分光照相的制造方法

分光照相的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种分光照相机（分光测量装置）。分光测量装置（10）具备：来自摄像对象的入射光入射的光入射部（121）；设置于来自光入射部（121）的入射光的光路上的摄像部（123）；能够使从来自光入射部（121）的入射光中规定的波长的光透过并且对透过的波长进行变更的波长可变干涉滤波器（5）；以及使波长可变干涉滤波器（5）在光入射部（121）以及摄像部（123）之间的入射光的光路L上进退的滤波器位置切换部（127）。
【专利说明】分光照相机
【技术领域】
[0001]本发明涉及分光照相机。
【背景技术】
[0002]以往，公知有将被摄像体的颜色信息与被摄像体的彩色摄像图像一同取得的分光照相机(例如，参照专利文献I)。
[0003]在该专利文献I所记载的装置中，利用光束分离器使来自被摄像体的入射光分成两束，使一束分支光透过具有宽带透过特性的第一滤波器并利用第一摄像元件进行摄像，使另一束分支光透过具有窄带透过特性的第二滤波器并利用第二摄像元件进行摄像。
[0004]专利文献1:日本特开2010-193380号公报
[0005]然而，在上述专利文献I的装置中，设置有对透过了第一滤波器的光进行摄像的第一摄像元件和对透过了第二滤波器的光进行摄像的第二摄像元件。因此，需要在装置内配置至少两个摄像元件，从而存在无法应对装置的小型化的问题。

【发明内容】

[0006]本发明的目的在于提供能够实现简化结构、小型化的分光照相机。
[0007]本发明的分光照相机的特征在于，具备:来自摄像对象的入射光入射的入射光学系统；从来自上述入射光学系统的入射光中选择规定的波长的光并且能够对选择的上述波长进行变更的分光滤波器；使上述分光滤波器在上述入射光的光路上进退的滤波器位置切换部；以及通过上述滤波器位置切换部将来自上述入射光学系统的入射光直接接收或者经由上述分光滤波器接收的摄像部。
[0008]在本发明中，通过滤波器位置切换部，能够切换分光滤波器位于入射光的光路上的状态与分光滤波器从入射光的光路上退避的状态。因此，不需要设置多个摄像部，便能够取得经由了分光滤波器的分光图像与未经由分光滤波器的通常的摄像图像双方，从而能够实现简化分光照相机的结构，进而能够促进该分光照相机的小型化。
[0009]在本发明的分光照相机中，优选地，在对可见波长区域的图像进行摄像时，上述滤波器位置切换部使上述分光滤波器从上述光路上退避，在对分光图像进行摄像时，上述滤波器位置切换部使上述分光滤波器在上述光路上移动。
[0010]在本发明中，在对可见光图像(彩色图像)进行摄像时，滤波器位置切换部使分光滤波器从光路上退避。由此，未经由波长可变干涉滤波器的入射光(包含可见光区域的光)到达摄像部，通过接收该入射光，能够取得彩色图像。另一方面，在对分光图像进行摄像时，滤波器位置切换部使分光滤波器移动至光路上。由此，利用分光滤波器选择出的波长的光到达摄像部，从而能够取得相对于该选择出的光的分光图像。
[0011]在本发明的分光照相机中，优选上述摄像部具备使分光图像的对象波长区域的光与可见波长区域的规定波长范围的光透过并对其他的光进行隔断的滤波器，上述滤波器具有上述可见波长区域的透过波长范围不同的多种滤色器。[0012]在本发明中，摄像部具备可见波长区域的透过波长范围分别不同的多种滤色器(例如，使红色波长区域与红外波长区域的光透过的R滤色器、使绿色波长区域与红外波长区域的光透过的G滤色器、使蓝色波长区域与红外波长区域的光透过的B滤色器)。因此，在通过分光照相机对彩色图像进行摄像时，接收透过了上述的滤色器的光，例如能够基于相对于各像素的RGB各色的光量值取得彩色图像。另一方面，由于即便在根据分光图像的对象波长区域(例如红外波长区域)的光取得分光图像时，各滤色器也使对象波长区域的光透过，因此利用分光滤波器选择出的对象波长区域的光不会被滤色器遮挡而入射至光电元件。因此，能够基于从各摄像像素中多个光电元件的至少任意一个输出的光量值、或者从各光电元件输出的光量值的平均值，取得分光图像。
[0013]如以上所示那样，在本发明的摄像部中，能够取得与可见光波长区域对应的彩色图像以及对象波长区域的分光图像双方作为摄像图像。
[0014]在本发明的分光照相机中，优选地，上述分光图像的对象波长区域为红外波长区域或者紫外波长区域，上述滤色器是上述透过波长范围为红色波长区域的R滤色器、上述透过波长范围为绿色波长区域的G滤色器以及上述透过波长范围为蓝色波长区域的B滤色器。
[0015]在本发明中，将测量波长区域设为红外波长区域或者紫外波长区域，将可见波长区域设为红色波长区域、绿色波长区域以及蓝色波长区域。在该情况下，如上述那样，在对彩色图像进行摄像时，通过使用与红色波长区域、绿色波长区域以及蓝色波长区域对应的滤色器，从而能够容易取得与RGB各色对应的光量值。另外，由于上述的滤色器也能够供红色波长区域、紫外波长区域等对象波长区域的光透过，因此如上述发明那样，能够适当地摄像与可见光波长区域对应的彩色图像以及对象波长区域的分光图像双方。
[0016]在本发明的分光照相机中，优选具备取得摄像图像的图像取得部，上述分光滤波器为法布里珀罗标准具，在对上述对象波长区域的分光图像进行摄像时，上述图像取得部基于来自光电元件的信号，取得该分光图像，其中，上述光电元件对应于各摄像像素的多个光电元件中未在上述分光图像的对象波长区域内被包含的上述分光滤波器中的透过光谱的峰值波长未在上述可见波长区域内包含的滤色器。
[0017]在本发明中，作为分光滤波器，使用法布里珀罗标准具。此处法布里珀罗标准具是一种将第一反射膜与第二反射膜对置配置，使入射至上述的第一反射膜以及第二反射膜之间的光干涉，使与第一反射膜以及第二反射膜的间隙尺寸对应的规定的波长的光透过或者反射的元件。
[0018]在这种法布里珀罗标准具中，通常取出(透过或者反射)mX=2ndcos Θ (其中，m:次数，η:反射膜之间的介质的折射率，d:反射膜之间的间隙尺寸，Θ:入射角)的光。例如，假设在使入射光垂直地向各反射膜入射，并作为2次峰值波长(m=2)而取得红外波长SOOnm的分光图像的情况下，作为I次峰值波长，400nm的可见光区域的光也被法布里珀罗标准具取出。
[0019]与此相对，在本实施方式中，在取得相对于红外波长区域的分光图像的情况下，图像取得部基于光电元件的信号取得分光图像，其中，上述光电元件是对应于次数与分光图像的波长(例如800nm)的次数不同的峰值波长(例如2次峰值的400nm的光)未包含于透过可见波长区域内的滤色器(例如，R滤色器、G滤色器)。因此，能够取得切断了可见波长区域的光的高精度的分光图像。
[0020]在本发明的分光照相机中，优选地，在上述入射光学系统与上述摄像部之间的上述光路上具备遮挡可见波长区域的光并使分光图像的对象波长区域的光透过的可见光遮挡滤波器，在对可见波长区域的图像进行摄像时，上述滤波器位置切换部使上述可见光遮挡滤波器从上述光路上退避，在对上述对象波长区域的上述分光图像进行摄像时，上述滤波器位置切换部使上述可见光遮挡滤波器在上述光路上移动。
