(57)【要約】【課題】機械的な機構を必要とせずに、容易にシア量を精度良く連続的に変化させることができる光束制御装置、干渉装置及び微分干渉顕微鏡装置を提供する。【解決手段】分離部２０１は互いに平行な入射面と出射面をもつ偏光分離素子と分離側複屈折素子を有している。直線偏光の光束Ｉは偏光分離素子により光束Ｏ，Ｅに分離され分離側複屈折素子を通過後互いに平行になる。光束Ｏ，Ｅは観察物体５を介して重畳素子と重畳側複屈折素子を有する重畳部２０２を通過する。一方の光束に対する分離側及び重畳側複屈折素子の屈折率は分離側及び重畳側屈折率変化部２１４，２１５により電気的に変化させられる。制御部１７は、所定のシア量Δが達成され重畳部２０２にて光束Ｏ，Ｅが重なり合うよう、分離側及び重畳側屈折率変化部２１４，２１５を制御する。【選択図】　　図３
2004077609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この入射面に入射した直線偏光の光束を、振動方向が互いに直交する２つの直線偏光の光束に分離する偏光分離素子と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この偏光分離素子にて分離された２つの直線偏光の光束が入射される電気光学部材と、
この電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、電気光学部材から出射する、２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる屈折率変化手段と、
を備えていることを特徴とする光束制御装置。
【請求項２】
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、２つの直線偏光の光束が入射する電気光学部材と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この電気光学部材から出射した２つの直線偏光の光束が入射する、複屈折材料で形成された重畳素子と、
前記電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、前記重畳素子から出射する２つの光束が重なり合うよう、電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる屈折率変化手段と、
を備えていることを特徴とする光束制御装置。
【請求項３】
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この入射面に入射した直線偏光の光束を、振動方向が互いに直交する２つの直線偏光の光束に分離する偏光分離素子と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この偏光分離素子にて分離された２つの直線偏光の光束が入射する分離側電気光学部材と、
この分離側電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する分離側電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、分離側電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる分離側屈折率変化手段と、
前記分離側電気光学部材から出射した２つの直線偏光の光束が入射する試料部と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この試料部を透過した又はこの試料部で反射した２つの直線偏光の光束が入射する重畳側電気光学部材と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この重畳側電気光学部材から出射した２つの直線偏光の光束が入射する、複屈折材料で形成された重畳素子と、
前記重畳側電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する重畳側電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、重畳素子から出射する２つの光束が重なり合うよう、重畳側電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる重畳側屈折率変化手段と、
を備えていることを特徴とする干渉装置。
【請求項４】
前記分離側電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
前記分離側電気光学部材の入射面と出射面との間の距離をｄｃｏｍとし、前記分離側屈折率変化手段により変化させられる分離側電気光学部材の前記屈折率の最大値及び最小値をそれぞれｎ０，ｎ１とし、分離側電気光学部材の出射面から出射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の出射角をθｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をｄ０とすると、
ｄ０＜ｄｃｏｍ×ｓｉｎθｓ×ｃｏｓθｓ×（（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）−（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２））／０．６
であることを特徴とする請求項３に記載の干渉装置。
【請求項５】
前記重畳側電気光学部材に入射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
前記重畳側電気光学部材の入射面と出射面との間の距離をＤｃｏｍとし、前記重畳側屈折率変化手段により変化させられる重畳側電気光学部材の前記屈折率の最大値及び最小値をそれぞれＮ０，Ｎ１とし、重畳側電気光学部材の入射面に入射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の入射角をΘｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をＤ０とすると、
Ｄ０＜Ｄｃｏｍ×ｓｉｎΘｓ×ｃｏｓΘｓ×（（Ｎ１２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２）−（Ｎ０２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２））／０．６
であることを特徴とする請求項３又は４に記載の干渉装置。
【請求項６】
光源と、
この光源からの光束を直線偏光の光束にする分離側偏光素子と、
この直線偏光の光束を、振動方向が互いに直交する２つの直線偏光の光束に分離する偏光分離素子と、
この偏光分離素子にて分離された２つの直線偏光の光束を複屈折させる分離側複屈折素子と、
この分離側複屈折素子にて複屈折し、観察物体を透過した又は観察物体で反射した２つの直線偏光の光束を複屈折させる重畳側複屈折素子と、
この重畳側複屈折素子にて複屈折した２つの直線偏光の光束を重ね合わせる重畳素子と、
この重畳素子により重ね合わされた２つの直線偏光の光束を干渉させる重畳側偏光素子と、
前記分離側複屈折素子と前記重畳側複屈折素子との少なくとも一方の複屈折素子に設けられていて、この少なくとも一方の複屈折素子に入射した２つの直線偏光の光束を複屈折させる電気光学部材と、
前記電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対するこの電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、電気光学部材が設けられている複屈折素子から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる屈折率変化部と、
を備えており、
前記偏光分離素子、前記重畳素子及び前記電気光学部材の内の少なくとも１つは、互いに平行な入射面と出射面とを有していることを特徴とする微分干渉顕微鏡装置。
【請求項７】
前記分離側複屈折素子には互いに平行な入射面と出射面とを有している前記電気光学部材が設けられており、
この電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
この入射面とこの出射面との間の距離をｄｃｏｍとし、前記屈折率変化部により変化させられるこの電気光学部材の屈折率の最大値及び最小値をそれぞれｎ０，ｎ１とし、この電気光学部材の出射面から出射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の出射角をθｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をｄ０とすると、
ｄ０＜ｄｃｏｍ×ｓｉｎθｓ×ｃｏｓθｓ×（（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）−（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２））／０．６
であることを特徴とする請求項６に記載の微分干渉顕微鏡装置。
【請求項８】
前記重畳側複屈折素子には互いに平行な入射面と出射面とを有している前記電気光学部材が設けられており、
この電気光学部材に入射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
この電気光学部材の入射面と出射面との間の距離をＤｃｏｍとし、前記屈折率変化部により変化させられるこの電気光学部材の屈折率の最大値及び最小値をそれぞれＮ０，Ｎ１とし、この電気光学部材の入射面に入射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の入射角をΘｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をＤ０とすると、
Ｄ０＜Ｄｃｏｍ×ｓｉｎΘｓ×ｃｏｓΘｓ×（（Ｎ１２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２）−（Ｎ０２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２））／０．６
であることを特徴とする請求項６又は７に記載の微分干渉顕微鏡装置。
【請求項９】
前記電気光学部材の少なくとも１つは、ホモジニアス配向の液晶で形成されていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の微分干渉顕微鏡装置。
【請求項１０】
前記分離側複屈折素子にはホモジニアス配向の液晶で形成された前記電気光学部材が設けられており、
前記微分干渉顕微鏡装置は、光を透過する材料で形成されていて、この電気光学部材と前記偏光分離素子との間に配置されている入射側光透過部材と、光を透過する材料で形成されていて、入射側光透過部材と対向している出射側光透過部材とをさらに備えており、
前記電気光学部材を形成する液晶は、入射側光透過部材と出射側光透過部材との間に満たされており、
この液晶に接する入射側光透過部材の入射側表面は、この液晶に接する出射側光透過部材の出射側表面と平行であり、
入射側光透過部材は偏光分離素子と接しており、
偏光分離素子と接する入射側光透過部材の接触表面は、入射側光透過部材の入射側表面に対して傾斜しており、
偏光分離素子から出射した２つの直線偏光の光束は、接触表面を通って入射側光透過部材に入射し、入射側光透過部材を透過し、入射側表面を通って前記液晶に屈折しながら入射し、出射側表面を通って出射側光透過部材に屈折しながら入射することを特徴とする請求項９に記載の微分干渉顕微鏡装置。
【請求項１１】
前記重畳側複屈折素子にはホモジニアス配向の液晶で形成された前記電気光学部材が設けられており、
前記微分干渉顕微鏡装置は、光を透過する材料で形成されていて、この電気光学部材と前記重畳素子との間に配置されている出射側光透過部材と、光を透過する材料で形成されていて、出射側光透過部材と対向している入射側光透過部材とをさらに備えており、
前記電気光学部材を形成する液晶は、出射側光透過部材と入射側光透過部材との間に満たされており、
この液晶に接する入射側光透過部材の入射側表面は、この液晶に接する出射側光透過部材の出射側表面と平行であり、
出射側光透過部材は重畳素子と接しており、
重畳素子と接する出射側光透過部材の接触表面は、出射側光透過部材の出射側表面に対して傾斜しており、
