CN111257248B - 分光相机及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供分光相机及电子设备，该分光相机不需要在光源和受光元件的前段能够切换分光元件的机构，由此能够实现构造的简化，而且由于省略了分光部的定位，从而实现小型化，并发挥良好的分光性能。本发明的分光相机具备第二光源、第一单色拍摄元件、第一分光部及第二分光部、以及控制所述第二光源、所述第一单色拍摄元件、所述第一分光部以及所述第二分光部的各自的动作的控制部，所述第二光源及所述第一单色拍摄元件朝向同一方向配置，所述第一分光部配置在所述第一单色拍摄元件和所述测定对象之间，所述第二分光部配置在所述第二光源和所述测定对象之间。

Description

分光相机及电子设备
技术领域
本发明涉及分光相机及电子设备。
背景技术
以往，已知有这样的分光相机(分光测定装置)，由拍摄元件接受通过分光元件被分光的光，并通过获取受光量进行分光测定。关于这种分光相机，有采用前分光方式的分光相机和采用后分光方式的分光相机，根据各种用途选择各种方式。
其中，后分光方式是对作为测定对象其特定波长不明确的测定对象进行测定即摄影时有效的方式，是通过扫描某一测定范围的整个区域，获取特定波长或光谱形状来掌握测定对象的特性的有效的方式。
另一方面，前分光方式是在测定作为测定对象其特定波长明确的测定对象时有效的方式，是能够通过照射特定波长或者特定波长区域的光来掌握测定对象的特性的方式。因此，相比前述的后分光方式减少了信息量，因而容易实现测量时间的缩短和装置结构的简化(低成本化)。
然而，近年来出现了这样的需求，使一个分光相机即一个电子设备具备前分光和后分光的功能，并灵活使用各种功能。具体地，可以举出这样的使用方法等，针对特定波长不明确的测定对象，通过后分光确定特定波长，然后通过前分光对测定对象仅照射刚才的特定波长，由此缩短测量时间。
作为由一个分光相机具备这样的前分光和后分光两种功能的现有技术，例如已知有专利文献1。在该专利文献1中公开了这样的技术，通过使光源及受光元件和分光元件相对移动，在光源和测定对象之间以及在测定对象和受光元件之间分别切换分光元件而使用。
专利文献1：日本特开2016-48187号公报
但是，在该技术中需要能够在光源和受光元件的前段切换分光元件的机构，存在构造上变复杂、并导致装置的大型化的问题。另外，由于分光元件和光源及受光元件的定位再现精度，还存在分光性能产生精度下降的问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述的问题而完成的，能够作为以下的适用例来实现。
有关本发明的适用例的分光相机的特征在于，所述分光相机具备：第二光源，向测定对象照射光；第一单色拍摄元件，拍摄基于在所述测定对象反射的反射光的图像；第一分光部及第二分光部，从入射光有选择地射出规定的波长的光，并且能够变更所射出的出射光的波长区域；以及控制部，控制所述第二光源、所述第一单色拍摄元件、所述第一分光部及所述第二分光部的各自的动作，所述第二光源及所述第一单色拍摄元件朝向同一方向配置，所述第一分光部配置在所述第一单色拍摄元件和所述测定对象之间，所述第二分光部配置在所述第二光源和所述测定对象之间。
附图说明
图1是表示作为具备本发明的分光相机的第一实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的表面侧的俯视图。
图2是表示作为具备本发明的分光相机的第一实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的背面侧的俯视图。
图3是图2所示的智能电话的沿A-A线的剖视图。
图4是图2所示的智能电话的沿B-B线的剖视图。
图5是表示图1、图2所示的智能电话的简要结构的框图。
图6是表示将图1、图2所示的智能电话所具备的分光相机的第一分光部所具有的波长可变干涉滤波器适用于法布里-珀罗-标准具滤波器的一例的纵剖视图。
图7是表示通过图1、图2所示的智能电话进行测定对象的分光测定的测定方法的流程图。
图8是表示作为具备本发明的分光相机的第二实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的背面侧的俯视图。
图9是图8所示的智能电话的沿A-A线的剖视图。
图10是图8所示的智能电话的沿B-B线的剖视图。
图11是表示本发明的分光相机的第三实施方式所具备的第一分光部及第一单色拍摄元件的俯视图。
图12是表示本发明的分光相机的第三实施方式所具备的第一分光部及第一单色拍摄元件的侧视图。
图13是表示作为具备本发明的分光相机的第四实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的背面侧的俯视图。
图14是图13所示的智能电话的沿A-A线的剖视图。
图15是图13所示的智能电话的沿B-B线的剖视图。
附图标记说明：
