JPH0961244A - 色分類装置及び色分類方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 様々な対象物に適応可能な汎用性の高い色分
類装置及び色分類方法を提供する。 【解決手段】 本発明による色分類装置は、対象物から
の光を撮像する撮像手段と、前記対象物からの光を前記
撮像手段に結像させる光学手段と、前記対象物と撮像手
段の間に配置されるそれぞれ異なる通過帯域を持つ複数
の光学バンドパスフィルタと、前記複数の光学バンドパ
スフィルタを切り替える切り替え手段と、撮像された対
象物の分光特性から統計的手法を用いた分類または判別
を行うための演算処理手段とを有し、前記複数の光学バ
ンドパスフィルタは、対象物の色を測定するための複数
の測定用フィルタと、対象物に対して前記複数の測定用
フィルタのうち何れのフィルタを適用すべきかを判定す
るための検査用フィルタとを含み、前記切替手段は前記
検査用フィルタを用いて検出された結果に基づいて有効
な前記測定用フィルタを切り替え選択することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色を利用して対象
物を分類，判定または識別する色分類装置及び色分類方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種工業の生産現場における
塗装色，染色度の管理、または生産物の色測定、あるい
は医療，学術分野における被検体の色測定などにおいて
は、対象物の色を識別する色識別装置が利用されてい
る。

【０００３】例えば、特開平３−２６７７２６号公報に
開示されている色識別装置では、対象物の反射分光スペ
クトルに統計的処理を施すことによって２クラスの分類
を行なっている。

【０００４】具体的には、クラスが既知の対象物の反射
分光スペクトルをＦｏｌｅｙ Ｓａｍｍｏｎ変換（ＦＳ
変換）を利用して統計処理している（Ｑ．Ｔｉａｎ，
Ｍ．Ｂａｒｂａｒｏ他、“Ｉｍａｇｅ ｃｌａｓｓｉｆ
ｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ Ｆｏｌｅｙ−Ｓａｍｍｏｎ ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍ”，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．７，１９８６参照）。

【０００５】ここで、ＦＳ変換とは、２つのクラスに分
類する手法であり、具体的には、ある対象物が２つ与え
られたときのＳ1 ，Ｓ2 からＦｉｓｈｅｒ ｒａｔｉｏ Ｒ（ｄi ）＝（ｄi ^t Ｓ1 ｄi ）／（ｄi ^t Ｓ2 ｄi ） …（１） ｄi ：分類スペクトル ｄi ^t ：分類スペクトル（転置） Ｓ1 ：クラス間共分散行列 Ｓ2 ：クラス内共分散行列 のＲ（ｄi ）を最大にするときのスペクトルｄi を求め
ることである。

【０００６】以後、この分類のためのスペクトルｄi を
分類スペクトルと呼ぶ。

【０００７】この分類スペクトルｄi は、対象物のスペ
クトルと同じ次元数を有するため、正確にはｄi （λ）
と表記すべきであるが、本明細書では、簡単のためにｄ
i と記すものとする。

【０００８】そして、Ｆｉｓｈｅｒ ｒａｔｉｏを大き
くする分類スペクトルを２種類求める。Ｆｉｓｈｅｒ
ｒａｔｉｏを最大にする分類スペクトルｄi をｄ1 、こ
のｄ1 と直交するスペクトルの中でＦｉｓｈｅｒ ｒａ
ｔｉｏを最大にする分類スペクトルｄi をｄ2 とする。

【０００９】この分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 で構成され
る空間に各データを投影することにより、２つのクラス
が分類される。分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 は次式から求
める。

【００１０】 ｄ1 ＝α1 Ｓ2 ^-1Δ ｄ2 ＝α2 Ｓ2 ^-1Δ［Ｉ−（Δ^t Ｓ2 ^-2Δ）／（Δ^t Ｓ2 ^-3Δ）Ｓ2 ^-1］Δ …（２） ここで、α1 ，α2 は正規化係数、ΔはＸ1 −Ｘ2 （ク
ラス１とクラス２の差スペクトル）、Ｉは単位行列であ
る。

【００１１】このようにして得た分類スペクトルｄ1 ，
ｄ2 で構成される空間に各データを投影するために分類
スペクトルと対象物の反射分光スペクトルとの内積を求
める。

【００１２】対象物の反射分光スペクトルをｆ（λ）
（但し、λ＝波長）とすれば、内積ｔ1 ，ｔ2 は次式で
表せられる。

【００１３】ｔ1 ＝ｆ（λ）・ｄ1 ｔ2 ＝ｆ（λ）・ｄ2 ここで、記号「・」は内積演算を表す。

【００１４】上記特開平３−２６７７２６号公報に開示
の装置では、この内積ｔ1 ，ｔ2 の値から図３３のよう
に分類境界を決め、この分類スペクトルの特性を有する
フィルタを図３６に示すように回折格子Ｇと液晶フィル
タＦを用いて実現している。

【００１５】ところが、分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 は一
般に、図３７に示すように形状が複雑であり、また、正
負の値をとるため、回折格子Ｇ，液晶フィルタＦなどの
取り付け精度も厳しく要求される。

【００１６】従って、装置の移動等にともなう機械的振
動により、その取り付け位置がずれると、分類精度が著
しく低下してしまう。また、回折格子自体はコストが高
いという問題もある。

【００１７】そのため、装置構成が簡単で、低コスト
で、且つ機械的振動等にも耐えられるような色分類装置
が望まれている。

【００１８】また、上記特開平３−２６７７２６号公報
に開示された色識別装置では、光源をある程度限定して
いる（ランプＬ）ため、異なる光源に対しての分類には
不向きであり、光源のスペクトルが変化する場合には良
好な分類を行なうことが難しい。

【００１９】特に、工場などで色分類を行なう場合に
は、光源を限定することができるが、光源を限定せず
に、そのスペクトルが変化する場合などにも良好に色分
類できる装置が望まれている。

【００２０】このため、本出願人は既に先願として特開
平７−１２０３２４号公報に開示されているように、装
置構成が簡単で、低コストで、且つ機械的振動等にも耐
えられ、しかも光源を限定せずにそのスペクトルが変化
する場合などにも良好に色分類可能な色分類装置に係る
発明の出願をなしている。

【００２１】すなわち、この先願としての特開平７−１
２０３２４号公報に開示された色分類装置は、対象物の
反射分光スペクトルを撮像する撮像手段と、上記対象物
と撮像手段との間に設置したそれぞれ異なる帯域を持つ
複数のバンドパスフィルタと、上記撮像手段によって撮
像された対象物の反射分光スペクトルから統計的手法を
用いた分類のための分類スペクトルを算出し、この分類
スペクトルを用いて上記対象物の分類を行なう分類手段
とを備えることを特徴としている。

【００２２】この先願の色分類装置によれば、それぞれ
異なる帯域を持つ複数のバンドパスフィルタを用意して
おき、これら複数のバンドパスフィルタのそれぞれを上
記対象物と撮像手段との間に配置する。

【００２３】そして、分類手段によって、上記撮像手段
によって撮像された対象物の反射分光スペクトルから統
計的手法を用いた分類のための分類スペクトルを算出
し、この分類スペクトルを用いて上記対象物の分類を行
なう。

【００２４】先ず、この先願の色分類装置の原理から説
明する。

【００２５】この先願の色分類装置では、分類のための
フィルタを、特開平３−２６７７２６号公報に開示され
た従来の色識別装置のような回折格子及び液晶フィルタ
で構成するのではなく、図２８の（Ａ）に示すような特
定の波長のみを透過させるようなバンドパスフィルタを
複数組み合わせた同図の（Ｂ）や（Ｃ）に示すようなフ
ィルタを用いることにより、簡易で安価な構成の色分類
装置を実現するものである。

【００２６】また、この先願の色分類装置は、異なる光
源のもとでも色分類を行なうために、対象物を撮像する
ときと同じ条件で、適当な参照板の反射分光スペクトル
を計測し、対象物の反射分光スペクトルを参照板の反射
分光スペクトルで補正することによって、光源（照明
光）の影響を除去するようにしている。

【００２７】すなわち、λを波長として、対象物の反射
分光スペクトルをｆ（λ）、参照板の反射分光スペクト
ルをｓ（λ）、照明光の反射分光スペクトルをＬ
（λ）、撮影系の感度スペクトル（撮影レンズの透過ス
ペクトル、撮影素子の感度スペクトル等）をＭ（λ）と
すれば、対象物の撮影スペクトルｇi （λ）、及び参照
板の撮影スペクトルｇs （λ）はそれぞれ、 ｇi （λ）＝ｆ（λ）×Ｌ（λ）×Ｍ（λ） ｇs （λ）＝ｓ（λ）×Ｌ（λ）×Ｍ（λ） で表せられ、対象物のスペクトルｇi ′（λ）は、 ｇi ′（λ）＝ｇi （λ）／ｇs （λ）＝ｆ（λ）／ｓ（λ） …（４） と表すことができる。

【００２８】こうして、照明光の反射分光スペクトルＬ
（λ）の影響を除去でき、ｇi ′（λ）を用いれば、異
なる光源のもとでも分類できることになる。

【００２９】また、さらに照明光の輝度が異なる場合に
は、除去後の信号ｇi ′（λ）のパワーを正規化すれば
良い。

【００３０】次に、この先願による２クラスの対象物の
分類を行なう色分類装置について説明する。

【００３１】図２７は、その構成を示す図で、この先願
の色分類装置は、絞りやレンズを含む光学系１０、図２
８の（Ａ）に示されるような複数枚のバンドパスフィル
タ１２Ａ，１２Ｂ，…，１２Ｅで構成される回転色フィ
ルタ１２、対象物Ｏ及び参照板Ｒの画像を取り込むため
のＣＣＤ１４、Ａ／Ｄ変換器１６、フレームメモリ１
８、撮影している部分を表示するモニタ２０、ＣＣＤ駆
動ドライバ２２、回転色フィルタ１２の駆動モータ２
４、ＣＣＤ駆動ドライバ２２及び回転色フィルタ駆動モ
ータ２４等を制御すると共に分類演算回路２８に命令を
送るコントロール部２６、分類を行なうための分類演算
回路２８から構成される。

【００３２】上記回転色フィルタ１２は、図２８の
（Ｂ）に示すように、何種類かのバンドパスフィルタ１
２Ａ〜１２Ｅから構成されており、各フィルタは同図の
（Ａ）に示すような任意のバンド幅を透過するような特
性を持っている。

【００３３】この場合、図面及び説明の簡単化のため５
枚のバンドパスフィルタで回転色フィルタ１２を構成し
ている。

【００３４】なお、光学系１０と回転色フィルタ１２の
配置は、光学系１０の前に回転色フィルタ１２を配置す
るような逆の配置でも良い。

【００３５】上記分類演算回路２８は、図２９に示すよ
うに、対象物Ｏの輝度成分を抽出するための輝度成分抽
出部３０、分類のための演算（ＦＳ変換等）を行なう分
類演算部３２、及び分類判定のための学習及び分類判定
を行なう分類判定部３４から成る。

【００３６】ここで、上記輝度成分抽出部３０は、図３
０に示すように、撮影した画像の対象物Ｏ及び参照板Ｒ
の測定領域を抽出する３個の測定領域抽出部３６Ａ，３
６Ｂ，３６Ｗ、測定した輝度成分の平均を求める３個の
輝度成分平均化部３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｗ、撮影したク
ラス１またはクラス未知のテータの輝度成分を書き込む
輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａ、撮影したクラス２のデー
タの輝度成分を書き込む輝度成分メモリ“Ｂ”４０Ｂ、
撮影した参照板Ｒのデータの輝度成分を書き込む輝度成
分メモリ“Ｗ”４０Ｗ、光源の影響を補正するための補
正回路４２、補正したクラス１又はクラス未知のデータ
を書き込む輝度スペクトルメモリ“ｄta”４４Ａ、及び
補正したクラス２のデータを書き込む輝度スペクトルメ
モリ“ｄtb”４４Ｂを有している。

【００３７】上記輝度成分メモリ４０Ａ，４０Ｂ，４０
Ｗは、回転色フィルタ１２を構成するバンドパスフィル
タの枚数（この例では、５枚）分だけの輝度成分を書き
込むことができるようになっている。

【００３８】上記補正回路４２は、図３１の（Ａ）に示
すように除算器４２₁ 、または同図の（Ｂ）に示すよう
に除去器４２₁ とパワー正規化回路４２₂ により構成さ
れる。以下の説明では、同図の（Ｂ）に示した構成とし
て説明を行うものとする。

【００３９】上記輝度スペクトルメモリ４４Ａ，４４Ｂ
は、撮影するデータのサンプル数Ｎだけの輝度成分（各
輝度成分はフィルタ枚数個のデータからなる）を書き込
むことができるようになっている。

【００４０】一方、上記分類演算部３２は、図３１の
（Ｃ）に示すように、切り替えスイッチ“Ａ”４６、分
類スペクトルを求める分類スペクトル算出部４８、分類
スペクトルｄ1 を書き込む分類スペクトルｄ1 メモリ５
０、分類スペクトルｄ2 を書き込む分類スペクトルｄ2
メモリ５２、切り替えスイッチ“Ｂ”５４、積算器５
６、加算器５８Ａとラッチ５８Ｂで構成され累積加算を
行なう累積演算部５８とによって構成されている。

【００４１】また、上記分類判定部３４は、同図に示す
ように、切り替えスイッチ“Ｃ”６０、分類境界を決定
する分類境界決定部６２、決定した分類境界を書き込む
分類境界メモリ“ｃ1 ”６４、分類判定を行なう分類決
定部６６から構成されている。

【００４２】次に、以上のような構成の色分類装置を使
い、２クラスの対象物を分類する処理について説明す
る。

【００４３】この処理では、まず分類境界を求めるため
の学習モードを実行し、次にクラス未知のデータの色分
類を行なうための分類モードを行なう。

【００４４】まず、学習モードについて説明する。

【００４５】これは、図３２に示すような２クラスの対
象物Ｏを分類するための分類スペクトルを求めるもので
ある。

【００４６】最初に、コントロール部２６は、光学系１
０の方向及び焦点距離を、２クラスの対象物を同時に撮
像できるように調節する。

【００４７】そして、図示しない合焦調節機構により合
焦調節を行うと共に、図示しない測光器により測光し光
学系１０の絞り及びＣＣＤ１４の露光時間を設定する。

【００４８】ここで、回転色フィルタ１２の第１のバン
ドパスフィルタ（例えば、１２Ａ）で撮影が行なわれる
ように、回転色フィルタ１２の位置を制御する。

【００４９】そして、ＣＣＤ駆動ドライバ２２に撮影コ
マンドを送ることによって第１の画像を撮影する。

【００５０】ＣＣＤ１４で取り込み、Ａ／Ｄ変換器１６
でＡ／Ｄ変換された画像データは、フレームメモリ１８
に転送され格納される。

【００５１】そして、分類演算回路２８にフレームメモ
リ１８に格納された画像データを読み込ませる。

【００５２】分類演算回路２８においては、画像データ
は、まず、輝度成分抽出部３０へ転送される。

【００５３】この輝度成分抽出部３０においては、各画
像について、測定領域抽出部３６Ａ，３６Ｂにて、取り
込んだ各画像データのなかでそれぞれクラス１，クラス
２に対応する分類対象領域を抽出し、その各画素ごとに
輝度成分を抽出する。

【００５４】そして、輝度成分平均化部３８Ａ，３８Ｂ
にて、各領域での輝度の平均値を検出し、輝度成分メモ
リ４０Ａ，４０Ｂに書き込む。

【００５５】これをデータｄａ1 ，ｄｂ1 とする。

【００５６】次に、回転色フィルタ１２を回転し、第２
のフィルタ（例えば、１２Ｂ）で第２の画像を撮影し、
同様にして平均値を輝度成分メモリ４０Ａ，４０Ｂに書
き込む。

【００５７】これを、データｄａ2 ，ｄｂ2 とする。

【００５８】このような操作を、第５のフィルタ（例え
ば、１２Ｅ）まで行ない、輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａ
にデータｄａ3 ，ｄａ4 ，ｄａ5 を、また輝度成分メモ
リ“Ｂ”４０Ｂにデータｄａ3 ，ｄａ4 ，ｄａ5 を書き
込む。

【００５９】すなわち、この一連の操作で、輝度成分メ
モリ“Ａ”４０Ａにはデータｄａi（但し、ｉ＝１〜
５）を、輝度成分メモリ“Ｂ”４０Ｂにはデータｄｂi
（ｉ＝１〜５）を書き込む。

【００６０】次に、対象物の近傍に参照板Ｒを配置し、
同様に５種類のフィルタで撮影し、輝度成分メモリ
“Ｗ”４０Ｗにデータｄｗi （ｉ＝１〜５）を書き込
む。

【００６１】その後、補正回路４２では、クラス１につ
いては輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａと輝度成分メモリ
“Ｗ”４０Ｗから、またクラス２については輝度成分メ
モリ“Ｂ”４０Ｂと輝度成分メモリ“Ｗ”４０Ｗから、
データを読み出して補正を行なう。

【００６２】この補正は、各フィルタ成分ごとに輝度成
分メモリ“Ａ”４０Ａのデータを輝度成分メモリ“Ｗ”
４０Ｗのデータで除算器４２₁ にて次式のように除算す
る。

【００６３】 ｄａ^m i ′＝ｄａ^m i ／ｄｗi （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） ｄｂ^m i ′＝ｄｂ^m i ／ｄｗi （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） …（５ａ） この演算により、異なる光源（スペクトル特性）の影響
を除去できる。

【００６４】ここで、ｉはフィルタ番号、ｍはサンプル
番号を示す。

【００６５】さらに、パワー正規化回路４２₂ にて、上
記除算されたデータのパワー値が一定化されるように、
パワー値Ｃａ^m 及びＣｂ^m により次式の演算が行なわれ
る。

【００６６】 ｄａ^m i ″＝ｄａ^m i ′／Ｃａ^m （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） ｄｂ^m i ″＝ｄｂ^m i ′／Ｃｂ^m （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） …（５ｂ） ここで、パワー値Ｃａ^m 及びＣｂ^m は、

【数１】

【００６７】または、

【数２】

【００６８】である。

【００６９】このパワー正規化により、光源の輝度が異
なる場合の影響を除去することができる。

【００７０】このようにして求められたｄａ^m i ″及び
ｄｂ^m i ″を、輝度スペクトルとして輝度スペクトルメ
モリ“dtａ”４４Ａ及び“dtｂ”４４Ｂに書き込む。

【００７１】以上の補正を、対象物のサンプル数Ｎだけ
行ない、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａ及び“dt
ｂ”４４Ｂに輝度スペクトルを書き込む。

【００７２】この際、対象物のサンプルは、対象物その
ものを交換しても良いし、同一対象物の異なる領域を利
用しても良い。

【００７３】このようにして、輝度スペクトルメモリ
“dtａ”４４Ａ，“dtｂ”４４Ｂには、対象物のサンプ
ル数Ｎだけの輝度スペクトルデータが書き込まれること
になる。

【００７４】また、同時に、２つのクラスの対象物を撮
影できない場合は、１つのクラス毎に対象物、参照板に
ついて上記と同様に撮影及び補正を行い、それぞれ輝度
スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａ及び“dtｂ”４４Ｂに
それぞれの輝度スペクトルを書き込む。この操作をサン
プル数Ｎだけ行なうようにする。

【００７５】次に、分類演算部３２では、切り替えスイ
ッチ“Ａ”４６をｂ側に切り替える。

【００７６】そして、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４
４Ａ及び“dtｂ”４４Ｂからそれぞれクラス１及びクラ
ス２に係る輝度スペクトルデータを読み出し、分類スペ
クトル算出部４８にて、前述したＦＳ変換を用いて分類
スペクトルｄ1i（但し、ｉ＝１〜５）、及びこれに直交
するｄ2i（ｉ＝１〜５）を求め、それぞれ分類スペクト
ルｄ1 メモリ５０及びｄ2 メモリ５２にそれぞれ分類ス
ペクトルｄ1i及びｄ2iを書き込む。

【００７７】次に、切り替えスイッチ“Ａ”４６をａ側
に、また分類判定部３４の切り替えスイッチ“Ｃ”６０
をｂ側に切り替える。

【００７８】そして、切り替えスイッチ“Ｂ”５４をａ
側に切り替えて、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａ
から輝度スペクトルデータｄａ^m i ″を、また分類スペ
クトルｄ1 メモリ５０から分類スペクトルデータｄ1iを
読み出して、積算器５６及び累積演算部５８により内積
演算

【数３】

【００７９】を行ない、結果を分類判定部３４の分類境
界決定部６２へ転送する。

【００８０】続いて、輝度スペクトルメモリ“dtｂ”４
４Ｂから輝度スペクトルデータｄｂ^m i ″を、また分類
スペクトルｄ1 メモリ５０から分類スペクトルデータｄ
1iを読み出して、同様に内積演算

【数４】

【００８１】を行ない、結果を分類境界決定部６２へ転
送する。

【００８２】次に、切り替えスイッチ“Ｂ”５４をｂ側
に切り替えて、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａか
ら輝度スペクトルデータｄａ^m i ″を、また分類スペク
トルｄ2 メモリ５２から分類スペクトルデータｄ2iを読
み出して、内積演算

【数５】

【００８３】を行ない、結果を分類境界決定部６２へ転
送する。続いて、輝度スペクトルメモリ“dtｂ”４４Ｂ
から輝度スペクトルデータｄｂ^m i ″を、また分類スペ
クトルｄ2 メモリ５２から分類スペクトルデータｄ2iを
読み出して、内積演算

【数６】

【００８４】を行ない、結果を分類境界決定部６２へ転
送する。

【００８５】このように、各クラスについてサンプル数
分だけ処理を行ない、こうして得た内積値を分類境界決
定部６２で図３３のように分類境界を決定し、分類境界
メモリ“ｃ1 ”６４に書き込む。

【００８６】以上、ここまでが、学習モードである。

【００８７】次に、分類モードについて説明する。

【００８８】この分類モードでは、まず、図３４に示す
ような分類したいクラス未知の対象物Ｏを、学習モード
のときと同様に撮影し、輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａに
輝度スペクトルｄｘi （但し、ｉ＝１〜５）を書き込
む。

【００８９】続いて、これと同じ撮影条件で、参照板Ｒ
を同様に撮影し、輝度成分メモリ“Ｗ”４０Ｗに輝度ス
ペクトルｄｗi （但し、ｉ＝１〜５）を書き込む。

【００９０】そして、これら輝度成分メモリ“Ａ”４０
Ａ及び“Ｗ”４０Ｗからデータを読み込んで、補正回路
４２で補正 ｄｘi ′＝ｄｘi ／ｄｗi （但し、ｉ＝１〜５） …（１０） を行ない、更にパワー正規化回路４２₂ にて上記除算さ
れたデータのパワー値が正規化されるように

【数７】

【００９１】を行い、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４
４Ａにスペクトルｄｘi ″を書き込む。

【００９２】ここで、分類演算部３２では、切り替えス
イッチ“Ａ”４６をａ側に切り替え、分類判定部３４で
は、切り替えスイッチ“Ｃ”６０をａ側に切り替える。

【００９３】そして、分類演算部３２の切り替えスイッ
チ“Ｂ”５４をまずａ側に切り替えて、輝度スペクトル
メモリ“dtａ”４４Ａから輝度スペクトルｄｘi ″を、
また分類スペクトルｄ1 メモリ５０から分類スペクトル
データｄ1iを読み出して、積算器５６及び累積演算部５
８により内積演算

【数８】

【００９４】を行い、ｔｘ1 を分類判定部３４の分類決
定部６６へ転送する。

【００９５】次に、切り替えスイッチ“Ｂ”５４をｂ側
に切り替えて、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａか
ら輝度スペクトルｄｘi ″を、また分類スペクトルｄ2
メモリ５２から分類スペクトルデータｄ2iを読み出し
て、内積演算

【数９】

【００９６】を行ない、ｔｘ2 を分類決定部６６へ転送
する。

【００９７】そして、分類決定部６６は、分類境界メモ
リ“ｃ1 ”６４から分類境界を読み出して、このデータ
より、上記転送されてきた内積値ｔｘ1 ，ｔｘ2 が分類
境界のどちら側にあるかを判定し、分類結果を出力す
る。

【００９８】ここまでの操作が、分類モードである。

【００９９】以上のように、この先願の色分類装置で
は、光源のスペクトル特性の相違を除算器４２₁ にて、
また輝度の相違をパワー正規化回路４２₂ にて補正する
ため、異なる光源についても良好な分類を行うことがで
きる。

【０１００】この際に、さらに図３１の（Ｂ）に示すよ
うに、パワー正規化回路４２₂ を用いているために、光
源の輝度が変化する場合においても良好な分類を行なう
ことができる。

【０１０１】なお、光源のスペクトルが変化せずに、輝
度のみが変化する場合には、除算回路４２₁ は不要で、
パワー正規化回路４２₂ だけで良い。

【０１０２】また、回転色フィルタ１２を用いた簡単な
構成であるため、安価で機械的振動等にも頑健になる。

【０１０３】また、学習モードと分類モードを有するこ
とから、異なる分類目的にも容易に対応することができ
る。

【０１０４】さらに、図３５に示すように、分類演算部
３２を、既に学習済みの分類スペクトルｄ1i，ｄ2iを記
憶する分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 メモリ５０，５２の対
とそれらを選択するための切り替えスイッチ“Ｂ”５４
との組を複数設け、それぞれの組の分類スペクトルｄ1
，ｄ2 メモリ５０，５２に異なる学習済みの分類スペ
クトルを記憶しておき、各組を選択するための切り替え
スイッチ“Ｃ′”６８を利用するようにすれば、異なる
分類目的にも瞬時に対応することができる。

【０１０５】なお、この例では回転色フィルタ１２とし
て、図２８の（Ｂ）に示すように、円形のフィルタ１２
Ａ〜１２Ｅを同一円上に配置した構成のものを用い、各
フィルタで停止させるため各フィルタ毎にその位置を制
御するようにしているが、図２８の（Ｃ）に示すよう
に、フィルタ１２Ａ〜１２Ｅを円弧状に構成し、それら
を同一円上に配列してなる回転色フィルタ１２を用いれ
ば、各フィルタ毎に停止させ位置制御する必要がなくな
り、常に動かし続けることができるので、より高速に分
類処理を行なえる。

【０１０６】ただし、当然のことながら、この場合は、
ＣＣＤ１４での露光のタイミングと回転色フィルタ１２
の回転のスピードとの同期をとる必要がある。

【０１０７】また、分類した結果は、分類されたクラス
に応じて異なる色の画像として表示しても良いし、音声
等で撮影者に知らせるようにしても良い。

【０１０８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
７−１２０３２４号公報に記載の先願による色分類装置
では、用いる複数の光学バンドパスフィルタは対象物に
応じて最適化されたものを用いるので、対象物が変更に
なったり、全く未知のものを対象とする場合には上記複
数の光学バンドパスフィルタを交換しなければならず、
汎用性という点で改善の余地があった。

【０１０９】なお、上記特開平７−１２０３２４号公報
の先願では光源に応じて複数の光学バンドパスフィルタ
を交換する手段を持つ装置については開示しているが、
様々な対象物に対するフィルタ交換手段については記載
されていない。

【０１１０】そこで、本発明は、以上のような点に鑑み
てなされたもので、様々な対象物に適応可能な汎用性の
高い色分類装置及び色分類方法を提供することを目的と
する。

【０１１１】

【課題を解決するための手段】本発明によると、対象物
からの光を撮像する撮像手段と、前記対象物からの光を
前記撮像手段に結像させる光学手段と、前記対象物と撮
像手段の間に配置されるそれぞれ異なる通過帯域を持つ
複数の光学バンドパスフィルタと、前記複数の光学バン
ドパスフィルタを切り替える切り替え手段と、撮像され
た対象物の分光特性から統計的手法を用いた分類または
判別を行うための演算処理手段とを有し、前記複数の光
学バンドパスフィルタは、対象物の色を測定するための
複数の測定用フィルタと、対象物に対して前記複数の測
定用フィルタのうち何れのフィルタを適用すべきかを判
定するための検査用フィルタとを含み、前記切替手段は
前記検査用フィルタを用いて検出された結果に基づいて
有効な前記測定用フィルタを切り替え選択することを特
徴とする色分類装置が提供される。

【０１１２】また、本発明によると、光学系を介した対
象物からの光を互いに異なる通過帯域を持つ複数の光学
バンドパスフィルタを切替えながら通過させて撮像し、
この撮像された対象物の分光特性から統計的手法によっ
て当該対象物の分類又は判別を行なうようにした色分類
方法において、前記対象物に係る分光特性を予め検査し
たのち、この結果に基づいて前記複数の光学バンドパス
フィルタの中から所要の光学バンドパスフィルタを選択
して分類又は判別を行なうようにしたことを特徴とする
色分類方法が提供される。

【０１１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【０１１４】本発明による色分類装置は、分類精度を向
上させ、汎用性をもたせるために、異なる対象物に対し
て自動的に切換可能な回転色フィルタを複数セット備え
ている。

【０１１５】この色分類装置の基本的な構成は、図１に
示す原理的な構成図に示すように、光学系１、複数の色
フィルタ、フィルタ駆動モーターなどで構成されるフィ
ルタ切替部１００、撮像素子２、Ａ／Ｄ変換器３、撮像
素子駆動回路４、フレームメモリ５、コントロール部
６、演算処理回路７、画像処理部８、表示部９である。

【０１１６】フィルタ切替部１００の具体的構成は各実
施の形態に記載する。

【０１１７】ただし、回転色フィルタのフィルタ枚数は
図示する枚数に限定する必要はなく、対象物に応じて変
更することができる。

【０１１８】（第１の実施の形態）先ず、第１の実施の
形態のフィルタ切替部１００の構成について説明する。

【０１１９】この第１の実施の形態では、図２に示すよ
うな複数枚のフィルタで構成される回転色フィルタ１０
１のセットが図示のようなターレット１０２にセッティ
ングされている。

【０１２０】ただし、１つの回転色フィルタは対象物ス
ペクトル検出用回転色フィルタ１０６となっている。

【０１２１】図２の（Ａ）は横からみた図、図２の
（Ｂ）は表からみた図、図２（ｃ）は裏（撮像素子）側
からみた図である。

【０１２２】各回転色フィルタ１０１，１０６はバンド
パスフィルタで構成されており、その回転色フィルタ１
０１の組み合わせは対象物に応じた組み合わせとなって
いる。

【０１２３】各回転色フィルタ１０１，１０６はその中
心軸上でターレット１０２と連結し、さらにその先に歯
車１０３が接続されていてこの歯車１０３が回転するこ
とにより回転色フィルタが回転するようになっている。

【０１２４】また、ターレット１０２は同一半径上に図
２の（ｃ）に示すような光通過用孔１０４が設けられ、
さらに、ターレット１０２の初期位置を検出するための
初期位置検出用孔１０５が設けられている。

【０１２５】そして、ターレット１０２の中心軸上には
歯車１０７が連結される。

【０１２６】このような回転色フィルタ１０１，１０６
を含むターレット１０２は図３に示すフィルタ切替部１
００の中に設置されている。

【０１２７】このフィルタ切替部１００には、回転色フ
ィルタ１０１を含むターレット１０２、初期位置検出用
孔１０５を検出するためのフォトセンサ１０８があり、
ターレット・回転色フィルタ駆動モーター１０９、その
モーターの回転軸上に歯車１１０が接続される。

【０１２８】このターレット・回転色フィルタ駆動モー
ター１０９はアクチュエーター１１１上にあり、これに
よりターレット・回転色フィルタ駆動モーター１０９は
図３でターレット１０２の中心軸を含む上下方向に移動
できるようになっている。

【０１２９】さらに、ターレット・回転色フィルタ駆動
モーター１０９及びアクチュエーター１１１はコントロ
ール部６により制御される。

【０１３０】また、フォトセンサからの信号はコントロ
ール部６に送られる。

【０１３１】なお、歯車１０３，１０７，１１０のモジ
ュールは一致しているものとする。

【０１３２】次に、以上のように構成された色分類装置
による対象物の測定について、図２３の（Ａ）に示すフ
ローチャートを参照して説明する。

【０１３３】先ず、測定の開始時にはターレット・回転
色フィルタ駆動モーター１０９は図３の（Ａ）に示すよ
うに回転色フィルタ１０１，１０６から伸びる歯車１０
３と噛み合った状態になっている。

【０１３４】ここで、噛み合っている回転色フィルタ
は、対象物スペクトル検出用回転色フィルタ１０６であ
る（ステップＳ１）。

【０１３５】この状態を初期状態と呼ぶ。

【０１３６】初期状態になっていないときは、コントロ
ール部６からの命令により、アクチュエーター１１１で
ターレット・回転色フィルタ駆動モーター１０９を歯車
１０７，１１０がかみ合う位置まで移動させる。

【０１３７】次に、図３の（Ｂ）に示すように、歯車１
０７，１１０が噛み合った状態で、ターレット・回転色
フィルタ駆動モーター１０９を駆動させることにより、
ターレット１０２を、フォトセンサ１０８がターレット
１０２の初期位置検出用孔１０５を検出するところまで
回転させる。

【０１３８】これによって初期位置検出用孔１０５が検
出されたら、アクチュエーター１１１でターレット・回
転色フィルタ駆動モーター１０９を歯車１０３，１１０
がかみ合う位置まで移動させる。

【０１３９】この状態で初期状態となる。

【０１４０】この初期状態でターレット・回転色フィル
タ駆動モーター１０９を駆動させることにより、対象物
スペクトル検出用回転色フィルタ１０６を回転させ測定
を行なう（ステップＳ２）。

【０１４１】測定データは撮像素子２で検出されＡ／Ｄ
変換器３、フレームメモリ５を経て演算処理回路７へ送
られる。

【０１４２】この演算処理回路７はフレームメモリ５か
ら送られてきた測定データから有効スペクトルを抽出し
て最適な回転色フィルタ１０１を決定し（ステップＳ
３，Ｓ４）、この情報をコントロール部６に送る。

【０１４３】コントロール部６は、その回転色フィルタ
１０１にセットさせるようにフィルタ切換部１００に命
令信号を送る。

【０１４４】コントロール部６からの命令により、アク
チュエーター１１１はターレット・回転色フィルタ駆動
モーター１０９を歯車１０７，１１０が噛み合う位置ま
で移動させる。

【０１４５】次に、図２の（Ｂ）に示すように、歯車１
０７，１１０が噛み合った状態でターレット・回転色フ
ィルタ駆動モーター１０９を駆動させることにより、タ
ーレット１０２を回転させ、選択した回転色フィルタ１
０１を所定の位置（図３の（Ａ）の最下部）にセットす
る（ステップＳ５）。

【０１４６】このようにして回転色フィルタ１０１をセ
ットしたら図３の（Ａ）に示すように、アクチュエータ
ー１１１でターレット・回転色フィルタ駆動モーター１
０９を歯車１０３，１１０が噛み合う位置まで移動させ
た状態で対象物の測定を行なう（ステップＳ６）。

【０１４７】測定したデータは撮像素子２で検出されＡ
／Ｄ変換後、フレームメモリ５に書き込まれ演算処理回
路７で処理される（ステップＳ７，Ｓ８）。

【０１４８】このステップＳ７，Ｓ８における処理は、
前述した先願の特開平７−１２０３２４号公報に開示さ
れている処理と同様である。

【０１４９】以上のように第１の実施の形態によれば、
対象物によって回転色フィルタ１０１を自動的に切替え
選択することによって、対象物に最適な分光特性をもっ
た色フィルタで測定できるので、分類精度が上がる。

【０１５０】さらに、回転色フィルタを取り外す必要が
ないので、フィルタ交換の手間が省ける。

【０１５１】なお、ターレット駆動モーター、回転色フ
ィルタ駆動モーターと２つ用意せず、１つの駆動モータ
ーで実現することもできる。

【０１５２】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態によるフィルタ切替部１００の構成について説明す
る。

【０１５３】この第２の実施の形態では、図４に示すよ
うな複数枚のフィルタで構成される回転色フィルタ１２
１が図のようなターレット１２２にセッティングされて
いる。

【０１５４】各回転色フィルタ１２１、ターレット１２
２は歯車になっている。

【０１５５】図４の（Ａ）は横からみた図、図４の
（Ｂ）は表からみた図、図４の（Ｃ）は裏（撮像素子）
側からみた図である。

【０１５６】各回転色フィルタはバンドパスフィルタで
構成されており、その組み合わせは対象物に応じた組み
合わせとなっている。

【０１５７】ただし、１つの回転色フィルタは対象物ス
ペクトル検出用回転色フィルタ１２４となっている。

【０１５８】各回転色フィルタ１２１，１２４はその中
心軸上でターレット１２２と連結している。

【０１５９】各回転色フィルタ１２１，１２４の径はそ
れらに設けられるフィルタ枚数に比例して変えられてお
り、フィルタ枚数の異なる回転色フィルタで測定する場
合でも回転色フィルタの回転数を変えなくてもいいよう
になっている。

【０１６０】また、ターレット１２２は同一半径上に図
４の（ｃ）に示すような光通過用孔１２５が設けられ、
さらに、ターレット１２２の初期位置を検出するための
初期位置検出用孔１２６が設けられている。

【０１６１】この回転色フィルタ１２１を含むターレッ
ト１２２は図５に示すフィルタ切替部１００の中に設置
されている。

【０１６２】その回転軸上に歯車１２９を含むターレッ
ト・回転色フィルタ駆動モーター１２７はアクチュエー
ター１２８上にあり、図５で左右方向に移動できるよう
になっている。

【０１６３】また、初期位置検出用孔１２６を検出する
ためのフォトセンサ１３０が設置されている。

【０１６４】なお、回転色フィルタ１２１，１２４の各
歯車ターレット１２２の歯車及び歯車１２９の各モジュ
ールは一致しているものとする。

【０１６５】次に、以上のように構成された色分類装置
による対象物の測定について図２３の（Ａ）に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０１６６】先ず、測定の開始時にはターレット・回転
色フィルタ駆動モーター１２７は図５の（Ａ）に示すよ
うに回転色フィルタの歯車と噛み合った状態になってい
る。

【０１６７】ここで、噛み合っている回転色フィルタ
は、対象物スペクトル検出用回転色フィルタ１２４であ
る（ステップＳ１）。

【０１６８】この状態を初期状態と呼ぶ。

【０１６９】初期状態になっていないときは、コントロ
ール部６からの命令により、アクチュエーター１２８で
ターレット・回転色フィルタ駆動モーター１２７を歯車
１２９、ターレット１２２の歯車が噛み合う位置まで移
動させる。

【０１７０】次に、図５（Ｂ）に示すように、ターレッ
ト１２２の歯車と歯車１２９とが噛み合った状態でター
レット・回転色フィルタ駆動モーター１２７を駆動させ
ることにより、ターレット１２２を、フォトセンサ１３
０がターレット１２２の初期位置検出用孔１２５を検出
するところまで回転させる。

【０１７１】これによって初期位置検出用孔１２５が検
出されたら、アクチュエーター１２８でターレット・回
転色フィルタ駆動モーター１２７を歯車１２９、回転色
フィルタ１２４の歯車が噛み合う位置まで移動させる。

【０１７２】この状態で初期状態となる。

【０１７３】この初期状態でターレット・回転色フィル
タ駆動モーター１２７を駆動させることにより、対象物
スペクトル検出用回転色フィルタ１２４を回転させ測定
を行なう（ステップＳ２）。

【０１７４】測定データは撮像素子２で検出されＡ／Ｄ
変換器３、フレームメモリ５を経て演算処理回路７へ送
られる。

【０１７５】この演算処理回路７はフレームメモリ５か
ら送られてきた測定データから有効スペクトルを抽出し
て最適な回転色フィルタ１２１を決定し（ステップＳ
３，Ｓ４）、この情報をコントロール部６に送る。

【０１７６】コントロール部６は、その回転色フィルタ
１２１にセットさせるようにフィルタ切替部１０に命令
信号を送る。

【０１７７】コントロール部６からの命令により、アク
チュエーター１２８でターレット・回転色フィルタ駆動
モーター１２７を歯車１２９、ターレット１２２の歯車
がかみ合う位置まで移動させる。

【０１７８】次に、図５の（Ｂ）に示すように、ターレ
ット１２２の歯車と歯車１２９とがかみ合った状態でタ
ーレット・回転色フィルタ駆動モーター１２７を駆動さ
せ、ターレット１２２を回転させ、選択した回転色フィ
ルタ１２１を所定の位置（図５の（Ａ）の最下部）にセ
ットする（ステップＳ５）。

【０１７９】このようにして回転色フィルタ１２１をセ
ットしたら図５の（Ａ）に示すように、アクチュエータ
ー１２８でターレット・回転色フィルタ駆動モーター１
２７を歯車１２９、回転色フィルタ１２１の歯車が噛み
合う位置まで移動させた状態で対象物の測定を行なう
（ステップＳ６）。

【０１８０】測定したデータは撮像素子２で検出されＡ
／Ｄ変換後、フレームメモリ５に書き込まれ演算処理回
路７で処理される（ステップＳ７，Ｓ８）。

【０１８１】このステップＳ７，Ｓ８における処理は、
前述した先願の特開平７−１２０３２４号公報に開示さ
れている処理と同様である。

【０１８２】以上のように第２の実施の形態によれば、
対象物によって回転色フィルタ１２１を自動的に切替え
ることによって、対象物に最適な分光特性をもった色フ
ィルタで測定することができるので、分類精度が上が
る。

【０１８３】さらに、回転色フィルタを取り外す必要が
ないので、フィルタ交換の手間が省ける。

【０１８４】なお、ターレット駆動モーター、回転色フ
ィルタ駆動モーターと２つ用意せず、１つの駆動モータ
ーで実現することもできる。

【０１８５】また、フィルタの枚数によって各回転色フ
ィルタ１２１の径を変えているため、異なる回転色フィ
ルタで測定する場合も駆動モーターの回転数を変えるこ
となく測定を行うことができる。

【０１８６】次に、第２の実施の形態の変形例として、
ターレットが歯車でない場合について図６及び図７を用
いて説明する。

【０１８７】図６に示すような複数枚のフィルタで構成
される回転色フィルタ１３１が図示のようなターレット
１３２にセッティングされている。

【０１８８】図６の（Ａ）は横からみた図、図６の
（Ｂ）は表からみた図、図６の（Ｃ）は裏（撮像素子）
側からみた図である。

【０１８９】各回転色フィルタはバンドパスフィルタで
構成されておりその組み合わせは対象物に応じた組み合
わせとなっている。

【０１９０】ただし、１つの回転色フィルタは対象物ス
ペクトル検出用回転色フィルタ１３４となっている。

【０１９１】各回転色フィルタ１３１，１３４はその中
心軸上でターレット１３２と連結している。

【０１９２】また、ターレット１３２は同一半径上に図
に示すような光通過用孔１３５、ターレットの初期位置
を検出するための初期位置検出用孔１３６が設けられて
いる。

【０１９３】この回転色フィルタ１３１を含むターレッ
ト１３２は図７に示すフィルタ切替部１００の中に設置
されている。

【０１９４】ターレット駆動モーター１３７の回転軸は
ターレットの中心軸と直結しており、ターレット駆動モ
ーター１３７によりターレット１３２が回転するように
なっている。

【０１９５】また、回転色フィルタ駆動モーター１３９
の回転軸上には歯車１４０が接続されている。

【０１９６】各回転色フィルタ１３１，１３４の径はそ
れらに設けられるフィルタ枚数に比例して変えられてお
り、フィルタ枚数の異なる回転色フィルタで測定する場
合でも回転色フィルタの回転数を変えなくても良いよう
になっている。

【０１９７】この歯車１４０と回転色フィルタ１３１，
１３４の歯車のモジュールは一致している。

【０１９８】次に、以上のように構成された色分類装置
による対象物の測定について図２３の（Ａ）に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０１９９】先ず、測定の開始時には回転色フィルタ駆
動モーター１３９は図７の（Ａ）に示すように回転色フ
ィルタの歯車と噛み合った状態になっている。

【０２００】ここで、噛み合っている回転色フィルタ
は、対象物スペクトル検出用回転色フィルタ１３４であ
る（ステップＳ１）。

【０２０１】この状態を初期状態と呼ぶ。

【０２０２】初期状態になってないときは、コントロー
ル部６からの命令により、ターレット駆動モーター１３
７がターレット１３２を対象物スペクトル検出用回転色
フィルタ１３４が所定の位置（図７の（Ａ）の最下部）
に来るまで回転させる。

【０２０３】これはフォトセンサ１３８が初期位置検出
用孔１３５を検出するところである。

【０２０４】この状態で初期状態となる。

【０２０５】この初期状態で回転色フィルタ駆動モータ
ー１３９を駆動させることにより、対象物スペクトル検
出用回転色フィルタ１３４を回転させ測定を行なう（ス
テップＳ２）。

【０２０６】測定データは撮像素子２で検出されＡ／Ｄ
変換器３、フレームメモリ５を経て演算処理回路７へ送
られる。

【０２０７】この演算処理回路７はフレームメモリ５か
ら送られてきた測定データから最適な回転色フィルタ１
３１を決定し、この情報をコントロール部６に送る（ス
テップＳ３，Ｓ４）。

【０２０８】コントロール部６は、その回転色フィルタ
にセットさせるようにフィルタ切替部１００に信号を送
る。

【０２０９】コントロール部６からの命令により、ター
レット駆動モーター１３７を駆動しターレット１３２を
回転させ、選択した回転色フィルタ１３１を所定の位置
（図７の（Ａ）の最下部）にセットする（ステップＳ
５）。

【０２１０】このようにして回転色フィルタ１３１をセ
ットしたら図７の（Ａ）に示すように歯車１４０と選択
した回転色フィルタ１３１の歯車が噛み合った状態にな
っている。

【０２１１】この状態で測定を行なう（ステップＳ
６）。

【０２１２】測定したデータは撮像素子２で検出されＡ
／Ｄ変換後、フレームメモリ５に書き込まれ演算処理回
路７で処理される（ステップＳ７，Ｓ８）。

【０２１３】この後の処理は前述した先願の特開平７−
１２０３２４号公報に開示されている処理と同様であ
る。

【０２１４】以上のように第２の実施の形態の変形例に
よれば、対象物によって回転色フィルタ１３１を自動的
に切替えることによって、対象物に最適な分光特性をも
ったフィルタで測定することができるので、分類精度が
上がる。

【０２１５】さらに、回転色フィルタを取り外す必要が
ないので、フィルタ交換の手間が省ける。

【０２１６】また、駆動モーターを移動させる必要がな
いと共に、フィルタの枚数によって回転色フィルタの径
を変えているため、異なる回転色フィルタで測定する場
合も駆動モーターの回転数を変えることなく測定を行う
ことができる。

【０２１７】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態によるフィルタ切替部１００の構成について説明す
る。

【０２１８】この第３の実施の形態では、図８に示すよ
うな回転色フィルタ１５０がある。

【０２１９】この回転色フィルタ１５０には多数枚のフ
ィルタ１５０ａがセットされている。

【０２２０】回転色フィルタ１５０の中心からそれぞれ
所定の距離をとる同一半径の円周上毎に各対象物に最適
なフィルタセットが用意されている。

【０２２１】一番外側のフィルタ１５０ａ群は対象物ス
ペクトル検出用フィルタセットとなっている。

【０２２２】つまり、この回転色フィルタ１５０を回転
する場合、撮像素子２と回転色フィルタ１５０の中心軸
からの距離を変えることでフィルタセットを変えるよう
になっている。

【０２２３】また、そのフィルタセットの枚数は同じで
なくてもよい。

【０２２４】この回転色フィルタは図９に示すようにフ
ィルタ切替部１００内に設置されている。

【０２２５】回転色フィルタ１５０はその中心軸１５１
が回転色フィルタ駆動モーター１５２の回転軸と直結し
ていて、この駆動モーター１５２により回転するように
なっている。

【０２２６】また第１及び第２実施の形態ではフィルタ
切替部１００の外部にあった撮像素子２がアクチュエー
ター１５３上にあり、図９中では上下方向に動くように
なっている。

【０２２７】次に、以上のように構成された色分類装置
による対象物の測定について図２３の（Ｂ）に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０２２８】先ず、撮像素子２はアクチュエーター１５
３により最下部にセットされている（ステップＳ１
Ａ）。

【０２２９】この状態を初期状態とよぶ。

【０２３０】初期状態でないときは、コントロール部６
によりアクチュエーター１５３を制御して撮像素子２を
最下部にセットする。

【０２３１】この状態で回転色フィルタ駆動モーター１
５２により回転色フィルタ１５０を回転させ、測定する
（ステップＳ２）。

【０２３２】撮影した光は光学系１、フィルタ１５０ａ
を透過して撮像素子２で検出される。

【０２３３】光学系１はそれぞれのフィルタセットに応
じたレンズ群が用意されている。

【０２３４】測定データは撮像素子２で検出されＡ／Ｄ
変換器３、フレームメモリ５を経て演算処理回路７へ送
られる。

【０２３５】この演算処理回路７はフレームメモリ５か
ら送られてきた測定データから最適なフィルタセット
（回転色フィルタの中心軸からの距離）を決定し、この
情報をコントロール部６に送る（ステップＳ３，Ｓ４
Ａ）。

【０２３６】コントロール部６はそのフィルタセットに
なるようフィルタ切替部１００に命令信号を送る。

【０２３７】この命令信号によりアクチュエーター１５
３を制御し、撮像素子２を所定の位置にセットする（ス
テップＳ５Ａ）。

【０２３８】この状態で測定を行なう（ステップＳ
６）。

【０２３９】測定したデータは撮像素子２で検出されＡ
／Ｄ変換後、フレームメモリ５に書き込まれ演算処理回
路７で処理される（ステップＳ７，Ｓ８）。

【０２４０】この後の処理は前述した先願の特開平７−
１２０３２４号公報に開示されている処理と同様であ
る。

【０２４１】なお、以上において撮像素子２を固定して
回転色フィルタ駆動モーターを移動させることでフィル
タセットを変えるように構成することもできる。

【０２４２】この場合、図１０に示すように、回転色フ
ィルタ１５０はその中心軸１５１が回転色フィルタ駆動
モーター１５２の回転軸と直結していて、この駆動モー
ター１５２により回転するようになっている。

【０２４３】この駆動モーター１５２はアクチュエータ
ー１５４上にあり、図１０中では上下方向に動くように
なっていて、この駆動モーター１５２とともに回転色フ
ィルタ１５０も図１０中で上下方向に移動することがで
きるようになっている。

【０２４４】次に、以上のように構成された色分類装置
による対象物の測定について図２３の（Ｂ）に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０２４５】先ず、回転色フィルタ駆動モーター１５２
はアクチュエーター１５４により最上部のスペクトル検
出用にセットされている（ステップＳ１Ａ）この状態を
初期状態とよぶ。

【０２４６】初期状態でないときは、コントロール部６
によりアクチュエーター１５４を制御して回転色フィル
タ駆動モーター１５２を最上部にセットする。

【０２４７】この状態で回転色フィルタ駆動モーター１
５２により回転色フィルタを回転させ、対象物を測定す
る（ステップＳ２）。

【０２４８】撮影した光は光学系１、フィルタ１５０ａ
を透過して撮像素子２で検出される。

【０２４９】測定データは撮像素子２で検出されＡ／Ｄ
変換器３、フレームメモリ５を経て演算処理回路７へ送
られる。

【０２５０】この演算処理回路７はフレームメモリ５か
ら送られてきた測定データから有効スペクトルを抽出し
て最適なフィルタセット（回転色フィルタの中心軸から
の距離）を決定し（ステップＳ３，Ｓ４Ａ）、この情報
をコントロール部６へ送る。

【０２５１】コントロール部６はそのフィルタセットに
なるようフィルタ切替部１００に信号を送る。

【０２５２】この信号によりアクチュエーター１５４を
制御し、回転色フィルタ駆動モーター１５２を所定の位
置にして測定用にセットし（ステップＳ５Ａ）、この状
態で対象物の測定を行なう（ステップＳ６）。

【０２５３】この後の処理は前述した先願の特開平７−
１２０３２４号公報に開示されている処理と同様である
（ステップＳ７，Ｓ８）。

【０２５４】以上のように第３の実施の形態によれば、
対象物によってフィルタセットを自動的に切替えること
によって、対象物に最適な分光特性をもったフィルタで
測定することができるので、分類精度がある。

【０２５５】さらに、回転色フィルタを取り外す必要が
ないので、フィルタ交換の手間が省けると共に、枚数の
違う異なるフィルタセットについても同一回転色フィル
タ上にセットできる。

【０２５６】（第４の実施の形態）次に、第４の実施の
形態によるフィルタ切替部１００の構成について説明す
る。

【０２５７】この第４の実施の形態では、図１１に示す
ように各回転色フィルタ１６１は収納マガジン１６２に
納められている。

【０２５８】この収納マガジン１６２は図１１に示され
るようになっている。

【０２５９】図１１の（Ａ）は正面から見た図、図１１
の（Ｂ）回転色フィルタ１６１を示す図である。

【０２６０】収納マガジン１６２の上下の内壁には図示
しない複数の溝があり、この各溝に複数の回転色フィル
タ１６１が収納されている。

【０２６１】収納マガジン１６２の上部には歯型１６２
ａがあり、そのモジュールは収納マガジン移動用歯車１
６４のモジュールと一致している。

【０２６２】この収納マガジン移動用歯車１６４が回転
することにより、収納マガジン１６２が移動する。

【０２６３】また、収納マガジン１６２の側面には回転
色フィルタ取り出し口１６３がある。 収納マガジン１
６２の外側には回転色フィルタ１６１を収納マガジン１
６２から取り出すための図示のような形態で伸縮可能な
アーム１６５−ａ，ｂが両側にあり、さらにそのアーム
１６５−ａ，ｂはアクチュエーター１６６−ａ，ｂで制
御される。

【０２６４】つまり、このアーム１６５−ａ，ｂを使っ
て回転色フィルタ１６１を収納マガジン１６２から取り
出したり、収納したりするようになっている。

【０２６５】さらに、アーム１６５−ａ，ｂの先端は回
転色フィルタ１６１を抑えるための円弧状の溝１６５−
ｃ，ｄが設置されている。

【０２６６】これら収納マガジン１６２を含むフィルタ
切替部１００の構成について図１２を用いて説明する。

【０２６７】収納マガジン１６２とその周辺は図１２に
示すようになっていて、マガジン選択駆動部１６７が収
納マガジン移動用歯車１６４と接続され、また回転色フ
ィルタ駆動モーター１６８の回転軸上に歯車１６９が接
続されている。

【０２６８】マガジン選択駆動部１６７、回転色フィル
タ駆動モーター１６８はコントロール部６からの信号に
より制御される。

【０２６９】次に、以上のように構成された色分類装置
による対象物の測定について図２３の（Ａ）に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０２７０】先ず、マガジン選択駆動部１６７により対
象物スペクトル検出用の回転色フィルタ１６９が取り出
し口１６３に対応するように収納マガジン１６２を移動
させ、その状態でアーム１６５を用いて対象物スペクト
ル検出用の回転色フィルタ１６１を収納マガジン１６２
から取り出す（図１２の（Ｂ）の状態）。

【０２７１】この状態では回転色フィルタ１６１の中心
軸上にある歯車１７０が回転色フィルタ駆動モーター１
６８の歯車１６９と噛み合った状態になっている。

【０２７２】これらの各歯車のモジュールは一致してい
るものとする。

【０２７３】この初期状態で回転色フィルタ駆動モータ
ー１６８により回転色フィルタ１６１を回転させて対象
物を測定する（ステップＳ１，Ｓ２）。

【０２７４】測定データは撮像素子２で検出されＡ／Ｄ
変換器３、フレームメモリ５を経て演算処理回路７へ送
られる。

【０２７５】この演算処理回路７はフレームメモリ５か
ら送られてきた測定データから有効スペクトルを抽出し
て最適な回転色フィルタ１６１を決定し（ステップＳ
３，Ｓ４）、この情報をコントロール部６へ送り、その
回転色フィルタ１６１を取り出すようにフィルタ切替部
１００に信号を送る。

【０２７６】この信号により、アクチュエーター１６６
−ａ，ｂ、マガジン選択駆動部１６７を制御し、対象物
スペクトル検出用の回転色フィルタ１６９を収納マガジ
ン１６２に収納した後、選択した回転色フィルタ１６１
を収納マガジン１６２から上述と同様な手順で取り出し
て、対象物を測定する（ステップＳ５，Ｓ６）。

【０２７７】この後の処理は前述した先願の特開平０７
−１２０３２４号公報に開示されている処理と同様であ
る（ステップＳ７，Ｓ８）。

【０２７８】以上のように、第４の実施の形態によれば
対象物によって回転色フィルタを自動的に切替えること
によって対象物に最適な分光特性をもったフィルタで測
定することができるので分類精度が上がる。

【０２７９】さらに、回転色フィルタを取り外す必要が
ないので、フィルタ交換の手間が省けると共に、第１の
実施の形態のように、ターレットを使わないので装置が
小型となる。

【０２８０】（第５の実施の形態）次に、第５の実施の
形態によるフィルタ切替部１００の構成について図１３
を参照して説明する。

【０２８１】第５の実施の形態では、第４の実施の形態
の回転色フィルタ１６１を１枚のフィルタ１６１Ａに置
き換えたもので、収納マガジン１６２の構成は第４の実
施の形態とほぼ同じである。

【０２８２】ただし、１枚の回転色フィルタ１６１が１
枚のフィルタ１６１Ａに置き換わるため小型となる。

【０２８３】次に、以上のように構成された色分類装置
による対象物の測定について図２４の（Ａ）に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０２８４】コントロール部６によりマガジン選択駆動
部１８０及びアクチュエーター１６６−ａ，ｂを制御す
ることにより、フィルタ１６１Ａを収納マガジン１６２
から取り出す。

【０２８５】そして、取り出したフィルタ１６１Ａを用
いて対象物を撮影する。

【０２８６】これを設定したフィルタのセットについて
行って、対象物の測定を終える（ステップＳ１１〜Ｓ１
５）。

【０２８７】先ず、収納マガジン１６２にセットされて
いるフィルタから対象物検出用のフィルタを１枚ずつ取
り出し、測定を行なう。

【０２８８】測定データは撮像素子２で検出されＡ／Ｄ
変換器３、フレームメモリ５を経て演算処理回路７へ送
られる。

【０２８９】この演算処理回路７はフレームメモリ５か
ら送られてきた測定データから有効スペクトルを抽出し
て最適なフィルタを決定し（ステップＳ１６，Ｓ１
７）、この情報をコントロール部６へ送る。コントロー
ル部６はそのフィルタになるようフィルタ切替部１００
に信号を送る。

【０２９０】この信号により、アクチュエーター１６６
−ａ，ｂ、マガジン選択駆動部１８０を制御し、対象物
検出用フィルタのセットを収納マガジン１６２に収納
し、設定したフィルタセットについて１枚ずつ取り出
し、対象物を測定する（ステップＳ１８〜Ｓ２２）。

【０２９１】この後の処理は前述した先願の特開平７−
１２０３２４号公報に開示されている処理と同様である
（ステップＳ２３，Ｓ２４）。

【０２９２】なお、図２４の（Ａ）に示すフローチャー
トはスペクトル検出に必要なフィルタ枚数をｎとし、
又、その変数をｉとするときのものである（以下、同
様）。

【０２９３】以上のように、第５の実施の形態によれば
対象物によってフィルタの組み合わせを自動的に切替え
ることによって対象物に最適な分光特性をもったフィル
タで測定することができるので、分類精度が上がる。

【０２９４】また、枚数の違う異なるフィルタセット、
未知の対象物についても適用できると共に、第１の実施
の形態のようにターレットを使わないので装置が小型と
なる。

【０２９５】（第６の実施の形態）次に、第６の実施の
形態による色分類装置の構成について、図１４を参照し
て説明する。

【０２９６】この第６の実施の形態では、光学系１と、
その結像位置にある固体撮像素子２、その間にある回転
色フィルタ６０５，６０４、二つの回転色フィルタを固
定する留め具６０３、回転色フィルタを回転させるモー
ター６０２、モーターを駆動するためのモーター駆動回
路６０１、固体撮像素子を駆動する撮像素子駆動回路
４、撮像素子からの映像信号をディジタルに変換するＡ
／Ｄ変換器３、Ａ／Ｄ変換器３からの信号を記憶するフ
レームメモリ５、フレームメモリ５からの信号を分類ま
たは判別処理する演算処理部７、フレームメモリ５から
の信号を、演算処理部７の結果に応じて適当な画像処理
を施す画像処理部８、画像処理部８からの画像信号と演
算処理部７からの演算結果を表示する表示部９、および
各部を制御するコントロール部６とから構成される。

【０２９７】以上における回転色フィルタ６０４，６０
５について、図１５の（Ａ），（Ｂ）により説明する。

【０２９８】回転色フィルタ６０４は透過光波長の異な
る光学フィルタ６１１〜６１６が取り付けられ、中心に
は穴があけられている。

【０２９９】回転色フィルタ６０５も同様に光学フィル
タ６２１〜６２６が取り付けられ、中心には穴があけら
れており、さらに穴の周辺は円筒状に突出している。

【０３００】回転色フィルタ６０５の穴はモーター６０
２の軸に取り付けるための穴であり、回転色フィルタ６
０４の中心の穴は回転色フィルタ６０５の突出した円筒
部に取り付けるためのものである。

【０３０１】そして、図１５の（Ｃ）に示すように、回
転色フィルタ６０４は留め具６０３により回転色フィル
タ６０５と同軸の状態で取り付けられる。

【０３０２】この取付は、回転色フィルタ６０５の円筒
部と留め具６０３にネジを施しておいて留め具６０３に
て回転色フィルタ６０４を締め付けるような構成として
もよいし、留め具６０３と回転色フィルタ６０４，６０
５をネジ止めしても良い。

【０３０３】回転色フィルタ６０４の光学フィルタ６１
１〜６１６が回転色フィルタ６０５の光学フィルタ６２
１〜６２６に対応するような位置にて固定する。

【０３０４】このようにして組み立てられた回転色フィ
ルタ６０５，６０４は固体撮像素子２の前で回転し、回
転色フィルタ６０５，６０４に取りつけられた光学フィ
ルタ６１１〜６１６、６２１〜６２６の組み合わせによ
って得られる特性のスペクトルを持った画像信号が固体
撮像素子２に結像する。

【０３０５】結像した画像から得られる信号は前述した
各実施の形態と同様に処理され、結果が表示部９に表示
される。

【０３０６】ここで、回転色フィルタ６０４および６０
５に用いる光学フィルタについて、図１６を参照して説
明を加える。

【０３０７】回転色フィルタ６０４の光学フィルタ６１
１としては特性曲線６３１で表される短波長カットフィ
ルタを、同様に光学フィルタ６１２は特性６３２、光学
フィルタ６１３は特性６３３、光学フィルタ６１４は特
性６３４、光学フィルタ６１５は特性６３５とし、光学
フィルタ６１６は素通しのガラスを用いる（図１６の
（Ａ））。

【０３０８】同様に、回転色フィルタ６０５の光学フィ
ルタ６２１としては、光学フィルタ６２１は特性６３６
で表される長波長カットフィルタを、光学フィルタ６２
２は特性６３７、光学フィルタ６２３は特性６３８、光
学フィルタ６２４は特性６３９、光学フィルタ６２５は
特性６４０、光学フィルタ６２６は素通しのガラスを用
いる（図１６の（Ｂ））。

【０３０９】このようなフィルタを用いて、フィルタ６
１１とフィルタ６２１とが同じ位置になるように回転色
フィルタ６０４と６０５を固定すると、特性曲線６４１
〜６４５のスペクトルを持つ画像が得られる。

【０３１０】フィルタ６１１とフィルタ６２２とを同じ
位置にすると、曲線６５０，６４８，６４７，６５２，
６３５，６３６のスペクトル、フィルタ６１１とフィル
タ６２３とを同じ位置にすると、曲線６４６，６５１，
６４９，６３４，６３７のスペクトル、フィルタ６１１
とフィルタ６２４とを同じ位置にすると、曲線６５３，
６５６，６３３，６３８のスペクトルを持つ画像データ
を得ることができる。

【０３１１】このように２枚のフィルタを組み合わせる
ことで多種多様のスペクトル特性を持つ画像データを得
ることができる（図１６の（Ｃ）〜（Ｈ））。

【０３１２】この場合、１０枚のフィルタの組み合わせ
で最大２４通りのスペクトル特性が得られる。

【０３１３】なお、この第６の実施の形態による測定フ
ローは図２４の（Ｂ）に示すものであって、図２４の
（Ａ）に準じたものとなる。

【０３１４】以上のように第６の実施の形態によれば、
回転色フィルタ６０４，６０５に装着する光学フィルタ
に関しては、短波長カットフィルタおよび長波長カット
フィルタを用いたが、特定の波長域のみを透過するバン
ドパスフィルタ、また、いくつかの特定の波長域を透過
するような特殊なバンドパスフィルタを用いることによ
り、さらに多種のスペクトル特性を実現することができ
る。

【０３１５】また、ここでは回転色フィルタに取り付け
るフィルタを６枚としたが、より多くのフィルタを取り
付けることで、さらに多種のスペクトル特性を得ること
ができる。

【０３１６】なお、フィルタ枚数を減らせば撮像に要す
る時間を短くできることはいうまでもない。

【０３１７】（第７の実施の形態）次に、第７の実施の
形態による色分類装置の構成について、図１７を参照し
て説明する。

【０３１８】この第７の実施の形態では、第６の実施の
形態におけるモーター駆動回路６０１、モーター６０
２、回転色フィルタ６０４，６０５、留め具６０３の代
わりに、モーター駆動回路７０１、モーター７０２、回
転色フィルタ７０３、モータ駆動回路７０５、モーター
７０６、回転色フィルタ７０７、を具備する。

【０３１９】モーター７０２，７０６は撮像素子２の両
脇に位置し、それぞれ回転色フィルタ７０３および７０
７を回転駆動する。

【０３２０】光学系１を通った光は回転色フィルタ７０
７，７０３を通って撮像素子２に結像する。

【０３２１】結像した画像のデータは前述した各実施の
形態と同様に処理される。

【０３２２】回転色フィルタ７０３，７０７は図５の
（Ｂ）に示した回転色フィルタ６０５と概ね同じ物であ
る。

【０３２３】回転色フィルタ７０３と７０７はそれぞれ
モーター７０２と７０６によって独立に回転させること
ができる。

【０３２４】これらのモーターの回転角を制御すること
で、各々６枚のフィルタから任意の２枚のフィルタを組
み合わせることができる。

【０３２５】各回転色フィルタに装着する光学フィルタ
については、第６の実施の形態で述べたように短波長カ
ットフィルタ、長波長カットフィルタ、バンドパスフィ
ルタを最適な組み合わせで用いることができる。

【０３２６】なお、この第７の実施の形態の測定フロー
は図２４の（Ａ）に示すように、第６の実施の形態と同
様である。

【０３２７】この第７の実施の形態によれば、モーター
を２個用いて、各フィルタを独立に回転させる構成とし
たことにより、回転フィルタを組み直すことなしに、多
様なスペクトル特性を得ることができ、汎用に際し、よ
り便利である。

【０３２８】次に、モーターを２つ用いる場合の変形例
を図１８により説明する。

【０３２９】なお、図１８の（Ａ）は装置を上から見た
図であり、図１８の（Ｂ）はそれの要部を横から見た図
である。

【０３３０】本変形例では、モーター７０２は歯車７１
２，７１４を介して回転色フィルタ７２３を回転させ、
モーター７０６は歯車７１３，７１１を介して回転色フ
ィルタ７２７を回転させる構成とする。

【０３３１】回転色フィルタ７２３はの中心部は中空の
軸となっており筐体に回転を妨げないよう取り付けら
れ、ギア７１４が取り付けられている。

【０３３２】その中空の軸の中を回転色フィルタ７２７
の軸が通っており、この軸にはギア７１１が取り付けら
れている。

【０３３３】つまり、回転色フィルタ７２７と７２３は
同軸に配され、かつ独立に回転させることができる。

【０３３４】以上のように、第７の実施の形態によれ
ば、モーター２個を用いて、各フィルタを独立に回転さ
せる構成としたことにより、回転フィルタを組み直すこ
となしに、多様なスペクトル特性を得ることができ、汎
用化に際し、より便利であると共に、回転色フィルタを
２枚用いても、１枚のときと同程度に小型化することが
できる。

【０３３５】（第８の実施の形態）次に、第８の実施の
形態による色分類装置の構成について、図１９に示す構
成図及び図２５の（Ａ）に示すフローチャートを参照し
て説明する。

【０３３６】この第８の実施の形態では、光学系１から
の撮影光の光路を分割する光路分割プリズム８０４と、
これにより分割されたそれぞれの撮影光が結像する固体
撮像素子２ａ，２ｂ，２ｃと、その各々と光路分割プリ
ズム８０４の間で回転する回転色フィルタ８０３ａ，８
０３ｂ，８０３ｃと、その各々を回転駆動するモーター
８０２ａ，８０２ｂ，８０２ｃとモーター駆動回路８０
１ａ，８０１ｂ，８０１ｃ、各固体撮像素子２ａ，２
ｂ，２ｃに接続したＡ／Ｄ変換器３ａ，３ｂ，３ｃを持
つことが特徴であり、Ａ／Ｄ変換器３ａ，３ｂ，３ｃの
出力はフレームメモリ５に送られたのち、前述した各実
施の形態と同様に処理される（ステップＳ２１〜Ｓ２
９）。

【０３３７】なお、光路分割プリズム８０４は最初の反
射面で３０パーセントの光量を反射し、次の反射面では
５０パーセントの光量を反射するものとする。

【０３３８】回転色フィルタ８０３ａ，８０３ｂ，８０
３ｃには、それぞれ異なる波長域を通過させる光学フィ
ルタが前述した第６の実施の形態の回転色フィルタ６０
５のように装着される。

【０３３９】そして、各回転色フィルタに６枚の光学フ
ィルタを装着すると、１８通りのスペクトル特性が得ら
れる。

【０３４０】光学フィルタ３枚で測定できるものであれ
ば、その３枚の光学フィルタをそれぞれ別々の回転色フ
ィルタ８０３に装着し、各モーターを制御してその３枚
の光学フィルタを各固体撮像素子２の前にセットすれば
１ショットで画像入力ができる。

【０３４１】以上のように、第８の実施の形態によれ
ば、固体撮像素子を複数用いることにより、入力時間を
短くすることができる。

【０３４２】なお、光路分割プリズム８０４は３板式カ
ラーカメラに用いられているようなダイクロイックプリ
ズムを用いてＲＧＢ３色に色分解した後に回転色フィル
タ８０３を通るようにしても良い。

【０３４３】この際、各回転色フィルタに装着される光
学フィルタ６枚のうち、１枚を素通し（又は赤外線カッ
ト）のガラスとすれば、そのガラスがセットされている
ときは通常のＲＧＢカラー出力を得ることができる。

【０３４４】次に、図２０の（Ａ）を参照して、第８の
実施の形態における回転色フィルタ８０３の代わりに光
学フィルタ８３１〜８３６を格納したフィルタマガジン
８１２を用いる変形例について説明する。

【０３４５】すなわち、この変形例では、フィルタマガ
ジン８１２ａ，８１２ｂ，８１２ｃと、これを駆動する
マガジン駆動部８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃと、を具
備する。

【０３４６】各フィルタマガジンは図２０の（Ｂ）に示
すように光学フィルタ８３１〜８３６を格納し、図示し
ないアクチュエーターで図の左右方向に移動する。

【０３４７】任意のフィルタの位置で止め、図２０の
（Ｃ）に示すようにアーム８２１を図示しないアクチュ
エーターで図の上下方向に移動させることにより、撮像
素子と光路分割プリズム８０４の間に任意のフィルタを
挿入させることができる。

【０３４８】（第９の実施の形態）次に、第９の実施の
形態による色分類装置について、図２１の（Ａ）に示す
構成図及び図２５（Ｂ）に示すフローチャートを参照し
て説明する。

【０３４９】この第９の実施の形態では、第８の実施の
形態と同様に３つの撮像素子を持ち、通常の３板式カラ
ーカメラでダイクロイックプリズムが配置される部分に
はフィルタカートリッジ９０２が配される。

【０３５０】このフィルタカートリッジ９０２を駆動す
るカートリッジ駆動部９０１と、後述する帯域可変光学
フィルタ９０４を制御するフィルタ制御部９０３を持
つ。

【０３５１】フィルタカートリッジ９０２を上から見た
図を図２１の（Ｂ）に示す。

【０３５２】フィルタカートリッジ９０２はダイクロイ
ックプリズム９０５と帯域可変光学フィルタ９０４を搭
載し図示しないアクチュエーターで図の上下方向に移動
する（図２１の（Ａ）においては、紙面の法線方向に移
動する）。

【０３５３】通常のモニタリング時はダイクロイックプ
リズム９０５がセットされ、ＲＧＢカラー画像信号が出
力される。

【０３５４】また、色の違いが比較的大きい対象物の色
判別や分類を行う場合には、このＲＧＢの信号を処理す
ることによって、測定することができる。

【０３５５】分類または判別等の精度を上げたい場合、
カートリッジ駆動部９０１に信号を送りカートリッジを
帯域可変光学フィルタ９０４側にセットする（この際、
撮像素子２ａおよび２ｃからの信号は無効となる。） フィルタ制御部９０３に信号を送り、帯域可変光学フィ
ルタ９０４の通過帯域を所望の値にセットし撮像する。

【０３５６】このようにして、通過帯域特性を順次変化
させて必要なスペクトルのデータを得ることができる。

【０３５７】なお、この第９の実施の形態の測定フロー
は図２５の（Ｂ）及び図２６の（Ａ）に示すフローチャ
ートにより、処理される。

【０３５８】以上のような第９の実施の形態によれば、
モニタリング時や、比較的容易な色判別の際に自然のカ
ラー画像が得られるので、違和感が無いと共に、ＲＧＢ
カラーカメラとしても使用することができる。

【０３５９】（第１０の実施の形態）この第１０の実施
の形態による色分類装置は、図２２に示すように、前述
した第８の実施の形態における光路分割プリズム８０４
と光学系１の間に回転色フィルタ１００３を配置し、こ
れを駆動するモーター１００１、モーター駆動回路１０
０２を具備する以外は第８の実施の形態と同じ構成であ
る。

【０３６０】回転色フィルタ１００３に装着される光学
色フィルタとしては図１６に示す特性６３１〜６３５の
ような短波長カットフィルタとし、回転色フィルタ８０
３ａ，８０３ｂ，８０３ｃには様々な長波長カットフィ
ルタを装着する。

【０３６１】なお、この第１０の実施の形態の測定フロ
ーは図２６の（Ｂ）に示すフローチャートによって処理
される。

【０３６２】以上のように、第１０の実施の形態によれ
ば、回転色フィルタ１００３，８０３ａ，８０３ｂ，８
０３ｃをそれぞれ独立に回転させて所定の回転角度に制
御することにより、多種多様なスペクトル特性の画像を
得ることができる。

【０３６３】以上のような本発明によれば、以下のよう
な構成が得られる。

【０３６４】（１）対象物からの光を撮像する撮像手段
と、前記対象物からの光を前記撮像手段に結像させる光
学手段と、前記対象物と撮像手段の間に配置されるそれ
ぞれ異なる通過帯域を持つ複数の光学バンドパスフィル
タと、前記複数の光学バンドパスフィルタを切り替える
切り替え手段と、撮像された対象物の分光特性から統計
的手法を用いた分類または判別を行うための演算処理手
段とを有し、前記複数の光学バンドパスフィルタは、対
象物の色を測定するための複数の測定用フィルタと、対
象物に対して前記複数の測定用フィルタのうち何れのフ
ィルタを適用すべきかを判定するための検査用フィルタ
とを含み、前記切替手段は前記検査用フィルタを用いて
検出された結果に基づいて有効な前記測定用フィルタを
切り替え選択することを特徴とする色分類装置。

【０３６５】これによれば、測定対象を一つつに限定せ
ず、より汎用的に用いることが可能となり、対象物に対
して最適なフィルタを用いて測定するので分類精度が向
上する。

【０３６６】（２）前記複数の光学バンドパスフィルタ
は一又は複数のフィルタを有する複数のフィルタセット
からなり、前記切り替え手段は、前記一つのフィルタセ
ットの中の光学バンドパスフィルタを切り替えるフィル
タ切り替え手段と、前記複数のフィルタセットを切り替
えるフィルタセット切り替え手段を具備することを特徴
とする（１）に記載の色分類装置。

【０３６７】これによれば、対象物の変更に対するフィ
ルタセットの変更が容易である。

【０３６８】（３）前記フィルタセットは各々、光学バ
ンドパスフィルタを円周上に並べた回転フィルタからな
り、前記フィルタセット切り替え手段は前記回転フィル
タを複数個円周上に並べたターレットとすることを特徴
とする（２）に記載の色分類装置。

【０３６９】これによれば、ターレットと回転フィルタ
はどちらも回転角を制御すればよいので制御部を兼用し
簡略化できる。

【０３７０】（４）前記回転フィルタは各々が、回転中
心に対してその外周に噛合部を有する歯車体であること
を特徴とする（３）に記載の色分類装置。

【０３７１】これによれば、装着する光学バンドパスフ
ィルタの枚数が異なり、径の異なる回転色フィルタを用
いても光学バンドパスフィルタ切替の際に駆動モーター
の回転角度を変化させなくてすむ。

【０３７２】（５）前記フィルタ切り替え手段のターレ
ットは回転中心に対してその外周に噛合部を有する歯車
体であることを特徴とする（４）に記載の色分類装置。

【０３７３】これによれば、ターレット駆動のモーター
と回転色フィルタ駆動のモーターを兼用することが可能
となり、構成を簡略化できる。

【０３７４】（６）前記複数のフィルタセットにおい
て、ある一つのフィルタセットの光学バンドパスフィル
タが円周上に並べられ、他の一つのフィルタセットの光
学バンドパスフィルタは前記円周とは径の異なる同心円
周上に並べられる回転フィルタを有し、前記フィルタセ
ット切替手段は前記回転フィルタの中心軸と前記光学系
の光軸との距離を変位可能に切り替えることを特徴とす
る（２）に記載の色分類装置。

【０３７５】これによれば、枚数の異なるフィルタセッ
トでも回転色フィルタ１枚ですむので、構成を簡略化で
きる。

【０３７６】（７）前記フィルタセットは各々、光学バ
ンドパスフィルタを円周上に並べた回転フィルタからな
り、前記フィルタセット切り替え手段は、前記回転フィ
ルタを複数収納し、出し入れすることのできる回転フィ
ルタ収納手段と、前記回転フィルタ収納手段を移動させ
るための回転フィルタ収納移動手段と、前記フィルタセ
ット収納手段から前記複数のフィルタセットのうちの１
枚を前記光学系の所定の位置に移動させるための回転フ
ィルタ移動手段とを具備することを特徴とすることを特
徴とする（２）に記載の色分類装置。

【０３７７】これによれば、ターレットを用いないの
で、小型化できる。

【０３７８】（８）前記切り替え手段は、前記複数の光
学バンドパスフィルタを収納する収納手段と、前記収納
手段を移動させる、第１の移動手段と、前記収納手段か
ら前記複数の光学バンドパスフィルタのうちの１枚を前
記光学系の光軸の所定の位置に移動させるための第２の
移動手段を具備することを特徴とする（１）に記載の色
分類装置。

【０３７９】これによれば、全体が小型化できる。使用
する光学バンドパスフィルタの種類を増やすのが容易。
また、フィルタセットに含まれる光学フィルタの枚数に
ついて制限がほとんど無い。

【０３８０】（９）前記複数の光学バンドパスフィルタ
は、複数の異なる帯域特性をもつ光学フィルタを２枚以
上光軸方向に重畳して組み合せるフィルタ組み合せ手段
により実現することを特徴とする（１）に記載の色分類
装置。

【０３８１】これによれば、少数の光学フィルタで多数
の光学バンドパス特性を得ることができる。

【０３８２】（１０）前記フィルタ組み合せ手段は、複
数の回転色フィルタの回転角度を互いに独立に制御する
ことを特徴とする（９）に記載の色分類装置。

【０３８３】これによれば、複数の回転色フィルタに装
着されている光学フィルタの組み合わせを任意に変更
し、希望の帯域特性を得ることができる。

【０３８４】（１１）前記光学系は対象物からの光束を
複数方向に分岐させるプリズムを含み、前記撮像素子は
複数個用いられ、前記分岐された対象物からの光を結像
する位置に一つづつ配置され、前記切替手段は前記プリ
ズムと前記複数個の撮像素子の間において光学バンドパ
スフィルタが切替られる複数の切替手段であることを特
徴とする（１）に記載の色分類装置。

【０３８５】これによれば、複数の撮像素子にて異なる
帯域特性の情報を同時に得ることができ、測定のための
の撮像時間が短くすることができ高速な測定が可能とな
る。

【０３８６】（１２）前記光学系は対象物からの光を波
長に応じて複数方向に分岐させるダイクロイックプリズ
ムを含み、前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐さ
れた対象物からの光を結像する位置に一つづつ配置さ
れ、前記切替手段は前記ダイクロイックプリズムと前記
複数個の撮像素子の間において光学バンドパスフィルタ
が切替られる複数の切替手段であり、前記フィルタ組み
合せ手段は、前記ダイクロイックプリズムのダイクロイ
ックフィルタと、前記切替手段によって切り替えられる
光学バンドパスフィルタとの組み合せにより複数の異な
る帯域特性をもつ光学フィルタを実現することを特徴と
する（１）に記載の色分類装置。

【０３８７】これによれば、光学バンドパスフィルタを
切り替えて、通常のＲＧＢカラー画像信号を出力するこ
とができる。

【０３８８】（１３）前記光学系は対象物からの光を波
長に応じて複数方向に分岐させるダイクロイックプリズ
ムを含み、前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐さ
れた対象物からの光を結像する位置に一つづつ配置さ
れ、前記複数の光学バンドパスフィルタは、前記ダイク
ロイックプリズムのダイクロイックフィルタおよび電気
信号により通過帯域を変化させることのできる帯域可変
光学フィルタを含み、前記切替手段は、前記ダイクロイ
ックプリズムと前記帯域可変光学フィルタを装着したフ
ィルタカートリッジと、前記フィルタカートリッジを移
動させ前記ダイクロイックプリズムと前記帯域可変フィ
ルタのどちらか一方を前記光学系の光軸に配置させるカ
ートリッジ駆動手段を有することを特徴とする（１）に
記載の色分類装置。

【０３８９】これによれば、対象物に応じて高速な測定
と、精度の高い測定を自動的に選択することができる。

【０３９０】また、ＲＧＢカメラとしても使用すること
ができる。

【０３９１】（１４）前記光学系は対象物からの光束を
複数方向に分岐させるプリズムを含み、前記撮像素子は
複数個用いられ、前記分岐された対象物からの光を結像
する位置に一つづつ配置され、前記切替手段は前記プリ
ズムと前記対象物の間において光学バンドパスフィルタ
が切替られる第１の切替手段と、前記プリズムと前記複
数個の撮像素子の間において光学バンドパスフィルタが
切替られる複数の第２の切替手段とを含み、前記フィル
タ組み合せ手段は、前記第１の切替手段と前記第２の切
替手段によって切り替えられる光学バンドパスフィルタ
の組み合せにより複数の異なる帯域特性をもつ光学フィ
ルタを実現することを特徴とする（１）に記載の色分類
装置。

【０３９２】これによれば、第２の切替手段が複数個あ
るのでより多くのフィルタ組み合せが可能となり、より
精度の高い測定が可能となる。

【０３９３】また、撮像素子が複数個あるので同時に複
数のスペクトル撮像が可能なので高速な測定を行うこと
ができる。

【０３９４】（１５）前記光学系は対象物からの光を波
長に応じて複数方向に分岐させるダイクロイックプリズ
ムを含み、前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐さ
れた対象物からの光を結像する位置に一つづつ配置さ
れ、前記切替手段は前記ダイクロイックプリズムと前記
対象物の間において光学バンドパスフィルタが切替られ
る第１の切替手段と、前記プリズムと前記複数個の撮像
素子の間において光学バンドパスフィルタが切替られる
複数の第２の切替手段とを含み、前記フィルタ組み合せ
手段は、前記第１の切替手段によって切り替えられる光
学バンドパスフィルタと前記ダイクロイックプリズムの
ダイクロイックフィルタと、前記第２の切替手段によっ
て切り替えられる光学バンドパスフィルタとの組み合せ
により複数の異なる帯域特性をもつ光学フィルタを実現
することを特徴とする（１）に記載の色分類装置。

【０３９５】これによれば、第２の切替手段が複数個あ
り、さらにダイクロイックフィルタをも組み合せるので
より多くのフィルタ組み合せが可能となり、より精度の
高い測定が可能となる。

【０３９６】また、撮像素子が複数個あるので同時に複
数のスペクトル撮像が可能なので高速な測定ができるう
えに、ＲＧＢカメラとしても使用可能である。

【０３９７】（１６）光学系を介した対象物からの光を
互いに異なる通過帯域を持つ複数の光学バンドパスフィ
ルタを切替えながら通過させて撮像し、この撮像された
対象物の分光特性から統計的手法によって当該対象物の
分類又は判別を行うようにした色分類方法において、前
記対象物に係る分光特性を予め検査したのち、この結果
に基づいて前記複数の光学バンドパスフィルタの中から
所要の光学バンドパスフィルタを選択して分類又は判別
を行うようにしたことを特徴とする色分類方法。

【０３９８】これによれば、色分類のための測定対象物
を限定することなく、様々な対象物に対して個々に最適
なフィルタを予め選択したうえでの測定を行うことがで
きるので、分類精度の向上と共に、汎用性の向上が期待
できる。

【０３９９】

【発明の効果】従って、以上詳述したように、本発明に
よれば、装置構成が簡単で、低コストで、且つ機械的振
動等にも耐えられ、しかも光源を限定せずにそのスペク
トルが変化する場合などにも良好に分類が可能であるこ
とを確保したうえで、様々な対象物に適用可能な汎用性
の高い色分類装置及び色分類方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による色分類装置の原理的な構成を示す
図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態によるフィルタ切替
部の要部を示す図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面
図、（Ｃ）は裏面図である。

【図３】第１の実施の形態によるフィルタ切替部の動作
状態を示す図で、（Ａ）は測定時を示し、（Ｂ）は回転
色フィルタ交換時を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態によるフィルタ切替
部の要部を示す図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面
図、（Ｃ）は裏面図である。

【図５】第２の実施の形態によるフィルタ切替部の動作
状態を示す図で、（Ａ）は測定時を示し、（Ｂ）は回転
色フィルタ交換時を示す図である。

【図６】第２の実施の形態の変形例によるフィルタ切替
部の要部を示す図、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図、
（Ｃ）は裏面図である。

【図７】第２の実施の形態の変形例によるフィルタ切替
部の動作状態を示す図で、（Ａ）は測定時を示し、
（Ｂ）は回転色フィルタ交換時を示す図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態によるフィルタ切替
部の要部を示す図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は正面
図である。

【図９】第３の実施の形態によるフィルタ切替部の動作
状態を示す図で、（Ａ）は回転色フィルタ選択時を示
し、（Ｂ）は測定時を示す図である。

【図１０】第３の実施の形態の変形例によるフィルタ切
替部の動作状態を示す図で、（Ａ）は回転色選択時を示
し、（Ｂ）は測定時を示す図である。

【図１１】本発明の第４及び第５の実施の形態によるフ
ィルタ切替部の要部を示す図で、（Ａ）正面図、（Ｂ）
は回転色フィルタを示す図である。

【図１２】第４の実施の形態によるフィルタ切替部の動
作状態を示す図で、（Ａ）は回転色フィルタ選択時を示
し、（Ｂ）は測定時を示す図である。

【図１３】第５の実施の形態によるフィルタ切替部の動
作状態を示す図である。

【図１４】本発明の第６の実施の形態による色分類装置
の構成を示す図である。

【図１５】第６の実施の形態に用いる部材の具体例を示
す図で、（Ａ），（Ｂ）は回転色フィルタを示し、
（Ｃ）はそれらとモータとの結合関係を示す図である。

【図１６】第６の実施の形態に用いる２つの回転色フィ
ルタによる光学特性を示す曲線図で、（Ａ），（Ｂ）は
それぞれ単独の特性を示し、（Ｃ）〜（Ｈ）は合成特性
を示す図である。

【図１７】本発明の第７の実施の形態による色分類装置
の構成を示す図である。

【図１８】第７の実施の形態の変形例による色分類装置
の構成を示す図で、（Ａ）はそれを上からみた図を示
し、（Ｂ）はそれを横からみた要部を示す図である。

【図１９】本発明の第８の実施の形態による色分類装置
の構成を示す図である。

【図２０】第８の実施の形態の変形例を示す図で、
（Ａ）は変形例装置全体の構成図、（Ｂ），（Ｃ）はそ
れに用いるフィルタマガジン部を示す図である。

【図２１】本発明の第９の実施の形態による色分類装置
を示す図で、（Ａ）は装置全体の構成図を示し、（Ｂ）
はそれの要部を上からみた図である。

【図２２】本発明の第１０の実施の形態による色分類装
置の構成を示す図である。

【図２３】（Ａ）は第１，第２及び第４の実施の形態の
測定フロー処理を示すフローチャート、（Ｂ）は第３の
実施の形態の測定フロー処理を示すフローチャートであ
る。

【図２４】（Ａ）は第５の実施の形態の測定フロー処理
を示すフローチャート、（Ｂ）は第６及び第７の実施の
形態の測定フロー処理を示すフローチャートである。

【図２５】（Ａ）は第８の実施の形態の測定フロー処理
を示すフローチャート、（Ｂ）は第９の実施の形態の第
１の測定フロー処理を示すフローチャートである。

【図２６】（Ａ）は第９の実施の形態の測定フロー処理
を示すフローチャート、（Ｂ）は第１０の実施の形態の
測定フロー処理を示すフローチャートである。

【図２７】本発明の先願による色分類装置の構成を示す
図である。

【図２８】（Ａ）は先願による色分類装置に使用される
回転色フィルタに使用される複数のバンドパスフィルタ
の特性を示す図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ回
転色フィルタの構成を示す図である。

【図２９】図２７中の分類演算回路のブロック構成図で
ある。

【図３０】図２９中の輝度成分抽出部の構成を示す図で
ある。

【図３１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図３０中の補正
回路の構成を示す図であり、（Ｃ）は図３中の分類演算
部及び分類判定部の構成を示す図である。

【図３２】２クラスの対象物を示す図である。

【図３３】先願による色分類装置が学習モードで決定す
る分類境界を示す図である。

【図３４】分類したいクラス未知の対象物を示す図であ
る。

【図３５】先願における分類演算部の別の構成例を示す
図である。

【図３６】従来の色判定装置における分類スペクトルの
特性を有するフィルタの構成を示す図である。

【図３７】分類スペクトルを説明するための図である。

【符号の説明】

１…光学系、２…撮像素子、３…Ａ／Ｄ変換器、４…撮
像素子駆動回路、５…フレームメモリ、６…コントロー
ル部、７…演算処理回路、８…表示部、９…画像処理
部、１００…フィルタ切替部。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物からの光を撮像する撮像手段と、 前記対象物からの光を前記撮像手段に結像させる光学手
   段と、 前記対象物と撮像手段の間に配置されるそれぞれ異なる
   通過帯域を持つ複数の光学バンドパスフィルタと、 前記複数の光学バンドパスフィルタを切り替える切り替
   え手段と、 撮像された対象物の分光特性から統計的手法を用いた分
   類または判別を行うための演算処理手段とを有し、 前記複数の光学バンドパスフィルタは、対象物の色を測
   定するための複数の測定用フィルタと、 対象物に対して前記複数の測定用フィルタのうち何れの
   フィルタを適用すべきかを判定するための検査用フィル
   タとを含み、 前記切替手段は前記検査用フィルタを用いて検出された
   結果に基づいて有効な前記測定用フィルタを切り替え選
   択することを特徴とする色分類装置。
2. 【請求項２】 前記複数の光学バンドパスフィルタは一
   又は複数のフィルタを有する複数のフィルタセットから
   なり、 前記切り替え手段は、前記一つのフィルタセットの中の
   光学バンドパスフィルタを切り替えるフィルタ切り替え
   手段と、 前記複数のフィルタセットを切り替えるフィルタセット
   切り替え手段を具備することを特徴とする請求項１に記
   載の色分類装置。
3. 【請求項３】 前記フィルタセットは各々、光学バンド
   パスフィルタを円周上に並べた回転フィルタからなり、 前記フィルタセット切り替え手段は前記回転フィルタを
   複数個円周上に並べたターレットとすることを特徴とす
   る請求項２に記載の色分類装置。
4. 【請求項４】 前記回転フィルタは各々が、回転中心に
   対してその外周に噛合部を有する歯車体であることを特
   徴とする請求項３に記載の色分類装置。
5. 【請求項５】 前記フィルタ切り替え手段のターレット
   は回転中心に対してその外周に噛合部を有する歯車体で
   あることを特徴とする請求項４に記載の色分類装置。
6. 【請求項６】 前記複数のフィルタセットにおいて、あ
   る一つのフィルタセットの光学バンドパスフィルタが円
   周上に並べられ、他の一つのフィルタセットの光学バン
   ドパスフィルタは前記円周とは径の異なる同心円周上に
   並べられる回転フィルタを有し、 前記フィルタセット切替手段は前記回転フィルタの中心
   軸と前記光学系の光軸との距離を変位可能に切り替える
   ことを特徴とする請求項２に記載の色分類装置。
7. 【請求項７】 前記フィルタセットは各々、光学バンド
   パスフィルタを円周上に並べた回転フィルタからなり、 前記フィルタセット切り替え手段は、前記回転フィルタ
   を複数収納し、出し入れすることのできる回転フィルタ
   収納手段と、 前記回転フィルタ収納手段を移動させるための回転フィ
   ルタ収納移動手段と、 前記フィルタセット収納手段から前記複数のフィルタセ
   ットのうちの１枚を前記光学系の所定の位置に移動させ
   るための回転フィルタ移動手段とを具備することを特徴
   とする請求項２に記載の色分類装置。
8. 【請求項８】 前記切り替え手段は、前記複数の光学バ
   ンドパスフィルタを収納する収納手段と、 前記収納手段を移動させる、第１の移動手段と、 前記収納手段から前記複数の光学バンドパスフィルタの
   うちの１枚を前記光学系の光軸の所定の位置に移動させ
   るための第２の移動手段を具備することを特徴とする請
   求項１に記載の色分類装置。
9. 【請求項９】 前記複数の光学バンドパスフィルタは、
   複数の異なる帯域特性をもつ光学フィルタを２枚以上光
   軸方向に重畳して組み合せるフィルタ組み合せ手段によ
   り実現することを特徴とする請求項１に記載の色分類装
   置。
10. 【請求項１０】 前記フィルタ組み合せ手段は、複数の
    回転色フィルタの回転角度を互いに独立に制御すること
    を特徴とする請求項９に記載の色分類装置。
11. 【請求項１１】 前記光学系は対象物からの光束を複数
    方向に分岐させるプリズムを含み、 前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐された対象物
    からの光を結像する位置に一つづつ配置され、 前記切替手段は前記プリズムと前記複数個の撮像素子の
    間において光学バンドパスフィルタが切替られる複数の
    切替手段であることを特徴とする請求項１に記載の色分
    類装置。
12. 【請求項１２】 前記光学系は対象物からの光を波長に
    応じて複数方向に分岐させるダイクロイックプリズムを
    含み、 前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐された対象物
    からの光を結像する位置に一つづつ配置され、 前記切替手段は前記ダイクロイックプリズムと前記複数
    個の撮像素子の間において光学バンドパスフィルタが切
    替られる複数の切替手段であり、 前記フィルタ組み合せ手段は、前記ダイクロイックプリ
    ズムのダイクロイックフィルタと、前記切替手段によっ
    て切り替えられる光学バンドパスフィルタとの組み合せ
    により複数の異なる帯域特性をもつ光学フィルタを実現
    することを特徴とする請求項１に記載の色分類装置。
13. 【請求項１３】 前記光学系は対象物からの光を波長に
    応じて複数方向に分岐させるダイクロイックプリズムを
    含み、 前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐された対象物
    からの光を結像する位置に一つづつ配置され、 前記複数の光学バンドパスフィルタは、前記ダイクロイ
    ックプリズムのダイクロイックフィルタおよび電気信号
    により通過帯域を変化させることのできる帯域可変光学
    フィルタを含み、 前記切替手段は、前記ダイクロイックプリズムと前記帯
    域可変光学フィルタを装着したフィルタカートリッジ
    と、前記フィルタカートリッジを移動させ前記ダイクロ
    イックプリズムと前記帯域可変フィルタのどちらか一方
    を前記光学系の光軸に配置させるカートリッジ駆動手段
    を有することを特徴とする請求項１に記載の色分類装
    置。
14. 【請求項１４】 前記光学系は対象物からの光束を複数
    方向に分岐させるプリズムを含み、 前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐された対象物
    からの光を結像する位置に一つづつ配置され、 前記切替手段は前記プリズムと前記対象物の間において
    光学バンドパスフィルタが切替られる第１の切替手段
    と、前記プリズムと前記複数個の撮像素子の間において
    光学バンドパスフィルタが切替られる複数の第２の切替
    手段とを含み、 前記フィルタ組み合せ手段は、前記第１の切替手段と前
    記第２の切替手段によって切り替えられる光学バンドパ
    スフィルタの組み合せにより複数の異なる帯域特性をも
    つ光学フィルタを実現することを特徴とする請求項１に
    記載の色分類装置。
15. 【請求項１５】 前記光学系は対象物からの光を波長に
    応じて複数方向に分岐させるダイクロイックプリズムを
    含み、 前記撮像素子は複数個用いられ、前記分岐された対象物
    からの光を結像する位置に一つづつ配置され、 前記切替手段は前記ダイクロイックプリズムと前記対象
    物の間において光学バンドパスフィルタが切替られる第
    １の切替手段と、前記プリズムと前記複数個の撮像素子
    の間において光学バンドパスフィルタが切替られる複数
    の第２の切替手段とを含み、 前記フィルタ組み合せ手段は、前記第１の切替手段によ
    って切り替えられる光学バンドパスフィルタと前記ダイ
    クロイックプリズムのダイクロイックフィルタと、前記
    第２の切替手段によって切り替えられる光学バンドパス
    フィルタとの組み合せにより複数の異なる帯域特性をも
    つ光学フィルタを実現することを特徴とする請求項１に
    記載の色分類装置。
16. 【請求項１６】 光学系を介した対象物からの光を互い
    に異なる通過帯域を持つ複数の光学バンドパスフィルタ
    を切替えながら通過させて撮像し、 この撮像された対象物の分光特性から統計的手法によっ
    て当該対象物の分類又は判別を行なうようにした色分類
    方法において、 前記対象物に係る分光特性を予め検査したのち、この結
    果に基づいて前記複数の光学バンドパスフィルタの中か
    ら所要の光学バンドパスフィルタを選択して分類又は判
    別を行なうようにしたことを特徴とする色分類方法。