JP2001066247A - 光計測装置 - Google Patents
光計測装置Info
- Publication number
- JP2001066247A JP2001066247A JP23988399A JP23988399A JP2001066247A JP 2001066247 A JP2001066247 A JP 2001066247A JP 23988399 A JP23988399 A JP 23988399A JP 23988399 A JP23988399 A JP 23988399A JP 2001066247 A JP2001066247 A JP 2001066247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- signal
- optical
- frequency
- interference
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 2次元検出器アレイによる光ヘテロダイン測
定を有効に行うことのできる光計測装置を提供する。 【解決手段】 光計測装置において、光ビームを出射す
る光源101と、この光源から出射された光ビームを、
被測定検体111が配置される被測定検体の配置位置を
経由する信号光と、この被測定検体の配置位置を経由す
る光路とは異なる光路を経由する参考光とに二分すると
ともに、前記被測定検体の配置位置を経由した後の信号
光と、前記異なる光路を経由した参考光とを互いに重畳
することにより前記信号光と前記参照光とが干渉した干
渉光を生成する干渉光学系と、前記干渉光学系が、前記
信号光の周波数と前記参照光の周波数を相対的にシフト
させる周波数シフタ103,109と、前記干渉光学系
が、前記信号光と前記参照光のうち少なくとも一方の光
路上に光を周期的に遮断する光学装置とを備え、前記光
学装置の遮断周波数を前記信号光と前記参照光の間の周
波数差に等しくなるようする。
定を有効に行うことのできる光計測装置を提供する。 【解決手段】 光計測装置において、光ビームを出射す
る光源101と、この光源から出射された光ビームを、
被測定検体111が配置される被測定検体の配置位置を
経由する信号光と、この被測定検体の配置位置を経由す
る光路とは異なる光路を経由する参考光とに二分すると
ともに、前記被測定検体の配置位置を経由した後の信号
光と、前記異なる光路を経由した参考光とを互いに重畳
することにより前記信号光と前記参照光とが干渉した干
渉光を生成する干渉光学系と、前記干渉光学系が、前記
信号光の周波数と前記参照光の周波数を相対的にシフト
させる周波数シフタ103,109と、前記干渉光学系
が、前記信号光と前記参照光のうち少なくとも一方の光
路上に光を周期的に遮断する光学装置とを備え、前記光
学装置の遮断周波数を前記信号光と前記参照光の間の周
波数差に等しくなるようする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定検体、特に
光散乱媒質に光ビームを照射し、その被測定検体を伝播
(透過あるいは反射)した光を利用して、その被測定検
体の光計測を行う光計測装置に関するものである。
光散乱媒質に光ビームを照射し、その被測定検体を伝播
(透過あるいは反射)した光を利用して、その被測定検
体の光計測を行う光計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】X線を用いて、例えば生体組織や、自然
に存在するかあるいは人工的な被覆物によって覆われた
試料の内部形態を透視する画像技術は、医療、科学、工
業の各分野で広く用いられている。
に存在するかあるいは人工的な被覆物によって覆われた
試料の内部形態を透視する画像技術は、医療、科学、工
業の各分野で広く用いられている。
【0003】近年、レーザー光源などを用いた光画像計
測技術は、安全であること、すなわち脱放射線化、脱ア
イソトープ化であることから、既存のX線を用いた画像
計測分野への応用が試みられている。中でも、生体組織
の光画像計測は有望な応用分野の1つとして挙げられ
る。
測技術は、安全であること、すなわち脱放射線化、脱ア
イソトープ化であることから、既存のX線を用いた画像
計測分野への応用が試みられている。中でも、生体組織
の光画像計測は有望な応用分野の1つとして挙げられ
る。
【0004】ところで、例えば人体や生体組織のような
不均一な構成物質をもつ試料(被測定検体)は、その内
部で光を顕著に多重散乱するために、その内部形態は一
般的には不可視である。こうした散乱媒質を光計測する
場合の最大難点は、被測定検体から四方八方に出射する
透過光あるいは反射光のうち、追跡が可能な光路を辿っ
た信号光をどのようにして抽出するかということにあ
る。
不均一な構成物質をもつ試料(被測定検体)は、その内
部で光を顕著に多重散乱するために、その内部形態は一
般的には不可視である。こうした散乱媒質を光計測する
場合の最大難点は、被測定検体から四方八方に出射する
透過光あるいは反射光のうち、追跡が可能な光路を辿っ
た信号光をどのようにして抽出するかということにあ
る。
【0005】これを可能にする方法の1つとして、光散
乱に伴う信号光のコヒーレンス性の消失に着目した光コ
ヒーレント検出法が挙げられる〔例えば、K.P.Ch
an,B.Devaraj,M.Yamada,H.I
naba,“Physicsin Medicine
and Biology”,Vol.42,855(1
997)参照〕。
乱に伴う信号光のコヒーレンス性の消失に着目した光コ
ヒーレント検出法が挙げられる〔例えば、K.P.Ch
an,B.Devaraj,M.Yamada,H.I
naba,“Physicsin Medicine
and Biology”,Vol.42,855(1
997)参照〕。
【0006】光コヒーレント検出法は、光ヘテロダイン
検出法に基づく光計測法である。
検出法に基づく光計測法である。
【0007】図15はかかる従来の光ヘテロダイン検出
システムの基本構成図である。
システムの基本構成図である。
【0008】この図において、レーザー光源1から出射
したコヒーレントな光ビームは第1のビームスプリッタ
2により、信号光と参照光とに二分される。信号光は、
例えば散乱媒質からなる被測定検体6に入射し、その被
測定検体6を透過した信号光が第2のビームスプリッタ
8を透過して光検出器9に入射する。
したコヒーレントな光ビームは第1のビームスプリッタ
2により、信号光と参照光とに二分される。信号光は、
例えば散乱媒質からなる被測定検体6に入射し、その被
測定検体6を透過した信号光が第2のビームスプリッタ
8を透過して光検出器9に入射する。
【0009】一方、参照光は、例えばAOM(音響光学
素子)等の周波数シフター3でΔfの周波数シフトを受
け、第2のビームスプリッタ8で、信号光と重畳され
て、光検出器9に入射する。なお、図15において、
4,5は反射ミラー、7は被測定検体6を駆動するX−
Yステージ、10は光検出器9から得られる信号を処理
する信号処理系である。
素子)等の周波数シフター3でΔfの周波数シフトを受
け、第2のビームスプリッタ8で、信号光と重畳され
て、光検出器9に入射する。なお、図15において、
4,5は反射ミラー、7は被測定検体6を駆動するX−
Yステージ、10は光検出器9から得られる信号を処理
する信号処理系である。
【0010】光検出器9の受光面上では、周波数の異な
る信号光と参照光とからなる干渉光が生成され、光検出
器9からはそれら信号光と参照光との周波数差Δfに相
当する周波数のヘテロダイン信号が出力される。
る信号光と参照光とからなる干渉光が生成され、光検出
器9からはそれら信号光と参照光との周波数差Δfに相
当する周波数のヘテロダイン信号が出力される。
【0011】このような光ヘテロダイン検出法に基づく
光計測は、本質的に散乱を受けずに直進する直進光成分
のほかに、散乱を受けながらも前方へ伝播して入射光の
時間コヒーレンスの一部を保持したまま散乱体から出射
する散乱光成分も検出できるという特徴をもつ。
光計測は、本質的に散乱を受けずに直進する直進光成分
のほかに、散乱を受けながらも前方へ伝播して入射光の
時間コヒーレンスの一部を保持したまま散乱体から出射
する散乱光成分も検出できるという特徴をもつ。
【0012】図16は従来の信号光が散乱媒質の入射と
出射面、及び内部で受ける光散乱の様子を示す図であ
る。
出射面、及び内部で受ける光散乱の様子を示す図であ
る。
【0013】この図において、11は散乱媒質、12は
入射光波、13は出射光波、また、散乱媒質11におけ
る矢印は散乱に伴う入射光ビームの空間的拡がりを示し
ている。
入射光波、13は出射光波、また、散乱媒質11におけ
る矢印は散乱に伴う入射光ビームの空間的拡がりを示し
ている。
【0014】図16に示すように、面散乱のほかに散乱
媒質11の内部で受ける多重散乱により、散乱媒質11
から出射する光の波面には顕著なひずみが生じる。この
ことは、入射光の時間コヒーレンスの一部を保持したま
ま出射する信号光についても同様である。
媒質11の内部で受ける多重散乱により、散乱媒質11
から出射する光の波面には顕著なひずみが生じる。この
ことは、入射光の時間コヒーレンスの一部を保持したま
ま出射する信号光についても同様である。
【0015】ここでは、図15と図16に示す透過光を
測定する実験例をとりあげて、光ヘテロダイン検出法に
よる信号光の検出を説明したが、被測定検体6からの反
射光を光ヘテロダイン検出法で検出する光計測〔例え
ば、丹野直弘、「光学」、第28巻、第3号、116
(1999)参照〕においても、その信号光の波面乱れ
は共通する問題である。
測定する実験例をとりあげて、光ヘテロダイン検出法に
よる信号光の検出を説明したが、被測定検体6からの反
射光を光ヘテロダイン検出法で検出する光計測〔例え
ば、丹野直弘、「光学」、第28巻、第3号、116
(1999)参照〕においても、その信号光の波面乱れ
は共通する問題である。
【0016】従来の光ヘテロダイン法では、このような
空間的に乱された信号光を有効に検出できないことはす
でに指摘されている〔例えば、K.P.Chan,D.
K.Ki11inger,“Optics Lette
rs”,Vo1.17.1237(1992)参照〕。
空間的に乱された信号光を有効に検出できないことはす
でに指摘されている〔例えば、K.P.Chan,D.
K.Ki11inger,“Optics Lette
rs”,Vo1.17.1237(1992)参照〕。
【0017】また、このような空間的に乱された信号光
は空間的にランダムな位相及び強度分布をもつため、検
出される光ヘテロダイン信号に強いゆらぎが観測され
る。これは、レーザースペックル現像の一つとして知ら
れている〔例えば、J.C.Dainty編、“Las
er Speck1e and Re1ated Ph
enomena”,Springer−Ver1ag社
出版(New York,1975)参照〕。
は空間的にランダムな位相及び強度分布をもつため、検
出される光ヘテロダイン信号に強いゆらぎが観測され
る。これは、レーザースペックル現像の一つとして知ら
れている〔例えば、J.C.Dainty編、“Las
er Speck1e and Re1ated Ph
enomena”,Springer−Ver1ag社
出版(New York,1975)参照〕。
【0018】空間的に乱された光信号を有効にヘテロダ
イン検出する方法として、2次元検出器アレイを用いた
光ヘテロダイン法が提案されている〔例えば、K.P.
Chan,K.Satori,H.Inaba,“E1
ectronics Letters”,Vo1.3
4.1101(1998)参照〕。
イン検出する方法として、2次元検出器アレイを用いた
光ヘテロダイン法が提案されている〔例えば、K.P.
Chan,K.Satori,H.Inaba,“E1
ectronics Letters”,Vo1.3
4.1101(1998)参照〕。
【0019】図17は従来の2次元検出器アレイを用い
た光ヘテロダインシステムの基本原理図である。
た光ヘテロダインシステムの基本原理図である。
【0020】この図において、21はレーザー光源、2
2は第1のビームスプリッタ、23は被測定検体、24
はX−Yステージ、25,26,27,32,33はレ
ンズ、28は第2のビームスプリッタ、29は2次元光
検出器アレイ、30,34は反射ミラー、31は位相変
調器、35はアレイ用並列データ処理系、36はコンピ
ュータである。
2は第1のビームスプリッタ、23は被測定検体、24
はX−Yステージ、25,26,27,32,33はレ
ンズ、28は第2のビームスプリッタ、29は2次元光
検出器アレイ、30,34は反射ミラー、31は位相変
調器、35はアレイ用並列データ処理系、36はコンピ
ュータである。
【0021】図17に示すように、被測定検体23の出
射面上にある関心点から出射する信号光をレンズ25,
26で集光して、さらにレンズ27で信号光を観察面へ
伝送する。観察面には複数の光検出素子を有する2次元
光検出器アレイ29が配置され、その面上で信号光は、
例えば、平面波として参照光と重畳され、光干渉を起こ
す。
射面上にある関心点から出射する信号光をレンズ25,
26で集光して、さらにレンズ27で信号光を観察面へ
伝送する。観察面には複数の光検出素子を有する2次元
光検出器アレイ29が配置され、その面上で信号光は、
例えば、平面波として参照光と重畳され、光干渉を起こ
す。
【0022】この場合、信号光が空間的に不規則な位相
と強度分布を有するならば、各受光素子で得られた複数
の干渉信号も互いに異なる位相と強度を持つことにな
る。そこで、それら複数の受光素子で得られた複数の受
光信号を統合して一つの関心点の信号を形成する。
と強度分布を有するならば、各受光素子で得られた複数
の干渉信号も互いに異なる位相と強度を持つことにな
る。そこで、それら複数の受光素子で得られた複数の受
光信号を統合して一つの関心点の信号を形成する。
【0023】従来は「時間的に」信号を平均することで
スペックルノイズの低減化を図っていたのに対して、こ
の方法によれば、スペックルノイズを「空間的に」平均
化することができ、高速かつ信号対雑音比(S/N)の
よい光計測が可能になる。
スペックルノイズの低減化を図っていたのに対して、こ
の方法によれば、スペックルノイズを「空間的に」平均
化することができ、高速かつ信号対雑音比(S/N)の
よい光計測が可能になる。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような、従来の単一光検出器による光ヘテロダイン検
出法、もしくは図17に示す2次元光検出器アレイを用
いた光検出法で検出される受信光強度は、参照光と信号
光の強度をそれぞれIr とIs 、また両光波の間の周波
数差と位相差をΔfとΔθとすると、次のように表され
る〔例えば、吉沢、瀬田編、「光ヘテロダイン技術」、
新技術コミュニケーションズ社出版(1994)参
照〕。
たような、従来の単一光検出器による光ヘテロダイン検
出法、もしくは図17に示す2次元光検出器アレイを用
いた光検出法で検出される受信光強度は、参照光と信号
光の強度をそれぞれIr とIs 、また両光波の間の周波
数差と位相差をΔfとΔθとすると、次のように表され
る〔例えば、吉沢、瀬田編、「光ヘテロダイン技術」、
新技術コミュニケーションズ社出版(1994)参
照〕。
【0025】
【数1】
【0026】微小な信号光を検出することを目的とする
光ヘテロダイン測定では、参照光強度は信号光強度より
極めて大きいため、光ヘテロダイン法で検出される光電
流は大きな直流成分と、振幅が√(Ir Is )に比例し
た微弱な交流成分が重畳されたものである。従来の光ヘ
テロダイン計測では、このような交流(AC)成分を例
えば、ACカップリング(結合)法で抽出した後AC増
幅器で増幅し、さらにその振幅を例えば、整流検波回路
を用いて検出する。
光ヘテロダイン測定では、参照光強度は信号光強度より
極めて大きいため、光ヘテロダイン法で検出される光電
流は大きな直流成分と、振幅が√(Ir Is )に比例し
た微弱な交流成分が重畳されたものである。従来の光ヘ
テロダイン計測では、このような交流(AC)成分を例
えば、ACカップリング(結合)法で抽出した後AC増
幅器で増幅し、さらにその振幅を例えば、整流検波回路
を用いて検出する。
【0027】しかし、従来の交流信号の検波方式を2次
元光検出器アレイを用いた光ヘテロダイン測定に応用す
ると、図18に示すように、アレイの素子数に対応した
チャンネル数をもつ信号処理系が必要となるが、実用上
アレイの素子数を増やすことに難点がある。なお、図1
8において、41は整流検波器、42は積算回路であ
る。
元光検出器アレイを用いた光ヘテロダイン測定に応用す
ると、図18に示すように、アレイの素子数に対応した
チャンネル数をもつ信号処理系が必要となるが、実用上
アレイの素子数を増やすことに難点がある。なお、図1
8において、41は整流検波器、42は積算回路であ
る。
【0028】本発明は、上記状況に鑑みて、2次元光検
出器アレイによる光ヘテロダイン測定を有効に行うこと
のできる光計測装置を提供することを目的とする。
出器アレイによる光ヘテロダイン測定を有効に行うこと
のできる光計測装置を提供することを目的とする。
【0029】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕光計測装置において、光ビームを出射する光源
と、この光源から出射された光ビームを、被測定検体が
配置される被測定検体の配置位置を経由する信号光と、
前記被測定検体の配置位置を経由する光路とは異なる光
路を経由する参考光とに二分するとともに、前記被測定
検体の配置位置を経由した後の信号光と、前記異なる光
路を経由した参考光とを互いに重畳することにより、前
記信号光と前記参照光とが干渉した干渉光を生成する干
渉光学系と、前記干渉光学系が、前記信号光の周波数と
前記参照光の周波数を相対的にシフトさせる周波数シフ
タと、前記干渉光学系が、前記信号光と前記参照光のう
ち少なくとも一方の光路上に光を周期的に遮断する光学
装置とを備え、前記光学装置の遮断周波数を前記信号光
と前記参照光の間の周波数差に等しくなるようにしたこ
とを特徴とする。
成するために、 〔1〕光計測装置において、光ビームを出射する光源
と、この光源から出射された光ビームを、被測定検体が
配置される被測定検体の配置位置を経由する信号光と、
前記被測定検体の配置位置を経由する光路とは異なる光
路を経由する参考光とに二分するとともに、前記被測定
検体の配置位置を経由した後の信号光と、前記異なる光
路を経由した参考光とを互いに重畳することにより、前
記信号光と前記参照光とが干渉した干渉光を生成する干
渉光学系と、前記干渉光学系が、前記信号光の周波数と
前記参照光の周波数を相対的にシフトさせる周波数シフ
タと、前記干渉光学系が、前記信号光と前記参照光のう
ち少なくとも一方の光路上に光を周期的に遮断する光学
装置とを備え、前記光学装置の遮断周波数を前記信号光
と前記参照光の間の周波数差に等しくなるようにしたこ
とを特徴とする。
【0030】〔2〕上記〔1〕記載の光計測装置におい
て、前記光学装置の光遮断動作が、前記信号光と前記参
照光の間の周波数差に等しい周波数をもつ参照信号と同
期し、前記参照信号の特定の位相値を基準とすることに
より遮断動作の開始と終結を実行し、前記基準となる位
相値を異なる値に変化することにより、前記干渉光を異
なる測定開始時間と異なる測定時間幅で切り出すことを
特徴とする。
て、前記光学装置の光遮断動作が、前記信号光と前記参
照光の間の周波数差に等しい周波数をもつ参照信号と同
期し、前記参照信号の特定の位相値を基準とすることに
より遮断動作の開始と終結を実行し、前記基準となる位
相値を異なる値に変化することにより、前記干渉光を異
なる測定開始時間と異なる測定時間幅で切り出すことを
特徴とする。
【0031】〔3〕上記〔1〕記載の光計測装置におい
て、前記干渉光学系が、前記干渉光を受光することによ
り光検出信号を得る光検出器を備え、さらに、前記干渉
光学系が、前記被測定検体の配置位置に配置された被測
定検体の表面もしくは、内部の、前記信号光の伝搬経路
上の関心点の信号光を前記光検出器上に伝達するととも
に、この光検出器上に前記参照光を重畳し、前記光検出
器が、空間的に配列され、それぞれが独立に受光信号を
得る複数の受光素子を有し、さらに、前記光検出器で得
られた複数の受光信号を統合して前記関心点に対応する
信号を生成する信号処理部を備えるようにすることを特
徴とする。
て、前記干渉光学系が、前記干渉光を受光することによ
り光検出信号を得る光検出器を備え、さらに、前記干渉
光学系が、前記被測定検体の配置位置に配置された被測
定検体の表面もしくは、内部の、前記信号光の伝搬経路
上の関心点の信号光を前記光検出器上に伝達するととも
に、この光検出器上に前記参照光を重畳し、前記光検出
器が、空間的に配列され、それぞれが独立に受光信号を
得る複数の受光素子を有し、さらに、前記光検出器で得
られた複数の受光信号を統合して前記関心点に対応する
信号を生成する信号処理部を備えるようにすることを特
徴とする。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【0033】本発明は、光ヘテロダイン測定で得られる
光干渉信号を時間的に切り出すことにより、交流成分を
抽出する。
光干渉信号を時間的に切り出すことにより、交流成分を
抽出する。
【0034】図1は本発明の第1実施例を示す光ヘテロ
ダイン検出システムの構成図である。
ダイン検出システムの構成図である。
【0035】この図において、101はコヒーレント光
源、102は第1のビームスプリッタ、103は第1の
周波数シフタ(AOM1,f1 )、104,108は反
射ミラー、105,106,113はレンズ、107は