前記観察物体を透過した又は前記観察物体で反射した２つの直線偏光の光束は入射側光透過部材を透過し、入射側表面を通って前記液晶に屈折しながら入射し、出射側表面を通って出射側光透過部材に屈折しながら入射し、出射側光透過部材を透過し、接触表面を通って重畳素子に入射することを特徴とする請求項９又は１０に記載の微分干渉顕微鏡装置。
【請求項１２】
前記重畳側偏光素子を出射した光束を検出し、この光束から観察物体の微分干渉画像を取得する画像取得部と、
画像取得部により取得された観察物体の微分干渉画像から、コントラスト及び解像度を含む画像評価量を取得する処理部と、
この処理部により取得された画像評価量に基づいて、前記分離側複屈折素子から出射する２つの直線偏光の光束の間隔が所定の間隔になり、かつこれら２つの光束のなす角が所定の角度になり、かつ重畳素子から出射した２つの直線偏光の光束が重なり合うよう、前記屈折率変化部を制御する制御部と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の微分干渉顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の光束を動かす光束制御装置、この光束制御装置を有する干渉装置及び、この干渉装置を用いて、位相物体である例えば細胞やバクテリア等の微細胞物体の位相分布、あるいは金属などの結晶構造の位相分布を取得する微分干渉顕微鏡装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微分干渉顕微鏡においては、照明光を複屈折性のプリズムにより常光と異常光とに分離して観察物体に照射し、それらの透過光または反射光を干渉させることにより、観察物体のもつ位相分布の勾配を画像として観察している。近年、微分干渉顕微鏡装置での観測において、シア量を変化させて観測するニーズが高まっている。
【０００３】
例えば特開平１０−１６１０３１では複屈折プリズムを移動させてシア量を可変にした微分干渉顕微鏡装置が提案されている。この微分干渉顕微鏡装置の概略について図１７を用いて説明する。光源１から出射した光束は偏光子２により特定の偏光方向の光束にされる。次に、この光束は複屈折プリズム３の複屈折作用によって互いに偏光方向が直交する、常光線の光束Ｏと異常光線の光束Ｅとに分離される。偏光子２から出射する光束の偏光方向は、光束Ｏ及び光束Ｅのそれぞれの偏光方向に対してそれぞれ４５度傾けられている。この微分干渉顕微鏡装置では光束Ｏの偏光方向は紙面に直交し、光束Ｅの偏光方向は紙面に平行である。
【０００４】
複屈折プリズム３で分離された光束Ｏ，Ｅは複屈折プリズム４の複屈折作用を再び受け、ほぼ平行にされる。複屈折プリズム４を矢印４ａの方向に移動させることにより、光束Ｏ，Ｅの間隔Δ’を変化させることができる。光束Ｏ，Ｅがコンデンサレンズ９，１０を通過すると、間隔Δ’は間隔Δに変換される。間隔Δ、即ちシア量Δの光束Ｏ，Ｅは、保持部材５ａに保持された観察物体５をそれぞれ透過する。
【０００５】
次に、光束Ｏ，Ｅは対物レンズ１１、結像レンズ１２を介して複屈折プリズム６に入射する。複屈折プリズム６の複屈折作用により光束Ｏ，Ｅは偏向される。偏光された光束Ｏ，Ｅは複屈折プリズム７を通過する。複屈折プリズム６は、複屈折プリズム７を通過した光束Ｏ，Ｅが重ね合わされるように、矢印６ａの方向に移動される。
【０００６】
重ね合わされた光束Ｏ，Ｅは検光子８に入射する。検光子８は光束Ｏ，Ｅから特定の偏光成分をもった光束を取り出す。取り出された特定の偏光成分の光束は、観察物体５の結像面に配置してあるＣＣＤカメラ１３に入射する。結像面には観察物体５の微分干渉画像が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この微分干渉顕微鏡装置は複屈折プリズム４，６の移動させることにより、シア量を自在に変化させることができる。しかしながら、複屈折プリズム４，６を精密に移動させる必要があるので、高価で高精度なステージが必要である。また、このステージ又はステージを移動させるための機構などを設けるためのスペースも必要である。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に着目して成されたものであり、本発明の第一の目的は、機械的な機構を必要とせずに、容易にシア量を精度良く連続的に変化させることができる光束制御装置、干渉装置及び微分干渉顕微鏡装置を提供することである。本発明の第二の目的は、観察物体の種類に応じて、観察条件を容易に最適にすることができる微分干渉顕微鏡装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係わる光束制御装置は、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この入射面に入射した直線偏光の光束を、振動方向が互いに直交する２つの直線偏光の光束に分離する偏光分離素子と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この偏光分離素子にて分離された２つの直線偏光の光束が入射される電気光学部材と、
この電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、電気光学部材から出射する、２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる屈折率変化手段と、
を備えている。
【００１０】
本発明の請求項２に係わる光束制御装置は、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、２つの直線偏光の光束が入射する電気光学部材と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この電気光学部材から出射した２つの直線偏光の光束が入射する、複屈折材料で形成された重畳素子と、
前記電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、前記重畳素子から出射する２つの光束が重なり合うよう、電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる屈折率変化手段と、
を備えている。
【００１１】
本発明の請求項３に係わる干渉装置は、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この入射面に入射した直線偏光の光束を、振動方向が互いに直交する２つの直線偏光の光束に分離する偏光分離素子と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この偏光分離素子にて分離された２つの直線偏光の光束が入射する分離側電気光学部材と、
この分離側電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する分離側電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、分離側電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる分離側屈折率変化手段と、
前記分離側電気光学部材から出射した２つの直線偏光の光束が入射する試料部と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この試料部を透過した又はこの試料部で反射した２つの直線偏光の光束が入射する重畳側電気光学部材と、
互いに平行な入射面と出射面とを有していて、この重畳側電気光学部材から出射した２つの直線偏光の光束が入射する、複屈折材料で形成された重畳素子と、
前記重畳側電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対する重畳側電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、重畳素子から出射する２つの光束が重なり合うよう、重畳側電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる重畳側屈折率変化手段と、
を備えている。
【００１２】
本発明の請求項４に係わる干渉装置では、
前記分離側電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
前記分離側電気光学部材の入射面と出射面との間の距離をｄｃｏｍとし、前記分離側屈折率変化手段により変化させられる分離側電気光学部材の前記屈折率の最大値及び最小値をそれぞれｎ０，ｎ１とし、分離側電気光学部材の出射面から出射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の出射角をθｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をｄ０とすると、
ｄ０＜ｄｃｏｍ×ｓｉｎθｓ×ｃｏｓθｓ×（（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）−（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２））／０．６
である。
【００１３】
本発明の請求項５に係わる干渉装置では、
前記重畳側電気光学部材に入射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
前記重畳側電気光学部材の入射面と出射面との間の距離をＤｃｏｍとし、前記重畳側屈折率変化手段により変化させられる重畳側電気光学部材の前記屈折率の最大値及び最小値をそれぞれＮ０，Ｎ１とし、重畳側電気光学部材の入射面に入射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の入射角をΘｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をＤ０とすると、
Ｄ０＜Ｄｃｏｍ×ｓｉｎΘｓ×ｃｏｓΘｓ×（（Ｎ１２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２）−（Ｎ０２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２））／０．６
である。
【００１４】
本発明の請求項６に係わる微分干渉顕微鏡装置は、
光源と、
この光源からの光束を直線偏光の光束にする分離側偏光素子と、
この直線偏光の光束を、振動方向が互いに直交する２つの直線偏光の光束に分離する偏光分離素子と、
この偏光分離素子にて分離された２つの直線偏光の光束を複屈折させる分離側複屈折素子と、
この分離側複屈折素子にて複屈折し、観察物体を透過した又は観察物体で反射した２つの直線偏光の光束を複屈折させる重畳側複屈折素子と、
この重畳側複屈折素子にて複屈折した２つの直線偏光の光束を重ね合わせる重畳素子と、
この重畳素子により重ね合わされた２つの直線偏光の光束を干渉させる重畳側偏光素子と、
前記分離側複屈折素子と前記重畳側複屈折素子との少なくとも一方の複屈折素子に設けられていて、この少なくとも一方の複屈折素子に入射した２つの直線偏光の光束を複屈折させる電気光学部材と、
前記電気光学部材に入射した２つの直線偏光の光束の一方に対するこの電気光学部材の屈折率を電気的に変化させて、電気光学部材が設けられている複屈折素子から出射する２つの直線偏光の光束の間隔と、これら２つの光束のなす角との少なくとも一方を変化させる屈折率変化部と、
を備えており、
前記偏光分離素子、前記重畳素子及び前記電気光学部材の内の少なくとも１つは、互いに平行な入射面と出射面とを有している。
【００１５】
本発明の請求項７に係わる微分干渉顕微鏡装置では、
前記分離側複屈折素子には互いに平行な入射面と出射面とを有している前記電気光学部材が設けられており、
この電気光学部材から出射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
この入射面とこの出射面との間の距離をｄｃｏｍとし、前記屈折率変化部により変化させられるこの電気光学部材の屈折率の最大値及び最小値をそれぞれｎ０，ｎ１とし、この電気光学部材の出射面から出射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の出射角をθｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をｄ０とすると、
ｄ０＜ｄｃｏｍ×ｓｉｎθｓ×ｃｏｓθｓ×（（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）−（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２））／０．６
である。
【００１６】
本発明の請求項８に係わる微分干渉顕微鏡装置では、
前記重畳側複屈折素子には互いに平行な入射面と出射面とを有している前記電気光学部材が設けられており、
この電気光学部材に入射する２つの直線偏光の光束は互いに平行であり、
この電気光学部材の入射面と出射面との間の距離をＤｃｏｍとし、前記屈折率変化部により変化させられるこの電気光学部材の屈折率の最大値及び最小値をそれぞれＮ０，Ｎ１とし、この電気光学部材の入射面に入射する、互いに平行な２つの直線偏光の光束の入射角をΘｓとし、これらの互いに平行な直線偏光の光束の間隔の最大値をＤ０とすると、
Ｄ０＜Ｄｃｏｍ×ｓｉｎΘｓ×ｃｏｓΘｓ×（（Ｎ１２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２）−（Ｎ０２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２））／０．６
である。
【００１７】
本発明の請求項９に係わる微分干渉顕微鏡装置では、前記電気光学部材の少なくとも１つは、ホモジニアス配向の液晶で形成されている。
【００１８】
本発明の請求項１０に係わる微分干渉顕微鏡装置では、
前記分離側複屈折素子にはホモジニアス配向の液晶で形成された前記電気光学部材が設けられており、
前記微分干渉顕微鏡装置は、光を透過する材料で形成されていて、この電気光学部材と前記偏光分離素子との間に配置されている入射側光透過部材と、光を透過する材料で形成されていて、入射側光透過部材と対向している出射側光透過部材とをさらに備えており、
前記電気光学部材を形成する液晶は、入射側光透過部材と出射側光透過部材との間に満たされており、
この液晶に接する入射側光透過部材の入射側表面は、この液晶に接する出射側光透過部材の出射側表面と平行であり、
入射側光透過部材は偏光分離素子と接しており、
偏光分離素子と接する入射側光透過部材の接触表面は、入射側光透過部材の入射側表面に対して傾斜しており、
偏光分離素子から出射した２つの直線偏光の光束は、接触表面を通って入射側光透過部材に入射し、入射側光透過部材を透過し、入射側表面を通って前記液晶に屈折しながら入射し、出射側表面を通って出射側光透過部材に屈折しながら入射する。
【００１９】
本発明の請求項１１に係わる微分干渉顕微鏡装置では、
前記重畳側複屈折素子にはホモジニアス配向の液晶で形成された前記電気光学部材が設けられており、
前記微分干渉顕微鏡装置は、光を透過する材料で形成されていて、この電気光学部材と前記重畳素子との間に配置されている出射側光透過部材と、光を透過する材料で形成されていて、出射側光透過部材と対向している入射側光透過部材とをさらに備えており、
前記電気光学部材を形成する液晶は、出射側光透過部材と入射側光透過部材との間に満たされており、
この液晶に接する入射側光透過部材の入射側表面は、この液晶に接する出射側光透過部材の出射側表面と平行であり、
出射側光透過部材は重畳素子と接しており、
重畳素子と接する出射側光透過部材の接触表面は、出射側光透過部材の出射側表面に対して傾斜しており、
前記観察物体を透過した又は前記観察物体で反射した２つの直線偏光の光束は入射側光透過部材を透過し、入射側表面を通って前記液晶に屈折しながら入射し、出射側表面を通って出射側光透過部材に屈折しながら入射し、出射側光透過部材を透過し、接触表面を通って重畳素子に入射する。
【００２０】
本発明の請求項１２に係わる微分干渉顕微鏡装置は、
前記重畳側偏光素子を出射した光束を検出し、この光束から観察物体の微分干渉画像を取得する画像取得部と、
画像取得部により取得された観察物体の微分干渉画像から、コントラスト及び解像度を含む画像評価量を取得する処理部と、
この処理部により取得された画像評価量に基づいて、前記分離側複屈折素子から出射する２つの直線偏光の光束の間隔が所定の間隔になり、かつこれら２つの光束のなす角が所定の角度になり、かつ重畳素子から出射した２つの直線偏光の光束が重なり合うよう、前記屈折率変化部を制御する制御部と、
をさらに備えている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜図１６を参照して、本発明の実施の形態に係わる光束制御装置、干渉装置及び微分干渉顕微鏡装置を説明する。先ず、図１及び図２を参照して光束制御装置及び干渉装置の実施の形態を説明する。図１は光束を分離するための光束制御装置、即ち分離用光束制御装置の概略図である。図２は分離された光束を重ね合わせるための光束制御装置、即ち重畳用光束制御装置の概略図である。干渉装置は分離用光束制御装置と重畳用光束制御装置を備えている。分離用光束制御装置は、複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成された偏光分離素子１３０と、電気光学材料で形成された電気光学部材１４０、即ち分離側電気光学部材１４０と、屈折率変化手段１１４とを有している。偏光分離素子１３０は互いに平行な入射面１３１と出射面１３２とを有している。図１では、入射面１３１はこれが紙面に直交するよう示されている。分離側電気光学部材１４０は互いに平行な入射面１４１と出射面１４２とを有している。これらの面は紙面に直交している。
【００２２】
直線偏光の光束Ｉが偏光分離素子１３０の入射面１３１に入射角θｆで入射すると、複屈折効果が起こる。偏光分離素子１３０の光学軸は入射面１３１に沿った方向に向いている。偏光分離素子１３０内を伝搬する常光線の偏光方向は紙面に直交し、異常光線の偏光方向は紙面に平行である。光束Ｉの内の紙面と直交する偏光成分をもつ光束Ｏは、常光線としてふるまい、屈折角θ１０で屈折する。一方、光束Ｉの内の紙面に平行な偏光成分をもつ光束Ｅは異常光線としてふるまい、屈折角θ１１で屈折する。この結果、光束Ｉは光束Ｏ，Ｅに分離され、光束Ｏ，Ｅは互いに離間しながら伝播する。光束Ｏ，Ｅは紙面に平行に伝搬する。光束Ｏ，Ｅが出射面１３２から出射するとき、光束Ｉが入射面１３１に入射したときとは逆の複屈折効果が起こる。この結果、偏光分離素子１３０から外部に出射した光束Ｏ，Ｅの屈折角はそれぞれθｆになる。即ち、偏光分離素子１３０を出射した光束Ｏ，Ｅは間隔Ｄをおいて互いに平行になる。光束Ｏ，Ｅは光束Ｉに平行になる。
【００２３】
次に、光束Ｏ，Ｅは分離側電気光学部材１４０の入射面１４１に入射角θｓでそれぞれ屈折しながら入射する。入射した光束Ｏ，Ｅは屈折しながら出射面１４２から出射する。分離用光束制御装置は分離側電気光学部材１４０に電界を印加して、分離側電気光学部材１４０に入射した２つの直線偏光の光束Ｏ，Ｅの一方に対する分離側電気光学部材１４０の屈折率を電気的に変化させる屈折率変化手段１１４、即ち分離側屈折率変化手段１１４を有している。本実施の形態では光束Ｅの屈折率が変化させられるが、光束Ｏの屈折率が変化させられても良い。分離側電気光学部材１４０の屈折率が変化すると、分離側電気光学部材１４０から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔が変化する。
【００２４】
分離側屈折率変化手段１１４は、光束Ｏに対する屈折率をほぼ一定に維持したまま、光束Ｅに対する屈折率ｎを最大ｎ＋△ｎまで増加させることができる。この結果、光束Ｏが入射面１４１にて屈折するとき、光束Ｏはほぼ一定の屈折角θ３０である。一方、光束Ｅの屈折角は屈折率の増加に応じてθ３１０からθ３１０＋Δθ３１＝θ３１１の範囲で変化する。光束Ｅの伝搬方向は屈折角の増加に応じて変化する。光束Ｏ，Ｅが分離側電気光学部材１４０の出射面１４２から外部に出射するとき、光束Ｏ，Ｅが入射面１４１に入射したときとは逆の複屈折効果が起こる。この結果、出射面１４２での光束Ｏ，Ｅの屈折角はそれぞれθｓになる。従って、分離側電気光学部材１４０から出射した光束Ｏ，Ｅは互いに平行になる。光束Ｏ，Ｅは光束Ｉに平行になる。光束Ｅは屈折率の変化に応じて、光束Ｏに対して連続的に平行移動する。平行移動できる距離Δｄ及び光束Ｏ，Ｅの間隔の最大値ｄ０は屈折角の最大増加量Δθ３１に対応している。
【００２５】
一般に電気光学材料の屈折率を精度良く変化させることは容易である。即ち、本実施の形態の干渉装置を用いれば、分離側電気光学部材１４０を出射した２つの光束Ｏ，Ｅの間隔を容易に精度良く連続的に変化させることができる。また、本実施の形態の光束制御装置は機械的な機構を必要としない。
【００２６】
図２に示された重畳用光束制御装置は、電気光学材料で形成された電気光学部材１６０、即ち重畳側電気光学部材１６０と、複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成された重畳素子１７０と、屈折率変化手段１１５とを有している。図２はこれらの概略図である。重畳側電気光学部材１６０は互いに平行な入射面１６１と出射面１６２を、重畳素子１７０は互いに平行な入射面１７１と出射面１７２をそれぞれ有している。分離側電気光学部材１４０から出射した光束Ｏ，Ｅは、試料部を有する様々な光学系を介して重畳側電気光学部材１６０に導かれる。例えば、干渉装置が微分干渉顕微鏡装置に適用される場合には、試料部は標本物体を含む。分離側電気光学部材１４０から出射した２つの直線偏光の光束は試料部（図示せず）に入射する。試料部を透過した又は試料部で反射した２つの直線偏光の光束は重畳側電気光学部材１６０に入射する。図２では入射する光束Ｏ，Ｅはそれぞれ紙面に平行に延びるように示されている。入射面１６１、出射面１６２、入射面１７１及び出射面１７２は紙面に直交するように向けられている。
【００２７】
重畳側電気光学部材１６０に導かれた光束Ｏ，Ｅは、入射面１６１に屈折しながら入射して出射面１６２から屈折しながら出射する。入射面１６１に入射する光束Ｏ，Ｅの入射角Θｓは、分離側電気光学部材１４０の出射面１４２から出射する光束Ｏ，Ｅの出射角（屈折角）θｓに等しい。重畳側電気光学部材１６０に入射する光束Ｅは、分離側電気光学部材１４０から出射する光束Ｅの平行移動に応じて平行移動する。本実施の形態では、これらの入射される光束Ｏ，Ｅの間隔の最大値Ｄ０は、分離側電気光学部材１４０から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔の最大値ｄ０に等しく、重畳側電気光学部材１６０に入射する光束Ｅが平行移動できる距離ΔＤは、分離側電気光学部材１４０から出射する光束Ｅが平行移動できる距離Δｄに等しい。
【００２８】
干渉装置は、光束Ｏに対する屈折率をほぼ一定に維持したまま、光束Ｅに対する屈折率を電気的に変化させることができる屈折率変化手段１１５、即ち重畳側屈折率変化手段１１５を備えている。重畳側電気光学部材１６０では分離側電気光学部材１４０とは逆の現象が起こる。即ち、分離側電気光学部材１４０の入射面１６１に互いに平行な光束Ｏ，Ｅが入射すると、出射面１６２から互いに平行な光束Ｏ，Ｅが出射する。出射面１６２から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔は偏光分離素子１３０により分離された光束Ｏ，Ｅの間隔Ｄに等しい。重畳側屈折率変化手段１１５は、出射面１６２から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔がＤに等しくなるよう、屈折率を変化させて、光束Ｅを動かす。
【００２９】
次に、光束Ｏ，Ｅは重畳素子１７０の入射面１７１に入射し、出射面１７２から出射する。重畳素子１７０では偏光分離素子１３０で生じた現象と逆の現象が起こる。間隔Ｄをもつ、互いに平行な光束Ｏ，Ｅが重畳素子１７０に入射すると、光束Ｏ，Ｅは重ね合わされて重畳素子１７０から出射する。重畳素子１７０の光学軸の方向は偏光分離素子１３０の光学軸の方向と同様である。
【００３０】
光束制御装置及び干渉装置は、互いに平行な２つの光束の間隔を容易に精度良く連続的に変化させることができる。本実施の形態の干渉装置は、機械的な機構を必要とせずに、１つの光束を互いに平行な２つの光束に分離し、再び重ね合わせることができる。本実施の形態の本実施の形態の干渉装置は、光束を分離し重ね合わせることを必要とする、様々な装置、例えば後述する微分干渉顕微鏡装置に適用される。
【００３１】
分離側電気光学部材１４０及び重畳側電気光学部材１６０には好ましくはホモジニアス配向の液晶が用いられる。この場合には、分離側電気光学部材１４０及び重畳側電気光学部材１６０はそれぞれ互いに対向するカバーガラスで挟まれる。液晶を用いれば、屈折率を変えるための電界を生じさせる電圧を低くすることができる。また、この液晶を用いた分離側電気光学部材１４０及び重畳側電気光学部材１６０を製作することは容易である。その他にも分離側電気光学部材１４０及び重畳側電気光学部材１６０として、ＬｉＮｂＯ３等の結晶や、有機系のフォトリフラクティブ材料、フォトクロミック材料などの適用も可能である。
【００３２】
干渉装置が微分干渉顕微鏡装置に適用された場合、分離側電気光学部材１４０から出射する光束Ｏ，Ｅは試料部の観察物体を介して対物レンズに導かれる。分離側電気光学部材１４０から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔と対物レンズの分解能の関係について説明する。
【００３３】
分離側屈折率変化手段１１４により変化させられる、光束Ｅに対する分離側電気光学部材１４０の屈折率の最大値及び最小値をそれぞれｎ０，ｎ１とし、分離側電気光学部材１４０の入射面１４１と出射面１４２との間の距離をｄｃｏｍとする。屈折率が最大値ｎ０に等しい場合、光束Ｅが入射面１４１に入射した位置と、光束Ｅが出射面１４２から出射した位置との間の、面１４１，１４２に平行な方向の距離ΔＬ０は、
ΔＬ０＝ｄｃｏｍ×ｔａｎθ３１０…式（１）
である。一方、屈折率が最大値ｎ１に等しい場合、光束Ｅが入射面１４１に入射した位置と、光束Ｅが出射面１４２から出射した位置との間の、面１４１，１４２に平行な方向の距離ΔＬ１は、
ΔＬ１＝ｄｃｏｍ×ｔａｎθ３１１…式（２）
である。
【００３４】
出射面１４２から出射した光束Ｅが平行移動できる距離Δｄは、式（１）及び式（２）を用いて、
Δｄ＝ｃｏｓθｓ×（ΔＬ１−ΔＬ０）＝ｃｏｓθｓ×ｄｃｏｍ×（ｔａｎθ３１１−ｔａｎθ３１０）…式（３）
である。入射面１４１及び出射面１４２での屈折にスネルの法則を適用すると、
ｓｉｎθ３１１＝ｓｉｎθｓ／ｎ１…式（４）
ｓｉｎθ３１０＝ｓｉｎθｓ／ｎ０…式（５）
が得られる。式（４）及び式（５）から
ｔａｎθ３１１＝ｓｉｎθｓ×（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）…式（４）’
ｔａｎθ３１０＝ｓｉｎθｓ×（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）…式（５）’
が得られる。式（４）’及び式（５）’を式（３）に代入すると、
Δｄ＝ｄｃｏｍ×ｓｉｎθｓ×ｃｏｓθｓ×（（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）−（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２））…式（６）
が得られる。
【００３５】
上述したように、出射面１４２から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔の上限はｄ０であり、下限はｄ０−Δｄである。良好な微分干渉画像を得るためには、上限ｄ０が対物レンズの分解能ａの０．７５倍以上であり、かつ下限ｄ０−Δｄが分解能ａの０．３倍以下である必要がある（良好な微分干渉画像を得る条件）。即ち、
ｄ０≧０．７５ａ…式（７）
ｄ０−Δｄ≦０．３ａ…式（８）
であることが必要である。
【００３６】
式（７）及び式（８）から
０．７５（ｄ０−Δｄ）≦０．７５×０．３×ａ≦０．３×ｄ０
０．７５（ｄ０−Δｄ）≦０．３×ｄ０
ｄ０＜Δｄ／０．６…式（９）
が導かれる。式（９）に式（６）を代入すると、
ｄ０＜ｄｃｏｍ×ｓｉｎθｓ×ｃｏｓθｓ×（（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）−（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２））／０．６…式（１０）
が得られる。式（１０）を満たすよう分離側電気光学部材１４０を構成すれば、良好な微分干渉画像を得る上記の条件（式（７）かつ式（８））を満たすことができる。
【００３７】
重畳側電気光学部材１６０に入射する光束Ｏ，Ｅの間隔と対物レンズの分解能の関係についても同様に説明することができる。重畳側電気光学部材１６０の入射面１６１と出射面１６２との間の距離をＤｃｏｍとし、重畳側屈折率変化手段１１５により変化させられる、光束Ｅに対する重畳側電気光学部材１６０の屈折率の最大値及び最小値をそれぞれＮ０，Ｎ１とし、入射面１６１に入射する、互いに平行な光束Ｏ，Ｅの入射角をΘｓとする。出射面１６２から出射した光束Ｅが平行移動できる距離ΔＤは、
ΔＤ＝Ｄｃｏｍ×ｓｉｎΘｓ×ｃｏｓΘｓ×（（Ｎ１２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２）−（Ｎ０２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２））…式（１１）
である。式（１１）は式（６）と同様にして得ることができる。
【００３８】
良好な微分干渉画像を得る条件は、重畳側電気光学部材１６０の出射面１６２から出射する、互いに平行な光束Ｏ，Ｅの間隔の最大値Ｄ０とすると、
Ｄ０＜ΔＤ／０．６…式（１２）
である。式（１２）は式（９）と同様にして得ることができる。式（１２）に式（１１）を代入すると、
Ｄ０＜Ｄｃｏｍ×ｓｉｎΘｓ×ｃｏｓΘｓ×（（Ｎ１２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２）−（Ｎ０２−ｓｉｎ２Θｓ）（−１／２））／０．６…式（１３）
が得られる。式（１３）を満たすよう重畳側電気光学部材１６０を構成すれば、良好な微分干渉画像を得る上記の条件（式（１２））を満たすことができる。
【００３９】
次に、図３〜図５を参照して本発明の第１の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を説明する。図３は微分干渉顕微鏡装置の概略図である。ハロゲンランプを有する光源１から出射しバンドパスフィルタ１６を通過した光束は、偏光子で形成された分離側偏光素子２により直線偏光の光束Ｉにされる。バンドパスフィルタ１６を通過する光束の中心波長は４９０ｎｍである。
【００４０】
分離側偏光素子２から出射した光束Ｉは次に分離部２０１に入射する。図４は分離部２０１の概略図である。偏光分離素子２３０は複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成されている。分離側複屈折素子２４０は電気光学材料で形成された電気光学部材２４４を有している。偏光分離素子２３０、電気光学部材２４４は上述した干渉装置の偏光分離素子１３０、分離側電気光学部材１４０とそれぞれ同じ作用をもっている。
【００４１】
偏光分離素子２３０は互いに平行な入射面２３１と出射面１３２とを有している。図４では入射面２３１は紙面に直交するように示されている。偏光分離素子２３０の光学軸の方向は入射面２３１に平行である。分離部２０１は、それぞれ光を透過する材料で形成されている入射側光透過部材２４１と出射側光透過部材２４７を有している。入射側光透過部材２４１と出射側光透過部材２４７にはカバーガラスが用いられている。入射側光透過部材２４１は偏光分離素子２３０と電気光学部材２４４の間に配置されている。出射側光透過部材２４７は電気光学部材２４４を挟んで入射側光透過部材２４１と対向している。
【００４２】
電気光学部材２４４はホモジニアス配向の液晶で形成されている。液晶は入射側光透過部材２４１と出射側光透過部材２４７の間に満たされている。電気光学部材２４４に接する入射側光透過部材２４１の入射側表面２４５は、電気光学部材２４４に接する出射側光透過部材２４７の出射側表面２４６と平行である。入射側光透過部材２４１は偏光分離素子２３０の出射面２３２と接している。偏光分離素子２３０と接する入射側光透過部材２４１の接触表面２４２は、入射側光透過部材２４１の入射側表面２４５に平行である。出射側表面２４６と反対側の出射側光透過部材２４７の表面２４９は外部に向いている。出射側表面２４６と表面２４９は互いに平行である。
【００４３】
分離部２０１に導かれた直線偏光の光束Ｉは偏光分離素子２３０の入射面２３１に入射する。入射面２３１の法線は光束Ｉと所定の角度をなしている。光束Ｉの偏光方向は紙面に対して４５°傾いている。光束Ｏ，Ｅが入射面２３１に入射すると、光束Ｉは２つの直線偏光の光束Ｏ，Ｅに分離される。光束Ｏは常光線であり、光束Ｅは異常光線である。光束Ｏ，Ｅの偏光方向は互いに直交している。一方の光束の偏光方向は紙面に平行である。
【００４４】
分離された光束Ｏ，Ｅは出射面２３２から出射し、接触表面２４２を通って入射側光透過部材２４１に入射する。次に、光束Ｏ，Ｅは入射側光透過部材２４１を透過し、入射側表面２４５を通って電気光学部材２４４に屈折しながら入射する。入射側表面２４５に接している、液晶で形成された電気光学部材２４４の表面は入射面として用いられる。光束Ｏ，Ｅはこの入射面を通って電気光学部材２４４に入射する。次に、光束Ｏ，Ｅは出射側表面２４６を通って出射側光透過部材２４７に屈折しながら入射する。出射側表面２４６に接している電気光学部材２４４の表面は出射面として用いられる。光束Ｏ，Ｅはこの出射面を通って電気光学部材２４４から屈折しながら出射する。入射した光束Ｏ，Ｅは出射側光透過部材２４７を透過し、表面２４９を通って出射側光透過部材２４７から出射する。出射側光透過部材２４７から出射した光束Ｏ，Ｅ、即ち分離部２０１から出射した光束Ｏ，Ｅは、上述した干渉装置と同様に、互いに平行になる。
【００４５】
微分干渉顕微鏡装置には、電気光学部材２４４に入射した光束Ｅに対する電気光学部材２４４の屈折率を電気的に変化させて、分離部２０１から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔を変化させる分離側屈折率変化部２１４が設けられている。光束Ｅに対する屈折率が変化するとき、光束Ｏに対する屈折率はほとんど変化しない。分離側屈折率変化部２１４には制御部１７が接続されている。制御部１７は、分離部２０１から出射する、互いに平行な光束Ｏ，Ｅの間隔が所望の間隔Δ’になるよう分離側屈折率変化部２１４を制御する。
【００４６】
間隔Δ’をもつ互いに平行な光束Ｏ，Ｅはコンデンサレンズ９とコンデンサレンズ１０を有する照明光学系を通過する（図３）。光束Ｏ，Ｅはコンデンサレンズ９を通過し交差した後、コンデンサレンズ１０を通過する。コンデンサレンズ９の出射側の焦平面はコンデンサレンズ１０の入射側の焦平面に一致している。照明光学系を通過した光束Ｏ，Ｅは互いに平行である。照明光学系は光束Ｏ，Ｅの間隔Δ’を間隔Δに変える。間隔Δは微分干渉顕微鏡装置のシア量である。この光束Ｏ，Ｅは平行なまま、保持部材５ａに保持された観察物体５を透過する。互いに平行な光束Ｏ，Ｅは対物レンズ１１を通過し、交差した後に結像レンズ１２を通過する。対物レンズ１１の出射側の焦平面は結像レンズ１２の入射側の焦平面に一致している。結像レンズ１２を通過した光束Ｏ，Ｅは互いに平行である。
【００４７】
結像レンズ１２を通過した光束Ｏ，Ｅは次に重畳部２０２に入射する。図５は重畳部２０２の概略図である。重畳素子２７０は複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成されている。重畳側複屈折素子２６０は電気光学材料で形成された電気光学部材２６４及びこれを挟む入射側光透過部材２６１と出射側光透過部材２６７で形成されている。電気光学部材２６４では、重畳側屈折率変化部２１５により特定の偏光方向の光の屈折率が変化させられる。重畳素子２７０、電気光学部材２６４は上述した干渉装置の重畳素子１７０、重畳側電気光学部材１６０とそれぞれ同じ作用をもっている。
【００４８】
重畳素子２７０は互いに平行な入射面２７１と出射面２７２とを有している。図５では入射面２７１は紙面に直交するように示されている。重畳素子２７０の光学軸の方向は入射面２７１に平行である。重畳部２０２は、それぞれ光を透過する材料で形成されている入射側光透過部材２６１と出射側光透過部材２６７を有している。入射側光透過部材２６１と出射側光透過部材２６７にはカバーガラスが用いられている。出射側光透過部材２６７は重畳素子２７０と電気光学部材２６４の間に配置されている。入射側光透過部材２６１は電気光学部材２６４を挟んで出射側光透過部材２６７と対向している。
【００４９】
