JP2023114707A - 分光計測器 - Google Patents

Abstract

【課題】光源に対する対象物の反射スペクトルの測定、及び、測定時の光源と分光器との位置関係の特定を可能にする分光計測器を提供する。【解決手段】分光計測器１は、光源１２に対する対象物１１の反射スペクトルの測定の結果を示す測定情報を出力する分光器２と、光源１２からの光Ｌ１を受ける対象面９０ａに影を生じさせる遮蔽物９１，９２，９３を含む影生成部９と、対象面９０ａを含む撮像範囲の画像を示す画像情報を出力する撮像装置３と、コンピュータ可読媒体４０が取り外し可能に接続されるストレージインターフェース４と、処理装置６とを備える。処理装置６は、分光器２、撮像装置３及びストレージインターフェース４に接続され、分光器２からの測定情報と、撮像装置３からの画像情報とを、ストレージインターフェース４に接続されたコンピュータ可読媒体４０に格納する測定処理を実行する。【選択図】図５

Description

本開示は、分光計測器に関する。

特許文献１～６は、植物で反射された太陽光のスペクトルに基づいて、植物の種類を判別し、植物の健康状態を判定し、もしくは植物の育成状態を判定することを開示する。

特開２００６－３１４２１５号公報 特開２００６－３１７１９５号公報 特開２０１５－０７７１１３号公報 特開２０１５－２２３１０１号公報 特開２００８－０７６３４６号公報 特開２０１２－１９６１６７号公報

屋外における、農作物、土壌、岩石、森林、海洋、大気等のスペクトル（反射スペクトル、散乱スペクトル等）の計測では、スペクトルが、スペクトルの測定時の光源と分光器との位置関係、例えば、太陽からの光の入射方向に対する分光器の視野方向の角度の影響を受ける。そのため、スペクトルを正確に評価するためには、スペクトルの測定時の光源と分光器との位置関係に関する情報を用いることが望ましい。しかしながら、特許文献１～６に開示された技術では、測定時の光源と分光器との位置関係に関する情報を得ることはできない。

本開示は、分光器による光源に対する対象物の反射スペクトルの測定、及び、測定時の光源と分光器との位置関係の特定を可能にする分光計測器を提供する。

本開示の一態様にかかる分光計測器は、光源に対する対象物の反射スペクトルの測定をし、測定の結果を示す測定情報を出力する分光器と、光源からの光を受ける対象面と、光源からの光により対象面に影を生じさせる１以上の遮蔽物と、対象面を含む撮像範囲を撮像し、撮像範囲の画像を示す画像情報を出力する撮像装置と、コンピュータ可読媒体が取り外し可能に接続されるストレージインターフェースと、分光器、撮像装置及びストレージインターフェースに接続され、分光器からの測定情報と、撮像装置からの画像情報とを、ストレージインターフェースに接続されたコンピュータ可読媒体に格納する測定処理を実行する処理装置と、を備える。

本開示の一態様にかかる分光計測器は、情報処理システムでの処理の対象になる情報を提供するための分光計測器であって、光源に対する対象物の反射スペクトルの測定をし、測定の結果を示す測定情報を出力する分光器と、光源からの光を受ける対象面、及び、光源からの光により対象面に影を生じさせる１以上の遮蔽物を含む影生成部と、対象面を含む撮像範囲を撮像し、撮像範囲の画像を示す画像情報を出力する撮像装置と、コンピュータ可読媒体が取り外し可能に接続されるストレージインターフェースと、分光器、撮像装置及びストレージインターフェースに接続され、分光器からの測定情報と、撮像装置からの画像情報とを、ストレージインターフェースに接続されたコンピュータ可読媒体に格納する測定処理を実行する処理装置と、を備える。情報処理システムは、コンピュータ可読媒体を経由して測定情報及び画像情報を取得し、画像情報が示す撮像範囲の画像に写る対象面に光源からの光により生じた１以上の遮蔽物の影から、測定時の光源と分光器との位置関係を特定する。

本開示の態様は、分光器による光源に対する対象物の反射スペクトルの測定、及び、測定時の光源と分光器との位置関係の特定を可能にする。

一実施の形態にかかる分光計測器の使用例の概略図 図１の分光計測器による光源に対する対象物からの反射スペクトルの測定の説明図 図１の分光計測器の回路の構成例のブロック図 図１の分光計測器の構成例の概略斜視図 図１の分光計測器の概略断面図 図１の分光計測器の影生成部の第１遮蔽物と光源の関係の一例の概略説明図 図１の分光計測器の影生成部の第２遮蔽物と光源の関係の一例の概略説明図 図１の分光計測器の影生成部の第３遮蔽物と光源の関係の第１例の概略説明図 図８の第３遮蔽物と光源の関係の第２例の概略説明図 図８の第３遮蔽物と光源の関係の第３例の概略説明図 図７の第２遮蔽物と光源の関係の別例の概略説明図 図１の分光計測器の影生成部により生じる影の濃さの分布のグラフ 図１の分光計測器の分光器の撮像面の概略図 図１の分光計測器の分光器により得られる反射スペクトルのグラフ 光源の反射スペクトルを用いて補正した対象物の反射スペクトルのグラフ データベースへのエントリの追加の手順のフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。以下の実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、各要素の寸法比率は図面に図示された比率に限られるものではない。

［１．実施の形態］
［１．１ 構成］
［１．１．１ 全体構成］
図１は、本実施の形態にかかる分光計測器１の使用例の概略図である。分光計測器１は、光源１２に対する対象物１１の反射スペクトルの測定を行う。

本実施の形態において、対象物１１は、稲である。対象物１１は、稲以外の農作物であってよい。対象物１１は、農作物以外の植物であってもよい。対象物１１は、植物に限らず、動物、医薬品、鉱物、食品等であってよい。対象物１１は、個体ではなく、群体であってよい。例えば、対象物１１は、一本の木ではなく、測定範囲内に存在する複数本の木であってよい。対象物１１は、反射スペクトルが得られればよく、土壌、岩石、森林、海洋、大気等も含み得る。

本実施の形態において、光源１２は、太陽である。光源１２は、太陽に限定されず、ハロゲンランプ、ＬＥＤランプ、紫外線ランプ、赤外線ランプ等の種々の光源から選択され得る。光源１２は、対象物１１から所望の波長範囲の反射スペクトルが得られるように選択されてよい。

分光計測器１による測定の結果は、情報処理システム１００での処理に利用される。分光計測器１は、情報処理システム１００での処理の対象になる情報を提供する。

情報処理システム１００は、対象物１１に関する種々の情報処理を実行する。図１の情報処理システム１００は、データベース装置１１０と、サーバ装置１２０とを含む。

データベース装置１１０は、１以上のコンピュータシステムにより構築され得る。データベース装置１１０は、データベースＤＢ１を格納する。データベースＤＢ１は、サーバ装置１２０で実行され得る情報処理に利用され得る。データベースＤＢ１は、サーバ装置１２０で利用する情報の集合であり、ここでは、データベースＤＢ１をライブラリＤＢ１という場合がある。

データベースＤＢ１は、対象物１１に関する複数のレコード（エントリ）を含む。複数のレコードの各々は、「スペクトルデータ」、「測定条件データ」、「状態データ」、及び、「結果データ」を含む。

スペクトルデータは、対象物１１の反射スペクトルのデータ、及び、光源１２のスペクトルのデータを含む。対象物１１の反射スペクトルのデータは、所定の波長範囲において、所定の波長間隔の、光源１２からの光のうち対象物１１で反射された光の強度を示す。光源１２のスペクトルのデータは、所定の波長範囲において、所定の波長間隔の、光源１２からの光の強度を示す。所定の波長範囲は、可視光線及び赤外線を含む範囲であるとよい。所定の波長範囲は、例えば、４００ｎｍ～１０００ｎｍであるとよいが、４２０ｎｍ～８４０ｎｍであっても十分である。所定の波長間隔は、例えば、４ｎｍである。本実施の形態において、スペクトルデータは、画像に関するデータを含み得る。画像の例としては、対象物１１に関連する画像と光源１２に関連する画像とが挙げられる。

測定条件データは、スペクトルデータを得るための測定に関する条件を示す。分光計測器１で測定される光源１２に対する対象物１１の反射スペクトルは、光源１２と分光計測器１との位置関係の影響を受け得る。つまり、光源１２と分光計測器１との位置関係が異なれば、同じ対象物１１であっても、分光計測器１で測定される反射スペクトルは異なり得る。光源１２に対する対象物１１の反射スペクトルを正しく評価するためには、この反射スペクトルの測定時の光源１２と分光計測器１との位置関係の情報を用いることが好ましい。

