JPH07253545A - Differantial interference microscope - Google Patents
Differantial interference microscopeInfo
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- JPH07253545A JPH07253545A JP6045435A JP4543594A JPH07253545A JP H07253545 A JPH07253545 A JP H07253545A JP 6045435 A JP6045435 A JP 6045435A JP 4543594 A JP4543594 A JP 4543594A JP H07253545 A JPH07253545 A JP H07253545A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、透過照明型の微分干渉
顕微鏡に関するものであり、特に生物等の透明位相物体
を試料とした時に好適な微分干渉顕微鏡に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission illumination type differential interference microscope, and more particularly to a differential interference microscope suitable when a transparent phase object such as a living thing is used as a sample.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来この種の微分干渉顕微鏡としては、
図５に示すような構成のものが知られている。図５に示
す如く、光源１からの照明光はコレクターレンズ２によ
って集光され、その後、コンデンサーレンズ３を介して
スライドガラスＳＧ上の標本４を照明する。この照明さ
れた標本４からの光は対物レンズ５によって集光され
て、この集光位置には拡大像６が形成される。そして、
この拡大像６は接眼レンズ７を通して観察者の肉眼８で
観察される。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of differential interference microscope,
A configuration as shown in FIG. 5 is known. As shown in FIG. 5, the illumination light from the light source 1 is condensed by the collector lens 2, and then the sample 4 on the slide glass SG is illuminated via the condenser lens 3. The light from the illuminated sample 4 is condensed by the objective lens 5, and a magnified image 6 is formed at this condensing position. And
The magnified image 6 is observed by the naked eye 8 of the observer through the eyepiece lens 7.
【０００３】また、コレクターレンズ２とコンデンサー
レンズ３との間の照明光路中には、光源側から順に、偏
光子ＰとウオラストンプリズムＷ1 がそれぞれ配され、
一方、対物レンズ５と拡大像６との間の観察光路中に
は、標本側から順に、ウオラストンプリズムＷ2 と検光
子Ａとがそれぞれ配されている。このとき、ウオラスト
ンプリズムＷ1 はコンデンサレンズ３の前側焦点面（光
源側焦点面）に配置されており、ウオラストンプリズム
Ｗ2 は対物レンズ５の後側焦点面（像側焦点面）に配置
されている。In the illumination optical path between the collector lens 2 and the condenser lens 3, a polarizer P and a Wollaston prism W1 are arranged in this order from the light source side.
On the other hand, in the observation optical path between the objective lens 5 and the magnified image 6, a Wollaston prism W2 and an analyzer A are arranged in order from the sample side. At this time, the Wollaston prism W1 is arranged on the front focal plane (light source side focal plane) of the condenser lens 3, and the Wollaston prism W2 is arranged on the rear focal plane (image side focal plane) of the objective lens 5. Has been done.
【０００４】次に、以上の構成によって微分干渉される
原理について簡単に説明する。光源１からの光は、コレ
クターレンズ２によって集光され、偏光子Ｐとしての偏
光板によって直線偏光となる。この直線偏光の光はコン
デンサーレンズ３の前側焦点面に配されたウオラストン
プリズムＷ1 の複屈折作用により、図５の紙面に沿った
方向で振動する直線偏光、所謂Ｐ偏光（図５の紙面に沿
った方向に偏光面を持つ）の光Ｌ1 と、図５の紙面に垂
直な方向で振動する直線偏光、所謂Ｓ偏光（図５の紙面
に垂直な方向に偏光面を持つ）の光Ｌ2 とに分離され
る。これら二つの直線偏光の光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、わず
かな角度（分離角）を持ちながら離れて進み、コンデン
サーレンズ３に入射する。その後、この二つの直線偏光
の光（Ｌ1，Ｌ2 ）は、コンデンサーレンズ３の集光作
用によってわずかに離れた平行光線に変換されて、標本
４上を通過する。Next, the principle of differential interference due to the above configuration will be briefly described. The light from the light source 1 is condensed by the collector lens 2 and becomes linearly polarized light by the polarizing plate as the polarizer P. This linearly polarized light vibrates in the direction along the paper surface of FIG. 5, so-called P-polarized light (the paper surface of FIG. 5) by the birefringence action of the Wollaston prism W1 arranged on the front focal plane of the condenser lens 3. Light L1 of a linearly polarized light vibrating in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5, so-called S-polarized light (having a polarization surface in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5). And separated. These two linearly polarized lights (L1, L2) travel apart while having a slight angle (separation angle), and enter the condenser lens 3. After that, the two linearly polarized lights (L1, L2) are converted into parallel rays separated by the condenser effect of the condenser lens 3 and pass on the sample 4.
【０００５】ここで、標本４上における二つの光（Ｌ1
，Ｌ2 ）の離れた量dは、一般的にシアー量と呼ばれて
いる。これら二つの光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、標本４上を通
過する際に、標本４内での光路差の違いに応じて位相差
が付与される。そして、標本４にて位相差が付与された
二つの光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、対物レンズ５によってその
対物レンズ５の後側焦点面に集められ、ここに配された
ウオラストンプリズムＷ２の複屈折作用により同一光路
上（図５では同軸上）に導かれる。このとき、この同一
光路上を進行する光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、振動方向が互い
に垂直であるため、この状態では互いに干渉しないが、
検光子Ａとしての偏光板では、振動方向が同じ方向とな
る成分のみが通過し、互いに干渉しあうようになる。標
本４内で位相差がなければ弱めあって暗くなり位相差が
あれば明るくなる。微分干渉顕微鏡は、これらを原理に
よって標本内で起こる位相差が観察されるものである。Here, two lights (L1
, L2) of the separated amount is generally called a shear amount. When these two lights (L1 and L2) pass on the sample 4, a phase difference is given according to the difference in optical path difference in the sample 4. Then, the two lights (L1 and L2) to which the phase difference has been imparted by the sample 4 are collected by the objective lens 5 on the back focal plane of the objective lens 5 and the Wollaston prism W2 arranged there. It is guided to the same optical path (coaxial in FIG. 5) by the birefringence action. At this time, the lights (L1, L2) traveling on the same optical path do not interfere with each other in this state because the vibration directions are perpendicular to each other.
In the polarizing plate as the analyzer A, only the components having the same vibration direction pass and interfere with each other. If there is no phase difference in the sample 4, it becomes weak and dark, and if there is a phase difference, it becomes bright. The differential interference microscope is one in which the phase difference that occurs in the sample is observed by the principle of these.
【０００６】また、図５では透過照明型の微分干渉顕微
鏡の従来例を述べたが、図８に示す如き落射照明型（反
射照明型）の微分干渉顕微鏡が知られている。この図８
に示す落射照明型の微分干渉顕微鏡は、一般的に、集積
回路や金属表面を試料としたときのこれらの段差等を観
察するために用いられている。この落射照明型の微分干
渉顕微鏡の構成を簡単に説明すると、光源１からの光は
コレクターレンズ２によって集光された後、偏光子Ｐと
しての偏光板によって直線偏光の光に変換され、ハーフ
ミラーＨＭを介してウオラストンプリズムＷに入射す
る。そして、この入射光は、ウオラストンプリズムＷの
複屈折作用によって互いに直交した２方向（図８の紙面
方向と図８の紙面に垂直な方向）で振動する直線偏光の
光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）に分離され、対物レンズ５を介して、
ステージＳに保持された集積回路や金属表面等の試料４
の表面に導かれる。その後、２つの直線偏光の光（Ｌ1
，Ｌ2 ）は、この試料４の表面で反射し、再び、対物
レンズ５を介してウオラストンプリズムＷに入射する。
この時、２つの直線偏光の光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、ウオラ
ストンプリズムＷの複屈折作用を再び受けて、同一光路
上（図８では同軸上）に導かれる。この同一光路上を進
行する光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、ハーフミラーＨＭを透過し
た後、検光子Ａとしての偏光板により所定方向の偏光成
分同士が干渉し、接眼レンズ７を介して干渉像６が拡大
観察される。Further, although a conventional example of a transmission illumination type differential interference microscope is described in FIG. 5, an epi-illumination type (reflection illumination type) differential interference microscope as shown in FIG. 8 is known. This Figure 8
The epi-illumination type differential interference microscope shown in (1) is generally used for observing the steps and the like when an integrated circuit or a metal surface is used as a sample. The structure of this epi-illumination type differential interference microscope will be briefly described. After the light from the light source 1 is condensed by the collector lens 2, it is converted into linearly polarized light by the polarizing plate as the polarizer P, and the half mirror is used. It enters the Wollaston prism W via the HM. Then, this incident light is linearly polarized light (L1, L2) vibrating in two directions orthogonal to each other (directions perpendicular to the paper surface of FIG. 8) due to the birefringent action of the Wollaston prism W. Is separated into
Sample 4 such as integrated circuit or metal surface held on the stage S
Be guided to the surface of. After that, two linearly polarized lights (L1
, L2) is reflected on the surface of the sample 4 and again enters the Wollaston prism W via the objective lens 5.
At this time, the two linearly polarized lights (L1, L2) are again subjected to the birefringence action of the Wollaston prism W and guided to the same optical path (coaxial in FIG. 8). The lights (L1, L2) traveling on the same optical path are transmitted through the half mirror HM, and then polarized components in a predetermined direction interfere with each other by a polarizing plate as an analyzer A, and an interference image 6 is generated through an eyepiece 7. Is magnified and observed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ウオラストンプリズム
等の複屈折部材は、一般的に、光軸に垂直な面に対して
傾斜した偏光分離面（Ｄ１，Ｄ２）を有しており、図５
に示した如き微分干渉顕微鏡では、図６に示す如く、２
つのウオラストンプリズム（Ｗ１，Ｗ２）の偏光分離面
（Ｄ１，Ｄ２）は互いにほぼ平行となっている。また、
図６に示す如く、照明側のウオラストンプリズムＷ１を
コンデンサーレンズ３側から見た時の見かけ上の偏光分
離面Ｄ１’と、観察側のウオラストンプリズムＷ２を対
物レンズ５側から見た時の見かけ上の偏光分離面Ｄ２’
とが互いにほぼ平行となっている。なお、図６に示した
見かけ上の偏光分離面Ｄ１’は、図７の（ａ）に示す如
く、ウオラストンプリズムＷ１をコンデンサーレンズ３
側から見ると、ウオラストンプリズムＷ１のコンデンサ
ーレンズ３側の面の屈折作用により、実際の偏光分離面
Ｄ１よりも浮き上がるように見え、また見かけ上の偏光
分離面Ｄ２’は、図７の（ｂ）に示す如く、ウオラスト
ンプリズムＷ２を対物レンズ５側から見ると、ウオラス
トンプリズムＷ２の対物レンズ５側の面の屈折作用によ
り、実際の偏光分離面Ｄ２よりも浮き上がるように見え
る。Birefringent members such as Wollaston prisms generally have polarization splitting surfaces (D1, D2) inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis. 5
In the differential interference microscope as shown in FIG.
The polarization separation surfaces (D1, D2) of the two Wollaston prisms (W1, W2) are substantially parallel to each other. Also,
As shown in FIG. 6, the apparent polarization splitting surface D1 ′ of the Wollaston prism W1 on the illumination side when viewed from the condenser lens 3 side, and the Wollaston prism W2 on the observation side viewed from the objective lens 5 side. Apparent polarization splitting surface D2 '
And are almost parallel to each other. The apparent polarization splitting surface D1 ′ shown in FIG. 6 includes the Wollaston prism W1 and the condenser lens 3 as shown in FIG.
When viewed from the side, the surface of the Wollaston prism W1 on the side of the condenser lens 3 appears to float above the actual polarization splitting surface D1 due to the refracting action, and the apparent polarization splitting surface D2 ′ is shown in FIG. As shown in b), when the Wollaston prism W2 is viewed from the objective lens 5 side, the Wollaston prism W2 appears to float above the actual polarization splitting surface D2 due to the refracting action of the surface of the Wollaston prism W2 on the objective lens 5 side.
【０００８】以上の如く、図５〜図７に示した如き透過
型の微分干渉顕微鏡でのコンデンサーレンズ３と対物レ
ンズ５とは、照明側のウオラストンプリズムＷ１中での
見かけ上の偏光分離面Ｄ１’をリレーして、観察側のウ
オラストンプリズムＷ２中に、見かけ上の偏光分離面Ｄ
１’の像ＲＤ１’を形成する作用を持つが、この像ＲＤ
１’は、ウオラストンプリズムＷ２中の見かけ上の偏光
分離面Ｄ２’とは異なる傾きで形成される。この結果、
像ＲＤ１’と見かけ上の偏光分離面Ｄ２’とは、光軸上
では光路差が完全に一致していても、光軸から離れたと
ころでは図６中の光線Ｌ3 及び光線Ｌ4 に示す如く光路
差にずれが生じ、観察される拡大像のコントラストが悪
化するという問題がある。As described above, the condenser lens 3 and the objective lens 5 in the transmission type differential interference microscope as shown in FIGS. 5 to 7 have the apparent polarization separation in the Wollaston prism W1 on the illumination side. The surface D1 'is relayed, and the apparent polarization separation surface D is inserted into the Wollaston prism W2 on the observation side.
It has the function of forming the image RD1 'of 1'.
1'is formed with an inclination different from the apparent polarization splitting surface D2 'in the Wollaston prism W2. As a result,
Although the image RD1 'and the apparent polarization splitting surface D2' have the same optical path difference on the optical axis, the optical paths are separated from the optical axis as shown by rays L3 and L4 in FIG. There is a problem that the difference is deviated and the contrast of the observed magnified image deteriorates.
【０００９】また、図８に示した如き落射照明型の微分
干渉顕微鏡では前述の如く集積回路や金属表面を試料と
したときの段差等を観察するために用いられているもの
であるが、例えば、生物等の試料を観察する場合には、
図９に示す如き観察方式が考えられる。生物試料は一般
的に保管や培養のためにスライドガラス、シヤーレまた
はペトリディッシュ上に乗せられており、この状態のま
まで微分干渉顕微鏡にて観察される。図９には、例え
ば、スライドガラスＳＧ上に載せられた生物標本４を落
射照明型の微分干渉顕微鏡にて観察している時の様子を
示しており、この場合、図８に示した如き落射照明型の
微分干渉顕微鏡に若干の改良を加えて、スライドガラス
ＳＧを載置する面を鏡面Ｍとしている。Further, the epi-illumination type differential interference microscope as shown in FIG. 8 is used for observing a step or the like when an integrated circuit or a metal surface is used as a sample as described above. , When observing biological samples,
An observation method as shown in FIG. 9 can be considered. The biological sample is generally placed on a glass slide, a dish or a petri dish for storage or culture, and is observed by a differential interference microscope in this state. FIG. 9 shows, for example, a state when the biological specimen 4 placed on the slide glass SG is observed by an epi-illumination type differential interference microscope. In this case, the epi-illumination as shown in FIG. The surface on which the slide glass SG is mounted is made a mirror surface M by making some modifications to the illumination type differential interference microscope.
【００１０】この時、図９に示す如く、光軸から離れた
光がウオラストンプリズムＷに入射すると、この光は、
このウオラストンプリズムＷの複屈折作用により互いに
直交した方向で直線偏光する光（Ｌ3 ，Ｌ4 ）に分離さ
れ、対物レンズ５を介して生物標本４及びスライドガラ
スＳＧを通過し、鏡面Ｍにて反射される。そして、この
反射光（Ｌ3 ，Ｌ4 ）は、再びスライドガラスＳＧ及び
生物標本４を通過し、対物レンズ５を介して、ウオラス
トンプリズムＷにて同一光路上に導かれる。At this time, as shown in FIG. 9, when light distant from the optical axis enters the Wollaston prism W, this light is
Due to the birefringent action of the Wollaston prism W, it is separated into linearly polarized lights (L3, L4) in mutually orthogonal directions, passes through the biological specimen 4 and the slide glass SG via the objective lens 5, and is reflected on the mirror surface M. Is reflected. Then, the reflected light (L3, L4) again passes through the slide glass SG and the biological specimen 4, and is guided to the same optical path by the Wollaston prism W via the objective lens 5.
【００１１】ここで、生物標本４での直線偏光する光
（Ｌ3 ，Ｌ4 ）のシアー量（点ａから点ａ’までの距離
又は点ｂから点ｂ’までの距離）は、対物レンズ５の分
解能以下となっているため、２重像となる問題はない
が、直線偏光の光（Ｌ3 ，Ｌ4 ）が１回目の生物標本４
を通過する位置（ａ，ａ’）と直線偏光の光（Ｌ3 ，Ｌ
4）が鏡面Ｍを反射して２回目の生物標本４を通過する
位置（ｂ，ｂ’）とが大きく異なるために、位置ａと位
置ｂ（又は位置ａ’と位置ｂ’）とにそれぞれ異なる位
相物体が存在する場合には、その異なる２つの位相物体
が重なり合って２重像となる知命的な欠陥がある。従っ
て、落射照明型の微分干渉顕微鏡は原理的に生物等の透
明位相物体を試料とした場合の観察には全く適さない。Here, the shear amount (the distance from the point a to the point a ′ or the distance from the point b to the point b ′) of the linearly polarized light (L3, L4) in the biological specimen 4 is measured by the objective lens 5. Since the resolution is lower than the resolution, there is no problem of double images, but the linearly polarized light (L3, L4) is the first biological specimen 4
Position (a, a ') and linearly polarized light (L3, L)
Since 4) is largely different from the position (b, b ') at which the mirror surface M is reflected and passes through the biological specimen 4 for the second time, the positions a and b (or the positions a'and b') respectively. When different phase objects are present, there is a fatal defect in which two different phase objects overlap to form a double image. Therefore, in principle, the epi-illumination type differential interference microscope is not suitable for observation when a transparent phase object such as a living thing is used as a sample.
【００１２】そこで、本発明は、以上の課題を解消する
ために、生物等の透明位相物体を高いコントラストのも
とで観察することができる高性能な微分干渉顕微鏡を提
供することを目的としている。Therefore, in order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a high-performance differential interference microscope capable of observing transparent phase objects such as living things under high contrast. .
【００１３】[0013]
【課題を解決する為の手段】上記の目的を達成するため
に、本発明は、例えば、図１に示す如く、照明光束を供
給する光源部と該光源部からの照明光束を集光して被検
物を照明するコンデンサーレンズとを持つ照明光学系
と、該照明光学系により照明された前記被検物からの光
束を集光して前記被検物の拡大像を形成する対物レンズ
を持つ観察光学系とを有し、前記照明光学系は、前記照
明光束の偏光方向を揃える第１偏光部材と、該第１偏光
部材を介した光束に基づいて、前記照明光学系の光軸を
含む第１面と平行な方向で直線偏光する第１光束と該第
１面と垂直な方向で直線偏光する第２光束とを分離生成
し、前記第１及び第２光束を前記コンデンサーレンズを
介して前記被検物へ導くための第１複屈折光学部材とを
有し、前記観察光学系は、前記第１複屈折光学部材によ
り分離された前記第１及び第２光束を前記対物レンズを
介して同一光路上に導くための第２複屈折光学部材と、
該第２複屈折光学部材を介した前記第１及び第２光束を
干渉させる第２偏光部材とを有する微分干渉顕微鏡にお
いて、前記第１及び第２複屈折光学部材はそれぞれ偏光
分離面を有し、前記第１複屈折光学部材の偏光分離面と
前記第２複屈折光学部材の偏光分離面とは、前記被検物
面に対して面対称に配置される構成とした。In order to achieve the above object, the present invention contemplates, for example, as shown in FIG. 1, a light source section for supplying an illumination light flux and an illumination light flux from the light source section to be condensed. An illumination optical system having a condenser lens for illuminating an object to be inspected, and an objective lens for condensing a light beam from the object to be inspected illuminated by the illumination optical system to form a magnified image of the object to be inspected An illumination optical system, and the illumination optical system includes a first polarization member that aligns the polarization directions of the illumination light flux, and an optical axis of the illumination optical system based on the light flux that passes through the first polarization member. A first light beam linearly polarized in a direction parallel to the first surface and a second light beam linearly polarized in a direction perpendicular to the first surface are separately generated, and the first and second light beams are passed through the condenser lens. A first birefringent optical member for guiding to the object to be inspected, Includes a second birefringent optical member for guiding the same optical path the first and second light fluxes separated by the first birefringent optical element through the objective lens,
In a differential interference microscope having a second polarizing member that interferes with the first and second light fluxes through the second birefringent optical member, the first and second birefringent optical members each have a polarization splitting surface. The polarization splitting surface of the first birefringent optical member and the polarization splitting surface of the second birefringent optical member are arranged symmetrically with respect to the object surface.
【００１４】この構成の基づいて、前記コンデンサーレ
ンズは前記対物レンズと同一の焦点距離を有することが
望ましい。また、前記照明光学系は、前記光源部と前記
第１複屈折光学部材との間に、照明光束を集光して該集
光光を前記コンデンサーレンズへ導く補助コンデンサー
レンズを有し、前記観察光学系は、前記第２複屈折光学
部材と前記拡大像との間に、前記対物レンズを介した光
束を集光する補助対物レンズを有することがより好まし
い。Based on this configuration, it is desirable that the condenser lens has the same focal length as the objective lens. Further, the illumination optical system has an auxiliary condenser lens between the light source unit and the first birefringent optical member, which condenses the illumination light flux and guides the condensed light to the condenser lens. It is more preferable that the optical system has an auxiliary objective lens that condenses the light flux that has passed through the objective lens, between the second birefringent optical member and the magnified image.
【００１５】また、前記コンデンサーレンズは前記対物
レンズと同一なレンズ構成を持ち、前記コンデンサーレ
ンズと前記対物レンズとの各レンズ面は、前記被検物面
に対して面対称に配置される構成がより一層好ましい。The condenser lens has the same lens structure as the objective lens, and the lens surfaces of the condenser lens and the objective lens are arranged symmetrically with respect to the object surface. Even more preferable.
【００１６】[0016]
【作 用】本発明は、透過型の微分干渉顕微鏡におい
て、照明側の複屈折光学部材の見掛け上の偏光分離面の
像をコンデンサーレンズと対物レンズとにより観察側の
複屈折光学部材中に再結像する際に、照明側の複屈折光
学部材の見掛け上の偏光分離面の像を観察側の複屈折光
学部材の見掛け上の偏光分離面に対して光路長差が少な
くなるようするという事に着目し、照明側の複屈折光学
部材の見掛け上の偏光分離面と観察側の複屈折光学部材
の見掛け上の偏光分離面とを被検物面に対して面対称に
配置、換言すれば、照明側の複屈折光学部材の偏光分離
面と観察側の複屈折光学部材の偏光分離面とを被検物面
に対して面対称に配置したものである。これにより、生
物等の透明位相物体を従来の透過型の微分干渉顕微鏡に
比べて格段に高いコントラストのもとで観察することが
できる。[Operation] In a transmission type differential interference microscope, the present invention reproduces an image of an apparent polarization splitting surface of a birefringent optical member on the illumination side into a birefringent optical member on the observation side by a condenser lens and an objective lens. When forming an image, an image of the apparent polarization splitting surface of the birefringent optical member on the illumination side is to be reduced with respect to the apparent polarization splitting surface of the birefringent optical member on the observation side. Focusing on, the apparent polarization splitting surface of the illumination-side birefringent optical member and the apparent polarization splitting surface of the observation-side birefringent optical member are arranged in plane symmetry with respect to the object surface, in other words, The polarization splitting surface of the illumination-side birefringent optical member and the polarization splitting surface of the observation-side birefringent optical member are arranged plane-symmetrically with respect to the object surface. As a result, a transparent phase object such as a living thing can be observed under a much higher contrast than the conventional transmission type differential interference microscope.
【００１７】また、コンデンサーレンズと対物レンズと
の合成倍率をβとし、照明側の複屈折光学部材の見掛け
上の偏光分離面の傾きをθ１、コンデンサーレンズと対
物レンズとにより再結像される照明側の複屈折光学部材
の見掛け上の偏光分離面の像の傾きをθ２とすれば、θ
２＝θ１×β2 の関係がほぼ成立する。このため、被検
物面に対して対向して配置されるコンデンサーレンズと
対物レンズとの焦点距離を等しく構成すれば、コンデン
サーレンズと対物レンズとにより再結像される照明側の
複屈折光学部材の見掛け上の偏光分離面の像の傾きと観
察側の複屈折光学部材の見掛け上の偏光分離面の傾きと
を等しくでき、しかも照明側の複屈折光学部材の見掛け
上の偏光分離面の像と観察側の複屈折光学部材の見掛け
上の偏光分離面とをほぼ完全に合致する事となり、より
一層高いコントラストを持つ透明位相物体の像を観察す
ることが可能となる。Further, the combined magnification of the condenser lens and the objective lens is β, the inclination of the apparent polarization separation surface of the birefringent optical member on the illumination side is θ1, and the illumination is re-imaged by the condenser lens and the objective lens. If the inclination of the image on the apparent polarization splitting surface of the birefringent optical member on the side is θ2, then θ
The relation of 2 = θ1 × β 2 is almost established. For this reason, if the focal lengths of the condenser lens and the objective lens, which are arranged facing each other with respect to the object surface, are made equal, the birefringent optical member on the illumination side that is re-imaged by the condenser lens and the objective lens. Of the image of the apparent polarization separation surface of the birefringent optical member on the illumination side can be made equal to the inclination of the image of the apparent polarization separation surface of the birefringent optical member on the observation side. And the apparent polarization splitting surface of the birefringent optical member on the observation side almost completely coincide with each other, and it is possible to observe an image of a transparent phase object having higher contrast.
【００１８】また、照明光学系は、光源部と照明側の複
屈折光学部材との間に、照明光束を集光してその集光光
をコンデンサーレンズへ導く補助コンデンサーレンズを
有し、観察光学系は、観察側の複屈折光学部材と拡大像
との間に、対物レンズを介した光束を集光する補助対物
レンズを有するように構成しても良い。この構成によ
り、対物レンズの被検物面側の開口数と対物レンズの観
察視野によって決定される照明条件に応じて、補助コン
デンサーレンズと補助対物レンズとの焦点距離をそれぞ
れ任意に設定することができるため、最適な照明が実現
できる。The illumination optical system has an auxiliary condenser lens between the light source section and the birefringent optical member on the illumination side, which condenses the illumination light flux and guides the condensed light to the condenser lens. The system may be configured to have an auxiliary objective lens for condensing the light flux that has passed through the objective lens, between the observation-side birefringent optical member and the magnified image. With this configuration, the focal lengths of the auxiliary condenser lens and the auxiliary objective lens can be arbitrarily set according to the illumination conditions determined by the numerical aperture of the objective lens on the side of the object surface and the observation field of view of the objective lens. Therefore, optimal lighting can be realized.
【００１９】また、照明系側のコンデンサーレンズを観
察側の対物レンズと同一なレンズ構成とすれば、照明系
側のコンデンサーレンズの各レンズと観察側の対物レン
ズの各レンズ面とは、被検物面に対して面対称に配置さ
れる事となり、被検物面を挟んでコンデンサーレンズと
対物レンズとが対称な光学系を構成する。このため、従
来では、通常、コンデンサーレンズは対物レンズよりも
簡素な構成である事による瞳に関する収差が補正されて
いないという問題があるが、被検物面を挟んでコンデン
サーレンズと対物レンズとが対称な光学系を構成する事
で、瞳に関する収差がコンデンサーレンズと対物レンズ
とでバランス良く相殺され、微分干渉像を格段に良くし
得るという利点がある。If the condenser lens on the illumination system side has the same lens configuration as the objective lens on the observation side, each lens of the condenser lens on the illumination system side and each lens surface of the objective lens on the observation side are to be inspected. It is arranged in plane symmetry with respect to the object surface, and the condenser lens and the objective lens constitute a symmetrical optical system with the object surface in between. Therefore, conventionally, there is a problem that the aberration relating to the pupil is not corrected because the condenser lens is usually simpler in structure than the objective lens, but the condenser lens and the objective lens are sandwiched across the surface of the object to be inspected. By constructing a symmetric optical system, aberrations related to the pupil are offset in good balance by the condenser lens and the objective lens, and there is an advantage that the differential interference image can be remarkably improved.
【００２０】[0020]
【実施例】図１は本発明による第１実施例の構成図を示
しており、この図１を参照しながら第１実施例について
説明する。図１に示す如く、透明位相物体としての生物
標本４が載置されているスライドガラスＳＧはステージ
Ｓによって保持されている。このステージＳに対して下
方には透過型の照明光学系が設けられ、またこれの上方
には観察光学系が設けられている。まず、照明光学系
は、照明光を供給する光源１、光源１からの光を集光す
るコレクターレンズ２、偏光方向を揃える偏光子として
機能する第１の偏光板（第１偏光部材）Ｐ、互いに直交
した２方向で直線偏光する光を分離生成する第１のウオ
ラストンプリズム（第１の複屈折光学部材）Ｗ1 、照明
光を生物標本４へ導くコンデンサーレンズ３とから構成
され、一方、観察光学系は、生物標本４からの光を集光
して拡大像６を形成する対物レンズ５、互いに直交した
２方向で直線偏光する光を同一光路へ導く第２のウオラ
ストンプリズム（第２の複屈折光学部材）Ｗ2 、互いに
直交した２方向で直線偏光する光を干渉させる検光子と
して機能する第２の偏光板（第２偏光部材）Ａ、対物レ
ンズ５による像６を拡大観察するための接眼レンズ７と
で構成される。1 is a block diagram of a first embodiment according to the present invention. The first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a slide glass SG on which a biological specimen 4 as a transparent phase object is placed is held by a stage S. A transmissive illumination optical system is provided below the stage S, and an observation optical system is provided above the stage. First, the illumination optical system includes a light source 1 that supplies illumination light, a collector lens 2 that collects light from the light source 1, a first polarizing plate (first polarizing member) P that functions as a polarizer that aligns polarization directions, A first Wollaston prism (first birefringent optical member) W1 for separating and generating linearly polarized light in two directions orthogonal to each other, and a condenser lens 3 for guiding the illumination light to the biological specimen 4, and on the other hand, The observation optical system includes an objective lens 5 that collects light from the biological specimen 4 to form a magnified image 6, and a second Wollaston prism that guides light that is linearly polarized in two directions orthogonal to each other to the same optical path. 2 birefringent optical member) W2, second polarizing plate (second polarizing member) A functioning as an analyzer for interfering light linearly polarized in two directions orthogonal to each other, and an image 6 by the objective lens 5 is enlarged and observed. With eyepiece 7 for Composed.
【００２１】ハロゲンランプ等の光源１からの照明光
は、コレクターレンズ２により集光された後、偏光板Ｐ
にて所定方向の直線偏光の光に変換され、ウオラストン
プリズムＷ1 にて図１の紙面方向で振動する直線偏光
（Ｐ偏光）の光Ｌ1 と図１の紙面と垂直な方向で振動す
る直線偏光（Ｓ偏光）の光Ｌ2 とに分離される。この分
離された２つの直線偏光の光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、コンデ
ンサーレンズ３及びスライドガラスＳＧを介して生物標
本４を透過照明する。なお、ウオラストンプリズムＷ1
の偏光分離面は、コンデンサーレンズ３の光源側焦点位
置に配置されている。Illumination light from a light source 1 such as a halogen lamp is condensed by a collector lens 2 and then polarized by a polarizing plate P.
Linearly polarized (P polarized) light L1 that is converted into linearly polarized light in a predetermined direction by the Wollaston prism W1 and vibrates in the direction of the paper surface of FIG. 1 and a straight line that vibrates in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. It is separated into polarized light (S polarized light) L2. The separated two linearly polarized lights (L1, L2) illuminate the biological specimen 4 through the condenser lens 3 and the slide glass SG. The Wollaston prism W1
The polarized light separating surface of is disposed at the focal position of the condenser lens 3 on the light source side.
【００２２】さて、照明された生物標本４からの２つの
直線偏光の光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、対物レンズ５によって
収斂作用を受けた後、ウオラストンプリズムＷ2 の複屈
折作用によって同一光路上に導かれる。なお、ウオラス
トンプリズムＷ2 の偏光分離面は、対物レンズ５の像側
焦点位置に配置されている。ウオラストンプリズムＷ2
によって同一光路上を進行する光（Ｌ1 ，Ｌ2 ）は、偏
光板Ａによって振動方向が同じ方向となる成分のみが通
過し、干渉像６が形成される。そして、この干渉像は、
接眼レンズ７を介して肉眼８で拡大観察される。The two linearly polarized lights (L1 and L2) from the illuminated biological specimen 4 are converged by the objective lens 5 and then on the same optical path by the birefringence of the Wollaston prism W2. Be led to. The polarization separation surface of the Wollaston prism W2 is arranged at the image side focal position of the objective lens 5. Wollaston prism W2
With respect to the lights (L1, L2) propagating on the same optical path, only the component having the same vibration direction passes through the polarizing plate A, and the interference image 6 is formed. And this interference image is
It is magnified and observed with the naked eye 8 through the eyepiece lens 7.
【００２３】図２には、第１のウオラストンプリズムＷ
1 から第２のウオラストンプリズムＷ2 までの構成を拡
大した時の様子を示しており、本実施例では、コンデン
サーレンズ３は対物レンズ５と同一の焦点距離並びに同
一のレンズ構成を有している。従って、コンデンサーレ
ンズ３の各レンズ面と対物レンズ５との各レンズ面と
は、生物標本４の面に対して面対称に配置されている。FIG. 2 shows the first Wollaston prism W.
It shows a state in which the configuration from 1 to the second Wollaston prism W2 is enlarged, and in this embodiment, the condenser lens 3 has the same focal length and the same lens configuration as the objective lens 5. There is. Therefore, each lens surface of the condenser lens 3 and each lens surface of the objective lens 5 are arranged in plane symmetry with respect to the surface of the biological specimen 4.
【００２４】また、図２に示す如く、第１及び第２ウオ
ラストンプリズム（Ｗ1 ，Ｗ2 ）は、光軸に垂直な面内
で光学軸が互いに直交するように２つの楔状の複屈折素
子が接合されて構成されており、各ウオラストンプリズ
ム（Ｗ1 ，Ｗ2 ）とも生物標本４側での複屈折素子の光
学軸は図２の紙面に垂直である。そして、第１及び第２
ウオラストンプリズム（Ｗ1 ，Ｗ2 ）は、これらの各偏
光分離面（Ｄ１，Ｄ２）が生物標本４の面に対して面対
称となるように配置されている。このため、第１のウオ
ラストンプリズムＷ1 をコンデンサーレンズ３側から見
た時の見掛け上の偏光分離面Ｄ１’と、観察側のウオラ
ストンプリズムＷ２を対物レンズ５側から見た時の見掛
け上の偏光分離面Ｄ２’とが生物標本４の面に対して面
対称となる。Further, as shown in FIG. 2, the first and second Wollaston prisms (W1, W2) are two wedge-shaped birefringent elements so that their optical axes are orthogonal to each other in a plane perpendicular to the optical axis. The optical axes of the birefringent elements on the biological specimen 4 side of each Wollaston prism (W1, W2) are perpendicular to the plane of FIG. And the first and second
The Wollaston prisms (W1, W2) are arranged so that the respective polarization separation surfaces (D1, D2) are plane-symmetric with respect to the surface of the biological specimen 4. Therefore, the apparent polarization splitting surface D1 ′ when the first Wollaston prism W1 is seen from the condenser lens 3 side and the apparent polarization separation surface D1 ′ when the observation side Wollaston prism W2 is seen from the objective lens 5 side The upper polarization splitting surface D2 ′ is plane-symmetric with respect to the surface of the biological specimen 4.
【００２５】以上の構成により、コンデンサーレンズ３
と対物レンズ５とは、照明側のウオラストンプリズムＷ
１中での見かけ上の偏光分離面Ｄ１’をリレーして、観
察側のウオラストンプリズムＷ２中に、見かけ上の偏光
分離面Ｄ１’の像ＲＤ１’を形成する作用を持つが、こ
の像ＲＤ１’は、ウオラストンプリズムＷ２中の見かけ
上の偏光分離面Ｄ２’とは全く同一の傾きで形成され
て、像ＲＤ１’と見かけ上の偏光分離面Ｄ２’とが完全
に合致する。この結果、光軸近傍の２つの光線（Ｌ1 ，
Ｌ2 ）及び光軸から離れた所の２つの光線（Ｌ3 ，Ｌ4
）は、第２のウオラストンプリズムＷ２にて完全に同
一光路上を進行することとなり、拡大像６は極めて高い
コントラストを持つ像となる。With the above configuration, the condenser lens 3
And the objective lens 5 are the Wollaston prism W on the illumination side.
1 has the action of relaying the apparent polarization splitting surface D1 ′ and forming an image RD1 ′ of the apparent polarization splitting surface D1 ′ in the Wollaston prism W2 on the observation side. The RD1 ′ is formed with the same inclination as the apparent polarization splitting surface D2 ′ in the Wollaston prism W2, and the image RD1 ′ and the apparent polarization splitting surface D2 ′ completely match each other. As a result, two rays (L1,
L2) and the two rays (L3, L4) away from the optical axis.
) Completely advances on the same optical path by the second Wollaston prism W2, and the magnified image 6 has an extremely high contrast.
【００２６】また、第１実施例では、生物標本４を保持
するステージＳを光軸方向へ移動させて合焦を行なうこ
とが可能である。なお、本実施例では、観察光学系の１
部を接眼レンズで構成した例を示したが、この接眼レン
ズを用いる代わりに、拡大像６を光電検出するＣＣＤ等
の撮像素子を配し、この撮像素子からの出力を画像処理
して不図示のモニター等を介して観察されるようにして
も良い。さらには、対物レンズ５の拡大像６を再結像す
るリレー系を配置し、その再結像される位置に撮像素子
を配置するようにしても良い。In the first embodiment, it is possible to focus by moving the stage S holding the biological specimen 4 in the optical axis direction. In this embodiment, the observation optical system 1
Although an example in which the portion is configured by an eyepiece lens is shown, instead of using this eyepiece lens, an image pickup device such as a CCD for photoelectrically detecting the magnified image 6 is arranged, and the output from this image pickup device is subjected to image processing and not shown It may be observed through a monitor or the like. Further, a relay system for re-imaging the magnified image 6 of the objective lens 5 may be arranged, and the image pickup device may be arranged at the re-imaging position.
【００２７】次に、第１実施例の変形例について図３を
参照しながら説明する。図１に示した実施例では、コン
デンサーレンズ３の光源側焦点面及び対物レンズ５の像
側側焦点面がそれそれのレンズの外部（空間中）にある
例を示したが、図３の変形例では、コンデンサーレンズ
３の光源側焦点面及び対物レンズ５の像側側焦点面がそ
れぞれのレンズの内部にある例を示している。Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. The embodiment shown in FIG. 1 shows an example in which the light source side focal plane of the condenser lens 3 and the image side focal plane of the objective lens 5 are outside (in space) of the respective lenses. In the example, the light source side focal plane of the condenser lens 3 and the image side focal plane of the objective lens 5 are inside the respective lenses.
【００２８】図３に示す如く、コンデンサーレンズ３及
び対物レンズ５は共に同一焦点距離で同一構成を持つ２
つのレンズ群（前群，後群）で構成され、コンデンサー
レンズ３の光源側焦点面は前群３ａの内部に存在し、ま
た対物レンズ５の像側側焦点面は後群５ｂの内部に存在
する。このため、本変形例では、見掛けの偏光分離面を
外部（空間中）に持つノマルスキープリズム（変形ウオ
ラストンプリズム）Ｎ1 ，Ｎ2 を用いた例を示してい
る。As shown in FIG. 3, both the condenser lens 3 and the objective lens 5 have the same focal length and the same structure.
It is composed of two lens groups (front group and rear group), the light source side focal plane of the condenser lens 3 is inside the front group 3a, and the image side focal plane of the objective lens 5 is inside the rear group 5b. To do. Therefore, the present modification shows an example in which the Nomarski prisms (modified Wollaston prisms) N1 and N2 having an apparent polarization separation surface outside (in the space) are used.
【００２９】図３に示す如く、第１及び第２のノマルス
キープリズム（Ｎ1 ，Ｎ2 ）は、光学軸が互いに直交す
るように２つの楔状の複屈折素子が接合されて構成され
ていおり、各ノマルスキープリズム（Ｎ1 ，Ｎ2 ）とも
生物標本４側での複屈折素子の光学軸は図２の紙面に平
行であるが、光軸に垂直な面に対して互いに傾いてい
る。そして、第１及び第２ノマルスキープリズム（Ｎ1
，Ｎ2 ）は、これらの各偏光分離面（Ｄ11，Ｄ21）が
生物標本４の面に対して面対称となるように配置されて
いる。このため、第１のノマルスキープリズムＮ1 をコ
ンデンサーレンズ３側から見た時の見掛け上の偏光分離
面Ｄ11’と、観察側のノマルスキープリズムＮ2 を対物
レンズ５側から見た時の見掛け上の偏光分離面Ｄ21’と
が生物標本４の面に対して面対称となる。As shown in FIG. 3, the first and second Nomarski prisms (N1, N2) are constructed by joining two wedge-shaped birefringent elements so that their optical axes are orthogonal to each other. The optical axes of the prisms (N1, N2) of the birefringent element on the biological specimen 4 side are parallel to the paper surface of FIG. 2 but are inclined to each other with respect to the plane perpendicular to the optical axis. Then, the first and second Nomarski prisms (N1
, N2) are arranged so that the respective polarization separation surfaces (D11, D21) are plane-symmetric with respect to the surface of the biological specimen 4. Therefore, the apparent polarization separation surface D11 'when the first Nomarski prism N1 is viewed from the condenser lens 3 side and the apparent polarization separation surface D11' when the observation side Nomarski prism N2 is viewed from the objective lens 5 side. The plane D21 'is plane-symmetric with respect to the plane of the biological specimen 4.
【００３０】以上の構成により、コンデンサーレンズ３
と対物レンズ５とは、照明側のノマルスキープリズムＮ
1 の見掛け上の偏光分離面Ｄ11’をリレーして、観察側
のノマルスキープリズムＮ２の見掛け上の偏光分離面Ｄ
11’の像ＲＤ11’を形成する作用を持つが、この像ＲＤ
11’は、ノマルスキープリズムＮ２中の見掛け上の偏光
分離面Ｄ21’とは全く同一の傾きで形成されて、像ＲＤ
11’と見掛け上の偏光分離面Ｄ21’とが完全に合致す
る。この結果、光軸近傍の２つの光線（Ｌ1 ，Ｌ2 ）及
び光軸から離れた所の２つの光線（Ｌ3 ，Ｌ4 ）は、第
２のノマルスキープリズムＮ２にて完全に同一光路上を
進行することとなり、拡大像６は極めて高いコントラス
トを持つ像となる。With the above configuration, the condenser lens 3
And the objective lens 5 are the Nomarski prism N on the illumination side.
The apparent polarization separation surface D11 'of 1 is relayed, and the apparent polarization separation surface D of the Nomarski prism N2 on the observation side is relayed.
11 'has the function of forming the image RD 11', but this image RD
11 'is formed with the same inclination as the apparent polarization splitting surface D21' in the Nomarski prism N2, and the image RD is formed.
11 'and the apparent polarization splitting surface D21' completely match. As a result, the two light rays (L1, L2) near the optical axis and the two light rays (L3, L4) away from the optical axis must travel completely on the same optical path at the second Nomarski prism N2. Therefore, the magnified image 6 has an extremely high contrast.
【００３１】次に、図４を参照しながら第２実施例を説
明する。第２実施例が図１に示した第１実施例と異なる
点は、照明光学系において、コレクターレンズ２と第１
の偏光板Ｐとの間に補助コンデンサーレンズ３Ａを配置
し、また観察光学系において、第２の偏光板Ａと拡大像
６（又は接眼レンズ７）との間に補助対物レンズ５Ｂを
配置した点である。この構成により、第２実施例では、
コレクターレンズ２を通過した照明光を補助コンデンサ
ーレンズ３Ａにてほぼ平行光束に変換し、第１の偏光板
Ｐ及びウオラストンプリズムＷ１を通過した平行光束を
コンデンサーレンズ３Ｂにて集光してスライドガラスＳ
Ｇ上の生物標本４を照明している。照明された生物標本
４からの光は対物レンズ５Ａによりほぼ平行光束に変換
され、ウオラストンプリズムＷ２及び第２の偏光板Ａを
通過した平行光束を補助対物レンズ５Ｂによって最終的
に拡大像６を形成している。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that in the illumination optical system, the collector lens 2 and the first lens
The auxiliary condenser lens 3A is arranged between the second polarizing plate A and the magnified image 6 (or the eyepiece 7) in the observation optical system. Is. With this configuration, in the second embodiment,
The illumination light passing through the collector lens 2 is converted into a substantially parallel light flux by the auxiliary condenser lens 3A, and the parallel light flux passing through the first polarizing plate P and the Wollaston prism W1 is condensed by the condenser lens 3B and slid. Glass S
The biological specimen 4 on G is illuminated. The light from the illuminated biological specimen 4 is converted into a substantially parallel light flux by the objective lens 5A, and the parallel light flux passing through the Wollaston prism W2 and the second polarizing plate A is finally enlarged by the auxiliary objective lens 5B. Is formed.
【００３２】ここで、コンデンサーレンズ３Ｂと対物レ
ンズ５Ａとは共に同一の焦点距離で同一のレンズ構成を
有しており、また第１及び第２ウオラストンプリズム
（Ｗ１，Ｗ２）は、これらの偏光分離面が生物標本４の
面に対して面対称となるように配置されている。従っ
て、拡大像６は極めて高いコントラストを持つ像とな
り、接眼レンズ７を通して拡大像６が高いコントラスト
のもとで観察される。特に、第２実施例では第１及び第
２のウオラストンプリズム（Ｗ１，Ｗ２）は共に平行光
束中に配置されるため、各ウオラストンプリズム（Ｗ
１，Ｗ２）中にて発生する収差が殆どなく、対物レンズ
５Ａと補助対物レンズ５Ｂとにより形成される拡大像６
は極めて良好となる。Here, both the condenser lens 3B and the objective lens 5A have the same lens structure with the same focal length, and the first and second Wollaston prisms (W1 and W2) have the same structure. The polarized light separating surface is arranged so as to be plane-symmetric with respect to the surface of the biological specimen 4. Therefore, the magnified image 6 becomes an image having extremely high contrast, and the magnified image 6 is observed through the eyepiece lens 7 under high contrast. Particularly, in the second embodiment, since the first and second Wollaston prisms (W1, W2) are both arranged in the parallel light flux, each Wollaston prism (W
1, W2), there is almost no aberration occurring, and the magnified image 6 formed by the objective lens 5A and the auxiliary objective lens 5B
Is extremely good.
【００３３】なお、図４に示した第２実施例における補
助コンデンサーレンズ３Ａの焦点距離は補助対物レンズ
５Ｂの焦点距離よりも短くなっているが、第１のウオラ
ストンプリズムと第２ウオラストンプリズムとが生物標
本４の面に対して面対称となるように配置され、またコ
ンデンサーレンズ３Ｂと対物レンズ５Ａとが同一焦点距
離で同一構成を持ち、コンデンサーレンズ３Ｂの各レン
ズ面と対物レンズ５Ａとの各レンズ面とが生物標本４の
面に対して面対称に配置されていれば、拡大像６は極め
て高いコントラストを持つ像となる。Although the focal length of the auxiliary condenser lens 3A in the second embodiment shown in FIG. 4 is shorter than that of the auxiliary objective lens 5B, the first Wollaston prism and the second Wollast are used. Prisms are arranged symmetrically with respect to the surface of the biological specimen 4, the condenser lens 3B and the objective lens 5A have the same focal length and the same configuration, and each lens surface of the condenser lens 3B and the objective lens If the lens surfaces 5A and 5A are arranged plane-symmetrically with respect to the surface of the biological specimen 4, the magnified image 6 becomes an image having extremely high contrast.
【００３４】また、第２実施例では、前述の第１実施例
と同様に生物標本４を保持するステージＳを光軸方向へ
移動させて合焦を行なうことが可能であるが、対物レン
ズ５Ａと補助対物レンズ５Ｂとの間が平行系となってい
るため、対物レンズ５Ａと第２のウオラストンプリズム
Ｗ２とを光軸方向へ一体的に移動させて合焦を行なうこ
とができる。この場合、比較的重いステージＳを移動さ
せることなく、観察光学系の１部の移動による合焦が可
能となるため、迅速な合焦操作が可能となる。In the second embodiment, the stage S holding the biological specimen 4 can be moved in the direction of the optical axis for focusing as in the first embodiment, but the objective lens 5A is used. Since a parallel system is provided between the objective lens 5A and the auxiliary objective lens 5B, the objective lens 5A and the second Wollaston prism W2 can be moved integrally in the optical axis direction for focusing. In this case, focusing can be performed by moving a part of the observation optical system without moving the relatively heavy stage S, so that a quick focusing operation can be performed.
【００３５】また、第２実施例では、複屈折素子として
ウオラストンプリズムを用いているが、この代わりにノ
マルスキープリズムを用いても良い。以上の各実施例で
は、観察光学系が生物標本４の上側に、照明光学系が生
物標本４の下側にそれぞれ設けらたる所謂、透過照明型
の正立顕微鏡の例を示したが、本発明は、観察光学系が
生物標本４の下側に、照明光学系が生物標本４の上側に
それぞれ設けらる所謂、透過照明型の倒立顕微鏡に用い
ても同様な効果を期待できる。Although the Wollaston prism is used as the birefringent element in the second embodiment, a Nomarski prism may be used instead. In each of the above embodiments, an example of a so-called transillumination type upright microscope in which the observation optical system is provided above the biological specimen 4 and the illumination optical system is provided below the biological specimen 4 has been shown. The same effect can be expected when the invention is used in a so-called transillumination inverted microscope in which the observation optical system is provided below the biological specimen 4 and the illumination optical system is provided above the biological specimen 4.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の微
分干渉顕微鏡に僅かな改良を加えるだけで、従来よりも
高いコントラストのもとで生物標本等の透明位相物体を
観察することができる。さらに、試料面に対して対向し
て配置されるコンデンサーレンズと対物レンズとの焦点
距離を等しくすれば、コンデンサーレンズと対物レンズ
とにより再結像される照明側の複屈折光学部材の見掛け
上の偏光分離面の像を観察側の複屈折光学部材の見掛け
上の偏光分離面上に完全に合致させることができ、より
一層高いコントラストを持つ透明位相物体の像を観察す
ることが可能となる。As described above, according to the present invention, it is possible to observe a transparent phase object such as a biological specimen under a higher contrast than the conventional one, by slightly improving the conventional differential interference microscope. it can. Furthermore, if the focal lengths of the condenser lens and the objective lens, which are arranged facing each other with respect to the sample surface, are made equal, the apparent birefringent optical member on the illumination side is re-imaged by the condenser lens and the objective lens. The image of the polarization splitting surface can be perfectly matched with the apparent polarization splitting surface of the observation-side birefringent optical member, and the image of the transparent phase object having higher contrast can be observed.
【００３７】また、標本を挟んでコンデンサーレンズと
対物レンズとが完全対称形とした場合には、瞳に関する
収差がコンデンサーレンズと対物レンズとによって相殺
されるため、コンデンサーレンズと対物レンズとにより
再結像される照明側の複屈折光学部材の見掛け上の偏光
分離面の像の悪化を何ら招かない。従って、最終的に観
察される干渉像はより一層良好となる。Further, when the condenser lens and the objective lens are made completely symmetrical with the sample interposed therebetween, aberrations related to the pupil are canceled by the condenser lens and the objective lens, so that the condenser lens and the objective lens are recombined. It does not cause any deterioration of the image of the apparent polarization splitting surface of the birefringent optical member on the illumination side to be imaged. Therefore, the finally observed interference image becomes much better.
【図１】本発明による微分干渉顕微鏡の第１実施例の光
学系全体を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an entire optical system of a first embodiment of a differential interference microscope according to the present invention.
【図２】図１に示す第１実施例の主要部分の様子を示す
拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a state of a main part of the first embodiment shown in FIG.
【図３】図１に示す第１実施例の変形例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the first embodiment shown in FIG.
【図４】本発明による微分干渉顕微鏡の第２実施例の光
学系全体を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an entire optical system of a second embodiment of the differential interference microscope according to the present invention.
【図５】従来の透過照明型の微分干渉顕微鏡の構成を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional transillumination type differential interference microscope.
【図６】図５に示す従来の微分干渉顕微鏡の主要部分の
様子を示す拡大図である。6 is an enlarged view showing a state of a main part of the conventional differential interference microscope shown in FIG.
【図７】（ａ）は図６に示す従来の微分干渉顕微鏡の第
１ウオラストンプリズムの様子を示す図、（ｂ）は図６
に示す従来の微分干渉顕微鏡の第２ウオラストンプリズ
ムの様子を示す図である。7A is a diagram showing a state of a first Wollaston prism of the conventional differential interference microscope shown in FIG. 6, and FIG. 7B is a diagram showing FIG.
It is a figure which shows the mode of the 2nd Wollaston prism of the conventional differential interference microscope shown in FIG.
【図８】従来の落射照明型の金属用の微分干渉顕微鏡の
構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional epi-illumination type differential interference microscope for metal.
【図９】図８に示す従来の落射照明型の金属用の微分干
渉顕微鏡を応用して生物標本を観察する時の様子を示す
図である。FIG. 9 is a diagram showing a state when a biological specimen is observed by applying the conventional epi-illumination type differential interference microscope for metal shown in FIG.
１・・・・・光源 ２・・・・・コレクターレンズ ３・・・・・コンデンサーレンズ ４・・・・・標本面（試料面） ５・・・・・対物レンズ ６・・・・・拡大像（干渉像） Ｗ、Ｗ１、Ｗ２・・・・・ウオラストンプリズム Ｎ１、Ｎ２・・・・・ノマルスキープリズム Ｐ・・・・・偏光板（偏光子） Ａ・・・・・偏光板（検光子） 1-Light source 2--Collector lens 3--Condenser lens 4--Sample surface (sample surface) 5--Objective lens 6-Enlarge Image (interference image) W, W1, W2: Wollaston prism N1, N2: Nomarski prism P: Polarizing plate (polarizer) A: Polarizing plate ( Analyzer)
Claims (4)
の照明光束を集光して被検物を照明するコンデンサーレ
ンズとを持つ照明光学系と、該照明光学系により照明さ
れた前記被検物からの光束を集光して前記被検物の拡大
像を形成する対物レンズを持つ観察光学系とを有し、 前記照明光学系は、前記照明光束の偏光方向を揃える第
１偏光部材と、該第１偏光部材を介した光束に基づい
て、前記照明光学系の光軸を含む第１面と平行な方向で
直線偏光する第１光束と該第１面と垂直な方向で直線偏
光する第２光束とを分離生成し、前記第１及び第２光束
を前記コンデンサーレンズを介して前記被検物へ導くた
めの第１複屈折光学部材とを有し、 前記観察光学系は、前記第１複屈折光学部材により分離
された前記第１及び第２光束を前記対物レンズを介して
同一光路上に導くための第２複屈折光学部材と、該第２
複屈折光学部材を介した前記第１及び第２光束を干渉さ
せる第２偏光部材とを有する微分干渉顕微鏡において、 前記第１及び第２複屈折光学部材はそれぞれ偏光分離面
を有し、 前記第１複屈折光学部材の偏光分離面と前記第２複屈折
光学部材の偏光分離面とは、前記被検物面に対して面対
称に配置されることを特徴とする微分干渉顕微鏡。1. An illumination optical system having a light source section for supplying an illumination luminous flux and a condenser lens for condensing the illumination luminous flux from the light source section to illuminate an object to be inspected, and the illumination optical system illuminated by the illumination optical system. An illumination optical system having an objective lens that collects a light beam from the object to be examined and forms an enlarged image of the object to be inspected, wherein the illumination optical system has a first polarization that aligns the polarization directions of the illumination light beam. A first light flux that is linearly polarized in a direction parallel to the first surface including the optical axis of the illumination optical system based on the light flux that has passed through the member and the first polarization member, and a straight line that is perpendicular to the first surface. A second birefringent optical member for separately generating a polarized second light beam and guiding the first and second light beams to the object to be measured via the condenser lens; and the observation optical system, The first and second light beams separated by the first birefringent optical member are used as the objective. A second birefringent optical member for guiding the same optical path through the lens, said second
A differential interference microscope having a second polarizing member that interferes the first and second light fluxes via a birefringent optical member, wherein the first and second birefringent optical members each have a polarization splitting surface, and 1. The differential interference microscope, wherein the polarization splitting surface of the birefringent optical member and the polarization splitting surface of the second birefringent optical member are arranged symmetrically with respect to the object surface.
と同一の焦点距離を有することを特徴とする請求項１記
載の微分干渉顕微鏡。2. The differential interference microscope according to claim 1, wherein the condenser lens has the same focal length as the objective lens.
複屈折光学部材との間に、照明光束を集光して該集光光
を前記コンデンサーレンズへ導く補助コンデンサーレン
ズを有し、 前記観察光学系は、前記第２複屈折光学部材と前記拡大
像との間に、前記対物レンズを介した光束を集光する補
助対物レンズを有することを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の微分干渉顕微鏡。3. The illumination optical system includes the light source unit and the first light source unit.
Between the birefringent optical member, an auxiliary condenser lens that condenses the illumination light flux and guides the condensed light to the condenser lens, and the observation optical system includes the second birefringent optical member and the magnified image. The differential interference microscope according to claim 1 or 2, further comprising: an auxiliary objective lens for condensing a light flux that has passed through the objective lens.
と同一なレンズ構成を持ち、前記コンデンサーレンズの
各レンズ面と前記対物レンズとの各レンズ面とは、前記
被検物面に対して面対称に配置されることを特徴とする
請求項１乃至請求項３記載の微分干渉顕微鏡。4. The condenser lens has the same lens configuration as the objective lens, and each lens surface of the condenser lens and each lens surface of the objective lens are plane-symmetric with respect to the object surface. 4. The differential interference microscope according to claim 1, wherein the differential interference microscope is arranged.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045435A JPH07253545A (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Differantial interference microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045435A JPH07253545A (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Differantial interference microscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07253545A true JPH07253545A (en) | 1995-10-03 |
Family
ID=12719241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6045435A Pending JPH07253545A (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Differantial interference microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07253545A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19626261A1 (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-02 | Nikon Corp | IC pattern and metal surface test object observation differential interference microscope |
| JP2014026111A (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Institute Of Microchemical Technology | Differential interference thermal lens microscope |
| JP2016508600A (en) * | 2013-01-24 | 2016-03-22 | ラムダ − エックス | Improvements in or related to hyperspectral imaging |
| WO2019224405A1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Fundació Institut De Ciències Fotòniques | Apparatus for exploring an optical property of a sample |
| CN115166062A (en) * | 2022-08-22 | 2022-10-11 | 天津大学 | All-optical ultrasonic detector based on differential interference and detection method |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP6045435A patent/JPH07253545A/en active Pending
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| US11686680B2 (en) | 2018-05-23 | 2023-06-27 | Fundació Institut De Ciències Fotôniques | Apparatus for exploring an optical property of a sample |
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| CN115166062B (en) * | 2022-08-22 | 2024-06-11 | 天津大学 | All-optical ultrasonic detector based on differential interference and detection method |
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