(57)【要約】【課題】スリット走査に起因する撮像時間の冗長性を解消して、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像を可能とするスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法、及びそれらスペクトル撮像装置、スペクトル撮像方法に用いられるライン光走査機構を提供する。【解決手段】撮像対象から観測された観測光Ｌをライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが観測光Ｌを走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構１２０を備える。そして、このライン光走査機構１２０を構成する光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの選択的な回動に基づいて観測光Ｌを順次ライン状の光に変換走査して分光器１３０に取り込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、
前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにした
ことを特徴とするスペクトル撮像装置。
【請求項２】
前記光選択部材が光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものである
請求項１に記載のスペクトル撮像装置。
【請求項３】
前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものである
請求項１に記載のスペクトル撮像装置。
【請求項４】
前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものである
請求項１に記載のスペクトル撮像装置。
【請求項５】
前記反射体が、静電共振されるＭＥＭＳミラーからなる
請求項２または４に記載のスペクトル撮像装置。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のＭＥＭＳミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動される
請求項５に記載のスペクトル撮像装置。
【請求項７】
ライン光走査機構は、前記配列された光選択部材の各々を一方向に連続的に回動させることで前記観測光を一方向に順次変換走査するものである
請求項１〜６のいずれか一項に記載のスペクトル撮像装置。
【請求項８】
撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光するとともに、この分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像方法であって、
前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を用い、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査する工程と、該変換走査されたライン状の光を前記波長の異なる光に分光する工程と、該分光された光に基づいて前記撮像対象を撮像する工程とを備える
ことを特徴とするスペクトル撮像方法。
【請求項９】
前記光選択部材として光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光する
請求項８に記載のスペクトル撮像方法。
【請求項１０】
前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光する
請求項８に記載のスペクトル撮像方法。
【請求項１１】
前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光する
請求項８に記載のスペクトル撮像方法。
【請求項１２】
撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査するライン光走査機構であって、
変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材を、前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列し、前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査するようにした
ことを特徴とするライン光走査機構。
【請求項１３】
前記光選択部材が光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射される光を前記観測光のライン状の変換走査光とする
請求項１２に記載のライン光走査機構。
【請求項１４】
前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とする
請求項１２に記載のライン光走査機構。
【請求項１５】
前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とする
請求項１２に記載のライン光走査機構。
【請求項１６】
前記反射体が、静電共振されるＭＥＭＳミラーからなる
請求項１３または１５に記載のライン光走査機構。
【請求項１７】
前記ＭＥＭＳミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のＭＥＭＳミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動される
請求項１６に記載のライン光走査機構。
【請求項１８】
撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、
前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、周回回転可能な無端帯状体に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが所定の間隔をもって配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記無端帯状体の連続的な周回回転に基づく前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に
変換走査して前記分光器に取り込むようにした
ことを特徴とするスペクトル撮像装置。
【請求項１９】
撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、
前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、回転盤の所定間隔を隔てた２つの同心円間の内から外もしくは外から内に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが渦巻き状に、かつ前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備えるとともに、該ライン光走査機構を構成する前記回転盤の前記２つの同心円間の一領域に対向して前記分光器を配置し、前記回転盤の連続的な回転に基づく前記分光器に対向する領域での前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにした
ことを特徴とするスペクトル撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像対象のスペクトルデータを撮像するスペクトル撮像装置、及びスペクトル撮像方法、及びそれらスペクトル撮像装置、スペクトル撮像方法に用いられるライン光走査機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像対象を撮像する装置として、一般にスペクトルカメラと称されるスペクトル撮像装置が知られている。このスペクトル撮像装置は通常、スリットの走査により順次取り込まれる光像を波長毎に分光しつつ撮像素子に受光させることによって撮像対象を撮像するようにしている。こうしたスペクトル撮像装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。そして従来、この特許文献１に記載のスペクトル撮像装置を図１０に示す。
【０００３】
図１０に示すように、このスペクトル撮像装置は、撮像対象から観測される観測光を受光して分光する分光部１０を備えている。この分光部１０では、例えば回折格子による分光方式が採用されており、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光から近赤外までの領域の観測光が複数の波長領域に分光される。また分光部１０は、撮像対象の観測光が取り込まれるレンズ１１を備えている。こうした分光部１０ではまず、撮像対象の観測光がレンズ１１を介して取り込まれると、この観測光は微細な幅のスリットが形成されたスリット板１２に照射される。そして、スリット板１２に照射された観測光は、同スリット板１２のスリットを通過する際に、同スリットのスリット方向である水平方向（Ｘ軸方向）に平行な光へと変換されて回折格子１３に照射される。回折格子１３は、例えば直線状の複数の凹凸が並設された格子パターンを有する基板として構成されており、スリット板１２のスリットを通過したＸ軸方向に平行なライン状の光であるスリット光（ライン光）を複数の波長領域に分光する。こうして、回折格子１３によって分光された光はレンズ１４へと入射される。そして、レンズ１４により回折格子１３にて分光された光が撮像素子１５の撮像面に結像される。この撮像素子１５は、例えばＣＣＤイメージセンサによって構成されており、同撮像素子１５の撮像面に結像された光を光電変換により電気信号へと変換する。そして、撮像素子１５にて変換された電気信号が解析部２０に入力される。
【０００４】
また、こうした分光部１０を構成するスリット板１２、回折格子１３、レンズ１４及び撮像素子１５は、光学ステージ１６上に設けられている。光学ステージ１６は、ドライブ回路１７による制御のもとに、分光部１０に対する光の入射方向に対して垂直方向、かつ、上記Ｘ軸方向に対して垂直なＹ軸方向に上下動作する。そして、こうした光学ステージ１６を上下動させることによって、Ｘ軸に平行なスリット光がＹ軸方向へと移動されるようになり、撮像対象が２次元的に走査されるようになる。また、分光部１０は、レンズ１１を駆動させるアクチュエータとしてのフォーカス駆動部１８を備えている。フォーカス駆動部１８は、回折格子１３を透過して分光された光のうちの０次回折光が上記撮像素子１５面上に合焦しているか否かを判断し、撮像素子１５面上で合焦するようにレンズ１１を駆動させる。
