JP2005148020A - Multi-spectrum imaging device, and multi-spectrum lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、色成分を測定するために異なる波長の光を照射するようになされたマルチスペクトル撮像装置、マルチスペクトル照明装置に関する。 The present invention relates to a multispectral imaging apparatus and a multispectral illumination apparatus adapted to irradiate light of different wavelengths in order to measure color components.
物体の表面などを観察したり撮像して解析したりするために、対象物の照明を行う照明装置は、従来より種々のものが提案されている。 Conventionally, various illumination devices for illuminating an object have been proposed in order to observe or image the surface of an object and analyze it.
このような照明用の光源としては、従来よりバルブランプが広く用いられているが、近年では分野に応じて発光ダイオード(LED)も徐々に用いられるようになってきている。このLEDは、バルブランプに比べて、低消費電力、長寿命等の利点を有し、さらに、狭波長帯域発光、高色再現性などの特性を有するものとなっている。 As a light source for such illumination, a bulb lamp has been widely used conventionally, but in recent years, light emitting diodes (LEDs) have been gradually used depending on the field. This LED has advantages such as low power consumption and long life as compared with a bulb lamp, and further has characteristics such as light emission in a narrow wavelength band and high color reproducibility.
こうしたLEDの利点や特性を生かして近年開発が進められている技術の一つとして、異なる波長の光を発光する複数のLEDを用いて、これらのLEDから光を対象物に照射し、その反射光を受光し強度を測定することにより、該対象物の色を測定する技術が挙げられる。 As one of the technologies that have been developed in recent years by taking advantage of the advantages and characteristics of these LEDs, a plurality of LEDs that emit light of different wavelengths are used to irradiate the object with light from these LEDs and reflect the reflected light. A technique for measuring the color of the object by receiving light and measuring the intensity is mentioned.
例えば特許3218601号の明細書には、3原色のLED光を順次発光させて、各色が中央部で重なるように照射面に対して直接照射し、該照射面から夫々反射してくる光をフォトダイオードなどで受光して、その反射光強度に基づいて測色値を求めるものとなっている。 For example, in the specification of Japanese Patent No. 3218601, LED light of three primary colors is emitted sequentially, and the irradiated surface is directly irradiated so that each color overlaps at the center, and the light reflected from the irradiated surface is photo-photographed. Light is received by a diode or the like, and a colorimetric value is obtained based on the intensity of reflected light.
上述したようなLEDは、1つの素子からの発光量が小さく、測色に用いるための照明装置を構成しようとすると、複数のLEDを並べるなどして発光量を増やしてやる必要がある。ただし、複数のLEDを単に並べて照明するだけでは、対象物が不均一に照明される可能性があるために、何らかの工夫を施して均一に照明する必要がある。 The LED as described above has a small light emission amount from one element, and it is necessary to increase the light emission amount by arranging a plurality of LEDs or the like in order to construct an illumination device for use in colorimetry. However, since the object may be illuminated unevenly by simply illuminating a plurality of LEDs side by side, it is necessary to apply some contrivance to illuminate uniformly.
また、特開平9−270885号公報には、測色器等に組み込まれる照明光学系において、リング状に束ねられたファイバーバンドルを含んで構成されるリング状光源を用いて、該リング状光源から発光した光を円錐状の第1のミラー面により反射し、さらに凹状の第2のミラー面により反射して、対象物に照射する技術が記載されている。そして、上記ファイバーバンドルに対しては、キセノンランプ等で構成される点光源の光を集光することにより、光を入射するようになっている。 Japanese Patent Laid-Open No. 9-270885 discloses an illumination optical system incorporated in a colorimeter or the like using a ring-shaped light source including a fiber bundle bundled in a ring shape. A technique is described in which emitted light is reflected by a conical first mirror surface and further reflected by a concave second mirror surface to irradiate an object. The light is incident on the fiber bundle by condensing light from a point light source composed of a xenon lamp or the like.
さらに、特開平5−307007号公報、特開平7−244716号公報、特開平11−249578号公報、特開2000−131037号公報、特開2002−57081号公報等にも、各種の例が記載されている。
上記特許3218601号の明細書に記載された測色装置は、3原色の光を照射面に直接照射するものであるために、照射面の光量にムラが発生するか否かはLEDの配光特性と照射距離とにより光学的に決定されることになる。光学的に均一な照射光量を得るためには、照射距離に関わらず高い指向性を有する光線を形成する必要があるが、LEDのみでこうした配光特性を達成するのは困難である。従って、この明細書に記載のような、測定可能な領域が狭くなる技術、つまり3原色に各対応するLEDの出射光が重なる照射領域の面積が狭くなる技術では、広い領域の測定を行うことができない。さらに、該明細書に記載されたような構成では、照射面からの正反射光がフォトダイオードに入射される可能性があるために、必ずしも色を正確に測定することができない。 Since the colorimetric device described in the specification of the above patent 3218601 directly irradiates the irradiation surface with light of the three primary colors, whether or not unevenness in the amount of light on the irradiation surface occurs is determined by the LED light distribution. It is optically determined by the characteristics and the irradiation distance. In order to obtain an optically uniform amount of irradiation light, it is necessary to form a light beam having high directivity regardless of the irradiation distance, but it is difficult to achieve such light distribution characteristics using only LEDs. Therefore, the technique for narrowing the measurable area as described in this specification, that is, the technique for narrowing the area of the irradiation area where the light emitted from the LEDs corresponding to the three primary colors overlaps, measures a wide area. I can't. Further, in the configuration as described in the specification, since the specularly reflected light from the irradiation surface may be incident on the photodiode, it is not always possible to accurately measure the color.
一方、上記特開平9−270885号公報に記載されたものは、ランプのような点光源を用いた技術であるために、該ランプからの光をファイバーバンドルの端面に集光するための楕円鏡等の照明光学系が必要となり、装置が大型化してしまう。さらに、光源としてランプを用いる場合には、時間の経過に伴って光量が変化することがあり、ランプ自体の寿命も必ずしも長いとはいえない。 On the other hand, what is described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-270885 is a technique using a point light source such as a lamp, and therefore an elliptical mirror for condensing light from the lamp on the end face of the fiber bundle. Such an illumination optical system is required, and the apparatus becomes large. Furthermore, when a lamp is used as the light source, the amount of light may change with time, and the life of the lamp itself is not necessarily long.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被照射面を均一に照明することができる小型なマルチスペクトル照明装置およびマルチスペクトル撮像装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a small multispectral illumination apparatus and multispectral imaging apparatus that can uniformly illuminate a surface to be irradiated.
上記の目的を達成するために、第1の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、異なる波長の光を被照射面へ照射するマルチスペクトル照明装置と、このマルチスペクトル照明装置により照明された被照射面からの反射光を結像する撮像光学系と、を具備し、この撮像光学系を介して取得した反射光の成分を解析することにより該被照射面の色成分を測定するマルチスペクトル撮像装置であって、上記マルチスペクトル照明装置は、被照射面とは逆向きに光を出射するようにかつリング状に配列された互いに異なる波長の光を発光する複数の光源と、上記光源からの光を拡散しながら反射するための第1の反射面と上記第1の反射面からの光を反射するための第2の反射面とを有し該第2の反射面により反射された光を上記被照射面に照射する光拡散素子と、を有して構成されたものである。 In order to achieve the above object, a multispectral imaging apparatus according to a first invention includes a multispectral illumination apparatus that irradiates an irradiated surface with light of different wavelengths, and an irradiated surface illuminated by the multispectral illumination apparatus. A multi-spectral imaging device that measures the color component of the irradiated surface by analyzing the component of the reflected light acquired through the imaging optical system. The multispectral illumination device diffuses light from the light sources and a plurality of light sources that emit light of different wavelengths arranged in a ring shape so as to emit light in a direction opposite to the irradiated surface. A first reflecting surface for reflecting the light and a second reflecting surface for reflecting the light from the first reflecting surface, and the light reflected by the second reflecting surface is irradiated with the light. Irradiate the surface It is one that is configured to have a light diffusing element.
また、第2の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第1の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記第2の反射面が、回転対称なトーラス形状に形成されていて、回転対称軸を含む平面で切ったときの形状が略円弧をなすような反射面である。 A multispectral imaging device according to a second invention is the multispectral imaging device according to the first invention, wherein the second reflecting surface is formed in a rotationally symmetric torus shape and includes a rotationally symmetric axis. It is a reflective surface whose shape when it is cut with a substantially circular arc.
さらに、第3の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第2の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状をなし、内周面側が光を反射する反射面として構成されている略筒状の導光素子を有して構成されたものである。 Furthermore, the multispectral imaging device according to the third invention is the multispectral imaging device according to the second invention, wherein the multispectral illumination device further directs the light emitted from the light diffusing element toward the irradiated surface. And having a substantially cylindrical light guide element having a tapered shape with a reduced diameter toward the irradiated surface, the inner peripheral surface side being configured as a reflective surface that reflects light It is configured.
第4の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第2の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状の略筒状部材を径を異ならせて2重に配置して構成されており、外径側の筒状部材の内周面側と、内径側の筒状部材の外周面側と、が光を反射する反射面として各構成されている導光素子を有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to a fourth invention is the multispectral imaging device according to the second invention, wherein the multispectral illumination device further guides the light emitted from the light diffusing element toward the irradiated surface. It is configured to have a tapered substantially cylindrical member that is reduced in diameter toward the irradiated surface and is arranged in a double manner with different diameters. The peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the cylindrical member on the inner diameter side are configured to have light guide elements each configured as a reflective surface that reflects light.
