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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-07
(45)【発行日】2024-11-15
(54)【発明の名称】コンピュータ、プログラム、及び方法
(51)【国際特許分類】
G01J 3/02 20060101AFI20241108BHJP
G01J 3/36 20060101ALI20241108BHJP
【ＦＩ】
G01J3/02 Z
G01J3/36
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2023135422
(22)【出願日】2023-08-23
(62)【分割の表示】P 2022500259の分割
【原出願日】2021-01-04
(65)【公開番号】P2023169165
(43)【公開日】2023-11-29
【審査請求日】2023-10-10
(31)【優先権主張番号】P 2020022724
(32)【優先日】2020-02-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000236436
【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100140442
【弁理士】
【氏名又は名称】柴山 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100183438
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 泰史
(72)【発明者】
【氏名】中村 共則
【審査官】横尾 雅一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０７８７２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２７６８４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２３５３３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０２７７０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３１４４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２１１７２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０３１６２５８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｊ ３／００ － Ｇ０１Ｊ ３／５２
Ｈ０４Ｎ ５／２２２ － Ｈ０４Ｎ ５／２５７
Ｈ０４Ｎ ９／０１ － Ｈ０４Ｎ ９／１１
Ｇ０２Ｂ １９／００ － Ｇ０２Ｂ ２１／００
Ｇ０２Ｂ ２１／０６ － Ｇ０２Ｂ ２１／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
波長λ1と波長λ2の範囲において、波長の変化に応じて透過率がリニアに変化する光学素子を透過した光を撮像した透過画像から計測光の透過光量Ｔを求める透過光量算出処理と、前記光学素子を反射した光を撮像した反射画像から前記計測光の反射光量Ｒを求める反射光量算出処理と、
前記光学素子の前記波長λ1及び前記波長λ2、前記透過光量Ｔ、前記反射光量Ｒに基づいて、前記計測光の波長重心を求める演算処理と、を実行し、
前記演算処理において、前記透過光量T及び前記反射光量Rの差分値を計測光の全光量Ａで規格化し、規格化後の差分値及び前記光学素子の前記波長λ 1 及び前記波長λ 2 に基づいて、透過率が５０％となる波長λ 50% に対する波長差δλを求める、コンピュータ。
【請求項2】
前記演算処理において、前記λ50%及び前記波長差δλの和から前記計測光の波長重心を求める、請求項１記載のコンピュータ。
【請求項3】
前記透過光量算出処理を、前記透過画像に含まれる画素ごとに行い、前記反射光量算出処理を、前記反射画像に含まれる画素ごとに行い、前記演算処理を、前記画素ごとに行う、請求項１又は２記載のコンピュータ。
【請求項4】
前記透過画像及び前記反射画像に対し、前記光学素子への前記計測光の入射角度に応じた補正を行う処理、をさらに実行する請求項１又は２記載のコンピュータ。
【請求項5】
前記透過画像及び前記反射画像に対し、前記光学素子の光学特性に基づく補正を行う処理、をさらに実行する請求項１又は２記載のコンピュータ。
【請求項6】
画素ごとのゲイン補正を行う事により、前記透過画像及び前記反射画像に対してシェーディング補正を行う処理、をさらに実行する請求項１又は２記載のコンピュータ。
【請求項7】
波長λ1と波長λ2の範囲において、波長の変化に応じて透過率がリニアに変化する光学素子を透過した光を撮像した透過画像から計測光の透過光量Ｔを求める透過光量算出処理と、前記光学素子を反射した光を撮像した反射画像から前記計測光の反射光量Ｒを求める反射光量算出処理と、
前記光学素子の前記波長λ1及び前記波長λ2、前記透過光量Ｔ、前記反射光量Ｒに基づいて、前記計測光の波長重心を求める演算処理と、をコンピュータに実行させ、
前記演算処理において、前記コンピュータに、前記透過光量T及び前記反射光量Rの差分値を計測光の全光量Ａで規格化し、規格化後の差分値及び前記光学素子の前記波長λ 1 及び前記波長λ 2 に基づいて、透過率が５０％となる波長λ 50% に対する波長差δλを求めさせる、プログラム。
【請求項8】
前記演算処理において、前記コンピュータに、前記λ50%及び前記波長差δλの和から前記計測光の波長重心を求めさせる、請求項７記載のプログラム。
【請求項9】
前記コンピュータに対し、前記透過光量算出処理を、前記透過画像に含まれる画素ごとに行わせ、前記反射光量算出処理を、前記反射画像に含まれる画素ごとに行わせ、前記演算処理を、前記画素ごとに行わせる、請求項７又は８記載のプログラム。
【請求項10】
前記透過画像及び前記反射画像に対し、前記光学素子への前記計測光の入射角度に応じた補正を行う処理、を前記コンピュータにさらに実行させる請求項７又は８記載のプログラム。
【請求項11】
前記透過画像及び前記反射画像に対し、前記光学素子の光学特性に基づく補正を行う処理、を前記コンピュータにさらに実行させる請求項７又は８記載のプログラム。
【請求項12】
画素ごとのゲイン補正を行う事により、前記透過画像及び前記反射画像に対してシェーディング補正を行う処理、を前記コンピュータにさらに実行させる請求項７又は８記載のプログラム。
【請求項13】
波長λ1と波長λ2の範囲において、波長の変化に応じて透過率がリニアに変化する光学素子を透過した光を撮像した透過画像から計測光の透過光量Ｔを求める透過光量算出ステップと、前記光学素子を反射した光を撮像した反射画像から前記計測光の反射光量Ｒを求める反射光量算出ステップと、
前記光学素子の前記波長λ1及び前記波長λ2、前記透過光量Ｔ、前記反射光量Ｒに基づいて、前記計測光の波長重心を求める演算ステップと、を備え、
前記演算ステップにおいて、前記透過光量T及び前記反射光量Rの差分値を計測光の全光量Ａで規格化し、規格化後の差分値及び前記光学素子の前記波長λ 1 及び前記波長λ 2 に基づいて、透過率が５０％となる波長λ 50% に対する波長差δλを求める、方法。
【請求項14】
前記演算ステップにおいて、前記λ50%及び前記波長差δλの和から前記計測光の波長重心を求める、請求項１３記載の方法。
