面アレイイメージングハイパースペクトルカメラ FS-2X シリーズ：内蔵スキャン一体型ハイパースペクトル、静止サンプルのスペクトル取得に最適なソリューション

ハイパースペクトルイメージング技術は、スペクトル積分による三次元データキューブ機能を活用し、測定対象の物体の二次元空間画像と各ピクセルの連続スペクトル情報を同時に取得できます。材料研究、農業分析、産業品質検査、生物試験において重要なツールとなっています。

I. 静的サンプル検出における従来のラインスキャンハイパースペクトルシステムの多くの制限

市場に出回っている主流のリニアスキャンおよびプッシュスキャンハイパースペクトルカメラは、組立ラインでの動的検査により適しています。葉、スライス、果物や野菜のサンプル、フィルム、回路基板などの静的サンプルには、追加の精密スキャンおよび置換表が必要になることが多いです。システム全体はかさばり、設置やデバッグが複雑で、複雑なフォーカシングプロセス、高い機器の製造コスト、そして実験室オペレーターの要求が高く、研究や試験効率に大きな影響を与えます。

多くのユーザーがモデル選びで苦労します:

1. 外部の押しや掃き動き機構の追加調達と製造が必要であり、全体の解決コストが増加します。

2. 多成分の組み合わせは校正と集束に時間がかかり、試料の置き換えを繰り返し調整する必要があります。

3. システム統合の困難さが高く、顕微鏡や標準的な産業用レンズへの直接接続が困難です。

4. 機器全体がかさばり、複数の作業ステーションを柔軟に移設することが難しい。

静的サンプル検査における業界の課題に対応するため、FigSpec FS2Xシリーズのエリアアレイイメージングハイパースペクトルカメラは、カメラ本体内部に統合された組み込みのスキャンアーキテクチャを採用しています。外部プッシュスキャニング装置を必要とせず、サンプルを静止させて設置するだけで完全なハイパースペクトルデータ取得が可能であり、静的サンプルパターンの収集において好まれるソリューションとなっています。

II. FigSpec FS2Xシリーズコア技術のハイライト

1. FS-2Xコア技術:透過格子+内蔵走査+補助フレーミングカメラ

FigSpec® FS-2Xシリーズのイメージングハイパースペクトルカメラは、高回折効率の透過格子分光分割構造をコア光学モジュールとして特徴とし、高感度のエリアアレイ検出器と組み合わせています。また、内蔵のスキャンイメージングモジュールと補助ファインダーカメラを統合し、外部プッシュおよびスキャン機構や複雑なフォーカス操作を備えた従来のハイパースペクトル機器のハードウェア課題を解決しています。

2. ボディに内蔵スキャン機能があり、外部の動作プラットフォームは不要です。スキャンユニットはカメラ内に完全に統合されており、サンプルを静止させておくだけで完全なハイパースペクトルスペクトル取得が可能で、変位ステーションの調達、配線、校正の必要がなくなります。装置は開封後の簡単なデバッグで使用可能で、システム統合の難易度を大幅に軽減します。

3. 強力な拡張能力を備えた標準CMountインターフェース。カメラには標準Cポートが搭載されており、市販の標準的なCポート産業用レンズに直接接続したり、顕微鏡にシームレスに接続したりできるため、微小ハイパースペクトルイメージングが可能です。これはマクロ試料から微視的スライスまで、多様な研究や実験シナリオに適応する測定ニーズに対応しています。

4. 補助ファインダーカメラ、見たまま装備 この装置には補助ファインダーカメラが装備されており、オペレーターは撮影エリアを直感的に監視し、プレビューデータを繰り返し収集することなくサンプルの位置を迅速に確認できるため、ピント合わせやサンプルの位置調整時間を大幅に短縮し、実験効率を向上させます。

カメラ本体が一体化パッケージになっていて、ボディ構造はコンパクトです。可視光・近赤外モデルの本体重量は2.8kg未満で、実験台や検査ステーション間で移動・配置が簡単です。電源は内蔵バッテリーで供給され、柔軟に設置できます。

III.FS-2X 型のラインナップ：可視光から短波近赤外までカバー

FS-2X シリーズには FS-20、FS-22、FS-23、FS-23-SC、FS-24、FS-25 など多数のモデルがあり、スペクトルは可視光、可視光～近赤外、短波近赤外の範囲をカバーします。さまざまなスペクトル分解能、チャンネル数、検出器の構成があり、用途に応じた選択が可能です。

主要な性能共通点：

・分光はすべて回折格子分光を採用、スリット幅25μm、透過効率60%、迷光レベル0.5%以下に制御；

・S/N比は最大600:1で、弱光条件下でもスペクトルデータの品質を保証；

・データインターフェースはUSB3.0、ROI（関心領域）イメージング機能をサポート、単一領域または複数領域ROIを選択可能で、取得速度をさらに向上；

・イメージング速度は最速≤5秒、静止サンプルでも全スペクトルバンドの取得が迅速に完了。

可視光～近赤外領域（400～1000nm）モデルは最大1200チャンネル、スペクトル分解能2.5nm以上で、植物の葉、果物・野菜、ディスプレイの光学検査に最適；

短波近赤外モデル（900～1700nm）はInGaAs検出器を採用し、材料成分分析や食品内部品質検査などに対応。

FS-23-SCはSCMOS検出器を採用、画像解像度2048*2048、ダイナミックレンジ16bitで、ダイナミックレンジやイメージングの細部情報が重要な精密研究実験に最適です。

IV. FS-2Xの主な用途シナリオ

内蔵スキャン一体型設計により、FS-2Xはサンプルが静止している測定環境に非常に適しており、実験室研究だけでなく小ロットのサンプル工業検査にも使用可能。

1. 植物病害虫と植物生理研究

植物の葉や株サンプルでハイパースペクトルイメージングを行い、クロロフィルや水分変化に対応するスペクトル指紋を捉え、初期の病害虫損傷を特定。サンプル移動不要で、レンズや顕微鏡と組み合わせて、葉の微細組織スペクトル特性を観察し、農学・植物学実験で広く使用。

2. 果物・野菜の選別と食品品質検査

静置した果物・野菜サンプルから表面の各ポイントのスペクトル情報を取得し、熟度、内部糖度、腐敗や欠陥、潜在的損傷を分析。実験室サンプル評価や小ロットサンプル選別研究に使用。

3. ディスプレイ・光学機器検査

ディスプレイ、光学薄膜、コーティングサンプルに対して空間およびスペクトル情報を取得し、色差、コーティング欠陥、光学均一性問題を特定、光学品質検査のデータ支援を提供。

4. 材料および生物顕微鏡分析

顕微鏡接続後、顕微ハイパースペクトルイメージングを実現、生物切片、粉末材料、薄膜サンプルを観察し、微視的スケールで各ピクセルのスペクトルを取得、材料やバイオ・医薬関連研究を支援。

5. 鉱物・文化財サンプル分析

静止サンプルの非接触スペクトルイメージングにより成分差異を識別、サンプル選別や特徴領域スペクトル抽出分析に使用。

ヒント：FS-2Xは静止サンプル向け。もし生産ラインで連続して動く材料をオンラインで選別する場合は、FigSpec FS-1Xラインスキャンシリーズハイパースペクトルカメラを選択可能で、両者は使用シナリオを補完します。

V. モデル選択リファレンス:適切なFS-2Xモデルの選び方

多くのユーザーはハイパースペクトルカメラを選択し、最も広いチャネルや最も広い帯域を盲目的に追求する傾向があります。実際には、選択はテスト対象物質のスペクトル特性に基づいて行うべきです。

1. 被写体に色や可視光特性に大きな違い(葉、スクリーン、果物や野菜の見た目に欠陥がある)がある場合は、400〜1000nmの範囲でFS22とFS23を優先してください。超高ダイナミックレンジを求めるならFS-23-SCを選びます。

2. 試料の内部組成、油分、水分特性を検出するために、900〜1700nmの短波近赤外線FS-24およびFS25を選択し、

3. 顕微鏡イメージングでは、作業距離と視野パラメータに注意し、レンズと顕微鏡のインターフェースの互換性を確認すること;

4. 確認の優先順位:スペクトル分解能、チャネル数、検出器の種類、画像分解能、撮影速度;ROI関数は取得時間を大幅に短縮でき、実験に推奨されます。

ハードウェアに加え、サポートソフトウェアは反射補正、スペクトル曲線抽出、ROI領域解析をサポートし、SDK開発キットも提供して、ユーザーがFigSpecの二次開発のために独自のアルゴリズムと簡単に統合できるようにします。

VI. まとめ:統合スキャンは静的サンプルのハイパースペクトル取得を再定義する

従来のハイパースペクトルシステムは「カメラ+外部スキャン機構」を組み合わせることが多く、これは複雑でデバッグコストも高くなります。FigSpec FS-2Xエリアアレイイメージングハイパースペクトルカメラは、スキャン機構を本体に統合し、静的サンプルパターンの取得を統合的に完成させ、外部移動プラットフォームの必要をなくし、セットアップの閾値を下げます。

可視光から短波近赤外線までの全スペクトルをカバーし、複数の検出器モデルから選択可能、Cポートはレンズや顕微鏡を柔軟に拡張します。補助ファインダーカメラと組み合わせることで、イメージング性能と使いやすさのバランスを取っており、科学研究室や小ロットサンプルテストにおける静的サンプルのハイパースペクトル取得に好まれるデバイスとなっています。

静的なサンプルのハイパースペクトル検出プラットフォームを構築する場合、FS-2Xを選択比較リストに含め、自社のサンプルのスペクトル特性に基づいて対応するバンドモデルにマッチさせることで、効率的かつ安定した集積スペクトル取得能力を実現できます。