[0021]在本发明中，还具备可见光遮挡滤波器，滤波器位置切换部在对可见波长区域的图像(彩色图像)进行摄像时，使可见光遮挡滤波器从光路上退避。由此，在对彩色图像进行摄像时，入射光不被可见光遮挡滤波器遮挡，能够对适当的彩色图像进行摄像。另一方面，在对对象波长区域(例如红外波长区域)的分光图像进行摄像的情况下，使可见光遮挡滤波器移动至光路上。由此，通过可见光遮挡滤波器对可见光波长区域的光进行遮挡，因此如上述的发明那样，不需要对应于通过波长可变干涉滤波器取出的光的波长选择光电元件，能够容易取得相对于对象波长区域的分光图像。
[0022]在本发明的分光照相机中，优选具备使可见波长区域的光透过、并遮挡分光图像的对象波长区域的光的分光对象波长遮光滤波器，在对上述对象波长区域的上述分光图像进行摄像时，上述滤波器位置切换部使上述分光对象波长遮光滤波器从上述光路上退避，在对可见波长区域的图像进行摄像时，上述滤波器位置切换部使上述分光对象波长遮光滤波器在上述光路上移动。
[0023]在本发明中，还具备分光对象波长遮光滤波器，在对可见波长区域的图像(彩色图像)进行摄像时，滤波器位置切换部使分光对象波长遮光滤波器移动至光路上。由此，在对彩色图像进行摄像时，能够从入射光中例如对红外波长区域等对象波长的光进行遮挡。因此，能够取得基于可见波长区域的各波长的光量值的高精度的彩色图像。另外，在对红外波长区域的分光图像等红外波长区域的图像进行摄像的情况下，分光对象波长遮光滤波器从光路上退避，因此能够对适当的红外波长区域的图像进行摄像。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1是表示本发明所涉及的第一实施方式的分光测量装置的简要结构的立体图。
[0025]图2是表示第一实施方式的分光测量装置的简要结构的图。
[0026]图3是第一实施方式的波长可变干涉滤波器的俯视图。
[0027]图4是以图3的IV -1V线剖面的波长可变干涉滤波器的剖视图。
[0028]图5是表示第一实施方式的摄像部的一个摄像像素的简要结构的图。
[0029]图6是表示第一实施方式的R滤色器的透过特性的一个例子的图。
[0030]图7是表示第一实施方式的G滤色器的透过特性的一个例子的图。
[0031]图8是表示第一实施方式的B滤色器的透过特性的一个例子的图。
[0032]图9是表示第一实施方式的光电元件的受光特性的一个例子的图。
[0033]图10是表示第一实施方式的分光测量装置的简要结构的框图。
[0034]图11是第一实施方式的分光测量装置的成分分析处理的流程图。
[0035]图12是表示在第一实施方式的分光测量装置中，使波长可变干涉滤波器退避的状态的图。[0036]图13是表示在第一实施方式的分光测量装置中，对于分光摄像波长选择的光电元件的图。
[0037]图14是表示通过第一实施方式的分光测量装置取得的分光图像的一个例子的图。
[0038]图15是表示图14的像素A的分光光谱的图。
[0039]图16是表示图14的像素B的分光光谱的图。
[0040]图17是表示本发明所涉及的第二实施方式的分光测量装置的简要结构的图。
[0041]图18是表示本发明所涉及的第三实施方式的分光测量装置的简要结构的图。
【具体实施方式】
[0042]第一实施方式
[0043]以下，根据附图对本发明所涉及的第一实施方式的分光照相机(分光测量装置)进行说明。
[0044]分光测量装置的简要结构
[0045]图1是表示第一实施方式的分光测量装置的正面结构的立体图。图2是表示分光测量装置的剖面结构的示意图。
[0046]分光测量装置10是本发明的分光照相机，其是一种如下所述的装置:其对摄像对象的相对于多个波长的分光图像进行摄像，基于上述的分光图像，对各像素的红外波长区域(分光图像的对象波长区域)的光谱进行分析，并根据分析出的光谱对摄像对象的成分进行分析。此处，本实施方式的分光测量装置10具有在对摄像对象的分光图像进行摄像时取得摄像对象的彩色图像(可见波长区域的图像)并使显示器14实时显示摄像对象的彩色图像以便用户能够容易识别摄像对象的功能。另外，在本实施方式中，以食品为摄像对象，以下示出了对食品所含有的各营养素(碳水化合物、蛋白质、类脂物、水分等)、食品的卡路里进行计算的分光测量装置10的一个例子。
[0047]如图1以及图2所示，本实施方式的分光测量装置10具备:框体11、摄像模块12、温度传感器13、显示器14、操作部15以及控制部16。
[0048]框体的结构
[0049]框体11形成为例如厚度尺寸为I?2cm左右，且通过衣服的口袋等能够容易收纳的薄型箱状。该框体11具备供摄像模块12配置的摄像窗111以及供温度传感器13配置的传感器窗112。另外，如图2所示，框体11例如在背面侧具备供显示器14配置的显示窗。并且，在框体11的一部分设置有操作部15 (例如快门按钮等)。
[0050]摄像模块的结构
[0051]摄像模块12具备:以面对摄像窗111的方式设置的光入射部121(入射光学系统)、以面对摄像窗111的方式设置的光源部122、波长可变干涉滤波器5 (分光滤波器)、接收入射光的摄像部123、滤波器位置切换部127以及控制基板128 (参照图10)。
[0052]光入射部的结构
[0053]如图2所示，光入射部121由多个透镜构成，并构成本发明的入射光学系统。该光入射部121通过多个透镜将视角限制于规定角度以下，并使视角内的检查对象物的像成像于摄像部123。另外，对于上述多个透镜内的一部分而言，例如通过由用户操作操作部15，来能够对透镜间隔进行调整，由此，能够对取得的图像进行放大缩小。在本实施方式中，作为构成光入射部121的上述的透镜，优选使用远心透镜。在这种远心透镜中，能够使入射光的光轴向与主光线平行的方向对齐，能够使入射光相对于后述的波长可变干涉滤波器5的固定反射膜54、可动反射膜55垂直地入射。另外，在作为构成光入射部121的透镜而使用远心透镜的情况下，在远心透镜的焦点位置设置有光圈。该光圈的光圈直径被控制部16控制，从而能够对视角进行控制。此外，通过透镜组、光圈等来进行限制的入射光的入射角度因透镜设计等而不同，但优选被限制于从光学轴倾斜20度以下。
[0054]光源部的结构
[0055]如图1以及图2所示，光源部122具备多个沿着摄像窗111的外周部以圆环状排列配置的光源122A(LED)。此外，在本实施方式中，作为光源122A例示了 LED，但是例如也可以使用激光光源等。通过作为光源122A而使用LED、激光光源，从而能够实现光源部122的小型化、省电力化。
[0056]波长可变干涉滤波器的结构
[0057]图3是表示波长可变干涉滤波器的简要结构的俯视图。图4是以图3的IV -1V线剖面时的波长可变干涉滤波器的剖视图。
[0058]波长可变干涉滤波器5是法布里珀罗标准具。该波长可变干涉滤波器5例如是矩形板状的光学部件，并具备将厚度尺寸形成为例如500 μ m左右的固定基板51与将厚度尺寸形成为例如200 μ m左右的可动基板52。上述的固定基板51以及可动基板52分别例如由钠玻璃、结晶性玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或水晶等形成。而且，对于上述的固定基板51以及可动基板52而言，固定基板51的第一接合部513以及可动基板的第二接合部523被接合膜53(第一接合膜531以及第二接合膜532)接合，从而构成为一体，上述接合膜53例如由以硅氧烷为主要成分的等离子体聚合膜等构成。
[0059]在固定基板51设置有固定反射膜54,在可动基板52设置有可动反射膜55。上述的固定反射膜54以及可动反射膜55隔着反射膜间间隙Gl对置配置。而且，在波长可变干涉滤波器5设置有用于对该反射膜间间隙Gl的间隙量进行调整(变更)的静电致动器(electrostatic actuator)56。该静电致动器56由设置于固定基板51的固定电极561与设置于可动基板52的可动电极562构成。上述的固定电极561、可动电极562隔着电极间间隙G2对置。此处，上述的固定电极561、可动电极562分别可以是直接设置于固定基板51以及可动基板52的基板表面的结构，也可以是经由其他的膜部件设置于固定基板51以及可动基板52的基板表面的结构。此处，电极间间隙G2的间隙量比反射膜间间隙Gl的间隙量大。
[0060]另外，在从固定基板51 (可动基板52)的基板厚度方向观察波长可变干涉滤波器5的如图3所示的滤波器(filter)俯视图中，固定基板51以及可动基板52的平面中心点O与固定反射膜54以及可动反射膜55的中心点一致，并且与后述的可动部521的中心点一致。
[0061]此外，在以下的说明中，将从固定基板51或者可动基板52的基板厚度方向观察的俯视图、即从固定基板51、接合膜53以及可动基板52的层叠方向观察波长可变干涉滤波器5的俯视图称为滤波器俯视图。[0062]固定基板的结构
[0063]在固定基板51通过蚀刻形成有电极配置槽511以及反射膜设置部512。该固定基板51形成为其厚度尺寸大于可动基板52的厚度尺寸，从而不会产生由对固定电极561以及可动电极562之间施加了电压时的静电引力、固定电极561的内部应力引起的固定基板51的挠曲。
[0064]另外，在固定基板51的顶点Cl形成有切口部514，后述的可动电极焊盘564P露出在波长可变干涉滤波器5的固定基板51侦U。
[0065]电极配置槽511形成为在滤波器俯视图中以固定基板51的平面中心点O为中心的环状。反射膜设置部512形成为在上述俯视图中从电极配置槽511的中心部朝向可动基板52侧突出。该电极配置槽511的槽底面成为供固定电极561配置的电极设置面511A。另外，反射膜设置部512的突出前端面成为反射膜设置面512A。
[0066]另外，在固定基板51设置有从电极配置槽511朝向固定基板51的外周缘的顶点Cl、顶点C2延伸的电极引出槽511B。
[0067]在电极配置槽511的电极设置面51IA设置有固定电极561。更具体而言，固定电极561设置于电极设置面511A中的与后述的可动部521的可动电极562对置的区域。另夕卜，也可以构成为在固定电极561上层叠有用于确保固定电极561以及可动电极562之间的绝缘性的绝缘膜。
[0068]而且，在固定基板51设置有从固定电极561的外周缘朝顶点C2方向延伸的固定引出电极563。该固定引出电极563的延伸前端部(位于固定基板51的顶点C2的部分)构成连接于控制基板128的固定电极焊盘563P。
[0069]此外,在本实施方式中，虽不出在电极设置面511A设置有一个固定电极561的结构，但例如也可以设为设置有两个以平面中心点O为中心的成为同心圆的电极的结构(双重电极结构)等。
[0070]如上述那样，反射膜设置部512形成为在与电极配置槽511相同的轴上直径尺寸小于电极配置槽511的直径尺寸的大致圆柱状，并具备该反射膜设置部512的与可动基板52对置的反射膜设置面512A。
[0071]如图4所示，在该反射膜设置部512设置有固定反射膜54。作为该固定反射膜54，能够使用例如Ag等金属膜、Ag合金等合金膜。另外，也可以使用例如将TiO2作为高折射层、将SiO2作为低折射层的电介质多层膜。并且，也可以使用在电介质多层膜上层叠了金属膜(或者合金膜)的反射膜、在金属膜(或者合金膜)上层叠了电介质多层膜的反射膜、层叠了单层的折射层(Ti02、SiO2等)与金属膜(或者合金膜)的反射膜等。
[0072]另外，在固定基板51的光入射面(未设置有固定反射膜54的面)，也可以在与固定反射膜54对应的位置形成防反射膜。该防反射膜能够通过交替层叠低折射率膜以及高折射率膜而形成，其使可见光在固定基板51的表面的反射率下降，使透过率增大。
[0073]而且，在固定基板51的与可动基板52对置的面中的未通过蚀刻形成有电极配置槽511、反射膜设置部512以及电极引出槽511B的面构成第一接合部513。在该第一接合部513设置有第一接合膜531，通过该第一接合膜531接合于在可动基板52设置的第二接合膜532，由此，如上述那样，固定基板51以及可动基板52被接合。
[0074]可动基板的结构[0075]在如图3所示的滤波器俯视图中，可动基板52具备以平面中心点O为中心的圆形形状的可动部521、与可动部521同轴并保持可动部521的保持部522以及设置于保持部522的外侧的基板外周部525。
[0076]另外，如图3所示，在可动基板52对应于顶点C2而形成有切口部524，在从可动基板52侧观察波长可变干涉滤波器5时，固定电极焊盘563P露出。
[0077]可动部521形成为其厚度尺寸大于保持部522的厚度尺寸，例如，在本实施方式中，形成为与可动基板52的厚度尺寸相同的尺寸。在滤波器俯视图中，该可动部521形成为其厚度尺寸至少比反射膜设置面512A的外周缘的直径尺寸大的直径尺寸。而且，在该可动部521设置有可动电极562以及可动反射膜55。
[0078]此外，与固定基板51同样，也可以在可动部521的与固定基板51相反侧的面形成有防反射膜。这种防反射膜能够通过交替层叠低折射率膜以及高折射率膜而形成，能够使可见光在可动基板52的表面的反射率下降，使透过率增大。
[0079]可动电极562隔着电极间间隙G2而与固定电极561对置，其形成为与固定电极561形状相同的环状。另外，在可动基板52具备从可动电极562的外周缘朝向可动基板52的顶点Cl延伸的可动引出电极564。该可动引出电极564的延伸前端部(位于可动基板52的顶点Cl的部分)构成连接于控制基板128的可动电极焊盘564P。
[0080]可动反射膜55隔着反射膜间间隙Gl而与固定反射膜54对置地设置于可动部521的可动面521A的中心部。作为该可动反射膜55，使用与上述的固定反射膜54结构相同的反射膜。
[0081]此外，在本实施方式中，如上述那样，虽示出电极间间隙G2的间隙量比反射膜间间隙Gl的间隙量大的例子，但不限定于此。例如，在作为测量对象光而使用红外线、远红外线等情况下，根据测量对象光的波长区域，也可以形成为使反射膜间间隙Gl的间隙量比电极间间隙G2的间隙量大的结构。
[0082]保持部522是包围可动部521的周围的隔膜(diaphragm)，并形成为厚度尺寸小于可动部521的厚度尺寸。这种保持部522与可动部521相比容易挠曲，通过微小的静电引力，就能够使可动部521朝固定基板51侧发生位移。此时，由于可动部521的厚度尺寸比保持部522的厚度尺寸大，刚性增大，所以即便在保持部522因静电引力而被拉向固定基板51侧的情况下，也不会引起可动部521的形状变化。因此，设置于可动部521的可动反射膜55也不会产生挠曲，从而能够将固定反射膜54以及可动反射膜55始终维持为平行状态。
[0083]此外，在本实施方式中，虽例示了隔膜状的保持部522，但并不限定于此，例如，也可以形成为设置有以平面中心点O为中心、以等角度间隔配置的梁状的保持部的结构等。
