JPH05126719A - 光変調測定装置 - Google Patents
光変調測定装置Info
- Publication number
- JPH05126719A JPH05126719A JP3313486A JP31348691A JPH05126719A JP H05126719 A JPH05126719 A JP H05126719A JP 3313486 A JP3313486 A JP 3313486A JP 31348691 A JP31348691 A JP 31348691A JP H05126719 A JPH05126719 A JP H05126719A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- modulation
- sample
- intensity
- measuring device
- 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.)
- Pending
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料に交流変調された光を照射し、試料透過
或は散乱光を検出し、変調位相のおくれから試料につい
ての情報を得る測定装置において、照射光の平均強度と
変調振幅を測光回路の能力一杯に設定することにより測
定感度を上げる。 【構成】 光源の交流変調を０にし、光源強度を０から
次第に増加させつゝ試料からの光を測光し、測光出力が
検出され始めたときと測光出力が飽和し始めたときの照
射光の範囲で照射光強度を変化させるようにした。
或は散乱光を検出し、変調位相のおくれから試料につい
ての情報を得る測定装置において、照射光の平均強度と
変調振幅を測光回路の能力一杯に設定することにより測
定感度を上げる。 【構成】 光源の交流変調を０にし、光源強度を０から
次第に増加させつゝ試料からの光を測光し、測光出力が
検出され始めたときと測光出力が飽和し始めたときの照
射光の範囲で照射光強度を変化させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は強度変調を施した光を試
料に照射し、試料通過中に減衰した透過光或は散乱光を
検出して測定するような場合に、照射光の平均強度およ
び変調度を最適に設定するための装置に関する。
料に照射し、試料通過中に減衰した透過光或は散乱光を
検出して測定するような場合に、照射光の平均強度およ
び変調度を最適に設定するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】強度変調した光を試料に照射して透過光
或は散乱光を測光する型の試料分析装置で測定を行う場
合、試料による測定光の強度は、照射光の強度とか変調
率が同じでも、試料による光の減衰率が大幅に異なるた
め広い範囲で異なる。他方測光回路の方は変調された光
の最小値と最大値の間を歪なしに最大利得で測光できる
ことが望ましい。即ち試料を透過し、或は散乱された被
検出光の最小値が測光回路の雑音レベルを超える範囲で
最小出力に、被検出光の最大値が、測光回路の無歪領域
の最高出力になるように照射光の平均強度と変調度を設
定する必要がある。この強度，変調調度設定は測定すべ
き光の強度平均が試料毎に或は同一試料でも測定部位を
変えることにより異なるので、毎回最適に設定する必要
があって、従来はこの設定を手動的に行っていたから、
測定作業が大へん面倒であった。
或は散乱光を測光する型の試料分析装置で測定を行う場
合、試料による測定光の強度は、照射光の強度とか変調
率が同じでも、試料による光の減衰率が大幅に異なるた
め広い範囲で異なる。他方測光回路の方は変調された光
の最小値と最大値の間を歪なしに最大利得で測光できる
ことが望ましい。即ち試料を透過し、或は散乱された被
検出光の最小値が測光回路の雑音レベルを超える範囲で
最小出力に、被検出光の最大値が、測光回路の無歪領域
の最高出力になるように照射光の平均強度と変調度を設
定する必要がある。この強度，変調調度設定は測定すべ
き光の強度平均が試料毎に或は同一試料でも測定部位を
変えることにより異なるので、毎回最適に設定する必要
があって、従来はこの設定を手動的に行っていたから、
測定作業が大へん面倒であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した照射
光平均強度と変調度の設定を試料に応じて自動的に行い
得るようにしようとするものである。
光平均強度と変調度の設定を試料に応じて自動的に行い
得るようにしようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】被測定試料に光を照射し
