(57)【要約】【課題】光利用効率が高く、外乱に対して強く、光量調節を容易に行え、波長に応じて専用の空間フィルタ４３を用いる必要がなく、測定試料Ｓの厚みなどの定量的な測定を高い測定精度で行うことが可能な定量位相顕微鏡Ａを提供する。【解決手段】測定試料Ｓに関する位相情報を含む被測定光Ｈ１を、収束光Ｈ２に変換する集光レンズ４２と、集光レンズ４２の入射側に配されてなり、被測定光Ｈ１を偏光方向が互いに異なる２つの光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂに分離する偏光分離素子４１と、入射して来る前記２つの光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂを、前記位相情報を保持したままの物体光Ｈ３として出射、及び、前記位相情報を含まない参照光Ｈ４に変換してそれぞれ出射する開口４３１及びピンホール４３２と、ピンホール４３２の出射側に設けられ、前記物体光Ｈ３及び参照光Ｈ４の偏光方向を揃える半波長板４４と、前記半波長板４４により偏光方向を揃えられた物体光Ｈ３と参照光Ｈ４とを重ね合わせて干渉縞を生成する合成レンズ４５と、を具備するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料に照射光を照射することにより生じた、前記測定試料に関する位相情報を含む被測定光を、収束光に変換する収束光学部と、
前記収束光学部の入射側若しくは出射側又は前記収束光の収束位置までの間に配されてなり、前記被測定光又は前記収束光を偏光方向が互いに異なる２つの光に分離する第１の光学素子と、
前記収束光の収束位置に配されてなり、入射して来る前記２つの光を、前記位相情報を保持したままの物体光として出射、及び、前記位相情報を含まない参照光に変換してそれぞれ出射する物体光出射部及び参照光出射部と、
前記各光出射部の少なくとも一方の出射側に設けられ、前記物体光及び参照光の偏光方向を揃える第２の光学素子と、
前記第２の光学素子により偏光方向を揃えられた物体光と参照光とを重ね合わせて干渉縞を生成する干渉縞生成部と、を具備する定量位相顕微鏡。
【請求項２】
前記参照光出射部は、ピンホール状の孔であり、前記物体光出射部は、前記参照光出射部よりも拡開させた孔径を有する開口である請求項１記載の定量位相顕微鏡。
【請求項３】
前記第１の光学素子は、偏光分離素子である請求項１又は２記載の定量位相顕微鏡。
【請求項４】
前記第１の光学素子は、液晶空間光変調器である請求項１又は２記載の定量位相顕微鏡。
【請求項５】
前記第２の光学素子は、半波長板である請求項１乃至４いずれか記載の定量位相顕微鏡。
【請求項６】
前記第２の光学素子は、偏光子である請求項１乃至４いずれか記載の定量位相顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学素子や細胞等の厚さ等の定量測定を行える定量位相顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、無色透明な細胞を可視化して観察する微分干渉顕微鏡が知られている。具体的にこの種の微分干渉顕微鏡は、ウォラストンプリズムやノマルスキプリズムなどの偏光分離素子を用いて、光源からの光を、偏光面が互いに直交した２つの光波面に分離し、分離された２つの光波面を対物レンズを介して観察試料に照射し、その観察試料で反射した前記２つの光波面を前記対物レンズを経由させて前記偏光分離素子に再び導いて１つの光に合成し、合成された光の両直線偏光成分同士を干渉させ、干渉した光により観察試料の前記対物レンズによる像を形成するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このような構成では、無色透明な細胞を可視化して観測するには有効であるものの、観察試料の厚みなどの定量的な測定を行うことは原理的には不可能である。そのため定量的な測定には、干渉計測の手法が用いられる。
【０００４】
例えば、マッハチェンダー干渉計を用いた顕微鏡は、光源からの光をビームスプリッタで観察試料を通過する被測定光と通過しない参照光とに分離し、これら被測定光と参照光とを再び重ね合わせ、その光路差からなる干渉縞を生成し、その干渉縞をＣＣＤカメラ等で取得し、解析することにより、観察試料の表面形状や透過波面の位相情報を定量的に測定することができるように構成されている。
【０００５】
しかし、このような顕微鏡は、振動や空気の揺らぎ等の外乱により、被測定光や参照光の光路長が変化するため測定精度が悪化するといった問題がある。
【０００６】
そこで、係る外乱に強い回折格子を用いたコモンパス干渉計が、顕微鏡に用いられている。
