JP2014176062A - カメラ、及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像対象の表面で光源からの光が正反射された場合でも、精度の高い分光画像が取得可能なカメラ、及び画像処理方法を提供する。
【解決手段】分光分析装置１０は、撮像対象に対して光を照射する光源部１２２と、撮像対象を反射した光を撮像して画像を取得する撮像部１２３と、画像における各画素における反射率比が１以上となる異常画素及び１未満となる正常画素を検出する画素検出手段１７３と、画像の異常画素を含む画素領域において、正常画素の光量に基づいて光量補正値を算出し、異常画素の光量を光量補正値に置き換える光量補正手段１７４と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラ、及び画像処理方法に関する。

従来、撮像対象に対して光を照射し、撮像対象で反射された光を撮像して撮像画像を得る装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の撮像装置（分光カメラ）は、対象物からの光をファブリーペロー干渉フィルターに入射させ、当該ファブリーペロー干渉フィルターを透過した光をイメージセンサで受光して分光画像を取得している。

特開２００９−３３２２２号公報

ところで、特許文献１に記載のように、ファブリーペロー干渉フィルターを用いた分光カメラでは、小型化軽量化が可能であるというメリットがある。一方、近赤外域の分光画像を十分な光量で取得するためには、撮像装置本体に近赤外線光源を設ける必要がある。しかしながら、上記のように小型の分光カメラに対してこのような光源を設けると、光源と撮像レンズとの距離が近くなり、撮像対象の表面で正反射された光が撮像レンズに入射して、分光画像の一部に輝度異常が発生するという課題がある。

本発明は、撮像対象の表面で光源からの光が正反射された場合でも、精度の高い画像が取得可能なカメラ、及び画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明のカメラは、撮像対象に対して光を照射する光源部と、前記撮像対象で反射された光を撮像して画像を取得する撮像部と、基準物に光を照射した際に得られる基準光量に対する、前記画像の各画素における光量の比が所定値以上となる異常画素、及び前記所定値未満となる正常画素を検出する画素検出部と、前記画像の前記異常画素から所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量に基づいて光量補正値を算出し、前記異常画素の光量を前記光量補正値に置き換える光量補正部と、を備えたことを特徴とする。

ここで、本発明における基準物とは例えば基準白色板等であり、表面が完全拡散面、または完全拡散面に近い面となるものである。完全拡散面に対して光を照射した際、反射光の光量を基準光量とすると、撮像された画像における各画素の光量の基準光量に対する比は、完全拡散面を基準とした反射率比となる。撮像対象の表面で正反射が起こっている部分は、完全拡散面での反射率を超えるため、反射率比は「１」を超える値となる。これにより、画素検出部は、正反射部位に対応した異常画素と、拡散反射部位に対応した正常画素とを検出することができる。
なお、基準光量としては、完全拡散面に対する反射光量に限定されるものではなく、例えば基準物の表面において一部吸収等があってもよい。この場合では、反射率は１００％以下の有限の値（例えば９９％）となる。このような基準物からの反射光量を基準光量とする場合では、画素検出部は、反射率比が１以下の所定の値（例えば０．９９）を超える場合に、正反射に対応する異常画素であるとして検出することができる。

本発明では、画素検出部により画像における異常画素及び正常画素を検出し、光量補正部は、異常画素の周囲の画素の正常画素の光量に基づいて光量補正値を算出し、その光量補正値で異常画素の光量を置き換える。これにより、異常画素の光量を適切な光量値に置き換えることができ、正反射部位に対応した異常な光量を示す画素が存在しない画像を取得することができる。

本発明のカメラにおいて、前記撮像対象で反射された光を分光して所定の波長の光を選択する分光素子を備え、前記撮像部は、前記分光素子により選択された波長の光を撮像して画像を取得することが好ましい。
本発明では、取得する画像として、分光素子のより分光された所定波長の光を撮像した分光画像を取得する。このような構成では、分光画像における正反射部位に対応する異常画素の光量を正常画素の光量に基づいて算出された光量補正値に補正でき、精度の高い分光画像を取得できる。

本発明のカメラにおいて、前記光量補正部は、前記所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量の平均値を前記光量補正値として算出することが好ましい。
本発明では、正常画素の光量の平均値を光量補正値とするため、容易に光量補正値を算出することができる。

本発明のカメラにおいて、前記光量補正部は、前記所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量の中央値を前記光量補正値として算出することが好ましい。
本発明では、正常画素の光量の中央値を光量補正値として算出する。画素領域内にエッジ部がある場合等、各画素における光量にばらつきがある場合、平均値を光量補正値とすると、誤差が大きくなる可能性がある。これに対して、中央値を光量補正値とする場合、画素領域内において光量ばらつきがある場合でも、母集団が多い光量に合わせることができ、正常な光量で補正できる可能性が高くなる。

本発明のカメラにおいて、前記光量補正部は、前記所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量の四分位範囲の平均値を前記光量補正値として算出することが好ましい。
本発明では、正常画素の光量の四分位範囲の平均値を光量補正値として算出する。この場合、画素領域内で、光量値が大きく外れている画素を除外することができ、より適切な光量で異常画素の光量を補正できる可能性が高くなる。

本発明のカメラにおいて、前記画素が異常画素であるか正常画素であるか判断する前記所定値を設定する入力部を備えていることが好ましい。
本発明では、前記所定値を設定する入力部を備えており、例えばユーザー操作により前記所定値を設定することができる。また、取得した画像に対して異常画素の個数が所定の上限値以上となった場合に、自動的に前記所定値を変更（例えば低減）する構成などとしてもよい。
このような構成では、例えば撮像された画像において異常画素が多すぎて正常画素に基づいた光量補正の精度が低下する場合等において、異常画素の検出感度を低下させることで、より適切な光量補正を実施することが可能となる。

