JP2012058037A - Spectrum imaging device, spectrum imaging method, and line light scanning mechanism - Google Patents

Spectrum imaging device, spectrum imaging method, and line light scanning mechanism Download PDF

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Ryuji Funayama
Naoki Noro
Takeshi Sasaki
Jun Sato
Arata Satori
健史 佐々木
潤 佐藤
新 佐鳥
竜士 船山
直樹 野呂
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Eba Japan Co Ltd
Toyota Motor Corp
エバ・ジャパン 株式会社
トヨタ自動車株式会社
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectrum imaging device and a spectrum imaging method capable of rapid spectrum imaging of any imaging object by eliminating redundancy in imaging time resulting from slit scanning, and to provide a line light scanning mechanism used for the spectrum imaging deice and the spectrum imaging method.SOLUTION: The spectrum imaging device includes, as a mechanism successively transforming observation light L observed from the imaging object into linear light and scanning the linear light, a line light scanning mechanism 120 on which light selection members 121a-121n having the shape corresponding to the linear light to be transformed and independently rotatable around an axis provided in the longitudinal direction are arrayed in the number corresponding to the resolution for scanning the observation light L. Based on the selective rotation of the light selection members 121a-121n constituting the line light scanning mechanism 120, the observation light L is successively transformed into linear light and scanned, and taken in a spectrograph 130.

Description

本発明は、撮像対象のスペクトルデータを撮像するスペクトル撮像装置、及びスペクトル撮像方法、及びそれらスペクトル撮像装置、スペクトル撮像方法に用いられるライン光走査機構に関する。 The present invention, spectral imaging apparatus for imaging the spectral data of the imaging object, and spectral imaging method, and their spectral imaging apparatus, a line optical scanning mechanism for use in spectral imaging method.

撮像対象を撮像する装置として、一般にスペクトルカメラと称されるスペクトル撮像装置が知られている。 As a device for imaging an imaging object, spectral camera called spectral imaging apparatus are generally known. このスペクトル撮像装置は通常、スリットの走査により順次取り込まれる光像を波長毎に分光しつつ撮像素子に受光させることによって撮像対象を撮像するようにしている。 The spectral imaging apparatus is usually so as to image the imaging target by receiving the image pickup device while dispersing the light image to be sequentially read by the scanning of the slit for each wavelength. こうしたスペクトル撮像装置としては、例えば特許文献1に記載の装置が知られている。 As such spectral imaging apparatus, for example, apparatus according is known in Patent Document 1. そして従来、この特許文献1に記載のスペクトル撮像装置を図10に示す。 The prior art shows the spectrum imaging device described in Patent Document 1 in Figure 10.

図10に示すように、このスペクトル撮像装置は、撮像対象から観測される観測光を受光して分光する分光部10を備えている。 As shown in FIG. 10, the spectral imaging apparatus includes a spectral unit 10 for dispersing by receiving observation light observed from the imaging object. この分光部10では、例えば回折格子による分光方式が採用されており、400nm〜800nmの可視光から近赤外までの領域の観測光が複数の波長領域に分光される。 In the spectroscopic portion 10, for example a diffraction grating spectral method is adopted by the observation light region to the near infrared is dispersed into a plurality of wavelength regions from visible light 400 nm to 800 nm. また分光部10は、撮像対象の観測光が取り込まれるレンズ11を備えている。 The spectroscopic unit 10 includes a lens 11 imaging target of the observation light is captured. こうした分光部10ではまず、撮像対象の観測光がレンズ11を介して取り込まれると、この観測光は微細な幅のスリットが形成されたスリット板12に照射される。 In such spectroscopic unit 10 First, when the imaging target of the observation light is captured through the lens 11, the observation light is irradiated to the slit plate 12 slits fine width is formed. そして、スリット板12に照射された観測光は、同スリット板12のスリットを通過する際に、同スリットのスリット方向である水平方向(X軸方向)に平行な光へと変換されて回折格子13に照射される。 Then, the observation light irradiated on the slit plate 12, when passing through the slit of the slit plate 12, the diffraction grating is converted into parallel light in the horizontal direction (X axis direction) is a slit direction of the slit 13 is irradiated. 回折格子13は、例えば直線状の複数の凹凸が並設された格子パターンを有する基板として構成されており、スリット板12のスリットを通過したX軸方向に平行なライン状の光であるスリット光(ライン光)を複数の波長領域に分光する。 The diffraction grating 13, for example, a plurality of linear irregularities is configured as a substrate having a grating pattern juxtaposed, the slit light is the X axis direction of light parallel linear in passing through the slit of the slit plate 12 (line light) for splitting into a plurality of wavelength regions. こうして、回折格子13によって分光された光はレンズ14へと入射される。 Thus, light dispersed by the diffraction grating 13 is incident on the lens 14. そして、レンズ14により回折格子13にて分光された光が撮像素子15の撮像面に結像される。 The light dispersed by the diffraction grating 13 by lens 14 is imaged on the imaging surface of the image sensor 15. この撮像素子15は、例えばCCDイメージセンサによって構成されており、同撮像素子15の撮像面に結像された光を光電変換により電気信号へと変換する。 The image pickup device 15 is composed of, for example, by the CCD image sensor converts the light imaged on the imaging surface of the imaging element 15 into an electric signal by photoelectric conversion. そして、撮像素子15にて変換された電気信号が解析部20に入力される。 The electric signal converted by the image pickup element 15 is inputted to the analyzer 20.

また、こうした分光部10を構成するスリット板12、回折格子13、レンズ14及び撮像素子15は、光学ステージ16上に設けられている。 The slit plate 12, the diffraction grating 13, the lens 14 and the imaging device 15 constituting such a spectroscopic unit 10 is disposed on the optical stage 16. 光学ステージ16は、ドライブ回路17による制御のもとに、分光部10に対する光の入射方向に対して垂直方向、かつ、上記X軸方向に対して垂直なY軸方向に上下動作する。 Optical stage 16, under the control by the drive circuit 17, a direction perpendicular to the incident direction of light with respect to the spectroscopic unit 10 and is moved vertically in the Y-axis direction perpendicular to said X-axis direction. そして、こうした光学ステージ16を上下動させることによって、X軸に平行なスリット光がY軸方向へと移動されるようになり、撮像対象が2次元的に走査されるようになる。 Then, by vertically moving these optical stage 16, X-axis parallel to the slit light is to be moved in the Y-axis direction, so that the imaging target is two-dimensionally scanned. また、分光部10は、レンズ11を駆動させるアクチュエータとしてのフォーカス駆動部18を備えている。 Further, the spectroscopic unit 10 includes a focus driving section 18 as an actuator for driving the lens 11. フォーカス駆動部18は、回折格子13を透過して分光された光のうちの0次回折光が上記撮像素子15面上に合焦しているか否かを判断し、撮像素子15面上で合焦するようにレンズ11を駆動させる。 Focus driving unit 18, zero-order diffracted light of the spectrally transmitted through the diffraction grating 13 the light is determined whether or not focused on the imaging element 15 on the surfaces of, focus on the image pickup element 15 side the lens 11 is driven to.

一方、こうしたスペクトル撮像装置は、上記撮像素子15が出力した電気信号に基づいて撮像対象の観測光の成分分析、光の強度などの物理量の2次元平面における分布の算出などを行う解析部20を備えている。 On the other hand, these spectral imaging device, component analysis of the observation light of the imaging target based on the electric signal which the imaging element 15 is outputted, the analysis unit 20 for performing such calculation of distribution in the two-dimensional plane of a physical quantity, such as the intensity of light It is provided. 解析部20は、CPU21、HSD記録部22、スペクトル空間演算部23、画像分類演算部24によって構成されている。 Analyzing unit 20, CPU 21, HSD recording unit 22, the spectrum spatial operation unit 23 is constituted by the image classification computing section 24.

このうちCPU21は、撮像素子15で生成された電気信号(デジタル信号)を入力すると、この電気信号をハイパースペクトルデータ(HSD)としてHSD記録部22に記録させる。 Among CPU21 inputs the electrical signals generated by the imaging device 15 (digital signal), it is recorded in the HSD recording unit 22 the electric signal as a hyperspectral data (HSD).

HSD記録部22は、撮像対象のスペクトルデータをハイパースペクトルデータとして記録する。 HSD recording unit 22 records spectral data of the imaging target as hyperspectral data. ハイパースペクトルデータは、例えば、640×800ピクセルの画像領域を有しており、それぞれのピクセル毎に複数の波長領域のスペクトル情報が含まれている。 Hyperspectral data, for example, has an image area of ​​640 × 800 pixels, it contains the spectrum information of a plurality of wavelength ranges for each pixel. すなわち、各ピクセルは、個々に読み出しが可能な、「画像平面の位置(x、y)及び波長(λ)を示す3次元のデータとして構成されている。 That is, each pixel is configured individually the read enable state, the "position of the image plane (x, y) and three-dimensional data indicating the wavelength (lambda).

スペクトル空間演算部23は、撮像素子15から出力された電気信号に基づいて各ピクセルの画像平面の位置(x,y)を算出する。 Spectral space calculation unit 23 calculates the position of the image plane of each pixel (x, y) based on the electric signal output from the image sensor 15. また、スペクトル空間演算部23は、ピクセルの画像平面の位置(x,y)と、波長λとの対応付けを行う。 Moreover, spectral space calculation unit 23 performs the position of the image plane pixel as (x, y), the correspondence between the wavelength lambda. 画像分類演算部24は、各ピクセルの(x,y,λ)の3次元のデータセットに基づいて、複数の波長領域毎に画像平面上の物理量の分布を算出する。 Image classification operation unit 24, based on the three-dimensional data set of (x, y, λ) of each pixel, and calculates the physical quantity distribution on the image plane for each of a plurality of wavelength ranges.

そして、このように構成される解析部20による撮像対象の解析結果として、複数の波長領域毎の画像平面上の物理量(光の強度)の分布等に関する情報が表示部30に視覚的に表示される。 Then, as the analysis result of the imaging target by thus constructed analyzer 20, information about the distribution and the like of the physical quantity on the image plane of each of a plurality of wavelength ranges (light intensity) it is visually displayed on the display unit 30 that.

こうしたスペクトル撮像装置による対象物の撮像に際しては、図11に示すように、まず撮影対象の映像がレンズ11に取り込まれる(ステップS11)。 In the imaging of the object by such spectral imaging device, as shown in FIG. 11, the image of the imaging target is taken into the lens 11 is first (step S11). このとき、レンズ11を透過した光は、所定の位置(Y=y )にあるスリット板12に照射される。 At this time, the light transmitted through the lens 11 is irradiated to the slit plate 12 at the predetermined position (Y = y i). そして、スリット板12のスリットを通過したX軸方向に平行なスリット光が、上記回折格子13によって波長毎に分光される(ステップS12)。 Then, X-axis direction in a parallel slit light passing through the slit of the slit plate 12 is separated into each wavelength by the diffraction grating 13 (step S12). 次いで、この分光された光が上記撮像素子15に受光され、この受光された光が電気信号(デジタル信号)に変換されて上記解析部20を構成するCPU21に取り込まれる。 Then, the dispersed light is received by the image pickup device 15, the received light is converted into an electric signal (digital signal) taken in the CPU21 constituting the analyzer 20.

そして、上記HSD記録部22によってスリット板12の所定位置(Y=y )でのX軸方向位置xと波長領域の値λとが関連付けられて記録されると(ステップS13)、上記光学ステージ16がy軸方向に移動される(ステップS14)。 When the value λ of the X-axis direction position x and the wavelength region at a predetermined position of the slit plate 12 (Y = y i) is recorded in association with the HSD recording unit 22 (step S13), and the optical stage 16 is moved in the y-axis direction (step S14).

こうして、上記ステップS11からステップS14が適宜繰り返されることにより、スリット板12が規定位置の上端から下端(Y=y 〜y )まで移動したときのX軸方向の各位置情報x及び各波長領域λに関する情報が撮像対象の一画像に相当するスペクトルデータとして蓄積されるようになる(ステップS15)。 Thus, by the step S14 from the step S11 are repeated as appropriate, X-axis direction of each position information x and the wavelength when the slit plate 12 is moved from the upper end of the specified position to the bottom (Y = y 1 ~y n) information about the region λ is to be stored as spectral data corresponding to an image of the imaging target (step S15). そして、この蓄積されたスペクトルデータ(x,y,λ)をもとに、各波長領域の値(λ)に各々対応する(x,y)画像が再構成されるようになる(ステップS16)。 Then, the stored spectral data (x, y, lambda) on the basis of, so each corresponding (x, y) image is reconstructed value (lambda) of each wavelength region (Step S16) . これにより、各波長領域λに対応したX軸方向及びY軸方向に配列された画像の取得を通じて撮像対象が撮像されるようになる。 Thus, the imaging object through the acquisition of the X-axis direction and the Y-axis direction in sequence image corresponding to each wavelength region λ is to be imaged.

特開2009−39280号公報 JP 2009-39280 JP

ところで、上記スリット板12の走査を通じた撮像対象のスペクトルデータの取得は、上記回折格子13の手前に配置されたスリット板12をその規定位置の上端から下端まで上下動させる往復移動を通じて行われる。 Incidentally, acquisition of spectral data of the imaging object through the scanning of the slit plate 12 is performed through reciprocate vertically moving slit plate 12 arranged in front of the diffraction grating 13 from the upper end of the specified position to the lower end. そして通常、撮像対象のスペクトルデータは、スリット板12が往復移動する際の往路にのみ取得される。 And usually, the spectral data of the imaged object are acquired only in the forward when the slit plate 12 is reciprocated. このため、例えば規定位置の上端から下端に移動したスリット板12が規定位置の下端から上端に戻る復路動作が行われる際には、スペクトルデータの取得は行われず、この復路動作が行われる期間がスペクトルデータを取得する上での空白期間となってしまう。 Thus, for example, when the slit plate 12 from the upper end of the specified position has moved to the lower end return operation to return to the upper end is performed from the lower end of the specified position is acquired spectral data is not performed, the period during which the backward operation is performed resulting in a blank period in order to obtain the spectral data. そのため、撮像対象を取得する際には、この空白期間を含んだ時間を要することとなり撮像時間の長期化を招いていた。 Therefore, when acquiring the imaging target had led to prolonged imaging will it takes it time to include this blank period time. もっとも、上記スペクトル撮像装置自体がそもそも、人工衛星や航空機等に搭載されて、地表等の静止画像を撮像することを目的に開発された装置であることから、このような用途に用いられる限り、こうした撮像時間の長期化等があえて問題視されることはなかった。 However, the spectral imaging apparatus itself begin with, is mounted on an artificial satellite or an aircraft or the like, since the still image surface such as a device developed for the purpose of imaging a As used in this application, prolonged like such imaging time dare was never a problem.

