(57)【要約】      （修正有）【課題】偏光干渉計において、短波長感度の低さを改善する方法を低減する。【解決手段】ある期間にわたって液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させ、またリターダンスの時間に関する１次微分係数を変化させる電圧が液晶可変リターダに印加される８００。この期間の間、液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムが測定される８０１。リターダンスの単調な変化および１次微分係数の変化が、インターフェログラムの短波長成分の測定の感度を高めるようにされる。【選択図】図８
2019120680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
ある期間にわたって液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させ、また前記リターダンスの時間に関する１次微分係数を変化させる電圧を前記液晶可変リターダに印加することと、
前記期間の間、前記液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムを測定することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記インターフェログラムが短波長成分と長波長成分とを含み、前記リターダンスの前記単調な変化および前記１次微分係数の前記変化が、前記インターフェログラムの前記短波長成分の前記測定の感度を高める、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インターフェログラムの測定が、第１のリターダンス範囲と同じサイズで、第１のリターダンスよりも大きい第２のリターダンスを中心とする第２のリターダンス範囲内の光をサンプルするのに使用される第２のサンプリング時間よりも長い第１のサンプリング時間にわたって、前記第１のリターダンスを中心とする前記第１のリターダンス範囲内の光をサンプリングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記リターダンスの前記単調な変化、および前記１次微分係数の前記変化が、より高いリターダンスの範囲よりも長い時間、より低いリターダンスの範囲を初めから終わりまで遷移することをもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記リターダンスの時間に関する前記１次微分係数が、ある時間間隔にわたって、前記リターダンスと時間に関する一定のオフセットとの和に比例する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１次微分係数が区分的定数関数に従って変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
方法であって、
ある期間にわたって液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させる電圧を前記液晶可変リターダに印加することと、
前記期間の間、前記液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムを、不均一なリターダンス間隔でサンプリングすることと、を含む、方法。
【請求項８】
前記リターダンスの前記時間に関する１次微分係数を変化させながら、実質的に均一な時間間隔で前記インターフェログラムをサンプルする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
装置であって、
液晶可変リターダを備えた偏光干渉計と、
前記液晶可変リターダに結合されたコントローラとを備えており、前記コントローラが、
ある期間にわたって前記液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させ、また前記リターダンスの時間に関する１次微分係数を変化させる電圧を前記液晶可変リターダに印加し、
前記期間の間、前記液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムを測定するように動作可能である、装置。
【請求項１０】
