JP3155266B2 - 非コヒーレント光ホログラフィ方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ホログラフィに関する。

特に、本発明は、当業者によりコノスコープ（conosc
ope）的ホログラフィと普通に呼ばれている、非コヒー
レント単色光を使用して行なうホログラフィに関する。

（従来の技術） 非コヒーレント光を使用してコノスコープ的ホログラ
フィを得る装置は、米国特許第4,602,844号明細書に記
載されている。

その明細書に記載されている装置は、添付の第１図に
概略的に示してあるように、２つの円偏光器の間に挿入
された単軸複屈折結晶と、記録媒体を形成する感光要素
とを備えている。

米国特許第4,602,844号明細書によれば、結晶の軸は
系の幾何学的軸に平行であり、したがって、記録媒体に
対して垂直である。

その結晶は、入射光を、最初に屈折率n₀が与えられる
普通の光線と、次いで、入射角θの関数として変化する
屈折率が与えられる異常光線とに分解し、その変化する
屈折率はn_e（θ）と表される。

これらの２つの光線は、前記結晶内を異なるスピード
で伝播する。結果として、それらはその結晶を出る際、
異なる位相を有することになる。コノスコープ的ホログ
ラフィは、この位相の差異が、入射角θの関数であると
言う事実を基礎にしている。前記２つの光線は、出口部
偏光器を通過した後に記録媒体（写真フィルム、CCD
等）上で干渉し、これにより、結果的に得られた光線の
強度も、前記角度θの関数となる。換言すると、従来の
ホログラフィとは異なり、各入射光線は、それ自身の基
準（参照）光線を生じさせる。前記結晶の光学的軸線に
平行な自らの軸線を有するとともに、開口角度θを有し
ている円錐上に位置される光線の組は、観察平面上に同
一の強度を与えることになる。

上記した装置により得られる点のコノスコープ的ホロ
グラムは、添付の第２図に示してあるように、透過率が
束の中心からの距離の２乗の関数として正弦曲線的に変
化する帯状の束、すなわち一連の同心的な環状干渉縞に
対応する。

対象物のコノスコープ的ホログラムは、その対象物を
構成している各点のホログラムの重ね合わせである。上
記した米国特許第4,602,844号明細書の第3bおよび3c図
は、それぞれ、平面的対象物の２点および３点のための
ホログラムを示している。

その結果として得られるホログラムは、有用な情報の
全てを含み、この結果、最初の対象物を三次元に再構成
することができる。

コノスコープ系は対象物とそれのホログラムとの間
で、線形的変換を行なう。

その系のインパルス応答は線形変換を特徴づけるもの
であり、以下のように表される。

（１） Ｔ（ｘ′,y′）＝１＋cos（αr²），ここで r²＝ｘ′^２＋ｙ′^２である。

（２） α＝２πＬΔn/λn₀ ²Z_c ²であり、 λ＝光源の波長 Ｌ＝光軸に沿った結晶の長さ n₀＝前記結晶の通常の屈折率 Δｎ＝通常屈折率と異常屈折率との間の差異の絶対値 x,y,z＝前記対象物の立体中の座標 ｘ′,y′＝前記ホログラム平面内の座標 Z_CはＰの修正長手座標を表すものであり、その値は以
下の通りである。

（３） Z_CＺ（x,y）−Ｌ＋L/n₀ ここで、Ｚ（x,y）は、側方の位置（x,y）に配置され
た考慮される対象物の点と、ホログラフィ平面との間の
距離である。また、フレネル・パラメータαは次のよう
に表すことが可能である。

（４） α＝π／λ_eq（Z_C）Z_C 等価波長λ_eqは以下のように定義される。

（５） λ_eq＝λn2 Ｏ Z_C/Δn 2L または （６） α＝π／λf_C フレネル・レンズの焦点距離f_Cは、次のように定義さ
れる。

（７） f_C＝n_O ²Z_C ²/Δn 2L 考慮中の対象物が平面であるとき（α＝一定）、前記
等価波長および前記焦点距離f_Cは、上記系の定数とな
る。

等式（４）が示していることは、波長λで記録された
点のコノスコープ的ホログラムが、等価波長λ_eqのコヒ
ーレント光を使用して同一点で記録されたホログラム
（Gabor holograpy）に類似していることである。その
コノスコープ的ホログラムは振幅でなく強度の尺度とな
るということが、認められる。

