(57)【要約】患者または被写体を撮像するハイパースペクトル撮像システムを提供する。一実施形態において、ハイパースペクトル撮像システムは、近位端および遠位端を有する筐体を含む。ハイパースペクトル撮像システムは、筐体の近位端に連結された前置光学系モジュールも含み、前置光学系モジュールは、患者から電磁信号を受信するように構成されたものである。更に、ハイパースペクトル撮像システムは、筐体の内側で連結された波長分散モジュール、および、筐体の遠位端に連結された検出器を含む。前置光学系モジュールは、回転光学レンズを含みうる。
2020510818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイパースペクトル撮像システム（１０）において、
被写体から電磁信号（３０）を受信するように構成され、回転光学レンズ（４２）を含む前置光学系モジュール（２６）と、
前記電磁信号（３０）を前記前置光学系モジュール（２６）から受信するように構成された波長分散モジュール（３４）と、
前記電磁信号（３０）を前記波長分散モジュール（３４）から受信するように構成された検出器（３８）と
を含むシステム。
【請求項２】
前記回転光学レンズ（４２）は、球面レンズ（４２ａ）である、請求項１に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項３】
前記波長分散モジュール（３４）は、分光計である、請求項１または２に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項４】
前記分光計は、オフナー分光計（５０）である、請求項３に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項５】
前記オフナー分光計（５０）は、
前記電磁信号（３０）を受信し、前記前置光学系モジュール（２６）の入射面（６２）へと通すように構成されたスリット（５４）と、
前記スリット（５４）を通った前記電磁信号（３０）を受信して反射するように構成された第１のミラー（６４）と、
前記第１のミラー（６４）によって反射された前記電磁信号（３０）を受信して回折するように構成された回折格子（７２）と、
前記回折格子（７２）によって回折された前記電磁信号（３０）を受信して反射するように構成された第２のミラー（７６）と
を含むものである、請求項４に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項６】
前記スリット（５４）は、移動自在スリットである、請求項５に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項７】
前記移動自在スリットを制御するように構成されたジャイロスコープまたは加速度計を、
更に含む、請求項６に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項８】
前記移動自在スリットは、重さを加えられて、重力効果で移動するものである、請求項６または７に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項９】
前記被写体は、生物組織を含むものである、請求項１から８のいずれか１項に記載のハイパースペクトル撮像システム（１０）。
【請求項１０】
被写体からの画像取得方法において、
請求項１のハイパースペクトル撮像システム（１０）を提供する工程と、
前記回転光学レンズ（４２）を、前記被写体の上で回転させる工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１７年２月９日出願の米国仮特許出願第６２／４５６、７５６号の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、ハイパースペクトル撮像に関する。特に、本明細書に記載の実施形態は、分光計とインターフェース接続された前置光学系を含むコンパクトで軽量な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ハイパースペクトル撮像が、遠隔撮像および検出技術として登場している。ハイパースペクトル撮像の利用例は、医学診断、軍事および航空宇宙分野の空中からの偵察および調査、環境監視、農業監視、地質調査、並びに、鉱物探査を含む。
【０００４】
ハイパースペクトル撮像システムは、現実世界のシーンでの物体の分光特性を測定するものである。典型的には、シーンを格子に分割して、各格子要素について、スペクトルを測定する。スペクトルは、典型的には、シーン内の物体から反射および／または散乱した光からなる。撮像中に、関心シーンを断層に分割し、各断層を別々に撮像する。断層の試料を順に集めることによって、シーンの画像を取得する。
【０００５】
ハイパースペクトル画像の取得は、広範囲の波長に亘って、シーンの各断層からスペクトルを取得する工程を含む。シーン内の異なる物体は、多数の波長で光を反射または散乱するので、広い波長範囲が望ましい。分光データを広い波長範囲に亘って取得することによって、シーン内の異なる物体を、非常に正確に特定および識別することが可能になる。ハイパースペクトル画像の画質を高めるには、空間解像度および波長解像度を確実に高くすることが必要である。ハイパースペクトル撮像において、高い波長解像度は、検出波長範囲を一連の狭い連続した波長帯域に分割し、各帯域を別々に検出することによって、実現される。ハイパースペクトル撮像の波長帯域は、１０ｎｍ以下でありうる。一連の狭い波長帯域に亘ってスペクトルを取得することで、シーン内の物体について、より詳細な情報を提供し、個々の物体の正確な判別が可能になる。最近、検出器設計、画像処理、および、データ保存が進歩したことで、検出分光帯域の波長範囲を狭くすることが可能になった。
【０００６】
現在、ハイパースペクトル撮像に用いられる方法は、よりコンパクトで搬送自在な装置を用いた様々な技術を含む。これらの様々な技術は、広範囲の使用に適するようになっているが、効率性および利便性を更に高める必要があり、ハイパースペクトル撮像を用いる様々な利用例でのユーザからの要求がある。
【発明の概要】
【０００７】
一実施形態によれば、ハイパースペクトル撮像システムを提供する。ハイパースペクトル撮像システムは、被写体から電磁信号を受信するように構成され、回転光学レンズを含む前置光学系モジュールと、電磁信号を前置光学系モジュールから受信するように構成された波長分散モジュールと、電磁信号を波長分散モジュールから受信するように構成された検出器とを含む。
【０００８】
他の実施形態によれば、被写体からの画像取得方法を提供する。被写体からの画像取得方法は、ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程を含む。ハイパースペクトル撮像システムは、回転光学レンズを有する前置光学系モジュール、波長分散モジュール、および、検出器を含む。被写体からの画像取得方法は、回転光学レンズを、被写体の上で回転させる工程を更に含む。
【０００９】
更に他の実施形態によれば、画像取得方法を提供する。画像取得方法は、ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程を含む。ハイパースペクトル撮像システムは、回転光学レンズを含み、被写体から電磁信号を受信するように構成された前置光学系モジュール、電磁信号を前置光学系モジュールから受信するように構成されたオフナー分光計、および、電磁信号をオフナー分光計から受信するように構成された検出器を含む。画像取得方法は、回転光学レンズを、被写体の上で回転させる工程であって、被写体から電磁信号を取得する工程を含むものである工程と、回転光学レンズによって取得された電磁信号を、オフナー分光計のスリットに向けて、電磁信号を、オフナー分光計を通って、検出器へと送る工程とを更に含む。
【００１０】
