JP2003254900A - 画像同期測定方法 - Google Patents
画像同期測定方法Info
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- JP2003254900A JP2003254900A JP2002053239A JP2002053239A JP2003254900A JP 2003254900 A JP2003254900 A JP 2003254900A JP 2002053239 A JP2002053239 A JP 2002053239A JP 2002053239 A JP2002053239 A JP 2002053239A JP 2003254900 A JP2003254900 A JP 2003254900A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 各画素において最初のみ初期値として直流成
分ＩR を測定し、後は演算用の初期値として初期位相δ
と直流成分ＩR を交互に用いることにより、９０°位相
の異なる２つの画像による時間変化に追従することがで
きる画像同期測定方法を提供する。 【解決手段】 コヒーレンス長が数十μｍの低コヒーレ
ンス光源１からの光波は、第１のレンズ２で集光されて
ビームスプリッター３を経て、試料４に照射される。こ
のとき、試料４面に光源が結像するようにする。また、
ビームスプリッター３からの反射光は、参照ミラー５に
集光され、同様に参照ミラー５に結像するようにセット
する。参照ミラー５と試料４からの信号光は、再度ビー
ムスプリッター３で合波されて第２のレンズ８を介して
イメージセンサ９に入射される。イメージセンサ９によ
り干渉画像がコンピュータ１０にとりこまれる。そこ
で、最初のみ初期値として直流成分ＩR を測定し、後は
演算用の初期値として初期位相δと直流成分ＩR を交互
に用いることにより、９０°位相の異なる２つの画像に
よる時間変化に追従させる。
分ＩR を測定し、後は演算用の初期値として初期位相δ
と直流成分ＩR を交互に用いることにより、９０°位相
の異なる２つの画像による時間変化に追従することがで
きる画像同期測定方法を提供する。 【解決手段】 コヒーレンス長が数十μｍの低コヒーレ
ンス光源１からの光波は、第１のレンズ２で集光されて
ビームスプリッター３を経て、試料４に照射される。こ
のとき、試料４面に光源が結像するようにする。また、
ビームスプリッター３からの反射光は、参照ミラー５に
集光され、同様に参照ミラー５に結像するようにセット
する。参照ミラー５と試料４からの信号光は、再度ビー
ムスプリッター３で合波されて第２のレンズ８を介して
イメージセンサ９に入射される。イメージセンサ９によ
り干渉画像がコンピュータ１０にとりこまれる。そこ
で、最初のみ初期値として直流成分ＩR を測定し、後は
演算用の初期値として初期位相δと直流成分ＩR を交互
に用いることにより、９０°位相の異なる２つの画像に
よる時間変化に追従させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘテロダインビー
ト信号からなる干渉画像を高速に同期検出測定する方法
に関するものである。ここでは、参照光波と信号光波と
の位相差を０度と任意の角度を変化させた２枚の干渉画
像において、それぞれの画像内のデータから、信号光波
強度分布を得る方法であり、測定画像数の低減から測定
の高速化を図る画像同期測定方法に関するものである。
ト信号からなる干渉画像を高速に同期検出測定する方法
に関するものである。ここでは、参照光波と信号光波と
の位相差を０度と任意の角度を変化させた２枚の干渉画
像において、それぞれの画像内のデータから、信号光波
強度分布を得る方法であり、測定画像数の低減から測定
の高速化を図る画像同期測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】参照光波と信号光波との位相差を０，９
０，１８０，２７０度と変化させた際の４枚の画像か
ら、信号光波強度分布を得る方法は、既に報告されてい
る（Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｎｏ．２３，Ｖｏ
ｌ．２６ ２００１，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １，ｐｐ．１
０７３〜１０７５「Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｌｙ ｐｈａ
ｓｅ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｆｏｒ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ
ｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏｐｏｇｒａｐ
ｈｉｃ ｉｍａｇｅｒｙ」参照）。
０，１８０，２７０度と変化させた際の４枚の画像か
ら、信号光波強度分布を得る方法は、既に報告されてい
る（Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｎｏ．２３，Ｖｏ
ｌ．２６ ２００１，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １，ｐｐ．１
０７３〜１０７５「Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｌｙ ｐｈａ
