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公開番号2024056380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2022163205
出願日2022-10-11
発明の名称分析方法、及び分析システム
出願人国立大学法人金沢大学
代理人個人
主分類G01B 11/24 20060101AFI20240416BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物の分析の高速化を図ること。
【解決手段】分析方法では、光源11が発する光を位相変調し、変調した光を散乱体17に通過させることでスペックルパターンSP1に変換し、スペックルパターンSP1を対象物T1に出力する。また、分析方法では、対象物T1からの反射光を処理することで反射光に基づく時間領域信号を取得し、取得した時間領域信号に基づいて、対象物T1を分析する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光源が発する光を位相変調し、
変調した前記光を散乱体に通過させることでスペックルパターンに変換し、前記スペックルパターンを対象物に出力し、
前記対象物からの反射光を処理することで前記反射光に基づく時間領域信号を取得し、
取得した前記時間領域信号に基づいて、前記対象物を分析する、
分析方法。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記対象物からの前記反射光をレンズで集光し、集光した前記反射光を単一画素の光検出器で検出することにより、前記時間領域信号を取得する、
請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
前記光源は、互いに異なる波長の光を発する複数の光源であって、
前記光検出器は、複数であって、
前記複数の光源がそれぞれ発する複数の光を合波器により合波した光を位相変調し、
集光した前記反射光を分波器により互いに異なる波長の複数の反射光に分波し、
前記複数の反射光をそれぞれ前記複数の光検出器で検出することにより、複数の時間領域信号を取得し、
取得した前記複数の時間領域信号に基づいて、前記対象物を分析する、
請求項２に記載の分析方法。
【請求項４】
光位相変調器を用いて、前記光源が発する光に、擬似乱数に基づいて生成される電気信号を印加することで、前記光を位相変調する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項５】
前記時間領域信号を入力として、前記対象物の分析結果が出力されるように機械学習された学習済みモデルを用いることで、前記対象物を分析する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項６】
前記散乱体は、マルチモード光ファイバである、
請求項１～３のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項７】
光源と、
前記光源が発する光を位相変調する位相変調部と、
変調した前記光が通過することで、前記光をスペックルパターンに変換し、前記スペックルパターンを対象物に出力する散乱体と、
前記対象物からの反射光を処理することで前記反射光に基づく時間領域信号を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記時間領域信号に基づいて、前記対象物を分析する分析部と、を備える、
分析システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析方法、及び分析システムに関し、特にランダムなマスクパターンを用いて対象物を分析する技術に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シングルピクセルイメージング技術を用いた画像取得装置が開示されている。この画像取得装置は、光を所定の空間パターンで変調する空間光変調器を有している。特許文献１には、空間光変調器として、例えば複数のマイクロミラーを備えたディジタルミラーデバイス、又は液晶パネルを用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１８８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、対象物の分析の高速化を図ることのできる分析方法、及び分析システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る分析方法は、光源が発する光を位相変調し、変調した前記光を散乱体に通過させることでスペックルパターンに変換し、前記スペックルパターンを対象物に出力し、前記対象物からの反射光を処理することで前記反射光に基づく時間領域信号を取得し、取得した前記時間領域信号に基づいて、前記対象物を分析する。
【０００６】
本発明の一態様に係る分析システムは、光源と、位相変調部と、散乱体と、取得部と、分析部と、を備える。前記位相変調部は、前記光源が発する光を位相変調する。前記散乱体は、変調した前記光が通過することで、前記光をスペックルパターンに変換し、前記スペックルパターンを対象物に出力する。前記取得部は、前記対象物からの反射光を処理することで前記反射光に基づく時間領域信号を取得する。前記分析部は、前記取得部が取得した前記時間領域信号に基づいて、前記対象物を分析する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の分析方法等によれば、対象物の分析の高速化を図ることができる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施の形態に係る分析システムの構成を示す概要図である。
図２は、スペックルパターンの測定結果の説明図である。
図３は、実施の形態に係る分析部の説明図である。
図４は、実施の形態に係る分析システムで得られた時間領域信号と対象物との相関を示す図である。
図５は、対象物の切り替え時における実施の形態に係る分析システムの挙動の説明図である。
図６は、実施の形態に係る分析システムの動作例を示すフローチャートである。
図７は、実施の形態に係る分析システムによる対象物の分析結果の一例を示す図である。
図８は、実施の形態の変形例に係る分析システムの構成を示す概要図である。
図９は、実施の形態の変形例に係る分析システムの性能の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［１．本発明の基礎となった知見］
まず、発明者の着眼点が、下記に説明される。
【００１０】
一般的に、画像認識技術においては、数百万個にも及ぶ光検出画素を有するイメージセンサで対象物を撮像することで対象物の画像情報を取得し、取得した画像情報に基づいて対象物の認識等が行われる。このため、画像認識のレートは、原理的にイメージセンサのフレームレートに律速されてしまう。
（【００１１】以降は省略されています）

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