電気光学部材２６４はホモジニアス配向の液晶で形成されている。液晶は入射側光透過部材２６１と出射側光透過部材２６７の間に満たされている。電気光学部材２６４に接する入射側光透過部材２６１の入射側表面２６５は、電気光学部材２６４に接する出射側光透過部材２６７の出射側表面２６６と平行である。出射側表面２６６とは反対側の出射側光透過部材２６７の対向表面２６９は出射側表面２６６に平行である。対向表面２６９は重畳素子２７０の入射面２７１と離間している。対向表面２６９は入射面２７１と所定の角度をなしている。対向表面２６９は、入射面２７１と同様に、紙面に直交している。入射側表面２６５と反対側の入射側光透過部材２６１の表面２６２は外部に向いている。入射側表面２６５と表面２６２は互いに平行である。表面２６２は紙面に直交している。
【００５０】
重畳部２０２に導かれた互いに平行な光束Ｏ，Ｅは入射側光透過部材２６１の表面２６２に入射する。入射する光束Ｏ，Ｅの間隔は、分離部２０１から出射した光束Ｏ，Ｅの間隔Δ’の変化に応じて変化する。入射する光束Ｏ，Ｅは紙面に平行に進む。表面２６２の法線は入射する光束Ｏ，Ｅと所定の角度をなしている。表面２６２に入射した光束Ｏ，Ｅは入射側光透過部材２６１を透過し、入射側表面２６５を通って電気光学部材２６４に屈折しながら入射する。入射側表面２６５に接している、液晶で形成された電気光学部材２６４の表面は入射面として用いられる。光束Ｏ，Ｅはこの入射面を通って電気光学部材２６４に入射する。次に、光束Ｏ，Ｅは出射側表面２６６を通って出射側光透過部材２６７に屈折しながら入射する。出射側表面２６６に接している電気光学部材２６４の表面は出射面として用いられる。光束Ｏ，Ｅはこの出射面を通って電気光学部材２６４から屈折しながら出射する。入射した光束Ｏ，Ｅは出射側光透過部材２６７を透過し、対向表面２６９を通って出射側光透過部材２６７から出射する。次に、光束Ｏ，Ｅは重畳素子２７０の入射面２７１に入射して出射面２７２から出射する。
【００５１】
本実施の形態の微分干渉顕微鏡装置では、電気光学部材２６４に入射した光束Ｅに対する電気光学部材２６４の屈折率を電気的に変化させて、電気光学部材２６４の対向表面２６９から重畳素子２７０の入射面２７１に入射する光束Ｅを動かす重畳側屈折率変化部２１５が設けられている。重畳側屈折率変化部２１５と上述の分離側屈折率変化部２１４は屈折率変化部を形成している。光束Ｅに対する屈折率が変化するとき、光束Ｏに対する屈折率はほとんど変化しない。重畳側屈折率変化部２１５には制御部１７が接続されている。重畳素子２７０に入射する光束Ｅが光束Ｏに対して所定の重畳位置に位置するとき、重畳素子２７０から出射する光束Ｏ，Ｅが重なり合う。制御部１７は、重畳素子２７０から出射する光束Ｏ，Ｅが重なり合うよう重畳側屈折率変化部２１５を制御する。このとき、重畳側屈折率変化部２１５は、重畳素子２７０に入射する光束Ｅを動かして、光束Ｅを光束Ｏに対して所定の重畳位置に位置させる。
【００５２】
重畳素子２７０の出射面２７２から出射した、即ち重畳部２０２から出射した光束Ｏ，Ｅは検光子で形成された重畳側偏光素子８により干渉させられる。光束Ｏ，Ｅの偏光方向は互いに直交しており、一方の光束の偏光方向は紙面に平行である。光束Ｏ，Ｅが重畳側偏光素子８を通過するとき、光束Ｏ，Ｅの偏光方向に対して４５°傾いた方向の偏光成分が通過する。重畳側偏光素子８から出射した光束Ｏ，Ｅは観察物体５の結像面に配置してある画像取得部１３により検出される。結像面には観察物体５の微分干渉画像が形成される。画像取得部１３にはＣＣＤカメラが用いられている。画像取得部１３は検出した光束から観察物体５の微分干渉画像を取得する。この微分干渉画像は観察物体５の位相の傾きを示す。微分干渉画像は処理部１８に渡される。処理部１８は微分干渉画像から、コントラスト及び解像度を含む画像評価量を取得する。制御部１７は、この画像評価量に基づいて屈折率変化部、即ち分離側屈折率変化部２１４及び重畳側屈折率変化部２１５を制御する。これにより、自動的に観察条件が最適化される。
【００５３】
シア量と対物レンズ１１の分解能の関係について説明する。分離部２０１から出射し観察物体５を透過する光束Ｏ，Ｅの間隔は分離部２０１の特性により決まる。表１は分離部２０１を形成するそれぞれの構成要素の寸法と屈折率を示している。
【００５４】
表１（中心波長４９０ｎｍ）
偏光分離素子２３０：
傾き角度（度）　　　　　　　　　　６
（入射面２３１の法線と入射面２３１に入射する光束Ｉとのなす角。図４では、反時計回りが正。）
屈折率（常光線）　　　　　　　　　１．５４４３
屈折率（異常光線）　　　　　　　　１．５５３４
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．６
入射側光透過部材２４１：
屈折率　　　　　　　　　　　　　　１．４６９１４９
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．１
電気光学部材２４４：
光束Ｅに対する屈折率の変化範囲　　１．５〜１．７
光束Ｏに対する屈折率　　　　　　　１．７
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　０．０５
出射側光透過部材２４７：
屈折率　　　　　　　　　　　　　　１．４６９１４９
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．１
上記数値を用いれば、分離部２０１から出射した光束Ｏ，Ｅの間隔は、０．２２〜０．６３μｍの範囲をとり得る。コンデンサレンズ９，１０の焦点距離はそれぞれ１２０ｍｍ，６０ｍｍである。分離部２０１を出射した光束Ｏ，Ｅの間隔はコンデンサレンズ９とコンデンサレンズ１０を有する照明光学系により変えられる。観察物体５を透過する光束Ｏ，Ｅの間隔は０．１１〜０．３４μｍの範囲をとり得る。
【００５５】
一方、重畳部２０２に入射する光束Ｏ，Ｅの間隔が所定の重畳範囲をとるとき、光束Ｏ，Ｅは重畳部２０２にて重なり合う。重畳範囲は重畳部２０２の特性により決まる。表２は重畳部２０２を形成するそれぞれの構成要素の寸法と屈折率を示している。
【００５６】
表２（中心波長４９０ｎｍ）
入射側光透過部材２６１：
傾き角度（度）　　　　　　　　　　−３０
（表面２６２の法線と表面２６２に入射する光束Ｏ，Ｅとのなす角。図５では、反時計回りが正。）
屈折率　　　　　　　　　　　　　　１．４６９１４９
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．１
電気光学部材２６４：
光束Ｅに対する屈折率の変化範囲　　１．５〜１．７
光束Ｏに対する屈折率　　　　　　　１．７
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　０．３
出射側光透過部材２６７：
屈折率　　　　　　　　　　　　　　１．４６９１４９
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．１
重畳素子２７０：
傾き角度（度）　　　　　　　　　　−１
（入射面２７１の法線と入射面２７１に入射する光束Ｏ，Ｅとのなす角。図５では、反時計回りが正。）
屈折率（異常光線）　　　　　　　　１．６５８４
屈折率（常光線）　　　　　　　　　１．４８６４
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　２．０
上記数値を用いれば、重畳範囲は、２．１〜１３μｍである。対物レンズ１１の焦点距離は５ｍｍである。結像レンズ１２の焦点距離は２００ｍｍである。観察物体５を透過した光束Ｏ，Ｅの間隔は対物レンズ１１及び結像レンズ１２により変えられる。間隔を変えられた光束Ｏ，Ｅが重畳部２０２に入射する。観察物体５を透過する光束Ｏ，Ｅの間隔が重畳範囲に対応した対応重畳範囲をとるとき、重畳部２０２にて光束Ｏ，Ｅは重なり合う。対物レンズ１１の分解能は０．４μｍであり、結像レンズ１２の焦点距離は２００ｍｍである。対応重畳範囲は０．１１〜０．３２５μｍである。
【００５７】
上述のように、分離部２０１を出射し、観察物体５を透過する光束Ｏ，Ｅの間隔は０．１１〜０．３４μｍの範囲をとり得る。従って、シア量Δは０．０１１〜０．３２μｍの範囲をとり得る。対物レンズ１１の分解能は０．４μｍであるので、シア量Δは対物レンズ１１の分解能の０．０２７倍〜０．８倍の値をとり得る。
【００５８】
本実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を用いれば、機械的な機構を必要とせずに、シア量を連続的に所望に変化させることができる。機械的な機構を必要としないので、微分干渉顕微鏡装置を小型化することができる。
【００５９】
観察条件を最適化するために、機械的な手段を用いずに、電気的な手段を用いる。即ち、観察条件の最適化のために電気光学部材２４４及び電気光学部材２６４に印加する電圧を制御する。従って、制御が容易である。
【００６０】
また、本実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を用いれば、観察物体５を透過する光束Ｏ，Ｅを常に平行にすることができる。これにより、より質の良い微分干渉画像が得られる。
【００６１】
次に、図６〜図８を参照して本発明の第２の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を説明する。図６は微分干渉顕微鏡装置の概略図である。本実施の形態の構成は、第１の実施の形態の構成と基本的に同じである。尚、本実施の形態において、第１の実施の形態の図３を参照して説明した構成部材と実質的に同一の構成部材は、第１の実施の形態の対応する構成部材を指示していた参照符号と同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】
異なる点は結像レンズ１２の配置、並びに分離部及び重畳部の構成である。第１の実施の形態では、観察物体５を透過した互いに平行な光束Ｏ，Ｅが対物レンズ１１を通過し、交差した後に結像レンズ１２を通過するよう、結像レンズ１２は配置されている。結像レンズ１２を通過した光束Ｏ，Ｅは平行になり、重畳部２０２に入射する。
【００６３】
一方、本実施の形態では、対物レンズ１１を通過した互いに平行な光束Ｏ，Ｅは交差した後、互いに離間しながら重畳部９０２に入射する。光束Ｏ，Ｅが交差する点は、対物レンズ１１の出射側の焦平面にほぼ一致している。次に、光束Ｏ，Ｅは重畳部９０２にて重ね合わされた後、結像レンズ１２を通過する。この後、光束Ｏ，Ｅは重畳側偏光素子８により干渉させられ、画像取得部１３により検出される。
【００６４】
第１の実施の形態のように、平行な２つの光束が対物レンズ１１と結像レンズ１２を通過して再び平行になる場合、再び平行になった光束Ｏ，Ｅの間隔は、比較的大きくなることが多い。これは、比較的大きな重畳部９０２を用意する必要があることを意味する。また、対物レンズ１１の出射側の焦平面は対物レンズ１１に近接しているか、対物レンズ１１の本体内部に位置している場合が多い。このため、結像レンズ１２の配置や焦点距離を選択するときに選択が制限される。
【００６５】
一方、本実施の形態では、対物レンズ１１を通過した光束Ｏ，Ｅは大きく離れる前に重畳側複屈折素子９６０に入射する。このため、大きな重畳部９０２を用意する必要がない。このことは、微分干渉顕微鏡装置の小型化に有利である。また、第１の実施の形態のように結像レンズ１２の配置や焦点距離の選択が制限されることはない。
【００６６】
図７は分離部９０１の概略図である。複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成された偏光分離素子９３０は、分離側偏光素子２を通過した直線偏光の光束Ｉを常光線の光束Ｏと異常光線の光束Ｅとに分離する。光束Ｉが入射する入射面９３１と光束Ｏ，Ｅが出射する出射面９３２は互いに平行である。図７ではこれらの面は、これらが紙面に直交するように示されている。偏光分離素子９３０の光学軸の方向は入射面９３１に平行である。光束Ｏ，Ｅは紙面に平行に伝搬する。
【００６７】
分離側複屈折素子９４０はホモジニアス配向の液晶で形成された１つの電気光学部材９４４を有している。液晶は、入射側光透過部材９４１の入射側表面９４５と出射側光透過部材９４７の出射側表面９４６との間に満たされている。入射側表面９４５と出射側表面９４６は互いに平行である。入射側光透過部材９４１とは反対側の入射側光透過部材９４１の接触表面９４２は偏光分離素子９３０の出射面９３２と接合されている。一方、出射側表面９４６とは反対側の出射側光透過部材９４７の表面９４８は外部に向いている。表面９４８は出射側表面９４６と平行である。分離部９０１から出射した光束Ｏ，Ｅは互いに平行である。