前記距離Z_CおよびＬは同程度の大きさを有しており、
Δｎは約0.1であるので、前記波長λ_eqは、記録が生じ
る個所の実際の波長λよりも大きく、一般的にλ_eq＝３
〜100μｍである。

結果として、前記ホログラムの横方向解像度（前記波
長λに比例）は、コノスコープ的ホログラフィの場合の
方が、従来のホログラフィの場合よりも小さい。その値
は、数10マイクロメータ程度である。

上記したように、コノスコープ的装置を使用して記録
されたホログラムは、有用な情報の全てを含んでいる。

例えば、帯状束に対応する点のホログラムは、次のよ
うになる。すなわち、 領域の中心、および前記対象物の点は、前記光学的軸
線に平行な同一の直線上に位置し、もしその対象物の点
が横断方向または横方向へ移動されると、前記ホログラ
ムはそのホログラフィ平面において同様に移動され、し
たがって、フレネル領域の中心Ｃ（x_O,y_O）は、ホログ
ラフィ化された点Ｐ（x_O,y_O,z_O）の最初の２つの座標に
等しくなり、 上記ホログラムの強度は、光エネルギを光開口円錐内
に与える強度であり、そして 縞間の間隔は、上記コノスコープ的装置の位置に無関
係に、前記対象物と前記観察平面との間を距離を示す。
したがって、以下のように表すことができる。

（８） Z_C＝R²/Fλ_eq および （９） Ｚ(x,y)＝Z_C＋Ｌ−L/n₀＝R²/Fλ_eq＋Ｌ−L/n₀ ここで、Ｒは前記フレネル領域の半径であり、Ｆはそ
の半径上の明るい縞と暗い縞の数である。

上記のように、コノスコープ的ホログラフィは大いに
期待されるものであるが、未だ工業的には発展していな
い。

その原因は、このようにして得られたホログラムを使
用することが、比較的困難であるためと思われる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、より容易にホログラムを利用することので
きる手段を提供することをその目的とするものである。

また、本発明の補助的な目的は、例えば地表面のよう
な、観察される対象物の重要な表面の観察を可能にする
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、上記目的は、２つの偏光器の間に挿
入された複屈折結晶と感光要素とからなるコノスコープ
系を用いるホログラフィ方法であって、該コノスコープ
系が該コノスコープ系の軸を通る平面に平行もしくはほ
ぼ平行な光のみを集光するように光路に一次元的光学手
段を挿入する工程を含むことを特徴とする方法によって
達成される。

本発明の好ましい実施態様によれば、ホログラフィ方
法は、さらに、 観察される対象物の中間面に平行な１方向内において
コノスコープ系と観察される対象物とを相対的に移動
し、 コノスコープ系の出口で得られる情報をv/d_x（ただ
し、ｖはコノスコープ系と観察される対象物との間の相
対速度、d_xは相対移動方向内における所望の解像力を示
す）の程度の周波数ｆで連続的にサンプリングする工程
を有している。

また、本発明は、上記方法を行うための、２つの偏光
器の間に挿入された複屈折結晶と感光要素とからなるコ
ノスコープ系を有する型の装置であって、該コノスコー
プ系が該コノスコープ系の軸を通る平面に平行もしくは
ほぼ平行な光のみを集光するように光路に挿入された一
次元的光学手段を有することを特徴とする装置を提供す
るものである。

本発明のもう１つの好ましい実施態様によれば、コノ
スコープ系は、相対移動方向を横切って延びる線状のロ
ッドの形状をとるように配された一連の並置されたコノ
スコープアセンブリを有している。

（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第３図および第４図に概略的に示すコノスコープ光検
出器アセンブリ100は光学手段110とコノスコープ要素12
0を有しており、対象物Ｏ（例えば地表面）を観察する
ためのものである。対象物は軸ＸおよびＹによって限定
される面に平行な中間面を有しているものと仮定され
る。

コノスコープ光検出器アセンブリ100は、例えば衛星
もしくは航空機のような、速度ｖで軸Ｘに対して平行に
移動する運動体に取り付けられている。

コノスコープ要素120は（ＸおよびＹに直交する）軸
Ｚに平行な光学軸121を有している。

コノスコープ要素120は、円偏光器123と分析器124と
の間に挟まれた複屈折結晶122、およびCCD光検出器のよ
うな光検出器125を有している。複屈折結晶122は軸Ｚに
平行な光学軸を有している。複屈折結晶122の屈折率をn
₀、複屈折率をΔｎ、その長さをＬとする。

光学手段110は一次元的（例えば円筒形）である。こ
の光学手段110は一次元内に像を与える。換言すれば、
光学手段110は、平面Ｘ−Ｚに平行もしくはほぼ平行な
光のみがコノスコープ要素によって集光されるようにな
っているものである。

第６図および第７図に示す該略図によれば、光学手段
110は、系の開口を平面Ｘ−Ｚに平行もしくはほぼ平行
な光のみに対して限定するフーリエ物体平面内におい
て、通常の二次元的光学部材112と開口115を有するスク
リーン114とを有している。第６図および第７図は基本
的な該略図を示すものに過ぎない。公知の数多くの光学
的構造は所望の機能を満足し得るものである。好ましく
は、光学手段110はコノスコープ系120の色収差を補正す
るものである。光学手段110は特定波長帯域を選別する
ための干渉フィルタを有するものとすることができる。
さらに、好ましくは、光線の反射角度を増大させること
のできる低倍率の望遠鏡が光学手段110に組込まれる。

このようにして、コノスコープ要素120は幅d_y、長さ
Ｘ＝Nd_xの地表面帯域からの散乱光を集光する。ここ
で、Ｎはピクセル数、d_yとd_xは系の横手方向の解像力で
あり、Ｔ＝d_x/vは１つのピクセルの通過時間である。

この結果、対象物Ｏから出て平面Ｘ−Ｚ内もしくはほ
ぼ該平面内を（軸Ｚに対して角度θ、平面Ｘ−Ｚに対し
てわずかな角度φをなしながら）伝わる光線（波長λ、
強度I₀）が複屈折結晶122に到達する前に第１の円偏光
器123によって偏光される。

この入射光は複屈折結晶122によって通常の光線と異
常光線とに分解される。これら２つの光線は位相のずれ
た状態で結晶を出、出口部の分析器124を通過した後、
光検出器125に到達する。

したがって、これら２つの光線は光検出器125上にお
いて干渉し、この結果得られる光線の強度は入射角度θ
の関数となる。

しかしながら、このようにして光検出器125上で得ら
れる情報は（例えば1988年12月27日出願の仏国特許出願
88 17225号に記載されるように）実際にはコヒーレント
なバックグラウンドと共役像のそれぞれに対応する２つ
の夾雑情報を含んでいる。これら２つの夾雑情報は対象
物を再構成するために要する基本情報を乱すものであ
る。このため、本発明においては、対象物について、
（好ましくは４種の）異なった形態の偏光に従ってそれ
ぞれ異なったコノスコープ的ホログラムを記録し、か
つ、このようにして得たコノスコープ的ホログラムを組
み合わせてバッググラウンドと共役像を除去することの
できる手段が予め設けられる。

これら４種の偏光形態としては以下のものが必要とな
る。すなわち、 （ｉ） 偏光器123と同方向の円偏光分析器124、（ii）
偏光器123と反対方向の円偏光分析器124、（iii）
軸が平面Ｘ−Ｙにおいて45゜にある直線偏光分析器12
4、および （iv） 軸が平面Ｘ−Ｙにおいて−45゜にある直線偏光
分析器124である。

好ましくは、第５図に示すように、出口部の分析器12
4はそれぞれ必要な偏光に対応する４つの要素124₁、124
₂、124₃、124₄のマトリックスによって形成されてお
り、光検出器125は上記分析器の要素上に重ねられた４
つの要素125₁、125₂、125₃、125₄のマトリックスによっ
て形成されている。

光検出器125の４つの要素125₁、125₂、125₃、125₄の
各々によって得られる同一の点に対応する強度は以下の
ようになる。

（10） Ｉ_1,2,3,4＝Ｔ_1,2,3,4I₀ ここで、４つの要素のそれぞれに対して （11a） T₁＝cos²（Δφ） （11b） T₂＝sin²（Δφ） （11c） T₃＝１＋sin（２Δφ） （11d） T₄＝１−sin（２Δφ） ただし、 （12） Δφ＝２πΔnLθ²/λn₀＝ａθ^２ および （13） ａ＝２πΔnL/λn₀ ² であり、ａはフレネル定数であり、予め定められたフレ
ネル・パラメータα（α＝a/z²）によって決まるもので
ある。

