JP2001289781A - Light wave vertical cross section tomography observation apparatus - Google Patents
Light wave vertical cross section tomography observation apparatusInfo
- Publication number
- JP2001289781A JP2001289781A JP2000105825A JP2000105825A JP2001289781A JP 2001289781 A JP2001289781 A JP 2001289781A JP 2000105825 A JP2000105825 A JP 2000105825A JP 2000105825 A JP2000105825 A JP 2000105825A JP 2001289781 A JP2001289781 A JP 2001289781A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- image
- dimensional
- frequency
- observation apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】本発明は、光反射あるいは光透過物体から
の物体光と参照光との2光束干渉画像入射光から、2次
元ロックイン動作を施したイメージインテンシファイア
にて、干渉信号の内高周波交流成分のみを抽出して2次
元ロックイン検波することにより、背景雑音光を含んだ
直流成分及び低周波成分を除去し、同時にその2次元ロ
ックイン画像を増幅して、たとえば高光散乱媒体である
生体の断層像などを容易に観測できるようにした光波鉛
直断面トモグラフィー観測装置に関するものである。[0001] The present invention relates to a two-beam interference image of an object light from a light-reflecting or light-transmitting object and a reference light, and an image intensifier that has performed a two-dimensional lock-in operation. By extracting only the AC component and performing two-dimensional lock-in detection, the DC component and the low-frequency component including the background noise light are removed, and the two-dimensional lock-in image is simultaneously amplified. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light wave vertical cross-section tomography observation apparatus capable of easily observing a tomographic image of a living body.
【0002】[0002]
【従来の技術】高光散乱媒体である生体の鉛直断層像を
得る試みは、1光ビームの走査による反射あるいは透過
信号を1画素信号として、ヘテロダイン検波とロックイ
ン増幅装置により検波して、数値計算を用いてCT(C
omputer Tomography)として得られ
ている。この新規な方法については、例えば、丹野直
弘、〔光学、28巻3号、116(1999)〕に詳し
く述べられている。2. Description of the Related Art An attempt to obtain a vertical tomographic image of a living body, which is a high light scattering medium, is carried out by detecting a reflected or transmitted signal by scanning one light beam as one pixel signal, detecting the signal by heterodyne detection and a lock-in amplifier, and performing numerical calculation CT (C
(Omputer Tomography). This new method is described in detail, for example, in Naohiro Tanno, [Optics, Vol. 28, No. 3, 116 (1999)].
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法では、全画素信号を得る走査とそれらの信
号の演算処理に時間を要し、実時間観測は不可能であ
り、任意の断面を抽出して映像化するには膨大な走査と
演算処理時間を必要とし、さらにホログラフィカルに生
体深部を立体視する技術は未だ全く試みられていない。However, in the above-described conventional method, scanning for obtaining all pixel signals and arithmetic processing of those signals require time, real-time observation is impossible, and an arbitrary cross section cannot be obtained. Extraction and visualization require a huge amount of scanning and computation processing time, and no technique has yet been attempted for holographically stereoscopically viewing the deep part of a living body.
【0004】本発明は、上記問題点を解決するために、
広ダイナミックレンジでこれらの物体の内部3次元立体
像の観測を、実時間にて観測可能とする光波鉛直断面ト
モグラフィー観測装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems.
It is an object of the present invention to provide a light wave vertical cross-section tomography observation apparatus capable of observing a three-dimensional internal image of these objects in a wide dynamic range in real time.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、入射画像光を2乗検波によって2次元空
間変調された光電子流に変換する光電面と、前記光電子
流の2次電子放出による増倍2次電子発生機能を持った
前面部及び後面部の背面電極付きマイクロチャンネルプ
レートと、前記増倍2次電子発生機能による2次元増倍
2次電子流の蛍光変換とその2次電子流が交流であるに
際し、蛍光媒質中の励起蛍光準位に一定周期分の電子を
重畳蓄積する作用とを兼ねた蛍光面とを具備した2次元
ロックインイメージインテンシファイアを配備して増倍
画像を観測できるようにし、例えば、入射画像光が2光
束干渉の2次元画像光で前記光電面でヘテロダイン検波
となる場合において、前記光電面より生じる光電子流の
分布が、各画素において直流成分光電子流と前記ヘテロ
ダイン検波に基づく振幅変調を受けている映像信号交流
成分光電子流とから成るに際し、前記振幅変調の周波数
に同期して時間的に変化させるように前記光電面と前記
マイクロチャンネルプレート前面部の電極間に前記振幅
変調の周波数に等しい交流電圧を印加する手段と、前記
マイクロチャンネルプレート前面部の映像に準じた2次
元電子密度断面分布を前記マイクロチャンネルプレート
前面部の電極と前記マイクロチャンネルプレート後面部
の電極間に一定電圧を印加し2次元電子増倍する手段
と、前記マイクロチャンネルプレート後面部の電極と蛍
光面の電極間に一定電圧を印加し前記マイクロチャンネ
ルプレート前面部の映像に準じた2次元電子密度断面分
布に相似した2次元蛍光強度断面分布を発生する手段
と、前記2次元蛍光強度断面分布の前記振幅変調の周波
数の一定周期分の励起電子を前記蛍光媒体上に重畳蓄積
させる狭帯域フィルターの積分動作に準じた2次元ロッ
クイン増幅を行い、前記振幅変調を受けている入射光電
子流の背景雑音光を含んだ直流成分及び低周波成分とを
除去し、ヘテロダイン検波に基づく振幅変調を受けてい
る高周波映像信号交流成分光電子流のみによる励起電子
を蛍光媒質中に重畳蓄積して観測できるようにしたこと
を特徴とし、さらに、マルチレンズアレイにより、発散
照射群を構成して多重インラインホログラムを光電面で
得て、被測定物体の断層像を特別の演算を要しない実時
間あるいは計算機数値演算法で立体視できる光波鉛直断
面トモグラフィー観測装置としたことを特徴とするもの
である。In order to achieve the above object, the present invention provides a photocathode for converting incident image light into a photoelectron stream which is two-dimensionally spatially modulated by square detection, and comprising: A microchannel plate with front and rear electrodes having a function of generating a secondary electron by electron emission, and a fluorescent conversion of a two-dimensional multiplied secondary electron flow by the function of generating a secondary electron. When the secondary electron flow is alternating current, a two-dimensional lock-in image intensifier equipped with a phosphor screen that also serves to superimpose and accumulate electrons for a certain period on the excited fluorescence level in the fluorescent medium is provided. A multiplied image can be observed. For example, when incident image light is two-dimensional image light of two-beam interference and heterodyne detection is performed on the photocathode, the distribution of photoelectron current generated from the photocathode is distributed to each pixel. And the photocathode and the micro-electrode so as to change temporally in synchronization with the frequency of the amplitude modulation when comprising a DC component photoelectron stream and a video signal AC component photoelectron stream that has been subjected to amplitude modulation based on the heterodyne detection. Means for applying an AC voltage equal to the frequency of the amplitude modulation between the electrodes on the front face of the channel plate, and a two-dimensional electron density cross-sectional distribution according to the image on the front face of the micro channel plate with the electrodes on the front face of the micro channel plate. Means for applying a constant voltage between the electrodes on the rear surface of the microchannel plate to perform two-dimensional electron multiplication, and applying a constant voltage between the electrodes on the rear surface of the microchannel plate and the electrodes on the phosphor screen to cause the front surface of the microchannel plate to -Dimensional fluorescence intensity cross-section distribution similar to the two-dimensional electron density cross-section distribution according to the image of Means for performing two-dimensional lock-in amplification in accordance with the integration operation of a narrow band filter for superimposing and accumulating excitation electrons for a certain period of the frequency of the amplitude modulation of the two-dimensional fluorescence intensity cross-sectional distribution on the fluorescent medium. A DC component including a background noise light and a low frequency component of the incident photoelectron stream subjected to the amplitude modulation, and a high frequency video signal subjected to amplitude modulation based on heterodyne detection. Is superimposed and accumulated in a fluorescent medium so that it can be observed.Furthermore, a diverging irradiation group is formed by a multi-lens array to obtain multiple in-line holograms on the photocathode, and a tomographic image of the measured object is obtained. It is a light wave vertical cross-section tomography observation device that can be stereoscopically viewed in real time or computer numerical operation method without special operation. You.
【0006】このような構成において、入射画像光とな
る2光束干渉光の内、一方の光束を高散乱媒体などから
の反射光や透過光の物体光とし、他方の光束に位相シフ
トあるいは相対的に周波数シフトを施し参照光となし、
両者を合波干渉してヘテロダイン検波を行い、その検波
光電子流が散乱光や2光束による直流成分と断層画像の
反射像信号光や透視像信号光による交流成分(振幅変調
周波数は位相シフト変調周波数あるいは相対周波数シフ
トの差周波で決まる)を有するに、合波干渉画像光全面
に対し、その周波数に同期した加速電界の印加と光電子
による2次電子放出後マルチチャンネルプレートで2次
元電子増倍しその増倍された2次元電子密度断面分布を
2次元蛍光強度断面分布に変換し振幅変調周波数に同期
し一定周期分の励起電子を蛍光媒体に重畳蓄積する2次
元ロックイン検出を全画面に対して実行して、高域通過
フィルター作用により、その蛍光面に高周波交流成分画
像強度分布に準じた2次元蛍光強度断面分布像のみを得
て、背景雑音光を含んだ直流成分や低周波成分とを除去
し反射断層像や透視像を抽出して容易に観測できるよう
にしたものである。In such a configuration, one of the two-beam interference light, which is incident image light, is reflected or transmitted light from a highly scattering medium or the like, and the other light is phase-shifted or relative to the other light. Frequency shift to the reference light and none,
Heterodyne detection is performed by multiplex interference between the two, and the detected photoelectron current is a DC component due to scattered light or two light beams and an AC component due to a reflected image signal light of a tomographic image or a perspective image signal light (amplitude modulation frequency is a phase shift modulation frequency Or it is determined by the difference frequency of the relative frequency shift). After the application of an acceleration electric field synchronized with the frequency and the secondary electron emission by photoelectrons, the multi-channel plate multiplies by two-dimensional electron multiplication. The multiplied two-dimensional electron density cross-sectional distribution is converted into a two-dimensional fluorescence intensity cross-sectional distribution, and two-dimensional lock-in detection for synchronizing with the amplitude modulation frequency and superimposing and accumulating excitation electrons for a certain period on the fluorescent medium is performed for the entire screen. By executing a high-pass filter operation, only a two-dimensional fluorescence intensity cross-sectional distribution image according to the high-frequency AC component image intensity distribution is obtained on the fluorescent screen to reduce background noise light. It is obtained so as to be easily observed by extracting to remove a DC component and low frequency component reflected tomographic image or fluoroscopic image I.
【0007】さらに、前記2光束干渉光の内、被測定物
体をマルチレンズアレイを用いて多重発散光で照射し、
それらの反射光あるいは透過光を物体光とし、参照光と
で干渉させ、この場合、2光束干渉画像光は多重インラ
インホログラムとなるが、前記記載と同様の方法で、背
景雑音光を含んだ直流成分や低周波成分を除去した反射
断層像や透視像の多重インラインホログラムを抽出した
蛍光像を得て、既知のインコヒーレント・コヒーレント
画像変換装置を用いて、その多重インラインホログラム
をコヒーレント画像として読み出して再生し、既知のズ
ームレンズ付き撮像装置を用い、この撮像装置のレンズ
の焦点位置をもって物体深部の任意の反射断層像や透視
像を直ちに観測できるようにしたものであり、さらには
前記のインコヒーレント・コヒーレント画像変換装置を
用いることなく、普通の撮像管で多重インラインホログ
ラムを撮影し、計算機に数値入力してホログラムの計算
機再生アルゴリズムを用いて任意断面の像を再生するも
のである。Further, the object to be measured is irradiated with multiple divergent light by using a multi-lens array among the two light beam interference lights,
The reflected light or transmitted light is used as the object light and caused to interfere with the reference light. In this case, the two-beam interference image light becomes a multiplexed in-line hologram, but in the same manner as described above, the direct current including the background noise light is used. Obtain a fluorescence image by extracting multiple in-line holograms of reflection tomographic images and perspective images from which components and low-frequency components have been removed, and read out the multiple in-line holograms as coherent images using a known incoherent / coherent image converter. Reproduced, using an imaging device with a known zoom lens, it is possible to immediately observe any reflection tomographic image or fluoroscopic image of the deep part of the object with the focal position of the lens of this imaging device, furthermore, the incoherent・ Multiple in-line holograms can be photographed with an ordinary imaging tube without using a coherent image converter, And numeric input to the machine is to reconstruct an image of an arbitrary cross section using computer reconstruction algorithm of the hologram.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す近接型
又は真空管型より構成される2次元ロックインイメージ
インテンシファイアの構成図であり、図1(a)はその
2次元ロックインイメージインテンシファイアの全体的
構成図、図1(b)は図1(a)のA部拡大図である。
図2は図1に示す2次元ロックインイメージインテンシ
ファイアの入射光強度と光電面への印加電圧の説明図で
あり、図2(a)は光電子流3を発生させる映像信号交
流成分を含む入射光の時間的波形図、図2(b)は直流
成分を除去して交流成分のみをマイクロチャンネルプレ
ート6へ送り込むロックイン動作のための印加電圧波形
Vaである。Embodiments of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 is a configuration diagram of a two-dimensional lock-in image intensifier composed of a proximity type or a vacuum tube type showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) shows the whole of the two-dimensional lock-in image intensifier. FIG. 1B is an enlarged view of a portion A in FIG. 1A.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the incident light intensity of the two-dimensional lock-in image intensifier shown in FIG. 1 and the voltage applied to the photocathode. FIG. 2A includes a video signal AC component that generates a photoelectron flow 3. FIG. 2B is a time waveform diagram of the incident light, and FIG. 2B is an applied voltage waveform Va for a lock-in operation for removing a DC component and sending only an AC component to the microchannel plate 6.
【0009】ここで、100は2次元ロックインイメー
ジインテンシファイア装置であり、入射画像光1を2次
元ロックインイメージインテンシファイア90の窓部9
0aより光電面2に照射して、光電子流3を発生させ、
光電面2とマイクロチャンネルプレート6のA部を拡大
した図1(b)に示すような前面部電極6aとの間に、
前記入射光の振幅変調の周波数に同期して時間的に変化
させるように、制御電圧発振器4よりの電圧Vaを印加
し、前記交流成分のみを同期検波し、マイクロチャネル
プレート6へ光電子流3を衝突させる。Here, reference numeral 100 denotes a two-dimensional lock-in image intensifier, which transmits the incident image light 1 to the window 9 of the two-dimensional lock-in image intensifier 90.
Irradiates the photocathode 2 from 0a to generate a photoelectron flow 3,
Between the photocathode 2 and the front surface electrode 6a as shown in FIG.
The voltage Va from the control voltage oscillator 4 is applied so as to change temporally in synchronization with the frequency of the amplitude modulation of the incident light, and only the AC component is synchronously detected. Collide.
【0010】前記振幅変調の周波数に同期して発生する
前記光電子流3は、前記マイクロチャンネルプレートの
前面部に入射する。マイクロチャンネルプレート6は、
図1(b)に示すような、非常に細い、例えば直径12
μm程度のガラスパイプを多数本束ねて構成する。光電
子の入射軸に対してガラスパイプが傾斜しているのは、
2次電子放出を効率良くパイプ内壁で生じるようにする
ためであり、それ自体は周知の技術である。入射した光
電子流3は前記ガラスパイプの端面近傍のパイプ内壁に
当たり、2次電子を放出する。マイクロチャンネルプレ
ート6の前面部電極6aと後面部電極6b間に一定直流
電圧Vbを印加することにより、前記2次元電子密度断
面分布を反映した映像信号交流成分のみの2次元2次電
子流を加速増倍し、増倍2次電子流8を発生する。The photoelectron flow 3 generated in synchronization with the frequency of the amplitude modulation is incident on the front surface of the micro channel plate. The micro channel plate 6
As shown in FIG. 1 (b), it is very thin, for example, having a diameter of 12 mm.
It is configured by bundling many glass pipes of about μm. The reason that the glass pipe is inclined with respect to the incident axis of photoelectrons is that
This is because the secondary electron emission is efficiently generated on the inner wall of the pipe, and is a well-known technique. The incident photoelectron flow 3 hits the inner wall of the pipe near the end face of the glass pipe, and emits secondary electrons. By applying a constant DC voltage Vb between the front electrode 6a and the rear electrode 6b of the microchannel plate 6, the two-dimensional secondary electron flow of only the video signal AC component reflecting the two-dimensional electron density cross-sectional distribution is accelerated. The multiplied secondary electron flow 8 is generated.
【0011】この2次元電子密度断面分布増倍2次電子
流は、マイクロチャンネルプレート6の後面部電極6b
より飛び出し、さらに図1に示す蛍光面加速電圧Vsで
加速され蛍光面7に2次元蛍光映像を形成する。前記2
次元蛍光映像は前記振幅変調の周波数に同期して一定周
期分蛍光面7に重畳蓄積され狭帯域フィルターの積分動
作に準じた2次元ロックイン増幅を行うことにより、前
記入射画像光により発生した光電子流の背景雑音光成分
を含んだ直流成分や低周波成分が除去され、例えば、ヘ
テロダインビート信号の高周波交流成分のみが増幅強調
された映像信号となる。一方、蛍光面に塗布された蛍光
体材料は、100msec程度の比較的長い蛍光寿命時
間を持っているため、前記蛍光寿命時間の範囲で干渉光
映像は観測でき、前記蛍光寿命時間を過ぎれば、原映像
は消滅するが、図2に示す正弦波または三角波等のゲー
トパルス電圧を印加すれば、NTSC方式等の一般的撮
像装置により1画面分の鮮明な静止画像として観察でき
ることになる。当然のことであるが、直接窓部90bよ
り観察可能である。画像取込時間は、例えば、前記蛍光
寿命時間を100msecとする場合は、交流成分周波
数を100kHzとし、7000周期の積分と30ms
ec/1フレーム間の映像読み出しが可能となる。この
時、1周期だけで観測される映像信号に対して、この積
分で蓄積される信号成分は、7,000倍だけ増幅され
たことになる。この設定例では1秒当たりにして10画
面を観測でき、ビデオ信号レートの3分の1であるが、
準実時間観測を可能とすることになる。また、図2に示
すように、正弦波または三角波等のゲートパルス電圧を
連続して印加し続ければ、静止物体の深部映像はその間
連続して観察できることになる。図3は本発明の第1実
施例を示す反射断層像を観測する基本的な光波鉛直断面
トモグラフィー観測装置の構成図である。The two-dimensional electron density cross section distribution multiplied secondary electron flow is applied to the rear surface electrode 6 b of the microchannel plate 6.
Then, the two-dimensional fluorescent image is formed on the fluorescent screen 7 accelerated by the fluorescent screen acceleration voltage Vs shown in FIG. 2 above
The two-dimensional fluorescent image is superimposed and accumulated on the fluorescent screen 7 for a certain period in synchronization with the frequency of the amplitude modulation, and performs two-dimensional lock-in amplification in accordance with the integration operation of the narrow band filter, thereby generating the photoelectrons generated by the incident image light. The DC component and the low-frequency component including the background noise light component of the stream are removed, and for example, only the high-frequency AC component of the heterodyne beat signal becomes a video signal that is amplified and emphasized. On the other hand, since the phosphor material applied to the phosphor screen has a relatively long fluorescence lifetime of about 100 msec, an interference light image can be observed in the range of the fluorescence lifetime, and after the fluorescence lifetime, The original image disappears, but if a gate pulse voltage such as a sine wave or a triangular wave shown in FIG. 2 is applied, a clear still image for one screen can be observed by a general imaging device such as an NTSC system. As a matter of course, it can be directly observed from the window 90b. For example, when the fluorescence lifetime is set to 100 msec, the AC component frequency is set to 100 kHz, the integration of 7000 cycles, and 30 ms
Video reading for ec / 1 frame becomes possible. At this time, the signal component accumulated by this integration with respect to the video signal observed only in one cycle is amplified by 7,000 times. In this setting example, 10 screens can be observed per second, which is one third of the video signal rate.
Near real-time observation will be possible. Further, as shown in FIG. 2, if a gate pulse voltage such as a sine wave or a triangular wave is continuously applied, a deep image of a stationary object can be continuously observed during that time. FIG. 3 is a configuration diagram of a basic light wave vertical cross-section tomography observation apparatus for observing a reflected tomographic image according to the first embodiment of the present invention.
【0012】図3に示すように、低コヒーレント光源1
0に、例えば、中心波長0.85μm、スペクトル幅3
0nmのスーパールミネッセントダイオード(SLD)
を用い、出射光をビームエクスパンダー11を用いて有
効な断面直径を持つ平行光束18aにする。この平行光
束18aをビームスプリッター13により2つの光束に
分割する。分割された光束の内、直進透過光は反射鏡1
4により反射されて参照光18bを形成する。参照光1
8bは前記のビームスプリッター13により反射されて
光電面2に至る。反射鏡14はトランスデューサー14
a(例えば、圧電アクチュエータ)に前記正弦波または
三角波等と同期した電圧を印加することにより、例えば
前記周波数100kHzで振動させて、参照光18bを
次式で表される位相変調参照光電界Era(t,z)にす
る。As shown in FIG. 3, a low coherent light source 1
0, for example, center wavelength 0.85 μm, spectrum width 3
0 nm super luminescent diode (SLD)
And the output light is converted into a parallel light beam 18a having an effective cross-sectional diameter by using the beam expander 11. This parallel light beam 18a is split by the beam splitter 13 into two light beams. Of the divided light beams, the straight transmitted light is reflected by the reflecting mirror 1.
4 to form the reference beam 18b. Reference light 1
8 b is reflected by the beam splitter 13 and reaches the photocathode 2. The reflecting mirror 14 is a transducer 14
a (for example, a piezoelectric actuator) by applying a voltage synchronized with the sine wave or the triangular wave, for example, to oscillate at the frequency of 100 kHz, thereby causing the reference light 18b to have a phase-modulated reference light electric field E ra represented by the following equation. (T, z).
【0013】 Era(t,z)=Eraexp〔j2πft−j2kLr −j2kδz sin(2πfa t)〕 …(1) ここで、Eraは反射光電界振幅、fは光周波数、kは波
数、Lr はビームスプリッター13から反射鏡14まで
の光路長、δz は振動の変位距離、fa は振動周波数、
jは虚数単位である。上記式(1)の右辺指数部括弧内
第3項が正弦的に振動する位相変調を表す。上記式
(1)で表される参照光電界は、光電面2を一様な強度
で照射する平面波電界となる。[0013] E ra (t, z) = E ra exp [j2πft-j2kL r -j2kδ z sin ( 2πf a t) ] (1) where, E ra reflected light field amplitude, f is the optical frequency, k Is the wave number, L r is the optical path length from the beam splitter 13 to the reflecting mirror 14, δ z is the displacement distance of vibration, f a is the vibration frequency,
j is an imaginary unit. The third term in parentheses on the right exponent of the above equation (1) represents a phase modulation that oscillates sinusoidally. The reference light electric field represented by the above equation (1) is a plane wave electric field that irradiates the photocathode 2 with uniform intensity.
【0014】他方分割されたもう一方の反射光ビーム
は、被測定物体12に入射する。この入射光は被測定物
体12内の屈折率変化による各断層面で反射され、光電
面2に被測定物体12内の断層面A−A′の像を投影す
る。同時に断層面A−A′前後からの反射光も結像しな
い乱れた波面として光電面2を照射する。観測したい断
層面A−A′からの反射信号光電界をEsa(x,y)と
し、乱れた波面の電界を雑音電界Ena(x,y)として
被測定物体12からの物体光電界Eoa(t,r)は次式
で表せる。The other reflected light beam split on the other side enters the measured object 12. This incident light is reflected on each tomographic plane due to a change in the refractive index in the measured object 12, and projects an image of the tomographic plane AA ′ in the measured object 12 on the photoelectric surface 2. At the same time, the photocathode 2 is illuminated as a distorted wavefront that does not image reflected light from before and after the tomographic plane AA '. The electric field of the reflected signal light from the tomographic plane AA ′ to be observed is E sa (x, y), and the electric field of the disturbed wavefront is the noise electric field E na (x, y). oa (t, r) can be expressed by the following equation.
【0015】 Eoa(t,r)=Esa(x,y)exp〔j2πft−j2kLs 〕 +Σn Ena(x,y)exp〔j2πft−j2kLs −j2knΔz〕 …(2) ここで、(x,y)は像面の位置を表し、rはx,y,
zを代表するものとし、Ls は断層面A−A′とビーム
スプリッター13間の光学距離である。Σn は断層面A
−A′以外の面からの多重反射も含む前記雑音電界の和
を表し、n△zはそれらの各面までのLs からの距離を
表し、△zは光学的距離分解能を意味している。[0015] E oa (t, r) = E sa (x, y) exp [j2πft-j2kL s] + Σ n E na (x, y) exp [j2πft-j2kL s -j2knΔz] ... (2) where, (X, y) represents the position of the image plane, and r is x, y,
Let z be representative, and L s is the optical distance between the tomographic plane AA ′ and the beam splitter 13. Σ n is the fault plane A
Represents the sum of the noise fields, including multiple reflections from planes other than -A ', n △ z represents the distance from L s to each of these planes, and △ z represents the optical distance resolution. .
【0016】前記位相変調参照光電界Era(t,z)と
物体光電界Eoa(t,r)は光電面2で2光束干渉の入
射画像光1を形成する。この入射画像光1は観測したい
映像信号以外の前記雑音成分や直流成分も含み、直接観
測して見たい断面映像のみを抽出することは一般に不可
能である。光電面2でその入射画像光1は2乗検波され
て、次式Ia (t,r)で表される光電子流3に変換さ
れる。The phase-modulated reference light electric field E ra (t, z) and the object light electric field E oa (t, r) form incident image light 1 of two-beam interference on the photocathode 2. The incident image light 1 includes the noise component and the DC component other than the video signal to be observed, and it is generally impossible to extract only the cross-sectional image to be directly observed and viewed. The incident image light 1 is square-detected by the photocathode 2 and converted into a photoelectron stream 3 represented by the following equation Ia (t, r).
【0017】 Ia (t,r)=Q|Era(t,z)+Eoa(t,r)|2 =Q{Era 2 +〔Esa(x,y)〕2 +Σn Σm Ena(x,y)Ema * (x,y)exp〔−j2k(n−m)△z〕 +c.c+EraEsa(x,y)J0 (2kδz )cos〔2k(Lr −Ls )〕 +EraEsa(x,y)J1 (2kδz )cos〔2πfa t+2k (Lr −Ls )〕+Σn EraEna(x,y)J0 (2kδz ) cos〔2k(Lr −Ls −n△z)〕+Σn EraEna(x,y) J1 (2kδz )cos〔2πfa t+2k(Lr −Ls −n△z)〕} …(3) ここで、Qは光強度を光電子に変換する量子効率などを
含む変換係数であり、各電界の振幅は実数とし、指数関
数の中の正弦関数は、ベッセル関数で展開し、0次と1
次項までとり、高次項は観測しないので無視した。J0
(2kδz )、J1 (2kδz )は、それぞれ0次と1
次のベッセル関数である。[0017] I a (t, r) = Q | E ra (t, z) + E oa (t, r) | 2 = Q {E ra 2 + [E sa (x, y)] 2 + Σ n Σ m E na (x, y) E ma * (x, y) exp [-j2k (n-m) △ z] + c. c + E ra E sa (x , y) J 0 (2kδ z) cos [2k (L r -L s)] + E ra E sa (x, y) J 1 (2kδ z) cos [2πf a t + 2k (L r - L s)] + Σ n E ra E na ( x, y) J 0 (2kδ z) cos [2k (L r -L s -n △ z) ] + Σ n E ra E na ( x, y) J 1 ( 2kδ z) cos [2πf a t + 2k (L r -L s -n △ z) ]} (3) where, Q is the conversion coefficient, including quantum efficiency of converting light intensity into photoelectrons, of each of the field The amplitude is a real number, the sine function in the exponential function is expanded by the Bessel function,
Up to the next term, higher-order terms were ignored because they were not observed. J 0
(2kδ z ) and J 1 (2kδ z ) are 0 order and 1 order, respectively.
Here is the Bessel function.
【0018】前記低コヒーレント光源10はスペクトル
幅が広く、2光束干渉が生じる可能な距離、即ちコヒー
レンス長Lc は数十μm以下と短い。光学距離Lr に等
しい距離Ls の面からの反射に注目すると、両者の光路
差は零となる。さらに、コヒ―レンス長Lc 以上に光路
差のある面からの反射光同士は干渉しないので、空間距
離分解能△z=Lc /2とおくことができ、上記式
(3)において、2△zを含む異なる電界の積の項は存
在しないことになる。ゆえに、実際に光電子流3として
発生する項は次式となる。The low coherent light source 10 has a wide spectral width and a distance at which two-beam interference can occur, that is, a coherence length Lc is as short as several tens μm or less. With attention to the reflection from the surface of the equal distances L s to the optical distance L r, the optical path difference between the two is zero. Furthermore, Kohi - since the reflected light each other from the plane of the optical path difference than Reference length L c do not interfere, can put a spatial distance resolution △ z = L c / 2, in the formula (3), 2 △ There will be no product terms of different electric fields including z. Therefore, the terms actually generated as the photoelectron flow 3 are as follows.
【0019】 Ia (t,r)=Q{Era 2 +〔Esa(x,y)〕2 +Σn 〔Ena(x,y)〕2 +2EraEsa(x,y)J0 (2kδz ) +2EraEsa(x,y)J1 (2kδz )cos(2πfa t)} …(4) この式(4)において、右辺第1項から第4項までが背
景雑音光によるものも含む直流成分光電子流であり、第
5項が周波数fa で振幅変調された観測したい映像信号
交流成分光電子流である。この光電子流3は前記実施例
の2次元ロックインイメージインテンシファイア90に
おいて説明したように、この周波数faでロックイン積
分される。この周波数fa は発振器15より発生させ、
トランスデューサー14aを駆動し、他方ターミナル5
より制御電圧発振器4を経て同期して次式で表される前
記交流印加電圧VaをT時間の間発生させる。 Va=Vd cos(2πfa t) …(5) ここで、Vd は印加電圧値を表す。この式(5)で表し
たVaにより、光電面2とマイクロチャンネルプレート
6の前面部電極6aとの間に次式で表される電界が形成
され、光電子流3の流れが制御される。 Va/d=Vd cos(2πfa t)/d …(6) ここで、dは光電面2とマイクロチャンネルプレート6
の前面部電極6a間との距離である。この式(6)の電
界によりこの光電子流3は次式で表される流れになる。 Im (t,r)=(Va/d)Q1 Ia (t,r) ={Vd cos(2πfa t)/d}QQ1 {Era 2 +〔Esa(x,y)〕2 +Σn 〔Ena(x,y)〕2 +2EraEsa(x,y)J0 (2kδz ) +2EraEsa(x,y)J1 (2kδz )cos(2πfa t)} =(Vd /d)QQ1 {Era 2 cos(2πfa t) +〔Esa(x,y)〕2 cos(2πfa t) +Σn 〔Ena(x,y)〕2 cos(2πfa t) +2EraEsa(x,y)J0 (2kδz )cos(2πf at) +EraEsa(x,y)J1 (2kδz )+EraEsa(x,y)J1 (2kδz ) cos〔2π(2fa )t〕} …(7) ここで、Q1 はマイクロチャンネルプレート6に入射す
るまでの変換係数である。ロックイン動作によって、高
域通過フィルター作用が行われ、その結果、上記式
(7)の第3等式の右辺第1〜5項までの背景雑音光を
含む直流成分及び低周波成分は除去され、右辺第6項の
高周波成分である“(Vd /d)QQ1 EraEsa(x,
y)J1 (2kδz )cos〔2π(2fa )t〕”で
示される光電流のみがマイクロチャンネルプレート6の
前面部6aに流れ、その光電子流は次式で表される。 Im (t,r)=(Vd /d)QQ1 EraEsa(x,y)J1 (2kδz ) cos〔2π(2fa )t〕 …(8)I a (t, r) = Q {E ra 2 + [E sa (x, y)] 2 + Σ n [E na (x, y)] 2 + 2E ra E sa (x, y) J 0 (2kδ z) + 2E ra E sa (x, y) J 1 (2kδ z) cos (2πf a t)} ... (4) in this equation (4), fourth term until the background noise light from the first term And the fifth term is a video signal AC component photoelectron stream whose amplitude is modulated at the frequency fa and which is to be observed. The photoelectron stream 3 as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment, is the lock-in integration with the frequency f a. The frequency f a is then generated by the oscillator 15,
The transducer 14a is driven and the other terminal 5
The AC applied voltage Va represented by the following equation is generated in synchronization with the control voltage oscillator 4 for the time T. Va = V d cos (2πf a t) ... (5) where, V d represents the applied voltage value. An electric field expressed by the following equation is formed between the photocathode 2 and the front electrode 6a of the microchannel plate 6 by Va expressed by the equation (5), and the flow of the photoelectron flow 3 is controlled. Va / d = V d cos ( 2πf a t) / d ... (6) where, d photocathode 2 and the microchannel plate 6
Is the distance between the front electrodes 6a. Due to the electric field of the expression (6), the photoelectron flow 3 becomes a flow represented by the following expression. I m (t, r) = (Va / d) Q 1 I a (t, r) = {V d cos (2πf a t) / d} QQ 1 {E ra 2 + [E sa (x, y) ] 2 + sigma n [E na (x, y)] 2 + 2E ra E sa (x , y) J 0 (2kδ z) + 2E ra E sa (x, y) J 1 (2kδ z) cos (2πf a t) } = (V d / d) QQ 1 {E ra 2 cos (2πf a t) + [E sa (x, y)] 2 cos (2πf a t) + Σ n [E na (x, y)] 2 cos (2πf a t) + 2E ra E sa (x, y) J 0 (2kδ z) cos (2πf a t) + E ra E sa (x, y) J 1 (2kδ z) + E ra E sa (x, y) J 1 (2kδ z ) cos [2π (2f a ) t] 7 (7) Here, Q 1 is a conversion coefficient until the light enters the microchannel plate 6. By the lock-in operation, a high-pass filter action is performed, and as a result, the DC component and the low-frequency component including the background noise light up to the first to fifth terms on the right side of the third equation of the above equation (7) are removed. , ((V d / d) QQ 1 E ra E sa (x,
Only photocurrent represented by y) J 1 (2kδ z) cos [2π (2f a) t] "flows to the front portion 6a of the microchannel plate 6, the photoelectron flow is represented by the following formula. I m ( t, r) = (V d / d) QQ 1 E ra E sa (x, y) J 1 (2kδ z) cos [2 [pi (2f a) t] ... (8)
【0020】光学的シャッター16をその駆動回路16
aで前記蛍光寿命時間に応じたT時間だけゲートパルス
電圧を印加することによりシャッター16を開き、映像
信号に準じた映像が蛍光面7に生じ、参照光成分を含ん
だ被測定物体12の内部断層面A−A′の断層像“Era
Esa(x,y)”のみが増幅強調されて観測される。上
記式(8)の右辺に含まれる“EraEsa(x,y)J1
(2kδz )”はベッセル関数値によっても変化する
が、ベッセル関数の1つの最大値を与える、例えば、2
kδz =1.8となるδz =0.45λ/π(ここでλ
は光の波長)の振動変位を設定すれば、効率良く映像を
観測できる。The optical shutter 16 is connected to its driving circuit 16
At a, the shutter 16 is opened by applying a gate pulse voltage for T time corresponding to the fluorescence lifetime, and an image according to the image signal is generated on the fluorescent screen 7 and the inside of the measured object 12 including the reference light component is included. The tomographic image “E ra ” of the tomographic plane AA ′
E sa (x, y) "only is observed is amplified emphasized. Included in the right side of the equation (8)" E ra E sa (x, y) J 1
(2kδ z ) "varies depending on the value of the Bessel function, but gives one maximum value of the Bessel function, for example, 2
δ z = 0.45λ / π, where kδ z = 1.8 (where λ z
By setting a vibration displacement of (wavelength of light), an image can be observed efficiently.
【0021】前記蛍光面7において、観測される映像
は、マイクロチャンネルプレート6の利得係数と蛍光面
での変換係数の積をGとすれば次式で表される。 I1 (t,r)=GIm (t,r)=G(Vd /d)QQ1 EraEsa (x,y)J1 (2kδz )cos〔2π(2fa )t〕 …(9) この式(9)で表される映像信号は、前記積分による
7,000倍の増倍に加え、MCP1枚のイメージイン
テンシファイアで1.2×104 の増倍のとき、全増倍
の総合利得は約79.2dBとなり、MCP2枚で3×
106 の増倍のときは約103.2dBの総合利得が得
られる。生体などの高散乱媒体中の断層像などを観測す
るのに十分な利得を得ることができる。The image observed on the fluorescent screen 7 is expressed by the following equation, where G is the product of the gain coefficient of the microchannel plate 6 and the conversion coefficient on the fluorescent screen. I 1 (t, r) = GI m (t, r) = G (V d / d) QQ 1 E ra E sa (x, y) J 1 (2kδ z) cos [2π (2f a) t] ... (9) In addition to the 7,000-fold multiplication by the above-mentioned integration, when the multiplication of 1.2 × 10 4 is achieved by one MCP image intensifier, The total gain of the multiplication is about 79.2 dB, and 3 ×
When multiplying by 10 6 , an overall gain of about 103.2 dB is obtained. A sufficient gain for observing a tomographic image in a highly scattering medium such as a living body can be obtained.