【００６８】
電気光学部材９４４の光束Ｅに対する屈折率は分離側屈折率変化部９１４により電気的に変化させられる。屈折率の変化に応じて、偏光分離素子９３０を通過した光束Ｏ，Ｅの間隔は変化する。
【００６９】
図８は重畳部９０２の概略図である。重畳側複屈折素子９６０は、光透過部材９６１，９６７の表面９６５，９６６に挟まれた電気光学部材９６４と、光透過部材９８１，９８８の表面９８５，９８６に挟まれた電気光学部材９８４とを有している。電気光学部材９８４を挟む表面９８５，９８６は互いに平行である。電気光学部材９６４，９８４はそれぞれホモジニアス配向の液晶で形成されている。電気光学部材９６４とは反対側の光透過部材９６１の表面は外部に向いている。電気光学部材９６４とは反対側の光透過部材９６７の表面９６９は、電気光学部材９８４とは反対側の光透過部材９８１の表面９８２に接合されている。
【００７０】
電気光学部材９８４とは反対側の光透過部材９８８の表面９８９には、複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成された重畳素子９７０の表面９７１に接合されている。光透過部材９８８とは反対側の重畳素子９７０の表面９７２は外部に向いている。重畳素子９７０の光学軸は表面９７２に平行である。重畳素子９７０の表面９７１，９７２は互いに平行である。
【００７１】
光束Ｏ，Ｅは外部から光透過部材９６１の表面９６２に入射し、電気光学部材９６４，９８４でそれぞれ複屈折し、重畳側複屈折素子９６０から重畳素子９７０に入射し、重畳素子９７０に入射する。電気光学部材９６４，９８４の光束Ｅに対する屈折率は重畳側屈折率変化部９１５により電気的に変化させられる。屈折率の変化に応じて、重畳側複屈折素子９６０を出射した光束Ｏ，Ｅの間隔と、これらの光束Ｏ，Ｅのなす角との少なくとも一方は変化する。重畳側屈折率変化部９１５は、重畳素子９７０にて光束Ｏ，Ｅが重なり合うよう、制御部１７により制御される。
【００７２】
シア量と解像度の関係を説明する。以下に示す表３は、偏光分離素子９３０、入射側光透過部材９４１及び出射側光透過部材９４７の表面の傾き並びに偏光分離素子９３０の光学軸の傾きを示している。これらの傾きは光束Ｉに直交する平面を規準にしている。図７では、時計回りが正である。
【００７３】
表３
表面の符号　　　　傾き（度）
９３１　　　　　　−１．５
９３２，９４２　　−１．５
９４５　　　　　　−５．５
９４６　　　　　　−５．５
９４８　　７．　　−５．５
光学軸　　　　　　−１．５
次に示す表４は、偏光分離素子９３０、入射側光透過部材９４１、出射側光透過部材９４７及び電気光学部材９４４の屈折率と厚さを示している。尚、本実施の形態ではバンドパスフィルタ１６を通過する光束の中心波長は４９０ｎｍである。
【００７４】
2004077609.tif 000003
上記数値を用いれば、分離側複屈折素子９４０を出射した互いに平行な光束Ｏ，Ｅの間隔は、約０．２〜約０．７μｍの範囲をとり得る。
【００７５】
コンデンサレンズ９，１０はこの間隔を変える役割をもっている。変換された間隔はシア量Δである。コンデンサレンズ９，１０の焦点距離はそれぞれ１２０ｍｍ，６０ｍｍである。従って、シア量Δは約０．１〜約０．３５μｍの範囲をとり得る。対物レンズ１１の分解能は０．４μｍである。即ち、シア量は対物レンズ１１の分解能の０．２５倍〜０．９倍の値をとり得る。
【００７６】
次に、この範囲をとり得るシア量をもった光束Ｏ，Ｅが重畳素子９７０にて重なり合うか検討する。表５は、光透過部材９６１，９６７，９８１，９８８及び重畳素子９７０の表面の傾き並びに重畳素子９７０の光学軸の傾きを示している。これらの傾きは光透過部材６４１の表面９７２を規準にしている。図８では、時計回りが正である。
【００７７】
表５
表面の符号　　　　傾き（度）
９６２　　　　　　４．０３
９６５　　　　　　４．０３
９６６　　　　　　４．０１
９６９，９８２　　４．０１
９８５　　　　　　４．０１
９８６　　　　　　４．０１
９８９，９７１　　０．０１
９７２　　　　　　０
光学軸　　　　　　０
表６は、光透過部材９６１，９６７，９８１，９８８、重畳素子９７０及び電気光学部材９６４，９８４の屈折率と厚さ（光束が通過する距離）を示している。
【００７８】
2004077609.tif 000004
光束Ｏ，Ｅは、対物レンズ１１を通過し交差した後に重畳側複屈折素子９６０に入射する。交差する位置は対物レンズ１１の出射側の焦平面にほぼ一致させられていて、この位置はほとんど移動しない。交差する位置が、光束Ｏ，Ｅが重畳側複屈折素子９６０に入射する位置、即ち光透過部材９６１の表面９６２から７ｍｍの距離に保持されており、かつ光束Ｏ，Ｅが重畳素子９７０にて重なり合うという条件の下で、重畳側複屈折素子９６０入射する光束Ｏ，Ｅのなす角は、約０．００００１１４６度〜約０．００４１度の範囲をとり得る。
【００７９】
対物レンズ１１の焦点距離は５ｍｍである。光束Ｏ，Ｅがこのような角度の範囲をとり得るとき、光束Ｏ，Ｅは対物レンズ１１を通過する前に０．０１μｍ〜０．３６μｍの範囲の間隔をもつことができる。即ち、対物レンズ１１を通過する前の光束Ｏ，Ｅの間隔が０．０１μｍ〜０．３６μｍの範囲をとれば、光束Ｏ，Ｅを重畳素子９７０にて重ね合わすことができる。この間隔の範囲　０．０１μｍ〜０．３６μｍは、上述したシア量の範囲　約０．１〜約０．３５μｍと重なる。従って、十分な範囲のシア量を確保しつつ光束Ｏ，Ｅを重ね合わせることができる。
【００８０】
次に、図９〜図１１を参照して本発明の第３の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を説明する。図９は微分干渉顕微鏡装置の概略図である。発光ダイオードを有する光源１から出射した光束は、偏光子で形成された分離側偏光素子２により直線偏光の光束にされる。この直線偏光の光束はコンデンサレンズ１０を通過し、分離部３０１に導かれる。分離部３０１に導かれた光束Ｉの中心波長は４９０ｎｍである。
【００８１】
図１０は分離部３０１の概略図である。分離部３０１は、複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成されている偏光分離素子３３０と分離側複屈折素子３４０とを有している。分離側複屈折素子３４０は入射側光透過部材３４１、電気光学部材３４４及び出射側光透過部材３４７を有している。分離部３０１の構成は、基本的に第１の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置の分離部２０１のものと同じである。異なる点は、分離部の各構成要素の寸法（詳細については後述されている）と、入射側光透過部材の構成である。
【００８２】
第１の実施の形態では、偏光分離素子２３０と接する入射側光透過部材２４１の接触表面２４２は、入射側光透過部材２４１の入射側表面２４５に平行である。一方、本実施の形態では、偏光分離素子３３０と接する入射側光透過部材３４１の接触表面３４２は、入射側光透過部材３４１の入射側表面３４５に対して傾斜している。入射側光透過部材３４１の形状は楔形である。
【００８３】
本実施の形態の分離部３０１は第１の実施の形態の分離部２０１と同様の作用をもっている。分離部３０１に導かれた直線偏光の光束Ｉは、偏光分離素子３３０の入射面３３１に入射し、２つ直線偏光の光束Ｏ，Ｅ（光束Ｏは常光線　光束Ｅは異常光線）に分離される。図１０では、入射面３３１は紙面に垂直に向けられている。光束Ｉは紙面に平行に進む。入射面３３１の法線は光束Ｉと所定の角度をなしている。偏光分離素子３３０の光学軸の方向は入射面３３１に平行である。光束Ｉの偏光方向は紙面に対して４５°傾いている。光束Ｏ，Ｅの偏光方向は互いに直交しており、一方の光束の偏光方向は紙面に平行である。光束Ｏ，Ｅは紙面に平行に進む。
【００８４】
分離された光束Ｏ，Ｅは、入射側光透過部材３４１、電気光学部材３４４及び出射側光透過部材３４７を順に通過し、出射側光透過部材３４７から出射する。出射側光透過部材３４７から出射した、即ち分離部３０１から出射した光束Ｏ，Ｅは、第１の実施の形態の分離部２０１から出射した光束Ｏ，Ｅと同様に、互いに平行である。
【００８５】
光束Ｅに対する電気光学部材３４４の屈折率は、分離側屈折率変化部３１４により電気的に変化させられる。光束Ｅに対する屈折率が変化するとき、光束Ｏに対する屈折率はほとんど変化しない。屈折率の変化に応じて、分離部３０１から出射した光束Ｏ，Ｅの間隔が変化する。屈折率を変化させるために、分離側屈折率変化部３１４は電気光学部材３４４に電圧を印加する。分離側屈折率変化部３１４には制御部１７が接続されている。制御部１７は、分離部３０１から出射する、互いに平行な光束Ｏ，Ｅの間隔が所望の間隔Δになるよう分離側屈折率変化部３１４を制御する。
【００８６】
次に、光束Ｏ，Ｅは間隔Δを保ちながら観察物体５を透過する。間隔Δは微分干渉顕微鏡装置のシア量である。観察物体５を透過した光束Ｏ，Ｅは平行なまま重畳部３０２に導かれる。
【００８７】
図１１は重畳部３０２の概略図である。重畳部３０２の構成は分離部３０１の構成と同じである。重畳部３０２は、偏光分離素子３３０、入射側光透過部材３４１、電気光学部材３４４及び出射側光透過部材３４７の構成とそれぞれ同じ構成をもつ重畳素子３７０、出射側光透過部材３６７、電気光学部材３６４及び入射側光透過部材３６１を有している。出射側光透過部材３６７、電気光学部材３６４及び入射側光透過部材３６１は重畳側複屈折素子３６０を形成している。重畳部３０２に導かれた、互いに平行な光束Ｏ，Ｅは、入射側光透過部材３６１、電気光学部材３６４、出射側光透過部材３６７及び重畳素子３７０を順に通過する。
【００８８】
光束Ｅに対する電気光学部材３６４の屈折率は重畳側屈折率変化部３１５により電気的に変化させられる。光束Ｅに対する屈折率が変化するとき、光束Ｏに対する屈折率はほとんど変化しない。屈折率を変化させるために、重畳側屈折率変化部３１５は電気光学部材３６４に電圧を印加する。屈折率の変化に応じて重畳素子３７０に入射する光束Ｅが動く。制御部１７は、重畳素子３７０から出射する光束Ｏ，Ｅが重なり合うよう重畳側屈折率変化部３１５を制御する。重ね合わされた光束Ｏ，Ｅは対物レンズ１１と結像レンズ１２を通過し、検光子で形成された重畳側偏光素子８により干渉させられる。光束Ｏ，Ｅが重畳側偏光素子８を通過するとき、光束Ｏ，Ｅの偏光方向に対して４５°傾いた方向の偏光成分が通過する。
【００８９】
重畳側偏光素子８を出射した光束は、ＣＣＤカメラを有している画像取得部１３により検出される。画像取得部１３は検出した光束から観察物体５の微分干渉画像を取得する。処理部１８はこの微分干渉画像から、コントラスト及び解像度を含む画像評価量を取得する。制御部１７は、この画像評価量に基づいて分離側屈折率変化部３１４と重畳側屈折率変化部３１５を制御する。
【００９０】
制御部１７の動作について詳細に説明する。制御部１７は、電気光学部材３４４及び電気光学部材３６４にそれぞれ印加される電圧を指示する電圧信号を分離側屈折率変化部３１４及び重畳側屈折率変化部３１５にそれぞれ送る。それぞれの電圧は画像評価量に基づいて決められる。即ち、それぞれの電圧は以下の式に従って再帰的に変化する。
【００９１】
ｘｉ＋１＝ｘｉ＋ｆ（γ・ｕｉ，η・ｖｉ）…式（１４）
ｙｉ＋１＝ｙｉ＋ｇ（γ・ｕｉ，η・ｖｉ）…式（１５）
ここで、ｘｉ及びｙｉは、それぞれ電気光学部材３４４及び電気光学部材３６４にそれぞれ印加される電圧であり、添え字のｉは電圧を変化させた回数を示す。ｕｉ及びｖｉは、それぞれ画像評価量であるコントラスト及び解像度に係わる量であり、添え字のｉは同様の回数を示す。γ及びηはコントラスト及び解像度の変更に関する係数である。ｆ及びｇはそれぞれコントラスト及び解像度の変更に関するパラメータ関数であり、対物レンズの倍率毎に個別に設定されている。最初の立ち上げ時には、式（１４）及び式（１５）で用いられる各変数の値は初期値に設定されている。
【００９２】
微分干渉顕微鏡装置の動作について説明する。先ず、観察者は、画像取得部１３に接続されたディスプレイ（図示せず）を使用して、初期値を用いて取得された微分干渉画像を観察する。観察者がこの状態で達成されたシア量を、これとは別の所望のシア量に変えようとするときには、所望のシア量を制御部１７に指示する。制御部１７にはこのようなシア量を入力するための入力部（図示せず）が接続されている。制御部１７は指示されたシア量から、このシア量が達成されるような電圧ｘ０（一定）を求める。制御部１７は式（１４）及び式（１５）に従ってｙｉを再帰的に変化させる。このとき、ｘｉ＝ｘ０（一定）としてｙｉを変化させる。コントラストが最適になると、ｙｉの変化は止まる。
【００９３】
観察者は、ｙｉに応じて変化する微分干渉画像を観察することになる。観察者が、微分干渉画像のコントラストが最適になったと判断したときに、観察者はｙｉの変化を停止させても良い。観察者はシア量を連続的に変えることもできる。この場合、観察者は制御部１７に指示するシア量を連続的に変える。
【００９４】
従来の微分干渉顕微鏡装置では、シア量を変化させながら、厚さ、構造、吸収等物理量の異なる様々な観察物体を観察する際、観察者は微分干渉顕微鏡装置により取得された微分干渉画像に基づいて、複屈折プリズムの位置を調整する。この調整は複雑である。本実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を用いれば、このような複雑な調整を必要とせずに、最適な微分干渉画像を得ることができる。
【００９５】
シア量について説明する。表７は分離部３０１を形成するそれぞれの構成要素の寸法と屈折率を示している。
【００９６】
表７（中心波長４９０ｎｍ）
偏光分離素子３３０：
傾き角度（度）　　　　　　　　　　６
（入射面３３１の法線と入射面３３１に入射する光束Ｉとのなす角。図１０では、反時計回りが正。）
屈折率（常光線）　　　　　　　　　１．５４４３
屈折率（異常光線）　　　　　　　　１．５５３４
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　３
入射側光透過部材３４１（楔形）：
屈折率　　　　　　　　　　　　　　１．４６９１４９
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．１
頂角　　　　　　　　　　　　　　　７
（接触表面３４２と入射側表面３４５のなす角）
電気光学部材３４４：
光束Ｅに対する屈折率の変化範囲　　１．５〜１．７
光束Ｏに対する屈折率　　　　　　　１．７
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　０．０５
出射側光透過部材３４７：
屈折率　　　　　　　　　　　　　　１．４６９１４９
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．１
上記数値を用いれば、分離部３０１から出射した光束Ｏ，Ｅの間隔、即ちシア量の値は、０．０４μｍ〜１．１μｍの範囲をとり得る。対物レンズ１１の焦点距離及び分解能はそれぞれ２０ｍｍ、１．０μｍであり、結像レンズ１２の焦点距離は２００ｍｍであり、コンデンサレンズ１０の焦点距離は２０ｍｍである。上記シア量の値は、対物レンズ１１の分解能１．０μｍの０．０４倍〜１．１倍である。
【００９７】
良好な微分干渉画像を得る条件である式（１０）
ｄ０＜ｄｃｏｍ×ｓｉｎθｓ×ｃｏｓθｓ×（（ｎ１２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２）−（ｎ０２−ｓｉｎ２θｓ）（−１／２））／０．６…式（１０）
について考察する。式（１０）の左辺ｄ０は上述したシア量の値の上限１．１μｍに等しい。一方、式（１０）の右辺を表７の数値を用いて計算すると、１．４７μｍになる。従って、式（１０）は満たされる。即ち、良好な微分干渉画像を得ることができる。
【００９８】
次に、図１２〜図１４を参照して本発明の第４の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を説明する。図１２は微分干渉顕微鏡装置の概略図である。発光ダイオードを有する光源１から出射した光束はコンデンサレンズ１０と通過してコリメートな光束になる。光束の中心波長は４９０ｎｍである。コリメートな光束の内の紙面に直交する偏光成分をもつ光束は、ビームスプリッタ４２０で反射する。図１２では、ビームスプリッタ４２０はこれの反射面が紙面に直交するよう示されている。反射した光束は直線偏光の光束である。ビームスプリッタ４２０にはキューブ型の偏向ビームスプリッタが用いられている。反射した光束は対物レンズ１１を通過し、分離重畳部４０１に導かれる。
【００９９】
図１３は分離重畳部４０１の概略図である。分離重畳部４０１は複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成された分離重畳素子４３０、ホモジニアス配向の液晶で形成された電気光学部材４４４及び光を透過する材料で形成された光透過部材４４７を有している。電気光学部材４４４及び光透過部材４４７は分離重畳複屈折素子４４０を形成している。分離重畳素子４３０は互いに平行な２つの表面４３１，４３２を有している。光透過部材４４７も互いに平行な２つの表面４４６，４４９を有している。分離重畳素子４３０と光透過部材４４７は、分離重畳素子４３０の表面４３２と光透過部材４４７の表面４４６とは間隔をおいて互いに対向している。これらの表面４３２及び表面４４６は互いに平行である。これらの表面４３２及び表面４４６には液晶で形成された電気光学部材４４４が満たされている。分離重畳素子４３０の表面４３１と光透過部材４４７の表面４４９とはそれぞれ外部に向いている。
【０１００】
分離重畳部４０１に導かれた光束Ｉは分離重畳素子４３０の表面４３１に入射する。図１３では、表面４３１はこれが紙面に直交するよう示されている。光束Ｉは紙面に平行に進む。光束Ｉと表面４３１の法線は所定の角度をなしている。入射した光束Ｉは２つの直線偏光の光束Ｏ，Ｅ（光束Ｏは常光線　光束Ｅは異常光線）に分離される。分離された光束Ｏ，Ｅは、光束Ｉを含み紙面に対して４５°をなす平面内を進む。このとき、分離重畳素子４３０は偏光分離素子として用いられる。
【０１０１】
次に、光束Ｏ，Ｅは分離重畳素子４３０の表面４３２から出射し、表面４３２を通って屈折しながら電気光学部材４４４に入射する。これらの光束Ｏ，Ｅは光透過部材４４７の表面４４６を通って屈折しながら光透過部材４４７に入射する。このとき、電気光学部材４４４は分離側複屈折素子として用いられる。光透過部材４４７に入射した光束Ｏ，Ｅは表面４４９を通って光透過部材４４７から出射する。光透過部材４４７から出射した、即ち分離重畳部４０１から出射した光束Ｏ，Ｅは互いに平行である。
【０１０２】
光束Ｏに対する電気光学部材４４４の屈折率は、屈折率変化部４１４により電気的に変化させられる。光束Ｏに対する屈折率が変化するとき、光束Ｅに対する屈折率はほとんど変化しない。屈折率の変化に応じて、分離重畳部４０１から出射した光束Ｏ，Ｅの間隔が変化する。屈折率変化部４１４には制御部１７が接続されている。制御部１７は、分離重畳部４０１から出射する光束Ｏ，Ｅの間隔が所望の間隔Δになるよう屈折率変化部４１４を制御する。
【０１０３】
次に、光束Ｏ，Ｅは観察物体５に間隔Δを保ったまま照射される。間隔Δは微分干渉顕微鏡装置のシア量である。観察物体５から反射した光束Ｏ，Ｅはビームスプリッタ４２０まで逆の光路をそれぞれ辿る。即ち、観察物体５から反射した光束Ｏ，Ｅは間隔Δを保ったまま分離重畳部４０１に導かれ、分離重畳部４０１を通過する。通過した光束Ｏ，Ｅは重なり合っている。このとき、電気光学部材４４４及び分離重畳素子４３０はそれぞれ重畳側複屈折素子及び重畳素子として用いられる。重なり合った光束Ｏ，Ｅは対物レンズ１１を通過してビームスプリッタ４２０に導かれる。
【０１０４】
電気光学部材４４４は分離側複屈折素子と重畳側複屈折素子を兼ねており、分離重畳素子４３０は偏光分離素子と重畳素子を兼ねている。本実施の形態の微分干渉顕微鏡装置のオプティックスの数は上記実施の形態の微分干渉顕微鏡装置のものよりも少ない。これは、小型化に有利である。
【０１０５】
重なり合った光束の内の紙面と４５°をなす方向の偏光成分をもつ光束のみがビームスプリッタ４２０を透過する。即ち、光束Ｏ，Ｅはビームスプリッタ４２０にて干渉する。ビームスプリッタ４２０は分離側偏光素子と重畳側偏光素子を兼ねている。干渉した光束は結像レンズ１２を通過してＣＭＯＳセンサを有する画像取得部１３により検出される。処理部１８は、画像取得部１３により取得された観察物体５の微分干渉画像から、コントラスト及び解像度を含む画像評価量を取得する。制御部１７は、第３の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置と同様にして、この画像評価量に基づいて屈折率変化部４１４を制御する。
【０１０６】
画像取得部１３には、画像取得部１３により取得された観察物体５の微分干渉画像Ｉφ０（ｉ，ｊ）から観察物体５の位相分布を復元する位相分布復元部２１が接続されている。整数であるｉ，ｊは微分干渉画像の画素の位置を表す指標である。
【０１０７】
図１４を参照しながら、位相分布復元部２１の動作をより詳細に説明する。図１４は、位相分布を復元するアルゴリズムを示すフローチャートである。観察者は制御部１７に所望のシア量Δを指示する。画像取得部１３によりこのシア量Δに応じた微分干渉画像Ｉφ０（ｉ，ｊ）が取得される。
【０１０８】
位相分布復元部２１により以下の初期設定がなされる（Ｓ１）。即ち、位相分布復元部２１は先ず仮位相分布ｆ（ｉ，ｊ）を用意する。仮位相分布ｆ（ｉ，ｊ）にはランダムな値を当てる。また、位相分布復元部２１は、これに接続された制御部１７からシア量Δを取得する。仮位相分布ｆ（ｉ，ｊ）の修正は各画素の位置ｉ，ｊ毎に行われる。位相分布復元部２１はさらに、初めに修正の対象となる画素の位置、即ち対象画素位置ｉ０，ｊ０の初期値を決定する。後の便宜のため、位相分布復元部２１は仮の位相変化量Δｆ（ｉ，ｊ）を設定しておく。
【０１０９】
初期設定の後、位相分布復元部２１は、画像取得部１３から微分干渉画像Ｉφ０（ｉ，ｊ）を取得する（Ｓ２）。次に、仮位相分布ｆ（ｉ，ｊ）と仮の位相変化量Δｆ（ｉ，ｊ）との和から仮微分干渉画像ＩＣ（ｉ，ｊ）を計算する（Ｓ３）。次に、実際に観察された微分干渉画像Ｉφ０（ｉ，ｊ）と、仮に決められた位相分布から計算された仮微分干渉画像ＩＣ（ｉ，ｊ）とを比較するために、画素毎に求めた両者の差の絶対値を足し合わせた比較量Ｓｋ＝Σ｜Ｉφ０（ｉ，ｊ）−ＩＣ（ｉ，ｊ）｜を計算する（Ｓ４）。
【０１１０】
次に、位相分布復元部２１は、比較量Ｓｋと前回計算された比較量Ｓｋ―１とを比べる（Ｓ５）。Ｉφ０（ｉ，ｊ）とＩＣ（ｉ，ｊ）の間に比較的大きな差がある、即ち比較量Ｓｋと比較量Ｓｋ―１の差｜Ｓｋ−Ｓｋ−１｜が所定の値Ｖ以上ならば、位相変化量Δｆ（ｉ，ｊ）を更新する（Ｓ６）。更新するには、最小二乗法等を利用して位相変化量Δｆ（ｉ，ｊ）を計算する。差｜Ｓｋ−Ｓｋ−１｜が所定の値Ｖよりも小さくなるまでＳ３，Ｓ４及びＳ６を繰り返す。
【０１１１】
差｜Ｓｋ−Ｓｋ−１｜が所定の値Ｖよりも小さくなった後、位相分布復元部２１は、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５及びＳ６が全ての画素位置ｉ，ｊに対して行われたかを判断する（Ｓ７）。行われていなければ、対象画素位置ｉ０，ｊ０を更新し（Ｓ８）、Ｓ３に戻る。行われている場合、位相分布復元部２１はシア量Δを更新する（Ｓ９）。即ち、位相分布復元部２１は制御部１７に新たなシア量Δを指示し、Ｓ２に戻る。画像取得部１３によりこのシア量Δに応じた微分干渉画像Ｉφ０（ｉ，ｊ）が新たに取得される。この結果複数のシア量毎に得られたｆ（ｉ，ｊ）＋Δｆ（ｉ，ｊ）は、画像取得部１３により取得された微分干渉画像Ｉφ０（ｉ，ｊ）から復元された位相分布を表す。
【０１１２】
本実施の形態ではビームスプリッタ４２０にキューブ型の偏向ビームスプリッタを用いたが、キューブ型でなくても良い。また、ビームスプリッタ４２０とは反対の偏光特性をもつものを用いても良い。この場合、光源１から出射した光束の内の紙面に平行な偏光成分をもつ光束がこのビームスプリッタにより反射される。偏光ビームスプリッタの代わりに偏光子と無偏光ビームスプリッタと検光子を組み合わせたものを用いても偏光ビームスプリッタと同様の効果が得られる。
【０１１３】
シア量について説明する。表８は分離部３０１を形成するそれぞれの構成要素の寸法と屈折率を示している。
【０１１４】
表８（中心波長４９０ｎｍ）
分離重畳素子４３０：
傾き角度（度）　　　　　　　　　　７
（表面４３１の法線と表面４３１に入射する光束Ｉとのなす角。図１３では、反時計回りが正。）
屈折率（常光線）　　　　　　　　　１．７６８
屈折率（異常光線）　　　　　　　　１．７６
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　２．２
電気光学部材４４４：
光束Ｏに対する屈折率の変化範囲　　１．４５〜１．７
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　０．０５
光透過部材４４７：
屈折率　　　　　　　　　　　　　　１．４６９１４９
厚さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　１．１
上記数値を用いれば、分離部２０１から出射し観察物体５に照射された光束Ｏ，Ｅの間隔Δ、即ちシア量は、０．０６４〜０．６８μｍの範囲をとり得る。対物レンズ１１の分解能は０．８μｍである。シア量は、対物レンズ１１の分解能の０．０８〜０．８５倍の値をとる。尚、対物レンズ１１の焦点距離は１０ｍｍであり、結像レンズ１２の焦点距離は２００ｍｍである。
【０１１５】
次に、図１５及び図１６を参照して本発明の第５の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置を説明する。図１５は微分干渉顕微鏡装置の概略図である。発光ダイオードを有する光源１から出射した光束の内の紙面に直交する偏光成分をもつ光束は、ビームスプリッタ６２０で反射する。図１５では、ビームスプリッタ６２０はこれの反射面が紙面に直交するよう示されている。反射した光束Ｉは直線偏光の光束である。ビームスプリッタ６２０にはキューブ型の偏向ビームスプリッタが用いられている。光束Ｉは分離重畳部６０１に入射する。
【０１１６】
図１６は分離重畳部６０１の概略図である。分離重畳素子６３０は複屈折材料、好ましくは複屈折結晶で形成されている。光束Ｉは、分離重畳素子６３０により常光線の光束Ｏと異常光線の光束Ｅとに分離される。分離重畳素子６３０の光学軸は光束Ｉが入射する分離重畳素子６３０の表面６３１に平行である。
【０１１７】
分離重畳複屈折素子６４０は、光透過部材６４１，６４７のそれぞれの表面６４５，６４６間に満たされた液晶と、光透過部材６６０，６６６のそれぞれの表面６６４，６６５間に満たされた液晶とを有している。これらの光透過部材はカバーガラスで形成されている。これらの液晶層はホモジニアス配向の液晶で満たされている。光透過部材６４１，６４７間の液晶は電気光学部材６４４を、光透過部材６６０，６６６間の液晶は電気光学部材６６３をそれぞれ形成している。液晶とは反対側にある光透過部材６４１の表面６４２は、光束Ｏ，Ｅが出射する分離重畳素子６３０の表面６３２と接合されている。光透過部材６４７及び光透過部材６６０において、液晶とは反対側にあるそれぞれの表面６４９，６６１は互いに接合されている。液晶とは反対側にある光透過部材６６６の表面６６８は外部に向いている。
【０１１８】
分離重畳素子６３０にて分離された光束Ｏ，Ｅは分離重畳複屈折素子６４０に入射する。これら入射した光束Ｏ，Ｅはそれぞれの電気光学部材６４４，６６３により順に複屈折されて分離重畳複屈折素子６４０から出射する。微分干渉顕微鏡装置は電気光学部材６４４，６６３のそれぞれの屈折率を電気的に変化させる屈折率変化部６１４を備えている。屈折率変化部６１４は光束Ｅに対する屈折率のみを変化させる。屈折率変化部６１４は制御部１７に接続されている。屈折率の変化に応じて、分離重畳複屈折素子６４０を出射する光束Ｏ，Ｅの間隔とこれらの光束Ｏ，Ｅのなす角との少なくとも一方が変化する。
【０１１９】
分離重畳複屈折素子６４０を出射した光束Ｏ，Ｅは交差した後、対物レンズ１１を通過し、観察物体５に照射される。電気光学部材６４４，６６３の屈折率を変化させると、観察物体５に照射される光束Ｏ，Ｅの間隔、即ちシア量Δが変化する。
【０１２０】
光束Ｏ，Ｅが交差するローカライズ位置Ｌが対物レンズ１１の瞳面と一致するとき、対物レンズ１１を通過した光束Ｏ，Ｅは互いに平行になり、平行なまま観察物体５に照射される。ローカライズ位置Ｌが対物レンズ１１の瞳面に一致しないと、対物レンズ１１を通過した光束Ｏ，Ｅは平行にならない。
【０１２１】
電気光学部材６４４，６６３の一方のみの屈折率が変化すると、ローカライズ位置Ｌが移動する。電気光学部材６４４，６６３両方の屈折率を適切に変化させれば、ローカライズ位置Ｌを対物レンズ１１の瞳面に一致させる、即ち対物レンズ１１を通過した光束Ｏ，Ｅを平行にさせたままにすることができる。制御部１７は、これが実現されるように屈折率変化部６１４を制御する。
【０１２２】
観察物体５にて反射した光束Ｏ，Ｅは逆の光路を辿りながら、分離重畳複屈折素子６４０を通過し、分離重畳素子６３０にて重なり合う。分離重畳素子６３０は偏光分離素子として用いられるとともに、重畳素子としても用いられる。一方、分離重畳複屈折素子６４０は分離側複屈折素子として用いられるとともに、重畳側複屈折素子としても用いられる。本実施の形態の微分干渉顕微鏡装置のオプティックスの数は上記実施の形態の微分干渉顕微鏡装置のものよりも少ない。これは、小型化に有利である。
【０１２３】
重なり合った光束の内の紙面と平行な方向の偏光成分をもつ光束のみがビームスプリッタ６２０を透過する。即ち、光束Ｏ，Ｅはビームスプリッタ６２０にて干渉する。ビームスプリッタ６２０は偏光分離素子と重畳側偏光素子を兼ねている。干渉した光束は結像レンズ１２を通過してＣＭＯＳセンサを有する画像取得部１３により検出される。処理部１８は、画像取得部１３により取得された観察物体５の微分干渉画像から、コントラスト及び解像度を含む画像評価量を取得する。制御部１７は、第３の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置と同様にして、この画像評価量に基づいて屈折率変化部６１４を制御する。位相分布復元部２１は、第４の実施の形態の微分干渉顕微鏡装置と同様にして、画像取得部１３により取得された観察物体５の微分干渉画像から観察物体５の位相分布を復元する。
【０１２４】
シア量と解像度の関係を説明する。以下に示す表９は、分離重畳素子６３０及び光透過部材６４１，６４７，６６０，６６６の表面の傾き並びに分離重畳素子６３０の光学軸の傾きを示している。これらの傾きは光透過部材６４１の光束Ｉが入射する表面６３１を規準にしている。図１６では、時計回りが正である。
【０１２５】
表９
表面の符号　　　　傾き（度）
６３１　　　　　　０
６３２，６４２　　０．０１
６４５　　　　　　７．０１
６４６　　　　　　７．０１
６４９，６６１　　７．０１
６６４　　　　　　７．０１
６６５　　　　　　７．０６
６６８　　　　　　７．０６
光学軸　　　　　　０
次に示す表１０は、分離重畳素子６３０、光透過部材６４１，６４７，６６０，６６６及び電気光学部材６４４，６６３の屈折率と厚さ（光束が通過する距離）を示している。
【０１２６】
2004077609.tif 000005
上記数値を用いれば、ローカライズ位置Ｌが、光束Ｏ，Ｅが出射する分離重畳複屈折素子６４０の位置、即ち光透過部材６６６の表面６６８から４．５ｍｍの距離に保持されているという条件の下で、分離重畳複屈折素子６４０を出射した光束Ｏ，Ｅのなす角は、約０．００１１度〜約０．０１０３度の範囲をとり得る。
【０１２７】
対物レンズ１１の焦点距離、分解能はそれぞれ１０ｍｍ、０．８μｍである。結像レンズ１２の焦点距離は２００ｍｍである。分離重畳複屈折素子６４０を出射し、対物レンズ１１を通過して観察物体５に照射される光束Ｏ，Ｅを考えると、シア量Δは約０．１９〜約１．７９μｍの範囲をとり得る。即ち、シア量Δは対物レンズ１１の分解能の０．２１倍〜１．７倍の値をとり得る。
【０１２８】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【０１２９】
【発明の効果】
以上詳述したことから明らかなように、本発明に従った光束制御装置、干渉装置及び微分干渉顕微鏡装置を用いれば、機械的な機構を必要とせずに、容易にシア量を精度良く連続的に変化させることができる。また、本発明に従った微分干渉顕微鏡装置を用いれば、観察物体の種類に応じて、観察条件を容易に最適にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における干渉装置に用いられる分離用光束制御装置の概略図。
【図２】本発明の実施の形態における干渉装置に用いられる重畳用光束制御装置の概略図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における微分干渉顕微鏡装置の概略図。
【図４】図３の微分干渉顕微鏡装置に用いられる分離部の概略図。
【図５】図３の微分干渉顕微鏡装置に用いられる重畳部の概略図。
【図６】本発明の第２の実施の形態における微分干渉顕微鏡装置の概略図。
【図７】図６の微分干渉顕微鏡装置に用いられる分離部の概略図。
【図８】図６の微分干渉顕微鏡装置に用いられる重畳部の概略図。
【図９】本発明の第３の実施の形態における微分干渉顕微鏡装置の概略図。
【図１０】図９の微分干渉顕微鏡装置に用いられる分離部の概略図。
【図１１】図９の微分干渉顕微鏡装置に用いられる重畳部の概略図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態における微分干渉顕微鏡装置の概略図。
【図１３】図１２の微分干渉顕微鏡装置に用いられる分離重畳部の概略図。
【図１４】位相分布を復元するアルゴリズムを示すフローチャート。
【図１５】本発明の第５の実施の形態における微分干渉顕微鏡装置の概略図。
【図１６】図１５の微分干渉顕微鏡装置に用いられる分離重畳部の概略図。
【図１７】従来の微分干渉顕微鏡装置の概略図。
【符号の説明】
１　光源
２　分離側偏光素子
５ａ　保持部材
５　観察物体
８　重畳側偏光素子
９　コンデンサレンズ
１０　コンデンサレンズ
１１　対物レンズ
１２　結像レンズ
１３　画像取得部
１７　制御部
１８　処理部
２１　位相分布復元部
１１４　分離側屈折率変化手段（屈折率変化手段）
１１５　重畳側屈折率変化手段（屈折率変化手段）
１３０　偏光分離素子
１４０　電気光学部材／分離側電気光学部材
１６０　電気光学部材／重畳側電気光学部材
１７０　重畳素子
２１４　分離側屈折率変化部（屈折率変化部）
２１５　重畳側屈折率変化部（屈折率変化部）
２３０　偏光分離素子
２４０　分離側複屈折素子
２４４　電気光学部材
２６０　重畳側複屈折素子
２６４　電気光学部材
２７０　重畳素子
３１４　分離側屈折率変化部（屈折率変化部）
３１５　重畳側屈折率変化部（屈折率変化部）
３３０　偏光分離素子
３４０　分離側複屈折素子
３４４　電気光学部材
３６０　重畳側複屈折素子
３６４　電気光学部材
３７０　重畳素子
４１４　屈折率変化部
４２０　ビームスプリッタ（分離側偏光素子／重畳側偏光素子）
４３０　分離重畳素子（偏光分離素子／重畳素子）
４４０　分離重畳複屈折素子（分離側複屈折素子／重畳側複屈折素子）
４４４　電気光学部材
６２０　ビームスプリッタ
６１４　屈折率変化部
６３０　分離重畳素子（偏光分離素子／重畳素子）
６４０　分離重畳複屈折素子（分離側複屈折素子／重畳側複屈折素子）
６４４　電気光学部材
６６３　電気光学部材
９１４　分離側屈折率変化部（屈折率変化部）
９１５　重畳側屈折率変化部（屈折率変化部）
９３０　偏光分離素子
９４０　分離側複屈折素子
９４４　電気光学部材
９６０　重畳側複屈折素子
９６４　電気光学部材
９７０　重畳素子
９８４　電気光学部材
【図１】
2004077609.tif 000006
【図２】
2004077609.tif 000007
【図３】
2004077609.tif 000008
【図４】
2004077609.tif 000009
【図５】
2004077609.tif 000010
【図６】
2004077609.tif 000011
【図７】
2004077609.tif 000012
【図８】
2004077609.tif 000013
【図９】
2004077609.tif 000014
【図１０】
2004077609.tif 000015
【図１１】
2004077609.tif 000016
【図１２】
2004077609.tif 000017
【図１３】
2004077609.tif 000018
【図１４】
2004077609.tif 000019
【図１５】
2004077609.tif 000020
【図１６】
2004077609.tif 000021
【図１７】
2004077609.tif 000022