DE112020006275T5 - Abbildungsvorrichtung und Abbildungsverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Abbildungsvorrichtung 1 umfasst eine Lichtquelle 10, einen räumlichen Lichtmodulator 21, ein optisches Fourier-Transformationssystem 30, einen Fotodetektor 40 und eine Steuereinheit 50. Die Steuereinheit 50 stellt einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf einer Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators 21 ein, stellt sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustem in dem ersten Bereich ein, stellt sequentiell eine Vielzahl von einheitlichen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich ein, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um einen Lichtintensitätswert zu erfassen, und erfasst ein Phasenbild eines Bereichs eines Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens. Auf diese Weise werden eine Abbildungsvorrichtung und ein Abbildungsverfahren realisiert, die in der Lage sind, ein Phasenbild eines Objekts mit hoher Auflösung unter Verwendung eines räumlichen Lichtmodulators und eines Fotodetektors zu erfassen.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abbildungsvorrichtung und ein Abbildungsverfahren.
• Stand der Technik
• Eine in Patentdokument 1 und Nicht-Patentdokument 1 beschriebene Abbildungsvorrichtung kann ein Bild eines Objekts erfassen, indem sie ein DMD (digitales Mikrospiegelgerät) als räumlichen Lichtmodulator verwendet, der in der Lage ist, ein Intensitätsverhältnis von Ausgangslicht zu Eingangslicht in jedem Pixel zu modulieren, und einen Fotodetektor zur Erfassung einer Intensität des Eingangslichts verwendet.
• In der in diesen Dokumenten beschriebenen Abbildungsvorrichtung wird das Bild des Objekts auf einer Modulationsebene des DMD gebildet, die Lichtamplitudenmodulation wird in jedem Pixel durch das DMD auf der Grundlage eines eingestellten Lichtamplitudenmodulationsmusters durchgeführt, und eine Intensität des modulierten Lichts wird durch den Fotodetektor erfasst. Mehrere Arten von Lichtamplitudenmodulationsmustern werden nacheinander im DMD eingestellt, der Fotodetektor erfasst einen Lichtintensitätswert, wenn jedes Lichtamplitudenmodulationsmuster eingestellt ist, und eine Speichereinheit speichert jedes Lichtamplitudenmodulationsmuster und den entsprechenden Lichtintensitätswert. Ferner kann durch Analyse der mehreren Sätze von Lichtamplitudenmodulationsmustern und Lichtintensitätswerten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, das Bild des Objekts erfasst werden.
• Ferner kann eine in Nicht-Patentdokument 2 beschriebene Abbildungsvorrichtung ein Phasenbild eines Objekts erfassen, indem sie einen räumlichen Lichtmodulator verwendet, der in der Lage ist, die Phase des Lichts in jedem Pixel zu modulieren, und einen Fotodetektor zur Erfassung der Intensität des Eingangslichts einsetzt.
• In der in diesem Dokument beschriebenen Abbildungsvorrichtung wird das Bild des Objekts auf einer Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators gebildet, die Lichtphasenmodulation wird in jedem Pixel durch den räumlichen Lichtmodulator auf der Grundlage eines eingestellten Lichtphasenmodulationsmusters durchgeführt, und eine Intensität des modulierten Lichts wird durch den Fotodetektor erfasst. Mehrere Arten von Lichtphasenmodulationsmustern werden nacheinander in dem räumlichen Lichtmodulator eingestellt, der Fotodetektor erfasst einen Lichtintensitätswert, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster eingestellt ist, und eine Speichereinheit speichert jedes Lichtphasenmodulationsmuster und den entsprechenden Lichtintensitätswert. Ferner kann durch Analyse der mehreren Sätze von Lichtphasenmodulationsmustern und Lichtintensitätswerten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, das Phasenbild des Objekts erfasst werden.
• Der in der obigen Abbildungsvorrichtung verwendete Fotodetektor muss kein Bildsensor sein, in dem eine Vielzahl von Pixeln zur Erfassung einer Intensitätsverteilung in einem Strahlenquerschnitt des Eingangslichts angeordnet sind, sondern kann ein Punktsensor mit einem einzigen Pixel sein. Wenn es somit erforderlich ist, ein Objekt in einem Wellenlängenbereich abzubilden, in dem die Verwendung eines Bildsensors nicht angemessen ist, oder wenn es erforderlich ist, ein Objekt mit geringerem Rauschen oder höherer Leistung als der Bildsensor abzubilden, ist die Abbildung durch eine Abbildungsvorrichtung unter Verwendung eines Punktsensors effektiv.
• Zitationsliste
• Patentliteratur
• Patentdokument 1: US-Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2006/0239336
• Nicht-Patentliteratur
• Nicht-Patentdokument 1: Dharmpal Takhar et al., „A New Compressive Imaging Camera Architecture using Optical-Domain Compression“, Proc. IS&T/SPIE Computational Imaging IV, 2006
• Nicht-Patentdokument 2: Kazuki Ota, Yoshio Hayasaki, „Complex-amplitude singlepixel imaging“, Opt. Lett., Vol.43 Nr.15, S.3682-3685, 2018
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Die in Nicht-Patentdokument 2 beschriebene Abbildungsvorrichtung erfasst das Phasenbild des Objekts durch ein Phasenverschiebungsverfahren, das einen Teilbereich der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators als Referenzbereich verwendet. Dadurch verringert sich die Anzahl der Pixel des erfassten Phasenbildes, wodurch sich die Auflösung des Phasenbildes verringert.
• Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abbildungsvorrichtung und ein Abbildungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, ein Phasenbild eines Objekts mit hoher Auflösung unter Verwendung eines räumlichen Lichtmodulators und eines Fotodetektors zu erfassen.
• Lösung des Problems
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung. Die Abbildungsvorrichtung umfasst (1) eine Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) einen räumlichen Lichtmodulator mit einer Modulationsebene, auf der ein Bild eines Objekts, das mit Ausgangslicht von der Lichtquelle bestrahlt wird, gebildet wird, und der eine Lichtphasenmodulation am Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene basierend auf einem eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster durchführt moduliertes Licht ausgibt; (3) ein optisches Fourier-Transformationssystem zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes aus dem Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator; (4) einen Fotodetektor zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben, und (5) eine Steuereinheit zum Steuern der Einstellung des Lichtphasenmodulationsmusters auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators und zum Erfassen eines Phasenbildes des Objekts auf der Grundlage des Lichtphasenmodulationsmusters und des Lichtintensitätswerts, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um (a) einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators einzustellen, (b) bei einer Phasenbilderfassung des ersten Bereichs eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustem in dem ersten Bereich sequentiell einzustellen, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell einzustellen, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts, der dem ersten Bereich entspricht, unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens zu erfassen, und (c) bei einer Phasenbilderfassung des zweiten Bereichs sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustem in dem zweiten Bereich einzustellen, sequentiell eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich einzustellen, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts, der dem zweiten Bereich entspricht, unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens zu erfassen.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung. Die Abbildungsvorrichtung umfasst (1) eine Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) einen räumlichen Lichtmodulator mit einer Modulationsebene, in die Ausgangslicht von der Lichtquelle eingegeben wird, und der eine Lichtphasenmodulation am Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene auf der Grundlage eines festgelegten Lichtphasenmodulationsmusters durchführt und moduliertes Licht ausgibt; (3) ein optisches Fourier-Transformationssystem zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes eines Objekts, das mit Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator bestrahlt wird; (4) einen Fotodetektor zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben und (5) eine Steuereinheit zum Steuern der Einstellung des Lichtphasenmodulationsmusters auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators und zum Erfassen eines Phasenbildes des Objekts auf der Grundlage des Lichtphasenmodulationsmusters und des Lichtintensitätswerts, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um (a) einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators einzustellen, (b) bei einer Phasenbilderfassung des ersten Bereichs eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell einzustellen, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell einzustellen, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts, der dem ersten Bereich entspricht, unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens zu erfassen, und (c) bei einer Phasenbilderfassung des zweiten Bereichs sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich einzustellen, sequentiell eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich einzustellen, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts, der dem zweiten Bereich entspricht, unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens zu erfassen.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Abbildungsverfahren. Das Abbildungsverfahren ist ein Verfahren zum Abbilden eines Objekts unter Verwendung (1) einer Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) eines räumlichen Lichtmodulators mit einer Modulationsebene, auf der ein Bild des Objekts, das mit Ausgangslicht von der Lichtquelle bestrahlt wird, gebildet wird, und der eine Lichtphasenmodulation an Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene basierend auf einem eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster durchführt und moduliertes Licht ausgibt; (3) eines optischen Fourier-Transformationssystems zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes aus dem Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator; und (4) eines Fotodetektors zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben, wobei das Verfahren umfasst (a) einen Bereichseinstellungsschritt zum Einstellen eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators; (b) einen Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird; und (c) einen Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem zweiten Bereich unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Abbildungsverfahren. Das Abbildungsverfahren ist ein Verfahren zum Abbilden eines Objekts unter Verwendung (1) einer Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) eines räumlichen Lichtmodulators mit einer Modulationsebene, in die Ausgangslicht von der Lichtquelle eingegeben wird, und der eine Lichtphasenmodulation an Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene basierend auf einem eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster durchführt und moduliertes Licht ausgibt; (3) eines optischen Fourier-Transformationssystems zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes des Objekts, das mit Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator bestrahlt wird; und (4) eines Fotodetektors zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben, wobei das Verfahren umfasst (a) einen Bereichseinstellungsschritt zum Einstellen eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators; (b) einen Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird; und (c) einen Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem zweiten Bereich unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird.
• Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
• Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Phasenbild eines Objekts mit hoher Auflösung unter Verwendung eines räumlichen Lichtmodulators und eines Fotodetektors aufzunehmen.
• Figurenliste
• [1] 1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Abbildungsvorrichtung 1 zeigt.
• [2] 2 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Abbildungsvorrichtung 2 zeigt.
• [3] 3 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Abbildungsvorrichtung 3 zeigt.
• [4] 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Einstellung eines ersten Bereichs S1 und eines zweiten Bereichs S2 auf einer Modulationsebene eines räumlichen Lichtmodulators zeigt.
• [5] 5 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für die Einstellung des ersten Bereichs S1 und des zweiten Bereichs S2 auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators zeigt.
• [6] 6 ist ein Diagramm, das ein k-tes Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i im ersten Bereich S1 auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators zeigt.
• [7] 7 zeigt (a) ein in einer Simulation verwendetes Original-Phasenbild und (b) ein in der Simulation aufgenommenes Phasenbild.
• [8] 8 zeigt (a) ein in der Simulation aufgenommenes Amplitudenbild vor der Korrektur und (b) ein in der Simulation aufgenommenes Amplitudenbild nach der Korrektur.
• Beschreibung der Ausführungsformen
• Nachfolgend werden Ausführungsformen einer Abbildungsvorrichtung und eines Abbildungsverfahrens unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In der Beschreibung der Zeichnungen werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und redundante Beschreibungen entfallen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
• 1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Abbildungsvorrichtung 1 zeigt. Die Abbildungsvorrichtung 1 umfasst eine Lichtquelle 10, einen räumlichen Lichtmodulator 21, ein optisches Fourier-Transformationssystem 30, einen Fotodetektor 40, eine Steuereinheit 50, einen Strahlteiler 60 und eine Blende 70. Die Abbildungsvorrichtung 1 kann ein Phasenbild eines Objekts S und femer ein Amplitudenbild des Objekts S erfassen, d. h. die Abbildungsvorrichtung 1 kann ein komplexes Amplitudenbild erfassen.
• Die Lichtquelle 10 ist eine Lichtquelle zur Ausgabe von kohärentem Licht, mit dem das Objekt S bestrahlt wird, und ist vorzugsweise eine Laserlichtquelle. Die Wellenlänge des von der Lichtquelle 10 ausgegebenen Lichts kann eine beliebige Wellenlänge sein, solange die Lichtphasenmodulation durch den räumlichen Lichtmodulator 21 durchgeführt werden kann und der Fotodetektor 40 eine Empfindlichkeit aufweist. Das von der Lichtquelle 10 ausgegebene Licht wird auf das Objekt S gerichtet. Zwischen der Lichtquelle 10 und dem Objekt S kann ein Strahlaufweiter zur Aufweitung des Strahldurchmessers des von der Lichtquelle 10 ausgegebenen Lichts vorgesehen sein. Das durch das Objekt S übertragene Licht wird durch den Strahlteiler 60 übertragen und erreicht eine Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators 21.
• Zwischen dem Objekt S und der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators 21 kann ein optisches Abbildungssystem zur Erzeugung eines Bildes des Objekts S auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators 21 vorgesehen sein. Wenn sich das Licht, das die Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators 21 vom Objekt S erreicht, unter Beibehaltung des Bildes ausbreitet, ist kein optisches Abbildungssystem erforderlich.
• Der räumliche Lichtmodulator21 weist die Modulationsebene auf, auf der das Bild des Objekts S, das mit dem Ausgangslicht der Lichtquelle 10 bestrahlt wird, gebildet wird. Auf der Modulationsebene ist eine Vielzahl von Pixelbereichen angeordnet, und Licht kann ausgegeben werden, indem eine Lichtphasenmodulation des Eingangslichts in jedem Pixelbereich durchgeführt wird. Der räumliche Lichtmodulator 21 führt die Lichtphasenmodulation an dem Eingangslicht in jedem der mehreren Pixelbereiche auf der Modulationsebene auf der Grundlage eines festgelegten Lichtphasenmodulationsmusters durch und gibt moduliertes Licht aus. Der in dieser Abbildung dargestellte räumliche Lichtmodulator 21 ist vom Reflexionstyp.
• Das Ausgangslicht des räumlichen Lichtmodulators 21 wird durch den Strahlteiler 60 reflektiert und erreicht das optische Fourier-Transformationssystem 30. Das optische Fourier-Transformationssystem 30 bildet ein Fourier-Transformationsbild vom Ausgangslicht des räumlichen Lichtmodulators 21. Der Fotodetektor 40 empfängt selektiv Licht nullter Ordnung aus dem Fourier-Transformationsbild, erfasst dessen Lichtintensität und gibt einen Lichtintensitätswert aus.
• Der Fotodetektor 40 muss kein Bildsensor sein, sondern kann auch ein Punktsensor sein. Ein Lichtempfangsbereich des Fotodetektors 40 hat zum Beispiel eine Größe, um selektiv das Licht nullter Ordnung im Fourier-Transformationsbild zu empfangen, oder er hat zum Beispiel eine größere Größe als die zuvor genannte. Im letzteren Fall kann die Blende 70 an einer Position vorgesehen sein, an der das Fourier-Transformationsbild durch das optische Fourier-Transformationssystem 30 gebildet wird, das Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild kann selektiv durch die Blende 70 übertragen werden, und der Fotodetektor 40 kann das durch die Blende 70 übertragene Licht empfangen.
• Die Steuereinheit 50 steuert die Einstellung des Lichtphasenmodulationsmusters auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators 21, erfasst das Phasenbild des Objekts S auf der Grundlage des Lichtphasenmodulationsmusters und des Lichtintensitätswerts und erfasst ferner das Amplitudenbild des Objekts S. Die Verarbeitung der Steuereinheit 50 wird später im Detail beschrieben.
• 2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Abbildungsvorrichtung 2 zeigt. Im Vergleich zu der in 1 dargestellten Konfiguration der Abbildungsvorrichtung 1 unterscheidet sich die in 2 dargestellte Abbildungsvorrichtung 2 dadurch, dass anstelle der Blende 70 eine Glasfaser 80 vorgesehen ist. Ein Eingangsende 80a der Glasfaser 80, die ein Lichtwellenleiter ist, ist an einer Position des Lichts nullter Ordnung im Fourier-Transformationsbild angeordnet, das durch das optische Fourier-Transformationssystem 30 gebildet wird, und das Licht nullter Ordnung wird selektiv eingegeben. Die Glasfaser 80 leitet das eingegebene Licht zum Eingangsende 80a und gibt das Licht von einem Ausgangsende 80b aus. Der Fotodetektor 40 empfängt das vom Ausgangsende 80b der Glasfaser 80 ausgegebene Licht. Auch in diesem Fall kann der Lichtempfangsbereich des Fotodetektors 40 groß sein.
• 3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Abbildungsvorrichtung 3 zeigt.
• Verglichen mit der Konfiguration der in 1 dargestellten Abbildungsvorrichtung 1 unterscheidet sich die in 3 dargestellte Abbildungsvorrichtung 3 dadurch, dass ein räumlicher Lichtmodulator 22 vom Übertragungstyp anstelle des räumlichen Lichtmodulators 21 vom Reflexionstyp vorgesehen ist, wodurch die Notwendigkeit des Strahlteilers 60 entfällt. Ferner unterscheidet sich die in 3 dargestellte Abbildungsvorrichtung 3 von der in 1 dargestellten Konfiguration der Abbildungsvorrichtung 1 dadurch, dass das Objekt S nach dem räumlichen Lichtmodulator 22 angeordnet ist.
• In der obigen Konfiguration hat der räumliche Lichtmodulator 22 die Modulationsebene, in die das Ausgangslicht von der Lichtquelle 10 eingegeben wird, führt die Lichtphasenmodulation an dem Eingangslicht in jedem der mehreren Pixelbereiche auf der Modulationsebene auf der Grundlage des eingestellten Lichtphasenmodulationsmusters durch und gibt das modulierte Licht an das Objekt S aus. Das optische Fourier-Transformationssystem 30 bildet das Fourier-Transformationsbild des Objekts S, das mit dem Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator 22 bestrahlt wird.
• Darüber hinaus kann das optische System der Abbildungsvorrichtung verschiedene Konfigurationen annehmen. Zum Beispiel kann die Glasfaser 80 anstelle der Blende 70 in der Konfiguration von 3 vorgesehen sein. Anstatt das Phasenbild oder ähnliches auf der Grundlage des durch das Objekt S von einer Seite zur anderen Seite durchgelassenen Lichts zu erfassen, kann das Phasenbild oder ähnliches auf der Grundlage des von einem hinter dem Objekt S angeordneten Spiegel reflektierten Lichts (d.h. des Lichts, das sich innerhalb des Objekts S hin- und herbewegt hat) erfasst werden.
• Als nächstes wird der vom Fotodetektor 40 ausgegebene Lichtintensitätswert beschrieben. Variablen, die eine Position in einem zweidimensionalen orthogonalen Koordinatensystem auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators darstellen, werden auf ξ und η eingestellt, und Variablen, die eine Position in einem zweidimensionalen orthogonalen Koordinatensystem auf der Ebene darstellen, auf der das Fourier-Transformationsbild gebildet wird, werden auf x und y eingestellt. Die auf der Modulationsebene eingestellte Lichtphasenmodulationsverteilung ist ϕ (ξ,η).
• In 1 wird eine komplexe Amplitudenverteilung des Lichts, das die Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators erreicht, durch die folgende Formel (1) dargestellt, und eine komplexe Amplitudenverteilung des Lichts, das durch den räumlichen Lichtmodulator moduliert und ausgegeben wird, wird durch die folgende Formel (2) dargestellt. Eine komplexe Amplitudenverteilung des Fourier-Transformationsbildes, das durch das optische Fourier-Transformationssystem 30 gebildet wird, wird durch die folgende Formel (3) dargestellt. Hier wird ein Skalierungsfaktor vernachlässigt. j ist eine imaginäre Einheit.
  [Formel 1] $$a\left(\xi ,\eta \right)\cdot \text{exp}\left(j\theta \left(\xi ,\eta \right)\right)$$

  

  
  [Formel 2] $$a\left(\xi ,\eta \right)\cdot \text{exp}\left(j\theta \left(\xi ,\eta \right)\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \left(\xi ,\eta \right)\right)$$

  

  
  [Formel 3] $${\displaystyle \int a\left(\xi ,\eta \right)\cdot \text{exp}\left(j\theta \left(\xi ,\eta \right)\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \left(\xi ,\eta \right)\right)}\cdot \text{exp}\left(-j\left(x\xi +y\eta \right)\right)\cdot d\xi d\eta$$

  
• Eine komplexe Amplitude des Lichts nullter Ordnung im Fourier-Transformationsbild wird erfasst, indem x = y = 0 in Formel (3) gesetzt wird, und wird durch die folgende Formel (4) dargestellt. Der Lichtintensitätswert, der von dem Fotodetektor 40 ausgegeben wird, wird durch die folgende Formel (5) als der absolute Wert der Formel (4) dargestellt. In der Praxis ist die Vielzahl der Pixelbereiche diskret auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators angeordnet, und daher wird die folgende Formel (6) in Summenformat anstelle der Formel (5) in Integrationsformat verwendet. Auch hier wird ein Skalierungsfaktor vernachlässigt. Ein tiefgestelltes i steht für den i-ten Pixelbereich in der Vielzahl der Pixelbereiche.
  [Formel 4] $${\displaystyle \int a\left(\xi ,\eta \right)\cdot \text{exp}\left(j\theta \left(\xi ,\eta \right)\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \left(\xi ,\eta \right)\right)}\cdot d\xi d\eta$$

  

  
  [Formel 5] $${\left|{\displaystyle \int a\left(\xi ,\eta \right)\cdot \text{exp}\left(j\theta \left(\xi ,\eta \right)\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \left(\xi ,\eta \right)\right)}\cdot d\xi d\eta \right|}^2$$

  

  
  [Formel 6] $${\left|{\displaystyle \sum _i{a}_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\cdot \text{exp}\left(j{\varphi }_i\right)}\right|}^2$$

  
• Als nächstes wird die Verarbeitung in der Steuereinheit 50 beschrieben. Die Steuereinheit 50 stellt einen ersten Bereich S1 und einen zweiten Bereich S2 auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators ein (Bereichseinstellungsschritt). 4 und 5 sind Diagramme, die Beispiele für die Einstellung des ersten Bereichs S1 und des zweiten Bereichs S2 auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators zeigen. In diesen Abbildungen wird unter der Annahme, dass die Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators 64 (= 8 x 8) Pixelbereiche umfasst, die komplexe Amplitude des Lichts, das den i-ten Pixelbereich in den 64 Pixelbereichen erreicht, durch x_i dargestellt. Die komplexe Amplitude x_i des Lichts, das den i-ten Pixelbereich erreicht, wird durch die folgende Formel (7) dargestellt.
  [Formel 7] $$x_i=a_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)$$

  
• Der erste Bereich S1 und der zweite Bereich S2 können beliebig festgelegt werden. Beispielsweise kann, wie in 4 dargestellt, ein rechteckiger Bereich, der 32 (= 8 x 4) Pixelbereiche enthält, als erster Bereich S1 festgelegt werden, und ein rechteckiger Bereich, der die restlichen 32 (= 8 x 4) Pixelbereiche enthält, kann als zweiter Bereich S2 festgelegt werden. Ferner kann, wie in 5 dargestellt, ein rechteckiger Bereich, der 40 (= 8 x 5) Pixelbereiche enthält, als erster Bereich S1 festgelegt werden, und ein rechteckiger Bereich, der 40 (= 8 x 5) Pixelbereiche enthält, kann als zweiter Bereich S2 festgelegt werden, und in diesem Fall können die 16 Pixelbereiche sowohl in den ersten Bereich S1 als auch in den zweiten Bereich S2 aufgenommen werden.
• Darüber hinaus muss weder der erste Bereich S1 noch der zweiten Bereich S2 ein rechteckiger Bereich sein, und darüber hinaus kann jeweils eine Vielzahl von Teilbereichen anstelle eines einzigen Bereichs enthalten sein. Nachfolgend wird, wie in 4 dargestellt, ein Fall beschrieben, bei dem jeder Pixelbereich im ersten Bereiche S1 oder dem zweiten Bereich S2 enthalten ist.
• Die Steuereinheit 50 nimmt das Phasenbild eines Bereichs des Objekts S auf, der dem ersten Bereich S1 entspricht (Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich), und nimmt das Phasenbild eines Bereichs des Objekts S auf, der dem zweiten Bereich S2 entspricht (Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereich). Ferner nimmt die Steuereinheit 50 das Amplitudenbild des Objekts S auf, das sowohl dem ersten Bereich als auch dem zweiten Bereich entspricht (Amplitudenbilderfassungsschritt).
• Die Verarbeitung im Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich läuft wie folgt ab. Eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern wird sequentiell im ersten Bereich S1 eingestellt. Die Anzahl der einzustellenden Lichtphasenmodulationsmuster beträgt vorzugsweise 32, was der Anzahl der im ersten Bereich S1 enthaltenen Pixelbereiche entspricht. Das k-te Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i in der Vielzahl der im ersten Bereich S1 eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster wird durch die folgende Formel (8) dargestellt. 6 ist ein Diagramm, das das k-te Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i im ersten Bereich S1 auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators zeigt. Die komplexe Amplitude des modulierten Lichts, das aus dem i-ten Pixelbereich im ersten Bereich S1 ausgegeben wird, wird durch die folgende Formel (9) dargestellt. Die Summe der komplexen Amplituden des modulierten Lichts, das von allen Pixelregionen im ersten Bereich S1 ausgegeben wird, wird durch die folgende Formel (10) dargestellt.
  [Formel 8] $$g_{k,j}=\text{exp}\left(j{\varphi }_{k,j}\right)$$

  

  
  [Formel 9] $$x_i\cdot g_{k,j}=a_i\text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\cdot \text{exp}\left(j{\varphi }_{k,j}\right)$$

  

  
  [Formel 10] $${\displaystyle \sum _{i\in S1}{a}_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\cdot \text{exp}\left(j{\varphi }_{k,j}\right)}\equiv A_k\cdot \text{exp}\left(j{\Theta }_k\right)$$

  
• Wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i im ersten Bereich S1 eingestellt wird, wird eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen sequentiell in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich S1 (d.h. dem zweiten Bereich S2) eingestellt. Wenn die einheitliche Phasenverschiebung ϕ eingestellt ist, wird die komplexe Amplitude des modulierten Lichts, das aus dem i-ten Pixelbereich im zweiten Bereich S2 ausgegeben wird, durch die folgende Formel (11) dargestellt. Die Summe der komplexen Amplituden des modulierten Lichts, das aus allen Pixelberiechen im zweiten Bereich S2 ausgegeben wird, wird durch die folgende Formel (12) dargestellt. b auf der rechten Seite der Formel (12), der durch die folgende Formel (13) dargestellt wird, ist ein Wert, wenn die Phasenmodulation, die als eine Referenz der Phasenverschiebung dient, verwendet wird, und kann eine reelle Zahl sein.
  [Formel 11] $$a_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \right)$$

  

  
  [Formel 12] $${\displaystyle \sum _{i\in S2}{a}_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \right)}=b\cdot \text{exp}\left(j\varphi \right)$$

  

  
  [Formel 13] $${\displaystyle \sum _{i\in S2}{a}_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\equiv b}$$

  
• Der vom Fotodetektor 40 ausgegebene Lichtintensitätswert I_ϕ wird durch die folgende Formel (14) als das Quadrat des Absolutwertes der Summe von Formel (10) und Formel (12) dargestellt.
  [Formel 14] $$I_{\varphi }={\left|A_k\cdot \text{exp}\left(j{\Theta }_k\right)+b\cdot exp\left(j\varphi \right)\right|}^2$$

  
• Das Phasenbild des Bereichs des Objekts, der dem ersten Bereich S1 entspricht, kann unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens auf der Grundlage des Lichtintensitätswerts erfasst werden, der durch sequentielles Einstellen der mehreren (vorzugsweise drei oder mehr) einheitlichen Phasenverschiebungen ϕ im zweiten Bereich S2 erfasst wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i im ersten Bereich S1 eingestellt wird.
• Wenn beispielsweise bei Verwendung der Vier-Punkt-Phasenverschiebungsmethode jedes Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i im ersten Bereich S1 eingestellt wird, werden 0, π/2, π und 3π/2 nacheinander als einheitliche Phasenverschiebungen ϕ im zweiten Bereich S2 eingestellt, um die Lichtintensitätswerte I₀, I_π/2, I_π und I_3π/2 zu erfassen. In diesem Fall wird Θ_k auf der rechten Seite von Formel (10) durch die folgende Formel (15) ermittelt, und das Produkt A_k b von A_k auf der rechten Seite von Formel (10) und b auf der rechten Seite von Formel (12) werden durch die folgende Formel (16) ermittelt.
  [Formel 15] $${\Theta }_k={\text{tan}}^{-1}\left(\frac{I_{\pi /2}-I_{3\pi /2}}{I_0-I_{\pi }}\right)$$

  

  
  [Formel 16] $$A_k\cdot b=\frac{\sqrt{{\left(I_0\cdot I_{\pi }\right)}^2\cdot {\left(I_{\pi /2}-I_{3\pi /2}\right)}^2}}{2}$$

  
• Die durch die folgende Formel (17) dargestellten Simultangleichungen werden durch sequentielles Einstellen der mehreren Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i im ersten Bereich S1 und sequentielles Einstellen der mehreren gleichmäßigen Phasenverschiebungen im zweiten Bereich S2 gewonnen, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster im ersten Bereich S1 eingestellt ist. Wenn die Anzahl der einzustellenden Lichtphasenmodulationsmuster gleich der Anzahl der im ersten Bereich S1 enthaltenen Pixelbereiche ist, wird die Lösung {X_i} unter Verwendung der inversen Matrix der Matrix {g_k,i} ermittelt, da Formel (17) eine lineare Simultangleichung ist.
  [Formel 17] $${\displaystyle \sum _{i\in S1}{g}_{k,j}\cdot X_i}=A_k\cdot b\cdot \text{exp}\left(j{\Theta }_k\right)$$

  
• Darüber hinaus soll ursprünglich die folgende Formel (18) gelöst werden, und es gibt eine Beziehung der folgenden Formel (19) zwischen {X_i} und {x_i}. Das heißt, im Phasenbilderfassungsschrittfür den ersten Bereich kann das Phasenbild {θ_i} des Bereichs des Objekts S, der dem ersten Bereich S1 entspricht, aufgenommen werden, und ferner kann das Bild {a_i b}, das durch Multiplikation des Amplitudenbildes {a_i} des Bereichs des Objekts S, der dem ersten Bereich S1 entspricht, mit b erhalten wird, aufgenommen werden.
  [Formel 18] $${\displaystyle \sum _{i\in S1}{g}_{k,j}\cdot x_i}=A_k\cdot \text{exp}\left(j{\Theta }_k\right)$$

  

  
  [Formel 19] $$X_i=b\cdot x_i$$

  
• Die Verarbeitung im Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereich, der auf Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich folgt, ist wie folgt. Eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern wird sequentiell im zweiten Bereich S2 eingestellt. Die Anzahl der einzustellenden Lichtphasenmodulationsmuster beträgt vorzugsweise 32, was der Anzahl der im zweiten Bereich S2 enthaltenen Pixelbereiche entspricht. Die Summe der komplexen Amplituden des modulierten Lichts, das von allen Pixelbereichen im zweiten Bereich S2 ausgegeben wird, wird durch die folgende Formel (20) dargestellt.
  [Formel 20] $${\displaystyle \sum _{i\in S2}{a}_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\cdot \text{exp}\left(j{\varphi }_{k,j}\right)}\equiv A_k\cdot \text{exp}\left(j{\Theta }_k\right)$$

  
• Wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster im zweiten Bereich S2 eingestellt wird, werden mehrere gleichmäßige Phasenverschiebungen nacheinander in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich S2 (d.h. dem ersten Bereich S1) eingestellt. Die Summe der komplexen Amplituden des modulierten Lichts, das von allen Pixelbereichen im ersten Bereich S1 ausgegeben wird, wenn die einheitliche Phasenverschiebung ϕ eingestellt ist, wird durch die folgende Formel (21) dargestellt. Φ auf der rechten Seite der Formel (21) wird durch die folgende Formel (22) dargestellt und wird auf der Grundlage des Verarbeitungsergebnisses im Phasenbilderfassungsschritt des ersten Bereichs erfasst.
  [Formel 21] $${\displaystyle \sum _{i\in S1}{a}_i\cdot \text{exp}\left(j{\theta }_i\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \right)}\equiv c\cdot \text{exp}\left(j\mathrm{\Phi }\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \right)$$

  

  
  [Formel 22] $$\mathrm{\Phi }=\text{arg}\left({\displaystyle \sum _{i\in S1}{X}_i}\right)$$

  
• Der vom Fotodetektor 40 ausgegebene Lichtintensitätswert I_ϕ wird durch die folgende Formel (23) als das Quadrat des Absolutwertes der Summe von Formel (20) und Formel (21) dargestellt.
  [Formel 23] $$\begin{array}{l}{I}_{\varphi }={\left|A_k\cdot \text{exp}\left(j{\Theta }_k\right)+c\cdot \text{exp}\left(j\mathrm{\Phi }\right)\cdot \text{exp}\left(j\varphi \right)\right|}^2\\ ={\left|A_k\cdot \text{exp}\left(j\left({\mathrm{\Theta }}_k-\mathrm{\Phi }\right)\right)+c\cdot \text{exp}\left(j\varphi \right)\right|}^2\end{array}$$

  
• Das Phasenbild {θ_i} des Bereichs des Objekts S, der dem zweiten Bereich S2 entspricht, kann unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens wie in dem Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich auf der Grundlage des Lichtintensitätswerts erfasst werden, der durch sequentielles Einstellen der Vielzahl von (vorzugsweise drei oder mehr) gleichmäßigen Phasenverschiebungen ϕ in dem ersten Bereich S1 erfasst wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster g_k,i in dem zweiten Bereich S2 eingestellt wird, und femer kann das Bild {a_i c}, das durch Multiplizieren des Amplitudenbildes {a_i} des Bereichs des Objekts S, der dem zweiten Bereich S2 entspricht, mit c erhalten wird, erfasst werden.
• Durch die Verarbeitung bis zum obigen Punkt kann das Phasenbild {θ_i} des Objekts S, das sowohl dem ersten Bereich als auch dem zweiten Bereich entspricht, gewonnen werden. Darüber hinaus wird das Amplitudenbild {a_i b}, das durch Multiplikation des Amplitudenbildes {a_i} des Bereichs des Objekts S, der dem ersten Bereich S1 entspricht, mit b erhalten wird, und das Bild {a_i c}, das durch Multiplikation des Amplitudenbildes {a_i} des Bereichs des Objekts S, der dem zweiten Bereich S2 entspricht, mit c erhalten wird, erfasst, und die Amplitude unterscheidet sich um einen konstanten Faktor zwischen dem ersten Bereich S1 und dem zweiten Bereich S2. Um das Amplitudenbild zwischen dem ersten Bereich S1 und dem zweiten Bereich S2 gleichmäßig zu verbinden, können daher beide oder eines der Amplitudenbilder mit einem konstanten Faktor multipliziert und korrigiert werden. Auf diese Weise kann das Amplitudenbild {a_i} des Objekts S, das sowohl dem ersten Bereich als auch dem zweiten Bereich entspricht, erfasst werden.
• Wenn ein Teil der Pixelbereiche sowohl im ersten Bereich S1 als auch im zweiten Bereich S2 enthalten ist, können außerdem, wie in 5 dargestellt, beide oder eines der Amplitudenbilder mit einem konstanten Faktor multipliziert und so korrigiert werden, dass die Amplituden des Pixelbereichs, der sowohl im ersten Bereich S1 als auch im zweiten Bereich S2 enthalten ist, miteinander übereinstimmen (oder so, dass der Unterschied in der Amplitude klein wird).
• Als nächstes werden die Simulationsergebnisse beschrieben. In diesem Fall wird, wie in 4 dargestellt, davon ausgegangen, dass jeder Pixelbereich im ersten Bereich S1 oder dem zweiten Bereich S2 auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators enthalten ist. (a) in 7 zeigt ein für die Simulation verwendetes Originalbild. (b) in 7 zeigt das in der Simulation aufgenommene Phasenbild. (a) in 8 zeigt das in der Simulation aufgenommene Amplitudenbild vor der Korrektur. (b) in 8 zeigt das in der Simulation aufgenommene Amplitudenbild nach der Korrektur.
• Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Phasenbild des Objekts unter Verwendung aller Pixelbereiche auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators erfasst werden, und somit kann das Phasenbild des Objekts mit hoher Auflösung erfasst werden, und femer kann das Amplitudenbild mit hoher Auflösung erfasst werden.
• Die Abbildungsvorrichtung und das Abbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen und Konfigurationsbeispiele beschränkt, und es sind verschiedene Modifikationen möglich.
• Die Abbildungsvorrichtung der obigen Ausführungsform umfasst (1) eine Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) einen räumlichen Lichtmodulator mit einer Modulationsebene, auf der ein Bild eines Objekts, das mit Ausgangslicht von der Lichtquelle bestrahlt wird, gebildet wird, und der eine Lichtphasenmodulation am Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene basierend auf einem eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster durchführt und moduliertes Licht ausgibt; (3) ein optisches Fourier-Transformationssystem zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes von dem Ausgangslicht des räumlichen Lichtmodulators; (4) einen Fotodetektor zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben; und (5) eine Steuereinheit zum Steuern der Einstellung des Lichtphasenmodulationsmusters auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators und zum Erfassen eines Phasenbildes des Objekts auf der Basis des Lichtphasenmodulationsmusters und des Lichtintensitätswertes.
• Die Abbildungsvorrichtung der obigen Ausführungsform umfasst (1) eine Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) einen räumlichen Lichtmodulator mit einer Modulationsebene, in die Ausgangslicht von der Lichtquelle eingegeben wird, und der eine Lichtphasenmodulation an Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene basierend auf einem eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster durchführt und moduliertes Licht ausgibt; (3) ein optisches Fourier-Transformationssystem zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes eines Objekts, das mit Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator bestrahlt wird; (4) einen Fotodetektor zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben; und (5) eine Steuereinheit zum Steuern der Einstellung des Lichtphasenmodulationsmusters auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators und zum Erfassen eines Phasenbildes des Objekts auf der Grundlage des Lichtphasenmodulationsmusters und des Lichtintensitätswertes.
• In der obigen Abbildungsvorrichtung ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie (a) einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators festlegt, (b) in einer Phasenbilderfassung des ersten Bereichs (Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich) sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustem im ersten Bereich festlegt, sequentiell eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich festlegt, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster im ersten Bereich festgelegt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts, der dem ersten Bereich entspricht, unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst, und (c) in einer Phasenbilderfassung des zweiten Bereichs (Phasenbilderfassungsschritt des zweiten Bereichs) sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich festlegt, sequentiell eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich festlegt, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts, der dem zweiten Bereich entspricht, unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst.
• In der obigen Abbildungsvorrichtung kann die Steuereinheit bei der Phasenbilderfassung des ersten Bereichs (Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich) sequentiell die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustem im ersten Bereich festlegen wie die Anzahl der im ersten Bereich enthaltenen Pixelbereiche. Ferner kann die Steuereinheit in der obigen Abbildungsvorrichtung bei der Phasenbilderfassung des zweiten Bereichs (Phasenbilderfassungsschritt des zweiten Bereichs) sequentiell die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustern im zweiten Bereich festlegen wie die Anzahl der im zweiten Bereich enthaltenen Pixelbereiche.
• In der obigen Abbildungsvorrichtung kann die Steuereinheit unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts erfassen, der dem ersten Bereich entspricht, ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts erfassen, der dem zweiten Bereich entspricht, und ein Amplitudenbild des Objekts erfassen, das sowohl dem ersten Bereich als auch dem zweiten Bereich entspricht, indem ein Amplitudenverhältnis zwischen den beiden Amplitudenbildern eingestellt wird.
• Die obige Abbildungsvorrichtung kann ferner eine Blende zum selektiven Durchlassen des Lichts nullter Ordnung in dem durch das optische Fourier-Transformationssystem erzeugten Fourier-Transformationsbild enthalten, und der Fotodetektor kann das durch die Blende durchgelassene Licht empfangen.
• Die obige Abbildungsvorrichtung kann femer einen Lichtwellenleiter mit einem Eingangsende enthalten, das an einer Position des Lichts nullter Ordnung in dem durch das optische Fourier-Transformationssystem gebildeten Fourier-Transformationsbild angeordnet ist, und der den Lichteingang zu dem Eingangsende leitet und das Licht von einem Ausgangsende ausgibt, und der Fotodetektor kann den Lichtausgang von dem Ausgangsende des Lichtwellenleiters empfangen.
• Das Abbildungsverfahren der obigen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Abbilden eines Objekts unter Verwendung (1) einer Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) eines räumlichen Lichtmodulators mit einer Modulationsebene, auf der ein Bild des Objekts, das mit Ausgangslicht von der Lichtquelle bestrahlt wird, gebildet wird, und zum Durchführen einer Lichtphasenmodulation am Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene basierend auf einem eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster und zum Ausgeben von moduliertem Licht; (3) eines optischen Fourier-Transformationssystems zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes aus dem Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator; und (4) eines Fotodetektors zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben.
• Das Abbildungsverfahren der obigen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Abbilden eines Objekts unter Verwendung (1) einer Lichtquelle zum Ausgeben von kohärentem Licht; (2) eines räumlichen Lichtmodulators mit einer Modulationsebene, in die Ausgangslicht von der Lichtquelle eingegeben wird, und zum Durchführen einer Lichtphasenmodulation am Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene auf der Grundlage eines festgelegten Lichtphasenmodulationsmusters und zum Ausgeben von moduliertem Licht; (3) eines optischen Fourier-Transformationssystems zum Bilden eines Fourier-Transformationsbildes des Objekts, das mit Ausgangslicht von dem räumlichen Lichtmodulator bestrahlt wird; und (4) eines Fotodetektors zum selektiven Empfangen von Licht nullter Ordnung in dem Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben.
• Das obige Abbildungsverfahren umfasst (a) einen Bereichseinstellungsschritt zur Einstellung eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators; (b) einen Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von einheitlichen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird; und (c) einen Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von einheitlichen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem zweiten Bereich unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird.
• Bei dem obigen Abbildungsverfahren kann in dem Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustern wie die Anzahl von Pixelbereichen, die in dem ersten Bereich enthalten sind, in dem ersten Bereich sequentiell eingestellt werden. Ferner kann bei dem obigen Abbildungsverfahren in dem Schritt der Bildaufnahme in der Phase des zweiten Bereichs die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustem wie die Anzahl von Pixelbereichen, die in dem zweiten Bereich enthalten sind, sequentiell in dem zweiten Bereich eingestellt werden.
• Das obige Abbildungsverfahren kann femer einen Amplitudenbilderfassungsschritt umfassen, bei dem unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts, der dem ersten Bereich entspricht, erfasst wird, ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts, der dem zweiten Bereich entspricht, erfasst wird und ein Amplitudenbild des Objekts, das sowohl dem ersten Bereich als auch dem zweiten Bereich entspricht, erfasst wird, indem ein Amplitudenverhältnis zwischen den beiden Amplitudenbildem eingestellt wird.
• Bei dem obigen Abbildungsverfahren kann das durch die Blende übertragene Licht durch den Fotodetektor empfangen werden, wenn eine Blende zur selektiven Übertragung des Lichts nullter Ordnung in dem durch das optische Fourier-Transformationssystem erzeugten Fourier-Transformationsbild verwendet wird.
• Bei dem obigen Abbildungsverfahren kann unter Verwendung eines Lichtwellenleiters mit einem Eingangsende, das an einer Position des Lichts nullter Ordnung in dem durch das optische Fourier-Transformationssystem gebildeten Fourier-Transformationsbild angeordnet ist, und zum Leiten des Lichts, das in das Eingangsende eingegeben wird, und zum Ausgeben des Lichts von einem Ausgangsende, das von dem Ausgangsende des Lichtwellenleiters ausgegebene Licht von dem Fotodetektor empfangen werden.
• Industrielle Anwendbarkeit
• Die vorliegende Erfindung kann als Abbildungsvorrichtung und Abbildungsverfahren verwendet werden, die in der Lage sind, ein Phasenbild eines Objekts mit hoher Auflösung unter Verwendung eines räumlichen Lichtmodulators und eines Fotodetektors zu erfassen.
• Bezugszeichenliste

1 - 3

Abbildungsvorrichtung,

10

Lichtquelle,

21, 22

räumlicher Lichtmodulator,

30

optisches Fourier-Transformationssystem,

40

Fotodetektor,

50

Steuereinheit,

60

Strahl- teiler,

70

Blende,

80

Glasfaser,

S

Objekt.

Claims (14)

1. Abbildungsvorrichtung, umfassend: eine Lichtquelle zur Ausgabe von kohärentem Licht; einen räumlichen Lichtmodulator mit einer Modulationsebene, auf der ein Bild eines Objekts, das mit Ausgangslicht von der Lichtquelle bestrahlt wird, gebildet wird, und zur Durchführung einer Lichtphasenmodulation an dem Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene basierend auf einem eingestellten Lichtphasenmodulationsmuster und zur Ausgabe von moduliertem Licht; ein optisches Fourier-Transformationssystem zur Erzeugung eines Fourier-Transformationsbildes des vom räumlichen Lichtmodulator ausgegebenen Lichts; einen Fotodetektor zum selektiven Empfang von Licht nullter Ordnung im Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben; und eine Steuereinheit zur Steuerung der Einstellung des Lichtphasenmodulationsmusters auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators und zur Erfassung eines Phasenbildes des Objekts auf der Grundlage des Lichtphasenmodulationsmusters und des Lichtintensitätswertes, wobei die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie: einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators festlegt, in einer Phasenbilderfassung für den ersten Bereich eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell einstellt, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell einstellt, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst, und in einer Phasenbilderfassung für den zweiten Bereich sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich einstellt, sequentiell eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich einstellt, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem zweiten Bereich unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst.
2. Abbildungsvorrichtung, umfassend: eine Lichtquelle zur Ausgabe von kohärentem Licht; einen räumlichen Lichtmodulator mit einer Modulationsebene, in die Ausgangslicht von der Lichtquelle eingegeben wird, und zur Durchführung einer Lichtphasenmodulation an dem Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene auf der Grundlage eines festgelegten Lichtphasenmodulationsmusters und zur Ausgabe von moduliertem Licht; ein optisches Fourier-Transformationssystem zur Erzeugung eines Fourier-Transformationsbildes eines Objekts, das mit Ausgangslicht aus dem räumlichen Lichtmodulator bestrahlt wird; einen Fotodetektor zum selektiven Empfang von Licht nullter Ordnung im Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben; und eine Steuereinheit zur Steuerung der Einstellung des Lichtphasenmodulationsmusters auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators und zur Erfassung eines Phasenbildes des Objekts auf der Grundlage des Lichtphasenmodulationsmusters und des Lichtintensitätswertes, wobei die Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie: einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators festlegt, in einer Phasenbilderfassung des ersten Bereichs eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell einstellt, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell einstellt, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst, und in einer Phasenbilderfassung des zweiten Bereichs sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich einstellt, sequentiell eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich einstellt, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem zweiten Bereich unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst.
3. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit bei der Phasenbilderfassung des ersten Bereichs sequentiell die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustern im ersten Bereich einstellt wie die Anzahl der im ersten Bereich enthaltenen Pixelbereiche.
4. Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit bei der Phasenbilderfassung des zweiten Bereichs sequentiell die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustern im zweiten Bereich einstellt wie die Anzahl der im zweiten Bereich enthaltenen Pixelbereiche.
5. Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts, der dem ersten Bereich entspricht, erfasst, ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts, der dem zweiten Bereich entspricht, erfasst und ein Amplitudenbild des Objekts, das sowohl dem ersten Bereich als auch dem zweiten Bereich entspricht, erfasst, indem ein Amplitudenverhältnis zwischen den beiden Amplitudenbildern eingestellt wird.
6. Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einer Blende zum selektiven Durchlassen des Lichts nullter Ordnung in dem von dem optischen Fourier-Transformationssystem erzeugten Fourier-Transformationsbild, wobei der Fotodetektor das durch die Blende durchgelassene Licht empfängt.
7. Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend einen Lichtwellenleiter mit einem Eingangsende, das an einer Position des Lichts nullter Ordnung in dem durch das optische Fourier-Transformationssystem erzeugten Fourier-Transformationsbild angeordnet ist, und zum Leiten von Licht, das in das Eingangsende eingegeben wird, und zum Ausgeben des Lichts von einem Ausgangsende, wobei der Fotodetektor das vom Ausgangsende des Lichtwellenleiters abgegebene Licht empfängt.
8. Abbildungsverfahren zur Abbildung eines Objekts unter Verwendung: einer Lichtquelle zur Ausgabe von kohärentem Licht; eines räumlichen Lichtmodulators mit einer Modulationsebene, auf der ein Bild des mit Ausgangslicht von der Lichtquelle bestrahlten Objekts gebildet wird, und zur Durchführung einer Lichtphasenmodulation an Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene auf der Grundlage eines eingestellten Lichtphasenmodulationsmusters und zur Ausgabe von moduliertem Licht; eines optischen Fourier-Transformationssystems zum Erzeugen eines Fourier-Transformationsbildes des vom räumlichen Lichtmodulator ausgegebenen Lichts; und eines Fotodetektors zum selektiven Empfang von Licht nullter Ordnung im Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben, wobei das Verfahren umfasst: einen Bereichseinstellungsschritt zum Einstellen eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators; einen Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird; und einen Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem zweiten Bereich unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird.
9. Abbildungsverfahren zur Abbildung eines Objekts unter Verwendung: einer Lichtquelle zur Ausgabe von kohärentem Licht; eines räumlichen Lichtmodulators mit einer Modulationsebene, in die Ausgangslicht von der Lichtquelle eingegeben wird, und zum Durchführen einer Lichtphasenmodulation an Eingangslicht in jedem einer Vielzahl von Pixelbereichen auf der Modulationsebene auf der Grundlage eines festgelegten Lichtphasenmodulationsmusters und zum Ausgeben von moduliertem Licht; eines optischen Fourier-Transformationssystems zur Erzeugung eines Fourier-Transformationsbildes des Objekts, das mit Ausgangslicht aus dem räumlichen Lichtmodulator bestrahlt wird; und eines Fotodetektors zum selektiven Empfang von Licht nullter Ordnung im Fourier-Transformationsbild, um eine Lichtintensität zu erfassen und einen Lichtintensitätswert auszugeben, wobei das Verfahren umfasst: einen Bereichseinstellungsschritt zum Einstellen eines ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs auf der Modulationsebene des räumlichen Lichtmodulators; einen Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich, bei dem eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem ersten Bereich sequentiell eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem ersten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem ersten Bereich unter Verwendung eines Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird; und einen Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereichs, bei dem sequentiell eine Vielzahl von Lichtphasenmodulationsmustern in dem zweiten Bereich eingestellt wird, sequentiell eine Vielzahl von gleichmäßigen Phasenverschiebungen in einem anderen Bereich als dem zweiten Bereich eingestellt wird, wenn jedes Lichtphasenmodulationsmuster in dem zweiten Bereich eingestellt wird, um den Lichtintensitätswert zu erfassen, und ein Phasenbild eines Bereichs des Objekts entsprechend dem zweiten Bereich unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens erfasst wird.
10. Abbildungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei in dem Phasenbilderfassungsschritt für den ersten Bereich die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustern wie die Anzahl der in dem ersten Bereich enthaltenen Pixelbereiche sequentiell in dem ersten Bereich eingestellt werden.
11. Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei in dem Phasenbilderfassungsschritt für den zweiten Bereich die gleiche Anzahl von Lichtphasenmodulationsmustern wie die Anzahl der in dem zweiten Bereich enthaltenen Pixelbereiche sequentiell in dem zweiten Bereich eingestellt werden.
12. Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, das femer einen Amplitudenbilderfassungsschritt umfasst, bei dem unter Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts erfasst wird, der dem ersten Bereich entspricht, ein Amplitudenbild des Bereichs des Objekts erfasst wird, der dem zweiten Bereich entspricht, und ein Amplitudenbild des Objekts erfasst wird, das sowohl dem ersten Bereich als auch dem zweiten Bereich entspricht, indem ein Amplitudenverhältnis zwischen den beiden Amplitudenbildern eingestellt wird.
13. Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei eine Blende zum selektiven Durchlassen des Lichts nullter Ordnung in dem von dem optischen Fourier-Transformationssystem erzeugten Fourier-Transformationsbild verwendet wird, das durch die Blende durchgelassene Licht vom Fotodetektor empfangen wird.
14. Abbildungsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem ein Lichtwellenleiter mit einem Eingangsende, das an einer Position des Lichts nullter Ordnung in dem durch das optische Fourier-Transformationssystem erzeugten Fourier-Transformationsbild angeordnet ist, und zum Leiten von Licht, das in das Eingangsende eingegeben wird, und zum Ausgeben des Lichts von einem Ausgangsende verwendet wird, wobei der Fotodetektor das vom Ausgangsende des Lichtwellenleiters abgegebene Licht empfängt.

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