JPH0135282B2

JPH0135282B2 -

Info

Publication number: JPH0135282B2
Application number: JP54500303A
Authority: JP
Inventors: Hooru Daburyuu Remijan
Original assignee: RANDOORU INSUTORUMENTO CO Inc; REMIJAN UORUTAA PII
Current assignee: RANDOORU INSUTORUMENTO CO Inc; REMIJAN UORUTAA PII
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1989-07-25
Also published as: WO1979000433A1; US4265534A; GB2036358A; GB2036358B; CA1109707A; JPS55500019A; EP0007315A1

Description

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の干渉計に使用されるホログラ
フ格子を作成する装置を示す概略図、第２図はホ
ログラフ格子を処理する種々の基本ステツプを示
すチヤート、第３図は干渉縞を作成する本発明の
一態様によつて構成された干渉計の概略図、第４
図は眼底反応を測定するための装置の参考概略
図、第５図は第４図に示された眼底反応装置で作
られる代表的な干渉縞を示す概略図、第６図は参
考例としての眼底反応試験装置の別の例の概略
図、第７Ａ図は参考例としての眼底反応試験装置
の斜視図であり、第７Ｂ図は第７Ａ図に示した装
置の、ハウジングを部分的に取除いた状態の詳細
斜視図、第８Ａ図は参考例としての位置エンコー
ダの１実施例の概略図であり、第８Ｂ及び８Ｃ図
は第８Ａ図に示された装置によつて作られる代表
的な干渉縞を示す、第９Ａ図は直交軸に沿つた運
動を検知するための参考例としての位置エンコー
ダの別の例の概略図であり、第９Ｂ図は第９Ａ図
に示される装置によつて作られる代表的な干渉縞
を示す、第１０図は矩形信号を形成するように修
正された、第８Ａ図の装置によつて作られる干渉
縞を示す図、第１１図は安定な矩形信号を作るた
めの位置エンコーダの概略図であり、第１１Ｂ図
は第１１Ａ図の位置エンコーダによつて作られる
干渉縞を示す図、第１２Ａ図は１対の垂直立体写
真から等しい高さの輪郭線を発生する装置の概略
図であり、第１２Ｂ図は第１２Ａ図に示す装置の
動作を理解するのに有用な概略図である。〔主要な参照番号の説明〕、３０……レーザ又
は光源、３１……軸、３２……レンズ、３３……
対物レンズ、３４……格子装置。

Claims

【特許請求の範囲】１光エネルギを所定の軸線に沿つて回折格子に
差し向け、該光エネルギが光源からのエネルギに
応答し、重なり合つて該重なり領域に干渉パター
ンをつくる第１の回折と第２の回折を形成する光
源と、上記重なり領域に配置されていて、重なり
領域に形成された干渉パターンを検出するための
検出装置と、上記回折格子及び上記検出装置に連
結されていて、前記軸線を横切る平面内において
前記格子装置と検出装置を相対運動させるための
装置とを有する形式の干渉パターン形成用干渉計
において、前記光源は準単色の空間的にコヒーレントな光
源であり、また前記回折格子は重なりあつて該重
なり領域にコントラストが強くかつノイズの低い
干渉パターンを形成する、次数は異なるが強さの
等しい第一の回折と第二の回折をつくり、その写
真乳剤が格子間隔の半分より小さい厚さを有し、
ホログラフ的に記録され、単一周波数の光学的に
薄い位相格子であることを特徴とする干渉計。２干渉パターンを合焦させるための光学装置が
前記重なり領域に配置されていることを特徴とす
る請求項１記載の干渉計。（産業上の利用分野）本発明は、一般的には、光学的測定および試験
の分野に関するものであり、より詳細には、縞模
様すなわち縞パターンを発生し制御し利用して測
定を行なう干渉計に関するものである。〔従来の技術及びその問題点〕縞パターンを作り出す方法としては次の２つの
基本的方法がある。すなわち、(1)干渉現象を利用
する干渉法および(2)投影および／またはパターン
増倍を利用するモアレ法である。干渉縞パターンを利用する測定法には非常に多
くのものがあり、また干渉縞を作り出し制御する
方法も多くある。一般に、干渉縞パターンは、少
なくとも２つのコヒーレントな光ビームを相互作
用させるときに、作り出される。２つのコヒーレ
ントなビームが相互作用するとき、これらのビー
ムは消去的に干渉して暗点または暗帯を作り出
し、助長的に干渉して明点または明帯を作り出
す。モアレ縞は、十分に限定された透明領域および
不透明領域からなる２つの同様の幾何学に規則的
なパターンを重ね合せてそれに対して透過照明を
行なう時に、作り出される。モアレ縞を発生する
のに使用される幾何学的に規則的なパターンのい
くつかの例としては次のようなものがある。すな
わち、(1)ロンキーけい線、(2)同心円セツトおよび
(3)放射状格子である。モアレ縞の発生は、投影と
して考えることができる。すなわち、第１のパタ
ーンの影が第２のパターン上へ投影されることに
よつてモアレ縞が作り出される。モアレ縞を記述
している数学上の関数は、重ね合わされた幾何学
的に規則的なパターンの強度透過または放射照度
を掛け合すことによつて得られる。干渉法およびモアレ法の両者によつて発生され
る縞は、例えば、眼底反応を試験するのに眼科医
によつて使用される。この種のある装置において
は、レーザからの光が２つの隣接したダブプリズ
ムからなる光学素子によつて２つのコヒーレント
なビームに分割される。これらの２つのビーム
は、眼に向けて収れんされ、そこで、相互作用し
て網膜上に干渉縞パターンを作り出す。検眼分野に使用される別の装置においては、レ
ーザ源および通常のロンキーけい線を用いて干渉
縞が形成される。レーザ源は、ロンキーけい線へ
向けられるレーザビームを発生する。ロンキーけ
い線は、入射ビームを広範囲に亘つて変化した強
度の多重コヒーレントビームへ分割する。２つの
コヒーレントなビームのみを選択し最終的に網膜
へ投影される干渉縞の間隔を制御するのに多くの
光学的および機械的部品を複雑に操作する必要が
ある。更に別の検眼装置においては、２つのロン
キーけい線が使用されている。これらのロンキー
けい線は、最終的に網膜へ結像されるモアレ縞を
作り出す。眼科医は、眼底反応を試験し測定するために、
モアレ法または干渉法を実施する前述の如き装置
を使用する。この測定は、網膜へ投影される縞の
「細度」を変えて被験者がそれを解像する能力を
監視することによつて行なわれる。ある特定の
「細度」の縞パターンを解像しうる被験者の能力
は、眼底反応の直接的な尺度となる。上述したのとは全く異なる測定のある分野にお
いては、干渉法またはモアレ法を利用して発生さ
れた縞は、２つの要素を相対的に正確に位置決め
するのに使用される。干渉法の場合には、入射光
ビームは一般に２つの部分に分割される。その一
方の部分は、基準位置から反射され、その他方の
部分は可動要素から反射される。反射されたビー
ムは、再結合されて、出力縞パターンを発生し、
この出力縞パターンは、可動要素の移動につれて
移動する。モアレ法の一例においては、わずかに
異なつた空間周波数を有した２つの高コントラス
トのロンキーけい線が重ね合わされてそれに対し
て透過照明が行なわれる。一方のロンキーけい線
は固定されているのに対し、他方のロンキーけい
線は所定平面にて可動である。光検出器によつ
て、それらの格子を通過する光の変化が感知さ
れ、その移動を指示する信号が発生される。測定等の種々な応用において縞パターンを形成
するのに干渉法を利用している装置にはある欠点
がある。例えば、この種の装置では、２つの光ビ
ームは、一般に、異なつた光学素子を含む異なつ
た光路をたどる。もし、各光路における光学素子
が光学的に整合していない場合には、収差によつ
て縞パターンがひずんでしまう。光学素子を整合
させることによりこのような収差の問題はなくな
るのであるが、このようにすることは装置の全体
的な価格が相当に高くなつてしまう、その上、こ
の装置は、振動および熱的変化等の種々の外的影
響を受けるものである。これらの外的影響によ
り、縞パターンが移動したりノイズが生じたりし
て、結局、不正確な測定となつてしまう。モアレ法もまた多くの制約を受けるものであ
る。狭い間隔および高精度を必要とするとき、モ
アレ縞を発生させるのに使用する幾何学的に規則
的なパターンを作製するのが非常に困難で且つ高
価なものとなつてしまう。一方のけい線を固定け
い線に隣接させて移動させるような場合には、そ
れらけい線間の間隔を一定に保持しなければなら
ず、さもないと、誤差を生じてしまう。また、モ
アレ縞は局部化されているもので、すなわち、モ
アレ縞が存在するのは非常に狭い空間領域に過ぎ
ず、また、そのモアレ縞を所望領域へ結像させる
ためには付加的な光学素子を必要とすることがし
ばしばである。最近、干渉縞を作り出すのに、１つの振巾格子
と１つの空間的にコヒーレントな準単色光源とが
使用されている。振巾格子は、不透明度がある空
間的に周期的なパターンに従つて変化しているよ
うなほぼ透明から半透明の媒体である。振巾格子
は、入射光ビームを一連の回折コーンまたはオー
ダーに分散または回折させる。各オーダーにおけ
る光の強度または量は、振巾格子の周期的不透明
度の厳密な型に依存している。種々な回折オーダ
ーは略同じ強度であるが、薄い振巾格子のための
スカラー回折理論によれば、主強度が０次の非回
折光に存し、他の回折オーダーの強度が変化する
ことが推定されている。そして、この推定は、実
際の応用装置において確認されている。この種の１つの応用例において、光源からの光
を振巾格子に通して回折光の異なつた次数のコー
ン、例えば、０次コーンおよび１次コーンを作り
出すことが提案されている。このような異なつた
強度を補償するため、回折光コーンを格子を通じ
て反射させる。こうして格子を２回目に通過した
後、反射１次コーンの０次コーンと反射０次コー
ンの１次コーンとは、等しい強度を有しており、
結合されて高コントラストの干渉縞フイールドを
形成する。この二重パス装置は、共通路干渉計に
非常に近似しているので、非常に安定である。共
通路干渉計においては、干渉ビームは同一の光路
をたどる。従つて、乱れによる影響は両ビームに
対して同時に作用するので出力縞模様をひずませ
ることはなく、出力縞パターンは２つの光路の差
にのみ応ずるものとなる。しかし、この種の二重
パス系には格子基体収差およびミラー格子分離度
を制御するのが難しいために種々な問題点があ
る。ホログラフイーによつて形成される振巾格子の
出現によつて更に改良がなされてきている。ホロ
グラフ振巾格子は、レーザー２ビーム干渉計の精
密な干渉パターンに対して高解像度写真乳剤をさ
らすことによつて作り出される。通常の写真処理
中に、乳剤中の感光性銀ハロゲン化物が不透明な
金属銀となつて振巾格子を形成する。この種の１つのホログラフ格子の応用例では、
二重周波数ホログラフ格子がいわゆる“シヤリン
グ”パターンを作り出す。この格子は、単一の写
真乳剤を第１の空間周波数f₁の第１のレーザ干渉
パターンに対してさらし次いで第２の空間周波数
f₂の第２のレーザ干渉パターンにさらすことによ
つて作り出される。両周波数f₁およびf₂に対して
等しい振巾透過変調を行なうには、第１および第
２のレーザパターンに対する露出を調整する。通
常、２つの順次になされる露出は同一であるが、
もしf₁およびf₂が非常に異なつているかまたはも
し一方のレーザパターンが赤色光内にあり他方の
レーザパターンが緑色光内にあるかするならば、
順次になされる露出は写真板のスペクトラルおよ
び周波数応答について補償されねばならない。f₁
およびf₂における振巾透過変調を等しく行なうた
めのこれらの露出調整は、通常試行錯誤によつて
行なわれている。空間的にコヒーレントな準単色光で照明すると
き、この二重周波数格子は、等しい強度の２つの
１次光コーンを作り出す。その一方の光コーンは
f₁およびf₂周波数の各々に関連付けられている。
これらの２つの１次光コーンは、相互作用して、
非常に安定な高コントラストの縞模様を形成す
る。この種の二重周波数ホログラフシヤリング干
渉計もまた共通路干渉計であり、それは構成する
のに簡単である。しかし、この干渉計では、０次
コーンを干渉１次コーンから分離する必要があ
る。このように分離する必要があるために、入力
光コーンのＦナンバーおよび得られるずれの量に
限界がある。その上、２つの１次コーンの回折角
が大きいならば、出力縞フイールドに収差ひずみ
が生じてしまう。更に、出力縞フイールドパワー
と入力パワーとの比率、すなわち効率がわずか約
２％にすぎない。多年の間、人々は、写真記録された振幅格子を
漂白して“位相格子”を得ていた。体積漂白とし
て知られるかかる漂白の一つの基本的形式は、写
真乳剤中で不透明な銀を透明な高屈折率銀塩に化
学的に変換することである。タンニングとして知
られる第二の漂白形式は、現像された銀をエマル
ジヨン中で化学的に除去して空所を残すものであ
る。タンニング処理された位相格子は、波型表面
を有している。振幅格子は光を選択的に吸収する
のに対して、漂白された位相格子は、入力光ビー
ムを横切る位相遅れをもたらす。その結果、位相
格子は、振幅格子より格段優れており、入力パワ
ーに対する第一次パワーの比がより大きい。しかしながら、漂白された格子には一般に相当
な問題がある。それらは、非常にノイズが多く、
且つ光に長くさらされると悪変して振幅格子に物
理的に戻る恐れがある。漂白された格子は更に、
振幅格子より空間周波数レスポンスが低い。たと
え体積漂白された格子がほとんどノイズがなく且
つタンニング処理されたものに比べて空間周波数
レスポンスが高くても、それらは一般に劣つてお
り且つ余り効率的ではない。体積漂白された格子の効率は、その厚さを増す
ことによつて増大することができる。しかし、厚
さを相当増やすと、格子の基本的な回折性を激し
く変えてしまう。どの振幅格子も位相格子も、乳
剤の物理的厚さが格子間隔の５倍を越すと、厚い
と考えることができる。そして、乳剤の厚さが格
子間隔の半分未満ならば、格子は薄いと考えるこ
とができる。厚い格子の性質は、電磁理論により
正確に予測でき、そして、薄い格子の性質は、ス
カラー回折理論によつて言い表わすことができ
る。例えば、厚い位相格子の出力は、零次及び１
つの一次回折コーンだけからなる。更に、格子に
対して或る特定の角度の平面波入力に対してだけ
回折は起きる。他方、同一の間隔の薄い格子は、
格子に対してどのような角度の球面波入力又は平
