2016.01.22

【Webマガジン Vol.17 – Jan., 2016】Column:分光によるイメージング技術:「マルチスペクトル」・「ハイパースペクトル」とは

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この記事の監修者
コーンズテクノロジー編集部
コーンズテクノロジーでは先進的な製品・技術を日本産業界へ紹介する技術専門商社として、通信計測・自動車・防衛セキュリティ・電子機器装置・航空宇宙・産業機械といった技術分野のお役立ち情報を紹介しています。

マルチスペクトルやハイパースペクトルでの具体的な応用例

③ FPI方式
HSIを実現する3つ目の手法として知られているのがFPI(ファブリペロー干渉計)技術を使用した分光方法です。FPIを用いて、特定の波長分光を行いますが、最近はMEMS技術により、より小型で分解能の高い製品が出てきています。上記で説明したFT-IR方式HSIと同様に、検出器としてフォーカルプレーンアレイを使用する事で、X方向とY方向の2次元画像に対する各ピクセルのλ情報を取得する事が可能であり、スナップショットでのハイパースペクトル情報の取得も可能になります。

当社が販売しているリコラ(Rikola)社の小型ハイパースペクトルカメラは、上述の通り“面”で画像を取得し、検出器で撮像する前に、画像フィルタを通しています。このフィルタにFPI技術を使用する事で、30fpsの動画撮影を可能にしております。

 


左:ファブリペロー原理   右:リコラ(Rikola)社小型ハイパースペクトルカメラ

 

④ その他方式

HSIを実現するその他の方式としては、AOTF(音響光学チューナブルフィルター)やLCTF(液晶チューナブルフィルター)などがあります。分光製品の小型化を図る点では、これら技術は非常に有能ですが、分解能の面や対応波長並び価格の面で、まだまだ課題があります。ただし、検出器としてフォーカルプレーンアレイを使用する事で、X方向とY方向の2次元画像に対する各ピクセルのλ情報(波長情報)を取得する事が可能であり、対象物を動かす必要もないので、卓上型の製品(顕微鏡や分析器)に採用されつつあります。

 

マルチスペクトルやハイパースペクトルでの具体的な応用例

  より多くの情報が取得できるマルチスペクトルやハイパースペクトル技術により、環境リサーチ/モニタリング、植生調査、地質/鉱物調査、選別/リサイクル、金属産業、医薬品分野、食品産業など色々な応用例が考えられています。以下に具体例を紹介します。

① 医薬品分野
薬品の均一性やタブレット錠の特定の微粒子サイズ、分布


タブレット錠

 


成分

 

② 農業分野
種や植物の識別、疫病調査、含有成分の評価及び選別


(図はCanadian Grain Research Laboratoryより)

 

③ 地質/鉱物調査


左から「VNIR(可視・近赤外)画像」、「SWIR(短波赤外)による鉱物マップ」、「LWIR(長波赤外)による鉱物マップ」

 

④ 食品分野
脂質、プロテイン、水分などの分布、定量(CCFRA, Campden, UK)

 

⑤ 産業分野
半導体、ミラーなどの薄膜測定、厚み分布(middleton research)、色差測定(Coltex system by Iris DP)