【請求項15】
前記透過光量算出ステップを、前記透過画像に含まれる画素ごとに行い、前記反射光量算出ステップを、前記反射画像に含まれる画素ごとに行い、前記演算ステップを、前記画素ごとに行う、請求項１３又は１４記載の方法。
【請求項16】
前記透過画像及び前記反射画像に対し、前記光学素子への前記計測光の入射角度に応じた補正を行うステップ、をさらに備える請求項１３又は１４記載の方法。
【請求項17】
前記透過画像及び前記反射画像に対し、前記光学素子の光学特性に基づく補正を行うステップ、をさらに備える請求項１３又は１４記載の方法。
【請求項18】
画素ごとのゲイン補正を行うことにより、前記透過画像及び前記反射画像に対してシェーディング補正を行うステップ、をさらに備える請求項１３又は１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像ユニット及び測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
対象物からの光を波長に応じて分離し、分離した波長を異なる撮像領域で撮像する撮像ユニットが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された撮像ユニットでは、光学素子であるダイクロイックミラーによって、波長を分離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－２３５３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載されたダイクロイックミラーは、ある波長を基準にして該波長よりも短い波長の光と長い波長の光とを分離するものであり、概ね、透過率が波長によらず１００％又は０％である。このようなダイクロイックミラーを用いる場合、例えば波長幅が狭い光を分離しようとすると、波長に応じて所望の分離ができないことが考えられる。このような波長幅が狭い光の分離にも対応する構成として、波長の変化に応じて透過率（及び反射率）が変化する波長帯の幅が広い（エッジ変移幅を有した）ダイクロイックミラーがある。エッジ変移幅を有したダイクロイックミラーは、波長幅が狭い光についても適切に分離することができる。
【0005】
ここで、エッジ変移幅を有したダイクロイックミラーでは、例えば光の入射角度に応じて光学特性が変化してしまう。このことによって、エッジ変移幅を有したダイクロイックミラーを用いた撮像ユニットでは、光の波長を正確に導出することができず、正しい撮像画像を得られないおそれがある。
【0006】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、光の波長を正確に導出し適切な画像を取得することができる撮像ユニット及び測定装置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】
本発明の一態様に係る撮像ユニットは、対象物からの光を波長に応じて透過又は反射することにより分離し、波長の変化に応じて透過率及び反射率が変化する波長帯の幅であるエッジ変移幅が所定の幅を有する分離光学素子と、分離光学素子において透過又は反射された光の一方を反射する反射光学素子と、分離光学素子において透過又は反射された光の他方を第１の撮像領域で撮像すると共に、反射光学素子において反射された光を第１の撮像領域とは異なる第２の撮像領域で撮像する撮像部と、分離光学素子における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性に基づいて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正する処理部と、を備える。
【0008】
本発明の一態様に係る撮像ユニットでは、エッジ変移幅が所定の幅を有する分離光学素子が用いられており、該分離光学素子における波長に対する透過率および反射率の変化に係る光学特性に基づいて撮像画像が補正されている。エッジ変移幅が所定の幅を有する分離光学素子を用いた場合には、波長幅が狭い光を適切に分離することができるものの、例えば分離光学素子に対する光の入射角度によって光学特性が変化してしまうことによって、光の波長を正確に導出し適切な画像を取得することができないおそれがある。この点、本発明の一態様に係る撮像ユニットでは、波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性、すなわち分離光学素子のエッジ変移幅に係る特性に基づいて、第１及び第２の撮像領域で撮像される画像が補正されるため、エッジ変移幅を有した分離光学素子固有の光学特性を考慮して補正された撮像画像を取得することができる。このことにより、分離光学素子によって分離された光（第１及び第２の撮像領域で撮像される光）の波長を適切に導出し、適切な（正確な）画像を取得することができる。
【0009】
処理部は、分離光学素子における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性を考慮した補正データを予め記憶しており、該補正データを用いて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正してもよい。このような構成によれば、予め記憶された補正データに基づき、容易且つ適切に撮像画像の補正を行うことができる。
【0010】
処理部は、分離光学素子における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性を考慮した補正データを受け付け、該補正データを用いて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正してもよい。このような構成によれば、例えばソフトウェアが実行されること又はインターネット等の外部から入力されることによって得た補正データに基づき、予め補正データを準備することなく、適切に撮像画像の補正を行うことができる。
【0011】
処理部は、分離光学素子に対する光の入射角度に起因する色斑を補正してもよい。エッジ変移幅を有した分離光学素子を用いた場合には、分離光学素子に対する入射角度に応じて分離光学素子の光学特性が変化してしまい撮像画像において色斑が生じることが問題となる。この点、該色斑を補正することによって、該色斑を低減した適切な画像を取得することができる。
【0012】
処理部は、波長の変化に応じて透過率及び反射率が変化する波長帯と変化しない波長帯との境界に起因する検出波長のずれを補正してもよい。このような境界は、波長の変化に応じて透過率等が変化する波長帯とは異なる光学特性となる。このため、波長の変化に応じて透過率等が変化する波長帯と同じ計算式で波長を導出すると、本来の波長とは異なる導出結果となるおそれがある。この点、このような境界に起因する検出波長のずれを補正することによって、光の波長を正確に導出し適切な画像を取得することができる。
【0013】
撮像部は、第１の撮像領域及び第２の撮像領域を有する単一の撮像素子であってもよい。これにより、単一の撮像素子を用いたシンプルな構成によって、複数の撮像画像を得ることができる。
【0014】
本発明の一態様に係る測定装置は、上述した撮像ユニットと、処理部によって補正された画像を含む撮像ユニットにおける処理結果を解析する解析部と、を備えている。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、光の波長を正確に導出し適切な画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態に係る測定装置を模式的に示した平面図である。
【図3】光のスペクトル及び傾斜ダイクロイックミラーの特性を説明する図である。
【図4】補正ユニットを模式的に示す図である。
【図5】計算波長の補正を説明するためのグラフである。
【図6】補正方法のフローチャートである。
【図7】変形例に係る傾斜ダイクロイックミラーの特性を説明する図である。
【図8】変形例に係るカメラシステムを模式的に示した図である。
【図9】変形例に係るカメラシステムを模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0018】
図１は、本実施形態に係る測定装置１を模式的に示した平面図である。測定装置１は、サンプルを撮像可能に構成されたカメラユニット（撮像ユニット）である。測定装置１は、サンプルからの光（例えば観察光）を波長成分に応じて分離し、各波長成分に対応する撮像素子１４，２４，３４によって各波長成分の光を撮像する。測定装置１は、撮像素子１４，２４，３４によって撮像された画像（撮像結果）を解析することにより、サンプルの良否判定を行う。サンプルは、例えばＬＥＤ、ミニＬＥＤ、μＬＥＤ、ＳＬＤ素子、レーザ素子、垂直型レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）、ＯＬＥＤ等の発光素子であってもよいし、ナノドット等を含む蛍光物質により発光波長を調整する発光素子であってもよい。サンプルが発光素子である場合には、サンプルの良否判定を行うとは、例えば複数の発光素子間における色斑情報に基づきサンプルの良否判定を行うことである。
【0019】
図１に示されるように、測定装置１は、カメラシステム２と、制御装置８０（処理部，解析部）とを備えている。カメラシステム２の詳細について、図２も参照しながら説明する。図１はカメラシステム２を含む測定装置１の平面図であり、図２はカメラシステム２の側面図である。
【0020】
図１及び図２に示されるように、カメラシステム２は、第１撮像ユニット１０と、第２撮像ユニット２０と、第３撮像ユニット３０と、無限遠補正レンズ４０と、ダイクロイックミラー５０と、ダイクロイックミラー６０と、を含んで構成されている。なお、図１及び図２には図示していないが、カメラシステム２は、サンプルを観察する対物レンズ（不図示）と、所望の波長範囲外の光を取り除く一又は複数のバンドパスフィルタ（不図示）とを備えている。カメラシステム２は、概ね三原色に対応する波長成分に光を分離して、それぞれの波長成分の光を撮像する。例えば、第１撮像ユニット１０は、青色の波長成分を含む３８０～５００ｎｍの光を撮像する。また、第２撮像ユニット２０は、緑色の波長成分を含む５００～６５０ｎｍの光を撮像する。また、第３撮像ユニット３０は、赤色の波長成分を含む６５０～８３０ｎｍの光を撮像する。
【0021】
無限遠補正レンズ４０は、入射したサンプルからの光を平行光に変換するコリメータレンズである。無限遠補正レンズ４０は、平行光が得られるように収差補正されている。無限遠補正レンズ４０から出力された平行光はダイクロイックミラー５０に入射する。
【0022】
ダイクロイックミラー５０は、特殊な光学素材を用いて作成されたミラーであり、サンプルからの光を波長に応じて透過又は反射することにより分離する。ダイクロイックミラー５０は、例えば特定の波長の光を反射すると共に、その他の波長の光を透過する。具体的には、ダイクロイックミラー５０は、例えば波長が５００ｎｍ未満の光を反射すると共に、その他の波長の光（波長が５００ｎｍ以上の光）を透過する。ダイクロイックミラー５０によって反射された光は、第１撮像ユニット１０に導かれる。ダイクロイックミラー５０を透過した光は、ダイクロイックミラー６０に入射する。
【0023】
ダイクロイックミラー６０は、特殊な光学素材を用いて作成されたミラーであり、サンプルからの光を波長に応じて透過又は反射することにより分離する。ダイクロイックミラー６０は、例えば特定の波長の光を反射すると共に、その他の波長の光を透過する。具体的には、ダイクロイックミラー６０は、例えば波長が５００ｎｍ以上且つ６５０ｎｍ未満の光を反射すると共に、その他の波長の光（波長が６５０ｎｍ以上の光）を透過する。ダイクロイックミラー６０によって反射された光は、第２撮像ユニット２０に導かれる。ダイクロイックミラー６０を透過した光は、第３撮像ユニット３０に導かれる。
【0024】
第１撮像ユニット１０は、傾斜ダイクロイックミラー１１（分離光学素子）と、全反射ミラー１２（反射光学素子）と、結像レンズ１３と、撮像素子１４（撮像部）と、を含んで構成されている。
【0025】
傾斜ダイクロイックミラー１１は、特殊な光学素材を用いて作成されたミラーであり、サンプルからの光を波長に応じて透過又は反射することにより分離する。傾斜ダイクロイックミラー１１は、例えば特定の波長の光を反射すると共に、その他の波長の光を透過する。具体的には、傾斜ダイクロイックミラー１１は、ダイクロイックミラー５０において反射された５００ｎｍ未満の光のうち３８０～５００ｎｍの光を反射すると共に、その他の波長の光を透過する。図３は、光のスペクトル及び傾斜ダイクロイックミラー１１の特性を説明する図である。図３において横軸は波長を示しており、縦軸はスペクトル強度（光のスペクトルの場合）及び透過率（傾斜ダイクロイックミラー１１の場合）を示している。図３の傾斜ダイクロイックミラー１１の特性Ｘ４に示されるように、傾斜ダイクロイックミラー１１においては、特定の波長帯（波長λ1～λ2の波長帯）では波長の変化に応じて光の透過率（及び反射率）が緩やかに変化し、該特定の波長帯以外の波長帯（すなわち、波長λ1よりも低波長側及び波長λ2よりも高波長側）では波長の変化に関わらず光の透過率（及び反射率）が一定とされている。換言すれば、特定の波長帯（波長λ１～λ２の波長帯）では波長の変化に応じて光の透過率が単調増加（反射率が単調減少）で変化している。透過率と反射率とは、一方が大きくなる方向に変化すると他方が小さくなる方向に変化する、負の相関関係にあるため、以下では「透過率（及び反射率）」と記載せずに単に「透過率」と記載する場合がある。なお、「波長の変化に関わらず光の透過率が一定」とは、完全に一定である場合だけでなく、例えば波長１ｎｍの変化に対する透過率の変化が０．１％以下であるような場合も含むものである。波長λ1よりも低波長側では波長の変化に関わらず光の透過率が概ね０％であり、波長λ2よりも高波長側では波長の変化に関わらず光の透過率が概ね１００％である。なお、「光の透過率が概ね０％である」とは、０％＋１０％程度の透過率を含むものであり、「光の透過率が概ね１００％である」とは、１００％－１０％程度の透過率を含むものである。また、以下では、波長の変化に応じて光の透過率が変化する波長帯の幅を「エッジ変移幅」として説明する場合がある。以上のように、傾斜ダイクロイックミラー１１は、波長の変化に応じて透過率が変化する波長帯の幅であるエッジ変移幅が所定の幅（波長λ1～λ2の幅）を有する分離光学素子である。
【0026】
全反射ミラー１２は、傾斜ダイクロイックミラー１１において反射された光を結像レンズ１３方向に反射する光学素子である。
【0027】
結像レンズ１３は、傾斜ダイクロイックミラー１１を透過した光、及び、傾斜ダイクロイックミラー１１において反射されると共に全反射ミラー１２において更に反射された光をそれぞれ結像させ、これらの光を撮像素子１４に導くレンズである。
【0028】
撮像素子１４は、傾斜ダイクロイックミラー１１を透過した光を第１の撮像領域で撮像すると共に、傾斜ダイクロイックミラー１１において反射されると共に全反射ミラー１２において更に反射された光を第１の撮像領域とは異なる第２の撮像領域で撮像する。撮像素子１４は、結像レンズ１３によって結像された画像を検出することによって、傾斜ダイクロイックミラー１１を透過した光及び全反射ミラー１２において反射された光を撮像する。撮像素子１４は、３８０～５００ｎｍの光を撮像するための撮像素子であり、例えばＣＣＤやＭＯＳ等のエリアイメージセンサである。また、撮像素子１４は、ラインセンサやＴＤＩ（Time Delay Integration）センサによって構成されていてもよい。本実施形態では、撮像素子１４は第１の撮像領域及び第２の撮像領域を有する単一の撮像素子であるとして説明するが、第１の撮像領域に係る撮像素子と、第２の撮像領域に係る撮像素子とが別に設けられていてもよい（２組設けられていてもよい）。この場合、結像レンズについても、撮像素子に対応して２組設けられる。撮像素子１４は、撮像結果である画像を制御装置８０に出力する。
【0029】
第２撮像ユニット２０は、第１撮像ユニット１０に含まれる構成と同様の構成を含んでおり、傾斜ダイクロイックミラー２１（分離光学素子）と、全反射ミラー２２（反射光学素子）と、結像レンズ２３と、撮像素子２４（撮像部）と、を含んで構成されている。傾斜ダイクロイックミラー２１は、ダイクロイックミラー６０において反射された５００ｎｍ以上且つ６５０ｎｍ未満の光のうち５００～６５０ｎｍの光を反射すると共に、その他の波長の光を透過する点を除いて、第１撮像ユニット１０の傾斜ダイクロイックミラー１１と同様の構成である。また、撮像素子２４は、５００～６５０ｎｍの光を撮像するための撮像素子である点を除いて、第１撮像ユニット１０の撮像素子１４と同様の構成である。
【0030】
第３撮像ユニット３０は、第１撮像ユニット１０に含まれる構成と同様の構成を含んでおり、傾斜ダイクロイックミラー３１（分離光学素子）と、全反射ミラー３２（反射光学素子）と、結像レンズ３３と、撮像素子３４（撮像部）と、を含んで構成されている。傾斜ダイクロイックミラー３１は、ダイクロイックミラー６０を透過した６５０ｎｍ以上のうち６５０～８３０ｎｍの光を反射すると共に、その他の波長の光を透過する点を除いて、第１撮像ユニット１０の傾斜ダイクロイックミラー１１と同様の構成である。また、撮像素子２４は、６５０～８３０ｎｍの光を撮像するための撮像素子である点を除いて、第１撮像ユニット１０の撮像素子１４と同様の構成である。
【0031】
図１に戻り、制御装置８０は、コンピュータであって、物理的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、ＣＰＵ等のプロセッサ（演算回路）、通信インターフェイス、ハードディスク等の格納部を備えて構成されている。制御装置８０は、メモリに格納されるプログラムをコンピュータシステムのＣＰＵで実行することにより機能する。制御装置８０は、マイコンやＦＰＧＡで構成されていてもよい。
【0032】
制御装置８０は、第１撮像ユニット１０、第２撮像ユニット２０、及び第３撮像ユニット３０のそれぞれにおいて得られた撮像結果に基づいて、撮像結果である画像の各ピクセル（視野内に結像された像の各ピクセル）の光量に基づき発光波長重心を計算し出力する。以下、発光波長重心の計算原理の一例について、図２を参照して詳細に説明する。なお、第１撮像ユニット１０、第２撮像ユニット２０、及び第３撮像ユニット３０の撮像結果に基づく発光波長重心の計算原理は同様であるので、以下では第１撮像ユニット１０の撮像結果に基づく発光波長重心の計算を例に説明する。
【0033】
上述したように、傾斜ダイクロイックミラー１１は、波長λ1よりも低波長側では全ての光を反射し、波長λ2よりも高波長側では全ての光を透過し、波長λ1～λ2の波長帯では光の透過率が波長に従ってリニアに変化するとする。この場合、波長λ1，λ2との関係において透過率ｈ（λ）は以下の（１）式で示され、反射率１－ｈ（λ）は以下の（２）式で示される。
h(λ)=（λ-λ1）/(λ2-λ1） (1)
1-h(λ)=(λ2-λ)/(λ2-λ1) (2)
h(λ)=（λ-λ1）/(λ2-λ1） (1)
1-h(λ)=(λ2-λ)/(λ2-λ1) (2)
【0034】
また、反射率が５０％となる波長λ５０％は以下の（３）式で示されることは明らかである。
λ50%=(λ2+λ1)/2 (3)
λ50%=(λ2+λ1)/2 (3)
【0035】
ある発光スペクトルｆ（λ）が図３の波形Ｘ２で示され、λ1とλ2の間にあり、λ1より短い波長及びλ2よりも長い波長において無視できる場合（例えば、バンドパスフィルタ（不図示）の特性が図３の波形Ｘ１で示され、発光スペクトルｆ（λ）の波長帯が制限される場合）、反射光量と透過光量とが等しいと仮定すると以下の（４）式が成立する。
∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)(1-h(λ))dλ (4)
（４）式を変形すると、以下の（５）式になる。
2∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)dλ (5)
∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)(1-h(λ))dλ (4)
（４）式を変形すると、以下の（５）式になる。
2∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)dλ (5)
【0036】
（５）式に（１）式を代入すると、
2∫f(λ)(λ-λ1）/(λ2-λ1)dλ=∫f(λ)dλ
となり、さらに両辺を２∫f(λ)dλ/ (λ2-λ1)で割ると、
∫f(λ)(λ-λ1）dλ/∫f(λ)dλ= (λ2-λ1)/2
∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ= (λ2+λ1)/2 (6)
となる。
2∫f(λ)(λ-λ1）/(λ2-λ1)dλ=∫f(λ)dλ
となり、さらに両辺を２∫f(λ)dλ/ (λ2-λ1)で割ると、
∫f(λ)(λ-λ1）dλ/∫f(λ)dλ= (λ2-λ1)/2
∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ= (λ2+λ1)/2 (6)
となる。
【0037】
（３）式を考慮すると、（６）式の右辺はλ50%であり、左辺は一般的に任意関数であるｆ（λ）の重心となることは明らかである。このような（６）式の左辺をλｆとする。以上のことから、透過率が波長に対して線形に傾斜したダイクロイックミラーを通ったある任意のスペクトルについて、透過光量と反射光量とが等しい場合には、スペクトルの重心λｆはλ50%で示される。
【0038】
つづいて、第２の発光スペクトルｇ（λ）（図３の波形Ｘ３）について考える。発光スペクトルｇ（λ）についても、スペクトルがλ1とλ2の間に全て含まれている。いま、発光スペクトルｆ（λ）とｇ（λ）について、透過光と反射光の差分を規格化したものの差を算出する。ｆ（λ）の透過光をＴf、反射光をＲf、全光量をＡf、透過光と反射光の差分をＤfとする。また、ｇ（λ）の透過光をＴｇ、反射光をＲｇ、全光量をＡｇ、透過光と反射光の差分をＤｇとする。また、ｇ（λ）の重心をλｇとする。このとき、Ｔf、Ｒf、Ｔｇ、Ｒｇは計測値であり、Ａf、Ａｇ、Ｄf、Ｄｇは計測値から直接算出可能な値である。これらの各値は、以下の式によっても示される。
Tf=∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)(λ-λ1)/（λ2-λ1）dλ (7)
Tg=∫g(λ)h(λ)dλ=∫g(λ)(λ-λ1)/（λ2-λ1）dλ (8)
Rf=∫f(λ)(1-h(λ))dλ=∫f(λ)(λ2-λ)/（λ2-λ1）dλ (9)
Rg=∫g(λ)(1-h(λ))dλ=∫g(λ)(λ2-λ)/（λ2-λ1）dλ (10)
Af=∫f(λ)dλ (11)
Ag=∫g(λ)dλ (12)
Df=Tf-Rf
=2/(λ2-λ1)*∫λf(λ)dλ-(λ2+λ1)/(λ2-λ1)*∫f(λ)dλ (13)
Dg=Tg-Rg
=2/(λ2-λ1)*∫λg(λ)dλ-(λ2+λ1)/(λ2-λ1)*∫g(λ)dλ (14)
Tf=∫f(λ)h(λ)dλ=∫f(λ)(λ-λ1)/（λ2-λ1）dλ (7)
Tg=∫g(λ)h(λ)dλ=∫g(λ)(λ-λ1)/（λ2-λ1）dλ (8)
Rf=∫f(λ)(1-h(λ))dλ=∫f(λ)(λ2-λ)/（λ2-λ1）dλ (9)
Rg=∫g(λ)(1-h(λ))dλ=∫g(λ)(λ2-λ)/（λ2-λ1）dλ (10)
Af=∫f(λ)dλ (11)
Ag=∫g(λ)dλ (12)
Df=Tf-Rf
=2/(λ2-λ1)*∫λf(λ)dλ-(λ2+λ1)/(λ2-λ1)*∫f(λ)dλ (13)
Dg=Tg-Rg
=2/(λ2-λ1)*∫λg(λ)dλ-(λ2+λ1)/(λ2-λ1)*∫g(λ)dλ (14)
【0039】
ここで、透過光と反射光の差分を規格化するとは、ＤfをＡf、ＤｇをＡｇで割ることに相当する。それらの差をＲとすると、以下の（１５）式が成立する。
R=Dg/Ag-Df/Af
={∫g(λ)λdλ/∫g(λ)dλ-∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ}*2/(λ2-λ1)
=2(λg-λf) /(λ2-λ1) (15)
R=Dg/Ag-Df/Af
={∫g(λ)λdλ/∫g(λ)dλ-∫f(λ)λdλ/∫f(λ)dλ}*2/(λ2-λ1)
=2(λg-λf) /(λ2-λ1) (15)
【0040】
発光スペクトルｆ（λ）の波長重心λｆ及び発光スペクトルｇ（λ）の波長重心λｇの差をδλとすると、以下の（１６）式及び（１７）式が成立する。
R=2δλ /(λ2-λ1) (16)
δλ=R(λ2-λ1)/2 (17)
以上のように、ある２つの任意のスペクトルｆ（λ），ｇ（λ）の重心の差が、透過光量及び反射光量を考慮した計算から得られることが示された。
R=2δλ /(λ2-λ1) (16)
δλ=R(λ2-λ1)/2 (17)
以上のように、ある２つの任意のスペクトルｆ（λ），ｇ（λ）の重心の差が、透過光量及び反射光量を考慮した計算から得られることが示された。
【0041】
そして、ｆ（λ）の重心がλ50%であるとき、反射光量と透過光量は等しくなるためＤfは0となる。つまり、任意のスペクトルg(λ)の波長重心λgは以下の（１８）式により示される。
λg=δλ+λ50% (18)
λg=δλ+λ50% (18)
【0042】
このように、発光スペクトルの重心は、フィルタの設計値、透過光量、及び反射光量から計算することができる。以上の原理に基づき、各ピクセルに入射した光の波長の重心を高精度に求めることができる。
【0043】
ここで、光の波長の重心を求める際には、例えば以下の要因により導出精度が低下してしまうことが考えられる。第１に、撮像素子１４のレンズの周辺は減光するため、このような個所のピクセルにおいては本来の光の波長の重心を適切に求めることができないおそれがある。第２に、傾斜ダイクロイックミラー１１の光学特性は、光の入射角度によって変化するところ、光の入射角度（視野内におけるピクセルの位置）によっては光の波長の重心を適切に求めることができない（入射角度に起因する色斑が生じる）おそれがある。第３に、レンズ及び撮像素子１４の感度によって波長ずれが生じるおそれがある。これらの課題に対しては、例えば、傾斜ダイクロイックミラー１１への光の入射角度を予め計算し、該入射角度に応じた補正を行うことが考えられる（上記第２の課題への解決策）。また、例えば、均一単色のレーザ光を照射面（白い物体）にあてて、それが均一になるようにピクセル毎のゲイン補正を行うことによって、シェーディング補正を行うことが考えられる（上記第１及び第２の課題への解決策）。また、傾斜ダイクロイックミラー１１の傾斜を抑えて、より９０度に近い角度で光を反射することによって、光の波長の重心を適切に求めることが考えられる。さらに、本実施形態では、以下の補正を行っている。
【0044】
すなわち、制御装置８０は、傾斜ダイクロイックミラー１１における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性に基づいて、撮像素子１４の第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正してもよい。制御装置８０は、例えば傾斜ダイクロイックミラー１１における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性を考慮した補正データを予め記憶しており、該補正データを用いて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正してもよい。制御装置８０は、傾斜ダイクロイックミラー１１における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性を考慮した補正データを受付け、該補正データを用いて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正してもよい。制御装置８０は、ソフトウェアが実行されること又はインターネット等の外部から入力されることによって、上述した補正データを受付けてもよい。
【0045】
図４及び図５を参照して、上述した補正データの生成について説明する。図４は、補正データを生成する補正ユニット１００を模式的に示す図である。図５は、計算波長（後述）の補正を説明するためのグラフである。第１撮像ユニット１０、第２撮像ユニット２０、及び第３撮像ユニット３０に関して、補正データの生成に係る処理は同様であるので、以下では、第１撮像ユニット１０に関する補正データの生成に係る処理を説明する。図４に示されるように、補正ユニット１００は、光源１０１と、光ファイバ１０２と、ＦＣアダプタ１０３と、拡散板１０４と、対物レンズ１０５と、を含んで構成されている。補正ユニット１００は、測定装置１のカメラシステム２に関する補正データを生成する際に用いられる。補正ユニット１００の対物レンズ１０５の後段（下流）には、上述したカメラシステム２の各構成（図２参照）が設けられているとする（図４には不図示）。
【0046】
光源１０１は、例えば、波長を変更可能な、単色／狭帯域光源である。または、光源１０１は、波長の異なる複数のレーザ光源であってもよいし、ＳＬＤ／ＬＥＤであってもよいし、白色光源とバンドパスフィルタとを含むものであってもよい。光源１０１は、少なくとも傾斜ダイクロイックミラー１１の傾斜範囲（波長の変化に応じて光の透過率（及び反射率）が緩やかに変化する範囲）において例えば５点以上の波長を選択できるものである。光源１０１から出射された光は、光ファイバ１０２及び拡散板１０４を介して対物レンズ１０５に導かれる。これにより、対物レンズ１０５によって光源１０１からの光が観察できる状態となる。
【0047】
補正データを生成する場合には、上述した補正ユニット１００をセットした状態で、光源１０１から出射される光の波長を変更しながら、各波長における、撮像素子１４の第１の撮像領域及び第２の撮像領域での画像を取得する。背景光等によるオフセット及びゲイン斑等の影響については除去してもよい。波長の間隔はおよそ等間隔としてもよい。そして、第１の撮像領域及び第２の撮像領域の画像に基づき、制御装置８０は、各波長における波長重心（計算波長）を導出する。制御装置８０は、図５（ａ）に示されるように、横軸に光源１０１の波長λ、縦軸に計算波長λ´をとる。理想的には、光源１０１の波長λと計算波長λ´とはリニアな関係となると考えられるが、図５（ａ）に示される例では、特に低波長側において計算波長λ´が理想値から大きく外れている。制御装置８０は、さらに、図５（ｂ）に示されるように、横軸に計算波長λ´、縦軸に計算波長λ´－光源１０１の波長λをとる。そして、制御装置８０は、図５（ｂ）のグラフの近似曲線Ｎを、例えば最小二乗法等により４次程度まで求めることにより、上述したような理想値から大きく外れた低波長側の計算波長λ´を適切に補正することができる。具体的には、制御装置８０は、計算波長λ´と、上述した最小二乗法の４次式とに基づき、補正された計算波長を求める。例えば、制御装置８０は、計算波長λ´と４次式の値とを足し合わせることにより補正された計算波長を求める。
【0048】
制御装置８０は、例えば、上述した補正データを用いることにより、傾斜ダイクロイックミラー１１に対する光の入射角度に起因する色斑を補正する。また、制御装置８０は、例えば上述した補正データを用いることにより、波長の変化に応じて透過率及び反射率が変化する波長帯と変化しない波長帯との境界に起因する検出波長（計算波長）のずれを補正する。このような境界（図３におけるλ１の近傍及びλ２の近傍の波長帯）は、波長の変化に応じて傾斜ダイクロイックミラー１１の透過率が変化する波長帯とは異なる光学特性となる場合がある。このため、このような境界に関して、波長の変化に応じて透過率が変化する波長帯と同じ計算式で波長を導出すると、本来の波長とは異なる計算結果となるおそれがある。この点、上述した補正データを用いて、理想値から外れた計算波長λ´を補正することにより、境界に起因する検出波長のずれを適切に補正することができる。制御装置８０は、補正された画像を含む処理結果を解析することにより、サンプルの良否判定を行う。
【0049】
次に、上述した補正データを用いる補正方法について、図６を参照して説明する。図６は、補正方法のフローチャートである。図６の処理が実施される前提として、カメラシステム２の上流（前段）に補正ユニット１００が設置される。
【0050】
図６に示されるように、最初に、光源１０１から出射される光の波長を変更しながら、複数の測定波長それぞれについて、撮像素子１４の第１の撮像領域における画像１及び第２の撮像領域における画像２を取得する（ステップＳ１）。
【0051】
つづいて、ステップＳ１において取得した画像１及び画像２から、計算波長を求める（ステップＳ２）。具体的には、上述した（１）式～（１８）式に基づいて、各波長における波長重心（計算波長）を求める。
【0052】
つづいて、各測定波長に関して、測定波長と計算波長との差分を求める（ステップＳ３）。そして、差分が最小になるように例えば最小二乗法等を４次程度まで求めることにより、計算波長を補正する（ステップＳ４）。以上が、補正方法である。
【0053】
なお、本発明は上記形態の補正方法を用いて波長重心を計算することに限定されない。例えば、予め補正データを含めたテーブルを演算することによって変換マップを生成しておき、この変換マップと対応する画素に入る光の比率に基づいて波長重心を算出してもよい。
【0054】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【0055】
本実施形態に係る測定装置１は、サンプルからの光を波長に応じて透過又は反射することにより分離し、波長の変化に応じて透過率及び反射率が変化する波長帯の幅であるエッジ変移幅が所定の幅を有する傾斜ダイクロイックミラー１１と、傾斜ダイクロイックミラー１１において透過又は反射された光の一方を反射する全反射ミラー１２と、傾斜ダイクロイックミラー１１において透過又は反射された光の他方を第１の撮像領域で撮像すると共に、全反射ミラー１２において反射された光を第１の撮像領域とは異なる第２の撮像領域で撮像する撮像素子１４と、傾斜ダイクロイックミラー１１における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性に基づいて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正する制御装置８０と、を備える。
【0056】
測定装置１では、エッジ変移幅が所定の幅を有する傾斜ダイクロイックミラー１１が用いられており、該傾斜ダイクロイックミラー１１における波長に対する透過率および反射率の変化に係る光学特性に基づいて撮像画像が補正されている。エッジ変移幅が所定の幅を有する傾斜ダイクロイックミラー１１を用いた場合には、波長幅が狭い光を適切に分離することができるものの、例えば傾斜ダイクロイックミラー１１に対する光の入射角度によって光学特性が変化してしまうことによって、光の波長を正確に導出し適切な画像を取得することができないおそれがある。この点、本実施形態に係る測定装置１では、波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性、すなわち傾斜ダイクロイックミラー１１のエッジ変移幅に係る特性に基づいて、第１及び第２の撮像領域で撮像される画像が補正されるため、エッジ変移幅を有した傾斜ダイクロイックミラー１１固有の光学特性を考慮して補正された撮像画像を取得することができる。このことにより、傾斜ダイクロイックミラー１１によって分離された光（第１及び第２の撮像領域で撮像される光）の波長を適切に導出し、適切な（正確な）画像を取得することができる。
【0057】
制御装置８０は、傾斜ダイクロイックミラー１１における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性を考慮した補正データを予め記憶しており、該補正データを用いて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正してもよい。このような構成によれば、予め記憶された補正データに基づき、容易且つ適切に撮像画像の補正を行うことができる。
【0058】
制御装置８０は、傾斜ダイクロイックミラー１１における波長に対する透過率及び反射率の変化に係る光学特性を考慮した補正データを受け付け、該補正データを用いて、第１の撮像領域及び第２の撮像領域で撮像される画像を補正してもよい。このような構成によれば、例えばソフトウェアが実行されること又はインターネット等の外部から入力されることによって得た補正データに基づき、予め補正データを準備することなく、適切に撮像画像の補正を行うことができる。
【0059】
制御装置８０は、傾斜ダイクロイックミラー１１に対する光の入射角度に起因する色斑を補正してもよい。エッジ変移幅を有した分離光学素子を用いた場合には、傾斜ダイクロイックミラー１１に対する入射角度に応じて傾斜ダイクロイックミラー１１の光学特性が変化してしまい撮像画像において色斑が生じることが問題となる。この点、該色斑を補正することによって、該色斑を低減した適切な画像を取得することができる。
【0060】
制御装置８０は、波長の変化に応じて透過率及び反射率が変化する波長帯と変化しない波長帯との境界に起因する検出波長のずれを補正してもよい。このような境界は、波長の変化に応じて透過率等が変化する波長帯とは異なる光学特性となる。このため、波長の変化に応じて透過率等が変化する波長帯と同じ計算式で波長を導出すると、本来の波長とは異なる導出結果となるおそれがある。この点、このような境界に起因する検出波長のずれを補正することによって、光の波長を正確に導出し適切な画像を取得することができる。
【0061】
撮像素子１４は、第１の撮像領域及び第２の撮像領域を有する単一の撮像素子であってもよい。これにより、単一の撮像素子を用いたシンプルな構成によって、複数の撮像画像を得ることができる。
【0062】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、ダイクロイックミラー５０，６０によって、サンプルからの光が、赤色の波長成分を含む光、緑色の波長成分を含む光、及び、青色の波長成分を含む光（ＲＧＢ）に分離されて、それぞれが別の撮像ユニットによって撮像されるとして説明したがこれに限定されない。すなわち、ＲＧＢの三色に分離することなく、観察対象（サンプル）からの光が撮像されてもよい。
【0063】
このような構成においては、撮像素子であるエリアセンサの前段に設けられる傾斜ダイクロイックミラーは、波長の変化に応じて光の透過率（及び反射率）が変化する波長帯（エッジ遷移幅）が、ＲＧＢの三色全てに対応しており、例えば４００～９００ｎｍとされる。
【0064】
図７は、変形例に係る傾斜ダイクロイックミラーの特性を説明する図である。図７において横軸は波長を示しており、縦軸は透過率（傾斜ダイクロイックミラーの場合）及びスペクトル強度（光のスペクトルの場合）を示している。図７に示される例では、特定の波長帯（４００～９００ｎｍの波長帯）では波長の変化に応じて光の透過率（及び反射率）が緩やかに変化し、該特定の波長帯以外の波長帯（すなわち、４００ｎｍよりも低波長側及び９００ｎｍよりも高波長側）では波長の変化に関わらず光の透過率（及び反射率）が一定とされている。図７に示されるように、当該傾斜ダイクロイックミラーでは、波長の変化に応じて光の透過率（及び反射率）が変化する波長帯（エッジ遷移幅）が、赤色の波長成分を含む光の波長帯（図７において右側に示される波長帯）、緑色の波長成分を含む光の波長帯（図７において中央に示される波長帯）、及び、青色の波長成分を含む光の波長帯（図７において左側に示される波長帯）の全てを含んでいる。
【0065】
【0066】
図８に示されるように、カメラシステム９０Ａは、傾斜ダイクロイックミラー９１（分離光学素子）と、有限焦点レンズ（有限遠補正レンズ）９２Ａと、バンドパスフィルタ９３と、エリアセンサ９４（第２の撮像部）と、エリアセンサ９５（第１の撮像部）と、を備えている。
【0067】
有限焦点レンズ９２Ａは、観察対象であるサンプル１５０（対象物）からの光（発光）を集光するレンズである。有限焦点レンズ９２Ａからエリアセンサ９４までの距離、及び、有限焦点レンズ９２Ａからエリアセンサ９５までの距離は、所定値とされている。有限焦点レンズ９２Ａを経た光は、傾斜ダイクロイックミラー９１に入射する。
【0068】
バンドパスフィルタ９３は、例えば有限焦点レンズ９２Ａの前段（上流）に設けられており、所定の波長範囲外の光を取り除くフィルタである。バンドパスフィルタ９３は、例えば、４００～９００ｎｍの範囲外の波長の光を取り除く。バンドパスフィルタ９３は、複数設けられていてもよい。バンドパスフィルタ９３は、図８において破線で示す領域、すなわち、有限焦点レンズ９２Ａの後段（下流）且つ傾斜ダイクロイックミラー９１の前段（上流）の領域に設けられていてもよいし、エリアセンサ９４，９５の前段（上流）且つ傾斜ダイクロイックミラー９１の後段（下流）の領域に設けられていてもよい。なお、エリアセンサ９４，９５の前段にそれぞれバンドパスフィルタ９３が設けられる場合には、当該２つのバンドパスフィルタ９３，９３は、互いに同一特性とされる。また、カメラシステム９０Ａにおいては、サンプル１５０からの光に応じて切り替え可能に構成された複数のバンドパスフィルタ９３が備わっていてもよい。この場合の複数のバンドパスフィルタ９３は、それぞれ、互いにフィルタリングする波長帯が異なっている（詳細は後述）。
【0069】
傾斜ダイクロイックミラー９１は、特殊な光学素材を用いて作成されたミラーであり、サンプル１５０からの光を波長に応じて透過及び反射することにより分離し、所定の波長幅において透過率及び反射率が変化するミラーである。傾斜ダイクロイックミラー９１では、図７に示されるように、波長の変化に応じて光の透過率（及び反射率）が変化する波長帯（エッジ遷移幅）が、赤色の波長成分を含む光の波長帯、緑色の波長成分を含む光の波長帯、及び、青色の波長成分を含む光の波長帯の全てを含んでいる。すなわち、上述した傾斜ダイクロイックミラー９１の「所定の波長幅」には、赤色の波長成分を含む光の波長帯、緑色の波長成分を含む光の波長帯、及び、青色の波長成分を含む光の波長帯の全てが含まれている。
【0070】
エリアセンサ９４は、傾斜ダイクロイックミラー９１において反射された光を撮像する。エリアセンサ９５は、傾斜ダイクロイックミラー９１において透過された光を撮像する。エリアセンサ９４，９５が感度を有する波長の範囲は、傾斜ダイクロイックミラー９１において波長の変化に応じて光の透過率（及び反射率）が変化する波長帯（エッジ遷移幅）に対応している。エリアセンサ９４，９５は、例えば、モノクロセンサ又はカラーセンサである（詳細は後述）。エリアセンサ９４，９５による撮像結果（画像）は、制御装置（不図示）に出力される。制御装置（不図示）における波長重心を求める処理、補正処理、及び、サンプルの良否判定処理については、例えば、実施形態において説明した制御装置８０における処理と同一であってもよい。
【0071】
補正処理について説明する。傾斜ダイクロイックミラー９１やバンドパスフィルタ９３は、斜めに光が入射する場合（対物レンズの瞳位置にない場合）、各画素に入射する光が全体ではなく一部を透過したものになり、傾斜ダイクロイックミラー９１やバンドパスフィルタ９３の面内均一性の斑により透過波長がずれるという問題が発生する可能性がある。反対に、複数の方向からの光が傾斜ダイクロイックミラー９１に入射することによって、波長特性が直線から歪んでいた場合、波長特性にスムージングをかける効果がある。傾斜ダイクロイックミラー９１やバンドパスフィルタ９３の面均一性の斑に対する対策として、予め同一波長の光を視野内に均一に入射させて面内の波長分布を計算しておくことにより、入射波長からのシフト分を計測し補正することが考えられる。
【0072】
上述したカメラシステム９０Ａの具体的な態様として、例えば以下で説明する３つの態様が考えられる。
【0073】
第１に、カメラシステム９０Ａは、１種類（フィルタリングする波長帯の範囲が１種類）のバンドパスフィルタ９３と、モノクロセンサであるエリアセンサ９４，９５とを含んで構成されていてもよい。この場合、バンドパスフィルタ９３は、例えば４００～９００ｎｍの範囲外の波長の光を取り除く。このような構成では、エリアセンサ９４，９５に入射する光にはＲＧＢ三色が混ざり得る。この場合、制御装置（不図示）は、バンドパスフィルタ９３を透過した波長帯の光（ＲＧＢ三色が混ざっている光）における平均化された波長重心を求める。また、互いに異なる波長帯の光（ＲＧＢそれぞれの光）が空間的に分離されている場合（画像上で重ならない場合）には、制御装置（不図示）は、各波長帯に関して、波長重心を高精度に求めることができる。具体的には、ＴＶやディスプレイ等の各ピクセルの色の波長重心については、本態様によって、ｎｍ単位で高精度に求めることができる。
【0074】
第２に、カメラシステム９０Ａは、互いにフィルタリングする波長帯が異なっている複数種類のバンドパスフィルタ９３と、モノクロセンサであるエリアセンサ９４，９５とを含んで構成されていてもよい。この場合の複数種類のバンドパスフィルタ９３は、サンプル１５０からの発光に合わせて出し入れ（切り替え）可能に設けられている。このような構成では、サンプル１５０から、スペクトルの広がりがある（重ね合わせのある）発光が出力される場合において、複数種類のバンドパスフィルタ９３が切り替えて用いられることによって、制御装置（不図示）は、特定の波長帯（各バンドパスフィルタ９３に応じた波長帯）のみの光の波長重心を求めることができる。すなわち、制御装置（不図示）は、赤色の波長成分の波長帯（例えば７００～９００ｎｍ）以外の波長の光を取り除くバンドパスフィルタ９３が設定されている場合には赤色の波長成分のみの波長重心を求め、緑色の波長成分の波長帯（例えば５５０～７００ｎｍ）以外の波長の光を取り除くバンドパスフィルタ９３が設定されている場合には緑色の波長成分のみの波長重心を求め、青色の波長成分の波長帯（例えば４００～５５０ｎｍ）以外の波長の光を取り除くバンドパスフィルタ９３が設定されている場合には青色の波長成分のみの波長重心を求める。具体的には、例えば青色ＬＥＤと蛍光剤とによって白色ＬＥＤを実現している光源については、当該第２の構成によって、青色ＬＥＤのみの波長重心を求めること、及び、蛍光剤のみの波長重心を求めることが可能となる。
【0075】
第３に、カメラシステム９０Ａは、１種類（フィルタリングする波長帯の範囲が１種類）のバンドパスフィルタ９３と、カラーセンサであるエリアセンサ９４，９５とを含んで構成されていてもよい。この場合、バンドパスフィルタ９３は、例えば４００～９００ｎｍの範囲外の波長の光を取り除く。このような構成では、カラーセンサであるエリアセンサ９４，９５に入射する光にはＲＧＢ三色が混ざり得る。カラーセンサには、１ピクセルずつベイヤーフィルタ（ＲＧＢ３色のフィルタ）が搭載されている。これにより、カラーセンサであるエリアセンサ９４，９５の各受光素子は、赤色の波長成分のみの光、緑色の波長成分のみの光、及び、青色の波長成分のみの光をそれぞれ取得することができる。このような構成によれば、複数の波長の重ね合わせで表現されている色について、適切に波長重心を求めることができる（すなわち、適切に検査を行うことができる）。通常、印刷や発光の色は人間の目に合わせてＲＧＢ３色の重ね合わせでできている。このように重ね合わされている各色について、波長重心を計算することによって、混合色を精度良く検査することができる。なお、撮像部として、ハイパースペクトラルカメラをさらに組み合わせることによって、より多くの波長の重心を同時に検査してもよい。ハイパースペクトルカメラは、例えば分光器と撮像部から構成される。
【0076】
図７に示される特性を有する傾斜ダイクロイックミラーを用いたカメラシステム（撮像ユニット）の他の例について、図９を参照して説明する。図９は、他の変形例に係るカメラシステム９０Ｂを模式的に示した図である。以下では、図８に示した構成との相違点を主に説明する。
【0077】
図９に示されるように、カメラシステム９０Ｂは、傾斜ダイクロイックミラー９１（分離光学素子）と、無限焦点レンズ（無限遠補正レンズ）９２Ｂと、バンドパスフィルタ９３と、エリアセンサ９４（第２の撮像部）と、エリアセンサ９５（第１の撮像部）と、結像レンズ９６，９７と、を備えている。傾斜ダイクロイックミラー９１及びエリアセンサ９４，９５は、上述したカメラシステム９０Ａにおけるこれらの構成と同様である。
【0078】
無限焦点レンズ９２Ｂは、観察対象であるサンプル１５０（対象物）からの光（発光）を平行光に変換するコリメータレンズである。無限焦点レンズ９２Ｂは、平行光が得られるように収差補正されている。無限焦点レンズ９２Ｂから出力された平行光は傾斜ダイクロイックミラー９１に入射する。
【0079】
結像レンズ９６は、傾斜ダイクロイックミラー９１を透過した光をエリアセンサ９４に結像させるレンズである。結像レンズ９７は、傾斜ダイクロイックミラー９１を透過した光をエリアセンサ９５に結像させるレンズである。
【0080】
バンドパスフィルタ９３は、例えば無限焦点レンズ９２Ｂの後段（下流）且つ傾斜ダイクロイックミラー９１の前段（上流）に設けられており、所定の波長範囲外の光を取り除くフィルタである。バンドパスフィルタ９３は、例えば、４００～９００ｎｍの範囲外の波長の光を取り除く。バンドパスフィルタ９３は、複数設けられていてもよい。バンドパスフィルタ９３は、図９において破線で示す領域、すなわち、無限焦点レンズ９２Ｂの前段（上流）の領域に設けられていてもよいし、エリアセンサ９４，９５の前段（上流）且つ結像レンズ９６，９７の後段（下流）の領域に設けられていてもよいし、結像レンズ９６，９７の前段（上流）且つ傾斜ダイクロイックミラー９１の後段（下流）の領域に設けられていてもよい。なお、エリアセンサ９４，９５の前段にそれぞれ設けられるバンドパスフィルタ９３は互いに同一特性とされ、結像レンズ９６，９７の前段にそれぞれ設けられるバンドパスフィルタ９３は互いに同一特性とされる。
【0081】
このような、無限焦点レンズ９２Ｂを用いたカメラシステム９０Ｂについても、具体的な態様として、カメラシステム９０Ａと同様に上述した３つの態様が考えられる。
【0082】
以上説明したように、変形例に係るカメラシステム（撮像ユニット）は、対象物からの光を波長に応じて透過及び反射することにより分離し、所定の波長幅において透過率及び反射率が変化する分離光学素子と、分離光学素子において透過された光を撮像する第１の撮像部と、分離光学素子において反射された光を撮像する第２の撮像部と、を備える。
【0083】
このように、波長に応じて透過率及び反射率が変化する分離光学素子が用いられることにより、波長幅が狭い光についても適切に分離することができ、撮像部における撮像結果に応じて適切に波長重心を求めることができる。また、実施形態で説明した態様とは異なり、分離光学素子を経た光がそのまま撮像部（第１の撮像部及び第２の撮像部）で受光される構成とすることができるため、カメラシステムの小型化を実現することができる。
【0084】
また、変形例に係るカメラシステムでは、第１の撮像部及び第２の撮像部が感度を有する波長の範囲は、分離光学素子において透過率及び反射率が変化する波長の範囲に対応している。このような構成によれば、撮像部における撮像結果から波長の変化（違い）を適切に取得することができ、適切に波長重心を求めることができる。
【0085】
また、変形例に係るカメラシステムは、対象物からの光に応じて切り替え可能に構成された複数種類のバンドパスフィルタを備えている。例えば、対象物から、スペクトルの広がりがある（重ね合わせのある）発光が出力される場合において、複数種類のバンドパスフィルタが切り替えて用いられることによって、制御装置（不図示）は、特定の波長帯（各バンドパスフィルタに応じた波長帯）のみの光の波長重心を求めることができる。すなわち、制御装置（不図示）は、赤色の波長成分の波長帯以外の波長の光を取り除くバンドパスフィルタが設定されている場合には赤色の波長成分のみの波長重心を求め、緑色の波長成分の波長帯以外の波長の光を取り除くバンドパスフィルタが設定されている場合には緑色の波長成分のみの波長重心を求め、青色の波長成分の波長帯以外の波長の光を取り除くバンドパスフィルタが設定されている場合には青色の波長成分のみの波長重心を求めることができる。
【符号の説明】
【0086】
１…測定装置（撮像ユニット）、１１，２１，３１…傾斜ダイクロイックミラー（分離光学素子）、１２，２２，３２…全反射ミラー（反射光学素子）、１４，２４，３４…撮像素子（撮像部）、８０…制御装置（処理部，解析部）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】