JP2011033406A - Two-dimensional birefringence measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば光ディスクの残留歪による微小な複屈折の分布やプランクトンなどの生体が持つ微小な複屈折の分布を測定する2次元複屈折測定装置に関する。 The present invention relates to a two-dimensional birefringence measuring apparatus that measures a distribution of minute birefringence due to residual strain of an optical disc or a distribution of minute birefringence of a living body such as plankton.
従来の第1の複屈折測定方法として、偏光顕微鏡にベレックコンペンセータを組み合わせて被測定媒体を透過した光の複屈折を測定する方法がある。これは、観察者が手作業で測定する方法である。 As a conventional first birefringence measurement method, there is a method of measuring the birefringence of light transmitted through a medium to be measured by combining a polarization microscope with a Belek compensator. This is a method in which an observer performs measurement manually.
これに対して、従来の第2の複屈折測定方法として、電子的に任意に偏光状態を変化させる素子を液晶で実現して複屈折を観察する方法が提案されている。その手法と応用例が非特許文献1に記載されている。 On the other hand, as a conventional second birefringence measurement method, a method of observing birefringence by realizing an element that changes the polarization state electronically with liquid crystal has been proposed. The method and application examples are described in Non-Patent Document 1.
一方、従来の第3の複屈折測定方法として、高感度、高精度な複屈折計測のために位相シフト干渉を用いる方法がある。この位相シフト干渉法を導入して高感度化を図るに際し、ピエゾアクチュエータによる機械的動作を利用する製品が市販されている。その手法が非特許文献2に記載されている。
On the other hand, as a conventional third birefringence measurement method, there is a method using phase shift interference for highly sensitive and highly accurate birefringence measurement. When this phase shift interferometry is introduced to achieve high sensitivity, products that use mechanical motions by piezoelectric actuators are commercially available. The technique is described in
従来の第4の複屈折測定方法として、偏光干渉計と液晶位相シフタを用いた位相シフト干渉法を利用して微細な線の幅を計測するシステムが提案されている。その手法が非特許文献3に記載されている。
As a conventional fourth birefringence measuring method, a system for measuring a fine line width using a phase shift interferometry using a polarization interferometer and a liquid crystal phase shifter has been proposed. The technique is described in
しかしながら、上記第1の複屈折測定方法では、手動で作業を行う必要があり、測定精度の点でも限界がある。また、上記第2の複屈折測定方法(非特許文献1)では、大がかりな装置と複雑なデータ処理が必要である。 However, in the first birefringence measurement method, it is necessary to perform a manual operation, and there is a limit in terms of measurement accuracy. The second birefringence measurement method (Non-Patent Document 1) requires a large-scale device and complicated data processing.
また、上記第3の複屈折測定方法(非特許文献2)では、位相シフト干渉法を導入して高感度化を図っているが、ピエゾ素子を用いた機械的な動作を必要とするため、駆動電圧、速度、ヒステリシス等の点において問題がある。 Further, in the third birefringence measurement method (Non-Patent Document 2), the phase shift interferometry is introduced to increase the sensitivity. However, since a mechanical operation using a piezo element is required, There are problems in terms of driving voltage, speed, hysteresis, and the like.
また、上記第4の複屈折測定方法(非特許文献3)では、位相シフトのために液晶セルを導入し、機械的動作を必要とせずに複屈折測定を行うが、微細構造を検出することを目的としているため、複屈折の定量的な測定には向かない。液晶位相シフタの変化量は少なくとも2λ以上が必要となり、厚い液晶層が必要となることから、応答速度の点においても問題がある。また、この第4の複屈折測定方法では、8個ものデータを扱うため、処理するデータ量が多く、メモリの規模を大きくする必要があり、高速化の点で不利である。 In the fourth birefringence measurement method (Non-Patent Document 3), a liquid crystal cell is introduced for phase shift, and birefringence measurement is performed without requiring mechanical operation, but a fine structure is detected. Therefore, it is not suitable for quantitative measurement of birefringence. Since the change amount of the liquid crystal phase shifter is required to be at least 2λ or more, and a thick liquid crystal layer is required, there is a problem in terms of response speed. In addition, since the fourth birefringence measurement method handles as many as eight pieces of data, it requires a large amount of data to be processed and requires a large scale memory, which is disadvantageous in terms of speeding up.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成により安価でかつ高速な動作を実現する2次元複屈折測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a two-dimensional birefringence measuring apparatus that realizes an inexpensive and high-speed operation with a simple configuration.