第5の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第2の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光拡散素子が、上記光源から上記第1の反射面までの距離が8.5mmから14mmまでの範囲内となるように構成され、かつ、上記第2の反射面を回転対称軸を含む平面で切ったときの略円弧の曲率半径が8.5mmから10.5mmの範囲内となるように構成されたものである。 A multispectral imaging apparatus according to a fifth invention is the multispectral imaging apparatus according to the second invention, wherein the light diffusing element has a distance from the light source to the first reflecting surface ranging from 8.5 mm to 14 mm. And the radius of curvature of the substantially arc when the second reflecting surface is cut by a plane including the rotational symmetry axis is in the range of 8.5 mm to 10.5 mm. It is a thing.
第6の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第5の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状をなし、内周面側が光を反射する反射面として構成されている略筒状の導光素子を有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to a sixth invention is the multispectral imaging device according to the fifth invention, wherein the multispectral illumination device further guides the light emitted from the light diffusing element toward the irradiated surface. It has a substantially cylindrical light guide element that has a tapered shape that decreases in diameter toward the surface to be irradiated and that has an inner peripheral surface side that is configured as a reflective surface that reflects light. It is a thing.
第7の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第5の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状の略筒状部材を径を異ならせて2重に配置して構成されており、外径側の筒状部材の内周面側と、内径側の筒状部材の外周面側と、が光を反射する反射面として各構成されている導光素子を有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to a seventh invention is the multispectral imaging device according to the fifth invention, wherein the multispectral illumination device further guides the light emitted from the light diffusing element toward the irradiated surface. It is configured to have a tapered substantially cylindrical member that is reduced in diameter toward the irradiated surface and is arranged in a double manner with different diameters. The peripheral surface side and the outer peripheral surface side of the cylindrical member on the inner diameter side are configured to have light guide elements each configured as a reflective surface that reflects light.
第8の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第5の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記複数の光源の出射面側に配設された光を制御するための光学シートを有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to an eighth invention is the multispectral imaging device according to the fifth invention, wherein the multispectral illumination device further controls light disposed on the emission surface side of the plurality of light sources. The optical sheet is configured.
第9の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第8の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の拡散性により行うものである。 A multispectral imaging apparatus according to a ninth invention is the multispectral imaging apparatus according to the eighth invention, wherein the optical sheet controls the light by a predetermined diffusivity.
第10の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第8の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の出射角度範囲内の光のみを出射するように行うものである。 A multispectral imaging device according to a tenth aspect of the invention is the multispectral imaging device according to the eighth aspect of the invention, wherein the optical sheet controls the light so that only light within a predetermined emission angle range is emitted. It is.
第11の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第1の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記光拡散素子の出射面側に配設された光を制御するための光学シートを有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to an eleventh aspect of the invention is the multispectral imaging device according to the first aspect of the invention, wherein the multispectral illumination device further controls light disposed on the exit surface side of the light diffusing element. The optical sheet is configured.
第12の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第11の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の拡散性により行うものである。 A multispectral imaging apparatus according to a twelfth aspect of the invention is the multispectral imaging apparatus of the eleventh aspect, wherein the optical sheet controls the light by a predetermined diffusivity.
第13の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第11の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の出射角度範囲内の光のみを出射するように行うものである。 A multispectral imaging device according to a thirteenth invention is the multispectral imaging device according to the eleventh invention, wherein the optical sheet controls the light so that only light within a predetermined emission angle range is emitted. It is.
第14の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第3の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記導光素子の出射面側に配設された光を制御するための光学シートを有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to a fourteenth invention is the multispectral imaging device according to the third invention, wherein the multispectral illumination device further controls light disposed on the exit surface side of the light guide element. The optical sheet is configured.
第15の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第14の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の拡散性により行うものである。 A multispectral imaging apparatus according to a fifteenth invention is the multispectral imaging apparatus according to the fourteenth invention, wherein the optical sheet controls the light by a predetermined diffusivity.
第16の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第14の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の出射角度範囲内の光のみを出射するように行うものである。 A multispectral imaging device according to a sixteenth invention is the multispectral imaging device according to the fourteenth invention, wherein the optical sheet controls the light so that only the light within a predetermined emission angle range is emitted. It is.
第17の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第4の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、さらに、上記導光素子の出射面側に配設された光を制御するための光学シートを有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to a seventeenth aspect of the invention is the multispectral imaging device according to the fourth aspect of the invention, in which the multispectral illumination device further controls light disposed on the exit surface side of the light guide element. The optical sheet is configured.
第18の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第17の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の拡散性により行うものである。 A multispectral imaging device according to an eighteenth aspect of the invention is the multispectral imaging device according to the seventeenth aspect of the invention, wherein the optical sheet controls the light by a predetermined diffusivity.
第19の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第17の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光学シートが、上記光の制御を、所定の出射角度範囲内の光のみを出射するように行うものである。 A multispectral imaging device according to a nineteenth aspect is the multispectral imaging device according to the seventeenth aspect, wherein the optical sheet controls the light so that only the light within a predetermined emission angle range is emitted. It is.
第20の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第1の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光拡散素子が、上記第1の反射面が白色塗装を施された反射面である。 A multispectral imaging device according to a twentieth aspect of the invention is the multispectral imaging device according to the first aspect of the invention, wherein the light diffusing element is a reflecting surface on which the first reflecting surface is painted white.
第21の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第1の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記光拡散素子が、上記第2の反射面がアルミコート処理を施された反射面である。 A multispectral imaging device according to a twenty-first invention is the multispectral imaging device according to the first invention, wherein the light diffusing element is a reflecting surface on which the second reflecting surface is subjected to an aluminum coating process.
第22の発明によるマルチスペクトル撮像装置は、上記第1の発明によるマルチスペクトル撮像装置において、上記マルチスペクトル照明装置が、上記光拡散素子の出射面側に配設されていて一偏光方向の光のみを透過するための第1の偏光板と、上記撮像光学系の入射面側に配設されていて上記一偏光方向と直交する他の偏光方向の光のみを透過するための第2の偏光板と、をさらに有して構成されたものである。 A multispectral imaging device according to a twenty-second aspect of the invention is the multispectral imaging device according to the first aspect of the invention, wherein the multispectral illumination device is disposed on the exit surface side of the light diffusing element and only has light in one polarization direction. A first polarizing plate for transmitting light, and a second polarizing plate disposed on the incident surface side of the imaging optical system and transmitting only light in another polarization direction orthogonal to the one polarization direction And is further configured.
第23の発明によるマルチスペクトル照明装置は、被照射面とは逆向きに光を出射するようにかつリング状に配列された互いに異なる波長の光を発光する複数の光源と、上記光源からの光を拡散しながら反射するための第1の反射面と上記第1の反射面からの光を反射するための第2の反射面とを有し該第2の反射面により反射された光を上記被照射面に照射する光拡散素子と、を具備したものである。 A multispectral illumination device according to a twenty-third aspect of the invention is a light source from a plurality of light sources that emit light of different wavelengths arranged in a ring shape so as to emit light in the direction opposite to the surface to be irradiated; A first reflecting surface for reflecting while diffusing light and a second reflecting surface for reflecting light from the first reflecting surface, and the light reflected by the second reflecting surface is A light diffusing element that irradiates the surface to be irradiated.
第24の発明によるマルチスペクトル照明装置は、上記第23の発明によるマルチスペクトル照明装置において、上記第2の反射面が、回転対称なトーラス形状に形成されていて、回転対称軸を含む平面で切ったときの形状が略円弧をなすような反射面である。 A multispectral illumination device according to a twenty-fourth invention is the multispectral illumination device according to the twenty-third invention, wherein the second reflecting surface is formed in a rotationally symmetric torus shape and cut along a plane including a rotationally symmetric axis. The reflection surface has a substantially arc shape.
第25の発明によるマルチスペクトル照明装置は、上記第24の発明によるマルチスペクトル照明装置において、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状をなし、内周面側が光を反射する反射面として構成されている略筒状の導光素子をさらに具備したものである。 A multispectral illumination device according to a twenty-fifth aspect of the invention is the multispectral illumination device according to the twenty-fourth aspect of the invention, which guides light emitted from the light diffusing element toward the irradiated surface. The light guide element further includes a substantially cylindrical light guide element having a tapered shape with a reduced diameter toward the irradiation surface and an inner peripheral surface side configured as a reflection surface that reflects light.
第26の発明によるマルチスペクトル照明装置は、上記第24の発明によるマルチスペクトル照明装置において、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状の略筒状部材を径を異ならせて2重に配置して構成されており、外径側の筒状部材の内周面側と、内径側の筒状部材の外周面側と、が光を反射する反射面として各構成されている導光素子をさらに具備したものである。 A multispectral illumination device according to a twenty-sixth invention is the multispectral illumination device according to the twenty-fourth invention, wherein the light emitted from the light diffusing element is guided toward the irradiated surface. A tapered substantially cylindrical member that is reduced in diameter toward the irradiation surface is arranged in a double manner with different diameters, and the inner peripheral surface side of the outer diameter side cylindrical member and the inner diameter side tube And a light guide element that is configured as a reflective surface that reflects light.
