(57)【要約】入射光の画像を表す入射光（３４）を受光し、空間的に変調された光（３８）を形成するように前記入射光の強度を変調する空間光変調器（３０）と、前記空間的に変調された光を受光し、変調光の画像を形成するために前記空間的に変調された光の異なる部分に対して強度を検出する画像キャプチャー装置（４２）とを備えたイメージング装置であり、前記空間光変調器は前記入射光の異なる部分を異なる割合で減衰させるようにして、前記画像キャプチャー装置によってキャプチャーされた変調光の画像と、前記空間光変調器により前記入射光の画像の対応する部分に加えられた減衰の割合を表すデータとを組み合わせることよって前記入射光の画像の強度が与えられるイメージング装置。
2008501268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の画像を表す入射光を受光し、空間的に変調された光を形成するように前記入射光の強度を変調する空間光変調器と、
前記空間的に変調された光を受光し、変調光の画像を形成するために前記空間的に変調された光の異なる部分に対して強度を検出する画像キャプチャー装置とを備えたイメージング装置であり、
前記空間光変調器は前記入射光の異なる部分を異なる割合で減衰させるようにして、前記画像キャプチャー装置によってキャプチャーされた変調光の画像と、前記空間光変調器により前記入射光の画像の対応する部分に加えられた減衰の割合を表すデータとを組み合わせることよって前記入射光の画像の強度が与えられるイメージング装置。
【請求項２】
前記空間光変調器は前記変調された光の画像の強度のダイナミックレンジを減少させるように制御される請求項１に記載のイメージング装置。
【請求項３】
前記空間光変調器は前記変調された光の画像の強度のダイナミックレンジを前記画像キャプチャー装置のダイナミックレンジに一致させるように制御される請求項１または２のいずれかに記載のイメージング装置。
【請求項４】
前記空間光変調器によって前記入射光の画像のそれぞれ異なる部分に加えられた減衰の割合を制御するために、前記画像キャプチャー装置によってキャプチャーされた前記変調光の画像の強度に反応するフィードバックコントローラーを備える請求項１から３のいずれか一項に記載のイメージング装置。
【請求項５】
前記画像キャプチャー装置がＣＣＤアレイを備える請求項１から４のいずれか一項に記載のイメージング装置。
【請求項６】
前記画像キャプチャー装置はシングルまたは複数チャネル検出器であり、前記光変調器は検出される前記入射光の部分を選択する請求項１から４のいずれか一項に記載のイメージング装置。
【請求項７】
前記シングルチャネル検出器が
フォトダイオードと
光倍増管と
のいずれか一つである請求項６に記載のイメージング装置。
【請求項８】
前記画像キャプチャー装置が２光子検出器であり、前記光変調器は検出される前記入射光の部分を選択する請求項１から４のいずれか一項に記載のイメージング装置。
【請求項９】
インコヒーレントな入射光の画像が前記空間光変調器上でコヒーレントな入射光の画像に変換される請求項１から８のいずれか一項に記載のイメージング装置。
【請求項１０】
（ｉ）光学的にアドレスされた空間光変調器、又は
（ｉｉ）光屈折装置
のいずれか一つを用いてインコヒーレントな入射光の画像が前記空間光変調器上でコヒーレントな入射光の画像に変換される請求項１から９のいずれか一項に記載のイメージング装置。
【請求項１１】
入射光の画像を表す入射光を受光する段階と、
空間的に変調された光を形成するために前記入射光の強度を空間的に変調させる段階と、
前記空間的に変調された光をキャプチャーする段階と、
変調光の画像を形成するために前記キャプチャーされた変調光の異なる部分に対して強度を検出する段階とを備えるイメージング方法であり、
前記強度の空間的な変調は、前記入射光の異なる部分を異なる割合で減衰させるようにして、キャプチャーされた変調光の画像と、前記入射光の画像の対応する部分に加えられた減衰の割合を表すデータとを組み合わせることよって前記入射光の画像の強度が与えられるイメージング方法。
【請求項１２】
前記強度の空間的な変調は空間光変調器によって行われる請求項１１に記載のイメージング方法。
【請求項１３】
前記強度の空間的な変調は前記変調光の画像の強度のダイナミックレンジを減少させるように制御される請求項１１または１２のいずれかに記載のイメージング方法。
【請求項１４】
前記強度の空間的な変調は、前記変調光の画像の強度のダイナミックレンジを、前記変調された光をキャプチャーする段階に関連したダイナミックレンジに一致させるように制御される請求項１１から１３のいずれか一項に記載のイメージング方法。
【請求項１５】
前記変調光の画像の強度に依存して、前記強度の空間的な変調により前記入射光の画像のそれぞれ異なる部分に加えられる変調の割合を制御する段階を更に備える請求項１１から１４のいずれか一項に記載のイメージング方法。
【請求項１６】
前記変調光をキャプチャーする段階はＣＣＤアレイにより行われる請求項１１から１５のいずれか一項に記載のイメージング方法。
【請求項１７】
前記変調光をキャプチャーする段階はシングルまたは複数チャネル検出器により行われ、前期強度の変調は検出される前記入射光の部分を選択することを更に含む請求項１１から１５のいずれか一項に記載のイメージング方法。
【請求項１８】
前記シングルチャネル検出器が
フォトダイオードと
光倍増管と
のいずれか一つである請求項１７に記載のイメージング方法。
【請求項１９】
前記変調光をキャプチャーする段階は２光子検出器により行われ、前記強度の変調は検出される前記入射光の部分を選択することを更に含む請求項１１から１５のいずれか一項に記載のイメージング方法。
【請求項２０】
インコヒーレントな入射光の画像が空間光変調器上でコヒーレントな入射光の画像に変換される請求項１１から１９のいずれか一項に記載のイメージング方法。
【請求項２１】
（ｉ）光学的にアドレスされた空間光変調器、又は
（ｉｉ）光屈折装置
のいずれか一つを用いてインコヒーレントな入射光の画像が前記空間光変調器上でコヒーレントな入射光の画像に変換される請求項１１から２０のいずれか一項に記載のイメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージング装置及びイメージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在では、広視野イメージング素子が多数存在し、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラやイメージインテンシファイア（ｉｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が挙げられる。このようなイメージング素子の多くでは、設定を制御することが可能で、結果として出力される画像の質を改善するために用いることができる。この設定により、イメージング素子を、幅広いタイプの入射画像について用いることができるようになる。このような設定の一つはイメージング素子の“ゲイン”であり、強度を増倍させ、同じような値を有する入射強度と強度を区別し、細部まで露光させることを補助するために用いられ得る。もう一つの素子の設定は“露光時間”または“積分時間”であり、入射画像が結果として生じる画像に影響を与える時間を制御する。ゲインや露光という設定は特に不鮮明であったり暗かったりする対象の画像をキャプチャーする際に役立つ。
【０００３】
図１は、例えばＣＣＤカメラといったイメージング素子によってキャプチャーされる入射画像の光の強度の例示的なプロットである。入射画像は広範な値の強度を有している。強度のサンプルの大部分１０は比較的値強度が低く、相対的に暗い領域を表している。一方、強度のサンプルの領域１２は強度のレベルが高い入射光を表している。図２は図１のプロットの断面図である。
【０００４】
図１に示すように、入射画像が光の強度の低い暗い領域と光の強度の高い明るい領域の両方を有している場合には問題が生じえる。イメージング素子の積分時間が長過ぎてしまうと、飽和してしまう可能性があり、例えば光の強度の高い領域１２において、イメージング素子は入射光に対する（線形の）反応性を失い、光の強度の高い領域１２に関する強度のサンプル値は最大値となっていると考えられる。図３は飽和が起きた場合の強度の例示的なプロットである。線２０は露光期間にイメージング素子に入射する光の（積分された）強度のプロットである。Ｉｍａｘはイメージング素子が忠実に記録できる（積分された）強度の最大値である。従って、線２２は結果として得られる入射光の（積分された）強度を表しており、（積分された）強度はＩｍａｘ以下であるように制限されていて、細部は失われてしまう。
【０００５】
積分時間が長過ぎるように設定されている場合には更なる問題が生じえる。例えばＣＣＤカメラといったイメージング素子のいくつかにおいては、“ブルーミング”として知られている効果が生じえて、一旦サンプル強度のいくつかが飽和レベルに達すると、飽和領域の周囲のサンプルに対して誤った高い値が与えられてしまう。
【０００６】
従って、イメージング素子の積分時間が入射光の画像に依存して正しく設定されていることを確実にすることが重要である。図４は図３と同じような（積分された）強度の例示的なプロットであるが、積分時間が減少されている。線２４は減少された積分期間にイメージング素子によってキャプチャーされる（積分された）強度を示す。積分時間が減少しているので、キャプチャーされる（積分された）強度の最大値は、キャプチャー可能な（積分された）強度Ｉｍａｘに近くなっている。
【０００７】
図４はまた、イメージング素子が制御可能なゲインの設定を利用している場合の（積分された）強度の例示的なプロットを示しており、ゲインの設定は強度を増倍させるものとして作用している。積分時間を調節する代わりに、キャプチャーされる（積分された）強度を減少させるためにゲインの設定を調節することが可能であり、線２４に従った（積分された）強度が得られる。
【０００８】
イメージング素子の積分時間やゲインの設定を減少させることは、高い強度を有する入射画像の領域を忠実にキャプチャーするためには有用であるが、そのような調節は、低い強度を有する入射する画像の領域を得ることに対して負の影響を持ちえる。図５は、図４の範囲２６を拡大した強度のプロットであり、範囲２６は（積分された）強度が低く入射画像の明るさの低い部分に対応する。イメージング素子が積分時間を減少させたりゲインの設定を減少させたりするように設定されている時には、入射光の積分された強度の信号レベルは、キャプチャーされる光の強度の信号レベルよりもずっと大きい。これにより細部は著しく失われてしまう。例えば、キャプチャーされる強度がデジタル化されるのであれば、強度の低い領域を描画するために用いられるビットの有効数は、イメージング素子について積分時間が長かったりゲインの設定が高かったりするように選択された場合よりも少なくなる。更には、低いレベルの信号はノイズに埋もれてしまうかもしれず、強度の情報は劣化してしまう。
【０００９】
従って、光の強度が高い領域と低い領域の両方を有する入射画像をキャプチャーすることは困難である。イメージング素子のゲインの設定や積分時間を高い光の強度に適応するように調節することは、光の強度が低い領域に対応するキャプチャーされる強度の質／解像度に対して逆効果である。
【００１０】
画像の高い強度と低い強度の両方の情報を忠実に記録するイメージング検出器の性能は、ダイナミックレンジによって表される。
【００１１】
ダイナミックレンジが限定されるというこの問題は、一連の電子的に記録された画像が最終的な画像を形成するために処理される際に悪化しうる。強度は一連の画像における変化を評価するために規格化される必要があることがしばしばあるので、一連の画像を処理することにより、常に最終的な画像のダイナミックレンジは更に減少する。このようなことは、例えば蛍光寿命イメージングにおいて起きる。蛍光寿命イメージングにおいては、例えばマーカー染料といった蛍光分子が特定の特徴を有する領域を区別するために用いられ、光学イメージング技術が全時間にわたる蛍光体の配置のマップを作り出すために用いられる。
【００１２】
ダイナミックレンジが制限されていることが原因となるもう一つの問題は、例えば画像からバックグラウンドを取り除くといった処理の際に生じえる。この場合、バックグラウンドが興味のある領域よりも大きな強度を有している。従って、バックグラウンドが取り除かれると、結果として生じる画像は、オリジナルのイメージング素子のダイナミックレンジの僅かな部分のダイナミックレンジしか有さない。
【００１３】
この問題を解決する周知の方法の一つは、可能な限りダイナミックレンジが大きいイメージング素子を用いることであり、これにより、明るい領域が再現されるのと同時に、不鮮明であったり暗かったりする領域が細部まで十分に再現される。ＣＣＤカメラは典型的にはピクセルのビット深さが１６ビットに制限されている。一般的にダイナミックレンジのより高いイメージング素子は高価であり、また低速である。
【非特許文献１】Ｃ．Ｙａｎｇ、Ｊ．Ｍｅｒｔｚ、「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｎｆｏｃａｌ  ｌａｓｅｒ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｗｉｔｈ  ａ  ｖｉｒｔｕａｌ  ｐｉｎｈｏｌｅ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」、ＯＰＴＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ、２００３年、第２８巻、ｐ．２２４−６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、例えば不鮮明であったり暗かったりする対象が明るい対象に密接している画像といった強度の幅が広い入射画像を、十分なダイナミックレンジを備えて再現することが可能なイメージング素子が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一側面によると、本発明は、
入射光の画像を表す入射光を受光し、空間的に変調された光を形成するように前記入射光の強度を変調する空間光変調器と、
前記空間的に変調された光を受光し、変調光の画像を形成するために前記空間的に変調された光の異なる部分に対して強度を検出する画像キャプチャー装置とを備えたイメージング装置であり、
前記空間光変調器は前記入射光の異なる部分を異なる割合で減衰させるようにして、前記画像キャプチャー装置によってキャプチャーされた変調光の画像と、前記空間光変調器により前記入射光の画像の対応する部分に加えられた減衰の割合を表すデータとを組み合わせることよって前記入射光の画像の強度が与えられるイメージング装置を提供する。
【００１６】
入射画像をダイナミックレンジの減少した変調画像になるように強度を変調することにより、画像を記録するためにダイナミックレンジの低いイメージング装置を用いることが可能になるということを本発明は認識している。これにより、ダイナミックレンジが低く安価であり高速なイメージング装置が使用できるようになる。光変調器のダイナミックレンジは効果的に画像キャプチャー装置のダイナミックレンジを増大させる。変調プロセスの間に用いられた設定は、後にキャプチャーされた画像を読み取るために記録される。
【００１７】
好ましい実施形態においては、空間光変調器が用いられ、入射光の強度のレンジと比較すると減少した強度のレンジを有する変調光が生成される。このような実施例においては、変調光をキャプチャーするために入射光よりも小さなダイナミックレンジを備えた画像キャプチャー装置を用いることが可能となる。ＣＣＤカメラ等のダイナミックレンジが大きいキャプチャー装置は高価でありまた低速であるので、このように光変調器を用いる本発明の実施例は、無変調入射光のフルレンジを忠実にキャプチャーするのに十分に広いダイナミックレンジを備えた画像キャプチャー装置を用いるイメージング装置よりも、安価であり、また高速である。
【００１８】
更には、本発明の実施例においては任意の強度のダイナミックレンジを備えた変調光を生成する光変調器を用いることができるが、本発明の好ましい実施例においては、キャプチャー装置のダイナミックレンジと一致する強度のダイナミックレンジを備えた変調光を生成する光変調器が用いられる。こうすることにより、キャプチャー装置が最大限の効果を奏するように用いられる。変調光の強度のレンジがキャプチャー装置のダイナミックレンジよりも小さいならば、キャプチャーされた画像に関連する帯域が無駄になり、キャプチャーされた画像は、そうでなければ可能であったはずの場合よりも細部が表されないことになってしまう。変調光の強度のレンジがキャプチャー装置のダイナミックレンジよりも大きいならば、強度のレンジが大きい画像を忠実にキャプチャーできるかという同じような問題がやはり存在してしまう可能性がある。
【００１９】
本発明の更に好ましい実施例は、画像キャプチャー装置によってキャプチャーされる変調光の画像の強度に反応して、光変調器がもたらす減衰を制御するようなフィードバックコントローラーを備える。フィードバックコントローラーにより、入射光の画像に依存して入射光の異なる部分を光変調器が減衰させる方法を制御することが可能になるという更なる利点が提供される。従って、画像キャプチャー装置に対して最適な変調光の画像を生成することを目的として光変調器を制御することが可能である。例えば、変調光の強度のダイナミックレンジが画像キャプチャー装置のダイナミックレンジと一致するようにフィードバックコントローラーは光変調器を制御することができる。フィードバックコントローラーは画像毎をベースとして光変調器を制御することができるので、それにより、イメージング装置がどのような入射光に対しても適切に適合することができる。
【００２０】
好ましい実施例においては、画像キャプチャー装置は、例えばＣＣＤアレイやＣＭＯＳ検出器アレイといった２次元アレイの検出器である。コヒーレント光イメージングに対して、好ましい実施例は、（ａ）フォトダイオードや光倍増管等のシングルまたは複数チャネル検出器、または（ｂ）入射光の強度分布が一様である度合いを示す光信号をサンプリングするために採用される２光子検出器を含む。コヒーレントイメージングの好ましい実施例においては、開口部の後ろに設けられたシングルまたは複数チャネル検出器、または空間的に変調された光の画像のフーリエ平面内に配置された２光子（強度依存）検出器
が利用される。シングルまたは複数チャネル検出器を用いて、一様な出力画像を形成するような変調器に対するフィードバックを与えることにより、広視野イメージングにおいて普通では検出不可能な波長を検出できる可能性があり、例えば、シングルまたは複数チャネル検出器しか利用できない波長の検出が挙げられる。
【００２１】
本発明の他の側面によると、本発明は、
入射光の画像を表す入射光を受光する段階と、
変調光を形成するために前記入射光の強度を空間的に変調させる段階と、
変調光をキャプチャーする段階と、
変調光の画像を形成するために前記キャプチャーされた変調光の異なる部分に対して強度を検出する段階とを備えるイメージング方法であり、
前記強度の空間的な変調は、前記入射光の異なる部分を異なる割合で減衰させるようにして、キャプチャーされた変調光の画像と、前記入射光の画像の対応する部分に加えられた減衰の割合を表すデータとを組み合わせることよって前記入射光の画像の強度が与えられるイメージング方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施例を添付した図面を参照して、例示的にのみ説明する。
【００２３】
図６は、空間光変調器（ＳＬＭ）３０からの光を受光するように配置されたキャプチャー装置４２を概略的に例示する。ＳＬＭ３０は入射光３４を受光し、変調し（強度を減少させ）、変調光３８を出力する。本質的には、ダイナミックレンジについての負担（のいくらか）は、キャプチャー装置４２からＳＬＭ３０へと移される。応用例の一つとして、火事になっている建物において画像を得ることが挙げられる。生医学的応用も多数あり、例えば、視野に一種以上の蛍光体が存在し、ある種の蛍光体が他の蛍光体よりもずっと明るい場合の蛍光イメージング等が挙げられる。具体的な応用には、分光イメージングや蛍光寿命イメージングが含まれ、記録される蛍光体のプロファイルを正確にフィッティングできるような最小のダイナミックレンジが要求される。一つの種の蛍光体が弱い一方で他の蛍光体がイメージング検出器を飽和させているような場合には、このような要求は非常に厳しいものとなる。
【００２４】
光変調器には多数の異なる種類が存在し、キャプチャー装置４２と共に使用できることは認識されたい。本実施例においては、ＳＬＭ３０が用いられる。ＳＬＭについては当該技術分野において周知であり、ここでは詳述しない。簡単に言うと、ＳＬＭ３０は、入射画像内の入射光サンプルの空間的な位置に依存して入射光の強度を変調することができる。例えば、ＳＬＭ３０は、入射光３４の左半分を、入射光３４の右半分よりも大きい割合で変調するように設計されてもよい。ＳＬＭ３０は一つ一つの画素をベースにして選択的に光を変調することも可能である。
【００２５】
図７はＳＬＭ３０により如何に入射光が変調され得るのかを示す例示的なプロットである。プロット７ａは、図１と同じ入射画像の強度のプロットである。図１に示すように、入射画像の強度が低い領域１０と入射画像の強度の高い領域１２とが存在する。
【００２６】
プロット７ｂはＳＬＭ３０によって加えられる変調の度合いのプロットである。入射光の強度の高い領域１２に対してより高いレベルの変調が加えられるようにＳＬＭ３０は設定されていることに留意されたい。しかしながら、変調レベルは、必ずしも入射光の強度に厳密に一致していない。変調レベルは空間的な位置に依存しているので、低い強度レベルに対しては、高い強度レベルよりも大きな度合いで変調されるようにすることも可能である。
【００２７】
プロット７ｂに示すようにＳＬＭ３０の変調レベルが設定されていると、変調光３８の強度レベルはプロット７ｃに示すようになる。見てわかるように、変調光３８のダイナミックレンジは入射光３４のダイナミックレンジよりも著しく低くなっている。
【００２８】
従って、変調光３８のダイナミックレンジが入射光３４よりも低くなるようにＳＬＭ３０を設定することが可能であり、それにより、ダイナミックレンジの低下したキャプチャー装置４２を用いることが可能となる。このようなダイナミックレンジの低下したキャプチャー装置４２は、一般的にダイナミックレンジの高いキャプチャー装置よりも安価であり、高速である。当然のことではあるが、キャプチャーされる変調光を読み取るためには、入射光３４に加えられた変調の度合いを知ることが必要となる。従って、ＳＬＭ３０はそれ自体の固有のダイナミックレンジを有しており、図６の装置は、ダイナミックレンジについての“負担”のいくらかをキャプチャー装置４２からＳＬＭ３０へと移しているものとして見ることができる。例えば、３２ビットのキャプチャーされる画像は、キャプチャー装置４２からの１６ビットのダイナミックレンジ及びＳＬＭ３０からの１６ビットのダイナミックレンジに対応することができる。
【００２９】
変調光３８のダイナミックレンジは、キャプチャー装置４２のダイナミックレンジに一致していることが好ましい。ＳＬＭ３０が入射光３４を変調し過ぎてしまうと、キャプチャー装置４２のダイナミックレンジが最大限の効果を奏するようには用いられない。しかしながら、ＳＬＭ３０が、入射光３４を十分に変調しないと、キャプチャー装置４２が、幅広い強度レベルを有する入射画像を忠実にキャプチャーすることが困難なままになる可能性がある。
【００３０】
図６にはまたフィードバックチャネル４３が示されている。キャプチャー装置は接続部４６を介してコンピュータ４４に接続されている。コンピュータ４４はキャプチャー装置４２によってキャプチャーされる変調光３８を分析し、フィードバックチャネル４３を介してＳＬＭ３０に制御信号を送信する。コンピュータ４４は、ＳＬＭ３０が入射光３４を変調する方法を調節することにより、結果として生じるキャプチャーされる画像を改善するように動作する。この調節は、キャプチャー装置４２に最適な変調光３８を作り出すことを目的としている。例えば、コンピュータ４４は、変調光３８の強度のダイナミックレンジがキャプチャー装置４２のダイナミックレンジに一致するまで、ＳＬＭによって加えられる変調を繰り返して制御することができる。
【００３１】
図８の実施例では、ＳＬＭ３０からの信号出力を記録するためのシングルチャネル検出器５０が一つ以上用いられており、ＳＬＭ３０は選択的に個々の画素に対応する光を次から次へと順次通過させるので、検出される強度を準一様にする適切なフィードバックが提供される。従って、シングルまたは複数チャネル検出器５０によるコヒーレント光イメージングが達成される。これにより、広視野イメージング検出器が使用できない状況において、シングルまたは複数チャネル検出器５０によるイメージングが可能になる。入射画像３４はコヒーレントであると仮定されていることには留意されたい。コヒーレント画像が形成されることは、用いられているイメージングシステムの当然の結果である。または、光学的にアドレスされた空間光変調器または光屈折装置を用いることにより、インコヒーレント画像をコヒーレント画像に変換することが可能である。
【００３２】
シングルチャネル検出器は５０は、平面波（準一様な画像）が最も効率的に結合される空間フィルターの後ろに配置されてもよい。例えば、これは、光ファイバー結合検出器である。空間フィルターは単純には、焦点（フーリエ）平面に開口部（ピンホール）５３を備えたレンズ５１である。ピンホールによりはじかれた光を検出するために第２検出器を用いることができ、第１信号（ピンホールを介して収集された）第１信号と対比して用いられる第２信号が提供され、空間光変調器の全体の減衰量に依存しない変調画像の一様性がよりよく測定される。
【００３３】
代わりに、図９に示すように、レンズ５１を介してフーリエ平面内の２光子検出器５２上に変調光３８を収束させることが可能である。２光子検出器の出力は入射強度の非線形な関数であり、入射画像が平面波または一様な画像である際に最大の信号が与えられる。このような方法は、コンフォーカル顕微鏡実験において有効的な“ピンホール検出器”を提供するために用いられている（例えば、非特許文献１を参照されたい）。
【００３４】
この方法は、検出器が入射する放射波長の半分の波長に敏感であるという有益な特徴も有している。従って、例えば、中間赤外線付近のイメージングの応用に用いることができる。
【００３５】
図８及び９の実施例の主な応用としては、適切なイメージング装置が利用できなかったり、イメージング装置が高価または敏感でなかったりした場合に、シングルチャネル検出器または２光子検出器を用いて、全視野イメージングを達成することが挙げられる。応用の一つとしては、検出器が殆んど存在せず、存在する検出器が非常に高価である中間赤外線イメージング（１．８μｍ以上）が挙げられる。
【００３６】
利用できるイメージング検出器が存在しない場合には、２光子検出器により、半分の波長が適切となる検出器を用いることができるようになる。
【００３７】
非線形和周波発生方法を用いることも可能であり、パワーの局在した振動子を入ってくる放射と混合させることにより、検出可能な信号が発生される。これをシングルチャネル検出器、イメージング検出器において実施することは容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】イメージング装置によって得られる入射画像に対する光の強度の例示的なプロットである。
【図２】図１のプロットの断面図である。
【図３】飽和が起きた時の強度の例示的なプロットである。
【図４】図３に類似するが積分時間が減少されている強度の例示的なプロットである。
【図５】図４からある強度の範囲を拡大した強度のプロットである。
【図６】光変調器に結合されたキャプチャー装置を概略的に示す図である。
【図７】空間光変調器により如何に入射光が変調され得るのかを示す例示的なプロットである。
【図８】変調光の画像のフーリエ平面内の開口部の後ろに配置されたシングルチャネル検出器を用いたイメージング装置を概略的に示す図である。
【図９】変調光の画像のフーリエ平面内の二光子検出器を用いたイメージング装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
３０  空間光変調器
３４  入射画像
３８  変調光
４２  イメージング検出器
４３  フィードバックチャネル
４４  コンピュータ
４６  接続部
５０  シングルチャネル検出器
５１  レンズ
５２  ２光子検出器
５３  ピンホール
【図１】
2008501268.tif 000003
【図２】
2008501268.tif 000004
【図３】
2008501268.tif 000005
【図４】
2008501268.tif 000006
【図５】
2008501268.tif 000007
【図６】
2008501268.tif 000008
【図７】
2008501268.tif 000009
【図８】
2008501268.tif 000010
【図９】
2008501268.tif 000011
【国際調査報告】
2008501268.tif 000012
2008501268.tif 000013
2008501268.tif 000014