【０００５】
一方、こうしたスペクトル撮像装置は、上記撮像素子１５が出力した電気信号に基づいて撮像対象の観測光の成分分析、光の強度などの物理量の２次元平面における分布の算出などを行う解析部２０を備えている。解析部２０は、ＣＰＵ２１、ＨＳＤ記録部２２、スペクトル空間演算部２３、画像分類演算部２４によって構成されている。
【０００６】
このうちＣＰＵ２１は、撮像素子１５で生成された電気信号（デジタル信号）を入力す
ると、この電気信号をハイパースペクトルデータ（ＨＳＤ）としてＨＳＤ記録部２２に記録させる。
【０００７】
ＨＳＤ記録部２２は、撮像対象のスペクトルデータをハイパースペクトルデータとして記録する。ハイパースペクトルデータは、例えば、６４０×８００ピクセルの画像領域を有しており、それぞれのピクセル毎に複数の波長領域のスペクトル情報が含まれている。すなわち、各ピクセルは、個々に読み出しが可能な、「画像平面の位置（ｘ、ｙ）及び波長（λ）を示す３次元のデータとして構成されている。
【０００８】
スペクトル空間演算部２３は、撮像素子１５から出力された電気信号に基づいて各ピクセルの画像平面の位置（ｘ，ｙ）を算出する。また、スペクトル空間演算部２３は、ピクセルの画像平面の位置（ｘ，ｙ）と、波長λとの対応付けを行う。画像分類演算部２４は、各ピクセルの（ｘ，ｙ，λ）の３次元のデータセットに基づいて、複数の波長領域毎に画像平面上の物理量の分布を算出する。
【０００９】
そして、このように構成される解析部２０による撮像対象の解析結果として、複数の波長領域毎の画像平面上の物理量（光の強度）の分布等に関する情報が表示部３０に視覚的に表示される。
【００１０】
こうしたスペクトル撮像装置による対象物の撮像に際しては、図１１に示すように、まず撮影対象の映像がレンズ１１に取り込まれる（ステップＳ１１）。このとき、レンズ１１を透過した光は、所定の位置（Ｙ＝ｙｉ）にあるスリット板１２に照射される。そして、スリット板１２のスリットを通過したＸ軸方向に平行なスリット光が、上記回折格子１３によって波長毎に分光される（ステップＳ１２）。次いで、この分光された光が上記撮像素子１５に受光され、この受光された光が電気信号（デジタル信号）に変換されて上記解析部２０を構成するＣＰＵ２１に取り込まれる。
【００１１】
そして、上記ＨＳＤ記録部２２によってスリット板１２の所定位置（Ｙ＝ｙｉ）でのＸ軸方向位置ｘと波長領域の値λとが関連付けられて記録されると（ステップＳ１３）、上記光学ステージ１６がｙ軸方向に移動される（ステップＳ１４）。
【００１２】
こうして、上記ステップＳ１１からステップＳ１４が適宜繰り返されることにより、スリット板１２が規定位置の上端から下端（Ｙ＝ｙ１〜ｙｎ）まで移動したときのＸ軸方向の各位置情報ｘ及び各波長領域λに関する情報が撮像対象の一画像に相当するスペクトルデータとして蓄積されるようになる（ステップＳ１５）。そして、この蓄積されたスペクトルデータ（ｘ，ｙ，λ）をもとに、各波長領域の値（λ）に各々対応する（ｘ，ｙ）画像が再構成されるようになる（ステップＳ１６）。これにより、各波長領域λに対応したＸ軸方向及びＹ軸方向に配列された画像の取得を通じて撮像対象が撮像されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−３９２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上記スリット板１２の走査を通じた撮像対象のスペクトルデータの取得は、上記回折格子１３の手前に配置されたスリット板１２をその規定位置の上端から下端まで上下動させる往復移動を通じて行われる。そして通常、撮像対象のスペクトルデータは、スリット板１２が往復移動する際の往路にのみ取得される。このため、例えば規定位置の
上端から下端に移動したスリット板１２が規定位置の下端から上端に戻る復路動作が行われる際には、スペクトルデータの取得は行われず、この復路動作が行われる期間がスペクトルデータを取得する上での空白期間となってしまう。そのため、撮像対象を取得する際には、この空白期間を含んだ時間を要することとなり撮像時間の長期化を招いていた。もっとも、上記スペクトル撮像装置自体がそもそも、人工衛星や航空機等に搭載されて、地表等の静止画像を撮像することを目的に開発された装置であることから、このような用途に用いられる限り、こうした撮像時間の長期化等があえて問題視されることはなかった。
【００１５】
一方、最近は、上記スペクトル撮像装置を自動車等の車両に搭載し、車両周辺の各種対象をこのスペクトル撮像装置によって撮像することが検討されている。すなわちこの場合には、撮像対象が移動体であったり、あるいはたえず変化していることが多く、ある撮像対象に対して許容される撮像時間も限られるようになることから、そうした撮像対象を適切に撮像する上で、上述した空白期間が無視できないものとなる。
【００１６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性を解消して、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像を可能とするスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法、及びそれらスペクトル撮像装置、スペクトル撮像方法に用いられるライン光走査機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにしたことを要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、上記光選択部材の各々の回動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換される。すなわち、各々の光選択部材が順次回動することによって、撮像対象から観測された観測光が走査されるようになる。このため、各光選択部材の周期的な回動を通じて撮像対象の観測光を走査することができるようになり、撮像対象のスペクトルデータを連続的に取得することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスペクトル撮像装置において、前記光選択部材が光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものであることを要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づき、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。これにより、上記光選択部材による光の反射作用を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のスペクトル撮像装置において、前記光選択
部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものであることを要旨とする。
【００２２】
上記構成によれば、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づき、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換されたライン状の光が分光器へと案内される。これにより、上記光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のスペクトル撮像装置において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、前記ライン光走査機構は、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記分光器に取り込ませるものであることを要旨とする。
【００２４】
上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づき、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。一方、回動されていない光選択部材に投射された光は同光選択部材によって分光器が存在しない方向へと反射される。このように上記構成によっても、上記光選択部材による光の反射及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項２または４に記載のスペクトル撮像装置において、前記反射体が、静電共振されるＭＥＭＳミラーからなることを要旨とする。
上記構成によるように、静電共振されるＭＥＭＳミラーによって上記反射体を構成することとすれば、各反射体の静電作用に基づいて各反射体の回動を実現することができるようになる。これにより、上記ライン光走査機構の小型化が図られるようになるとともに、ライン光走査機構としての実用性が高められるようになる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のスペクトル撮像装置において、前記ＭＥＭＳミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のＭＥＭＳミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動されることを要旨とする。
【００２７】
上記構成によれば、正方形状のＭＥＭＳミラーが変換すべき光のライン方向に配列されることによって上記光選択部材が構成される。そして、この配列されたＭＥＭＳミラーの列毎の同時駆動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換されるようになる。これにより、ＭＥＭＳミラーとして既存の正方形状のＭＥＭＳミラーを採用する場合であれ、上記光選択部材を構成することが可能となり、ライン光走査機構としての汎用性が向上されるようになる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスペクトル撮像装置において、ライン光走査機構は、前記配列された光選択部材の各々を一方向に連続的に回動させることで前記観測光を一方向に順次変換走査するものであることを要旨とする。
【００２９】
上記構成によれば、上記配列された光選択部材の各々が一方向に連続的に回動されることによって上記観測光が一方向に順次変換走査される。このため、撮像対象の観測光に対する走査を一定の方向に対して行うことができるようになり、この変換走査に応じたスペクトルデータを取得することができるようになる。これにより、スペクトルデータに基づいた撮像対象の撮像を既存の画像処理に準じた方法で実現することができるようになる。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光するとともに、この分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像方法であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材が前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を用い、該ライン光走査機構を構成する前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査する工程と、該変換走査されたライン状の光を前記波長の異なる光に分光する工程と、該分光された光に基づいて前記撮像対象を撮像する工程とを備えることを要旨とする。
【００３１】
上記方法によれば、上記光選択部材の各々の回動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換される。すなわち、各々の光選択部材が順次回動することによって、撮像対象から観測された観測光が順次走査されるようになる。このため、各光選択部材の周期的な回動を通じて撮像対象の観測光を走査することができるようになり、撮像対象のスペクトルデータを連続的に取得することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のスペクトル撮像方法において、前記光選択部材として光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光することを要旨とする。
【００３３】
上記方法によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が波長の異なる光に分光される。これにより、上記光選択部材による光の反射作用を利用して、撮像対象の観測光を容易に走査することができるようになる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載のスペクトル撮像方法において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光することを要旨とする。
【００３５】
上記方法によれば、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が波長の異なる光に分光される。これにより、上記光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用して、撮像対象の観測光を容易に走査することができるようになる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載のスペクトル撮像方法において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなるものを用い、前記ライン光走査機構により、前記光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過されてライン状の光に変換された観測光を前記波長の異なる光に分光することを要旨とする。
【００３７】
上記方法によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が波長の異なる光に分光される。一方、回動されていない光選択部材に投射された光は同光選択部材によって反射されることとなる。このように上記方法によっても、上記光選択部材による光の反射及び透過を利用して、撮像対象の観測光を容易に走査することができる
ようになる。
【００３８】
請求項１２に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査するライン光走査機構であって、変換すべきライン状の光に対応する形状を有してその長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能な光選択部材を、前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列し、前記光選択部材の選択的な回動に基づいて前記観測光を順次ライン状の光に変換走査するようにしたことを要旨とする。
【００３９】
上記構成によれば、上記光選択部材の各々の回動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換される。すなわち、各々の光選択部材が順次回動することによって、撮像対象から観測された観測光が走査されるようになる。このため、各光選択部材の周期的な回動を通じて、撮像対象の観測光を連続的に走査することができるようになる。これにより、撮像対象から観測される観測光を迅速にライン状の光に変換することができるようになり、ライン光走査機構としての実用性が高められるようになる。
【００４０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のライン光走査機構において、前記光選択部材が光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき反射される光を前記観測光のライン状の変換走査光とすることを要旨とする。
【００４１】
上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。これにより、上記光選択部材による光の反射作用を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。
【００４２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２に記載のライン光走査機構において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の遮蔽体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とすることを要旨とする。
【００４３】
上記構成によれば、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。これにより、上記光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。
【００４４】
請求項１５に記載の発明は、請求項１２に記載のライン光走査機構において、前記光選択部材が隙間なく配列された光の反射体からなり、それら光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を前記観測光のライン状の変換走査光とすることを要旨とする。
【００４５】
上記構成によれば、光の反射体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が分光器へと案内される。一方、回動されていない光選択部材に投射された光は同光選択部材によって反射されることとなる。このように上記構成によっても、上記光選択部材による光の反射及び透過を利用して、より簡易な構成のもとに観測光を走査することができるようになる。
【００４６】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３または１５に記載のライン光走査機構において、前記反射体が、静電共振されるＭＥＭＳミラーからなることを要旨とする。
上記構成によるように、静電共振されるＭＥＭＳミラーによって上記反射体を構成することとすれば、各反射体の静電作用に基づいて各反射体の回動を実現することができるようになる。これにより、上記ライン光走査機構の小型化が図られるようになるとともに、ライン光走査機構としての汎用性が高められるようになる。
【００４７】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載のライン光走査機構において、前記ＭＥＭＳミラーは正方形状のミラーからなり、前記光選択部材の各々は、この正方形状のＭＥＭＳミラーが前記変換すべき光のライン方向に配列されて、光選択部材の別にそれぞれ同時駆動されることを要旨とする。
【００４８】
上記構成によれば、上記光選択部材が、正方形状のＭＥＭＳミラーが変換すべき光のライン方向に配列されることによって構成される。そして、この配列されたＭＥＭＳミラーの列毎の同時駆動を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換されるようになる。これにより、ＭＥＭＳミラーによって上記光選択部材を構成する上で、既存のＭＥＭＳミラーを用いることができるようになり、ライン光走査機構としての汎用性が拡大されるようになる。
【００４９】
請求項１８に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、周回回転可能な無端帯状体に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが所定の間隔をもって配列されたライン光走査機構を備え、該ライン光走査機構を構成する前記無端帯状体の連続的な周回回転に基づく前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにしたことを要旨とする。
【００５０】
上記構成によれば、上記無端帯状体の連続的な周回回転に基づくスリットの連続的な出現を通じて、撮像対象から観測された観測光がライン状の光に順次変換走査される。このため、観測光からライン状の光への変換走査を、一定の方向に連続的に行うことができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。
【００５１】
請求項１９に記載の発明は、撮像対象から観測される観測光をライン状の光に順次変換走査しつつ分光器に取り込むとともに、この分光器で分光されたそれぞれ波長の異なる光を撮像素子に受光させることによって前記撮像対象の撮像を行うスペクトル撮像装置であって、前記観測光をライン状の光に順次変換走査する機構として、回転盤の所定間隔を隔てた２つの同心円間の内から外もしくは外から内に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリットが渦巻き状に、かつ前記観測光を走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構を備えるとともに、該ライン光走査機構を構成する前記回転盤の前記２つの同心円間の一領域に対向して前記分光器を配置し、前記回転盤の連続的な回転に基づく前記分光器に対向する領域での前記スリットの連続的な出現により前記観測光を順次ライン状の光に変換走査して前記分光器に取り込むようにしたことを要旨とする。
【００５２】
上記構成によれば、上記分光器に対向する領域では、上記回転盤の連続的な回転に基づいて上記スリットが連続的に出現するようになる。そして上記構成では、上記スリットが２つの同心円間の内から外もしくは外から内に配列されたことによって、換言すれば、上記スリットの位相が漸次ずれる態様で同スリットが配列されたことによって、２つの同心円間の一領域ではスリットが一定の方向に向かって順次出現するようになる。このため、上記分光器に対向する領域では、上記観測光が一定の方向に連続的にライン状の光に順次変換走査されるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構の第１の実施の形態について、その概略構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、同実施の形態のライン光走査機構の正面構造を模式的に示す正面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、同実施の形態のライン光走査機構を構成する光選択部材による観測光の走査原理を模式的に示す側面図。
【図４】本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構の第２の実施の形態について、その概略構成を示すブロック図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、同実施の形態のライン光走査機構を構成する光選択部材による観測光の走査原理を模式的に示す側面図。
【図６】（ａ）は、本発明にかかるスペクトル撮像装置の第３の実施の形態について、その概略構成を示す側面図。（ｂ）は、同実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示す斜視図。
【図７】同実施の形態のライン光走査機構を正面から見た拡大構造を示す正面図。
【図８】（ａ）は、本発明にかかるスペクトル撮像装置の第４の実施の形態について、その概略構成を示す側面図。（ｂ）は、同実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示す正面図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構の他の実施の形態について、ライン光走査機構の正面構造を模式的に示す正面図。
【図１０】従来のスペクトル撮像装置について、その概略構成を示すブロック図。
【図１１】同装置による撮像対象の撮像手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構を具体化した第１の実施の形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施の形態のスペクトル撮像装置の概略構成を示したものである。なお、本実施の形態のスペクトル撮像装置は、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。
【００５５】
図１に示すように、このスペクトル撮像装置１００は、撮像対象が自ら発する光や撮像対象が反射する光、すなわち撮像対象からの観測光Ｌを取り込む受光レンズ１１０を備えている。またスペクトル撮像装置１００は、受光レンズ１１０を介して取り込まれた撮像対象の観測光Ｌをライン状の光に順次変換する機構として、ライン光走査機構１２０を備えている。さらにスペクトル撮像装置１００は、分光器１３０、撮像素子１４０、画像処理部１５０を備えている。
【００５６】
このうちライン光走査機構１２０は、撮像対象の撮像に際して変換すべきライン状の光に対応する形状を有する複数の光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを備えて構成されており、観測光Ｌが取り込まれる方向に対して所定の傾斜角をもって配置されている。光選択部材１２１ａ〜１２１ｎは、その長手方向に設けられた軸を中心に各別に回動可能に構成されており、観測光Ｌを走査する分解能に対応する数だけ配列されている。なお、本実施の形態では、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々は、例えばミラー等の光の反射体によって構成されている。これにより、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎに投射された観測光Ｌは、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回転角に応じて反射されることとなる。
【００５７】
また、ライン光走査機構１２０は、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを各別に回動させ
る駆動源としての駆動部１２２を備えている。なお、駆動部１２２は光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々に設けられるが、ここでの例では図示を省略する。駆動部１２２は、その駆動を制御する回転角制御部１２３から入力される制御指令値に基づいて制御される。なお、この制御指令値としては、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが回動したときに、それら光選択部材１２１ａ〜１２１ｎに投射された観測光Ｌを上記分光器１３０に案内するために必要な回転角に関する値が設定されている。そして、こうした駆動部１２２と回転角制御部１２３との協働によって、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回転角が調整される。なお、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎは、その初期状態として、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの配列方向に対する回転角が「０°」となるように回転角が調整されている。また、この光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを初期状態にすべき回転角に関する値も、回転角制御部１２３による制御指令値として予め設定されている。
【００５８】
そして本実施の形態では、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々が、例えば上端の光選択部材１２１ａから下端の光選択部材１２１ｎにかけて一方向に連続的かつ周期的に回動されることによって、上記観測光Ｌが一方向に順次変換走査されることとなる。
【００５９】
そして、図１に示すように、例えば上記駆動部１２２及び回転角制御部１２３によって光選択部材１２１ｂの回転角が調整されると、この光選択部材１２１ｂに投射された観測光Ｌは、ライン状の光（スリット光）に変換されて分光器１３０へと案内される。
【００６０】
分光器１３０は、測定帯域の光を連続的な成分である波長毎の成分に分散させる分光光学系であり、その長手方向においてライン状の光に変換された光Ｌａを波長毎の成分に分散させる機能を有している。なお、本実施の形態では、例えば回折格子による分光方式が採用されており、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光から近赤外までの領域の観測光が複数の波長領域に分光される。分光器１３０は、例えば直線状の複数の凹凸が並設された格子パターンを有する基板として構成されている。具体的には、分光器１３０の格子パターンは、同図１に破線Ｌｂ及びλｂ１〜λｂｎ、並びに一点鎖線Ｌｎ及びλｎ１〜λｎｎとして示すように、同分光器１３０のいずれの位置に上記変換されたライン状の光が投射されたとしても、波長毎に分光された光が撮像素子１４０の撮像面に拡散されるように形成されている。
【００６１】
そして、例えば上記光選択部材１２１ｂが予め規定された所定の回転角まで回動すると、同光選択部材１２１ｂによってライン状の光に変換された光Ｌｂは、分光器１３０へと案内されて同分光器１３０を介して波長毎の成分λｂ１〜λｂｎに分散される。そして、こうして分光器１３０によって分光された光は、撮像素子１４０の撮像面に結像される。
【００６２】
なお、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが初期状態とされているときには、その反射光のいずれもが分光器１３０に投射されないように上記ライン光走査機構１２０の位置及び傾斜角が調整されている。
【００６３】
撮像素子１４０は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサによって構成されており、同撮像素子１４０の撮像面に結像された光を光電変換により電気信号へと変換する。そして、撮像素子１４０にて変換された電気信号（デジタル信号）が画像処理部１５０に入力される。また画像処理部１５０には、上記回転角制御部１２３による制御指令値として、回転角の制御対象とされている光選択部材１２１ａ〜１２１ｎに関する情報が入力される。これにより、画像処理部１５０では、撮像素子１４０から入力された電気信号が、いずれの光選択部材１２１ａ〜１２１ｎにより案内されたライン状の光が光電変換された信号に基づくものであるかが識別可能とされている。
【００６４】
画像処理部１５０は、例えば先の図１０に示したように、上記ＣＰＵ２１、上記ＨＳＤ
記録部２２、上記スペクトル空間演算部２３、上記画像分類演算部２４によって構成されている。こうした画像処理部１５０では、まず、撮像素子１４０から入力された電気信号と回転角制御部１２３から入力された制御指令値とに基づいて、撮像素子１４０から入力された電気信号がいずれの光選択部材１２１ａ〜１２１ｎにより案内されたライン状の光が光電変換された信号であるかが識別される。次いで、この識別された光の成分分析、光の強度などの物理量の２次元平面における分布の算出などが行われる。そして、画像処理部１５０の処理結果として、複数の波長領域毎の画像平面上の物理量（光の強度）の分布等に関する情報が記録されることにより、撮像対象の撮像が行われる。
【００６５】
このように構成されるスペクトル撮像装置１００では、撮像対象による観測光Ｌが受光レンズ１１０を介して取り込まれると、上記回転角制御部１２３による制御のもとに上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが連続的かつ周期的に回動する。これにより、撮像対象から観測された観測光Ｌが光選択部材１２１ａ〜１２１ｎによって走査されるようになる。そして、こうした光選択部材１２１ａ〜１２１ｎによる走査が連続的かつ周期的に行われることにより、順次変換走査されたライン状の光が分光器１３０に順次投射されるようになる。次いで、分光器１３０に順次投射されたライン状の光は、分光器１３０によって波長毎に分光される。そして、この分光された光が上記撮像素子１４０に受光され、この受光された光が電気信号（デジタル信号）に変換されて上記画像処理部１５０に取り込まれる。
【００６６】
こうして、上記観測光Ｌの取り込みから上記分光器１３０にて分光された光の結像までが適宜繰り返されることにより、上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが光選択部材１２１ａから光選択部材１２１ｎにかけて順次回転動作したときの各波長領域に関する情報が、撮像対象の一画像に相当するスペクトルデータとして蓄積されるようになる。そして、この蓄積されたスペクトルデータをもとに、各波長領域の値に各々対応する画像が再構成されるようになる。これにより、各波長領域λに対応した画像の取得を通じて撮像対象が撮像されるようになる。
【００６７】
次に、図２を参照して上記ライン光走査機構１２０の構造を詳述する。なお、この図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ上記ライン光走査機構１２０の正面構造を示している。
図２（ａ）に示すように、ライン光走査機構１２０は、ライン状の光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが隙間なく配列されて構成されている。また、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々は、それらの厚み方向における上端寄りに回転軸１２５ａ〜１２５ｎが連通されている。この回転軸１２５ａ〜１２５ｎの一端には、上記駆動部１２２を構成するアクチュエータＭａ〜Ｍｎがそれぞれ設けられている。これにより、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々は、回転軸１２５ａ〜１２５ｎを中心に回動可能とされている。
【００６８】
そして例えば、図２（ｂ）に示すように、回転角制御部１２３による制御指令値に基づいてアクチュエータＭａが駆動されると、上端に位置する光選択部材１２１ａが予め規定された所定の回転角まで回転する。これにより、光選択部材１２１ａによって反射される光の方向が変化することとなる。この結果、光選択部材１２１ａに投射された観測光Ｌは、上記分光器１３０へと案内されることとなる。次いで、アクチュエータＭａが再び駆動することによって光選択部材１２１ａの回転角が初期状態へと戻されるとともに、アクチュエータＭａの下方に隣接配置されたアクチュエータＭｂが駆動される。これにより、光選択部材１２１ｂの下方に隣接して配列された光選択部材１２１ｂが予め規定された所定の回転角まで回転する。こうして、光選択部材１２１ｂによって反射される光のみが上記分光器１３０へと案内されることとなる。
【００６９】
このように本実施の形態では、上記回転角制御部１２３による制御指令値に基づいて、アクチュエータＭａ〜Ｍｎの各々が上端に配置されたアクチュエータＭａから下端に配置
されたアクチュエータＭｎにかけて順次駆動することにより、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回転角が順次調整される。これにより、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々に投射された観測光Ｌがライン状の光に変換走査されて上記分光器１３０へと順次案内されるようになる。
【００７０】
ライン光走査機構１２０としてこのような構成によれば、観測光Ｌに対する１周期目の走査が終了して次の走査が開始されるまでに要する時間は、下端の光選択部材１２１ｎの回転動作が終了して上端の光選択部材１２１ｎの回転動作が開始するまでの時間でしかない。このため、観測光Ｌに対する周期的な走査を通じて撮像対象を撮像する上で、上述したスリットの往復動作に伴う空白期間が存在しないこととなり、観測光Ｌに対する走査時間が大幅に短縮されるようになる。これにより、変換走査されたライン状の光に基づく撮像対象の撮像時間を大幅に短縮することができるようになる。
【００７１】
次に、図３を参照して上記ライン光走査機構１２０による観測光Ｌの走査原理を説明する。なお、図３（ａ）及び（ｂ）は、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを側面から見たときの光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回転角と上記観測光Ｌとの関係を示したものである。
【００７２】
すなわち、図３（ａ）に示すように、例えば光選択部材１２１ａ〜１２１ｈのうちの光選択部材１２１ｅのみが回転動作したとすると、上記受光レンズ１１０を介して取り込まれた撮像対象の観測光Ｌのうち、回転動作している光選択部材１２１ｅに投射された観測光Ｌｅのみが上記分光器１３０及び撮像素子１４０へと案内される。一方、初期状態とされている光選択部材１２１ａ〜１２１ｄ及び１２１ｆ〜１２１ｈに投射された観測光Ｌは、上記分光器１３０及び撮像素子１４０が存在しない方向へと反射される。この結果、分光器１３０及び撮像素子１４０には、光選択部材１２１ｅの形状に対応するライン状の光のみが投射されることとなる。
【００７３】
一方、図３（ｂ）に示すように、上記光選択部材１２１ｅが再び回転動作することにより初期状態へと戻されると、この光選択部材１２１ｅに投射された観測光Ｌｅは、他の光選択部材１２１ａ〜１２１ｄ及び１２１ｆ〜１２１ｈに投射された観測光Ｌと同様に、上記分光器１３０及び撮像素子１４０が存在しない方向へと反射されることとなる。
【００７４】
このように本実施の形態では、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各別の回転動作と光の反射作用とを通じて、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々に投射された観測光Ｌを順次ライン状の光に変換して分光器１３０及び撮像素子１４０へと案内することができるようになる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上記ライン光走査機構１２０を構成する光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々の選択的な回動を通じて、撮像対象から観測された観測光Ｌをライン状の光に順次変換走査することとした。このため、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの周期的な回動を通じて撮像対象の観測光Ｌを走査することができるようになり、撮像対象のスペクトルデータを連続的に取得することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。
【００７６】
（２）上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを光の反射体によって構成するとともに、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回動に基づき反射されるライン状の光を上記分光器１３０に取り込むこととした。このため、光の反射作用を利用して、撮像対象から観測された
観測光Ｌをライン状の光に変換走査することができるようになる。これにより、より簡易な構成のもとに上記ライン光走査機構１２０を構成することができるようになる。また、ライン状に変換された光は、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎによる光の反射作用を通じて任意の方向に案内可能であることから、上記分光器１３０や撮像素子１４０の配置位置の自由度が高められるようにもなる。
【００７７】
（３）上記配列された光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々を一方向に連続的に回動させることによって上記観測光Ｌを順次変換走査することとした。このため、撮像対象の観測光Ｌに対する走査を一定の方向に対して行うことができるようになり、この変換走査に応じたスペクトルデータを取得することができるようになる。すなわち、既存のスリット走査に近似する態様で撮像対象の観測光Ｌを走査することができるようになる。これにより、順次変換走査されたライン状の光に基づく撮像対象の撮像を、既存の画像処理装置や画像処理方法を用いて行うことができるようになり、ひいては、撮像対象の撮像をより容易に行うことができるようになる。
【００７８】
（４）上記スペクトル撮像装置１００を車両に搭載することとした。このため、たとえ撮像対象として人物等の移動体や適宜変化する周辺環境を撮像する場合であれ、それら撮像対象を適切に撮像することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて撮像対象を撮像する上で、その実用性が高められるようになる。
（第２の実施の形態）
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構を具体化した第２の実施の形態について図４及び図５を参照して説明する。なお、本実施の形態は、上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎによる光の反射及び透過を通じて観測光Ｌの変換走査を行うものであり、その基本的な構成は先の第１の実施の形態と共通になっている。また、本実施の形態のスペクトル撮像装置も、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。
【００７９】
図４は、先の図１に対応する図として、この第２の実施の形態にかかるスペクトル撮像装置の概略構成を示したものである。なお、この図４において、先の図１に示した各要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【００８０】
図４に示すように、本実施の形態のスペクトル撮像装置１００は、上記受光レンズ１１０及びライン光走査機構１２０が、上記分光器１３０及び撮像素子１４０と同軸線上に配置されている。また、本実施の形態のライン光走査機構１２０は、観測光Ｌの進行方向に対して所定の傾斜角をもって配置されている。これにより、本実施の形態のライン光走査機構１２０では、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎがその配列方向に対する回転角が「０°」となる初期状態とされているときには、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎによって受光レンズ１１０を介して取り込まれた観測光Ｌが同観測光Ｌが取り込まれた側へと反射される。このため、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが初期状態とされているときには、撮像対象から観測された観測光Ｌは、ライン光走査機構１２０に対して観測光Ｌの進行方向に配置された分光器１３０及び撮像素子１４０には投射されないこととなる。
【００８１】
一方、同図４に示すように、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎのうち上端の光選択部材１２１ａが回動されると、この回動された光選択部材１２１ａと同光選択部材１２１ａに隣接配置された光選択部材１２１ｂとの間に隙間が形成される。そして、受光レンズ１１０を介して取り込まれた観測光Ｌの一部は、この隙間を介してライン光走査機構１２０を透過することとなる。このとき、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々がライン状に形成されているために、ライン光走査機構１２０を透過した観測光Ｌはライン状の光Ｌａへと変
換される。このように本実施の形態では、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎによる光の反射と透過との切り替えが、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回転動作を通じて実行される。
【００８２】
そして、観測光Ｌの走査に際しては、まず光選択部材１２１ａのみが予め規定された回転角まで回動されるとともに、その他の光選択部材１２１ｂ〜１２１ｎが初期状態とされる。次いで、光選択部材１２１ａが再び回動することで初期状態に戻されるとともに、同光選択部材１２１ａの下方に隣接配置された光選択部材１２１ｂのみが予め規定された回転角まで回動される。この結果、光選択部材１２１ｂと同光選択部材１２１ｂの下方に隣接して配列された光選択部材１２１ｃとの間にのみ隙間が形成されるようになる。そして、上端の光選択部材１２１ａから下端の光選択部材１２１ｎにかけて光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが連続的かつ周期的に回動されることにより、それら光選択部材１２１ａ〜１２１ｎ間での隙間がライン光走査機構１２０の上端から下端にかけて連続的かつ周期的に形成されるようになる。これにより、受光レンズ１１０を介してライン光走査機構１２０に投射された光は、ライン状の光に順次変換走査されるようになる。
【００８３】
そして例えば、光選択部材１２１ａの回動を通じてライン光走査機構１２０を透過したライン状の光Ｌａは、分光器１３０に投射される。こうして分光器１３０に投射された光Ｌａは、先の第１の実施の形態と同様に、分光器１３０を透過する際に複数の波長領域に分光される。そして、この分光された光Ｌａは、撮像素子１４０の撮像面に結像され、撮像素子１４０にて電気信号へと変換される。こうして変換された電気信号は、撮像素子１４０から上記画像処理部１５０へと入力され、撮像対象の撮像に供されることとなる。
【００８４】
このように構成されるスペクトル撮像装置１００では、撮像対象による観測光Ｌが受光レンズ１１０を介して取り込まれると、上記回転角制御部１２３による制御のもとに上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが連続的かつ周期的に回動する。すなわち、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回動を通じて形成される隙間が、ライン光走査機構１２０の上端から下端にかけて連続的かつ周期的に推移する。これにより、撮像対象から観測された観測光Ｌがライン光走査機構１２０の上端から下端にかけて順次透過されるようになり、観測光Ｌがライン状の光へと順次変換走査されるようになる。こうして、分光器１３０には、順次変換走査されたライン状の光が順次投射されるようになる。
【００８５】
そして、先の第１の実施の形態と同様に、上記観測光Ｌの取り込みから上記分光された光の結像までが適宜繰り返されることにより、上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎが上端の光選択部材１２１ａから下端の光選択部材１２１ｎにかけて順次回転動作したときの各波長領域に関する情報が撮像対象の一画像に相当するスペクトルデータとして蓄積される。そして、この蓄積されたスペクトルデータをもとに、各波長領域の値に各々対応する画像が再構成されるようになる。これにより、各波長領域に対応した画像の取得を通じて撮像対象が撮像されるようになる。
【００８６】
次に、図５を参照して上記ライン光走査機構１２０による観測光Ｌの走査原理を説明する。なお、図５（ａ）及び（ｂ）は、先の図３（ａ）及び（ｂ）に対応する図として本実施の形態の光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回転角と上記観測光Ｌとの関係を模式的に示したものである。
【００８７】
すなわち、図５（ａ）に示すように、例えば光選択部材１２１ａ〜１２１ｎのうちの光選択部材１２１ｅのみが回転動作したとすると、この光選択部材１２１ｅと同光選択部材１２１ｅに隣接する光選択部材１２１ｄとの間に隙間が形成されることとなる。このため、上記受光レンズ１１０を介して取り込まれた撮像対象の観測光Ｌの一部は、各光選択部材１２１ｅ及び１２１ｄの間に形成された隙間を介してライン光走査機構１２０を透過し
、上記分光器１３０及び撮像素子１４０へと案内される。
【００８８】
一方、初期状態とされている光選択部材１２１ａ〜１２１ｄ及び１２１ｆ〜１２１ｈに投射された観測光Ｌは、上記分光器１３０及び撮像素子１４０が存在しない方向へと反射される。この結果、分光器１３０及び撮像素子１４０には、光選択部材１２１ｅを透過したライン状の光のみが投射されることとなる。
【００８９】
また、図５（ｂ）に示すように、上記光選択部材１２１ｅが再び回転動作することにより初期状態へと戻されると、この光選択部材１２１ｅに投射された観測光Ｌｅは、他の光選択部材１２１ａ〜１２１ｄ及び１２１ｆ〜１２１ｈに投射された観測光Ｌと同様に上記分光器１３０及び撮像素子１４０が存在しない方向へと反射されることとなる。
【００９０】
このように、本実施の形態では、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各別の回転動作と光の反射及び透過とを通じて、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々に投射された観測光Ｌをライン状の光に変換して分光器１３０及び撮像素子１４０へと案内することができるようになる。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置及びスペクトル撮像方法及びライン光走査機構によれば、上記（１）、（３）、（４）の効果が得られるとともに、上記（２）に代えて以下の効果が得られるようになる。
【００９２】
（２Ａ）上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを光の反射体によって構成するとともに、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの回動に基づき透過されるライン状の光を上記分光器１３０に取り込むこととした。このため、光の反射及び透過の切り替えを通じて、撮像対象から観測された観測光Ｌをライン状の光に変換走査することができるようになる。これにより、より簡易な構成のもとに上記ライン光走査機構１２０を構成することができるようになる。
【００９３】
（第３の実施の形態）
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置を具体化した第３の実施の形態について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６（ａ）は本実施の形態のスペクトル撮像装置の概略構成を示しており、図６（ｂ）は本実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示している。そして図７は、本実施の形態のライン光走査機構の正面構造を示している。また、本実施の形態のスペクトル撮像装置も、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。
【００９４】
図６（ａ）に示すように、本実施の形態のスペクトル撮像装置２００は、撮像対象が自ら発する光や撮像対象が反射する光、すなわち撮像対象からの観測光Ｌを取り込む受光レンズ２１０を備えている。また、スペクトル撮像装置２００は、受光レンズ２１０を介して取り込まれた撮像対象の観測光Ｌをライン状の光に順次変換する機構として、矩形状の筐体２０１に収容されたライン光走査機構２２０を備えている。さらに、スペクトル撮像装置２００は、上記筐体２０１に収容された分光器２３０、撮像素子２４０、画像処理部２５０を備えている。
【００９５】
このうちライン光走査機構２２０は、図６（ｂ）に示すように、周回回転可能な無端帯状体２２１と同無端帯状体２２１を周回回転させるためのローラ状の４つの駆動部２２２とを備えている。駆動部２２２には、そのローラ面における両端に、無端帯状体２２１と嵌合される突起２２２ａがローラ面を一周する態様で形成されている。このように構成される駆動部２２２は、上記筐体２０１の四隅に配置されており、その駆動を制御する制御部２２３に電気的に接続されている（図６（ａ））。そして、この制御部２２３による上
記無端帯状体２２１を周回回転させるための制御指令値は、各駆動部２２２及び上記画像処理部２５０に入力される。
【００９６】
無端帯状体２２１は、その概略構成を図６（ｂ）に示すように、撮像対象の撮像に際して変換すべきライン状の光に対応する形状を有する複数のスリット２２１ａ〜２２１ｎが、上記受光レンズ２１０及び撮像素子２４０の長手方向の幅Ｄ１と同じ間隔Ｄ２のもとに配列されている（Ｄ１＝Ｄ２）。また、無端帯状体２２１の正面構造を図７に示すように、同無端帯状体２２１の短手方向の両端には、上記駆動部２２２に形成された突起２２２ａが嵌合される複数の同期孔Ｓｐがスリット２２１ａ〜２２１ｎの各々に対応して設けられている。そして、この同期孔Ｓｐに上記突起２２２ａが嵌合された状態で上記無端帯状体２２１が周回回転することにより、スリット２２１ａ〜２２１ｎと上記制御部２２３による制御指令値（駆動部２２２の駆動状態）とが機械的に同期されることとなる。これにより、上記制御部２２３による制御指令値が入力される画像処理部２５０では、受光レンズ２１０と分光器２３０との間に出現しているスリット２２１ａ〜２２１ｎの位置が特定可能とされている。
【００９７】
そして、先の図６（ａ）及び（ｂ）に示したように、こうした無端帯状体２２１が上記四隅に配置された駆動部２２２に張架されることによって、上記ライン光走査機構２２０が構成されている。これにより、上記受光レンズ２１０と分光器２３０及び撮像素子２４０との間には、無端帯状体２２１が介在されることとなる。
【００９８】
このように構成されるライン光走査機構２２０では、上記制御部２２３による制御指令値に基づいて各駆動部２２２が例えば反時計回りに回転駆動すると、それら駆動部２２２に張架された無端帯状体２２１が反時計回りに周回回転する。これにより、上記分光器２３０と受光レンズ２１０との間には、それらの間で周回回転する無端帯状体２２１に形成されたスリット２２１ａ〜２２１ｎが連続的に出現することとなる。
【００９９】
そして、撮像対象から観測された観測光Ｌが受光レンズ２１０に取り込まれると、この取り込まれた観測光Ｌは、そのときに上記分光器２３０と受光レンズ２１０との間に出現している例えばスリット２２１ａを透過してライン状の光Ｌａに変換される。こうして、無端帯状体２２１が周回回転することにより、スリット２２１ａが受光レンズ２１０及び分光器２３０の上端から下端にかけて移動すると、観測光Ｌがその上端から下端にかけてライン状の光に順次変換走査されるようになる。そして、上記スリット２２１ａにより変換されたライン状の光Ｌａは、分光器２３０に取り込まれて波長毎の成分λａ１〜λａｎに分散され、撮像素子２４０にて受光される。こうして、撮像素子２４０にて受光された光は、電気信号に変換されて画像処理部２５０へと入力される。そして、この画像処理部２５０では、先の第１及び第２の実施の形態と同様に、撮像素子２４０にて変換された電気信号と上記制御部２２３による制御指令値とに基づいて撮像対象の撮像が行われるようになる。
【０１００】
このように本実施の形態では、無端帯状体２２１が連続的に周回回転することにより、分光器２３０と受光レンズ２１０との間には、スリット２２１ａ〜２２１ｎがスリット２２１ａ→スリット２２１ｂ→スリット２２１ｃ．．といった態様で連続的に出現するようになる。これにより、受光レンズ２１０を介して取り込まれた観測光Ｌは、スリット２２１ａ〜２２１ｎの連続的な周回回転を通じて、一定の方向にかつ連続的にライン状の光に変換走査されるようになる。そのため、スリット走査にかかる冗長性が解消されるようになり、ライン状の光に変換走査された光に基づく撮像対象の撮像時間が大幅に短縮されるようになる。こうして、順次走査されるライン状の光に基づいて、上記画像処理部２５０による撮像対象の撮像が行われるようになる。
【０１０１】
以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上記観測光Ｌをライン状の光に順次変換走査する機構として、周回回転可能な無端帯状体２２１に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリット２２１ａ〜２２１ｎが所定の間隔をもって配列されたライン光走査機構２２０を用いることとした。そして、このライン光走査機構２２０を構成する無端帯状体２２１の連続的な周回回転を通じて、上記観測光Ｌを順次ライン状の光に変換走査して分光器２３０に取り込むこととした。このため、撮像対象から観測された観測光Ｌを、一定の方向にかつ連続的にライン状の光へと変換することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。
【０１０２】
（２）また、ライン光走査機構２２０としてこのような構成によれば、スリット２２１ａ〜２２１ｎが形成された無端帯状体２２１を周回回転させるといった、より簡易な構成及び容易な制御のもとに撮像対象を撮像することができるようになる。
【０１０３】
（３）上記スペクトル撮像装置２００を車両に搭載することとした。このため、たとえ人物等の移動体や適宜変化する周辺環境を撮像する場合であれ、それら撮像対象を限られた撮像時間内で適切に撮像することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて撮像対象を撮像する上で、その実用性が高められるようになる。
【０１０４】
（第４の実施の形態）
以下、本発明にかかるスペクトル撮像装置を具体化した第４の実施の形態について図８を参照して説明する。なお、図８（ａ）は本実施の形態のスペクトル撮像装置の概略構成を示しており、図８（ｂ）は本実施の形態のライン光走査機構の概略構成を示している。また、本実施の形態のスペクトル撮像装置も、例えば車両に搭載されて道路環境や自車両の周辺に存在する人物等の撮像に用いられる。
【０１０５】
図８（ａ）に示すように、本実施の形態のスペクトル撮像装置３００は、撮像対象が自ら発する光や撮像対象が反射する光、すなわち撮像対象からの観測光Ｌを取り込む受光レンズ３１０を備えている。またスペクトル撮像装置３００は、受光レンズ３１０を介して取り込まれた撮像対象の観測光Ｌをライン状の光に順次変換する機構として、回転軸Ｏを中心に回転可能に構成された円盤状のライン光走査機構３２０を備えている。さらにスペクトル撮像装置２００は、観測光Ｌの進行方向後方に分光器２３０、撮像素子２４０、画像処理部２５０を備えている。
【０１０６】
このうちライン光走査機構３２０は、その正面構造を図８（ｂ）に示すように、円盤状の回転盤３２１を備えて構成されている。この回転盤３２１には、上記回転軸Ｏを中心として所定の間隔を隔てた２つの同心円ＯＡ及びＯＢの内から外にかけて、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリット３２１ａ〜３２１ｎが渦巻き状に配列されている。なお、本実施の形態では、上記分光器３３０及び撮像素子３４０の一辺の長さＤ３と、２つの同心円ＯＡ及びＯＢの間隔Ｄ４とが等しくなるように形成されている（Ｄ３＝Ｄ４）。また、スリット３２１ａ〜３２１ｎは、上記観測光Ｌを走査する分解能に対応する数だけ配列されている。そして、回転盤３２１の２つの同心円ＯＡ及びＯＢ間の一領域である走査領域Ｒに対向して上記分光器３３０及び撮像素子３４０が配置されている。
【０１０７】
また、ライン光走査機構３２０は、上記回転盤３２１を回転させる駆動源として駆動部３２２を備えている（図８（ａ））。この駆動部３２２は、その駆動状態を制御する制御
部３２３に電気的に接続されている。そしてこの制御部３２３による制御指令値は、制御対象とする駆動部３２２と上記画像処理部３５０とに入力される。
【０１０８】
このように構成されるライン光走査機構３２０では、上記制御部３２３による制御指令値に基づいて駆動部３２２が駆動すると、回転盤３２１が例えば受光レンズ３１０側から見て反時計回りに回転する。そして、図８（ｂ）に示すように、例えば上記スリット３２１ａ〜３２１ｎのうちのスリット３２１ａが上記走査領域Ｒに位置しているときには、図８（ａ）に例示するように、このスリット３２１ａを介して、上記受光レンズ３１０から取り込まれた観測光Ｌがライン状の光Ｌａに変換されて分光器３３０に投射される。こうして回転盤３２１が回転すると、次に、スリット３２１ａに隣接するスリット３２１ｂが上記走査領域Ｒに位置することとなる。そして、このスリット３２１ｂを介して上記受光レンズ３１０から取り込まれた観測光Ｌがライン状の光に変換され、この変換されたライン状の光が分光器３３０に投射されることとなる。
【０１０９】
このように本実施の形態では、分光器３３０が対向配置された上記走査領域Ｒには、回転盤３２１が連続的に回転することによりスリット３２１ａ→スリット３２１ｂ→スリット３２１ｃといった態様でスリット３２１ａ〜３２１ｎが順次出現するようになる。そしてこのとき、スリット３２１ａ〜３２１ｎが２つの同心円ＯＡ及びＯＢ間の内から外にかけて漸次ずれる態様で配列されたことによって、受光レンズ３１０を介して取り込まれた観測光Ｌがその上端から下端にかけて走査されるようになる。これにより、受光レンズ３１０を介して取り込まれた観測光Ｌは、スリット３２１ａ〜３２１ｎの連続的な出現を通じて、一定の方向にかつ連続的にライン状の光に変換走査されるようになる。そのため、スリット走査にかかる冗長性が解消されるようになり、ライン状の光に変換走査された光に基づく撮像対象の撮像時間が大幅に短縮されるようになる。
【０１１０】
こうして、分光器３３０には、回転盤３２１の連続的な回転動作を通じて、観測光Ｌが順次変換走査されたライン状の光が投射されることとなる。そして、この分光器３３０に投射された光が同分光器３３０にて複数の波長領域に分光され、この分光された光が撮像素子３４０の撮像面に結像される。こうして、画像処理部３５０では、先の第１〜第３の実施の形態と同様、撮像素子３４０にて変換された電気信号と上記制御部３２３による制御指令値とに基づいて撮像対象の撮像が行われるようになる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態にかかるスペクトル撮像装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上記観測光Ｌをライン状の光に順次変換走査する機構として、回転盤３２１上の２つの同心円ＯＡ及びＯＢの内から外に、変換すべきライン状の光に対応する形状を有するスリット３２１ａ〜３２１ｎが渦巻き状に、かつ観測光Ｌを走査する分解能に対応する数だけ配列されたライン光走査機構３２０を用いることとした。そして、このライン光走査機構３２０を構成する回転盤３２１のうちの走査領域Ｒに対向して分光器３３０を配置し、回転盤３２１の連続的な回転を通じて、上記観測光Ｌを順次ライン状の光に変換走査して分光器３３０に取り込むこととした。このため、撮像対象から観測された観測光Ｌを、一定の方向にかつ連続的にライン状の光へと変換することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて同撮像対象を撮像する上で、スリット走査に起因する撮像時間の冗長性が解消されるようになり、いかなる撮像対象に対しても迅速なスペクトル撮像が可能となる。
【０１１２】
（２）また、ライン光走査機構３２０としてこのような構成によれば、スリット３２１ａ〜３２１ｎが形成された回転盤３２１を回転させるといった、より簡易な構成及び容易な制御のもとに撮像対象を撮像することができるようになる。
【０１１３】
（３）上記スペクトル撮像装置３００を車両に搭載することとした。このため、たとえ人物等の移動体や適宜変化する周辺環境を撮像する場合であれ、それら撮像対象を限られた撮像時間内で適切に撮像することができるようになる。これにより、撮像対象から取得されるスペクトルデータに基づいて撮像対象を撮像する上で、その実用性が高められるようになる。
【０１１４】
なお、上記各実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・上記第４の実施の形態では、回転盤３２１を反時計回りに回転させることとしたが、回転盤３２１を時計回り回転させて上記観測光Ｌをライン状の光に変換走査することもできる。この場合には、回転盤３２１が時計回りに回転すると、上記走査領域Ｒには同走査領域Ｒの下端から上端に向かってスリット３２１ｎ〜３２１ａが連続して出現するようになる。これにより、上記観測光Ｌを、走査領域Ｒの下端から上端にかけて一定の方向にかつ連続的にライン状の光に順次変換走査することができるようになる。
【０１１５】
・上記第４の実施の形態では、上記スリット３２１ａ〜３２１ｎを、回転盤３２１における２つの同心円ＯＡ及びＯＢの内から外にかけて渦巻き状に配列することとした。これに限らず、上記スリット３２１ａ〜３２１ｎを、回転盤３２１における２つの同心円ＯＡ及びＯＢの外から内にかけて渦巻き状に配列するようにしてもよい。この場合には、回転盤３２１が回転すると、上記走査領域Ｒには同走査領域Ｒの下端から上端に向かってスリット３２１ａ〜３２１ｎが連続して出現するようになる。これにより、上記観測光Ｌを、走査領域Ｒの下端から上端にかけて一定の方向にかつ連続的にライン状の光に順次変換走査することができるようになる。
【０１１６】
・上記第３の実施の形態では、上記無端帯状体２２１を反時計回りに周回回転させることとしたが、無端帯状体２２１を時計回りに周回回転させるようにしてもよい。この場合には、上記分光器２３０と受光レンズ２１０との間には、それらの間で周回回転する無端帯状体２２１に形成されたスリット２２１ｎ〜２２１ａが上方向に向けて連続的に出現することとなる。これにより、上記観測光Ｌを下端から上端にかけて連続的にライン状の光に順次変換走査することができるようになる。
【０１１７】
・上記第３の実施の形態では、駆動部２２２に突起２２２ａを設けるとともに、無端帯状体２２１に同期孔Ｓｐを設けることとしたが、受光レンズ２１０と分光器２３０との間に順次出現するスリット２２１ａ〜２２１ｎの位置さえ特定できれば、上記突起２２２ａ及び同期孔Ｓｐを割愛する構成としてもよい。
【０１１８】
・上記第１及び第２の各実施の形態のライン光走査機構１２０では、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々を一方向に連続的に回動させることによって、観測光Ｌを一方向に順次変換走査することとした。これに限らず、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの選択的な回動に基づいて観測光Ｌをライン状の光に変換するものであればよく、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを回動させる順序は任意である。
【０１１９】
・上記第１及び第２の実施の形態では、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの駆動源として、上記アクチュエータＭａ〜Ｍｎを用いることとした。これに限らず、アクチュエータＭａ〜Ｍｎを割愛するとともに、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを静電共振（静電力）あるいは電磁力により駆動されるＭＥＭＳミラーによって構成するようにしてもよい。この場合には、ライン光走査機構１２０としてのさらなる小型化が図られるようになり、上記スペクトル撮像装置１００としての小型化が図られるようになる。またこの他、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎとは、選択的に回動されるものであればよく、その駆動源も任意である。
【０１２０】
・また、上記ＭＥＭＳミラーを正方形状のミラーによって構成するようにしてもよい。すなわち、先の図２（ａ）及び（ｂ）に対応する図として図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、静電力や電磁力によって駆動される正方形状のＭＥＭＳミラー１２６を、上記変換すべき光のライン方向に配列することによって光選択部材１２１Ａａ〜１２１Ａｎの各々を構成するようにしてもよい。そして、図９（ｂ）に例示するように、上記ＭＥＭＳミラー１２６を光選択部材１２１Ａａ〜１２１Ａｎの別にそれぞれ同時駆動することによって、光選択部材１２１Ａａ〜１２１Ａｎの回転角を変更するようにしてもよい。この場合には、各々配列されたＭＥＭＳミラー１２６の列毎の同時駆動を通じて、撮像対象から観測された観測光Ｌがライン状の光に順次変換されるようになる。これにより、ＭＥＭＳミラー１２６によって光選択部材１２１Ａａ〜１２１Ａｎを構成する上で、既存のＭＥＭＳミラーを用いることができるようになり、ライン光走査機構としての汎用性が拡大されるようになる。
【０１２１】
・上記第２の実施の形態では、上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを反射体によって構成したが、上記光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを隙間なく配列された光の遮蔽体によって構成するようにしてもよい。そして、この光の遮蔽体によって構成される光選択部材の順次選択的な回動に基づき透過される光を観測光Ｌのライン状の変換走査光とするようにしてもよい。この場合には、光の遮蔽体による光選択部材の順次選択的な回動に基づいて、この光選択部材を透過した観測光がライン状の光に変換されるとともに、この変換された光が上記分光器１３０へと案内される。これにより、光選択部材による光の遮蔽及び透過を利用した観測光Ｌの変換走査が実現されるようになる。
【０１２２】
・上記第１の実施の形態では、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを隙間なく隣接配列することとしたが、反射体から構成される光選択部材１２１ａ〜１２１ｎによる光の反射を利用してライン状の光を分光器１３０に案内する上では、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎ間に隙間を有する構成であってもよい。また、第２の実施の形態では、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎを隙間なく配列することとしたが、各光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの間に光を遮蔽もしくは反射する部材を設ける場合には、光選択部材１２１ａ〜１２１ｎの各々を隔離して配列してもよい。要は、回転動作している光選択部材のみによって上記観測光Ｌがライン状の光に変換されて、同変換された光が分光器１３０に案内される構成であればよい。
【０１２３】
・上記各実施の形態では、上記スペクトル撮像装置を車両に搭載するとともに、道路環境や自車両の周辺に存在する人物等を撮像することとした。これに限らず、スペクトル撮像装置を単体の撮像装置として利用してもよく、その撮像対象も任意である。
【符号の説明】
【０１２４】
１００…スペクトル撮像装置、１１０…受光レンズ、１２０…ライン光走査機構、１２１ａ〜１２１ｎ、１２１Ａａ〜１２１Ａｎ…光選択部材、１２２…駆動部、１２３…回転角制御部、１２５ａ〜１２５ｎ…回転軸、１２６…ＭＥＭＳミラー、１３０…分光器、１４０…撮像素子、１５０…画像処理部、２００…スペクトル撮像装置、２０１…筐体、２１０…受光レンズ、２２０…ライン光走査機構、２２１…無端帯状体、２２１ａ〜２２１ｎ…スリット、２２２…駆動部、２２２ａ…突起、２２３…制御部、２３０…分光器、２４０…撮像素子、２５０…画像処理部、３００…スペクトル撮像装置、３１０…受光レンズ、３２０…ライン光走査機構、３２１…回転盤、３２１ａ〜３２１ｎ…スリット、３２２…駆動部、３２３…制御部、３３０…分光器、３４０…撮像素子、３５０…画像処理部、Ｒ…走査領域、Ｓｐ…同期孔、Ｍａ〜Ｍｎ…アクチュエータ。
【図１】
2012058037.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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