置在液晶层24与透明电极25之间，取向膜2化配置在 液晶层24与多个像素电极23之间。电介质镜27配置在取向膜2化与多个像素电极23之 间。电介质镜27将从透明基板21入射并透过液晶层24后的光L1反射，再次从透明基板 21射出。
[0033] 此外，空间光调制器20进一步具备对施加至多个像素电极23与透明电极25之间 的电压进行控制的像素电极电路（有源矩阵驱动电路）29。当从像素电极电路29对任意的 像素电极23施加电压时，该像素电极23上的液晶层24的折射率与该像素电极23与透明 电极25之间产生的电场的大小相对应地发生变化。因此，透过液晶层24的该部分的光L1 的光路长度发生变化，于是，光L1的相位发生变化。再有，通过对多个像素电极23施加各 种大小的电压，能够将相位调制量的空间的分布电写入，能够根据需要显示各种开诺全息 照片。因此，构成相位调制面20a的区域的最小单位与像素电极23的大小对应。
[0034] 再次参照图1。后级光学系统12A具有前级透镜12a和后级透镜12b。前级透镜 12a是凸透镜，与空间光调制器20的相位调制面20a光学禪合。此外，后级透镜1化是所谓 的物镜，配置在前级透镜12a与观察对象物B之间，一个面与前级透镜12a光学禪合，另一 个面与观察对象物B光学禪合。另外，后级透镜1化也可W为凸透镜。后级光学系统12A 通过具有该样的结构，将相位调制面20a与观察对象物B光学禪合。
[0035] 平台13支承观察对象物B。本实施方式的平台13能够利用平台移动机构14沿 调制光L2的光轴方向（图中的箭头A1)移动，该样的平台13的移动的结果是，观察对象物 B沿调制光的光轴方向移动。另外，平台移动机构14是本实施方式中的观察对象物移动机 构。平台移动机构14W由从控制部19提供的控制信号S2表示的方向（前方向或后方向） 和移动量使平台13移动。
[0036] 摄像光学系统15相对于支承观察对象物B的平台13配置在与观察对象物B相反 侦U，为了取得透过观察对象物B和平台13的被观察光L3(观察光像）的图像而设置。
[0037] 摄像光学系统15包括成像透镜15a和检测器15b。成像透镜15a的一个面与观察 对象物B光学禪合，另一个面与检测器15b的光检测面光学禪合。成像透镜15a使在观察 对象物B中透过后的被观察光L3朝向检测器巧b成像。此外，检测器巧b对与观察对象物 B相关的被观察光L3的光像进行摄像而生成图像数据。检测器巧b可W为一维传感器、二 维图像传感器和分光器中的任一种，或者也可W同时使用它们。另外，在检测器巧b为一维 传感器的情况下，也可W在成像透镜15a与检测器巧b之间配置针孔，构成共焦点系统。此 夕F，也可W在成像透镜15a与检测器巧b之间设置中继透镜等光学系统和/或滤光器等光 学部件。
[003引光学系统移动机构16是用于使摄像光学系统15沿摄像光学系统15中的被观察 光L3的光轴方向移动的机构。光学系统移动机构16包括用于使成像透镜15a沿该成像透 镜15a的被观察光L3的光轴方向（图中的箭头A2)移动的机构16a、和用于使检测器15b 沿该检测器15b的被观察光L3的光轴方向（图中的箭头A3)移动的机构16b。
[0039] 机构16aW由从控制部19提供的控制信号S3表示的方向（前方向或后方向）和 移动量使成像透镜15a移动。机构16bW由从控制部19提供的控制信号S4表示的方向 (前方向或后方向）和移动量使检测器巧b移动。另外，光学系统移动机构16也可W为使 成像透镜15a或检测器15b的任一方在光轴方向上移动的机构。
[0040] 控制部19W向观察对象物B照射具有所期望的截面形状的调制光L2的方式将与 菲涅尔型开诺全息照片相关的控制信号S1赋予空间光调制器20。此处，作为空间光调制器 20所表示的菲涅尔型开诺全息照片的计算方法的例子，对反向传播的计算方法进行说明。
[0041] 在本实施方式中，W被空间光调制器20调制后的调制光L2的再生像面与观察对 象物B重叠的方式设定。当假定该再生像面中的调制光L2的图案（祀图案）由M个（其 中，M为2W上的整数）的点光源构成时，相位调制面20a上的全息图面能够作为来自各点 光源的波前传播函数的总和进行处理。
[004引然后，当令再生像面上的各点光源的坐标为（Xm，y。）（其中，m=0,1，……，M-1) 时，全息图面的各像素的坐标（X。，y。）（其中，a,b=0，1，......，N-1、N为X方向和y方向 上的像素数）上的各点光源的波前传播函数Um(Xg，yb)如W下的数学式（1)那样表示。
[0043][数1]
[0044]
【主权项】
1. 一种光观察装置，其特征在于： 是用于对来自观察对象物的被观察光进行摄像的光观察装置， 包括： 输出光的光源； 空间光调制器，其具有包括二维排列的多个区域的相位调制面，在所述相位调制面显 示菲涅尔型开诺全息照片，通过按所述多个区域的每个区域调制所述光的相位而生成调制 光，并将所述调制光向所述观察对象物射出； 对来自所述观察对象物的所述被观察光进行摄像的摄像光学系统； 使所述摄像光学系统移动的光学系统移动机构；和 控制部，其以与所述菲涅尔型开诺全息照片所引起的所述调制光的聚光位置的变化对 应地使所述摄像光学系统的焦点位置变化的方式控制所述光学系统移动机构。
2. 如权利要求1所述的光观察装置，其特征在于： 所述摄像光学系统对在所述观察对象物中透过后的所述被观察光进行摄像。
3. 如权利要求1或2所述的光观察装置，其特征在于： 还包括使所述观察对象物在所述被观察光的光轴方向上移动的观察对象物移动机构。
4. 如权利要求1~3中的任一项所述的光观察装置，其特征在于： 所述摄像光学系统包括成像透镜，所述光学系统移动机构使所述成像透镜移动。
5. 如权利要求1~4中的任一项所述的光观察装置，其特征在于： 所述摄像光学系统包括摄像装置，所述光学系统移动机构使所述摄像装置移动。
6. 如权利要求1~5中的任一项所述的光观察装置，其特征在于： 所述控制部在向所述观察对象物射出所述调制光的期间中，根据在所述相位调制面显 示的所述菲涅尔型开诺全息照片，以使所述摄像光学系统的焦点位置变化的方式控制所述 光学系统移动机构。
7. 如权利要求1~5中的任一项所述的光观察装置，其特征在于： 所述控制部在向所述观察对象物射出所述调制光后，根据预先存储的所述菲涅尔型开 诺全息照片，以使所述摄像光学系统的焦点位置变化的方式控制所述光学系统移动机构。
【专利摘要】光观察装置(1A)包括：空间光调制器(20)，其在相位调制面(20a)显示菲涅尔型开诺全息照片，对光(L1)的相位进行调制而向观察对象物(B)照射调制光(L2)；对来自观察对象物(B)的被观察光(L3)进行摄像的摄像光学系统(15)；使摄像光学系统(15)在被观察光(L3)的光轴方向上移动的光学系统移动机构(16)；和控制部(19)，其以使摄像光学系统(15)的焦点位置与菲涅尔型开诺全息照片所引起的调制光(L2)的聚光位置的变化对应地变化的方式控制光学系统移动机构(16)。由此，即使在使调制光的聚光位置在光轴方向上发生变化的情况下，也能够实现能够容易地获得照射部位的观察光像的光观察装置。
【IPC分类】G02B21-00, G02B3-08, G02B5-18
【公开号】CN104871064
【申请号】CN201380067052
【发明人】泷口优
【申请人】浜松光子学株式会社
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年12月13日
【公告号】DE112013006111T5, WO2014097996A1