【手続補正書】
【提出日】令和3年8月12日(2021.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的圧縮感知のための方法であって、前記方法は、
ａ）ある強度を有する放射線を源からサンプルまたは場面に差し向けることと、
ｂ）１つ以上のデータ収集期間に対してセンサアレイデータを捕捉することであって、前記１つ以上のデータ収集期間のそれぞれにおいて、前記サンプルまたは場面によって透過され、反射され、弾性的に散乱され、または、非弾性的に散乱される前記放射線のパターンの異なる線形の組み合わせに対応する１つ以上の測定データセットが、一連のタイムスライスに対して捕捉される、ことと、
ｃ）前記１つ以上のデータ収集期間のそれぞれにおける前記一連の前記タイムスライスのそれぞれに対してタイムスライスデータセットを再構築することであって、前記再構築することは、
ｉ）各データ収集期間に対して捕捉される前記１つ以上の測定データセットと、
ｉｉ）一連の係数であって、前記一連の係数は、前記データ収集期間内に前記サンプルまたは場面に差し向けられる前記源からの前記放射線の前記強度の既知の時間依存性を表し、前記係数は、タイムスライスおよび前記センサアレイの領域の関数として変動する線形の組み合わせを画定するが、前記センサアレイの所与の領域内の所与のピクセルのための空間位置から独立している、一連の係数と、
ｉｉｉ）各データ収集期間に対して捕捉される前記１つ以上の測定データセットおよび前記一連の係数から前記タイムスライスデータセットを計算するアルゴリズムと
を使用する、ことと
を含み、
これにより、前記１つ以上のデータ収集期間のそれぞれに対する一連のタイムスライスデータセットを提供し、前記一連のタイムスライスデータセットは、前記データ収集期間の長さによって決定される時間分解能を超える時間分解能を有する、方法。
【請求項２】
前記センサアレイは、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、ＣＭＯＳフレーミングカメラ、フォトダイオードアレイ、または、これらの任意の組み合わせを備えている２次元センサアレイである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記センサアレイは、前記放射線を前記センサアレイによって直接検出可能な放射線に変換する非線形光学材料、蛍光材料、リン光性材料、または、マイクロチャネルプレートをさらに備えている、請求項１〜２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記タイムスライスデータセットを再構築するために使用される前記アルゴリズムは、ｌ１ノルム、非ゼロ係数の総数、全変動、もしくは事前のベータプロセスを介して劣決定連立一次方程式の非スパース解にペナルティを科す最適化アルゴリズム、反復貪欲回復アルゴリズム、辞書学習アルゴリズム、確率ベイジアンアルゴリズム、変分ベイジアンアルゴリズム、または、これらの任意の組み合わせである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１０個または少なくとも約１０個のタイムスライスデータセットが、各データ収集期間に対して捕捉される前記１つ以上の測定データセットから再構築される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記２次元センサアレイは、毎秒少なくとも１００フレームまたは少なくとも約１００フレームの有効データ収集および読み出し速度で動作する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記放射線は、電子を備え、前記センサアレイは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、画像強化電荷結合素子（ＩＣＣＤ）センサ、電子エネルギー損失分光計における検出器（ＥＥＬＳ）、または、これらの任意の組み合わせである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記タイムスライスデータセットは、透過型電子顕微鏡画像データ、透過型電子顕微鏡回折パターンデータ、透過型電子顕微鏡電子エネルギー損失スペクトルデータ、または、走査型電子顕微鏡画像データの再構築されたフレームを備えている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
再構築されるべきタイムスライスデータセットの数は、前記タイムスライスデータセットの計算中に調節される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
再構築されるべきタイムスライスデータセットの数は、前記測定データセットを捕捉することに先立って、それぞれが異なる数のタイムスライスを伴う測定行列係数の範囲を計算することによって最適化される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記放射線の強度以外の実験パラメータを時間的に変調することをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
時間的に変調される前記実験パラメータは、前記サンプルまたは場面の回転の向き、１次元での前記サンプルまたは場面の線形平行移動、２次元での前記サンプルまたは場面の線形平行移動、３次元での前記サンプルまたは場面の線形平行移動、または、これらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記放射線は、狭いビームに集束され、時間的に変調される前記実験パラメータは、前記サンプルまたは場面に対する前記ビームの位置である、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記一連の係数は、データ収集期間内で前記サンプルまたは場面に差し向けられる、前記源からの放射線の強度の既知の空間依存性および時間依存性を表す、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
時間的圧縮感知のためのシステムであって、前記システムは、
ａ）サンプルまたは場面に差し向けられるある強度を有する放射線を提供する放射線源と、
ｂ）前記サンプルまたは場面による透過、反射、弾性散乱、または、非弾性散乱後の前記放射線を検出するセンサアレイと、
ｃ）前記サンプルまたは場面とのその相互作用に先立って、前記放射線源によって生成される前記放射線の前記強度を急速に変調する機構、または、前記サンプルまたは場面によって透過され、反射され、弾性的に散乱され、または、非弾性的に散乱される前記放射線を前記センサアレイの異なる領域に急速に切り替える機構と、
ｄ）１つ以上のコンピュータプロセッサと
を備え、
前記１つ以上のコンピュータプロセッサは、
（ｉ）１つ以上のデータ収集期間に対してセンサアレイデータを捕捉することであって、各データ収集期間内で、一連のタイムスライスに対する透過され、反射され、弾性的に散乱され、または、非弾性的に散乱される放射線のパターンの異なる線形の組み合わせに対応する１つ以上の測定データセットが捕捉される、ことと、
（ｉｉ）前記１つ以上のデータ収集期間のそれぞれにおける各タイムスライスに対してタイムスライスデータセットを再構築することであって、前記再構築することは、
１）各データ収集期間に対して捕捉される前記１つ以上の測定データセットと、
２）一連の係数であって、前記一連の係数は、前記放射線源によって生成され前記データ収集期間内に前記サンプルまたは場面に差し向けられる前記放射線の前記強度の既知の時間依存性を表し、前記係数は、タイムスライスおよび前記センサアレイの領域の関数として変動する線形の組み合わせを画定するが、前記センサアレイの所与の領域内の所与のピクセルのための空間位置から独立している、一連の係数と、
３）各データ収集期間に対して捕捉される前記１つ以上の測定データセットおよび前記一連の係数から前記タイムスライスデータセットを計算するアルゴリズムであって、これにより、データ収集期間の長さによって決定される時間分解能を超える時間分解能を有する１つ以上のデータ収集期間のそれぞれに対する一連のタイムスライスデータセットを生成する、アルゴリズムと
を使用して行われる、ことと
を含む、システム。
【請求項１６】
前記放射線源は、レーザ、フォトカソード、電子銃、または、これらの任意の組み合わせである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記センサアレイは、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、ＣＭＯＳフレーミングカメラ、フォトダイオードアレイ、または、これらの任意の組み合わせを備えている２次元センサアレイである、請求項１５または請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記センサアレイは、請求項１の前記放射線源からの前記信号を前記センサアレイによって直接検出可能な放射線に変換する非線形光学材料、蛍光材料、リン光性材料、または、マイクロチャネルプレートをさらに備えている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記タイムスライスデータセットを再構築する前記アルゴリズムは、ｌ１ノルム、非ゼロ係数の総数、全変動、もしくは事前のベータプロセスを介して劣決定連立一次方程式の非スパース解にペナルティを科す最適化アルゴリズム、反復貪欲回復アルゴリズム、辞書学習アルゴリズム、確率ベイジアンアルゴリズム、変分ベイジアンアルゴリズム、またはこれらの任意の組み合わせである、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
少なくとも１０個または少なくとも約１０個のタイムスライスデータセットが、各データ収集期間に対して捕捉される前記１つ以上の測定データセットから再構築される、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記２次元センサアレイは、毎秒少なくとも１００フレームまたは少なくとも約１００フレームの有効データ収集および読み出し速度で動作する、請求項１５〜２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
前記放射線は、電子を備え、前記センサアレイは、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、画像強化電荷結合素子（ＩＣＣＤ）センサ、電子エネルギー損失分光計における検出器（ＥＥＬＳ）、または、これらの任意の組み合わせである、請求項１５〜２１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２３】
前記タイムスライスデータセットは、透過型電子顕微鏡画像データ、透過型電子顕微鏡回折パターンデータ、透過型電子顕微鏡電子エネルギー損失スペクトルデータ、または、走査型電子顕微鏡画像データの再構築されたフレームを備えている、請求項１５〜２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
再構築されるべきタイムスライスデータセットの数は、前記タイムスライスデータセットの計算中に調節される、請求項１５〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
再構築されるべきタイムスライスデータセットの数は、前記測定データセットを捕捉することに先立って、それぞれが異なる数のタイムスライスを伴う測定行列係数の範囲を計算することによって最適化される、請求項１５〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記一連の係数は、データ収集期間内で前記サンプルまたは場面に差し向けられる、前記源からの放射線の強度の既知の空間依存性および時間依存性を表す、請求項１５〜２５のいずれか一項に記載のシステム。