本発明の一態様による2次元複屈折測定装置は、撮像装置を備えた偏光顕微鏡と、前記偏光顕微鏡の光学系の光路に配置される液晶位相変調器と、前記液晶位相変調器を駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御することにより前記液晶位相変調器にて位相をπ/2ずつ4回シフトさせる4ステップ位相シフトを行いながら試料について4枚の偏光干渉画像を前記撮像装置から取得し、それら4枚の偏光干渉画像の組合せから前記試料の複屈折分布特性を示す位相分布画像を生成する情報処理装置とを具備することを特徴とする。 A two-dimensional birefringence measuring apparatus according to an aspect of the present invention includes a polarization microscope provided with an imaging device, a liquid crystal phase modulator disposed in an optical path of an optical system of the polarization microscope, and a drive for driving the liquid crystal phase modulator. By controlling the circuit and the drive circuit, four polarization interference images are obtained from the imaging device while performing a four-step phase shift in which the phase is shifted four times by π / 2 by the liquid crystal phase modulator. And an information processing device for generating a phase distribution image showing the birefringence distribution characteristic of the sample from a combination of the four polarization interference images.
上記2次元複屈折測定装置において、前記液晶位相変調器は、ベンド配向モードを用いて位相シフトを行う液晶位相シフタであってもよい。 In the two-dimensional birefringence measuring apparatus, the liquid crystal phase modulator may be a liquid crystal phase shifter that performs phase shift using a bend alignment mode.
また、上記2次元複屈折測定装置において、前記情報処理装置は、前記液晶位相変調器にて4ステップ位相シフトを通常ビデオレートの4倍以上の速度で行いながら前記試料の複屈折分布特性を示す位相分布画像を繰り返し生成するリアルタイム測定を行うものであってもよい。 In the two-dimensional birefringence measuring apparatus, the information processing apparatus shows the birefringence distribution characteristic of the sample while performing a four-step phase shift at a speed of 4 times or more of a normal video rate by the liquid crystal phase modulator. You may perform the real-time measurement which repeatedly produces | generates a phase distribution image.
また、上記2次元複屈折測定装置において、前記情報処理装置は、前記試料の設置角度を変えた場合の前記試料の任意の部位の複屈折の大小関係もしくは正負を測定するものであってもよい。 In the two-dimensional birefringence measuring apparatus, the information processing apparatus may measure a birefringence magnitude relationship or positive / negative of an arbitrary part of the sample when the installation angle of the sample is changed. .
