CN104869371B - 电子设备及电子设备的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供电子设备及电子设备的控制方法。分光测定装置(1)具备:波长可变干涉滤波器(5);滤波器驱动部(31),使包含于红色波长区域的规定的红色波长的光、包含于绿色波长区域的规定的绿色波长的光、以及包含于蓝色波长区域的规定的蓝色波长的光依次从波长可变干涉滤波器(5)射出;摄像元件(11),取得与红色波长的光、绿色波长的光及蓝色波长的光各自对应的颜色图像;以及合成部(33),生成合成红色图像、绿色图像及蓝色图像后的合成图像,每取得红色图像,滤波器驱动部(31)均变更红色波长,每取得绿色图像,均变更绿色波长,每取得蓝色图像,均变更蓝色波长。
Description
相关申请的交叉引用
于2014年2月26日提交的日本专利申请JP2014-035043的全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及电子设备及电子设备的控制方法。
背景技术
现有技术中,已知一种使通过分光滤波器的光在摄像元件受光、并取得对应规定波长的光的分光图像的装置(例如,参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的装置中,构成为可针对多个波长取得对拍摄对象进行拍摄而得的分光图像并可预览显示将它们合成后的彩色图像。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-118359号公报
发明内容
(发明要解决的技术问题)
这里,在专利文献1所记载的、取得分光图像并执行分光测定的电子设备中,有时会边参照上述彩色图像的预览显示、边确定电子设备与拍摄对象的相对位置、或边指定执行分析处理的位置。
然而,在专利文献1所记载的装置中,为了在针对多个波长取得分光图像之后生成彩色图像,在取得分光图像的期间,不能生成新的彩色图像。因此,在完全取得分光图像之前不能更新预览显示,预览显示的更新产生延迟。
即,在专利文献1所记载的装置中,在执行分光测定的期间,不能更新预览显示,不能执行使用所取得的分光图像实时显示彩色图像(实时图像)的实时显示。
本发明的目的在于,提供一种能够边执行分光测定、边执行实时显示的电子设备及电子设备的控制方法。
(用于解决技术问题的方案)
本发明的电子设备的特征在于,具备:分光滤波器,从入射光选择性地使规定波长的光射出、且能变更射出的光的波长;滤波器驱动部,控制所述分光滤波器,使包含于红色波长区域的规定的红色波长的光、包含于绿色波长区域的规定的绿色波长的光、及包含于蓝色波长区域的规定的蓝色波长的光依次从所述分光滤波器射出;摄像元件,接收从所述分光滤波器射出的光,取得与所述红色波长的光对应的红色图像、与所述绿色波长的光对应的绿色图像、以及与所述蓝色波长的光对应的蓝色图像;以及合成部,生成将所述红色图像、所述绿色图像及所述蓝色图像合成后的合成图像,每次所述摄像元件取得所述红色图像,所述滤波器驱动部均变更所述红色波长区域中的所述红色波长,每次所述摄像元件取得所述绿色图像,所述滤波器驱动部均变更所述绿色波长区域中的所述绿色波长,每次所述摄像元件取得所述蓝色图像,所述滤波器驱动部均变更所述蓝色波长区域中的所述蓝色波长。
在本发明的电子设备中,为了取得合成实时图像所需的红色图像、绿色图像和蓝色图像,从分光滤波器依次射出与红色图像对应的红色波长的光、与绿色图像对应的绿色波长的光及与蓝色图像对应的蓝色波长的光。此时,当取得红色图像时,波长设定部将波长变更为取得下一红色图像时的红色波长。同样,当取得绿色图像时,将波长变更为取得下一绿色图像时的绿色波长,当取得蓝色图像时,将波长变更为取得下一蓝色图像时的蓝色波长。
在这样的构成中,从分光滤波器依次射出红色波长区域的红色光、绿色波长区域的绿色光、和蓝色波长区域的蓝色光,并依次取得与各色光分别对应的分光图像、即三种颜色图像。因此,通过合成最新的红色图像、最新的绿色图像、最新的蓝色图像,从而能显示高精度的实时图像、即能进行实时显示。
另外,每取得各颜色图像便在各色波长区域中变更从分光滤波器射出的波长。例如,每取得红色图像就变更红色波长。这样,如果在各色波长区域中变更从分光滤波器射出的波长并取得对应这多个波长的光量,则能基于所取得的光量执行高精度的分光测定。
如以上那样,在本发明中,能够取得分光测定所需的与多个波长对应的颜色图像,并能使用所取得的三种颜色图像生成合成图像,能同时执行实时显示及分光测定两者。
在本发明的电子设备中,优选所述滤波器驱动部按规定阈值以内的波长变更量变更所述红色波长、所述绿色波长、及所述蓝色波长。
在本发明的电子设备中,在各波长区域中变更出射光的波长时,以其变更量在规定阈值以内的方式设定波长。
例如,对绿色波长区域设定500nm、520nm、540nm、560nm及580nm的波长时,在偏蓝色的波长500nm与偏红色的波长580nm之间存在80nm的差异。因此,在显示了使用500nm的蓝色图像生成的合成图像之后再显示使用580nm的蓝色图像生成的合成图像时,有可能在更新实时图像时突然发生色调的变动。这样,关于同一波长区域,在前后取得的各颜色图像间的波长的变更量超过规定阈值时,即使是对同一拍摄对象进行拍摄,也有可能用前后取得的各颜色图像分别生成的各合成图像间的灰度值较大地变化。在这种情况下,会存在每更新实时显示时、所显示的实时图像的色调都发生变化的情况。
相对于此,在本发明中,按规定阈值以内的变更量变更出射光的波长,因此,能够抑制实时图像的色调变化。
在本发明的电子设备中,优选所述滤波器驱动部对所述红色波长区域、所述绿色波长区域及所述蓝色波长区域中的各波长区域,使从所述分光滤波器射出的光的波长从预设的最小波长依次变更到预设的最大波长之后,再从所述最大波长依次变更到所述最小波长。
在本发明的电子设备中,在依次变更出射光的波长时,从各波长区域中设定的最小波长依次变更到最大波长,然后,再从最大波长依次变更到最小波长。
例如,如上所述,当从绿色波长区域(500nm~580nm)的最大波长(580nm)向最小波长(500nm)变更波长时,绿色图像的波长有80nm的变动,因此,在更新实时图像时,有可能突然出现色调的变动。
相对于此,在本发明中,当达到最大波长(580nm)时,再次以例如20nm的间隔向最小波长(500nm)变更绿色波长。在这样的构成中,能够抑制波长的变更量,并且,由于该变更量大致一定,故能抑制实时图像的色调的变化。
在本发明的电子设备中,优选具备校正部,其校正对同一拍摄对象进行拍摄所得的多个所述合成图像中的至少一个所述合成图像的灰度值,使该多个所述合成图像间的灰度值的差在规定的第二阈值的范围内。
需要注意的是,校正合成图像的灰度值不限于校正所生成的合成图像的灰度值,通过校正作为合成图像的生成源的三种颜色图像的灰度值来校正合成图像的灰度值也包含在内。
这里,通过每取得颜色图像便改变各波长区域中的出射光的波长并合成最新的各颜色图像来生成合成图像。这样,一旦变更各波长区域中的出射光的波长,则即便是拍摄同一对象,也有多个合成图像间的灰度值的差超过第二阈值、在多个合成图像间发生色调变动之忧。
