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公開番号2025177908
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024085062
出願日2024-05-24
発明の名称光情報取得装置及び光情報取得方法
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/27 20060101AFI20251128BHJP(測定;試験)
要約【課題】検出領域に対して相対的に移動する対象物の広い範囲からの入射光の波長スペクトルに関する特性の取得を実現する。
【解決手段】計測システム1は、複数の画素が配列されてなる第1の画素部23aを有し、第1の画素部23aに対して相対的に移動する対象物Sからの計測光を検出し、第1の検出信号を出力する第1のラインセンサ部と、第1の画素部23aと並列に複数の画素が配列されてなる第2の画素部23bと、第2の画素部23bを覆うように配置され、所定の波長域において透過率が波長に応じて単調に変化する特性を有するLRGフィルタ31とを有し、第2の画素部23bに対して相対的に移動する対象物Sからの計測光を検出し、第2の検出信号を出力する第2のラインセンサ部と、少なくとも第1の検出信号及び第2の検出信号を基に、計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得するコンピュータ10と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の画素が配列されてなる第１の画素部を有し、前記第１の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第１の検出信号を出力する第１のラインセンサ部と、
前記第１の画素部と並列に複数の画素が配列されてなる第２の画素部と、前記第２の画素部を覆うように配置され、所定の波長域において透過率が波長に応じて単調に変化する特性を有する単調関数フィルタとを有し、前記第２の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第２の検出信号を出力する第２のラインセンサ部と、
少なくとも前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号を基に、前記計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得する演算部と、を備え、
前記第１のラインセンサ部の計測光の検出タイミング及び前記第２のラインセンサ部の計測光の検出タイミングとは、所定の時間差を有する、
光情報取得装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１のラインセンサ部は、前記第１の画素部を覆うように配置され、前記計測光を減光する減光フィルタをさらに有する、
請求項１に記載の光情報取得装置。
【請求項３】
前記第１のラインセンサ部における前記計測光の１回の検出における露光時間は、前記第２のラインセンサ部における前記計測光の１回の検出における露光時間よりも短く設定されている、
請求項１に記載の光情報取得装置。
【請求項４】
前記第２の画素部を覆うように配置され、前記計測光を透過させる板部材をさらに備え、
前記単調関数フィルタは、前記板部材における前記第２の画素部に対向する面上に配置される、
請求項１～３のいずれか１項に記載の光情報取得装置。
【請求項５】
前記第１の画素部及び前記第２の画素部と並列に複数の画素が配列されてなる第３の画素部と、前記第３の画素部を覆うように配置され、所定の波長域において透過率が波長に応じて曲線状に変化する特性を有する第１の曲線関数フィルタとを有し、前記第３の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第３の検出信号を出力する第３のラインセンサ部をさらに備え、
前記演算部は、少なくとも前記第１の検出信号、前記第２の検出信号、及び前記第３の検出信号を基に、前記計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の光情報取得装置。
【請求項６】
前記第１の曲線関数フィルタは、所定の波長域において透過率が波長に応じて単調に変化する特性を有する単調関数フィルタを２枚重ね合わせたフィルタである、請求項５に記載の光情報取得装置。
【請求項７】
前記第１の画素部、前記第２の画素部、及び前記第３の画素部と並列に複数の画素が配列されてなる第４の画素部と、前記第４の画素部を覆うように配置され、所定の波長域において透過率が波長に応じて曲線状に変化する特性を有する第２の曲線関数フィルタとを有し、前記第４の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第４の検出信号を出力する第４のラインセンサ部をさらに備え、
前記演算部は、少なくとも前記第１の検出信号、前記第２の検出信号、前記第３の検出信号、及び前記第４の検出信号を基に、前記計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得する、
請求項５に記載の光情報取得装置。
【請求項８】
前記第２の曲線関数フィルタは、所定の波長域において透過率が波長に応じて単調に変化する特性を有する単調関数フィルタを３枚重ね合わせたフィルタである、請求項７に記載の光情報取得装置。
【請求項９】
前記第１の画素部、前記第２の画素部、前記第３の画素部、及び前記第４の画素部と並列に複数の画素が配列されてなる第５の画素部と、前記第５の画素部を覆うように配置され、所定の波長域において透過率が波長に応じて曲線状に変化する特性を有する第３の曲線関数フィルタとを有し、前記第５の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第５の検出信号を出力する第５のラインセンサ部をさらに備え、
前記演算部は、少なくとも前記第１の検出信号、前記第２の検出信号、前記第３の検出信号、前記第４の検出信号、及び前記第５の検出信号を基に、前記計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得する、
請求項７に記載の光情報取得装置。
【請求項１０】
前記第３の曲線関数フィルタは、所定の波長域において透過率が波長に応じて単調に変化する特性を有する単調関数フィルタを４枚重ね合わせたフィルタである、請求項９に記載の光情報取得装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報取得装置及び光情報取得方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、入射する光の重心波長を検出することができる測定装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。この測定装置においては、傾斜ダイクロイックミラーを用いて、傾斜ダイクロイックミラーを透過した光及び傾斜ダイクロイックミラーを反射した光をそれぞれ検出し、それぞれの光の光量を基に入射光の波長スペクトルの重心波長を計算することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０２１／１６１６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来の測定装置によれば、対象物からの入射光の波長スペクトルに関する特性が取得可能とされる。さらに、検出領域に対して相対的に移動する対象物からの入射光の波長スペクトルに関する特性を取得可能な装置の実現が求められている。
【０００５】
本開示は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、検出領域に対して相対的に移動する対象物の広い範囲からの入射光の波長スペクトルに関する特性の取得を実現できる光情報取得装置及び光情報取得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】
【０００６】
実施形態の第一側面に係る光情報取得装置は、複数の画素が配列されてなる第１の画素部を有し、第１の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第１の検出信号を出力する第１のラインセンサ部と、第１の画素部と並列に複数の画素が配列されてなる第２の画素部と、第２の画素部を覆うように配置され、所定の波長域において透過率が波長に応じて単調に変化する特性を有する単調関数フィルタとを有し、第２の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第２の検出信号を出力する第２のラインセンサ部と、少なくとも第１の検出信号及び第２の検出信号を基に、計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得する演算部と、を備え、第１のラインセンサ部の計測光の検出タイミング及び第２のラインセンサ部の計測光の検出タイミングとは、所定の時間差を有する。
【０００７】
あるいは、実施形態の第二側面に係る光情報取得方法は、複数の画素が配列されてなる第１の画素部を用いて、第１の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第１の検出信号を出力する第１の光検出ステップと、複数の画素が配列されてなる第２の画素部と、第２の画素部を覆うように配置され、所定の波長域において透過率が波長に応じて単調に変化する特性を有する単調関数フィルタとを用いて、第２の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光を検出し、第２の検出信号を出力する第２の光検出ステップと、少なくとも第１の検出信号及び第２の検出信号を基に、計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得する演算ステップと、を含み、第１の光検出ステップによる計測光の検出タイミングと第２の光検出ステップによる計測光の検出タイミングとは、所定の時間差を有する。
【０００８】
上記第一側面および第二側面のいずれかによれば、第１の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光が第１の画素部によって検出されることにより、第１の検出信号が出力され、第２の画素部に対して相対的に移動する対象物からの計測光が、単調関数フィルタを透過した後に第２の画素部によって検出されることにより、第２の検出信号が出力され、第１の検出信号及び第２の検出信号を基に、計測光の波長スペクトルに関する特性値が取得される。これにより、検出領域に対して相対的に移動する対象物の広い範囲からの計測光の波長スペクトルに関する特性値を取得することができる。
【０００９】
上記第一側面においては、第１のラインセンサ部は、第１の画素部を覆うように配置され、計測光を減光する減光フィルタをさらに有してもよい。これにより、第１の画素部と第２の画素部とで検出される計測光の強度差を小さくすることができ、第１の検出信号の飽和を防止することができる。その結果、計測光の波長スペクトルに関する特性値を正確に取得することができる。
【００１０】
また、上記第一側面においては、第１のラインセンサ部における計測光の１回の検出における露光時間は、第２のラインセンサ部における計測光の１回の検出における露光時間よりも短く設定されていてもよい。上記構成によれば、第１の画素部と第２の画素部とで検出される計測光の強度差を小さくすることができ、第１の検出信号の飽和を防止することができる。その結果、計測光の波長スペクトルに関する特性値を正確に取得することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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