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(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】
(24)【登録日】2024-01-16
(45)【発行日】2024-01-24
(54)【発明の名称】ハイパースペクトルカメラ
(51)【国際特許分類】
G01J 3/36 20060101AFI20240117BHJP
G01J 3/18 20060101ALI20240117BHJP
G01J 3/14 20060101ALI20240117BHJP
G02B 13/00 20060101ALI20240117BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240117BHJP
G03B 11/00 20210101ALI20240117BHJP
H04N 25/10 20230101ALI20240117BHJP
H04N 23/10 20230101ALI20240117BHJP
G03B 15/00 20210101ALI20240117BHJP
【ＦＩ】
G01J3/36
G01J3/18
G01J3/14
G02B13/00
G02B13/18
G03B11/00
H04N25/10
H04N23/10
G03B15/00 T
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2022203028
(22)【出願日】2022-12-20
(65)【公開番号】P2023094587
(43)【公開日】2023-07-05
【審査請求日】2022-12-20
(31)【優先権主張番号】17/561,441
(32)【優先日】2021-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515084100
【氏名又は名称】オプティツ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100122563
【弁理士】
【氏名又は名称】越柴 絵里
(72)【発明者】
【氏名】ロプ ヘーマン
(72)【発明者】
【氏名】エトヴィン ヴォルテリンク
【審査官】三宅 克馬
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－２５８９９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０４９０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０３２６２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１９２２８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０９８２５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３００１９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｊ ３／３６
Ｇ０１Ｊ ３／１８
Ｇ０１Ｊ ３／１４
Ｇ０２Ｂ １３／００
Ｇ０２Ｂ １３／１８
Ｇ０３Ｂ １１／００
Ｈ０４Ｎ ２５／１０
Ｈ０４Ｎ ２３／１０
Ｇ０３Ｂ １５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入射光を該入射光の全てではなく一部を戻り光として反射するように構成された反射材料の細長ストリップを備える反射スリットアセンブリの上に集束させるように構成された第１のレンズであって、該反射材料の細長ストリップからの該戻り光を少なくとも部分的に平行化するように構成された前記第１のレンズと、前記第１のレンズからの前記戻り光を反射するように構成された第１のミラーと、
前記第１のミラーからの前記戻り光を反射するように構成された第２のミラーと、
前記第１のミラーからの前記戻り光を波長の関数として分離するように構成された光学要素と、
前記光学要素からの前記戻り光を第１の検出器の上に集束させるように構成された第２のレンズであって、該第１の検出器が、該戻り光の強度を該第１の検出器上の２次元位置の関数として測定するように構成される前記第２のレンズと、
を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項2】
