CN112074724B - 数据取得装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够以高准确度计算折射率的数据取得装置。数据取得装置具备光源、第1分束器、规定的分束器、第1光偏转元件、第2光偏转元件、第1测定单元、第2测定单元、第2分束器以及光检测器，在第1分束器中，通过光学膜，从入射的光生成沿第1方向行进的光和沿第2方向行进的光，第2测定光路位于第1方向上，参照光路位于第2方向上，规定的分束器配置于第2测定光路或者配置于参照光路，第1测定光路位于规定的分束器与光检测器之间，在第1测定光路中配置有第1光偏转元件和第1测定单元，在第2测定光路中配置有第2光偏转元件和第2测定单元，第1测定光路与第2测定光路交叉。

Description

数据取得装置
技术领域
本发明涉及数据取得装置，尤其是涉及取得用于计算折射率的数据的装置。
背景技术
在非专利文献1和专利文献1中公开了以高分辨率取得微小物体的像的装置。
在非专利文献1中，装置具有参照光路和信号光路。在参照光路中配置有透镜。在信号光路中配置有2个物镜。2个物镜隔着标本而配置。在信号光路中配置有旋转镜。通过旋转镜，使向标本照射的光的角度变化。
透射了标本的光与参照光路的光一起被光检测器检测。由透射了标本的光和参照光路的光形成全息图。在透射了标本的光中包括在标本产生的散射光。因此，在全息图中也包括散射光的信息。使用该全息图，计算标本中的折射率的三维分布。
在专利文献1中，装置具有2个光路。在一方的光路中配置有针孔和透镜。在另一方的光路中配置有聚光透镜和物镜。聚光透镜与物镜隔着标本而配置。在信号光路中配置有楔形棱镜。通过楔形棱镜的旋转，使向标本照射的光的角度变化。
在专利文献1中，公开了一种提高微小物体的像的分辨率的方法。所公开的方法包括对被微小物体散射后的波动场进行测定的步骤。通过相干传递函数对测定出的波动场进行反卷积，求出散射势。按照向标本照射的光的每个角度而求出该散射势，利用傅里叶面进行合成，由此提高像的分辨率。
此外，公开了式(30)。在式(30)中包括函数F(K)和n(r)。函数F(K)是散射势，n(r)是复折射率。式(30)示出根据散射势求出折射率。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：ULUGBEK S.KAMILOV ET AL，"Learning approach to opticaltomography"，Optica，June 2015，Vol.2，No.6，517-522
专利文献
专利文献1：美国专利第8937722号说明书
发明内容
发明要解决的问题
在非专利文献1所公开的装置和专利文献1所公开的装置中，与散射势相关的信息较少。因此，难以准确地计算标本的折射率。具体而言，计算出的折射率的值比实际的折射率的值小。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够以高准确度计算折射率的数据取得装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，实现目的，本发明的至少几个实施方式的数据取得装置的特征在于，
具备光源、第1分束器、规定的分束器、第1光偏转元件、第2光偏转元件、第1测定单元、第2测定单元、第2分束器以及光检测器，
第1测定光路、第2测定光路以及参照光路位于光源与光检测器之间，
第1分束器、规定的分束器以及第2分束器分别具有形成了光学膜的光学面，
在第1分束器中，通过光学膜，从入射的光生成沿第1方向行进的光和沿第2方向行进的光，
第2测定光路位于第1方向上，
参照光路位于第2方向上，
规定的分束器配置于第2测定光路或者配置于参照光路，
第1测定光路位于规定的分束器与光检测器之间，
在第1测定光路中配置有第1光偏转元件和第1测定单元，
在第2测定光路中配置有第2光偏转元件和第2测定单元，
第1测定光路与第2测定光路交叉。
发明的效果
根据本发明，可提供能够以高准确度计算折射率的数据取得装置。
附图说明
图1是示出第1实施方式的数据取得装置的图。
图2是示出第2实施方式的数据取得装置的图。
图3是示出标本的例子和散射势的例子的图。
图4是示出测定光的方向与埃瓦尔德球的球壳的位置的关系的图。
图5是示出测定光的方向与埃瓦尔德球的球壳的位置的关系的图。
图6是示出散射势的取得范围与标本的形状的关系的图。
图7是示出散射势与散射势的取得范围的关系的图。
图8是示出本实施方式的数据取得装置中的散射势的取得范围的图。
图9是示出散射势的取得范围与标本的形状的关系的图。
图10是示出本实施方式的数据取得装置的实施例1的图。
图11是示出本实施方式的数据取得装置的实施例2的图。
图12是示出本实施方式的数据取得装置的实施例3的图。
图13是示出本实施方式的数据取得装置的实施例4的图。
图14是示出本实施方式的数据取得装置的实施例5的图。
图15是示出本实施方式的数据取得装置的实施例6的图。
图16是示出本实施方式的数据取得装置的实施例7的图。
图17是示出本实施方式的数据取得装置的实施例8的图。
图18是示出本实施方式的数据取得装置的实施例9的图。
图19是示出保持标本的容器的图。
图20是示出测定单元与保持标本的容器的关系的图。
具体实施方式
在说明实施例之前，对本发明的某一方案的实施方式的作用效果进行说明。另外，在具体地说明本实施方式的作用效果时，示出具体例来进行说明。但是，与后述的实施例的情况同样，这些例示的方案只不过是本发明所包含的方案中的一部分，在该方案中存在很多变形。因此，本发明不限于例示的方案。
第1实施方式的数据取得装置1和第2实施方式的数据取得装置具备共同结构。共同结构的特征在于，具备光源、第1分束器、规定的分束器、第1光偏转元件、第2光偏转元件、第1测定单元、第2测定单元、第2分束器、以及光检测器，第1测定光路、第2测定光路以及参照光路位于光源与光检测器之间，第1分束器、规定的分束器以及第2分束器分别具有形成了光学膜的光学面，在第1分束器中，通过光学膜，从入射的光生成沿第1方向行进的光与沿第2方向行进的光，第2测定光路位于第1方向上，参照光路位于第2方向上，规定的分束器配置于第2测定光路或者配置于参照光路，第1测定光路位于规定的分束器与光检测器之间，在第1测定光路中配置有第1光偏转元件和第1测定单元，在第2测定光路中配置有第2光偏转元件和第2测定单元，第1测定光路与第2测定光路交叉。
第1实施方式的数据取得装置和第2实施方式的数据取得装置具备共同结构。对共同结构进行说明。图1示出第1实施方式的数据取得装置。图2示出第2实施方式的数据取得装置。
作为共同结构，数据取得装置1和数据取得装置1’具备光源2、第1分束器3、第1光偏转元件4、第2光偏转元件5、第1测定单元6、第2测定单元7、第2分束器8、以及光检测器9。
在共同结构中，第1测定光路OP1、第2测定光路OP2、以及参照光路OPr位于光源2与光检测器9之间。
第1分束器3具有形成了光学膜的光学面3a。第2分束器8具有形成了光学膜的光学面8a。
在第1分束器3中，通过光学膜，从入射的光生成沿第1方向行进的光与沿第2方向行进的光。具体而言，通过光学膜而生成反射光与透射光。在数据取得装置1和数据取得装置1’中，反射光对应于沿第1方向行进的光，透射光对应于沿第2方向行进的光。
第1方向与第2方向交叉。第1方向与第2方向可以是正交的2个方向。
第2测定光路OP2位于第1方向上。因此，第2测定光路OP2位于第1分束器3的反射侧。参照光路OPr位于第2方向上。因此，参照光路OPr位于第1分束器3的透射侧。
在以上的说明中，使在光学面3a生成的反射光对应于沿第1方向行进的光。此外，使在光学面3a生成的透射光对应于沿第2方向行进的光。因此，第2测定光路OP2位于第1分束器3的反射侧。参照光路OPr位于第1分束器3的透射侧。
