(57)【要約】【課題】偏光干渉顕微鏡の提供。【解決手段】  対象物（５）を結像するための偏光干渉顕微鏡（１）は、光源（２）、照明ビーム路（６）、結像ビーム路（７）及び対物レンズ（４）を備える。照明ビーム路（６）は光源（２）から対象物（５）に延在する。結像ビーム路（７）は対象物（５）から検出器又はチューブ（３）に延在する。少なくとも１つの偏光手段（９）が照明ビーム路（６）及び／又は結像ビーム路（７）に設けられ、少なくとも１つの偏光手段によって、予め設定可能な偏光状態にそれぞれのビーム路（６、７）の光を変換することができる。検光子手段（１０）が結像ビーム路（７）に設けられる。複屈折構成要素が偏光手段（９）と検光子手段（１０）との間に設けられ、偏光手段（９）によって偏光された光を、複屈折構成要素によって異なる偏光方向を有する２つの部分ビーム（１３、１４）に分割することができる。構成要素は、２つの部分ビーム（１３、１４）の間の分割を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（２）と、照明ビーム路（６）と、結像ビーム路（７）と、対物レンズ（４）とを備える、対象物（５）を結像するための偏光干渉顕微鏡であって、前記照明ビーム路（６）が前記光源（２）から前記対象物（５）に延在し、前記結像ビーム路（７）が前記対象物（５）から検出器又はチューブ（３）に延在し、少なくとも１つの偏光手段（９）が前記照明ビーム路（６）及び／又は前記結像ビーム路（７）に設けられ、前記少なくとも１つの偏光手段によって、予め設定可能な偏光状態に前記それぞれのビーム路（６、７）の光を変換することができ、前記結像ビーム路（７）に検光子手段（１０）が設けられ、前記偏光手段（９）と前記検光子手段（１０）との間に複屈折構成要素が設けられ、前記偏光手段（９）によって偏光された光を、前記複屈折構成要素によって異なる偏光方向を有する２つの部分ビーム（１３、１４）に分割でき、かつ前記複屈折構成要素によって、２つの部分ビーム（１３、１４）の間の分割を行うことができ、
前記構成要素が、前記２つの部分ビーム（１３、１４）の間の分割が可変に設定可能であるように形成された液晶要素（１１、２１、２３）を有する、偏光干渉顕微鏡。
【請求項２】
前記液晶要素（１１、２１、２３）がビーム路（６、７）に配置され、及び／又は前記液晶要素（１１、２１、２３）によって分離された前記部分ビーム（１３、１４）が或る角度を形成するように前記液晶要素（１１、２１、２３）が形成され、及び／又は前記液晶要素（１１、２１、２３）が前記ビーム路（６、７）のひとみ面に配置される、請求項１に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項３】
前記液晶要素（１１、２１、２３）が前記ビーム路（６、７）に配置され、及び／又は前記液晶要素（１１、２１、２３）によって分離された前記部分ビームがある平行オフセットを有するように前記液晶要素（１１、２１、２３）が形成され、及び／又は前記液晶要素（１１、２１、２３）が前記ビーム路（６、７）の中間画像面に配置される、請求項１又は２に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項４】
前記偏光手段（９）によって偏光された光の振動方向が、前記液晶要素（１１、２１、２３）によって生成され得る前記部分ビーム（１３、１４）の偏光方向の角度二等分線に対し略平行に配向されるように、前記偏光手段（９）及び前記液晶要素（１１、２１、２３）が前記ビーム路（６、７）にて互いに対し配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項５】
前記液晶要素（１１、２１、２３）が、２つのガラスプレート（２５）の間に配置された略平行六面体又は円筒状の体積を有し、該体積に液晶（２６）が設けられ、一方のガラスプレート（２５）と前記液晶体積との間に電極（２７）が設けられ、他方のガラスプレート（２５）と前記液晶体積との間に別の電極（２７）が設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項６】
前記電極が光学的に透明な導電層を有し、及び／又は前記電極がＩＴＯ層（インジウム、錫、酸化物）を有し、少なくとも１つのＩＴＯ層（２７）を電気的に接触接続することができ、１つのＩＴＯ層（２７）が、低いか又は非常に高いことが可能な電気抵抗を有する、請求項５に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項７】
互いに並んで又は相前後して配置され、かつ各々の場合に互いに独立して駆動され得る複数の液晶要素（２４）が設けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項８】
前記液晶要素（１１、２１、２３）によって生成され得る位相差が、前記ビーム路（６、７）で有効な前記液晶要素の断面積全体にわたって略一定であり、及び／又は前記液晶要素（１１、２１、２３）によって生成され得る位相差が、前記ビーム路（６、７）で有効な断面積の空間座標（Ｘ、Ｙ）に応じて予め設定可能なように異なる値を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項９】
前記液晶要素（１１、２１、２３）が、前記偏光手段（９）と前記対物レンズ（４）との間で前記照明ビーム路（６）に配置されるか、あるいは前記液晶要素（１１、２１、２３）が、前記偏光手段（９）とコンデンサ（２０）とで間の前記照明ビーム路（６）に配置され、及び／又は前記液晶要素（１１、２１、２３）が、前記対物レンズ（４）と前記検光子手段（１０）との間で結像ビーム路（７）に配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項１０】
液晶（２６）を有することが可能な複屈折特性を有する補償要素（１７）が設けられ、該補償要素は、前記部分ビーム（１３、１４）の位相差に関してオフセットが該補償要素（１７）によって形成されることができるように、及び／又は前記液晶要素（１１、２１、２３）によってもたらされる前記部分ビーム（１３、１４）の間の分散差が該補償要素（１７）によって大部分補償されることができるように、前記偏光干渉顕微鏡（１）のビーム路（６、７）に配置され、作動されることができる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項１１】
前記光学軸（３０）の２つの部分ビーム（１３、１４）の間の前記補償要素（１７）によって生成される位相差が、最小にされることができるか、あるいはゼロの値を有するように、前記補償要素（１７）が形成され、及び／又は前記補償要素（１７）が、光磁気特性又は電気光学特性に基づき可変に設定可能である、請求項１０に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項１２】