相对于此,在本发明中,校正部校正对同一拍摄对象进行拍摄所得的多个合成图像中的至少一个合成图像的灰度值,使多个合成图像间的灰度值的差在规定的第二阈值的范围内。例如,在拍摄同一对象而得到这多个合成图像的情况下,以多个合成图像中的一个基准图像的灰度值与其它合成图像的灰度值之差在第二阈值的范围内的方式校正其它合成图像的灰度值。另外,例如,即使红色波长区域的红色波长在600nm~680nm之间变更,也以代表波长(例如,中心波长640nm)的灰度值为基准校正红色图像的灰度值。绿色及蓝色也是同样。
在这样的构成中,在多个合成图像间,灰度值的差在规定的第二阈值的范围内。由此,在多个合成图像间,能够抑制因各色波长区域中的波长的变动所导致的灰度值的变化,能够抑制实时图像的色调的变化。
在本发明的电子设备中,优选具备存储部,存储由所述滤波器驱动部所设定的各波长、和通过所述摄像元件针对该各波长所拍摄的图像;以及分析处理部,使用对应所述各波长的图像,执行拍摄对象的分光分析。
在本发明的电子设备中,存储与所设定的波长各自对应的图像,并使用存储的与各波长对应的图像来执行测色等分析处理。
在这样的构成中,每取得用于实时显示的颜色图像便与波长对应地存储该颜色图像。
因此,可以在用户边参照实时显示、边决定执行分析处理的时间点,预先存储好分析处理所需的与波长对应的分光图像。因此,能实现分光测定所需时间的缩短。
在本发明的电子设备中,优选具备检测部,其在存储于所述存储部的所述红色图像、所述绿色图像和所述蓝色图像的各颜色图像中,检测与同一波长区域对应的所述颜色图像间的所述拍摄对象的变更。
在本发明的电子设备中,在存储于存储部的颜色图像中的、与同一波长区域对应的颜色图像间检测拍摄对象的变更。
这里,当同时使用拍摄对象不同的颜色图像执行分析处理时,不能执行准确的分析处理,导致分析精度下降。
在本发明中,通过检测拍摄对象的变更,从而例如能在执行分析处理之前重新取得颜色图像。因此,能够抑制使用上述这样的错误颜色图像执行分光分析处理,能够抑制分析精度的下降。
本发明的电子设备的控制方法的特征在于,所述电子设备具备:分光滤波器,从入射光选择性地使规定波长的光射出、且能变更射出的光的波长;滤波器驱动部,控制所述分光滤波器,使所述规定波长的光从所述分光滤波器射出;摄像元件,接收从所述分光滤波器射出的色光,并取得颜色图像;以及图像生成部,使用由所述摄像元件取得的所述颜色图像生成合成图像,在所述控制方法中,使包含于红色波长区域的规定的红色波长的光、包含于绿色波长区域的规定的绿色波长的光、及包含于蓝色波长区域的规定的蓝色波长的光依次从所述分光滤波器射出,通过所述摄像元件取得与所述红色波长的光对应的红色图像、与所述绿色波长的光对应的绿色图像、以及与所述蓝色波长的光对应的蓝色图像,且每次取得所述红色图像均变更所述红色波长区域中的所述红色波长,每次取得所述绿色图像均变更所述绿色波长区域中的所述绿色波长,每次取得所述蓝色图像均变更所述蓝色波长区域中的所述蓝色波长,并且,生成将取得的所述红色图像、所述绿色图像、及所述蓝色图像合成后的合成图像。
在本发明的电子设备的控制方法中,与上述发明同样,依次从分光滤波器射出红色波长区域的红色光、绿色波长区域的绿色光及蓝色波长区域的蓝色光,并依次取得与各色光各自对应的分光图像、即三种颜色图像。然后,合成所取得的三色的颜色图像而生成合成图像。
因此,与上述发明同样,能够进行高精度的实时显示及分光测定。另外,能够取得分光测定所需的与多个波长对应的颜色图像,并使用取得的三种颜色图像生成合成图像,能同时执行实时显示及分光测定两者。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的分光测定装置的概略构成的框图。
图2是示出第一实施方式的波长可变干涉滤波器的概略构成的俯视图。
图3是示出第一实施方式的波长可变干涉滤波器的概略构成的截面图。
图4是示出一例目标波长的曲线图。
图5是示出第一实施方式的分光测定装置的一例动作的流程图。
图6是示出本发明的第四实施方式的分光测定装置的概略构成的框图。
图7是示出本发明的第五实施方式的分光测定装置的概略构成的框图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,基于附图说明本发明的第一实施方式。
(分光测定装置的构成)
图1是示出本发明一实施方式所涉及的分光测定装置的概略构成的框图。
分光测定装置1相当于本发明的电子设备,是分析由测定对象X所反射的测定对象光中的各波长的光强度并测定分光光谱的装置。如图1所示,该分光测定装置1具备光学模块10、显示部21、操作部22、以及控制光学模块10和显示部21并处理从该光学模块10输出的信号的控制部30。
在分光测定装置1中,在执行测定对象X的分光测定时,通过确定分光测定装置1与测定对象X的相对位置,从而设定测定对象X中的测定位置。此时,将由光学模块10拍摄到的图像实时显示在显示部21上,边参照该图像(以下,也称实时图像),边确定分光测定装置1与测定对象X的相对位置。
此外,虽然在本实施方式中示出了测定由测定对象X所反射的测定对象光的例子,但,例如在使用液晶面板等发光体作为测定对象X的情况下,也可以将该发光体发出的光作为测定对象光。
(光学模块的构成)
光学模块10具备波长可变干涉滤波器5、摄像元件11、检测信号处理部12、以及电压控制部13。
该光学模块10使由测定对象X所反射的测定对象光通过入射光学系统(省略图示)并导入波长可变干涉滤波器5,通过摄像元件11接收透过了波长可变干涉滤波器5的光。然后,从摄像元件11输出的检测信号经由检测信号处理部12输出到控制部30。
(波长可变干涉滤波器的构成)
图2是示出波长可变干涉滤波器的概略构成的俯视图。图3是沿图2的III-III线截面时的波长可变干涉滤波器的截面图。
波长可变干涉滤波器5相当于本发明的分光滤波器,是波长可变型的法布里-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,具备:厚度尺寸例如形成为500μm左右的固定基板51、以及厚度尺寸例如形成为200μm左右的可动基板52。这些固定基板51及可动基板52例如分别由钠玻璃、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者水晶等形成。而且,这些固定基板51和可动基板52通过利用例如由以硅氧烷为主成分的等离子体聚合膜等构成的接合膜53(第一接合模531以及第二接合膜532)将固定基板51的第一接合部513和可动基板的第二接合部523接合而一体地构成。
在固定基板51上设置有固定反射膜54,在可动基板52上设置有可动反射膜55。这些固定反射膜54和可动反射膜55隔着间隙Ga而相对配置。而且,在波长可变干涉滤波器5中设置有用于调整(变更)该间隙Ga的尺寸的静电致动器56。
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、图2所示这样的俯视观察(以后,称为滤波器俯视观察)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,且与后述的可动部521的中心点一致。
(固定基板的构成)
在固定基板51上,通过蚀刻而形成有电极配置槽511以及反射膜设置部512。该固定基板51与可动基板52相比,厚度尺寸形成得更大,不会因在固定电极561与可动电极562间施加电压时的静电引力、固定电极561的内部应力而导致固定基板51挠曲。
另外,在固定基板51的顶点C1处形成有切口部514,后述的可动电极垫564P露出于波长可变干涉滤波器5的固定基板51侧。
在滤波器俯视观察中,电极配置槽511形成为以固定基板51的平面中心点O为中心的环形。在所述俯视观察中,反射膜设置部512从电极配置槽511的中心部向可动基板52侧突出形成。该电极配置槽511的槽底面成为配置固定电极561的电极设置面511A。并且,反射膜设置部512的突出前端面成为反射膜设置面512A。
另外,在固定基板51上,设置有从电极配置槽511朝向固定基板51的外周缘的顶点C1、顶点C2延伸出的电极引出槽511B。
在电极配置槽511的电极设置面511A上设置有构成静电致动器56的固定电极561。更具体来说,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相对的区域。另外,也可以采用在固定电极561上层压用于确保固定电极561和可动电极562之间的绝缘性的绝缘膜的构成。
并且,在固定基板51上设有从固定电极561的外周缘向顶点C2方向伸出的固定引出电极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)构成与电压控制部13连接的固定电极垫563P。
在本实施方式中,虽然示出了在电极设置面511A设置一个固定电极561的构成,但是,例如也可以采用设置两个电极的构成(双重电极构成)等,这两个电极形成以平面中心点O为中心的同心圆。
如上所述,反射膜设置部512与电极配置槽511在同轴上,被形成为直径尺寸小于电极配置槽511的略圆柱形,具有该反射膜配置部512的与可动基板52相对的反射膜设置面512A。
如图3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,例如可以使用Ag等金属膜、Ag合金等合金膜。另外,例如也可以使用高折射层用TiO2,低折射层用SiO2的电介质多层膜。而且,也可以使用在电介质多层膜上层压了金属膜(或合金膜)的反射膜、在金属膜(或合金膜)上层压了电介质多层膜的反射膜、层压了单层的折射层(TiO2、SiO2等)和金属膜(或合金膜)的反射膜等。
另外,也可以在固定基板51的光入射面(未设置固定反射膜54的面)的与固定反射膜54对应的位置形成防反射膜。该防反射膜可以通过交替层压低折射率膜和高折射率膜而形成,其降低固定基板51的表面的可见光的反射率,增加透过率。
并且,在固定基板51的与可动基板52相对的面中,未通过蚀刻形成电极配置槽511、反射膜设置部512和电极引出槽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,该第一接合膜531与设于可动基板52的第二接合膜532接合,从而如上所述,固定基板51和可动基板52相接合。
(可动基板的构成)
在图2所示的滤波器俯视观察中,可动基板52具备以平面中心点O为中心的圆形的可动部521、与可动部521同轴并保持可动部521的保持部522、以及设置在保持部522外侧的基板外周部525。
另外,如图2所示,在可动基板52上与顶点C2对应地形成有切口部524,从可动基板52侧看波长可变干涉滤波器5时,固定电极垫563P露出。
可动部521被形成为厚度尺寸大于保持部522,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。该可动部521在滤波器俯视观察中,直径尺寸被形成得至少大于反射膜设置面512A的外周缘的直径尺寸。并且,在该可动部521设置有可动电极562和可动反射膜55。
另外,与固定基板51一样,也可以在可动部521的与固定基板51相反一侧的面形成防反射膜。这样的防反射膜可以通过交替层压低折射率膜和高折射率膜形成,其可以降低可动基板52的表面的可见光的反射率,增加透过率。
可动电极562隔着间隙Gb与固定电极561相对,被形成为与固定电极561相同形状的环形。该可动电极562与固定电极561一起构成静电致动器56。并且,在可动基板52具备从可动电极562的外周缘向着可动基板52的顶点C1延伸出的可动引出电极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C1的部分)构成与电压控制部13连接的可动电极垫564P。
可动反射膜55以与固定反射膜54隔着间隙Ga相对的方式设置在可动部521的可动面521A的中心部。该可动反射膜55使用与上述固定反射膜54相同构成的反射膜。
另外,如上所述,在本实施方式中示出了间隙Gb大于间隙Ga的尺寸的例子,但不局限于此。例如,使用红外线、远红外线作为测定对象光的情况下等,也可以根据测定对象光的波长范围形成间隙Ga的尺寸大于间隙Gb的尺寸的构成。
保持部522是围住可动部521周围的隔膜,厚度尺寸被形成得小于可动部521。这样的保持部522比可动部521更容易挠曲,稍微的静电引力就可以使可动部521向固定基板51侧位移。此时,由于可动部521的厚度尺寸大于保持部522,刚性更大,因此,即使保持部522被静电引力拉向固定基板51侧时,可动部521的形状也不会发生变化。因此,设置在可动部521的可动反射膜55也不会产生挠曲,可以始终将固定反射膜54和可动反射膜55保持为平行状态。
另外,在本实施方式中,示出了隔膜状的保持部522,但不局限于此。例如也可以采用以平面中心点O为中心设置以等角度间隔配置的梁状的保持部的构成等。
如上所述,基板外周部525在滤波器俯视观察中设置在保持部522的外侧。该基板外周部525的与固定基板51相对的面具备与第一接合部513相对的第二接合部523。并且,在该第二接合部523设有第二接合膜532,如上所述,第二接合膜532与第一接合膜531接合,从而固定基板51和可动基板52相接合。
(摄像元件、检测信号处理部、以及电压控制部的构成)
接着,返回图1,说明光学模块10。
摄像元件11接收(检测)透过波长可变干涉滤波器5的光,并向检测信号处理部12输出基于受光量的检测信号。可以使用CCD、CMOS等各种图像传感器作为摄像元件11。
检测信号处理部12在放大所输入的检测信号(模拟信号)之后转换为数字信号并输出到控制部30。检测信号处理部12由放大检测信号的放大器、将模拟信号转换为数字信号的A/D转换器等构成。
电压控制部13基于控制部30的控制,对波长可变干涉滤波器5的静电致动器56施加驱动电压。由此,在静电致动器56的固定电极561与可动电极562之间产生静电引力,可动部521向固定基板51侧位移。
(显示部及操作部的构成)
显示部21例如由液晶面板、等离子显示板(PDP;Plasma Display Panel)、有机EL显示板等各种显示面板构成。显示部21基于控制部30的控制而显示实时图像等。
操作部22例如由鼠标、键盘、触摸面板等、可检测用户操作的各种装置构成。
(控制部的构成)
接着,说明分光测定装置1的控制部30。
控制部30通过组合例如CPU、存储器等而构成,控制分光测定装置1的整体动作。该控制部30如图1所示,具备滤波器驱动部31、光量取得部32、合成部33、显示控制部34、分光测定部35、以及存储部36。
此外,存储部36存储用于控制分光测定装置1的各种程序、各种数据。该数据例如是表示相对于向静电致动器56施加的驱动电压的透过光的波长的V-λ数据、与对测定对象X进行测定时的测定波长相关的信息(测定开始波长、波长的变更间隔、及测定结束波长等)。
滤波器驱动部31设定通过波长可变干涉滤波器5取出的光的目标波长,其基于V-λ数据,将旨在向静电致动器56施加与所设定的目标波长对应的驱动电压的指令信号输出到电压控制部13。
光量取得部32使摄像元件11输出与受光量相应的检测信号,并经由检测信号处理部12取得该检测信号。而且,光量取得部32基于所取得的检测信号,按摄像元件11的各像素取得波长可变干涉滤波器5的透过光的受光量,并取得分光图像。取得的分光图像根据需要与检测时的测定波长相关联地存储到存储部36中。此外,也可以在存储部36中不存储分光图像的图像数据本身,而是将与各像素对应的受光量相关信息(检测信号的电压值等)与测定波长相对应地进行存储。
合成部33合成与红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)各色光对应的分光图像、即平方误差颜色图像,并生成合成图像。
更具体而言,合成部33合成与来自测定对象X的光中的红色波长区域的红色光对应的红色图像、与绿色波长区域的绿色光对应的绿色图像、以及与蓝色波长区域的蓝色光对应的蓝色图像,并生成合成图像。
显示控制部34将由合成部33生成的合成图像作为实时图像显示在显示部21上。需要注意的是,除此以外,还在显示部21显示分光测定结果等各种图像。
分光测定部35基于由光量取得部32取得的光量,测定测定对象光的光谱特性。
(分光测定装置的动作的概要)
接着,以下基于附图来说明上述这样的分光测定装置1的动作的概要。
在分光测定装置1中,进行将合成图像作为实时图像显示于显示部21的实时显示处理,其中,将由光学模块10拍摄到的R、G、B各色的颜色图像合成得到该合成图像。由此,用户能够参考实时显示来容易地设定执行测定对象X的分光测定处理的测定位置。
这里,在本实施方式的分光测定装置1中,在执行实时显示处理及分光测定处理时,按规定的顺序依次取得红色图像、绿色图像、及蓝色图像。
以下,说明本实施方式的分光测定装置1中的、作为取得对象的颜色图像的波长及颜色图像的取得顺序的一个例子。
图4是示出执行实时显示处理及分光测定处理时作为取得对象的颜色图像的波长的一个例子的曲线图。
如图4所示,在本实施方式中,测定波长区域分为红色波长区域(例如为600nm~700nm的范围,以下,也称R区域)、绿色波长区域(例如为500nm~580nm的范围,以下,也称G区域)、及蓝色波长区域(例如为400nm~480nm的范围,以下,也称B区域)这三个波长区域。
对上述各波长区域分别预先设定多个测定对象的波长(例如,如图4所示,间隔为20nm的目标波长)。具体而言,如图4所示,作为测定对象的目标波长,对于B区域,设定400nm、420nm、440nm、460nm、及480nm这五个波长。另外,对于G区域,设定500nm、520nm、540nm、560nm、及580nm这五个波长。另外,对于R区域,设定600nm、620nm、640nm、660nm、680nm、及700nm这六个波长。即,在分光测定装置1中,作为一例,对测定波长区域设定16个作为测定对象的波长。
另外,在本实施方式中,关于除R区域的700nm以外的15个波长,如下表1所示,将从各波长区域逐一选择的三个波长作为一组,设定五组。需要说明的是,在本实施方式中,作为一例,从各波长区域中的小的波长开始依次逐个选择波长而设定为一组。
[表1]
在分光测定装置1中,对从组1到组5的各组依次取得与所设定的波长对应的颜色图像。另外,在分光测定装置1中,关于各组,从波长小的一方开始依次、即按B区域、G区域、R区域的顺序取得与所设定的波长对应的颜色图像。此外,关于与R区域中设定的700nm对应的颜色图像,例如在取得680nm的颜色图像之后将其取得,其按可任意设定的规定顺序被取得。
具体而言,在分光测定装置1中,滤波器驱动部31按B区域、G区域及R区域的顺序设定组1的目标波长。由此,从波长可变干涉滤波器5透过的光依次切换为400nm、500nm、600nm,光量取得部32分别取得与400nm对应的B图像、与500nm对应的G图像、与600nm对应的R图像。然后,滤波器驱动部31与上述同样地依次设定组2的目标波长,光量取得部32取得与这些被设定的目标波长对应的各颜色图像。以下,通过执行同样的处理,依次取得与组1至组5的各目标波长对应的15个波长的颜色图像。
也就是说,在每次取得B图像,滤波器驱动部31都会变更B区域的目标波长(蓝色波长),在每次取得G图像,都会变更G区域的目标波长(绿色波长),在每次取得R图像,都会变更R区域的目标波长(红色波长)。
需要说明的是,控制部30存储指定取得对象组的组变量g(g=1~5,本实施方式中组变量g的最大值gmax=5)、和指定取得对象的颜色的颜色变量C(C=1~3)(参照表1)。而且,控制部30通过在每次取得颜色图像时适当变更组变量g及颜色变量C,从而能够指定与接下来成为取得对象的颜色图像相关的目标波长。例如,在(g,C)=(2,3)时,组2的R区域的波长、即620nm是下一目标波长。
(分光测定装置的动作)
以下,基于附图,说明上述分光测定装置1的动作的具体例。
图5是示出分光测定装置1进行的一例动作的流程图。
如图5所示,在分光测定装置1中,滤波器驱动部31使组变量g及颜色变量C初始化,即、设定为1(步骤S1)。
接着,分光测定装置1取得与当前设定的组变量g及颜色变量C的值(g,C)对应的颜色图像(步骤S2)。在步骤S2中,将取得的颜色图像存储在存储部36中。需要说明的是,在本实施方式中,存储与表1所示的15个波长对应的最新的颜色图像。因此,每次取得颜色图像都会更新与15个波长对应的最新的颜色图像。
具体而言,滤波器驱动部31参照组变量g及颜色变量C的值(g,C),指定目标波长。在滤波器驱动部31中,例如,如表1所示,(g,C)=(1,1)时,指定目标波长为λ=400nm,在(g,C)=(3,2)时,指定目标波长为λ=540nm。
然后,在波长可变干涉滤波器5中,通过滤波器驱动部31将反射膜间的间隙Ga的尺寸设定为与目标波长对应的值。然后,从波长可变干涉滤波器5射出与间隙Ga的尺寸对应的波长的光,光被摄像元件11接收。光量取得部32基于来自摄像元件11的检测信号,取得(g,C)的颜色图像。
在步骤S2之后,合成部33通过判定颜色变量C是否为3以上来判定是否取得了与一组对应的三个颜色图像(步骤S3)。
在该步骤S3中,在判定为否时,控制部30对颜色变量C加1(步骤S4),并返回步骤S2。
相反,在步骤S3中,在判定为是时,控制部30进行实时显示(步骤S5)。
即,合成部33使用所取得的颜色图像中的、最新一组的各颜色图像生成合成图像。例如,在取得组变量g=4、即组4的全部颜色图像之后,生成将该组4中包含的波长λ=460nm的B图像、波长λ=560nm的G图像、以及波长λ=660nm的R图像合成后的合成图像。然后,显示控制部34将所生成的合成图像作为实时图像使显示部21显示。
在进行了实时显示之后,控制部30判定是否收到来自用户的执行分光测定处理的指示、即测定指示(步骤S6)。需要说明的是,控制部30在收到了来自用户的测定指示时,将标志(フラグ)F的值设为1。在步骤S6中,控制部30在标志F的值为1的情况下,判定收到了测定指示,在标志F的值为0的情况下,判定未收到测定指示。
在步骤S6中判定为收到测定指示的情况下(步骤S6;是),控制部30判定是否已取得表1所示的15个波长的颜色图像并存储在了存储部36中(步骤S7)。
控制部30在判定已经取得了15个波长的颜色图像时(步骤S7;是),接着,取得与波长λ=700nm对应的R图像(步骤S8)。这样地,取得预先设定的16个波长的全部颜色图像。
接着,分光测定部35使用16个波长的全部颜色图像,取得分光光谱(步骤S9)。分光测定部35使用对各波长算出的光量,计算测定对象的分光光谱。需要注意的是,在步骤S9中,控制部30将标志F的值初始化(即,设F=0)。
接着,判定是否收到来自用户的结束指示(步骤S10)。控制部30判定是否经由操作部22检测到结束指示,在检测到结束指示的情况下(步骤S10;是),结束处理。
这里,即便在步骤S6中判定已接收到测定指示,但当在步骤S7中判定尚未取得15个波长的颜色图像时(步骤S7;否),分光测定装置1还是依次取得15个波长的颜色图像中尚未被取得的颜色图像。即,对组变量g加1、且初始化颜色变量C的值(C=1)(步骤S11)。然后,分光测定装置1返回步骤S2,重复处理,直到取得15个波长的颜色图像。
此时,标志F的值直到在后述的步骤S9执行取得光谱特性的处理才被重置。因此,当接收了一次来自用户的测定指示时,标志F的值都维持在1,直到在步骤S9中被重置,在步骤S7中,重复接收到测定指示的判定。
另一方面,当在步骤S6中判定未接收到来自用户的测定指示时(F=0,步骤S6;否)、以及在步骤S10中判定未接收到结束指示时(步骤S10;否),分光测定装置1继续依次取得15个波长的颜色图像。具体而言,判定组变量g是否为最大值gmax(本实施方式中为5)以上(步骤S12)。
于是,在步骤S12中判定组变量g的值不在gmax以上时(步骤S12;否),控制部30对组变量g加1、且将颜色变量C的值初始化(步骤S13),回到步骤S2,重复以下的处理。
相反,当在步骤S12中判定组变量g的值在gmax以上时(步骤S12;是),由于已取得15个波长的颜色图像,因此,控制部30返回步骤S1,将组变量g及颜色变量C的值初始化,重复之后的处理。
需要说明的是,当在步骤S6中判定未收到测定指示时,控制部30也可以进行是否收到来自用户的结束指示的判定。在判定未收到结束指示时,控制部30进行步骤S12,在判定接收到结束指示时,结束处理。
(第一实施方式的作用效果)
在分光测定装置1中,从波长可变干涉滤波器5依次射出与R区域、G区域及B区域中各区域对应的色光,并依次取得与各色光分别对应的分光图像、即三种颜色图像。因此,通过合成最新的R图像、最新的G图像、最新的B图像,从而能显示高精度的实时图像。
另外,每取得各颜色图像都会改变各色波长区域中从波长可变干涉滤波器5射出的波长。例如,在每次取得R图像时都会改变红色波长。如果像这样地改变各色波长区域中从波长可变干涉滤波器5射出的波长并取得对应这多个波长的光量,则能基于取得的光量执行高精度的分光测定。
如上所述,在本实施方式的分光测定装置1中,能在取得分光测定所需的与多个波长对应的颜色图像的同时,使用所取得的平方误差颜色图像生成合成图像,能同时执行实时显示及分光测定两者。
另外,分光测定装置1存储最新的15个波长的颜色图像,并使用所存储的颜色图像执行分析处理。
因此,能够在用户边参照实时显示、边进行测定指示的时间点,预先存储分析处理所需的大部分颜色图像。因此,能够省略或缩短从接收到来自用户的指示起取得上述分析处理所需的全部颜色图像所要的测定时间。
另外,分光测定装置1采用在接收到测定指示后取得不用于实时显示的与波长λ=700nm对应的R图像的构成。在这样的构成中,由于未收到测定指示便不获取不用于实时显示的颜色图像,因此,能每取得三个颜色图像便更新合成图像。由此,能抑制因取得不用于实时显示的颜色图像所导致的合成图像的帧速率下降。
此外,分光测定装置1也可以构成为不管测定指示如何,均依次取得包括与波长λ=700nm对应的R图像在内的16个波长的全部颜色图像。例如,也可以在取得与波长λ=680nm对应的颜色图像之后取得与波长λ=700nm对应的R图像。在这种情况下,可以在进行了测定指示的时间点存储好分析处理所需的全部颜色图像,能在收到了测定指示的时机进行分析处理。
这里,在第一实施方式中,例示了对于各色波长区域、以从设定波长中的小的波长开始依次取得颜色图像的方式变更目标波长的构成,但本发明并不限定于此,也可以在各波长区域各自中以按任意方法预设的顺序变更波长。例如,也可以构成为在各波长区域以从大的波长开始依次取得颜色图像的方式变更目标波长。
另外,在第一实施方式中,采用在存储部36中存储15个波长的最新的颜色图像的构成,但也可以构成为还存储在最新的15个波长的颜色图像之前取得的颜色图像。
另外,还可以构成为存储比15个波长少的颜色图像,在接收到测定指示后再取得分析处理所需的波长的颜色图像中的、未被存储的波长的颜色图像。
(第二实施方式)
以下,说明本发明的第二实施方式。
在第一实施方式中,说明了在各波长区域中、将目标波长设定为在所设定的多个波长中依次变大的构成。
相对于此,本实施方式中,在各波长区域中,以目标波长的变更量在规定阈值内的方式依次进行变更,关于这点,与第一实施方式不同。
在本实施方式中,也与第一实施方式同样,如图4所示,对B区域及G区域分别设定5个波长、对R区域设定6个波长共16个波长作为目标波长。
在本实施方式中,对于除R区域的700nm以外的15个波长,如下表2所示,将从各波长区域逐一选择的三个波长作为一组,设定五组。
[表2]
在本实施方式中,分光测定装置对从上述组1到组5的各组也依次取得颜色图像。
即,本实施方式中,在各波长区域分别在规定值(相当于本发明的规定变更量)的范围内依次进行变更。如表2所示,例如,关于B区域,目标波长变更为400nm、440nm、480nm、460nm、及420nm。因此,关于B区域,以40nm以下的波长变更量变更目标波长。G区域及R区域也是同样。
具体而言,在本实施方式中,按组1的400nm、500nm及600nm、组2的440nm、540nm及640nm、组3的480nm、580nm及680nm、组4的460nm、560nm及660nm、以及组5的420nm、520nm及620nm的顺序依次设定目标波长。
需要说明的是,在本实施方式中,与波长λ=700nm对应的红色图像也可以与第一实施方式同样,在判定接收到测定指示之后加以取得,还可以在规定的时机、例如在取得与波长λ=680nm对应的颜色图像之后取得。
(第二实施方式的作用效果)
在第二实施方式中,来自波长可变干涉滤波器5的出射光的波长以在各波长区域中为规定阈值以内的波长变更量的方式进行变更。更具体而言,例如,以在各波长区域中波长变更量为40nm以下的方式变更出射光的波长。
这里,对于同一的波长区域,当前后取得的颜色图像间的波长的变更量超过规定范围时,即使是对同一拍摄对象进行拍摄,也会存在使用前后取得的各颜色图像分别生成的各合成图像间的灰度值发生大的变化的情况。在这种情况下,每当更新实时显示时,显示的实时图像的色调有时会发生变化。
例如,对于绿色波长区域,当设定500nm、520nm、540nm、560nm、及580nm的波长时,在偏蓝色的波长500nm与偏红色的波长580nm之间存在80nm的差异。因此,在显示使用500nm的颜色图像生成的合成图像之后再显示使用580nm的颜色图像生成的合成图像的话,有可能导致在更新实时图像时色调突兀地发生变化。
相对于此,由于以波长变更量在规定阈值以内的方式变更出射光的波长,因此,能抑制实时图像的色调变化。
这里,在本实施方式中,作为规定阈值的范围,例示了波长变更量为40nm以下的情况。上述规定阈值是在使用前后取得的颜色图像分别形成的各合成图像(例如组1和组2间)中、颜色图像间的色调变化在容许范围内的波长变更量的最大值,其通过实验等而预先设定。
需要说明的是,在本实施方式中,对于各波长区域,例示了下述的构成:即、以组1到组2间以及组2到组3间波长增大40nm,组3到组4间波长减少20nm,组4到组5间波长减少40nm的方式变更波长,但本发明不限于此。即,适当设定波长变更量和目标波长而使波长变更量在规定阈值范围内即可。
(第三实施方式)
以下,说明本发明的第三实施方式。
在第一实施方式中,对于各波长区域,说明了以在所设定的多个波长中依次变大的方式设定目标波长的构成。
相对于此,在本实施方式中,对于各波长区域,在所设定的多个波长中,以从最小值向最大值依次增大之后再从最大值依次缩小至最小值的方式变更目标波长,关于这点,与第一实施方式不同。
在本实施方式中,也与第一实施方式同样,如图4所示,对B区域及G区域分别设定5个波长、对R区域设定6个波长共16个波长作为目标波长。
在本实施方式中,对于除R区域的700nm以外的15个波长,如下表3所示,将从各波长区域逐一选择的三个波长作为一组,设定八组。
[表3]
在本实施方式中,分光测定装置对从上述组1到组8的各组依次取得颜色图像。
即,在本实施方式中,滤波器驱动部31在各波长区域中,以从最小值到最大值依次增大波长的方式变更波长。然后,一旦到达最大值,则滤波器驱动部31以从最大值向最小值依次减少波长的方式变更波长。例如,对于B区域,在以按400nm、420nm、440nm、460nm及480nm增大的方式变更了目标波长之后,再以按460nm、440nm及420nm减少的方式变更目标波长。G区域及R区域也是同样。
此外,在本实施方式中,与波长λ=700nm对应的红色图像也与第一实施方式同样,既可以在判定收到测定指示后取得,也可以在规定的时机、例如在取得与波长λ=680nm对应的颜色图像后取得。
(第三实施方式的作用效果)
在第三实施方式中,在依次变更波长可变干涉滤波器5的出射光的波长时,对于各波长区域,在从最小波长依次变更到最大波长后,再从最大波长依次变更到最小波长。
例如,如上所述,当从绿色波长区域(500nm~580nm)的最大波长(580nm)向最小波长(500nm)变更波长时,绿色图像的波长改变80nm,因此,有可能导致在更新实时图像时色调突兀地发生变化。
相对于此,在本实施方式中,当到达最大波长(580nm)时,再次按例如20nm的间隔向最小波长(500nm)变更目标波长。在这样的构成中,能够抑制波长的变更量、且由于其变更量也基本一定,从而能抑制实时图像的色调的变化。
需要说明的是,在第三实施方式中,对各波长区域,从最小值开始依次选择波长,但也可以从最大值开始依次选择波长。另外,不从最大值、最小值开始依次选择波长也是可以的,还可以从任意的设定波长开始依次变更目标波长。
(第四实施方式)
以下,说明本发明的第四实施方式。
在第一实施方式中,说明了在各组中对各组生成将所取得的R、G、B各色的颜色图像合成后的合成图像并执行实时显示的构成。
相对于此,在本实施方式中,构成为校正合成图像的灰度,使分别对各组生成的合成图像间灰度变化不大,关于这点,与第一实施方式不同。
图6是示出本实施方式的分光测定装置的概略构成的框图。
如图6所示,分光测定装置1A具备光学模块10、显示部21、操作部22、以及控制部30A。
控制部30A具备滤波器驱动部31、光量取得部32、合成部33、显示控制部34、分光测定部35、存储部36、以及校正部37。
需要注意的是,在本实施方式中,与第一实施方式同样,对取得表1所示的五组的15个波长和波长λ=700nm的共16个波长的颜色图像的情况进行说明。
校正部37在图5的步骤S5的实时显示处理中校正所生成的合成图像的灰度。
例如,在组1与组5间,在各波长区域各自中,目标波长间存在80nm的差异。因此,在将组1的各颜色图像合成后的合成图像(以下,也称第一合成图像)与将组5的各颜色图像合成后的合成图像(也称第五合成图像)之间,即使是对同一拍摄对象进行拍摄,有时也会出现灰度值不同。因此,当显示第一合成图像后使第五合成图像显示时,画面的色调可能发生改变。
校正部37例如使用下式(1)分别取得组变量g的合成图像的灰度值(校正值)Rg(R区域)、Gg(G区域)及Bg(B区域)。
这里,下式(1)中的λRg、λGg、λBg是与作为组变量g(g=1~5)的合成图像的生成源的各颜色图像对应的目标波长。另外,n(λRg)、n(λGg)、n(λBg)是与组变量g对应的各颜色图像相关的测定值(灰度值)。
另外,kRg(λRg,λGg,λBg)是对于使用与各目标波长λRg、λGg、λBg对应的颜色图像生成的合成图像的R区域的校正系数。同样,kGg(λRg,λGg,λBg)是对G区域的校正系数,kBg(λRg,λGg,λBg)是对B区域的校正系数。
(数学式1)
在这样构成的分光测定装置1A中,与第一实施方式同样,按规定的顺序取得颜色图像,当取得相当于一组的三个颜色图像时生成合成图像。此时,校正部37例如在与(g,1)、即B区域(C=1)的波长λBg对应的颜色图像的测定值n(λBg)上乘以与作为合成图像的生成源的颜色图像的对应波长相应的校正系数kBg(λRg,λGg,λBg),算出合成图像的B区域的灰度值(校正值)Bg。R区域的灰度值Rg及G区域的灰度值Gg也是同样。然后,显示控制部34使显示部21显示使用这些灰度值Rg、Gg及Bg校正完毕后的合成图像。
这里,上述校正系数被预先设定,使得在校正拍摄同一拍摄对象所得的多个合成图像的灰度值时,校正完毕的各合成图像间的灰度值的差在规定的第二阈值的范围、即容许范围内。例如,在以一组的合成图像为基准图像时,设定成其它组的合成图像与基准图像间的色调差在容许范围内。
具体而言,例如,将各校正系数kRg(λRg,λGg,λBg),kGg(λRg,λGg,λBg),kBg(λRg,λGg,λBg)设定成基准图像中的R、G、B的各灰度值与组变量g的其它合成图像的R、G、B的各灰度值各自的差在容许范围内。即,分别对作为合成图像的生成源的R、G、B的各颜色图像设定与作为该生成源的R、G、B的各颜色图像各自对应的各目标波长相应的校正系数。
这里,各校正系数kRg(λRg,λGg,λBg),kGg(λRg,λGg,λBg),kBg(λRg,λGg,λBg)通过多重回归分析等各种运算或实验等而预先确定,使得校正后的合成图像间的灰度值的差在容许范围内,这些校正系数存储在存储部36中。此外,上述各灰度值的差的容许范围根据期望的精度等而适当设定,只要是用户对色调的差没有感觉不适的值即可。
另外,除了上述方法以外,也可以通过在其它合成图像的R、G、B的各灰度值上乘以校正系数的方式等来校正合成图像的R、G、B的各灰度值,使得作为基准的合成图像(基准图像)与其它合成图像的R、G、B的各灰度值的差在容许范围内。
另外,也可以对每个波长区域设定代表波长,相对于与代表波长对应的基准色图像校正其它颜色图像。例如,在红色波长区域的R区域中,设中心波长640nm为代表波长来校正各R图像的灰度值。然后,对其它波长区域也同样地进行校正,使用校正完毕的颜色图像生成合成图像。
另外,也可以不设置一个基准图像,而是设定上述校正系数,使得全部合成图像间各灰度值的差在容许范围内。即,也可以校正合成图像的各灰度值,使得多个合成图像间灰度值的差在规定阈值以下。
(第四实施方式的作用效果)
在本实施方式中,每次取得各颜色图像,R、G、B的各颜色图像的波长(目标波长)都会发生变化,通过合成最新的各颜色图像来生成合成图像。这样,当各波长区域中的目标波长发生变化时,即使对同一对象进行拍摄,有时在多个合成图像间灰度值的差也会超过第二阈值。这时,有可能导致在合成图像间发生色调变化。
相对于此,在本实施方式中,校正与同一拍摄对象相关的多个合成图像的灰度值,使这多个合成图像间的灰度值的差在规定的第二阈值的范围。由此,在这多个合成图像间,能够抑制因各色波长区域中的波长的变化而产生的灰度值的变化,能够抑制实时图像的色调的变化。
另外,由于校正为抑制合成图像的灰度值的变动,因此,在各波长区域中,即使不设定减少颜色图像的波长的变更量这样的选择顺序,也能抑制合成图像的色调的变化。因此,能以任意顺序变更颜色图像的波长。
(第五实施方式)
以下,基于附图,说明本发明的第五实施方式。
在第一实施方式中,说明了在接收到测定指示后取得与规定的全部波长对应的全部颜色图像的构成。
相对于此,在本实施方式中,构成为:在执行实时显示的同时存储所取得的颜色图像,至少存储好规定的全部波长(上述16个波长)的全部颜色图像,取得接收到测定指示时机的测定结果,关于这点,与第一实施方式不同。
图7是示出本实施方式的分光测定装置的概略构成的框图。
如图7所示,分光测定装置1B具备光学模块10、显示部21、操作部22、以及控制部30B。
控制部30B具备滤波器驱动部31、光量取得部32、合成部33、显示控制部34、分光测定部35、存储部36、以及相当于本发明的检测部的错误检测部38。
在图5所示的步骤S6中接收到测定指示时,错误检测部38基于已经取得并存储于存储部36中的多个颜色图像中的同色的颜色图像,检出变更了拍摄对象,从而检测错误图像。
具体而言,错误检测部38在执行图5所示的步骤S9的光谱特性取得处理之前,基于已经取得并存储于存储部36中的与16个波长对应的各颜色图像,检出拍摄对象发生了变更。然后,错误检测部38基于检出拍摄对象变更的检测结果来检测错误图像。
作为错误检测部38中的错误检测方法,例如,在按规定顺序依次取得的颜色图像中的、最新的颜色图像和在与该最新的颜色图像同色的波长区域中前一个取得的颜色图像之间,定量地评价图像的变动量,执行错误判定。在变动量超过容许值时,错误检测部38认定测定对象发生大的变化、测定对象有改变,检出拍摄对象变更。此外,在未检出拍摄对象变更的情况下,进一步对前一个颜色图像也同样地判定有无拍摄对象变更。进而,关于同一波长区域,对存储于存储部36中的全部颜色图像判定同样的拍摄对象的变更的有无。
作为拍摄对象有无变更的判定方法的具体例子,例如,对作为比较对象的二个颜色图像,算出在各像素的平方误差,取得算出的平方误差的总计值S,在该总计值S大于阈值T时,判定为在各颜色图像间拍摄对象的变更超过容许范围。需要说明的是,阈值T根据一帧的受光时间、摄像元件11的分辨率、灵敏度等而设定,以取得色偏程度在容许范围内的合成图像。
另外,例如,在作为比较对象的颜色图像间,基于各像素的受光量(电压值)创建直方图。然后,可按直方图的每个等级(レベル)(受光量的范围),取得各颜色图像间的平方误差的值XH,在平方误差的值XH超过阈值TX时(XH>TX),判定拍摄对象的改变超过容许范围。
如上所述,错误检测部38检测拍摄对象的变更,将存储于存储部36的颜色图像中的、检测到变更的颜色图像与在该颜色图像之前取得的全部颜色图像作为错误对象的颜色图像。另外,也可以对存储于存储部36的颜色图像中最新的15个波长(或16个波长)的全部颜色图像进行同样的判定。
另外,错误检测部38既可以对全部波长区域同样地判定有无拍摄对象的变更,也可以只对一个波长区域、例如最后取得的颜色图像所属的波长区域进行同样的判定。
错误检测部38如上所述地检测有无拍摄对象的变更,并根据检测结果检测错误图像。
错误检测部38中的错误图像的检测如下地执行:例如,按取得顺序从最新的颜色图像依次判定有无拍摄对象的变更,将检测到拍摄对象变更的颜色图像和在该颜色图像之前取得的颜色图像全部作为错误图像。另外,也可以依次比较最后取得的颜色图像与其它颜色图像,将检测到拍摄对象变更的全部颜色图像作为错误图像。
而且,在本实施方式中,在检测到错误图像时,分光测定装置1B重新取得该被认为是错误图像的颜色图像,使用新取得的颜色图像和已经取得的、未认为是错误图像的颜色图像,执行步骤S9的光谱特性取得处理。此外,也可以在检测到错误图像时,重新取得16个波长的全部颜色图像。
(第五实施方式的作用效果)
在第五实施方式中,在存储于存储部36的全部颜色图像中的同色的颜色图像间检测拍摄对象的变更。
这里,使用拍摄对象不同的颜色图像执行分析处理时,未执行准确的分析处理,导致分析精度下降。相对于此,通过检测拍摄对象的变更,从而能够抑制使用上述这样的错误颜色图像执行分光分析处理。因此,能够抑制上述分析精度的下降。
另外,将拍摄对象相对于进行了测定指示后最后取得的颜色图像、即在测定指示的时机取得的颜色图像而不同的颜色图像检测为错误图像。由此,能将拍摄与进行测定指示的时机的拍摄对象不同的拍摄对象所得的颜色图像检测为错误图像。因此,能够抑制将拍摄与用户想要的测定对象不同的拍摄对象所得的颜色图像用于分析处理而导致分析精度降低的不良现象的发生。
另外,通过至少再次取得被认为是错误图像的颜色图像,从而能更可靠地抑制分析精度的降低。
在本实施方式中,例示了具备错误检测部38的构成,其中,该错误检测部38使用与同一波长区域对应的多个分光图像检测拍摄对象的变更,但本发明不限于此。例如,也可以构成为具备检测拍摄对象的相对移动的光学传感器等来检测拍摄对象的变更。
(实施方式的变形)
需要注意的是,本发明并不限于上述各实施方式,在能够达到本发明目的的范围内的变形、改良、以及通过各实施方式的适当组合等而得到的构成均包含在本发明之内。
例如,在上述各实施方式中,每取得一组颜色图像就使用该一组颜色图像生成合成图像,但本发明并不限定于此。例如,在本发明中,由于依次取得R、G、B各波长区域的颜色图像,因此,也可以构成为每取得新的颜色图像便使用最新的三个颜色图像生成合成图像。
在这种情况下,与每取得一组的三个颜色图像才生成合成图像的情况相比,能加快实时显示的更新频率,能加快实时图像的帧速率。
在上述各实施方式中,例示了每取得一组颜色图像便判定是否收到测定指示的构成(参照图5的步骤S6),但本发明并不限定于此。在本发明中,例如,也可以每取得新的颜色图像均判定是否收到测定指示。在这样的构成中,也是在判定收到测定指示、且取得了光谱特性的取得所需的全部波长(上述各实施方式中为15个波长)的颜色图像的情况下,取得光谱特性。另一方面,即便是判定收到了测定指示,在未取得全部波长的颜色图像的情况下,取得与未取得的波长对应的分光图像。
在上述各实施方式中,示出了分光测定装置1、1A、1B的例子,但也能适用于执行测定对象的成分分析等的分析装置。
另外,在上述各实施方式中,作为分光测定装置1、1A,例示了基于测定结果取得分光光谱的构成,但本发明并不限定于此,对取得分光图像的分光摄像机等各种电子设备,本发明也是能适用的。
在上述各实施方式中,也可以采用波长可变干涉滤波器5在收纳于封装件内的状态下组装在光学模块10中的构成等。在这种情况下,通过将封装件内真空密封,从而能提高向波长可变干涉滤波器5的静电致动器56施加电压时的驱动响应性。
在上述各实施方式中,波长可变干涉滤波器5采用具备通过施加电压而使反射膜54、55间的间隙尺寸改变的静电致动器56的构成,但并不限定于此。
例如,也可以构成为采用替代固定电极561而配置第一感应线圈、替代可动电极562而配置第二感应线圈或永磁体的感应致动器。
进而,可采用使用压电致动器替代静电致动器56的构成。在这种情况下,例如使下部电极层、压电膜以及上部电极层层叠配置于保持部522上,并使施加于下部电极层和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。
在上述各实施方式中,作为法布里-珀罗标准具,例示了固定基板51和可动基板52在彼此相对的状态下被接合、且在固定基板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,但不限于此。
例如,也可以采用固定基板51和可动基板52不接合、而是在这些基板间设置压电元件等变更反射膜间间隙的间隙变更部的构成等。
另外,不限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而层叠两个反射膜、再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。
另外,作为分光滤波器,例如,也可以使用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,从装置的小型化的观点来说,优选如上述各实施方式那样使用法布里-珀罗滤波器。
此外,实施本发明时的具体结构既可以通过在能达到本发明目的的范围内适当组合上述各实施方式及变形例来构成,也可以适当变更为另外的结构等。
Claims (5)
1.一种电子设备,其特征在于,具备:
分光滤波器,从入射光选择性地使规定波长的光射出、且能变更射出的光的波长;
滤波器驱动部,控制所述分光滤波器,使包含于红色波长区域的规定的红色波长的光、包含于绿色波长区域的规定的绿色波长的光、及包含于蓝色波长区域的规定的蓝色波长的光依次从所述分光滤波器射出;
摄像元件,接收从所述分光滤波器射出的光,取得与所述红色波长的光对应的红色图像、与所述绿色波长的光对应的绿色图像、以及与所述蓝色波长的光对应的蓝色图像;
合成部,生成将所述红色图像、所述绿色图像及所述蓝色图像合成后的合成图像;
校正部,校正对同一拍摄对象进行拍摄所得的多个所述合成图像中的至少一个所述合成图像的灰度值,使该多个所述合成图像间的灰度值的差在规定的第二阈值的范围内;
存储部,存储由所述滤波器驱动部所设定的各波长、和对应该各波长由所述摄像元件所拍摄的图像;以及
分析处理部,使用对应所述各波长的图像,执行拍摄对象的分光分析,
每次所述摄像元件取得了所述红色图像后,所述滤波器驱动部均变更所述红色波长区域中的所述红色波长,
每次所述摄像元件取得了所述绿色图像后,所述滤波器驱动部均变更所述绿色波长区域中的所述绿色波长,
每次所述摄像元件取得了所述蓝色图像后,所述滤波器驱动部均变更所述蓝色波长区域中的所述蓝色波长。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述滤波器驱动部按规定阈值以内的波长变更量变更所述红色波长、所述绿色波长、及所述蓝色波长。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述滤波器驱动部对所述红色波长区域、所述绿色波长区域及所述蓝色波长区域中的各波长区域,使从所述分光滤波器射出的光的波长从预设的最小波长依次变更到预设的最大波长之后,再从所述最大波长依次变更到所述最小波长。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,还具备:
检测部,在存储于所述存储部的所述红色图像、所述绿色图像和所述蓝色图像的各颜色图像中,检测与同一波长区域对应的所述颜色图像间的所述拍摄对象的变更。
5.一种电子设备的控制方法,其特征在于,
所述电子设备具备:
分光滤波器,从入射光选择性地使规定波长的光射出、且能变更射出的光的波长;
滤波器驱动部,控制所述分光滤波器,使所述规定波长的光从所述分光滤波器射出;
摄像元件,接收从所述分光滤波器射出的色光,并取得颜色图像;
图像生成部,使用由所述摄像元件取得的所述颜色图像生成合成图像;
校正部,校正对同一拍摄对象进行拍摄所得的多个所述合成图像中的至少一个所述合成图像的灰度值,使该多个所述合成图像间的灰度值的差在规定的第二阈值的范围内;
存储部,存储由所述滤波器驱动部所设定的各波长、和对应该各波长由所述摄像元件所拍摄的图像;以及
分析处理部,使用对应所述各波长的图像,执行拍摄对象的分光分析,
在所述控制方法中,
使包含于红色波长区域的规定的红色波长的光、包含于绿色波长区域的规定的绿色波长的光、及包含于蓝色波长区域的规定的蓝色波长的光依次从所述分光滤波器射出,通过所述摄像元件取得与所述红色波长的光对应的红色图像、与所述绿色波长的光对应的绿色图像、以及与所述蓝色波长的光对应的蓝色图像,且每次取得了所述红色图像后均变更所述红色波长区域中的所述红色波长,每次取得了所述绿色图像后均变更所述绿色波长区域中的所述绿色波长,每次取得了所述蓝色图像后均变更所述蓝色波长区域中的所述蓝色波长,并且,生成将取得的所述红色图像、所述绿色图像、及所述蓝色图像合成后的合成图像。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |