JP2021534377A - フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム - Google Patents
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Abstract
フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム(100)は、対象物の画像を生成するよう構成される光学撮像システム(106)と、可動複屈折子(110)を有する可変複屈折コモンパス干渉計モジュール(103)とを有する。可変複屈折コモンパス干渉計モジュール(103)は、複屈折子(110)が動くことによって調整された位相遅延により、互いに遅延した、入力放射の干渉レプリカを生成するよう構成され、また、光軸(z1)と平行な入射光学光線の共線上レプリカを生成するよう構成される。ハイパースペクトル撮像システムは、さらに、レプリカを受け取り、可変位相遅延に依存する対象物(102)のデジタル画像を提供するよう構成される2次元光検出器(104)と、デジタル画像をフーリエ変換して対象物(102)のハイパースペクトル形式を取得するよう構成される分析装置(105)とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、ハイパースペクトル撮像システムに関する。
対象物とカメラの間に帯域通過フィルタを載置、あるいはマルチチャネル検出器を採用することにより、スペクトル分解された画像を測定し、スペクトル帯域ごとに画像を取得する手法が知られている。検知される帯域数および各帯域のスペクトル幅は、分光フィルタや検出器の同調性能に依存する。こうした、光学帯域の離散集合上のスペクトル情報を収集する技術は、マルチスペクトル撮像とも称される。
他の手法としては、フーリエ変換分光法に基づいたもので、対象物と検出器の間で干渉計を使用するものがある。非特許文献1では、サファイアウォラストンプリズム対と複数の高次元リターダとを備え、撮像フーリエ変換分光偏光計測器を構成する、短波長・中波長赤外線ハイパースペクトル撮像偏光計(IHIP)について記述がある。ウォラストンプリズムは、マイケルソン干渉計といった不等光路干渉計に対して、振動への感度が低い複屈折干渉計として機能する。チャネル化された分光偏光計測を利用して、偏光データを取得し、ストークスパラメータ情報を有するスペクトルを変調する。得られた干渉図形を、フーリエフィルタにかけ、再構築することで、画像において空間的かつ分光的に変動するストークスベクトルデータを復元する。
さらに、非特許文献2には、第1偏光子と、(一方は固定、もう一方は可動の)2つのカスケードウォラストンプリズムと、第2偏光子と、撮像レンズとを基礎とした複屈折フーリエ変換撮像分光計について記載されたている。
J. Craven-Jones, 外 "Infrared Hyperspectral Imaging Polarimeter using Birefringent Prisms", Applied Optics,(米),アメリカ光学会, 2011年3月10日, 第50巻第8号
A. R. Harvey, 外 "Birefringent Fourier-transform Imaging Spectrometer", Optics Express,(米), アメリカ光学会, 2004年11月1日,第12巻第22号p.5368
本願は、前述の文献に記載されている技術において、ウォラストンプリズムを通して伝搬する際、光のレプリカの波長分散および空間的分離により、干渉性変調が限定的になることに着目した。
そこで本発明は、既知のものに替わる、複屈折に基づいたもので、先行技術のシステムよりも、生成されたレプリカの波長分散および空間的分離の影響が極めて少ないフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムを提供する。
本発明は、付記の請求項1において定義づけられるフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムに関する。該システムの特定の実施形態は、従属する請求項2乃至請求項12のなかで述べる。
さらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して、例示される好ましい実施形態およびその代替案に関する以下の説明から、より明らかにされる。
図1は、第1実施形態のフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム100を表す。該システムは、対象物の一点あるいはそれ以上の点からの放射(すなわち、光等の電磁放射)による、反射、透過、蛍光、リン光、拡散、射出、散乱(例えば、ラマン)、その他光学処理から発生する照射野のスペクトルを測定するのに使用できる。下記の説明で明確になるように、ハイパースペクトル撮像システム100は、ハイパースペクトルカメラやハイパースペクトル顕微鏡を得るため、または、可変フィルタリングを行うのに使用可能である。
フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム100(以降、「ハイパースペクトル撮像システム」と称する)は、光学撮像システム106と、可変複屈折コモンパス干渉計モジュール103(以降、干渉計モジュールとも称する)と、2次元光検出器104と、分析装置105とを備える。
光学撮像システム106は、対象物102の像を生成し、光軸z1を画定するよう構成される。図1に模式的に表すように、対象物102の各点から、光束で構成される入力放射INRが出現する。
光学撮像システム106は、実施する特定の応用にあわせて選択・設計される、一つあるいはそれ以上の光学部品(例えば、レンズや対物レンズ等)を備える。光学撮像システム106は、対象物102からの入力放射INRの入力101を有する。図1の例によると、光軸z1は、入力放射INRの主伝搬方向と平行である。
入力101は、ハイパースペクトル撮像システム100の部品を収容する筐体の開口であってもよく、例えば、光学部品(レンズ、対物レンズ、あるいは、それらの組合わせ等)を設けてもよい。一般的に、入力101は、光学撮像システム106の入射窓となる実際の、あるいは仮想の絞りであってもよい。
可変複屈折コモンパス干渉計モジュール103(以降、「干渉計モジュール」とも称する)は、可変位相遅延により互いに遅延し、互いに干渉するような、入力放射INRのレプリカを生成するよう構成される。干渉計モジュール103は、少なくとも可動複屈折子110を備え、光学撮像システム106の光軸z1に平行な入射光学光線の、共線上レプリカを生成するよう構成される。
2次元光検出器104(2D検出器とも称する)は、干渉計モジュール103に光学的に接続され、該レプリカを受け取る。2D検出器104は、この可変遅延に依存する、対象物102の複数のデジタル画像を提供するように構成される。
さらに、ハイパースペクトル撮像システム100は、光検出器104に接続された分析装置105を備え、ハイパースペクトル形式の対象物102を得るための周波数領域に、複数のデジタル画像を変換するよう構成される。分析装置105は、光検出器104から得たデジタル画像の各点に対応するデジタル信号のフーリエ変換を演算するよう、構成される。
図1に表す実施形態は、特に、ハイパースペクトルカメラとして動作するハイパースペクトル撮像システム100を示している。
図1の実施形態から分かるように、光学結像システム106は、2D検出器104の入射側に対物レンズもしくはレンズ114を備える。
干渉計モジュール103は、特に、可変ウェッジ対107および光学素子108を備える。可変ウェッジ対107は、透光し、互いに直交偏光な放射成分間に、可変位相遅延を生じさせるよう構成される。
可変ウェッジ対107は、第1光学ウェッジ109および第2光学ウェッジ110を備える。第1光学ウェッジ109および第2光学ウェッジ110は、両方とも複屈折素材からなる。一例として、第1光学ウェッジ109および第2光学ウェッジ110は、それぞれ、互いに平行な複屈折素材の光軸OX1を有する。特に、第1光学ウェッジ109および第2光学ウェッジ110は、光学プリズムであり、好ましくは、同じ頂点角度を有する。第2光学ウェッジ110に接続された第1光学ウェッジ109は、可変厚さを有する光学板に相当する。
少なくとも、二つの光学ウェッジ109および110のうちの一つは、図1で模式的に表すアクチュエータ111により、主要方向z1を横断する方向に沿って可動(例えば、平行移動可能)である。具体例において、第1光学ウェッジ109は固定され、第2光学ウェッジ110は可動である。
ウェッジ対107によって導入される可変位相遅延は、第2光学ウェッジ110の可変位置に依存する。さらに、一例として、アクチュエータ111は、コンピュータ制御された精密平行移動台に接続され得る。あるいは、分析装置105は、アクチュエータ111によって移動した第2光学ウェッジ110から想定される位置値を読み出し、適宜格納する。
なお、第1光学ウェッジ109および第2光学ウェッジ110は、レプリカの波長分散および空間的分離を避ける、あるいは最小限にとどめるため、互いに非常に近接して設けられていてもよい。一例として、第1光学ウェッジ109および第2光学ウェッジ110において、それぞれの隣接する斜面間が、0mm〜1mmほどの距離であってもよい。
光学素子108は、(例えば、固定厚さを有する)複屈折板であり、ウェッジ対107の光軸OX1および主要方向z1に垂直な複屈折素材の光軸OX2を有する。光学素子108は、可変ウェッジ対107に接続され、互いに直交偏光な放射間の固定位相遅延を導入するよう構成される。
さらに、干渉計モジュール103は、入力偏光子112を備え、それにより、光軸OX1および光軸OX2を横断する、好ましくは,これらの軸に対し45度で傾斜する、直線偏光の放射出力を可能にする。図示の例によれば、対象物102と光学素子108の間に、入力偏光子112を載置する。
干渉計モジュール103は、出力偏光子113を、例えば、可変ウェッジ対107と光学結像システム106の間に介在させる形で、さらに含む。当業者であれば理解できるように、干渉計モジュール103における要素の位置順は、図面で示したものと異なっていてもよい。必要に応じて、上述した部品のいくつかは、互いに接着され得る。
図1のシステム100の動作を参照すると、対象物102の各点からの放射INRは、干渉計モジュール103および対物レンズまたはレンズ114を通って伝搬し、2D検出器104に集光されることが確認される。特に、入力偏光子112により、例えば、光軸OX1および光軸OX2に対して45度に設定された入力ビーム偏光において、光学素子108は、複屈折素材のファスト軸およびスロー軸に沿って伝搬する光の、二つの直交偏光成分間で、固定位相遅延を生じさせる。このファスト軸およびスロー軸は、複屈折板の出力における直線偏光を維持するため、電磁波が有すべき偏光方向として画定される。ファスト軸に沿って偏光された波形は、スロー軸に沿って偏光されたものよりも、速い速度で部材内を移動するため、両軸は互いに異なるものである。
可変ウェッジ対107は、光学素子108とは逆符号の位相遅延を生じさせる。図1で示す例の通り、第2光学ウェッジ110を移動させることで、あるいは、光学ウェッジ109および110の両方を移動させることで、可変ウェッジ対107の光路を継続的に変化させることができ、これにより、該光の、二つの直交偏光成分間で、位相遅延を変化させることができる。
光学素子108および可変ウェッジ対107の組合わせにより、位相遅延を、正の値から負の値までの範囲で設定することができる。出力偏光子113は、二つの遅延レプリカを、共通偏光状態に投影することで、両レプリカの干渉を実現する。
上述の通り、第1ウェッジ109および第2ウェッジ110のうちの一つの位置Δzをスキャンすることにより、二つのレプリカ間の位相遅延を継続的に変化させることができる。撮像システムが対象物S(x,y,Δz)の画像を取得することで、各ウェッジ位置Δzを得る。ここで、(x,y)は、2D検出器104上の像点の空間座標である。
図3aは、2D検出器104で検知した時間遅延t(位相遅延に対応)だけ遅延した、二つのレプリカ像IM1およびIM2を抽象的に表す。レプリカ同士の干渉は、ウェッジ位置Δzの異なる値と、二次元画像の一画素に対応する画像(x,y)の各空間座標によってなされる。
互いに異なるウェッジ位置にある複数の画像IMn(図3b)を重ね合わせ、遅延による干渉画像S(x,y,Δz)を得る。特に、複数の画像IMnに対応するデジタル信号は、分析装置105に格納される。
分析装置105は、フーリエ変換(FT)手法により、このデジタル信号を周波数領域に変換し、下記式(数1)を導く。
関数S(x,y,ω)は、いわゆる超立方体と呼ばれるもので、画像の座標(x,y)における各点のスペクトルを導出する。図3cは、S(x,y,ω)超立方体(HY−C)を表す。
図2は、上述したタイプのシステムにより得られた実験結果を示す。図2aは、第2光学ウェッジ110の位置Δzの関数による画像を表す。図2bは、図2aの画像のマップをフーリエ変換することにより得られた異なる波長(左から右の順に、595nm,640nm、685nm)における画像を表す。図2bは、特定の3つの周波数(または、同様に、波長)での画像における超立方体S(x,y,ω)の投影を表していることが見て取れる。
図4は、フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム100を符号200に変えて示した第2実施形態を表す。図4のフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム200は、図1のものと類似しているが、例えば、出力偏光子113と対物レンズまたはレンズ114の間に載置する、ビームスプリッタ115をさらに備える。
ビームスプリッタ115(例えば、二色性)は、入射した放射線を、主要方向z1に沿って伝搬する第1部と、副方向z2に沿って伝搬する第2部とに分ける。
副方向z2に沿って、追加の(光軸z2を有する)光学撮像システム116を、追加の2次元光検出器117とともに設ける。(分析装置105に接続された)追加の2次元光検出器117および2次元光検出器104は、異なるスペクトル領域における感度を示している。一例として、追加の2次元光検出器117は、2次元光検出器104の感度とは異なるスペクトル領域において、適切に動作する感度を有し得る。したがって、追加の光学撮像システム116および追加の2次元光検出器117により、検出器117および104の感度範囲を組み合わせたものである、広範囲のスペクトル領域におけるハイパースペクトル形式の対象物102が得られる。
図5は、フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム100を符号300に変えて示した第3実施形態を表す。第3実施形態によると、光学撮像システム106は、干渉計モジュール103の入力側に載置した第1コリメートレンズ119と第2コリメートレンズ120を含む光学システム118をさらに備える。光学システム118により、干渉計モジュール103への光線がよりコリメートされ、干渉パターンの視度がより改善される。
好ましくは、光学システム118は、さらに、光学システム118自体の絞り値を調整するよう構成された絞り121を備える。前述の実施形態で説明したように、第3実施形態300は、ハイパースペクトルカメラとして動作し得る。第1コリメートレンズ119を、入力101の一例として捉えてもよい。
図6に示す第4実施形態400を説明する。第4実施形態400は、図1のものと類似するハイパースペクトル撮像システムであるが、ハイパースペクトル顕微鏡として動作するよう構成される。
図1を参照して説明した部品に加え、第4実施形態400は、干渉計モジュール103の入力側に載置した顕微鏡対物レンズ122および干渉計モジュール103の出力側に載置したレンズ鏡筒123を備える、撮像光学系106を含む。
顕微鏡対物レンズ122により、所望の顕微鏡拡大率が得られる。第4実施形態の動作は、図1を参照して説明したものと類似する。
図7は、第4実施形態400に類似する、第5実施形態500である。第5実施形態500によると、ハイパースペクトル顕微鏡は、顕微鏡対物レンズ122およびレンズ鏡筒123を干渉計モジュール103の入力側に載置し、カメラ対物レンズまたはレンズ114を2D検出器104の入力側に載置することで、構成される。
図8は、図7の第5実施形態を利用して得た顕微鏡画像を示す。特に、図8は、原色RGBの光を発する素子による、スマートホン画面の一画素(破線で囲んだ領域)の画像を示す。図8aは、サンプルの白黒原画像を示し、図8bは、ハイパースペクトル顕微鏡で測定した画像の三点における放射線スペクトルを示す。
第6実施形態によると、光シャッタ124を第5実施形態500の構成に追加することで、シャープ可変フィルタ600を得ることができる。この第6実施形態によれば、位置Δzを適切に選択することで、シャープ可変フィルタリングを実装することが可能となる。フィルタ600は、その中心波長とスペクトル幅を、ほどよい柔軟性で制御できる。これにより、不特定の背景から区別が必要となる、いかなるサンプル102の放射波長にもスペクトル合致する、準単色画像を得ることができる。したがって、分子生物学分野で広く使用される特定の蛍光ラベリングを強調表示する、容易に再構成可能な顕微鏡を設置することが可能となる。最も一般的なバイオマーカー(例えば、シアニン染料や、GFP、DsRedといった遺伝子組み換えマーカー等)のうち、一つ、あるいはそれ以上のラベリング剤も、たった数枚の画像を取得するだけで、同一の顕微鏡野内で、分離することが可能である。この手法の利点として、各分光フィルタの合成において、必要な画像取得数がたった二枚であるため、スペクトル全体の取得に際し、測定および処理にかかる時間を大幅に削減することができる点が挙げられる。
光シャッタ124は、図7で示した位置とは異なる位置、例えば、2D検出器104の入力側に載置してもよく、また対象物102の照射を制御するいかなる装置であってもよいことが見て取れる。シャッタ124は、光の透過の入/切を切り替える光学装置、または対象物102の照射光を遮断する電子回路により構成されてもよい。
同時に、全ての露光は、2D検出器104によって統合され、単一画像を生成する。これは、写真撮影や「多重露光」と呼ばれる科学的撮像において利用される既知の手法によって実施される。
そして、遅延の{ΔZn}Quadのセットに対し、第2画像を取得し、いわゆる「直交」画像を得る。
最終的に、等式(3)の直交画像を、等式(2)の位相画像から減算することで、必要なスペクトル選択性が得られる。これは、事実上除去される、あるいは少なくとも、大きく減衰されるノイズから、信号を抽出するためである。この減算は、分析装置105によって実行することができる。分析装置105は、光シャッタ124も制御しており、光シャッタ124は、位相および直交セットに対応する第2ウェッジ110の位置で、入/切が切り替わる。この時、第2ウェッジ110は、継続的に移動している。
上述の方法では、ウェッジの速度および、シャッタ124の時間定数(マイクロ秒範囲)によってのみ左右される、ごく短い時間の間に、位相および直交画像を取り出すことができる。
なお、第6実施形態600によれば、分析装置105は、2次元光検出器104によって得たデジタル画像の、フーリエ変換のデジタル演算を実行しない。当然、光遮断(例えば、シャッタ124の動作)と関連する画像サンプリングと、2次元光検出器104による露光シーケンス(累計と同等)との組み合わせは、離散フーリエ変換に対応する。
図9は、多色放射INRの干渉図形の一例を示す。位相(丸点)および直交(四角点)の条件に対応する、(干渉図形のサンプリングを行う)露光は、干渉図形内のマーカーで示される。
図10は、選択された波長の透過率に特化した、対応する合成フィルタのスペクトルプロファイルを示す。Nが増加することで、フィルタがよりシャープになり、側帯域が低減されることが実証される。画像取得において、取得した光のスペクトルは、サンプルの放射線スペクトルを合成フィルタのスペクトルで乗算した積として、導出される。
上述の実施形態のうちいずれか一つによるフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムは、光学素子の透過性および二次元検出器104の感度によって決定される波長域において、動作可能である。この波長域は、例えば(限定されるものではないが)、180nm〜3,500nm(α−BBO(α−BaB2O4)を複屈折素材として使用)、500nm〜5,000nm(ニオブ酸リチウム(LiNbO3)を複屈折結晶として使用)、400nm〜20,000nm(塩化第一水銀(Hg2Cl2)を複屈折結晶として使用)である。
医薬品分野、農業分野、食品品質管理、材料識別、芸術作品のマッピングや、リモートセンシングといった様々な分野で、位置関数としての、サンプルのスペクトル特性に関する重要情報を取得する際に、ハイパースペクトル画像の撮影が常用される場面において、上述の実施形態のフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムを採用することができる。
ハイパースペクトル画像は、特に赤外線領域において、表層下の情報を取得する際に有用であることがみとめられ、また、下記の(ただし網羅的ではない)例示に含まれるような、種々の場面で応用されている。
i)マイクロレベルの炭化水素浸出を検出することで、油田発見の糸口となること。
ii)森林や農業分野における農作物畑の分析。
iii)絵画の下層にある下絵をあぶりだし、贋作を見分けること。
iv)書類・指紋検出、犯行時期を割り出すための血痕検出といったの法医学分析。
i)マイクロレベルの炭化水素浸出を検出することで、油田発見の糸口となること。
ii)森林や農業分野における農作物畑の分析。
iii)絵画の下層にある下絵をあぶりだし、贋作を見分けること。
iv)書類・指紋検出、犯行時期を割り出すための血痕検出といったの法医学分析。
上述のフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムは、既知のハイパースペクトル撮像システムに対し、いくつかの利点を有する。
特に、フーリエ変換手法を採用した場合、以下のような利点が得られる。
・一度に全ての波長が測定されるため、2D検出器104に到達する光量子数を増やし、それにより測定回数を減らすことができる。これにより、検出器ノイズによって感度が限定される検出領域において、高い信号対雑音比を得る(すなわち、いわゆるフェルゲットの利得)。
・他の光学系にみられる入口/出口スリットがないことで、高い光学スループットを得る(ジャキノの利得)。
・ハードウェアに変更を加える必要なく、ソフトウェアを介して、ユーザが直接、可動ウェッジのスキャン範囲を異ならせることにより、周波数解像度を容易に調整できる。
・光学スループットに影響を与えることなく、スペクトル解像度を上げられる。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、現在利用可能な技術よりも優れた、サブナノメータの波長解像度を有する。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、各画素で連続スペクトルを取得し、また、フィルタを採用しているものと同様に離散波長だけに限定されない。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、可変フィルタ手法のものと比較して、より広い動作スペクトル帯域幅を有し、該帯域幅は、紫外線領域から赤外線領域までをカバーできる。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、正確かつ再現性が高いため、他の技術とは異なり、頻繁な修正が必要ない(コンヌの利得)。
・一度に全ての波長が測定されるため、2D検出器104に到達する光量子数を増やし、それにより測定回数を減らすことができる。これにより、検出器ノイズによって感度が限定される検出領域において、高い信号対雑音比を得る(すなわち、いわゆるフェルゲットの利得)。
・他の光学系にみられる入口/出口スリットがないことで、高い光学スループットを得る(ジャキノの利得)。
・ハードウェアに変更を加える必要なく、ソフトウェアを介して、ユーザが直接、可動ウェッジのスキャン範囲を異ならせることにより、周波数解像度を容易に調整できる。
・光学スループットに影響を与えることなく、スペクトル解像度を上げられる。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、現在利用可能な技術よりも優れた、サブナノメータの波長解像度を有する。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、各画素で連続スペクトルを取得し、また、フィルタを採用しているものと同様に離散波長だけに限定されない。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、可変フィルタ手法のものと比較して、より広い動作スペクトル帯域幅を有し、該帯域幅は、紫外線領域から赤外線領域までをカバーできる。
・既述のハイパースペクトル撮像システムは、正確かつ再現性が高いため、他の技術とは異なり、頻繁な修正が必要ない(コンヌの利得)。
また、既述のハイパースペクトル撮像システムは、下記の利点をさらに有する。
・画像取得が平行して行われるため、ラスタスキャンを防ぎ、より早い取得が可能となる。
・干渉計モジュール103がコンパクト設計であるため、ハイパースペクトル撮像システムは、非常にシンプルでコンパクトなものとなっており、先行技術と比較した際、コスト削減に寄与している。
・ハイパースペクトル撮像システムは、複屈折結晶をベースとしているため、温度変化や環境条件の影響を受けにくい。また、コモンパスジオメトリを採用することで、二つのレプリカを空間的に区切る、他のフーリエ変換手法において通常好ましくないとされる機械振動に対し、堅牢性を有する。これは、液晶技術をベースとしたスキャン技術に対しても、利点を発揮する。
・複屈折板108およびウェッジ対107を、この特定の配置にすることで、空間的一貫性が生まれる。これは、高明暗干渉パターンを得る上での前提条件であり、信号対雑音比を改善する。
・画像取得が平行して行われるため、ラスタスキャンを防ぎ、より早い取得が可能となる。
・干渉計モジュール103がコンパクト設計であるため、ハイパースペクトル撮像システムは、非常にシンプルでコンパクトなものとなっており、先行技術と比較した際、コスト削減に寄与している。
・ハイパースペクトル撮像システムは、複屈折結晶をベースとしているため、温度変化や環境条件の影響を受けにくい。また、コモンパスジオメトリを採用することで、二つのレプリカを空間的に区切る、他のフーリエ変換手法において通常好ましくないとされる機械振動に対し、堅牢性を有する。これは、液晶技術をベースとしたスキャン技術に対しても、利点を発揮する。
・複屈折板108およびウェッジ対107を、この特定の配置にすることで、空間的一貫性が生まれる。これは、高明暗干渉パターンを得る上での前提条件であり、信号対雑音比を改善する。
非特許文献1および非特許文献2で説明した先行技術と比較すると、ここに記載したハイパースペクトル撮像システムでは、レプリカの波長分散および空間的分離による、限定的な干渉性変調はみられない。
上記した先行技術文献において採用されているウォラストンプリズムは、光を二つの直交偏光レプリカに分割し、その後、プリズムが角度的に分離され、撮像検出器の前に、他の光学部材(すなわち、レンズ)により再び統合される必要がある。この二つの光レプリカが、検出器において、異なる方向から干渉するため、二つの光線の波面が、それに応じて傾斜する。これにより、検出器において、干渉性変調の損失が発生し、信号対背景比が低減する。
さらに、ウォラストンプリズムは、角度的に異なる光スペクトル成分に分離させ、これにより、検出器での干渉性変調がさらに低減する。これは、二つの直交偏光レプリカにおいて、同じ色同士が、カメラとわずかに異なる位置で衝突し、それにより干渉信号が低減されるからである。
この二つの望ましくない働きは、本ハイパースペクトルシステムにおいて、大きく軽減される。これは、二つのウェッジ109および110が互いに近い位置に配置され、二つのウォラストンプリズムを設ける場合と比べ、分離およびスペクトル分散の両方の働きが、無視できる程度になるためである。
なお、最大干渉遅延、ひいては最大スペクトル解像度を増加させる目的で、二つのウォラストンプリズムを大きくすればするほど、上記二つの問題はより顕著になる。
(付記)
以下の段落において、干渉計モジュール103の特性を説明し、フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム100乃至600で使用される干渉計モジュール103を設計するにあたり、追加の好ましい例示についても、述べる。
以下の段落において、干渉計モジュール103の特性を説明し、フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム100乃至600で使用される干渉計モジュール103を設計するにあたり、追加の好ましい例示についても、述べる。
なお、干渉計の性能を認定する指数は、干渉計が位相遅延関数により作成する干渉図形の視度にある。視度νは、以下のように規定される(数4)。
ここで、文字Iは、光強度を表す。視度νは、0(干渉縞が検出されない最低値)から1(干渉縞の変調が100%の最高値)の範囲をとる。
撮像システムは、下記3つの側面により特徴づけられる。
(i)拡張された対象物あるいは光景から光が生じるため、広い視野から集光できる。
(ii)各点から生じる光が発散野である。
(iii)光が二次元マトリックス検出器によって集められ、そのいずれの画素も、光景の一点を撮像する。
(i)拡張された対象物あるいは光景から光が生じるため、広い視野から集光できる。
(ii)各点から生じる光が発散野である。
(iii)光が二次元マトリックス検出器によって集められ、そのいずれの画素も、光景の一点を撮像する。
対象物や光景の汎用点をPとし、その像を撮影する検出器の画素をJとする。干渉計が撮像システムに応用される場合、干渉計は、位相遅延関数として一連の画像を生成する。
いずれの画素Jも干渉図形を記録し、該干渉図形は、対応する点Pに関する情報を有する。
一般的に、好ましい基準として、以下のように規定される。すなわち、好ましい実施形態のフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムにおいて、画像の画素Jにおける、干渉図形の視度は、ν>νminで表される所定の閾値よりも大きい。
まず、どのパラメータが、汎用画素Jの干渉縞視度νに影響を及ぼすかについて考察する。以下、角周波数ωを有する単色波について考察する。
[複屈折干渉計における位相シフトの前提]
撮像システムの干渉縞視度を評価するにあたり、汎用光伝搬方向における干渉計モジュール103の挙動を評価する。
撮像システムの干渉縞視度を評価するにあたり、汎用光伝搬方向における干渉計モジュール103の挙動を評価する。
図11aは、交差する光軸を有する、二枚の複屈折板AおよびBを示す。ブロックBはウェッジ対107を、ブロックAはバイアスプレート(上述の光学素子108に対応)を表すが、空気空間は簡素化のため、ここでは注視しない。このシステムは、入射角αでいずれの方向から伝搬する視野の遅延レプリカを生成するのに適用可能である。以下、干渉計モジュール103の位相遅延ΨTが、α=0で伝搬する(すなわち、ウェッジ表面を法線上に伝搬する)光の二つのレプリカ間に介在する位相遅延として、画定される。
ここで、法線方向に対して傾斜して伝搬する光について考察する。垂直および水平偏光成分は、相対位相シフトφを蓄積させることが分かった。グラフbにおいて、ΨT=0(すなわち、両板が同じ厚さLを有する)であるときの、αの関数にφをプロットした。φは、厚さL=2.4mmのα−BBOブロックで、λ=600nmの波形の場合に評価した。
特に、図11aは、複屈折システムへの入射光の垂直偏光レプリカ(Vl)および水平偏光(P1)レプリカの光路を表し、破線は異常光を、実線は、常光を示す。
図11bは、入射角αがφに大きく影響することを示す。ここでは、この影響が視度に及ぼすインパクトについて説明する。撮像システムでは、光景における各点から生じる光Pは、光束として表すことができ、この光束は、像面において、干渉計や撮像光学系を通って、対応する画素Jに入る(図12)。特に、図11bは、交差偏光レプリカで蓄積された相対位相φを、T=0のときのαの関数として表す。
図12は、干渉計モジュール103に接続された光学撮像システム106の模式図であり、対象物点P(102)から画像Jまで移動する光束を表す。線RYは、第i汎用光線を示す。干渉計モジュール103を通過後、光線は、相対位相シフトφiを有する、二つの遅延波レプリカ(実線および破線)が重なったものとなる。
図12の撮像システムに載置された干渉計モジュール103は、各第i汎用光線に対し、二つの位相遅延(ΨT+φi)レプリカを生成する。これは、垂直偏光線の基準系として、下記の等式(数5)のように表せる。
ここで、単位振幅は、簡易なものとして扱い、ΨTおよびφiは、相対位相遅延として、下記のように定義する。
・ΨTは、板の厚さをスキャンすることによって導出される。二枚の板(AおよびB)の厚さが同じとき、ΨT=0となる。
・φiは、図11に示した伝搬方向に依存する。
・ΨTは、板の厚さをスキャンすることによって導出される。二枚の板(AおよびB)の厚さが同じとき、ΨT=0となる。
・φiは、図11に示した伝搬方向に依存する。
所定の位相遅延ΨTにおいて、P(102)からの全ての光線が画素Jで重なると、以下のように表せる(数6)。
累計を取ると、得られた干渉図形の強度<EJ(T)2>は、位相シフトφiの寄与度に依存することが分かる。数値として視度を評価するには、ΨT=0の近似でΨTをスキャンすることで充分である(Born-Wolf, “Principles Of Optics”,ケンブリッジ大学出版局,(英),2005年,頁298を参照)。
光束の位相シフトφiが、φ1からφ2をとるとき、下記のことが言える。
・図13に示す通り、視度νは、位相拡散(数7)に依存する。
・いわゆるゼロパス差、つまり、干渉図形におけるゼロ遅延は、数8のとき、Ψ0=<φ>でシフトする。
・図13に示す通り、視度νは、位相拡散(数7)に依存する。
・いわゆるゼロパス差、つまり、干渉図形におけるゼロ遅延は、数8のとき、Ψ0=<φ>でシフトする。
図13が、相対位相拡散Δφの関数として、CW波レプリカのセットの干渉図形の視度を表していることは、明らかである。
なお、全ての光線が同じ位相シフトφである場合(すなわち、Δφ=0)、視度は、v=1を満たす。
所定の閾値vminよりも、vを大きくした場合、位相範囲Δφは、Δφmaxよりも小さくなければならない。特に、干渉撮像システムの場合、条件v>vminは、像面の全ての画素において満たされていることが好ましい。
ここで、dφ/dαがφの第1導関数であるとき、数9とすると、φはαに依存し、位相拡散Δφは、Δαに依存する。図11cは、位相遅延ΨTの二つの値に対し、φの第1導関数をプロットし、ΨT=0であるときに、最大値に対応する最重要構成が得られることを示している。これにより、ΨT=0である場合にのみ着目する。
[本発明のフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムにおける設計基準例]
図14は、その光学系に干渉計モジュール103を備えた、上述の実施形態によるフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムの模式図を表す。光学システム(I)は、点P(対象物102)から干渉計モジュール103(例えば、撮像システム106のレンズや対物レンズ)までの間の全ての光学部品を含む。光学システム(II)は、干渉計から2D検出器104(例えば、撮像システム106のレンズや対物レンズ)までの間のすべての光学部品をグループ化したものである。
図14は、その光学系に干渉計モジュール103を備えた、上述の実施形態によるフーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムの模式図を表す。光学システム(I)は、点P(対象物102)から干渉計モジュール103(例えば、撮像システム106のレンズや対物レンズ)までの間の全ての光学部品を含む。光学システム(II)は、干渉計から2D検出器104(例えば、撮像システム106のレンズや対物レンズ)までの間のすべての光学部品をグループ化したものである。
線RY1および線RY2は、PからJに向かって移動する、周辺の光束である。それらの光束は、それぞれ、複屈折干渉計モジュール103に対して、角度α1および角度α2で突き当り、それにより、全ての光束は、角度範囲α1からα2をとる。平均角度は、数10である。
これらのことから、ハイパースペクトル撮像システムを構築する好ましい基準を提示することができる。この基準により、設計手順における好ましい例示が定義される。
好ましい撮像システムは、どの画素においても高い視度νを有し、Pから画素Jに移動する光束が、位相範囲(数11)を取る。
好ましくは、最大位相差ΔΨmaxは、1.0π(rad)から1.8π(rad)までの範囲をとる。より好ましくは、Δφmaxは、1.0π(rad)以下である。特に、Δφmaxが1.0π(rad)以下の場合、視度ν>0.9が得られる。Δφmaxが1.5π(rad)以下の場合、視度ν>0.55が得られる。Δφmaxが1.8π(rad)以下の場合、視度ν>0.21が得られる。
図11bによると、これは、数12を満たす特定の面に複屈折干渉計モジュール103を載置することが得られる。つまり、数13の積は、Δφmaxよりも小さくなければならない。以下、この汎用的で好ましい法則を、三つの撮像システムの設計に応用する。
[リモートセンシング用ハイパースペクトルカメラ]
この段落では、図1、図4および図5の実施形態(実施形態100、200、300)を参照する。ハイパースペクトルカメラを図15に示し、複屈折干渉計モジュール103と、径Dおよび焦点距離fを有するカメラレンズ114と、二次元検出器104とからなるものとする。
この段落では、図1、図4および図5の実施形態(実施形態100、200、300)を参照する。ハイパースペクトルカメラを図15に示し、複屈折干渉計モジュール103と、径Dおよび焦点距離fを有するカメラレンズ114と、二次元検出器104とからなるものとする。
この構成は下記の通りである。
・周辺光線(RYUおよびRYD4)の入射角は、それぞれ、α1からα2である。偏差(数14)は、径Dと対象物102からの距離h(h>>f)に依存する(数15)。
・α0の最大値は、二次元検出器104の大きさやレンズ焦点距離fに左右されるカメラ視野に依存する。
・周辺光線(RYUおよびRYD4)の入射角は、それぞれ、α1からα2である。偏差(数14)は、径Dと対象物102からの距離h(h>>f)に依存する(数15)。
・α0の最大値は、二次元検出器104の大きさやレンズ焦点距離fに左右されるカメラ視野に依存する。
検出器のすべての画素Jにおいて高い視度を有するカメラを設計するにあたり、最も不利な条件、つまり、最大偏差Δφを有する光線を出す点Pについて着目するのがよいだろう。図15bで実証されているように、そうした点は、αの関数として位相遅延φを示す図11bの曲線が、最大傾斜dφ/dαを有する視野内の端に位置する。
実施例:
カメラレンズ径:D=5mm
対象物距離:h=1m
2D検出器:1/1.8″;カメラレンズf=25mm;
視野:15.4度;α0の最大値=7.7
以上の条件が与えられた場合、下記(数16)を満たす。
カメラレンズ径:D=5mm
対象物距離:h=1m
2D検出器:1/1.8″;カメラレンズf=25mm;
視野:15.4度;α0の最大値=7.7
以上の条件が与えられた場合、下記(数16)を満たす。
図12より、この場合の視野端における、画素に対する視度νは、ν>0.9であると結論付けられる。
他のすべての画素の明度はこの値よりも高くなる。
他のすべての画素の明度はこの値よりも高くなる。
これらの数値に基づくと、撮像システムのカメラ対物レンズの前に干渉計モジュール103を載置することで、高視度ハイパースペクトルカメラが構築できることが分かる。
[均一ゼロパス差を有するハイパースペクトル顕微鏡]
この段落は、図7の実図施形態500を参照する。
この段落は、図7の実図施形態500を参照する。
顕微鏡は、図16に示されており、下記要素から構成される。
・倍率Mおよび絞り値N.A.を有する無限補正対物レンズ122。焦点距離が顕微鏡対物レンズを特徴付ける主要パラメータでなくても、焦点距離f0を推定することが可能である。
・焦点距離fTL、例えば、M=fTL/f0のレンズ鏡筒123。
・レンズ鏡筒123の焦点面に位置する複屈折干渉計モジュール103。
・複屈折干渉計の像面を2D検出器104に生成する、2D検出器104に取り付けた副撮像システム(対物レンズまたはレンズ114)。
・倍率Mおよび絞り値N.A.を有する無限補正対物レンズ122。焦点距離が顕微鏡対物レンズを特徴付ける主要パラメータでなくても、焦点距離f0を推定することが可能である。
・焦点距離fTL、例えば、M=fTL/f0のレンズ鏡筒123。
・レンズ鏡筒123の焦点面に位置する複屈折干渉計モジュール103。
・複屈折干渉計の像面を2D検出器104に生成する、2D検出器104に取り付けた副撮像システム(対物レンズまたはレンズ114)。
なお、対物レンズ122からレンズ鏡筒123までの距離およびレンズ鏡筒123から干渉計モジュール103までの距離は、互いに等しく、また焦点距離fTLとも等しい。
顕微鏡対物レンズの絞り値N.A.は、周辺(すなわち、周縁)光線によってなす角度θの正弦波として規定される。
この構成によると、
・周辺光線の入射角(RYUおよびRYD)はそれぞれ、−αおよび+αであって、αは、対物レンズ122の絞り値N.Aおよびその横倍率Mに依存するが、Pの位置には左右されない。実際、顕微鏡野内の対象物面のいかなる点であっても、球面収差のない光学システムにおけるアッべ数正弦条件において、下記(数17)の通り導き出される。
・周辺光線の入射角(RYUおよびRYD)はそれぞれ、−αおよび+αであって、αは、対物レンズ122の絞り値N.Aおよびその横倍率Mに依存するが、Pの位置には左右されない。実際、顕微鏡野内の対象物面のいかなる点であっても、球面収差のない光学システムにおけるアッべ数正弦条件において、下記(数17)の通り導き出される。
ここで、n0とniは、対象物と画像空間の屈折率をそれぞれ表し、h0とhiは、対象物の大きさとレンズ鏡筒によって生成された像の大きさとを表す。最後に、sin(θ)は、対物レンズ122の絞り値N.A.を表す。光学システムの両側における屈折率が互いに等しいとすると、M=hi/hOであるため、αに対する下記等式(数18)が容易に導き出せる。
αは、一般的に非常に小さいため、数19とみなすことができ、最終的には下記等式(数20)が導き出される。
入射角の平均は、いずれの点Pにおいても、α0=0である。図11bからも明らかなように、入射角α0=0のとき、第1導関数導dφ/dαは0である。
その結果、いずれの点Pにおいても、φは、−φ(α)から+φ(α)の値をとる。これは以下の事項を意味する。
i)ゼロパス差Ψ0=<φ>は、画像のすべての画素において、0に等しくなる。
ii)Δφ=φ(α)
i)ゼロパス差Ψ0=<φ>は、画像のすべての画素において、0に等しくなる。
ii)Δφ=φ(α)
実施例:
下記特徴を有する顕微鏡の場合を考える。
・M=10
・N.A.=0.3
・f0=20mm
・fTL=200mm
下記特徴を有する顕微鏡の場合を考える。
・M=10
・N.A.=0.3
・f0=20mm
・fTL=200mm
この場合、以下の数21となる。
図12より、全ての画素の視度が下記式(数22)を満たすと推測される。
これらの数値に基づくと、レンズ鏡筒123の焦点面に複屈折干渉計103を載置することで、高視度ハイパースペクトル顕微鏡が構築できることが分かる。
さらに、この構成によると、ゼロパス差Ψ0=<φ>は、画像のすべての画素において、0に等しくなるため、特に、第6実施形態600を参照して説明したフィルタリング処理への応用に適している。
[最大視度を有するハイパースペクトル顕微鏡]
この段落は、図6の実施形態400を参照する。
この段落は、図6の実施形態400を参照する。
顕微鏡は、図17に示されており、焦点距離fOを有する無限補正対物レンズ122と、顕微鏡対物レンズ122の後に位置する複屈折干渉計モジュール103と、レンズ鏡筒123と、光検出器104とから構成される。
この構成によると、
・点Pから発せられるすべての光線は、同じ角度α0で複屈折干渉計に突き当り、それにより、画像各点において、数23となり、数24が満たされる。これは、画像内のすべての点において、v=1に対応する。
・点Pから発せられるすべての光線は、同じ角度α0で複屈折干渉計に突き当り、それにより、画像各点において、数23となり、数24が満たされる。これは、画像内のすべての点において、v=1に対応する。
・対象物102の大きさおよび焦点距離f0に、その最大値が依存するα0は、画像の各画素において異なる。
ここで、h0は、対象物点Pの高さを表す。
その結果、いずれの点P、φ=φ(α0)においても、ゼロパス差Ψ0=<φ>は、画像の各画素において異なる値をとる。
実施例:
下記特徴を有する顕微鏡の場合を考える。
・f0=20mm
・h0Max=1mm
この場合、画像において、α0は、0度から2.86度の値をとる。一方、各画素における数26は、v=1に対応する。
下記特徴を有する顕微鏡の場合を考える。
・f0=20mm
・h0Max=1mm
この場合、画像において、α0は、0度から2.86度の値をとる。一方、各画素における数26は、v=1に対応する。
これらの数値に基づくと、顕微鏡対物レンズ122の後に複屈折干渉計モジュール103を載置することで、高視度のハイパースペクトル顕微鏡が構築できることが分かる。
[可変フィルタ600]
図16の構成において、ゼロパス差Ψ0=<φ>画像のすべての画素において、0であるため、シャープ可変フィルタ処理に応用することができ、周波数f(数27)の帯域を通過した画像が取得可能である。
図16の構成において、ゼロパス差Ψ0=<φ>画像のすべての画素において、0であるため、シャープ可変フィルタ処理に応用することができ、周波数f(数27)の帯域を通過した画像が取得可能である。
既に説明したように、プロトコールは、二つのマップ、すなわち位相と直角位相のみを必要とする。各マップは、特定の遅延で取得した画像を重ね合わせたものである。T/2の偶数倍数(もしくは、T=1/fであるときのTの整数倍と同等)である遅延で取得した画像から、位相マップを得る。一方、直角位相マップは、T/2の奇数倍数である遅延で取得した画像から、得られる。位相マップから直角位相マップを減算することで、fに関する情報が得られる。
Claims (12)
- 光軸(z1)と、対象物(102)の点から発せられる入力放射(INR)のための入力(101)とを有し、対象物の画像を生成するよう構成される光学撮像システム(106)と、
複屈折子(110)が動くことによって調整された位相遅延により、互いに遅延した、前記入力放射の干渉レプリカを生成するよう構成され、可動複屈折子(110)を有する可変複屈折コモンパス干渉計モジュール(103)であって、前記光軸(z1)と平行な入射光学光線の共線上レプリカを生成するよう構成される干渉計モジュール(103)と、
前記レプリカを受け取り、可変位相遅延に依存する対象物(102)のデジタル画像を提供するよう構成される2次元光検出器(104)と、
前記デジタル画像をフーリエ変換して対象物(102)のハイパースペクトル形式を取得するよう構成される分析装置(105;124)、
とを備える、フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システムであって、
a)該ハイパースペクトル撮像システムは、その動作において、
可変複屈折コモンパス干渉計モジュール(103)に紐づいた、第1遅延位相φ1を有する前記入力放射の第1周辺光線と、
可変複屈折コモンパス干渉計モジュール(103)に紐づいた、第2遅延位相φ2を有する前記入力放射の第2周辺光線と、
1.0π(rad)から1.8π(rad)までの値をとる最大値Δφmaxよりも小さい、前記第1遅延位相φ1および前記第2遅延位相φ2の絶対差Δφ、とを表し、
b)可変複屈折コモンパス干渉計モジュール(103)は、
光学ウェッジ(109)および可動光学ウェッジ(110)を含む可変ウェッジ対(107)であって、前記可動光学ウェッジ(110)の可変位置に依存する、互いに直交偏光する放射成分間の位相遅延を生成するよう構成される可変ウェッジ対(107)と、
前記可動光学ウェッジ(110)を動かすアクチュエータモジュール(111)とを含む、
ことを特徴とする、フーリエ変換ハイパースペクトル撮像システム(100、200、300、400、500、600)。 - ハイパースペクトル撮像システムは、
前記第1周辺光線の第1入射角α1と前記第2周辺光線の第2入射角α2との間の絶対角度差Δαと、
放射線入射角を表す変数αに対する、前記可変複屈折コモンパス干渉計モジュール(103)に紐づく、放射遅延位相関数φの第1導関数dφ/dαとの積を最小化するよう構成される、ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム。 - 前記干渉計モジュール(103)が
直線偏光の出力放射を提供するよう構成される入力偏光子(112)と、
前記可変ウェッジ対(107)に接続され、直交偏光の放射線間の固定位相遅延を導出するよう構成される複屈折光学素子(108)と、
位相遅延放射成分を鑑賞させながら、共通偏光状態で投影するよう構成される偏光子装置(113)と、
をさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(100)。 - 前記光学撮像システム(106)は、ハイパースペクトル撮像システムが、ハイパースペクトルカメラとして機能するよう選択された光学素子(114)を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(100、200、300)。
- 前記干渉計モジュール(103)に光学的に接続され、第1伝搬方向(z1)に沿って伝搬する第1放射部および第2伝搬方向(z2)に沿って伝搬する第2放射部を提供するビームスプリッタ(115)と、
該第2伝搬方向に沿った、さらなる光軸(z2)を有し、前記第2放射部を受けるさらなる光学撮像システム(116)と、
前記2次元光検出器(104)のスペクトル感度とは異なるスペクトル感度を有し、前記さらなる光学撮像システム(116)から前記第2放射部を受けて、前記対象物(102)のさらなるデジタル画像を生成するよう構成されるさらなる2次元光検出器(117)、
とをさらに含むハイパースペクトル撮像システムであって、
前記さらなる2次元光検出器(117)は、前記分析装置(105)に接続され、前記対象物のハイパースペクトル形式よりもスペクトル的に広い、前記対象物(102)のさらなるハイパースペクトル形式を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(200)。 - 前記光学撮像システム(106)は、入力側に、少なくともコリメートレンズ(119、120)を載置して含む、ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(300)。
- 前記光学撮像システム(106)は、顕微鏡対物レンズ(122)と、ハイパースペクトル撮像システムがハイパースペクトル顕微鏡として機能するレンズ鏡筒(123)とを含む、ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(400)。
- 前記顕微鏡対物レンズ(122)および前記レンズ鏡筒(123)は、前記干渉計モジュール(103)の入力側に配置され、
前記光学撮像システム(106)は、前記2次元光検出器(104)の入力側にカメラ光学素子(114)を配置してさらに含む、
ことを特徴とする請求項7に記載のハイパースペクトル撮像システム(500)。 - 可変フィルタを実装するようにさらに構成されるハイパースペクトル撮像システムであって、
前記分析装置は、放射線の伝搬を遮るように配置され、前記二次元検出器(104)による前記デジタル画像の生成を制御する、光学シャッタ(124)を備え、
前記分析装置(105)は、さらに
フィルタリング時の選択された波長に依存する位相遅延の複数の第1値に紐づく、前記デジタル画像の強め合う干渉に対応する、位相画像を前記二次元検出器(104)から取得し、
前記フィルタリング時の選択された波長に依存する位相遅延の複数の第2値に紐づく、前記デジタル画像の弱め合う干渉に対応する、直交画像を前記二次元検出器(104)から取得し、
前記位相画像および前記直交画像の差を取得して、結果が反映された画像を取得するように構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(600)。 - 180nm〜3,500nm、500nm〜5,000nm、400nm〜20,000nmの中から一つ選択される波長域で動作するよう構成される、請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(100−600)。
- 前記可変ウェッジ対(107)は、α−BaB2O4、LiNbO3、Hg2Cl2の中から一つ選択される複屈折素材からなる、ことを特徴とする請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(100−600)。
- 医薬品分野、農業分野、食品品質管理、材料識別、芸術作品のマッピング、およびリモートセンシングといった技術分野のいずれかで動作するよう構成される、請求項1に記載のハイパースペクトル撮像システム(100−600)。
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