本明細書の記載は、ハイパースペクトル撮像システムにも及び、それは、
被写体から電磁信号を受信するように構成され、回転光学レンズを含む前置光学系モジュールと、
電磁信号を前置光学系モジュールから受信するように構成された波長分散モジュールと、
電磁信号を波長分散モジュールから受信するように構成された検出器と
を含む。
【００１１】
本明細書の記載は、被写体からの画像取得方法にも及び、それは、
ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程であって、ハイパースペクトル撮像システムは、
回転光学レンズを有する前置光学系モジュール、
波長分散モジュール、および、
検出器を含むものである工程と、
回転光学レンズを、被写体の上で回転させる工程と
を含む。
【００１２】
本明細書の記載は、画像取得方法にも及び、それは、
ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程であって、ハイパースペクトル撮像システムは、
回転光学レンズを含み、被写体から電磁信号を受信するように構成された前置光学系モジュール、
電磁信号を前置光学系モジュールから受信するように構成されたオフナー分光計、および、
電磁信号をオフナー分光計から受信するように構成された検出器を含むものである工程と、
回転光学レンズを、被写体の上で回転させる工程であって、被写体から電磁信号を取得する工程を含むものである工程と、
回転光学レンズによって取得された電磁信号を、オフナー分光計のスリットに向けて、電磁信号を、オフナー分光計を通って検出器へと送る工程と
を含む。
【００１３】
更なる特徴および利点を、次の詳細な記載に示し、それは、部分的には、当業者には、その記載から明らかであるか、または、次の詳細な記載、請求項、および、添付の図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することにより、分かるだろう。
【００１４】
ここまでの概略的記載および次の詳細な記載の両方が、例示にすぎず、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図すると、理解すべきである。添付の図面は、更なる理解のために含められたものであり、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を示し、明細書の記載と共に、様々な実施形態の原理および動作を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態によるハイパースペクトル撮像システムを示す概略図である。
【図２】他の実施形態によるハイパースペクトル撮像システムを示す概略図である。
【図３】更に他の実施形態によるハイパースペクトル撮像システムを示す概略図である。
【図４Ａ】一実施形態による円筒レンズを有するハイパースペクトル撮像システムの概略図である。
【図４Ｂ】一実施形態による球面レンズを有するハイパースペクトル撮像システムの概略図である。
【図４Ｃ】一実施形態による非球面レンズを有するハイパースペクトル撮像システムの概略図である。
【図４Ｄ】一実施形態によるボールレンズを有するハイパースペクトル撮像システムの概略図である。
【図５】一実施形態による患者を横切るように回る回転光学レンズを有するハイパースペクトル撮像システムの概略図である。
【図６】一実施形態による患者からの画像取得方法を概略的に示すフローチャートである。
【図７】他の実施形態による患者からの画像取得方法を概略的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書の記載目的では、「上方」、「下方」、「右」、「左」、「後方」、「前方」、「垂直」、「水平」、および、それらから派生する用語は、図１に示した向きの装置に関するものとする。しかしながら、別段の明示的記載がない限りは、装置は、様々な代わりの向き、および、工程順序を想定しうると理解すべきである。添付の図面に示し、以下の明細書に記載した具体的な装置および処理は、添付の請求項で画定した発明の概念の単なる例示的な実施形態にすぎないことも理解すべきである。したがって、本明細書に開示した実施形態に関する具体的な寸法、および、他の物理的特性は、請求項にそうでないと記載がない限りは、限定するものと考えるべきではない。
【００１７】
本明細書において、２つ以上の項目を列挙する時に、「および／または」という用語を用いた場合には、列挙した項目の任意の１つだけを採用するか、または、列挙した項目の２つ以上の任意の組合せを採用しうることを意味する。例えば、組成物が成分Ａ、Ｂ、および／または、Ｃを含むと記載した場合には、その組成物は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢの組合せ、ＡおよびＣの組合せ、ＢおよびＣの組合せ、または、Ａ、Ｂ、Ｃの組合せを含みうる。
【００１８】
ここで、本発明の好適な実施形態を詳細に記載し、その例を、添付の図面に示す。全図を通して、同じ、または、類似の部分を指すには、可能な限り、同じ参照番号を用いる。
【００１９】
ここで、図１〜４Ｄを参照して、被写体を撮像するハイパースペクトル撮像システム１０（図４Ａ〜４Ｄ）を提供する。ハイパースペクトル撮像システム１０は、前置光学系モジュール２６に光学的に連結されたハイパースペクトルカメラ４６を含む。ハイパースペクトルカメラ４６は、近位端１８および遠位端２２を有する筐体１４を含む。前置光学系モジュール２６は、筐体１４の近位端１８に連結されて、電磁信号３０を被写体から受信するように構成される。ハイパースペクトルカメラ４６は、筐体１４の内側で連結された波長分散モジュール３４、および、筐体１４の遠位端２２に連結された検出器３８を含む（図１〜３）。前置光学系モジュール２６は、回転光学レンズ４２を含む。本明細書で用いるように、回転光学レンズは、露出した曲面を有するレンズであり、被撮像物体と直接接触させて配置可能であり、被撮像物体と直接接触させた状態で回転させて、走査領域を増加させうる。回転光学レンズ４２の実施形態は、円筒レンズ４２ａ（図４Ａ）、球面レンズ４２ｂ（図４Ｂ）、非球面レンズ４２ｃ（図４Ｃ）、および、ボールレンズ４２ｄ（図４Ｄ）を含む。
【００２０】
本開示は、重さ、または、空間的な制約のある利用例に適したコンパクトなハイパースペクトル撮像システム１０を提供する。ハイパースペクトル撮像システム１０は、前置光学系モジュール２６、および、波長分散モジュール３４を有するハイパースペクトルカメラ４６を含む。ハイパースペクトル撮像システム１０は、検出器３８および補助的電子機器も含みうる。前置光学系モジュール２６は、回転光学レンズ４２を含む。波長分散モジュール３４は、分光計でありうる。検出器３８は、センサ、カメラ、焦点面アレイ、若しくは、スペクトルの可視および近赤外線（ＮＩＲまたはＳＷＩＲ）部分の電磁信号を検出可能な他の装置でありうる。補助的電子機器は、前置光学系モジュール２６の配置、波長分散モジュール３４の動作、または、検出器３８の動作を助けうる。補助的電子機器は、画像データまたは撮像ソフトウェアを保存するメモリ、並びに、撮像ソフトウェアを作動させる１つ以上のマイクロプロセッサーを含みうる。
【００２１】
前置光学系モジュール２６と波長分散モジュール３４は、共通の光路に沿って、動作自在に連結されうる。波長分散モジュール３４と検出器３８も、共通の光路に沿って、動作自在に連結されうる。前置光学系モジュール２６は、画像データをシーンから取得し、それを波長分散モジュール３４に向けて、波長分散モジュール３４は、画像データを波長により分解して検出器に向けて送り、画像データが感知、数値化、および／または、記録されるようにする。
【００２２】
ハイパースペクトル撮像システム１０は、現実世界のシーンおよび被写体から、電磁信号の形態の画像データを取得し、電磁信号に基づいて、シーン内の物体同士を識別可能とするのに十分な解像度を提供する。いくつかの実施形態において、被写体または現実世界のシーンは、患者、生物組織、生物器官、哺乳類、脊椎動物、表面、若しくは、電磁信号３０を反射または透過しうる他の物体を含みうる。前置光学系モジュール２６は、シーン内の患者または被写体から反射、放射、出射、散乱、および／または、他の方法で発せられた電磁信号３０を取得する。一実施形態において、前置光学系モジュール２６は、電磁信号３０をシーン内の患者または被写体から受信して、それを、波長分散モジュール３４のスリット５４へと合焦させる（図１、２）。前置光学系モジュール２６は、回転光学レンズ４２を含む。
【００２３】
波長分散モジュール３４は、電磁信号３０を前置光学系モジュール２６から受信し、それを、波長により、分離または分散させる。波長分散モジュール３４は、回折格子、プリズム、レンズ、および、ミラーなどの光学要素を含みうる。波長分散モジュール３４は、分光計でありうる。分光計は、（図１に示した）オフナー分光計５０でありうる。オフナー分光計５０は、特にコンパクトな分光計であり、ハイパースペクトル撮像システム１０の小型化を可能にする。オフナー分光計５０の例が、米国特許第７、６９７、１３７号明細書に記載されており、その開示は、全体として、参照により、本明細書に組み込まれる。
【００２４】
波長分散モジュール３４は、光を、検出部または検出器３８に向けうる。検出部３８は、波長分散部によって分散された電磁信号３０の波長、強度、偏光状態、または、他の特性を検出する。検出部は、光検出器、ＣＣＤ装置、ダイオードアレイ、焦点面アレイ、ＣＭＯＳ装置、または、現実世界のシーン内の物理的物体に関連した波長範囲に亘って反射した電磁波を感知する従来から知られた他の種類の画像検出器でありうる。
【００２５】
ここで、図１を参照して、ハイパースペクトル撮像システム１０の実施形態を記載する。ハイパースペクトルカメラ４６は、筐体１４の内側で連結されたオフナー分光計５０を含む。ハイパースペクトルカメラ４６は、スリット５４、および、筐体１４に取り付けられた検出器３８を含む。図示した実施形態において、波長分散モジュール３４は、分光計であり、具体的には、分光計は、オフナー分光計５０である。オフナー分光計５０は、１片の透過性材料５８から作られた１対１の光学中継部であり、入射面６２、第１のミラー６４（図示したように、反射膜６８が透過性材料５８の表面に塗布された時に形成される）、回折格子７２（図示したように、反射膜６８が透過性材料５８の表面に塗布された時に形成される）、第２のミラー７６（図示したように、反射膜６８が透過性材料５８の表面に塗布された時に形成される）、および、出射面８０を含む。いくつかの実施形態において、オフナー分光計は、電磁信号３０を受信して前置光学系モジュール２６の入射面６２へと通すように構成されたスリット５４、スリット５４を通った電磁信号３０を受信して反射するように構成された第１のミラー６４、第１のミラー６４によって反射された電磁信号３０を受信して回折するように構成された回折格子７２、および、回折格子７２によって回折された電磁信号３０を受信して反射するように構成された第２のミラー７６を含む。
【００２６】
本開示のハイパースペクトル撮像システム１０は、スリット５４が、患者または被写体（不図示）から電磁信号３０を前置光学系モジュール２６を通して受信して、その電磁信号３０をオフナー分光計５０に向けると、狭い分光帯域の隣接した範囲に亘って、患者または被写体の画像を生成するように動作する。オフナー分光計５０は、電磁信号３０を回折し、回折した電磁信号８８を検出器３８に向ける。特に、スリット５４は、電磁信号３０を、透過性材料５８の入射面６２に向ける。第１のミラー６４は、入射面６２を透過した電磁信号３０を受信して、電磁信号３０を、回折格子７２に向けて反射する。回折格子７２は、電磁信号３０を受信して回折し、回折した電磁信号８８を第２のミラー７６へと反射する。第２のミラー７６は、回折した電磁信号８８を受信し、回折した電磁信号８８を、透過性材料５８の出射面８０へと反射する。検出器３８は、出射面８０から受信した回折した電磁信号８８を処理する。
【００２７】
透過性材料５８は、撮像中にシーンから取得される対象波長範囲に亘って、高い透明性を有するように選択される。関心波長は、近赤外線波長、可視波長、および／または、紫外線波長を含みうる。透過性材料５８に適した材料は、プラスチック、誘電体、および、気体を含む。代表的な材料は、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、ポリカーボネート、ケイ素、ゲルマニウム、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ２、空気、窒素、アルゴン、および、ヘリウムを含む。固体相材料を透過性材料５８として採用する場合には、本明細書において、オフナー分光計５０を、モノリシックオフナー分光計と称しうる。気体相材料を透過性材料５８として採用する場合には、本明細書において、オフナー分光計５０を、反射オフナー分光計と称しうる。反射オフナー分光計設計において、第１のミラー６４、回折格子７２、および、第２のミラー７６は、筐体１４へ、ポストまたは他の載置部を介して連結される。気体を透過性材料５８として用いることで、ハイパースペクトル撮像システム１０の重さを最小にするという目標を容易に達成しうる。多数の種類の気体は、スペクトルの可視および近赤外線部分でも、高い透明性を示す。
【００２８】
検出器３８は、オフナー分光計５０を製作するのに用いる透過性材料５８の種類に基づく波長感度を有するように選択される。例えば、オフナー分光計５０の透過性材料５８が、プラスチック（例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリカーボネート）から作られた場合には、次に、回折した波長の範囲は、主に可視光範囲となり、検出器３８は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）ビデオカメラでありうる。モノリシックオフナー分光計５０の透過性材料が、赤外線透過性材料から作られた場合には、次に、検出器３８は、テルル化カドミウム水銀（ＨｇＣｄＴｅ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、または、硫化鉛（ＰｂＳ）系材料などのＩＲ検出器でありうる。
【００２９】
ハイパースペクトル画像システム１０は、更に、電磁信号３０、および／または、回折した電磁信号８８を、異なる方向から受信するか、または、異なる方向に向けて、スリット５４および／または検出器３８を筐体１４に対して柔軟に配置するのを可能にする更なる光学要素を含みうる。
【００３０】
ハイパースペクトル撮像システム１０は、データプロセッサーを含み、シーンから取得した電磁信号で表された画像データを処理しうる。画像データは、分光データ、波長データ、偏光データ、強度データ、または、位置データを含みうる。データプロセッサーは、画像データを、検出部から受信し、画像データを変形するか、他の方法で操作して、ユーザによって指定された形態にしうる。データ処理は、画像データを、従来から知られた多数の視覚形態のうちの任意の形態に変換する処理を含み、色付け、影付け、若しくは、シーンにおける被写体の位置、深さ、構成、または、他の特徴を表すことを意図した他の視覚効果を含みうる。ハイパースペクトル撮像システム１０によって受信および／または処理されたデータは、更なる処理および／または表示のために、表示装置に転送されうる。表示装置は、ハイパースペクトル撮像システム１０内に直接一体化されるか、または、遠隔位置に配置されうる。データ転送は、データリンクまたはＵＳＢ接続などのデータインターフェースを介して行われうる。ハイパースペクトル撮像システム１０は、メモリも含みうる。メモリを用いて、画像データ、または、処理ソフトウェアを保存しうる。画像データは、未処理または処理済画像データでありうる。ハイパースペクトル撮像システム１０に保存された画像データは、処理のために、外部コンピュータにダウンロードされうる。ハイパースペクトル撮像システム１０に保存された画像データを、オンラインまたはオフラインで処理しうる。
【００３１】
ハイパースペクトル撮像システム１０は、バッテリモジュールを含みうる。バッテリモジュールは、再充電可能なバッテリを含み、ハイパースペクトル撮像システム１０に取り外し自在に連結されうる。バッテリの電源は、移動自在表示装置内に含められたバッテリによっても提供されうる。ハイパースペクトル撮像システムは、外部のバッテリから電力を受け取るようにも適合されうる。
【００３２】
前置光学系モジュール２６は、前向き設計または下向き設計として構成されうる。前向き設計では、前置光学系モジュール２６は、画像データを、筐体１４の最長の長さ方向と一直線または略一直線となる方向に取得する。下向き設計では、前置光学系モジュール２６は、画像データを、筐体１４の最長の長さ方向に垂直または略垂直な方向に取得する。筐体１４が、円筒状で、直径を超える長さを有する形状の場合には、例えば、筐体１４の最長の長さ寸法が、長さ方向であり、前向きの前置光学系モジュール２６は、画像を、筐体１４の長さ方向に沿って（例えば、円筒の円形端の開口部を通して）見るように配置される。これに対して、下向き前置光学系モジュール２６は、画像を、筐体１４の半径方向に沿って（例えば、円筒の側壁部の開口部を通して）見るように配置される。前向き前置光学系モジュール２６は、画像データを、地面に平行または略平行な方向から取得しうる。下向前置光学系モジュール２６は、画像データを、地面に垂直または略垂直な方向から取得しうる。
【００３３】
ここで、図２を参照すると、ハイパースペクトル撮像システム１０の他の実施形態を概略的に示しており、本開示の更に他の実施形態に応じて構成および製造されたモノリシックオフナー分光計５０を組み込んだものである。図１で既に記載したハイパースペクトル撮像システム１０の概略的記載および教示内容は、任意の組合せで用いうるものであり、図２に示したハイパースペクトル撮像システム１０の実施形態にも、等しく適用しうると理解すべきである。ハイパースペクトル撮像システム１０は、ハイパースペクトルカメラ４６の筐体１４の近位端１８および遠位端２２に、各々配置された前置光学系モジュール２６および検出器３８を有する。本実施形態において、前置光学系モジュール２６は、波長分散モジュール３４、または、モノリシックオフナー分光計５０に連結される。他の実施形態において、前置光学系モジュール２６は、波長分散モジュール３４またはモノリシックオフナー分光計５０を囲む筐体１４に連結される。筐体１４は、波長分散モジュール３４またはオフナー分光計５０を囲むか、保護する。例えば、筐体１４は、標準的な検出器デュワーであって、モノリシックオフナー分光計５０を保護するだけではなく、断熱するようにも機能する。
【００３４】
図２のオフナー分光計５０は、１対１の光学中継部であり、１片の透過性材料５８から作られて、以下を含む：（１）不透明な材料９２を透過性材料５８の入射部分／露出部分に塗布し、そこから、不透明な部分９２が除去された部分を有する場合に形成されるスリット５４；（２）第１の反射膜１０４を透過性材料５８の第１の表面１０８に塗布した場合に形成される第１の曲げミラー１００；（３）第２の反射膜１１２を透過性材料５８の第２の表面１１６に塗布した場合に形成される第１のミラー６４；（４）第３の反射膜１２０を透過性材料５８の第３の表面１２４に塗布した場合に形成される回折格子７２；（５）第４の反射膜１２８を透過性材料５８の第４の表面１３２に塗布した場合に形成される第２のミラー７６；（６）第５の反射膜１４０を透過性材料５８の第５の表面１４４に塗布した場合に形成される第２の曲げミラー１３６、および、（７）透過性材料５８の出射面８０。入射した電磁信号３０は、波長分散モジュール３４を通って向けられて、回折した電磁信号８８を提供し、それが、検出器３８によって検出される。当業者であれば、利用例、および、撮像環境の各寸法の必要に応じて、光学中継部の更なる設計および配置を用いうる。
【００３５】
ここで、図３を参照すると、ハイパースペクトル撮像システム１０の一実施形態を概略的に示している。ハイパースペクトル撮像システム１０は、回転光学レンズ４２が円筒レンズである実施形態として示した前置光学系モジュール２６を含む。本明細書の開示は、回転光学レンズ４２を用いて、撮像および分光データを収集する。ハイパースペクトル撮像システム１０について、回転光学レンズ４２の面が球面または丸まった面であるという性質によって、患者から送られた、および／または、反射された電磁信号３０は、撮像される表面８４の法線に垂直に収集されて、次に、スリット５４が位置する半径の中心に合焦される。図３に示すように、ユーザが、回転光学レンズ４２を、分析する表面８４に沿って回転すると、ライン走査結果が各回転角度で収集される。ライン走査結果の収集は、電磁信号を、患者、被写体、または、シーンから取得する工程、および、電磁信号３０を前置光学系モジュール２６に向ける工程を含む。
【００３６】
理想的には、回転光学レンズ４２を、関心表面を横切るように回転させながら、単位時間当たり、１つだけのライン走査結果を収集する。しかしながら、特に、軟らかい生物組織の場合には、所定の表面が、回転光学レンズ４２に僅かに一致するか付着する可能性があり、それにより、回転光学レンズ４２が１つのライン走査結果を検出する能力を制限してしまう。この結果、多数のライン走査結果が、スリット５４に同時に入り、画質を低下させる可能性を生じる。この生じうる問題を解決するには、移動自在／摺動スリット５４を用いて、走査した各ラインをよく画定しうる。移動自在／摺動スリット５４は、多数の可能な解決策を提供しうる：ジャイロスコープのフィードバックシステムまたは加速度計を用いて、機械的／電子的に制御しうる移動自在／摺動スリット５４（回転光学レンズ４２の位置が分かり、それに応じて、スリット５４を移動するようにする）；重さを加えられて、重力効果で自由に移動するスリット５４（スリット５４は、自ら、回転光学レンズ４２のいずれの部分であろうと地球の中心に最も近く位置する）、または、ハイパースペクトル撮像システム１０を、軟らかい生物組織は、回転光学レンズ４２に一致するか付着すると予期して設計し、前置光学系モジュール２６を所定の表面に配置しながら、移動自在スリット５４を機械的に全視野に亘って移動しうる（本実施形態において、回転光学レンズ４２は、回転動作を、もはや必要としない）。更に、この装置のための照明システム（不図示）は、回転角度の関数として移動して、撮像するライン走査の選択を助け、したがって、信号対雑音比を高めうる。
【００３７】
ここで、図４Ａ〜４Ｄを参照すると、様々な異なる回転光学レンズ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを示している。例えば、いくつかの実施形態において、図４Ａに示すように、回転光学レンズ４２は、スライスした円筒を示す円筒レンズ４２ａでありうるもので、スライス片は、平坦な上面および底面を有し、弓状の縁部が、筐体１４の近位端１８から外側に離れるように延伸している。他の実施形態において、図４Ｂに示すように、回転光学レンズ４２は、球面レンズ４２ｂでありうるもので、球の一部は、筐体１４の近位端１８に連結している。図４Ｃは、回転光学レンズ４２に使われる非球面レンズ４２ｃを示し、非球面レンズは、概して丸まった点となりうる。図４Ｄは、回転光学レンズ４２として用いられるボールレンズ４２ｄを示している。他の形状を回転光学レンズに用いうるが、用いられる各形状は、患者またはシーンから受信した電磁信号３０をスリット５４に合焦させて、波長分散モジュール３４に入るようにすべきである。
【００３８】
更に図４Ａ〜４Ｄを参照すると、回転光学レンズ４２は、図４Ａのような円筒の一部のような形状でありうる。図４Ｄのボールレンズも、回転光学レンズ４２の法線に平行な表面の部分を収集するのに同じ効果を有しうる。ボールレンズを用いうるものであるが、いくつかの実施形態において、円筒レンズの方が、「ｙ」軸の画素をよく統合し、一方、ボールレンズ４２ｄは、しないことがありうる。更に、回転光学レンズ４２を、図４Ａに示したような円筒にすることによって、回転光学レンズ４２は、ユーザを、画像の明瞭さを高め、更に、二重像となるのを避けるために、１回の往復回転動作を行うように導く。
【００３９】
回転光学レンズ４２は、様々な異なるレンズ材料から作られうる。回転光学レンズ４２を製作するのに最適なレンズ材料は、撮像中に患者またはシーンから取得される対象波長範囲に亘って、高い透明性を有するべきである。関心波長は、近赤外線波長、可視波長、および／または、紫外線波長を含みうる。回転光学レンズ４２に適したレンズ材料は、プラスチック、ガラスセラミックス、アルミノシリケートガラス、アルカリバリウムシリケートガラス、シリカガラス、光学ガラス、および／または、従来から知られた任意の他の光学材料を含む。代表的な材料は、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、ポリカーボネート、ケイ素、ゲルマニウム、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ２を含む。
【００４０】
回転光学レンズ４２を前置光学系モジュール２６として用いることで、一実施形態において、回転プローブ系方法を提供して、分光データを患者の表面から収集し、その表面は、生物組織であることを意図する。本明細書の開示は、ハイパースペクトルデータキューブを、回転プローブ系のハイパースペクトル撮像システム１０を用いて収集する能力を記載する。回転プローブ系ハイパースペクトル撮像システム１０を用いることには、以下を含む多数の利点がある：医療関係者は、既に、プローブ系装置に慣れている；ユーザまたは介護者は、様々な組織を、各組織上で直に直接撮像しうる；更に、ハイパースペクトル撮像システム１０は、汚れを落とすのが容易でありうる。患者またはカメラを移動させる必要がある場合には、利用例によっては、技術が難しくなり、システムの基礎構造についての要求が非常に高くなりうる。
【００４１】
ここで、図５を参照すると、一実施形態による患者を横切るように回る回転光学レンズ４２を有するハイパースペクトル撮像システム１０を概略的に示している。本開示のハイパースペクトル撮像システム１０は、スリット５４が、患者または被写体（不図示）から電磁信号３０を受信し、電磁信号３０を、オフナー分光計５０を含みうる波長分散モジュール３４に向けた場合に、患者または被写体の画像を、狭い分光帯域の隣接した範囲に亘って生成するように動作する。ハイパースペクトル撮像システム１０は、患者から送られた電磁信号３０または照明光が、反射モードおよび／または透過モードの場合に、機能することが可能である。例えば、図５に示した第１の走査位置では、ハイパースペクトル撮像システム１０によって分析される電磁信号３０は、人体組織を通った各電磁信号３０（または、ｈν）が送られたものである。第２の走査位置では、ハイパースペクトル撮像システム１０によって分析される各電磁信号３０（または、ｈν）は、人体組織の表面から反射されたものである。最後に、第３の走査位置では、ハイパースペクトル撮像システム１０によって分析される各電磁信号３０（または、ｈν）は、人体組織から反射された電磁信号３０、および／または、同じ人体組織を通って送られた電磁信号３０から選択されうるのを示している。監視する波長帯域、および、ユーザまたは医療関係者が観察するのに望ましい種類のデータまたは分光画像に応じて、いずれか、または、両方の電磁信号３０源が有利である。
【００４２】
いくつかの実施形態において、回転光学レンズ４２は、回転光学レンズ４２と患者の間に配置される浸液を用いて、患者を横切るように回転されうる。浸液は、任意のゲル、懸濁液、油、軟膏、または、患者および／または被写体とハイパースペクトル撮像システム１０の間で、電磁信号３０の伝達を高める他の材料でありうる。
【００４３】
ここで、図６を参照すると、患者からの画像取得方法２００を提供する。患者からの画像取得方法は、工程２０４において、ハイパースペクトル撮像システム１０を提供する工程を含む。ハイパースペクトル撮像システム１０は、近位端１８および遠位端２２を有する筐体１４、および、回転光学レンズ４２を有する前置光学系モジュール２６を含み、前置光学系モジュール２６は、筐体１４の近位端１８に連結され、前置光学系モジュール２６は、患者から電磁信号３０を受信するように構成され、更に、ハイパースペクトル撮像システム１０は、筐体１４の内側で連結された波長分散モジュール３４、および、筐体１４の遠位端２２に連結された検出器３８を含む。患者からの画像取得方法は、工程２０８において、回転光学レンズ４２を、患者の上で回転させる工程と、工程２１２において、回転光学レンズ４２を、患者の上で回転させながら、単位時間当たり、１つのライン走査結果を収集して、複数のライン走査結果を形成する工程と、工程２１６において、複数のライン走査結果を処理して、３次元データ空間を形成する工程とを、更に含む。
【００４４】
既に記載したハイパースペクトル撮像システム１０の概略的記載および教示内容は、任意の組合せで用いうるものであり、ハイパースペクトル撮像システム１０を用いた患者からの画像取得方法２００にも適用しうる場合には、等しく適用されると理解すべきである。
【００４５】
方法２００は、一度に、１列の画素または「断層画像」づつ、撮像することによって、ハイパースペクトルデータキューブを生成する。各断層を撮像する時に、各画素についての分光データを他の次元でも収集し、したがって、１次元の画素ラインから２次元の画像が生成される。分光分解した断層画像の全てを関連付けることによって、データキューブが生成される。これらの断層画像を収集するために、被写体またはカメラのいずれかが移動しなくてはならない。この要求条件は、航空機利用（カメラが移動）またはベルトコンベアー（被写体が移動）など、この動きが本来存在する利用例から画像を収集するのに有利である。被写体と検出器３８のいずれも、容易に位置を変えられない利用例について、従来から、ミラー検流計が、各画像を走査するのに典型的に用いられている。しかしながら、いくつかの医学およびヘルスケア利用について、本明細書に記載したようなプローブ系ユーザインターフェースシステムを、ミラー検流計システムの代わりに用いうる。
【００４６】
本明細書に開示した回転光学レンズ４２を、波長分散モジュール３４および検出器３８と共に用いて、患者の上でスリット５４の動作を生じさせ、この回転光学レンズ４２を回転することで、スリット５４方向に直交する走査を生成しうる。回転動作が完了し、スリット５４が患者の望ましい領域を走査すると、ハイパースペクトル撮像システム１０は、分光情報を用いて、２次元画像のデータキューブを再生成しうる。本明細書の開示は、ハイパースペクトル撮像システム１０で用いる光を収集する新規の装置および方法を提案する。従来から使われている現在の光収集方法は、移動自在ステージまたはミラー検流計のいずれかを用いて、基準系を移動させる。単純な対物レンズを、像がスリット５４に送られて、更に、モノリシックオフナー分光計へ入力される前置収集システムとして用いる（上記のように画素ラインを生成する）。画像を収集する回転光学レンズ４２は、必要とする移動自在ステージまたはミラー検流計の代わりになりうる。回転光学レンズ４２は、従来の前置光学系レンズシステムの代わりになるか、それを変更するか、および／または、簡単にしうる。
【００４７】
ここで、図７を参照すると、患者からの画像取得方法３００が提供される。患者からの画像取得方法３００は、工程３０４において、ハイパースペクトル撮像システム１０を提供する工程を含む。ハイパースペクトル撮像システム１０は、一実施形態において、筐体１４、および、回転光学レンズ４２を有する前置光学系モジュール２６を含み、前置光学系モジュール２６は、筐体１４に連結され、前置光学系モジュール２６は、患者から電磁信号３０を受信するように構成され、ハイパースペクトル撮像システム１０は、更に、筐体１４の内側で連結されたオフナー分光計５０、および、筐体１４に連結された検出器３８を含む。患者からの画像取得方法３００は、工程３０８において、回転光学レンズ４２を、患者の上で回転させる工程と、工程３１２において、回転光学レンズ４２を用いて、患者から受信した電磁信号３０を、オフナー分光計５０のスリット５４に合焦させる工程とを含み、工程３１６において、スリット５４は、移動自在スリット５４であり、電磁信号３０が合焦される工程と、工程３２０において、回転光学レンズ４２を、患者の表面上で手動または機械的に回すか回転させて、各ライン走査結果を集めて、複数のライン走査結果を収集する工程と、工程３２４において、複数のライン走査結果を処理して、３次元データ空間を形成する工程とを更に含む。
【００４８】
既に記載したハイパースペクトル撮像システム１０および患者の撮像方法の概略的記載および教示内容は、任意の組合せで用いうるものであり、ハイパースペクトル撮像システム１０を用いた患者からの画像取得方法３００にも適用しうる場合には、等しく適用されると理解すべきである。
【００４９】
この回転光学レンズ４２および方法２００、３００を用いる利点のいくつかは以下のものである：使用が容易なこと；汚れを落とすのが容易なこと；および、柔軟な使用が可能なこと。従来から使われているプッシュブルーム式オフナーハイパースペクトル撮像システムを用いた場合には、被写体またはカメラのいずれかを、移動させなくてはならない。臨床または外科での利用において、患者に一定の速度で移動するように指示するのは、非常に難しいだろう。撮像装置を移動させる装置を製作することも、患者を静止させたままにすることに加え、撮像装置をベッドサイドおよび／または手術室で使用するのが難しいことがありうるので、困難でありうる。ミラー検流計を用いることで、移動についての問題のいくつかは、解決しうるが、更なる安定化が必要となりうるか、または、システムが、特定の幾何学構成に限定されうる。本明細書に記載の回転光学レンズ４２および各ハイパースペクトル撮像システム１０は、手に持って扱う装置として設計され、臨床検査または外科的処置中に、人体表面および体内の様々な位置で利用しうる。ハイパースペクトル撮像システム１０を臨床利用で用いる場合には、ハイパースペクトル撮像システム１０は、使用と使用の間でのみ汚れを落とすか／殺菌しうる。いくつかの実施形態において、感度の高い検出器および電子機器を破損させずに、このハイパースペクトル撮像システム１０の汚れを適切に落とすのは困難でありうるので、前置光学系モジュール２６の一部は、使い捨てでありうる。いくつかの実施形態において、回転光学レンズ４２全体が使い捨てであるか、または、回転光学レンズ４２を覆う使い捨てカバーを設置しうる。費用効果の点では、使い捨てカバーを用いる実施形態を用いうる。
【００５０】
当業者であれば、上記装置および他の構成要素の構成は、いずれの具体的な材料にも限定されないことが理解されよう。本明細書に開示した装置の他の例示的な実施形態は、本明細書において別段の記載がない限りは、広範囲の様々な材料から形成されうる。
【００５１】
本開示の目的のためには、「連結されて」（および、連結する、連結、連結されたなどの全ての形）という用語は、概して、２つの構成要素が、（電気的、光学的、および／または、機械的に）直接または間接的に互いに繋げられることを意味する。そのような連結は、静止性または可動性でありうる。そのような連結は、２つの構成要素および任意の更なる中間部材が、互いに、または、２つの構成要素と、１つの統合体として一体形成される場合に実現されうる。別段の記載がない限りは、そのような連結は、永久的であっても、取り外し自在または解除自在であってもよい。
【００５２】
例示的な実施形態に示したような装置の構成要素の構成および配列は、例示に過ぎないことに留意することも重要である。本開示では、本発明のいくつかの実施形態のみを詳細に記載したが、本開示を検討した当業者であれば、記載した主題の新規性のある教示内容および利点を実質的に逸脱することなく、（例えば、様々な構成要素の大きさ、寸法、構造、形状および物性、パラメータの値、載置配列、材料の使用、色、向きなどの違いなど）多数の変更が可能であることが、容易に分かるだろう。例えば、一体形成して示した構成要素を、多数の部分から構成するか、多数の部分として示した構成要素を一体形成しうるものであり、インターフェースの動作は、逆であるか、他の形態で異なりうるものであり、システムの構造物および／または部材、接続部、若しくは、他の構成要素の長さ、または、幅は異なりうるものであり、構成要素間に提供される調節位置の性質または数は異なりうるものである。本システムの構成要素および／またはアセンブリを、広範囲の様々な材料のうち、十分な強度または耐久性を提供する任意の材料から、広範囲の様々な色、テクスチャ、および、それらの組合せを任意で有して構成しうることに留意すべきである。したがって、そのような変更例の全てが、本発明の範囲に含まれることを意図する。本発明の精神を逸脱することなく、望ましい、および、他の例示的な実施形態の設計、動作条件、および、配列において、他の置換え、変更、変形、および、省略を行いうる。
【００５３】
任意の記載した処理、または、記載した処理の中の工程を、他の開示した処理または工程と組み合わせて、本発明の装置の範囲内の構造物を形成しうると理解されよう。本明細書に開示した例示的な構造および処理は、例示のためであって、限定するものであると解釈されるべきではない。
【００５４】
本発明の装置の概念を逸脱することなく、上記構造および方法に変形および変更が可能なことも理解されるべきであり、更に、そのような概念は、以下の請求項がそうでないと文言で明示しない限りは、これらの請求項によって網羅されることを意図することも理解されるべきである。
【００５５】
上記記載は、例示的な実施形態だけの記載であると考えるものである。当業者、並びに、装置の製作または使用者には、装置の変更が可能だろう。したがって、図面に示し、明細書に記載した実施形態は、例示にすぎず、均等論を含む特許法の原理により解釈されるように、以下の請求項によって画定される装置の範囲を限定することを意図しないと、理解されるものである。
【００５６】
限定するものではない実施形態の一覧 
実施形態Ａは、ハイパースペクトル撮像システムである。ハイパースペクトル撮像システムは、被写体から電磁信号を受信するように構成され、回転光学レンズを含む前置光学系モジュールと、前記電磁信号を前置光学系モジュールから受信するように構成された波長分散モジュールと、電磁信号を波長分散モジュールから受信するように構成された検出器とを含む。
【００５７】
実施形態Ａのシステムであり、回転光学レンズは、球面レンズである。
【００５８】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、回転光学レンズは、非球面レンズである。
【００５９】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、回転光学レンズは、円筒レンズである。
【００６０】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、回転光学レンズは、ボールレンズである。
【００６１】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、波長分散モジュールは、分光計である。
【００６２】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、分光計は、オフナー分光計であり、オフナー分光計は、電磁信号を受信し、前置光学系モジュールの入射面へと通すように構成されたスリットと、スリットを通った電磁信号を受信して反射するように構成された第１のミラーと、第１のミラーによって反射された電磁信号を受信して回折するように構成された回折格子と、回折格子によって回折された電磁信号を受信して反射するように構成された第２のミラーとを含むものである。
【００６３】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、スリットは、移動自在スリットである。
【００６４】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、移動自在スリットを制御するように構成されたジャイロスコープまたは加速度計を、更に含む。
【００６５】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、移動自在スリットは、重さを加えられて、重力効果で移動するものである。
【００６６】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、被写体は、患者である。
【００６７】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、被写体は、生物組織を含むものである。
【００６８】
実施形態Ａ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ａのシステムであり、波長分散モジュールを囲む筐体を、更に含む。
【００６９】
実施形態Ｂは、被写体からの画像取得方法である。被写体からの画像取得方法は、ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程を含む。ハイパースペクトル撮像システムは、回転光学レンズを有する前置光学系モジュール、波長分散モジュール、および、検出器を含む。画像取得方法は、回転光学レンズを、被写体の上で回転させる工程を更に含む。
【００７０】
実施形態Ｂの方法であって、回転光学レンズは、球面レンズである。
【００７１】
実施形態Ｂ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｂの方法であり、回転光学レンズは、円筒レンズである。
【００７２】
実施形態Ｂ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｂの方法であり、波長分散モジュールは、オフナー分光計であり、以下を含む：電磁信号を前置光学系モジュールから受信して通すように構成されたスリットと、スリットを通った電磁信号を受信して反射するように構成された第１のミラーと、第１のミラーによって反射された電磁信号を受信して回折するように構成された回折格子と、回折格子によって回折された電磁信号を受信して反射するように構成された第２のミラー。
【００７３】
実施形態Ｂ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｂの方法であり、スリットは、前置光学系モジュールから受信した電磁信号が合焦されるように構成された移動自在スリットである。
【００７４】
実施形態Ｂ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｂの方法であり、回転光学レンズを、被写体の上で回転させながら、ライン走査結果を収集する工程を、更に含み、収集工程は、被写体から電磁信号を取得して、電磁信号を前置光学系モジュールに向ける工程と、前置光学系モジュールが、電磁信号を受信して、電磁信号を波長分散モジュールに向ける工程と、波長分散モジュールが、前置光学系モジュールによって向けられた電磁信号を受信して、電磁信号を検出器に向ける工程と、検出器が、波長分散モジュールによって向けられた電磁信号を受信して、電磁信号から画像データを生成する工程とを含むものである。
【００７５】
実施形態Ｂ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｂの方法であり、収集工程は、繰返して行われて、複数のライン走査結果を生成し、検出器は、画像データを、複数の各ライン走査結果から生成するものである。
【００７６】
実施形態Ｂ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｂの方法であり、画像データを処理する工程を、更に含み、処理工程は、３次元ハイパースペクトルデータキューブを生成する工程を含むものである。
【００７７】
実施形態Ｃは、画像取得方法である。画像取得方法は、ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程を含む。ハイパースペクトル撮像システムは、回転光学レンズを含み、被写体から電磁信号を受信するように構成された前置光学系モジュール、電磁信号を前置光学系モジュールから受信するように構成されたオフナー分光計、および、電磁信号をオフナー分光計から受信するように構成された検出器を含むものである。画像取得方法は、回転光学レンズを、被写体の上で回転させる工程であって、被写体から電磁信号を取得する工程を含むものである工程と、回転光学レンズによって取得された電磁信号を、オフナー分光計のスリットに向けて、電磁信号を、オフナー分光計を通って検出器へと送る工程と、を含む。
【００７８】
実施形態Ｃの方法であり、回転光学レンズは、球面レンズである。
【００７９】
実施形態Ｃ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｃの方法であり、回転光学レンズは、円筒レンズである。
【００８０】
実施形態Ｃ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｃの方法であり、移動自在スリットは、重さを加えられて、重力効果で移動するものである。
【００８１】
実施形態Ｃ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｃの方法であり、スリットは、移動自在スリットである。
【００８２】
実施形態Ｃ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｃの方法であり、電磁信号は、ライン走査結果である。
【００８３】
実施形態Ｃ、または、介在する特徴のいずれか１つを有する実施形態Ｃの方法であり、検出器は、画像データをライン走査結果から生成するものである。
【００８４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００８５】
実施形態１  
ハイパースペクトル撮像システムにおいて、
被写体から電磁信号を受信するように構成され、回転光学レンズを含む前置光学系モジュールと、
前記電磁信号を前記前置光学系モジュールから受信するように構成された波長分散モジュールと、
前記電磁信号を前記波長分散モジュールから受信するように構成された検出器と
を含むシステム。
【００８６】
実施形態２  
前記回転光学レンズは、球面レンズである、実施形態１に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００８７】
実施形態３  
前記回転光学レンズは、非球面レンズである、実施形態１に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００８８】
実施形態４  
前記回転光学レンズは、円筒レンズである、実施形態１に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００８９】
実施形態５  
前記回転光学レンズは、ボールレンズである、実施形態１に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９０】
実施形態６  
前記波長分散モジュールは、分光計である、実施形態１から５のいずれか１つに記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９１】
実施形態７  
前記分光計は、オフナー分光計である、実施形態６に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９２】
実施形態８  
前記オフナー分光計は、
前記電磁信号を受信し、前記前置光学系モジュールの入射面へと通すように構成されたスリットと、
前記スリットを通った前記電磁信号を受信して反射するように構成された第１のミラーと、
前記第１のミラーによって反射された前記電磁信号を受信して回折するように構成された回折格子と、
前記回折格子によって回折された前記電磁信号を受信して反射するように構成された第２のミラーと
を含むものである、実施形態７に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９３】
実施形態９  
前記スリットは、移動自在スリットである、実施形態８に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９４】
実施形態１０  
前記移動自在スリットを制御するように構成されたジャイロスコープまたは加速度計を、
更に含む、実施形態９に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９５】
実施形態１１  
前記移動自在スリットは、重さを加えられて、重力効果で移動するものである、実施形態９または１０に記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９６】
実施形態１２  
前記被写体は、患者である、実施形態１から１０のいずれか１つに記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９７】
実施形態１３  
前記被写体は、生物組織を含むものである、実施形態１から１０のいずれか１つに記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９８】
実施形態１４  
前記波長分散モジュールを囲む筐体を、
更に含む、実施形態１から１３のいずれか１つに記載のハイパースペクトル撮像システム。
【００９９】
実施形態１５  
被写体からの画像取得方法において、
ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程であって、前記ハイパースペクトル撮像システムは、
回転光学レンズを有する前置光学系モジュール、
波長分散モジュール、および、
検出器を、
含むものである工程と、
前記回転光学レンズを、前記被写体の上で回転させる工程と、
を含む方法。
【０１００】
実施形態１６  
前記回転光学レンズは、球面レンズである、実施形態１５に記載の方法。
【０１０１】
実施形態１７  
前記回転光学レンズは、円筒レンズである、実施形態１５に記載の方法。
【０１０２】
実施形態１８  
前記波長分散モジュールは、オフナー分光計であり、
前記オフナー分光計は、
電磁信号を前置光学系モジュールから受信して通すように構成されたスリットと、
前記スリットを通った前記電磁信号を受信して反射するように構成された第１のミラーと、
前記第１のミラーによって反射された前記電磁信号を受信して回折するように構成された回折格子と、
前記回折格子によって回折された前記電磁信号を受信して反射するように構成された第２のミラーと
を含むものである、実施形態１５から１７のいずれか１つに記載の方法。
【０１０３】
実施形態１９  
前記スリットは、前記前置光学系モジュールから受信した前記電磁信号が合焦されるように構成された移動自在スリットである、実施形態１８に記載の方法。
【０１０４】
実施形態２０  
前記回転光学レンズを、前記被写体の上で回転させながら、ライン走査結果を収集する工程を、
更に含み、
前記収集工程は、
前記被写体から電磁信号を取得して、前記電磁信号を前記前置光学系モジュールに向ける工程と、
前記前置光学系モジュールが、前記電磁信号を受信して、該電磁信号を前記波長分散モジュールに向ける工程と、
前記波長分散モジュールが、前記前置光学系モジュールによって向けられた前記電磁信号を受信して、該電磁信号を前記検出器に向ける工程と、
前記検出器が、前記波長分散モジュールによって向けられた前記電磁信号を受信して、該電磁信号から画像データを生成する工程と、
を含むものである、実施形態１５から１９のいずれか１つに記載の方法。
【０１０５】
実施形態２１  
前記収集工程は、繰返して行われて、複数のライン走査結果を生成し、
前記検出器は、画像データを、前記複数の各ライン走査結果から生成するものである、実施形態２０に記載の方法。
【０１０６】
実施形態２２  
前記画像データを処理する工程を、
更に含み、
前記処理工程は、３次元ハイパースペクトルデータキューブを生成する工程を含むものである、実施形態２１に記載の方法。
【０１０７】
実施形態２３  
画像取得方法において、
ハイパースペクトル撮像システムを提供する工程であって、前記ハイパースペクトル撮像システムは、
回転光学レンズを含み、被写体から電磁信号を受信するように構成された前置光学系モジュール、
前記電磁信号を前記前置光学系モジュールから受信するように構成されたオフナー分光計、および、
前記電磁信号を前記オフナー分光計から受信するように構成された検出器を、
含むものである工程と、
前記回転光学レンズを、前記被写体の上で回転させる工程であって、該被写体から前記電磁信号を取得する工程を含むものである工程と、
前記回転光学レンズによって取得された前記電磁信号を、前記オフナー分光計のスリットに向けて、該電磁信号を、該オフナー分光計を通って前記検出器へと送る工程と、
を含む方法。
【０１０８】
実施形態２４  
前記回転光学レンズは、球面レンズである、実施形態２３に記載の方法。
【０１０９】
実施形態２５  
前記回転光学レンズは、円筒レンズである、実施形態２３に記載の方法。
【０１１０】
実施形態２６  
前記スリットは、移動自在スリットである、実施形態２３に記載の方法。
【０１１１】
実施形態２７  
前記移動自在スリットは、重さを加えられて、重力効果で移動するものである、実施形態２６に記載の方法。
【０１１２】
実施形態２８  
前記電磁信号は、ライン走査結果である、実施形態２３から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１１３】
実施形態２９  
前記検出器は、画像データを前記ライン走査結果から生成するものである、実施形態２８に記載の方法。
【０１１４】
実施形態３０  
前記回転工程は、繰返して行われて、複数のライン走査結果を取得し、
前記検出器は、画像データを、各前記ライン走査結果から生成するものである、実施形態２９に記載の方法。
【０１１５】
実施形態３１  
前記画像データを処理して、３次元ハイパースペクトルデータキューブを生成する工程を、
更に含む、実施形態３０に記載の方法。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  ハイパースペクトル撮像システム
１４  筐体
２６  前置光学系モジュール
３４  波長分散モジュール
３８  検出器
４２  回転光学レンズ
４６  ハイパースペクトルカメラ
５０  オフナー分光計
５４  スリット
６４  第１のミラー
６８  反射膜
７２  回折格子
７６  第２のミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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