JP2771785B2 - スペクトル画像分析装置 - Google Patents
スペクトル画像分析装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、色を正確に識別するこ
とができるようにするために用いることができるスペク
トル画像分析装置に関する。
とができるようにするために用いることができるスペク
トル画像分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】色を正確に識別してスペクトル画像分析
を行うことは、多くの技術分野で、必要となる。たとえ
ば人間の視覚では同一の色、たとえば黄緑色に見える樹
木であっても、そのスペクトル画像分析を正確に行うこ
とによって、その樹木の生育状況を正確に把握をし、そ
の樹木に適した環境を提供することができるように工夫
することができる。
を行うことは、多くの技術分野で、必要となる。たとえ
ば人間の視覚では同一の色、たとえば黄緑色に見える樹
木であっても、そのスペクトル画像分析を正確に行うこ
とによって、その樹木の生育状況を正確に把握をし、そ
の樹木に適した環境を提供することができるように工夫
することができる。
【０００３】従来では、物体の色を正確に識別するため
にスペクトル画像分析を簡便に行うための装置は、実現
されていない。
にスペクトル画像分析を簡便に行うための装置は、実現
されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡便
な構成によって、物体のスペクトル画像分析を容易に行
うことができるようにしたスペクトル画像分析装置を提
供することである。
な構成によって、物体のスペクトル画像分析を容易に行
うことができるようにしたスペクトル画像分析装置を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）帯域透
過干渉フィルタであって、一対の基板が対向して配置さ
れ、これらの基板間の間隔を圧電素子によって変化可能
とし、各基板は、透光性材料から成る板状体と、その板
状体に形成される光が干渉するための透光性の薄い膜と
から成り、圧電素子に直流電源から電圧を印加して与え
て光の透過帯域を相互に異なる第１および第２の帯域透
過特性を有するように変化する帯域透過干渉フィルタ
と、 （ｂ）複数の画素を有し、各画素が、青、緑および赤の
各色フィルタと、各色フイルタ毎の受光セルとによって
構成される撮像手段と、 （ｃ）物体を干渉フィルタに結像する第１光学手段と、 （ｄ）干渉フィルタ上の像を、撮像手段の各画素上に結
像する第２光学手段と、 （ｅ）帯域透過干渉フィルタによる光の第１の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第１メモリ２
９，３０，３１と、 （ｆ）帯域透過干渉フィルタによる光の第２の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第２メモリ３
２，３３，３４と、 （ｇ）画素の各色毎の第１および第２メモリ２９，３
０，３１；３２，３３，３４にストアされている出力を
読出して、それらの差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ、 ΔＢ＝Ｂ１−Ｂ２ ΔＧ＝Ｇ１−Ｇ２ ΔＲ＝Ｒ１−Ｒ２ を求めてスペクトル微分動作をする減算手段３５，３
６，３７と、 （ｈ）減算手段の出力ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを色信号として
それぞれ用いてカラー表示する表示手段とを含むことを
特徴とするスペクトル画像分析装置である。 また本発明は、（ａ）帯域透過干渉フィルタであって、
透光性であって、印加される電圧によって厚みを変化す
ることができる板状体と、この板状体の両表面に形成さ
れ、光が干渉するための透光性の薄い膜とを含み、板状
体に、直流電源から電圧印加して与えて光の透過帯域を
相互に異なる第１および第２の帯域透過特性を有するよ
うに変化する帯域透過干渉フィルタと、 （ｂ）複数の画素を有し、各画素が、青、緑および赤の
各色フィルタと、各色フィルタ毎の受光セルとによって
構成される撮像手段と、 （ｃ）物体を干渉フィルタに結像する第１光学手段と、 （ｄ）干渉フィルタ上の像を、撮像手段の各画素上に結
像する第２光学手段と、 （ｅ）帯域透過干渉フィルタによる光の第１の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第１メモリ２
９，３０，３１と、 （ｆ）帯域透過干渉フィルタによる光の第２の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第２メモリ３
２，３３，３４と、 （ｇ）画素の各色毎の第１および第２メモリ２９，３
０，３１；３２，３３，３４にストアされている出力を
読出して、それらの差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ、 ΔＢ＝Ｂ１−Ｂ２ ΔＧ＝Ｇ１−Ｇ２ ΔＲ＝Ｒ１−Ｒ２ を求め、スペクトル微分動作をする減算手段３５，３
６，３７と、 （ｈ）減算手段の出力ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを色信号として
それぞれ用いてカラー表示する表示手段とを含むことを
特徴とするスペクトル画像分析装置である。また本発明
は、干渉フィルタと第１光学手段とを固定してアタッチ
メント手段を構成し、撮像手段と第２光学手段とを固定
して撮像装置本体を構成し、撮像装置本体の第２光学手
段よりも前方に、アタッチメント手段を着脱可能とする
ことを特徴とする。
過干渉フィルタであって、一対の基板が対向して配置さ
れ、これらの基板間の間隔を圧電素子によって変化可能
とし、各基板は、透光性材料から成る板状体と、その板
状体に形成される光が干渉するための透光性の薄い膜と
から成り、圧電素子に直流電源から電圧を印加して与え
て光の透過帯域を相互に異なる第１および第２の帯域透
過特性を有するように変化する帯域透過干渉フィルタ
と、 （ｂ）複数の画素を有し、各画素が、青、緑および赤の
各色フィルタと、各色フイルタ毎の受光セルとによって
構成される撮像手段と、 （ｃ）物体を干渉フィルタに結像する第１光学手段と、 （ｄ）干渉フィルタ上の像を、撮像手段の各画素上に結
像する第２光学手段と、 （ｅ）帯域透過干渉フィルタによる光の第１の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第１メモリ２
９，３０，３１と、 （ｆ）帯域透過干渉フィルタによる光の第２の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第２メモリ３
２，３３，３４と、 （ｇ）画素の各色毎の第１および第２メモリ２９，３
０，３１；３２，３３，３４にストアされている出力を
読出して、それらの差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ、 ΔＢ＝Ｂ１−Ｂ２ ΔＧ＝Ｇ１−Ｇ２ ΔＲ＝Ｒ１−Ｒ２ を求めてスペクトル微分動作をする減算手段３５，３
６，３７と、 （ｈ）減算手段の出力ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを色信号として
それぞれ用いてカラー表示する表示手段とを含むことを
特徴とするスペクトル画像分析装置である。 また本発明は、（ａ）帯域透過干渉フィルタであって、
透光性であって、印加される電圧によって厚みを変化す
ることができる板状体と、この板状体の両表面に形成さ
れ、光が干渉するための透光性の薄い膜とを含み、板状
体に、直流電源から電圧印加して与えて光の透過帯域を
相互に異なる第１および第２の帯域透過特性を有するよ
うに変化する帯域透過干渉フィルタと、 （ｂ）複数の画素を有し、各画素が、青、緑および赤の
各色フィルタと、各色フィルタ毎の受光セルとによって
構成される撮像手段と、 （ｃ）物体を干渉フィルタに結像する第１光学手段と、 （ｄ）干渉フィルタ上の像を、撮像手段の各画素上に結
像する第２光学手段と、 （ｅ）帯域透過干渉フィルタによる光の第１の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第１メモリ２
９，３０，３１と、 （ｆ）帯域透過干渉フィルタによる光の第２の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第２メモリ３
２，３３，３４と、 （ｇ）画素の各色毎の第１および第２メモリ２９，３
０，３１；３２，３３，３４にストアされている出力を
読出して、それらの差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ、 ΔＢ＝Ｂ１−Ｂ２ ΔＧ＝Ｇ１−Ｇ２ ΔＲ＝Ｒ１−Ｒ２ を求め、スペクトル微分動作をする減算手段３５，３
６，３７と、 （ｈ）減算手段の出力ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを色信号として
それぞれ用いてカラー表示する表示手段とを含むことを
特徴とするスペクトル画像分析装置である。また本発明
は、干渉フィルタと第１光学手段とを固定してアタッチ
メント手段を構成し、撮像手段と第２光学手段とを固定
して撮像装置本体を構成し、撮像装置本体の第２光学手
段よりも前方に、アタッチメント手段を着脱可能とする
ことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明に従えば、第１光学手段、たとえば凸レ
ンズによって、物体、たとえば前述の樹木などの像を、
帯域透過干渉フィルタに結像し、この干渉フィルタは、
光の透過帯域を変化することができる構成を有し、この
干渉フィルタの光軸に垂直方向の各位置は第２光学手
段、たとえば凸レンズなどによって、撮像手段における
青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒの色フィルタと各色フィルタ毎の
受光セルとの組合わせによって実現される複数の各画素
に個別的に対応して結像し、減算手段によって、第１の
透過帯域に設定したときにおける各セルの受光強度に対
応したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１の各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎の第１出力と、第２透過帯
域に設定したときにおける各セルの受光強度に対応した
レベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２の各画素の青
Ｂ，緑Ｇおよび赤Ｒ毎の第２出力との差ΔＢ，ΔＧおよ
びΔＲを求めて、いわばスペクトル微分を行い、こうし
て得られたスペクトル微分の値を色信号としてそれぞれ
用いて、画像をカラー表示する。これによって物体の色
のスペクトル画像分析が行われ、その分析結果を見るこ
とによって、たとえば人間の目で見た視覚では同一の色
に見えるときであっても、正確な色の違い、すなわちス
ペクトルの違いを検出することが容易に可能になる。
ンズによって、物体、たとえば前述の樹木などの像を、
帯域透過干渉フィルタに結像し、この干渉フィルタは、
光の透過帯域を変化することができる構成を有し、この
干渉フィルタの光軸に垂直方向の各位置は第２光学手
段、たとえば凸レンズなどによって、撮像手段における
青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒの色フィルタと各色フィルタ毎の
受光セルとの組合わせによって実現される複数の各画素
に個別的に対応して結像し、減算手段によって、第１の
透過帯域に設定したときにおける各セルの受光強度に対
応したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１の各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎の第１出力と、第２透過帯
域に設定したときにおける各セルの受光強度に対応した
レベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２の各画素の青
Ｂ，緑Ｇおよび赤Ｒ毎の第２出力との差ΔＢ，ΔＧおよ
びΔＲを求めて、いわばスペクトル微分を行い、こうし
て得られたスペクトル微分の値を色信号としてそれぞれ
用いて、画像をカラー表示する。これによって物体の色
のスペクトル画像分析が行われ、その分析結果を見るこ
とによって、たとえば人間の目で見た視覚では同一の色
に見えるときであっても、正確な色の違い、すなわちス
ペクトルの違いを検出することが容易に可能になる。
【０００７】
【０００８】干渉フィルタは、一対の基板の間隔を圧電
素子によって変化可能とする構成であり、ガラスなどの
透光性材料から成る板状体の表面に、光の干渉を生じさ
せるための透光性の薄い膜、たとえば２００〜３００Å
のＡｕ薄層を形成して各基板を構成し、圧電素子に直流
電圧を変化して与えることによって、その間隔に対応す
る可視光の透過帯域が変化する。
素子によって変化可能とする構成であり、ガラスなどの
透光性材料から成る板状体の表面に、光の干渉を生じさ
せるための透光性の薄い膜、たとえば２００〜３００Å
のＡｕ薄層を形成して各基板を構成し、圧電素子に直流
電圧を変化して与えることによって、その間隔に対応す
る可視光の透過帯域が変化する。
【０００９】前記基板の板状体は、上述のようにたとえ
ばガラス板であって、その表面は、たとえばミクロンオ
ーダーの微細な緩やかに変化する凹凸が存在するけれど
も、スペクトル画像分析には何ら差し支えなく、干渉フ
ィルタ上の像を撮像手段の各画素または受光セル上に結
像することによって、干渉フィルタの光軸に垂直方向の
各位置、すなわち前記基板の板状体の表面の各位置は、
撮像手段におけるＢ，Ｇ，Ｒの合計３つの色フィルタを
含む各画素上に個別的に対応して第２光学手段によって
結像される構成となっているので、干渉フィルタによる
相互に異なる２つの透過帯域毎のスペクトル強度を、各
受光セルによって、そのスペクトル強度に対応するレベ
ルを有する電気信号に変換することができ、これによっ
て物体の色の正確なスペクトル画像分析が可能になる。
ばガラス板であって、その表面は、たとえばミクロンオ
ーダーの微細な緩やかに変化する凹凸が存在するけれど
も、スペクトル画像分析には何ら差し支えなく、干渉フ
ィルタ上の像を撮像手段の各画素または受光セル上に結
像することによって、干渉フィルタの光軸に垂直方向の
各位置、すなわち前記基板の板状体の表面の各位置は、
撮像手段におけるＢ，Ｇ，Ｒの合計３つの色フィルタを
含む各画素上に個別的に対応して第２光学手段によって
結像される構成となっているので、干渉フィルタによる
相互に異なる２つの透過帯域毎のスペクトル強度を、各
受光セルによって、そのスペクトル強度に対応するレベ
ルを有する電気信号に変換することができ、これによっ
て物体の色の正確なスペクトル画像分析が可能になる。
【００１０】
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例のスペクトル画像
分析装置１の全体の構成を簡略化して示す断面図であ
る。このスペクトル画像分析装置１は、基本的には、既
存のカラーテレビカメラなどによって実現される撮像装
置本体２と、アタッチメント手段３とから成り、撮像装
置本体２の前部４に、アタッチメント手段３の後部５が
着脱可能に装着される。
分析装置１の全体の構成を簡略化して示す断面図であ
る。このスペクトル画像分析装置１は、基本的には、既
存のカラーテレビカメラなどによって実現される撮像装
置本体２と、アタッチメント手段３とから成り、撮像装
置本体２の前部４に、アタッチメント手段３の後部５が
着脱可能に装着される。
【００１２】アタッチメント手段３の支持筒６には、第
１光学手段としての凸レンズ７と、その光軸８上に光軸
を有する帯域透過干渉フィルタ９とが取付けられる。
１光学手段としての凸レンズ７と、その光軸８上に光軸
を有する帯域透過干渉フィルタ９とが取付けられる。
【００１３】図２は、干渉フィルタ９の具体的な構成を
示す拡大した断面図である。この干渉フィルタ９は、一
対の基板１０，１１が対向して配置され、これらの基板
１０，１１間の大気の間隔ｄ１を変化するために、基板
１０，１１の周辺部に圧電素子１２が介在される。基板
１０は、透光性材料、たとえばガラスから成る板状体１
３と、その板状体１３のもう１つの板状体１１側の表面
に形成される透光性の薄い金属膜１４とから成る。もう
１つの基板１１もまた同様にして、板状体１５と、一方
の基板１０側の表面に形成される薄い金属膜１６とから
成る。
示す拡大した断面図である。この干渉フィルタ９は、一
対の基板１０，１１が対向して配置され、これらの基板
１０，１１間の大気の間隔ｄ１を変化するために、基板
１０，１１の周辺部に圧電素子１２が介在される。基板
１０は、透光性材料、たとえばガラスから成る板状体１
３と、その板状体１３のもう１つの板状体１１側の表面
に形成される透光性の薄い金属膜１４とから成る。もう
１つの基板１１もまた同様にして、板状体１５と、一方
の基板１０側の表面に形成される薄い金属膜１６とから
成る。
【００１４】金属膜１４，１６は、たとえば２００〜３
００Å程度の厚みを有するＡｕが蒸着によって形成され
た構成を有する。基板１０，１１は同一の構成を有し、
板状体１３，１５の厚みは全面にわたって一様であり、
たとえば透明であり、あるいは部分的に透過性を有する
いわば半透明である。圧電素子１２には、直流電源１７
から、その電圧を変化して電力が供給される。基板１
０，１１間の間隔ｄ１は、圧電素子１２に電圧が印加さ
れないときには、たとえば５０μｍであり、たとえば５
０Ｖの電圧が印加されることによって、５０．０５μｍ
までに変化することができる。
００Å程度の厚みを有するＡｕが蒸着によって形成され
た構成を有する。基板１０，１１は同一の構成を有し、
板状体１３，１５の厚みは全面にわたって一様であり、
たとえば透明であり、あるいは部分的に透過性を有する
いわば半透明である。圧電素子１２には、直流電源１７
から、その電圧を変化して電力が供給される。基板１
０，１１間の間隔ｄ１は、圧電素子１２に電圧が印加さ
れないときには、たとえば５０μｍであり、たとえば５
０Ｖの電圧が印加されることによって、５０．０５μｍ
までに変化することができる。
【００１５】図３は、干渉フィルタ９の帯域透過特性を
示すグラフである。干渉フィルタ９の一方側（図２の右
方）から、全スペクトルの範囲にわたって一様な強度を
有する可視光が入射された場合において、圧電素子１２
に、零であってもよい第１の電圧を印加したときに、干
渉フィルタ９の下流側（図２の左方）に透過する光のス
ペクトル強度は、図３の実線で示されている。このよう
な実線で示される第１の透過帯域は、基板１０，１１、
したがって金属膜１４，１６を光が透過することによっ
て生じる多重干渉に起因して、複数種類のスペクトルを
有する光が間隔ｄ１に対応して選択的に透過される。
示すグラフである。干渉フィルタ９の一方側（図２の右
方）から、全スペクトルの範囲にわたって一様な強度を
有する可視光が入射された場合において、圧電素子１２
に、零であってもよい第１の電圧を印加したときに、干
渉フィルタ９の下流側（図２の左方）に透過する光のス
ペクトル強度は、図３の実線で示されている。このよう
な実線で示される第１の透過帯域は、基板１０，１１、
したがって金属膜１４，１６を光が透過することによっ
て生じる多重干渉に起因して、複数種類のスペクトルを
有する光が間隔ｄ１に対応して選択的に透過される。
【００１６】圧電素子１２にたとえば前述の５０Ｖの第
２電圧を印加すると、基板１０，１１間のｄ１が変化
し、これによって干渉フィルタ９を透過した光のスペク
トル強度は、図３の破線で示されるように変化する。
２電圧を印加すると、基板１０，１１間のｄ１が変化
し、これによって干渉フィルタ９を透過した光のスペク
トル強度は、図３の破線で示されるように変化する。
【００１７】物体１９の画像は、凸レンズ７によって干
渉フィルタ９の光軸方向の中央に結像される。物体１９
が凸レンズ７の焦点距離に比べて充分遠方に存在すると
きには、この凸レンズ７と干渉フィルタ９との間の距離
は、焦点距離に等しく設定される。
渉フィルタ９の光軸方向の中央に結像される。物体１９
が凸レンズ７の焦点距離に比べて充分遠方に存在すると
きには、この凸レンズ７と干渉フィルタ９との間の距離
は、焦点距離に等しく設定される。
【００１８】再び図１を参照して、撮像装置本体２に
は、ケーシング２０内に配置されている撮像手段２１
と、干渉フィルタ９上の画像を撮像手段２１上に結像す
る第２光学手段としての凸レンズ２２とが取付けられ
る。撮像手段２１および凸レンズ２２は、前記光軸８と
共通の光軸を有する。凸レンズ７，２２は、それらの光
軸８に沿って、結像のために変位調整可能であってもよ
い。
は、ケーシング２０内に配置されている撮像手段２１
と、干渉フィルタ９上の画像を撮像手段２１上に結像す
る第２光学手段としての凸レンズ２２とが取付けられ
る。撮像手段２１および凸レンズ２２は、前記光軸８と
共通の光軸を有する。凸レンズ７，２２は、それらの光
軸８に沿って、結像のために変位調整可能であってもよ
い。
【００１９】図４は、撮像手段２１の一部を拡大して示
す一例の簡略した正面図である。撮像手段２１は、複数
の各画素２３が隣接して配置されて構成される。各画素
２３は、青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒの合計３つの色フィルタ
と、各色フィルタ毎のＣＣＤ（電荷結合素子）から成る
受光セルとによって構成される。受光セルは色フィルタ
からの光を受光し、その受光した色の光の強度に対応し
たレベルを有する電気信号を導出する。
す一例の簡略した正面図である。撮像手段２１は、複数
の各画素２３が隣接して配置されて構成される。各画素
２３は、青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒの合計３つの色フィルタ
と、各色フィルタ毎のＣＣＤ（電荷結合素子）から成る
受光セルとによって構成される。受光セルは色フィルタ
からの光を受光し、その受光した色の光の強度に対応し
たレベルを有する電気信号を導出する。
【００２０】再び図３を参照して、この図３にはまた、
各画素２３に含まれる色フィルタの特性が示される。参
照符２４は、青Ｂの色フィルタの特性を示し、参照符２
５は、緑Ｇの色フィルタの特性を示し、参照符２６は、
赤Ｒの色フィルタの特性を示す。この撮像手段２１およ
びそれに結像する凸レンズ２２を備える撮像装置本体２
の構成は、従来から知られているテレビカメラと同様で
あり、各受光セルの出力は、各フィールド毎に水平走査
線に沿って走査されて読み出される。実務上、アタッチ
メント手段３が撮像装置本体２に装着される状態で、こ
の干渉フィルタ９上の撮像手段２１に結像するために、
凸レンズ２２は、いわゆる接写が可能なごく短い焦点距
離、たとえば零に近い値〜３ｃｍ程度の焦点距離を有す
ることが構成の小形化を図る観点から好ましい。
各画素２３に含まれる色フィルタの特性が示される。参
照符２４は、青Ｂの色フィルタの特性を示し、参照符２
５は、緑Ｇの色フィルタの特性を示し、参照符２６は、
赤Ｒの色フィルタの特性を示す。この撮像手段２１およ
びそれに結像する凸レンズ２２を備える撮像装置本体２
の構成は、従来から知られているテレビカメラと同様で
あり、各受光セルの出力は、各フィールド毎に水平走査
線に沿って走査されて読み出される。実務上、アタッチ
メント手段３が撮像装置本体２に装着される状態で、こ
の干渉フィルタ９上の撮像手段２１に結像するために、
凸レンズ２２は、いわゆる接写が可能なごく短い焦点距
離、たとえば零に近い値〜３ｃｍ程度の焦点距離を有す
ることが構成の小形化を図る観点から好ましい。
【００２１】この凸レンズ２２の働きによって、各画素
２３上には、干渉フィルタ９の光軸８に垂直方向の各位
置を個別的に対応して結像することができる。したがっ
て干渉フィルタ９の基板１０，１１の板状体１３，１５
の表面に微細な、たとえばミクロンオーダーの緩やかに
変化する凹凸が存在しても、スペクトル画像分析に悪影
響を及ぼすことなくスペクトル微分動作を行わせること
ができる。
２３上には、干渉フィルタ９の光軸８に垂直方向の各位
置を個別的に対応して結像することができる。したがっ
て干渉フィルタ９の基板１０，１１の板状体１３，１５
の表面に微細な、たとえばミクロンオーダーの緩やかに
変化する凹凸が存在しても、スペクトル画像分析に悪影
響を及ぼすことなくスペクトル微分動作を行わせること
ができる。
【００２２】図５は、図１〜図４に示される実施例の電
気的構成を示すブロック図である。撮像手段２１におけ
る各受光セルからの電気信号は、マイクロコンピュータ
などによって実現される処理回路２８に走査によって順
次的に与えられる。直流電源１７によって圧電素子１２
に第１の電圧が与えられ、これによって干渉フィルタ９
が図３の実線で示される光の第１の帯域透過特性を有す
る状態で、その撮像手段２１の各受光セルの光の受光強
度に対応したレベルを有する電気信号は、各画素２３の
青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎の色フィルタに対応したメモリ
２９，３０，３１にそれぞれストアされる。各光の受光
セル毎の強度は、総括的に参照符Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１でそ
れぞれ示されている。
気的構成を示すブロック図である。撮像手段２１におけ
る各受光セルからの電気信号は、マイクロコンピュータ
などによって実現される処理回路２８に走査によって順
次的に与えられる。直流電源１７によって圧電素子１２
に第１の電圧が与えられ、これによって干渉フィルタ９
が図３の実線で示される光の第１の帯域透過特性を有す
る状態で、その撮像手段２１の各受光セルの光の受光強
度に対応したレベルを有する電気信号は、各画素２３の
青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎の色フィルタに対応したメモリ
２９，３０，３１にそれぞれストアされる。各光の受光
セル毎の強度は、総括的に参照符Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１でそ
れぞれ示されている。
【００２３】図６は、処理回路２８の動作を説明するた
めのフローチャートである。ステップａ１においてスペ
クトル画像分析を行うにあたり、スイッチ４４を遮断し
た状態で、上述のように圧電素子１２に第１電圧をステ
ップａ２で印加する。処理回路２８は、駆動回路４３に
よって直流電源１７の出力電圧を、予め定める第１電圧
に設定し、これによって第１電圧が圧電素子１２に印加
される。ステップａ３において物体面を上述のように撮
像を行ってメモリ２９，３０，３１への受光セルの色毎
の電気信号のレベルを表すデジタル信号をストアしてお
く。
めのフローチャートである。ステップａ１においてスペ
クトル画像分析を行うにあたり、スイッチ４４を遮断し
た状態で、上述のように圧電素子１２に第１電圧をステ
ップａ２で印加する。処理回路２８は、駆動回路４３に
よって直流電源１７の出力電圧を、予め定める第１電圧
に設定し、これによって第１電圧が圧電素子１２に印加
される。ステップａ３において物体面を上述のように撮
像を行ってメモリ２９，３０，３１への受光セルの色毎
の電気信号のレベルを表すデジタル信号をストアしてお
く。
【００２４】次のステップａ４では、上述のステップａ
２，ａ３における動作におけるのと同一の物体１９に関
して、干渉フィルタ９の圧電素子１２に、第１電圧とは
異なる第２電圧を印加し、これによって干渉フィルタ９
は図３の破線で示される第２の帯域透過特性を有するこ
とになり、ステップａ５では、撮像手段２１の各受光セ
ルの光の受光強度に対応したレベルを有する電気信号
は、青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎に、メモリ３２，３３，３
４にそれぞれストアされる。このメモリ３２，３３，３
４にストアされている各受光セルのデジタル化された信
号は、総括的にＢ２，Ｇ２，Ｒ２でそれぞれ示される。
２，ａ３における動作におけるのと同一の物体１９に関
して、干渉フィルタ９の圧電素子１２に、第１電圧とは
異なる第２電圧を印加し、これによって干渉フィルタ９
は図３の破線で示される第２の帯域透過特性を有するこ
とになり、ステップａ５では、撮像手段２１の各受光セ
ルの光の受光強度に対応したレベルを有する電気信号
は、青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎に、メモリ３２，３３，３
４にそれぞれストアされる。このメモリ３２，３３，３
４にストアされている各受光セルのデジタル化された信
号は、総括的にＢ２，Ｇ２，Ｒ２でそれぞれ示される。
【００２５】ステップａ６では、メモリ２９，３０，３
１；３２，３３，３４の出力を読み出して、スペクトル
微分動作を行う。このスペクトル微分動作は、各色Ｂ，
Ｇ，Ｒ毎の減算回路３５，３６，３７によって達成さ
れ、その減算して求めた差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲは、各受光
セル毎にメモリ３８，３９，４０にストアされる。
１；３２，３３，３４の出力を読み出して、スペクトル
微分動作を行う。このスペクトル微分動作は、各色Ｂ，
Ｇ，Ｒ毎の減算回路３５，３６，３７によって達成さ
れ、その減算して求めた差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲは、各受光
セル毎にメモリ３８，３９，４０にストアされる。
【００２６】 ΔＢ ＝ Ｂ１−Ｂ２ …（１） ΔＧ ＝ Ｇ１−Ｇ２ …（２） ΔＲ ＝ Ｒ１−Ｒ２ …（３） ステップａ７では、駆動回路４１は、メモリ３８，３
９，４０にストアされている前記撮像手段２１の各画素
毎の差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ毎のレベルを表す電気信号を読
み出して、カラー陰極線管などのカラー表示手段４２に
スペクトル微分画像を青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎の色信号
としてそれぞれ用いて目視表示する。ステップａ８では
このような一連の動作を終了する。
９，４０にストアされている前記撮像手段２１の各画素
毎の差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ毎のレベルを表す電気信号を読
み出して、カラー陰極線管などのカラー表示手段４２に
スペクトル微分画像を青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎の色信号
としてそれぞれ用いて目視表示する。ステップａ８では
このような一連の動作を終了する。
【００２７】処理回路２８は、駆動回路４３によって直
流電源１７の出力電圧を、予め定める第１電圧に設定
し、これによって第１電圧が圧電素子１２に印加され
る。
流電源１７の出力電圧を、予め定める第１電圧に設定
し、これによって第１電圧が圧電素子１２に印加され
る。
【００２８】表示手段４２によって表示されたスペクト
ル微分された画像を目視することによって、物体１の色
を正確に識別してスペクトル画像分析を行うことができ
る。
ル微分された画像を目視することによって、物体１の色
を正確に識別してスペクトル画像分析を行うことができ
る。
【００２９】本発明の他の実施例として、干渉フィルタ
９は他の構成を有していてもよく、また圧電素子１２に
代えて他の構成を有する変位駆動素子が用いられてもよ
い。金属膜１４，１６として、前述のＡｕに代えて他の
金属が用いられてもよい。または薄い膜として、他の導電
性セラミックなどが用いられてもよく、さらにその他の
材料が用いられてもよい。金属膜１４，１６に代えて、
光の干渉を行う他の半透明の膜などが用いられてもよ
い。またこの金属膜１４，１６は、板状体１３，１５の
表面の全面にわたって上述のように形成されてもよいけ
れども、他の実施例として、たとえば短冊状の格子状
に、またはその他の形状で部分的に形成されていてもよ
い。
９は他の構成を有していてもよく、また圧電素子１２に
代えて他の構成を有する変位駆動素子が用いられてもよ
い。金属膜１４，１６として、前述のＡｕに代えて他の
金属が用いられてもよい。または薄い膜として、他の導電
性セラミックなどが用いられてもよく、さらにその他の
材料が用いられてもよい。金属膜１４，１６に代えて、
光の干渉を行う他の半透明の膜などが用いられてもよ
い。またこの金属膜１４，１６は、板状体１３，１５の
表面の全面にわたって上述のように形成されてもよいけ
れども、他の実施例として、たとえば短冊状の格子状
に、またはその他の形状で部分的に形成されていてもよ
い。
【００３０】上述の実施例では、スイッチ４４を導通し
かつ処理回路２８を休止することによって、撮像手段２
１はカラー撮像が可能となる。また表示手段４２はカラ
ー表示が可能となる構成を有しているけれども、本発明
の他の実施例として撮像手段２１には色フィルタが設け
られておらず、また表示手段４２はいわゆる白黒の濃淡
表示のみを行う構成であってもよく、このときメモリ２
９，３０，３１は１つだけ、またメモリ３２，３３，３
４は１つだけ、さらにメモリ３８，３９，４０は１つだ
けそれぞれ設けられ、減算手段３５，３６，３７は１つ
だけ設けられていればよい。その他の構成は前述の実施
例と同様である。
かつ処理回路２８を休止することによって、撮像手段２
１はカラー撮像が可能となる。また表示手段４２はカラ
ー表示が可能となる構成を有しているけれども、本発明
の他の実施例として撮像手段２１には色フィルタが設け
られておらず、また表示手段４２はいわゆる白黒の濃淡
表示のみを行う構成であってもよく、このときメモリ２
９，３０，３１は１つだけ、またメモリ３２，３３，３
４は１つだけ、さらにメモリ３８，３９，４０は１つだ
けそれぞれ設けられ、減算手段３５，３６，３７は１つ
だけ設けられていればよい。その他の構成は前述の実施
例と同様である。
【００３１】本発明の他の実施例として、金属膜１４，
１６の代りに、超伝導体膜であってもよい。さらに他の
実施例として、帯域透過干渉フィルタは、透光性の厚み
が電圧などの電気信号によって変化する圧電素子を用
い、その板状体である圧電素子の両表面に透光性を有す
る光が干渉するための薄い金属膜などの膜を蒸着などに
よって形成した構成を有していてもよい。
１６の代りに、超伝導体膜であってもよい。さらに他の
実施例として、帯域透過干渉フィルタは、透光性の厚み
が電圧などの電気信号によって変化する圧電素子を用
い、その板状体である圧電素子の両表面に透光性を有す
る光が干渉するための薄い金属膜などの膜を蒸着などに
よって形成した構成を有していてもよい。
【００３２】
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成によって、
帯域透過干渉フィルタを用いてスペクトル画像分析を行
い、物体の色を正確に識別することが初めて可能にな
る。
帯域透過干渉フィルタを用いてスペクトル画像分析を行
い、物体の色を正確に識別することが初めて可能にな
る。
【００３４】この干渉フィルタは、直流電源からの電圧
を変化して圧電素子に与えて一対の基板間の間隔を変化
させることによって、光の多重干渉を行わせ、これによ
って光の透過帯域を簡単な構成で容易に変化することが
できる。
を変化して圧電素子に与えて一対の基板間の間隔を変化
させることによって、光の多重干渉を行わせ、これによ
って光の透過帯域を簡単な構成で容易に変化することが
できる。
【００３５】特に本発明によれば、帯域透過干渉フィル
タによる第１および第２の帯域透過特性をそれぞれ有す
る状態で、受光セルからの受光強度に対応したレベルを
有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１；Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２
を、各画素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎に、第１および第
２メモリ２９，３０，３１；３２，３３，３４にそれぞ
れストアし、減算手段によって差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを求
めてスペクトル微分動作を行い、これらの差ΔＢ，Δ
Ｇ，ΔＲを、色信号としてそれぞれ用いて表示手段によ
ってカラー表示する。したがってこのような表示手段に
表示されたカラー画像を見ることによって、被写体のス
ペクトル画像分析を、直観的に行うことができるという
優れた効果が達成される。さらに本発明によれば、干渉
フィルタと第１光学手段とを固定してアタッチメント手
段を、既存のテレビカメラなどのような撮像手段と第２
光学手段とを含む撮像装置本体に着脱可能に装着するこ
とによって、既存のテレビカメラである撮像装置本体を
用いて人間の視覚と同様な撮像を行うことができるとと
もに、スペクトル画像分析を行う際には前記アタッチメ
ント手段を装着すればよく、使い勝手が向上するととも
に、既存のテレビカメラをそのまま用いることができる
ので、操作性が向上するという効果もある。
タによる第１および第２の帯域透過特性をそれぞれ有す
る状態で、受光セルからの受光強度に対応したレベルを
有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１；Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２
を、各画素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎に、第１および第
２メモリ２９，３０，３１；３２，３３，３４にそれぞ
れストアし、減算手段によって差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを求
めてスペクトル微分動作を行い、これらの差ΔＢ，Δ
Ｇ，ΔＲを、色信号としてそれぞれ用いて表示手段によ
ってカラー表示する。したがってこのような表示手段に
表示されたカラー画像を見ることによって、被写体のス
ペクトル画像分析を、直観的に行うことができるという
優れた効果が達成される。さらに本発明によれば、干渉
フィルタと第１光学手段とを固定してアタッチメント手
段を、既存のテレビカメラなどのような撮像手段と第２
光学手段とを含む撮像装置本体に着脱可能に装着するこ
とによって、既存のテレビカメラである撮像装置本体を
用いて人間の視覚と同様な撮像を行うことができるとと
もに、スペクトル画像分析を行う際には前記アタッチメ
ント手段を装着すればよく、使い勝手が向上するととも
に、既存のテレビカメラをそのまま用いることができる
ので、操作性が向上するという効果もある。
【図１】本発明の一実施例のスペクトル分析装置の全体
の構成を示す断面図である。
の構成を示す断面図である。
【図２】干渉フィルタ９の断面図である。
【図３】干渉フィルタ９の特性を示す図である。
【図４】撮像手段２１の簡略化した正面図である。
【図５】図１〜図４に示される電気的構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】図５に示される処理回路２８の動作を説明する
ためのフローチャートである。
ためのフローチャートである。
１ スペクトル画像分析装置 ２ 撮像装置本体 ３ アタッチメント手段 ７，２２ 凸レンズ ８ 光軸 ９ 帯域透過干渉フィルタ １０，１１ 基板 １２ 圧電素子 １３，１５ 板状体 １４，１６ 金属膜 １７ 直流電源 １９ 物体 ２０ ケーシング ２１ 撮像手段 ２８ 処理回路 ２９，３０，３１；３２，３３，３４；３８，３９，４
０ メモリ ３５，３６，３７ 減算手段
０ メモリ ３５，３６，３７ 減算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01J 3/46 G01J 3/28 G01J 3/26
Claims (3)
- 【請求項１】 （ａ）帯域透過干渉フィルタであって、 一対の基板が対向して配置され、これらの基板間の間隔
を圧電素子によって変化可能とし、 各基板は、 透光性材料から成る板状体と、 その板状体に形成される光が干渉するための透光性の薄
い膜とから成り、 圧電素子に直流電源から電圧を印加して与えて光の透過
帯域を相互に異なる第１および第２の帯域透過特性を有
するように変化する帯域透過干渉フィルタと、 （ｂ）複数の画素を有し、各画素が、青、緑および赤の
各色フィルタと、各色フィルタ毎の受光セルとによって
構成される撮像手段と、 （ｃ）物体を干渉フィルタに結像する第１光学手段と、 （ｄ）干渉フィルタ上の像を、撮像手段の各画素上に結
像する第２光学手段と、 （ｅ）帯域透過干渉フィルタによる光の第１の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第１メモリ２
９，３０，３１と、 （ｆ）帯域透過干渉フィルタによる光の第２の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第２メモリ３
２，３３，３４と、 （ｇ）画素の各色毎の第１および第２メモリ２９，３
０，３１；３２，３３，３４にストアされている出力を
読出して、それらの差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ、 ΔＢ＝Ｂ１−Ｂ２ ΔＧ＝Ｇ１−Ｇ２ ΔＲ＝Ｒ１−Ｒ２ を求めてスペクトル微分動作をする減算手段３５，３
６，３７と、 （ｈ）減算手段の出力ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを色信号として
それぞれ用いてカラー表示する表示手段とを含むことを
特徴とするスペクトル画像分析装置。 - 【請求項２】 （ａ）帯域透過干渉フィルタであって、 透光性であって、印加される電圧によって厚みを変化す
ることができる板状体と、 この板状体の両表面に形成され、光が干渉するための透
光性の薄い膜とを含み、 板状体に、直流電源から電圧印加して与えて光の透過帯
域を相互に異なる第１および第２の帯域透過特性を有す
るように変化する帯域透過干渉フィルタと、 （ｂ）複数の画素を有し、各画素が、青、緑および赤の
各色フィルタと、各色フィルタ毎の受光セルとによって
構成される撮像手段と、 （ｃ）物体を干渉フィルタに結像する第１光学手段と、 （ｄ）干渉フィルタ上の像を、撮像手段の各画素上に結
像する第２光学手段と、 （ｅ）帯域透過干渉フィルタによる光の第１の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ１，Ｇ１，Ｒ１を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第１メモリ２
９，３０，３１と、 （ｆ）帯域透過干渉フィルタによる光の第２の帯域透過
特性を有する状態で前記受光セルからの受光強度に対応
したレベルを有する電気信号Ｂ２，Ｇ２，Ｒ２を、各画
素の青Ｂ、緑Ｇおよび赤Ｒ毎にストアする第２メモリ３
２，３３，３４と、 （ｇ）画素の各色毎の第１および第２メモリ２９，３
０，３１；３２，３３，３４にストアされている出力を
読出して、それらの差ΔＢ，ΔＧ，ΔＲ、 ΔＢ＝Ｂ１−Ｂ２ ΔＧ＝Ｇ１−Ｇ２ ΔＲ＝Ｒ１−Ｒ２ を求め、スペクトル微分動作をする減算手段３５，３
６，３７と、 （ｈ）減算手段の出力ΔＢ，ΔＧ，ΔＲを色信号として
それぞれ用いてカラー表示する表示手段とを含むことを
特徴とするスペクトル画像分析装置。 - 【請求項３】 干渉フィルタと第１光学手段とを固定し
てアタッチメント手段を構成し、 撮像手段と第２光学手段とを固定して撮像装置本体を構
成し、 撮像装置本体の第２光学手段よりも前方に、アタッチメ
ント手段を着脱可能とすることを特徴とする請求項１ま
たは２のスペクトル画像分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7088437A JP2771785B2 (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | スペクトル画像分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7088437A JP2771785B2 (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | スペクトル画像分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285688A JPH08285688A (ja) | 1996-11-01 |
| JP2771785B2 true JP2771785B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=13942781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7088437A Expired - Fee Related JP2771785B2 (ja) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | スペクトル画像分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2771785B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7956311B2 (en) | 2006-11-16 | 2011-06-07 | Olympus Corporation | Spectroscopic device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11160158A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Hochiki Corp | 火災監視装置 |
| WO2011039824A1 (ja) | 2009-10-02 | 2011-04-07 | ホーチキ株式会社 | エチルアルコール検知装置 |
| JP5736846B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2015-06-17 | 東亜ディーケーケー株式会社 | 表面状態観測装置およびその方法 |
| DE102011018986A1 (de) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | Heraeus Noblelight Gmbh | Lampenmodul, insbesondere für Spektralanalysevorrichtungen |
| WO2012176616A1 (ja) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | オリンパス株式会社 | 分光画像撮影装置 |
| WO2013001994A1 (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | オリンパス株式会社 | 分光画像取得装置及び分光画像取得方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57184936A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-13 | Omron Tateisi Electronics Co | Variable-wavelength wave splitting device |
| JPS6163129U (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | ||
| US5225888A (en) * | 1990-12-26 | 1993-07-06 | International Business Machines Corporation | Plasma constituent analysis by interferometric techniques |
| JPH05340814A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 画像スペクトル分布測定装置 |
| JPH06194718A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-07-15 | Canon Inc | カメラ及びコンバーターレンズ装置 |
| JPH0727611A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 赤外線分光撮像装置 |
-
1995
- 1995-04-13 JP JP7088437A patent/JP2771785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7956311B2 (en) | 2006-11-16 | 2011-06-07 | Olympus Corporation | Spectroscopic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08285688A (ja) | 1996-11-01 |
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