但是，也可以使在光学面3a生成的反射光对应于沿第2方向行进的光。此外，也可以使在光学面3a生成的透射光对应于沿第1方向行进的光。在该情况下，参照光路OPr位于第1分束器3的反射侧。第2测定光路OP2位于第1分束器3的透射侧。
共同结构具有规定的分束器。规定的分束器配置于第2测定光路或者配置于参照光路。
数据取得装置1具有规定的分束器14。规定的分束器14具有形成了光学膜的光学面14a。在规定的分束器14中，通过光学膜，从入射的光生成反射光和透射光。
在数据取得装置1中，规定的分束器14配置于第2测定光路OP2。因此，规定的分束器14配置于第1分束器3的反射侧。
数据取得装置1’具有规定的分束器15。规定的分束器15具有形成了光学膜的光学面。在规定的分束器15中，通过光学膜，从入射的光生成反射光和透射光。
在数据取得装置1’中，规定的分束器15配置于参照光路OPr。因此，规定的分束器15配置于第1分束器3的透射侧。
在共同结构中，第1测定光路位于规定的分束器与光检测器之间。
在数据取得装置1中，第1测定光路OP1位于规定的分束器14与光检测器9之间。规定的分束器14配置于第1分束器3的反射侧。因此，第1测定光路OP1与第2测定光路OP2同样地位于第1分束器3的反射侧。
在数据取得装置1’中，第1测定光路OP1位于规定的分束器15与光检测器9之间。规定的分束器15配置于第1分束器3的透射侧。因此，第1测定光路OP1与参照光路OPr同样地位于第1分束器3的透射侧。
在共同结构中，在第1测定光路OP1中配置有第1光偏转元件4和第1测定单元6。第1测定单元6具有第1照明光学系统和第1检测光学系统。第1照明光学系统具有成像透镜6a和物镜6b。第1检测光学系统具有物镜6c和成像透镜6d。
在第2测定光路OP2中配置有第2光偏转元件5和第2测定单元7。第2测定单元7具有第2照明光学系统和第2检测光学系统。第2照明光学系统具有成像透镜7a和物镜7b。第2检测光学系统具有物镜7c和成像透镜7d。
第1测定光路OP1与第2测定光路OP2交叉。标本10位于第1测定光路OP1与第2测定光路OP2的交点P。在数据取得装置1和数据取得装置1’中，第1测定光路OP1与第2测定光路OP2正交。
在第1测定单元6中，第1照明光学系统与第1检测光学系统隔着交点P而对置。在第2测定单元7中，第2照明光学系统与第2检测光学系统隔着交点P而对置。
在共同结构中，还可以配置反射镜11、分束器12以及反射镜13。反射镜11配置于参照光路OPr。分束器12配置于第2测定光路OP2与参照光路OPr交叉的点。反射镜13配置于第1测定光路OP1。
第1实施方式的数据取得装置优选具备上述的基本结构，并且，规定的分束器配置于第2测定光路，第1测定光路位于规定的分束器的反射侧，第2测定光路位于规定的分束器的透射侧。
在数据取得装置1中，规定的分束器14配置于第2测定光路OP2。第1测定光路OP1位于规定的分束器14的反射侧。第2测定光路OP2位于规定的分束器14的透射侧。
在第1测定光路OP1中配置有第1光偏转元件4和第1测定单元6。在第2测定光路OP2中配置有第2光偏转元件5和第2测定单元7。第1光偏转元件4的光学面与第2光偏转元件5的光学面都是反射镜面。
从光源2出射照明光。照明光向第1分束器3入射。在第1分束器3中，从照明光生成透射光和反射光。透射光(以下称为“参照光Lref”)沿第2方向行进。反射光沿第1方向行进。
参照光路OPr位于第2方向上，即，位于第1分束器3的透射侧。参照光Lref在参照光路OPr中行进。在参照光路OPr中配置有反射镜11和分束器12。
参照光Lref在被反射镜11反射后向分束器12入射。分束器12具有形成了光学膜的光学面12a。在分束器12中，通过光学膜，从入射的光生成反射光和透射光。
在分束器12中，参照光Lref的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。透射了分束器12的参照光Lref向第2分束器8入射。
在分束器8中，通过光学膜，从入射的光生成反射光和透射光。在第2分束器8中，参照光Lref的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。被第2分束器8反射后的参照光Lref向光检测器9入射。
在第1方向上，即，在第1分束器3的反射侧配置有规定的分束器14。反射光向规定的分束器14入射。规定的分束器14具有形成了光学膜的光学面14a。因此，在规定的分束器14中，生成反射光(以下称为“测定光Lme1”)和透射光(以下称为“测定光Lme2”)。
第1光偏转元件4配置于规定的分束器14的反射侧。测定光Lme1向第1光偏转元件4入射。第1光偏转元件4的光学面是反射镜面。因此，测定光Lme1被第1光偏转元件4反射。
第1测定光路OP1位于第1光偏转元件4的光学面的反射侧。测定光Lme1在第1测定光路OP1行进。在第1测定光路OP1中配置有第1测定单元6和反射镜13。
测定光Lme1向第1测定单元6入射。测定光Lme1在入射到成像透镜6a之后从物镜6b出射。标本10位于物镜6b与物镜6c之间。因此，测定光Lme1向标本10照射。
测定光Lme1通过第1光偏转元件4而偏转。其结果是，向标本10照射的光的角度变化。
标本10例如是活细胞。由于活细胞是无色透明的，因此，测定光Lme1透射标本10。此时，测定光Lme1受到标本10的影响。其结果是，从标本10出射散射光。
包含散射光的测定光(以下称为“测定光Lme1’”)在入射到物镜6c之后从成像透镜6d出射，向反射镜13入射。测定光Lme1’被反射镜13反射，向第2分束器8入射。
在第2分束器8中，测定光Lme1’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。透射了第2分束器8的测定光Lme1’向光检测器9入射。
第2光偏转元件5配置于规定的分束器14的透射侧。测定光Lme2向第2光偏转元件5入射。第2光偏转元件5的光学面是反射镜面。因此，测定光Lme2被第2光偏转元件5反射。
第2测定光路OP2位于第2光偏转元件5的光学面的反射侧。测定光Lme2在第2测定光路OP2行进。在第2测定光路OP2中配置有第2光偏转元件5和第2测定单元7。
测定光Lme2向第2测定单元7入射。测定光Lme2在入射到成像透镜7a之后从物镜7b出射。标本10位于物镜7b与物镜7c之间。因此，测定光Lme2向标本10照射。
测定光Lme2通过第2光偏转元件5而偏转。其结果是，向标本10照射的光的角度变化。
测定光Lme2透射标本10。此时，测定光Lme2受到标本10的影响。其结果是，从标本10出射散射光。
包含散射光的测定光(以下称为“测定光Lme2’”)在入射到物镜7c之后从成像透镜7d出射，向分束器12入射。在分束器12中，测定光Lme2’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。被分束器12反射后的测定光Lme2’向第2分束器8入射。
在第2分束器8中，测定光Lme2’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。被第2分束器8反射后的测定光Lme2’向光检测器9入射。
测定光Lme1’、测定光Lme2’以及参照光Lref向光检测器9入射。通过测定光Lme1’和参照光Lref而形成第1干涉条纹。通过测定光Lme2’和参照光Lref而形成第2干涉条纹。其结果是，能够检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
但是，在测定光Lme1’向光检测器9入射时，也可以阻止测定光Lme2’向光检测器9的入射。反之，在测定光Lme2’向光检测器9入射时，也可以阻止测定光Lme1’向光检测器9的入射。在该情况下，能够分别检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。之后叙述具体的阻止方法。
