[发明专利]光调制元件

说明书

技术领域

本发明涉及在将结构化照明光投影到对象物的照明装置中使用的光调制元件。

背景技术

近年来，开发了一种显微镜装置，该显微镜装置通过将作为结构化照明光的干涉条纹投影到试样上，解析对根据该干涉条纹和试样的构造而产生的莫尔条纹进行摄影而得到的图像，能够以高于物镜的分辨率极限的分辨率解析试样的构造(例如，参照专利文献1和2、以及非专利文献1)。

在所涉及的现有技术中，显微镜装置使来自光源的光在相互不同的3个方向上进行衍射，通过光闸选择其中的1个方向的+1级衍射光与-1级衍射光，在分别设为S偏振光之后，使其在试样上发生干涉，由此，在试样上产生干涉条纹。另外，解析莫尔条纹的图像，为了得到具有高于物镜的分辨率极限的分辨率的试样的超分辨率图像，在试样上，改变+1级衍射光与-1级衍射光之间的相位差，同时进行多次摄影。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-268004号公报

专利文献2：国际公开第2009-031418号公报

非专利文献

非专利文献1：大内，“構造化照明を利用した超解像顕微鏡N-SIM”、O PLUS E，アドコム·メディア，2012年，第34卷，第9号，p.827-833

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述的显微镜装置中，为了调节+1级衍射光与-1级衍射光之间的相位差，例如，使用圆板状的相位板，该圆板状的相位板构成为对于该光束的光程长根据光束透过的区域不同而不同。然后，通过使该相位板以光轴为中心旋转，来对上述3个方向的1级衍射光的组中的某一个赋予规定的相位差。或者，使+1级衍射光以及-1级衍射光反射，调节朝向试样一方的镜的倾斜度，由此调节+1级衍射光与-1级衍射光之间的相位差。

这样，在上述的显微镜中，为了调节+1级衍射光与-1级衍射光之间的相位差，采用机械地工作的机构。然后，为了将+1级衍射光与-1级衍射光之间的相位差设定为规定量，需要精确地控制该机构的动作。同样地，为了调节用于选择沿着特定方向进行衍射的衍射光的光闸的控制、以及、入射到试样的衍射光的偏振方向，也使用机械地工作的机构。在这样的机械地工作的机构中，从使该机构动作起直到稳定地静止需要耗费时间。如上所述，为了生成超分辨率图像，需要改变衍射光之间的相位差或者衍射光的方向而进行多次摄影，所以机械性的工作机构的动作所需的时间之长成为生成超分辨率图像所需的时间变长的原因。

因此，本发明的目的在于，提供一种不利用机械地工作的零件就能够调节结构化照明光的相位以及偏振方向的光调制元件。

解决技术问题的技术手段

根据本发明的一个方面，提供一种光调制元件。该光调制元件具有：选择衍射元件，使作为具有沿着第1偏振方向的偏振面的直线偏振光的照明光沿着多个方向中的某一个方向进行衍射而生成多个级数的衍射光，并且使多个级数的衍射光之间产生相位差；以及偏振面旋转元件，使多个级数的衍射光的偏振面旋转到与自光轴起的放射方向正交的方向。

在该光调制元件中，优选的是，选择衍射元件包括照明光所入射的液晶层，通过该液晶层使多个级数的衍射光之间产生相位差。

在该光调制元件中，优选的是，选择衍射元件具有表示衍射光栅的空间光调制元件，该衍射光栅使所述照明光在所述多个方向中的被选择的一个方向上进行衍射，且使所述多个级数的衍射光之间产生相位差。

另外，在该光调制元件中，优选的是，选择衍射元件还具有光闸元件，在该光闸元件中，光透过的区域被分割成关于多个方向的各个方向的多个级数的衍射光各自透过的多个部分区域，并且使透过多个部分区域中的、沿着被选择的一个方向进行衍射的多个级数的衍射光各自透过的部分区域以外的部分区域的光衰减。

或者，在该光调制元件中，优选的是，选择衍射元件具有：衍射元件，使照明光沿着多个方向的各个方向进行衍射；光闸元件，使沿着多个方向中的一个方向进行衍射的多个级数的衍射光透过；以及相位调制元件，具有使透过了光闸元件的多个级数的衍射光之间产生相位差的、至少一个第1液晶元件。