[0084]如上述那样，在滤波器俯视图中，基板外周部525设置于保持部522的外侧。该基板外周部525的与固定基板51对置的面具备与第一接合部513对置的第二接合部523。而且，在该第二接合部523设置有第二接合膜532，如上述那样，通过第二接合膜532接合于第一接合膜531，固定基板51以及可动基板52被接合。
[0085]摄像部的结构
[0086]摄像部123能够使用例如CXD、CMOS等图像传感器等。具体而言，摄像部123通过设置多个如图5所示的摄像像素124并将上述的摄像像素124配置为阵列形而构成。
[0087]图5是表示摄像部的一个像素(摄像像素)的简要结构的图。[0088]另外，如图5所示，各摄像像素124具备三种滤色器(color filter) 125 (R滤色器125R、G滤色器125G以及B滤色器125B)和三个光电元件126 (R光电元件126R、G光电元件126G以及B光电元件126B)。此外，利用三种滤色器123构成本发明的滤波器。
[0089]图6是表示R滤色器125R的透过特性的一个例子的图，图7是表示G滤色器125G的透过特性的一个例子的图，图8是表示B滤色器125B的透过特性的一个例子的图。另外，图9是表示各光电元件126的受光特性的图。
[0090]如图6所示，R滤色器125R使红色波长区域以上的光(例如580nm以上的波长的光)透过，并遮挡其他的波长区域的光。换句话说，R滤色器125R使红色可见波长区域以及红外波长区域的光透过。R光电元件126R配置为与R滤色器125R对置，接收透过了 R滤色器125R的光,并输出与其光量对应的信号。
[0091]如图7所示，G滤色器125G使绿色波长区域(例如以510nm附近为峰值的规定范围的波长区域)的光以及红外波长区域(例如700nm以上的波长区域)的光透过，并遮挡其他的波长区域的光。G光电元件126G配置为与G滤色器125G对置，接收透过了 G滤色器125G的光,并输出与其光量对应的信号。
[0092]如图8所示，B滤色器125B使蓝色波长区域(例如以450nm附近为峰值的规定范围的波长区域)的光以及红外波长区域(例如700nm以上的波长区域)的光透过，并遮挡其他的波长区域以下的光。B光电元件126B配置为与B滤色器125B对置，接收透过了 B滤色器125B的光,并输出与其光量对应的信号。
[0093]如图9所示，各光电元件126 (光电二极管)是具有遍布在可见波长区域至红外波长区域的受光灵敏度特性的元件，若接收具有灵敏度特性的波长区域的光，则输出与其光量值对应的信号。
[0094]此外，在图5所示的例子中，虽示出了以R:G:B=1:1:1的方式形成一个像素的例子，但也可以构成为例如以R:G:B=1:2:1的方式形成一个像素。另外，也可以形成为在一个摄像像素124中配置有RGB中的任意一个颜色的各种颜色滤色器125的所谓的拜耳型像
素配置等。
[0095]滤波器位置切换部的结构
[0096]滤波器位置切换部127使波长可变干涉滤波器5相对于从光入射部121入射的入射光的光路L进退。
[0097]作为该滤波器位置切换部127，只要是能够切换波长可变干涉滤波器5位于光路L上的滤波配置状态与波长可变干涉滤波器5从光路L退避的退避状态的结构，则也可以使用任意的结构。
[0098]例如，能够例示具备对波长可变干涉滤波器5进行保持的滤波器保持部与引导滤波器保持部朝一个方向移动的轨道部件，并通过马达等驱动单元使滤波器保持部沿着轨道进行进退移动的结构等。
[0099]另外，作为其他的构成例，也可以是在旋转板设置两个贯通孔并在一个贯通孔安装波长可变干涉滤波器5的例子等。在该情况下，通过使旋转板旋转，从而能够切换使波长可变干涉滤波器5位于光路L上的状态与未设置有波长可变干涉滤波器5的贯通孔位于光路L的状态。
[0100]另外，也可以形成为通过马达的驱动力，使对波长可变干涉滤波器进行保持的滤波器保持部旋转而从光路L退避的结构等。
[0101]控制基板的结构
[0102]控制基板128是对摄像模块12的动作进行控制的电路基板，并与光入射部121、光源部122、波长可变干涉滤波器5、摄像部123以及滤波器位置切换部127等连接。而且，控制基板128基于从控制部16输入的控制信号对各结构的动作进行控制。例如，在对彩色图像进行摄像时，对滤波器位置切换部127进行控制，来使波长可变干涉滤波器5从光路L上退避，将利用摄像部123摄像的彩色图像(彩色图像信号)输出至控制部16。另外，若用户进行放大缩小操作，则控制基板128使光入射部121的规定的透镜移动或使光圈的光圈直径变化。另外，若为了成分分析而进行实施对摄像对象的分光图像进行摄像的主旨的操作，则基于来自控制部16的控制信号，对光源部122的各光源122A的点亮以及熄灭进行控制。并且，控制基板128控制滤波器位置切换部127，来使波长可变干涉滤波器5在光路L上移动。而且，将基于来自控制部16的控制信号的规定电压施加于波长可变干涉滤波器5的静电致动器56，将利用摄像部123摄像的分光图像(分光图像信号)输出至控制部16。
[0103]温度传感器的结构
[0104]温度传感器13配置为面对框体11的传感器窗112，其对检查对象物的温度进行检测。作为该温度传感器13，能够使用例如热电堆阵列、非接触型辐射热测量计等。
[0105]显示器的结构
[0106]显示器14设置为面对框体11的显示窗。作为显示器14，只要是能够显示图像的结构则可以为任意的结构，例如能够例示液晶面板、有机EL面板等。
[0107]另外，本实施方式的显示器14兼作触摸面板，还作为一个操作部15发挥功能。
[0108]操作部的结构
[0109]如上述那样，操作部15由设置于框体11的快门按钮、设置于显示器14的触摸面板等构成。若用户进行输入操作，则操作部15将与输入操作对应的操作信号输出至控制部16。此外，作为操作部15，不限定于上述的结构，例如，也可以形成为取代触摸面板而设置有多个操作按钮等的结构等。
[0110]控制部的结构
[0111]图10是表示分光测量装置10的简要结构的框图。
[0112]控制部16通过例如由CPU、存储器等组合而构成，并对分光测量装置10的全体动作进行控制。如图10所示，该控制部16具备存储部17 (存储单元)以及运算部18。
[0113]存储部17存储有用于对分光测量装置10的整体动作进行控制的OS (OperatingSystem:操作系统)、用于实现各种功能的程序、各种数据。另外，在存储部17具备临时存储已取得的分光图像、彩色图像、成分分析结果等的临时存储区域。
[0114]而且，在存储部17，作为各种数据而存储有表示透过波长可变干涉滤波器5的光的波长相对于施加至该波长可变干涉滤波器5的静电致动器56的驱动电压之间的关系的V-λ数据。
[0115]另外，在存储部17存储有各成分的吸光光谱相对于温度的修正值。
[0116]在存储部17还存储有表示从相对于分析对象的各成分的吸光光谱抽出的特征量(特定波长中的吸光度)与成分含有率之间的相关关系的相关数据(例如标准曲线)。
[0117]运算部18通过读取存储于存储部17的程序而执行各种处理，并作为摄像模式切换单元181、模块控制单元182、成分分析单元183以及显示控制单元184发挥功能。
[0118]摄像模式切换单元181基于用户的操作，切换通过摄像模块12对可见波长区域的彩色图像进行摄像的彩色图像摄像模式与通过摄像模块12对红外波长区域的分光图像进行摄像的分光图像摄像模式。
