JP2013181912A - 成分分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】成分分析装置10は、筐体11と、光源部132と、検査対象物からの光を筐体11内部に導く光入射部131と、入射光から所定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルター5と、取り出された光を受光し分光画像を撮像する撮像部133と、分光画像に基づいて検査対象物の成分分析を実施する制御部17と、成分分析結果を表示させるディスプレイ15と、を具備し、光入射部131、撮像部133、及び制御部17は、筐体11内に設けられ、波長可変干渉フィルター5は、固定反射膜を有する固定基板と、固定基板に対向して配置され、固定反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する可動反射膜を有する可動基板と、反射膜間ギャップのギャップ量を変更する静電アクチュ―エーターと、を備えた。
【選択図】図3
Description
特許文献1に記載の装置は、食品のカロリー測定装置である。この装置は、閉空間に設けられた回転テーブルに検査対象物の食品を載置し、光源部から食品に光を照射し、食品からの反射光または透過光を受光部において受光する。ここで、光源部は、ハロゲンランプから照射される光をライトチョッパにより複数のパルス状の光に分割させ、分割された光を音響光学素子により2nmの分解能で分光させ、分光された光を反射ミラーにより食品に向かって照射させている。そして、この装置は、受光部で受光された光に基づいて、成分分析を行い、カロリーを算出する。
これに対して、上述した特許文献1の装置では、光源部に、音響光学素子が用いられており、このような音響光学素子は、装置サイズが大きく、携帯が可能な小型機器に適さない。また、検査対象物を閉空間内の回転テーブルに設置して成分分析を行う装置であるため、この点からも、小型機器に適していないという課題がある。
特許文献2の装置は、特許文献1よりは小型ではあるが、検出ヘッド部から光ファイバー束により分光センサーユニットまで導光する構成であるため、例えばポケットサイズ等の持ち運びが容易となるサイズまでの小型化をすることができない。これに加え、検出ヘッド部に検査対象物を接触させる必要があり、例えば食品を検査対象物とする場合に、衛生上好ましくなく、接触させた一部のみの成分分析しかできないという課題がある。
ここで、本発明では、筐体内部に波長可変干渉フィルターと、撮像部とが設けられ、波長可変干渉フィルターにより、入射光から特定の波長の光が取り出される。この波長可変干渉フィルターは、ファブリーペリーエタロンにより構成されるものであり、2つのミラーによる多重干渉を利用して所定波長の光を取り出すものであるため、厚み寸法を極めて小さくすることができる。例えば、取り出す光の波長が近赤外域であれば、ミラー間のギャップを例えば2μm以下に設定されていればよく、第一基板及び第二基板の厚み寸法は、基板剛性を考慮しても、例えば1mm以下にすることが可能となる。したがって、例えばAOTF(音響光学チューナブルフィルター)やLCTF(液晶チューナブルフィルター)等のような大型の分光素子を用いた成分分析装置に比べて、小型化が可能となる。
また、本発明では、検査対象物の撮像画像(分光画像)に基づいて、制御部で成分分析を実施する。したがって、検査対象物に対して非接触で成分分析を実施でき、検査対象物が例えば食品である場合であっても衛生面での問題がなく、接触による検査対象物の破損等も生じない。
これに加え、分光画像に基づいて、成分分析を実施する場合、検査対象物における所定の一点に対する成分分析に加え、分光画像として取得された範囲全体に対して成分分析を実施することができる。すなわち、1つの分光画像から、複数の点に対する成分分析を実施することができる。これにより、検査対象物における成分分布の解析や、検査対象物の全体での成分含有率の算出等も容易に行うことができ、検査対象物に対するより詳細な成分分析を実施することができる。
また、検出ヘッドを検査対象物に接触させて検査対象物の一点の成分分析を実施する従来の装置で複数点に対する成分分析を実施する場合では、検出ヘッドの接触位置を変更し、接触位置における光強度を再度測定する必要があり、煩雑となる。これに対して、本発明では、分光画像内の検査対象物の各点に対する成分分析を1つの分光画像から、容易に実施することができる。
本発明では、レンズ群により入射光の入射角を一定の角度以下に制限することができ、これに加えて、光入射角調整手段により、更に入射角を制限する。このような構成では、撮像部には、入射角外からの光の入射が制限されるため、検査対象物の各点からの光を、撮像部に形成される検査対象物の虚像の各点(各画素)に適切に対応付けることができる。つまり、分光画像における所定の一点は、検査対象物の対応する一点に対応した光強度を有するため、制御部は、分光画像の各画素の光強度に基づいて、より精度よく成分分析を実施することができる。したがって、検査対象物の所定の一点に対する成分分析と、撮像画像における検査対象物全体に対する成分分析との双方に対して、高精度な成分分析を実施することができる。
また、遮光部により所定入射角の範囲外(入射角外)からの光を遮光することができるので、上記発明と同様に、分光画像内の各点(各画素)は、検査対象物における各点に対応した光強度を有する。したがって、制御部は、分光画像の各点に対する高精度な成分分析を実施することができる。
ここで、撮像部が波長可変干渉フィルターの光射出面に設けられているとは、波長可変干渉フィルターに対して撮像部が直接設けられている構成の他、例えば、波長可変干渉フィルターとの間に基板を介して撮像部が設けられる構成等をも含む。このような基板としては、例えば波長可変干渉フィルターを固定する基板、波長可変干渉フィルターを収納する光学パッケージの一部、ギャップ変更部に対して信号を出力するための回路基板等が挙げられる。
本発明では、波長可変干渉フィルターの光射出面に撮像部が設けられているため、波長可変干渉フィルターと撮像部とを限りなく近接して配置することができ、成分分析装置をより小型にすることができる。
この発明では、波長可変干渉フィルターは、反射膜間ギャップが変更されることで、可視光域から近赤外光域までの光を取り出す。このような構成では、1つの波長可変干渉フィルター及び撮像部により、カラー画像(可視光画像)と、検査対象物の成分分析を実施するための近赤外域の分光画像とをそれぞれ取得することができる。このように、カラー画像が取得されると、例えば、成分分析装置に撮像画像を表示させる表示手段が設けられている場合、表示手段に可視画像を表示させることで、検査対象物における成分検査範囲を容易に確認することができる。
撮像部で、カラー画像を取得する場合、各画素に対してRGBのカラーフィルターを配置した撮像素子を、画素数分だけ配置する必要があり、各画素に配置する撮像素子のサイズが小さくなる。一方、別途カラー撮像部を設ける構成では、撮像部では、所定波長の近赤外光を取得すればよいため、各画素に対して1つの撮像素子を配置すればよい。したがって、各画素に対して3つの撮像素子を設ける場合に比べて、撮像素子の受光面を大きくできる。これにより、光量の検出精度を向上させることができ、成分分析の精度の向上をも図ることができる。
本発明では、成分分析を実施するために必要な波長の光を射出する光源が、分析する成分の吸光スペクトルに応じて複数種類設けられている。このような構成では、光源を全て点灯させることなく、成分分析に必要な波長に対応して順次光源を点灯させることが可能となり、省電力化を図ることができる。
光源部として、可視光を射出する可視光源が設けられているため、例えば、外光が弱い場合であっても、可視光源により検査対象物に可視光を照射することができ、容易に検査対象物を画像内に収めることができる。また、可視画像(カラー画像)を撮像し、表示手段に表示させる場合においても、可視光源により検査対象物に可視光を照射することで、良好なカラー画像を撮像できる。
本発明では、検査対象物の温度を検出する温度検出センサーを備え、制御部の補正手段は、分析対象の成分の吸光スペクトルを補正する。一般に、検査対象物に含まれる各成分は、温度変化により吸光スペクトルが変化する。例えば、基準温度T1で波長λ1において特徴量が検出される成分であっても、温度T2では、吸光スペクトルが変化し、波長λ2において特徴量が検出される場合がある。
本発明では、上述のように温度が変化した場合でも、吸光スペクトルを補正して、特徴量が検出される波長を検出することができる。したがって、このような補正した吸光スペクトルに基づいて、成分分析に必要な特徴量を取得するので、正確な成分分析を実施することができる。
本発明では、成分分析手段は、食品における脂質、糖質、タンパク質、及び水分のいずれかの成分の含有率及び含有量を分析する。脂質、糖質、タンパク質、及び水分は、食品におけるカロリー計算に用いられる成分である。したがって、これらの成分の含有率及び含有量が分析されることで、当該食品のカロリーを計算することができ、ユーザーの健康増進を支援できる。
本発明では、質量測定部により、検査対象物の正確な質量を測定することができる。したがって、測定された質量と、成分分析手段により分析された分析対象成分の含有率とに基づいて、分析対象成分の正確な含有量を算出することができる。また、脂質、糖質、タンパク質の含有量が算出されれば、食品の正確なカロリーを算出することが可能となる。
本発明では、制御部は、質量推算手段を備え、この質量推算手段は、撮像画像に基づいて、検査対象物の体積を推算する。比重の推算としては、例えば水分の成分含有量を用いることが好ましいが、その他の成分の含有量を用いて算出されてもよい。そして、質量推算手段は、算出された比重及び体積に基づいて、検査対象物の質量を算出する。
このような構成では、上述した質量測定部により測定される質量に比べて誤差が生じるが、検査対象物を質量測定部に載置する等の工程が不要であり、より手軽に検査対象物に対する分析対象成分の含有量を計算することができる。
一般に、食品における比重がほぼ同じ値となる。したがって、推算された体積と、食品の平均的な比重とにより、検査対象物の大凡の質量を算出することができる。本発明では、上述の発明に比べて質量の誤差が大きくなるが、より簡単な処理によりカロリー計算を実施でき、処理速度の向上や、処理負荷に伴う電力消費量の軽減を図ることができる。
検査対象物の体積を推算する方法としては、例えば撮像画像を取得する際に実施するピント合わせ処理により、検査対象物と成分分析装置との距離を取得し、撮像画像を分析して検査対象物の体積を求めることもできる。また、2視点からの撮像画像に基づいて、3次元画像を作成し、体積を推算することも可能である。しかしながら、携帯性が高い小型の成分分析装置において、複雑な画像処理を実施することは、省電力化の面で好ましくない。これに対して、本発明では、例えば寸法や面積等が既知である基準物質と、検査対象物とを有する撮像画像を用いることで、簡単な画像認識により、基準物質に対する検査対象物の寸法比等を容易に算出することができ、検査対象物の体積を容易に推算することができる。