通过对第1干涉条纹和第2干涉条纹进行解析，能够取得散射势。根据散射势求出折射率。
在数据取得装置1中，共同光路位于第1分束器3的反射侧。共同光路位于第1分束器3与规定的分束器14之间。在共同光路中，第1测定光路OP1与第2测定光路OP2重叠。
另一方面，仅参照光路OPr位于第1分束器3的透射侧。在参照光路OPr中，未形成与第1测定光路OP1重叠的光路、与第2测定光路OP2重叠的光路。
参照光路OPr也可以位于第1方向上，即，位于第1分束器3的反射侧。在该情况下，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2位于第2方向上，即，位于第1分束器3的透射侧。
第2实施方式的数据取得装置优选具备上述的基本结构，并且，规定的分束器配置于参照光路，第1光偏转元件具有规定的分束器，参照光路位于规定的分束器的透射侧，第1测定光路位于规定的分束器的反射侧。
在数据取得装置1’中，规定的分束器15配置于参照光路OPr。第1规定的光路OP1位于规定的分束器15的反射侧。参照光路OPr位于规定的分束器15的透射侧。
在第1测定光路OP1中配置有第1光偏转元件4和第1测定单元6。第1光偏转元件具有规定的分束器15。第1光偏转元件4的光学面是形成了光学膜的光学面。
在第2测定光路OP2中配置有第2光偏转元件5和第2测定单元7。第2光偏转元件5的光学面是反射镜面。
从光源2出射照明光。照明光向第1分束器3入射。在第1分束器3中，从照明光生成透射光和反射光。透射光沿第2方向行进。反射光沿第1方向行进。反射光是测定光Lme2。
参照光路OPr位于第2方向上，即，位于第1分束器3的透射侧。在参照光路OPr中配置有规定的分束器15。透射光向规定的分束器15入射。规定的分束器15具有形成了光学膜的光学面。因此，通过规定的分束器15而生成反射光和透射光。反射光是测定光Lme1。透射光是参照光Lref。
参照光路OPr位于规定的分束器15的透射侧。参照光Lref在参照光路OPr中行进。在参照光路OPr中配置有反射镜11和分束器12。
第1测定光路OP1位于规定的分束器15的反射侧。测定光Lme1在第1测定光路OP1中行进。在第1测定光路OP1中配置有第1测定单元6和反射镜13。
第2测定光路OP2位于第1方向上，即，位于第1分束器3的反射侧。测定光Lme2在第2测定光路OP2中行进。在第2测定光路OP2中配置有第2光偏转元件5和第2测定单元7。
在数据取得装置1’中，测定光Lme1’、测定光Lme2’以及参照光Lref向光检测器9入射。其结果是，能够通过光检测器9来检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
通过对第1干涉条纹和第2干涉条纹进行解析，能够取得散射势。根据散射势求出折射率。
在数据取得装置1’中，共同光路位于第1分束器3的透射侧。共同光路位于第1分束器3与规定的分束器15之间。在共同光路中，参照光路OPr与第1测定光路OP1重叠。
另一方面，仅第2测定光路OP2位于第1分束器3的反射侧。在第2测定光路OP2中，未形成与第1测定光路OP1重叠的光路、与参照光路OPr重叠的光路。
第2测定光路OP2也可以位于第2方向上，即，位于第1分束器3的透射侧。在该情况下，第1测定光路OP1和参照光路OPr位于第1方向上，即，位于第1分束器3的反射侧。
对散射势的取得进行说明。配置有标本的空间(以下称为“实际空间”)是以距离为单位的空间。测定光Lme1’和测定光Lme2’是实际空间中的物理量。在测定光Lme1’和测定光Lme2’中包括散射光。因此，散射光也是实际空间中的物理量。
实际空间通过傅里叶变换而变换为以频率为单位的空间(以下称为“频率空间”)。可以认为干涉条纹表示频率空间中的信息。在干涉条纹中包括实际空间中的物理量的信息，例如，散射光的信息。实际空间中的散射光在频率空间中以与埃瓦尔德球的球壳交叉的散射势表示。
图3示出标本的例子和散射势的例子。图3(a)是示出标本的图，图3(b)是示出散射势的图。
标本20具有无色透明的球21。关于球21的直径，例如，直径为10μm，球21的折射率为1.364。球21的周围被无色透明的液体填满。液体的折射率例如为1.334。6个球21并排成一列。
使用专利文献1的式(30)，从标本20的折射率分布得到实际空间中的散射势。当对该散射势进行傅里叶变换后，得到频率空间中的散射势。标本20的物理的信息，例如位置、大小、折射率全部能够由数值表示。因此，通过模拟得到散射势。图3(b)所示的散射势示出模拟的结果。
频率空间中的fx方向对应于实际空间中的x方向。频率空间中的fz方向对应于实际空间中的z方向。如图3(b)所示，频率空间中的散射势分布在fx方向和fz方向上。
如上所述，在标本20中产生散射光。散射光产生的方向和其振幅依赖于测定光相对于标本20的照射角度。因此，当测定光的照射角度决定后，相对于各方向，仅特定的振幅的散射光向光检测器9入射。即，能够检测的散射光有限。
频率空间中的散射势对应于实际空间中的散射光。在能够检测的散射光有限的情况下，能够取得的散射势也有限。在图3(b)中，散射势分布在fx方向和fz方向上。但是，能够取得的散射势成为该一部分。
能够取得的散射势依赖于测定光的照射角度。测定光的照射角度在频率空间中以连结埃瓦尔德球的球壳的中心与原点的方向表示。
图4示出测定光的方向与埃瓦尔德球的球壳的位置的关系。图4(a)是示出测定光的方向的图，图4(b)是示出埃瓦尔德球的球壳的位置的图。图4(b)是将图3(b)的中心部放大后的图。
在图4(a)中，测定光22垂直地照射到标本20。在该情况下，如图4(b)所示，埃瓦尔德球的球壳的位置成为曲线23。
在图4(b)中，曲线23对应于测定光22的照射角度。因此，仅与曲线23交叉的部分的散射势成为实际上能够取得的散射势。
如图3(b)所示，散射势分布在fx方向和fz方向上。但是，如图4(b)所示，实际上能够取得的散射势限于与曲线23相交的部分的散射势。当能够取得的散射势的数量较少时，难以以高准确度计算折射率。
为了增加能够取得的散射势的数量，使曲线23移动即可。通过移动曲线23，除了移动曲线23之前的散射势之外，还能够取得移动曲线23后的散射势。其结果是，能够取得的散射势的数量增加。
曲线23的位置根据测定光的照射角度而变化。因此，通过改变测定光的照射角度，使曲线23移动。
图5示出测定光的方向与埃瓦尔德球的球壳的位置的关系。图5(a)是示出测定光的方向的图，图5(b)是示出埃瓦尔德球的球壳的位置的图。曲线23、曲线25、曲线27是示出埃瓦尔德球的球壳的曲线。
在图5(a)中，示出从3个方向向标本20照射测定光的情形。测定光22示出向标本20垂直地照射的测定光。在该情况下，曲线23与散射势交叉。
测定光24示出向标本20倾斜地照射的光。在该情况下，曲线25与散射势交叉。测定光26示出向标本20倾斜地照射的光。测定光26以比测定光24大的角度照射。在该情况下，曲线27与散射势交叉。
当使测定光的照射角度从测定光22的角度变化到测定光26的角度时，埃瓦尔德球的球壳在曲线23的位置到曲线27的位置之间变化。能够取得的散射势在各位置处不同。因此，通过扩宽测定光的照射角度的可变范围，能够扩宽散射势的取得范围。
图6示出散射势的取得范围与标本的形状的关系。图6(a)是示出散射势的取得范围较窄的情况的图，图6(b)是示出散射势的取得范围较宽的情况的图，图6(c)是示出取得范围较窄的情况下的标本的形状的图，图6(d)是示出取得范围较宽的情况下的标本的形状的图。
图6(c)所示的标本的形状和图6(d)所示的标本的形状均是通过计算得到的形状。在该计算中使用散射势。
图6(a)示出测定光的照射方向仅为1个方向的情况。在该情况下，表示埃瓦尔德球的球壳的曲线只存在1个。图6(b)示出测定光的照射方向为多个的情况。在该情况下，表示埃瓦尔德球的球壳的曲线存在多个。因此，在曲线存在多个的情况下，与曲线只存在1个的情况相比，能够取得更多的散射势。
如上所述，标本和液体都是无色透明的。但是，标本的折射率与液体的折射率不同。因此，折射率之差越明确，标本与液体的边界，即，标本的轮廓越变得明确。
根据图6(c)和图6(d)的比较可知，能够取得散射势的范围越宽，标本的形状越变得明确。即，可知能够取得的散射势的数量越多，越能够更准确地计算折射率。
x方向上的标本的轮廓在图6(c)和图6(d)中以相同的程度变得明确。但是，关于z方向上的标本的轮廓，能够取得的散射势的数量较多的图6(d)比图6(c)变得明确。
但是，即便是标本的轮廓变得明确的图6(d)，z方向上的标本的轮廓也没有x方向上的标本的轮廓那么明确。
图7示出散射势与散射势的取得范围的关系。图7(a)是示出散射势的图，图7(b)是示出散射势的取得范围的图，图7(c)是示出取得的散射势的图。
如图7(a)所示，散射势分别在fx方向和fz方向上。另一方面，如图7(b)所示，散射势的取得范围也在fx方向和fz方向上扩宽。
但是，在fz方向上，区域30存在于fz轴上及其附近(以下称为“fz轴的附近”)。在区域30不存在埃瓦尔德球的球壳。因此，在区域30，无法取得散射势。区域30示出无法取得散射势的范围。
这样，关于fz方向，无法取得散射势的区域存在于fz轴的附近。因此，如图7(c)所示，在fz轴的附近，无法取得散射势。
在第1实施方式的数据取得装置、第2实施方式的数据取得装置(以下称为“本实施方式的数据取得装置”)中设置有第1测定光路和第2测定光路。在通过第1测定光路向标本照射了测定光的情况下和在通过第2测定光路向标本照射了测定光的情况下，都产生区域30。
图8示出本实施方式的数据取得装置中的散射势的取得范围。图8(a)是示出第1测定光路中的散射势的取得范围的图，图8(b)是示出第2测定光路中的散射势的取得范围的图，图8(c)是示出通过2个光路得到的散射势的取得范围的图。
使用数据取得装置1进行说明。在第1测定光路OP1中，从z方向向标本照射测定光。因此，如图8(a)所示，区域30位于fx方向上，区域31位于fz方向上。区域30是能够取得散射势的范围。区域31是无法取得散射势的范围。
第2测定光路OP2与第1测定光路OP1交叉。在第1测定光路OP1与第2测定光路OP2正交的情况下，在第2测定光路OP2中，从x方向向标本照射测定光。因此，如图8(b)所示，区域32位于fx方向上，区域33位于fz方向上。区域32是无法取得散射势的范围。区域33是能够取得散射势的范围。
图8(c)是示出通过第1测定光路OP1和第2测定光路OP2得到的散射势的取得范围的图。图8(c)是使图8(a)与图8(b)重合后的图。
区域31是在第1测定光路OP1中无法取得散射势的范围。但是，如图8(c)所示，第2测定光路OP2中的区域33位于第1测定光路OP1中的区域31。因此，能够通过第2测定光路OP2来取得在第1测定光路OP1中无法取得的散射势。
图9示出散射势的取得范围与标本的形状的关系。图9(a)是示出1个测定光路中的散射势的取得范围的图，图9(b)是示出2个测定光路中的散射势的取得范围的图，图9(c)是示出基于1个测定光路的标本的形状的图，图9(d)是示出基于2个测定光路的标本的形状的图。
图9(c)所示的标本的形状与图9(d)所示的标本的形状均是通过计算得到的形状。在该计算中使用散射势。
图9(a)示出仅使用了第1测定光路OP1的情况下的散射势的取得范围。在该情况下，散射势的取得范围主要在fx方向上扩宽。
图9(b)示出使用了第1测定光路OP1和第2测定光路OP2的情况下的散射势的取得范围。在该情况下，散射势的取得范围除了在fx方向上扩宽之外，还在fz轴的附近扩宽。因此，在使用了2个测定光路的情况下，与只使用1个测定光路的情况相比，能够减少无法取得散射势的范围。
根据图9(c)和图9(d)的比较可知，无法取得散射势的范围越小，标本的形状越变得明确。尤其是关于z方向上的标本的轮廓，图9(d)比图9(c)变得明确。这样，可知无法取得散射势的范围越小，越能够更加准确地计算折射率。
在本实施方式的数据取得装置中，无法取得散射势的范围较小。因此，根据本实施方式的数据取得装置，能够准确地计算折射率。因此，例如，即便是无色透明的标本，也能够使标本的轮廓明确。其结果是，能够准确地掌握标本形状。
对干涉岛的检测进行说明。在分别检测第1干涉条纹与第2干涉条纹时，阻止测定光Lme1’和测定光Lme2’向光检测器9同时入射即可。以下，针对阻止2个测定光的同时入射的结构进行说明。
图10示出本实施方式的数据取得装置的实施例1。针对与数据取得装置1相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
图10(a)是示出阻止一方的测定光向光检测器入射的状态的图。图10(b)是示出阻止另一方的测定光向光检测器入射的状态的图。针对与数据取得装置1’相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。此外，简略描绘了结构要素。
数据取得装置40具有反射镜41和分束器42。反射镜41配置在第1测定光路OP1的附近。分束器42配置在第2测定光路OP2与参照光路OPr交叉的点的附近。
反射镜41与分束器42一起移动。通过使反射镜41移动，反射镜41位于第1测定光路OP1上或者位于第1测定光路OP1的外侧。通过使分束器42移动，分束器42位于第2测定光路OP2上或者位于第2测定光路OP2的外侧。
在图10(a)中，反射镜41位于第1测定光路OP1上，分束器42位于第2测定光路OP2的外侧。在该情况下，测定光Lme1’被反射镜41反射。因此，测定光Lme1’向光检测器9入射。
另一方面，测定光Lme2’未朝向第2分束器8反射。因此，测定光Lme2’不向光检测器9入射。其结果是，能够仅检测第1干涉条纹。
在图10(b)中，反射镜41位于第1测定光路OP1的外侧，分束器42位于第2测定光路OP2上。在该情况下，测定光Lme1’未朝向第2分束器8反射。因此，测定光Lme1’不向光检测器9入射。
另一方面，测定光Lme2’向分束器42入射。分束器42具有形成了光学膜的光学面。通过光学膜，从入射的光生成向透射侧行进的光和向反射侧行进的光。
在分束器42中，测定光Lme2’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。因此，测定光Lme2’向光检测器9入射。
图11示出本实施方式的数据取得装置的实施例2。针对与数据取得装置1相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
图11(a)是示出阻止一方的测定光向光检测器入射的状态的图。图11(b)是示出阻止另一方的测定光向光检测器入射的状态的图。针对与数据取得装置1’相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
数据取得装置50具有遮光构件51和遮光构件52。遮光构件51配置在第1测定光路OP1的附近。遮光构件52配置在第2测定光路OP2的附近。
遮光构件51与遮光构件52一起移动。通过使遮光构件51移动，遮光构件51位于第1测定光路OP1上或者位于第1测定光路OP1的外侧。通过使遮光构件52移动，遮光构件52位于第2测定光路OP2上或者位于第2测定光路OP2的外侧。
在图11(a)中，遮光构件51位于第1测定光路OP1的外侧，遮光构件52位于第2测定光路OP2上。在该情况下，测定光Lme1未被遮光构件51遮光，因此，测定光Lme1’向光检测器9入射。另一方面，测定光Lme2被遮光构件52遮光，因此，测定光Lme2’不向光检测器9入射。其结果是，能够仅检测第1干涉条纹。
在图11(b)中，遮光构件51位于第1测定光路OP1上，遮光构件52位于第2测定光路OP2的外侧。在该情况下，测定光Lme1被遮光构件51遮光，因此，测定光Lme1’不向光检测器9入射。另一方面，测定光Lme2未被遮光构件52遮光，因此，测定光Lme2’向光检测器9入射。其结果是，能够仅检测第2干涉条纹。
图12示出本实施方式的数据取得装置的实施例3。针对与数据取得装置1相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
数据取得装置60具有分束器61、分束器62以及光检测器63。分束器61配置在第1分束器3与反射镜11之间。分束器62和光检测器63配置在第2测定光路OP2上。
分束器61具有形成了光学膜的光学面。通过光学膜，从入射的光生成向透射侧行进的光和向反射侧行进的光。在数据取得装置60中，参照光路OPr分别位于分束器61的反射侧和分束器61的透射侧。
被分束器61反射后的参照光Lref向分束器62入射。分束器62具有形成了光学膜的光学面。通过光学膜，从入射的光生成向透射侧行进的光和向反射侧行进的光。
在分束器62中，参照光Lref的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。被分束器62反射后的参照光Lref向光检测器63入射。
测定光Lme2’向分束器62入射。在分束器62中，测定光Lme2’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。透射了分束器62的测定光Lme2’向光检测器63入射。
测定光Lme1’和参照光Lref向光检测器9入射。因此，在光检测器9中，生成第1干涉条纹。测定光Lme2’和参照光Lref向光检测器63入射。因此，在光检测器63中，生成第2干涉条纹。
在数据取得装置60中，与数据取得装置40、数据取得装置50相同，能够分别检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。但是，在数据取得装置40、数据取得装置50中，在第1干涉条纹和第2干涉条纹的检测中伴随时间差。与此相对，在数据取得装置60中，能够同时检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
对光偏转元件进行说明。在本实施方式的数据取得装置中，能够对第1光偏转元件4和第2光偏转元件5例如使用检流计扫描仪、多边形扫描仪、或者声光偏转元件(AOD)。
检流计扫描仪的大小和声光偏转元件的大小与多边形扫描仪的大小相比较小。因此，当使用检流计扫描仪或声光偏转元件时，能够使数据取得装置变得小型。
在检流计扫描仪中，得到较大的偏转角。但是，难以高速地使光偏转。此外，光的偏转不仅仅能够通过反射镜进行，也能够通过半反射镜进行。因此，在数据取得装置1和数据取得装置1’中的任意一方都能够使用检流计扫描仪。
在多边形扫描仪中，得到较大的偏转角，此外，能够高速地使光偏转。光的偏转通过反射镜来进行。因此，在数据取得装置1’中，无法对第1光偏转元件使用多边形扫描仪。
在声光偏转元件(AOD)中，能够高速地使光偏转。但是，偏转角较小。在数据取得装置1中使用声光偏转元件的情况下，在第1光偏转元件4的位置和第2光偏转元件5的位置分别配置固定反射镜。然后，在固定反射镜与第1测定单元6之间以及固定反射镜与第2测定单元7之间配置声光偏转元件即可。在数据取得装置1’中也同样设置即可。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，第1光偏转元件的光学面与第2光偏转元件的光学面分别和第1测定光路与第2测定光路的交点共轭，第1光偏转元件和第2光偏转元件分别为检流计扫描仪。
第1光偏转元件4的光学面与交点P共轭。在第1光偏转元件4中，使测定光Lme1在光学面偏转。在光学面与交点P共轭的情况下，即便向标本10照射的测定光Lme1的角度变化，测定光Lme1的中心光线也始终通过交点P。其结果是，如图5(b)所示，能够以fx轴与fz轴的交点为中心而改变埃瓦尔德球的球壳的方向。
第2光偏转元件5的光学面也与交点P共轭。在第2光偏转元件5中，使测定光Lme2在光学面偏转。在光学面与交点P共轭的情况下，即便向标本10照射的测定光Lme2的角度变化，测定光Lme2的中心光线也始终通过交点P。
该情况下的散射势的取得范围在fz轴的左右成为对称。因此，当计算出折射率时，能够减小x轴方向上的折射率分布的偏置。
可以对第1光偏转元件4和第2光偏转元件5分别使用检流计扫描仪。通过这种方式，能够使数据取得装置变得小型。此外，检流计扫描仪能够用于数据取得装置1和数据取得装置1’中的任意一方。因此，能够提高进行第1测定光路OP1、第2测定光路OP2及参照光路OPr的布局时的自由度。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，具有第3光偏转元件和第4光偏转元件，第3光偏转元件配置在第1测定单元与光检测器之间，第4光偏转元件配置在第2测定单元与光检测器之间，第3光偏转元件的光学面与第4光偏转元件的光学面分别和第1测定光路与第2测定光路的交点共轭，第3光偏转元件和第4光偏转元件分别为检流计扫描仪。
图13示出本实施方式的数据取得装置的实施例4。针对与数据取得装置1’相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
数据取得装置70具有第3光偏转元件71和第4光偏转元件72。第3光偏转元件71配置在第1测定单元6与光检测器9之间。第4光偏转元件72配置在第2测定单元7与光检测器9之间。
在数据取得装置70中例如配置有上述的遮光构件51和遮光构件52，对此省略图示。因此，在数据取得装置70中，能够分别检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
从第1测定单元6出射的测定光Lme1’被第3光偏转元件71反射，向分束器73入射。从第2测定单元7出射的测定光Lme2’被第4光偏转元件72反射，向分束器73入射。
分束器73具有形成了光学膜的光学面。通过光学膜，从入射的光生成向透射侧行进的光和向反射侧行进的光。
在分束器73中，测定光Lme1’的一部分和测定光Lme2’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。透射了分束器73的测定光Lme1’和被分束器73反射的测定光Lme2’向光检测器9入射。
第3光偏转元件71的光学面与交点P共轭。如上所述，交点P与第1光偏转元件4的光学面共轭。因此，第3光偏转元件71的光学面与第1光偏转元件4的光学面共轭。
设光不被第3光偏转元件71偏转。在该情况下，测定光Lme1被第1光偏转元件4偏转，因此，从第3光偏转元件71出射的测定光Lme1’的出射角变化。其结果是，光检测器9中的测定光Lme1’的位置变化。
为了即便测定光Lme1’的位置变化也检测第1干涉条纹，需要增大参照光Lref的光束直径。当参照光Lref的光束直径变大时，光检测器9的受光面也需要变宽。
与此相对，当光被第3光偏转元件71偏转时，能够通过第3光偏转元件71的偏转来抵消第1光偏转元件4中的光的偏转。在该情况下，从第3光偏转元件71出射的测定光Lme1’的出射角不变化。其结果是，光检测器9中的测定光Lme1’的位置不变化。
由于测定光Lme1’的位置不变化，因此，即便不增大参照光Lref的光束直径，也能够检测第1干涉条纹。由于参照光Lref的光束直径不变大，因此，无需扩宽光检测器9的受光面。
第4光偏转元件72的光学面与交点P共轭。如上所述，交点P与第2光偏转元件5的光学面共轭。因此，第4光偏转元件72的光学面与第2光偏转元件5的光学面共轭。
因此，能够通过第4光偏转元件72的偏转来抵消第2光偏转元件5中的光的偏转。在该情况下，从第4光偏转元件72出射的测定光Lme2’的出射角不变化。其结果是，光检测器9中的测定光Lme2’的位置不变化。
由于测定光Lme2’的位置不变化，因此，即便不增大参照光Lref的光束直径，也能够检测第2干涉条纹。由于参照光Lref的光束直径不变大，因此，无需扩宽光检测器9的受光面。
在数据取得装置70中，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2分别相对于参照光路OPr平行地位于第2分束器8至光检测器9之间。此外，在第2分束器8至光检测器9之间，第1测定光路OP1、第2测定光路OP2及参照光路OPr重叠。因此，能够使光检测器9变得小型。
图14示出本实施方式的数据取得装置的实施例5。针对与数据取得装置70相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
数据取得装置80具有反射镜81。反射镜81配置在第4光偏转元件72与光检测器9之间。
在第1测定光路OP1中，第3光偏转元件71的光学面位于第1测定单元6至光检测器9之间。第3光偏转元件71的光学面是反射镜面。被反射镜面反射的测定光Lme1’向光检测器9入射。
在第2测定光路OP2中，第4光偏转元件72的光学面和反射镜81位于第2测定单元7至光检测器9之间。第4光偏转元件72的光学面是反射镜面。被反射镜面反射的测定光Lme2’在被反射镜81反射后，向检测器9入射。
在数据取得装置80中，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2分别相对于参照光路OPr非平行地位于第2分束器8至光检测器9之间。与此相对，在数据取得装置70中，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2分别相对于参照光路OPr平行地位于第2分束器8至光检测器9之间。
因此，由数据取得装置80检测的第1干涉条纹和第2干涉条纹不同于由数据取得装置70检测的第1干涉条纹和第2干涉条纹。但是，在计算折射率时，通过使用适当的干涉条纹的解析方法，无论使用由数据取得装置80检测到的干涉条纹和由数据取得装置70检测到的干涉条纹的哪一方，都能够以高准确度计算折射率。
在数据取得装置80中例如配置有上述的遮光构件51和遮光构件52，对此省略图示。因此，在数据取得装置80中，能够分别检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
也可以同时检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。在数据取得装置80中，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2分别与参照光路OPr交叉。此外，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2将参照光路OPr夹在中间。因此，第1干涉条纹与第2干涉条纹不同。
在该情况下，即便重叠地检测第1干涉条纹和第2干涉条纹，通过使用适当的干涉条纹的解析方法，也能够将第1干涉条纹与第2干涉条纹分离。因此，在数据取得装置80中，也可以同时检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，第1测定光路和第2测定光路分别相对于参照光路平行地位于第2分束器至光检测器之间。
图15示出本实施方式的数据取得装置的实施例6。针对与数据取得装置70相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
数据取得装置90具有扩束镜91和反射镜94。扩束镜91具有透镜92和透镜93。扩束镜91配置在反射镜11与第2分束器8之间。
在扩束镜91中，将入射到扩束镜91的参照光Lref的光束直径扩大。扩大了直径的参照光(以下称为“参照光Lref’”)向第2分束器8入射。
在数据取得装置90中，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2分别相对于参照光路OPr平行地位于第2分束器8至光检测器9之间。
但是，在数据取得装置90中，反射镜94不位于第3光偏转元件71与第2分束器8之间。因此，第1测定光路OP1和第2测定光路OP2并列地位于第2分束器8至光检测器9之间。
在该情况下，在第2分束器8中，测定光Lme1’与测定光Lme2’通过不同的场所。但是，参照光Lref’的光束直径大幅扩大到包括测定光Lme1’和测定光Lme2’的程度。
因此，通过测定光Lme1’和参照光Lref’形成第1干涉条纹，通过测定光Lme2’和参照光Lref’形成第2干涉条纹。其结果是，能够检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
由于测定光Lme1’与测定光Lme2’分离，因此，第1干涉条纹形成在与第2干涉条纹分离的场所。在数据取得装置90中，能够同时且分别检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。
在本实施方式的数据取得装置中，优选具有与光源不同的光源，从其他光源出射的光的波段与从光源出射的光的波段不同。
图16示出本实施方式的数据取得装置的实施例7。针对与数据取得装置90相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
数据取得装置100具有光源101和光源102。例如，从光源2出射波段Δλ1的光。从光源101出射波段Δλ2的光。从光源102出射波段Δλ3的光。
波段Δλ1的至少一部分波长未包含在波段Δλ2中。波段Δλ2的至少一部分波长未包含在波段Δλ3中。波段Δλ3的至少一部分波长未包含在波段Δλ1中。
在数据取得装置100中，针对第1干涉条纹，检测干涉条纹Δλ1、干涉条纹Δλ2以及干涉条纹Δλ3。针对第2干涉条纹，也与第1干涉条纹同样地检测干涉条纹Δλ1、干涉条纹Δλ2以及干涉条纹Δλ3。
干涉条纹Δλ1是波段Δλ1中的干涉条纹，干涉条纹Δλ2是波段Δλ2中的干涉条纹，干涉条纹Δλ3是波段Δλ3中的干涉条纹。
光检测器9例如具有多个微小的受光部。多个受光部二维地排列。在光检测器9中也可以配置彩色滤光片。彩色滤光片具有多个微小的滤光片部。滤光片部与受光部一一对应。
多个滤光片部例如具有使波段Δλ1的光透射的滤光片、使波段Δλ2的光透射的滤光片、以及使波段Δλ3的光透射的滤光片。各色的滤光片配置为格子图案。
在光检测器9中配置有彩色滤光片的情况下，能够同时检测干涉条纹Δλ1、干涉条纹Δλ2以及干涉条纹Δλ3。
在光检测器9中未配置彩色滤光片的情况下，例如，最开始使用从光源2出射的光检测干涉条纹Δλ1，接着使用从光源101出射的光检测干涉条纹Δλ2，最后使用从光源102出射的光检测干涉条纹Δλ3即可。
在数据取得装置100中，能够计算各波段中的折射率。即便是第1实施方式的数据取得装置、第2实施方式的数据取得装置、以及实施例1～7的数据取得装置，也能够使用多个光源。此外，光源的数量不限于3个。
在本实施方式的数据取得装置中，优选利用光检测器，同时检测在第1测定光路中行进的光、在第2测定光路中行进的光、以及在参照光路中行进的光。
能够同时检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。因此，能够缩短数据的取得时间。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，具有第1偏振元件、第2偏振元件以及第3偏振元件，第1偏振元件配置于第1测定光路，第2偏振元件配置于第2测定光路，第3偏振元件配置于参照光路，第1偏振元件的偏振方向与第2偏振元件的偏振方向不同，第3偏振元件的偏转方向与第1偏振元件的偏振方向和第2偏振元件的偏振方向的两方不同。
图17示出本实施方式的数据取得装置的实施例8。针对与数据取得装置80相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
数据取得装置110具有光源111、偏振元件112以及偏振元件113。光源111出射直线偏振的光。偏振元件112配置于第1测定光路OP1。偏振元件113配置于第2测定光路OP2。
从偏振元件112出射的光的偏振方向相对于从光源111出射的光的偏振方向例如旋转了+45度。从偏振元件113出射的光的偏振方向相对于从光源111出射的光的偏振方向例如旋转了-45度。因此，从偏振元件113出射的光的偏振方向与从偏振元件112出射的光的偏振方向正交。
从偏振元件112出射的光是测定光Lme1。从偏振元件113出射的光是测定光Lme2。在将测定光Lme1设为S偏振的光时，测定光Lme2成为P偏振的光。
参照光Lref是从光源111出射的直线偏振。在该情况下，参照光Lref的直线偏振能够分为S偏振的成分和P偏振的成分。其结果是，通过测定光Lme1’和参照光Lref生成第1干涉条纹，通过测定光Lme2’和参照光Lref生成第2干涉条纹。
在数据取得装置110中，能够同时检测第1干涉条纹和第2干涉条纹。因此，能够缩短数据的取得时间。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，第1光偏转元件和第2光偏转元件分别具有光学面，在第1光偏转元件的光学面和第2光偏转元件的光学面中的至少一方形成有光学膜。
如图1所示，形成有参照光路OPr与第1测定光路OP1成为共同的部位。因此，能够使装置变得小型。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，第3测定光路位于光源与光检测器之间，第3测定光路与第1测定光路和第2测定光路的两方交叉。
图18示出本实施方式的数据取得装置的实施例9。针对与数据取得装置70相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。
在数据取得装置120中，第3测定光路OP3位于光源2与光检测器9之间，第3测定光路OP3与第1测定光路OP1和第2测定光路OP2的两方交叉。
在光源2与反射镜11之间配置有分束器121、分束器122、分束器123以及反射镜124。分束器121、分束器122以及分束器123分别具有形成了光学膜的光学面。通过光学膜，从入射的光生成向透射侧行进的光和向反射侧行进的光。
从光源2出射的光的一部分透射分束器121、分束器122以及分束器123。参照光路OPr位于分束器123的透射侧。透射了分束器123的光是参照光Lref。
参照光Lref在被反射镜124和反射镜11反射之后，向第2分束器8入射。在第2分束器8中，参照光Lref的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。被第2分束器8反射后的参照光Lref向光检测器9入射。
从光源2出射的光的一部分被分束器121反射。第2测定光路OP2位于分束器121的反射侧。在第2测定光路OP2中配置有反射镜125、反射镜126、反射镜127。
被分束器121反射后的光是测定光Lme2。测定光Lme2被反射镜125反射，向第2光偏转元件5入射。测定光Lme2被第2光偏转元件5反射，向第2测定单元7入射。
从第2测定单元7出射测定光Lme2’。测定光Lme2’被第4光偏转元件72、反射镜126以及反射镜127反射。被反射镜127反射后的测定光Lme2’向分束器73入射。
透射了分束器121的光的一部分被分束器122反射。第1测定光路OP1位于分束器122的反射侧。在第1测定光路OP1中配置有反射镜128。
被分束器122反射后的光是测定光Lme1。测定光Lme1向第1光偏转元件4入射。测定光Lme1被第1光偏转元件4反射，向第1测定单元6入射。
从第1测定单元6出射测定光Lme1’。测定光Lme1’被第3光偏转元件71和反射镜128反射。被反射镜128反射后的测定光Lme1’向分束器73入射。
在分束器73中，测定光Lme1’的一部分和测定光Lme2’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。被分束器73反射后的测定光Lme1’和透射了分束器73的测定光Lme2’向分束器129入射。
分束器129具有形成了光学膜的光学面。通过光学膜，从入射的光生成向透射侧行进的光和向反射侧行进的光。在分束器129中，测定光Lme1’和测定光Lme2’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。
透射了分束器129的测定光Lme1’和测定光Lme2’向第2分束器8入射。
透射了分束器122的光的一部分被分束器123反射。第3测定光路OP3位于分束器123的反射侧。在第3测定光路OP3中配置有第5光偏转元件130、第3测定单元131、第6光偏转元件132、以及反射镜133。
第3测定单元131具有第3照明光学系统和第3检测光学系统。第3照明光学系统具有成像透镜131a和物镜131b。第3检测光学系统具有物镜131c和成像透镜131d。
第3测定光路OP3与第1测定光路OP1和第2光路OP2的两方交叉。标本10位于第1测定光路OP1、第2测定光路OP2以及第3测定光路OP3的交点。在第3测定单元131中，第3照明光学系统与第3检测光学系统隔着交点而对置。
被分束器123反射后的光是测定光Lme3。测定光Lme3向第5光偏转元件130入射。测定光Lme3被第5光偏转元件130反射，向第3测定单元131入射。
从第3测定单元131出射测定光Lme3’。测定光Lme3’被第6光偏转元件132、反射镜133反射。被反射镜133反射后的测定光Lme3’向分束器129入射。
在分束器129中，测定光Lme3’的一部分被光学膜反射，剩余部分透射光学膜。被分束器129反射后的测定光Lme3’向第2分束器8入射。
测定光Lme1’、测定光Lme2’、测定光Lme3’以及参照光Lref向第2分束器8入射。这些光的一部分从第2分束器8出射。从第2分束器8出射的光向光检测器9入射。
测定光Lme1’、测定光Lme2’、测定光Lme3’以及参照光Lref向光检测器9入射。其结果是，能够检测第1干涉条纹、第2干涉条纹以及第3干涉条纹。第3干涉条纹是由测定光Lme3’和参照光Lref形成的干涉条纹。
在数据取得装置120中，能够取得fx轴上的散射势、fy轴上的散射势以及fz轴上的散射势。其结果是，能够以更高的准确度计算折射率。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，第1测定单元和第2测定单元中的至少一方包括保持标本的容器。
图19示出保持标本的容器。图19(a)是示出容器的第1例的图，图19(b)是示出容器的第2例的图。
在第1例中，容器140的形状是圆柱。在第2例中，容器141的形状是四棱柱。容器的形状也可以为其他形状。
图20示出测定单元和保持标本的容器的关系。图20(a)是俯视图，图20(b)是侧视图。
在将保持标本的容器的形状设为四棱柱时，测定单元中的容器的保持变得容易。在图20(a)中，通过第1测定单元6和第2测定单元7来保持容器141。由于容器141的形状为四棱柱，因此，能够容易地保持容器141。
容器141被物镜6b和物镜6c夹持。此外，容器141被物镜7b和物镜7c夹持。容器141被物镜6b、物镜6c、物镜7b以及物镜7c保持。
也可以仅通过第1测定单元6来保持容器141。或者，也可以仅通过第2测定单元7来保持容器141。在配置有第3测定单元131的情况下，也可以仅通过第3测定单元131来保持容器141。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，第1测定单元和第2测定单元分别具有一对物镜，一对物镜由照明侧物镜和成像侧物镜构成，满足以下的条件式(1)。
π/2＜sin-1NA1+sin-1NA2 (1)
这里，
NA1为照明侧物镜的数值孔径，
NA2为成像侧物镜的数值孔径。
在满足条件式(1)的情况下，第1测定单元中的光学系统的OTF与第2测定单元中的光学系统的OTF重叠。
在本实施方式的数据取得装置中，优选的是，第1测定单元和第2测定单元分别具有一对物镜，一对物镜由照明侧物镜和成像侧物镜构成，照明侧物镜的数值孔径与成像侧物镜的数值孔径相等，满足以下的条件式(2)。
0.71＜NA (2)
这里，
NA为照明侧物镜的数值孔径。
在满足条件式(2)的情况下，第1测定单元中的光学系统的OTF与第2测定单元中的光学系统的OTF重叠。
本实施方式的数据取得装置优选具有运算单元，运算单元根据通过第1测定光路取得的数据和通过第2测定光路取得的数据来决定标本的散射势，基于标本的散射势，计算标本中的折射率分布。
本实施方式的数据取得装置优选具有运算单元，光源包括波段不同的多个光源，发出多个波段的光，多个试样光路分别使多个波段中的一个波段的光向标本入射，运算单元针对多个波段，分别计算标本的折射率分布。
产业利用性
如以上那样，本发明对能够以高准确度计算折射率的数据取得装置是有用的。
标号说明
1、1’ 数据取得装置
2 光源
3 第1分束器
3a 光学面
4 第1光偏转元件
5 第2光偏转元件
6 第1测定单元
6a、6d、7a、7d 成像透镜
6b、6c、7b、7c 物镜
7 第2测定单元
8 第2分束器
8a 光学面
9 光检测器
10、20 标本
11 反射镜
12 分束器
13 反射镜
14、15规定的分束器
14a 光学面
21 球
22、24、26 测定光
23、25、27 曲线
30、31、32、33 区域
40、50、60、70、80、90 数据取得装置
41、81、92 反射镜
42、61、62、73 分束器
51、52 遮光构件
63 光检测器
71 第3光偏转元件
72 第4光偏转元件
91 扩束镜
92、93 透镜
94 反射镜
100、110、120 数据取得装置
101、102、111 光源
112、113 偏振元件
121、122、123、129 分束器
124、125、126、127、128 反射镜
130 第5光偏转元件
131 第3测定单元
131a、131d 成像透镜
131b、131c 物镜
132 第6光偏转元件
133 反射镜
140、141 容器
OP1 第1测定光路
OP2 第2测定光路
OP3 第3测定光路
OPr 参照光路
P 交点
Lref、Lref’ 参照光
Lme1、Lme1’、Lme2、Lme2’、Lme3、Lme3’ 测定光

Claims (14)

1.一种数据取得装置，其特征在于，
所述数据取得装置具备光源、第1分束器、规定的分束器、第1光偏转元件、第2光偏转元件、第1测定单元、第2测定单元、第2分束器以及光检测器，
第1测定光路、第2测定光路以及参照光路位于所述光源与所述光检测器之间，
所述第1分束器、所述规定的分束器以及所述第2分束器分别具有形成了光学膜的光学面，
在所述第1分束器中，通过所述光学膜，从入射的光生成沿第1方向行进的光和沿第2方向行进的光，
所述第2测定光路位于所述第1方向上，
所述参照光路位于所述第2方向上，
所述规定的分束器配置于所述第2测定光路或者配置于所述参照光路，
所述第1测定光路位于所述规定的分束器与所述光检测器之间，
在所述第1测定光路中配置有所述第1光偏转元件和所述第1测定单元，
在所述第2测定光路中配置有所述第2光偏转元件和所述第2测定单元，
所述第1测定光路与所述第2测定光路交叉。
2.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述规定的分束器配置于所述第2测定光路，
所述第1测定光路位于所述规定的分束器的反射侧，
所述第2测定光路位于所述规定的分束器的透射侧。
3.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述规定的分束器配置于所述参照光路，
所述第1光偏转元件具有所述规定的分束器，
所述参照光路位于所述规定的分束器的透射侧，
所述第1测定光路位于所述规定的分束器的反射侧。
4.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述第1光偏转元件的光学面与所述第2光偏转元件的光学面分别和所述第1测定光路与所述第2测定光路的交点共轭，
所述第1光偏转元件和所述第2光偏转元件分别是检流计扫描仪。
5.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述数据取得装置具有第3光偏转元件和第4光偏转元件，
所述第3光偏转元件配置在所述第1测定单元与所述光检测器之间，
所述第4光偏转元件配置在所述第2测定单元与所述光检测器之间，
所述第3光偏转元件的光学面与所述第4光偏转元件的光学面分别和所述第1测定光路与所述第2测定光路的交点共轭，
所述第3光偏转元件和所述第4光偏转元件分别是检流计扫描仪。
6.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述第1测定光路和所述第2测定光路分别相对于所述参照光路平行地位于所述第2分束器至所述光检测器之间。
7.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述数据取得装置具有与所述光源不同的光源，
从所述不同的光源出射的光的波段与从所述光源出射的光的波段不同。
8.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
通过所述光检测器，同时检测在所述第1测定光路中行进的光、在所述第2测定光路中行进的光、以及在参照光路中行进的光。
9.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述数据取得装置具有第1偏振元件、第2偏振元件以及第3偏振元件，
所述第1偏振元件配置于所述第1测定光路，
所述第2偏振元件配置于所述第2测定光路，
所述第3偏振元件配置于所述参照光路，
所述第1偏振元件的偏振方向与所述第2偏振元件的偏振方向不同，
所述第3偏振元件的偏转方向与所述第1偏振元件的偏振方向和所述第2偏振元件的偏振方向这两方不同。
10.根据权利要求1或2所述的数据取得装置，其特征在于，
所述第1光偏转元件和所述第2光偏转元件分别具有光学面，
在所述第1光偏转元件的光学面和所述第2光偏转元件的光学面中的至少一方形成有所述光学膜。
11.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
第3测定光路位于所述光源与所述光检测器之间，
所述第3测定光路与所述第1测定光路和所述第2测定光路这两方交叉。
12.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述第1测定单元和所述第2测定单元中的至少一方包括保持标本的容器。
13.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述第1测定单元和所述第2测定单元分别具有一对物镜，
所述一对物镜由照明侧物镜和成像侧物镜构成，
满足以下的条件式(1)：
π/2＜sin-1NA1+sin-1NA2 (1)
其中，
NA1为所述照明侧物镜的数值孔径，
NA2为所述成像侧物镜的数值孔径。
14.根据权利要求1所述的数据取得装置，其特征在于，
所述第1测定单元和所述第2测定单元分别具有一对物镜，
所述一对物镜由照明侧物镜和成像侧物镜构成，
照明侧物镜的数值孔径与成像侧物镜的数值孔径相等，
满足以下的条件式(2)：
0.71＜NA (2)
其中，
NA是所述照明侧物镜的数值孔径。
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