摄像单元及测定装置的制作方法

1.本发明涉及一种摄像单元及测定装置。


背景技术：

2.已知将来自对象物的光对应于波长予以分离，且通过不同的摄像区域对分离了的波长进行摄像的摄像单元(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的摄像单元中，通过光学元件即分色镜将波长予以分离。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2014-235332号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的技术问题
7.专利文献1所记载的分色镜以某波长为基准将较该波长短的波长的光及较该波长长的波长的光予以分离，且透过率大致与波长无关而为100％或0％。在使用这样的分色镜的情况下，考虑例如当试图将波长宽度较窄的光予以分离时，无法对应于波长进行所期望的分离。作为对应于这样的波长宽度较窄的光的分离的结构，有透过率(及反射率)对应于波长的变化而变化的波长频带的宽度较宽(具有边缘跃迁宽度)的分色镜。具有边缘跃迁宽度的分色镜对于波长宽度较窄的光也可恰当地予以分离。
8.此处，具有边缘跃迁宽度的分色镜例如光学特性对应于光的入射角度而变化。因此，在使用具有边缘跃迁宽度的分色镜的摄像单元中，存在无法准确地导出光的波长，而无法获得准确的摄像图像的担忧。
9.本发明鉴于上述实际情况而完成，其目的在于，提供一种可准确地导出光的波长并取得恰当的图像的摄像单元及测定装置。
10.解决问题的技术手段
11.本发明的一方式的摄像单元，具备：分离光学元件，其将来自对象物的光对应于波长透过或反射而予以分离，且透过率及反射率对应于波长的变化而变化的波长频带的宽度、即边缘跃迁宽度具有规定的宽度；反射光学元件，其将在分离光学元件被透过或反射的光的一方予以反射；摄像部，其由第1摄像区域对在分离光学元件被透过或反射的光的另一方进行摄像，且由与第1摄像区域不同的第2摄像区域对在反射光学元件被反射的光进行摄像；及处理部，其基于分离光学元件中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像进行修正。
12.在本发明的一方式的摄像单元中，使用边缘跃迁宽度具有规定的宽度的分离光学元件，基于该分离光学元件中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性对摄像图像进行修正。在使用边缘跃迁宽度具有规定的宽度的分离光学元件的情况下，尽管可恰当地分离波长宽度较窄的光，但存在例如由于光学特性根据光相对于分离光学元件的入
射角度而变化，而无法准确地导出光的波长并取得恰当的图像的担忧。关于该点，在本发明的一方式的摄像单元中，基于透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性、即分离光学元件的边缘跃迁宽度所涉及的特性，将由第1及第2摄像区域摄像的图像予以修正，因此可取得考虑具有边缘跃迁宽度的分离光学元件固有的光学特性而被修正的摄像图像。由此，可恰当地导出经分离光学元件分离的光(由第1及第2摄像区域摄像的光)的波长并取得恰当的(准确的)图像。
13.也可以是处理部预先存储考虑了分离光学元件中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性的修正数据，并使用该修正数据，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像进行修正。根据这样的结构，可基于预先存储的修正数据，容易且恰当地进行摄像图像的修正。
14.也可以是处理部受理考虑了分离光学元件中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性的修正数据，并使用该修正数据，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像进行修正。根据这样的结构，例如可基于通过执行软件或自因特网等的外部输入而获得的修正数据，不预先准备修正数据，而恰当地进行摄像图像的修正。
15.处理部也可以对由相对于分离光学元件的光入射角度引起的色斑进行修正。在使用具有边缘跃迁宽度的分离光学元件时，分离光学元件的光学特性对应于相对于分离光学元件的入射角度而变化而在摄像图像中产生色斑会成为问题。关于该点，通过对该色斑进行修正而可取得减小了该色斑的恰当的图像。
16.处理部也可以对由透过率及反射率对应于波长的变化而变化的波长频带、与透过率及反射率对应于波长的变化而不变化的波长频带的边界引起的检测波长的偏移进行修正。这样的边界成为与透过率等对应于波长的变化而变化的波长频带不同的光学特性。因此，当以与透过率等对应于波长的变化而变化的波长频带相同的计算式将波长导出时，有成为与原本的波长不同的导出结果的担忧。关于该点，通过对由这样的边界引起的检测波长的偏移进行修正，而可准确地导出光的波长并取得恰当的图像。
17.摄像部也可以为具有第1摄像区域及第2摄像区域的单一的摄像元件。由此，可通过使用单一的摄像元件的简单的结构而获得多个摄像图像。
18.本发明的一方式的测定装置，具备：上述的摄像单元；及解析部，其解析包含由处理部予以修正的图像的摄像单元中的处理结果。
19.发明的效果
20.根据本发明，可准确地导出光的波长并取得恰当的图像。
附图说明
21.图1是示意性地显示本发明的实施方式的测定装置的俯视图。
22.图2是示意性地显示图1的测定装置所包含的相机系统的侧视图。
23.图3是对光的光谱及倾斜分色镜的特性进行说明的图。
24.图4是示意性地显示修正单元的图。
25.图5是用于说明计算波长的修正的图。
26.图6是修正方法的流程图。
27.图7是对变形例的倾斜分色镜的特性进行说明的图。
28.图8是示意性地显示变形例的相机系统的图。
29.图9是示意性地显示变形例的相机系统的图。
具体实施方式
30.以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。另外，在各图中对相同或相当部分赋予相同符号，并省略重复的说明。
31.图1是示意性地显示本实施方式的测定装置1的俯视图。测定装置1是构成为可对样品进行摄像的相机单元(摄像单元)。测定装置1将来自样品的光(例如观察光)对应于波长成分予以分离，通过与各波长成分对应的摄像元件14、24、34而对各波长成分的光进行摄像。测定装置1通过将由摄像元件14、24、34摄像的图像(摄像结果)进行解析，而进行样品的好坏判定。样品例如可为led、小型led、μled、sld元件、激光元件、垂直型激光元件(vcsel)、oled等发光元件，也可为通过包含纳米点等的荧光物质对发光波长进行调整的发光元件。在样品为发光元件的情况下，所谓进行样品的好坏判定，例如是基于多个发光元件间的色斑信息进行样品的好坏判定。
32.如图1所示，测定装置1具备相机系统2、及控制装置80(处理部、解析部)。一边参照图2一边对于相机系统2的详细情况进行说明。图1是包含相机系统2的测定装置1的俯视图，图2是相机系统2的侧视图。
33.如图1及图2所示，相机系统2构成为包含：第1摄像单元10、第2摄像单元20、第3摄像单元30、无限远修正透镜40、分色镜50、及分色镜60。再者，在图1及图2中未图示，但相机系统2具备：观察样品的物镜(未图示)、及去除所期望的波长范围外的光的一个或多个带通滤光器(未图示)。相机系统2将光分离成大致与三原色对应的波长成分，并对各个波长成分的光进行摄像。例如，第1摄像单元10对包含蓝色的波长成分的380～500nm的光进行摄像。另外，第2摄像单元20对包含绿色的波长成分的500～650nm的光进行摄像。另外，第3摄像单元30对包含红色的波长成分的650～830nm的光进行摄像。
34.无限远修正透镜40是将所入射的来自样品的光转换成平行光的准直透镜。无限远修正透镜40以获得平行光的方式进行像差修正。自无限远修正透镜40输出的平行光朝分色镜50入射。
35.分色镜50是使用特殊的光学原材料制作的镜，将来自样品的光对应于波长透过或反射而予以分离。分色镜50例如将特定的波长的光予以反射，并且使其他波长的光透过。具体而言，分色镜50例如将波长小于500nm的光予以反射，并且使其他波长的光(波长为500nm以上的光)透过。由分色镜50反射的光朝第1摄像单元10引导。透过了分色镜50的光朝分色镜60入射。
36.分色镜60是使用特殊的光学原材料制作的镜，将来自样品的光对应于波长透过或反射而予以分离。分色镜60例如将特定的波长的光予以反射，并且使其他波长的光透过。具体而言，分色镜60例如将波长为500nm以上且小于650nm的光予以反射，并且将其他波长的光(波长为650nm以上的光)透过。由分色镜60反射的光朝第2摄像单元20引导。透过了分色镜60的光朝第3摄像单元30引导。
37.第1摄像单元10构成为包含：倾斜分色镜11(分离光学元件)、全反射镜12(反射光学元件)、成像透镜13、及摄像元件14(摄像部)。
38.倾斜分色镜11是使用特殊的光学原材料制作的镜，将来自样品的光对应于波长透过或反射而予以分离。倾斜分色镜11例如将特定的波长的光予以反射，并且使其他波长的光透过。具体而言，倾斜分色镜11将在分色镜50被反射的小于500nm的光中的380～500nm的光予以反射，并且使其他波长的光透过。图3是对于光的光谱及倾斜分色镜11的特性进行说明的图。图3中横轴表示波长，纵轴表示光谱强度(光的光谱的情况)及透过率(倾斜分色镜11的情况)。如图3的倾斜分色镜11的特性x4所示的那样，在倾斜分色镜11中，在特定的波长频带(波长λ1～λ2的波长频带)中光的透过率(及反射率)对应于波长的变化而平缓地变化，在该特定的波长频带以外的波长频带(即与波长λ1相比为低波长侧及与波长λ2相比为高波长侧)中光的透过率(及反射率)与波长的变化无关而被设为一定。换言之，在特定的波长频带(波长λ1～λ2的波长频带)中光的透过率对应于波长的变化而单调增加(反射率单调减少)地变化。透过率与反射率处于若一方朝变大的方向变化则另一方朝变小的方向变化的负的相关关系，因此以下有时不记载为“透过率(及反射率)”而简单地记载为“透过率”。再者，所谓“光的透过率与波长的变化无关而为一定”，不仅包含完全地为一定的情况，而且也包含例如相对于波长1nm的变化的透过率的变化为0.1％以下的情况。在与波长λ1相比低波长侧，与波长的变化无关而光的透过率为大致0％，在与波长λ2相比高波长侧，与波长的变化无关而光的透过率为大致100％。再者，所谓“光的透过率为大致0％”，包含0％+10％左右的透过率，所谓“光的透过率为大致100％”，包含100％-10％左右的透过率。另外，以下，有将光的透过率对应于波长的变化而变化的波长频带的宽度作为“边缘跃迁宽度”进行说明的情况。如以上所述，倾斜分色镜11是透过率对应于波长的变化而变化的波长频带的宽度即边缘跃迁宽度具有规定的宽度(波长λ1～λ2的宽度)的分离光学元件。
39.全反射镜12是将在倾斜分色镜11被反射的光朝成像透镜13方向反射的光学元件。
40.成像透镜13是使透过了倾斜分色镜11的光、及在倾斜分色镜11被反射并且在全反射镜12被进一步反射的光分别成像，并将这些光朝摄像元件14引导的透镜。
41.摄像元件14通过第1摄像区域对透过了倾斜分色镜11的光进行摄像，并且通过与第1摄像区域不同的第2摄像区域对在倾斜分色镜11被反射并且在全反射镜12被进一步反射的光进行摄像。摄像元件14通过对由成像透镜13成像的图像进行检测，而对透过了倾斜分色镜11的光及在全反射镜12被反射的光进行摄像。摄像元件14是用于对380～500nm的光进行摄像的摄像元件，例如为ccd或mos等区域影像传感器。另外，摄像元件14也可由线传感器或tdi(time delay integration(时间延迟积分))传感器构成。在本实施方式中，将摄像元件14作为具有第1摄像区域及第2摄像区域的单一的摄像元件进行说明，但第1摄像区域所涉及的摄像元件、与第2摄像区域所涉及的摄像元件也可分开地设置(可设置2组)。该情况下，对于成像透镜也与摄像元件对应而设置2组。摄像元件14将作为摄像结果的图像输出至控制装置80。
42.第2摄像单元20包含与第1摄像单元10所包含的结构同样的结构，且构成为包含：倾斜分色镜21(分离光学元件)、全反射镜22(反射光学元件)、成像透镜23、及摄像元件24(摄像部)。倾斜分色镜21将在分色镜60被反射的500nm以上且小于650nm的光中的500～650nm的光予以反射，并且使其他波长的光透过，除了该点以外，与第1摄像单元10的倾斜分色镜11为同样的结构。另外，摄像元件24为用于对500～650nm的光进行摄像的摄像元件，除了该点以外，与第1摄像单元10的摄像元件14为同样的结构。
43.第3摄像单元30包含与第1摄像单元10所包含的结构同样的结构，且构成为包含：倾斜分色镜31(分离光学元件)、全反射镜32(反射光学元件)、成像透镜33、及摄像元件34(摄像部)。倾斜分色镜31将透过了分色镜60的650nm以上中的650～830nm的光予以反射，并且使其他波长的光透过，除了该点以外，与第1摄像单元10的倾斜分色镜11为同样的结构。另外，摄像元件24为用于对650～830nm的光进行摄像的摄像元件，除了该点以外，与第1摄像单元10的摄像元件14为同样的结构。
44.返回图1，控制装置80是计算机，在物理上构成为包含：ram、rom等存储器、cpu等处理器(运算电路)、通信接口、硬盘等储存部。控制装置80通过利用计算机系统的cpu执行储存于存储器的程序而发挥功能。控制装置80也可由微电脑或fpga构成。
45.控制装置80基于在第1摄像单元10、第2摄像单元20、及第3摄像单元30的各个中获得的摄像结果，并基于作为摄像结果的图像的各像素(在视野内成像的像的各像素)的光量计算发光波长重心并输出。以下，参照图2对于发光波长重心的计算原理的一例进行详细的说明。再者，由于基于第1摄像单元10、第2摄像单元20、及第3摄像单元30的摄像结果的发光波长重心的计算原理为同样，因此以下以基于第1摄像单元10的摄像结果的发光波长重心的计算为例进行说明。
46.如上所述，倾斜分色镜11在与波长λ1相比低波长侧将全部光予以反射，在与波长λ2相比高波长侧使全部光透过，在波长λ1～λ2的波长频带中光的透过率根据波长而线性地变化。该情况下，在与波长λ1、λ2的关系中透过率h(λ)由以下的(1)式表示，反射率1-h(λ)由以下的(2)式表示。
47.h(λ)＝(λ-λ1)/(λ
2-λ1)
ꢀꢀ
(1)
48.1-h(λ)＝(λ
2-λ)/(λ
2-λ1)
ꢀꢀ
(2)
49.另外，可知反射率为50％的波长λ
50％
由以下的(3)式表示。
50.λ
50％
＝(λ2+λ1)/2
ꢀꢀ
(3)
51.在某发光光谱f(λ)以图3的波形x2表示，位于λ1与λ2之间，且在较λ1更短的波长及较λ2更长的波长中可忽略的情况(例如，带通滤光器(未图示)的特性以图3的波形x1表示，发光光谱f(λ)的波长频带被限制的情况)下，若假定反射光量与透过光量相等，则以下的(4)式成立。
52.∫f(λ)h(λ)dλ＝∫f(λ)(1-h(λ))dλ
ꢀꢀ
(4)
53.若将(4)式变形，则成为以下的(5)式。
54.2∫f(λ)h(λ)dλ＝∫f(λ)dλ
ꢀꢀ
(5)
55.若将(1)式代入(5)式，则成为
56.2∫f(λ)(λ-λ1)/(λ
2-λ1)dλ＝∫f(λ)dλ
57.进而若将两边除以2∫f(λ)dλ/(λ
2-λ1)，则成为
58.∫f(λ)(λ-λ1)dλ/∫f(λ)dλ＝(λ
2-λ1)/2
59.∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ＝(λ2+λ1)/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)。
60.若考虑(3)式，则可知(6)式的右边为λ
50％
，左边一般而言成为作为任意函数的f(λ)的重心。将这样的(6)式的左边设为λf。根据以上内容，关于通过透过率相对于波长线形地倾斜的分色镜的某任意的光谱，在透过光量与反射光量相等的情况下，光谱的重心λf以λ
50％
表示。
61.接着，考虑第2发光光谱g(λ)(图3的波形x3)。关于发光光谱g(λ)，光谱全部包含于λ1与λ2之间。当前，对于发光光谱f(λ)与g(λ)，算出将透过光与反射光的差分标准化后的值的差。将f(λ)的透过光设为tf，将反射光设为rf，将全光量设为af，将透过光与反射光的差分设为df。另外，将g(λ)的透过光设为tg，将反射光设为rg，将全光量设为ag，将透过光与反射光的差分设为dg。另外，将g(λ)的重心设为λg。此时，tf、rf、tg、rg为测量值，af、ag、df、dg是可根据测量值直接算出的值。这些各值也由以下的式表示。
62.tf＝∫f(λ)h(λ)dλ＝∫f(λ)(λ-λ1)/(λ
2-λ1)dλ
ꢀꢀ
(7)
63.tg＝∫g(λ)h(λ)dλ＝∫g(λ)(λ-λ1)/(λ
2-λ1)dλ
ꢀꢀ
(8)
64.rf＝∫f(λ)(1-h(λ))dλ＝∫f(λ)(λ
2-λ)/(λ
2-λ1)dλ
ꢀꢀ
(9)
65.rg＝∫g(λ)(1-h(λ))dλ＝∫g(λ)(λ
2-λ)/(λ
2-λ1)dλ
ꢀꢀ
(10)
66.af＝∫f(λ)dλ
ꢀꢀ
(11)
67.ag＝∫g(λ)dλ
ꢀꢀ
(12)
68.df＝t
f-rf69.＝2/(λ
2-λ1)*∫λf(λ)dλ-(λ2+λ1)/(λ
2-λ1)*∫f(λ)dλ
ꢀꢀ
(13)
70.dg＝t
g-rg71.＝2/(λ
2-λ1)*∫λg(λ)dλ-(λ2+λ1)/(λ
2-λ1)*∫g(λ)dλ
ꢀꢀ
(14)
72.此处，所谓将透过光与反射光的差分标准化，相当于df除以af、dg除以ag。若将它们的差设为r，则以下的(15)式成立。
73.r＝dg/a
g-df/af74.＝{∫g(λ)λdλ/∫g(λ)dλ-∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ}*2/(λ
2-λ1)
75.＝2(λ
g-λf)/(λ
2-λ1)
ꢀꢀ
(15)
76.若将发光光谱f(λ)的波长重心λf及发光光谱g(λ)的波长重心λg的差设为δλ，则以下的(16)式及(17)式成立。
77.r＝2δλ/(λ
2-λ1)
ꢀꢀ
(16)
78.δλ＝r(λ
2-λ1)/2
ꢀꢀ
(17)
79.如以上所述，显示了某2个任意的光谱f(λ)、g(λ)的重心的差可根据考虑了透过光量及反射光量的计算而获得。
80.然后，在f(λ)的重心为λ
50％
时，由于反射光量与透过光量相等，因此df为0。即，任意的光谱g(λ)的波长重心λg由以下的(18)式表示。
81.λg＝δλ+λ
50％
ꢀꢀ
(18)
82.这样，发光光谱的重心可根据滤光器的设计值、透过光量、及反射光量而计算。基于以上的原理，可高精度地求得入射至各像素的光的波长的重心。
83.此处，在求取光的波长的重心时，考虑例如导出精度会因以下的主要原因而下降。第1，由于摄像元件14的透镜的周边减光，因此有无法在这样的部位的像素中恰当地求得原本的光的波长的重心的担忧。第2，倾斜分色镜11的光学特性根据光的入射角度而变化，有因光的入射角度(视野内的像素的位置)而无法恰当地求得光的波长的重心(产生由入射角度引起的色斑)的担忧。第3，有因透镜及摄像元件14的灵敏度而产生波长偏移的担忧。对于这些技术问题，例如考虑预先计算光朝向倾斜分色镜11的入射角度，并进行与该入射角度对应的修正(对于上述第2技术问题的解决对策)。另外，例如考虑将均匀单色的激光照射至
照射面(白色物体)，以其成为均匀的方式进行每个像素的增益修正，由此进行阴影修正(对于上述第1及第2技术问题的解决对策)。另外，考虑抑制倾斜分色镜11的倾斜，以更接近90度的角度将光予以反射，由此恰当地求得光的波长的重心。再有，在本实施方式中，进行以下的修正。
84.即，控制装置80也可基于倾斜分色镜11中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性，对由摄像元件14的第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像进行修正。控制装置80例如也可预先存储考虑了倾斜分色镜11中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性的修正数据，并使用该修正数据，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像予以修正。控制装置80也可受理考虑了倾斜分色镜11中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性的修正数据，并使用该修正数据，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像予以修正。控制装置80也可通过执行软件或自因特网等的外部输入，而受理上述的修正数据。
85.参照图4及图5，对于上述的修正数据的产生进行说明。图4是示意性地显示产生修正数据的修正单元100的图。图5是用于说明计算波长(下述)的修正的图。由于关于第1摄像单元10、第2摄像单元20、及第3摄像单元30，修正数据的产生所涉及的处理相同，因此以下对与第1摄像单元10相关的修正数据的产生所涉及的处理进行说明。如图4所示，修正单元100构成为包含：光源101、光纤102、fc配接器(adapter)103、扩散板104、及物镜105。在产生与测定装置1的相机系统2相关的修正数据时使用修正单元100。在修正单元100的物镜105的后段(下游)，设置有上述的相机系统2的各结构(参照图2)(图4中未图示)。
86.光源101例如是可变更波长的单色/窄频带光源。另外，光源101可为波长不同的多个激光光源，也可为sld/led，也可为包含白色光源与带通滤光器的光源。光源101至少在倾斜分色镜11的倾斜范围(光的透过率(及反射率)对应于波长的变化而平缓地变化的范围)内例如可选择5点以上的波长。自光源101出射的光经由光纤102及扩散板104朝物镜105引导。由此，成为可通过物镜105对来自光源101的光进行观察的状态。
87.在产生修正数据的情况下，在安装有上述的修正单元100的状态下，一边变更自光源101出射的光的波长一边取得各波长的在摄像元件14的第1摄像区域及第2摄像区域的图像。也可去除因背景光等所致的偏移及增益不均等的影响。也可将波长的间隔设为大致等间隔。然后，控制装置80基于第1摄像区域及第2摄像区域的图像，导出各波长的波长重心(计算波长)。控制装置80如图5的(a)所示，在横轴表示光源101的波长λ，在纵轴表示计算波长λ
′
。理想上，考虑光源101的波长λ与计算波长λ
′
具有线性的关系，但在图5的(a)所示的例子中，特别是在低波长侧，计算波长λ
′
较大地偏离理想值。控制装置80进而如图5的(b)所示，在横轴表示计算波长λ
′
，在纵轴表示计算波长λ
′‑
光源101的波长λ。然后，控制装置80通过将图5的(b)的图的近似曲线n例如利用最小二乘法等求至4次左右，而可恰当地修正上述的较大地偏离理想值的低波长侧的计算波长λ
′
。具体而言，控制装置80基于计算波长λ
′
、与上述的最小二乘法的4次式，求得经修正的计算波长。例如，控制装置80通过将计算波长λ
′
与4次式的值相加而求得经修正的计算波长。
88.控制装置80例如通过使用上述的修正数据而对由光相对于倾斜分色镜11的入射角度引起的色斑予以修正。另外，控制装置80例如通过使用上述的修正数据，而对由透过率及反射率对应于波长的变化而变化的波长频带与不变化的波长频带的边界引起的检测波
长(计算波长)的偏移予以修正。这样的边界(图3中的λ1的附近及λ2的附近的波长频带)，有成为与倾斜分色镜11的透过率对应于波长的变化而变化的波长频带不同的光学特性的情况。因此，对于这样的边界，若利用与透过率对应于波长的变化而变化的波长频带相同的计算式导出波长，则有成为与原本的波长不同的计算结果的担忧。关于该点，通过使用上述的修正数据将偏离理想值的计算波长λ
′
予以修正，而可恰当地修正由边界引起的检测波长的偏移。控制装置80通过对包含经修正的图像的处理结果进行解析，而进行样品的好坏判定。
89.接着，对于使用上述的修正数据的修正方法，参照图6进行说明。图6是修正方法的流程图。作为实施图6的处理的前提，在相机系统2的上游(前段)设置修正单元100。
90.如图6所示，首先，一边变更自光源101出射的光的波长，一边对于多个测定波长的各个取得摄像元件14的第1摄像区域中的图像1及第2摄像区域中的图像2(步骤s1)。
91.继而，根据在步骤s1中取得的图像1及图像2求得计算波长(步骤s2)。具体而言，基于上述的(1)式～(18)式，求得各波长的波长重心(计算波长)。
92.继而，对于各测定波长求得测定波长与计算波长的差分(步骤s3)。然后，通过以差分成为最小的方式例如将最小二乘法等求至4次左右，而对计算波长进行修正(步骤s4)。以上是修正方法。
93.再者，本发明并不限定于使用上述方式的修正方法计算波长重心。例如，也可通过预先运算含有修正数据的表而预先产生转换图(map)，基于进入与该转换图对应的像素的光的比率而算出波长重心。
94.接着，对于本实施方式的作用效果进行说明。
95.本实施方式的测定装置1具备：倾斜分色镜11，其将来自样品的光对应于波长透过或反射而予以分离，且透过率及反射率对应于波长的变化而变化的波长频带的宽度、即边缘跃迁宽度具有规定的宽度；全反射镜12，其将在倾斜分色镜中11被透过或反射的光的一方予以反射；摄像元件14，其由第1摄像区域对在倾斜分色镜11被透过或反射的光的另一方进行摄像，且由与第1摄像区域不同的第2摄像区域对在全反射镜12被反射的光进行摄像；及控制装置80，其基于倾斜分色镜11中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像予以修正。
96.在测定装置1中，使用边缘跃迁宽度具有规定的宽度的倾斜分色镜11，基于该倾斜分色镜11中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性而修正摄像图像。在使用边缘跃迁宽度具有规定的宽度的倾斜分色镜11的情况下，可恰当地分离波长宽度较窄的光，但存在例如因光学特性会根据相对于倾斜分色镜11的光的入射角度而变化，而无法准确地导出光的波长并取得恰当的图像的担忧。关于该点，在本实施方式的测定装置1中，基于透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性、即倾斜分色镜11的边缘跃迁宽度所涉及的特性，将由第1及第2摄像区域摄像的图像予以修正，因此可取得考虑具有边缘跃迁宽度的倾斜分色镜11固有的光学特性而经修正的摄像图像。由此，可恰当地导出经倾斜分色镜11分离的光(由第1及第2摄像区域摄像的光)的波长并取得恰当的(准确的)图像。
97.控制装置80也可预先存储考虑了倾斜分色镜11中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性的修正数据，并使用该修正数据，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像予以修正。根据这样的结构，可基于经预先存储的修正数据，容易且恰当地进行摄像图像的修正。
98.控制装置80也可受理考虑了倾斜分色镜11中的透过率及反射率相对于波长的变化所涉及的光学特性的修正数据，并使用该修正数据，对由第1摄像区域及第2摄像区域摄像的图像予以修正。根据这样的结构，例如可基于通过执行软件或自因特网等的外部输入而获得的修正数据，不预先准备修正数据，而恰当地进行摄像图像的修正。
99.控制装置80也可对由光相对于倾斜分色镜11的入射角度引起的色斑予以修正。在使用具有边缘跃迁宽度的分离光学元件时，倾斜分色镜11的光学特性会对应于相对于倾斜分色镜11的入射角度而变化而在摄像图像中产生色斑会成为问题。关于该点，通过对该色斑予以修正而可取得减小了该色斑的恰当的图像。
100.控制装置80也可对由透过率及反射率对应于波长的变化而变化的波长频带与不变化的波长频带的边界引起的检测波长的偏移予以修正。这样的边界成为与透过率等对应于波长的变化而变化的波长频带不同的光学特性。因此，当以与透过率等对应于波长的变化而变化的波长频带相同的计算式将波长导出时，有成为与原本的波长不同的导出结果的担忧。关于该点，通过对由这样的边界引起的检测波长的偏移予以修正，而可准确地导出光的波长并取得恰当的图像。
101.摄像元件14也可为具有第1摄像区域及第2摄像区域的单一的摄像元件。由此，可通过使用单一的摄像元件的简单的结构而获得多个摄像图像。
102.以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，说明了通过分色镜50、60，将来自样品的光分离成包含红色的波长成分的光、包含绿色的波长成分的光、及包含蓝色的波长成分的光(rgb)，且分别被不同的摄像单元摄像，但并不限定于此。即，也可不分离成rgb的三色而对来自观察对象(样品)的光进行摄像。
103.在这样的结构中，设置于摄像元件即区域传感器的前段的倾斜分色镜，光的透过率(及反射率)对应于波长的变化而变化的波长频带(边缘转变宽度)与rgb的三色全部地对应，例如设为400～900nm。
104.图7是对变形例的倾斜分色镜的特性进行说明的图。在图7中，横轴表示波长，纵轴表示透过率(倾斜分色镜的情况)及光谱强度(光的光谱的情况)。在图7所示的例子中，在特定的波长频带(400～900nm的波长频带)中对应于波长的变化而光的透过率(及反射率)平缓地变化，在该特定的波长频带以外的波长频带(即，与400nm相比低波长侧及与900nm相比高波长侧)中光的透过率(及反射率)与波长的变化无关而被设为一定。如图7所示，在该倾斜分色镜中，光的透过率(及反射率)对应于波长的变化而变化的波长频带(边缘转变宽度)包含：包含红色的波长成分的光的波长频带(图7中在右侧示出的波长频带)、包含绿色的波长成分的光的波长频带(图7中在中央示出的波长频带)、及包含蓝色的波长成分的光的波长频带(图7中在左侧示出的波长频带)的全部。
105.参照图8，对于使用具有图7所示的特性的倾斜分色镜的相机系统(摄像单元)的例子进行说明。图8是示意性地显示变形例的相机系统90a的图。
106.如图8所示，相机系统90a具备：倾斜分色镜91(分离光学元件)、有限焦点透镜(有限远修正透镜)92a、带通滤光器93、区域传感器94(第2摄像部)、及区域传感器95(第1摄像部)。
107.有限焦点透镜92a是将来自观察对象即样品150(对象物)的光(发光)予以聚光的
透镜。将自有限焦点透镜92a至区域传感器94的距离、及自有限焦点透镜92a至区域传感器95的距离设为规定值。经由有限焦点透镜92a的光入射至倾斜分色镜91。
108.带通滤光器93例如设置于有限焦点透镜92a的前段(上游)，是去除规定的波长范围外的光的滤光器。带通滤光器93例如去除400～900nm的范围外的波长的光。也可设置多个带通滤光器93。带通滤光器93也可设置于图8中以虚线所示的区域、即有限焦点透镜92a的后段(下游)且倾斜分色镜91的前段(上游)的区域，也可设置于区域传感器94、95的前段(上游)且倾斜分色镜91的后段(下游)的区域。再者，在区域传感器94、95的前段分别设置带通滤光器93的情况下，将该2个带通滤光器93、93设为彼此相同的特性。另外，在相机系统90a中，也可具备构成为可根据来自样品150的光进行切换的多个带通滤光器93。该情况下的多个带通滤光器93各自彼此进行滤光的波长频带不同(详细情况在后面叙述)。
109.倾斜分色镜91是使用特殊的光学原材料制作的镜，并且是将来自样品150的光对应于波长透过及反射而予以分离且在规定的波长宽度中透过率及反射率变化的镜。在倾斜分色镜91中，如图7所示，光的透过率(及反射率)对应于波长的变化而变化的波长频带(边缘转变宽度)包含：包含红色的波长成分的光的波长频带、包含绿色的波长成分的光的波长频带、及包含蓝色的波长成分的光的波长频带的全部。即，在上述的倾斜分色镜91的“规定的波长宽度”中，包含：包含红色的波长成分的光的波长频带、包含绿色的波长成分的光的波长频带、及包含蓝色的波长成分的光的波长频带的全部。
110.区域传感器94对在倾斜分色镜91被反射的光进行摄像。区域传感器95对在倾斜分色镜91被透过的光进行摄像。区域传感器94、95具有灵敏度的波长的范围与在倾斜分色镜91中光的透过率(及反射率)对应于波长的变化而变化的波长频带(边缘转变宽度)对应。区域传感器94、95例如是单色传感器或彩色传感器(详细情况在后面叙述)。区域传感器94、95的摄像结果(图像)被输出至控制装置(未图示)。关于控制装置(未图示)中的求取波长重心的处理、修正处理、及样品的好坏判定处理，例如可与实施方式中所说明的控制装置80中的处理相同。
111.对于修正处理进行说明。倾斜分色镜91或带通滤光器93在光斜向入射时(不在物镜的光瞳位置时)，不是使入射至各像素的光整体而是使一部分透过，而有可能因倾斜分色镜91或带通滤光器93的面内均匀性的不均而产生透过波长偏移这样的问题。相反地，通过来自多个方向的光入射至倾斜分色镜91，在波长特性自直线变形的情况下，具有使波长特性平滑的效果。作为对倾斜分色镜91或带通滤光器93的面均匀性的不均的对策，考虑通过预先使同一波长的光均匀地入射至视野内并计算面内的波长分布，而测量自入射波长的偏移份额并进行修正。
112.作为上述的相机系统90a的具体的方式，例如考虑以下所说明的3个方式。
113.第1，相机系统90a也可构成为包含1种(所滤光的波长频带的范围为1种)带通滤光器93、以及单色传感器即区域传感器94、95。该情况下，带通滤光器93例如去除400～900nm的范围外的波长的光。在这样的结构中，入射至区域传感器94、95的光可混合rgb三色。该情况下，控制装置(未图示)求取透过带通滤光器93的波长频带的光(混合rgb三色的光)的经平均化的波长重心。另外，在互不相同的波长频带的光(rgb各自的光)被空间性地分离的情况(在图像上不重叠的情况)下，控制装置(未图示)关于各波长频带可高精度地求得波长重心。具体而言，通过本方式可以nm单位高精度地求得tv或显示器等的各像素的色的波长重
心。
114.第2，相机系统90a也可构成为包含：彼此所滤光的波长频带不同的多种带通滤光器93、以及单色传感器即区域传感器94、95。该情况下的多种带通滤光器93配合来自样品150的发光而可出入(切换)地设置。在这样的结构中，在自样品150输出具有光谱的扩展(具有重叠)的发光时，通过切换地使用多种带通滤光器93，控制装置(未图示)可求得仅特定的波长频带(与各带通滤光器93对应的波长频带)的光的波长重心。即，控制装置(未图示)在设定去除红色的波长成分的波长频带(例如700～900nm)以外的波长的光的带通滤光器93的情况下，求得仅红色的波长成分的波长重心，在设定去除绿色的波长成分的波长频带(例如550～700nm)以外的波长的光的带通滤光器93的情况下，求得仅绿色的波长成分的波长重心，在设定去除蓝色的波长成分的波长频带(例如400～550nm)以外的波长的光的带通滤光器93的情况下，求得仅蓝色的波长成分的波长重心。具体而言，例如对于通过蓝色led与荧光剂而实现白色led的光源，通过该第2结构，可求得仅蓝色led的波长重心、及求得仅荧光剂的波长重心。
115.第3，相机系统90a也可构成为包含：1种(所滤光的波长频带的范围为1种)带通滤光器93、以及彩色传感器即区域传感器94、95。该情况下，带通滤光器93例如去除400～900nm的范围外的波长的光。在这样的结构中，入射至彩色传感器即区域传感器94、95的光可混合rgb三色。在彩色传感器各1像素地搭载有拜尔滤光器(rgb3色的滤光器)。由此，彩色传感器即区域传感器94、95的各受光元件可分别取得仅红色的波长成分的光、仅绿色的波长成分的光、及仅蓝色的波长成分的光。根据这样的结构，对于通过多个波长的重叠而表现的色，可恰当地求得波长重心(即可恰当地进行检查)。通常，印刷或发光的色配合人眼而通过rgb3色的重叠形成。通过对于这样重叠的各色计算波长重心，而可精度良好地检查混合色。再者，作为摄像部，也可通过进一步组合高光谱相机，而同时检查更多的波长的重心。高光谱相机例如由分光器及摄像部构成。
116.参照图9对于使用具有图7所示的特性的倾斜分色镜的相机系统(摄像单元)的另一例进行说明。图9是示意性地显示其他变形例的相机系统90b的图。以下，主要对与图8所示的结构的不同点进行说明。
117.如图9所示，相机系统90b具备：倾斜分色镜91(分离光学元件)、无限焦点透镜(无限远修正透镜)92b、带通滤光器93、区域传感器94(第2摄像部)、区域传感器95(第1摄像部)、以及成像透镜96、97。倾斜分色镜91及区域传感器94、95与上述相机系统90a中的这些结构相同。
118.无限焦点透镜92b是将来自观察对象即样品150(对象物)的光(发光)转换成平行光的准直透镜。无限焦点透镜92b以获得平行光的方式进行像差修正。自无限焦点透镜92b输出的平行光入射至倾斜分色镜91。
119.成像透镜96是使透过倾斜分色镜91的光在区域传感器94成像的透镜。成像透镜97是使透过倾斜分色镜91的光在区域传感器95成像的透镜。
120.带通滤光器93例如设置于无限焦点透镜92b的后段(下游)且倾斜分色镜91的前段(上游)，并且是去除规定的波长范围外的光的滤光器。带通滤光器93例如去除400～900nm的范围外的波长的光。可设置多个带通滤光器93。带通滤光器93可设置于图9中以虚线所示的区域、即无限焦点透镜92b的前段(上游)的区域，也可设置于区域传感器94、95的前段(上
游)且成像透镜96、97的后段(下游)的区域，也可设置于成像透镜96、97的前段(上游)且倾斜分色镜91的后段(下游)的区域。再者，分别设置于区域传感器94、95的前段的带通滤光器93彼此设为同一特性，分别设置于成像透镜96、97的前段的带通滤光器93彼此设为同一特性。
121.对于这样的使用无限焦点透镜92b的相机系统90b，作为具体的方式，与相机系统90a同样地考虑上述的3个方式。
122.如以上所说明的那样，变形例的相机系统(摄像单元)具备：分离光学元件，其将来自对象物的光对应于波长透过及反射而予以分离，且在规定的波长宽度中透过率及反射率变化；第1摄像部，其对在分离光学元件被透过的光进行摄像；及第2摄像部，其对在分离光学元件被反射的光进行摄像。
123.这样，通过使用对应于波长而透过率及反射率变化的分离光学元件，即使对于波长宽度较窄的光也可恰当地进行分离，可对应于摄像部中的摄像结果恰当地求得波长重心。另外，与实施方式中所说明的方式不同，设为经由分离光学元件的光按原样由摄像部(第1摄像部及第2摄像部)受光的结构，因此可实现相机系统的小型化。
124.另外，在变形例的相机系统中，第1摄像部及第2摄像部具有灵敏度的波长的范围与在分离光学元件中透过率及反射率所变化的波长的范围对应。根据这样的结构，可根据摄像部中的摄像结果恰当地取得波长的变化(不同)，而可恰当地求得波长重心。
125.另外，变形例的相机系统具备构成为可根据来自对象物的光进行切换的多种带通滤光器。例如，在自对象物输出具有光谱的扩展(具有重叠)的发光时，通过切换地使用多种带通滤光器，控制装置(未图示)可求得仅特定的波长频带(与各带通滤光器对应的波长频带)的光的波长重心。即，控制装置(未图示)在设定去除红色的波长成分的波长频带以外的波长的光的带通滤光器的情况下，可求得仅红色的波长成分的波长重心，在设定去除绿色的波长成分的波长频带以外的波长的光的带通滤光器的情况下，可求得仅绿色的波长成分的波长重心，在设定去除蓝色的波长成分的波长频带以外的波长的光的带通滤光器的情况下，可求得仅蓝色的波长成分的波长重心。
126.符号的说明
[0127]1…
测定装置(摄像单元)、11,21,31
…
倾斜分色镜(分离光学元件)、12,22,32
…
全反射镜(反射光学元件)、14,24,34
…
摄像元件(摄像部)、80
…
控制装置(处理部、解析部)。