[0119]模块控制单元182对摄像模块12进行控制。具体而言，模块控制单元182在彩色图像摄像模式中，将使波长可变干涉滤波器5从光路L退避的主旨的控制信号输出至控制基板128，并取得由摄像部123取得到的彩色图像。另外，模块控制单元182在分光图像摄像模式中，将使波长可变干涉滤波器5移动至光路L的主旨的控制信号输出至控制基板128。并且，基于存储在存储部17的V-λ数据，来控制静电致动器56，并取得每个规定波长间隔的分光图像。即，模块控制单元182作为取得利用摄像部123摄像到的摄像图像的本发明的图像取得部发挥功能。
[0120]成分分析单元183基于通过模块控制单元182的控制而取得到的各波长的分光图像来计算摄像对象的食品所含有的成分(各营养素或其含量)以及卡路里。
[0121]具体而言，成分分析单元183具备质量估算单元183Α以及解析单元183Β。
[0122]质量估算单元183Α基于摄像图像，对测量对象食品的体积进行推算，并基于推算出的体积对质量进行推算。其中，在本实施方式中，虽示出了通过质量估算单元183Α推算质量的例子，但例如也可以形成为在分光测量装置10的一部分设置有电子秤等，取得由电子秤测量出的质量的结构。
[0123]解析单元183Β根据已取得的分光图像的各像素的光量计算吸光度，并使用存储于存储部17的相关数据计算相对于各营养素的含有率、含量以及食品的卡路里，并作为食品营养数据，以与实施了测量的时间建立关联的方式存储于存储部17。
[0124]若通过模块控制单元182控制摄像模块12，并取得摄像图像，则显示控制单元184使显示器14显示该取得到的摄像图像。另外，使显示器14显示通过成分分析单元183计算出的成分分析结果。
[0125]此外，后述基于运算部18的具体的处理。
[0126]分光测量装置的动作
[0127]接下来，根据附图，以下对上述那样的分光测量装置10的动作进行说明。
[0128]在通过本实施方式的分光测量装置10实施成分分析的情况下，首先，实施取得用于计算吸光度的基准受光量的初始处理。在该初始处理中，通过例如对白色板等基准校正板进行摄像来实施，测量各波长的受光量Ιο。具体而言，运算部18通过摄像模式切换单元181切换成分光图像摄像模式，通过模块控制单元182依次切换施加于静电致动器56的电压，对于规定的近红外波长区域(例如700nm?1500nm),以例如IOnm间隔切换透过波长。然后，通过摄像部123检测相对于各波长的受光量，并存储于存储部17。此外，在后述的分光图像的取得处理(步骤S7)中详细说明在取得分光图像时使用的光电元件126。
[0129]此处，运算部18可以将基准校正板的仅一点的受光量设为基准受光量，也可以特定各分光图像中的基准校正板的像素范围，并计算特定的像素范围内的规定数量的像素或者全部像素的受光量的平均值。
[0130]接下来，根据图11说明实际上使用分光测量装置10实施摄像对象的成分分析的处理。图11是基于分光测量装置10的成分分析处理的流程图。[0131]如图11所示，在实施成分分析处理的情况下，作为分光测量装置10的被摄像体而设置(set)摄像对象(食品)。另外，若启动分光测量装置10，则摄像模式切换单元181作为初始设定而将摄像模式切换成彩色图像摄像模式(步骤SI)。
[0132]由此，模块控制单元182向控制基板128输出控制信号，如图12所示，滤波器位置切换部127使波长可变干涉滤波器5从光路L上向退避位置退避(步骤S2)。
[0133]因此，来自入射光学系统的入射光不通过波长可变干涉滤波器5而被摄像部123接收。而且，来自摄像部123的各光电元件126的信号经由控制基板128输入至控制部16，模块控制单元182基于各摄像像素124的各光电元件126的信号(光量值)取得彩色摄像图像。另外，显示控制单元184使显示器14实时显示该彩色摄像图像(步骤S3)。
[0134]然后，控制部16判断是否通过例如按压快门等用户对操作部15的操作而实施了实施摄像对象的成分分析的主旨的操作(步骤S4)。
[0135]在步骤S4中，在不存在用户的操作的情况下，返回步骤S3，继续实时显示摄像对象的彩色图像。另一方面，在步骤S4中，在判断为实施了实施摄像对象的成分分析的主旨的操作的情况下，摄像模式切换单元181将摄像模式设定为分光图像摄像模式(步骤S5)。由此，模块控制单元182向控制基板128输出控制信号，如图2所示，滤波器位置切换部127使波长可变干涉滤波器5移动至光路L上(步骤S6)。
[0136]然后，模块控制单元182参照存储于存储部17的V-λ数据，向控制基板128输出驱动波长可变干涉滤波器5的主旨的控制信号。由此，切换施加于波长可变干涉滤波器5的静电致动器56的驱动电压，从而来自波长可变干涉滤波器5的与驱动电压对应的(与反射膜54、55之间的间隙尺寸对应的)分光摄像波长的光被摄像部123接收。换句话说，取得与分光摄像波长对应的分光图像(步骤S7)。
[0137]此处，来自摄像部123的各光电元件126的信号经由控制基板128输入至控制部
16。然后，模块控制单元182选择来自各摄像像素124的各光电元件126的信号(光量值)中的根据分光摄像波长预先设定的光电元件126的信号，从而取得分光图像。
[0138]换句话说，存在如下所述的情况，即，若通过波长可变干涉滤波器5使入射光入射，则次数m不同的多个峰值波长的光透过波长可变干涉滤波器5，分光摄像波长以外的可见光区域的峰值波长的光入射至摄像部123。在本实施方式中，为了除去由这种可见光区域的峰值波长的光所导致的测量误差，模块控制单元182选择可见光区域的峰值波长的光不会入射的光电兀件126,并基于选择出的光电兀件126的信号取得分光图像。
[0139]图13是表示对于分光摄像波长选择的光电元件126的图。
[0140]在本实施方式中，将如图13所示的相对于各分光摄像波长而被选择的光电元件的类别的数据预先存储于存储部17，模块控制单元182基于该数据选择光电元件。
[0141]例如，在使分光摄像波长IOOOnm的光作为I次峰值波长的光透过的情况下，作为2次峰值，波长500nm附近的光也同时透过波长可变干涉滤波器5。在该情况下，模块控制单元182选择R光电元件126R，基于来自R光电元件126R的信号值取得分光图像。
[0142]另外，在使分光摄像波长700nm的光透过的情况下，作为2次峰值，波长350nm附近的光也同时透过波长可变干涉滤波器5。在该情况下，模块控制单元182选择R光电元件126R或者G光电元件126G。其中，在该情况下，可以采用R光电元件126R以及G光电元件126G中的任意一方的信号值,也可以米用R光电兀件126R以及G光电兀件126G的信号值的平均值。
[0143]而且，若在步骤S7中接收来自控制基板128的分光图像，则模块控制单元182将分光摄像波长与分光图像建立关联来存储于存储部17。
[0144]接下来，模块控制单元182判定是否存在其他未取得的分光图像(步骤S8)。在步骤S8中，在存在未取得的分光图像的情况下，返回步骤S7，继续进行分光图像的取得处理。
[0145]此处，在本实施方式中，检测类脂物、糖类、蛋白质以及水分的成分量以及卡路里。因此，作为在步骤S7中设定的分光摄像波长，只要设定成至少能够获得对于类脂物、糖类、蛋白质以及水分的特征量的波长即可，在步骤S8中，只要判定是否取得了这些分光摄像波长的分光图像即可。