ながら試料に照射する光の強度を無変調で０から次第に
強めて行き、測光回路から光検出信号が得られる最小強
度Ｉｔを検出して、これを記憶し、次に更に照射光を強
めて行って、測光回路出力が飽和したときの照射光強度
Ｉｓを検出して記憶し、照射光強度中心値を上記最小強
度Ｉｔと最大強度Ｉｓの平均（Ｉｔ＋Ｉｓ）／２に設定
し、変調振幅を（Ｉｓ−Ｉｔ）／２より適当な余裕を見
込んで設定するようにした。
ながら試料に照射する光の強度を無変調で０から次第に
強めて行き、測光回路から光検出信号が得られる最小強
度Ｉｔを検出して、これを記憶し、次に更に照射光を強
めて行って、測光回路出力が飽和したときの照射光強度
Ｉｓを検出して記憶し、照射光強度中心値を上記最小強
度Ｉｔと最大強度Ｉｓの平均（Ｉｔ＋Ｉｓ）／２に設定
し、変調振幅を（Ｉｓ−Ｉｔ）／２より適当な余裕を見
込んで設定するようにした。
【０００５】
【作用】被測定試料を置いて光を照射し、試料から出る
光を測光するようにして、照射光を無変調で０から次第
に強めて最初に測光出力が得られたときの照射光強度Ｉ
ｔはその試料に対して測光可能な照射光の最小強度であ
る。同様にして測光出力が飽和した最初の照射光強度Ｉ
ｓは、それ以上照射光を強くしても測光値が増さない、
つまり測定出力の歪が大きくなるだけであることを意味
する。従って、照射光は平均を（Ｉｔ＋Ｉｓ）／２に設
定すれば、変調の可能最大振幅は（Ｉｓ−Ｉｔ）／２と
なる。従って実際は変調振幅をこれより、適度に小さく
設定しておけば、測光回路のダイナミックレンジを一杯
に使って測定ができ、最大感度の測定を行うことができ
る。
光を測光するようにして、照射光を無変調で０から次第
に強めて最初に測光出力が得られたときの照射光強度Ｉ
ｔはその試料に対して測光可能な照射光の最小強度であ
る。同様にして測光出力が飽和した最初の照射光強度Ｉ
ｓは、それ以上照射光を強くしても測光値が増さない、
つまり測定出力の歪が大きくなるだけであることを意味
する。従って、照射光は平均を（Ｉｔ＋Ｉｓ）／２に設
定すれば、変調の可能最大振幅は（Ｉｓ−Ｉｔ）／２と
なる。従って実際は変調振幅をこれより、適度に小さく
設定しておけば、測光回路のダイナミックレンジを一杯
に使って測定ができ、最大感度の測定を行うことができ
る。
【０００６】
【実施例】こゝに述べる実施例は人体の表面の適所に光
を入射させ、人体内部で散乱された光を人体表面の光照
射点より離れた表面で検出するようにして、光の照射点
と検出点との距離を変えて、人体内部の情報を得る検診
方法に関するものである。図１に示すように照射光を交
流信号で正弦波形に変調し、これを被検体１に照射し
て、照射点ＰよりＬだけ離れた場所Ｑで被検体内散乱光
を検出する。このとき検出される散乱光の個々の光子の
実経路は複雑であるが、全体的に見ると、図矢線のよう
な経路を或る速度で進行して検出点に到達したと見るこ
とができ、Ｐ点に同時に入射した光がＱ点で検出される
までの時間差は矢線の経路の長さによって異なり、照射
光は正弦波で変調してあるので、検出点における検出信
号の交流成分は、光の上記した経路による時間差だけ位
相がずれた正弦交流の合成したものとなる。実際には被
検体の人体の内部組織の違いにより、経路毎に減衰率が
異なるから検出される交流信号の照射光の変調信号に対
する位相のずれから、人体の或る深さの内部組織の状態
についての情報がえられる。このような測定を距離Ｌを
変えて行うことで、人体の深さ方向の色々な変化が検出
できる。本発明は上述したような測定で、照射光の平均
強度、変調深さを自動的に測定毎に最適に設定するため
のアルゴリズムを提供するものである。
を入射させ、人体内部で散乱された光を人体表面の光照
射点より離れた表面で検出するようにして、光の照射点
と検出点との距離を変えて、人体内部の情報を得る検診
方法に関するものである。図１に示すように照射光を交
流信号で正弦波形に変調し、これを被検体１に照射し
て、照射点ＰよりＬだけ離れた場所Ｑで被検体内散乱光
を検出する。このとき検出される散乱光の個々の光子の
実経路は複雑であるが、全体的に見ると、図矢線のよう
な経路を或る速度で進行して検出点に到達したと見るこ
とができ、Ｐ点に同時に入射した光がＱ点で検出される
までの時間差は矢線の経路の長さによって異なり、照射
光は正弦波で変調してあるので、検出点における検出信
号の交流成分は、光の上記した経路による時間差だけ位
相がずれた正弦交流の合成したものとなる。実際には被
検体の人体の内部組織の違いにより、経路毎に減衰率が
異なるから検出される交流信号の照射光の変調信号に対
する位相のずれから、人体の或る深さの内部組織の状態
についての情報がえられる。このような測定を距離Ｌを
変えて行うことで、人体の深さ方向の色々な変化が検出
できる。本発明は上述したような測定で、照射光の平均
強度、変調深さを自動的に測定毎に最適に設定するため
のアルゴリズムを提供するものである。
【０００７】被検体に照射する光の光源にはレーザが用
いられる。レーザ光の強度変調はレーザ駆動電流の増減
により行われる。図２は装置全体の構成を示すす。２が
光源のレーザ、３が光検出器、４は光源の変調回路、５
は測光回路で、１は被検体で例えば被検者の手であり、
オプチカルファイバー６が被検体の表面と光検出器３と
の間を光学的に結び、被検体のオプチカルファイバー６
の先端を当てる場所Ｑを色々変えて測定を行う。測光回
路５の出力信号はＡ／Ｄ変換されてコンピュータ７に取
り込まれ、コンピュータ７によりデータ処理されて検診
データとして表示装置８に表示される。変調回路４はレ
ーザに供給する直流電流とそれに重畳する交流電流の両
方を加減する回路で、コンピュータ７からの出力により
制御されるようになっている。また、測光回路５は位相
検出機構をも内蔵し、コンピュータ７からの出力の位相
のずれを検出できるようになっている。
いられる。レーザ光の強度変調はレーザ駆動電流の増減
により行われる。図２は装置全体の構成を示すす。２が
光源のレーザ、３が光検出器、４は光源の変調回路、５
は測光回路で、１は被検体で例えば被検者の手であり、
オプチカルファイバー６が被検体の表面と光検出器３と
の間を光学的に結び、被検体のオプチカルファイバー６
の先端を当てる場所Ｑを色々変えて測定を行う。測光回
路５の出力信号はＡ／Ｄ変換されてコンピュータ７に取
り込まれ、コンピュータ７によりデータ処理されて検診
データとして表示装置８に表示される。変調回路４はレ
ーザに供給する直流電流とそれに重畳する交流電流の両
方を加減する回路で、コンピュータ７からの出力により
制御されるようになっている。また、測光回路５は位相
検出機構をも内蔵し、コンピュータ７からの出力の位相
のずれを検出できるようになっている。
【０００８】図３はコンピュータ７がレーザ光の平均強
度および変調振幅を設定する場合の動作のフローチャー
トである。オペレータが変調設定の動作指示をコンピュ
ータ７に与えると、コンピュータは図３の動作をスター
トさせる。まずコンピュータは変調回路４の交流出力Ｊ
ａｃを０、直流出力Ｊｄｃを０にセット（イ）し、次に
Ｊｄｃを１ステップ増加させて（ロ）、測光回路５の出
力の有無をチェック（ハ）し、出力ありとなるまでＪｄ
ｃを増加して行き、出力ありとなつたらそのときのＪｄ
ｃをＩｔとして記憶（ニ）し、更にＪｄｃを１ステップ
ずつ増加（ホ）させながら、測光出力の今回と前回との
差を求め、この差が所定値δより小さくなった時を検出
（へ）して、そのときのＪｄｃをＩｓとして記憶（ト）
し、変調回路４の交流出力の振幅Ｊａｃを Ｊａｃ＝（Ｉｓ−Ｉｔ）／２−ｄ に設定し、直流出力を Ｊｄｃ＝（Ｉｓ＋Ｉｔ）／２ に設定（チ）して動作を終わる。ｄは所定値である。な
お変調設定と云うオペレータの操作をなくし、測定開始
の操作だけとして、オペレータが測定開始の指示をコン
ピュータ７に与えたら、コンピュータがまず図３の動作
を実行し、引き続いて測定動作を開始するようにしても
よい。
度および変調振幅を設定する場合の動作のフローチャー
トである。オペレータが変調設定の動作指示をコンピュ
ータ７に与えると、コンピュータは図３の動作をスター
トさせる。まずコンピュータは変調回路４の交流出力Ｊ
ａｃを０、直流出力Ｊｄｃを０にセット（イ）し、次に
Ｊｄｃを１ステップ増加させて（ロ）、測光回路５の出
力の有無をチェック（ハ）し、出力ありとなるまでＪｄ
ｃを増加して行き、出力ありとなつたらそのときのＪｄ
ｃをＩｔとして記憶（ニ）し、更にＪｄｃを１ステップ
ずつ増加（ホ）させながら、測光出力の今回と前回との
差を求め、この差が所定値δより小さくなった時を検出
（へ）して、そのときのＪｄｃをＩｓとして記憶（ト）
し、変調回路４の交流出力の振幅Ｊａｃを Ｊａｃ＝（Ｉｓ−Ｉｔ）／２−ｄ に設定し、直流出力を Ｊｄｃ＝（Ｉｓ＋Ｉｔ）／２ に設定（チ）して動作を終わる。ｄは所定値である。な
お変調設定と云うオペレータの操作をなくし、測定開始
の操作だけとして、オペレータが測定開始の指示をコン
ピュータ７に与えたら、コンピュータがまず図３の動作
を実行し、引き続いて測定動作を開始するようにしても
よい。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、一回の測定毎にオペレ
ータが照射光の平均強度と変調度とを一々設定する必要
がなく、自動的に測光回路の能力一杯の設定がされるの
で、自動的に最適設定で測定を行うことができる。
ータが照射光の平均強度と変調度とを一々設定する必要
がなく、自動的に測光回路の能力一杯の設定がされるの
で、自動的に最適設定で測定を行うことができる。
【図１】本発明が適用される測定方法一例の説明図
【図２】上例の測定を行う装置のブロック図
【図３】上例における自動設定動作のフローチャート
１ 被検体 ２ 光源 ３ 光検出器 ４ 変調回路 ５ 測光回路 ６ オプチカルファイバー ７ コンピュータ ８ 表示装置
Claims (1)
- 強度変調した光を試料に照射し、試料からの透過或は散
乱光を検出する測定装置において、光源の光強度の平均
レベルと変調の振幅を可変とし、光強度を無変調で０か
ら増加させながら、測光出力が得られる最小光強度レベ
ルＩｔと測光出力が飽和し始めるときの光強度レベルＩ
ｓを検出し、光源の平均レベルを（Ｉｔ＋Ｉｓ）／２
に、また変調振幅を（Ｉｓ−Ｉｔ）／２より適宜小さく
設定する自動設定手段を設けたことを特徴とする光変調
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313486A JPH05126719A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 光変調測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313486A JPH05126719A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 光変調測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126719A true JPH05126719A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18041893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3313486A Pending JPH05126719A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 光変調測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05126719A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022415A1 (fr) * | 1998-10-13 | 2000-04-20 | Hitachi, Ltd. | Dispositif et procede de mesure optique |
| JP2011106892A (ja) * | 2009-11-14 | 2011-06-02 | Naberu:Kk | 種卵検査装置 |
| CN114354140A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-15 | 西安中科微星光电科技有限公司 | 一种透射式空间光调制器相位和振幅调制特性的测量方法 |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3313486A patent/JPH05126719A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000022415A1 (fr) * | 1998-10-13 | 2000-04-20 | Hitachi, Ltd. | Dispositif et procede de mesure optique |
| US6611698B1 (en) | 1998-10-13 | 2003-08-26 | Hitachi, Ltd. | Optical measuring instrument |
| JP2011106892A (ja) * | 2009-11-14 | 2011-06-02 | Naberu:Kk | 種卵検査装置 |
| CN114354140A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-15 | 西安中科微星光电科技有限公司 | 一种透射式空间光调制器相位和振幅调制特性的测量方法 |
| CN114354140B (zh) * | 2022-01-12 | 2024-04-19 | 西安中科微星光电科技有限公司 | 一种透射式空间光调制器相位和振幅调制特性的测量方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |