(57)【要約】  視野範囲を広くして計測範囲を広げるためのデジタルホログラフィ装置（１Ａ）は、撮像素子（６）の画素に記録されて、参照光の位相量シフトが異なる２種類のホログラム情報を含む並列位相シフトホログラムを生成する撮像素子（６）と、並列位相シフトホログラムから抽出した第１及び第２ホログラムに主補間を施して複数の主補間領域を有する主補間複素振幅を生成し、第１及び第２ホログラムに副補間を施して複数の副補間領域を有する副補間複素振幅を生成する複素振幅生成部（３）と、主補間複素振幅の主補間領域と副補間複素振幅の副補間領域とを抽出して空間周波数分布を生成し、空間周波数分布に基づいて被写体の３次元像を再生する空間周波数分布生成部（４）とを備える。
2012115042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の画素に記録されて、参照光の位相量シフトが異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のホログラム情報を含むホログラムを生成するホログラム生成部と、
前記ホログラムから抽出した第１及び第２ホログラムに主補間を施して複数の主補間領域を有する主補間複素振幅を生成し、前記第１及び第２ホログラムに副補間を施して複数の副補間領域を有する副補間複素振幅を生成する複素振幅生成部と、
前記主補間複素振幅の前記主補間領域と前記副補間複素振幅の前記副補間領域とを抽出して空間周波数分布を生成し、前記空間周波数分布に基づいて被写体の３次元像を再生する空間周波数分布生成部とを備えたことを特徴とするデジタルホログラフィ装置。
【請求項２】
前記主補間は、縦方向に隣接する画素及び横方向に隣接する画素に基づく４方向補間であり、
前記副補間は、横方向に隣接する画素に基づく横補間と、縦方向に隣接する画素に基づく縦補間とを含む請求項１記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項３】
前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに横補間を施して生成されて３行×３列の横補間領域を有する横補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに縦補間を施して生成されて３行×３列の縦補間領域を有する縦補間複素振幅とを含み、
前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、
１行２列目及び３行２列目の空間周波数領域には、対応する横補間領域における横補間複素振幅が配置されており、
２行１列目及び２行３列目の空間周波数領域には、対応する縦補間領域における縦補間複素振幅が配置されている請求項２記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項４】
前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに横補間を施して生成されて３行×３列の横補間領域を有する横補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに縦補間を施して生成されて３行×３列の縦補間領域を有する縦補間複素振幅とを含み、
前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、
前記被写体の形状は、横方向に長く、
１列目及び３列目の空間周波数領域には、対応する縦補間領域における縦補間複素振幅が配置されている請求項２記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項５】
前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに横補間を施して生成されて３行×３列の横補間領域を有する横補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに縦補間を施して生成されて３行×３列の縦補間領域を有する縦補間複素振幅とを含み、
前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、
前記被写体の形状は、縦方向に長く、
１行目及び３行目の空間周波数領域には、対応する横補間領域における横補間複素振幅が配置されている請求項２記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項６】
前記主補間は、＋４５度方向に隣接する画素及び−４５度方向に隣接する画素に基づく±４５度方向補間であり、
前記副補間は、＋４５度方向に隣接する画素に基づく＋４５度方向補間と、−４５度方向に隣接する画素に基づく−４５度方向補間とを含む請求項１記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項７】
前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに＋４５度方向補間を施して生成されて３行×３列の＋４５度方向補間領域を有する＋４５度方向補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに−４５度方向補間を施して生成されて３行×３列の−４５度方向補間領域を有する−４５度方向補間複素振幅とを含み、
前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、
１行１列目及び３行３列目の空間周波数領域には、対応する＋４５度方向補間領域における＋４５度方向補間複素振幅が配置されており、
１行３列目及び３行１列目の空間周波数領域には、対応する−４５度方向補間領域における−４５度方向補間複素振幅が配置されている請求項６記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項８】
撮像素子面に入射する物体光に対して参照光を傾けて入射させて、ある方向から入射する物体光に対する参照光の位相差が隣り合う画素間において所定の値となる空間キャリア位相シフトホログラムを生成する空間キャリア位相シフトホログラム生成部と、
第１位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第１空間スペクトルを生成し、第２位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第２空間スペクトルを生成する空間スペクトル分布生成部と、
前記第１位相シフト量に応じて前記第１空間スペクトルから切り出した第１空間スペクトル成分と、前記第２位相シフト量に応じて前記第２空間スペクトルから切り出した第２空間スペクトル成分とを再配置して位相シフト誤差を低減した誤差低減空間スペクトル分布を生成する切り出し部とを備えたことを特徴とするデジタルホログラフィ装置。
【請求項９】
前記ある方向から入射する物体光に対する参照光の位相差は、隣り合う画素間においてπ／２あるいは３π／２である請求項８記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項１０】
前記空間スペクトル分布生成部は、第１位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第１複素振幅を抽出し、前記第１複素振幅をフーリエ変換して前記第１空間スペクトルを生成し、第２位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第２複素振幅を抽出し、前記第２複素振幅をフーリエ変換して前記第２空間スペクトルを生成する請求項８記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項１１】
前記誤差低減空間スペクトル分布を逆フーリエ変換し、回折積分の計算を施して被写体の３次元像を再生する再生部をさらに備える請求項８記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項１２】
前記空間スペクトル分布生成部における位相シフト量の数と複素振幅の数は、空間スペクトル面における行数または列数の半分である請求項８記載のデジタルホログラフィ装置。
【請求項１３】
撮像素子の画素に記録されて、参照光の位相量シフトが異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のホログラム情報を含むホログラムを生成するホログラム生成工程と、
前記ホログラムから抽出した第１及び第２ホログラムに主補間を施して複数の主補間領域を有する主補間複素振幅を生成し、前記第１及び第２ホログラムに副補間を施して複数の副補間領域を有する副補間複素振幅を生成する複素振幅生成工程と、
前記主補間複素振幅の前記主補間領域と前記副補間複素振幅の前記副補間領域とを抽出して空間周波数分布を生成し、前記空間周波数分布に基づいて被写体の３次元像を再生する空間周波数分布生成工程とを備えたことを特徴とするデジタルホログラフィによる３次元像再生方法。
【請求項１４】
撮像素子面に入射する物体光に対して参照光を傾けて入射させて、ある方向から入射する物体光に対する参照光の位相差が隣り合う画素間において所定値となる空間キャリア位相シフトホログラムを生成する空間キャリア位相シフトホログラム生成工程と、
第１位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第１空間スペクトルを生成し、第２位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第２空間スペクトルを生成する空間スペクトル分布生成工程と、
前記第１位相シフト量に応じて前記第１空間スペクトルから切り出した第１空間スペクトル成分と、前記第２位相シフト量に応じて前記第２空間スペクトルから切り出した第２空間スペクトル成分とを再配置して位相シフト誤差を低減した誤差低減空間スペクトル分布を生成する切り出し工程とを備えたことを特徴とするデジタルホログラフィによる３次元像再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元物体への光照射によって得られる干渉パターン（干渉縞）から、コンピュータを用いて３次元物体の像を再生するデジタルホログラフィ装置、及びデジタルホログラフィによる３次元像再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以後の文章中で位相、角度の単位はラジアンで表す。加工技術の精密化や多様化に伴い、物体の３次元形状等の高度な計測や解析が求められ、様々な測定法が開発されている。該測定法のうち、光の干渉を利用した干渉計測技術、特にデジタルホログラフィは、非接触かつ非破壊で、物体の３次元情報を得ることができるため、近年、注目を集めている測定法の一つとなっている。【０００３】
デジタルホログラフィは、３次元物体への光照射によって得られる干渉パターン（干渉縞）から、コンピュータを用いて３次元物体の像を再生する技術である。具体的には例えば、３次元物体への光照射によって得られる物体光と、該物体光に対して可干渉である参照光とが作る干渉パターンを、ＣＣＤ（charge coupled device）等の撮像素子を用いて記録する。記録された干渉パターンに基づいて、コンピュータで回折を計算し、３次元物体の像を再生する。【０００４】
本発明者らは、光源から出射された光をその進行方向に垂直な平面上において互いに位相が異なる４種類の参照光に分割する、位相シフトアレイ素子の位相分布を、ＣＣＤカメラなどの撮像面に結像させる等の構成を備え、１回の撮影により、被写体の再生画像の画質を向上させたデジタルホログラフィ装置を提案している（特許文献１）。【０００５】
また、本発明者らは、光源から出射された光を、その進行方向に垂直な平面上において互いに位相が異なる２種類の参照光に分割する偏光子アレイを、ＣＣＤカメラの撮像面に貼り付ける等して装備する構成を備え、１回の撮影により、被写体の再生画像の画質を向上させたデジタルホログラフィ装置を提案している（特許文献２）。【０００６】
また本発明者らは、物体光を互いに偏光方向が異なる２種類の物体光に分割し、それぞれの伝播方向に角度差を生じさせる偏光分割部と、第１偏光子領域および第２偏光子領域が複数配置され、参照光と、被写体を介して到達する物体光とを透過させる偏光子アレイ部とを設けることにより、１回の撮像でその瞬間の深い奥行き範囲の高精度３次元情報を得ることができるデジタルホログラフィ装置を提案している（特許文献３）。【０００７】
デジタルホログラフィ（非特許文献１）は瞬時３次元計測が可能な技術であるが、０次回折光や共役像が不要な像として所望の像に重畳する問題を抱えている。この問題を解決するために，位相シフトデジタルホログラフィ（非特許文献２）が提案されている。しかしながら,この技術は複数枚のホログラムの逐次記録が必要であるため，瞬時計測が不可能である。【０００８】
この従来のデジタルホログラフィの問題を解決するために、並列位相シフトデジタルホログラフィ（非特許文献３〜６）が提案されている。この技術では，位相シフト法に必要な複数のホログラムの情報を一回の撮像で記録するため，高精度瞬時３次元計測が可能である。【０００９】
図２３は、従来のデジタルホログラフィ装置による像再生アルゴリズムを説明するための図である。並列位相シフトデジタルホログラフィの原理は、位相シフト法に必要な複数枚のホログラムの情報を単一の撮像素子を用いて１回の撮影で記録する構成にある。記録したホログラムに対してコンピュータを用いて像再生アルゴリズムに基づき処理を行い、被写体の３次元像を再生する。図２３では、２枚のホログラムの情報を単一の撮像素子を用いて１回の撮影で記録する並列２段階位相シフトデジタルホログラフィを並列位相シフトデジタルホログラフィの一例として挙げている。【００１０】
図２３を参照すると、従来の像再生アルゴリズムの手順では、記録された２枚のホログラムに対応する並列位相シフトホログラム９７から参照光の位相シフト量が同じホログラム９８Ａ・９８Ｂをそれぞれ抽出する。ここで本明細書において、並列位相シフトホログラムとは、並列位相シフトデジタルホログラフィ(特許文献１，非特許文献３)で得られる参照光の位相シフト量が異なる複数のホログラム情報を含むホログラムを指し、以後同様の意味で用いる。【００１１】
そして、値の欠落した画素に対して、近傍(4-neighboring)画素を用いて補間した２枚のホログラム９８Ａ・９８Ｂを得る。次に、得られたホログラム９８Ａ・９８Ｂと参照光２５とを用いて２段階位相シフト法で計算処理する。その後、計算によって得られた被写体の複素振幅分布（振幅と位相の分布の情報であり、物体波面情報を意味する）に回折計算を行うことにより、再生像を得る。【００１２】
一方，並列位相シフトデジタルホログラフィの他に、1回の撮像で位相シフト法に必要な複数枚分のホログラム情報を取得可能な空間キャリア位相シフトデジタルホログラフィが提案されている（非特許文献７〜９）。これら２つの方式は、シングルショット位相シフトデジタルホログラフィと呼ばれる。空間キャリア位相シフトデジタルホログラフィでは、一般的に、補間を用いない方がより広範囲を計測可能である（非特許文献８）。また、並列位相シフトデジタルホログラフィにおいても、補間を用いずに位相シフト法の計算を行う方式が提案されている（非特許文献４）。【００１３】
図２４は、従来の他のデジタルホログラフィ装置による空間キャリア位相シフト法を説明するための図である。補間を用いないシングルショット位相シフトデジタルホログラフィの一例として、空間キャリア位相シフトデジタルホログラフィを説明する。図２４は、空間キャリア位相シフトデジタルホログラフィの概略を示している。本方式では、撮像素子９６に形成された撮像素子面と垂直な方向から入射する物体光(物体からの回折光または散乱光を意味する)に対して、参照光を角度θ傾けて入射させ、参照光を傾けた方向に沿った撮像素子９６の各画素において、参照光の位相をシフトさせる。この参照光と物体光が干渉することで、図２４に示すように、撮像素子面上に空間的に位相シフトしたホログラムが形成される。このようにして得られたホログラムを、以後空間キャリア位相シフトホログラムと呼ぶ。この空間的に位相シフトしたホログラムを記録することで、シングルショットにより空間キャリア位相シフトホログラムを取得することができる。【００１４】
空間キャリア位相シフトデジタルホログラフィでは、補間処理を用いない方が広範囲な計測が可能である。そこで、シングルショット位相シフトデジタルホログラフィの分野において、補間を用いずに、隣り合う画素を直接用いて位相シフト法の計算を行う方式が提案され、盛んに研究されている（非特許文献４及び９）。ここでは当該方式を説明する。【００１５】
図２５は、従来の他のデジタルホログラフィ装置により補間を用いずに位相シフト法の計算を行う方法を説明するための図である。【００１６】
被写体の複素振幅分布を求めるために、記録したホログラムのうち、位相シフト量が異なる隣り合う画素を用いて位相シフト法の計算を行う。例を挙げると、図２５に示される領域Ｒ５に配置された画素における被写体の複素振幅を求めるためには、図２５に示される領域Ｒ２に配置された−π／２、０、−３π／２の位相シフト量のホログラムを用いて位相シフト法の計算を行えば良い。領域Ｒ４に配置された画素における被写体の複素振幅を求めるためには、領域Ｒ１に配置された０、−３π／２、−πの位相シフト量のホログラムを用いて位相シフト法の計算を行う。領域Ｒ６に配置された画素における被写体の複素振幅は、領域Ｒ３に配置された−π、−π／２、０の位相シフト量のホログラムを用いて位相シフト法の計算を行う。この様な位相シフト法の計算により被写体の複素振幅分布を求めることができ，この複素振幅分布に回折積分の計算を施すことにより被写体の３次元像を再生することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】日本国特許明細書特許第4294526号明細書
【特許文献２】国際公開第2009/066771号パンフレット（2009年5月28日公開）
【特許文献３】国際公開第2010/092739号パンフレット（2010年8月19日公開）
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】J. W. Goodman and R. W. Lawrence, Appl. Phys. Lett. 11, p.77 (1967).
【非特許文献２】I. Yamaguchi and T. Zhang, Opt. Lett. 22, p.1268 (1997).
【非特許文献３】Y. Awatsuji, M. Sasada, and T. Kubota, “Parallel quasi-phase-shifting digital holography,” Appl. Phys. Lett. 85, 1069-1071 (2004).
【非特許文献４】Y. Awatsuji, M. Sasada, A. Fujii, and T. Kubota, “Scheme to improve the reconstructed image in parallel quasi-phase-shifting digital holography,” Appl. Opt. 45, 968-974 (2006).
【非特許文献５】Y. Awatsuji, A. Fujii, T. Kubota, and O. Matoba, “Parallel three-step phase-shifting digital holography,” Appl. Opt. 45, 2995-3002 (2006).
【非特許文献６】Y. Awatsuji, T. Tahara, A. Kaneko, T. Koyama, K. Nishio, S. Ura, T. Kubota, and O. Matoba, “Parallel two-step phase-shifting digital holography,” Appl. Opt. 47, D183-D189 (2008).
【非特許文献７】L. Mertz, “Real-time fringe-pattern analysis,” Appl. Opt. 22, 1535-1539 (1983).
【非特許文献８】B. T. Kimbrough, “Pixelated mask spatial carrier phase shifting interferometry algorithms and associated errors,” Appl. Opt. 45, 4554-4562 (2006).
【非特許文献９】高濱裕史, 松島恭治, “任意位相シフト公式を用いたシングルショットデジタルホログラフィ”, Optics Photonics Japan 2009 講演予稿集, 278-279 (2009).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
図２６は、従来の他のデジタルホログラフィ装置に入射する物体光の一端からの成分を説明するための図であり、図２７は、物体光の他端からの成分を説明するための図である。【００２０】
図２４及び図２５を参照して説明した方式では、参照光に対して角度θをなす物体光(図２４に示される撮像素子面と垂直な方向から入射する光、主に被写体の中心部から来る光を意味する)の情報は高い精度で像再生される。しかしながら、図２６及び図２７に示すように、被写体６７の寸法が大きくなると、撮像素子面と垂直な方向以外からも物体光が撮像素子９６へ入射する。このとき、被写体６７の端から来る物体光と、参照光とがなす角度はθではなくなる。そして，なす角度がθと異なるということは，位相シフト量が本来の量から変わることを意味し、図２４及び図２５を参照して前述した方法で位相シフト法の計算を行うと位相シフト誤差を生む。図２６及び図２７では、被写体６７の端から来る物体光は撮像素子９６の隣り合う画素で−Ａ及びＡだけ位相シフトし、その結果所望の位相シフト量と比べて±Ａだけ位相シフト誤差が発生することが示されている。【００２１】
以上より、大きな被写体６７の端から来る物体光を記録すると位相シフト誤差が現れる。シングルショット位相シフトデジタルホログラフィにおいて、位相シフト誤差による影響には、（１）像が見えなくなる、（２）不要な像が被写体の像に重畳することなどが挙げられる。よって，被写体の端の部分の像が再生されなくなり、画質が劣化する。以上のように、図２４及び図２５に示す本方式では、被写体の端の部分が位相シフト誤差によって再生されず、視野の狭窄が起こるという問題が生じる。【００２２】
図２８は、従来のデジタルホログラフィ装置による補間方法の問題点を説明するための図である。【００２３】
図２３に示す従来の像再生アルゴリズムでは、ホログラムの高空間周波数成分(細かい干渉縞の成分に相当)において補間誤差が多くなる。大きな物体の端からの光はホログラムの高空間周波数成分に相当するため，大きな物体を正確に像再生できない問題がある。【００２４】
即ち、大きな物体を計測するとき，物体の端の部分からの光は大きな角度で撮像素子に入射する。すると，図２８に示すように、２つの平面波の角度が大きくなり、撮像素子に記録される干渉縞の間隔は細かくなる。【００２５】
しかし，図２３に示す従来のアルゴリズムでは、細かい干渉縞を近傍４画素の補間によって正確に復元することができない。縞情報が復元できなかったということは被写体の端の情報が欠落することを意味し、その結果、再生像の画質が劣化するという問題が生じる。【００２６】
本発明の目的は、被写体の端の像を正確に再現することにより視野範囲を広くして計測範囲を広げることができるデジタルホログラフィ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記の課題を解決するために、本発明に係るデジタルホログラフィ装置は、撮像素子の画素に記録されて、参照光の位相量シフトが異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のホログラム情報を含む並列位相シフトホログラムを生成するホログラム生成部と、前記並列位相シフトホログラムから抽出した第１及び第２ホログラムに主補間を施して複数の主補間領域を有する主補間複素振幅を生成し、前記第１及び第２ホログラムに副補間を施して複数の副補間領域を有する副補間複素振幅を生成する複素振幅生成部と、前記主補間複素振幅の前記主補間領域と前記副補間複素振幅の前記副補間領域とを抽出して空間周波数分布を生成し、前記空間周波数分布に基づいて被写体の３次元像を再生する空間周波数分布生成部とを備えたことを特徴とする。【００２８】
この特徴により、主補間複素振幅の主補間領域と副補間複素振幅の副補間領域とを抽出して空間周波数分布を生成するので、被写体の３次元像の位置に応じて補間の方式を変更して、大きな被写体の縁の部分に対応する干渉縞が細かい箇所の誤差を低減し、デジタルホログラフィ装置の視野範囲を広くして計測範囲を広げることができる。【００２９】
本発明に係る他のデジタルホログラフィ装置は、撮像素子面に入射する物体光に対して参照光を傾けて入射させて、ある方向から入射する物体光に対する参照光の位相差が隣り合う画素間において所定の値となる空間キャリア位相シフトホログラムを生成する空間キャリア位相シフトホログラム生成部と、第１位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第１空間スペを生成し、第２位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第２空間スペクトルを生成する空間スペクトル分布生成部と、前記第１位相シフト量に応じて前記第１空間スペクトルから切り出した第１空間スペクトル成分と、前記第２位相シフト量に応じて前記第２空間スペクトルから切り出した第２空間スペクトル成分とを再配置して位相シフト誤差を低減した誤差低減空間スペクトル分布を生成する切り出し部とを備えたことを特徴とする。【００３０】
この特徴により、第１位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて空間キャリア位相シフトホログラムから第１空間スペクトルを生成し、第２位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて空間キャリア位相シフトホログラムから第２空間スペクトルを生成し、第１位相シフト量に応じて第１空間スペクトルから切り出した第１空間スペクトル成分と、第２位相シフト量に応じて第２空間スペクトルから切り出した第２空間スペクトル成分とを再配置して位相シフト誤差を低減した誤差低減空間スペクトル分布を生成するので、補間処理を用いずに、被写体の縁部に対応する箇所の位相シフト誤差を低減し、デジタルホログラフィ装置の視野を、補間処理を用いずに拡大することができる。【００３１】
本発明に係るデジタルホログラフィによる３次元像再生方法は、撮像素子の画素に記録されて、参照光の位相量シフトが異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のホログラム情報を含む並列位相シフトホログラムを生成するホログラム生成工程と、前記並列位相シフトホログラムから抽出した第１及び第２ホログラムに主補間を施して複数の主補間領域を有する主補間複素振幅を生成し、前記第１及び第２ホログラムに副補間を施して複数の副補間領域を有する副補間複素振幅を生成する複素振幅生成工程と、前記主補間複素振幅の前記主補間領域と前記副補間複素振幅の前記副補間領域とを抽出して空間周波数分布を生成し、前記空間周波数分布に基づいて被写体の３次元像を再生する空間周波数分布生成工程とを備えたことを特徴とする。【００３２】
本発明に係る他のデジタルホログラフィによる３次元像再生方法は、撮像素子面に垂直な方向から入射する物体光に対して参照光を傾けて入射させて、隣り合う画素間の位相差がπ／２となる空間キャリア位相シフトホログラムを生成する空間キャリア位相シフトホログラム生成工程と、第１位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第１空間スペクトルを生成し、第２位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第２空間スペクトルを生成する空間スペクトル分布生成工程と、前記第１位相シフト量に応じて前記第１空間スペクトルから切り出した第１空間スペクトル成分と、前記第２位相シフト量に応じて前記第２空間スペクトルから切り出した第２空間スペクトル成分とを再配置して位相シフト誤差を低減した誤差低減空間スペクトル分布を生成する切り出し工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係るデジタルホログラフィ装置は、主補間複素振幅の主補間領域と副補間複素振幅の副補間領域とを抽出して空間周波数分布を生成するので、被写体の３次元像の位置に応じて補間の方式を変更して、大きな被写体の縁の部分に対応する干渉縞が細かい箇所の誤差を低減し、デジタルホログラフィ装置の視野範囲を広くして計測範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態１に係るデジタルホログラフィ装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】上記デジタルホログラフィ装置による像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、上記デジタルホログラフィ装置により大きな物体を記録したときの干渉縞を説明するための図である。
【図４】上記デジタルホログラフィ装置によるホログラムの補間方法を説明するための図である。
【図５】上記デジタルホログラフィ装置による他の像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図６】上記デジタルホログラフィ装置の空間周波数分布の他の構成例を示す図である。
【図７】上記空間周波数分布のさらに他の構成例を示す図である。
【図８】上記デジタルホログラフィ装置による横方向に大きな被写体に対する像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図９】上記デジタルホログラフィ装置による横方向に大きな被写体に対する他の像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図１０】上記デジタルホログラフィ装置による縦方向に大きな被写体に対する像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図１１】上記デジタルホログラフィ装置による縦方向に大きな被写体に対する他の像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図１２】被写体と撮像素子との距離３００ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す写真である。
