JPH05188327A - 微分位相像観察装置 - Google Patents
微分位相像観察装置Info
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- JPH05188327A JPH05188327A JP540592A JP540592A JPH05188327A JP H05188327 A JPH05188327 A JP H05188327A JP 540592 A JP540592 A JP 540592A JP 540592 A JP540592 A JP 540592A JP H05188327 A JPH05188327 A JP H05188327A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２次元微分位相像が実時間で観察できる微分
位相像観察装置。 【構成】 光軸に沿って、反射鏡Ｍ1 、Ｍ2 とハーフミ
ラーＨＭからなる三角コモンパス干渉計等よりなる微分
干渉による微分光学系と、対物レンズＬ1 、振幅フィル
ターＦ1 、位相フィルターＦ2 、結像レンズＬ2 、スク
リーンＢよりなる再回折光学系を用いた空間フィルタリ
ングによる微分光学系とを配置し、各微分光学系の微分
方向を相互に直交するように配置する。
位相像観察装置。 【構成】 光軸に沿って、反射鏡Ｍ1 、Ｍ2 とハーフミ
ラーＨＭからなる三角コモンパス干渉計等よりなる微分
干渉による微分光学系と、対物レンズＬ1 、振幅フィル
ターＦ1 、位相フィルターＦ2 、結像レンズＬ2 、スク
リーンＢよりなる再回折光学系を用いた空間フィルタリ
ングによる微分光学系とを配置し、各微分光学系の微分
方向を相互に直交するように配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相像観察装置に関
し、特に、位相分布を２次元方向に微分して観察するこ
とが可能な微分位相像観察装置に関する。
し、特に、位相分布を２次元方向に微分して観察するこ
とが可能な微分位相像観察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】生物標本等の位相物体の位相像を観察す
る方法として、従来、シュリーレン法と位相差法が知ら
れている。シュリーレン法も位相差法も再回折法におけ
る空間フィルタリングの手法として説明できる。再回折
法は、図３に示すように、焦点距離ｆの２枚の凸レンズ
Ｌ1 、Ｌ2 を共焦点に配置し（両レンズの焦点距離は等
しい必要はない。）、第１のレンズＬ1 の前側焦点面Ｐ
1 に入力画像を配置してコヒーレント光で照明した場
合、第１のレンズＬ1 の後側焦点面（第２のレンズＬ2
の前側焦点面）Ｐ2 （スペクトル面）に入力画像の複素
振幅像が２次元フーリエ変換されてその空間周波数分布
が得られるので、この面Ｐ2 に空間フィルターを配置し
てフィルタリングし、その情報を再度第２のレンズＬ2
によって２次元フーリエ変換し、第２レンズＬ2 の後側
焦点面Ｐ3 に空間フィルタリング処理した像を再現する
方法である。シュリーレン法は、図３のスペクトル面Ｐ
2 に空間周波数の０次成分をカットするフィルター（０
次遮断フィルター挿入法）又は空間周波数の片側をカッ
トするフィルター（半平面遮断フィルター挿入法）を配
置して試料の位相の２乗に比例した明るさの像を得よう
とする方法であり、位相差法は、スペクトル面Ｐ2 に空
間周波数の０次成分の位相をπ／２進めたり（ブライト
フェイズコントラスト法）、遅らせる（ダークフェイズ
コントラスト法）フィルターを配置して試料の位相に比
例した明るさの像を得ようとする方法である。
る方法として、従来、シュリーレン法と位相差法が知ら
れている。シュリーレン法も位相差法も再回折法におけ
る空間フィルタリングの手法として説明できる。再回折
法は、図３に示すように、焦点距離ｆの２枚の凸レンズ
Ｌ1 、Ｌ2 を共焦点に配置し（両レンズの焦点距離は等
しい必要はない。）、第１のレンズＬ1 の前側焦点面Ｐ
1 に入力画像を配置してコヒーレント光で照明した場
合、第１のレンズＬ1 の後側焦点面（第２のレンズＬ2
の前側焦点面）Ｐ2 （スペクトル面）に入力画像の複素
振幅像が２次元フーリエ変換されてその空間周波数分布
が得られるので、この面Ｐ2 に空間フィルターを配置し
てフィルタリングし、その情報を再度第２のレンズＬ2
によって２次元フーリエ変換し、第２レンズＬ2 の後側
焦点面Ｐ3 に空間フィルタリング処理した像を再現する
方法である。シュリーレン法は、図３のスペクトル面Ｐ
2 に空間周波数の０次成分をカットするフィルター（０
次遮断フィルター挿入法）又は空間周波数の片側をカッ
トするフィルター（半平面遮断フィルター挿入法）を配
置して試料の位相の２乗に比例した明るさの像を得よう
とする方法であり、位相差法は、スペクトル面Ｐ2 に空
間周波数の０次成分の位相をπ／２進めたり（ブライト
フェイズコントラスト法）、遅らせる（ダークフェイズ
コントラスト法）フィルターを配置して試料の位相に比
例した明るさの像を得ようとする方法である。
【０００３】しかしながら、これらの方法は、何れも位
相分布をそのまま可視化して観察できるようにするもの
で、試料における微細な位相変化を観察することはでき
ない。
相分布をそのまま可視化して観察できるようにするもの
で、試料における微細な位相変化を観察することはでき
ない。
【０００４】これに対して、位相分布の微分像すなわち
微分位相像を求める方法として、図３の面Ｐ2 に、図４
（ａ）に示すような特性の空間フィルターを配置する方
法が知られている。これは、再回折光学系のフーリエス
ペクトル面Ｐ2 の直交する座標を（μ，ν）とすると
き、振幅透過率Ｔ（μ，ν）＝Ｃμ（Ｃは正の定数）の
空間フィルターを面Ｐ2 に挿入すると、Ｐ1 に配置した
ｅｘｐ（ｉ２π／λ×φ）の位相物体は、出力面Ｐ3 に
おいて、４／（λｆ）4 ×（２π／λ）2 ×（∂φ／∂
ｘ）2 の像、すなわち、位相φの微分（∂φ／∂ｘ）の
２乗像として観察される。このような特性Ｔ（μ，ν）
＝Ｃμのフィルターは、図４（ｂ）に示すような特性Ｔ
1 （μ，ν）を持った振幅フィルター（光軸からμ方向
両側に離れるに従って透過率が増加するフィルター）と
図４（ｃ）に示すような特性Ｔ2 （μ，ν）を持った位
相フィルター（光軸の片側に半波長位相板が存在するフ
ィルター）とを重ねて構成することができる。
微分位相像を求める方法として、図３の面Ｐ2 に、図４
（ａ）に示すような特性の空間フィルターを配置する方
法が知られている。これは、再回折光学系のフーリエス
ペクトル面Ｐ2 の直交する座標を（μ，ν）とすると
き、振幅透過率Ｔ（μ，ν）＝Ｃμ（Ｃは正の定数）の
空間フィルターを面Ｐ2 に挿入すると、Ｐ1 に配置した
ｅｘｐ（ｉ２π／λ×φ）の位相物体は、出力面Ｐ3 に
おいて、４／（λｆ）4 ×（２π／λ）2 ×（∂φ／∂
ｘ）2 の像、すなわち、位相φの微分（∂φ／∂ｘ）の
２乗像として観察される。このような特性Ｔ（μ，ν）
＝Ｃμのフィルターは、図４（ｂ）に示すような特性Ｔ
1 （μ，ν）を持った振幅フィルター（光軸からμ方向
両側に離れるに従って透過率が増加するフィルター）と
図４（ｃ）に示すような特性Ｔ2 （μ，ν）を持った位
相フィルター（光軸の片側に半波長位相板が存在するフ
ィルター）とを重ねて構成することができる。
【０００５】このような空間フィルタリングによる微分
位相像は、位相の急激な変化を観察するのに適してお
り、位相の微細構造を見るのに適している。しかしなが
ら、微分方向が１次元方向にであり、２次元的な微分像
を得ることができない。
位相像は、位相の急激な変化を観察するのに適してお
り、位相の微細構造を見るのに適している。しかしなが
ら、微分方向が１次元方向にであり、２次元的な微分像
を得ることができない。
【０００６】また、微分位相像を求める別の方法とし
て、微分干渉法が知られている。この方法は、位相物体
で変調された波面を２分して相互に僅かの横ずれ（シャ
ー）を与えて干渉させることにより、波面の微係数（位
相勾配）を表す干渉縞を得るものである。その１例を図
５の偏光型微分干渉顕微鏡の光路図により説明する。ウ
オラストンプリズムＷ1 がコンデンサレンズＬ0 の前側
焦点に配置され、もう１つのウオラストンプリズムＷ2
が対物レンズＬ1 の後側焦点に配置されている。ウオラ
ストンプリズムＷ1 の入射側にポラライザＰが、ウオラ
ストンプリズムＷ2 の出射側にアナライザＡが配置され
ている。入射光線ＩはウオラストンプリズムＷ1 により
常光Ｏと異常光Ｅに分かれ、それぞれコンデンサレンズ
Ｌ0 を通過後平行光線となって標本Ｓを透過し、その位
相分布によりそれぞれの波面が変調を受ける。それぞれ
の波面は、Ｗ（ｘ＋Δ／２，ｙ）、Ｗ（ｘ−Δ／２，
ｙ）と表される。ただし、Δは常光Ｏと異常光Ｅが標本
Ｓ位置で光軸に直交するｘ方向に横ずれしている量であ
る。この２つの波面は対物レンズＬ1 の後側のウオラス
トンプリズムＷ1 により重ね合わされる。この重ね合わ
せ後、標本Ｓと共役な位置では、 ΔＷ（ｘ，ｙ）＝Ｗ（ｘ＋Δ／２，ｙ）−Ｗ（ｘ−Δ／２，ｙ） で表される干渉縞が得られる。横ずれ量Δが小さいと
き、 ΔＷ（ｘ，ｙ）≒∂Ｗ（ｘ，ｙ）／∂ｘ×Δ となって、図６に示すように、波面の微分、すなわち、
微分位相像が得れる。なお、ウオラストンプリズム
Ｗ1 、Ｗ2 の代わりにノマルスキープリズムを用いても
よい。
て、微分干渉法が知られている。この方法は、位相物体
で変調された波面を２分して相互に僅かの横ずれ（シャ
ー）を与えて干渉させることにより、波面の微係数（位
相勾配）を表す干渉縞を得るものである。その１例を図
５の偏光型微分干渉顕微鏡の光路図により説明する。ウ
オラストンプリズムＷ1 がコンデンサレンズＬ0 の前側
焦点に配置され、もう１つのウオラストンプリズムＷ2
が対物レンズＬ1 の後側焦点に配置されている。ウオラ
ストンプリズムＷ1 の入射側にポラライザＰが、ウオラ
ストンプリズムＷ2 の出射側にアナライザＡが配置され
ている。入射光線ＩはウオラストンプリズムＷ1 により
常光Ｏと異常光Ｅに分かれ、それぞれコンデンサレンズ
Ｌ0 を通過後平行光線となって標本Ｓを透過し、その位
相分布によりそれぞれの波面が変調を受ける。それぞれ
の波面は、Ｗ（ｘ＋Δ／２，ｙ）、Ｗ（ｘ−Δ／２，
ｙ）と表される。ただし、Δは常光Ｏと異常光Ｅが標本
Ｓ位置で光軸に直交するｘ方向に横ずれしている量であ
る。この２つの波面は対物レンズＬ1 の後側のウオラス
トンプリズムＷ1 により重ね合わされる。この重ね合わ
せ後、標本Ｓと共役な位置では、 ΔＷ（ｘ，ｙ）＝Ｗ（ｘ＋Δ／２，ｙ）−Ｗ（ｘ−Δ／２，ｙ） で表される干渉縞が得られる。横ずれ量Δが小さいと
き、 ΔＷ（ｘ，ｙ）≒∂Ｗ（ｘ，ｙ）／∂ｘ×Δ となって、図６に示すように、波面の微分、すなわち、
微分位相像が得れる。なお、ウオラストンプリズム
Ｗ1 、Ｗ2 の代わりにノマルスキープリズムを用いても
よい。
【０００７】この微分干渉法は、位相差法のように観察
像にハロが現れず、無染色標本の定量的観測に適してお
り、また、開口絞りを十分開いて使用することによ焦点
深度が浅くなり、厚い標本でも観測可能である。そし
て、空間フィルタリングによる微分位相像観察と同様、
位相の急激な変化を観察するのに適しており、位相の微
細構造を見るのに適している。しかしながら、微分方向
が１次元方向にであり、２次元的な微分像を得ることが
できない。
像にハロが現れず、無染色標本の定量的観測に適してお
り、また、開口絞りを十分開いて使用することによ焦点
深度が浅くなり、厚い標本でも観測可能である。そし
て、空間フィルタリングによる微分位相像観察と同様、
位相の急激な変化を観察するのに適しており、位相の微
細構造を見るのに適している。しかしながら、微分方向
が１次元方向にであり、２次元的な微分像を得ることが
できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】微生物、風洞実験のよ
うに、動的に２次元的に変化する位相物体の微細構造を
観察しようとするとき、２次元微分位相像が実時間で観
察できることが望ましいが、以上で説明したように、従
来技術では、１次元的な微分位相像しか得られない。
うに、動的に２次元的に変化する位相物体の微細構造を
観察しようとするとき、２次元微分位相像が実時間で観
察できることが望ましいが、以上で説明したように、従
来技術では、１次元的な微分位相像しか得られない。
【０００９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、２次元微分位相像が実時間で
観察できる微分位相像観察装置を提供することである。
ものであり、その目的は、２次元微分位相像が実時間で
観察できる微分位相像観察装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の微分位相像観察装置は、位相物体の位相分布の微分
像を与える微分位相像観察装置において、光軸に沿っ
て、微分干渉による微分光学系と、再回折光学系を用い
た空間フィルタリングによる微分光学系とを配置し、各
微分光学系の微分方向を相互に直交するように配置した
ことを特徴とするものである。
明の微分位相像観察装置は、位相物体の位相分布の微分
像を与える微分位相像観察装置において、光軸に沿っ
て、微分干渉による微分光学系と、再回折光学系を用い
た空間フィルタリングによる微分光学系とを配置し、各
微分光学系の微分方向を相互に直交するように配置した
ことを特徴とするものである。
【００１１】この場合、微分干渉による微分光学系を、
三角コモンパス干渉計から構成してもよく、また、偏光
型微分干渉計から構成してもよい。後者の場合、偏光型
微分干渉計の出射側のレンズを再回折光学系のフーリエ
変換レンズと兼用させることもできる。
三角コモンパス干渉計から構成してもよく、また、偏光
型微分干渉計から構成してもよい。後者の場合、偏光型
微分干渉計の出射側のレンズを再回折光学系のフーリエ
変換レンズと兼用させることもできる。
【００１２】
【作用】本発明においては、光軸に沿って、微分干渉に
よる微分光学系と、再回折光学系を用いた空間フィルタ
リングによる微分光学系とを配置し、各微分光学系の微
分方向を相互に直交するように配置しているので、動的
に２次元的に変化する位相物体の微細構造を実時間で観
察することができる。
よる微分光学系と、再回折光学系を用いた空間フィルタ
リングによる微分光学系とを配置し、各微分光学系の微
分方向を相互に直交するように配置しているので、動的
に２次元的に変化する位相物体の微細構造を実時間で観
察することができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照にして本発明の微分位相像
観察装置について説明する。本発明の微分位相像観察装
置の原理は、基本的に、光軸に直交する２方向の中、１
方向については、図３と図４で示した空間フィルタリン
グによる微分を行い、他の方向については、図５と図６
で示した微分干渉法による微分を行い、全体として２次
元微分位相像を実時間で観察できるようにすることであ
る。
観察装置について説明する。本発明の微分位相像観察装
置の原理は、基本的に、光軸に直交する２方向の中、１
方向については、図３と図４で示した空間フィルタリン
グによる微分を行い、他の方向については、図５と図６
で示した微分干渉法による微分を行い、全体として２次
元微分位相像を実時間で観察できるようにすることであ
る。
【００１４】図１はその１実施例の構成を示す光路図で
あり、この実施例は三角コモンパス干渉計を利用して微
分干渉を行うものである。図中、符号１はレーザー光源
であり、反射鏡Ｍ1 、Ｍ2 とハーフミラーＨＭにより三
角コモンパス干渉計が構成されており、反射鏡Ｍ1 と反
射鏡Ｍ2 の中間の位置に位相試料Ｓが配置される。ま
た、この三角コモンパス干渉計から出た光は、対物レン
ズＬ1 、その後側焦点面に配置された図４（ｃ）に示す
ような特性Ｔ2 （μ，ν）を持った位相フィルター
Ｆ2 、及び、図４（ｂ）に示すような特性Ｔ1 （μ，
ν）を持った振幅フィルターＦ1 、前側焦点面がフィル
ターＦ2 、Ｆ1 位置に一致する結像レンズＬ3 、結像レ
ンズＬ2 の後側焦点面に配置されたスクリーンＢからな
る再回折微分光学系に入射するようになっており、試料
Ｓは対物レンズＬ1 の前側焦点に一致するようになって
いる。なお、図１においては、三角コモンパス干渉計に
よる波面の横ずれ（Δ）方向と振幅フィルターＦ1 、位
相フィルターＦ2 の分布方向（図４のμ方向）が同一方
向であるように図示されているが、実際には相互に直交
するように配置されている。
あり、この実施例は三角コモンパス干渉計を利用して微
分干渉を行うものである。図中、符号１はレーザー光源
であり、反射鏡Ｍ1 、Ｍ2 とハーフミラーＨＭにより三
角コモンパス干渉計が構成されており、反射鏡Ｍ1 と反
射鏡Ｍ2 の中間の位置に位相試料Ｓが配置される。ま
た、この三角コモンパス干渉計から出た光は、対物レン
ズＬ1 、その後側焦点面に配置された図４（ｃ）に示す
ような特性Ｔ2 （μ，ν）を持った位相フィルター
Ｆ2 、及び、図４（ｂ）に示すような特性Ｔ1 （μ，
ν）を持った振幅フィルターＦ1 、前側焦点面がフィル
ターＦ2 、Ｆ1 位置に一致する結像レンズＬ3 、結像レ
ンズＬ2 の後側焦点面に配置されたスクリーンＢからな
る再回折微分光学系に入射するようになっており、試料
Ｓは対物レンズＬ1 の前側焦点に一致するようになって
いる。なお、図１においては、三角コモンパス干渉計に
よる波面の横ずれ（Δ）方向と振幅フィルターＦ1 、位
相フィルターＦ2 の分布方向（図４のμ方向）が同一方
向であるように図示されているが、実際には相互に直交
するように配置されている。
【００１５】以上のような構成であるので、レーザー１
から出た光束はハーフミラーＨＭにより２分され、反射
光は反射鏡Ｍ1 、Ｍ2 を経て右回りに進み、ハーフミラ
ーＨＭで反射されて対物レンズＬ1 に入射し、また、透
過光は反射鏡Ｍ2 、Ｍ1 を経て左回りに進み、ハーフミ
ラーＨＭを透過して対物レンズＬ1 に入射する。この２
つの光束は、ハーフミラーＨＭを出て対物レンズＬ1 に
入射する位置で、相互に微小な距離Δだけ横ずれしてい
る。しかも、何れの光束も試料Ｓを通過してその位相分
布に対応する形の波面になっているので、それらを横ず
れして重畳した波面は、試料Ｓのこの横ずれ方向の１次
元微分位相像となっている。このように１次元方向に微
分された波面は、次に、対物レンズＬ1 、位相フィルタ
ーＦ2 、振幅フィルターＦ1 、結像レンズＬ3 、スクリ
ーンＢからなる再回折微分光学系に入射して、もう１つ
の方向に微分されてスクリーンＢ上に投影される。した
がって、スクリーンＢ上の像は、試料Ｓの位相分布の２
次元微分像であり、動的に２次元的に変化する位相物体
の微細構造を実時間で観察することができる。なお、ス
クリーンＢ上に投影される２次元微分像は、微分干渉方
向では位相分布の微分係数を表すが、空間フィルタリン
グによる微分方向では微分係数の２乗を表すので、この
像の解析に当たっては、この点を注意しなければならな
い。
から出た光束はハーフミラーＨＭにより２分され、反射
光は反射鏡Ｍ1 、Ｍ2 を経て右回りに進み、ハーフミラ
ーＨＭで反射されて対物レンズＬ1 に入射し、また、透
過光は反射鏡Ｍ2 、Ｍ1 を経て左回りに進み、ハーフミ
ラーＨＭを透過して対物レンズＬ1 に入射する。この２
つの光束は、ハーフミラーＨＭを出て対物レンズＬ1 に
入射する位置で、相互に微小な距離Δだけ横ずれしてい
る。しかも、何れの光束も試料Ｓを通過してその位相分
布に対応する形の波面になっているので、それらを横ず
れして重畳した波面は、試料Ｓのこの横ずれ方向の１次
元微分位相像となっている。このように１次元方向に微
分された波面は、次に、対物レンズＬ1 、位相フィルタ
ーＦ2 、振幅フィルターＦ1 、結像レンズＬ3 、スクリ
ーンＢからなる再回折微分光学系に入射して、もう１つ
の方向に微分されてスクリーンＢ上に投影される。した
がって、スクリーンＢ上の像は、試料Ｓの位相分布の２
次元微分像であり、動的に２次元的に変化する位相物体
の微細構造を実時間で観察することができる。なお、ス
クリーンＢ上に投影される２次元微分像は、微分干渉方
向では位相分布の微分係数を表すが、空間フィルタリン
グによる微分方向では微分係数の２乗を表すので、この
像の解析に当たっては、この点を注意しなければならな
い。
【００１６】図１の実施例は微分干渉を三角コモンパス
干渉計を用いて行うものであったが、図２に示す実施例
は、図５に示す偏光型微分干渉計を用いた例である。偏
光型微分干渉計は、図５の場合と同様、レーザー１から
の光の入射側から、ポラライザＰ、ウオラストンプリズ
ム又はノマルスキープリズムＷ1 、コンデンサレンズＬ
0 、対物レンズＬ1 、別のウオラストンプリズム又はノ
マルスキープリズムＷ2 、アナライザＡからなり、位相
試料Ｓは対物レンズＬ1 の前側焦点に配置されている。
そして、この場合、偏光型微分干渉計の対物レンズＬ1
は再回折微分光学系のフーリエ変換レンズを兼用してお
り、その後側焦点面にプリズムＷ2 、アナライザＡと共
に位相フィルターＦ2 、振幅フィルターＦ1 が配置され
ている。この図２の場合も、偏光型微分干渉計による波
面の横ずれ（Δ）方向と振幅フィルターＦ1 、位相フィ
ルターＦ2 の分布方向（図４のμ方向）が同一方向であ
るように図示されているが、実際には相互に直交するよ
うに配置されている。
干渉計を用いて行うものであったが、図２に示す実施例
は、図５に示す偏光型微分干渉計を用いた例である。偏
光型微分干渉計は、図５の場合と同様、レーザー１から
の光の入射側から、ポラライザＰ、ウオラストンプリズ
ム又はノマルスキープリズムＷ1 、コンデンサレンズＬ
0 、対物レンズＬ1 、別のウオラストンプリズム又はノ
マルスキープリズムＷ2 、アナライザＡからなり、位相
試料Ｓは対物レンズＬ1 の前側焦点に配置されている。
そして、この場合、偏光型微分干渉計の対物レンズＬ1
は再回折微分光学系のフーリエ変換レンズを兼用してお
り、その後側焦点面にプリズムＷ2 、アナライザＡと共
に位相フィルターＦ2 、振幅フィルターＦ1 が配置され
ている。この図２の場合も、偏光型微分干渉計による波
面の横ずれ（Δ）方向と振幅フィルターＦ1 、位相フィ
ルターＦ2 の分布方向（図４のμ方向）が同一方向であ
るように図示されているが、実際には相互に直交するよ
うに配置されている。
【００１７】このような構成であるので、試料Ｓを通過
した２つの横ずれした波面はウオラストンプリズム又は
ノマルスキープリズムＷ2 で重畳され、横ずれ方向に１
次元微分した波面となり、このプリズムＷ2 の位置でフ
ーリエ変換される。そして、対物レンズＬ1 、位相フィ
ルターＦ2 、振幅フィルターＦ1 、結像レンズＬ3 、ス
クリーンＢからなる再回折微分光学系で、もう１つの方
向に微分されてスクリーンＢ上に投影される。したがっ
て、図１の場合と同様に、スクリーンＢ上の像は、試料
Ｓの位相分布の２次元微分像となる。この２次元微分像
は、同様に、微分干渉方向では位相分布の微分係数を表
すが、空間フィルタリングによる微分方向では微分係数
の２乗を表す。
した２つの横ずれした波面はウオラストンプリズム又は
ノマルスキープリズムＷ2 で重畳され、横ずれ方向に１
次元微分した波面となり、このプリズムＷ2 の位置でフ
ーリエ変換される。そして、対物レンズＬ1 、位相フィ
ルターＦ2 、振幅フィルターＦ1 、結像レンズＬ3 、ス
クリーンＢからなる再回折微分光学系で、もう１つの方
向に微分されてスクリーンＢ上に投影される。したがっ
て、図１の場合と同様に、スクリーンＢ上の像は、試料
Ｓの位相分布の２次元微分像となる。この２次元微分像
は、同様に、微分干渉方向では位相分布の微分係数を表
すが、空間フィルタリングによる微分方向では微分係数
の２乗を表す。
【００１８】以上、本発明の微分位相像観察装置を実施
例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に
限定されず種々の変形が可能である。なお、上記実施例
において、微分干渉を三角コモンパス干渉計、偏光型微
分干渉計により行っているが、他の干渉計を用いても可
能である。また、微分干渉による微分光学系と、再回折
光学系を用いた空間フィルタリングによる微分光学系と
を逆の順序に配置してもよい。
例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に
限定されず種々の変形が可能である。なお、上記実施例
において、微分干渉を三角コモンパス干渉計、偏光型微
分干渉計により行っているが、他の干渉計を用いても可
能である。また、微分干渉による微分光学系と、再回折
光学系を用いた空間フィルタリングによる微分光学系と
を逆の順序に配置してもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の微分位相像観察装置によると、光軸に沿って、微分干
渉による微分光学系と、再回折光学系を用いた空間フィ
ルタリングによる微分光学系とを配置し、各微分光学系
の微分方向を相互に直交するように配置しているので、
動的に２次元的に変化する位相物体の微細構造を実時間
で観察することができる。
の微分位相像観察装置によると、光軸に沿って、微分干
渉による微分光学系と、再回折光学系を用いた空間フィ
ルタリングによる微分光学系とを配置し、各微分光学系
の微分方向を相互に直交するように配置しているので、
動的に２次元的に変化する位相物体の微細構造を実時間
で観察することができる。
【図１】本発明の微分位相像観察装置の１つの実施例の
構成を示す光路図である。
構成を示す光路図である。
【図２】別のの実施例の構成を示す光路図である。
【図３】再回折法を説明するための図である。
【図４】再回折法により微分するための空間フィルター
の特性を示す図である。
の特性を示す図である。
【図５】偏光型微分干渉顕微鏡の光路図である。
【図６】微分干渉法による微分位相像を説明するための
図である。
図である。
１…レーザー Ｍ1 、Ｍ2 …反射鏡 ＨＭ…ハーフミラー Ｓ…位相試料 Ｌ1 …対物レンズ Ｆ1 …振幅フィルター Ｆ2 …位相フィルター Ｌ2 …結像レンズ Ｂ…スクリーン Ｐ…ポラライザ Ｗ1 、Ｗ2 …ウオラストンプリズム又はノマルスキープ
リズム Ｌ0 …コンデンサレンズ Ａ…アナライザ
リズム Ｌ0 …コンデンサレンズ Ａ…アナライザ
Claims (4)
- 【請求項１】 位相物体の位相分布の微分像を与える微
分位相像観察装置において、光軸に沿って、微分干渉に
よる微分光学系と、再回折光学系を用いた空間フィルタ
リングによる微分光学系とを配置し、各微分光学系の微
分方向を相互に直交するように配置したことを特徴とす
る微分位相像観察装置。 - 【請求項２】 微分干渉による微分光学系が、三角コモ
ンパス干渉計からなることを特徴とする請求項１記載の
微分位相像観察装置。 - 【請求項３】 微分干渉による微分光学系が、偏光型微
分干渉計からなることを特徴とする請求項１記載の微分
位相像観察装置。 - 【請求項４】 偏光型微分干渉計の出射側のレンズが再
回折光学系のフーリエ変換レンズを兼用していることを
特徴とする請求項３記載の微分位相像観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP540592A JPH05188327A (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 微分位相像観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP540592A JPH05188327A (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 微分位相像観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188327A true JPH05188327A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=11610235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP540592A Pending JPH05188327A (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 微分位相像観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05188327A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001291653A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Promos Technologies Inc | 露光ステッパの露光解像力を向上させる方法及び装置 |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP540592A patent/JPH05188327A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001291653A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Promos Technologies Inc | 露光ステッパの露光解像力を向上させる方法及び装置 |
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