第2のビームスプリッタ、109は第2の周波数シフタ
(AOM2,f2 )、110はパルス発生器、111は
被測定検体、112はX−Yステージ、114は光検出
器、115は信号処理系である。
源、102は第1のビームスプリッタ、103は第1の
周波数シフタ(AOM1,f1 )、104,108は反
射ミラー、105,106,113はレンズ、107は
第2のビームスプリッタ、109は第2の周波数シフタ
(AOM2,f2 )、110はパルス発生器、111は
被測定検体、112はX−Yステージ、114は光検出
器、115は信号処理系である。
【0036】図1に示すように、連続出力光を出力する
コヒーレント光源101(例えばレーザー光源)から出
射した光ビームは第1のビームスプリッタ102によ
り、信号光と参照光とに二分される。
コヒーレント光源101(例えばレーザー光源)から出
射した光ビームは第1のビームスプリッタ102によ
り、信号光と参照光とに二分される。
【0037】信号光は、例えば、第2の周波数シフタ1
09でf2 の周波数シフトを受けて、例えば散乱媒質か
らなる被測定検体111に入射し、その被測定検体11
1を透過した信号光は光学レンズ113で集光され、第
2のビームスプリッタ107を透過して光検出器114
に入射する。
09でf2 の周波数シフトを受けて、例えば散乱媒質か
らなる被測定検体111に入射し、その被測定検体11
1を透過した信号光は光学レンズ113で集光され、第
2のビームスプリッタ107を透過して光検出器114
に入射する。
【0038】一方、参照光は、例えばAOM等の第1の
周波シフタ103でf1 の周波数を受け、第2のビーム
スプリッタ107で信号光と重畳されて、観察面に配置
される光検出器114に入射される。
周波シフタ103でf1 の周波数を受け、第2のビーム
スプリッタ107で信号光と重畳されて、観察面に配置
される光検出器114に入射される。
【0039】光検出器114の受光面において、周波数
差|f2 −f1 |をもつ信号光と参照光からなる干渉光
が生成される。
差|f2 −f1 |をもつ信号光と参照光からなる干渉光
が生成される。
【0040】なお、図1ではマッハツェンダー干渉計の
原理に基づいて構成されているが、本発明は、次のよう
な機構を干渉計に構えることにより、従来の光ヘテロダ
イン干渉計と異なる特徴をもつ光計測装置を提供する。
ここでは、参照光及び信号光のうち少なくともどちらか
一方を周期的on−off(遮断)する。そのon−o
ff周波数は常に両光波の間の周波数差(|f2 −f1
|=Δf)に等しくなるように設定される。
原理に基づいて構成されているが、本発明は、次のよう
な機構を干渉計に構えることにより、従来の光ヘテロダ
イン干渉計と異なる特徴をもつ光計測装置を提供する。
ここでは、参照光及び信号光のうち少なくともどちらか
一方を周期的on−off(遮断)する。そのon−o
ff周波数は常に両光波の間の周波数差(|f2 −f1
|=Δf)に等しくなるように設定される。
【0041】そのような光の遮断動作は、例えば、図1
の場合、第1の周波数シフタと第2の周波数シフタのう
ち少なくとも一方をΔfの周波数でon−offすれば
よい。なお、周波数シフタが「off」の状態では周波
数シフタに入射する光ビームが周波数シフトを受けず、
図1の点線で示すように入射角度と同じ角度で周波数シ
フタから出射することとなる。
の場合、第1の周波数シフタと第2の周波数シフタのう
ち少なくとも一方をΔfの周波数でon−offすれば
よい。なお、周波数シフタが「off」の状態では周波
数シフタに入射する光ビームが周波数シフトを受けず、
図1の点線で示すように入射角度と同じ角度で周波数シ
フタから出射することとなる。
【0042】さらに、本発明は観察面に配置される光検
出器114として、1次元ないし2次元に受光素子を配
列されるイメージセンサ、例えばCCD(charge
−coup1ed device)カメラを使用する。
出器114として、1次元ないし2次元に受光素子を配
列されるイメージセンサ、例えばCCD(charge
−coup1ed device)カメラを使用する。
【0043】以下、本発明による測定原理を説明する。
【0044】図2は本発明の光ヘテロダイン検出による
測定原理の説明図であり、縦軸に干渉光強度、横軸に時
間を示している。
測定原理の説明図であり、縦軸に干渉光強度、横軸に時
間を示している。
【0045】図2(a)の波形aは、光ヘテロダイン測
定において信号光及び参照光がともに連続光である場
合、光検出器114面上に生成される干渉光の時間波形
を示すものである。前記式(1)に示すように、光干渉
信号は参照光及び信号光の強度に比例した直流成分と、
|f1 −f2 |=Δfの周波数をもつ交流成分とからな
る。
定において信号光及び参照光がともに連続光である場
合、光検出器114面上に生成される干渉光の時間波形
を示すものである。前記式(1)に示すように、光干渉
信号は参照光及び信号光の強度に比例した直流成分と、
|f1 −f2 |=Δfの周波数をもつ交流成分とからな
る。
【0046】さらに、図2(b)の波形bは、本発明に
よって生成される干渉光の時間波形を示すものである。
信号光と参照光の両光ビームをΔf=|f1 −f2 |の
周波数で「on−off」することにより、干渉光は、
上記Δfの周波数で時間的に「切り出される」ことにな
る。その干渉光の「切り出し」動作を数式を用いて以下
に述べる。
よって生成される干渉光の時間波形を示すものである。
信号光と参照光の両光ビームをΔf=|f1 −f2 |の
周波数で「on−off」することにより、干渉光は、
上記Δfの周波数で時間的に「切り出される」ことにな
る。その干渉光の「切り出し」動作を数式を用いて以下
に述べる。
【0047】連続光源から出射するコヒーレント光を振
幅A、各周波数ω(ω=2πf)、位相θをもつ電場の
正弦的波動として考える。すなわち、
幅A、各周波数ω(ω=2πf)、位相θをもつ電場の
正弦的波動として考える。すなわち、
【0048】
【数2】
【0049】その光強度は、次のように表される。
【0050】
【数3】
【0051】図1において第1の周波数シフタ103と
第2の周波数シフタ109が常に「on」の状態であれ
ば、1次回折光としてそれぞれ第1の周波数シフタ10
3と第2の周波数シフタ109から出射する参照光と信
号光はともに連続光であり、それぞれの電場Er とEs
を次のように表すことができる。
第2の周波数シフタ109が常に「on」の状態であれ
ば、1次回折光としてそれぞれ第1の周波数シフタ10
3と第2の周波数シフタ109から出射する参照光と信
号光はともに連続光であり、それぞれの電場Er とEs
を次のように表すことができる。
【0052】
【数4】
【0053】
【数5】
【0054】ただし、ω1 =2π(f+f1 ),またω
2 =2π(f+f2 )である。
2 =2π(f+f2 )である。
【0055】次に、信号光と参照光がともにΔf=|f
1 −f2 |の周波数で周期的にon−offされること
について考える。
1 −f2 |の周波数で周期的にon−offされること
について考える。
【0056】例えば、周波数シフタの「on−off」
動作によって周波数シフタから出射する1次回折光の光
強度も「on−off」になるとすると、周波数シフタ
の「on−off」動作は周波数シフタに入射する連続
な光ビームの強度に対して変調レートM(t)の強度変
調、またその電界に対して変調レートM(t)の強度変
調をかけることとなる。
動作によって周波数シフタから出射する1次回折光の光
強度も「on−off」になるとすると、周波数シフタ
の「on−off」動作は周波数シフタに入射する連続
な光ビームの強度に対して変調レートM(t)の強度変
調、またその電界に対して変調レートM(t)の強度変
調をかけることとなる。
【0057】そこで、図1の光検出器114面上に形成
される干渉光を次のように表わすことができる。
される干渉光を次のように表わすことができる。
【0058】
【数6】
【0059】ただし、Δθ=|θ1 −θ2 |である。次
に、周波数シフタの「on−off」動作、例えば、図
3に示される矩形の動作をフーリエ級数の展開により、
次のように展開する。
に、周波数シフタの「on−off」動作、例えば、図
3に示される矩形の動作をフーリエ級数の展開により、
次のように展開する。
【0060】
【数7】
【0061】本発明は、T=1/Δf=1/|f1 −f
2 |の周期で時間的に切り出される干渉光を蓄積型の光
検出器、例えば空間的に受光素子が配置されるCCD
(charge−coup1ed device)カメ
ラで検出することを特徴とする。そのような蓄積型光検
出器の電気出力は干渉光を一定の積算時間にわたって積
算するものであるので、式(6)から次のように与えら
れる。
2 |の周期で時間的に切り出される干渉光を蓄積型の光
検出器、例えば空間的に受光素子が配置されるCCD
(charge−coup1ed device)カメ
ラで検出することを特徴とする。そのような蓄積型光検
出器の電気出力は干渉光を一定の積算時間にわたって積
算するものであるので、式(6)から次のように与えら
れる。
【0062】
【数8】
【0063】式(8)に式(7)を代入して整理する
と、その積算の第1項は、
と、その積算の第1項は、
【0064】
【数9】
【0065】となり、同様にその第2項は
【0066】
【数10】
【0067】となる。さらにその第3項は、
【0068】
【数11】
【0069】となる。式(11)において光干渉信号の
周期T=2π/Δωは積算時間より十分短いのであれ
ば、その第1項で表される干渉信号は平均され、ゼロと
見なされる。一方、その第2項は、
周期T=2π/Δωは積算時間より十分短いのであれ
ば、その第1項で表される干渉信号は平均され、ゼロと
見なされる。一方、その第2項は、
【0070】
【数12】
【0071】となる。上記式(9)、(10)と(1
2)の結果より、式(8)で表される蓄積型光検出器の
出力は次のように与えられる。
2)の結果より、式(8)で表される蓄積型光検出器の
出力は次のように与えられる。
【0072】
【数13】
【0073】式(13)から察知できるように、光検出
器の出力には、信号光と参照光の強度のほかに、光干渉
信号の振幅〔√(Is Ir )〕および位相(Δθ)に関
する項が含まれている。
器の出力には、信号光と参照光の強度のほかに、光干渉
信号の振幅〔√(Is Ir )〕および位相(Δθ)に関
する項が含まれている。
【0074】このように、本発明は干渉光をその干渉周
波数と同じ周波数で時間的に切り出し、さらにそれを蓄
積型光検出器で受光する手段を用いて光干渉信号を直流
値として出力する。このことは光干渉信号を交流成分と
して出力する従来の光ヘテロダイン測定と根本的に異な
るものである。
波数と同じ周波数で時間的に切り出し、さらにそれを蓄
積型光検出器で受光する手段を用いて光干渉信号を直流
値として出力する。このことは光干渉信号を交流成分と
して出力する従来の光ヘテロダイン測定と根本的に異な
るものである。
【0075】さらに、本発明は以下のような測定手段を
特徴とする。
特徴とする。
【0076】本発明による干渉光の「切り出し」動作を
説明する。すなわち、式(13)で表されるi1 の測定
に続いて干渉光の「切り出し」のタイミングを、そのi
1 の測定の時と比べ時間的にそれぞれT/2とT/4だ
けずらして、計2回の測定を行う。このことは、フーリ
エ変換の原理から式(7)における位相φをそれぞれπ
