JP2016524138A - 電磁特性を計測する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

対象領域の一つ又は複数の電磁特性を判定する装置（１００、４００）及び方法のうちの少なくとも一つが記述されている。対象領域に対応する一つ又は複数の誘導性計測値（４１０）と対象領域に対応する一つ又は複数の静電容量性計測値（４２０）とが受け取られる。導電率の推定値が、少なくとも受け取られた一つ又は複数の誘導性計測値（４１０）に基づいて取得される（４３０）。これは、少なくとも受け取られた一つ又は複数の静電容量性計測値（４２０）と共に、誘電率計測値（４４０）を判定するために使用される。

Description

本発明は、一つ又は複数の電磁特性を計測する装置及び方法の少なくとも一つ又は両方に関する。

多くの場合に、物体又は試料の電磁特性を判定することが有用である。これを実施するべく、最近の２０〜３０年の間に、実験的電気断層撮影法が開発されている。医療用途においては、電気インピーダンス断層撮影（Electrical Impedance Tomography：ＥＩＴ）システムが提案されている。これらのシステムにおいては、導電性電極が、例えば、人体の一部分などの試料に装着され、且つ、計測値を使用することにより、試料の導電率又は誘電率の画像が生成されている。但し、このようなシステムは、医療機関において、未だ広範に使用されてはいない。関係する一つの技法が、静電容量断層撮影（Electrical Capacitance Tomography：ＥＣＴ）である。ＥＣＴは、外部における静電容量計測値から物体の内部の誘電率分布を判定する方法である。ＥＩＴと同様に、ＥＣＴシステムも、主に実験的な段階に留まっている。少数の電極を使用することにより、物体の近似的なスライスの一つ又は複数の低分解能の画像を生成している。

既存の電気的な技法は、通常、限られた範囲の変数にのみ感度を有する。例えば、ＥＣＴは、非導電性システム上において使用することが可能であり、ＥＩＴは、導電性システムに対して適用可能である。導電率マッピングにおけるＥＩＴの欠点は、電極が試料との直接的な接触状態にあることを要するという点にある。従って、導電率の範囲全体を撮像することができない。この理由に起因し、ＥＩＴは、多くの用途において不適切なものとなっている。

第一の態様によれば、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を判定する装置が提供され、装置は、対象領域に対応する一つ又は複数の誘導性計測値及び対象領域に対応する一つ又は複数の静電容量性計測値を受け取る少なくとも一つの計測インタフェースと、少なくとも一つの計測インタフェースに対して通信自在に結合され、且つ、少なくとも受け取られた一つ又は複数の誘導性計測値に基づいて導電率の推定値を取得すると共に少なくとも導電率の推定値及び受け取られた一つ又は複数の静電容量性計測値を使用して誘電率計測値を判定するように構成された信号プロセッサと、を有する。

第二の態様によれば、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を計測する方法が提供され、方法は、対象領域に対応する一つ又は複数の誘導性計測値を受け取るステップと、少なくとも受け取られた誘導性計測値に基づいて対象領域内の導電率の分布を判定するステップと、対象領域に対応する一つ又は複数の静電容量性計測値を受け取るステップと、少なくとも導電率の分布及び一つ又は複数の静電容量性計測値を使用して対象領域内の誘電率の分布を判定するステップと、を有する。

更なる特徴及び利点については、添付図面を参照して提供される特定の例に関する以下の説明から明らかとなろう。

第一例による装置及び対象領域を示す概略図である。 第一例による装置及び対象領域内に存在する可動物体を示す概略図である。 第二例による装置及び対象領域を示す概略図である。 第二例による装置及び装置と対象領域との間の絶縁領域を示す概略図である。 第一例による複数のセンサコンポーネントを示す概略図である。 第二例による複数のセンサコンポーネントを示す概略図である。 第三例による複数のセンサコンポーネントを示す概略図である。 第四例による複数のセンサコンポーネントを示す概略図である。 第五例による複数のセンサコンポーネントを示す概略図である。 第四例による装置を示す概略図である。 図３Ａの装置の側面図を示す概略図である。 図３Ａ及び図３Ｂの装置の一部分の斜視図である。 一例による信号プロセッサを示す概略図である。 複数のセンサコンポーネントに通信自在に結合された図４Ａの信号プロセッサを示す概略図である。 図４Ｂの信号プロセッサを有する信号コントローラの使用法を示す概略図である。 一例による計測フェーズの第一部分を示す概略図である。 一例による計測フェーズの第二部分を示す概略図である。 別の例による計測フェーズを示す概略図である。 一例による信号プロセッサの一実装形態を示す概略図である。 一例による断層撮影プロセッサの使用法を示す概略図である。 例示用の第一対象領域の写真及び断層撮影プロセッサからの対応する例示用の第一出力を示す。 例示用の第二対象領域の写真及び断層撮影プロセッサからの対応する例示用の第二出力を示す。 一例による対象領域の一つ又は複数の電磁特性を計測する方法を示すフローチャートである。 一例による一つ又は複数のセンサコンポーネントを駆動する方法を示すフローチャートである。 一例による対象領域の一つ又は複数の電磁特性を計測する方法を示すフローチャートである。 装置の例示用の一用途の正面図の概略図である。 装置の例示用の一用途の側面図の概略図である。 テストケースにおける例示用の対象領域の写真を示す。 匹敵する静電容量断層撮影（ＥＣＴ）プロセッサからのテストケースにおける例示用の出力を示す。 本明細書に記述されている例示用の断層撮影プロセッサからのテストケースにおける例示用の出力を示す。

図１Ａは、例１００による装置１１０を示している。装置１１０は、対象領域１２０内の一つ又は複数の電磁特性を計測するべく使用される。対象領域１２０は、線形の領域、二次元のエリア、又は三次元の容積などの装置１１０近傍の空間であってもよい。対象領域１２０は、装置１１０の計測範囲を表しており、且つ、実装形態に従って変化し得る。

特定のケースにおいては、一つ又は複数の物体が対象領域１２０内に存在してもよい。その一例が図１Ｂに示されている。任意の物体は、静止状態であってもよく、或いは、例えば、図１Ｂに点線の矢印によって示されているように、運動可能であってもよい。物体は、空気又は液体混合物などの流体中において保持されてもよい。流体は、対象領域内の任意の物体１３０が、絶縁領域１４０により、装置１１０から分離されるように、絶縁体であってもよい。換言すれば、装置１１０は、対象領域１２０及び前記領域内の任意の物体１３０の計測が、装置１１０と対象領域１２０の少なくとも一部分と前記領域内の任意の物体１３０のいずれか一つとの間における直接的な電気的接触を伴うことなしに、実行され得るように、非接触型装置を有してもよい。或いは、この代わりに、なんらかの物体を収容しているかどうかとは無関係に、流体又は流体混合物が計測対象の材料の組を表してもよい。

図１Ｃは、第二例１０５による別の装置１１５を示している。装置１１５も、対象領域１２５内の一つ又は複数の電磁特性を計測するべく使用される。このケースにおいては、対象領域１２５は、装置１１５のコンポーネント部品によって形成される境界内の封止されたエリア又は容積である。例えば、このケースにおいては、対象領域１２５は、走査装置の内部であってもよく、或いは、一つ又は複数の流体を搬送するパイプの内部であってもよい。図１Ｄは、装置１１５が一つ又は複数の中間領域１３５によって対象領域から分離されている第二例の別の実装形態を示している。これらの中間領域１３５の少なくとも一つは、例えば、装置１１５が絶縁体によって対象領域１２５から分離されるように、絶縁材料を有してもよい。このケースにおいては、装置１１５は、非接触モードにおいて動作し、例えば、装置１１５と対象領域１２５との間には、直接的な導電性経路が存在していない。例えば、装置１１５は、内側の金属パイプと、外側のポリマーケーシングと、を有するパイプライン構成の外部において構成されてもよい。図１Ａ〜図１Ｄの例によって示されているように、装置１１０、１１５は、非侵襲的なものであってもよく、例えば、対象領域に隣接して配置されてもよく、且つ、対象領域内に延在する必要はない。

図２Ａ〜図２Ｅは、一連の例によるいくつかのセンサコンポーネント構成を示している。これらの構成は、本明細書において記述されている特定の装置及び方法の動作の説明を支援するべく、概略的に、且つ、例として、示されており、図示されていないその他の構成が実装されてもよい。

図２Ａは、一例によるセンサコンポーネントの第一構成２００を示している。第一構成２００は、二つのタイプのセンサコンポーネントの一次元のアレイ２１０を有する。複数の第一センサコンポーネント２２０は、一次元アレイ２１０近傍の対象領域に対応する誘導性計測値を提供するように構成されている。そして、複数の第二センサコンポーネント２３０は、一次元アレイ２１０近傍の同一の対象領域に対応する静電容量性計測値を提供するように構成されている。例えば、複数の第一及び第二センサコンポーネントは、例えば、一次元アレイ２１０の最上部が図１Ａ及び図１Ｂの装置１１０又は図１Ｃ及び図１Ｄの装置１１５とアライメントされるように、対象領域上に対向するようにアライメントされてもよい。このようなケースにおいては、ｎ個の第一センサコンポーネント２２０と、ｍ個の第二センサコンポーネント２３０と、が存在してもよく、ｎ及びｍは、センサコンポーネントが対象領域１２５の周囲の少なくとも一部分の周りに配列されるようなものになっている。同様に、図２Ａには、四つのセンサコンポーネントが示されているが、一実装形態においては、ｎ個の第一センサコンポーネント２２０及びｍ個の第二センサコンポーネント２３０が利用されてもよく、この場合に、ｎ及びｍは、１を上回っている。一実装形態においては、センサコンポーネントは、物体及び／又は対象領域との直接的な電気的接触状態にはない。図２Ａにおいては、センサコンポーネントは、一次元においてインタリーブされている。