ｓｅ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｆｏｒ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ
ｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｔｏｐｏｇｒａｐ
ｈｉｃ ｉｍａｇｅｒｙ」参照）。
【０００３】また、参照光波と信号光波との位相差を９
０度と変化させた際の２枚の画像から、信号光波強度分
布を得る方法も、Ｔｗｏ ｓｔｅｐｓ ｐｌｕｓ ｏｎ
ｅｍｅｔｈｏｄとして、すでに報告されている（ＨＡＮ
ＤＢＯＯＫ ＯＦ ＯＰＴＩＣＳ Ｖｏｌｕｍｅ II
「Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」 ｐｐ．３０．１６〜３０．
２１参照）。
０度と変化させた際の２枚の画像から、信号光波強度分
布を得る方法も、Ｔｗｏ ｓｔｅｐｓ ｐｌｕｓ ｏｎ
ｅｍｅｔｈｏｄとして、すでに報告されている（ＨＡＮ
ＤＢＯＯＫ ＯＦ ＯＰＴＩＣＳ Ｖｏｌｕｍｅ II
「Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」 ｐｐ．３０．１６〜３０．
２１参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ヘテ
ロダイン検出を用いた信号光波強度分布を求める方法
は、従来から報告されており、位相条件の異なる３又は
４枚の画像から求められている。
ロダイン検出を用いた信号光波強度分布を求める方法
は、従来から報告されており、位相条件の異なる３又は
４枚の画像から求められている。
【０００５】また、２枚の画像から信号光波強度分布を
求める方法も、Ｔｗｏ ｓｔｅｐｓｐｌｕｓ ｏｎｅ
ｍｅｔｈｏｄとして知られているが、これは３枚目の直
流成分の画像を最後に測定する方法であり、このままで
は高速化を図ることができない。
求める方法も、Ｔｗｏ ｓｔｅｐｓｐｌｕｓ ｏｎｅ
ｍｅｔｈｏｄとして知られているが、これは３枚目の直
流成分の画像を最後に測定する方法であり、このままで
は高速化を図ることができない。
【０００６】また、最初に直流成分を測定して、近似的
に前回の測定の直流成分を用いると全ての直流成分が等
しくなり好ましくない。
に前回の測定の直流成分を用いると全ての直流成分が等
しくなり好ましくない。
【０００７】本発明は、上記状況に鑑み、最初のみ初期
値として直流成分ＩR を測定し、後は演算用の初期値と
して初期位相δと直流成分ＩR を交互に用いることによ
り、９０°位相の異なる２つの画像による時間変化に追
従することができる画像同期測定方法を提供することを
目的とする。
値として直流成分ＩR を測定し、後は演算用の初期値と
して初期位相δと直流成分ＩR を交互に用いることによ
り、９０°位相の異なる２つの画像による時間変化に追
従することができる画像同期測定方法を提供することを
目的とする。
【０００８】
【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〕画像同期測定方法において、各画素において最初
のみ初期値として直流成分ＩR を測定し、後は演算用の
初期値として初期位相δと直流成分ＩR を交互に用いる
ことにより、９０°位相の異なる２つの画像による時間
変化に追従させることを特徴とする。
成するために、 〔１〕画像同期測定方法において、各画素において最初
のみ初期値として直流成分ＩR を測定し、後は演算用の
初期値として初期位相δと直流成分ＩR を交互に用いる
ことにより、９０°位相の異なる２つの画像による時間
変化に追従させることを特徴とする。
【０００９】〔２〕上記〔１〕記載の画像同期測定方法
において、前記画像は生体の断層画像であることを特徴
とする。
において、前記画像は生体の断層画像であることを特徴
とする。
【００１０】
【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。
【００１１】図１は本発明の実施例を示す画像同期測定
装置の構成図、図２はその画像同期測定装置の参照ミラ
ーの変位と画素ｉの信号を示す図である。
装置の構成図、図２はその画像同期測定装置の参照ミラ
ーの変位と画素ｉの信号を示す図である。
【００１２】図１において、１は低コヒーレンス光源、
２は第１のレンズ、３はビームスプリッター、４は試
料、５は参照ミラー、６は参照ミラー５を駆動するピエ
ゾデバイス、７はピエゾデバイス６に接続される増幅器
であり、この増幅器７はコンピュータ１０に接続されて
いる。また、８は第２のレンズ、９はイメージセンサで
あり、このイメージセンサ９の出力はコンピュータ１０
に接続されている。
２は第１のレンズ、３はビームスプリッター、４は試
料、５は参照ミラー、６は参照ミラー５を駆動するピエ
ゾデバイス、７はピエゾデバイス６に接続される増幅器
であり、この増幅器７はコンピュータ１０に接続されて
いる。また、８は第２のレンズ、９はイメージセンサで
あり、このイメージセンサ９の出力はコンピュータ１０
に接続されている。
【００１３】まず、本装置と各種信号について図１、図
２を用いて説明する。
２を用いて説明する。
【００１４】図１に示す干渉結像光学系は、参照光波と
試料４からの後方散乱光波とを干渉させる結像干渉光学
系であり、コヒーレンス長が数十μｍの低コヒーレンス
光源１からの光波は、第１のレンズ２で集光されてビー
ムスプリッター３を経て、試料４に照射される。このと
き、試料４面に光源が結像するようにする。
試料４からの後方散乱光波とを干渉させる結像干渉光学
系であり、コヒーレンス長が数十μｍの低コヒーレンス
光源１からの光波は、第１のレンズ２で集光されてビー
ムスプリッター３を経て、試料４に照射される。このと
き、試料４面に光源が結像するようにする。
【００１５】また、ビームスプリッター３からの反射光
は、参照ミラー５に集光され、同様に参照ミラー５に結
像するようにセットする。参照ミラー５と試料４からの
信号光は、再度ビームスプリッター３で合波されて第２
のレンズ８を介してイメージセンサ９に入射される。イ
メージセンサ９により干渉画像がコンピュータ１０にと
りこまれる。
は、参照ミラー５に集光され、同様に参照ミラー５に結
像するようにセットする。参照ミラー５と試料４からの
信号光は、再度ビームスプリッター３で合波されて第２
のレンズ８を介してイメージセンサ９に入射される。イ
メージセンサ９により干渉画像がコンピュータ１０にと
りこまれる。
【００１６】このシステムでは、コンピュータ１０から
の制御信号により、ピエゾデバイス６付きの参照ミラー
５を駆動することで、参照光と信号光の位相差の制御
と、イメージセンサ９の露光時間τの制御が可能であ
る。
の制御信号により、ピエゾデバイス６付きの参照ミラー
５を駆動することで、参照光と信号光の位相差の制御
と、イメージセンサ９の露光時間τの制御が可能であ
る。
【００１７】次に、イメージセンサ９上のある画素に着
目する。参照ミラー５の変位を、図２に示すように、時
間に対して、周波数ｆ0 でのこぎり波状に変化させる。
このとき、画素信号は、式（１）のヘテロダインビート
信号となる。
目する。参照ミラー５の変位を、図２に示すように、時
間に対して、周波数ｆ0 でのこぎり波状に変化させる。
このとき、画素信号は、式（１）のヘテロダインビート
信号となる。
【００１８】
Ｉ（ｔ）＝ＩR0（ｔ）＋ＩS0（ｔ）・ｃｏｓ〔２πｆ0 ｔ＋φ0 ＋δ（ｔ）〕
…（１）
ここで、ＩR0は非干渉成分を含む直流成分、ＩS0は干渉
成分の振幅、φ0 は可変可能な位相差、δは初期位相、
ｆ0 はビート信号周波数である。
成分の振幅、φ0 は可変可能な位相差、δは初期位相、
ｆ0 はビート信号周波数である。
【００１９】次いで、露光時間をτとして、露光時間の
平均値を信号Ｓとすると、以下の式（２）、式（３）に
示すように、Ｓ0 （ただし、φ0 ＝０）、Ｓ1 （ただし
φ0は０でない指定した値）が定義される。
平均値を信号Ｓとすると、以下の式（２）、式（３）に
示すように、Ｓ0 （ただし、φ0 ＝０）、Ｓ1 （ただし
φ0は０でない指定した値）が定義される。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここで、ＩR0（ｔ）、δ（ｔ）、Ｉ
S0（ｔ）がτ内で一定と仮定すると、
S0（ｔ）がτ内で一定と仮定すると、
【００２２】
【数２】
【００２３】となる。
【００２４】次に、測定のフローを図３で説明する。
【００２５】まず、Ｍ0 ではシステムでは干渉されずに
直流成分ＩR （０）のみを測定する。
直流成分ＩR （０）のみを測定する。
【００２６】次に、Ｍ1 （ｔ＝１ΔＴ）では、測定した
画像データＳ0 （１）、Ｓ1 （１）と前に測定したＩR
（０）を用いて、式（４）〜式（６）により、Ｉ
S （１）とδ（１）を演算する。
画像データＳ0 （１）、Ｓ1 （１）と前に測定したＩR
（０）を用いて、式（４）〜式（６）により、Ｉ
S （１）とδ（１）を演算する。
【００２７】
【数３】
【００２８】次に、Ｍ2 （ｔ＝２ΔＴ）では、測定した
画像データＳ0 （２）、Ｓ1 （２）と前に演算したδ
（１）を用いて、式（７）〜式（８）によりＩS （２）
とＩR（２）を演算する。
画像データＳ0 （２）、Ｓ1 （２）と前に演算したδ
（１）を用いて、式（７）〜式（８）によりＩS （２）
とＩR（２）を演算する。
【００２９】
【数４】
【００３０】次に、Ｍ3 （ｔ＝３ΔＴ）では、測定した
画像データＳ0 （３）、Ｓ1 （３）と前に演算したＩR
（２）を用いて、式（４）〜式（６）によりＩS （３）
とδ（３）を演算する。
画像データＳ0 （３）、Ｓ1 （３）と前に演算したＩR
（２）を用いて、式（４）〜式（６）によりＩS （３）
とδ（３）を演算する。
【００３１】次いで、Ｍ4 （…ｔ＝ｎΔＴ）では、測定
した画像データＳ0 （４）、Ｓ1 （４）と前に測定した
δ（３）を用いて、式（７）〜式（８）によりＩ
S （４）とＩR （４）を演算する。
した画像データＳ0 （４）、Ｓ1 （４）と前に測定した
δ（３）を用いて、式（７）〜式（８）によりＩ
S （４）とＩR （４）を演算する。
【００３２】以下、同様に、繰り返すことによって、試
料４からの後方散乱光強度分布画像ＩR （ｎ）が逐次求
まる。
料４からの後方散乱光強度分布画像ＩR （ｎ）が逐次求
まる。
【００３３】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。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３５】（Ａ）各画素において最初のみ初期値とし
て直流成分ＩR を測定し、後は演算用の初期値として初
期位相δと直流成分ＩR を交互に用いることにより、９
０°位相の異なる２つの画像による時間変化に追従する
ことができる。
て直流成分ＩR を測定し、後は演算用の初期値として初
期位相δと直流成分ＩR を交互に用いることにより、９
０°位相の異なる２つの画像による時間変化に追従する
ことができる。
【００３６】（Ｂ）本発明の応用例の一つとしては、生
体の断層画像測定が挙げられ、測定画像枚数の低減によ
る時間分解能の向上が期待される。つまり、生体用断面
画像測定装置の時間分解能が向上され、基礎医学から臨
床医学の分野にわたって、新しい知見が得られる。よっ
て、医学分野、さらに、半導体や他の産業分野への波及
効果は多大である。
体の断層画像測定が挙げられ、測定画像枚数の低減によ
る時間分解能の向上が期待される。つまり、生体用断面
画像測定装置の時間分解能が向上され、基礎医学から臨
床医学の分野にわたって、新しい知見が得られる。よっ
て、医学分野、さらに、半導体や他の産業分野への波及
効果は多大である。
【図１】本発明の実施例を示す画像同期測定装置の構成
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例を示す画像同期測定装置の参照
ミラーの変位と画素ｉの信号を示す図である。
ミラーの変位と画素ｉの信号を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示す試料からの後方散乱光強
度分布画像を得る画像同期測定フローを示す図である。
度分布画像を得る画像同期測定フローを示す図である。
１ 低コヒーレンス光源
２ 第１のレンズ
３ ビームスプリッター
４ 試料
５ 参照ミラー
６ ピエゾデバイス
７ 増幅器
８ 第２のレンズ
９ イメージセンサ
１０ コンピュータ
Claims (2)
- 【請求項１】 各画素において最初のみ初期値として直
流成分ＩR を測定し、後は演算用の初期値として初期位
相δと直流成分ＩR を交互に用いることにより、９０°
位相の異なる２つの画像による時間変化に追従させるこ
とを特徴とする画像同期測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の画像同期測定方法におい
て、前記画像は生体の断層画像であることを特徴とする
画像同期測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002053239A JP2003254900A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 画像同期測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002053239A JP2003254900A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 画像同期測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254900A true JP2003254900A (ja) | 2003-09-10 |
Family
ID=28664714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002053239A Pending JP2003254900A (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | 画像同期測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003254900A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009030996A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Laser Gijutsu Sogo Kenkyusho | 干渉縞安定化装置およびそれを用いた非破壊検査装置 |
| CN104049144A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-17 | 福州大学 | 一种滤除衰减直流分量的同步相量测量的实现方法 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002053239A patent/JP2003254900A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009030996A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Laser Gijutsu Sogo Kenkyusho | 干渉縞安定化装置およびそれを用いた非破壊検査装置 |
| CN104049144A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-17 | 福州大学 | 一种滤除衰减直流分量的同步相量测量的实现方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040906 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041005 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041207 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050107 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |