JPH07311089A - 分光特性測定装置 - Google Patents
分光特性測定装置Info
- Publication number
- JPH07311089A JPH07311089A JP6105075A JP10507594A JPH07311089A JP H07311089 A JPH07311089 A JP H07311089A JP 6105075 A JP6105075 A JP 6105075A JP 10507594 A JP10507594 A JP 10507594A JP H07311089 A JPH07311089 A JP H07311089A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被写体からの光の可視領域におけるすべての
任意の連続した波長域の二次元的な分光特性を正確に解
析し得るコンパクト構造の分光特性測定装置を提供す
る。 【構成】 被写体１からの光をスリット状の切片として
抽出するスリット手段２と、それからの光を平行光に変
換する光学系４と、平行光を分光して分光像を生成する
分光素子５と、分光像を撮像して切片ごとの画像データ
を得るエリアセンサ７と、被写体１を走査するスキャニ
ング機構３により走査された切片ごとの画像データを解
析して二次元的な分光特性データを得る解析手段８等か
ら構成される。なお、被写体１の光学像を得るため分光
素子と交換可能な結像素子６が設けられ、エリアセンサ
７の波長依存性の補正を行う感度特性補正装置９を付設
する。
任意の連続した波長域の二次元的な分光特性を正確に解
析し得るコンパクト構造の分光特性測定装置を提供す
る。 【構成】 被写体１からの光をスリット状の切片として
抽出するスリット手段２と、それからの光を平行光に変
換する光学系４と、平行光を分光して分光像を生成する
分光素子５と、分光像を撮像して切片ごとの画像データ
を得るエリアセンサ７と、被写体１を走査するスキャニ
ング機構３により走査された切片ごとの画像データを解
析して二次元的な分光特性データを得る解析手段８等か
ら構成される。なお、被写体１の光学像を得るため分光
素子と交換可能な結像素子６が設けられ、エリアセンサ
７の波長依存性の補正を行う感度特性補正装置９を付設
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被写体からの反射光，
散乱光等の可視領域における任意の連続した波長域の分
光特性を解析する分光特性測定装置に関する。
散乱光等の可視領域における任意の連続した波長域の分
光特性を解析する分光特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被写体の色調（可視光のスペクトル）を
解析する方法や装置としては次のようなものが上げられ
る。すなわち、特開平２−２２６０２７号に示すもの、
フォト・ダイオード・アレイを使った方法、ＲＧＢ三原
色に感応するＣＣＤカメラを使う方法、特定波長のみを
透過する光学フィルタを使用しＣＣＤカメラで撮像する
方法がある。
解析する方法や装置としては次のようなものが上げられ
る。すなわち、特開平２−２２６０２７号に示すもの、
フォト・ダイオード・アレイを使った方法、ＲＧＢ三原
色に感応するＣＣＤカメラを使う方法、特定波長のみを
透過する光学フィルタを使用しＣＣＤカメラで撮像する
方法がある。
【０００３】特開平２−２２６０２７号公報に示す「分
光解析装置」は、被測定物（被写体）の光を受光し光学
像を形成し、この１ライン又は１点からなる測定対象領
域をレンズで抽出した後、回析格子で分光像を作り、こ
の分光像における所定波長の光強度を検出する。前記測
定対象領域を移動させながら測定を繰り返し行い二次元
分光像を求めるものである。
光解析装置」は、被測定物（被写体）の光を受光し光学
像を形成し、この１ライン又は１点からなる測定対象領
域をレンズで抽出した後、回析格子で分光像を作り、こ
の分光像における所定波長の光強度を検出する。前記測
定対象領域を移動させながら測定を繰り返し行い二次元
分光像を求めるものである。
【０００４】フォト・ダイオード・アレイを使用した方
法は、線状にフォト・ダイオードを並べた素子，すなわ
ち、フォト・ダイオード・アレイの上に被写体からの光
を導き、分光スペクトルを得る方法である。
法は、線状にフォト・ダイオードを並べた素子，すなわ
ち、フォト・ダイオード・アレイの上に被写体からの光
を導き、分光スペクトルを得る方法である。
【０００５】ＲＣＧ三原色のＣＣＤカメラを使う方法
は、赤，緑，青の３つの波長にピークをもつセンサの感
度比で色調を測定するものである。
は、赤，緑，青の３つの波長にピークをもつセンサの感
度比で色調を測定するものである。
【０００６】最後の光学フィルタとＣＣＤカメラを使用
するものは、特定波長のみを透過する複数の光学フィル
タを用いて被写体からの光をＣＣＤカメラで撮像して解
析するものである。
するものは、特定波長のみを透過する複数の光学フィル
タを用いて被写体からの光をＣＣＤカメラで撮像して解
析するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来技術はそ
れぞれ特徴を有するものであるが次のような問題点があ
る。すなわち、特開平２−２２６０２７号公報の「分光
解析装置」は光学系のレンズが単一焦点系のため結像位
置が一定にならない。特に、レンズに対し斜めに入射す
る光ほどずれが多くなり収差が生じる。このため、回析
格子側を移動補正しているが、この補正操作は極めて難
しく正確な分光特性が得られない問題点がある。また、
フォト・ダイオード・アレイを使用する方法は、被写体
の一点から出た光を測定対象にするため、二次元的な分
光データを得るにはそれなりの走査が必要になり光学系
が非常に複雑なものになり測定がやり難く、かつ高価な
ものになる。ＲＣＧ三原色のＣＣＤカメラを使う方法は
前記のように赤，緑，青の３つの波長にピークをもつセ
ンサにより色調を検出するもので測定される波長が限定
され、任意の可視光領域のスペクトルの解析には適して
いない。また、光学フィルタとＣＣＤカメラを使用する
ものは測定したい波長域を透過するようなフィルタを多
数枚準備し、その都度、フィルタを交換しなければなら
ず測定に時間がかかり面倒である。
れぞれ特徴を有するものであるが次のような問題点があ
る。すなわち、特開平２−２２６０２７号公報の「分光
解析装置」は光学系のレンズが単一焦点系のため結像位
置が一定にならない。特に、レンズに対し斜めに入射す
る光ほどずれが多くなり収差が生じる。このため、回析
格子側を移動補正しているが、この補正操作は極めて難
しく正確な分光特性が得られない問題点がある。また、
フォト・ダイオード・アレイを使用する方法は、被写体
の一点から出た光を測定対象にするため、二次元的な分
光データを得るにはそれなりの走査が必要になり光学系
が非常に複雑なものになり測定がやり難く、かつ高価な
ものになる。ＲＣＧ三原色のＣＣＤカメラを使う方法は
前記のように赤，緑，青の３つの波長にピークをもつセ
ンサにより色調を検出するもので測定される波長が限定
され、任意の可視光領域のスペクトルの解析には適して
いない。また、光学フィルタとＣＣＤカメラを使用する
ものは測定したい波長域を透過するようなフィルタを多
数枚準備し、その都度、フィルタを交換しなければなら
ず測定に時間がかかり面倒である。
【０００８】本発明は、以上の従来技術の問題点を解決
すべく創案されたものであり、装置構造がコンパクトに
まとめられ、被写体からの反射光，散乱光の可視領域に
おけるすべての任意の連続した波長域の二次元的な分光
特性を正確に解析し得る分光特性測定装置を提供するこ
とを目的とする。
すべく創案されたものであり、装置構造がコンパクトに
まとめられ、被写体からの反射光，散乱光の可視領域に
おけるすべての任意の連続した波長域の二次元的な分光
特性を正確に解析し得る分光特性測定装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、被写体から発した光を線状に切り出
し、切片を抽出するスリット手段と、該スリット手段に
対して被写体を相対的に移動させ抽出した切片を順次選
択走査するスキャニング手段と、切り出された光を平行
光に変換する光学系と、前記平行光を分光して前記被写
体から抽出した切片の分光像を生成する分光素子と、前
記分光像を切片毎に撮像して対応する画像データを出力
するエリアセンサと、前記画像データを演算処理して被
写体の二次元分光像を合成する解析手段を設けてなる分
光特性測定装置を構成するものである。また、前記分光
素子が、前記光学系に対して直線配置可能な直視プリズ
ムからなることを特徴とし、前記分光素子と位置交換可
能な結像素子を備えており、被写体の光学像の撮像が可
能になることを特徴とするものである。
達成するために、被写体から発した光を線状に切り出
し、切片を抽出するスリット手段と、該スリット手段に
対して被写体を相対的に移動させ抽出した切片を順次選
択走査するスキャニング手段と、切り出された光を平行
光に変換する光学系と、前記平行光を分光して前記被写
体から抽出した切片の分光像を生成する分光素子と、前
記分光像を切片毎に撮像して対応する画像データを出力
するエリアセンサと、前記画像データを演算処理して被
写体の二次元分光像を合成する解析手段を設けてなる分
光特性測定装置を構成するものである。また、前記分光
素子が、前記光学系に対して直線配置可能な直視プリズ
ムからなることを特徴とし、前記分光素子と位置交換可
能な結像素子を備えており、被写体の光学像の撮像が可
能になることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】被写体からの光はスリット手段によりスリット
状に切り出しされ切片となる。スキャニング機構により
被写体を移動させることにより、切片は連続的に走査さ
れ抽出される。前記切片からの光は光学系により平行光
に交換され、分光素子により分光像が得られる。この切
片毎の分光像はエリアセンサにより位置および波長分布
を表現する画像データとして出力される。本発明では被
写体からの反射光又は散乱光を一旦平行光に変換した
後、分光処理を行っており光学系の収差などの影響を除
去出来る。なお、被写体の光学像を撮像する場合には分
光素子と位置交換可能な結像素子を用いることにより可
能になる。
状に切り出しされ切片となる。スキャニング機構により
被写体を移動させることにより、切片は連続的に走査さ
れ抽出される。前記切片からの光は光学系により平行光
に交換され、分光素子により分光像が得られる。この切
片毎の分光像はエリアセンサにより位置および波長分布
を表現する画像データとして出力される。本発明では被
写体からの反射光又は散乱光を一旦平行光に変換した
後、分光処理を行っており光学系の収差などの影響を除
去出来る。なお、被写体の光学像を撮像する場合には分
光素子と位置交換可能な結像素子を用いることにより可
能になる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本実施例の全体構成を示すブロック図、図２
は同実施例の光学的な概要構造を示す斜視図、図３は結
像素子を組み合わせした動作を示す部分斜視図である。
る。図１は本実施例の全体構成を示すブロック図、図２
は同実施例の光学的な概要構造を示す斜視図、図３は結
像素子を組み合わせした動作を示す部分斜視図である。
【００１２】図１に示すように、本実施例の分光特性測
定装置は、大別してスリット手段２と、被写体１を走査
させるスキャニング機構３と、光学系４と、分光素子５
と、結像素子６と、エリアセンサ７と、解析手段８等か
ら構成される。また、補正係数１０を基にエリアセンサ
７から出力された画像データの補正を行う感度特性補正
装置９が付設される。
定装置は、大別してスリット手段２と、被写体１を走査
させるスキャニング機構３と、光学系４と、分光素子５
と、結像素子６と、エリアセンサ７と、解析手段８等か
ら構成される。また、補正係数１０を基にエリアセンサ
７から出力された画像データの補正を行う感度特性補正
装置９が付設される。
【００１３】図略の反射照明部又は透過照明部等からの
照明光源からの光が被写体１に入射されると図１および
図２に示すように被写体１から反射光又は散乱光等の光
線が発射される。
照明光源からの光が被写体１に入射されると図１および
図２に示すように被写体１から反射光又は散乱光等の光
線が発射される。
【００１４】スキャニング機構３は図２に示すように被
写体１をＸ，Ｙ方向に移動させるＸ，Ｙスライドステー
ジ３ａの如きものからなり、スリット手段２側への光の
切片を順次選択走査させるものである。
写体１をＸ，Ｙ方向に移動させるＸ，Ｙスライドステー
ジ３ａの如きものからなり、スリット手段２側への光の
切片を順次選択走査させるものである。
【００１５】スリット手段２は図２に示すようにスリッ
ト１１を有する板状体２ａからなり、被写体１からの前
記光線はスリット１１を通過することにより線状の切片
として抽出される。なお、スリット１１はＸ，Ｙスライ
ドステージ３ａの一次元移動方向と直交配置されてい
る。
ト１１を有する板状体２ａからなり、被写体１からの前
記光線はスリット１１を通過することにより線状の切片
として抽出される。なお、スリット１１はＸ，Ｙスライ
ドステージ３ａの一次元移動方向と直交配置されてい
る。
【００１６】光学系４は抽出された前記切片から発する
反射光又は散乱光を平行光に変換するもので、例えば金
属顕微鏡に組み込まれる平行光生成手段を有する平行光
生成系４ａが使用される。
反射光又は散乱光を平行光に変換するもので、例えば金
属顕微鏡に組み込まれる平行光生成手段を有する平行光
生成系４ａが使用される。
【００１７】分光素子５は光学系４からの平行光を分光
するもので、プリズムや回析格子等の光学素子が採用さ
れるが、好ましくは図２に示す分光プリズム５ａがよ
く、この中でも直視型プリズム（アミシ型プリズム）が
よい。構造が簡単で、かつ光学系が直線上に並ぶことが
可能であるためである。本発明では被写体１から発した
光を平行光に変換した後、分光処理を行っており、従来
のように集光光学系の収差等の影響を受けない。なお、
図３に示すように、被写体１の光学像を撮像するには結
像素子６を分光プリズム５ａと位置交換可能に使用する
とよい。
するもので、プリズムや回析格子等の光学素子が採用さ
れるが、好ましくは図２に示す分光プリズム５ａがよ
く、この中でも直視型プリズム（アミシ型プリズム）が
よい。構造が簡単で、かつ光学系が直線上に並ぶことが
可能であるためである。本発明では被写体１から発した
光を平行光に変換した後、分光処理を行っており、従来
のように集光光学系の収差等の影響を受けない。なお、
図３に示すように、被写体１の光学像を撮像するには結
像素子６を分光プリズム５ａと位置交換可能に使用する
とよい。
【００１８】エリアセンサ７は、分光した光を撮像する
もので、普通モノクロＣＣＤカメラ７ａが性能的に適当
であり、かつ安価なため採用される。これにより位置と
周波数をそれぞれ直交軸上に表現する画像データが得ら
れる。すなわち、スリット手段２のスリット１１の長さ
方向をＸ軸とし、λを波長とすると（Ｘｉ，λｋ）＝５
０のように光の分光強度を示す画像データが得られる。
（Ｘｉ，λｋ）＝５０とは、Ｘ軸のＸｉの位置における
波長λｋの光の強度が５０であることを表わすものであ
る。
もので、普通モノクロＣＣＤカメラ７ａが性能的に適当
であり、かつ安価なため採用される。これにより位置と
周波数をそれぞれ直交軸上に表現する画像データが得ら
れる。すなわち、スリット手段２のスリット１１の長さ
方向をＸ軸とし、λを波長とすると（Ｘｉ，λｋ）＝５
０のように光の分光強度を示す画像データが得られる。
（Ｘｉ，λｋ）＝５０とは、Ｘ軸のＸｉの位置における
波長λｋの光の強度が５０であることを表わすものであ
る。
【００１９】解析手段８は切片分の画像データを二次元
分光像に合成するものである。スキャニング機構３によ
り被写体１を走査することにより、各走査位置における
前記の画像データが得られる。被写体１をＸ軸と直交す
るＹ軸方向にスキャニング機構３により走査することに
より、例えば（Ｘｉ，Ｙｊ，λｋ）＝２２のように画像
データを得ることが出来る。このデータはｊ回目の走査
位置をＹｊとすると二次元座標Ｘｉ，Ｙｊにおける波長
λｋの光の強度が２２であることを示す。解析手段は被
写体から発せられる光線の任意の可視領域におけるすべ
ての波長の二次元座標における強度分布を求めるもので
ある。これにより、被写体１の二次元分光特性を正確に
測定することが出来る。なお、前記したように分光素子
５の代りにレンズ等の結像素子６を使用することにより
被写体の光学像を確認することが出来る。
分光像に合成するものである。スキャニング機構３によ
り被写体１を走査することにより、各走査位置における
前記の画像データが得られる。被写体１をＸ軸と直交す
るＹ軸方向にスキャニング機構３により走査することに
より、例えば（Ｘｉ，Ｙｊ，λｋ）＝２２のように画像
データを得ることが出来る。このデータはｊ回目の走査
位置をＹｊとすると二次元座標Ｘｉ，Ｙｊにおける波長
λｋの光の強度が２２であることを示す。解析手段は被
写体から発せられる光線の任意の可視領域におけるすべ
ての波長の二次元座標における強度分布を求めるもので
ある。これにより、被写体１の二次元分光特性を正確に
測定することが出来る。なお、前記したように分光素子
５の代りにレンズ等の結像素子６を使用することにより
被写体の光学像を確認することが出来る。
【００２０】エリアセンサ７の受光強度は波長依存性を
有する。そのため、正確な画像データを得るためには補
正が必要である。エリアセンサ７の分光感度特性から予
め補正係数１０を用意する。これを感度特性補正装置９
に入力し、エリアセンサ７からの画像データを補正す
る。解析手段８はエリアセンサ７の分光感度特性を加味
した補正画像データを作成する。
有する。そのため、正確な画像データを得るためには補
正が必要である。エリアセンサ７の分光感度特性から予
め補正係数１０を用意する。これを感度特性補正装置９
に入力し、エリアセンサ７からの画像データを補正す
る。解析手段８はエリアセンサ７の分光感度特性を加味
した補正画像データを作成する。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 １）被写体からの可視領域における任意の連続した波長
域の二次元分光像を正確に求めることが出来る。 ２）被写体からの光を一旦平行光に変換した後、分光す
ることにより光学系の収差等の影響を除去出来る。 ３）また、被写体の光学像を撮像することも出来る。 ４）エリアセンサの素子の分光感度特性を補正して画像
解析するため、より正確な画像データが得られる。 ５）各構成要素が光学的に直線的に配列されるためコン
パクトにまとめられる。 ６）測定操作が容易であり、かつ自動的に二次元分光像
が得られる。
を奏する。 １）被写体からの可視領域における任意の連続した波長
域の二次元分光像を正確に求めることが出来る。 ２）被写体からの光を一旦平行光に変換した後、分光す
ることにより光学系の収差等の影響を除去出来る。 ３）また、被写体の光学像を撮像することも出来る。 ４）エリアセンサの素子の分光感度特性を補正して画像
解析するため、より正確な画像データが得られる。 ５）各構成要素が光学的に直線的に配列されるためコン
パクトにまとめられる。 ６）測定操作が容易であり、かつ自動的に二次元分光像
が得られる。
【図１】本発明の実施例の全体構成を示すブロック図。
【図２】本実施例の光学的配列を示す斜視図。
【図３】図２の分光素子の替りに結像素子を用いた他の
動作を示す部分斜視図。
動作を示す部分斜視図。
１ 被写体 ２ スリット手段 ２ａ 板状体 ３ スキャニング機構 ３ａ Ｘ，Ｙスライドステージ ４ 光学系 ４ａ 平行光生成系 ５ 分光素子 ５ａ 分光プリズム ６ 結像素子 ７ エリアセンサ ７ａ モノクロＣＣＤカメラ ８ 解析手段 ９ 感度特性補正装置 １０ 補正係数 １１ スリット
Claims (3)
- 【請求項１】 被写体から発した光を線状に切り出し、
切片を抽出するスリット手段と、該スリット手段に対し
て被写体を相対的に移動させ抽出した切片を順次選択走
査するスキャニング手段と、切り出された光を平行光に
変換する光学系と、前記平行光を分光して前記被写体か
ら抽出した切片の分光像を生成する分光素子と、前記分
光像を切片毎に撮像して対応する画像データを出力する
エリアセンサと、前記画像データを演算処理して被写体
の二次元分光像を合成する解析手段を設けることを特徴
とする分光特性測定装置。 - 【請求項２】 前記分光素子が、前記光学系に対して直
線配置可能な直視プリズムからなる請求項１の分光特性
測定装置。 - 【請求項３】 前記分光素子と位置交換可能な結像素子
を備えており、被写体の光学像の撮像を可能にした請求
項１の分光特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6105075A JPH07311089A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 分光特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6105075A JPH07311089A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 分光特性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07311089A true JPH07311089A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14397827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6105075A Pending JPH07311089A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 分光特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07311089A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013246357A (ja) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 画像撮影装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01292222A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-24 | Res Dev Corp Of Japan | 分光映像デュアル処理装置 |
| JPH02226027A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光解析装置 |
| JPH05172741A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-09 | Hitachi Ltd | 分光型走査顕微鏡 |
-
1994
- 1994-05-19 JP JP6105075A patent/JPH07311089A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01292222A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-24 | Res Dev Corp Of Japan | 分光映像デュアル処理装置 |
| JPH02226027A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光解析装置 |
| JPH05172741A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-09 | Hitachi Ltd | 分光型走査顕微鏡 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013246357A (ja) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 画像撮影装置 |
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