コード化されたアパーチャ

コード化アパーチャまたはコード化アパーチャ マスクは、グリッド、格子、またはさまざまな波長の電磁放射線を透過しないその他のパタ​​ーンの材料です。波長は通常、X 線やガンマ線などの高エネルギー放射線です。コード化された「影」は、既知のパターンで放射線を遮断することで平面上に投影されます。この影から、元の放射線源の特性を数学的に再構築できます。コード化アパーチャは、X 線やガンマ線の画像化システムで使用されます。これは、これらの高エネルギー放射線は可視光用のレンズやミラーでは焦点を合わせることができないためです。

撮像は通常、レンズとミラーを使用して光学波長で行われます。しかし、硬X線とγ線のエネルギーは反射または屈折するには高すぎるため、光学望遠鏡のレンズとミラーを単に通過します。そのため、代わりに開口部による画像変調がよく使用されます。ピンホールカメラは、このような変調撮像装置の最も基本的な形式ですが、その小さな開口部により透過する放射線が少ないため、スループットが低いという欠点があります。光のごく一部のみがピンホールを通過するため、信号対雑音比が低くなります。この問題を解決するために、マスクには、たとえばいくつかの特定のパターンの1つで、多数の穴を含めることができます。検出器からさまざまな距離にある複数のマスクにより、このツールに柔軟性が加わります。特に、小田実によって発明された変調コリメータは、1965年に最初の宇宙X線源を特定し、それによってX線天文学という新しい分野を立ち上げるために使用されました。それ以来、トモグラフィーなど、他の分野での多くのアプリケーションが登場しています。

ピンホールカメラよりも複雑なコード化アパーチャでは、複数のアパーチャからの画像が検出器アレイで重なり合う。そのため、元の画像を再構成するには、計算アルゴリズム（アパーチャアレイの正確な構成に依存する）を使用する必要があります。この方法では、レンズなしで鮮明な画像を実現できます。画像はセンサーアレイ全体から形成されるため、個々のセンサーの障害に対して耐性があります。一方、集束光学系イメージャー（屈折望遠鏡や反射望遠鏡など）よりも多くの背景放射を受け入れるため、これらの技術を適用できる波長では通常好ましくありません。

符号化開口イメージング技術は、計算写真法の最も初期の形態の1つであり、天文干渉法と強い親和性を持っています。開口符号化は、Ables ^[1]とDicke ^[2]によって最初に導入され、その後他の出版物によって普及しました。^[3]

マスク パターンが異なれば、構築の相対的な容易さは別として、画像の解像度、感度、バックグラウンド ノイズ除去、計算の単純さや曖昧さも異なります。

• FZP =フレネルゾーンプレート
• ORA = 最適化されたランダムパターン
• URA = 均一冗長アレイ
• HURA = 六角形均一冗長配列^[4]
• MURA =修正均一冗長アレイ
• レビン^[5]

• スペースラボ2 X線望遠鏡XRT（1985）
• ロッシX線タイミングエクスプローラー（RXTE）– ASM（1995–2012）
• BeppoSAX – 広角カメラ (1996–2002)
• INTEGRAL – IBIS および SPI (2002 年～現在)
• スウィフト– BAT (2004年～現在)
• 超高速フラッシュ観測衛星パスファインダーミッション（2016年打ち上げ）とUFFO-100（その次世代機）^[6]
• アストロサット– CZTI (2015 年打ち上げ)
• SVOM – ECLAIRs（2024年6月発売予定）
• さらに、SAS-3とRHESSIミッションは、マスクと回転変調の組み合わせに基づいて放射線を検出します。

• 計算画像処理 § 符号化開口画像処理
• コンピュテーショナルフォトグラフィー
• デコンボリューション
• ピンホールカメラ
• 距離画像化 § 符号化開口
• 回転変調コリメータ
• 断層画像再構成
• X線コンピュータ断層撮影

• 高エネルギー天文学における符号化開口画像
  • CA計器リスト – 6機の飛行。2006年3月
• ニュース: 兵士を支援する高高度システム。2008 年 8 月