(57)【要約】【課題】アーティファクトが少なく位相差を定量的に観察可能であって、簡易に製造可能な位相差観察装置を提供する。【解決手段】位相差観察装置は、光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、照明光学系の内部に設けられ、複数の開口が形成された開口部と、被照射面からの光を集光する結像光学系と、結像光学系の内部に設けられ、複数の複素振幅変調領域を含む複素振幅変調部とを有し、複数の開口および複数の複素振幅変調領域は、照明光学系または結像光学系の光軸を中心として放射状に延びている。【選択図】図２
2015118197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、
前記照明光学系の内部に設けられ、複数の開口が形成された開口部と、
前記被照射面からの光を集光する結像光学系と、
前記結像光学系の内部に設けられ、複数の複素振幅変調領域を含む複素振幅変調部と、を有し、
前記複数の開口および前記複数の複素振幅変調領域は、前記照明光学系または前記結像光学系の光軸を中心として放射状に延びている、ことを特徴とする位相差観察装置。
【請求項２】
前記複数の複素振幅変調領域は、前記複数の開口からの直接光の位相または強度を変調するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の位相差観察装置。
【請求項３】
前記複数の複素振幅変調領域は、前記複数の開口と共役な位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の位相差観察装置。
【請求項４】
前記複数の開口および前記複数の複素振幅変調領域は、互いに相似の形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項５】
前記複数の開口および前記複数の複素振幅変調領域は、それぞれ、前記光軸を中心とした円の周方向の長さよりも該円の径方向の長さのほうが長い形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項６】
前記複数の開口および前記複数の複素振幅変調領域は、それぞれ、扇状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項７】
前記複数の開口および前記複数の複素振幅変調領域は、それぞれ、矩形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項８】
前記光軸を中心とする円の周方向に前記複素振幅変調領域を横切る幅をＷ、前記被照射面から前記複素振幅変調領域までの合成焦点距離をｆ、前記光源の最大波長をλ（μｍ）、前記結像光学系の被照射面側の開口数をＮＡとして、Ｗｎ＝Ｗ／（ＮＡ×ｆ）と定義するとき、
Ｗｎ≦０．０１２×λ／ＮＡ
で表される条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項９】
前記複数の複素振幅変調領域の前記光軸を中心とした角度ピッチをｐとするとき、
ｐ≦６０°
で表される条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項１０】
前記開口部は、前記複数の開口が形成された可変開口絞りであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項１１】
前記結像光学系は、対物レンズを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【請求項１２】
前記複数の開口は、前記複数の複素振幅変調領域よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の位相差観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無染色の細胞に代表される位相物体（試料）を観察するため、位相差顕微鏡や暗視野顕微鏡が用いられている。一般的な位相差顕微鏡では、照明光学系に輪帯状の開口が形成されており、試料を照明した後の直接光に対して、対物レンズ内に配置された複素振幅変調領域でλ／４の位相差を与える。これにより、直接光と回折光との干渉によるコントラストの高い像を得ることができる。しかし、このような位相差顕微鏡では、位相差量の大きい試料を観察すると、背景と試料との境界にハロと呼ばれる光が生じる。ハロが生じると、背景と試料との境界の細かい構造がハロに埋もれてしまい、良好な観察が困難となる。
【０００３】
特許文献１には、対物レンズ内に配置された複素振幅変調領域の幅を小さくして多重輪帯とすることにより、ハロの影響を低減するように構成された位相差顕微鏡が開示されている。このような構成により、ハロの主要因である、直接光と低次の回折光とが共に複素振幅変調領域を通過する割合を減少させることができる。
【０００４】
また従来から、照明光学系からの直接光が対物レンズに入射しないように、照明光学系の開口数を大きくし、位相物体からの回折光のみで像を取得する暗視野顕微鏡が知られている。しかし、従来の暗視野顕微鏡では、高次の回折光のみで位相物体を結像しているため、位相物体の境界だけが強調されたような像が形成される。このため、定性的な観察を行うことは可能であっても、定量的な観察を行うことができない。
【０００５】
特許文献２には、対物レンズ内に配置された複数の微小な矩形遮光領域により照明光学系からの直接光を遮光し、低次の回折光についても結像に寄与するように構成された暗視野顕微鏡が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１００１３号公報
【特許文献２】特開平９−１８９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された位相差顕微鏡の構成では、対物レンズの光軸を中心として径方向に複数の複素振幅変調領域が設けられているため、アーティファクトを生じやすくなる。アーティファクトが生じると、無染色の細胞を観察する際に問題となる。
【０００８】
また、特許文献２に開示された暗視野顕微鏡の構成では、遮光領域が微小であるため製造誤差や調整誤差の影響が無視できず、顕微鏡の製造が困難となる。
【０００９】
そこで本発明は、アーティファクトが少なく位相差を定量的に観察可能であって、簡易に製造可能な位相差観察装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての位相差観察装置は、光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、前記照明光学系の内部に設けられ、複数の開口が形成された開口部と、前記被照射面からの光を集光する結像光学系と、前記結像光学系の内部に設けられ、複数の複素振幅変調領域を含む複素振幅変調部とを有し、前記複数の開口および前記複数の複素振幅変調領域は、前記照明光学系または前記結像光学系の光軸を中心として放射状に延びている。
【００１１】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アーティファクトが少なく位相差を定量的に観察可能であって、簡易に製造可能な位相差観察装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】比較例としての位相差顕微鏡のシミュレーション結果である。
【図２】本実施形態における位相差観察装置の構成図である。
【図３】本実施形態における別の複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡの構成図である。
【図４】一般的な位相差顕微鏡のシミュレーション結果（比較例）である。
【図５】実施例１における位相差観察装置のシミュレーション結果である。
【図６】実施例２における位相差観察装置のシミュレーション結果である。
【図７】一般的な暗視野顕微鏡のシミュレーション結果（比較例）である。
【図８】実施例３における位相差観察装置のシミュレーション結果である。
【図９】実施例４における位相差観察装置のシミュレーション結果である。
【図１０】実施例４における位相差観察装置のシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
まず、図１を参照して、比較例としての位相差観察装置（位相差顕微鏡）について説明する。図１は、位相差顕微鏡のシミュレーション結果（比較例）である。図１のシミュレーション結果は、対物レンズの試料側の開口数ＮＡを０．２とし、波長λを０．５５μｍとして得られた結果である。また、試料は直径２０μｍ程度の細胞を想定し、背景との位相差がλ／１０となるように設定されている。また、複素振幅変調領域ＣＡＭは、位相をλ／４、強度を５０％にそれぞれ変調している。複素振幅変調領域ＣＡＭおよび照明光学系の開口ＩＡは互いに相似の形状を有する。
【００１６】
図１（ａ）の上段および下段は、多重輪帯の複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡをそれぞれ示している。図１（ｂ）は、シミュレーションの二次元画像（物体像）を示している。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の物体像を横切る断面図であり、縦軸は像の強度を示している。図１（ｃ）からわかるように、像にはアーティファクトａｒが生じており、無染色の細胞を観察する上で問題となる。
【００１７】
続いて、図２を参照して、本実施形態における位相差観察装置（位相差顕微鏡）について説明する。図２（ａ）は、位相差観察装置１０の構成図である。
【００１８】
１００は、光源である。１０１は、光源１００からの光を被照射面（試料１０３）に導く照明光学系である。１０２は、照明光学系１０１の内部に設けられ、複数の開口ＩＡが形成された開口絞り１０２（開口部）である。開口絞り１０２に形成された複数の開口ＩＡは、光源１００から出射した光を制限する。これにより、光源１００から出た光は、複数の開口ＩＡにより制限されて試料１０３を照明する。本実施形態において、好ましくは、開口絞り１０２として可変開口絞りが用いられる。可変開口絞りを用いることにより、コントラストや分解能を変更することができる。本実施形態において使用される光として、可視光または近赤外光（例えば、波長０．４μｍ〜１．１μｍ）が用いられる。
【００１９】
１０４は、被照射面（試料１０３）からの光を集光する対物レンズ（結像光学系）である。１０５は、対物レンズ１０４の内部に設けられ、複数の複素振幅変調領域ＣＡＭ（光変調領域）を含む複素振幅変調部（光変調部）である。複数の複素振幅変調領域ＣＡＭは、複数の開口ＩＡからの直接光の位相または強度を変調するように構成されている。被照射面（試料１０３）からの光は、対物レンズ１０４の内部に配置された複素振幅変調部１０５を通過して、撮像素子１０６に結像する。撮像素子１０６により得られたデータは、画像処理系１０７に出力される。画像処理系１０７は、撮像素子１０６からの出力信号に対して画像処理を行い、画像情報を生成する。
【００２０】
図２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、対物レンズ１０４内に配置された複素振幅変調部１０５の複素振幅変調領域ＣＡＭ、および、照明光学系１０１内に設けられた開口ＩＡを光軸ＡＸの方向から見た図である。図２（ｂ）に示されるように、複素振幅変調領域ＣＡＭは、光軸ＡＸを中心として放射状に延びた形状を有する。好ましくは、複素振幅変調領域ＣＡＭは、光軸ＡＸを中心とした円（光軸ＡＸに直交する面内における円）の周方向（矢印Ｃの方向）の長さよりも円の径方向（矢印Ｒの方向）の長さが長い形状を有する。本実施形態において、複素振幅変調領域ＣＡＭは、例えば光軸ＡＸを中心として角度αで放射状に延びた形状（扇状）を有する。また好ましくは、複数の複素振幅変調領域ＣＡＭおよび複数の開口ＩＡは互いに共役な位置に配置されており、互いに相似の形状（または相似に近い形状）を有する。また好ましくは、製造誤差を考慮し、開口ＩＡは複素振幅変調領域ＣＡＭの形状（または、複素振幅変調領域ＣＡＭと相似な形状）よりも小さい形状に設定される。
【００２１】
複素振幅変調部１０５の複素振幅変調領域ＣＡＭは、照明光学系１０１からの光の位相や強度を変調するように構成されている。例えば、複素振幅変調領域ＣＡＭは、平行平板上に成膜または切削するなどにより、位相差λ／４を与えるか、または、減光、遮光するなど（または、これらの組み合わせ）を行うように構成されている。
【００２２】
本実施形態において、複素振幅変調部１０５は、輪帯幅Ｗｎ＝Ｗ／（ＮＡ×ｆ）とするとき、以下の条件式（１）を満たすように設定されることが好ましい。
【００２３】
Ｗｎ≦０．０１２×λ／ＮＡ  …  （１）
ここで、Ｗは光軸ＡＸを中心とする円の周方向に複素振幅変調領域ＣＡＭを横切る幅（最軸外の幅）である。ｆは被照射面（試料１０３）から複素振幅変調領域ＣＡＭまでのレンズ１０４ａの合成焦点距離（レンズ合成焦点距離）である。また、λ（μｍ）は光源１００からの光の最大波長、ＮＡは対物レンズ１０４の試料１０３側（被照射面側）の開口数である。
【００２４】
また、図２（ａ）に示されるように、対物レンズ１０４の光軸ＡＸを中心として放射状に延びた複素振幅変調領域ＣＡＭの角度ピッチをｐとするとき、以下の条件式（２）を満たすことが好ましい。
【００２５】
ｐ≦６０°  …  （２）
条件式（１）における輪帯幅Ｗｎは、対物レンズ１０４の瞳径（ＮＡ×ｆ）で規格化された幅Ｗである。また、照明光による物体の回折角をθとし、エアリーディスクの第一暗環により決定されるとする。本実施形態において、想定している物体直径ｄは２０μｍであるため、回折角θは、以下の式（３）のように表される。
【００２６】
２sinθ＝２．４４×λ／ｄ≒０．１２×λ  …  （３）
このとき、対物レンズ１０４の瞳面上での回折光の広がりは（２sinθ×ｆ）で表される。このため、対物レンズ１０４の瞳径（ＮＡ×ｆ）で規格化した回折光の広がりＤは、以下の式（４）のように表される。式（４）で表される値は、条件式（１）の右辺に対応している。
【００２７】
Ｄ＝（２sinθ×ｆ）／（ＮＡ×ｆ）
＝０．１２×λ／ＮＡ  …  （４）
このように条件式（１）を満たすことにより、直接光および低次の回折光の双方が複素振幅変調領域ＣＡＭを通過する光量を低減することができる。このため、ハロやアーティファクトを低減することが可能となる。また、条件式（２）を満たすことにより、複素振幅変調領域ＣＡＭの数を増加させることができる。このため、それぞれの複素振幅変調領域ＣＡＭにより形成された像が重なり合い、アーティファクトを低減することが可能となる。
【００２８】
更に、条件式（１ａ）を満たすことがより好ましい。
【００２９】
Ｗｎ≦０．０６×λ／ＮＡ  …  （１ａ）
本実施形態では、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡのそれぞれの形状を、光軸ＡＸを中心として放射状に延びた扇状としている。ただし本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡのそれぞれの形状を、光軸ＡＸを中心として放射状に延びた矩形状としてもよい。また、各々の複素振幅変調領域ＣＡＭの形状、または、各々の開口ＩＡの形状を互いに異なる形状としてもよい。また、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡを放射状に配置する場合、厳密に光軸ＡＸを中心とする必要はない。ただし、光軸ＡＸの近傍を中心として配置することが好ましい。
【００３０】
本実施形態において、条件式（１）を満たすことにより、ハロやアーティファクトを低減することができる。また本実施形態において、好ましくは、図２および図３に示されるように、複数の複素振幅変調領域ＣＡＭおよび複数の開口ＩＡを、光軸ＡＸを中心とする円の径方向ではなく、円の周方向に沿って設ける。このような構成により、ハロをより低減しつつアーティファクトがより少ない画像を得ることができる。
【００３１】
一方、特許文献１の構成では、円の径方向に複数の複素振幅変調領域を設けているため、円の径方向にアーティファクトが生じ、複素振幅変調領域を増やすにつれて特定の周波数成分によるアーティファクトが強調されてしまう。これに対し、本実施形態では、円の周方向に複数の複素振幅変調領域ＣＡＭを設けている。このため、円の周方向にアーティファクトが生じたとしても、複素振幅変調領域を増やすにつれてそれぞれのアーティファクトがズレながら重畳されることにより目立たなくなる。
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施例１について説明する。本実施例の位相差観察装置１０は、対物レンズ１０４内に配置された複素振幅変調領域ＣＡＭおよび照明光学系１０１内に配置された開口ＩＡの構成において、一般的な位相差顕微鏡や暗視野顕微鏡とは異なる。このため、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡの構成を変更した場合の効果について、シミュレーション結果を示す。本実施例において、シミュレーションは単波長で行い、波長λを０．５５μｍと設定している。また試料は、直径２０μｍ程度の細胞を想定し、背景との位相差がλ／１０となるように設定されている。
【００３３】
続いて、図４および図５を参照して、ＮＡ＝０．２の場合におけるシミュレーション結果を用いて本実施例における位相差観察装置について説明する。複素振幅変調領域ＣＡＭは、位相をλ／４、振幅を５０％に変調するように構成されている。また、複素振幅変調領域ＣＡＭと開口ＩＡは互いに相似の形状を有する。
【００３４】
図４は、一般的な位相差顕微鏡のシミュレーション結果（比較例）である。図４（ａ）の上段および下段は、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡをそれぞれ示している。図４（ｂ）は、シミュレーションの二次元画像（物体像）を示している。図４（ｃ）は、図４（ｂ）の物体像を横切る断面図であり、縦軸は像の強度を示している。図４に示されるシミュレーション結果は、複素振幅変調領域ＣＡＭの輪帯幅Ｗｎを０．２として得られたものである。
【００３５】
図４（ｃ）の背景強度をＡ、像の最低強度Ｂ、像の最大強度をＣとしたとき、ハロの評価値Ｖｈは、以下の式（５）で表されるように定義される。
【００３６】
Ｖｈ＝（Ｃ−Ａ）／（Ａ−Ｂ）  …  （５）
一般的な位相差顕微鏡では、式（５）を用いて、ハロの評価値Ｖｈは０．８４となる。式（５）において、（Ｃ−Ａ）はハロの強度であり、（Ａ−Ｂ）は像の強度である。このため、ハロの評価値Ｖｈは小さいほうが好ましい。
【００３７】
図５は、本実施例における位相差観察装置のシミュレーション結果である。図５（ａ）の上段および下段は、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡをそれぞれ示している。図５（ｂ）は、シミュレーションの二次元画像（物体像）を示している。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の物体像を横切る断面図であり、縦軸は像の強度を示している。
【００３８】
図５（ａ）に示されるように、各々の複素振幅変調領域ＣＡＭは、光軸ＡＸを中心として５°の角度で放射状に延びるように、また角度ピッチｐ（隣接する複素振幅変調領域ＣＡＭがなす角度）が１１．２５°となるように設定されている。複素振幅変調領域ＣＡＭの輪帯幅Ｗｎは、最軸外で０．０６１であり、条件式（１）の右辺は０．３４となる。また、ハロの評価値Ｖｈは０．０８となる。本実施例の位相差観察装置によれば、一般的な位相差顕微鏡を比較してハロを低減することができる。また、アーティファクトは生じていない。
【実施例２】
【００３９】
次に、図６を参照して、本発明の実施例２について説明する。図６は、本実施例における位相差観察装置のシミュレーション結果である。図６のシミュレーション結果は、ＮＡ＝０．２とした場合の結果であり、複素振幅変調領域ＣＡＭは位相のみをλ／４変調している。その他の構成は実施例１と同様である。
【００４０】
図６（ａ）の上段および下段は、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡをそれぞれ示している。図６（ｂ）は、シミュレーションの二次元画像（物体像）を示している。図６（ｃ）は、図６（ｂ）の物体像を横切る断面図であり、縦軸は像の強度を示している。
【００４１】
図６（ａ）に示されるように、矩形形状の複素振幅変調領域ＣＡＭは、光軸ＡＸを中心として放射状に延びるように、また角度ピッチｐ（隣接する複素振幅変調領域ＣＡＭがなす角度）が４５°となるように設定されている。複素振幅変調領域ＣＡＭの輪帯幅Ｗｎは、０．０５であり、条件式（１）の右辺は０．３４となる。また、ハロの評価値Ｖｈは０．２７となる。本実施例の位相差観察装置によれば、一般的な位相差顕微鏡を比較してハロを低減することができる。また、アーティファクトは生じていない。
【実施例３】
【００４２】
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施例３について説明する。本実施例は、ＮＡ＝０．７の場合における位相差観察装置のシミュレーション結果を示す。なお本実施例において、実施例１と同様の部分についての説明は省略する。
【００４３】
図７は、一般的な暗視野顕微鏡のシミュレーション結果（比較例）である。図７（ａ）の上段および下段は、複素振幅変調領域ＣＡＭに対応する領域および開口ＩＡをそれぞれ示している。図７（ｂ）は、シミュレーションの二次元画像（物体像）を示している。図７（ｃ）は、図７（ｂ）の物体像を横切る断面図であり、縦軸は像の強度を示している。
【００４４】
図７（ａ）からわかるように、一般的な暗視野顕微鏡には複素振幅変調領域ＣＡＭが設けられておらず、対物レンズに直接に光が入射しないように大きな開口数で照明する。また図７（ｃ）からわかるように、一般的な暗視野顕微鏡は、試料の境界だけが強調される像を形成し、定性的な観察しかできない。
【００４５】
