画像撮影装置
【課題】照明光の強度が時間的に変動する場合であっても測定対象物の画像を高精度に得ることができる画像撮影装置を提供する。
【解決手段】画像撮影装置１は、光源部１０、レンズ２１、ハーフミラー２２、レンズ２３、液晶チューナブルフィルタ２４、レンズ２５、基準反射板３１、基準反射板３２、撮像部４０、演算部５０および表示部６０を備える。基準反射板３１および基準反射板３２は、照明光学系により導かれた照明光が照射される位置であって撮像部４０の視野の一部に設けられる。演算部５０は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２の画像部分の値を用いて測定対象物２の画像部分の値を補正する。
【解決手段】画像撮影装置１は、光源部１０、レンズ２１、ハーフミラー２２、レンズ２３、液晶チューナブルフィルタ２４、レンズ２５、基準反射板３１、基準反射板３２、撮像部４０、演算部５０および表示部６０を備える。基準反射板３１および基準反射板３２は、照明光学系により導かれた照明光が照射される位置であって撮像部４０の視野の一部に設けられる。演算部５０は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２の画像部分の値を用いて測定対象物２の画像部分の値を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、照明光が測定対象物へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系と、結像された光を撮像する撮像部とを備える画像撮影装置を記載している。このような画像撮影装置において、同じ測定対象物からの反射光であっても、撮像部へ入射する反射光の強度が時間的に変動する場合がある。この場合、撮像部による撮像により得られる測定対象物の画像は、精度が悪いものとなる。また、或る時刻に撮像して測定対象物の画像Ａを得て、他の時刻に撮像して測定対象物の画像Ｂを得た場合、画像Ａと画像Ｂとの対比も精度が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４５１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、撮像部へ入射する反射光の強度が測定対象物に起因しない理由で時間的に変動する場合であっても測定対象物の画像を高精度に得ることができる画像撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る画像撮影装置は、(1) 照明光が測定対象物へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系と、(2) 結像光学系により結像された光を撮像する撮像部と、(3) 照明光が照射される位置であって撮像部の視野の一部に設けられた基準反射板と、(4) 撮像部による撮像により得られた画像のうち基準反射板の画像部分の値を用いて測定対象物の画像部分の値を補正する演算部とを備える。
【０００６】
本発明に係る画像撮影装置は、結像光学系が透過帯域が可変である液晶チューナブルフィルタを光路上に含む場合その効果が顕著に発揮される。基準反射板は、撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられているのが好適である。また、基準反射板は、液晶チューナブルフィルタの透過率のむらが存在する方向に撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられているのが好適である。基準反射板は、鏡面研磨された金属平板であるのが好適であり、金属コーティングが施された平板であるのが好適であり、或いは、拡散反射板であるのが好適である。演算部は、２箇所に設けられている基準反射板の画像部分の値を用いて、測定対象物の画像部分の各位置に対応する補正係数を計算する第一演算部と、補正係数を使って各位置内の値を規格化する第二演算部とを含むのが好適である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る画像撮影装置は、撮像部へ入射する反射光の強度が測定対象物に起因しない理由で時間的に変動する場合であっても測定対象物の画像を高精度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像撮影装置の概念図である。
【図２】図２は、図１の画像撮影装置における演算部の処理内容の例を説明する概念図である。
【図３】図３は、図１の画像撮影装置における演算部が処理する内容の他の例を説明する概念図である。
【図４】図４は、図１の画像撮影装置における動作の第一実施例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図１の画像撮影装置における動作の第二実施例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図１の画像撮影装置における動作の第三実施例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図１の画像撮影装置における動作の第四実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る画像撮影装置１の概念図である。画像撮影装置１は、光源部１０、レンズ２１、ハーフミラー２２、レンズ２３、液晶チューナブルフィルタ２４、レンズ２５、基準反射板３１、基準反射板３２、撮像部４０、演算部５０および表示部６０を備える。
【００１１】
光源部１０は、測定対象物２に照射すべき照明光を出力する。光源部１０は、狭帯域光を出力するものであってもよいし、広帯域光を出力するものであってもよい。後者の場合、光源部１０として例えばハロゲンランプが用いられる。
【００１２】
レンズ２１は、光源部１０から出力された照明光を入力し、この照明光を平行光としてハーフミラー２２へ出力する。ハーフミラー２２は、レンズ２１から到達した照明光を測定対象物２へ反射させる。また、ハーフミラー２２は、照明光が測定対象物２へ照射されて生じた反射光を入力して、この反射光をレンズ２３へ透過させる。レンズ２３およびレンズ２５は、測定対象物２で生じた反射光のうちハーフミラー２２を透過した光を入力して、この光を撮像部４０の撮像面に結像する。
【００１３】
液晶チューナブルフィルタ２４は、レンズ２３とレンズ２５との間の光路上に設けられている。液晶チューナブルフィルタ２４は、複屈折フィルタ，平板状の液晶セルおよび偏光子が順に繰り返して積層されたものであって、これらの方位を調整することで透過帯域を変更することができる。
【００１４】
レンズ２１およびハーフミラー２２は、光源部１０から出力された照明光を測定対象物２に導く照明光学系を構成している。（光源部１０を設けずに環境にある光を照明光として利用する形態も可能である。この場合照射光学系は必要に応じて設ければよい。）ハーフミラー２２，レンズ２３，液晶チューナブルフィルタ２４およびレンズ２５は、照明光学系により導かれた照明光が測定対象物２へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系を構成している。
【００１５】
撮像部４０は、結像光学系により結像された光を撮像する。撮像部４０として例えばＣＣＤカメラが用いられる。
【００１６】
基準反射板３１および基準反射板３２は、照明光学系により導かれた照明光が照射される位置であって撮像部４０の視野の一部に設けられる。基準反射板３１，３２は、鏡面研磨された金属平板であるのが好適であり、金属コーティングが施された平板であるのも好適であり、また、拡散反射板であるのも好適である。ここで用いられる金属は、任意であるが、例えば金が用いられる。
【００１７】
基準反射板は１つであってもよいが、撮像部４０の視野の中心部を挟む２箇所に基準反射板３１，３２が設けられているのが好適である。また、基準反射板３１，３２は、液晶チューナブルフィルタ２４の透過率のむらを補正できるように、透過率のむらが存在する方向で撮像部４０の視野の中心部を挟む２箇所に設けられているのが好適である。（液晶チューナブルフィルタ２４の透過率は、液晶全域で等しくはならず一方向に変化していることが多い。）基準反射板３１と基準反射板３２との間に測定対象物２が挟まれていてもよい。
【００１８】
演算部５０は、第一演算部５１および第二演算部５２を含む。第一演算部５１は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２における画像部分の値を用いて補正係数を算出する。第二演算部５２は、補正係数を使って測定対象物２の画像部分の値を補正する。表示部６０は、撮像部４０による撮像により得られた生の画像を表示し、また、演算部５０により補正された後の画像を表示する。
【００１９】
図２は、画像撮影装置１における演算部５０の処理内容の例を説明する概念図である。演算部５０の処理は、液晶チューナブルフィルタ２４の透過率のむらが存在する場合にも好適なものである。この例では、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分を６×６個の領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）に区分し、基準反射板３１の画像部分を６個の領域（Ｒ１０，Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０，Ｒ５０，Ｒ６０）に区分し、また、基準反射板３２の画像部分を６個の領域（Ｒ１７，Ｒ２７，Ｒ３７，Ｒ４７，Ｒ５７，Ｒ６７）に区分している。８個の領域Ｒ１０〜Ｒ１７は、液晶チューナブルフィルタ２４の透過率のむらが存在する方向に平行な直線上において、この順に並んでいる。８個の領域Ｒ２０〜Ｒ２７，８個の領域Ｒ３０〜Ｒ３７，８個の領域Ｒ４０〜Ｒ４７，８個の領域Ｒ５０〜Ｒ５７および８個の領域Ｒ６０〜Ｒ６７それぞれについても同様である。
【００２０】
第一演算部５１は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２の画像部分における各領域（Ｒ１０，Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０，Ｒ５０，Ｒ６０，Ｒ１７，Ｒ２７，Ｒ３７，Ｒ４７，Ｒ５７，Ｒ６７）の値を用いて、測定対象物２の画像部分における各領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）の値を補正する補正係数を算出する。測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３１に最も近い領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々については領域Ｒ１０〜Ｒ６０各々の値を補正係数として使用する。測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３２に最も近い領域Ｒ１６〜Ｒ６６各々については領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の値を補正係数として使用する。そして、その間の領域（Ｒ１２〜Ｒ１５，Ｒ２２〜Ｒ２５，Ｒ３２〜Ｒ３５，Ｒ４２〜Ｒ４５，Ｒ５２〜Ｒ５５，Ｒ６２〜Ｒ６５）については領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々の寄与と領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の寄与を線形に変化させた値を補正係数として算出する。
【００２１】
具体的には、領域Ｒ１１については、領域Ｒ１０の値を補正係数とする。領域Ｒ１２については、領域Ｒ１０の値を８０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を２０％反映させた値（領域Ｒ１０の値×０．８＋領域Ｒ１７の値×０．２）を補正係数とする。同様に、領域Ｒ１３については、領域Ｒ１０の値を６０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を４０％反映させた値を補正係数とする。領域Ｒ１４については、領域Ｒ１０の値を４０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を６０％反映させた値を補正係数とする。領域Ｒ１５については、領域Ｒ１０の値を２０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を８０％反映させた値を補正係数とする。また、領域Ｒ１６については、領域Ｒ１７の値を補正係数とする。８個の領域Ｒ２０〜Ｒ２７，８個の領域Ｒ３０〜Ｒ３７，８個の領域Ｒ４０〜Ｒ４７，８個の領域Ｒ５０〜Ｒ５７および８個の領域Ｒ６０〜Ｒ６７それぞれについても同様である。
【００２２】
そして、第二演算部５２は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分における各領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）の値を、第一演算部５１で決めた各領域に対応する補正係数で割り規格化することにより補正する。
【００２３】
図３は、画像撮影装置１における演算部５０が処理する内容の他の例を説明する概念図である。この例でも、同図（ａ）に示されるように、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分を６×６個の領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）に区分し、基準反射板３１の画像部分を６個の領域（Ｒ１０，Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０，Ｒ５０，Ｒ６０）に区分し、また、基準反射板３２の画像部分を６個の領域（Ｒ１７，Ｒ２７，Ｒ３７，Ｒ４７，Ｒ５７，Ｒ６７）に区分している。領域Ｒｉ０と領域Ｒｉ１（ｉ＝１〜６）との間の距離はｌ３１、領域Ｒｉ６と領域Ｒｉ７（ｉ＝１〜６）との間の距離はｌ３２、領域Ｒｉ０と領域Ｒｉ７（ｉ＝１〜６）との間の距離はＬである。（領域間の距離は各領域の中心相互間の距離。）
【００２４】
第一演算部５１は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２の画像部分における各領域の値を用いて補正係数を算出する。同図（ｂ）に示されるように、測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３１に最も近い領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々については領域Ｒ１０〜Ｒ６０各々の値の寄与を(Ｌ−ｌ３１)／Ｌとし領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の値の寄与をｌ３１／Ｌとした値を補正係数とする。測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３２に最も近い領域Ｒ１６〜Ｒ６６各々については領域Ｒ１０〜Ｒ６０各々の値の寄与をｌ３２／Ｌとし領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の値の寄与を(Ｌ−ｌ３２)／Ｌとした値を補正係数とする。そして、その間の領域（Ｒ１２〜Ｒ１５，Ｒ２２〜Ｒ２５，Ｒ３２〜Ｒ３５，Ｒ４２〜Ｒ４５，Ｒ５２〜Ｒ５５，Ｒ６２〜Ｒ６５）については、領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々の寄与と領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の寄与を線形に変化させた値を補正係数とする。
【００２５】
そして、第二演算部５２は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分における各領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）の値を、第一演算部５１で決めた各領域に対応する補正係数で割り規格化することにより補正する。
【００２６】
図４は、画像撮影装置１の動作の第一実施例を示すフローチャートである。第一実施例では、測定対象物の画像部分の画素を各々ｍ×ｐ個の画素からなる領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を各々ｍ×ｎ個の画素からなる領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行う。まず、撮像部４０への入射光を遮断して測定し（ステップＳ１０）、これにより得られたダークデータＤｉｊλを格納する（ステップＳ１１）。ここで、添え字ｉ,ｊは画素位置を表し、添え字λは波長を表す。すなわち、Ｄｉｊλは、画素位置(ｉ,ｊ)における波長λでの値を表す。
【００２７】
測定位置に参照反射板を置いて、この参照反射板および基準反射板３１，３２へ照明光を照射し、これらからの反射光を撮像部４０により撮像して（ステップＳ２０）、これにより得られた参照データＸｉｊλを格納する（ステップＳ２１）。参照データＸｉｊλは、参照反射板の画像部分と基準反射板３１，３２の画像部分とを含む。参照反射板は、基準反射板３１，３２と同様のものが用いられる。続いて、参照データＸｉｊλおよびダークデータＤｉｊλを用いて、ダーク成分を補正した後の参照データＸ´ｉｊλ＝Ｘｉｊλ− Ｄｉｊλを計算する（ステップＳ２２）。参照データＸ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に参照データＸ´ｉｊλの平均値ＡＨＪλを求める。参照反射板の画像部分では、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で平均値ＡＨＪλから補正係数ＡＨＩλを算出する。領域ＲＨＩ内の参照データＸ´ｉｊλを補正係数ＡＨＩλで補正（規格化）し（ステップＳ２３）、これにより補正後の参照データＸ"ｉｊλを得る（ステップＳ２４）。
【００２８】
測定位置に測定対象物２を置いて、測定対象物２および基準反射板３１，３２へ照明光を照射し、これらからの反射光を撮像部４０により撮像して（ステップＳ３０）、これにより得られた測定データＹｉｊλを格納する（ステップＳ３１）。測定データＹｉｊλは、測定対象物２の画像部分と基準反射板３１，３２の画像部分とを含む。続いて、測定データＹｉｊλおよびダークデータＤｉｊλを用いて、ダーク成分を補正した後の測定データＹ´ｉｊλ＝Ｙｉｊλ−Ｄｉｊλを計算する（ステップＳ３２）。測定データＹ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に参照データＹ´ｉｊλの平均値ＥＨＪλを求める。測定対象物２の画像部分では、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で平均値ＥＨＪλから補正係数ＥＨＩλを算出する。領域ＲＨＩ内の測定データＸ´ｉｊλを補正係数ＥＨＩλで補正（規格化）し（ステップＳ３３）、これにより補正後の測定データＹ"ｉｊλを得る（ステップＳ３４）。
【００２９】
そして、補正後の参照データＸ"ｉｊλおよび補正後の測定データＹ"ｉｊλを用いて、最終データＺｉｊλ＝Ｙ"ｉｊλ／Ｘ"ｉｊλを計算する（ステップＳ４０）。データＺｉｊλは、ダーク補正（ステップＳ２２、Ｓ３２）、照明光強度の時間的変動についての補正（ステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４）、および、画素間のムラについての補正（ステップＳ４０）が施されたものである。
【００３０】
図５は、画像撮影装置１における動作の第二実施例を示すフローチャートである。第二実施例でも、測定対象物の画像部分の画素を領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行う。第二実施例におけるステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ２０〜Ｓ２２およびＳ３０〜Ｓ３２は、第一実施例と同じである。
【００３１】
ダーク補正後の参照データＸ´ｉｊλの計算（ステップＳ２２）の後、参照データＸ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に参照データＸ´ｉｊλの平均値ＡＨＪλを得るとともに、参照データＸ´ｉｊλのうち参照反射板の画像部分でも領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に参照データＸ´ｉｊλの平均値ＢＨＩλを得て、平均値ＡＨＪλを使って算出される領域ＲＨＩ毎の補正係数ＡＨＩλを用いてデータＢＨＩλを補正（規格化）し（ステップＳ２５）、これにより補正後の参照データＢ´ＨＩλを得る（ステップＳ２６）。
【００３２】
ダーク補正後の測定データＹ´ｉｊλの計算（ステップＳ３２）の後、測定データＹ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に測定データＹ´ｉｊλの平均値ＥＨＪλを得るとともに、測定データＹ´ｉｊλのうち測定対象物２の画像部分でも、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に測定データＹ´ｉｊλの平均値ＦＨＩλを得て、平均値ＥＨＪλを使って算出される領域ＲＨＩ毎の補正係数ＥＨＩλを用いてデータＦＨＩλを補正（規格化）し（ステップＳ３５）、これにより補正後の測定データＦ´ＨＩλを得る（ステップＳ３６）。
【００３３】
そして、補正後の参照データＢ´ＨＩλおよび補正後の測定データＦ´ＨＩλを用いて、最終データＺ´ＨＩλ＝Ｆ´ＨＩλ／Ｂ´ＨＩλ を計算する（ステップＳ５０）。データＺ´ＨＩλは、ダーク補正（ステップＳ２２、Ｓ３２）、照明光強度の時間的変動についての補正（ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ３５、Ｓ３６）、および、画素間のムラについての補正（ステップＳ５０）が施されたものである。
【００３４】
図６は、画像撮影装置１における動作の第三実施例を示すフローチャートである。第三実施例でも、測定対象物の画像部分の画素を領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行っている。第三実施例におけるステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ２０〜Ｓ２２およびＳ３０〜Ｓ３２は、第一実施例と同じである。
【００３５】
第三実施例において、基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に、ダーク補正後の参照データＸ´ｉｊλの平均値ＡＨＪλとダーク補正後の測定データＹ´ｉｊλの平均値ＥＨＪλを計算する（ステップＳ２７、Ｓ３７）。測定対象物２の画像部分となる（ｉ, ｊ）に対して、測定データと参照データとの比Ｚｉｊλ＝Ｙ´ｉｊλ／Ｘ´ｉｊλを計算する（ステップＳ４１）。一方、平均値ＡＨＪλと平均値ＥＨＪλとの比ＥＨＪλ／ＡＨＪλから、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で補正係数を算出する（ステップＳ４２）。最後に比Ｚｉｊλを補正係数で規格化したＺ´ｉｊλを得る（ステップＳ４３）。
【００３６】
図７は、画像撮影装置１における動作の第四実施例を示すフローチャートである。第四実施例でも、測定対象物の画像部分の画素を領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行う。第四実施例におけるステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ２０〜Ｓ２２およびＳ３０〜Ｓ３２は、第一実施例と同じである。
【００３７】
第四実施例において、ダーク補正後の参照データＸ´ｉｊλに対して、基準反射板３１，３２の画像部分では領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に平均値ＡＨＪλを計算し、参照反射板の画像部分では領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に平均値ＢＨＩλを計算する（ステップＳ２８）。また、ダーク補正後の測定データＹ´ｉｊλに対して、基準反射板３１，３２の画像部分では領域ＲＨＪ毎に平均値ＥＨＪλを計算し、測定対象物２の画像部分では領域ＲＨＩ毎に平均値ＦＨＩλを計算する（ステップＳ３８）。さらに、平均値ＦＨＩλと平均値ＢＨＩλとの比ＺＨＩλ＝ＦＨＩλ／ＢＨＩλ（ステップＳ５１）を計算し、また、平均値ＡＨＪλと平均値ＥＨＪλとの比ＥＨＪλ／ＡＨＪλから、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で補正係数を算出する（ステップＳ５２）。最後に比ＺＨＩλを補正係数で規格化する（ステップＳ５３）。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る画像撮影装置１は、照明光が照射される位置であって撮像部の視野の一部に設けられた基準反射板を有し、演算部５０がここから得られた値を使って補正を行うことにより、光源部１０から出力される照明光の強度が時間的に変動する場合であっても測定対象物２の画像を高精度に得ることができる。また、本実施形態に係る画像撮影装置１は、液晶チューナブルフィルタ２４における透過波長帯域の切り替えの際に突発的な透過率変動が発生したとしても、測定対象物２の画像を高精度に得ることができる。
【００３９】
以上の説明では、基準反射板領域を６個（６行１列）の領域に区分けし、測定対象物の画像部分を６行６列に区分けした例を説明したが、行の数は測定対象の大きさや必要な測定精度に対応した任意の数とすることが可能である。また、測定対象物の画像部分の列数も任意の数とすることが可能である。さらに、第一実施例〜第四実施例において図２で説明した補正の代わりに図３で説明した補正を使用することも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…画像撮影装置、２…測定対象物、１０…光源部、２１…レンズ、２２…ハーフミラー、２３…レンズ、２４…液晶チューナブルフィルタ、２５…レンズ、３１，３２…基準反射板、４０…撮像部、５０…演算部、５１…第一演算部、５２…第二演算部、６０…表示部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、照明光が測定対象物へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系と、結像された光を撮像する撮像部とを備える画像撮影装置を記載している。このような画像撮影装置において、同じ測定対象物からの反射光であっても、撮像部へ入射する反射光の強度が時間的に変動する場合がある。この場合、撮像部による撮像により得られる測定対象物の画像は、精度が悪いものとなる。また、或る時刻に撮像して測定対象物の画像Ａを得て、他の時刻に撮像して測定対象物の画像Ｂを得た場合、画像Ａと画像Ｂとの対比も精度が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４５１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、撮像部へ入射する反射光の強度が測定対象物に起因しない理由で時間的に変動する場合であっても測定対象物の画像を高精度に得ることができる画像撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る画像撮影装置は、(1) 照明光が測定対象物へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系と、(2) 結像光学系により結像された光を撮像する撮像部と、(3) 照明光が照射される位置であって撮像部の視野の一部に設けられた基準反射板と、(4) 撮像部による撮像により得られた画像のうち基準反射板の画像部分の値を用いて測定対象物の画像部分の値を補正する演算部とを備える。
【０００６】
本発明に係る画像撮影装置は、結像光学系が透過帯域が可変である液晶チューナブルフィルタを光路上に含む場合その効果が顕著に発揮される。基準反射板は、撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられているのが好適である。また、基準反射板は、液晶チューナブルフィルタの透過率のむらが存在する方向に撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられているのが好適である。基準反射板は、鏡面研磨された金属平板であるのが好適であり、金属コーティングが施された平板であるのが好適であり、或いは、拡散反射板であるのが好適である。演算部は、２箇所に設けられている基準反射板の画像部分の値を用いて、測定対象物の画像部分の各位置に対応する補正係数を計算する第一演算部と、補正係数を使って各位置内の値を規格化する第二演算部とを含むのが好適である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る画像撮影装置は、撮像部へ入射する反射光の強度が測定対象物に起因しない理由で時間的に変動する場合であっても測定対象物の画像を高精度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像撮影装置の概念図である。
【図２】図２は、図１の画像撮影装置における演算部の処理内容の例を説明する概念図である。
【図３】図３は、図１の画像撮影装置における演算部が処理する内容の他の例を説明する概念図である。
【図４】図４は、図１の画像撮影装置における動作の第一実施例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図１の画像撮影装置における動作の第二実施例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図１の画像撮影装置における動作の第三実施例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図１の画像撮影装置における動作の第四実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る画像撮影装置１の概念図である。画像撮影装置１は、光源部１０、レンズ２１、ハーフミラー２２、レンズ２３、液晶チューナブルフィルタ２４、レンズ２５、基準反射板３１、基準反射板３２、撮像部４０、演算部５０および表示部６０を備える。
【００１１】
光源部１０は、測定対象物２に照射すべき照明光を出力する。光源部１０は、狭帯域光を出力するものであってもよいし、広帯域光を出力するものであってもよい。後者の場合、光源部１０として例えばハロゲンランプが用いられる。
【００１２】
レンズ２１は、光源部１０から出力された照明光を入力し、この照明光を平行光としてハーフミラー２２へ出力する。ハーフミラー２２は、レンズ２１から到達した照明光を測定対象物２へ反射させる。また、ハーフミラー２２は、照明光が測定対象物２へ照射されて生じた反射光を入力して、この反射光をレンズ２３へ透過させる。レンズ２３およびレンズ２５は、測定対象物２で生じた反射光のうちハーフミラー２２を透過した光を入力して、この光を撮像部４０の撮像面に結像する。
【００１３】
液晶チューナブルフィルタ２４は、レンズ２３とレンズ２５との間の光路上に設けられている。液晶チューナブルフィルタ２４は、複屈折フィルタ，平板状の液晶セルおよび偏光子が順に繰り返して積層されたものであって、これらの方位を調整することで透過帯域を変更することができる。
【００１４】
レンズ２１およびハーフミラー２２は、光源部１０から出力された照明光を測定対象物２に導く照明光学系を構成している。（光源部１０を設けずに環境にある光を照明光として利用する形態も可能である。この場合照射光学系は必要に応じて設ければよい。）ハーフミラー２２，レンズ２３，液晶チューナブルフィルタ２４およびレンズ２５は、照明光学系により導かれた照明光が測定対象物２へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系を構成している。
【００１５】
撮像部４０は、結像光学系により結像された光を撮像する。撮像部４０として例えばＣＣＤカメラが用いられる。
【００１６】
基準反射板３１および基準反射板３２は、照明光学系により導かれた照明光が照射される位置であって撮像部４０の視野の一部に設けられる。基準反射板３１，３２は、鏡面研磨された金属平板であるのが好適であり、金属コーティングが施された平板であるのも好適であり、また、拡散反射板であるのも好適である。ここで用いられる金属は、任意であるが、例えば金が用いられる。
【００１７】
基準反射板は１つであってもよいが、撮像部４０の視野の中心部を挟む２箇所に基準反射板３１，３２が設けられているのが好適である。また、基準反射板３１，３２は、液晶チューナブルフィルタ２４の透過率のむらを補正できるように、透過率のむらが存在する方向で撮像部４０の視野の中心部を挟む２箇所に設けられているのが好適である。（液晶チューナブルフィルタ２４の透過率は、液晶全域で等しくはならず一方向に変化していることが多い。）基準反射板３１と基準反射板３２との間に測定対象物２が挟まれていてもよい。
【００１８】
演算部５０は、第一演算部５１および第二演算部５２を含む。第一演算部５１は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２における画像部分の値を用いて補正係数を算出する。第二演算部５２は、補正係数を使って測定対象物２の画像部分の値を補正する。表示部６０は、撮像部４０による撮像により得られた生の画像を表示し、また、演算部５０により補正された後の画像を表示する。
【００１９】
図２は、画像撮影装置１における演算部５０の処理内容の例を説明する概念図である。演算部５０の処理は、液晶チューナブルフィルタ２４の透過率のむらが存在する場合にも好適なものである。この例では、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分を６×６個の領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）に区分し、基準反射板３１の画像部分を６個の領域（Ｒ１０，Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０，Ｒ５０，Ｒ６０）に区分し、また、基準反射板３２の画像部分を６個の領域（Ｒ１７，Ｒ２７，Ｒ３７，Ｒ４７，Ｒ５７，Ｒ６７）に区分している。８個の領域Ｒ１０〜Ｒ１７は、液晶チューナブルフィルタ２４の透過率のむらが存在する方向に平行な直線上において、この順に並んでいる。８個の領域Ｒ２０〜Ｒ２７，８個の領域Ｒ３０〜Ｒ３７，８個の領域Ｒ４０〜Ｒ４７，８個の領域Ｒ５０〜Ｒ５７および８個の領域Ｒ６０〜Ｒ６７それぞれについても同様である。
【００２０】
第一演算部５１は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２の画像部分における各領域（Ｒ１０，Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０，Ｒ５０，Ｒ６０，Ｒ１７，Ｒ２７，Ｒ３７，Ｒ４７，Ｒ５７，Ｒ６７）の値を用いて、測定対象物２の画像部分における各領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）の値を補正する補正係数を算出する。測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３１に最も近い領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々については領域Ｒ１０〜Ｒ６０各々の値を補正係数として使用する。測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３２に最も近い領域Ｒ１６〜Ｒ６６各々については領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の値を補正係数として使用する。そして、その間の領域（Ｒ１２〜Ｒ１５，Ｒ２２〜Ｒ２５，Ｒ３２〜Ｒ３５，Ｒ４２〜Ｒ４５，Ｒ５２〜Ｒ５５，Ｒ６２〜Ｒ６５）については領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々の寄与と領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の寄与を線形に変化させた値を補正係数として算出する。
【００２１】
具体的には、領域Ｒ１１については、領域Ｒ１０の値を補正係数とする。領域Ｒ１２については、領域Ｒ１０の値を８０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を２０％反映させた値（領域Ｒ１０の値×０．８＋領域Ｒ１７の値×０．２）を補正係数とする。同様に、領域Ｒ１３については、領域Ｒ１０の値を６０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を４０％反映させた値を補正係数とする。領域Ｒ１４については、領域Ｒ１０の値を４０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を６０％反映させた値を補正係数とする。領域Ｒ１５については、領域Ｒ１０の値を２０％反映させる一方、領域Ｒ１７の値を８０％反映させた値を補正係数とする。また、領域Ｒ１６については、領域Ｒ１７の値を補正係数とする。８個の領域Ｒ２０〜Ｒ２７，８個の領域Ｒ３０〜Ｒ３７，８個の領域Ｒ４０〜Ｒ４７，８個の領域Ｒ５０〜Ｒ５７および８個の領域Ｒ６０〜Ｒ６７それぞれについても同様である。
【００２２】
そして、第二演算部５２は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分における各領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）の値を、第一演算部５１で決めた各領域に対応する補正係数で割り規格化することにより補正する。
【００２３】
図３は、画像撮影装置１における演算部５０が処理する内容の他の例を説明する概念図である。この例でも、同図（ａ）に示されるように、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分を６×６個の領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）に区分し、基準反射板３１の画像部分を６個の領域（Ｒ１０，Ｒ２０，Ｒ３０，Ｒ４０，Ｒ５０，Ｒ６０）に区分し、また、基準反射板３２の画像部分を６個の領域（Ｒ１７，Ｒ２７，Ｒ３７，Ｒ４７，Ｒ５７，Ｒ６７）に区分している。領域Ｒｉ０と領域Ｒｉ１（ｉ＝１〜６）との間の距離はｌ３１、領域Ｒｉ６と領域Ｒｉ７（ｉ＝１〜６）との間の距離はｌ３２、領域Ｒｉ０と領域Ｒｉ７（ｉ＝１〜６）との間の距離はＬである。（領域間の距離は各領域の中心相互間の距離。）
【００２４】
第一演算部５１は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち基準反射板３１，３２の画像部分における各領域の値を用いて補正係数を算出する。同図（ｂ）に示されるように、測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３１に最も近い領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々については領域Ｒ１０〜Ｒ６０各々の値の寄与を(Ｌ−ｌ３１)／Ｌとし領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の値の寄与をｌ３１／Ｌとした値を補正係数とする。測定対象物２の画像部分における各領域のうち基準反射板３２に最も近い領域Ｒ１６〜Ｒ６６各々については領域Ｒ１０〜Ｒ６０各々の値の寄与をｌ３２／Ｌとし領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の値の寄与を(Ｌ−ｌ３２)／Ｌとした値を補正係数とする。そして、その間の領域（Ｒ１２〜Ｒ１５，Ｒ２２〜Ｒ２５，Ｒ３２〜Ｒ３５，Ｒ４２〜Ｒ４５，Ｒ５２〜Ｒ５５，Ｒ６２〜Ｒ６５）については、領域Ｒ１１〜Ｒ６１各々の寄与と領域Ｒ１７〜Ｒ６７各々の寄与を線形に変化させた値を補正係数とする。
【００２５】
そして、第二演算部５２は、撮像部４０による撮像により得られた画像のうち測定対象物２の画像部分における各領域（Ｒ１１〜Ｒ１６，Ｒ２１〜Ｒ２６，Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ４１〜Ｒ４６，Ｒ５１〜Ｒ５６，Ｒ６１〜Ｒ６６）の値を、第一演算部５１で決めた各領域に対応する補正係数で割り規格化することにより補正する。
【００２６】
図４は、画像撮影装置１の動作の第一実施例を示すフローチャートである。第一実施例では、測定対象物の画像部分の画素を各々ｍ×ｐ個の画素からなる領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を各々ｍ×ｎ個の画素からなる領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行う。まず、撮像部４０への入射光を遮断して測定し（ステップＳ１０）、これにより得られたダークデータＤｉｊλを格納する（ステップＳ１１）。ここで、添え字ｉ,ｊは画素位置を表し、添え字λは波長を表す。すなわち、Ｄｉｊλは、画素位置(ｉ,ｊ)における波長λでの値を表す。
【００２７】
測定位置に参照反射板を置いて、この参照反射板および基準反射板３１，３２へ照明光を照射し、これらからの反射光を撮像部４０により撮像して（ステップＳ２０）、これにより得られた参照データＸｉｊλを格納する（ステップＳ２１）。参照データＸｉｊλは、参照反射板の画像部分と基準反射板３１，３２の画像部分とを含む。参照反射板は、基準反射板３１，３２と同様のものが用いられる。続いて、参照データＸｉｊλおよびダークデータＤｉｊλを用いて、ダーク成分を補正した後の参照データＸ´ｉｊλ＝Ｘｉｊλ− Ｄｉｊλを計算する（ステップＳ２２）。参照データＸ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に参照データＸ´ｉｊλの平均値ＡＨＪλを求める。参照反射板の画像部分では、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で平均値ＡＨＪλから補正係数ＡＨＩλを算出する。領域ＲＨＩ内の参照データＸ´ｉｊλを補正係数ＡＨＩλで補正（規格化）し（ステップＳ２３）、これにより補正後の参照データＸ"ｉｊλを得る（ステップＳ２４）。
【００２８】
測定位置に測定対象物２を置いて、測定対象物２および基準反射板３１，３２へ照明光を照射し、これらからの反射光を撮像部４０により撮像して（ステップＳ３０）、これにより得られた測定データＹｉｊλを格納する（ステップＳ３１）。測定データＹｉｊλは、測定対象物２の画像部分と基準反射板３１，３２の画像部分とを含む。続いて、測定データＹｉｊλおよびダークデータＤｉｊλを用いて、ダーク成分を補正した後の測定データＹ´ｉｊλ＝Ｙｉｊλ−Ｄｉｊλを計算する（ステップＳ３２）。測定データＹ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に参照データＹ´ｉｊλの平均値ＥＨＪλを求める。測定対象物２の画像部分では、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で平均値ＥＨＪλから補正係数ＥＨＩλを算出する。領域ＲＨＩ内の測定データＸ´ｉｊλを補正係数ＥＨＩλで補正（規格化）し（ステップＳ３３）、これにより補正後の測定データＹ"ｉｊλを得る（ステップＳ３４）。
【００２９】
そして、補正後の参照データＸ"ｉｊλおよび補正後の測定データＹ"ｉｊλを用いて、最終データＺｉｊλ＝Ｙ"ｉｊλ／Ｘ"ｉｊλを計算する（ステップＳ４０）。データＺｉｊλは、ダーク補正（ステップＳ２２、Ｓ３２）、照明光強度の時間的変動についての補正（ステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ３３、Ｓ３４）、および、画素間のムラについての補正（ステップＳ４０）が施されたものである。
【００３０】
図５は、画像撮影装置１における動作の第二実施例を示すフローチャートである。第二実施例でも、測定対象物の画像部分の画素を領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行う。第二実施例におけるステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ２０〜Ｓ２２およびＳ３０〜Ｓ３２は、第一実施例と同じである。
【００３１】
ダーク補正後の参照データＸ´ｉｊλの計算（ステップＳ２２）の後、参照データＸ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に参照データＸ´ｉｊλの平均値ＡＨＪλを得るとともに、参照データＸ´ｉｊλのうち参照反射板の画像部分でも領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に参照データＸ´ｉｊλの平均値ＢＨＩλを得て、平均値ＡＨＪλを使って算出される領域ＲＨＩ毎の補正係数ＡＨＩλを用いてデータＢＨＩλを補正（規格化）し（ステップＳ２５）、これにより補正後の参照データＢ´ＨＩλを得る（ステップＳ２６）。
【００３２】
ダーク補正後の測定データＹ´ｉｊλの計算（ステップＳ３２）の後、測定データＹ´ｉｊλのうち基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に測定データＹ´ｉｊλの平均値ＥＨＪλを得るとともに、測定データＹ´ｉｊλのうち測定対象物２の画像部分でも、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に測定データＹ´ｉｊλの平均値ＦＨＩλを得て、平均値ＥＨＪλを使って算出される領域ＲＨＩ毎の補正係数ＥＨＩλを用いてデータＦＨＩλを補正（規格化）し（ステップＳ３５）、これにより補正後の測定データＦ´ＨＩλを得る（ステップＳ３６）。
【００３３】
そして、補正後の参照データＢ´ＨＩλおよび補正後の測定データＦ´ＨＩλを用いて、最終データＺ´ＨＩλ＝Ｆ´ＨＩλ／Ｂ´ＨＩλ を計算する（ステップＳ５０）。データＺ´ＨＩλは、ダーク補正（ステップＳ２２、Ｓ３２）、照明光強度の時間的変動についての補正（ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ３５、Ｓ３６）、および、画素間のムラについての補正（ステップＳ５０）が施されたものである。
【００３４】
図６は、画像撮影装置１における動作の第三実施例を示すフローチャートである。第三実施例でも、測定対象物の画像部分の画素を領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行っている。第三実施例におけるステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ２０〜Ｓ２２およびＳ３０〜Ｓ３２は、第一実施例と同じである。
【００３５】
第三実施例において、基準反射板３１，３２の画像部分では、領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に、ダーク補正後の参照データＸ´ｉｊλの平均値ＡＨＪλとダーク補正後の測定データＹ´ｉｊλの平均値ＥＨＪλを計算する（ステップＳ２７、Ｓ３７）。測定対象物２の画像部分となる（ｉ, ｊ）に対して、測定データと参照データとの比Ｚｉｊλ＝Ｙ´ｉｊλ／Ｘ´ｉｊλを計算する（ステップＳ４１）。一方、平均値ＡＨＪλと平均値ＥＨＪλとの比ＥＨＪλ／ＡＨＪλから、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で補正係数を算出する（ステップＳ４２）。最後に比Ｚｉｊλを補正係数で規格化したＺ´ｉｊλを得る（ステップＳ４３）。
【００３６】
図７は、画像撮影装置１における動作の第四実施例を示すフローチャートである。第四実施例でも、測定対象物の画像部分の画素を領域Ｒ１１〜Ｒ６６にグループ分けし、基準反射板の画像部分の画素を領域Ｒ１０〜Ｒ６０、Ｒ１７〜Ｒ６７にグループ分けし、各領域において図２で説明した補正処理を行う。第四実施例におけるステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ２０〜Ｓ２２およびＳ３０〜Ｓ３２は、第一実施例と同じである。
【００３７】
第四実施例において、ダーク補正後の参照データＸ´ｉｊλに対して、基準反射板３１，３２の画像部分では領域ＲＨＪ(Ｈ＝１〜６、Ｊ＝０, ７)毎に平均値ＡＨＪλを計算し、参照反射板の画像部分では領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に平均値ＢＨＩλを計算する（ステップＳ２８）。また、ダーク補正後の測定データＹ´ｉｊλに対して、基準反射板３１，３２の画像部分では領域ＲＨＪ毎に平均値ＥＨＪλを計算し、測定対象物２の画像部分では領域ＲＨＩ毎に平均値ＦＨＩλを計算する（ステップＳ３８）。さらに、平均値ＦＨＩλと平均値ＢＨＩλとの比ＺＨＩλ＝ＦＨＩλ／ＢＨＩλ（ステップＳ５１）を計算し、また、平均値ＡＨＪλと平均値ＥＨＪλとの比ＥＨＪλ／ＡＨＪλから、領域ＲＨＩ(Ｉ＝１〜６)毎に、図２で説明した方法で補正係数を算出する（ステップＳ５２）。最後に比ＺＨＩλを補正係数で規格化する（ステップＳ５３）。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る画像撮影装置１は、照明光が照射される位置であって撮像部の視野の一部に設けられた基準反射板を有し、演算部５０がここから得られた値を使って補正を行うことにより、光源部１０から出力される照明光の強度が時間的に変動する場合であっても測定対象物２の画像を高精度に得ることができる。また、本実施形態に係る画像撮影装置１は、液晶チューナブルフィルタ２４における透過波長帯域の切り替えの際に突発的な透過率変動が発生したとしても、測定対象物２の画像を高精度に得ることができる。
【００３９】
以上の説明では、基準反射板領域を６個（６行１列）の領域に区分けし、測定対象物の画像部分を６行６列に区分けした例を説明したが、行の数は測定対象の大きさや必要な測定精度に対応した任意の数とすることが可能である。また、測定対象物の画像部分の列数も任意の数とすることが可能である。さらに、第一実施例〜第四実施例において図２で説明した補正の代わりに図３で説明した補正を使用することも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…画像撮影装置、２…測定対象物、１０…光源部、２１…レンズ、２２…ハーフミラー、２３…レンズ、２４…液晶チューナブルフィルタ、２５…レンズ、３１，３２…基準反射板、４０…撮像部、５０…演算部、５１…第一演算部、５２…第二演算部、６０…表示部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光が測定対象物へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像された光を撮像する撮像部と、
前記照明光が照射される位置であって前記撮像部の視野の一部に設けられた基準反射板と、
前記撮像部による撮像により得られた画像のうち前記基準反射板の画像部分の値を用いて前記測定対象物の画像部分の値を補正する演算部と、
を備えることを特徴とする画像撮影装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、透過帯域が可変である液晶チューナブルフィルタを光路上に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項３】
前記基準反射板は、前記撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項４】
前記基準反射板は、前記液晶チューナブルフィルタの透過率のむらが存在する方向に前記撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像撮影装置。
【請求項５】
前記基準反射板は鏡面研磨された金属平板である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項６】
前記基準反射板は金属コーティングが施された平板である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項７】
前記基準反射板は拡散反射板である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項８】
前記演算部は、前記画像のうち前記２箇所に設けられている基準反射板の画像部分の値を用いて、前記画像のうち前記測定対象物の画像部分の各位置に対応する補正係数を計算する第一演算部と、前記補正係数を使って前記各位置内の値を規格化する第二演算部とを含むことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像撮影装置。
【請求項１】
照明光が測定対象物へ照射されて生じた反射光を導いて結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像された光を撮像する撮像部と、
前記照明光が照射される位置であって前記撮像部の視野の一部に設けられた基準反射板と、
前記撮像部による撮像により得られた画像のうち前記基準反射板の画像部分の値を用いて前記測定対象物の画像部分の値を補正する演算部と、
を備えることを特徴とする画像撮影装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、透過帯域が可変である液晶チューナブルフィルタを光路上に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項３】
前記基準反射板は、前記撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項４】
前記基準反射板は、前記液晶チューナブルフィルタの透過率のむらが存在する方向に前記撮像部の視野の中心部を挟む２箇所に設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像撮影装置。
【請求項５】
前記基準反射板は鏡面研磨された金属平板である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項６】
前記基準反射板は金属コーティングが施された平板である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項７】
前記基準反射板は拡散反射板である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項８】
前記演算部は、前記画像のうち前記２箇所に設けられている基準反射板の画像部分の値を用いて、前記画像のうち前記測定対象物の画像部分の各位置に対応する補正係数を計算する第一演算部と、前記補正係数を使って前記各位置内の値を規格化する第二演算部とを含むことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１４７１０８（Ｐ２０１１−１４７１０８Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４８１５（Ｐ２０１０−２３４８１５）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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