以下、本発明の第一実施形態に係る成分分析装置について、図面に基づいて説明する。
[成分分析装置の概略構成]
図1は、第一実施形態の成分分析装置の正面構成を示す斜視図である。図2は、成分分析装置の背面構成を示す斜視図である。図3は、成分分析装置の断面構成を示す概略図である。
成分分析装置10は、図1から図3に示すように、筐体11と、可視光撮像モジュール12と、近赤外撮像モジュール13と、温度検出センサー14と、ディスプレイ15(表示手段)と、操作部16と、制御部17と、を備えている。
筐体11は、例えば厚み寸法が1〜2cm程度で、衣服のポケット等により容易に収納可能な薄型箱状に形成されている。この筐体11は、図1に示すように、正面11Aに面して、可視光撮像モジュール12が配置される可視撮像窓111、近赤外撮像モジュール13が配置される近赤外撮像窓112、及び温度検出センサー14が配置されるセンサー窓113を備えている。また、筐体11は、図2に示すように、背面11Bに面して、ディスプレイ15が配置される表示窓114を備えている。更に、筐体11は、側面11Cの一部に、操作部16の一つを構成するシャッターボタンを備える。
可視光撮像モジュール12は、筐体11の可視撮像窓111に臨んで設けられる可視光入射部121(カラー画像用入射光学系)と、カラー撮像部122とを備える。
なお、図3では、可視光入射部121は、1つのレンズにより構成される例を示すが、実際には、複数のレンズにより構成されており、これらのレンズにより検査対象物の虚像をカラー撮像部に結像する。
カラー撮像部122は、複数の撮像素子を備えて構成されている。これらの撮像素子は、例えば、1画素につき、R(赤)用の撮像素子、G(緑)用の撮像素子、B(青)用の撮像素子を備え、それぞれ、受光する色に対応したカラーフィルター(R,G,B)を有している。
そして、カラー撮像部122は、各撮像素子で受光された光に基づいたカラー画像信号を制御部17に出力する。
近赤外撮像モジュール13は、近赤外撮像窓112に臨んで設けられる光入射部131と、近赤外撮像窓112に臨んで設けられる光源部132と、光入射部131からの光が入射する波長可変干渉フィルター5と、波長可変干渉フィルター5により取り出された光を受光する撮像部133と、制御基板134とを備えている。
光入射部131は、図3に示すように、複数のレンズにより構成されており、本発明の入射光学系を構成する。この光入射部131は、これらの複数のレンズにより、視野角が所定角度以下に制限されており、視野角内の検査対象物の虚像を、波長可変干渉フィルター5を介して撮像部133に結像する。また、これらの複数のレンズの内の一部は、例えばユーザーにより操作部16が操作されることで、レンズ間隔を調整することが可能となり、これにより、取得する画像の拡大縮小が可能となる。本実施形態では、光入射部131を構成するこれらのレンズとして、テレセントリックレンズを用いることが好ましい。このようなテレセントリックレンズでは、入射光の光軸を主光線に対して平行な方向に揃えることができ、後述する波長可変干渉フィルター5の固定反射膜54や可動反射膜55に対して垂直に入射させることが可能となる。また、光入射部131を構成するレンズとしてテレセントリックレンズを用いる場合、テレセントリックレンズの焦点位置に絞りが設けられる。この絞りは、本発明の光入射角調整手段を構成し、制御部17(図7参照)により絞り径が制御されることで、視野角を制御することが可能となる。なお、レンズ群や絞り等によって制限する入射光の入射角度は、レンズ設計等により異なるが、光学軸から20度以下に制限されることが好ましい。
光源部132は、図1及び図3に示すように、近赤外撮像窓112の外周部に沿って、円環状に配列して配置される複数の光源132A(LED)を備えている。なお、本実施形態では、光源132AとしてLEDを例示するが、例えばレーザー光源等が用いられていてもよい。光源132AとしてLEDやレーザー光源が用いられることで、光源部132の小型化、省電力化を図ることができる。
光源部132は、図4に示すように、発光波長が異なる複数種類の光源132Aを備える。具体的には、可視光(図4における実線の光)を射出する可視光源と、発光波長帯域が異なる近赤外光(図4における一点鎖線の光)を射出する複数種の近赤外光源とを備える。
ここで、複数種の近赤外光源は、それぞれ、50〜100nm帯域幅を有し、これらの近赤外光源の光を組み合わせることで、近赤外域の各波長に対して略一様な光量を有する光(図4における破線の光)を射出することが可能となる。また、本実施形態の成分分析装置10では、成分分析の対象となる成分の吸光スペクトルに対応した分光画像に基づいて、成分分析を実施する。ここで、本実施形態では、制御基板134は、光源132Aのうち、分析対象となる成分の吸光スペクトルに対応した波長の光源132Aを点灯させ、その他の光源132Aを消灯させる。これにより、より省電力化を促進でき、効率的な成分分析を実施できる。
なお、可視光源は、発光波長帯域が異なる複数種の光源により構成されていてもよい。
図5は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図6は、図5のVI-VI線を断面した際の波長可変干渉フィルターの断面図である。
波長可変干渉フィルター5は、ファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター5は、例えば矩形板状の光学部材であり、厚み寸法が例えば500μm程度に形成される固定基板51と、厚み寸法が例えば200μm程度に形成される可動基板52を備えている。これらの固定基板51及び可動基板52は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板51及び可動基板52は、固定基板51の第一接合部513及び可動基板の第二接合部523が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜53(第一接合膜531及び第二接合膜532)により接合されることで、一体的に構成されている。
また、波長可変干渉フィルター5を固定基板51(可動基板52)の基板厚み方向から見た図5に示すようなフィルター平面視において、固定基板51及び可動基板52の平面中心点Oは、固定反射膜54及び可動反射膜55の中心点と一致し、かつ後述する可動部521の中心点と一致する。
なお、以降の説明に当たり、固定基板51または可動基板52の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板51、接合膜53、及び可動基板52の積層方向から波長可変干渉フィルター5を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
固定基板51には、エッチングにより電極配置溝511および反射膜設置部512が形成されている。この固定基板51は、可動基板52に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極561および可動電極562間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極561の内部応力による固定基板51の撓みはない。
また、固定基板51の頂点C1には、切欠部514が形成されており、波長可変干渉フィルター5の固定基板51側に、後述する可動電極パッド564Pが露出する。
また、固定基板51には、電極配置溝511から、固定基板51の外周縁の頂点C1,頂点C2に向かって延出する電極引出溝511Bが設けられている。
そして、固定基板51には、固定電極561の外周縁から、頂点C2方向に延出する固定引出電極563が設けられている。この固定引出電極563の延出先端部(固定基板51の頂点C2に位置する部分)は、制御基板134に接続される固定電極パッド563Pを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面511Aに1つの固定電極561が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Oを中心とした同心円となる2つの電極が設けられる構成(二重電極構成)などとしてもよい。
この反射膜設置部512には、図6に示すように、固定反射膜54が設置されている。この固定反射膜54としては、例えばAg等の金属膜や、Ag合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をTiO2、低屈折層をSiO2とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜(又は合金膜)を積層した反射膜や、金属膜(又は合金膜)上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層(TiO2やSiO2等)と金属膜(又は合金膜)とを積層した反射膜などを用いてもよい。
可動基板52は、図5に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Oを中心とした円形状の可動部521と、可動部521と同軸であり可動部521を保持する保持部522と、保持部522の外側に設けられた基板外周部525と、を備えている。
また、可動基板52には、図5に示すように、頂点C2に対応して、切欠部524が形成されており、波長可変干渉フィルター5を可動基板52側から見た際に、固定電極パッド563Pが露出する。
なお、固定基板51と同様に、可動部521の固定基板51とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、可動基板52の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させることができる。
可動反射膜55は、可動部521の可動面521Aの中心部に、固定反射膜54と反射膜間ギャップG1を介して対向して設けられる。この可動反射膜55としては、上述した固定反射膜54と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、電極間ギャップG2のギャップ量が反射膜間ギャップG1のギャップ量よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、反射膜間ギャップG1のギャップ量が、電極間ギャップG2のギャップ量よりも大きくなる構成としてもよい。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部522を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Oを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
そして、本実施形態の成分分析装置10では、カラー画像は可視光撮像モジュール12により撮像される。したがって、波長可変干渉フィルター5は、近赤外域の光を透過可能な寸法に形成されていればよい。したがって、反射膜間ギャップG1としては、例えば1μm以下に設定することで、1次ピーク波長又は2次ピーク波長として近赤外光を取り出すことが可能となる。また、上述したように、固定基板51の厚み寸法は、例えば500μm程度であり、可動基板52の厚み寸法は例えば200μm程度に形成されている。したがって、波長可変干渉フィルター5の全体厚み寸法としては、1mm以下の厚み寸法に抑えることができる。
なお、波長可変干渉フィルター5が制御基板134に固定される構成を示したが、これに限定されず、例えば波長可変干渉フィルター5がパッケージに格納されており、このパッケージを制御基板134に固定する構成などとしてもよい。さらには、波長可変干渉フィルター5が、制御基板134以外の基板や筐体11内に設けられた固定部に固定されており、波長可変干渉フィルター5と制御基板134との距離が近接して設けられる構成などとしてもよい。
また、本実施形態では、カラー画像は、可視光撮像モジュール12により撮像されるため、近赤外撮像モジュール13において近赤外域における分光画像が撮像されればよい。したがって、波長可変干渉フィルター5を透過する光のうち、例えば2次以降のピーク波長として透過される可視光(及び紫外光)を遮光するために、近赤外域の波長の光のみを透過させる近赤外ハイパスフィルターが設けられていてもよい。このような近赤外ハイパスフィルターとしては、近赤外撮像モジュール13における入射光の光路上であれば、いかなる位置に設けられていてもよく、例えば、撮像部133及び波長可変干渉フィルター5の間や、光入射部131及び波長可変干渉フィルター5の間、光入射部131のレンズ群の間、成分分析装置10の近赤外撮像窓112などが例示できる。
撮像部133は、波長可変干渉フィルター5を透過した近赤外光を受光する複数の撮像素子を備えている。このような撮像部133としては、例えばCCDやCMOS等のイメージセンサ等を用いることができる。また、本実施形態では、可視光撮像モジュール12によりカラー画像を撮像するため、撮像部133は、赤外域の所定波長のモノクロ画像が撮像されればよく、モノクロ画像撮像用の撮像素子が用いられ、1画素に対して1つの撮像素子が設けられる。このような撮像部133では、例えば1画素にR、G、Bに対応した撮像素子を配置する必要があるカラー画像撮像用の撮像部に比べ、1画素辺りの受光面を大きくでき、測定対象波長の光量をより効率よく受光することができる。これにより、成分分析に必要な十分な受光量を確保でき、分析精度を向上させることができる。
なお、上述のように、光路内に近赤外ハイパスフィルターが設けられる構成では、撮像部133として、近赤外域から可視光域(又は紫外域)の広範囲に対して感度特性を有するイメージセンサを用いることができる。一方、近赤外ハイパスフィルターが設けられない構成では、波長可変干渉フィルター5から2次ピークや3次ピークとして透過される可視光域または紫外域の光を受光させないために、紫外から可視光域に対して感度特性が低く、近赤外域に対して感度特性が高、例えばGaAsフォトセンサー等の撮像素子を用いることができる。
そして、撮像部133は、各撮像素子で受光された光に基づいた分光画像の画像信号(分光画像信号)を、制御基板134を介して制御部17に出力する。
制御基板134は、近赤外撮像モジュール13の動作を制御する回路基板であり、光入射部131,光源部132,波長可変干渉フィルター5,撮像部133に接続される。そして、制御基板134は、制御部17から入力される制御信号に基づいて、各構成の動作を制御する。例えばユーザーによりズーム操作が行われると、光入射部131の所定のレンズを移動させたり、絞りの絞り径を変化させたりする。また、成分分析のために検査対象物の撮像が実施する操作が行われると、制御部17からの制御信号に基づいて、光源部132の各光源132Aの点灯及び消灯を制御し、制御信号に基づいた所定電圧を波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に印加する。そして、撮像部133で撮像された分光画像(分光画像信号)を制御部17に出力する。
温度検出センサー14は、筐体11のセンサー窓113に臨んで配置されており、検査対象物の温度を検出する。この温度検出センサー14としては、例えばサーモパイルアレイや、非接触型ボロメーター等を用いることができる。
ディスプレイ15は、筐体11の表示窓114に面して設けられる。ディスプレイ15としては、画像を表示可能な構成であればいかなるものであってもよく、例えば液晶パネルや有機ELパネルなどを例示できる。
また、本実施形態のディスプレイ15は、タッチパネルを兼ねており、操作部16の一つとしても機能する。
操作部16は、上述のように、側面11Cに設けられるシャッターボタンや、ディスプレイ15に設けられるタッチパネル等により構成される。ユーザーにより入力操作が行われると、操作部16は、入力操作に応じた操作信号を制御部17に出力する。なお、操作部16としては、上記の構成に限られず、例えば、タッチパネルに代えて、複数の操作ボタン等が設けられる構成などとしてもよい。
図7は、成分分析装置10の概略構成を示すブロック図である。
制御部17は、例えばCPUやメモリー等が組み合わされることで構成され、成分分析装置10の全体動作を制御する。この制御部17は、図7に示すように、記憶部18(記憶手段)及び演算部19を備える。
そして、記憶部18には、各種データとしては、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧に対する、当該波長可変干渉フィルター5を透過する光の波長の関係を示すV−λデータが記憶される。
また、記憶部18には、温度に対する、各成分の吸光スペクトルの補正値が記憶される。
更に、記憶部18には、分析対象の各成分に対する吸光スペクトルから抽出された特徴量(特定波長における吸光度)と、成分含有率との相関を示す相関データ(例えば検量線)が記憶される。
更に、記憶部18には、検査対象物の種別と、当該検査対象物の鮮度判定時に用いられる成分との関係を示す鮮度判定データが記憶される。
光源駆動手段193は、近赤外撮像モジュール13の制御基板134に光源部132を駆動させるための制御信号を出力する。
フィルター駆動手段194は、記憶部18に記憶されたV−λデータに基づいて、波長可変干渉フィルター5により取り出す光の波長を設定するための駆動電圧を設定し、制御基板134に制御信号を出力する。
成分分析手段196は、図7に示すように、含有率分析手段196A、含有量算出手段196B、及びカロリー算出手段196Cを備える。
含有率分析手段196Aは、取得された分光画像の各画素の光量から吸光度を算出し、記憶部18に記憶された相関データを用いて各成分に対する含有率を分析する。
含有量算出手段196Bは、含有率分析手段196Aにより算出された各成分の含有率と、後述する質量推算手段197により推算される検査対象物の質量とに基づいて、各成分の含有量を算出する。
カロリー算出手段196Cは、各成分の含有量に基づいて、検査対象物全体のカロリーを計算する。
鮮度判定手段198は、記憶部18に記憶された鮮度判定データに基づいて、検査対象物の鮮度を判定する。
データ表示手段199は、画像取得手段195により取得されたカラー画像や分光画像、成分分析手段196により分析された分析結果や、鮮度判定手段198により推算された体積や質量、鮮度判定手段198の判定結果などを、ディスプレイ15に表示させる。
なお、演算部19による具体的な処理については、後述する。
次に、上述したような成分分析装置10による成分分析処理について、図面に基づいて以下に説明する。
図8は、成分分析装置10による成分分析処理のフローチャートである。
図8に示すように、本実施形態の成分分析装置10により成分分析を実施する場合、まず、吸光度を算出するための基準受光量を取得する初期処理を実施する(S1)。このS1では、例えば白色板等の基準校正板に対して撮像が行われることで実施され、各波長における受光量I0が測定される。具体的には、演算部19は、フィルター駆動手段194により静電アクチュエーター56に印加する電圧を順次切り替え、所定の近赤外波長域(例えば700nm〜1500nm)に対して、例えば10nm間隔で透過波長を切り替えさせる。そして、各波長に対する受光量を撮像部133で検出し、記憶部18に記憶する。ここで、演算部19は、基準校正板の1点のみの受光量を基準受光量としてもよく、各分光画像のうち、基準校正板の画素範囲を特定し、特定した画素範囲内の所定個数の画素又は全画素における受光量の平均値を算出してもよい。
ここで、検査対象物の各成分に対する含有量の算出、カロリー計算を行う場合、検査対象物の体積を推算するために、予め設定されたサイズが既知である皿に検査対象物を載置して成分分析を実施する。なお、含有量やカロリー計算を実施しない場合、例えば、検査対象物の鮮度、糖度、化学物質含有率等、検査対象物の体積を推算する必要がない場合は、皿に載置された状態でなくてもよい。
具体的には、分析対象設定手段191は、ユーザーによる操作部16の操作により、分析対象の成分が設定されている場合、設定された成分を分析対象とする。また、分析対象の成分が設定されていない場合、初期設定である脂質、糖質、タンパク質、及び水分を、分析対象の成分とする。
また、このS2では、検査対象物の各成分の成分含有率のみを分析するか、成分含有量まで分析するかを選択することが可能である。成分含有量を分析する場合は、質量推算手段197による質量推算処理が実施される(後述)。
さらに、ユーザーの操作部16の操作により、鮮度の分析を実施する旨が選択された場合、分析対象設定手段191は、例えばディスプレイ15に検査対象物の種別を選択させる旨を表示する。そして、ユーザーにより、検査対象物の種別が選択されると、分析対象設定手段191は、記憶部18に記憶された鮮度判定データに基づいて、鮮度判定のために分析すべき成分を分析対象の成分として設定する。例えば、青果に対しての鮮度は、一般にクロロフィルの含有量により判定でき、魚の鮮度は、アデノシン三リン酸等により判定できる。
なお、本実施形態では、検査対象物全体の成分分析の他、指定ポイントPに対する成分分析が可能となり、この場合、図9に示すように、成分分析対象の指定ポイントPがディスプレイ15上に表示される。
また、本例では、ディスプレイ15にカラー画像が表示される例を示すが、例えば可視光撮像モジュール12が設けられていない構成では、ディスプレイ15に近赤外域における所定波長の分光画像を撮像し、ディスプレイ15にリアルタイムで表示させる処理をしてもよい。
これに対して、本実施形態の補正手段192は、記憶部18に記憶される各成分の各温度に対する補正値を読み出し、波長λA0に補正値を掛けあわせ、温度T1に対して特徴量が検出される波長λA1を算出して測定対象波長とする。また、検査対象物の部位によって温度が異なる場合、各部位の温度に対応して、それぞれ測定対象波長を算出する。
S5において、画像撮像操作が行われていない場合、S3及びS4の処理を継続し、操作が行われるまで待機する。
一方、画像撮像操作が行われた場合、演算部19の光源駆動手段193,フィルター駆動手段194,画像取得手段195により撮像処理が実施される(S6)。
例えば、成分A、Bの含有率によって、測定対象波長λA,λBの吸光度が変化する場合、測定対象波長λA,λBの分光画像、又は、測定対象波長λA,λBを中心とした所定範囲の波長域の分光画像が取得されればよい。この場合、光源駆動手段193は、例えば測定対象波長λAの光源132Aを点灯させ、分光画像が取得された後に、測定対象波長λBの光源132Aを点灯させる。
なお、波長λA,λBの光源132Aを同時に点灯させる処理をしてもよい。この場合でも、全ての光源132Aを全点灯させる場合に比べて、省電力化を図ることができる。
また、本実施形態では、成分分析に必要な特徴量を得るために必要な波長に対してのみ、分光画像を取得する例を示すが、これに限定されない。例えば、近赤外域において、10nm間隔毎の分光画像を順次取得する構成としてもよい。この場合でも、取得する分光画像の波長に応じて、順次光源132Aを切り替えることで、省電力化を図れる。
ここで、フィルター駆動手段194は、光源駆動手段193と同様に、S4により設定された測定対象波長に対応した駆動電圧を順次切り替えて静電アクチュエーター56に印加させる。
なお、上述したように、近赤外域において、10nm間隔毎の分光画像を順次取得する構成としてもよく、この場合、フィルター駆動手段194は、波長可変干渉フィルター5を透過する光の波長が10nmピッチで順次切り替わるように、静電アクチュエーター56に印加する駆動電圧を一定間隔で切り替えさせる。
そして、画像取得手段195は、取得した分光画像を記憶部18の一時記憶領域に記憶する。
なお、画像取得手段195は、ユーザーにより操作部16のシャッターボタンが操作されたタイミングで、さらに、可視光撮像モジュール12のカラー撮像部122により撮像されるカラー画像を取得して一時記憶領域に記憶してもよい、
S7の成分分析処理では、まず、含有率分析手段196Aは、S1において取得しておいた基準受光量I0と、撮像された波長λの分光画像の各画素における受光量Iλとに基づいて、以下の式(1)により、各画素における波長λの吸光度Aλを算出する。
Aλ=−log(Iλ/I0) …(1)
なお、図10は、750nmから1050nmの範囲において、波長可変干渉フィルター5を透過させる波長を10nm毎に切り替えて分光画像を取得した場合の吸光スペクトルである。これに対して、S2で設定された成分の特徴量を取得するための測定対象波長または、測定対象波長を中心とした所定波長範囲内の吸光スペクトルが取得される処理であってもよい。
また、含有率分析手段196Aは、取得した分光画像から、検査対象物が映し出されている画素範囲を特定し、検査対象物全体における各成分の含有率を算出する。
検査対象物の特定は、撮像部133により得られる分光画像に基づいて特定するものであってもよく、カラー撮像部122により取得されたカラー画像に基づいて特定されるものであってもよい。検査対象物の特定方法としては、従来の画像処理技術を用いることができ、例えば、画像内のエッジ検出等により、検査対象物が映し出されている画素範囲を特定する。なお、記憶部18に検査対象物の形状特徴値が記憶されている場合、形状特徴値に基づいて画像を分析して検査対象物を特定してもよく、その他、いかなる画像処理を用いて検査対象物を特定してもよい。そして、含有率分析手段196Aは、各成分に対して、特定された検査対象物の各画素における含有率の平均値を算出し、検査対象物全体における成分含有率とする。なお、検査対象物全体の成分含有率としては、特定された検査対象物の画素範囲から、複数個の画素をピックアップし、これらの画素に対して分析された成分含有率を平均してもよい。
S8において、成分含有量やカロリーが設定されている場合、質量推算手段197は、検査対象物の質量を推算する(S9)。
本実施形態では、上述したように、成分含有量やカロリーを算出する場合では、検査対象物は、図9に示すように、サイズが既知である皿K(基準物質)に載置された状態で撮像される。したがって、質量推算手段197は、撮像画像に基づいて、皿Kのサイズと検査対象物のサイズとを比較することで、検査対象物の大凡の体積を推算する。
なお、本実施形態では、皿Kを基準物質として検査対象物の体積を推算しているが、皿Kに限定されず、例えば、スケールやマーカーを基準物質として、検査対象物とともに撮像して体積を推算する処理をしてもよい。
また、基準物質を用いた体積の推算に限定されず、例えば、画像処理により検査対象物の体積を推算してもよい。例えば、検査対象物を異なる角度から撮像した撮像画像を用い、3次元分析処理により検査対象物の体積を求める処理を行ってもよい。
カロリー(kcal)≒脂質量(g)×9+タンパク質量(g)×4+糖質量(g)×4 …(2)
図11は、成分含有率の分析結果を表示したディスプレイ15の表示例である。図12は、成分含有率の分析結果を示す他の表示例である。図13は、成分含有量及びカロリーの分析結果を表示したディスプレイ15の表示例である。
また、図11では、鮮度(Frechness)、糖度(Sugar)、化学物質含有率(Chemicals)が表示される例を示すが、その他、例えば含水率等の各種成分の含有率が1画面内に表示されるものであってもよい。
図11では、分析結果として、棒グラフにより、各成分に対する含有率を表示させる例を示したがこれに限定されず、例えば、成分含有率が数値により表示されていてもよく、円グラフ等により表示させてもよい。棒グラフにより各成分の含有率を表示させる場合、例えば図11に示すように、標準的な糖度を示すラインFBや、鮮度や化学物質含有率のボーダーを示すラインSB,CBを表示させることが好ましい。
さらに、本実施形態では、各画素に対して、成分の含有率を分析するため、図12に示すように、成分の含有率の分布を表示させることができる。ここで、図12(A)は、カラー画像の例であり、(B)は、糖度(糖質含有率)の分布を示す図である。図12(B)では、糖度が所定値以上の部位が斜線部で示されているが、例えば糖度によって、色分けした結果画面が表示されてもよい。図12に示すように、木全体に実ったリンゴから糖度が所定値以上であるリンゴを容易に判別することが可能となるため、例えば農業を営むユーザーが、収穫物を収穫する際に、容易に収穫対象を判別することが可能となる。
一般に、調理した料理のカロリーや栄養素含有量を求める場合、代表的な料理のカロリーや栄養素含有量が示された食品成分表から摂取する料理を探す必要があり、食品成分表に示される料理としても、代表的なものに限定された。また、例えば創作料理等に対するカロリーや栄養素含有量は、栄養士などの専門知識を有するものが算出する必要があった。これに対して、本実施形態では、分光画像に基づいて各成分の吸光度に基づいて成分分析を実施するため、食品成分表や専門の知識等が不要であり、調理した料理の種類に関わらず、容易にカロリーや含有栄養素量を確認することが可能となる。
本実施形態では、成分分析装置10は、筐体11を備える。この筐体11の近赤外撮像窓112には、光入射部131及び光源部132が配置され、筐体11の内部には、光入射部131により導かれた入射光が入射する波長可変干渉フィルター5と、波長可変干渉フィルター5により取り出された光を受光し分光画像を撮像する撮像部133と、分光画像に基づいて検査対象物の成分分析等を実施する制御部17とが設けられている。
このような成分分析装置10では、分光画像に基づいて、検査対象物の成分分析を実施するので、成分分析装置10を検査対象物に接触させる必要がなく、検査対象物の破損を防止できる。また、検査対象物が食品であっても、非接触で成分分析を実施できるので衛生上の問題がない。
これに加え、分光画像に基づいた成分分析では、検査対象物の所定の一点に対する成分分析と、分光画像として撮像された範囲(例えば検査対象物全体)の成分分析とを実施することができる。
そして、本実施形態では、入射光から所定波長の光を取り出す素子として波長可変干渉フィルター5が用いられている。この波長可変干渉フィルター5は、固定反射膜54が設けられた固定基板51と、可動反射膜55が設けられた可動基板52と、G1の間隔を調整するための静電アクチュエーター56とを備えた光学基板であり、例えばLCTFやAOTF等と比べて、厚み寸法を小さくすることができる。したがって、このような波長可変干渉フィルター5を用いた成分分析装置10では、装置の小型化、薄型化を図ることができる。
このような構成では、波長可変干渉フィルター5と撮像部133とを近接配置することができる。したがって、例えば波長可変干渉フィルター5及び撮像部133の間にスペースを設けて配置する場合に比べて、近赤外撮像モジュール13や成分分析装置10の更なる小型化、薄型化を図ることができる。また、制御基板134の光通過孔134Aを基準として、波長可変干渉フィルター5の各反射膜54,55に対する撮像部133のアライメント調整が精度よく実施できる。
さらに、波長可変干渉フィルター5及び撮像部133を制御基板134に固定するため、波長可変干渉フィルター5及び制御基板134の端子部への接続や、撮像部133及び制御基板134の端子部への接続を容易に実施できる。また、長いリード線が不要となるので配線スペースが不要となり、その分だけ成分分析装置10及び近赤外撮像モジュール13をより小型に構成することができる。
このため、入射光の光軸を主光線に対して平行にでき、波長可変干渉フィルター5に対して垂直に光を入射させることができる。このため、波長可変干渉フィルター5により、所定の測定対象波長の光を透過させることができ、所望波長に対する高精度な分光画像を取得することができる。したがって、分光画像の所定の一点に対して、正確な成分分析を実施でき、これらの分析結果から、検査対象物の正確な成分分析を実施することができる。
このため、ユーザーは、ディスプレイ15により表示されるカラー画像を確認することで、容易に検査対象物の成分分析範囲を確認することができる。
このような構成では、必要な光源132Aを駆動させるので、例えば、光源132Aを全点灯させる場合に比べて、省電力化を図れる。特に、本実施形態のように、小型で、かつ携帯型の成分分析装置10では、搭載可能な電池が限られており、大電力を供給することが困難となる。これに対して、上記のように省電力化を図ることで、電池の長寿命化を図ることができる。
このため、撮像素子として、カラー画像撮像用の撮像素子を用いる構成、つまり1画素に付き、RGB用の撮像素子がそれぞれ配置される構成に比べて、1つ辺りの撮像素子の受光面を大きくでき、受光量を大きくすることができる。これにより、撮像部133から各撮像素子から出力される信号値も大きくなり、精度の高い分光画像を取得でき、より正確な成分分析を実施することができる。
このため、フィルター駆動手段194の制御により、波長可変干渉フィルター5から測定対象波長の光を取り出すことができ、撮像部133により測定対象波長の分光画像を撮像することができる。また、成分分析手段196は、撮像された分光画像における光量に基づいて吸光度を算出でき、この吸光度と、相関データとにより、容易に成分分析を実施することができる。
すなわち、本実施形態の成分分析装置10では、健康管理の基本となる脂質、糖質、タンパク質、及び水分の含有率、含有量、及び検査対象物の食品のカロリーを算出することができる。また、成分分析装置10は、上述したように、携帯可能な小型のサイズであるため、手軽に持ち運びができ、例えば外出先等でも手軽に、検査対象物のカロリーを調べることができる。これにより、例えば生活習慣病の改善や食事療法の支援等、ユーザーの健康増進に貢献することができる。
このように、検査対象物の質量が推算されることで、検査対象物に含まれる各成分の含有量やカロリーをより正確に算出することができる。
上記第一実施形態では、光入射角制限手段の例として、可視光入射部121を構成するレンズにテレセントリックレンズを適用し、絞りにより視野角を調整する例を示した。この場合、多くのテレセントリックレンズを組み合わせて入射光学系を構成する必要があり、光入射部131における厚み寸法が増大することが考えられる。
これに対して、第二実施形態では、入射光学系としてテレセントリックレンズが設けられず、代わりに、光入射角制限手段として、視野角制限板が用いられる点で、上記第一実施形態と相違する。
図15は、視野角制限板の概略構成を示す斜視図である。
図14に示すように、第二実施形態の成分分析装置10Aにおける光入射部131は、複数のレンズと、視野角制限板131Aを備える。
この視野角制限板131Aは、図15に示すように、入射光の進行方向(Z方向)に沿う厚み寸法が所定値(例えば100μmから200μm程度)である第一視野角制限板131A1と、第二視野角制限板131A2とを組み合わせて構成される。
第一視野角制限板131A1は、Z方向に対して直交する面内で、X方向に長手となる光透過部131A3及び遮光部131A4が、Y方向に沿って交互に配列された光学部材である。第二視野角制限板131A2は、Z方向に対して直交する面内で、Y方向に長手となる光透過部131A3及び遮光部131A4が、X方向に沿って交互に配列された光学部材である。
このような視野角制限板131Aでは、波長可変干渉フィルター5への入射角が所定角度以上である光は、遮光部131A4により遮光され、入射角が所定角度未満の光が光透過部131A3を透過して波長可変干渉フィルター5に入射する。
図16及び図17は、視野角制限板の他の例を示す図である。
視野角制限板131Aとしては、図16に示すように、入射光の進行方向(Z方向)に沿う厚み寸法が所定値(例えば100μmから200μm程度)であり、Z方向に対して直交する断面が正方形状の光透過部131A3及び遮光部131A4を、X方向及びY方向に沿って交互に配置した構成であってもよい。
また、図16に示すように、遮光板131B1に対して、複数の孔部131B2を形成し、孔部131B2を透過した光を波長可変干渉フィルター5に入射させる視野角制限板131Bとしてもよい。この場合、各孔部131B2を撮像部133の各撮像素子に対応させることがより好ましい。また、筒外周面により遮光部が形成され、筒内部に透光部が設けられる筒状体をX方向及びY方向に沿ってアレイ状に配置した視野角制限板等を用いてもよい。
本実施形態では、光入射部131は、視野角制限板131Aを備える。この視野角制限板131Aは、固定基板51及び可動基板52に対して直交する方向、すなわち、光進行方向(Z方向)に沿って所定厚み寸法を有する第一視野角制限板131A1及び第二視野角制限板131A2を備える。また、第一視野角制限板131A1は、X方向に長手となる複数の光透過部131A3、遮光部131A4がY方向に沿って交互に配列され、第二視野角制限板131A2は、Y方向に長手となる複数の光透過部131A3、遮光部131A4がX方向に沿って交互に配列されている。
このような構成では、遮光部131A4により、所定の入射角以上の光を遮光することができるので、上記第一実施形態と同様に、検査対象物からの入射光の角度を所定角度未満に制限することができる。また、テレセントリックレンズを用いて光入射角を制限する構成に比べて、光入射部131の厚み寸法を小さくでき、近赤外撮像モジュール13及び成分分析装置10の更なる小型化、薄型化を図ることができる。
次に本発明に係る第三実施形態について以下に説明する。
上述した第一実施形態では、質量推算手段197は、含有率分析手段196Aにより分析された含水率に基づいて検査対象物の比重を推定し、推定した比重と、推算された体積とに基づいて検査対象物の質量を推算した。
これに対して、第三実施形態では、質量推算手段197は、比重の推定を実施しない点で上記第一実施形態と相違する。
なお、第三実施形態は、第一実施形態と同様の構成を有するため、第一実施形態に用いた図面を用いて以下説明する。
なお、例えば記憶部18に、検査対象物の種別に対する一般的な比重が記憶されたテーブルデータが記憶され、ユーザーにより指定された検査対象物の種別と、テーブルデータとに基づいて比重を推定するものであってもよい。
このような処理では、上記第一実施形態に比べて、算出された質量の誤差は大きくなるが、より簡単な処理により各成分の含有量の算出及びカロリーの算出が実施でき、処理負荷に伴う電力消費量の軽減を図ることができる。
次に、本発明に係る第四実施形態について、以下に説明する。
上述した第一実施形態では、質量推算手段197により検査対象物の質量を推算して、推算した質量と、分析された各成分の含有率とに基づいて各成分の含有量やカロリーを算出した。
これに対して、本実施形態は、検査対象物の質量を計測し、計測された質量と、各成分の含有率とに基づいて各成分の含有量やカロリーを算出する点で上記第一実施形態と相違する。
図18は、第四実施形態の成分分析装置10Bの背面11Bの概略構成を示す斜視図である。
本実施形態の成分分析装置10Bは、背面11Bに質量測定部20を備えている。なお、質量測定部20の配置位置としては、図18に示すように、背面11Bのディスプレイ15の周囲に設けられる構成としてもよく、正面11Aに設けられる構成としてもよい。
ここで、ディスプレイ15への接触を防止するために、背面11Bに凹状部が設けられ、凹状部内に表示窓114が設けられる構成、又は背面11Bに凸状部が設けられ、凸状部に質量測定部20が設けられる構成等とすることが好ましい。
そして、質量測定部20は、検査対象物が載置されることで、検査対象物の質量を測定する質量測定用のセンサーであり、検査対象物の正確な質量を測定することが可能となる。
本実施形態の成分分析装置10Bでは、筐体11の背面11Bに質量測定部20が設けられ、検査対象物の質量を直接計測することができる。
このため、検査対象物の正確な質量を測定できるため、含有量算出手段196Bは、正確な検査対象物の質量に基づいて、各成分の正確な含有量を算出することができ、カロリー算出手段196Cは、検査対象物のより正確なカロリーを算出することができる。これにより、成分分析装置10Bは、精度の高い成分分析結果をディスプレイ15に表示することができる。
また、本実施形態では、質量推算手段197が不要であり、質量推算手段197による体積推算処理、比重推定処理、質量推算処理も不要となる。特に、質量推算手段197による体積推算では、撮像画像の画像処理により体積を推算するが、画像処理を実施する場合、当該画像処理のアルゴリズム等にもよるが、処理負荷が増大し、電池消費量も大きくなることが考えられる。これに対して、本実施形態では、質量推算に伴う各種演算が不要となるため、処理負荷を軽減でき、省電力化を図ることができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記各実施形態では、成分分析装置10(10A,10B)は、可視光撮像モジュール12を備え、可視光撮像モジュール12により、カラー画像が撮像される例を示した。これに対して、可視光撮像モジュール12が設けられない構成としてもよい。この場合、ディスプレイ15に、近赤外撮像モジュール13により撮像された分光画像を表示させてもよい。
また、波長可変干渉フィルター5が、可視光域から近赤外域における所定波長の光を分光可能な構成としてもよく、可視光撮像モジュール12の代わりに、近赤外撮像モジュール13によりカラー画像を撮像することができる。
さらに、検査対象物として、食品を対象としたが、これに限定されず、その他の物質を対象としてもよい。この場合、検査したい検査対象物や、分析対象の成分に応じて、近赤外撮像モジュール13により取得する分光画像の波長を設定することが好ましい。
また、波長可変干渉フィルター5が単体で、筐体11の内部に収納される構成に限らず、例えば、波長可変干渉フィルター5を光通過孔が設けられた光学パッケージ内に収納し、この光学パッケージを筐体11内部に収納する構成としてもよい。この場合でも、光学パッケージの外面に、波長可変干渉フィルター5の固定電極パッド563Pや可動電極パッド564Pに接続される端子部を設けることで、光学パッケージ内部の波長可変干渉フィルター5に設けられた静電アクチュエーター56に電圧を印加することができる。
更に、波長可変干渉フィルター5及び撮像部133が、制御基板134に固定される例を示したが、その他の基板に固定される構成等としてもよい。
例えば、固定電極561の代わりに、第一誘電コイルを配置し、可動電極562の代わりに第二誘電コイルまたは永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
更に、静電アクチュエーター56の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部522に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部522を撓ませることができる。
すなわち、上記実施形態において、波長可変干渉フィルターであるファブリーペローエタロンの一例を例示したが、上記構成に限られない。例えば、固定基板51及び可動基板52が接合されておらず、これらの基板間に圧電素子等の反射膜間ギャップを変更するギャップ変更部が設けられる構成などとしてもよい。
また、2つ基板により構成される構成に限られない。例えば、1つの基板上に犠牲層を介して2つの反射膜を積層し、犠牲層をエッチング等により除去してギャップを形成した波長可変干渉フィルターを用いてもよい。
このように、サーバ装置と通信可能な構成とすることで、成分分析装置10、10A、10Bから送信される食品のカロリーや成分含有量を、医療機関等に設置されたサーバ装置に送信することもできる。この場合、例えば、医者等の医療関係者が、ユーザーの健康管理を行ったり、ユーザーに対して健康指導や情報提供を行ったりすることもでき、より利用の拡大を図ることができる。
また、光源部132に可視光源が設けられない構成としてもよい。この場合でも、外光が十分であれば、検査対象物のカラー画像をディスプレイ15上に表示させることができる。また、外光が不十分である場合には、例えば、近赤外光の光源を用いて、近赤外域の分光画像をディスプレイ15に表示させることもできる。
これに対して、温度検出センサー14が設けられない構成などとしてもよい。この場合でも、温度による吸光スペクトルの変化が小さい成分に対しては、誤差の少ない成分分析を実施することができる。
Claims (16)
- 筐体と、
前記筐体内部に設けられ、検査対象物に対して光を射出する光源部と、
前記検査対象物により反射された光を前記筐体内部に導く入射光学系と、
前記筐体内部に設けられ、前記入射光学系から入射された光から所定波長の光を取り出す波長可変干渉フィルターと、
前記筐体内部に設けられ、前記波長可変干渉フィルターにより取り出された光を受光し分光画像を撮像する撮像部と、
前記筐体内部に設けられ、前記分光画像に基づいて前記検査対象物の成分分析を実施する制御部と、を具備し、
前記波長可変干渉フィルターは、ファブリーペローエタロンである
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1に記載の成分分析装置において、
前記入射光学系は、前記検査対象物の虚像を前記撮像部に結像する複数のレンズ群と、入射光の入射角を所定角度以下に制限する光入射角調整手段とを備えた
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項2に記載の成分分析装置において、
前記光入射角調整手段は、
前記波長可変干渉フィルターの光入射面に対して直交する光入射方向に沿って所定厚み寸法を有する複数の光透過部、及び複数の遮光部を有し、前記光入射方向に対して直交する面内で、これらの前記光透過部及び前記遮光部が交互に隣接配置された視野角制限板を備えた
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の成分分析装置において、
前記撮像部は、前記波長可変干渉フィルターの光射出面に設けられている
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の成分分析装置において、
前記波長可変干渉フィルターは、可視光域から近赤外域における所定波長の光を取り出す
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の成分分析装置において、
前記筐体内部に設けられ、前記検査対象物から反射された光から、可視光域の光を受光して、カラー画像を撮像するカラー撮像部と、
前記カラー撮像部に光を導くカラー画像用入射光学系と、
前記カラー撮像部により撮像された前記カラー画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の成分分析装置において、
前記撮像部は、モノクロ画像撮像用の撮像素子を備えた
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の成分分析装置において、
前記光源部は、異なる波長の光を射出する複数の光源を備え、
前記制御部は、分析する成分に対応した波長の光を射出する光源を点灯駆動させる
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の成分分析装置において、
前記光源部は、可視光を射出する可視光源を備えた
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載の成分分析装置において、
前記制御部は、
分析対象の成分の吸光スペクトルから抽出された特徴量と、前記分析対象成分の成分含有率との相関データが記憶される記憶手段と、
前記波長可変干渉フィルターにより取り出す光の波長を設定するフィルター駆動手段と、
前記分光画像における各画素の光量、及び前記相関データに基づいて、検査対象物の前記分析対象成分の含有率及び含有量を分析する成分分析手段と、
を備えた
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項10に記載の成分分析装置において、
前記検査対象物の温度を検出する温度検出センサーを備え、
前記制御部は、
検出された温度に基づいて、各成分の吸光スペクトルを補正する補正手段を備えた
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項10または請求項11に記載の成分分析装置において、
前記検査対象物は、食品であり、
前記成分分析手段は、前記検査対象物に含まれる脂質、糖質、タンパク質、及び水分のいずれかの成分の含有率及び含有量を分析し、前記検査対象物のカロリーを算出する
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項12に記載の成分分析装置において、
前記検査対象物が載置されることで質量を測定する質量測定部を備え、
前記成分分析手段は、前記検査対象物に含まれる前記分析対象成分の含有率と、測定された前記検査対象物の質量とから、前記検査対象物における前記分析対象成分の含有量を算出する
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項12に記載の成分分析装置において、
前記制御部は、
前記検査対象物の撮像画像から当該検査対象物の体積を推算し、前記成分分析手段により分析される所定の成分に対する含有率に基づいて前記検査対象物の比重を推算し、これらの推算された体積及び比重から前記検査対象物の質量を算出する質量推算手段を備え、
前記成分分析手段は、前記検査対象物に含まれる前記分析対象成分の含有率と、推算された前記検査対象物の質量とから、前記検査対象物における前記分析対象成分の含有量を算出する
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項12に記載の成分分析装置において、
前記制御部は、
前記検査対象物の撮像画像から当該検査対象物の体積を推算し、予め設定された比重と、推算された体積とから前記検査対象物の質量を算出する質量推算手段を備え、
前記成分分析手段は、前記検査対象物の前記分析対象成分の含有率と、推算された前記検査対象物の質量とから、前記検査対象物の前記分析対象成分の含有量を算出する
ことを特徴とする成分分析装置。 - 請求項14又は請求項15に記載の成分分析装置において、
前記質量推算手段は、前記検査対象物とともに、大きさが既知である基準物質が撮像された撮像画像に基づいて、前記検査対象物の体積を推算する
ことを特徴とする成分分析装置。
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014126559A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Panasonic Corp | カロリー算出装置 |
WO2015092980A1 (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | パナソニックIpマネジメント 株式会社 | 食品分析装置 |
JP2015125085A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | セイコーエプソン株式会社 | 分光測定システム、分光モジュール、及び、位置ズレ検出方法 |
JP2015158439A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | セイコーエプソン株式会社 | 成分分析装置、成分分析方法 |
JP2016017932A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 食品分析装置 |
US9880055B2 (en) | 2014-06-30 | 2018-01-30 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic imaging apparatus and spectroscopic imaging method |
JP2018515913A (ja) * | 2015-04-29 | 2018-06-14 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | オプトエレクトロニクス装置 |
JP2019504331A (ja) * | 2016-01-29 | 2019-02-14 | アウスター インコーポレイテッド | 光学距離センサを較正するためのシステム及び方法 |
JP2020085842A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | セイコーエプソン株式会社 | 分光カメラおよび電子機器 |
JP2020085622A (ja) * | 2018-11-22 | 2020-06-04 | アンリツ株式会社 | 物品検査装置 |
US11025885B2 (en) | 2015-09-24 | 2021-06-01 | Ouster, Inc. | Optical system for collecting distance information within a field |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014132304A (ja) * | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置 |
JP2015099116A (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | セイコーエプソン株式会社 | 成分分析装置 |
GB2572506B (en) * | 2014-03-21 | 2020-03-25 | Halliburton Energy Services Inc | Manufacturing process for integrated computational elements |
CN105791640B (zh) | 2015-01-08 | 2020-07-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 摄像装置 |
CN104865200A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-26 | 陆聪 | 一种食品智能扫描方法及装置 |
KR101745372B1 (ko) | 2015-07-08 | 2017-06-09 | 피도연 | 식품 상태 측정 장치, 식품 상태 측정 모듈, 이를 포함하는 스마트 장치 |
TWI592646B (zh) * | 2015-12-23 | 2017-07-21 | 高準精密工業股份有限公司 | 光學裝置 |
EP3504026B1 (en) | 2016-08-24 | 2023-04-26 | Ouster, Inc. | Optical system for collecting distance information within a field |
DE102016222047A1 (de) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Robert Bosch Gmbh | Beleuchtungseinheit für ein Mikrospektrometer, Mikrospektrometer und mobiles Endgerät |
DE102017202661A1 (de) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | Robert Bosch Gmbh | Spektrometer und Verfahren zum Analysieren eines Objekts |
JP2018146550A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 情報提示システム、及び、情報提示システムの制御方法 |
DE102017203880A1 (de) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | Robert Bosch Gmbh | Mikrospektrometermodul, Handgerät und Verfahren zum Betreiben eines Mikrospektrometermoduls |
TWI617845B (zh) * | 2017-03-16 | 2018-03-11 | 財團法人工業技術研究院 | 影像感測裝置 |
EP3642577B1 (en) * | 2017-06-22 | 2023-05-31 | AMS Sensors Singapore Pte. Ltd. | Compact spectrometer modules |
DE102017212557A1 (de) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Mikrospektrometermodul und Verfahren zum Aufnehmen eines Spektrums mittels eines Mikrospektrometermoduls |
WO2019055771A1 (en) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | COMPACT SPECTROMETER DEVICES, METHODS AND APPLICATIONS |
CN107561684B (zh) * | 2017-09-30 | 2021-02-23 | Oppo广东移动通信有限公司 | 滤光片、镜头模组和成像模组 |
KR102515833B1 (ko) * | 2018-08-01 | 2023-03-29 | 삼성전자주식회사 | 대상체의 성분 분석 장치 및 방법과, 이미지 센서 |
DE102019213287A1 (de) * | 2019-09-03 | 2021-03-04 | Robert Bosch Gmbh | Interferometereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Interferometereinrichtung |
FR3104873B1 (fr) * | 2019-12-16 | 2023-05-26 | Tangram Image Sensor | Terminal communiquant avec imageur perfectionné |
CN113099078B (zh) * | 2020-01-08 | 2023-06-27 | 华为技术有限公司 | 摄像头模组、成像方法和成像装置 |
DE102020206488A1 (de) * | 2020-05-25 | 2021-11-25 | BSH Hausgeräte GmbH | System mit einer Geschirrspülmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Geschirrspülmaschine |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001208747A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Tohoku Natl Agricultural Experiment Station | 食肉成分測定装置及び記録媒体 |
JP2004227210A (ja) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 端末装置、サーバ装置及び健康管理システム |
JP2005292128A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-10-20 | Aomori Prefecture | 物体のカロリー測定方法及び物体のカロリー測定装置 |
JP2006105655A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 食品総カロリーチェッカーおよびチェック方法 |
JP2006528353A (ja) * | 2003-07-18 | 2006-12-14 | ケミマジ コーポレーション | 多重波長式作像用分光器のための方法および装置 |
JP2007255918A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Kyokko Denki Kk | 分光分析装置 |
JP2008304436A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 医用光度計 |
JP2009500786A (ja) * | 2005-06-29 | 2009-01-08 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Led照明器具の光出力を制御する制御システム |
JP2009168478A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 光度計 |
JP2011064518A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Panasonic Corp | 加熱装置 |
JP2012018118A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Seiko Epson Corp | 測色装置、及び測色方法 |
JP2012027224A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Seiko Epson Corp | 干渉フィルター、光モジュール、及び分析装置 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5670113A (en) * | 1991-12-20 | 1997-09-23 | Sibia Neurosciences, Inc. | Automated analysis equipment and assay method for detecting cell surface protein and/or cytoplasmic receptor function using same |
US5517861A (en) * | 1994-10-11 | 1996-05-21 | United Technologies Corporation | High temperature crack monitoring apparatus |
US6069696A (en) * | 1995-06-08 | 2000-05-30 | Psc Scanning, Inc. | Object recognition system and method |
US6535223B1 (en) * | 2000-05-31 | 2003-03-18 | Schmidt Laboratories, Inc. | Method and system for determining pupiltary distant and element height |
WO2002035260A2 (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Molecular Devices Corporation | Light detection device |
ATE413269T1 (de) * | 2001-07-16 | 2008-11-15 | Massachusetts Inst Technology | Verfahren zur herstellung von faserlichtwellenleitern |
US7376304B2 (en) * | 2001-09-27 | 2008-05-20 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Biochemical assay detection using a fiber optic exciter |
US7177487B2 (en) * | 2003-04-21 | 2007-02-13 | Baxter International Inc. | Determination of particle size by image analysis |
JP4368163B2 (ja) * | 2003-08-19 | 2009-11-18 | 富士フイルム株式会社 | 分光素子アレイ及びこれを備えた分光画像測定装置並びに分光画像測定方法 |
US7321791B2 (en) * | 2003-09-23 | 2008-01-22 | Cambridge Research And Instrumentation, Inc. | Spectral imaging of deep tissue |
US8251907B2 (en) * | 2005-02-14 | 2012-08-28 | Optiscan Biomedical Corporation | System and method for determining a treatment dose for a patient |
US7420663B2 (en) * | 2005-05-24 | 2008-09-02 | Bwt Property Inc. | Spectroscopic sensor on mobile phone |
US8553210B2 (en) * | 2007-01-23 | 2013-10-08 | Chemimage Corporation | System and method for combined Raman and LIBS detection with targeting |
US20120238554A1 (en) * | 2007-07-02 | 2012-09-20 | Cowen Neil M | Salts of potassium atp channel openers and uses thereof |
US8537354B2 (en) * | 2007-07-31 | 2013-09-17 | ChemImage Technologies, LLC | System and method for instrument response correction based on independent measurement of the sample |
DE102008011123B4 (de) * | 2008-02-26 | 2012-09-06 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der Entfernung eines eine IR-Signatur emittierenden Objekts |
US8503778B2 (en) * | 2009-05-14 | 2013-08-06 | National University Of Singapore | Enhancing photograph visual quality using texture and contrast data from near infra-red images |
JP5668345B2 (ja) * | 2010-07-13 | 2015-02-12 | セイコーエプソン株式会社 | 光フィルター、光フィルターモジュール、分光測定器および光機器 |
WO2012012258A2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | First Solar, Inc. | Temperature-adjusted spectrometer |
US8869664B2 (en) * | 2011-07-18 | 2014-10-28 | Titan Slicer Limited | Food slicing and weighing system |
US8902413B2 (en) * | 2012-02-21 | 2014-12-02 | Trimble Navigation Limited | Cell phone NDVI sensor |
-
2012
- 2012-03-02 JP JP2012047230A patent/JP2013181912A/ja not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-02-27 US US13/779,016 patent/US20130229646A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001208747A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Tohoku Natl Agricultural Experiment Station | 食肉成分測定装置及び記録媒体 |
JP2004227210A (ja) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 端末装置、サーバ装置及び健康管理システム |
JP2006528353A (ja) * | 2003-07-18 | 2006-12-14 | ケミマジ コーポレーション | 多重波長式作像用分光器のための方法および装置 |
JP2005292128A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-10-20 | Aomori Prefecture | 物体のカロリー測定方法及び物体のカロリー測定装置 |
JP2006105655A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 食品総カロリーチェッカーおよびチェック方法 |
JP2009500786A (ja) * | 2005-06-29 | 2009-01-08 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Led照明器具の光出力を制御する制御システム |
JP2007255918A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Kyokko Denki Kk | 分光分析装置 |
JP2008304436A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 医用光度計 |
JP2009168478A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 光度計 |
JP2011064518A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Panasonic Corp | 加熱装置 |
JP2012018118A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Seiko Epson Corp | 測色装置、及び測色方法 |
JP2012027224A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Seiko Epson Corp | 干渉フィルター、光モジュール、及び分析装置 |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014126559A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Panasonic Corp | カロリー算出装置 |
US10330591B2 (en) | 2013-12-18 | 2019-06-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Food-article analysis device |
WO2015092980A1 (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | パナソニックIpマネジメント 株式会社 | 食品分析装置 |
JP2015118008A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 食品分析装置 |
JP2015125085A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | セイコーエプソン株式会社 | 分光測定システム、分光モジュール、及び、位置ズレ検出方法 |
US9797774B2 (en) | 2013-12-27 | 2017-10-24 | Seiko Epson Corporation | Spectrometry system, spectroscopic module, and positional deviation detection method |
JP2015158439A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | セイコーエプソン株式会社 | 成分分析装置、成分分析方法 |
US9880055B2 (en) | 2014-06-30 | 2018-01-30 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic imaging apparatus and spectroscopic imaging method |
JP2016017932A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 食品分析装置 |
JP2018515913A (ja) * | 2015-04-29 | 2018-06-14 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH | オプトエレクトロニクス装置 |
US11627298B2 (en) | 2015-09-24 | 2023-04-11 | Ouster, Inc. | Optical system for collecting distance information within a field |
US11956410B2 (en) | 2015-09-24 | 2024-04-09 | Ouster, Inc. | Optical system for collecting distance information within a field |
US11025885B2 (en) | 2015-09-24 | 2021-06-01 | Ouster, Inc. | Optical system for collecting distance information within a field |
US11178381B2 (en) | 2015-09-24 | 2021-11-16 | Ouster, Inc. | Optical system for collecting distance information within a field |
US11190750B2 (en) | 2015-09-24 | 2021-11-30 | Ouster, Inc. | Optical imaging system with a plurality of sense channels |
US11196979B2 (en) | 2015-09-24 | 2021-12-07 | Ouster, Inc. | Optical system for collecting distance information within a field |
US11202056B2 (en) | 2015-09-24 | 2021-12-14 | Ouster, Inc. | Optical system with multiple light emitters sharing a field of view of a pixel detector |
JP2019504331A (ja) * | 2016-01-29 | 2019-02-14 | アウスター インコーポレイテッド | 光学距離センサを較正するためのシステム及び方法 |
JP2020085622A (ja) * | 2018-11-22 | 2020-06-04 | アンリツ株式会社 | 物品検査装置 |
JP7065755B2 (ja) | 2018-11-22 | 2022-05-12 | アンリツ株式会社 | 物品検査装置 |
JP7192447B2 (ja) | 2018-11-30 | 2022-12-20 | セイコーエプソン株式会社 | 分光カメラおよび電子機器 |
JP2020085842A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | セイコーエプソン株式会社 | 分光カメラおよび電子機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130229646A1 (en) | 2013-09-05 |
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