図２は、分光計測器１による光源１２に対する対象物１１からの反射スペクトルの測定の説明図である。光源１２と分光計測器１との位置関係は、対象物１１に対する分光計測器１の角度、対象物１１に対する光源１２の角度、及び、光源１２と分光計測器１との方位角差により特定され得る。対象物１１に対する分光計測器１の角度は、例えば、垂直方向Ｖに対する分光計測器１の角度θ１［°］又は水平面に対する分光計測器１の角度（９０°－θ１）で表され得る。対象物１１に対する光源１２の角度は、例えば、垂直方向Ｖに対する光源１２の角度θ２［°］又は水平面に対する光源１２の角度（９０°－θ２）で表され得る。光源１２と分光計測器１との方位角差は、例えば、分光計測器１と対象物１１とを含んで水平面に直交する垂直面Ｐ１と光源１２と対象物１１とを含んで水平面に直交する垂直面Ｐ２との間の角度Ａｚ［°］で表され得る。図２において、Ａｚは反時計周りに増加するとして定義されている。

本実施の形態において、測定条件データは、例えば、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）、対象物１１に対する分光計測器１の角度（θ１）、及び、対象物１１に対する光源１２の角度（θ２）を含む。

さらに、測定条件データは、測定時の光源１２の条件又は状態に関する。例えば、測定条件データは、光源１２の広がりの評価値を含む。光源１２の広がりの評価値は、対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いを示す。対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いは、大気の透明度、天候（例えば、雲の多さ）、大気中のエアロゾルの多さ等の影響を受ける。一例として、光源１２の広がりの評価値は、光源１２から対象物１１に直接的に届く光（直達光成分）の量に対する、対象物１１の周囲環境による散乱された光（散乱光成分）の割合で表され得る。光源１２から対象物１１にどのように光が当たるのかは、対象物１１の周囲環境の影響を受ける。例えば、晴天時と曇天時とで、光源１２からの光の対象物１１への当たり方は変化する。晴天時は、光源１２から対象物１１には一方向に光が当たると考えてよいが、曇天時には雲によって光源１２からの光が散乱され、光源１２から対象物１１には場合によっては全方向から光が当たると考えられる。晴天時と曇天時とで比較すれば、反射スペクトルには、晴天時のほうが、曇天時よりも、光源１２と分光計測器１との位置関係による影響が表れやすい。よって、光源１２に対する対象物１１の反射スペクトルを正しく評価するために、測定条件データは、光源１２の広がりの評価値を含むことが好ましい。光源１２の広がりの評価値によって、晴天時と曇天時の曇り加減の定量化又は判別が可能になる。なお、光源１２の広がりの評価値は、晴れと曇りとの段階評価を示す値であってよい。例えば、評価値は、５段階評価で、５が晴天、１が曇天に対応してよい。

データベースＤＢ１には、同一の対象物１１に関して、少なくとも、例えば、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）、対象物１１に対する分光計測器１の角度（θ１）、及び、対象物１１に対する光源１２の角度（θ２）の組み合わせが異なる複数のレコードがあることが好ましい。例えば、Ａｚ、θ１及びθ２は、それぞれ、２０°毎、好ましくは１０°毎、より好ましくは５°毎に異なるように、複数のレコードが存在するとよい。

状態データは、対象物１１に関する状態を示す。本実施の形態において、対象物１１は稲であり、状態データは、時間で変化し得る稲に関する状態に関する。状態データの例としては、生育状態に関する評価値、病害虫に関する評価値、含有成分に関する評価値、及び土壌状態に関する評価値が挙げられる。状態データは、スペクトルデータを得るための測定の時期に検査等を実施することで得られ得る。

結果データは、対象物１１に関する結果を示す。対象物１１に関する結果は、例えば、対象物１１の状態の終着点に関連する。本実施の形態において、対象物１１は稲であり、結果データは、稲の生育状態の終着点である、収穫に関するデータを含み得る。結果データの例としては、収穫量、及び、収穫時期を含む。結果データは、スペクトルデータを得るための測定の時期ではなく、実際に稲が収穫された際に生成され得る。収穫量は、実際に稲を収穫して計測され、収穫時期は、実際に稲を収穫した日にちに基づいて決定され得る。

サーバ装置１２０は、１以上のコンピュータシステムにより構築され得る。サーバ装置１２０は、有線又は無線ネットワークを通じて、データベース装置１１０と通信可能に接続され得る。サーバ装置１２０は、後述のコンピュータ可読媒体４０が取り外し可能に接続されるストレージインターフェースを備える。

サーバ装置１２０は、データベースＤＢ１の管理を実行し得る。データベースＤＢ１の管理は、データベースＤＢ１のレコード（エントリ）の追加、削除、及び編集を含み得る。本実施の形態において、サーバ装置１２０は、分光計測器１から得られる情報を利用して、レコードの追加を行うことができる。

［１．１．２ 分光計測器］
図１の分光計測器１は、データベースＤＢ１のスペクトルデータ及び測定条件データを得るために用いられ得る。以下、分光計測器１について図３～図５を参照して更に詳細に説明する。

図３は、分光計測器１の回路の構成例のブロック図である。図４は、分光計測器１の構成例の概略斜視図である。図５は、分光計測器１の概略断面図である。

図３に示すように、分光計測器１は、分光器２と、撮像装置３と、ストレージインターフェース４と、入出力インターフェース５と、処理装置６と、を備える。図４及び図５に示すように、分光計測器１は、更に筐体７を備える。筐体７には、分光器２と、撮像装置３と、ストレージインターフェース４と、入出力インターフェース５と、処理装置６とが取り付けられる。筐体７には、分光計測器１の電源となるバッテリが取り外し可能に収容される。

筐体７は、人が持ち運び可能な重さ及び大きさを有する。つまり、分光計測器１は、可搬型である。筐体７の前後方向、上下方向、及び左右方向は、分光計測器１の前後方向、上下方向、及び左右方向のそれぞれを規定する。筐体７は、図３及び図５に示すように、本体部８と、影生成部９とを備える。

図４及び図５の本体部８は、収容部８０と、反射板８１と、保持部８２とを備える。

収容部８０は、分光器２、ストレージインターフェース４、入出力インターフェース５及び処理装置６を収容する。本実施の形態において、収容部８０は、直方体の箱状である。収容部８０は、前面にスリット８０ａを有する。スリット８０ａは、収容部８０の外部からの光を分光器２に入射させるために設けられる。

反射板８１は、収容部８０の外側において、スリット８０ａと対向する。反射板８１は、光源１２からの光Ｌ１を反射してスリット８０ａを介して分光器２に入射させる反射面８１ａを有する。本実施の形態において、反射面８１ａは、白色である。反射面８１ａは、白色に限定されず、灰色等であってもよい。

保持部８２は、収容部８０の外側において反射板８１がスリット８０ａと対向するように反射板８１を収容部８０に連結する。本実施の形態において、保持部８２は、収容部８０においてスリット８０ａが形成される面から延び、保持部８２の先端に反射板８１が配置される。

影生成部９は、光源１２からの光Ｌ１により影を生じさせるための構造を有する。影生成部９により生じた影は、分光計測器１と光源１２との位置関係の決定に利用され得る。本実施の形態において、影生成部９は、本体部８に取り付けられる。図５では、影生成部９は、本体部８の収容部８０の上面にある。

図４及び図５の影生成部９は、平板部９０と、複数の遮蔽物（第１遮蔽物９１、第２遮蔽物９２及び第３遮蔽物９３）と、支持台９４と、水準器９５とを備える。

支持台９４は、影生成部９の底を規定する。支持台９４は、平板部９０及び第１～第３遮蔽物９１，９２，９３を支持する。支持台９４は、本体部８の収容部８０の上面に取り付けられる。本実施の形態において、支持台９４は、矩形の板状である。

平板部９０は、支持台９４における収容部８０とは反対側に設けられる。平板部９０の上面は平坦である。平板部９０の上面は、光源１２からの光Ｌ１を受ける対象面９０ａとして用いられる。平板部９０の上面は、例えば、影を識別しやすい色、例えば、白色である。本実施の形態において、平板部９０は矩形状であり、対象面９０ａも矩形状である。対象面９０ａに直交する方向は、分光計測器１の上下方向に対応する。対象面９０ａの前後方向（本実施の形態において、長さ方向）は、分光計測器１の前後方向に対応する。対象面９０ａの左右方向（本実施の形態において、幅方向）は、分光計測器１の左右方向に対応する。

水準器９５は、対象面９０ａの左右方向（Ｘ方向）を水平方向に一致させるために使用され得る。人が自身の感覚で対象面９０ａのＸ方向を水平方向に一致させる場合よりも、対象面９０ａのＸ方向を水平方向により正確に一致させることができる。水準器９５を用いることにより、分光計測器１の位置合わせが容易になる。本実施の形態において、水準器９５は、支持台９４に配置される。水準器９５は、分光計測器１の使用時に人が視認しやすい位置にあればよい。

第１～第３遮蔽物９１，９２，９３は、光源１２からの光Ｌ１により対象面９０ａに影を生じさせるために設けられる。ただし、光源１２と分光計測器１との位置関係によっては、対象面９０ａに影が生じない場合がある。第１～第３遮蔽物９１，９２，９３は、撮像装置３の撮像範囲に含まれるように設置される。これによって、第１～第３遮蔽物９１，９２，９３によって対象面９０ａに生じた影と第１～第３遮蔽物９１，９２，９３との比較が容易になる。

第１遮蔽物９１は、対象面９０ａに直交する方向に延びる垂直棒部材である。図５の第１遮蔽物９１は、直径が一定な丸棒状である。第１遮蔽物９１は、分光器２の向きの指標となる位置にある。本実施の形態において、第１遮蔽物９１は、対象面９０ａの長さ方向の第１端（図５における右端）にある。図４に示すように、第１遮蔽物９１の位置は、収容部８０のスリット８０ａの位置と対応する。より詳細には、対象面９０ａに直交する方向において、遮蔽物９１とスリット８０ａとが並んでいる。遮蔽物９１を利用して、対象物１１に対する分光計測器１の向き、特に、分光器２の向きを設定することができる。したがって、分光計測器１の位置合わせが容易になる。さらに、第１遮蔽物９１は、対象面９０ａに直交する方向を、垂直方向に一致させるための基準に用いられ得る。つまり、対象面９０ａに直交する方向を、垂直方向に一致させる作業が容易になる。したがって、分光計測器１の位置合わせが容易になる。

第２遮蔽物９２は、対象面９０ａの左右方向に延びる水平棒部材である。図５の第２遮蔽物９２は、直径が一定な丸棒状である。第２遮蔽物９２は、対象面９０ａの幅方向に対象面９０ａを横切る長さを有する。第２遮蔽物９２は、対象面９０ａ上に、対象面９０ａから所定の距離を離して配置される。第２遮蔽物９２は、対象面９０ａの左右方向を、水平方向に一致させるための基準に用いられ得る。つまり、対象面９０ａの左右方向を、水平方向に一致させる作業が容易になる。したがって、分光計測器１の位置合わせが容易になる。

第３遮蔽物９３は、対象面９０ａの外周の少なくとも一部を規定する壁部材である。第３遮蔽物９３は、対象面９０ａの範囲を定めるために利用でき、対象面９０ａの範囲を明確にでき得る。第３遮蔽物９３は、余分な物体の影が対象面９０ａに写る可能性を低減し得る。本実施の形態において、第３遮蔽物９３は、対象面９０ａの幅方向の第１端に位置する第１壁部９３１と、対象面９０ａの幅方向の第２端に位置する第２壁部９３２と、対象面９０ａの長さ方向の第１端に位置する第３壁部９３３と、を含む。第１壁部９３１の高さ、第２壁部９３２の高さ及び第３壁部９３３の高さはそれぞれ均一であり、互いに等しい。本実施の形態において、第３遮蔽物９３の第１壁部９３１及び第２壁部９３２が、第２遮蔽物９２を対象面９０ａから所定の距離を離して配置するために利用される。

次に、図６～図１０を参照して、影生成部９により生じる影と光源１２との関係について説明する。図６～図１０では、単に説明の簡略化のために、対象面９０ａの左右方向をＸ方向、対象面９０ａの前後方向をＹ方向、対象面９０ａに直交する方向をＺ方向という場合がある。図６～図１０では、対象面９０ａの左右方向は、実空間での水平方向に一致する。

図６は、影生成部９の第１遮蔽物９１と光源１２の関係の一例の概略説明図である。図６では、単に説明の簡略化のために第２遮蔽物９２及び第３遮蔽物９３の図示を省略している。図６では、単に説明の簡略化のために第１遮蔽物９１が対象面９０ａの幅方向の中央に位置している。

図６に示すように、第１遮蔽物９１が光源１２からの光Ｌ１を遮ることで、対象面９０ａに、第１遮蔽物９１による影９１ａが生じる。図６の影９１ａが生じる条件の一つは、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）が９０°≦Ａｚ≦２７０°を満たすことである。図６において、影９１ａの長さをＤ１１、第１遮蔽物９１の高さをＨ１、対象面９０ａに対する光源１２の角度をθ３１［°］とすると、θ３１は、次式（１）で表される。

一例として、対象物１１に対する分光計測器１の角度（θ１）、対象物１１に対する光源１２の角度（θ２）、及び、対象面９０ａに対する光源１２の角度（θ３１）については、θ１＋θ２＋θ３１＝１８０°が成立する。θ３１は式（１）より得られ、θ２は対象物１１の位置及び時刻から特定され得る。よって、θ３１が求まれば、θ１を特定でき得る。

図６のＸ方向での影９１ａの長さをＤ１２、Ｙ方向に対する影９１ａの中心線Ｃ１の角度をθ３２［°］とすると、θ３２は、次式（２）で表される。

光源１２の方向は、第１遮蔽物９１に対する影９１ａの方向とは反対側の方向である。光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）は、Ａｚ＝１８０＋θ３２で与えられる。

第１遮蔽物９１の影９１ａから、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）、及び、対象物１１に対する分光計測器１の角度（θ１）を求めることが可能である。

図７は、影生成部９の第２遮蔽物９２と光源１２の関係の一例の略説明図である。図７では、単に説明の簡略化のために第１遮蔽物９１及び第３遮蔽物９３の図示を省略している。

図７に示すように、第２遮蔽物９２が光源１２からの光Ｌ１を遮ることで、対象面９０ａに、第２遮蔽物９２による影９２ａが生じる。図７の影９２ａが生じる条件の一つは、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）が０°≦Ａｚ＜９０°又は２７０°＜Ａｚ＜３６０°を満たすことである。図７において、Ｙ方向での第２遮蔽物９２と影９２ａとの間の距離をＤ２、第２遮蔽物９２の高さをＨ２、ＹＺ平面での対象面９０ａに対する光源１２の角度をθ４［°］とすると、θ４は、次式（３）で表される。

図８及び図９は、影生成部９の第３遮蔽物９３と光源１２の関係の例の概略説明図である。図８及び図９では、単に説明の簡略化のために第１遮蔽物９１及び第２遮蔽物９２の図示を省略している。

図８に示すように、第３遮蔽物９３の第１壁部９３１が光源１２からの光Ｌ１を遮ることで、対象面９０ａに、第３遮蔽物９３の第１壁部９３１の影９３１ａが生じる。図８の影９３１ａが生じる条件の一つは、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）が１８０°＜Ａｚ＜３６０°を満たすことである。図８において、Ｘ方向での第１壁部９３１の影９３１ａの長さをＤ３１、第１壁部９３１の高さをＨ３１、ＸＺ平面での対象面９０ａに対する光源１２の角度をθ５１［°］とすると、θ５１は、次式（４）で表される。

図９に示すように、第３遮蔽物９３の第２壁部９３２が光源１２からの光Ｌ１を遮ることで、対象面９０ａに、第３遮蔽物９３の第２壁部９３２の影９３２ａが生じる。図９の影９３２ａが生じる条件の一つは、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）が０°＜Ａｚ＜１８０°を満たすことである。図９において、Ｘ方向での第２壁部９３２の影９３２ａの長さをＤ３２、第２壁部９３２の高さをＨ３２、ＸＺ平面での対象面９０ａに対する光源１２の角度をθ５２［°］とすると、θ５２は、次式（５）で表される。

図１０に示すように、第３遮蔽物９３の第３壁部９３３が光源１２からの光Ｌ１を遮ることで、対象面９０ａに、第３遮蔽物９３の第３壁部９３３の影９３３ａが生じる。図１０の影９３３ａが生じる条件の一つは、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）が９０°＜Ａｚ＜２７０°を満たすことである。図１０において、Ｙ方向での影９３３ａの長さをＤ３３、第３遮蔽物９３の第３壁部９３３の高さをＨ３３、ＹＺ平面での対象面９０ａに対する光源１２の角度をθ５３［°］とすると、θ５３は、次式（６）で表される。

第２遮蔽物９２による影９２ａと第３遮蔽物９３による影９３１ａ，９３２ａ，９３３ａの状態に基づいて、対象面９０ａに対する光源１２の角度と、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）とを求めることができる。

一例としては、０°＜Ａｚ＜９０°の場合、ＹＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ４である平面とＸＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ５２である平面との交線のベクトルから、対象面９０ａに対する光源１２の角度と、Ａｚとを求めることができる。９０°＜Ａｚ＜１８０°の場合、ＹＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ５３である平面とＸＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ５２である平面との交線のベクトルから、対象面９０ａに対する光源１２の角度と、Ａｚとを求めることができる。１８０°＜Ａｚ＜２７０°の場合、ＹＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ５１である平面とＸＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ５３である平面との交線のベクトルから、対象面９０ａに対する光源１２の角度と、Ａｚとを求めることができる。２７０°＜Ａｚ＜３６０°の場合、ＹＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ４である平面とＸＺ平面での対象面９０ａに対する角度がθ５１である平面との交線のベクトルから、対象面９０ａに対する光源１２の角度と、Ａｚとを求めることができる。

影生成部９により生じる影の形状は、遮蔽物の形状によって決まるが、光源１２の広がりの影響を受ける。光源１２の広がりは、対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いに対応する。対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いは、大気の透明度、例えば、雲の多さに依存する。例えば、晴天時には対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いが小さく、曇天時には対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いが大きい。

光源１２の広がりの、影への影響について図７及び図１１を参照して説明する。図１１は、図７の第２遮蔽物９２と光源１２の関係の別例の概略説明図である。図７は、光源１２の広がりが小さい場合、つまりは、晴天時の例であり、図１１は、光源１２の広がりが大きい場合、つまりは、曇天時の例である。図７及び図１１から、光源１２の広がりが大きくなるほど、影９２ａの幅が広くなり、影９２ａの色が薄くなる傾向にあることがわかる。つまり、光源１２の広がりが大きくなるほど、影９２ａの鮮明さが低下する。

図１２は、分光計測器１の影生成部９により生じる影、特に第２遮蔽物９２による影９２ａの輝度の分布のグラフである。図１２において、Ｆ１は、光源１２の広がりが小さい場合の影９２ａの輝度の分布を示し、Ｆ２は、光源１２の広がりが大きい場合の影９２ａの輝度の分布を示す。図１２において、Ｐは影９２ａの中心位置を示す。Ｗ１は、光源１２の広がりが小さい場合の影９２ａの全幅であり、Ｗ２は、光源１２の広がりが大きい場合の影９２ａの全幅である。ＨＷ１は、光源１２の広がりが小さい場合の影９２ａの半値幅（ここでは半値全幅）であり、ＨＷ２は、光源１２の広がりが小さい場合の影９２ａの半値幅（ここでは半値全幅）である。光源１２の広がりと影の半値全幅（又は半値半幅）との間には相関関係が存在し得る。そのため、影の半値全幅に基づいて、光源１２の広がりの評価値を求めることが可能である。例えば、影の半値全幅は、画像情報Ｄ２が示す撮像範囲の画像から求められる。撮像範囲の画像から、影に対応する領域を抽出し、影の幅に対する影の輝度の分布を求めることで、影の半値全幅を求めることが可能である。

以上述べた影生成部９は、上述の測定条件データを特定するための情報を提供し得る。より詳細には、影生成部９があることで、測定条件データの、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）、対象物１１に対する分光計測器１の角度（θ１）、対象物１１に対する光源１２の角度（θ２）、及び、光源１２の広がりの評価値を決定することが可能となる。

分光器２は、光源１２に対する対象物１１の反射スペクトルの測定をし、測定の結果を示す測定情報Ｄ１を出力する。図３の分光器２は、検出器２０と、分光素子２１と、レンズ２２とを備える。

検出器２０は、スリット８０ａを通じて外部からの光が入射するように収容部８０内に配置される。検出器２０は、所定の波長範囲に対して感度を有する。所定の波長範囲は、例えば、４２０ｎｍ～８４０ｎｍである。検出器２０は、例えば、イメージセンサとプロセッサとを含む。イメージセンサの例としては、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサが挙げられる。検出器２０は、撮像面２００を有する。図１３は、撮像面２００の概略図である。図１３の撮像面２００は、垂直方向ＶＤ及び水平方向ＨＤに並ぶ複数の画素２０１を含む。図１３では、画素２０１の数は２４×２４であるが、これは撮像面２００の図示を簡略化するためである。撮像面２００を構成する画素２０１の数は、目的の反射スペクトルの波長範囲に対して十分な数だけ用意され得る。本実施の形態において、スリット８０ａは、垂直方向ＶＤに延びる。スリット８０ａの長さ方向は垂直方向ＶＤに、スリット８０ａの幅方向は水平方向ＨＤに対応する。垂直方向ＶＤ及び水平方向ＨＤは実空間での方向ではなく、あくまでも撮像面２００での画素２０１の配列に対して規定される方向である。検出器２０での波長の分解能は、スリット８０ａの幅により決定される。スリット８０ａの幅を狭くすることで、波長の分解能を小さくできる。波長の分解能は、例えば、４ｎｍ以下に設定でき、一例として、３．７７ｎｍに設定でき得る。

分光素子２１は、検出器２０とスリット８０ａとの間に位置する。分光素子２１は、スリット８０ａから収容部８０内に入射した光を波長毎に分ける光学素子である。本実施の形態において、分光素子２１は、スリット８０ａからの光を第２方向において波長毎に分ける。分光素子２１は、例えば、グレーティング（回折格子）、プリズム、光学フィルタ（リニアバリアブルフィルタ）、又はこれらの組み合わせであり得る。本実施の形態において、分光素子２１は、透過型のグレーティングである。

レンズ２２は、検出器２０と分光素子２１との間に位置する。レンズ２２は、例えば、集光レンズである。レンズ２２は、分光素子２１からの光を検出器２０の撮像面２００に集光させる。

本実施の形態において、検出器２０に対する反射板８１の位置は、反射板８１が検出器２０の検出範囲の全部ではなく一部を占めるように、設定される。つまり、本実施の形態において、検出器２０は、撮像面２００に、光源１２からの光Ｌ１のうち対象物１１で反射された第１反射光Ｌ２と、光源１２からの光Ｌ１のうち反射板８１の反射面８１ａで反射された第２反射光Ｌ３とが入射する。したがって、図１３に示すように、撮像面２００は、光源１２からの光Ｌ１のうち対象物で反射された第１反射光Ｌ２が入射する第１測定領域２００ａと、光源１２からの光Ｌ１のうち反射板８１で反射された第２反射光Ｌ３が入射する第２測定領域２００ｂとを含む。これによって、第１反射光Ｌ２と第２反射光Ｌ３とを一度に検出可能となる。つまり、第１反射光Ｌ２による反射スペクトルと第２反射光Ｌ３による反射スペクトルとの両方を一度に測定できる。図１３において、垂直方向ＶＤは分光計測器１の上下方向に対応する空間軸の方向であるが、水平方向ＨＤに並ぶ画素２０１は波長軸の方向である。これは、スリット８０ａの長さ方向が垂直方向ＶＤに、スリット８０ａの幅方向が水平方向ＨＤに対応しているためである。各画素２０１の輝度値は、反射スペクトルの強度に対応する。したがって、第１測定領域２００ａ内の各画素２０１の位置及び画素値に基づいて、所定の波長範囲での第１反射光Ｌ２による反射スペクトルが得られる。第２測定領域２００ｂ内の各画素２０１の位置及び画素値に基づいて、所定の波長範囲での第２反射光Ｌ３による反射スペクトルが得られる。

図１４は、分光器２により得られる反射スペクトルのグラフである。図１４において、横軸は波長［ｎｍ］であり、縦軸は光の強度である。図１４において、Ｓ１は、第１反射光Ｌ２による反射スペクトル、つまりは、対象物１１の反射スペクトルのグラフである。Ｓ２は、第２反射光Ｌ３による反射スペクトル、つまりは、光源１２の反射スペクトルのグラフである。分光計測器１では、分光器２により、対象物１１の反射スペクトルと光源１２の反射スペクトルとの両方が得られる。そのため、光源１２の反射スペクトルを基準として対象物１１の反射スペクトルを補正することができる。図１５は、光源１２の反射スペクトルを用いて補正した対象物１１の反射スペクトルのグラフである。図１５において、横軸は波長［ｎｍ］であり、縦軸は反射率である。図１５の反射スペクトルでは、光源１２の反射スペクトルの影響が低減されるため、異なる光源１２を用いて得られた対象物１１の反射スペクトル同士の比較等が可能となる。

分光器２で生成される測定情報Ｄ１は、反射スペクトルの測定の結果を示す情報を含む。本実施の形態において、反射スペクトルの測定の結果を示す情報は、第１反射光Ｌ２による反射スペクトルの情報と第２反射光Ｌ３による反射スペクトルの情報との両方を含む。第１反射光Ｌ２による反射スペクトルの情報は、対象物１１の反射スペクトルの情報である。第２反射光Ｌ３による反射スペクトルの情報は、光源１２の反射スペクトルの情報である。分光器２は、測定情報Ｄ１に、測定が実行された時刻をメタデータとして含めてもよい。つまり、測定情報Ｄ１は、測定の結果の情報に加えて、測定が実行された時刻の情報を含んでよい。

撮像装置３は、対象面９０ａを含む撮像範囲を撮像し、撮像範囲の画像を示す画像情報Ｄ２を出力する。撮像装置３は、例えば、イメージセンサと、光学フィルタと、プロセッサとを含む。イメージセンサの例としては、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサが挙げられる。光学フィルタは、可視光の波長帯域を透過してイメージセンサにより可視画像を生成するために用いられる。

図３では、撮像装置３は、影生成部９の対象面９０ａの長さ方向の第２端（図５における左端）にある。撮像装置３の位置及び向きは、撮像装置３の撮像範囲が対象面９０ａを含むように設定される。本実施の形態において、撮像装置３は、撮像装置３の撮像範囲が対象面９０ａを含むように支持部材３０により支持される。つまり、撮像装置３から得られる画像には、対象面９０ａが写る。

本実施の形態において、撮像装置３の位置及び向きは、撮像装置３の撮像範囲が、更に、第１～第３遮蔽物９１，９２，９３を含むように設定される。つまり、撮像装置３から得られる画像には、第１～第３遮蔽物９１，９２，９３が写る。これによって、対象面９０ａと第１～第３遮蔽物９１～９３とが一枚の画像に収まる。つまり、対象面９０ａの画像と第１～第３遮蔽物９１～９３の画像の両方を含む画像が得られる。

本実施の形態において、撮像装置３の位置及び向きは、撮像装置３の撮像範囲が、更に、対象物１１を含むように設定される。つまり、撮像装置３から得られる画像には、対象物１１が写る。これによって、対象面９０ａと対象物１１とが一枚の画像に収まる。つまり、対象面９０ａの画像と対象物１１の画像の両方を含む画像が得られる。

撮像装置３で生成される画像情報Ｄ２は、撮像範囲の画像を含み、撮像範囲には、対象面９０ａ、第１～第３遮蔽物９１，９２，９３、及び対象物１１が含まれる。撮像装置３は、画像情報Ｄ２に、撮像範囲の画像が得られた時刻をメタデータとして含めてもよい。つまり、画像情報Ｄ２は、撮像範囲の画像の情報に加えて、撮像範囲の画像が得られた時刻の情報を含んでよい。

ストレージインターフェース４は、分光計測器１へのコンピュータ可読媒体４０の取り外し可能な接続を可能にする。コンピュータ可読媒体４０は、非一時的な記憶媒体である。コンピュータ可読媒体４０は、分光計測器１で生成される情報、例えば、測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２を保管するために用いられる。コンピュータ可読媒体４０とストレージインターフェース４との組み合わせの一例としては、ＵＳＢメモリとＵＳＢコネクタとの組み合わせが挙げられる。

入出力インターフェース５は、ユーザからの情報の入力のための入力装置、及び、ユーザへの情報の出力のための出力装置としての機能を有する。つまり、入出力インターフェース５は、分光計測器１への情報の入力、及び、分光計測器１からの情報の出力に利用される。入出力インターフェース５は、１以上のヒューマン・マシン・インタフェースを備える。ヒューマン・マシン・インタフェースの例としては、メカニカルスイッチ、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、トラックボール等）、タッチパッド、マイクロフォン等の入力装置、ディスプレイ、スピーカ等の出力装置、タッチパネル等の入出力装置が挙げられる。本実施の形態において、入出力インターフェース５は、ディスプレイと、タッチパッド及びメカニカルスイッチとを備える。入出力インターフェース５は、例えば、収容部８０の後面に配置される。これは、入出力インターフェース５に光源１２からの光Ｌ１が直接的に当たらないようにして、入出力インターフェース５の操作性を確保するためである。

処理装置６は、分光計測器１の動作を制御する。処理装置６は、分光器２と、撮像装置３と、ストレージインターフェース４と、入出力インターフェース５とに接続される。処理装置６は、ストレージインターフェース４を通じて、ストレージインターフェース４に接続されているコンピュータ可読媒体４０にアクセス可能である。処理装置６は、例えば、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含むコンピュータシステムにより実現され得る。１以上のプロセッサが（１以上のメモリに記憶された）プログラムを実行することで、所定の機能を実現する。プログラムは、ここでは１以上のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。処理装置６は、例えば、シングルボードコンピュータにより構成されてよい。

処理装置６は、分光器２、撮像装置３及びストレージインターフェース４に接続される。さらに、処理装置６は、入出力インターフェース５に接続される。

処理装置６は、測定処理を実行する機能を有する。処理装置６は、入出力インターフェース５に対する所定の操作に応じて、測定処理を開始し得る。測定処理は、分光器２からの測定情報Ｄ１と、撮像装置３からの画像情報Ｄ２とを、ストレージインターフェース４に接続されたコンピュータ可読媒体４０に格納する。例えば、測定処理は、第１取得処理と、第２取得処理と、格納処理とを含む。第１取得処理は、分光器２から測定情報Ｄ１を取得する。第１取得処理では、処理装置６は、例えば、分光器２に制御信号を出力することによって、分光器２から測定情報Ｄ１を取得する。第２取得処理は、撮像装置３から画像情報Ｄ２を取得する。第２取得処理では、処理装置６は、例えば、撮像装置３に制御信号を出力することによって、撮像装置３から画像情報Ｄ２を取得する。格納処理は、第１取得処理で取得した測定情報Ｄ１と第２取得処理で取得した画像情報Ｄ２とをコンピュータ可読媒体４０に格納する。格納処理において、処理装置６は、測定情報Ｄ１を、測定情報Ｄ１の時刻と同じ時刻の画像情報Ｄ２に関連付ける。測定情報Ｄ１の時刻は、例えば、測定の実行された時刻であり得る。画像情報Ｄ２の時刻は、撮像範囲の画像が得られた時刻であり得る。処理装置６は、測定情報Ｄ１を、撮像範囲の画像が得られた時刻が測定の実行された時刻と同じである画像情報Ｄ２に関連付ける。ここでいう「同じ時刻」又は「時刻が同じ」という表現は、厳密な意味ではなく、「同じ時刻」又は「時刻が同じ」とみなせる範囲であればよく、どの程度の範囲を「同じ時刻」又は「時刻が同じ」とみなせるかは、測定に必要な時間に基づいて適宜設定され得る。なお、格納処理において、処理装置６は、測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２を暗号化してコンピュータ可読媒体４０に格納してよい。

分光計測器１では、対象物１１及び光源１２の少なくとも一方に対する分光計測器１の位置を変えて測定処理を実行することを繰り返すことで、測定条件を変えて測定を実行することができ、測定処理毎に測定情報Ｄ１と画像情報Ｄ２との組み合わせがコンピュータ可読媒体４０に蓄積される。

処理装置６は、表示処理を実行する機能を有する。処理装置６は、入出力インターフェース５に対する所定の操作に応じて、表示処理を開始し得る。表示処理は、撮像装置３からの画像情報Ｄ２が示す画像を、入出力インターフェース５により表示する。これによって、ユーザは、分光計測器１でどのような画像が取得されるかを、確認することができる。

［１．１．３ データベースへのエントリの追加の手順］
次に、データベースＤＢ１へのエントリの追加の手順について図１６を参照して説明する。図１６は、データベースＤＢ１へのエントリの追加の手順のフローチャートである。

まず、分光計測器１を所望の位置及び向きに配置する（Ｓ１０）。分光計測器１で対象物１１の反射スペクトルを測定するにあたっては、対象面９０ａの左右方向が実空間上の水平方向に一致するように分光計測器１の位置及び向きが決められる。対象面９０ａの左右方向を実空間上の水平方向に一致させる際には、第１遮蔽物９１及び第２遮蔽物９２を利用することができる。これは、分光計測器１のロール角を０にする作業である。対象面９０ａの左右方向を実空間上の水平方向に一致させることによって、光源１２と分光器２との位置関係を特定しやすくなる。

次に、分光器２による反射スペクトルの測定、及び、撮像装置３による撮像範囲の画像の撮像を行う（Ｓ２０）。例えば、分光計測器１の入出力インターフェース５を用いて所定の操作を実行することで、処理装置６が測定処理を開始し、分光器２から測定情報Ｄ１を取得する第１取得処理、及び、撮像装置３から画像情報Ｄ２を取得する第２取得処理を実行する。

続いて、処理装置６は、格納処理を実行する（Ｓ３０）。格納処理は、第１取得処理で取得した測定情報Ｄ１と第２取得処理で取得した画像情報Ｄ２とをコンピュータ可読媒体４０に格納する。このとき、測定情報Ｄ１は、測定情報Ｄ１の時刻と同じ時刻の画像情報Ｄ２に関連付けられる。

このようにして、分光計測器１に接続されたコンピュータ可読媒体４０には、測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２が格納される。分光計測器１で得られた測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２は、コンピュータ可読媒体４０を経由して情報処理システム１００に入力される（Ｓ４０）。

情報処理システム１００において、サーバ装置１２０は、測定情報Ｄ１に基づいて、スペクトルデータを生成する（Ｓ５０）。より詳細には、サーバ装置１２０は、測定情報Ｄ１とともに画像情報Ｄ２を用いて、スペクトルデータを生成する。測定情報Ｄ１は、反射スペクトルの測定の結果を示す情報を含む。本実施の形態において、反射スペクトルの測定の結果を示す情報は、第１反射光Ｌ２による反射スペクトルの情報と第２反射光Ｌ３による反射スペクトルの情報との両方を含む。第１反射光Ｌ２による反射スペクトルの情報は、対象物１１の反射スペクトルの情報である。第２反射光Ｌ３による反射スペクトルの情報は、光源１２の反射スペクトルの情報である。よって、サーバ装置１２０は、測定情報Ｄ１から、対象物１１の反射スペクトルのデータ及び光源１２のスペクトルのデータを抽出する。画像情報Ｄ２は、撮像範囲の画像を含み、撮像範囲には、対象面９０ａ、第１～第３遮蔽物９１，９２，９３、及び対象物１１が含まれる。つまり、撮像範囲の画像は、対象物１１に関連する画像と、対象面９０ａ及び第１～第３遮蔽物９１，９２，９３の画像とを含む。対象面９０ａ及び第１～第３遮蔽物９１，９２，９３の画像は、光源１２からの光Ｌ１によって対象面９０ａに生じる影に関するから、光源１２に関連する画像である。サーバ装置１２０は、画像情報Ｄ２から、対象物１１に関連する画像と光源１２に関連する画像とを画像に関するデータとして抽出する。サーバ装置１２０は、測定情報Ｄ１から抽出した対象物１１の反射スペクトルのデータ及び光源１２のスペクトルのデータと、画像情報Ｄ２から抽出した画像に関するデータをまとめて、スペクトルデータを生成する。

サーバ装置１２０は、画像情報Ｄ２に基づいて、測定条件データを生成する（Ｓ６０）。画像情報Ｄ２は、上述したように、対象面９０ａの画像を含む。サーバ装置１２０は、画像情報Ｄ２が示す撮像範囲の画像に写る対象面９０ａに光源１２からの光Ｌ１により生じた１以上の遮蔽物９１，９２，９３の影９１ａ，９２ａ，９３１ａ，９３２ａ，９３３ａから、測定時の光源１２と分光器２との位置関係の特定をする。測定時の光源１２と分光器２との位置関係は、例えば、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）、対象物１１に対する分光計測器１の角度（θ１）、対象物１１に対する光源１２の角度（θ２）で表される。さらに、サーバ装置１２０は、画像情報Ｄ２が示す撮像範囲の画像に写る対象面９０ａに光源１２からの光Ｌ１により生じた１以上の遮蔽物９１，９２，９３の影９１ａ，９２ａ，９３１ａ，９３２ａ，９３３ａから、光源１２の広がりの評価値を決定する。このように、サーバ装置１２０は、画像情報Ｄ２に基づいて、画像処理を実行することによって、光源１２と分光計測器１との方位角差（Ａｚ）、対象物１１に対する分光計測器１の角度（θ１）、対象物１１に対する光源１２の角度（θ２）、及び、光源１２の広がりの評価値を決定する。これによって、サーバ装置１２０は、画像情報Ｄ２に基づいて、測定条件データを生成する。

サーバ装置１２０は、測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２の組み合わせに対して、測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２に基づいて、スペクトルデータ及び測定条件データを生成することによってエントリを生成し、生成したエントリをデータベース装置１１０のデータベースＤＢ１に追加する（Ｓ７０）。

図１６のフローチャートでは、スペクトルデータの生成（Ｓ５０）と測定条件データの生成（Ｓ６０）とがこの順番に行われるが、これらの順番は特に限定されない。測定条件データの生成（Ｓ６０）は、スペクトルデータの生成（Ｓ５０）の前、又は、並行して実行され得る。

［１．１．４ 効果等］
以上述べた分光計測器１は、分光器２により反射スペクトルの測定の結果を示す測定情報Ｄ１を提供できる。さらに、分光計測器１は、光源１２からの光Ｌ１によって影を生じる影生成部９を有しており、影生成部９により生じた影を撮像装置３で撮影し、画像情報Ｄ２として提供することが可能である。画像情報Ｄ２に基づいて、影生成部９により生じた影のでき方、例えば、影の位置又は形状を解析することで、測定時の光源１２と分光器２との位置関係、例えば、光源１２に対する分光器２の向き（分光器２の視野方向）を直接的に求めることが可能となる。

測定時の光源１２と分光器２との位置関係は、例えば、方位センサ又は仰角センサを用いても特定することは可能ではある。しかしながら、方位センサ又は仰角センサ自体の誤差の影響が不可避である。例えば、方位センサには、方位センサで測定される方位角の誤差が±１０度を超えものもある。方位角の誤差が±１０度を超えると、実際の方位角が１０度の時に計測された反射スペクトルと実際の方位角が２０度のときに計測された反射スペクトルとが逆の方位角や同じ方位角のときに計測された反射スペクトルとして記録される可能性がある。つまり、方位センサで得られた方位角による反射スペクトルの順序は、実際の方位角による反射スペクトルの順序と異なってしまう場合がある。見かけ上、方位角に対して反射スペクトルがばらついているようにも捉えられる。分光計測器１が提供する画像情報Ｄ２では、影生成部９により生じた影の位置又は形状を解析することで、測定時の光源１２と分光器２との位置関係を直接的に特定することが可能である。そのため、分光計測器１によれば、方位センサ又は仰角センサを利用する場合に比べて、実際の角度と分光計測器１から得られる角度との誤差が小さくなる。そのため、分光計測器１によれば、測定時の光源１２と分光器２との位置関係の特定の精度を向上できる。分光計測器１は、方位センサ又は仰角センサのような電子機器を必要としないから、製造コストの低減が図れる。

さらに、画像情報Ｄ２を用いることで、影生成部９により生じた影の鮮明さから、光源１２の広がり、例えば、対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いを求めることができる。そのため、対象物１１の周囲環境による光源１２からの光の散乱の度合いに起因する、対象物１１の反射スペクトルへの影響を低減する処理が可能である。

このように、分光計測器１は、測定情報Ｄ１に加えて、画像情報Ｄ２を提供可能である。画像情報Ｄ２は、測定情報Ｄ１が示す測定の結果が得られた時の測定条件の特定を可能にする。そのため、分光計測器１は、測定条件を考慮した、測定の結果の評価を可能にする。つまり、分光計測器１によれば、天候等の対象物１１の周囲環境、光源１２の明るさ（光源１２の反射スペクトル）、及び、光源１２と分光器２との位置関係による影響を低減できるから、結果として、対象物１１の反射スペクトルを高精度で安定して測定することが可能となる。

分光計測器１を用いた計測では、対象物１１に対して分光計測器１及び光源１２の少なくとも一方の位置を異ならせて複数回の計測を行うことを想定しており、測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２が大量に生成される。分光計測器１は、上述したように、測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２を、取り外し可能なコンピュータ可読媒体４０に格納する。測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２が大量にあり、分光計測器１からサーバ装置１２０に測定情報Ｄ１及び画像情報Ｄ２を移動させるデータの量が多い場合には、無線通信を利用するよりも、取り外し可能なコンピュータ可読媒体４０を用いるほうが、無線通信の遅延又は無線通信の失敗等の影響がなく、データを安全で確実に移動させることができる。分光計測器１は、無線通信のための通信インターフェース及び無線通信のための設定を必要としないから、製造コストの低減が図れる。

［２．変形例］
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

一変形例において、分光計測器１は、水準器９５を備えていなくてもよい。水準器９５がない場合でも、人が自身の感覚で対象面９０ａのＸ方向を水平方向に一致させてよい。なお、人が自身の感覚で対象面９０ａの左右方向（Ｘ方向）を水平方向に一致させるにあたっては、第１遮蔽物９１又は第２遮蔽物９２を用いてよい。これによって、人が自身の感覚だけで対象面９０ａのＸ方向を水平方向に一致させる場合よりも、対象面９０ａのＸ方向を水平方向により正確に一致させることができる。

一変形例において、分光器２は、必ずしも、測定情報Ｄ１に、測定が実行された時刻をメタデータとして含めなくてもよい。例えば、処理装置６は、クロック回路を利用して、分光器２から測定情報Ｄ１を得た時刻を、測定が実行された時刻として利用できる。分光器２は、測定情報Ｄ１に、測定が実行された場所をメタデータとして含めてもよい。つまり、測定情報Ｄ１は、測定の結果を示す情報に加えて、測定の実行された場所の情報を含んでよい。分光器２自体は、上記の実施の形態の構成に限定されない。分光器２は、従来周知の構成であってよい。

一変形例において、撮像装置３は、画像情報Ｄ２に、撮像範囲の画像が得られた時刻をメタデータとして含めなくてもよい。例えば、処理装置６は、クロック回路を利用して、撮像装置３から画像情報Ｄ２を得た時刻を、撮像範囲の画像が得られた時刻として利用できる。撮像装置３は、画像情報Ｄ２に、撮像範囲の画像が得られた場所をメタデータとして含めてもよい。つまり、画像情報Ｄ２は、撮像範囲の画像の情報に加えて、撮像範囲の画像が得られた場所の情報を含んでよい。撮像装置３自体は、上記の実施の形態の構成に限定されない。撮像装置３は、従来周知の構成であってよい。

一変形例において、ストレージインターフェース４は、特に限定されない。ストレージインターフェース４は、処理装置６によるコンピュータ可読媒体４０へのアクセスを可能にするデバイスであってよい。コンピュータ可読媒体４０は、ＵＳＢメモリ以外のメモリであってよい。コンピュータ可読媒体４０の例としては、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光学ディスク、及び、磁気ディスクが挙げられる。

一変形例において、入出力インターフェース５は、特に限定されない。分光計測器１は、リモートコントローラ等による遠隔制御により処理装置６に測定処理を実行させる構成であってもよく、この場合、入出力インターフェース５は、必須ではない。

一変形例において、処理装置６は、特に限定されない。処理装置６は、リモートコントローラ等による遠隔制御に応じて測定処理を実行するように構成されてもよい。処理装置６は、シングルボードコンピュータに限定されず、その他のコンピュータシステムにより構成されてもよい。

一変形例において、筐体７は、特に限定されない。例えば、本体部８と影生成部９との位置関係は、上記の実施の形態と異なっていてもよい。筐体７は、必ずしも人が持ち運び可能な重さ及び大きさでなくてもよい。筐体７は、移動装置を用いて対象物１１及び光源１２に対して異なる位置に配置可能であればよい。移動装置の例としては、所定位置に固定されて分光計測器１を対象物１１に対して移動させるジンバル又はレール、分光計測器１とともに移動する車両、ドローン又は人工衛星等の移動体が挙げられる。

本体部８は、上記実施の形態の構成に限定されない。本体部８において、収容部８０は、分光器２、ストレージインターフェース４、入出力インターフェース５及び処理装置６を包括的に覆う形状でなくてもよい。収容部８０は、少なくとも分光器２の全体を覆う形状であればよい。反射板８１を保持する保持部８２は、収容部８０に、取り外し可能に取り付けられてよい。保持部８２は、反射板８１が収容部８０のスリット８０ａに対向する位置と、反射板８１が収容部８０のスリット８０ａに対向しない位置との間で移動可能に取り付けられてよい。分光器２は、測定情報Ｄ１として、第１反射光Ｌ２による反射スペクトルの情報を含む第１測定情報と、第２反射光Ｌ３による反射スペクトルの情報を含む第２測定情報とを個別に出力可能であってよい。反射板８１及び保持部８２は必須ではない。

影生成部９は、上記実施の形態の構成に限定されない。対象面９０ａは、必ずしも白色である必要はなく、対象面９０ａ上の影を判別できる色であればよい。第１～第３遮蔽物９１～９３は、対象面９０ａに影を生じさせるための遮蔽物の一例に過ぎない。遮蔽物の数、遮蔽物の形状及び遮蔽物の配置は、光源１２と分光計測器１との方位角差及び対象面９０ａに対する光源１２の角度が決定できれば、特に制限されない。遮蔽物の数、遮蔽物の形状及び遮蔽物の配置は、分光計測器１に対して光源１２がどの位置にきても、対象面９０ａに影が生じるように設定されることが望ましいが、光源１２の位置によっては対象面９０ａに影が生じないことも許容され得る。遮蔽物の数、遮蔽物の形状及び遮蔽物の配置は、光源１２と分光計測器１との方位角差及び対象面９０ａに対する光源１２の角度が容易に求められることが処理負荷の軽減から望ましいが、光源１２と分光計測器１との方位角差及び対象面９０ａに対する光源１２の角度の演算が容易であることは必須ではない。遮蔽物は、対象面９０ａに光源１２の位置に関する情報を与えることができればよく、必ずしも不透明ではなく、光源１２からの光Ｌ１の一部を透過してもよい。

［３．態様］
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。なお、文章の見やすさを考慮して２回目以降の括弧付きの符号の記載を省略する場合がある。

第１の態様は、分光計測器（１）であって、光源（１２）に対する対象物（１１）の反射スペクトルの測定をし、前記測定の結果を示す測定情報（Ｄ１）を出力する分光器（２）と、前記光源（１２）からの光（Ｌ１）を受ける対象面（９０ａ）、及び、前記光源（１２）からの光（Ｌ１）により前記対象面（９０ａ）に影（９１ａ，９２ａ，９３１ａ，９３２ａ，９３３ａ）を生じさせる１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）を含む影生成部（９）と、前記対象面（９０ａ）を含む撮像範囲を撮像し、前記撮像範囲の画像を示す画像情報（Ｄ２）を出力する撮像装置（３）と、コンピュータ可読媒体（４０）が取り外し可能に接続されるストレージインターフェース（４）と、前記分光器（２）、前記撮像装置（３）及び前記ストレージインターフェース（４）に接続され、前記分光器（２）からの前記測定情報（Ｄ１）と、前記撮像装置（３）からの前記画像情報（Ｄ２）とを、前記ストレージインターフェース（４）に接続された前記コンピュータ可読媒体（４０）に格納する測定処理を実行する処理装置（６）とを備える。この態様は、光源（１２）に対する対象物（１１）の反射スペクトルの測定、及び、測定時の光源（１２）と分光器（２）との位置関係の特定を可能にする。

第２の態様は、第１の態様に基づく分光計測器（１）である。第２の態様において、前記撮像範囲は、前記１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）の少なくとも一つを含む。この態様は、遮蔽物（９１，９２，９３）によって対象面（９０ａ）に生じた影と遮蔽物（９１，９２，９３）との比較が容易になる。

第３の態様は、第１又は第２の態様に基づく分光計測器（１）である。第３の態様において、前記１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）は、前記対象面（９０ａ）に直交する方向に延びる垂直棒部材（第１遮蔽物９１）を含む。この態様は、垂直棒部材（第１遮蔽物９１）を、対象面（９０ａ）の左右方向を水平方向に一致させるための基準に用いることができ、分光計測器（１）の位置合わせが容易になる。

第４の態様は、第３の態様に基づく分光計測器（１）である。第４の態様において、前記垂直棒部材（第１遮蔽物９１）は、前記分光器（２）の向きの指標となる位置にある。この態様は、垂直棒部材（第１遮蔽物９１）を、分光器（２）の向きを決定するための基準に用いることができ、分光計測器（１）の位置合わせが容易になる。

第５の態様は、第１～第４の態様のいずれか一つに基づく分光計測器（１）である。第５の態様において、前記１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）は、前記対象面（９０ａ）の左右方向に延びる棒状の水平棒部材（第２遮蔽物９２）を含む。この態様は、水平棒部材（第２遮蔽物９２）を、対象面（９０ａ）の左右方向を水平方向に一致させるための基準に用いることができ、分光計測器（１）の位置合わせが容易になる。

第６の態様は、第１～第５の態様のいずれか一つに基づく分光計測器（１）である。第６の態様において、前記１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）は、前記対象面（９０ａ）の外周の少なくとも一部を規定する壁部材（第３遮蔽物９３）を含む。この態様は、壁部材（第３遮蔽物９３）を対象面（９０ａ）の範囲を定めるために利用できる。

第７の態様は、第１～第６の態様のいずれか一つに基づく分光計測器（１）である。第７の態様において、前記撮像範囲は、前記対象物（１１）を含む。この態様は、撮像装置（３）により、対象面（９０ａ）の画像と対象物（１１）の画像との両方を一度に取得できる。

第８の態様は、第１～第７の態様のいずれか一つに基づく分光計測器（１）である。第８の態様において、前記処理装置（６）は、前記測定情報（Ｄ１）を、前記測定情報（Ｄ１）の時刻と同時刻の前記画像情報（Ｄ２）に関連付ける。この態様は、測定情報（Ｄ１）と画像情報（Ｄ２）とを正しく対応付けることが可能になる。

第９の態様は、第１～第８の態様のいずれか一つに基づく分光計測器（１）である。第９の態様において、前記分光計測器（１）は、前記光源（１２）からの光（Ｌ１）を反射して前記分光器（２）に入射させるための反射板（８１）を、更に備える。この態様は、光源（１２）の反射スペクトルの測定が可能になる。

第１０の態様は、第９の態様に基づく分光計測器（１）である。第１０の態様において、前記分光器（２）は、撮像面（２００）を有する検出器（２０）を含む。前記撮像面（２００）は、前記光源（１２）からの光（Ｌ１）のうち前記対象物（１１）で反射された第１反射光（Ｌ２）が入射する第１測定領域（２００ａ）と、前記光源（１２）からの光（Ｌ１）のうち前記反射板（８１）で反射された第２反射光（Ｌ３）が入射する第２測定領域（２００ｂ）とを含む。この態様は、対象物（１１）の反射スペクトルと光源（１２）の反射スペクトルとの両方を一度に測定できる。

第１１の態様は、第１０の態様に基づく分光計測器（１）である。第１１の態様において、前記撮像面（２００）は、垂直方向（ＶＤ）及び水平方向（ＨＤ）に並ぶ複数の画素（２０１）を含む。前記分光器（２）は、前記撮像面（２００）の前方にあって前記垂直方向（ＶＤ）に延びるスリット（８０ａ）と前記撮像面（２００）との間にあって前記スリット（８０ａ）からの光（Ｌ２，Ｌ３）を前記水平方向（ＨＤ）において波長毎に分ける分光素子（２１）を更に含む。前記第１測定領域（２００ａ）及び前記第２測定領域（２００ｂ）は、前記垂直方向において並ぶ。この態様は、対象物（１１）の反射スペクトルと光源（１２）の反射スペクトルとの両方を一度に測定できる。

第１２の態様は、第１～第１１の態様のいずれか一つに基づく分光計測器（１）である。第１２の態様において、前記分光計測器（１）は、前記対象面（９０ａ）の左右方向を水平方向に一致させるための水準器（９５）を、更に備える。この態様は、分光計測器（１）の位置合わせの精度が向上する。

第１３の態様は、情報処理システム（１００）での処理の対象になる情報を提供するための分光計測器（１）であって、光源（１２）に対する対象物（１１）の反射スペクトルの測定をし、前記測定の結果を示す測定情報（Ｄ１）を出力する分光器（２）と、前記光源（１２）からの光（Ｌ１）を受ける対象面（９０ａ）、及び、前記光源（１２）からの光（Ｌ１）により前記対象面（９０ａ）に影（９１ａ，９２ａ，９３１ａ，９３２ａ，９３３ａ）を生じさせる１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）を含む影生成部（９）と、前記対象面（９０ａ）を含む撮像範囲を撮像し、前記撮像範囲の画像を示す画像情報（Ｄ２）を出力する撮像装置（３）と、コンピュータ可読媒体（４０）が取り外し可能に接続されるストレージインターフェース（４）と、前記分光器（２）、前記撮像装置（３）及び前記ストレージインターフェース（４）に接続され、前記分光器（２）からの前記測定情報（Ｄ１）と、前記撮像装置（３）からの前記画像情報（Ｄ２）とを、前記ストレージインターフェース（４）に接続された前記コンピュータ可読媒体（４０）に格納する測定処理を実行する処理装置（６）とを備える。前記情報処理システム（１００）は、前記コンピュータ可読媒体（４０）を経由して前記測定情報（Ｄ１）及び前記画像情報（Ｄ２）を取得し、前記画像情報（Ｄ２）が示す前記撮像範囲の画像に写る前記対象面（９０ａ）に前記光源（１２）からの光（Ｌ１）により生じた前記１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）の影（９１ａ，９２ａ，９３１ａ，９３２ａ，９３３ａ）から、測定時の前記光源（１２）と前記分光器（２）との位置関係を特定する。この態様は、光源（１２）に対する対象物（１１）の反射スペクトルの測定、及び、測定時の光源（１２）と分光器（２）との位置関係の特定を可能にする。

第１４の態様は、第１３の態様に基づく分光計測器（１）である。第１４の態様において、前記情報処理システム（１００）は、前記画像情報（Ｄ２）が示す前記撮像範囲の画像に写る前記対象面（９０ａ）に前記光源（１２）からの光（Ｌ１）により生じた１以上の遮蔽物（９１，９２，９３）の影（９１ａ，９２ａ，９３１ａ，９３２ａ，９３３ａ）から、測定時の前記光源（１２）の広がりの評価値を決定する。この態様は、測定時の光源（１２）の広がりの評価値が得られるから、対象物（１１）の反射スペクトルの評価の精度の向上を可能にする。

上記の第２～第１２の態様は、第１３又は第１４の態様に組み合わせて適用することが可能である。上記の第２～第１２の態様は、任意の要素である。

本開示は、分光計測器に適用可能である。具体的には、光源に対する対象物の反射スペクトルを測定するための分光計測器に、本開示は適用可能である。

１ 分光計測器
２ 分光器
２０ 検出器
２００ 撮像面
２００ａ 第１測定領域
２００ｂ 第２測定領域
２０１ 画素
２１ 分光素子
３ 撮像装置
４ ストレージインターフェース
４０ コンピュータ可読媒体
６ 処理装置
８０ａ スリット
８１ 反射板
９ 影生成部
９０ａ 対象面
９１ 遮蔽物（第１遮蔽物、垂直棒部材）
９２ 遮蔽物（第２遮蔽物、水平棒部材）
９３ 遮蔽物（第３遮蔽物、壁部材）
９１ａ，９２ａ，９３１ａ，９３２ａ，９３３ａ 影
１００ 情報処理システム
１１ 対象物
１２ 光源
Ｌ１ 光
Ｌ２ 第１反射光
Ｌ３ 第２反射光
Ｄ１ 測定情報
Ｄ２ 画像情報
ＶＤ 垂直方向
ＨＤ 水平方向

Claims (14)

1. 光源に対する対象物の反射スペクトルの測定をし、前記測定の結果を示す測定情報を出力する分光器と、
   前記光源からの光を受ける対象面、及び、前記光源からの光により前記対象面に影を生じさせる１以上の遮蔽物を含む影生成部と、
   前記対象面を含む撮像範囲を撮像し、前記撮像範囲の画像を示す画像情報を出力する撮像装置と、
   コンピュータ可読媒体が取り外し可能に接続されるストレージインターフェースと、
   前記分光器、前記撮像装置及び前記ストレージインターフェースに接続され、前記分光器からの前記測定情報と、前記撮像装置からの前記画像情報とを、前記ストレージインターフェースに接続された前記コンピュータ可読媒体に格納する測定処理を実行する処理装置と、
   を備える、
   分光計測器。
2. 前記撮像範囲は、前記１以上の遮蔽物の少なくとも一つを含む、
   請求項１に記載の分光計測器。
3. 前記１以上の遮蔽物は、前記対象面に直交する方向に延びる垂直棒部材を含む、
   請求項１又は２に記載の分光計測器。
4. 前記垂直棒部材は、前記分光器の向きの指標となる位置にある、
   請求項３に記載の分光計測器。
5. 前記１以上の遮蔽物は、前記対象面の左右方向に延びる棒状の水平棒部材を含む、
   請求項１～４のいずれか一つに記載の分光計測器。
6. 前記１以上の遮蔽物は、前記対象面の外周の少なくとも一部を規定する壁部材を含む、
   請求項１～５のいずれか一つに記載の分光計測器。
7. 前記撮像範囲は、前記対象物を含む、
   請求項１～６のいずれか一つに記載の分光計測器。
8. 前記処理装置は、前記測定情報を、前記測定情報の時刻と同時刻の前記画像情報に関連付ける、
   請求項１～７のいずれか一つに記載の分光計測器。
9. 前記光源からの光を反射して前記分光器に入射させるための反射板を、更に備える、
   請求項１～８のいずれか一つに記載の分光計測器。
10. 前記分光器は、撮像面を有する検出器を含み、
    前記撮像面は、前記光源からの光のうち前記対象物で反射された第１反射光が入射する第１測定領域と、前記光源からの光のうち前記反射板で反射された第２反射光が入射する第２測定領域とを含む、
    請求項９に記載の分光計測器。
11. 前記撮像面は、垂直方向及び水平方向に並ぶ複数の画素を含み、
    前記分光器は、前記撮像面の前方にあって前記垂直方向に延びるスリットと前記撮像面との間にあって前記スリットからの光を前記水平方向において波長毎に分ける分光素子を、更に含み、
    前記第１測定領域及び前記第２測定領域は、前記垂直方向において並ぶ、
    請求項１０に記載の分光計測器。
12. 前記対象面の左右方向を水平方向に一致させるための水準器を、更に備える、
    請求項１～１１のいずれか一つに記載の分光計測器。
13. 情報処理システムでの処理の対象になる情報を提供するための分光計測器であって、
    前記分光計測器は、
    光源に対する対象物の反射スペクトルの測定をし、前記測定の結果を示す測定情報を出力する分光器と、
    前記光源からの光を受ける対象面、及び、前記光源からの光により前記対象面に影を生じさせる１以上の遮蔽物を含む影生成部と、
    前記対象面を含む撮像範囲を撮像し、前記撮像範囲の画像を示す画像情報を出力する撮像装置と、
    コンピュータ可読媒体が取り外し可能に接続されるストレージインターフェースと、
    前記分光器、前記撮像装置及び前記ストレージインターフェースに接続され、前記分光器からの前記測定情報と、前記撮像装置からの前記画像情報とを、前記ストレージインターフェースに接続された前記コンピュータ可読媒体に格納する測定処理を実行する処理装置と、
    を備え、
    前記情報処理システムは、前記コンピュータ可読媒体を経由して前記測定情報及び前記画像情報を取得し、前記画像情報が示す前記撮像範囲の画像に写る前記対象面に前記光源からの光により生じた前記１以上の遮蔽物の影から、測定時の前記光源と前記分光器との位置関係を特定する、
    分光計測器。
14. 前記情報処理システムは、前記画像情報が示す前記撮像範囲の画像に写る前記対象面に前記光源からの光により生じた前記１以上の遮蔽物の影から、測定時の前記光源の広がりの評価値を決定する、
    請求項１３に記載の分光計測器。

Images