JP7196640B2 - 情報システムおよび特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報システムおよび特定方法に関するものである。

近年、スマートフォン等の情報端末が備えるアプリケーション等において、カメラで撮像した、魚貝類、昆虫、哺乳類のような動物、花、木のような植物等の測定対象の画像に基づいて、これら測定対象の種類を特定する電子図鑑が知られている。

例えば、特許文献１では、測定対象としての花の種類を特定する電子図鑑の発明が開示されている。この特許文献１では、取得した花の画像から、花の特徴量としての「花弁の色、枚数、形状、花の集合の仕方」や、葉の特徴量としての「葉の形状、葉の縁の形、茎の毛やとげ」等を抽出し、これらの特徴量に基づいて、花の種類を特定すること、すなわち、花が有している形状、および、この形状の大きさ等の特徴量に基づいて、花の種類の特定が行われている。

しかしながら、このような電子図鑑では、撮像した画像において測定対象が、「背景の模様と似ている」、「花を特定するための形状を示す方向とは異なる方向を向いている」、「撮像領域からはみ出している」等の場合には、認識が困難となり、測定対象の種類を特定することができないと言う問題があった。

このような問題は、花のような測定対象の種類の特定に、前述の通り、測定対象の形状、および、この形状の大きさ等の特徴量が用いられており、「背景の模様と似ている」場合、「形状」を切り出すことができないこと、また、「正面や後方を向いている」場合、および、「撮像領域からはみ出している」場合、電子図鑑が備えるデータベースに保存されている「形状」と異なることに起因する。すなわち、測定対象の種類の特定に必要な、測定対象の形状に基づく特徴量を抽出することが困難であることに起因する。

ところで、このような電子図鑑の他に、検査対象物としての測定対象が正常品であるか異常品であるかを判定する検出方法（例えば、特許文献２参照）において、測定対象を撮像して得られた分光情報（スペクトルデータ）に基づいて、正常品であるか否かの測定対象の判定を、実施することが提案されている。

したがって、電子図鑑において、測定対象を撮像して得られる分光情報を、測定対象の種類を特定するための特徴量を抽出するための情報として用いること、すなわち、測定対象が有する固有の色調を、特徴量として用いることで、前述のように、測定対象の形状に基づく特徴量を抽出することが困難である場合であっても、測定対象の種類を特定することが可能であると考えられる。

特開２００８－１５２７１３号公報 特開２０１７－２０３６５８号公報

しかしながら、測定対象を撮像して得られる分光情報を、測定対象の種類を特定する電子図鑑に適用した際に、分光情報を取得する波長領域を、例えば、可視光の全領域（４００～７６０ｎｍ程度）とした場合、この全領域に対して、分光情報を取得するには時間を要すると言う課題が生じると考えられる。

また、このような課題は、測定対象としての動物および植物の種類を特定する電子図鑑に限らず、撮像した画像における存在を特定したい対象としての動物および植物の存在の有無や、存在する位置を検出する検出方法や、撮像した画像における測定対象としてのカバン、財布、時計および宝石等の物品の真偽や経年劣化の程度を鑑定する鑑定方法についても同様に生じると推察される。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。

本発明の適用例に係る情報システムは、測定すべき対象が有する固有の分光情報を取得するための条件を入力する入力部と、
前記対象が有する固有の分光情報を取得する分光計測部と、
前記分光計測部の作動を制御する制御部と、
前記対象が有する固有の分光情報を含む複数の分光情報を含むデータベースが記憶された記憶部と、を備え、
前記分光計測部は、前記制御部の制御により、前記対象が有する固有の分光情報を、前記対象を特定することができる特定の波長領域において、優先的に取得することを特徴とする。

本発明の情報システムの第１実施形態が適用された情報端末であるスマートフォンの全体像の表側を示す平面図である。 本発明の情報システムの第１実施形態が適用された情報端末であるスマートフォンの全体像の裏側を示す平面図である。 図２に示すスマートフォンのＡ－Ａ線断面図である。 図２に示すスマートフォンのＢ－Ｂ線断面図である。 図１、図２に示すスマートフォンの概略構成を示すブロック図である。 図１、図２に示すスマートフォンの分光計測部が備える分光部が有する波長可変干渉フィルターをファブリーペローエタロンフィルターに適用した一例を示す縦断面図である。 図１、図２に示すスマートフォンにより測定対象の種類の特定を行う特定方法を示すフローチャートである。 図１、図２に示すスマートフォンにより、測定対象を撮像して得られる測定対象が有する固有の分光情報を説明するための概略図である。 図１、図２に示すスマートフォンにより測定対象の検出を行う検出方法を示すフローチャートである。 図１、図２に示すスマートフォンにより測定対象の鑑定を行う鑑定方法を示すフローチャートである。 本発明の情報システムの第２実施形態が適用されたスマートフォンと分光計測部との概略構成を示すブロック図である。 本発明の情報システムの第３実施形態が適用されたスマートフォンと外部表示部との概略構成を示すブロック図である。 本発明の情報システムの第４実施形態が適用されたスマートフォンと分光計測部と外部表示部との概略構成を示すブロック図である。 本発明の情報システムの第５実施形態が適用されたスマートフォンとサーバーとの概略構成を示すブロック図である。 本発明の情報システムの第６実施形態が適用されたスマートフォンとサーバーとの概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明の情報システムおよび特定方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜情報システム＞
＜＜第１実施形態＞＞
図１は、本発明の情報システムの第１実施形態が適用された情報端末であるスマートフォンの全体像の表側を示す平面図、図２は、本発明の情報システムの第１実施形態が適用された情報端末であるスマートフォンの全体像の裏側を示す平面図、図３は、図２に示すスマートフォンのＡ－Ａ線断面図、図４は、図２に示すスマートフォンのＢ－Ｂ線断面図、図５は、図１、図２に示すスマートフォンの概略構成を示すブロック図、図６は、図１、図２に示すスマートフォンの分光計測部が備える分光部が有する波長可変干渉フィルターをファブリーペローエタロンフィルターに適用した一例を示す縦断面図、図７は、図１、図２に示すスマートフォンにより測定対象の種類の特定を行う特定方法を示すフローチャート、図８は、図１、図２に示すスマートフォンにより、測定対象を撮像して得られる測定対象が有する固有の分光情報を説明するための概略図、図９は、図１、図２に示すスマートフォンにより測定対象の検出を行う検出方法を示すフローチャート、図１０は、図１、図２に示すスマートフォンにより測定対象の鑑定を行う鑑定方法を示すフローチャートである。

以下、本実施形態では、本発明の情報システムを、情報端末の１種であるスマートフォン１（ＳＰ）に適用した場合、すなわち、情報端末であるスマートフォン１単独で、本発明の情報システムが完結している場合について説明する。

スマートフォン１は、撮像機能を備えた携帯型の情報端末の１つであり、図１～５に示すように、測定すべき測定対象Ｘ（対象）の分光情報を取得するための条件を入力する入力部１６と、測定対象Ｘが有する固有の分光情報を取得する分光計測部１０と、分光計測部１０の作動を制御する分光計測部制御部としての制御部６０と、測定対象Ｘが有する固有の分光情報を含む複数の分光情報を含むデータベースが記憶された記憶部１７とを備えている。

このスマートフォン１では、分光計測部１０は、制御部６０の制御に基づいて、測定対象Ｘが有する固有の分光情報を、測定対象Ｘを特定することができる特定の波長領域において、優先的に取得する。

このように、スマートフォン１では、測定対象Ｘが有する固有の分光情報を、測定対象Ｘを特定することができる特定の波長領域において、優先的に取得する。そのため、前述の通り、分光情報を、例えば、可視光の全領域（４００～７６０ｎｍ程度）において取得する場合と比較して、分光情報の取得を短時間で実施することができるとともに、測定対象Ｘの特定を、優れた特定精度をもって実施することができる。

なお、スマートフォン１により、測定対象Ｘを特定するために、測定対象Ｘが有する固有の分光情報のうち、優先的に取得する特定の波長領域は、可視光領域から選択されたものに限らず、赤外線領域や、紫外線領域等から選択されたものであってもよい。

したがって、スマートフォン１が備えるアプリケーションとして、測定対象Ｘとしての動物および植物等の種類を特定する電子図鑑を起動させたときには、表示部１５に、特定された動物および植物等の種類の他、その詳細な情報等が表示されるが、スマートフォン１によれば、この種類の特定を、短時間で、かつ、優れた精度で実施することができる。

また、前記アプリケーションとして、撮像した画像すなわち撮像領域における測定対象Ｘとしての動物および植物等の存在の有無や、存在する位置を検出する検出方法を起動させたときには、表示部１５に、検出された動物および植物等の種類、ならびに、その動物および植物等の存在する位置の他、そのものが存在している確率等が表示されるが、スマートフォン１によれば、動物および植物等の検出を、短時間で、かつ、優れた検出精度で実施することができる。なお、図１では、表示部１５に、測定対象Ｘとしての、カブトムシ、クワガタムシ等の昆虫が、木に止まっている位置を特定して表示している。

さらに、前記アプリケーションとして、撮像した画像における測定対象Ｘとしてのカバン、財布、時計および宝石等の物品の真偽（真贋）や、経年劣化の程度を鑑定する鑑定方法を起動させたときには、表示部１５に、特定すなわち鑑定された物品の真偽および経年劣化の程度、ならびに、真贋率および経年劣化が生じている位置等が表示されるが、スマートフォン１によれば、物品の鑑定を、短時間で、かつ、優れた鑑定精度で実施することができる。

以下、本実施形態のスマートフォン１が備える各部の構成について説明する。
［表示部１５、入力部１６］
スマートフォン１では、ディスプレイ７０が表示部１５と入力部１６との双方の機能を兼ね備えており、表示部１５は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の各種表示装置で構成される。この表示部１５は、図１に示すように、スマートフォン１の表側に設けられ、特定された測定対象Ｘの情報を含む各種の可視化画像を表示する。なお、本発明では、表示部１５と入力部１６とは、それぞれ、別個に設けられていてもよい。

表示部１５で表示する可視化画像すなわち特定された測定対象Ｘの情報としては、例えば、特定された測定対象Ｘの画像の他、測定対象Ｘの特徴、分類、成分、性質等の情報、さらには、撮像領域における測定対象Ｘの存在の有無および位置、測定対象Ｘの認識精度（％）や存在確率（％）、ならびに、測定対象Ｘの真偽の確率（％）や劣化の程度（％）等が挙げられる。

また、入力部１６は、例えば、表示部１５の表面に設けられ、タッチ感知面と、このタッチ感知面との接触の強度を検出するためのセンサーとを備えるタッチパネルで構成される、ユーザー（操作者）による操作指示、すなわち、測定対象Ｘが有する固有の分光情報を取得するための条件等が入力されることにより受け付ける。

［記憶部１７］
記憶部１７は、ＲＯＭやＲＡＭ等の各種記憶装置（メモリー）により構成され、スマートフォン１の制御、特に分光計測部１０の制御に必要な各種データやプログラム等を記憶する。

当該データは、例えば、制御部６０の各機能を実現させるためのアプリケーション、プログラム等の他、分光部４１のファブリーペローエタロンフィルターが備える静電アクチュエーター４５に印加する駆動電圧に対する透過光の波長を示す相関データＶ－λデータ、測定対象Ｘが有する固有の分光情報に基づいて測定対象Ｘの種類等を特定するためのデータベース等が挙げられる。なお、ここで言うデータベースとは、特定すべき測定対象Ｘを含む、魚貝類、昆虫、哺乳類のような動物、花、木のような植物、カバン、財布、時計、宝石のような物品等のそれぞれについての分光情報のことを示し、測定対象Ｘを特定することができる特定の波長領域に関する情報についても含んでいる。

