JP2017110931A - 分光撮像装置及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スリット及び分光素子と撮像素子との相対位置または相対角度のずれによるスペクトル情報の精度の低下を抑制できる分光撮像装置及びその組立方法を提供する。【解決手段】分光撮像装置１Ａは、Ｘ2軸方向に延びるスリット、及びスリットを通過した光をＸ2軸方向及び光軸方向（Ｚ2軸方向）の双方と交差するＹ2軸方向に分光する分光素子を有する分光器２０と、分光素子により分光された光の画像を生成する撮像素子３１と、分光器２０と撮像素子３１とのＹ2軸方向における相対位置を調整可能とする第１調整機構５０と、撮像素子３１の光軸に沿った軸線周りの分光器２０と撮像素子３１との相対角度を調整可能とする第２調整機構６０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、分光撮像装置及びその組立方法に関するものである。

特許文献１には、分光撮像装置（ハイパースペクトルカメラ）に関する技術が開示されている。この文献に記載された装置は、被写体からの光を分光器によって複数の波長領域に分光し、各波長領域ごとの光を撮像素子に受光させることにより、被写体の２次元画像を構成する各ピクセルごとにスペクトル情報が対応付けられたハイパースペクトルデータを取得する。

特許第５６３２０６０号公報

分光撮像装置は、スリットを通過した光を分光し、その分光後の光を撮像しながらスキャン機構で光路を走査することによって、二次元の画像の各画素にスペクトル情報が付加されたデータ（ハイパースペクトルデータ）を得る。そのような分光撮像装置においては、スリット及び分光素子と撮像素子との相対位置及び相対角度が精度良く合致していることが求められる。これらの相対位置または相対角度がずれていると、分光後の各波長成分が撮像素子の所定画素に入射せず、ハイパースペクトルデータに含まれるスペクトル情報の精度が低下してしまうからである。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、スリット及び分光素子と撮像素子との相対位置または相対角度のずれによるスペクトル情報の精度の低下を抑制できる分光撮像装置及びその組立方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る分光撮像装置は、第１方向に延びるスリットと、スリットを通過した光を第１方向及び光軸方向の双方と交差する第２方向に分光する分光素子と、分光素子により分光された光の画像を生成する撮像素子と、分光素子と撮像素子との第２方向における相対位置を調整可能とする第１調整機構と、撮像素子の光軸に沿った軸線周りの分光素子と撮像素子との相対角度を調整可能とする第２調整機構と、を備え、分光素子と撮像素子とは、第１調整機構及び第２調整機構を介して互いに固定されている。

また、本発明の一実施形態に係る分光撮像装置の組立方法は、上記の分光撮像装置の組立方法であって、スリットと分光素子とを配置するとともに、治具を用いて分光素子と撮像素子との相対位置及び相対角度の仮固定を行う工程と、スリットを介して分光素子に単一波長の拡散光を入射させる工程と、画像に生じる輝線上の複数の点の第２方向における位置が所定の幅に収まるように第２調整機構による角度調整を行う工程と、第２調整機構において分光素子と撮像素子との相対角度を固定する工程と、輝線上の複数の点の第２方向における位置が所定の範囲に収まるように第１調整機構による位置調整を行う工程と、第１調整機構において分光素子と撮像素子との相対位置を固定する工程とを含む。