[0146]此外，成为测量对象的营养素不限定于此，也可以取得能够获得对于其他营养素的特征量的波长的分光图像。另外，也可以依次取得规定波长间隔(例如IOnm间隔)的分光图像，并根据上述的分光图像对分光光谱进行估算。
[0147]作为对分光光谱进行估算的方法，例如通过生成将对于多个分光摄像波长的光量的每一个作为矩阵要素的测量光谱矩阵，并使规定的变换矩阵作用于该测量光谱矩阵，来估算成为测量对象的光的分光光谱。在该情况下，预先通过摄像模块12测量分光光谱为已知的多个样本光，并将变换矩阵设定成使变换矩阵作用于测量光谱矩阵而得的矩阵与已知的分光光谱之间的偏差变得最小，其中，上述测量光谱矩阵是基于通过测量获得的光量而生成的。
[0148]另外，在步骤S7中的设定相对于分光摄像波长的驱动电压中，优选使用通过温度传感器13检测的温度对分光摄像波长进行修正，从而取得相对于已修正的分光摄像波长的驱动电压。在该情况下，模块控制单元182根据测量对象食品的温度分布检测各点(摄像图像的各像素)的温度，并基于检测出的温度对各分光摄像波长进行修正。
[0149]例如，在基准温度Ttl下，在波长λ Α0的吸光度因成分A的含有率而变化的情况下，基准温度Ttl下的成分A的特征量成为波长λω的吸光度。然而，在温度T1下，存在波长λΑ1的吸光度因成分A的含有率而变化的情况，在该情况下，温度T1下的成分A的特征量成为波长λΑ1的吸光度。特别是，对于水分而言，公知由温度变化导致吸光光谱的变化大，从而优选在进行各成分的分析的情况下，对检测出特征量的波长进行修正。
[0150]因此，模块控制单元182读取存储于存储部17的各成分的相对于各温度的修正值，波长λ ω乘以修正值，来计算相对于温度T1检测特征量的波长λΑ1。另外，在温度因检查对象物的部位而不同的情况下，根据各部位的温度，分别计算分光摄像波长。
[0151]返回图11，在步骤S8中，在判定为不存在未取得的分光图像的情况下，成分分析单元183实施摄像对象的成分分析处理。
[0152]在该成分分析处理中，首先，解析单元183Β基于通过步骤S7获得到的分光图像实施摄像对象的食品的成分分析，并对各成分的成分含有率进行计算(步骤S9)。
[0153]图14是已取得的分光图像的一个例子。图15是表示图14的像素A的分光光谱的图，图16是表示图14的像素B的分光光谱的图。如图14?图16所示，通过基于已取得的分光图像对各像素的分光光谱进行解析，从而能够对光的吸收光谱的特征值进行解析，能够对摄像对象的食品所含有的各成分进行解析。
[0154]具体而言，首先，解析单元183Β指定反映了测量对象食品的像素范围，并对测量对象食品整体中各成分的含有率进行计算。
[0155]摄像对象的食品的指定是基于分光图像或者彩色图像来指定的。作为摄像对象的食品的指定方法，能够使用现有的图像处理技术，例如，通过图像内的边缘检测等来指定反映了摄像对象的食品的像素范围。此外，作为摄像对象的食品的指定方法不限定于此，例如，当在存储部17存储有摄像对象的食品的形状特征值的情况下，也可以基于形状特征值分析图像来指定摄像对象的食品。
[0156]然后，对于各成分，解析单元183B计算所指定的摄像对象的食品的各像素中含有率的平均值，并将其设为摄像对象的食品整体的成分含有率。此外，也可以根据指定出的摄像对象的食品的像素范围选出多个像素，并将对于这些像素进行分析的成分含有率平均。
[0157]作为含有率的求出方法，解析单元183B例如基于基准受光量Ici与被摄像的波长入的分光图像的各像素中的受光量Ιλ，并通过以下的式(1)，来对各像素的波长λ的吸光度Αλ进行计算。
[0158]Ax=-1og (Ιλ/Ι0)...(I)
[0159]其中，基准受光量Itl使用通过上述的初始处理取得的值。
[0160]然后，解析单元183Β基于计算出的吸光度Aa与存储于存储部17的相关数据对各成分的含有率进行分析。作为该成分含有率的分析方法，能够通过以往使用的化学计量学方法来进行。作为化学计量学方法，例如能够使用多元回归分析、主成分回归分析、偏最小二乘法等方法。此外，由于使用了上述的化学计量学方法的各分析方法为公知技术，因此，此处省略说明。
[0161]接下来，质量估算单元183Α对摄像对象的食品的质量进行推算(步骤S10)。
[0162]在该步骤SlO中，质量估算单兀183Α基于摄像图像对摄像对象的食品的体积进行推算。作为摄像图像，可以为已取得的分光图像中的一个，也可以为彩色图像。
[0163]在本实施方式中，尺寸已知的基准物与摄像对象的食品一同被摄像。质量估算单元183Α基于摄像图像，通过对基准物的尺寸与检查对象物的尺寸进行比较，从而对检查对象物的大致的体积进行推算。
[0164]此外，不限定于使用了基准物质的体积的推算，例如，也可以通过图像处理对检查对象物的体积进行推算。例如，也可以使用从不同的角度对检查对象物进行摄像的摄像图像，进行通过三维分析处理求得检查对象物的体积的处理。
[0165]而且，质量估算单元183Α根据通过步骤SlO分析出的各成分的含有率与推算出的摄像对象的食品的体积，对摄像对象的食品的质量进行推算。
[0166]此外，在分光测量装置10设置有电子秤等质量测量部的情况下，也可以通过该质量测量部对质量进行测量。
[0167]然后，解析单元183Β基于在步骤SlO中推算出的质量与通过步骤S9分析出的各成分的含有率，对各营养素的含量进行计算。另外，解析单元183Β根据计算出的各成分的含量(类脂物、糖类、蛋白质的含量)，并基于式(2)，对检查对象物的卡路里进行计算(步骤Sn)。
[0168]卡路里(kcal)=类脂物量(g) Χ9+蛋白质量(g) Χ4+糖类量(g) Χ4...(2)
[0169]然后，解析单元183B将计算出的营养素的含量以及卡路里存储于存储部17。另夕卜，显示控制单元184使显示器14显示通过步骤Sll计算出的各成分的含量、通过步骤Sll计算出的卡路里(步骤S12)。
[0170]第一实施方式的作用效果
[0171]在本实施方式的分光测量装置10中，通过滤波器位置切换部127，能够切换波长可变干涉滤波器5位于入射光的光路L上的状态与从光路L上退避的状态。因此，能够通过单一的摄像部123摄像波长可变干涉滤波器5位于入射光的光路L上的状态的图像与波长可变干涉滤波器5从光路L退避的状态的图像。由此，能够实现分光测量装置10的结构的简化以及小型化。
[0172]在本实施方式中，根据控制部16的模块控制单元182的控制，滤波器位置切换部127在彩色图像摄像模式中使分光滤波器从光路L上退避。在该情况下，入射光不经由波长可变干涉滤波器5，而直接入射至摄像部123，从而通过对可见波长区域的光进行摄像，由此能够摄像适当的彩色图像。另外，在分光图像摄像模式中，滤波器位置切换部127使分光滤波器移动至光路L上。在该情况下，透过了波长可变干涉滤波器5的规定的分光摄像波长的光入射至摄像部123，从而能够取得相对于分光摄像波长的分光图像。
[0173]在本实施方式中，摄像部123具备摄像像素124，该摄像像素124具备:与RGB的各色对应的三个滤色器125 ;以及与上述的三个滤色器125对应的三个光电元件126。另外，在取得分光图像时，模块控制单元182选择与对可见波长区域的峰值波长的光进行遮挡的滤色器125对应的光电兀件126,并基于选择出的光电兀件126的信号值取得分光图像,其中，上述可见波长区域的峰值波长的次数与相对于通过波长可变干涉滤波器5透过的分光摄像波长的次数不同。因此，能够对切断可见波长区域的光的分光图像进行摄像，从而能够取得高精度的分光图像。
[0174]在本实施方式中，波长可变干涉滤波器5使用通过利用静电促动器56对固定反射膜54以及可动反射膜55之间的间隙尺寸进行变更，来使与变更后的间隙尺寸对应的波长的光透过的波长可变型的法布里珀罗标准具。这种法布里珀罗标准具能够将厚度尺寸抑制在例如1_以内，从而能够实现分光测量装置10的小型化。
[0175]第二实施方式
[0176]接下来，根据附图对本发明的第二实施方式进行说明。
[0177]在上述的第一实施方式中，示出了基于来自光电元件126中的接收透过了对在波长可变干涉滤波器5中峰值波长与分光摄像波长不同的光进行遮挡的滤色器125的光的光电兀件126的信号(光量值)取得分光图像的例子。与此相对，在本实施方式中，与上述第一实施方式的不同点在于，通过设置于光路L上的可见光遮挡滤波器对可见波长区域的光进行遮挡而取得分光图像。
[0178]图17是表示第二实施方式的分光测量装置IOA的剖面结构的示意图。
[0179]如图17所示，在本实施方式的分光测量装置IOA中，在波长可变干涉滤波器5的前段设置有对可见波长区域的光进行遮挡并使红外波长区域的光透过的可见光遮挡滤波器 129A。
[0180]此处，虽示出可见光遮挡滤波器129A设置于波长可变干涉滤波器5的前段的例子，但只要设置于摄像部123的前段，则也可以配置于任意的位置。例如，可以设置于波长可变干涉滤波器5与摄像部123之间，也可以设置于光入射部121内。
[0181]而且，在本实施方式中，滤波器位置切换部127使可见光遮挡滤波器129A与波长可变干涉滤波器5 —同移动。即，模块控制单元182在彩色图像摄像模式中对滤波器位置切换部127进行控制，从而使波长可变干涉滤波器5以及可见光遮挡滤波器129A从光路L退避。另外，模块控制单元182在分光图像摄像模式中对滤波器位置切换部127进行控制，从而使波长可变干涉滤波器5以及可见光遮挡滤波器129A移动至光路L上。
[0182]此外，可见光遮挡滤波器129A例如也可以直接粘贴于波长可变干涉滤波器5的光入射面或者光射出面。在该情况下，作为滤波器位置切换部127，不需要另外设置使可见光遮挡滤波器129A移动的移动机构，从而能够实现结构的简化。
[0183]另外，在本实施方式的分光测量装置IOA中，在分光图像摄像模式中，在上述的第一实施方式的步骤S7中取得分光图像的方法不同。
[0184]S卩，在上述的第一实施方式中，为了对可见波长区域的透过峰值波长的光进行切断，根据分光摄像波长选择光电兀件126,并取得了基于从选择出的光电兀件126输出的光量值的分光图像。
[0185]与此相对，在本实施方式中，不需要选择光电元件126。换句话说，如上述那样，在本实施方式中，在分光图像摄像模式中，将可见光遮挡滤波器129A与波长可变干涉滤波器5 —同配置于光路L上，因此可见光不会入射至摄像部123。因此，例如，将R光电元件126R、G光电元件126G以及B光电元件126B中的任意一个(例如R光电元件126R)设为红外受光用的光电兀件126,基于来自该红外受光用的光电兀件126的信号(光量值)取得分光图像。
[0186]此外，虽示出将三个光电元件126 (126R、126G、126B)的任意一个设为红外受光用的光电元件的例子，但不限定于此，例如，也可以基于三个光电元件126 (126R、126G、126B)的光量值的平均值或中值、总值等，取得分光图像。
[0187]第二实施方式的作用效果
[0188]在本实施方式的分光测量装置IOA中，具备可见光遮挡滤波器129A，滤波器位置切换部127在彩色图像摄像模式中使可见光遮挡滤波器129A与波长可变干涉滤波器5 —同从光路L上退避。由此，与上述第一实施方式同样，能够对适当的彩色图像进行摄像。另一方面，滤波器位置切换部127在分光图像摄像模式中使可见光遮挡滤波器129A与波长可变干涉滤波器5 —同移动至光路L。在这种结构中，与第一实施方式相比，分光测量装置IOA中的部件件数增加了相当于设置有可见光遮挡滤波器129A的数量，从而结构复杂化，但在取得分光图像时，不需要选择根据分光摄像波长取得光量值的光电元件126。因此，能够根据三种光电兀件126R、126G、126B中的预先设定的一个光电兀件的光量值取得分光图像。另外，在如上述那样接收红外波长区域的光时，通过对光电元件进行固定，从而能够抑制因滤色器125 (125R、125G、125B)的透过特性的不同所导致的误差，进而能够高精度地取得分光图像。
[0189]另外，也可以对三种光电元件126R、126G、126B的光量值的平均值、总值等进行计算并作为光量值而采用，在该情况下，能够取得精度更高的分光图像。
[0190]第三实施方式
[0191]接下来，根据附图对本发明的第三实施方式进行说明。
[0192]在上述的第一实施方式以及第二实施方式中，在彩色图像摄像模式中，使来自光入射部121的入射光直接入射至摄像部123。与此相对，在本实施方式中，与上述第一实施方式以及第二实施方式的不同点在于，通过设置于光路L上的红外遮光滤波器对红外波长区域的光进行遮挡而取得彩色图像。
[0193]图18是表示第三实施方式的分光测量装置IOB的剖面结构的示意图。
[0194]如图18所示，在本实施方式的分光测量装置IOB中，在光路L上设置有对红外波长区域的光进行遮挡、使可见波长区域的光透过的红外遮光滤波器129B (分光对象波长遮光滤波器)。
[0195]此处，虽示出红外遮光滤波器129B设置于光路L上的波长可变干涉滤波器5的移动以及退避位置的前段的例子，但只要设置于摄像部123的前段，则也可以配置于任意的位置。
[0196]例如，也可以构成为将红外遮光滤波器129B设置于与波长可变干涉滤波器5的配置面相同的面。
[0197]而且，在本实施方式中，滤波器位置切换部127使红外遮光滤波器129B与波长可变干涉滤波器5 —同移动。即，模块控制单元182在彩色图像摄像模式中对滤波器位置切换部127进行控制，从而使波长可变干涉滤波器5 (在如第二实施方式那样设置有可见光遮挡滤波器129A的情况下，使波长可变干涉滤波器5以及可见光遮挡滤波器129A)从光路L退避，并使红外遮光滤波器129B移动至光路L上。另外，模块控制单元182在分光图像摄像模式中对滤波器位置切换部127进行控制，从而使波长可变干涉滤波器5 (在如第二实施方式那样设置有可见光遮挡滤波器129A的情况下，使波长可变干涉滤波器5以及可见光遮挡滤波器129A)移动至光路L上，并使红外遮光滤波器129B从光路L退避。
[0198]第三实施方式的作用效果
[0199]在本实施方式的分光测量装置IOB中，具备红外遮光滤波器129B，滤波器位置切换部127在彩色图像摄像模式中使波长可变干涉滤波器5从光路L上退避，并使红外遮光滤波器129B移动至光路L上。在这种结构中，与第一实施方式相比，分光测量装置IOB中的部件件数增加了相当于设置有红外遮光滤波器129B的数量，从而结构复杂化，但在取得彩色图像时，能够对红外波长区域的光进行遮挡，因此不会加上该红外波长区域的光的光量值，从而能够取得基于准确的可见光的光量值的彩色图像。
[0200]其他的实施方式
[0201]此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够实现本发明的目的的范围内的变形、改进等包含于本发明。
[0202]例如，在上述各实施方式中，虽示出了分光测量装置10、10A、10B的例子，但本发明也能够应用于未实施摄像对象的成分分析等的通常的分光照相机。
[0203]另外，虽例示了分析食品的成分的分光测量装置10、10A、10B，但还能够应用于实施其他的物质的成分分析的装置。
[0204]另外，在上述实施方式中，示出了将本发明的分光图像的对象波长区域设为红外波长区域，并取得红外波长区域的分光图像的例子。与此相对，也可以将对象波长区域例如设定为紫外波长区域。即便在该情况下，也通过形成为利用滤波器位置切换部127使波长可变干涉滤波器5能够相对于光路L进退移动的结构，从而能够适当地取得彩色图像与紫外波长区域的分光图像。在该情况下，作为摄像部123的各滤色器126，使用能够透过红色波长区域以及紫外波长区域的R滤色器、能够透过绿色波长区域以及紫外波长区域的G滤色器、能够透过蓝色波长区域以及紫外波长区域的B滤色器。[0205]另外，对于取得可见波长区域的分光图像的分光照相机也能够应用本发明。在该情况下，通过与上述第一实施方式的分光测量装置10相同的结构，能够取得彩色图像以及可见波长区域的各分光图像。另外，在第二实施方式中，通过使用对除可见波长区域以外的光进行遮挡的带通滤波器(例如红外遮光滤波器129B等)来替代可见光遮挡滤波器129A，从而能够对除可见光以外的波长的光进行隔断，进而能够摄像精度高的分光图像。并且，也可以构成为将第三实施方式的红外遮光滤波器129B固定于光路L上(不通过滤波器位置切换部127使其移动)，在该情况下，与第三实施方式同样，能够摄像切断了红外波长区域的光的精度高的彩色图像，并且在摄像可见波长区域的分光图像时也能够对红外波长区域的光进行切断，从而能够取得精度高的分光图像。
[0206]在上述各实施方式中，虽例示了波长可变干涉滤波器5保持于滤波器保持部等并能够相对于光路L进退移动的结构，但也可以构成为将波长可变干涉滤波器5收纳于框体内的基础上将其保持于滤波器保持部。
[0207]在该情况下，通过对框体内进行真空密闭，能够提高向波长可变干涉滤波器5的静电致动器56施加了电压时的驱动响应性。
[0208]波长可变干涉滤波器5虽构成为具备通过电压施加而使反射膜54、55之间的间隙尺寸变动的静电致动器56，但不限定于此。
[0209]例如，也可以为使用取代固定电极561而配置第一感应线圈、取代可动电极562而配置了第二感应线圈或者永久磁体的感应致动器的结构。
[0210]并且，也可以构成为取代静电致动器56而使用压电致动器。在该情况下，例如通过在保持部522层叠配置下部电极层、压电膜以及上部电极层，并使施加于下部电极层以及上部电极层之间的电压作为输入值而可变，从而能够使压电膜伸缩而使保持部522挠曲。
[0211]另外，在本实施方式中，虽作为法布里珀罗标准具而例示了将固定基板51以及可动基板52以相互对置的状态接合，在固定基板51设置有固定反射膜54，在可动基板52设置有可动反射膜55的波长可变干涉滤波器5，但不限定于此。
[0212]例如，也可以形成为不将固定基板51以及可动基板52接合，而在上述的基板之间设置有使压电元件等反射膜间间隙变更的间隙变更部的结构等。
[0213]另外，不限定于由两个基板构成的结构。例如，也可以使用在一个基板上经由牺牲层层叠两个反射膜，通过蚀刻等除去牺牲层而形成间隙的波长可变干涉滤波器。
[0214]另外，作为分光滤波器，也可以使用例如AOTF (Acousto Optic Tunable Filter:声光可调谐滤波器)、LCTF (Liquid Crystal Tunable Filter:液晶可调谐滤波器)。但是，在该情况下，也存在将分光照相机(分光测量装置10、10A、10B)难以小型化的可能性，从而作为分光滤波器，优选使用法布里珀罗标准具。
[0215]在上述实施方式中，具备温度传感器13，基于检测出的温度，对能够取得分析对象的成分的特征量的波长进行修正，并将其作为分光摄像波长。
[0216]与此相对，也可以为未设置有温度传感器13的结构等。即便在该情况下，也能够对于由温度导致的吸光光谱的变化小的成分实施误差少的成分分析。
[0217]另外，在能够实现本发明的目的的范围内，本发明的实施时的具体的结构能够适当地变更为其他的结构等。
【权利要求】
1.一种分光照相机，其特征在于，具备: 入射光学系统，其供来自摄像对象的入射光入射； 分光滤波器，其从来自所述入射光学系统的入射光中选择规定的波长的光并且能够对选择的所述波长进行变更； 滤波器位置切换部，其使所述分光滤波器在所述入射光的光路上进退；以及摄像部，其通过所述滤波器位置切换部将来自所述入射光学系统的入射光直接接收或者经由所述分光滤波器接收。
2.根据权利要求1所述的分光照相机，其特征在于， 在对可见波长区域的图像进行摄像时，所述滤波器位置切换部使所述分光滤波器从所述光路上退避，在对分光图像进行摄像时，所述滤波器位置切换部使所述分光滤波器在所述光路上移动。
3.根据权利要求1所述的分光照相机，其特征在于， 所述摄像部具备使分光图像的对象波长区域的光与可见波长区域的规定波长范围的光透过并对其他的光进行隔断的滤波器， 所述滤波器具有多种所述可见波长区域的透过波长范围不同的滤色器。
4.根据权利要求3所述的分光照相机，其特征在于， 所述分光图像的对象波长区域为红外波长区域或者紫外波长区域， 所述滤色器是所述透过波长范围为红色波长区域的R滤色器、所述透过波长范围为绿色波长区域的G滤色器以及所述透过波长范围为蓝色波长区域的B滤色器。
5.根据权利要求3所述的分光照相机，其特征在于， 所述分光照相机具备取得摄像图像的图像取得部， 所述分光滤波器为法布里珀罗标准具， 在对所述对象波长区域的分光图像进行摄像时，所述图像取得部基于来自各摄像像素的多个光电元件中的与未包含于所述分光图像的对象波段内的所述分光滤波器中的透过光谱的峰值波长未包含在所述可见波长区域内的滤色器对应的光电元件的信号，取得该分光图像。
6.根据权利要求1所述的分光照相机，其特征在于， 在所述入射光学系统与所述摄像部之间的所述光路上具备遮挡可见波长区域的光并使分光图像的对象波长区域的光透过的可见光遮挡滤波器， 在对可见波长区域的图像进行摄像时，所述滤波器位置切换部使所述可见光遮挡滤波器从所述光路上退避，在对所述对象波长区域的所述分光图像进行摄像时，所述滤波器位置切换部使所述可见光遮挡滤波器在所述光路上移动。
7.根据权利要求1?6中任意一项所述的分光照相机，其特征在于， 所述分光照相机具备使可见波长区域的光透过并遮挡分光图像的对象波长区域的光的分光对象波长遮光滤波器， 在对所述对象波长区域的所述分光图像进行摄像时，所述滤波器位置切换部使所述分光对象波长遮光滤波器从所述光路上退避，在对可见波长区域的图像进行摄像时，所述滤波器位置切换部使所述分光对象波长遮光滤波器在所述光路上移动。
【文档编号】G02B7/00GK104007528SQ201410056442
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】五味二夫 申请人:精工爱普生株式会社