JPH06265408A - Method for making spectral diffraction of image and its device - Google Patents

Method for making spectral diffraction of image and its device

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Publication number
JPH06265408A
JPH06265408A JP5255693A JP5255693A JPH06265408A JP H06265408 A JPH06265408 A JP H06265408A JP 5255693 A JP5255693 A JP 5255693A JP 5255693 A JP5255693 A JP 5255693A JP H06265408 A JPH06265408 A JP H06265408A
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JP
Japan
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image
light
wavelength
interference filter
continuous interference
Prior art date
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Pending
Application number
JP5255693A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Mizuno
俊博 水野
Yoshihide Kono
吉秀 河野
Hiromichi Aoki
宏道 青木
Kazuji Matsumoto
和二 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENK
KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENK
KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENKYUSHO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENK, KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENKYUSHO KK filed Critical KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENK
Priority to JP5255693A priority Critical patent/JPH06265408A/en
Publication of JPH06265408A publication Critical patent/JPH06265408A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To precisely acquire a spectral image with optical conditions kept unchangeable as far as possible by relatively moving a continuous interference filter between a measuring object and a two-dimensional image sensor for detecting an image. CONSTITUTION:The movement of a continuous inteference filter 6 is executed by a DC motor 32 so as to repeat a movement for the width of one specified wave length zone and stoppage required for charging a CCD (solid image pick up element) sensor 7 by a transmitted light. A timing for starting the above actuation is given by detecting the introduction of an apple 4 onto a measuring stage through a detector. The sensor 7 is made to receive the light through the filter 6, and an electric charge charged in each picture element in proportion to the quantity of received light turns into image data, and is read out synchronously with the moving timing of the filter 6 at fixed timing from the sensor 7 into the picture element, and information required for spectral image processing is thereby sent from a control section 8 to a central processing circuit 36. Thus image pick-up can be carried out without the variation of optical conditions to obtain highly precise spectral image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば農産物等の植
物、魚類等の動物、鉱物、工業的な生産物等の各種の固
体材料で代表される物体から得られる反射光あるいは物
体透過光に基づいて、その物体の分光画像を得る方法及
び装置に関するものである。
The present invention relates to reflected light or object transmitted light obtained from an object represented by various solid materials such as plants such as agricultural products, animals such as fish, minerals and industrial products. The invention relates to a method and a device for obtaining a spectral image of the object based on it.

【0002】[0002]

【従来の技術】物体の物性,性質等を測定,分析するた
めの一つの方法である光学的技術は近時急速に進歩して
いる。例えば撮像情報に基づいて物体の物性,性質等の
属性を解析する技術としては、測定対象物の微小部分を
分光分析する方法が比較的古くから知られている他、近
時においては受光系にCCD(固体撮像素子)等を用い
ることで、分光した撮像画像すなわち分光画像を多数得
るという、画像光学技術と分光分析技術とを融合した画
像分光法(イメージングスペクトロスコピィ)と呼ばれ
る方法が提案されている。
2. Description of the Related Art Recently, an optical technique, which is one of the methods for measuring and analyzing the physical properties and properties of an object, is rapidly advancing. For example, as a technique for analyzing attributes such as physical properties and properties of an object based on imaging information, a method of spectroscopically analyzing a minute portion of an object to be measured has been known for a relatively long time. A method called image spectroscopy (imaging spectroscopy), which combines image optical technology and spectral analysis technology, is proposed in which a large number of spectrally captured images, that is, spectral images are obtained by using a CCD (solid-state imaging device) or the like. ing.

【0003】前者の微小部分を対象とした分光分析法
は、微小部分を各波長域に分光して分析情報を得る方法
として従来からよく知られ、分光を工夫した方法、例え
ば連続波長可変フィルタを用いた特開昭57−1518
30号の方法なども提案されている。
The former spectroscopic analysis method for a minute portion has been well known as a method for obtaining analysis information by dispersing a minute portion into each wavelength range, and a method devised for spectral analysis, for example, a continuous wavelength tunable filter is used. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1518
The method of No. 30 is also proposed.

【0004】他方、後者の画像分光法は、未だ研究段階
にあるのが実情であってそのまま実用化できるような提
案は殆どないが、一般的には、分光法と画像光学技術を
組み合わせて、測定対象の全体(あるいは物体の一部の
広域部分)を繰り返し撮像して多数の分光画像を取り込
む方法であり、得られた複数の分光画像を対比すること
で、上述した微小部分の分光分析だけでは得られない有
用な情報(例えば本発明者らの研究では青果物の果全体
の糖度分布など)が得られるようになることから、近時
極めて注目されている。
On the other hand, the latter image spectroscopic method is still in the research stage, and there are few proposals that can be put to practical use as it is, but in general, a combination of the spectroscopic method and the image optical technique is used. This is a method to capture a large number of spectroscopic images by repeatedly imaging the entire measurement target (or a wide area of a part of the object), and by comparing the obtained spectroscopic images, only the spectroscopic analysis of the minute parts described above is performed. Since it becomes possible to obtain useful information that cannot be obtained by the above method (for example, the sugar content distribution of the whole fruits and vegetables in the study of the present inventors), much attention has been paid recently.

【0005】この画像分光法の有用性をより具体的な場
合を挙げて説明すると、果実・そ菜類である青果物例え
ば桃やリンゴを例にすれば、その生産−集荷−選別−出
荷−販売を行う過程で、品種が同一であっても、各個体
間では、環境条件等により大きさ,形状の異なるもの
や、傷の有無、更には桃やリンゴであればその甘み等の
内部品質が様々に異なっているのが通常であり、これら
の外観的品位、内部品質等は、需要者がこれを購買する
際の判断要素とすることから市場での取引価格に直接反
映するのは周知のことである。したがって、これらの品
質、特に従来は測定,検査が困難であった内部品質の情
報が得られれば、需要者には期待通りの青果物が購入で
きる利点となるし、生産者にとっては生産努力に見合っ
た収入が得られ、またより良質な青果物を生産しようと
する意欲が増進されることになり、産業上望ましいと言
える。
Explaining the usefulness of this image spectroscopy in more specific cases, taking fruits and vegetables such as vegetables and fruits such as peaches and apples, the production-collection-selection-shipment-sales of In the process, even if the varieties are the same, the size and shape of each individual may differ depending on the environmental conditions, the presence or absence of scratches, and the internal quality such as sweetness of peaches and apples may vary. It is well known that the appearance quality, internal quality, etc. are directly reflected in the transaction price in the market because they are the judgment factors when the consumer purchases them. Is. Therefore, if information on these qualities, especially internal qualities that were conventionally difficult to measure and inspect, is obtained, it will be an advantage that consumers can purchase fruits and vegetables as expected, and producers will be able to meet their production efforts. It can be said that it is desirable in the industry because it will earn more income and will increase the motivation to produce higher quality fruits and vegetables.

【0006】しかしながら、上記の内部品質を評価する
手法として有力な画像分光法は、上述のように未だ研究
段階にあるのが実情であるため、極めて限られた分野へ
の応用はできるとしても、例えば青果物の選果を工業的
レベルで実施するには適していない。
However, since the image spectroscopy method, which is effective as a method for evaluating the internal quality, is still in the research stage as described above, even if it can be applied to an extremely limited field, For example, it is not suitable to carry out the selection of fruits and vegetables on an industrial level.

【0007】例えば、従来提案されている画像分光法の
一つに、「デイジタル画像を用いた2次元分光分析法」
(オプトロニクス No.2(1992))の提案があ
るが、これは、図9で説明されるように、二次元イメー
ジセンサカメラ200と青果物201の間に、透過波長
が異なる複数の単色(単一波長バンド)干渉フイルタ2
02を円盤203の回転で順次切換えて配置できるよう
にすると共に、切換えた各単色干渉フィルタ202毎に
順次撮像を行うことで多数の分光画像を得るという方式
のものであるため、精度の高い測定を目的とする場合、
分光用の単色干渉フィルタの枚数が多くなり、切換え機
構の大型化や機構の複雑化が避けられず、またフィルタ
202を切換えながら逐次的に撮像を行なうため、一個
体に対する撮像時間が長くなってしまい、多数の青果物
を例えば搬送コンベア上で移送させながら(あるいは測
定ステージで青果物を一旦停止させて)品質測定のため
の撮像を行なっている実際の選果作業においては、選果
作業能率の著しい低下を招く結果となって実用的に適用
できないのである。
[0007] For example, one of the image spectroscopic methods proposed so far is "two-dimensional spectroscopic analysis method using digital image".
(Opttronics No. 2 (1992)) is proposed, but as shown in FIG. 9, a plurality of single colors (single color) having different transmission wavelengths are provided between the two-dimensional image sensor camera 200 and the fruits and vegetables 201. Wavelength band) Interference filter 2
02 can be sequentially arranged by rotation of the disk 203, and a large number of spectral images can be obtained by sequentially capturing images for each of the switched monochromatic interference filters 202. For the purpose of
Since the number of monochromatic interference filters for spectroscopy increases, it is inevitable that the switching mechanism becomes large and the mechanism becomes complicated, and since the filters 202 are sequentially imaged while switching, the imaging time for one individual becomes long. Therefore, in the actual fruit-picking work in which a large number of fruits and vegetables are transferred for example on a conveyor (or the fruits and vegetables are temporarily stopped on the measuring stage) and image pickup is performed for quality measurement, the efficiency of the fruit-picking work is remarkable. As a result, it is not practically applicable.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題及び作用】上記のよう
に、多数枚の単色干渉フィルタを順次切換える方式で実
施される画像分光法では、迅速性や作業能率の点で工業
的規模(例えば選果作業)での実施には不適当である。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, in the image spectroscopic method which is carried out by the method of sequentially switching a large number of monochromatic interference filters, an industrial scale (for example, selection) is employed in view of speed and work efficiency. It is unsuitable for implementation in (work).

【0009】本発明は、以上のような問題を解消し、青
果物等の品質評価を行なうにあたって、優れた評価情報
を取出し得る多数の分光画像を迅速に撮像できる新規な
画像分光法を提供し、またこの方法の実施に用いること
ができる簡易でかつ小型な画像分光装置を提供すること
を目的としてなされたものである。
The present invention solves the above problems and provides a novel image spectroscopic method capable of rapidly capturing a large number of spectroscopic images from which excellent evaluation information can be obtained in the quality evaluation of fruits and vegetables. Another object of the present invention is to provide a simple and compact image spectroscopic device that can be used for implementing this method.

【0010】本発明の別の目的は、分光画像を得る際の
光学的条件をできるだけ変動させずに、品質評価の基に
なる分光画像を精度よく得ることができる新規な分光画
像法とこれに用いる装置を提供するところにある。
Another object of the present invention is to provide a novel spectroscopic image method capable of accurately obtaining a spectroscopic image which is a basis for quality evaluation without changing the optical conditions for obtaining the spectroscopic image as much as possible. There is a device to be used.

【0011】本発明の更に別の目的は、上記の目的を実
現した方法及び装置を、青果物を品質評価する選果技術
に応用することで、搬送コンベア等の上を多数連続して
搬送される青果物を、迅速かつ高能率に評価することを
可能として、工業的規模での選果を可能とした青果物の
品質評価のための方法及びその装置を提供するところに
ある。
Still another object of the present invention is to apply the method and apparatus realizing the above object to a fruit selection technique for quality evaluation of fruits and vegetables, whereby a large number of objects are continuously transferred on a conveyor or the like. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for evaluating the quality of fruits and vegetables, which enables rapid and high-efficiency evaluation of fruits and vegetables and enables selection on an industrial scale.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、以上の目的
を達成するために上記特許請求の範囲の各請求項に記載
した本発明を完成したものであり、特にその特徴の一つ
は、二次元連続干渉フイルタ(連続波長フィルタ、連続
波長可変フィルタとも呼ばれる。:以下単に「連続干渉
フィルタ」という)を用いることにある。この連続干渉
フィルタは、特定(ある程度の波長域幅はある)波長の
光しか透過させないように設けられた狭い領域が、例え
ば矩形の二次元的広がりを持つ面(平板)の一方向に、
区画を分けて連接して設けられていると共に、信号処理
の手順から言えば特に限定されるものではないが、これ
らの連接された領域毎に特定されている透過波長が、連
続的ないし段階的に変化するように設けられたものであ
る。
The present inventor has completed the present invention described in each of the claims in order to achieve the above object, and one of the features is particularly , A two-dimensional continuous interference filter (also called a continuous wavelength filter or a continuous wavelength tunable filter: hereinafter simply referred to as "continuous interference filter"). This continuous interference filter has a narrow area provided so as to transmit only light of a specific wavelength (having a certain wavelength band width), for example, in one direction of a plane (flat plate) having a rectangular two-dimensional spread,
Although the divisions are divided and connected, and the signal processing procedure is not particularly limited, the transmission wavelengths specified for each of these connected areas are continuous or stepwise. It is provided to change to.

【0013】また本発明は、この連続干渉フイルタを透
過した光を検出する二次元イメージセンサと測定対象物
の間で、この連続干渉フィルタを一方向に移動させるこ
とで、二次元イメージセンサの各画素に、透過波長が変
化するフィルタ透過光を順次に検出させるようにしたこ
とをもう一つの特徴とする。
Further, according to the present invention, the continuous interference filter is moved in one direction between the two-dimensional image sensor for detecting the light transmitted through the continuous interference filter and the object to be measured, so that each of the two-dimensional image sensors is moved. Another feature is that the pixels are made to sequentially detect the filter transmitted light whose transmission wavelength changes.

【0014】これらの特徴を有する本発明の請求項1に
記載した画像分光法は、特定波長の光しか透過させない
狭い領域が、二次元的広がりを持つ面の一方向に区画を
分けて連接して多数設けられ、かつこの連接された狭い
領域毎に夫々特定された光の透過波長が上記一方向に沿
って連続的又は段階的に変化するように設けられた連続
干渉フィルタを、測定対象物と二次元イメージセンサの
間でこれらに対して上記一方向に相対移動させ、これに
よって、二次元イメージセンサの各画素が、測定対象物
からの光を透過波長の変化するフィルタ透過光として波
長毎に順次検出するようにしたことを特徴とする。
In the image spectroscopic method according to claim 1 of the present invention having these characteristics, a narrow region which transmits only light of a specific wavelength is connected by dividing a section in one direction of a surface having a two-dimensional spread. A plurality of continuous interference filters provided so that the transmission wavelengths of the light respectively specified for each of the concatenated narrow regions are continuously or stepwise changed along the one direction. And the two-dimensional image sensor are moved relative to each other in the above-mentioned one direction, whereby each pixel of the two-dimensional image sensor causes the light from the measurement object to be transmitted at each wavelength as filter transmission light whose transmission wavelength changes. It is characterized in that they are sequentially detected.

【0015】また、請求項2に記載の発明は、上記によ
り各画素で検出された透過光のうち、共通の透過波長に
対応する信号を統合することで、波長毎の分光画像を作
成するようにしたことを特徴とする。
According to the second aspect of the invention, the signals corresponding to the common transmission wavelength of the transmitted light detected by each pixel are integrated to create a spectral image for each wavelength. It is characterized by having done.

【0016】測定対象物からの光は、反射光であっても
物体透過光であってもよいことは言うまでもない。
It goes without saying that the light from the object to be measured may be reflected light or object transmitted light.

【0017】また本発明の請求項4に記載した画像分光
装置は、特定波長の光しか透過させない狭い領域が二次
元的広がりを持つ面の一方向に区画を分けて連接して多
数設けられると共に、この連接された狭い領域毎に夫々
特定された光の透過波長が該一方向に沿って連続的又は
段階的に変化するように設けられていて、片側の面が測
定対象物に対向される連続干渉フィルタと、この連続干
渉フィルタの反対側の面に対向して配置される二次元イ
メージセンサと、測定対象物と二次元イメージセンサに
対して上記連続干渉フィルタを上記一方向に相対移動さ
せるフィルタ移動手段と、移動する連続干渉フィルタを
透過して二次元イメージセンサの各画素に受光されるフ
ィルタ透過光を光電変換した後、これを信号として当該
画素から順次に読出す信号読出手段とを備えたことを特
徴とし、またこれに加えて、各画素から読出された信号
のうちから共通の透過波長に対応した信号を統合して、
透過波長毎の分光画像を作成する画像処理手段とを備え
た構成をなすことをもう一つの特徴としている。
Further, in the image spectroscopic device according to the fourth aspect of the present invention, a large number of narrow regions, which pass only light of a specific wavelength, are divided and connected in one direction on a surface having a two-dimensional spread. , The transmission wavelengths of the light respectively specified for each of the connected narrow regions are provided so as to change continuously or stepwise along the one direction, and one surface is opposed to the measurement object. A continuous interference filter, a two-dimensional image sensor arranged so as to face the surface on the opposite side of the continuous interference filter, and the continuous interference filter is relatively moved in the one direction with respect to the measurement object and the two-dimensional image sensor. After photoelectrically converting the filter transmitted light which is transmitted through the filter moving means and the moving continuous interference filter and is received by each pixel of the two-dimensional image sensor, it is sequentially read from the pixel as a signal. Characterized in that a to signal readout means, in addition, by integrating a signal corresponding to the common transmission wavelength from among the read-out signals from the pixels,
Another feature is that it is configured to include an image processing unit that creates a spectral image for each transmission wavelength.

【0018】本発明において用いられる連続干渉フィル
タは、これが移動する上記一方向に、誘電体の膜厚を次
第に厚くなるように膜成形したものや、矩形状の平板の
一方向に区画を分けて狭い領域を連接し、この領域毎
に、透過波長の異なる単色干渉フィルタを設けた集積体
として構成したものを例示できる。またより好ましく
は、同一透過波長の単色干渉フィルタを、光透過方向に
対して直交する姿勢から漸次傾斜角度を異ならして設け
ることで透過波長を段階的に変化させた(以下これを傾
斜型というものとする)フィルタを用いることができ、
更には、透過波長が異なる複数の単色干渉フィルタとこ
の傾斜型の構成を併用したものとすることもできる。傾
斜型の連続干渉フィルタは、単色干渉フィルタの姿勢を
漸次傾斜させて透明体で固定することにより容易に作製
できる。なおこの傾斜型によれば、単一規格あるいは特
定波長が異なる複数の規格の単色干渉フィルタを用い
て、必要に応じて数nm〜数100nmのきざみで、1
00nm〜数1000nmないしそれ以上の範囲に渡っ
て、段階的に透過波長を変化させた連続干渉フィルタを
製作できる。
The continuous interference filter used in the present invention is formed by film-forming the dielectric film so that the film thickness of the dielectric film gradually increases in one direction in which the continuous interference filter moves, or by dividing a partition into one direction in a rectangular flat plate. It is possible to exemplify a structure in which narrow regions are connected to each other, and a monochromatic interference filter having a different transmission wavelength is provided in each region as an integrated body. More preferably, the transmission wavelength is changed stepwise by providing monochromatic interference filters having the same transmission wavelength with gradually different inclination angles from the posture orthogonal to the light transmission direction (hereinafter referred to as the inclination type). Filter) can be used,
Further, a plurality of monochromatic interference filters having different transmission wavelengths and this inclined type configuration may be used together. The inclined continuous interference filter can be easily manufactured by gradually inclining the posture of the monochromatic interference filter and fixing it with a transparent body. According to this tilt type, a monochromatic interference filter of a single standard or a plurality of standards with different specific wavelengths is used, and if necessary, in increments of several nm to several 100 nm.
It is possible to manufacture a continuous interference filter in which the transmission wavelength is gradually changed over a range of 00 nm to several 1000 nm or more.

【0019】連続干渉フィルタで透過させる光の透過波
長域は、特に限定されるものではないが、青果物の品質
検査を目的とする場合には可視光域ないし近赤外光域の
範囲(550〜1100nm程度)とするのが適当であ
る場合が多い。
The transmission wavelength range of the light transmitted by the continuous interference filter is not particularly limited, but for the purpose of quality inspection of fruits and vegetables, the visible light range to the near infrared range (550 to 550). In many cases, it is appropriate to set it to about 1100 nm).

【0020】上記二次元イメージセンサとしては、例え
ばCCD画像センサなどが例示される。
Examples of the two-dimensional image sensor include a CCD image sensor and the like.

【0021】本発明の実施においては、測定対象物と二
次元イメージセンサを固定し、これらに対して連続干渉
フィルタを移動させる構成が、構造が簡単であるため特
に好ましく推奨される。例えば青果物のように搬送コン
ベア上でこれを移送して選果を行なう場合には、搬送路
の途中に、青果物を一旦停止させる測定ステージを設け
て撮像を行なうようにすれば上記要求に対応できる。青
果物の移動停止は、コンベアの間欠的な停止や、トレー
をストッパーで停止させるようにしてもよい。また青果
物の一旦停止を行なわないようにする場合には、二次元
イメージセンサからなるCCDカメラ等(更に要すれば
照明光学系)を、搬送コンベアと同期して移動させ、か
つCCDカメラの内部で連続干渉フィルタを二次元イメ
ージセンサに対して相対移動させるようにしてもよい。
In the practice of the present invention, the structure in which the object to be measured and the two-dimensional image sensor are fixed and the continuous interference filter is moved with respect to these is particularly preferable and recommended because of its simple structure. For example, in the case where fruits and vegetables are transferred on a conveyer to perform selection, the above requirement can be met by providing a measurement stage for temporarily stopping the fruits and vegetables in the middle of the conveyer path to perform imaging. . To stop the movement of fruits and vegetables, the conveyor may be stopped intermittently or the tray may be stopped by a stopper. In addition, if you do not want to stop the fruits and vegetables once, move the CCD camera consisting of a two-dimensional image sensor (and if necessary, the illumination optical system) in synchronization with the conveyor, and The continuous interference filter may be moved relative to the two-dimensional image sensor.

【0022】連続干渉フィルタの移動は、特に限定され
ているものではないが、サーボモータ,パルスモータ等
を用いて、区画された狭い波長領域分の移動と撮像のた
めの停止を組み合わせた間欠移動方式を採用することが
好ましく、またこれと、二次元イメージセンサの各画素
で光電変換した信号の読出しを同期させることがよい。
The movement of the continuous interference filter is not particularly limited, but an intermittent movement combining a movement of a narrow wavelength region divided by a servo motor, a pulse motor or the like and a stop for imaging is used. It is preferable to adopt the method, and it is preferable to synchronize the reading of the signal photoelectrically converted by each pixel of the two-dimensional image sensor.

【0023】以上の構成の本発明によれば、測定対象物
と、撮像素子である二次元イメージセンサの上に投影さ
れた該測定対象物の画像と、の間の光学的条件が常に一
定に維持された状態で、その画像投影光路を横切るよう
に連続干渉フィルタを移動させるだけで、連続干渉フィ
ルタの透過波長域が変化する構造に従って二次元イメー
ジセンサの画素夫々に時系列的に分光が受光されること
になる。なお、連続干渉フィルタと測定対象物を固定し
た状態で二次元イメージセンサを移動させることによっ
ても大略同様の分光画像を得ることはできるが、測定対
象物と二次元イメージセンサが相対的に移動する結果と
して光学的条件が変動する問題を考慮すれば、本発明の
構成が好ましいことは言うまでもない。
According to the present invention having the above-described structure, the optical condition between the measuring object and the image of the measuring object projected on the two-dimensional image sensor which is the image sensor is always constant. With the structure maintained, the continuous interference filter is moved so that it traverses the image projection optical path, and according to the structure in which the transmission wavelength range of the continuous interference filter changes, the spectrum of each pixel of the two-dimensional image sensor is received in time series. Will be done. It should be noted that although a similar spectral image can be obtained by moving the two-dimensional image sensor while the continuous interference filter and the measurement object are fixed, the measurement object and the two-dimensional image sensor move relatively. Needless to say, the configuration of the present invention is preferable in consideration of the problem that the optical conditions fluctuate as a result.

【0024】以上のような本発明によって行なわれる画
像分光のために必要な原理的構成と、これにより得られ
る分光画像の関係を模式的に描いた図1,図2により説
明すると、いま二次元イメージセンサ101を、連続干
渉フィルタの移動方向を縦とし、これに直交する方向を
横として、図1に示すように、該二次元イメージセンサ
101を、1,2,3・・・i,i+1,・・・m番目
(縦)、1,2,3・・・j,j+1,・・・n番目
(横)の番号付けをした画素のマトリックスとして考
え、またもう一つの要素である連続干渉フィルタ102
が、その狭い領域に分けられた透過波長域を、その移動
方向の先端の波長λ1 (例えば550±10nmの波長
域)から、Δλづつ段階的に長波長側に変化して、後端
の波長λ2 (例えば1100±10nmの波長域)まで
段階的に区画されているものとすると、上記二次元イメ
ージセンサ101の(i,j)番目の画素(図1参照)
には、連続干渉フィルタ102の移動に伴ってλ1 〜λ
2 まで段階的に変化した透過光が時系列的に受光される
ことになる。そしてこれはi列(すなわち(i,1)〜
(i,j)〜(i,n))の各画素においては全く同じ
であり、縦方向に分かれている1〜i〜nの各横方向の
画素列には順次時系列的に同様の受光がされることにな
る。
A two-dimensional description will now be made with reference to FIGS. 1 and 2 which schematically show the relationship between the fundamental structure required for the image spectroscopy performed by the present invention and the spectral image obtained thereby. In the image sensor 101, the moving direction of the continuous interference filter is set to be vertical, and the direction orthogonal to this is set to be horizontal, and the two-dimensional image sensor 101 is set to 1, 2, 3 ... i, i + 1 as shown in FIG. , ... mth (vertical), 1, 2, 3 ... j, j + 1, ... nth (horizontal) numbered pixel matrix, and another element, continuous interference Filter 102
However, the transmission wavelength range divided into the narrow region is gradually changed from the wavelength λ 1 (for example, a wavelength range of 550 ± 10 nm) at the tip in the moving direction toward the long wavelength side by Δλ, and Assuming that the wavelength is divided stepwise up to a wavelength λ 2 (for example, a wavelength range of 1100 ± 10 nm), the (i, j) th pixel of the two-dimensional image sensor 101 (see FIG. 1).
Λ 1 to λ as the continuous interference filter 102 moves.
The transmitted light that changes stepwise up to 2 will be received in time series. And this is the i column (ie (i, 1) ~
The pixels (i, j) to (i, n)) are exactly the same, and the pixel rows in the horizontal direction 1 to i to n that are divided in the vertical direction sequentially receive the same light reception in time series. Will be done.

【0025】そして、各画素で1番目に受光された波長
λ1 の透過光に基づく信号を統合して、550nm近傍
の第1番目の分光画像P(λ1 )を得、次いでΔλ分だ
け特定波長が段階的に変化した2番目の分光画像P(λ
1 +Δλ)、以下同様に、3番目の分光画像P(λ1
2Δλ)、k番目の分光画像(λ1 +(k−1)Δλ)
・・・・と各波長域の分光に基づく信号の統合による画
像処理を、順次波長λ2 の分光画像P(λ2 )まで行な
えば、図2に示すようにP(λ1 )〜P(λ2)までの
各波長の分光画像Pが、合計でp個得られることにな
る。このような画像処理は、既知のコンピュータ技術を
用いて構築することができる。
Then, the signals based on the transmitted light of the wavelength λ 1 received first by each pixel are integrated to obtain the first spectral image P (λ 1 ) near 550 nm, and then specified by Δλ. The second spectral image P (λ
1 + Δλ), and so on, similarly for the third spectral image P (λ 1 +
2Δλ), kth spectral image (λ 1 + (k-1) Δλ)
.. and image signals by integrating signals based on the spectrum of each wavelength range are sequentially performed up to the spectral image P (λ 2 ) of the wavelength λ 2 , P (λ 1 ) to P ( A total of p spectral images P of each wavelength up to λ 2 ) will be obtained. Such image processing can be constructed using known computer technology.

【0026】以上のこととは別に、本発明によれば、測
定対象物全体(画像全体)の連続的な分光画像が得られ
る他、同時に微小部分毎の分光スペクトルを得ることも
でき、更に、分光画像を得ることで、可視光領域におい
ては従来のR(赤)、G(緑)、B(青)による近似色
表現方式のカラーカメラでは得ることのできない正確な
色彩情報を得ることにも利用できるし、天然物であるが
故に発生する測定部位によるバラツキやセンサ素子の感
度ムラ、照明ムラ等も、平均化、分光スペクトルの微分
処理により抑制することもできる。
In addition to the above, according to the present invention, a continuous spectral image of the entire measuring object (entire image) can be obtained, and at the same time, a spectral spectrum of each minute portion can be obtained. By obtaining a spectral image, it is possible to obtain accurate color information in the visible light region, which cannot be obtained by a conventional color camera of the approximate color expression method of R (red), G (green), and B (blue). It is possible to utilize, and it is also possible to suppress variations due to a measurement site, unevenness in sensitivity of sensor elements, uneven illumination, etc., which occur due to being a natural product, by averaging and differentiating the spectral spectrum.

【0027】[0027]

【実施例】以下本発明の具体的な実施例を示す図3〜図
8のリンゴの品質評価を行なう選果装置を例にして説明
する。
EXAMPLE A description will be given below of a specific example of the present invention by using an example of a fruit selecting device for evaluating the quality of apples shown in FIGS.

【0028】これらの図において、1は照明装置、2は
照明装置1の光源ランプ、3は測定対象物であるりん
ご、4はCCDカメラであり、レンズ5、連続干渉フィ
ルタ6、その内部に固定された二次元イメージセンサで
あるCCDセンサ7、コントロール部8とからなってい
る。
In these figures, 1 is a lighting device, 2 is a light source lamp of the lighting device 1, 3 is an apple to be measured, 4 is a CCD camera, a lens 5, a continuous interference filter 6 and fixed inside thereof. The CCD sensor 7 is a two-dimensional image sensor and the controller 8.

【0029】上記光源ランプ2は、図示するように測定
ステージで停止されているリンゴ3の上面全体が照射さ
れるように複数設けられ、例えばハロゲンランプや赤外
電球等が用いられる。
As shown in the figure, a plurality of the light source lamps 2 are provided so that the entire upper surface of the apple 3 stopped on the measuring stage is illuminated, and, for example, a halogen lamp or an infrared light bulb is used.

【0030】CCDカメラ4は、コンベア10により一
定速度で搬送され測定ステージで停止されるリンゴ3を
撮像できるように、固定設置された取付け枠9に固定支
持されている。そしてCCDカメラ4は、光源ランプ2
によって照明されたリンゴ3からの反射光をレンズ5,
連続干渉フィルタ6を通してCCDセンサ7で受光結像
するようになっている。これにより、上記測定ステージ
で停止されているリンゴ3と、照明光学系及びCCDカ
メラ内部に固定されているCCDセンサ7と間の一定の
位置関係が維持される。
The CCD camera 4 is fixedly supported by a fixed mounting frame 9 so that the apple 3 can be imaged by the conveyor 10 at a constant speed and stopped on the measuring stage. And the CCD camera 4 uses the light source lamp 2
The reflected light from the apple 3 illuminated by the lens 5,
The CCD sensor 7 receives and forms an image through the continuous interference filter 6. As a result, a fixed positional relationship between the apple 3 stopped at the measuring stage and the CCD sensor 7 fixed inside the illumination optical system and the CCD camera is maintained.

【0031】上記連続干渉フィルタ6とCCDセンサ7
の詳細は、上述した図1、及び図2で説明した通りであ
る。すなわち本例の連続干渉フィルタ6は、所定波長域
λ1〜λ2 、例えば400〜700nm(可視光領
域)、700〜2500nm(近赤外領域)、500〜
1000nm(上記両領域に渡る)、2500〜300
0nm(赤外領域の一部)等の広い領域の範囲内で、例
えば数10nm程度毎の所定のステップで透過光の波長
が段階的に変化するように細分された狭い領域(一つの
特定波長域幅分の領域)が、図3の左右方向(コンベア
10の回動方向)に連接され、他方これと直交する方向
(図3の奥行方向)には透過光波長が一定になるように
設けられているものであって、CCDカメラ4内部で固
定されているCCDセンサ7に対して上記左右方向に、
所定の間欠(一つの特定波長域幅分の移動に必要な時間
と、CCDセンサが透過光でチャージされるに必要な停
止時間の繰返し)タイミングで移動されるようになって
いる。また連続干渉フィルタ6の上側に対向配置された
CCDセンサ7は、m×n個の画素を有していて、図3
の奥行方向に並んだ各画素列(m列ある)には、上記細
分された波長域を通った所定の波長の透過光が受光され
る。つまり、一つの画素列には同一波長の透過光が受光
され、各列で受光される透過光の波長は、これが対向す
る連続干渉フィルタ6の段階的に変化する波長域のどれ
を通った光であるかによって決まることになるのであ
る。
The continuous interference filter 6 and the CCD sensor 7
Is the same as that described in FIGS. 1 and 2 above. That is, the continuous interference filter 6 of this example has predetermined wavelength ranges λ 1 to λ 2 , for example, 400 to 700 nm (visible light region), 700 to 2500 nm (near infrared region), 500 to
1000 nm (over both areas above), 2500-300
Within a wide range such as 0 nm (a part of the infrared range), for example, a narrow region (one specific wavelength) is subdivided so that the wavelength of the transmitted light changes stepwise at a predetermined step of about several tens nm. Areas corresponding to the band width are connected in the left-right direction of FIG. 3 (the rotation direction of the conveyor 10), while the transmitted light wavelength is constant in the direction orthogonal to this (the depth direction of FIG. 3). Which is arranged in the left-right direction with respect to the CCD sensor 7 fixed inside the CCD camera 4,
It is moved at a predetermined intermittent (a period of time required to move one specific wavelength band width and a stop time required to charge the CCD sensor with transmitted light). Further, the CCD sensor 7 arranged above the continuous interference filter 6 so as to face it has m × n pixels, and
The transmitted light of a predetermined wavelength that has passed through the subdivided wavelength range is received by each pixel column (there is m column) arranged in the depth direction. That is, one pixel row receives transmitted light of the same wavelength, and the wavelength of the transmitted light received by each row passes through which of the wavelength ranges of the continuous interference filter 6 facing each other changes stepwise. It depends on whether or not

【0032】なお、図3における11は、トレー13に
載せられて搬送されるリンゴ3が測定ステージに至った
ことを検出する検出器であり、検出信号は、CCDカメ
ラ4の撮像制御行なうためにそのコントロール部8に送
られ、またコンベア10の駆動停止又は図示しないスト
ッパによるリンゴ搬送の停止を行なわせるために、後述
する制御装置14に送られてリンゴ3の測定ステージで
の停止を行なわせるようになっている。
Reference numeral 11 in FIG. 3 is a detector for detecting that the apple 3 placed on the tray 13 and conveyed has reached the measuring stage. The detection signal is used to control the image pickup of the CCD camera 4. The apples 3 are sent to the control unit 8 and are sent to a controller 14 described later to stop the driving of the conveyor 10 or the apple conveyance by a stopper (not shown) so that the apples 3 are stopped on the measuring stage. It has become.

【0033】12はコンベア10の駆動(従動)プーリ
ー部分に設けられたパルス信号発信器であり、該コンベ
ア10の走行情報を上記コントロール部8及び制御装置
14に送るように設けられている。
Reference numeral 12 is a pulse signal transmitter provided in the driving (driven) pulley portion of the conveyor 10, and is provided so as to send the traveling information of the conveyor 10 to the controller 8 and the controller 14.

【0034】次ぎに、図4〜図8によって、本例で行な
われる画像分光の動作内容と、これにより得られる分光
画像について説明する。なお図4は説明の便宜のために
本例の装置を模式的なブロックで示しているため、各構
成の配置関係は図3と必ずしも一致せず、また同様に図
6はCCDセンサ7に結像された画像と連続干渉フィル
タ6の移動による透過光の関係を分かり易く説明するた
めに、これらの位置関係を90°変えて示しているが、
実際はこれらは平板が平行する位置関係にあるものであ
る。
Next, the operation contents of the image spectroscopy performed in this example and the spectral image obtained by this will be described with reference to FIGS. Note that FIG. 4 shows the apparatus of this example by a schematic block for convenience of description, and therefore the arrangement relationship of each configuration does not necessarily match with FIG. 3, and similarly, FIG. 6 is connected to the CCD sensor 7. In order to easily understand the relationship between the imaged image and the transmitted light due to the movement of the continuous interference filter 6, these positional relationships are shown by being changed by 90 °.
Actually, these are in a positional relationship in which the flat plates are parallel to each other.

【0035】さて、図4において、CCDカメラ4は、
内部で固定されているためノイズ低減のための冷却装置
31の組付けが容易なCCDセンサ31に対し、DCモ
ータ32によって図4の上下方向(図3では左右方向)
に連続干渉フィルタ6が移動できるように不図示の支持
体や移動案内機構により支持されている。30は例えば
ペルチュ冷却素子(電子冷却)であり、冷却水循環装置
31との間で冷水を循環して熱交換してCCDセンサを
冷却する。
Now, in FIG. 4, the CCD camera 4 is
The CCD sensor 31, which is fixed inside so that the cooling device 31 can be easily assembled for noise reduction, is moved up and down in FIG. 4 by the DC motor 32 (left and right in FIG. 3).
The continuous interference filter 6 is movably supported by a support body and a movement guide mechanism (not shown). Reference numeral 30 denotes, for example, a Pertu cooling element (electronic cooling), which circulates cold water between the cooling water circulating device 31 and heat exchange to cool the CCD sensor.

【0036】この連続干渉フィルタ6の移動は、一つの
特定波長域幅分の移動と、CCDセンサが透過光でチャ
ージされるのに必要な停止とを繰返すように上記DCモ
ータ32によって行なわれ、その移動開始のタイミング
は、上記検出器11がリンゴ3の測定ステージへの移入
を検知することで与えられる。DCモータ32の駆動は
ローカルマイクロプロセッサ33で制御される。なお、
この連続干渉フィルタ6は、光透過面を除いた部分には
適当な遮光手段が施され、フィルタ透過面以外の系路で
光がCCDセンサ7に入光しないようになっていること
は当然である。上記の連続干渉フィルタ6を通してCC
Dセンサ7に受光され、受光量に比例して各画素にチャ
ージされた電荷は画像データとなり、該フィルタ6の移
動タイミングと同期をとりながら所定のタイミングで該
CCDセンサ7から画素毎に読出されて、メモリーボー
ド35に記憶されると共に、分光画像の画像処理に必要
な情報は、コントロール部8から、制御装置14の中央
演算回路36に送られる。
The continuous interference filter 6 is moved by the DC motor 32 so as to repeat the movement of one specific wavelength band width and the stop necessary for charging the CCD sensor with the transmitted light. The timing of the movement start is given by the detector 11 detecting the transfer of the apple 3 to the measurement stage. The drive of the DC motor 32 is controlled by the local microprocessor 33. In addition,
The continuous interference filter 6 is, of course, provided with appropriate light-shielding means except the light transmitting surface so that light does not enter the CCD sensor 7 in the system path other than the filter transmitting surface. is there. CC through the continuous interference filter 6
The electric charge received by the D sensor 7 and charged in each pixel in proportion to the amount of received light becomes image data, which is read from the CCD sensor 7 for each pixel at a predetermined timing in synchronization with the movement timing of the filter 6. Information stored in the memory board 35 and necessary for image processing of the spectral image is sent from the control unit 8 to the central processing circuit 36 of the control device 14.

【0037】図5は、この連続干渉フィルタ6の移動
と、CCDセンサ7による撮像、画像データの読出しの
手順を、一つのリンゴ3について行なう場合として示し
ている。
FIG. 5 shows a case where the movement of the continuous interference filter 6, the image pickup by the CCD sensor 7, and the reading of the image data are performed for one apple 3.

【0038】図6は、CCDセンサ7に結像されたリン
ゴ3の画像と、連続干渉フィルタ6の移動に伴って、各
画素に受光される透過光の波長が変化する関係を示した
ものであり、(イ)は、波長λ1 の領域を透過した光
が、連続干渉フィルタ6が3ステップ目に移動進行した
位置の画素列(図中の斜線部分)に受光されている状態
を示し、(ロ)は同じく4ステップ目、(ハ)は9ステ
ップ目に移動進行した状態を示している。
FIG. 6 shows the relationship between the image of the apple 3 formed on the CCD sensor 7 and the wavelength of the transmitted light received by each pixel as the continuous interference filter 6 moves. Yes, (a) shows a state in which the light transmitted through the region of wavelength λ 1 is received by the pixel row (the shaded portion in the figure) at the position where the continuous interference filter 6 has moved to the third step, Similarly, (B) shows the state of moving to the fourth step, and (C) shows the state of moving to the ninth step.

【0039】そして、上記3ステップ目の画素列だけに
注目すると、例えば(ロ)の時には波長λ1 +Δλの領
域を透過した光が該3ステップ目の画素列に受光される
ことになり、(ハ)の時には、波長λ1 +8・Δλの領
域を透過した光が該3ステップ目の画素列に受光される
ことになる。このように一つの画素列には、連続干渉フ
ィルタ6の一定の間欠移動に伴って、波長λ1 〜λ2
各領域の光が順次に受光され、受光でチャージされた電
荷(すなわち分光された画像データ)をその都度読出す
ことで、CCDセンサ7の全体についての画像データが
得られることになる。図7はこのようにして得られた各
画素の各波長領域毎の画像データのメモリ状態を表形式
で示したものである。
Focusing only on the pixel row at the third step, for example, in the case of (b), the light transmitted through the region of wavelength λ 1 + Δλ is received by the pixel row at the third step, In the case of (c), the light transmitted through the region of wavelength λ 1 + 8 · Δλ is received by the pixel row of the third step. In this way, in one pixel row, the light in each region of wavelengths λ 1 to λ 2 is sequentially received with the constant intermittent movement of the continuous interference filter 6, and the charges charged by the received light (that is, spectrally separated). The image data of the entire CCD sensor 7 can be obtained by reading each image data). FIG. 7 is a table showing a memory state of image data for each wavelength region of each pixel obtained in this way.

【0040】以上のようにして得られた各画素の分光さ
れた透過光に基づくデータのうちから、例えば波長λ1
に関する全画素のデータを統合することで、図2に示し
た分光画像P(λ1 )が得られ、同様にして各波長毎の
全画素のデータ統合によって全ての分光画像が夫々別々
に得られることになる。
From the data based on the spectrally transmitted light of each pixel obtained as described above, for example, the wavelength λ 1
By integrating data of all the pixels relating, to obtain spectral image P (lambda 1) shown in FIG. 2, all the spectral image by to data integration of all pixels for each wavelength in the same manner to obtain the respective separately It will be.

【0041】また分光画像とは別に、CCDセンサ7中
の特定画素(i,j)についての各波長領域のデータの
みを統合すれば、図8に示すように、その(i,j)画
素に受光された光の分光スペクトルを得ることができ
る。
Separately from the spectroscopic image, if only the data of each wavelength region of the specific pixel (i, j) in the CCD sensor 7 is integrated, as shown in FIG. A spectral spectrum of the received light can be obtained.

【0042】以上の画像分光のデータを図4の中央演算
回路36に取り込むようにして行なうリンゴ選果の一例
を、図3に則して行なうと、この図3の制御装置14で
は、A/D変換手段l5、バッファメモリl6、標準値
設定手段20からの信号との比較を行なう計測演算手段
l7、画像データを記憶するメモリl8、読出し手段l
9とを有していて、演算手段21において、青果物の品
質,特性と関連が深い複数の特定波長における画像を、
上記読出し手段l9を介してメモリ18から読出し、各
画素当たりの平均値を算出してその各算出結果を判定手
段22に送るようになっている。
An example of apple selection performed by incorporating the above image spectral data into the central processing circuit 36 of FIG. 4 is performed according to FIG. 3, and in the control device 14 of FIG. D conversion means l5, buffer memory l6, measurement calculation means l7 for comparing with signals from the standard value setting means 20, memory l8 for storing image data, reading means l
9, and the arithmetic means 21 obtains images at a plurality of specific wavelengths that are closely related to the quality and characteristics of fruits and vegetables,
The average value for each pixel is read out from the memory 18 via the reading means 19 and the calculation result is sent to the judging means 22.

【0043】次ぎにこの判定手段22では、演算装置2
1から送られた各算出結果から、設定手段23に設定さ
れている青果物の品質、特性に関するデータ(モデル式
等)に基づきリンゴ3の品質、特性を判定し、その判定
結果を、仕分け制御手段24に送り、排出装置26を作
動させて取出しコンベア25上にトレーl3と共にリン
ゴ3を排出させる。この仕分け制御、排出制御には既知
の方法、装置を用いれば良い。
Next, in this judging means 22, the arithmetic unit 2
From each calculation result sent from No. 1, the quality and characteristics of the apple 3 are judged based on the data (model formula etc.) relating to the quality and characteristics of the fruits and vegetables set in the setting means 23, and the judgment results are used as the sorting control means. 24, and the discharging device 26 is operated to discharge the apple 3 together with the tray 13 onto the take-out conveyor 25. Known methods and devices may be used for this sorting control and discharge control.

【0044】このようなリンゴの選果を行なうようにす
れば、分光画像や画素単位の分光スペクトルの情報を利
用して優れた選果を、能率よく迅速に行うことができる
という効果が得られる。
If apples are selected as described above, there is an effect that excellent selection can be performed efficiently and quickly by utilizing the information of the spectral image or the spectral spectrum of each pixel. .

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明の画像分光法によれば、青果物等
の品質評価のための優れた情報を取出すことができ、し
かもこのために用いられる画像分光装置は簡易で小型な
構造のものとできる効果がある。
According to the image spectroscopic method of the present invention, excellent information for quality evaluation of fruits and vegetables can be obtained, and the image spectroscopic device used for this purpose has a simple and compact structure. There is an effect that can be done.

【0046】また、本発明の画像分光法によれば、画像
全体としての分光画像が得られると共に、同時に個々の
画素についての分光も得られるため、例えば青果物の透
過光に基づいて内部品質(糖度,内部の障害等)を微小
部分毎に検査することも可能になるという効果がある。
Further, according to the image spectroscopy method of the present invention, a spectral image of the entire image can be obtained, and at the same time, a spectrum of each pixel can be obtained. Therefore, for example, based on the transmitted light of fruits and vegetables, the internal quality (sugar content) , Internal troubles, etc.) can be inspected for each minute portion.

【0047】更にまた、多数枚の分光画像を迅速に得る
ことができ、したがって例えば、青果物を品質評価して
選果する分野では、多数の果を搬送コンベアの上を連続
して搬送させながら、あるいは測定ステージにおいて一
旦停止させた状態で、迅速かつ高能率で評価出来るた
め、実際の工業的規模における青果物の品質評価におい
て初めて、透過光を用いた分光画像法による青果物の内
部品質に基づく選果等を実現できるという効果がある。
Furthermore, it is possible to quickly obtain a large number of spectral images. Therefore, for example, in the field of quality evaluation and selection of fruits and vegetables, while continuously conveying a large number of fruits on a conveyor, Alternatively, since it can be evaluated quickly and with high efficiency while stopped at the measurement stage, it is the first time in the quality evaluation of fruits and vegetables on an actual industrial scale that the selection based on the internal quality of fruits and vegetables by the spectral image method using transmitted light is performed. And so on.

【0048】また、二次元イメージセンサと測定対象物
を照明系に対して固定したまま、連続干渉フイルタを一
方向に移動させるだけで、変化する波長の分光を各画素
に時系列的に受光させることができるので、測定対象物
と個々の画素の間の光学的条件に変動を招くことなく撮
像ができ、精度の高い分光画像が得られるという効果も
ある。
Further, while the two-dimensional image sensor and the object to be measured are fixed with respect to the illumination system, only by moving the continuous interference filter in one direction, each pixel is made to receive the spectrum of the changing wavelength in time series. Therefore, there is an effect that imaging can be performed without causing a change in optical conditions between the measurement target and individual pixels, and a highly accurate spectral image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図l】図1は、本発明の画像分光法の原理を説明する
ための図、
FIG. 1 is a view for explaining the principle of image spectroscopy of the present invention,

【図2】図2は、本発明の画像分光法により得られる分
光画像を示した図、
FIG. 2 is a diagram showing a spectral image obtained by the image spectroscopy of the present invention,

【図3】図3は、本発明をりんごの品質検査に適用した
場合の装置概要を示した図、
FIG. 3 is a view showing an outline of an apparatus when the present invention is applied to quality inspection of apples,

【図4】図4は、この図3における画像分光装置部分の
構成概要をブロック図で示した図、
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an image spectroscopic device portion in FIG. 3;

【図5】図5は、連続干渉フィルタの移動と二次元イメ
ージセンサの動作関係を説明するためのフロー図、
FIG. 5 is a flow chart for explaining the movement relationship between the continuous interference filter and the operation of the two-dimensional image sensor,

【図6】図6は、測定対象物の各画素と連続干渉フィル
タのλ1 領域の撮像関係を説明するための図、
FIG. 6 is a diagram for explaining the imaging relationship between each pixel of the measurement target and the λ 1 region of the continuous interference filter;

【図7】図7は、各画素と、これから読出される信号の
関係を示した図、
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between each pixel and a signal to be read from the pixel,

【図8】図8は、画素(i,j)点の分光スペクトルを
示した図、
FIG. 8 is a diagram showing a spectrum of a pixel (i, j) point;

【図9】図9は、従来の画像分光法の一例を説明するた
めの図。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a conventional image spectroscopy method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:二次元イメージセンサ、2:連続干渉フィルタ、
3:リンゴ、4:CCDカメラ、5:レンズ、6:連続
干渉フィルタ、7:CCDセンサ、8:コントロール
部、10:コンベア、11:検出器、12:パルス信号
発信器、14:制御装置。
1: two-dimensional image sensor, 2: continuous interference filter,
3: apple, 4: CCD camera, 5: lens, 6: continuous interference filter, 7: CCD sensor, 8: control unit, 10: conveyor, 11: detector, 12: pulse signal transmitter, 14: control device.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年11月10日[Submission date] November 10, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図l】図1は、本発明の画像分光法の原理を説明する
ための図、
FIG. 1 is a view for explaining the principle of image spectroscopy of the present invention,

【図2】図2は、本発明の画像分光法により得られる分
光画像を示した図、
FIG. 2 is a diagram showing a spectral image obtained by the image spectroscopy of the present invention,

【図3】図3は、本発明をりんごの品質検査に適用した
場合の装置概要を示した図、
FIG. 3 is a view showing an outline of an apparatus when the present invention is applied to quality inspection of apples,

【図4】図4は、この図3における画像分光装置部分の
構成概要をブロック図で示した図、
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an image spectroscopic device portion in FIG. 3;

【図5】図5は、連続干渉フィルタの移動と二次元イメ
ージセンサの動作関係を説明するためのフロー図、
FIG. 5 is a flow chart for explaining the movement relationship between the continuous interference filter and the operation of the two-dimensional image sensor,

【図6】図6(イ)、(ロ)、(ハ)は、測定対象物の
各画素と連続干渉フィルタのλ1 領域の撮像関係を説明
するための図、
Figure 6 (a), (b), (c) is a diagram for explaining an imaging relationship lambda 1 region of a continuous interference filter and the pixels of the measurement object,

【図7】図7は、各画素と、これから読出される信号の
関係を示した図
Figure 7, each pixel, Chart showing the relationship of signals will now be read,

【図8】図8は、画素(i,j)点の分光スペクトルを
示した図、
FIG. 8 is a diagram showing a spectrum of a pixel (i, j) point;

【図9】図9は、従来の画像分光法の一例を説明するた
めの図。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a conventional image spectroscopy method.

【符号の説明】 1:二次元イメージセンサ、2:連続干渉フィルタ、
3:リンゴ、4:CCDカメラ、5:レンズ、6:連続
干渉フィルタ、7:CCDセンサ、8:コントロール
部、10:コンベア、11:検出器、12:パルス信号
発信器、14:制御装置。
[Explanation of Codes] 1: Two-dimensional image sensor, 2: Continuous interference filter,
3: apple, 4: CCD camera, 5: lens, 6: continuous interference filter, 7: CCD sensor, 8: control unit, 10: conveyor, 11: detector, 12: pulse signal transmitter, 14: control device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 和二 静岡県浜松市篠ケ瀬町630 株式会社果実 非破壊品質研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kaji Matsumoto 630 Shinogase Town, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 特定波長の光しか透過させない狭い領域
が、二次元的広がりを持つ面の一方向に区画を分けて連
接して多数設けられ、かつこの連接された狭い領域毎に
夫々特定された光の透過波長が該一方向に沿って連続的
又は段階的に変化するように設けられた連続干渉フィル
タを、測定対象物と二次元イメージセンサの間で上記一
方向に相対移動させ、該二次元イメージセンサの各画素
により、測定対象物からの光を上記連続的又は段階的に
波長が変化するフィルタ透過光として波長毎に順次検出
することを特徴とする画像分光法。
1. A small area through which only light of a specific wavelength is transmitted is provided by connecting a plurality of narrow areas divided in one direction of a surface having a two-dimensional spread, and each of the connected narrow areas is specified. A continuous interference filter provided so that the transmission wavelength of the light continuously or stepwise changes along the one direction, is relatively moved in the one direction between the measurement object and the two-dimensional image sensor, An image spectroscopic method characterized in that each pixel of a two-dimensional image sensor sequentially detects light from an object to be measured, as filter-transmitted light whose wavelength continuously or stepwise changes, for each wavelength.
【請求項2】 請求項1の各画素で検出された共通の透
過波長に基づく信号を統合して波長毎の分光画像を作成
することを特徴とする画像分光法。
2. An image spectroscopic method, wherein signals based on a common transmission wavelength detected by each pixel of claim 1 are integrated to create a spectral image for each wavelength.
【請求項3】 請求項1又は2において、連続干渉フィ
ルタで透過させる光の透過波長が、可視光域ないし近赤
外光域の範囲であることを特徴とする画像分光法。
3. The image spectroscopic method according to claim 1, wherein the transmission wavelength of the light transmitted by the continuous interference filter is in the range of visible light region to near-infrared light region.
【請求項4】 特定波長の光しか透過させない狭い領域
が二次元的広がりを持つ面の一方向に区画を分けて連接
して多数設けられると共に、この連接された狭い領域毎
に夫々特定された光の透過波長が該一方向に沿って連続
的又は段階的に変化するように設けられていて、片側の
面が測定対象物に対向される連続干渉フィルタと、この
連続干渉フィルタの反対側の面に対向して配置される二
次元イメージセンサと、測定対象物及び二次元イメージ
センサに対して上記連続干渉フィルタを上記一方向に相
対移動させるフィルタ移動手段と、上記移動する連続干
渉フィルタを透過して二次元イメージセンサの各画素に
受光されるフィルタ透過光を光電変換した信号として該
二次元イメージセンサから順次読出す信号読出手段と、
を備えたことを特徴とする画像分光装置。
4. A large number of narrow regions, which allow only light of a specific wavelength to pass therethrough, are formed by dividing the sections into one direction on a surface having a two-dimensional spread, and connecting each of the narrow regions. A continuous interference filter which is provided so that the transmission wavelength of light continuously or stepwise changes along the one direction, and one surface of which faces a measurement target, and a continuous interference filter on the opposite side of the continuous interference filter. A two-dimensional image sensor arranged to face the surface, a filter moving means for relatively moving the continuous interference filter in the one direction with respect to the measurement object and the two-dimensional image sensor, and transmission through the moving continuous interference filter. Signal reading means for sequentially reading from the two-dimensional image sensor as a signal obtained by photoelectrically converting filter-transmitted light received by each pixel of the two-dimensional image sensor,
An image spectroscopic device comprising:
【請求項5】 請求項4において、各画素から読出され
た信号のうちの共通の透過波長に基づく信号を統合し、
区画された透過波長毎の分光画像を作成する画像処理手
段を設けたことを特徴とする画像分光装置。
5. The method according to claim 4, wherein signals based on a common transmission wavelength among signals read from each pixel are integrated,
An image spectroscopic device comprising image processing means for creating spectral images for each of the divided transmission wavelengths.
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