观察装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种即使是在使用每一个像素的读出速度为低速的光检测器的情况下也能够以高灵敏度高速地获得移动的对象物的相位图像的观察装置。观察装置（1）具备光源部（10）、第1调制器（20）、第2调制器（30）、透镜（40）、射束分离器（41）、光检测器（46）以及运算部（50）。透镜（40）输入在移动的对象物（2）所产生的散射光而形成对象物（2）的傅里叶变换图像。光检测器（46）关于u方向的各个位置在各个时刻输出表示以对应于经过透镜（40）到达受光面上的各个位置的光的多普勒频移量的频率进行随时间变化的数据的关于v方向的总和的数据。运算部（50）根据光检测器（46）的输出而获得对象物（2）的图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及观察对象物的相位图像的装置。
技术介绍
细胞或玻璃体等无色透明的对象物(相位物体)因为根据在光被照射到该对象物的时候所产生的透过光的强度分布(振幅图像)进行观察是困难的，所以要根据该透过光的相位分布(相位图像)进行观察。作为这样的观察对象物的相位图像的装置，可以列举相位差显微镜或者微分干涉显微镜。但是，这些装置不能够获得对象物的光学性厚度的定量信肩、O作为观察对象物的相位图像而获得定量信息的技术，众所周知的是使用专利文献I或者非专利文献I所记载的相移(phase shift)法的技术。在这些根据相移法的观察装 置中，从光源输出的波长λ的光被两分支，I个分支光透过对象物并被作为物体光，另一个分支光被作为参照光，从而对由这些物体光和参照光的干涉而引起的二维图像进行摄像。于是，参照光的光路长度被作为每λ/4而不同的光路长度并获得4枚二维图像。对于这4枚二维图像实施规定的运算从而获得对象物的振幅图像以及相位图像。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利第3471556号公报非专利文献非专利文献I :F. Le Clerc, et al, ‘Numerical heterodyne holography withtwo-dimensional photodetector arrays, ’ Optics Letters, Vol. 25, No. 10, pp. 716-718(2000).
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在使用了专利文献I或者非专利文献I所记载的相移法的观察装置中，在获得4枚二维图像的期间，需要对象物为静止的状态。对于获得移动的对象物的相位图像来说，需要使用帧频高且可以高速摄像的光检测器，从而在可以认为对象物静止的期间获得4枚二维图像。但是，可以高速摄像的光检测器，价格高，或者，像素数少且空间分辨率差。另外，即使在曝光时间内，因为最多也是在可以认为对象物静止的期间内，所以从SN的方面来看，画质也差且灵敏度也低。本专利技术是为了解决上述问题而完成的专利技术，其目的在于，提供一种即使是在使用每一个像素的读出速度为低速的光检测器的情况下也能够获得移动的对象物的相位图像的观察装置。例如，其目的在于，提供一种与具有纵m、横η的像素的二维检测器相比较能够以η倍的速度高速地获得移动的对象物的相位图像，进一步能够获得对在视野内移动的物体进行多重曝光的效果，SN提高且灵敏度也提高的观察装置。解决问题的技术手段本专利技术的观察装置，其特征在于，具备(1)光源部，将光照射到移动的对象物；(2)检测部，将在通过由所述光源部进行的光照射而在所述对象物产生的散射光中到达规定平面的光中由于对象物的移动而引起的多普勒频移(Doppler shft)效应成为一定的规定平面上的方向作为第I方向，将垂直于该第I方向的规定平面上的方向作为第2方向，此时，对于第I方向的各个位置在各个时刻输出表示以对应于到达规定平面上的各个位置的光的多普勒频移量的频率进行随时间变化的数据的关于第2方向的总和的数据；(3)运算部，进行关于将规定平面上的第I方 向的位置以及时刻作为变量的数据的与时刻变量相关的傅里叶变换、以及关于该傅里叶变换后的数据的二维傅里叶变换，将由该二维傅里叶变换获得的数据作为对象物的图像来加以获得。在此，第I方向是垂直于对象物的移动方向的方向，第2方向是平行于对象物的移动方向的方向。在本专利技术的观察装置中，移动的对象物由光源部而被照射光，从而产生散射光。该散射光接受对应于散射方向的量的多普勒频移。该散射光被检测部接收。将在到达规定平面的光中由于对象物的移动而引起的多普勒频移效应成为一定的规定平面上的方向作为第I方向，将垂直于该第I方向的规定平面上的方向作为第2方向。对于第I方向的各个位置在各个时刻从检测部输出表示以对应于经过光学系统而到达规定平面上的各个位置的光的多普勒频移量的频率进行随时间变化的数据的关于第2方向的总和的数据。在运算部中，进行关于将规定平面上的第I方向的位置以及时刻作为变量的数据的与时刻变量相关的傅里叶变换、关于该傅里叶变换后的数据的二维傅里叶变换，从而由该二维傅里叶变换获得的数据作为对象物的图像而获得。检测部包含(a)光学系统,输入从光源部输出的光,在对象物2的后段将该输入的光分割为两个而作为第I光以及第2光，在用调制器调制第2光之后，在规定平面上使第I光与该调制后的第2光发生外差干涉(heterodyne interferometry) ； (b)光检测器,在规定平面上具有受光面并在该受光面上在第I方向上具有像素构造。运算部具备进行与时刻变量相关的一维傅里叶变换的第I傅里叶变换部、进行二维傅里叶变换的第2傅里叶变换部；第2傅里叶变换部也可以具备进行与频率相关的一维傅里叶变换的第3傅里叶变换部、进行与第I方向相关的一维傅里叶变换的第4傅里叶变换部的傅里叶变换部。本专利技术的观察装置中，也可以进一步具备配置于光源部与检测部之间的透镜，检测部的受光面被配置于透镜的第I方向上的后焦点面，且被配置于透镜的第2方向上的后焦点面，并以光源部、透镜、检测部、第I傅里叶变换部、第3傅里叶变换部、第4傅里叶变换部的顺序进行配置。本专利技术的观察装置中，也可以进一步具备配置于光源部与检测部之间的透镜，检测部的受光面被配置于由透镜而在第I方向上形成对象物的夫琅和费衍射(Fraunhoferdiffraction)图像的面，且被配置于在第2方向上形成对象物的夫琅和费衍射图像的面上，并以光源部、透镜、检测部、第I傅里叶变换部、第3傅里叶变换部、第4傅里叶变换部的顺序进行配置。本专利技术的观察装置中，也可以进一步具备配置于光源部与检测部之间的透镜，检测部的受光面被配置于由透镜而在第I方向上形成对象物的夫琅和费衍射图像的面，且被配置于在第2方向上形成对象物的图像的成像面，并以光源部、透镜、检测部、第I傅里叶变换部、第3傅里叶变换部、第4傅里叶变换部的顺序进行配置。本专利技术的观察装置中，也可以进一步具备配置于光源部与检测部之间的透镜，检测部的受光面被配置于由透镜而在第I方向上形成对象物的夫琅和费衍射图像的面，且被配置于在第2方向上形成对象物的菲涅耳衍射(Fresnel diffraction)图像的面,并以光源部、透镜、检测部、第I傅里叶变换部、第3傅里叶变换部、第4傅里叶变换部的顺序进行配置。本专利技术的观察装置中，也可以进一步具备配置于光源部与检测部之间的透镜，检测部的受光面被配置于由透镜而在第I方向上形成对象物的图像的成像面，且被配置于在第2方向上形成对象物的夫琅和费衍射图像的面，并以光源部、透镜、检测部、第I傅里叶变 换部、第4傅里叶变换部、第3傅里叶变换部、第4傅里叶变换部的顺序进行配置，透镜进行与第I方向相关的一维傅里叶变换。本专利技术的观察装置中，也可以进一步具备配置于光源部与检测部之间的透镜，检测部的受光面被配置于由透镜而在第I方向上形成对象物的图像的成像面，且被配置于在第2方向上形成对象物的图像的成像面，并以光源部、透镜、检测部、第I傅里叶变换部、第4傅里叶变换部、第3傅里叶变换部、第4傅里叶变换部的顺序进行配置，透镜进行与第I方向相关的一维傅里叶变换。本专利技术的观察装置中，也可以进一步具备配置于光源部与检测部之间的透镜，检测部的受光面被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井秀直，藤本正俊，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：
国别省市：