本発明によれば、簡易な構成により安価でかつ高速な動作を実現する2次元複屈折測定装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a two-dimensional birefringence measuring apparatus that realizes an inexpensive and high-speed operation with a simple configuration.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る2次元複屈折測定装置の構成の一例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a two-dimensional birefringence measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示される2次元複屈折測定装置には、光源1、偏光板2、液晶位相変調器3、試料4、対物レンズ5、偏光板6、CCDカメラ7、駆動回路8、パーソナルコンピュータ9(以下、「PC9」と称す。)が含まれる。
1 includes a light source 1, a polarizing
この2次元複屈折測定装置においては、液晶位相変調器3以外の光学系(光源1、偏光板2、対物レンズ5、偏光板6など)については、市販の偏光顕微鏡を利用可能である。すなわち、本実施形態の2次元複屈折測定装置は、市販の偏光顕微鏡の光学系の光路に液晶位相変調器3を配置し、撮像装置としてのCCDカメラ7、液晶位相変調器3を駆動する駆動回路8、および情報処理装置としてのPC9を設けた構成となっている。PC9は、図示されていないが各種の入力設定を行うための入力装置や、測定結果などを表示する表示装置、測定結果などを記憶する記憶装置を備えている。
In this two-dimensional birefringence measuring apparatus, a commercially available polarizing microscope can be used for optical systems other than the liquid crystal phase modulator 3 (light source 1, polarizing
光源1から発せられた光は、偏光板2を透過すると、液晶位相変調器3に入射される。液晶位相変調器3において一方の偏光に適当な位相変調が加えられた後、光は試料4に入射される。試料4を通過した光は、複屈折の情報を含み、対物レンズ5によってCCDカメラ7の受光センサに結像されるが、その途中で偏光板6によって偏光の干渉による強度変化の情報が得られるようになっている。
Light emitted from the light source 1 is incident on the liquid
液晶位相変調器3は、OCB(Optically Compensated Bend)液晶セルとして知られるベンド配向モードを有する薄型液晶セル(以下、「ベンド配向セル」と称す。)を用いて位相シフトを行う液晶位相シフタである。ベンド配向セルは、駆動回路8から与えられる電圧に応じて位相シフト量を変化させる。
The liquid
駆動回路8は、PC9のアナログ出力インタフェース回路として機能し、PC9からの制御信号に従って液晶位相変調器3に印加する駆動電圧を順次切替えることができるようになっている。駆動電圧は、最大10V程度あれば、問題なく液晶位相変調器3を駆動することができる。
The
PC9は、駆動回路8を制御することにより液晶位相変調器3にて位相をπ/2ずつ4回シフトさせる4ステップ位相シフトを行いながら試料4について4枚の偏光干渉画像をCCDカメラ7から取得し、それら4枚の偏光干渉画像の組合せから試料4の2次元の複屈折分布特性を示す位相分布画像などを生成する2次元複屈折測定機能を有する。
The PC 9 obtains four polarization interference images for the
例えばPC9は図2に示されるような2次元複屈折測定機能10を有しており、入力設定処理部11、位相シフト駆動処理部12、画像取得処理部13、計算処理部14、出力処理部15などの各種機能が備えられている。入力設定処理部11は、入力装置からの入力操作に応じて各種パラメータの設定などを行う機能である。位相シフト駆動処理部12は、液晶位相変調器3を駆動回路8に駆動させるための制御信号を生成する機能である。画像取得処理部13は、4ステップ位相シフト駆動を通じて得られる4枚の偏光干渉画像をCCDカメラ7から順次取得する機能である。計算処理部14は、CCDカメラ7から取得した4枚の偏光干渉画像の組合せから試料4の複屈折分布(位相分布)を計算する機能である。出力処理部15は、計算処理部14により計算された試料4の複屈折分布(位相分布)の画像やプロファイルなどの測定結果を表示装置や記憶装置に出力する機能である。
For example, the PC 9 has a two-dimensional
ここで、液晶位相変調器3に適用される4ステップ位相シフト法について、より詳細に説明する。
Here, the 4-step phase shift method applied to the liquid
偏光顕微鏡で観察される画像(2次元光強度分布)は、(1)式で表される。
ここでδ(x,y)は、観察試料の位相分布すなわち測定目標である。ここでは透明な試料を想定しているため光強度は原理的には定数であるが、通常は何らかの雑音成分が含まれてしまうためにI’やI”のように不均一な分布やバイアスを含んだ信号を観測することになる。例えば、光源の強度分布、レンズや窓材のよごれ、CCDセンサー感度の不均一、不要な光の進入などが原因になることが考えられる。 Here, δ (x, y) is the phase distribution of the observation sample, that is, the measurement target. Here, since a transparent sample is assumed, the light intensity is a constant in principle, but usually some noise component is included, so that an uneven distribution or bias such as I ′ or I ″ is applied. For example, it may be caused by intensity distribution of the light source, dirt of the lens or window material, non-uniformity of the CCD sensor sensitivity, unnecessary light intrusion, and the like.
そこで、簡単な手続きの追加によって前述の雑音の影響を取り除き、測定精度を飛躍的に改善する4ステップ位相シフト法を採用する。すなわち、均一な位相シフトφを導入するために位相シフタを光学系に挿入し、φ=0,π/2,2π,3π/2と変化させて4つのデータI1〜I4を取得する。このとき、取得データは(1)式の位相部分にφが加算されて(2)式のようになる。
従って、位相シフト量φの値を0,π/2,2π,3π/2とした場合に測定される四つのデータは以下のように表される。
これらを利用して、(7)式のような計算を行うと、雑音が含まれているI’,I”はいずれも消去されtanδのみが残るが、更にδは(8)式のような簡単な計算で求めることができる。
なお、本手法は、光源やその他の光学素子、CCDセンサーが高精度なものでなくても、また何らかの予期しない固定した外乱が入っても結果には全く影響しない。すなわち、高価なパーツを使わなくても高精度な測定が行える優れた手法であるといえる。また、この手法が適用されるキーデバイスとなる位相変調器についても、極めて取り扱いが簡単で安価な液晶位相変調器3が使用されるため、以下のような効果がある。
Note that this method has no effect on the result even if the light source, other optical elements, or the CCD sensor is not highly accurate, or if some unexpected fixed disturbance is introduced. In other words, it can be said that it is an excellent technique that can perform highly accurate measurement without using expensive parts. Further, the phase modulator as a key device to which this method is applied also has the following effects because the liquid
・安価で簡単なシステムでありながら高精度な測定システムが実現可能
・位相変調器の駆動が容易で高速、特殊な駆動装置は不要
・データ処理が簡単で、通常のPCで高速動作が可能
また、液晶位相変調器3に備えられるベンド配向セルは、ネマティック液晶材料を用いるものの中では最も高速な動作をすることが知られている。このようなベンド配向セルを備えた液晶位相変調器3を用いることにより、ネマティック液晶の使い易さと材料の多様性を維持しながら、ビデオ画像で観察可能な程度の速度にて、試料4の複屈折分布をリアルタイムで観察や測定を行うことが可能となる。例えば液晶位相変調器3にて4ステップ位相シフトを通常ビデオレート(30フレーム/秒)の4倍以上の速度で行いながら、試料4の複屈折分布特性を示す位相分布画像を繰り返し生成することにより、十分なリアルタイム測定を行うことができる。このようなベンド配向セルの動作の高速性は、アンラッピング処理などを必要としない弱位相物体の測定、例えば海洋プランクトンの筋肉の複屈折の測定において特に性能が発揮される。
・ Achieving a high-accuracy measurement system while being an inexpensive and simple system ・ Easy to drive the phase modulator and high speed, no special drive device required ・ Simple data processing and high-speed operation on a normal PC It is known that the bend alignment cell provided in the liquid
なお、偏光板2,6は、図3に示されるように、互いに偏光方向が直交するように設置され、液晶位相変調器3は、その光軸方向が偏光板2,6の偏光方向とそれぞれ45°の角度を成すように設置される。これにより、偏光板2を透過した光は、液晶位相変調器3の光軸に平行な光とそれに直交する偏光に分離して伝搬することになり、先の平行な偏光の成分のみが位相変調を受ける。
As shown in FIG. 3, the
このとき測定される試料の複屈折は、位相変調を受けた偏光に平行な方向に大きな(正の)複屈折を有する場合に、正のデータが得られる。一方、液晶位相変調器3の光軸に垂直な方向に大きな複屈折を有する場合には、負のデータが得られる。このような方向依存性を利用することにより、試料4の設置角度を変えた場合の試料4の任意の部位の複屈折の大小関係もしくは正負を測定することができる。すなわち、複屈折の絶対値だけでなく、大小関係や正負も簡単に調べることができる。なお、その具体例については後で説明する。
When the birefringence of the sample measured at this time has a large (positive) birefringence in a direction parallel to the phase-modulated polarized light, positive data is obtained. On the other hand, when there is a large birefringence in a direction perpendicular to the optical axis of the liquid
次に、図4のフローチャートを参照しつつ、図5〜図7の画像等を参照しながら、PC9の2次元複屈折測定機能10による動作を説明する。
Next, the operation by the two-dimensional
