用于异物检测的
普及型分光相机的实现构想

索尼半导体解决方案公司（下称SSS）为解决食品制造行业的这一课题，正在验证适合异物检测的普及型分光相机的可行性。现在，正在确认将市售的玻璃滤光片与SWIR图像传感器（IMX990^※）组合在一起，能否简单地构建一个适合各类检测的分光相机系统。

※IMX990是搭载了SenSWIR™技术的高性能SWIR图像传感器。单一传感器即可在包含可视光的0.4μm～1.7μm的大波段范围内成像。（→SWIR图像传感器）

现在市售的多光谱相机有多种分光方式。其中之一就是通过使用棱镜或衍射光栅等分光器，将通过狭缝的光的波长信息展开在图像传感器的像面上，然后以线扫描方式读取这些信息。（参照下图“多光谱相机”）

这种方式的优点是不会造成分辨率下降，但存在相机尺寸大、成本难以控制的缺点。因为是以线扫描方式读取的，所以局限于被摄体或相机匀速移动的应用场景之中。不过，由于制造业中被摄体在传送带上匀速移动的情况很常见，所以其应用很广泛。

于是，SSS想到能否以这种方式为基础，用其他类型的分光器替代棱镜和衍射光栅，从而实现小型且低成本的普及型分光相机。

具体来说，是一种用能透过多个不同波长的玻璃滤光片进行分光的方法。这种玻璃滤光片相比棱镜和衍射光栅成本更低，直接设置在图像传感器上方，就能在与传统相机尺寸相同的情况下，实现线扫描方式的分光相机。（参照下图“普及型分光相机”）

下方照片是进行核桃外壳筛选检测的评价结果的比较。通常，在粉碎核桃外壳以后，会用筛子将核桃肉与外壳分开，但是外壳很难清除干净，残留的外壳将通过人力来进行最终的目视筛查。假设用相机来协助这项人力筛查，我们将普通彩色相机与普及型分光相机的拍摄图像进行了比较。

左边是普通彩色相机拍摄的图像。核桃肉与未清除干净的外壳颜色相近，二者形状相似时尤其难以区分。

右边是普及型分光相机拍摄的图像。它用适合区分核桃肉与外壳的4种波长拍摄，然后使用这些图像在彩色映射图上用红色代表相当于异物的外壳。通过这一处理，就可以轻松识别出彩色相机图像中难以区分的外壳。（右侧照片中的红色代表外壳）

虽然多光谱相机可以对应多种异物检测场景，但假设在一些限定用途中，使用4种波长就能进行高精度的识别。按照这一条件比较3种系统后，得出以下结果。普及型分光相机是一种低成本、成像数据处理简单并容易引入的系统，而且尺寸小巧，设置方便。

如上所述，目前SSS正在通过各种使用案例推进验证，以实现适合食品制造业异物检测的普及型分光相机。如果改变滤光片的规格，这种普及型分光相机有可能将应用范围扩大到其他产业之中。

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