摄像装置和摄像方法制造方法及图纸

摄像装置(1)具备光源(10)、空间光调制器(21)、傅里叶变换光学系统(30)、光检测器(40)和控制部(50)。控制部(50)在空间光调制器(21)的调制面设定第1区域和第2区域，在第1区域依次设定多个光相位调制图案，在第1区域中的各个光相位调制图案的设定时在第1区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得光强度值，使用相移法求得与第1区域对应的对象物的区域的相位图像。由此实现能够使用空间光调制器和光检测器取得对象物的高分辨率的相位图像的摄像装置和摄像方法。像装置和摄像方法。像装置和摄像方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置和摄像方法


[0001]本专利技术涉及摄像装置和摄像方法。

技术介绍

[0002]专利文献1和非专利文献1中记载的摄像装置能够使用数字微镜器件(DMD：Digital Micromirror Device)作为能够按每像素调制输出光相对于输入光的强度比的空间光调制器，并且使用检测输入光的强度的光检测器，获得对象物的像。
[0003]在这些文献中记载的摄像装置，在DMD的调制面形成对象物的像，基于设定的光振幅调制图案利用DMD按每像素进行光振幅调制，利用光检测器检测该调制后的光的强度。依次将多个种类的光相振幅调制图案对DMD进行设定，在各个光振幅调制图案的设定时利用光检测器取得光强度值，将各光振幅调制图案和对应的光强度值存储在存储部。而且，通过对存储于存储部的多组光振幅调制图案和光强度值进行解析，能够取得对象物的像。
[0004]另外，非专利文献2中记载的摄像装置，能够使用能够按每像素调制光的相位的空间光调制器，并且使用检测输入光的强度的光检测器，获得对象物的相位图像。
[0005]在该文献中记载的摄像装置，在空间光调制器的调制面形成对象物的像，基于设定的光相位调制图案利用空间光调制器按每像素进行光相位调制，利用光检测器检测该调制后的光的强度。依次将多个种类的光相位调制图案对空间光调制器进行设定，在各个光相位调制图案的设定时利用光检测器取得光强度值，将各光相位调制图案和对应的光强度值存储在存储部。而且，通过对存储于存储部的多组光相位调制图案和光强度值进行解析，能够取得对象物的相位图像。<br/>[0006]这些摄像装置中使用的光检测器不一定是用于检测输入光的光束截面的强度分布而排列有多个像素的图像传感器，也可以是由单一的像素构成的点传感器。因此，在要求在图像传感器的使用不适当的波长区域拍摄对象物的情况下，或者，在要求利用图像传感器以低噪声或高性能拍摄对象物的情况下等，利用使用了点传感器的摄像装置的摄像是有效的。现有技术文献专利文献
[0007]专利文献1：美国专利申请公开第2006/0239336号非专利文献
[0008]非专利文献1：Dharmpal Takhar et al.,“A New Compressive Imaging Camera Architecture using Optical
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Domain Compression(一种使用光域压缩的新型压缩成像相机架构)”,Proc.IS&amp;T/SPIE Computational Imaging IV,2006非专利文献2：Kazuki Ota,Yoshio Hayasaki,“Complex
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amplitude single
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pixel imaging(复幅单像素成像)”,Opt.Lett.,Vol.43No.15,pp.3682
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3685,2018

技术实现思路

专利技术所要解决的问题
[0009]非专利文献2中记载的摄像装置使用空间光调制器的调制面的部分区域作为参考区域，利用相移法取得对象物的相位图像。由此，取得的相位图像的像素数变少，相位图像的分辨率下降。
[0010]本专利技术的目的在于，提供能够使用空间光调制器和光检测器取得对象物的高分辨率的相位图像的摄像装置和摄像方法。用于解决问题的方法
[0011]本专利技术的实施方式为摄像装置。摄像装置具备：(1)输出相干的光的光源；(2)空间光调制器，其具有形成有被照射了来自光源的输出光的对象物的像的调制面，基于设定的光相位调制图案在调制面的多个像素区域各个对输入光进行光相位调制并输出该调制后的光；(3)傅里叶变换光学系统，其形成来自空间光调制器的输出光的傅里叶变换图像；(4)光检测器，其选择性地接受傅里叶变换图像中的0级光，检测其光强度并输出光强度值；和(5)控制部，其控制空间光调制器的调制面的光相位调制图案的设定，基于光相位调制图案和光强度值求得对象物的相位图像，控制部：(a)在空间光调制器的调制面设定第1区域和第2区域；(b)在第1区域的相位图像取得中，在第1区域依次设定多个光相位调制图案，在第1区域中的各个光相位调制图案的设定时在第1区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得光强度值，使用相移法求得与第1区域对应的对象物的区域的相位图像；(c)在第2区域的相位图像取得中，在第2区域依次设定多个光相位调制图案，在第2区域中的各个光相位调制图案的设定时在第2区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得光强度值，使用相移法求得与第2区域对应的对象物的区域的相位图像。
[0012]本专利技术的实施方式为摄像装置。摄像装置具备：(1)输出相干的光的光源；(2)空间光调制器，其具有输入有来自光源的输出光的调制面，基于设定的光相位调制图案在调制面的多个像素区域各个对输入光进行光相位调制并输出该调制后的光；(3)傅里叶变换光学系统，其形成被照射了来自空间光调制器的输出光的对象物的傅里叶变换图像；(4)光检测器，其选择性地接受傅里叶变换图像中的0级光，检测其光强度并输出光强度值；和(5)控制部，其控制空间光调制器的调制面的光相位调制图案的设定，基于光相位调制图案和光强度值求得对象物的相位图像，控制部：(a)在空间光调制器的调制面设定第1区域和第2区域；(b)在第1区域的相位图像取得中，在第1区域依次设定多个光相位调制图案，在第1区域中的各个光相位调制图案的设定时在第1区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得光强度值，使用相移法求得与第1区域对应的对象物的区域的相位图像；(c)在第2区域的相位图像取得中，在第2区域依次设定多个光相位调制图案，在第2区域中的各个光相位调制图案的设定时在第2区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得光强度值，使用相移法求得与第2区域对应的对象物的区域的相位图像。
[0013]本专利技术的实施方式为摄像方法。摄像方法是使用：(1)输出相干的光的光源；(2)具有形成有被照射了来自光源的输出光的对象物的像的调制面，基于设定的光相位调制图案在调制面的多个像素区域各个对输入光进行光相位调制并输出该调制后的光的空间光调制器；(3)形成空间光调制器的输出光的傅里叶变换图像的傅里叶变换光学系统；和(4)选择性地接受傅里叶变换图像中的0级光，检测其光强度并输出光强度值的光检测器，对对象
物进行摄像的方法，该摄像方法具备：(a)在空间光调制器的调制面设定第1区域和第2区域的区域设定步骤；(b)第1区域相位图像取得步骤，在第1区域依次设定多个光相位调制图案，在第1区域中的各个光相位调制图案的设定时在第1区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得光强度值，使用相移法求得与第1区域对应的对象物的区域的相位图像；和(c)第2区域相位图像取得步骤，在第2区域依次设定多个光相位调制图案，在第2区域中的各个光相位调制图案的设定时在第2区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得光强度值，使用相移法求得与第2区域对应的对象物的区域的相位图像。
[0014]本专利技术的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种摄像装置，其中：具备：光源，其输出相干的光；空间光调制器，其具有形成有被照射了来自所述光源的输出光的对象物的像的调制面，基于设定的光相位调制图案在所述调制面的多个像素区域各个对输入光进行光相位调制并输出该调制后的光；傅里叶变换光学系统，其形成来自所述空间光调制器的输出光的傅里叶变换图像；光检测器，其选择性地接受所述傅里叶变换图像中的0级光，检测其光强度并输出光强度值；和控制部，其控制所述空间光调制器的所述调制面的光相位调制图案的设定，基于所述光相位调制图案和所述光强度值求得所述对象物的相位图像，所述控制部：在所述空间光调制器的所述调制面设定第1区域和第2区域，在所述第1区域的相位图像取得中，在所述第1区域依次设定多个光相位调制图案，在所述第1区域中的各个光相位调制图案的设定时在所述第1区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得所述光强度值，使用相移法求得与所述第1区域对应的所述对象物的区域的相位图像，在所述第2区域的相位图像取得中，在所述第2区域依次设定多个光相位调制图案，在所述第2区域中的各个光相位调制图案的设定时在所述第2区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得所述光强度值，使用相移法求得与所述第2区域对应的所述对象物的区域的相位图像。2.一种摄像装置，其中：具备：光源，其输出相干的光；空间光调制器，其具有输入有来自所述光源的输出光的调制面，基于设定的光相位调制图案在所述调制面的多个像素区域各个对输入光进行光相位调制并输出该调制后的光；傅里叶变换光学系统，其形成被照射了来自所述空间光调制器的输出光的对象物的傅里叶变换图像；光检测器，其选择性地接受所述傅里叶变换图像中的0级光，检测其光强度并输出光强度值；和控制部，其控制所述空间光调制器的所述调制面的光相位调制图案的设定，基于所述光相位调制图案和所述光强度值求得所述对象物的相位图像，所述控制部：在所述空间光调制器的所述调制面设定第1区域和第2区域，在所述第1区域的相位图像取得中，在所述第1区域依次设定多个光相位调制图案，在所述第1区域中的各个光相位调制图案的设定时在所述第1区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得所述光强度值，使用相移法求得与所述第1区域对应的所述对象物的区域的相位图像，在所述第2区域的相位图像取得中，在所述第2区域依次设定多个光相位调制图案，在
所述第2区域中的各个光相位调制图案的设定时在所述第2区域以外的区域依次设定多个一样的相移并取得所述光强度值，使用相移法求得与所述第2区域对应的所述对象物的区域的相位图像。3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其中：所述控制部在所述第1区域的相位图像取得中，在所述第1区域依次设定与所述第1区域中包含的像素区域的个数为相同数量的光相位调制图案。4.如权利要求1～3中任一项所述的摄像装置，其中：所述控制部在所述第2区域的相位图像取得中，在所述第2区域依次设定与所述第2区域中包含的像素区域的个数为相同数量的光相位调制图案。5.如权利要求1～4中任一项所述的摄像装置，其中：所述控制部使用相移法，求得与所述第1区域对应的所述对象物的区域的振幅图像，并且求得与所述第2区域对应的所述对象物的区域的振幅图像，通过在这两个振幅图像之间调整振幅比，求得与所述第1区域和所述第2区域的两者对应的所述对象物的振幅图像。6.如权利要求1～5中任一项所述的摄像装置，其中：还具备：光圈，其选择性地使利用所述傅里叶变换光学系统形成的所述傅里叶变换图像中的所述0级光通过，所述光检测器接受通过了所述光圈的光。7.如权利要求1～5中任一项所述的摄像装置，其中：还具备：光波导，其在利用所述傅里叶变换光学系统形成的所述傅里叶变换图像中的所述0级光的位置配置有输入端，对输入至该输入端的光进行导光并从输出端输出，所述光检测器接受从所述光波导的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：中本胜大，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：