前記インターフェログラムが短波長成分と長波長成分とを含み、前記リターダンスの前記単調な変化および前記１次微分係数の前記変化が、前記インターフェログラムの前記短波長成分の前記測定の感度を高める、請求項９に記載の装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、経路遅延を、液晶可変リターダを通じて不均一なリターダンス間隔で測定することに関する。一実施形態では、ある期間にわたって液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させ、またリターダンスの時間に関する１次微分係数を変化させる電圧が液晶可変リターダに印加される。この期間の間、液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムが測定される。
【０００２】
別の実施形態では、ある期間にわたって液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させる電圧が液晶可変リターダに印加される。この期間の間、液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムが、不均一なリターダンス間隔でサンプリングされる。
【０００３】
以下の詳細な説明および添付の図面を考慮することにより、様々な実施形態のこれらの、および他の特徴ならびに態様を理解することができる。
【０００４】
以下の説明では以下の図が参照されており、これらの図では、複数の図の中の類似／同一のコンポーネントを特定するために、同じ符号が使用されることがある。図面は、必ずしも縮尺通りではない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】例示的な一実施形態による液晶可変リターダを通じて測定された、正規化されたインターフェログラムの図表である。
【図２】例示的な一実施形態による液晶可変リターダのリターダンス応答曲線の図表である。
【図３】様々なリターダンス応答曲線が、例示的な一実施形態による偏光干渉計を通じて測定されたインターフェログラムに、どのように影響し得るかを示す図表である。
【図４】様々なリターダンス応答曲線が、例示的な一実施形態による偏光干渉計を通じて測定されたインターフェログラムに、どのように影響し得るかを示す図表である。
【図５】別の例示的な実施形態による液晶可変リターダのリターダンス応答曲線の図表である。
【図６】例示的な一実施形態による液晶可変リターダの電圧波形およびリターダンス応答の図表である。
【図７】例示的な一実施形態による装置の図である。
【図８】例示的な一実施形態による方法のフローチャートである。
【図９】例示的な一実施形態による方法のフローチャートである。
【図１０】例示的な一実施形態による液晶可変リターダのための異なるインターフェログラムサンプリング間隔を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示は、干渉計を利用する光学デバイスの制御に関する。干渉計は、干渉計を通過する光の成分間に光路遅延を導入するように構成される。１つの種類の干渉計は、２つの偏光子の間に配置された可変光学リターダを使用する偏光干渉計である。可変光学リターダは、入射偏光方向の第１の光線と直交偏光内の第２の光線（例えば、常光と異常光）との間に選択可能な経路遅延をもたらす。この経路遅延は、偏光干渉計を出た光が、例えば焦平面アレイのような光学センサーを介して検出されるインターフェログラムを生成するように、第１の光線と第２の光線との間に波長依存性の位相シフトをもたらす。そのような干渉計は、例えばハイパースペクトルイメージングのような高スペクトル帯域幅の光学用途に使用することができる。ハイパースペクトルイメージングは、密にサンプリングされた微細分解スペクトル情報が各ピクセルに提供された画像を含むことのある、ハイパースペクトルデータセットまたはデータキューブを取得するための方法およびデバイスに関係する。
【０００７】
偏光干渉計は、１つ以上の液晶（ＬＣ）セルを可変光学リターダとして使用することができる。そのようなデバイスは、本明細書では液晶可変リターダ（ＬＣＶＲ）と呼ばれる。一般に、液晶（ＬＣ）材料は、電界または磁界などの外部刺激を印加することによって選択的に変えることができるいくつかの結晶特性（例えば、ＬＣ分子の局所的な平均配列を示すＬＣダイレクタなどの内部構造の配向）を有する液体である。ＬＣダイレクタの配向を変えると、ＬＣ材料の光学特性が変化し、例えば、ＬＣの複屈折の光軸が変化する。
【０００８】
ＬＣＶＲは、液晶を通過する光の２つの直交偏光の間に、可変光路遅延（可変リターダンスとも呼ばれる）を生成する。ＬＣＶＲ内の１つ以上の液晶セルは、電気的に調整可能な複屈折素子として機能する。液晶セルの電極間の電圧を変化させることにより、セル分子が配向を変え、ある期間にわたって光路遅延を制御可能に変化させることができる。
【０００９】
ＬＣＶＲを有する偏光干渉計を作り出すために、ＬＣＶＲが、名目上平行または垂直な偏光軸を有する第１の偏光子と第２の偏光子との間に配置される。ＬＣＶＲの遅軸（可変光路遅延を有する偏光軸）は、第１の偏光子の偏光方向に対して名目上４５度に配向される。入射光は、第１の偏光子によって入射偏光方向に偏光される。ＬＣＶＲの遅軸はこの入射偏光方向に対して４５度であるので、偏光された入射光は、ＬＣＶＲの遅軸に対して平行に偏光された光の一部、およびこの軸に対して垂直に偏光された光の一部として表すことができる。
【００１０】
光がＬＣＶＲを通過するとき、光は、第１の偏光と第２の偏光との間の波長依存性の相対位相シフトを取得し、それによって偏光状態に波長依存性の変化がもたらされる。第１の偏光子に対して平行または垂直に配向された第２の偏光子、またはアナライザは、ＬＣＶＲの遅軸に対して平行に偏光された光の部分を垂直に偏光された光の部分と干渉させ、ＬＣＶＲの出力における波長依存性の偏光状態を、光検出器（例えば、焦平面アレイ）によって検知可能な波長依存性の強度パターンに変える。ＬＣＶＲのリターダンスを変えながらこの強度を検知することにより、入射光のスペクトル特性を確認するために使用可能な、入射光のインターフェログラムを測定することができる。これらのスペクトル特性は、ハイパースペクトルイメージングに使用することができる。
【００１１】
ハイパースペクトルイメージャは、空間分解能光検出器が瞬時インターフェログラム強度を記録している間に、干渉計のリターダンスをスキャンする。インターフェログラムは画像の各点で同時に記録され、このインターフェログラムが、ハイパースペクトルデータキューブを得るために、リターダンスに関してフーリエ変換される。可変光学リターダのリターダンス−時間曲線（または同様に、インターフェログラムサンプリング間隔の変化）を適切に考慮することによって改善することが可能な多くの性能因子（例えば、感度、スペクトル分解能）がある。例えば、線形のリターダンス−時間曲線（またはそれぞれで均一なインターフェログラムサンプリング間隔）が、すべての用途で最適でないことがある。
【００１２】
干渉計が提供するスペクトル分解能は、下式（１ａ）および（１ｂ）が示すように、干渉計の最大光路遅延または最大リターダンスΓｍａｘの逆数に（それがどのように定義されるかに応じて）実質的に等しいことが、干渉計の技術分野では知られている。式（１ａ）は波数基準の分解能Δを定義し、式（１ｂ）は波長基準の分解能Δを定義したものである。したがって、所与の最大経路遅延に関して、スペクトル分解能ビンは、より長い波長よりも、より短い波長に対してはるかに密に（波長で）離間されるであろう。
Δ＝１／Γｍａｘ          （１ａ）
Δ＝２／Γｍａｘ          （１ｂ）
【００１３】
この不均一なスペクトル分解能は、信号自体からのショットノイズによって感度が制限される状況で測定されるべき広帯域スペクトルに関して否定的な意味合いを持つ。広帯域スペクトルが、異なる波長で単位波長当たりほぼ等しい強度を有する場合、インターフェログラム信号は、より短い波長では、より長い波長よりもスペクトル分解能ビン当たりはるかに弱くなるであろう。しかし、すべての波長からのショットノイズは、再構築されたスペクトルの全域に等しく分配され、そのため信号対雑音が、より短い波長では著しく低くなるであろう。この現象は、本実施形態のハイパースペクトルイメージャのような干渉計を利用する、あらゆるショットノイズ制限スペクトル測定システムの検出可能な光学スペクトル全域のダイナミックレンジを事実上に制限する。
【００１４】
より短い波長での感度を制限する追加の因子がある。検出器の応答性はより短い波長で減少するが、これは、より低い量子効率と単位エネルギー当たりより少ない光子数（したがって、生成される光電子がより少ない）との複合的な結果である。材料吸収は、より短い波長で増大する傾向がある。可変光学リターダの有効口径をまたぐ経路遅延の不均一性は、波長が短くなるにつれてより大きな位相不確定性をもたらし、そのため、記録されたインターフェログラムでデコヒーレンスが多くなり、インターフェログラムの縞コントラストが弱くなる。
【００１５】
図１において、重ね合わされたグラフは、例示的な一実施形態による偏光干渉計を通じて測定された、異なる波長の狭帯域源の正規化されたインターフェログラムを示す。狭帯域源は、グラフ底部の４００ｎｍからスタートし、１０ｎｍのインクリメントで１０００ｎｍまで増加する。横軸は時間で、リターダンスではないが、リターダンスは時間にほぼ線形に依存する。これらのグラフの重要な特徴は、波長がグラフの最上部から底部に向かって減少するにつれて、経路遅延ゼロ付近の領域と比べて、信号の大きさが消失することである。経路遅延ゼロの点は、すべての波長の位相が一致する１００の領域にほぼ対応する。
