特許 6324379 遠隔物体を撮像するためのハイパースペクトルイメージングシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6324379

(24)【登録日】2018年4月20日

(45)【発行日】2018年5月16日

(54)【発明の名称】遠隔物体を撮像するためのハイパースペクトルイメージングシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/06 20060101AFI20180507BHJP

   G01J 3/04 20060101ALI20180507BHJP

   G01J 3/18 20060101ALI20180507BHJP

   G01N 21/27 20060101ALI20180507BHJP

   G02B 26/08 20060101ALI20180507BHJP

   G01J 3/36 20060101ALI20180507BHJP

【ＦＩ】

   G01J3/06

   G01J3/04

   G01J3/18

   G01N21/27 A

   G02B26/08 E

   G01J3/36

【請求項の数】3

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2015-524317(P2015-524317)

(86)(22)【出願日】2013年7月16日

(65)【公表番号】特表2015-529807(P2015-529807A)

(43)【公表日】2015年10月8日

(86)【国際出願番号】US2013050620

(87)【国際公開番号】WO2014018305

(87)【国際公開日】20140130

【審査請求日】2016年7月14日

(31)【優先権主張番号】13/555,428

(32)【優先日】2012年7月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】バティア，ヴィクラム

(72)【発明者】

【氏名】クロスランド，カール エドガー

(72)【発明者】

【氏名】ディワ，ポール ジェラード

(72)【発明者】

【氏名】ジュニエ，マイケル ルシアン

【審査官】 立澤 正樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０５８０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８９８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９８２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４９−０１６８３４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２４５８１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５３７１３５８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ ３／００− ３／５２

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７−２１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を提供するためのハイパースペクトルイメージングシステムにおいて、前記ハイパースペクトルイメージングシステムが、
前記遠隔物体に関連付けられる光を受け取るように構成された少なくとも１つの光学系、及び
前記少なくとも１つの光学系から前記光を受け取るように構成された表面を有し、前記表面がさらに前記少なくとも１つの光学系の像平面に配置されている、スキャン可能スリット機構、
を備え、
前記スキャン可能スリット機構は、第１の時刻において、前記表面上の少なくとも１つの位置に配置された少なくとも１つの第１のスリットを作動されるように構成され、前記作動された少なくとも１つの第１のスリットは少なくとも１本の第１の光線を提供する、
前記少なくとも１本の第１の光線を受け取り、少なくとも１つの第１の回折光を提供するように構成された少なくとも回折格子を有する分光計、及び
前記少なくとも１つの第１の回折光を受け取り、前記少なくとも１つの第１の回折光の二次元画像を提供するように構成された二次元画像センサ、
をさらに備え、
前記スキャン可能スリット機構はさらに、第２の時刻において、前記少なくとも１つのスリットの作動を停止させ、前記作動停止された少なくとも１つの第１のスリットの少なくとも１つの位置に比較して、前記表面上の少なくとも１つの異なる位置に配置された少なくとも１つの第２のスリットを作動させるように構成され、前記作動された少なくとも１つの第２のスリットは少なくとも１本の第２の光線を提供し、
前記回折格子は、前記少なくとも１本の第２の光線を受け取り、少なくとも１つの第２の回折光を提供するように構成され、
前記二次元画像センサは、前記少なくとも１つの第２の回折光を受け取り、前記少なくとも１つの第２の回折光の二次元画像を提供するように構成され、
前記スキャン可能スリット機構は、複数のスリットが形成されているディスク及び、前記ディスクを回転させるアクチュエータを有し、前記複数のスリットは各スリットの長手方向が前記ディスクの半径方向に沿うように放射状に配置される、
ことを特徴とするハイパースペクトルイメージングシステム。

【請求項2】

前記第１の時刻において、前記少なくとも１つの第１のスリットの前記作動と前記少なくとも１つの第１の回折光の前記画像提供を同期させるため、及び、次いで前記第２の時点において、前記少なくとも１つの第１のスリットの前記作動停止と前記少なくとも１つの第２のスリットの前記作動と前記少なくとも１つの第２の回折光の前記画像提供を同期させるために、前記スキャン可能スリット機構及び前記二次元画像センサを制御するように構成された、コントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のハイパースペクトルイメージングシステム。

【請求項3】

前記分光計が少なくとも第２の回折格子をさらに有し、
前記スキャン可能スリット機構がさらに、前記第１の時刻中に、前記第１の回折格子ではなく前記第２の回折格子によって受け取られるべき少なくとも１本の第１の光線を提供するために前記少なくとも１つの第１のスリットの位置を定め直すように構成され、前記第２の回折格子は少なくとも１つの第１の回折光を提供し、
前記第２の回折格子によって提供される前記少なくとも１つの第１の回折光を受け取り、前記第２の回折格子によって提供される前記少なくとも１つの第１の回折光の第２の二次元画像を提供するように構成された第２の二次元画像センサをさらに有し、
前記スキャン可能スリット機構はさらに、前記第２の時刻中に、前記第１の回折格子ではなく前記第２の回折格子によって受け取られるべき少なくとも１本の第２の光線を提供するために前記少なくとも１つの第２のスリットの位置を定め直すように構成され、前記第２の回折格子は少なくとも１つの第２の回折光を提供し、及び
前記第２の二次元画像センサが、前記第２の回折格子によって提供される前記少なくとも１つの第２の回折光を受け取り、前記第２の回折格子によって提供される前記少なくとも１つの第２の回折光の第２の二次元画像を提供するように構成される、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイパースペクトルイメージングシステム。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の説明】

【0001】

本出願は、２０１２年７月２３日に出願された米国特許出願第１３/５５５４２８号の米国特許法第１２０条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は、上記特許出願の明細書の内容に依存し、上記特許出願の明細書の内容は本明細書に参照として含められる。

【技術分野】

【0002】

本開示は遠隔物体のある領域（例えば興味を引く風景）のハイパースペクトル画像を提供するためのハイパースペクトルイメージングシステム及び方法に関する。ハイパースペクトルイメージングシステムは、少なくとも１つの光学系、スキャン可能スリット機構、分光計、二次元画像センサ及びコントローラを備える。スキャン可能スリット機構は、超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳＳＬＭ）、回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）、デジタル光処理（ＤＬＰ）システム、液晶ディスプレイ、少なくとも１つのスリットが形成されている回転ドラム、または少なくとも１つのスリットが形成されている回転ディスクとすることができる。

【背景技術】

【0003】

従来のハイパースペクトルイメージングシステムは一般に、興味を引く遠隔物体の像を分光計に続く固定スリット上に形成する、結像レンズを有する。分光計は、オフナー分光計、ダイソン分光計または幾つかの他のタイプの分光計のいずれかとして構成することができる。しかし、固定スリットを含むハイパースペクトル分光計アーキテクチャは遠隔物体からの単一光線のハイパースペクトルの形成に限定される。さらに、スリットが固定されているハイパースペクトル分光計アーキテクチャの限界は。固定スリットのスペクトルに対応する画像センサ上のピクセルしか占められないことにある。現在、遠隔物体からの単一光線からのハイパースペクトル像を遠隔物体の二次元領域に拡張するための２つの既知の手法がある。第１の既知の手法は、固定スリットに対して垂直な方向へのハイパースペクトルイメージングシステム全体の移動及び、遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を得るための、撮像のその運動との同期を含む。この手法は「プッシュブルーム（押しぼうき）」法と呼ばれることが多い。第２の既知の手法は、結像レンズの前方への回転ミラーの配置及び、遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を得るための、撮像のミラーの回転との同期を含む。遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を得るための従来のハイパースペクトルイメージングシステム及びこれらの既知の手法はいくつかの用途では十分よくはたらき得るが、今なお、遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を得るために用いることができる新規なハイパースペクトルイメージングシステムを開発することが望ましい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を得るために用いることができる、新規なハイパースペクトルイメージングシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を提供するためのハイパースペクトルイメージングシステム及び方法が本出願の独立特許請求項に説明されている。遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を提供するためのハイパースペクトルイメージングシステム及び方法の有益な実施形態は従属特許請求項に説明されている。

【0006】

一態様において、本開示は遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を提供するためのハイパースペクトルイメージングシステムを提供する。ハイパースペクトルイメージングシステムは、
（ａ）遠隔物体に関連付けられる光を受け取るように構成された少なくとも１つの光学系及び（ｂ）少なくとも１つの光学系から光を受け取るように構成された表面を有し、表面はさらに少なくとも１つの光学系の像平面に配置される、スキャン可能スリット機構を備え、（ｃ）スキャン可能スリット機構は、第１の時刻において、表面上の少なくとも１つの位置に配された少なくとも１つの第１のスリットにおいて作動されるように構成さ、作動された少なくとも１つの第１のスリットは少なくとも１本の第１の光線を与え、（ｄ）少なくとも１本の第１の光線を受け取り、少なくとも１つの第１の回折光を与えるように構成された、少なくとも回折格子を有する分光計及び（ｅ）少なくとも１つの第１の回折光を受取り、少なくとも１つの第１の回折光の二次元画像を与えるように構成された二次元画像センサをさらに備え、（ｆ）スキャン可能スリット機構はさらに、第２の時刻において、少なくとも１つの第１のスリットを停止させ、停止された少なくとも１つの第１のスリットの少なくとも１つの位置と比較して、表面上の少なくとも１つの異なる位置に配された少なくとも１つの第２のスリットを作動させるように構成され、作動された少なくとも１つの第２のスリットは少なくとも１本の第２の光線を与え、（ｇ）回折格子は少なくとも１本の第２の光線を受け取り、少なくとも１つの第２の回折光を与えるように構成され、（ｈ）二次元画像センサは少なくとも１つの第２の回折光を受取り、少なくとも１つの第２の回折光の二次元画像を与えるように構成される。例えば、スキャン可能スリット機構は、超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳＳＬＭ）、回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）、デジタル光処理（ＤＬＰ）システム、液晶ディスプレイ、少なくとも１つのスリットが形成されている回転ドラム、または少なくとも１つのスリットが形成されている回転ディスクとすることができる。

