JP2016044995A - 測色方法、測色装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】明度の幅を維持して測色にかかる時間を短くすることができる測色方法を提供する。【解決手段】撮影装置１２が所定の露光時間で撮影して撮影データを出力し、撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを明度判定部３６が判定する。撮影データの明度が所定の範囲にないときには露光時間を変更して再撮影する。撮影データの明度が判定値未満のときには露光時間を長くして再撮影し、撮影データの明度が飽和したときには露光時間を短くして再撮影する。【選択図】図４

Description

本発明は、測色方法、測色装置および電子機器に関するものである。

従来、対向配置された鏡の間隔を変化させて、所定の波長の光を通過させる可変分光装置が知られている。可変分光装置はエタロン装置とも称される。可変分光装置は圧電素子や静電アクチュエーター等により鏡の間隔を変化することが可能になっている。可変分光装置と撮影装置とを組み合わせて特定の波長の分布を撮影することができる。そして、可変分光装置に分光させる波長を変えて撮影することにより被測定物が反射する色の分布を測定することができる。

撮影装置にはフォトトランジスターが２次元に配置された固体撮像素子が広く用いられている。固体撮像素子ではフォトトランジスターが光を電流信号に変換し、電流をコンデンサーに蓄電する。コンデンサーの電圧を出力することにより光の分布を電圧信号にして出力することができる。撮影装置は撮影する画像の明度の幅を示すダイナミックレンジが有限である。そして、固体撮像素子に光を当てる時間である露光時間を制御することにより、明るい場所、暗い場所を撮影することができる。

撮影装置のダイナミックレンジを広くする方法が特許文献１に開示されている。それによると、撮影装置は露光時間が長い長時間露光と露光時間が短い短時間露光との２つの露光ができるようにしている。そして、長時間露光と短時間露光とを交互に撮影する。次に、長時間露光で撮影した画像と短時間露光で撮影した画像とを合成していた。

特開２０１１−２１１６２０号公報

被測定物の色の分布を測定するときには複数の波長における撮影を行う。そして、被測定物は色によって明るい画像となるときと暗い画像となるときがあるため、撮影装置はダイナミックレンジを広くする必要がある。このとき、１つの色の測定において長時間露光及び短時間露光の撮影をするので、測色にかかる時間が長くかかっていた。そこで、検出する明度の幅を維持して測色にかかる時間を短くすることができる測色方法が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる測色方法であって、所定の露光時間で撮影して撮影データを出力し、前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定し、前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには前記露光時間を変更して再撮影することを特徴とする。

本適用例によれば、所定の露光時間で撮影が行われ、撮影データが出力される。そして、撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かが判定される。撮影データの明度が所定の範囲にないときには露光時間を変更して再撮影が行われる。撮影データの明度が所定の範囲にあるときには再撮影が行われずに撮影データが活用される。

撮影データの明度が低すぎるときや、高すぎて飽和状態となることがある。その対策として、複数の露光時間で撮影し明度が所定の範囲にある撮影データを活用する方法がある。この方法に比べて本適用例では撮影データを判定し必要なときだけ再撮影する。従って、撮影回数を減らすことができる為測色を短時間で行うことができる。その結果、明度の幅を維持して測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる測色方法において、前記撮影データの明度が判定値未満のときには前記露光時間を長くして再撮影し、前記撮影データの明度が飽和したときには前記露光時間を短くして再撮影することを特徴とする。

本適用例によれば、撮影データの明度が判定値未満のときには露光時間を長くして再撮影する。これにより、撮影データの明度が低い場所における明度を上げて撮影することができる。そして、明度の幅を広げることができる。撮影データの明度が飽和したときには露光時間を短くして再撮影する。撮影データの明度が高すぎて撮影可能な明度の範囲を超えることにより、明度が不明となった場所における明度を測定することができる。従って、撮影データの明度が低い場所においても高い場所においても明度の幅を広げることができる。

［適用例３］
上記適用例にかかる測色方法において、前記再撮影時の前記露光時間を記憶し、前記再撮影後に撮影する時には記憶した前記露光時間で撮影することを特徴とする。

本適用例によれば、再撮影時の露光時間を記憶している。そして、再撮影後に撮影する時には記憶した露光時間で撮影している。従って、類似した被測定物を続けて測定するときには再撮影する機会を減らすことができる。従って、測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる測色方法において、前記再撮影後に撮影する時には前記露光時間を設定して撮影することを特徴とする。

本適用例によれば、再撮影後に撮影する時には露光時間を設定して撮影している。操作者は再撮影時の露光時間を参照し被測定物に合った露光時間を設定する。従って、再撮影する機会を減らすことができる為、測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例５］
上記適用例にかかる測色方法において、前記撮影データは複数行を有する２次元データであり、前記撮影データの明度を判定するときは、１行の前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定し、前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには前記露光時間を変更して１行分を再撮影することを特徴とする。

本適用例によれば、撮影データは複数行を有する２次元データである。そして、１行の撮影データの明度の最大値が所定の範囲にあるか否かを判定している。再撮影が必要なときには露光時間を変更して１行分を再撮影している。１画面の撮影に比べて１行の撮影に要する時間は短い。従って、１画面毎に撮影と判定と再撮影とを行うときに比べて、１行毎に撮影と判定と再撮影とを行うことにより測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例６］
上記適用例にかかる測色方法において、前記再撮影した時の前記露光時間を記憶し、再撮影した行の次の行を撮影する時には記憶した前記露光時間で撮影すること特徴とする。

本適用例によれば、再撮影した行の露光時間を記憶している。そして、次の行を撮影する時には記憶した露光時間で撮影している。従って、撮影する撮影データで次の行の明度が類似する形態の被測定物を測定するときには再撮影する機会を減らすことができる。従って、測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例７］
本適用例にかかる測色方法であって、所定の露光時間で撮影して撮影データを出力し、前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定し、前記撮影データの明度が判定値未満のときには前記露光時間を延長して継続撮影することを特徴とする。

本適用例によれば、撮影データの明度が判定値未満のときには露光時間を延長して継続撮影している。従って、再撮影するときに比べて露光にかける時間を短くすることができる。その結果、測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例８］
本適用例にかかる測色装置であって、所定の波長の光を通過させる光フィルターと、前記光を受光して撮影し撮影データを出力する撮影部と、前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定する判定部と、前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには露光時間を変更して再撮影する制御部と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、光フィルターが所定の波長の光を通過させる。そして、撮影部が光を受光して撮影し撮影データを出力する。次に、判定部が撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定する。撮影データの明度が所定の範囲にないときには制御部が露光時間を変更して再撮影する。

撮影データの明度が低すぎるときや、高すぎて飽和状態となることがある。その対策として、撮影部が複数の露光時間で撮影し明度が所定の範囲にある撮影データを活用する方法がある。この方法に比べて本適用例では判定部が撮影データを判定し必要なときだけ制御部が再撮影する。従って、撮影回数を減らすことができる為測色を短時間で行うことができる。その結果、明度の幅を維持して測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例９］
上記適用例にかかる測色装置において、前記撮影データは複数行を有する２次元データであり、前記判定部は１行の前記撮影データの明度が所定の範囲にあるかを判定し、前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには前記制御部は前記露光時間を変更して１行分を再撮影することを特徴とする。

本適用例によれば、撮影データは複数行を有する２次元データである。判定部は１行の撮影データの明度の最大値が所定の範囲にあるかを判定する。撮影データの明度の最大値が所定の範囲にないときには制御部は露光時間を変更して１行分を再撮影する。１画面の撮影に比べて１行の撮影に要する時間は短い。従って、１画面毎に撮影と再撮影とを行うときに比べて、１行毎に撮影と再撮影とを行うことにより測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例１０］
上記適用例にかかる測色装置において、前記再撮影した時の前記露光時間を記憶する記憶部を備え、次に撮影する時には記憶した前記露光時間で撮影すること特徴とする。

本適用例によれば、記憶部が再撮影した時の露光時間を記憶する。そして、次に撮影する時には記憶した露光時間で撮影する。従って、類似した被測定物を続けて測定するときには再撮影する機会を減らすことができる。従って、測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例１１］
本適用例にかかる測色装置であって、所定の波長の光を通過させる光フィルターと、前記光を受光して撮影し撮影データを出力する撮影部と、前記撮影データの明度が所定の判定値以下であるか否かを判定する判定部と、前記撮影データの明度が前記所定の判定値以下のときには露光時間を変更して前記露光時間を延長して継続撮影する制御部と、を有することを特徴とする。

本適用例によれば、光フィルターが所定の波長の光を通過させる。そして、撮影部が光を受光して撮影し撮影データを出力する。次に、判定部が撮影データの明度が所定の判定値以下であるか否かを判定する。撮影データの明度が所定の判定値以下のときには制御部が露光時間を延長して継続撮影する。

撮影データの明度が判定値以下のときには制御部が露光時間を延長して継続撮影している。従って、再撮影するときに比べて露光にかける時間を短くすることができる。その結果、測色にかかる時間を短くすることができる。

［適用例１２］
本適用例にかかる電子機器は、測色装置と、前記測色装置を制御する制御部とを備えた電子機器であって、前記測色装置は上記に記載の測色装置であることを特徴とする。

本適用例によれば、電子機器は測色装置と、測色装置を制御する制御部とを備えている。そして、測色装置には上記の測色装置が用いられている。上記の測色装置は明度の幅を維持して測色にかかる時間を短くすることができる装置である。従って、電子機器は、明度の幅を維持して測色にかかる時間を短くすることができる測色装置を備えた機器とすることができる。

第１の実施形態にかかわる測色装置の構成を示すブロック図。 光フィルターの構造を示す模式側断面図。 測色装置の電気制御ブロック図。 測色方法のフローチャート。 測色方法を説明するための模式図。 測色方法を説明するための模式図。 測色方法を説明するための模式図。 測色方法を説明するための模式図。 測色方法を説明するための模式図。 測色方法を説明するための模式図。 測色方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわる測色方法を説明するための図。 第３の実施形態にかかわる測色方法を説明するための図。 測色方法を説明するための図。 測色方法を説明するための図。 第４の実施形態にかかわる測色方法を説明するための図。 第５の実施形態にかかわるガス検出装置の構成を示す模式正面図。 ガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図。 第６の実施形態にかかわる食物分析装置の構成を示すブロック図。 第７の実施形態にかかわる分光カメラの構成を示す概略斜視図。

本実施形態では測色装置と、この測色装置を用いて被測定物の反射光の波長を測定する測色方法と、の特徴的な例について図に従って説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。

（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわる測色装置及び測色方法について図１〜図１１に従って説明する。図１は、測色装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、測色装置１は光源２を備えている。光源２は白色光等の基準光を射出する。光源２は白熱灯と光フィルターとを組み合わせた構造となっている。他にも、複数色のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を組み合わせて射出する光の波長が所定の波長の分布となるように調整しても良い。

光源２と対向する場所には載置台３が設置され、載置台３上には被測定物４が設置されている。被測定物４と対向する場所に撮像レンズ５が設置されている。撮像レンズ５の光軸上には光フィルター６及び受光素子アレイ７がこの順に並んで配置されている。光源２から射出された光８は撮像レンズ５及び光フィルター６を通過して受光素子アレイ７を照射する。撮像レンズ５により被測定物４の像が受光素子アレイ７上に結像するように撮像レンズ５及び受光素子アレイ７が配置されている。

光フィルター６は可変光干渉フィルターであり、特定の波長を通過させる光学素子である。従って、受光素子アレイ７には特定の波長の反射光の画像が投影される。光フィルター６はフィルター駆動装置９と接続されている。フィルター駆動装置９は光フィルター６を駆動して光フィルター６が通過させる光８の波長を制御する。

受光素子アレイ７は光を電気信号に変換するフォトダイオードが格子状に配置された２次元の撮像素子基板である。受光素子アレイ７にはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）イメージセンサー、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサー、ＣＭＤ（ｃｈａｒｇｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｌｌ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いることができる。本実施形態では特に限定されないがＣＣＤイメージセンサーを用いている。受光素子アレイ７は受光する光８の強さを電圧に変換する。駆動回路１１は変換された電圧をデジタルデータに変換して出力する。本実施形態では、例えば、明度を１０２４階調のデジタルデータに変換している。

受光素子アレイ７は回路基板１０に設置されている。回路基板１０には受光素子アレイ７を駆動する駆動回路１１が設置されている。受光素子アレイ７、回路基板１０、駆動回路１１等により撮影部としての撮影装置１２が構成されている。光源２、フィルター駆動装置９及び撮影装置１２は制御装置１３と接続され、制御装置１３は光源２、光フィルター６及び撮影装置１２を制御する。

図２は光フィルターの構造を示す模式側断面図である。図２に示すように、光フィルター６は固定基板１４と可動基板１５とが接合された構造となっている。固定基板１４には中央に円形の第１反射膜１６が設置されている。第１反射膜１６の周囲には円環状の第１電極１７が設置され、第１電極１７は第１反射膜１６を囲んでいる。

可動基板１５には第１反射膜１６と対向する面に第２反射膜１８が設置されている。光８は第１反射膜１６と第２反射膜１８との間で反射を繰り返し干渉する。そして、第１反射膜１６と第２反射膜１８との間の距離に対応する光８が光フィルター６を通過する。

可動基板１５において第２反射膜１８の周囲には第１電極１７と対向する場所に円環状の第２電極２１が設置されている。第１電極１７及び第２電極２１はフィルター駆動装置９と接続されている。フィルター駆動装置９は第１電極１７と第２電極２１との間に電圧を印加する。これにより第１電極１７と第２電極２１との間には静電気力が作用する。

可動基板１５には円環状の溝２２が形成されている。溝２２により可動基板１５は薄くなっている。そして、可動基板１５では第２反射膜１８が光８の進行方向に移動し易くなっている。第１電極１７と第２電極２１との間に静電気が蓄電されるとき、第１電極１７と第２電極２１との間には引力または斥力が作用する。これにより、フィルター駆動装置９は第１反射膜１６と第２反射膜１８との距離を制御することができる。

図３は測色装置の電気制御ブロック図である。図３に示すように、測色装置１の制御装置１３はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ２３（中央演算処理装置）と各種情報を記憶する記憶部としてのメモリー２４とを有する。

フィルター駆動装置９、撮影装置１２、光源２、入力装置２５及び表示装置２６が、入出力インターフェイス２７及びデータバス２８を介してＣＰＵ２３に接続されている。

入力装置２５にはキーボード等の複数のスイッチの他に外部機器から各種の設定情報を入力するインターフェイスを備えている。そして、測色装置１は入力装置２５を介して測色装置１を駆動するときに用いるデータ等を入力することができる。操作者は入力装置２５を操作することにより各種の設定を行うことが可能になっている。表示装置２６は測定した色データや撮影した画像等の情報を表示する部位である。表示装置２６には液晶表示装置や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置等を用いることができる。

メモリー２４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、外付けのハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、測色装置１における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト２９を記憶する記憶領域が設定される。さらに、撮影装置１２が撮影した画像等のデータである撮影データ３０を記憶するための記憶領域も設定される。他にも、ＣＰＵ２３が判定を行うときに用いる判定値等のデータである判定データ３１を記憶するための記憶領域が設定される。

他にも、撮影装置１２が撮影するときにフォトダイオードが受光する時間である露光時間のデータである露光時間データ３２を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、ＣＰＵ２３のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。

ＣＰＵ２３はメモリー２４内に記憶されたプログラムソフト２９に従って、撮影装置１２が出力するデータを用いて被測定物４の色を検出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部としてＣＰＵ２３は光フィルター６が透過する光８の波長を指示し、フィルター駆動装置９に光フィルター６を駆動させる指示を行う光フィルター制御部３３を有する。さらに、撮影装置１２に撮影の開始、終了、撮影条件の指示を行う制御部としての撮像制御部３４を有する。さらに、撮影装置１２が撮影した画像を合成する演算を行う画像演算部３５を有する。

さらに、ＣＰＵ２３は撮影装置１２が撮影した画像に明度が飽和した場所があるか否かの判定を行う判定部としての明度判定部３６を有する。明度判定部３６は撮影装置１２が撮影した画像のうち最も明るい場所の明度が判定値より明るいか否かの判定を行う。さらに、ＣＰＵ２３は光フィルター制御部３３が設定する露光時間を演算する制御部としての露光時間演算部３７を有する。

次に、上述した測色装置１を用いて被測定物４が発する特定の波長の画像を撮影する測色方法について図４〜図１１にて説明する。図４は、測色方法のフローチャートであり、図５〜図１１は測色方法を説明するための模式図またはグラフである。

図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１は被測定物設置工程に相当し、載置台３上に被測定物４を設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は波長設定工程に相当する。この工程は、光フィルター６が透過する光８の波長を設定する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は露光時間設定工程に相当し、撮影装置１２が撮影するときに受光素子アレイ７を露光する時間を設定する工程である。次にステップＳ４に移行する。

ステップＳ４は撮影工程に相当する。この工程は、撮影装置１２が光フィルター６を通して被測定物４を撮影する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は明度判定工程に相当する。この工程は、撮影した画像の明度を判定する工程である。画像の明度が所定の判定値内にあるときはステップＳ６に移行する。画像の明度が飽和しているときはステップＳ３に移行する。他にも、画像の明度が判定値より小さいときはステップＳ３に移行する。

ステップＳ６は画像合成工程に相当する。この工程は、露光時間の異なる画像を撮影したとき、複数の画像を１つの画像に合成する工程である。合成する画像がないときには何も処理しない。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は被測定物除去工程に相当する。この工程は、載置台３から被測定物４を除去する工程である。以上の工程により被測定物４を測色する工程を終了する。測色する色を変えて同じ被測定物４を測定するときにはステップＳ２からスタートする。

次に、図１〜図３、図５〜図１１を用いて、図４に示したステップと対応させて、測色方法を詳細に説明する。
ステップＳ１では図１に示すように載置台３上に被測定物４を設置する。載置台３には被測定物４を固定する図示しないクランプ装置が設置されている。操作者は被測定物４が移動しないようにクランプ装置を用いて被測定物４を載置台３に固定する。

ステップＳ２では光フィルター制御部３３がフィルター駆動装置９に光フィルター６が透過する光８の波長を指示する。図２に示すように、フィルター駆動装置９は第１電極１７及び第２電極２１に接続されている。フィルター駆動装置９が第１電極１７と第２電極２１との間の電圧を制御する。そして、第１反射膜１６と第２反射膜１８との間の距離が光フィルター６を透過する光８の波長に対応する距離に設定される。

図５及び図６はステップＳ３の露光時間設定工程、ステップＳ４の撮影工程及びステップＳ５の明度判定工程に対応する図である。図５（ａ）において横軸は撮影装置１２が撮影を開始した後の時間の経過を示している。縦軸は撮影された画像のある場所の画素の明度出力を示している。図中上側が下側より大きな出力になっている。受光素子アレイ７は光の強さを電圧に変換し駆動回路１１が１０２４階調のデジタルデータに変換している。従って、縦軸は明度を示すデジタルデータの値を示している。ステップＳ３において、露光時間演算部３７が露光時間としての第１露光時間３８を設定する。第１露光時間３８は露光時間の初期値であり、過去に実験を行って適正な値に設定するのが好ましい。

ステップＳ４において撮影装置１２が撮影を行い、撮影データを出力する。第１明度推移線４１は被測定物４の明るい場所を撮影した画像の明度の推移の例を示す。第１明度推移線４１では撮影の開始により明度出力が上昇し第１露光時間３８に達する前に飽和する。“飽和する“とは撮影装置１２の明度出力が能力の最大である１０２４階調まで達したことを示す。飽和したときの明度出力を飽和出力４２とする。

第２明度推移線４３は被測定物４が適度に明るい場所に対応する画像の明度の推移の例を示す。第２明度推移線４３では第１露光時間３８が経過したときの明度出力である第２明度出力４４が飽和出力４２に達していない値となっている。このときの第２明度出力４４は適正に検出されている。

図５（ｂ）は撮影装置１２が出力した第１画像４５を示している。第１画像４５において第１領域４５ａは第１明度推移線４１に示される領域であり、明度出力が飽和出力４２となった場所である。そして、第２領域４５ｂは第２明度推移線４３に示される領域であり、明度出力が第２明度出力４４となった場所である。この図のように、第１画像４５の一部が第１領域４５ａとなる場合と第１画像４５の総てが第１領域４５ａとなる場合にはステップＳ３に移行する。

図６（ａ）において図の縦軸及び横軸は図５（ａ）と同じであり説明を省略する。ステップＳ３において、露光時間演算部３７が露光時間を露光時間としての第２露光時間４６に設定する。第２露光時間４６は第１露光時間３８より短い時間である。第２露光時間４６は特に限定されないが、本実施形態では例えば、第２露光時間４６は第１露光時間３８の１／３の時間に設定されている。次に、ステップＳ４では撮影装置１２が被測定物４を再撮影する。

第３明度推移線４７は被測定物４が明るい場所に対応する画像の明度の推移の例を示す。再撮影では露光時間を短くしている。これにより、第３明度推移線４７では第２露光時間４６が経過したときの明度出力である第３明度出力４８は飽和出力４２に達していない値となっている。露光時間と明度出力とは正比例するので、露光時間を短くすることにより明度出力を下げることができる。このときの第３明度出力４８は適正に検出されている。

第４明度推移線４９は被測定物４が適度に明るい場所に対応する画像の明度の推移の例を示す。第４明度推移線４９では第２露光時間４６が経過したときの明度出力である第４明度出力５０は飽和出力４２に達していない値となっている。このときの第４明度出力５０は適正に検出されている。

図６（ｂ）は撮影装置１２が再撮影して出力した第２画像５１を示している。第２画像５１は第１画像４５より露光時間の短い画像になっている。第２画像５１において第１領域５１ａは第３明度推移線４７に示される領域であり、明度出力が第３明度出力４８となった場所である。そして、第２領域５１ｂは第４明度推移線４９に示される領域であり、明度出力が第４明度出力５０となった場所である。この図のように、第２画像５１では明度出力が飽和出力４２に達していないのでステップＳ６に移行する。

図７はステップＳ６の画像合成工程に対応する図である。図７（ａ）において、縦軸は明度出力を示し横軸は露光時間を示している。第２相関線５２は第２領域４５ｂ及び第２領域５１ｂに対応する場所の明度出力と露光時間との関係を示している。第２相関線５２が示すように、明度出力と露光時間とは正の相関関係にある。従って、第１露光時間３８が第２露光時間４６の３倍の時間となっているとき、第２明度出力４４は第４明度出力５０の３倍となる。

第１相関線５３は第１領域４５ａ及び第１領域５１ａに対応する場所の明度出力と露光時間との関係を示している。第１相関線５３は第２相関線５２と同じく明度出力と露光時間とが正の相関関係にある。第１露光時間３８が第２露光時間４６の３倍の時間となっている。このとき、第１露光時間３８における第１明度推定出力５４は第３明度出力４８の３倍となる。第１明度推定出力５４は直接測定することができないが、画像演算部３５は第１相関線５３と第１露光時間３８の値を用いて四則演算することにより第１明度推定出力５４を算出する。

図７（ｂ）は画像演算部３５が算出した第３画像５５を示している。第３画像５５において第１領域５５ａは第１露光時間３８における明度出力が飽和出力４２となった場所であり、演算結果が第１明度推定出力５４となった場所である。そして、第２領域５５ｂは第１露光時間３８における明度出力が第２明度出力４４となった場所である。このように、画像演算部３５は第１露光時間３８の撮影データ３０及び第２露光時間４６の撮影データ３０を用いて第３画像５５を算出する。

図８及び図９はステップＳ３の露光時間設定工程、ステップＳ４の撮影工程及びステップＳ５の明度判定工程に対応する図である。次に、明度出力が低いときの説明をする。図８（ａ）において図の縦軸及び横軸は図５（ａ）と同じであり説明を省略する。ステップＳ３において、露光時間演算部３７が露光時間を第２露光時間４６に設定する。次に、ステップＳ４では撮影装置１２が被測定物４を撮影する。

第５明度推移線５６は被測定物４が明るい場所に対応する画像の明度の推移の例を示す。第５明度推移線５６では第２露光時間４６が経過したときの明度出力である第５明度出力５７は判定値５８を超えた値となっている。第６明度推移線６１は被測定物４が暗い場所に対応する画像の明度の推移の例を示す。第６明度推移線６１では第２露光時間４６が経過したときの明度出力である第６明度出力６２は判定値５８未満の値となっている。

図８（ｂ）は撮影装置１２が出力した第４画像６３を示している。第４画像６３において第１領域６３ａは第５明度推移線５６に示される領域であり、明度出力が第５明度出力５７となった場所である。そして、第２領域６３ｂは第６明度推移線６１に示される領域であり、明度出力が第６明度出力６２となった場所である。第２領域６３ｂでは明度出力が第６明度出力６２であり判定値５８に達していない。

ステップＳ５において明度判定部３６は第６明度出力６２と判定値５８を比較する。そして、暗い部分の第６明度出力６２が判定値５８より小さいときステップＳ３に移行し再撮影する判断を行う。ステップＳ３では露光時間演算部３７が露光時間を第１露光時間３８に設定する。第４画像６３では第２領域６３ｂの明度出力が判定値５８未満であったので明度出力を上げるために露光時間を第２露光時間４６より長い第１露光時間３８を選択する。次に、ステップＳ４では撮影装置１２が被測定物４を再撮影する。

図９（ａ）において図の縦軸及び横軸は図５（ａ）と同じであり説明を省略する。第７明度推移線６４は被測定物４が明るい場所に対応する画像の明度の推移の例を示す。第７明度推移線６４では第１露光時間３８が経過したときの明度出力である第７明度出力６５は判定値５８を超えた値となっている。第８明度推移線６６は被測定物４が暗い場所に対応する画像の明度の推移の例を示す。第８明度推移線６６では第１露光時間３８が経過したときの明度出力である第８明度出力６７は判定値５８以上の値となっている。

図９（ｂ）は撮影装置１２が出力した第５画像６８を示している。第５画像６８において第１領域６８ａは第７明度推移線６４に示される領域であり、明度出力が第７明度出力６５となった場所である。そして、第２領域６８ｂは第８明度推移線６６に示される領域であり、明度出力が第８明度出力６７となった場所である。この図のように、第５画像６８では第１領域６８ａ及び第２領域６８ｂの明度出力が判定値５８以上となっている。

ステップＳ５において明度判定部３６は第７明度出力６５及び第８明度出力６７と判定値５８を比較する。そして、第７明度出力６５及び第８明度出力６７が判定値５８以上の値であるのでステップＳ６に移行する判断を行う。第７明度出力６５及び第８明度出力６７は適正に検出されている。ステップＳ６において第５画像６８は合成する必要がないのでステップＳ７に移行する。

図１０はステップＳ５の明度判定工程に対応する図である。縦軸は度数を示し、図中上側が下側より大きな数となっている。横軸は明度出力を示し、図中右側が左側より大きな出力となっている。図１０（ａ）において、第１明度分布６９は撮影装置１２が撮影した画像における明度の分布の例を示す。第１明度分布６９は判定値５８以上の明度出力となっている。そして、一部の明度出力が飽和出力４２に達している。このとき、明度判定部３６は露光時間を短くして再撮影する判断を行う。そして、ステップＳ３〜ステップＳ５を行い、ステップＳ６にて画像の合成を行う。

図１０（ｂ）において、第２明度分布７０は撮影装置１２が撮影した画像における明度の分布の別の例を示す。第２明度分布７０は一部が判定値５８未満の明度出力となっている。そして、明度出力が飽和出力４２に達していない。このとき、明度判定部３６は露光時間を長くして再撮影する判断を行う。そして、ステップＳ３〜ステップＳ５を行い、ステップＳ６にて画像の合成を行う。

図１０（ｃ）において、第３明度分布７１は撮影装置１２が撮影した画像における明度の分布の別の例を示す。第３明度分布７１は判定値５８以上の明度出力となっている。そして、明度出力が飽和出力４２に達していない。このとき、明度判定部３６はステップＳ６に移行する。ステップＳ６では画像の合成の必要がないので画像合成を行わずにステップＳ７に移行する。

図１０（ｄ）において、第４明度分布７２は撮影装置１２が撮影した画像における明度の分布の別の例を示す。第４明度分布７２は一部が判定値５８未満の明度出力となっている。そして、一部の明度出力が飽和出力４２に達している。このとき、明度判定部３６は露光時間を短くして再撮影を行い、さらに露光時間を長くして再撮影する判断を行う。そして、ステップＳ３〜ステップＳ５を２回行い、ステップＳ６にて画像の合成を行う。

以上のように、ステップＳ５の明度判定工程にて再撮影の判断をしている。そして、必要な場合のみ再撮影を行っている。従って、毎回露光時間を変えて複数の撮影を行う方法に比べて測色にかかる時間を短くすることができる。

ステップＳ７の被測定物除去工程では図１に示すように、載置台３に設置された被測定物４を載置台３から移動して除去する。以上の工程により１つの色の測定を終了する。同じ被測定物４において複数の色の分布を測定するときにはステップＳ６からステップＳ２に移行しても良い。

図１１はステップＳ５の明度判定工程に対応する図である。図１１において縦軸は露光時間を示し図中上側が下側より長い時間になっている。横軸は撮影順番を示し図中左側から右側へ順番に測定が行われる。丸形のプロットは通常の撮影を示し、四角形のプロットは再測定を示している。まず１回目の撮影では露光時間が短時間であり、２回目は露光時間を変えて再撮影している。このとき、露光時間演算部３７は露光時間を露光時間データ３２としてメモリー２４に記憶する。３回目と４回目は通常の撮影であり、露光時間演算部３７はメモリー２４から露光時間データ３２を入力して設定する。

５回目は露光時間を変えて再撮影している。このとき、露光時間演算部３７は露光時間を露光時間データ３２としてメモリー２４に記憶する。６回目〜８回目は通常の撮影であり、露光時間演算部３７はメモリー２４から露光時間データ３２を入力して設定する。９回目は露光時間を変えて再撮影している。このとき、露光時間演算部３７は露光時間を露光時間データ３２としてメモリー２４に記憶する。

再撮影時は露光時間をメモリー２４に記憶し、再撮影後に撮影する時には記憶した露光時間を設定して再撮影における露光時間で撮影する。これにより、類似した被測定物４を続けて測定するときには再撮影する機会を減らすことができる。従って、測色にかかる時間を短くすることができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、所定の露光時間で撮影が行われ、撮影データ３０が出力される。そして、撮影データ３０の明度が所定の範囲にあるか否かが判定される。撮影データ３０の明度が所定の範囲にないときには露光時間を変更して再撮影が行われる。撮影データ３０の明度が所定の範囲にあるときには撮影データ３０がそのまま活用される。

撮影データ３０の明度が低すぎるときや、高すぎて飽和状態となることがある。その対策として、複数の露光時間で撮影し明度が所定の範囲にある撮影データを活用する方法がある。この方法に比べて本実施形態では撮影データ３０を判定し必要なときだけ再撮影する。従って、撮影回数を減らすことができる為、測色を短時間で行うことができる。その結果、明度の幅を維持して測色にかかる時間を短くすることができる。

（２）本実施形態によれば、撮影データ３０の明度が判定値未満のときには露光時間を長くして再撮影する。これにより、撮影データ３０の明度が低い場所における明度を上げることができる。そして、明度の幅を広げることができる。撮影データの明度が飽和したときには露光時間を短くして再撮影する。これにより、撮影データ３０の明度が高すぎて明度が不明となった場所における明度を測定することができる。従って、撮影データの明度が低い場所においても高い場所においても明度の幅を上げることができる。

（３）本実施形態によれば、再撮影時の露光時間を記憶している。そして、再撮影後に撮影する時には記憶した露光時間で撮影している。従って、類似した被測定物４を続けて測定するときには再撮影する機会を減らすことができる。従って、測色にかかる時間を短くすることができる。

（第２の実施形態）
次に、測色方法の一実施形態について図１２の測色方法を説明するための図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１１に示した露光時間の設定を操作者が行う点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図１２はステップＳ５の明度判定工程に対応する図である。図１２における縦軸及び横軸は図１１と同じであり説明を省略する。すなわち、本実施形態ではまず１回目の撮影では露光時間が短時間であり、２回目は露光時間を長い露光時間に変えて再撮影している。３回目〜６回目は通常の撮影である。このとき、露光時間を操作者が被測定物４を確認して設定している。７回目は露光時間を長い露光時間に変えて再撮影している。８回目及び９回目は通常の撮影である。このとき、露光時間を操作者が被測定物４を確認して設定している。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、再撮影後に撮影する時には露光時間を操作者が設定して撮影している。操作者は再撮影時の露光時間を参照し被測定物４に合った露光時間を設定する。従って、再撮影する機会を減らすことができる為、測色にかかる時間を短くすることができる。

（第３の実施形態）
次に、測色方法の一実施形態について図１３〜図１５の測色方法を説明するための図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、撮影装置１２の出力を１行毎に再撮影の判断を行う点にある。そして、受光素子アレイ７はＣＣＤイメージセンサーからＣＭＯＳイメージセンサーに変更した。これにより、受光素子アレイ７は１行毎に撮影データを出力することができる。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図１３（ａ）は撮影装置１２が撮影した画像７５を示している。第１領域７５ａは明るい領域であり、第２領域７５ｂは暗い領域となっている。画像７５は複数の行を有する２次元データである。図中横方向をＸ方向とする。Ｘ方向は水平走査方向である。そして、縦方向をＹ方向とする。Ｙ方向は垂直走査方向である。第２領域７５ｂだけを走査する走査線の１つを第１走査線７６とする。第１領域７５ａ及び第２領域７５ｂを走査する走査線の１つを第２走査線７７とする。

ステップＳ４の撮影工程では１つの水平走査が行われる。そして、ステップＳ５の明度判定工程では１つの水平走査の出力に対して判定が行われる。図１３（ｂ）は第１走査線７６における明度出力の分布を示している。縦軸は撮影された画像における各画素の明度出力を示している。図中上側が下側より大きな出力になっている。横軸はＸ方向の位置を示している。第１明度分布線７８は第１走査線７６における明度出力の分布を示している。第１明度分布線７８は１行分の明度分布線になっている。第１明度分布線７８が示すように第１走査線７６では明度出力が判定値５８と飽和出力４２との間の範囲にある。従って、明度判定部３６は次の水平走査に移行する判断を行う。

図１３（ｃ）は第２走査線７７における明度出力の分布を示している。縦軸及び横軸は図１３（ｂ）と同じであり、説明を省略する。第２明度分布線７９は第２走査線７７における明度出力の分布を示している。第２明度分布線７９は１行分の明度分布線になっている。第２明度分布線７９が示すように第２走査線７７では明度出力が判定値５８以上となっている。そして、第１領域７５ａでは第２明度分布線７９の明度出力の一部が飽和出力４２になっている。従って、明度判定部３６は露光時間を短くして第２走査線７７に沿って再撮影する判断を行う。

そして、ステップＳ３の露光時間設定工程では露光時間を短く設定し、ステップＳ４の撮影工程では第２走査線７７に沿って再撮影する。露光時間演算部３７は変更した露光時間を露光時間データ３２としてメモリー２４に記憶する。図１４（ａ）は再撮影時の第２走査線７７における明度出力の分布を示している。縦軸及び横軸は図１３（ｂ）と同じであり、説明を省略する。第３明度分布線８０は第２走査線７７に沿って再撮影した撮影データにおける明度出力の分布を示している。第３明度分布線８０が示すように第２走査線７７では明度出力が飽和出力４２未満になっている。従って、明度判定部３６はステップＳ６の画像合成工程に移行する判断を行う。

図１４（ｂ）は図１３（ｂ）と同じ第１明度分布線７８を示す図である。ステップＳ６では第１明度分布線７８と第３明度分布線８０とを合成する。図１４（ｃ）は画像演算部３５が算出した第４明度分布線８１を示している。縦軸及び横軸は図１３（ｂ）と同じであり、説明を省略する。第４明度分布線８１は第２領域７５ｂの部分に第１明度分布線７８が用いられ、第１領域７５ａの部分には第３明度分布線８０を３倍する演算により得られたデータが用いられている。

第２走査線７７の次の行に対してステップＳ３及びステップＳ４が行われる。このとき、メモリー２４から露光時間データ３２を撮像制御部３４が入力して撮影装置１２を制御する。そして、再測定における露光時間にて撮影が行なわれる。これにより、第２走査線７７の次の行の明度が第２走査線７７と類似した分布のときには再撮影のステップを省略できる可能性を高くすることができる。

図１５（ａ）は第１走査線７６における別の例における明度出力の分布を示している。縦軸及び横軸は図１３（ｂ）と同じであり、説明を省略する。第５明度分布線８２は第１走査線７６における明度出力の分布を示している。第５明度分布線８２は１行分の明度分布線になっている。第５明度分布線８２が示すように第１走査線７６では明度出力が判定値５８未満の場所が存在している。従って、明度判定部３６は露光時間を長くして第１走査線７６に沿って再撮影する判断を行う。

そして、ステップＳ３の露光時間設定工程では露光時間を長く設定し、ステップＳ４の撮影工程では第１走査線７６に沿って再撮影する。露光時間演算部３７は変更した露光時間を露光時間データ３２としてメモリー２４に記憶する。図１５（ｂ）は再撮影時の第１走査線７６における明度出力の分布を示している。縦軸及び横軸は図１３（ｂ）と同じであり、説明を省略する。第６明度分布線８３は第１走査線７６に沿って再撮影した撮影データにおける明度出力の分布を示している。第６明度分布線８３が示すように第１走査線７６では明度出力が判定値５８以上である。そして、明度出力が飽和出力４２未満になっている。従って、明度判定部３６はステップＳ６の画像合成工程に移行する判断を行う。画像合成が不要であるのでステップＳ６では画像合成せずにステップＳ７に移行する。

第１走査線７６の次の行に対してステップＳ３及びステップＳ４が行われる。このとき、メモリー２４から露光時間データ３２を撮像制御部３４が入力して撮影装置１２を制御する。そして、再測定における露光時間にて撮影が行なわれる。これにより、第１走査線７６の次の行の明度が第６明度分布線８３と類似した分布のときには再撮影のステップを省略できる可能性を高くすることができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、撮影データ３０は複数行を有する２次元データである。そして、明度判定部３６は１行の撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定している。再撮影が必要なときには露光時間を変更して１行分を再撮影している。１画面の撮影に比べて１行の撮影に要する時間は短い。従って、１画面毎に撮影と再撮影とを行うときに比べて、１行毎に撮影と再撮影とを行うことにより測色にかかる時間を短くすることができる。

（２）本実施形態によれば、再撮影した行の露光時間をメモリー２４に記憶している。そして、次の行を撮影する時には記憶した露光時間で撮影している。従って、撮影する撮影データで次の行の明度が類似する形態の被測定物４を測定するときには再撮影する機会を減らすことができる。従って、測色にかかる時間を短くすることができる。

（第４の実施形態）
次に、測色方法の一実施形態について図１６の測色方法を説明するための図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、撮影装置１２の出力を１行毎に再撮影の判断を行う点にある。そして、受光素子アレイ７はＣＣＤイメージセンサーからＣＭＯＳイメージセンサーに変更した。さらに、受光素子アレイ７は信号処理回路を内蔵し１画素毎にフォトダイオードが出力する電流の蓄積時間を制御するインテリジェント撮像素子となっている。これにより、受光素子アレイ７は撮影データをリセットせずに継続撮影し出力することができる。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図１６は、ステップＳ３の露光時間設定工程、ステップＳ４の撮影工程、ステップＳ５の明度判定工程及びステップＳ６の画像合成工程に対応する図である。図１６（ａ）において、横軸は撮影装置１２が撮影を開始してからの時間の経過を示している。縦軸は撮影された画像における１つの画素の明度出力を示している。図中上側が下側より大きな出力になっている。

ステップＳ３では露光時間を第２露光時間４６に設定し、ステップＳ４にて撮影する。図中第９明度推移線８６は暗い場所における明度出力の経過を示し、第１０明度推移線８７は中程の明るさの場所における明度出力の経過を示している。第１１明度推移線８８は明るい場所における明度出力の経過を示している。

第９明度推移線８６が示すように、第２露光時間４６が経過した時点では暗い場所の明度出力である第９明度仮出力８９が判定値５８未満の値となっている。明度判定部３６は露光時間を第１露光時間３８に再設定し撮像制御部３４はこの画素における撮影を継続する。そして、露光時間が第１露光時間３８になったときの明度出力である第９明度出力９０を撮影データ３０として記憶する。

第１０明度推移線８７が示すように、第２露光時間４６が経過した時点では中程の明るさの場所の明度出力である第１０明度出力９１が判定値５８以上であり飽和出力４２未満の値となっている。明度判定部３６は第１０明度出力９１を撮影データ３０として記憶する。

第１１明度推移線８８が示すように、第２露光時間４６が経過した時点では明るい場所の明度出力が飽和出力４２の値となっている。明度判定部３６は再撮影を行う判定をする。露光時間演算部３７は第２露光時間４６の１／２の時間である第３露光時間９２を露光時間に設定する。第１１明度推移線８８に示すように撮像制御部３４は明度出力をリセットして第３露光時間９２で再撮影を行う。そして、第３露光時間９２が経過した時点での明度出力である第１１明度出力９３を撮影データ３０として記憶する。

図１６（ｂ）はステップＳ６の画像合成工程において画像演算部３５が算出した明度分布画像９４の例である。第１領域９５は暗い場所の画像であり第９明度推移線８６に対応する領域である。第２領域９６は中程の明るさの場所の画像であり第１０明度推移線８７に対応する領域である。第３領域９７は明るい場所の画像であり第１１明度推移線８８に対応する領域である。

第１領域９５は第９明度推移線８６に対応する場所である。第１領域９５では露光時間を第２露光時間４６の３倍である第１露光時間３８にして撮影した。画像演算部３５は第２露光時間４６を基準の露光時間として明度を演算する。そして、画像演算部３５は第１領域９５の明度を演算して第９明度出力９０の１／３倍の明度とする。

第２領域９６は第１０明度推移線８７に対応する場所である。第２領域９６では基準の露光時間である第２露光時間４６で露光した。画像演算部３５は第２領域９６の明度を第１０明度出力９１とする。

第３領域９７は第１１明度推移線８８に対応する場所である。第３領域９７では第２露光時間４６の１／２の時間である第３露光時間９２で露光した。画像演算部３５は第３領域９７の明度を演算して第１１明度出力９３の２倍の明度とする。画像演算部３５は各画素の明度を演算して明度分布画像９４を算出した。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第９明度推移線８６では第２露光時間４６における明度出力が判定値５８未満のときには露光時間を延長して継続撮影している。従って、明度出力をリセットしないので再撮影するときに比べて露光にかける時間を短くすることができる。その結果、測色にかかる時間を短くすることができる。

（第５の実施形態）
次に、上記の測色装置１を備えたガス検出装置の一実施形態について図１７及び図１８を用いて説明する。このガス検出装置は、例えば、特定ガスを高感度検出する車載用ガス漏れ検出器や、呼気検査用の光音響希ガス検出器等に用いられる。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図１７は、ガス検出装置の構成を示す模式正面図であり、図１８は、ガス検出装置の制御系の構成を示すブロック図である。図１７に示すように、電子機器としてのガス検出装置１０５はセンサーチップ１０６と吸引口１０７ａ、吸引流路１０７ｂ、排出流路１０７ｃ及び排出口１０７ｄを備えた流路１０７と本体部１０８とを有する構成となっている。

本体部１０８は、センサー部カバー１０９、排出手段１１０及び筐体１１１を備えている。センサー部カバー１０９を開閉することにより、流路１０７を着脱することが可能になっている。さらに、本体部１０８は光学部１１２、フィルター１１３、光フィルター１１４、受光素子１１５（検出部）等を含む検出装置を備えている。

さらに、本体部１０８は検出された信号を処理し、検出部を制御する制御部１１６（処理部）及び電力を供給する電力供給部１１７等を備えている。光学部１１２は、光を射出する光源１１８、ビームスプリッター１１９、レンズ１２０、レンズ１２１及びレンズ１２２により構成されている。ビームスプリッター１１９は光源１１８から入射された光をセンサーチップ１０６側に反射し、センサーチップ側から入射された光を受光素子１１５側に透過する。

図１８に示すように、ガス検出装置１０５には操作パネル１２５、表示部１２６、外部とのインターフェイスのための接続部１２７及び電力供給部１１７が設けられている。電力供給部１１７が二次電池の場合には充電のための接続部１２８を備えてもよい。更に、ガス検出装置１０５の制御部１１６は、ＣＰＵ等により構成された信号処理部１２９及び光源１１８を制御するための光源ドライバー回路１３０を備えている。更に、制御部１１６は光フィルター１１４を制御するための波長制御部１３１、受光素子１１５からの信号を受信する受光回路１３２を備えている。波長制御部１３１は第１の実施形態における制御装置１３の機能を備えている。更に、制御部１１６はセンサーチップ１０６のコードを読み取り、センサーチップ１０６の有無を検出するセンサーチップ検出器１３３からの信号を受信するセンサーチップ検出回路１３４を備えている。更に、制御部１１６は排出手段１１０を制御する排出ドライバー回路１３５等を備えている。

次に、ガス検出装置１０５の動作について説明する。本体部１０８の上部のセンサー部カバー１０９の内部にはセンサーチップ検出器１３３が設けられている。センサーチップ検出器１３３によりセンサーチップ１０６の有無が検出される。信号処理部１２９はセンサーチップ検出器１３３からの検出信号を検出するとセンサーチップ１０６が装着された状態であると判断する。そして、信号処理部１２９は表示部１２６へ検出動作を実施可能な旨を表示させる表示信号を出す。

そして、操作者により操作パネル１２５が操作され、操作パネル１２５から検出処理を開始する旨の指示信号が信号処理部１２９へ出力される。まず、信号処理部１２９は光源ドライバー回路１３０に光源駆動の指示信号を出力して光源１１８を作動させる。光源１１８が駆動されると、光源１１８から単一波長で直線偏光の安定したレーザー光が射出される。光源１１８には温度センサーや光量センサーが内蔵されており、センサーの情報が信号処理部１２９へ出力される。光源１１８から入力された温度や光量に基づいて、光源１１８が安定動作していると信号処理部１２９が判断すると、信号処理部１２９は排出ドライバー回路１３５を制御して排出手段１１０を作動させる。これにより、検出すべき標的物質（ガス分子）を含んだ気体試料が、吸引口１０７ａから吸引流路１０７ｂ、センサーチップ１０６内、排出流路１０７ｃ、排出口１０７ｄへと誘導される。尚、吸引口１０７ａには、除塵フィルター１０７ｅが設けられ、比較的大きい粉塵や一部の水蒸気等が除去される。

センサーチップ１０６は金属ナノ構造体が複数組み込まれた素子であり、局在表面プラズモン共鳴を利用したセンサーである。このようなセンサーチップ１０６ではレーザー光により金属ナノ構造体間で増強電場が形成される。この増強電場内にガス分子が入り込むと、分子振動の情報を含んだラマン散乱光、及びレイリー散乱光が発生する。これらのレイリー散乱光やラマン散乱光は光学部１１２を通ってフィルター１１３に入射する。フィルター１１３によりレイリー散乱光が分離され、ラマン散乱光が光フィルター１１４に入射する。

そして、信号処理部１２９は波長制御部１３１に対して制御信号を出力する。これにより、波長制御部１３１は光フィルター１１４のアクチュエーターを駆動させて検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光を光フィルター１１４に分光させる。分光した光が受光素子１１５にて受光されると、受光量に応じた受光信号が受光回路１３２を介して信号処理部１２９に出力される。

信号処理部１２９は、得られた検出対象となるガス分子に対応したラマン散乱光のスペクトルデータとＲＯＭに格納されているデータとを比較する。そしてし、検出対象となるガス分子が目的のガス分子か否かを判定し物質の特定をする。また、信号処理部１２９は表示部１２６にその結果情報を表示し、接続部１２７から外部へ出力する。

ラマン散乱光を光フィルター１１４により分光し、分光されたラマン散乱光からガス検出を行うガス検出装置１０５を例示した。ガス検出装置１０５はガス固有の吸光度を検出してガス種別を特定するガス検出装置として用いてもよい。この場合、センサー内部にガスを流入させ、入射光のうちガスにて吸収された光を検出するガスセンサーに光フィルター１１４を用いる。そして、ガス検出装置はガスセンサーによりセンサー内に流入されたガスを分析、判別する電子機器である。ガス検出装置１０５はこのような構成にすることで光フィルター１１４を用いてガスの成分を検出することができる。

信号処理部１２９には第１の実施形態〜第４の実施形態における制御装置１３の機能を備えている。そして、光フィルター１１４、受光素子１１５、波長制御部１３１、受光回路１３２及び信号処理部１２９が測色装置として機能する。そして、この測色装置は再撮影の機会を減らして効率良く測定することが可能になっている。従って、ガス検出装置１０５は、効率良く測色できる測色装置を備えた電子機器とすることができる。

（第６の実施形態）
次に、上記の測色装置１を備えた食物分析装置の一実施形態について図１９を用いて説明する。上記の測色装置１は近赤外線分光による糖類の非侵襲的測定装置や食物、生体、鉱物等の情報の非侵襲的測定装置等の物質成分分析装置に用いることができる。食物分析装置は物質成分分析装置の１種である。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図１９は、食物分析装置の構成を示すブロック図である。図１９に示すように、電子機器としての食物分析装置１３８は検出器１３９、制御部１４０及び表示部１４１を備えている。検出器１３９は光を射出する光源１４２、測定対象物１４３からの光が導入される撮像レンズ１４４、撮像レンズ１４４から導入された光を分光する光フィルター１４５を備えている。さらに、検出器１３９は分光された光を検出する撮像部１４６（検出部）を備えている。

制御部１４０は光源１４２の点灯・消灯制御、点灯時の明るさ制御を実施する光源制御部１４７及び光フィルター１４５を制御する波長制御部１４８を備えている。波長制御部１４８は第１の実施形態における制御装置１３の機能を備えている。さらに、制御部１４０は撮像部１４６を制御して撮像部１４６で撮像された分光画像を取得する検出制御部１４９、信号処理部１５０及び記憶部１５１を備えている。

食物分析装置１３８を駆動させると光源制御部１４７により光源１４２が制御されて光源１４２から測定対象物１４３に光が照射される。そして、測定対象物１４３で反射された光は撮像レンズ１４４を通って光フィルター１４５に入射する。光フィルター１４５は波長制御部１４８の制御により駆動される。これにより、光フィルター１４５から精度よく目的波長の光を取り出すことができる。そして、取り出された光は、例えば、ＣＣＤカメラ等により構成される撮像部１４６に撮像される。また、撮像された光は分光画像として記憶部１５１に蓄積される。また、信号処理部１５０は波長制御部１４８を制御して光フィルター１４５に印加する電圧値を変化させ、各波長に対する分光画像を取得する。

そして、信号処理部１５０は記憶部１５１に蓄積された各画像における各画素のデータを演算処理し、各画素におけるスペクトルを求める。また、記憶部１５１にはスペクトルに対する食物の成分に関する情報が記憶されている。記憶部１５１に記憶された食物に関する情報を基に信号処理部１５０は求めたスペクトルのデータを分析する。そして、信号処理部１５０は測定対象物１４３に含まれる食物成分と各食物成分含有量を求める。また、得られた食物成分及び含有量から信号処理部１５０は食物カロリーや鮮度等をも算出することができる。更に、画像内のスペクトル分布を分析することで、信号処理部１５０は検査対象の食物の中で鮮度が低下している部分の抽出等をも実施することができる。更には、信号処理部１５０は食物内に含まれる異物等の検出をも実施することができる。そして、信号処理部１５０は上述のようにして得られた検査対象の食物の成分や含有量、カロリーや鮮度等の情報を表示部１４１に表示させる処理をする。

制御部１４０は第１の実施形態〜第４の実施形態における制御装置１３の機能を備えている。そして、光フィルター１４５、撮像部１４６、波長制御部１４８、検出制御部１４９、記憶部１５１及び信号処理部１５０が測色装置として機能する。そして、この測色装置は再撮影の機会を減らして効率良く測定することが可能になっている。従って、食物分析装置１３８は、効率良く測色できる測色装置を備えた電子機器とすることができる。

また、食物分析装置１３８の他にも略同様の構成により、上述したようなその他の情報の非侵襲的測定装置としても利用することができる。例えば、血液等の体液成分の測定、分析等、生体成分を分析する生体分析装置として用いることができる。このような生体分析装置としては、例えば、血液等の体液成分を測定する装置に食物分析装置１３８を用いることができる。他にも、エチルアルコールを検知する装置とすれば、運転者の飲酒状態を検出する酒気帯び運転防止装置に食物分析装置１３８を用いることができる。また、このような生体分析装置を備えた電子内視鏡システムとしても用いることができる。更には、鉱物の成分分析を実施する鉱物分析装置としても用いることができる。

（第７の実施形態）
次に、上記の測色装置１を備えた分光カメラの一実施形態について図２０を用いて説明する。光を分光させて分光画像を撮像する分光カメラや分光分析機等に上記の測色装置１を用いることができる。このような分光カメラの一例として、上記の測色装置１と同様の装置を内蔵した赤外線カメラが挙げられる。尚、上記の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図２０は、分光カメラの構成を示す概略斜視図である。図２０に示すように、電子機器としての分光カメラ１５４はカメラ本体１５５、撮像レンズユニット１５６及び撮像部１５７を備えている。カメラ本体１５５は操作者により把持され操作される部分である。

撮像レンズユニット１５６はカメラ本体１５５に接続され、入射した画像光を撮像部１５７に導光する。また、この撮像レンズユニット１５６は対物レンズ１５８、結像レンズ１５９及びこれらのレンズ間に設けられた光フィルター１６０を備えて構成されている。カメラ本体１５５には光フィルター１６０が分光する光の波長を制御し、撮像部１５７を制御する制御部１６１が設置されている。

撮像部１５７は受光素子により構成され、撮像レンズユニット１５６により導光された画像光を撮像する。分光カメラ１５４では光フィルター１６０が撮像対象となる波長の光を透過させて、撮像部１５７が所望の波長の光の分光画像を撮像する。

制御部１６１には第１の実施形態〜第４の実施形態における制御装置１３の機能を備えている。そして、光フィルター１６０、撮像部１５７及び制御部１６１が測色装置として機能する。そして、この測色装置は再撮影の機会を減らして効率良く測定することが可能になっている。従って、分光カメラ１５４は、効率良く測色できる測色装置を備えた電子機器とすることができる。

更には、測色装置１を生体認証装置として用いてもよく、例えば、近赤外領域や可視領域の光を用いた血管、指紋、網膜及び虹彩等の認証装置にも適用できる。更には、測色装置１を濃度検出装置に用いることができる。この場合、上記の測色装置１により物質から射出された赤外エネルギー（赤外光）を分光して分析し、サンプル中の被検体濃度を測定する。

上記に示すように、上記の測色装置１は、入射光から所定の光を測色するいかなる装置にも適用することができる。そして、上記の測色装置１は上記のように複数の波長を効率良く測定させることができる。このため、複数の波長のスペクトルの測定、複数の成分に対する検出を効率よく実施することができる。このときにも、上記の測色装置１は効率良く測色することができる為、測色装置１を用いた電子機器は複数の波長の光を効率良く測色して利用することができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、再撮影時に飽和せずに撮影した。再撮影で飽和したときにはさらに露光時間を短くして撮影しても良い。精度良く測色することができる。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、露光時間が第１露光時間３８と第２露光時間４６との２段階の例であった。露光時間は３段階以上でもよい。被測定物４に反射する光８の光量に対応して精度良く測定することができる。

（変形例３）
前記第１の実施形態では、明度出力の一部が判定値５８より低いときに再撮影した。明度出力の最大値が判定値５８より低いときに再撮影しても良い。さらに、効率良く測色することができる。尚、変形例１〜変形例３の内容は前記第２の実施形態〜第７の実施形態にも適用しても良い。

１…測色装置、６…光フィルター、８…光、１２…撮影部としての撮影装置、２４…記憶部としてのメモリー、３４…制御部としての撮像制御部、３６…判定部としての明度判定部、３７…制御部としての露光時間演算部、３８…露光時間としての第１露光時間、４６…露光時間としての第２露光時間、５８…判定値、１０５…電子機器としてのガス検出装置、１３８…電子機器としての食物分析装置、１５４…電子機器としての分光カメラ。

Claims (12)

1. 所定の露光時間で撮影して撮影データを出力し、
   前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定し、
   前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには前記露光時間を変更して再撮影することを特徴とする測色方法。
2. 請求項１に記載の測色方法であって、
   前記撮影データの明度が判定値未満のときには前記露光時間を長くして再撮影し、
   前記撮影データの明度が飽和したときには前記露光時間を短くして再撮影することを特徴とする測色方法。
3. 請求項１または２に記載の測色方法であって、
   前記再撮影時の前記露光時間を記憶し、
   前記再撮影後に撮影する時には記憶した前記露光時間で撮影することを特徴とする測色方法。
4. 請求項１または２に記載の測色方法であって、
   前記再撮影後に撮影する時には前記露光時間を設定して撮影することを特徴とする測色方法。
5. 請求項１または２に記載の測色方法であって、
   前記撮影データは複数行を有する２次元データであり、
   前記撮影データの明度を判定するときは、１行の前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定し、
   前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには前記露光時間を変更して１行分を再撮影することを特徴とする測色方法。
6. 請求項５に記載の測色方法であって、
   前記再撮影した時の前記露光時間を記憶し、
   再撮影した行の次の行を撮影する時には記憶した前記露光時間で撮影することを特徴とする測色方法。
7. 所定の露光時間で撮影して撮影データを出力し、
   前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定し、
   前記撮影データの明度が判定値未満のときには前記露光時間を延長して継続撮影することを特徴とする測色方法。
8. 所定の波長の光を通過させる光フィルターと、
   前記光を受光して撮影し撮影データを出力する撮影部と、
   前記撮影データの明度が所定の範囲にあるか否かを判定する判定部と、
   前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには露光時間を変更して再撮影する制御部と、を有することを特徴とする測色装置。
9. 請求項８に記載の測色装置であって、
   前記撮影データは複数行を有する２次元データであり、
   前記判定部は１行の前記撮影データの明度が所定の範囲にあるかを判定し、
   前記撮影データの明度が前記所定の範囲にないときには前記制御部は前記露光時間を変更して１行分を再撮影することを特徴とする測色装置。
10. 請求項８または９に記載の測色装置であって、
    前記再撮影した時の前記露光時間を記憶する記憶部を備え、
    次に撮影する時には記憶した前記露光時間で撮影することを特徴とする測色装置。
11. 所定の波長の光を通過させる光フィルターと、
    前記光を受光して撮影し撮影データを出力する撮影部と、
    前記撮影データの明度が所定の判定値以下であるか否かを判定する判定部と、
    前記撮影データの明度が前記所定の判定値以下のときには露光時間を変更して前記露光時間を延長して継続撮影する制御部と、を有することを特徴とする測色装置。
12. 測色装置と、前記測色装置を制御する制御部とを備えた電子機器であって、
    前記測色装置は請求項８〜１１のいずれか一項に記載の測色装置であることを特徴とする電子機器。

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