(57)【要約】【課題】例えば、撮像画像に基づいて透明物体の物理量を算出することが可能な測定装置を得る。【解決手段】実施形態の測定装置は、撮像位置取得部と、物理量算出部と、を備える。撮像位置取得部は、背景との間に空間または空間および空間内に存在する透明物体が介在した状態での撮像画像について、背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置を取得する。物理量算出部は、背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置および背景の撮像位置に基づいて透明物体の物理量を算出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
背景との間に空間または前記空間および前記空間内に存在する透明物体が介在した状態での撮像画像について、前記背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置を取得する撮像位置取得部と、
前記背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置および前記背景の撮像位置に基づいて前記透明物体の物理量を算出する物理量算出部と、
を備えた、測定装置。
【請求項２】
前記撮像画像が、異なる波長の光による複数の撮像画像を含む、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記撮像画像が、前記背景との間に前記透明物体が介在しない状態での撮像画像と、前記透明物体が介在する状態での撮像画像とを含む、請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記撮像位置取得部は、撮像画像に対して前記背景の基準画像を基準としたオプティカルフロー演算を施し前記背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置を取得する、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の測定装置。
【請求項５】
前記物理量は、前記透明物体の位置を示す物理量、前記透明物体の形状を示す物理量、および前記透明物体の屈折率のうち少なくとも一つである、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の測定装置。
【請求項６】
前記撮像画像は、光源から出射し、光学部品で透明物体に向けて反射され、当該透明物体を透過し、前記背景で反射され、前記透明物体および前記光学部品を透過して撮像装置へ至った第一の光によって撮影された第一撮像画像を含む、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の測定装置。
【請求項７】
前記撮像画像は、光源から出射し、前記光学部品を透過し、前記背景とは別の背景で反射され、前記光学部品で反射して前記撮像装置へ至った第二の光による第二撮像画像を含む、請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記第一撮像画像は、切替機構によって前記第一の光が透過されるとともに前記第二の光が遮断された状態で撮影された画像であり、前記第二撮像画像は、前記切替機構によって前記第一の光が遮断されるとともに前記第二の光が透過された状態で撮影された画像である、請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
コンピュータを、
背景との間に空間または前記空間および前記空間内に存在する透明物体が介在した状態での撮像画像について、前記背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置を取得する撮像位置取得部、および、
前記背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置および前記背景の撮像位置に基づいて前記透明物体の物理量を算出する物理量算出部、として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、測定装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学的な検出結果に基づいて物体までの距離を測定する距離測定装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０１１１８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、撮像画像に基づいて透明物体の物理量を算出することが可能な測定装置が得られれば、有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の測定装置は、撮像位置取得部と、物理量算出部と、を備える。撮像位置取得部は、背景との間に空間または空間および空間内に存在する透明物体が介在した状態での撮像画像について、背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置を取得する。物理量算出部は、背景の撮像位置に対応する撮像画像中の位置および背景の撮像位置に基づいて透明物体の物理量を算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態の測定対象としての透明物体を撮像するシステムの模式図である。
【図２】図２は、実施形態の測定装置の模式的かつ例示的なブロック図である。
【図３】図３は、実施形態における撮像画像の光路を幾何学的に示す説明図である。
【図４】図４は、第２実施形態の測定対象としての透明物体を撮像するシステムの模式図である。
【図５】図５は、第３実施形態の測定対象としての透明物体を撮像するシステムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、測定装置の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成や制御（技術的特徴）、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。
【０００８】
［第１実施形態］
図１は、透明物体Ｄを撮像するシステムの模式図である。撮像装置２は、透明物体Ｄおよび背景Ｂを撮像する。演算処理装置１（図２）は、撮像装置２による撮像画像に基づいて、透明物体Ｄの物理量を算出する。演算処理装置１は、測定装置の一例である。
【０００９】
透明物体Ｄは、背景Ｂからの光を透過する性質を有するものであればよく、無色透明なものには限定されない。透明物体Ｄは、固体であってもよいし、液体や気体であってもよい。また、透明物体Ｄは、静止していてもよいし、動いていてもよい。
【００１０】
透明物体Ｄは、媒質中に位置する。背景Ｂと撮像装置２との間で光を透過する媒質は、流体、例えば、空気等の気体や、水等の液体であってもよい。媒質は、透明物体Ｄとは異なる屈折率を有する。媒質は、例えば、透明物体Ｄとは異なる物質である。また、媒質のうち局所的に周囲と温度が異なる部位を、透明物体Ｄとして取り扱うことができる。なお、媒質は真空であってもよい。
【００１１】
撮像装置２と背景Ｂとの間に光Ｌｆ１，Ｌｆ２を透過する透明物体Ｄが存在し、当該透明物体Ｄの屈折率が媒質の屈折率と異なる場合にあっては、背景Ｂからの光Ｌｆ１，Ｌｆ２は、全反射しない条件にあっては、透明物体Ｄの表面で屈折しながら当該透明物体Ｄを透過する。これに対し、図示しないが、透明物体Ｄを通らない光は背景Ｂから撮像装置２へ直進する。
【００１２】
光の屈折は、光の波長に応じて異なる。一般に、光は、波長が短いほどより大きく屈折する。よって、透明物体Ｄが介在する場合の背景Ｂの撮像画像のずれは、光の波長に応じて異なる。詳細については後述するが、本実施形態では、波長が異なる複数の光Ｌｆ１，Ｌｆ２による撮像画像中の各位置における背景Ｂの撮像位置に基づいて、透明物体Ｄの物理量を算出することができる。なお、図１の例では、撮像装置２が、波長が異なる二つの光Ｌｆ１，Ｌｆ２による撮像画像を取得する場合が例示されているが、撮像装置２は、波長が異なる三つ以上の光による撮像画像を取得してもよい。測定に利用する波長が異なる光の数（波長の数）は、拘束条件に応じて異なる。なお、光は、可視光であってもよいし、可視光以外の光であってもよい。光が可視光である場合、波長が互いに異なる光は、色が互いに異なる光である。
【００１３】
背景Ｂは撮像画像から撮像位置を判断することが可能な既知の模様や形状等を有する。背景Ｂは、二次元の物体であってもよいし、三次元の物体であってもよい。背景Ｂは、本測定に専用の物体であってもよいし、本測定に専用の物体で無くてもよい。背景Ｂは、人工物であってもよいし、自然物であってもよい。背景Ｂの形態は、単数であってもよいし、複数に分離した形態であってもよい。背景Ｂは、透明物体Ｄが介在する場合と透明物体Ｄが介在しない場合とで、撮像装置２によって撮像された画像においてずれ（差異）が生じるものであればよい。背景Ｂのスペック、例えば、形状や、大きさ、色、模様等は、どのようなものであってもよい。また、背景Ｂは、静止してもよいし、動いてもよい。ただし、背景Ｂは、例えば、ランダムドットやレーザスペックルのようにランダムなパターンを含むなど、画像から背景Ｂの各部位（位置）を識別しやすいものであるのが好ましい。また、撮像装置２から背景Ｂの各部位までの距離は、既知である必要がある。また、背景Ｂは、不図示のディスプレイやプロジェクタ等が出力する画像または画像が投影されたものであってもよい。透明物体Ｄが介在しない場合の背景Ｂの画像を基準画像とすることができる。
【００１４】
不図示の光源は、背景Ｂの後方、すなわち背景Ｂに対して撮像装置２の反対側に位置されてもよい。この場合、光源からの光は、背景Ｂの透過光となる。また、光源は、背景Ｂの前方、すなわち背景Ｂに対して撮像装置２側に位置されてもよい。この場合、光源からの光は、背景Ｂでの反射光となる。また、光源は、背景Ｂ自体であってもよい。この場合、背景Ｂは、ディスプレイ、例えば、liquid  crystal  display（ＬＣＤ）や、自発光型のディスプレイ、例えば、organic  electro−luminescent  display（ＯＥＬＤ）、プロジェクタやレーザなどによる投光画像等であってもよい。
【００１５】
撮像装置２は、ディジタルスチルカメラであってもよいし、ディジタルビデオカメラであってもよい。すなわち、撮像画像は、静止画であってもよいし、動画であってもよい。撮像画像が動画である場合、例えば、基準画像と動画の１フレームとが比較されればよい。また、撮像装置２は、分光機能を内蔵する等、複数の波長の光による撮像を並行して実行可能なものであってもよい。また、撮像装置２の外部に、分光フィルタを設けてもよいし、透明物体Ｄが静止している場合にあっては、撮像装置２は、それぞれ異なるフィルタが装備された状態で複数回撮像を実行してもよい。
【００１６】
図２は、測定装置としての演算処理装置１の模式的なブロック図である。図２に示されるように、演算処理装置１は、制御部１０や、主記憶部２１、補助記憶部２２等を有している。演算処理装置１は、例えば、コンピュータである。制御部１０は、例えば、central  processing  unit（ＣＰＵ）やコントローラ等であり、主記憶部２１は、例えば、read  only  memory（ＲＯＭ）や、random  access  memory（ＲＡＭ）等であり、補助記憶部２２は、例えば、hard  disk  drive（ＨＤＤ）や、solid  state  drive（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等である。
【００１７】
制御部１０による演算処理や制御は、ソフトウエアによって実行されてもよいし、ハードウエアによって実行されてもよい。また、制御部１０による演算処理や制御には、ソフトウエアによる演算処理や制御とハードウエアによる演算処理や制御とが含まれてもよい。ソフトウエアによる処理の場合にあっては、制御部１０は、ＲＯＭや、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等に記憶されたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。制御部１０は、プログラムにしたがって動作することにより、制御部１０に含まれる各部、すなわち、撮像制御部１１や、画像取得部１２、撮像位置取得部１３、物理量算出部１４等として、機能する。この場合、プログラムには、上記各部に対応するモジュールが含まれる。
【００１８】
また、プログラムは、それぞれインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭや、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ等の、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶され、ネットワーク経由でダウンロードされることによって導入されうる。また、プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれてもよい。
【００１９】
制御部１０の全部あるいは一部がハードウエアによって構成される場合、制御部１０には、例えば、field  programmable  gate  array（ＦＰＧＡ）や、application  specific  integrated  circuit（ＡＳＩＣ）等が含まれうる。
【００２０】
撮像制御部１１は、撮像装置２による撮像を制御する。具体的に、撮像制御部１１は、撮像装置２による撮像のタイミングを制御する。また、撮像制御部１１は、撮像装置２の撮像パラメータ（例えば、シャッタースピードや、絞り、ズーム、ピント調整等）を制御してもよい。
【００２１】
画像取得部１２は、撮像装置２から、複数の波長の光による撮像画像を取得する。なお、画像取得部１２は、撮像装置２から撮像画像を直接的に取得するのではなく、メディアや通信ネットワーク等を介して複数の撮像画像（データ）を取得してもよい。
【００２２】
撮像位置取得部１３は、複数の画像、例えば、透明物体Ｄが存在する状態での異なる波長の光による複数の撮像画像に基づいて、背景Ｂの撮像位置に対応する撮像画像中の各位置（画素の位置）を取得する。具体的に、撮像位置取得部１３は、例えば、撮像画像中の全画素についての背景Ｂの撮像画像であって背景Ｂの撮像位置を示す基準画像を基準としたオプティカルフロー演算によって、背景Ｂの撮像位置に対応する撮像画像中の各位置を取得することができる。
【００２３】
物理量算出部１４は、撮像位置取得部１３によって取得された背景Ｂの撮像位置に対応する撮像画像中の各位置および背景Ｂの撮像位置に基づいて、物理量を算出することができる。物理量算出部１４によって算出される透明物体Ｄの物理量は、例えば、透明物体Ｄの存在位置や形状に関するパラメータや、透明物体Ｄの屈折率等である。
【００２４】
図３は、背景Ｂから透明物体Ｄを透過して撮像装置２に至る撮像画像の光路を示す模式的な説明図である。図３において、Ｐ０は、撮像装置２における焦点位置、Ｐ１は、撮像装置２における撮像面の位置、Ｐ２は、透明物体Ｄの代表位置、およびＰ３は、背景Ｂの位置である。
【００２５】
図３においては、透明物体Ｄの撮像装置２側（図３の下側）の表面および背景Ｂ側（図３の上側）の表面での光の屈折に関し、スネルの法則より、次の式（１）が成り立つ。
ｎＡｓｉｎθ１＝ｎＢｓｉｎθ２，ｎＡｓｉｎθ４＝ｎＢｓｉｎθ３  ・・・（１）
ここに、ｎＡは、媒質（透明物体Ｄの雰囲気）の屈折率、ｎＢは、透明物体Ｄの屈折率、θ１は、透明物体Ｄの撮像装置２側の表面における光の出射角、θ２は、透明物体Ｄの撮像装置２側の表面における光の入射角、θ３は、透明物体Ｄの背景Ｂ側の表面における光の出射角、θ４は、透明物体Ｄの背景Ｂ側の表面における光の入射角である。
θ１〜θ４が微小角度である場合、式（１）から、次の式（２）が導ける。
θ２＝（ｎＡ／ｎＢ）θ１，θ３＝（ｎＡ／ｎＢ）θ４              ・・・（２）
また、図３より、幾何学的に、次の式（３）が成り立つ。
β＝θ２−θ３                                                  ・・・（３）
ここに、βは、透明物体Ｄの撮像装置２側の表面と背景Ｂ側の表面とのなす角度である。
また、図３より、幾何学的に、次の式（４）〜（６）が成り立つ。
θ１＝ψ＋α                                                    ・・・（４）
Ｌ１＝ｚ１ｔａｎψ≒ｚ１ψ                                      ・・・（５）
Ｌ２＝ｚ２ｔａｎψ≒ｚ２ψ                                      ・・・（６）
ここに、ψは、撮像画像の各位置に対応した光の入射角度であり、微小角度である。αは、透明物体Ｄの撮像装置２側の表面の角度である。Ｌ１は、撮像面における光の到達位置であって、撮像画像中の各位置である。Ｌ２は、撮像面に沿う方向における透明物体Ｄからの光の出射位置であり、ｚ１は、焦点から撮像面までの距離、ｚ２は、焦点から透明物体Ｄまでの距離である。
以上より、次の式（７）および（８）が成り立つ。
Ｌ３＝Ｌ２＋ｄ（θ２−ψ）＋（ｚ３−ｚ２−ｄ）（θ４＋β−α）  ・・・（７）
【数１】
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ここに、Ｌ３は、背景Ｂからの光の出射位置、すなわち、背景Ｂの撮像位置である。
【００２６】
式（８）においては、
既知：Ｌ３、ｚ３、ｎＡ、およびψ、
未知：ｎＢ、ｚ２、ｄ、α、およびβ、
である。ここで、Ｌ３、ｚ３、およびｎＡは測定可能であり、ψはカメラの特性および撮像画像内の位置から得られる。
【００２７】
式（８）の未知数を得るため、複数の波長による式（８）を連立して解くことを考える。
【００２８】
ここで、Ｌ３、ｚ２、ｚ３、α、およびβは、波長が変化した場合にあっても不変であるとする。厳密には、ｚ２，α，βは、波長によって光の経路が変わることで変化しうるが、ここでは、光の経路の変化が微小として、ｚ２，α，βの変化を無視する。また、ψ、ｎＡ、ｎＢ、およびｄは、波長に応じて変化する。このうち、ｄは、波長によってｎＢが変化し、透明物体Ｄの中を通る光の経路が変化するため、本来は、波長によって変化する。しかし、ここでは簡単のためｄの変化は微小で、ｄは変化しないとみなす。すなわち、ｄは、波長によって変化しない未知数とする。
【００２９】
未知数ｚ２を求める場合、ｎＢは、各波長での値を予め測定しておくことにより、既知とする。これにより、
既知：Ｌ３、ｚ３、ｎＡ、ψ、およびｎＢ、
未知：ｚ２、ｄ、α、およびβ
となる。以上より、４波長における測定結果を用いて、すなわち、４波長による式（８）を連立して、ｚ２を得ることができる。
【００３０】
また、αおよびβに関しては、透明物体Ｄの形状を対称形とみなすことができる場合、２α＝βとすることで未知数を減らせる。この場合、
既知：Ｌ３、ｚ３、ｎＡ、ψ、およびｎＢ、
未知：ｚ２、ｄ、α（またはβ）、
となるため、３波長における測定結果を用いて、すなわち、３波長による式（８）を連立して、ｚ２を得ることができる。これは、空間中に球形の透明トレーサーを流した流体の流れ測定を行う場合などに応用できる。なお、αおよびβは、数値解析によって予想することもできる。この場合には、さらに測定波長数を減らすことができる。
【００３１】
また、ｎＢまたはｚ２の測定を行う場合、例として、空気内の高温空気の計測であれば、予め高温空気のある場所の大きさｄを推定することができる。この場合には、
既知：Ｌ３、ｚ３、ｎＡ、ψ、およびｄ、
未知：ｎＢ、ｚ２、α、およびβ、
となる。この場合、高温空気の温度が均一と仮定すればｎＢは一意の未知数となる。ｎＢを測定する場合であれば、ｚ２や、α、βを熱流体数値解析により予め推定することで、未知数をｎＢのみにすることができる。複数の未知数が残る場合にあっては、複数の波長の光による測定結果を連立して解けばよい。また、ｚ２を測定する場合であれば、ｎＢや、α、βを熱流体数値解析により予め推定することで、未知数をｚ２のみにすることができる。さらに、透明物体の形状を対称形とみなして２α＝βとしてもよい。この場合未知数が１つまたは２つに減るため、ｎＢが既知である複数の波長における画像を使用することで、ｚ２およびαが得られる。
【００３２】
以上のように、求めたい物理量に応じて測定方法を選択することができる。例えば、ｄ、α、およびβを測定したい物理量とする場合には、熱流体数値解析などにより他の未知数を予め得ることによって、当該物理量を測定することができる。
【００３３】
以上のように、制御部１０は、複数の撮像画像について、画像取得部１２および撮像位置取得部１３として機能し、さらに、複数の撮像画像に対する複数の連立方程式を解く物理量算出部１４として機能することにより、透明物体Ｄに関する未知の物理量を算出することができる。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、撮像位置取得部１３は、背景Ｂとの間に空間および透明物体Ｄが介在した状態での波長が異なる光による複数の撮像画像のそれぞれについて、背景Ｂの撮像位置（Ｌ３）に対応する撮像画像中の位置を取得する。また、物理量算出部１４は、背景Ｂの撮像位置（Ｌ３）に対応する撮像画像中の各位置および背景Ｂの撮像位置に基づいて、透明物体Ｄの物理量を算出する。このような構成によれば、既知の背景Ｂを撮像した異なる波長の光による複数の撮像画像に基づいて、透明物体Ｄの物理量を算出することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、撮像位置取得部１３は、撮像画像に対して背景Ｂの撮像位置を示す基準画像を基準としたオプティカルフロー演算を実行し、背景Ｂの撮像位置（Ｌ３）に対応する撮像画像中の各位置を取得する。このような構成によれば、公知のオプティカルフロー演算を適用して、例えば、より迅速にあるいはより確実に背景Ｂの撮像位置（Ｌ３）に対応する撮像画像中の各位置を取得することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、物理量は、透明物体Ｄの位置を示す物理量（ｚ２，Ｌ２）、透明物体Ｄの形状を示す物理量（α，β）、および透明物体Ｄの屈折率（ｎＢ）のうち少なくとも一つである。このような構成によれば、例えば、視認し難い透明物体Ｄの特徴等を推定することができる。なお、屈折率と温度との相関関係を用いることにより、透明物体Ｄの温度を推定することもできる。
【００３７】
［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の測定対象としての透明物体を撮像するシステムの模式図である。本実施形態のシステムも、上記実施形態と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。
【００３８】
ただし、本実施形態では、光源３とハーフミラー４とが追加されている。光源３は、例えば、ＬＥＤや、レーザ光源であって、複数の波長の光を出射する機能や、背景Ｂとなる画像等を投影する機能等を有している。ハーフミラー４では、光源３から透明物体Ｄに向けて反射する光の光軸、透明物体Ｄから撮像装置２に至る光の光軸が、一致している。また、背景Ｂは、例えば、散乱体や、再帰反射体等である。
【００３９】
光源３から出射した光は、ハーフミラー４で透明物体Ｄに向けて反射され、透明物体Ｄを透過して背景Ｂに到達する。背景Ｂで反射された光は、再び透明物体Ｄを透過し、ハーフミラー４を通って撮像装置２へ到達する（第一の光）。撮像装置２は、第一の光による画像（第一撮影画像）を撮影する。
【００４０】
このような構成にあっては、例えば光源３の選択肢が増え、光量を大きくすることが可能である。これにより、撮像速度やＦ値（絞り値）を大きくすることができ、撮像画像に基づく物理量の測定精度を高めることができる。
【００４１】
また、光源３からの複数の色（波長の光）を、調整（制御）された強度で比較的容易に出射することができ、これにより、複数波長の光による測定をより容易に行うことができるようになる。
【００４２】
本実施形態では、撮像画像には、例えば、背景Ｂとの間に透明物体Ｄが介在しない状態での撮像画像と、透明物体Ｄが介在する状態での撮像画像とが含まれうる。よって、撮像位置取得部１３は、画像としての、例えば、背景Ｂとの間に透明物体Ｄが介在しない状態での撮像画像と、透明物体Ｄが介在する状態での撮像画像とに基づいて、背景Ｂの撮像位置に対応する撮像画像中の位置を取得することができる。本実施形態によれば、透明物体Ｄの性質や撮像環境等に合わせて取得できる撮像画像を用いて、透明物体Ｄの物理量を算出することができる。
【００４３】
［第３実施形態］
図５は、第３実施形態の測定対象としての透明物体を撮像するシステムの模式図である。本実施形態のシステムも、上記第２実施形態と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。
【００４４】
ただし、本実施形態では、ハーフミラー４に対して光源３の反対側に、背景Ｂ１が配置されている。そして、ハーフミラー４から背景Ｂとの距離Ｌと、ハーフミラー４から背景Ｂ１までの距離Ｌとが、同じである。
【００４５】
また、ハーフミラー４と背景Ｂ１との間にシャッターＳ１が配置され、ハーフミラー４と透明物体Ｄとの間にシャッターＳ２が配置されている。シャッターＳ１およびシャッターＳ２の開閉状態は互いに逆となるように制御され、シャッターＳ１が開でありかつシャッターＳ２が閉の状態での撮像と、シャッターＳ１が閉でありかつシャッターＳ２が開の状態での撮像が、高速で切り替えて実行される。シャッターＳ１およびシャッターＳ２の制御は撮像制御部１１で行うこともできる。なお、シャッターＳ１およびシャッターＳ２は、例えば、光を反射し難い素材（低反射素材）によって構成される。シャッターＳ１およびシャッターＳ２は、切替機構の一例である。
【００４６】
シャッターＳ１が閉であり、かつシャッターＳ２が開の状態では、光源３から出射した光は、ハーフミラー４で透明物体Ｄに向けて反射され、透明物体Ｄを透過して背景Ｂに到達する。背景Ｂで反射された光は、再び透明物体Ｄを透過し、ハーフミラー４を通って撮像装置２へ到達する（第一の光）。撮像装置２は、第一の光による画像（第一撮像画像）を撮影する。
【００４７】
他方、シャッターＳ１が開であり、かつシャッターＳ２が閉の状態では、光源３から出射した光は、ハーフミラー４を通って背景Ｂ１に到達する。背景Ｂ１で反射された光は、ハーフミラー４で撮像装置２に向けて反射され、撮像装置２に到達する（第二の光）。撮像装置２は、第二の光による画像（第二撮像画像）を撮影する。
【００４８】
このような構成によれば、背景Ｂと背景Ｂ１を同一とすることが可能となり、透明物体Ｄを移動させることなく、透明物体Ｄがある状態と無い状態との撮像を実行することができる。したがって、例えば、透明物体Ｄの有無が異なる複数の撮像画像を、より短時間に取得することができる。また、本実施形態でも、一つの波長の光による測定を行うことができる。また、本実施形態によれば、例えば、透明物体Ｄが移動する場合に生じうる種々のノイズ（各部の位置ずれ等）による影響を、低減することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、角度、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…演算処理装置（測定装置）、２…撮像装置、３…光源、４…ハーフミラー（光学部品）、１３…撮像位置取得部、１４…物理量算出部、Ｂ…背景、Ｂ１…（別の）背景、Ｄ…透明物体、Ｌ１…撮像面における光の到達位置（撮像画像中の各位置）、Ｌ３…背景からの光の出射位置（背景の撮像位置）、Ｓ１，Ｓ２…シャッター（切替機構）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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