人間に見えない光の変化を検知、パナソニックが感度10倍の技術

日経クロステック

2023.01.31

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　パナソニックは、従来比で10倍の感度を持つハイパースペクトル画像撮影技術を開発したと2023年1月26日に発表した。ハイパースペクトルとは、光の色情報（波長）を肉眼やカラーカメラ（RGBカメラ）よりも細かく取得する技術のことである。

　今回達成した高感度化によって、これまで撮影が困難であった室内照明下（550ルクス）程度の明るさでも十分にハイパースペクトル画像を撮影できる（図1）。対応している波長は可視光域（450～650nm）であり、この範囲で20波長の情報を取得できるという。この技術を搭載したカメラの発売時期については未定だが、食品の外観検査などへの応用を想定している。

図1　従来品と開発品の比較

従来品は光の利用効率が悪いため、室内照明下（550ルクス）ではほぼ真っ黒な画像になってしまう（b）。一方、開発したセンサーは光の利用効率が高く従来比10倍の感度を持つため、室内照明下でも問題なく撮影できる（a）（出所：パナソニック）

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　ハイパースペクトル画像は、人の目では知覚できない連続的な色の変化（スペクトル情報）を含むため、コンピューターで解析することでさまざまな応用が可能になる。例えば、生鮮食品の検査や、人の目では判断の難しい塗装ムラの検査などに使用できる（図2）。

図2　ハイパースペクトルの応用例

スペクトル情報を解析することで、人の目では判別が難しいものも検査できる。例えば、人の目では判断が難しい錠剤の判別（a）、トマトの糖度推定（b）、塗装ムラの検知（c）に使える。スペクトルは糖度などと相関があるため、食品の外観検査にも活用できるという（出所：パナソニック）

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　従来のハイパースペクトル撮影技術はプリズムや色フィルターを使うことで、画素ごとに割り当てられた特定波長の光を検出していた。しかし、この方法では検知したい波長の数を増やせば増やすほど、1つの波長検知に使える画素数が少なくなってしまうため感度が低下するという課題があった（図3）。一方、低感度を補うためにシャッター時間を延ばして光を多く取り入れようとすると、今度はフレームレートが悪化し、滑らかな映像が撮れないという課題があった。