JPH06265408A

JPH06265408A - 画像分光法及びその装置

Info

Publication number: JPH06265408A
Application number: JP5255693A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Mizuno; 俊博水野; Yoshihide Kono; 吉秀河野; Hiromichi Aoki; 宏道青木; Kazuji Matsumoto; 和二松本
Original assignee: KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENKYUSHO KK; Kajitsu Hihakai Hinshitsu Kenkyujo KK
Current assignee: KAJITSU HIHAKAI HINSHITSU KENKYUSHO KK; Kajitsu Hihakai Hinshitsu Kenkyujo KK
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】多数の分光画像を迅速に撮像できる画像分光
法を提供する。【構成】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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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 の
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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、

【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、

【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、

【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、

【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、

【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、

【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、

【図８】図８は、画素（ｉ，ｊ）点の分光スペクトルを
示した図、

【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。

【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。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【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、

【図７】図７は、各画素と、これから読出される信号の
関係を示した図表、

【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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。