及び第２構成例において、光導波光学系の光導波路がスラブ型光導波路として構成され、平面波の照明光を所望の方向に面状（２次元状）に射出させる。
【００７５】
図１５は、スラブ型光導波路の基本構造を示す図である。スラブ型光導波路４１は、平板状のコア２５と、その両面に積層されたクラッド２６とを有する。図１５において、照明光の伝播方向をｙ方向、コアの厚み方向をｚ方向、ｙ方向及びｚ方向と直交する方向をｘ方向とするとき、コア２５のｘ方向の両端面にはクラッドが形成されておらず、ｚ方向にはコア２５とクラッド２６との屈折率差が存在する。コア２５にｙ方向から導入された照明光は、コア２５とクラッド２６との屈折率差によりコア２５内に閉じ込められてｙ方向に伝播される。
【００７６】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、スラブ型光導波路４１を有する光導波光学系１２を示すもので、図１６Ａは光導波光学系１２をｚ方向から見た拡大概略図であり、図１６Ｂはｘ方向から見た拡大概略図である。スラブ型光導波路４１は、一端から他端に向けて拡開するテーパ状光導波路４２と、テーパ状光導波路４２の拡開した他端に結合された矩形状光導波路４３とを備える。テーパ状光導波路４２及び矩形状光導波路４３は、ｘｙ平面に延在するコア２５と、コア２５のｚ方向に対向する両面に形成されたクラッド２６とを有し、矩形状光導波路４３にグレーティング部１５が形成されている。テーパ状光導波路４２及び矩形状光導波路４３は、例えば一体に形成されて、テーパ状光導波路４２の矩形状光導波路４３とは反対側の端面から照明光が入射される。図１６Ａ及び図１６Ｂでは、テーパ状光導波路４２に光源１１を結合した場合を例示している。
【００７７】
図１６Ａ及び図１６Ｂにおいて、光源１１から射出された照明光は、テーパ状光導波路４２においてｚ方向に閉じ込められてｙ方向に伝播される。また、テーパ状光導波路４２に入射された照明光は、ｘ方向には球面波として広がって伝播されて面積が拡大される。グレーティング部１５は、ｙｚ平面においては所定の形状（図では矩形）及び周期で形成され、ｘｙ平面においては照明光の球面波に合わせて球面状に形成される。
【００７８】
上記第８実施の形態及び第９実施の形態における照明部１０に適用する場合は、光導波路３３ａ、３３ｂ、３３ｃのそれぞれが図１６Ａ及び図１６Ｂと同様のスラブ型光導波路で構成される。
【００７９】
第３構成例の照明部１０によると、薄型かつ小型な構成で、照明光を所望の方向に大面積の面状に広視野に亘って射出させることが可能となる。
【００８０】
（照明部の第４構成例）
図１７Ａ及び図１７Ｂは、照明部１０の第４構成例の説明図である。第４構成例は、第３構成例において、スラブ型光導波路４１を構成するテーパ状光導波路４２が、伝播する照明光の波面を変換する変換グレーティング部４４を有するものである。
【００８１】
図１７Ａは光導波光学系１２をｚ方向から見た拡大概略図であり、図１７Ｂはｘ方向から見た拡大概略図である。変換グレーティング部４４は、テーパ状光導波路４２における照明光の伝播路の任意の位置に形成されて、テーパ状光導波路４２を伝播する照明光をｘｙ平面において球面波から平面波に変換する。また、矩形状光導波路４３のグレーティング部１５は、ｙｚ平面においては所定の形状（図では矩形）及び周期で形成され、ｘｙ平面においては照明光の平面波に合わせて直線状に形成される。
【００８２】
第８実施の形態及び第９実施の形態における照明部１０に適用する場合は、光導波路３３ａ、３３ｂ、３３ｃをそれぞれ構成するテーパ状光導波路が上記の変換グレーティング部を有して構成される。
【００８３】
第４構成例の照明部１０によると、矩形状光導波路４３のグレーティング部１５をｘｙ平面において照明光の平面波に合わせて直線状に形成することができるので、第３構成例の効果に加えてグレーティング部１５を容易に作成できる利点がある。第８実施の形態及び第９実施の形態における照明部１０に適用した場合も同様である。
【００８４】
（照明部の第５構成例）
図１８Ａは、照明部１０の第５構成例を説明するための図である。第５構成例では、第１〜４構成例において、グレーティング部１５の高さｈｇを、照明光の伝播方向（ｙ方向）におけるグレーティング長さＬが長くなるのに従って高くする。
【００８５】
すなわち、図１８Ｂに示すように、グレーティング部１５の高さｈｇがグレーティング長さＬに亘って一定の場合、グレーティング部１５で回折されて照明部１０から射出される照明光の強度は、照明光の伝播方向におけるグレーティング長さＬが長くなるに従って、図１９に実線で示すように指数関数的に減衰する。そこで、第５構成例では、図１９に破線で示すように、グレーティング長さＬに亘って回折される照明光の強度がほぼ一定となるように、図１８Ａに示すように、グレーティング部１５の高さｈｇを、グレーティング長さＬが長くなるのに従って高くする。その他の構成は、上記の対応する構成例と同様である。