図８は、本実施例における位相差観察装置のシミュレーション結果である。図８（ａ）の上段および下段は、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡをそれぞれ示している。図８（ｂ）は、シミュレーションの二次元画像（物体像）を示している。図８（ｃ）は、図８（ｂ）の物体像を横切る断面図であり、縦軸は像の強度を示している。
【００４６】
図８（ａ）に示されるように、各々の複素振幅変調領域ＣＡＭは、光軸ＡＸを中心として２．５°の角度で放射状に延びるように、また角度ピッチｐ（隣接する複素振幅変調領域ＣＡＭがなす角度）が５．６２５°となるように設定されている。複素振幅変調領域ＣＡＭの輪帯幅Ｗｎは、最軸外で０．０３１であり、条件式（１）の右辺は０．０９６となる。本実施例の複素振幅変調領域ＣＡＭは、振幅のみを０％に変調すなわち遮光し、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡは互いに相似形状を有する。図８（ｃ）からわかるように、本実施例の位相差観察装置によれば、一般的な暗視野顕微鏡と比較して試料中心に像の強度があり定量的に可視化することができる。
【実施例４】
【００４７】
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施例４について説明する。本実施例は、ＮＡ＝０．７の場合における位相差観察装置のシミュレーション結果を示す。図９および図１０は、本実施例における位相差観察装置のシミュレーション結果である。図１０は、図９のシミュレーション条件に対して開口絞り１０２を半分に絞った場合における、開口ＩＡに対するシミュレーション結果を示している。なお本実施例において、実施例１と同様の部分についての説明は省略する。
【００４８】
図９（ａ）、図１０（ａ）の上段および下段は、複素振幅変調領域ＣＡＭおよび開口ＩＡをそれぞれ示している。図９（ｂ）、図１０（ｂ）は、シミュレーションの二次元画像（物体像）を示している。図９（ｃ）、図１０（ｃ）は、それぞれ、図９（ｂ）、図１０（ｂ）の物体像を横切る断面図であり、縦軸は像の強度を示している。
【００４９】
図９（ａ）に示されるように、各々の複素振幅変調領域ＣＡＭは、光軸ＡＸを中心として２．５°の角度で放射状に延びるように、また角度ピッチｐ（隣接する複素振幅変調領域ＣＡＭがなす角度）が５．６２５°となるように設定されている。複素振幅変調領域ＣＡＭの輪帯幅Ｗｎは、最軸外で０．０３１であり、条件式（１）の右辺は０．０９６となる。また、ハロの評価値Ｖｈは０．１３となり、一般的な位相差顕微鏡よりも大幅にハロを低減することができる。
【００５０】
また、図１０に示されるように、開口絞り１０２を半分に絞った開口ＩＡの状態でも、ハロを低減しながら像をイメージングすることができる。一方、一般的な位相差顕微鏡では、輪帯照明を用いるため、照明光学系の開口を絞ることはできず、コントラストや分解能の調節をすることができない。
【００５１】
各実施例において、複数の開口ＩＡおよび複数の複素振幅変調領域ＣＡＭは、照明光学系１０１または対物レンズ１０４の光軸ＡＸを中心として放射状に延びている。好ましくは、複数の開口ＩＡおよび複数の複素振幅変調領域ＣＡＭは、互いに相似の形状を有する。また好ましくは、複数の開口ＩＡおよび複数の複素振幅変調領域ＣＡＭは、それぞれ、光軸ＡＸを中心とした円の周方向の長さよりも円の径方向の長さのほうが長い形状を有する。また好ましくは、複数の開口ＩＡおよび複数の複素振幅変調領域ＣＡＭは、それぞれ、扇状または矩形状である。
【００５２】
各実施例によれば、アーティファクトが少なく位相差を定量的に観察可能（可視化可能）であって、簡易に製造可能な位相差観察装置を提供することができる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、各実施例は撮像素子に結像するように構成されているが、接眼レンズを用いて目で観察可能に構成してもよい。また各実施例では、透過照明を用いているが、落射照明を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０    位相差観察装置
１０１  照明光学系
１０２  開口絞り
１０４  対物レンズ
１０５  複素振幅変調部
ＩＡ    開口
ＣＡＭ  複素振幅変調領域
ＡＸ    光軸
【図１】
2015118197.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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