JP2019023646A - 単一センサのハイパースペクトル撮像デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2012年10月19日に出願された米国仮特許出願第61/716,401号、および2013年3月15日に出願された米国特許出願第13/844,737号の利益を主張し、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、ハイパースペクトル撮像デバイスは、ハンドヘルド型である。
ハイパースペクトル撮像
ハイパースペクトル医用撮像
Claims (25)
- 以下を備える、ハイパースペクトル撮像デバイス:
複数の光センサを含む光センサアレイであって、前記複数の光センサのうちの各光センサが、それぞれの出力を提供する、光センサアレイと、
複数のフィルタ素子を有するスペクトルフィルタアレイであって、各フィルタ素子が、前記複数の光センサのうちのそれぞれ1つ以上によって受光された光をフィルタリングするように配列され、各フィルタ素子が、複数のフィルタ型のうちの1つであり、各フィルタ型が、その他のフィルタ型とは異なるスペクトル通過帯域を特徴とする、スペクトルフィルタアレイと、
光センサ出力の複数のサブセットを選択するインターフェースモジュールであって、光センサ出力の各サブセットが、単一のそれぞれのフィルタ型と関連付けられる、インターフェースモジュールと、
複数の画像を生成することによって、光センサ出力の前記複数のサブセットからハイパースペクトルデータキューブを生成するように構成された制御モジュールであって、前記複数の画像のうちの各それぞれの画像が、各それぞれの画像が前記複数のフィルタ型のうちの対応するフィルタ型と関連付けられるように、前記複数の光センサ出力のうちの単一の対応する光センサ出力のサブセットから生成される、制御モジュール。 - 前記コントローラは、光への前記光センサアレイとスペクトルフィルタアレイとの組み合わせの露光を制御することによって、単一フレーム画像データを捕捉するようにさらに構成され、前記ハイパースペクトルデータキューブは、前記単一フレーム画像データから生成される、請求項1に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記複数の画像のうちの各それぞれの画像は、前記それぞれの画像に対応する前記フィルタ型のために、補間処理を前記対応する光センサ出力のサブセットに適用することによって生成される、請求項2に記載のハイパースペクトル画像デバイス。
- 前記複数のフィルタ素子は、同じフィルタ型の第1のフィルタ素子および第2のフィルタ素子を含み、前記第1のフィルタ素子と前記第2のフィルタ素子との間の中心間距離は、250ミクロン未満である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記複数のフィルタ素子は、同じフィルタ型の第1のフィルタ素子および第2のフィルタ素子を含み、前記第1のフィルタ素子と前記第2のフィルタ素子との間の中心間距離は、150ミクロン未満である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記複数のフィルタ型のうちの第1のフィルタ型の前記フィルタ素子は、前記スペクトルフィルタアレイにわたって空間的に分布する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記第1のフィルタ型の前記フィルタ素子の前記空間的分布は、前記スペクトルフィルタアレイにわたる均等分布である、請求項6に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記複数のフィルタ素子のうちの前記フィルタ素子の空間的分布は、1つ以上のフィルタ型の繰り返しパターンを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記複数のフィルタ型は、少なくとも3つのフィルタ型を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記インターフェースモジュールは、光センサ出力の前記1つ以上のサブセットを選択するように構成された回路を備える、請求項1〜9のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイスであって、
前記インターフェースモジュールは、
前記光センサアレイの前記出力を受け取るように構成された複数のレジスタを備え、
前記制御モジュールは、
ルックアップテーブルを用いて、前記複数のレジスタのうちのどのレジスタが前記複数のフィルタ型のうちの特定のフィルタ型のフィルタ素子に対応するかを識別することと、
前記特定のフィルタ型のフィルタ素子に対応する前記レジスタの前記識別に基づいて、前記複数のレジスタから光センサ出力の1つ以上のサブセットを選択することと、を行うようにさらに構成される、ハイパースペクトル撮像デバイス。 - 前記制御モジュールはまた、前記特定のフィルタ型の光センサ出力をデータパケットにまとめるように動作可能であり、前記データパケットは、前記特定のフィルタ型のデータを含む前記レジスタのレジスタ値を少なくとも含む、請求項11に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記データパケットをサーバに送信し、かつ前記送信されたデータパケットに基づいて前記サーバから各フィルタ型の画像を受信する送受信器をさらに備える、請求項12に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- 前記医用撮像デバイスは、ハンドヘルド型である、請求項1〜13のいずれか1項に記載のハイパースペクトル撮像デバイス。
- ハイパースペクトル撮像キューブを形成するための方法であって、
(A)複数の光センサを含む光センサアレイから、前記複数の光センサのうちの光センサの第1のサブセットから光センサ出力の第1のサブセットを選択することであって、光センサの前記第1のサブセットのうちの各光センサが、複数のフィルタ型のうちの第1のフィルタ型の複数のフィルタのうちのフィルタによってフィルタリングされ、前記複数のフィルタ型のうちの各フィルタ型が、その他のフィルタ型とは異なるスペクトル通過帯域を特徴とする、選択することと、
(B)光センサ出力の前記第1のサブセットを用いて第1の画像を形成することと、
(C)前記複数の光センサのうちの光センサの第2のサブセットから光センサ出力の第2のサブセットを選択することであって、光センサの前記第2のサブセットのうちの各光センサが、前記複数のフィルタ型のうちの第2のフィルタ型のフィルタによってフィルタリングされる、選択することと、
(D)光センサ出力の前記第2のサブセットを用いて第2の画像を形成することと、
(E)前記複数の光センサのうちの光センサの第3のサブセットから光センサ出力の第3のサブセットを選択することであって、光センサの前記第3のサブセットのうちの各光センサが、前記複数のフィルタ型のうちの第3のフィルタ型のフィルタによってフィルタリングされる、選択することと、
(F)光センサ出力の前記第3のサブセットを用いて第3の画像を形成することと、
(G)前記第1の画像、前記第2の画像、および前記第3の画像を用いて前記ハイパースペクトル撮像キューブを形成することであって、前記第1の画像、前記第2の画像、および前記第3の画像が各々、対象物の同じ領域を表し、前記第1の画像、前記第2の画像、および前記第3の画像が各々、異なる波長または波長範囲を特徴とする、形成することと、を含む、方法。 - 前記光センサアレイは、光センサ出力の前記第1のサブセット、光センサ出力の前記第2のサブセット、および光センサ出力の前記第3のサブセットを同時に生成するために単一の共通の露光に供される、請求項15に記載の方法。
- 光センサの前記第1のサブセットは、フィルタの第1の素子によって覆われた光センサ、および第2のフィルタ素子によって覆われた第2の光センサを含み、前記第1のフィルタ素子と前記第2のフィルタ素子との間の中心間距離は、250ミクロン未満であり、前記第1のフィルタ素子および前記第2のフィルタ素子はともに、同じフィルタ型である、請求項15または16に記載の方法。
- 光センサの前記第1のサブセットは、フィルタの第1の素子によって覆われた光センサ、および第2のフィルタ素子によって覆われた第2の光センサを含み、前記第1のフィルタ素子と前記第2のフィルタ素子との間の中心間距離は、150ミクロン未満であり、前記第1のフィルタ素子および前記第2のフィルタ素子はともに、同じフィルタ型である、請求項15または16に記載の方法。
- 光センサの前記第1のサブセットは、前記スペクトルフィルタアレイにわたって空間的に分布される、請求項15〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記空間的分布は、前記光センサアレイにわたる均等分布である、請求項19に記載の方法。
- 同じフィルタ型の前記複数のフィルタのうちのフィルタの空間的分布は、前記光センサアレイにわたる均等分布である、請求項15〜20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数のフィルタのうちのフィルタの空間的分布は、フィルタ型に基づいてパターン化された繰り返しを特徴とする、請求項15〜21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ハイパースペクトル撮像キューブは、4つ以上の画像を含み、各画像は、前記対象物の同じ領域を異なる波長または波長範囲で表す、請求項15〜22のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ハイパースペクトル撮像キューブは、5つ以上の画像を含み、各画像は、前記対象物の同じ領域を異なる波長または波長範囲で表す、請求項15〜22のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ハイパースペクトル撮像キューブは、10個以上の画像を含み、各画像は、前記対象物の同じ領域を異なる波長または波長範囲で表す、請求項15〜22のいずれか1項に記載の方法。
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