【0007】

別の態様において、本開示は遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を提供するための方法を提供する。方法は、
（i）遠隔物体に関連付けられる光を受け取るように構成された少なくとも１つの光学系及び（ii）少なくとも１つの光学系から光を受け取るように構成された表面を有し、表面はさらに少なくとも１つの光学系の像平面に配置される、スキャン可能スリット機構を備え、（iii）スキャン可能スリット機構は表面上の少なくとも１つの位置に配された少なくとも１つの第１のスリットにおいて第１の時刻に作動されるように構成され、作動された少なくとも１つの第１のスリットは少なくとも１本の第１の光線を与え、（iv）少なくとも１本の第１の光線を受け取り、少なくとも１つの第１の回折光を与えるように構成された、少なくとも回折格子を有する分光計及び（v）少なくとも１つの第１の回折光を受取り、少なくとも１つの第１の回折光の二次元画像を与えるように構成された二次元画像センサをさらに備え、（vi）スキャン可能スリット機構はさらに、第２の時刻において少なくとも１つの第１のスリットを停止させ、停止された少なくとも１つの第１のスリットの少なくとも１つの位置と比較して、表面上の少なくとも１つの異なる位置に配された少なくとも１つの第２のスリットを作動させるように構成され、作動された少なくとも１つの第２のスリットは少なくとも１本の第２の光線を与え、（vii）回折格子は少なくとも１本の第２の光線を受け取り、少なくとも１つの第２の回折光を与えるように構成され、（viii）二次元画像センサは少なくとも１つの第２の回折光を受取り、少なくとも１つの第２の回折光の二次元画像を与えるように構成される、ハイパースペクトルイメージングシステムを提供する工程を含む。例えば、スキャン可能スリット機構は、超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳ ＳＬＭ）、回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）、デジタル光処理（ＤＬＰ）システム、液晶ディスプレイ、少なくとも１つのスリットが形成されている回転ドラム、または少なくとも１つのスリットが形成されている回転ディスクとすることができる。

【0008】

本開示のさらなる態様は、ある程度は、詳細な説明、図面及び以下のいずれかの特許請求項に述べられ、ある程度は詳細な説明から導かれるであろうし、あるいは本開示の実施によって習得され得る。上述の全般的説明及び以下の詳細な説明がいずれも例示及び説明に過ぎず、開示される本開示を制限しないことは当然である。

【0009】

本開示のさらに完全な理解は以下の詳細な説明を、添付図面とともに、参照することで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の一実施形態にしたがう、遠隔物体のある領域のハイパースペクトル画像を提供するために構成されたハイパースペクトルイメージングシステムの一例の基本コンポーネントを示す略図である。

【図2A】図２Ａは、本発明の第１の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図2B】図２Ｂは、本発明の第１の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図2C】図２Ｃは、本発明の第１の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図2D】図２Ｄは、本発明の第１の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図3A】図３Ａは、本発明の第２の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が（Grating Light Valve（商標）（ＧＬＶ）としても知られる）回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図3B】図３Ｂは、本発明の第２の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が（ＧＬＶとしても知られる）回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図3C】図３Ｃは、本発明の第２の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が（ＧＬＶとしても知られる）回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図3D】図３Ｄは、本発明の第２の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が（ＧＬＶとしても知られる）回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図4A】図４Ａは、本発明の第３の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構がデジタル光処理（ＤＬＰ）システムである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図4B】図４Ｂは、本発明の第３の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構がデジタル光処理（ＤＬＰ）システムである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図4C】図４Ｃは、本発明の第３の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構がデジタル光処理（ＤＬＰ）システムである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図4D】図４Ｄは、本発明の第３の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構がデジタル光処理（ＤＬＰ）システムである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図5A】図５Ａは、本発明の第４の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図5B】図５Ｂは、本発明の第４の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図5C】図５Ｃは、本発明の第４の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図5D】図５Ｄは、本発明の第４の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図6A】図６Ａは、本発明の第５の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているドラム及び、ドラムを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図6B】図６Ｂは、本発明の第５の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているドラム及び、ドラムを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図6C】図６Ｃは、本発明の第５の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているドラム及び、ドラムを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図6D】図６Ｄは、本発明の第５の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているドラム及び、ドラムを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図7A】図７Ａは、本発明の第６の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているディスク及び、ディスクを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図7B】図７Ｂは、本発明の第６の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているディスク及び、ディスクを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図7C】図７Ｃは、本発明の第６の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているディスク及び、ディスクを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図7D】図７Ｄは、本発明の第６の実施形態にしたがう、組み込まれたスキャン可能スリット機構が、少なくとも１つのスリットが形成されているディスク及び、ディスクを回転させる、アクチュエータである、図１に示されるハイパースペクトルイメージングシステムを示す略図である。

【図8A】図８Ａは、本発明の別の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構を組み込んでいるデュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステムの例を示す略図である。

【図8B】図８Ｂは、本発明の別の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構を組み込んでいるデュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステムの例を示す略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１を参照すれば、図面は、本発明の一実施形態にしたがう、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供するために構成されたハイパースペクトルイメージングシステムの一例の基本コンポーネントを示している。ハイパースペクトルイメージングシステム１００は、１つ以上の光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８，分光計１１０，二次元画像センサ１１２及びコントローラ１１４を備える。分光計１１０は、（図示される）オフナー分光計、ダイソン分光計または、回折格子１１６を組み込んでいさえすれば、その他の既知の分光計のいずれかとすることができる。ハイパースペクトルイメージングシステム１００はスキャン可能スリット機構１０８からの、分光計１１０に導き入れられない、光を受け取る光ダンプ１１８も備えることができる。さらに、ハイパースペクトルイメージングシステム１００は、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８，分光計１１０，二次元画像センサ１１２及び光ダンプ１１８を収容して支持する、ハウジング１２０を備えることができる。本例において、コントローラ１１４はハウジング１２０の外部に配置されているが、それでも光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８及び二次元画像センサ１１２に動作可能な態様で接続されているとして示される。当業者には周知のその他のコンポーネントをハイパースペクトルイメージングシステム１００に組み込むことができるが、明解さのため、本明細書では本開示を説明するため及び可能にするために必要な上記のコンポーネント１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６，１１８及び１２０だけが詳細に論じられる。

【0012】

ハイパースペクトルイメージングシステム１００は、光学系１０６が遠隔物体１０４から光１１５ａを受け取るように配置され、集束光１１５ｂをスキャン可能スリット機構１０８に導くように構成される。スキャン可能スリット機構１０８は光学系１０６から光１１５ｂを受け取る表面１０９が光学系１０６の像平面に置かれるように配置される。スキャン可能スリット機構１０８は光１１５ｂを受け取り、少なくとも１本の第１の光線１１５ｃを分光計１１０に提供する。本例において、分光計１１０はオフナー分光計として構成され、スキャン可能スリット機構１０８から少なくとも１本の光線１１５ｃを受け取って、少なくとも１本の回折光１１５ｅを第２のミラー１２４に向ける回折格子１１６に向けて少なくとも１本の光線１１５ｄを反射する第１のミラー１１２を有し、第２のミラー１２４は少なくとも１本の回折光１１５ｆを二次元画像センサ１１７ａに向けて反射する。二次元画像センサ１１２は少なくとも１本の回折光１１５ｆの二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は、２次元画像１１７ａを受け取って格納し、次いでスキャン可能スリット機構１０８と交信して、遠隔物体１０４からの少なくとも１本の異なる光線１１５ｇを分光計１１０に与えるようにスキャン可能スリット機構１０８を再構成させる。分光計の第１のミラー１２２はスキャン可能スリット機構１０８から少なくとも１本の異なる光線１１５ｇを受け取って、少なくとも１本の回折光１１５ｉを第２のミラー１２４に向ける回折格子１１６に向けて少なくとも１本の光線１１５ｈを反射し、第２のミラー１２４は少なくとも１本の回折光１１５ｊを二次元画像センサ１１２に向けて反射する。二次元画像センサ１１２は少なくとも１本の回折光１１５ｊの二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像センサ１１２から回折光１１５ｊの二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、スキャン可能スリット機構１０８及び二次元画像センサ１１２と同様の態様で交信する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。本開示にしたがういくつかの異なるタイプのスキャン可能スリット機構１０８を組み込んでいるいくつかの異なるタイプのハイパースペクトルイメージングシステム１００の構成及び動作に関する詳細な議論が、図２〜７に関して以下に与えられる。

【0013】

図２Ａ〜２Ｄを参照すれば、いくつかの図面が、本発明の第１の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構１０８ａが超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳ ＳＬＭ）１０８ａであるハイパースペクトルイメージングシステム１００ａを示している。ハイパースペクトルイメージングシステム１００ａは、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ａ，分光計１１０（回折格子１１６），二次元画像センサ１１２，コントローラ１１４，光ダンプ１１８，及びハウジング１２０（図示せず）を備える。光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ａ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２が、光線が１つのコンポーネントから別のコンポーネントに適切に導かれるであろうように互に対して配置されるであろうことは当然である。しかし、ハイパースペクトルイメージングシステム１１０ａの様々な特徴の説明に役立つように、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ａ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２の位置及び配位は変更されている。例えば、スキャン可能スリット機構１０８ａは読者に面しているとして示される表面１０９ａを有するが、実際は、表面１０９ａは光学系１０６の主表面に面しているであろう。さらに、分光計１１０はスキャン可能スリット機構１０８ａから反射される１本以上の光線を受け取るように配置されているであろう。

【0014】

図２Ａ〜２Ｂに示されるように、一例において、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ａは、ＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａが第１の時刻‘ｔ１’において作動される１つのスリット２０４ａ（図２Ａを見よ）、次いで第２の時刻‘ｔ２’において作動される別のスリット２０４ｂ（図２Ｂを見よ）を有するように、構成される。図２Ａにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ａは第１の時刻‘ｔ１’において光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。ＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａは光学系１０６から光１１５ｂを受け取るように配置された表面１０９ａを有する。表面１０９ａは光学系１０６の像平面に配置される。さらに、表面１０９ａは、半導体チップ２１０上に形成された、複数の横ミラー列２０６ａ_１，２０６ａ_２，...，２０６ａ_ｎ及び複数の縦ミラー列２０６ｂ_１，２０６ｂ_２，...，２０６ｂ_ｎを含むミラーアレイ２０６を有する。コントローラ１１４は半導体チップ２１０と交信して、アクチュエータ（または同様の装置）に、いずれか１つまたはいずれかの数の個々のミラー列２０６に光学系１０６からの光１１５ｂを分光計１１０に向けて反射するための「オン位置」につかせる。「オフ位置」にある残りのミラー列２０６はそれぞれの上で受け取った光１１５ｂを分光計１１０から離れる方向に反射し、用いられていれば、この反射光を受け取るように光ダンプ１１８を配置することができる。例えば、コントローラ１１４は半導体チップ２１０と交信して、第１のスリット２０４ａを形成するために横ミラー列２０６ａ_１，２０６ａ_２，...，２０６ａ_ｎの一列（または一列の一部）あるいは縦ミラー列２０６ｂ_１，２０６ｂ_２，...，２０６ｂ_ｎの一列（または一列の一部）を作動させて（例えば傾けて）、第１の光線１１５ｃを分光計１１０に向けて反射させることができ、第１の光線１１５ｃは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に向けられる。この場合も、分光計１１０は回折格子１１６を有する周知のいずれかの分光計１１０とすることができる。本例において、コントローラ１１４は半導体チップ２１０と交信して、第１のスリット２０４ａを形成するため、縦ミラー列２０６ｂ_４を作動させて第１の光線１１５ｃを分光器１１０に向けて反射させ、第１の光線１１５ｃは、最終的に、分光器１１０内に配置された回折格子によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅを発生し、回折光１１５eは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２で受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｅの空間情報を表す一方の軸２１０ａ及び回折光１１５ｅのスペクトル情報を表す他方の軸２１０ｂを含む、二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａを受け取って格納し、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの異なる光線１１５ｇを分光器１１０に向けて反射するためにＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａが再構成されるようにＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａと交信する。

【0015】

図２Ｂにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ａは、コントローラ１１４が半導体チップ２１０と交信して、第２のスリット２０４ｂを形成するため、縦ミラー列２０６ｂ_４の作動を停止させ（オフ位置につけ）て、隣の縦ミラー列２０６ｂ_５を作動させる（オン位置につける）第２の時刻‘ｔ２’にある構成で示されている。作動された第２のスリット２０４ｂは第２の光線１１５ｇを分光器１１０に向けて反射し、第２の光線１１５ｇは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉを発生し、回折光１１５ｉは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２に受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉの空間情報を表す一方の軸２１０ａ及び回折光１１５ｉのスペクトル情報を表す他方の軸２１０ｂを含む、二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、同様の態様で、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ、１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、縦ミラー列２０６ｂ_５，２０６ｂ_６，...，２０６ｂ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の縦ミラー列２０６ｂ_６，２０６ｂ_７，...，２０６ｂ_ｎを作動させるためにＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0016】

図２Ｃ〜２Ｄに示されるように、一例において、ＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａが第１の時刻‘ｔ１’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）２０４ａ’及び２０４ａ’’（図２Ｃを見よ）及び、次いで、第２の時刻‘ｔ２’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）２０４ｂ’及び２０４ｂ’’（図２Ｄを見よ）を有するように、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ａが構成されている。図２Ｃでは、コントローラ１１４が半導体チップ２１０と交信して、第１の時刻‘ｔ１’において、第１のスリット２０４ａ’及び２０４ａ’’をそれぞれ形成するために２つの個々の縦ミラー列２０６ｂ_４及び２０６ｂ_９を作動させる構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ａが示されている。作動された第１のスリット２０４ａ’及び２０４ａ’’は第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’を分光器１１０に向けて反射し、第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’を発生し、回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’の空間情報を表す一方の軸２１０ａ及び回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’のスペクトル情報を表す他方の軸２１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納する。回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’が二次元画像１１７ａ内で相互に隔てられるように、作動されるスリット２０４ａ’及び２０４ａ’’が有意なスペクトルバンドで相互に隔てられるであろうことは当然である。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納すると、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの２本の異なる光線１１５ｇ'及び１１５ｇ''を分光計１１０に向けて反射するためにＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａが構成されるように、ＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａと交信する。

【0017】

図２Ｄでは、コントローラ１１４が半導体チップ２１０と交信して、第２の時刻‘ｔ２’において、縦ミラー列２０６ｂ_４及び２０６ｂ_９の作動を停止させ（オフ位置につけ）、第２のスリット２０４ｂ’及び２０４ｂ’’をそれぞれ形成するために隣の縦ミラー列２０６ｂ_５及び２０６ｂ_１０を作動させる（オン位置につける）構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ａが示されている。作動された第２のスリット２０４ｂ’及び２０４ｂ’’は第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’を分光器１１０に向けて反射し、第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’を発生し、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’の空間情報を表す一方の軸２１０ａ及び回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’のスペクトル情報を表す他方の軸２１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は、同様の態様で、二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、複数の縦ミラー列２０６ｂ_５／２０６ｂ_１０，２０６ｂ_６／２０６ｂ_１１，...，２０６ｂ_ｘ／２０６ｂ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の複数の縦ミラー列２０６ｂ_６／２０６ｂ_１１，２０６ｂ_７／２０６ｂ_１２，...，２０６ｂ_ｘ＋１／２０６ｂ_ｎを作動させるためにＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0018】

図３Ａ〜３Ｄを参照すれば、いくつかの図面が、本発明の第２の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構１０８ｂが（Grating Light Valve１０８ｂとしても知られる）回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）１０８ｂであるハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂを示している。ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂは、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｂ，分光計１１０（回折格子１１６），二次元画像センサ１１２，コントローラ１１４，光ダンプ１１８，及びハウジング１２０（図示せず）を備える。光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｂ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２が、光線が１つのコンポーネントから別のコンポーネントに適切に導かれるように、互に対して配置されるであろうことは当然である。しかし、ハイパースペクトルイメージングシステム１１０ｂの様々な特徴の説明に役立つように、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｂ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２の位置及び配位は変更されている。例えば、スキャン可能スリット機構１０８ｂは読者に面しているとして示される表面１０９ｂを有するが、実際は、表面１０９ｂは光学系１０６の主表面に面しているであろう。さらに、分光計１１０はスキャン可能スリット機構１０８ｂから反射される１本以上の光線を受け取るように配置されているであろう。

【0019】

図３Ａ〜３Ｂに示されるように、一例において、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂは、ＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ｂが第１の時刻‘ｔ１’において作動される１つのスリット３０４ａ（図３Ａを見よ）、次いで第２の時刻‘ｔ２’において作動される別のスリット３０４ｂ（図３Ｂを見よ）を有するように、構成される。図３Ａにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂは第１の時刻‘ｔ１’において光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。ＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ｂは光学系１０６から光１１５ｂを受け取るように配置された表面１０９ｂを有する。表面１０９ｂは光学系１０６の像平面に配置される。さらに、表面１０９ｂは、半導体チップ３１０上に形成された、一連のリボン３０６ａ_１，３０６ａ_２，３０６ａ_３，...，３０６ａ_ｎを有する。コントローラ１１４は半導体チップ３１０と交信して、アクチュエータ（または同様の装置）に、個々のリボン３０６ａ_１，３０６ａ_２，３０６ａ_３，...，３０６ａ_ｎのいずれか１本を光学系１０６からの光１１５ｂを分光計１１０に向けて反射するための「オン位置」につかせる。「オフ位置」にある残りのリボン３０６ａ_１，３０６ａ_２，３０６ａ_３，...，３０６ａ_ｎはそれぞれの上で受け取った光１１５ｂを分光計１１０から離れる方向に反射し、用いられていれば、この反射光を受け取るように光ダンプ１１８を配置することができる。本例において、コントローラ１１４は半導体チップ３１０と交信して、第１のスリット３０４ａを形成し、第１の光線１１５ｃを分光計１１０に向けて反射させるために（例えば）リボン３０６ａ_４を作動させ（例えば傾け）、第１の光線１１５ｃは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に向けられる。この場合も、分光計１１０は回折格子１１６を有する周知のいずれかの分光計１１０とすることができる。回折格子１１６は回折光１１５ｅを発生し、回折光１１５eは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２で受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｅの空間情報を表す一方の軸３１０ａ及び回折光１１５ｅのスペクトル情報を表す他方の軸３１０ｂを含む、二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａを受け取って格納し、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの異なる光線１１５ｇを分光器１１０に向けて反射するためにＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ｂが再構成されるように、ＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ｂと交信する。

【0020】

図３Ｂにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂは、コントローラ１１４が半導体チップ３１０と交信して、第２のスリット３０４ｂを形成するため、リボン３０６ａ_４の作動を停止させ（オフ位置につけ）て、隣のリボン３０６ａ_５を作動させる（オン位置につける）第２の時刻‘ｔ２’にある構成で示されている。作動された第２のスリット３０４ｂは第２の光線１１５ｇを分光器１１０に向けて反射し、第２の光線１１５ｇは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６で受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉを発生し、回折光１１５ｉは、最終的に、例えば第２のミラー（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２で受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉの空間情報を表す一方の軸３１０ａ及び回折光１１５ｉのスペクトル情報を表す他方の軸３１０ｂを含む、二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ、１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、リボン３０６ａ_５，３０６ａ_６，...，３０６ａ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣のリボン３０６ａ_６，３０６ａ_７，...，３０６ａ_ｎを作動させるために同様の態様でＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ｂ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0021】

図３Ｃ〜３Ｄに示されるように、一例において、ＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ｂが第１の時刻‘ｔ１’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）３０４ａ’及び３０４ａ’’（図３Ｃを見よ）及び、次いで、第２の時刻‘ｔ２’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）３０４ｂ’及び３０４ｂ’’（図３Ｄを見よ）を有するように、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂが構成されている。図３Ｃでは、コントローラ１１４が半導体チップ３１０と交信して、第１の時刻‘ｔ１’において、第１のスリット３０４ａ’及び３０４ａ’’をそれぞれ形成するために２つの個々のリボン３０６ａ_４及び３０６ａ_９を作動させる構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂが示されている。作動された第１のスリット３０４ａ’及び３０４ａ’’は第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’を分光器１１０に向けて反射し、第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’を発生し、回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’の空間情報を表す一方の軸３１０ａ及び回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’のスペクトル情報を表す他方の軸３１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納する。回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’が二次元画像１１７ａ内で相互に隔てられるように、作動されるスリット２０４ａ’及び２０４ａ’’が有意なスペクトルバンドで相互に隔てられるであろうことは当然である。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納すると、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの２本の異なる光線１１５ｇ'及び１１５ｇ''を分光計１１０に向けて反射するためにＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａが構成されるように、ＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａと交信する。

【0022】

図３Ｄでは、コントローラ１１４が半導体チップ３１０と交信して、第２の時刻‘ｔ２’において、リボン３０６ａ_４及び３０６ａ_９の作動を停止させ（オフ位置につけ）、第２のスリット３０４ｂ’及び３０４ｂ’’をそれぞれ形成するために隣のリボン３０６ａ_５及び３０６ａ_１０を作動させる（オン位置につける）構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｂが示されている。作動された第２のスリット３０４ｂ’及び３０４ｂ’’は第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’を分光器１１０に向けて反射し、第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’を発生し、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’の空間情報を表す一方の軸３１０ａ及び回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’のスペクトル情報を表す他方の軸３１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、同様の態様で、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、複数のリボン３０６ａ_５／３０６ａ_１０，３０６ａ_６／３０６ａ_１１，...，３０６ａ_ｘ／３０６ａ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の複数のリボン３０６ａ_６／３０６ａ_１１，３０６ａ_７／３０６ａ_１２，...，３０６ａ_ｘ＋１／３０６ａ_ｎを作動させるためにＭＯＥＭＳ ＳＬＭ１０８ｂ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0023】

図４Ａ〜４Ｄを参照すれば、いくつかの図面が、本発明の第３の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構１０８ｃがデジタル光処理（ＤＬＰ）システム１０８ｃであるハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃを示している。ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃは、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｃ，分光計１１０（回折格子１１６），二次元画像センサ１１２，コントローラ１１４，光ダンプ１１８，及びハウジング１２０（図示せず）を備える。光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｃ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２が、光線が１つのコンポーネントから別のコンポーネントに適切に導かれるように、互に対して配置されるであろうことは当然である。しかし、ハイパースペクトルイメージングシステム１１０ｃの様々な特徴の説明に役立つように、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｃ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２の位置及び配位は変更されている。例えば、スキャン可能スリット機構１０８ｃは読者に面しているとして示される表面１０９ｃを有するが、実際は、表面１０９ｃは光学系１０６の主表面に面しているであろう。さらに、分光計１１０はスキャン可能スリット機構１０８ｃから反射される１本以上の光線を受け取るように配置されているであろう。同じく明解さのため、レンズ、フィルタ、等のような、ＤＬＰシステム１０８ｃの様々な周知のコンポーネントは本明細書では説明されず、本開示の説明に必要なコンポーネントだけが説明されている。

【0024】

図４Ａ〜４Ｂに示されるように、一例において、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃは、ＤＬＰシステム１０８ｃが第１の時刻‘ｔ１’において作動される１つのスリット４０４ａ（図４Ａを見よ）、次いで第２の時刻‘ｔ２’において作動される別のスリット４０４ｂ（図４Ｂを見よ）を有するように、構成されている。図４Ａにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃは第１の時刻‘ｔ１’において光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。ＤＬＰシステム１０８ｃは光学系１０６から光１１５ｂを受け取るように配置された表面１０９ｃを有する。表面１０９ｃは光学系１０６の像平面に配置される。さらに、表面１０９ｃは、半導体チップ４１０上に形成された、複数の横ミラー列４０６ａ_１，４０６ａ_２，...，４０６ａ_ｎ及び複数の縦ミラー列４０６ｂ_１，４０６ｂ_２，...，４０６ｂ_ｎを含むミラーアレイ４０６を有する。コントローラ１１４は半導体チップ４１０と交信して、アクチュエータ（または同様の装置）に、いずれか１つまたはいずれかの数の個々のミラー列４０６に光学系１０６からの光１１５ｂを分光計１１０に向けて反射するための「オン位置」につかせる。「オフ位置」にある残りのミラー列４０６はそれぞれの上で受け取った光１１５ｂを分光計１１０から離れる方向に反射し、用いられていれば、この反射光を受け取るように光ダンプ１１８を配置することができる。例えば、コントローラ１１４は半導体チップ４１０と交信して、第１のスリット４０４ａを形成するために横ミラー列４０６ａ_１，４０６ａ_２，...，４０６ａ_ｎの一列（または一列の一部）あるいは縦ミラー列４０６ｂ_１，４０６ｂ_２，...，４０６ｂ_ｎの一列（または一列の一部）を作動させ（例えば傾け）て、第１の光線１１５ｃを分光計１１０に向けて反射させることができ、第１の光線１１５ｃは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に向けられる。この場合も、分光計１１０は回折格子１１６を有する周知のいずれかの分光計１１０とすることができる。本例において、コントローラ１１４は半導体チップ４１０と交信して、第１のスリット４０４ａを形成するため、縦ミラー列４０６ｂ_４を作動させて第１の光線１１５ｃを分光器１１０に向けて反射させ、第１の光線１１５ｃは、最終的に、分光器１１０内に配置された回折格子によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅを発生し、回折光１１５eは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２で受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅの空間情報を表す一方の軸４１０ａ及び回折光１１５ｅのスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａを受け取って格納し、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの異なる光線１１５ｇを分光器１１０に向けて反射するためにＤＬＰシステム１０８ｃが再構成されるように、ＤＬＰシステム１０８ｃと交信する。

【0025】

図４Ｂにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃは、コントローラ１１４が半導体チップ４１０と交信して、第２のスリット４０４ｂを形成するため、縦ミラー列４０６ｂ_４の作動を停止させ（オフ位置につけ）て、隣の縦ミラー列４０６ｂ_５を作動させる（オン位置につける）第２の時刻‘ｔ２’にある構成で示されている。作動された第２のスリット４０４ｂは第２の光線１１５ｇを分光器１１０に向けて反射し、第２の光線１１５ｇは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉを発生し、回折光１１５ｉは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２に受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｉの空間情報を表す一方の軸４１０ａ及び回折光１１５ｉのスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ、１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、縦ミラー列４０６ｂ_５，４０６ｂ_６，...，４０６ｂ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の縦ミラー列４０６ｂ_６，４０６ｂ_７，...，４０６ｂ_ｎを作動させるために同様の態様でＤＬＰシステム１０８ｃ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0026】

図４Ｃ〜４Ｄに示されるように、一例において、ＤＬＰシステム１０８ｃが第１の時刻‘ｔ１’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）４０４ａ’及び４０４ａ’’（図４Ｃを見よ）及び、次いで、第２の時刻‘ｔ２’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）４０４ｂ’及び４０４ｂ’’（図４Ｄを見よ）を有するように、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃが構成されている。図４Ｃでは、コントローラ１１４が半導体チップ４１０と交信して、第１の時刻‘ｔ１’において、第１のスリット４０４ａ’及び４０４ａ’’をそれぞれ形成するために２つの個々の縦ミラー列４０６ｂ_４及び４０６ｂ_９を作動させる構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃが示されている。作動された第１のスリット４０４ａ’及び４０４ａ’’は第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’を分光器１１０に向けて反射し、第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’を発生し、回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’の空間情報を表す一方の軸４１０ａ及び回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’のスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納する。回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’が二次元画像１１７ａ内で相互に隔てられるように、作動されるスリット４０４ａ’及び４０４ａ’’が有意なスペクトルバンドで相互に隔てられるであろうことは当然である。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納すると、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの２本の異なる光線１１５ｇ'及び１１５ｇ''を分光計１１０に向けて反射するためにＤＬＰシステム１０８ｃが構成されるように、ＤＬＰシステム１０８ｃと交信する。

【0027】

図４Ｄでは、コントローラ１１４が半導体チップ４１０と交信して、第２の時刻‘ｔ２’において、縦ミラー列４０６ｂ_４及び４０６ｂ_９の作動を停止させ（オフ位置につけ）、第２のスリット４０４ｂ’及び４０４ｂ’’をそれぞれ形成するために隣の縦ミラー列４０６ｂ_５及び４０６ｂ_１０を作動させる（オン位置につける）構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃが示されている。作動された第２のスリット４０４ｂ’及び４０４ｂ’’は第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’を分光器１１０に向けて反射し、第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’を発生し、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’の空間情報を表す一方の軸４１０ａ及び回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’のスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、同様の態様で、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、複数の縦ミラー列４０６ｂ_５／４０６ｂ_１０，４０６ｂ_６／４０６ｂ_１１，...，４０６ｂ_ｘ／４０６ｂ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の複数の縦ミラー列４０６ｂ_６／４０６ｂ_１１，４０６ｂ_７／４０６ｂ_１２，...，４０６ｂ_ｘ＋１／４０６ｂ_ｎを作動させるために、ＤＬＰシステム１０８ｃ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0028】

図５Ａ〜５Ｄを参照すれば、いくつかの略図が、本発明の第４の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構１０８ｄが液晶ディスプレイ１０８ｄ（ＬＣＤ１０８ｄ）であるハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄを示している。ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄは、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｄ，分光計１１０（回折格子１１６），二次元画像センサ１１２，コントローラ１１４，光ダンプ１１８，及びハウジング１２０（図示せず）を備える。光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｃ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２が、光線が１つのコンポーネントから別のコンポーネントに適切に導かれるように、互に対して配置されるであろうことは当然である。しかし、ハイパースペクトルイメージングシステム１１０ｄの様々な特徴の説明に役立つように、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｄ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２の位置及び配位は変更されている。例えば、スキャン可能スリット機構１０８ｄは読者に面しているとして示される表面１０９ｄを有するが、実際は、表面１０９ｄは光学系１０６の主表面に面しているであろう。

【0029】

図５Ａ〜５Ｂに示されるように、一例において、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄは、ＬＣＤ１０８ｄが第１の時刻‘ｔ１’において作動される１つのスリット５０４ａ（図５Ａを見よ）、次いで第２の時刻‘ｔ２’において作動される別のスリット５０４ｂ（図５Ｂを見よ）を有するように、構成されている。図５Ａにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄは第１の時刻‘ｔ１’において光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。ＬＣＤ１０８ｄは光学系１０６から光１１５ｂを受け取るように配置された表面１０９ｄを有する。表面１０９ｄは光学系１０６の像平面に配置される。さらに、表面１０９ｄは、半導体チップ５１０上に関係付けられた、複数の横ピクセル列５０６ａ_１，５０６ａ_２，...，５０６ａ_ｎ及び複数の縦ピクセル列５０６ｂ_１，５０６ｂ_２，...，５０６ｂ_ｎを含むピクセルアレイ５０６を有する。コントローラ１１４は半導体チップ５１０と交信して、いずれか１つまたはいずれかの数の個々のピクセル列５０６を光学系１０６からの光１１５ｂの分光計１１０への通過を可能にするための「オン状態」にする。「オフ状態」にある残りのピクセル列５０６はそれぞれの上で受け取った光１１５ｂを分光計１１０から離れる方向に反射し、用いられていれば、この反射光を受け取るように光ダンプ１１８を配置することができる。例えば、コントローラ１１４は半導体チップ５１０と交信して、第１のスリット５０４ａを形成するために横ピクセル列５０６ａ_１，５０６ａ_２，...，５０６ａ_ｎの一列（または一列の一部）あるいは縦ピクセル列５０６ｂ_１，５０６ｂ_２，...，５０６ｂ_ｎの一列（または一列の一部）を作動させて、第１の光線１１５ｃを分光計１１０に向けて通過させることができ、第１の光線１１５ｃは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に向けられる。この場合も、分光計１１０は回折格子１１６を有する周知のいずれかの分光計１１０とすることができる。本例において、コントローラ１１４は半導体チップ５１０と交信して、第１のスリット４０４ａを形成するため、縦ピクセル列５０６ｂ_４を作動させて第１の光線１１５ｃの分光器１１０への通過を可能にし、第１の光線１１５ｃは、最終的に、分光器１１０内に配置された回折格子によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅを発生し、回折光１１５eは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２で受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅの空間情報を表す一方の軸５１０ａ及び回折光１１５ｅのスペクトル情報を表す他方の軸５１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａを受け取って格納し、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの異なる光線１１５ｇの分光器１１０への通過を可能にするためにＬＣＤ１０８ｄが再構成されるようにＬＣＤ１０８ｄと交信する。

【0030】

図５Ｂにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄは、コントローラ１１４が半導体チップ５１０と交信して、第２のスリット５０４ｂを形成するため、縦ピクセル列５０６ｂ_４の作動を停止させ（オフ状態に変え）て、隣の縦ピクセル列５０６ｂ_５を作動させる（オン状態に変える）第２の時刻‘ｔ２’にある構成で示されている。作動された第２のスリット５０４ｂは第２の光線１１５ｇを分光器１１０に向けて通過させ、第２の光線１１５ｇは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉを発生し、回折光１１５ｉは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２に受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｉの空間情報を表す一方の軸５１０ａ及び回折光１１５ｉのスペクトル情報を表す他方の軸５１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、同様の態様で、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ、１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、縦ピクセル列５０６ｂ_５，５０６ｂ_６，...，５０６ｂ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の縦ピクセル列５０６ｂ_６，５０６ｂ_７，...，５０６ｂ_ｎを作動させるためにＬＣＤ１０８ｄ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0031】

図５Ｃ〜５Ｄに示されるように、一例において、ＬＣＤ１０８ｄが第１の時刻‘ｔ１’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）５０４ａ’及び５０４ａ’’（図５Ｃを見よ）及び、次いで、第２の時刻‘ｔ２’において作動される複数のスリット（本例では２つが示される）５０４ｂ’及び５０４ｂ’’（図５Ｄを見よ）を有するように、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄが構成されている。図５Ｃでは、コントローラ１１４が半導体チップ５１０と交信して、第１の時刻‘ｔ１’において、第１のスリット５０４ａ’及び５０４ａ’’をそれぞれ形成するために２つの個々の縦ピクセル列５０６ｂ_４及び５０６ｂ_９を作動させる構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄが示されている。作動された第１のスリット５０４ａ’及び５０４ａ’’は第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’を分光器１１０に向けて通過させ、第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’を発生し、回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’の空間情報を表す一方の軸５１０ａ及び回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’のスペクトル情報を表す他方の軸５１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納する。回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’が二次元画像１１７ａ内で相互に隔てられるように、作動されるスリット５０４ａ’及び５０４ａ’’が有意なスペクトルバンドで相互に隔てられるであろうことは当然である。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納すると、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において遠隔物体１０４からの２本の異なる光線１１５ｇ'及び１１５ｇ''を分光計１１０に向けて通過させるためにＬＣＤ１０８ｄが構成されるように、ＬＣＤ１０８ｄと交信する。

【0032】

図５Ｄでは、コントローラ１１４が半導体チップ５１０と交信して、第２の時刻‘ｔ２’において、縦ピクセル列５０６ｂ_４及び５０６ｂ_９の作動を停止させ（オフ状態に変え）、第２のスリット５０４ｂ’及び５０４ｂ’’をそれぞれ形成するために隣の縦ピクセル列５０６ｂ_５及び５０６ｂ_１０を作動させる（オン状態に変える）構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｄが示されている。作動された第２のスリット５０４ｂ’及び５０４ｂ’’は第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’の分光器１１０への通過を可能にし、第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’を発生し、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’の空間情報を表す一方の軸５１０ａ及び回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’のスペクトル情報を表す他方の軸５１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、同様の態様で、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる異なる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、順次に、複数の縦ピクセル列５０６ｂ_５／５０６ｂ_１０，５０６ｂ_６／５０６ｂ_１１，...，５０６ｂ_ｘ／５０６ｂ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の複数の縦ピクセル列５０６ｂ_６／５０６ｂ_１１，５０６ｂ_７／５０６ｂ_１２，...，５０６ｂ_ｘ＋１／５０６ｂ_ｎを作動させるために、ＬＣＤ１０８ｄ及び二次元画像センサ１１２と交信する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0033】

図６Ａ〜６Ｄを参照すれば、いくつかの略図が、本発明の第５の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構１０８ｅが少なくとも１つのスリット６０４が形成されているドラム６０２及び、ドラム６０２を軸６０８に関して回転させる、アクチュエータ６０６である、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｅを示している。ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｅは、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｅ，分光計１１０（回折格子１１６），二次元画像センサ１１２，コントローラ１１４，光ダンプ１１８，及びハウジング１２０（図示せず）を備える。本例において、ドラム６０２は分光計１１０及び二次元画像センサ１１２がドラム６０２の内部６０９に配置されるであろうような大きさにつくられる。いずれの場合にも、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｅ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２は、光線が１つのコンポーネントから別のコンポーネントに適切に導かれるように、互に対して配置されるであろう。しかし、ハイパースペクトルイメージングシステム１１０ｅの様々な特徴の説明に役立つように、ドラムのスリット６０４に対する光学系１０６の配位は変更されている。例えば、ドラムのスリット６０４は一般に、図示されるように読者に面しているのではなく、光学系１０６の主表面に面しているであろう。さらに、ドラム６０２が、例えば切頭円錐形状を含む、多くの様々な形状をとり得ることは当然である。

【0034】

図６Ａ〜６Ｂに示されるように、一例において、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｅは、ドラム６０２が第１の時刻‘ｔ１’において１つの位置‘ｐ１’にあるスリット６０４（図６Ａを見よ）を有し、次いで第２の時刻‘ｔ２’においてスリット６０４ａが別の位置‘ｐ２’にある（図６Ｂを見よ）ように、構成されている。図６Ａにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｅは第１の時刻‘ｔ１’において光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。詳しくは、コントローラ１１４がアクチュエータ６０６と交信して、スリット６０４が時刻‘ｔ１’において位置‘ｐ１’にあるように、ドラム６０２を軸６０８に関して回転させる。時刻‘ｔ１’において、スリット６０４は、第１の光線１１５ｃを分光計１１０に向けて通すように、光学系１０６の像平面に、またはその近傍に、配置され、第１の光線１１５ｃは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に導かれる。この場合も、分光計１１０は回折格子１１６を有する周知のいずれかの分光計１１０とすることができる。回折格子１１６は回折光１１５ｅを発生し、回折光１１５eは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２で受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅの空間情報を表す一方の軸６１０ａ及び回折光１１５ｅのスペクトル情報を表す他方の軸６１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａを受け取って格納し、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’においてスリット６０４が遠隔物体１０４からの異なる光線１１５ｇを通すための位置‘ｐ２’にあるようにドラム６０２を回転させるためにアクチュエータ６０６と交信する。

【0035】

図６Ｂにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｅは、第２の時刻‘ｔ２’においてコントローラ１１４がアクチュエータ６０６と交信して、スリット６０４が時刻‘ｔ２’において位置‘ｐ２’にあって第２の光線１１５ｇを分光計１１０に通すように、ドラム６０２を回転させた構成で示され、第２の光線１１５ｇは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉを発生し、回折光１１５ｉは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２に受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｉの空間情報を表す一方の軸６１０ａ及び回折光１１５ｉのスペクトル情報を表す他方の軸６１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、アクチュエータ６０６と交信して、ドラム１０２を、順次に、異なる時刻‘ｔ３’，‘ｔ４’， ...，‘ｔｎ’において位置‘ｐ３’，‘ｐ４’， ...，‘ｐｎ’に回転させる一方で、時刻‘ｔ３’，‘ｔ４’， ...，‘ｔｎ’において二次元画像センサ１１２を作動させる。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0036】

図６Ｃ〜６Ｄに示されるように、一例において、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を生成するため、順次に、時刻‘ｔ１’，‘ｔ２’， ...，‘ｔｎ’においてアクチュエータ６０６により１つの位置から別の位置‘ｐ１’，‘ｐ２’， ...，‘ｐｎ’につけられる複数の（本例では２つが示される）スリット６０４’及び６０４’’をドラム６０２が有するように、ハイパースペクトルイメージングシステム１００eが構成されている。図６Ｃでは、コントローラ１１４がアクチュエータ６０６と交信して、スリット６０４’及び６０４’’が第１の光線１１５ｃ’および１１５ｃ’’を分光計１１０に向けて通すようにドラム６０２を回転させて位置‘ｐ１’につけている構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００eが示され、第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’を発生し、回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’の空間情報を表す一方の軸６１０ａ及び回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’のスペクトル情報を表す他方の軸６１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納する。回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’が二次元画像１１７ａ内で相互に隔てられるように、スリット６０４’及び６０４’’が有意なスペクトルバンドで相互に隔てられるであろうことは当然である。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納すると、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において、スリット６０４’及び６０４’’が遠隔物体１０４からの２本の異なる光線１１５ｇ'及び１１５ｇ''を分光計１１０に向けて通すようにドラム６０２を回転させて位置‘ｐ２’につけるため、アクチュエータ６０６と交信する。

【0037】

図６Ｄでは、第２の時刻‘ｔ２’において、コントローラ１１４がアクチュエータ６０６と交信して、スリット６０４’及び６０４’’が第２の光線１１５ｇ’および１１５ｇ’’を分光計１１０に向けて通すようにドラム６０２を回転させて位置‘ｐ２’につける構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｅが示され、第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’を発生し、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’の空間情報を表す一方の軸６１０ａ及び回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’のスペクトル情報を表す他方の軸６１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、異なる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、時刻‘ｔ３’，‘ｔ４’， ...，‘ｔｎ’においてアクチュエータ６０６と交信して、スリット６０４’及び６０４’’が遠隔物体１０４からの２本の光線を分光器１１０内に通すように、順次にドラム６０２を回転させて位置‘ｐ３’，‘ｐ４’， ...，‘ｐｎ’につける。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0038】

図７Ａ〜７Ｄを参照すれば、いくつかの略図が、本発明の第６の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構１０８ｆが、少なくとも１つのスリット７０４が形成されているディスク７０２及び、ディスク７０２を軸７０８に関して回転させる、アクチュエータ７０６である、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆを示している。ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆは、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｆ，分光計１１０（回折格子１１６），二次元画像センサ１１２，コントローラ１１４，光ダンプ１１８，及びハウジング１２０（図示せず）を備える。光線が１つのコンポーネントから別のコンポーネントに適切に導かれるように、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｆ，分光計１１０（回折格子１１６）及び二次元画像センサ１１２が互に対して配置されるであろうことは当然である。しかし、ハイパースペクトルイメージングシステム１１０ｆの様々な特徴の説明に役立つように、ディスクのスリット７０４に対する光学系１０６の配位は変更されている。例えば、ディスクのスリット６０４は、実際は、図示されるように読者に面しているのではなく、光学系１０６の主表面に面しているであろう。さらに、軸７０８に関するディスク７０２の回転面は読者に垂直であろう。

【0039】

図７Ａ〜７Ｂに示されるように、一例において、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆは、ディスク７０２が第１の時刻‘ｔ１’において１つの位置‘ｐ１’にある１つのスリット７０４（図７Ａを見よ）を有し、次いで第２の時刻‘ｔ２’においてスリット７０４ａが別の位置‘ｐ２’にある（図７Ｂを見よ）ように構成されている。図７Ａにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆは第１の時刻‘ｔ１’において光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。詳しくは、コントローラ１１４がアクチュエータ７０６と交信して、スリット７０４が時刻‘ｔ１’において位置‘ｐ１’にあるように、ディスク７０２を軸７０８に関して回転させる。時刻‘ｔ１’において、スリット７０４は、第１の光線１１５ｃを分光計１１０に向けて通すように、光学系１０６の像平面に、またはその近傍に、配置され、第１の光線１１５ｃは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に導かれる。この場合も、分光計１１０は回折格子１１６を有する周知のいずれかの分光計１１０とすることができる。回折格子１１６は回折光１１５ｅを発生し、回折光１１５eは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２で受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅの空間情報を表す一方の軸７１０ａ及び回折光１１５ｅのスペクトル情報を表す他方の軸７１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａを受け取って格納し、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’においてスリット７０４が遠隔物体１０４からの異なる光線１１５ｇを通すための位置‘ｐ２’にあるようにディスク７０２を回転させるためにアクチュエータ７０６と交信する。

【0040】

図７Ｂにおいて、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆは、第２の時刻‘ｔ２’においてコントローラ１１４がアクチュエータ７０６と交信して、スリット７０４が時刻‘ｔ２’において位置‘ｐ２’にあって第２の光線１１５ｇを分光計１１０に通すように、ディスク７０２を回転させた構成で示され、第２の光線１１５ｇは、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６に受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉを発生し、回折光１１５ｉは、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２に受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｉの空間情報を表す一方の軸７１０ａ及び回折光１１５ｉのスペクトル情報を表す他方の軸７１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、遠隔物体１０４からの異なる光線に関連付けられる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、アクチュエータ７０６と交信して、ディスク７０２を、順次に、異なる時刻‘ｔ３’，‘ｔ４’， ...，‘ｔｎ’においてスリット７０４が位置‘ｐ３’，‘ｐ４’， ...，‘ｐｎ’にあるように回転させ、一方で時刻‘ｔ３’，‘ｔ４’， ...，‘ｔｎ’において二次元画像センサ１１２を作動させる。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0041】

図７Ｃ〜７Ｄに示されるように、一例において、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を生成するため、順次に、時刻‘ｔ１’，‘ｔ２’， ...，‘ｔｎ’においてアクチュエータ７０６により１つの位置から別の位置‘ｐ１’，‘ｐ２’， ...，‘ｐｎ’につけられる複数の（本例では２つが示される）スリット７０４’及び７０４’’をディスク７０２が有するように、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆが構成されている。図７Ｃでは、コントローラ１１４がアクチュエータ７０６と交信して、スリット７０４’及び７０４’’が第１の光線１１５ｃ’および１１５ｃ’’を分光計１１０に向けて通すようにディスク７０２を回転させて位置‘ｐ１’につけている構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆが示され、第１の光線１１５ｃ’及び１１５ｃ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’を発生し、回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’の空間情報を表す一方の軸７１０ａ及び回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’のスペクトル情報を表す他方の軸７１０ｂを含む二次元画像１１７ａを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納する。回折光１１５ｅ’及び１１５ｅ’’が二次元画像１１７ａ内で相互に隔てられるように、スリット７０４’及び７０４’’が有意なスペクトルバンドで相互に隔てられるであろうことは当然である。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａを受け取って格納すると、次いで、次に論じられるように、時刻‘ｔ２’において、スリット７０４’及び７０４’’が遠隔物体１０４からの２本の異なる光線１１５ｇ'及び１１５ｇ''を分光計１１０に向けて通すようにディスク７０２を回転させて位置‘ｐ２’につけるため、アクチュエータ７０６と交信する。

【0042】

図７Ｄでは、第２の時刻‘ｔ２’において、コントローラ１１４がアクチュエータ７０６と交信して、スリット７０４’及び７０４’’が第２の光線１１５ｇ’および１１５ｇ’’を分光計１１０内に通すようにディスク７０２を回転させて位置‘ｐ２’につける構成で、ハイパースペクトルイメージングシステム１００ｆが示され、第２の光線１１５ｇ’及び１１５ｇ’’は、最終的に、例えば第１のミラー１２２（図示せず）を介して、回折格子１１６によって受け取られる。回折格子１１６は回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’を発生し、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’は、最終的に、例えば第２のミラー１２４（図示せず）を介して、二次元画像センサ１１２によって受け取られる。二次元画像センサ１１２は、回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’の空間情報を表す一方の軸７１０ａ及び回折光１１５ｉ’及び１１５ｉ’’のスペクトル情報を表す他方の軸７１０ｂを含む二次元画像１１７ｂを生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂを受け取って格納する。その後、コントローラ１１４は、異なる二次元画像１１７ｃ，１１７ｄ，...，１１７ｎを得るため、時刻‘ｔ３’，‘ｔ４’， ...，‘ｔｎ’において、アクチュエータ７０６と交信して、スリット７０４’及び７０４’’が遠隔物体１０４からの２本の光線を分光器１１０内に通すように、順次にディスク７０２を回転させて位置‘ｐ３’，‘ｐ４’， ...，‘ｐｎ’につける。コントローラ１１４は、二次元画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎを結合して、遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供する。

【0043】

上述から、当業者であれば、本開示が、遠隔物体１０４（例えば興味を引く風景１０４）のある領域のハイパースペクトル画像を提供するための、ハイパースペクトルイメージングシステム１００及び方法に関することを了解するであろう。方法は、
（ａ）上述した光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８，分光計１１０，二次元画像センサ１１２及びコントローラ１１４を備えるハイパースペクトルイメージングシステム１００を提供する工程、
（ｂ）第１の時刻‘ｔ１’において、少なくとも１つの第１のスリット２０４ａ，２０４ａ’，２０４ａ’’，３０４ａ，３０４ａ’，３０４ａ’’，４０４ａ，４０４ａ’，４０４ａ’’，５０４ａ，５０４ａ’，５０４ａ’’，６０４，６０４’，６０４’’，７０４，７０４’，７０４’’の作動（位置決め）と少なくとも１つの第１の回折画像１１７ａの撮像を同期させ、次いで、第２の時刻‘ｔ２’において、少なくとも１つの第１のスリット２０４ａ，２０４ａ’，２０４ａ’’，３０４ａ，３０４ａ’，３０４ａ’’，４０４ａ，４０４ａ’，４０４ａ’’，５０４ａ，５０４ａ’，５０４ａ’’，６０４，６０４’，６０４’’，７０４ａ，７０４ａ’，７０４ａ’’の作動停止（位置決め）と少なくとも１つの第２のスリット２０４ｂ，２０４ｂ’，２０４ｂ’’，３０４ｂ，３０４ｂ’，３０４ａｂ’，４０４ｂ，４０４ｂ’，４０４ｂ’’，５０４ｂ，５０４ｂ’，５０４ｂ’’，６０４，６０４’，６０４’’，７０４ａ，７０４ａ’，７０４ａ’’の作動（位置決め）と少なくとも１つの第２の回折画像１１７ｂの撮像を同期させるため、スキャン可能スリット機構１０８及び二次元画像センサ１１２を制御する工程、及び
（ｃ）遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２を提供するため、少なくとも１つの第１の回折画像１１７ａ及び少なくとも１つの第２の回折画像１１７ｂの二次元画像を結合する工程、
を含む。

【0044】

これを達成するため、コントローラ１１４は、スキャン可能スリット機構１０８及び二次元画像センサ１１２を制御して、第１の時刻‘ｔ１’において、少なくとも１つの第１のスリット２０４ａ，２０４ａ’，２０４ａ’’，３０４ａ，３０４ａ’，３０４ａ’’，４０４ａ，４０４ａ’，４０４ａ’’，５０４ａ，５０４ａ’，５０４ａ’’，６０４，６０４’，６０４’’，７０４，７０４’，７０４’’の作動（位置決め）と第１の回折画像１１７ａを撮像するための二次元画像センサ１１２の作動を同期させ、次いで、第２の時刻‘ｔ２’において、少なくとも１つの第１のスリット２０４ａ，２０４ａ’，２０４ａ’’，３０４ａ，３０４ａ’，３０４ａ’’，４０４ａ，４０４ａ’，４０４ａ’’，５０４ａ，５０４ａ’，５０４ａ’’，６０４，６０４’，６０４’’，７０４ａ，７０４ａ’，７０４ａ’’の作動停止（位置決め）と少なくとも１つの第２のスリット２０４ｂ，２０４ｂ’，２０４ｂ’’，３０４ｂ，３０４ｂ’，３０４ａｂ’，４０４ｂ，４０４ｂ’，４０４ｂ’’，５０４ｂ，５０４ｂ’，５０４ｂ’’，６０４，６０４’，６０４’’，７０４ａ，７０４ａ’，７０４ａ’’の作動（位置決め）と第２の回折画像１１７ｂ，等々の撮像を撮像するための二次元画像センサ１１２の作動を同期させるためのプロセッサ実行可能命令を実行するため、プロセッサ実行可能命令を格納するメモリ１１７とインターフェースするプロセッサを有することができる。コントローラ１１４は、光学系１０６の焦点を遠隔物体１０４に合わせるために光学系１０６を制御することもできる。当業者であれば、分光計１１０が固定位置にあり得る、例えば携帯式とすることができる、という点で、本方法が「プッシュブルーム」法より改善されていることを了解するであろう。加えて、本方法は、スキャンコンポーネント（すなわち、スキャン可能スリット機構１０８）が小型、軽量になり、所要動作電力が低くなるであろうという点で、「回転ミラー」法より改善されている。

【0045】

本明細書に説明されるように、ハイパースペクトルイメージングシステム１００は、光学系１０６（例えば、撮影レンズ１０６）の像平面に置かれる、スキャン可能スリット機構１０８を利用する。スキャン可能スリット機構１０８は像平面から選ばれる１本以上の一次元線を分光器１１０内に送るが、これらの線の外側の光は排除する。スキャン可能スリット機構１０８は透過型または反射型または回折型とすることができる。排除された光は、スキャン可能スリット機構１０８によって吸収されるかまたは別の方向に反射されるか、あるいは、備えられていれば、光ダンプ１１８に向けて反射される。スキャン可能スリット機構１０８は多くの様々な構成をとることができ、構成の内のいくつかには、
１）ＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａ（図２Ａ〜２Ｄを見よ）、
２）ＧＬＶ１０８ｂ（図３Ａ〜３Ｄを見よ）、
３）ＤＬＰ１０８ｃ（図４Ａ〜４Ｄを見よ）、
４）ＬＣＤ１０８ｄ（図５Ａ〜５Ｄを見よ）、
５）スリット付回転ドラム１０８ｅ（図６Ａ〜６Ｄを見よ）、及び
６）スリット付回転ディスク１０８ｆ（図７Ａ〜７Ｄを見よ）、
がある。

【0046】

例えば、ＭＥＭＳ ＳＬＭ１０８ａ実施形態において、遠隔物体１０４（風景１０４）からのスペクトル情報は一連の光学系１０６を通して、この場合はＭＥＭＳアレイ２１０で表される、一括のスリット２０４ａ，２０４ｂ，２０４ａ’，２０４ａ’’，２０４ｂ’及び２０４ｂ’’上に結像される。ＭＥＭＳアレイ２１０は、１つの横ミラー列または縦ミラー列が「オン」位置にあり（別の実施形態では複数の横ミラー列または縦ミラー列が「オン」位置にあり）よって、ＭＥＭＳ素子のこの部分に入射する撮影レンズからの光は分光計１１０に向けられるが、「オフ」位置にある他の横ミラー列または縦ミラー列はＭＥＭＳ素子のこの部分に入射する光は分光計１１０から離れる方向に向けられるように、動作させることができる。このようにすれば、遠隔物体１０５の有限空間部分からのスペクトル情報の全てを、所与の時刻に、「オン」位置にある横ミラー列または縦ミラー列によって分光計１１０に向けることができる。詳しくは、「オン」位置にあるＭＥＭＳアレイの横ミラー列または縦ミラー列が画像１０４の特定の横列または縦列からのスペクトル情報を回折格子１０６に向けて反射し、次いで、回折格子１１６はスペクトル情報を、また空間情報も、高解像度画像センサ１１２上に展開する。画像センサ１１２は空間情報に対応する一方の軸及びスペクトル情報に対応する他方の軸を有する。空間情報はＭＥＭＳアレイ２１０の横列またが縦列の数に対応し、スペクトル情報は回折格子１１６によって決定される。一方、「オフ」位置にあるＭＥＭＳアレイ２１０の横ミラー列または縦ミラー列受け取った光を分光計１１０から離れる方向に、（例えば）光ダンプ１１８に向けて、反射することができよう。望ましければ、それぞれが特定のスペクトル帯に対応する複数のスキャン可能スリット機構１０８を、関心があるスペクトル帯（例えば、紫外（ＵＶ）、可視（ＶＩＳ）、近赤外（ＮＩＲ）、中波長赤外（ＭＷＩＲ）及び長波長赤外（ＬＷＩＲ））に基づいて選ばれる、光学系、センサ及び回折格子とともに、ハイパースペクトルイメージングシステム１００に組み込むことができよう。

【0047】

さらに、ＤＰＬ１０８ｃの場合については、単一の横ミラー列が「オン」状態にあるとき、この横列は分光計１１０のスリットとしてはたらく。横「オン」ミラー列が横列ｎから横列ｎ＋１に順次に移っていけば、画像が分光計１１０にかけてスキャンされる。ＤＬＰ１０８ｃととられる画像を同期させることで、コントローラ１０４が遠隔物体１０４の二次元画像を再構成することが可能になる。望ましければ、複数のスリットをエミュレートするために複数の横ミラー列を作動させるようにＤＬＰ１０８ｃを制御することができるであろう。例えば、ＤＬＰ１０８ｃは、時刻‘ｔ１’において横列ｎ、ｎ＋５０，ｎ＋１００，ｎ＋１５０を作動させ、時刻‘ｔ２’において横列ｎ＋１、ｎ＋５１，ｎ＋１０１，ｎ＋１５１を作動させることができるであろう。

【0048】

回転ドラム６０２の場合、ドラム６０２は透過性または反射性の単スリット６０４または複数のスリット６０４’及び６０４’’を有し、ドラム６０２の回転は、遠隔物体１０４の二次元画像を構成できるように撮像と同期化される。本明細書の議論の目的のため、ドラムのスリット６０４，６０４’及び６０４’’は、画像１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，...，１１７ｎが得られる時刻における位置にあるときに限り「作動」されて、他の時刻においては「作動停止」されると見なされる。回転ディスク７０２についても同じことがいえる。

【0049】

さらに、上述したスキャン可能スリット機構１０８に関連付けられる本発明の概念は、図１〜７に関して上に説明したハイパースペクトルイメージングシステムとは異なる態様で構成されたハイパースペクトルイメージングシステムに用いられ得ることは当然である。例えば、本発明の概念は、遠隔物体のある領域の１つ以上のハイパースペクトル画像を提供するため、２つの回折格子及び２つの画像センサを組み込んでいるデュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステムに用いることができる。デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステムの一例が図８Ａ〜８Ｂに関して以下で説明される。

【0050】

図８Ａ〜８Ｂを参照すれば、いくつかの略図が、本発明の別の実施形態にしたがう、スキャン可能スリット機構１０８（例えば、ＭＥＭＳシステム１０８ａ，ＧＬＶシステム１０８ｂ、（図示される）ＤＬＰシステム１０９ｃ，ＬＣＤ１０８ｄ、回転ドラム１０８ｅ，回転ディスク１０８ｆ）を組み込んでいるデュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇの一例を示している。デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇは、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｃ，分光計１１０’（回折格子１１６ａ及び１１６ｂ），二次元画像センサ１１２ａ及び１１２ｂ，コントローラ１１４，光ダンプ１１８及びハウジング１２０を備える。光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｃ，分光計１１０’（回折格子１１６ａ及び１１６ｂ）及び二次元画像センサ１１２ａ及び１１２ｂが、光線が１つのコンポーネントから別のコンポーネントに適切に導かれるであろうように互いに対して配置されるであろうことは当然である。しかし、デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇの様々な特徴の説明に役立つように、光学系１０６，スキャン可能スリット機構１０８ｃ，分光計１１０’（回折格子１１６ａ及び１１６ｂ）及び二次元画像センサ１１２ａ及び１１２ｂの位置及び配位は変更されている。例えば、スキャン可能スリット機構１０８ｃは読者に面するとして示される表面１０９ｃを有するが、実際は、表面１０９ｃは光学系１０６の主表面に面しているであろう。さらに、分光計１１０’（回折格子１１６ａ及び１１６ｂ）は、２つの回折格子１１６ａ及び１１６ｂがスキャン可能スリット機構１０８ｃから１本以上の回折光線１１５ｃ_１，１１５ｃ_２，１１５ｇ_１及び１１５ｇ_２を受け取ることができるように配置され、必要であれば、コンポーネント（例えば、２つのミラー１２２）を有するであろう。加えて、分光計１１０’は、必要であれば、回折格子１１６ａ及び１１６ｂから１本以上の回折光線を受け取り、１本以上の回折光線１１５ｅ_１，１１５ｅ_２，１１５ｉ_１及び１１５ｉ_２を画像センサ１１２ａ及び１１２ｂに向けて反射するためもコンポーネント（例えば、２つのミラー１２４）を有することができるであろう。同じく明解さのため、レンズ、フィルタ、等のようなＤＬＰシステム１０８ｃの様々な周知のコンポーネントは本明細書で説明されず、本開示を説明するに必要なコンポーネントだけが説明される。

【0051】

図８Ａに示されるように、一例において、デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇは、第１の時刻‘ｔ１a’及び‘ｔ１ｂ’において、光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。ＤＬＰシステム１０８ｃは光学系１０６から光１１５ｂを受け取るように配置された表面１０６ｃを有する。表面１０９ｃは光学系１０６の像平面に配置される。さらに、表面１０９ｃは、半導体チップ４１０上に形成された複数の横ミラー列４０６ａ_１，４０６ａ_２，...，４０６ａ_ｎ及び複数の縦ミラー列４０６ｂ_１，４０６ｂ_２，...，４０６ｂ_ｎを含むミラーアレイ４０６を有する。コントローラ１１４が半導体チップと交信して、アクチュエータ（または同様の装置）にいずれか１つまたはいずれかの数の個々のミラー４０６を、光学系１０６からの光１１５ｇを分光計１１０’に向けて反射するための２つのオン位置のいずれか１つにつかせる。「オフ位置」にある残りのミラー４０６はそれぞれの上で受け取った光を分光計１１０’から離れる方向に反射し、用いられていれば、この反射光を受け取るために光ダンプ１１８を配置することができる。例えば、コントローラ１１４は半導体チップ４１０と交信して、横ミラー列４０６ａ_１，４０６ａ_２，...，４０６ａ_ｎの一列（または一列の一部）あるいは縦ミラー列４０６ｂ_１，４０６ｂ_２，...，４０６ｂ_ｎの一列（または一列の一部）を一方向に作動させる（例えば傾ける）。

【0052】

本例において、コントローラ１１４は、第１の時刻‘ｔ１a’において、横ミラー列４０６ａ_３を作動させて、第１のスリット４０４ａを形成し、第１の光線１１５ｃ_１を分光計１１０’に向けて反射するための第１のオン位置につかせるために半導体チップ４１０と交信し、第１の光線１１５ｃ_１は、最終的に、例えば（図１に示されるミラー１２２と同様の）ミラーを介して、回折格子１１６ａに導かれる。回折格子１１６ａは回折光１１５ｅ_１を発生し、回折光１１５ｅ_１は、最終的に、例えば別の（図１に示されるミラー１２４と同様の）ミラーを介して、二次元画像センサ１１２ａに受け取られる。二次元画像センサ１１２ａは回折光１１５ｅ_１の空間情報を表す一方の軸４１０ａ_１及び回折光１１５ｅ_１のスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂ_１を含む二次元画像１１７ａ_１を生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ_１を受け取って格納する。

【0053】

コントローラ１１４は、次いで、第１の時刻‘ｔ１ｂ’において、横ミラー列４０６ａ_３（第１のスリット４０４ａ）を、第１の光線１１５ｃ_２を分光計１１０’に向けて反射するような第２のオン位置につけ直すために半導体チップ４１０と交信し、第１の光線１１５ｃ_１は、最終的に、例えば（図１に示されるミラー１２２と同様の）ミラーを介して、回折格子１１６ｂに導かれる。回折格子１１６ｂは回折光１１５ｅ_２を発生し、回折光１１５ｅ_２は、最終的に、例えば別の（図１に示されるミラー１２４と同様の）ミラーを介して、二次元画像センサ１１２ｂに受け取られる。二次元画像センサ１１２ｂは回折光１１５ｅ_２の空間情報を表す一方の軸４１０ａ_２及び回折光１１５ｅ_２のスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂ_２を含む二次元画像１１７ａ_２を生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ_２を受け取って格納する。