［分光計測部１０］
分光計測部１０は、測定対象Ｘで反射した反射光を受光し、分光することで、選択された特定波長または特定波長領域（以下では、「特定波長」で代表して説明する。）の光を得た後、この特定波長を有する光を撮像することにより、分光画像すなわち分光情報を取得するいわゆる分光カメラである。

この分光計測部１０は、本実施形態では、測定対象Ｘすなわち撮像対象に光を照射する光源３１と、測定対象Ｘを反射した反射光に基づいた、画像を撮像する撮像素子２１と、入射光から所定の波長の光を選択的に出射させ、かつ出射させる出射光の波長もしくは波長領域を変更可能な分光部４１と、を備えている。

このような分光計測部１０において、図２に示すように、光源３１、撮像素子２１が、スマートフォン１の裏面側において同一方向を向くように配置された状態で、分光部４１は、撮像素子２１と測定対象Ｘとの間に配置されている。光源３１と、分光部４１と、撮像素子２１とをこのような位置関係で配置することで、これらにより、分光計測部１０を、後分光方式の分光カメラで構成することができる。このような後分光方式の分光カメラでは、ある測定範囲（所定領域）の波長をスキャンすることで、特定波長やスペクトル形状を取得して、測定対象Ｘの特性を把握することが可能である。そのため、特定波長が不明な測定対象Ｘを測定すなわち撮像する場合に有効な方式である。

なお、分光計測部１０は、分光部４１が光源３１と測定対象Ｘとの間に配置された、前分光方式の分光カメラを構成していてもよい。かかる構成をなす前分光方式の分光カメラでは、特定波長の光を照射することで、測定対象Ｘの特性を把握することが可能な方式である。したがって、特定波長が明らかになっている測定対象Ｘを測定する場合に有効な方式であり、後分光方式よりも情報量を減らせることから、計測時間の短縮が図られると言う利点を有する方式である。

以下、分光計測部１０が備える各部の構成について説明する。
［光源３１］
光源３１は、測定対象Ｘに向かって照明光を照射する光素子である。

光源３１は、図２、４に示すように、スマートフォン１の筐体内に配置された回路基板５１上に、測定対象Ｘに向かって照明光を照射し得るように、スマートフォン１の裏面側に配置されている。

この光源３１と測定対象Ｘとの間には分光部が配置されておらず、これにより、光源３１から出射された光が、測定対象Ｘに対して、直接、照射される。

このような光源３１は、例えば、ＬＥＤ光源、ＯＬＥＤ光源、キセノンランプ、ハロンゲンランプ等が挙げられ、波長可変干渉フィルターで構成される分光部４１により分光測定を行う波長領域の全体に光強度を持つ光源、すなわち、可視光領域の全体にわたって光強度を有する白色光を照射可能な光源が好ましく用いられる。また、光源３１は、白色光源以外にも、例えば、赤外光等の所定波長の光を照射可能な光源を備えていてもよい。

［撮像素子２１］
撮像素子２１は、測定対象Ｘを反射した反射光に基づいた、画像を撮像することで、測定対象Ｘを反射した反射光を検出する検出部として機能するものである。

撮像素子２１は、図２、３に示すように、スマートフォン１の筐体内に配置された回路基板５１上に、測定対象Ｘを反射した反射光を受光し得るように、スマートフォン１の裏面側に配置されている。

そして、この撮像素子２１と測定対象Ｘとの間には分光部４１が配置されている。これにより、測定対象Ｘから分光部４１に入射された入射光のうち、特定波長を有する出射光が選択的に出射され、この出射光が撮像素子２１により、分光画像すなわち分光情報として撮像される。
このような撮像素子２１は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等で構成される。

［分光部４１］
分光部４１は、入射光から特定波長である分光波長の光を選択的に出射させ、かつ出射させる出射光の波長領域を変更可能なものである。すなわち、入射光から特定波長の光を出射光として撮像素子２１へ向けて出射させるものである。

分光部４１は、図３に示すように、スマートフォン１の筐体内に配置された回路基板５２上に配置されている。

この分光部４１は、撮像素子２１と測定対象Ｘとの間、すなわち、これらの間の光軸上に配置されている。これにより、測定対象Ｘから分光部４１に入射された入射光のうち、特定波長を有する出射光を、撮像素子２１に向けて選択的に出射する。

このような分光部４１は、出射させる出射光の波長領域を変更可能なように、波長可変干渉フィルターで構成されている。この波長可変干渉フィルターとしては、特に限定されないが、例えば、静電アクチュエーターにより２つのフィルター（ミラー）間のギャップの大きさを調整することで透過する反射光の波長を制御する、波長可変型のファブリーペローエタロンフィルター、音響光学チューナブルフィルター（ＡＯＴＦ）、リニアバリアブルフィルター（ＬＶＦ）、液晶チューナブルフィルター（ＬＣＴＦ）等が挙げられるが、中でも、ファブリーペローエタロンフィルターであるのが好ましい。

ファブリーペローエタロンフィルターは、２つのフィルターによる多重干渉を利用して所望波長の反射光を取り出すものである。そのため、厚み寸法を極めて小さくすることができ、具体的には、２．０ｍｍ以下に設定することが可能となる。そのため、分光部４１ひいては分光計測部１０を備えるスマートフォン１をより小型なものとし得る。したがって、波長可変フィルターとして、ファブリーペローエタロンフィルターを用いることにより、分光計測部１０のさらなる小型化を実現することができる。

以下、波長可変干渉フィルターとして波長可変型のファブリーペローエタロンフィルターが適用された分光部４１について、図６を参照しつつ説明する。

ファブリーペローエタロンフィルターは、平面視において、矩形板状の光学部材であり、固定基板４１０と、可動基板４２０と、固定反射膜４１１と、可動反射膜４２１と、固定電極４１２と可動電極４２２と、接合膜４１４とを備えている。そして、固定基板４１０と可動基板４２０とが積層した状態で、接合膜４１４を介して一体的に接合されている。

固定基板４１０は、その中央部に反射膜設置部４１５が形成されるように、中央部を取り囲んで、厚さ方向に対するエッチングにより溝４１３が形成されている。かかる構成の固定基板４１０において、反射膜設置部４１５の可動基板４２０側に固定反射膜４１１で構成される固定光学ミラーが設けられ、溝４１３の可動基板４２０側に固定電極４１２が設けられている。

また、可動基板４２０は、その中央部に反射膜設置部４２５である可動部が形成されるように、中央部を取り囲んで、厚さ方向に対するエッチングにより溝４２３である保持部が形成されている。かかる構成の可動基板４２０において、反射膜設置部４２５の固定基板４１０側すなわち下面側に可動反射膜４２１で構成される可動光学ミラーが設けられ、固定基板４１０側に可動電極４２２が設けられている。

この可動基板４２０は、反射膜設置部４２５と比較して、溝４２３の厚み寸法が小さく形成されており、これにより、溝４２３は、固定電極４１２および可動電極４２２間に電圧を印加した際の静電引力により撓むダイアフラムとして機能する。

これら固定基板４１０と可動基板４２０とは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下程度の厚みであれば作製可能である。よって、ファブリーペローエタロンフィルターの全体としての厚みを、２．０ｍｍ以下に設定し得るため、分光計測部１０の小型化を実現することができる。

このような固定基板４１０と可動基板４２０との間において、固定反射膜４１１と可動反射膜４２１とは、固定基板４１０および可動基板４２０のほぼ中央部で、ギャップを介して対向配置されている。また、固定電極４１２と可動電極４２２とは、前記中央部を取り囲む溝部で、ギャップを介して対向配置されている。これらのうち、固定電極４１２と可動電極４２２とにより、固定反射膜４１１と可動反射膜４２１との間のギャップの大きさを調整する静電アクチュエーター４５が構成される。

静電アクチュエーター４５を構成する、固定電極４１２および可動電極４２２間に電圧を印加することで生じる静電引力により、溝４２３である保持部に撓みが生じる。その結果、固定反射膜４１１と可動反射膜４２１との間のギャップの大きさすなわち距離を変化させることができる。そして、このギャップの大きさを適宜設定することにより、透過する光の波長を選択すること、入射光から所望の波長（波長領域）の光を選択的に出射させることができる。また、固定反射膜４１１および可動反射膜４２１の構成を変えることにより、透過する光の半値幅、すなわちファブリーペローエタロンフィルターの分解能を制御することができる。

なお、固定基板４１０および可動基板４２０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、無アルカリガラス等の各種ガラスや、水晶等により構成され、接合膜４１４は、例えば、シロキサンを主材料とするプラズマ重合膜等により構成され、また、固定反射膜４１１および可動反射膜４２１は、例えば、Ａｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜で構成される他、高屈折層としてＴｉＯ_２、低屈折層としてＳｉＯ_２を備える誘電体多層膜で構成され、さらに、固定電極４１２および可動電極４２２は、各種導電性材料で構成される。

［光学系８１、８３］
また、分光計測部１０は、本実施形態では、図５に示すように、各種光学部品で構成される光学系８１、８３を有する構成のものである。

第１分光部側光学系８１は、測定対象Ｘと分光部４１との間に配置され、入射光学系としての入射レンズ８１１と、投射レンズ８１２とを備え、測定対象Ｘを反射した反射光を分光部４１に導く。

また、第１撮像素子側光学系８３は、分光部４１と撮像素子２１との間に配置され、入出射レンズ８３１を備え、分光部４１により出射された出射光を撮像素子２１に導く。

このような光学系８１、８３のうちの少なくとも１つを分光計測部１０が備えることで、測定対象Ｘを反射する反射光の撮像素子２１による集光率の向上を図ることができる。

なお、光学系８１、８３は、これらのうちの少なくとも１つが、撮像素子２１による前記集光率を考慮して、省略されたものであってもよい。

また、第１分光部側光学系８１は、上記のような配置とする場合（図５参照）の他、分光部４１と第１撮像素子側光学系８３との間に配置されている構成をなすものであってもよい。

［制御部６０］
制御部６０は、スマートフォン１が備える筐体内に設けられ、例えば、ＣＰＵやメモリー等が組み合わせられたプロセッサーにより構成され、光源３１、撮像素子２１、分光部４１等の各部の作動、すなわち、分光計測部１０の全体または各部の作動を制御するとともに、表示部１５の作動および記憶部１７へのデータの入出力を制御する。分光計測部１０の作動を制御すると言う点においては、制御部６０は、「分光計測部制御部」に相当するか、または内包するものと言える。

より具体的には、制御部６０は、入力部１６に入力されたユーザーの操作指示、すなわち、測定対象Ｘが有する固有の分光情報を取得するための条件に基づいて、記憶部１７に記憶されたプログラム等のソフトウェアを読み込むことで、光源３１、分光部４１および撮像素子２１の作動を制御する。そして、これにより得られた分光画像すなわち分光情報に基づいて、例えば、撮像された測定対象Ｘの特定を行い、そのものの種類や特徴、撮像領域における存在の有無等の情報を、表示部１５において表示する。

この制御部６０は、本実施形態では、図５に示すように、光源制御部６０１と、分光制御部６０２と、分光画像取得部６０３と、分析処理部６０４と、表示制御部６０５とを備える。

光源制御部６０１は、入力部１６に入力されたユーザーの操作指示、具体的には、測定対象Ｘが有する固有の分光情報を取得するための条件に基づいて、光源３１の点灯、消灯を制御するものである。

分光制御部６０２は、記憶部１７に記憶されているＶ－λデータに基づいて、出射させる分光波長すなわち特定波長に対応する駆動電圧の電圧値（入力値）を取得する。そして、取得した電圧値を、分光部４１としてのファブリーペローエタロンフィルターの静電アクチュエーター４５に印加させるために指令信号を出力する。すなわち、分光制御部６０２は、分光部４１の作動を制御して、分光部４１から出射される光の特定波長の大きさを特定する。また、分光制御部６０２は、記憶部１７に記憶されている各種データに基づいて、測定波長の変更タイミングの検出、測定波長の変更、測定波長の変更に応じた駆動電圧の変更、および測定終了の判断等を行い、当該判断に基づいて指令信号を出力する。

