JPH08122648A - 微分干渉顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コントラスト増強法との組み合わせにおい
て、最適な解像力が得られる微分干渉顕微鏡を提供す
る。 【構成】 光源７からの光を常光と異常光とに分離して
被観察物体１に照射し、その被観察物体１の像を結像光
学系３により常光および異常光を重ね合わせて結像面に
結像させるようにした微分干渉顕微鏡において、結像光
学系３の結像面に電子撮像素子４を配置し、被観察物体
１に照射される常光および異常光の物体面における分離
幅Δを、観察する光の波長をλ、結像光学系３の観察物
体側の開口数をＮＡとするとき、Δ＜０．２５・λ／Ｎ
Ａを満足するよう構成して、電子撮像素子４からの画像
信号を処理してコントラストを増強する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、細胞やバク
テリア等の微細物体を高解像力で観察するのに用いられ
る微分干渉顕微鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学顕微鏡を用いて、生きた細胞
の微細構造やバクテリア等の外部刺激に対する反応を観
察することが多くなっていることから、より高解像力の
光学顕微鏡が求められてきている。

【０００３】このようなことから、顕微鏡の解像力を向
上させる種々の方法が提案されており、その一つの方法
として、例えば、「Video-Enhanced Contrast, Differe
ntial Interference Contrast(AVEC-DIC) Microscopy：
A New Method Capable of Analyzing Microtubule-Rela
ted Motility in the Reticulopodial Network of Allo
gromia Iaticollaris 」R.D.Allen, N.S.Allen, J.L.Tr
avis, Cell Motility1:291-302 （1981) や、「光学顕
微鏡システム最近の進歩」早川 毅、藤分 秀司、日本
物理学会誌、第40巻、第１号、P.47-55(1985) 等に、コ
ントラスト増強法が開示されている。このコントラスト
増強法を用いれば、従来の目視観察ではコントラストが
低くて識別が困難な画像でも、コストラストが強調され
て識別が可能となる。

【０００４】かかるコントラスト増強法は、微分干渉顕
微鏡と組み合わされることが多く、微分干渉顕微鏡の高
解像力化に効果を奏している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】微分干渉顕微鏡におい
て、観察物体面上での常光と異常光との分離幅は、シェ
ア量と呼ばれており、このシェア量は、微分干渉顕微鏡
の解像力やコントラストを決める重要なパラメータであ
ることが知られている。

【０００６】しかしながら、従来の微分干渉顕微鏡にお
けるシェア量の決定は、理論的解析による物ではなく、
目視観察で最も良く見えるように経験的経過によって決
められている。上記の２つの文献においても、シェア量
については、理論的考察がされていない。

【０００７】また、「光学顕微鏡の解像力の限界」大木
裕史、超解像セミナー講演要旨集、日本分光学会、P.
1-15(1992)や、「Modulation Transfar Function」S. I
noue, VIDEO MICROSCOPY, Plenum publising CO, 5.7,
p122-125 には、微分干渉顕微鏡の結像特性について解
析されているが、これらの文献にも、シェア量が結像特
性に及ぼす影響については何ら言及されていない。

【０００８】このように、従来の微分干渉顕微鏡におい
ては、コントラスト増強法を組み合わせることで、高解
像力化を実現することが行われているが、シェア量につ
いての考慮が成されていないために、必ずしも最適な解
像力が得られないという問題がある。

【０００９】この発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、コントラスト増強法との組み合わせにおいて、最
適な解像力が得られるよう適切に構成した微分干渉顕微
鏡を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、光源からの光を常光と異常光とに分離
して被観察物体に照射し、その被観察物体の像を結像光
学系により常光および異常光を重ね合わせて結像面に結
像させるようにした微分干渉顕微鏡において、前記結像
光学系の結像面に電子撮像素子を配置し、前記被観察物
体に照射される前記常光および異常光の物体面における
分離幅Δを、観察する光の波長をλ、前記結像光学系の
観察物体側の開口数をＮＡとするとき、Δ＜０．２５・
λ／ＮＡを満足するよう構成して、前記電子撮像素子か
らの画像信号を処理してコントラストを増強するように
したことを特徴とするものである。

【００１１】前記分離幅Δは、０．０８・λ／ＮＡ≦Δ
を満足するのが、最適な解像力を得る点で好ましい。

【００１２】

【作用】図１は、この発明の原理を説明するための微分
干渉顕微鏡の一例の構成を示すものである。この微分干
渉顕微鏡は、標本１を照明する照明光学系２と、標本１
の像を拡大して結像する結像光学系３と、この結像光学
系３の結像面に配置した電子撮像素子４と、この電子撮
像素子４からの画像信号を処理してコントラストを増強
する画像処理装置５と、この画像処理装置５で処理され
た画像信号を表示する出力装置６とを有する。

【００１３】照明光学系２は、光源７、偏光子８、ノマ
ルスキープリズム９およびコンデンサレンズ１０を有
し、光源７からの光を偏光子８で直線偏光にしてノマル
スキープリズム９に入射させ、ここで常光と異常光とに
分離してコンデンサレンズ１０を経て標本１を照明する
ようにする。また、結像光学系３は、対物レンズ１１、
ノマルスキープリズム１２および検光子１３を有し、標
本１を透過した常光および異常光を対物レンズ１１を経
てノマルスキープリズム１２で合波し、その合波した常
光および異常光を、検光子１３を経て干渉させて結像面
に干渉像を形成するようにする。

【００１４】以下、図１に示す微分干渉顕微鏡の結像に
ついて、１次元のモデルを用いて説明する。いま、照明
光学系２の瞳関数をQ(ξ) 、結像光学系３の瞳関数をP
(ξ) 、標本１の位相分布をφ(x) として、ボルン近
似、 exp i φ(x) ＝1 ＋ iφ(x) を行うと、標本１の像強度分布I(x)は、部分的コヒーレ
ント結像理論より、

【数１】 で与えられる。ただし、Φ(f) はφ(x) のフーリエ変換
を表し、ｆは空間周波数を示す。

【００１５】上記（１）式におけるR(f,f') は、部分的
コヒーレント結像での伝達関数を表し、第２および３項
はｆまたはｆ’のいずれかが０のときの計算であり、第
４項はｆ≠０で、かつｆ’≠０のときの計算を表してい
る。

【００１６】ここで、微分干渉顕微鏡は、偏光干渉を利
用しているので、ノマルスキープリズム１２における常
光と異常光との振動方向を、座標軸の方向とする偏光座
標を考える。

【００１７】光源７から発せられた光は、偏光子８によ
り直線偏光となってノマルスキープリズム９に入射し、
ここで常光と異常光との互いに直交する偏光成分に分離
される。したがって、結像光学系３の瞳関数P(ξ) はベ
クトルで表され、 P(ξ) ＝(a Px(ξ), b Py(ξ)) となる。なお、ａ，ｂは、偏光子８による直線偏光の偏
光成分を表す。

【００１８】この分離された常光および異常光は、標本
１をシェア量Δだけ分離した２点を通過し、結像光学系
３の対物レンズ１１を経てノマルスキープリズム１２に
より合波され、その後、検光子１３を通過する際に干渉
して、その干渉像が結像面に形成される。したがって、
検光子１３の偏光成分をα，βとすると、

【数２】 で表される。

【００１９】上記の Px(ξ) および Py(ξ) は、常光と
異常光との間の位相差（リターデーション）をθ、結像
光学系３の明視野の瞳関数をp(ξ) とすると、

【数３】 で表されるので、偏光子８および検光子１３が互いに直
交（クロスニコル）し、結像光学系３が理想光学系であ
るとすると、上記（１）式は、上記（２）および（３）
式を用いて、

【数４】 と書き表すことができる。

【００２０】ここで、標本１が厚くなく、（４）式の第
４項が無視できるとすると、微分干渉顕微鏡のシェア方
向の像強度分布Is(x) は、近似的に、

【数５】 となり、明視野像と微分干渉像との合成として表すこと
ができる。

【００２１】一方、シェア方向に対し垂直な方向には、
光線は分離しないので、その像強度分布をIb(x) とする
と、（５）式でΔ＝０と置けばよく、

【数６】 となり、明視野像だけになる。

【００２２】微分干渉顕微鏡による観察像では、標本１
の位相勾配の方向（上り勾配、下り勾配）を、明暗のコ
ントラストに変えて立体的に見えるように、リターデー
ション量を調節している。したがって、θ＝０になるよ
うに、リターデーションを調整すれば、（５）式および
（６）式は、

【数７】 となり、微分干渉像だけが得られ、シェア方向の上り勾
配または下り勾配のいずれかが明るい像になる。

【００２３】これに対して、リタデーション量が、θ≠
０の比較的小さい値を取る場合は、（５）および（６）
式は、近似的に、

【数８】 で表される。これら（８）および（９）式から、微分干
渉顕微鏡におけるコントラストは、シェア方向のコント
ラストに依存する事が分かる。

【００２４】また、上記（８）式から微分干渉顕微鏡に
おける結像特性を表すＭＴＦは、 MTF(f)＝ sin(fΔ／2)∫Q(ξ) p(ξ+f)p^* ( ξ)dξ （１０） で与えられる。この（１０）式から微分干渉顕微鏡の結
像特性は、シェア量に依存することが分かる。

【００２５】ここで、照明光学系２の瞳と結像光学系３
の瞳とを、大きさが同じ円形とし、その瞳の半径を１に
規格化した座標系を用いて、シェア量をΔ＝０．６１λ
／ＮＡ，０．３λ／ＮＡ，０．１５λ／ＮＡとした場合
のそれぞれのＭＴＦを計算した結果を図２に示す。図２
から、シェア量を小さくしていくと、解像力は上がるが
コントラストが低下することが分かり、目視観察でシェ
ア量を小さくすると、コントラストが悪くなるという結
果と同様の結果が得られる。

【００２６】一方目視観察の代わりに、電子撮像素子４
を用いて、その画像信号を画像処理装置５で処理してコ
ントラストを増強するコントラスト増強法を利用すれ
ば、画像のバックの明るさ（直流成分）を除き、コント
ラスト成分だけを強調することができるので、コントラ
ストの悪い画像でも画像強調できる。例えば、電子撮像
素子４の画像信号から、予め標本１の焦点を外す等によ
り得た光学系や電気的なノイズを引き算し、その引き算
した信号から、予め設定した適当なオフセットレベル
（閾値）を越える信号を取り出して増強する。

【００２７】このようなコントラスト増強法を用いれ
ば、注目する標本１中の観察物体の背景や周りの比較的
空間周波数の低い成分、さらには透過した０次成分を小
さくできるので、低コントラストのために見えなかった
細部のコントラストを増強することができ、細部を明瞭
に観察することが可能となる。例えば、コントラスト増
強法を適用しない場合の観察物体の像の強度分布が図３
に示すものであったとする。図３において、注目する部
分の強度変化をｘとし、強度分布の最大値をＸとする
と、コントラストはｘ／Ｘとなる。このコントラストｘ
／Ｘは、約２０％以下になると、識別できないことが知
られている。

【００２８】そこで、コントラスト増強法を用い、図３
の強度分布を電子撮像素子４にて画像信号に変換し、こ
の画像信号から画像処理装置５において、照明ムラ等の
ノイズ成分除去した後、適当に設定した閾値Ｙを越える
信号Ｘ′を取り出して増幅する。このようにすれば、図
４に示すように、信号の最大値がＸ″に、注目する部分
の強度がｘ′に増幅されて、コントラストｘ′／Ｘ″が
２０％を越えることになり、通常の黙視観察では識別で
きなかった部分のコントラストを増強することができ、
細部を識別することが可能になる。

【００２９】上記のコントラスト増強法を用いると、
（８）式は、

【数９】 で表される。

【００３０】したがって、ＭＴＦの規格化を変えること
ができ、ＭＴＦの最大値を１にすることができるので、
図２は図５のように書き換えることができる。図５から
明らかなように、コントラスト増強法を利用する場合、
微分干渉顕微鏡の解像力は、シェア量を小さくすれば有
利になることが分かる。

【００３１】しかし、シェア量を限り無く小さくして
も、ある限界値以下では、解像力は上がらない。この発
明は、この点に鑑み、微分干渉顕微鏡にコントラスト増
強法を適用した場合に、解像力を最適にするシェア量を
与えるものである。以下、この点について説明する。

【００３２】先ず、微分干渉顕微鏡が、通常の明視野観
察と同じ限界解像力を有するためには、両者のカットオ
フ周波数が同じになる必要がある。これは、上記（７）
式よりシェア量Δが、Δ＝０．５λ／ＮＡのとき、微分
干渉顕微鏡と明視野観察とのカットオフ周波数が一致す
ることが分かる。しかし、この場合には、図６に示すよ
うに、カットオフ近傍の周波数特性が低くなって、高解
像力化には適さなくなる。したがって、微分干渉顕微鏡
を高解像力化するためには、カットオフ近傍の周波数特
性を改善する必要がある。

【００３３】そこで、この発明においては、微分干渉顕
微鏡のシェア量Δを、Δ＜０．２５・λ／ＮＡを満足す
るようにする。このようにすれば、図７に示すように、
カットオフ近傍において、微分干渉顕微鏡におけるＭＴ
Ｆの周波数特性を、明視野観察におけると同じになるよ
うに改善することができる。

【００３４】次に、シェア量Δの下限値について説明す
る。図８は、シェア量Δが、０．０８λ／ＮＡ，０．０
７λ／ＮＡ，０．０６λ／ＮＡの場合の通常のそれぞれ
のＭＴＦ特性を、明視野観察におけるＭＴＦ特性と比較
して示すもので、図９は、図８におけるそれぞれのシェ
ア量Δにおいて、コントラスト増強を行ったときのＭＴ
Ｆ特性を計算した結果を、明視野観察におけるＭＴＦ特
性と比較して示すものである。

【００３５】図９から明らかなように、シェア量Δは限
りなく小さくしても、コントラスト増強を行ったときの
ＭＴＦに変化はない。したがって、シェア量Δの下限値
は、限りなく小さくすることが可能である。ここで、コ
ントラスト増強法を用いる場合には、電子撮像素子４を
用いて微分干渉像を撮像するので、電子撮像素子４の電
気的ノイズを考慮すると、撮像する像の強度は大きいほ
ど良い。しかし、シェア量Δをあまり小さくすると、図
８から明らかなように、微分干渉像の強度が低下してし
まう。これらのことから、微分干渉顕微鏡にコントラス
ト増強法を用いる場合のシェア量Δは、０．０８・λ／
ＮＡ≦Δとするのが好適である。

【００３６】なお、図１において、シェア量Δは、ノマ
ルスキープリズム９における常光と異常光との分離角を
γ、コンデンサレンズ１０の焦点距離をf₀とすると、Δ
≒γf₀で与えられる。したがって、ノマルスキープリズ
ム９および／またはコンデンサレンズ１０を適切に構成
することにより、所望のシェア量Δを得ることが可能で
ある。

【００３７】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
この発明の第１実施例では、図１に示す微分干渉顕微鏡
において、観察光の波長をλ、結像光学系３の物体側の
開口数をＮＡとするとき、シェア量Δを、Δ＝０．２０
λ／ＮＡに構成する。ここで、照明光学系２の瞳と結像
光学系３の瞳とが、観察する標本１の物体面を介して共
役関係にあり、その大きさおよび形状が互いに一致する
として、結像光学系３の瞳の半径を１に規格化した座標
系を用いてＭＴＦの計算を行うと、上記（１０）式は、

【数１０】 となる。

【００３８】図１０は、この実施例におけるΔ＝０．２
０λ／ＮＡのときのＭＴＦ特性を、上記の座標系に変換
して、（１２）式により計算したものである。また、図
１１は、コントラスト増強法に対応させるために、ＭＴ
Ｆ特性を、最大値が１になるように規格化したものであ
る。なお、図１０および図１１には、それぞれ比較のた
めに、明視野観察におけるＭＴＦ特性を同時に示してあ
る。また、表１は、図１０および図１１におけるそれぞ
れのＭＴＦ特性の特徴を表す値を示すものである。

【表１】

【００３９】ここで、ＤＩＣは微分干渉顕微鏡を表し、
ＶＥＣ−ＤＩＣはコントラスト増強を行った微分干渉顕
微鏡を表す。また、ｆ＝１．６４のＭＴＦの値に注目し
たのは、ｆ＝１．６４がレーリーの分解能に対応する周
波数であるからである。

【００４０】この発明の第２実施例では、図１に示す微
分干渉顕微鏡において、シェア量Δを、Δ＝０．１５λ
／ＮＡに構成する。この場合の微分干渉顕微鏡のＭＴＦ
特性を図１２に、コントラスト増強用に規格化を変えた
ときのＭＴＦ特性を図１３にそれぞれ示す。また、第１
実施例と同様に、それぞれのＭＴＦ特性の特徴を表す値
を、表２に示す。

【表２】

【００４１】この発明の第３実施例では、図１に示す微
分干渉顕微鏡において、シェア量Δを、Δ＝０．１０λ
／ＮＡに構成する。この場合の微分干渉顕微鏡のＭＴＦ
特性を図１４に、コントラスト増強用に規格化を変えた
ときのＭＴＦ特性を図１５にそれぞれ示す。また、第１
実施例と同様に、それぞれのＭＴＦ特性の特徴を表す値
を、表３に示す。

【表３】

【００４２】この発明の第４実施例では、図１に示す微
分干渉顕微鏡において、シェア量Δを、Δ＝０．０８λ
／ＮＡに構成する。この場合の微分干渉顕微鏡のＭＴＦ
特性を図１６に、コントラスト増強用に規格化を変えた
ときのＭＴＦ特性を図１７にそれぞれ示す。また、第１
実施例と同様に、それぞれのＭＴＦ特性の特徴を表す値
を、表４に示す。

【表４】

【００４３】以上、微分干渉顕微鏡にコントラスト増強
法を組み合わせたときに、高解像力が得られるシェア量
Δについて、４つの実施例を示したが、この発明は上記
の４つの実施例に限定されるものではなく、シェア量Δ
が、Δ＜０．２５・λ／ＮＡ、好ましくは０．０８・λ
／ＮＡ≦Δ＜０．２５・λ／ＮＡであれば、上記の実施
例と同様の効果を得ることができる。特に、現在市販さ
れている電子撮像素子における電気的なＳ／Ｎ特性を考
慮すると、シェア量Δは、第３実施例に示したように、
Δ＝０．１λ／ＮＡとするのが望ましい。

【００４４】以下に、第３実施例で示したシェア量のノ
マルスキープリズム９を製作して、実際に観察を行った
例を示す。観察に用いた微分干渉顕微鏡は、オリンパス
光学工業（株）製ＢＸ−５０で、照明光を干渉フィルタ
で準単色（λ＝５５０ｎｍ）化し、対物レンズに油浸タ
イプのＰＬＡＰＯ６０ｘＯ（ＮＡ１．４）を用い、２倍
の中間変倍装置と５倍の写真接眼レンズとを組み合わせ
て、電子撮像素子に総合倍率６００倍で投影する。この
投影像を、電子撮像素子として浜松ホトニクス（株）製
のテレビカメラＣ２４００−０１で受像し、その画像信
号をオリンパス光学工業（株）製の画像処理装置ＸＬ−
１０を介して、浜松ホトニクス（株）製のテレビモニタ
Ｃ１８４０−０３に映像を映し出す。このモニタに映し
出た画像は、日立製作所製のビデオプリンタＶＹ−１０
０で画像出力する。

【００４５】以上の装置を用いて、シェア量がこの発明
の第３実施例で示したΔ＝０．１λ／ＮＡにおける通常
の画像およびコントラスト増強法による画像と、通常の
顕微鏡に用いられている０．３８λ／ＮＡのノマルスキ
ープリズムを使用した場合の微分干渉顕微鏡の画像とを
示す。まず、ケイ藻を観察した結果について示す。Δ＝
０．１λ／ＮＡおよびΔ＝０．３８λ／ＮＡで、コント
ラスト増強法を用いずに通常の観察を行った結果を、図
１８および図１９にそれぞれ示す。これらの結果からシ
ェア量Δを小さくすると、コントラストが低下すること
が分かる。

【００４６】図２０および図２１は、それぞれ図１８お
よび図１９に示す画像にコントラスト増強処理を施した
ものである。図２０および図２１を比べると、図２０の
方が明らかに解像力が向上していることが分かる。

【００４７】次に、マウス小腸の尾絨毛の観察に、コン
トラスト増強法を適用した画像を、図２２および図２３
にそれぞれ示す。また、豚の脳から抽出した微小管を観
察した画像を、図２４および図２５にそれぞれ示す。図
２２と図２３、図２４と図２５をそれぞれ比較すると、
コントラスト増強法を適用した場合には、シェア量Δを
０．１λ／ＮＡとなるように構成することにより、微分
干渉顕微鏡の解像力を向上させることができることが分
かる。なお、図１８〜図２５は、光学系の結像倍率に、
モニタ倍率およびビデオプリンタの倍率が掛かった、総
合倍率４７００倍の画像を示すものである。

【００４８】以上、生物標本の観察例について説明した
が、観察標本が結晶のような金属標本の場合でも、同様
の効果が得られる。

【００４９】付記 １．光源からの光を常光と異常光とに分離して被観察物
体に照射し、その被観察物体の像を結像光学系により常
光および異常光を重ね合わせて結像面に結像させるよう
にした微分干渉顕微鏡において、前記結像光学系の結像
面に配置した電子撮像素子と、この電子撮像素子からの
画像信号から光学系の照明ムラ等のノイズ成分を除去す
ると共に、そのノイズ成分を除去した画像信号から予め
設定した所望の閾値を越える画像信号を抽出して増強す
る画像処理手段とを有し、前記被観察物体に照射される
前記常光および異常光の物体面における分離幅Δを、観
察する光の波長をλ、前記結像光学系の観察物体側の開
口数をＮＡとするとき、Δ＜０．２５・λ／ＮＡを満足
するよう構成したことを特徴とする微分干渉顕微鏡。 ２．前記１記載の微分干渉顕微鏡において、前記分離幅
Δが、０．０８・λ／ＮＡ≦Δを満足することを特徴と
する微分干渉顕微鏡。

【００５０】

【発明の効果】この発明によれば、微分干渉顕微鏡にお
いて、その結像面に電子撮像素子を配置し、この電子撮
像素子からの画像信号を処理してコントラストを増強す
るにあたり、観察する光の波長をλ、結像光学系の観察
物体側の開口数をＮＡとするとき、観察する物体面上で
のシェア量Δが、Δ＜０．２５・λ／ＮＡとなるように
構成したので、コントラスト増強法との組み合わせにお
いて、高解像力の微分干渉顕微鏡を実現することがで
き、目視観察では識別できなかった生体細胞の微細構造
等を容易に識別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の原理を説明するための微分干渉顕微
鏡の一例の構成を示す図である。

【図２】異なるシェア量におけるＭＴＦ特性を示す図で
ある。

【図３】観察物体像の一例の強度分布を示す図である。

【図４】図３に示す強度分布をコントラスト増強処理し
たときの強度分布を示す図である。

【図５】図２に示すＭＴＦ特性をコントラスト増強した
ときのＭＴＦ特性を示す図である。

【図６】Δ＝０．５λ／ＮＡのときのＭＴＦ特性を示す
図である。

【図７】Δ＝０．２５λ／ＮＡのときのＭＴＦ特性を示
す図である。

【図８】異なるシェア量におけるＭＴＦ特性を示す図で
ある。

【図９】図８におけるそれぞれのシェア量において、コ
ントラスト増強を行ったときのＭＴＦ特性を示す図であ
る。

【図１０】この発明の第１実施例において、コントラス
ト増強処理をしない場合のＭＴＦ特性を示す図である。

【図１１】同じく、コントラスト増強処理したときのＭ
ＴＦ特性を示す図である。

【図１２】この発明の第２実施例において、コントラス
ト増強処理をしない場合のＭＴＦ特性を示す図である。

【図１３】同じく、コントラスト増強処理したときのＭ
ＴＦ特性を示す図である。

【図１４】この発明の第３実施例において、コントラス
ト増強処理をしない場合のＭＴＦ特性を示す図である。

【図１５】同じく、コントラスト増強処理したときのＭ
ＴＦ特性を示す図である。

【図１６】この発明の第４実施例において、コントラス
ト増強処理をしない場合のＭＴＦ特性を示す図である。

【図１７】同じく、コントラスト増強処理したときのＭ
ＴＦ特性を示す図である。

【図１８】Δ＝０．１λ／ＮＡのこの発明にかかる微分
干渉顕微鏡でケイ藻を観察したときの顕微鏡写真であ
る。

【図１９】Δ＝０．３８λ／ＮＡの従来の微分干渉顕微
鏡で、図１８と同じ標本を観察したときの顕微鏡写真で
ある。

【図２０】図１８に示す画像をコントラスト増強処理し
た顕微鏡写真である。

【図２１】図１９に示す画像をコントラスト増強処理し
た顕微鏡写真である。

【図２２】Δ＝０．１λ／ＮＡのこの発明にかかる微分
干渉顕微鏡によるマウス小腸の尾絨毛の観察画像をコン
トラスト増強処理した顕微鏡写真である。

【図２３】Δ＝０．３８λ／ＮＡの従来の微分干渉顕微
鏡で、図２２と同じ標本の観察画像をコントラスト増強
処理した顕微鏡写真である。

【図２４】Δ＝０．１λ／ＮＡのこの発明にかかる微分
干渉顕微鏡による豚の脳から抽出した微小管の観察画像
をコントラスト増強処理した顕微鏡写真である。

【図２５】Δ＝０．３８λ／ＮＡの従来の微分干渉顕微
鏡で、図２４と同じ標本の観察画像をコントラスト増強
処理した顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１ 標本 ２ 照明光学系 ３ 結像光学系 ４ 電子撮像素子 ５ 画像処理装置 ６ 出力装置 ７ 光源 ８ 偏光子 ９，１２ ノマルスキープリズム １０ コンデンサレンズ １１ 対物レンズ １３ 検光子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を常光と異常光とに分離し
   て被観察物体に照射し、その被観察物体の像を結像光学
   系により常光および異常光を重ね合わせて結像面に結像
   させるようにした微分干渉顕微鏡において、 前記結像光学系の結像面に電子撮像素子を配置し、 前記被観察物体に照射される前記常光および異常光の物
   体面における分離幅Δを、観察する光の波長をλ、前記
   結像光学系の観察物体側の開口数をＮＡとするとき、Δ
   ＜０．２５・λ／ＮＡを満足するよう構成して、 前記電子撮像素子からの画像信号を処理してコントラス
   トを増強するようにしたことを特徴とする微分干渉顕微
   鏡。
2. 【請求項２】 請求項１記載の微分干渉顕微鏡におい
   て、 前記分離幅Δが、０．０８・λ／ＮＡ≦Δを満足するこ
   とを特徴とする微分干渉顕微鏡。