一方、最近は、上記スペクトル撮像装置を自動車等の車両に搭載し、車両周辺の各種対象をこのスペクトル撮像装置によって撮像することが検討されている。 Meanwhile, recently, equipped with the spectral imaging apparatus in a vehicle such as an automobile, it is considered to be imaged by the spectral imaging apparatus of various target around the vehicle. すなわちこの場合には、撮像対象が移動体であったり、あるいはたえず変化していることが多く、ある撮像対象に対して許容される撮像時間も限られるようになることから、そうした撮像対象を適切に撮像する上で、上述した空白期間が無視できないものとなる。 That is, in this case, often imaged object is changing or a mobile, or constantly, since it becomes also limited imaging time allowed for a certain imaging target, such a imaging target appropriate in order to imaged, it becomes a blank period as described above can not be ignored.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性を解消して、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像を可能とするスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法、及びそれらスペクトル撮像装置、スペクトル撮像方法に用いられるライン光走査機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to eliminate the redundancy of the imaging time due to the slit scan, and allows for rapid spectral imaging for any imaging target spectrum imaging apparatus and spectrum imaging method for, and their spectral imaging apparatus to provide a line light scanning mechanism for use in spectral imaging method.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。 Hereinafter referred to as the means and effects in order to solve the above problems.
請求項1に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにしたことを要旨とする。 The invention according to claim 1, fetches sequentially convert scanned while spectrometer observation light observed from the imaging target in a line-shaped light, light of different respective wavelengths dispersed by the spectroscope to the image sensor a spectral imaging apparatus for imaging the imaging target by receiving the observation light as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, has a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light that with as many ordered line light scanning mechanism longitudinally rotatable about a shaft provided on the another optical selection member correspond to the resolution for scanning the observation light, constituting the line optical scanning mechanism and summarized in that the conversion scanned by the selective sequential line-shaped light to the observation light based on rotation of said optical selection member and to incorporate into the spectrometer.

上記構成によれば、上記光選択部材の各々の回動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換される。 According to the above configuration, through rotation of each of the light selective member, observation light observed from the imaged object is sequentially converted into a line-shaped light. すなわち、各々の光選択部材が順次回動することによって、撮像対象から観測された観測光が走査されるようになる。 That is, by each of the light selecting member as the forward next dynamic observation light observed from the imaged object is to be scanned. このため、各光選択部材の周期的な回動を通じて撮像対象の観測光を走査することができるようになり、撮像対象のスペクトルデータを連続的に取得することができるようになる。 Therefore, it becomes possible to scan the observation light of the imaging object through periodic rotation of the optical selection member, so that the spectral data of the imaging target can be continuously acquired. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。 Thus, in order to image the same imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, is as redundancy imaging time due to the slit scan is eliminated, prompt for any imaging target it is possible to spectral imaging.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスペクトル撮像装置において、前記光選択部材が光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものであることを要旨とする。 The invention according to claim 2, in the spectrum imaging apparatus according to claim 1, wherein the light selection member is a reflector of light, the line light scanning mechanism successively selective rotation of said optical selection member and summarized in that the observation light is reflected is converted into a line-shaped light based are those incorporated into the spectroscope.

上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づき、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。 According to the above configuration, based on the sequential selective rotation of the optical selection member due to reflection of light, along with the observation light observed from the imaged object is converted into a line-shaped light, this converted light spectroscopy It is guided to the vessel. これにより、上記光選択部材による光の反射作用を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。 Thus, by utilizing the reflection action of light by the light selecting member, it is possible to scan the observation light to the original simpler configuration.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のスペクトル撮像装置において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものであることを要旨とする。 Invention according to claim 3, in the spectrum imaging apparatus according to claim 1, made shield of light the light selecting member are arranged without a gap, said line optical scanning mechanism successively of the light selection member and summarized in that a selective is transmitted based on the rotated observation light which is converted into a line-shaped light is intended to incorporate into the spectrometer.

上記構成によれば、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づき、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換されたライン状の光が分光器へと案内される。 According to the above configuration, based on the sequential selective rotation of the optical selection member according shields light, together with the observation light transmitted through the light selection member is converted into a line-shaped light, the converted linear of the light is guided to the spectrometer. これにより、上記光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。 Thus, by utilizing the light shielding and transmission by the light selecting member, it is possible to scan the observation light to the original simpler configuration.

請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のスペクトル撮像装置において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものであることを要旨とする。 Invention according to claim 4, in the spectrum imaging apparatus according to claim 1, consists reflector of light the light selecting member are arranged without a gap, said line optical scanning mechanism successively of the light selection member and summarized in that a selective is transmitted based on the rotated observation light which is converted into a line-shaped light is intended to incorporate into the spectrometer.

上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づき、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。 According to the above configuration, based on the sequential selective rotation of the optical selection member due to reflection of light, along with the observation light transmitted through the light selection member is converted into linear light and the converted light It is guided to the spectrometer. 一方、回動されていない光選択部材に投射された光は同光選択部材によって分光器が存在しない方向へと反射される。 Meanwhile, light projected onto the optical selection member has not been rotated is reflected in a direction no spectroscope by the light selection member. このように上記構成によっても、上記光選択部材による光の反射及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。 By this way the construction, by using the reflection and transmission of light by the light selecting member, it is possible to scan the observation light to the original simpler configuration.

請求項5に記載の発明は、請求項2または4に記載のスペクトル撮像装置において、前記反射体が、静電共振されるMEMSミラーからなることを要旨とする。 The invention described in claim 5 is the spectral imaging apparatus according to claim 2 or 4, wherein the reflector is a gist in that it consists of the MEMS mirror to be electrostatically resonance.
上記構成によるように、静電共振されるMEMSミラーによって上記反射体を構成することとすれば、各反射体の静電作用に基づいて各反射体の回動を実現することができるようになる。 As with the above configuration, if configuring the reflector by the MEMS mirror is electrostatically resonance, it is possible to realize the rotation of the reflector on the basis of the electrostatic effect of the reflector . これにより、上記ライン光走査機構の小型化が図られるようになるとともに、ライン光走査機構としての実用性が高められるようになる。 Thus, the so miniaturization of the line optical scanning mechanism is achieved, so that utility as line light scanning mechanism is enhanced.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のスペクトル撮像装置において、前記MEMSミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のMEMSミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動されることを要旨とする。 The invention described in claim 6 is the spectral imaging apparatus according to claim 5, wherein consists MEMS mirror square mirror, each of said optical selection member, the square shaped MEMS mirrors to be the conversion It is arranged in the line direction of the light, and gist respectively to be simultaneously driven separately of the light selecting member.

上記構成によれば、正方形状のMEMSミラーが変換すべき光のライン方向に配列されることによって上記光選択部材が構成される。 According to the above arrangement, the light selecting member is constituted by the square of the MEMS mirror is arranged in the line direction of the light to be converted. そして、この配列されたMEMSミラーの列毎の同時駆動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換されるようになる。 Then, through the simultaneous driving of each column of the array of MEMS mirrors, so the observation light observed from the imaged object is sequentially converted into a line-shaped light. これにより、MEMSミラーとして既存の正方形状のMEMSミラーを採用する場合であれ、上記光選択部材を構成することが可能となり、ライン光走査機構としての汎用性が向上されるようになる。 Thus, in the case of employing the existing square MEMS mirror as the MEMS mirror, it becomes possible to form the optical selection member, so that the versatility of the line light scanning mechanism is improved.

請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載のスペクトル撮像装置において、ライン光走査機構は、前記配列された光選択部材の各々を一方向に連続的に回動させることで前記観測光を一方向に順次変換走査するものであることを要旨とする。 Invention according to claim 7, in the spectrum imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6, line beam scanning mechanism is continuously rotating each of the array of light selecting member in one direction and summarized in that in which successively converts scanning the observation light by causing motion in one direction.

上記構成によれば、上記配列された光選択部材の各々が一方向に連続的に回動されることによって上記観測光が一方向に順次変換走査される。 According to the above configuration, the observation light is sequentially converted scanned in one direction by each of the array of light selecting member is continuously rotated in one direction. このため、撮像対象の観測光に対する走査を一定の方向に対して行うことができるようになり、この変換走査に応じたスペクトルデータを取得することができるようになる。 Therefore, it becomes possible to perform the scanning of the imaging target in the observation light to a certain direction, it becomes possible to obtain the spectral data corresponding to the conversion scan. これにより、スペクトルデータに基づいた撮像対象の撮像を既存の画像処理に準じた方法で実現することができるようになる。 Thus, it is possible to realize by a method in accordance with the imaging of the imaging object based on the spectral data in the existing image processing.

請求項8に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光するとともに、この分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像方法であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を用い、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査する工程と、該変換走査されたライン状の光を前記波長の異なる光に分光する工程と、該分光された光に基づい The invention according to claim 8, as well as spectral while sequentially converting scanned observation light observed from the imaging target in a line-shaped light, the by receiving light of different that the spectral wavelengths respectively to the image sensor a spectral imaging method for imaging the imaging object, as a mechanism for sequentially converting scanning the observation light in a line-shaped light, provided in the longitudinal direction has a shape corresponding to the line-shaped light to be converted axis using as many ordered line light scanning mechanism separately can rotate light selecting member corresponds to the resolution for scanning the observation light mainly, of the light selection member constituting the line optical scanning mechanism a step of converting scanned into the observation light lines sequentially shaped light based on the selective rotation, a step of dispersing the said conversion scanned line-shaped light to kinds of light having different wavelengths, the dispersed light based on the 前記撮像対象を撮像する工程とを備えることを要旨とする。 And summarized in that comprising the step of imaging the imaging object.

上記方法によれば、上記光選択部材の各々の回動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換される。 According to the above method, through the rotation of each of the light selective member, observation light observed from the imaged object is sequentially converted into a line-shaped light. すなわち、各々の光選択部材が順次回動することによって、撮像対象から観測された観測光が順次走査されるようになる。 That is, by each of the light selecting member as the forward next movement, so the observation light observed from the imaged object are sequentially scanned. このため、各光選択部材の周期的な回動を通じて撮像対象の観測光を走査することができるようになり、撮像対象のスペクトルデータを連続的に取得することができるようになる。 Therefore, it becomes possible to scan the observation light of the imaging object through periodic rotation of the optical selection member, so that the spectral data of the imaging target can be continuously acquired. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。 Thus, in order to image the same imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, is as redundancy imaging time due to the slit scan is eliminated, prompt for any imaging target it is possible to spectral imaging.

請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のスペクトル撮像方法において、前記光選択部材として光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光することを要旨とする。 The invention according to claim 9, in the spectral imaging method according to claim 8, using one made of a reflector of the light as the light selecting member, by the line light scanning mechanism, selectively and sequentially said light selection member such a basis of the rotation is reflected observation light which is converted into linear light and summarized in that spectrally different light of said wavelength.

上記方法によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が波長の異なる光に分光される。 According to the above method, based on the sequential selective rotation of the optical selection member due to reflection of light, along with the observation light observed from the imaged object is converted into a line-shaped light, this converted light is spectrally different wavelengths of light. これにより、上記光選択部材による光の反射作用を利用して、撮像対象の観測光を容易に走査することができるようになる。 Thus, by utilizing the reflection action of light by the light selecting member, so that the observation light of the imaging target can be easily scanned.

請求項10に記載の発明は、請求項8に記載のスペクトル撮像方法において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光することを要旨とする。 The invention according to claim 10, in the spectrum imaging method according to claim 8, used as said optical selection member comprises a shield of light tightly arranged, by the line light scanning mechanism, the light selection and summarized in that the spectral sequential selective based on rotation transmission has been observed light that has been converted into a line-shaped light member different lights of the wavelengths.

上記方法によれば、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が波長の異なる光に分光される。 According to the above method, based on the sequential selective rotation of the optical selection member according shields light, together with the observation light transmitted through the light selection member is converted into linear light, which is the converted light There is dispersed into light of different wavelengths. これにより、上記光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用して、撮像対象の観測光を容易に走査することができるようになる。 Thus, by utilizing the light shielding and transmission by the optical selection member, so that the observation light of the imaging target can be easily scanned.

請求項11に記載の発明は、請求項8に記載のスペクトル撮像方法において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光することを要旨とする。 Invention according to claim 11, in the spectrum imaging method according to claim 8, used as said optical selection member comprises a reflector of light that are arranged without a gap, by the line light scanning mechanism, the light selection and summarized in that the spectral sequential selective based on rotation transmission has been observed light that has been converted into a line-shaped light member different lights of the wavelengths.

上記方法によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が波長の異なる光に分光される。 According to the above method, based on the sequential selective rotation of the optical selection member due to reflection of light, along with the observation light transmitted through the light selection member is converted into linear light, which is the converted light There is dispersed into light of different wavelengths. 一方、回動されていない光選択部材に投射された光は同光選択部材によって反射されることとなる。 Meanwhile, light projected onto the optical selection member has not been rotated becomes to be reflected by the optical selection member. このように上記方法によっても、上記光選択部材による光の反射及び透過を利用して、撮像対象の観測光を容易に走査することができるようになる。 By this way the above method, by utilizing reflection and transmission of light by the light selecting member, so that the observation light of the imaging target can be easily scanned.

請求項12に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査するライン光走査機構であって、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材を、前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列し、前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査するようにしたことを要旨とする。 The invention of claim 12 is a line light scanning mechanism for sequentially converting scanning observation light observed from the imaging target in a line-shaped light, have a shape corresponding to the line-shaped light to be converted each separate rotatable optical selection member about an axis provided in the longitudinal direction, the observation light are arranged by the number corresponding to the resolution for scanning a, based on the selective rotation of said optical selection member and summarized in that which is adapted to convert scanned into the observation light sequentially linear light.

上記構成によれば、上記光選択部材の各々の回動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換される。 According to the above configuration, through rotation of each of the light selective member, observation light observed from the imaged object is sequentially converted into a line-shaped light. すなわち、各々の光選択部材が順次回動することによって、撮像対象から観測された観測光が走査されるようになる。 That is, by each of the light selecting member as the forward next dynamic observation light observed from the imaged object is to be scanned. このため、各光選択部材の周期的な回動を通じて、撮像対象の観測光を連続的に走査することができるようになる。 Thus, through periodical rotation of the optical selection member, so that the observation light of the imaging target can be continuously scanned. これにより、撮像対象から観測される観測光を迅速にライン状の光に変換することができるようになり、ライン光走査機構としての実用性が高められるようになる。 Thus, now the observation light observed from the imaging object can be converted quickly to a line-shaped light, so utility as line light scanning mechanism is enhanced.

請求項13に記載の発明は、請求項12に記載のライン光走査機構において、前記光選択部材が光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射される光を前記観測光のライン状の変換走査光とすることを要旨とする。 The invention according to claim 13, in line optical scanning mechanism according to claim 12, wherein the light selection member is a reflector of the light, the light reflected on the basis of the sequential selective rotation thereof light selecting member the and summarized in that a linear transformation scanning light of said observation light.

上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。 According to the above configuration, based on the sequential selective rotation of the optical selection member due to reflection of light, along with the observation light observed from the imaged object is converted into a line-shaped light, this converted light It is guided to the spectrometer. これにより、上記光選択部材による光の反射作用を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。 Thus, by utilizing the reflection action of light by the light selecting member, it is possible to scan the observation light to the original simpler configuration.

請求項14に記載の発明は、請求項12に記載のライン光走査機構において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とすることを要旨とする。 The invention according to claim 14, in line optical scanning mechanism according to claim 12, made shield of light the light selecting member are arranged without a gap, the sequential selective rotation thereof light selecting member the basis transmitted light and summarized in that the said observation light of linear transformation scanning light.

上記構成によれば、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。 According to the above configuration, based on the sequential selective rotation of the optical selection member according shields light, together with the observation light transmitted through the light selection member is converted into linear light, which is the converted light There is guided to the spectrometer. これにより、上記光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。 Thus, by utilizing the light shielding and transmission by the light selecting member, it is possible to scan the observation light to the original simpler configuration.

請求項15に記載の発明は、請求項12に記載のライン光走査機構において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とすることを要旨とする。 The invention according to claim 15, in line optical scanning mechanism according to claim 12, made of a reflector of the light which the light selecting member are arranged without a gap, the sequential selective rotation thereof light selecting member the basis transmitted light and summarized in that the said observation light of linear transformation scanning light.

上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。 According to the above configuration, based on the sequential selective rotation of the optical selection member due to reflection of light, along with the observation light transmitted through the light selection member is converted into linear light, which is the converted light There is guided to the spectrometer. 一方、回動されていない光選択部材に投射された光は同光選択部材によって反射されることとなる。 Meanwhile, light projected onto the optical selection member has not been rotated becomes to be reflected by the optical selection member. このように上記構成によっても、上記光選択部材による光の反射及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。 By this way the construction, by using the reflection and transmission of light by the light selecting member, it is possible to scan the observation light to the original simpler configuration.

請求項16に記載の発明は、請求項13または15に記載のライン光走査機構において、前記反射体が、静電共振されるMEMSミラーからなることを要旨とする。 The invention according to claim 16, in line optical scanning mechanism according to claim 13 or 15, wherein the reflector is a gist in that it consists of the MEMS mirror to be electrostatically resonance.
上記構成によるように、静電共振されるMEMSミラーによって上記反射体を構成することとすれば、各反射体の静電作用に基づいて各反射体の回動を実現することができるようになる。 As with the above configuration, if configuring the reflector by the MEMS mirror is electrostatically resonance, it is possible to realize the rotation of the reflector on the basis of the electrostatic effect of the reflector . これにより、上記ライン光走査機構の小型化が図られるようになるとともに、ライン光走査機構としての汎用性が高められるようになる。 Thus, the so miniaturization of the line optical scanning mechanism is achieved, so that the versatility of the line optical scanning mechanism is enhanced.

請求項17に記載の発明は、請求項16に記載のライン光走査機構において、前記MEMSミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のMEMSミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動されることを要旨とする。 The invention according to claim 17, in line optical scanning mechanism according to claim 16, wherein the MEMS mirror consists square mirrors, each of the light selection member, the square shaped MEMS mirrors to the conversion are arranged in the line direction of the to light, and summarized in that the simultaneously driven separately each light selecting member.

上記構成によれば、上記光選択部材が、正方形状のMEMSミラーが変換すべき光のライン方向に配列されることによって構成される。 According to the above configuration, configured by the light selecting member is square MEMS mirror is arranged in the line direction of the light to be converted. そして、この配列されたMEMSミラーの列毎の同時駆動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換されるようになる。 Then, through the simultaneous driving of each column of the array of MEMS mirrors, so the observation light observed from the imaged object is sequentially converted into a line-shaped light. これにより、MEMSミラーによって上記光選択部材を構成する上で、既存のMEMSミラーを用いることができるようになり、ライン光走査機構としての汎用性が拡大されるようになる。 Thus, in constructing the light selecting member by the MEMS mirrors, it will be able to use existing MEMS mirror, so versatile as a line light scanning mechanism is enlarged.

請求項18に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、周回回転可能な無端帯状体に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが所定の間隔をもって配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記無端帯状体の連続的な周回回転に基づく前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにしたことを要旨とする。 The invention according to claim 18, fetches the converted sequentially scanned while spectrometer observation light observed from the imaging target in a line-shaped light, light of different respective wavelengths dispersed by the spectroscope to the image sensor a spectral imaging apparatus for imaging the imaging target by receiving the observation light as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, the circulation rotatable endless strip, to be transformed line-shaped light It comprises a slit array of line light scanning mechanism with a predetermined gap having a shape corresponding to, by successive appearance of the slit based on the continuous orbiting rotation of the endless belt-shaped body constituting the line optical scanning mechanism the observation light are sequentially converted scanned line-shaped light and summarized in that you capture the spectrometer.

上記構成によれば、上記無端帯状体の連続的な周回回転に基づくスリットの連続的な出現を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換走査される。 According to the above configuration, through continuous appearance of the slit based on the continuous orbiting rotation of the endless band-like body, observation light observed from the imaged object is sequentially converted scanned line-shaped light. このため、観測光からライン状の光への変換走査を、一定の方向に連続的に行うことができるようになる。 Therefore, the conversion scanning from the observation light to linear light, it is possible to perform continuously in a fixed direction. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。 Thus, in order to image the same imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, is as redundancy imaging time due to the slit scan is eliminated, prompt for any imaging target it is possible to spectral imaging.

請求項19に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、回転盤の所定間隔を隔てた2つの同心円間の内から外もしくは外から内に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが渦巻き状に、かつ前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備えるとともに、該ライン光走査機構を構成する前記回転盤の前記2つの同心円間の一領域に対向して前記分光器を配置し、前記回転盤の連続的な回転に基づく前記分光器に対向 The invention according to claim 19, fetches the converted sequentially scanned while spectrometer observation light observed from the imaging target in a line-shaped light, light of different respective wavelengths dispersed by the spectroscope to the image sensor a spectral imaging apparatus for imaging the imaging target by receiving, out of the observation light as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, of between two concentric circles at a predetermined distance of the rotating disk or within the outside slits spirally having a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light, and provided with a number only ordered line light scanning mechanism corresponding to the resolution for scanning the observation light, the the spectroscope is arranged to face to a region between the rotating disk of the two concentric circles constituting the line optical scanning mechanism, opposite to the spectrometer based on continuous rotation of the rotary disc る領域での前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにしたことを要旨とする。 That the continuous occurrence of the slit in the region by converting scanned the observation light sequentially in a line-shaped light and summarized in that you capture the spectrometer.

上記構成によれば、上記分光器に対向する領域では、上記回転盤の連続的な回転に基づいて上記スリットが連続的に出現するようになる。 According to the above arrangement, in the region opposite to the spectrometer, so that the slit is continuously emerge based on continuous rotation of the rotating disk. そして上記構成では、上記スリットが2つの同心円間の内から外もしくは外から内に配列されたことによって、換言すれば、上記スリットの位相が漸次ずれる態様で同スリットが配列されたことによって、2つの同心円間の一領域ではスリットが一定の方向に向かって順次出現するようになる。 And in the above arrangement, by which the slits are arranged within the outer or exterior from inside between the two concentric circles, in other words, by the slits are arranged in a manner that the phase is gradually shifted in the slit, 2 one of the slits is sequentially appear toward the predetermined direction in a region between concentric circles. このため、上記分光器に対向する領域では、上記観測光が一定の方向に連続的にライン状の光に順次変換走査されるようになる。 Therefore, in the region opposite to the spectrometer, so that the viewing light is sequentially converted scanned continuously linear light in a certain direction. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。 Thus, in order to image the same imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, is as redundancy imaging time due to the slit scan is eliminated, prompt for any imaging target it is possible to spectral imaging.

本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構の第1の実施の形態について、その概略構成を示すブロック図。 A first embodiment of a spectral imaging device and the spectral imaging method and the line light scanning mechanism according to the present invention, a block diagram showing the schematic configuration thereof. (a)及び(b)は、同実施の形態のライン光走査機構の正面構造を模式的に示す正面図。 (A) and (b) is a front view schematically showing a front structure of a line optical scanning mechanism of the same embodiment. (a)及び(b)は、同実施の形態のライン光走査機構を構成する光選択部材による観測光の走査原理を模式的に示す側面図。 (A) and (b) is a side view schematically showing a scanning principle of the observation light by the light selecting member forming the line light scanning mechanism of this embodiment. 本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構の第2の実施の形態について、その概略構成を示すブロック図。 A second embodiment of a spectral imaging device and the spectral imaging method and the line light scanning mechanism according to the present invention, a block diagram showing the schematic configuration thereof. (a)及び(b)は、同実施の形態のライン光走査機構を構成する光選択部材による観測光の走査原理を模式的に示す側面図。 (A) and (b) is a side view schematically showing a scanning principle of the observation light by the light selecting member forming the line light scanning mechanism of this embodiment. (a)は、本発明にかかるスペクトル撮像装置の第3の実施の形態について、その概略構成を示す側面図。 (A), the third embodiment of the spectral imaging apparatus according to the present invention, a side view showing a schematic configuration thereof. (b)は、同実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示す斜視図。 (B) is a perspective view showing a schematic configuration of a line optical scanning mechanism of the same embodiment. 同実施の形態のライン光走査機構を正面から見た拡大構造を示す正面図。 Front view illustrating an enlarged structure viewed line optical scanning mechanism of this embodiment from the front. (a)は、本発明にかかるスペクトル撮像装置の第4の実施の形態について、その概略構成を示す側面図。 (A), the fourth embodiment of the spectral imaging apparatus according to the present invention, a side view showing a schematic configuration thereof. (b)は、同実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示す正面図。 (B) is a front view showing a schematic configuration of a line optical scanning mechanism of the same embodiment. (a)及び(b)は、本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構の他の実施の形態について、ライン光走査機構の正面構造を模式的に示す正面図。 (A) and (b), another embodiment of the spectral imaging apparatus and spectrum imaging method and the line light scanning mechanism according to the present invention, a front view showing a front structure of a line optical scanning mechanism schematically. 従来のスペクトル撮像装置について、その概略構成を示すブロック図。 A conventional spectral imaging apparatus, a block diagram showing the schematic configuration thereof. 同装置による撮像対象の撮像手順を示すフローチャート。 Flow chart illustrating the imaging procedure of the imaging target by the same device.

(第1の実施の形態) (First Embodiment)
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構を具体化した第1の実施の形態について図1〜図3を参照して説明する。 Hereinafter, describing the spectral imaging apparatus and spectrum imaging method and the line light scanning mechanism according to the present invention for the first embodiment obtained by embodying with reference to FIGS. 図1は、本実施の形態のスペクトル撮像装置の概略構成を示したものである。 Figure 1 is a diagram showing a schematic configuration of a spectrum image pickup apparatus of the present embodiment. なお、本実施の形態のスペクトル撮像装置は、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。 Incidentally, the spectral imaging apparatus of this embodiment is used for imaging, such as a person, for example, it is mounted on a vehicle present around the road environment or the vehicle.

図1に示すように、このスペクトル撮像装置100は、撮像対象が自ら発する光や撮像対象が反射する光、すなわち撮像対象からの観測光Lを取り込む受光レンズ110を備えている。 As shown in FIG. 1, the spectral imaging apparatus 100 includes an optical light and an imaging target to emit imaging target itself reflects, i.e. a light receiving lens 110 to capture the observation light L from the imaged object. またスペクトル撮像装置100は、受光レンズ110を介して取り込まれた撮像対象の観測光Lをライン状の光に順次変換する機構として、ライン光走査機構120を備えている。 The spectral imaging device 100, as sequentially converted to mechanisms observation light L of the imaging subject captured through the light receiving lens 110 in a line-shaped light, and a line light scanning mechanism 120. さらにスペクトル撮像装置100は、分光器130、撮像素子140、画像処理部150を備えている。 Further spectral imaging device 100, the spectrometer 130, the image pickup device 140, an image processing unit 150.

このうちライン光走査機構120は、撮像対象の撮像に際して変換すべきライン状の光に対応する形状を有する複数の光選択部材121a〜121nを備えて構成されており、観測光Lが取り込まれる方向に対して所定の傾斜角をもって配置されている。 Among line light scanning mechanism 120 is provided with a plurality of light selection member 121a~121n having a shape corresponding to the optical line-shaped to be converted during the imaging of the imaging subject are constructed, the direction in which the observation light L is taken It is arranged at a predetermined inclination angle with respect to. 光選択部材121a〜121nは、その長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能に構成されており、観測光Lを走査する分解能に対応する数だけ配列されている。 Light selection member 121a~121n has its longitudinal axis disposed in a direction which is configured to be rotatable to each other about a, it is arranged by the number corresponding to the resolution for scanning the observation light L. なお、本実施の形態では、光選択部材121a〜121nの各々は、例えばミラー等の光の反射体によって構成されている。 In this embodiment, each of the light selection member 121a~121n is composed of, for example, by the reflector of light such as a mirror. これにより、各光選択部材121a〜121nに投射された観測光Lは、各光選択部材121a〜121nの回転角に応じて反射されることとなる。 Thus, the observation light L projected to the optical selection member 121A~121n becomes to be reflected in accordance with the rotation angle of each optical selection member 121A~121n.

また、ライン光走査機構120は、各光選択部材121a〜121nを各別に回動させる駆動源としての駆動部122を備えている。 The line light scanning mechanism 120 includes a drive portion 122 of each optical selection member 121a~121n as a drive source for rotating each other. なお、駆動部122は光選択部材121a〜121nの各々に設けられるが、ここでの例では図示を省略する。 The driving unit 122 is provided to each of the optical selection member 121a~121n but not shown in the example here. 駆動部122は、その駆動を制御する回転角制御部123から入力される制御指令値に基づいて制御される。 Driver 122 is controlled based on a control command value input from the rotation angle control unit 123 for controlling the drive. なお、この制御指令値としては、光選択部材121a〜121nが回動したときに、それら光選択部材121a〜121nに投射された観測光Lを上記分光器130に案内するために必要な回転角に関する値が設定されている。 As the control command value, when the light selecting member 121a~121n is rotated, the rotation angle required observation light L projected to their light selecting member 121a~121n to guide to the spectroscope 130 value on has been set. そして、こうした駆動部122と回転角制御部123との協働によって、各光選択部材121a〜121nの回転角が調整される。 Then, the rotation angle control unit 123 in cooperation with these driving unit 122, the rotation angle of each light selecting member 121a~121n is adjusted. なお、光選択部材121a〜121nは、その初期状態として、各光選択部材121a〜121nの配列方向に対する回転角が「0°」となるように回転角が調整されている。 The optical selection member 121A~121n as its initial state, the rotation angle as the rotation angle is "0 °" is adjusted for the arrangement direction of the light selection member 121A~121n. また、この光選択部材121a〜121nを初期状態にすべき回転角に関する値も、回転角制御部123による制御指令値として予め設定されている。 Further, the optical selection member 121a~121n value regarding the rotation angle to be in the initial state is also set in advance as the control command value according to the rotation angle control unit 123.

そして本実施の形態では、光選択部材121a〜121nの各々が、例えば上端の光選択部材121aから下端の光選択部材121nにかけて一方向に連続的かつ周期的に回動されることによって、上記観測光Lが一方向に順次変換走査されることとなる。 And in this embodiment, each of the light selection member 121a~121n is by being continuously and periodically rotated in one direction toward the lower end of the optical selection member 121n, for example, from the upper end of the light selecting member 121a, the observed so that the light L is sequentially converted scanned in one direction.

そして、図1に示すように、例えば上記駆動部122及び回転角制御部123によって光選択部材121bの回転角が調整されると、この光選択部材121bに投射された観測光Lは、ライン状の光(スリット光)に変換されて分光器130へと案内される。 Then, as shown in FIG. 1, for example, when the rotation angle of the light selecting member 121b is adjusted by the drive unit 122 and the rotation angle control unit 123, observation light L projected to the optical selection member 121b is linear is converted in the light (slit light) is guided to the spectroscope 130.