【図１３】被写体と撮像素子との距離３００ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す図である。
【図１４】被写体と撮像素子との距離３５０ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す写真である。
【図１５】被写体と撮像素子との距離３５０ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す図である。
【図１６】被写体と撮像素子との距離３８０ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す写真である。
【図１７】被写体と撮像素子との距離３８０ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す図である。
【図１８】図２に示すアルゴリズムと図８に示すアルゴリズムと従来のアルゴリズムとによる像再生結果を示す写真である。
【図１９】図２に示すアルゴリズムと図８に示すアルゴリズムと従来のアルゴリズムとによる像再生による振幅分布を示す図である。
【図２０】図２に示すアルゴリズムと図８に示すアルゴリズムと従来のアルゴリズムとによる像再生による振幅分布を示す図である。
【図２１】実施の形態２に係るデジタルホログラフィ装置の構成を模式的に示す図である。
【図２２】上記デジタルホログラフィ装置による像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図２３】従来のデジタルホログラフィ装置による像再生アルゴリズムを説明するための図である。
【図２４】従来の他のデジタルホログラフィ装置による空間キャリア位相シフト法を説明するための図である。
【図２５】従来の他のデジタルホログラフィ装置により補間を用いずに位相シフト法の計算を行う方法を説明するための図である。
【図２６】従来の他のデジタルホログラフィ装置に入射する物体光の一端からの成分を説明するための図である。
【図２７】従来の他のデジタルホログラフィ装置に入射する物体光の他端からの成分を説明するための図である。
【図２８】従来のデジタルホログラフィ装置による補間方法の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
並列位相シフトデジタルホログラフィでは，位相シフトの段数が４段、３段、２段 である方法が提案されているが（非特許文献３〜６）実施の形態１に係る提案技術はいずれの方法にも適用できる。まず、一例として、位相シフトの段数が２段の並列２段階位相シフトデジタルホログラフィの場合について述べる(並列４段階の場合については図５を参照して後述する)。
【００３７】
（基本構成）
図１は、実施の形態１に係るデジタルホログラフィ装置１Ａの構成を模式的に示す図である。デジタルホログラフィ装置１Ａは、並列２段階位相シフトデジタルホログラフィを実現するためのシステムである。図１は、撮像素子６の撮像面に偏光子アレイ５を貼り付ける場合の光学系の一例を示している。図１に示すデジタルホログラフィ装置１Ａを説明する。まず、光源３２から出射されるレーザは垂直偏光成分のみを有するものとする。光源３２から出射された光は、ビーム分割素子ＢＳ１によって物体光と参照光とに分けられる。
【００３８】
ビーム分割素子ＢＳ１を透過した物体光は、対物レンズ３３及びレンズ３５を透過し、ミラーＭ１により反射され、被写体３７に照射される。被写体３７からの散乱光は、偏光子３９を通り、垂直偏光となる。そして、散乱光は、ビーム結合素子ＢＳ２を通り、偏光子アレイ５を通過して撮像素子６の撮像面に到達する。
【００３９】
一方、ビーム分割素子ＢＳ１により反射された参照光は、ミラーＭ２により反射され、対物レンズ３４及びレンズ３６を通り、１／４波長板３８を通過するときに垂直偏光と水平偏光との成分を持った円偏光になる。このとき、参照光は位相シフトのない成分と−π／２位相シフトした成分とを持つ。そして、参照光は、ミラーＭ３により反射され、ビーム結合素子ＢＳ２により反射されて、偏光子アレイ５と一体に構成された撮像素子６へ到達する。
【００４０】
偏光子アレイ５を通過した物体光と参照光とは、撮像素子６の撮像面上で干渉する。偏光子アレイ５を通過した参照光の位相は、空間的に２種類の情報を持ち、市松模様に分布する。この参照光と物体光とが干渉することにより、２種類のホログラムの情報を含む並列位相シフトホログラム７（図２）を１回で撮像することができる。
【００４１】
図２は、デジタルホログラフィ装置１Ａによる像再生アルゴリズムを説明するための図である。図１及び図２を参照すると、デジタルホログラフィ装置１Ａは、再生像生成器３１を備えている。再生像生成器３１は、複素振幅生成部３と空間周波数分布生成部４とを有している。
【００４２】
複素振幅生成部３は、並列位相シフトホログラム７から抽出したホログラム８Ａ・８Ｂに、縦方向に隣接する画素及び横方向に隣接する画素に基づく４方向補間を施す。そして、複素振幅生成部３は、ホログラム８Ａ・８Ｂに、横方向に隣接する画素に基づく横補間を施し、次に、ホログラム８Ａ・８Ｂに、縦方向に隣接する画素に基づく縦補間を施す。
【００４３】
その後、複素振幅生成部３は、４方向補間したホログラム８Ａ・８Ｂと参照光２９とに基づいて２段階シフト法による計算を行い、４方向補間複素振幅２７Ａを得る。そして、複素振幅生成部３は、横補間したホログラム８Ａ・８Ｂと参照光２９とに基づいて２段階シフト法による計算を行い、横補間複素振幅２８Ａを得、縦補間したホログラム８Ａ・８Ｂと参照光２９とに基づいて２段階シフト法による計算を行い、縦補間複素振幅２８Ｂを得る。
【００４４】
このようにして３種類の複素振幅２７Ａ・２８Ａ・２８Ｂを、複素振幅生成部３は、それぞれフーリエ変換して、フーリエ面を３行×３列の４方向補間領域９Ａに分割した４方向補間複素振幅１０Ａと、３行×３列の横補間領域１１Ａにフーリエ面を分割した横補間複素振幅１２Ａと、３行×３列の縦補間領域１１Ｂにフーリエ面を分割した縦補間複素振幅１２Ｂとを生成する。
【００４５】
空間周波数分布生成部４は、４方向補間複素振幅１０Ａの４方向補間領域９Ａと、横補間複素振幅１２Ａの横補間領域１１Ａと、縦補間複素振幅１２Ｂの縦補間領域１１Ｂとを抽出して空間周波数分布１３Ａを生成する。即ち、空間周波数分布生成部４は、４方向補間複素振幅１０Ａの１行１列目の「１」と表記した４方向補間領域９Ａと、１行３列目の「３」と表記した４方向補間領域９Ａと、２行２列目の「５」と表記した４方向補間領域９Ａと、３行１列目の「７」と表記した４方向補間領域９Ａと、及び３行３列目の「９」と表記した４方向補間領域９Ａとを抽出して、空間周波数分布１３Ａのそれぞれ対応する行列目に配置する。
【００４６】
そして、空間周波数分布生成部４は、横補間複素振幅１２Ａの１行２列目の「ｂ」と表記した横補間領域１１Ａと、３行２列目の「ｈ」と表記した横補間領域１１Ａとを抽出して、空間周波数分布１３Ａのそれぞれ対応する行列目に配置する。次に、空間周波数分布生成部４は、縦補間複素振幅１２Ｂの２行１列目の「Ｄ」と表記した縦補間領域１１Ｂと、２行３列目の「Ｆ」と表記した縦補間領域１１Ｂとを抽出して、空間周波数分布１３Ａのそれぞれ対応する行列目に配置する。
【００４７】
その後、空間周波数分布生成部４は、上記のようにして生成した空間周波数分布１３Ａに対して逆フーリエ変換を行い、回折積分して被写体３７の３次元像を再生する。
【００４８】
図３（ａ）及び（ｂ）は、デジタルホログラフィ装置１Ａにより大きな物体を記録したときの干渉縞を説明するための図であり、図４はデジタルホログラフィ装置１Ａによるホログラムの補間方法を説明するための図である。図３（ａ）（ｂ）に示すように、撮像素子６によって撮像される被写体３７の寸法が大きいと、干渉縞の縦成分における被写体３７の左右端に対応する縦成分は細かくなり、干渉縞の横成分における被写体３７の上下端に対応する縦成分は細かくなる。
【００４９】
図２５及び図３０に示す従来技術では、干渉縞が細かいときの補間処理時に誤差が多いことから、実施の形態１では、干渉縞が細かいときに最も誤差の少ない補間方法を採用して誤差を減らす。図４に示すように、縦方向に隣り合う２画素を用いる縦補間による方法は、横方向に細かい縦成分を有する干渉縞を記録するとき誤差が少なくて有効性が高い。横方向に隣り合う２画素を用いる横補間による方法は、縦方向に細かい横成分を有する干渉縞を記録するときに誤差が少ない。
【００５０】
横方向，縦方向に細かい干渉縞は、フーリエ空間(空間周波数空間: 空間周波数とは(明暗の模様等)空間的な周期の逆数であり、干渉縞が細かければ細かいほど（即ち、空間周期が短いほど）空間周波数は高くなる)において、それぞれ横方向、縦方向の高周波数成分に対応する。
【００５１】
実施の形態１に係る提案アルゴリズムでは、各空間周波数成分において、最も誤差の少ない補間方法を用いて得られた物体の複素振幅のフーリエ空間の情報を利用し、補間誤差の少ない物の複素振幅分布を得る。実施の形態１に係るアルゴリズムによれば、高空間周波数成分において補間誤差が従来アルゴリズムよりも少なくなるため、大きな物体を端の部分まで画質劣化せず像再生することができる。
【００５２】
（他の構成例）
図５は、デジタルホログラフィ装置１Ａによる他の像再生アルゴリズムを説明するための図である。従来の並列４段階位相シフトデジタルホログラフィにおいては、並列２段階位相シフトデジタルホログラフィと同様に、同じ位相シフト量の情報をそれぞれ抽出し、補間処理、位相シフト法の計算、回折積分の手順を踏んで像を再生する。この補間処理においては、右斜め＋４５度方向に隣接する２画素と、左斜め−４５度方向に隣接する２画素との４つの隣接画素に基づいて補間する。しかしながら、この補間方法では、斜め＋４５°方向と斜め−４５°方向の細かい干渉縞の情報が欠落するという問題がある。
【００５３】
複素振幅生成部３は、並列位相シフトホログラム７から抽出したホログラム８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８Ｄに、＋４５度方向に隣接する画素及び−４５°方向に隣接する画素に基づく±４５度方向補間を施す。そして、複素振幅生成部３は、ホログラム８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８Ｄに、＋４５度方向に隣接する画素に基づく＋４５度方向補間を施し、次に、ホログラム８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８Ｄに、−４５°方向に隣接する画素に基づく−４５°方向補間を施す。
【００５４】
その後、複素振幅生成部３は、±４５度方向補間したホログラム８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８Ｄと参照光とに基づいて４段階シフト法による計算を行い、±４５度方向補間複素振幅２７Ｂを得る。そして、複素振幅生成部３は、＋４５度方向補間したホログラム８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８Ｄと参照光とに基づいて４段階シフト法による計算を行い、＋４５度方向補間複素振幅２８Ｃを得、−４５°方向補間したホログラム８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８Ｄと参照光とに基づいて４段階シフト法による計算を行い、−４５°方向補間複素振幅２８Ｄを得る。
【００５５】
各補間処理を用いて得られた複素振幅分布をそれぞれＵＦ（ｘ、ｙ）、Ｕ＋４５゜（ｘ、  ｙ）、Ｕ−４５゜（ｘ、ｙ）とする。Ｕ＋４５゜（ｘ、  ｙ）は、−４５°方向の細かい干渉縞の情報欠落が最も少ない。Ｕ−４５゜（ｘ、ｙ）は、＋４５°方向の細かい干渉縞の情報欠落が最も少ない。ＵＦ（ｘ、ｙ）は、その他の方向の干渉縞の情報欠落が最も少ない。
【００５６】
このようにして３種類の複素振幅２７Ｂ・２８Ｃ・２８Ｄを、複素振幅生成部３は、それぞれフーリエ変換して、フーリエ面を３行×３列の±４５度方向補間領域９Ｂに分割した±４５度方向補間複素振幅１０Ｂと、３行×３列の＋４５度方向補間領域１１Ｃにフーリエ面を分割した＋４５度方向補間複素振幅１２Ｃと、３行×３列の−４５度方向補間領域１１Ｄにフーリエ面を分割した−４５度方向補間複素振幅１２Ｄとを生成する。
【００５７】
即ち、ＵＦ（ｘ、ｙ）、Ｕ＋４５゜（ｘ、  ｙ）、Ｕ−４５゜（ｘ、ｙ）にそれぞれフーリエ変換を施す。フーリエ変換を施すことによって、空間周波数ｆｘ、ｆｙの分布（それぞれ、水平方向、垂直方向における被写体の細かさ情報の分布）を知ることができる。
【００５８】
空間周波数分布生成部４は、±４５度方向補間複素振幅１０Ｂの±４５度方向補間領域９Ｂと、＋４５度方向補間複素振幅１２Ｃの＋４５度方向補間領域１１Ｃと、−４５度方向補間複素振幅１２Ｄの−４５度方向補間領域１１Ｄとを抽出して空間周波数分布１３Ｂを生成する。即ち、空間周波数分布生成部４は、±４５度方向補間複素振幅１０Ｂの１行２列目の「２」と表記した±４５度方向補間領域９Ｂと、２行１列目の「４」と表記した±４５度方向補間領域９Ｂと、２行２列目の「５」と表記した±４５度方向補間領域９Ｂと、２行３列目の「６」と表記した±４５度方向補間領域９Ｂと、及び３行２列目の「８」と表記した±４５度方向補間領域９Ｂとを抽出して、空間周波数分布１３Ｂのそれぞれ対応する行列目に配置する。
【００５９】
そして、空間周波数分布生成部４は、＋４５度方向補間複素振幅１２Ｃの１行１列目の「ａ」と表記した＋４５度方向補間領域１１Ｃと、３行３列目の「ｉ」と表記した＋４５度方向補間領域１１Ｃとを抽出して、空間周波数分布１３Ｂのそれぞれ対応する行列目に配置する。次に、空間周波数分布生成部４は、−４５度方向補間複素振幅１２Ｄの１行３列目の「Ｃ」と表記した−４５度方向補間領域１１Ｄと、３行１列目の「Ｇ」と表記した−４５度方向補間領域１１Ｄとを抽出して、空間周波数分布１３Ｂのそれぞれ対応する行列目に配置する。
【００６０】
その後、空間周波数分布生成部４は、上記のようにして生成した空間周波数分布１３Ｂに対して逆フーリエ変換を行い、回折積分して被写体３７の３次元像を再生する。
【００６１】
大きい物体の端の部分は、高い空間周波数を持つ。よって、高空間周波数成分において誤差が少なければ物体の端を鮮明に像再生できる。このため、＋４５°方向、及び−４５°方向の高空間周波数成分を物体の像再生に用いる。手続きとしては、図５に示すように、空間周波数分布において範囲を分割し（一例として、図５では９分割）、分割した各範囲で最も補間誤差の少ない物体の情報を抽出し、新たな２次元空間周波数分布を作成する。この分布は，補間誤差が少なく情報量の欠落が少なくなった被写体の空間周波数分布である。この分布に逆フーリエ変換を行い，回折積分により像再生する。
【００６２】
図６は、デジタルホログラフィ装置１Ａの空間周波数分布の他の構成例を示す図である。図２を参照して前述した視野拡大アルゴリズムにおいて、３行３列の空間周波数分布１３Ａの左上、左下、右上、及び右下に配置された空間周波数領域２６Ａは、斜め方向の干渉縞に対応し、斜め方向、即ち、縦と横との両方の高空間スペクトルを含んでいる。図２に示す視野拡大アルゴリズムは、これらの左上、左下、右上、及び右下に配置された空間周波数領域２６Ａに、平均的に誤差を抑えられる４方向補間を採用した例である。この図２に示す視野拡大アルゴリズムは、汎用性のある抽出方法であり、どのような大きさの被写体に対しても視野拡大が可能である。
【００６３】
しかしながら、図６に示すように、他にも抽出方法は考えられる。図６に示す空間周波数分布１３Ｃにおいて、空間周波数分布１３Ｃの左上、左下、右上、及び右下に配置された空間周波数領域は、斜め方向の干渉縞に対応し、それぞれ斜め方向に２分割されて、斜め方向、即ち、縦と横との両方の高空間スペクトルを含んでいる。空間周波数分布１３Ｃは、これらの左上、左下、右上、及び右下に配置された空間周波数領域をそれぞれ斜め方向に２分割し、２分割したそれぞれの領域に、縦の高空間スペクトルに対して有効な横補間複素振幅１２Ａの要素と、横の高空間スペクトルに対して有効な縦補間複素振幅１２Ｂの要素を配置した例である。
【００６４】
図７は、空間周波数分布のさらに他の構成例を示す図である。空間周波数分布１３Ｄは、縦補間及び横補間のみにより構成した例である。空間周波数分布１３Ｄは、図６で前述した空間周波数分布１３Ｃにおいて、中央の領域を斜め方向に沿って４分割し、４分割したそれぞれの領域に横補間複素振幅１２Ａまたは縦補間複素振幅１２Ｂの要素を配置した例である。この図７に示す構成によれば、他の汎用性のある視野拡大アルゴリズムよりも、ホログラムの生成枚数が減少し、フーリエ変換回数が減少して高速演算が可能になる。
【００６５】
次に、被写体の形状が既知の際に適したスペクトル抽出例を説明する。横方向に大きな被写体には、縦補間による情報を多く使用することが有効である。縦方向に大きな被写体には、横補間による情報を多く使用することが有効である。そして、縦横の大きさが同程度の被写体には、図２を参照して前述したように、縦補間と横補間とを併用した汎用的な抽出が有効である。
【００６６】
（横方向に長い被写体）
図８は、デジタルホログラフィ装置１Ａによる横方向に大きな被写体３７Ａに対する像再生アルゴリズムを説明するための図である。横方向に大きな被写体３７Ａに対して有効なスペクトル抽出例を説明する。横方向に大きな被写体３７Ａに対しては、横方向の高空間スペクトルで縦補間の情報を多く使用することが有効である。空間周波数分布１３Ｅは、１行１列目、２行１列目、３行１列目、１行３列目、２行３列目、３行３列目の領域において、縦補間複素振幅１２Ｂの要素（それぞれ「Ａ」、「Ｄ」、「Ｇ」、「Ｃ」、「Ｆ」、及び「Ｉ」と表記された縦補間領域の複素振幅）を採用している。１行２列目、２行２列目、及び３行２列目の領域では、４方向補間複素振幅１０Ａの要素（それぞれ「２」、「５」、及び「８」と表記された４方向補間の複素領域）を採用している。
【００６７】
図９は、デジタルホログラフィ装置１Ａによる横方向に大きな被写体３７Ａに対する他の像再生アルゴリズムを説明するための図である。空間周波数分布１３Ｆは、図８に示す空間周波数分布１３Ｅに比べて、１行２列目の領域において、４方向補間複素振幅１０Ａの要素（「２」と表記された４方向補間複素振幅１０Ａの領域）の代わりに、横補間複素振幅１２Ａの要素（「ｂ」と表記された横補間複素振幅１２Ａの領域）を採用する。そして、空間周波数分布１３Ｆは、３行２列目の領域において、４方向補間複素振幅１０Ａの要素（「８」と表記された４方向補間複素振幅１０Ａの領域）の代わりに、横補間複素振幅１２Ａの要素（「ｈ」と表記された横補間複素振幅１２Ａの領域）を採用する。
【００６８】
（縦方向に長い被写体）
図１０は、デジタルホログラフィ装置１Ａによる縦方向に大きな被写体３７Ｂに対する像再生アルゴリズムを説明するための図である。縦方向に大きな被写体３７Ｂに対して有効なスペクトル抽出例を説明する。縦方向に大きな被写体３７Ｂに対しては、縦方向の高空間スペクトルで横補間の情報を多く使用することが有効である。空間周波数分布１３Ｇは、１行１列目、１行２列目、１行３列目、３行１列目、３行２列目、３行３列目の領域において、横補間複素振幅１２Ａの要素（それぞれ「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｇ」、「ｈ」、及び「ｉ」と表記された横補間領域の複素振幅）を採用している。２行１列目、２行２列目、及び２行３列目の領域では、４方向補間複素振幅１０Ａの要素（それぞれ「４」、「５」、及び「６」と表記された４方向補間の複素領域）を採用している。
【００６９】
図１１は、デジタルホログラフィ装置１Ａによる縦方向に大きな被写体３７Ｂに対する他の像再生アルゴリズムを説明するための図である。空間周波数分布１３Ｈは、図１０に示す空間周波数分布１３Ｇに比べて、２行１列目の領域において、４方向補間複素振幅１０Ａの要素（「４」と表記された４方向補間複素振幅１０Ａの領域）の代わりに、縦補間複素振幅１２Ｂの要素（「Ｄ」と表記された縦補間複素振幅１２Ｂの領域）を採用する。そして、空間周波数分布１３Ｈは、２行３列目の領域において、４方向補間複素振幅１０Ａの要素（「６」と表記された４方向補間複素振幅１０Ａの領域）の代わりに、縦補間複素振幅１２Ａの要素（「Ｆ」と表記された縦補間複素振幅１２Ｂの領域）を採用する。
【００７０】
その他、真円、球、正方形、立方体等の大きさに方向性を持たない被写体に対しては、図２に示す汎用性のある抽出方法が有効である。縦と横との高い空間スペクトル値を同程度含む場合、どちらの方向においても、ある程度の精度を有する抽出方法により、全体的に誤差を低減し、且つ、視野を拡大することができるためである。
【００７１】
斜め方向に大きな被写体に対しては、被写体または撮像素子を４５度傾けて縦方向または横方向に大きな被写体と考えて実施の形態１に係るアルゴリズムを適用する。
【００７２】
（実験結果）
アヒル、ヒヨコ、及び柵の模型を横に並べて横方向に大きな被写体を設定し、実施の形態１に係るデジタルホログラフィ装置１Ａにより被写体撮像実験を行って像再生し、評価した。被写体とその周囲に対して誤差量（ＲＭＳＥ）を計算し、比較した。
【００７３】
図１２は被写体と撮像素子との距離３００ｍｍでのデジタルホログラフィ装置１Ａによる像再生結果を示す写真であり、図１３はそれによる像再生結果を示す図である。逐次位相シフトとは、非特許文献２に示される位相シフトデジタルホログラフィを指す。被写体と撮像素子との距離は３００ｍｍであり、アヒルの模型に焦点を合わせている。従来補間による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）、位相の誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、実施の形態１に係る図２に示す提案補間による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．７９６であり、位相の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．９９２であった。ＲＭＳＥの値は、小さい方が、像を忠実に再現できていることを示す。従って、実施の形態１に係る図２に示す提案補間によれば、従来補間よりも、像を忠実に再現できていることが示された。
【００７４】
図１４は被写体と撮像素子との距離３５０ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す写真であり、図１５はその像再生結果を示す図である。被写体と撮像素子との距離は３５０ｍｍであり、ヒヨコの模型に焦点を合わせている。従来補間による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）、位相の誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、実施の形態１に係る図２に示す提案補間による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．７９５であり、位相の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．９９１であった。従って、実施の形態１に係る図２に示す提案補間によれば、距離３００ｍｍの場合と同様に、従来補間よりも像を忠実に再現できていることが示された。
【００７５】
図１６は被写体と撮像素子との距離３８０ｍｍでの上記デジタルホログラフィ装置による像再生結果を示す写真であり、図１７はその像再生結果を示す図である。被写体と撮像素子との距離は３８０ｍｍであり、柵の模型に焦点を合わせている。従来補間による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）、位相の誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、実施の形態１に係る図２に示す提案補間による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．７９５であり、位相の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．９９１であった。従って、実施の形態１に係る図２に示す提案補間によれば、距離３５０ｍｍの場合と同様に、従来補間よりも像を忠実に再現できていることが示された。
【００７６】
以上より、どの像再生位置においても、被写体とその周囲の範囲において振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）が０．８未満であり、振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）を２０％以上低減することができることが判明した。
【００７７】
次に、横方向に大きな被写体に対して、図８に示す横方向に大きな被写体に有効な抽出方法により像を再生し、評価する。図１８は図２に示すアルゴリズムと図８に示すアルゴリズムと従来のアルゴリズムとによる像再生結果を示す写真であり、図１９はその像再生による振幅分布を示す図であり、図２０はその像再生による位相分布を示す図である。
【００７８】
図１９を参照すると、被写体と撮像素子との距離が３００ｍｍであるときに、従来補間による誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、図２に示す提案法による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．７９６であり、図８に示す提案法による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）はさらに低い０．７７１である。被写体と撮像素子との距離が３５０ｍｍであるときに、従来補間による誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、図２に示す提案法による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．７９５であり、図８に示す提案法による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）はさらに低い０．７６９である。被写体と撮像素子との距離が３８０ｍｍであるときに、従来補間による誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、図２に示す提案法による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．７９５であり、図８に示す提案法による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）はさらに低い０．７６８である。このように、図８に示す提案法によれば、図２に示す提案法よりも振幅誤差を低減することができた。
【００７９】
図２０を参照すると、被写体と撮像素子との距離が３００ｍｍであるときに、従来補間による誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、図２に示す提案法による位相の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．９９２であり、図８に示す提案法による位相の誤差量（ＲＭＳＥ）はさらに低い０．９８５である。被写体と撮像素子との距離が３５０ｍｍであるときに、従来補間による誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、図２に示す提案法による位相の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．９９１であり、図８に示す提案法による位相の誤差量（ＲＭＳＥ）はさらに低い０．９８４である。被写体と撮像素子との距離が３８０ｍｍであるときに、従来補間による誤差量（ＲＭＳＥ）を１とすると、図２に示す提案法による位相の誤差量（ＲＭＳＥ）は０．９９１であり、図８に示す提案法による振幅の誤差量（ＲＭＳＥ）はさらに低い０．９８５である。このように、図８に示す提案法によれば、図２に示す提案法よりも位相誤差を低減することができた。
【００８０】
このように、被写体の形状の特徴（縦長、横長等）が事前に分かっている場合、縦長の被写体に対しては図１０または図１１に示す抽出方法、横長の被写体に対しては図８または図９に示す抽出方法というように、被写体の特徴に合わせた抽出方法を採用することにより、更なる高画質イメージングを実現することが可能である。
【００８１】
なお、実施の形態１では、偏光子アレイを用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、日本国特許明細書特許4294526号（特許文献１）に示される厚みが異なるガラスアレイや空間光変調器に本発明を適用することもできるし、国際公開第2009/066771号（特許文献２）に示される位相板アレイなど様々な構成に本発明を適用することができる。
【００８２】
（実施の形態２）
（基本構成）
図２１は、実施の形態２に係るデジタルホログラフィ装置１Ｂの構成を模式的に示す図である。図１を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素についての説明は繰り返さない。
【００８３】
図２１に示すデジタルホログラフィ装置１Ｂを説明する。光源３２から出射された光は、ビーム分割素子ＢＳ１によって物体光と参照光とに分けられる。
【００８４】
ビーム分割素子ＢＳ１を透過した物体光は、対物レンズ３３及びレンズ３５を透過し、ミラーＭ１により反射され、被写体３７に照射される。被写体３７からの散乱光は、ビーム結合素子ＢＳ２を通り、撮像素子６の撮像面に到達する。
【００８５】
一方、ビーム分割素子ＢＳ１により反射された参照光は、ミラーＭ２により反射され、対物レンズ３４及びレンズ３６を通る。そして、参照光は、ミラーＭ３により反射され、ビーム結合素子ＢＳ２により反射されて、撮像素子６の撮像面に垂直な方向に対して角度θ傾いた方向から撮像素子６へ到達する。この角度θは、撮像素子６の撮像面に入射する物体光に対する参照光の位相差が、隣り合う画素間においてπ／２あるいは３π／２となるように設定する。
【００８６】
ビーム結合素子ＢＳ２を通過した参照光と物体光が干渉することで、図２６を参照して前述したように、撮像素子面上に空間的に位相シフトした空間キャリア位相シフトホログラム２１（図２２）が形成される。この空間的に位相シフトした空間キャリア位相シフトホログラム２１を記録することで、シングルショットにより空間キャリア位相シフトホログラムを取得することができる。
【００８７】
（像再生アルゴリズム）
図２２は、デジタルホログラフィ装置１Ｂによる像再生アルゴリズムを説明するための図である。発明が解決しようとする課題の欄において前述したように、視野狭窄の原因は位相シフト誤差であることが判明した。また、被写体の回折光の入射方向と位相シフト量とに関係があることが判明した。これらのことを読みかえると、第１に位相シフト誤差を低減することができれば、視野狭窄の問題を解決することができ、第２に位相シフト法で位相シフト量を変えて計算すれば、特定方向の被写体の情報を抽出することができる。実施の形態２に係るデジタルホログラフィ装置１Ｂは、これら２つの点に着目したものである。
【００８８】
図２２を参照すると、まず、前提条件として、撮像素子面と垂直な方向から入射する物体光に対して撮像素子面の水平方向へ向けて参照光を角度θだけ傾けて入射させ、空間キャリア位相シフトホログラム２１を記録したとする。
【００８９】
（各位相シフト量での位相シフト法の計算、被写体の複素振幅抽出）
得られた空間キャリア位相シフトホログラム２１に対して、位相シフト量を変えてＮ回（Ｎ：整数）位相シフト法の計算を行い、Ｎ種類の被写体の複素振幅分布を抽出する。図２２は、Ｎ＝３としたときの例を示している。即ち、空間キャリア位相シフトホログラム２１に対して、位相シフト量α１により位相シフト法の計算を行って複素振幅４１Ａを生成する。そして、空間キャリア位相シフトホログラム２１に対して、位相シフト量α２により位相シフト法の計算を行って複素振幅４１Ｂを生成し、位相シフト量α３により位相シフト法の計算を行って複素振幅４１Ｃを生成する。
【００９０】
実施の形態２に係るアルゴリズムは、位相シフトの段数が２段以上であればどの様な位相シフト法の計算にでも適用可能である。一例として位相シフトの段数が３である３段階位相シフト法の計算を用いて，ホログラムの画素番地（ｘ、ｙ）における被写体の複素振幅Ｕ（ｘ、ｙ）を求めるとき，ホログラムの強度をＩ、参照光の振幅をＡｒ、虚数単位をｊとおくと、
【００９１】
【数１】
2012115042.tif 000003
【００９２】
により計算できる。ただしこの場合、ｘは撮像素子面の水平方向、ｙは撮像素子面の垂直方向の座標に相当する。この計算をホログラムの全画素に対して行なうことにより被写体の複素振幅分布４１Ａ・４１Ｂ・４１Ｃを抽出する。このとき，位相シフト量α１・α２・α３の値に応じて，被写体の中心の情報、被写体の端の情報が高精度に抽出された被写体の複素振幅分布４１Ａ・４１Ｂ・４１Ｃを得ることができる。
【００９３】
（フーリエ変換）
各位相シフト量α１・α２・α３で得られた被写体の各複素振幅分布４１Ａ・４１Ｂ・４１Ｃをフーリエ変換し、空間スペクトル２２Ａ・２２Ｂ・２２Ｃを得る。また、必要に応じて空間キャリア成分を補正する(参照光の傾き角に関係する位相の歪みを補正することを指す)。
【００９４】
（高精度に被写体の情報を抽出できた成分の切り出し）
各空間スペクトル２２Ａ・２２Ｂ・２２Ｃは、位相シフト量α１・α２・α３の値に応じて、特定の空間スペクトルにおいて被写体の情報を多く含んでいる。その特定の空間スペクトルは、被写体の中心の情報、端の情報に相当する。そこで、被写体の情報を多く含んでいる空間スペクトル成分２３Ａ・２３Ｂ・２３Ｃをそれぞれ空間スペクトル２２Ａ・２２Ｂ・２２Ｃから切り出し、切り出した空間スペクトル成分２３Ａ・２３Ｂ・２３Ｃを他の２次元配列である誤差低減空間スペクトル分布２４に再配置する。再配置されて完成した２次元配列である誤差低減空間スペクトル分布２４は、位相シフト誤差が少なく、被写体の端の情報の欠落が少ない被写体の空間スペクトル分布に相当する。
【００９５】
位相シフト量、複素振幅の数を増やすことで、空間スペクトル面で切り出した後の被写体の情報は、より位相シフト誤差が低減されたものになる。また、位相シフト量の数を空間スペクトル面における行数または列数の半分としたときに最も高精度かつ広範囲な計測が可能なアルゴリズムである。例えば、誤差低減空間スペクトル分布２４が４行×４列である場合、位相シフト量は、α１・α２の２種類としたときに最も高精度かつ広範囲な計測が可能になる。
【００９６】
（逆フーリエ変換）
再配置されて完成した誤差低減空間スペクトル分布２４を逆フーリエ変換する。逆フーリエ変換して得られた2次元分布は、位相シフト誤差が低減された被写体の複素振幅２５に相当する。
【００９７】
（回折積分）
逆フーリエ変換後の2次元分布である複素振幅２５に回折積分の計算を施し、被写体の3次元像を再生する。得られた再生像は，従来技術の構成よりも広い範囲の被写体の像が  再生される。
【００９８】
（再生像生成器）
デジタルホログラフィ装置１Ｂには、再生像生成器３１Ｂが設けられている。再生像生成器３１Ｂには、空間スペクトル分布生成部１５が設けられている。空間スペクトル分布生成部１５は、位相シフト量α１による位相シフト法の計算に基づいて空間キャリア位相シフトホログラム２１から空間スペクトル２２Ａを生成し、位相シフト量α２による位相シフト法の計算に基づいて空間キャリア位相シフトホログラム２１から空間スペクトル２２Ｂを生成し、位相シフト量α３による位相シフト法の計算に基づいて空間キャリア位相シフトホログラム２１から空間スペクトル２２Ｃを生成する。
【００９９】
再生像生成器３１Ｂは、切り出し部１６を有している。切り出し部１６は、位相シフト量α１に応じて空間スペクトル２２Ａから切り出した空間スペクトル成分２３Ａと、位相シフト量α２に応じて空間スペクトル２２Ｂから切り出した空間スペクトル成分２３Ｂと、位相シフト量α３に応じて空間スペクトル２２Ｃから切り出した空間スペクトル成分２３Ｃとを再配置して位相シフト誤差を低減した誤差低減空間スペクトル分布２４を生成する。
【０１００】
再生像生成器３１Ｂは、再生部１７を有している。再生部１７は、誤差低減空間スペクトル分布２４を逆フーリエ変換し、回折積分の計算を施して被写体の３次元像を再生する。
【０１０１】
以上のように、実施の形態２において、シングルショット位相シフトデジタルホログラフィにおいて補間を用いずに視野拡大可能なアルゴリズムを提案した。実施の形態２に係るアルゴリズムを用いた計測方法によって、 並列位相シフトデジタルホログラフィだけでなく、他のシングルショット位相シフトデジタルホログラフィでも大きな物体の高画質イメージング並びに高精度瞬時計測を達成することができる。
【０１０２】
なお、隣り合う画素間の位相差がπ／２の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。隣り合う画素間の位相差がπ／２以外でも本発明を適用することができる。
【０１０３】
基本的な考え方として、前記隣り合う画素間の位相差がθのとき、位相シフト法の計算における位相シフト量がθであるときの空間スペクトル分布が，撮像素子面と垂直な方向から入射する物体光の情報を多く含み，そうでないときには被写体からの斜入射成分の情報を多く含む。そのため，各空間スペクトル分布において被写体の情報を多く含む空間スペクトル成分をそれぞれ切り出し、切り出した各空間スペクトル成分を他の２次元配列である誤差低減空間スペクトル分布に再配置するという手順で適用可能である。
【０１０４】
例えば，隣り合う画素間の位相差θ＝２π／３で位相シフト量がα１、α２、α３の３つのとき、前述した数式（１）に位相シフト量α１＝２π／３、α２＜２π／３、α３＞２π／３を代入して計算し、各位相シフト量α１・α２・α３で得られた被写体の複素振幅分布からそれぞれの空間スペクトル分布を得る。このとき、位相シフト量α１によって得られた被写体の空間スペクトル分布では撮像素子面と垂直な方向から入射する物体光の情報を多く含み、位相シフト量α２・α３では位相シフト量α１よりも被写体からの斜入射成分の情報を多く含む。そのため、各空間スペクトル分布において被写体の情報を多く含む空間スペクトル成分をそれぞれ切り出し、切り出した各空間スペクトル成分を他の２次元配列である誤差低減空間スペクトル分布に再配置することで、被写体の高精度且つ広範囲計測が可能である。以上より、位相差θ＝π／２以外でも本発明を適用することができる。
【０１０５】
（実施の形態１のまとめ）
本実施の形態に係るデジタルホログラフィ装置では、前記主補間は、縦方向に隣接する画素及び横方向に隣接する画素に基づく４方向補間であり、前記副補間は、横方向に隣接する画素に基づく横補間と、縦方向に隣接する画素に基づく縦補間とを含むことが好ましい。
【０１０６】
上記構成によれば、簡単な構成により、主補間と副補間とを構成することができる。
【０１０７】
