JPH04329322A - 分光撮像用カメラ - Google Patents
分光撮像用カメラInfo
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- JPH04329322A JPH04329322A JP3126452A JP12645291A JPH04329322A JP H04329322 A JPH04329322 A JP H04329322A JP 3126452 A JP3126452 A JP 3126452A JP 12645291 A JP12645291 A JP 12645291A JP H04329322 A JPH04329322 A JP H04329322A
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- prism
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- camera
- ccd
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- Pending
Links
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- 238000000701 chemical imaging Methods 0.000 claims description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
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Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、植物の活性度
を測定する際に使用する分光撮像用カメラに関する。
を測定する際に使用する分光撮像用カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者等は、被測定植物からの反射光
のうち、２つの特定の波長帯域の反射光の反射率Ｒおよ
びＩＲをＣＣＤカメラにより撮影して各々の分光画像デ
ーターを得、これらのデーターから分光反射率比ＩＲ／
Ｒを演算処理して植物の活性度を測定する方法を開発し
た。
のうち、２つの特定の波長帯域の反射光の反射率Ｒおよ
びＩＲをＣＣＤカメラにより撮影して各々の分光画像デ
ーターを得、これらのデーターから分光反射率比ＩＲ／
Ｒを演算処理して植物の活性度を測定する方法を開発し
た。
【０００３】上記測定には、ＣＣＤカメラにより２つの
特定の波長帯域の反射光を撮影する必要があるが、これ
まで、２台のカメラにより各々の波長帯域を撮影してい
たため、同じ被測定植物を２台のカメラにより同時にか
つ正確に撮影することが難しかった。即ち、それぞれの
カメラのレンズやフィルターの固有差による周辺減光の
補正と同時性を保持できないため、照度補正、２台のカ
メラ位置のズレによる幾何学補正のような、各々のカメ
ラで撮像した画像をコンピュータにより画像処理して補
正しなければならないだけでなく、カメラを２台必要と
するため、装置全体が大型で高価になる等の問題点があ
った。
特定の波長帯域の反射光を撮影する必要があるが、これ
まで、２台のカメラにより各々の波長帯域を撮影してい
たため、同じ被測定植物を２台のカメラにより同時にか
つ正確に撮影することが難しかった。即ち、それぞれの
カメラのレンズやフィルターの固有差による周辺減光の
補正と同時性を保持できないため、照度補正、２台のカ
メラ位置のズレによる幾何学補正のような、各々のカメ
ラで撮像した画像をコンピュータにより画像処理して補
正しなければならないだけでなく、カメラを２台必要と
するため、装置全体が大型で高価になる等の問題点があ
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するためになされたもので、その目的とす
るところは、１台のカメラにより複数の波長帯域の反射
光を同時にかつ正確に測定して補正のための画像処理を
必要とせず、小型で安価な分光撮像用カメラを提供する
ことにある。
問題点を解決するためになされたもので、その目的とす
るところは、１台のカメラにより複数の波長帯域の反射
光を同時にかつ正確に測定して補正のための画像処理を
必要とせず、小型で安価な分光撮像用カメラを提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の分光撮像用カメ
ラは、レンズからの光をプリズムにより分光し、この分
光された各光を複数のバンドパスフィルターを通して各
々のＣＣＤ素子により受光し、各々異なる波長帯域の複
数の画像を得ることを特徴とする。上記レンズとプリズ
ムの間にダイクロイックミラーを配置して、全波長帯域
の画像を同時に得ることも特徴とする。
ラは、レンズからの光をプリズムにより分光し、この分
光された各光を複数のバンドパスフィルターを通して各
々のＣＣＤ素子により受光し、各々異なる波長帯域の複
数の画像を得ることを特徴とする。上記レンズとプリズ
ムの間にダイクロイックミラーを配置して、全波長帯域
の画像を同時に得ることも特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１において、１はＣＣＤカメラで
あって、図２に示すような構造を有する。即ち、図２に
おいて、２はダイクロイックミラーであって、レンズ１
ａを通過した被写体の反射光の一部を反射してＣＣＤ素
子３に受光せしめる。一方、ダイクロイックミラー２を
通過した光はプリズム４に入射して、２つの光束に分光
される。分光された光束の一部はプリズム４をそのまま
通過してバンドパスフィルター５を通り、ＣＣＤ素子６
により撮像される。一方、プリズム４により分光反射さ
れた光束はバンドパスフィルター７を通過してＣＣＤ素
子８により撮像される。上記バンドパスフィルター５は
、図３に示すように、６７０ｎｍの波長で最高感度（７
５．５％）を示すと共に６００〜７５０ｎｍの帯域の光
を通すフィルター（Ｒフィルターという）であり、他方
のバンドパスフィルター７は、図４に示すように、８５
０ｎｍの波長で最高感度（７７％）を示すと共に、８２
０〜８９０ｎｍの帯域の光を通すフィルター（ＩＲフィ
ルターという）である。
しながら説明する。図１において、１はＣＣＤカメラで
あって、図２に示すような構造を有する。即ち、図２に
おいて、２はダイクロイックミラーであって、レンズ１
ａを通過した被写体の反射光の一部を反射してＣＣＤ素
子３に受光せしめる。一方、ダイクロイックミラー２を
通過した光はプリズム４に入射して、２つの光束に分光
される。分光された光束の一部はプリズム４をそのまま
通過してバンドパスフィルター５を通り、ＣＣＤ素子６
により撮像される。一方、プリズム４により分光反射さ
れた光束はバンドパスフィルター７を通過してＣＣＤ素
子８により撮像される。上記バンドパスフィルター５は
、図３に示すように、６７０ｎｍの波長で最高感度（７
５．５％）を示すと共に６００〜７５０ｎｍの帯域の光
を通すフィルター（Ｒフィルターという）であり、他方
のバンドパスフィルター７は、図４に示すように、８５
０ｎｍの波長で最高感度（７７％）を示すと共に、８２
０〜８９０ｎｍの帯域の光を通すフィルター（ＩＲフィ
ルターという）である。
【０００７】図１に示すように、上記ＣＣＤカメラ１に
より撮影された複数の画像のデーター信号はフレームス
イッチャー９により切り換えられて、データー送信装置
１０に送られる。尚、１１は太陽電池であって、これに
より起電された電力は一旦バッテリー１２に蓄電された
後、上記ＣＣＤカメラ１や照度計１３やデーター送信装
置１０等の電源として供給される。１４は送信用パラボ
ラアンテンナであって、上記画像データー信号と照度デ
ーター信号を、例えばミリ波により発信する。
より撮影された複数の画像のデーター信号はフレームス
イッチャー９により切り換えられて、データー送信装置
１０に送られる。尚、１１は太陽電池であって、これに
より起電された電力は一旦バッテリー１２に蓄電された
後、上記ＣＣＤカメラ１や照度計１３やデーター送信装
置１０等の電源として供給される。１４は送信用パラボ
ラアンテンナであって、上記画像データー信号と照度デ
ーター信号を、例えばミリ波により発信する。
【０００８】１５は受信用パラボラアンテナであって、
上記送信用パラボラアンテナ１４により送信された各デ
ーター信号を無線通信により受信する。受信したデータ
ー信号のうち、上記画像データー信号は、コネクション
ボックス１６およびビデオデッキ１７を介してコンピュ
ータ１８に入力される。該コンピュータ１８には照度デ
ーター信号も入力される。尚、該コンピュータ１８から
簡易無線装置１９にスキャン信号が送られて、上記受信
用パラボラアンテナ１５を受信すべき送信用パラボラア
ンテナ１４の方向に操縦して向ける。従って、複数の遠
隔地の観測点に設置された送信用パラボラアンテナ１４
の方向に逐次選択的に向けて画像データーをリアルタイ
ムに受信することができる。２０はＩＲ／Ｒ画像用モニ
ターテレビ、２１はＲ画像用モニターテレビ、２２はＩ
Ｒ画像用モニターテレビ、２３はカラー画像用モニター
テレビである。
上記送信用パラボラアンテナ１４により送信された各デ
ーター信号を無線通信により受信する。受信したデータ
ー信号のうち、上記画像データー信号は、コネクション
ボックス１６およびビデオデッキ１７を介してコンピュ
ータ１８に入力される。該コンピュータ１８には照度デ
ーター信号も入力される。尚、該コンピュータ１８から
簡易無線装置１９にスキャン信号が送られて、上記受信
用パラボラアンテナ１５を受信すべき送信用パラボラア
ンテナ１４の方向に操縦して向ける。従って、複数の遠
隔地の観測点に設置された送信用パラボラアンテナ１４
の方向に逐次選択的に向けて画像データーをリアルタイ
ムに受信することができる。２０はＩＲ／Ｒ画像用モニ
ターテレビ、２１はＲ画像用モニターテレビ、２２はＩ
Ｒ画像用モニターテレビ、２３はカラー画像用モニター
テレビである。
【０００９】次に、上記実施例のカメラを使用した植物
の活性度の測定方法について説明する。本発明者等の測
定によると、活性度の高い植物の自然光に対する反射率
は、図５に示すような特性曲線を有することが判明した
。すなわち、波長が６７０ｎｍ付近の帯域で反射率が一
旦下がり、波長が８５０ｎｍ付近の帯域まで急激に上昇
する特性を示す。一方、活性度の低い植物の反射率は、
図６に示すように、上記６７０ｎｍ付近の帯域では、上
記高活性度の植物より多少高く、８５０ｎｍの波長帯域
では、それほど高くはならないことも判明した。 このような反射率の特性の違いは、上記６７０ｎｍ付近
の反射率をＲとし、８５０ｎｍ付近の反射率をＩＲとし
て、それらの比、すなわち、分光反射率比ＩＲ／Ｒを算
出して較べることにより顕著になる。更に詳細には、活
性度の高い植物の分光反射率比ＩＲ／Ｒは、分母となる
Ｒが小さくて分子のＩＲが極めて大きいので、非常に大
きい数値となる。反対に、活性度の低い植物の分光反射
率ＩＲ／Ｒは、分母のＲがやや大きくて分子のＩＲが比
較的小さいので、小さい数値となる。
の活性度の測定方法について説明する。本発明者等の測
定によると、活性度の高い植物の自然光に対する反射率
は、図５に示すような特性曲線を有することが判明した
。すなわち、波長が６７０ｎｍ付近の帯域で反射率が一
旦下がり、波長が８５０ｎｍ付近の帯域まで急激に上昇
する特性を示す。一方、活性度の低い植物の反射率は、
図６に示すように、上記６７０ｎｍ付近の帯域では、上
記高活性度の植物より多少高く、８５０ｎｍの波長帯域
では、それほど高くはならないことも判明した。 このような反射率の特性の違いは、上記６７０ｎｍ付近
の反射率をＲとし、８５０ｎｍ付近の反射率をＩＲとし
て、それらの比、すなわち、分光反射率比ＩＲ／Ｒを算
出して較べることにより顕著になる。更に詳細には、活
性度の高い植物の分光反射率比ＩＲ／Ｒは、分母となる
Ｒが小さくて分子のＩＲが極めて大きいので、非常に大
きい数値となる。反対に、活性度の低い植物の分光反射
率ＩＲ／Ｒは、分母のＲがやや大きくて分子のＩＲが比
較的小さいので、小さい数値となる。
【００１０】カメラ１のレンズ１ａを通過した被測定植
物からの反射光の一部はダイクロイックミラー２により
反射されてカラー画像用のＣＣＤ素子３に受光される。 ダイクロイックミラー２を透過した反射光はプリズム４
により分光され、波長が６７０ｎｍ付近の光はバンドパ
スフィルター５を通過してＣＣＤ素子６によりＲ画像と
して撮像され、一方、波長が８５０ｎｍ付近の光はバン
ドパスフィルター７を通過してＣＣＤ素子８によりＩＲ
画像として撮像される。
物からの反射光の一部はダイクロイックミラー２により
反射されてカラー画像用のＣＣＤ素子３に受光される。 ダイクロイックミラー２を透過した反射光はプリズム４
により分光され、波長が６７０ｎｍ付近の光はバンドパ
スフィルター５を通過してＣＣＤ素子６によりＲ画像と
して撮像され、一方、波長が８５０ｎｍ付近の光はバン
ドパスフィルター７を通過してＣＣＤ素子８によりＩＲ
画像として撮像される。
【００１１】Ｒ画像データーとＩＲ画像データーはフレ
ームスイッチャー９により切換えられて順次に空中伝送
され、ビデオデッキ１７に取り込まれると共に、コンピ
ュータ１８に入力される。コンピュータ１８は、上記Ｒ
画像のデーターとＩＲ画像のデーターに基づいて、分光
反射率比ＩＲ／Ｒを演算処理し、該分光反射率比の数値
に基づく画像をＩＲ／Ｒ画像用モニターテレビ２０に描
き出す。この場合、分光反射率比の一定数値幅に特定の
色調を対応させてカラー画像処理することにより、分光
反射率比、すなわち植物の活性度を視覚的にとらえるこ
とができる。この画像処理された画像と同時に、上記Ｃ
ＣＤ素子３により撮像された全波長域のカラー画像用モ
ニターテレビ２３に同時に映し出すことにより、上記分
光反射率比の画像と比較することにより、被測定植物の
位置等をチェックすることができる。
ームスイッチャー９により切換えられて順次に空中伝送
され、ビデオデッキ１７に取り込まれると共に、コンピ
ュータ１８に入力される。コンピュータ１８は、上記Ｒ
画像のデーターとＩＲ画像のデーターに基づいて、分光
反射率比ＩＲ／Ｒを演算処理し、該分光反射率比の数値
に基づく画像をＩＲ／Ｒ画像用モニターテレビ２０に描
き出す。この場合、分光反射率比の一定数値幅に特定の
色調を対応させてカラー画像処理することにより、分光
反射率比、すなわち植物の活性度を視覚的にとらえるこ
とができる。この画像処理された画像と同時に、上記Ｃ
ＣＤ素子３により撮像された全波長域のカラー画像用モ
ニターテレビ２３に同時に映し出すことにより、上記分
光反射率比の画像と比較することにより、被測定植物の
位置等をチェックすることができる。
【００１２】図７は照度と分光反射率比ＩＲ／Ｒの関係
を示すグラフであって、活性力が大きい場合と小さい場
合のいずれも、照度が増すと、これに比例してＩＲ／Ｒ
値が多少下がることが解り、照度によるＩＲ／Ｒの補正
に利用することができる。
を示すグラフであって、活性力が大きい場合と小さい場
合のいずれも、照度が増すと、これに比例してＩＲ／Ｒ
値が多少下がることが解り、照度によるＩＲ／Ｒの補正
に利用することができる。
【００１３】本発明のカメラを使用した上記システムに
よれば、例えば、ゴルフ場のグリーンの芝生の状態をＣ
ＣＤカメラにより監視して、この情報を遠隔の管理室に
伝送して、芝生の活性度をリアルタイムに判定し、活性
度が低い部分の芝生には、適宜肥料や農薬を散布したり
散水管理することにより活性化を図り、常に良好なグリ
ーンを保つ管理に役立てることができる。上記実施例で
は、無線装置により伝送しているが、有線により行って
もよい。
よれば、例えば、ゴルフ場のグリーンの芝生の状態をＣ
ＣＤカメラにより監視して、この情報を遠隔の管理室に
伝送して、芝生の活性度をリアルタイムに判定し、活性
度が低い部分の芝生には、適宜肥料や農薬を散布したり
散水管理することにより活性化を図り、常に良好なグリ
ーンを保つ管理に役立てることができる。上記実施例で
は、無線装置により伝送しているが、有線により行って
もよい。
【００１４】
【発明の効果】１） １台のカメラにより複数の波長
帯域の画像を同時にかつ正確に得ることができる。 ２） 一般に広く普及しているＣＣＤカメラにプリズ
ムとバンドパスフィルターを取付けることにより、コン
パクトで安価なカメラを構成することができる。 ３） レンズとプリズムの間にダイクロイックミラー
を配置して、全波長帯域の画像も同時に得るようにした
ので、特定の波長帯域の画像のチェックを容易に行うこ
とができる。
帯域の画像を同時にかつ正確に得ることができる。 ２） 一般に広く普及しているＣＣＤカメラにプリズ
ムとバンドパスフィルターを取付けることにより、コン
パクトで安価なカメラを構成することができる。 ３） レンズとプリズムの間にダイクロイックミラー
を配置して、全波長帯域の画像も同時に得るようにした
ので、特定の波長帯域の画像のチェックを容易に行うこ
とができる。
【図１】本発明のカメラにより植物の活性度を測定する
システム概要図である。
システム概要図である。
【図２】本発明のＣＣＤカメラの機構を示す説明図であ
る。
る。
【図３】Ｒフィルターの特性を示すグラフである。
【図４】ＩＲフィルターの特性を示すグラフ図である。
【図５】活性度の高い植物の自然光反射率の特性を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図６】活性度の低い植物の自然光反射率の特性を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図７】撮影時の照度と分光反射率比との関係を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
１ ＣＣＤカメラ
１ａ レンズ
２ ダイクロイックミラー
３ ＣＣＤ素子
４ プリズム
５ バンドパスフィルター
６ ＣＣＤ素子
７ バンドパスフィルター
８ ＣＣＤ素子
９ フレームスイッチャー
１０ データー送信装置
１１ 太陽電池
１２ バッテリー
１３ 照度計
１４ 送信用パラボラアンテナ
１５ 受信用パラボラアンテナ
１６ コネクションボックス
１７ ビデオデッキ
１８ コンピュータ
１９ 簡易無線装置
２０ ＩＲ／Ｒ画像用モニターテレビ２１ Ｒ画像
用モニターテレビ ２２ ＩＲ画像用モニターテレビ ２３ カラー画像用モニターテレビ
用モニターテレビ ２２ ＩＲ画像用モニターテレビ ２３ カラー画像用モニターテレビ
Claims (3)
- 【請求項１】 レンズからの光をプリズムにより分光
し、この分光された各光を複数のバンドパスフィルター
を通して各々のＣＣＤ素子により受光し、各々異なる波
長帯域の複数の画像を得ることを特徴とする分光撮像用
カメラ。 - 【請求項２】 上記バンドパスフィルターが２個配置
されていて、各々６７０ｎｍの波長と８５０ｎｍの波長
で最高感度を示すことを特徴とする請求項１に記載の分
光撮像用カメラ。 - 【請求項３】 上記レンズとプリズムの間にダイクロ
イックミラーを配置して、全波長帯域の画像を同時に得
ることを特徴とする請求項１または２に記載の分光撮像
用カメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126452A JPH04329322A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 分光撮像用カメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126452A JPH04329322A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 分光撮像用カメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329322A true JPH04329322A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14935572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3126452A Pending JPH04329322A (ja) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | 分光撮像用カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04329322A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003508735A (ja) * | 1999-08-31 | 2003-03-04 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 濃度比率決定用撮像装置 |
| JP2012117867A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Sony Corp | 光学装置及び電子機器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS552985A (en) * | 1978-06-21 | 1980-01-10 | Sunkist Growers Inc | Method and device for detecting and measuring surface flaw of article |
| JPS59230682A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-25 | 株式会社クボタ | 果実の識別方法 |
| JPS60224034A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-08 | Hitachi Ltd | ボイラの燃焼火炎計測装置 |
| JPS6148739A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-10 | Nippon Steel Corp | 赤外線による温度測定方法 |
| JPS62282245A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Minolta Camera Co Ltd | 群落のクロロフイル濃度測定装置 |
| JPS63246638A (ja) * | 1987-04-01 | 1988-10-13 | Tokyo Gas Co Ltd | 流体の漏洩の広域監視方法 |
| JPH02147837A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-06 | Minolta Camera Co Ltd | 光学濃度計 |
-
1991
- 1991-05-01 JP JP3126452A patent/JPH04329322A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003508735A (ja) * | 1999-08-31 | 2003-03-04 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 濃度比率決定用撮像装置 |
| JP4795593B2 (ja) * | 1999-08-31 | 2011-10-19 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 濃度比率決定用撮像装置 |
| JP2012117867A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Sony Corp | 光学装置及び電子機器 |
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