本発明のマルチスペクトル照明装置およびマルチスペクトル撮像装置によれば、被照射面を均一に照明することができるとともに、小型化することが可能となる。 According to the multispectral illumination device and the multispectral imaging device of the present invention, it is possible to uniformly illuminate the irradiated surface and to reduce the size.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1から図6は本発明の実施例1を示したものであり、図1はマルチスペクトル撮像装置の使用形態を示す図、図2はマルチスペクトル撮像装置の構成を示すブロック図、図3はマルチスペクトル照明装置を中心とする撮影装置の内部構成を側方から示す図およびLED基板の構成を示す正面図、図4はマルチスペクトル照明装置の構成を側方から示す図および反射面の作用を示す側面図、図5はLEDによる照明スペクトルとCCDの分光感度とを示す線図、図6は光拡散素子の構成因子を変化させたときの特性データを示す線図である。 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a usage pattern of a multispectral imaging apparatus, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the multispectral imaging apparatus, and FIG. The figure which shows the internal structure of the imaging device centering on a multispectral illuminating device from the side and the front view which shows the structure of an LED board, FIG. 4 is the figure which shows the structure of a multispectral illuminating device from the side, and the effect | action of a reflective surface. FIG. 5 is a diagram showing the illumination spectrum by the LED and the spectral sensitivity of the CCD, and FIG. 6 is a diagram showing characteristic data when the constituent factors of the light diffusing element are changed.
本実施例のマルチスペクトル照明装置を用いたマルチスペクトル撮像装置は、例えば対象物としての自動車の色を正確に測色する用途などに用いられるものである。 The multispectral imaging apparatus using the multispectral illumination apparatus of this embodiment is used for, for example, an application for accurately measuring the color of an automobile as an object.
図1に示すように、このマルチスペクトル撮像装置のシステムは、自動車等の対象物4を撮影する撮影装置1と、撮影後にこの撮影装置1を載置するなどにより該撮影装置1と電気的に接続されて撮影データを受信すると共に該撮影装置1に対する充電等を行う機能も備えたクレードル2と、このクレードル2が接続されていて該クレードル2を介して受信した撮影データを受け取り解析を行うパーソナルコンピュータ(以下、適宜PCという)3と、を有して構成されている。
As shown in FIG. 1, the system of the multispectral imaging device is electrically connected to the
このようなマルチスペクトル撮像装置の撮影装置1を用いて、例えば自動車の表面を撮影し、撮影後の撮影装置1をクレードル2と接続することにより、撮影データがPC3に取り込まれる。そして、該PC3において解析を行うことにより、例えばその自動車の色が正規の塗料により塗られた色であるか、または他の塗料により塗られた色であるかを見分けることが可能となる。これにより、自動車の塗装に関する専門的な知識がなくても、自動車の状態を判断することが可能となる。
Using such an
次に、このようなマルチスペクトル撮像装置の構成を、図2を参照して説明する。 Next, the configuration of such a multispectral imaging apparatus will be described with reference to FIG.
上記撮影装置1は、本体5からフード6を延設して構成されており、該本体5の外面には、該撮影装置1の電源をオンするための電源スイッチ7と、撮影動作を指示入力するためのシャッタボタン8と、上記クレードル2と電気的に接続するための接点9と、撮影された画像を確認したり該撮影装置1に関する各種の情報を表示したりするためのLCDユニット10と、後述する撮像光学系21の焦点位置を手動で調整するためのピントリング11と、が配設されている。
The photographing
上記フード6から本体5にかけての内部には、対象物4を照明するための光源となるLED23a〜23hと、これらのLED23a〜23hが取り付けられているLED基板22と、該LED23a〜23hから発光された照明光を均一な照明光として対象物4の被照射面に照射するための照明光学ユニット24と、照明された対象物4の被照射面から反射されてくる光を後述するCCD13上に結像するための撮像光学系21と、が配設されている。
In the interior from the
このような構成において、マルチスペクトル照明装置は、上記LED基板22、LED23a〜23h、照明光学ユニット24を含んでなる。また、上記撮像光学系21は、至近距離での撮影を行うことができるような光学系となっている。さらに、上記フード6は、この撮像光学系21に入射する光が、上記LED23a〜23hおよび照明光学ユニット24による照明光により照明された対象物4からの反射光のみとなって、それ以外の外光の影響を受けることがないように遮光するためのものである。そして、上記ピントリング11は、上記撮像光学系21による対象物4の光学像の結像位置が、上記CCD13の撮像面に一致するように調整するためのものである。なお、ここではピントリング11を用いて焦点調節するようにしているが、もちろん、オートフォーカス等の機構を用いて自動焦点調節を行うことができるように構成しても良い。
In such a configuration, the multispectral illumination device includes the
上記本体5内には、さらに、上記撮像光学系21により結像された光学的な被写体像を電気的な画像信号に変換するためのものでありRGBカラーフィルタを有するCCD13と、このCCD13から出力される画像信号に各種の信号処理を行うための信号処理回路14と、上記LED23a〜23hを制御して発光を行わせるためのLEDコントローラ15と、上記信号処理回路14により処理された画像データを記憶したり後述する制御回路18により実行される処理プログラムやデータ等を記憶したりするためのメモリ16と、上記クレードル2から上記接点9を介して供給される電源を蓄積するためのバッテリ19と、このバッテリ19から供給される電源をこの撮影装置1内の各回路に供給するための電源回路17と、上記CCD13,信号処理回路14,LEDコントローラ15,メモリ16,電源回路17および後述する制御回路18を実装する電気回路基板12と、上記LCDユニット10,信号処理回路14,LEDコントローラ15,メモリ16,電源回路17とバス等を介して双方向に接続されていてこれらを含むこの撮影装置1全体を統括的に制御するための制御回路18と、を有して構成されている。
In the
なお、この撮影装置1には、後述する図3等に示すように、掌で把持するためのグリップ部5bが設けられており、上記シャッタボタン8は、該グリップ部5bを把持する手の人差指等で操作可能な位置に、上記電源スイッチ7はこのシャッタボタン8とは反対の例えばグリップ部5bを把持する手の親指等で操作可能な位置に、それぞれ配置されている。このグリップ部5bには、さらに接点9が設けられると共に、上記バッテリ19が内部に配置されるようになっている。また、上記LCDユニット10は、上記本体5の例えば背面側の観察し易い位置に配置されている。
As shown in FIG. 3 and the like, which will be described later, the photographing
また、上記クレードル2は、撮影装置1の上記接点9と接続するための接点39と、AC電源から供給される所定電圧の交流を適宜の直流電圧に変換するACアダプタ35と、このACアダプタ35から供給される電源を内部の各回路に供給するための電源回路36と、上記撮影装置1から送信される画像データがアナログデータである場合にデジタルデータへの変換を行うA/D変換回路34と、画像データを記憶したり後述するCPU31により実行される処理プログラムやデータ等を記憶したりするためのSRAM33と、画像データの圧縮処理等を行うためのFPGA(Field Programmable Gate Array)32と、上記PC3と例えばUSB2により通信を行うためのインターフェースであるUSB2I/F37と、上記FPGA32,SRAM33,A/D変換回路34,電源回路36,USB2I/F37とバス等を介して双方向に接続されていてこれらを含むこのクレードル2全体を統括的に制御しかつ上記撮影装置1やPC3との通信を制御するCPU31と、を有して構成されている。
The
さらに、上記PC3は、上述したように例えばUSB2により接続されている上記クレードル2を介して上記撮影装置1から受信した画像データを解析することにより対象物4の色を判断する色解析ソフトウェア41がインストールされていると共に、この色解析ソフトウェア41が色の解析を行う際に参照する色データベース42が記憶されている。
Further, the
続いて、図3から図6を参照して上記照明光学ユニットおよびLEDについて説明する。 Next, the illumination optical unit and the LED will be described with reference to FIGS.
上記LED基板22は、図3(B)に示すように、ドーナツ状の基板として構成されていて、内部には対象物4から反射されてくる光が上記撮像光学系21に入射するのを許容するための円形孔22aが形成されている。このLED基板22の、上記対象物4と反対側の面には、上記LED23a〜23hをまとめて格納する発光ユニット22bが、円周方向に沿って複数配列されている。この発光ユニット22bは、この例では、8つの異なる波長域の光を発光する上記LED23a〜23hが、全てパッケージングされたものとなっている。なお、ここでは、任意の発光ユニット22bに全てのLED23a〜23hがパッケージングされるように構成したが、これに限るものではない。さらに、1つの発光ユニット22bに、LEDがそれぞれ1つずつ設けられている例を示したが、1つの波長域の光に対応して複数のLEDを設けるようにしても構わない。
As shown in FIG. 3B, the
これらのLED23a〜23hの発光スペクトルは、図5に示すようになっており、LED23aが曲線Saに示すように450nm、LED23bが曲線Sbに示すように505nm、LED23cが曲線Scに示すように525nm、LED23dが曲線Sdに示すように560nm、LED23eが曲線Seに示すように575nm、LED23fが曲線Sfに示すように609nm、LED23gが曲線Sgに示すように635nm、LED23hが曲線Shに示すように670nmの中心発光波長をそれぞれもつものとなっている。 The emission spectra of these LEDs 23a to 23h are as shown in FIG. 5, 450nm as the LED 23a is indicated by the curve Sa, 505nm as the LED 23b is indicated as the curve Sb, 525nm as the LED 23c is indicated as the curve Sc, LED23d is 560 nm as shown by curve Sd, LED23e is 575 nm as shown by curve Se, LED23f is 609 nm as shown by curve Sf, LED23g is 635 nm as shown by curve Sg, LED23h is 670 nm as shown by curve Sh Each has a central emission wavelength.
なお、これらの発光スペクトルに対して、RGBカラーフィルタを介した上記CCD13の分光感度は、フィルタ色毎に該図5に示すようになっており、完全には分離されておらず一部が重なっているが、ほぼ次のようである。すなわち、Bカラーフィルタを介した分光感度は、曲線Bに示すように、LED23aの発光帯域をほぼ含むと共に、LED23bの発光帯域を一部含んでいる。また、Gカラーフィルタを介した分光感度は、曲線Gに示すように、LED23b,LED23c,LED23d,LED23eの発光帯域をほぼ含んでいる。さらに、Rカラーフィルタを介した分光感度は、曲線Rに示すように、LED23f,LED23g,LED23hの発光帯域をほぼ含んでいる。
For these emission spectra, the spectral sensitivity of the
また、上記照明光学ユニット24は、図3(A)や図4(A)に示すように、上記LED23a〜23hから発光された光を伝達しながら均一な照明光とするために拡散を行う光拡散素子26と、この光拡散素子26の出射端面側に配設された光を拡散するための光学シート27と、を含んで構成されている。
Further, as shown in FIGS. 3A and 4A, the illumination
上記光拡散素子26は、例えば中空の箱状体を略ドーナツ形状に形成したものとなっており、中央部に、上記撮像光学系21を配設するための円形孔26aが形成されている。この円形孔26aの半径は、上記LED基板22に形成された円形孔22aの半径とほぼ同一となっている。さらに、該光拡散素子26は、上記LED基板22上の各発光ユニット22bから発光される光を図4(B)に示すように拡散して反射するための第1反射面である拡散反射平面26bと、この拡散反射平面26bにより反射された光をさらに外径側において反射するための回転対称なトーラス形状に形成された第2反射面であるトーラス反射面26cと、このトーラス反射面26cにより反射された光を出射するための出射口26dと、を有して構成されている。上記拡散反射平面26bは、例えば白色塗装が施された反射面、上記トーラス反射面26cは、例えばアルミコートが施された反射面、となっている。
The
上記撮像光学系21は、例えば、該撮像光学系21を構成する複数枚のレンズの内の最も対物側の面から対象物4の面までの距離xが30.0mm、該撮像光学系21を構成する複数枚のレンズの内の最も対物側の面から最も結像側の面までの距離yが28.6mm、該撮像光学系21を構成する複数枚のレンズの内の最も結像側の面からCCD13の撮像面までの距離zが6.42mm、となっている。
The imaging
このように撮像光学系21が設計されているときに、該光拡散素子26は、上記発光ユニット22bから上記拡散反射平面26bまでの距離Lは10mmとなっている。また、上記トーラス反射面26cは、回転対称軸(撮像光学系21の光軸に一致する)を含む平面で切ったときの形状が略円弧をなすような反射面であり、この略円弧の曲率半径Rは9.5mmとなっている。
When the imaging
このような設計は、図6に示すような実験データに基づいている。図6は、光拡散素子の構成因子である上記距離Lと上記曲率半径Rとを変化させたときの輝度や輝度ムラの変化の様子を示している。 Such a design is based on experimental data as shown in FIG. FIG. 6 shows changes in luminance and luminance unevenness when the distance L and the radius of curvature R, which are constituent factors of the light diffusing element, are changed.
まず、図6(A)に示すように、発光ユニット22bと拡散反射平面26bとの距離Lが大きくなるにつれて、対象物4における被照射面の輝度は次第に低下する。一方、該対象物4における被照射面の輝度ムラは、図6(B)に示すように、該距離Lが大きくなるにつれて、やはり減少する。従って、輝度ムラを低下させるためには距離Lを大きく取ればよいが、距離Lを大きくすると輝度が低下してしまうことになるために、適宜の位置でバランスをとってやる必要がある。
First, as shown in FIG. 6A, as the distance L between the light emitting unit 22b and the diffuse
一方、トーラス反射面26cの上記曲率半径Rが変化すると、図6(C)に示すように、曲率半径Rが9.5mmとなる位置付近で対象物4における被照射面の輝度が最小値をとるとともに、図6(D)に示すように、同じ位置付近で被照射面の輝度ムラが最小値をとることがわかる。
On the other hand, when the radius of curvature R of the torus reflecting surface 26c changes, as shown in FIG. 6C, the luminance of the irradiated surface of the
従って、このような実験結果を考慮した結果、光拡散素子26は、上記距離Lが8.5〜14mmとなる範囲、上記曲率半径Rが8.5〜10.5mmとなる範囲であることが望ましく、その中でも最も効率の良い値として、上記距離Lが10.0mm、上記曲率半径Rが9.5mm、となる値が、上述したような設計値として用いられている。
Therefore, as a result of taking such experimental results into consideration, the
また、上記拡散反射平面26bによる反射は、上記図4(B)に示すように、光線が入射すると、所定方向(例えば、反射面に立てた法線に対して入射方向と対称となる方向)の光線を中心として、ある程度の指向性を保ちながら拡散されるような反射となっている。
Further, as shown in FIG. 4B, the reflection by the diffuse
そして、上記トーラス反射面26cにより集光性をもって反射された光は、上記出射口26dから出射され、上記光学シート27に入射して、さらに拡散されて均一化された後に、上記対象物4へ向けて照射される。
Then, the light reflected by the torus reflecting surface 26c with the light collecting property is emitted from the emission port 26d, enters the
続いて、上述したような構成のマルチスペクトル撮像装置の作用について説明する。 Next, the operation of the multispectral imaging apparatus configured as described above will be described.
使用者は、撮影装置1のフード6側を対象物4の撮影対象部分に正対させて、電源スイッチ7を操作することにより撮影装置1の電源を投入する。これにより、電気回路基板12上の各回路がバッテリ19からの電源供給を受けて駆動を開始する。
The user turns on the power of the photographing
制御回路18は、制御プログラムに従って動作を開始すると、所定の初期化処理等を行った後に、LEDコントローラ15を介してLED基板22に電流を供給するように制御する。これにより、ドーナツ状をなすLED基板22の円周方向に沿って配列されている発光ユニット22bに設けられたLED23a〜23hが、例えば全て同時に点灯される。LED23a〜23hは、このように全てを同時に点灯可能であるが、その一方で、任意の1つ、または任意の2つ以上を点灯させることも可能となっている。全てのLED23a〜23hの点灯は、例えばLCDユニット10を介して対象物4を自然色に近い色で観察する際に用いられ、LED23a〜23hの個別の点灯は、例えば対象物4の測色を行う際に用いられる。また、LED23a〜23hに供給する電流値は変更することができるように構成されており、特にLCDユニット10による観察を行う際には、この電流値を変化させて光量を制御することにより、対象物4を適度な照度で観察しつつ消費電力の低減を図るようにすると良い。さらに、LED23a〜23hは、それぞれの発光効率が異なるために、同一の電流を供給しても、発光する光量が異なる。従って、発光効率が高いLEDのみに通電することで、最小限の電力で必要な光量を得ることも可能である。後述するようなピントリング11によるピント調整を行う際には、必ずしも正確な色で観察しながら調整を行う必要はないために、発光効率の良いLEDのみを発光させる照明法を行うことによって、必要な光量を得ながら消費電力を低減するようにしても良い。
When the operation starts according to the control program, the
このようにして、発光ユニット22bに設けられたLED23a〜23hに電力を供給すると、各LED23a〜23hは所定の出射角度をもってそれぞれの波長の光を出射する。この光が、上記照明光学ユニット24の光拡散素子26を介して対象物4に照明光として照射される。
In this way, when power is supplied to the LEDs 23a to 23h provided in the light emitting unit 22b, each of the LEDs 23a to 23h emits light of each wavelength with a predetermined emission angle. This light is irradiated as illumination light onto the
使用者は、対象物4の撮影対象部分を上記LCDユニット10の画面を介して観察しながら、上記ピントリング11を操作してピント調整を行うことにより、撮影対象部分にピントを合わせる。そして、ピントが合ったところで、上記シャッタボタン8を押すことにより、該撮影対象部分の測色用の画像取り込み動作が開始される。
The user adjusts the focus by operating the
すなわち、制御回路18は、上記シャッタボタン8が押されたことを検出すると、測定モードにおける発光動作を行うようにLEDコントローラ15を指示する。LEDコントローラ15は、この指示を受けて、電流の供給がなされているLED基板22上の発光ユニット22bに各配設された8つのLED23a〜23hを、順次、1/30秒間隔で点灯/消灯を繰り返すように動作させる。これにより、例えば、円周方向に配列された発光ユニット22bの各LED23aが一斉に点灯し、その後にこれらが一斉に消灯して、次に、円周方向に配列された発光ユニット22bの各LED23bが一斉に点灯し、といったような動作が順次行われることになる。このとき、上記LED23a〜23hは、上記図6に示したような波長の各々に対する発光効率が上述したように異なるために、該LEDコントローラ15は、点灯対象となるLEDに応じた電流を供給するように電流値を制御することによって、撮影に必要な光量を発光させる。
That is, when the
LED23a〜23hから所定の角度をもって出射された光は、上記光拡散素子26に入射され、まず拡散反射平面26bで反射される。この拡散反射平面26bは、全ての波長の光を波長に依存することのない反射率で忠実に拡散反射するための微細な白色塗料粒子が、内面に塗布された面である。この拡散反射平面26bの反射作用により、伝達された光の拡散は、確実に促進される。
Light emitted from the LEDs 23a to 23h at a predetermined angle is incident on the
この拡散反射平面26bで反射された光は、さらに、第2の円周曲形状反射面であるトーラス反射面26cにより、上記曲率半径Rに応じた指向性をもって反射される。
The light reflected by the diffuse
この光は、さらに上記光学シート27によって拡散された後に、上記対象物4へ向けて均一な照明光として照射される。このときには、上記フード6により外光が遮断されているために、対象物4は、ほぼ、LEDからの照明光のみにより照明される状態となる。
This light is further diffused by the
照射された光は、対象物4により反射されて、撮像光学系21に入射し、カラーフィルタを有する上記CCD13の撮像面に結像される。
The irradiated light is reflected by the
こうしてCCD13により光電変換して生成された画像データは、信号処理回路14により信号処理された後に、メモリ16に蓄積される。
The image data thus generated by photoelectric conversion by the
このような動作が、上記LED23a〜23hの順次の点灯/消灯に応じて行われ、8種類の各波長に対応する画像データがメモリ16に順次蓄積される。このような8種類の画像データの取り込みは、1回のみ行っても構わないが、データの信頼性を向上するために、複数回繰り返すようにしても良い。 Such an operation is performed in response to sequential turn-on / off of the LEDs 23a to 23h, and image data corresponding to each of the eight types of wavelengths is sequentially stored in the memory 16. Such eight types of image data may be fetched only once, but may be repeated a plurality of times in order to improve data reliability.