とπ/2ずらすことを意味する。従って、それぞれの位
相ずらしに応じて光検出器114からは次のような2つ
の出力が得られる。
説明する。すなわち、式(13)で表されるi1 の測定
に続いて干渉光の「切り出し」のタイミングを、そのi
1 の測定の時と比べ時間的にそれぞれT/2とT/4だ
けずらして、計2回の測定を行う。このことは、フーリ
エ変換の原理から式(7)における位相φをそれぞれπ
とπ/2ずらすことを意味する。従って、それぞれの位
相ずらしに応じて光検出器114からは次のような2つ
の出力が得られる。
【0077】
【数14】
【0078】
【数15】
【0079】図4(b)、図4(c)、図4(d)はそ
れぞれ、式(13)、式(14)及び式(15)に対応
した干渉光の時間波形を示すものである。比較のため
に、図4(a)の波形aに周波数Δfの正弦波の時間波
形を示す。
れぞれ、式(13)、式(14)及び式(15)に対応
した干渉光の時間波形を示すものである。比較のため
に、図4(a)の波形aに周波数Δfの正弦波の時間波
形を示す。
【0080】また、本発明は次のような信号演算処理を
行うことを特徴とする。
行うことを特徴とする。
【0081】式(13)、式(14)と式(15)よ
り、
り、
【0082】
【数16】
【0083】
【数17】
【0084】
【数18】
【0085】が算出される。それに基づいて信号光の強
度及び位相に関する情報は次のような演算方法から求ま
る。
度及び位相に関する情報は次のような演算方法から求ま
る。
【0086】
【数19】
【0087】
【数20】
【0088】上記i1 、i2 及びi3 の測定において干
渉光の切り出しのタイミングがそれぞれ異なることは明
白である。その実行手段の一例を図5に示す。図5
(a)は参照信号を示し、図5(b)は周波数シフタ
(光音響変調器)のon−off信号を示している。こ
こでは、光干渉信号の周波数Δfと同じ周波数の正弦波
を参照信号として用いる。
渉光の切り出しのタイミングがそれぞれ異なることは明
白である。その実行手段の一例を図5に示す。図5
(a)は参照信号を示し、図5(b)は周波数シフタ
(光音響変調器)のon−off信号を示している。こ
こでは、光干渉信号の周波数Δfと同じ周波数の正弦波
を参照信号として用いる。
【0089】図5において、i1 、i2 及びi3 の測定
時間をともにTmeasとすると、測定時間Tmeas(Tmeas
≫Δf-1)の間にN(N=TmeasΔf)回の干渉光の
「切り出し」が行われることとなる。
時間をともにTmeasとすると、測定時間Tmeas(Tmeas
≫Δf-1)の間にN(N=TmeasΔf)回の干渉光の
「切り出し」が行われることとなる。
【0090】そこで、まずi1 の測定において、例え
ば、図1の場合、AOM1とAOM2の「on」動作の
開始時間を参照信号の最大値(cosφ=1)を基準点
とし、また同「on」動作の終結時間を同参照信号の最
小値(cosφ=−1)を基準点とすると、次のi2 の
測定ではAOM1及びAOM2の「on」動作の開始時
間は同参照信号が最小値(cosφ=−1)に達する
点、また同「on」動作の終結時間は同参照信号が最大
値(cosφ=1)に達する点とすればよい。
ば、図1の場合、AOM1とAOM2の「on」動作の
開始時間を参照信号の最大値(cosφ=1)を基準点
とし、また同「on」動作の終結時間を同参照信号の最
小値(cosφ=−1)を基準点とすると、次のi2 の
測定ではAOM1及びAOM2の「on」動作の開始時
間は同参照信号が最小値(cosφ=−1)に達する
点、また同「on」動作の終結時間は同参照信号が最大
値(cosφ=1)に達する点とすればよい。
【0091】さらに、i2 に続いて行われるi3 の測定
では、AOM1及びAOM2の「on」動作の開始時間
は参照信号がゼロ値(cosφ=0)に達する点、また
同「off」動作の終結時間は参照信号がその次のゼロ
値(cosφ=0)に達する点とすればよい。
では、AOM1及びAOM2の「on」動作の開始時間
は参照信号がゼロ値(cosφ=0)に達する点、また
同「off」動作の終結時間は参照信号がその次のゼロ
値(cosφ=0)に達する点とすればよい。
【0092】図5に示すように、i1 、i2 及びi3 の
それぞれの測定値は、検出後直ちに信号処理系へ転送さ
れることが望ましい。そのデータ転送の間は干渉光を常
に「off」とする。
それぞれの測定値は、検出後直ちに信号処理系へ転送さ
れることが望ましい。そのデータ転送の間は干渉光を常
に「off」とする。
【0093】以下、更なる実施例について説明する。
【0094】図6は本発明の第2実施例を示す光ヘテロ
ダイン検出システムの構成図である。ここでは、図1の
光計測装置の光源として連続出力の低コヒーレント光源
を用いた実施例を示す。
ダイン検出システムの構成図である。ここでは、図1の
光計測装置の光源として連続出力の低コヒーレント光源
を用いた実施例を示す。
【0095】この図において、201は低コヒーレント
光源、202は位置が固定された第1のビームスプリッ
タ、203は第1の周波数シフタ(AOM1,f1 )、
204はZスキャンされる第2のプリズム、205,2
09は反射ミラー、206,207,214はレンズ、
208は第1のプリズム、210は第2の周波数シフタ
(AOM2,f2 )、211はパルス発生器、212は
被測定検体、213はX−Yステージ、215は第2の
ビームスプリッタ、216は光検出器、217は信号処
理系である。
光源、202は位置が固定された第1のビームスプリッ
タ、203は第1の周波数シフタ(AOM1,f1 )、
204はZスキャンされる第2のプリズム、205,2
09は反射ミラー、206,207,214はレンズ、
208は第1のプリズム、210は第2の周波数シフタ
(AOM2,f2 )、211はパルス発生器、212は
被測定検体、213はX−Yステージ、215は第2の
ビームスプリッタ、216は光検出器、217は信号処
理系である。
【0096】図6において、低コヒーレント光源20
1、例えばスーパールミネセントダイオード(SLD)
と発光ダイオード(LED)は、スペクトルに広がりを
もつため、その時間コヒーレンスはコヒーレント光源、
例えばレーザー光源の場合と比べて極めて短くなる。
1、例えばスーパールミネセントダイオード(SLD)
と発光ダイオード(LED)は、スペクトルに広がりを
もつため、その時間コヒーレンスはコヒーレント光源、
例えばレーザー光源の場合と比べて極めて短くなる。
【0097】時間コヒーレンスを可干渉距離Lcに換算
すると、Lc≒λ2 /Δλ(λは低コヒーレント光の中
心波長、Δλはその波長広がり)と表すことができる。
市販されている近赤外域SLDの場合Lc≒50μm、
またLEDの場合Lc≒10μm程度である。
すると、Lc≒λ2 /Δλ(λは低コヒーレント光の中
心波長、Δλはその波長広がり)と表すことができる。
市販されている近赤外域SLDの場合Lc≒50μm、
またLEDの場合Lc≒10μm程度である。
【0098】従って、低コヒーレント光を用いた場合、
図6における信号光と参照光との光路長の違いは、その
極めて短いコヒーレント長以内にあるときのみ、光干渉
が生成される。この性質を利用すれば、特定の光路長を
伝播した透過光を検出することが可能となる。〔例え
ば、K.P.Chan,M.Yamada,H.Ina
da,“App1ied Physics B”,Vo
1.63,249(1996)参照〕。
図6における信号光と参照光との光路長の違いは、その
極めて短いコヒーレント長以内にあるときのみ、光干渉
が生成される。この性質を利用すれば、特定の光路長を
伝播した透過光を検出することが可能となる。〔例え
ば、K.P.Chan,M.Yamada,H.Ina
da,“App1ied Physics B”,Vo
1.63,249(1996)参照〕。
【0099】第2実施例(図6)では、位置が固定され
た第1のプリズム208とZ−方向に移動(スキャン)
可能な第2のプリズム204を用いて、信号光と参照光
との間の光路長差を調節し、被測定検体212からの出
射光をLc程度の距離分解能で検出することができる。
た第1のプリズム208とZ−方向に移動(スキャン)
可能な第2のプリズム204を用いて、信号光と参照光
との間の光路長差を調節し、被測定検体212からの出
射光をLc程度の距離分解能で検出することができる。
【0100】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。
る。
【0101】図7は本発明の第3実施例を示す光ヘテロ
ダイン検出システムの構成図である。この実施例は、被
測定検体からの反射光を検出するためのマッハツェンダ
ー型干渉計に応用したものである。
ダイン検出システムの構成図である。この実施例は、被
測定検体からの反射光を検出するためのマッハツェンダ
ー型干渉計に応用したものである。
【0102】図7において、301は低コヒーレント光
源、302は第1のビームスプリッタ、303は第1の
周波数シフタ(AOM1,f1 )、304はZ−スキャ
ン可能な第2のプリズム、305,309は反射ミラ
ー、306,307,312,313,315はレン
ズ、308は固定された第1のプリズム、310は第2
の周波数シフタ(AOM2,f2 )、311はパルス発
生器、314は第2のビームスプリッタ、316は被測
定検体、317は光検出器、318は信号処理系であ
る。
源、302は第1のビームスプリッタ、303は第1の
周波数シフタ(AOM1,f1 )、304はZ−スキャ
ン可能な第2のプリズム、305,309は反射ミラ
ー、306,307,312,313,315はレン
ズ、308は固定された第1のプリズム、310は第2
の周波数シフタ(AOM2,f2 )、311はパルス発
生器、314は第2のビームスプリッタ、316は被測
定検体、317は光検出器、318は信号処理系であ
る。
【0103】光源としては第2実施例(図6)と同様
に、低コヒーレント光源301、例えばSLDとLED
光源を用いる。それら光源がもつ極めて短い可干渉距離
の性質を利用すれば、図7に示す光計測装置で光コヒー
レンス断層測定(例えば、本願発明者によって提案され
た特公平6−35946号参照)を実施することが可能
である。
に、低コヒーレント光源301、例えばSLDとLED
光源を用いる。それら光源がもつ極めて短い可干渉距離
の性質を利用すれば、図7に示す光計測装置で光コヒー
レンス断層測定(例えば、本願発明者によって提案され
た特公平6−35946号参照)を実施することが可能
である。
【0104】前述した様に、本発明は時間的に「切り出
される」干渉光を蓄積型の光検出器、例えば空間的に受
光素子が配置されるCCDカメラで検出するようにして
いる。市販品のCCDカメラは数十万ないし数百万の受
光素子を有するので、これらの極めて多数の受光素子を
有効に利用すれば、無掃引で実時間の光画像計測が可能
となる。
される」干渉光を蓄積型の光検出器、例えば空間的に受
光素子が配置されるCCDカメラで検出するようにして
いる。市販品のCCDカメラは数十万ないし数百万の受
光素子を有するので、これらの極めて多数の受光素子を
有効に利用すれば、無掃引で実時間の光画像計測が可能
となる。
【0105】図8は本発明の第3実施例の第1変形例を
示す図である。
示す図である。
【0106】第3実施例では被測定検体への先入射及び
被測定検体からの反射光の集光が共に一枚のレンズで行
われるのに対して、この実施例では、その一枚のレンズ