本発明による分光撮像装置及びその組立方法によれば、スリット及び分光素子と撮像素子との相対位置または相対角度のずれによるスペクトル情報の精度の低下を抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る分光撮像装置の構成を概略的に示す。 図２は、分光器と撮像機構とを結合する構造を詳細に示す分解側面図である。 図３は、撮像素子側から見た第１部材の正面図である。 図４は、撮像機構側から見た第２部材の正面図である。 図５は、分光素子側から見た第３部材の正面図である。 図６は、分光撮像装置の組立方法を示すフローチャートである。 図７（ａ）は、角度調整前且つ位置調整前に得られる画像の一例を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）の画像における輝線上の複数の点の輝度分布を示すグラフである。 図８（ａ）は、角度調整後且つ位置調整前に得られる画像の一例を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）の画像における輝線上の複数の点の輝度分布を示すグラフである。 図９（ａ）は、角度調整後且つ位置調整後に得られる画像の一例を示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）の画像における輝線上の複数の点の輝度分布を示すグラフである。 図１０は、一変形例として反射型の分光素子を備える分光撮像装置の構成を示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態に係る分光撮像装置は、第１方向に延びるスリット、及び該スリットを通過した光を第１方向及び光軸方向の双方と交差する第２方向に分光する分光素子を有する分光器と、分光素子により分光された光の画像を生成する撮像素子と、分光器と撮像素子との第２方向における相対位置を調整可能とする第１調整機構と、撮像素子の光軸に沿った軸線周りの分光器と撮像素子との相対角度を調整可能とする第２調整機構とを備え、分光器と撮像素子とは、第１調整機構及び第２調整機構を介して互いに固定されている。

本発明者の知見によれば、分光器と撮像素子との相対位置のずれに関し、スリットの延在方向（第１方向）及び光軸方向のずれはスペクトル情報の精度に殆ど影響せず、これらの方向と交差する方向（第２方向すなわち分光方向）のずれがスペクトル情報の精度に大きく影響する。上記の分光撮像装置では、第１調整機構によって分光器と撮像素子との第２方向における相対位置が調整可能となっているので、分光器と撮像素子との相対位置のずれによるスペクトル情報の精度の低下を効果的に抑制することができる。また、本発明者の知見によれば、分光器と撮像素子との相対角度のずれに関し、第１方向周り及び第２方向周りの角度ずれはスペクトル情報の精度に殆ど影響せず、光軸方向周りのずれがスペクトル情報の精度に大きく影響する。上記の分光撮像装置では、第２調整機構によって撮像素子の光軸に沿った軸線周りの分光器と撮像素子との相対角度が調整可能となっているので、分光器（スリット及び分光素子）と撮像素子との相対角度のずれによるスペクトル情報の精度の低下を効果的に抑制することができる。

第１調整機構は、第１ネジによって互いに固定される分光器側の第１部材と撮像素子側の第２部材とを有し、第１部材及び第２部材の何れか一方に形成された第１ネジを挿通するための孔が第２方向に拡幅されてもよい。これにより、第１調整機構を簡易な構成によって実現できる。

第２調整機構は、軸線上に設けられた回動軸を有し、分光器と撮像素子とが回動軸を中心として相対的に回動可能であってもよい。これにより、分光器と撮像素子との回動中心を簡易な構成により精度良く保つことができる。

回動軸が撮像素子の側方に配置されてもよい。これにより、撮像素子への光の入射を妨げることなく分光器と撮像素子との相対角度を調整することができる。

第２調整機構は、回動軸によって互いに連結され、且つ第２ネジによって互いに固定される分光器側の第３部材と撮像素子側の第４部材とを有し、第３部材及び第４部材の何れか一方に形成された第２ネジを挿通するための孔が回動軸を中心とする周方向に拡幅されてもよい。これにより、第２調整機構を簡易な構成によって実現できる。

第４部材は撮像素子を搭載する配線基板であってもよい。これにより、部品点数を削減して分光撮像装置の構成をシンプルにすることができる。

上記いずれかの分光撮像装置の組立方法であって、治具を用いて分光器と撮像素子との相対位置及び相対角度の仮固定を行う工程と、分光器に単一波長の拡散光を入射させる工程と、画像に生じる輝線の第２方向における位置が所定の変動幅に収まるように第２調整機構による角度調整を行う工程と、第２調整機構において分光器と撮像素子との相対角度を固定する工程と、第２方向における輝線の位置が所定の範囲に収まるように第１調整機構による位置調整を行う工程と、第１調整機構において分光器と撮像素子との相対位置を固定する工程とを含む。この組立方法によれば、第１調整機構における相対位置の調整、及び第２調整機構における相対角度の調整を正確に行うことができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る分光撮像装置及びその組立方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る分光撮像装置１Ａの構成を概略的に示す。なお、図１には、理解の容易のため２つのＸＹＺ直交座標系が示されている。一方のＸＹＺ直交座標系は、互いに直交するＸ₁軸、Ｙ₁軸、及びＺ₁軸からなる。Ｚ₁軸は、分光撮像装置１Ａに入射する撮影対象物からの散乱反射光Ｌ１の光軸と平行に規定されている。また、他方のＸＹＺ直交座標系は、互いに直交するＸ₂軸、Ｙ₂軸、及びＺ₂軸からなる。Ｚ₂軸は、撮像素子３１の受光面に対して垂直に規定され、Ｘ₂軸はＸ₁軸と平行である。

図１に示されるように、本実施形態の分光撮像装置１Ａは、撮像レンズ機構１０、分光器２０、撮像機構３０、及びデータ処理機構４０を備える。撮像レンズ機構１０には、撮影対象物からの散乱反射光Ｌ１が入射する。撮像レンズ機構１０は、レンズ系１１を有しており、散乱反射光Ｌ１を分光器２０に向けて集光する。

分光器２０は、スリット２１、レンズ系２２、分光素子２３、及びレンズ系２４を有する。スリット２１は、Ｘ₁軸方向（第１方向）に延びており、例えば板状部材に形成された細長の開口によって構成される。スリット２１は、撮像レンズ機構１０によって集光された散乱反射光Ｌ１を受け、その一部（Ｘ₁軸方向に延びる部分）を通過させる。レンズ系２２は、分光素子２３に対して対象物側（すなわちスリット２１と分光素子２３との間）に設けられ、スリット２１と分光素子２３とを光学的に結合するとともに、スリット２１を通過した散乱反射光Ｌ１をコリメートする。分光素子２３は、スリット２１を通過した散乱反射光Ｌ１を回折させることにより、Ｘ₁軸方向及びＺ₁軸方向（光軸方向）の双方と交差するＹ₂軸方向（第２方向）に分光する。図中の破線は、波長の違いによってＹ₂軸方向に拡がった分光後の光Ｌ２の範囲を示している。

なお、本実施形態の分光素子２３は透過型であって、スリット２１に光結合される光入射面２３ａと、光出射面２３ｂとを有する。レンズ系２４は、分光素子２３に対して撮像機構側（すなわち分光素子２３と撮像機構３０との間）に設けられ、分光素子２３の光出射面２３ｂと撮像機構３０とを光学的に結合するとともに、分光素子２３を通過した分光後の光Ｌ２を撮像機構３０において結像させる。

撮像機構３０は、撮像素子３１を有する。撮像素子３１は、分光素子２３により分光された光Ｌ２の画像を生成する。具体的には、撮像素子３１はＸ₂軸方向及びＹ₂軸方向に沿って二次元状に並ぶ複数の画素を有しており、各画素に入射した光の強度を検出することによって画像を生成する。ここで、或るＸ₂座標におけるＹ₂軸方向の光強度分布は、対応するＸ₁座標における散乱反射光Ｌ１の波長−光強度分布（スペクトル）に相当する。従って、撮像素子３１によって生成される画像に基づいて、スリット２１を通過した散乱反射光Ｌ１のＸ₁方向における各位置毎の強度スペクトルを得ることができる。撮像素子３１によって生成された画像は、撮像素子３１と電気的に接続されたデータ処理機構４０へ送られる。

上記のように分光撮像装置１Ａでは、散乱反射光Ｌ１に含まれる各波長成分が撮像素子３１のＹ₂軸方向に展開されるので、撮影対象と分光撮像装置１Ａとを相対的にＹ₁軸方向に一定速度で移動させながら連続撮影することによって、撮影対象の像の各画素がスペクトル情報を有するデータ（ハイパースペクトルデータ）を取得することができる。データ処理機構４０は、撮像素子３１からの画像に基づいて、このようなハイパースペクトルデータを生成する。例えば分光分析の手法を用いてハイパースペクトルデータを解析することにより、撮影対象の成分分布を画像として表示することができる。

図２は、分光器２０と撮像機構３０とを結合する構造を詳細に示す分解側面図である。図２に示されるように、本実施形態の分光撮像装置１Ａは、第１調整機構５０及び第２調整機構６０を更に備える。第１調整機構５０は、分光器２０と撮像素子３１とのＹ₂方向における相対位置を調整可能とする機構である。第２調整機構６０は、撮像素子３１の光軸（Ｚ₂軸）に沿った所定軸線周りの分光器２０と撮像素子３１との相対角度を調整可能とする機構である。分光器２０と撮像素子３１とは、第１調整機構５０及び第２調整機構６０を介して互いに固定されている。以下、第１調整機構５０及び第２調整機構６０の具体的な構造について説明する。

第１調整機構５０は、分光器２０側の部材５１（第１部材）と、撮像素子３１側の部材５２（第２部材）とを有する。これらの部材５１，５２は、第１ネジ５４によって互いに固定される。図３は、撮像素子３１側から見た部材５１の正面図である。部材５１は、略四角形状且つ平板状の金属製部材であって、第１ネジ５４が挿通される４つの円形の孔５１ａを有する。４つの孔５１ａは、部材５１の四隅に形成されている。また、部材５１の撮像素子３１側の面には、四角形の凹部５１ｂが形成されている。この凹部５１ｂの中央には、分光器２０の端部が挿入される円形の貫通孔５１ｃが形成されている。分光器２０は、その端部が貫通孔５１ｃに挿入された状態で、ネジ等によって部材５１に固定される。分光器２０からの光Ｌ２は、この貫通孔５１ｃを通って撮像素子３１へ進む。

図４は、撮像機構３０側から見た部材５２の正面図である。部材５２は、略四角形状且つ平板状の金属製部材であって、第１ネジ５４が挿通される４つの孔５２ａを有する。４つの孔５２ａは、部材５２の四隅に形成された薄肉部分に形成されており、Ｙ₂軸方向に拡幅された細長形状（長円形状）を有する。部材５１及び５２は、各孔５１ａと各孔５２ａとを貫通して設けられる第１ネジ５４によって互いに固定される。また、孔５２ａがＹ₂軸方向に拡幅された細長形状（長円形状）を有するので、第１ネジ５４が緩められた状態では、部材５１，５２はＹ₂軸方向に相対的に移動可能となる。なお、本実施形態では孔５２ａが拡幅されているが、孔５１ａが、Ｙ₂軸方向に拡幅された細長形状（長円形状）を有してもよい。

第２調整機構６０は、分光器２０側の部材５２（第３部材）と、撮像素子３１側の部材５３（第４部材）と、上記所定軸線上に設けられた回動軸６１とを有する。これらの部材５２，５３は、第２ネジ６２によって互いに固定される。なお、本実施形態では部材５２が第１調整機構５０の第２部材と第２調整機構６０の第３部材とを兼ねているが、これらは別個の部材であってもよい。

図４に示されるように、部材５２は、回動軸６１の一端を支持する軸受け部としての孔５２ｂと、第２ネジ６２が挿通される４つの円形の孔５２ｃとを更に有する。４つの孔５２ｃは、部材５１の四隅であって孔５２ａよりも中央寄りの位置に形成されている。また、部材５２は、略中央部に四角形の凹部５２ｄを有しており、該凹部５２ｄには、上記の孔５２ｂと、撮像素子３１が挿入される四角形の貫通孔５２ｅとが並んで形成されている。貫通孔５２ｅの一辺の長さは、撮像素子３１の一辺の長さよりも長い。

図５は、分光素子２３側から見た部材５３の正面図である。部材５３は、略四角形状且つ平板状の誘電体上にパターン配線が形成された配線基板である。部材５３の分光器２０側の面上の略中央部には、撮像素子３１が搭載されている。また、部材５３は、回動軸６１の他端を支持する軸受け部としての孔５３ａを有する。孔５３ａは、撮像素子３１の側方（Ｚ₂軸と交差する方向、言い換えればＸ₂Ｙ₂平面に沿った方向）に配置されている。また、部材５３は、第２ネジ６２が挿通される４つの孔５３ｂを有する。４つの孔５３ｂは、部材５３の四隅に形成されている。部材５２及び５３は、回動軸６１によって互いに連結され、且つ、各孔５２ｃと各孔５３ｂとを貫通して設けられる第２ネジ６２によって互いに固定される。

また、孔５３ｂは、孔５３ａを中心とする（すなわち回動軸６１を中心とする）周方向に拡幅された円弧形状を有する。孔５３ｂがこのような形状を有するので、第２ネジ６２が緩められた状態では、部材５２，５３は該周方向に相対的に回動可能となる。言い換えれば、分光器２０と撮像素子３１とが回動軸６１を中心として相対的に回動可能となる。なお、本実施形態では孔５３ｂが拡幅されているが、孔５２ｃが、回動軸６１を中心とする周方向に拡幅された円弧形状を有してもよい。

以上の構成を備える本実施形態の分光撮像装置１Ａの組立方法について説明する。図６は、分光撮像装置１Ａの組立方法を示すフローチャートである。

まず、分光器２０の内部においてスリット２１と分光素子２３とを所定位置に固定したのち、分光器２０を部材５１に固定する（工程Ｓ１１）。また、部材５３に撮像素子３１を搭載する。そして、回動軸６１の一端を孔５２ｂに挿通させ、他端を孔５３ａに挿通させる（工程Ｓ１２）。更に、第１ネジ５４を孔５１ａ，５２ａに挿通させ、第２ネジ６２を孔５２ｃ，５３ｂに挿通させた状態で、取り外し可能な治具を用いて部材５１〜５３の仮固定、すなわち分光器２０と撮像素子３１との相対位置及び相対角度の仮固定を行う（工程Ｓ１３）。

次に、分光器２０に単一波長の拡散光を入射させる（工程Ｓ１４）。このとき、例えばスリット２１の前面に狭帯域フィルタを配置し、白色の拡散光を狭帯域フィルタに照射してもよい。或いは、単一波長の光源を用意し、該光源からの拡散光をスリット２１に照射してもよい。そして、分光素子２３を通過した光を撮像素子３１によって撮像する。このとき得られる画像には、図７（ａ）に示されるように、入力した光の波長に相当するＹ₂軸方向の位置に輝線が現れる。分光器２０と撮像素子３１との相対角度が所定の角度からずれている場合、輝線が傾くので、輝線のＹ₂軸方向における位置が或る変動幅を有することとなる。図７（ｂ）はそのような状態を示すグラフであって、縦軸は規格化された輝度、横軸はＹ₂軸方向位置を表している。そして、グラフＧ１１〜Ｇ１３は、輝線上の３つの点（Ｘ₂＝１０、Ｘ₂＝１６０、Ｘ₂＝３１０）における輝度分布をそれぞれ示しており、各々のピーク位置が互いにずれている。

続いて、回動軸６１を支点として部材５２と部材５３とを相対的に回動させることにより、分光器２０と撮像素子３１との相対角度の調整を行う（工程Ｓ１５）。このとき、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、画像に生じる輝線のＹ₂軸方向におけるピーク位置を所定の変動幅Ｗの範囲内に収めるとよい。そして、第２調整機構６０において部材５２と部材５３とを第２ネジ６２によって固定することにより、分光器２０と撮像素子３１との相対角度を固定する（工程Ｓ１６）。

この状態では、輝線は図８（ａ）に示されるようにＸ₂軸と略平行となるが、輝線のＹ₂軸方向の位置は分光器２０の個体差によりずれている場合がある。そこで、部材５１と部材５２とを相対的にＹ₂軸方向に移動させることにより、分光器２０と撮像素子３１との相対位置の調整を行う（工程Ｓ１７）。このとき、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように、Ｙ₂軸方向における輝線のピーク位置を、目標とするＹ₂軸方向位置（図９（ａ）の矢印）を中心とする所定の範囲Ａに収めるとよい。そして、第１調整機構５０において部材５１と部材５２とを第１ネジ５４によって固定することにより、分光器２０と撮像素子３１との相対位置を固定する（工程Ｓ１８）。

以上に説明した本実施形態の分光撮像装置１Ａによって得られる効果について説明する。分光撮像装置において高品質のハイパースペクトルデータを取得する為には、分光器２０と撮像素子３１との相対角度が精度よく規定されていることが望ましい。また、撮像素子３１の各画素に割り当てられる波長が一定の誤差範囲内に収まることが望ましい。なお、マイクロメータ等の微調整機構を分光撮像装置に内蔵させることも考えられるが、装置が大型化してしまうため好ましくない。

本発明者の知見によれば、分光器２０と撮像素子３１との相対位置のずれに関し、スリット２１の延在方向（Ｘ₂軸方向）及び光軸方向（Ｚ₂軸方向）のずれはスペクトル情報の精度に殆ど影響せず、これらの方向と交差する方向（Ｙ₂軸方向すなわち分光方向）のずれがスペクトル情報の精度に大きく影響する。本実施形態の分光撮像装置１Ａでは、第１調整機構５０によって分光器２０と撮像素子３１とのＹ₂軸方向における相対位置が調整可能となっているので、分光器２０と撮像素子３１との相対位置のずれによるスペクトル情報の精度の低下を効果的に抑制することができる。また、本発明者の知見によれば、分光器２０と撮像素子３１との相対角度のずれに関し、Ｘ₂軸方向周り及びＹ₂軸方向周りの角度ずれはスペクトル情報の精度に殆ど影響せず、光軸方向（Ｚ₂軸方向）周りのずれがスペクトル情報の精度に大きく影響する。本実施形態の分光撮像装置１Ａでは、第２調整機構６０によって撮像素子３１の光軸に沿った所定軸線周りの分光器２０と撮像素子３１との相対角度が調整可能となっているので、分光器２０と撮像素子３１との相対角度のずれによるスペクトル情報の精度の低下を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態のように、第１調整機構５０は、第１ネジ５４によって互いに固定される分光器２０側の部材５１と撮像素子３１側の部材５２とを有し、部材５１，５２の何れか一方に形成された第１ネジ５４を挿通するための孔（本実施形態では孔５２ａ）がＹ₂軸方向に拡幅されてもよい。これにより、第１調整機構５０を簡易な構成によって実現できる。

また、本実施形態のように、第２調整機構６０は、所定軸線上に設けられた回動軸６１を有し、分光器２０と撮像素子３１とが回動軸６１を中心として相対的に回動可能であってもよい。これにより、分光器２０と撮像素子３１との回動中心を簡易な構成により精度良く保つことができる。

また、本実施形態のように、回動軸６１が撮像素子３１の側方に配置されてもよい。これにより、撮像素子３１への光の入射を妨げることなく分光器２０と撮像素子３１との相対角度を調整することができる。

また、本実施形態のように、第２調整機構６０は、回動軸６１によって互いに連結され、且つ第２ネジ６２によって互いに固定される分光器２０側の部材５２と撮像素子３１側の部材５３とを有し、部材５２，５３の何れか一方に形成された第２ネジ６２を挿通するための孔（本実施形態では孔５３ｂ）が回動軸６１を中心とする周方向に拡幅されてもよい。これにより、第２調整機構６０を簡易な構成によって実現できる。

また、本実施形態のように、部材５３は撮像素子３１を搭載する配線基板であってもよい。これにより、部品点数を削減して分光撮像装置１Ａの構成をシンプルにすることができる。更には、本実施形態のように第２調整機構６０を構成する部材５３を配線基板とし、第１調整機構５０を構成する部材５１，５２を金属製とすることにより、孔５１ａ，５２ａの加工精度を高くできるので、Ｘ₂軸方向の位置ずれを抑制できる。

また、図６に示された本実施形態の組立方法によれば、第１調整機構５０における相対位置の調整、及び第２調整機構６０における相対角度の調整を正確に行うことができる。また、本実施形態では回動軸６１が撮像素子３１の側方に配置されることにより回動軸６１が撮像素子３１の光軸からオフセットされているが、第２調整機構６０における相対角度の調整を先に行い、第１調整機構５０における相対位置の調整を後に行うことによって、調整作業を容易にすることができる。

（変形例）
図１０は、上記実施形態の一変形例として、上記実施形態の分光素子２３に代えて、反射型の分光素子２６を備える分光撮像装置１Ｂの構成を示す図である。なお、分光素子を除く他の構成は、上記実施形態と同様である。このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

本発明による分光撮像装置及びその組立方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では第１調整機構５０として部材５１，５２及び第１ネジ５４を有する構成を例示し、第２調整機構６０として部材５２，５３及び第２ネジ６２を有する構成を例示したが、第１調整機構及び第２調整機構の構成はこれらに限られるものではなく、分光器と撮像素子との相対位置及び相対角度を調整可能な様々な構成を適用できる。

１Ａ，１Ｂ…分光撮像装置、１０…撮像レンズ機構、１１…レンズ系、２０…分光器、２１…スリット、２２…レンズ系、２３，２６…分光素子、２４…レンズ系、３０…撮像機構、３１…撮像素子、４０…データ処理機構、５０…第１調整機構、５１…第１部材、５１ａ…孔、５２…第２部材（第３部材）、５２ａ〜５２ｃ…孔、５３…第４部材、５３ａ，５３ｂ…孔、５４…第１ネジ、６０…第２調整機構、６１…回動軸、６２…第２ネジ、Ｌ１…散乱反射光、Ｌ２…（分光後の）光。

Claims (7)

1. 第１方向に延びるスリット、及び前記スリットを通過した光を前記第１方向及び光軸方向の双方と交差する第２方向に分光する分光素子を有する分光器と、
   前記分光素子により分光された光の画像を生成する撮像素子と、
   前記分光器と前記撮像素子との前記第２方向における相対位置を調整可能とする第１調整機構と、
   前記撮像素子の光軸に沿った軸線周りの前記分光器と前記撮像素子との相対角度を調整可能とする第２調整機構と、
   を備え、
   前記分光器と前記撮像素子とは、前記第１調整機構及び前記第２調整機構を介して互いに固定されている、分光撮像装置。
2. 前記第１調整機構は、第１ネジによって互いに固定される前記分光器側の第１部材と前記撮像素子側の第２部材とを有し、
   前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方に形成された前記第１ネジを挿通するための孔が前記第２方向に拡幅されている、請求項１に記載の分光撮像装置。
3. 前記第２調整機構は、前記軸線上に設けられた回動軸を有し、
   前記分光器と前記撮像素子とが前記回動軸を中心として相対的に回動可能となっている、請求項１または２に記載の分光撮像装置。
4. 前記回動軸が前記撮像素子の側方に配置されている、請求項３に記載の分光撮像装置。
5. 前記第２調整機構は、前記回動軸によって互いに連結され、且つ第２ネジによって互いに固定される前記分光器側の第３部材と前記撮像素子側の第４部材とを有し、
   前記第３部材及び前記第４部材の何れか一方に形成された前記第２ネジを挿通するための孔が前記回動軸を中心とする周方向に拡幅されている、請求項３または４に記載の分光撮像装置。
6. 前記第４部材は前記撮像素子を搭載する配線基板である、請求項５に記載の分光撮像装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の分光撮像装置の組立方法であって、
   治具を用いて前記分光器と前記撮像素子との相対位置及び相対角度の仮固定を行う工程と、
   前記分光器に単一波長の拡散光を入射させる工程と、
   前記画像に生じる輝線の前記第２方向における位置が所定の変動幅に収まるように前記第２調整機構による角度調整を行う工程と、
   前記第２調整機構において前記分光器と前記撮像素子との相対角度を固定する工程と、
   前記第２方向における前記輝線の位置が所定の範囲に収まるように前記第１調整機構による位置調整を行う工程と、
   前記第１調整機構において前記分光器と前記撮像素子との相対位置を固定する工程と、
   を含む、分光撮像装置の組立方法。