1…智能电话；10…分光相机；15…显示部；16…输入部；17…存储部；21…第一单色拍摄元件；22…第二单色拍摄元件；23…彩色拍摄元件；31…第一光源；32…第二光源；41…第一分光部；42…第二分光部；44…第三分光部；51…电路基板；52…电路基板；60…控制部；70…显示器；81…第一分光部侧光学系统；82…第二分光部侧光学系统；83…第一拍摄元件侧光学系统；84…第二拍摄元件侧光学系统；410…固定基板；411…固定反射膜；412…固定电极；413…槽；414…接合膜；415…反射膜设置部；420…可动基板；421…可动反射膜；422…可动电极；423…槽；425…反射膜设置部；601…光源控制部；602…分光控制部；603…分光图像获取部；604…分析处理部；605…显示控制部；811…入射透镜；812…投射透镜；821…投射透镜；822…入射透镜；831…入射/出射透镜；841…入射/出射透镜；X…测定对象。
具体实施方式
下面，根据附图所示的优选的实施方式详细地说明本发明的分光相机及电子设备。
另外，下面对将具备本发明的分光相机的电子设备适用于智能电话1(SP)的情况进行说明。
智能电话
第一实施方式
图1是表示作为具备本发明的分光相机的第一实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的表面侧的俯视图，图2是表示作为具备本发明的分光相机的第一实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的背面侧的俯视图，图3是图2所示的智能电话的沿A-A线的剖视图，图4是图2所示的智能电话的沿B-B线的剖视图，图5是表示图1、图2所示的智能电话的简要结构的框图，图6是表示将图1、图2所示的智能电话所具备的分光相机的第一分光部所具有的波长可变干涉滤波器适用于法布里-珀罗-标准具滤波器的一例的纵剖视图，图7是表示通过图1、图2所示的智能电话进行测定对象的分光测定的测定方法的流程图。
智能电话1是具备拍摄功能的便携式终端装置的一种，如图1～图5所示，具备本发明的分光相机10作为拍摄装置。
关于分光相机10
分光相机10将在测定对象X反射的光进行前分光或者后分光，并通过拍摄被选择的波长的光来获取分光图像。并且，根据所得到的分光图像进行例如确定所拍摄的测定对象X，在智能电话1的具备显示部15的显示器70中显示该测定对象X的特征、成分或是否存在于拍摄区域等。另外，在图1所示的实施方式中，将测定对象X确定为苹果并显示。
在本实施方式中，该分光相机10具备：第一光源31及第二光源32，向测定对象X(拍摄对象)照射光；第一单色拍摄元件21及第二单色拍摄元件22，拍摄基于在测定对象X反射的反射光的图像；第一分光部41及第二分光部42，使规定的波长的光有选择地从入射光射出，而且能够变更所射出的出射光的波长区域；以及控制部60，控制第一光源31、第二光源32、第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22、第一分光部41及第二分光部42的各自的动作。
在这样的分光相机10中，如图2所示，以第一光源31、第二光源32、第一单色拍摄元件21及第二单色拍摄元件22在智能电话1的背面侧朝向同一方向配置的状态，第一分光部41配置在第一单色拍摄元件21和测定对象X之间。由此，由第一光源31、第一分光部41和第一单色拍摄元件21构成后分光方式的分光相机。在形成这种结构的后分光方式的分光相机中，通过扫描某一测定范围的整个区域(规定区域)的波长，能够获取特定波长或光谱形状来掌握测定对象X的特性。因此，是对特定波长不明确的测定对象进行测定即摄影的情况下有效的方式。
另外，第二分光部42配置在第二光源32和测定对象X之间，由此，由第二光源32、第二分光部42和第二单色拍摄元件22构成前分光方式的分光相机。在形成这种结构的前分光方式的分光相机中，是能够通过照射特定波长或者特定波长区域(另外，下面以“特定波长”为代表进行说明)的光来掌握测定对象X的特性的方式。因此，是在测定特定波长明确的测定对象的情况下有效的方式，相比前述的后分光方式减少了信息量，因而是具有能够实现缩短测量时间这样的优点的方式。
分光相机10构成为具备独立的这种后分光方式的分光相机和前分光方式的分光相机，并能够电气地进行这些分光相机的切换。因此，不需要如以往那样在第一单色拍摄元件21和测定对象X之间以及在第二光源32和测定对象X之间机械地切换设于电路基板上的分光部(分光元件)的相对位置的机构，省略了在有限的空间中的相对位置的切换。因此，能够实现分光相机10的构造的简化，进而实现分光相机10(智能电话1)的小型化。另外，不需要在第一单色拍摄元件21和测定对象X之间以及在第二光源32和测定对象X之间切换分光部(分光元件)的位置，从而解决了由于其定位再现精度而导致分光相机的分光性能的精度下降的问题。
下面，对分光相机10所具备的各部分的结构进行说明。
关于第一光源31、第二光源32
第一光源31、第二光源32分别独立且朝向测定对象X照射照明光。
作为第一光学元件的第一光源31、作为第二光学元件的第二光源32分别如图2、图4所示在配置于智能电话1的筐体内的电路基板51上，在智能电话1的背面侧朝向同一方向排列配置，以便能够朝向测定对象X照射照明光。即，第一光源31和第二光源32能够向同一方向射出照明光。
另外，在其中的第一光源31和测定对象X之间未配置有分光部，由此使从第一光源31射出的光直接照射测定对象X。
与此相对，在第二光源32和测定对象X之间，即在它们之间的光轴上配置有第二分光部42，由此在从第二光源32入射到第二分光部42的入射光中有选择地射出具有特定波长的出射光，使该出射光照射测定对象X。
关于这样的第一光源31、第二光源32，例如可以举出LED光源、OLED光源、氙气灯、卤素灯等，优选使用使通过由波长可变干涉滤波器构成的第一分光部41及第二分光部42进行分光测定的波长区域整体具有光强度，并能够照射白色光的光源。此外，第一光源31、第二光源32除白色光源以外，还可以具备例如能够照射红外光等规定波长的光的光源。
关于第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22
第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22作为分别独立且通过拍摄基于在测定对象X反射的反射光的图像来检测所述反射光的检测部发挥作用。
第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22分别如图2、图3所示在配置于智能电话1的筐体内的电路基板51上，在智能电话1的背面侧朝向同一方向排列配置，以便能够接受在测定对象X反射的反射光。即，第一单色拍摄元件21及第二单色拍摄元件22的反射光的入射部分别朝向同一方向而配置。
另外，在其中的第一单色拍摄元件21和测定对象X之间配置有第一分光部41。由此，在从测定对象X入射到第一分光部41的入射光中有选择地射出具有特定波长的出射光，该出射光通过第一单色拍摄元件21被拍摄为图像。
与此相对，在第二单色拍摄元件22和测定对象X之间，即在它们之间的光轴上未配置有分光部，由此在测定对象X反射的反射光通过第二单色拍摄元件22直接被拍摄为图像。
这样的第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22例如由CCD或CMOS等构成。
关于第一分光部41、第二分光部42
第一分光部41、第二分光部42分别独立且从入射光有选择地射出特定波长的分光波长的光，并能够变更所射出的出射光的波长区域。即，使特定波长的光作为出射光从入射光射出。
第一分光部41、第二分光部42分别如图2～图4所示配置在电路基板52上，所述电路基板52配置于智能电话1的筐体内。
并且，其中的第一分光部41配置在第一单色拍摄元件21和测定对象X之间，即配置在它们之间的光轴上。由此，使从测定对象X入射到第一分光部41的入射光中具有特定波长的出射光向第一单色拍摄元件21有选择地射出。
与此相对，第二分光部42配置在第二光源32和测定对象X之间，即配置在它们之间的光轴上，由此使从第二光源32入射到第二分光部42的入射光中具有特定波长的出射光有选择地照射测定对象X。
这样的第一分光部41、第二分光部42由波长可变干涉滤波器构成，以便能够变更所射出的出射光的波长区域。作为该波长可变干涉滤波器，没有特别限定，例如可以举出波长可变型的法布里-珀罗-标准具滤波器、声光可调谐滤波器(AOTF)、线性可变滤波器(LVF)、液晶可调谐滤波器(LCTF)等，这些滤波器通过静电致动器调整两个滤波器(镜)之间的间隙的大小，从而控制所透过的反射光的波长，其中，优选法布里-珀罗-标准具滤波器。
法布里-珀罗-标准具滤波器利用基于两个滤波器的多重干涉，取出期望波长的反射光。因此，能够使厚度尺寸极小，具体地，能够设定为2.0mm以下，因而能够使分光部41、42乃至分光相机10(智能电话1)更加小型。因此，通过使用法布里-珀罗-标准具滤波器作为波长可变滤波器，能够实现分光相机10的进一步的小型化。
其中，第一分光部41和第二分光部42除了分别配置在不同的位置以外，是形成为相同的结构的。因此，关于适用波长可变型的法布里-珀罗-标准具作为波长可变干涉滤波器的分光部，参照图6，以第一分光部41为代表进行说明(参照图6)。
法布里-珀罗-标准具滤波器是俯视观察时呈矩形板状的光学部件，具备固定基板410、可动基板420、固定反射膜411、可动反射膜421、固定电极412、可动电极422以及接合膜414。并且，固定基板410和可动基板420以层叠的状态经由接合膜414被接合成一体。
固定基板410通过针对厚度方向的蚀刻形成有以在其中央部形成有反射膜设置部415的方式包围中央部的槽413。在相关结构的固定基板410中，在反射膜设置部415的可动基板420侧设有由固定反射膜411构成的固定光学镜，并且在槽413的可动基板420侧设有固定电极412。
另外，可动基板420通过针对厚度方向的蚀刻形成有以在其中央部形成有反射膜设置部425即可动部的方式包围中央部的槽423即保持部。在相关结构的可动基板420中，在反射膜设置部425的固定基板410侧即下表面侧设有由可动反射膜421构成的可动光学镜，并且在固定基板410侧设有可动电极422。
该可动基板420形成为与反射膜设置部425相比槽423的厚度尺寸较小，由此，槽423作为在向固定电极412和可动电极422之间施加电压时由于静电引力而挠曲的隔膜发挥作用。
这些固定基板410和可动基板420只要是0.1mm以上且1.0mm以下的程度的厚度即可制作。因此，由于能够将法布里-珀罗-标准具滤波器的整体厚度设定为2.0mm以下，因而能够实现分光相机10的小型化。
在这样的固定基板410和可动基板420之间，固定反射膜411和可动反射膜421在固定基板410及可动基板420的大致中央部隔着间隙相对配置。并且，固定电极412和可动电极422在包围所述中央部的槽部隔着间隙相对配置。其中，由固定电极412和可动电极422构成调整固定反射膜411和可动反射膜421之间的间隙的大小的静电致动器。
由通过向构成静电致动器的固定电极412和可动电极422之间施加电压而产生的静电引力，使槽423即保持部产生挠曲。其结果是，能够使固定反射膜411和可动反射膜421之间的间隙的大小即距离变化。并且，通过适当设定该间隙的大小，能够选择所透过的光的波长，使期望波长(波长区域)的光有选择地从入射光射出。而且，通过改变固定反射膜411及可动反射膜421的结构，能够控制所透过的光的半值宽度即法布里-珀罗-标准具滤波器的分辨率。
另外，固定基板410及可动基板420分别由例如苏打玻璃、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、或水晶等构成，接合膜414例如由以硅氧烷为主材料的等离子聚合膜等构成，另外，固定反射膜411及可动反射膜421除了例如由Ag等金属膜或Ag合金等合金膜构成以外，还由具有作为高折射层的TiO2、作为低折射层的SiO2的电介质多层膜构成，此外，固定电极412及可动电极422由各种导电性材料构成。
关于光学系统81～84
另外，分光相机10还可以是如图5所示具有由各种光学部件构成的光学系统81～84的结构。
第一分光部侧光学系统81配置在测定对象X和第一分光部41之间，具备作为入射光学系统的入射透镜811和投射透镜812，将在测定方向X反射的反射光引导至第一分光部41。
另外，第二分光部侧光学系统82配置在第二光源32和第二分光部42之间，具备作为入射光学系统的入射透镜822和投射透镜821，将通过第二光源32而射出的出射光引导至第二分光部42。
另外，第一拍摄元件侧光学系统83配置在第一分光部41和第一单色拍摄元件21之间，具备入射/出射透镜831，将通过第一分光部41而射出的出射光引导至第一单色拍摄元件21。
另外，第二拍摄元件侧光学系统84配置在测定对象X和第二单色拍摄元件22之间，具备入射/出射透镜841，将在测定方向X反射的反射光引导至第二单色拍摄元件22。
通过使分光相机10具备这样的光学系统81～84中的至少一个光学系统，能够实现在测定方向X反射的反射光基于拍摄元件21、22的聚光率的提高。
另外，光学系统81、82除了如上所述的配置(参照图5)以外，还可以形成为这样的结构，即第一分光部侧光学系统81配置在第一分光部41和第一拍摄元件侧光学系统83之间，第二分光部侧光学系统82配置在第二分光部42和测定对象X之间。
关于控制部60
控制部60设于智能电话1所具备的筐体内，例如由组合了CPU和存储器等的处理器构成，控制第一光源31、第二光源32、第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22、第一分光部41及第二分光部42等各部分的动作，即控制分光相机10整体或者各部分的动作。
更具体地，在使后分光方式的分光相机动作的后分光模式(第一模式)中，控制部60基于被输入智能电话1所具备的输入部16的用户的操作指示，通过读取存储在智能电话1所具备的存储部17的程序等软件来控制第一光源31、第一分光部41以及第一单色拍摄元件21的动作。并且，基于由此得到的分光图像，例如进行确定所拍摄的测定对象X，并在智能电话1所具备的显示部15显示该测定对象X的特征、成分等。与此相对，在使前分光方式的分光相机动作的前分光模式(第二模式)中，控制部60通过控制第二光源32、第二分光部42以及第二单色拍摄元件22的动作来获取分光图像。并且，据此在显示部15显示测定对象X的特征、成分等。
另外，在智能电话1中，显示器70兼备显示部15和输入部16双方的功能。
该控制部60如图5所示具备光源控制部601、分光控制部602、分光图像获取部603、分析处理部604以及显示控制部605。
光源控制部601基于被输入到输入部16的用户的操作指示控制第一光源31及第二光源32的点亮、灭灯。更具体地，在后分光模式(第一模式)中，使第一光源31点亮，在前分光模式(第二模式)中，使第二光源32点亮。
分光控制部602基于存储在存储部17的V-λ数据，获取与所射出的分光波长对应的驱动电压的电压值(输入值)。并且，输出指令信号，使将获取的电压值施加给作为第一分光部41、第二分光部42的法布里-珀罗-标准具滤波器的静电致动器。而且，分光控制部602基于在存储部17存储的各种数据，进行测定波长的变更时刻的检测、测定波长的变更、与测定波长的变更对应的驱动电压的变更、以及测定结束的判断等，基于该判断输出指令信号。
