JP5695508B2 - サンプリングクロック発生装置およびサンプリングクロック発生システム - Google Patents
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Description
本発明は、光源からの光を振動しながら反射または屈折して試料に照射する走査手段の前記振動に同期した同期信号に対応する速度信号を生成する速度信号生成部と、該速度信号生成部により生成された速度信号を絶対値化して絶対値速度信号を生成する絶対値速度信号生成部と、該絶対値速度信号生成部により生成された絶対値速度信号の値に応じた周波数のサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック発振部と、該サンプリングクロック発振部により生成されたサンプリングクロックに基づいて、所定数のサンプリングクロックを含む画像化区間の区間情報を生成する区間情報生成部と、前記同期信号の逓倍の周波数のアドレスクロックを発するアドレスクロック発振部と、該アドレスクロック発振部から発せられるアドレスクロックをカウントするアドレスカウンタと、該アドレスカウンタによりカウントされた所定のカウント値の前記アドレスクロックに同期して位相比較パルス信号を発生する位相比較パルス発生部と、前記区間情報生成部により生成された区間情報により特定される画像化区間範囲と前記走査手段から出力された同期信号により特定される該走査手段の走査範囲とにずれが生じた場合に、該走査範囲と前記画像化区間範囲とが一致するように、前記位相比較パルス信号を発生させる前記所定のカウント値を変更することで前記速度信号の位相を補正する位相補正部とを備えるサンプリングクロック発生装置を提供する。
画像取得中に位相補正部が作動すると画像に悪影響が出るため、画像を取得していないタイミングである光源の停止期間および/または走査手段の帰線期間に速度信号の位相を補正することで、画像に悪影響を与えるのを回避することができる。
このように構成することで、付与するオフセット量に応じて、サンプリングクロック発振部に入力される絶対値速度信号が嵩上げまたは嵩下げされることにより、サンプリングクロック発振部により生成されるサンプリングクロックの周波数を調節するように絶対値速度信号の波形を調節することができる。これにより、走査手段の個体差により生じる非線形性によって、サンプリングクロックの間隔が対称的に変化するのを抑制して、画像ズレのない鮮明な画像を取得することを可能とするサンプリングクロックを発生させることができる。
このように構成することで、生成した速度信号のノイズを除去し、さらに精度よく、画像ズレのない鮮明な画像を取得することを可能とするサンプリングクロックを発生させることができる。
本実施形態に係るサンプリングクロック発生装置1は、図1に示されるように、走査型観察装置100において使用される。
図中、符号114は、光変調素子102、走査ユニット103、光検出器108およびステージ113を制御して画像を生成する制御装置、符号115は生成された画像を表示するモニタである。
デコーダ37は、アドレスカウンタ33によるカウント値が所定の値、例えばカウント値ゼロのときに、位相比較パルス信号S17を発生するように設定されている。
位置信号生成部39は、デコーダ37により発生される位相比較パルス信号S17に位置信号S2の位相を関連づけて、位置信号S2を生成するようになっている。
to Voltage Converter、周波数/電圧変換器、)を示している。
これにより、VCO10からは、共振スキャナ103aの速度変化に応じて間隔の変化する不等間隔のサンプリングクロックSCが生成されるようになっている。
走査型観察装置100の光検出器108により検出される試料Aからの戻り光をサンプリングクロック発生装置1により発生された画像化区間内のサンプリングクロックSCに従ってサンプリングすることにより、共振スキャナ103aの往復動作の両方において画像情報を取得することができるようになっている。
走査型観察装置100により試料Aを観察するには、光源101から照明光を発生させ、光変調素子102、走査ユニット103、瞳投影レンズ104および結像レンズ105を介して対物レンズ106により試料Aに照明光を照射する。この場合において、走査ユニット103の作動により、試料A上で照明光が2次元的に走査される。試料Aから戻る戻り光は、対物レンズ106、結像レンズ105、瞳投影レンズ104および走査ユニット103を介して光路を逆方向に戻り、ダイクロイックミラー107により照明光から分岐されて光検出器108により検出される。
なお、この場合にも、遅延時間が発生するので、位置信号S2の位相の調整にこの演算における遅延時間に対する調整をも加えることより、最終的に得られる画像への遅延時間の影響を抑えることにすればよい。
SC サンプリングクロック
DE 画像化区間信号(画像化区間情報)
S1 同期信号
S2 位置信号(速度信号)
S5 速度信号
S7 ディジタル絶対値速度信号
S9 アナログ絶対値速度信号
1,1A,1B サンプリングクロック発生装置
2 PLL正弦波発生部(速度信号生成部)
6 A/D変換器(A/D変換部:絶対値速度信号生成部)
7 絶対値処理部(ディジタル演算部:絶対値速度信号生成部)
8 リニア補正部(ディジタル演算部)
9 D/A変換器(D/A変換部:絶対値速度信号生成部)
10 VCO(サンプリングクロック発振部)
16 DE生成部(区間情報生成部)
17 第2PD(位相補正部)
20 サンプリングクロック発生システム
21 合成部(クロック情報合成部)
37 デコーダ(位相比較パルス発生部)
101 光源
103a 共振スキャナ(走査手段)
Claims (7)
- 光源からの光を振動しながら反射または屈折して試料に照射する走査手段の前記振動に同期した同期信号に対応する速度信号を生成する速度信号生成部と、
該速度信号生成部により生成された速度信号を絶対値化して絶対値速度信号を生成する絶対値速度信号生成部と、
該絶対値速度信号生成部により生成された絶対値速度信号の値に応じた周波数のサンプリングクロックを生成するサンプリングクロック発振部と、
該サンプリングクロック発振部により生成されたサンプリングクロックに基づいて、所定数のサンプリングクロックを含む画像化区間の区間情報を生成する区間情報生成部と、
前記同期信号の逓倍の周波数のアドレスクロックを発するアドレスクロック発振部と、
該アドレスクロック発振部から発せられるアドレスクロックをカウントするアドレスカウンタと、
該アドレスカウンタによりカウントされた所定のカウント値の前記アドレスクロックに同期して位相比較パルス信号を発生する位相比較パルス発生部と、
前記区間情報生成部により生成された区間情報により特定される画像化区間範囲と前記走査手段から出力された同期信号により特定される該走査手段の走査範囲とにずれが生じた場合に、該走査範囲と前記画像化区間範囲とが一致するように、前記位相比較パルス信号を発生させる前記所定のカウント値を変更することで前記速度信号の位相を補正する位相補正部とを備えるサンプリングクロック発生装置。 - 前記速度信号生成部が、前記位相比較パルス信号に前記速度信号の位相を関連づけて該速度信号を生成し、
前記位相補正部が、前記同期信号と前記速度信号との位相差を比較し、これらの位相差が変化した場合に、該位相差が所定の値を維持するように、前記位相比較パルス信号を発生させる前記所定のカウント値を変更する請求項1に記載のサンプリングクロック発生装置。 - 前記位相補正部が、前記光源の停止期間および/または前記走査手段の帰線期間に前記速度信号の位相を調整する請求項1または請求項2に記載のサンプリングクロック発生装置。
- 前記絶対値速度信号生成部が、前記速度信号生成部により生成された速度信号をA/D変換するA/D変換部と、
該A/D変換部によりA/D変換された速度信号を絶対値化するディジタル演算部と、
該ディジタル演算部により絶対値化された速度信号をD/A変換するD/A変換部とを備える請求項1から請求項3のいずれかに記載のサンプリングクロック発生装置。 - 前記絶対値速度信号生成部が、前記絶対値速度信号のオフセット量を調節する線形性補正演算を行う請求項1から請求項4のいずれかに記載のサンプリングクロック発生装置。
- 前記絶対値速度信号生成部が、複数の前記速度信号を加算平均して絶対値速度信号を生成する請求項1から請求項5のいずれかに記載のサンプリングクロック発生装置。
- 前記走査手段の往路走査期間と復路走査期間において、それぞれサンプリングクロックと画像化区間の区間情報とを出力する2つの並列接続された請求項1から請求項6のいずれかに記載のサンプリングクロック発生装置と、
該サンプリングクロック発生装置により出力された往路走査期間におけるサンプリングクロックおよび区間情報と、前記復路走査期間におけるサンプリングクロックおよび区間情報とを合成するクロック情報合成部とを備えるサンプリングクロック発生システム。
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