面波入力でも、複数の次（即ち、０次、±１次、±
２次、±３次等）を発生する。薄い振幅格子と薄い位相格子との違いは、スカ
ラー回折理論によつて正確に予測できる。完全な
正弦波の振幅透過みだれが薄い振幅格子に存在す
る時、零次及び±１次の回折だけが存在する。完
全な正弦波位相みだれが薄い位相格子に生じる
時、多くの次（例えば、０次、±１次、±２次、±
３次ほか）がみられる。位相格子次の強さは、正
規ベツセル関数〔Jn（ｍ／２）〕²に比例する。但
し、ｎは次数（例えば、ｎ＝０、±１、±２、…）
でありそしてｍはラジアンで表わした位相みだれ
の強さ又は大きさである。振幅格子みだれが完全
な正弦波の形から離れると、更に回折次数が発生
する。これら付加的な回折次数の強さは、格子み
だれ関数に付帯するフーリエ成分の強さに直接関
係している。位相格子では、非正弦波の位相みだれに伴う回
折次数は、位相みだれの各フーリエ成分からの
個々の出力をたたみこむことによつて予測でき
る。そのような振幅のたたみこみにより、ちよう
ど１つの特定のフーリエ成分に関係する複数の次
の間の複雑な位相関係が明らかにされる。更に、
位相みだれが２以上の基本空間周波数からなる時
には、周波数の和と周波数の差に対応する回折次
数が発生する。たとえば、前述した二周波数ホロ
グラフ格子の効率の悪さを改善するようにその二
周波数ホログラフ格子を漂白することを考えるか
も知れない。漂白はかかる格子の全体的効率を高
めるが、たたみこみによる漂白格子は、所望の基
本周波数回折コーンのほかにその所望基本周波数
回折コーンと相互作用する和の周波数と差の周波
数の回折コーンを発生する。その時、和の周波数
と差の周波数の回折コーンが干渉縞フイールドを
破壊する可能性がある。以上述べたことを考慮して、本発明の目的は、
高コントラスト干渉パターンを作るように構成さ
れたホログラフ位相格子を使用する改良干渉計を
提供することにある。〔問題点を解決するための手段〕上記目的に鑑み、光エネルギを所定の軸線に沿
つて回折格子に差向ける光源を有し、前記回折格
子が、重なり合つて該重なり領域に干渉パターン
をつくる第１の回折と第２の回折を形成するよう
に光源とからのエネルギに応答し、さらに、重な
り領域に位置決めされていて、重なり領域に形成
された干渉パターンを検出するための検出装置
と、回折格子及び検出装置に連結されていて、前
記軸線に対して横方向の平面内において格子装置
と検出装置を相対運動させるための装置とを有す
る型式の干渉パターン形成用干渉計において、本
発明による干渉計では、光源は準単色の空間的に
コヒーレントな光源であり、回折格子は、重なり
合つて該重なり領域にコントラストが強く且つノ
イズの低い干渉パターンを形成する次数は異なる
けれども強さの等しい第１の回折と第２の回折を
つくる、ホログラフ的に記録され且つ単一周波数
の光学的に薄い位置格子であることを特徴とす
る。〔実施例〕Ａホログラフ格子本発明の干渉計を説明する前にこれに使用さ
れるホログラフ格子について説明する。第１図はホログラフ位相格子の発生中に写真
プレートを露光するのに必要な装置の配列を概
略的に示している。第１図の配列で第２図に概
略的に示される手順に従つて発生したホログラ
フ位相格子は第３図に示される本発明の干渉計
の動作の基本となる。特に、この装置は軸１１
に沿つて光を送るレーザ源１０を有する。第１
図の他の装置は光を２つの分離光路上を走行す
るように部分に分離し、写真プレートを露光す
るようにそれら分離光をもとに戻す。普通のビームスプリツタ１３は光を２つの部
分に分離する。第１部分は、光を対物レンズ兼
ピンホール１６に反射するためのミラー１４，
１５を含む光路に沿つて光を送り、これにより
ピンホールでの点光源から発する球面波を作り
出す。波はコーン１７に見え、軸１８に沿つて
写真プレートに向けて送られる。ビームスプリ
ツタ１３によつて形成された第２光路はミラー
２０と対物レンズ兼ピンホール２１を含み、光
軸２３に沿つてピンホールでの点光源から発す
る球面波コーン２２を作り出す。これらの２つ
の点光源からの光源は組合さつて、写真プレー
ト１２上で、消去し合うように干渉して暗い帯
域を作り、また助長し合うように干渉して明る
い帯域を作る。写真プレート１２は回転テーブルに取付けら
れ、写真プレート１２を位置決めし軸１８と２
３との間の角度θを正確に形成する。プレート
１２での干渉縞の空間周波数ξは次の方程式に
よつて近似される。 (1) ξ＝2sin（θ／２）／λ ここで、λはレーザ波長である。プレート１
２で作られた干渉縞は僅かに双曲線であり、長
方形帯域に非常に近似しており、それ故種々の
図面のように示されている。長方形帯域により
よく近似させるためには、プレート１２と各ピ
ンホール１６，２１との間の軸１８，２３に沿
つた距離を増すことによつて達成される。第１図に概略的に示された装置は、本発明の
特徴の一部となる所望の特性を有する格子を作
るために用いられた。この装置は簡単で比較的
低価格である。例えば、レーザ１０はTEM₀₀
モードレーザで成り、ビームスプリツタ１３は
２つのビームの強度を等しくすることのできる
普通の可変濃度ビームスプリツタである。ミラ
ー１４，１５，２０は標準平面ミラーである。
対物レンズは普通の10倍顕微鏡対物レンズであ
り、ピンホールは対物レンズに整合している。
距離１８，２３は約２ｍである。この特定の装
置を用いて、発明者は、最大干渉縞ズレ誤差が
約約0.00254mmの状態で３インチ×３インチの
領域全体に500ライン／mmの干渉縞パターンを
作り出した。第１図の装置が整えられると、写真フイルム
のエマルジヨンは第２図のステツプ１に示す干
渉縞パターンに露光することできる。この露光
ステツプ中、良質のホログラフ格子を保証する
ように一定の制御が実行されねばならない。例
えば、露光は振動のない環境で行なわれるべき
である。ビームスプリツタ１３と写真プレート
１２との間の空気の流れが生じた干渉縞を歪め
ることがあるので熱的妨害を最小にするべきで
ある。大変に高い濃度と最小の歪みを要求され
る応用例においては、軸１８，２３に沿つた距
離は５ｍあるいは10ｍにさえ増加しなければな
らない。λとθとは正確に決定されねばならな
い。この基本的な装置は高度に正確なホログラ
フ格子を作るのに用いられうるけれど、終局的
には最大の確度は、角度測定装置の確度、単一
周波数レーザの安定度、及び実施される雰囲気
と熱的な制御によつて定まるであろう。本発明の干渉計の構成を可能にする特定の特
性を有する位相格子を作るために、先ず振幅格
子を作ることが必要である。商業的に入手しう
る写真エマルジヨンと現像剤とが与えられる
と、薄いエマルジヨン写真プレートと化学的に
両立しうる現像剤とが選択される。エマルジヨ
ンを強く過露光し、現像不足にする方法は処理
エマルジヨンの光学厚さをその当初の物理的厚
さの屈折に減ずる。このようにして、第２図の
ステツプ１及び２に記載される制御を用いるこ
とにより、振幅格子を作り出し、この振幅格子
は次の特徴を有する。 (1) スカラー回折理論に一致する光学的に薄い
エマルジヨンを有する。 (2) 漂白後、対応する特定の位相伝達関数に変
換するよう吸収関数が特定の形状を有する。 (3) 漂白後、特定のピークトウピーク位相変調
に変換するような吸収関数の特定振幅あるい
は強度を有する。特定のプレート型式、露光、現像時間及び現
像剤は後述される。ステツプ２の現像が完了すると、写真プレー
トはステツプ３で酸現像停止溶中で洗浄され
る。この溶液は酸硬化剤を含む。硬化剤浴で２
分間処理すると受け入れうる結果を得る。ステツプ４では、写真プレートのエマルジヨ
ンが定着され硬化される。標準定着浴及び酸硬
化剤が成功裡に用いられ、プレートは約10分間
浴中に浸漬された。次に（ステツプ５）、エマルジヨンは30秒間
予洗浄され、約20分間ハイポ駆除浴中でハイポ
駆除される。ステツプ６ではエマルジヨンが洗
浄（例えば濾過した水の中で30分間）され、次
に、全ての残留増感染料が除去される（ステツ
プ７）までメタノール浴中に浸される。メタノ
ール浴が完了すると、プレートは弱風の乾燥空
気により乾燥される。前述のステツプの全ては、商業的に手に入る
化学剤を用いる普通の写真処理ステツプであ
る。ステツプ７の完了後、振幅格子が作られ
た。ステツプ８と９はこの振幅格子を所望の特
性を有する位相格子に変換する。更に詳しくは、写真プレートがステツプ７で
完全に乾燥された後、プレートが清浄にされる
まで臭素蒸気中でステツプ８の間に漂白され
る。漂白作業が完了すると、ステツプ９で、プ
レートをメタノール浴中ですすいで、残留して
いるBr₂を除去し、次に、弱ブローの空気乾燥
作業で完全に乾燥される。以下、特に望ましいこれらのホログラフ位相
格子のある特徴について述べる。まず“薄い”
格子を形成するために露光時間、現像時間及び
エマルジヨンを選択した。特定の例として、
200ergs／cm²の平均露光を行なつて80゜Fにおい
て標準コダツクＤ−19現像剤で15秒間現像して
前記処理工程によりコダツク131−01プレート
上に393.7本／mmの格子を形成した。大きな現
像タンクを用い、かつ前記プレートを手動で急
速に撹拌することにより一様な現像を達成す
る。第２図の工程により完全に処理した後、得
られた薄い格子は、入力平面波ばかりでなく入
力球面波も回折させ、前述のように、厚い格子
は、該格子に対して特定の角度で入射する入力
平面波だけを回折させる。測定の結果、前記工程により形成した薄い位
相格子は、純正弦波位相伝達関数を有し、その
ピークトウピーク位相遅れが零次回折と±１次
回折の強度を等しくすることが示された。
200ergs／cm²の露光により、現像された無漂白
のコダツク130−１プレートに対して約0.45の
平均振幅透過率が得られた。実験データによ
り、薄い回折格子が、現像された無漂白状態に
おいて0.5若しくはそれより小さい平均振幅透
過率を有する場合には、純正弦波位相伝達関数
が維持されることが確認された。最終位相格子
の強度すなわちピークトウピーク位相遅れは、
第２図のステツプ７の後で測定した平均振幅透
過率により定まる限界値内で初期露光（第２図
のステツプ１）を制御することにより調節され
る。低い露光レベルで形成された極めて弱い位
相格子は、強い零次回折光と弱い第１次回折光
と極めて弱い第２次回折光を発生する。高い露
光レベルで形成された強い格子は、しだいにパ
ワーが高くなる第１次回折光及び第２次回折光
とパワーの低い零次回折光を示す。零次と±１
次の強度が等しい回折光又は零次と±２次の強
度が等しい回折光が初期露光の試行錯誤調節に
より作られる。この強度の等しい２つの異なる
回折光を作る薄い回折格子を利用して構成され
た本発明の干渉計について説明する。Ｂ干渉計第３図を参照すると、ヘリウムネオンレーザ
３０を包含する本発明を具体化した干渉計が概
略的な形で図示されており、このレーザ３０
は、軸３１に沿つて負のレンズ３２の方へ向け
られている。この負のレンズ３２は、ビームを
わずかに拡大し、それによりこのビームは顕微
鏡対物レンズ３３を完全に満たす。この顕微鏡
対物レンズ３３は、この光を前述のように構成
したホログラフ格子３４から距離Z₁だけ離れた
焦点FPに集める。レーザ３０、負レンズ３２
及び顕微鏡対物レンズ３３は、焦点FPから発
する準単色発散球面波の光源を構成する。一つ
の具体例として、焦点FPからのコーンはｆ／
２のコーンである。焦点FPにおける点光源からの球面波が格子
３４に当たると、格子３４が多数の回折コーン
を発生する。スカラー回折理論により、回折し
たコーンの強度は、ベツセル関数〔Jn（ｍ／
２）〕²により支配され、ここでｎは回折次数、
ｍはラジアン単位による格子伝達関数ピークト
ウピーク位相遅れである。前もつて特定した露
光時間及び現像時間によれば、λ＝6328Åにお
いてｍ＝2.870の値が得られる。零次回折コー
ンと１次回折コーンとは、〔J₀（1.435）〕²＝〔J₁
（1.435）〕²であるから、その強度は等しい。さ
らに、回折角は、零次コーンが両方の１次コー
ンと重なり、一方、１次コーンが相互に隣接す
るだけとなるようにされている。格子３４から
距離Z₂だけ離れたいくつかの点において、第３
図に示すような出力が形成される。零次コーン
は、平面円３５として現われ、２つの１次コー
ンは、平面円３６Ａ及び３６Ｂとして現われ
る。領域３７Ａ及び３７Ｂは重なり領域であ
り、かかる重なり領域に干渉縞が形成される。
領域３７Ａの中心にある干渉縞が暗い帯域なら
ば、これに対応する領域３７Ｂの干渉縞は、明
るい帯域である。この明るい帯域と暗い帯域に
より、両バンドが図面に示すようにそのバンド
を横切つて同じ強度を有することを示すもので
はない。肉眼では、その照射条件により明僚な
交互になつたバンドを感知するけれども、実際
は、干渉縞は、滑らかに変化し、正弦波関数の
２乗に比例する。純正弦波位相伝達関数は、格子３４と関係し
ているので、領域３７Ａと領域３７Ｂとの干渉
縞の間に180゜の位相シフトが存在する。格子３
４の位相伝達関数が純正弦波から外れると、領
域３７Ａと領域３７Ｂの干渉縞は、180゜に等し
くない他の位相関係を有するようになる。この
180゜の位相シフトは、コントラストの高い干渉
縞を形成するのに本質的な問題でなく、矩形電
気信号を中心干渉縞から発生する位置検出に応
用する場合に重要である。格子伝達関数の形状
を制御することは、前述のようにエマルジヨ
ン、現像剤、露光時間及び現像時間の適当な組
合わせを選択することにより達成される。第３図に示す干渉計は、いくつかの特性を有
している。距離Z₁が変化すると、重なり領域３
７Ａ及び３７Ｂ内の干渉縞の数が変化する。詳
述すると、距離Z₁を小さくすると、重なり領域
に現われる干渉縞の数が小さくなる。距離Z₁が
変化すると、領域３７Ａ及び領域３７Ｂ内に
“流れ込み”またはそこから“流れ出す”。この
“干渉縞の流れ”により、中心干渉縞が広くな
つたり狭くなつたりするが、中心干渉縞は移動
しない。中心干渉縞は、その各領域の中心部に
位置したままである。このZ₁の変化に関する中
心干渉縞の動作の重要性については後述する。
格子３４が、軸３１に垂直でかつ干渉縞の方向
に垂直な平面内で移動するならば、領域３７Ａ
及び領域３７Ｂの干渉縞がすべてその領域を摺
動するように見えるが、その領域の干渉縞の数
は不変である。距離Z₂が変化する場合には、干
渉縞の数は、同様に同じままであるが、この場
合にはその大きさが変化し、距離Z₂が小さくな
るにつれて干渉縞の幅が小さくなる。干渉計の
パラメータは次の式の関係にある。 (2) Ｔ＝（Z₂＋Z₁）／ξZ₁ ここで、Ｔは重なり領域３７Ａ及び３７Ｂの
干渉縞周期であり、ξは式(1)で定まる格子３４
の空間周波数であり、Z₁及びZ₂は第３図に示す
