(57)【要約】【課題】分光測定を実施しながらリアルタイム表示を実施できる電子機器及び電子機器の制御方法を提供する。【解決手段】分光測定装置１は、波長可変干渉フィルター５と、赤色波長域に含まれる所定の赤色波長の光、緑色波長域に含まれる所定の緑色波長の光、及び青色波長域に含まれる所定の青色波長の光を、順次、波長可変干渉フィルター５から出射させるフィルター駆動部３１と、赤色波長の光、緑色波長の光、及び青色波長の光にそれぞれ対応した色画像を取得する撮像素子１１と、赤色画像、緑色画像、及び青色画像を合成した合成画像を生成する合成部３３と、を備え、フィルター駆動部３１は、赤色画像が取得される毎に赤色波長を、緑色画像が取得される毎に緑色波長を、青色画像が取得される毎に青色波長を変更する。【選択図】図１
2015161512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光から所定の波長の光を選択的に出射させ、かつ出射させる光の波長を変更可能な分光フィルターと、
前記分光フィルターを制御して、赤色波長域に含まれる所定の赤色波長の光、緑色波長域に含まれる所定の緑色波長の光、及び青色波長域に含まれる所定の青色波長の光を、順次前記分光フィルターから出射させるフィルター駆動部と、
前記分光フィルターから出射された光を受光し、前記赤色波長の光に対応した赤色画像、前記緑色波長の光に対応した緑色画像、及び前記青色波長の光に対応した青色画像を取得する撮像素子と、
前記赤色画像、前記緑色画像、及び前記青色画像を合成した合成画像を生成する合成部と、を備え、
前記フィルター駆動部は、前記撮像素子により前記赤色画像が取得される毎に前記赤色波長域における前記赤色波長を変更し、前記撮像素子により前記緑色画像が取得される毎に前記緑色波長域における前記緑色波長を変更し、前記撮像素子により前記青色画像が取得される毎に前記青色波長域における前記青色波長を変更する
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記フィルター駆動部は、所定閾値以内の波長変更量で前記赤色波長、前記緑色波長、及び前記青色波長を変更する
ことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１に記載の電子機器において、
前記フィルター駆動部は、前記分光フィルターから出射させる光の波長を、前記赤色波長域、前記緑色波長域、及び前記青色波長域の各波長域に対して、予め設定された最小波長から、予め設定された最大波長まで順次変更した後、前記最大波長から前記最小波長まで順次変更する
ことを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器において、
同一の撮像対象を撮像した複数の前記合成画像のうちの少なくとも１つの前記合成画像の階調値を補正して、前記複数の合成画像間の階調値の差を所定の第２閾値の範囲とする補正部を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子機器において、
前記フィルター駆動部により設定された各波長と、当該各波長に対して前記撮像素子により撮像された画像とを記憶する記憶部と、
前記各波長に対する画像を用いて撮像対象の分光分析を実施する分析処理部と、を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項５に記載の電子機器において、
前記記憶部に記憶された前記赤色画像、前記緑色画像、及び前記青色画像の各色画像のうち、同一の波長域に対応する前記色画像間における撮像対象の変更を検出する検出部を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
入射光から所定の波長の光を選択的に出射させ、かつ出射させる光の波長を変更可能な分光フィルターと、前記分光フィルターを制御して所定波長の光を前記分光フィルターから出射させるフィルター駆動部と、前記分光フィルターから出射された色光を受光して色画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子によって取得された色画像を用いて合成画像を生成する画像生成部と、を備えた電子機器の制御方法であって、
赤色波長域に含まれる所定の赤色波長の光、緑色波長域に含まれる所定の緑色波長の光、及び青色波長域に含まれる所定の青色波長の光を、順次前記分光フィルターから出射させて、前記赤色波長の光に対応した赤色画像、前記緑色波長の光に対応した緑色画像、及び前記青色波長の光に対応した青色画像を前記撮像素子により取得し、かつ、前記赤色画像が取得される毎に前記赤色波長域における前記赤色波長を変更し、前記緑色画像が取得される毎に前記緑色波長域における前記緑色波長を変更し、前記青色画像が取得される毎に前記青色波長域における前記青色波長を変更し、
取得された前記赤色画像、前記緑色画像、及び前記青色画像を合成した合成画像を生成する
ことを特徴とする電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及び電子機器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分光フィルターを通過した光を撮像素子に受光させて、所定波長の光に対する分光画像を取得する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の装置では、複数の波長について撮像対象を撮像した分光画像を取得し、これを合成したカラー画像をプレビュー表示可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１８３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載されるような、分光画像を取得して分光測定を実施する電子機器では、上記カラー画像のプレビュー表示を参照しながら、電子機器と撮像対象との相対的位置を決定したり、分析処理を実施する位置を特定したりする場合がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、複数の波長について分光画像を取得した後にカラー画像を生成するため、分光画像を取得している間は、新たなカラー画像を生成できない。このため、完全に分光画像が取得されるまでプレビュー表示を更新できず、プレビュー表示の更新に遅延が生じる。
すなわち、特許文献１に記載の装置では、分光測定を実施している間は、プレビュー表示を更新できず、取得した分光画像を用いてリアルタイムにカラー画像（リアルタイム画像）を表示するリアルタイム表示を実施できなかった。
【０００６】
本発明は、分光測定を実施しながらリアルタイム表示を実施できる電子機器及び電子機器の制御方法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】
【０００７】
本発明の電子機器は、入射光から所定の波長の光を選択的に出射させ、かつ出射させる光の波長を変更可能な分光フィルターと、前記分光フィルターを制御して、赤色波長域に含まれる所定の赤色波長の光、緑色波長域に含まれる所定の緑色波長の光、及び青色波長域に含まれる所定の青色波長の光を、順次前記分光フィルターから出射させるフィルター駆動部と、前記分光フィルターから出射された光を受光し、前記赤色波長の光に対応した赤色画像、前記緑色波長の光に対応した緑色画像、及び前記青色波長の光に対応した青色画像を取得する撮像素子と、前記赤色画像、前記緑色画像、及び前記青色画像を合成した合成画像を生成する合成部と、を備え、前記フィルター駆動部は、前記撮像素子により前記赤色画像が取得される毎に前記赤色波長域における前記赤色波長を変更し、前記撮像素子により前記緑色画像が取得される毎に前記緑色波長域における前記緑色波長を変更し、前記撮像素子により前記青色画像が取得される毎に前記青色波長域における前記青色波長を変更することを特徴とする。
【０００８】
本発明の電子機器では、リアルタイム画像の合成に必要となる赤色画像、緑色画像、及び青色画像を取得するために、分光フィルターから赤色画像に対応した赤色波長の光、緑色画像に対応した緑色波長の光、及び青色画像に対応した青色波長の光を順次出射させる。この際、波長設定部は、赤色画像が取得されると、次に赤色画像を取得する際の赤色波長を変更する。同様に、緑色画像が取得されると、次に緑色画像を取得する際の緑色波長を変更し、青色画像が取得されると、次に青色画像を取得する際の青色波長を変更する。
このような構成では、分光フィルターから赤色波長域の赤色光、緑色波長域の緑色光、及び、青色波長域の青色光が順次出射され、各色光にそれぞれ対応する分光画像である３つの色画像が順次取得される。したがって、最新の赤色画像、最新の緑色画像、最新の青色画像を合成することで、精度の高いリアルタイム画像を表示する、すなわちリアルタイム表示を行うことができる。
また、各色画像を取得する度に、各色波長域において分光フィルターから出射させる波長を変更している。例えば、赤色画像が取得される毎に、赤色波長を変更する。このように、各色波長域において分光フィルターから出射させる波長を変更し、これらの複数波長に対する光量を取得すれば、取得した光量に基づいて高精度な分光測定を実施できる。
以上のように、本発明では、分光測定に必要な複数波長に対応する色画像を取得しつつ、取得した３つの色画像を用いて合成画像を生成でき、リアルタイム表示及び分光測定の双方を同時に実施できる。
【０００９】
本発明の電子機器において、前記フィルター駆動部は、所定閾値以内の波長変更量で前記赤色波長、前記緑色波長、及び前記青色波長を変更することが好ましい。
【００１０】
本発明の電子機器では、各波長域において、出射光の波長を変更する際に、その変更量が所定閾値以内となるように波長を設定する。
例えば、緑色波長域について、５００ｎｍ、５２０ｎｍ、５４０ｎｍ、５６０ｎｍ、及び５８０ｎｍの波長が設定されている場合、青色寄りの波長である５００ｎｍと、赤色寄りの波長である５８０ｎｍとの間では、８０ｎｍの差異が存在する。したがって、５００ｎｍの青色画像を用いて生成した合成画像を表示した後に、５８０ｎｍの青色画像を用いて生成した合成画像を表示した場合、リアルタイム画像の更新時に突然色合いが変動してしまうおそれがある。このように、同一の波長域について、前後して取得された各色画像間での波長の変更量が所定閾値を超えると、同一の撮像対象を撮像した場合であっても、前後して取得された各色画像のそれぞれを用いて生成された各合成画像間の階調値が、大きく変化する場合がある。この場合、リアルタイム表示が更新される度に、表示されたリアルタイム画像の色合いが変化する場合がある。
これに対して、本発明では、所定閾値以内の変更量で出射光の波長を変更するので、リアルタイム画像の色合いの変化を抑制できる。
【００１１】
本発明の電子機器において、前記フィルター駆動部は、前記分光フィルターから出射させる光の波長を、前記赤色波長域、前記緑色波長域、及び前記青色波長域の各波長域に対して、予め設定された最小波長から、予め設定された最大波長まで順次変更した後、前記最大波長から前記最小波長まで順次変更することが好ましい。
【００１２】
本発明の電子機器では、出射光の波長を順次変更する際に、各波長域において設定された最小波長から最大波長まで順次変更し、その後、最大波長から最小波長まで順次変更する。
例えば、上述のように、緑色波長域（５００ｎｍ〜５８０ｎｍ）の最大波長（５８０ｎｍ）から最小波長（５００ｎｍ）に波長を変更すると、緑色画像の波長が８０ｎｍも変動するため、リアルタイム画像の更新時に突然色合いが変動してしまうおそれがある。
これに対して、本発明では、最大波長（５８０ｎｍ）に達すると、再び最小波長（５００ｎｍ）に向かって例えば２０ｎｍ間隔で緑色波長を変更する。このような構成では、波長の変更量を抑制でき、かつ、その変更量も略一定となるので、リアルタイム画像の色合いの変化を抑制できる。
【００１３】
本発明の電子機器において、同一の撮像対象を撮像した複数の前記合成画像のうちの少なくとも１つの前記合成画像の階調値を補正して、前記複数の合成画像間の階調値の差を所定の第２閾値の範囲とする補正部を備えたことが好ましい。
【００１４】
なお、合成画像の階調値を補正するとは、生成された合成画像の階調値を補正することに限らず、合成画像の生成元である３つの色画像の階調値を補正することで、合成画像の階調値を補正することも含まれる。
ここで、合成画像は、各波長域における出射光の波長を、色画像が取得される度に変更し、最新の各色画像を合成することで生成される。このように、各波長域における出射光の波長が変更されると、同一の対象を撮像している場合でも、複数の合成画像間で階調値の差が第２閾値を超え、複数の合成画像間で色合いが変動してしまうおそれがある。
これに対して、本発明では、補正部は、同一の撮像対象を撮像した複数の合成画像のうち少なくとも１つの合成画像の階調値を補正して、複数の合成画像間の階調値の差を所定の第２閾値の範囲とする。例えば、これら複数の合成画像が同一の対象を撮像している場合、複数の合成画像のうちの１つの基準画像の階調値と、他の合成画像の階調値との差が、第２閾値の範囲となるように他の合成画像の階調値を補正する。また、例えば、赤色波長域の赤色波長が６００ｎｍ〜６８０ｎｍの間で変更された場合でも、赤色画像の階調値を、代表波長（例えば、中央波長の６４０ｎｍ）の階調値を基準として補正する。緑色及び青色においても同様である。
このような構成では、複数の合成画像間で階調値の差が所定の第２閾値の範囲となる。これにより、複数の合成画像間において、各色波長域における波長の変動によって生じる階調値の変化を抑制でき、リアルタイム画像の色合いの変化を抑制できる。
【００１５】
本発明の電子機器において、前記フィルター駆動部により設定された各波長と、当該各波長に対して前記撮像素子により撮像された画像とを記憶する記憶部と、前記各波長に対する画像を用いて撮像対象の分光分析を実施する分析処理部と、を備えたことが好ましい。
【００１６】
本発明の電子機器では、設定された波長のそれぞれに対応する画像を記憶しておき、記憶された各波長に対する画像を用いて測色等の分析処理を実施する。
このような構成では、リアルタイム表示のための色画像を取得する度に、当該色画像が波長と対応付けられて記憶される。
このため、ユーザーが、リアルタイム表示を参照しながら、分析処理の実施を決定した時点で、分析処理に必要な波長に対応する分光画像を予め記憶しておくことができる。したがって、分光測定の所要時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
本発明の電子機器において、前記記憶部に記憶された前記赤色画像、前記緑色画像、及び前記青色画像の各色画像のうち、同一の波長域に対応する前記色画像間における撮像対象の変更を検出する検出部を備えたことが好ましい。
【００１８】
本発明の電子機器では、記憶部に記憶されている色画像のうち、同一の波長域に対応する色画像間において、撮像対象の変更を検出する。
ここで、撮像対象が異なる色画像を同時に用いて分析処理を実施すると、正確な分析処理が実施されず、分析精度が低下してしまう。
本発明では、撮像対象の変更を検出することにより、例えば、分析処理を実施する前に色画像を取得し直すことができる。したがって、上記のような誤った色画像を用いた分光分析処理の実施を抑制でき、分析精度の低下を抑制できる。
【００１９】
本発明は、入射光から所定の波長の光を選択的に出射させ、かつ出射させる光の波長を変更可能な分光フィルターと、前記分光フィルターを制御して所定波長の光を前記分光フィルターから出射させるフィルター駆動部と、前記分光フィルターから出射された色光を受光して色画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子によって取得された色画像を用いて合成画像を生成する画像生成部と、を備えた電子機器の制御方法であって、赤色波長域に含まれる所定の赤色波長の光、緑色波長域に含まれる所定の緑色波長の光、及び青色波長域に含まれる所定の青色波長の光を、順次前記分光フィルターから出射させて、前記赤色波長の光に対応した赤色画像、前記緑色波長の光に対応した緑色画像、及び前記青色波長の光に対応した青色画像を前記撮像素子により取得し、かつ、前記赤色画像が取得される毎に前記赤色波長域における前記赤色波長を変更し、前記緑色画像が取得される毎に前記緑色波長域における前記緑色波長を変更し、前記青色画像が取得される毎に前記青色波長域における前記青色波長を変更し、取得された前記赤色画像、前記緑色画像、及び前記青色画像を合成した合成画像を生成することを特徴とする。
【００２０】
本発明の電子機器の制御方法では、上記発明と同様に、分光フィルターから赤色波長域の赤色光、緑色波長域の緑色光、及び、青色波長域の青色光が順次出射され、各色光にそれぞれ対応する分光画像である３つの色画像が順次取得される。そして、取得された３色の色画像を合成して合成画像が生成される。
したがって、上記発明と同様に、精度の高いリアルタイム表示及び分光測定を行うことができる。また、分光測定に必要な複数波長に対応する色画像を取得しつつ、取得した３つの色画像を用いて合成画像を生成でき、リアルタイム表示及び分光測定の双方を同時に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図４】目標波長の一例を示すグラフ。
【図５】第一実施形態の分光測定装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図６】本発明に係る第四実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図７】本発明に係る第五実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、本発明の電子機器に相当し、測定対象Ｘで反射した測定対象光における各波長の光強度を分析し、分光スペクトルを測定する装置である。この分光測定装置１は、図１に示すように、光学モジュール１０と、表示部２１と、操作部２２と、光学モジュール１０及び表示部２１を制御し、かつ、当該光学モジュール１０から出力された信号を処理する制御部３０と、を備えている。
【００２３】
分光測定装置１では、測定対象Ｘの分光測定を実施するにあたり、分光測定装置１と測定対象Ｘとの相対的な位置を決めることで、測定対象Ｘにおける測定位置を設定する。この際に、光学モジュール１０によって撮像された画像をリアルタイムに表示部２１に表示させ、当該画像（以下、リアルタイム画像とも称する）を参照しながら、分光測定装置１と測定対象Ｘとの相対的な位置を決める。
なお、本実施形態では、測定対象Ｘで反射した測定対象光を測定する例を示すが、測定対象Ｘとして、例えば液晶パネル等の発光体を用いる場合、当該発光体から発光された光を測定対象光としてもよい。
【００２４】
［光学モジュールの構成］
光学モジュール１０は、波長可変干渉フィルター５と、撮像素子１１と、検出信号処理部１２と、電圧制御部１３と、を備える。
この光学モジュール１０は、測定対象Ｘで反射された測定対象光を、入射光学系（図示略）を通して、波長可変干渉フィルター５に導き、波長可変干渉フィルター５を透過した光を撮像素子１１で受光する。そして、撮像素子１１から出力された検出信号は、検出信号処理部１２を介して制御部３０に出力される。
【００２５】
［波長可変干渉フィルターの構成］
図２は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図３は、図２のIII−III線を断面した際の波長可変干渉フィルターの断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、本発明の分光フィルターに相当し、波長可変型のファブリーペローエタロンである。この波長可変干渉フィルター５は、例えば矩形板状の光学部材であり、厚み寸法が例えば５００μｍ程度に形成される固定基板５１と、厚み寸法が例えば２００μｍ程度に形成される可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
【００２６】
固定基板５１には、固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４及び可動反射膜５５は、ギャップＧaを介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、このギャップＧaの寸法を調整（変更）するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の基板厚み方向から見た図２に示すような平面視（以降、フィルター平面視と称する）において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致するものとする。
【００２７】
（固定基板の構成）
固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１及び反射膜設置部５１２が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
【００２８】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂが設けられている。
【００２９】
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、静電アクチュエーター５６を構成する固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御部１３に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
【００３０】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ２やＳｉＯ２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。
【００３１】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００３２】
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。
【００３３】
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２に示すフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
【００３４】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、可動基板５２の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させることができる。
【００３５】
可動電極５６２は、ギャップＧbを介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。この可動電極５６２は、固定電極５６１とともに静電アクチュエーター５６を構成する。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、電圧制御部１３に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４とギャップＧaを介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、ギャップＧbがギャップＧaの寸法よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、ギャップＧaの寸法が、ギャップＧbの寸法よりも大きくなる構成としてもよい。
【００３６】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
【００３７】
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３を備えている。そして、この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合されている。
【００３８】
［撮像素子、検出信号処理部、及び電圧制御部の構成］
次に、図１に戻り、光学モジュール１０について説明する。
撮像素子１１は、波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光（検出）し、受光量に基づいた検出信号を検出信号処理部１２に出力する。撮像素子１１としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の各種イメージセンサを用いることができる。
検出信号処理部１２は、入力された検出信号（アナログ信号）を増幅したのち、デジタル信号に変換して制御部３０に出力する。検出信号処理部１２は、検出信号を増幅するアンプや、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等により構成される。
【００３９】
電圧制御部１３は、制御部３０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に対して駆動電圧を印加する。これにより、静電アクチュエーター５６の固定電極５６１及び可動電極５６２間で静電引力が発生し、可動部５２１が固定基板５１側に変位する。
【００４０】
［表示部及び操作部の構成］
表示部２１は、例えば、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）、有機ＥＬディスプレイパネル等の各種表示パネルにより構成されている。表示部２１は、制御部３０の制御に基づいて、リアルタイム画像等を表示する。
操作部２２は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル等のユーザー操作を検出可能な各種装置で構成されている。
【００４１】
［制御部の構成］
次に、分光測定装置１の制御部３０について説明する。
制御部３０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御部３０は、図１に示すように、フィルター駆動部３１と、光量取得部３２と、合成部３３と、表示制御部３４と、分光測定部３５と、記憶部３６と、を備えている。
なお、記憶部３６は、分光測定装置１を制御するための各種プログラムや、各種データが記憶されている。当該データは、例えば、静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧に対する透過光の波長を示すＶ−λデータや、測定対象Ｘを測定する際の測定波長に関する情報（測定開始波長、波長の変更間隔、及び測定終了波長等）である。
【００４２】
フィルター駆動部３１は、波長可変干渉フィルター５により取り出す光の目的波長を設定し、Ｖ−λデータに基づいて、設定した目的波長に対応する駆動電圧を静電アクチュエーター５６に印加させる旨の指令信号を電圧制御部１３に出力する。
【００４３】
光量取得部３２は、撮像素子１１に受光量に応じた検出信号を出力させ、当該検出信号を、検出信号処理部１２を介して取得する。そして、光量取得部３２は、取得した検出信号に基づいて、波長可変干渉フィルター５の透過光の受光量を撮像素子１１の画素毎に取得して、分光画像を取得する。取得された分光画像は、必要に応じて、検出時の測定波長に関連付けられ、記憶部３６に記憶される。なお、記憶部３６には、分光画像の画像データそのものではなく、各画素に対応する受光量に関する情報（検出信号の電圧値等）と、測定波長とを対応付けて記憶させるようにしてもよい。
【００４４】
合成部３３は、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色光に対応する分光画像である３つの色画像を合成して合成画像を生成する。
より、具体的には、合成部３３は、測定対象Ｘからの光のうちの赤色波長域の赤色光に対応する赤色画像と、緑色波長域の緑色光に対応する緑色画像と、青色波長域の青色光に対応する青色画像と、を合成して、合成画像を生成する。
【００４５】
表示制御部３４は、合成部３３によって生成された合成画像をリアルタイム画像として表示部２１に表示させる。なお、それ以外にも分光測定結果等の各種の画像を表示部２１に表示させる。
分光測定部３５は、光量取得部３２により取得された光量に基づいて、測定対象光のスペクトル特性を測定する。
【００４６】
［分光測定装置の動作の概要］
次に、上述したような分光測定装置１の動作の概要について、図面に基づいて以下に説明する。
分光測定装置１では、光学モジュール１０によって撮像されたＲ，Ｇ，Ｂの各色の色画像を合成した合成画像を、リアルタイム画像として表示部２１に表示させるリアルタイム表示処理を行う。これにより、ユーザーは、リアルタイム表示を参考に、測定対象Ｘの分光測定処理を実施する測定位置を容易に設定できる。
ここで、本実施形態の分光測定装置１では、リアルタイム表示処理及び分光測定処理を実施する際に、赤色画像、緑色画像、及び青色画像を所定の順に順次取得する。
以下、本実施形態の分光測定装置１における色画像の取得対象とする波長、及び、色画像の取得順の一例について説明する。
【００４７】
図４は、リアルタイム表示処理及び分光測定処理を実施する際、取得対象とする波長の一例を示すグラフである。
図４に示すように、本実施形態では、測定波長域は、赤色波長域（例えば６００〜７００ｎｍの範囲であり、以下、Ｒ域とも称する）、緑色波長域（例えば５００〜５８０ｎｍの範囲であり、以下、Ｇ域とも称する）、及び青色波長域（例えば４００〜４８０ｎｍの範囲であり、以下、Ｂ域とも称する）の３つの波長域に分割される。
【００４８】
上記各波長域のそれぞれには、予め複数の測定対象の波長（例えば図４に示すように２０ｎｍ間隔となる目標波長）が設定されている。具体的には、図４に示すように、測定対象の目標波長として、Ｂ域に対して、４００ｎｍ、４２０ｎｍ、４４０ｎｍ、４６０ｎｍ、及び４８０ｎｍの５つの波長が設定されている。また、Ｇ域に対して、５００ｎｍ、５２０ｎｍ、５４０ｎｍ、５６０ｎｍ、及び５８０ｎｍの５つの波長が設定されている。また、Ｒ域に対して、６００ｎｍ、６２０ｎｍ、６４０ｎｍ、６６０ｎｍ、６８０ｎｍ、及び７００ｎｍの６つの波長が設定されている。すなわち、分光測定装置１では、一例として、測定波長域に対して１６個の測定対象となる波長が設定されている。
【００４９】
また、本実施形態では、Ｒ域の７００ｎｍを除く１５個の波長について、各波長域から１つずつ選んだ３つの波長を１グループとした５つのグループが、下記表１に示すように設定されている。なお、本実施形態では、一例として、各波長域のうち小さい波長から順に１つずつ波長を選択することで１つのグループを設定している。
【００５０】
【表１】
2015161512.tif 000003
【００５１】
分光測定装置１では、グループ１からグループ５までの各グループについて順に、設定されている波長に対応する色画像を取得する。また、分光測定装置１では、各グループについて、波長が小さい方から順に、すなわち、Ｂ域、Ｇ域、Ｒ域の順に設定された波長に対応する色画像を取得する。なお、Ｒ域に設定された７００ｎｍに対応する色画像については、例えば、６８０ｎｍの色画像の取得後等の任意に設定可能な所定の順番で取得される。
【００５２】
具体的には、分光測定装置１では、フィルター駆動部３１は、グループ１の目標波長をＢ域、Ｇ域、及びＲ域の順に設定する。これにより、波長可変干渉フィルター５から透過される光は、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍに順次切り替わり、光量取得部３２は、４００ｎｍに対応したＢ画像、５００ｎｍに対応したＧ画像、６００ｎｍに対応したＲ画像をそれぞれ取得する。この後、フィルター駆動部３１は、グループ２の目標波長を上述と同様に順に設定し、光量取得部３２は、これらの設定された目標波長に対応する各色画像を取得する。以下、同様の処理を実施することで、グループ１からグループ５までの各目標波長に対応した１５波長分の色画像が順次取得される。
つまり、フィルター駆動部３１は、Ｂ画像が取得される度に、Ｂ域の目標波長（青色波長）を変更し、Ｇ画像が取得される度に、Ｇ域の目標波長（緑色波長）を変更し、Ｒ画像が取得される度に、Ｒ域の目標波長（赤色波長）を変更する。
【００５３】
なお、制御部３０は、取得対象のグループを特定するグループ変数ｇ（ｇ＝１〜５、本実施形態ではグループ変数ｇの最大値ｇｍａｘ＝５）と、取得対象の色を特定する色変数Ｃ（Ｃ＝１〜３）を記憶している（表１参照）。そして、制御部３０は、色画像を取得する毎にグループ変数ｇ及び色変数Ｃを適宜変更することで、次に取得対象となる色画像に関する目標波長を特定できる。例えば、（ｇ，Ｃ）＝（２，３）の場合は、グループ２のＲ域の波長である６２０ｎｍが次の目標波長である。
【００５４】
［分光測定装置の動作］
上述の分光測定装置１の動作の具体例について、図面に基づいて以下に説明する。
図５は、分光測定装置１による動作の一例を示すフローチャートである。
図５に示すように、分光測定装置１では、フィルター駆動部３１は、グループ変数ｇ及び色変数Ｃを初期化、すなわち１に設定する（ステップＳ１）。
【００５５】
次に、分光測定装置１は、現在設定されているグループ変数ｇ及び色変数Ｃの値（ｇ，Ｃ）に対応する色画像を取得する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、取得した色画像を記憶部３６に記憶する。なお、本実施形態では、表１に示す１５波長に対応する最新の色画像を記憶している。したがって、色画像が取得される毎に、１５波長に対応する最新の色画像が更新される。
具体的には、フィルター駆動部３１は、グループ変数ｇ及び色変数Ｃの値（ｇ，Ｃ）を参照し、目標波長を特定する。フィルター駆動部３１では、例えば表１に示すように、（ｇ，Ｃ）＝（１，１）の場合はλ＝４００ｎｍが、（ｇ，Ｃ）＝（３，２）の場合はλ＝５４０ｎｍが目標波長として特定される。
そして、波長可変干渉フィルター５では、フィルター駆動部３１によって、反射膜間のギャップＧａの寸法が目標波長に応じた値に設定される。そして、波長可変干渉フィルター５からギャップＧａの寸法に応じた波長の光が出射され、撮像素子１１で受光される。光量取得部３２は、撮像素子１１からの検出信号に基づいて、（ｇ、Ｃ）の色画像を取得する。
【００５６】
ステップＳ２の後、合成部３３は、色変数Ｃが３以上かを判定することで、１グループ分に対応する３つの色画像を取得したか否かを判定する（ステップＳ３）。
このステップＳ３において、ＮＯと判定された場合は、制御部３０は、色変数Ｃに１を加算し（ステップＳ４）、ステップＳ２に戻る。
【００５７】
一方、ステップＳ３において、ＹＥＳと判定された場合は、制御部３０は、リアルタイム表示を行う（ステップＳ５）。
すなわち、合成部３３は、取得された色画像のうち、最新の１グループ分の各色画像を用いて合成画像を生成する。例えば、グループ変数ｇ＝４、すなわち、グループ４の全色画像が取得された後では、このグループ４に含まれる波長λ＝４６０ｎｍのＢ画像、波長λ＝５６０ｎｍのＧ画像、及び波長λ＝６６０ｎｍのＲ画像を合成した合成画像を生成する。そして、表示制御部３４は、生成された合成画像をリアルタイム画像として表示部２１に表示させる。
【００５８】
リアルタイム表示が行われた後、制御部３０は、ユーザーからの分光測定処理の実施の指示、すなわち測定指示を受けたか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、制御部３０は、ユーザーから測定指示を受けた際にフラグＦの値を１に設定する。ステップＳ６では、制御部３０は、フラグＦの値が１である場合に測定指示を受けたと判定し、フラグＦの値が０の場合、測定指示を受けていないと判定する。
ステップＳ６において測定指示を受けたと判定された場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、制御部３０は、表１に示す１５波長の色画像が既に取得され、記憶部３６に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５９】
制御部３０は、１５波長分の色画像が既に取得されていると判定した場合（ステップＳ７；ＹＥＳ）、次に、波長λ＝７００ｎｍに対応するＲ画像を取得する（ステップＳ８）。このようにして、予め設定された１６波長分の全色画像が取得される。
次に、分光測定部３５は、１６波長の全色画像を用いて、分光スペクトルを取得する（ステップＳ９）。分光測定部３５は、各波長について算出した光量を用いて、測定対象の分光スペクトルを算出する。なお、ステップＳ９では、制御部３０は、フラグＦの値を初期化する（すなわち、Ｆ＝０とする）。
次に、ユーザーからの終了指示を受けたか判定する（ステップＳ１０）。制御部３０は、操作部２２を介して終了指示を検出したかを判定し、終了指示を検出した場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、処理を終了させる。
【００６０】
ここで、ステップＳ６で測定指示を受けていると判定されたにも関わらず、ステップＳ７で１５波長の色画像がまだ取得されていないと判定された場合（ステップＳ７；ＮＯ）、分光測定装置１は、１５波長の色画像のうち、まだ取得されていない色画像を順に取得する。すなわち、グループ変数ｇに１を加算し、かつ、色変数Ｃの値を初期化（Ｃ＝１）する（ステップＳ１１）。そして、分光測定装置１は、ステップＳ２に戻り、１５波長分の色画像を取得するまで処理を繰り返す。
この際に、フラグＦの値は、後述するステップＳ９のスペクトル特性を取得する処理が実施されるまでリセットされない。このため、一度、ユーザーからの測定指示を受けると、フラグＦの値はステップＳ９においてリセットされるまで１に維持され、ステップＳ７において、測定指示を受けたとの判定が繰り返される。
【００６１】
一方、ステップＳ６においてユーザーからの測定指示を受けていないと判定された場合（Ｆ＝０、ステップＳ６；ＮＯ）、及び、ステップＳ１０において終了指示を受けていないと判定された場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、分光測定装置１は、引き続き１５波長の色画像を順次取得する。具体的には、グループ変数ｇが最大値ｇｍａｘ（本実施形態では５）以上か否かを判定する（ステップＳ１２）。
そして、ステップＳ１２において、グループ変数ｇの値がｇｍａｘ以上ではないと判定された場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、制御部３０は、グループ変数ｇに１を加算し、かつ、色変数Ｃの値を初期化し（ステップＳ１３）、ステップＳ２に戻り、以下の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ１２において、グループ変数ｇの値がｇｍａｘ以上と判定された場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、１５波長分の色画像が取得されているので、制御部３０は、ステップＳ１に戻り、グループ変数ｇ及び色変数Ｃの値を初期化して、以後の処理を繰り返す。
【００６２】
なお、ステップＳ６において測定指示を受けていないと判定された場合に、制御部３０は、ユーザーからの終了指示を受けているが否かの判定を行ってもよい。制御部３０は、終了指示を受けていないと判定した場合はステップＳ１２を行い、終了指示を受けていると判定した場合は処理を終了する。
【００６３】
［第一実施形態の作用効果］
分光測定装置１では、波長可変干渉フィルター５からＲ域、Ｇ域、及びＢ域のそれぞれに対応する色光が順次出射され、各色光にそれぞれ対応する分光画像である３つの色画像が順次取得される。したがって、最新のＲ画像、最新のＧ画像、最新のＢ画像を合成することで、精度の高いリアルタイム画像を表示することができる。
また、各色画像を取得する度に、各色波長域において波長可変干渉フィルター５から出射させる波長を変更している。例えば、Ｒ画像が取得される毎に、赤色波長を変更する。このように、各色波長域において波長可変干渉フィルター５から出射させる波長を変更し、これらの複数波長に対する光量を取得すれば、取得した光量に基づいて高精度な分光測定を実施できる。
以上のように、本実施形態の分光測定装置１では、分光測定に必要な複数波長に対応する色画像を取得しつつ、取得した３つの色画像を用いて合成画像を生成でき、リアルタイム表示及び分光測定の双方を同時に実施できる。
【００６４】
また、分光測定装置１は、最新の１５波長分の色画像を記憶しておき、記憶された色画像を用いて分析処理を実施する。
このため、ユーザーが、リアルタイム表示を参照しながら、測定指示を行った時点で、分析処理に必要な色画像の殆どを予め記憶しておくことができる。したがって、ユーザーからの指示を受けてから、上記分析処理に必要な全色画像を取得するのに要する測定時間の省略又は短縮を図ることができる。
【００６５】
また、分光測定装置１は、リアルタイム表示に使用しない波長λ＝７００ｎｍに対応するＲ画像を、測定指示を受けてから取得する構成を採用している。このような構成では、測定指示を受けるまではリアルタイム表示に使用しない色画像を取得しないため、３つの色画像を取得する度に合成画像を更新することができる。したがって、リアルタイム表示に使用しない色画像を取得することによる、合成画像のフレームレートの低下を抑制することができる。
【００６６】
なお、分光測定装置１は、測定指示に関わらず、波長λ＝７００ｎｍに対応するＲ画像を含む１６波長分の全色画像を順次取得するように構成してもよい。例えば、波長λ＝７００ｎｍに対応するＲ画像を、波長λ＝６８０ｎｍに対応する色画像の後に取得してもよい。この場合、測定指示が行われた時点で、分析処理に必要な全色画像を記憶しておくことができ、測定指示を受けたタイミングで分析処理を行うことができる。
【００６７】
ここで、第一実施形態では、各色波長域について、設定波長のうちの小さい波長から順に色画像を取得するように、目標波長を変更する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、各波長域のそれぞれで任意の方法で予め設定された順番で波長を変更してもよい。例えば、各波長域で、大きい波長から順に色画像を取得するように、目標波長を変更する構成としてもよい。
【００６８】
また、第一実施形態では、記憶部３６に、１５波長分の最新の色画像を記憶する構成としているが、最新の１５波長分の色画像よりも以前に取得された色画像も記憶する構成としてもよい。
また、１５波長よりも少ない色画像を記憶しておき、測定指示を受けた後に、分析処理に必要な波長の色画像のうち、記憶されていない波長の色画像を取得する構成としてもよい。
【００６９】
［第二実施形態］
以下、本発明に係る第二実施形態について説明する。
第一実施形態では、各波長域において、設定された複数の波長のうちで順次大きくなるように目標波長を設定する構成について説明した。
これに対して、本実施形態では、各波長域において、目標波長の変更量が所定閾値内となるように順次変更される点で第一実施形態と相違している。
【００７０】
本実施形態においても、第一実施形態と同様に、図５に示すように、目標波長として、Ｂ域及びＧ域のそれぞれに対する５つの波長と、Ｒ域に対する６つの波長との、１６個の波長が設定されている。
本実施形態では、Ｒ域の７００ｎｍを除く１５個の波長について、各波長域から１つずつ選んだ３つの波長を１グループとした５つのグループが下記表２に示すように設定されている。
【００７１】
【表２】
2015161512.tif 000004
【００７２】
本実施形態においても、分光測定装置は、上記グループ１からグループ５までの各グループについて順に色画像を取得する。
すなわち、本実施形態では、各波長域のそれぞれにおいて、所定値（本発明の所定の変更量に相当）の範囲内で順次変更される。表２に示すように、例えば、Ｂ域については、４００ｎｍ、４４０ｎｍ、４８０ｎｍ、４６０ｎｍ、及び４２０ｎｍと、目的波長が変更される。したがって、Ｂ域について４０ｎｍ以下の波長変更量となるように、目的波長が変更される。Ｇ域及びＲ域においても同様である。
【００７３】
具体的には、本実施形態では、グループ１の４００ｎｍ、５００ｎｍ、及び６００ｎｍ、グループ２の４４０ｎｍ、５４０ｎｍ、及び６４０ｎｍ、グループ３の４８０ｎｍ、５８０ｎｍ、及び６８０ｎｍ、グループ４の４６０ｎｍ、５６０ｎｍ、及び６６０ｎｍ、並びに、グループ５の４２０ｎｍ、５２０ｎｍ、及び６２０ｎｍの順で、目標波長を順次設定する。
なお、本実施形態でも、波長λ＝７００ｎｍに対応する赤色画像は、第一実施形態と同様に、測定指示を受けたと判定された後に取得されてもよいし、所定のタイミング、例えば、波長λ＝６８０ｎｍに対応する色画像が取得された後に取得されてもよい。
【００７４】
［第二実施形態の作用効果］
第二実施形態では、波長可変干渉フィルター５からの出射光の波長が、各波長域において所定閾値以内の波長変更量となるように変更される。より具体的には、例えば、各波長域において波長変更量が４０ｎｍ以下となるように、出射光の波長が変更される。
ここで、同一の波長域について、前後して取得された色画像間での波長の変更量が所定範囲を超えると、同一の撮像対象を撮像した場合であっても、前後して取得された各色画像のそれぞれを用いて生成された各合成画像間の階調値が、大きく変化する場合がある。この場合、リアルタイム表示が更新される度に、表示されたリアルタイム画像の色合いが変化する場合がある。
【００７５】
例えば、緑色波長域について、５００ｎｍ、５２０ｎｍ、５４０ｎｍ、５６０ｎｍ、及び５８０ｎｍの波長が設定されている場合、青色寄りの波長である５００ｎｍと、赤色寄りの波長である５８０ｎｍとの間では、８０ｎｍの差異が存在する。したがって、５００ｎｍの色画像を用いて生成された合成画像を表示した後に、５８０ｎｍの色画像を用いて生成された合成画像を表示した場合、リアルタイム画像の更新時において突然色合いが変動してしまうおそれがある。
これに対して、波長変更量が、所定閾値以内となるように出射光の波長を変更するので、リアルタイム画像の色合いの変化を抑制できる。
【００７６】
ここで、本実施形態では、所定閾値の範囲として、波長変更量が４０ｎｍ以下の場合を例示している。上記所定閾値は、前後して取得された色画像のそれぞれを用いて形成された各合成画像（例えばグループ１及びグループ２の間）において、色画像間の色合いの変化が許容範囲となるような波長変更量の最大値であり、実験等により予め設定される。
【００７７】
なお、本実施形態では、各波長域について、グループ１からグループ２の間、及びグループ２からグループ３の間で４０ｎｍだけ波長が増大し、グループ３からグループ４の間、及びグループ４からグループ５の間で２０ｎｍだけ波長が減少するように、波長が変更される構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、波長変更量が所定閾値の範囲となるように、波長変更量と目標波長とを適宜設定すればよい。
【００７８】
［第三実施形態］
以下、本発明に係る第三実施形態について説明する。
第一実施形態では、各波長域について、設定された複数の波長のうちで順次大きくなるように目標波長を設定する構成について説明した。
これに対して、本実施形態では、各波長域について、設定された複数の波長のうち、最小値から最大値に向かって順次大きくした後、最大値から最小値に順次小さくするように目標波長を変更する点で第一実施形態と相違している。
【００７９】
本実施形態においても、第一実施形態と同様に、図４に示すように、目標波長として、Ｂ域及びＧ域のそれぞれに対する５つの波長と、Ｒ域に対する６つの波長との、１６個の波長が設定されている。
本実施形態では、Ｒ域の７００ｎｍを除く１５個の波長について、各波長域から１つずつ選んだ３つの波長を１グループとした８つのグループが下記表３に示すように設定されている。
【００８０】
【表３】
2015161512.tif 000005
【００８１】
本実施形態では、分光測定装置は、上記グループ１からグループ８までの各グループについて順に色画像を取得する。
すなわち、本実施形態では、フィルター駆動部３１は、各波長域において、最小値から最大値に向かって順次波長を増大させるように波長を変更する。そして、最大値まで到達したら、フィルター駆動部３１は、最大値から最小値に向かって順次波長を減少させるように波長を変更する。例えば、Ｂ域については、４００ｎｍ、４２０ｎｍ、４４０ｎｍ、４６０ｎｍ、及び４８０ｎｍと増大するように目的波長が変更された後、４６０ｎｍ、４４０ｎｍ、及び４２０ｎｍと減少するように目的波長が変更される。Ｇ域及びＲ域においても同様である。
なお、本実施形態でも、波長λ＝７００ｎｍに対応する赤色画像は、第一実施形態と同様に、測定指示を受けたと判定された後に取得されてもよいし、所定のタイミング、例えば、波長λ＝６８０ｎｍに対応する色画像が取得された後に取得されてもよい。
【００８２】
［第三実施形態の作用効果］
第三実施形態では、波長可変干渉フィルター５の出射光の波長を順次変更する際に、各波長域において、最小波長から最大波長まで順次変更した後、最大波長から最小波長まで順次変更する。
例えば、上述のように、緑色波長域（５００ｎｍ〜５８０ｎｍ）の最大波長（５８０ｎｍ）から最小波長（５００ｎｍ）に波長を変更すると、緑色画像の波長が８０ｎｍも変動するため、リアルタイム画像の更新時に突然色合いが変動してしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態では、最大波長（５８０ｎｍ）に達すると、再び最小波長（５００ｎｍ）に向かって例えば２０ｎｍ間隔で目的波長を変更する。このような構成では、波長の変更量を抑制でき、かつ、その変更量も略一定となるので、リアルタイム画像の色味の変化を抑制できる。
【００８３】
なお、第三実施形態では、各波長域について、最小値から順に波長を選択しているが、最大値から順次波長を選択してもよい。また、最大値や最小値から順次波長を選択しなくてもよく、任意の設定波長から目標波長を順次変更してもよい。
【００８４】
［第四実施形態］
以下、本発明に係る第四実施形態について説明する。
第一実施形態では、各グループにおいて、各グループについて取得したＲ，Ｇ，Ｂの各色の色画像を合成した合成画像を生成し、リアルタイム表示を実施する構成について説明した。
これに対して、本実施形態では、各グループに対してそれぞれ生成された合成画像間で階調が大きく変化しないように、合成画像の階調を補正するように構成されている点で、第一実施形態と相違している。
【００８５】
図６は、本実施形態に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
図６に示すように、分光測定装置１Ａは、光学モジュール１０と、表示部２１と、操作部２２と、制御部３０Ａと、を備えている。
制御部３０Ａは、フィルター駆動部３１と、光量取得部３２と、合成部３３と、表示制御部３４と、分光測定部３５と、記憶部３６と、補正部３７と、を備えている。
なお、本実施形態では、第一実施形態と同様に、表１に示す５つのグループの１５波長と、波長λ＝７００ｎｍとの１６波長分の色画像を取得する場合について説明する。
【００８６】
補正部３７は、図５のステップＳ５のリアルタイム表示処理において、生成された合成画像の階調を補正する。
例えば、グループ１とグループ５とでは、各波長域のそれぞれにおいて、目標波長間で８０ｎｍの差異が存在する。このため、グループ１の各色画像を合成した合成画像（以下、第１合成画像とも称する）と、グループ５の各色画像を合成した合成画像（第５合成画像とも称する）とでは、同一の撮像対象を撮像した場合でも階調値が異なることがある。したがって、第１合成画像を表示させた後、第５合成画像を表示させると、画面の色合いが変化するおそれがある。
【００８７】
補正部３７は、グループ変数ｇの合成画像の階調値（補正値）Ｒｇ（Ｒ域）、Ｇｇ（Ｇ域）及びＢｇ（Ｂ域）のそれぞれを、例えば次式（１）を用いて取得する。
ここで、次式（１）におけるλRg，λGg，λBgは、グループ変数ｇ（ｇ＝１〜５）の合成画像の生成元となる各色画像に対応する目標波長である。また、ｎ（λRｇ）、ｎ（λGg）、ｎ（λBg）は、グループ変数ｇに対応する各色画像に関する測定値（階調値）である。
また、ｋＲ（λRg，λGg，λBg）は、各目標波長λRg，λGg，λBgに対応する色画像を用いて生成された合成画像のＲ域に対する補正係数である。同様に、ｋＧ（λRg，λGg，λBg）は、Ｇ域に対する、ｋＢ（λRg，λGg，λBgＲ）は、Ｂ域に対する補正係数である。
【００８８】
【数１】
2015161512.tif 000006
【００８９】
このように構成された分光測定装置１Ａでは、第一実施形態と同様に、所定の順番で色画像を取得し、１グループ分に相当する３つの色画像が取得されたら合成画像を生成する。この際、補正部３７は、例えば、（ｇ，１）すなわちＢ域（Ｃ＝１）の波長λBgに対応する色画像の測定値ｎ（λBg）に、合成画像の生成元となる色画像の対応波長に応じた補正係数ｋBg（λRg，λGg，λBg）を乗じて、合成画像のＢ域の階調値（補正値）Ｂｇを算出する。Ｒ域の階調値Ｒｇ及びＧ域の階調値Ｇｇについても同様である。そして、表示制御部３４は、これら階調値Ｒｇ、Ｇｇ及びＢｇを用いて補正済みの合成画像を表示部２１に表示させる。
【００９０】
ここで、上記補正係数は、同一の撮像対象を撮像した複数の合成画像の階調値を補正した際に、補正済みの各合成画像間での階調値の差が所定の第２閾値の範囲、すなわち許容範囲となるように予め設定されている。例えば、１つのグループの合成画像を基準画像とした際、他のクループの合成画像と基準画像との間の色合いの差が許容範囲となるように設定されている。
【００９１】
具体的には、例えば、基準画像におけるＲ，Ｇ，Ｂの各階調値と、グループ変数ｇの他の合成画像のＲ，Ｇ，Ｂの各階調値とのそれぞれの差が許容範囲となるように、各補正係数ｋＲ（λRg，λGg，λBg）、ｋＧ（λRg，λGg，λBg）、ｋＢ（λRg，λGg，λBg）が設定される。すなわち、合成画像の生成元となるＲ，Ｇ，Ｂの各色画像のそれぞれに対応する各目的波長に応じた補正係数が、当該生成元となるＲ，Ｇ，Ｂの各色画像のそれぞれに対して設定される。
【００９２】
ここで、各補正係数ｋＲ（λRg，λGg，λBg）、ｋＧ（λRg，λGg，λBg）、ｋＢ（λRg，λGg，λBg）は、補正後の合成画像間での階調値の差が許容範囲となるように、重回帰分析等の各種演算や、実験等により予め決定され、記憶部３６に記憶されている。なお、上記各階調値の差の許容範囲とは、ユーザーが色合いの差に違和感を覚えないような値であればよく、所望の精度等に応じて適宜設定される。
【００９３】
また、上記方法以外にも、基準となる合成画像（基準画像）と、他の合成画像とのＲ，Ｇ，Ｂの各階調値の差が許容範囲となるように、他の合成画像のＲ，Ｇ，Ｂの各階調値に補正係数を乗じる等により、合成画像のＲ，Ｇ，Ｂの各階調値を補正してもよい。
【００９４】
また、各波長域毎に、代表波長を設定し、代表波長に対応する基準色画像に対して、他の色画像を補正してもよい。例えば、赤色波長域のＲ域において、中央波長の６４０ｎｍを代表波長として、各Ｒ画像の階調値を補正する。そして、他の波長域についても同様に補正し、補正済みの色画像を用いて合成画像を生成する。
また、１つの基準画像を設定せずに、全合成画像間で各階調値の差が許容範囲となるように、上記補正係数を設定してもよい。すなわち、複数の合成画像間において階調値の差が所定閾値以下となるように、合成画像の各階調値を補正してもよい。
【００９５】
［第四実施形態の作用効果］
本実施形態においても、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色画像の波長（目標波長）は、各色画像が取得される度に変化され、最新の各色画像を合成することで合成画像が生成される。このように、各波長域における目標波長が変化すると、同一の対象を撮像している場合でも、複数の合成画像間で階調値の差が第２閾値を超えることがある。この場合、合成画像間で色合いが変動してしまうおそれがある。
これに対して、本実施形態では、同一の撮像対象に関する複数の合成画像の階調値を補正して、これら複数の合成画像間の階調値の差を所定の第２閾値の範囲とする。これにより、これら複数の合成画像間において、各色波長域における波長の変動によって生じる階調値の変化を抑制でき、リアルタイム画像の色合いの変化を抑制できる。
また、合成画像の階調値の変動を抑えるように補正するため、各波長域において、色画像の波長の変更量を小さくするような選択順を設定しなくても、合成画像の色合いの変化を抑えことができる。このために、色画像の波長を任意の順番で変更させることができる。
【００９６】
［第五実施形態］
以下、本発明に係る第五実施形態について図面に基づいて説明する。
第一実施形態では、測定指示を受けた後に、所定の全波長に対応する全色画像を取得する構成について説明した。
これに対して、本実施形態では、リアルタイム表示を実施しながら、取得した色画像を少なくとも所定の全波長（上記１６波長）分の全色画像を記憶しておき、測定指示を受けたタイミングにおける測定結果を取得するように構成されている点で、第一実施形態と相違している。
【００９７】
図７は、本実施形態に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
図７に示すように、分光測定装置１Ｂは、光学モジュール１０と、表示部２１と、操作部２２と、制御部３０Ｂと、を備えている。
制御部３０Ｂは、フィルター駆動部３１と、光量取得部３２と、合成部３３と、表示制御部３４と、分光測定部３５と、記憶部３６と、本発明の検出部に相当するエラー検出部３８と、を備えている。
【００９８】
エラー検出部３８は、図５に示すスッテプＳ６で測定指示を受けた場合、既に取得され記憶部３６に記憶されていた複数の色画像のうち、同色の色画像に基づいて、撮像対象が変更されたことを検出することで、エラー画像を検出する。
具体的には、エラー検出部３８は、図５に示すステップＳ９のスペクトル特性の取得処理を実施する前に、既に取得され記憶部３６に記憶されていた１６波長に対応する各色画像に基づいて、撮像対象が変更されたことを検出する。そして、エラー検出部３８は、撮像対象の変更を検出した検出結果に基づいて、エラー画像を検出する。
【００９９】
エラー検出部３８におけるエラー検出方法としては、例えば、所定の順番で順次取得された色画像のうち、最新の色画像と、当該最新の色画像と同色の波長域において１つ前に取得された色画像との間で、画像の変動量を定量的に評価し、エラー判定を実施する。変動量が許容値を超えている場合、エラー検出部３８は、測定対象が大きく変化し、測定対象が変更されているとして、撮像対象の変更を検出する。なお、撮像対象の変更を検出しない場合、さらに、１つ前の色画像についても同様に撮像対象の変更の有無を判定する。さらに、同一の波長域について記憶部３６に記憶されている全色画像について、同様の撮像対象の変更の有無を判定する。
【０１００】
撮像対象の変更の有無の判定方法の具体例としては、例えば、比較対象となる二つの色画像について、各画素での２乗誤差を算出し、算出した２乗誤差の合計値Ｓを取得し、当該合計値Ｓが閾値Ｔより大きい場合に、各色画像間で撮像対象の変更が許容範囲を超えていると判定される。なお、閾値Ｔは、１フレームの受光時間や、撮像素子１１の解像度や、感度等に応じて、色ずれの程度が許容範囲である合成画像が取得されるように設定される。
【０１０１】
また、例えば、比較対象となる色画像間において、各画素の受光量（電圧値）に基づいてヒストグラムを作成する。そして、ヒストグラムのレベル（受光量の範囲）毎に、各色画像間の２乗誤差の値ＸHを取得し、２乗誤差の値ＸHが閾値ＴXを超える場合（ＸH＞ＴX）、撮像対象の変更が許容範囲を超えていると判定してもよい。
【０１０２】
上述のようにして、エラー検出部３８は、撮像対象の変更を検出し、記憶部３６に記憶されている色画像のうち、変更が検出された色画像と、当該色画像よりも前に取得された全色画像とをエラー対象の色画像とする。また、記憶部３６のうち最新の１５波長（又は１６波長）の全色画像について同様の判定を行ってもよい。
また、エラー検出部３８は、全波長域について同様に撮像対象の変更の有無を判定してもよく、１つの波長域、例えば、最後に取得された色画像が属する波長域についてのみ同用の判定を行ってもよい。
【０１０３】
エラー検出部３８は、上述のように撮像対象の変更の有無を検出し、検出結果に応じてエラー画像を検出する。
エラー検出部３８におけるエラー画像の検出は、例えば、取得順において最新の色画像から、順次、撮像対象の変更の有無を判定し、撮像対象の変更を検出した色画像と、当該色画像よりも前に取得された色画像全てをエラー画像とすることで実施する。また、最後に取得された色画像と、他の色画像とを順次比較し、撮像対象の変更を検出した全ての色画像をエラー画像としてもよい。
【０１０４】
そして、本実施形態では、エラー画像を検出した場合、分光測定装置１Ｂは、当該エラー画像とされた色画像を再度取得し、新たに取得した色画像と、既に取得しているエラー画像とされなかった色画像とを用いて、ステップＳ９のスペクトル特性取得処理を実施する。なお、エラー画像が検出され場合、１６波長分の全ての色画像を再度取得してもよい。
【０１０５】
［第五実施形態の作用効果］
第五実施形態では、記憶部３６に記憶されている全色画像のうち、同色の色画像間において撮像対象の変更を検出する。
ここで、撮像対象が異なる色画像を用いて分析処理を実施すると、正確な分析処理が実施されず、分析精度が低下してしまう。これに対して、撮像対象の変更を検出することにより、上記のような誤った色画像を用いた分光分析処理が実施されることを抑制できる。したがって、上記分析精度の低下を抑制できる。
【０１０６】
また、測定指示が行われた後に最後に取得された色画像、すなわち測定指示のタイミングで取得された色画像に対して、撮像対象が異なる色画像をエラー画像として検出する。これにより測定指示が行われたタイミングの撮像対象とは異なる撮像対象が撮像された色画像を、エラー画像として検出できる。したがって、ユーザーが意図した測定対象とは異なる撮像対象が撮像された色画像が、分析処理に用いられ、これにより分析精度が低下するという不具合の発生を抑制できる。
また、少なくともエラー画像とされた色画像を再度取得することにより、分析精度の低下をより確実に抑制できる。
【０１０７】
本実施形態では、同一波長域に対応する複数の分光画像を用いて撮像対象の変更を検出するエラー検出部３８を備える構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、撮像対象の相対的な移動を検出する光学センサー等を備え、撮像対象の変更を検出するように構成してもよい。
【０１０８】
［実施形態の変形］
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
例えば、上記各実施形態では、１グループ分の色画像を取得する毎に、当該１グループ分の色画像を用いて合成画像を生成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長域の色画像を順次取得するので、新たな色画像を取得する度に、最新の３つの色画像を用いて合成画像を生成するように構成してもよい。
この場合、１グループ分の３つの色画像を取得する度に合成画像を生成する場合に比べて、リアルタイム表示の更新頻度を増大させることができ、リアルタイム画像のフレームレートを増大させることができる。
【０１０９】
上記各実施形態では、１グループ分の色画像を取得する毎に、測定指示を受けたか否かを判定する構成を例示したが（図５のステップＳ６参照）、本発明はこれに限定されない。本発明では、例えば、新たな色画像を取得する度に測定指示を受けたか否かを判定してもよい。このような構成でも、測定指示を受けたと判定された場合で、かつ、スペクトル特性取得に必要な全波長（上記各実施形態では１５波長）分の色画像が取得されている場合は、スペクトル特性を取得する。一方、測定指示を受けたと判定された場合でも、全波長分の色画像が取得されていない場合は、未取得の波長に対応する分光画像を取得する。
【０１１０】
上記各実施形態では、分光測定装置１，１Ａ，１Ｂの例を示したが、測定対象の成分分析等を実施する分析装置に適用することができる。
また、上記各実施形態では、分光測定装置１，１Ａとして、測定結果に基づいて分光スペクトルを取得する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、分光画像を取得する分光カメラ等の各種電子機器にも本発明を適用することができる。
【０１１１】
上記各実施形態において、波長可変干渉フィルター５がパッケージ内に収納された状態で光学モジュール１０に組み込まれる構成などとしてもよい。この場合、パッケージ内を真空密閉することで、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に電圧を印加した際の駆動応答性を向上させることができる。
【０１１２】
上記各実施形態において、波長可変干渉フィルター５は、電圧印加により反射膜５４，５５間のギャップ寸法を変動させる静電アクチュエーター５６を備える構成としたが、これに限定されない。
例えば、固定電極５６１の代わりに、第一誘導コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘導コイル又は永久磁石を配置した誘導アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
さらに、静電アクチュエーター５６の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部５２２に下部電極層、圧電膜、及び上部電極層を積層配置させ、下部電極層及び上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部５２２を撓ませることができる。
【０１１３】
上記各実施形態において、ファブリーペローエタロンとして、固定基板５１及び可動基板５２が互いに対向する状態で接合され、固定基板５１に固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２に可動反射膜５５が設けられる波長可変干渉フィルター５を例示したが、これに限らない。
例えば、固定基板５１及び可動基板５２が接合されておらず、これらの基板間に圧電素子等の反射膜間ギャップを変更するギャップ変更部が設けられる構成などとしてもよい。
また、２つ基板により構成される構成に限られない。例えば、１つの基板上に犠牲層を介して２つの反射膜を積層し、犠牲層をエッチング等により除去してギャップを形成した波長可変干渉フィルターを用いてもよい。
また、分光フィルターとして、例えばＡＯＴＦ（Acousto Optic Tunable Filter）やＬＣＴＦ（Liquid Crystal Tunable Filter）が用いられてもよい。ただし、装置の小型化の観点から上記各実施形態のようにファブリーペローフィルターを用いることが好ましい。
【０１１４】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造などに適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１，１Ａ，１Ｂ…分光測定装置（電子機器）、５…波長可変干渉フィルター（分光フィルター）、１１…撮像素子、３１…フィルター駆動部、３３…合成部、３６…記憶部、３７…補正部、３８…エラー検出部（検出部）。
【図１】
2015161512.tif 000007
【図２】
2015161512.tif 000008
【図３】
2015161512.tif 000009
【図４】
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【図５】
2015161512.tif 000011
【図６】
2015161512.tif 000012
【図７】
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