【００８６】
したがって、第１構成例に適用した場合は、平面波の照明光を、ほぼ一定の強度でより長い帯状に射出させることが可能となる。また、第２〜４構成例に適用した場合は、平面波の照明光を、ほぼ一定の強度でより伝播方向に長い面状の大面積で、より広視野に亘って射出させることができる。
【００８７】
また、第８実施の形態及び第９実施の形態における照明部１０に適用する場合、上述したように光導波光学系３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、被検物保持部６０と対向する光射出面３４Ｄ側から、射出する波長が短い順に積層される。したがって、グレーティング部３５ａ、３５ｂ、３５ｃの高さｈｇを、グレーティング長さＬが長くなるのに従って高くしても、上層の光導波光学系から射出された照明光が下層の光導波光学系を透過する際に不要次数の回折光が発生するのを防止することができる。
【００８８】
本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形または変更が可能である。例えば、第６実施の形態及び第７実施の形態においては、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の３色の照明光に限らず、任意の２色又は４色以上の照明光を異なる方向に射出するようにしてもよい。また、第８実施の形態においては、光導波光学系の積層数を２層又は４層以上として、同一波長の照明光を異なる方向に射出するようにしてもよい。同様に、第９実施の形態においては、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光の３色の照明光に限らず、光導波光学系の積層数を２層又は４層以上として、任意の２色又は４色以上の照明光を異なる方向に射出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１  被検物
１０  照明部
１１  光源
１２  光導波光学系
１３  光導波路
１４Ｕ、１４Ｄ  光射出面
１５  グレーティング部
２０、３０  光源部
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  光源
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  光導波光学系
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  光導波路
３４Ｕ、３４Ｄ  光射出面
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  グレーティング部
５０  撮像素子
５１  画素列
５２  カバーガラス
５３  カラーフィルタ
６０  被検物保持部
６１  被検物接触面
７０  容器
８０  演算部
【図１】
2017006370.tif 000004
【図２】
2017006370.tif 000005
【図３】
2017006370.tif 000006
【図４】
2017006370.tif 000007
【図５】
2017006370.tif 000008
【図６】
2017006370.tif 000009
【図７】
2017006370.tif 000010
【図８】
2017006370.tif 000011
【図９】
2017006370.tif 000012
【図１０】
2017006370.tif 000013
【図１１】
2017006370.tif 000014
【図１２Ａ】
2017006370.tif 000015
【図１２Ｂ】
2017006370.tif 000016
【図１２Ｃ】
2017006370.tif 000017
【図１２Ｄ】
2017006370.tif 000018
【図１３】
2017006370.tif 000019
【図１４】
2017006370.tif 000020
【図１５】
2017006370.tif 000021
【図１６Ａ】
2017006370.tif 000022
【図１６Ｂ】
2017006370.tif 000023
【図１７Ａ】
2017006370.tif 000024
【図１７Ｂ】
2017006370.tif 000025
【図１８Ａ】
2017006370.tif 000026
【図１８Ｂ】
2017006370.tif 000027
【図１９】
2017006370.tif 000028
【国際調査報告】
2017006370.tif 000029
2017006370.tif 000030
2017006370.tif 000031
2017006370.tif 000032