本実施の形態に係るデジタルホログラフィ装置では、前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに横補間を施して生成されて３行×３列の横補間領域を有する横補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに縦補間を施して生成されて３行×３列の縦補間領域を有する縦補間複素振幅とを含み、前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、１行２列目及び３行２列目の空間周波数領域には、対応する横補間領域における横補間複素振幅が配置されており、２行１列目及び２行３列目の空間周波数領域には、対応する縦補間領域における縦補間複素振幅が配置されていることが好ましい。
【０１０８】
上記構成により、干渉縞の横成分が細かい箇所には、細かい横成分に有効性が高い横補間を対応させることができ、干渉縞の縦成分が細かい箇所には、細かい縦成分に有効性が高い縦補間を対応させることができる。
【０１０９】
本実施の形態に係るデジタルホログラフィ装置では、前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに横補間を施して生成されて３行×３列の横補間領域を有する横補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに縦補間を施して生成されて３行×３列の縦補間領域を有する縦補間複素振幅とを含み、前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、前記被写体の形状は、横方向に長く、１列目及び３列目の空間周波数領域には、対応する縦補間領域における縦補間複素振幅が配置されていることが好ましい。
【０１１０】
上記構成により、横方向に長い被写体の干渉縞の縦成分が細かい箇所には、細かい縦成分に有効性が高い縦補間を対応させることができる。
【０１１１】
本実施の形態に係るデジタルホログラフィ装置では、前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに横補間を施して生成されて３行×３列の横補間領域を有する横補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに縦補間を施して生成されて３行×３列の縦補間領域を有する縦補間複素振幅とを含み、前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、前記被写体の形状は、縦方向に長く、１行目及び３行目の空間周波数領域には、対応する横補間領域における横補間複素振幅が配置されていることが好ましい。
【０１１２】
上記構成により、縦方向に長い被写体の干渉縞の横成分が細かい箇所には、細かい横成分に有効性が高い横補間を対応させることができる。
【０１１３】
本実施の形態に係るデジタルホログラフィ装置では、前記主補間は、＋４５度方向に隣接する画素及び−４５度方向に隣接する画素に基づく±４５度方向補間であり、前記副補間は、＋４５度方向に隣接する画素に基づく＋４５度方向補間と、−４５度方向に隣接する画素に基づく−４５度方向補間とを含むことが好ましい。
【０１１４】
上記構成によれば、簡単な構成により、主補間と副補間とを構成することができる。
【０１１５】
本実施の形態に係るデジタルホログラフィ装置では、前記副補間複素振幅は、前記第１及び第２ホログラムに＋４５度方向補間を施して生成されて３行×３列の＋４５度方向補間領域を有する＋４５度方向補間複素振幅と、前記第１及び第２ホログラムに−４５度方向補間を施して生成されて３行×３列の−４５度方向補間領域を有する−４５度方向補間複素振幅とを含み、前記空間周波数分布は、３行×３列の空間周波数領域を有し、１行１列目及び３行３列目の空間周波数領域には、対応する＋４５度方向補間領域における＋４５度方向補間複素振幅が配置されており、１行３列目及び３行１列目の空間周波数領域には、対応する−４５度方向補間領域における−４５度方向補間複素振幅が配置されていることが好ましい。
【０１１６】
上記構成により、干渉縞の＋４５度方向成分が細かい箇所には、細かい＋４５度方向成分に有効性が高い−４５度方向補間を対応させることができ、干渉縞の−４５度方向成分が細かい箇所には、細かい−４５度方向成分に有効性が高い＋４５度方向補間を対応させることができる。
【０１１７】
（実施の形態２のまとめ）
本実施の形態に係る他のデジタルホログラフィ装置では、前記ある方向から入射する物体光に対する参照光の位相差は、隣り合う画素間においてπ／２あるいは３π／２であることが好ましい。
【０１１８】
上記構成により、被写体の縁部に対応する箇所の位相シフト誤差を最適に低減することができる。
【０１１９】
本実施の形態に係る他のデジタルホログラフィ装置では、前記空間スペクトル分布生成部は、第１位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第１複素振幅を抽出し、前記第１複素振幅をフーリエ変換して前記第１空間スペクトルを生成し、第２位相シフト量による位相シフト法の計算に基づいて前記空間キャリア位相シフトホログラムから第２複素振幅を抽出し、前記第２複素振幅をフーリエ変換して前記第２空間スペクトルを生成することが好ましい。
【０１２０】
上記構成により、簡単な構成で空間スペクトルを生成することができる。
【０１２１】
本実施の形態に係る他のデジタルホログラフィ装置では、前記誤差低減空間スペクトル分布を逆フーリエ変換し、回折積分の計算を施して被写体の３次元像を再生する再生部をさらに備えることが好ましい。
【０１２２】
上記構成により、誤差低減空間スペクトル分布から、簡単な構成で被写体の３次元像を再生することができる。
【０１２３】
本実施の形態に係る他のデジタルホログラフィ装置では、前記空間スペクトル分布生成部における位相シフト量の数と複素振幅の数は、空間スペクトル面における行数または列数の半分であることが好ましい。
【０１２４】
上記構成により、より位相シフト誤差を低減し、高精度かつ広範囲の被写体の３次元像を再生することができる。
【０１２５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、３次元物体への光照射によって得られる干渉パターン（干渉縞）から、コンピュータを用いて３次元物体の像を再生するデジタルホログラフィ装置に適用することができる。また、本発明は、生体顕微鏡、工業顕微鏡、製品検査、粒子・流体計測等のバイオ、製造技術、計測・分析分野に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１Ａ、１Ｂ  デジタルホログラフィ装置
３  複素振幅生成部
４  空間周波数分布生成部
５  偏光子アレイ
６  撮像素子
７  並列位相シフトホログラム
８Ａ、８Ｂ  ホログラム
９Ａ  ４方向補間領域
９Ｂ  ±４５度方向補間領域
１０Ａ  ４方向補間複素振幅
１０Ｂ  ±４５度方向補間複素振幅
１１Ａ  横補間領域
１１Ｂ  縦補間領域
１１Ｃ  ＋４５度方向補間領域
１１Ｄ  −４５度方向補間領域
１２Ａ  横補間複素振幅
１２Ｂ  縦補間複素振幅
１２Ｃ  ＋４５度方向補間複素振幅
１２Ｄ  −４５度方向補間複素振幅
１３Ａ  空間周波数分布
１５  空間スペクトル分布生成部
１６  切り出し部
１７  再生部
２１  空間キャリア位相シフトホログラム
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ  空間スペクトル
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ  空間スペクトル成分
２４  誤差低減空間スペクトル分布２４
２５  複素振幅
２６Ａ、２６Ｂ  空間周波数領域
２７Ａ、２７Ｂ  ４方向補間複素振幅
２８Ａ  横補間複素振幅
２８Ｂ  縦補間複素振幅
２８Ｃ  ＋４５度方向補間複素振幅
２８Ｄ  −４５度方向補間複素振幅
２９  参照光
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ  複素振幅
【図１】
2012115042.tif 000004
【図６】
2012115042.tif 000005
【図７】
2012115042.tif 000006
【図８】
2012115042.tif 000007
【図９】
2012115042.tif 000008
【図１０】
2012115042.tif 000009
【図１１】
2012115042.tif 000010
【図１３】
2012115042.tif 000011
【図１５】
2012115042.tif 000012
【図１７】
2012115042.tif 000013
【図１９】
2012115042.tif 000014
【図２０】
2012115042.tif 000015
【図２１】
2012115042.tif 000016
【図２】
2012115042.tif 000017
【図３】
2012115042.tif 000018
【図４】
2012115042.tif 000019
【図５】
2012115042.tif 000020
【図１２】
2012115042.tif 000021
【図１４】
2012115042.tif 000022
【図１６】
2012115042.tif 000023
【図１８】
2012115042.tif 000024
【図２２】
2012115042.tif 000025
【図２３】
2012115042.tif 000026
【図２４】
2012115042.tif 000027
【図２５】
2012115042.tif 000028
【図２６】
2012115042.tif 000029
【図２７】
2012115042.tif 000030
【図２８】
2012115042.tif 000031
【国際調査報告】
2012115042.tif 000032
2012115042.tif 000033
2012115042.tif 000034
2012115042.tif 000035
2012115042.tif 000036
2012115042.tif 000037
2012115042.tif 000038
2012115042.tif 000039