【0054】

図Ｂにおいて、デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇは、第２の時刻‘ｔ２a’及び‘ｔ２ｂ’において、光学系１０６が遠隔物体１０４に関連付けられる光１１５ａを受け取るように配置される。本例において、コントローラ１１４は、第２の時刻‘ｔ２a’において、横ミラー列４０６ａ_３の作動を停止させ（オフ位置につけ）、横ミラー列４０６ａ_４を作動させて、第２のスリット４０４ｂを形成し、第１の光線１１５ｇ_１を分光計１１０’に向けて反射するための第１のオン位置につかせるために半導体チップ４１０と交信し、第１の光線１１５ｇ_１は、最終的に、例えば（図１に示されるミラー１２２と同様の）ミラーを介して、回折格子１１６ａに導かれる。回折格子１１６ａは回折光１１５ｉ_１を発生し、回折光１１５ｉ_１は、最終的に、例えば別の（図１に示されるミラー１２４と同様の）ミラーを介して、二次元画像センサ１１２ａに受け取られる。二次元画像センサ１１２ａは回折光１１５ｉ_１の空間情報を表す一方の軸４１０ａ_１及び回折光１１５ｉ_１のスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂ_１を含む二次元画像１１７ｂ_１を生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂ_１を受け取って格納する。

【0055】

コントローラ１１４は、次いで、第２の時刻‘ｔ２ｂ’において、横ミラー列４０６ａ_４（第２のスリット４０４ａ）を、第１の光線１１５ｇ_２を分光計１１０’に向けて反射するような第２のオン位置につけ直すために半導体チップ４１０と交信し、第１の光線１１５ｇ_１は、最終的に、例えば（図１に示されるミラー１２２と同様の）ミラーを介して、回折格子１１６ｂに導かれる。回折格子１１６ｂは回折光１１５ｉ_２を発生し、回折光１１５ｉ_２は、最終的に、例えば別の（図１に示されるミラー１２４と同様の）ミラーを介して、二次元画像センサ１１２ｂに受け取られる。二次元画像センサ１１２ｂは回折光１１５ｉ_２の空間情報を表す一方の軸４１０ａ_２及び回折光１１５ｉ_２のスペクトル情報を表す他方の軸４１０ｂ_２を含む二次元画像１１７ｂ_２を生成する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ｂ_２を受け取って格納する。

【0056】

その後、コントローラ１１４は、同様の態様で、遠隔物体１０４からの異なる光線に関係付けられる異なる二次元画像１１７ｃ_１，１１７ｃ_２，１１７ｄ_１，１１７ｄ_２，...，１１７ｎ_１，１１７ｎ_２を得るため、順次に、横ミラー列４０６ｂ_４，４０６ｂ_５，...，４０６ｂ_ｎ−１の作動を停止させ、それぞれの隣の横ミラー列４０６ｂ_５，４０６ｂ_６，...，４０６ｂ_ｎを作動させて２つの異なるオン位置につけるために、ＤＬＰシステム１０８ｃ及び二次元画像センサ１１２ａ及び１１２ｂと交信する。コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ_１，１１７ｂ_１，１１７ｃ_１，...，１１７ｎ_１を結合して遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２ａを提供する。さらに、コントローラ１１４は二次元画像１１７ａ_２，１１７ｂ_２，１１７ｃ_２，...，１１７ｎ_２を結合して遠隔物体１０４のある領域のハイパースペクトル画像１０２ｂを提供する。

【0057】

了解され得るように、デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇは、２つの異なる回折格子１１６ａ及び１１６ｂと２つの画像センサ１１２ａ及び１１２ｂを用いることで、単チャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｃに比較して、スペクトルデータストリームの高速処理を可能にする。本例において、２つの異なる回折格子１１６ａ及び１１６ｂはそれぞれ、回折格子１１６ａ及び得られるハイパースペクトル画像１０２ａが（例えば）赤外光に関連付けられ、回折格子１１６ｂ及び得られるハイパースペクトル画像１０２ｂが（例えば）可視光に関連付けられるであろうように、異なる波長で動作するための異なる物理特性（例えば、格子周期、格子形状）を有するであろう。望ましければ、デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇは、図２Ｃ〜２Ｄ，３Ｃ〜３Ｄ，４Ｃ〜４Ｄ，５Ｃ〜５Ｄ，６Ｃ〜６Ｄ及び７Ｃ〜７Ｄに関して上述した複数スリット実施形態を選択して用いることで、さらに高速な処理を可能にすることができるであろう。例えば、コントローラ１１４は、第１の時刻‘ｔ１a’及び‘ｔ１ｂ’において複数の横ミラー列（例えば）４０６ａ_３及び４０６ａ_１３を２つのオン位置にかけて順次に作動させ、次いで、第２の時刻‘ｔ２a’及び‘ｔ２ｂ’において、横ミラー列４０６ａ_３及び４０６ａ_１３の作動を停止させ、横ミラー列４０６ａ_４及び４０６ａ_１４を２つのオン位置にかけて順次に作動させること、等々ができるであろう。

【0058】

あるいは、回折格子１１６ａ及び１１６ｂは、同じ波長で動作するように、同じ物理特性（例えば、格子周期、格子形状）を有することができる。望ましければ、回折格子１１６ａ及び１１６ｂは、スキャン可能スリット機構１０８によって受け取られる初期光１１５ｂのための穴をその中央に有する同じモノリシックバーに同時に形成することができるであろう。この場合、コントローラ１１４は、時刻‘ｔ１’において、回折格子１１６ａに光線を導くために１つの横ミラー列４０４ａ_３を作動させ、回折格子１１６ｂに光線を導くために１つの横ミラー列４０４ａ_４を作動させることができるであろう。次いで、コントローラ１１４は、時刻‘ｔ２’において、横ミラー列４０４ａ_３の作動を停止させ、回折格子１１６ａに光線を導くために横ミラー列４０４ａ_５を作動させ、横ミラー列４０４ａ_４の作動を停止させ、回折格子１１６ｂに光線を導くために１つの横ミラー列４０４ａ_６を作動させること、等々ができるであろう。さらに、デュアルチャネルハイパースペクトルイメージングシステム１００ｇは、図２Ｃ〜２Ｄ，３Ｃ〜３Ｄ，４Ｃ〜４Ｄ，５Ｃ〜５Ｄ，６Ｃ〜６Ｄ及び７Ｃ〜７Ｄに関して上述した複数スリット実施形態を選択して用いることで、さらに高速な処理を可能にすることができるであろう。例えば、コントローラ１１４は、第１の時刻‘ｔ１’において、回折格子１１６ａに複数本の光線を導くために複数の横ミラー列（例えば）４０６ａ_３及び４０６ａ_１３を作動させることができ、回折格子１１６ｂに複数本の光線を導くために横ミラー列（例えば）４０６ａ_４及び４０６ａ_１４を作動させることができるであろう。次いで、コントローラ１１４は、第２の時刻‘ｔ２’において、複数の横ミラー列４０６ａ_３及び４０６ａ_１３の作動を停止させ、回折格子１１６ａに複数本の光線を導くために複数の横ミラー列（例えば）４０６ａ_５及び４０６ａ_１５を作動させることができ、複数の横ミラー列４０６ａ_４及び４０６ａ_１４の作動を停止させ、回折格子１１６ｂに複数本の光線を導くために複数の横ミラー列（例えば）４０６ａ_３及び４０６ａ_１６を作動させること、等々ができるであろう。

【0059】

本開示の複数の実施形態を添付図面に示し、上記の詳細な説明で説明したが、本開示が開示された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲で述べられ、定められるような本開示を逸脱することなく、数多くの再構成、改変及び置換が可能であることは当然である。本明細書に用いられる「本開示」または「開示」への言及が実施形態例に関しており、添付される特許請求の範囲に包含される全ての実施形態には必ずしも関してはいないことにも注意すべきである。

【符号の説明】

【0060】

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ ハイパースペクトルイメージングシステム
１０２，１０２ａ，１０２ｂ ハイパースペクトル画像
１０４ 遠隔物体
１０６ 光学系
１０８，１０８ｅ，１０８ｆ スキャン可能スリット機構
１０８ａ 超小型電気機械システム空間光変調器（ＭＥＭＳ ＳＬＭ）
１０８ｂ 回折型超小型光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）空間光変調器（ＳＬＭ）
１０８ｃ デジタル光処理（ＤＬＰ）システム
１０８ｄ 液晶ディスプレイ
１０９，１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄ 表面
１１０ 分光計
１１２，１１２ａ，１１２ｂ 二次元画像センサ
１１４ コントローラ
１１５ａ，１１５ｂ 光
１１５ｃ，１１５ｃ'，１１５ｃ''，１１５ｇ，１１５ｇ'，１１５ｇ'' 光線
１１５ｅ，１１５ｅ'，１１５ｅ''，１１５ｉ，１１５ｉ'，１１５ｉ'' 回折光
１１６，１１６ａ，１１６ｂ 回折格子
１１７ａ，１１７ｃ１，１１７ａ_１，１１７ａ_２，１１７ｂ_１，１１７ｂ_２，１１７ｂ，１１７ｄ 二次元画像
１１８ 光ダンプ
１２０ ハウジング
２０４ａ，２０４ａ'，２０４ａ''，３０４ａ，３０４ａ'，３０４ａ''，４０４ａ，４０４ａ'，４０４ａ''，５０４ａ，５０４ａ'，５０４ａ''，２０４ｂ，２０４ｂ'，２０４ｂ''，３０４ｂ，３０４ｂ'，３０４ｂ''，４０４ｂ，４０４ｂ'，４０４ｂ''，５０４ｂ，５０４ｂ'，５０４ｂ''，６０４，６０４'，６０４''，７０４，７０４'，７０４'' スリット
２０６ａ_１，２０６ａ_２，２０６ａ_３，２０６ａ_４，...，２０６ａ_ｎ，２０６ｂ_１，２０６ｂ_２，２０６ｂ_３，２０６ｂ_４，...，２０６ｂ_ｎ，４０６ａ_１，４０６ａ_２，４０６ａ_３，４０６ａ_４，...，４０６ａ_ｎ，４０６ｂ_１，４０６ｂ_２，４０６ｂ_３，４０６ｂ_４，...，４０６ｂ_ｎ ミラー列
３０６ａ_１，３０６ａ_２，３０６ａ_３，３０６ａ_４，...，３０６ａ_ｎ リボン
５０６ａ_１，５０６ａ_２，５０６ａ_３，５０６ａ_４，...，５０６ａ_ｎ，５０６ｂ_１，５０６ｂ_２，５０６ｂ_３，５０６ｂ_４，...，５０６ｂ_ｎ ピクセル列
６０２ ドラム
６０６，７０６ アクチュエータ
７０２ ディスク

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】