前記第１の検出器によって測定された前記光の強度からハイパースペクトル画像を生成するように構成されたプロセッサ、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項3】
前記第１のミラー、前記第１のレンズ、及び前記反射スリットアセンブリは、第１の光軸に沿って配置され、前記第２のミラー、前記第２のレンズ、及び前記第１の検出器は、前記第１の光軸と平行である第２の光軸に沿って配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項4】
前記光学要素は、前記第２の光軸に沿って配置されることを特徴とする請求項３に記載のカメラ。
【請求項5】
前記光学要素は、透過回折格子であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項6】
前記光学要素は、プリズムであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項7】
前記反射材料の細長ストリップは、長さＬと幅Ｗを有し、前記長さＬは、前記幅Ｗよりも大きく、
前記長さＬは、第１の（Ｘ）方向に延び、
前記光学要素は、前記戻り光を前記第１の（Ｘ）方向と直交する第２の（Ｙ）方向に波長の関数として分離するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項8】
前記光学要素は、前記第１の（Ｘ）方向に長手に延びる回折線を含むことを特徴とする請求項７に記載のカメラ。
【請求項9】
前記光学要素は、前記第２のミラーと前記第２のレンズの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項10】
前記光学要素は、前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項11】
前記第１のミラーは、前記入射光を前記第１のレンズまで伝達するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項12】
前記第１のミラーは、５０パーセントビームスプリッタであることを特徴とする請求項１１に記載のカメラ。
【請求項13】
前記第１のレンズは、少なくとも４つの非球面を有するレンズスタックを備えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項14】
前記第２のレンズは、少なくとも４つの非球面を有するレンズスタックを備えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項15】
前記第１のレンズは、２つの対向する凸球面を含む第１のレンズ構成要素、及び
前記第１のレンズ構成要素に対面する第１の凹面と第２の平坦面とを含む第２のレンズ構成要素、
を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項16】
前記第２のレンズは、２つの対向する凸球面を含む第１のレンズ構成要素、及び
前記第１のレンズ構成要素に対面する第１の凹面と第２の平坦面とを含む第２のレンズ構成要素、
を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項17】
前記反射スリットアセンブリは、前記反射材料の細長ストリップの直近に光吸収材料を備えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項18】
前記反射スリットアセンブリは、前記第１のレンズによって集束された入射光の強度を第２の検出器上の２次元位置の関数として測定するように構成された当該第２の検出器、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項19】
前記第１の検出器によって測定された前記光の強度から及び前記第２の検出器によって測定された該光の強度から重ね合わせ画像を生成するように構成されたプロセッサ、を更に備えることを特徴とする請求項１８に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スペクトル撮像に関連し、より具体的には、プッシュ・ブルームハイパースペクトル撮像のための小型光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
ハイパースペクトル撮像は、シーンの画像内の各ピクセルに関するスペクトルデータを収集する段階を伴う。スペクトルデータは、それが由来する空間場所（すなわち、ピクセル）と組み合わせて物体を見つけ出す、材料を識別する、又は工程を検出するのに使用することができる。３つの一般的タイプのスペクトル撮像器が存在する。経時的な空間走査を伴うプッシュ・ブルーム（ライン）スキャナ及びウィスク・ブルーム（ポイント）スキャナと、異なる波長で区域の画像を取得するスペクトル走査を伴う帯域連続スキャナと、画像を瞬時に発生させるのにアレイを使用するスナップショットハイパースペクトル撮像とが存在する。ハイパースペクトル撮像は、電磁スペクトルの広範な部分を使用して物体を注視する。ある一定の物体は、特に画像内の空間場所と組み合わされた時に電磁スペクトルに独特な「フィンガープリント」を残す。スペクトル特徴として公知のこれらの「フィンガープリント」は、走査されたシーンを構成する材料又は物体の識別を可能にする。
【0003】
プッシュ・ブルームハイパースペクトル撮像は、シーンのストリップを取り込み、スリット画像をプリズム又は格子を用いてスペクトル分散させてストリップからスペクトルデータを収集する段階を伴う。図１は、シーン３のストリップ２からの光１がカメラ４によって取り込まれるプッシュ・ブルーム撮像概念を概念的に示している。この例での光１は、Ｘ方向にシーン３の寸法全体からかつ直交するＹ方向にシーン３の寸法の幅狭部分だけから発する。しかし、Ｘ方向にシーン寸法の一部のみの複数走査を行うことも可能である。光１は、図２に概念的に示すように、１又は２以上のレンズ５によって平行化され、１又は２以上の光学要素６（例えば、回折格子、プリズムなど）を使用して波長によって分離され、かつ１又は２以上のレンズ８によって検出器７の上に集束される。いずれかの所与の時間にシーンからの光１のストリップのみを取り込むために、シーンからの光は、シーン３から発した全ての光のうちの光１部分のストリップのみを透過するレンズ５と検出器７間の光路に置かれた透過性ストリップ（図示せず）を通過する。シーンからの残りの光は、それが検出器７に到達しないように遮蔽される、散乱される、又は遠くに反射される。透過性ストリップは、例えば、光１のストリップが通過する細長開口（すなわち、スリット）を有する不透明シートとすることができる。検出器７は、画像のＸ方向寸法にわたる各位置に対して光１のストリップの波長成分の振幅を測定する。シーン３のストリップ２に対するこの空間及びスペクトルデータは、図３に示すように、２つの空間次元（Ｘ，Ｙ）と１つのスペクトル次元（λ）とを有するハイパースペクトルデータキューブ９とも呼ばれるハイパースペクトル画像に表すことができる。シーン３のストリップ２は、別々に走査され、ストリップからの空間／スペクトルデータは、図４に示すように、互いに縫い合わされてシーン３の完全なハイパースペクトルデータキューブ９を生成する。キューブ内の各ピクセルに対するデータ値は、シーン３内の１つの空間場所で検出された特定の波長の値を表している。従来のプッシュ・ブルームハイパースペクトルカメラは、必要な多数の光学構成要素のために大きくかつ嵩高である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
より簡単かつ小型の光学設計を利用するプッシュ・ブルームハイパースペクトル撮像デバイスに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の問題及び必要性は、入射光を反射スリットアセンブリの上に集束させるように構成された第１のレンズを含むカメラによって対処される。反射スリットアセンブリは、入射光の全てではなく一部を戻り光として反射するように構成された反射材料の細長ストリップを備える。第１のレンズは、反射材料の細長ストリップからの戻り光を少なくとも部分的に平行化するように構成される。第１のミラーは、第１のレンズからの戻り光を反射するように構成される。第２のミラーは、第１のミラーからの戻り光を反射するように構成される。光学要素は、第１のミラーからの戻り光を波長の関数として分離するように構成される。第２のレンズは、光学要素からの戻り光を第１の検出器の上に集束させるように構成される。第１の検出器は、戻り光の強度を第１の検出器上の２次元位置の関数として測定するように構成される。
【0006】
本発明の他の目的及び特徴は、本明細書、特許請求の範囲、及び添付図面の精査によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】従来のハイパースペクトルカメラの斜視図である。
【図2】従来のハイパースペクトルカメラの概略図である。
【図3】ハイパースペクトルデータキューブ内の単一ラインのピクセルのグラフィック表現を示す図である。
【図4】ハイパースペクトルデータキューブ内の全てのピクセルのグラフィック表現を示す図である。
【図5】カメラの概略図である。
【図6】反射スリットの斜視図である。
【図7A】光を波長の関数として分離する光学要素としての回折格子の側面図である。
【図7B】光を波長の関数として分離する光学要素としてのプリズムの側面図である。
【図8】第１又は第２のレンズの側面断面図である。
【図9】カメラの中に入射する光の経路を示すカメラの概略図である。
【図10】カメラの内側の戻り光の経路を示すカメラの概略図である。
【図11】カメラ内の波長の関数としての光の分離を示す概略図である。
【図12】反射スリットアセンブリの代替例の斜視図である。
【図13】反射スリットアセンブリの代替例の斜視図である。
【図14】カメラの代替例の概略図である。
【図15A】カメラの代替例の概略図である。
【図15B】カメラの代替例の概略図である。
【図16A】カメラの代替例の概略図である。
【図16B】カメラの代替例の概略図である。
【図17】第１又は第２のレンズの代替例の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
シーンのストリップ画像から空間及びスペクトルデータを取り込むために簡単で小型の光学構成を利用するプッシュ・ブルームハイパースペクトル撮像デバイスタイプカメラを開示する。図５は、入射瞳２２と、第１のミラー２４と、第１のレンズ２６と、反射スリットアセンブリ２８と、第２のミラー３０と、光を波長の関数として分離する光学要素３２と、第２のレンズ３４と、（第１の）検出器３６とを含むカメラ２０の例を例示している。
【0009】
入射瞳２２は任意であり、かつシーンからの光が通過する他は不透明材料である開口又は透過性材料とすることができる。第１のミラー２４は、入射瞳２２を通って入射する光の少なくとも一部が第１のミラー２４を通過する（すなわち、伝達する）ことを可能にするように半透明である。第１のミラー２４の非限定例は、いずれの方向から入射する光もそのうちの５０パーセントを伝達し、５０パーセントを反射する５０パーセントスプリッタキューブ又は他のタイプの５０パーセントビームスプリッタ又はミラーである。第１のレンズ２６は、第１のミラー２４からの光を反射スリットアセンブリ２８の上に集束させる。反射スリットアセンブリ２８（図６により明確に示す）は、（第１の）Ｘ方向に長さＬを有し、（第２の）Ｙ方向に幅Ｗを有する（すなわち、（第１の）Ｘ方向は、（第２の）Ｙ方向と直交する）反射材料の細長ストリップ４０（本明細書ではミラーストリップ４０とも呼ぶ）を除いて光吸収又は散乱材料３８で製造された又はそれによって覆われた上面を有し、この場合に、長さＬは、幅Ｗよりも大きい（すなわち、光吸収材料３８は、ミラーストリップ４０の直近にある）。好ましくは、ミラーストリップ４０は、Ｘ方向には反射スリットアセンブリ２８に到達する画像の寸法全体に適合するが、Ｙ方向にはこの画像の小さい寸法のみが反射スリットアセンブリ２８に到達するように構成され、この構成は、幅Ｗよりも大きい長さＬを有することによって達成される。光吸収又は散乱材料３８は、ミラーストリップ４０を取り囲み、ミラーストリップ４０によって反射されない光を吸収する又は散乱させるように位置決めされる。光吸収又は散乱材料３８は、例えば、黒色クロム（酸化クロム）、酸化銀（Ａｇ2Ｏ）のような金属酸化物、エッチングされた無電解ニッケルリン、酸化鉄、黒色基質、炭素、誘電材料コーティング、セレン化銅（ＣｕＳｅ5）、グラフェン、並びにアクターブラック、ベンタブラック、ダイヤモンドブラックＡＤＬＣ、及び陽極酸化面のような市販の黒色吸収材料とすることができる。ミラーストリップ４０は、例えば、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇのようないずれかの良好な光反射材料とすることができる。非限定例として幅Ｗは、例えば、１．５μｍとすることができ、長さＬは、例えば、３～５ｍｍとすることができる（例えば、検出器３６のＸ方向寸法と類似）。
【0010】
第１のミラー２４は、ミラーストリップ４０によって第２のミラー３０に向けて反射された（かつ第１のレンズ２６を通った）光の少なくとも一部を反射するように構成される。第２のミラー３０は、第１のミラー２４からの光を光学要素３２に向けて反射し、光学要素３２は、入射光を波長に基づいて異なる方向に分離する（例えば、回折又は屈折により）。非限定例として光学要素３２は、図７Ａに示すように透過回折格子とすることができる。透過回折格子は、通過する光を光波長の関数として異なる角度で回折する周期構造体３２ｂをその上又は中に有する透明基板３２ａを含むことができる。周期構造体３２ｂは、例えば、Ｘ方向に長手に延びる１ミリメートル毎に５００本の回折線（すなわち、細長リッジ及び／又はバレー）とすることができると考えられる。別の非限定例として光学要素３２は、図７Ｂに示すようにプリズムとすることができる。プリズムは、非平行側面３２ｄを有する（Ｘ方向に見た時）透明基板３２ｃを含むことができる。第２のレンズ３４は、光学要素３２からの光を検出器３６の上に集束させる。検出器３６は、カメラ２０の光学要素によって生成された２次元画像をアレイ上の２次元位置の関数として光強度を測定することによって解像することができる２次元ピクセルセンサアレイ（すなわち、画像センサ）とすることができる。検出器３６の非限定例は、２８００平方μｍのものであり、約１μｍ毎ピクセルの解像度（すなわち、ピクセルサイズ）を有する。検出器３６からの出力信号は、プロセッサ７０に提供される。
【0011】
第１及び第２のレンズ２６／３４は、互いに同一とすることができる。各第１及び第２のレンズ２６／３４の１つの非限定例は、図８に示すように、２つのレンズ構成要素４２が互いに積み重ねられ、従って、各レンズ２６／３４に対して４つの非球面４４が存在するレンズスタックとすることができる。４よりも多い非球面４４が望ましい場合に、２よりも多いレンズ構成要素４２を互いに積み重ねることができる。各レンズ２６／３４の２つのレンズ構成要素４２の寸法は互いに異なることが可能であり、及び／又は異なる材料で製造することができる（非限定例として、改善された色性能を達成するために、２つのレンズ構成要素４２それぞれに対してアクリラートベースのポリマー及びエポキシベースのポリマーのような２つの異なるポリマー材料を使用することができる）。レンズ２６／３４は、ＰＩＭ（プラスチック射出成形レンズ）、成形ガラス、機械加工及び研磨ガラス、ガラスレンズの組合せ（例えば、アクロマート）、ガラスレプリカレンズ、ウェーハレベル光学系、又はそのいずれかの組合せとすることができる。
【0012】
図９及び図１０に示すように、入射瞳２２、第１のミラー２４、第１のレンズ２６、及び反射スリットアセンブリ２８は、第１の光軸ＯＡ１に沿って配置され（各光学要素の少なくとも一部分がこの光軸上に位置付けられ）、第２のミラー３０、光学要素３２、第２のレンズ３４、及び検出器３６は、第２の光軸ＯＡ２に沿って配置される。必ずしもそうとは限らないが、好ましくは、光軸ＯＡ１とＯＡ２は互いに平行である。そうすることにより、光学要素によって占有される空間が最小にされる（例えば、全ての光学要素が要するフットプリントを最小にすることを可能にする）という利点を提供する。同様に、それによって光学要素の設計も単純になる（例えば、それらは、ウェーハ内のレンズが同じピッチを有すると考えられるのでウェーハスケールで製造することができる）。
【0013】
作動において、走査されているシーンからの入射光５０は、図９に示すように、入射瞳２２を通って（それが使用される場合）カメラ２０に入射し、第１のミラー２４を伝達し、第１のレンズ２６によって反射スリットアセンブリ２８の上に集束される。例えば、シーンの画像は、反射スリットアセンブリの２次元区域の上に集束される。反射スリットアセンブリの上に集束される光の殆どは吸収又は散乱される。しかし、ミラーストリップ４０の上に集束される入射光５０の部分は、図１０に示すように、戻り光５２として反射される。ミラーストリップ４０からの戻り光５２（シーンの画像のストリップのみに対応する）は、第１のレンズ２６を通過し、そこで平行化又は少なくとも部分的に平行化される。第１のレンズ２６からの戻り光は、第１のミラー２４によって第２のミラー３０に向けて反射される。第１のミラー２４からの戻り光は、第２のミラー３０によって光学要素３２に向けて反射される。光学要素３２は、第１及び第２のミラー２４／３０からの戻り光５２を波長に基づいてミラーストリップ４０の長さ方向に直交する（すなわち、光がそこから発せられたシーンのストリップの長さ方向に直交する）方向に分離し、第２のレンズ３４は、第１／第２のミラー２４／３０及び光学要素３２からの戻り光を検出器３６の上に集束させる。具体的には、光学要素３２は、ミラーストリップ４０の長さ方向が延びるＸ方向に直交するＹ方向に戻り光５２を波長に基づいて分離するように構成される（図６と図１０を比較されたい）。従って、カメラ２０の光学構成は、光の元の空間場所を画像内でＸ方向に（ミラーストリップ４０によって反射されたままに）保存し、一方でＸ方向に沿ういずれかの所与の場所に対して光の色成分をＹ方向に分離する。この結果を図１１に例示しており、この図では、ミラーストリップ４０のＸ方向に沿う各場所に対して戻り光５２の青色波長成分５２ｂは、検出器３６の上側部分（Ｙ方向に対して）に向けられ、戻り光５２の緑色波長成分５２ｇは、検出器３６の中心部分（Ｙ方向に対して）に向けられ、戻り光５２の赤色波長成分５２ｒは、検出器３６の下側部分（Ｙ方向に対して）に向けられる。従って、検出器３６に到達する画像の部分は、Ｘ方向には空間的に維持されるが、Ｙ方向には波長によって分離される。画像は、光強度を検出器３６上の２次元位置の関数として測定することによって検出器３６によって取り込まれる。好ましくは、異なる光波長に対する異なる焦点距離を受け入れるために、検出器３６は、青色波長成分５２ｂを感受する検出器３６の部分が赤色波長成分５２ｒを感受する検出器３６の部分よりも第２のレンズ３４に近いように傾斜角θだけ傾斜される。非限定例として傾斜角θは４度とすることができる。ミラー３０の角度は、光学要素３２の回折角／屈折角に最も的確に適合するように選択することができることにも注意しなければならない。
【0014】
図９～図１１に示すように、走査されているシーンの画像内の単一幅狭ストリップからの光のみがいずれかの所与の時間に検出器３６に向けられる。シーン全体を走査するために、カメラ２０は、走査されているシーンに対して移動することができ、又は光学系を使用して入射光をカメラの光学系に対してシフトすることができ、それによって走査されているシーンの個々のストリップに対するデータを順番に取り込むことができる。カメラ２０は、検出器３６からの信号を処理するための例えば検出器３６からの信号によって表される空間及びスペクトルデータを処理するためのプロセッサ７０を含む（又はそれに接続する）ことができる。このデータ処理は、収集データを表し、かつ次に、走査されているシーンの個々のストリップから収集されたデータを互いに縫い合わせる段階を含む走査されているシーンを表すハイパースペクトルデータキューブ又は他のハイパースペクトル画像を生成する段階を含むことができる。データ処理は、シーン、シーン内の１又は２以上の物体、及び／又はシーン内の材料を識別するために空間及びスペクトルデータを既知の値のライブラリと比較する段階を含むことができる。
【0015】
図１２は、反射スリットアセンブリ２８が、透過性材料５８及びミラーストリップ４０によって覆われた（第２の）検出器６０を含み、そのために第１のレンズ２６によって反射スリットアセンブリ２８の上に集束されているシーンの全画像を取り込んで測定することができる（光強度を検出器６０上の２次元位置の関数として測定することにより）代替例を例示している。検出器６０によって検出される画像は、ミラーストリップ４０の場所に対応する細いストリップが欠損している場合が考えられる。望ましい場合に、画像の欠損ストリップは、隣接データから外挿すること、又は欠損している画像の部分を表す検出器３６からの信号を使用することのいずれかによってプロセッサ７０内で埋めることができる。図１３は、透過性材料５８が除外された別の代替例を示している。
【0016】
波長分離は、戻り光５２が第２のミラー３０によって反射された後に行う必要はない。例えば、図１４に示すように（光学要素３２の後の光線の簡易表現を使用しているが）、光学要素３２は、図５に示すように第２のミラー３０と第２のレンズ３４の間ではなく第１のミラー２４と第２のミラー３０の間に配置することができる。この例では、第１のミラー２４からの戻り光５２は、第２のミラー３０によって反射される前に波長によって分離される。
【0017】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、入射光５０が第１のレンズ２６に到達するのに第１のミラー２４を超えて進行するように第１のミラー２４が位置決めされた（例えば、第１のミラー２４が直接的に入射瞳２２と第１のレンズ２６の間に配置されず、従って、入射光が第１のミラー２４に当たることなく第１のレンズ２６に進行することができる）代替例を例示している。第１のミラー２４は、反射スリットアセンブリ２８からの戻り光５２の全てを反射するように位置決めされる。この光学構成の利点は、第１のミラー２４を通過することによって引き起こされる入射光５０の一部分の損失がないことである。入射光５０は、第１のミラー２４を完全に回避する。更に、第１のミラー２４は、戻り光５２の全て（又は事実上全て）を反射する高反射要素とすることができる。入射光５０に対する光損失の回避（第１のミラー２４を通過する必要がないことによる）と戻り光５２に対する光損失の回避（戻り光５２の一部のみを反射するように第１のミラー２４の構成を回避することによる）の両方は、検出器３６に到達する光のレベルを高める（すなわち、いずれのＳＮ比も高める）ことになる。図１６Ａ及び図１６Ｂは、光学要素３２が第２のミラー３０と第２のレンズ３４の間ではなく第１のミラー２４と第２のミラー３０の間に配置されることを除いて図１５Ａ及び図１５Ｂの光学構成を示している（光学要素３２の後の光線の簡易表現を使用しているが）。
【0018】
図１７は、第１のレンズ構成要素８０及び第２のレンズ構成要素８４を含む第１及び第２のレンズ２６／３４に対する別の非限定例を例示している。第１のレンズ構成要素８０は、２つの対向する凸球面８２を含む。第１のレンズ構成要素は、単一要素とすることができ、又は図１７に示すように互いに接着された２つの要素とすることができる。非限定例として第１のレンズ構成要素８０は、タイプＮ－ＢＡＫ４ガラスで形成することができる。非球面８２は、無被覆とすることができ、又は被覆することができる（非限定例としてコーティングは、視野にわたる解像度を最適化することができる約０．０３ｍｍ厚のアクリルポリマーとすることができる）。第２のレンズ構成要素８４は、２つの対向面８６及び８８を含み、この場合に、面８６は、凹非球面であり、第１のレンズ構成要素８０に対面し、面８８は平面である。非限定例として第２のレンズ構成要素８４は、タイプＮ－ＳＦ１１ガラスで形成することができる。面８６及び８８は、無被覆であるか又は被覆することができる。非限定例として第１のレンズ構成要素８０と第２のレンズ構成要素８４の合計の厚みは、約１０ｍｍとすることができる。
【0019】
カメラ２０は多くの利点を有する。カメラは、２つのレンズ２６／３４（この場合に、レンズ２６は、光を反射スリットアセンブリ２８の上に集束させ、かつ反射スリットアセンブリ２８から反射された光を集束させるように双方向に使用される）、２つのミラー、及び１つの折り返し設計のみを含み、それによって光学構成要素は、２つの平行な光軸上に配置される。従って、カメラのサイズは、比較的小さくすることができ、カメラ２０をウェアラブルにすること、又はセル電話のようなモバイルデバイスの中に組み込むことを可能にする。カメラ２０は、可動部品を持たず、光路を簡素化し、電力消費量を低減し、かつ高い信頼性を提供する。光学系は、より大きくてより多数の光学構成要素を有する他のカメラシステムと比較して高い解像度を与える。反射スリットアセンブリ２８の使用は、ミラーストリップ４０によって光学要素３２及び検出器３６に反射される光を遮蔽することなく第１の光軸ＯＡ１に沿って位置決めされた任意的な検出器６０の包含を可能にする。プロセッサ７０は、検出器３６と検出器６０との両方からのデータを組み合わせて通常画像（検出器６０からの）とハイパースペクトル画像（検出器３６からの）との重ね合わせ画像を生成することができる。
【0020】
本発明は、上述して本明細書に示した例に限定されず、いずれの特許請求の範囲にも収まるいずれの及び全ての変形も包含することは理解されるものとする。例えば、本明細書での本発明への言及は、いずれの特許請求の範囲又は主張条項の範囲も限定するように意図しておらず、むしろ代わりに特許請求の範囲の１又は２以上によって網羅される場合がある１又は２以上の特徴を参照するだけである。上述した材料、工程、及び数値例は、単に例示であり、特許請求の範囲を限定すると考えてはならない。
【符号の説明】
【0021】
２２ 入射瞳
２４ 第１のミラー
２６ 第１のレンズ
２８ 反射スリットアセンブリ
ＯＡ１ 第１の光軸
２４ 第１のミラー
２６ 第１のレンズ
２８ 反射スリットアセンブリ
ＯＡ１ 第１の光軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17】