光觀察裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種光觀察裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在專利文獻(xiàn)1中，記載了使用了能夠任意地轉(zhuǎn)換光的波前形狀的波前轉(zhuǎn)換元件的 激光掃描裝置。該激光掃描裝置包括配置在激光束的光路中的光束分支元件、光束擴(kuò)展器、 波前轉(zhuǎn)換元件、用于聚光于標(biāo)本面上的物鏡、光檢測(cè)器和控制裝置。波前轉(zhuǎn)換元件由W能夠 利用控制裝置獨(dú)立地控制被微小地分割的各區(qū)域的方式構(gòu)成的液晶元件構(gòu)成。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1;日本特開平11-326860號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0007] 近年來(lái)，正在研究通過(guò)使用了空間光調(diào)制器的相位調(diào)制進(jìn)行顯微鏡觀察中的對(duì)象 物的照明光或激光加工用途的激光的生成。根據(jù)該樣的光照射方式，能夠通過(guò)控制空間光 調(diào)制器的相位分布（全息圖）來(lái)實(shí)現(xiàn)具有例如圓環(huán)形狀、矩形環(huán)狀或直線狀等的所期望的 強(qiáng)度分布的照射光。
[000引此外，在該樣的光照射方式中，能夠通過(guò)控制空間光調(diào)制器的相位分布，使相位調(diào) 制后的光下，稱為調(diào)制光）的光軸方向上的聚光位置也任意地變化。因此，能夠使調(diào)制 光聚光在觀察對(duì)象物的任意的深度。但是，在對(duì)被照射調(diào)制光的部位進(jìn)行觀察的情況下，或 者在取得該部位的圖像的情況下等，如果如上所述聚光位置在深度方向發(fā)生變化，則需要 使觀察光像的焦點(diǎn)與該聚光位置的變化對(duì)應(yīng)地變更，作業(yè)變得繁雜。
[0009] 本發(fā)明是有鑒于該樣的問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于提供即使在使調(diào)制光的聚 光位置在光軸方向上變化的情況下，也能夠容易地獲得照射部位的觀察光像的光觀察裝 置。
[0010] 解決問(wèn)題的技術(shù)手段
[0011] 為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明的光觀察裝置，其特征在于，是用于對(duì)來(lái)自觀察對(duì)象 物的被觀察光進(jìn)行攝像的光觀察裝置，包括：輸出光的光源；空間光調(diào)制器，其具有包括二 維排列的多個(gè)區(qū)域的相位調(diào)制面，在相位調(diào)制面顯示菲涅爾型開諾全息照片，通過(guò)按多個(gè) 區(qū)域的每個(gè)區(qū)域調(diào)制光的相位而生成調(diào)制光，并將調(diào)制光向觀察對(duì)象物射出；對(duì)來(lái)自觀察 對(duì)象物的被觀察光進(jìn)行攝像的攝像光學(xué)系統(tǒng)；使攝像光學(xué)系統(tǒng)移動(dòng)的光學(xué)系統(tǒng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)； 和控制部，其W與菲涅爾型開諾全息照片引起的調(diào)制光的聚光位置的變化對(duì)應(yīng)地使攝像光 學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)位置變化的方式控制光學(xué)系統(tǒng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0012] 在該光觀察裝置中，光學(xué)系統(tǒng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)使對(duì)來(lái)自觀察對(duì)象物的被觀察光進(jìn)行攝像 的攝像光學(xué)系統(tǒng)在觀察光像的光軸方向上移動(dòng)。再有，該光學(xué)系統(tǒng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)被控制部控制， 使得與起因于開諾全息照片的調(diào)制光的聚光位置的變化對(duì)應(yīng)地使攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)位 置變化（典型的是使得攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)位置靠近調(diào)制光的聚光位置）。根據(jù)該樣的結(jié) 構(gòu)，在調(diào)制光的聚光位置在光軸方向上發(fā)生變化時(shí)，能夠不麻煩操作者地使照射部位的觀 察光像的焦點(diǎn)自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)。因此，根據(jù)上述的光觀察裝置，即使在使調(diào)制光的聚光位置在光 軸方向上變化的情況下，也能夠容易地獲得照射部位的觀察光像。
[001引發(fā)明的效果
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的光觀察裝置，即使在使調(diào)制光的聚光位置在光軸方向上變化的情況 下，也能夠容易地獲得照射部位的觀察光像。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的光觀察裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0016] 圖2是概略地表示作為空間光調(diào)制器的一個(gè)例子的LCoS型的空間光調(diào)制器的截 面圖。
[0017] 圖3(a)是表示利用一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)算方法計(jì)算出的菲涅爾型開諾全息照片的 例子的圖像，化）是表示根據(jù)該開諾全息照片照射至觀察對(duì)象物的調(diào)制光的形狀的圖。