第一構成２００によれば、対象領域の一つ又は複数の電磁特性の計測が可能である。例えば、第一構成２００は、信号の配列を出力してもよく、第一センサコンポーネントの組からの信号を使用することにより、導電率及び／又は透磁率計測値の組を生成してもよく、且つ、第二センサコンポーネントの組からの信号を使用することにより、誘電率計測値の組を生成してもよい。これらの計測値は、例えば、長さｎ及びｍなどの一つ又は複数の線形配列又は組（tuple）の配列の形態であってもよい。第二センサコンポーネントからの静電容量性計測値は、対象領域内に配置されている一つ又は複数の誘電性材料の相対的な割合又は特徴判定結果及び場所を表してもよい。

このケースにおいては、誘電率計測値は、電界が、対象領域内に配置された誘電材料などの物体又は材料に対して影響を及ぼす方式、又はこれらによって影響を受ける方式を表し得る。これは、対象領域内の物体又は材料内における電界の形成に対する抵抗力の尺度として見なされてもよい。これは、１メートル当たりのファラッド（Ｆｍ^-1）を単位として計測されてもよい。本明細書において引用されている透磁率は、例えば、印加された磁界に応答して物体又は材料によって得られる磁化の程度などの磁界の形成をサポートする物体又は材料の能力を表し得る。これは、１メートル当たりのヘンリー（Ｈｍ^-1）又はアンペアの二乗当たりのニュートン（ＮＡ^-2）を単位として計測される透磁率において計測され得る。

一例においては、第一センサコンポーネントは、例えば、円形形状のコイル構成を有してもよい。第二センサコンポーネントは、平面状の正方形又は矩形プレート電極を有してもよい。センサ構成サイズの一つ又は複数の組を有してもよく、例えば、すべての第二センサコンポーネントが共通サイズを有してもよく、或いは、所与のサイズの第二センサコンポーネントの組と、異なるサイズの第二センサコンポーネントの少なくとも別の組と、が存在してもよい。センサコンポーネントの形状は、実装環境に依存したものであってもよい。一例として、一実装形態においては、第一センサコンポーネントは、直径が約４ｃｍであって、約３．５ｃｍの高さと３６０μＨの自己インダクタンスとを有する銅線の１００巻回を有しており、他方、第二センサコンポーネントは、約６ｃｍ×７ｃｍの銅プレートである。

図２Ｂは、一例によるセンサコンポーネントの第二構成２０２を示している。第二構成２０２は、第一センサコンポーネント２２２の第一の一次元アレイと、第一センサコンポーネント２２２の第二の一次元アレイと、を有し、この場合に、両方のアレイは、共通センサマウント２１２に取り付けられている。図２Ａと同様に、第一の複数の第一センサコンポーネントは、誘導性計測値を提供するように構成されており、且つ、複数の第二センサコンポーネントは、静電容量性計測値を提供するように構成されている。図２Ｂのケースにおいては、センサコンポーネントのそれぞれの一次元アレイから、四つの計測値が記録されてもよい。

図２Ｃは、一例によるセンサコンポーネントの第三構成２０４を示している。このケースにおいては、第一センサコンポーネント２２４及び第二センサコンポーネント２３４は、組み合わせられ、且つ、センサマウント２１４に結合されている。例えば、これらは、共通電極構成において組み合わせられてもよい。これは、例えば、静電容量のみならずインダクタンスを計測するように構成されたプレート電極上において取り付けられたコイル又は螺旋形又は円錐形コイルを有してもよい。静電容量性及び誘導性計測の両方のために、同一の遮蔽体が使用されてもよい。或いは、この代わりに、センサコンポーネントの二つの組は、共通センサコンポーネント軸に沿ってアライメントされた別個のプレート内において取り付けられてもよい。第三構成２０４は、センサ密度及び計測対応性の増大という利点を有する。

図２Ｄ及び図２Ｅは、例によるインダクタンス及び静電容量計測値の二次元配列を提供するべく使用され得る二つの構成を示している。図２Ｄは、二次元においてインタリーブされた複数の第一センサコンポーネント２２６及び複数の第二センサコンポーネント２３６を示している。この例におけるセンサコンポーネントは、共通プレーン又はセンサマウント２１６内において配列されてもよい。或いは、この代わりに、図２Ｅの例は、例えば、共通プレーン又はセンサマウント２１８内において配列された第一センサコンポーネント２２８の二つの組及び第二センサコンポーネント２３８の二つの組などのように、それぞれのタイプのセンサコンポーネントのグループ化された組を有する平面状アレイを示している。

図２Ａ〜図２Ｃに示されている構成は、一次元の平面状構成であるものとして示されているが、これらは、所与のエリア又は容積を有する対象領域の計測値を提供するべく、一次元、二次元、又は三次元において走査又は掃引されてもよい。以下、図３Ａ〜図３Ｃを参照し、計測値を三次元において提供するための一つの構成について説明する。

図３Ａは、対象領域３２５の一つ又は複数の電磁特性を計測するためのセンサ構成３０５の断面を示している。この例においては、対象領域３２５は、例えば、対象の物体を前記領域内において運動させることができる装置の内部を有してもよく、或いは、一つ又は複数の流体を搬送するパイプ又はコンジットを有してもよい。図３Ａにおいては、一連のｐ個のセンサマウント３１５が、対象領域３２５の周囲の周りに配列されている。一実装形態においては、これらは、対象領域３２５を包囲する上部構造に結合されてもよい。別の実装形態においては、これらは、パイプ又はコンジットなどの対象領域を有する構造に個々に結合されてもよい。それぞれのセンサマウント３１５は、一つ又は複数の第一センサコンポーネント及び／又は一つ又は複数の第二センサコンポーネントを有する。例えば、それぞれのセンサマウントは、図２Ａ〜図２Ｅに示されているセンサマウント２１０〜２１８内に示されているセンサコンポーネントの少なくとも一部分を有してもよい。

図３Ｂは、同一のセンサ構成３０５の側面図を示している。この例においては、センサマウント３１５のｑ個のリングが存在している。センサコンポーネントのサイズ及び／又は構成は、一つ又は複数のリングの間において変化してもよい。図３Ｃは、センサマウントの一つのリングを斜視図において示している。それぞれのリングのセンサマウント３１５は、互いに且つ／又は上部構造に結合されてもよく、或いは、これらは、対象領域を有する構造に取り付けられてもよい。ｐ×ｑのセンサマウント３１５の組が、容積を取り囲んでいる。この結果、計測値が容積内の物体及び／又は流体について取得され得る。特定のケースにおいては、図２Ａ〜図２Ｅにおいて使用されている構成のうちの任意のものが、図３Ｂに示されている長手方向軸に沿って適用されてもよく、例えば、図２Ａ〜図２Ｅの水平方向軸に沿った分布が、図３Ｂの水平方向軸に沿って適用されてもよい。

上述のセンサシステムは、例えば、多相流を非侵襲的に計測及び／又は撮像するべく適用されてもよい。特定の例においては、センサコンポーネントは、装置の全体的な感度分布を最適化するべく、インタリーブされている。センタコンポーネントは、一次元、二次元、又は三次元の構成において配列されてもよい。例えば、単一プレーン内において統合されたセンサコンポーネントの組は、非導電性媒体と導電性媒体の任意の混合物を有する二次元撮像を許容する。この結果、統合された三次元センサにより、更に詳細な特徴判定が実現され得る。例えば、図３Ａ及び図３Ｃの構成３０５は、任意の形状又は三次元容積のために提供されてもよい。例には示されていないいくつかの形状が可能である。

図４Ａ〜図４Ｃは、図２Ａ〜図３Ｃのうちのいずれか一つのセンサ構成と共に使用され得る信号プロセッサを示している。特定のケースにおいては、信号プロセッサは、図示されてはいないセンサ構成と共に使用されてもよい。又、信号プロセッサは、計測プロセッサと呼称されてもよい。

図４Ａは、計測データの二つの組Ｍ₁４１０及びＭ₂４２０を示している。これは、図２Ａ〜図２Ｅのコンポーネント２２０〜２２８及び２３０〜２３８のいずれかなどの複数の第一センサコンポーネント及び複数の第二センサコンポーネントからそれぞれ受け取られるデータであってもよい。特定の例においては、計測データの第一の組Ｍ₁４１０は、誘導性計測値を有してもよく、且つ、計測データの第二の組Ｍ₂４２０は、静電誘導性計測値を有してもよい。説明の容易性を目的として、データの二つの組が記述されているが、特定の実装形態においては、これらの組は、計測の単一の組に組み合わせられてもよい。例えば、組み合わせられたシステムは、様々な方法で表現され得る複素インピーダンス画像を生成してもよい。一例においては、特定の複素インピーダンス画像は、複素インピーダンス値を表す単一の画像であってもよい。一実装形態においては、計測データＭ₁４１０及び／又はＭ₂４２０は、例えば、センサコンポーネントに電気的に結合されたアナログ−デジタルコンバータから受け取られたデジタル電圧値を有してもよい。計測データの組Ｍ₁４１０及びＭ₂４２０は、信号プロセッサ４３０によって受け取られる。センサコンポーネントと信号プロセッサ４３０との間には、一つ又は複数の事前処理モジュールが存在してもよい。例えば、計測データＭ₁４１０及びＭ₂４２０は、例えば、増幅器、フィルタ（低域通過フィルタなど）、ラッチ、バッファ、積分器、トランシーバ、マルチプレクサなどのうちの一つ又は複数により、事前処理されてもよい。信号プロセッサ４３０は、計測データＭ₁４１０及びＭ₂４２０に基づいて一つ又は複数の電磁特性を判定するように構成されている。一つ又は複数の電磁特性の値が、計測データＭ_OUT４４０として出力される。

例えば、信号プロセッサ４３０は、計測データの第一の組Ｍ₁４１０に基づいて対象領域の導電率計測値を判定するように構成されてもよい。この導電率計測の一つ又は複数の値は、信号プロセッサ４３０により、計測データＭ_OUT４４０として出力されてもよい。図４Ａに示されていない特定のケースにおいては、信号プロセッサ４３０は、例えば、共有されたメモリ及び／又はストレージ装置を介したアクセスなどのように、別のコンポーネントによって判定された導電性計測値にアクセスしてもよい。又、信号プロセッサ４３０は、入力パラメータとして導電性計測を使用し、計測データＭ₂４２０に基づいて誘電率計測値を判定するように構成されてもよい。この誘電率計測の一つ又は複数の値は、信号プロセッサ４３０により、計測データＭ_OUT４４０として出力されてもよい。特定の例においては、信号プロセッサ４３０は、計測データＭ₁４１０及びＭ₂４２０に基づいて対象領域の複素導電率計測値を判定してもよく、且つ、これを計測データＭ_OUT４４０として出力してもよい。次いで、計測データＭ_OUT４４０は、導電性部分と誘電性部分との組合せを有する複合材料及び構造を含む対象領域内の材料及び構造を特徴判定するべく、使用されてもよい。

特定のケースにおいては、信号プロセッサ４３０によって判定された誘電率（透磁率）の推定値は、前記プロセッサによって使用される一つ又は複数のモデルにフィードバックされてもよい。例えば、誘電率の推定値は、後続の誘導性計測値を補正及び／又は較正するべく使用されてもよい。導電率と誘電率との間に相関が存在する特定の材料及び／又はプロセスが存在している。特定の例においては、この相関は、撮像の融合を更に改善するべく使用されてもよい。この結果、後続の導電率及び透磁率計測値の精度が改善され得る。一つのケースにおいては、判定された導電率、透磁率、及び誘電率計測値が対象領域の特徴判定の際に反復的且つ／又は確率的に収束するように使用される一つ又は複数の状態モデルが使用されてもよい。例えば、撮像プロセスの動的な側面を表すように、カルマンフィルタが計測値に対して適用されてもよい。特定の例においては、導電率及び／又は透磁率計測値及び誘電率計測値の生成は、別個のフェーズにおいて反復的に実行されてもよく、その他のケースにおいては、統合された再構築プロセスが使用されてもよい。

図４Ｂは、一つ又は複数の第一センサコンポーネント２２０及び一つ又は複数の第二センサコンポーネント２３０に対して通信自在に結合された信号プロセッサ４３０を示している。信号プロセッサ４０５は、計測インタフェース４０５を介してセンサコンポーネント２２０、２３０に通信自在に結合されている。計測インタフェース４０５は、信号プロセッサ４３０が、計測データＭ₁４１０及びＭ₂４２０を処理に適した形態において受け取ることができるように、一つ又は複数の電気的な且つ／又は集積された回路を有してもよい。一実装形態においては、計測インタフェース４０５は、デマルチプレクサ、増幅器、トランシーバ、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）アナログ−デジタルコンバータのうちの一つ又は複数を有してもよい。

図４Ｃは、一つ又は複数の信号をセンサコンポーネント２２０、２３０に提供するべく、信号コントローラ４５０が使用されている例を示している。図４Ｃにおいては、信号コントローラ４５０は、第一センサコンポーネント２２０の一つ又は複数及び第二センサコンポーネント２３０の一つ又は複数に対して通信自在に結合されている。その他の例においては、センサコンポーネントのそれぞれの組について、別個の信号コントローラが設けられてもよい。図４Ｃにおいては、信号コントローラ４５０は、計測インタフェース４０５を介してセンサコンポーネント２２０、２３０に通信自在に結合されている。このケースにおいては、計測インタフェース４０５は、ＦＰＧＡアナログ−デジタルコンバータ、増幅器、トランシーバ、及びマルチプレクサのうちの一つ又は複数などの一つ又は複数の事前処理要素を有してもよい。一実装形態においては、信号コントローラ４５０は、信号プロセッサ４３０に対して通信自在に結合されている。このケースにおいては、信号プロセッサ４３０によって生成される一つ又は複数の信号は、信号プロセッサ４３０によって受け取られてもよい。これらの信号は、信号プロセッサ４３０によって実行される信号処理において使用されてもよい。或いは、この代わりに、その他の例において、一つ又は複数の信号が既定の関数及び／又は時間ベースに従って生成される場合には、信号は、信号プロセッサ４３０によって独立的に複製されてもよい。同様に、特定の例においては、信号コントローラ４５０は、信号プロセッサ４３０から、例えば、タイミング及び／又はセンサコンポーネント情報などのデータを受け取ってもよい。

図４Ｃにおいては、計測フェーズの少なくとも一部分において、第一信号を受け取るべく、第一センサコンポーネントの少なくとも一つ２２０−Ｓ１が選択される。例えば、第一センサコンポーネントが一つ又は複数のコイルを有する場合には、計測フェーズの少なくとも一部分において第一信号を受け取るように、特定のコイルが選択されてもよい。第一信号は、直流及び／又は交流であってもよい。交流が使用される場合には、第一信号は、一つ又は複数の周波数成分を有してもよい。このケースにおいては、特定の例において、例えば、計測フェーズの一部分Δｔが特定の周波数成分と関連付けられるように、所定の周波数範囲が計測フェーズにおいて掃引されてもよい。図４Ｄに概略的に示されている一例４５５においては、計測フェーズの特定の一部分において駆動されるように、第一センサコンポーネントのうちの一つ２２０−Ｓ１が選択されてもよく、この場合に、計測値は、残りの第一センサコンポーネント２２０−Ｓ２を使用することにより、取得される。第一センサコンポーネントの組内の異なる第一センサコンポーネントは、例えば、図４Ｅにおいて矢印４７０によって示されているように、複数の第一センサコンポーネント（特定のケースにおいては、組のすべてのコンポーネント）がそれぞれ第一信号によって駆動されるように、計測フェーズのそれぞれの部分において反復的に選択されてもよい。第一信号は、実装形態及び計測要件に応じて、同一状態に留まってもよく、或いは、それぞれの第一センサコンポーネントごとに変化してもよい。別の例においては、第一信号によって駆動されるように構成された二つ以上の第一センサコンポーネントの組と、第一信号の印加に応答して計測を提供するように構成された二つ以上の第一センサコンポーネントの組と、を有してもよい。図４Ｆの例４８５には、これが示されている。計測値は、電圧及び電流計測値のうちの一つ又は複数として提供されてもよい。

類似の構成が、第二センサコンポーネント２３０について適用されてもよい。例えば、第二信号を受け取るように、第二センサコンポーネントの少なくとも一つ２３０−Ｓ１が選択されてもよい。例えば、第二センサコンポーネントが一つ又は複数の電極を有する場合には、計測フェーズの少なくとも一部分において第二信号を受け取るように、特定の電極が選択されてもよい。第二信号は、直流及び／又は交流であってもよい。これは、固定された又は変化する電圧が電極に印加されるという結果をもたらし得る。交流が使用される場合には、第二信号も、一つ又は複数の周波数成分を有してもよい。これは、第一信号と同一の周波数の範囲であってもよく、或いは、この代わりに、一つ又は複数の異なる周波数の範囲を有してもよい。一例においては、計測フェーズの特定の部分において駆動されるように、第二センサコンポーネントのうちの一つ２３０−Ｓ１が選択されてもよく、この場合に、計測値は、残りの第二センサコンポーネント２３０−Ｓ２を使用することにより、取得される。第二センサコンポーネントの組内の異なる第二センサコンポーネントは、複数の第二センサコンポーネント（特定のケースにおいては、組内のすべてのコンポーネント）がそれぞれ第二信号によって駆動されるように、計測フェーズのそれぞれの部分において反復的に選択されてもよい。第二信号は、実装形態及び計測要件に応じて、同一の状態に留まってもよく、或いは、それぞれの第二センサコンポーネントごとに変化してもよい。別の例においては、第二信号によって駆動されるように構成された二つ以上の第二センサコンポーネントの組と、第二信号の印加に応答して計測値を提供するように構成された二つ以上の第二センサコンポーネントの組と、を有してもよい。計測値は、電圧及び電流計測値のうちの一つ又は両方として提供されてもよい。誘導性及び静電容量性計測は、逐次的に実行されてもよい。第一及び第二信号のうちの一つ又は両方は、パルス及び／又は正弦波信号であってもよい。これらは、両方が同相状態にあってもよく、或いは、異なる位相を有してもよい。特定のケースにおいては、第一及び第二信号は、単一の信号の異なる成分を有してもよく、例えば、基礎をなす搬送波波形の二つの変調及び／又は共通信号の異なるＤＣ及びＡＣ成分を表してもよい。これは、誘導性及び静電容量性計測が同時に実行されるケースに該当し得る。

図５は、一例５００による信号プロセッサ４３０の特定のサブモジュールを示している。図示のサブモジュールは、すべてを網羅していなくてもよく、その他のサブモジュールが提供されてもよく、且つ／又は、必要に応じて、サブモジュールは、省略されてもよい。図５の信号プロセッサ４３０は、導電率プロセッサ５１０と、誘電率プロセッサ５３０と、を有する。導電率プロセッサ５１０は、計測データＭ₁４１０を受け取ると共に対象領域内の導電率分布Ｃ５２０を判定するように構成されている。又、導電率プロセッサ５１０は、透磁率分布Ｐ＿ｅ５２５を判定するように構成されてもよい。誘電率プロセッサ５３０は、少なくとも導電率分布Ｃ５２０を受け取るが、例えば、これは、導電率プロセッサ５１０に対して通信自在に結合されてもよい。誘電率プロセッサ５３０は、計測データＭ₂４２０を受け取ると共に対象領域内の誘電率分布Ｐ＿ｉ５４０を判定するように構成されている。導電率分布Ｃ５２０、透磁率分布Ｐ＿ｅ５２５、及び誘電率分布Ｐ＿ｉ５４０のうちの一つ又は複数は、信号プロセッサの出力Ｍ_Out４４０を形成してもよい。

一例においては、導電率プロセッサ５１０は、対象領域内の導電率分布Ｃ５２０を判定するべく、渦電流モデルを使用している。渦電流モデルは、ヤコビ行列を定義するべく、使用されてもよい。ヤコビ行列は、渦電流モデルに適用される有限要素法を使用することにより、定義されてもよい。次いで、ヤコビ行列及び計測データＭ₁４１０は、一連の一次方程式において使用されてもよい。これらの一次方程式を解くことにより、対象領域内の導電率分布Ｃ５２０を判定してもよい。又、このプロセスは、対象領域内の透磁率分布Ｐ＿ｅ５２５を結果的にもたらし得る。又、その他の実装形態においては、逆問題を解決してシステムのモデルに基づいて導電率分布Ｃ５２０を判定するべく、非線形の方法が使用されてもよい。

一例においては、誘電率プロセッサ５３０は、対象領域内の誘電率分布Ｐ＿ｉ５４０を判定するべく、誘電率モデルを使用している。この誘電率モデルは、上述の分布Ｃ５２０などの導電率分布をパラメータの組として取得してもよい。誘電率モデルに適用される有限要素法を使用することにより、更なるヤコビ行列が定義されてもよい。更なるヤコビ行列は、ヤコビ行列が、計測された静電容量が誘電率に伴って変化する方式を表すことになることを表してもよい。この結果、更なるヤコビ行列及び計測データＭ₂４２０は、一連の一次方程式において使用されてもよい。これらの一次方程式を解くことにより、対象領域内の誘電率分布Ｐ＿ｉ５４０を判定してもよい。又、以前と同様に、その他の実装形態においては、逆問題を解決してシステムのモデルに基づいて誘電率分布Ｃ５２０を判定するべく、非線形の方法が使用されてもよい。

図６は、信号プロセッサによって判定された一つ又は複数の電磁特性の値が断層撮影プロセッサによって使用され得る方式を示す一例６００を示している。図６は、断層撮影プロセッサ６１０に対して通信自在に結合された図４Ａの構成を示している。断層撮影プロセッサ６１０は、対象領域の、例えば、画像などの、トモグラムを生成するべく信号プロセッサによって出力される計測データＭ_OUT４４０を受け取るように構成されている。図６に示されているように、断層撮影プロセッサ６１０は、対象領域の単一のスライス画像６２０（例えば、前記領域の平面状のエリアを表している）、対象領域の複数のスライス画像６３０（例えば、平面状のスライス内の容積を表している）、及び三次元表現６４０（例えば、対象領域の容積を表している）のうちの一つ又は複数を出力するように構成されてもよい。特定のケースにおいては、信号プロセッサ４３０及び／又は信号コントローラ４５０は、断層撮影プロセッサ６１０の制御下において動作してもよい。例えば、計測フェーズにおいて信号プロセッサ４３０によって生成されるデータは、特定のトモグラム６２０を生成するべく、断層撮影プロセッサ６１０によって使用されてもよく、この場合に、断層撮影プロセッサ６１０は、後続の計測フェーズを開始すると共に対象領域の別のスライスを表す別のトモグラムを取得するように、信号プロセッサ４３０のパラメータを制御する。図３Ａ〜図３Ｃの装置３１５の場合には、断層撮影プロセッサ６１０は、対象領域３２５の異なるスライスを生成するように、センサマウント３１５−ｉ、ｊのうちの一つ又は複数のセンサマウントの選択を制御してもよい。特定のケースにおいては、断層撮影プロセッサ６１０は、容積の一つ又は複数の電磁特性をマッピングするように、データの生成を制御してもよく、例えば、前記特性の値を表すボクセル（容積計測ピクセル）の生成を制御してもよい。これらは、例えば、別個の画像スライスの判定を伴うことなしに、容積空間内において直接的に算出されてもよい。特定のケースにおいては、画像又は容積は、例えば、ビデオのフレームとしてなどのように、特定の時間値との関連において生成されてもよい。三次元のケースにおいては、ボクセルは、三つの空間次元の値と時間との両方を有するドクセル（動的ボクセル）を有してもよい。又、断層撮影プロセッサ６１０は、信号プロセッサ４３９０に加えて、或いは、それ単独で、対象領域の特性値の二次元又は三次元画像を生成するべく、正規化及び／又は統計的処理などの事後処理を提供してもよい。図６の三次元表現６４０の例によって示されているように、断層撮影プロセッサ６１０の出力は、対象領域内に存在している一つ又は複数の物体の特性値の観察を可能にしてもよい。これは、例えば、計測及び／又は物体検出のために使用され得るであろう。

一例においては、図６の装置６００は、統合された磁気誘導及び静電容量断層撮影（Integrated Magnetic Induction and Electrical Capacitance Tomography：ＩＭＩＥＣＴ）装置を有してもよい。三次元において動作する場合に、この装置は、容積計測方式により、材料及び構造を特徴判定することができる。これらの多次元画像又は記録は、材料又は物体のフル複素インピーダンスマップを表現し得る。画像において、例えば、可変値、電磁特性の種類、及び動作の周波数を表現するべく、色が使用されてもよい。一つの単一画像内の複数の電磁特性を表すべく、単一の画像が使用される場合には、画像値は、例えば、複素インピーダンスの振幅を表してもよい。

図７Ａは、ＩＭＩＥＣＴ装置によって実行される磁気誘導断層撮影の三次元表現７００を示している。図７Ａの上部画像において示されているように、対象領域は、木製ブロック上において取り付けられた三つのアルミニウム試料７２０を有する空気又は自由空間の容積を有する。この場合には、４×４の平面状のアレイとして取り付けられた１６個のコイルである複数の第一センサコンポーネント７１０は、三次元表面７００を生成するために対象領域を検知すると共に計測値を提供するべく、使用されている。三次元表現７００において、第一センサコンポーネントの位置は、７１５として表されている。次いで、画像部分７２５は、三つのアルミニウム試料７２０を表している。例えば、三次元表現は、対象領域内の導電率及び／又は透磁率値を表してもよい。この例においては、アルミニウムは、導電性であるが、木製ブロック及び取り囲んでいる空気空間は、導電性ではなく、アルミニウム試料を表す要素のみが、例えば、導電率及び／又は透磁率の三次元表現７００において示されている。

図７Ｂは、第二センサコンポーネントの組を使用して非導電性及び／又は誘電性試料を撮像し得る方式を示している。図７Ｂは、ＩＭＩＥＣＴ装置によって実行される静電容量性断層撮影の三次元表現７０５を示している。これは、上述の誘導性計測値に基づいて補正及び／又は較正された静電容量性断層撮影を有してもよい。図７Ｂの上部画像において示されているように、対象領域は、三つの木製試料７３０を有する空気又は自由空間の容積を有する。複数の第二センサコンポーネント７４０、この場合には、４×３の平面状アレイとして取り付けられた１２個の電極が、三次元表現７０５を生成するべく、対象領域を検知すると共に計測を提供するために使用されている。この結果、画像部分７３５は、三つの木製試料７３０を表している。例えば、三次元表現は、対象領域内の誘電率又は誘電性特徴判定結果値を表してもよい。図７Ｂの対象領域が導電性要素及び／又は物体のみならず、木製試料をも収容していた場合には、木製試料の電磁特性の判定が困難である場合がある。現在の説明対象である特定の例は、対象領域内の検出された導体に基づいて静電容量性計測値を較正することにより、この問題に対処している。

以下、対象領域の、且つ／又は、前記領域内の物体の、一つ又は複数の電磁特性を計測するいくつかの例示用の方法について説明することとする。これらの例示用の方法は、上述の装置のうちのいずれかを使用することにより、実装されてもよい。或いは、この代わりに、方法は、その他の装置及び／又はシステムを使用することにより、実装されてもよい。

図８は、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を計測する方法８００を示している。ブロック８１０において、一つ又は複数の誘導性計測値が受け取られている。これらは、上述の第一センサコンポーネントの組からの複数の誘導性計測値を有してもよい。ブロック８２０において、受け取られた誘導性計測値に基づいて導電率分布が判定されている。ブロック８３０において、一つ又は複数の静電容量性計測値が受け取られている。これらは、上述の第二センサコンポーネントの組からの複数の静電容量性計測値を有してもよい。ブロック８４０において、誘電率分布が判定されている。これは、対象領域の誘電性特徴付けを判定するステップを有してもよい。誘電率分布は、一つ又は複数の静電容量性計測値に基づいて判定される。特定のケースにおいては、誘電率分布は、ブロック８２０において生成された導電率分布を使用することにより、判定され、例えば、対象の対象領域内における一つ又は複数のコンダクタンスの領域の存在に基づいて、補正及び／又は較正がブロック８４０に対して適用されてもよい。

一例においては、それぞれの計測値は、対象領域の異なる空間部分に対応したものであってもよい。例えば、計測値は、アレイのそれぞれの要素が対象領域内の特定のエリア又は容積に対応している多次元アレイを有してもよい。一つのケースにおいては、センサコンポーネントは、対象領域の空間部分とアライメントされてもよく、例えば、前記領域との関係において相対的な空間位置を有するように、配列されてもよい。センサコンポーネントからの計測値と対象領域の一部分との間のマッピングは、間接的なものであってもよい。図２Ａ及び図２Ｄに示されているものなどのインタリーブされた構成を使用する際には、センサコンポーネントから受け取られた未加工のデータは、対象領域の特定の部分に対応するように処理されてもよい。例えば、図２Ａ及び図２Ｄの八つのセンサコンポーネントのそれぞれの組からのデータは、４×４の計測値のアレイを提供するべく、補間されてもよい。図１Ｃ及び図１Ｄの装置１１５及び図３Ａ〜図３Ｃの装置３０５のみならず、その他の平面状アレイアレイの場合には、対象領域の一部分は、センサコンポーネントの組により、いくつかのケースにおいては、第一又は第二信号によって駆動されていない複数のセンサコンポーネントにより、計測されてもよい。次いで、未加工の計測データは、特定の計測値を対象領域の一部分と関連付けるように相関させられてもよい。この相関は、上述のように、信号プロセッサ４３０及びトポグラフィプロセッサ６１０のうちの一つ又は両方によって実行される処理において、黙示的なものであってもよい。例えば、一次方程式の組用のヤコビ行列は、計測値を対象領域の特定の空間エリア又は容積と関連付けてもよい。