【００１６】
短波長感度の低さは、光路遅延の最大値を減少させて解像度ビンのサイズを大きくすることによって、部分的に改善することができる。これは、スペクトル分解能が最も良いより短い波長では許容され得るが、既に比較的低いスペクトル分解能を有するより長い波長では許容され得ないであろう。あるいは、同じ積分時間でより多くのサンプルを取るか、サンプル当たりより長い時間で積分するかして、総積分時間を増やすことにより改善できるかも知れないが、これが常に可能であるとは限らない。
【００１７】
可変光学リターダのリターダンスのスキャンが速過ぎると制御がより難しくなり、フーリエ変換の前に補間を必要とするいくつかの実施形態では、サンプル間の経路遅延間隔が不均一になるであろう。一方、この補間は、より短い波長でより多くの信号損失ももたらすであろう。さらに、サンプルは各サンプル間隔にわたる信号の時間積分を表すため、サンプリングレートがインターフェログラムのナイキスト周波数に近ければ近いほど、縞コントラストが低くなる。
【００１８】
最も短い波長で縞当たりＮ個のサンプルがある場合、これは、縞当たり１つのサンプルしかない周波数を第１のゼロとして、ｓｉｎｃフィルタで信号をフィルタリングすることに対応する。したがって、信号はｓｉｎｃ（／）で減衰するであろう。ナイキスト周波数では、これは２／≒６４％であるが、追加の位相オフセットがある場合には、インターフェログラムの実部のみが測定できるため、インターフェログラムはさらに減衰するであろう。
【００１９】
より長い波長の光の存在下でより短い波長のインターフェログラムを測定することに固有の制限がある場合、より長い波長からの信号を犠牲にする可能性があっても、より短い波長を優先的にサンプリングすることが好ましい。これは、より短い波長に寄与する信号が主に位置する経路遅延ゼロ付近のサンプリング密度を増加させる、および／または経路遅延ゼロ付近（例えば、図１の領域１００付近）のサンプルの積分時間を増加させることによって行うことができる。同じ総取得時間を維持するために、より短い波長でなく、より長い波長からの信号が存在する、インターフェログラムの長い経路遅延の部分の測定に、より短い時間を費やすことになるであろう。
【００２０】
所望のリターダンス−時間曲線（本明細書では「リターダンス応答曲線」とも呼ばれる）の一般的な形式は、より小さいリターダンスではより浅く、より大きなリターダンスではより急峻な勾配を有するであろうし、これを数学的に都合よくモデル化する複数の方法がある（ここで、「より小さい」および「より大きい」は、リターダンスの大きさまたは絶対値を指すことに留意されたい）。リターダンス応答を定義する１つの方法が、区分線形曲線として、リターダンス掃引の異なる間隔に一定のリターダンス速度（リターダンスの時間微分）を割り当てるものである。これが図２に示されており、リターダンス曲線２００は、３つの線形セクション２００ａ〜ｃを含んでいる。各セクション２００ａ〜ｃは、単調に増加するリターダンス値と、前のセクションと比べて、より大きなリターダンス勾配（リターダンスの時間に関する１次微分係数、すなわちリターダンス速度に対応する）を有する。この図では、ＬＣＶＲのリターダンスゼロ点２０２は、第１のセグメント２００ａの中間のどこかに存在する可能性が高い。
【００２１】
リターダンス応答曲線を定義する別の方法は、一定のリターダンス加速度（リターダンス速度の時間微分）を適用するものである。これは、各波長で位相に線形チャープを付与する。ここで、相対リターダンス速度が直線的に
【００２２】
【数１】
2019120680.tif 000003
【００２３】
まで増加する相対時間変数∈｛０．．．１｝を仮定すると、式（２）に示した式を使用して、ｘ＝０でリターダンスゼロからｘ＝１でΓｍａｘまで
【００２４】
【数２】
2019120680.tif 000004
【００２５】
の一定の相対加速度で増加するリターダンス応答曲線を生成することができる。任意の定数値のリターダンスを式（２）の右辺に加えることができ、そうすることによっても、所望の一定の加速特性を有するリターダンス応答曲線を生成することが可能な点に留意されたい。これは、例えば、わずかに負の経路遅延から始まって、経路遅延ゼロの点を通って、大きな正の経路遅延まで増加するリターダンス応答曲線を生成するのに有用であろう。
Γ（）＝Γｍａｘ（２＋（−１）×２）／（＋１）    （２）
【００２６】