このような撮影装置1を用いた測定動作が完了したら、使用者は、撮影装置1をクレードル2に載置して、接点9と接点39とを電気的に接続させる。
When such a measurement operation using the photographing
すると撮影装置1の制御回路18とクレードル2のCPU31とが通信を行って、メモリ16に記憶されている画像データが、該撮影装置1からクレードル2へ転送される。
Then, the
クレードル2は、受信した画像データをSRAM33に一旦蓄積した後に、上記FPGA32などで処理し、USB2I/F37を介してPC3に送信する。
The
PC3は、受信した画像データを、インストールされている色解析ソフトウェア41により解析するが、その際には、該PC3に記憶されている色データベース42を参照しながら解析を行うことになる。これにより、PC3において、被写体の正確な色が明確に分析され、その結果が該PC3のモニタ等に表示される。
The
また、上記撮影装置1をクレードル2に接続することにより、該撮影装置1のバッテリ19が、接点9,39を介してクレードル2のACアダプタ35から電源供給を受けて充電される。
Further, by connecting the photographing
このような実施例1によれば、マルチスペクトル照明装置に光拡散素子を設けたために、複数のLEDから発光された光を、強度ムラのない均一な照明光として対象物の被照射面に照射することができる。さらに、光拡散素子内に拡散反射平面を設けているために、照明光の均一化を効率的に行うことができる。そして、光拡散素子内にトーラス反射面を設けているために、照明光を効率的に照射することができる。加えて、光拡散素子の出射面に光を拡散する機能を備えた光学シートを設けているために、照明光をより一層均一化することができる。 According to the first embodiment, since the light diffusing element is provided in the multispectral illumination device, the light emitted from the plurality of LEDs is irradiated to the irradiated surface of the object as uniform illumination light having no unevenness in intensity. can do. Furthermore, since the diffuse reflection plane is provided in the light diffusing element, the illumination light can be made uniform efficiently. And since the torus reflective surface is provided in the light diffusing element, illumination light can be efficiently irradiated. In addition, since the optical sheet having the function of diffusing light is provided on the exit surface of the light diffusing element, the illumination light can be made more uniform.
そして、照明光学系を比較的コンパクトに構成することができるために、小型で操作性が良く、正確な色測定を行うことができるマルチスペクトル撮像装置を構成することが可能となる。 Since the illumination optical system can be configured relatively compactly, it is possible to configure a multispectral imaging apparatus that is small in size, has good operability, and can perform accurate color measurement.
図7は本発明の実施例2を示したものであり、光拡散素子を用いた照明光学ユニットの構成を示す斜視図、側断面図、および光学シートの作用を示す側面図である。この実施例2において、上述の実施例1と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。 FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a configuration of an illumination optical unit using a light diffusing element, a side sectional view, and a side view showing an action of an optical sheet. In the second embodiment, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and only different points will be mainly described.
図7(A)および図7(B)に示すように、発光ユニット22bに設けられているLED23a〜23hから所定の出射角度をもって出射される光は、拡散機能を有する第1の光学シート28を介して、光拡散素子26の内部に導かれるようになっている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, light emitted from the LEDs 23a to 23h provided in the light emitting unit 22b with a predetermined emission angle passes through the first
上記第1の光学シート28は、図7(C)に示すように、入射面28aが平面、出射面28bが拡散面となっており、上記発光ユニット22bから発光される光を、拡散して出射角度を広げてから、光拡散素子26内へ出射するようになっている。
As shown in FIG. 7C, the first
十分な広がりをもってこの光拡散素子26に入射された光は、上述した実施例1と同様に、さらに、反射による拡散の促進を複数回繰り返して、最終的に積分光に近い状態になってから、対象物4の被照射面へ向けて均一な照明光として照射される。
The light incident on the
なお、この実施例2における照明光学ユニットは、上述したような第1の光学シート28と光拡散素子26とを含んで構成されている。
The illumination optical unit according to the second embodiment includes the first
このような実施例2によれば、光拡散素子26の出射側に光学シートを設ける代わりに、入射側に光学シートを設けるようにしても、上述した実施例1とほぼ同様の効果を奏することができる。
According to the second embodiment, even if an optical sheet is provided on the incident side instead of providing the optical sheet on the emission side of the
図8は本発明の実施例3を示したものであり、光拡散素子および導光素子を用いた照明光学ユニットの構成を示す斜視図、側断面図、および光学シートの作用を示す側面図である。この実施例3において、上述の実施例1,2と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of an illumination optical unit using a light diffusing element and a light guide element, a side sectional view, and a side view showing the action of an optical sheet, showing
図8(A)および図8(B)に示すように、発光ユニット22bに設けられているLED23a〜23hから所定の出射角度をもって出射される光は、指向性制御機能を有する第2の光学シート28Aを介して、光拡散素子26の内部に導かれるようになっている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the light emitted from the LEDs 23a to 23h provided in the light emitting unit 22b with a predetermined emission angle is a second optical sheet having a directivity control function. The light is diffused into the
上記第2の光学シート28Aは、表面に光の指向性を制御するルーバー処理がなされたものであり、図8(C)に示すように、上記発光ユニット22bから発光される光が所定の角度の指向性をもつ光となるように(所定の出射角度範囲内の光のみを出射するように)変換して、光拡散素子26内へ出射するようになっている。
The second optical sheet 28A has a surface subjected to louver processing for controlling the directivity of light, and as shown in FIG. 8C, the light emitted from the light emitting unit 22b has a predetermined angle. The light is converted into light having directivity (so that only light within a predetermined emission angle range is emitted) and emitted into the
所定の入射角度をもってこの光拡散素子26に入射された光は、上述した実施例1と同程度以上の回数で反射による拡散の促進を複数回繰り返してから、最終的に積分光に近い状態になって所定の広がり角度をもって出射される。
The light incident on the
この光拡散素子26から出射された光は、先端側(対象物4側)に向かって小径化するテーパ状をなす筒状部材である導光素子29内に、その入射側開口29aから入射する。この導光素子29は、上記光拡散素子26の中心軸やLED基板22の中心軸と同軸となるように配設されていて、テーパ状をなす内周面にアルミコートが施されて反射面29cとして構成されたものである。この反射面29cは、上記LED23a〜23hから出射される光の各波長に対して、80%以上の反射特性をもつように構成されていて、光を反射しても光量が極力低下することのないようになっている。
The light emitted from the
このような反射面29cによって上記導光反射を複数回繰り返すことにより、テーパが小径化するに従って光の拡散角が広がることになる。こうして、光拡散素子26の出射側開口29bから出射される時点では、光は最終的に完全拡散光に近い状態になり、光量ムラのない均一な照明光として被照射面へ照射される。
By repeating the light guide reflection by the reflecting
なお、この実施例3における照明光学ユニットは、上述したような第2の光学シート28Aと光拡散素子26と導光素子29とを含んで構成されている。
The illumination optical unit according to the third embodiment includes the second optical sheet 28A, the
また、外光を遮断するのは上記フード6により行うようになっているが、このフード6の機能を上記導光素子29に備えさせることにより、該フード6を省略するように構成することも可能である。
Further, the outside light is blocked by the
このような実施例3によれば、光学シートやテーパ状の導光素子を用いることによっても、上述した実施例1,2とほぼ同様の効果を奏することができる。そして、指向性制御機能を有する光学シートを用いることにより、その他の光学系のみでは達成することができない光学特性を得ることも可能となる。 According to the third embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained by using an optical sheet or a tapered light guide element. By using an optical sheet having a directivity control function, it becomes possible to obtain optical characteristics that cannot be achieved by other optical systems alone.
図9から図11は本発明の実施例4を示したものであり、図9は撮影装置の内部構成を側方から示す図およびマルチスペクトル照明装置を拡大して示す側断面図、図10は光拡散素子および導光素子を用いた照明光学ユニットの構成を示す斜視図および側断面図、図11は光学シートによる照明ムラの補正を説明するための図である。この実施例4において、上述の実施例1〜3と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
9 to 11
上記光拡散素子26の出射口26d近傍には、図9(A)および図9(B)に示すように、指向性制御機能を有する第2の光学シート51が設けられている。
As shown in FIGS. 9A and 9B, a second
この第2の光学シート51は、上述した実施例3の第2の光学シート28Aと同様に、表面に光の指向性を制御するルーバー処理がなされたものであり、上記光拡散素子26の出射口26dから出射される積分光に近い状態の広がりをもった光が所定の角度の指向性をもつ光となるように変換する。
Similar to the second optical sheet 28A of the third embodiment described above, the second
該第2の光学シート51から出射された指向性をもって所定の角度に広がる光は、中空導光素子52に入射する。
Light that is emitted from the second
この中空導光素子52は、先端側に向かって小径化するテーパ状の筒状部材を、径を異ならせて同心状に2重に配置して構成されたものであり、上記光拡散素子26の中心軸やLED基板22の中心軸と同軸となるように配設されている。
The hollow light-guiding
すなわち、該中空導光素子52は、図10(A)および図10(B)に示すように、外径側に配設されたテーパ状の筒状部材52aと、内径側に配設されたテーパ状の筒状部材52bと、を有して構成され、該筒状部材52bの内周面側は、対象物4からの反射光を上記撮像光学系21へ通過させるための中空開口部52gとなっている。そして、2つの筒状部材52a,52bの間が照明光を通過させる光路となっており、この光路の間隔は先端側に向かうほど狭くなるように構成されている。このような配置において、上記筒状部材52aの内周面側がアルミコートが施された反射面52c、上記筒状部材52bの外周面側がアルミコートが施された反射面52dとなっている。これらの反射面52c,52dは、上記LED23a〜23hから出射される光の各波長に対して、80%以上の反射特性をもつように構成されていて、光を反射しても光量が極力低下することのないようになっている。
That is, as shown in FIG. 10A and FIG. 10B, the hollow
この中空導光素子52のリング状の入射口52eに対して上記第2の光学シート51から入射された光は、上記反射面52c,52dで複数回反射されることにより最終的に拡散光に近い状態になって、該中空導光素子52のリング状の出射口52fから被照射面に対する指向性をもった光として出射される。
The light incident from the second
該中空導光素子52から出射された光は、第3の光学シート53に対して入射する。この第3の光学シート53は、図11に示すように、該第3の光学シート53が設けられていない場合の照明ムラを補正するようなグラデーション特性を有するものとなっていて、中央部には、上記中空導光素子52の中空開口部52gと同様の、対象物4からの反射光を上記撮像光学系21へ通過させるための円形開口53aが設けられている。
The light emitted from the hollow
すなわち、図11(A)に示すように、中空導光素子52から照明光を対象物4の被照射面にそのまま照射すると、例えば図11(C)に示すような分布の照明ムラが該被照射面上において発生することがある。そこで、この照明ムラを補正することができる図11(D)に示すような(被照射面上における)グラディエーション特性の第3の光学シート53を、図11(B)等に示すように中空導光素子52の先端側に配置することによって、図11(E)に示すような照明ムラのない均一な照明を行うことが可能となる。
That is, as shown in FIG. 11 (A), when the illumination light from the hollow
このような第3の光学シート53を通過した照明光により、対象物4はムラなく均一に照明され、該対象物4からの反射光が、上記円形開口53a、中空開口部52g、円形孔26aを順に介して上記撮像光学系21により上記CCD13に結像される。
By the illumination light that has passed through the third
なお、この実施例4における照明光学ユニットは、上述したような光拡散素子26と第2の光学シート51と中空導光素子52と第3の光学シート53とを含んで構成されている。
The illumination optical unit according to the fourth embodiment includes the
また、上述では、第2の光学シート51を光拡散素子26と中空導光素子52との間に配置し、第3の光学シート53を中空導光素子52の先端側に配置しているが、これに限らず、適宜の位置に配置することが可能である。また、第2の光学シート51や第3の光学シート53の光学特性も、上述したような特性に限るものではなく、適宜の特性のものを用いることが可能である。このように配置や特性を調整することにより、照明の効率や均一性を向上したり、指向性を制御したりすることができ、所望の特性に合わせた照明光学系を構成することが可能となる。
In the above description, the second
そして、外光を遮断するのは上記フード6により行うようになっているが、このフード6の機能を上記中空導光素子52に備えさせることにより、該フード6を省略するように構成することも可能である。
The external light is blocked by the
このような実施例4によれば、中空導光素子や複数の光学シートを光拡散素子と組み合わせることによっても、上述した実施例1〜3とほぼ同様の効果を奏することが可能となる。 According to the fourth embodiment, it is possible to obtain substantially the same effects as the first to third embodiments described above by combining a hollow light guide element or a plurality of optical sheets with a light diffusing element.
図12は本発明の実施例5を示したものであり、光拡散素子と偏光板とを用いた照明光学ユニットの構成を示す斜視図、側断面図、および対象物における光の反射の様子を示す拡大断面図である。この実施例5において、上述の実施例1〜4と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。 FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a configuration of an illumination optical unit using a light diffusing element and a polarizing plate, a side sectional view, and a state of light reflection on an object. It is an expanded sectional view shown. In the fifth embodiment, parts similar to those in the first to fourth embodiments described above are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be mainly described.
上記発光ユニット22bから発光される光は、一般にP偏光成分およびS偏光成分の両方を有する光であり、図12(A)に示すような光拡散素子26により反射されて、上記実施例1において説明したように、対象物4の被照射面を均一に照射することが可能な拡散光として出射される。
The light emitted from the light emitting unit 22b is generally light having both a P-polarized component and an S-polarized component, and is reflected by the
この光拡散素子26の出射口26d近傍には、図12(B)に示すように、第1の偏光板61が配設されている。この第1の偏光板61は、上記発光ユニット22bから発光される光のS偏光成分のみを通過させるものである。
As shown in FIG. 12B, a first
この第1の偏光板61を通過したS偏光の光は、遮光枠63に入射される。この遮光枠63は、先端側に向かって小径化するテーパ状に形成された筒状部材であり、上記光拡散素子26の中心軸やLED基板22の中心軸と同軸となるように配設されていて、テーパ状をなす内周面63aに、波長によらない高い吸収率で光を吸収する黒色塗装が施されたものである。
The S-polarized light that has passed through the first
このような構成により、光拡散素子26から出射された光の内の、対象物4の被照射面に対して照射するのに不要となる光は、該遮光枠63の内周面63aにより吸収されるために、該被照射面に到達することはない。
With this configuration, light that is unnecessary for irradiating the irradiated surface of the
こうして、対象物4にS偏光の光が照射されると、2種類の反射が発生する。まず第1の反射は、対象物4の表面で行われる正反射である。この正反射が起こると、対象物4の表面に到達したS偏光の光は、該表面の反射率特性に基づいて、S偏光を保ったまま反射される。
In this way, when the
次に、第2の反射は、図12(C)に示すように、対象物4の内部で行われる反射である。対象物4の表面から内部に入射したS偏光は、該対象物4を構成する粒子4aにより散乱される。この散乱により、被照射面の色成分を含む反射光となるが、この反射光には、P偏光成分とS偏光成分の両方が含まれている。こうして反射された光が、再び撮像光学系21側へ向かう。
Next, the second reflection is a reflection performed inside the
上記撮像素子21の対象物4側には、光のS偏光成分を遮断し、P偏光成分のみを通過させる第2の偏光板62が配設されている。これにより、上記第1の反射(正反射)によるS偏光の光と、上記第2の反射による光のS偏光成分と、が遮断され、これらの光は撮像光学系21に到達することはない。
A second
一方、上記第2の反射による光のP偏光成分は、該第2の偏光板62を透過して撮像光学系21に入射し、CCD13上に結像される。こうしてCCD13は、正反射成分を含まない光を光電変換して画像信号を出力することになる。
On the other hand, the P-polarized component of the light due to the second reflection passes through the second
従って、PC3の色解析ソフトウェア41は、色成分を正確に解析することが可能となる。
Therefore, the
なお、この実施例5における照明光学ユニットは、上述したような光拡散素子26と第1の偏光板61と第2の偏光板62と遮光枠63とを含んで構成されている。
The illumination optical unit according to the fifth embodiment includes the
また、外光を遮断するのは上記フード6により行うようになっているが、このフード6の機能を上記遮光枠63に備えさせることにより、該フード6を省略するように構成することも可能である。
Further, the outside light is blocked by the
このような実施例5によれば、上述した実施例1〜4とほぼ同様の効果を奏するとともに、正反射成分を効率的に取り除くことができ、正確な色測定が可能となる。 According to the fifth embodiment, the same effects as those of the first to fourth embodiments described above can be obtained, the specular reflection component can be efficiently removed, and accurate color measurement can be performed.
そして、遮光枠の内周面に黒色塗装を施しているために、該内周面が黒色塗装でない場合に該遮光枠でS偏光からP偏光になって反射された光が、対象物で正反射されて撮像光学系に入射するのを防ぐことができ、より正確な色測定を行うことができる。 Since the inner peripheral surface of the light shielding frame is painted black, when the inner peripheral surface is not black painted, the light reflected from the S-polarized light to the P-polarized light by the light shielding frame is correctly reflected by the object. The reflected light can be prevented from entering the imaging optical system, and more accurate color measurement can be performed.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, Of course, a various deformation | transformation and application are possible within the range which does not deviate from the main point of invention.
[付記]
以上詳述したような本発明の上記実施例によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention as described in detail above, the following configuration can be obtained.
(1) 異なる波長の光を被照射面へ照射するマルチスペクトル照明装置と、このマルチスペクトル照明装置により照明された被照射面からの反射光を結像する撮像光学系と、を具備し、この撮像光学系を介して取得した反射光の成分を解析することにより該被照射面の色成分を測定するマルチスペクトル撮像装置であって、
上記マルチスペクトル照明装置は、
被照射面とは逆向きに光を出射するように、かつリング状に配列された、互いに異なる波長の光を発光する複数の光源と、
上記光源からの光を拡散しながら反射するための第1の反射面と、上記第1の反射面からの光を反射するための第2の反射面と、を有し、該第2の反射面により反射された光を上記被照射面に照射する光拡散素子と、
を有して構成されたものであることを特徴とするマルチスペクトル撮像装置。
(1) A multispectral illumination device that irradiates the irradiated surface with light of different wavelengths, and an imaging optical system that forms an image of reflected light from the irradiated surface illuminated by the multispectral illumination device. A multispectral imaging device for measuring a color component of the irradiated surface by analyzing a component of reflected light acquired through an imaging optical system,
The multispectral illumination device is
A plurality of light sources that emit light of different wavelengths arranged in a ring shape so as to emit light in a direction opposite to the irradiated surface;
A first reflection surface for reflecting the light from the light source while diffusing, and a second reflection surface for reflecting the light from the first reflection surface, the second reflection A light diffusing element that irradiates the irradiated surface with light reflected by the surface;
A multispectral imaging device characterized in that the multispectral imaging device is configured.
(2) 上記第2の反射面は、回転対称なトーラス形状に形成されていて、回転対称軸を含む平面で切ったときの形状が略円弧をなすような反射面であることを特徴とする付記(1)に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (2) The second reflecting surface is formed in a rotationally symmetric torus shape, and is a reflecting surface having a substantially arc shape when cut by a plane including a rotationally symmetric axis. The multispectral imaging device according to appendix (1).
(3) 上記光拡散素子は、上記光源から上記第1の反射面までの距離が8.5mmから14mmまでの範囲内となるように構成され、かつ、上記第2の反射面を回転対称軸を含む平面で切ったときの略円弧の曲率半径が8.5mmから10.5mmの範囲内となるように構成されたものであることを特徴とする付記(2)に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (3) The light diffusing element is configured such that a distance from the light source to the first reflecting surface is in a range from 8.5 mm to 14 mm, and the second reflecting surface is set to an axis of rotational symmetry. The multispectral imaging device as set forth in appendix (2), wherein the radius of curvature of the substantially arc when cut by a plane including is in the range of 8.5 mm to 10.5 mm .
(4) 上記光拡散素子は、上記第1の反射面が白色塗装を施された反射面であることを特徴とする付記(1)から付記(3)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (4) The multispectral imaging according to any one of appendices (1) to (3), wherein the light diffusing element is a reflective surface in which the first reflective surface is white-coated. apparatus.
(5) 上記光拡散素子は、上記第2の反射面がアルミコート処理を施された反射面であることを特徴とする付記(1)から付記(4)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (5) The multi-spectrum according to any one of appendices (1) to (4), wherein the light diffusing element is a reflective surface on which the second reflective surface is subjected to an aluminum coating treatment. Imaging device.
(6) 上記マルチスペクトル照明装置は、さらに、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状をなし、内周面側が光を反射する反射面として構成されている略筒状の導光素子を有して構成されたものであることを特徴とする付記(1)から付記(5)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。
(6) The multispectral illumination device further guides light emitted from the light diffusing element toward the irradiated surface, and has a tapered shape that reduces the diameter toward the irradiated surface. None, any one of appendix (1) to appendix (5), characterized in that the inner peripheral surface side is configured to have a substantially cylindrical light guide element configured as a reflective surface that reflects light. The multispectral imaging device according to
(7) 上記マルチスペクトル照明装置は、さらに、上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状の略筒状部材を径を異ならせて2重に配置して構成されており、外径側の筒状部材の内周面側と、内径側の筒状部材の外周面側と、が光を反射する反射面として各構成されている導光素子を有して構成されたものであることを特徴とする付記(1)から付記(5)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (7) The multispectral illumination device further guides light emitted from the light diffusing element toward the irradiated surface, and has a tapered shape that decreases in diameter toward the irradiated surface. The substantially cylindrical member is configured to be doubled with different diameters, and the inner peripheral surface side of the cylindrical member on the outer diameter side and the outer peripheral surface side of the cylindrical member on the inner diameter side transmit light. The multispectral imaging apparatus according to any one of appendices (1) to (5), wherein the multispectral imaging device is configured to include light guide elements each configured as a reflective surface to reflect.
(8) 上記マルチスペクトル照明装置は、さらに、上記複数の光源の出射面側に配設された光を制御するための光学シートを有して構成されたものであることを特徴とする付記(1)から付記(7)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (8) The multispectral illumination apparatus further includes an optical sheet for controlling light disposed on an emission surface side of the plurality of light sources. The multispectral imaging device according to any one of 1) to appendix (7).
(9) 上記マルチスペクトル照明装置は、さらに、上記光拡散素子の出射面側に配設された光を制御するための光学シートを有して構成されたものであることを特徴とする付記(1)から付記(7)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (9) The multispectral illuminating device further includes an optical sheet for controlling light disposed on the exit surface side of the light diffusing element. The multispectral imaging device according to any one of 1) to appendix (7).
(10) 上記マルチスペクトル照明装置は、さらに、上記導光素子の出射面側に配設された光を制御するための光学シートを有して構成されたものであることを特徴とする付記(6)または付記(7)に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (10) The multispectral illumination device further includes an optical sheet for controlling the light disposed on the light exit surface side of the light guide element. 6) or the multispectral imaging device according to appendix (7).
(11) 上記光学シートは、上記光の制御を、所定の拡散性により行うものであることを特徴とする付記(8)から付記(10)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (11) The multispectral imaging apparatus according to any one of appendices (8) to (10), wherein the optical sheet controls the light by a predetermined diffusivity.
(12) 上記光学シートは、上記光の制御を、所定の出射角度範囲内の光のみを出射するように行うものであることを特徴とする付記(8)から付記(10)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。
(12) The optical sheet performs any one of the supplementary notes (8) to (10), wherein the light is controlled so as to emit only light within a predetermined emission angle range. A multispectral imaging device according to
(13) 上記光学シートは、被照射面における照明の非均一性を低減するためのグラデーションを有するものであることを特徴とする付記(9)または付記(10)に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (13) The multispectral imaging apparatus according to (9) or (10), wherein the optical sheet has a gradation for reducing non-uniformity of illumination on the irradiated surface.
(14) 上記マルチスペクトル照明装置は、
上記光拡散素子の出射面側に配設されていて一偏光方向の光のみを透過するための第1の偏光板と、
上記撮像光学系の入射面側に配設されていて上記一偏光方向と直交する他の偏光方向の光のみを透過するための第2の偏光板と、
をさらに有して構成されたものであることを特徴とする付記(1)から付記(5)の何れか一に記載のマルチスペクトル撮像装置。
(14) The multispectral illumination device is:
A first polarizing plate disposed on the exit surface side of the light diffusing element and transmitting only light in one polarization direction;
A second polarizing plate disposed on the incident surface side of the imaging optical system and transmitting only light in another polarization direction orthogonal to the one polarization direction;
The multispectral imaging apparatus according to any one of supplementary notes (1) to (5), further comprising:
(15) 上記マルチスペクトル照明装置は、さらに、上記光拡散素子から出射される光が上記被照射面へ向けて進行する光路の外周側を覆うものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状をなし、内周面側に光を吸収する黒色塗装が施された略筒状の遮光枠を有して構成されたものであることを特徴とする付記(14)に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (15) The multispectral illumination device further covers an outer peripheral side of an optical path in which light emitted from the light diffusing element travels toward the irradiated surface, and has a small diameter toward the irradiated surface. As described in the appendix (14), which is configured to have a substantially cylindrical light-shielding frame that is formed into a tapered shape and has a black coating that absorbs light on the inner peripheral surface side. Multispectral imaging device.
(16) 被照射面とは逆向きに光を出射するように、かつリング状に配列された、互いに異なる波長の光を発光する複数の光源と、
上記光源からの光を拡散しながら反射するための第1の反射面と、上記第1の反射面からの光を反射するための第2の反射面と、を有し、該第2の反射面により反射された光を上記被照射面に照射する光拡散素子と、
を具備したことを特徴とするマルチスペクトル照明装置。
(16) a plurality of light sources that emit light having different wavelengths, which are arranged in a ring shape so as to emit light in a direction opposite to the irradiated surface;
A first reflection surface for reflecting the light from the light source while diffusing, and a second reflection surface for reflecting the light from the first reflection surface, the second reflection A light diffusing element that irradiates the irradiated surface with light reflected by the surface;
A multispectral illumination device comprising:
(17) 上記第2の反射面は、回転対称なトーラス形状に形成されていて、回転対称軸を含む平面で切ったときの形状が略円弧をなすような反射面であることを特徴とする付記(16)に記載のマルチスペクトル照明装置。 (17) The second reflecting surface is formed in a rotationally symmetric torus shape, and is a reflecting surface having a substantially arc shape when cut by a plane including a rotationally symmetric axis. The multispectral illumination device according to appendix (16).
(18) 上記光拡散素子は、上記光源から上記第1の反射面までの距離が8.5mmから14mmまでの範囲内となるように構成され、かつ、上記第2の反射面を回転対称軸を含む平面で切ったときの略円弧の曲率半径が8.5mmから10.5mmの範囲内となるように構成されたものであることを特徴とする付記(17)に記載のマルチスペクトル照明装置。 (18) The light diffusing element is configured such that a distance from the light source to the first reflecting surface is in a range of 8.5 mm to 14 mm, and the second reflecting surface is arranged on a rotationally symmetric axis. The multispectral illumination device as set forth in appendix (17), characterized in that the radius of curvature of a substantially arc when cut by a plane including a diameter is in the range of 8.5 mm to 10.5 mm .
(19) 上記光拡散素子は、上記第1の反射面が白色塗装を施された反射面であることを特徴とする付記(16)から付記(18)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。 (19) The multispectral illumination according to any one of appendix (16) to appendix (18), wherein the light diffusing element is a reflective surface in which the first reflective surface is white coated. apparatus.
(20) 上記光拡散素子は、上記第2の反射面がアルミコート処理を施された反射面であることを特徴とする付記(16)から付記(19)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。 (20) The multispectral according to any one of appendix (16) to appendix (19), wherein the light diffusing element is a reflective surface on which the second reflective surface is subjected to an aluminum coating treatment. Lighting device.
(21) 上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状をなし、内周面側が光を反射する反射面として構成されている略筒状の導光素子をさらに具備したことを特徴とする付記(16)から付記(20)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。 (21) The light emitted from the light diffusing element is guided toward the irradiated surface, has a tapered shape with a diameter decreasing toward the irradiated surface, and the inner peripheral surface reflects the light. The multispectral illumination device according to any one of supplementary notes (16) to (20), further comprising a substantially cylindrical light guide element configured as a reflecting surface.
(22) 上記光拡散素子から出射される光を上記被照射面へ向けて導光するものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状の略筒状部材を径を異ならせて2重に配置して構成されており、外径側の筒状部材の内周面側と、内径側の筒状部材の外周面側と、が光を反射する反射面として各構成されている導光素子をさらに具備したことを特徴とする付記(16)から付記(20)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。 (22) Light that is emitted from the light diffusing element is guided toward the irradiated surface, and the diameter of the tapered substantially cylindrical member that decreases in diameter toward the irradiated surface is varied. The inner peripheral surface side of the cylindrical member on the outer diameter side and the outer peripheral surface side of the cylindrical member on the inner diameter side are each configured as a reflective surface that reflects light. The multispectral illumination device according to any one of supplementary notes (16) to (20), further comprising a light guide element.
(23) 上記複数の光源の出射面側に配設された光を制御するための光学シートをさらに有して構成されたものであることを特徴とする付記(16)から付記(22)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。 (23) From the supplementary note (16) to the supplementary note (22), further comprising an optical sheet for controlling the light disposed on the emission surface side of the plurality of light sources. The multispectral illumination device according to any one of the above.
(24) 上記光拡散素子の出射面側に配設された光を制御するための光学シートをさらに有して構成されたものであることを特徴とする付記(16)から付記(22)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。 (24) From the supplementary note (16) to the supplementary note (22), further comprising an optical sheet for controlling the light disposed on the exit surface side of the light diffusing element. The multispectral illumination device according to any one of the above.
(25) 上記導光素子の出射面側に配設された光を制御するための光学シートをさらに有して構成されたものであることを特徴とする付記(21)または付記(22)に記載のマルチスペクトル照明装置。 (25) According to appendix (21) or appendix (22), further comprising an optical sheet for controlling the light disposed on the light exit surface side of the light guide element The multispectral illumination device described.
(26) 上記光学シートは、上記光の制御を、所定の拡散性により行うものであることを特徴とする付記(23)から付記(25)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。 (26) The multispectral illumination device according to any one of appendices (23) to (25), wherein the optical sheet performs the light control by a predetermined diffusivity.
(27) 上記光学シートは、上記光の制御を、所定の出射角度範囲内の光のみを出射するように行うものであることを特徴とする付記(23)から付記(25)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。
(27) Any one of Supplementary Notes (23) to (25), wherein the optical sheet performs control of the light so as to emit only light within a predetermined emission angle range. A multispectral illumination device according to
(28) 上記光学シートは、被照射面における照明の非均一性を低減するためのグラデーションを有するものであることを特徴とする付記(24)または付記(25)に記載のマルチスペクトル撮像装置。 (28) The multispectral imaging apparatus according to appendix (24) or appendix (25), wherein the optical sheet has a gradation for reducing non-uniformity of illumination on the irradiated surface.
(29) 上記光拡散素子の出射面側に配設されていて一偏光方向の光のみを透過するための第1の偏光板と、
上記撮像光学系の入射面側に配設されていて上記一偏光方向と直交する他の偏光方向の光のみを透過するための第2の偏光板と、
をさらに具備したことを特徴とする付記(16)から付記(20)の何れか一に記載のマルチスペクトル照明装置。
(29) a first polarizing plate disposed on the exit surface side of the light diffusing element and transmitting only light in one polarization direction;
A second polarizing plate disposed on the incident surface side of the imaging optical system and transmitting only light in another polarization direction orthogonal to the one polarization direction;
The multispectral illumination device according to any one of supplementary notes (16) to (20), further comprising:
(30) 上記光拡散素子から出射される光が上記被照射面へ向けて進行する光路の外周側を覆うものであって、該被照射面へ向けて小径化するテーパ状をなし、内周面側に光を吸収する黒色塗装が施された略筒状の遮光枠をさらに具備したことを特徴とする付記(29)に記載のマルチスペクトル照明装置。 (30) The light emitted from the light diffusing element covers an outer peripheral side of an optical path that travels toward the irradiated surface, and has a tapered shape that decreases in diameter toward the irradiated surface. The multispectral illumination device as set forth in appendix (29), further comprising a substantially cylindrical light-shielding frame having a black coating that absorbs light on the surface side.
本発明は、対象物の色を測定する装置において照明を行う際に好適に用いることができる。 The present invention can be suitably used when performing illumination in an apparatus for measuring the color of an object.
1…撮影装置
2…クレードル
3…パーソナルコンピュータ(PC)
4…対象物
5…本体
6…フード
7…電源スイッチ
8…シャッタボタン
9…接点
12…電気回路基板
13…CCD
14…信号処理回路
15…LEDコントローラ
16…メモリ
17…電源回路
18…制御回路
19…バッテリ
21…撮像光学系
22…LED基板(マルチスペクトル照明装置の一部)
22a…円形孔
22b…発光ユニット(光源、マルチスペクトル照明装置の一部)
23a〜23h…LED(光源、マルチスペクトル照明装置の一部)
24…照明光学ユニット(マルチスペクトル照明装置の一部)
26…光拡散素子
26a…円形孔
26b…拡散反射平面(第1の反射面)
26c…トーラス反射面(第2の反射面)
26d…出射口
27…光学シート
28…第1の光学シート
28A…第2の光学シート
29…導光素子
29c…反射面
31…CPU
35…ACアダプタ
39…接点
41…色解析ソフトウェア
42…色データベース
51…第2の光学シート
52…中空導光素子(導光素子)
52a…筒状部材(外径側)
52b…筒状部材(内径側)
52c…反射面
52d…反射面
52g…中空開口部
53…第3の光学シート
53a…円形開口
61…第1の偏光板
62…第2の偏光板
63…遮光枠
63a…内周面
代理人 弁理士 伊 藤 進
DESCRIPTION OF
4 ...
DESCRIPTION OF
22a ... circular hole 22b ... light emitting unit (light source, part of multispectral illumination device)
23a to 23h ... LED (light source, part of multispectral illumination device)
24. Illumination optical unit (part of multi-spectral illumination device)
26: Light diffusing element 26a:
26c ... Torus reflecting surface (second reflecting surface)
26d ...
35 ...
52a ... cylindrical member (outer diameter side)
52b ... cylindrical member (inner diameter side)
52c ...
Agent Patent Attorney Susumu Ito
Claims (26)
上記マルチスペクトル照明装置は、
被照射面とは逆向きに光を出射するように、かつリング状に配列された、互いに異なる波長の光を発光する複数の光源と、
上記光源からの光を拡散しながら反射するための第1の反射面と、上記第1の反射面からの光を反射するための第2の反射面と、を有し、該第2の反射面により反射された光を上記被照射面に照射する光拡散素子と、
を有して構成されたものであることを特徴とするマルチスペクトル撮像装置。 A multispectral illumination device that irradiates the irradiated surface with light of different wavelengths; and an imaging optical system that forms an image of reflected light from the irradiated surface illuminated by the multispectral illumination device. A multispectral imaging device that measures the color component of the irradiated surface by analyzing the component of the reflected light acquired via
The multispectral illumination device is
A plurality of light sources that emit light of different wavelengths arranged in a ring shape so as to emit light in a direction opposite to the irradiated surface;
A first reflection surface for reflecting the light from the light source while diffusing, and a second reflection surface for reflecting the light from the first reflection surface, the second reflection A light diffusing element that irradiates the irradiated surface with light reflected by the surface;
A multispectral imaging device characterized in that the multispectral imaging device is configured.
上記光拡散素子の出射面側に配設されていて一偏光方向の光のみを透過するための第1の偏光板と、
上記撮像光学系の入射面側に配設されていて上記一偏光方向と直交する他の偏光方向の光のみを透過するための第2の偏光板と、
をさらに有して構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のマルチスペクトル撮像装置。 The multispectral illumination device is
A first polarizing plate disposed on the exit surface side of the light diffusing element and transmitting only light in one polarization direction;
A second polarizing plate disposed on the incident surface side of the imaging optical system and transmitting only light in another polarization direction orthogonal to the one polarization direction;
The multispectral imaging apparatus according to claim 1, further comprising:
上記光源からの光を拡散しながら反射するための第1の反射面と、上記第1の反射面からの光を反射するための第2の反射面と、を有し、該第2の反射面により反射された光を上記被照射面に照射する光拡散素子と、
を具備したことを特徴とするマルチスペクトル照明装置。 A plurality of light sources that emit light of different wavelengths arranged in a ring shape so as to emit light in a direction opposite to the irradiated surface;
A first reflection surface for reflecting the light from the light source while diffusing, and a second reflection surface for reflecting the light from the first reflection surface, the second reflection A light diffusing element that irradiates the irradiated surface with light reflected by the surface;
A multispectral illumination device comprising:
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|---|---|---|---|
| JP2003389881A JP2005148020A (en) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | Multi-spectrum imaging device, and multi-spectrum lighting apparatus |
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|---|---|
| JP2005148020A true JP2005148020A (en) | 2005-06-09 |
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| JP (1) | JP2005148020A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-11-19 JP JP2003389881A patent/JP2005148020A/en active Pending
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