分光器130は、測定帯域の光を連続的な成分である波長毎の成分に分散させる分光光学系であり、その長手方向においてライン状の光に変換された光Laを波長毎の成分に分散させる機能を有している。 Spectrometer 130 disperses light of the measurement band is a continuous spectroscopic optical system to distribute the components of each wavelength is a component, the light La which is converted into a line-shaped light in the longitudinal direction component of each wavelength It has a function to be. なお、本実施の形態では、例えば回折格子による分光方式が採用されており、400nm〜800nmの可視光から近赤外までの領域の観測光が複数の波長領域に分光される。 In this embodiment, for example, a diffraction grating spectral method is adopted by the observation light region to the near infrared is dispersed into a plurality of wavelength regions from visible light 400 nm to 800 nm. 分光器130は、例えば直線状の複数の凹凸が並設された格子パターンを有する基板として構成されている。 Spectrometer 130, for example, a plurality of uneven linear is configured as a substrate having a grating pattern that is juxtaposed. 具体的には、分光器130の格子パターンは、同図1に破線Lb及びλb1〜λbn、並びに一点鎖線Ln及びλn1〜λnnとして示すように、同分光器130のいずれの位置に上記変換されたライン状の光が投射されたとしても、波長毎に分光された光が撮像素子140の撮像面に拡散されるように形成されている。 Specifically, the grid pattern of the spectrometer 130, the broken line Lb and λb1~λbn in FIG. 1, and as shown as a dashed line Ln and Ramudaenu1~ramudann, is the conversion at any position of the spectrometer 130 even the line-shaped light is projected, light separated into each wavelength are formed so as to be diffused to the imaging surface of the imaging device 140.

そして、例えば上記光選択部材121bが予め規定された所定の回転角まで回動すると、同光選択部材121bによってライン状の光に変換された光Lbは、分光器130へと案内されて同分光器130を介して波長毎の成分λb1〜λbnに分散される。 Then, for example, rotated to the predetermined rotational angle which the light selecting member 121b is defined in advance, the light Lb converted into linear light by the light selection member 121b is the same spectroscopic are guided to the spectroscope 130 through the vessel 130 is dispersed in component λb1~λbn for each wavelength. そして、こうして分光器130によって分光された光は、撮像素子140の撮像面に結像される。 The light dispersed by the spectroscope 130 thus is formed on the imaging surface of the imaging element 140.

なお、光選択部材121a〜121nが初期状態とされているときには、その反射光のいずれもが分光器130に投射されないように上記ライン光走査機構120の位置及び傾斜角が調整されている。 Incidentally, when the light selecting member 121a~121n is the initial state, the position and inclination angle of the line light scanning mechanism 120 as none of the reflected light is not projected to the spectroscope 130 is adjusted.

撮像素子140は、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサによって構成されており、同撮像素子140の撮像面に結像された光を光電変換により電気信号へと変換する。 Imaging device 140 is composed of, for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor converts the light imaged on the imaging surface of the imaging element 140 into an electric signal by photoelectric conversion. そして、撮像素子140にて変換された電気信号(デジタル信号)が画像処理部150に入力される。 The converted electrical signals by the imaging device 140 (digital signal) is input to the image processing unit 150. また画像処理部150には、上記回転角制御部123による制御指令値として、回転角の制御対象とされている光選択部材121a〜121nに関する情報が入力される。 Also the image processing unit 150, a control command value by the rotation angle control unit 123, information on an optical selection member 121a~121n that there is a control target of the rotational angle is input. これにより、画像処理部150では、撮像素子140から入力された電気信号が、いずれの光選択部材121a〜121nにより案内されたライン状の光が光電変換された信号に基づくものであるかが識別可能とされている。 Thus, in the image processing unit 150, an electrical signal inputted from the imaging device 140 is one of whether the light has been linear guide by the light selecting member 121a~121n is based on the photoelectric conversion signal identification It is possible.

画像処理部150は、例えば先の図10に示したように、上記CPU21、上記HSD The image processing unit 150, as for example indicated above Figure 10, the CPU 21, the HSD
記録部22、上記スペクトル空間演算部23、上記画像分類演算部24によって構成されている。 Recording unit 22, the spectral space calculation unit 23 is constituted by the image classification computing section 24. こうした画像処理部150では、まず、撮像素子140から入力された電気信号と回転角制御部123から入力された制御指令値とに基づいて、撮像素子140から入力された電気信号がいずれの光選択部材121a〜121nにより案内されたライン状の光が光電変換された信号であるかが識別される。 In such an image processing unit 150, first, on the basis of the control command value input electrical signal inputted from the imaging device 140 from the rotation angle control unit 123, the light selection of any electrical signal input from the imaging element 140 light has been linear guided by members 121a~121n is either a converted signal photoelectrically is identified. 次いで、この識別された光の成分分析、光の強度などの物理量の2次元平面における分布の算出などが行われる。 Then, component analysis of the identified light, such as the calculation of the distribution in the two-dimensional plane of a physical quantity, such as the intensity of the light is performed. そして、画像処理部150の処理結果として、複数の波長領域毎の画像平面上の物理量(光の強度)の分布等に関する情報が記録されることにより、撮像対象の撮像が行われる。 Then, as the processing result of the image processing unit 150, by which the information about the distribution and the like of the physical quantity on the image plane of each of a plurality of wavelength ranges (light intensity) is recorded, the imaging of the imaging target is performed.

このように構成されるスペクトル撮像装置100では、撮像対象による観測光Lが受光レンズ110を介して取り込まれると、上記回転角制御部123による制御のもとに上記光選択部材121a〜121nが連続的かつ周期的に回動する。 Constructed in this way the spectral imaging apparatus 100, the observation light L by the imaged object is captured through the light receiving lens 110, the light selecting member 121a~121n continuous under the control of the rotation angle control unit 123 to and periodically rotated. これにより、撮像対象から観測された観測光Lが光選択部材121a〜121nによって走査されるようになる。 Thus, so the observation light L observed from the imaging subject is scanned by an optical selection member 121A~121n. そして、こうした光選択部材121a〜121nによる走査が連続的かつ周期的に行われることにより、順次変換走査されたライン状の光が分光器130に順次投射されるようになる。 By scanning by such light selection member 121a~121n is continuously and periodically performed, so that sequential conversion scanned line-shaped light is sequentially projected on the spectrometer 130. 次いで、分光器130に順次投射されたライン状の光は、分光器130によって波長毎に分光される。 Then, sequentially projected line-shaped light to the spectrometer 130 is split into each wavelength by the spectroscope 130. そして、この分光された光が上記撮像素子140に受光され、この受光された光が電気信号(デジタル信号)に変換されて上記画像処理部150に取り込まれる。 Then, the dispersed light is received by the image pickup device 140, the received light is converted into an electric signal (digital signal) captured in the image processing unit 150.

こうして、上記観測光Lの取り込みから上記分光器130にて分光された光の結像までが適宜繰り返されることにより、上記光選択部材121a〜121nが光選択部材121aから光選択部材121nにかけて順次回転動作したときの各波長領域に関する情報が、撮像対象の一画像に相当するスペクトルデータとして蓄積されるようになる。 Thus, by the incorporation of the observation light L to the imaging of the light dispersed by the spectroscope 130 is repeated appropriately, successively rotating said optical selection member 121a~121n is subjected optical selection member 121n from light selecting member 121a information about each wavelength region when the operation is so stored as spectral data corresponding to an image of the imaging target. そして、この蓄積されたスペクトルデータをもとに、各波長領域の値に各々対応する画像が再構成されるようになる。 Then, based on the accumulated spectral data, respectively corresponding image is to be reconstructed to the value of each wavelength region. これにより、各波長領域λに対応した画像の取得を通じて撮像対象が撮像されるようになる。 Thus, the imaging object is to be imaged through the acquisition of the image corresponding to each wavelength region lambda.

次に、図2を参照して上記ライン光走査機構120の構造を詳述する。 Next, with reference to FIG. 2 details the structure of the line light scanning mechanism 120. なお、この図2(a)及び(b)は、それぞれ上記ライン光走査機構120の正面構造を示している。 Incidentally, FIG. 2 (a) and (b) are respectively a front structure of the line light scanning mechanism 120.
図2(a)に示すように、ライン光走査機構120は、ライン状の光選択部材121a〜121nが隙間なく配列されて構成されている。 As shown in FIG. 2 (a), the line light scanning mechanism 120, a line-shaped light selecting member 121a~121n is constructed are arranged without a gap. また、光選択部材121a〜121nの各々は、それらの厚み方向における上端寄りに回転軸125a〜125nが連通されている。 Also, each of the light selection member 121a~121n the rotation shaft 125a~125n is in communication with the upper end closer in their thickness direction. この回転軸125a〜125nの一端には、上記駆動部122を構成するアクチュエータMa〜Mnがそれぞれ設けられている。 At one end of the rotating shaft 125A~125n, actuator Ma~Mn constituting the driving portion 122 are provided, respectively. これにより、光選択部材121a〜121nの各々は、回転軸125a〜125nを中心に回動可能とされている。 Thus, each light selecting member 121a~121n is rotatable about an axis of rotation 125A~125n.

そして例えば、図2(b)に示すように、回転角制御部123による制御指令値に基づいてアクチュエータMaが駆動されると、上端に位置する光選択部材121aが予め規定された所定の回転角まで回転する。 And for example, as shown in FIG. 2 (b), when the actuator Ma is driven based on a control command value by the rotation angle control unit 123, a predetermined rotation angle light selecting member 121a is predefined to position the upper end It rotated to. これにより、光選択部材121aによって反射される光の方向が変化することとなる。 By this, the direction of light reflected by the optical selection member 121a is changed. この結果、光選択部材121aに投射された観測光Lは、上記分光器130へと案内されることとなる。 As a result, the observation light L projected to the optical selection member 121a becomes to be guided to the spectroscope 130. 次いで、アクチュエータMaが再び駆動することによって光選択部材121aの回転角が初期状態へと戻されるとともに、アクチュエータMaの下方に隣接配置されたアクチュエータMbが駆動される。 Then, the rotation angle of the light selecting member 121a is returned to the initial state by the actuator Ma is driven again, the actuator Mb disposed adjacent below the actuator Ma is driven. これにより、光選択部材121bの下方に隣接して配列された光選択部材121bが予め規定された所定の回転角まで回転する。 Thus, the optical selection member 121b which is arranged adjacent to the lower side of the optical selection member 121b is rotated to a predetermined rotation angle defined in advance. こうして、光選択部材121bによって反射される光のみが上記分光器130へと案内されることとなる。 Thus, only the light reflected by the optical selection member 121b is to be guided to the spectroscope 130.

このように本実施の形態では、上記回転角制御部123による制御指令値に基づいて、アクチュエータMa〜Mnの各々が上端に配置されたアクチュエータMaから下端に配置されたアクチュエータMnにかけて順次駆動することにより、光選択部材121a〜121nの回転角が順次調整される。 In this manner, in the present embodiment, based on a control command value by the rotation angle control unit 123, that each of the actuators Ma~Mn sequentially driven toward actuator Mn disposed at the lower end from the actuator Ma disposed at the upper end Accordingly, the rotation angle of the light selecting member 121a~121n is sequentially adjusted. これにより、光選択部材121a〜121nの各々に投射された観測光Lがライン状の光に変換走査されて上記分光器130へと順次案内されるようになる。 Thus, as the observation light L projected to each of the light selection member 121a~121n are sequentially guided been converted scanned line-shaped light to the spectrometer 130.

ライン光走査機構120としてこのような構成によれば、観測光Lに対する1周期目の走査が終了して次の走査が開始されるまでに要する時間は、下端の光選択部材121nの回転動作が終了して上端の光選択部材121nの回転動作が開始するまでの時間でしかない。 According as the line light scanning mechanism 120 in such a configuration, the first period of the scan is completed for the observation light L is time required for the next scan is started, the rotation operation of the optical selection member 121n of the bottom end only a time during which the rotational operation of the light selecting member 121n of the upper end begins to exit. このため、観測光Lに対する周期的な走査を通じて撮像対象を撮像する上で、上述したスリットの往復動作に伴う空白期間が存在しないこととなり、観測光Lに対する走査時間が大幅に短縮されるようになる。 Therefore, in order to image the imaging object through periodic scanning of the observation light L, so that a blank period due to reciprocating motion of the slits described above will not be present, the scanning time for the observation light L is greatly reduced Become. これにより、変換走査されたライン状の光に基づく撮像対象の撮像時間を大幅に短縮することができるようになる。 Thus, it is possible to significantly reduce the imaging time of the imaging target based on the conversion scanned line-shaped light.

次に、図3を参照して上記ライン光走査機構120による観測光Lの走査原理を説明する。 Next, with reference to FIG. 3 illustrating a scanning principle of the observation light L by the line light scanning mechanism 120. なお、図3(a)及び(b)は、光選択部材121a〜121nを側面から見たときの光選択部材121a〜121nの回転角と上記観測光Lとの関係を示したものである。 Incidentally, FIG. 3 (a) and (b) is a graph showing the relationship between the rotation angle and the observation light L of the light selecting member 121a~121n when viewed with light selecting member 121a~121n from the side.

すなわち、図3(a)に示すように、例えば光選択部材121a〜121hのうちの光選択部材121eのみが回転動作したとすると、上記受光レンズ110を介して取り込まれた撮像対象の観測光Lのうち、回転動作している光選択部材121eに投射された観測光Leのみが上記分光器130及び撮像素子140へと案内される。 That is, as shown in FIG. 3 (a), for example, only the light selecting member 121e of the light selecting member 121a~121h it is assumed that the rotational movement of the imaging object captured through the light receiving lens 110 observation light L of only observation light Le projected to the optical selection member 121e that is rotating operation is guided to the spectroscope 130 and the imaging element 140. 一方、初期状態とされている光選択部材121a〜121d及び121f〜121hに投射された観測光Lは、上記分光器130及び撮像素子140が存在しない方向へと反射される。 On the other hand, the observation light L projected to the optical selection member 121a~121d and 121f~121h is the initial state is reflected to the direction in which the spectroscope 130 and the imaging element 140 is not present. この結果、分光器130及び撮像素子140には、光選択部材121eの形状に対応するライン状の光のみが投射されることとなる。 As a result, the spectroscope 130 and the image pickup element 140, and only line-shaped light corresponding to the shape of the light selecting member 121e is projected.

一方、図3(b)に示すように、上記光選択部材121eが再び回転動作することにより初期状態へと戻されると、この光選択部材121eに投射された観測光Leは、他の光選択部材121a〜121d及び121f〜121hに投射された観測光Lと同様に、上記分光器130及び撮像素子140が存在しない方向へと反射されることとなる。 On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), when the light selecting member 121e is returned to the initial state by rotating operation again, it has been observed light Le projected to the optical selection member 121e, the other light selective similar to the observation light L projected onto the member 121a~121d and 121F~121h, and thus are reflected to the direction in which the spectroscope 130 and the imaging element 140 is not present.

このように本実施の形態では、光選択部材121a〜121nの各別の回転動作と光の反射作用とを通じて、光選択部材121a〜121nの各々に投射された観測光Lを順次ライン状の光に変換して分光器130及び撮像素子140へと案内することができるようになる。 As described above, in this embodiment, through a reflecting action of each separate rotation and light of the light selecting member 121A~121n, optical selection member 121A~121n each projected on the observation light L sequentially linear light conversion to be able to be guided to the spectroscope 130 and the image pickup device 140.

以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構によれば、以下の効果が得られるようになる。 As described above, according to the spectral imaging apparatus and spectrum imaging method and the line light scanning mechanism according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記ライン光走査機構120を構成する光選択部材121a〜121nの各々の選択的な回動を通じて、撮像対象から観測された観測光Lをライン状の光に順次変換走査することとした。 (1) was that through selective rotation of each of the optical selection member 121a~121n constituting the line optical scanning mechanism 120 sequentially converts scanned observation light L observed from the imaging target in a line-shaped light . このため、各光選択部材121a〜121nの周期的な回動を通じて撮像対象の観測光Lを走査することができるようになり、撮像対象のスペクトルデータを連続的に取得することができるようになる。 Therefore, it becomes possible to scan the observation light L of the imaging object through periodic rotation of the optical selection member 121A~121n, so the spectral data of the imaging target can be continuously acquired . これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。 Thus, in order to image the same imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, is as redundancy imaging time due to the slit scan is eliminated, prompt for any imaging target it is possible to spectral imaging.

(2)上記光選択部材121a〜121nを光の反射体によって構成するとともに、各光選択部材121a〜121nの回動に基づき反射されるライン状の光を上記分光器130に取り込むこととした。 (2) the light selecting member 121a~121n with constituting the reflector of the light, a linear light reflected on the basis of the rotation of the optical selection member 121a~121n was decided to incorporate into the spectrometer 130. このため、光の反射作用を利用して、撮像対象から観測された観測光Lをライン状の光に変換走査することができるようになる。 Thus, by utilizing the reflection action of light, so the observation light L observed from the imaging target can be converted scanned line-shaped light. これにより、より簡易な構成のもとに上記ライン光走査機構120を構成することができるようになる。 Thus, it is possible to constitute the line light scanning mechanism 120 based on the simpler configuration. また、ライン状に変換された光は、光選択部材121a〜121nによる光の反射作用を通じて任意の方向に案内可能であることから、上記分光器130や撮像素子140の配置位置の自由度が高められるようにもなる。 The light is converted into a line shape, since it is possible guided in any direction through the reflection action of light by the light selecting member 121A~121n, degree of freedom of the arrangement position of the spectroscope 130 and the image pickup device 140 is increased It is as it becomes.

(3)上記配列された光選択部材121a〜121nの各々を一方向に連続的に回動させることによって上記観測光Lを順次変換走査することとした。 (3) it was sequentially converted scanning the observation light L by continuously rotating each of said array of light selecting member 121a~121n in one direction. このため、撮像対象の観測光Lに対する走査を一定の方向に対して行うことができるようになり、この変換走査に応じたスペクトルデータを取得することができるようになる。 Therefore, it becomes possible to perform scanning for observation light L of the imaging object relative to a certain direction, it becomes possible to obtain the spectral data corresponding to the conversion scan. すなわち、既存のスリット走査に近似する態様で撮像対象の観測光Lを走査することができるようになる。 That is, it is possible to scan the observation light L of the imaging target in a manner that approximates the existing slit scanning. これにより、順次変換走査されたライン状の光に基づく撮像対象の撮像を、既存の画像処理装置や画像処理方法を用いて行うことができるようになり、ひいては、撮像対象の撮像をより容易に行うことができるようになる。 Thus, the imaging of the imaging object based on sequentially converted scanned line-shaped light, you will be able to be performed using the existing image processing apparatus, image processing method, therefore, the imaging of the imaging target more easily it will be able to be performed.

(4)上記スペクトル撮像装置100を車両に搭載することとした。 (4) the spectral imaging apparatus 100 and be mounted on a vehicle. このため、たとえ撮像対象として人物等の移動体や適宜変化する周辺環境を撮像する場合であれ、それら撮像対象を適切に撮像することができるようになる。 Therefore, even in the case of imaging a surrounding environment which changes the moving body or an appropriate person or the like as an imaging target, it is possible to properly captured them imaged. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて撮像対象を撮像する上で、その実用性が高められるようになる。 Thus, in order to image the imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, so its utility is enhanced.
(第2の実施の形態) (Second Embodiment)
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構を具体化した第2の実施の形態について図4及び図5を参照して説明する。 Hereinafter will be described with reference to FIGS. 4 and 5 the spectral imaging apparatus and spectrum imaging method and the line light scanning mechanism according to the present invention a second embodiment obtained by embodying. なお、本実施の形態は、上記光選択部材121a〜121nによる光の反射及び透過を通じて観測光Lの変換走査を行うものであり、その基本的な構成は先の第1の実施の形態と共通になっている。 Note that this embodiment is intended for converting the scanning of the observation light L through the reflection and transmission of light by the light selecting member 121A~121n, its basic structure to the first embodiment of the above common It has become. また、本実施の形態のスペクトル撮像装置も、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。 Further, the spectral imaging apparatus of this embodiment is also used in an imaging such as a person present example is mounted on the vehicle around the road environment or the vehicle.

図4は、先の図1に対応する図として、この第2の実施の形態にかかるスペクトル撮像装置の概略構成を示したものである。 Figure 4 is a view corresponding to Figure 1 previously, and shows a schematic configuration of a spectrum imaging apparatus according to the second embodiment. なお、この図4において、先の図1に示した各要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。 Incidentally, in FIG. 4, respectively The same elements as the elements shown in FIG. 1 previously has denoted by the same reference numerals and overlapping description thereof elements omitted.

図4に示すように、本実施の形態のスペクトル撮像装置100は、上記受光レンズ110及びライン光走査機構120が、上記分光器130及び撮像素子140と同軸線上に配置されている。 Figure 4 As shown in the spectral imaging apparatus 100 of the present embodiment, the light-receiving lens 110 and the line light scanning mechanism 120 is disposed in the spectroscope 130 and the imaging device on 140 coaxial line. また、本実施の形態のライン光走査機構120は、観測光Lの進行方向に対して所定の傾斜角をもって配置されている。 The line light scanning mechanism 120 of the present embodiment is arranged at a predetermined inclination angle with respect to the traveling direction of observation light L. これにより、本実施の形態のライン光走査機構120では、各光選択部材121a〜121nがその配列方向に対する回転角が「0°」となる初期状態とされているときには、各光選択部材121a〜121nによって受光レンズ110を介して取り込まれた観測光Lが同観測光Lが取り込まれた側へと反射される。 Thus, the line beam scanning mechanism 120 of the present embodiment, when each light selecting member 121a~121n rotation angle is the initial state is "0 °" for the arrangement direction, each light selection member 121a~ observation light L taken in through the light receiving lens 110 by 121n is reflected to the side the observation light L was captured. このため、光選択部材121a〜121nが初期状態とされているときには、撮像対象から観測された観測光Lは、ライン光走査機構120に対して観測光Lの進行方向に配置された分光器130及び撮像素子140には投射されないこととなる。 Therefore, when the light selecting member 121a~121n is the initial state, the observation light L observed from the imaging subject, the spectrometer disposed in the traveling direction of observation light L with respect to the line light scanning mechanism 120 130 and the not be projected to the image sensor 140.

一方、同図4に示すように、光選択部材121a〜121nのうち上端の光選択部材121aが回動されると、この回動された光選択部材121aと同光選択部材121aに隣接配置された光選択部材121bとの間に隙間が形成される。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the light selecting member 121a of the upper end of the light selecting member 121a~121n is rotated, it is arranged adjacent to the rotating optical selection member 121a and the optical selection member 121a and a gap is formed between the light selection member 121b. そして、受光レンズ110を介して取り込まれた観測光Lの一部は、この隙間を介してライン光走査機構120を透過することとなる。 A part of the observation light L taken in through the light receiving lens 110, so that the transmitting line light scanning mechanism 120 through the gap. このとき、光選択部材121a〜121nの各々がライン状に形成されているために、ライン光走査機構120を透過した観測光Lはライン状の光Laへと変換される。 At this time, since each of the light selection member 121a~121n is formed in a line shape, the observation light L transmitted through the line optical scanning mechanism 120 is converted into a line-shaped light La. このように本実施の形態では、各光選択部材121a〜121nによる光の反射と透過との切り替えが、各光選択部材121a〜121nの回転動作を通じて実行される。 In this manner, in the present embodiment, switching between transmission and reflection of light by the optical selection member 121A~121n is performed through rotation of the optical selection member 121A~121n.

そして、観測光Lの走査に際しては、まず光選択部材121aのみが予め規定された回転角まで回動されるとともに、その他の光選択部材121b〜121nが初期状態とされる。 Then, when the scanning of the observation light L is first with only the light selecting member 121a is rotated to the angle of rotation which is defined in advance, other light selecting member 121b~121n is an initial state. 次いで、光選択部材121aが再び回動することで初期状態に戻されるとともに、同光選択部材121aの下方に隣接配置された光選択部材121bのみが予め規定された回転角まで回動される。 Then, with light selecting member 121a is returned to the initial state by again rotating, only the light selection member 121b disposed adjacent below the same optical selection member 121a is rotated to the rotation angle defined in advance. この結果、光選択部材121bと同光選択部材121bの下方に隣接して配列された光選択部材121cとの間にのみ隙間が形成されるようになる。 This results in a gap only between the light selection member 121c that is arranged adjacent to the lower side of the optical selection member 121b and the optical selection member 121b is formed. そして、上端の光選択部材121aから下端の光選択部材121nにかけて光選択部材121a〜121nが連続的かつ周期的に回動されることにより、それら光選択部材121a〜121n間での隙間がライン光走査機構120の上端から下端にかけて連続的かつ周期的に形成されるようになる。 By light selecting member 121a~121n is continuously and periodically rotated toward the lower end of the optical selection member 121n from light selecting member 121a at the upper end, a gap is line light between their light selecting member 121a~121n It comes to be continuously and periodically formed from the upper end to the lower end of the scanning mechanism 120. これにより、受光レンズ110を介してライン光走査機構120に投射された光は、ライン状の光に順次変換走査されるようになる。 Thus, light projected onto the line optical scanning mechanism 120 through the light receiving lens 110 will be sequentially converted scanned line-shaped light.

そして例えば、光選択部材121aの回動を通じてライン光走査機構120を透過したライン状の光Laは、分光器130に投射される。 And for example, the light selection member 121a transmitted line-shaped light La line optical scanning mechanism 120 through the rotation of is projected to the spectrometer 130. こうして分光器130に投射された光Laは、先の第1の実施の形態と同様に、分光器130を透過する際に複数の波長領域に分光される。 Thus light La projected onto the spectrometer 130, as with the first embodiment previously, is split into a plurality of wavelength regions when passing through the spectrometer 130. そして、この分光された光Laは、撮像素子140の撮像面に結像され、撮像素子140にて電気信号へと変換される。 Then, the dispersed light La is formed on the imaging surface of the imaging device 140 is converted into an electrical signal by the imaging element 140. こうして変換された電気信号は、撮像素子140から上記画像処理部150へと入力され、撮像対象の撮像に供されることとなる。 The converted electric signal thus is input from the imaging element 140 to the image processing unit 150, and thus to be subjected to the imaging of the imaging subject.

このように構成されるスペクトル撮像装置100では、撮像対象による観測光Lが受光レンズ110を介して取り込まれると、上記回転角制御部123による制御のもとに上記光選択部材121a〜121nが連続的かつ周期的に回動する。 Constructed in this way the spectral imaging apparatus 100, the observation light L by the imaged object is captured through the light receiving lens 110, the light selecting member 121a~121n continuous under the control of the rotation angle control unit 123 to and periodically rotated. すなわち、各光選択部材121a〜121nの回動を通じて形成される隙間が、ライン光走査機構120の上端から下端にかけて連続的かつ周期的に推移する。 That is, the gap formed through the rotation of the optical selection member 121a~121n is continuously and periodically changes from the upper end to the lower end of the line light scanning mechanism 120. これにより、撮像対象から観測された観測光Lがライン光走査機構120の上端から下端にかけて順次透過されるようになり、観測光Lがライン状の光へと順次変換走査されるようになる。 Thus, now the observation light L observed from the imaging subject are sequentially transmitted from the upper end to the lower end of the line light scanning mechanism 120, observation light L is to be successively converted scan into line-shaped light. こうして、分光器130には、順次変換走査されたライン状の光が順次投射されるようになる。 Thus, the spectrometer 130, the sequentially converted scanned line-shaped light are successively projected.

そして、先の第1の実施の形態と同様に、上記観測光Lの取り込みから上記分光された光の結像までが適宜繰り返されることにより、上記光選択部材121a〜121nが上端の光選択部材121aから下端の光選択部材121nにかけて順次回転動作したときの各波長領域に関する情報が撮像対象の一画像に相当するスペクトルデータとして蓄積される。 Then, as with the first embodiment above, by the incorporation of the observation light L to the imaging of the dispersed light is repeated appropriately, light selection member of the optical selection member 121a~121n upper end 121a information about each wavelength region when the sequential rotation toward the lower end of the optical selection member 121n is stored as spectral data corresponding to an image of the imaging target from. そして、この蓄積されたスペクトルデータをもとに、各波長領域の値に各々対応する画像が再構成されるようになる。 Then, based on the accumulated spectral data, respectively corresponding image is to be reconstructed to the value of each wavelength region. これにより、各波長領域に対応した画像の取得を通じて撮像対象が撮像されるようになる。 Thus, the imaging object is to be imaged through the acquisition of the image corresponding to each wavelength region.

次に、図5を参照して上記ライン光走査機構120による観測光Lの走査原理を説明する。 Next, with reference to FIG. 5 illustrating the scanning principle of the observation light L by the line light scanning mechanism 120. なお、図5(a)及び(b)は、先の図3(a)及び(b)に対応する図として本実施の形態の光選択部材121a〜121nの回転角と上記観測光Lとの関係を模式的に示したものである。 FIG. 5 (a) and (b), previously shown in FIG. 3 (a) and the rotation angle and the observation light L of the light selecting member 121a~121n of this embodiment as view corresponding to (b) the relationship illustrates schematically.

すなわち、図5(a)に示すように、例えば光選択部材121a〜121nのうちの光選択部材121eのみが回転動作したとすると、この光選択部材121eと同光選択部材121eに隣接する光選択部材121dとの間に隙間が形成されることとなる。 That is, as shown in FIG. 5 (a), for example, only the light selecting member 121e of the light selecting member 121a~121n it is assumed that the rotational movement, light selection adjacent to the optical selection member 121e and the optical selection member 121e so that the gap is formed between the member 121d. このため、上記受光レンズ110を介して取り込まれた撮像対象の観測光Lの一部は、各光選択部材121e及び121dの間に形成された隙間を介してライン光走査機構120を透過し、上記分光器130及び撮像素子140へと案内される。 Therefore, part of the observation light L of the imaging subject taken in through the light receiving lens 110 is transmitted through the line optical scanning mechanism 120 through a gap formed between the optical selection member 121e and 121d, It is guided to the spectroscope 130 and the imaging element 140.

一方、初期状態とされている光選択部材121a〜121d及び121f〜121hに投射された観測光Lは、上記分光器130及び撮像素子140が存在しない方向へと反射される。 On the other hand, the observation light L projected to the optical selection member 121a~121d and 121f~121h is the initial state is reflected to the direction in which the spectroscope 130 and the imaging element 140 is not present. この結果、分光器130及び撮像素子140には、光選択部材121eを透過したライン状の光のみが投射されることとなる。 As a result, the spectroscope 130 and the image pickup element 140, and only light the linear transmitting light selecting member 121e is projected.

また、図5(b)に示すように、上記光選択部材121eが再び回転動作することにより初期状態へと戻されると、この光選択部材121eに投射された観測光Leは、他の光選択部材121a〜121d及び121f〜121hに投射された観測光Lと同様に上記分光器130及び撮像素子140が存在しない方向へと反射されることとなる。 Further, as shown in FIG. 5 (b), when the light selecting member 121e is returned to the initial state by rotating operation again projected observation light Le to the optical selection member 121e, the other light selective so that the member 121a~121d and 121f~121h projected on the observation light L as well as the spectrometer 130 and the imaging device 140 is reflected in a direction that does not exist.

このように、本実施の形態では、光選択部材121a〜121nの各別の回転動作と光の反射及び透過とを通じて、光選択部材121a〜121nの各々に投射された観測光Lをライン状の光に変換して分光器130及び撮像素子140へと案内することができるようになる。 Thus, in this embodiment, through the reflection and transmission of the different rotation and the light of the light selecting member 121A~121n, the observation light L projected onto the respective optical selection member 121A~121n linear it is possible to convert the light guides into the spectrometer 130 and the imaging element 140.

以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構によれば、上記(1)、(3)、(4)の効果が得られるとともに、上記(2)に代えて以下の効果が得られるようになる。 As described above, according to the spectral imaging apparatus and spectrum imaging method and the line light scanning mechanism according to the present embodiment, the (1), (3), with the resulting effect of (4), the (2 instead of) the following effects can be obtained.

(2A)上記光選択部材121a〜121nを光の反射体によって構成するとともに、各光選択部材121a〜121nの回動に基づき透過されるライン状の光を上記分光器130に取り込むこととした。 The (2A) the optical selection member 121a~121n with constituting the reflector of the light, a line-shaped light transmitted based on the rotation of the optical selection member 121a~121n was decided to incorporate into the spectrometer 130. このため、光の反射及び透過の切り替えを通じて、撮像対象から観測された観測光Lをライン状の光に変換走査することができるようになる。 Therefore, through switching of light reflection and transmission, so the observation light L observed from the imaging target can be converted scanned line-shaped light. これにより、より簡易な構成のもとに上記ライン光走査機構120を構成することができるようになる。 Thus, it is possible to constitute the line light scanning mechanism 120 based on the simpler configuration.

(第3の実施の形態) (Third Embodiment)
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置を具体化した第3の実施の形態について図6及び図7を参照して説明する。 Hereinafter, describing the spectral imaging apparatus according to the present invention a third embodiment obtained by embodying with reference to FIGS. なお、図6(a)は本実施の形態のスペクトル撮像装置の概略構成を示しており、図6(b)は本実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示している。 Incidentally, FIG. 6 (a) shows a schematic configuration of a spectrum imaging apparatus of this embodiment, FIG. 6 (b) shows a schematic configuration of a line optical scanning mechanism of this embodiment. そして図7は、本実施の形態のライン光走査機構の正面構造を示している。 And Figure 7 is a front structure of a line optical scanning mechanism of this embodiment. また、本実施の形態のスペクトル撮像装置も、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。 Further, the spectral imaging apparatus of this embodiment is also used in an imaging such as a person present example is mounted on the vehicle around the road environment or the vehicle.

図6(a)に示すように、本実施の形態のスペクトル撮像装置200は、撮像対象が自ら発する光や撮像対象が反射する光、すなわち撮像対象からの観測光Lを取り込む受光レンズ210を備えている。 As shown in FIG. 6 (a), the spectral imaging apparatus 200 of the present embodiment, the light light and an imaging target to emit imaging target itself is reflected, i.e. a light receiving lens 210 to capture the observation light L from the imaging target ing. また、スペクトル撮像装置200は、受光レンズ210を介して取り込まれた撮像対象の観測光Lをライン状の光に順次変換する機構として、矩形状の筐体201に収容されたライン光走査機構220を備えている。 Further, the spectral imaging apparatus 200, as a mechanism for successively converting the observation light L of the imaging subject captured through the light receiving lens 210 in a line-shaped light, a rectangular housed in a housing 201 line optical scanning mechanism 220 It is equipped with a. さらに、スペクトル撮像装置200は、上記筐体201に収容された分光器230、撮像素子240、画像処理部250を備えている。 Furthermore, the spectral imaging apparatus 200 includes the housing 201 spectrometer 230 is accommodated in the image pickup device 240, the image processing unit 250.

このうちライン光走査機構220は、図6(b)に示すように、周回回転可能な無端帯状体221と同無端帯状体221を周回回転させるためのローラ状の4つの駆動部222とを備えている。 Among line light scanning mechanism 220 is, as shown in FIG. 6 (b), and a roller-shaped four driving unit 222 for causing the orbiting rotation of the same endless strip 221 and orbiting rotatable endless strip 221 ing. 駆動部222には、そのローラ面における両端に、無端帯状体221と嵌合される突起222aがローラ面を一周する態様で形成されている。 The driving unit 222 at both ends in the roller surface, the projection 222a which is engaged with the endless belt 221 is formed in a manner to go around the roller surface. このように構成される駆動部222は、上記筐体201の四隅に配置されており、その駆動を制御する制御部223に電気的に接続されている(図6(a))。 Thus configured drive unit 222, the are arranged in the four corners of the housing 201, and is electrically connected to the control unit 223 for controlling the drive (Fig. 6 (a)). そして、この制御部223による上記無端帯状体221を周回回転させるための制御指令値は、各駆動部222及び上記画像処理部250に入力される。 Then, the control command value for orbiting rotating the endless belt 221 by the control unit 223 is input to the drive unit 222 and the image processing unit 250.

無端帯状体221は、その概略構成を図6(b)に示すように、撮像対象の撮像に際して変換すべきライン状の光に対応する形状を有する複数のスリット221a〜221nが、上記受光レンズ210及び撮像素子240の長手方向の幅D1と同じ間隔D2のもとに配列されている(D1=D2)。 Endless strip 221, the general configuration as shown in FIG. 6 (b), a plurality of slits 221a~221n having a shape corresponding to the optical line-shaped to be converted during the imaging of the imaging subject, the light receiving lens 210 and they are arranged in the same interval under D2 and longitudinal width D1 of the image pickup device 240 (D1 = D2). また、無端帯状体221の正面構造を図7に示すように、同無端帯状体221の短手方向の両端には、上記駆動部222に形成された突起222aが嵌合される複数の同期孔Spがスリット221a〜221nの各々に対応して設けられている。 Further, a front structure of the endless strip 221 as shown in FIG. 7, the in the widthwise direction across the endless band-like body 221, a plurality of synchronous holes protrusion 222a formed in the drive portion 222 is fitted Sp is provided corresponding to each of the slits 221A~221n. そして、この同期孔Spに上記突起222aが嵌合された状態で上記無端帯状体221が周回回転することにより、スリット221a〜221nと上記制御部223による制御指令値(駆動部222の駆動状態)とが機械的に同期されることとなる。 By the endless belt 221 circulates rotated while the synchronization to the hole Sp is the projection 222a is fitted, slit 221a~221n a control command value by the control unit 223 (driving state of the drive unit 222) DOO is being mechanically synchronized. これにより、上記制御部223による制御指令値が入力される画像処理部250では、受光レンズ210と分光器230との間に出現しているスリット221a〜221nの位置が特定可能とされている。 Thus, the image processing unit 250 control command value by the control unit 223 is input, the position of the slit 221a~221n that has appeared between the spectroscope 230 and the light receiving lens 210 is possible to specify.

そして、先の図6(a)及び(b)に示したように、こうした無端帯状体221が上記四隅に配置された駆動部222に張架されることによって、上記ライン光走査機構220が構成されている。 Then, as shown in the previous FIGS. 6 (a) and (b), by this endless belt 221 is stretched between the driving unit 222 arranged in the four corners, the line light scanning mechanism 220 is configured It is. これにより、上記受光レンズ210と分光器230及び撮像素子240との間には、無端帯状体221が介在されることとなる。 Thus, between the spectrograph 230 and the imaging device 240 and the light-receiving lens 210, so that the endless strip 221 is interposed.

このように構成されるライン光走査機構220では、上記制御部223による制御指令値に基づいて各駆動部222が例えば反時計回りに回転駆動すると、それら駆動部222に張架された無端帯状体221が反時計回りに周回回転する。 In the thus constructed line optical scanning mechanism 220, the drive units 222, for example, be rotated in the counterclockwise direction based on a control command value by the control unit 223, an endless strip stretched over their driver 222 221 circulates rotates counterclockwise. これにより、上記分光器230と受光レンズ210との間には、それらの間で周回回転する無端帯状体221に形成されたスリット221a〜221nが連続的に出現することとなる。 Thus, between the spectroscope 230 and the light-receiving lens 210, so that the slit 221a~221n formed endless strip 221 orbiting rotation therebetween is continuously appearance.

そして、撮像対象から観測された観測光Lが受光レンズ210に取り込まれると、この取り込まれた観測光Lは、そのときに上記分光器230と受光レンズ210との間に出現している例えばスリット221aを透過してライン状の光Laに変換される。 When the observation light L observed from the imaging target is taken in the light receiving lens 210, the captured observation light L is appearing to have for example a slit between the spectroscope 230 and the light receiving lens 210 at that time It is converted into a line-shaped light La transmits through the 221a. こうして、無端帯状体221が周回回転することにより、スリット221aが受光レンズ210及び分光器230の上端から下端にかけて移動すると、観測光Lがその上端から下端にかけてライン状の光に順次変換走査されるようになる。 Thus, by the endless belt 221 circulates rotates, the slit 221a is moved from the upper end to the lower end of the light-receiving lens 210 and the spectroscope 230, observation light L are sequentially converted scanned line-shaped light toward the lower end from an upper end so as to. そして、上記スリット221aにより変換されたライン状の光Laは、分光器230に取り込まれて波長毎の成分λa1〜λanに分散され、撮像素子240にて受光される。 Then, the slits 221a transformed linear light La by is incorporated into the spectrometer 230 is dispersed in component λa1~λan for each wavelength is received by the image pickup device 240. こうして、撮像素子240にて受光された光は、電気信号に変換されて画像処理部250へと入力される。 Thus, light received by the image pickup element 240 is converted into an electric signal is input to the image processing unit 250. そして、この画像処理部250では、先の第1及び第2の実施の形態と同様に、撮像素子240にて変換された電気信号と上記制御部223による制御指令値とに基づいて撮像対象の撮像が行われるようになる。 Then, in the image processing unit 250, similarly to the first and second embodiments above, the imaging target based on the control command value according to the converted electrical signal and the control unit 223 in the imaging device 240 so the imaging is performed.

このように本実施の形態では、無端帯状体221が連続的に周回回転することにより、分光器230と受光レンズ210との間には、スリット221a〜221nがスリット221a→スリット221b→スリット221c. As described above, in this embodiment, by the endless belt 221 is continuously orbiting rotation, between the spectroscope 230 and the light-receiving lens 210, a slit 221a~221n slits 221a → slit 221b → the slit 221c. . といった態様で連続的に出現するようになる。 So continuously emerge in a manner such. これにより、受光レンズ210を介して取り込まれた観測光Lは、スリット221a〜221nの連続的な周回回転を通じて、一定の方向にかつ連続的にライン状の光に変換走査されるようになる。 Thus, the observation light L taken in through the light receiving lens 210, through continuous orbiting rotation of the slit 221A~221n, will be converted scanned in a predetermined direction and continuously line-shaped light. そのため、スリット走査にかかる冗長性が解消されるようになり、ライン状の光に変換走査された光に基づく撮像対象の撮像時間が大幅に短縮されるようになる。 Therefore, now it redundancy according to the slit scan is eliminated, the imaging time of the image object is to be drastically reduced based on the line-shaped light conversion scanned light. こうして、順次走査されるライン状の光に基づいて、上記画像処理部250による撮像対象の撮像が行われるようになる。 Thus, based on the line-shaped light are sequentially scanned, so that the imaging of the imaging target by the image processing unit 250 is performed.

以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置によれば、以下の効果が得られるようになる。 As described above, according to the spectral imaging apparatus according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記観測光Lをライン状の光に順次変換走査する機構として、周回回転可能な無端帯状体221に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリット221a〜221nが所定の間隔をもって配列されたライン光走査機構220を用いることとした。 (1) the observation light L as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, the endless belt 221 capable orbiting rotation, slit 221a~221n is given with a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light it decided to use the line light scanning mechanism 220 arranged at intervals. そして、このライン光走査機構220を構成する無端帯状体221の連続的な周回回転を通じて、上記観測光Lを順次ライン状の光に変換走査して分光器230に取り込むこととした。 Then, through a continuous circumferential rotation of the endless strip 221 constituting the line light scanning mechanism 220, it was decided to incorporate the spectrometer 230 converts scanned sequentially line-shaped light to the observation light L. このため、撮像対象から観測された観測光Lを、一定の方向にかつ連続的にライン状の光へと変換することができるようになる。 Therefore, the observation light L observed from the imaging subject, it is possible to convert into a fixed direction and continuously line-shaped light. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。 Thus, in order to image the same imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, is as redundancy imaging time due to the slit scan is eliminated, prompt for any imaging target it is possible to spectral imaging.

(2)また、ライン光走査機構220としてこのような構成によれば、スリット221a〜221nが形成された無端帯状体221を周回回転させるといった、より簡易な構成及び容易な制御のもとに撮像対象を撮像することができるようになる。 (2) According as the line light scanning mechanism 220 in such a configuration, an imaging endless strip 221 which slit 221a~221n is formed such to orbit rotates, under the simpler configuration and easy control it is possible to image the subject.

(3)上記スペクトル撮像装置200を車両に搭載することとした。 (3) the spectral imaging apparatus 200 and be mounted on a vehicle. このため、たとえ人物等の移動体や適宜変化する周辺環境を撮像する場合であれ、それら撮像対象を限られた撮像時間内で適切に撮像することができるようになる。 Therefore, even in the case of imaging a surrounding environment in which the mobile and appropriately changed such as a person, suitably it is possible to image within an imaging limited their imaging target time. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて撮像対象を撮像する上で、その実用性が高められるようになる。 Thus, in order to image the imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, so its utility is enhanced.

(第4の実施の形態) (Fourth Embodiment)
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置を具体化した第4の実施の形態について図8を参照して説明する。 Hereinafter, describing the spectral imaging apparatus according to the present invention a fourth embodiment obtained by embodying with reference to FIG. なお、図8(a)は本実施の形態のスペクトル撮像装置の概略構成を示しており、図8(b)は本実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示している。 Incidentally, FIG. 8 (a) shows a schematic configuration of a spectrum imaging apparatus of this embodiment, FIG. 8 (b) shows a schematic configuration of a line optical scanning mechanism of this embodiment. また、本実施の形態のスペクトル撮像装置も、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。 Further, the spectral imaging apparatus of this embodiment is also used in an imaging such as a person present example is mounted on the vehicle around the road environment or the vehicle.

図8(a)に示すように、本実施の形態のスペクトル撮像装置300は、撮像対象が自ら発する光や撮像対象が反射する光、すなわち撮像対象からの観測光Lを取り込む受光レンズ310を備えている。 As shown in FIG. 8 (a), the spectral imaging apparatus 300 of the present embodiment, the light light and an imaging target to emit imaging target itself is reflected, i.e. a light receiving lens 310 to capture the observation light L from the imaging target ing. またスペクトル撮像装置300は、受光レンズ310を介して取り込まれた撮像対象の観測光Lをライン状の光に順次変換する機構として、回転軸Oを中心に回転可能に構成された円盤状のライン光走査機構320を備えている。 The spectral imaging device 300, as sequentially converted to mechanisms observation light L of the imaging subject captured through the light receiving lens 310 in a line-shaped light, configured to be rotatable about a rotation axis O a disc-shaped line and a light scanning mechanism 320. さらにスペクトル撮像装置200は、観測光Lの進行方向後方に分光器230、撮像素子240、画像処理部250を備えている。 Further spectral imaging apparatus 200 spectrometer 230 in the traveling direction behind the observation light L, an image pickup device 240, the image processing unit 250.

このうちライン光走査機構320は、その正面構造を図8(b)に示すように、円盤状の回転盤321を備えて構成されている。 Among line light scanning mechanism 320, the front structure as shown in FIG. 8 (b), is configured to include a disk-shaped turntable 321. この回転盤321には、上記回転軸Oを中心として所定の間隔を隔てた2つの同心円OA及びOBの内から外にかけて、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリット321a〜321nが渦巻き状に配列されている。 The turntable 321, toward the outer from the two concentric OA and OB a prescribed interval around the rotation axis O, the slit 321a~321n is having a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light They are arranged in a spiral shape. なお、本実施の形態では、上記分光器330及び撮像素子340の一辺の長さD3と、2つの同心円OA及びOBの間隔D4とが等しくなるように形成されている(D3=D4)。 In this embodiment, the side length D3 of the spectroscope 330 and the image pickup element 340, and the two concentric circles OA and spacing of OB D4 are formed to be equal (D3 = D4). また、スリット321a〜321nは、上記観測光Lを走査する分解能に対応する数だけ配列されている。 The slit 321a~321n are arranged by the number corresponding to the resolution for scanning the observation light L. そして、回転盤321の2つの同心円OA及びOB間の一領域である走査領域Rに対向して上記分光器330及び撮像素子340が配置されている。 Then, opposite to the scanning region R is a region between two concentric OA and OB of the rotating disk 321 is the spectroscope 330 and the image pickup device 340 is disposed.

また、ライン光走査機構320は、上記回転盤321を回転させる駆動源として駆動部322を備えている(図8(a))。 The line light scanning mechanism 320 includes a drive unit 322 as a drive source for rotating the rotating disk 321 (FIG. 8 (a)). この駆動部322は、その駆動状態を制御する制御部323に電気的に接続されている。 The driving unit 322 is electrically connected to the control unit 323 for controlling the drive state. そしてこの制御部323による制御指令値は、制御対象とする駆動部322と上記画像処理部350とに入力される。 The control command value by the control unit 323 is input to the drive unit 322 and the image processing unit 350 to be controlled.

このように構成されるライン光走査機構320では、上記制御部323による制御指令値に基づいて駆動部322が駆動すると、回転盤321が例えば受光レンズ310側から見て反時計回りに回転する。 In the thus constructed line optical scanning mechanism 320, the drive unit 322 is driven based on a control command value by the control unit 323, rotates look rotating disk 321, for example, from the light receiving lens 310 side in the counterclockwise direction. そして、図8(b)に示すように、例えば上記スリット321a〜321nのうちのスリット321aが上記走査領域Rに位置しているときには、図8(a)に例示するように、このスリット321aを介して、上記受光レンズ310から取り込まれた観測光Lがライン状の光Laに変換されて分光器330に投射される。 Then, as shown in FIG. 8 (b), for example, when the slit 321a of the slit 321a~321n is located in the scanning region R, as illustrated in FIG. 8 (a), the slits 321a through it, the observation light L taken from the light receiving lens 310 is projected onto the spectrometer 330 is converted into a line-shaped light La. こうして回転盤321が回転すると、次に、スリット321aに隣接するスリット321bが上記走査領域Rに位置することとなる。 Thus the turntable 321 is rotated, then, a slit 321b adjacent to the slit 321a is positioned in the scanning region R. そして、このスリット321bを介して上記受光レンズ310から取り込まれた観測光Lがライン状の光に変換され、この変換されたライン状の光が分光器330に投射されることとなる。 Then, the observation light L taken from the light-receiving lens 310 through the slit 321b is converted into a line-shaped light, the converted linear light is to be projected onto the spectrograph 330.

このように本実施の形態では、分光器330が対向配置された上記走査領域Rには、回転盤321が連続的に回転することによりスリット321a→スリット321b→スリット321cといった態様でスリット321a〜321nが順次出現するようになる。 In this way, in the present embodiment, the above-mentioned scanning region R where the spectrometer 330 is arranged opposite the slit in a manner such slits 321a → slit 321b → the slit 321c by the rotating disk 321 rotates continuously 321a~321n There will sequentially appear. そしてこのとき、スリット321a〜321nが2つの同心円OA及びOB間の内から外にかけて漸次ずれる態様で配列されたことによって、受光レンズ310を介して取り込まれた観測光Lがその上端から下端にかけて走査されるようになる。 And this time, the scanning slit 321a~321n from among between the two concentric circles OA and OB By arranged in gradually shifted manner toward the outside, the observation light L taken in through the light receiving lens 310 toward the lower end from an upper end It comes to be. これにより、受光レンズ310を介して取り込まれた観測光Lは、スリット321a〜321nの連続的な出現を通じて、一定の方向にかつ連続的にライン状の光に変換走査されるようになる。 Thus, the observation light L taken in through the light receiving lens 310, through continuous appearance of slits 321A~321n, will be converted scanned in a predetermined direction and continuously line-shaped light. そのため、スリット走査にかかる冗長性が解消されるようになり、ライン状の光に変換走査された光に基づく撮像対象の撮像時間が大幅に短縮されるようになる。 Therefore, now it redundancy according to the slit scan is eliminated, the imaging time of the image object is to be drastically reduced based on the line-shaped light conversion scanned light.

こうして、分光器330には、回転盤321の連続的な回転動作を通じて、観測光Lが順次変換走査されたライン状の光が投射されることとなる。 Thus, the spectroscope 330 through the continuous rotation of the rotating disk 321, observation light L is sequentially converted scanned line-shaped light is to be projected. そして、この分光器330に投射された光が同分光器330にて複数の波長領域に分光され、この分光された光が撮像素子340の撮像面に結像される。 The light projected to the spectrometer 330 is split into a plurality of wavelength regions at the same spectrometer 330, the dispersed light is imaged on the imaging surface of the imaging element 340. こうして、画像処理部350では、先の第1〜第3の実施の形態と同様、撮像素子340にて変換された電気信号と上記制御部323による制御指令値とに基づいて撮像対象の撮像が行われるようになる。 Thus, the image processing unit 350, similarly to the first to third embodiments of the above, the imaging of the imaging object based on the control command value according to an electric signal converted and the control unit 323 in the imaging device 340 become to be done.

以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置によれば、以下の効果が得られるようになる。 As described above, according to the spectral imaging apparatus according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記観測光Lをライン状の光に順次変換走査する機構として、回転盤321上の2つの同心円OA及びOBの内から外に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリット321a〜321nが渦巻き状に、かつ観測光Lを走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構320を用いることとした。 (1) as a mechanism for sequentially converting scanning the observation light L into a line-shaped light, out from the two concentric OA and OB on turntable 321 has a shape corresponding to the line-shaped light to be converted slit 321a~321n was decided to use a line of light scanning mechanism 320 which is only arranged a number corresponding to the resolution for scanning in a spiral, and the observation light L. そして、このライン光走査機構320を構成する回転盤321のうちの走査領域Rに対向して分光器330を配置し、回転盤321の連続的な回転を通じて、上記観測光Lを順次ライン状の光に変換走査して分光器330に取り込むこととした。 Then, the spectrometer 330 is arranged to face the scanning region R of the rotary disc 321 which constitutes the line light scanning mechanism 320, through continuous rotation of the rotating disk 321, sequential linear the observation light L it was decided to incorporate the spectrometer 330 converts the scan into light. このため、撮像対象から観測された観測光Lを、一定の方向にかつ連続的にライン状の光へと変換することができるようになる。 Therefore, the observation light L observed from the imaging subject, it is possible to convert into a fixed direction and continuously line-shaped light. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。 Thus, in order to image the same imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, is as redundancy imaging time due to the slit scan is eliminated, prompt for any imaging target it is possible to spectral imaging.

(2)また、ライン光走査機構320としてこのような構成によれば、スリット321a〜321nが形成された回転盤321を回転させるといった、より簡易な構成及び容易な制御のもとに撮像対象を撮像することができるようになる。 (2) According as the line light scanning mechanism 320 in such a configuration, such as to rotate the turntable 321 in which the slit 321a~321n is formed, the imaging target based on the simpler configuration and easy control it is possible to imaging.

(3)上記スペクトル撮像装置300を車両に搭載することとした。 (3) the spectral imaging apparatus 300 and be mounted on a vehicle. このため、たとえ人物等の移動体や適宜変化する周辺環境を撮像する場合であれ、それら撮像対象を限られた撮像時間内で適切に撮像することができるようになる。 Therefore, even in the case of imaging a surrounding environment in which the mobile and appropriately changed such as a person, suitably it is possible to image within an imaging limited their imaging target time. これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて撮像対象を撮像する上で、その実用性が高められるようになる。 Thus, in order to image the imaging target based on the spectral data obtained from the imaging object, so its utility is enhanced.

なお、上記各実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。 Each of the above embodiment can also be implemented with the following forms.
・上記第4の実施の形態では、回転盤321を反時計回りに回転させることとしたが、回転盤321を時計回り回転させて上記観測光Lをライン状の光に変換走査することもできる。 · In the fourth embodiment, although the rotary disc 321 has a rotating counterclockwise, may be the turntable 321 by clockwise rotation converting scanning the observation light L into a line-shaped light . この場合には、回転盤321が時計回りに回転すると、上記走査領域Rには同走査領域Rの下端から上端に向かってスリット321n〜321aが連続して出現するようになる。 In this case, the rotating disk 321 is rotated clockwise, the said scanning region R so that consecutive occurrences slit 321n~321a is toward the upper end from the lower end of the scanning region R. これにより、上記観測光Lを、走査領域Rの下端から上端にかけて一定の方向にかつ連続的にライン状の光に順次変換走査することができるようになる。 Thus, the observation light L, it is possible to sequentially convert scanned from the lower end fixed direction and continuously linearly toward the upper end optical scanning region R.

・上記第4の実施の形態では、上記スリット321a〜321nを、回転盤321における2つの同心円OA及びOBの内から外にかけて渦巻き状に配列することとした。 · In the fourth embodiment, it was decided to sequence the slit 321A~321n, from among the two concentric circles OA and OB spirally toward the outside in the rotating disk 321. これに限らず、上記スリット321a〜321nを、回転盤321における2つの同心円OA及びOBの外から内にかけて渦巻き状に配列するようにしてもよい。 Is not limited to this, the slits 321A~321n, may be arranged in a spiral toward the inner from the outer of the two concentric circles OA and OB of the rotating disk 321. この場合には、回転盤321が回転すると、上記走査領域Rには同走査領域Rの下端から上端に向かってスリット321a〜321nが連続して出現するようになる。 In this case, when the rotating disk 321 is rotated, the above-mentioned scanning region R so that consecutive occurrences slit 321a~321n is toward the upper end from the lower end of the scanning region R. これにより、上記観測光Lを、走査領域Rの下端から上端にかけて一定の方向にかつ連続的にライン状の光に順次変換走査することができるようになる。 Thus, the observation light L, it is possible to sequentially convert scanned from the lower end fixed direction and continuously linearly toward the upper end optical scanning region R.

・上記第3の実施の形態では、上記無端帯状体221を反時計回りに周回回転させることとしたが、無端帯状体221を時計回りに周回回転させるようにしてもよい。 - In the third embodiment, it is assumed that to orbiting rotating the endless belt 221 in a counterclockwise direction, the endless belt 221 may be caused to orbit rotates clockwise. この場合には、上記分光器230と受光レンズ210との間には、それらの間で周回回転する無端帯状体221に形成されたスリット221n〜221aが上方向に向けて連続的に出現することとなる。 In this case, between the said spectroscope 230 and the light-receiving lens 210, the slit 221n~221a formed endless strip 221 orbiting rotation therebetween is continuously emerge upward direction to become. これにより、上記観測光Lを下端から上端にかけて連続的にライン状の光に順次変換走査することができるようになる。 Thus, it becomes possible to sequentially convert scanned continuously linear light toward the upper end from the lower end of the observation light L.

・上記第3の実施の形態では、駆動部222に突起222aを設けるとともに、無端帯状体221に同期孔Spを設けることとしたが、受光レンズ210と分光器230との間に順次出現するスリット221a〜221nの位置さえ特定できれば、上記突起222a及び同期孔Spを割愛する構成としてもよい。 - In the third embodiment, provided with a projection 222a to the driving unit 222, it is assumed that providing a synchronization hole Sp endless strip 221, sequentially appearing between the spectroscope 230 and the light-receiving lens 210 slit if a particular even position of 221A~221n, may be configured to omit the projections 222a and synchronization hole Sp.

・上記第1及び第2の各実施の形態のライン光走査機構120では、光選択部材121a〜121nの各々を一方向に連続的に回動させることによって、観測光Lを一方向に順次変換走査することとした。 • In the first and second respective embodiments of the line light scanning mechanism 120, by continuously rotating the respective optical selection member 121a~121n in one direction, sequentially converts the observation light L in one direction it was decided to scan. これに限らず、光選択部材121a〜121nの選択的な回動に基づいて観測光Lをライン状の光に変換するものであればよく、各光選択部材121a〜121nを回動させる順序は任意である。 Not limited thereto, as long as the observation light L into a line-shaped light based on the selective rotation of the optical selection member 121A~121n, order to rotate the respective optical selection member 121A~121n is it is optional.

・上記第1及び第2の実施の形態では、光選択部材121a〜121nの駆動源として、上記アクチュエータMa〜Mnを用いることとした。 In the first and second embodiments, as the drive source of the optical selection member 121A~121n, it was the use of the above actuator Ma~Mn. これに限らず、アクチュエータMa〜Mnを割愛するとともに、光選択部材121a〜121nを静電共振(静電力)あるいは電磁力により駆動されるMEMSミラーによって構成するようにしてもよい。 Not limited thereto, as well as omitted actuator Ma~Mn, may be configured by MEMS mirror light selecting member 121a~121n driven by an electrostatic resonance (electrostatic) or electromagnetic force. この場合には、ライン光走査機構120としてのさらなる小型化が図られるようになり、上記スペクトル撮像装置100としての小型化が図られるようになる。 In this case, it becomes more compact as a line light scanning mechanism 120 can be achieved, so that miniaturization of the above-mentioned spectral imaging device 100 is achieved. またこの他、光選択部材121a〜121nとは、選択的に回動されるものであればよく、その駆動源も任意である。 Also this addition, the optical selection member 121a~121n is not particularly limited as long as it is selectively rotated, it is also arbitrary its driving source.

・また、上記MEMSミラーを正方形状のミラーによって構成するようにしてもよい。 It also may be constituted by square mirror the MEMS mirror. すなわち、先の図2(a)及び(b)に対応する図として図9(a)及び(b)に示すように、静電力や電磁力によって駆動される正方形状のMEMSミラー126を、上記変換すべき光のライン方向に配列することによって光選択部材121Aa〜121Anの各々を構成するようにしてもよい。 That is, drawing corresponding to the previous FIGS. 2 (a) and (b) as shown in FIG. 9 (a) and (b), the square of the MEMS mirror 126 is driven by an electrostatic force or an electromagnetic force, the it may be configured to each light selecting member 121Aa~121An by arranging in a line direction of the to be converted light. そして、図9(b)に例示するように、上記MEMSミラー126を光選択部材121Aa〜121Anの別にそれぞれ同時駆動することによって、光選択部材121Aa〜121Anの回転角を変更するようにしてもよい。 Then, as illustrated in FIG. 9 (b), the MEMS mirror 126 by separately each driven simultaneously light selecting member 121Aa~121An, may be changed the rotation angle of the optical selection member 121Aa~121An . この場合には、各々配列されたMEMSミラー126の列毎の同時駆動を通じて、撮像対象から観測された観測光Lがライン状の光に順次変換されるようになる。 In this case, through the simultaneous driving of each column of MEMS mirrors 126 are respectively arranged, so that the observation light L observed from the imaging object is sequentially converted into a line-shaped light. これにより、MEMSミラー126によって光選択部材121Aa〜121Anを構成する上で、既存のMEMSミラーを用いることができるようになり、ライン光走査機構としての汎用性が拡大されるようになる。 Thus, in constructing the optical selection member 121Aa~121An by the MEMS mirror 126, it will be able to use existing MEMS mirror, so versatile as a line light scanning mechanism is enlarged.

・上記第2の実施の形態では、上記光選択部材121a〜121nを反射体によって構成したが、上記光選択部材121a〜121nを隙間なく配列された光の遮蔽体によって構成するようにしてもよい。 In the second embodiment, is constituted by the reflector to the light selecting member 121A~121n, may be constituted by a shield of light tightly arranged the light selecting member 121A~121n . そして、この光の遮蔽体によって構成される光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を観測光Lのライン状の変換走査光とするようにしてもよい。 Then, it may be sequentially selective based on rotation linear transformation scanning light to transmitted light observation light L of the composed light selecting member by a shield of the light. この場合には、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が上記分光器130へと案内される。 In this case, based on the sequential selective rotation of the optical selection member according shields light, together with the observation light transmitted through the light selection member is converted into linear light and the converted light It is guided to the spectroscope 130. これにより、光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用した観測光Lの変換走査が実現されるようになる。 Thus, as the conversion scanning the observation light L using light shielding and transmission by the optical selection member is realized.

・上記第1の実施の形態では、各光選択部材121a〜121nを隙間なく隣接配列することとしたが、反射体から構成される光選択部材121a〜121nによる光の反射を利用してライン状の光を分光器130に案内する上では、各光選択部材121a〜121n間に隙間を有する構成であってもよい。 In the first embodiment, it is assumed that adjacent sequences each optical selection member 121a~121n without gaps, linear by using the reflection of light by configured light selecting member 121a~121n from the reflector in terms of the guided to the spectroscope 130 light it may be configured to have a gap between the optical selection member 121A~121n. また、第2の実施の形態では、各光選択部材121a〜121nを隙間なく配列することとしたが、各光選択部材121a〜121nの間に光を遮蔽もしくは反射する部材を設ける場合には、光選択部材121a〜121nの各々を隔離して配列してもよい。 In the second embodiment, when each optical selection member 121a~121n was decided to sequence without gaps, to provide a member for shielding or reflecting the light between each light selecting member 121a~121n is it may be arranged to isolate the respective optical selection member 121A~121n. 要は、回転動作している光選択部材のみによって上記観測光Lがライン状の光に変換されて、同変換された光が分光器130に案内される構成であればよい。 In short, the observation light L only by the light selecting member which is rotating operation is converted into linear light and may have a configuration in which the converted light is guided to the spectroscope 130.

・上記各実施の形態では、上記スペクトル撮像装置を車両に搭載するとともに、道路環境や自車両の周辺に存在する人物等を撮像することとした。 In each embodiment, it was decided to image a together, person or the like existing around the road environment or the vehicle mounting the spectral imaging apparatus to the vehicle. これに限らず、スペクトル撮像装置を単体の撮像装置として利用してもよく、その撮像対象も任意である。 Not limited thereto, may be utilized spectral imaging device as a single image pickup device, it is also arbitrary its imaging target.

100…スペクトル撮像装置、110…受光レンズ、120…ライン光走査機構、121a〜121n、121Aa〜121An…光選択部材、122…駆動部、123…回転角制御部、125a〜125n…回転軸、126…MEMSミラー、130…分光器、140…撮像素子、150…画像処理部、200…スペクトル撮像装置、201…筐体、210…受光レンズ、220…ライン光走査機構、221…無端帯状体、221a〜221n…スリット、222…駆動部、222a…突起、223…制御部、230…分光器、240…撮像素子、250…画像処理部、300…スペクトル撮像装置、310…受光レンズ、320…ライン光走査機構、321…回転盤、321a〜321n…スリット、322…駆動部、323…制御部、 100 ... spectral imaging apparatus, 110 ... light receiving lens, 120 ... line optical scanning mechanism, 121a~121n, 121Aa~121An ... optical selection member, 122 ... driving section, 123 ... rotation angle control unit, 125A~125n ... rotary shaft, 126 ... MEMS mirror, 130 ... spectrometer, 140 ... imaging element, 150 ... image processing unit, 200 ... spectral imaging apparatus, 201 ... housing, 210 ... light receiving lens, 220 ... line optical scanning mechanism, 221 ... endless strip, 221a ~221N ... slit, 222 ... driving section, 222a ... projection, 223 ... controller, 230 ... spectrometer, 240 ... imaging element, 250 ... image processing unit, 300 ... spectral imaging apparatus, 310 ... light receiving lens, 320 ... line light scanning mechanism 321 ... turntable, 321A~321n ... slit, 322 ... driving section, 323 ... control unit, 30…分光器、340…撮像素子、350…画像処理部、R…走査領域、Sp…同期孔、Ma〜Mn…アクチュエータ。 30 ... spectrometer, 340 ... imaging element, 350 ... image processing unit, R ... scanning area, Sp ... synchronization hole, Ma~Mn ... actuator.

Claims (19)

  1. 撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、 It fetches sequentially convert scanned while spectrograph observation light observed from the imaging target line-shaped light, the imaging of the imaging target by receiving different light of each wavelength that is dispersed by the spectroscope to the image sensor a spectral imaging apparatus which performs,
    前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにした ことを特徴とするスペクトル撮像装置。 Wherein the observation light as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, pivotable light selected for each different about an axis provided in the longitudinal direction has a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light member with only ordered line optical scanning mechanism number corresponding to the resolution for scanning the observation light, the observation light sequentially on the basis of the selective rotation of the optical selection member constituting the line optical scanning mechanism spectrum image pickup apparatus is characterized in that as incorporated into the spectroscope to convert scanned line-shaped light.
  2. 前記光選択部材が光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものである 請求項1に記載のスペクトル撮像装置。 The light selection member is a reflector of light, the line light scanning mechanism, sequential selective based on rotation is reflected observation light which is converted into a line-shaped light of the light selecting member to said spectrometer spectrum imaging apparatus according to claim 1 in which incorporation.
  3. 前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものである 請求項1に記載のスペクトル撮像装置。 Consists shield of light the light selecting member are arranged without a gap, it said line optical scanning mechanism, said light sequentially selective based on rotation transmission has been observed light that has been converted into a line-shaped light selection member spectrum imaging apparatus according to claim 1 is what incorporated into the spectrometer.
  4. 前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものである 請求項1に記載のスペクトル撮像装置。 Consists reflector of light the light selecting member are arranged without a gap, said line optical scanning mechanism, said light sequentially selective based on rotation transmission has been observed light that has been converted into a line-shaped light selection member spectrum imaging apparatus according to claim 1 is what incorporated into the spectrometer.
  5. 前記反射体が、静電共振されるMEMSミラーからなる 請求項2または4に記載のスペクトル撮像装置。 The reflector, the spectral imaging apparatus according to claim 2 or 4 consisting of the MEMS mirror to be electrostatically resonance.
  6. 前記MEMSミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のMEMSミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動される 請求項5に記載のスペクトル撮像装置。 Said MEMS mirror consists square mirrors, each of the light selection member, claims the square of the MEMS mirror is arranged in the line direction of the light to be the conversion, are separately each simultaneously driven optical selection member spectrum imaging apparatus according to claim 5.
  7. ライン光走査機構は、前記配列された光選択部材の各々を一方向に連続的に回動させることで前記観測光を一方向に順次変換走査するものである 請求項1〜6のいずれか一項に記載のスペクトル撮像装置。 Line optical scanning mechanism is any one of the preceding claims said observation light by causing continuous rotation of each of the array of light selecting member in one direction is to sequentially convert scanned in one direction spectra imaging device according to claim.
  8. 撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光するとともに、この分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像方法であって、 The observation light observed from the imaging subject as well as spectroscopic while sequentially converting scanned line-shaped light, spectral imaging method for imaging of the imaging target by receiving light of different that the spectral wavelengths respectively to the image sensor there is,
    前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を用い、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査する工程と、該変換走査されたライン状の光を前記波長の異なる光に分光する工程と、該分光された光に基づいて前記撮像対象を撮像する工程とを備える ことを特徴とするスペクトル撮像方法。 Wherein the observation light as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, pivotable light selected for each different about an axis provided in the longitudinal direction has a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light member using as many ordered line light scanning mechanism corresponding to the resolution for scanning the observation light, the observation light sequentially on the basis of the selective rotation of the optical selection member constituting the line optical scanning mechanism and a step of converting scanned line-shaped light, a step of dispersing the said conversion scanned line-shaped light to kinds of light having different wavelengths, and a step of imaging the imaging object based on the spectral light spectrum imaging wherein the.
  9. 前記光選択部材として光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光する 請求項8に記載のスペクトル撮像方法。 It used those made of reflectors of light as the light selection member, by the line light scanning mechanism, the said optical sequence selective based on rotation reflected by observation light which is converted into a line-shaped light selection member spectrum imaging method according to claim 8 for splitting different wavelengths of light.
  10. 前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光する 請求項8に記載のスペクトル撮像方法。 Used as said optical selection member comprises a shield of light tightly arranged, by the line light scanning mechanism are sequentially converted into selective based on rotation transmission has been line-like light of the light selecting member spectrum imaging method according to claim 8, the observation light is split into light of different the wavelengths.
  11. 前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光する 請求項8に記載のスペクトル撮像方法。 Used as said optical selection member comprises a reflector of light that are arranged without a gap, by the line light scanning mechanism are sequentially converted into selective based on rotation transmission has been line-like light of the light selecting member spectrum imaging method according to claim 8, the observation light is split into light of different the wavelengths.
  12. 撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査するライン光走査機構であって、 A line light scanning mechanism for sequentially converting scanning observation light observed from the imaging target in a line-shaped light,
    変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材を、前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列し、前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査するようにした ことを特徴とするライン光走査機構。 A rotatable light selection member axis centered to each other, which is provided with a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light in the longitudinal direction, the number corresponding to the resolution for scanning the observation light sequence and, line light scanning mechanism, characterized in that the sequentially convert scanned line-shaped light to the observation light based on the selective rotation of the optical selection member.
  13. 前記光選択部材が光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射される光を前記観測光のライン状の変換走査光とする 請求項12に記載のライン光走査機構。 The light selection member is a reflector of light, successively selective line of light of claim 12, the light reflected on the basis of the rotation and linear translation scanning light of said observation light thereof light selecting member scanning mechanism.
  14. 前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とする 請求項12に記載のライン光走査機構。 Consists shield of light the light selecting member are arranged without a gap, according to claim 12, the light transmitted on the basis of the sequential selective rotation of these optical selection member and linear conversion scanning light of the observation light line light scanning mechanism according to.
  15. 前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とする 請求項12に記載のライン光走査機構。 Consists reflector of light the light selecting member are arranged without a gap, according to claim 12, the light transmitted on the basis of the sequential selective rotation of these optical selection member and linear conversion scanning light of the observation light line light scanning mechanism according to.
  16. 前記反射体が、静電共振されるMEMSミラーからなる 請求項13または15に記載のライン光走査機構。 It said reflector is the line light scanning mechanism according to claim 13 or 15 composed of a MEMS mirror that is electrostatically resonance.
  17. 前記MEMSミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のMEMSミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動される 請求項16に記載のライン光走査機構。 Said MEMS mirror consists square mirrors, each of the light selection member, claims the square of the MEMS mirror is arranged in the line direction of the light to be the conversion, are separately each simultaneously driven optical selection member line light scanning mechanism according to claim 16.
  18. 撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、 It fetches sequentially convert scanned while spectrograph observation light observed from the imaging target line-shaped light, the imaging of the imaging target by receiving different light of each wavelength that is dispersed by the spectroscope to the image sensor a spectral imaging apparatus which performs,
    前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、周回回転可能な無端帯状体に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが所定の間隔をもって配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記無端帯状体の連続的な周回回転に基づく前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにした ことを特徴とするスペクトル撮像装置。 Wherein the observation light as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, the circulation rotatable endless strip, slits have been arrayed line light scanning a predetermined space having a shape corresponding to the conversion to be line-shaped light a mechanism, the spectrometer was scanned converted into the observation light sequentially linear light by successive appearance of the slit based on the continuous orbiting rotation of the endless belt-shaped body constituting the line optical scanning mechanism spectrum image pickup apparatus is characterized in that the capture.
  19. 撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、 It fetches sequentially convert scanned while spectrograph observation light observed from the imaging target line-shaped light, the imaging of the imaging target by receiving different light of each wavelength that is dispersed by the spectroscope to the image sensor a spectral imaging apparatus which performs,
    前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、回転盤の所定間隔を隔てた2つの同心円間の内から外もしくは外から内に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが渦巻き状に、かつ前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備えるとともに、該ライン光走査機構を構成する前記回転盤の前記2つの同心円間の一領域に対向して前記分光器を配置し、前記回転盤の連続的な回転に基づく前記分光器に対向する領域での前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにした ことを特徴とするスペクトル撮像装置。 Wherein the observation light as a sequential conversion scanning a mechanism to linear light, within the outer or exterior from inside between the two concentric circles at a predetermined distance of the rotating disk, a shape corresponding to the line-shaped light to be converted first slit is spirally and provided with a only ordered line optical scanning mechanism number corresponding to the resolution for scanning the observation light, the said rotary disc constituting the line optical scanning mechanism between two concentric circles having opposite the area placing the spectrometer, converts the rotary disc continuous rotation to based the continuous said observation optical lines sequentially shaped light by the appearance of the slit in the area facing the spectroscope spectrum image pickup apparatus is characterized in that as incorporated into the spectrometer scans.
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