JP2005529427A

JP2005529427A - オブジェクトの空間位置を感知する方法及び装置

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Publication number: JP2005529427A
Application number: JP2004513828A
Authority: JP
Inventors: シュプラック、ベルント
Original assignee: カールツァイスアーゲー
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2005-09-29
Also published as: AU2003238412A1; DE10226398A1; WO2003107072A1; DE10226398B4; CN1788227A; US20060011805A1

Abstract

本発明は、空間におけるオブジェクトの位置を記録する方法に関し、前記方法は、三角形を形成するために前記オブジェクトに３つの光源（２、３、４）が取り付けられる取り付け工程と、前記光源（２、３、４）がオンに切り換えられる作動工程と、光源（２、３、４）がオンに切り換えられた状態でオブジェクトが第１の位置と第２の位置から同時に記録される記録工程と、記録したものにおける前記光源（２、３、４）の位置が決定される評価工程とを含み、オブジェクトの位置が前記光源（２、３、４）の位置から計算される。

Description

本発明は、オブジェクトの空間位置を感知する方法及び装置に関する。

この方法を必要とするのは、特に、ＨＭＤ装置（頭部搭載型ディスプレイ装置（ＨｅａｄＭｏｕｎｔｅｄＤｉｓｐｌａｙｄｅｖｉｃｅｓ））として既知のものであり、この方法を用いて観察者がディスプレイ装置を頭部に装着し、その装置は観察者が知覚可能な画像を生成する。このために、ＨＭＤ装置は、観察者が生成画像のみを見るように、又は周囲に重ね合わせられた生成画像を知覚するように（いわゆる拡張現実）設けられる場合がある。特に、拡張現実には、重ね合わせを最良の方法で実現するよう、観察者の動き及び／又は観察者の頭部の位置を連続的に感知し画像を生成する際に考慮する必要がある。

このため、多くの場合に磁気的な方法が用いられるが、磁気的な方法は（静的に又は動的に）磁界の正確な測定を必要とする。磁気的な方法は、観察の範囲内に配置されている（第一鉄の）金属類の全てが磁界に影響するので不都合であり、従って精度の低下を招く。特に、前記金属類が１つの場所に静的に配置されていない場合、較正の更新も必要となる。

その他には超音波システムがあり、使用される波長にもよるが、超音波システムでは解像度が制限される。更に、超音波システムは非常に干渉の影響を受けやすい。
更に、ジャイロスコープを備えたシステムがあるが、これらは特に複雑である。

これらを考慮すると、本発明の目的は、オブジェクトの空間位置を感知する方法及び装置を提案することであり、本方法及び装置は複雑性の低減を必要とし、高い精度を示す。

本発明によれば、オブジェクトの空間位置を感知する方法によりこの目的が達成され、この方法は、三角形を形成するように前記オブジェクトに３つの光源を取り付ける取り付け工程と、前記光源が点灯される作動工程と、前記光源が点灯された状態で前記オブジェクトが第１の位置と第２の位置から同時に記録される記録工程と、前記記録された画像における前記光源の位置が決定される評価工程とを含み、前記オブジェクトの位置が前記光源の前記決定された位置に基づき計算される。

前記光源が点灯されている状態で同時にオブジェクトを記録し、３つの光源全てが記録中に同時に点灯されていることにより、前記光源により形成された三角形の一対の立体画像が生成され、この画像を用いて三角形の空間位置（場所及び方向）からオブジェクトの空間位置も決定するために、三角形の空間位置が既知の方法で決定され得る。

前記オブジェクトは、例えば、観察者が頭部に搭載可能なＨＭＤ装置のディスプレイ装置用のヘルメット又は任意の他の支持物などでよく、前記の頭部搭載状態によって、ディスプレイ装置により生成された画像を観察者が知覚できるようになる。前記支持物は、例えば、両耳用に２本のフレームを備えた眼鏡のように設けられる場合があり、このケースでは三角形を規定する３つの光源が前記フレームの両方に設けられたり一方のみに設けられたりする。

特に、本発明の方法により、前記光源の位置を決定するため、前記光源の画像が前記残りの画像背景から分離可能になる。これにより、３点の孤立点（前記光源の画像）を持つ一対の立体画像がもたらされ、この画像は特に簡単に評価可能である。

前記残りの画像背景からの前記光源の画像の分離は、例えば、電子的に実行さ得る。これにより電子画像処理が可能になり、記録された（点灯されている）光源の輝度又は色によって分離が達成される。

特に望ましいのは、評価工程の前に前記光源が消灯され、前記光源が消灯されている状態でオブジェクトが前記第１の位置と前記第２の位置から同時に記録され、前記光源の位置を決定するため、評価工程で、記録する位置毎に、前記光源が点灯されていた間に記録された画像から光源が消灯されていた間に記録された前記画像が減算されることである。その際に、画像背景全体が前記光源の画像から分離され、これにより、３点の孤立点（前記光源の画像）のみを有する一対のステレオ画像が存在する。画像の互いからの減算は従来の画像処理プログラムを用いて容易に実行される。

本発明による方法の好適な実施形態とは、取り付け工程で、オブジェクトに３つより多くの光源が取り付けられ、そのうち３つの光源のみが各作動工程のたびに点灯されることである。従って、オブジェクトがより広範囲に亘り動いている間でも、３つの光源が両方の位置から常に同時に記録可能なことが保証される。

特に、オブジェクトに３つ以上の光源が取り付けられている場合、両方の位置から記録できる最大の三角形を形成する３つの光源が作動工程中に常に点灯されることが可能である。最大の三角形とは、最も面積の広い三角形や最も外周の長い三角形でよい。これにより、位置を決定する際の達成可能な精度が高くなる。

本発明による方法の特に好適な実施形態とは、光源がパルス状に操作されることである。この場合、特に、光源が点灯されている状態の１つの画像対と光源が消灯されている状態の１つの画像対とを常に生成することが容易であり、これらの画像対はその後で前記光源の画像からの画像背景の分離に使用可能である。

従って、光源が点灯された状態の画像対と光源が消灯された状態の画像対を交互に記録するよう、パルス状に操作された前記光源を用い画像を同期的に記録可能である。２つの連続した画像対（すなわち、光源が点灯された状態の１つの画像対と光源が消灯された状態の１つの画像対）が、その後に上述の画像背景の（例えば、画像の適切な減算による）分離に使用可能である。

更に、前記光源を識別するために、前記光源が個々に１つずつ点灯され記録されてもよい。これにより、点灯された状態の３つの光源により、記録された画像における個々の光源の認識が特に容易になり、従って、オブジェクトの位置の正確な決定が確実になる。

本発明による方法では、光源が無線で制御されてもよい。これは、望ましくないケーブル接続が除外できるので、本発明の方法をＨＭＤ装置に適用する際には特に有利である。
本発明による方法の更なる実施形態とは、点灯された状態の光源が不可視の波長領域（例えば、赤外線の領域）の光を（又は電磁放射線を、それぞれ）発することである。これは、前記方法を実行する（例えば、ＨＭＤ装置の場合の）観察者を妨害する前記光源それぞれの明滅や照明がないという利点につながる。

本目的は、オブジェクトの空間位置を感知する装置でも達成され、前記装置は、３つの
光源と、光源がオブジェクトに取り付け可能で、間隔を空けた２つの画像記録装置と、画像記録装置の画像記録領域が重なり合っており、制御装置と、制御装置が光源を点灯させ、光源が点灯されている状態でオブジェクトを両画像記録装置により同時に記録されるようにし、評価ユニットとを備え、評価ユニットが、記録された画像における光源の位置を決定し、光源の決定された位置に基づいてオブジェクトの位置を計算する。

この装置を用いて、光源の位置、従って、オブジェクトの空間位置も、記録された画像における光源の位置を決定することにより容易に決定可能である。
制御装置及び評価ユニットは、従来のコンピュータと適切なソフトウェアにより実現可能である。

本発明に係る装置の有利な更なる実施形態とは、光源の位置を決定するために評価ユニットが光源の画像を残りの画像背景から分離することである。このような分離は、特に、電子的に達成可能である。

従って、例えば、制御装置には光源を消灯させる作用があり、光源が消灯されている状態でオブジェクトが両画像記録装置により同時に記録されるようにし、光源の位置を決定する際に、画像記録装置毎に、評価ユニットが、光源が点灯されている状態で記録された画像から光源が消灯されている状態で記録された画像を減算できる。従来の画像処理プログラムを用いてこれを行うことは容易であり、これにより３点の孤立点（前記光源の画像）を備えた一対のステレオ画像がもたらされる。特に、立体の光の対からオブジェクトの位置を決定することは容易である。