前記補償要素（１７）が、前記液晶要素（１２、２１、２３）と前記検光子手段（１０）との間に配置され、及び／又は前記補償要素（１７）が、前記偏光手段（９）と前記検光子手段（１０）との間の任意の所望位置に配置される、請求項１０又は１１に記載の偏光干渉顕微鏡。
【請求項１３】
偏光手段（９）と、検光子手段（１０）と、液晶要素（１１、２１、２３）と、妥当ならば補償要素（１７）とを有する顕微鏡用の後装着キットであって、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡（１）を結果として形成できるように、前記偏光手段（９）と、前記検光子手段（１０）と、前記液晶要素（１１、２１、２３）と、及び妥当ならば前記補償要素（１７）とを前記顕微鏡のビーム路（６、７）に導入できる、顕微鏡用の後装着キット。
【請求項１４】
液晶要素（１１、２１、２３）と、妥当ならば補償要素（１７）とを有する従来の偏光干渉顕微鏡用の後装着キットであって、前記液晶要素（１１、２１、２３）と、妥当ならば前記補償要素（１７）とを、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡（１）を結果として形成できるように、従来の偏光干渉顕微鏡の少なくとも１つのウォラストンプリズムの代わりに、前記顕微鏡のビーム路（６、７）に導入できる、後装着キット。
【請求項１５】
偏光干渉顕微鏡（１）、特に請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡（１）で対象物（５）を結像するための方法であって、前記偏光干渉顕微鏡（１）が、光源（２）と、照明ビーム路（６）と、結像ビーム路（７）と、対物レンズ（４）とを備え、前記照明ビーム路（６）が前記光源（２）から前記対象物（５）に延在し、前記結像ビーム路（７）が前記対象物（５）から検出器又はチューブ（３）に延在し、前記照明ビーム路（６）及び／又は前記結像ビーム路（７）に配置された少なくとも１つの偏光手段（９）が、予め設定可能な偏光状態に前記それぞれのビーム路（６、７）の光を変換し、検光子手段（１０）が前記結像ビーム路（７）に設けられ、前記偏光手段（９）と前記検光子手段（１０）との間に複屈折構成要素が設けられ、前記偏光手段（９）によって偏光された光が、前記複屈折構成要素によって、異なる偏光方向を有する２つの部分ビーム（１３、１４）に分割され、かつ前記複屈折構成要素によって、２つの部分ビーム（１３、１４）の間の分割が行われ、
前記構成要素が、前記２つの部分ビーム（１３、１４）の間の分割を可変に設定できるように形成された液晶要素（１１、２１、２３）を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を結像するための偏光干渉顕微鏡に関する。偏光干渉顕微鏡は、光源、照明ビーム路、結像ビーム路及び対物レンズを備える。対物レンズは結像ビーム路の部分であり、照明ビーム路の部分でもよい。照明ビーム路は光源から対象物に延在する。結像ビーム路は、対象物から検出器又はチューブに延在する。少なくとも１つの偏光手段が照明ビーム路及び／又は結像ビーム路に設けられ、この少なくとも１つの偏光手段によって、予め設定可能な偏光状態にそれぞれのビーム路の光を変換することができる。検光子手段が結像ビーム路に設けられる。複屈折構成要素が偏光手段と検光子手段との間に設けられ、この複屈折構成要素によって、偏光手段によって偏光された光は、異なる偏光方向を有する２つの部分ビームに分割することができる。構成要素により、２つの部分ビームの間の分割を行うことができる。さらに、本発明は、それぞれ従来の顕微鏡用及び従来の偏光干渉顕微鏡用の後装着キット、及び対象物を結像するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物の顕微鏡的な検査は、それぞれの適用目的に適切な様々なタイプの顕微鏡の使用を含む。無色の透明で通常非常に薄い対象物を透過光によって検査するために、干渉コントラスト法に従って動作する顕微鏡を使用することが可能である。原理的に、この種類の顕微鏡では、対象物の厚さ又は高さの差は、対象物構造によって変調される平面波の位相によって表される。次に、この変調波は、干渉されない基準ビームと干渉させられる。この結果得られるパターンにより、対象物の位相差又は光路差を量的に決定することが可能である。この方法において、光路差をレリーフ画像又はカラーコントラスト画像に変換することもできる。
【０００３】
変調波と非干渉基準ビームとの間の干渉から画像を形成する方法の他に、いわゆる微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）により画像を形成する方法もある。この方法によって、対象物の表面における高さの差及び材料に左右される位相変化を高いコントラストで表すことができる。干渉コントラスト法の場合と対照的に、微分干渉コントラスト法では、変調波は、非干渉基準ビームと干渉させられず、むしろ横方向にオフセットされた位相変調対象物波自体と干渉させられる。したがって、微分干渉コントラスト法では、隣接する対象物点における差の値が、画像生成に影響を及ぼす。したがって、隣接する波の干渉によって十分に表すことができる屈折率勾配又は厚さ勾配がある対象物点の直接近傍でのみ、対象物の細部が可視化される。微分干渉コントラスト法の顕微鏡は、通常、直線偏光子及び検光子とならんで、分割、及び適切ならば波又は部分ビームの再結合が実現される少なくとも１つのウォラストンプリズムを有する。
【０００４】
上述の微分干渉コントラストを利用する顕微鏡は、例えば、特許文献１及び特許文献２から公知である。この場合、コンデンサプリズムは、偏光光を２つの部分ビームに直線的に分割し、これらの部分ビームは、互いに直角に偏光され、かつ互いに平行にオフセットされる。したがって、２つの部分ビームは、異なる位置の対象物を通過し、対象物の下流に配置された対物プリズムを用いて再び結合される。ビーム路に引き続き配置された検光子は、２つの部分ビームを干渉させる。このようにして、高さの差又は材料に左右される位相変化に起因する光路長の差は、強度の差に変換される。次に、前記強度の差により、対象物の鮮鋭な画像を生成することができる。
【０００５】
原理的に、この方法はまた、コンデンサプリズムなしに実施することができる。しかし、コンデンサプリズムは、高鮮鋭画像を生成できるために必要であり、コンデンサプリズムは、プリズムが２つの部分であることによる対物プリズムの光路差を補償するために使用できるいわゆる補償プリズムとして機能する。
【０００６】
しかし、上述の顕微鏡結像方法では、可変に設定できるコントラストは不可能である。このようなコントラストは、顕微鏡に設けられたプリズムを交換することによって最善に獲得できるであろう。しかし、結晶光学構成要素としてのこのようなプリズムは、非常に高価である。
【０００７】
