專利名稱：光圖像計測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種向光散射媒質(zhì)的被測定物體照射光束，并利用其反射光或透射光對被測定物體的表面形態(tài)和內(nèi)部形態(tài)進行計測，且形成其圖像的光圖像計測裝置，特別是涉及一種利用光外差檢測法對被測定物體的表面形態(tài)和內(nèi)部形態(tài)進行計測，并形成圖像的光圖像計測裝置。
背景技術：
近年來，利用激光光源等形成被測定物體的表面和內(nèi)部的圖像的光圖像計測技術集中了人們的注目。該光圖像計測技術因為不具有像現(xiàn)有習知的X射線CT(computer tomography，斷層掃瞄)那樣對人體的有害性，所以其在醫(yī)療領域方面的應用開展特別受到期待。
作為光圖像檢測技術的代表性方法的一個例子，有一種低相干(coherence)干涉法(也稱作光相干斷層圖像化法等)。該方法利用例如超輻射發(fā)光二極管(Super Luminescent Diode；SLD)這樣的具有寬光譜(spectrum)寬度的寬頻帶光源的低干涉性，并可對來自被測定物體的反射光和透射光，以μm級的優(yōu)良的距離分解能力進行檢測(參照例如下述的非專利文獻1)。
作為利用了該低相干干涉法的裝置的一個例子，根據(jù)麥克遜(Michelson)干涉儀的現(xiàn)有習知的光圖像計測裝置的基本構成如圖8所示。該光圖像計測裝置100的構成包括寬頻帶光源101、鏡102、分光器103及光檢測器104。被測定物體105由散射媒質(zhì)形成。寬頻帶光源101發(fā)出的光束，由分光器103被分割為朝向鏡102的參照光R和朝向被測定物體105的信號光S兩部分。參照光R為利用分光器103的反射光，信號光S為分光器103的透射光。
這里，如圖8所示，在信號光S的行進方向上設定為z軸，并將對信號光S的行進方向的直交面定義為x-y面。鏡102可沿同圖中的兩側(cè)箭形符號方向(z-掃描方向)進行位移。
參照光R在被反射到鏡102上時，藉由該z-掃描而接受多譜勒(Doppler)頻率位移。另一方面，信號光S在照射到被測定物體105上時，信號光S在其表面及內(nèi)部層被反射。由于被測定物體為散射媒質(zhì)，所以可認為信號光S的反射光為具有多重散射的雜亂相位的擴散波面。經(jīng)由被測定物體105的信號光，和經(jīng)由鏡102并接受了頻率位移的參照光，以利用分光器103進行重疊并生成干涉光。
在利用低相干干涉方法的圖像計測中，只有信號光S和參照光R的光路長差在廣帶域光源101的數(shù)μm級到10μm級的相干長度(可干涉距離)以內(nèi)才會產(chǎn)生干涉。即，只是信號光S的相干信號光成分有選擇地與參照光R相互進行干涉。根據(jù)該原理，藉由對鏡102的位置進行z-掃描而使參照光R的光路長變化，可對被測定物體105的內(nèi)部層的光反射輪廓(profile)進行測定。藉由進行這種z方向及x-y面方向的掃描，并利用光檢測器104檢測干涉光。來自光檢測器104的電氣信號(外差信號)輸出，提供被測定物體105的內(nèi)部層后散色輪廓(backscatter profile)，被測定物體105的2維斷層圖像是藉由對橫切被測定物體105的信號S進行掃描而生成的，在生成的各相反位置上，記錄光反射輪廓(參照非專利文獻1)。
另外，如設利用分光器103進行重疊的參照光R及信號光S的強度分別為Ir及Is，并設兩光波間的頻率差及相位差分別為fif及Δθ，則從光檢測器輸出如下式所示的外差信號(例如參照非專利文獻2)。
i(t)∝Ir+Is+2IrIscos(2πfift+Δθ)---(1)]]>式(1)的右邊第3項為交流電信號，其頻率fif等于參照光R和信號光S的差拍(beat，拍)頻率。外差信號的交流成分的頻率fif被稱作拍率等。而且，式(1)的右邊第1項及第2項為外差信號的直流成分，并與干涉光的背景光的信號強度相對應。
但是，為了利用這種現(xiàn)有習知的低相干干涉法取得2維斷層圖像，通過在被測定物體105的反射輪廓，掃描信號光S是有需要的，接著依次檢測來自各相反位置的反射光波是需要的。因此，為了計測被測定物體105而需要較長的時間，而且考慮其計測原理可發(fā)現(xiàn)，難以謀求計測時間的縮短。
鑒于這些問題，研究了一種用于縮短計測時間的光圖像計測裝置。圖9所示為這種裝置的一個例子的基本構成。同圖所示的光圖像計測裝置200的構成包括寬頻帶光源201、鏡202、分光器203、作為光檢測器的2維光傳感器數(shù)組204及透鏡206，207。從光源201所射出的光束，由透鏡206、207而形成平行光束，且將其波束徑擴大，并利用分光器203而將其分為參照光R和信號光S兩部分。參照光R藉由鏡202的z-掃描而被付以多譜勒頻率位移。另一方面，信號光S由于其波束徑擴大，所以可在x-y面的大范圍內(nèi)入射被測定物體205。藉此，信號光S形成含有該入射范圍中的被測定物體205的表面和內(nèi)部的信息的反射光。參照光R和信號光S利用分光器203進行重疊，并利用在2維光傳感器數(shù)組204上所并列載置的組件(光傳感器)進行檢測。因此，可不對光束進行掃描，而實時取得被測定物體205的2維斷層圖像。
作為這種非掃描型的光圖像計測裝置，已知有一種非專利文獻3所記述的裝置。在同文獻所記述的裝置中，可將從2維光傳感器數(shù)組所輸出的復數(shù)個外差信號輸入并列配置的信號處理系統(tǒng)，并對各外差信號的振幅和相位進行檢測。
但是，為了提高圖像的空間分解能力，必須增加數(shù)組的組件數(shù)，另外，必須準備具有與該組件數(shù)相對應的信道(channel)數(shù)的信號處理系統(tǒng)。因此，其被認為難以在需要高分解能力的圖像的醫(yī)療和工業(yè)等領域上進行實用化。
因此，本發(fā)明者們在下述的專利文獻1中，提出了一種以下這樣的非掃描型的光圖像計測裝置。關于該提案的光圖像計測裝置包括光源，用于射出光束；干涉光學系統(tǒng)，用于將該光源所射出的光束分為經(jīng)由配置有被檢測體的被檢測體配置位置的信號光，和經(jīng)由與前述經(jīng)由被檢測體配置位置的光路不同的光路的參照光兩部分，且將經(jīng)由了前述被檢測體配置位置后的信號光，和經(jīng)由了前述不同的光路的參照光彼此進行重疊，而生成干涉光；頻率位移器，用于將該干涉光學系統(tǒng)的前述信號光的頻率和前述參照光的頻率相對進行位移；光遮蔽裝置，前述干涉光學系統(tǒng)為了接受前述干涉光，藉由將前述干涉光進行二分割，再對該被二分割了的干涉光進行周期性地遮蔽，而生成彼此的相位差為90度的2列干涉光脈沖；光傳感器，分別接受前述2列干涉光脈沖；信號處理部，該光傳感器具有空間性排列且分別獨立地得到受光信號的復數(shù)個受光組件，并將前述光傳感器所得到的復數(shù)個受光信號進行合并，而生成與前述被檢測體配置位置上所配置的被檢測體的表面或內(nèi)部層，且在前述信號光的傳輸路徑上的各關心點相對應的信號。
該光圖像計測裝置采用將參照光和信號光的干涉光進行二分割，并以2臺光傳感器(2維光傳感器數(shù)組)受光，且在兩傳感器數(shù)組前分別配置光遮蔽裝置，以對干涉光進行抽樣的構成。而且，可藉由在被分割的2個干涉光的抽樣周期中設置π/2的相位差，而對構成干涉光的背景光的信號光和參照光的強度、和干涉光的相位的直交成分(sin成分和cos成分)進行檢測，且藉由將來自兩傳感器數(shù)組的輸出中所包括的背景光的強度，從兩傳感器數(shù)組的輸出中去除，而計算干涉光的2個相位直交成分，并利用該計算結果求得干涉光的振幅。
在利用此光圖像計測裝置中，對應干涉光的背景光的外差訊號的直流成分，有必要以其方式求得。具體來說，把遮光器設為開放狀態(tài)，連續(xù)地接受干涉光，以計算出受光結果的時間平均，藉此求得直流成分。但是，關于其它取得方法并沒有具體揭示，故計測型態(tài)的自由度小，為了提高操作性或裝置結構的自由度，必須考慮其它計測型態(tài)的方案。
另外，本發(fā)明人在專利檔2中，提出一種光圖像計測裝置，其具有光源、干涉光學系統(tǒng)、頻率移位器與光學裝置。光源用于射出光束，干涉光學系統(tǒng)用于將該光源出射的光束，二分為經(jīng)由被檢測物體的配置位置的信號光，以及經(jīng)過與被檢測物體的配置位置的光路不同的光路的參照光，藉由將經(jīng)過前述不同的光路的參照光彼此重疊，生成前述信號光與前述參照光干涉的干涉光；前述干涉光學系統(tǒng)，頻率移位器使前述信號光的頻率與前述參照光的頻率相對地位移；前述干涉光學系統(tǒng)，光學裝置是在前述信號光與前述參照光中的至少其中一個光路上，將光周期性地遮蔽。前述光學裝置的遮蔽頻率等于前述信號光與前述參照光之間的頻率差。根據(jù)這個光圖像計測裝置，因為可用等于拍頻的遮斷頻率來對干涉光進行抽樣，可謀求實現(xiàn)較好的外差測定。
在該光圖像計測裝置中也有需要以另外的方式去測定由干涉光的背景光所構成的直流成分，具體來說，其開示一種方法，將相位偏移π與π/2，進行2次抽樣，對此測定結果施加演算處理，以計算出該直流成分。但是，與專利檔1的問題點相同，利用其它方法也可計算出該直流成分是較佳的。
另外，如不進行像專利檔1、2的光圖像計測裝置的另外方式的測定，可以依據(jù)一次的計測求得背景光所構成的直流成分的話，計測的麻煩可以減輕，計測時間也可以縮短。但是，在這些專利文件所記載的光圖像計測裝置中，要實現(xiàn)也是困難的。
再者，在這些專利文件中，沒有考慮抽樣干涉光時的工作周期比(dutyratio)或者與抽樣函數(shù)的波形相關的特征事項等(專利文件1為使用“矩形”的函數(shù))，但是為了要提高計測型態(tài)的自由度，或者是為了更有效率地實現(xiàn)計測，這些事項也應該要花功夫去考慮。另外，關于抽樣函數(shù)也只言及于與拍頻相等的情形，提供更多樣化并提高抽樣型態(tài)的自由度在裝置應用上是被認為有必要的。
日本專利早期公開的特開2001-330558號公報(權利要求項，說明書段落 、 - ，第1圖，第3圖)[專利文獻 2]日本專利第32451 35號公報(權利要求項，說明書段落 - ，第1圖，第3圖)[非專利文獻1]丹野直弘《光學》(日本光學雜志)第28卷第3號，116(1999)[非專利文獻 2]吉澤、瀨田編，《光外差技術(修訂版)》，新技術通訊(2003)，p.2[非專利文獻 3]K.P.Chan，M.Yamada，H.Inaba，[ElectronicsLetters]，Vol.30，1753，(1994)
由此可見，上述現(xiàn)有的光圖像計測裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決光圖像計測裝置存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設一種新型結構的光圖像計測裝置，便成了當前業(yè)界極需改進的目標。
有鑒于上述現(xiàn)有的光圖像計測裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型結構的光圖像計測裝置，能夠改進一般現(xiàn)有的光圖像計測裝置，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設計，并經(jīng)反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的光圖像計測裝置存在的缺陷，而提供一種新型結構的光圖像計測裝置，所要解決的技術問題是使其可以有效地求得由干涉光的背景光所構成的外差訊號的直流成分，從而更加適于實用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種光圖像計測裝置，所要解決的技術問題是使其藉由提高干涉光的抽樣型態(tài)的自由度，提升實用性，從而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的第一發(fā)明提供一種光圖像計測裝置，具有光源和干涉光學系統(tǒng)，其中光源用于射出光束，干涉光學系統(tǒng)用于將來自該光源的光束，分割為經(jīng)由被檢測物體的信號光和經(jīng)由設定的參照物體的參照光，并使前述信號光的頻率和前述參照光的頻率相對進行位移后，使經(jīng)由了前述被檢測物體的前述信號光和經(jīng)由了前述參照物體的前述參照光彼此進行重疊，而生成干涉光，且該光圖像計測裝置根據(jù)前述干涉光形成前述被測定物體的圖像。光圖像計測裝置的特征在于包括強度調(diào)變裝置，以預定的頻率調(diào)變前述干涉光的強度；光檢測裝置，接受被前述強度調(diào)變的前述干涉光，變換成電氣訊號并將其輸出；以及演算裝置，依據(jù)從前述光檢測裝置輸出的前述電氣訊號，演算由前述干涉光的背景光所構成的直流成分的強度。
本發(fā)明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現(xiàn)。又，為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的第二發(fā)明提供一種光圖像計測裝置，具有光源、干涉光學系統(tǒng)和分光器裝置，其中光源用于射出光束；干涉光學系統(tǒng)用于將來自該光源的光束，分割為經(jīng)由被檢測物體的信號光和經(jīng)由設定的參照物體的參照光，并使前述信號光的頻率和前述參照光的頻率相對進行位移后，使經(jīng)由了前述被檢測物體的前述信號光和經(jīng)由了前述參照物體的前述參照光彼此進行重疊，而生成干涉光；分光器裝置將前述干涉光學系統(tǒng)生成的前述干涉光分割成多數(shù)個光路，其中該光圖像計測裝置根據(jù)在前述多數(shù)個光路中傳遞的前述干涉光，形成前述被測定物體的圖像。光圖像計測裝置的特征在于包括多數(shù)個強度調(diào)變裝置，分別設置在前述多數(shù)個光路中的其中幾個的光路上，以預定的頻率調(diào)變前述干涉光的強度；多數(shù)個光檢測裝置，分別設置在前述多數(shù)個光路上，其中設置在前述多數(shù)個光路的其中幾個光路的前述光檢測裝置為接受被前述強度調(diào)變的前述干涉光，變換成電氣訊號并將其輸出，而設置在前述多數(shù)個光路的其中幾個光路以外的前述光檢測裝置為接受前述干涉光，變換成電氣訊號并將其輸出；以及演算裝置，依據(jù)從設置在前述多數(shù)個光路中的預定光路上的前述光檢測裝置所輸出的前述電氣訊號，演算由前述直流成分的強度。
在此，所謂的“幾個光路”，前述多數(shù)(設為N)的光路中的任意數(shù)，亦即1～N的任何一個數(shù)目的光路。
再者，為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第三發(fā)明，為在第二發(fā)明中前述預定光路包括前述強度調(diào)變裝置被設置的至少兩個光路，前述至少兩個光路上的前述強度調(diào)變裝置分別調(diào)變前述干涉光，使得該光路上的前述光檢測裝置接受前述干涉光的相位差為π(180度)的部分，并且前述演算裝置藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣訊號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
此外，為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第四發(fā)明，為在第二發(fā)明中前述預定光路包括前述強度調(diào)變裝置沒有被設置的光路，前述演算裝置藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣訊號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
此外，為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第五發(fā)明，為在第一或第二發(fā)明中前述強度調(diào)變裝置對前述干涉光進行多數(shù)次強度調(diào)變，使得前述光檢測裝置接受前述干涉光的相位差為π的部分。前述光檢測裝置接受與前述多數(shù)次的各次強度調(diào)變相對應的前述干涉光，輸出電氣訊號。前述演算裝置對應前述數(shù)次強度調(diào)變，藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣訊號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第六發(fā)明，為在第一或第二發(fā)明中前述強度調(diào)變裝置是利用不與前述干涉光的拍頻周期同步的頻率，對前述干涉光進行強度調(diào)變，并且前述演算裝置依據(jù)以該頻率做強度調(diào)變的前述干涉光，藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣訊號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的光圖像計測裝置，本發(fā)明的第七發(fā)明提供一種光圖像計測裝置，具有光源和干涉光學系統(tǒng)，其中光源用于射出光束，干涉光學系統(tǒng)用于將來自該光源的光束，分割為經(jīng)由被檢測物體的信號光和經(jīng)由設定的參照物體的參照光，并使前述信號光的頻率和前述參照光的頻率相對進行位移后，使經(jīng)由了前述被檢測物體的前述信號光和經(jīng)由了前述參照物體的前述參照光彼此進行重疊，而生成干涉光，且該光圖像計測裝置根據(jù)前述干涉光形成前述被測定物體的圖像。光圖像計測裝置的特征在于包括強度調(diào)變裝置，以預定的頻率調(diào)變前述干涉光的強度；光檢測裝置，接受被前述強度調(diào)變的前述干涉光，變換成電氣訊號并將其輸出；以及演算裝置，依據(jù)從前述光檢測裝置輸出的前述電氣訊號，演算由前述干涉光的背景光所構成的直流成分的強度，以及演算交流成分的強度及/或相位。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的光圖像計測裝置，根據(jù)本發(fā)明的第八發(fā)明，第七發(fā)明更包括一受光時間切換手段，對應前述干涉光的拍頻的周期，將前述光檢測裝置的前述干涉光的受光時間在一第一受光時間與一第二受光時間之間進行切換，其中前述第一受光時間具有前述拍頻的周期以上的長度，而前述第二受光時間具有未滿前述拍頻的周期的長度。其中前述演算裝置在以前述受光時間切換裝置切換成前述第一受光時間時，藉由將前述光檢測裝置所輸出的電氣訊號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度，并且在切換成前述第二受光時間時，依據(jù)前述光檢測裝置所輸出的前述電氣訊號，以及對應前述第一受光時間而演算出的前述直流成分，演算出前述交流成分的強度及/或相位。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的光圖像計測裝置，根據(jù)本發(fā)明的第九發(fā)明，在第八發(fā)明中前述受光時間切換裝置將前述受光時間以每前述干涉光的拍頻的周期進行切換，前述第一受光時間為前述拍頻周期。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的光圖像計測裝置，根據(jù)本發(fā)明的第十發(fā)明，在第八發(fā)明中前述受光時間切換裝置將前述受光時間以每前述干涉光的拍頻的周期進行切換，前述第二受光時間為前述拍頻周期的一半。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的光圖像計測裝置，根據(jù)本發(fā)明的第十一發(fā)明，在第七發(fā)明中前述強度調(diào)變裝置對前述干涉光進行強度調(diào)變的前述預定頻率為前述干涉光的拍頻的整數(shù)倍的頻率。
此外，為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的光圖像計測裝置，根據(jù)本發(fā)明的第十二發(fā)明，在任何一個第一至第七發(fā)明中，前述強度調(diào)變裝置為遮光器裝置，以前述預定的頻率，遮斷前述干涉光。
根據(jù)本發(fā)明的光圖像計測裝置的話，因為包括強度調(diào)變裝置，以預定的頻率調(diào)變前述干涉光的強度；光檢測裝置，接受被前述強度調(diào)變的前述干涉光，變換成電氣訊號并將其輸出；以及演算裝置，依據(jù)從前述光檢測裝置輸出的前述電氣訊號，演算由前述干涉光的背景光所構成的直流成分的強度，所以可以有效地求得干涉光的背景光所構成的直流成分。
根據(jù)第三至第六發(fā)明的光圖像計測裝置的話，因為可以依據(jù)一或兩個光檢測裝置所輸出的電氣訊號，求得直流成分，所以可以因應該裝置所設置的光檢測裝置，有效地取得直流成分。
特別是根據(jù)第四發(fā)明的光圖像計測裝置的話，因為可以依據(jù)從強度調(diào)變裝置沒有設置的光路上的光檢測裝置所輸出的電氣訊號，求得直流成分，所以可謀求裝置結構的簡化。
另外，根據(jù)本發(fā)明第八至第十發(fā)名所記載的光圖像計測裝置的話，對應于光檢測裝置的干涉光的受光時間被切換為第一受光時間，有效地計算出直流成分，再者，對應于光檢測裝置的干涉光的受光時間被切換為第二受光時間，使用上述直流成分的計算結果，計算出交流成分。因此，例如在被測定物體的深度方向一邊進行掃描(z-掃描)一邊進行計測的情形時，若應用此光圖像計測裝置的話，因為可以使用之前計算出的直流成分的值，依序求得交流成分，故技測精度可以提升。
另外，根據(jù)本發(fā)明第十一發(fā)明所記載的光圖像計測裝置的話，因為使用各種頻率進行干涉光的抽樣，故可以提高結構的自由度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是有關于一種光圖像計測裝置，可有效地求得由干涉光的背景光所構成的外差信號的直流成分。光圖像計測裝置1包括干涉光學系統(tǒng)，將來自光源2的光束以分光器5分割成信號光S和參照光R，并利用頻率位移器6使參照光R的頻率進行位移，且使經(jīng)過被測定物體O的信號光S和被鏡7反射的參照光R重疊，生成干涉光L；分光器，用于將干涉光分割為干涉光L1、L2、L3；遮光器31、32、33，為將各干涉光L1、L2、L3的強度以一定的周期進行調(diào)變的強度調(diào)變裝置；CCD 21、22、23，接受強度調(diào)變的各干涉光，并輸出電器信號；以及信號處理部60，根據(jù)輸出的電信號，計算對應于干涉光L的背景光的直流成分的強度。
綜上所述，本發(fā)明特殊結構的光圖像計測裝置，可以有效地求得由干涉光的背景光所構成的外差訊號的直流成分。本發(fā)明特殊結構的光圖像計測裝置，其藉由提高干涉光的抽樣型態(tài)的自由度，提升實用性。其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結構設計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在裝置結構或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的光圖像計測裝置具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1所示為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的構成的一個例子的概略圖。
圖2所示為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的干涉光的抽樣形態(tài)的一個例子。圖2(A)所示為干涉光的時間波形的標繪圖。圖2(B)所示為抽樣函數(shù)的波形的一個例子的標繪圖。圖2(C)所示為被抽樣的干涉光的波形的標繪圖。
圖3所示為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的變化例的構成的一個例子的標繪圖。
圖4所示為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的變化例的構成的一個例子的標繪圖。
圖5所示為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的變化例的構成的一個例子的標繪圖。
圖6所示為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的變化例的構成的一個例子的概略圖。
圖7所示為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的變化例的構成的一個例子的標繪圖。
圖8所示為現(xiàn)有習知的光圖像計測裝置的構成的概略圖。
圖9所示為現(xiàn)有習知的光圖像計測裝置的構成的概略圖。
1光圖像計測裝置2寬頻帶光源 3、4透鏡5、11、12分光器 6頻率位移器6’壓電組件 7、10鏡8成像用透鏡群 21、22、23CCD(電荷耦合器件)31、32、33遮光器 41、42、43相位位移器50脈沖信號發(fā)生器 60信號處理部100、200光圖像計測裝置101、201寬頻帶光源R參照光 S信號光L、L1、L2、L3干涉光 O被測定物體具體實施方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的光圖像計測裝置其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
下面，對關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的實施形態(tài)的一個例子，參照圖標詳細地進行說明。
關于本發(fā)明的光圖像計測裝置，坦率地說，為了有效地取得經(jīng)由被測定物體的信號光與經(jīng)由參照物體的參照光的干涉光的背景光所構成的直流成分的強度，具備一種結構，將干涉光的強度周期性地調(diào)變，接受此干涉光并輸出做為電氣訊號(外差訊號)，依據(jù)此外差訊號，演算出它的直流成分的強度。另外，本發(fā)明的光圖像裝置為提供有效的各種抽樣型態(tài)，用以求得干涉光的特性。做為該干涉光的特性，包括例如上述式(1)所示的直流成分、干涉光的訊號強度與相位的空間分布等。
以下，說明本發(fā)明的實施例的光圖像計測裝置，其具備一結構可以將干涉光的光路分割成三個，接收各干涉光，依據(jù)所得的外差訊號，由背景光所構成的直流成分的強度、干涉光的訊號強度以及其空間分布。但是，依據(jù)直流成分的取得方法與抽樣型態(tài)，干涉光的光路不需要分割成3個，如以下所述的例子，都可以適當?shù)诓捎酶缮婀鉀]有分割、分割成兩個、或分割成四個以上的光路的結構。
(裝置的構成)圖1所示為作為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置，其采用將干涉光分割為3個光路并進行測定的光圖像計測裝置1的概略構成。該光圖像計測裝置1為可利用于例如醫(yī)療方面和工業(yè)方面的裝置，其具有可取得由散射媒質(zhì)構成的被測定物體O的每個深度(z方向)的2維斷層圖像的構成。
光圖像計測裝置1與現(xiàn)有習知的裝置相同，包括輸出低相干的連續(xù)光的由超輻射發(fā)光二極管(SLD)或發(fā)光二極管(LED)等構成的寬頻帶光源2、將來自該光源2的光束形成平行光束且擴大其波束徑的透鏡3，4、將光束分割為信號光S和參照光R，且將它們進行重疊并生成干涉光L的分光器5、以及由全反射鏡構成的鏡7。而且，在鏡7的附近，配置有由電光式調(diào)制器或聲光式調(diào)制器等構成的頻率位移器6。另外，市場上銷售的近紅外區(qū)SLD的相干長度為30μm左右，在LED的情況下為10μm左右。另外，雖然圖式省略，設置了驅(qū)動裝置，用來使鏡7往參照光的進行方向移動(z-掃描)。
此外，在鏡7的前面，配置著由電器光學調(diào)變器或音響光學調(diào)變器所構成的頻率位移器6，將通過的參照光R的頻率進行位移。另外，在使用藉由使鏡7做z-掃描，在參照光賦予杜卜勒頻率位移的結構的情形時，不需要頻率位移器6。但是，在必須將參照光的頻率的位移量(即拍頻)增大的情形等，也可以將頻率位移器6與z-掃描合并。
這里，透鏡3，4、分光器5、頻率位移器6及鏡7，構成本發(fā)明中所說的[干涉光學系統(tǒng)]。而且，鏡7構成本發(fā)明的“參照物體”。
而且，在光圖像計測裝置1中，設置有利用分光器5所生成的干涉光L而進行成像的成像用透鏡群8、將該干涉光L分割為3個干涉光L1，L2，L3的分光器11，12、干涉光檢測用的積蓄型的2維光傳感器數(shù)組即CCD(照相機)21，22，23、以及配置在這些CCD的附近，由將干涉光L1，L2，L3分別進行周期性地遮蔽的液晶遮光器等高速遮光器等所構成的遮光器31，32，33。
另外，遮光器31、32、33沒有必要分別設置在CCD 21、22、23的附近，可在利用遮光器11、12形成的干涉光L1、L2、L3的分支點連結CCD 21、22、23的各光路上的任意位置進行設置。即，遮光器31、32、33只要配置在可遮蔽各干涉光L1、L2、L3，且使利用CCD 21、22、23的受光光量變更為0的位置上即可。
這里，分光器11、12分別構成本發(fā)明所說的“光路分割裝置”分光器分光器。另外，CCD 21、22、23構成本發(fā)明所說的“光檢測裝置”。而且，遮光器31、32、33構成本發(fā)明的“強度調(diào)變裝置”與“遮光器”。
另外，光圖像計測裝置1包括脈沖信號產(chǎn)生器50，其用于產(chǎn)生脈沖信號；以及相位位移器41、42、43，藉由其使該脈沖信號產(chǎn)生器50所產(chǎn)生的脈沖信號進行位移，而生成分別獨立控制各遮光器31、32、33的開關時序的時序信號并進行輸出。
各遮光器31、32、33根據(jù)來自相位位移器41、42、43的時序信號，以設定的周期分別對遮蔽干涉光L1、L2、L3進行抽樣。藉此，各CCD 21、22、23周期性地接受對應的干涉光L1、L2、L3，并如后述的圖2(C)所示，將干涉光作為周期性脈沖列而受光。此時，由于各遮光器31、32、33分別獨立開關，所以利用CCD 21、22、23分別進行檢測的干涉光L1、L2、L3的脈沖，形成具有設定的相位差的脈沖。CCD 21、22、23將各像素(pixel)所檢測的干涉光L1、L2、L3的強度進行光電轉(zhuǎn)換，并將其轉(zhuǎn)換結果即電信號(外差信號)輸出到信號處理部60。外差信號為反映所檢測的干涉光的強度及相位的電信號。
信號處理部60根據(jù)從CCD 21、22、23所輸出的外差信號，實行后述的運算處理，其即為本發(fā)明的[運算裝置]。另外，信號處理部60藉由解析該運算處理的結果，而形成被測定物體O的2維斷面圖像等各種圖像，并進行使其在顯示器裝置(未圖標)等顯示裝置上進行顯示的處理。這種信號處理部60在構成中例如包括存儲了設定運算程序的只讀存儲器(ROM)等存儲裝置、以及執(zhí)行該運算程序的中央處理器(CPU)的計算機等構成。
從光源2所射出的光束由透鏡3和透鏡4而使其波束徑擴大，并利用分光器5而分割為信號光S和參照光R。信號光S入射被測定物體O，并作為包括其表面形態(tài)及內(nèi)部形態(tài)的信息的反射光波而再次入射分光器5。
另一方面，參照光R在通過頻率位移器6而接受頻率位移后，傳送到鏡7并被反射。其反射光波再次通過頻率位移器6而接受更進一步的頻率位移，并再次入射分光器5。另外，如前所述，也可以通過使鏡7進行z-掃描，使參照光R的頻率位移。
來自被測定物體O的信號光S的一部分經(jīng)由分光器5被反射，而接受了頻率位移的參照光R的一部分則透過分光器5。藉此，信號光S和參照光R由分光器5重疊，而生成干涉光L。該干涉光L透過成像用透鏡群8，并被傳送到分光器11。
干涉光L利用分光器11而使其光路被分割為2部分。利用分光器11而被反射的干涉光L1，通過遮光器31而被CCD 21檢測。
而且，透過了分光器11的干涉光，利用下一個分光器12而使其光路再次被二分割。利用分光器12被反射的干涉光L2，通過遮光器32而被CCD22檢測。
另一方面，透過了分光器12的干涉光L3，通過遮光器33而被CCD 23檢測。
另外，最好使利用分光器11的干涉光的分割率，即透過的干涉光和反射的干涉光L1的強度比為2∶1。即，分光器11最好具有使入射光的2/3透過，而使1/3反射的特性。而且，最好使利用分光器12而被透過的干涉光L3和被反射的干涉光L2的強度比為1∶1。即，分光器12最好具有使入射光的1/2透過，而使1/2反射的特性。藉此，利用CCD 21、22、23而被檢測的干涉光L1、L2、L3形成分別相等的強度等級(level)，所以適合進行后述的運算處理。但是，被分割的干涉光的強度比并不限定于此，而可酌情進行設定。
接著，關于利用光圖像計測裝置1的干涉光L的信號強度及相位的空間分布，即外差信號的強度及其相位信息的測定形態(tài)進行說明。光圖像計測裝置1的特征在于，藉由利用遮光器31、32、33的開關時序(timing)，對被付以相位差的干涉光L1、L2、L3進行抽樣檢測，通過一次測量構成背景光的直流成分的強度、干涉光L的訊號強度與相位的空間分布，而取得時間差。
另外，負責遮光器31、32、33的開關時序的后述的抽樣函數(shù)的相位差需要預先進行設定。抽樣函數(shù)是相位移位器41、42、43分別使由脈沖信號產(chǎn)生器50周期性地發(fā)生的脈沖的相位產(chǎn)生移位，輸出到遮光器31、32、33而生成的。
圖2為用于說明利用遮光器31的干涉光L1的抽樣動作的說明圖。圖2(A)所示為利用光傳感器CCD 21而受光的干涉光L1的時間波形。利用干涉光L1的外差信號如上述式(1)所示，可以考慮是由與參照光S和信號光S的強度成比例的背景光所構成的直流成分，以及干涉光L1的具有拍頻(beat frequency)的交流成分(也稱作拍頻信號等)為重迭者。
因此，藉由根據(jù)圖2(B)所示的抽樣函數(shù)m1(t)使遮光器31進行周期性地開關(on-off)，而可對干涉光L1進行抽樣。抽樣函數(shù)m1(t)具有由例如50％工作(duty)的矩形列所構成的波形，且使該頻率fsm被設定為與式(1)所示的拍頻fif相等或與其相近的值(即fsm＝fif或fsmfif)。
圖2(C)所示為利用抽樣函數(shù)m1(t)進行抽樣時，入射CCD 21的干涉光L1的時間波形示意圖。這里，抽樣函數(shù)m1(t)的頻率fsm和式(1)所示的外差信號的拍頻fif之差(δf＝|fif-fsm|)，與積蓄型光傳感器即CCD21的響應頻率相比，被設定得足夠小。藉此，可在干涉光L1的各周期，對相位大致相同的部分進行抽樣。此時，來自接受了干涉光L1的CCD 21的輸出i1(t)，在測定時間內(nèi)與CCD 21中所積蓄的光電荷量成比例，具體地說，可由下式而得到(例如參照M.Akiba，K.P.Chan，N.Tanno，[OpticsLetters]，Vol.28，816(2003))。
i1(t)=<K1i(t)m1(t)>]]>=K1[12Is+12Ir+2πIsIrcos(2πδft+φ)]---(2)]]>這里，<->表示基于CCD 21的積蓄效果的時間平均。而且，φ表示測定的初期相位值，K1表示含有分光器11的反射率和CCD 21的光電轉(zhuǎn)換率的光檢測效率。
同樣地，利用根據(jù)設定的抽樣函數(shù)m2(t)而控制開關時序的遮光器32對干涉光L2施以抽樣，并利用CCD 22進行檢測。該抽樣函數(shù)m2(t)，其具有與對干涉光L1進行抽樣的抽樣函數(shù)m1(t)相同的頻率fsm，即50％duty的矩形列的波形。這里，抽樣函數(shù)m2(t)對抽樣函數(shù)m1(t)具有相位差Δθ1，2。該相位差Δθ1，2藉由使圖1所示的來自脈沖信號發(fā)生器50的脈沖信號的相位，利用相位位移器42而被付與位移。由以上這種條件，利用與式(2)同樣的原理，可從CCD 22得到以下這樣的輸出i2(t)。
i2(t)=K2[12Is+12Ir+2πIsIrcos(2πδft+φ+Δθ1,2)]---(3)]]>但是，K2為包括分光器11的透過率、分光器12的反射率、以及CCD 22的光電轉(zhuǎn)換率的光檢測效率。
由式(2)和式(3)可知，在來自CCD 21、22的輸出中，分別包括有信號光S和參照光R的強度Is，Ir的項目、關于干涉光L1，L2的振幅(IsIr)及相位(2πδft+φ)，(2πδft+Δθ1，2)的項目。
另外，利用根據(jù)抽樣函數(shù)m3(t)而控制開關時序的遮光器33，對干涉光L3施以抽樣，并利用CCD 23進行檢測。該抽樣函數(shù)m3(t)，其具有與對干涉光L1進行抽樣的抽樣函數(shù)m1(t)相同的頻率fsm，即50％duty的矩形列的波形。這里，抽樣函數(shù)m3(t)對抽樣函數(shù)m1(t)具有相位差Δθ1，3。該相位差Δθ1，3藉由使來自脈沖信號發(fā)生器50的脈沖信號的相位，利用相位位移器43而被付與位移。此時，利用與式(2)同樣的原理，可從CCD 23得到以下這樣的輸出i3(t)。
i3(t)=K3[12Is+12Ir+2πIsIrcos(2πδft+φ+Δθ1,3)]---(4)]]>但是，K3為包括分光器11、12的各個透過率及CCD 23的光電轉(zhuǎn)換率的光檢測效率。
從式(2)、(3)、(4)所示的各CCD 21、22、23所輸出的電信號，被發(fā)送到信號處理部60。信號處理部60藉由利用這些輸出結果執(zhí)行以下所說明的運算，計算出對應干涉光的背景光的式(1)所示的外差信號的直流成分，以及干涉光L，即外差信號的信號強度及相位的空間分布。
這里，將抽樣函數(shù)m1(t)和抽樣函數(shù)m2(t)的相位差Δθ1，2設定為-π/2，將抽樣函數(shù)m1(t)和抽樣函數(shù)m3(t)的相位差Δθ1，3設定為π/2。此時，由干涉光的背景光所構成的外差信號的直流成分的強度S1，和相位直交成分(sin成分和cos成分)S2及S3分別由以下的式子進行表示。
S1=i2K2+i3K3=Is+Ir---(5)]]>[數(shù)6]S2=i2K2-i3K3=4πIsIrsin(2πδft+φ)---(6)]]>[數(shù)7]S3=2i1K1-S1=4πIsIrcos(2πδft+φ)---(7)]]>如利用式(6)及式(7)，則式(1)所示的外差信號的振幅如下所示。
IsIr∝S22+S32---(8)]]>
這里，關于右邊的比例常數(shù)為π/4。因此，藉由使用從式(5)所求的直流成分，可以計算出外差信號的振幅。因此，將前述的直流成分與外差信號的振幅重迭，可以求得外差信號的強度，即干涉光L的強度。
藉此，光圖像計測裝置1對難以事先進行背景光強度測定的圖像計測，例如運動物體的光斷層圖像計測等是有效的。而且，因為不需要另外預先測定形成背景光的直流成分的強度，可謀求計測程序的簡略化。因此，計測上的麻煩可以減輕，計測時間也可以縮短。
另外，如利用光圖像計測裝置1，則可利用以下這樣的測定方法求得干涉光L的相位的空間分布并圖像化。
對某測定時間t＝t1，如取得式(6)及式(7)所示的外差信號的干涉光成分S2(t1)及S3(t1)，則可藉由取得這兩個干涉成分的比，而得到下式所示的信號。
S4=S2(t1)S3(t1)=tan(2πδft1+φ)---(9)]]>由該式(9)可知，信號S4不依存于干涉光L的振幅，只包括其相位信息。因此，利用2維光傳感器數(shù)組即CCD 21、22、23的各像素所檢測并輸出的外差信號的相位φ(x、y、t1)，如下式所示。這里，(x、y)表示這些CCD上的各像素的位置坐標。
該式(10)的第2項2πδft1為具有零或大致為零的頻率δf的交流信號的測定時間t1的瞬時相位值，可假定其不依據(jù)CCD 21、22、23的像素位置(即變量x、y)而為一定值。因此，藉由對位于CCD 21、22、23上的某坐標x＝x1、y＝y(tǒng)1的像素所檢測的外差信號的相位φ(x1、y1、t1)，而求得各像素所檢測的外差信號的相位差。可使該外差信號，即干涉光L的相位差的空間分布圖像化。這種干涉光的相位的空間分布測定，被認為對以其相位值作為基準的圖像計測，例如利用外差干涉法的鏡狀表面的高精度計測是有效的。
另外，如利用上述的相位信息，可求取干涉光L的頻率信息。即，外差信號的頻率fif和抽樣頻率fsm的頻率差δf，可利用根據(jù)在某兩個測定時間t＝t1及t＝t2中的相位的計算結果φ(x1、y1、t1)及φ(x1、y1、t2)的下式而進行計算。

δf=12π|φ(x,y,t1)-φ(x,y,t2)t1-t2|---(11)]]>由于抽樣頻率fsm為已知，所以由式(11)所得到的計算結果，可計算外差信號的頻率fif，即干涉光L的頻率。這種外差頻率的測定方法，被認為可有效地應用于例如計測被檢眼眼底的血流狀態(tài)的情況等，所以使用外差干涉法的多譜勒速度計測可以有效地被利用。
另外，在上述實施型態(tài)的光圖像計測裝置1中，采用了具備高速遮光器等的遮光器31、32、33的結構，做為本發(fā)明的強度調(diào)變裝置。但是，強度調(diào)變裝置并不局限于此。例如，將干涉光完全地遮斷的這種遮光器裝置取而代之，藉由設置可以周期性地增減讓干涉光透過的透過率，例如空間光調(diào)變器(spatial light modulator，SLM)等，可以將CCD等的光檢測裝置所接受的干涉光的強度進行調(diào)變，而抽樣干涉光。換句話說，遮光手段為將光檢測裝置所接受的干涉光強度在0與100(最高強度)之間做切換，而本發(fā)明的強度調(diào)變裝置為可以應用將干涉光強度在例如10與80之間做切換的結構。
再者，干涉光的強度調(diào)變并不只是在2個數(shù)值之間的切換，可以因應抽樣的形式，采用在3個或以上的數(shù)值間做周期性切換，或者是使2個數(shù)值做周期性且連續(xù)的切換方式。另外，強度調(diào)變的寬度若是考慮CCD的感度等來決定也是可以的。本發(fā)明的強度調(diào)變裝置若是可以周期性地調(diào)變的話，采用哪種結構都是可以的。強度調(diào)變裝置與光檢測裝置做成一體化的結構也是可以的。
分光器5、11、12可以使用任何型態(tài)者，但是若使用立方型(cube)的分光器的話，在與空氣的邊接口的反射光恐怕會入射到CCD中，所以使用板型(plate)或楔型(wedge)等的分光器是較適當?shù)摹?br> 另外，光圖像計測裝置1中，藉由采用了將透鏡3、4所配置的照明系統(tǒng)的光路以及成像用透鏡群8等所配置的檢測系統(tǒng)光路分離的光學系統(tǒng)，各個光路上的光學組件產(chǎn)生的反射的影響便被消除。
在光圖像計測裝置1中，設置了3個單獨的CCD21、22、23，但是使用如3CCD型的彩色CCD攝影器方式的三枚式CCD攝影器(單元)，在各CCD芯片的前面位置上配置強度調(diào)變裝置，藉以構成外觀上為1個CCD攝影器的結構也是可行的。藉此，可以圖謀裝置結構的簡單化及裝置內(nèi)的省空間化等。
另外，藉由將一個CCD的受光面分割成數(shù)個區(qū)域，在各個區(qū)域的前面位置上配置強度調(diào)變裝置，將CCD的各區(qū)域設為一個CCD，以檢測出干涉光的結構也是可以的。此時，配置一個將CCD的該些多數(shù)區(qū)域覆蓋的大小的液晶SLM等所構成的強度調(diào)變裝置，將對應CCD的各區(qū)域的強度調(diào)變裝置的區(qū)域分別進行控制，藉以進行干涉光的檢測也是可行的。利用這種結構，可以圖謀裝置結構的簡單化及裝置內(nèi)的省空間化。另外，因為不需要將多數(shù)的CCD彼此同步控制來進行抽樣，可以謀求控制系統(tǒng)的簡化。
更者，藉由適當?shù)剡M行累積在CCD的電荷的直流成分的偏移調(diào)整以及交流信號的增益調(diào)整，可以提高檢測出的干涉光所形成的干涉圖案的對比。
另外，藉由應用2次反射的回折鏡或角方體(corner cube)做為參照物體，可以減少z-掃描的時的參照物體的移動距離。藉此，可以圖謀裝置內(nèi)的省空間化，另外，也可以減輕加諸于使參照物體移動的上述驅(qū)動裝置的負擔以及消耗電力量。
在上述實施型態(tài)中，所采用的方法是藉由將抽樣函數(shù)m1(t)與抽樣函數(shù)m2(t)之間的相位差設定為Δθ1，2＝-π/2，及抽樣函數(shù)m1(t)與抽樣函數(shù)m3(t)之間的相位差設定為Δθ1，3＝π/2，以取得對應背景光的直流成分，但是直流成分的取得型態(tài)并不局限于此種方式。在下文，以一個例子來說明直流成分的其它取得型態(tài)。根據(jù)這個變化例的話，取得直流成分的架構的自由度被提高，裝置的實用性也提升。
(直流成分的取得型態(tài)的第一變化例)首先，參考圖3，與上述實施型態(tài)相同，說明依據(jù)2個CCD所輸出的電氣信號，計算出直流成份的方法。下面，雖然藉由使用圖1的CCD22、23的結構，僅具備2個CCD的光圖像計測裝置或具備4個以上的光圖像計測裝置也可以同樣地進行計算處理，這是不必多說的。
為此，將抽樣函數(shù)m2(t)與抽樣函數(shù)m3(t)之間的相位差設定為Δθ2，3＝π(180度)。例如，如圖3所示，抽樣函數(shù)m1(t)的干涉光L1的抽樣范圍L1’設為0～π/4，抽樣函數(shù)m2(t)的干涉光L2的抽樣范圍L2’設為π/4～π/4，抽樣函數(shù)m3(t)的干涉光L3的抽樣范圍L3’設為3π/4～2π/。此時，抽樣函數(shù)m1(t)與抽樣函數(shù)m2(t)之間的相位差Δθ1，2為-π/2，及抽樣函數(shù)m1(t)與抽樣函數(shù)m3(t)之間的相位差Δθ1，3為3π/4。抽樣函數(shù)m1(t)、m2(t)與m3(t)分別成為具有與拍頻相同的頻率。另外，抽樣函數(shù)m1(t)、m2(t)與m3(t)的工作周期比分別為25％的工作周期。
演算處理部60在進行這種抽樣時，把CCD22、23所輸出的電氣信號做時間平均，計算出對應干涉光L的背景光的直流成分。亦即，因為干涉光L2的抽樣范圍L2’與干涉光L3的抽樣范圍L3’的相位差Δθ2，3為π，藉由把這些做時間平均，交流成分便被抵消，僅擷取出直流成分iD。接著，依據(jù)此直流成分iD，取得目的的直流成份的強度。另外，上述實施型態(tài)的相位差的設定值Δθ1，2＝-π/2、及Δθ1，3＝π/2為此情形的一個例子。
在此，所謂“將電氣信號做時間平均”是指將顯示來自CCD(光檢測裝置)的電氣信號的受光光量，以例如該CCD取得一個圖框的時間，進行平均的處理。另外，所對多數(shù)電氣信號的“時間平均”是意味著求得各個電氣信號的時間平均，再將這些時間平均的平均值假以計算的處理。另外，在時間平均處理的上述“時間”并不只是限定為1圖框的時間，也可以采用例如抽樣周期等或所需要的一定時間。
如上述，藉由兩個CCD，分別受光的干涉光的相位差π做設定，將此兩個CCD所分別輸出的電氣信號做時間平均，藉此可以計算出對應干涉光L的背景光的直流成分。根據(jù)此方法，也可將抽樣兩道干涉光的相位差設成π，因為可以任意設定各抽樣的開始與結束的時序，用來取得直流成分的測定型態(tài)的自由度可以提高。
另外，將彼此相位差設為π，從對應被抽樣的三個或以上的干涉光的電氣信號，也可以同樣地求得直流成分。
(直流成分的取得型態(tài)的第二變化例)接著，說明使用一枚CCD所輸出的電器信號，求得值流成分的方法。在圖4，顯示了這種用途的抽樣型態(tài)。以下，雖然采用了圖1所示的光圖像計測裝置1的CCD 22，但是利用只具備單一個CCD或任意數(shù)個CCD的裝置，也可以求得直流成分。
在本變化例中，利用CCD22進行多數(shù)次的測定，依據(jù)這些多次的測定，使用來自CCD 22的電氣信號。因此，以相位差Δθ2，2＝π的方式，進行多數(shù)次(例如2次)的干涉光L2的抽樣。例如，抽樣干涉光L2的兩個抽樣函數(shù)為m2(t)、n2(t)，如圖4所示，抽樣函數(shù)m2(t)的干涉光L2的抽樣范圍L2’設為π/4～π/2，抽樣函數(shù)n2(t)的干涉光L2的抽樣范圍L2”設為3π/4～2π。抽樣函數(shù)m2(t)、n2(t)分別設為具有與拍頻相同的頻率。另外，抽樣函數(shù)m2(t)、n2(t)的工作周期比分別為25％的工作周期。
演算處理部60在進行這種抽樣時，把CCD 22所輸出的電氣信號做時間平均，計算出對應干涉光L的背景光的直流成分。亦即，因為干涉光L2的抽樣范圍L2’與L2”的相位差Δθ2，2為π，藉由把這些做時間平均，交流成分便被抵消，僅擷取出直流成分iD。接著，依據(jù)此直流成分iD，取得目的的直流成份的強度。
如上所述，以各抽樣的相位差為π，對同一光路上的干涉光做兩次抽樣，將從該單一光路上的單一CCD所個別輸出的電氣信號進行時間平均，藉此可以計算出對應干涉光L的背景光的直流成分。根據(jù)此方法，將對干涉光做兩次抽樣時的相位差為π的話，因為可以任意設定各抽樣的開始與結束的時序，用來取得直流成分的測定型態(tài)的自由度可以提高。另外，僅具備一個CCD的裝置，也可以有效地測定直流成分。
另外，將彼此相位差設為π，從對應被抽樣的三個或以上的干涉光的電氣信號，也可以同樣地求得直流成分。例如，以拍頻的偶數(shù)倍的頻率進行抽樣時，依據(jù)CCD所輸出的電氣信號，可以求得直流成分。另外，若是在CCD的累積時間，配合拍頻進行多數(shù)次的抽樣的結構的話，此時從CCD所輸出的電氣信號成為顯示直流成分的強度。也可以根據(jù)該信號，求得直流成分的強度。
(直流成分的取得型態(tài)的第三變化例)接著說明取得背景光所構成的直流成分的型態(tài)的第三變化例。本變化例與第二變化例相同，為只使用一個CCD(例如CCD 22)者。因此，將抽樣頻率m2(t)設定成與外差信號的頻率(拍頻)fif不同步。這樣的話干涉光的相位不同的部分會接續(xù)地被抽樣，結果干涉光的(幾乎)全相位范圍0～2π都被抽樣。因此，藉由把抽樣結果做時間平均，交流成分便被消除，而僅取出直流成分。
參考圖5，說明該變化例的一個例子。在此，外差信號的周期表示為T0＝1/fif，抽樣周期表示為T＝1/f。另外，抽樣的工作周期比設定為40％。抽樣頻率f設定為拍頻fif的0.8倍的數(shù)值(f＝0.8×fif)，抽樣周期T成為外差信號的周期T0的1.25倍(T＝1.25×T0)。此時，第一抽樣范圍L2(1)對應于干涉光的相位0～π的部分，第二抽樣范圍L2(2)對應于干涉光的相位π/2～3π/2的部分，第三抽樣范圍L2(3)對應于干涉光的相位π～2π的部分，第四抽樣范圍L2(4)對應于干涉光的相位3π/2～π/2的部分(以下相同)。根據(jù)這樣的抽樣的話，因為干涉光在整段相位0～2π都被抽樣，藉由將抽樣結果做時間平均，交流成分被消除，擷取出直流成分iD。
另外，抽樣周期T的設定值最好不要設定為外差信號的周期T0的整數(shù)倍的值。亦即，T＝n×T0(n為整數(shù))的情形下，干涉光L2在n周期下同一個相位范圍被抽樣，所以即使取時間平均，也無法消除直流成分。但是，若工作周期比設為k/n(k為n以下的整數(shù))的話，干涉光L2的k周期會因為成為各抽樣范圍，故可以適用。
(直流成分的取得型態(tài)的第四變化例)接著，在此用圖6所示的光圖像計測裝置1’的架構的情形時，可以根據(jù)下面的第四變化例，取得直流成分。同圖所示的光圖像計測裝置1’是在CCD 23的前面位置配置強度調(diào)變裝置(遮光器33)，其余部分則具備與圖1的光圖像計測裝置相同的架構。
在CCD 21、22檢測出被抽樣的干涉光L1、L2時，該光圖像計測裝置1’的CCD 23連續(xù)地接收干涉光L3，將其轉(zhuǎn)換成電氣信號，輸出到信號處理部60。信號處理部60通過將來自CCD 23的電氣信號進行時間平均，可以只取出直流成分。亦即，因為連續(xù)地被接收的干涉光L3為隨機的信號，故利用取其時間平均，可消除交流成分，有效地取出直流成分。另外，關于交流成分，例如使用本發(fā)明的發(fā)明人的上述專利文件1所記載的方法等，依據(jù)來自CCD 21、22的電氣信號而求得。如上述，對從沒有設置強度調(diào)變裝置的光路上的光檢測裝置的電氣信號，進行平均化處理，藉此可以求得干涉光的背景光所構成的直流成分。
根據(jù)此光圖像計測裝置的話，因為可以沒有時間差求得干涉光的背景光所構成的直流成分以及其交流成分，故計測時間可以縮短等，裝置的便利性也得以提升。另外，因為裝置結構所需要的強度調(diào)變裝置以兩個完成，結構的簡化或低成本化，更可以謀求裝置內(nèi)的空間節(jié)省化。再者，因為2個CCD與2個強度調(diào)變裝置可以同步控制，所以可以謀求控制的簡化。再者，因為透過強度調(diào)變裝置，從接收到的兩個干涉光的檢測結果，可以求得交流成分，所以演算時間的縮短是可以期待的。
在圖6的結構中，CCD 23為用來取得背景光的強度的專用光檢測裝置，其前方不設置強度調(diào)變裝置。適用這種結構的場合，入射到CCD 23的干涉光L3的光量，也可以是例如干涉光的數(shù)個百分比程度的微弱量。亦即，來自CCD 23的電氣信號以信號處理部60做增益調(diào)整，再進行演算的話就很充分了。因此，載此用此架構的情形下，分光器12的干涉光強度的分割比不是1∶1也可以。在圖6所示的結構中，可以將分光器12的穿透率設定成比反射率小的值。
(直流成分的取得型態(tài)的第五變化例)最后，說明一個變化例，其將光檢測裝置的干涉光的受光時間例如以周期性切換的方式，控制強度調(diào)變裝置的抽樣動作，藉此可以逐次計算出對應于干涉光的背景光的直流成分。
圖7為顯示在本變化例的抽樣型態(tài)。在本變化例中，通過遮光器31，來抽樣干涉光L1，另外，抽樣的周期設成與外差信號的周期T0同步。另外，遮光器31為構成本發(fā)明所稱的受光時間切換裝置。一開始的抽樣范圍是設成1周期的L1(1)，第二個為半周期的L1(2)，第三個為1周期的L1(3)，第四個為半周期的L1(4)，....，余此類推。亦即，本變化例的抽樣函數(shù)的工作周期在100％的工作周期與50％的工作周期之間做交互切換，例如具有矩形波形者。
依據(jù)這樣的抽樣函數(shù)進行抽樣的話，干涉光L1的相位0～2π的抽樣范圍L1(1)、L1(3)、L1(5)、...，以及干涉光L1的相位0～π的抽樣范圍L1(2)、L1(4)、L1(6)、...兩者彼此交互地被CCD 21接收。此時，在干涉光L1第奇數(shù)個抽樣范圍與第偶數(shù)個抽樣范圍，CCD 21的受光時間的比率成為2∶1。CCD 21將對應受光的各抽樣范圍的電氣信號，依序傳送到信號處理部60。
信號處理部60計算出對應于第奇數(shù)個的抽樣范圍L1(1)、L1(3)、L1(5)、...等的電氣信號的時間平均，藉此演算出干涉光的背景光所構成的直流成分iD。這是地基數(shù)個抽樣范圍的相位為0～2π，也就是1個周期，所以取其時間平均的話，交流成分被消除，并得以依據(jù)擷取出的直流成分。
另外，信號處理部60依據(jù)對應第偶數(shù)個的各抽樣范圍的各電氣信號、與其同步且從CCD 22及/或CCD 23所輸出的電氣信號以及對應在它之前的第奇數(shù)個抽樣范圍的電氣信號所計算出來的直流成分的強度，計算出交流成分的振幅與相位。
在本實施例，依序交互執(zhí)行這種直流成分的計算與交流成分的計算。因此，例如在利用z-掃描，一邊改變被測定物體O的深度一邊進行計測的情形時，可以逐次計算出(幾乎)對應各深度的直流成分的強度，依據(jù)此計算結果，可以求得交流成分。因此，被測定物O的各深度的計測精確度便被提高。
另外，在交流成分的計算處理上，在依據(jù)來自3個CCD的輸出信號的情形時，可以使用例如上述實施型態(tài)的計算方法等，另外，在依據(jù)來自2個CCD的輸出信號的情形時，可以使用例如上述專利文件1所記載的方法等。
計算出直流成分用的抽樣可以以1周期來進行，也可以以例如2周期、3周期等的任意時序來進行。例如最初為1周期，接著為2周期，...等，變更抽樣的間隔也是可以的。
另外，做為受光時間切換裝置，除了將干涉光完全遮蔽的遮光器裝置外，使用SLM等的強度調(diào)變裝置也可以。
如上述，本變化例為進行光檢測裝置的干涉光的受光時間的長度切換，在長受光時間(第一受光時間)時，依據(jù)光檢測裝置所輸出的電氣信號求取直流成分，并且依據(jù)短受光時間(第二受光時間)時所輸出的電氣信號及所求得的直流成分，求得交流成分。在此，第一受光時間是為了以平均化處理來消除交流成分，為干涉光的拍頻周期以上的長度的時間(例如拍頻的周期的整數(shù)倍)，較好是等于該拍頻的周期。另外，第二受光時間為未滿干涉光的拍頻周期的長度的時間，較好是等于該拍頻的周期的一半。亦即，利用將用來取得交流成分的抽樣的工作周期比設成50％，可以有效地進行計測。
接著，說明本發(fā)明的光圖像計測裝置所適用的抽樣型態(tài)的一個例子。特別是說明有關于抽樣的頻率、工作周期比、抽樣函數(shù)的波形等的變化例。根據(jù)以下的變化例的話，抽樣型態(tài)的自由度可提高，裝置的實用性也可提升。
(關于抽樣頻率)在上述實施例中，以約略和拍頻相等的抽樣頻率來進行抽樣，但并不局限于此。例如，應用干涉光的拍頻，即拍頻整數(shù)倍的頻率做為抽樣頻率的話，可以周期性地各別對干涉光的多個相位范圍進行抽樣。根據(jù)此種方法，因為在干涉光的各周期可以抽樣多數(shù)個相位范圍，故可以更詳細地分析干涉光，計測精度的提升也是可以期待的。
另一方面，可以應用拍頻的整數(shù)分之一倍(1/n)的抽樣頻率。根據(jù)此方法，因為干涉光的預定相位范圍是以n周期來進行抽樣，故在強度調(diào)變裝置的強度切換無法追上拍頻的情形時，也可有效地利用。
(關于工作周期比)本發(fā)明的光圖像計測裝置所使用的抽樣函數(shù)較好是使用50％工作周期。亦即，在不到50％工作周期時，CCD 21、22、23所接受的光量會減少，干涉光的檢測效率會降低。另一方面，超過50％工作周期時，檢測效率也會降低。但是，在進行上述圖3-5所示的抽樣時，可以使用適當且所需的工作周期比。
(關于抽樣函數(shù)的波形)另外，做為本發(fā)明光圖像裝置所使用的抽樣函數(shù)，較佳是使用圖2所示的矩形波形，來對遮光器31、32、33的開關時序做適當?shù)厍袚Q。但是，也可以適用正弦波或三角波等的矩形以外的波形所構成的抽樣函數(shù)。特別是，當使用進行干涉光的穿透與遮斷的切換的遮光裝置以外的強度調(diào)變裝置時，可以有效地使用矩形以外的波形。例如，藉由使用正弦形或三角波形的抽樣函數(shù)，使強度調(diào)變裝置的穿透率做連續(xù)變化，來對穿透的干涉光強度進行調(diào)變的話，可以連續(xù)地調(diào)變CCD所接收的干涉光強度。
另外，使用正弦波等的抽樣函數(shù)，可以執(zhí)行與矩形波形抽樣函數(shù)相同的抽樣處理。例如，可以使用頻率響應性高的光二極管等，把檢測出的拍信號暫定為正弦波形，使用此信號來控制干涉光的抽樣。具體來說，例如將檢測出的拍信號的最大振幅的±1/√2設定為臨界值，在對應此臨界值的時間點，瞬間地切換遮光器的on/off。此時，干涉光的相位π/4～3π/4部分以及5π/4～7π/4部分被抽樣，工作周期比為50％，抽樣頻率為拍頻的2倍數(shù)值。另外，前述臨界值并不限定于±1/√2，可以任意設定成任意值。另外，在拍信號的1周期的遮光器的on/off切換也可以是4次以外。通過適當?shù)馗淖兩鲜雠R界值，CCD接受的干涉光的光量得以任意地進行調(diào)整。做為此光量調(diào)整作用的一個例子，如1所示的光畫像所示，在將干涉光分割成多數(shù)的光路以進行檢測的情形時，由于各分光器的穿透率或反射率的影響等，干涉光的光量會有無法平均分割的情形；但是，藉由對各光路上的遮光器的控制有關的前述臨界值進行適當?shù)卣{(diào)整，各CCD所接受的光量便可以平均化。
另外，藉由使用正弦波形的抽樣函數(shù)，因為與傅立葉分析有關的演算處理速度的提升可以被期待，所以CCD等的光檢測裝置的響應速度提升也可以對應地達成。
(其它的變化例)以下說明上述實施型態(tài)的光圖像計測裝置1的其它變化例。首先，本發(fā)明的光圖像計測裝置并不限定于上述實施例一般，將干涉光分割成3個光路的結構，如在直流成分取得型態(tài)的變化例的說明所述一般，用來檢測干涉光的光路的數(shù)目是任意的。在分割成多數(shù)個光路的情形時，如圖6所示一般，在各光路上設置CCD等的光檢測裝置，并且在一個光路以外的光路上設置遮光器等的強度調(diào)變裝置，或者是也可以在所有的光路上設置強度調(diào)變裝置。但是，可以根據(jù)測定方法或演算方法，采用在被分割的多數(shù)光路中，設置強度調(diào)變裝置的設計。
而且，作為關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的光檢測裝置，上述CCD 21、22、23外，也可以應用具備演算電路的線傳感器。本發(fā)明的光檢測裝置具有接受干涉光并進行光電轉(zhuǎn)換的功能，以及依據(jù)接受的干涉光來累積檢測電荷的功能這兩項，可用在1維或2維的所有構成。
在以上所說明的本發(fā)明的實施形態(tài)中，是對具有麥克遜型(Michelson)的干涉光學系統(tǒng)的光圖像計測裝置進行了說明，但當然也可采用例如馬赫-曾德型(Mach-Zehuder)等其它的干涉光學系統(tǒng)(例如，參考前述專利檔2)。
而且，藉由在干涉光學系統(tǒng)的一部分上設置光纖(束)而作為導光構件使用，可提高裝置設計上的自由度，或謀求裝置的簡潔化(compact)，或提高被測定物體的配置自由度(例如，參考前述專利檔2)。
如將本發(fā)明的光圖像計測裝置應用在例如眼科的領域上，則除了上述眼底的血流狀態(tài)的測定以外，還可得到網(wǎng)膜或角膜的2維斷面圖像等。藉此，可對例如角膜的內(nèi)皮細胞數(shù)目等進行測定。另外，當然還可進行在醫(yī)療用或工業(yè)用等以外的其它各種應用。
以上所詳細說明的構成，只不過是關于本發(fā)明的光圖像計測裝置的實施形態(tài)的一個例子，只要在本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可施加各種各樣的變形。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種光圖像計測裝置，具有光源和干涉光學系統(tǒng)，其中光源用于射出光束，干涉光學系統(tǒng)用于將來自該光源的光束，分割為經(jīng)由被檢測物體的信號光和經(jīng)由設定的參照物體的參照光，并使前述信號光的頻率和前述參照光的頻率相對進行位移后，使經(jīng)由了前述被檢測物體的前述信號光和經(jīng)由了前述參照物體的前述參照光彼此進行重疊，而生成干涉光，且該光圖像計測裝置根據(jù)前述干涉光形成前述被測定物體的圖像，其特征在于其包括強度調(diào)變裝置，以預定的頻率調(diào)變前述干涉光的強度；光檢測裝置，接受被前述強度調(diào)變的前述干涉光，變換成電氣信號并將其輸出；以及演算裝置，依據(jù)從前述光檢測裝置輸出的前述電氣信號，演算由前述干涉光的背景光所構成的直流成分的強度。
2.一種光圖像計測裝置，具有光源、干涉光學系統(tǒng)和分光器裝置，其中光源用于射出光束；干涉光學系統(tǒng)用于將來自該光源的光束，分割為經(jīng)由被檢測物體的信號光和經(jīng)由設定的參照物體的參照光，并使前述信號光的頻率和前述參照光的頻率相對進行位移后，使經(jīng)由了前述被檢測物體的前述信號光和經(jīng)由了前述參照物體的前述參照光彼此進行重疊，而生成干涉光；分光器裝置將前述干涉光學系統(tǒng)生成的前述干涉光分割成多數(shù)個光路，其中該光圖像計測裝置根據(jù)在前述多數(shù)個光路中傳遞的前述干涉光，形成前述被測定物體的圖像，其特征在于其包括多數(shù)個強度調(diào)變裝置，分別設置在前述多數(shù)個光路中的其中幾個的光路上，以預定的頻率調(diào)變前述干涉光的強度；多數(shù)個光檢測裝置，分別設置在前述多數(shù)個光路上，其中設置在前述多數(shù)個光路的其中幾個光路的前述光檢測裝置為接受被前述強度調(diào)變的前述干涉光，變換成電氣信號并將其輸出，而設置在前述多數(shù)個光路的其中幾個光路以外的前述光檢測裝置為接受前述干涉光，變換成電氣信號并將其輸出；以及演算裝置，依據(jù)從設置在前述多數(shù)個光路中的預定光路上的前述光檢測裝置所輸出的前述電氣信號，演算由前述直流成分的強度。
3.根據(jù)權利要求2所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的預定光路包括前述強度調(diào)變裝置被設置的至少兩個光路，前述至少兩個光路上的前述強度調(diào)變裝置分別調(diào)變前述干涉光，使得該光路上的前述光檢測裝置接受前述干涉光的相位差為π(180度)的部分，并且前述演算裝置藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣信號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
4.根據(jù)權利要求2所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的預定光路包括前述強度調(diào)變裝置沒有被設置的光路，前述演算裝置藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣信號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的強度調(diào)變裝置對前述干涉光進行多數(shù)次強度調(diào)變，使得前述光檢測裝置接受前述干涉光的相位差為π的部分；前述光檢測裝置接受與前述多數(shù)次的各次強度調(diào)變相對應的前述干涉光，輸出電氣信號；前述演算裝置對應前述數(shù)次強度調(diào)變，藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣信號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的強度調(diào)變裝置是利用不與前述干涉光的拍頻周期同步的頻率，對前述干涉光進行強度調(diào)變，并且前述演算裝置依據(jù)以該頻率做強度調(diào)變的前述干涉光，藉由將前述光檢測裝置所輸出的前述電氣信號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度。
7.一種光圖像計測裝置，具有光源和干涉光學系統(tǒng)，其中光源用于射出光束，干涉光學系統(tǒng)用于將來自該光源的光束，分割為經(jīng)由被檢測物體的信號光和經(jīng)由設定的參照物體的參照光，并使前述信號光的頻率和前述參照光的頻率相對進行位移后，使經(jīng)由了前述被檢測物體的前述信號光和經(jīng)由了前述參照物體的前述參照光彼此進行重疊，而生成干涉光，且該光圖像計測裝置根據(jù)前述干涉光形成前述被測定物體的圖像，其特征在于其包括強度調(diào)變裝置，以預定的頻率調(diào)變前述干涉光的強度；光檢測裝置，接受被前述強度調(diào)變的前述干涉光，變換成電氣信號并將其輸出；以及演算裝置，依據(jù)從前述光檢測裝置輸出的前述電氣信號，演算由前述干涉光的背景光所構成的直流成分的強度，以及演算交流成分的強度及/或相位。
8.根據(jù)權利要求7所述的光圖像計測裝置，其特征在于更包括一受光時間切換手段，對應前述干涉光的拍頻的周期，將前述光檢測裝置的前述干涉光的受光時間在一第一受光時間與一第二受光時間之間進行切換，其中前述第一受光時間具有前述拍頻的周期以上的長度，而前述第二受光時間具有未滿前述拍頻的周期的長度，其中前述演算裝置在以前述受光時間切換裝置切換成前述第一受光時間時，藉由將前述光檢測裝置所輸出的電氣信號進行時間平均，演算出前述直流成分的強度，并且在切換成前述第二受光時間時，依據(jù)前述光檢測裝置所輸出的前述電氣信號，以及對應前述第一受光時間而演算出的前述直流成分，演算出前述交流成分的強度及/或相位。
9.根據(jù)權利要求8所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的受光時間切換裝置將前述受光時間以每前述干涉光的拍頻的周期進行切換，前述第一受光時間為前述拍頻周期。
10.根據(jù)權利要求8所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的受光時間切換裝置將前述受光時間以每前述干涉光的拍頻的周期進行切換，前述第二受光時間為前述拍頻周期的一半。
11.根據(jù)權利要求7所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的強度調(diào)變裝置對前述干涉光進行強度調(diào)變的前述預定頻率為前述干涉光的拍頻的整數(shù)倍的頻率。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一權利要求所述的光圖像計測裝置，其特征在于其中所述的強度調(diào)變裝置為遮光器裝置，以前述預定的頻率，遮斷前述干涉光。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種光圖像計測裝置，可有效地求得由干涉光的背景光所構成的外差信號的直流成分。光圖像計測裝置包括干涉光學系統(tǒng)，將來自光源的光束以分光器分割成信號光和參照光，并利用頻率位移器使參照光的頻率進行位移，且使經(jīng)過被測定物體的信號光和被鏡反射的參照光重疊，生成干涉光；分光器，用于將干涉光分割為干涉光(L1、L2、L3)；遮光器(31、32、33)，為將各干涉光(L1、L2、L3)的強度以一定的周期進行調(diào)變的強度調(diào)變裝置；CCD(21、22、23)，接受強度調(diào)變的各干涉光，并輸出電器信號；以及信號處理部，根據(jù)輸出的電信號，計算對應于干涉光的背景光的直流成分的強度。
文檔編號G01J9/02GK1670508SQ200510055319
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月15日 優(yōu)先權日2004年3月16日
發(fā)明者陳建培, 秋葉正博, 福間康文, 大塚浩之, 塚田央 申請人:株式會社拓普康