の代わりにマイクロレンズアレイ321を使用するよう
にしたものである。
被測定検体からの反射光の集光が共に一枚のレンズで行
われるのに対して、この実施例では、その一枚のレンズ
の代わりにマイクロレンズアレイ321を使用するよう
にしたものである。
【0107】マイクロレンズアレイ321は、入射して
くる信号光ビームを多数の光ビームに変換して被測定検
体316へ入射させる働きと、被測定検体316からの
反射光を集光する役割を同時に果たす。集光された多数
の反射光ビームは第2のビームスプリッタ314上に参
照光と重畳され、CCDアレイの面上で干渉光が生成さ
れる。
くる信号光ビームを多数の光ビームに変換して被測定検
体316へ入射させる働きと、被測定検体316からの
反射光を集光する役割を同時に果たす。集光された多数
の反射光ビームは第2のビームスプリッタ314上に参
照光と重畳され、CCDアレイの面上で干渉光が生成さ
れる。
【0108】一方、この実施例で使用されるマイクロレ
ンズアレイの素子数は、必ずしもCCDカメラの受光素
子数に等しく設定される必要はない。複数のCCD素子
でレンズアレイの一素子からの信号光を検出すること
は、図16で述べたように光ヘテロダイン信号のスペッ
クル平均と増強検出に役立つものと考えられる。
ンズアレイの素子数は、必ずしもCCDカメラの受光素
子数に等しく設定される必要はない。複数のCCD素子
でレンズアレイの一素子からの信号光を検出すること
は、図16で述べたように光ヘテロダイン信号のスペッ
クル平均と増強検出に役立つものと考えられる。
【0109】次に、本発明の第3実施例の第2変形例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0110】図9は本発明の第3実施例の第2変形例を
示す図である。
示す図である。
【0111】ここでは、図7に示した光計測装置に信号
光の伝送手段としてのレンズの代わりに光ファイバーバ
ンドルを使用するようにしている。
光の伝送手段としてのレンズの代わりに光ファイバーバ
ンドルを使用するようにしている。
【0112】図9に示すように、被測定検体316へ入
射する光は、第1のマイクロレンズアレイ331によっ
て光ファイバーバンドル332ヘ結合され、その光ファ
イバーバンドル332を経由して第2のマイクロレンズ
アレイ333へ伝送される。第2のマイクロレンズアレ
イ333は、図8と同様に被測定検体316への先入射
及び被測定検体316からの反射光の集光を同時に行
う。
射する光は、第1のマイクロレンズアレイ331によっ
て光ファイバーバンドル332ヘ結合され、その光ファ
イバーバンドル332を経由して第2のマイクロレンズ
アレイ333へ伝送される。第2のマイクロレンズアレ
イ333は、図8と同様に被測定検体316への先入射
及び被測定検体316からの反射光の集光を同時に行
う。
【0113】この実施例によれば、信号光の伝送に光フ
ァイバーバンドル332を使用することにより、被測定
検体316を光計測装置から離すことができ、測定上の
自由度を大幅に向上させるという利点がある。
ァイバーバンドル332を使用することにより、被測定
検体316を光計測装置から離すことができ、測定上の
自由度を大幅に向上させるという利点がある。
【0114】次に、本発明の第4実施例について説明す
る。
る。
【0115】図10は本発明の第4実施例を示す光ヘテ
ロダイン検出システムの構成図である。ここでは、フィ
ゾー型干渉計へ応用している。
ロダイン検出システムの構成図である。ここでは、フィ
ゾー型干渉計へ応用している。
【0116】この図において、401は低コヒーレント
光源、402は第1のビームスプリッタ、403は第1
の周波数シフタ(AOM1,f1 )、404はZ−スキ
ャン可能なプリズム、405,406は反射ミラー、4
07は第2の周波数シフタ(AOM2,f2 )、408
はパルス発生器、409は第2のビームスプリッタ、4
10,411,414はレンズ、412は第3のビーム
スプリッタ、413は半透明ミラー、415は被測定検
体、416は光検出器、417は信号処理系である。
光源、402は第1のビームスプリッタ、403は第1
の周波数シフタ(AOM1,f1 )、404はZ−スキ
ャン可能なプリズム、405,406は反射ミラー、4
07は第2の周波数シフタ(AOM2,f2 )、408
はパルス発生器、409は第2のビームスプリッタ、4
10,411,414はレンズ、412は第3のビーム
スプリッタ、413は半透明ミラー、415は被測定検
体、416は光検出器、417は信号処理系である。
【0117】図10に示すように、光源に低コヒーレン
ト光源401として、例えばSLDとLED光源を用い
る。第2のビームスプリッタ409によって重畳された
信号光と参照光は2枚のレンズ410,411からなる
ビームエキスパーンダによってビーム径を拡大され、第
3のビームスプリッタ412を透過して半透明ミラー4
13へ伝送される。半透明ミラー413によって光ビー
ムの一部が反射され、再び第3のビームスプリッタ41
2へ送り返される。便宜上これを光ビーム1と呼ぶ。
ト光源401として、例えばSLDとLED光源を用い
る。第2のビームスプリッタ409によって重畳された
信号光と参照光は2枚のレンズ410,411からなる
ビームエキスパーンダによってビーム径を拡大され、第
3のビームスプリッタ412を透過して半透明ミラー4
13へ伝送される。半透明ミラー413によって光ビー
ムの一部が反射され、再び第3のビームスプリッタ41
2へ送り返される。便宜上これを光ビーム1と呼ぶ。
【0118】一方、半透明ミラー413を透過した光ビ
ームは、レンズ414で集光され、被測定検体415へ
入射される。被測定検体415からの反射光はレンズ4
14で集光され、半透明ミラー413へ伝送される。そ
の反射光の一部が半透明ミラー413を透過して、第3
のビームスプリッタ412へ伝播する。便宜上これを光
ビーム2と呼ぶ。
ームは、レンズ414で集光され、被測定検体415へ
入射される。被測定検体415からの反射光はレンズ4
14で集光され、半透明ミラー413へ伝送される。そ
の反射光の一部が半透明ミラー413を透過して、第3
のビームスプリッタ412へ伝播する。便宜上これを光
ビーム2と呼ぶ。
【0119】上記光ビーム1と光ビーム2は第3のビー
ムスプリッタ412で重畳され、その一部は同第3のビ
ームスプリッタ412によって反射されて光検出器、例
えば空間的に受光素子が配置される光検出器(CCDカ
メラ)416ヘ伝送される。
ムスプリッタ412で重畳され、その一部は同第3のビ
ームスプリッタ412によって反射されて光検出器、例
えば空間的に受光素子が配置される光検出器(CCDカ
メラ)416ヘ伝送される。
【0120】光源に低コヒーレント光源を用いた他の実
施例と同様に、第4実施例(図10)においても信号光
と参照光との光路長の違いが光源の極めて短いコヒーレ
ント長以内にあるときのみ、光干渉が生成される。しか
し、第4実施例では、信号光と参照光がともに光ビーム
1と光ビーム2に含まれているところに他の実施例とは
異なる特徴がある。
施例と同様に、第4実施例(図10)においても信号光
と参照光との光路長の違いが光源の極めて短いコヒーレ
ント長以内にあるときのみ、光干渉が生成される。しか
し、第4実施例では、信号光と参照光がともに光ビーム
1と光ビーム2に含まれているところに他の実施例とは
異なる特徴がある。
【0121】仮に、光ビーム1に重畳されている信号光
と参照光の光路長がそれぞれLsとLrであるとする
と、両者の違いが光源の極めて短いコヒーレント長以内
でなければ、両光波が重畳されていても光干渉は生成さ
れない。
と参照光の光路長がそれぞれLsとLrであるとする
と、両者の違いが光源の極めて短いコヒーレント長以内
でなければ、両光波が重畳されていても光干渉は生成さ
れない。
【0122】一方、被測定検体415から反射してくる
光ビーム2は半透明ミラー413から反射してくる光ビ
ーム1より光路長が長い。その差をΔLとすると、光ビ
ーム2に重畳されている信号光と参照光の光路長はそれ
ぞれLs+ΔL及びLr+ΔLになると推定できる。
光ビーム2は半透明ミラー413から反射してくる光ビ
ーム1より光路長が長い。その差をΔLとすると、光ビ
ーム2に重畳されている信号光と参照光の光路長はそれ
ぞれLs+ΔL及びLr+ΔLになると推定できる。
【0123】そこで、図10におけるプリズム404を
Z方向にスキャンすることにより、Ls=Lr+ΔLに
なるように信号光と参照光との光路長を調整すると、光
検出器416の面上で光ビーム1に含まれる参照光と、
光ビーム2に含まれる信号光が光干渉することになる。
Z方向にスキャンすることにより、Ls=Lr+ΔLに
なるように信号光と参照光との光路長を調整すると、光
検出器416の面上で光ビーム1に含まれる参照光と、
光ビーム2に含まれる信号光が光干渉することになる。
【0124】次に、本発明の第5実施例について説明す
る。
る。
【0125】図11は、本発明の第5実施例を示す光ヘ
テロダイン検出システムの構成図である。
テロダイン検出システムの構成図である。
【0126】この実施例では、光計測装置に信号光の伝
送手段として光ファイバーバンドルを使用している。
送手段として光ファイバーバンドルを使用している。
【0127】この図において、501は低コヒーレント
光源、502は第1のビームスプリッタ、503は第1
の周波数シフタ(AOM1,f1 )、504はZ−スキ
ャンのプリズム、505,506は反射ミラー、507
は第2の周波数シフタ(AOM2,f2 )、508はパ
ルス発生器、509は第2のビームスプリッタ、51
0,511はレンズ、512は第3のビームスプリッ
タ、513は第1の2次元(マイクロ)レンズアレイ、
514は光ファイバーバンドル、515は第2の2次元
(マイクロ)レンズアレイ、516は被測定検体、51
7は光検出器、518は信号処理系である。
光源、502は第1のビームスプリッタ、503は第1
の周波数シフタ(AOM1,f1 )、504はZ−スキ
ャンのプリズム、505,506は反射ミラー、507
は第2の周波数シフタ(AOM2,f2 )、508はパ
ルス発生器、509は第2のビームスプリッタ、51
0,511はレンズ、512は第3のビームスプリッ
タ、513は第1の2次元(マイクロ)レンズアレイ、
514は光ファイバーバンドル、515は第2の2次元
(マイクロ)レンズアレイ、516は被測定検体、51
7は光検出器、518は信号処理系である。
【0128】図11に示すように、被測定検体516へ
入射する光は第1のマイクロレンズアレイ513によっ
て光ファイバーバンドル514ヘ結合され、その光ファ
イバーバンドル514を経由して第2のマイクロレンズ
アレイ515へ伝送される。この第2のマイクロレンズ
アレイ515は、被測定検体516への光入射及び被測
定検体516からの反射光の集光を同時に行う。
入射する光は第1のマイクロレンズアレイ513によっ
て光ファイバーバンドル514ヘ結合され、その光ファ
イバーバンドル514を経由して第2のマイクロレンズ
アレイ515へ伝送される。この第2のマイクロレンズ
アレイ515は、被測定検体516への光入射及び被測
定検体516からの反射光の集光を同時に行う。
【0129】この実施例は、信号光と参照光がともに同
じ光ファイバーを往復することに上記した図9の実施例
と異なる特徴をもつ。これは光ファイバーによる光伝送
が受ける外乱を補償するのに効果がある。
じ光ファイバーを往復することに上記した図9の実施例
と異なる特徴をもつ。これは光ファイバーによる光伝送
が受ける外乱を補償するのに効果がある。
【0130】次に、本発明の第6実施例について説明す
る。
る。
【0131】図12は本発明の第6実施例を示す光ヘテ
ロダイン検出システムの部分構成図である。
ロダイン検出システムの部分構成図である。
【0132】この図において、601は光ファイバー、
602はレンズ、603はビームスプリッタ、604は
反射コーディング、605はCCDカメラ、606は対
物レンズ、607は被測定検体である。
602はレンズ、603はビームスプリッタ、604は
反射コーディング、605はCCDカメラ、606は対
物レンズ、607は被測定検体である。
【0133】この実施例は、第4実施例の光計測装置の
被測定検体への入射光の伝送手段として使用する。すな
わち、光ファイバー601、レンズ602、ビームスプ
リッタ603、反射コーディング604、CCDカメラ
605を一体化するようにしたものである。
被測定検体への入射光の伝送手段として使用する。すな
わち、光ファイバー601、レンズ602、ビームスプ
リッタ603、反射コーディング604、CCDカメラ
605を一体化するようにしたものである。
【0134】このように、この実施例では、光ファイバ
ー601が入射光を被測定検体607への伝送手段とし
て用いられるが、被測定検体607からの反射光の伝送
手段に使われていない点が第5実施例と異なる。従っ
て、イメージ伝送用の光ファイバーバンドルを用いる必
要がなく、安価となる利点がある。
ー601が入射光を被測定検体607への伝送手段とし
て用いられるが、被測定検体607からの反射光の伝送
手段に使われていない点が第5実施例と異なる。従っ
て、イメージ伝送用の光ファイバーバンドルを用いる必
要がなく、安価となる利点がある。
【0135】一方、第5の実施例は、光ファイバーを用
いることにより、被測定検体を光計測装置から離すこと
ができ、測定上の自由度を大幅に向上させるという利点
がある。
いることにより、被測定検体を光計測装置から離すこと
ができ、測定上の自由度を大幅に向上させるという利点
がある。
【0136】次に、本発明の第7実施例について説明す
る。
る。
【0137】図13は本発明の第7実施例を示す光ヘテ
ロダイン検出システムの部分構成図である。
ロダイン検出システムの部分構成図である。
【0138】この図において、701は低コヒーレント
光源、702はレンズ、703,705,707,70
9,711,713,715は光ファイバー、704は
第1の2×2光ファイバーカプラー、706は第1の周
波数シフタ(AOM1)、708は光ファイバー型距離
伸縮装置、710は第2の2×2光ファイバーカプラ
ー、712は第2の周波数シフタ(AOM2)、714
はパルス発生器である。
光源、702はレンズ、703,705,707,70
9,711,713,715は光ファイバー、704は
第1の2×2光ファイバーカプラー、706は第1の周
波数シフタ(AOM1)、708は光ファイバー型距離
伸縮装置、710は第2の2×2光ファイバーカプラ
ー、712は第2の周波数シフタ(AOM2)、714
はパルス発生器である。
【0139】図13において、低コヒーレント光源70
1からの出力光はレンズ702によって光ファイバー7
03に結合され、第1の2×2光ファイバーカプラー7
04へ伝送される。ここで、第1の2×2光ファイバー
カプラー704は入力してくる光を信号光と参照光に2
分割する。信号光と参照光は、それぞれ光ファイバー7
05,711によって光ファイバー結合型周波数シフタ
AOM1とAOM2の入力側へ導かれる。
1からの出力光はレンズ702によって光ファイバー7
03に結合され、第1の2×2光ファイバーカプラー7
04へ伝送される。ここで、第1の2×2光ファイバー
カプラー704は入力してくる光を信号光と参照光に2
分割する。信号光と参照光は、それぞれ光ファイバー7
05,711によって光ファイバー結合型周波数シフタ
AOM1とAOM2の入力側へ導かれる。
【0140】AOMにおいて周波数シフトを受けた光は
光ファイバー707,713へ結合され出力する。そこ
で、AOM2からの信号光は光ファイバー713によっ
て第2の2×2光ファイバーカプラー710へ伝送され
るが、AOM1からの参照光はいったん光ファイバー型
距離伸縮装置708を経由した後、再び光ファイバー7
09によって第2の光ファイバーカプラー710へ伝送
される。第2の光ファイバーカプラー710において、
信号光と参照光は再び重畳され、出力側の光ファイバー
715によって被測定検体へ導かれる。
光ファイバー707,713へ結合され出力する。そこ
で、AOM2からの信号光は光ファイバー713によっ
て第2の2×2光ファイバーカプラー710へ伝送され
るが、AOM1からの参照光はいったん光ファイバー型
距離伸縮装置708を経由した後、再び光ファイバー7
09によって第2の光ファイバーカプラー710へ伝送
される。第2の光ファイバーカプラー710において、
信号光と参照光は再び重畳され、出力側の光ファイバー
715によって被測定検体へ導かれる。
【0141】この実施例は、第4,第5および第6実施
例の光計測装置における信号光と参照光の分割と重畳手
段として構成するが、第2の光ファイバーカプラー71
0による信号光と参照光の重畳機構を除去すれば他の実
施例にも応用できる。
例の光計測装置における信号光と参照光の分割と重畳手
段として構成するが、第2の光ファイバーカプラー71
0による信号光と参照光の重畳機構を除去すれば他の実
施例にも応用できる。
【0142】このように、この実施例では、光計測装置
の信号光と参照光の分割と重畳機構を全ファイバー化す
ることにより、コンパクトな光計測装置を実現できる利
点がある。
の信号光と参照光の分割と重畳機構を全ファイバー化す
ることにより、コンパクトな光計測装置を実現できる利
点がある。
【0143】一方、ここで使用する光ファイバー型距離
伸縮装置708は、上記したZ−スキャン可能なプリズ
ムと同様に参照光と信号光の間の光路長差を調整する役
割を果たす。その基本構成例は、例えば、伸縮可能なピ
エゾ素子上に長尺の光ファイバーを巻いたものが挙げら
れる。
伸縮装置708は、上記したZ−スキャン可能なプリズ
ムと同様に参照光と信号光の間の光路長差を調整する役
割を果たす。その基本構成例は、例えば、伸縮可能なピ
エゾ素子上に長尺の光ファイバーを巻いたものが挙げら
れる。
【0144】図14は本発明の実施例による信号光の波
面検出を示す図である。
面検出を示す図である。
【0145】この図において、801は被測定検体、8
02は対物レンズ、803は入射波面、804は反射波
面、805は不純物である。
02は対物レンズ、803は入射波面、804は反射波
面、805は不純物である。
【0146】この図に示すように、被測定検体801に
入射する平面波ないし球面波は被測定検体801の内部
における微小な散乱物、例えば被測定検体801内の不
純物805によって散乱されると、その散乱光の波面に
乱れが生じる。言いかえれば、元来平面波ないし球面波
の位相は規則的な空間分布から不規則に変わる。
入射する平面波ないし球面波は被測定検体801の内部
における微小な散乱物、例えば被測定検体801内の不
純物805によって散乱されると、その散乱光の波面に
乱れが生じる。言いかえれば、元来平面波ないし球面波
の位相は規則的な空間分布から不規則に変わる。
【0147】本発明は、式(19)と式(20)で表さ
れるように信号光の強度及び位相を同時に検出すること
ができるので、光検出器に例えばCCDカメラを使用
し、信号光の波面を2次元で瞬時に検出することによ
り、例えば、被測定検体801の内部欠陥を検査するこ
とも可能である。
れるように信号光の強度及び位相を同時に検出すること
ができるので、光検出器に例えばCCDカメラを使用
し、信号光の波面を2次元で瞬時に検出することによ
り、例えば、被測定検体801の内部欠陥を検査するこ
とも可能である。
【0148】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【0149】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、2次元検出器アレイによる光ヘテロダイン測定
を有効に行うことができる。
よれば、2次元検出器アレイによる光ヘテロダイン測定
を有効に行うことができる。
【図1】本発明の第1実施例を示す光ヘテロダイン検出
システムの構成図である。
システムの構成図である。
【図2】本発明の光ヘテロダイン検出による測定原理の
説明図である。
説明図である。
【図3】本発明の光ヘテロダイン検出による光学装置の
遮断周波数の説明図である。
遮断周波数の説明図である。
【図4】本発明の光ヘテロダイン検出による干渉光の時
間波形を示す図である。
間波形を示す図である。
【図5】本発明の光ヘテロダイン検出による干渉光の切
り出しのタイミングの実行の説明図である。
り出しのタイミングの実行の説明図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す光ヘテロダイン検出
システムの構成図である。
システムの構成図である。
【図7】本発明の第3実施例を示す光ヘテロダイン検出
システムの構成図である。
システムの構成図である。
【図8】本発明の第3実施例の第1変形例を示す図であ
る。
る。
【図9】本発明の第3実施例の第2変形例を示す図であ
る。
る。
【図10】本発明の第4実施例を示す光ヘテロダイン検
出システムの構成図である。
出システムの構成図である。
【図11】本発明の第5実施例を示す光ヘテロダイン検
出システムの構成図である。
出システムの構成図である。
【図12】本発明の第6実施例を示す光ヘテロダイン検
出システムの部分構成図である。
出システムの部分構成図である。
【図13】本発明の第7実施例を示す光ヘテロダイン検
出システムの部分構成図である。
出システムの部分構成図である。
【図14】本発明の実施例による信号光の波面検出を示
す図である。
す図である。
【図15】従来の光ヘテロダイン検出システムの基本構
成図である。
成図である。
【図16】従来の信号光が散乱媒質の入射と出射面、及
び内部で受ける光散乱の様子を示す図である。
び内部で受ける光散乱の様子を示す図である。
【図17】従来の2次元検出器アレイを用いた光ヘテロ
ダイン検出システムの基本原理図である。
ダイン検出システムの基本原理図である。
【図18】従来のアレイの素子数に対応したチャンネル
数をもつ信号処理系が必要な場合の説明図である。
数をもつ信号処理系が必要な場合の説明図である。
101 コヒーレント光源 102,202,302,402,502 第1のビ
ームスプリッタ 103,203,303,403,503,,706
第1の周波数シフタ(AOM1,f1 ) 104,108,205,209,305,309,4
05,406,505,506 反射ミラー 105,106,113,206,207,214,3
06,307,312,313,315,410,41
1,414,510,511,602,606,70
2,802 レンズ 107,215,314,409,509 第2のビ
ームスプリッタ 109,210,310,407,507,712
第2の周波数シフタ(AOM2,f2 ) 110,211,311,408,508,714
パルス発生器 111,212,316,415,516,607,8
01 被測定検体 112,213 X−Yステージ 114,216,317,416,517 光検出器 115,217,417,518,318 信号処理系 201,301,401,501,701 低コヒー
レント光源 204,304 第2のプリズム 208,308 第1のプリズム 321 マイクロレンズアレイ 331 第1のマイクロレンズアレイ 332,514 光ファイバーバンドル 333 第2のマイクロレンズアレイ 404,504 プリズム 412 第3のビームスプリッタ 413 半透明ミラー 512 第3のビームスプリッタ 513 第1の2次元(マイクロ)レンズアレイ 515 第2の2次元(マイクロ)レンズアレイ 601,703,705,707,709,711,7
13,715 光ファイバー 603 ビームスプリッタ 604 反射コーディング 605 CCDカメラ 704 第1の2×2光ファイバーカプラー 708 光ファイバー型距離伸縮装置 710 第2の2×2光ファイバーカプラー 803 入射波面 804 反射波面 805 不純物
ームスプリッタ 103,203,303,403,503,,706
第1の周波数シフタ(AOM1,f1 ) 104,108,205,209,305,309,4
05,406,505,506 反射ミラー 105,106,113,206,207,214,3
06,307,312,313,315,410,41
1,414,510,511,602,606,70
2,802 レンズ 107,215,314,409,509 第2のビ
ームスプリッタ 109,210,310,407,507,712
第2の周波数シフタ(AOM2,f2 ) 110,211,311,408,508,714
パルス発生器 111,212,316,415,516,607,8
01 被測定検体 112,213 X−Yステージ 114,216,317,416,517 光検出器 115,217,417,518,318 信号処理系 201,301,401,501,701 低コヒー
レント光源 204,304 第2のプリズム 208,308 第1のプリズム 321 マイクロレンズアレイ 331 第1のマイクロレンズアレイ 332,514 光ファイバーバンドル 333 第2のマイクロレンズアレイ 404,504 プリズム 412 第3のビームスプリッタ 413 半透明ミラー 512 第3のビームスプリッタ 513 第1の2次元(マイクロ)レンズアレイ 515 第2の2次元(マイクロ)レンズアレイ 601,703,705,707,709,711,7
13,715 光ファイバー 603 ビームスプリッタ 604 反射コーディング 605 CCDカメラ 704 第1の2×2光ファイバーカプラー 708 光ファイバー型距離伸縮装置 710 第2の2×2光ファイバーカプラー 803 入射波面 804 反射波面 805 不純物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01J 9/04 G01B 11/24 D Fターム(参考) 2F064 AA09 BB00 EE04 EE05 GG02 GG12 GG22 GG47 GG53 GG55 GG70 HH03 HH08 JJ05 2F065 AA49 AA52 FF52 GG04 GG07 GG21 GG22 HH13 HH15 JJ02 JJ03 JJ09 JJ25 JJ26 LL00 LL03 LL04 LL10 LL46 LL57 NN06 NN08 PP12 QQ16 2G059 AA05 BB12 EE01 EE02 EE09 FF01 GG01 GG02 HH01 HH02 JJ17 JJ30 KK04 MM01 MM06
Claims (3)
- 【請求項1】(a)光ビームを出射する光源と、(b)
該光源から出射された光ビームを、被測定検体が配置さ
れる被測定検体の配置位置を経由する信号光と、前記被
測定検体の配置位置を経由する光路とは異なる光路を経
由する参考光とに二分するとともに、前記被測定検体の
配置位置を経由した後の信号光と、前記異なる光路を経
由した参考光とを互いに重畳することにより前記信号光
と前記参照光とが干渉した干渉光を生成する干渉光学系
と、(c)該干渉光学系が、前記信号光の周波数と前記
参照光の周波数を相対的にシフトさせる周波数シフタ
と、(d)前記干渉光学系が、前記信号光と前記参照光
のうち少なくとも一方の光路上に光を周期的に遮断する
光学装置とを備え、(e)前記光学装置の遮断周波数を
前記信号光と前記参照光の間の周波数差に等しくなるよ
うにしたことを特徴とする光計測装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の光計測装置において、前
記光学装置の光遮断動作が、前記信号光と前記参照光の
間の周波数差に等しい周波数をもつ参照信号と同期し、
該参照信号の特定の位相値を基準とすることにより遮断
動作の開始と終結を実行し、前記基準となる位相値を異
なる値に変化することにより、前記干渉光を異なる測定
開始時間と異なる測定時間幅で切り出すことを特徴とす
る光計測装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の光計測装置において、前
記干渉光学系が、前記干渉光を受光することにより光検
出信号を得る光検出器を備え、さらに、前記干渉光学系
が、前記被測定検体の配置位置に配置された被測定検体
の表面もしくは、内部の、前記信号光の伝搬経路上の関
心点の信号光を前記光検出器上に伝達するとともに、該
光検出器上に前記参照光を重畳し、前記光検出器が、空
間的に配列され、それぞれが独立に受光信号を得る複数
の受光素子を有し、さらに、前記光検出器で得られた複
数の受光信号を統合して前記関心点に対応する信号を生
成する信号処理部を備えるようにすることを特徴とする
光計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23988399A JP3245135B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 光計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23988399A JP3245135B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 光計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001066247A true JP2001066247A (ja) | 2001-03-16 |
JP3245135B2 JP3245135B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=17051307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23988399A Expired - Fee Related JP3245135B2 (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 光計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3245135B2 (ja) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1568963A2 (en) * | 2004-02-26 | 2005-08-31 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Interferometric apparatus for measuring shapes |
EP1577637A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-21 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Optical heterodyne interferometer for shape measurement |
JP2006112887A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Topcon Corp | 光画像計測装置 |
JP2007212467A (ja) * | 2007-03-14 | 2007-08-23 | Topcon Corp | 光画像計測装置及び光画像計測方法 |
JP2009250786A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Mitsutoyo Corp | レーザ干渉測長装置及びレーザ干渉測長方法 |
JP2011069726A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離画像取得装置 |
WO2012127880A1 (ja) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | 株式会社ニコン | 観察装置および観察方法 |
JP2013061255A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Canon Inc | 計測装置 |
KR101263326B1 (ko) | 2011-10-05 | 2013-05-16 | 서강대학교산학협력단 | 음향 광변조필터를 이용한 헤테로다인 광 간섭성 단층 촬영 장치 |
JP2013096997A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Polytec Gmbh | 物体の光干渉測定装置および光干渉測定方法 |
CN103954356A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-07-30 | 南京航空航天大学 | 一种光器件光谱响应测量方法、测量*** |
JP2014238410A (ja) * | 2008-07-07 | 2014-12-18 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
WO2015132880A1 (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-11 | パイオニア株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
JP2016505883A (ja) * | 2012-11-30 | 2016-02-25 | アイティーアイ・スコットランド ‐ スコティッシュ・エンタープライズIti Scotland ‐ Scottish Enterprise | 光学系においてスペックルノイズを低減させる方法および装置 |
JP2016202631A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 横河電機株式会社 | 光音響波検出装置、光音響イメージング装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4409332B2 (ja) | 2004-03-30 | 2010-02-03 | 株式会社トプコン | 光画像計測装置 |
JP4409331B2 (ja) | 2004-03-30 | 2010-02-03 | 株式会社トプコン | 光画像計測装置 |