好適な実施形態が、オブジェクト上の（例えば、ヘルメット上の）光源として赤外ダイオード（ＩＲダイオード）と、赤外感光性撮像装置又は画像記録装置とを、それぞれ使用する。各撮像装置の前に配置されるのは、８３０ｎｍより長い波長を持つ光のみが通過できる赤外フィルタである。これにより、一般的な周囲光、従って、記録された場面が、相当に暗く表示される結果となる。しかし、ＩＲダイオードの波長が８８０ｎｍなので、ＩＲダイオードの光が強力で有用な信号として支障なく撮像装置に到達する。この手段により、画像を減算する際に有用な信号と干渉信号の比が明確に増加し、更に画像の孤立点のコントラストが実質的に改善されて示される。

本発明の更なる特定の実施形態が、更なる画像解析手段により孤立点の評価を利用し、この画像解析手段は、結果として起こる発光点（記録された画像における光源の画像）の重力の中心に関する解析によるものである。これにより、位置を決定する際の本発明に係る装置の精度が更に実質的に高まる結果となる。

光源（例えば、発光ダイオード）の配置が発光点の重心の計算に直接の影響を及ぼすので、本発明に係る更なる改善点がある。このために、光源（例えば、発光ダイオード）が、それぞれ、光源からの光又は放射の波長領域で（例えば、光源がＩＲダイオードの場合には赤外領域で）透過的でない材料（例えば、ＩＲダイオードの場合はアルミニウム）の円筒形の穴に埋設されている。穴の残りの円形の解放された表面が薄い拡散板により覆われており、この拡散板は、例えば６０°の広い散乱角をなしている。この配列が発光点を常に円形又は楕円形に発生させ、重心がそれに応じてより精密な方法で形成される。

光源（例えば、発光ダイオードやＩＲダイオード）が撮像装置からかなり離れていても、光源はそれに応じて強い電流で操作されるので、距離が異なっても最適のコントラストが常に達成される。従って、撮像装置からの又は画像記録装置からの距離がそれぞれ伸びるにつれて強い電流がかけられるよう、光源の（例えば、ＩＲダイオードの）輝度が制御回路により制御され、制御回路は、制御主回路の一部でよい。距離に関して、電流が、例
えば、特定のヒステリシスを用い徐々にもたらされてもよい。

更に、本発明に係る装置では、制御ユニットが備えられてもよく、制御ユニットが光源に接続されており、装置により無線で送信された信号に基づき光源を制御し、特に、光源のために更に電流源又は電圧源がそれぞれ備えられている。これにより、制御ユニットを伴う光源配列の携帯可能な設計が容易になり、これは特にＨＭＤ装置では有利である。

本発明による方法の特に好適な実施形態とは、光源として、発光ダイオード、特に赤外線発光ダイオードが使用されていることである。発光ダイオードは小型で安価な光源であり、加えて、発光ダイオードの耐用期間は非常に長いので、本発明に係る装置の信頼性を確保することができる。赤外線発光ダイオードの使用は、放出された赤外放射が観察者には知覚できず邪魔にならないので、更に有利である。

更に、本発明に係る装置では、オブジェクトがディスプレイユニットを備え、ディスプレイユニットが観察者の頭部に取り付け可能であり、取り付けられた状態で、観察者が知覚できる画像を生成可能である。ディスプレイユニットは、生成画像のみ、又は環境に重ね合わされた生成画像を観測者が知覚できるよう設けられる。このようにして、観察者の頭部の位置決定を容易で信頼できるものにするＨＭＤ装置が実現できる。

本発明に係る装置では、光源がオブジェクトに固定されるよう接続されていてもよく、光源が三角形を規定する。これにより、光源（又は光源の三角形、それぞれ）の位置からオブジェクトの位置が常に推定できることが保証される。

本発明による方法の更なる実施形態では、光源が所定の発光スペクトルを有し、所定の発光スペクトルを持つ光のみを記録装置が記録することが可能である。従って、画像背景からの前源の画像の分離が記録中に実現済みである。これは、特に、対応するフィルタを用いることにより可能であり、フィルタが、記録手段の各々に設けられ、所定の発光スペクトルを持つ光のみ通過させる。

本発明は、本質的には例として、図面を参照して以下により詳細に説明される。
本発明に係る、オブジェクトの空間位置を感知する装置には、３つの赤外線発光ダイオード２、３、４が取り付けられたヘルメット１があり、その中で、第１の発光ダイオード２がヘルメットの頂点に配置され、他の２つの発光ダイオード３及び４が互いに周方向に約９０°オフセットされた状態でヘルメット１の下縁７に配置されている。

更に、ヘルメット１には発光ダイオード２〜４の制御ユニット８が設けられているが、この制御ユニットは以下で更に詳細に説明する。
ヘルメット１を装着している観察者（図示せず）がディスプレイユニット９を用いて生成された画像を知覚できるように、ヘルメット１にディスプレイユニット９が取り付けられている。ディスプレイユニット９を備えたヘルメット１は、いわゆるＨＭＤである。

本発明に係る装置には更に、２台のカメラ１０、１１が備えられており、これらのカメラは異なる位置からヘルメット１や発光ダイオード２〜４をそれぞれ記録できる。このために、カメラ１０、１１の配置及び設計は、これらのカメラの画像記録領域１２、１３が少なくとも部分的に重なり合い、ヘルメット１の使用目的の間に亘り画像記録領域１２と１３の両方の重なり合う範囲がヘルメット１の動きの範囲を含むようになされる。

発光ダイオード２〜４と同じように、カメラ１０及び１１も制御装置１４により制御される。
特に図２から明白に分かるように、制御装置１４は、カメラ１０、１１毎に、デジタル化ユニット１５、１６を備えており、このデジタル化ユニットは制御装置１４の制御モジュール１７により制御されている。

更に、制御装置１４には、送信ユニット１８があり、この送信ユニット１８を介して制御モジュール１７が光ダイオード２〜４の制御信号を制御ユニット８に無線で（矢印Ａで示されているように）送信し、この信号は制御ユニット８の受信ユニット１９により受信される。

制御ユニット８には受信ユニット２０の他にも制御ユニットがあり、この制御ユニットは、受信された信号に関連して発光ダイオード２〜４を制御ユニット８の電圧源２１に接続する。

デジタル化ユニット１５及び１６は評価ユニット２２に接続されており、この評価ユニット２２は、（デジタル化された）画像を用いて発光ダイオード２〜４の位置を計算し、そしてその位置からヘルメット１の位置、従って観察者の頭部の位置を計算する。ヘルメット１の位置に関するデータが、評価ユニット２２により、制御モジュール１７にもディスプレイユニット９のディスプレイ制御２３にも供給され、これで、例えば、ディスプレイユニット９により生成された画像が、やはりディスプレイユニット９を通じ知覚できる環境に正確に位置付けられる。

制御装置１４及び評価ユニット２２、並びにディスプレイ制御２３は、１つ以上のコンピュータと適切なソフトウェアにより実現可能である。
操作中、発光ダイオード２〜４は、パルス状に操作され、常に同時に点滅させられる。図１に示される実施形態では、発光ダイオード２〜４が表示三角形２４を規定する。

３つの発光ダイオード２、３、４が点灯されると、発光ダイオード２〜４が点灯した状態で、ヘルメット１の画像がカメラ１０と１１の両方により同時に撮影される。記録された画像がデジタル化ユニット１５及び１６によりデジタル化され、評価ユニット２２に記憶される。

発光ダイオード２〜４はその後（パルス操作により）消灯され、発光ダイオード２〜４が消灯した状態でカメラ１０及び１１が同時にヘルメット１を記録する。これらの画像も同様にデジタル化ユニット１５及び１６により再度デジタル化され評価ユニット２２に供給される。

評価ユニット２２はその後、発光ダイオード２〜４が点灯された状態でカメラ１０により撮影されたヘルメットの画像から発光ダイオード２〜４が消灯された状態でカメラ１０により撮影されたヘルメットの画像を減算する。同様にして、カメラ１１により撮影された両画像の一方から他方が減算され、その結果、理想的には３点の孤立点（発光ダイオード２〜４の画像）のみを持つ一対のステレオ画像が存在し、これらから、カメラ１０と１１の両方の位置を考慮する既知の方法により、発光ダイオード２〜４により形成された三角形２４の空間位置が計算できる。発光ダイオード２〜４がヘルメット１に取り付けられており、ヘルメットにおける発光ダイオード２〜４の正確な位置が（例えば、一回の較正により）既知なので、ヘルメット１の位置（場所及び方向）が精密に決定可能である。

ヘルメット１の空間位置、従ってディスプレイユニット９の空間位置にも依存して、ディスプレイユニット９がディスプレイ制御２３により要望どおりに制御される。従って、例えば、ディスプレイユニット９により生成される（ステレオ）画像は、常に同一の空間位置に観察者の動きとは独立して現れるよう生成可能である。

その次に発光ダイオード２〜４が再び点灯されカメラ１０及び１１により同時に記録され、発光ダイオードの次の消灯状態でも、またヘルメット１がカメラ１０と１１の両方により記録される。次にこれらの記録された画像から上記の同様な方法により３点の孤立点を持つ一対のステレオ画像が生成される。

従って、ヘルメット１の空間位置及び、その結果、観察者の頭部の空間方向が連続的に決定可能である。
もちろん、発光ダイオード２〜４が消灯している状態のヘルメット１を最初に記録し、それから発光ダイオード２〜４が点灯している状態のヘルメット１を記録し、次にそこから孤立点を持つ一対のステレオ画像を生成することも可能である。

本発明に係る装置の更なる実施形態が図３に示され、本実施形態が図１の実施形態と異なるのは、実質的には、更に２つの発光ダイオード５及び６が、やはりカメラ１０及び１１の２つの画像記録領域１２及び１３の重なり合う範囲に設置されるよう、ヘルメット１の下縁７に配置されていることのみである。図１及び図３に図示された実施形態の同一の構成要素は同一の参照数字で識別され、これらの構成要素の説明は繰り返さない。

図３の実施形態では４つの発光ダイオード３〜６がヘルメット１の下縁７に設けられているので、ヘルメット１の下縁７に配置された発光ダイオード３〜６のうちの２つと組み合わされた状態で第１の発光ダイオード２が常に点灯される幾つかの異なる三角形が生成可能である。

この目的は、一方では、評価における最高精度が達成可能なダイオードの三角形を照明することでもある。これは、例えば、最も面積の広いダイオードの三角形や最も外周の長いダイオードの三角形である。

一方、ダイオード２〜６は、ダイオードの三角形がヘルメット１の周囲を移動する印象を与えるように作動可能である。例えば、最初にダイオード２、４、５、次にダイオード２、５、３、次にダイオード２、３、６が作動される。その後、ダイオードの三角形２、４、５が再び始動する。これはヘルメット１におけるダイオードの三角形の部分的な循環を作る。ダイオードの三角形の作動のこのような循環方法は、ヘルメット１の動きの予測がやはり評価ユニット２２により計算される場合には特に適している。

発光ダイオード２を含む発光ダイオードの各三角形が少なくとも２台の別個のカメラにより同時に記録されるように、ヘルメット１の下縁７に更なる発光ダイオード（図示せず）及び更なるカメラ（図示せず）が設けられてもよい。この場合、２台のカメラで常に同時に記録されるので、ヘルメット１の周囲を移動するダイオードの三角形が生成可能であり、この三角形はヘルメット１の空間位置に関して常に評価される。

その他に、ダイオード２〜６が個々に交互に点滅するよう、評価ユニット２１と個々のダイオード２〜６との同期が取られてもよい。このような同期を取るのは、処理の開始時や定時、又は必要に応じてでよい。

図示のようなカメラ１０及び１１並びに関連するデジタル化ユニット１５及び１６の代わりに、もちろんデジタルカメラが使用されてもよく、その結果、デジタル化ユニット１４、１５、１６を別個に設けられる必要がない。

ＨＭＤの本発明に係る装置の実施形態の略図。図１の装置の略動作図。ＨＭＤの本発明に係る装置の更なる実施形態の略図。

Claims

オブジェクトの空間位置を感知する方法であって、
三角形を形成するために前記オブジェクトに３つの光源（２、３、４、５、６）を取り付ける工程と、
前記光源（２、３、４、５、６）を点灯する作動工程と、
前記光源（２、３、４）が点灯された状態で前記オブジェクトを第１の位置と第２の位置から同時に記録する記録工程と、
前記記録された画像における前記光源（２、３、４）の位置を決定する評価工程と、
を含み、前記オブジェクトの位置を、前記光源（２、３、４）の決定された位置に基づき計算する方法。
前記光源の位置を決定するために、前記点灯された光源（２、３、４）の画像が前記残りの画像背景から分離される請求項１に記載の方法。
前記評価工程の前に前記光源（２、３、４）が消灯され、前記光源（２、３、４）が消灯されている間に前記オブジェクトが前記第１の位置と前記第２の位置から同時に記録され、前記光源の位置を決定するために、前記評価工程で、記録する位置毎に、前記光源（２、３、４）が点灯されていた間に記録された前記画像から前記光源（２、３、４）が消灯されていた間に記録された前記画像が減算される、請求項１又は２に記載の方法。
前記取り付け工程で、前記オブジェクトに３つより多くの光源が取り付けられ、そのうち３つの光源のみが各作動工程中に点灯される請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
両方の位置から記録できる最大の三角形を形成する３つの光源（２、３、４）が前記作動工程中に点灯される、請求項４に記載の方法。
前記光源（２、３、４）がパルス的に操作される請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
光源が点灯された状態で記録された一対の画像と、光源が消灯された状態で記録された一対の画像と、のどちらかを得るよう、前記パルス光源と同期をとるようにして両方の位置からの同時の記録が行われ、続く２対の記録された画像に基づき前記評価工程で前記光源位置が決定される請求項６に記載の方法。
前記光源（２、３、４）を識別するために、前記光源（２、３、４）が個々に１つずつ点灯され記録される請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
前記光源（２、３、４）が無線で制御される請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
オブジェクトの空間位置を感知する装置であって、前記装置は、
前記オブジェクトに取り付け可能で、取り付けられた状態で三角形を形成している３つの光源（２、３、４）と、
画像記録領域（１２、１３）が重なり合っている、間隔を空けた２つの画像記録装置（１０、１１）と、
前記光源（２、３、４）を点灯させ、前記光源（２、３、４）が点灯されている状態で前記オブジェクトが両画像記録装置（１０、１１）により同時に記録されるようにした制御装置（１４）と、
前記評価ユニット（２２）が、前記記録された画像における前記光源（２、３、４）の位置を決定する評価ユニット（２２）と、を備え、前記決定された位置に基づいて前記オ
ブジェクトの位置を計算する装置。
前記光源の位置を決定するために前記評価ユニット（２２）が前記光源（２、３、４）の画像を前記残りの画像背景から分離する請求項１０に記載の装置。
前記制御装置（１４）が前記光源（２、３、４）を消灯させ、前記光源（２、３、４）が消灯されている状態で前記オブジェクトを両画像記録装置（１０、１１）に同時に記録させて前記光源の位置を決定するため、前記評価ユニット（２２）が、画像記録装置（１０、１１）毎に、前記光源（２、３、４）が点灯されている状態で記録された前記画像から前記光源（２、３、４）が消灯されている状態で記録された前記画像を減算する、請求項１０又は１１に記載の装置。
制御ユニット（８）が備えられ、前記制御ユニット（８）が前記光源（２、３、４）に接続されており、前記制御装置（１４）により無線で送信された信号に基づき前記光源（２、３、４）を制御し、特に、前記光源（２、３、４）のために更に電流源又は電圧源（２０）がそれぞれ備えられている請求項１０〜１２のうち１項に記載の装置。
光源（２、３、４）として、発光ダイオード、特に赤外線発光ダイオードが使用されている請求項１０〜１３のうち１項に記載の装置。
前記オブジェクトがディスプレイユニット（９）を備え、同ディスプレイユニット（９）が観察者の頭部に取り付け可能であり、取り付けられた状態で、観察者が知覚できる画像を生成可能である請求項１０〜１４のうち１項に記載の装置。
前記光源（２、３、４）が前記オブジェクトに固定されるよう接続されている請求項１０〜１５のうち１項に記載の装置。
前記光源（２、３、４）が所定の発光スペクトルを有し、前記所定の発光スペクトルを持つ光のみを前記画像記録装置（１０、１１）が取り出し、特に、前記画像記録装置（１０、１１）の各々にフィルタが設けられ、前記フィルタが前記所定の発光スペクトルを持つ光のみ通過させる請求項１０〜１６のうち１項に記載の装置。