【0022】被測定物体12の内部断層面A−A′の位
置を変えて他の部位を観測する場合には、図3の実施例
に示す被測定物体12をのせたステージ12aをz軸方
向に移動させることにより実現する。あるいは、反射鏡
14を光軸方向に移動しても同じ効果が得られる。移動
距離を、前記空間距離分解能△z毎にとれば、奥行きz
軸方向で最小分解能での観測が実現し、x−y面での解
像度は、レンズの開口よりもおおむね蛍光面7の分解能
で決まり観測される。When observing another part by changing the position of the internal tomographic plane AA 'of the measured object 12, the stage 12a on which the measured object 12 shown in the embodiment of FIG. It is realized by moving to. Alternatively, the same effect can be obtained by moving the reflecting mirror 14 in the optical axis direction. If the moving distance is taken for each spatial distance resolution △ z, the depth z
Observation with the minimum resolution in the axial direction is realized, and the resolution in the xy plane is determined by the resolution of the phosphor screen 7 more than the aperture of the lens and is observed.
【0023】低コヒーレント光源10に市販のSLDや
広帯域蛍光源を用いて奥行きの最小距離分解能△zは1
0μm程度、他方現存の蛍光面7では、2次元面の解像
度は約30μmφが実現できる。When a commercially available SLD or a broadband fluorescent light source is used for the low coherent light source 10, the minimum depth resolution Δz is 1
On the other hand, the existing fluorescent screen 7 can realize a resolution of about 30 μmφ on the two-dimensional plane.
【0024】蛍光面7に形成された光反射映像は、撮像
装置30で画像信号に変換され、さらに画像処理装置3
1で画像の明瞭化及び3次元立体像の構築等を図り、表
示装置32に映し出される。なお、図3において、18
cは反射物体光である。The light reflection image formed on the fluorescent screen 7 is converted into an image signal by the imaging device 30 and further converted to an image signal by the image processing device 3.
In step 1, the image is clarified and a three-dimensional stereoscopic image is constructed, and is displayed on the display device 32. In FIG. 3, 18
c is the reflected object light.
【0025】図4は本発明の第2実施例を示す反射断層
像を観測する光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構
成図である。この図に示すように、低コヒーレント光源
10に、例えば、中心波長0.85μm、スペクトル幅
30nmのスーパールミネッセントダイオード(SL
D)を用い、出射光をビームエクスパンダー11を用い
て有効な断面直径を持つ平行光束18aにする。この平
行光束18aをレンズ17aを用いて収束し、ビームス
プリッター13により2つの光束に分割する。分割され
た光束の内、直進透過光はレンズ17bにより元の平行
光束18aに戻され、さらに反射鏡14により反射され
て参照光18bを形成する。参照光18bは、レンズ1
7bを経て、さらに前記のビームスプリッター13によ
り反射されてレンズ17dにより再度平行光束となり光
電面2に至る。反射鏡14はトランスデューサー14a
(例えば圧電素子)に前記正弦波または三角波等と同期
した電圧を印加することにより、例えば前記周波数10
0kHzで振動させて、参照光18bを次式で表される
位相変調参照光電界Erp(t,z)にする。 Erp(t,z)=Erpexp〔j2πft−j2kLr −j2ksin(2πfa t)〕 …(10) この式(10)で表される参照光電界は、光電面2を一
様な強度で照射する平面波電界となる。FIG. 4 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus for observing a reflected tomographic image according to a second embodiment of the present invention. As shown in this figure, a low-coherence light source 10 is provided with, for example, a superluminescent diode (SL) having a center wavelength of 0.85 μm and a spectrum width of 30 nm.
Using D), the emitted light is converted into a parallel light beam 18a having an effective cross-sectional diameter using the beam expander 11. The parallel light beam 18a is converged by using the lens 17a, and is split into two light beams by the beam splitter 13. Of the divided light beams, the straight transmitted light is returned to the original parallel light beam 18a by the lens 17b and further reflected by the reflecting mirror 14 to form the reference light 18b. The reference beam 18b is
After passing through 7b, the light is further reflected by the beam splitter 13 and becomes a parallel light beam again by the lens 17d to reach the photoelectric surface 2. The reflecting mirror 14 is a transducer 14a
By applying a voltage synchronized with the sine wave or the triangular wave or the like to the
By vibrating at 0 kHz, the reference light 18b is converted into a phase-modulated reference light electric field E rp (t, z) represented by the following equation. E rp (t, z) = E rp exp [j2πft-j2kL r -j2ksin (2πf a t) ] ... (10) the reference optical field of the formula (10) is uniform intensity photoelectric surface 2 Irradiates a plane wave electric field.
【0026】他方分割されたもう一方の反射光ビーム
は、レンズ17cにより平行光束に戻され、被測定物体
12に入射する。この入射光は被測定物体12内の屈折
率変化による各断層面で反射されるが、レンズ17cの
前焦点位置A−A′における反射物体光18cは、レン
ズ17cのレンズフーリエ変換作用により、後焦点位置
にフーリエ変換され、さらにレンズ17cと同一焦点距
離を持つレンズ17dをレンズフーリエ逆変換作用の位
置に配備して、光電面2に断層面A−A′の像を投影す
る。同時に断層面A−A′前後からの反射光も結像しな
い乱れた波面として光電面2を照射する。観測したい断
層面A−A′からの反射信号光電界をEsp(x,y)と
し、乱れた波面の電界を雑音電界Enp(x,y)とし
て、被測定物体12からの物体光電界Eop(t,r)は
次式と表せる。 Eop(t,r)=Esp(x,y)exp〔j2πft−2jkLs 〕 +Σn Enp(x,y)exp〔j2πft−2jkLs −2jknΔz〕 …(11)The other reflected light beam split by the other is returned to a parallel light beam by the lens 17c and enters the measured object 12. This incident light is reflected on each tomographic plane due to a change in the refractive index within the measured object 12, but the reflected object light 18c at the front focal position AA 'of the lens 17c is rearwardly illuminated by the lens Fourier transform action of the lens 17c. The lens 17d having the same focal length as that of the lens 17c is Fourier-transformed to the focal position, and the lens 17d is disposed at the position of the inverse Fourier transform function, and the image of the tomographic plane A-A 'is projected on the photoelectric surface 2. At the same time, the photocathode 2 is illuminated as a distorted wavefront that does not image reflected light from before and after the tomographic plane AA '. The electric field of the reflected signal light from the tomographic plane AA ′ to be observed is E sp (x, y), the electric field of the disturbed wavefront is the noise electric field Enp (x, y), and the electric field of the object light from the measured object 12 is E op (t, r) can be expressed by the following equation. E op (t, r) = E sp (x, y) exp [j2πft-2jkL s] + Σ n E np (x, y) exp [j2πft-2jkL s -2jknΔz] ... (11)
【0027】前記位相変調参照光電界Erp(t,z)と
物体光電界Eop(t,r)は光電面2で2光束干渉の入
射画像光1を形成する。この入射画像光1は観測したい
映像信号以外の前記雑音成分や直流成分も含み、直接観
測して見たい断面映像のみを抽出することは一般に不可
能である。光電面2でその入射画像光1は2乗検波され
て、次式で表される光電子流3に変換される。 Ib (t,r)=Q|Erp(t,z)+Eop(t,r)|2 =Q{Erp 2 +〔Esp(x,y)〕2 +Σn Σm Enp(x,y) Emp * (x,y)exp〔−2jk(n−m)△z〕+c.c +ErpEsp(x,y)J0 (2kδz)cos〔2k(Lr −Ls )〕 +ErpEsp(x,y)J1 (2kδz) cos〔2πfa t+2k(Lr −Ls )〕 +Σn ErpEnp(x,y)J0 (2kδz)cos〔2k(Lr −Ls −n△z )〕+Σn ErpEnp(x,y)J1 (2kδz) cos〔2πfa t+2k(Lr −Ls −n△z)〕} …(12)The phase-modulated reference light electric field E rp (t, z) and the object light electric field E op (t, r) form incident image light 1 of two-beam interference on the photocathode 2. The incident image light 1 includes the noise component and the DC component other than the video signal to be observed, and it is generally impossible to extract only the cross-sectional image to be directly observed and viewed. The incident image light 1 is square-detected by the photocathode 2 and converted into a photoelectron stream 3 represented by the following equation. I b (t, r) = Q | E rp (t, z) + E op (t, r) | 2 = Q {E rp 2 + [E sp (x, y)] 2 + Σ n Σ m E np ( x, y) E mp * ( x, y) exp [-2jk (n-m) △ z] + c. c + E rp E sp (x , y) J 0 (2kδz) cos [2k (L r -L s)] + E rp E sp (x, y) J 1 (2kδz) cos [2πf a t + 2k (L r -L s)] + Σ n E rp E np ( x, y) J 0 (2kδz) cos [2k (L r -L s -n △ z) ] + Σ n E rp E np ( x, y) J 1 (2kδz) cos [2πf a t + 2k (L r -L s -n △ z) ]} (12)
【0028】前記低コヒーレント光源10はスペクトル
幅が広く、2光束干渉が生じる可能な距離、即ちコヒー
レンス長Lc は数十μm以下と短い。光学距離Lr に等
しい距離Ls の面からの反射に注目すると、両者の光路
差は零となる。さらに、コヒーレンス長Lc 以上に光路
差のある面からの反射光同士は干渉しないので、空間距
離分解能△z=Lc /2とおけて、上記式(12)にお
いて、2△zを含む異なる電界の積の項は存在しないこ
とになる。ゆえに、実際に光電子流3として発生する項
は次式となる。 Ib (t,r)=Q{Erp 2 +〔Esp(x,y)〕2 +Σn 〔Enp(x,y)〕2 +2ErpEsp(x,y)J0 (2kδz) +2ErpEsp(x,y)J1 (2kδz) cos(2πfa t)} …(13)The low coherent light source 10 has a wide spectral width and a distance at which two-beam interference can occur, that is, a coherence length Lc is as short as several tens μm or less. With attention to the reflection from the surface of the equal distances L s to the optical distance L r, the optical path difference between the two is zero. Furthermore, since the reflected light each other from the plane of the optical path difference than the coherence length L c do not interfere, and put the spatial distance resolution △ z = L c / 2, in the above formula (12), including different 2 △ z There will be no product term for the electric field. Therefore, the terms actually generated as the photoelectron flow 3 are as follows. I b (t, r) = Q {E rp 2 + [E sp (x, y)] 2 + Σ n [E np (x, y)] 2 + 2E rp E sp (x, y) J 0 (2kδz) + 2E rp E sp (x, y) J 1 (2kδz) cos (2πf a t)} ... (13)
【0029】この式(13)において、右辺第1項から
第4項までが背景雑音光によるものも含む直流成分光電
子流であり、第5項が周波数fa で振幅変調された観測
したい映像信号交流成分光電子流である。この光電子流
3は、図3に示す前記第1実施例において説明したよう
に前記第1実施例と同様の制御が行われ、この周波数f
a でロックイン積分されることにより、高域通過フィル
ター作用が行われ、その結果背景雑音光を含む直流成分
及び低周波成分は除去され、高周波成分である“(Vd
/d)QQ1 ErpEsp(x,y)J1 (2kδz )co
s〔2π(2f a )t〕”で示される光電流のみがマイ
クロチャンネルプレート6の前面部電極6aに流れる。
図4における蛍光面7に前記映像信号交流成分光電子流
を映像化するまでは、図3に示す前記第1実施例と全く
同じなのでその部分の説明は省略する。図5は本発明の
第3実施例を示す光ファイバスコープ付き光波鉛直断面
トモグラフィー観測装置の構成図である。In equation (13), from the first term on the right side
DC component photoelectrics including those due to background noise light up to the fourth term
The fifth term is the frequency faObserved with amplitude modulation
It is a video signal AC component photoelectron flow to be obtained. This photocurrent
3 is as described in the first embodiment shown in FIG.
The same control as in the first embodiment is performed at this frequency f
aHigh-pass filter
The DC component includes background noise light.
And the low frequency component is removed, and the high frequency component "(Vd
/ D) QQ1ErpEsp(X, y) J1(2kδz) Co
s [2π (2f a) T] ”is the only photocurrent
It flows to the front electrode 6 a of the channel plate 6.
The video signal AC component photoelectron current is applied to the fluorescent screen 7 in FIG.
Until it is visualized, it is completely different from the first embodiment shown in FIG.
Since they are the same, the description of those parts is omitted. FIG.
Light wave vertical section with optical fiber scope showing a third embodiment
It is a block diagram of a tomography observation apparatus.
【0030】この実施例は、図4に示した第2実施例に
おけるレンズ17cより物体までの光路に光ファイバス
コープ28を配備し、胃カメラ等として使用する遠隔観
測装置である。図5に示すように、レンズ17cよりの
平行光束を光ファイバスコープ28の端面28cより入
射させる。この平行光束は他端の端面28bより出射
し、レンズ28aにより被測定物体12を照射する。被
測定物体12内部の照射断層面A−A′からの反射物体
光18cをレンズ28aの作用によって端面28bに結
像させる。その結像光は、光ファイバスコープ28内を
伝送し、端面28cに現れる。端面28cの位置をレン
ズ17cの前焦点の位置に置くことにより、レンズ17
cのレンズフーリエ変換およびレンズ17dのレンズフ
ーリエ逆変換により光電面2に照射断層面A−A′を投
影する。この時、当然のことであるが、照射断層面A−
A′の前後の反射光が背景雑音光として含まれる。This embodiment is a remote observation device in which an optical fiber scope 28 is provided on the optical path from the lens 17c to the object in the second embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 5, the parallel light beam from the lens 17c is made incident on the end face 28c of the optical fiber scope 28. This parallel light beam is emitted from the other end surface 28b, and irradiates the measured object 12 with the lens 28a. The reflected object light 18c from the irradiation tomographic plane AA 'inside the measured object 12 is imaged on the end face 28b by the action of the lens 28a. The imaging light is transmitted through the optical fiber scope 28 and appears on the end face 28c. By setting the position of the end face 28c at the position of the front focal point of the lens 17c,
An irradiation tomographic plane AA ′ is projected on the photocathode 2 by the lens Fourier transform of c and the lens Fourier inverse transform of the lens 17d. At this time, it is natural that the irradiated tomographic plane A-
The reflected light before and after A 'is included as background noise light.
【0031】ビームスプリッター13から照射断層面A
−A′までの光路長Ls と反射鏡14までの光路長Lr
を同じ距離とする必要があるので、後者の光路を空気中
の伝搬や折り返しプリズムなどで構成してもよいが、同
一長の光ファイバスコープを配備しても良い。光波鉛直
断面トモグラフィー観測装置としてその他の動作方法
は、図4の実施例で述べたことと同じであるので省略す
る。図6は本発明の第4実施例を示す反射断層像を観測
する光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構成図であ
る。From the beam splitter 13 to the irradiated tomographic plane A
Optical path length L r of the optical path length L s of up -A 'to the reflecting mirror 14
Need to be set to the same distance, the latter optical path may be configured by propagation in air or a folded prism, but an optical fiber scope of the same length may be provided. Other operation methods of the light wave vertical section tomography observation apparatus are the same as those described in the embodiment of FIG. FIG. 6 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus for observing a reflected tomographic image according to a fourth embodiment of the present invention.
【0032】図6に示すように、高コヒーレント光源1
0aに例えば生体透過率の高い波長1.3μmのレーザ
発振器を配備し、ビームスプリッター13aにより出射
光束を2分割する。2分割した一方の光束を周波数シフ
ター22aに、例えば光音響素子を用いて透過させ、周
波数シフトを施し、ビームエクスパンダー11aを用い
て有効な直径の平行光束とし、折り返し反射鏡19aで
反射し、参照光20aとする。この時、参照光電界Erb
(t,r)は次式で表現される。As shown in FIG. 6, the high coherent light source 1
For example, a laser oscillator having a high biotransmittance and a wavelength of 1.3 μm is provided in Oa, and the emitted light beam is split into two by a beam splitter 13a. One of the two split light beams is transmitted through the frequency shifter 22a using, for example, a photoacoustic element, frequency-shifted, converted into a parallel light beam having an effective diameter using the beam expander 11a, and reflected by the return reflecting mirror 19a. The reference light is assumed to be 20a. At this time, the reference light electric field E rb
(T, r) is expressed by the following equation.
【0033】 Erb(t)=Erbexp〔j2π(f−fa )t〕 …(14) ここで、Erbはビーム断面強度が一様な光の電界振幅を
表し、fa はシフト周波数を表す。上記式(14)で
は、2光束が干渉する光電面2を原点にとり、伝搬距離
の位相項は除いてある。分割された他方の平行光束は、
周波数シフター22bに、例えば光音響素子を用いて透
過させ、周波数シフトfb を施し、ビームエクスパンダ
ー11bを用いて有効な直径の平行光束とし、折り返し
反射鏡19bで反射し、被測定物体12を照射する。こ
の発散照射光群20bは、物体内部に伝搬すると同時に
物体内部の各断層面で反射される。その反射光群はハー
フミラー13bにより反射され、前記参照光20aと合
波し入射画像光1となる。この反射光群は次式で表現で
きる。 Esb(t,r)=Esb(x,y)exp〔j2π(f−fb )t〕 +Σn En exp(j2πft) …(15) この式(15)の右辺第1項は、反射断層像面の情報を
有する電界Esb(x,y)を保持した反射物体光を表
し、第2項は多重反射等に基づく背景雑音光を表す。E rb (t) = E rb exp [j2π (f−f a ) t] (14) where E rb represents an electric field amplitude of light having a uniform beam cross-sectional intensity, and f a represents a shift. Represents frequency. In the above equation (14), the photoelectric surface 2 where the two light beams interfere is taken as the origin, and the phase term of the propagation distance is excluded. The other split parallel beam is
The frequency shifter 22b is transmitted using, for example, a photoacoustic element, subjected to a frequency shift f b , converted into a parallel light beam having an effective diameter using the beam expander 11b, reflected by the return reflecting mirror 19b, and reflected from the object 12 to be measured. Irradiate. The divergent irradiation light group 20b propagates inside the object and is reflected on each tomographic plane inside the object. The reflected light group is reflected by the half mirror 13b, is combined with the reference light 20a, and becomes the incident image light 1. This reflected light group can be expressed by the following equation. E sb (t, r) = E sb (x, y) exp [j2π (f-f b) t] + Σ n E n exp (j2πft ) ... (15) the first term on the right side of the equation (15), The second term represents background noise light based on multiple reflections or the like, and represents the reflected object light holding the electric field E sb (x, y) having information on the reflected tomographic image plane.
【0034】前記入射画像光1は光電面2において2光
束干渉を生じる。反射物体光と平行光束の参照光との干
渉で、光電面2にはヘテロダイン干渉画像が形成され
る。その結果生じる光電子流は次式となる。 Ic (t,r)=Q|Erb(t)+Esb(t,r)|2 =Q{Erb 2 +〔Esb(x,y)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Erbcos(2πfa t) +ErbEsb(x,y)cos(2πfc t)} …(16) この式(16)の第2の等式の右辺第1項から第3項ま
でが背景雑音光も含む直流成分光電子流を表し、また、
第4項は、2次元ロックインイメージインテンシファイ
ア90においては時間応答しない高周波成分でかつ多重
散乱光による干渉のため平均化され直流成分となる。第
5項がヘテロダイン検波によるビート周波数fc =|f
a −fb |で振幅変調された観測したい映像信号交流成
分光電子流を表す。The incident image light 1 causes two-beam interference on the photoelectric surface 2. A heterodyne interference image is formed on the photocathode 2 due to interference between the reflected object light and the parallel light reference light. The resulting photoelectron flow is: I c (t, r) = Q | E rb (t) + E sb (t, r) | 2 = Q {E rb 2 + [E sb (x, y)] 2 + Σ n | E n | 2 + Σ n E n E rb cos (2πf a t) + E rb E sb (x, y) cos (2πf c t)} ... (16) the third term from the second equation of the first term on the right side of the equation (16) Represents the DC component photoelectron flow including background noise light, and
The fourth term is a high-frequency component that does not respond in time in the two-dimensional lock-in image intensifier 90, and is averaged due to interference by multiple scattered light to become a DC component. Beat frequency fifth term is due to heterodyne detection f c = | f
a −f b | represents a video signal alternating-current component photoelectron flow to be observed, which is amplitude-modulated.
【0035】この光電子流3は、前記実施例の2次元ロ
ックインイメージインテンシファイア90において説明
したように周波数fc でロックイン積分される。その結
果、上記式(16)において、周波数が異なるが、図3
の第1実施例と同様な制御が行われ、次式で表せる光電
子流が流れる。 It (t,r)=(Va/d)Q1 Ic (t,r) ={Vd cos(2πfc t)/d}QQ1 {Erb 2 +〔Esb(x,y)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Erbcos(2πfa t)+ErbEsb(x,y) cos(2πfc t)} =(Vd /d)QQ1 {Erb 2 cos(2πfc t) +〔Esb(x,y)〕2 cos(2πfc t) +Σn |En |2 cos(2πfc t) +(1/2)ErbEsb(x,y)+(1/2)Σn En Erb [cos〔2π(fc +fa )t〕+cos〔2π(fc −fa )t〕] +(1/2)ErbEsb(x,y)cos〔2π(2fc )t〕} …(17) ここで、Q1 はマイクロチャンネルプレート6に入射す
るまでの変換係数である。上記式(17)の第3の等式
の右辺第1項から第4項までが背景雑音光も含む直流成
分及び低周波成分の光電子流を表し、また、第5項は、
2次元ロックインイメージインテンシファイア90にお
いては時間応答しない高周波成分でかつ多重散乱光によ
る干渉のため平均化され直流成分となる。第6項がヘテ
ロダイン検波によるビート周波数fc =|fa −fb |
で振幅変調された観測したい映像信号交流成分光電子流
を表す。この周波数fc は周波数シフター22aと22
bからの信号を得て、その差周波発振器15aより発生
させ、ターミナル5より制御電圧発振器を経て、同期し
て前記交流印加電圧VaをT時間の間発生させる。[0035] The photoelectron stream 3 is locked in integrating the frequency f c as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment. As a result, in the above equation (16), although the frequency is different, FIG.
The same control as in the first embodiment is performed, and a photoelectron flow expressed by the following equation flows. I t (t, r) = (Va / d) Q 1 I c (t, r) = {V d cos (2πf c t) / d} QQ 1 {E rb 2 + [E sb (x, y) ] 2 + Σ n | E n | 2 + Σ n E n E rb cos (2πf a t) + E rb E sb (x, y) cos (2πf c t)} = (V d / d) QQ 1 {E rb 2 cos (2πf c t) + [E sb (x, y)] 2 cos (2πf c t) + Σ n | E n | 2 cos (2πf c t) + (1/2) E rb E sb (x, y ) + (1/2) Σ n E n E rb [cos [2π (f c + f a) t ] + cos [2π (f c -f a) t]] + (1/2) E rb E sb (x , y) cos [2 [pi (2f c) t]} (17) where, Q 1 is a conversion coefficient to entering the microchannel plate 6. The first to fourth terms on the right side of the third equation of the above equation (17) represent the photocurrent of the DC component and the low-frequency component including the background noise light, and the fifth term is:
In the two-dimensional lock-in image intensifier 90, a high-frequency component that does not respond in time and is averaged due to interference by multiple scattered light to become a DC component. The beat frequency Item 6 is by heterodyne detection f c = | f a -f b |
Represents an alternating-current component photoelectron flow of a video signal to be amplitude-modulated and desired to be observed. The frequency f c is the frequency shifter 22a 22
The signal AC is generated from the difference frequency oscillator 15a, and the AC applied voltage Va is synchronously generated from the terminal 5 via the control voltage oscillator for the time T.
【0036】このロックイン動作による高域通過フィル
ター作用により、上記式(17)の第3等式の右辺第1
項から第5項までの背景雑音光を含む直流成分及び低周
波成分は除去され、第6項に表される光電子流のみがマ
イクロチャンネルプレート6の前面部6aに流れ、次式
で表される。 It (t,r)=(Vd /d)QQ1 (1/2)ErbEsb(x,y) cos〔2π(2fc )t〕 …(18) T時間のゲートパルスを印加すると同時にターミナル9
よりその電圧を伝達することにより、前記レンズ1個の
位置に相当する部分に前記干渉像に準じたインラインホ
ログラムの映像が形成される。By the high-pass filter effect by the lock-in operation, the first right side of the third equation of the above equation (17) is obtained.
The DC component and the low-frequency component including the background noise light from the term to the fifth term are removed, and only the photoelectron current shown in the sixth term flows to the front surface 6a of the microchannel plate 6, and is expressed by the following equation. . I t (t, r) = (V d / d) QQ 1 (1/2) E rb E sb (x, y) cos [2 [pi (2f c) t] (18) applies a gate pulse of T time Terminal 9 at the same time
By transmitting the voltage more, an image of an in-line hologram according to the interference image is formed in a portion corresponding to the position of one lens.
【0037】その結果、次式で表される参照光成分を含
んだ被測定物体12の光反射映像“ErbEsb(x,
y)”が、背景雑音光を含んだ直流成分や低周波成分と
を除去した鮮明な画像として蛍光面7にて観測される。 I2 (t,r)=G(Vd /d)QQ1 (1/2)ErbEsb(x,y) cos〔2π(2fc )t〕 …(19) さらに、鮮明な反射像とするためには、その映像に対し
て図8の実施例で説明する撮像装置30と数値解析プロ
セッサー31aを用いて、平面波を想定したコンボリュ
ーション積分で数値ホログラフィ再生を行えばよい。こ
のことは、図3、図4及び図5に示した第1、第2及び
第3実施例で得られた映像についても同様であり、平面
波を想定したコンボリューション積分で数値ホログラフ
ィ再生を行えば、さらに鮮明な画像が得られることは明
らかである。As a result, a light reflection image “E rb E sb (x,
y) "is observed on the phosphor screen 7 as a clear image from which the DC component and the low-frequency component including the background noise light have been removed. I 2 (t, r) = G (V d / d) QQ 1 (1/2) E rb E sb (x, y) cos [2 [pi (2f c) t] (19) further, in order to clear reflected image is the embodiment of FIG. 8 with respect to the video Numerical holographic reproduction may be performed by convolution integration assuming a plane wave, using the imaging device 30 and the numerical analysis processor 31a described in Fig. 3. This corresponds to the first and second numerical values shown in Figs. The same applies to the images obtained in the second and third embodiments, and it is clear that a clearer image can be obtained by performing numerical holographic reproduction by convolution integration assuming a plane wave.
【0038】図7は本発明の第5実施例を示すホログラ
フィ実時間反射像再生を行う光波鉛直断面トモグラフィ
ー観測装置の構成図である。図7に示すように、コヒー
レンス長の充分長い高コヒーレント光源10aに、例え
ば生体透過率の高い波長1.3μmのレーザ発振器を配
備し、出射光をビームスプリッター13aにより2分割
する。その2分割した一方の光束を周波数シフター22
aに、例えば光音響素子を用いて透過させ周波数シフト
fa を施し、ビームエクスパンダー11aを用いて有効
な直径の平行光束として折り返し反射鏡19aで反射
し、参照光20aとする。この時、参照光電界E
rf(t,r)は次式で表現される。FIG. 7 is a block diagram of a light wave vertical sectional tomography observation apparatus for reproducing a holographic real-time reflection image according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, for example, a laser oscillator having a wavelength of 1.3 μm having a high biological transmittance is provided in a high coherent light source 10a having a sufficiently long coherence length, and the emitted light is split into two by a beam splitter 13a. One of the two light beams is divided by a frequency shifter 22.
in a, performs frequency shift f a so for example is transmitted using a photoacoustic device, using a beam expander 11a reflected by the return reflection mirror 19a as parallel light flux effective diameter, and the reference beam 20a. At this time, the reference light electric field E
rf (t, r) is represented by the following equation.
【0039】 Erf(t)=Erfexp〔j2π(f−fa )t〕 …(20) ここで、Erfは、ビーム断面強度が一様な光の電界振幅
を表し、fa は前記シフト周波数を表す。上記式(1
8)では、2光束が干渉する光電面2を原点にとり、伝
搬距離の位相項は除いてある。分割された他方の平行光
束は、周波数シフター22bに、例えば光音響素子を用
いて透過させ、周波数シフトfb を施し、ビームエクス
パンダー11bを用いて有効な直径の平行光束とし、折
り返し反射鏡19bで反射し、マルチレンズアレイ23
により発散照射光群20bに変換して被測定物体12を
照射する。その発散照射光群20bは物体内部に伝搬す
ると同時に物体内部の各断層面で反射される。その反射
光群はハーフミラー13bにより反射され、前記参照光
20aと合波し入射画像光1となる。その発散照射光群
20bは球面波と近似できるので、マルチレンズアレイ
23による焦点位置より被測定物体12への座標をz軸
とすると、一個のレンズからの照射光による反射光は次
式で表現できる。[0039] In E rf (t) = E rf exp [j2π (f-f a) t] ... (20) where, E rf the beam cross-sectional intensity represents the electric field amplitude of uniform light, f a is Represents the shift frequency. The above equation (1
In 8), the origin is the photoelectric surface 2 where the two light beams interfere, and the phase term of the propagation distance is removed. The other split parallel light beam is transmitted through the frequency shifter 22b using, for example, a photoacoustic element, subjected to a frequency shift f b , converted into a parallel light beam having an effective diameter using the beam expander 11b, and turned back into the reflecting mirror 19b. Reflected by the multi-lens array 23
And irradiates the measured object 12 with the divergent irradiation light group 20b. The divergent irradiation light group 20b propagates inside the object and is reflected on each tomographic plane inside the object. The reflected light group is reflected by the half mirror 13b, is combined with the reference light 20a, and becomes the incident image light 1. Since the diverging irradiation light group 20b can be approximated to a spherical wave, if the coordinate from the focal position by the multi-lens array 23 to the object to be measured 12 is the z-axis, the reflected light by irradiation light from one lens is expressed by the following equation. it can.
【0040】 Esf(t,r)=jk〔2π(2z)〕-1Esf(x,y,z) exp{j2π(f−fb )t−jk(x2 +y2 )〔2(2z)〕-1} +Σn En exp(j2πft) …(21) この式(21)の右辺第1項は、像面の反射電界E
sf(x,y,z)を保持した球面反射光を表し、第2項
は多重反射等に基づく背景雑音光を表す。E sf (t, r) = jk [2π (2z)] −1 E sf (x, y, z) exp {j2π (f−f b ) t−jk (x 2 + y 2 ) [2 ( 2z)] -1} + Σ n the first term on the right side of E n exp (j2πft) ... ( 21) equation (21), the image plane of the reflected field E
sf (x, y, z) represents spherical reflected light, and the second term represents background noise light based on multiple reflection and the like.
【0041】その反射光は光電面2において前記参照光
20aと2光束干渉を生じる。球面反射の物体光と平行
光束の参照光との干渉で、光電面2にはインラインホロ
グラムが形成される。その結果生じる光電子流強度Id
(t,r)は次式となる。 Id (t,r)=Q|Erf(t)+Esf(t,r)|2 =Q{Erf 2 +k2 (4πz)-2〔Esf (x,y,z)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Erfcos〔2πfa t〕 +k(4πz)-1ErfEsf(x,y,z) sin〔k(x2 +y2 )(4z)-1−2πfc t〕} …(22) この式(22)の第2の等式の右辺第1項から第3項ま
でが背景雑音光も含む直流成分光電子流を表し、また、
第4項は、2次元ロックインイメージインテンシファイ
ア90においては時間応答しない高周波成分でかつ多重
散乱光による干渉のため平均化され直流成分となる。第
5項がヘテロダイン検波によるビート周波数fc =|f
a −fb |で振幅変調された観測したい映像信号交流成
分光電子流を表す。The reflected light causes two-beam interference with the reference light 20a on the photoelectric surface 2. An in-line hologram is formed on the photocathode 2 by interference between the spherically reflected object light and the parallel light reference light. The resulting photoelectron flow intensity I d
(T, r) is given by the following equation. I d (t, r) = Q | E rf (t) + E sf (t, r) | 2 = Q {E rf 2 + k 2 (4πz) -2 [E sf (x, y, z ) ] 2 + sigma n | E n | 2 + Σ n E n E rf cos [2 [pi] f a t] + k (4πz) -1 E rf E sf (x, y, z) sin [k (x 2 + y 2) (4z) -1 - 2 [pi] f c t]} (22) represents the equation (22) the second DC component light electron flow from equation the first term to the third term also comprises background noise light, also,
The fourth term is a high-frequency component that does not respond in time in the two-dimensional lock-in image intensifier 90, and is averaged due to interference by multiple scattered light to become a DC component. Beat frequency fifth term is due to heterodyne detection f c = | f
a −f b | represents a video signal alternating-current component photoelectron flow to be observed, which is amplitude-modulated.
【0042】この光電子流3は、前記実施例の2次元ロ
ックインイメージインテンシファイア90において説明
したように周波数fc でロックイン積分される。その結
果、式(22)において、周波数が異なるが、図3の第
1実施例と同様な制御が行われ、次式で表せる光電子流
が流れる。 If (t,r)=(Va/d)Q1 Id (t,r) ={Vd cos(2πfc t)/d}QQ1 {Erf 2 +k2 (4πz)-2〔Esf(x,y,z)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Erfcos(2πfa t)+k(4πz)-1 ErfEsf(x,y,z)sin〔k(x2 +y2 )(4z)-1−2πfc t〕} =(Vd /d)QQ1 {Erf 2 cos(2πfc t)+k2 (4πz)-2 〔Esf(x,y,z)〕2 cos(2πfc t) +Σn |En |2 cos(2πfc t)+(1/2)k(4πz)-1 ErfEsf(x,y,z){sin〔k(x2 +y2 )(4z)-1〕} +(1/2)Σn En Erf〔cos〔2π(fc +fa )t〕 +cos〔2π(fc −fa )t〕+(1/2)k(4πz)-1 ErfEsf(x,y,z){sin〔k(x2 +y2 )(4z)-1 −2π(2fc )t〕} …(23) この式(23)の第3の等式の右辺第1項から第4項ま
でが背景雑音光も含む直流成分及び低周波成分の光電子
流を表し、また、第5項は、2次元ロックインイメージ
インテンシファイア90においては時間応答しない高周
波成分でかつ多重散乱光による干渉のため平均化され直
流成分となる。第6項がヘテロダイン検波によるビート
周波数fc =|fa −fb |で振幅変調された観測した
い映像信号交流成分光電子流を表す。その周波数fc は
周波数シフター22aと22bからの信号を得て、その
差周波発振器15aより発生させ、ターミナル5より制
御電圧発振器4を経て同期して前記交流印加電圧Vaを
T時間の間発生させる。[0042] The photoelectron stream 3 is locked in integrating the frequency f c as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment. As a result, in the equation (22), although the frequency is different, the same control as in the first embodiment of FIG. 3 is performed, and a photoelectron flow represented by the following equation flows. I f (t, r) = (Va / d) Q 1 I d (t, r) = {V d cos (2πf c t) / d} QQ 1 {E rf 2 + k 2 (4πz) -2 [E sf (x, y, z)] 2 + Σ n | E n | 2 + Σ n E n E rf cos (2πf a t) + k (4πz) -1 E rf E sf (x, y, z) sin [k ( x 2 + y 2) (4z ) -1 -2πf c t ]} = (V d / d) QQ 1 {E rf 2 cos (2πf c t) + k 2 (4πz) -2 [E sf (x, y, z)] 2 cos (2πf c t) + Σ n | E n | 2 cos (2πf c t) + (1/2) k (4πz) -1 E rf E sf (x, y, z) {sin [k (x 2 + y 2) ( 4z) -1 ]} + (1/2) Σ n E n E rf [cos [2π (f c + f a) t ] + cos [2π (f c -f a) t] + (1/2) k (4πz) -1 E rf E sf (x, y, z) {sin [k (x 2 y 2) (4z) -1 -2π (2f c) t ]} (23) a DC component from the third equation of the first term on the right side of the equation (23) to the fourth term also includes background optical noise The fifth term is a high-frequency component that does not respond in time in the two-dimensional lock-in image intensifier 90, and is averaged into a DC component due to interference by multiple scattered light. Item 6 is the beat frequency f c by heterodyne detection = | representing the video signal AC component light electron flow to be observed amplitude modulated | f a -f b. Its frequency f c is obtained a signal from the frequency shifter 22a and 22b, is generated from the difference-frequency oscillator 15a, causing the AC applied voltage Va in synchronization via a control voltage oscillator 4 from terminal 5 generates between time T .
【0043】この光電子流3は、前記実施例の2次元ロ
ックインイメージインテンシファイア90において説明
したように、その周波数fc でロックイン積分される。
このロックイン動作による高域通過フィルター作用によ
り、式(23)の第3等式の右辺第1項から第5項まで
の背景雑音光を含む直流成分及び低周波成分は除去さ
れ、第6項に表される光電子流のみがマイクロチャンネ
ルプレート6の前面部6aに流れ、次式で表される。 If (t,r)=(Vd /d)QQ1 (1/2)k(4πz)-1 ErfEsf(x,y,z)sin〔k(x2 +y2 )(4z)-1 −2π(2fc )t〕 …(24)[0043] The photoelectron stream 3, as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment, is the lock-in integration at that frequency f c.
The DC component and the low frequency component including the background noise light from the first term to the fifth term on the right side of the third equation of the equation (23) are removed by the high-pass filter effect by the lock-in operation, and the sixth term Only flows into the front surface 6a of the microchannel plate 6, and is expressed by the following equation. I f (t, r) = (V d / d) QQ 1 (1/2) k (4πz) -1 E rf E sf (x, y, z) sin [k (x 2 + y 2) (4z) -1 -2π (2f c) t] ... (24)
【0044】このロックイン動作は、T時間ゲートパル
スを印加すると同時にターミナル9よりその電圧を伝達
することにより行われ、前記レンズ1個の位置に相当す
る部分に前記干渉像に準じたインラインホログラムの映
像が蛍光面7に観測される。This lock-in operation is performed by transmitting the voltage from the terminal 9 at the same time as applying the gate pulse for the T time, and the in-line hologram corresponding to the interference image is formed in a portion corresponding to the position of one lens. An image is observed on the phosphor screen 7.
【0045】マルチレンズアレイ23の内、座標
(x0 ,y0 )にある1個のレンズによって、前記のイ
ンラインホログラムが形成され、蛍光面7には各レンズ
の座標毎に、次式で表される干渉蛍光像が観測される。 I3 (t,r)=G(Vd /d)QQ1 (1/2)k(4πz)-1 ErfEsf(x0 ,y0 ,z)sin〔k{(x−x0 )2 +(y−y0 2)} (4z)-1−2π(2fc )t〕 …(25) この式(25)で表現されるホログラム干渉像は、物体
内部の反射点(x,y,z)の3次元情報、即ち物体の
x−y平面断層像の情報のみならず、奥行きz軸の情報
も含まれており、背景雑音光を含む直流成分及び低周波
成分とシフト周波数fa の高周波成分は除去され、観測
したい映像信号交流成分光電子流のみが増幅強調され、
鮮明な映像が得られる。The in-line hologram is formed by one lens at coordinates (x 0 , y 0 ) in the multi-lens array 23, and the phosphor screen 7 is expressed by the following equation for each coordinate of each lens. The observed interference fluorescence image is observed. I 3 (t, r) = G (V d / d) QQ 1 (1/2) k (4πz) −1 E rf E sf (x 0 , y 0 , z) sin [k {(x−x 0 ) 2 + (y-y 0 2)} (4z) -1 -2π (2f c) t ] ... (25) hologram interference image represented by this formula (25), the object inside the reflection point (x, y, z), that is, not only the information of the xy plane tomographic image of the object but also the information of the depth z axis, and the DC component and the low frequency component including the background noise light and the shift frequency f high-frequency component of a is removed, only the video signal AC component light electron flow to be observed is amplified emphasized,
A clear image can be obtained.
【0046】マイクロレンズアレイ23は、例えば焦点
距離数cmの、直径およそ50μmの平板マイクロレン
ズを500×500程度平板状に配列して構成する。こ
れらのレンズの球面波による反射波と平面波との干渉で
ヘテロダイン検波されるのは、球面波の波面法線成分が
ほぼ平面波の法線に整合している部分のみであるから、
物体内部をほぼ直進し、反射してくる成分のみを検出す
ることができる。生体のような高散乱物質では多重散乱
が生じ、背景雑音光が多く発生して観測したい像面をマ
スクしてしまうが、上述の原理により、雑音光に埋もれ
た断層像を抽出できる。The microlens array 23 is constituted by arranging flat microlenses having a focal length of several cm and a diameter of about 50 μm in a plate shape of about 500 × 500. Since the heterodyne detection is performed by interference between the reflected wave of these lenses due to the spherical wave and the plane wave, only the portion where the wavefront normal component of the spherical wave almost matches the normal of the plane wave,
It is possible to detect only a component that travels substantially straight inside the object and is reflected. In the case of a highly scattering substance such as a living body, multiple scattering occurs, and a large amount of background noise light is generated, masking an image surface to be observed.
【0047】従って、前記インラインホログラムは、こ
の直進光成分を中心に干渉縞が生じることで形成され、
3次元画像情報を含むことになる。現在のところ、前記
蛍光面7等の像分解能が不十分なため、干渉縞を正確に
投影できないので、再生像は不十分な奥行き情報しか再
現できないが、固体素子等の開発により、再現性が良く
なることが期待できる。Therefore, the in-line hologram is formed by the occurrence of interference fringes around this straight light component,
It will contain three-dimensional image information. At present, since the image resolution of the fluorescent screen 7 and the like is insufficient, interference fringes cannot be accurately projected, and thus a reproduced image can reproduce only insufficient depth information. We can expect to get better.
【0048】次に、本実施例では、その3次元画像情報
を含んだ蛍光面7のインラインホログラム映像から、被
測定物体12の任意の奥行き面の断層像をズーミングに
よって観測する手段を備えているので、以下に説明す
る。図7に示すように、空間光変調素子26を具備し、
蛍光面7のその映像24をレンズ25によりその空間光
変調素子26の背面(書込面)に投影する。インコヒー
レント・コヒーレント光変換作用を有する空間光変調素
子26には、例えば(Optical Enginee
ring vol.17,No.4,p.371,19
78)などに開示されている液晶を用いた空間光変調素
子が適している。投影像は、インコヒーレントな書込光
によるから、その投影像を液晶の偏光反射像に変換し、
高コヒーレントなレーザ光源10bよりの直線偏光の平
行光束29aで偏光ビームスプリッター27を介して、
読み出し光としてその空間光変調素子26の前面(読み
出し面)に照射する。その結果、書き込み映像信号であ
るインラインホログラムがレーザ光によって再生された
構成となり、楕円または円偏光性の反射光は、偏光ビー
ムスプリッター27を透過して再生光29bとなり、断
層像の再生光となる。Next, in this embodiment, there is provided means for observing, by zooming, a tomographic image of an arbitrary depth plane of the measured object 12 from the in-line hologram image of the fluorescent screen 7 containing the three-dimensional image information. Therefore, it will be described below. As shown in FIG. 7, a spatial light modulator 26 is provided.
The image 24 of the fluorescent screen 7 is projected by the lens 25 on the back surface (writing surface) of the spatial light modulator 26. The spatial light modulator 26 having an incoherent / coherent light conversion function includes, for example, (Optical Engineer)
ring vol. 17, No. 4, p. 371, 19
78) are suitable. Since the projected image is based on the incoherent writing light, the projected image is converted into a polarization reflection image of the liquid crystal,
A parallel light beam 29a of linearly polarized light from a highly coherent laser light source 10b is passed through a polarizing beam splitter 27,
The reading light is applied to the front surface (reading surface) of the spatial light modulator 26. As a result, an in-line hologram, which is a write video signal, is reproduced by a laser beam, and the reflected light having an elliptically or circularly polarized light passes through the polarization beam splitter 27 to become a reproduction light 29b, which becomes a reproduction light of a tomographic image. .
【0049】その再生光29bは、レンズアレイの照射
による反射光の再生であるから、多重の発散球面波群で
ある。被測定物体12の奥行き2面の各点(x0 ,
y0 )からのその反射光群は同一の曲率の発散光である
ので、ズームレンズを具備した撮像装置30を用いて、
任意のz面、即ち任意の断層面に焦点を合わせることに
より、所望の断層像を実時間で観測できる。撮像装置3
0で撮影された映像は、画像処理装置31で加算平均化
などの処理を行い、また、焦点位置を順次移動して各面
の画像を記録して、3次元画像に構築することにより、
被測定物体の任意の破断面像の観測が可能になる。32
はその表示装置である。The reproduction light 29b is a group of multiple divergent spherical waves because the reproduction light 29b is reproduction of reflected light by irradiation of the lens array. Each point (x 0 ,
Since the reflected light group from y 0 ) is divergent light having the same curvature, using the imaging device 30 having the zoom lens,
By focusing on an arbitrary z plane, that is, an arbitrary tomographic plane, a desired tomographic image can be observed in real time. Imaging device 3
The image shot at 0 is subjected to processing such as averaging in the image processing device 31, and the focal position is sequentially moved to record the image of each surface, thereby constructing a three-dimensional image.
It is possible to observe an arbitrary fracture surface image of the measured object. 32
Is the display device.
【0050】自明のことではあるが、前記ズームレンズ
等を用いず、再生光を直視すれば、狭視野ながら立体視
も可能となる。図8は本発明の第6実施例を示す数値ホ
ログラフィ反射再生法による光波鉛直断面トモグラフィ
ー観測装置の構成図である。図8に示すように、蛍光面
7に前記インラインホログラムを映像化するまでは、図
7の場合と全く同じなのでその部分の説明は省略し、数
値ホログラフィ再生法を説明する。Obviously, if the reproduction light is viewed directly without using the zoom lens or the like, stereoscopic viewing is possible while having a narrow visual field. FIG. 8 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus using a numerical holographic reflection reproduction method showing a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, until the in-line hologram is visualized on the phosphor screen 7, the description is omitted, and the numerical holographic reproduction method will be described.
【0051】そのインラインホログラムの映像をレンズ
25で撮像装置30に投影し、前記インラインホログラ
ムを画像処理装置31に各画素の干渉強度を数値化して
記録する。次に、数値解析プロセッサー31aを用い
て、その数値画面に対し、次式 で与えられる波面を想定して、コンボリューション積分を実行する。 jk〔2π(2z)〕-1exp{−jk(x2 +y2 )〔2(2z)〕-1} …(26) その結果、任意のz面にある断面像を数値画面として再
生することができる。z位置を順次移動して同様の数値
計算を実施して各再生数値画面を画像処理装置31の記
録部に格納して、前記と同様に3次元画像に構築するこ
とにより、被測定物体の任意の破断面像の観測が可能に
なる。The image of the in-line hologram is projected on the imaging device 30 by the lens 25, and the in-line hologram is recorded in the image processing device 31 by converting the interference intensity of each pixel into a numerical value. Next, using the numerical analysis processor 31a, the convolution integration is executed on the numerical screen assuming the wavefront given by the following equation. jk [2π (2z)] −1 exp {−jk (x 2 + y 2 ) [2 (2z)] −1 } (26) As a result, a cross-sectional image on an arbitrary z plane is reproduced as a numerical screen. Can be. By sequentially moving the z position, performing the same numerical calculation, storing each reproduced numerical screen in the recording unit of the image processing device 31, and constructing a three-dimensional image in the same manner as described above, thereby enabling arbitrary measurement of the measured object. Observation of the cross section image of
【0052】この方法では、数値解析に時間を要し、実
時間観測はできないが、専用の高速プロセッサーなどの
開発により、短時間のうちに所望の断層像を観測できる
ようにすることは容易である。さらには、数値解析で再
生像を逐次得て、ビデオレートで一旦記録し、しかる後
に実時間スケールで動画像の観測も可能である。図9は
本発明の第7実施例を示す光透視像を観測する光波鉛直
断面トモグラフィー観測装置の構成図である。In this method, numerical analysis takes time and real-time observation cannot be performed. However, it is easy to observe a desired tomographic image in a short time by developing a dedicated high-speed processor. is there. Further, it is possible to sequentially obtain reproduced images by numerical analysis, temporarily record the reproduced images at a video rate, and thereafter observe moving images on a real-time scale. FIG. 9 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus for observing a light transmission image according to a seventh embodiment of the present invention.
【0053】図9に示すように、高コヒーレンス光源1
0aに例えば生体透過率の高い波長1.3μmのレーザ
発振器を配備し、ビームスプリッター13aにより出射
光束を2分割する。2分割した一方の光束を周波数シフ
ター22aに、例えば光音響素子を用いて透過させ、周
波数シフトを施し、ビームエクスパンダー11aを用い
て有効な直径の平行光束とし、折り返し反射鏡19aで
反射し、参照光20aとする。この時、参照光電界Ert
(t,r)は次式で表現される。As shown in FIG. 9, the high coherence light source 1
For example, a laser oscillator having a high biotransmittance and a wavelength of 1.3 μm is provided in Oa, and the emitted light beam is split into two by a beam splitter 13a. One of the two split light beams is transmitted through the frequency shifter 22a using, for example, a photoacoustic element, frequency-shifted, converted into a parallel light beam having an effective diameter using the beam expander 11a, and reflected by the return reflecting mirror 19a. The reference light is assumed to be 20a. At this time, the reference light electric field E rt
(T, r) is expressed by the following equation.
【0054】 Ert(t)=Ertexp〔j2π(f−fa )t〕 …(27) ここで、Ertはビーム断面強度が一様な光の電界振幅を
表し、fa はシフト周波数を表す。上記式(27)で
は、2光束が干渉する光電面2を原点にとり、伝搬距離
の位相項は除いてある。分割された他方の平行光束は、
周波数シフター22bに、例えば光音響素子を用いて透
過させ、周波数シフトfb を施し、ビームエクスパンダ
ー11bを用いて有効な直径の平行光束とし、折り返し
反射鏡19bで反射し、被測定物体21に照射する。E rt (t) = E rt exp [j2π (f−f a ) t] (27) where E rt represents an electric field amplitude of light having a uniform beam cross-sectional intensity, and f a is a shift. Indicates frequency. In the above equation (27), the photoelectric surface 2 where the two light beams interfere is taken as the origin, and the phase term of the propagation distance is excluded. The other split parallel beam is
The frequency shifter 22b is transmitted through, for example, a photoacoustic element, subjected to a frequency shift f b , converted into a parallel light beam having an effective diameter using the beam expander 11b, reflected by the return reflecting mirror 19b, and reflected by the object 21 to be measured. Irradiate.
【0055】この照射光は、物体内部に部分的に透過す
ると同時に物体の性質により吸収や散乱を受けて減衰す
る。透過物体光20cはハーフミラー13bにより反射
され、参照光20aと合波し、入射画像光1となる。こ
の透過光は次式で表現できる。 Est(t,r)=Est(x,y)exp〔j2π(f−fb )t〕 +Σn En exp(j2πft) …(28) この式(28)の右辺第1項は透過像面の情報を有する
電界Est(x,y)を保持した透過物体光を表し、第2
項は多重反射等に基づく背景雑音光を表す。The irradiation light partially transmits inside the object and is attenuated by being absorbed or scattered by the properties of the object. The transmitted object light 20c is reflected by the half mirror 13b, is combined with the reference light 20a, and becomes the incident image light 1. This transmitted light can be expressed by the following equation. E st (t, r) = E st (x, y) exp [j2π (f-f b) t] + Σ n E n exp (j2πft ) ... (28) the first term on the right side of the equation (28) is transmitted Represents transmitted object light holding an electric field E st (x, y) having information on the image plane,
The term represents background noise light based on multiple reflection or the like.
【0056】前記入射画像光1は光電面2において2光
束干渉を生じる。透過物体光と平行光束の参照光との干
渉で、光電面2にはヘテロダイン干渉画像が形成され
る。その結果生じる光電子流は次式となる。 Ie (t,r)=Q|Ert(t)+Est(t,r)|2 =Q{Ert 2 +〔Est(x,y)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Ertcos(2πfa t) +ErtEst(x,y)cos(2πfc t)} …(29) この式(29)の第2の等式の右辺第1項から第3項ま
でが背景雑音光も含む直流成分光電子流を表し、また、
第4項は、2次元ロックインイメージインテンシファイ
ア90においては時間応答しない高周波成分でかつ多重
散乱光による干渉のため平均化され直流成分となる。第
5項がヘテロダイン検波によるビート周波数fc =|f
a −fb |で振幅変調された観測したい映像信号交流成
分光電子流を表す。The incident image light 1 causes two-beam interference on the photoelectric surface 2. A heterodyne interference image is formed on the photocathode 2 due to interference between the transmitted object light and the parallel light reference light. The resulting photoelectron flow is: I e (t, r) = Q | E rt (t) + E st (t, r) | 2 = Q {E rt 2 + [E st (x, y)] 2 + Σ n | E n | 2 + Σ n E n E rt cos (2πf a t) + E rt E st (x, y) cos (2πf c t)} ... (29) the third term from the second equation of the first term on the right side of the equation (29) Represents the DC component photoelectron flow including background noise light, and
The fourth term is a high-frequency component that does not respond in time in the two-dimensional lock-in image intensifier 90, and is averaged due to interference by multiple scattered light to become a DC component. Beat frequency fifth term is due to heterodyne detection f c = | f
a −f b | represents a video signal alternating-current component photoelectron flow to be observed, which is amplitude-modulated.
【0057】この光電子流3は、前記実施例の2次元ロ
ックインイメージインテンシファイア90において説明
したように周波数fc でロックイン積分される。その結
果、上記式(29)において、周波数が異なるが、図3
の第1実施例と同様な制御が行われ、次式で表せる光電
子流が流れる。 Ip (t,r)=(Va/d)Q1 Ie (t,r) ={Vd cos(2πfc t)/d} QQ1 {Ert 2 +〔Est(x,y)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Ertcos(2πfa t) +ErtEst(x,y)cos(2πfc t)} =(Vd /d)QQ1 {Ert 2 cos(2πfc t) +〔Est(x,y)〕2 cos(2πfc t) +Σn |En |2 cos(2πfc t) +(1/2)ErtEst(x,y) +(1/2)Σn En Ert〔cos〔2π(fc +fa )t〕 +cos〔2π(fc −fa )t〕〕 +(1/2)ErtEst(x,y)cos〔2π(2fc )t〕} …(30) この式(30)の第3の等式の右辺第1項から第4項ま
でが背景雑音光も含む直流成分及び低周波成分の光電子
流を表し、また、第5項は、2次元ロックインイメージ
インテンシファイア90においては時間応答しない高周
波成分でかつ多重散乱光による干渉のため平均化され直
流成分となる。第6項がヘテロダイン検波によるビート
周波数fc =|fa −fb |で振幅変調された観測した
い映像信号交流成分光電子流を表す。その周波数fc は
周波数シフター22aと22bからの信号を得て、その
差周波発振器15aより発生させ、ターミナル5より制
御電圧発振器4を経て同期して前記交流印加電圧Vaを
T時間の間発生させる。[0057] The photoelectron stream 3 is locked in integrating the frequency f c as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment. As a result, although the frequency is different in the above equation (29), FIG.
The same control as in the first embodiment is performed, and a photoelectron flow expressed by the following equation flows. I p (t, r) = (Va / d) Q 1 I e (t, r) = {V d cos (2πf c t) / d} QQ 1 {E rt 2 + [E st (x, y) ] 2 + Σ n | E n | 2 + Σ n E n E rt cos (2πf a t) + E rt E st (x, y) cos (2πf c t)} = (V d / d) QQ 1 {E rt 2 cos (2πf c t) + [E st (x, y)] 2 cos (2πf c t) + Σ n | E n | 2 cos (2πf c t) + (1/2) E rt E st (x, y ) + (1/2) Σ n E n E rt [cos [2π (f c + f a) t ] + cos [2π (f c -f a) t]] + (1/2) E rt E st (x , y) cos [2 [pi (2f c) t]} (30) DC components and low frequency components from the third equation of the first term on the right side of the equation (30) to the fourth term also includes background optical noise And the fifth term is a two-dimensional lock And a high-frequency component not responding time in emission image intensifier 90 are averaged for interference by multiple scattering light becomes a DC component. Item 6 is the beat frequency f c by heterodyne detection = | representing the video signal AC component light electron flow to be observed amplitude modulated | f a -f b. Its frequency f c is obtained a signal from the frequency shifter 22a and 22b, is generated from the difference-frequency oscillator 15a, causing the AC applied voltage Va in synchronization via a control voltage oscillator 4 from terminal 5 generates between time T .
【0058】この光電子流3は、前記実施例の2次元ロ
ックインイメージインテンシファイア90において説明
したようにその周波数fc でロックイン積分される。こ
のロックイン動作による高域通過フィルター作用によ
り、上記式(30)の第3等式の右辺第1項から第5項
までの背景雑音光を含む直流成分及び低周波成分は除去
され、第6項に表される光電子流のみがマイクロチャン
ネルプレート6の前面部6aに流れ、次式で表される。 Ip (t,r)=(Vd /d)QQ1 (1/2) ErtEst(x,y)cos〔2π(2fc )t〕 …(31)[0058] The photoelectron stream 3 is locked in the integration at the frequency f c as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment. The DC component and the low frequency component including the background noise light from the first to fifth terms on the right side of the third equation of the above equation (30) are removed by the high-pass filter effect by the lock-in operation, and the sixth equation is obtained. Only the photoelectron flow represented by the term flows to the front surface 6a of the microchannel plate 6, and is expressed by the following equation. I p (t, r) = (V d / d) QQ 1 (1/2) E rt E st (x, y) cos [2 [pi (2f c) t] ... (31)
【0059】このロックイン動作によって、上記式(2
2)の右辺第5項の光電子流のみがマイクロチャンネル
プレート6の前面部6aに流れ、他の背景雑音光を含む
直流成分は除去される。T時間にゲートパルスを印加す
ると同時にターミナル9よりその電圧を伝達することに
より、前記レンズ1個の位置に相当する部分に前記干渉
像に準じたインラインホログラムの映像が形成される。By the lock-in operation, the above equation (2)
Only the photoelectron current of the fifth term on the right side of 2) flows to the front surface 6a of the microchannel plate 6, and other DC components including background noise light are removed. By applying the gate pulse at the time T and transmitting the voltage from the terminal 9 at the same time, an image of an in-line hologram according to the interference image is formed at a portion corresponding to the position of one lens.
【0060】その結果、次式で表される参照光成分を含
んだ被測定物体の光透過映像“ErtEst(x,y)”
が、背景雑音光や直流成分及び低周波成分を除去した鮮
明な画像として蛍光面7にて観測される。 I4 (t,r)=GIp (t,r)=G(Vd /d)QQ1 (1/2) ErtEst(x,y)cos〔2π(2fc )t〕 …(32) この映像は、光によるX線透視像に相当するものである
が、干渉画像であることから、微細な干渉縞を背景に含
んでいる。さらに、鮮明な透視像とするためには、その
映像に対して図8の実施例で説明した撮像装置30と数
値解析プロセッサー31aを用いて、平面波を想定した
コンボリューション積分で数値ホログラフィ再生を行え
ばよい。このことは、図3、図4及び図5に示した第
1、第2及び第3実施例で得られた映像についても、同
様であり、平面波を想定したコンボリューション積分で
数値ホログラフィ再生を行えば、さらに鮮明な画像が得
られることは明らかである。As a result, a light transmission image “E rt E st (x, y)” of the measured object including the reference light component represented by the following equation:
Is observed on the fluorescent screen 7 as a clear image from which background noise light, DC components and low-frequency components have been removed. I 4 (t, r) = GI p (t, r) = G (V d / d) QQ 1 (1/2) E rt E st (x, y) cos [2π (2f c) t] ... ( 32) This image is equivalent to an X-ray fluoroscopic image by light, but includes an interference fringe in the background because it is an interference image. Further, in order to obtain a clear perspective image, the image is subjected to numerical holographic reproduction by convolution integration assuming a plane wave using the imaging device 30 and the numerical analysis processor 31a described in the embodiment of FIG. Just do it. This is the same for the images obtained in the first, second, and third embodiments shown in FIGS. 3, 4, and 5, and the numerical holographic reproduction is performed by the convolution integration assuming the plane wave. For example, it is clear that a clearer image can be obtained.
【0061】図10は本発明の第8実施例を示すホログ
ラフィ実時間光透視像を観測する鉛直断面トモグラフィ
ー観測装置の構成図である。図10に示すように、高コ
ヒーレンス光源10aに、例えば生体透過率の高い波長
1.3μmのレーザ発振器を配備し、出射光をビームス
プリッター13aにより2分割する。2分割した一方の
光束を周波数シフター22aに、例えば光音響素子を用
いて透過させ、周波数シフトfa を施し、ビームエクス
パンダー11aを用いて有効な直径の平行光束とし、折
り返し反射鏡19aで反射し参照光20aとする。この
時、参照光電界Ert(t,r)は次式で表現される。FIG. 10 is a block diagram of a vertical section tomography observation apparatus for observing a holographic real-time optical fluoroscopic image according to an eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, a high-coherence light source 10a is provided with, for example, a 1.3 μm wavelength laser oscillator having high biological transmittance, and the emitted light is split into two by a beam splitter 13a. One of the two split light beams is transmitted through the frequency shifter 22a using, for example, a photoacoustic element, subjected to a frequency shift fa, converted into a parallel light beam having an effective diameter using the beam expander 11a, and reflected by the return reflecting mirror 19a. And the reference light 20a. At this time, the reference light electric field E rt (t, r) is expressed by the following equation.
【0062】 Erg(t)=Ergexp〔j2π(f−f a)t〕 …(33) ここで、Ergはビーム断面強度が一様な光の電界振幅を
表し、fa はシフト周波数を表す。上記式(33)で
は、2光束が干渉する光電面2を原点にとり、伝搬距離
の位相項は除いてある。分割された他方の平行光束は、
周波数シフター22bに、例えば光音響素子を用いて透
過させ、周波数シフトfb を施し、ビームエクスパンダ
ー11bを用いて有効な直径の平行光束とし折り返し反
射鏡19bで反射し、マルチレンズアレイ23により、
発散照射光群20bに変換して被測定物体21を照射す
る。その発散照射光群20bは物体内部に透過する。そ
の透過光群はハーフミラー13bにより反射され参照光
20aと重畳して、入射画像光1となる。その発散参照
光群(発散照射光群)20bは球面波と近似できるの
で、マルチレンズアレイ23による焦点位置より被測定
物体21への座標をz軸とすると、一個のレンズからの
照射光による透過光は、次式で表現できる。E rg (t) = E rg exp [j2π (f−f a ) t] (33) where E rg represents the electric field amplitude of light having a uniform beam cross-sectional intensity, and f a is a shift. Represents frequency. In Expression (33), the origin is the photoelectric surface 2 where the two light beams interfere, and the phase term of the propagation distance is excluded. The other split parallel beam is
The frequency shifter 22b is transmitted using, for example, a photoacoustic element, subjected to a frequency shift f b , converted into a parallel light flux having an effective diameter using the beam expander 11b, reflected by the return reflecting mirror 19b, and transmitted by the multi-lens array 23.
The light is converted into a diverging irradiation light group 20b and irradiates the measured object 21. The diverging irradiation light group 20b is transmitted through the inside of the object. The transmitted light group is reflected by the half mirror 13b and overlaps with the reference light 20a to become the incident image light 1. Since the diverging reference light group (diverging irradiation light group) 20b can be approximated to a spherical wave, if the coordinate from the focal position by the multi-lens array 23 to the measured object 21 is the z-axis, transmission by irradiation light from one lens is performed. Light can be expressed by the following equation.
【0063】 Esg(t,r)=jk(2πz)-1Esg(x,y,z) exp{j2π(f−fb )t−jk(x2 +y2 )(2z)-1} +Σn En exp(j2πft) …(34) この式(34)の右辺第1項は像面の透過電界E
sg(x,y,z)を保持した球面透過光を表し、第2項
は多重散乱等に基づく背景雑音光を表す。E sg (t, r) = jk (2πz) −1 E sg (x, y, z) exp {j2π (f−f b ) t−jk (x 2 + y 2 ) (2z) −1 } + Σ n E n exp (j2πft ) ... (34) transmitting the electric field E of the first term on the right side image plane of the formula (34)
sg (x, y, z) represents spherical transmitted light, and the second term represents background noise light based on multiple scattering and the like.
【0064】その透過光は、光電面2において前記参照
光20aと2光束干渉を生じる。球面反射の物体光と平
行光束の参照光との干渉で、光電面2にはインラインホ
ログラムが形成される。その結果生じる光電子流強度I
f (t,r)は次式となる。 If (t,r)=Q|Erg(t)+Esg(t,r)|2 =Q{Erg 2 +k2 (2πz)-2〔Esg(x,y,z)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Ergcos(2πfa t) +k(2πz)-1ErgEsg(x,y,z) sin〔k(x2 +y2 )(2z)-1−2πfc t〕} …(35) この式(35)の第2等式の右辺第1項から第3項まで
の背景雑音光を含む直流成分光電子流であり、また、第
4項は2次元ロックインイメージインテンシファイア9
0においては時間応答しない高周波成分でかつ多重散乱
光による干渉のため平均化され直流成分となる。第5項
がヘテロダイン検波によるビート周波数fc =|fa −
fb |で振幅変調された観測したい映像信号交流成分光
電子流を表す。The transmitted light causes two-beam interference with the reference light 20 a on the photoelectric surface 2. An in-line hologram is formed on the photocathode 2 by interference between the spherically reflected object light and the parallel light reference light. The resulting photocurrent intensity I
f (t, r) is given by the following equation. I f (t, r) = Q | E rg (t) + E sg (t, r) | 2 = Q {E rg 2 + k 2 (2πz) -2 [E sg (x, y, z ) ] 2 + sigma n | E n | 2 + Σ n E n E rg cos (2πf a t) + k (2πz) -1 E rg E sg (x, y, z) sin [k (x 2 + y 2) (2z) -1 - 2 [pi] f c t]} (35) is a DC component photoelectron stream containing background noise light from the second equation of the first term on the right side of the equation (35) to the third term, also fourth term 2 dimensional Lock-in Image Intensifier 9
At 0, it is a high frequency component that does not respond in time and is averaged due to interference by multiple scattered light to become a DC component. Beat frequency fifth term is due to heterodyne detection f c = | f a -
f b | represents an AC component photoelectron flow of the video signal to be amplitude-modulated to be observed.
【0065】この光電子流3は、前記実施例の2次元ロ
ックインイメージインテンシファイア90において説明
したように周波数fc でロックイン積分される。その結
果、上記式(35)において、周波数が異なるが、図3
の第1実施例と同様な制御が行われ、次式で表わす光電
子流が流れる。 Ig (t,r)=(Va/d)Q1 If (t,r) ={Vd cos(2πfc t)/d}QQ1 {Erg 2 +k2 (2πz)-2〔Esg(x,y,z)〕2 +Σn |En |2 +Σn En Ergcos(2πfa t) +k(2πz)-1ErgEsg(x,y,z) sin〔k(x2 +y2 )(2z)-1−2πfc t〕} =(Vd /d)QQ1 {Erg 2 cos(2πfc t) +k2 (2πz)-2〔Esg(x,y,z)〕2 cos(2πfc t) +Σn |En |2 cos(2πfc t) +(1/2)k(2πz)-1ErgEsg(x,y,z) {sin〔k(x2 +y2 )(2z)-1〕} +(1/2)Σn En Erg{〔cos〔2π(fc +fa )t〕 +cos〔2π(fc −fa )t〕} +(1/2)k(2πz)-1ErgEsg(x,y,z) {sin〔k(x2 +y2 )(2z)-1−2π(2fc )t〕} …(36) この式(36)の第3等式の右辺第1項から第4項まで
は、背景雑音光を含む直流成分及び低周波成分であり、
また、第5項は、2次元ロックインイメージインテンシ
ファイア90においては時間応答しない高周波成分でか
つ多重散乱光による干渉のため平均化され直流成分とな
る。第6項がヘテロダイン検波によるビート周波数fc
=|fa −fb |で振幅変調された観測したい映像信号
交流成分光電子流を現す。この周波数fc は周波数シフ
ター22aと22bからの信号を得て、その差周波発振
器15aより発生させ、ターミナル5より制御電圧発振
器4を経て、同期して前記交流印加電圧VaをT時間の
間発生させる。[0065] The photoelectron stream 3 is locked in integrating the frequency f c as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment. As a result, in the above equation (35), although the frequency is different, FIG.
The same control as in the first embodiment is performed, and a photoelectron flow represented by the following equation flows. I g (t, r) = (Va / d) Q 1 I f (t, r) = {V d cos (2πf c t) / d} QQ 1 {E rg 2 + k 2 (2πz) -2 [E sg (x, y, z)] 2 + Σ n | E n | 2 + Σ n E n E rg cos (2πf a t) + k (2πz) -1 E rg E sg (x, y, z) sin [k ( x 2 + y 2) (2z ) -1 -2πf c t ]} = (V d / d) QQ 1 {E rg 2 cos (2πf c t) + k 2 (2πz) -2 [E sg (x, y, z)] 2 cos (2πf c t) + Σ n | E n | 2 cos (2πf c t) + (1/2) k (2πz) -1 E rg E sg (x, y, z) {sin [k (x 2 + y 2) ( 2z) -1 ]} + (1/2) Σ n E n E rg { [cos [2π (f c + f a) t ] + cos [2π (f c -f a) t] } + (1/2) k (2πz ) -1 E rg E sg (x, y, z) {sin [ From (x 2 + y 2) ( 2z) -1 -2π (2f c) t ]} (36) third equation of the first term on the right side of the equation (36) to the fourth term, the background noise light DC components and low frequency components,
The fifth term is a high-frequency component that does not respond in time in the two-dimensional lock-in image intensifier 90, and is averaged due to interference by multiple scattered light to become a DC component. Item 6 is the beat frequency f c by heterodyne detection
= | F a −f b | represents the alternating current component photoelectron flow of the video signal to be observed which is amplitude-modulated. The frequency f c is obtained a signal from the frequency shifter 22a and 22b, is generated from the difference-frequency oscillator 15a, via the control voltage oscillator 4 from the terminal 5, synchronized between the applied AC voltage Va T time occur Let it.
【0066】この光電子流3は、前記実施例の2次元ロ
ックインイメージインテンシファイア90において説明
したようにその周波数fc でロックイン積分される。こ
のロックイン動作による高域通過フィルター作用によ
り、上記式(36)の第3等式の右辺第1項から第5項
までの背景雑音光を含む直流成分及び低周波成分は除去
され、第6項がヘテロダイン検波によるビート周波数f
c =|fa −fb |で振幅変調された観測したい映像信
号交流成分光電子流である。この光電子流のみがマイク
ロチャンネルプレート6の前面部6aに流れ、次式で表
される。 Ig (t,r)=(Vd /d)QQ1 (1/2)k(2πz)-1 ErgEsg(x,y,z)sin〔k(x2 +y2 )(2z)-1 −2π(2fc )t〕 …(37)[0066] The photoelectron stream 3 is locked in the integration at the frequency f c as described in the two-dimensional lock-in image intensifier 90 of the embodiment. The DC component and the low frequency component including the background noise light from the first term to the fifth term on the right side of the third equation of the above equation (36) are removed by the high-pass filter action by the lock-in operation, and the sixth equation is obtained. Term is beat frequency f by heterodyne detection
c = a video signal AC component photoelectron flow to be observed, which is amplitude-modulated by | f a −f b |. Only this photoelectron flow flows to the front surface 6a of the microchannel plate 6, and is expressed by the following equation. I g (t, r) = (V d / d) QQ 1 (1/2) k (2πz) -1 E rg E sg (x, y, z) sin [k (x 2 + y 2) (2z) -1 -2π (2f c) t] ... (37)
【0067】このロックイン動作は、T時間にゲートパ
ルスを印加すると同時にターミナル9よりその電圧を伝
達することにより行われ、前記レンズ1個の位置に相当
する部分に前記干渉像に準じたインラインホログラムの
映像が形成される。This lock-in operation is performed by applying a gate pulse at the time T and transmitting the voltage from the terminal 9 at the same time. An in-line hologram similar to the interference image is provided at a portion corresponding to the position of one lens. Is formed.
【0068】その結果、参照光成分を含んだ次式で表さ
れる被測定物体21の光透過映像“ErgEsg(x,
y)”が、背景雑音光や直流成分を除去した鮮明な画像
として蛍光面7にて観測される。 I5 (t,r)=G(Vd /d)QQ1 (1/2)k(2πz)-1 ErgEsg(x,y,z)sin〔k(x2 +y2 )(2z)-1 −2π(2fc )t〕 …(38) この映像は、光によるX線透視像に相当するものである
が、干渉画像であることから、微細な干渉縞を背景に含
んでいる。As a result, a light transmission image “E rg E sg (x,
y) ”is observed on the phosphor screen 7 as a clear image from which background noise light and DC components have been removed. I 5 (t, r) = G (V d / d) QQ 1 (1/2) k (2πz) -1 E rg E sg (x, y, z) sin [k (x 2 + y 2) (2z) -1 -2π (2f c) t ] ... (38) the image is, X-rays by the light Although it is equivalent to a perspective image, since it is an interference image, it contains fine interference fringes in the background.
【0069】この動作は、T時間にゲートパルスを印加
すると同時にターミナル9よりその電圧を伝達すること
により、前記レンズ1個の位置に相当する部分に前記干
渉像に準じたインラインホログラムの映像が形成され
る。In this operation, the gate pulse is applied at the time T and the voltage is transmitted from the terminal 9 at the same time, so that an image of an in-line hologram according to the interference image is formed at a portion corresponding to the position of one lens. Is done.
【0070】マルチレンズアレイ23の内、座標
(x0 ,y0 )にある1個のレンズによって、前記のイ
ンラインホログラムが形成され、蛍光面7には各レンズ
の座標毎に、次式で表される干渉蛍光像が観測される。 I5h(t,r)=G(Vd /d)QQ1 (1/2)k(2πz)-1 ErgEsg(x0 ,y0 ,z)sin{k〔(x−x0 )2 +(y−y0)2 〕 (2z)-1−2π(2fc )t} …(39)The in-line hologram is formed by one lens at coordinates (x 0 , y 0 ) in the multi-lens array 23, and the phosphor screen 7 is expressed by the following equation for each coordinate of each lens. The observed interference fluorescence image is observed. I 5h (t, r) = G (V d / d) QQ 1 (1/2) k (2πz) -1 E rg E sg (x 0, y 0, z) sin {k [(x-x 0 ) 2 + (y-y 0 ) 2 ] (2z) -1 -2π (2f c ) t} ... (39)
【0071】この式(39)で表現されるホログラム干
渉像は物体内部の反射点(x,y,z)の3次元情報、
即ち、物体のx−y平面透視像の情報のみならず、奥行
きz軸の情報も含まれている。The hologram interference image expressed by the equation (39) is three-dimensional information of the reflection point (x, y, z) inside the object,
That is, information on the depth z-axis as well as information on the xy plane perspective image of the object is included.
【0072】マイクロレンズアレイ23は、例えば焦点
距離数cmの、直径およそ50μm乃至それ以下の平板
マイクロレンズを500×500程度平板状に配列して
構成する。これらのレンズの球面波による透過波と平面
波との干渉でヘテロダイン検波されるのは、球面波の波
面接線成分がほぼ平面波に整合している部分のみである
から、物体内部をほぼ直進し、透過してくる成分のみを
検出することができる。生体のような高散乱物質では多
重散乱が生じ、背景雑音光が多く発生して観測したい像
面をマスクしてしまうが、上述の原理により、雑音光に
埋もれた透過断層像を抽出できる。従って、前記インラ
インホログラムは、この直進光成分を中心に干渉光が生
じることで形成され、3次元画像情報を含むことにな
る。The microlens array 23 is constituted by arranging flat microlenses having a focal length of several cm and a diameter of about 50 μm to less than about 500 × 500. Heterodyne detection due to interference between the transmitted wave and the plane wave of these lenses due to the spherical wave is only the part where the wavefront tangent component of the spherical wave almost matches the plane wave, so it travels almost straight inside the object, Only the transmitted component can be detected. In the case of a highly scattering substance such as a living body, multiple scattering occurs, and a large amount of background noise light is generated, which masks the image surface to be observed. Therefore, the in-line hologram is formed by generating interference light centering on the straight light component, and includes three-dimensional image information.
【0073】次に、本実施例では該3次元画像情報を含
んだ蛍光面7のインラインホログラム映像から、被測定
物体の任意の奥行き面の透視断層像をズーミングによっ
て観測する手段を備えているが、動作原理は図7の説明
と同様なので省略する。図11は本発明の第9実施例を
示す数値ホログラフィ再生法による実時間光透視像の光
波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構成図である。Next, in this embodiment, there is provided a means for observing, by zooming, a fluoroscopic tomographic image of an arbitrary depth plane of the measured object from the in-line hologram image of the fluorescent screen 7 containing the three-dimensional image information. The operation principle is the same as that described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram of an apparatus for observing a light wave vertical cross section tomography of a real-time optical fluoroscopic image by a numerical holography reproducing method according to a ninth embodiment of the present invention.
【0074】図11において、蛍光面7に前記インライ
ンホログラムを映像化するまでは、図10の場合と全く
同じなのでその部分の説明は省略する。さらに、数値ホ
ログラフィ再生法も図8における第6実施例と全く同様
なのでその部分の説明は省略する。前記各実施例で示し
た各構成を本発明の趣旨を違えることなく、適宜組み合
わせを変化させても本発明に基づくことは明らかであ
る。In FIG. 11, until the in-line hologram is visualized on the fluorescent screen 7, the operation is exactly the same as that in FIG. Further, the numerical holographic reproduction method is completely the same as that of the sixth embodiment in FIG. 8, and the description of that part is omitted. It is apparent that the present invention is based on the present invention even if the configurations shown in the respective embodiments are appropriately changed without changing the gist of the present invention.
【0075】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明
は、入射画像光を2乗検波によって2次元空間変調され
た光電子流に変換する光電面と、前記光電子流の2次元
電子放出による増倍2次電子発生機能とを兼ねた前面部
及び後面部の背面電極付きマイクロチャンネルプレート
と、前記増倍2次電子発生機能による増倍2次電子流を
蛍光に変換し、入射光の映像信号交流成分のみを、蛍光
媒質中の励起蛍光凖位に一定周期分の電子を重畳蓄積す
る作用とを兼ねた蛍光面とを具備した2次元ロックイン
イメージインテンシファイアを配備して、入射画像光が
2光束干渉の2次元画像光で前記光電面でヘテロダイン
検波となる場合において、前記光電面より生じる光電子
流の分布が、各画素において直流成分光電子流とそのヘ
テロダイン検波に基づく振幅変調を受けている映像信号
交流成分光電子流とから成るに際し、前記振幅変調の周
波数に同期して時間的に変化させるように前記光電面と
前記マイクロチャンネルプレートの前面部電極間に前記
振幅変調の周波数に等しい交流電圧を印加する手段と、
前記マイクロチャンネルプレート前面部に映像に準じた
2次元電子密度断面分布を前記マイクロチャンネルプレ
ート前面部の電極と前記マイクロチャンネルプレート後
面部の電極間に一定電圧を印加し2次元電子増倍する手
段と、前記マイクロチャンネルプレート後面部の電極と
蛍光面の電極間に一定電圧を印加し前記マイクロチャン
ネルプレート前面部の映像に準じた2次元電子密度断面
分布に相似した2次元蛍光強度断面分布を発生する手段
と、前記2次元蛍光強度断面分布の前記振幅変調の周波
数の一定周期分の励起電子を前記蛍光媒体に重畳蓄積さ
せる狭帯域フィルターの積分動作に準じた2次元ロック
イン増幅を行い、前記振幅変調を受けている入射光電子
流の背景雑音光直流成分及び低周波成分を除去し該ヘテ
ロダイン検波に基づく振幅変調を受けている映像信号交
流成分光電子流のみによる励起電子を蛍光媒質中に重畳
蓄積して観測できるようにしたことを特徴とする光波鉛
直断面トモグラフィー観測装置により、生体や各種光散
乱物体の奥行きに有る反射断層像や、透過像、さらには
マイクロレンズアレイの併用により、広ダイナミックレ
ンジでこれらの物体の内部3次元立体像の観測をも実時
間にて観測可能とするものである。As described above in detail, the present invention provides a photocathode for converting incident image light into a two-dimensional spatially modulated photoelectron stream by square detection, and a two-dimensional electron emission of the photoelectron stream. A microchannel plate with a back electrode on the front and rear sides that also has a multiplying secondary electron generation function, and a multiplication secondary electron flow by the multiplication secondary electron generation function is converted into fluorescent light, and an image of incident light is obtained. A two-dimensional lock-in image intensifier equipped with a phosphor screen that also serves to superimpose and accumulate electrons for a certain period on the excited fluorescence level in the fluorescent medium only for the signal AC component is provided. When light is subjected to heterodyne detection on the photocathode with two-dimensional image light of two-beam interference, the distribution of the photoelectron current generated from the photocathode is determined based on the DC component photoelectron current and the heterodyne detection at each pixel. A video signal AC component photoelectron stream that has undergone amplitude modulation, the amplitude between the photocathode and the front surface electrode of the microchannel plate so as to change over time in synchronization with the frequency of the amplitude modulation. Means for applying an alternating voltage equal to the frequency of the modulation;
Means for applying a constant voltage between the electrode on the front surface of the microchannel plate and the electrode on the rear surface of the microchannel plate to multiply the two-dimensional electron density cross section distribution according to an image on the front surface of the microchannel plate; Applying a constant voltage between an electrode on the rear surface of the microchannel plate and an electrode on the phosphor screen to generate a two-dimensional fluorescence intensity cross-sectional distribution similar to a two-dimensional electron density cross-sectional distribution according to an image on the front surface of the microchannel plate. Means for performing two-dimensional lock-in amplification in accordance with an integration operation of a narrow band filter for superimposing and accumulating excitation electrons for a certain period of the frequency of the amplitude modulation of the two-dimensional fluorescence intensity cross-sectional distribution on the fluorescent medium; The background noise optical DC component and low frequency component of the modulated incident photoelectron stream are removed, and based on the heterodyne detection. The vertical cross-section tomography observation device, characterized in that the excitation electrons generated by only the alternating current photocurrent of the video signal undergoing amplitude modulation can be superimposed and accumulated in the fluorescent medium, enabling observation of living organisms and various light scattering objects. By using a reflection tomographic image, a transmission image, and a microlens array at the depth of the object, a three-dimensional internal image of these objects can be observed in a wide dynamic range in real time.
【0077】このような観測手段により、X線CTにお
けるように360度方向からの光照射によることなく、
一方向からの光プローブの照射のみで、生体の断層像を
容易に観測できる手段を提供するものであり、非破壊的
に高分解能で物体内部の断層像や立体像を観測したい要
求は医療現場のみならず半導体産業、新素材産業、食品
産業、果樹園芸産業などで多大な需要があり、本発明は
これらの要求に十分に応え得るものである。With such an observation means, it is not necessary to irradiate light from a 360-degree direction as in X-ray CT.
It provides a means to easily observe a tomographic image of a living body only by irradiating an optical probe from one direction. In addition, there is a great demand not only in the semiconductor industry, new material industry, food industry, orchard and horticulture industry, etc., and the present invention can sufficiently meet these demands.
【図1】本発明の実施例を示す近接型または真空管型よ
り構成される2次元ロックインイメージインテンシファ
イアの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a two-dimensional lock-in image intensifier composed of a proximity type or a vacuum tube type showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す2次元ロックインイメージインテン
シファイアの入射光強度と光電面への印加電圧の説明図
である。FIG. 2 is an explanatory diagram of incident light intensity and a voltage applied to a photocathode of the two-dimensional lock-in image intensifier shown in FIG.
【図3】本発明の第1実施例を示す反射断層像を観測す
る基本的な光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構成
図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a basic light wave vertical cross-section tomography observation apparatus for observing a reflected tomographic image according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2実施例を示す反射断層像を観測す
る光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus for observing a reflected tomographic image according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3実施例を示す光ファイバスコープ
付き光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram of a light wave vertical cross-section tomography observation apparatus with an optical fiber scope showing a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4実施例を示す光反射断層像を観測
する光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構成図であ
る。FIG. 6 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus for observing a light reflection tomographic image according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第5実施例を示すホログラフィ実時間
反射再生法を行う光波鉛直断面トモグラフィー観測装置
の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus for performing a holographic real-time reflection reproduction method according to a fifth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第6実施例を示す数値ホログラフィ反
射再生法による光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の
構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus using a numerical holographic reflection reproduction method showing a sixth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第7実施例を示す光透視像を観測する
光波鉛直断面トモグラフィー観測装置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a light wave vertical cross-section tomography observation apparatus for observing a light transmission image according to a seventh embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第8実施例を示すホログラフィ実時
間光透視像を観測する光波鉛直断面トモグラフィー観測
装置の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a light wave vertical section tomography observation apparatus for observing a holographic real-time optical fluoroscopic image according to an eighth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第9実施例を示す数値ホログラフィ
再生法による実時間光透視像の光波鉛直断面トモグラフ
ィー観測装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a light wave vertical cross-section tomography observation apparatus of a real-time optical fluoroscopic image by a numerical holography reproducing method according to a ninth embodiment of the present invention.
1 入射画像光 2 光電面 3 光電子流 4 制御電圧発振器 5,9 ターミナル 6 マイクロチャンネルプレート 6a 前面部電極 6b 後面部電極 7 蛍光面 8 増倍2次電子流 10 低コヒーレント光源 10a コヒーレンス長の充分長い高コヒーレンス光
源 10b 高コヒーレントなレーザ光源 11,11a,11b ビームエクスパンダー 12,21 被測定物体 12a ステージ 13,13a ビームスプリッター 13b ハーフミラー 14,19a,19b 反射鏡 14a トランスデューサー 15 発振器 15a 差周波発振器 16 シャッター 16a 駆動回路 17a,17b,17c,17d,25,28a レ
ンズ 18a 平行光束 18b,20a 参照光 18c 反射物体光 20b 発散照射光群(発散参照光群) 20c 透過物体光 22a,22b 周波数シフター 23 マルチレンズアレイ 24 映像 26 空間光変調素子 27 偏光ビームスプリッター 28 光ファイバスコープ 28b 光ファイバスコープの他端の端面 28c 光ファイバスコープの端面 29a 平行光束 29b 再生光 30 撮像装置 31 画像処理装置 31a 数値解析プロセッサー 32 表示装置 90 2次元ロックインイメージインテンシファイ
ア 90a,90b 窓部 100 2次元ロックインイメージインテンシファイ
ア装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Incident image light 2 Photocathode 3 Photoelectron flow 4 Control voltage oscillator 5, 9 Terminal 6 Micro channel plate 6a Front electrode 6b Rear electrode 7 Phosphor screen 8 Multiplied secondary electron flow 10 Low coherent light source 10a Coherence length is sufficiently long High coherence light source 10b High coherent laser light source 11, 11a, 11b Beam expander 12, 21 Object to be measured 12a Stage 13, 13a Beam splitter 13b Half mirror 14, 19a, 19b Reflector 14a Transducer 15 Oscillator 15a Differential frequency oscillator 16 Shutter 16a Drive circuit 17a, 17b, 17c, 17d, 25, 28a Lens 18a Parallel light flux 18b, 20a Reference light 18c Reflected object light 20b Divergent irradiation light group (divergent reference light group) 20c Transmitted object light 22 , 22b Frequency shifter 23 Multi-lens array 24 Video 26 Spatial light modulator 27 Polarization beam splitter 28 Optical fiber scope 28b End face of the other end of optical fiber scope 28c End face of optical fiber scope 29a Parallel light flux 29b Reproduction light 30 Imaging device 31 Image processing 31 Image processing Device 31a Numerical analysis processor 32 Display device 90 Two-dimensional lock-in image intensifier 90a, 90b Window 100 Two-dimensional lock-in image intensifier device
Claims (12)
間変調された光電子流に変換する光電面と、前記光電子
流の2次元電子放出による増倍2次電子発生機能を持っ
た前面部及び後面部の背面電極付きマイクロチャンネル
プレートと、前記増倍2次電子発生機能による2次元増
倍2次電子流の蛍光変換と該2次電子流が交流であるに
際し、蛍光媒質中の励起蛍光準位に一定周期分の電子を
重畳蓄積する作用とを兼ねた蛍光面とを具備した2次元
ロックインイメージインテンシファイアを配備して増倍
画像を観測できるようにしたことを特徴とする光波鉛直
断面トモグラフィー観測装置。1. A photocathode for converting incident image light into a two-dimensionally spatially modulated photoelectron stream by square detection, a front part having a function of generating a secondary electron by multiplying the photoelectron stream by two-dimensional electron emission, and A microchannel plate with a back electrode on the rear surface, fluorescence conversion of the two-dimensional multiplied secondary electron flow by the multiplying secondary electron generation function, and excitation fluorescence level in the fluorescent medium when the secondary electron flow is AC. A two-dimensional lock-in image intensifier equipped with a phosphor screen which also has a function of superimposing and accumulating electrons for a certain period at each position so that a multiplied image can be observed. Cross-sectional tomography observation device.
ィー観測装置において、前記2次元ロックインイメージ
インテンシファイアを配備して入射画像光が2光束干渉
の2次元画像光で前記光電面でヘテロダイン検波となる
場合において、前記光電面より生じる光電子流の分布
が、各画素において直流成分光電子流と前記ヘテロダイ
ン検波に基づく振幅変調を受けている映像信号交流成分
光電子流とから成るに際し、前記振幅変調の周波数に同
期して時間的に変化させるように、前記光電面と前記マ
イクロチャンネルプレート前面部の電極間に前記振幅変
調の周波数に等しい交流電圧を印加する手段と、前記マ
イクロチャンネルプレート前面部に映像に準じた2次元
電子密度断面分布を前記マイクロチャンネルプレート前
面部の電極と前記マイクロチャンネルプレート後面部の
電極間に一定電圧を印加し2次元電子増倍する手段と、
前記マイクロチャンネルプレート後面部の電極と蛍光面
の電極間に一定電圧を印加し前記マイクロチャンネルプ
レート前面部の映像に準じた2次元電子密度断面分布に
相似した2次元蛍光強度断面分布を発生する手段と、前
記2次元蛍光強度断面分布の前記振幅変調の周波数の一
定周期分の励起電子を前記蛍光媒体に重畳蓄積させる狭
帯域フィルターの積分動作に準じた2次元ロックイン増
幅を行い、前記振幅変調を受けている入射光電子流の背
景雑音光を含んだ直流成分及び低周波成分とを除去し、
ヘテロダイン検波に基づく振幅変調を受けている映像信
号交流成分光電子流のみによる一定周期分の励起電子を
蛍光媒質中に重畳蓄積して観測できるようにしたことを
特徴とする光波鉛直断面トモグラフィー観測装置。2. The light wave vertical section tomography observation apparatus according to claim 1, wherein the two-dimensional lock-in image intensifier is provided, and the incident image light is two-dimensional image light of two-beam interference, and heterodyne detection is performed on the photoelectric surface. When the distribution of the photoelectron current generated from the photocathode is composed of a DC component photoelectron current and a video signal AC component photoelectron current that has been subjected to amplitude modulation based on the heterodyne detection in each pixel, Means for applying an AC voltage equal to the frequency of the amplitude modulation between the photocathode and the electrodes on the front surface of the microchannel plate so as to change over time in synchronization with the frequency; The two-dimensional electron density cross-section distribution according to Means for applying a constant voltage between the electrodes on the rear surface of the channel plate to multiply two-dimensional electrons;
Means for applying a constant voltage between an electrode on the rear surface of the microchannel plate and an electrode on the phosphor screen to generate a two-dimensional fluorescence intensity cross-sectional distribution similar to a two-dimensional electron density cross-sectional distribution according to an image on the front surface of the microchannel plate. Performing two-dimensional lock-in amplification in accordance with an integration operation of a narrow band filter that superimposes and accumulates excitation electrons for a certain period of the frequency of the amplitude modulation of the two-dimensional fluorescence intensity cross-sectional distribution on the fluorescent medium, Removing the DC component and the low frequency component including the background noise light of the incident photoelectron flow receiving the
A light wave vertical cross-section tomography observation apparatus characterized in that excitation electrons for a fixed period by only a video signal AC component photoelectron stream subjected to amplitude modulation based on heterodyne detection can be superimposed and accumulated in a fluorescent medium for observation.
グラフィー観測装置において、前記2光束干渉の2次元
画像入射光を構成する際に、低コヒーレント光源よりの
光束をレンズ系を用いて略平行光束にし、該平行光束を
2分割する手段と、分割した一方の光束に位相シフトを
施し参照光として反射する手段と、他方の光束を被測定
物体に照射し、前記参照光との光路差が前記低コヒーレ
ント長以内の被測定物体の深部断層反射面からの物体光
と前記参照光とを合波重畳して2光束干渉画像を形成し
て入射光を構成する手段と、前記干渉画像を前記光電面
に入射し、前記位相シフト量に基づく振幅変調を受けて
いる深部断層反射面の映像信号交流成分光電子流を発生
させ、前記振幅変調の周波数の交流電圧を前記光電面と
前記マイクロチャンネルプレート前面部の電極間に印加
する請求項2記載と同様の動作に基づき、前記深部断層
反射面の2次元ロックイン画像のみを増幅強調し背景雑
音光を含んだ直流成分及び低周波成分とを除去して観測
できるようにしたことを特徴とする光波鉛直断面トモグ
ラフィー観測装置。3. The light wave vertical cross-section tomography observation apparatus according to claim 1, wherein when constructing the two-dimensional image incident light of the two-beam interference, a light beam from a low coherent light source is substantially parallelized using a lens system. Means for dividing the parallel light beam into two, means for applying a phase shift to one of the divided light beams and reflecting the same as reference light, and irradiating the other light beam to the object to be measured, and the optical path difference between the reference light and Means for forming incident light by multiplexing and superimposing object light from the deep tomographic reflection surface of the measured object within the low coherent length and the reference light to form a two-beam interference image; and A video signal AC component photoelectron flow of the deep tomographic reflection surface which is incident on the photocathode and is subjected to amplitude modulation based on the phase shift amount is generated, and an AC voltage having the frequency of the amplitude modulation is applied to the photocathode and the microchannel. 3. A DC component and a low-frequency component including background noise light by amplifying and emphasizing only a two-dimensional lock-in image of the deep tomographic reflection surface based on the same operation as in claim 2 applied between electrodes on the front surface of the flannel plate. A light wave vertical cross-section tomography observation apparatus characterized in that the observation can be performed by removing the light.
グラフィー観測装置において、前記参照光光路長を、一
枚の深部断層反射像を得る毎に奥行き方向に変化させる
手段を具備したことを特徴とする光波鉛直断面トモグラ
フィー観測装置。4. The light wave vertical cross-section tomography observation apparatus according to claim 2, further comprising means for changing the reference light path length in the depth direction every time one deep tomographic reflection image is obtained. Lightwave vertical section tomography observation device.
ィー観測装置において、前記平行光束の光路中にレンズ
を具備し、前記物体光光路の光路中に物体反射面のレン
ズフーリエ変換用レンズを具備し、さらに前記光電面前
にレンズフーリエ逆変換用レンズを具備し、前記光電面
に前記深部反射像を結像し、前記参照光光路中にレンズ
を具備し、前記レンズフーリエ逆変換用レンズとの作用
により前記光電面に略平行光束の参照光を照射せしめ、
前記深部反射像で2光束干渉画像の入射光を構成するこ
とを特徴とする光波鉛直断面トモグラフィー観測装置。5. An apparatus for observing a vertical cross section of a light wave according to claim 3, further comprising a lens in an optical path of said parallel light beam, and a lens for Fourier transform of a lens reflecting surface in an optical path of said object optical path. Further comprising a lens for inverse Fourier transform in front of the photocathode, forming the deep reflection image on the photocathode, including a lens in the reference light path, and an operation with the lens for inverse Fourier transform. By irradiating the photocathode with reference light of a substantially parallel light beam,
A vertical cross-section tomography observation apparatus for light waves, wherein the deep reflection image constitutes incident light of a two-beam interference image.
グラフィー観測装置において、前記物体光までの光路の
一部分を光ファイバスコープとすることを特徴とする光
波鉛直断面トモグラフィー観測装置。6. The light wave vertical tomography observation apparatus according to claim 4, wherein a part of an optical path to the object light is an optical fiber scope.
ィー観測装置において、前記2光束干渉の画像入射光を
構成する際に、高コヒーレント光源よりの光束を2分割
する手段と、分割した一方の光束に周波数シフトを施し
レンズ系を用いて略平行光束にし参照光として反射する
手段と、他方の光束に前記と異なる周波数シフトを施し
レンズ系を用いて略平行光束にし、被測定物体に照射し
物体深部からの反射物体光と前記参照光とを合波重畳し
て2光束干渉画像を形成する手段とにより入射光を構成
し、前記周波数シフトの差周波に等しいヘテロダインビ
ート周波数で変化する交流電圧を前記光電面と前記マイ
クロチャンネルプレート前面の電極間に印加し、前記2
次元ロックインイメージインテンシファイアの動作によ
って、背景雑音光を含んだ直流成分及び低周波成分とを
除去した反射物体光の反射像の2次元ロックイン画像の
みを増幅して観測できるようにしたことを特徴とする光
波鉛直断面トモグラフィー観測装置。7. The light wave vertical cross-section tomography observation apparatus according to claim 2, wherein, when composing the image incident light of the two-beam interference, means for splitting a light beam from a highly coherent light source into two, and one of the split light beams Means for applying a frequency shift to a substantially parallel light beam using a lens system and reflecting it as reference light, and applying another frequency shift to the other light beam to make a substantially parallel light beam using a lens system and irradiating the object to be measured with an object. Means for forming a two-beam interference image by multiplexing the reflected object light from the deep part and the reference light to form a two-beam interference image, and forming an alternating voltage that changes at a heterodyne beat frequency equal to the difference frequency of the frequency shift. The voltage is applied between the photocathode and the electrode on the front of the microchannel plate,
By operating the two-dimensional lock-in image intensifier, it is possible to amplify and observe only the two-dimensional lock-in image of the reflected image of the reflected object light from which the DC component and the low-frequency component including the background noise light have been removed. A light wave vertical section tomography observation apparatus characterized by the following.
ィー観測装置において、前記2光束干渉の画像入射光を
構成する際に、高コヒーレント光源よりの光束を2分割
する手段と、分割した一方の光束に周波数シフトを施
し、レンズ系を用いて略平行光束にし参照光として反射
する手段と、他方の光束に前記と異なる周波数シフトを
施しレンズ系を用いて略平行光束にし、マルチレンズア
レイを通して多重発散光群とする手段と、該多重発散光
群を被測定物体に照射し物体深部からの反射物体光と前
記参照光とを合波重畳して多重インラインホログラムの
2光束干渉画像を形成する手段とにより入射光を構成
し、前記周波数シフトの差周波に等しいヘテロダインビ
ート周波数で変化する交流電圧を前記光電面と前記マイ
クロチャンネルプレート前面部の電極間に印加し、前記
2次元ロックインイメージインテンシファイアの動作に
よって前記多重インラインホログラムの干渉光のみを増
幅強調した2次元ロックイン画像を観測できるようにし
たことを特徴とする光波鉛直断面トモグラフィー観測装
置。8. The light wave vertical cross-section tomography observation apparatus according to claim 2, wherein a means for splitting a light beam from a high coherent light source into two when forming the image incident light of the two-beam interference, and one of the split light beams Means for applying a frequency shift to a substantially parallel light beam using a lens system and reflecting it as reference light, and applying another frequency shift to the other light beam to make a substantially parallel light beam using a lens system and performing multiple divergence through a multi-lens array. Means for irradiating the object to be measured with the multiple divergent light group and multiplexing and superimposing the object light reflected from the deep part of the object and the reference light to form a two-beam interference image of a multiplex in-line hologram; And an AC voltage that changes at a heterodyne beat frequency equal to the difference frequency of the frequency shift is applied to the photocathode and the microchannel plate. A light wave which is applied between electrodes on a front surface of the multiplexed hologram and which can observe a two-dimensional lock-in image in which only the interference light of the multiple in-line hologram is amplified and emphasized by the operation of the two-dimensional lock-in image intensifier. Vertical section tomography observation device.
ィー観測装置において、前記2光束干渉の画像入射光を
構成する際に、高コヒーレント光源よりの光束を2分割
する手段と、分割した一方の光束に周波数シフトを施
し、レンズ系を用いて略平行光束にし参照光として反射
する手段と、他方の光束に前記と異なる周波数シフトを
施しレンズ系を用いて略平行光束にし、被測定物体に透
過せしめ該透過物体光と前記参照光とを合波重畳して2
光束干渉画像を形成する手段とにより入射光を構成し、
前記周波数シフトの差周波に等しいヘテロダインビート
周波数で変化する交流電圧を前記光電面と前記マイクロ
チャンネルプレート前面部の電極間に印加し、前記2次
元ロックインイメージインテンシファイアの動作によっ
て、背景雑音光を含んだ直流成分及び低周波成分とを除
去した透過物体光の透視像の2次元ロックイン画像のみ
を増幅して観測できるようにしたことを特徴とした光波
鉛直断面トモグラフィー観測装置。9. The light wave vertical cross-section tomography observation apparatus according to claim 2, wherein, when composing the image incident light of the two-beam interference, means for splitting a light beam from a highly coherent light source into two, and one of the split light beams Means for applying a frequency shift to a substantially parallel light beam using a lens system and reflecting it as reference light, and applying another frequency shift to the other light beam to make a substantially parallel light beam using a lens system and transmitting the same to the object to be measured. The transmitted object light and the reference light are combined and superimposed to form 2
Forming incident light by means for forming a light beam interference image;
An AC voltage that changes at a heterodyne beat frequency equal to the difference frequency of the frequency shift is applied between the photocathode and the electrodes on the front surface of the microchannel plate, and the operation of the two-dimensional lock-in image intensifier causes the background noise light to change. 1. A light wave vertical cross-section tomography observation apparatus characterized in that only a two-dimensional lock-in image of a perspective image of transmitted object light from which a DC component and a low-frequency component including the above are removed can be amplified and observed.
フィー観測装置において、前記2光束干渉の画像入射光
を構成する際に、高コヒーレント光源よりの光束を2分
割する手段と、分割した一方の光束に周波数シフトを施
し、レンズ系を用いて略平行光束にし参照光として反射
する手段と、他方の光束に前記と異なる周波数シフトを
施しレンズ系を用いて略平行光束にし、マルチレンズア
レイを通して多重発散光群とする手段と、該多重発散光
群を被測定物体に透過せしめ、該透過物体光と前記参照
光とを合波重畳して多重インラインホログラムの干渉入
射画像光を形成する手段とにより入射光を構成し、前記
周波数シフトの差周波に等しいヘテロダインビート周波
数で変化する交流電圧を前記光電面と前記マイクロチャ
ンネルプレート前面部の電極間に印加し、前記2次元ロ
ックインイメージインテンシファイアの動作によって、
前記多重インラインホログラムの干渉光のみを増幅強調
した2次元ロックイン画像を増幅して観測できるように
したことを特徴とする光波鉛直断面トモグラフィー観測
装置。10. The light wave vertical cross-section tomography observation apparatus according to claim 2, wherein, when composing the image incident light of the two-beam interference, means for splitting a light beam from a highly coherent light source into two, and one of the split light beams Means for applying a frequency shift to a substantially parallel light beam using a lens system and reflecting it as reference light, and applying another frequency shift to the other light beam to make a substantially parallel light beam using a lens system and performing multiple divergence through a multi-lens array. A means for forming a light group and a means for transmitting the multiple divergent light group to an object to be measured, and multiplexing and superimposing the transmitted object light and the reference light to form interference incident image light of a multiplex in-line hologram. The AC voltage, which constitutes light and changes at a heterodyne beat frequency equal to the difference frequency of the frequency shift, is applied to the photocathode and the front surface of the microchannel plate. Applied between the electrodes of the unit, and by the operation of the two-dimensional lock-in image intensifier,
A two-dimensional lock-in image obtained by amplifying and emphasizing only the interference light of the multiplex in-line hologram so as to be able to amplify and observe the two-dimensional lock-in image.
トモグラフィー観測装置において、前記蛍光面の前記干
渉光映像をインコヒーレント・コヒーレント画像変換素
子に入力せしめるレンズと、前記画像変換素子よりコヒ
ーレント画像を読み出し多重インラインホログラフィを
再生する高コヒーレント光源とを具備し、さらに撮像焦
点位置にて前記物体深部の任意の断面の映像を背景雑音
光及び直流成分を除去して観測できるようにズームレン
ズを装備した撮像装置とを具備したことを特徴とする光
波鉛直断面トモグラフィー観測装置。11. A light wave vertical cross-section tomography observation apparatus according to claim 8, wherein a lens for inputting the interference light image of the phosphor screen to an incoherent / coherent image conversion element, and a coherent image from the image conversion element. Equipped with a high coherent light source for reproducing read-out multiplex in-line holography, and further equipped with a zoom lens so that an image of an arbitrary cross section in the deep part of the object can be observed at the imaging focal position by removing background noise light and a DC component. A light wave vertical cross-section tomography observation device comprising an imaging device.
トモグラフィー観測装置において、前記蛍光面の前記干
渉縞映像を撮像する手段と、多重インラインホログラム
である該撮像画面を計算機に入力し数値計算によりホロ
グラムの再生をする手段と、該再生像をディスプレイす
る手段とを具備したことを特徴とする光波鉛直断面トモ
グラフィー観測装置。12. The light wave vertical section tomography observation apparatus according to claim 8 or 10, wherein said means for imaging said interference fringe image of said fluorescent screen and said imaging screen, which is a multiplex in-line hologram, are inputted to a computer and subjected to numerical calculation. An apparatus for observing a vertical cross section of a light wave, comprising: means for reproducing a hologram; and means for displaying the reproduced image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000105825A JP2001289781A (en) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Light wave vertical cross section tomography observation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000105825A JP2001289781A (en) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Light wave vertical cross section tomography observation apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001289781A true JP2001289781A (en) | 2001-10-19 |
Family
ID=18619091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000105825A Withdrawn JP2001289781A (en) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | Light wave vertical cross section tomography observation apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001289781A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008275595A (en) * | 2007-04-02 | 2008-11-13 | Canon Inc | Image forming device and method |
JP2009165634A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sharp Corp | Acoustic wave information measuring apparatus and biological information measuring method |
JP2011120655A (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Canon Inc | Tomographic imaging apparatus, image processing apparatus and image processing method |
JP2012176291A (en) * | 2012-06-18 | 2012-09-13 | Canon Inc | Tomographic imaging apparatus, image processing apparatus, image processing system, and method and program for controlling image processing apparatus |
JP2012213617A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Canon Inc | Optical tomographic imaging apparatus and control method therefor |
JP2015206665A (en) * | 2014-04-19 | 2015-11-19 | 国立大学法人神戸大学 | Sound field three-dimensional image measurement method by digital holography, and sound reproduction method |
WO2016157680A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | ソニー株式会社 | Signal processing device, optical tomographic measuring device, and signal processing method |
CN108020490A (en) * | 2017-06-23 | 2018-05-11 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | A kind of high flux screening equipment using drop micro-fluidic chip |
-
2000
- 2000-04-07 JP JP2000105825A patent/JP2001289781A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008275595A (en) * | 2007-04-02 | 2008-11-13 | Canon Inc | Image forming device and method |
JP2009165634A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Sharp Corp | Acoustic wave information measuring apparatus and biological information measuring method |
JP2011120655A (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Canon Inc | Tomographic imaging apparatus, image processing apparatus and image processing method |
JP2012213617A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Canon Inc | Optical tomographic imaging apparatus and control method therefor |
JP2012176291A (en) * | 2012-06-18 | 2012-09-13 | Canon Inc | Tomographic imaging apparatus, image processing apparatus, image processing system, and method and program for controlling image processing apparatus |
JP2015206665A (en) * | 2014-04-19 | 2015-11-19 | 国立大学法人神戸大学 | Sound field three-dimensional image measurement method by digital holography, and sound reproduction method |
WO2016157680A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | ソニー株式会社 | Signal processing device, optical tomographic measuring device, and signal processing method |
US10209177B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-02-19 | Sony Corporation | Signal processing apparatus for eliminating object reflection noise in optical tomographic measurement |
CN108020490A (en) * | 2017-06-23 | 2018-05-11 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | A kind of high flux screening equipment using drop micro-fluidic chip |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6461601B2 (en) | Holographic tomographic microscope, holographic tomographic image generation method, and data acquisition method for holographic tomographic image | |
JP4020434B2 (en) | Apparatus and method for selective optical measurement | |
US11644791B2 (en) | Holographic imaging device and data processing method therefor | |
US10209673B2 (en) | Holographic microscope, microscopic subject hologram image recording method, method of creation of hologram for reproduction of high-resolution image, and method for reproduction of image | |
US9313423B2 (en) | Deep tissue focal fluorescence imaging with digitally time-reversed ultrasound-encoded light | |
US10488175B2 (en) | Multi wavelength multiplexing for quantitative interferometry | |
US7652773B2 (en) | Enhanced detection of acousto-photonic emissions in optically turbid media using a photo-refractive crystal-based detection system | |
CN106885796B (en) | Super-resolution fluorescence digital holographic tomography microscopic imaging system and method | |
JPH075100A (en) | Method and apparatus for reading fault information | |
CN103733144A (en) | Method for optical tomography | |
US10386171B1 (en) | Apparatus for a dynamic multi-axis heterodyne interferometric vibrometer | |
JP7352292B2 (en) | Holographic imaging device and holographic imaging method | |
JP3631056B2 (en) | Light wave reflection tomography observation device | |
JP2015049204A (en) | Optical measurement device and optical tomographic observation method | |
TW202020400A (en) | Surface shape measurement device and surface shape measurement method | |
CN108931207A (en) | The interference microscope equipment and method of LED illumination | |
JP2001289781A (en) | Light wave vertical cross section tomography observation apparatus | |
Kumar et al. | Highly stable vibration measurements by common-path off-axis digital holography | |
Yang et al. | Deep imaging in highly scattering media by combining reflection matrix measurement with Bessel-like beam based optical coherence tomography | |
CN113031422B (en) | Holographic imaging device | |
JP2846079B2 (en) | Photoacoustic signal detection method and apparatus | |
JP2000121550A (en) | Method for detecting image of organismic sample by heterodyne detection and its device | |
JP2015532979A (en) | Method for recording a Gabor hologram | |
JPH10241611A (en) | Two-dimensional lock-in image-amplifying/observing device | |
JP6391086B2 (en) | Sound field three-dimensional image measurement method and sound reproduction method by digital holography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040129 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |