Dispositivo e metodo per rilevare dati ottici risolti nel tempo

Data di pubblicazione

23-01-2019

Codice

FI.18.021.A

Stato

Disponibile

Data di priorità

23-07-2018

Fase

Nationale

Titolare

Politecnico di Milano, CNR, UCL

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI FISICA

Autori

Cosimo D'Andrea, Gianluca Valentini (Politecnico di Milano), Andrea Farina (CNR), Simon Arridge (UCL)

Descrizione

L'invenzione riguarda il principio di funzionamento di una classe di dispositivi che consente l'acquisizione rapida di fenomeni che variano nello spazio e nel tempo, con risoluzione di alcune decine di picosecondi. Il principio dell'invenzione è riportato nello schema in figura.

L’informazione da registrare è costituita da un’immagine formata da un sistema ottico, su una matrice di rivelatori (pixels) a singolo fotone. I pixels possono essere selettivamente abilitati/ disabilitati, e sono tutti collegati a un unico convertitore Time-to-Digital (TDC) per l'acquisizione dell’evoluzione temporale.

Sfruttando il principio del compressive sensing, gli elementi vengono attivati sequenzialmente seguendo uno schema basato su funzioni ortonormali appartenenti a una base (ad esempio Fourier, wavelet, ecc ...).

Per ogni pattern il segnale integrato spazialmente viene acquisito dal TDC. Tramite un opportuno algoritmo di inversione è possibile ricostruire l’intero dato risolto nello spazio e nel tempo.

Campo di applicazione

<ol> <p> Possibili applicazioni riguardano: </p> <li> Sistemi LIDAR per il supporto della guida autonoma di autoveicoli e per il monitoraggio ambientale basato sul telerilevamento. </li> <li> Sistemi per l’acquisizione di immagini di fluorescenza risolte nel tempo, in particolare per dispositivi biomedici (medicina sperimentale e clinica) e per applicazioni di ricerca. </li> <li> Dispositivi basati sulla misura ottica di parametri fisiologici per applicazioni quali mammografia ottica/valutazione della densità mammaria per monitorare il rischio di cancro, ossimetria per la riabilitazione, per il monitoraggio cerebrale dei neonati e per imaging funzionale del cervello. </li> </ol>

Vantaggi

<ol><p> Principali vantaggi della presente invenzione: </p> <li> Semplificazione nella progettazione e realizzazione del prototipo. Tutte le operazioni richieste al dispositivo sono state unificate in un singolo elemento. </li> <li> Basso costo del dispositivo. La parte più complessa e costosa del sistema, ovvero il TDC ad alta risoluzione temporale, è condiviso tra tutti i pixel del rivelatore. Questo permette, di avere un elevato numero di pixel nel rivelatore, al contrario di quanto avviene in un sistema basato sull’acquisizione temporale per ogni elemento della matrice. </li> <li> Rapida acquisizione dei dati nel caso piuttosto frequente di segnali ottici con limitata complessità spaziale. </li> </ol>

Stadio di sviluppo

Prototipo

Contatto

licensing.tto@polimi.it