正方向距離である。第３図のホログラフ格子干渉計は実質的に共
通光路干渉計であるのでかなり安定性があり、
外部の影響による干渉縞の歪みの影響を受けな
い。大気の変化、すなわち空気流及び熱の不定
性により干渉縞が歪むことはない。さらに、位
相格子は、実質的に透過性であつて回折コーン
を形成するための格子３４内における時間遅れ
に全面的に依存しているので、その回折コーン
の各々の光強度は、振幅格子から常時得られる
ものよりもはるかに大きい。結果として干渉縞
の全体的な輝度が高くなる。その上、零次コー
ンと１次コーンの各々の強度が等しいので、消
去的干渉及び助長的干渉が完全なものとなりや
すく、したがつて、黒い帯域は、実質的に黒く
なり、一方明るい帯域は、本質的に標準光の２
倍の明るさとなる。このように、この格子によ
り、明るい、コントラストの高い干渉縞を発生
する簡単な共通光路干渉計が作られる。前記特性は、別異の分野に応用できる漂白位
相格子の３つの特定の応用例を理解するための
基礎となるものである。１つの例では、距離Z₁
を意図的に変えて、所定領域に現われる干渉縞
の数を変えている。この特徴を具体化する装置
は、特に眼底反応試験装置にも使用できる。参
考までに、本発明の干渉計に使用される格子装
置を利用した眼底反応試験装置を、第４図ない
し第７Ｂ図を参照して後述する。別の応用例で
は、距離Z₁及びZ₂は本質的に不変であるが、格
子を移動して、それにより干渉縞をシフトす
る。この特徴を具体化する装置は、特に位置決
め装置に用いるのに適している。第３の応用例
では、格子の前に補助光学装置を配置して２つ
の立体的な透過により伝達した光により２つの
空間的コヒーレント光源を形成する。これらの
２つのコヒーレント光源は、格子面、すなわち
Z₁＝０において重なる。Z₂＝∞の場合は、格子
の後部に配置したレンズの後側焦点面において
観測される干渉縞すなわち輪郭線がなくなつて
しまう。この応用例で用いる位相格子は、零次
と１次の回折光の強度が等しい光の代わりに、
零次と２次の回折光の強度が等しい光を用いて
いるのを除けば前述のものと同じである。Ｃ眼底反応試験装置本発明の干渉計に使用される格子装置の別の
用途としての第４図の眼底反応試験装置はレー
ザ４０を包含し、このレーザ４０はパワーの低
いTEM₀₀モードヘリウム・ネオン円筒型レー
ザであつてもよく、或いは他の類似のレーザで
あつてもよい。レーザからの光は、フイルタホ
イール４２を通つて軸４１Ａに沿つて送られ
る。このフイルタホイール４２は、多数の従来
の金属被覆中間密度フイルタを含む。これらの
フイルタは、眼底反応試験装置の他の素子に送
られる光の強度を制御する。同様にして、最終
的に患者の眼底に投影された干渉縞の輝度を制
御することができる。負レンズ４３および顕微鏡対物レンズ４４は
軸線に沿つて移動することができ、光を焦点
EPに集める。負レンズ４３はレーザからビー
ムをわずかに拡散させ、このため顕微鏡対物レ
ンズ４４の口径が均一な光分布でもつて完全に
占められる。−４mmの焦点距離を有する両面凹
レンズは満足な負レンズである。顕微鏡対物レ
ンズ４４は通常の対物レンズであり、10×N.
A.0.25対物レンズが満足なものである。格子４５はホログラフ的に記録された単一周
波数位相格子よりなり、この格子は本発明の干
渉計と関連して先に述べたように作られる。格
子周波数は、N.A.0.25対物レンズの入力コーン
からゼロ次および±１次の理想的な分離を考慮
すべく400本／mmとなつている。格子４５はま
た光学的に薄く、ゼロ次および第１次回折は等
しい長さを有する。後に明らかとなるように、
格子が眼底反応検査装置に使用された場合、格
子４５からの出力縞の位相を制御する理由はな
い。したがつて、純正弦波位相乱を防止するこ
とに関連した処理手順における付加的な拘束は
排除される。光学的に薄いエマルジヨンを作る
ための条件と両立し得る都合のよい現像時間が
選ばれる。露出時間は、位相変調の所定の強度
が得られるまで、試行錯誤を行うことによつて
調節される。このような場合において、等しい強度のゼロ
次数および±１次数を生じる変調が得られる。
眼底反応検査装置用の薄く、きわめてきれい
な、低ノイズの400本／mm位相格子は、6328Å
の1000ergs／cm²の平均露出でもつてコダツク
120−01プレート上に作ることができる。これ
らのプレートはコダツクＤ−19現像器で温度68
〓で1000秒間現像される（第２図のステツプ１
および２）。第２図のステツプ３ないしステツ
プ９は処理を完全にするために用いられる。格子４５は異なる次数回折の発散コーンを生
じる。詳しくは、円３５によつて示されたゼロ
次のコーンと、円３６Ａおよび３６Ｂを隣接さ
せることによつて示された一次のコーンとが存
在する。これらのコーンは等しい長さとなつて
おり、このためそれらは領域３７Ａおよび３７
Ｂに示されたような高いコントラストの縞が生
じ、それら領域においてゼロ次コーンと一次コ
ーンとが重なり合う。このような特別な例にお
いて、軸線４１Ｂは格子４５の中心から領域３
７Ａの中心を通つて延長する。ダボプリズム４
６は縞区域を受けるように位置決めされ、かつ
その縦軸線が軸線４１Ｂ上となるように配置さ
れる。ダボプリズム４６はその縦軸線のまわり
で回転させられるので、縞区域３７Ａ内の縞配
向の角度も２倍のプリズム回転角度で軸線４１
Ｂのまわりを回転する。縞区域はダボプリズム４６を介して開口ホイ
ール４７に伝わる。開口ホイール４７の任意の
開口は、開口ホイール４７を回転させることに
よつて軸線４１Ｂと選択的に整列させられる。
接眼レンズ４８は、選択された開口を通つて伝
えられた光を受ける。この接眼レンズ４８は患
者の瞳孔内に２つの点光源を形成する。これら
の点光源は、対物レンズとピンホール１６およ
び２１とによつて第１図で形成した点光源に相
当する。領域３７Ａの縞区域は瞳を介して伝え
られ、眼底に投影される。検査中、患者は彼の瞳孔４９を接眼レンズ４
８の近くで軸線４１Ｂ上に位置させて、２つの
点光源を接眼レンズ４８からさえぎる。患者の
眼が適正な位置にあれば、患者は彼の眼底５０
に投影された縞模様を感知し見ることになる。
角膜および目レンズの光学的能力はこのような
装置においては無視できるので、眼底に投影さ
れた縞模様についての影響は無視し得る。負レンズ４３および顕微鏡対物レンズ４４は
スライダ５１上に配置され、スライダ５１は軸
線４１Ａに移動することができ、これにより焦
点（EP）は格子４５に対して再位置決めされ
る。スライダ５１および焦点（FP）は再位置
決めされるので、縞区域３７Ａ内の縞の数は変
わる。患者の眼底に投影された区域内の縞の与
えられた数を見て識別する患者の能力は反応の
標準測定量に直接的に等しいものとして示され
る。眼底検査中、ダボプリズム４６および開口ホ
イール４７は微妙に作動し、しかも重要な役割
を果す。なぜならば、眼底検査はどちらかとい
えば主観的なものであるからである。検査者は
ダボプリズム４６の回転によつて縞の配向を制
御することができ、これにより、或る配向の縞
模様を見ることができるという患者の主張が実
際に妥当でであるか否かが決定される。眼底応
答が配向変化を現わし得る範囲まで、かかる変
化の特質についても評価することができる。開口ホイール４７の位置決めによつて選択さ
れた開口の直径は縞模様によつて刺激される眼
底領域の大きさを制御する。このような領域制
御は斑状再生の範囲を決定する上で重要であ
る。開口ホイール４７の種々の開口によつて現
われた眼底区域は或る特別な例においては20゜
ないし0.5゜の範囲である。これらの区域は、直
径5.0ないし0.15mmの範囲で眼底に刺激される
円形領域に相当する。第５図には多数の縞模様が図示されており、
これらは、第４図に示した装置を用いて検査さ
れる患者によつて知覚されることになる。スラ
イダ５１が中間位置に配置されると、患者は暗
い帯域と明い帯域とが交互になつた縞模様を知
覚することができる。なお、この模様なパター
ンＡとして図示される。もし赤い光を発するレ
ーザーが使用されると、光領域は赤となり、暗
い領域は黒となる。したがつて患者は一連のま
つすぐな赤と黒のラインを知覚する。スライダ
５１が第４図の軸線４１Ａに沿つて格子４５に
向つて移動すると、縞の数は減少し、患者は比
較的少ない幅広の縞を含むパターンＢを知覚す
る。同様に、スライダ５１を格子から離れる方
向に中間位置を越えて移動させると、パターン
Ｃに示すように、縞の数は増加する。一方、も
しスライダ５１がパターンＡを生じる同一位置
にある場合、第４図のダボプリズム４６を
22.5゜回転させると、縞は45゜回転してパターン
Ｄに示す配向になる。眼底反応検査装置のもう一つの例が第６図に
示されている。この眼底反応検査装置は、検査
者用の観察システムが付加されている点で第４
図に示した眼底反応検査器とは異なる。この観
察システムは、共通路原理が領域３７Ａを作り
出す重ね合わせ次数に適用されているので、付
加できるものである。種々の観察システムの設
計を利用することができる。というのは、特別
な構成要素の選択によつて縞ひずみ問題を受け
ないからである。しかしながら、最良の観察シ
ステムの能力を保証するためには、観察システ
ムの構成要素は妥当な品質のものであるべきで
ある。第６図に示した観察システムは、開口ホイー
ル４７と接眼レンズ４８との間に配置されたビ
ームスプリツタ５２を有する。ビームスプリツ
タ５２は、白色光を光フアイバ案内５３を介し
て接眼レンズ４８を介して眼に向ける。光フア
イバ案内の光源としては、標準の低出力光フア
イバ照明器（図示されない）を用いることがで
きる。眼から反射された光は接眼レンズ４８、
ビームスプリツタ５２、および軸線４１Ｂと整
列した開口ホイール４７の開口を通つて別のビ
ームスプリツタ５４に向う。通常、最も大きい
開口は視野の最も大きい区域を提供するように
整列される。ビームスプリツタ５４はこの光を
凹面ミラー５５に向け、凹面ミラーはビームス
プリツタ５４の付近で眼の表面の実像を形成す
る。レンズ５６は眼の表面の実像を観察のため
に偏光子５７を介して接眼レンズ５８の焦点面
に伝える。偏光子５７はダボプリズム４６とビ
ームスプリツタ５４との間で別の交差偏光子５
９と協働して、ビームスプリツタ５４から接眼
レンズ５８に向つて反射された縞区域のその部
分を排除する。観察システムの収差は、開口ホ
イール４７をミラー５５の曲率の中心に位置す
ることによつて、また１：１共役の対象なリレ
ーレンズ５６を用いることによつて減少され
る。たとえ最良のあごのせ台を用いても、眼の検
査で最もひんぱんに遭遇する問題の１つは、患
者の眼の位置決めにある。第６図に示すような
タイプの適正に整列された観察システムでは、
接眼レンズ５８を介して観察された像の正確な
中心は、接眼レンズ４８によつて形成された２
つのコヒーレント点光源の間で心合わせされ
る。したがつて、検査者が２つのコヒーレント
点光源をさえぎるように患者の瞳孔を適正に位
置決めしたとき、検査者は、瞳孔のはつきりし
た心合わせされた像を接眼レンズ５８を介して
観察することになる。観察システムは白内障患
者の検査には特に有益である。というのは、観
察システムにより、白内障において存在する任
意の開口に２つのコヒーレント点光源を正確に
位置させることができるからである。第７Ａ図および第７Ｂ図は、本発明には直接
関連しないが、参考例として述べる眼底反応検
査装置についての２つの図である。この眼底反
応検査装置には、第４図に示した要素が現出さ
れている。詳しくは、眼底反応検査装置はハウ
ジング６０を有し、ハウジング６０には通常の
レーザユニツト６１が設けられ、それはハウジ
ング６０の一端６２から延びる。レーザ６１は
通常のレーザパワー供給器６３をに連結され
る。ハウジング６０内の種々の要素は基板６４上
に支持される。第１の要素は、フイルタホイー
ル４２を支持する直立スタンド６５を有する。
検査者はフイルタホイール４２の周囲の一部分
を回転する。フイルタホイール４２は、ハウジ
ング６０の頂部板６７のスロツトを通つて延び
て、適当なフイルタを光軸線上に位置させる。
フイルタホイール４２の角度位置が摩擦によつ
て維持されるにしても、一層積極的な位置決め
手段を直立スタンド６５とフイルタホイール４
２との間で相互作用するように回転止割出機構
に組み込んでもよい。第４図に示された負レンズ４３および顕微鏡
対物レンズ４４は、スライダ５１に支持された
ハウジング７０に取付けられている。回転カム
７１は、軸を有し、これは、ハウジング６０の
側壁７２を通つて延び、かつスタンド７２Ａに
支持されている。この軸は、位置決め用突起７
３、スケール７４および図示されていない戻り
止め機構を支持している。スケール７４は、2
０／１５ないし20/400の範囲の相当スネーレン反応
において直接に目盛りされている。検査者が突
起７３を回転すると、カム７１は、回転し、ス
ライダ５１および負レンズ４３および顕微鏡対
物レンズ４４の両者を縦方向に移動し、これに
よつて、第４図に示された焦点FPの位置を変
更する。この実施例において、スライダ５１
は、カム従節によつて構成され、これはカム７
１に接触しかつスライド７５に支持されてい
る。スライド７５は、また、スライダ５１をカ
ム７１に対し押しつけるためのばねを包含して
いる。別の直立スタンド７６は、台板６４に支持さ
れている。スタンド７６は、格子４５を支持し
ている。したがつて、動力供給源６３が作動さ
れたとき、レーザ６１から発生した光線は、フ
イルタ車４２、負レンズ４３、顕微鏡対物レン
ズ４４を通つて格子４５まで通過し、これによ
つてゼロおよび等しい強さを有しかつ重合して
いる第１次数回折コーンを生じる。１つの特殊
な配置において、格子４５と焦点との間の距離
は、約0.6mmないし25mmの範囲にわたつて変化
する。上記距離の範囲によつて、本装置は、2
０／４００ないし20/15の反応測定に相当する縞パタ
ーンをつくることができる。台板６４上の固定位置に別のスタンド７７が
置かれている。このスタンドは、第４図に示さ
れた軸線４１Ｂ上に鳩形プリズム４６の縦軸線
を置くためにハウジング６０に対し少し斜めに
されている。スタンド７７は、回転可能の車８
０を支持している。車８０の一部分は、頂部６
７における別のスロツトを通つて延びている。
車８０は、鳩形プリズム４６を支持し、そのた
めに、検査者による車８０の回転によつて、鳩
形プリズム４６を回転し、第５図のパターンＤ
に示されているようにフリンジの向きを変更す
る。検査器における次の要素は、第４図における
軸線４１Ｂ上の窓車４７および接眼レンズ４８
を支持している端壁８１である。窓車４７の一
部分は、壁６０のスロツトを通つて延び、検査
者は、第４図に示された軸線４１Ｂ上の種々の
窓を中心決めすることができる。さらに、端壁
８１は、この壁の外方部分における２つの切欠
き８２および８３を有している。これらの切欠
きは、接眼レンズ４８の両側において、位置
が、ずれている。これによつて、患者の鼻を、
検査中にハウジングに対して位置決めすること
ができる。例えば、患者は、その右の眼の検査
中に、切欠き８２に鼻を置くことができる。以上の検討から、第７Ａおよび第７Ｂ図に開
示された眼底反応試験装置が簡潔でありかつ構
成容易であることは、明らかであろう。格子４
５以外のすべての光学要素は、容易に入手で
き、かつ比較的に安い慣用の要素である。この
ような要素は、眼底反応試験装置が共通進路干
渉計の一例であるため、およびフリンジが熱変
化、振動またはその他の環境動乱の作用を受け
ないために、用いられる。Ｄ位置符号器第３図に示された本発明の干渉計は別の観点
として、位置制御方式に容易に用いられるよう
になつている。すでに指摘したように、第３図
における重合区域３７Ａおよび３７Ｂにおける
縞は、格子の移動方向における重合区域を通つ
て移動する。しかも、もしも焦点FPと格子と
の間の距離Z₁が一定のままであると、重合区域
における縞の数は一定のままである。他方、も
しも距離Z₂が変化すると、重合区域内のフリン
ジの数は、同じのままであるが、投影型方式に
おいて予期されているように、重合区域は変化
する。広範囲の測定および制御機能において用いら
れる位置符号器の特殊な実施例は、第Ａ図に開
示されている。第８Ａ図において、光線は、準
単色、空間的干渉性光の点光源から発出する。
ホログラフ的に記録された単一振動位相格子１
０１は、支持器１０２に支持され、この支持器
は、光線すなわちＺ軸線に直角のXY面のＸ方
向に移動する。光源１００からの光線は、支持
器１０２に支持された格子１０１によつて等し
い強さのゼロおよび第１次数コーン中に回折さ
れる。ゼロ次数分布は、平面円１０３として表
わされると同時に２つの第１次数分布は、平面
円１０４および１０５によつて表わされる。重
合区域１０６および１０７におけるフリンジ
は、写真検出器１１０および１１１上に投影さ
れ、これら写真検出器は、当該技術において周
知である位置検出回路１１２のための入力信号
を発生する。第８Ｂ図を参照すると、写真検出器１１０お
よび１１１は、重合区域１０６すなわち軸線１
２０および１２１上の各々に生じた中央縞に水
平に向けられる。すでに説明したように、格子
位相移送機能の形の制御は、重合区域における
縞を、他の重合区域における縞との相から180゜
外れさせる。第８Ｂ図に示されているように、
写真検出器１１０は、中央縞位置における暗い
帯と整列すると同時に、写真検出器１１１は、
中央縞位置における明るい帯と整列する。写真
検出の目的のために、この特殊な実施例は、光
源１００が、写真検出セルとして赤または赤外
線に近い光線を発生するとき、特に簡単化さ
れ、このような写真ダイオードは、スペクトル
の区域において特に敏感である。もしも支持器１０２がＸ軸線に沿つて第８Ａ
図において右へ少し移動すると、縞は、それと
ともに移動する。大きく移動した後に、第８Ｂ
図において写真検出器１１０および１１１に衝
突する帯は、第８Ｃ図に示された位置へ移動す
る。明るい帯は写真検出器１１０に衝突し、ま
た暗い帯は写真検出器１１１に衝突する。もし
も格子１０１が１mm当り400線の位相パターン
を有すると、この２倍の変化がＸ軸線に沿つて
約0.0127mm（約0.000050インチ）の移動を表わ
す。この精密さでさえも、本装置は、写真検出
器に衝突する帯が比較的に広いので、構成する
のが比較的に容易である。例えば、約2.54mm
（0.1インチ）の幅を有する帯は、Z₂が約50.8mm
（２インチ）に等しく、かつZ₁が約0.0254mm
（0.001インチ）に等しいとき、得られる。式(1)
を参照されたい。この幅の帯は、写真検出器の
置き場所を都合よくする。なぜならば、それら
の場所は、充分緩い公差でつくられるからであ
る。本装置は、軸線１２０および１２１に沿つて
も格子１０１と写真検出器１１０，１１１との
間の距離における如何なる変化にも本質的には
感知しない。すでに指摘したように、縞の分野
１０６および１０７の大きさは、もしもZ₂が変
化すると変化するが、その分野内の縞の数は、
変化しない。したがつて、第８Ｂ図において、
写真検出器１１０および１１１は、軸線１２０
および１２１に沿つての距離Z₂の如何なる変化
にもかかわらず、各中心縞に中心決めされる。第８Ａ図に示された点光源１００は、第６図
のレーザ４０、負レンズ４３および顕微鏡対物
レンズ４４などの要素よりなる。この構造の光
源を有すると、レーザ放射線は、対物レンズを
充分に満たすことができ、したがつて、第８Ａ
図に示されたように半径方向で対称的の良好な
境界をもつ放射分野をつくる。一方、単一レーザダイオードは、また、それ
自体だけ、または顕微鏡対物レンズ３３と組合
わせ用いることができる。レーザダイオード放
射区域の形は、円形の代りにほぼ長方形であ
る。それゆえ、レーザダイオードがそれ自体だ
けで用いられるとき、ゼロおよび±次数分布
は、第８Ａ図において、半径方向に対称的でな
く、細い境界をもつ円形１０３，１０４および
１０５である。しかし、第８Ａ図は、空間的干
渉性準単色光源がレーザダイオードのみである
とき、XY面において、ほぼ実際の放射線分布
をつくる。レーザダイオードおよび顕微鏡対物
レンズが組合わされて用いられたとき、レーザ
ダイオード放射線は、顕微鏡対物レンズを充分
に満たすことができる。したがつて、大きな半
径方向の対称をもち良好な境界をもつ放射線分
野がつくられる。如何なる光源の場合でも、
種々の位置の符号器に関する検討は、第８Ａ図
の理想的表現１０３，１０４および１０５を用
いることによつて影響を受けず、全く有効であ
る。第８Ａ図の本装置は、一方向における測定を
行なうのに用いられると同時に、第９Ａ図は、
ＸおよびＹの両方向に移動する支持器１２２を
開示している。格子１２３は、第８Ａ図の格子
１０１と異なり、その差異は、第１および２図
を参照することによつて容易に了解できるであ
ろう。格子１２３を形成する場合、写真板１２
は、第２図において、ステツプ１を参照して、
すでに記載したように露出される。しかし、写
真板は、90゜回動され、再び露出され、その後
に現像される。この二重露出は、重合された水
平および垂直の単一周波数干渉パターンをつく
る。第９Ａ図を再び参照すると、格子１２３が準
単色の空間的干渉性光線の任意の光源で照らさ
れるとき、格子は、第９Ａ図にほぼ示され、第
９Ｂ図において平面投影によつて明らかに示さ
れた５つの回折コーンをつくる。格子上の垂直
位相パターンは、すでに記載したように円形１
０３ないし１０５によつて表わされたコーンを
つくり、これらのコーンは、重合区域１０６Ａ
および１０７Ａをつくる。しかし、水平に配置
された位相パターンは、符号１１４および１１
５で示した垂直方向におけるる１対の第１次数
コーンをつくる。４つの重合区域は、重要であ
る。尖つたくさび状の区域１０６Ａおよび１０
７Ａは、第１次数コーン１１４および１１５に
よる影響に関係がない第８Ｂ図の区域１０６お
よび１０７に相当する。尖つたくさび状の区域
１１６Ａおよび１１７Ａは、ゼロ次数コーン１
０３と第１次数コーン１１４，１１５を重合す
ることによつて形成され、第１次数コーン１０
４および１０５による影響に関係がない。写真
検出器は、各重合区域のための中央縞に整列さ
れる。区域１０６Ａおよび１０７Ａに整列され
た写真検出器１１０および１１１は、すでに検
討したようにＸ軸線に沿う移動に相当する。写
真検出器１２０および１２１は、区域１１６Ａ
および１１７Ａと整列する。これらは、Ｙ軸線
に沿う垂直移動を感知する。これらの４つの写
真検出器は、位置検出回路１２４に結合され、
この回路は、XY移動を示すため、またはXY
位置決めサーボ機構への入力をつくるために、
上記信号に応答する。第１０図は、矩形信号を発生する装置を概略
的に示す。基本的にこの装置は、第８Ａ図に示
されている装置に受光素子１２５および１２６
を加えて使用するものである。受光素子１１０
および１１１は上方にずらされているが、中央
干渉じまの上に位置している。付加的な受光素
子１２５および１２６は、各々の中央干渉じま
の右側に４分の１干渉じま周期離れて（即ち
90゜位相をずらして、あるいは矩形位置に）位
置している。かくして容易に明らかになるであ
ろうように、これらの４つの受光素子からの信
号は、位置および方向の両方の情報に非干渉的
に提供する矩形信号を提供する。前述の応用例の各々において、点光源と格子
との間の距離Z₁は一定のままであると仮定す
る。しかしながら明らかなようにこのような一
定の寸法は、いくつかの実用的な応用例におい
て達成することが困難である。第１１Ａ図およ
び第１１Ｂ図は、寸法Z₁の適度な範囲の変化を
本質的に感じない装置を開示している。この装
置はまた、Ｘ方向のみの移動を探知するための
装置と関連させて示されている。得られる信号
は、干渉じまの通過を数えるためおよび正確な
移動指示を提供するために上下計数器を有する
位置探知装置１２７に送られる。一層詳細にはレーザー光源１００は格子１０
１を通して光を伝達し、重複領域１０６および
１０７とともに０次および１次コーン１０３，
１０４および１０５を生じさせる。第１１Ｂ図
に示されているように、受光素子１１０および
１１１は第１群の信号を提供する。もう１つの
光源１３０が光源１００の下方に配置されてい
る。この光源１３０は、光源１００からの光に
よつてつくられた回析コーンの下方に位置する
０次コーン１３３および１次コーン１３４およ
び１３５をつくるように位置決めされる。光源
１３０の水平あるいはＸ位置は、中央干渉じま
が重複領域１０６および１０７の中央干渉じま
と90゜位相のずれた重複領域１３６および１３
７をつくり出すように調節される。受光素子１
４０および１４１は、重複領域１３６および１
３７の中央干渉じまと整列する。この配置によ
つて矩形信号は、Z₁の変化によつて位置が変わ
らない４つ中央干渉じまから発生する。Z₁を増
加させると中央干渉じまの幅は減少するが、受
光素子の開口が中央干渉じまを分解することが
できるならば、正確な矩形信号が発生する。Ｅ輪郭発生器位置感知・眼底反応試験適用例と関連して以
前開示された単一周波数ホログラフ位相格子を
フーリエ平面フイルターとして容易に使用する
ことができ、これを参考までに説明する。第１
２Ａ図は、重要な構成要素が単一周波数ホログ
ラフ位相格子２０７である格子フイルター減光
装置を示す。第１２Ａ図の全体的な装置は干渉
光学処理機として非常に良く知られている。レ
ーザー２００およびビーム拡大器／コリメータ
ー２０１は、空間干渉性準単色平面波２０３の
源である。２つのステレオ透明体２０４および
２０５はレンズ２０６の前側焦点面に置かれ、
平面波２０３によつて透照される。両方のステ
レオ透明体によつて伝達された波のフーリエー
変換はホログラフ位相格子２０７のところにあ
らわれる。格子２０７は、フーリエー変換光分
布に対し余弦位相フイルターを構成するように
軸に沿つて配置され、且つマイクロポジシヨナ
ーの上に設けられる。それからレンズ２０８
は、ろ過されたフーリエー変換分布から平面２
０９のところに出力像を形成する。第１２Ｂ図に示された重要な出力像は、２つ
の実像分布の干渉性重なりである。それ故“出
力像”２１０および２１１は古典的な意味での
像ではない。“出力像”２１０の重要な特徴は、
等高輪郭線に相当する暗い干渉じまである。２
１０の輪郭線は、原物の透明体２０５およびそ
の古典的な像２０５Ａを見通してあらわれる見
通し輪郭線である。“出力像”２１１は２１０
と同じ等高輪郭線を含んでいるが、この場合輪
郭線は、原物の透明体２０４およびその古典的
な像２０４Ａを見通してあらわれる。“出力像”
２１０の輪郭線は、透明体２０５からの光に応
答して格子２０７によつてつくられた０次コー
ンが、透明体２０４からの光に応答して格子２
０７によつてつくられた＋２次コーンと重複し
たものである。同じく、“出力像”２１１の輪
郭線は、透明体２０４および２０５からの光に
応答してそれぞれつくられた格子２０７からの
０次および−２次回析コーンの重複によりつく
られるものである。レンズ２０８は平面２０９
において輪郭線の古典的な実像を形成する。他
の等高輪郭線は、原物の透明体２０４および２
０５の分離Ｂを機械的に変えることによつてつ
くることができる。この装置の重要な構成要素は、輪郭線を形成
するように重複する異なつた次数の古典的な像
をつくりだす格子２０７である。一層詳細には
格子２０７は、901／mmの光学的に薄いホログ
ラフ的につくられた位相格子である。この特別
な応用例において、格子伝達関数のピーク・ト
ウ・ピーク位相遅れは、強さの等しい０次およ
び±２次回析コーンをつくるのに必要な値、即
ち3.68ラジアンである。その上位相伝達関数
は、完全な減光が重複した次数の間で生じるよ
う、２次回析コーンが０次回析コーンと180゜だ
け位相ずれできるように、純正弦波関数でなけ
ればならない。古典的な像２０４Ａおよび２０
５Ａが同一であるならば、減光が完全であり、
暗輪郭線あるいは輪郭干渉じまがつくられる。第１図の光学装置によつてつくられた901／
mm干渉じまに露出したAGFA8E75エマルジヨ
ンの上に、格子２０７をつくることができる。
平均露出は、コダツクＤ−76現像機によつて80
〓、現像時間45秒において、6328Åのところで
2000erg／cm²である。比較的低い振動の格子を
つくるとき、現像機のタンニング作用は望まし
くない位相乱れを生じさせる。それ故901／mm
格子をつくるために、タンニングの弱いＤ−76
現像機および化学的に調和するAGFA8E75エ
マルジヨンを選んだ。純正弦波位相乱れ作用を
維持しながら、強さの等しい０次および２次回
析コーンを最終的な位相格子から得るために、
前述の露出調整方法を使用する。第２図の３か
ら９までの残りの工程を処理を完全にするため
に使用する。要するに、高い効率でコントラストの強い安
定した干渉じまをつくりだすために、ホログラ
フ式で記録される単一周波数の漂白された位相
格子を利用する基本的な本発明の干渉計構造を
開示した。更に眼底反応を試験するため、機械
的要素の位置を感知しあるいは制御するため、
および輪郭線をつくりだすために、この干渉計
の３つの異なつた応用例を参考までに説明し
た。更に眼底反応検査器の特別な例も又、参考
例として説明した。しかしながら開示された本発明の特別な態様
はほんの代表的なものであることが、前述の説
明から明らかであろう。本発明の利点のうちの
いくつかあるいはすべてを得るために、基本的
な原理を幅広い応用例に使用することができ
る。それ故特許請求の範囲は、本発明の真の精
神および範囲内のかかる変形をすべて覆うこと
を目的とする。