[0018] 圖4(a)是表示利用一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)算方法計(jì)算出的菲涅爾型開諾全息照片的 例子的圖像，化）是表示根據(jù)該開諾全息照片照射至觀察對(duì)象物的調(diào)制光的形狀的圖。
[0019] 圖5(a)是表示利用一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)算方法計(jì)算出的菲涅爾型開諾全息照片的 例子的圖像，化）是表示根據(jù)該開諾全息照片照射至觀察對(duì)象物的調(diào)制光的形狀的圖。
[0020] 圖6是概念性地表示對(duì)觀察對(duì)象物立體地照射調(diào)制光的情形的圖。
[0021] 圖7是表示作為第一變形例的光觀察裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0022] 圖8是表示作為第二變形例的光觀察裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0023] 圖9是表示作為第S變形例的光觀察裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] W下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的光觀察裝置的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。另外，在附圖 的說(shuō)明中，對(duì)同一要素標(biāo)注同一符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0025] 圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所設(shè)及的光觀察裝置1A的結(jié)構(gòu)的圖。在一個(gè) 例子中，本實(shí)施方式的光觀察裝置1A是光學(xué)顯微鏡等的用于對(duì)觀察對(duì)象物進(jìn)行攝像的光 觀察裝置。此外，在另一個(gè)例子中，光觀察裝置1A是在激光加工中通過(guò)對(duì)加工對(duì)象物照射 激光而對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行加工，并對(duì)所加工之處的狀態(tài)進(jìn)行觀察的光觀察裝置。另外，在圖 1中，無(wú)論是觀察對(duì)象物還是加工對(duì)象物均作為觀察對(duì)象物B進(jìn)行表示。
[0026] 如圖1所示，光觀察裝置1A包括光源10、前級(jí)光學(xué)系統(tǒng)11、空間光調(diào)制器 (SpatialLi曲tMo化lator;SLM)20、后級(jí)光學(xué)系統(tǒng)12A、支承觀察對(duì)象物B的平臺(tái)13、平臺(tái) 移動(dòng)機(jī)構(gòu)14、攝像光學(xué)系統(tǒng)15、光學(xué)系統(tǒng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)16和控制部19。
[0027] 光源10輸出規(guī)定波長(zhǎng)的光L1。優(yōu)選光L1具有單色且一定程度的相干性，例如為 激光。此外，作為光L1，雖然也可W為來(lái)自L邸等的光等相干性低的光，但是存在在光L1中 含有多個(gè)波長(zhǎng)成分的情況、需要利用色彩校正透鏡等進(jìn)行校正的情況。
[002引前級(jí)光學(xué)系統(tǒng)11與光源10光學(xué)禪合，將從光源10輸出的光L1導(dǎo)向空間光調(diào)制 器20。前級(jí)光學(xué)系統(tǒng)11例如能夠包括光束擴(kuò)展器或空間濾光器等的光學(xué)系統(tǒng)。此外，前級(jí) 光學(xué)系統(tǒng)11例如能夠包括分束器、波長(zhǎng)板、偏振光鏡和透鏡等的各種光學(xué)部件。作為一個(gè) 例子，圖1所示的前級(jí)光學(xué)系統(tǒng)11包括空間濾光器11a和準(zhǔn)直透鏡1化。
[0029] 空間光調(diào)制器20具有包括二維排列的多個(gè)區(qū)域的相位調(diào)制面20a，通過(guò)按該多個(gè) 區(qū)域的每個(gè)區(qū)域調(diào)制光L1的相位，生成調(diào)制光L2。在相位調(diào)制面20a，對(duì)應(yīng)于從控制部19 提供的控制信號(hào)S1，顯示菲涅爾型開諾全息照片。另外，開諾全息照片是指相位的空間信 息。空間光調(diào)制器20通過(guò)后級(jí)光學(xué)系統(tǒng)12A向觀察對(duì)象物B照射調(diào)制光L2。關(guān)于菲涅爾 型開諾全息照片的計(jì)算方法，在之后說(shuō)明。另外，在相位調(diào)制面20a顯示的也可W是使規(guī)定 的調(diào)制圖案重疊于菲涅爾型開諾全息照片后的相位的空間信息。
[0030] 作為空間光調(diào)制器20,能夠應(yīng)用電尋址型的液晶元件、光尋址型的液晶元件、可變 鏡型的光調(diào)制器等各種方式的光調(diào)制器。此外，本實(shí)施方式的空間光調(diào)制器20也可W為透 過(guò)型和反射型中的任一型。
[0031] 圖2是概略地表示作為本實(shí)施方式的空間光調(diào)制器20的一個(gè)例子的LCoS型的空 間光調(diào)制器的截面圖，表示沿光L1的光軸的截面。該空間光調(diào)制器20包括透明基板21、娃 基板22、多個(gè)像素電極23、液晶層24、透明電極25、取向膜26a和26b、電介質(zhì)鏡27W及間 隔部件28。其中，多個(gè)像素電極23、液晶層24、透明電極25、取向膜26a和26bW及電介質(zhì) 鏡28構(gòu)成相位調(diào)制面20a。
[0032] 透明基板21由透過(guò)光L1的材料構(gòu)成，沿娃基板22的主面配置。多個(gè)像素電極 23在娃基板22的主面上排列成二維格子狀，構(gòu)成空間光調(diào)制器20的各像素。透明電極25 配置在與多個(gè)像素電極23相對(duì)的透明基板21的面上。液晶層24配置在多個(gè)像素電極23 與透明電極25之間。取向膜26a配