このように、例えば、特許文献３は、照明側及び結像側の各々のコントラスト変化のために、２つの楔状の二重プレートを互いに変位させることができる可変微分干渉コントラストを開示している。第一に、この装置は、構造的見地から極めて複雑である。第二に、当該装置に設けられた分割要素は、対象物と共役面に位置し、その結果、通常使用されまた分割要素がひとみ面に設けられる構造に関し、例えば、追加の光学要素は交差した偏光子の間に位置し、これは、湾曲面における歪み、汚れ及び屈折の結果としてコントラスト低減効果を有することがある。
【０００８】
【特許文献１】ＤＥ２４０１９７３号明細書
【特許文献２】米国特許第２，６０１，１７５号明細書
【特許文献３】特開平１０−１６１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は、上述の欠点が大部分回避されるように意図される、可変コントラストが可能である冒頭に述べたタイプの偏光干渉顕微鏡を規定しかつ発展させる目的に基づいている。さらに、本発明は、それぞれ従来の顕微鏡用及び従来の偏光干渉顕微鏡用の後装着キット、及び可変のコントラストを同様に可能にする対象物を結像するための方法を提供する目的に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従って権利請求の対象とする冒頭に述べた種類の偏光干渉顕微鏡は、請求項１の特徴によって上記目的を達成する。したがって、このような偏光干渉顕微鏡は、構成要素が、２つの部分ビームの間の分割を可変に設定できるように形成される液晶要素を有することを特徴とする。
【００１１】
サバール二重プレートの形態の少なくとも１つの構成要素が顕微鏡内に通常使用される従来の微分干渉コントラストでは、前記サバール二重プレートは、その複屈折特性に基づき、直線偏光光を２つの部分ビームに分割し、これらの部分ビームは、サバール二重プレートが顕微鏡の中間の画像面に配置された場合、互いに直角に偏光され、かつ互いに平行にオフセットされる。
【００１２】
従来の微分干渉コントラストを有する顕微鏡の従来の別の設計は、顕微鏡のひとみ面の近傍のウォラストンプリズムを使用し、このプリズムは、その複屈折特性に基づき、直線偏光光を２つの部分ビームに分割し、これらの部分ビームは互いに直角に偏光され、ある角度分散を有する。対象物の結像中のコントラストは、２つの部分ビームの分割に直接関係付けられる。前記分割は、それぞれ、可変でないサバール二重プレート及びウォラストンプリズムの特性に直接左右される。したがって、微分干渉コントラストの可変コントラストは、これによって可能でない。本発明の意味における部分ビームは、特に、液晶要素によって直線偏光部分に分割される全光線の総体を意味すると理解されるべきである。したがって、このような光線は、ビーム路で有効な液晶要素の断面積全体にわたって存在している。
【００１３】
したがって、本発明による方法において、異なる直線偏光方向を有する２つの部分ビームに偏光光を分割する際に、可変特性を有する複屈折構成要素の使用が意図される。このため、構成要素は、２つの部分ビームの間の分割を可変に設定できる液晶要素を有し、液晶要素それ自体は複屈折特性を有する。原理的に、液晶要素により、分割は可変の角度分割によって、又は２つの部分ビームの可変に設定可能な平行オフセットによって行うことができる。これについては、以下により詳細に説明する。
【００１４】
液晶要素は可変に設定できる。このように、液晶要素は、例えば磁気光学特性又は電気光学特性に基づき可変に設定できるであろう。電気光学的に設定可能な液晶要素を使用することが好ましい。適切な電圧を液晶要素に印加することによって、液晶要素の液晶は、それらの静止位置から偏向されることができ、液晶の偏向は、印加電圧に応じて行われる。したがって、部分ビームの分割は、液晶の偏向のそれぞれの値に応じて干渉又は変更することができる。
【００１５】
好ましい一実施形態によれば、液晶要素は、ビーム路に配置され及び／又は液晶要素によって分割された部分ビームがある角度を形成するように形成される。言い換えれば、相互に分散する２つの部分ビームへの分割は、液晶要素によって行うことができる。顕微鏡では、このようにして形成された液晶要素は、ビーム路のひとみ面に適切に配置されるであろう。この角度分割は、ビーム路の下流に配置されたコンデンサ又は対物レンズによって横分割に又は平行オフセットに変換される。
【００１６】
代替実施形態では、液晶要素は、ビーム路に配置され及び／又は液晶要素によって分割された部分ビームがある平行オフセットを有するように形成できるであろう。このようにして形成された液晶要素は、中間画像面の顕微鏡のビーム路に配置できるであろう。
【００１７】
液晶要素によって分割された部分ビームの偏光方向は、互いに略直角に配向されることが好ましい。したがって、液晶要素は、適切に形成され、ビーム路の対応する位置に配置され、適切な偏光状態を有する偏光光で照明されるべきである。
【００１８】
特に好ましい実施形態では、偏光手段によって直線又は円形偏光された光の振動方向が、液晶要素によって発生されることができる部分ビームの偏光方向の角度二等分線に対し略平行に配向されるように、偏光手段及び液晶要素は、ビーム路に互いに対し配置される。したがって、液晶要素によって分割された部分ビームが、互いに略直角に配向される偏光方向を有する場合、偏光手段によって直線偏光された光の振動方向は、各々の場合に、部分ビームの偏光方向に対し４５度で配向される。この結果、液晶要素を通過する光は、等しい強度部分の２つの部分ビームに分割される。
【００１９】
液晶要素の可能な構造又は可能な実施形態、及びその動作方法について以下に説明する。液晶要素は、２つのガラスプレートの間に配置された略平行六面体又は円筒状の体積を有し、この体積に液晶が設けられる。電極が一方のガラスプレートと液晶体積との間に設けられ、この電極は、光学的に透明な導電性層を有することができるであろう。別の電極が他方のガラスプレートと液晶体積との間に設けられる。電極はＩＴＯ層を有することが好ましく、ＩＴＯという略語はインジウムスズ酸化物を表す。少なくとも１つのＩＴＯ層は、電気的に接触接続されることができる。一方のＩＴＯ層は高い電気抵抗を有することができ、他方のＩＴＯ層は低い電気抵抗を有することができるであろう。両方のＩＴＯ層が低い電気抵抗を有することも考えられる。ＩＴＯ層と液晶体積との間に、液晶の予備配向を行うことができる層が設けられる。
【００２０】
層は、ポリイミドを有することが好ましい。このようにして形成された液晶要素のさらなる詳細に関し、図の説明が参照され、この場合、電気接触接続及びその機能についてさらに詳細に説明する。
【００２１】
互いに並んで又は互いに前後に配置され、かつ各々の場合に互いに独立して及び／又は個々に駆動されることができる複数の液晶要素を設けることがさらに考えられる。このように、例えば、一連又はマトリックスの個々の液晶要素を請求項１の意味の構成要素として設けることができるであろう。個々の液晶要素は、光学軸に対し横断方向に好ましくは配置されるので、各々の個々の液晶要素はビーム路の断面の異なる部分に作用する。同様に、光学軸に沿って２つ以上の液晶要素を互いに前後に配置することも考えられるであろう。個々の液晶要素の各々は、電気駆動できるように構成でき、その結果、位相差のほぼ任意の分布、あるいはこの位相差によって形成できるそれぞれ生じる分割部分ビームの分割のほぼ任意の分布を、ビーム路の有効なビーム断面にわたって一連又はマトリックスの液晶要素で行うことができる。