本発明のカメラにおいて、前記異常画素の光量を補正する前記正常画素の位置する範囲を定める前記所定距離を設定する入力部を備えていることが好ましい。
本発明では、前記所定距離を設定する入力部を備えており、例えばユーザー操作により前記所定距離を設定することができる。また、取得した画像の異常画素の周囲に位置する他の異常画素の画素数や、光量が大きく変化するエッジ部の位置等に応じて前記所定距離を自動で変更可能な構成としてもよい。
このような構成では、例えば、ユーザー操作により設定された所定距離を用いる場合、ユーザーが画像を確認した上で、異常画素の少ない領域（前記所定距離）を設定することができる。また、例えば異常画素の周囲の画素数に応じて自動的に設定する場合、異常画素の個数が多い場合では、前記所定距離を大きくすることで、光量補正値を算出するための領域に多くの正常画素が含まれるように設定することができ、異常画素の光量を精度よく正常光量に補正することができる。また、この場合、異常画素の画素数が少ない場合、前記所定距離を小さくすることで、検出された異常画素により近い距離にある正常画素に基づいて光量補正値を算出することができるので、精度の高い光量補正値の算出が可能となる。
さらに、例えば、エッジ検出等を行った上で、エッジ部を含まないように前記所定距離を設定してもよく、この場合、光量変化が大きくなるエッジ部の光量が、光量補正値算出用の正常画素の光量として含まれないことで、精度の高い光量補正値の算出が可能となる。

本発明のカメラにおいて、前記分光素子は、選択する前記波長を変更可能であることが好ましい。
本発明では、分光素子により分光する光の波長を変更することが可能であるため、複数の波長に対応した分光画像を取得することができる。各分光画像における正反射部位に対応した異常画素の光量を光量補正値により置き換えることで、各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。

本発明のカメラにおいて、前記分光素子は、波長可変型ファブリーペローエタロンであることが好ましい。
本発明では、分光素子として波長可変型ファブリーペローエタロンを用いている。波長可変型ファブリーペローエタロンは、一対の反射膜を対向配置させるだけの簡単な構成で構成することができ、反射膜間のギャップ寸法を変更することで容易に分光波長を変化させることができる。したがって、このような波長可変型ファブリーペローエタロンを用いることで、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る場合に比べて、分光カメラの小型化及び薄型化を図ることができる。

本発明の画像処理方法は、撮像対象に対して光を照射する光源部、前記撮像対象で反射された光を撮像して画像を取得する撮像部を備えたカメラにおける画像処理方法であって、基準物に光を照射した際に得られる基準光量に対する、前記画像の各画素における光量の比が所定値以上となる異常画素、及び前記所定値未満となる正常画素を検出する画素検出ステップと、前記画像の異常画素を中心とした所定の画素領域において、前記正常画素の光量に基づいて、前記異常画素の光量補正値を算出し、当該異常画素の光量を前記光量補正値に置き換える光量補正ステップと、を実施することを特徴とする。

本発明では、画素検出ステップで、撮像された画像における異常画素及び正常画素を検出し、光量補正ステップで、異常画素の周囲の画素の正常画素の光量に基づいて光量補正値を算出し、その光量補正値で異常画素の光量を置き換える。これにより、上記発明と同様に、異常画素の光量を適切の光量値に置き換えることができ、正反射部位に対応した異常な光量を示す画素が存在しない画像を取得することができる。

本発明のカメラは、撮像対象に光を照射したときに得られる画像を撮像するカメラであって、前記画像の各画素の受光量が異常値である場合に、当該画素から所定距離範囲内に位置し、受光量が正常値である画素の受光量に基づいて算出される光量補正値で置き換えることを特徴とする。
本発明では、受光量が異常値である画素の光量を、その画素の周囲の受光量が正常値である画素の光量に基づいた光量補正値で置き換える。これにより、上記発明と同様に、異常値を示す画素が存在しない画像を取得することができる。

本発明に係る第一実施形態の分光分析装置の概略構成を示す図。 第一実施形態の分光分析装置の概略構成を示すブロック図。 第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。 図３のIV-IV線を断面した断面図。 第一実施形態の分光分析装置における分光画像取得処理を示すフローチャート。 第一実施形態の分光分析装置における分光画像取得処理を示すフローチャート。 第一実施形態の分光分析装置における光量補正処理を示すフローチャート。 第一実施形態において取得された分光画像の一例を示す図。 第一実施形態において光量補正された分光画像の一例を示す図。 第二実施形態における光量補正処理を示すフローチャート。 第三実施形態における光量補正処理を示すフローチャート。

［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態の分光分析装置（カメラ）について、図面に基づいて説明する。
（分光分析装置の概略構成）
図１は、第一実施形態の分光分析装置の概略構成を示す概略図である。図２は、分光分析装置の概略構成を示すブロック図である。
分光分析装置１０は、本発明のカメラであり、撮像対象の複数波長に対する分光画像を撮像し、これらの分光画像に基づいて、各画素における赤外波長域（分光画像の対象波長域）のスペクトルを分析し、分析したスペクトルから撮像対象の成分を分析する装置である。
本実施形態の分光分析装置１０は、図１に示すように、筐体１１と、撮像モジュール１２と、ディスプレイ１３と、操作部１４（図２参照）と、制御部１５と、を備えている。

（撮像モジュールの構成）
撮像モジュール１２は、光入射部１２１（入射光学系）と、光源部１２２と、波長可変干渉フィルター５（分光素子）と、入射光を受光する撮像部１２３と、制御基板１２４とを備えている。

（光入射部の構成）
光入射部１２１は、図１に示すように、複数のレンズにより構成されている。この光入射部１２１は、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像を、撮像部１２３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１４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１２１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１２１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、制御部１５により絞り径が制御されることで、波長可変干渉フィルター５への入射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。

（光源部の構成）
光源部１２２は、図１及び図２に示すように、撮像対象に向かって光を照射する。光源部１２２としては、ＬＥＤやレーザー光源等が用いられる。このようなＬＥＤやレーザー光源が用いられることで、光源部１２２の小型化、省電力化を図ることができる。

（波長可変干渉フィルターの構成）
図３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４は、図３のＩＶ−ＩＶ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。

固定基板５１には、固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、ギャップＧ１を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、このギャップＧ１の寸法を調整（変更）するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、固定基板５１に設けられた固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２とにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、ギャップＧ２を介して対向する。ここで、これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。ここで、ギャップＧ２は、ギャップＧ１より大きい。
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３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。

（固定基板の構成）
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。

電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
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。

電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
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１２４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。

反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図４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ＴｉＯ_２、低屈折層をＳｉＯ_２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（ＴｉＯ_２やＳｉＯ_２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。

また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、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、固定基板５１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。

そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。

（可動基板の構成）
可動基板５２は、図３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３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。

可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
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。

可動電極５６２は、ギャップＧ２を介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、制御基板１２４に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
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、ギャップＧ２がギャップＧ１の寸法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、ギャップＧ１の寸法が、ギャップＧ２の寸法よりも大きくなる構成としてもよい。

保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
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。

基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３を備えている。そして、この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合されている。

（撮像部の構成）
撮像部１２３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。撮像部１２３は、各画素に対応した光電素子を有し、各光電素子で受光された光量を各画素の光量とした分光画像（画像信号）を制御部１５に出力する。

（制御基板の構成）
制御基板１２４は、撮像モジュール１２の動作を制御する回路基板であり、光入射部１２１、光源部１２２、波長可変干渉フィルター５、及び撮像部１２３等に接続される。そして、制御基板１２４は、制御部１５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、制御基板１２４は、光入射部１２１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、成分分析のために撮像対象の分光画像の撮像を実施する旨の操作が行われると、制御部１５からの制御信号に基づいて、光源部１２２の点灯及び消灯を制御する。さらに、制御基板１２４は、制御部１５からの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に印加し、撮像部１２３で撮像された分光画像を制御部１５に出力する。

（ディスプレイの構成）
ディスプレイ１３は、筐体１１の表示窓に面して設けられる。ディスプレイ１３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１３は、タッチパネルを兼ねており、操作部１４の一つとしても機能する。

（操作部の構成）
操作部１４は、上述のように、筐体１１に設けられるシャッターボタンや、ディスプレイ１３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１４は、入力操作に応じた操作信号を制御部１５に出力する。なお、操作部１４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。

（制御部の構成）
制御部１５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、分光分析装置１０の全体動作を制御する。この制御部１５は、図２に示すように、記憶部１６及び演算部１７を備える。

記憶部１６は、分光分析装置１０の全体動作を制御するためのＯＳや、各種機能を実現するためのプログラムや、各種データが記憶される。また、記憶部１６には、取得した分光画像、成分分析結果等を一時記憶する一時記憶領域を備える。
そして、記憶部１６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１６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。

演算部１７は、記憶部１６に記憶されたプログラムを読み込むことで各種処理を実行され、光源制御手段１７１、モジュール制御手段１７２、画素検出手段１７３（画素検出部）、光量補正手段１７４（光量補正部）、成分分析手段１７５、及び表示制御手段１７６として機能する。

光源制御手段１７１は、光源部１２２の駆動を切り替える。
モジュール制御手段１７２は、Ｖ−λデータを参照して、静電アクチュエーター５６を制御し、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長を切り替える。また、撮像部１２３を制御し、分光画像を撮像させる。

画素検出手段１７３は、取得した各分光画像の各画素の光量に基づいて、光源部１２２からの光が撮像対象の表面で正反射された部分に対応した異常画素、及び異常画素以外の正常画素を検出する。
光量補正手段１７４は、各分光画像における異常画素の光量を補正する。

成分分析手段１７５は、異常画素の光量が補正された分光画像に基づいて、各画素の分光スペクトルを算出する。また、算出した各画素の分光スペクトルと、記憶部１６に記憶された相関データに基づいて、撮像対象の成分分析を実施する。
表示制御手段１７６は、モジュール制御手段１７２により撮像モジュール１２が制御され、撮像画像が取得されると、その取得された撮像画像をディスプレイ１３に表示させる。また、成分分析手段１７５により算出された成分分析結果をディスプレイ１３に表示させる。
なお、演算部１７による具体的な処理については、後述する。

（分光分析装置の動作）
次に、上述したような分光分析装置１０による動作について、図面に基づいて以下に説明する。
本実施形態の分光分析装置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。この初期処理では、例えばＭｇＯ_２等、表面が完全拡散反射面表面となる基準校正板（基準物）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（基準光量）Ｉ_０が測定される。具体的には、演算部１７は、モジュール制御手段１７２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１２３で検出し、記憶部１６に記憶する。
ここで、演算部１７は、基準校正板の１点のみの受光量を基準光量としてもよく、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。

次に、分光分析装置１０を用いた分光分析処理における分光画像取得処理（画像処理方法）について、説明する。本実施形態では、分光分析装置１０では、赤外域における例えば１０ｎｍ波長間隔となる分析用分光画像を取得した後、成分分析手段１７５により、各分析用分光画像における各画素の分光スペクトルを解析し、解析した分光スペクトルから成分に対応した吸光スペクトルを分析することで、撮像対象に含まれる成分含有率等を分析する。以下において、成分分析に先立って実施される分析用分光画像を取得する処理（分光画像処理方法）について説明する。
図５から図７は、分光分析装置１０による分光画像取得処理のフローチャートである。
図５に示すように、分光画像取得処理では、まず、光源制御手段１７１は、光源部１２２を制御して、撮像対象に対して光を照射させる（ステップＳ１）。また、モジュール制御手段１７２は、記憶部１６に記憶されたＶ−λデータを参照して、目標波長に対応した駆動電圧を読み出し、当該駆動電圧を静電アクチュエーター５６に印加する旨の制御信号を制御基板１２４に出力する（ステップＳ２）。これにより、波長可変干渉フィルター５の反射膜５４，５５間のギャップ寸法が変更され、波長可変干渉フィルター５から目標波長の光が透過可能な状態となる。
このステップＳ１，Ｓ２により、撮像対象からの反射光が光入射部１２１から波長可変干渉フィルター５に入射され、波長可変干渉フィルター５において、反射膜５４，５５間のギャップＧ１の寸法に応じた所定波長の光が、撮像部１２３側に透過する。透過した光は撮像部１２３に受光され、分光画像Ｐ_λｋが撮像される（ステップＳ３）。撮像された分光画像Ｐ_λｋは、制御部１５に出力され、記憶部１６に記憶される。
ここで、以下の説明において、撮像された分光画像Ｐ_λｋの画像サイズをｘ_{_ｍａｘ}×ｙ_{_ｍａｘ}とし、分光画像Ｐ_λｋの画素（ｘ，ｙ）の光量をｄ（ｘ，ｙ）として示す。
図８は、取得された分光画像の一例を示す図である。
光源部１２２からの光の一部は、撮像対象の表面の一部において正反射されて光入射部１２１に入射される。したがって、図８に示すように、分光画像には、光量（輝度）が基準光量Ｉ_０よりも大きい画素が存在する。

この後、モジュール制御手段１７２は、他に未取得の分光画像があるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、未取得の分光画像がある場合、ステップＳ２に戻り、分光画像の取得処理を継続する。なお、取得する分光画像の目標波長（ステップＳ１において設定する駆動電圧に対する波長）としては、例えば、分光分析装置１０により分析処理を実施する成分により設定されてもよく、測定者により適宜設定されてもよい。例えば、分光分析装置により食品の脂質、糖質、タンパク質、及び水分の成分量及びカロリーを検出する場合、少なくとも脂質、糖質、タンパク質、及び水分に対する特徴量が得られる波長が目標波長として設定され、ステップＳ４において、これらの目標波長の分光画像が取得されたか否かを判定すればよい。
なお、所定波長間隔（例えば１０ｎｍ間隔）の分光画像を順次取得してもよい。
以上により、目標波長λｋ（ｋ＝１，２，３，・・・Ｋｍａｘ）に対応した各分光画像Ｐ_λｋが取得される。

ステップＳ４において、全目標波長の分光画像Ｐ_λｋが取得されたと判定されると、分光画像の異常画素補正処理が実施される。
この処理では、まず、画素検出手段１７３は、分光画像を選択するため設定変数ｋを初期化（ｋ＝１）する（ステップＳ５）。
そして、画素検出手段１７３は、分光画像Ｐ_λｋを選択し（ステップＳ６）、さらに、検出対象の画素位置を設定するための設定変数ｉ，ｊを初期化（ｉ＝１，ｊ＝１）する（ステップＳ７）。
この後、分光画像Ｐ_λｋの画素（ｉ，ｊ）の光量ｄ（ｉ，ｊ）の、基準光量Ｉ_０に対する比（反射率比）を算出し、当該反射率比が１以下となるか否かを判定する（ステップＳ８）。つまり、光量ｄ（ｉ，ｊ）が基準光量Ｉ_０以下となるか否かを判定する。なお、波長Ａの第一分光画像の反射率比を算出する場合は、波長Ａに対する基準光量Ｉ_０を用いる。

ステップＳ８において、ｄ（ｉ，ｊ）／Ｉ_０≦１である場合、当該画素（ｉ，ｊ）は正反射部位に対応した画素でない「正常画素」と判定し、当該画素（ｉ，ｊ）に対するフラグデータｆ（ｉ，ｊ）に「１」を入力する（ステップＳ９）。
一方、ステップＳ６において、ｄ（ｉ，ｊ）／Ｉ_０＞１である場合、当該画素（ｉ，ｊ）は正反射部位に対応した画素である「異常画素」と判定し、当該画素（ｉ，ｊ）に対するフラグデータｆ（ｉ，ｊ）に「０」を入力する（ステップＳ１０）。
そして、ステップＳ９又はステップＳ１０の後、画素検出手段１７３は、設定変数ｉに「１」を加算し（ステップＳ１１：ｉ＝ｉ＋１）、設定変数ｉにより示される画像のｘ座標が、画像サイズ内であるか否か（ｉ≦ｘ_{_ｍａｘ}）を判定する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２において、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ８に戻る。
一方、ステップＳ１２において、「Ｎｏ」と判定されると、画素検出手段１７３は、設定変数ｉを初期化（ｉ＝１）し、設定変数ｊに「１」を加算し（ステップＳ１３：ｊ＝ｊ＋１）、設定変数ｊにより示される画像のｙ座標が、画像サイズ内であるか否か（ｊ≦ｙ_{_ｍａｘ}）を判定する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４において、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ８に戻る。

一方、ステップＳ１４において、「Ｎｏ」と判定されると、図６に示すように、光量補正手段１７４は、ステップＳ７と同様、設定変数ｉ，ｊを初期化（ｉ＝１，ｊ＝１）する（ステップＳ１５）。次に、光量補正手段１７４は、画素（ｉ，ｊ）に対してフラグデータｆ（ｉ，ｊ）が「１」か否かを判定する（ステップＳ１６）。つまり、画素（ｉ，ｊ）が正常画素であるか否かを判定する。
ステップＳ１６において、「Ｎｏ」と判定された場合、つまり画素（ｉ，ｊ）が異常画素である場合、光量補正処理（ステップＳ１００）を実施する。

このステップＳ１００の光量補正処理では、図７に示すような処理を実施する。
まず、光量補正手段１７４は、異常画素（ｉ，ｊ）の周囲の画素を画素領域（ｉ_ｍｉｎ≦ｉ≦ｉ_ｍａｘ、ｊ_ｍｉｎ≦ｊ≦ｊ_ｍａｘ）として取得する（ステップＳ１０１）。
具体的には、このステップＳ１０１では、画素（ｉ，ｊ）を中心として、ｘ＝ｉ−ｍ１〜ｉ＋ｍ２、ｙ＝ｊ−ｎ１〜ｊ＋ｎ２の範囲を画素領域として設定する。つまり、ｉ_ｍｉｎ＝ｉ−ｍ１、ｉ_ｍａｘ＝ｉ＋ｍ２、ｊ_ｍｉｎ＝ｊ−ｎ１、ｊ_ｍａｘ＝ｊ＋ｎ２となる。ここで、ｉ−ｍ１＜１である場合、ｉ_ｍｉｎ＝１を設定し、ｊ−ｎ１＜１である場合、ｊ_ｍｉｎ＝１を設定する。また、ｉ＋ｍ２＞ｘ_ｍａｘである場合、ｉ_ｍａｘ＝ｘ_ｍａｘを設定し、ｊ＋ｎ２＞ｙ_ｍａｘである場合、ｊ_ｍａｘ＝ｙ_ｍａｘを設定する。
なお、ｍ１，ｍ２，ｎ１，ｎ２の値としては、予め設定された値であってもよいが、ユーザーにより設定された値を用いてもよい。ユーザーにより設定可能となることで、光量補正の補正値の補正精度を変更することができる。

次に、光量補正手段１７４は、正常光量合計値「Ｄ_ｓｕｍ」及び正常画素数「ｃ」を初期化（Ｄ_ｓｕｍ＝０，ｃ＝０）し（ステップＳ１０２）、設定変数ｉ，ｊを初期値（ｉ＝ｉ_ｍｉｎ、ｊ＝ｊ_ｍｉｎ）に設定する（ステップＳ１０３）。
この後、光量補正手段１７４は、正常光量合計値Ｄ_ｓｕｍ＝Ｄ_ｓｕｍ＋ｄ（ｉ，ｊ）×ｆ（ｉ，ｊ）を入力し、正常画素数ｃ＝ｃ＋ｆ（ｉ，ｊ）を入力する（ステップＳ１０４）。画素（ｉ，ｊ）が異常画素である場合は、ｆ（ｉ，ｊ）が「０」となるため、加算されず、正常画素である場合のみ、正常光量合計値Ｄ_ｓｕｍにその光量が加算され、正常画素数ｃが１だけ加算される。

この後、光量補正手段１７４は、設定変数ｉに「１」を加算し（ステップＳ１０５：ｉ＝ｉ＋１）、設定変数ｉにより示される画像のｘ座標が、画素領域内であるか否か（ｉ≦ｉ_ｍａｘ）を判定する（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０６において、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ１０４に戻る。
一方、ステップＳ１０６において、「Ｎｏ」と判定されると、光量補正手段１７４は、設定変数ｉを初期値（ｉ＝ｉ_ｍｉｎ）に戻し、設定変数ｊに「１」を加算し（ステップＳ１０７：ｊ＝ｊ＋１）、設定変数ｊにより示される画像のｙ座標が、画素領域内であるか否か（ｊ≦ｊ_{_ｍａｘ}）を判定する（ステップＳ１０８）。
ステップＳ１０８において、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ１０４に戻る。
一方、ステップＳ１０８において、「Ｎｏ」と判定されると、異常画素（ｉ，ｊ）の光量を、ｄ（ｉ，ｊ）＝Ｄ_ｓｕｍ／ｃに置き換える（ステップＳ１０９）。すなわち、異常画素（ｉ，ｊ）の光量を、設定された所定画素領域内の正常画素の光量の平均値で置き換える。
図９は、光量補正された分光画像の一例を示す図である。以上のステップＳ１００の光量補正処理により、図８に示すような正反射部位に対応した異常画素（ｉ，ｊ）が、図９に示すような正常な光量値に置き換えられる。

図６に戻り、上記のようなステップＳ１００の後、及びステップＳ１６において「Ｙｅｓ」と判定された場合、光量補正手段１７４は、設定変数ｉに「１」を加算し（ステップＳ１７：ｉ＝ｉ＋１）、設定変数ｉにより示される画像のｘ座標が、画像サイズ内であるか否か（ｉ≦ｘ_ｍａｘ）を判定する（ステップＳ１８）。
ステップＳ１８において、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ１６に戻る。
一方、ステップＳ１８において、「Ｎｏ」と判定されると、光量補正手段１７４は、設定変数ｉを初期化（ｉ＝１）に戻し、設定変数ｊに「１」を加算し（ステップＳ１９：ｊ＝ｊ＋１）、設定変数ｊにより示される画像のｙ座標が、画像サイズ内であるか否か（ｊ≦ｙ_{_ｍａｘ}）を判定する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０において、「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ１６に戻る。
また、ステップＳ２０において、「Ｎｏ」と判定されると、各異常画素の光量が光量補正値に置き換えられた分光画像Ｐ_λｋを取得し、記憶部１６に記憶する。
その後、分光画像を選択するための設定変数ｋに「１」を加算し（ステップＳ２１：ｋ＝ｋ＋１）、ｋ≦Ｋｍａｘであるか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、「Ｙｅｓ」と判定された場合は、ステップＳ６に戻る。一方、ステップＳ２２において、「Ｙｅｓ」と判定された場合は、各目標波長λｋ（ｋ＝１，２，３…Ｋｍａｘ）に対して異常画素の光量が補正された分光画像が取得されたことになるため、分光画像取得処理を終了させる。

（第一実施形態の作用効果）
本実施形態の分光分析装置１０では、光源部１２２から撮像対象に光を照射し、反射光を波長可変干渉フィルター５に入射させて、反射膜５４，５５のギャップＧ１の寸法に応じた波長の光を透過させ、その光を撮像部１２３で撮像して分光画像を取得する。画素検出手段１７３は、撮像された分光画像の各画素の光量と、基準光量との比である反射率比を算出し、反射率比が１より大きい画素を異常画素、反射率比が１以下となる画素を正常画素として検出する。そして、光量補正手段１７４は、異常画素を含む所定範囲内の画素領域を設定し、この画素領域内における正常画素の光量に基づいて光量補正値を算出し、異常画素の光量を置き換える。
このため、光源部１２２からの光が撮像対象の表面で正反射し、分光画像において、輝度異常となった場合でも、その異常画素の光量を正常画素の光量に基づいた適切な光量値に置き換えることができ、異常画素が存在しない分光画像を取得することができる。
したがって、このような分光画像に基づいて分光測定を実施することで、光量値が基準光量よりも高い異常画素が含まれないため、各波長の分光画像から各画素における分光スペクトルを精度よく算出することができ、これにより、精度よく撮像対象の成分分析を実施することができる。

本実施形態では、光量補正手段１７４は、画素領域内の正常画素の光量の平均値を光量補正値として算出する。このため、異常画素の光量が不明である場合でも、周囲画素の平均に置き換えることで、当該画素の光量を実際の光量に近い値に置き換えることができ、精度の高い分光画像を取得することができる。また、各正常画素の光量が取得されているため、容易に平均値を取得することができ、処理の迅速化を図れる。

また、光量補正手段１７４は、画素領域を設定する際に、ユーザーに入力に基づいて、画素領域の範囲を指定することができる。これにより、例えば、画素領域内に異常画素が多く、精度の高い光量補正値を算出できない場合は、画素領域の範囲を広げることができる。また、画素領域の範囲を狭めることで、正常画素における光量値のばらつきを抑え、より精度の高い光量補正値を算出することができる。また、異常画素（ｉ，ｊ）に対してＸ方向側の領域（ｍ１，ｍ２）、Ｙ方向側の領域（ｎ１，ｎ２）をそれぞれ設定することができるので、例えば異常画素が、輝度の変化が大きいエッジ部近傍に位置する場合等において、エッジ部を跨がないように画素領域を設定することもできる。

［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一実施形態では、分光画像Ｐ_λｋにおける異常画素（ｉ，ｊ）の光量を、当該異常画素を含む所定の画素領域内における正常画素の光量平均値を光量補正値として算出する例を示した。これに対して、第二実施形態では、正常画素の中央値を光量補正値として算出する点で上記第一実施形態と相違する。

図１０は、第二実施形態における光量補正処理を示すフローチャートである。
なお、以降の説明に当たり、第一実施形態と同一の構成、及び既に説明した事項については同符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
本実施形態では、ステップＳ１００の光量補正処理において、図１０に示すように、第一実施形態と同様、ステップＳ１０１の処理を実施して、分光画像Ｐ_λｋにおいて検出された異常画素（ｉ，ｊ）を含む所定の画素領域を設定する。
この後、正常画素数「ｃ」を初期化し、ｃ＝０を入力する（ステップＳ１１１）。また、ステップＳ１０３を実施して、設定変数ｉ，ｊを初期値（ｉ＝ｉ_ｍｉｎ、ｊ＝ｊ_ｍｉｎ）に設定する。

この後、光量補正手段１７４は、正常値数列ｄ_ｎ（ｃ）に対して、正常画素の光量ｄ（ｉ，ｊ）を入力する（ステップＳ１１２）。つまり、ｄ_ｎ（ｃ）＝ｄ（ｉ，ｊ）×ｆ（ｉ，ｊ）が入力されることになる。
この後、正常画素数「ｃ」にｃ＝ｃ＋ｆ（ｉ，ｊ）を加算する（ステップＳ１１３）。したがって、画素（ｉ，ｊ）が正常画素である場合、正常画素数ｃに「１」が加算される。この後、ステップＳ１０５からステップＳ１０８の処理を実施する。なお、本実施形態では、ステップＳ１０６及びステップＳ１０８において、「Ｙｅｓ」と判定された場合は、ステップＳ１１２に戻る。
これにより、正常値数列が、ｄ_ｎ（０）＝ｄ（ｉ_ｍｉｎ，ｊ_ｍｉｎ）、ｄ_ｎ（１）＝ｄ（ｉ_ｍｉｎ＋１，ｊ_ｍｉｎ）…ｄ_ｎ（ｃ）＝ｄ（ｉ，ｊ）が順次入力されることになる。

そして、ステップＳ１０８において「Ｎｏ」と判定されると、光量補正手段１７４は、取得した正常値数列ｄ_ｎ（０）〜ｄ_ｎ（ｃ−１）を、値が小さい順又は大きい順にソートしたソート数列Ｓ_ｎ（１）〜Ｓ_ｎ（ｃ）を取得する（ステップＳ１１４）。例えば、ｃ＝５の場合、ｄ_ｎ（０），ｄ_ｎ（１），ｄ_ｎ（２），ｄ_ｎ（３），ｄ_ｎ（４）が取得されているため、これらを値が小さい順にソートして、それぞれ、Ｓ_ｎ（１），Ｓ_ｎ（２），Ｓ_ｎ（３），Ｓ_ｎ（４），Ｓ_ｎ（５）を取得する。

次に、光量補正手段１７４は、正常画素数ｃが奇数であるか否かを判定し（ステップＳ１１５）、ｃが奇数である場合、異常画素（ｉ，ｊ）の光量ｄ（ｉ，ｊ）を、Ｓ_ｎ｛（ｃ＋１）／２｝の値で置き換える（ステップＳ１１６）。
また、ステップＳ１１５において、「Ｎｏ」と判定（ｃが偶数と判定）された場合、光量補正手段は、異常画素（ｉ，ｊ）の光量ｄ（ｉ，ｊ）を、［Ｓ_ｎ｛（ｃ／２）＋１｝＋Ｓ_ｎ（ｃ／２）］／２の値で置き換える（ステップＳ１１７）。
すなわち、本実施形態では、異常画素（ｉ，ｊ）の光量を、設定された所定画素領域内の正常画素の光量の中央値で置き換える。

（第二実施形態の作用効果）
本実施形態では、光量補正手段１７４は、画素領域内における正常画素の光量の中央値を光量補正値とし、異常画素（ｉ，ｊ）の光量を置き換える。
このため、画素領域内において、正常画素の光量値にばらつきがある場合でも、確率分布における中央値に基づいた光量補正値を採択することで、正確な光量に補正することができ、高精度な分光画像を取得することができる。

［第三実施形態］
次に、本発明に係る第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一及び第二実施形態では、ステップＳ１００において、正常画素の光量の平均値、中央値を光量補正値として採択する例を示したが、本実施形態では、正常画素の光量の四分位範囲の平均値を取得する点で、上記第一及び第二実施形態と相違する。

図１１は、第三実施形態における光量補正処理のフローチャートである。
図１１に示すように、本実施形態では、光量補正手段１７４は、第二実施形態と同様に、ステップＳ１０１からステップＳ１１４の処理を実施し、画素領域内の正常画素の光量値数列ｄ_ｎ（０）〜ｄ_ｎ（ｃ−１）をソートしたソート数列Ｓ_ｎ（１）〜Ｓ_ｎ（ｃ）を取得する。
この後、本実施形態では、光量補正手段１７４は、下記式に示すように、正常画素の光量の四分位範囲の平均値を算出して光量補正値とし、異常画素（ｉ，ｊ）の光量ｄ（ｉ，ｊ）を置き換える（ステップＳ１２１）。

（第三実施形態の作用効果）
本実施形態では、光量補正手段１７４は、画素領域内における正常画素の光量の四分位範囲の平均値を光量補正値とし、異常画素（ｉ，ｊ）の光量を置き換える。
正常画素の光量の四分位範囲の各値は、他と比べて光量が大きい、又は小さいものを除外した値となるため、より正確な光量で異常画素の光量を補正することができ、高精度な分光画像を取得することができる。

［その他の実施形態］
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、分光分析装置１０の例を示したが、撮像対象の成分分析等を実施しない通常の分光カメラに対しても本発明を適用することができる。

また、上記第一から第三実施形態では、分光画像を取得する分光カメラを備えた分光分析装置１０を例示したが、これに限定されず、例えばカラー画像等を撮像する通常のカメラにおいても本発明を適用することができる。この場合でも、上記各実施形態と同様に、撮像された画像（例えばＲＧＢカラーフィルターを介して撮像されたカラー画像におけるＲＧＢの各モノクロ画像）の各画素の光量と、基準光量とに基づいて、各画素の反射率比を算出し、当該反射率比が所定値を超える場合に異常画素をし、所定値以下である場合に正常画素として検出し、異常画素の光量を正常画素の光量に基づいて補正する。

さらに、上記第一から第三実施形態において、異常画素の光量を、正常画素の光量の平均値を用いて補正する例、正常画素の光量の中央値を用いて補正する例、正常画素の光量の四分位範囲の平均値を用いて補正する例を示したが、これに限定されない。
例えば、異常画素の周辺画素の光量に基づいて、スプライン補完により光量補正値を算出し、算出された光量補正値で異常画素の光量を置き換えてもよい。この場合、補正画像の隣接画素間での光量変化がスムーズとなり、不自然な光量で異常画素の光量が置き換えられる不都合を抑制できる。

上記第一から第三実施形態において、反射率比（ｄ（ｉ，ｊ）／Ｉ_０）が予め設定された所定値（１）以下であるか否かを判定する例を示したが、これに限定されない。例えばユーザーの操作部１４の操作により入力された所定値を、正常画素であるか異常画素であるかを判定するための値として設定する入力部を備える構成としてもよい。
この場合、例えば取得した画像における各画素に対する反射率比が全体的に高い場合等、正常な光量補正が実施できない状況において、適宜閾値となる前記所定値を変更することで、異常画素の検出感度を下げることができ、正反射部位が少ない画像に近付けることができる。
また、入力部としては、ユーザー操作に基づいた値を取得する構成に限られず、例えば、取得した画像における異常画素の画素数が所定の上限値を超えた場合に、正常画素であるか異常画素であるかを判定するための前記所定値を低下させる等の処理を実施してもよい。この場合でも、上記と同様の効果が得られる。

上記第一から第三実施形態において、光量補正手段１７４は、異常画素（ｉ，ｊ）に対する画素領域を設定した際に、当該画素領域内に含まれる異常画素の数が所定の第一閾値以上である場合、若しくは、異常画素の画素数に対する正常画素数の画素数の割合が所定の第二閾値よりも低い場合に、アラートにより異常を知らせる処理（例えばディスプレイへの表示、音声による報知）してもよい。また、再測定（再撮像）を行い、分光画像を再度取得しなおしてもよい。
さらに、光量補正手段１７４は、画素領域を設定した際に、当該画素領域内に含まれる異常画素の数が所定の第一閾値以上である場合、若しくは、異常画素の画素数に対する正常画素数の画素数の割合が所定の第二閾値よりも低い場合に、画素領域の設定範囲を広げる処理をしてもよい。つまり、ステップＳ１０１において、ｍ１，ｍ２，ｎ１，ｎ２の値を所定数増大させた画素領域を設定し直してもよい。この場合、異常画素の画素数に対して、正常画素の画素数が増大する可能性が高く、これらの正常画素に基づいて光量補正値を算出することができる。

さらには、光量補正手段１７４は、画素領域を設定した際に、当該画素領域内に含まれる異常画素の数が所定の第三閾値以下である場合、若しくは、異常画素の画素数に対する正常画素数の画素数の割合が所定の第四閾値よりも高い場合に、画素領域の設定範囲を狭める処理をしてもよい。つまり、ステップＳ１０１において、ｍ１，ｍ２，ｎ１，ｎ２の値を所定数減少させた画素領域を設定し、より異常画素（ｉ，ｊ）に近い正常画素により光量補正値を算出してもよい。この場合、異常画素（ｉ，ｊ）に近い正常画素に基づいてより正確な光量補正値を算出することができる。

さらには、光量補正手段１７４は、画素領域内において、隣接する正常画素間で光量が大きく変動するエッジ部が存在するか否かを判定してもよい。そして、エッジ部があると判定した場合、さらに、エッジ部の画素に対する異常画素（ｉ，ｊ）の方向を検出し、エッジ部を跨がないように、画素領域を設定してもよい。この場合、エッジ部等で光量が大きく変動する領域を除外でき、正確な光量補正値を算出することができる。

上記各実施形態において、波長可変干渉フィルター５がパッケージ内に収納された状態で分光分析装置１０に組み込まれる構成などとしてもよい。この場合、パッケージ内を真空密閉することで、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に電圧を印加した際の駆動応答性を向上させることができる。

上記各実施形態において、完全拡散反射面を有する基準校正板に対して光を照射し、その受光量を基準光量Ｉ_０とし、画素検出手段１７３は、この基準光量Ｉ_０に基づいて反射率比を算出した。これに対して、例えば表面で一部光を吸収し、完全拡散反射とはならない基準校正板等を用いてもよい。この場合、画素検出手段１７３は、反射率比が１よりも小さい所定値以下であるか否かを判定することで、異常画素であるか否かを判断できる。

波長可変干渉フィルター５は、電圧印加により反射膜５４，５５間のギャップ寸法を変動させる静電アクチュエーター５６を備える構成としたが、これに限定されない。
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。

また、本実施形態では、ファブリーペローエタロンとして、固定基板５１及び可動基板５２が互いに対向する状態で接合され、固定基板５１に固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２に可動反射膜５５が設けられる波長可変干渉フィルター５を例示したが、これに限らない。
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。
また、分光素子として、例えばＡＯＴＦ（Acousto Optic Tunable Filter）やＬＣＴＦ（Liquid Crystal Tunable Filter）が用いられてもよい。ただし、この場合、分光カメラ（分光分析装置１０）の小型化が困難になる可能性もあるため、ファブリーペローエタロンを用いることが好ましい。

さらに、上記各実施形態では、反射膜５４，５５間のギャップＧ１を変更することで、透過波長を変更可能な波長可変干渉フィルター５を例示したがこれに限定されない。例えば、波長固定側の干渉フィルター（ファブリーペローエタロン）であってもよい。この場合、干渉フィルターの反射膜間のギャップに応じた特定波長の分光画像において、異常画素の光量を適切に補正することができる。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。

５…波長可変干渉フィルター、１０…分光分析装置、１２…撮像モジュール、１３…ディスプレイ、１５…制御部、５４…固定反射膜、５５…可動反射膜、５６…静電アクチュエーター、１２１…光入射部、１２２…光源部、１２３…撮像部、１２４…制御基板、１７１…光源制御手段、１７２…モジュール制御手段、１７３…画素検出手段、１７４…光量補正手段、Ｐ_λｋ…分光画像。

Claims (11)

1. 撮像対象に対して光を照射する光源部と、
   前記撮像対象で反射された光を撮像して画像を取得する撮像部と、
   基準物に光を照射した際に得られる基準光量に対する、前記画像の各画素における光量の比が所定値以上となる異常画素、及び前記所定値未満となる正常画素を検出する画素検出部と、
   前記画像の前記異常画素から所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量に基づいて光量補正値を算出し、前記異常画素の光量を前記光量補正値に置き換える光量補正部と、
   を備えたことを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記撮像対象で反射された光を分光して所定の波長の光を選択する分光素子を備え、
   前記撮像部は、前記分光素子により選択された波長の光を撮像して画像を取得する
   ことを特徴とするカメラ。
3. 請求項１または請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記光量補正部は、前記所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量の平均値を前記光量補正値として算出する
   ことを特徴とするカメラ。
4. 請求項１または請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記光量補正部は、前記所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量の中央値を前記光量補正値として算出する
   ことを特徴とするカメラ。
5. 請求項１または請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記光量補正部は、前記所定距離範囲内に位置する前記正常画素の光量の四分位範囲の平均値を前記光量補正値として算出する
   ことを特徴とするカメラ。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のカメラにおいて、
   前記画素が異常画素であるか正常画素であるか判断する前記所定値を設定する入力部を備えている
   ことを特徴とするカメラ。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載のカメラにおいて、
   前記異常画素の光量を補正する前記正常画素の位置する範囲を定める前記所定距離を設定する入力部を備えている
   ことを特徴とするカメラ。
8. 請求項２から請求項５のいずれかに記載のカメラにおいて、
   前記分光素子は、選択する前記波長を変更可能である
   ことを特徴とするカメラ。
9. 請求項２から請求項８のいずれかに記載のカメラにおいて、
   前記分光素子は、波長可変型ファブリーペローエタロンである
   ことを特徴とするカメラ。
10. 撮像対象に対して光を照射する光源部、前記撮像対象で反射された光を撮像して画像を取得する撮像部を備えたカメラにおける画像処理方法であって、
    基準物に光を照射した際に得られる基準光量に対する、前記画像の各画素における光量の比が所定値以上となる異常画素、及び前記所定値未満となる正常画素を検出する画素検出ステップと、
    前記画像の異常画素を中心とした所定の画素領域において、前記正常画素の光量に基づいて、前記異常画素の光量補正値を算出し、当該異常画素の光量を前記光量補正値に置き換える光量補正ステップと、
    を実施することを特徴とする画像処理方法。
11. 撮像対象に光を照射したときに得られる画像を撮像するカメラであって、
    前記画像の各画素の受光量が異常値である場合に、当該画素から所定距離範囲内に位置し、受光量が正常値である画素の受光量に基づいて算出される光量補正値で置き換える
    ことを特徴とするカメラ。
    

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