分光画像取得部６０３は、測定対象Ｘを反射した反射光に基づいた、光量測定データ（受光量）を分光画像すなわち分光情報として、撮像素子２１において取得（撮像）し、その後、取得された分光画像を記憶部１７に記憶させる。なお、分光画像取得部６０３は、分光画像を記憶部１７に記憶させる際に、分光画像とともにかかる分光画像が取得された測定波長も併せて記憶部１７に記憶させる。

分析処理部６０４は、記憶部１７に記憶された、測定対象Ｘの分光画像および測定波長すなわち分光スペクトルを分光情報として取得し、これらの分析処理を行う。すなわち、分光情報としての分光スペクトルと、記憶部１７に記憶されたデータベースとを比較する分光処理を実施することで、撮像された測定対象Ｘの特定を行う。

なお、分析処理部６０４による、分光画像および測定波長の取得は、記憶部１７を介することなく、分光画像取得部６０３から、直接、実施することもできる。

表示制御部６０５は、分析処理部６０４で特定された測定対象Ｘの情報を可視化画像として表示部１５に表示させる。

なお、かかる構成の制御部６０において、光源制御部６０１、分光制御部６０２および分光画像取得部６０３により、光源３１、分光部４１および撮像素子２１の作動、すなわち分光計測部１０の作動を制御する分光計測部制御部が構成される。

以上のようなスマートフォン１において、起動させるアプリケーションの種類を選択すること、すなわち、スマートフォン１の利用方法を選択することで、スマートフォン１を、１）測定対象Ｘとしての動物および植物等の種類を特定する電子図鑑として用いたり、２）撮像した画像における測定対象Ｘとしての動物および植物等の存在の有無や、存在する位置を検出する検出装置として用いたり、さらには、３）撮像した画像における測定対象Ｘとしての物品の真偽（真贋）や、経年劣化の程度を鑑定する鑑定装置として用いることができる。以下、スマートフォン１を、１）～３）を実施する装置として用いた際の利用方法について、説明する。

［１）電子図鑑としての利用方法］
以下、前述したスマートフォン１を電子図鑑として用いた、測定対象Ｘとしての動物および植物等の種類を特定する特定方法を、図７等を用いて、以下に詳述する。

このスマートフォン１を電子図鑑として用いた特定方法では、測定対象Ｘを、分光計測部１０を用いて撮像し、撮像された分光画像に基づいて、測定対象Ｘの特定を行う。その後、特定された測定対象Ｘの画像、種類、その詳細な説明等をディスプレイ７０に表示する。

＜１Ａ＞ まず、ユーザーは、入力部１６の操作により、スマートフォン１を電子図鑑として用いるアプリケーションを起動させた後、このアプリケーションの指示に従って、必要に応じて条件等の選択を行う（Ｓ１Ａ）。

なお、アプリケーションの指示に従って入力する条件としては、例えば、測定対象Ｘの、花、魚類、哺乳類等の分類すなわち群が挙げられる。このように、予め測定対象Ｘの分類を入力することで、スマートフォン１による測定対象Ｘの検出を迅速に行うことができるが、その詳細については、後に説明する。

＜２Ａ＞ 次いで、ユーザーは、入力部１６の操作により、測定対象Ｘをスマートフォン１すなわち分光計測部１０により撮像する入力指示を行い、この入力指示に基づいて、制御部６０は、分光計測部１０の作動を制御して、特定波長における測定対象Ｘの撮像を行う。

＜２Ａ－１＞ まず、入力部１６における、ユーザーによる測定対象Ｘの撮像の入力指示に従って、光源制御部６０１は、光源３１を点灯させる（Ｓ２Ａ）。

この光源３１の点灯により、光源３１から出射された照明光が、測定対象Ｘに対して、照射される。そして、照射された光が測定対象Ｘにより反射され、この反射された光が入射光として分光部４１に入射する。

＜２Ａ－２＞ 次いで、分光制御部６０２は、記憶部１７に記憶されているＶ－λデータに基づいて、出射させる分光波長すなわち特定波長に対応する駆動電圧の電圧値（入力値）を取得する。そして、取得した電圧値を、分光部４１としてのファブリーペローエタロンフィルターの静電アクチュエーター４５に印加させるために指令信号を出力する（Ｓ３Ａ）。

これにより、測定対象Ｘから分光部４１に入射光として入射された光のうち、特定波長を有する光が出射光として、選択的に撮像素子２１側に向かって出射される。

なお、分光制御部６０２は、分光部４１により特定波長を有する光を出射させるのに先立って、分光部４１のキャリブレーションを行う調整処理を施すことが好ましい。これにより、光源３１の分光スペクトルs_refを取得する。

＜２Ａ－３＞ 次いで、分光画像取得部６０３は、撮像素子２１の作動を制御することで、分光部４１から出射光として出射された、特定波長を有する光を、分光画像として、撮像素子２１により取得する。すなわち、測定対象Ｘを反射した反射光のうち、特定波長を有する光における光量測定データ（受光量）を分光画像として、撮像素子２１により取得する。そして、分光画像取得部６０３は、取得された分光画像を、かかる分光画像に対応する測定波長すなわち特定波長とともに記憶部１７に記憶させる（Ｓ４Ａ）。

このような分光画像の取得方法では、分光部４１は、測定対象Ｘと撮像素子２１との間において、撮像素子２１の受光光の光軸上に配置される。これにより、分光部４１で測定対象Ｘにより反射された光が有する特定波長の光のみが透過され、この特定波長における光の強度が分光画像として撮像素子２１により分光測定される。

＜２Ａ－４＞ 次いで、１回目の特定波長を有する光における分光画像の取得の後に、１回目の特定波長とは異なる２回目の特定波長を有する光における分光画像の取得が必要か否かを、前記工程＜１Ａ＞において、ユーザーによって選択された条件等に基づいて判定する。すなわち、１回目の特定波長とは異なる２回目の特定波長を有する光における分光画像を、続けて取得する必要があるのか否かを判定する（Ｓ５Ａ）。

この判定（Ｓ５Ａ）において、２回目の特定波長を有する光における分光画像の取得の必要がある場合には、１回目の特定波長を有する光に代わり、２回目の特定波長を有する光について、前記工程＜２Ａ－２＞～本工程＜２Ａ－４＞を繰り返して実施する。すなわち、静電アクチュエーター４５の固定電極４１２と可動電極４２２との間に印加させる電圧値を変化させて２回目の特定波長に設定した後、前記工程＜２Ａ－２＞～本工程＜２Ａ－４＞を繰り返して実施する。これにより、２回目の特定波長を有する光における分光画像を取得する。このような２回目の特定波長、すなわち、異なる特定波長を有する光における分光画像の取得を、１、２～ｎ回目まで、繰り返して実施する。上記の通り、前記工程＜２Ａ－２＞～本工程＜２Ａ－４＞を繰り返して実施することで、分光情報を、分光画像に含まれる各画素に対応した、各特定波長と光強度との関係を示すスペクトル情報s_samとして得ることができる。

すなわち、スペクトル情報s_samは、図８では、可視光の波長領域である４００ｎｍ以上７６０ｎｍ以下の波長領域における、ｎ分割された各特定波長と光強度との関係を表すグラフとして表され、このグラフすなわちスペクトル情報がＭ行×Ｎ列の画素毎に有している合計の分光情報として得られることとなる。

一方、次の波長を有する光における分光画像を取得する必要がない場合には、分光計測部１０による分光画像の取得を終了し、次工程＜３Ａ＞に移行する。

ここで、上記の通り、スペクトル情報s_samを得るには、異なる特定波長または特定波長領域を有する光における分光画像の取得を、前記工程＜２Ａ－２＞～本工程＜２Ａ－４＞を繰り返して、ｎ回目まで実施する必要がある。そのため、スペクトル情報s_samを得るには、長時間を要すると言う問題を有する。このような問題は、特に、測定対象Ｘが動物であり、静止している時間が短いために、スペクトル情報s_samを短時間で取得する必要があるとき、可視光の全領域（４００～７６０ｎｍ程度）まで、分光画像を取得するとき、さらには、１回の分光画像を取得する際の特定波長領域を狭くして高精度にスペクトル情報s_samを得るためにｎ回目の回数を多くする必要があるときに生じる。

ところで、本実施形態のスマートフォン１を、測定対象Ｘの種類を特定する電子図鑑として用いる場合、前記工程＜１Ａ＞において、特定すべき測定対象Ｘの分類すなわち群がユーザーによる入力部１６の操作により、予め入力されている。そして、特定すべき測定対象Ｘが属する分類により、測定対象Ｘを特定することができる波長領域が分かっている。すなわち、例えば、測定対象Ｘが属する分類が魚である場合には、魚の種類を特定することができる波長領域は、図８に示す可視光の波長領域のうちＢ領域に存在し、測定対象Ｘが属する分類が花である場合には、花の種類を特定することができる波長領域は、図８に示す可視光の波長領域のうちＣ領域に存在することが経験的に分かっている。

そのため、特定すべき測定対象Ｘが属する分類に応じて、測定対象Ｘを特定することができる波長領域を優先的に取得すること、すなわち、本実施形態では、測定対象Ｘを特定することができる波長領域を選択的に取得し、他の波長領域については、その取得を省略すること、より具体的には、測定対象Ｘが属する分類が魚である場合、図８に示す可視光の波長領域のうちＢ領域を優先的すなわち選択的に取得し、測定対象Ｘが属する分類が花である場合、図８に示す可視光の波長領域のうちＣ領域を優先的すなわち選択的に取得することにより、本工程＜２Ａ＞において、スペクトル情報s_samを短時間で取得することができるとともに、次工程＜３Ａ＞において、測定対象Ｘの特定を、優れた特定精度をもって実施することができる。また、本工程＜２Ａ＞において、取得するスペクトル情報s_samの情報量が小さくなることから、記憶部１７への圧迫を低減することができる。

したがって、測定対象Ｘが動物であり、静止している時間が短いために、スペクトル情報s_samを短時間で取得する必要があるとき、さらには、１回の分光画像を取得する際の特定波長領域を狭くして高精度にスペクトル情報s_samを得る必要があったとしても、かかるスペクトル情報s_samを、短時間で確実に取得することができる。

また、上記の通り、特定すべき測定対象Ｘが属する分類に応じて、測定対象Ｘを特定することができる波長領域を優先的に取得する際に、優先的に取得する波長領域に重みをつけてもよい。すなわち、測定対象Ｘが属する分類に応じて、例えば、図８に示す可視光の波長領域において、重みがＣ領域＞Ｂ領域＞Ａ領域となる優先度を有し、この優先度にしたがって、分光情報を順次取得してもよい。これにより、測定対象Ｘが動物であり、スペクトル情報s_samの取得の途中で、測定対象Ｘの動作により、その取得が切り上げられたとしても、測定対象Ｘを特定することができる波長領域が優先的に取得されている確率が高くなることから、測定対象Ｘを特定することができる、特定精度の向上を図ることができる。

なお、測定対象Ｘが動物である場合、分光計測部１０は、測定対象Ｘの動きに基づき、測定対象Ｘが有する固有の分光情報の取得が困難であると判断したときに、測定対象Ｘが有する固有の分光情報の取得を中止するが、この測定対象Ｘの動作に基づく、スペクトル情報s_samの取得における途中での切り上げは、例えば、スマートフォン１が備える加速度センサーが閾値以上の加速度を感知したとき、および、撮像素子２１による分光画像の取得の際に、撮像素子２１で検知される光強度に閾値以上の変化が認められたときのうちの少なくとも一方を満足した際に実施される。

また、このようなスペクトル情報s_samの取得における途中での切り上げは、測定対象Ｘの動きに基づき、分光情報の取得が困難であると判断した場合の他、ユーザーすなわちスマートフォン１自体が移動しており、スマートフォン１の動きに基づき、分光情報の取得が困難であると判断した場合についても適用し得る。したがって、分光計測部１０は、測定対象Ｘと分光計測部１０との相対的な動きに基づき、測定対象Ｘが有する固有の分光情報の取得が困難であると判断したときに、測定対象Ｘが有する固有の分光情報の取得を中止する

＜３Ａ＞ 次いで、分析処理部６０４は、記憶部１７に記憶された、測定対象Ｘの分光画像および特定波長に基づいて、すなわち、スペクトル情報s_samに基づいて、分光画像の分析を実施する（Ｓ６Ａ）。

換言すれば、分析処理部６０４は、前記工程＜２Ａ＞において記憶部１７に記憶された、スペクトル情報s_samを取得する。その後、分光情報としてのスペクトル情報s_samを、特徴量として用い、データベースと比較する分析処理を実施することで、撮像された測定対象Ｘの特定を行う。

具体的には、スペクトル情報s_samと、光源３１の分光スペクトルs_refとから、測定対象Ｘの反射率r=s_sam/s_refを算出する。

そして、分析処理部６０４は、記憶部１７に予め記憶された群i=1,…,Mに対応したものに含まれるデータrⁱを取得し、rⁱを用いて測定対象Ｘの反射率rが、群iに含まれるいずれに属するか否かを判別することで、測定対象Ｘを特定する。なお、ここで、「群」とは、測定対象Ｘが属する、花、魚類、哺乳類等の分類や小分類のことを言い、前記工程＜１Ａ＞において、予め入力された測定対象Ｘの分類に対応する群のデータが取得される。

より詳しくは、まず、どの群に属するかを判別するのに適した判別空間へ、特徴量としてのスペクトル情報s_samを射影する、すなわち、射影関数f(・)を特定の判別基準に基づき生成する。なお、この判別基準としては、例えば、フィッシャー判別基準、最小二乗基準等が挙げられる。そして、測定対象Ｘの反射率rを判別空間に射影し、yとする。

y=f(r)

同様に、群i=1,…,Mのデータrⁱについても、判別空間に投影し、y(rⁱ)とする。そして、測定対象Ｘの判別空間上の位置yと、群i=1,…,Mとの判別空間での距離mⁱ(i=1,…,M)を計算する。

mⁱ(i=1,…,M)=g(y,y(rⁱ))

ここで、y(rⁱ)は群iに属するデータの判別空間上での位置の集合、すなわち、y(rⁱ)={y(rⁱ 1),…,y(rⁱ _N)}（式中、Ｎは、群iに属するデータの数を表す。）であり、また、g(a,b)は判別空間でのaとbとの距離を算出する関数である。また、距離としては、例えば、マハラノビス距離、ユークリッド距離等を用いることができる。mⁱ(i=1,…,M)のうち、最も距離が小さいものを特定し、小さいものに対応する群iに含まれる種類を、測定対象Ｘの種類Ｈとして特定する。

H=arg_imin mⁱ

以上の通り、本工程＜３Ａ＞では、測定対象Ｘを特定するための特徴量として、スペクトル情報s_samすなわち分光情報を用い、このスペクトル情報s_samの形状に基づいて測定対象Ｘの特定を行っていることから、「測定対象Ｘが背景の模様と似ている」場合、例えば、枯れた松葉の中にある「マツタケ」、葉っぱ上にいる「青虫」、砂浜上にいる「カレイやヒラメ」、木の枝にいる「クワガタ」や「カブトムシ」を測定対象Ｘとして特定する場合のように測定対象と背景とが同系色であったとしても、正確に特定することができる。さらに、「撮像領域において測定対象Ｘが正面や後方を向いている」場合、および、「測定対象Ｘが撮像領域からはみ出している」場合であっても、特徴量として形状情報を用いていないことから、正確に特定することができる。

＜４Ａ＞ 次いで、表示制御部６０５は、分析処理部６０４で特定された測定対象Ｘの情報を可視化画像として作成し、その後、この可視化画像を、表示部１５を備えるディスプレイ７０に表示させる（Ｓ７Ａ）。

この可視化画像として、ディスプレイ７０に表示させる測定対象Ｘの情報としては、測定対象Ｘが魚貝類、昆虫、哺乳類のような動物、または、花、木のような植物である場合、特定された測定対象Ｘの種類すなわち測定対象Ｘが属する群Ｈの他、この測定対象Ｘの分類や、分布、形態、生態等の詳細な情報が挙げられる。

なお、ディスプレイ７０には、記憶部１７に記憶された情報が表示されるが、スマートフォン１の通信機能を用いて、インターネット上に開示されている情報をディスプレイ７０に表示させるようにすることもできる。

以上のような、スマートフォン１を電子図鑑として用いた、工程＜１Ａ＞～工程＜４Ａ＞を経ることで、測定対象Ｘの特定が実施される。

なお、分光情報としての分光スペクトルと、記憶部１７に記憶されたデータベースとを比較する分光処理を、上記では、判別空間での距離mⁱ(i=1,…,M)を用いて実施する場合について説明したが、これに限定されず、前記分析処理は、ニューラルネットワーク等の機械学習により実施するようにすることもできる。

また、スマートフォン１を電子図鑑として用いた測定対象Ｘの特定は、上記のような動物または植物の特定に適用できる他、例えば、宝石のような鉱物、電車、車のような乗り物、雲、および、星座等の特定にも適用することができる。

［２）検出装置としての利用方法］
以下、前述したスマートフォン１を検出装置として用いた、存在を特定したい測定対象Ｘ（対象）としての動物および植物等の存在の有無や、存在する位置を検出する検出方法を、図９等を用いて、以下に詳述する。

このスマートフォン１を検出装置として用いた検出方法では、測定対象Ｘすなわち検出対象が存在すると推察される領域を、分光計測部１０を用いて撮像し、撮像した分光画像に基づいて、撮像された撮像領域における、測定対象Ｘの存在の有無や、存在する位置および存在確率（％）等を特定する。その後、この特定された内容をディスプレイ７０に表示する。

＜１Ｂ＞ まず、ユーザーは、入力部１６の操作により、スマートフォン１を検出装置として用いるアプリケーションを起動させた後、このアプリケーションの指示に従って、条件等の選択を行う（Ｓ１Ｂ）。

なお、アプリケーションの指示に従って入力する条件としては、撮像した画像において検出したい測定対象Ｘの種類等が挙げられる。このような、検出すべき測定対象Ｘの種類の入力により、撮像した撮像領域における測定対象Ｘの存在の有無を特定することができる波長領域を優先的に取得することができるため、スマートフォン１により撮像した撮像領域における測定対象Ｘの検出を迅速に行うことができるが、その詳細については、後に説明する。

＜２Ｂ＞ 次いで、ユーザーは、入力部１６の操作により、測定対象Ｘを検出したい領域を、スマートフォン１すなわち分光計測部１０により撮像する入力指示を行う。そして、この入力指示に基づいて、制御部６０は、分光計測部１０の作動を制御して、特定波長において、測定対象Ｘを検出したい撮像領域の撮像を行う。

＜２Ｂ－１＞ まず、入力部１６における、ユーザーによる撮像の入力指示に従って、光源制御部６０１は、光源３１を点灯させる（Ｓ２Ｂ）。

この光源３１の点灯により、光源３１から出射された照明光が、測定対象Ｘを検出したい撮像領域に対して、照射される。そして、照射された光が撮像領域において反射され、この反射された光が入射光として分光部４１に入射する。

＜２Ｂ－２＞ 次いで、分光制御部６０２は、記憶部１７に記憶されているＶ－λデータに基づいて、出射させる分光波長すなわち特定波長に対応する駆動電圧の電圧値（入力値）を取得する。そして、取得した電圧値を、分光部４１としてのファブリーペローエタロンフィルターの静電アクチュエーター４５に印加させるために指令信号を出力する（Ｓ３Ｂ）。

これにより、測定対象Ｘから分光部４１に入射光として入射された光のうち、特定波長を有する光が出射光として、選択的に撮像素子２１側に向かって出射される。

なお、分光制御部６０２は、分光部４１により特定波長を有する光を出射させるのに先立って、分光部４１のキャリブレーションを行う調整処理を施すことが好ましい。これにより、光源３１の分光スペクトルs_refを取得する。

＜２Ｂ－３＞ 次いで、分光画像取得部６０３は、撮像素子２１の作動を制御することで、分光部４１から出射光として出射された、特定波長を有する光を、分光画像として、撮像素子２１により取得する。すなわち、測定対象Ｘを反射した反射光のうち、特定波長を有する光における光量測定データ（受光量）を分光画像として、撮像素子２１により取得する。そして、分光画像取得部６０３は、取得された分光画像を、かかる分光画像に対応する測定波長すなわち特定波長とともに記憶部１７に記憶させる（Ｓ４Ｂ）。

このような分光画像の取得方法では、分光部４１は、測定対象Ｘを検出したい撮像領域と撮像素子２１との間において、撮像素子２１の受光光の光軸上に配置される。これにより、分光部４１により前記撮像領域で反射された光が有する特定波長の光のみが透過され、この特定波長における光の強度が分光画像として撮像素子２１により分光測定される。

＜２Ｂ－４＞ 次いで、１回目の特定波長を有する光における分光画像の取得の後に、１回目の特定波長とは異なる２回目の特定波長を有する光における分光画像の取得が必要か否かを、前記工程＜１Ｂ＞において、ユーザーによって選択された条件等に基づいて判定する。すなわち、１回目の特定波長とは異なる２回目の特定波長を有する光における分光画像を、続けて取得する必要があるのか否かを判定する（Ｓ５Ｂ）。

この判定（Ｓ５Ｂ）において、２回目の特定波長を有する光における分光画像の取得の必要がある場合には、１回目の特定波長を有する光に代わり、２回目の特定波長を有する光について、前記工程＜２Ｂ－２＞～本工程＜２Ｂ－４＞を繰り返して実施する。すなわち、静電アクチュエーター４５の固定電極４１２と可動電極４２２との間に印加する電圧の大きさを変化させて２回目の特定波長に設定した後、前記工程＜２Ｂ－２＞～本工程＜２Ｂ－４＞を繰り返して実施する。これにより、２回目の特定波長を有する光における分光画像を取得する。このような２回目の特定波長、すなわち、異なる特定波長を有する光における分光画像の取得を、１、２～ｎ回目まで、繰り返して実施する。上記の通り、前記工程＜２Ｂ－２＞～本工程＜２Ｂ－４＞を繰り返して実施することで、分光情報を、測定対象Ｘを検出したい撮像領域における各画素に対応した、各特定波長と光強度との関係を示すスペクトル情報s_samとして得ることができる。

すなわち、スペクトル情報s_samは、図８では、可視光の波長領域である４００ｎｍ以上７６０ｎｍ以下の波長領域における、ｎ分割された各特定波長と光強度との関係を表すグラフとして表され、このグラフすなわちスペクトル情報がＭ行×Ｎ列の画素毎に有している撮像領域における合計の分光情報として得られることとなる。

一方、次の波長を有する光における分光画像を取得する必要がない場合には、分光計測部１０による分光画像の取得を終了し、次工程＜３Ｂ＞に移行する。

ここで、上記の通り、スペクトル情報s_samを得るには、異なる特定波長または特定波長領域を有する光における分光画像の取得を、前記工程＜２Ｂ－２＞～本工程＜２Ｂ－４＞を繰り返して、ｎ回目まで実施する必要がある。そのため、スペクトル情報s_samを得るには、長時間を要すると言う問題を有する。このような問題は、特に、撮像領域において検出すべき測定対象Ｘが動物であり、静止している時間が短いために、スペクトル情報s_samを短時間で取得する必要があるとき、可視光の全領域（４００～７６０ｎｍ程度）まで、分光画像を取得するとき、さらには、１回の分光画像を取得する際の特定波長領域を狭くして高精度にスペクトル情報s_samを得るためにｎ回目の回数を多くする必要があるときに生じる。

ところで、本実施形態のスマートフォン１を、撮像した撮像領域から測定対象Ｘを検出する検出装置として用いる場合、前記工程＜１Ｂ＞において、検出すべき測定対象Ｘの種類がユーザーによる入力部１６の操作により、予め入力されている。そして、検出すべき測定対象Ｘの種類により、測定対象Ｘを特定することができる波長領域が分かっている。すなわち、例えば、検出すべき測定対象Ｘの種類がカブトムシである場合には、カブトムシが存在していることを特定することができる波長領域は、図８に示す可視光の波長領域のうちＢ領域に存在し、測定対象Ｘの種類がマツタケである場合には、マツタケが存在していることを特定することができる波長領域は、図８に示す可視光の波長領域のうちＣ領域に存在することが経験的に分かっている。

そのため、検出すべき測定対象Ｘの種類に応じて、測定対象Ｘが存在していることを特定することができる波長領域を優先的に取得すること、すなわち、本実施形態では、測定対象Ｘを特定することができる波長領域を選択的に取得し、他の波長領域については、その取得を省略すること、より具体的には、検出すべき測定対象Ｘがカブトムシである場合、図８に示す可視光の波長領域のうちＢ領域を優先的すなわち選択的に取得し、検出すべき測定対象Ｘがマツタケである場合、図８に示す可視光の波長領域のうちＣ領域を優先的すなわち選択的に取得することにより、本工程＜２Ｂ＞において、スペクトル情報s_samを短時間で取得することができるとともに、次工程＜３Ｂ＞において、測定対象Ｘの特定を、優れた特定精度をもって実施することができる。また、本工程＜２Ｂ＞において、取得するスペクトル情報s_samの情報量が小さくなることから、記憶部１７への圧迫を低減することができる。

したがって、検出すべき測定対象Ｘが動物であり、静止している時間が短いために、スペクトル情報s_samを短時間で取得する必要があるとき、さらには、１回の分光画像を取得する際の特定波長領域を狭くして高精度にスペクトル情報s_samを得る必要があったとしても、かかるスペクトル情報s_samを、短時間で確実に取得することができる。

また、上記の通り、検出すべき測定対象Ｘの種類に応じて、測定対象Ｘが存在していることを特定することができる波長領域を優先的に取得する際に、優先的に取得する波長領域に重みをつけてもよい。すなわち、測定対象Ｘの種類に応じて、例えば、図８に示す可視光の波長領域において、重みがＣ領域＞Ｂ領域＞Ａ領域となる優先度を有し、この優先度にしたがって、分光情報を順次取得してもよい。これにより、測定対象Ｘが動物であり、スペクトル情報s_samの取得の途中で、測定対象Ｘの動作により、その取得が切り上げられたとしても、測定対象Ｘが存在していることを特定することができる波長領域が優先的に取得されている確率が高くなることから、撮像領域における測定対象Ｘの存在の有無を検出することができる、検出精度の向上を図ることができる。

なお、測定対象Ｘが動物である場合、分光計測部１０は、測定対象Ｘの動きに基づき、測定対象Ｘが有する固有の分光情報の取得が困難であると判断したときに、測定対象Ｘが有する固有の分光情報の取得を中止するが、この測定対象Ｘの動作に基づく、スペクトル情報s_samの取得における途中での切り上げは、例えば、撮像素子２１による分光画像の取得の際に、撮像素子２１で検知される光強度に閾値以上の変化が認められたときに実施される。

＜３Ｂ＞ 次いで、分析処理部６０４は、記憶部１７に記憶された、測定対象Ｘの分光画像および特定波長、すなわち、スペクトル情報s_samに基づいて、分光画像の分析を実施する（Ｓ６Ｂ）。

換言すれば、分析処理部６０４は、前記工程＜２Ｂ＞において記憶部１７に記憶された、スペクトル情報s_samを取得する。そして、このスペクトル情報s_samを、分光情報を有する特徴量として用いて分析処理を行うことで、分光計測部１０により撮像された撮像領域から目的物である測定対象Ｘを検出する。

具体的には、スペクトル情報s_samと、光源３１の分光スペクトルs_refとから、測定対象Ｘを検出したい撮像領域における反射率r=s_sam/s_refを算出する。そして、この撮像領域をＭ行Ｎ列の画素毎に分割することで、Ｍ×Ｎ個に分割された各領域(i=1,…,M),(j=1,…,N)に対応したデータrⁱ _jを算出する。

そして、分析処理部６０４は、記憶部１７に予め用意されたデータベースのうち測定対象Ｘに対応した反射率r_baseを取得し、Ｍ個に分割された各領域に対応する反射率rⁱ _jが、測定対象Ｘに対応した反射率r_baseに属するか否かを判別することで、撮像領域において測定対象Ｘが存在する位置を特定する。

より詳しくは、まず、各群を判別するのに適した判別空間への射影関数f(・)を特定の判別基準に基づき生成する。なお、この判別基準としては、例えば、フィッシャー判別基準、最小二乗基準等が挙げられる。そして、データベースに保存された測定対象Ｘの反射率r_baseを判別空間に射影し、yとする。

y=f(r_base)

同様に、Ｍ行Ｎ列に分割された各領域(i=1,…,M),(j=1,…,N)に対応したデータrⁱ _jについても、判別空間に投影し、y(rⁱ _j)とする。そして、測定対象Ｘと、各領域(i=1,…,M),(j=1,…,N)との判別空間での距離mⁱ _j(i=1,…,M),(j=1,…,N)を計算する。

mⁱ _j(i=1,…,M),(j=1,…,N)=g(y,y(rⁱ _j))

ここで、g( )は判別空間での距離を算出する関数である。また、距離としては、例えば、マハラノビス距離、ユークリッド距離等を用いることができる。

そして、mⁱ _j(i=1,…,M),(j=1,…,N)のうち、距離mⁱ _jが設定したある閾値よりも小さかった場合に測定対象Ｘがその領域に存在している確率を有していると判定し、すなわち、測定対象Ｘがその領域において検出されたと判定し、さらにこの閾値を細分化することで、かかる領域における存在確率（％）を特定することができる。

以上の通り、本工程＜３Ｂ＞では、測定対象Ｘを検出するための特徴量として、スペクトル情報s_samすなわち分光情報を用い、このスペクトル情報s_samの形状に基づいて、撮像領域における測定対象Ｘの検出を行っていることから、「測定対象Ｘが背景の模様と似ている」場合、例えば、枯れた松葉の中にある「マツタケ」、葉っぱ上にいる「青虫」、砂浜上にいる「カレイやヒラメ」、木の枝にいる「クワガタ」や「カブトムシ」を測定対象Ｘとして検出する場合のように測定対象と背景とが同系色であったとしても、撮像領域から正確に検出することができる。さらに、「撮像領域において測定対象Ｘが正面や後方を向いている」場合、および、「測定対象Ｘが撮像領域からはみ出している」場合であっても、特徴量として形状情報を用いていないことから、測定対象Ｘを正確に検出することができる。

＜４Ｂ＞ 次いで、表示制御部６０５は、分析処理部６０４で、分光計測部１０により撮像された撮像領域のうち、測定対象Ｘが存在していると判定された領域に対して、例えば、赤色等のマーキングを施すことで強調表示がなされた、可視化画像を作成する。その後、図１に示すように、この可視化画像を、表示部１５を備えるディスプレイ７０に表示させる（Ｓ７Ｂ）。ただし、図１では、表示部１５に、測定対象Ｘとしての、カブトムシ、クワガタムシ等の昆虫が木に止まっている位置を、マーキングして強調することで特定している。

なお、この可視化画像では、測定対象Ｘが存在していると判定された領域に対する、マーキングの他、例えば、マーキングの近位に測定対象Ｘが存在する存在確率（％）を表示することとしてもよいし、さらに、測定対象Ｘが存在する存在確率（％）に応じて、マーキングの色を変化させるようにしてもよい。

以上のような、スマートフォン１を検出装置として用いた、工程＜１Ｂ＞～工程＜４Ｂ＞を経ることで、測定対象Ｘが存在すると推察される撮像領域における、測定対象Ｘの存在の有無、および、測定対象Ｘが存在している位置を検出することができる。

なお、スマートフォン１を検出装置として用いた撮像領域における測定対象Ｘの検出は、上記のような動物または植物の検出に適用できる他、例えば、宝石のような鉱物、雲および星座等の検出にも適用することができる。

［３）鑑定装置としての利用方法］
以下、前述したスマートフォン１を鑑定装置として用いた、測定対象Ｘとしてのカバン、財布、時計および宝石等の物品の真偽（真贋）や、経年劣化の程度を鑑定する鑑定方法を、図１０等を用いて、以下に詳述する。

このスマートフォン１を鑑定装置として用いた鑑定方法では、鑑定すべき測定対象Ｘを、分光計測部１０を用いて撮像し、撮像された分光画像に基づいて、測定対象Ｘの真偽または、経年劣化の程度の鑑定を行う。その後、この鑑定された内容をディスプレイ７０に表示する。

＜１Ｃ＞ まず、ユーザーは、入力部１６の操作により、スマートフォン１を鑑定装置として用いるアプリケーションを起動させた後、このアプリケーションの指示に従って、必要に応じて条件等の選択を行う（Ｓ１Ｃ）。

なお、アプリケーションの指示に従って入力する条件としては、鑑定する測定対象Ｘすなわち物品の種類、換言すれば測定対象Ｘの製品番号、ならびに、真偽または経年劣化の程度の鑑定の種類が挙げられる。このように鑑定する測定対象Ｘの製品番号を予め入力することで、スマートフォン１により撮像した撮像領域における測定対象Ｘの真偽または経年劣化の程度の判定を迅速に行うことができるが、その詳細については、後に説明する。

＜２Ｃ＞ 次いで、ユーザーは、入力部１６の操作により、測定対象Ｘをスマートフォン１すなわち分光計測部１０により撮像する入力指示を行い、この入力指示に基づいて、制御部６０は、分光計測部１０の作動を制御して、特定波長における測定対象Ｘの撮像を行う。

＜２Ｃ－１＞ まず、入力部１６における、ユーザーによる測定対象Ｘの撮像の入力指示に従って、光源制御部６０１は、光源３１を点灯させる（Ｓ２Ｃ）。

この光源３１の点灯により、光源３１から出射された照明光が、測定対象Ｘに対して、照射される。そして、照射された光が測定対象Ｘにより反射され、この反射された光が入射光として分光部４１に入射する。

＜２Ｃ－２＞ 次いで、分光制御部６０２は、記憶部１７に記憶されているＶ－λデータに基づいて、出射させる分光波長すなわち特定波長に対応する駆動電圧の電圧値（入力値）を取得する。そして、取得した電圧値を、分光部４１としてのファブリーペローエタロンフィルターの静電アクチュエーター４５に印加させるために指令信号を出力する（Ｓ３Ｃ）。

これにより、測定対象Ｘから分光部４１に入射光として入射された光のうち、特定波長を有する光が出射光として、選択的に撮像素子２１側に向かって出射される。

なお、分光制御部６０２は、分光部４１により特定波長を有する光を出射させるのに先立って、分光部４１のキャリブレーションを行う調整処理を施すことが好ましい。これにより、光源３１の分光スペクトルs_refを取得する。

＜２Ｃ－３＞ 次いで、分光画像取得部６０３は、撮像素子２１の作動を制御することで、分光部４１から出射光として出射された、特定波長を有する光を、分光画像として撮像素子２１により取得する。すなわち、測定対象Ｘを反射した反射光のうち、特定波長を有する光における光量測定データ（受光量）を分光画像として、撮像素子２１により取得する。そして、分光画像取得部６０３は、取得された分光画像を、かかる分光画像に対応する測定波長すなわち特定波長とともに記憶部１７に記憶させる（Ｓ４Ｃ）。

このような分光画像の取得方法では、分光部４１は、測定対象Ｘと撮像素子２１との間において、撮像素子２１の受光光の光軸上に配置される。これにより、分光部４１で測定対象Ｘにより反射された光が有する特定波長の光のみが透過され、この特定波長における光の強度が分光画像として撮像素子２１により分光測定される。

＜２Ｃ－４＞ 次いで、１回目の特定波長を有する光における分光画像の取得の後に、１回目の特定波長とは異なる２回目の特定波長を有する光における分光画像の取得が必要か否かを、前記工程＜１Ｃ＞において、ユーザーによって選択された条件等に基づいて判定する。すなわち、１回目の特定波長とは異なる２回目の特定波長を有する光における分光画像を、続けて取得する必要があるのか否かを判定する（Ｓ５Ｃ）。

この判定（Ｓ５Ｃ）において、２回目の特定波長を有する光における分光画像の取得の必要がある場合には、１回目の特定波長を有する光に代わり、２回目の特定波長を有する光について、前記工程＜２Ｃ－２＞～本工程＜２Ｃ－４＞を繰り返して実施する。すなわち、静電アクチュエーター４５の固定電極４１２と可動電極４２２との間に印加させる電圧値を変化させて２回目の特定波長に設定した後、前記工程＜２Ｃ－２＞～本工程＜２Ｃ－４＞を繰り返して実施する。これにより、２回目の特定波長を有する光における分光画像を取得する。このような２回目の特定波長、すなわち、異なる特定波長を有する光における分光画像の取得を、１、２～ｎ回目まで、繰り返して実施する。上記の通り、前記工程＜２Ｃ－２＞～本工程＜２Ｃ－４＞を繰り返して実施することで、分光情報を、分光画像に含まれる各画素に対応した、各特定波長と光強度との関係を示すスペクトル情報s_samとして得ることができる。

すなわち、スペクトル情報s_samは、図８では、可視光の波長領域である４００ｎｍ以上７６０ｎｍ以下の波長領域における、ｎ分割された各特定波長と光強度との関係を表すグラフとして表され、このグラフすなわちスペクトル情報がＭ行×Ｎ列の画素毎に有している合計の分光情報として得られることとなる。

一方、次の波長を有する光における分光画像を取得する必要がない場合には、分光計測部１０による分光画像の取得を終了し、次工程＜３Ｃ＞に移行する。

ここで、上記の通り、スペクトル情報s_samを得るには、異なる特定波長または特定波長領域を有する光における分光画像の取得を、前記工程＜２Ｃ－２＞～本工程＜２Ｃ－４＞を繰り返して、ｎ回目まで実施する必要がある。そのため、スペクトル情報s_samを得るには、長時間を要すると言う問題を有する。このような問題は、特に、可視光の全領域（４００～７６０ｎｍ程度）まで、分光画像を取得するとき、さらには、１回の分光画像を取得する際の特定波長領域を狭くして高精度にスペクトル情報s_samを得るためにｎ回目の回数を多くする必要があるときに生じる。

ところで、本実施形態のスマートフォン１を、測定対象Ｘとしての物品を鑑定する鑑定装置として用いる場合、前記工程＜１Ｃ＞において、鑑定すべき測定対象Ｘの種類すなわち製品番号がユーザーによる入力部１６の操作により、予め入力されている。そして、鑑定すべき測定対象Ｘの種類により、測定対象Ｘの真偽や劣化の程度を判定すなわち特定することができる波長領域が分かっている。すなわち、例えば、検出すべき測定対象Ｘの種類がブランドＡのショルダーバッグである場合には、ブランドＡのショルダーバッグであることを特定することができる波長領域は、図８に示す可視光の波長領域のうちＢ領域に存在し、測定対象Ｘの種類がダイヤモンドである場合には、ダイヤモンドが存在していることを特定することができる波長領域は、図８に示す可視光の波長領域のうちＣ領域に存在することが経験的に分かっている。

そのため、鑑定すべき測定対象Ｘの種類に応じて、測定対象Ｘの真偽または経年劣化の程度を判定すなわち特定することができる波長領域を優先的に取得すること、すなわち、本実施形態では、測定対象Ｘを特定することができる波長領域を選択的に取得し、他の波長領域については、その取得を省略すること、より具体的には、鑑定すべき測定対象ＸがブランドＡのショルダーバッグである場合、図８に示す可視光の波長領域のうちＢ領域を優先的すなわち選択的に取得し、鑑定すべき測定対象Ｘがダイヤモンドである場合、図８に示す可視光の波長領域のうちＣ領域を優先的すなわち選択的に取得することにより、本工程＜２Ｃ＞において、スペクトル情報s_samを短時間で取得することができるとともに、次工程＜３Ｃ＞において、測定対象Ｘの特定を、優れた特定精度をもって実施することができる。また、本工程＜２Ｃ＞において、取得するスペクトル情報s_samの情報量が小さくなることから、記憶部１７への圧迫を低減することができる。

したがって、１回の分光画像を取得する際の特定波長領域を狭くして高精度にスペクトル情報s_samを得る必要があったとしても、かかるスペクトル情報s_samを、短時間で確実に取得することができる。

また、上記の通り、鑑定すべき測定対象Ｘの種類に応じて、測定対象Ｘが存在していることを特定することができる波長領域を優先的に取得する際に、優先的に取得する波長領域に重みをつけてもよい。すなわち、測定対象Ｘの種類に応じて、例えば、図８に示す可視光の波長領域において、重みがＣ領域＞Ｂ領域＞Ａ領域となる優先度を有し、この順で分光画像を取得する優先度をつけてもよい。

＜３Ｃ＞ 次いで、分析処理部６０４は、記憶部１７に記憶された、測定対象Ｘの分光画像および特定波長、すなわち、スペクトル情報s_samに基づいて、分光画像の分析を実施する（Ｓ６Ｃ）。

換言すれば、分析処理部６０４は、前記工程＜２Ｃ＞において記憶部１７に記憶された、スペクトル情報s_samを取得する。そして、このスペクトル情報s_samを、分光情報を有する特徴量として用いて分析処理を行うことで、撮像された測定対象Ｘの鑑定を実施する。

具体的には、スペクトル情報s_samと、光源３１の分光スペクトルs_refとから、測定対象Ｘの反射率r=s_sam/s_refを算出する。

そして、分析処理部６０４は、記憶部１７に予め記憶された群i=1,…,Mに対応したデータrⁱのうちから、測定対象Ｘの真正品（i=x）に相当する反射率rⁱを取得し、rⁱを用いて測定対象Ｘの反射率rが真正品の反射率rⁱに対して同等であるか否かを判別することで、測定対象Ｘを鑑定する。

より詳しくは、まず、各群を判別するのに適した判別空間への射影関数f(・)を特定の判別基準に基づき生成する。なお、この判別基準としては、例えば、フィッシャー判別基準、最小二乗基準等が挙げられる。

そして、鑑定の種類が、物品の真偽である場合、測定対象Ｘの反射率rを判別空間に射影し、yとする。

y=f(r)

同様に、新品の真正品(i=x)のデータrⁱについても、判別空間に投影し、y(rⁱ)とする。そして、測定対象Ｘの判別空間上の位置yと、真正品(i=x)との判別空間での距離mⁱ(i=x)を計算する。

mⁱ(i=x)=g(y,y(rⁱ))

ここで、g( )は判別空間での距離を算出する関数である。また、距離としては、例えば、マハラノビス距離、ユークリッド距離等を用いることができる。

そして、mⁱ(i=x)の大きさが、設定した閾値よりも小さかった場合に測定対象が真正品であると判定し、さらにこの閾値を細分化することで、測定対象Ｘが真正品であることの確率（％）を特定することができる。

また、鑑定の種類が、物品の経年劣化の程度である場合、測定対象Ｘの反射率rを判別空間に射影し、yとする。

y=f(r)

同様に、劣化の程度ごとに取得した真正品(i=1,…,M)のデータrⁱについても、判別空間に投影し、y(rⁱ)とする。そして、測定対象Ｘの判別空間上の位置yと、劣化の程度に応じた真正品(i=1,…,M)との判別空間での距離mⁱ(i=1,…,M)を計算する。

mⁱ(i=1,…,M)=g(y,y(rⁱ))

ここで、y(rⁱ)は真正品に属するデータの判別空間上での位置の集合、すなわち、y(rⁱ)={y(rⁱ 1),…,y(rⁱ _N)}（式中、Ｎは、群iに属するデータの数を表す。）であり、また、g(a,b)は判別空間でのaとbとの距離を算出する関数である。また、距離としては、例えば、マハラノビス距離、ユークリッド距離等を用いることができる。

そして、mⁱ(i=1,…,M)の大きさが、設定した閾値よりも小さかった場合に測定対象が属する群iで指定した経年劣化の程度であると鑑定することができる。

＜４Ｃ＞ 次いで、表示制御部６０５は、分析処理部６０４で特定された測定対象Ｘの情報を可視化画像として作成し、その後、この可視化画像を、表示部１５を備えるディスプレイ７０に表示させる（Ｓ７Ｃ）。

この可視化画像には、鑑定がなされた測定対象Ｘの画像の他、鑑定の区分が測定対象Ｘの真偽である場合には、測定対象Ｘが真正品であるか否かの判定結果、さらには、真正品である確率（％）等の情報が表示され、また、鑑定の区分が測定対象Ｘの経年劣化の程度である場合には、測定対象Ｘの劣化の程度（％）、さらには、それに基づく査定価格等の情報が表示される。なお、鑑定の区分が測定対象Ｘの真偽である場合に、この鑑定により測定対象Ｘが真正品であるとの鑑定結果が得られたときには、自動的に、測定対象Ｘの経年劣化の程度の鑑定に移行するようにしてもよい。

以上のような、スマートフォン１を鑑定装置として用いた、工程＜１Ｃ＞～工程＜４Ｃ＞を経ることで、測定対象Ｘの鑑定が実施される。

なお、スマートフォン１を鑑定装置として用いた測定対象Ｘの鑑定は、上記のようなカバン、財布、時計および宝石等の物品に適用できる他、測定対象Ｘの真偽に鑑定装置を用いた場合、動物、植物、雲および星座等の特定にも適用することができる。

さらに、本実施形態では、分光情報として、測定対象Ｘの反射率を用いて、測定対象Ｘの特定を行う場合について説明したが、これに限定されず、例えば、測定対象Ｘの透過率、吸光度や、クベルカ・ムンク変換データ等を分光情報として用いた場合においても、測定対象Ｘの特定を行うことが可能である。

また、本実施形態では、分光計測部１０は、分光カメラとして、光源３１と、分光部４１と、撮像素子２１とを備える場合について説明したが、分光計測部１０は、これらのうち、光源３１が省略されたものであってもよい。この場合、分光計測部１０は、分光計測部１０により分光画像を撮像する前記工程＜２Ａ＞、＜２Ｂ＞、＜２Ｃ＞では、測定対象Ｘに対する光の照射は、太陽や室内照明等の外光により実施される。

さらに、本実施形態では、本発明の情報システムが、情報端末単独で完結しているものとして、スマートフォン１を一例にして説明したが、このような情報端末としては、スマートフォン１に限定されず、例えば、タブレット端末、ノート型パソコン、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載用のモニター、ドライブレコーダー等であってもよい。なお、本実施形態のように、本発明の情報システムを、情報端末単独で完結している構成のものとすることで、オフラインでの使用を実現することが可能であるため、通信状況が不安定な場所であっても利用可能となる。

また、本実施形態では、入力部１６がタッチパネルで構成される場合について説明したが、これに限定されず、入力部１６は、スマートフォン１の筐体に設けられた操作用ボタンであってもよいし、スマートフォン１が備えるマイクを介して音声により入力がなされるものであってもよいし、これらが組み合わされたものであってもよい。

＜＜第２実施形態＞＞
次に、本発明の情報システムの第２実施形態について説明する。
図１１は、本発明の情報システムの第２実施形態が適用されたスマートフォンと分光計測部との概略構成を示すブロック図である。

以下、第２実施形態の情報システムについて、前記第１実施形態の情報システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１１に示す第２実施形態の情報システムは、情報端末としてのスマートフォン１の他に、さらに分光計測部１０を独立して備え、この分光計測部１０が分光カメラとしての機能を発揮すること以外は、前記第１実施形態の情報システムと同様である。すなわち、第２実施形態の情報システムでは、本発明の情報システムが、情報端末であるスマートフォン１単独で完結することなく、情報端末としてのスマートフォン１と、分光カメラとしての分光計測部１０とを有している。

第２実施形態の情報システムでは、図１１に示すように、スマートフォン１は、内部における分光計測部１０の配置が省略されており、これに代えて、分光計測部１０は、分光カメラとしてスマートフォン１の外部に独立して設けられており、その作動がスマートフォン１により制御可能なように構成されている。なお、スマートフォン１と分光計測部１０との電気的な接続による、スマートフォン１による分光計測部１０の制御は、有線および無線のいずれであってもよい。

かかる構成の第２実施形態の情報システムでは、分光計測部１０による測定対象Ｘを含む画像の取得と、スマートフォン１による測定対象Ｘを特定するための条件の設定等の操作とを、独立して実施することができる。そのため、情報システムの操作性の向上を図ることができる。

また、スマートフォン１に、アプリケーションをインストールするとともに、分光計測部１０を接続することで、本発明の情報システムを利用することができ、分光計測部１０を備えないスマートフォン１を用い得るため汎用性に優れる。

さらに、本発明の情報システムを、スマートフォン１と分光計測部１０とで完結している構成のものとすることで、スマートフォン１と分光計測部１０との通信以外は、オフラインでの使用が可能であるため、通信状況が不安定な場所であっても利用可能となる。

このような第２実施形態の情報システムによっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、本発明の情報システムが、情報端末としてのスマートフォン１と、分光カメラとしての分光計測部１０とを有する場合について説明したが、本発明の情報システムは、スマートフォン１に代えて、情報端末がタブレット端末等で構成されていてもよいし、スマートフォン１すなわち情報端末がサーバー等で構成されるものであってもよい。

＜＜第３実施形態＞＞
次に、本発明の情報システムの第３実施形態について説明する。

図１２は、本発明の情報システムの第３実施形態が適用されたスマートフォンと外部表示部との概略構成を示すブロック図である。

以下、第３実施形態の情報システムについて、前記第１実施形態の情報システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１２に示す第３実施形態の情報システムは、情報端末としてのスマートフォン１の他に、さらに外部表示部１８を独立して備え、この外部表示部１８がスマートフォン１の外部の表示部としての機能を発揮すること以外は、前記第１実施形態の情報システムと同様である。すなわち、第３実施形態の情報システムでは、本発明の情報システムが、情報端末であるスマートフォン１単独で完結することなく、情報端末としてのスマートフォン１と、外部表示部１８とを有している。

第３実施形態の情報システムは、図１２に示すように、スマートフォン１が備える表示部１５の他に、さらに、スマートフォン１の外部に独立して設けられた外部表示部１８を備えており、外部表示部１８の作動がスマートフォン１により制御可能なように構成されている。なお、スマートフォン１と外部表示部１８との電気的な接続による、スマートフォン１による外部表示部１８の制御は、有線および無線のいずれであってもよい。

かかる構成の第３実施形態の情報システムでは、外部表示部１８における画像の操作者による確認と、スマートフォン１による測定対象Ｘを特定するための条件の設定等の操作とを、独立して実施することができるため、情報システムの操作性の向上を図ることができる。

また、本発明の情報システムを、スマートフォン１と外部表示部１８とで完結している構成のものとすることで、スマートフォン１と外部表示部１８との通信以外は、オフラインでの使用が可能であるため、通信状況が不安定な場所であっても利用可能となる。

また、外部表示部１８としては、モバイルノートＰＣ、タブレット端末およびヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等が挙げられるが、中でも、ヘッドマウントディスプレイであることが好ましい。ヘッドマウントディスプレイによれば、拡張現実（ＡＲ）において、例えば、測定対象Ｘの特定された結果や、測定対象Ｘが存在すると推察される位置等を表示することができ、さらに、ハンズフリーでの利用が可能であるため、情報システムの操作性の更なる向上を図ることができる。

このような第３実施形態の情報システムによっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

＜＜第４実施形態＞＞
次に、本発明の情報システムの第４実施形態について説明する。

図１３は、本発明の情報システムの第４実施形態が適用されたスマートフォンと分光計測部と外部表示部との概略構成を示すブロック図である。

以下、第４実施形態の情報システムについて、前記第１実施形態の情報システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１３に示す第４実施形態の情報システムは、情報端末としてのスマートフォン１の他に、さらに分光計測部１０と外部表示部１８とを独立して備え、分光計測部１０が分光カメラとしての機能を発揮し、外部表示部１８がスマートフォン１の外部の表示部としての機能を発揮すること以外は、前記第１実施形態の情報システムと同様である。すなわち、第３実施形態の情報システムでは、本発明の情報システムが、情報端末であるスマートフォン１単独で完結することなく、情報端末としてのスマートフォン１と、分光計測部１０と、外部表示部１８とを有している。

第４実施形態の情報システムでは、図１３に示すように、スマートフォン１は、内部における分光計測部１０の配置が省略されており、これに代えて、分光計測部１０は、分光カメラとしてスマートフォン１の外部に独立して設けられており、その作動がスマートフォン１により制御可能なように構成されている。さらに、スマートフォン１が備える表示部１５の他に、さらに、スマートフォン１の外部に独立して設けられた外部表示部１８を備えており、外部表示部１８の作動がスマートフォン１により制御可能なように構成されている。

なお、スマートフォン１と分光計測部１０との電気的な接続による、スマートフォン１による分光計測部１０の制御、ならびに、スマートフォン１と外部表示部１８との電気的な接続による、スマートフォン１による外部表示部１８の制御は、それぞれ、有線および無線のいずれであってもよい。

かかる構成の第４実施形態の情報システムでは、分光計測部１０による測定対象Ｘを含む画像の取得と、外部表示部１８における画像の操作者による確認と、スマートフォン１による測定対象Ｘを特定するための条件の設定等の操作とを、独立して実施することができるため、情報システムの操作性の向上を図ることができる。

また、スマートフォン１に、アプリケーションをインストールするとともに、分光計測部１０と外部表示部１８とを接続することで、本発明の情報システムを利用することができ、分光計測部１０を備えないスマートフォン１を用い得るため汎用性に優れる。

さらに、本発明の情報システムを、スマートフォン１と分光計測部１０と外部表示部１８とで完結している構成のものとすることで、スマートフォン１と分光計測部１０と外部表示部１８との通信以外は、オフラインでの使用が可能であるため、通信状況が不安定な場所であっても利用可能となる。

また、外部表示部１８としては、モバイルノートＰＣ、タブレット端末およびヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等が挙げられるが、中でも、ヘッドマウントディスプレイであることが好ましい。ヘッドマウントディスプレイによれば、拡張現実（ＡＲ）において、例えば、測定対象Ｘの特定された結果や、測定対象Ｘが存在すると推察される位置等を表示することができ、さらに、ハンズフリーでの利用が可能であるため、情報システムの操作性の更なる向上を図ることができる。

このような第４実施形態の情報システムによっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、本発明の情報システムが、情報端末としてのスマートフォン１と、分光カメラとしての分光計測部１０と、ヘッドマウントディスプレイのような外部表示部１８とを有する場合について説明したが、本発明の情報システムは、スマートフォン１に代えて、情報端末としてタブレット端末等を備えるものであってもよいし、スマートフォン１すなわち情報端末に代えて、サーバー等を備えるものであってもよい。

また、本実施形態では、本発明の情報システムは、図１３に示すように、分光計測部１０と外部表示部１８とを別体として独立して備える場合について示したが、これに限定されず、分光計測部１０と外部表示部１８とは、一体的に形成されたものであってもよい。

＜＜第５実施形態＞＞
次に、本発明の情報システムの第５実施形態について説明する。

図１４は、本発明の情報システムの第５実施形態が適用されたスマートフォンとサーバーとの概略構成を示すブロック図である。

以下、第５実施形態の情報システムについて、前記第１実施形態の情報システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１４に示す第５実施形態の情報システムは、情報端末としてのスマートフォン１の他に、さらにサーバー１００を独立して備えること以外は、前記第１実施形態の情報システムと同様である。すなわち、第５実施形態の情報システムでは、本発明の情報システムが、情報端末であるスマートフォン１単独で完結することなく、情報端末としてのスマートフォン１と、サーバー１００とを有している。

第５実施形態の情報システムでは、図１４に示すように、スマートフォン１は、さらに、送受信部１９を有しており、また、制御部６０において、この送受信部１９の作動を制御する送受信制御部６０６を有している。

また、サーバー１００は、記憶部１１７と、送受信部１１９と、制御部１６０とを有し、制御部１６０は、記憶部１１７および送受信部１１９の作動を、それぞれ、制御するデータ取得部１６１および送受信制御部１６２を有している。

このような本実施形態の情報システムにおいて、スマートフォン１が備える記憶部１７では、測定対象Ｘを特定するためのデータベースの記憶が省略されており、これに代えて、サーバー１００が備える記憶部１１７に、このデータベースが記憶されている。

そして、スマートフォン１が備える送受信部１９と、サーバー１００が備える送受信部１１９とは、データベースの受け渡しを実施する。すなわち、送受信部１９は、送受信部１１９に記憶部１１７からのデータベースの取得要請を送信し、サーバー１００から送受信部１１９を介してデータベースを受信する。また、送受信部１１９は、送受信部１９による記憶部１１７からのデータベースの取得要請を受信し、スマートフォン１に送受信部１９を介してデータベースを送信する。なお、送受信部１９と送受信部１１９との間におけるデータベースの受け渡しは、有線および無線のいずれを介して実施するものであってもよく、また、無線の場合、インターネット経由で実施してもよい。

また、スマートフォン１が制御部６０において備える送受信制御部６０６は、送受信部１９の作動を制御して、送受信部１１９を介して、サーバー１００からデータベースを受け取り、分析処理部６０４は、送受信制御部６０６から、このデータベースを受け取り、これに基づいて測定対象Ｘの特定を実施する。

さらに、サーバー１００が制御部１６０において備えるデータ取得部１６１は、取得要請に応じて記憶部１１７に記憶されたデータベースを取得した後に、送受信制御部１６２に受け渡す。そして、送受信制御部１６２は、送受信部１１９の作動を制御して、送受信部１９を介して、サーバー１００からスマートフォン１に、このデータベースを受け渡す。

かかる構成の第５実施形態の情報システムでは、情報システムが情報端末であるスマートフォン１単独で完結することなく、さらに、サーバー１００を備え、このサーバー１００が有する記憶部１１７において、データベースが保存され、このデータベースが測定対象Ｘを特定する際に、送受信部１９、１１９を介してスマートフォン１に、送信されるようになっている。これにより、スマートフォン１が備える記憶部１７に大量のデータを記憶させる必要がなくなると言う利点が得られる。また、情報システムが、複数のスマートフォン１を備える場合、データベースの共有化を図ることができる。さらに、サーバー１００の記憶部１１７が備えるデータベースをアップデートするだけで、結果的に、各スマートフォン１で利用するデータベースを最新のものとし得る。

さらに、本発明の情報システムにおいて、スマートフォン１による測定対象Ｘの特定をオフライン時に実施する場合には、オフライン時に、必要となるデータベースをサーバー１００が備える記憶部１１７からスマートフォン１が備える記憶部１７に記憶させておくようにすればよい。これにより、オフライン時であっても、スマートフォン１による測定対象Ｘの特定を実施することができる。

このような第５実施形態の情報システムによっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、本発明の情報システムが、情報端末としてのスマートフォン１と、サーバー１００とを有する場合について説明したが、本発明の情報システムは、スマートフォン１に代えて、情報端末がタブレット端末等で構成されていてもよいし、スマートフォン１すなわち情報端末がデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等で構成されるものであってもよい。

さらに、本実施形態では、スマートフォン１が備える制御部６０は、前記第１実施形態と同様に、光源制御部６０１と、分光制御部６０２と、分光画像取得部６０３と、分析処理部６０４と、表示制御部６０５とを備えることとしたが、これらのうちの少なくとも１つは、サーバー１００が有する制御部１６０が備えるものであってもよい。

＜＜第６実施形態＞＞
次に、本発明の情報システムの第６実施形態について説明する。

図１５は、本発明の情報システムの第６実施形態が適用されたスマートフォンとサーバーとの概略構成を示すブロック図である。

以下、第６実施形態の情報システムについて、前記第１実施形態の情報システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

図１５に示す第６実施形態の情報システムは、情報端末としてのスマートフォン１の他に、さらにサーバー１００を独立して備えること以外は、前記第１実施形態の情報システムと同様である。すなわち、第６実施形態の情報システムでは、本発明の情報システムが、情報端末であるスマートフォン１単独で完結することなく、情報端末としてのスマートフォン１と、サーバー１００とを有している。

第６実施形態の情報システムでは、図１５に示すように、スマートフォン１は、記憶部および制御部６０における分析処理部を有しておらず、これに対して、スマートフォン１は、さらに、送受信部１９を有しており、また、制御部６０において、この送受信部１９の作動を制御する送受信制御部６０６を有している。

また、サーバー１００は、記憶部１１７と、送受信部１１９と、制御部１６０とを有し、制御部１６０は、記憶部１１７および送受信部１１９の作動を、それぞれ、制御するデータ取得部１６１および送受信制御部１６２と、測定対象Ｘの特定を行う分析処理部１６３とを有している。

このような本実施形態の情報システムにおいて、スマートフォン１における記憶部の配置が省略され、これに代えて、サーバー１００が記憶部１１７を備えている。この記憶部１１７は、前記第１実施形態のスマートフォン１が備える記憶部１７と同様に、各種データが記憶されている。

また、スマートフォン１が備える制御部６０における分析処理部の配置が省略され、これに代えて、サーバー１００が備える制御部１６０が分析処理部１６３を備えている。この分析処理部１６３は、前記第１実施形態のスマートフォン１が備える分析処理部６０４と同様に、測定対象Ｘの分光スペクトルすなわち分光情報と、データベースとを比較することで、測定対象Ｘの特定を実施する。

そして、スマートフォン１が備える送受信部１９と、サーバー１００が備える送受信部１１９とは、各種データの受け渡しを実施する。具体的には、例えば、送受信部１９は、スマートフォン１で取得した測定対象Ｘが有する固有の分光情報すなわち分光スペクトルを送受信部１１９に送信し、サーバー１００から送受信部１１９を介して測定対象Ｘの特定された結果を受信する。また、送受信部１１９は、スマートフォン１で取得した測定対象Ｘが有する固有の分光情報すなわち分光スペクトルを、スマートフォン１から送受信部１９を介して受信し、スマートフォン１に、送受信部１９を介して、測定対象Ｘの特定された結果を送信する。なお、送受信部１９と送受信部１１９との間における各種データの受け渡しは、有線および無線のいずれを介して実施するものであってもよく、また、無線の場合、インターネット経由で実施してもよい。

また、スマートフォン１が制御部６０において備える送受信制御部６０６は、送受信部１９の作動を制御して、分光画像取得部６０３で取得した、測定対象Ｘの分光スペクトルすなわち分光情報を、送受信部１１９を介して、サーバー１００が備える分析処理部１６３に送信する。そして、分析処理部１６３は、データ取得部１６１の作動を制御することにより記憶部１１７に記憶されたデータベースを取得し、その後、分光情報とデータベースとを比較することで、測定対象Ｘの特定を行う。

さらに、サーバー１００が制御部１６０において備える送受信制御部１６２は、送受信部１１９の作動を制御して、送受信部１９を介して、サーバー１００からスマートフォン１に、分析処理部１６３による測定対象Ｘの特定された結果を受け渡す。

かかる構成の第６実施形態の情報システムでは、情報システムが情報端末であるスマートフォン１単独で完結することなく、さらに、サーバー１００を備え、このサーバー１００が有する記憶部１１７において、データベースが保存される。そして、サーバー１００が有する分析処理部１６３において、このデータベースに基づいて測定対象Ｘの特定が行われ、その後、送受信部１９、１１９を介してスマートフォン１に、測定対象Ｘの特定された結果が送信されるようになっている。これにより、スマートフォン１が備える記憶部に大量のデータを記憶させる必要がなくなり、さらに、スマートフォン１に、大きな計算負荷を掛ける必要がなくなると言う利点が得られる。また、分析処理部１６３を処理能力に優れたものとし、さらに、記憶部１１７に記憶されるデータベースの情報量をより詳細なものとすることで、より高精度に測定対象Ｘを特定することが可能となる。

また、情報システムが、複数のスマートフォン１を備える場合、データベースの共有化を図ることができる。さらに、サーバー１００の記憶部１１７が備えるデータベースをアップデートするだけで、結果的に、各スマートフォン１で利用するデータベースを最新のものとし得る。

このような第６実施形態の情報システムによっても、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、本発明の情報システムが、情報端末としてのスマートフォン１と、サーバー１００とを有する場合について説明したが、本発明の情報システムは、スマートフォン１に代えて、情報端末がタブレット端末等で構成されていてもよいし、スマートフォン１すなわち情報端末がデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等で構成されるものであってもよい。

さらに、本実施形態では、スマートフォン１が備える制御部６０は、前記第１実施形態と同様に、光源制御部６０１と、分光制御部６０２と、分光画像取得部６０３と、表示制御部６０５とを備えることとしたが、これらのうちの少なくとも１つは、サーバー１００が有する制御部１６０が備えるものであってもよい。

以上、本発明の情報システムおよび特定方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。

例えば、本発明の情報システムにおいて、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。

また、本発明の情報システムでは、前記第１～第６実施形態で示した任意の２以上の構成を組み合わせるようにしてもよい。
また、本発明の特定方法において、任意の工程が追加されたものであってもよい。

１…スマートフォン、１０…分光計測部、１５…表示部、１６…入力部、１７…記憶部、１８…外部表示部、１９…送受信部、２１…撮像素子、３１…光源、４１…分光部、４５…静電アクチュエーター、５１…回路基板、５２…回路基板、６０…制御部、７０…ディスプレイ、８１…第１分光部側光学系、８３…第１撮像素子側光学系、１００…サーバー、１１７…記憶部、１１９…送受信部、１６０…制御部、１６１…データ取得部、１６２…送受信制御部、１６３…分析処理部、４１０…固定基板、４１１…固定反射膜、４１２…固定電極、４１３…溝、４１４…接合膜、４１５…反射膜設置部、４２０…可動基板、４２１…可動反射膜、４２２…可動電極、４２３…溝、４２５…反射膜設置部、６０１…光源制御部、６０２…分光制御部、６０３…分光画像取得部、６０４…分析処理部、６０５…表示制御部、６０６…送受信制御部、８１１…入射レンズ、８１２…投射レンズ、８３１…入出射レンズ、Ｘ…測定対象

Claims (11)

1. 測定すべき対象が有する固有の分光情報を取得するための条件を入力する入力部と、
   撮像素子を備え、前記対象が有する固有の分光情報を取得する分光計測部と、
   前記分光計測部の作動を制御する制御部と、
   前記対象が有する固有の分光情報を含む複数の分光情報を含むデータベースが記憶された記憶部と、
   前記対象と前記分光計測部との一方に対する他方の加速度を検出する加速度センサーと、を備え、
   前記分光計測部は、前記制御部の制御により、前記対象が有する固有の分光情報を、前記対象を特定することができる特定の波長領域において、優先的に取得し、
   前記分光計測部は、前記加速度センサーにより第１閾値以上の加速度が検出された場合と、前記撮像素子で検知される光強度に第２閾値以上の変化が認められた場合との少なくとも一方を満たす場合に、前記対象が有する固有の分光情報の取得を中止することを特徴とする情報システム。
2. 前記分光計測部は、前記対象が有する固有の分光情報を、前記対象を特定することができる特定の波長領域において、選択的に取得する請求項１に記載の情報システム。
3. 前記対象が有する固有の分光情報は、前記対象を特定することができる特定の波長領域に応じた優先度を有し、
   前記分光計測部は、前記制御部の制御により、前記優先度にしたがって、前記対象が有する固有の分光情報を順次取得する請求項１に記載の情報システム。
4. 前記対象が有する固有の分光情報と、予め記憶された前記データベースとを比較することで、前記対象の特定を行う分析処理部を備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の情報システム。
5. 特定された前記対象の情報を表示する表示部を備える請求項４に記載の情報システム。
6. 当該情報システムは、前記対象の種類を特定し、特定した前記対象の画像、前記種類および詳細な説明のうちの少なくとも１つを前記表示部に表示する請求項５に記載の情報システム。
7. 当該情報システムは、情報端末で構成されており、
   前記情報端末は、前記入力部と、前記分光計測部と、前記制御部と、前記記憶部と、前記加速度センサーと、を備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の情報システム。
8. 当該情報システムは、前記入力部と、前記分光計測部と、前記制御部と、前記記憶部と、前記加速度センサーと、を備える情報端末と、前記情報端末と独立して設けられた外部表示部とを有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の情報システム。
9. 当該情報システムは、情報端末とサーバーとを有し、
   前記情報端末は、前記入力部と、前記分光計測部と、前記制御部と、前記加速度センサーと、を備え、
   前記サーバーは、前記記憶部を備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の情報システム。
10. 当該情報システムは、情報端末とサーバーとを有し、
    前記情報端末は、前記入力部と、前記分光計測部と、前記制御部と、前記加速度センサーと、を備え、
    前記サーバーは、前記記憶部と、前記分析処理部と、を備える請求項４に記載の情報システム。
11. 測定すべき対象が有する固有の分光情報を取得するための条件に基づいて、撮像素子を備え、前記対象が有する固有の分光情報を取得する分光計測部により、前記対象が有する固有の分光情報を取得し、取得した前記対象が有する固有の分光情報と、予め用意したデータベースとを比較することで、前記対象の特定を行う特定方法であって、
    前記対象が有する固有の分光情報を、前記対象を特定することができる特定の波長領域において、優先的に取得し、
    前記対象と前記分光計測部との一方に対する他方の加速度として第１閾値以上の加速度が検出された場合と、前記撮像素子で検知される光強度に第２閾値以上の変化が認められた場合との少なくとも一方を満たす場合に、前記対象が有する固有の分光情報の取得を中止することを特徴とする特定方法。

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