時間分解単一光子又は極微弱光多次元イメージングスペクトルシステム及び方法

発明者： , , , , ,
出願人/特許権者：
代理人 (8件)：小川護晃 , 奥山尚一 , 西山春之 , 池本理絵 , 関谷充司 , 有原幸一 , 松島鉄男 , 河村英文
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願2014-537455
公開番号（公開出願番号）：特表2014-531032
出願日： 2012年05月14日
公開日（公表日）： 2014年11月20日
要約：

本発明は、時間分解単一光子又は極微弱光多次元イメージングスペクトルシステム及び方法を提供しており、一方、粗略の時間分解を実現するために本発明は時間分解単一光子計数二次元イメージングシステムを提供し、カラー又は灰色画像のイメージングに用いられ、なお、高精度時間分解を実現するために、本発明が提供した多次元イメージングのシステムは主に光源、イメージングスペクトル測定ユニット、電気検出ユニット、システム制御ユニット、アルゴリズムユニットからなり、物体情報を載せる光を空間光変調器にイメージングし、圧縮センシング理論によりそれに対してランダム変調し、且つ点及び配列単一光子検出器を用いて格子射出光を収集し、同時に光子数及び光子到達時間を記録し、圧縮センシングアルゴリズムとイメージングスペクトル関連アルゴリズムを用いて再構成し、単一光子検出感度、高空間時間解像度、広いスペクトル範囲を有し、単細胞生物物理学、材料欠陥の検出などの多くの新たなハイテク産業分野に広く応用することができる。【選択図】図5

請求項（抜粋）：

時間分解単一光子計数二次元イメージングシステムであって、該システムは圧縮センシング原理に基づいてトリガーが触発した極微弱光源を採用して物体を照射して得られたイメージングスペクトルを秒レベル分解精度にし、更に時間に従って動的に変化する物体をイメージングし、時系列に従って配列された連続グレースケールビデオ画像フレームを出力し、前記システムは、トリガー、光学イメージングシステム、DMDマイクロミラー配列、光学集束収集システム、光減衰器、単一光子計数器、ドライブ制御モジュール及び最適化アルゴリズムモジュールを備え、前記トリガーはその前端に位置する極微弱光触発源で触発されて、該トリガーの出力端がドライブ制御モジュールの入力端と接続されて、トリガーが触発された際ドライブ制御モジュールはドライブ制御信号を出力してその出力端と接続されたDMDマイクロミラー配列と単一光子計数器を作動し始めるように触発し、該DMDマイクロミラー配列が反転し始め、単一光子計数器が同時に計数し始め、光減衰器は光強度を減衰することに用いられ、光学集束収集システムは光線を集束収集することに用いられ、単一光子計数器は光を単一光子計数するためのものであり、前記単一光子計数器の出力端が前記最適化アルゴリズムモジュールの1つの入力端と接続され、単一光子計数器の計数値を最適化アルゴリズムモジュールの1つの入力パラメータとし、該ドライブ制御モジュールが記憶する選定領域のランダム測定マトリックスを受信してそのもう1つの入力パラメータとするために、前記最適化アルゴリズムモジュールのもう1つの入力端が前記ドライブ制御モジュールの一出力端と接続されて、前記最適化アルゴリズムモジュールは入力した単一光子計数器の測定値により前記ランダム測定マトリックスとともにスパース信号を再構成し、且つ光子密度画像を反転して取得し、M個のt時間間隔を経て、時系列に従って配列された時間分解可能な一連の二次元グレースケール画像ビデオフレームを再構成することができ、前記DMDマイクロミラー配列はデジタルマイクロミラーデバイスであり、前記DMDマイクロミラー配列の反転をドライブ制御するために、前記ドライブ制御モジュールのもう1つの出力端が前記DMDマイクロミラー配列の入力端と接続されて、該ドライブ制御モジュールはDLPデジタル光処理技術に基づいたものであり、該ドライブ制御モジュールがDMDマイクロミラー配列の作動領域を選定した後、疑似ランダム測定マトリックスをダウンロードして前記DMDマイクロミラー配列の反転をドライブ制御し、前記DMDマイクロミラー配列が反転する同時に前記単一光子計数器へ同期信号を送信して、DMDマイクロミラー配列と単一光子計数器の間の同期を保証し、即ちDMDマイクロミラー配列が一回反転すると、単一光子計数器が該回の反転の時間間隔内の単一光子数を累積計数し、DMDマイクロミラー配列が反転を完成した後、単一光子計数器がクリアして累積計数を再び開始し、すべての計数と該選定領域のランダム測定マトリックスがいずれも最適化アルゴリズムモジュールに伝送される時間分解単一光子計数二次元イメージングシステム。

IPC (2件)：

G01N 21/27 , G01J 3/36

FI (2件)：

G01N21/27 A , G01J3/36

Fターム (45件)：

2G020AA03 , 2G020AA04 , 2G020BA02 , 2G020CA01 , 2G020CA02 , 2G020CA03 , 2G020CA14 , 2G020CB23 , 2G020CB42 , 2G020CB43 , 2G020CC02 , 2G020CC13 , 2G020CC26 , 2G020CD06 , 2G020CD12 , 2G020CD13 , 2G020CD14 , 2G020CD23 , 2G020CD32 , 2G059AA05 , 2G059AA06 , 2G059BB08 , 2G059BB12 , 2G059EE01 , 2G059EE02 , 2G059EE04 , 2G059EE06 , 2G059EE11 , 2G059FF01 , 2G059FF04 , 2G059GG01 , 2G059GG03 , 2G059HH01 , 2G059HH02 , 2G059JJ03 , 2G059JJ05 , 2G059JJ06 , 2G059JJ11 , 2G059JJ13 , 2G059JJ15 , 2G059JJ17 , 2G059JJ18 , 2G059JJ25 , 2G059KK02 , 2G059NN01

引用文献：

審査官引用 (1件)

Single-Pixel Imaging viaCompressive Sampling

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