【０００７】
回折格子を用いたコモンパス干渉計は、光源からの光を観察試料に照射して得られる被測定光を、回折格子を用いて複数の回折光に分離し、分離した複数の回折光を集光レンズを用いて、空間フィルタに設けた開口（ある次数の回折光を通過させる孔）及びピンホール（異なる次数の回折光を一様な位相に変換する孔）にそれぞれ集光させて、前記開口を通過した物体光と前記ピンホールを通過した参照光とを生成し、これら物体光と参照光とを合成レンズで再び重ね合わせることにより干渉縞を生成し、その干渉縞をＣＣＤカメラ等で取得して、解析することにより、観察試料の表面形状や透過波面の位相情報を、定量的に測定することができるように構成されている。このように、物体光と参照光とが殆ど同じ光路を通過するため、外乱の影響に強くなる（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１５０４２号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、回折格子とは、鏡面加工した金属板の表面に１mmに数千本の溝を平行に作ったものであるがために、平坦面を作るのとはちがって、ナノメータオーダの欠陥や傷を排除して光の波長以下の精度で製造するということは現状では困難である。そのため、被測定光の品質が低下し、精度の高い測定を行うことができないといった問題点を有している。また、回折格子により多数の高次回折光が発生するために、光利用効率が低下するといった問題点を有している。さらに、被測定光の波長を変化させた場合には、回折格子での回折効率が変化するため光量調節が困難となったり、回折格子での回折角度が変化するため波長に応じて専用の空間フィルタが必要となったりするといった問題点を有している。
【０００９】
そこで本発明は、振動や空気の揺らぎ等の外乱に対して強く、光利用効率が高く、光量調節を容易に行え、波長に応じて専用の空間フィルタを用いる必要がなく、測定試料の厚みなどの定量的な測定を高い測定精度で行うことができるといった、定量位相顕微鏡を提供することをその主たる課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明に係る定量位相顕微鏡は、測定試料に照射光を照射することにより生じた、前記測定試料に関する位相情報を含む被測定光を、収束光に変換する収束光学部と、前記収束光学部の入射側若しくは出射側又は前記収束光の収束位置までの間に配されてなり、前記被測定光又は前記収束光を偏光方向が互いに異なる２つの光に分離する第１の光学素子と、前記収束光の収束位置に配されてなり、入射して来る前記２つの光を、前記位相情報を保持したままの物体光として出射、及び、前記位相情報を含まない参照光に変換してそれぞれ出射する物体光出射部及び参照光出射部と、前記各光出射部の少なくとも一方の出射側に設けられ、前記物体光及び参照光の偏光方向を揃える第２の光学素子と、前記第２の光学素子により偏光方向を揃えられた物体光と参照光とを重ね合わせて干渉縞を生成する干渉縞生成部と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
このようなものによれば、第１の光学素子により被測定光を二つに分離し、分離した二つの光を物体光出射部及び参照光通過部を通過させて物体光及び参照光を生成し、第２の光学素子を用いて両者の偏光方向を等しくさせているため、光利用効率を高くすることができる。また、物体光と参照光とが殆ど同じ光路を通過するため、振動や空気の揺らぎ等の外乱の影響に対して強くすることができる。また、照明光の偏光方向を制御することにより、物体光と参照光との光強度比の調節ができるため、コントラストが高い干渉縞を生成することができる。また、第１の光学素子に例えば偏光分離素子を用いれば、波長に応じて専用の空間フィルタを用いる必要がない上、従来のような回折格子の面精度による測定精度が悪化するといった問題も生じず、測定試料の厚みなどの定量的な測定を高い測定精度で行うことができる。
【００１２】
簡単な構成でありながら被測定光を物体光及び参照光に分離するには、前記参照光出射部は、ピンホール状の孔であり、前記物体光出射部は、前記参照光出射部よりも拡開させた孔径を有する開口であることが好ましい。
【００１３】
なお、前記第１の光学素子の具体的態様としては、偏光分離素子や液晶空間光変調器が挙げられる。
【００１４】
また、前記第２の光学素子の具体的態様としては、半波長板や偏光子が挙げられる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明に係る定量位相顕微鏡は、振動や空気の揺らぎ等の外乱に対して強く、光利用効率が高く、光量調節を容易に行え、波長に応じて専用の空間フィルタを用いる必要がなく、測定試料の厚みなどの定量的な測定を高い測定精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。