【００２２】
液晶要素によって行うことができる分割は、ビーム路で有効なその断面積全体又はビーム路の直径にわたって略一定であることを考慮できるであろう。液晶要素が電気光学的駆動によって作動される場合、このため、ビーム路で有効な液晶要素の断面積全体に、一定電圧を印加しなければならないであろう。
【００２３】
液晶要素は、それによって形成できる位相差が、ビーム路で有効な断面積の空間座標に応じて予め設定可能に異なる値を有するように駆動されることが好ましい。一例として、この措置により、液晶要素によって形成できる位相差の値は、少なくとも１つの方向に沿って、比例して、すなわち直線的に、ビーム路で有効な断面積の空間座標に関係し、２つの部分ビームの角度分割は、この関係から得られることが可能である。ビーム路の空間座標のポテンシャル、指数、三角法、対数又はある他の関係を線形関係の代わりに実現できるであろう。このことは、液晶要素が電気光学特性に基づき駆動される場合、対応して装備された電極で対応する電圧特性を液晶要素に適用できることを前提とするであろう。
【００２４】
偏光手段は、光源と結像対物レンズとの間の照明ビーム路に配置できるであろう。偏光手段は、直線又は円形偏光フィルタを有することが好ましい。偏光手段のこのような装置は、従来の微分干渉コントラスト顕微鏡の装置に相当する。偏光手段を対物レンズと液晶要素との間の結像ビーム路に配置することも考えられる。偏光手段のこのような装置は、例えば欧州特許出願公開第１３５９４５３Ａ２号明細書に提案されているように、例えば顕微鏡ビーム路が設けられる場合に使用でき、この装置では、偏光手段が結像ビーム路のみに設けられ、その結果、光学的に異方性の坦体材料及び／又は対物レンズ又は残留応力を示すコンデンサは偏光光学コントラスト法に悪影響を及ぼさない。言い換えれば、その場合、対象物は、非偏光光で照明されるか、あるいは対物レンズによって結像される。円形偏光フィルタは、その下流に配置されたλ／４プレートを有する直線偏光子を備える。直線偏光子を通過する光は、直線偏光子によって直線偏光され、直線偏光光はλ／４プレートによって円形偏光光に変換される。
【００２５】
検光子手段は、対物レンズと検出器及び／又はチューブとの間の結像ビーム路に配置でき、同様に直線又は円形偏光フィルタを有することができるであろう。次に、部分ビームは、そこで干渉を達成し、対象物のコントラスト画像を生成することができる。検光子手段の円形偏光フィルタは、その下流に配置された直線偏光子を有するλ／４プレートを備える。λ／４プレートは、円形偏光光を直線偏光光に変換する。直線偏光子の直線偏光方向に対し平行に配向された振動成分を有する光のみが、直線光子を通過することができる。
【００２６】
反射光照明の場合、液晶要素は、偏光手段と対物レンズとの間の照明ビーム路に配置されることが好ましい。透過光照明の場合、液晶要素は、偏光手段とコンデンサとの間の照明ビーム路に配置される。したがって、これらの顕微鏡照明型の場合の液晶要素は、光源の下流に配置された第１のウォラストンプリズムが従来の微分干渉コントラスト顕微鏡に通常配置される箇所に配置できるであろう。
【００２７】
好ましい一実施形態では、液晶要素は、対物レンズと検光子手段との間の結像ビーム路にのみ配置される。液晶要素は、例えば反射光照明の場合に、あるいは偏光手段が、欧州特許出願公開第１９４５３Ａ２号明細書に匹敵する方法で結像ビーム路にも配置される透過光照明の場合に、設けることができるであろう。
【００２８】
別の実施形態では、液晶要素は照明ビーム路に配置され、別の液晶要素は結像ビーム路に配置される。２つの液晶要素のこのような装置は、特に、照明ビーム路に配置された液晶要素が、微分干渉コントラスト顕微鏡のコンデンサプリズムに匹敵する方法で機能する透過光照明の場合に適切である。したがって、結像ビーム路に配置された液晶要素は、対物プリズムに匹敵する方法で機能する。
【００２９】
特に好ましい実施形態では、液晶を有することが可能な複屈折特性を有する補償要素が設けられる。原理的に、補償要素は選択的に使用される。このような補償要素によって、本質的に２つの効果を補償することができる。このように、第一に、液晶要素によって形成される複屈折分散を補償することが可能である。この理由は、液晶が大きな複屈折分散を通常示すからである。通常偏光成分及び異常偏光成分の間の屈折率の差は、このように、光の波長と共に変化する。したがって、液晶要素によって形成できる２つの部分ビームの光路差は、同様に波長と共に変化するであろう。したがって、補償要素が使用される場合、液晶要素及び補償要素の適切な配置／形成を前提として、両方の部分ビームは、常ビーム及び異常ビームと同一の光路距離をカバーすることが可能である。したがって、２つの部分ビームの間の光路差は、すべての波長について消滅する。第二に、補償要素は、一例として、液晶要素と補償要素とを通過した後、光学軸で又は有効なビーム断面の中心で再結合された部分ビームがもはや光路差を有しないように、おそらくは２つの部分ビームの間に設けられる追加の光路差を設定できる。したがって、補償要素は、偏光干渉顕微鏡のビーム路に配置され、液晶要素によってもたらされる部分ビームの間の分散差が補償要素によって大部分補償されることができるように、及び／又は予め設定可能なオフセットが部分ビームの位相差に関し補償要素によって形成されることができるように、作動されることができる。
【００３０】
補償要素は、光学軸の２つの部分ビームの間の補償要素によって発生される位相差が、最小にされることができるか、あるいはゼロの値を有するように形成されるか作動されることができるであろう。この結果、これらの２つのビームは最大の干渉能力を有する。
【００３１】
同様に液晶要素のように、補償要素は、光磁気特性又は電気光学特性に基づき可変に設定可能であろう。したがって、液晶要素及び補償要素の両方は、可変に電気的に設定可能であろう。このため、２つの出力段を有する対応する制御装置又は電子駆動ユニットをそれぞれの要素に設けることができるであろう。
【００３２】
液晶要素によって形成されることができる位相差は、ビーム路で有効な液晶要素の断面積全体にわたって略一定であろう。補償要素によって形成されることができる位相差が、ビーム路で有効な断面積の空間座標に応じて予め設定可能に異なる値を有することも適切であろう。この点に関し、補償要素及び液晶要素の両方は、比較可能な効果を有することができ、両方の要素は、対象物結像の最適な品質と関連してコントラストの最適な可変性を獲得できるように、互いに配置されかつ作動されることが好ましい。
【００３３】
好ましい一実施形態では、補償要素は、液晶要素と検光子手段との間に配置される。これにより、検光子手段の上流に位置するビーム路の位置の液晶要素によって引き起こされる分散効果が補償され、その結果、この点に関し補償された部分ビームは検光子手段で互いに干渉する。原理的に、補償要素はまた、偏光手段と検光子手段との間の任意の所望の位置に配置できるであろう。このことは、本発明による偏光干渉顕微鏡で実施されるべきそれぞれの用途に左右される。
【００３４】
好ましくは、補償要素は、補償要素の通常の軸が液晶要素の通常の軸に対し予め設定可能な角度にあるように、ビーム路の液晶要素に対し配置される。前記角度は略９０°であることができるであろう。言い換えれば、この場合、液晶要素は、その複屈折特性及びビーム路のその複屈折特性に関し補償要素に対し９０度回転される。
【００３５】
特に好ましくは、本発明による偏光干渉顕微鏡は、対象物の反射光照明ビーム路及び／又は明視野照明を有する。言い換えれば、対象物照明は、１つの方向から行われ、対象物結像は反対方向で行われる。したがって、対象物照明及び対象物結像の両方は対物レンズを通して行われる。
【００３６】
本発明による偏光干渉顕微鏡はまた、透過光照明ビーム路を有することができるであろう。偏光干渉顕微鏡が、欧州特許出願公開第１３５９４５３Ａ２号明細書に開示されたビーム路と匹敵するビーム路を有する場合、スリット絞りを照明ビーム路に配置できるであろう。
【００３７】
偏光干渉顕微鏡では、対象物の広視野結像が通常実現され、すなわち、広範囲の結像を行う結像方法が対象とされる。
【００３８】
顕微鏡用の後装着キットに関し、冒頭に言及した目的は、請求項１３の特徴によって達成される。したがって、後装着キットは、偏光手段、検光子手段、液晶要素、及び適切ならば補償要素を備える。偏光手段、検光子手段、液晶要素、及び適切ならば補償要素は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡を結果として形成できるように、顕微鏡のビーム路に導入される。このような後装着キットでは、特に有利に、正確には、それぞれの従来の顕微鏡又は装置がすでに長い間エンドユーザのために取り付けられている場合でも、従来の顕微鏡を本発明による偏光干渉顕微鏡に変換することができる。しかし、このための唯一の前提条件は、それぞれの装置が、それぞれの光学構成要素をビーム路に導入できる対応する組み込み又は挿入可能性を有することであり、それぞれの構成要素（偏光手段、検光子手段、液晶要素、及び適切ならば補償要素）は、組み込み又は挿入可能性に関し補完的に形成された互換性の対応するマウントに又は構成要素に配置される。
【００３９】
冒頭に述べた目的は、請求項１４の特徴によって、従来の偏光干渉顕微鏡用の後装着キットに関し、匹敵する方法で達成することができる。したがって、従来の偏光干渉顕微鏡用の後装着キットは、液晶要素、及び適切ならば補償要素を有する。液晶要素、及び適切ならば補償要素は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡を結果として形成できるように、従来の干渉顕微鏡の少なくとも１つのウォラストンプリズムの代わりに、顕微鏡のビーム路に導入することができる。
【００４０】
方法の見地から、冒頭に述べた目的は、請求項１１による偏光干渉顕微鏡で対象物を結像するための本発明による方法によって達成される。偏光干渉顕微鏡は、光源、照明ビーム路、結像ビーム路及び対物レンズを備える。照明ビーム路は光源から対象物に延在する。結像ビーム路は、対象物から検出器又はチューブに延在する。照明ビーム路及び／又は結像ビーム路に設けられた少なくとも１つの偏光手段により、それぞれのビーム路の光が、予め設定可能な偏光状態に変換される。検光子手段が結像ビーム路に設けられる。複屈折構成要素が偏光手段と検光子手段との間に設けられ、偏光手段によって偏光された光は、この複屈折構成要素によって異なる偏光方向を有する２つの部分ビームに分割され、かつこの複屈折構成要素によって、２つの部分ビームの間の分割が行われる。構成要素は、２つの部分ビームの間の分割を可変に設定できるように形成される液晶要素を有する。
【００４１】
２つの部分ビームへの空間分割により、２つの部分ビームは異なる光学式距離をカバーする。したがって、特に２つの部分ビームの間の位相差がこの結果形成される。可変に設定可能な２つの部分ビームの分割のため、２つの部分ビームの間の位相差の値を変更することが可能である。
【００４２】
本発明による結像方法は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光干渉顕微鏡で、及び／又は請求項１３又は１４に従ってアップグレードされるか又は改造された偏光顕微鏡で実施されることが特に好ましく、したがって、この点に関し装置の特徴に関する反復を避けるために、説明の以前の部分が参照され、このために必要な方法の段階は、説明の以前の部分の開示内容について知識を有する当該分野の当業者によって推定される。
【００４３】
次に、本発明の教示を有利に構成かつ発展させるために様々な可能性がある。この点に関し、一方で、請求項１に従属する請求項、他方で、図面を参照した好ましい例示的な実施形態の次の説明を参照すべきである。一般に、教示の好ましい構造及び発展形態も、図面を参照した本発明の好ましい例示的な実施形態の説明に関連して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図において、同一又は同様の構成要素は同一の参照符号によって示される。図１は、本発明による偏光干渉顕微鏡１の第１の例示的な実施形態を示している。偏光干渉顕微鏡１は、光源２（例えば従来の白色光源）及び概略的に示した検出器（例えばＣＣＤカメラ）又はチューブレンズ３を備える。結像された対象物はまた、概略的に示したチューブレンズ３を通して観測することができるので、厳密に言って、結像ビーム路は操作者の目の中にまさに延在する。
【００４５】
さらに、偏光干渉顕微鏡１は対物レンズ４を備える。偏光干渉顕微鏡１の対象物面は、参照符号５によって示され、対象物（通常対象物キャリアの上）は前記面に位置決めされている。簡明さのため、結像すべき対象物はまた、以下、参照符号５によって識別される。したがって、照明ビーム路６は光源２から対象物５まで延在する。結像ビーム路７は、対象物５からチューブレンズ３まで又は操作者の目（図１に図示せず）まで延在する。光源２からの光又は照明光は、ビームスプリッタ８で対物レンズ４及び対象物５の方向に反射される。対象物５で反射された照明光は、少なくとも部分的に対物レンズ４によってチューブレンズ３の方向に結像され、その経過において少なくとも大部分はビームスプリッタ８を通過し、前記ビームスプリッタは適切な透過率又は反射率を有する。一例として、光源２に面するビームスプリッタ８の表面は、０．４の反射係数を有することができ、その結果、光源２の光の４０％のみが、ビームスプリッタ８によって対象物５の方向に反射される。次に、同様に対象物５で反射された光の４０％が、光源２の方向に反射されるが、対象物５によって反射される光の約６０％の残りの部分は、ビームスプリッタ８を通して検出器又はチューブレンズ３の方向に通過できる。したがって、図１による例示的な実施形態は、反射光照明ビーム路を含み、照明ビーム路６の部分及び結像ビーム７の部分の両方は、対象物５とビームスプリッタ８との間に延在する。
【００４６】
偏光手段９は、照明ビーム路６に、及び光源２とビームスプリッタ８との間に配置され、この偏光手段によって、光源２からの光は予め規定可能な偏光方向に直線偏光される。検光子手段１０は、結像ビーム路７に、またビームスプリッタ８とチューブレンズ３との間に配置される。検光子手段１０は、偏光手段９のように、同様に直線偏光フィルタであり、偏光手段９は、それらの偏光方向が互いに略直角に配向（交差配向）されるように、検光子手段１０に対し配置される。
【００４７】
複屈折構成要素１１が偏光手段９と検光子手段１０との間に設けられ、偏光手段９によって偏光された光を、この複屈折構成要素によって異なる偏光方向を有する２つの部分ビーム１３、１４に分割することができる。構成要素１１は、分割された２つの部分ビーム１３、１４の間の分割を行うことができる。
【００４８】
本発明によれば、構成要素１１は、簡明さのため、同様に参照符号１１によって以下に識別される液晶要素を有する。図１では、液晶要素１１は、照明ビーム路６の偏光手段９と対物レンズ４との間に配置される。電気光学構成要素としての液晶要素１１は、概略的にのみ示される制御装置１２によって電気駆動されることができる。制御装置１２は操作要素１８に接続される。操作要素１８によって、操作者は、すなわち、例えば、ロータリスイッチ１９の回転により、ロータリスイッチ１９によって発生された動作信号が制御ユニット１２に通信され、これによって、制御ユニット１２が液晶要素１１に印加される電圧を変更するという事実によって、偏光干渉顕微鏡１のコントラストを変更することができる。この点に関し、操作者は、ロータリスイッチ１９を回転することによって、液晶要素１１の光学特性を間接的に変更する。
【００４９】
図１の液晶要素１１は、液晶要素によって分割された部分ビーム１３、１４が角度αを形成するように、本発明による偏光干渉顕微鏡１のビーム路に配置される。部分ビーム１３、１４は、各々の場合に直線偏光され、液晶要素１１は、それらの偏光方向が互いに直角であるように形成かつ配置される。液晶要素１１は、照明ビーム路６のひとみ面に位置する。対物レンズ４は、角度をなして分割された部分ビーム１３、１４を平行に走る部分ビーム１５、１６に変換する。有効なビーム断面全体の部分ビーム、すなわち、ビームスプリッタ８から来て、光学軸の上を走る照明光ビームのみが示されていることが明白に指摘される。しかし、さらに、領域（すなわち、光学軸に対し横断方向の領域）の偏光手段９から液晶要素１１の方向に伝播する光ビームがあり、この光ビームは同様に対応して分割され、これについては明快さのため図示しない。
【００５０】
偏光干渉顕微鏡１に選択的に使用できる図１に破線で示した補償要素１７が設けられる。補償要素１７は、液晶要素１１と同様の方法で形成され、液晶を有し、したがって同様に複屈折特性を有する。補償要素１７は、液晶要素１１とチューブレンズ３との間に、好ましくは液晶要素１１の近傍に配置される。補償要素１７は、同様に制御装置１２によって駆動されることができる。この駆動は、液晶要素１１の駆動と無関係に、あるいは液晶要素１１の駆動に関係して行うことができるであろう。補償要素１７により、特に、液晶要素１１によって形成される横方向又は空間オフセット（上に既述）、及び／又は図１による装置の２つの部分ビームの間の液晶要素１１によってもたらされる分散差を変更又は補償することが可能である。
【００５１】
図２〜図４は、各々の場合に、透過光配置の本発明による偏光干渉顕微鏡１の別の例示的な実施形態を示している。
【００５２】
図２の例示的な実施形態では、光源２によって放出された光は、偏光手段９によって直線偏光される。直線偏光光は、照明ビーム路６に配置された液晶要素１１を通過し、ここで、同様に２つの部分ビーム１３、１４に分割される。コンデンサ２０を介して、対象物５は、光源２からの光で照明される。対象物５を通過して、対物レンズ４によって集光される光は、結像ビーム路７に配置された別の液晶要素２１を通過する。液晶要素１１は、第１の液晶要素１１によって分割された２つの部分ビーム１３、１４又は１５、１６を光ビームに再結合する。補償要素１７は、図２の例示的な実施形態による偏光干渉顕微鏡１に選択的に配置してもよく、図１の例示的な実施形態による補償要素１７に匹敵する効果を獲得することができる。液晶要素２１によって再結合された部分ビーム、及び適切ならば設けられた補償要素１７によって補償された光ビームは、（図２の偏光手段９及び検光子手段１０と同様に）直線偏光フィルタを有する検光子手段１０に衝突する。再結合された部分ビームは検光子手段１０で干渉し、直線偏光フィルタの配向に対し平行の振動方向を有するこれらの光ビームの振動成分は、検光子手段１０を通してチューブレンズ３に、最終的に操作者の目（図２に図示せず）に通過することができる。
【００５３】
図３は、図２に示した配置に匹敵する個々の構成要素の配置を有する本発明による偏光干渉顕微鏡１の別の例示的な実施形態を示している。このことは、特に、光源２、偏光手段９、コンデンサ２０、対象物面５の位置、対物レンズ４、液晶要素２１、選択的に設けられる補償要素１７、検光子手段１０及びチューブレンズ３に関係する。しかし、図２による例示的な実施形態の偏光手段９とコンデンサ２０との間に配置される液晶要素１１は、図３による例示的な実施形態には設けられない。スリット絞り２２が、偏光手段９とコンデンサ２０との間に配置されて、光源２によって放出され、偏光手段９を通して対象物５の方向に通過する光の部分を覆い隠すことができる。これによって、より低い画像の明るさ及びおそらくは低下した結像品質が得られ、ある状況下では、繊細な画像細部を表すことができない。しかし、駆動部と共に照明ビーム路６に設けられる液晶のためのコストを代わりに節約することができる。
【００５４】
図３は、図３の液晶要素２１の代わりに結像ビーム路７に導入できる複屈折光学構成要素２３を示している。構成要素２３は、個々に互いに並んで配置されかつ個々に互いに独立して駆動することができる複数の液晶要素２４を有する。他の点では、構成要素２３の効果は、図３の液晶要素２１の効果と略匹敵する。言い換えれば、構成要素２３はまた、互いに略直角に直線偏光される光ビームを各々の場合に２つの部分ビームに分割することができる。
【００５５】
図４に示したような本発明による偏光干渉顕微鏡１の例示的な実施形態は、図３による例示的な実施形態に匹敵する構造を有する。単に、偏光手段９は、照明ビーム路６に配置されず、むしろ結像ビーム路７に、すなわち対物レンズ４と液晶要素２１との間に配置されるに過ぎない。このような配置は、原理的に、欧州特許出願公開第１３５９４５３Ａ２号明細書から公知の偏光干渉顕微鏡の配置と対応する。したがって、図４による偏光干渉顕微鏡１では、対象物５は、光源２からの非偏光光で照明される。対象物５は、プラスチック製ペトリシャーレで検査されることが多い。プラスチック製のこのような対象物キャリアは複屈折特性を有する。この結果、複屈折対象物キャリア、又は同様に複屈折及び／又は非等方特徴を有する照明ビーム路の別のすべての光学要素は、生成すべき対象物画像に対し妨害干渉を及ぼす可能性がある。したがって、偏光手段９は、結像ビーム路７の対物レンズ４の下流に配置され、その結果、対象物５から来る光は、この位置からのみ直線偏光される。図４による例示的な実施形態の液晶要素２１、任意の補償要素１７及び検光子手段１０の効果は、図３の例示的な実施形態の対応する構成要素に匹敵する。
【００５６】
図５は、概略斜視図で、図１〜図４による本発明による偏光干渉顕微鏡１の液晶要素１１又は２１として使用できる液晶要素１１を示している。液晶要素１１は、互いに略平行に配置される２つのガラスプレート２５を備え、その間に液晶が配置され、液晶は参照符号２６によって識別される。ＩＴＯ層２７の形態で具体化された電極は、各々の場合にガラスプレート２５と液体結晶２６との間に設けられ、前記電極は導電性で光学的に透明に形成される。ポリイミド層２８は、ＩＴＯ層２７と液体結晶２６との間に設けられ、前記ポリイミド層は液晶２６の予備配向をもたらす。具体的に、ポリイミド層２８は、液晶要素１１の形成中の簡単な機械的加工によって、例えば適切な布でポリイミド層２８を掃引することによって形成できる微細な線状凹み（図示せず）を有する。スペーサ２９が、液晶２６が配置される略平行六面体の体積の４つの縁部に設けられるが、図５の斜視図のため、前記スペーサの内の３つのみが見える。
【００５７】
液晶要素１１は、それぞれのビーム路（照明ビーム路及び／又は結像ビーム路）の光学軸３０がガラスプレート２５の表面に対し直角に配向されるように、ビーム路に配置される。この点に関し、光学軸３０は、概略的に示した座標系３１のＺ座標に対し平行の方向を有する。２つの両頭矢印３２、３３は、液晶要素１１の光学軸又は液晶要素１１によって分割された部分ビームの液晶要素によって形成できる偏光成分を示している。この場合、両頭矢印３２は、座標系３１のＹ方向に対し平行に配向された常偏光を示している。この場合、両頭矢印３３は、座標系３１のＸ方向に対し平行に配向された異常偏光を示している。したがって、２つの偏光方向３２、３３は互いに直角である。次に、液晶要素１１は、（光学軸３０の矢印先端によって示されるように）上からの直線偏光光で照明され、直線偏光光の偏光方向は、座標系３１のＸ方向に対し４５度の角度にある。直線偏光光の偏光方向は、液晶要素１１の光学軸３２、３３の角度二等分線に対し平行に配向される。したがって、液晶要素１１に衝突する光は、液晶要素１１を通過すると、略同一の強度部分の２つの部分ビームに分割される。
【００５８】
上方及び下方のＩＴＯ層２７の両方は、電気的に接触接続することができる。このように、上方のＩＴＯ層２７は、電線３５によって接触位置３４で接触接続される。下方のＩＴＯ層２７は、同様に電線３５によって、第１の接触位置３６及び第２の接触位置３７の両方で、電気的に接触接続することができる。２つの接触位置３６、３７は、液晶要素１１の両側に配置される。上方のＩＴＯ層２７は低い非反応性の抵抗を有する。これに対し、下方のＩＴＯ層２７は高い非反応性の抵抗を有する。したがって、電圧源３８により、予め設定可能なＤＣ電圧が上方のＩＴＯ層２７に印加されると、一定電位が形成される。２つの接触位置３６、３７の間の接続方向に沿った、あるいはＸ方向のその高い非反応性の抵抗のため、下方のＩＴＯ層２７にわたって電位降下が形成される。この場合、下方のＩＴＯ層２７又は接触位置３６、３７は、Ｘ方向の空間座標に対し直接比例又は線形関係を有する電位降下がＸ方向に沿って存在し、また略一定の電位特性がＹ方向に沿って存在するように形成される。これに応じて、上方及び下方のＩＴＯ層２７の間に、電界力がＸ方向に変化し、他方でＹ方向における電界の強さが略一定である電界が生じる。所定の電界強度の場合、又はＩＴＯ層２７に印加された電圧の場合、Ｘ方向の空間座標に左右される偏向力が液晶２６に対応して作用する。この場合、液晶２６は、電位差のためそれらの静止位置から、正確には、上方及び下方のＩＴＯ層２７の間の電位差が大きくなると、それだけ大きく偏向される。結果として、Ｘ方向に沿ってＸ偏光成分の屈折率は変化し、またこの偏光方向を有する光ビームは、Ｘ方向に、かつ光ビームが液晶要素１１を通過する空間座標に応じて角度偏向を経験する。原理的に、液晶２６がそれらの静止位置からより遠く偏向されると、対応する偏光成分について、この場合Ｘ方向の異常偏光について屈折率の変化がそれだけ大きくなることが真である。
【００５９】
Ｙ方向の常偏光の屈折率は、液晶要素１１全体にわたって一定である。したがって、この成分は、予め設定可能であるが、一定の位相遅延を経験する。したがって、この結果、Ｘ方向に対し４５度の角度の偏光方向を有する直線偏光光ビームは、各々の場合に、互いに直角に偏光される２つの部分ビーム内に分割され、それぞれの部分ビームは、下方のＩＴＯ層２７の２つの端部の間に存在する電圧特性と、２つのＩＴＯ層２７の間の電圧特性から確立された電界とに応じてある角度で分散する。２つのＩＴＯ層２７のある所定の非反応性の抵抗を前提として、制御可能な電圧源２８により、各々の場合に異なるオフセット値を有する予め設定可能な電位差を設定することが可能である。
【００６０】
ＩＴＯ層２７は、例えば、各々の場合に、それぞれの電極の対応する抵抗特性と関連して点状、直線状又はリング状に形成された接触接続の結果、第１及び／又は第２の空間方向に沿って線形又は他のある分析的な非反応性の抵抗特性を有することがごく一般的である。
【００６１】
図６は、概略斜視図で、図１〜図４による本発明による偏光干渉顕微鏡１に任意に使用できる補償要素１７を示している。補償要素１７は、図５の液晶要素１１と略匹敵する方法で構成される。したがって、補償要素１７の個々部分は、図５の液晶要素１１の個々の部分と同一の参照符号によって識別される。図６による例示的な実施形態では、一方で、両方のＩＴＯ層２７が各々の場合に比較的低い非反応性の抵抗を有するという事実によって、図５の液晶要素１１とは異なる。他方で、電気接触子接続のため異なり、接触位置３９は上方のＩＴＯ層２７に設けられ、１つのみ接触位置４０が下方のＩＴＯ層２７に設けられる。したがって、略一定の電圧特性又は略一定の電界が、電圧源３８によって設定可能な両方の空間方向ＸとＹの電圧の場合に形成される。したがって、それぞれの部分ビーム、すなわち常部分ビーム及び異常部分ビームの位相差は、補償要素１７によって同一の方法で干渉される。このように、ＩＴＯ層２７の配置はコンデンサとして作用する。
【００６２】
次に、補償要素１７は、その異常偏光方向がＹ方向に配向され、常偏光方向がＸ方向に配向されるように、適切に液晶要素１１に対し配置されるが、これは必ずしも必要ではない。言い換えれば、補償要素１７は、その複屈折特性に関し液晶要素１１に対して９０度だけ光学軸３０を中心に回転して、本発明による偏光干渉顕微鏡１のビーム路に配置される。
【００６３】
次に、光学軸３０に又はその近くに、あるいは２つの要素、すなわち液晶要素１１及び補償要素１７の中心を通して走る光ビームについて、部分ビーム（液晶要素１１の下流で再結合）のＸ方向及びＹ方向の偏光成分の位相差の最小化又は消滅が行われるように、予め設定可能な電圧が補償要素１７に印加されることが好ましい。
【００６４】
補償要素１７は、光学式ビーム路に対応して配置される場合、一方で、液晶要素１１と補償要素１７とを通過した後の光学軸に沿ったビームについて、互いに直角の２つの偏光成分の部分ビームの間の位相差を消滅させることができる。この結果、これらの２つの部分ビームは、画像中心で互いに最適に干渉することができる。他方、複屈折中に液晶要素１１の液晶２６によって引き起こされる分散効果は、事実上完全に補償することができる。分散効果は、複屈折構成要素の常偏光成分及び異常偏光成分との屈折率の差が、光の波長と共に変化するという事実によって引き起こされる。一方の偏光成分と、液晶要素１１の下流に一方の偏光成分に対し直角に配置された偏光成分との位相差は、したがって、波長と共に変化するであろう。しかし、液晶要素１１の下流に示された補償要素１７と関連して、両方のビームが、常ビーム及び異常ビームと同一の光路長さをカバーし、これによって、一方の偏光成分と他方の偏光成分との間の位相差がすべての波長について消滅することが明らかになる。
【００６５】
図７ａ〜図７ｃに示した図では、可変に設定可能な複屈折光学構成要素で獲得できる位相差又は位相偏差φは、Ｘ座標の関数としてプロットされる。この場合、Ｕ１は、Ｕ２よりも大きく選択された。図７ａによる図では、図５による液晶要素１１で獲得できる位相差は、異なる２つの電圧Ｕ１とＵ２のＸ座標の関数としてプロットされる。Ｘ方向で変動する図５の液晶要素１１の電圧（上記説明の対応する部分を参照）は、液晶要素１１によって分割された２つの部分ビームは、Ｘ座標ゼロにおいて位相差を有しない。２つの部分ビームの間の位相差は、Ｘ座標の増加につれ大きくなる。
【００６６】
図７ｂによる図では、図６による液晶要素１７で獲得できる位相差は、異なる２つの電圧Ｕ１とＵ２のＸ座標の関数としてプロットされる。したがって、補償要素１７により、Ｘ座標と無関係に略一定の位相差がすべての部分ビームに適用される。言い換えれば、補償要素１７を通過する光ビームの位相差に関し、一定のオフセットが適用される。
【００６７】
図７ｃによる図では、液晶要素１１と補償要素１７の両方を通過した部分ビームの位相差は、図７ａと図７ｂのグラフによるそれぞれの電圧設定を前提として、Ｘ座標の関数としてプロットされる。それぞれの部分ビームの間の位相差は、それぞれの成分１１、１７の矢印４１によって別される中央領域にゼロの値を有する。したがって、位相差は、中央領域４１で又は光学軸３０の近くで走る光ビームについて消滅し、この結果、特にこれらの光ビーム、結果として対象物領域の中心は、互いに最適に干渉することができ、結果として、最適なコントラストを形成することができる。図７ａと図７ｂによる図では、本発明による偏光干渉顕微鏡により可変の位相差を形成でき、したがって可変の干渉コントラストを実現できることを明らかにするために、異なる２つの電圧にそれぞれ対応する位相差を示している。後者は、当然、図７ａ〜７ｃに示されていない別の多くの値を取ることが可能である。
【００６８】
図２〜図４に示される液晶要素１１、２１、２３及び／又は補償要素１７は、同様に、図１による装置と匹敵する方法で、制御装置（前記図に図示せず）によって変更かつ駆動することができる。
【００６９】
最後に、特に、上に説明した例示的な実施形態は請求した教示を説明するためにのみ使用されるに過ぎず、これらの教示を例示的な実施形態に限定するものではないことが指摘される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による偏光干渉顕微鏡の第１の例示的な実施形態の概略図である。
【図２】本発明による偏光干渉顕微鏡の第２の例示的な実施形態の概略図である。
【図３】本発明による偏光干渉顕微鏡の第３の例示的な実施形態の概略図である。
【図４】本発明による偏光干渉顕微鏡の第４の例示的な実施形態の概略図である。
【図５】液晶要素の例示的な一実施形態の概略図である。
【図６】補償要素の例示的な一実施形態の概略図である。
【図７ａ】異なる２つの電圧のＸ座標の関数として可変に設定可能な複屈折光学構成要素で獲得できる位相差又は位相偏差φの概略図である。
【図７ｂ】異なる２つの電圧のＸ座標の関数として可変に設定可能な複屈折光学構成要素で獲得できる位相差又は位相偏差φの概略図である。
【図７ｃ】異なる２つの電圧のＸ座標の関数として可変に設定可能な複屈折光学構成要素で獲得できる位相差又は位相偏差φの概略図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  偏光干渉顕微鏡
２  光源
３  チューブレンズ
４  対物レンズ
５  対象物面又は対象物
６  照明ビーム路
７  結像ビーム路
８  ビームスプリッタ
９  偏光手段
１０  検光子手段
１１  液晶要素、複屈折光学構成要素
１２  （１２）用の制御装置
１３〜１６  部分ビーム
１７  補償要素
１８  操作要素
１９  （１８）のロータリスイッチ
２０  コンデンサ
２１  液晶要素
２２  スリット絞り
２３  複屈折光学構成要素
２４  （２３）の液晶要素
２５  （１１）、（２１）と（１７）のガラスプレート
２６  液晶
２７  （１１）、（２１）と（１７）のＩＴＯ層
２８  （１１）、（２１）と（１７）のポリイミド層
２９  （１１）、（２１）と（１７）のスペーサ
３０  光学軸、入射光ビーム
３１  座標系
３２  常偏光方向
３３  異常偏光方向
３４  （１１）の上方ＩＴＯ層（２７）の接触位置
３５  電線
３６  （１１）の下方ＩＴＯ層（２７）の第１の接触位置
３７  （１１）の下方ＩＴＯ層（２７）の第２の接触位置
３８  電圧源
３９  （１７）の上方ＩＴＯ層の接触位置
４０  （１７）の下方ＩＴＯ層の接触位置
４１  中央領域
φ  （１１、２１、２３、１７）によって形成できる位相差
α  （１３）と（１４）の間の角度
【図１】
2007279747.tif 000003
【図２】
2007279747.tif 000004
【図３】
2007279747.tif 000005
【図４】
2007279747.tif 000006
【図５】
2007279747.tif 000007
【図６】
2007279747.tif 000008
【図７ａ】
2007279747.tif 000009
【図７ｂ】
2007279747.tif 000010
【図７ｃ】
2007279747.tif 000011
【外国語明細書】
2007279747000001.pdf
2007279747000002.pdf
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