基于该分光控制部602进行的指令信号的输出在第一光源31点亮的后分光模式中是对第一分光部41实施的，而在第二光源32点亮的前分光模式中是对第二分光部42实施的。
分光图像获取部603在第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22中获取(拍摄)基于在测定对象X反射的反射光的光量测定数据(受光量)作为分光图像，然后将所获取的分光图像存储在存储部17中。另外，分光图像获取部603在将分光图像存储于存储部17时，和分光图像一起还将测定波长一并存储在存储部17中。
基于该分光图像获取部603进行的分光图像的拍摄，即基于分光图像获取部603的拍摄元件的动作在第一光源31点亮的后分光模式(第一模式)中是在第一单色拍摄元件21中实施的，而在第二光源32点亮的前分光模式(第二模式)中是在第二单色拍摄元件22中实施的。
分析处理部604获取存储于存储部17的分光图像(分光光谱)及测定波长，并进行它们的分析处理。并且，基于该分析处理的处理结果，例如通过与存储于存储部17的数据库进行比较来实施确定所拍摄的测定对象X。
另外，基于分析处理部604进行的分光图像及测定波长的获取，还可以不经由存储部17，而直接由分光图像获取部603实施。
显示控制部605使显示部15将由分析处理部604所确定的测定对象X的信息显示为可视化图像。
作为显示部15的可视化图像，例如除了所确定的测定对象X(在图1中是苹果)的图像以外，还可以举出测定对象X的特征、成分、性质等信息、以及测定对象X的识别精度(％)。
关于显示部15、输入部16、存储部17
另外，智能电话1除了如上所述的分光相机10以外，如图5所示，还具备显示部15、输入部16以及存储部17。
在智能电话1中，显示器70兼备显示部15和输入部16双方的功能，显示部15例如由液晶显示器或有机EL显示器等各种显示装置构成。该显示部15如图1所示设于智能电话1的表面侧，并显示各种图像。
另外，输入部16例如设于显示部15的表面，由具备触摸感应面和用于检测与该触摸感应面接触的强度的传感器的触摸屏构成，并受理用户(操作者)的输入操作。
存储部17由ROM和RAM等各种存储装置(存储器)构成，存储控制智能电话1特别是控制分光相机10所必要的各种数据或程序等。该数据除了例如用于实现控制部60的各功能的应用、程序等以外，还可以举出表示相对于施加给法布里-珀罗-标准具滤波器所具备的静电致动器的驱动电压的透射光的波长的相关数据V-λ数据等。
关于测定对象X的确定方法
然后，下面使用图7等详细说明使用了前述的分光相机10的测定对象X的确定方法。
即，在具备分光相机10、显示部15、输入部16以及存储部17的智能电话1中，通过由控制部60执行存储在存储装置的程序，控制部60命令确定测定对象X，基于该命令确定测定对象X，下面对这样的确定方法进行说明。
另外，下面以如下情况作为一例进行说明，即，使用分光相机10拍摄测定对象X，基于所拍摄的分光图像进行测定对象X的确定，然后将所确定的测定对象X的图像显示在显示器70上。
<1>首先，用户通过对输入部16进行操作，起动使分光相机10动作的应用，然后按照该应用的指示进行摄影模式等条件的选择(S1)。
即，进行使后分光方式的分光相机动作的后分光模式(第一模式)、以及使前分光方式的分光相机动作的前分光模式(第二模式)中的任意一种模式的选择。
另外，下面首先对选择了后分光模式的情况进行说明，然后对选择了前分光模式的情况进行说明。
关于后分光模式
<2A>然后，根据在输入部16中用户选择后分光模式的输入指示，光源控制部601在将第二光源32灭灯的状态下，使第一光源31点亮(S2A)。
由于该第一光源31的点亮，从第一光源31射出的出射光(照明光)直接照射测定对象X。并且，所照射的光通过测定对象X被反射，该被反射的光作为入射光入射到第一分光部41。
<3A>然后，分光控制部602基于存储在存储部17的V-λ数据，获取与所射出的分光波长对应的驱动电压的电压值(输入值)。并且，输出指令信号，使将所获取的电压值施加给作为第一分光部41的法布里-珀罗-标准具滤波器的静电致动器(S3A)。
由此，在从测定对象X作为入射光入射到第一分光部41的光中，具有特定波长的光被作为出射光有选择地朝向第一单色拍摄元件21侧射出。
另外，优选的是，分光控制部602在通过第一分光部41使具有特定波长的光射出之前，先实施进行第一分光部41的校准的调整处理。
<4A>然后，分光图像获取部603控制第一单色拍摄元件21的动作，通过第一单色拍摄元件21获取从第一分光部41作为出射光被射出的具有特定波长的光，将其作为分光图像。即，通过第一单色拍摄元件21获取在测定对象X反射的反射光中具有特定波长的光的光量测定数据(受光量)作为分光图像。并且，分光图像获取部603将所获取的分光图像与测定波长一起存储于存储部17中(S4A)。
在这样的后分光模式中，第一分光部41配置在测定对象X和第一单色拍摄元件21之间的第一单色拍摄元件21的受光光束的光轴上。由此，在第一分光部41中仅透过由测定对象X反射的光中所具有的特定波长的光，该波长的光的强度通过第一单色拍摄元件21被实施分光测定。
<5A>然后，在获取具有第一次波长的光中的分光图像之后，在所述工序<1>中，基于由用户所选择的条件，判定是否需要获取具有与第一次波长不同的第二次波长的光中的分光图像。即，判定是否需要继续获取具有与第一次波长不同的第二次波长的光中的分光图像(S5A)。
在该判定(S5A)中，在需要获取具有第二次波长的光中的分光图像的情况下，替代具有第一次波长的光，对具有第二次波长的光反复实施所述工序<3A>～本工序<5A>。由此，获取具有第二次波长的光中的分光图像。反复实施像这样的获取第二次波长即获取具有不同的波长的光中的分光图像，直到1、2～n次。如上所述，通过反复实施所述工序<3A>～本工序<5A>，能够得到表示各波长与光强度的关系的二维光谱信息。
另一方面，在不需要获取具有下一波长的光中的分光图像的情况下，结束基于后分光模式的分光图像的获取，进入作为下一工序<6>的分光图像的分析。
在如上所述的后分光模式中，通过反复实施所述工序<3A>～本工序<5A>，扫描某一测定范围的整个区域(规定区域)的波长，能够获取特定波长或光谱形状，并掌握测定对象X的特性。因此，可以说是在测定(摄影)特定波长不明确的测定对象X的情况下有效的测定模式。
关于前分光模式
<2B>然后，根据在输入部16中用户选择前分光模式的输入指示，光源控制部601在将第一光源31灭灯的状态下，使第二光源32点亮(S2B)。
由于该第二光源32的点亮，从第二光源32射出的出射光(照明光)直接作为入射光入射到第二分光部42。
<3B>然后，分光控制部602基于存储在存储部17的V-λ数据，获取与所射出的分光波长对应的驱动电压的电压值(输入值)。并且，输出指令信号，使将所获取的电压值施加给作为第二分光部42的法布里-珀罗-标准具滤波器的静电致动器(S3B)。
由此，在从第二光源32作为入射光入射到第二分光部42的光中，具有特定波长的光被作为出射光有选择地朝向测定对象X侧射出，由此照射测定对象X。并且，所照射的具有特定波长的光通过测定对象X被反射，该被反射的光作为入射光入射到第二单色拍摄元件22。
在这样的前分光模式中，第二分光部42配置在第二光源32和测定对象X之间的第二光源32的出射光束的光轴上。由此，在第二分光部42中从第二光源32射出的光所具有的特定波长的光有选择地透过，因而测定对象X被该波长的光有选择地照射。
另外，优选的是，分光控制部602在通过第二分光部42使具有特定波长的光射出之前，先实施进行第二分光部42的校准的调整处理。
<4B>然后，分光图像获取部603控制第二单色拍摄元件22的动作，通过第二单色拍摄元件22获取由测定对象X反射的具有特定波长的光(入射光)，将其作为分光图像。即，通过第二单色拍摄元件22获取在测定对象X反射的且具有特定波长的光的光量测定数据(受光量)作为分光图像。并且，分光图像获取部603将所获取的分光图像与测定波长一起存储于存储部17中(S4B)。
<5B>然后，在获取具有第一次波长的光中的分光图像之后，在所述工序<1>中，基于由用户所选择的条件，判定是否需要获取具有与第一次波长不同的第二次波长的光中的分光图像。即，判定是否需要继续获取具有与第一次波长不同的第二次波长的光中的分光图像(S5B)。
在该判定(S5B)中，在需要获取具有下一波长的光中的分光图像的情况下，替代具有第一次波长的光，对具有第二次波长的光反复实施所述工序<3B>～本工序<5B>。由此，获取具有第二次波长的光中的分光图像。反复实施像这样的获取第二次波长即获取具有不同的波长的光中的分光图像，直到1、2～n次。如上所述，通过反复实施所述工序<3B>～本工序<5B>，能够得到表示各波长与光强度的关系的二维光谱信息。
另一方面，在不需要获取具有下一波长的光中的分光图像的情况下，结束基于前分光模式的分光图像的获取，进入作为下一工序<6>的分光图像的分析。
如上所述的前分光模式是通过在所述工序<3A>～本工序<5A>中照射特定波长的光，能够掌握测定对象X的特性的方式。因此，可以说是在测定特定波长明确的测定对象X的情况下有效的方式，相比前述的后分光模式减少了信息量，因而可以说是能够实现缩短测量时间的测定模式。
另外，在后分光模式(第一模式)和前分光模式(第二模式)中，第一光源31和第二光源32构成为具有时间差地进行点亮，后分光模式是在第一光源31点亮时，通过使第一分光部41及第一单色拍摄元件21动作而实施的，前分光模式是在第二光源32点亮时，通过使第二分光部42及第二单色拍摄元件22动作而实施的，但优选的是，第一光源31与第二光源32构成为至少一部分重合地进行点亮，即第一光源31与第二光源32在时间上重合地进行点亮。由此，能够迅速进行后分光模式和前分光模式的切换。
<6>然后，分析处理部604基于存储在存储部17存储的分光图像(分光光谱)及测定波长，实施分光图像的分析。
即，分析处理部604获取在上述的后分光模式或者前分光模式中存储于存储部17的分光图像(分光光谱)及测定波长。并且，进行它们的分析处理，基于该分析处理的处理结果抽出测定对象X的特征量，例如通过与存储在存储部17的具有基准光谱和学习数据等数据的数据库进行比较来实施确定所拍摄的测定对象X。
然后，显示控制部605将由分析处理部604所确定的测定对象X的信息制作为可视化图像，然后使具有显示部15的显示器70显示该可视化图像(S7)。
经过如上所述的工序<1>～工序<7>，使用分光相机10实施测定对象X的确定。
另外，在使用了分光相机10的测定对象X的确定方法中，对根据后分光模式或者前分光模式获取测定对象X的分光图像进行了说明，但分光相机10除了获取这样的分光图像的情况以外，由于能够获得在第二单色拍摄元件22动作时使第一光源31点亮的第一非分光模式(第三模式)，因此还作为获取非分光的单色图像的相机发挥作用。
另外，在本实施方式中，对分光相机10作为后分光方式的分光相机具备第一光源31、第一分光部41以及第一单色拍摄元件21的情况进行了说明，但分光相机10也可以在这些中省略第一光源31。在这种情况下，在使用了后分光方式的分光相机的后分光模式中的所述工序<2A>中，针对测定对象X的光的照射是通过太阳或室内照明等外部光实施的。
另外，在本实施方式中，对分光相机10作为前分光方式的分光相机具备第二光源32、第二分光部42以及第二单色拍摄元件22的情况进行了说明，但分光相机10也可以在这些中省略第二单色拍摄元件22。在这种情况下，在使用了前分光方式的分光相机的前分光模式中的所述工序<4B>中，通过用户(操作者)的眼睛直接进行分光图像的获取(观察)，测定对象X的确定(例如是否存在于拍摄区域中)也是通过用户来实施的。
第二实施方式
下面，对智能电话1所具备的分光相机10的第二实施方式进行说明。
图8是表示作为具备本发明的分光相机的第二实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的背面侧的俯视图，图9是图8所示的智能电话的沿A-A线的剖视图，图10是图8所示的智能电话的沿B-B线的剖视图。
下面，关于第二实施方式的分光相机10，以与所述第一实施方式的分光相机10的不同之处为中心进行说明，对相同的事项省略其说明。
关于图8～图9所示的第二实施方式的分光相机10，除了第一分光部41与第二分光部42是由形成为一体的第三分光部44构成以外，其他与第一实施方式的分光相机10相同。
在第二实施方式的分光相机10中，如图8所示，分别使第二光源32和第一单色拍摄元件21配置于相近位置，且使第一光源31和第二单色拍摄元件22配置于相近位置。并且，第一分光部41与第二分光部42形成为一体的第三分光部44配置在电路基板52上，以便覆盖其中的第二光源32和第一单色拍摄元件21。由此，第三分光部44配置在第二光源32和测定对象X的光轴上以及第一单色拍摄元件21和测定对象X的光轴上双方。
在相关结构的第二实施方式的分光相机10中，第三分光部44由能够覆盖第二光源32和第一单色拍摄元件21双方的分光范围较大的波长可变干涉滤波器即法布里-珀罗-标准具滤波器构成。由此，能够利用一个第三分光部44兼做第一分光部41和第二分光部42。并且，不需要像所述第一实施方式那样对第一分光部41和第二分光部42分别准备控制第三分光部44的控制电路，因而能够实现配设有第三分光部44的电路基板52的小型化。因此，能够实现分光相机10乃至智能电话1的构造的简化、低成本化。
根据这样的第二实施方式的分光相机10，也能够得到与所述第一实施方式相同的效果。
下面，对智能电话1所具备的分光相机10的第三实施方式进行说明。
图11是表示本发明的分光相机的第三实施方式所具备的第一分光部及第一单色拍摄元件的俯视图，图12是表示本发明的分光相机的第三实施方式所具备的第一分光部及第一单色拍摄元件的侧视图。
下面，关于第三实施方式的分光相机10，以与所述第一实施方式的分光相机10的不同之处为中心进行说明，对相同的事项省略其说明。
第三实施方式的分光相机10如图11、图12所示具备结构不同的第一分光部41和第一单色拍摄元件21，即除了第一分光部41和第一单色拍摄元件21形成为一体以外，其他与第一实施方式的分光相机10相同。
在第三实施方式的分光相机10中，如图11、图12所示，省略向电路基板52配设第一分光部41，第一分光部41直接配设于第一单色拍摄元件21。由此，第一分光部41和第一单色拍摄元件21形成为一体。通过这样的一体化，能够实现第一分光部41和第一单色拍摄元件21的小型化，因而能够实现分光相机10乃至智能电话1的构造的简化、小型化。
根据这样的第三实施方式的分光相机10，也能够得到与所述第一实施方式相同的效果。
下面，对智能电话1所具备的分光相机10的第四实施方式进行说明。
图13是表示作为具备本发明的分光相机的第四实施方式的电子设备而适用于智能电话时的实施方式的整体图像的背面侧的俯视图，图14是图13所示的智能电话的沿A-A线的剖视图，图15是图13所示的智能电话的沿B-B线的剖视图。
下面，关于第四实施方式的分光相机10，以与所述第一实施方式的分光相机10的不同之处为中心进行说明，对相同的事项省略其说明。
图13～图15所示的第四实施方式的分光相机10除了还具备设于电路基板51上的彩色拍摄元件23以外，其他与所述第一实施方式的分光相机10相同。
即，在第四实施方式的分光相机10中，如图13、图14所示，除第一单色拍摄元件21及第二单色拍摄元件22以外，在电路基板51上配置有彩色拍摄元件23，彩色拍摄元件23在智能电话1的背面侧朝向与单色拍摄元件21、22相同的方向能够进行彩色的例如RGB的拍摄。由此，能够使用通过彩色拍摄元件23进行摄影的在测定对象X测定前后显示在显示器70所具备的显示部15的影像(图像)，并能够获取该影像作为彩色影像，因而测定对象X的可见性得以提高。因此，能够实现提高通过分光相机10获取测定对象X的分光图像时的作业性。
根据这样的第四实施方式的分光相机10，也能够得到与所述第一实施方式相同的效果。
另外，在本实施方式中，由于分光相机10能够获得在彩色拍摄元件23动作时使第一光源31点亮的第二非分光模式(第四模式)，因此还作为获取非分光的彩色图像的相机发挥作用。
另外，在本实施方式中，对分光相机10作为前分光方式的分光相机具备第二光源32、第二分光部42以及第二单色拍摄元件22的情况进行了说明，但分光相机10也可以是省略其中的第二单色拍摄元件22。在这种情况下，在使用了前分光方式的分光相机的前分光模式中的所述工序<4B>中，通过彩色拍摄元件23进行分光图像的获取(观察)，使用通过彩色拍摄元件23所获取的分光图像来实施测定对象X的确定。
以上，基于图示的实施方式对本发明的分光相机及电子设备进行了说明，但本发明不限于这些方式。
例如，在前述实施方式中，第一光源31、第二光源32、第一单色拍摄元件21、第二单色拍摄元件22、第一分光部41以及第二分光部42等的动作是由设置在分光相机10(智能电话1)的控制部60控制的，但不限于此，也可以是，其中至少一方例如相对于智能电话1，通过位于外置的设备中的控制部进行控制，或通过能够与智能电话1进行通信的控制部或者位于经由了网络的另一方的任意的控制部进行控制。
另外，对作为本发明的电子设备的一例而说明的智能电话具备显示部、输入部以及存储部的情况进行了说明，但不限于相关结构，还可以形成为这样的结构，即，显示部和输入部由与具有分光相机的智能电话不同的其它的智能电话或计算机等外部终端具备，且存储部由外部服务器具备，经由通信部实施具有分光相机的智能电话与外部终端以及外部服务器的数据的传递。
另外，本发明的电子设备，即具备本发明的分光相机的电子设备不限于智能电话，还可以是数码相机、平板PC(Personal Computer，个人计算机)、无人驾驶飞机、机器人、自动柜员机以及人脸验证传感器、HMD(Head Mounted Display，头戴式显示器)等具有拍摄功能的各种装置。

Claims (10)

1.一种分光相机，其特征在于，具备：
第二光源，向测定对象照射光；
第一单色拍摄元件，拍摄基于在所述测定对象反射的反射光的图像；
第一分光部及第二分光部，从入射光有选择地射出规定的波长的光，并且能够变更所射出的出射光的波长区域；
第一光源，所述第一光源与所述第二光源以及所述第一单色拍摄元件朝向同一方向配置，并向所述测定对象照射光；
第二单色拍摄元件，所述第二单色拍摄元件与所述第二光源以及所述第一单色拍摄元件朝向同一方向配置，并拍摄基于在所述测定对象反射的反射光的图像；以及
控制部，控制所述第一光源、所述第二光源、所述第一单色拍摄元件、所述第二单色拍摄元件、所述第一分光部及所述第二分光部的各自的动作，
所述第二光源及所述第一单色拍摄元件朝向同一方向配置，
所述第一分光部配置在所述第一单色拍摄元件和所述测定对象之间，
所述第二分光部配置在所述第二光源和所述测定对象之间，
所述控制部具有：
使所述第一光源点亮并使所述第一单色拍摄元件和所述第一分光部动作的第一模式；以及
使所述第二光源点亮并使所述第二单色拍摄元件和所述第二分光部动作的第二模式。
2.根据权利要求1所述的分光相机，其特征在于，
所述第一光源在所述第一单色拍摄元件动作时是点亮的。
3.根据权利要求1或2所述的分光相机，其特征在于，
所述第一光源与所述第二光源以至少一部分在时间上重合的方式点亮。
4.根据权利要求1所述的分光相机，其特征在于，
所述分光相机还具有第二单色拍摄元件，所述第二单色拍摄元件与所述第二光源以及所述第一单色拍摄元件朝向同一方向配置，并拍摄基于在所述测定对象反射的反射光的图像。
5.根据权利要求4所述的分光相机，其特征在于，
所述第二光源在所述第二单色拍摄元件动作时是点亮的。
6.根据权利要求1所述的分光相机，其特征在于，
所述第一分光部与所述第二分光部形成为一体。
7.根据权利要求1所述的分光相机，其特征在于，
所述第一分光部与所述第一单色拍摄元件形成为一体。
8.根据权利要求1所述的分光相机，其特征在于，
所述分光相机还具有至少一个光学部件。
9.根据权利要求1所述的分光相机，其特征在于，
所述分光相机还具有至少一个彩色拍摄元件，所述彩色拍摄元件与所述第二光源以及所述第一单色拍摄元件朝向同一方向配置。
10.一种电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1至9中任一项所述的分光相机；
显示部；
至少一个处理器；
存储器；以及
至少一个程序，
所述至少一个程序存储于所述存储器且被构成为由所述至少一个处理器执行，所述至少一个程序包括用于确定测定对象的命令。
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