図９は、一例による一つ又は複数のセンサコンポーネントを駆動する方法を示している。この方法は、計測値を受け取るブロックを補完してもよい。これは、図４Ｃに示されている信号プロセッサ４３０と信号コントローラ４５０とのうちの一つ又は両方によって実装されてもよい。ブロック９１０において、センサコンポーネントが選択されている。図４Ｄ及び図４Ｅに示されているものなどのケースにおいては、これは、センサコンポーネントの組のうちの一つ又は複数の初期センサコンポーネントを選択するステップを伴ってもよい。図４Ｆに示されているものなどのケースにおいては、これは、トランスミッタセンサコンポーネントの組を選択するステップを伴ってもよい。このようなトランスミッタセンサコンポーネントは、一つの実装形態のために決定されてもよく（例えば、静的に指名されてもよく）、且つ／又は、複数のセンサコンポーネントのサブセットとして動的に選択されてもよい。ブロック９２０において、一つ又は複数の選択されたセンサコンポーネントは、信号Ｓ９２５によって駆動されている。これは、直流（ＤＣ）及び／又は交流（ＡＣ）の電流（並びに／或いは、電圧）をセンサコンポーネントに印加するステップを有してもよい。駆動信号Ｓ９２５は、周波数成分を有してもよく、例えば、特定の搬送波周波数を有する高周波信号を有してもよい。ブロック９３０において、計測値が、一つ又は複数のセンサコンポーネントから記録されている。これらは、一つ又は複数の駆動されたセンサコンポーネントを含まないセンサコンポーネントのサブセットを有してもよい。計測用のセンサコンポーネントのサブセットは、一つの実装形態のために決定されてもよく（例えば、静的に指名されてもよく）、且つ／又は、複数のセンサコンポーネントのサブセットとして動的に選択されてもよい。特定の実施形態においては、センサコンポーネントのサブセットは、統一性からの摂動を計測するように、単位電流によって駆動されてもよい。ブロック９３０において記録された計測値は、計測データＭ_n９４０の一部を形成する。方法は、図９において点線矢印によって示されているように、反復されてもよい。図４Ｄ及び図４Ｅに示されているものなどのケースにおいては、ブロック９１０の反復においては、センサコンポーネントのシーケンスのうちの別のセンサコンポーネントが選択されてもよい。一つのケースにおいては、方法は、周波数範囲内の異なる周波数について反復されてもよく、例えば、信号Ｓ９２５は、ブロックの反復のために異なる搬送波周波数を有してもよい。一つのケースにおいては、方法は、例えば、ｘミリ秒ごとなどのように、特定の時間インターバルにおいて反復されてもよい。これらのケースにおいては、計測データＭ_n９４０は、選択されたセンサコンポーネント、駆動周波数、及び時刻のうちの一つ又は複数によってインデックス付けされた組を有してもよい。

図１０は、少なくとも図８のブロック８２０及び８４０を実装するべく使用され得る方法１０００を示している。例えば、ブロック１０２０は、図８のブロック８２０に対応してもよく、且つ、ブロック１０４０は、図８のブロック８４０に対応してもよい。ブロック１０２０の第一サブブロック１０２２において、渦電流モデルにアクセスされている。モデルは、順問題に基づいたものであってもよい。モデルは、例えば、マクスウェルの補正を伴うアンペアの周回路の法則の微分バージョンなどのマクスウェルの方程式に基づいたものであってもよい。モデルは、磁気ベクトル電位Ａの観点において制定されてもよく、ここで、次式の複素フェーザ表記法を使用することにより、正弦波波形励起の場合に、▽×Ａ＝Ｂであり、且つ、Ｂは、磁束密度である。
▽×（（１／μ）▽×Ａ）＋ｉωσＡ＝Ｊ_s
ここで、σは、導電率であり、μは、透磁率であり、ωは、駆動信号の角周波数であり、▽は、回転演算子であり、且つ、Ｊ_sは、例えば、特定の例における励起コイルなどの一つ又は複数の第一センサコンポーネント内の印加された電流密度である。

サブブロック１０２４において、渦電流モデルに基づいて、ヤコビ行列にアクセスされ、且つ／又は、ヤコビ行列が生成される。例えば、ヤコビ行列は、一つ又は複数の第一センサコンポーネント内の誘発電圧の変化を導電率の変化の結果としてモデル化し得る。例えば、ヤコビ行列の要素は、次式のように表されてもよく、

ここで、Ｖ_mnは、駆動された第一センサコンポーネントｍによって励起された際の第一センサコンポーネントｎ内の計測電圧であり、σ_kは、ピクセルｋの導電率であり、この場合に、ピクセルは、対象領域の特定の空間部分又はサブ領域を表しており、Ω_Dkは、例えば、対象領域の一部分の容積などのピクセルｋと関連付けられた摂動の容積であり、且つ、Ａ_m及びＡ_nは、それぞれ、第一コンポーネントｍが電流Ｉ₀によって励起されると共に第一センサコンポーネントｎが単位電流によって励起された際の順問題用のソルバ（solver）の解である。順問題がソルバによって解かれた際に、ヤコビ行列の要素に入力される。次いで、入力されたヤコビ行列は、導電率分布を判定するべく使用されてもよい。特定の例においては、ヤコビ行列は、計測フェーズの前に、少なくとも部分的に入力されてもよい（且つ、特定の例においては、完全に入力されてもよい）。例えば、これは、計測パラメータの標準的な組が使用される場合に可能であり得る。このケースにおいては、サブブロック１０２４は、ヤコビ行列用の入力値をメモリ及び／又はデータストレージ装置から取得するステップを有してもよい。

サブブロック１０２６において、入力されたヤコビ行列は、一つ又は複数の一次方程式を解いて導電率分布を判定するべく、使用されている。これは、順（渦電流）問題と関連する逆問題に対する解を表し得る。例えば、線形応答式は、最小二乗法又はこれに類似したものを使用することにより、解かれてもよい。特定のケースにおいては、ティホノフ（Tikhonov）正規化が適用されている。これは、正規化項をヤコビ行列に追加するステップを有してもよい。例えば、一次方程式の以下の組が解かれてもよく、

ここで、Ｊは、予め入力されたヤコビであり、Ｉは、単位行列であり、αは、正規化項であり、ｂは、センサ計測値の変化の組であり、且つ、ｘは、導電率分布の推定値である。本サブブロックにおいては、ｂは、（誘導性）計測データＭ₁１０２５を有してもよく、或いは、これに基づいて判定されてもよく、これは、図４Ａ〜図４Ｃを参照して上述した計測データを有してもよい。

ブロック１０２０の結果は、一つ又は複数の次元における導電率分布である。上述のサブブロックは、多次元導電率分布の異なる次元部分を判定するべく、繰り返し反復されてもよい。この例においては、導電率分布は、ブロック１０４０において使用されている。

ブロック１０４０の第一サブブロック１０４２において、静電容量モデルにアクセスされている。この静電容量モデルは、例えば、次式に基づいた順モデルを有してもよく、
（σ＋ｉωε₀ε_r）▽φ＝０
ここで、φは、電位であり、ωは、駆動信号の角周波数であり、σは、ブロック１０２０から受け取られた導電率分布であり、ε_rは、対象領域の誘電率であり、且つ、ε₀は、真空の誘電率である。この結果、導電率情報は、静電容量順モデルに供給される。例えば、上述の式に基づいたこの順モデルを有限要素法（ＦＥＭ）を使用することによって解くことによりサブブロック１０４４における更なるヤコビ行列の計算を結果的に取得してもよい。この更なるヤコビ行列（Ｊ）は、例えば、∂Ｃ＝Ｊ∂εなどのように、誘電率が変化した際に計測された静電容量が変化する方式を表し得る。先程と同様に、可能な場合には、実装形態が付与された場合に、その値が先験的に判明しているパラメータに基づいて、更なるヤコビ行列の少なくとも一部分が既定されてもよい。更なるヤコビ行列の入力されたバージョンは、順（複素導電率）問題と関連する逆問題の解を表す一次方程式の組において使用されてもよい。サブブロック１０４６において、これらの一次方程式を解くことにより、誘電率分布の推定値を生成してもよい。この場合にも、一次方程式は、一次方程式が次式を有するように、ティホノフ正規化を使用することにより、正規化されてもよく、

ここで、Ｊは、導電率分布を使用することによって判定される更なるヤコビ行列であり、Ｉは、単位行列であり、αは、正規化項であり、ｂは、センサ計測値の変化の組であり、且つ、ｘは、導電率分布の推定値である。本サブブロックにおいては、ｂは、（静電容量性）計測データＭ₂１０４５を有してもよく、或いは、これに基づいて判定されてもよく、これは、図４Ａ〜図４Ｃを参照して上述したように計測データを有してもよい。

従って、ブロック１０４０の出力は、導電率補償された静電容量性撮像データを使用することによって構築される誘電率画像の再構築である。全体として、ブロック１０２０及び１０４０の出力は、フル複素インピーダンスマップ又は画像を判定するべく使用されてもよい。

特定の例においては、渦電流及び複素導電率モデルは、断層撮影モデルであってもよい。撮像されている物体又は試料が運動している場合には、それぞれの連続的な画像の間に存在する特定程度の相関が存在する場合がある。このケースにおいては、計測画像又はフレームの間の相関情報を含むように、一時的アルゴリズムが逆問題ソルバの一部として実装されてもよい。

本明細書において記述されている特定の例は、例えば、複合複数材料試料の材料特徴判定のために使用され得るインスツルメント及びプロセスなどの装置及び方法を提供する。例えば、本明細書において記述されている特定の装置及び方法によれば、誘電体部分と導電体部分の両方の組合せを有する対象領域内の材料の特徴判定が可能である。特定の装置は、統合された磁気誘導及び静電容量断層撮影（ＩＭＩＥＣＴ）センサを提供する。このセンサは、物体又は材料の一つ又は複数の電磁特性を表す二次元又は三次元画像を提供し得る。特定の装置は、高及び低導電率材料と高導電率材料との両方について計測を実行する能力を有する。

特定の例においては、誘導性計測値を取得するべく、渦電流方法及びプロセッサが使用される。これらの計測値は、導電率及び／又は透磁率を判定するべく使用されてもよい。特定の方法及びプロセッサによれば、誘電性部分からの大きな影響を伴うことなしに、物体の導電性部分又は対象領域の一部分を監視することができる。これらの技法を使用することにより、対象領域内の導電体の存在が判定され得る。次いで、これは、静電容量性方法を使用して誘電性試料を正確に特徴判定するために、静電容量性計測を較正するべく使用されてもよい。例えば、特定の方法及びプロセッサによれば、導電体の存在下において誘電性コントラストを有する材料の特徴判定が可能である。これによれば、例えば、塩水又は金属の存在下における誘電性材料の特徴判定が可能である。この結果、塩水及び石油の二相流を搬送するポリマーシースによって被覆された金属コンジットの特徴判定が実行され得る。

特定の例によれば、静電容量性センサと渦電流（例えば、誘導性）センサとを組み合わせることによる複素導電率のマッピングが可能である。次いで、統合された装置の計測された出力を使用することにより、断層撮影データの融合が実行されてもよい。このシステムにおいては、渦電流方法は、誘電性の変動に対して相対的に感度が低く、且つ、静電容量性システムは、導電体が渦電流方法によって識別された場合に、誘電性材料をマッピングする。この結果、例えば、食塩水から金属に至るまでの範囲の導電体の存在下において、静電容量性撮像の、且つ、従って、誘電性特徴判定の、信頼性が向上する。導電体の存在が既知である場合には、誘電性試料を正確に特徴判定するべく、静電容量計測を較正することができる。

上述のように、本明細書における特定の例は、磁気誘導断層撮影（ＭＩＴ）と静電容量性断層撮影（ＥＣＴ）とを単一装置内において統合している。又、ＭＩＴは、しばしば、電磁誘導断層撮影、電磁断層撮影（ＥＭＴ）、又は渦電流断層撮影とも呼称される。磁気誘導を計測することにより、渦電流方法を使用し、センサフレームワークに収容された材料の導電率及び透磁率の非接触且つ非侵襲的な撮像が実行されてもよい。この撮像は、高導電率材料に対して容易に適用可能である。又、励起周波数を増大させることにより、低導電率試料を計測することもできる。この撮像は、静電容量性計測に基づいて静電容量性撮像を実行することにより、補完される。例えば、静電容量性撮像は、２０ＭＨｚ未満の周波数において誘電率の変動の影響を受けやすく、これらは、準静的磁界が、支配的であると共に、従って、誘電率との関係において誘導性計測値の精度を低減し得る場合である。従って、統合されたインスツルメントは、信号プロセッサであるのか又は信号プロセッサとセンサの組であるのかを問わず、電気特性の範囲全体に跨って計測する能力を有する。例えば、これによれば、誘電率に対する高感度を許容するためのＭＩＴ装置の適合が可能である。

本明細書において記述されている特定の例は、データ融合方式とマルチモード撮像方式とを使用している。例えば、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５及び図６の信号プロセッサ４３０は、磁気誘導と静電容量との両方に基づいた計測を受け取ってもよく、且つ、それぞれの計測値に対する誘電率及び／又は導電率の変化の影響が考慮されてもよい。

本明細書において記述されている特定の例は、ヤコビ行列を使用しており、この場合に、ヤコビ行列の要素は、ピクセル又はボクセルの、誘電率又は導電率並びに透磁率の変化との関係における、計測された静電容量又はインダクタンスの導関数を表してもよい。

本明細書において記述されている特定の例は、様々な産業的用途を有する。装置は、非接触及び非侵襲的なものであってもよい。これによれば、非破壊評価が可能である。これは、特に、導電性材料と誘電性材料との混合物が存在する場合に、産業プロセスの監視及び材料の特徴判定における利点を有する。又、本明細書において記述されている特定の例及び方法は、多相流のために使用されてもよい。以下、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照し、この例について説明する。

図１０Ａは、本明細書の特定の例において記述されている装置の例示用の用途１０００を示している。コンジット１００５は、多相流を搬送している。図１０Ａの多相流は、第一相１０１０、第二相１０２０、及び第三相１０３０という三つの相を有する。上述の装置のうちの一つを有し得る装置１０１５が、コンジット１００５との関係において取り付けられている。装置１０１５は、例示の容易性を目的として、図１０Ａにおいては、連続体として示されているが、一実装形態においては、これは、図３Ａ〜図３Ｃに示されているように、複数の個々のセンサマウントを有してもよい。図１０Ｂは、同一用途の側面図を示している。この場合には、第一相１０１０は、入口１０４５を通じて受け取られ、且つ、第二及び第三相１０２０、１０３０は、入口１０５５を介して受け取られている。コンジット内において、これらの相は、図１０Ｂにおいて示されているように、混合する。この結果、装置１００５は、例において記述されている技法を使用することにより、この混合を撮像することができる。例えば、３相流は、第一相１０１０としてガスを、第二相１０２０として海水などの食塩水を、且つ、第三相１０３０として砂などの固体を、有してもよい。或いは、この代わりに、三相流は、第一相１０１０としてガスを、第二相１０２０として油を、且つ、第三相１０２０として海水などの食塩水を、有してもよい。食塩水は導電性であり、且つ、その他の相は誘電性であることから、これは、従来は、静電容量断層撮影又は磁気誘導断層撮影を使用して撮像するのが困難となるが、本明細書の例において記述されている統合された方式によれば、導電性側面と誘電性側面との両方の撮像が可能である。例えば、これらによれば、互いの中における一つの流体の濃度の、又は流体中の固体の分布の、計測が可能である。更には、これらによれば、コンジットが導電性材料と非導電性材料との組合せを有する状況においても、非侵襲的な方式により、これが可能である。又、類似の方式により、本明細書において記述されている技法は、海底ケーブルなどのケーブルを監視するべく適用されてもよい。これらの状況においては、導電性環境（例えば、砂及び／又は海水）中に、一つ又は複数の絶縁性要素（例えば、ポリマーシース）によって取り囲まれた導電性要素（例えば、銅コア）が存在し得る。これらの要素の異なる電磁特性は、本明細書において記述されている例を使用することにより、問題を伴うことなしに撮像され得る。

別の例示用の用途においては、対象領域は、異なる電磁特性を有する材料の混合物を有する構造を有してもよい。例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示されている装置１１０は、補強された鋼バーを有するコンクリート構造を撮像するべく使用されてもよい。このケースにおいては、本明細書において記述されている技法は、鋼要素の腐食を監視するのみならず、コンクリート構造の完全性を監視するべく、使用されてもよい。又、同様に、技法は、航空機又はウインドタービンコンポーネントなどの複合構造に対して適用されてもよい。例えば、これらは、複合炭素ファイバ及び／又はグラスファイバ構造内における大面積の衝撃損傷を調査するべく使用されてもよい。又、これらは、原子力産業において安全に適用されてもよい。更なる例として、これらの技法は、地球物理学的調査において導電性要素及び誘電性要素を撮像するべく使用されてもよい。これらの技法は、湿った土を伴う場合にも（これは、乾燥した土よりも大きな導電性を有する）、問題を伴うことなしに動作すると共に、埋設されたセラミック物体を、且つ、一般的には、金属及び誘電性コントラストの組合せを有する材料を、検出することができる。

以下、図１２Ａ、図１２Ｂ、及び図１２Ｃを参照し、テストケースについて説明することとする。このテストケースは、本明細書に記述されている特定の例を使用することにより、匹敵するＥＣＴ撮像のケースとの比較において断層撮影撮像を改善し得る方式を示している。

図１２Ａは、試験構成の写真を示している。試験構成は、センサ構成１２１０を有する。センサ構成１２１０は、対象領域１２２５を有する。このセンサ構成１２１０は、図２Ａ〜図２Ｅ又は図３Ａ〜図３Ｃのうちのいずれか一つを参照して記述されているように構築されてもよい。例えば、センサ構成１２１０がセンサ構成３０５を有している場合には、対象領域３２５は、センサ構成１２１０の内部、即ち、対象領域１２２５、であってもよい。このテストケースにおいては、対象領域内に、絶縁性の木製ブロック１２３０及び導電性の金属ロッド１２４０という二つの試験試料が存在している。

図１２Ｂは、匹敵するＥＣＴプロセッサからのテストケースにおける例示用の出力を示している。例えば、この匹敵するケースにおいては、ＥＣＴ断層撮影装置は、電極と外部遮蔽体との間に半径方向のスクリーンを有する１２個の電極を有してもよい。このＥＣＴ断層撮影装置においては、それぞれの電極のサイズは、２１７×３２ｍｍ²であってもよく、且つ、電極の間のスクリーンは、幅が３ｍｍであってもよい。Process Tomography Limited（ＰＬＴ）の３００Ｅ ＥＣＴ静電容量計測ユニットは、１．２５ＭＨｚにおいて固定された励起周波数によって使用されてもよい。１２個のチャネルは、相互間静電容量（inter-capacitance）を計測するべく電極に接続されてもよい。図１２Ｂは、このような装置からの匹敵する出力を示している。これは、ＥＣＴ処理が空気の基準計測によって実行されている断層撮影画像を示している。観察し得るように、導電性材料と絶縁性材料との混合物の撮像は、可能ではなく、匹敵する出力画像は、大部分がブランクであり、いくつかのノイズのエリアを伴っている。

図１２Ｃは、本明細書において記述されている例示用の断層撮影プロセッサを使用した際のテストケースにおける例示用の出力を示しており、例えば、これは、トモグラム６２０などの例の出力６００であってもよい。このケースにおいては、導電性材料の、即ち、導電性金属ロッド１２４０の、存在及び場所は、導電率の推定によって対処されており、且つ、例示用の出力が、一つ又は複数の静電容量性計測値と共に、この導電率の推定を使用することにより、生成されている。例えば、トモグラムは、本明細書において記述されている推定された誘電率計測値に基づいて、生成されてもよい。図１２Ｃに示されている出力を図１２Ｂに示されている出力と比較すれば、絶縁性の木製ブロック１２３０の存在及び場所が、図１２Ｃのエリア１２５０において明瞭に示されており、且つ、導電性の金属ロッド１２４０の存在及び場所が、エリア１２５５によって示されているように、導電率の推定値から弁別されている。換言すれば、例えば、導電率推定値を含むように更新されたものなどの更新済みのバックグラウンドデータ及び順モデルは、図１２Ｃに示されている明瞭な誘電率の分布を提供する。

本明細書に記述されている特定の技法は、電磁特性を計測するべく使用されてもよい。これらは、導電率、透磁率、誘電率、及び複素インピーダンスのうちの一つ又は複数を含む受動型の電磁特性であってもよい。例えば、本明細書において記述されている装置及び／又は信号プロセッサは、誘電率及び導電率を含む電気インピーダンスをマッピングする能力を有してもよい。本明細書において記述されている特定の例においては、計測が複数の周波数において実行されており、この結果、上述の受動型電磁特性の分光分析が促進される。特定のケースにおいては、本明細書において記述されている計測値は、微分的なものであってもよく、例えば、これらの計測値は、正常な計測値の間の変化又は既知の値の組からの逸脱を表してもよい。

本明細書に記述されている一例によれば、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を判定する装置が提供され、装置は、対象領域に対応する一つ又は複数の誘導性計測値及び対象領域に対応する一つ又は複数の静電容量性計測値を受け取る少なくとも一つの計測インタフェースと、少なくとも一つの計測インタフェースに対して通信自在に結合され、且つ、少なくとも受け取った一つ又は複数の誘導性計測値に基づいて導電率の推定値を取得すると共に少なくとも導電率の推定値及び受け取った一つ又は複数の静電容量性計測値を使用して誘電率計測値を判定するべく構成された信号プロセッサと、を有する。

特定の例においては、信号プロセッサは、前記一つ又は複数の誘導性計測値を使用して前記一つ又は複数の静電容量性計測値を較正するように、構成されている。信号プロセッサは、対象領域の複数のサブ領域について導電率の推定値を判定すると共に静電容量性計測値と関連付けられたヤコビ行列を判定するように構成されてもよく、ヤコビ行列は、導電率の推定値に基づいて補償される。又、信号プロセッサは、導電率、透磁率、誘電率、及び複素インピーダンスのうちの一つ又は複数のものの計測値を出力するように構成されてもよい。

特定の例においては、装置は、信号プロセッサに対して通信自在に結合されていると共に対象領域内の一つ又は複数の電磁特性の空間分布をマッピングするように構成されたトポロジープロセッサを有する。

一つのケースにおいては、装置は、少なくとも一つの計測インタフェースに対して電気的に結合された一つ又は複数の第一センサコンポーネントであって、第一信号の印加の際に装置の近傍の対象領域に対応する誘導性計測値を提供するように構成された少なくとも一つの第一センサコンポーネントと、少なくとも一つの計測インタフェースに対して電気的に結合された一つ又は複数の第二センサコンポーネントであって、第二信号の印加の際に装置の近傍の対象の前記領域に対応する静電容量性計測値を提供するように構成された少なくとも一つの第二センサコンポーネントと、を有する。第一及び第二信号のうちの一つ又は両方は、少なくとも一つの周波数成分を有してもよい。このケースにおいては、信号コントローラは、一つ又は複数の第一信号を第一センサコンポーネントのうちの一つ又は複数に供給するように構成されてもよく、この場合に、計測フェーズにおいては、第一センサコンポーネントのうちの少なくとも一つが、前記第一信号を送信し、且つ、一つ又は複数の誘導性計測値が、少なくとも一つのその他の第一センサから記録され、且つ、第二信号を第二センサコンポーネントの一つ又は複数に供給するように構成されてもよく、この場合に、計測フェーズにおいて、第二センサのうちの少なくとも一つが、前記第二信号を送信し、且つ、一つ又は複数の静電容量性計測値が、少なくとも一つのその他の第二センサコンポーネントから記録される。又、信号コントローラは、一つ又は複数の第一信号を第一センサコンポーネントのそれぞれに供給するように構成されてもよく、複数の第一センサコンポーネントのうちのその他の第一センサコンポーネントの組は、複数の誘導性計測値を提供するべく使用され、且つ、第二信号を第二センサコンポーネントのそれぞれに供給するように供給するように構成されてもよく、複数の第二センサコンポーネントのうちのその他の第二センサコンポーネントの組は、複数の静電容量性計測値を提供するべく使用される。いくつかの実装形態においては、信号コントローラは、第一及び第二信号を信号プロセッサに伝達するように構成されており、且つ、信号プロセッサは、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を判定する際に前記信号を使用するように、構成されている。

上述のケースにおいては、複数の第一センサコンポーネント及び複数の第二センサコンポーネントのうちの一つ又は複数は、複数の電圧計測値を提供するように構成されてもよい。いくつかの実装形態においては、第一センサコンポーネントは、第二センサコンポーネントとインタリーブされている。第一センサコンポーネント及び第二センサコンポーネントは、共通電極構成において組み合わせられてもよい。これらは、一つ又は複数の対応する平面状アレイとして構成されてもよいと共に／又は、絶縁体（例えば、非接触）により、対象領域から電気的に分離又は隔離されてもよい。

特定のケースにおいては、信号プロセッサは、誘電率計測値を使用して後続の導電率の推定値を取得するように、構成されている。

本明細書において記述されている一例によれば、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を計測する方法が提供され、方法は、対象領域に対応する一つ又は複数の誘導性計測値を受け取るステップと、少なくとも受け取った誘導性計測値に基づいて対象領域内の導電率の分布を判定するステップと、対象領域に対応する一つ又は複数の静電容量性計測値を受け取るステップと、少なくとも導電率の分布及び一つ又は複数の静電容量性計測値を使用して対象領域内の誘電率の分布を判定するステップと、を有する。導電率の分布を判定するステップは、受け取った誘導性計測値に基づいて対象領域内の透磁率の分布を判定するステップを有してもよい。方法の出力は、判定された分布に基づいた対象領域の複素インピーダンスマップであってもよい。方法は、コンピュータプログラムとして提供されてもよい。

一つのケースにおいては、センサコンポーネントは、対象領域とアライメントされており、且つ、一つ又は複数の誘導性計測値を受け取るステップと一つ又は複数の静電誘導性計測値を受け取るステップとのうちの一つ又は複数は、複数のセンサコンポーネントのうちの一つ又は複数のセンサコンポーネントを信号によって駆動するステップと、複数のセンサコンポーネントのうちの一つ又は複数のその他のセンサコンポーネントにおいて応答を計測するステップと、を有する。信号は、少なくとも一つの周波数成分を有してもよい。このケースにおいては、一つ又は複数のセンサコンポーネントを駆動するステップは、一つ又は複数のセンサコンポーネントを複数の信号によって駆動するステップを有してもよく、それぞれの信号は、異なる周波数成分を有し、且つ、この場合に、前記分布は、一つの周波数ドメインについて判定される。

一例においては、分布を判定するステップは、対象領域内の電磁特性の空間分布を表す画像を判定するステップ及び／又は対象領域内の電磁特性の容積計測分布を表す三次元画像を判定するステップを有する。

特定のケースにおいては、方法は、反復されており、この場合に、対象領域内の導電率の分布を判定するステップは、誘電率の予め判定された分布を使用するステップを有する。

本明細書において記述されている一例によれば、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を計測する装置が提供され、装置は、平面状アレイとして配列された複数の第一センサコンポーネントであって、第一センサコンポーネントは、第一信号の印加の際に装置の近傍の対象領域に対応する誘導性計測値を提供するように構成されており、誘導性計測値は、対象領域上において磁気誘導断層撮影を実行するべく使用される、複数の第一センサコンポーネントと、平面状アレイとして一つ又は複数の第一センサコンポーネントと統合された複数の第二センサコンポーネントであって、第二センサコンポーネントは、第二信号の印加の際に装置の近傍の対象領域に対応する静電容量性計測値を提供するように構成されており、静電容量性計測値は、対象領域上において静電容量断層撮影を実行するように使用される、複数の第二センサコンポーネントと、を有する。複数の第一センサコンポーネントは、複数の第二センサコンポーネントとインタリーブされてもよく、且つ／又は、第一センサコンポーネント及び第二センサコンポーネントは、共通電極構成において組み合わせられている。複数の第一センサコンポーネント及び複数の第二センサコンポーネントは、絶縁体により、対象領域から電気的に分離されてもよい。

記述されている一つの例によれば、対象領域の一つ又は複数の電磁特性を計測する装置が提供され、装置は、平面状アレイにおいて構成された複数の第一センサコンポーネントであって、第一センサコンポーネントは、第一信号の印加の際に装置の近傍の対象領域に対応する誘導性計測値を提供するように構成されており、誘導性計測値は、対象領域上の磁気誘導断層撮影を実行するべく使用される、複数の第一センサコンポーネントと、平面状アレイとして一つ又は複数の第一センサコンポーネントと統合された複数の第二センサコンポーネントであって、第二センサコンポーネントは、第二信号の印加の際に装置の近傍の前記対象領域に対応する静電容量性計測値を提供するように構成されており、静電容量性計測値は、対象領域上において静電容量断層撮影を実行するべく使用される、複数の第二センサコンポーネントと、を有する。

特定のケースにおいては、複数の第一センサコンポーネントは、複数の第二センサコンポーネントとインタリーブされている。特定のケースにおいては、第一センサコンポーネント及び第二センサコンポーネントは、共通電極構成において組み合わせられている。複数の第一センサコンポーネント及び複数の第二センサコンポーネントは、絶縁体により、対象領域から電気的に分離されてもよい。

図面を参照して本明細書において記述されている例の少なくともいくつかの態様は、一つ又は複数の処理システム或いは一つ又は複数のプロセッサ内において稼働するコンピュータプロセスを使用することにより、実装されてもよい。例えば、これらの処理システム又はプロセッサは、信号プロセッサ４３０、信号コントローラ４５０、及び／又はその他の記述されているコンポーネントを実装してもよい。又、これらの態様は、態様を実施に移すべく適合されたコンピュータプログラム、特に、担持体の上部の又は内部のコンピュータプログラムに拡張されてもよい。プログラムは、本発明によるプロセスの実装における使用に適した一時的ではないソースコード、オブジェクトコード、コード中間ソース、及び部分的にコンパイルされた形態のものなどのオブジェクトコードの形態であってもよく、或いは、任意のその他の一時的ではない形態であってもよい。担持体は、プログラムを担持する能力を有する任意のエンティティ又は装置であってもよい。例えば、担持体は、半導体ドライブ（Solid-State Drive：ＳＳＤ）又はその他の半導体に基づいたＲＡＭ、例えば、ＣＤ ＲＯＭや半導体ＲＯＭなどのＲＯＭ、例えば、フロッピーディスク又はハードディスクなどの磁気記録媒体、一般的な光メモリ装置などのようなストレージ媒体を有してもよい。

同様に、本明細書において参照されている任意の装置は、実際には、任意選択により、チップセット、特定用途向け集積回路（Application-Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field-Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）などとして提供される、単一のチップ又は集積回路或いは複数のチップ又は集積回路によって提供されてもよいことを理解されたい。一つ又は複数のチップは、上述の少なくとも一つのデータプロセッサ又は複数のプロセッサを実施するための回路（のみならず、恐らくは、ファームウェア）を有してもよく、これらは、記述されている例に従って動作するように構成可能である。この観点において、記述されている例は、少なくとも部分的に、（一時的ではない）メモリ内に保存されたコンピュータソフトウェアによって実装されてもよく、且つ、プロセッサにより、或いは、ハードウェアにより、或いは、有体の方式で保存されたソフトウェア及びハードウェア（並びに、有体の方式で保存されたファームウェア）の組合せにより、実行可能であってもよい。

上述の例は、例示を目的としたものとして理解されたい。更なる例が想定される。例において提示されている任意の値又は数値は、説明の容易性を目的としたものであり、且つ、いくつかの可能な実装形態のなかの一つの実装形態の単純化を表し得る。方法であるか装置であるかを問わず、例のうちのいずれかの例の任意の記述されている特徴は、方法であるか装置であるかを問わず、任意のその他の例に対して適用されてもよい。例えば、任意の一つの例との関係において記述されている任意の特徴は、単独で、或いは、記述されているその他の特徴との組合せにおいて、使用されてもよく、且つ、例のうちの任意のその他の例の一つ又は複数の特徴との、或いは、例のうちの任意のその他の例の任意の組合せとの、組合せにおいて、使用されてもよいことを理解されたい。更には、添付の請求項において定義されている本発明の範囲を逸脱することなしに、上述されていない均等物又は変更が実施されてもよい。

Claims (25)

1. 対象領域の電磁特性を判定する装置であって、
   該対象領域に対応する一つ又は複数の誘導性計測値と、該対象領域に対応する一つ又は複数の静電容量性計測値と、を受け取る少なくとも一つの計測インタフェースと
   該少なくとも一つの計測インタフェースに対して通信自在に結合され、少なくとも該受け取った一つ又は複数の誘導性計測値に基づいて導電率の推定値を取得すると共に少なくとも該導電率の推定値と該受け取った一つ又は複数の静電容量性計測値とを使用して誘電率計測値を判定するように構成された信号プロセッサと、
   を具備する装置。
2. 該信号プロセッサは、該一つ又は複数の誘導性計測値を使用して該一つ又は複数の静電容量性計測値を較正するように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 該信号プロセッサは、該対象領域の複数のサブ領域の導電率の推定値を判定すると共に該静電容量性計測値と関連付けられたヤコビ行列を判定するように構成されており、該ヤコビ行列は、該導電率の推定値に基づいて補償される、請求項１又は請求項２に記載の装置。
4. 該信号プロセッサに対して通信自在に結合されると共に該対象領域内の一つ又は複数の電磁特性の空間分布をマッピングするように構成されたトポロジープロセッサを有する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の装置。
5. 該信号プロセッサは、該対象領域に対応する該一つ又は複数の誘導性計測値と、該対象領域に対応する該一つ又は複数の静電容量性計測値と、のうちの少なくとも一つに基づいて、導電率、透磁率、誘電率、及び複素インピーダンスのうちの一つ又は複数の計測値を出力するように構成されている、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の装置。
6. 該少なくとも一つの計測インタフェースに対して電気的に結合された一つ又は複数の第一センサコンポーネントであって、第一信号の印加の際に該装置の近傍の対象領域に対応する誘導性計測値を提供するように構成された少なくとも一つの第一センサコンポーネントと、
   該少なくとも一つの計測インタフェースに対して電気的に結合された一つ又は複数の第二センサコンポーネントであって、第二信号の印加の際に該装置の近傍の前記対象領域に対応する静電容量性計測値を提供するように構成された少なくとも一つの第二センサコンポーネントと、
   を具備する、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の装置。
7. 該第一センサコンポーネントのうちの一つ又は複数に対する該第一信号であって、計測フェーズにおいて、該第一センサコンポーネントのうちの少なくとも一つが、該第一信号を送信し、且つ、一つ又は複数の誘導性計測値が、少なくとも一つのその他の第一センサコンポーネントから記録される、第一信号と、
   該第二センサコンポーネントのうちの一つ又は複数に対する該第二信号であって、計測フェーズにおいて、該第二センサコンポーネントのうちの少なくとも一つが、該第二信号を送信し、且つ、一つ又は複数の静電容量性計測値が、少なくとも一つのその他の第二センサコンポーネントから記録される、第二信号と、
   のうちの一つ又は複数を供給するように構成された信号コントローラを具備する、
   請求項６に記載の装置。
8. 該信号コントローラは、
   該第一センサコンポーネントのそれぞれに対する該第一信号であって、該複数の第一センサコンポーネントのうちのその他の第一センサコンポーネントの組は、複数の誘導性計測値を提供するべく使用される、第一信号と、
   該第二センサコンポーネントのそれぞれに対する該第二信号であって、該複数の第二センサコンポーネントのうちのその他の第二センサコンポーネントの組は、複数の静電容量性計測値を提供するべく使用される、第二信号と、
   のうちの一つ又は複数を交互に供給するように構成されている、
   請求項７に記載の装置。
9. 該信号コントローラは、該第一及び第二信号を該信号プロセッサに伝達するように構成されており、且つ、該信号プロセッサは、該対象領域の一つ又は複数の電磁特性を判定する際に該第一及び第二信号を使用するように構成されている、請求項７又は請求項８に記載の装置。
10. 該第一及び第二信号のうちの一つ又は複数は、少なくとも一つの周波数成分を有する、請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載の装置。
11. 該複数の第一センサコンポーネントと該複数の第二センサコンポーネントとのうちの一方又は両方は、複数の電圧計測値を提供するように構成されている、請求項６から請求項１０までのいずれか一項に記載の装置。
12. 該第一センサコンポーネントは、該第二センサコンポーネントとインタリーブされている、請求項６から請求項１１までのいずれか一項に記載の装置。
13. 一つの第一センサコンポーネントと一つの第二センサコンポーネントとは、共通電極構成において組み合わせられている、請求項６から請求項１１までのいずれか一項に記載の装置。
14. 該複数の第一センサコンポーネントと該複数の第二センサコンポーネントとのうちの一方又は両方は、一つ又は複数の対応する平面状アレイとして構成されている、請求項６から請求項１３までのいずれか一項記載の装置。
15. 該複数の第一センサコンポーネントと該複数の第二センサコンポーネントとは、絶縁体により、該対象領域から電気的に分離されている、請求項６から請求項１４までのいずれか一項に記載の装置。
16. 該信号プロセッサは、該誘電率計測値を使用して後続の導電率の推定値を取得するように構成されている、請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の装置。
17. 対象領域の電磁特性を計測する方法であって、
    該対象領域に対応する一つ又は複数の誘導性計測値を受け取るステップと、
    少なくとも該受け取った誘導性計測値に基づいて該対象領域内の導電率の分布を判定するステップと、
    該対象領域に対応する一つ又は複数の静電容量性計測値を受け取るステップと、
    少なくとも該導電率の分布と該一つ又は複数の静電容量性計測値とを使用して該対象領域内の誘電率の分布を判定するステップと、
    を具備する方法。
18. 導電率の分布を判定するステップは、該受け取った誘導性計測値に基づいて該対象領域内の透磁率の分布を判定するステップを具備する、請求項１７に記載の方法。
19. 該判定された分布に基づいて該対象領域の複素インピーダンスマップを判定するステップを具備する、請求項１７又は請求項１８に記載の方法。
20. センサコンポーネントは、該対象領域とアライメントされており、且つ、一つ又は複数の誘導性計測値を受け取るステップと一つ又は複数の静電容量性計測値を受け取るステップとのうちの一つ又は両方は、
    該複数のセンサコンポーネントのうちの一つ又は複数のコンポーネントを信号によって駆動し、且つ、該複数のセンサコンポーネントのうちの一つ又は複数のその他のセンサコンポーネントにおける応答を計測するステップ、
    を具備する、請求項１７から請求項１９までのいずれか一項に記載の方法。
21. 前記信号は、少なくとも一つの周波数成分を有する、請求項２０に記載の方法。
22. 一つ又は複数のセンサコンポーネントを駆動するステップは、一つ又は複数のセンサコンポーネントを複数の信号によって駆動するステップを具備し、それぞれの信号は、異なる周波数成分を有し、且つ、前記分布は、一つの周波数ドメインについて判定される、請求項２１に記載の方法。
23. 分布を判定するステップは、該対象領域内の電磁特性の空間分布を表す画像を判定するステップを具備する、請求項１７から請求項２２までのいずれか一項に記載の方法。
24. 分布を判定するステップは、該対象領域内の電磁特性の容積計測分布を表す三次元画像を判定するステップを具備する、請求項１７から請求項２３までのいずれか一項に記載の方法。
25. 該方法の各ステップを反復するステップを有し、該対象領域内の導電率の分布を判定するステップは、予め判定された誘電率の分布を使用するステップを具備する、請求項１７から請求項２４までのいずれか一項に記載の方法。

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