【００１８】
本実施形態の定量位相顕微鏡Ａは、図１に示すように、測定試料Ｓを支持する試料台１、対物レンズ２、反射部３、光干渉部４を備える顕微鏡本体Ａ１を具備するとともに、この顕微鏡本体Ａ１の光の入射側には、図示しない光出射部からの照射光Ｈ０（レーザ光）を導く光ファイバＢの出射側端面Ｂ１に臨ませたレンズＡ２とこのレンズＡ２を通過する光Ｈ０を反射する反射部Ａ３とを備える一方、光の出射側には、光干渉部４で生成される干渉縞（図示せず、以下同様）を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像装置Ａ４とこの撮像装置Ａ４に接続され前記干渉縞を解析等するための情報処理装置Ａ５とを備えている。以下、顕微鏡本体Ａ１の各部を具体的に説明する。
【００１９】
試料台１は、例えば、中央に光を透過可能な光透過部１１を備えるとともに、上向き面に測定試料Ｓを載置可能な載置面１２を有する略板状のものである。載置面１２に測定試料Ｓを載置した状態で上方から光を照射することにより、測定試料Ｓを透過した光（被測定光Ｈ１）が光透過部１１を透過して対物レンズ２に向かうようにしている。なお、光透過部１１は、例えばガラス等の光を透過可能な部材より形成したものであってもよいし、単なる孔であってもよい。
【００２０】
対物レンズ２は、例えば、操作部（図示しない）の操作に基づいて、入射してくる被測定光Ｈ１をその操作に係る所定の倍率で拡大させて平行光（被測定光Ｈ１）として出射するものである。
【００２１】
反射部３は、例えば全反射型のミラーであって、対物レンズ２からの被測定光Ｈ１を全反射させて光干渉部４に導入できるようにしている。
【００２２】
光干渉部４は、被測定光Ｈ１を、偏光方向が互いに異なる２つの光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂに分離する第１の光学素子である偏光分離素子４１と、この偏光分離素子４１が出射する被測定光Ｈ１（Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ）を収束光Ｈ２（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ）に変換する集光レンズ４２（本発明の「収束光学部」に相当）と、前記収束光Ｈ２の収束位置に配した空間フィルタ４３と、この空間フィルタ４３の出射側に配した第２の光学素子である半波長板４４と、この半波長板４４により偏光方向を揃えられた後述する物体光Ｈ３と参照光Ｈ４とを重ね合わせて干渉縞を生成する合成レンズ４５（本発明の「干渉縞生成部」に相当）と、を具備するものである。以下、各部をより具体的に説明する。
【００２３】
偏光分離素子４１は、例えば、ウォラストンプリズムやノマルスキプリズムを用いて構成したものであって、例えば図３に示すように、この偏光分離素子４１に、紙面左から右に向かうランダム偏光の被測定光Ｈ１を入射した場合、入射方向（ｘ軸方向）と直交する方向（ｙ軸方向）に振動しながら入射方向と同じ方向（ｘ軸方向）にそのまま進む直線偏光Ｈ１ａと、紙面と垂直な方向（ｚ軸方向）に振動しながら入射方向（ｘ軸方向）に対して角度θ方向に進む直線偏光Ｈ１ｂとに分離することができる。
【００２４】
そして、本実施形態では、分離された２つの直線偏光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂが、集光レンズ４２によって空間フィルタ４３面上に距離（Ｌ１）離れて集光されるようにしている。ここで、距離（Ｌ１）は次式（１）より求められる。
【００２５】
Ｌ１＝ｆ１×θ１  ・・・（１）
なお、ｆ１は集光レンズ４２の焦点距離である。
【００２６】
集光レンズ４２は、焦点距離がｆ１の凸レンズであって、偏光分離素子４１からの２つの光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂを、収束光Ｈ２（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ）に変換し、空間フィルタ４３の開口４３１及びピンホール４３２に集光させる。
【００２７】
空間フィルタ４３は、図４に示すように、例えば矩形状の薄板であって、中央及びその中心から偏心させた位置に厚み方向に貫通する孔４３１、４３２をそれぞれ設けている。このうち、中央に設けた孔４３１（以下、「開口４３１」とも呼ぶ）は、収束光Ｈ２（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ）を、前記位相情報を保持したままの物体光Ｈ３として出射する物体光出射部として機能し、中央から偏心する位置に設けた孔４３２（以下、「ピンホール４３２」とも呼ぶ）は、収束光Ｈ２（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ）を、前記位相情報を含まず且つこれとは別の一様な位相情報のみを有する参照光Ｈ４に変換して出射する参照光出射部として機能するものである。そして、開口４３１とピンホール４３２の中心間距離をＬ１としている。
【００２８】
また、本実施形態では、開口４３１の直径は、被測定光Ｈ１が有する位相情報の測定に要する最大空間周波数ｐ１により決定されることから、開口４３１の直径Ｌ２を次式（２）より求めるようにしている。
【００２９】
Ｌ２＝λ×ｆ１／ｐ１  ・・・（２）
なお、λは光の波長である。
【００３０】
また、ピンホール４３２の直径は、高品質な点光源を作成するために、次式（３）で表される直径Ｌ３以下としている。
【００３１】
Ｌ３＝１．２２×λ×ｆ１／Ｄ  ・・・（３）
ここで、Ｄは被測定光Ｈ１の直径である。
【００３２】
半波長板４４は、具体的には、ピンホール４３２の出射側に設けられるものであって、参照光Ｈ４の偏光方向を、物体光Ｈ３の偏光方向と同一の方向にするものである。
【００３３】
合成レンズ４５は、焦点距離がｆ２の凸レンズである。
【００３４】
次に上記構成の定量位相顕微鏡Ａの動作について説明する。
【００３５】
試料台１の測定試料Ｓにレーザ光を照射すると、そのレーザ光は測定試料Ｓを透過して被測定光Ｈ１として偏光分離素子４１に入射する。
【００３６】
偏光分離素子４１に入射した被測定光Ｈ１は、この偏光分離素子４１によって、そのまま直進して透過する光Ｈ１ａと、その光Ｈ１ａに対して角度θ１で屈折した光Ｈ１ｂとに分離される。これら二つの光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂは、それぞれ直交した直線偏光の光である。そして、これら二つの光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂは集光レンズ４２にて収束光Ｈ２（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ）に変換され、空間フィルタ４３の開口４３１及びピンホール４３２に集光される。
【００３７】
そして、開口４３１を通過する収束光Ｈ２（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ）は、被測定光Ｈ１と同じ位相情報を保持したままの物体光Ｈ３として出射される。
【００３８】
一方、ピンホール４３２を通過する収束光Ｈ２（Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ）は、前記一様な位相情報のみを有する参照光Ｈ４に変換されて出射される。
【００３９】
参照光Ｈ４は、空間フィルタ４３の後方に設置された半波長板４４にて物体光Ｈ３と等しい偏光方向になる。
【００４０】
物体光Ｈ３と参照光Ｈ４とは合成レンズ４５にて重なり合わされ干渉縞を形成し、この干渉縞を撮像装置Ａ４が撮像する。
【００４１】
このとき、干渉縞のキャリア空間周波数ｐ２は次式（４）から求められる。
【００４２】
ｐ２＝λ×ｆ２／Ｌ１  ・・・（４）
ここで、ｆ２は合成レンズ４５の焦点距離である。
【００４３】
撮像装置Ａ４の持つ画素間隔はｐ２の４倍以上であることが好ましい。
【００４４】
得られた干渉縞は、情報処理装置Ａ５において、フーリエ変換法などの縞解析法を用いることにより、被測定光Ｈ１の位相情報の定量化が行える。
【００４５】
以上、本実施形態の定量位相顕微鏡Ａによれば、偏光分離素子４１により被測定光Ｈ１を二つに分離し、分離した二つの光を空間フィルタ４３の開口４３１及びピンホール４３２を通過させて物体光Ｈ３及び参照光Ｈ４を生成し、半波長板４４を用いて両者の偏光方向を等しくさせているため、光利用効率を高くすることができる。また、物体光Ｈ３と参照光Ｈ４とが殆ど同じ光路を通過するため、振動や空気の揺らぎ等の外乱の影響に対して強くすることができる。また、測定試料Ｓに照明するレーザ光の偏光方向を制御することにより、物体光Ｈ３と参照光Ｈ４との光強度比の調節ができるため、コントラストが高い干渉縞を生成することができる。また、偏光分離素子４１を用いているため、波長に応じて専用の空間フィルタ４３を用いる必要がない上、従来のような回折格子の面精度による測定精度が悪化するといった問題も生じず、測定試料Ｓの厚みなどの定量的な測定を高い測定精度で行うことができる。
【００４６】
すなわち、光利用効率が高く、外乱に対して強く、光量調節を容易に行え、波長に応じて専用の空間フィルタ４３を用いる必要がなく、測定試料Ｓの厚みなどの定量的な測定を高い測定精度で行うことができるといった、定量位相顕微鏡Ａを提供することができる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４８】
例えば、半波長板４４の配置場所を、ピンホール４３２の出射側にしているが、開口４３１の出射側にすることもできる。また、空間フィルタ４３の入射側に配置してもよい。
また、ピンホールをドッテッドミラー（ドット状ミラー）にしてもよい。通常、ピンホールは薄い膜に穿孔して作られるが、このようなものであると、空気の動きや振動などの外乱で容易に膜が振動し、その振動が測定に悪影響を及ぼすところ、ドッテッドミラーであれば、安定した板状体に取り付ければよいので、安定性が高くなる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
【００５０】
以下、本発明の他の実施形態を、図５〜図７を参照して説明する。
【００５１】
本実施形態の定量位相顕微鏡Ａは、第１実施形態と同様に、被測定光Ｈ１は、偏光分離素子４１により、それぞれ直交した直線偏光を有する光Ｈ２ａ、Ｈ２ｂに分離されるようにしたものである。なお、本実施形態では、偏光分離素子４１は、図５に示すように、集光レンズ４２と空間フィルタ４３との間に配され、集光レンズ４２を通過し、偏光分離素子４１より分離された二つの光Ｈ２ａ、Ｈ２ｂは空間フィルタ４３面上に距離Ｌ１´離れた位置に集光されるようにしている。また、空間フィルタ４３の出射側には、第１実施形態の半波長板４４に代えて偏光子４６を配している。
【００５２】
距離Ｌ１´は次式（５）より求められる。
【００５３】
Ｌ１´＝ｆ３×θ２  ・・・（５）
なお、ｆ３は偏光分離素子４１と空間フィルタ４３間の距離であり、ｆ１＞ｆ３としている。
【００５４】
そして、第１実施形態と同様に、偏光分離素子４１をそのまま通過してきた光Ｈ２ａは、被測定光Ｈ１と同じ位相情報を保持したまま、空間フィルタ４３面上の開口４３１から物体光Ｈ３として出射される。
【００５５】
ここで、開口４３１の直径Ｌ２は、被測定光Ｈ１１が有する位相情報の測定に要する最大空間周波数ｐ１により決定され、次式（６）より求められる。
【００５６】
Ｌ２＝λ×ｆ１／ｐ１  ・・・（６）
なお、λは光の波長であり、Ｌ２＜Ｌ１´である。
【００５７】
一方、偏光分離素子４１で屈折した光Ｈ２ｂは、第１実施形態と同様に、空間フィルタ４３面上のピンホール４３２から前記一様な位相情報のみを有する参照光Ｈ４に変換されて出射される。
【００５８】
物体光Ｈ３及び参照光Ｈ４の偏光方向は、空間フィルタ４３の後方に設置された偏光子４６により等しくなり、第１実施形態と同様に、物体光Ｈ３１と参照光Ｈ４は合成レンズ４５にて重なり合わされ干渉縞を形成し、この干渉縞を撮像装置Ａ４が撮像する。
【００５９】
得られた干渉縞は、情報処理装置Ａ５において、フーリエ変換法などの縞解析法を用いることにより、被測定光Ｈ１の位相情報の定量化が行える。
【００６０】
以上、第２実施形態の構成によれば、第１実施形態と同様、物体光Ｈ３及び参照光Ｈ４の偏光方向を偏光子４６を用いて等しくさせているため、光利用効率を高くすることができる。また、物体光Ｈ３と参照光Ｈ４とが殆ど同じ光路を通過するため、振動や空気の揺らぎ等の外乱の影響に対して強くすることができる。また、偏光分離素子４１を用いているため、波長に応じて専用の空間フィルタを用いる必要がない上、従来のような回折格子の面精度による測定精度が悪化するといった問題も生じず、測定試料Ｓの厚みなどの定量的な測定を高い測定精度で行うことができる。
【００６１】
さらに、また、偏光子４６を回転させることにより、物体光Ｈ３と参照光Ｈ４の光強度比の調節ができるため、コントラストが高い干渉縞を生成することができる。偏光分離素子４１を、集光レンズ４２と空間フィルタ４３との間に設置しているため、光干渉部４のサイズを小型化できるので顕微鏡Ａ全体の小型化もできる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
【００６３】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００６４】
本実施形態の定量位相顕微鏡Ａは、図１において、第１実施形態の偏光分離素子４１を、空間光変調器（図示せず）に変更した構成である。
【００６５】
空間光変調器は、平行配向液晶又は垂直配向液晶を有しており、偏光分離素子４１と同様に複屈折性を有しており、液晶の配向方向と同じ方向の偏光成分の光Ｈ１ａに対して、空間的な位相変調を付与することが可能である。一方、液晶の配向方向と直交する変更成分の光Ｈ１ｂに対しては、位相変調を付与しない。つまり、空間光変調器を用いて、偏光分離素子４１と同様に、被測定光Ｈ１を光Ｈ１ａ、Ｈ１ｂに分離ができる。
【００６６】
ところで、被測定光Ｈ１が、波面歪みを持つ場合、空間フィルタ４３上で図６に斜線ｐで示すような光強度分布を形成する。このとき、ピンホール４３２で点光源の参照光Ｈ４に変換される際の光量損失が大きくなる。そこで、空間光変調器に、被測定光Ｈ１が有する波面歪みを打ち消すような位相変調を付与することにより、図７に斜線ｑで示すような理想的な光強度分布を形成することが可能になる。また、空間光変調器に線形の位相成分を与えることにより、ピンホール４３２と光強度分布の位置調節を行うことが可能になる。
【００６７】
しかして、第１実施形態と同様に、物体光Ｈ３と参照光Ｈ４は合成レンズ４５にて重なり合わされ干渉縞を形成し、この干渉縞を撮像装置Ａ４が撮像する。
【００６８】
得られた干渉縞は、情報処理装置Ａ５において、フーリエ変換法などの縞解析法を用いることにより、被測定光Ｈ１の位相情報の定量化が行える。
【００６９】
以上、第３実施形態の構成によれば、第１実施形態の効果に加え、空間光変調器による波面歪み補正によって、従来に比して光利用効率が高く調節を容易に行うことができるといった、定量位相顕微鏡Ａを提供することができる。
【００７０】
なお、本発明は上述した各実施形態に限られるものではない。
【００７１】
例えば、偏光分離素子４１は、被測定光Ｈ１を、偏光方向が互いに直交する２つの光に分離するようにしているが、必ずしも偏光方向が直交する光に分離する必要はなく、分離した光の偏光方向が異なっていればよい。空間光変調器についても同様である。
【００７２】
定量位相顕微鏡Ａが、試料台１、対物レンズ２、反射部３、光干渉部４を備える顕微鏡本体Ａ１の他に、レンズＡ２、反射部Ａ３、撮像装置Ａ４及び情報処理装置Ａ５を備えるようにしているが、レンズＡ２、反射部Ａ３、撮像装置Ａ４又は情報処理装置Ａ５は、必ずしも必要ではなく外部のものを用いてもよい。
【００７３】
また、試料台１に載置した測定試料Ｓに照射光Ｈ０を照射し、透過した光を被測定光として測定するようにしているが、例えば、測定試料Ｓによって反射した光を測定することもできる。
【００７４】
また、測定対象にレーザ光を照射するようにしているが、例えば、白色光やフェムト秒レーザ光などの干渉性の低い光を用いることもできる。
【００７５】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る定量位相顕微鏡の機器構成を模式的に示す図。
【図２】同実施形態における光干渉部の機器構成図。
【図３】同実施形態における偏光分離素子の作用説明図。
【図４】同実施形態における空間フィルタを示す図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る定量位相顕微鏡の光干渉部の機器構成図。
【図６】同実施形態における空間フィルタの作用説明図。
【図７】同実施形態における空間フィルタの作用説明図。
【符号の説明】
【００７７】
Ａ・・・・・・・・・定量位相顕微鏡
Ｈ０・・・・・・・・照射光
Ｈ１・・・・・・・・被測定光
Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ・・・偏光方向が互いに異なる２つの光
Ｈ２・・・・・・・・収束光
Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ・・・偏光方向が互いに異なる２つの光
Ｈ３・・・・・・・・物体光
Ｈ４・・・・・・・・参照光
Ｓ・・・・・・・・・測定試料
４１・・・・・・・・第１の光学素子（偏光分離素子）
４２・・・・・・・・収束光学部（集光レンズ）
４４・・・・・・・・第２の光学素子（半波長板）
４５・・・・・・・・干渉縞生成部（合成レンズ）
４６・・・・・・・・第２の光学素子（偏光子）
４３１・・・・・・・物体光出射部（開口）
４３２・・・・・・・参照光出射部（ピンホール）
【図１】
2008292939.tif 000003
【図２】
2008292939.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008292939.tif 000006
【図５】
2008292939.tif 000007
【図６】
2008292939.tif 000008
【図７】
2008292939.tif 000009