これら４つの要素に結び付けられた（第３図において
参照番号200として概略的に示される）処理手段は、こ
のようにしてこれらの要素上で得られた応答を以下の変
換関数に従って結合する。

（14） Ｔ＝（T₁−T₂）＋ｊ（T₃−T₄） このようにして得られた情報から、バックグラウンド
と共役像を除去する。

座標系に対してx_m＝md_x、高さz_mに位置する強度I_mの
対象物の点の情報は以下の形式で表すことができる。

（15） Ｓ(ｔ)＝I_mexp(ｊ［ａ(x_m−vt)/z_m)^２］) ここでａは関係式（13）によって定まるフレネル定数
である。

信号は周波数ｆ＝1/T＝v/d_xでサンプリングされ、間
隔Ｔだけ離散した時間に応じて、その時点の指数は変数
n₁、変数Ｘは間隔d_xだけ離散しており、その時点の指数
はｍである。

（16） S_n＝Ｓ（nT）＝I_mexp（ｊ［a₀（ｍ−ｎ）²/（z
_m/z₀）^２］）ここでa₀は下式で与えられる標準化された
フレネル定数である。

（17） a₀＝ad_x ²/z₀ ²＝２πΔnLd_x ²/λn₀ ²z₀ ²ここで、
Δｎは結晶122の複屈折、n₀はその通常の屈折率、Ｌは
その長さ、λは光の波長、z₀は観察される対象物に対す
る運動体の平均高さである。高さの変化Δz_m＝z_m−z₀が
平均高さよりも小さい場合（例えば衛星は常にこの条件
を満たす）には、等式（16）は以下のように書き直され
る。

（18） S_n＝I_mexp｛ｊ［a₀（ｍ−ｎ）^２］｝＋jI_mβ_ｍ （ｍ−ｎ）²exp｛ｊ［a₀（ｍ−ｎ）^２］｝＋Ｏ（β） ここでβ_ｍは以下のようにして与えられる標準化され
た高さである。

（19） β_ｍ＝2a₀Δz_m/z₀ またＯは無視できる高次の項である。系は線形であ
る。Ｎ個の点を含む集合については下式が得られる。

点x_mの強度I_mと参照値に対する高さを同時に得るため
には等式（20）からI_mとβ_ｍを差引くだけで充分であ
る。

例えば数学アルゴリズムを用いる様々な手段によって
２つの項の相関を解き、I_mとβ_ｍを見出だすことができ
る。

最も単純には、信号S_nを関数exp（ｊ［−a₀（ｍ−
ｎ）^２）］でたたみこむ。数学的形式は連続変数を経る
ことによって大幅に単純化される。したがって、等式
（20）は以下のように表される。

（21） Ｓ（ｘ）＝Ｉ（ｘ）＊＊exp（a₀x²）＋jI
（ｘ）β（ｘ）＊＊x²exp（a₀x²）ここで、＊＊はたた
みこみを示す。さらに、相関させることにより、下式が
得られる。

（22） Ｔ（ｘ）＝Ｓ（ｘ）＊＊exp｛−a₀x²｝ ＝Ｉ（ｘ）＊＊exp｛a₀x²｝＋jI（ｘ）β（ｘ） ＊＊x²exp｛a₀x²｝＊＊ｅ×ｐ｛−a₀x²｝ ＝Ｉ（ｘ）＋jI（ｘ）β（ｘ）H₂（ｘ） ここで、H₂は２次のエルミート関数である。これらの
処理は処理手段200で行われる。

一般的には、間隔d_xのＮ個のセルによって示される地
表の帯域の情報を照合し、かつこの情報をｎ個の時点
（ｎＮ）に並置する際に、Ｎ個のセル各々の情報を区
別することができる。

また、より正確には、本発明によれば、第３図にその
概略を示すように、単一のコノスコープ光検出器アセン
ブリ100のみならず、軸Ｙに平行に延びる直線状ロッド
の形状に配された一連のコノスコープ光検出器アセンブ
リ100を設けることができる。

したがって、一連のコノスコープ光検出器アセンブリ
100の各々は同一であり、上記の定義に対応しており、
それぞれ幅d_y、長さＸ＝Nd_xの平行に配された地表面帯
域からの散乱光を集光するものである。

一連のコノスコープ光検出器アセンブリ100が集めた
情報を処理することにより、例えば地表の起伏のような
観察される対象物の起伏を再現し、これを地表のデジタ
ルモデル、すなわち、参照値に対する各点の高さに対応
する値を与える数値マトリックスの形状で表すことがで
きる。

例えば地表の起伏のような極めて遠い対象物を分析す
るためには、望遠鏡を光学手段に組込む必要がある。

本発明による装置は、例えば地表のような観察される
対象物が散乱する光を利用するという点で受動的なもの
であり、光源を積込む必要のないものである。

以下、本発明の非制限的な実施例を説明する。この装
置は、速度ｖが8000m/s程度、平均高度z₀が250ms程度で
移動するスペースシャトルのような運動体に積込まれる
ものである。

地表の解像力d_x×d_yを10m×10m、CCD検出器を４×102
4ピクセルとする場合、通過時間（Ｔ）は1.25ms、フレ
ーム周波数は0.8MHzとなる。CCDの典型的な周波数は10M
Hz程度であり、複合した1024個の点の一次元的なFFTの
専門のプロセッサによる計算時間はミリ秒程度である。
したがって、積込まれた状態でのリアルタイム処理が可
能である。

Ｎ個の点の解像力を得るための最大位相差は πN/4に等しい。光学系が1:5の小さな望遠鏡を組込んで
いる場合、方解石結晶（複屈折Δｎ＝0.17、屈折率n₀＝
1.42）の長さは青色波長に対して64mmである。

長手方向の解像力は、500mである幅方向の解像力の32
倍程度であり、約15mである。

（発明の作用効果） 本発明は例えば地表の起伏を観察することを可能にす
るものである。したがって、農学研究のみならず、石油
および鉱物資源探査、環境調査、領土保全等の分野にも
利用できるものである。

本発明は、１回の通過のみで、対象物を再現するのに
必要な情報（強度および参照値に対する高さの情報）を
得ることを可能にするものである。これは、２回の通過
と異なった２つの角度での画像の観察の後に三角測量に
よって高度が再現される従来の装置に比べて極めて重要
な利点である。これら公知の潜在的に数多くの不利益を
生ずる２回の通過を伴う装置は通時的と呼ばれている。
すなわち、像は同時には得られず、２つの像の間には外
観上大きな差異が認められ、高度の計算や、照明、植物
域、海や湖の高さ、雪の出現に対する修正や人間の活動
（植樹、露天掘の鉱山、煙等）による修正に悪影響を及
ぼすものである。

本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではな
く、その精神に沿って様々な変更が可能なものである。

Ｙ軸に平行に延びるロッド状に配された一連の光検出
器の代りに光検出器マトリックスを使用することも可能
である。

地表の同一帯域を観察する光検出器（光検出器は移動
方向に平行な直線にほぼ従って配されている）から出た
情報の和を求めることも考慮に値する。

また、既知の間隔で異なった高さに配された光検出器
を用いて情報の信頼性を高めることもできる。

上記実施例においては、観察される固定対象物に対し
てコノスコープ系を移動している。しかしながら、対象
物の寸法によっては、逆に、観察される対象物をコノス
コープ系に対して移動することも可能である。

上記実施例においては、バッググラウンドと共役像を
除去するため、４つの偏光要素からなるマトリックスを
用いて４種の偏光形態に対応した４つのホログラムを同
時に記録することが可能である。

また、必要な異なったホログラムを連続して記録する
ため、1988年12月27日出願の仏国特許出願88 17225号に
記載されるような回転可能な偏光手段を用いることも可
能である。

さらに、本願と同日に出願された特許出願に記載され
た、主として、複屈折結晶の前もしくは後において光路
に開口角度制限手段を該複屈折結晶もしくは開口角度制
限手段が軸の外に配置されるように挿入してなる配置を
用いることにより、バックグラウンドと共役像を除去す
ることも可能である。すなわち、装置の光学軸上に配さ
れた複屈折結晶と軸外に配された開口角度制限手段とを
用いることもでき、また中心が装置の光学軸上に配され
た開口角度制限手段と装置の光学軸上に対して傾いた軸
を有する複屈折結晶とを用いることも可能である。

この場合、バックグラウンドはホログラムのサブトラ
クションによって除去される。

【図面の簡単な説明】

第１図は米国特許第4,602,844号に記載された装置の一
般的構造を示す概略図、 第２図は１点のホログラムを示す概略図、 第３図は本発明の装置の１実施例を示す概略図、第４図
は本発明の１実施例に用いられるコノスコープ光検出器
アセンブリの要素を示す概略図、 第５図は本発明の１実施例に用いられるコノスコープ光
検出器アセンブリを構成する４つの光検出器を示す概略
図、 第６図および第７図はそれぞれ本発明の１実施例に用い
られる光学手段のYZおよびXZ直交面における概略断面図
である。 100……コノスコープ光検出器アセンブリ 110……光学手段、120……コノスコープ要素 122……複屈折結晶、123……偏光器 124……分析器、125……記録手段

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Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの偏光器（123,124）の間に挿入され
   た複屈折結晶（122）と感光要素（125）とからなるコノ
   スコープ系を用いるホログラフィ方法であって、該コノ
   スコープ系（120）が該コノスコープ系の軸（Ｚ）を通
   る平面に平行もしくはほぼ平行な光のみを集光するよう
   に光路に一次元的光学手段（110）を挿入する工程を含
   むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】観察される対象物の中間面に平行な１方向
   （Ｘ）内において前記コノスコープ系（120）と該観察
   される対象物とを相対的に移動し、 前記コノスコープ系の出口で得られた情報を連続的にサ
   ンプリングする工程を有していることを特徴とする請求
   項１記載の方法。
3. 【請求項３】前記サンプリングの周波数がv/d_x（ただ
   し、ｖはコノスコープ系と観察される対象物との間の相
   対速度、d_xは相対移動方向内における所望の解像力を示
   す）程度であることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】前記コノスコープ系（120）と前記観察さ
   れる対象物との相対的移動方向（Ｘ）が前記一次元的光
   学手段（110）の開口面（XZ）に平行であることを特徴
   とする請求項２もしくは３に記載の方法。
5. 【請求項５】前記コノスコープ系（120）が、線状のロ
   ッドの形状をとるように配された一連の並置されたコノ
   スコープアセンブリからなり、該コノスコープアセンブ
   リがそれぞれ前記対象物の平行に並置された異なる帯域
   を観察するようになっていることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】前記ロッドが前記相対移動方向を横切って
   延びていることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】前記コノスコープ系（120）の出口で得ら
   れた信号を関数exp（ｊ［−a₀（ｍ−ｎ）^２］）でたた
   みこみ、次いで こうして得た信号を関数exp（−a₀x²）と相関させる工
   程を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１
   項に記載の方法。ここで、 a₀＝２πΔnLd_x ²/λn₀ ²z₀ ² （ただし、 Δｎ＝結晶（122）の複屈折、 n₀＝結晶（122）の通常の屈折率、 Ｌ＝結晶（122）の長さ、 d_x＝所望の解像力、 λ＝光の波長、 z₀＝前記コノスコープ系を支持する運動体の平均高さ である）
8. 【請求項８】２つの偏光器（123,124）の間に挿入され
   た複屈折結晶（122）と感光要素（125）とからなるコノ
   スコープ系を有する型のコノスコープ装置であって、該
   コノスコープ系が該コノスコープ系の軸（Ｚ）を通る平
   面に平行もしくはほぼ平行な光のみを集光するように光
   路に挿入された一次元的光学手段（110）を有すること
   を特徴とする装置。
9. 【請求項９】前記コノスコープ系（120）が、観察され
   る対象物の中間面に平行な１方向内において該観察され
   る対象物に対して相対的に移動される運動体に支持され
   ていることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】前記コノスコープ系（120）の出口で得
    られた情報を連続的にサンプリングする手段を有してい
    ることを特徴とする請求項８もしくは９記載の装置。
11. 【請求項１１】前記サンプリングの周波数ｆがv/d_x（た
    だし、ｖはコノスコープ系と観察される対象物との間の
    相対速度、d_xは相対移動方向内における所望の解像力を
    示す）程度であることを特徴とする請求項10記載の装
    置。
12. 【請求項１２】前記コノスコープ系（120）が、線状の
    ロッドの形状をとるように配された一連の並置されたコ
    ノスコープアセンブリからなり、該コノスコープアセン
    ブリがそれぞれ前記対象物の平行に並置された異なる帯
    域を観察するようになっていることを特徴とする請求項
    ８〜10のいずれか１項に記載の装置。
13. 【請求項１３】前記ロッドが前記相対移動方向（Ｘ）を
    横切って延びており、前記相対移動方向（Ｘ）は前記一
    次元的光学手段の開口面（XZ）に平行であることを特徴
    とする請求項12記載の装置。
14. 【請求項１４】前記コノスコープ系（120）の出口で得
    られた信号を関数exp（ｊ［−a₀（ｍ−ｎ）^２］）でた
    たみこみ、次いで こうして得た信号を関数exp（−a₀x²）と相関させる処
    理手段を有していることを特徴とする請求項８〜13のい
    ずれか１項に記載の装置。ここで、 a₀＝２πΔnLd_x ²/λn₀ ²z₀ ² （ただし、 Δｎ＝結晶（122）の複屈折、 n₀＝結晶（122）の通常の屈折率、 Ｌ＝結晶（122）の長さ、 d_x＝所望の解像力、 λ＝光の波長、 z₀＝前記コノスコープ系を支持する運動体の平均高さ である）
15. 【請求項１５】それぞれ異なった形態の偏光によって対
    象物の異なったコノスコープホログラムを記録し、か
    つ、バックグラウンドと共役像を除去するように、この
    ようにして得た異なったコノスコープホログラムを組合
    わせることのできる手段を有していることを特徴とする
    請求項８〜14のいずれか１項に記載の装置。
16. 【請求項１６】各コノスコープアセンブリが、 ａ） 偏光器と同方向の円偏光分析器、 ｂ） 偏光器と反対方向の円偏光分析器、 ｃ） 軸が平面Ｘ−Ｙにおいて45゜にある直線偏光分析
    器、および ｄ） 軸が平面Ｘ−Ｙにおいて−45゜にある直線偏光分
    析器 にそれぞれ対応する４つの要素（124₁、124₂、124₃、12
    4₄）のマトリックスによって形成された出口の偏光器
    （124）と、 それぞれ変換関数（T₁、T₂、T₃、T₄）を示すように前記
    要素上にそれぞれ重ねられた４つの要素（125₁、125₂、
    125₃、125₄）のマトリックスからなる光検出器125とか
    らなり、バックグラウンドと共役像を除去するように、
    該光検出器の要素上で得られた応答を変換関数 Ｔ＝（T₁−T₂）＋ｊ（T₃−T₄） に従って組合わせる手段を有していることを特徴とする
    請求項15記載の装置
17. 【請求項１７】前記光学手段が望遠鏡を有していること
    を特徴とする請求項８〜15のいずれか１項に記載の装
    置。
18. 【請求項１８】前記コノスコープ系（120）が、マトリ
    ックスの形状をとるように配された一連のコノスコープ
    アセンブリからなることを特徴とする請求項８〜17のい
    ずれか１項に記載の装置。
19. 【請求項１９】観察される対象物に対して既知の間隔で
    異なった高さに配されているコノスコープアセンブリを
    有していることを特徴とする請求項８〜18のいずれか１
    項に記載の装置。
20. 【請求項２０】光路に挿入された開口角度制限手段を有
    し、前記複屈折結晶もしくは前記開口角度制限手段が該
    装置の光学軸の外に配されていることを特徴とする請求
    項８〜19のいずれか１項に記載の装置。
21. 【請求項２１】前記開口角度制限手段が該装置の光学軸
    の外にあり、前記複屈折結晶が該装置の光学軸上にある
    ことを特徴とする請求項20記載の装置。
22. 【請求項２２】前記開口角度制限手段の中心が該装置の
    光学軸上に配され、前記複屈折結晶が該装置の光学軸に
    対して傾いた軸を有していることを特徴とする請求項20
    記載の装置。