はじめに、液晶位相変調器3のベンド配向セルにて高速応答するベンド配向状態を得るために、駆動回路8により10V程度の電圧を液晶位相変調器3に数十秒程度印加する(ステップS1)。液晶位相変調器3のベンド配向セルが一度ベンド配向状態に転移すれば、動作中に初期状態に戻る心配は無い。
First, in order to obtain a bend alignment state that responds quickly in the bend alignment cell of the liquid
次に、あらかじめキャリブレーションした駆動電圧V1,V2,V3,V4により液晶位相変調器3の位相シフト量φがそれぞれ0,π/2,2π,3π/2と変化するように駆動し、図5(a),(b),(c),(d)に示すような4つの画像データI1〜I4を順次取得する(ステップS2〜S5)。
Next, driving is performed such that the phase shift amount φ of the liquid
その後、前述の(7),(8)式に基づき、4つの画像データI1〜I4から位相分布を計算し、その計算結果を位相分布画像や位相分布プロファイルの形にして表示装置等に出力させる(ステップS6)。 Thereafter, based on the above-described equations (7) and (8), a phase distribution is calculated from the four image data I1 to I4, and the calculation result is output in the form of a phase distribution image or a phase distribution profile to a display device or the like. (Step S6).
位相分布は原理的には試料の複屈折と厚み分布の両者の情報を含んでいる。このため、試料4をプレパラートのように厚みが一定となるようにしておくことにより、複屈折のみを抽出することができる。画像データ取得から位相計算の一連の処理は、ベンド配向モードの高速性を利用してビデオレート程度まで高速化することにより、リアルタイムでの複屈画像計測が可能になる。特に生きたままで動き回る生体試料等の計測には極めて有用である。
In principle, the phase distribution includes information on both the birefringence and the thickness distribution of the sample. For this reason, it is possible to extract only the birefringence by making the
4つの画像データI1〜I4から位相分布を計算して得られた位相分布画像を図6に示す。また、図6中の破線で示した(a)部,(b)部の位相分布プロファイルをそれぞれ図7(a),(b)に示す。画像の白黒のコントラストは、位相の定量的な分布を表しており、画像の2本の太い筋肉部分が大きな複屈折を示していることがはっきりわかる。特に図4(b)は、太い筋肉の両側に見える黒い点の部分の断面における位相分布をピックアップしたものである。黒い部分は負の複屈折に対応して負の位相分布を示している。これは、横方向に伸びた足の付け根の筋肉の複屈折が明確に測定されている様子を表している。 FIG. 6 shows a phase distribution image obtained by calculating the phase distribution from the four image data I1 to I4. Moreover, the phase distribution profile of the (a) part and (b) part shown with the broken line in FIG. 6 is shown to FIG. 7 (a), (b), respectively. The black-and-white contrast of the image represents a quantitative distribution of the phase, and it can be clearly seen that the two thick muscle portions of the image show large birefringence. In particular, FIG. 4B shows a phase distribution picked up in a cross section of a black dot portion visible on both sides of a thick muscle. The black part shows a negative phase distribution corresponding to negative birefringence. This represents a state in which the birefringence of the muscle at the base of the leg extending in the lateral direction is clearly measured.
ここで、位相分布画像から複屈折の正負を判別する手法について、具体例を用いて説明する。 Here, a method for discriminating the sign of birefringence from the phase distribution image will be described using a specific example.
海洋プランクトンの観察例を図8(a),(b)に示す。同図には、それぞれ、体の長手方向に走る2本の太い筋肉の複屈折が画像化されている。図8(a)では試料が縦置きにされており、白い筋すなわち正の複屈折が生じていることが分る。同じ試料を横置きにすると、図8(b)のように2本の筋が黒い筋に変化し、負の複屈折を示す。本測定装置では、(縦方向の値)−(横方向の値)の差が複屈折として測定されるため、これらの変化は妥当な結果である。このように、試料の配置角度を変えた場合に、複屈折の差のみでなく複屈折の正負や大小関係も区別できるという特徴がある。図8(a),(b)の両者を比較すると、筋肉の長手方向が横方向より大きい複屈折を有することが分る。 Examples of ocean plankton observation are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). In the figure, birefringence of two thick muscles running in the longitudinal direction of the body is imaged. In FIG. 8A, it can be seen that the sample is placed vertically and white streaks, that is, positive birefringence occurs. When the same sample is placed horizontally, the two streaks change to black streaks as shown in FIG. 8 (b), indicating negative birefringence. In this measurement apparatus, the difference between (value in the vertical direction) − (value in the horizontal direction) is measured as birefringence, so these changes are reasonable results. As described above, when the arrangement angle of the sample is changed, not only the difference in birefringence but also the positive / negative and magnitude relationship of birefringence can be distinguished. Comparing both FIGS. 8A and 8B, it can be seen that the longitudinal direction of the muscle has a birefringence greater than the lateral direction.
図8(a),(b)との比較のため、一般の偏光顕微鏡写真の例を図9(a),(b)に示す。一般の偏光顕微鏡観察では、複屈折の符号は区別できないため、試料を横置きにしても同じ画像が観察され、両者の区別がつかないことが分る。 For comparison with FIGS. 8A and 8B, examples of general polarization micrographs are shown in FIGS. 9A and 9B. In general polarization microscope observation, since the sign of birefringence cannot be distinguished, the same image is observed even when the sample is placed horizontally, and it is understood that the two cannot be distinguished.
以上説明したように、本実施形態に係る2次元複屈折測定装置は、位相シフト干渉法を用いているので極めて高精度の複屈折の測定を行うことができ、キーデバイスである位相変調器として液晶位相変調器を用いているため、設置や駆動が極めて簡単になり、小型・低価格でコンパクトな2次元複屈折測定装置を実現することができる。 As described above, the two-dimensional birefringence measuring apparatus according to the present embodiment uses the phase shift interferometry, and therefore can measure birefringence with extremely high accuracy, and as a phase modulator that is a key device. Since a liquid crystal phase modulator is used, installation and drive are extremely simple, and a compact, low-cost and compact two-dimensional birefringence measuring apparatus can be realized.
また、上記液晶位相変調器は小型・コンパクトであり、大掛かりな駆動装置も必要としないため、様々な形態の顕微鏡システムあるいは小型の光学系に組み込んで、様々な測定対象へ特化した性能を持つ2次元複屈折測定装置を容易に構築することができる。 In addition, the liquid crystal phase modulator is small and compact, and does not require a large driving device. Therefore, it can be incorporated into various types of microscope systems or small optical systems and has specialized performance for various measuring objects. A two-dimensional birefringence measuring apparatus can be easily constructed.
また、上記液晶位相変調器は、その高速性に大きな特徴を有する。従来の技術では、強誘電性液晶などの特殊な材料を用いて更に高速な位相変調器も実現されているものの、価格も含めた材料の多様性の点ではネマティック液晶には及ばない。また、ビデオレート程度での測定速度は十分可能であるため、動きがある測定対象であってもリアルタイムでの測定が可能である。 The liquid crystal phase modulator has a great feature in its high speed. In the conventional technology, although a higher-speed phase modulator is realized by using a special material such as a ferroelectric liquid crystal, it does not reach the nematic liquid crystal in terms of the variety of materials including the price. In addition, since the measurement speed at the video rate is sufficiently possible, even a measurement object with movement can be measured in real time.
また、上記液晶位相変調器は、位相シフトにベンド配向モードを用いているため、高速位相変調が可能であり、生物などの動き回る試料のリアルタイム計測が可能となる。 Moreover, since the liquid crystal phase modulator uses a bend alignment mode for phase shift, high-speed phase modulation is possible, and real-time measurement of a moving sample such as a living organism is possible.
また、上記液晶位相変調器に備えられる薄型液晶セル(OCB液晶セル)は、小型・軽量で低電圧・低電力での駆動が可能となるため、顕微鏡システムに容易に組み込むことが可能となり、また特別な駆動装置を必要とせずにPCのインタフェース回路による動作が可能となる。また、液晶セルの厚みが少なくて済むため、一層の高速化が可能となる。 Moreover, the thin liquid crystal cell (OCB liquid crystal cell) provided in the liquid crystal phase modulator can be driven with low voltage and low power with a small size and light weight, so that it can be easily incorporated into a microscope system. The operation by the interface circuit of the PC is possible without requiring a special driving device. Further, since the thickness of the liquid crystal cell can be reduced, the speed can be further increased.
また、上記液晶位相変調器は、既存の偏光顕微鏡に容易に組み込んで、ビデオレートでの複屈折測定が可能となることから、生きている微小な生物あるいは生きている生体サンプルの微細構造の複屈折測定に有用である。 In addition, the liquid crystal phase modulator can be easily incorporated into an existing polarizing microscope and can measure birefringence at a video rate. Useful for refraction measurements.
また、上記液晶位相変調器の駆動には、4ステップ位相シフトを適用しているため、位相シフト量は2π程度で十分であり、処理するデータ数が比較的少なく、高速化の点で有利であり、PCのメモリも小規模で済む。 Also, since a 4-step phase shift is applied to drive the liquid crystal phase modulator, a phase shift amount of about 2π is sufficient, and the number of data to be processed is relatively small, which is advantageous in terms of speeding up. Yes, the PC memory can be small.
また、上記液晶位相変調器は、上述したような様々な特徴を有するため、それらの特徴を利用して測定対象に応じた多様なシステム開発を容易に行うことができる。 In addition, since the liquid crystal phase modulator has various features as described above, it is possible to easily develop various systems according to the measurement object using these features.
なお、上記実施形態で述べたPC9の機能や処理手順は、コンピュータプログラムとして、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体(例えば磁気ディスク,光ディスク,半導体メモリ)に記憶させておき、必要に応じてそれをプロセッサにより読み出して実行するようにしてもよい。また、このようなコンピュータプログラムは、通信媒体を介してあるコンピュータから他のコンピュータに伝送することにより配布することも可能である。
Note that the functions and processing procedures of the
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…光源、2…偏光板、3…液晶位相変調器、4…試料、5…対物レンズ、6…偏光板、7…CCDカメラ、8…駆動回路、9…パーソナルコンピュータ(PC)、10…2次元複屈折測定機能、11…入力設定処理部、12…位相シフト駆動処理部、13…画像取得処理部、14…計算処理部、15…出力処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Polarizing plate, 3 ... Liquid crystal phase modulator, 4 ... Sample, 5 ... Objective lens, 6 ... Polarizing plate, 7 ... CCD camera, 8 ... Drive circuit, 9 ... Personal computer (PC), 10 ... Two-dimensional birefringence measurement function, 11 ... input setting processing unit, 12 ... phase shift drive processing unit, 13 ... image acquisition processing unit, 14 ... calculation processing unit, 15 ... output processing unit.
Claims (4)
前記偏光顕微鏡の光学系の光路に配置される液晶位相変調器と、
前記液晶位相変調器を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路を制御することにより前記液晶位相変調器にて位相をπ/2ずつ4回シフトさせる4ステップ位相シフトを行いながら試料について4枚の偏光干渉画像を前記撮像装置から取得し、それら4枚の偏光干渉画像の組合せから前記試料の複屈折分布特性を示す位相分布画像を生成する情報処理装置と
を具備することを特徴とする2次元複屈折測定装置。 A polarizing microscope equipped with an imaging device;
A liquid crystal phase modulator disposed in the optical path of the optical system of the polarizing microscope;
A driving circuit for driving the liquid crystal phase modulator;
By controlling the drive circuit, four polarization interference images of the sample are acquired from the imaging device while performing a four-step phase shift in which the liquid crystal phase modulator shifts the phase four times by π / 2. An information processing apparatus for generating a phase distribution image indicating a birefringence distribution characteristic of the sample from a combination of a plurality of polarization interference images.
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