図３および図４の図表は、ａ＝１の線形リターダンス応答曲線からａ＝６のチャープ曲線へ切り替えた結果、４４５ｎｍ（青色）ＬＥＤのインターフェログラムがどのように変化するかを示したものである。データは、リターダンス応答曲線を特徴付けるために使用される基準光源のインターフェログラムを含んでいる。図表３００、３０１は線形リターダンス応答曲線の測定値であり、図表４００、４０１はチャープされた曲線の測定値である。図表３００、４００は、青色ＬＥＤの空間平均したインターフェログラムであり、図表３０１、４０１は、基準光源のインターフェログラムである。チャープされた曲線は、インターフェログラムの標準偏差による測定で、線形の曲線に対して約３１％だけ青色ＬＥＤの測定信号を増大させている。
【００２７】
測定されたリターダンス−フレーム番号（例えば、インターフェログラムサンプル番号）を、通常の取得５００およびチャープ時の取得５０２について、図５に示す。リターダンスは、基準レーザーの位相遅れの測定に基づいて得られた。式（２）を使用して位相速度を、最初から終わりまでａ＝６倍の一定の加速度で増加させた。位相遅れは、Ｔａｋｅｄａ法を用いて、基準レーザーのインターフェログラム（例えば、インターフェログラム３０１、４０１）から得られるが、ＬＣＶＲの１つ以上のセルのキャパシタンス測定によってより直接的に測定することも可能である。
【００２８】
瞬時リターダンス速度を瞬時リターダンスでスケーリングして指数関数的リターダンス−時間曲線を作成することもできる。この曲線は、ある特定の波長がＮ回の振動数に達すると、その波長の位相速度は波長と無関係になるはずという考え方から、公平な方法で各周波数を扱うことに起因するものである。ある特定の時間点におけるある特定の波長の位相速度は
【００２９】
【数３】
2019120680.tif 000005
【００３０】
である。リターダンスがＮ個の波長に等しい場合、位相速度は各波長で同じ値になり得、すなわち、Γ＝となる。この位相速度値を２／ｅｘｐとしてパラメータ化すると、ここではその波長での縞当たりのフレーム数であり、ｅｘｐはフレーム当たりの時間であるが、下式（３）および（４）が得られる。ここで、
【００３１】
【数４】
2019120680.tif 000006
【００３２】
はフレーム番号である。
【００３３】
【数５】
2019120680.tif 000007
【００３４】
【数６】
2019120680.tif 000008
【００３５】
積分定数は、最大リターダンスΓｍａｘは最後のフレーム、Ｍで達成されるはずという事実を使用して、解くことができる。簡単に言えば、これは、各波長が回振動した後に縞当たり回サンプリングされるフレーム内にリターダンスΓｍａｘまでスキャニングを行うための（ある観点で）最適なリターダンス曲線である。他の実施形態では、リターダンスの時間に関する１次微分係数は、ある特定の時間間隔にわたる、リターダンスと時間に関する一定のオフセットとの和に比例する：
【数７】
2019120680.tif 000009
【００３６】
任意の好適なリターダンス曲線を逆に走らせることも可能である。しかし、ＬＣＶＲ電極が一般により高い電圧の大きさに保持される方向から、この電極が一般により低い電圧の大きさに保持される方向へリターダンススキャンを開始することが必要なことがあり、ＬＣセルの種類（例えば、平面配向または垂直配向）に応じて、これによりリターダンス速度の符号が決定されることがある。一般的な考え方は、より高いリターダンスに対して相対的により低いリターダンスでＬＣＶＲリターダンスを最大限制御することであり、これは、前述のように、そこが短波長からの信号が存在する所であり、短波長は、適切に測定するためには、リターダンスのより厳しい制御を必要とするからである。
【００３７】
図６は、ＬＣＶＲを使用して、各々２００のフレーム数またはサンプル数で２回連続してインターフェログラムを取得した際の基準源の電圧波形６００（左側スケール）および位相遅れ６０２（右側スケール）を描いたものである。左側スケールは、（交流電圧の周波数を変えることによって変えることができる）液晶の誘電異方性の符号が掛け合わされた、ＬＣＶＲセルをまたぐＡＣ電圧の大きさで記されている。正の誘電異方性における最高電圧は、低リターダンス点に対応する。曲線６０２の最小リターダンス点は便宜上〜０ｒａｄにシフトされているが、ＬＣＶＲの経路遅延ゼロ点６０４は〜１５ｒａｄで生じることに留意されたい。電圧はゆっくりとＦｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓｚ電圧６０６あたりまで下げられ、リターダンスおよびリターダンス速度が増加し続けるにつれてその敏感点の近くに維持される。リターダンス速度をさらに加速するために、点６０８で誘電異方性の符号が変えられ、電圧の大きさが、取得の終了まで急速に増加される。次に、正の誘電異方性の周波数で電圧の大きさが急速に上げられ６１０、次の取得の前に、セルの状態が瞬時にリセットされる。
【００３８】
液晶セルの応答時間は印加電圧の２乗に比例するので、正の一軸複屈折を有する平面セルまたは均一セルのように、より高い電圧の大きさがより低いリターダンスに対応する場合、セルはより速く応答し、より容易に低いリターダンスで制御できる。あるいは、負の一軸複屈折（および負の誘電異方性）を有するセルも、同じ結果をもたらすであろう。
【００３９】
図６に示すように、より高い電圧からより低い電圧へ掃引する別の理由は、印加された電界に応答して液晶分子が回転する電圧であるＦｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓｚ遷移閾値電圧６０６の下から上へ掃引することを回避することである。この電圧は、外部条件に対して敏感であり、その点の周りのリターダンス挙動の制御を難しくする可能性がある。一般に、閾値挙動は、セル電圧が閾値電圧を正の方向に横切るときに起こり、セルが落ち着いているときには起らない。理想的には、印加電界に向いたＬＣ分子のわずかな傾斜、およびそれによる印加電界に対する著しく速い応答を維持するために、セル電圧は常にこの閾値電圧より高く維持される。
【００４０】
最後に、後続の画像取得のためにリターダンス曲線を迅速に繰り返すことが望ましい。リターダンス曲線の開始が高い電圧の大きさに対応する場合、初期状態が低い電圧の大きさに対応する場合に可能であるよりもはるかに迅速に、セルの状態を初期状態に戻すことができる。チャープ時の取得に必要な高いリターダンス速度を達成するために、取得中にセルを高リターダンス状態に積極的に駆動することがやはり望ましいことがある。この場合、２周波駆動ＬＣを使用することが有益であろう。ＬＣセルの駆動周波数を変えることによって誘電異方性の符号を変え、セル電圧を再び増加させてセルを高リターダンス状態に駆動することができる。セルを積極的に高リターダンス状態に駆動する、または誘電異方性の符号を変えることを通じて「オフ」状態に駆動することによりセルをリセットすることができるが、この遷移は、「オン」状態に積極的に駆動する場合ほど速くなく、これは、遷移周波数より上の負の誘電異方性の大きさは、遷移周波数より下の正の誘電異方性の大きさよりも一般的に小さいからである。したがって、画像取得間の迅速なリセットとして、「オン」状態への駆動を利用することがやはり好ましい。
【００４１】
図７は、例示的な一実施形態による画像処理を行う装置７００のブロック図を示す。装置７００は、中央処理装置、サブプロセッサ、グラフィックスプロセッシングユニット、デジタルシグナルプロセッサなどの１つ以上のプロセッサを含んでもよいデバイスコントローラ７０２を含んでいる。コントローラ７０２は、以下で詳細に説明される機能モジュールを含んだメモリ７０４に結合されている。メモリ７０４は、揮発性メモリと不揮発性メモリとの組み合わせを含んでもよく、当技術分野で既知のような命令およびデータを記憶することができる。
【００４２】
この装置７００は、装置７００の外部から光を受信する外部光学インターフェース７０８を有する光学セクション７０６を含んでいる。外部光学インターフェース７０８は、装置７００の外部から内部光学コンポーネントまで光７０９を通過させるのに好適な窓、レンズ、フィルタ、開口などを含んでもよい。この例では、外部光学インターフェース７０８が外部レンズ７１０に結合されていることが示されている。
【００４３】
偏光干渉計７１２は、装置７００の光学セクション７０６内に配置されている。偏光干渉計７１２は、例えば、電気信号線を介してコントローラ７０２に結合される。コントローラ７０２は、偏光干渉計７１２に信号を印加して、干渉計７１２の一部であるＬＣＶＲ７１２ａ内に時間的に変化する光路遅延またはリターダンスを生じさせる。この時間的に変化する光路遅延は、光７０９の異なる偏光間のシフトを引き起こし、光路遅延の関数で変化するインターフェログラムを形成する出力光７１１をもたらす。インターフェログラムは、同じくコントローラ７０２に結合されている画像センサー７１４（例えば、センサピクセルのアレイまたは焦平面アレイ）によって検出される。画像センサー７１４は、インターフェログラムに基づいて静止画像および／またはビデオフレームを形成することができる。
【００４４】
リターダンスコントローラ７１８は、時間的に変化するリターダンス曲線を達成するために、デバイスコントローラ７０２に、制御信号をＬＣＶＲ７１２ａに印加するよう指示する。（装置７００および／またはコンピュータ７２４内に全体的または部分的に実装することができる）画像プロセッサ７２０は、このリターダンス曲線を、画像センサー７１４で検出されるインターフェログラムと共に、時間的に変化する経路遅延の尺度として使用する。検出された各インターフェログラムは、ＬＣＶＲ７１２ａの対応する位置での経路遅延の関数として変換を計算するとともに、処理されたインターフェログラムを、ハイパースペクトルデータキューブ内における計算結果位置の関数として計算することによって処理することができる。ハイパースペクトルデータキューブは、静止画像およびビデオの一方または両方として提供することができる。
【００４５】
インターフェログラムの短波長成分の測定感度を上げるために、コントローラ７０２は、ＬＣＶＲ７１２ａの電極７１２ａａに電圧を印加する。この電圧は、リターダンスを単調に変化させ、ある期間にわたってＬＣＶＲ７１２ａのリターダンスの時間に関する１次微分係数を変化させる。この期間の間、ＬＣＶＲ７１２ａを通過する光のインターフェログラムが、例えば、イメージャセンサー７１４を介して測定される。画像プロセッサ７２０は、光７０９をスペクトル的に分解するために、測定されたインターフェログラムを、この期間にわたるリターダンスの関数として変換することができる。
【００４６】
図８は、例示的な一実施形態による方法のフローチャートを示す。この方法は、液晶可変リターダに電圧を印加すること８００を含む。電圧は、ある期間にわたって液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させ、またリターダンスの時間に関する１次微分係数を変化させる。その期間の間、液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムが測定される８０１。この方法は、光をスペクトル的に分解するために、測定されたインターフェログラムを、その期間にわたるリターダンスの関数として変換すること８０２を、適宜含むことができる。
【００４７】
図９は、例示的な一実施形態による方法のフローチャートを示す。この方法は、ある期間にわたって液晶可変リターダのリターダンスを単調に変化させる電圧を液晶可変リターダに印加すること９００を含む。その期間の間、液晶可変リターダを通過する光の経路遅延が、不均一なリターダンス間隔で測定される９０１。
【００４８】
図１０の図表１０００は、例示的な一実施形態による異なるリターダンス範囲に対応する異なる間隔で、ＬＣＶＲを通じてインターフェログラムをどのようにしてサンプリングすることができるかを示す。インターフェログラムの測定は、第１のサンプリング時間１００６において、第１のリターダンス１００４を中心とする第１のリターダンス範囲１００２内で光をサンプリングすることを含む。この範囲１００２は、より低いリターダンス範囲であり、垂直方向に増大する経路遅延を有するより高いリターダンス範囲である第２および第３のリターダンス範囲１０１０、１０１８よりも、経路遅延ゼロに近いことを意味する。第１のサンプリング時間１００６では、第１のリターダンス１００４よりも大きさが大きい（経路遅延ゼロからより遠い）第２のリターダンス１０１２を中心とする第２のリターダンス範囲１０１０内で光をサンプルするのに使用される第２のサンプリング時間１００８で取得されるよりも多い数のサンプルが取得される。第１の期間１００６と第２の期間１００８との間のサンプル数のこの違いにより、液晶可変リターダを通過する光のインターフェログラムが、第１の期間１００６および第２の期間１００８を含む期間の間、不均一なリターダンス間隔でサンプリングされることになる。
【００４９】
第１のリターダンス範囲１００２は、第２のリターダンス範囲１０１０とサイズが同じでも異なってもよい。このことは、図示のような線形のリターダンス曲線１０１４、または図２に示した曲線２００に類似する区分線形曲線のような、増加するリターダンスおよびその１次微分係数を有するリターダンス曲線、もしくは図５に示したような曲線５０２に類似する滑らかな曲線に適用することができることに留意されたい。特定のサンプル時間内に異なる数のサンプルを取得することは、サンプル時間１０２０内にサンプリングされる第３のリターダンス範囲１０１８が示すように、２つよりも多いリターダンス範囲に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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