JP4633423B2 (ja) | 2004-09-15 | 2011-02-16 | 株式会社トプコン | 光画像計測装置 |
EP2389575A1 (de) * | 2009-01-20 | 2011-11-30 | Thilo Weitzel | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von optischen weglängen |
-
1999
- 1999-08-26 JP JP23988399A patent/JP3245135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1568963A2 (en) * | 2004-02-26 | 2005-08-31 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Interferometric apparatus for measuring shapes |
EP1568963A3 (en) * | 2004-02-26 | 2006-09-13 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Interferometric apparatus for measuring shapes |
US7245383B2 (en) | 2004-02-26 | 2007-07-17 | Kabushiki Kaisha Topcon | Optical image measuring apparatus for obtaining a signal intensity and spatial phase distribution of interference light |
JP4522724B2 (ja) * | 2004-03-16 | 2010-08-11 | 株式会社トプコン | 光画像計測装置 |
EP1577637A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-21 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Optical heterodyne interferometer for shape measurement |
JP2005265440A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Topcon Corp | 光画像計測装置 |
CN1670508B (zh) * | 2004-03-16 | 2011-11-09 | 株式会社拓普康 | 光图像计测装置 |
US7268885B2 (en) | 2004-03-16 | 2007-09-11 | Kabushiki Kaisha Topcon | Optical image measuring apparatus for forming an image of an object to be measured based on interference light |
JP4494160B2 (ja) * | 2004-10-14 | 2010-06-30 | 株式会社トプコン | 光画像計測装置 |
JP2006112887A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Topcon Corp | 光画像計測装置 |
JP4602372B2 (ja) * | 2007-03-14 | 2010-12-22 | 株式会社トプコン | 光画像計測装置及び光画像計測方法 |
JP2007212467A (ja) * | 2007-03-14 | 2007-08-23 | Topcon Corp | 光画像計測装置及び光画像計測方法 |
JP2009250786A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Mitsutoyo Corp | レーザ干渉測長装置及びレーザ干渉測長方法 |
JP2014238410A (ja) * | 2008-07-07 | 2014-12-18 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
JP2011069726A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離画像取得装置 |
WO2012127880A1 (ja) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | 株式会社ニコン | 観察装置および観察方法 |
JP5610063B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2014-10-22 | 株式会社ニコン | 観察装置および観察方法 |
JP2013061255A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Canon Inc | 計測装置 |
KR101263326B1 (ko) | 2011-10-05 | 2013-05-16 | 서강대학교산학협력단 | 음향 광변조필터를 이용한 헤테로다인 광 간섭성 단층 촬영 장치 |
JP2013096997A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Polytec Gmbh | 物体の光干渉測定装置および光干渉測定方法 |
JP2018119991A (ja) * | 2011-11-02 | 2018-08-02 | ポリテック・ゲー・エム・ベー・ハーPolytec Gmbh | 物体の光干渉測定装置および光干渉測定方法 |
US10018460B2 (en) | 2011-11-02 | 2018-07-10 | Polytec Gmbh | Interferometric measuring device with detectors set at different angular ranges |
US10267903B2 (en) | 2012-11-30 | 2019-04-23 | ITI Scotland—Scottish Enterprise | Method and apparatus for reducing speckle noise in an optical system |
JP2016505883A (ja) * | 2012-11-30 | 2016-02-25 | アイティーアイ・スコットランド ‐ スコティッシュ・エンタープライズIti Scotland ‐ Scottish Enterprise | 光学系においてスペックルノイズを低減させる方法および装置 |
JPWO2015132880A1 (ja) * | 2014-03-04 | 2017-03-30 | パイオニア株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
WO2015132880A1 (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-11 | パイオニア株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
CN103954356B (zh) * | 2014-04-11 | 2016-02-17 | 南京航空航天大学 | 一种光器件光谱响应测量方法、测量*** |
CN103954356A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-07-30 | 南京航空航天大学 | 一种光器件光谱响应测量方法、测量*** |
JP2016202631A (ja) * | 2015-04-23 | 2016-12-08 | 横河電機株式会社 | 光音響波検出装置、光音響イメージング装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3245135B2 (ja) | 2002-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3245135B2 (ja) | 光計測装置 | |
JP3594875B2 (ja) | 2次元光ヘテロダイン検出法を用いた光画像計測装置 | |
TWI397715B (zh) | 使用頻率域干涉法用以執行光學成像之方法及設備 | |
US7372578B2 (en) | Optical image measuring apparatus | |
EP1568963B1 (en) | Interferometric apparatus for measuring shapes | |
US7486402B2 (en) | Optical image measuring apparatus | |
AU2015367283B2 (en) | Multichannel optical receivers | |
JP3479069B2 (ja) | 光学的イメージ形成および測定の方法および装置 | |
US8488126B2 (en) | Optical image measurement device including an interference light generator | |
US7019838B2 (en) | System and method for low coherence broadband quadrature interferometry | |
JP4344829B2 (ja) | 偏光感受光画像計測装置 | |
CN1734253B (zh) | 光图像计测装置及光图像计测方法 | |
US20090015842A1 (en) | Phase Sensitive Fourier Domain Optical Coherence Tomography | |
KR100866038B1 (ko) | 헤테로다인 간섭계를 이용한 주사 현미경 | |
JP5975522B2 (ja) | 動的焦点移動型光干渉断層顕微鏡 | |
JP3688608B2 (ja) | 分光機能を備えた光干渉断層画像計測装置 | |
JP2001066245A (ja) | 光波反射断層像観測装置 | |
JP3619113B2 (ja) | 角分散光空間干渉断層画像化装置 | |
JP3934131B2 (ja) | 同軸型空間光干渉断層画像計測装置 | |
KR101263326B1 (ko) | 음향 광변조필터를 이용한 헤테로다인 광 간섭성 단층 촬영 장치 | |
CN113432527A (zh) | 基于马赫曾德尔干涉仪的高速谱域光学相干层析成像*** | |
CN113940631A (zh) | 光学相干层析*** | |
JPH0749306A (ja) | 光波エコートモグラフィー装置 | |
RU2184347C2 (ru) | Способ получения изображений внутренней структуры объектов | |
JP2005214927A (ja) | 並列光ヘテロダイン検出法を用いた光干渉計測方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011016 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |