JP2000152254A - Wavelength selection type liquid crystal camera - Google Patents

Wavelength selection type liquid crystal camera

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JP2000152254A
JP2000152254A JP10314601A JP31460198A JP2000152254A JP 2000152254 A JP2000152254 A JP 2000152254A JP 10314601 A JP10314601 A JP 10314601A JP 31460198 A JP31460198 A JP 31460198A JP 2000152254 A JP2000152254 A JP 2000152254A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an oil film or an organic film or the like on a water surface as an image with high contrast. SOLUTION: While a wavelength selection optical system 2 photographs a sea surface on which an oil film floats or the like and generates cyclicly a video signal with a short wavelength band and a video signal with a long wavelength band, a video processing section 3 applies image processing to the video signal with a short wavelength band and the video signal with a long wavelength band to generate a digitized video signal with a short wavelength band and a digitized video signal with a long wavelength band, a difference image extract section 4 extracts a difference between the video signal with a short wavelength band and the video signal with a long wavelength band so as to generate a video signal with high contrast such as a video image of an oil film or a video image of an organic film floating on a water surface and gives it to a display device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的バンドパス
フィルタと、撮像素子とを組み合わせて、特定の被写体
画像を抽出する波長選択型液晶カメラ装置に係わり、特
に入力される電圧に応じて、透過波長域の中心波長が変
化する液晶フィルタを使用して、被写体からの光像を複
数の波長領域に弁別して、海面上に浮いている油膜など
の画像を映像化する波長選択型液晶カメラ装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength selection type liquid crystal camera device for extracting a specific subject image by combining an optical bandpass filter and an image pickup device. A wavelength-selectable liquid crystal camera device that uses a liquid crystal filter that changes the center wavelength of the transmission wavelength range to discriminate the light image from the subject into multiple wavelength ranges and visualizes images such as oil films floating on the sea surface. About.

【0002】[発明の概要]本発明は、光学的バンドパ
スフィルタと、撮像素子とを組み合わせて、特定の画像
を抽出する波長選択型液晶カメラ装置に関するもので、
光学的バンドパスフィルタ機能を持ち、かつ電圧によっ
てその中心波長を可変可能な液晶フィルタと、この液晶
フィルタの後に設けられた、光電変換機能を有する単数
または複数の撮像素子と、この撮像素子に同じ光学画像
を送るレンズを含む光学系と、波長の異なる複数の画像
について、同じ空間座標をもつ画素毎に、信号レベル差
を計算し、かつ、その絶対値に比例した値を出力する画
像演算部とによって波長選択型液晶カメラ装置を構成す
ることにより、従来、検出することが困難であった海面
や水面などに浮かんだ油膜や有機膜など、液体表面上に
ある異質物の映像化、金属や誘電体などの固体表面上に
ある異質物の映像化および固体表面に塗布された透明あ
るいは半透明膜の塗りムラなどを映像化するものであ
る。
[Summary of the Invention] The present invention relates to a wavelength-selective liquid crystal camera device for extracting a specific image by combining an optical band-pass filter and an image sensor.
A liquid crystal filter having an optical bandpass filter function and whose center wavelength can be varied by a voltage, and one or more imaging devices having a photoelectric conversion function provided after the liquid crystal filter; An optical system including a lens for transmitting an optical image, and an image operation unit that calculates a signal level difference for each pixel having the same spatial coordinates for a plurality of images having different wavelengths and outputs a value proportional to its absolute value. By constructing a wavelength-selective liquid crystal camera device with the above, imaging of foreign substances on the liquid surface, such as oil films and organic films floating on the sea surface or water surface, which were difficult to detect conventionally, metal and metal It is intended to visualize foreign substances on a solid surface such as a dielectric, and to visualize uneven coating of a transparent or translucent film applied to the solid surface.

【0003】[0003]

【従来の技術】波長選択型カメラ装置の1つとして、従
来、図28に示すフルカラーカメラ装置が知られてい
る。
2. Description of the Related Art A full-color camera apparatus shown in FIG. 28 is conventionally known as one of wavelength-selective camera apparatuses.

【0004】この図に示すフルカラーカメラ装置200
では、レンズ201と、各撮像素子202、203、2
04との間に、ダイクロイックプリズム205を設け
て、被写体側からの白色光206を3原色光R、G、B
に分解している。この場合、各撮像素子202、20
3、204としては、CCD(Charge Coupled Devic
e)、MOS(Metal Oxide Semiconductor)、CPD
(Charge Priming Device)、SIT(Static Inductio
n Transistor)、CMD(Charge Modulation Devic
e)、AMI(Amplified Mos Intelligent Imager)な
ど、従来から良く知られている個体撮像素子が用いられ
る。その他、プランビコン、サチコン、ビジコン、カル
ニコン、ハーピコンなどの撮像管なども使われる。
A full-color camera device 200 shown in FIG.
Then, the lens 201 and each of the imaging devices 202, 203, 2
04, a dichroic prism 205 is provided to convert white light 206 from the object side into three primary color lights R, G, and B.
Has been broken down. In this case, each of the image sensors 202 and 20
CCDs (Charge Coupled Devices)
e), MOS (Metal Oxide Semiconductor), CPD
(Charge Priming Device), SIT (Static Inductio
n Transistor), CMD (Charge Modulation Devic)
e), an AMI (Amplified Mos Intelligent Imager) and other well-known solid-state image sensors are used. In addition, an imaging tube such as a plumbicon, a sachicon, a vidicon, a carnicon, and a harpicon is also used.

【0005】各撮像素子202〜204によって生成さ
れた各映像信号は、各ヘッドアンプ回路207、20
8、209に供給されてそれぞれ増幅されるとともに、
各映像処理回路210、211、212によって各種の
補償処理が行われた後、エンコーダ回路213で合成さ
れてカラーテレビ信号に変換され、次段装置に供給され
る。
[0005] Each video signal generated by each of the image pickup devices 202 to 204 is supplied to each of the head amplifier circuits 207 and 20.
8, 209 and amplified respectively.
After various compensation processes are performed by the video processing circuits 210, 211, and 212, they are combined by the encoder circuit 213, converted into a color television signal, and supplied to the next-stage device.

【0006】なお、このフルカラーカメラ装置200で
は、入射光量を減衰するアイリスやND(Neutral Dens
ity)フィルタ、赤外線を遮断するIR(Infrared)フ
ィルタ、駆動回路や画像処理回路にパルス信号を送るパ
ルス発生器、映像の輪郭を強調する輪郭補償回路、電源
なども使用されるが、これらの要素部品については、こ
のフルカラーカメラ装置200の本質に関わらないため
省略している。
In this full-color camera device 200, an iris or ND (Neutral Dens
ity) filter, IR (Infrared) filter to block infrared rays, pulse generators that send pulse signals to drive circuits and image processing circuits, contour compensation circuits to enhance video contours, power supplies, etc. are also used. Components are omitted because they do not relate to the essence of the full-color camera device 200.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、淡水や海水
に浮かんだ油膜や有機膜などの液体表面上の透明な異質
物、金属や誘電体などの固体表面上の透明な異質物、あ
るいは固体表面に塗布された透明膜もしくは半透明の塗
りムラなどは、水に近い屈折率を持つため、光吸収率が
小さい場合、光(特に可視光以上の長波長光)をほとん
ど吸収せず、目視では水やガラスなどの透明物質と区別
することが難しいという特性を持っている。
A transparent foreign substance on a liquid surface such as an oil film or an organic film floating on fresh water or seawater, a transparent foreign substance on a solid surface such as a metal or a dielectric, or a solid surface Since the transparent film or the semi-transparent coating unevenness applied to has a refractive index close to that of water, when the light absorptance is small, it hardly absorbs light (especially long-wavelength light of visible light or more), and is visually observed. It has the property that it is difficult to distinguish it from transparent substances such as water and glass.

【0008】また、吸収率が大きくても、膜厚が薄い場
合、殆どの光が薄膜を通過してしまい、目視では水やガ
ラスなどの透明物質と区別することが難しい。例えば、
水に浮かんだ油膜の場合、水の吸収率(緑色光に対して
約2.3×10-4cm-1)の3万倍以上の大きな吸収率
を持つ原油(緑色光に対しての吸収率は約8cm-1:文
献[1]V.M.ZOLOTAREV,I.A.KITUSHINA,and S.M.SUTOVS
KIY,Optical Characteristics of Oils in the 0.4-15
μm Band,Oceanology Vol.17,No.6,pp.736-739(197
7).)でも、厚さが1μmの場合には、高々1%の光が
吸収されるに過ぎない。
Further, even if the absorptivity is high, when the film thickness is small, most of the light passes through the thin film, and it is difficult to visually discriminate from a transparent substance such as water or glass. For example,
In the case of an oil film floating on water, crude oil (absorption for green light) having a large absorption rate of 30,000 times or more of water absorption rate (about 2.3 × 10 -4 cm -1 for green light) The rate is about 8 cm -1 : Reference [1] VMZOLOTAREV, IAKITUSHINA, and SMSUTOVS
KIY, Optical Characteristics of Oils in the 0.4-15
μm Band, Oceanology Vol. 17, No. 6, pp. 736-739 (197
7).) However, when the thickness is 1 μm, only 1% of light is absorbed at most.

【0009】このため、従来から知られている一般的な
波長選択型カメラ装置では、海面の映像と、油膜などの
映像とを明確に区別することが難しく、淡水や海水に浮
かんだ油膜や有機膜など検出することが困難である。
For this reason, it is difficult to clearly distinguish a sea surface image from an image such as an oil film with a conventionally known general wavelength selective camera device, and an oil film or an organic film floating on fresh water or sea water is difficult. It is difficult to detect a film or the like.

【0010】同様に、図28に示すフルカラーカメラ装
置200でも、人間の視覚特性にできるだけ近い画像を
撮影することを目的としているため、前述した水面に浮
かんだ油膜や有機膜など、目視観察では容易に検出でき
ない被写体を撮影しても、これらを高コントラストな画
像として検出することができない。
Similarly, the full-color camera apparatus 200 shown in FIG. 28 aims to capture an image as close as possible to the visual characteristics of human beings, so that the above-described oil film or organic film floating on the water surface can be easily observed by visual observation. Even if a subject that cannot be detected is photographed, it cannot be detected as a high-contrast image.

【0011】また、このようなフルカラーカメラ装置2
00以外の波長選択型カメラ装置として、フルカラーカ
メラ装置のレンズの前後に、特定の波長領域の光を透過
させ、それ以外の領域の光を吸収させる色フィルタを設
置した波長選択型カメラ装置もある。
Further, such a full-color camera device 2
As a wavelength-selective camera device other than 00, there is also a wavelength-selective camera device in which a color filter that transmits light in a specific wavelength region and absorbs light in other regions is installed before and after the lens of the full-color camera device. .

【0012】しかしながら、この波長選択型カメラ装置
は、フルカラーカメラ装置の波長選択領域を狭めただけ
であり、撮像の原理については、図28に示すフルカラ
ーカメラ装置200と何ら変わらないことから、図28
に示すフルカラーカメラ装置200と同様に、水面に浮
かんだ油膜や有機膜などを高コントラストな画像にする
ことが困難である。
However, this wavelength-selection type camera apparatus only narrows the wavelength selection area of the full-color camera apparatus, and the principle of imaging is not different from that of the full-color camera apparatus 200 shown in FIG.
It is difficult to make a high-contrast image of an oil film, an organic film, and the like floating on the water surface as in the full-color camera device 200 shown in FIG.

【0013】以下、海面に浮かんだ油膜を例として、図
面を参照しつつ、その理由を詳述する。
Hereinafter, the reason will be described in detail with reference to the drawings, taking an oil film floating on the sea surface as an example.

【0014】湖面や海面に油膜が浮いている場合には、
図29に示すように、上層(一般に空気)215、中層
(液体の油膜あるいは有機膜)216、下層(淡水や海
水などの液体)217の3層構造と見なすことができ
る。上層215側から中層216に光218が入射した
とき、中層216を構成する薄膜の内部で何度も反射を
繰り返しながら、上層215側へ光219が放射される
とともに、下層217側へ光220が放射される。これ
らの多数の光219(または、光220)は互いに干渉
するため、薄膜で反射された光219および薄膜を透過
した光220の強度は弱い波長依存性を持つ。このこと
から、水面に浮かんだ油膜は、性能の悪い一種の反射増
加膜あるいは反射防止膜と見なすことができる。
[0014] When an oil slick is floating on the lake surface or the sea surface,
As shown in FIG. 29, a three-layer structure including an upper layer (generally air) 215, a middle layer (liquid oil film or organic film) 216, and a lower layer (liquid such as fresh water or seawater) 217 can be considered. When the light 218 is incident on the middle layer 216 from the upper layer 215 side, the light 219 is radiated to the upper layer 215 side while being repeatedly reflected inside the thin film constituting the middle layer 216, and the light 220 is transmitted to the lower layer 217 side. Radiated. Since these many lights 219 (or light 220) interfere with each other, the intensity of light 219 reflected by the thin film and light 220 transmitted through the thin film has a weak wavelength dependence. From this, the oil film floating on the water surface can be regarded as a kind of reflection increasing film or antireflection film having poor performance.

【0015】ここで、上層215、中層216、下層2
17の各屈折率をそれぞれn1、n2、n3とし、中層2
16の吸収率と厚さをそれぞれをa、Lとすると、中層
216からの反射光の強度Iは、
Here, the upper layer 215, the middle layer 216, and the lower layer 2
17, the refractive indices of n 1 , n 2 , and n 3 , respectively,
Assuming that the absorptance and the thickness of a 16 are a and L, respectively, the intensity I of the reflected light from the middle layer 216 is

【数1】 I=[(r1−r2-2ad2+4r12-2adsin2(ψ/2)]/ [(1−r12-2ad2+4r12-2adsin2(ψ/2)]…(1) で与えられる。ここで、ψは図29に示すように、隣接
する反射光線(光219)の間の位相差であり、入射す
る光218の真空中における波長をλとすると、
I = [(r 1 −r 2 e −2ad ) 2 + 4r 1 r 2 e −2ad sin 2 (ψ / 2)] / [(1−r 1 r 2 e −2ad ) 2 + 4r 1 r 2 e −2ad sin 2 (ψ / 2)] (1) Here, as shown in FIG. 29, ψ is a phase difference between adjacent reflected light beams (light 219), and if the wavelength of the incident light 218 in vacuum is λ,

【数2】 ψ=(4πn2d)[1−(n1/n22sin2φ10.5/λ …(2) で表わすことができる。ただし、この(2)式では、上
層215から中層216に入射する光218の入射角度
をφ1とした。また、dは図29に示すように、中層2
16を一度だけ横切るときの光路長であり、
2 = (4πn 2 d) [1- (n 1 / n 2 ) 2 sin 2 φ 1 ] 0.5 / λ (2) However, in this equation (2), the incident angle of the light 218 incident from the upper layer 215 to the middle 216 was phi 1. D is the middle layer 2 as shown in FIG.
Is the optical path length when crossing 16 only once,

【数3】 d=L/[1−(1−n1/n22sin2φ10.5 …(3) で表わされる。さらに、r1は上層215と中層216
との界面における振幅反射率、r2は中層216と下層
217との界面における振幅反射率であり、入射する光
218がP波光であるとき、
D = L / [1- (1-n 1 / n 2 ) 2 sin 2 φ 1 ] 0.5 (3) Further, r 1 is the upper layer 215 and the middle layer 216
And r 2 is the amplitude reflectance at the interface between the middle layer 216 and the lower layer 217, and when the incident light 218 is P-wave light,

【数4】 r1=tan(φ1−φ2)/tan(φ1+φ2) r2=tan(φ3−φ2)/tan(φ3+φ2) …(4) で与えられる。ここで、φ2、φ3は以下の式で表され
る。
R 1 = tan (φ 1 −φ 2 ) / tan (φ 1 + φ 2 ) r 2 = tan (φ 3 −φ 2 ) / tan (φ 3 + φ 2 ) (4) Here, φ 2 and φ 3 are represented by the following equations.

【0016】[0016]

【数5】 φ2=sin-1[(n1/n2)sinφ1] φ3=sin-1[(n1/n3)sinφ1] …(5)Φ 2 = sin −1 [(n 1 / n 2 ) sin φ 1 ] φ 3 = sin −1 [(n 1 / n 3 ) sin φ 1 ] (5)

【0017】また、入射する光218がS波光である場
合、r1、r2は以下の式で与えられる。
When the incident light 218 is S-wave light, r 1 and r 2 are given by the following equations.

【0018】[0018]

【数6】 r1=−sin(φ1−φ2)/sin(φ1+φ2) r2=−sin(φ3−φ2)/sin(φ3+φ2) …(6)R 1 = −sin (φ 1 −φ 2 ) / sin (φ 1 + φ 2 ) r 2 = −sin (φ 3 −φ 2 ) / sin (φ 3 + φ 2 ) (6)

【0019】そして、前記(1)〜(6)式より、中層
216からの反射光(光219)と波長との関係を求め
ることができる。例えば、上層215を空気(n1
1)、下層217を海水(n3=1.33)、中層21
6である膜の屈折率をn2=1.5、その吸収率を“a
=0cm-1”とすると、S波光の規格化された反射強度
(以後、中層216の反射率と呼ぶ)とスペクトルの関
係は、図30(a)〜(e)、図31(a)〜(e)で
表される。ただし、図30(a)〜(e)は中層216
の厚さLが“L=1μm”、図31(a)〜(e)は中
層216の厚さLが“L=10μm”の場合であり、各
層の屈折率分散を無視している。ここで、波長依存性の
ない直線(破線)は、膜のない海面の反射率を示す。
The relationship between the reflected light (light 219) from the middle layer 216 and the wavelength can be obtained from the above equations (1) to (6). For example, the upper layer 215 is air (n 1 =
1) The lower layer 217 is made of seawater (n 3 = 1.33), the middle layer 21
6, the refractive index of the film is n 2 = 1.5, and the absorptance is “a”.
= 0 cm −1 ”, the relationship between the normalized reflection intensity of the S-wave light (hereinafter, referred to as the reflectance of the middle layer 216) and the spectrum is shown in FIGS. 30 (a) to (e) and FIGS. 31 (a) to 31 (a). 30 (e), except that FIGS. 30 (a) to 30 (e) show the middle layer 216.
31 (a) to (e) show the case where the thickness L of the middle layer 216 is "L = 10 [mu] m", ignoring the refractive index dispersion of each layer. Here, a straight line (broken line) having no wavelength dependence indicates the reflectance of the sea surface without a film.

【0020】これらの図から明らかなように、海面が空
間的、時間的に一定で、かつ膜に入射する光218の強
度が一定の場合には、膜からの反射光強度および膜がな
い海面からの反射光強度の差を測定することにより、原
理的には、両者を区別することが可能である。
As is apparent from these figures, when the sea surface is constant spatially and temporally and the intensity of light 218 incident on the film is constant, the intensity of light reflected from the film and the sea surface without the film By measuring the difference between the reflected light intensities from, it is possible in principle to distinguish between the two.

【0021】しかしながら、実際には、時間的にも、空
間的にも、海面の高さ形状などが大きく変化し、さらに
天候状態や撮影方向により、膜に入射する光218の強
度も大きく変動するため、膜の反射率と海面の反射率と
の差を検出するだけでは、膜の存在位置を定めることは
きわめて困難である。このことは、入射角度φ1が小さ
く、膜からの反射光強度および膜がない海面からの反射
光強度の差が非常に小さい場合のみならず、入射角度φ
1が大きい場合でも同様である。
In practice, however, the height and shape of the sea surface change greatly both temporally and spatially, and the intensity of the light 218 incident on the film greatly changes depending on the weather condition and the photographing direction. Therefore, it is extremely difficult to determine the location of the film only by detecting the difference between the reflectance of the film and the reflectance of the sea surface. This is true not only when the incident angle φ 1 is small and the difference between the reflected light intensity from the film and the reflected light intensity from the sea surface without the film is very small, but also when the incident angle φ
The same applies when 1 is large.

【0022】さらに、実際の測定では、反射率を直接、
測定することができず、反射光強度を測定し、この測定
結果に基づき、反射率を計算しなければならないことか
ら、前述のようなさまざまな要因によって、反射光強度
が変化しているとき、人間が判定に介在しない限り、海
面上に油膜などが浮いていても、これを認識することが
できない。したがって、従来の油膜検出方法では、測定
の自動化を図ることは事実上不可能であるのみならず、
油膜と潮目を間違えるなど、信頼性にも問題があること
が指摘されている。
Further, in an actual measurement, the reflectance is directly
Since the reflected light intensity cannot be measured and the reflected light intensity is measured and the reflectance must be calculated based on the measurement result, when the reflected light intensity is changed due to various factors as described above, Unless a human intervenes in the determination, even if an oil film or the like floats on the sea surface, it cannot be recognized. Therefore, in the conventional oil film detection method, it is practically impossible to automate the measurement,
It has been pointed out that there is also a problem with reliability, such as mistakes between the oil slick and the tide.

【0023】また、上述した説明では、膜の吸収が無視
できることを条件にして計算を行って、図30(a)〜
(e)、図31(a)〜(e)に示すように、S波光の
反射率を求めているが、吸収を考慮した場合、例えば膜
の吸収率aを“a=8cm-1”とした場合にも、図32
(a)〜(e)、図33(a)〜(e)に示すように、
中層216の反射率が波長依存性を持つ。ただし、図3
2は中層216の厚さLが“L=1μm”、図33は中
層216の厚さLが“L=10μm”の場合であり、各
層の屈折率分散を無視している。ここで、波長依存性の
ない直線(破線)は、膜のない海面の反射率を示す。
In the above description, the calculation is performed on the condition that the absorption of the film can be neglected, and FIG.
(E), as shown in FIGS. 31 (a) to (e), the reflectance of the S-wave light is obtained. When the absorption is considered, for example, the absorption a of the film is set to “a = 8 cm −1 ”. FIG. 32
(A) to (e) and FIGS. 33 (a) to (e),
The reflectance of the middle layer 216 has wavelength dependence. However, FIG.
2 shows the case where the thickness L of the middle layer 216 is “L = 1 μm”, and FIG. 33 shows the case where the thickness L of the middle layer 216 is “L = 10 μm”, ignoring the refractive index dispersion of each layer. Here, a straight line (broken line) having no wavelength dependence indicates the reflectance of the sea surface without a film.

【0024】これらの図から明らかなように、膜の吸収
率が大きい場合でも、膜の反射率の依存性がやや小さく
なるだけで、図30(a)〜(e)、図31(a)〜
(e)と本質的な違いはないことから、従来の波長選択
型カメラ装置のように、光学的バンドパスフィルタを用
いて波長領域を狭め、撮像素子で単純に光電変換して画
像化するだけでは、海面上に浮いている油膜などのよう
に、元来、目視観察が困難もしくは不可能な非常にコン
トラストの低い画像をコントラストの高い見やすい画像
に変換することはできない。
As is apparent from these figures, even when the film has a high absorptance, the dependence of the film reflectivity is only slightly reduced, and FIGS. 30 (a) to 30 (e) and FIG. ~
Since there is no essential difference from (e), the wavelength region is narrowed using an optical band-pass filter as in a conventional wavelength-selective camera device, and the image is simply formed by photoelectric conversion using an image sensor. Thus, it is impossible to convert a very low-contrast image that is originally difficult or impossible to visually observe, such as an oil film floating on the sea surface, into a high-contrast easy-to-view image.

【0025】このため、海面に浮かんだ油膜や有機膜を
正確にかつ迅速に検出しなければならない場合、例えば
遭難した航空機や船舶の探索あるいは、タンカーからの
原油流出状況の的確な把握などを行うときなどでも、油
膜などを映像化することがでず、このような映像を得る
ことができる波長選択型カメラ装置の開発が強く望まれ
ていた。
For this reason, when it is necessary to accurately and quickly detect an oil film or an organic film floating on the sea surface, for example, search for a distressed aircraft or ship, or accurately grasp the situation of crude oil spill from a tanker. Even at times, an oil film or the like cannot be visualized, and there has been a strong demand for the development of a wavelength-selective camera device capable of obtaining such an image.

【0026】また、同様な理由により、液晶ディスプレ
イやプラズマディスプレイなどのガラス基板の表面に付
着した油膜や有機膜などの汚れなども映像化することが
できないことから、液晶ディスプレイやプラズマディス
プレイなどのフラットディスプレイを量産して、低廉化
することが難しいため、このような液晶ディスプレイや
プラズマディスプレイなどのガラス基板の表面に付着し
た油膜や有機膜などの汚れなどを映像化することができ
る波長選択型カメラ装置の開発が強く望まれていた。
For the same reason, it is not possible to visualize an oil film, an organic film, and other stains attached to the surface of a glass substrate such as a liquid crystal display or a plasma display. Because it is difficult to mass-produce displays and reduce their cost, a wavelength-selective camera that can visualize dirt such as oil films and organic films attached to the surface of glass substrates such as liquid crystal displays and plasma displays. Development of the device was strongly desired.

【0027】本発明は上記の事情に鑑み、反射光が強い
場合でも、海面上などに浮いている油膜や有機膜、また
は液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのガラ
ス基板の表面に付着した油膜や有機膜の汚れなどを高い
コントラストで映像化することができ、これによって遭
難現場やガラス基板の汚れなどを確実に見つけ出すこと
ができる波長選択型液晶カメラ装置を提供することを目
的としている。
In view of the above circumstances, the present invention provides an oil film or an organic film floating on a sea surface or the like, or an oil film or an organic film adhered to the surface of a glass substrate such as a liquid crystal display or a plasma display even when the reflected light is strong. It is an object of the present invention to provide a wavelength-selectable liquid crystal camera device which can visualize dirt and the like with high contrast, and thereby can reliably find a dirt spot or a dirt on a glass substrate.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項1では、撮影動作によって得られ
た光像を各波長域毎の光像にして、特定の被写体画像を
抽出する波長選択型液晶カメラ装置において、光学的バ
ンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波長を電圧
により変更可能な液晶フィルタと、この液晶フィルタに
よって選択された波長域の光像を光電変換して、映像信
号を生成する1つの撮像素子と、この撮像素子から出力
される波長の異なる2つの画像の間の信号レベル差を計
算し、この差の絶対値に基づいた映像信号を生成する画
像演算部とを備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a light image obtained by a photographing operation is converted into a light image for each wavelength range, and a specific subject image is formed. In a wavelength selective liquid crystal camera device to be extracted, a liquid crystal filter having an optical bandpass filter function and capable of changing its center wavelength by a voltage, and a photoelectric image of a wavelength region selected by the liquid crystal filter being photoelectrically converted. An image operation for calculating a signal level difference between one image sensor for generating a video signal and two images having different wavelengths output from the image sensor, and generating a video signal based on an absolute value of the difference And a part.

【0029】請求項2では、請求項1に記載の波長選択
型液晶カメラ装置において、前記撮像素子は、CCD、
MOS、CPD、SIT、AMIなど、シリコンを用い
た固体撮像素子またはGaAs、InGaAsなど赤外
線領域で高い感度を示す材料を用いた固体撮像素子、ま
たは非晶質セレンなど、紫外線や短波長可視光で高い感
度を示す材料を用いた固体撮像素子、あるいはプランビ
コン、サチコン、ビジコン、カルニコン、ハーピコンな
どの撮像管などのいずれかによって構成されることを特
徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the wavelength selective liquid crystal camera device according to the first aspect, the image pickup device includes a CCD,
MOS, CPD, SIT, AMI, etc., solid-state imaging device using silicon or solid-state imaging device using material showing high sensitivity in infrared region such as GaAs, InGaAs, or amorphous selenium, etc. It is characterized by being constituted by a solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity, or an imaging tube such as a plumbicon, a sachicon, a vidicon, a carnicon, a harpicon, or the like.

【0030】請求項3では、請求項1、2のいずれかに
記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記画像演
算部は、前記撮像素子からフレーム単位で出力される各
波長域の映像信号のうち、予め設定されている波長域の
映像信号を取り込んで記憶するフレームメモリ回路と、
このフレームメモリ回路に記憶されている波長域の映像
信号と、この映像信号に対応する波長域を有して前記撮
像素子からフレーム単位で出力される映像信号との間の
レベル差を同じ空間座標を持つ画素毎に計算する差分回
路と、この差分回路から出力されるレベル差の絶対値を
計算する絶対値回路とを有することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the first and second aspects, the image calculation section outputs the video signal of each wavelength range output from the image sensor in frame units. A frame memory circuit that captures and stores video signals in a preset wavelength range,
The level difference between the video signal in the wavelength range stored in the frame memory circuit and the video signal having a wavelength range corresponding to the video signal and output from the image sensor in frame units is represented by the same spatial coordinates. And a difference circuit that calculates the absolute value of the level difference output from the difference circuit.

【0031】請求項4では、請求項1、2、3のいずれ
かに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記液
晶フィルタは、膜状に形成された透明電極と、膜状に形
成された誘電体多層膜と、層状の液晶層と、膜状に形成
された誘電体多層膜と、膜状に形成された透明電極とを
板状に形成された2枚の透明基板で挟み込んだ構造を持
ち、ファブリ・ペロー干渉計と同様な機能を持つことを
特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the wavelength selective liquid crystal camera device according to any one of the first to third aspects, the liquid crystal filter is formed of a transparent electrode formed in a film shape and a film shape. A structure in which a dielectric multilayer film, a layered liquid crystal layer, a film-shaped dielectric multilayer film, and a film-shaped transparent electrode are sandwiched between two plate-shaped transparent substrates. It has the same function as a Fabry-Perot interferometer.

【0032】請求項5では、請求項1から4のいずれか
に記載の波長選択型液晶カメラ装置において、テレビ信
号の垂直信号と同期したバースト状の交流電圧を前記液
晶フィルタに印加して、この液晶フィルタを構成する液
晶層の屈折率を変え、前記液晶フィルタの透過特性の中
心波長を移動させることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the wavelength selective liquid crystal camera device according to any one of the first to fourth aspects, a burst AC voltage synchronized with a vertical signal of a television signal is applied to the liquid crystal filter. It is characterized in that the refractive index of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal filter is changed to shift the center wavelength of the transmission characteristics of the liquid crystal filter.

【0033】請求項6では、請求項1から5のいずれか
に記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記撮像
素子の前方に、この撮像素子の半値全幅(Full width a
t Half Maximum)より広い半値全幅を持つ光学的バンド
パスフィルタを配置し、この光学的バンドパスフィルタ
によって、前記撮像素子に入射する光像の波長域を制限
することを特徴としている。
According to a sixth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the first to fifth aspects, a full width at half maximum (Full width a) of the imaging element is provided in front of the imaging element.
An optical band-pass filter having a full width at half maximum wider than (t Half Maximum) is arranged, and the wavelength band of an optical image incident on the image sensor is limited by the optical band-pass filter.

【0034】請求項7では、請求項1から6のいずれか
に記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記撮像
素子の前方に、偏光フィルムまたは偏光板を配置し、こ
の偏光フィルムまたは偏光板によって、前記液晶フィル
タで選択された各波長域の光像を構成する各光のうち、
特定の偏光面を持つ光を選択して、前記撮像素子に入射
させることを特徴としている。
According to a seventh aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the first to sixth aspects, a polarizing film or a polarizing plate is disposed in front of the image pickup device, and the polarizing film or the polarizing plate is used. Among the respective lights constituting the light image of each wavelength range selected by the liquid crystal filter,
It is characterized in that light having a specific polarization plane is selected and made incident on the image sensor.

【0035】請求項8では、請求項1から7のいずれか
に記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記画像
演算部によって生成された映像信号を判定回路に導き、
この判定回路によって予め設定されているしきい値と前
記映像信号のレベルとを比較させて、特定の被写体画像
の有無を判定させることを特徴としている。
According to a eighth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the first to seventh aspects, the video signal generated by the image calculation unit is guided to a determination circuit.
The determination circuit compares a predetermined threshold value with the level of the video signal to determine the presence or absence of a specific subject image.

【0036】請求項9では、撮影動作によって得られた
光像を各波長域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽
出する波長選択型液晶カメラ装置において、光学的バン
ドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波長を電圧に
より変更可能な液晶フィルタと、この液晶フィルタによ
って選択された各波長域の光像のうち、短波長側に含ま
れる各波長域の光像を光電変換して、短波長側映像信号
を生成する短波長側撮像素子と、この短波長側撮像素子
から出力される各短波長側映像信号の各画素について、
同じ空間座標を持つ各画素毎に信号レベル差を計算し、
この差の絶対値に基づいて短波長側映像信号を生成する
短波長側画像演算部と、前記液晶フィルタによって選択
された各波長域の光像のうち、長波長側に含まれる各波
長域の光像を光電変換して、長波長側映像信号を生成す
る長波長側撮像素子と、この長波長側撮像素子から出力
される各長波長側映像信号の各画素について、同じ空間
座標を持つ各画素毎に信号レベル差を計算し、この差の
絶対値に基づいて長波長側映像信号を生成する長波長側
画像演算部と、この長波長側画像演算部から出力される
長波長側映像信号と前記短波長側画像演算部から出力さ
れる短波長側映像信号とを合成して合成映像信号を生成
する映像信号合成部とを備えたことを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in a wavelength selective liquid crystal camera device for extracting a specific subject image by converting an optical image obtained by a photographing operation into an optical image for each wavelength region, the optical bandpass filter function is provided. And a liquid crystal filter whose center wavelength can be changed by a voltage, and among the light images of the respective wavelength ranges selected by the liquid crystal filter, the light images of the respective wavelength ranges included on the short wavelength side are photoelectrically converted to obtain a short wavelength. For the short wavelength side image sensor that generates the wavelength side video signal, and for each pixel of each short wavelength side video signal output from this short wavelength side image sensor,
Calculate the signal level difference for each pixel with the same spatial coordinates,
A short-wavelength-side image calculation unit that generates a short-wavelength-side video signal based on the absolute value of the difference; and an optical image of each wavelength band selected by the liquid crystal filter, of each wavelength band included on the long wavelength side. The optical image is subjected to photoelectric conversion to generate a long-wavelength-side image signal, and the long-wavelength-side image sensor and each pixel of each long-wavelength-side image signal output from the long-wavelength image sensor have the same spatial coordinates. A long-wavelength-side image calculation unit that calculates a signal level difference for each pixel and generates a long-wavelength-side video signal based on the absolute value of the difference, and a long-wavelength-side video signal output from the long-wavelength-side image calculation unit And a video signal synthesizing unit for synthesizing the short-wavelength-side video signal output from the short-wavelength-side image calculation unit to generate a synthesized video signal.

【0037】請求項10では、請求項9に記載の波長選
択型液晶カメラ装置において、前記撮像素子は、CC
D、MOS、CPD、SIT、AMIなど、シリコンを
用いた固体撮像素子またはGaAs、InGaAsなど
赤外線領域で高い感度を示す材料を用いた固体撮像素
子、または非晶質セレンなど、紫外線や短波長可視光で
高い感度を示す材料を用いた固体撮像素子、あるいはプ
ランビコン、サチコン、ビジコン、カルニコン、ハーピ
コンなどの撮像管などのいずれかによって構成されるこ
とを特徴としている。
According to a tenth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to the ninth aspect, the image pickup device includes a CC.
UV, short wavelength visible light such as solid-state image sensor using silicon such as D, MOS, CPD, SIT, AMI or solid-state image sensor using material having high sensitivity in infrared region such as GaAs and InGaAs, or amorphous selenium It is characterized by being constituted by a solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity to light, or an imaging tube such as a plumbicon, a sachicon, a vidicon, a carnicon, a harpicone, or the like.

【0038】請求項11では、請求項9、10のいずれ
かに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記短
波長側画像演算部は、前記短波長側撮像素子からフレー
ム単位で出力される短波長側に含まれる各波長域の映像
信号のうち、予め設定されている波長域の映像信号を取
り込んで記憶するフレームメモリ回路と、このフレーム
メモリ回路に記憶されている波長域の映像信号と、この
映像信号に対応する波長域を有して前記短波長側撮像素
子からフレーム単位で出力される映像信号との間のレベ
ル差を同じ空間座標を持つ画素毎に計算する差分回路
と、この差分回路から出力されるレベル差の絶対値を計
算する絶対値回路とを有し、前記長波長側画像演算部
は、前記長波長側撮像素子からフレーム単位で出力され
る長波長側に含まれる各波長域の映像信号のうち、予め
設定されている波長域の映像信号を取り込んで記憶する
フレームメモリ回路と、このフレームメモリ回路に記憶
されている波長域の映像信号と、この映像信号に対応す
る波長域を有して前記長波長側撮像素子からフレーム単
位で出力される映像信号との間のレベル差を同じ空間座
標を持つ画素毎に計算する差分回路と、この差分回路か
ら出力されるレベル差の絶対値を計算する絶対値回路と
を有することを特徴としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the ninth and tenth aspects, the short-wavelength-side image calculation unit outputs the short-wavelength image output from the short-wavelength-side image sensor in frame units. Of the video signals of each wavelength range included on the wavelength side, a frame memory circuit that captures and stores a video signal of a preset wavelength range, and a video signal of the wavelength range stored in the frame memory circuit, A difference circuit that has a wavelength range corresponding to the video signal and calculates a level difference between the video signal output from the short-wavelength-side imaging device in frame units for each pixel having the same spatial coordinate; An absolute value circuit that calculates an absolute value of a level difference output from the circuit, wherein the long-wavelength-side image calculation unit is included on the long-wavelength side output from the long-wavelength-side image sensor in frame units. Among the video signals in the wavelength range, a frame memory circuit that captures and stores a video signal in a preset wavelength range, a video signal in the wavelength range stored in the frame memory circuit, and a video signal corresponding to the video signal. A difference circuit that has a wavelength range and calculates a level difference between a video signal output from the long-wavelength-side imaging device in frame units for each pixel having the same spatial coordinates, and a level output from the difference circuit. An absolute value circuit for calculating an absolute value of the difference.

【0039】請求項12では、請求項9、10、11の
いずれかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、
前記液晶フィルタは、膜状に形成された透明電極と、膜
状に形成された誘電体多層膜と、層状の液晶層と、膜状
に形成された誘電体多層膜と、膜状に形成された透明電
極とを板状に形成された2枚の透明基板で挟み込んだ構
造を持ち、ファブリ・ペロー干渉計と同様な機能を持つ
ことを特徴としている。
According to a twelfth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the ninth, tenth, and eleventh aspects,
The liquid crystal filter includes a transparent electrode formed in a film shape, a dielectric multilayer film formed in a film shape, a layered liquid crystal layer, a dielectric multilayer film formed in a film shape, and a film formed. The transparent electrode is sandwiched between two transparent substrates formed in a plate shape, and has a function similar to that of a Fabry-Perot interferometer.

【0040】請求項13では、請求項9から12のいず
れかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、テレ
ビ信号の垂直信号と同期したバースト状の交流電圧を前
記液晶フィルタに印加して、この液晶フィルタを構成す
る液晶層の屈折率を変え、前記液晶フィルタの透過特性
の中心波長を移動させることを特徴としている。
According to a thirteenth aspect, in the wavelength selective liquid crystal camera device according to any one of the ninth to twelfth aspects, a burst AC voltage synchronized with a vertical signal of a television signal is applied to the liquid crystal filter. It is characterized in that the refractive index of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal filter is changed to shift the center wavelength of the transmission characteristics of the liquid crystal filter.

【0041】請求項14では、請求項9から13のいず
れかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記
短波長側撮像素子および前記長波長側撮像素子の前方
に、これら短波長側撮像素子の半値全幅(Full width a
t Half Maximum)および長波長側撮像素子の半値全幅よ
り広い半値全幅を持つ1つ以上の光学的バンドパスフィ
ルタを配置し、この光学的バンドパスフィルタによっ
て、前記短波長側撮像素子および前記長波長側撮像素子
に入射する光像の波長域を制限することを特徴としてい
る。
According to a fourteenth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the ninth to thirteenth aspects, the short-wavelength-side imaging element is provided in front of the short-wavelength-side imaging element and the long-wavelength-side imaging element. Full width a
t Half Maximum) and one or more optical bandpass filters having a full width at half maximum that is wider than the full width at half maximum of the long wavelength side image sensor, and the short wavelength side image sensor and the long wavelength It is characterized in that the wavelength range of the light image incident on the side image sensor is limited.

【0042】請求項15では、請求項9から14のいず
れかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記
短波長側撮像素子および前記長波長側撮像素子の前方
に、1つ以上の偏光フィルムまたは1つ以上の偏光板を
配置し、この偏光フィルムまたは偏光板によって、前記
液晶フィルタで選択された各波長域の光像を構成する各
光のうち、特定の偏光面を持つ光を選択して、前記短波
長側撮像素子および前記長波長側撮像素子に入射させる
ことを特徴としている。
According to a fifteenth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the ninth to fourteenth aspects, one or more polarizing films are provided in front of the short-wavelength image sensor and the long-wavelength image sensor. Alternatively, one or more polarizing plates are arranged, and the polarizing film or the polarizing plate selects light having a specific polarization plane from among the light beams forming the light image in each wavelength range selected by the liquid crystal filter. Then, the light is incident on the short-wavelength image sensor and the long-wavelength image sensor.

【0043】請求項16では、請求項9から15のいず
れかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記
映像信号合成部によって生成される合成映像信号を判定
回路に導き、この判定回路によって予め設定されている
しきい値と前記合成映像信号のレベルとを比較させて、
特定の被写体画像の有無を判定させることを特徴として
いる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the ninth to fifteenth aspects, the synthesized video signal generated by the video signal synthesizing unit is guided to a determination circuit, and the determination circuit preliminarily determines the synthesized video signal. By comparing the set threshold value with the level of the composite video signal,
It is characterized in that the presence or absence of a specific subject image is determined.

【0044】請求項17では、撮影動作によって得られ
た光像を各波長域毎の光像にして、特定の被写体画像を
抽出する波長選択型液晶カメラ装置において、光学的バ
ンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波長を電圧
により変更可能な液晶フィルタと、この液晶フィルタに
よって選択された各波長域の光像を赤色(R)領域、緑
色(G)領域、青色(B)領域に分離して、光電変換
し、R色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を生成
するカラー撮像素子と、このカラー撮像素子から出力さ
れるR色映像信号、G色映像信号、B色映像信号の各画
素について、R色、G色、B色のそれぞれに対して、同
じ空間座標を持つ各画素毎に信号レベル差を計算し、こ
の差の絶対値に基づき、R色映像信号、G色映像信号、
B色映像信号を生成するカラー画像演算部と、このカラ
ー画像演算部から出力されるR色映像信号、G色映像信
号、B色映像信号を合成して合成カラー映像信号を生成
するカラー映像信号合成部とを備えたことを特徴として
いる。
According to a seventeenth aspect, a wavelength-selective liquid crystal camera device for extracting a specific subject image by converting an optical image obtained by a photographing operation into an optical image for each wavelength region, has an optical bandpass filter function. A liquid crystal filter whose center wavelength can be changed by a voltage, and a light image of each wavelength region selected by the liquid crystal filter is separated into a red (R) region, a green (G) region, and a blue (B) region. A color image sensor that performs photoelectric conversion to generate an R color image signal, a G color image signal, and a B color image signal; and a R image signal, a G color image signal, and a B color image signal output from the color image sensor. For each pixel, a signal level difference is calculated for each of the pixels having the same spatial coordinates for each of the R, G, and B colors, and based on the absolute value of the difference, an R color video signal and a G color video are calculated. signal,
A color image operation unit for generating a B color image signal, and a color image signal for generating a composite color image signal by synthesizing an R color image signal, a G color image signal, and a B color image signal output from the color image operation unit And a combining unit.

【0045】請求項18では、請求項17に記載の波長
選択型液晶カメラ装置において、前記カラー撮像素子
は、CCD、MOS、CPD、SIT、AMIなど、シ
リコンを用いた固体撮像素子またはGaAs、InGa
Asなど赤外線領域で高い感度を示す材料を用いた固体
撮像素子、または非晶質セレンなど、紫外線や短波長可
視光で高い感度を示す材料を用いた固体撮像素子、ある
いはプランビコン、サチコン、ビジコン、カルニコン、
ハーピコンなどの撮像管などのいずれかによって構成さ
れることを特徴としている。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the wavelength selective liquid crystal camera device according to the seventeenth aspect, the color imaging element is a solid-state imaging element using silicon, such as CCD, MOS, CPD, SIT, or AMI, or GaAs, InGaA.
A solid-state image sensor using a material exhibiting high sensitivity in the infrared region such as As, or a solid-state image sensor using a material exhibiting high sensitivity in ultraviolet light or short-wavelength visible light such as amorphous selenium, or plan bicone, sachicon, vidicon, Carnicon,
It is characterized by being constituted by any one of an image pickup tube such as a harpicon.

【0046】請求項19では、請求項17、18のいず
れかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前記
カラー画像演算部は、前記カラー撮像素子からR色、G
色、B色毎にフレーム単位で出力される各波長域の映像
信号のうち、R色、G色、B色毎に予め設定されている
波長域の映像信号を取り込んで記憶するフレームメモリ
回路と、このフレームメモリ回路に記憶されているR
色、G色、B色毎の波長域の映像信号と、この映像信号
に対応する波長域を有して前記撮像素子からR色、G
色、B色毎にフレーム単位で出力される映像信号との間
のレベル差を同じ空間座標を持つ画素毎に計算する差分
回路と、この差分回路から出力されるレベル差の絶対値
を計算する絶対値回路とを有することを特徴としてい
る。
According to a nineteenth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the seventeenth and eighteenth aspects, the color image calculation unit is configured to output R, G, and G colors from the color image sensor.
A frame memory circuit that captures and stores video signals in wavelength ranges that are preset for each of R, G, and B colors, out of video signals in each wavelength range that are output in frame units for each color and B color; , R stored in the frame memory circuit.
A video signal in a wavelength range for each of the colors G, B, and B;
A difference circuit for calculating a level difference between a video signal output in a frame unit for each color and B color for each pixel having the same spatial coordinates, and an absolute value of the level difference output from the difference circuit is calculated. And an absolute value circuit.

【0047】請求項20では、請求項17、18、19
のいずれかに記載の波長選択型液晶カメラ装置におい
て、前記液晶フィルタは、膜状に形成された透明電極
と、膜状に形成された誘電体多層膜と、層状の液晶層
と、膜状に形成された誘電体多層膜と、膜状に形成され
た透明電極とを板状に形成された透明基板で挟み込んだ
構造を持ち、ファブリ・ペロー干渉計と同様な機能を持
つことを特徴としている。
In claim 20, claims 17, 18, and 19
In the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the above, the liquid crystal filter includes a transparent electrode formed in a film shape, a dielectric multilayer film formed in a film shape, a layered liquid crystal layer, and a film shape. It has a structure in which a formed dielectric multilayer film and a transparent electrode formed in a film shape are sandwiched between transparent plates formed in a plate shape, and has a function similar to that of a Fabry-Perot interferometer. .

【0048】請求項21では、請求項17から20のい
ずれかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、テ
レビ信号の垂直信号と同期したバースト状の交流電圧を
前記液晶フィルタに印加して、この液晶フィルタを構成
する液晶層の屈折率を変え、前記液晶フィルタの透過特
性の中心波長を移動させることを特徴としている。
According to a twenty-first aspect, in the wavelength selective liquid crystal camera device according to any one of the seventeenth to twentieth aspects, a burst-like AC voltage synchronized with a vertical signal of a television signal is applied to the liquid crystal filter. It is characterized in that the refractive index of the liquid crystal layer constituting the liquid crystal filter is changed to shift the center wavelength of the transmission characteristics of the liquid crystal filter.

【0049】請求項22では、請求項17から21のい
ずれかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前
記カラー撮像素子の前方に、このカラー撮像素子が持つ
R、G、B毎の各半値全幅(Full width at Half Maxim
um)より広い半値全幅を持つ1つ以上の光学的バンドパ
スフィルタを配置し、この光学的バンドパスフィルタに
よって、前記カラー撮像素子に入射する光像の波長域を
制限することを特徴としている。
According to a twenty-second aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the seventeenth to twenty-first aspects, each half-value for each of R, G, and B of the color imaging device is provided in front of the color imaging device. Full width at Half Maxim
um) One or more optical band-pass filters having a full width at half maximum wider than the optical band-pass filter are provided, and the wavelength band of an optical image incident on the color imaging device is limited by the optical band-pass filters.

【0050】請求項23では、請求項17から22のい
ずれかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前
記カラー撮像素子の前方に、1つ以上の偏光フィルムま
たは1つ以上の偏光板を配置し、この偏光フィルムまた
は偏光板によって、前記液晶フィルタで選択された各波
長域の光像を構成する各光のうち、特定の偏光面を持つ
光を選択して、前記カラー撮像素子に入射させることを
特徴としている。
According to a twenty-third aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the seventeenth to twenty-second aspects, one or more polarizing films or one or more polarizing plates are disposed in front of the color image pickup device. Then, by using the polarizing film or the polarizing plate, a light having a specific polarization plane is selected from the light constituting the light image in each wavelength range selected by the liquid crystal filter, and is incident on the color imaging device. It is characterized by:

【0051】請求項24では、請求項17から23のい
ずれかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、前
記カラー映像信号合成部によって生成される合成カラー
映像信号を判定回路に導き、この判定回路によって予め
設定されているしきい値と前記合成映像信号のレベルと
を比較させて、特定の被写体画像の有無を判定させるこ
とを特徴としている。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the seventeenth to twenty-third aspects, the synthesized color video signal generated by the color video signal synthesizing section is guided to a determination circuit. By comparing a threshold value set in advance with the level of the composite video signal, the presence or absence of a specific subject image is determined.

【0052】請求項25では、請求項1から24のいず
れかに記載の波長選択型液晶カメラ装置において、波長
選択型液晶カメラ装置の前に、光シャッタを配置し、こ
の光シャッタを動作させて、前記波長選択型液晶カメラ
装置に間欠的に光像を供給することを特徴としている。
According to a twenty-fifth aspect, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to any one of the first to twenty-fourth aspects, an optical shutter is disposed in front of the wavelength-selective liquid crystal camera device, and the optical shutter is operated. In this case, a light image is intermittently supplied to the wavelength-selective liquid crystal camera device.

【0053】請求項26では、請求項25に記載の波長
選択型液晶カメラ装置において、前記光シャッタは、ネ
マチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液
晶、LiNbO3、LiTaO3、KDP、DKDP、P
ZT、GaAsなどの電気光学材料のいずれか、または
これらの組み合わせによって構成されることを特徴とし
ている。
According to a twenty-sixth aspect, in the wavelength selective liquid crystal camera device according to the twenty-fifth aspect, the optical shutter includes a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, LiNbO 3 , LiTaO 3 , KDP, DKDP, P
It is characterized by being composed of any one of electro-optical materials such as ZT and GaAs, or a combination thereof.

【0054】[0054]

【発明の実施の形態】《発明の第1の実施の形態の説
明》 <第1の実施の形態の基本説明>図1は本発明による波
長選択型液晶カメラ装置の請求項1、2、3、4、5に
対応する第1の実施の形態を示すブロック図である。な
お、この図においては、説明を簡単にするために、本発
明の説明に係わりのない部分、例えば入射光量を減衰さ
せるアイリスやNDフィルタなど、カメラ装置を構成す
るのに必要な部品、駆動回路、映像処理回路などにパル
ス信号を送るパルス発生回路、映像の輪郭を強調する輪
郭補償回路、電源回路などを省略してある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <Description of First Embodiment of the Invention><Basic Description of First Embodiment> FIG. 1 shows a wavelength selective liquid crystal camera device according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment corresponding to FIGS. In this figure, for the sake of simplicity, parts not related to the description of the present invention, such as an iris and an ND filter for attenuating the amount of incident light, components necessary for configuring the camera device, and a drive circuit A pulse generating circuit for sending a pulse signal to a video processing circuit, a contour compensating circuit for enhancing a contour of a video, a power supply circuit, and the like are omitted.

【0055】この図に示す波長選択型液晶カメラ装置1
は、波長選択光学系2と、画像処理部3と、差画像抽出
部4とを備えている。波長選択光学系2は、油膜が浮か
んだ海面などの被写体を撮影して得られた光像を取り込
んで、指定された波長域の光を抽出して光電変換し、短
波長域映像信号、長波長域映像信号を順次サイクリック
に生成する。画像処理部3は、波長選択光学系2から出
力される短波長域映像信号、長波長域映像信号を画像処
理してデジタル化した短波長域映像信号、長波長域映像
信号を順次生成する。差画像抽出部4は、画像処理部3
から出力される短波長域映像信号、長波長域映像信号の
少なくともいずれか一方をフレーム単位で記憶しなが
ら、これら短波長域映像信号と長波長域映像信号との差
に基づき、海面や水面などに浮かんだ油膜の映像や有機
膜の映像などのコントラストを高くした映像信号を生成
してディスプレイ装置(図示は省略する)に供給する。
The wavelength-selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG.
Includes a wavelength selection optical system 2, an image processing unit 3, and a difference image extraction unit 4. The wavelength selection optical system 2 captures an optical image obtained by photographing a subject such as a sea surface with a floating oil film, extracts light in a specified wavelength range, performs photoelectric conversion, and outputs a short wavelength range video signal and a long wavelength range. Wavelength range video signals are sequentially and cyclically generated. The image processing unit 3 sequentially generates a short-wavelength video signal and a long-wavelength video signal obtained by performing image processing on the short-wavelength video signal and the long-wavelength video signal output from the wavelength selection optical system 2 and digitizing the same. The difference image extracting unit 4 includes the image processing unit 3
While storing at least one of the short-wavelength video signal and the long-wavelength video signal output from the frame unit, based on the difference between the short-wavelength video signal and the long-wavelength video signal, the sea surface, water surface, etc. An image signal with a high contrast, such as an oil film image or an organic film image, floating on the surface is generated and supplied to a display device (not shown).

【0056】前記波長選択光学系2は、液晶フィルタ5
と、レンズ6と、撮像素子7とを備えている。液晶フィ
ルタ5は、光学的バンドパスフィルタ機能を持ち、被写
体からの光像(白色の光像)を取り込むとともに、入力
される交流電圧に応じて、前記光像を構成する短波長域
の光像と、前記光像を構成する長波長域の光像とを順次
サイクリックに抽出する。レンズ6は、液晶フィルタ5
によって選択された波長域の光を所定距離だけ後方に結
像させる。撮像素子7は、CCD、MOS、CPD、S
IT、AMIなど、シリコンを用いた固体撮像素子また
はGaAs、InGaAsなど赤外線領域で高い感度を
示す材料を用いた固体撮像素子、または非晶質セレンな
ど、紫外線や短波長可視光で高い感度を示す材料を用い
た固体撮像素子、あるいはプランビコン、サチコン、ビ
ジコン、カルニコン、ハーピコンなどの撮像管のいずれ
かによって構成され、レンズ6から出射される各光像を
光/電変換し、これによって得られた短波長域映像信号
と、長波長域映像信号とを画像処理部3に順次供給す
る。
The wavelength selection optical system 2 includes a liquid crystal filter 5
, A lens 6 and an image sensor 7. The liquid crystal filter 5 has an optical band-pass filter function, captures a light image (white light image) from a subject, and forms an optical image in a short wavelength range constituting the light image according to an input AC voltage. And a light image in a long wavelength region constituting the light image are sequentially and cyclically extracted. The lens 6 is a liquid crystal filter 5
The light in the wavelength range selected by the above is imaged backward by a predetermined distance. The imaging device 7 is a CCD, MOS, CPD, S
High sensitivity in ultraviolet light and short wavelength visible light, such as solid-state imaging device using silicon such as IT and AMI, or material using high sensitivity in infrared region such as GaAs and InGaAs, or amorphous selenium. A solid-state image pickup device using a material, or an image pickup tube such as a planbicon, a sachicon, a vidicon, a carnicon, a harpicon, or the like, and each light image emitted from the lens 6 is subjected to light / electric conversion, and thus obtained. The short wavelength region video signal and the long wavelength region video signal are sequentially supplied to the image processing unit 3.

【0057】前記液晶フィルタ5は、図2に示すよう
に、透明基板8と、透明電極膜9と、誘電体多層膜10
とを順次積層するとともに、透明基板11と、透明電極
膜12と、誘電体多層膜13とを順次積層し、この誘電
体多層膜13と前記誘電体多層膜10との間に液晶層1
4を介在させた構成となっている。透明電極膜9は、透
明基板8の一面側に積層された金属膜などによって構成
されるとともに接地点に接続されている。誘電体多層膜
10、11は、反射率や有効波長領域に応じた屈折率の
誘電体膜を必要な層数だけ透明電極膜9または12上に
積層し、一種のミラーとして機能させてファブリ・ペロ
ー干渉計と同様な原理で透過波長域を決める。透明電極
膜12は、透明基板11の一面側に積層された金属膜な
どによって構成されるとともに外部から交流電圧が印加
される。液晶層14は、ネマチック液晶、コレステリッ
ク液晶、スメクチック液晶、ねじれネマチック液晶、電
界制御複屈折モード液晶(ELectrically Controllable
Birefringence)液晶、表面安定化(Surface Stabilliz
ed)強誘電性液晶などによって構成される。
As shown in FIG. 2, the liquid crystal filter 5 includes a transparent substrate 8, a transparent electrode film 9, and a dielectric multilayer film 10.
Are sequentially laminated, and a transparent substrate 11, a transparent electrode film 12, and a dielectric multilayer film 13 are sequentially laminated, and a liquid crystal layer 1 is interposed between the dielectric multilayer film 13 and the dielectric multilayer film 10.
4 is interposed. The transparent electrode film 9 is composed of a metal film or the like laminated on one surface side of the transparent substrate 8 and is connected to a ground point. The dielectric multilayer films 10 and 11 are formed by laminating a required number of dielectric films having a refractive index corresponding to the reflectance and the effective wavelength region on the transparent electrode film 9 or 12 and functioning as a kind of mirror. The transmission wavelength range is determined by the same principle as that of the Perot interferometer. The transparent electrode film 12 is formed of a metal film or the like laminated on one surface side of the transparent substrate 11 and receives an external AC voltage. The liquid crystal layer 14 includes a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, a twisted nematic liquid crystal, and an electric field controlled birefringent mode liquid crystal (ELectrically Controllable).
Birefringence liquid crystal, Surface Stabilliz
ed) It is composed of a ferroelectric liquid crystal or the like.

【0058】この液晶フィルタ5においては、被写体か
らの光像(白色の光像)を取り込むとともに、図3の
(a)、(b)に示すように、一定振幅を持ち、1フレ
ームおきに、映像信号の垂直同期信号に同期したバース
ト状の交流電圧が前記透明電極膜12に印加されている
とき、短波長域に属する複数の光像と、長波長域に属す
る複数の光像とを順次サイクリックに抽出してレンズ6
に入射させる。
The liquid crystal filter 5 takes in a light image (white light image) from the subject and has a constant amplitude as shown in FIGS. When a burst-like AC voltage synchronized with a vertical synchronization signal of a video signal is applied to the transparent electrode film 12, a plurality of light images belonging to a short wavelength region and a plurality of light images belonging to a long wavelength region are sequentially formed. Extract lens cyclically 6
Incident on

【0059】この際、液晶層14を構成する液晶の配向
方向としては、液晶分子の長軸が各透明基板8、11の
各面に並行となるホモジニアス配向あるいは液晶分子の
長軸が各透明基板8、11の各面とほぼ直角となるホメ
オトロピック配向のいずかにされる。ただし、前者の液
晶配列では、誘電率異方性を“正”にし、後者の液晶配
列では、誘電率異方性を“負”にすることが必要であ
る。
At this time, the alignment direction of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer 14 is a homogeneous alignment in which the major axis of the liquid crystal molecules is parallel to each surface of the transparent substrates 8 and 11, or the major axis of the liquid crystal molecules is the transparent substrate. Any of the homeotropic orientations that are substantially perpendicular to the planes 8 and 11 is provided. However, in the former liquid crystal arrangement, the dielectric anisotropy needs to be “positive”, and in the latter liquid crystal arrangement, the dielectric anisotropy needs to be “negative”.

【0060】表1は、一般的な淡水の屈折率分散と波長
との関係を示している。また、表2は、図1に示す波長
選択型液晶カメラ装置の波長選択動作の一例を示してい
る。前記被写体の上層側が空気(屈折率n1=1)、下
層が表1(理科年表から引用した表)に示すような屈折
率分散を持つ淡水であれば、淡水からの反射率の差が1
%以下になるように、表2に示すように、液晶フィルタ
5の透過波長領域が短波長側にシフトするほど、バース
ト状の交流電圧が入力されているときにおける液晶フィ
ルタ5の透過波長域の中心波長λ1と、バースト状の交
流電圧が入力されていないときにおける液晶フィルタ5
の透過波長域の中心波長λ2と差の絶対値|λ1−λ2
が小さくなるように、液晶フィルタ5の中心波長λ1
値と、中心波長λ2の値とが決められる。なお、表2に
示す値はあくまでも目安であり、液晶フィルタ5の各中
心波長λ1、λ2がこれらの数値から多少、外れていても
良い。
Table 1 shows the relationship between the refractive index dispersion of general fresh water and wavelength. Table 2 shows an example of the wavelength selection operation of the wavelength selection type liquid crystal camera device shown in FIG. If the upper layer side of the subject is air (refractive index n 1 = 1) and the lower layer is fresh water having a refractive index dispersion as shown in Table 1 (a table quoted from a scientific chronological table), the difference in reflectance from fresh water is 1
%, As shown in Table 2, as the transmission wavelength range of the liquid crystal filter 5 shifts to the shorter wavelength side, the transmission wavelength range of the liquid crystal filter 5 when a burst AC voltage is input is increased. The liquid crystal filter 5 when the center wavelength λ 1 and the burst AC voltage are not input.
Absolute value of the central wavelength lambda 2 and the difference in transmission wavelength range of | λ 12 |
The value of the center wavelength λ 1 and the value of the center wavelength λ 2 of the liquid crystal filter 5 are determined so that is smaller. It should be noted that the values shown in Table 2 are for reference only, and that the center wavelengths λ 1 and λ 2 of the liquid crystal filter 5 may deviate slightly from these values.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【0062】前記画像処理部3は、図4に示すように、
ヘッドアンプ回路15と、映像処理回路16と、A/D
変換回路17を備えている。ヘッドアンプ回路15は、
波長選択光学系2から順次出力される短波長域映像信
号、長波長域映像信号を一定の増幅率で増幅する。映像
処理回路16は、ヘッドアンプ回路15から順次出力さ
れる短波長域映像信号、長波長域映像信号に対し、予め
設定されている画像処理、例えば液晶フィルタ5の透過
領域補償処理や、液晶フィルタ5の透過率補償処理など
を行う。A/D変換回路17は、映像処理回路16から
順次出力される短波長域映像信号、長波長域映像信号を
A/D変換して、デジタル化された短波長域映像信号、
長波長域映像信号を生成して差画像抽出部4に供給す
る。
The image processing section 3, as shown in FIG.
Head amplifier circuit 15, video processing circuit 16, A / D
A conversion circuit 17 is provided. The head amplifier circuit 15
The short wavelength band video signal and the long wavelength band video signal sequentially output from the wavelength selection optical system 2 are amplified at a constant amplification factor. The video processing circuit 16 performs a preset image processing, for example, a transmission area compensation processing of the liquid crystal filter 5 and a liquid crystal filter for the short wavelength band video signal and the long wavelength band video signal sequentially output from the head amplifier circuit 15. 5 is performed. The A / D conversion circuit 17 A / D-converts the short wavelength band video signal and the long wavelength band video signal sequentially output from the video processing circuit 16 and digitizes the short wavelength band video signal,
A long-wavelength image signal is generated and supplied to the difference image extracting unit 4.

【0063】前記差画像抽出部4は、フレームメモリ回
路18と、差分回路19と、絶対値回路20と、D/A
変換回路21と、増幅回路22とを備えている。フレー
ムメモリ回路18は、入力されている垂直同期信号に基
づき、画像処理部3から出力されるデジタル化された短
波長域映像信号、長波長域映像信号のうち、予め設定さ
れている波長領域の映像信号、例えば短波長域映像信号
をフレーム単位で取り込んで記憶する一方、画像処理部
3から長波長域映像信号が出力されたときにはこれに同
期して、記憶している短波長域映像信号を出力する。差
分回路19は、入力される垂直同期信号に基づき、フレ
ームメモリ回路18から出力される短波長域映像信号と
画像処理部3から出力されるデジタル化された長波長域
映像信号とを画素単位で比較し、同じ空間座標の各画素
同士のレベル差を演算して前記短波長域映像信号と長波
長域映像信号との差を示す映像信号、例えば、水面に浮
かんだ油膜の映像や有機膜の映像などのコントラストを
高くした映像信号を生成する。絶対値回路20は、差分
回路19から出力される映像信号の絶対値を演算する。
D/A変換回路21は、絶対値回路20から出力される
デジタル信号形式の映像信号をアナログ信号形式の映像
信号に変換する。増幅回路22は、D/A変換回路21
から出力される映像信号を増幅してディスプレイ装置に
供給する。
The difference image extracting unit 4 includes a frame memory circuit 18, a difference circuit 19, an absolute value circuit 20, a D / A
A conversion circuit 21 and an amplification circuit 22 are provided. The frame memory circuit 18 outputs a digital signal of a predetermined wavelength region among the digitized short wavelength region video signal and long wavelength region video signal output from the image processing unit 3 based on the input vertical synchronization signal. While a video signal, for example, a short wavelength band video signal is captured and stored in frame units, when a long wavelength band video signal is output from the image processing unit 3, the stored short wavelength band video signal is synchronized with this output. Output. The difference circuit 19 converts the short-wavelength band video signal output from the frame memory circuit 18 and the digitized long-wavelength band video signal output from the image processing unit 3 on a pixel basis based on the input vertical synchronization signal. Compare and calculate the level difference between each pixel of the same spatial coordinates, the video signal indicating the difference between the short wavelength band video signal and the long wavelength band video signal, for example, an image of an oil film floating on the water surface or an organic film. Generate a video signal with high contrast such as video. The absolute value circuit 20 calculates the absolute value of the video signal output from the difference circuit 19.
The D / A conversion circuit 21 converts a digital signal format video signal output from the absolute value circuit 20 into an analog signal format video signal. The amplifier circuit 22 includes a D / A conversion circuit 21
The video signal output from is amplified and supplied to the display device.

【0064】次に、図1〜図5を参照しながら、この実
施の形態の動作について説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0065】まず、波長選択型液晶カメラ装置1によっ
て、油膜が浮かんだ海面などを撮影すると、波長選択型
液晶カメラ装置1内に設けられている波長選択光学系2
の液晶フィルタ5によって、被写体からの光像(白色の
光像)が取り込まれるとともに、入力交流電圧に応じ
て、光像を構成する短波長域の光像と、光像を構成する
長波長域の光像とが順次サイクリックに抽出される。
First, when the wavelength-selective liquid crystal camera 1 shoots an image of the sea surface where the oil film floats, the wavelength-selective optical system 2 provided in the wavelength-selective liquid crystal camera 1
A light image (white light image) from a subject is taken in by the liquid crystal filter 5 of the present invention, and a short wavelength light image forming a light image and a long wavelength light forming an optical image in accordance with an input AC voltage. Are sequentially extracted cyclically.

【0066】そして、レンズ6によって撮像素子7上に
結像され、これによって得られた短波長域映像信号と、
長波長域映像信号とが画像処理部3に順次供給されて、
これら短波長域映像信号、長波長域映像信号に対し、前
置増幅処理、液晶フィルタ5の透過領域補償処理、液晶
フィルタ5の透過率補償処理などが行われ、これによっ
て得られた短波長域映像信号、長波長域映像信号がデジ
タル化されて、差画像抽出部4に供給される。
Then, an image is formed on the image sensor 7 by the lens 6, and the short-wavelength band image signal obtained thereby is
The long-wavelength range video signal is sequentially supplied to the image processing unit 3,
A preamplification process, a transmission region compensation process of the liquid crystal filter 5, a transmittance compensation process of the liquid crystal filter 5, and the like are performed on the short wavelength region video signal and the long wavelength region video signal. The video signal and the long wavelength band video signal are digitized and supplied to the difference image extraction unit 4.

【0067】この場合、図3の(b)に示すように、映
像信号のフレームA、C、E、G、Iのときには、図3
の(a)に示すように、液晶フィルタ5にバースト状の
交流電圧が印加されている。このため、液晶層14を構
成している液晶の屈折率が変化し、一種のファブリ・ペ
ロー干渉計となっている液晶フィルタ5の中心周波数が
変化して、被写体からの光像を構成している各波長域の
光像のうち、短波長域に属する複数の光像が抽出され、
これが撮像素子7上に結像されて短波長域映像信号が生
成され、これが画像処理部3に供給される。
In this case, as shown in FIG. 3B, in the case of frames A, C, E, G and I of the video signal, FIG.
As shown in (a), a burst AC voltage is applied to the liquid crystal filter 5. For this reason, the refractive index of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer 14 changes, and the center frequency of the liquid crystal filter 5, which is a kind of Fabry-Perot interferometer, changes to form a light image from the subject. A plurality of light images belonging to the short wavelength region are extracted from the light images of the respective wavelength regions,
This is imaged on the image sensor 7 to generate a short-wavelength band video signal, which is supplied to the image processing unit 3.

【0068】また、図3の(b)に示すように、映像信
号のフレームB、D、F、H、Jのときには、図3の
(a)に示すように、液晶フィルタ5にバースト状の交
流電圧は印加されていない。このため、液晶層14を構
成している液晶の屈折率は元に戻り、一種のファブリ・
ペロー干渉計となっている液晶フィルタ5の中心周波数
が変化して、被写体からの光像を構成している各波長域
の光像のうち、長波長域に属する各光像が抽出され、こ
れが撮像素子7上に結像されて長波長域映像信号が生成
され、これが画像処理部3に供給される。
As shown in FIG. 3B, in the case of frames B, D, F, H, and J of the video signal, the liquid crystal filter 5 has a burst shape as shown in FIG. No AC voltage is applied. For this reason, the refractive index of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer 14 returns to the original, and a kind of fabric
The center frequency of the liquid crystal filter 5, which is a Perot interferometer, changes, and each light image belonging to the long wavelength region is extracted from the light images of each wavelength region forming the light image from the subject. An image is formed on the image sensor 7 to generate a long-wavelength region video signal, which is supplied to the image processing unit 3.

【0069】そして、画像処理部3からデジタル化され
た短波長域映像信号が出力されたとき、入力されている
垂直同期信号に基づき、差画像抽出部4のフレームメモ
リ回路18によって、短波長域映像信号が取り込まれて
記憶された後、画像処理部3からデジタル化された長波
長域映像信号が出力されたとき、差分回路19、絶対値
回路20によって、この長波長域映像信号と、フレーム
メモリ回路18に記憶されている短波長域映像信号とが
画素単位で比較されて、同じ空間座標の各画素同士のレ
ベル差が演算され、これによって得られた短波長域映像
信号と、長波長域映像信号との絶対差|A−B|、|B
−C|、|C−D|、|D−E|、|E−F|、…を示
す映像信号(例えば、水面に浮かんだ油膜の映像や有機
膜の映像などのコントラストを高くした映像信号)が生
成されるとともに、D/A変換回路21、増幅回路22
によって映像信号がアナログ化されて、ディスプレイ装
置に供給される。
When the digitized short-wavelength band video signal is output from the image processing unit 3, the short-wavelength band video signal is output by the frame memory circuit 18 of the difference image extraction unit 4 based on the input vertical synchronizing signal. After the video signal is captured and stored, when a digitized long wavelength band video signal is output from the image processing unit 3, the difference circuit 19 and the absolute value circuit 20 use the long wavelength band video signal to The short-wavelength band video signal stored in the memory circuit 18 is compared on a pixel-by-pixel basis, and the level difference between the pixels having the same spatial coordinates is calculated. Difference | A−B |, | B
−C |, | CD |, | DE |, | EF |,... (For example, a video signal having a high contrast such as an image of an oil film floating on the water surface or an image of an organic film) ) Is generated, and the D / A conversion circuit 21 and the amplification circuit 22
The video signal is converted into an analog signal and supplied to the display device.

【0070】この際、液晶フィルタ5として、“1.
5”の常光屈折率と、“1.7”の異常光屈折率とを持
つ厚さ2μmのホメオトロピック配向のネマチック液晶
を用い、さらに各誘電体多層膜10、13のパワー反射
率を0.9にした液晶フィルタを使用し、この液晶フィ
ルタ5によって異常光のみが偏光板で選択されると仮定
すると、液晶フィルタ5にバースト状の交流電圧を印加
する前、液晶分子が各透明基板8、11にほぼ垂直に配
向した状態になって、図5の(f)に太い実線で示すよ
うに、短波長領域から長波長領域に渡り、約2nmの半
値全幅(図5では、簡単にするため、直線で近似してい
る)を持つ複数の透過領域を得ることができ、また異常
光が“1.53”の実効屈折率を感じるように、液晶フ
ィルタ5にバースト状の交流電圧を印加したとき、図5
の(f)に細い実線で示すように、短波長領域から長波
長領域に渡り、約2nmの半値全幅(図5では、簡単に
するため、直線で近似している)を持つ複数の透過領域
を得ることができる。
At this time, as the liquid crystal filter 5, "1.
A 2 μm-thick homeotropically aligned nematic liquid crystal having an ordinary light refractive index of 5 ”and an extraordinary light refractive index of“ 1.7 ”is used, and the power reflectance of each of the dielectric multilayer films 10 and 13 is set to 0. Assuming that only the extraordinary light is selected by the polarizing plate by the liquid crystal filter 5 and before the liquid crystal filter 5 is applied with a burst-like AC voltage, the liquid crystal molecules are removed from each transparent substrate 8. 11 and is oriented almost perpendicularly, and as shown by the thick solid line in FIG. 5F, the full width at half maximum of about 2 nm from the short wavelength region to the long wavelength region (in FIG. 5, for simplicity, , Which is approximated by a straight line), and a burst AC voltage is applied to the liquid crystal filter 5 so that the extraordinary light has an effective refractive index of “1.53”. Figure 5
(F), a plurality of transmission regions having a full width at half maximum of about 2 nm (in FIG. 5, approximated by a straight line for simplicity) from the short wavelength region to the long wavelength region as shown by a thin solid line. Can be obtained.

【0071】そして、厳密には、海水の屈折率分散によ
り反射率が変化するもの、表1に示す水の屈折率分散例
から分かるように、その変化量が非常に小さいことか
ら、表2の上段に示す波長領域のとき、水の屈折率分散
を無視しても良く、また図5(a)〜(e)に示すよう
に、油面の無い海面の反射率が波長依存性を殆ど持たな
いことから、液晶フィルタ5の中心波長の移動範囲(図
5の(f)に示す太い実線と、細い実線のスペクトル
差)が表2の下段範囲内であれば、波長が違っても、液
晶フィルタ5によって選択される光像が同じレベルにな
る。
Strictly speaking, the reflectance changes due to the refractive index dispersion of seawater, and as can be seen from the refractive index dispersion examples of water shown in Table 1, the amount of change is very small. In the wavelength region shown in the upper part, the refractive index dispersion of water may be neglected, and as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (e), the reflectance of the sea surface without oil surface has almost wavelength dependency. Therefore, if the moving range of the center wavelength of the liquid crystal filter 5 (the spectral difference between the thick solid line and the thin solid line shown in FIG. The light image selected by the filter 5 is at the same level.

【0072】これにより、海面上に油膜が無いときに
は、画像処理部3から出力される短波長域映像信号と、
長波長域映像信号とが画素単位で同じレベルになって、
差画像抽出部4からゼロを示す映像信号が出力される。
Thus, when there is no oil film on the sea surface, the short-wavelength range video signal output from the image processing unit 3
The long-wavelength range video signal is at the same level in pixel units,
A video signal indicating zero is output from the difference image extracting unit 4.

【0073】一方、図5(a)〜(e)に示すように、
油膜がある海水では、入射角度がどのような角度でも、
波長に応じて油膜の反射率が大きく変化するものの、交
流電圧が印加されているとき、液晶フィルタ5を透過す
る光像の中心波長の透過率(最大透過率)に対し、1/
e以上の透過率を持つ波長領域の反射率と、交流電圧が
印加されていないとき、液晶フィルタ5を透過する光像
の中心波長の透過率(最大透過率)に対し、1/e以上
の透過率を持つ波長領域の反射率とが異なるレベルにな
っていることから、油面がある海水面を撮影したとき、
画像処理部3から出力される短波長域映像信号と、長波
長域映像信号とが画素単位で異なるレベルになり、差画
像抽出部4から油膜を示す映像信号が出力される。
On the other hand, as shown in FIGS.
In seawater with an oil slick, regardless of the angle of incidence,
Although the reflectance of the oil film greatly changes according to the wavelength, when an AC voltage is applied, the reflectance (maximum transmittance) of the center wavelength of the light image transmitted through the liquid crystal filter 5 is 1 /
e / e or more with respect to the reflectance in the wavelength region having a transmittance of e or more and the transmittance (maximum transmittance) of the center wavelength of the light image transmitted through the liquid crystal filter 5 when no AC voltage is applied. Because the reflectance in the wavelength region with transmittance is at a different level, when photographing the sea surface with oil surface,
The short-wavelength band video signal and the long-wavelength band video signal output from the image processing unit 3 have different levels in pixel units, and the difference image extraction unit 4 outputs a video signal indicating an oil film.

【0074】この際、液晶フィルタ5から出力される短
波長域の光像と、長波長域の光像とのフレーム時間差が
1/30秒であり、この時間内では、通常、海面が殆ど
静止していると見なすことができることから、短波長域
映像信号を構成する各画素と、長波長域映像信号を構成
する各画素とについて、同じ空間座標を持つ画素毎の演
算を行うことができ、また強風のために海面が波立って
いる場合でも、数画素だけ離れた近傍画素毎に、2フレ
ーム間のレベル差を演算していると考えられ、さらにこ
の範囲内では、入射角度が大きく変化しないことから、
海面が穏やかな場合でも、また強風などにより波立って
いる場合でも、海面上の油膜を検出することができる。
At this time, the frame time difference between the light image in the short wavelength region output from the liquid crystal filter 5 and the light image in the long wavelength region is 1/30 second. Since it can be considered that the pixels constituting the short-wavelength band video signal and each pixel constituting the long-wavelength band video signal, it is possible to perform an operation for each pixel having the same spatial coordinates, Even if the sea surface is wavy due to strong winds, it is considered that the level difference between the two frames is calculated for each neighboring pixel that is only a few pixels away, and within this range, the incident angle greatly changes Not to do
An oil film on the sea surface can be detected even when the sea surface is calm or when the sea surface is wavy due to a strong wind or the like.

【0075】このように、この実施の形態では、波長選
択光学系2によって、油膜が浮かんだ海面などを撮影し
て、短波長域映像信号と、長波長域映像信号とを順次サ
イクリックに生成しながら、画像処理部3によって短波
長域映像信号と、長波長域映像信号とを画像処理して、
デジタル化した短波長域映像信号と、デジタル化した長
波長域映像信号とを生成するとともに、差画像抽出部4
によって短波長域映像信号と、長波長域映像信号との差
を抽出し、水面に浮かんだ油膜の映像や有機膜の映像な
どのコントラストを高くした映像信号を生成して、これ
をディスプレイ装置に供給するようにしているので、従
来、検出が困難であった水面上の油膜や有機膜などを高
いコントラストの画像として検出することができる(請
求項1、2、3、4、5の内容)。
As described above, in this embodiment, the wavelength selection optical system 2 takes an image of the sea surface where the oil film floats, and generates a short-wavelength band video signal and a long-wavelength band video signal sequentially and cyclically. Meanwhile, the image processing unit 3 performs image processing on the short wavelength band video signal and the long wavelength band video signal,
A digitized short wavelength band video signal and a digitized long wavelength band video signal are generated, and the difference image extracting unit 4
By extracting the difference between the short wavelength range video signal and the long wavelength range video signal, a video signal with high contrast such as an oil film image or an organic film image floating on the water surface is generated, and this is output to the display device. Since the supply is performed, it is possible to detect an oil film, an organic film, and the like on the water surface, which have been conventionally difficult to detect, as a high-contrast image (the contents of claims 1, 2, 3, 4, and 5). .

【0076】これによって、従来、ヘリコプタや航空機
などから目視観察で遭難現場などのを探索しても、油膜
の発見が困難な場合、例えば海からの反射光が強い場合
(逆光状態)、雨天の場合、波浪が高い場合などでも、
海面の状態に関わらず、遭難した航空機や船舶などの油
膜が海面上に浮いているとき、これを確実に検出して、
遭難現場などを見つけ出すことができる。
Thus, even when a conventional helicopter or an aircraft is used to visually search for a distress site or the like, it is difficult to find an oil slick, for example, when the reflected light from the sea is strong (backlit state), Even if the waves are high,
Regardless of the state of the sea surface, when the oil slick of the distressed aircraft or ship is floating on the sea surface, this is reliably detected,
You can find out the distress site.

【0077】また、この実施の形態では、撮影した海面
などに油膜や有機膜などがあるときにのみ、差画像抽出
部4から出力される映像信号がゼロ以外の値になるよう
にしているので、差画像抽出部4から出力される映像信
号を次段装置などに設けられた判定回路に導き、予め設
定されているしきい値を越えているかどうかを判定させ
るだけで、遭難現場の探索を容易に自動化することがで
きる。これによって、ヘリコプタや航空機などに、図1
に示す波長選択型液晶カメラ装置1を複数、搭載し、各
波長選択型液晶カメラ装置1によって、全方位を同時に
探索させて、油膜などの有無を自動判定させれば、従来
の目視による場合に比べて、格段に探索効率を向上させ
て、迅速な災害救助を行うことができる(請求項8の内
容)。
In this embodiment, the video signal output from the difference image extracting section 4 is set to a value other than zero only when the photographed sea surface has an oil film or an organic film. The video signal output from the difference image extracting unit 4 is guided to a determination circuit provided in the next-stage device or the like, and it is determined whether the video signal exceeds a preset threshold value. It can be easily automated. As a result, helicopters, aircraft, etc.
A plurality of wavelength-selective liquid crystal camera devices 1 shown in FIG. 1 are mounted, and each wavelength-selective liquid crystal camera device 1 simultaneously searches in all directions and automatically determines the presence or absence of an oil film or the like. Compared with this, it is possible to remarkably improve the search efficiency and perform quick disaster rescue (contents of claim 8).

【0078】また、図1に示す波長選択型液晶カメラ装
置1と、GPS(Global Positioning System)装置と
を組み合わせることにより、油膜の位置を瞬時に決定す
ることができ、これによって遭難現場などの発見を一
層、迅速化させることができるとともに、タンカーなど
の原油流出状況をリアルタイムで、容易に地図化するこ
とができる。
Further, by combining the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG. 1 with a GPS (Global Positioning System) device, the position of the oil film can be determined instantaneously. Can be further accelerated, and the situation of crude oil spill such as tankers can be easily mapped in real time.

【0079】<第1の実施の形態の第1変形例>また、
図1に示す波長選択型液晶カメラ装置1では、液晶フィ
ルタ5によって被写体からの光像に含まれている短波長
域の光像と、長波長域の光像とを交互に抽出し、レンズ
6によって、これら短波長域の光像と、長波長域の光像
とを撮像素子7上に結像させるようにしているが、図6
に示すように、撮像素子7の前に、光学的バンドパスフ
ィルタ23を配置した波長選択光学系2aを使用し、光
学的バンドパスフィルタ23によって、液晶フィルタ5
で選択された短波長域の光像と、長波長域の光像とをバ
ンドパスフィルタリングして、波長範囲を絞り込んで、
撮像素子7上に結像させるようにしても良い。
<First Modification of First Embodiment>
In the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG. 1, a liquid crystal filter 5 alternately extracts a short wavelength light image and a long wavelength light image included in a light image from a subject, and a lens 6. Thus, the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region are formed on the image sensor 7 as shown in FIG.
As shown in the figure, a wavelength selection optical system 2a in which an optical bandpass filter 23 is disposed is used in front of the image sensor 7, and the liquid crystal filter 5 is formed by the optical bandpass filter 23.
The light image in the short wavelength range and the light image in the long wavelength range selected in are band-pass filtered to narrow the wavelength range,
An image may be formed on the image sensor 7.

【0080】但し、この光学的バンドパスフィルタ23
の半値全幅(Full width Half Maximum)を液晶フィル
タ5の半値全幅より広くすることが必要である。
However, this optical bandpass filter 23
Is required to be wider than the full width at half maximum of the liquid crystal filter 5.

【0081】このようにしても、図1に示す波長選択型
液晶カメラ装置1と同様に、従来、検出が困難であった
水面上の油膜や有機膜などを高いコントラストで画像と
して検出することができる(請求項6の内容)。
In this manner, similarly to the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG. 1, it is possible to detect an oil film or an organic film on the water surface as an image with a high contrast, which has conventionally been difficult to detect. Yes (contents of claim 6).

【0082】また、この第1変形例では、レンズ6と、
撮像素子7との間に、光学的バンドパスフィルタ23を
配置するようにしているが、撮像素子7の前であれば、
液晶フィルタ5の前に光学的バンドパスフィルタ23を
配置しても、また液晶フィルタ5の後ろに、光学的バン
ドパスフィルタ23を配置しても、この第1変形例と同
じ効果を得ることができる。
In the first modified example, the lens 6
The optical bandpass filter 23 is arranged between the image sensor 7 and the optical bandpass filter 23.
Even if the optical band-pass filter 23 is arranged before the liquid crystal filter 5, or the optical band-pass filter 23 is arranged after the liquid crystal filter 5, the same effect as that of the first modification can be obtained. it can.

【0083】<第1の実施の形態の第2変形例>また、
図1に示す波長選択型液晶カメラ装置1では、交流電圧
を印加していないとき、液晶の常光屈折率だけを感じる
光線を選択し、また交流電圧を印加しているとき、常光
屈折率と異常光屈折率との両方に感じる光線を選択し
て、各光線を撮像素子7に入射させるようにしている
が、図7に示すように、液晶フィルタ5の後ろに、偏光
フィルム(あるいは、偏光板)24を配置した波長選択
光学系2bを使用し、偏光フィルム24によって、常光
屈折率だけを感じる光線を取り除いて、撮像素子7に入
射させるようにしても良い。
<Second Modification of First Embodiment>
In the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG. 1, when an AC voltage is not applied, a light beam that senses only the ordinary refractive index of the liquid crystal is selected. Light rays felt both as the light refractive index are selected, and each light ray is made to enter the image sensor 7. As shown in FIG. 7, a polarizing film (or a polarizing plate) is provided behind the liquid crystal filter 5, as shown in FIG. 2) The wavelength selection optical system 2b provided with 24 may be used, and the polarizing film 24 may be used to remove the light beam that only senses the ordinary refractive index, and make the light beam enter the image sensor 7.

【0084】このようにしても、図1に示す波長選択型
液晶カメラ装置1と同様に、従来、検出が困難であった
水面上の油膜や有機膜などを高いコントラストで画像と
して検出することができる(請求項7の内容)。
Even in this case, similarly to the wavelength selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG. 1, it is possible to detect an oil film or an organic film on the water surface as an image with a high contrast, which has been difficult to detect conventionally. Yes (contents of claim 7).

【0085】また、この第2変形例では、液晶フィルタ
5と、レンズ6との間に、偏光フィルム24を配置する
ようにしているが、撮像素子7の前であれば、液晶フィ
ルタ5の前やレンズ6の後ろに偏光フィルム24を配置
しても、この第2変形例と同じ効果を得ることができ
る。
In the second modification, the polarizing film 24 is disposed between the liquid crystal filter 5 and the lens 6. Even if the polarizing film 24 is arranged behind the lens 6 or the lens 6, the same effect as in the second modification can be obtained.

【0086】<第1の実施の形態の第3変形例>また、
図1に示す波長選択型液晶カメラ装置1では、波長選択
型光学系2と、画像処理部3と、差画像抽出部4とを1
つの筐体内に入れてカメラ装置を構成するようにしてい
るが、差画像抽出部4の全てと、画像処理部3の全てま
たは一部とをカメラ装置から分離するようにしても良
い。
<Third Modification of First Embodiment>
In the wavelength selection type liquid crystal camera device 1 shown in FIG. 1, the wavelength selection type optical system 2, the image processing unit 3, and the difference image extraction unit 4
Although the camera device is configured in one housing, all of the difference image extracting unit 4 and all or a part of the image processing unit 3 may be separated from the camera device.

【0087】このようにすることにより、カメラ装置部
分を小型、軽量化して、カメラ装置の取扱いや操作など
を容易にすることができる。
By doing so, the size and weight of the camera device can be reduced and the handling and operation of the camera device can be facilitated.

【0088】《発明の第2の実施の形態の説明》 <第2の実施の形態の基本説明>図8は本発明による波
長選択型液晶カメラ装置の実施の形態のうち、請求項
9、10、11、12、13、14に対応する波長選択
型液晶カメラ装置の一例を示すブロック図である。な
お、この図においては、説明を簡単にするために、本発
明の説明に係わりのない部分、例えば入射光量を減衰さ
せるアイリスやNDフィルタなど、カメラ装置を構成す
るのに必要な部品、駆動回路、映像処理回路などにパル
ス信号を送るパルス発生回路、映像の輪郭を強調する輪
郭補償回路、電源回路などを省略してある。
<< Description of Second Embodiment of the Invention >><Basic Description of Second Embodiment> FIG. 8 shows a wavelength-selective liquid crystal camera apparatus according to the ninth and tenth embodiments of the present invention. , 11, 12, 13, and 14 are block diagrams showing an example of a wavelength-selective liquid crystal camera device corresponding to FIG. In this figure, for the sake of simplicity, parts not related to the description of the present invention, such as an iris and an ND filter for attenuating the amount of incident light, components necessary for configuring the camera device, and a drive circuit A pulse generating circuit for sending a pulse signal to a video processing circuit, a contour compensating circuit for enhancing a contour of a video, a power supply circuit, and the like are omitted.

【0089】この図に示す波長選択型液晶カメラ装置3
0は、波長選択光学系31と、短波長側画像処理部32
と、短波長側差画像抽出部33と、長波長側画像処理部
34と、長波長側差画像抽出部35と、映像合成部36
とを備えている。波長選択光学系31は、被写体からの
光像を取り込んで2等分するとともに、短波長域の光
像、および長波長域の光像を抽出して光電変換し、短波
長側映像信号、および長波長領域の光像に対する長波長
側映像信号をそれぞれ生成する。短波長側画像処理部3
2は、波長選択光学系31から順次出力される短波長側
映像信号を画像処理してデジタル化した短波長側映像信
号を順次生成する。短波長側差画像抽出部33は、短波
長側画像処理部32から出力される短波長側映像信号を
フレーム単位で記憶しながら、現フレームの短波長側映
像信号と1フレーム前の短波長側映像信号との差に基づ
き、海面や水面などに浮かんだ油膜の映像や有機膜の映
像などのコントラストを高くした短波長側映像信号を生
成して映像合成部36に供給する。長波長側画像処理部
34は、波長選択光学系31から順次出力される長波長
側映像信号を画像処理してデジタル化した長波長側映像
信号を順次生成する。長波長側差画像抽出部35は、こ
の長波長側画像処理部34から出力される長波長側映像
信号をフレーム単位で記憶しながら、現フレームの長波
長側映像信号と1フレーム前の長波長側映像信号との差
に基づき、海面や水面などに浮かんだ油膜の映像や有機
膜の映像などのコントラストを高くした長波長側映像信
号を生成する。映像合成部36は、短波長側差画像抽出
部33から出力される短波長側映像信号と、長波長側差
画像抽出部35から出力される長波長側映像信号とを加
算して合成テレビ信号を生成する。
The wavelength-selective liquid crystal camera device 3 shown in FIG.
0 is the wavelength selection optical system 31 and the short wavelength side image processing unit 32
A short wavelength side difference image extraction unit 33, a long wavelength side image processing unit 34, a long wavelength side difference image extraction unit 35, and a video synthesis unit 36.
And The wavelength selection optical system 31 takes in the light image from the subject and divides the light image into two equal parts, extracts the short wavelength light image and the long wavelength light image, performs photoelectric conversion, and outputs the short wavelength side video signal and A long-wavelength side video signal for an optical image in a long-wavelength region is generated. Short wavelength side image processing unit 3
2 sequentially processes the short-wavelength-side video signal sequentially output from the wavelength selection optical system 31 to generate a digitized short-wavelength-side video signal. The short-wavelength difference image extraction unit 33 stores the short-wavelength video signal output from the short-wavelength image processing unit 32 on a frame-by-frame basis, and stores the short-wavelength video signal of the current frame and the short-wavelength video signal of one frame before. Based on the difference from the video signal, a short-wavelength-side video signal having a high contrast such as an image of an oil film floating on the sea surface or the water surface or an image of an organic film is generated and supplied to the image synthesizing unit 36. The long-wavelength-side image processing unit 34 performs image processing on the long-wavelength-side video signal sequentially output from the wavelength selection optical system 31 and sequentially generates a digitized long-wavelength-side video signal. The long-wavelength difference image extraction unit 35 stores the long-wavelength video signal output from the long-wavelength image processing unit 34 in frame units, On the basis of the difference from the side image signal, a long wavelength side image signal having a high contrast such as an image of an oil film floating on the sea surface or the water surface or an image of an organic film is generated. The video synthesizing unit 36 adds the short-wavelength-side video signal output from the short-wavelength-side difference image extraction unit 33 and the long-wavelength-side video signal output from the long-wavelength-side difference image extraction unit 35 to generate a composite television signal. Generate

【0090】前記波長選択光学系31は、液晶フィルタ
37と、レンズ38と、ビームスプリッタ44とを備え
ている。液晶フィルタ37は、図1に示す各液晶フィル
タ5と同様に構成され、被写体からの光像(白色の光
像)を取り込むとともに、入力される交流電圧に応じ
て、短波長域の光像、長波長域の光像を抽出する。レン
ズ38は、液晶フィルタ37によって選択された短波長
域の光像、長波長域の光像を集光しながら、所定距離だ
け後方に結像させる。ビームスプリッタ44は、入射面
39に入射された短波長域の光像の半分、長波長域の光
像の半分を透過させて、第2出射面40から出射させる
とともに、短波長域の光像の残り半分、長波長域の光像
の残り半分を反射させる反射透過面41、この反射透過
面41で反射された短波長域の光像、長波長域の光像を
全反射させて、第1出射面42から、第2出射面40か
ら出射される短波長域の光像、長波長域の光像と同じ左
右方向となった短波長域の光像、長波長域の光像を出射
させる全反射面43を有し、レンズ38によって集光さ
れた短波長域の光像、長波長域の光像を2等分して、第
1出射面42、第2出射面40からそれぞれ出力する。
The wavelength selection optical system 31 includes a liquid crystal filter 37, a lens 38, and a beam splitter 44. The liquid crystal filter 37 is configured in the same manner as each of the liquid crystal filters 5 shown in FIG. 1 and takes in a light image (white light image) from a subject and, in accordance with an input AC voltage, a light image in a short wavelength range. A light image in a long wavelength region is extracted. The lens 38 focuses the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region selected by the liquid crystal filter 37 and forms an image backward by a predetermined distance. The beam splitter 44 transmits half of the light image in the short wavelength range and half of the light image in the long wavelength range incident on the incident surface 39, emits the light from the second emission surface 40, and emits the light image in the short wavelength range. The other half of the light image in the long wavelength region, a reflection / transmission surface 41 for reflecting the other half of the light image in the long wavelength region, the light image in the short wavelength region reflected by the reflection / transmission surface 41, and the light image in the long wavelength region are totally reflected. A light image in the short wavelength range, a light image in the short wavelength range in the same horizontal direction as the light image in the long wavelength range, and a light image in the long wavelength range are output from the first output surface 42. A short-wavelength light image and a long-wavelength light image condensed by the lens 38 into two equal parts, which are output from the first emission surface 42 and the second emission surface 40, respectively. I do.

【0091】さらに、波長選択光学系31は、光学的バ
ンドパスフィルタ45と、短波長側撮像素子46と、光
学的バンドパスフィルタ47と、長波長側撮像素子48
とを備えている。光学的バンドパスフィルタ45は、ビ
ームスプリッタ44の第1出射面42から出射される短
波長領域側の光像を透過させる。短波長側撮像素子46
は、CCD、MOS、CPD、SIT、AMIなど、シ
リコンを用いた固体撮像素子またはGaAs、InGa
Asなど赤外線領域で高い感度を示す材料を用いた固体
撮像素子、または非晶質セレンなど、紫外線や短波長可
視光で高い感度を示す材料を用いた固体撮像素子、ある
いはプランビコン、サチコン、ビジコン、カルニコン、
ハーピコンなどの撮像管のいずれかによって構成され、
光学的バンドパスフィルタ45から出射される短波長領
域側の光像を光/電変換し、短波長側映像信号を順次サ
イクリックに生成する。光学的バンドパスフィルタ47
は、ビームスプリッタ44の第2出射面40から出射さ
れる長波長領域側の光像を透過させる。長波長側撮像素
子48は、短波長側撮像素子46と同様に構成され、光
学的バンドパスフィルタ47から出射される長波長領域
側の光像を光/電変換し、長波長側映像信号を順次サイ
クリックに生成する。
Further, the wavelength selection optical system 31 includes an optical band-pass filter 45, a short-wavelength-side image sensor 46, an optical band-pass filter 47, and a long-wavelength image sensor 48.
And The optical bandpass filter 45 transmits a light image in the short wavelength region side emitted from the first emission surface 42 of the beam splitter 44. Short wavelength side image sensor 46
Are solid-state imaging devices using silicon, such as CCD, MOS, CPD, SIT, and AMI, or GaAs, InGa
A solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity in the infrared region such as As, or a solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity in ultraviolet light or short-wavelength visible light such as amorphous selenium, or planbicon, sachicon, vidicon, Carnicon,
Consisting of one of the imaging tubes such as Harpicon,
The light image in the short wavelength region emitted from the optical band-pass filter 45 is subjected to optical / electrical conversion, and a short wavelength image signal is sequentially and cyclically generated. Optical bandpass filter 47
Transmits the light image on the long wavelength region side emitted from the second emission surface 40 of the beam splitter 44. The long-wavelength-side image sensor 48 is configured similarly to the short-wavelength-side image sensor 46, and optically / electrically converts the light image in the long wavelength region emitted from the optical band-pass filter 47 to convert the long-wavelength image signal. Generate sequentially and cyclically.

【0092】この際、レンズ38と短波長側撮像素子4
6との間の光路長と、レンズ38と長波長側撮像素子4
8との間の光路長とが等しくなるように、ビームスプリ
ッタ44内の各光路長が設定される。
At this time, the lens 38 and the short wavelength side image pickup device 4
6, the optical path length between the lens 38 and the long-wavelength image sensor 4
Each optical path length in the beam splitter 44 is set so that the optical path lengths between the optical path lengths 8 and 8 are equal.

【0093】短波長側画像処理部32は、図9に示すよ
うに、ヘッドアンプ回路49と、映像処理回路50と、
A/D変換回路51とを備え、波長選択光学系31から
出力される短波長側映像信号に対し、前置増幅処理、液
晶フィルタ37の透過領域補償処理、液晶フィルタ37
の透過率補償処理などを行い、これによって得られた短
波長側映像信号をデジタル化して、短波長側差画像抽出
部33に供給する。ヘッドアンプ回路49は、波長選択
光学系31から順次出力される短波長側映像信号を一定
の増幅率で増幅する。映像処理回路50は、ヘッドアン
プ回路49から順次出力される短波長側映像信号に対
し、予め設定されている画像処理、例えば液晶フィルタ
37の透過領域補償、液晶フィルタ37の透過率補償な
どを行う。A/D変換回路51は、映像処理回路50か
ら順次出力される短波長側映像信号をA/D変換して、
デジタル化された短波長側映像信号を生成する。
As shown in FIG. 9, the short-wavelength-side image processing section 32 includes a head amplifier circuit 49, a video processing circuit 50,
An A / D conversion circuit 51 for pre-amplifying the short-wavelength side video signal output from the wavelength selection optical system 31;
, And digitizes the obtained short-wavelength-side video signal and supplies it to the short-wavelength side difference image extraction unit 33. The head amplifier circuit 49 amplifies the short-wavelength side video signal sequentially output from the wavelength selection optical system 31 at a constant amplification factor. The video processing circuit 50 performs preset image processing, for example, compensation of the transmission area of the liquid crystal filter 37, compensation of the transmittance of the liquid crystal filter 37, and the like, on the short wavelength side video signal sequentially output from the head amplifier circuit 49. . The A / D conversion circuit 51 performs A / D conversion on the short wavelength side video signal sequentially output from the video processing circuit 50,
A digitized short-wavelength side video signal is generated.

【0094】短波長側差画像抽出部33は、フレームメ
モリ回路52と、差分回路53と、絶対値回路54と、
D/A変換回路55と、増幅回路56とを備えており、
入力されている垂直同期信号に基づき、短波長側画像処
理部32からデジタル化された短波長側映像信号が出力
されたとき、これを取り込んで記憶するとともに、短波
長側画像処理部32からデジタル化された短波長側映像
信号が出力されたとき、この短波長側映像信号と、記憶
している1フレーム前の短波長側映像信号とを画素単位
で比較して、同じ空間座標の各画素同士のレベル差を演
算して、これによって得られた両信号の差を示す短波長
側差分映像信号(例えば、水面に浮かんだ油膜の映像や
有機膜の映像などのコントラストを高くした短波長側映
像信号)をアナログ化して増幅した後、映像合成部36
に供給する。
The short-wavelength difference image extracting section 33 includes a frame memory circuit 52, a difference circuit 53, an absolute value circuit 54,
A D / A conversion circuit 55 and an amplification circuit 56;
When a short-wavelength-side video signal is output from the short-wavelength-side image processing unit 32 based on the input vertical synchronization signal, the short-wavelength-side video signal is captured and stored. When the converted short-wavelength-side video signal is output, the short-wavelength-side video signal is compared with the stored short-wavelength-side video signal one frame before in a pixel unit, and each pixel having the same spatial coordinate is compared. Calculates the level difference between the two signals, and displays the difference between the two signals. The short-wavelength difference video signal (for example, the short-wavelength side with a high contrast such as an oil film image or an organic film image floating on the water surface) After the video signal is converted to analog and amplified, the video
To supply.

【0095】また、長波長側画像処理部34は、図10
に示すように、ヘッドアンプ回路57と、映像処理回路
58と、A/D変換回路59とを備えている。ヘッドア
ンプ回路57は、波長選択光学系31から順次出力され
る長波長側映像信号を一定の増幅率で増幅する。映像処
理回路58は、ヘッドアンプ回路57から順次出力され
る長波長側映像信号に対し、予め設定されている画像処
理、例えば液晶フィルタ37の透過領域補償、液晶フィ
ルタ37の透過率補償などを行う。A/D変換回路59
は、映像処理回路58から順次出力される長波長側映像
信号をA/D変換して、デジタル化された長波長側映像
信号を生成して長波長側差画像抽出部35に供給する。
The long wavelength side image processing section 34
As shown in FIG. 7, a head amplifier circuit 57, a video processing circuit 58, and an A / D conversion circuit 59 are provided. The head amplifier circuit 57 amplifies the long wavelength video signal sequentially output from the wavelength selection optical system 31 at a constant amplification factor. The video processing circuit 58 performs preset image processing, for example, compensation of the transmission area of the liquid crystal filter 37, compensation of the transmittance of the liquid crystal filter 37, and the like, on the long wavelength side video signal sequentially output from the head amplifier circuit 57. . A / D conversion circuit 59
A / D-converts the long-wavelength-side video signal sequentially output from the video processing circuit 58, generates a digitized long-wavelength-side video signal, and supplies it to the long-wavelength difference image extraction unit 35.

【0096】長波長側差画像抽出部35は、フレームメ
モリ回路60と、差分回路61と、絶対値回路62と、
D/A変換回路63と、増幅回路64とを備え、入力さ
れている垂直同期信号に基づき、長波長側画像処理部3
4からデジタル化された長波長側映像信号が出力された
とき、これを取り込んで記憶するとともに、長波長側画
像処理部34からデジタル化された長波長側映像信号が
出力されたとき、この長波長側映像信号と、記憶してい
る1フレーム前の長波長側映像信号とを画素単位で比較
して、同じ空間座標の各画素同士のレベル差を演算し、
これによって得られた長波長側映像信号と長波長側映像
信号との差を示す長波長側映像信号(例えば、水面に浮
かんだ油膜の映像や有機膜の映像などのコントラストを
高くした長波長側映像信号)をアナログ化して増幅した
後、映像合成部36に供給する。
The long-wavelength difference image extracting section 35 includes a frame memory circuit 60, a difference circuit 61, an absolute value circuit 62,
A long-wavelength-side image processing unit 3 that includes a D / A conversion circuit 63 and an amplification circuit 64, based on an input vertical synchronization signal;
4, when the digitized long-wavelength-side video signal is output, it is captured and stored. When the long-wavelength-side video signal is output from the long-wavelength-side image processing unit 34, the length of the long-wavelength-side video signal is reduced. The wavelength-side video signal and the stored long-wavelength-side video signal one frame before are compared on a pixel-by-pixel basis, and a level difference between pixels having the same spatial coordinates is calculated.
The long-wavelength-side video signal indicating the difference between the long-wavelength-side video signal and the long-wavelength-side video signal thus obtained (for example, the long-wavelength side having a high contrast such as an image of an oil film floating on the water surface or an image of an organic film) After the video signal is converted into an analog signal and amplified, it is supplied to the video synthesizing unit 36.

【0097】映像合成部36は、図8に示すように、加
算回路65と、増幅回路66とを備えている。加算回路
65は、短波長側差画像抽出部33から出力される短波
長側映像信号と、長波長側差画像抽出部35から出力さ
れる長波長側映像信号とを加算して合成テレビ信号を生
成する。増幅回路66は、加算回路65から出力される
合成テレビ信号を増幅してディスプレイ装置などに供給
し、これにより油膜像などを画像化する。
As shown in FIG. 8, the video synthesizing section 36 includes an adding circuit 65 and an amplifying circuit 66. The addition circuit 65 adds the short-wavelength-side video signal output from the short-wavelength-side difference image extraction unit 33 and the long-wavelength-side video signal output from the long-wavelength side difference image extraction unit 35 to generate a combined television signal. Generate. The amplification circuit 66 amplifies the composite television signal output from the addition circuit 65 and supplies the amplified television signal to a display device or the like, thereby forming an oil film image or the like.

【0098】このように、この実施の形態では、波長選
択光学系31によって、油膜が浮かんだ海面などを撮影
して、短波長側映像信号と、長波長側映像信号とを順次
生成しながら、短波長側画像処理部32、長波長側画像
処理部34によって、短波長側映像信号と、長波長側映
像信号とを画像処理して、デジタル化した短波長側映像
信号と、長波長側映像信号とを生成した後、短波長側差
画像抽出部33によって短波長側映像信号と、短波長側
映像信号との差を抽出して、水面などに浮かんだ油膜の
映像や有機膜の映像などのコントラストを高くした短波
長側映像信号を生成するとともに、長波長側差画像抽出
部35によって長波長側映像信号と、長波長側映像信号
との差を抽出して、水面などに浮かんだ油膜の映像や有
機膜の映像などのコントラストを高くした長波長側映像
信号を生成し、これらを合成した合成テレビ信号をディ
スプレイ装置に供給するようにしているので、水面の状
態がどのような状態であっても、水面上の油膜や有機膜
などを高いコントラストで画像として検出することがで
きる(請求項9、10、11、12、13、14の内
容)。
As described above, in this embodiment, the wavelength selection optical system 31 takes an image of the sea surface or the like on which the oil film floats, and sequentially generates the short wavelength side video signal and the long wavelength side video signal, The short-wavelength image signal and the long-wavelength image signal are image-processed by the short-wavelength image processing unit 32 and the long-wavelength image processing unit 34, and the digitized short-wavelength image signal and the long-wavelength image are processed. After the signal is generated, the difference between the short-wavelength side video signal and the short-wavelength side video signal is extracted by the short-wavelength side difference image extracting unit 33, and the image of the oil film floating on the water surface or the image of the organic film is extracted. The short wavelength side video signal with high contrast is generated, and the difference between the long wavelength side video signal and the long wavelength side video signal is extracted by the long wavelength side difference image extraction unit 35, and the oil film floating on the water surface or the like is extracted. Images and organic film images It generates a long-wavelength video signal with a high contrast and supplies a composite television signal that combines them to the display device, so that no matter what the state of the water surface is, an oil film on the water surface or An organic film or the like can be detected as an image with high contrast (the contents of claims 9, 10, 11, 12, 13, and 14).

【0099】これによって、従来、ヘリコプタや航空機
などから目視観察で遭難現場などを探索しても、油膜の
発見が困難な場合、例えば海面からの反射光が強い場合
(逆光状態)、雨天の場合、波浪が高い場合などでも、
海面の状態に関わらず、遭難した航空機や船舶などの油
膜が海面上に浮いているとき、これを確実に検出して、
遭難現場などを見つけ出すことができる。
[0099] This makes it difficult to find an oil slick even if a conventional helicopter or an aircraft is used to visually search a distress site, for example, when the reflected light from the sea surface is strong (backlit state) or when it is raining. , Even when the waves are high,
Regardless of the state of the sea surface, when the oil slick of the distressed aircraft or ship is floating on the sea surface, this is reliably detected,
You can find out the distress site.

【0100】また、この実施の形態では、撮影した海面
などに油膜や有機膜などがあるときにのみ、短波長側差
画像抽出部33、長波長側差画像抽出部35から出力さ
れる短波長側映像信号、長波長側映像信号がゼロ以外の
値になるようにしているので、映像合成部36から出力
される合成テレビ信号を判定回路(図示は省略する)に
導き、予め設定されているしきい値を越えているかどう
かを判定させるだけで、遭難現場の探索を容易に自動化
することができる。これによって、ヘリコプタや航空機
などに、図8に示す波長選択型液晶カメラ装置30を複
数搭載し、各波長選択型液晶カメラ装置30によって、
全方位を同時に探索させ、油膜などの有無を自動判定さ
せれば、従来の目視による場合に比べて、格段に探索効
率を向上させて、迅速な災害救助を行うことができる
(請求項16の内容)。
Further, in this embodiment, the short wavelength side difference image extracting section 33 and the short wavelength side difference image extracting section 35 output from the long wavelength side difference image Since the side video signal and the long-wavelength side video signal are set to values other than zero, the synthesized television signal output from the video synthesis unit 36 is guided to a determination circuit (not shown) and set in advance. The search for the distress site can be easily automated simply by determining whether or not the threshold value is exceeded. As a result, a plurality of wavelength-selective liquid crystal camera devices 30 shown in FIG. 8 are mounted on a helicopter, an aircraft, or the like.
If all directions are searched simultaneously and the presence / absence of an oil slick or the like is automatically determined, search efficiency can be significantly improved and quick disaster rescue can be performed, as compared with the conventional visual inspection. Content).

【0101】また、図8に示す波長選択型液晶カメラ装
置30と、GPS(Global Positioning System)装置
とを組み合わせることにより、油膜の位置を瞬時に決定
することができ、これによって遭難現場などの発見を一
層、迅速化させることができるとともに、タンカーなど
の原油流出状況をリアルタイムで、容易に地図化するこ
とができる。
Also, by combining the wavelength-selective liquid crystal camera device 30 shown in FIG. 8 with a GPS (Global Positioning System) device, the position of the oil film can be determined instantaneously, thereby finding the location of a distress site or the like. Can be further accelerated, and the situation of crude oil spill such as tankers can be easily mapped in real time.

【0102】<第2の実施の形態の第1変形例>また、
図8に示す波長選択型カメラ装置30では、液晶フィル
タ37と、レンズ38と、ビームスプリッタ44と、2
つの光学的バンドパスフィルタ45、47と、短波長側
撮像素子46と、長波長側撮像素子48とによって構成
される波長選択光学系31を使用するようにしている
が、図11に示すように、液晶フィルタ37と、レンズ
38と、プリズム型バンドパスフィルタ67と、短波長
側撮像素子46と、長波長側撮像素子48とによって構
成される波長選択光学系31aを使用するようにしても
良い(請求項14の内容)。
<First Modification of Second Embodiment>
8, the liquid crystal filter 37, the lens 38, the beam splitter 44,
A wavelength selection optical system 31 constituted by two optical band-pass filters 45 and 47, a short-wavelength-side image sensor 46, and a long-wavelength-side image sensor 48 is used, as shown in FIG. The wavelength selection optical system 31a including the liquid crystal filter 37, the lens 38, the prism type band pass filter 67, the short wavelength side image sensor 46, and the long wavelength side image sensor 48 may be used. (Contents of Claim 14).

【0103】この場合、プリズム型バンドパスフィルタ
67は、プリズム69と、プリズム74と、光学的ロー
パスフィルタ75と、光学的ハイパスフィルタ77と、
光学的ローパスフィルタ79とを備えている。プリズム
69は、前面68側が45度にカットされたプリズムで
ある。プリズム74は、前面70(後面71)と斜面7
2、73とのなす角度が45度、135度になるように
カットされた並行四辺形型のプリズムである。光学的ロ
ーパスフィルタ75は、プリズム74の斜面73とプリ
ズム69の前面68との接合面に配置され、図12、図
13に示すようなローパス特性で、入射した光像のう
ち、長波長領域に属する光像を透過させるとともに、短
波長領域に属する光像を反射させる。光学的ハイパスフ
ィルタ77は、プリズム69の出射面76に接合され、
図12に示すように、光学的ローパスフィルタ75の透
過波長特性のカットオフ波長λ75(但し、ここでは、光
学的ローパスフィルタ75の透過率が最大透過率の50
%になる波長をカットオフ波長と定義する)より長波長
側にシフトしたカットオフ波長特性を持ち、光学的ロー
パスフィルタ75を透過した長波長側の光像のうち、カ
ットオフ波長λ77より短い波長の光像(斜線部分の光
像)を透過させる。光学的ローパスフィルタ79は、プ
リズム74の出射面78(後面71)に接合され、図1
3に示すように、光学的ローパスフィルタ75の反射波
長特性のカットオフ波長λ75より短波長側にシフトした
カットオフ波長λ79を持ち、光学的ローパスフィルタ7
5で反射された短波長側の光像のうち、カットオフ波長
λ79より長い波長の光像(斜線部分の光像)を透過させ
る。
In this case, the prism type band pass filter 67 includes a prism 69, a prism 74, an optical low pass filter 75, an optical high pass filter 77,
And an optical low-pass filter 79. The prism 69 is a prism whose front surface 68 is cut at 45 degrees. The prism 74 includes a front surface 70 (rear surface 71) and a slope 7
This is a parallelogram prism cut so that the angle between 2, 73 is 45 degrees and 135 degrees. The optical low-pass filter 75 is disposed on the joint surface between the inclined surface 73 of the prism 74 and the front surface 68 of the prism 69, and has a low-pass characteristic as shown in FIGS. It transmits the light image belonging to it and reflects the light image belonging to the short wavelength region. The optical high-pass filter 77 is joined to the exit surface 76 of the prism 69,
As shown in FIG. 12, the cutoff wavelength λ 75 of the transmission wavelength characteristic of the optical low-pass filter 75 (here, the transmittance of the optical low-pass filter 75 is the maximum transmittance of 50).
% Is defined as a cut-off wavelength), and has a cut-off wavelength characteristic shifted to a longer wavelength side, and is shorter than the cut-off wavelength λ 77 in the long-wavelength side light image transmitted through the optical low-pass filter 75. A light image of a wavelength (a light image in a hatched portion) is transmitted. The optical low-pass filter 79 is joined to the exit surface 78 (rear surface 71) of the prism 74, and
As shown in FIG. 3, the optical low-pass filter 7 has a cut-off wavelength λ 79 shifted to a shorter wavelength side than the cut-off wavelength λ 75 of the reflection wavelength characteristic of the optical low-pass filter 75.
Among the light images on the short wavelength side reflected at 5, the light image having a wavelength longer than the cutoff wavelength λ 79 (the light image in the hatched portion) is transmitted.

【0104】勿論、このプリズム型バンドパスフィルタ
67でも、レンズ38と短波長側撮像素子46との間の
光路長と、レンズ38と長波長側撮像素子48との間の
光路長とが同じくなるように、プリズム型バンドパスフ
ィルタ67内の各光路長が設定される。
Of course, also in the prism type band pass filter 67, the optical path length between the lens 38 and the short wavelength side image sensor 46 is the same as the optical path length between the lens 38 and the long wavelength side image sensor 48. Thus, each optical path length in the prism type band pass filter 67 is set.

【0105】この波長選択光学系31aにおいては、液
晶フィルタ37によって選択された短波長域の光像、長
波長域の光像が出力され、これがレンズ38によって集
光されながら、入射面(前面70)80に入射したと
き、光学的ローパスフィルタ75のフィルタリング動
作、光学的ハイパスフィルタ77のフィルタリング動作
によって、図12に示すように、波長λaを中心とする
長波長領域に属する光像を選択して、これを長波長側撮
像素子48に入射させ、長波長側映像信号と、長波長側
映像信号とを生成させるとともに、光学的ローパスフィ
ルタ75のフィルタリング動作、光学的ローパスフィル
タ79のフィルタリング動作によって、図13に示すよ
うに、波長λbを中心とする短波長領域に属する光像を
選択して、これを短波長側撮像素子46に入射させ、短
波長側映像信号を生成させる。
In the wavelength selection optical system 31a, the light image in the short wavelength range and the light image in the long wavelength range selected by the liquid crystal filter 37 are output. ) 80 having entered into the filtering operation of the optical low-pass filter 75, the filtering operation of the optical high-pass filter 77, as shown in FIG. 12, select the optical image that belongs to the long wavelength region around a wavelength lambda a Then, this is made incident on the long-wavelength-side imaging element 48 to generate a long-wavelength-side video signal and a long-wavelength-side video signal, and the filtering operation of the optical low-pass filter 75 and the filtering operation of the optical low-pass filter 79 are performed. as shown in FIG. 13, by selecting the optical image belonging to a short wavelength region around a wavelength lambda b, short wavelength it It is incident on the image sensor 46 to generate a short wavelength side video signal.

【0106】このように、液晶フィルタ37と、レンズ
38と、プリズム型バンドパスフィルタ67と、短波長
側撮像素子46、長波長側撮像素子48とによって構成
される波長選択光学系31aを使用しても、液晶フィル
タ37によって選択された短波長域の光像、長波長域の
光像を左右が反転されていない2つの光像に2等分し
て、短波長側映像信号と、長波長側映像信号とを生成す
ることができる。
As described above, the wavelength selection optical system 31a constituted by the liquid crystal filter 37, the lens 38, the prism type band pass filter 67, the short wavelength side image pickup device 46 and the long wavelength side image pickup device 48 is used. However, the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region selected by the liquid crystal filter 37 are bisected into two light images that are not inverted left and right, and the short wavelength side video signal and the long wavelength Side video signal.

【0107】<第2の実施の形態の第2変形例>また、
図11に示す第1変形例では、液晶フィルタ37と、レ
ンズ38と、プリズム型バンドパスフィルタ67と、短
波長側撮像素子46、長波長側撮像素子48とによって
波長選択光学系31aを構成するようにしているが、図
14に示すように、液晶フィルタ37と、レンズ38
と、プリズム型ローパスフィルタ81と、光学的ローパ
スフィルタ82と、光学的ハイパスフィルタ83と、短
波長側撮像素子46と、長波長側撮像素子48とによっ
て波長選択光学系31bを構成し、この波長選択光学系
31bを使用して被写体からの光像を波長弁別し、短波
長側映像信号と、長波長側映像信号とを生成するように
しても良い(請求項14の内容)。
<Second Modification of Second Embodiment>
In the first modified example shown in FIG. 11, a liquid crystal filter 37, a lens 38, a prism type bandpass filter 67, a short wavelength side image sensor 46, and a long wavelength side image sensor 48 constitute a wavelength selection optical system 31a. However, as shown in FIG. 14, the liquid crystal filter 37 and the lens 38
, A prism-type low-pass filter 81, an optical low-pass filter 82, an optical high-pass filter 83, a short-wavelength-side imaging device 46, and a long-wavelength-side imaging device 48, constitute a wavelength selection optical system 31 b. The optical image from the subject may be wavelength-discriminated using the selection optical system 31b to generate a short-wavelength-side video signal and a long-wavelength-side video signal (contents of claim 14).

【0108】この場合、プリズム型ローパスフィルタ8
1は、プリズム85と、プリズム90と、光学的ローパ
スフィルタ91とを備えている。プリズム85は、前面
84側が45度にカットされたプリズムである。プリズ
ム90は、前面86(後面87)と斜面88、89との
なす角度が45度、135度になるようにカットされた
並行四辺形型のプリズムである。光学的ローパスフィル
タ91は、プリズム90の斜面89とプリズム85の前
面84との接合面に配置され、図11に示す光学的ロー
パスフィルタ75と同じローパス特性で、入射した光像
のうち、長波長領域に属する光像を透過させるととも
に、短波長領域に属する光像を反射させる。
In this case, the prism type low-pass filter 8
1 includes a prism 85, a prism 90, and an optical low-pass filter 91. The prism 85 is a prism whose front surface 84 is cut at 45 degrees. The prism 90 is a parallelogram prism cut so that the angle between the front surface 86 (rear surface 87) and the inclined surfaces 88 and 89 is 45 degrees and 135 degrees. The optical low-pass filter 91 is disposed on the joint surface between the inclined surface 89 of the prism 90 and the front surface 84 of the prism 85, and has the same low-pass characteristics as the optical low-pass filter 75 shown in FIG. The light image belonging to the region is transmitted and the light image belonging to the short wavelength region is reflected.

【0109】このプリズム型ローパスフィルタ81で
は、レンズ38から短波長域の光像、長波長域の光像が
入射面(前面86)92に入射したとき、光学的ローパ
スフィルタ91のフィルタリング動作によって、長波長
側の光像を透過させ、これを出射面93から出射させ
て、光学的ハイパスフィルタ83に入射させるととも
に、光学的ローパスフィルタ91によって、短波長側の
光像を反射させた後、これを全反射面94で反射させ
て、出射面95から出射させ、光学的ローパスフィルタ
82に入射させる。
In the prism type low-pass filter 81, when the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region enter the incident surface (front surface 86) 92 from the lens 38, the filtering operation of the optical low-pass filter 91 causes After transmitting the light image on the long wavelength side and emitting the light image from the emission surface 93 to be incident on the optical high-pass filter 83, the optical image on the short wavelength side is reflected by the optical low-pass filter 91, Is reflected by the total reflection surface 94, emitted from the emission surface 95, and made incident on the optical low-pass filter 82.

【0110】光学的ローパスフィルタ82は、図11に
示す光学的ローパスフィルタ79と同様なローパス特性
(図13に示すローパス特性)を持つフィルタ板によっ
て構成されており、プリズム型ローパスフィルタ81の
出射面95から出射される短波長側の光像のち、図13
に示すように、波長λbを中心とする短波長側の光像を
選択し、これを短波長側撮像素子46に入射させ、短波
長側映像信号を生成させる。
The optical low-pass filter 82 is composed of a filter plate having the same low-pass characteristics as the optical low-pass filter 79 shown in FIG. 11 (low-pass characteristics shown in FIG. 13). After the light image on the short wavelength side emitted from the light source 95, FIG.
As shown in, select the optical image of the short wavelength side having a center wavelength lambda b, which is incident on the short wavelength side imaging device 46 to generate a short wavelength side video signal.

【0111】また、光学的ハイパスフィルタ83は、図
11に示す光学的ハイパスフィルタ77と同様なハイパ
ス特性(図12に示すハイパス特性)を持つフィルタ板
によって構成されており、プリズム型ローパスフィルタ
81の出射面93から出射される長波長側の光像のう
ち、図12に示すように、波長λaを中心とする長波長
側の光像を選択して、これを長波長側撮像素子48に入
射させ、長波長側映像信号を生成させる。
The optical high-pass filter 83 is formed of a filter plate having the same high-pass characteristics (high-pass characteristics as shown in FIG. 12) as the optical high-pass filter 77 shown in FIG. of the light image of the long-wavelength side which is emitted from the emission surface 93, as shown in FIG. 12, by selecting the optical image of the long-wavelength side around the wavelength lambda a, which in the long wavelength side image sensor 48 Then, a long-wavelength image signal is generated.

【0112】このように、液晶フィルタ37と、レンズ
38と、プリズム型ローパスフィルタ81と、光学的ロ
ーパスフィルタ82と、光学的ハイパスフィルタ83
と、短波長側撮像素子46と、長波長側撮像素子48と
によって構成される波長選択光学系31bを使用して
も、被写体からの光像を波長弁別し、短波長側映像信号
と、長波長側映像信号とを生成することができる。
As described above, the liquid crystal filter 37, the lens 38, the prism type low-pass filter 81, the optical low-pass filter 82, and the optical high-pass filter 83
Even if the wavelength selection optical system 31b composed of the short wavelength side image sensor 46 and the long wavelength side image sensor 48 is used, the light image from the subject is discriminated in wavelength, and the short wavelength side video signal and the long And a wavelength-side video signal.

【0113】<第2の実施の形態の第3変形例>また、
図14に示す第2変形例では、液晶フィルタ37と、レ
ンズ38と、プリズム型ローパスフィルタ81と、光学
的ローパスフィルタ82と、光学的ハイパスフィルタ8
3と、短波長側撮像素子46と、長波長側撮像素子48
とによって波長選択光学系31bを構成するようにして
いるが、図15に示すように、液晶フィルタ37と、レ
ンズ38と、プリズム型ローパスフィルタ96と、2つ
の光学的バンドパスフィルタ97、98と、短波長側撮
像素子46と、長波長側撮像素子48とによって波長選
択光学系31cを構成し、この波長選択光学系31cを
使用して、被写体からの光像を波長弁別し、短波長側映
像信号と、長波長側映像信号とを生成するようにしても
良い(請求項14の内容)。
<Third Modification of Second Embodiment>
In the second modification shown in FIG. 14, the liquid crystal filter 37, the lens 38, the prism type low-pass filter 81, the optical low-pass filter 82, and the optical high-pass filter 8
3, a short wavelength side image sensor 46, and a long wavelength side image sensor 48
Constitutes the wavelength selection optical system 31b. However, as shown in FIG. 15, the liquid crystal filter 37, the lens 38, the prism type low-pass filter 96, and the two optical band-pass filters 97 and 98 are provided. A wavelength selection optical system 31c is constituted by the short wavelength side image pickup element 46 and the long wavelength side image pickup element 48. Using this wavelength selection optical system 31c, a light image from a subject is discriminated in wavelength, and A video signal and a long-wavelength-side video signal may be generated (contents of claim 14).

【0114】この場合、プリズム型ローパスフィルタ9
6は、プリズム100と、プリズム105と、光学的ロ
ーパスフィルタ106とを備えている。プリズム100
は、前面99側が45度にカットされたプリズムであ
る。プリズム105は、前面101(後面102)と斜
面103、104とのなす角度が45度、135度にな
るようにカットされた並行四辺形型のプリズムである。
光学的ローパスフィルタ96は、プリズム105の斜面
104とプリズム100の前面99との接合面に配置さ
れ、図14に示す光学的ローパスフィルタ91と同じロ
ーパス特性で、入射した光像のうち、長波長領域に属す
る光像を透過させるとともに、短波長領域に属する光像
を反射させる。そして、このプリズム型ローパスフィル
タ96では、レンズ38から短波長域の光像、長波長域
の光像が入射面107に入射したとき、光学的ローパス
フィルタ106のフィルタリング動作によって、長波長
領域に属する光像を透過させて、これを出射面108か
ら出射させ、光学的バンドパスフィルタ98に入射させ
るとともに、光学的ローパスフィルタ106によって、
短波長側の光像を反射させた後、これを全反射面109
で反射させて、出射面110から出射させ、光学的バン
ドパスフィルタ97に入射させる。
In this case, the prism type low-pass filter 9
6 includes a prism 100, a prism 105, and an optical low-pass filter 106. Prism 100
Is a prism whose front surface 99 side is cut at 45 degrees. The prism 105 is a parallelogram-type prism cut so that the angle between the front surface 101 (rear surface 102) and the inclined surfaces 103 and 104 is 45 degrees and 135 degrees.
The optical low-pass filter 96 is arranged on the joint surface between the inclined surface 104 of the prism 105 and the front surface 99 of the prism 100, and has the same low-pass characteristics as the optical low-pass filter 91 shown in FIG. The light image belonging to the region is transmitted and the light image belonging to the short wavelength region is reflected. In the prism type low-pass filter 96, when the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region are incident on the incident surface 107 from the lens 38, the optical low-pass filter 106 performs the filtering operation to belong to the long wavelength region. The optical image is transmitted, emitted from the emission surface 108, and made incident on the optical band-pass filter 98.
After reflecting the light image on the short wavelength side, this is reflected to the total reflection surface 109.
Then, the light is reflected from the light exiting surface 110 and is incident on the optical bandpass filter 97.

【0115】光学的バンドパスフィルタ97は、図16
に示すように、光学的ローパスフィルタ106のローパ
スフィルタリング特性によって選択された短波長側の光
像中から波長λdを中心として、所定領域に含まれる波
長の光を抽出するバンドパス特性を持つフィルタ板によ
って構成されており、プリズム型ローパスフィルタ96
の出射面110から出射される短波長側の光像のうち、
図16に示すように、波長λdを中心とする所定波長領
域の光像を選択して、これを短波長側撮像素子46に入
射させ、短波長側映像信号を生成させる。
The optical band-pass filter 97 has the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a filter having a band-pass characteristic for extracting light having a wavelength included in a predetermined region around a wavelength λ d from an optical image on the short wavelength side selected by the low-pass filtering characteristic of the optical low-pass filter 106. And a prism type low-pass filter 96.
Out of the light image on the short wavelength side emitted from the emission surface 110 of
As shown in FIG. 16, by selecting an optical image of a predetermined wavelength region centering wavelength lambda d, which is incident on the short wavelength side imaging device 46 to generate a short wavelength side video signal.

【0116】また、光学的バンドパスフィルタ98は、
図17に示すように、光学的ローパスフィルタ106の
ローパスフィルタリング特性によって選択された長波長
域の光像中から波長λcを中心として、所定領域に含ま
れる波長の光を抽出するバンドパス特性を持つフィルタ
板によって構成されており、プリズム型ローパスフィル
タ96の出射面108から出射される長波長側の光像、
長波長側の光像のうち、図17に示すように、波長λc
を中心とする所定波長領域の光像を選択して、これを長
波長側撮像素子48に入射させ、長波長側映像信号を生
成させる。
Further, the optical band-pass filter 98
As shown in FIG. 17, a band-pass characteristic for extracting light having a wavelength included in a predetermined region around a wavelength λ c from an optical image in a long wavelength region selected by the low-pass filtering characteristic of the optical low-pass filter 106 is shown. A light image on the long wavelength side emitted from the emission surface 108 of the prism type low-pass filter 96,
Of the light image on the long wavelength side, as shown in FIG. 17, the wavelength lambda c
, A light image in a predetermined wavelength region around the center is selected, and the selected light image is made incident on the long-wavelength-side image sensor 48 to generate a long-wavelength-side video signal.

【0117】このように、液晶フィルタ37と、レンズ
38と、プリズム型ローパスフィルタ96と、2つの光
学的バンドパスフィルタ97、98と、短波長側撮像素
子46と、長波長側撮像素子48とによって波長選択光
学系31cを構成し、この波長選択光学系31cを使用
しても、被写体からの光像を波長弁別し、短波長側映像
信号と、長波長側映像信号とを生成することができる。
As described above, the liquid crystal filter 37, the lens 38, the prism type low-pass filter 96, the two optical band-pass filters 97 and 98, the short-wavelength image pickup device 46, and the long-wavelength image pickup device 48 A wavelength selection optical system 31c is formed by using the wavelength selection optical system 31c. Even when the wavelength selection optical system 31c is used, it is possible to discriminate the wavelength of a light image from a subject and generate a short wavelength side video signal and a long wavelength side video signal. it can.

【0118】<第2の実施の形態の第4変形例>また、
図8に示す波長選択型液晶カメラ装置30では、液晶フ
ィルタ37と、レンズ38と、ビームスプリッタ44
と、2つの光学的バンドパスフィルタ45、47と、短
波長側撮像素子46と、長波長側撮像素子48とによっ
て構成される波長選択光学系31を使用するようにして
いるが、この波長選択光学系31を構成している2つの
光学的バンドパスフィルタ45、47を取り除いた波長
選択光学系を使用しても良い。
<Fourth Modification of Second Embodiment>
8, the liquid crystal filter 37, the lens 38, and the beam splitter 44 are provided.
And two optical band-pass filters 45 and 47, a short-wavelength-side imaging device 46, and a long-wavelength-side imaging device 48. A wavelength selection optical system from which the two optical bandpass filters 45 and 47 constituting the optical system 31 are removed may be used.

【0119】また、図8に示す波長選択型液晶カメラ装
置30では、液晶フィルタ37と、レンズ38と、ビー
ムスプリッタ44と、2つの光学的バンドパスフィルタ
45、47と、短波長側撮像素子46と、長波長側撮像
素子48とによって構成される波長選択光学系31を使
用するようにしているが、この波長選択光学系31を構
成しているビームスプリッタ44に代えて、図14に示
すプリズム型ローパスフィルタ81を設けるとともに、
2つの光学的バンドパスフィルタ45、47を取り除い
た波長選択光学系を使用しても良い。
In the wavelength-selective liquid crystal camera device 30 shown in FIG. 8, the liquid crystal filter 37, the lens 38, the beam splitter 44, the two optical bandpass filters 45 and 47, and the short-wavelength imaging device 46 And a long-wavelength-side image pickup element 48, the wavelength selection optical system 31 is used. Instead of the beam splitter 44 forming the wavelength selection optical system 31, a prism shown in FIG. With a low-pass filter 81,
A wavelength selection optical system from which the two optical bandpass filters 45 and 47 are removed may be used.

【0120】<第2の実施の形態の第5変形例>また、
図8に示す波長選択型液晶カメラ装置30では、交流電
圧を印加していないとき、液晶の常光屈折率だけを感じ
る光線を選択し、また交流電圧を印加しているとき、常
光屈折率と異常光屈折率との両方に感じる光線を選択し
て、各光線を短波長側撮像素子46、長波長側撮像素子
48に入射させるようにしているが、液晶フィルタ37
の前、後ろ、レンズ38の後ろに、または短波長側撮像
素子46、長波長側撮像素子48の前に、偏光フィルム
(あるいは、偏光板)を配置し、この偏光フィルムによ
って、常光屈折率だけを感じる光線を取り除いて、短波
長側撮像素子46、長波長側撮像素子48に入射させる
ようにしても良い。
<Fifth Modification of Second Embodiment>
In the wavelength-selective liquid crystal camera device 30 shown in FIG. 8, when an AC voltage is not applied, a light beam that senses only the ordinary light refractive index of the liquid crystal is selected. The liquid crystal filter 37 selects the light beam which is sensed as both the light refraction index and makes each light beam enter the short wavelength side image sensor 46 and the long wavelength side image sensor 48.
A polarizing film (or a polarizing plate) is arranged in front of, behind, behind the lens 38, or in front of the short-wavelength-side imaging element 46 and the long-wavelength-side imaging element 48. It may be possible to remove the light beam that feels the above and make the light beam enter the short-wavelength image sensor 46 and the long-wavelength image sensor 48.

【0121】このようにしても、図8に示す波長選択型
液晶カメラ装置30と同様に、従来、検出が困難であっ
た水面上の油膜や有機膜などを高いコントラストで画像
として検出することができる(請求項15の内容)。
Even in this case, similarly to the wavelength-selective liquid crystal camera device 30 shown in FIG. 8, an oil film or an organic film on the water surface, which has been difficult to detect conventionally, can be detected as an image with high contrast. Yes (contents of claim 15).

【0122】<第2の実施の形態の第6変形例>また、
図8に示す波長選択型液晶カメラ装置30では、波長選
択型光学系31と、短波長側画像処理部32と、短波長
側差画像抽出部33と、長波長側画像処理部34と、長
波長側差画像抽出部35と、映像合成部36とを1つの
筐体内に入れてカメラ装置を構成するようにしている
が、映像合成部36の全てと、短波長側差画像抽出部3
3の全てと、長波長側差画像抽出部35の全てと、短波
長側画像処理部32の全てまたは一部と、長波長側画像
処理部34の全てまたは一部とをカメラ装置から分離す
るようにしても良い。
<Sixth Modification of Second Embodiment>
In the wavelength selection type liquid crystal camera device 30 shown in FIG. 8, the wavelength selection type optical system 31, the short wavelength side image processing unit 32, the short wavelength side difference image extraction unit 33, the long wavelength side image processing unit 34, Although the camera device is configured by putting the wavelength side difference image extracting unit 35 and the image synthesizing unit 36 in one housing, all of the image synthesizing unit 36 and the short wavelength side difference image extracting unit 3
3, all the long wavelength side difference image extraction unit 35, all or a part of the short wavelength side image processing unit 32, and all or a part of the long wavelength side image processing unit 34 are separated from the camera device. You may do it.

【0123】このようにすることにより、カメラ装置部
分を小型、軽量化して、カメラ装置の取扱いや操作など
を容易にすることができる。
By doing so, the size and weight of the camera device can be reduced and the handling and operation of the camera device can be facilitated.

【0124】《発明の第3の実施の形態の説明》 <第3の実施の形態の基本説明>図18は本発明による
波長選択型液晶カメラ装置の実施の形態のうち、請求項
17、18、19、20、21に対応する波長選択型液
晶カメラ装置の一例を示すブロック図である。なお、こ
の図においては、説明を簡単にするために、本発明の説
明に係わりのない部分、例えば入射光量を減衰させるア
イリスやNDフィルタなど、カメラ装置を構成するのに
必要な部品、駆動回路、映像処理回路などにパルス信号
を送るパルス発生回路、映像の輪郭を強調する輪郭補償
回路、電源回路などを省略してある。
<< Description of Third Embodiment of the Invention >><Basic Description of Third Embodiment> FIG. 18 shows a wavelength selective liquid crystal camera according to the present invention. , 19, 20, and 21 are block diagrams illustrating an example of a wavelength-selective liquid crystal camera device corresponding to FIG. In this figure, for the sake of simplicity, parts not related to the description of the present invention, such as an iris and an ND filter for attenuating the amount of incident light, components necessary for configuring the camera device, and a drive circuit A pulse generating circuit for sending a pulse signal to a video processing circuit, a contour compensating circuit for enhancing a contour of a video, a power supply circuit, and the like are omitted.

【0125】この図に示す波長選択型液晶カメラ装置1
11は、フルカラー波長選択光学系112と、R色画像
処理部113と、R色差画像抽出部114とを備えてい
る。フルカラー波長選択光学系112は、被写体からの
光像を取り込んで、R、G、Bの三原色に分離するとと
もに、R、G、B毎に、短波長域の光像、長波長域の光
像を抽出して、光電変換し、R光像に対する短波長域の
映像信号(R色短波長域映像信号)、長波長域の映像信
号(R色長波長域映像信号)、G光像に対する短波長域
の映像信号(G色短波長域映像信号)、長波長域の映像
信号(G色長波長域映像信号)、B光像に対する短波長
域の映像信号(B色短波長域映像信号)、長波長域の映
像信号(B色長波長域映像信号)を順次生成する。R色
画像処理部113は、このフルカラー波長選択光学系1
12から順次出力されるR色短波長域映像信号、R色長
波長域映像信号を画像処理してデジタル化したR色短波
長域映像信号、R色長波長域映像信号を順次生成する。
R色差画像抽出部114は、R色画像処理部113から
出力されるR色短波長域映像信号、R色長波長域映像信
号の少なくともいずれか一方をフレーム単位で記憶しな
がら、これらR色短波長域映像信号とR色長波長域映像
信号との差に基づき、海面や水面などに浮かんだ油膜の
映像や有機膜の映像などのコントラストを高くしたR色
映像信号を生成する。
The wavelength-selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG.
Reference numeral 11 includes a full-color wavelength selection optical system 112, an R color image processing unit 113, and an R color difference image extraction unit 114. The full-color wavelength selection optical system 112 takes in a light image from a subject and separates the light into three primary colors of R, G, and B. Each of R, G, and B has a short wavelength light image and a long wavelength light image. Is extracted, photoelectrically converted, and a short wavelength image signal (R color short wavelength image signal) for the R light image, a long wavelength image signal (R color long wavelength image signal), and a short signal for the G light image are obtained. Wavelength range video signal (G color short wavelength range video signal), long wavelength range video signal (G color long wavelength range video signal), short wavelength range video signal for B light image (B color short wavelength range video signal) , A video signal in a long wavelength range (B color long wavelength range video signal) is sequentially generated. The R-color image processing unit 113 includes the full-color wavelength selection optical system 1
An R color short wavelength band video signal and an R color long wavelength band video signal are sequentially generated by performing image processing on the R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal which are sequentially output from 12.
The R color difference image extraction unit 114 stores at least one of the R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal output from the R color image processing unit 113 in frame units, Based on the difference between the wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal, an R color video signal with a high contrast such as an oil film image or an organic film image floating on the sea surface or water surface is generated.

【0126】さらに、波長選択型液晶カメラ装置111
は、G色画像処理部115と、G色差画像抽出部116
と、B色画像処理部117と、B色差画像抽出部118
と、エンコーダ回路119とを備えている。G色画像処
理部115は、フルカラー波長選択光学系112から順
次出力されるG色短波長域映像信号、G色長波長域映像
信号を画像処理してデジタル化したG色短波長域映像信
号、G色長波長域映像信号を順次生成する。G色差画像
抽出部116は、G色画像処理部115から出力される
G色短波長域映像信号、G色長波長域映像信号の少なく
ともいずれか一方をフレーム単位で記憶しながら、これ
らG色短波長域映像信号とG色長波長域映像信号との差
に基づき、海面や水面などに浮かんだ油膜の映像や有機
膜の映像などのコントラストを高くしたG色映像信号を
生成する。B色画像処理部117は、フルカラー波長選
択光学系112から順次出力されるB色短波長域映像信
号、B色長波長域映像信号を画像処理してデジタル化し
たB色短波長域映像信号、B色長波長域映像信号を順次
生成する。B色差画像抽出部118は、B色画像処理部
117から出力されるB色短波長域映像信号、B色長波
長域映像信号の少なくともいずれか一方をフレーム単位
で記憶しながら、これらB色短波長域映像信号とB色長
波長域映像信号との差に基づき、海面や水面などに浮か
んだ油膜の映像や有機膜の映像などのコントラストを高
くしたB色映像信号を生成する。エンコーダ回路119
は、R色差画像抽出部114、G色差画像抽出部11
6、B色差画像抽出部118からそれぞれ出力されるR
色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を合成して、
合成カラーテレビ信号を生成する。
Further, the wavelength selection type liquid crystal camera device 111
Are a G color image processing unit 115 and a G color difference image extraction unit 116
, A B color image processing unit 117, and a B color difference image extraction unit 118
And an encoder circuit 119. The G color image processing unit 115 includes a G color short wavelength region video signal sequentially output from the full color wavelength selection optical system 112, a G color short wavelength region video signal obtained by performing image processing on the G color long wavelength region video signal, and digitizing; G color long wavelength region video signals are sequentially generated. The G color difference image extracting unit 116 stores at least one of the G color short wavelength region video signal and the G color long wavelength region video signal output from the G color image On the basis of the difference between the wavelength range video signal and the G color long wavelength range video signal, a G color video signal with a high contrast such as an oil film image or an organic film image floating on the sea surface or water surface is generated. The B-color image processing unit 117 includes a B-color short-wavelength band video signal sequentially output from the full-color wavelength selection optical system 112, a B-color short-wavelength band video signal obtained by image-processing the B-color long-wavelength band video signal, A B color long wavelength band video signal is sequentially generated. The B color difference image extracting unit 118 stores at least one of the B color short wavelength band video signal and the B color long wavelength band video signal output from the B color image processing unit 117 in frame units, Based on the difference between the wavelength range video signal and the B color long wavelength range video signal, a B color video signal having a high contrast such as an oil film image or an organic film image floating on the sea surface or water surface is generated. Encoder circuit 119
Are the R color difference image extraction unit 114 and the G color difference image extraction unit 11
6, R output from the B color difference image extraction unit 118
By combining the color video signal, the G color video signal, and the B color video signal,
Generate a composite color television signal.

【0127】フルカラー波長選択光学系112は、図
1、図8に示す液晶フィルタ5、37と同様に、液晶フ
ィルタ120と、レンズ121と、ダイクロイックプリ
ズム123と、R色撮像素子124と、G色撮像素子1
25と、B色撮像素子126とを備えており、被写体か
らの光像(白色の光像)を取り込むとともに、入力され
る交流電圧に応じて、光像を構成する短波長域の光像
と、光像を構成する長波長域の光像とを順次サイクリッ
クに抽出しながら、これら短波長域の光像と、長波長域
の光像とをR色の光像、G色の光像、B色の光像とに分
離した後、これらR色の光像、G色の光像、B色の光像
をそれぞれ光電変換し、これによって得られたR色短波
長域映像信号と、R色長波長域映像信号とをR色画像処
理部113に順次供給し、またG色短波長域映像信号
と、G色長波長域映像信号とをG色画像処理部115に
順次供給し、さらにB色短波長域映像信号と、B色長波
長域映像信号とをB色画像処理部117に順次供給す
る。液晶フィルタ120は、被写体からの光像(白色の
光像)を取り込むとともに、入力される交流電圧に応じ
て、短波長域の光像、長波長域の光像を抽出する。レン
ズ121は、この液晶フィルタ120によって抽出され
た短波長域の光像、長波長域の光像を集光させて、所定
距離だけ後方に結像させる。ダイクロイックプリズム1
23は、レンズ121によって集光されている短波長域
の光像、長波長域の光像をR色の光像とG色の光像とB
色の光像とに分離する。R色撮像素子124は、CC
D、MOS、CPD、SIT、AMIなど、シリコンを
用いた固体撮像素子またはGaAs、InGaAsなど
赤外線領域で高い感度を示す材料を用いた固体撮像素
子、または非晶質セレンなど、紫外線や短波長可視光で
高い感度を示す材料を用いた固体撮像素子、あるいはプ
ランビコン、サチコン、ビジコン、カルニコン、ハーピ
コンなどの撮像管のいずれかによって構成され、ダイク
ロイックプリズム123から出射されるR色の短波長域
の光像、長波長域の光像を光/電変換し、R色短波長域
映像信号、R色長波長域映像信号を順次サイクリックに
生成する。G色撮像素子125は、R色撮像素子124
と同様に構成され、ダイクロイックプリズム123から
出射されるG色の短波長域の光像、長波長域の光像を光
/電変換し、G色短波長域映像信号、G色長波長域映像
信号を順次サイクリックに生成する。B色撮像素子12
6は、R色撮像素子124、G色撮像素子125と同様
に構成され、ダイクロイックプリズム123から出射さ
れるB色の短波長域の光像、長波長域の光像を光/電変
換し、B色短波長域映像信号、B色長波長域映像信号を
順次サイクリックに生成する。
The full-color wavelength selection optical system 112 includes a liquid crystal filter 120, a lens 121, a dichroic prism 123, an R color image sensor 124, a G color image, similarly to the liquid crystal filters 5 and 37 shown in FIGS. Image sensor 1
25, and a B-color image sensor 126, which captures a light image (white light image) from a subject and, in accordance with an input AC voltage, forms a light image in a short wavelength range and forms a light image. The light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region are sequentially extracted cyclically with the light image in the long wavelength region constituting the light image, and the light image in the R color and the light image in the G color are extracted. , B light image, and then R, G, and B light images are respectively photoelectrically converted, and the resulting R color short wavelength band image signal is obtained by: The R color long wavelength band video signal is sequentially supplied to the R color image processing unit 113, and the G short wavelength band video signal and the G long wavelength band video signal are sequentially supplied to the G color image processing unit 115. Further, the B color short wavelength band video signal and the B color long wavelength band video signal are sequentially supplied to the B color image processing unit 117. The liquid crystal filter 120 captures a light image (white light image) from a subject, and extracts a light image in a short wavelength range and a light image in a long wavelength range according to an input AC voltage. The lens 121 condenses the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region extracted by the liquid crystal filter 120 and forms an image backward by a predetermined distance. Dichroic prism 1
Reference numeral 23 denotes a light image in the short wavelength range and a light image in the long wavelength range, which are condensed by the lens 121, for the R color image, the G color image, and the B color image.
Color light image. The R color image sensor 124 has a CC
UV, short wavelength visible light such as solid-state image sensor using silicon such as D, MOS, CPD, SIT, AMI or solid-state image sensor using material having high sensitivity in infrared region such as GaAs and InGaAs, or amorphous selenium A short-wavelength light of R color emitted from the dichroic prism 123, which is formed of a solid-state image sensor using a material exhibiting high sensitivity to light, or an image pickup tube such as a plumbicon, a sachicon, a vidicon, a carnicon, and a harpicone. The image and the light image in the long wavelength region are subjected to optical / electric conversion, and an R color short wavelength region video signal and an R color long wavelength region video signal are sequentially and cyclically generated. The G color image sensor 125 is an R color image sensor 124
The light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region of the G color emitted from the dichroic prism 123 are optically / electrically converted to produce a G color short wavelength region image signal and a G color long wavelength region image. The signals are generated sequentially and cyclically. B color image sensor 12
Reference numeral 6 is configured similarly to the R-color image sensor 124 and the G-color image sensor 125, and optically / electrically converts the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region of the B color emitted from the dichroic prism 123. The B color short wavelength band video signal and the B color long wavelength band video signal are sequentially and cyclically generated.

【0128】R色画像処理部113は、図19に示すよ
うに、ヘッドアンプ回路127と、映像処理回路128
と、A/D変換回路129とを備えており、フルカラー
波長選択光学系112から出力されるR色短波長域映像
信号、R色長波長域映像信号に対し、前置増幅処理、液
晶フィルタ120の透過領域補償処理、液晶フィルタ1
20の透過率補償処理などを行い、これによって得られ
たR色短波長域映像信号、R色長波長域映像信号をデジ
タル化して、R色差画像抽出部114に供給する。ヘッ
ドアンプ回路127は、フルカラー波長選択光学系11
2から順次出力されるR色短波長域映像信号、R色長波
長域映像信号を一定の増幅率で増幅する。映像処理回路
128は、ヘッドアンプ回路127から順次出力される
R色短波長域映像信号、R色長波長域映像信号に対し、
予め設定されている画像処理、例えば液晶フィルタ12
0の透過領域補償、液晶フィルタ120の透過率補償な
どを行う。A/D変換回路129は、この映像処理回路
128から順次出力されるR色短波長域映像信号、R色
長波長域映像信号をA/D変換して、デジタル化された
R色短波長域映像信号、R色長波長域映像信号を生成す
る。
As shown in FIG. 19, the R color image processing section 113 includes a head amplifier circuit 127 and a video processing circuit 128.
And an A / D conversion circuit 129. The pre-amplification process and the liquid crystal filter 120 for the R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal output from the full color wavelength selection optical system 112 are provided. Area compensation processing, liquid crystal filter 1
Then, the R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal are digitized and supplied to the R color difference image extraction unit 114. The head amplifier circuit 127 includes the full-color wavelength selection optical system 11
The R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal sequentially output from 2 are amplified at a constant amplification factor. The video processing circuit 128 converts the R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal sequentially output from the head amplifier circuit 127 into
Image processing set in advance, for example, the liquid crystal filter 12
Compensation for the transmission region of 0, the transmittance of the liquid crystal filter 120, and the like are performed. The A / D conversion circuit 129 performs A / D conversion of the R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal sequentially output from the video processing circuit 128, and digitizes the R color short wavelength band. A video signal and an R color long wavelength band video signal are generated.

【0129】R色差画像抽出部114は、フレームメモ
リ回路130と、差分回路131と、絶対値回路132
と、D/A変換回路133と、増幅回路134とを備
え、入力されている垂直同期信号に基づき、R色画像処
理部113からデジタル化されたR色短波長域映像信号
が出力されたとき、これを取り込んで記憶するととも
に、R色画像処理部113からデジタル化されたR色長
波長域映像信号が出力されたとき、このR色長波長域映
像信号と、記憶しているR色短波長域映像信号とを画素
単位で比較して、同じ空間座標の各画素同士のレベル差
を演算し、これによって得られたR色短波長域映像信号
とR色長波長域映像信号との差を示すR色映像信号(例
えば、水面に浮かんだ油膜の映像や有機膜の映像などの
コントラストを高くしたR色映像信号)をアナログ化し
て、エンコーダ回路119に供給する。フレームメモリ
回路130は、入力されている垂直同期信号に基づき、
R色画像処理部113から出力されるデジタル化された
R色短波長域映像信号、R色長波長域映像信号のうち、
予め設定されている波長領域の映像信号、例えばR色短
波長域映像信号をフレーム単位で取り込んで、記憶した
後、R色画像処理部113からR色長波長域映像信号が
出力されたとき、これに同期して、記憶しているR色短
波長域映像信号を出力する。差分回路131は、入力さ
れている垂直同期信号に基づき、フレームメモリ回路1
30から出力されるR色短波長域映像信号とR色画像処
理部113から出力されるR色長波長域映像信号とを画
素単位で比較し、同じ空間座標の各画素同士のレベル差
を演算してR色短波長域映像信号とR色長波長域映像信
号との差を示すR色映像信号を生成する。対値回路13
2は、差分回路131から出力されるR色映像信号の絶
対値を演算する。D/A変換回路133は、この絶対値
回路132から出力されるデジタル信号形式のR色映像
信号をアナログ信号形式のR色映像信号に変換する。増
幅回路134は、D/A変換回路133から出力される
R色映像信号を増幅する。
The R color difference image extraction unit 114 includes a frame memory circuit 130, a difference circuit 131, and an absolute value circuit 132.
And a D / A conversion circuit 133 and an amplification circuit 134, and when a digitized R color short wavelength band video signal is output from the R color image processing unit 113 based on the input vertical synchronization signal. When the R color image processing unit 113 outputs a digitized R color long wavelength band video signal, the R color long wavelength band video signal and the stored R color short The level difference between each pixel having the same spatial coordinates is calculated by comparing the wavelength range video signal with the pixel unit, and the difference between the R color short wavelength range video signal and the R color long wavelength range video signal obtained by this is calculated. (For example, an R-color image signal having a high contrast such as an image of an oil film floating on the water surface or an image of an organic film) is converted into an analog signal and supplied to the encoder circuit 119. The frame memory circuit 130, based on the input vertical synchronization signal,
Of the digitized R color short wavelength band video signal and R color long wavelength band video signal output from the R color image processing unit 113,
When a video signal in a preset wavelength region, for example, an R-color short-wavelength region video signal is captured and stored in frame units, when the R-color long-wavelength region video signal is output from the R-color image processing unit 113, In synchronization with this, the stored R-color short wavelength band video signal is output. The difference circuit 131, based on the input vertical synchronizing signal,
The R color short wavelength band video signal output from the R 30 and the R color long wavelength band video signal output from the R color image processing unit 113 are compared on a pixel basis, and the level difference between each pixel having the same spatial coordinates is calculated. Then, an R color video signal indicating the difference between the R color short wavelength band video signal and the R color long wavelength band video signal is generated. Value circuit 13
2 calculates the absolute value of the R color video signal output from the difference circuit 131. The D / A conversion circuit 133 converts the digital signal format R color video signal output from the absolute value circuit 132 into an analog signal format R color video signal. The amplification circuit 134 amplifies the R color video signal output from the D / A conversion circuit 133.

【0130】また、G色画像処理部115は、R色画像
処理部115と同様、図20に示すように、ヘッドアン
プ回路127と、映像処理回路128と、A/D変換回
路129とを備えており、フルカラー波長選択光学系1
12から出力されるG色短波長域映像信号、G色長波長
域映像信号に対し、前置増幅処理、液晶フィルタ120
の透過領域補償処理、液晶フィルタ120の透過率補償
処理などを行い、これによって得られたG色短波長域映
像信号、G色長波長域映像信号をデジタル化して、G色
差画像抽出部116に供給する。
The G color image processing section 115, like the R color image processing section 115, includes a head amplifier circuit 127, a video processing circuit 128, and an A / D conversion circuit 129, as shown in FIG. And full-color wavelength selection optical system 1
A pre-amplification process is performed on the G color short wavelength band video signal and the G color long wavelength band video signal output from the
The G color difference image extraction unit 116 digitizes the G color short wavelength band video signal and the G color long wavelength band video signal obtained by performing Supply.

【0131】G色差画像抽出部116は、R色差画像抽
出部114と同様、フレームメモリ回路130と、差分
回路131と、絶対値回路132と、D/A変換回路1
33と、増幅回路134とを備えており、入力されてい
る垂直同期信号に基づき、G色画像処理部115からデ
ジタル化されたG色短波長域映像信号が出力されたと
き、これを取り込んで記憶するとともに、G色画像処理
部115からデジタル化されたG色長波長域映像信号が
出力されたとき、このG色長波長域映像信号と、記憶し
ているG色短波長域映像信号とを画素単位で比較して、
同じ空間座標の各画素同士のレベル差を演算し、これに
よって得られたG色短波長域映像信号とG色長波長域映
像信号との差を示すG色映像信号(例えば、水面に浮か
んだ油膜の映像や有機膜の映像などのコントラストを高
くしたG色映像信号)をアナログ化して、エンコーダ回
路119に供給する。
The G chrominance image extraction unit 116, like the R chrominance image extraction unit 114, includes a frame memory circuit 130, a difference circuit 131, an absolute value circuit 132, and a D / A conversion circuit 1
33, and an amplifier circuit 134. When the G color image processing section 115 outputs a digitized G color short wavelength band video signal based on the input vertical synchronizing signal, it takes in the digitized video signal. When the G color image processing unit 115 outputs the digitized G color long wavelength band video signal, the G color long wavelength band video signal and the stored G color short wavelength band video signal are stored. Is compared in pixel units,
A level difference between the pixels having the same spatial coordinates is calculated, and a G color video signal (for example, floating on the water surface) indicating a difference between the G color short wavelength band video signal and the G color long wavelength band video signal obtained by this is calculated. The G-color image signal having a high contrast, such as an image of an oil film or an image of an organic film, is converted into an analog signal and supplied to the encoder circuit 119.

【0132】また、B色画像処理部117も前記R色画
像処理部113、G色画像処理部115と同様、図21
に示すように、ヘッドアンプ回路143と、映像処理回
路144と、A/D変換回路145とを備えおり、フル
カラー波長選択光学系112から出力されるB色短波長
域映像信号、B色長波長域映像信号に対し、前置増幅処
理、液晶フィルタ120の透過領域補償処理、液晶フィ
ルタ120の透過率補償処理などを行い、これによって
得られたB色短波長域映像信号、B色長波長域映像信号
をデジタル化して、B色差画像抽出部118に供給す
る。
The B-color image processing section 117 also has the same configuration as the R-color image processing section 113 and the G-color image processing section 115 as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a head amplifier circuit 143, a video processing circuit 144, and an A / D conversion circuit 145 are provided, and a B-color short wavelength band video signal and a B-color long wavelength output from the full-color wavelength selection optical system 112 are provided. A pre-amplification process, a transmission region compensation process of the liquid crystal filter 120, a transmittance compensation process of the liquid crystal filter 120, and the like are performed on the band image signal. The video signal is digitized and supplied to the B color difference image extraction unit 118.

【0133】B色差画像抽出部118は、前記R色差画
像抽出部114、G色差画像抽出部116と同様、フレ
ームメモリ回路146と、差分回路147と、絶対値回
路148と、D/A変換回路149と、増幅回路150
とを備えており、入力されている垂直同期信号に基づ
き、B色画像処理部117からデジタル化されたB色短
波長域映像信号が出力されたとき、これを取り込んで記
憶するとともに、B色画像処理部117からデジタル化
されたB色長波長域映像信号が出力されたとき、このB
色長波長域映像信号と、記憶しているB色短波長域映像
信号とを画素単位で比較して、同じ空間座標の各画素同
士のレベル差を演算し、これによって得られたB色短波
長域映像信号とB色長波長域映像信号との差を示すB色
映像信号(例えば、水面に浮かんだ油膜の映像や有機膜
の映像などのコントラストを高くしたB色映像信号)を
アナログ化して、エンコーダ回路119に供給する。
The B chrominance image extraction unit 118 includes a frame memory circuit 146, a difference circuit 147, an absolute value circuit 148, and a D / A conversion circuit, similarly to the R chrominance image extraction unit 114 and the G chrominance image extraction unit 116. 149 and the amplifier circuit 150
When a digitized B-color short-wavelength region video signal is output from the B-color image processing unit 117 based on the input vertical synchronization signal, the B-color image signal is captured and stored. When a digitized B color long wavelength region video signal is output from the image processing unit 117,
The color long wavelength region video signal and the stored B color short wavelength region video signal are compared in pixel units, and the level difference between each pixel having the same spatial coordinates is calculated. The B color video signal indicating the difference between the wavelength range video signal and the B color long wavelength range video signal (for example, a B color video signal with a high contrast such as an oil film image or an organic film image floating on the water surface) is converted into an analog signal. Then, it is supplied to the encoder circuit 119.

【0134】エンコーダ回路119は、R色差画像抽出
部114から出力されるR色映像信号と、G色差画像抽
出部116から出力されるG色映像信号と、B色差画像
抽出部118から出力されるB色映像信号を取り込ん
で、これを予め設定されている合成方法で、合成して、
合成カラーテレビ信号を生成し、これをディスプレイ装
置などに供給し、油膜像などを画像化する。
The encoder circuit 119 outputs the R color video signal output from the R color difference image extraction unit 114, the G color video signal output from the G color difference image extraction unit 116, and the output from the B color difference image extraction unit 118. It takes in the B color video signal and combines it by a preset combining method,
A composite color television signal is generated and supplied to a display device or the like, and an oil film image or the like is imaged.

【0135】このように、この実施の形態では、フルカ
ラー波長選択光学系112によって、油膜が浮かんだ海
面などを撮影して、R、G、B毎に、短波長域の映像信
号と、長波長域の映像信号とを順次生成しながら、R色
画像処理部113、G色画像処理部115、B色画像処
理部117によってR、G、B毎に、短波長域の映像信
号と、長波長域の映像信号とを画像処理して、デジタル
化した短波長域の映像信号と、長波長域の映像信号とを
生成した後、R色差画像抽出部114、G色差画像抽出
部116、B色差画像抽出部118によってR、G、B
毎に、短波長域の映像信号と、長波長域の映像信号との
差を抽出して、水面などに浮かんだ油膜の映像や有機膜
の映像などのコントラストを高くしたR、G、B毎の映
像信号を生成し、これを合成して得られた合成カラーテ
レビ信号をディスプレイ装置に供給するようにしている
ので、水面の状態がどのような状態であっても、水面上
の油膜や有機膜などを高いコントラストでフルカラー画
像として検出することができる。
As described above, in this embodiment, the full-color wavelength selection optical system 112 takes an image of the sea surface or the like on which the oil film floats, and outputs a video signal in the short wavelength range and a long wavelength signal for each of R, G, and B. The image signals in the short wavelength region and the long wavelength region are generated by the R color image processing unit 113, the G color image processing unit 115, and the B color image After the image signal is processed to generate a digitized video signal in the short wavelength range and a video signal in the long wavelength range, the R color difference image extraction unit 114, the G color difference image extraction unit 116, the B color difference R, G, B by the image extraction unit 118
For each of R, G, and B, the difference between the video signal in the short wavelength range and the video signal in the long wavelength range is extracted, and the contrast of the image of the oil film floating on the water surface or the image of the organic film is increased. The video signal is generated and the composite color television signal obtained by combining the video signal is supplied to the display device. Therefore, regardless of the state of the water surface, the oil film on the water surface or the organic A film or the like can be detected as a full-color image with high contrast.

【0136】これによって、従来、ヘリコプタや航空機
などから目視観察で遭難現場などを探索しても、油膜の
発見が困難な場合、例えば海面からの反射光が強い場合
(逆光状態)、雨天の場合、波浪が高い場合などでも、
海面の状態に関わらず、遭難した航空機や船舶などの油
膜が海面上に浮いているとき、これを確実に検出して、
遭難現場などを見つけ出すことができる。
[0136] This makes it difficult to find an oil slick even if a conventional helicopter or an aircraft is used to visually search the distress site, for example, when the reflected light from the sea surface is strong (backlit state) or when it is rainy. , Even when the waves are high,
Regardless of the state of the sea surface, when the oil slick of the distressed aircraft or ship is floating on the sea surface, this is reliably detected,
You can find out the distress site.

【0137】また、この実施の形態では、撮影した海面
などに油膜や有機膜などがあるときにのみ、R色差画像
抽出部114、G色差画像抽出部116、B色差画像抽
出部118から出力されるR色映像信号、G色映像信
号、B色映像信号がゼロ以外の値になるようにしている
ので、エンコーダ回路119から出力される合成カラー
テレビ信号を判定回路(図示は省略する)に導き、予め
設定されているしきい値を越えているかどうかを判定さ
せるだけで、遭難現場の探索を容易に自動化することが
できる。これによって、ヘリコプタや航空機などに、図
18に示す波長選択型液晶カメラ装置111を複数搭載
し、各波長選択型液晶カメラ装置111によって、全方
位を同時に探索させ、油膜などの有無を自動判定させれ
ば、従来の目視による場合に比べて、格段に探索効率を
向上させて、迅速な災害救助を行うことができる(請求
項24の内容)。
In this embodiment, only when there is an oil film or an organic film on the photographed sea surface or the like, the image is output from the R color difference image extraction unit 114, the G color difference image extraction unit 116, and the B color difference image extraction unit 118. Since the R, G, and B color video signals have non-zero values, the composite color television signal output from the encoder circuit 119 is guided to a determination circuit (not shown). By simply determining whether or not a predetermined threshold value is exceeded, the search for a distress site can be easily automated. As a result, a plurality of wavelength-selective liquid crystal camera devices 111 shown in FIG. 18 are mounted on a helicopter, an aircraft, or the like, and each wavelength-selective liquid crystal camera device 111 is caused to simultaneously search in all directions and automatically determine the presence or absence of an oil film or the like. If this is the case, it is possible to remarkably improve the search efficiency and perform quick disaster rescue as compared with the conventional visual observation (contents of claim 24).

【0138】また、図18に示す波長選択型液晶カメラ
装置111と、GPS(Global Positioning System)
装置とを組み合わせることにより、油膜の位置を瞬時に
決定することができ、これによって遭難現場などの発見
を一層、迅速化させることができるとともに、タンカー
などの原油流出状況をリアルタイムで、容易に地図化す
ることができる。
Further, a wavelength selection type liquid crystal camera device 111 shown in FIG. 18 and a GPS (Global Positioning System)
In combination with the device, the position of the oil slick can be determined instantaneously, which can further speed up the discovery of distress spots and the like, and easily map the oil spill situation of tankers and the like in real time. Can be

【0139】<第3の実施の形態の第1変形例>また、
図18に示す波長選択型液晶カメラ装置111では、液
晶フィルタ120によって被写体からの光像に含まれて
いる短波長域の光像と、長波長域の光像とを交互に抽出
し、ダイクロイックプリズム123によって、短波長域
の光像と、長波長域の光像とをR色、G色、B色に分離
して、R撮像素子124上、G撮像素子上125、B撮
像素子126上にそれぞれ結像させるようにしている
が、図22に示すフルカラー波長選択光学系112aの
ように、ダイクロイックプリズム123の前に、光学的
バンドパスフィルタ151を配置し、この光学的バンド
パスフィルタ151によって、液晶フィルタ120で選
択された短波長域の光像と、長波長域の光像とをバンド
パスフィルタリングして、波長範囲を絞り込んだ後、ダ
イクロイックプリズム123によって、R色、G色、B
色に分離し、R色撮像素子124上、G色撮像素子12
5上、B色撮像素子126上にそれぞれ結像するように
しても良い(請求項22の内容)。
<First Modification of Third Embodiment>
In the wavelength-selective liquid crystal camera device 111 shown in FIG. 18, the liquid crystal filter 120 alternately extracts the short wavelength light image and the long wavelength light image included in the light image from the subject, and outputs the dichroic prism. The light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region are separated into R color, G color, and B color by the 123, and are separated on the R image sensor 124, the G image sensor 125, and the B image sensor 126. An image is formed, but an optical bandpass filter 151 is arranged in front of the dichroic prism 123 as in a full-color wavelength selection optical system 112a shown in FIG. After performing bandpass filtering on the light image in the short wavelength region and the light image in the long wavelength region selected by the liquid crystal filter 120 to narrow the wavelength range, the dichroic prism is used. By 123, R-color, G-color, B
After being separated into colors, the R color image sensor 124 and the G color image sensor 12
The image may be formed on the fifth and fifth B-color image pickup elements 126, respectively (the contents of claim 22).

【0140】但し、この光学的バンドパスフィルタ15
1の半値全幅(Full width Half Maximum)をR色撮像
素子124、G色撮像素子125、B色撮像素子126
に入射する光像の半値全幅より広くすることが必要であ
る。
However, this optical bandpass filter 15
The full width half maximum of 1 is set to the R color image sensor 124, the G color image sensor 125, and the B color image sensor 126
Needs to be wider than the full width at half maximum of the light image incident on.

【0141】このようにしても、図18に示す波長選択
型液晶カメラ装置111と同様に、従来、検出が困難で
あった水面上の油膜や有機膜などを高いコントラストの
フルカラー画像として検出することができる。
In this manner, as in the case of the wavelength-selective liquid crystal camera device 111 shown in FIG. 18, it is possible to detect an oil film or an organic film on the water surface, which has conventionally been difficult to detect, as a high-contrast full-color image. Can be.

【0142】また、この第1変形例では、ダイクロイッ
クプリズム123の前に、光学的バンドパスフィルタ1
51を配置するようにしているが、R撮像素子124、
G撮像素子125、B撮像素子126の前であれば、液
晶フィルタ120の前に1つの光学的バンドパスフィル
タを配置しても、またダイクロイックプリズム123の
後に3つの光学的バンドパスフィルタを配置しても良
い。
In the first modification, the optical band-pass filter 1 is provided before the dichroic prism 123.
51, but the R image sensor 124,
If one optical band-pass filter is arranged before the liquid crystal filter 120 if it is before the G image sensor 125 and the B image sensor 126, three optical band-pass filters are arranged after the dichroic prism 123. May be.

【0143】このように、R撮像素子124、G撮像素
子125、B撮像素子126の前であれば、どこに光学
的バンドパスフィルタを配置しても、この第1変形例と
同じ効果を得ることができる。
As described above, the same effect as that of the first modification can be obtained regardless of where the optical band-pass filter is provided before the R image sensor 124, the G image sensor 125, and the B image sensor 126. Can be.

【0144】<第3の実施の形態の第2変形例>また、
図18に示す波長選択型液晶カメラ装置111では、液
晶の常光屈折率だけを感じる光線と、電圧が印加され
て、常光屈折率と異常光屈折率との両方に感じる光線と
をR撮像素子124、G撮像素子125、B撮像素子1
26に入射させるようにしているが、図23に示すフル
カラー波長選択光学系112bのように、液晶フィルタ
120の後ろに、偏光フィルム(あるいは、偏光板)1
52を配置し、この偏光フィルム152によって、常光
屈折率だけを感じる光線を取り除いて、R撮像素子12
4、G撮像素子125、B撮像素子126に入射させる
ようにしても良い(請求項23の内容)。
<Second Modification of Third Embodiment>
In the wavelength-selective liquid crystal camera device 111 shown in FIG. 18, the R image pickup element 124 converts a light ray that senses only the ordinary light refractive index of the liquid crystal and a light ray that is applied with a voltage and senses both the ordinary light refractive index and the extraordinary light refractive index. , G image sensor 125, B image sensor 1
26, a polarizing film (or polarizing plate) 1 is provided behind the liquid crystal filter 120 as in a full-color wavelength selection optical system 112b shown in FIG.
52, and the polarizing film 152 removes a light beam that senses only the ordinary refractive index.
4. The light may be incident on the G image sensor 125 and the B image sensor 126 (the contents of claim 23).

【0145】このようにしても、図18示す波長選択型
液晶カメラ装置111と同様に、従来、検出が困難であ
った水面上の油膜や有機膜などを高いコントラストのフ
ルカラー画像として検出することができる。
In this manner, similarly to the wavelength-selective liquid crystal camera device 111 shown in FIG. 18, it is possible to detect an oil film or an organic film on the water surface, which has conventionally been difficult to detect, as a high-contrast full-color image. it can.

【0146】また、この第2変形例では、液晶フィルタ
120と、レンズ121との間に、偏光フィルム152
を配置するようにしているが、R撮像素子124、G撮
像素子125、B撮像素子126の前であれば、液晶フ
ィルタ120の前、またはレンズ121の後ろ、あるい
はダイクロイックプリズム123の各出射面などに偏光
フィルムを配置しても良い。
In the second modification, the polarizing film 152 is provided between the liquid crystal filter 120 and the lens 121.
Is arranged, but in front of the R image sensor 124, the G image sensor 125, and the B image sensor 126, in front of the liquid crystal filter 120, behind the lens 121, or each emission surface of the dichroic prism 123, etc. May be provided with a polarizing film.

【0147】<第3の実施の形態の第3変形例>また、
図18に示す波長選択型液晶カメラ装置111では、フ
ルカラー波長選択型光学系112と、R色画像処理部1
13と、R色差画像抽出部114と、G色画像処理部1
15と、G色差画像抽出部116と、B色画像処理部1
17と、B色差画像抽出部118と、エンコーダ回路1
19とを1つの筐体内に入れてカメラ装置を構成するよ
うにしているが、エンコーダ回路119の全てと、R色
差画像抽出部114の全てと、G色差画像抽出部116
の全てと、B色差画像抽出部118の全てと、R色画像
処理部113の全てまたは一部と、G色画像処理部11
5の全てまたは一部と、B色画像処理部117の全てま
たは一部とをカメラ装置から分離するようにしても良
い。
<Third Modified Example of Third Embodiment>
In the wavelength selection type liquid crystal camera device 111 shown in FIG. 18, the full color wavelength selection type optical system 112 and the R color image processing unit 1
13, the R color difference image extraction unit 114, and the G color image processing unit 1
15, a G color difference image extraction unit 116, and a B color image processing unit 1
17, the B color difference image extracting unit 118, and the encoder circuit 1
Although the camera device is configured by putting the camera device 19 in one housing, all of the encoder circuit 119, all of the R color difference image extraction unit 114, and all of the G color difference image extraction unit 116
, All of the B color difference image extraction unit 118, all or a part of the R color image processing unit 113, and the G color image processing unit 11
5 or the B color image processing unit 117 may be separated from the camera device.

【0148】このようにすることにより、カメラ装置部
分を小型、軽量化して、カメラ装置の取扱いや操作など
を容易にすることができる。
By doing so, the size and weight of the camera device can be reduced and the handling and operation of the camera device can be facilitated.

【0149】《第1〜第3の実施の形態で使用される液
晶の説明》また、上述した第1〜第3の実施の形態で
は、液晶フィルタ5、37、120として、強誘電性液
晶や反強誘電性液晶など、交流電圧の有無に応じて、一
方の透過特性から他方の透過特性に素早く切り替えるこ
とができる、応答速度が優れた液晶フィルタを用いる場
合、何に問題が発生しない。
<< Description of Liquid Crystal Used in First to Third Embodiments >> In the first to third embodiments described above, the liquid crystal filters 5, 37, and 120 are used as ferroelectric liquid crystals or liquid crystal filters. When using a liquid crystal filter having an excellent response speed, such as an antiferroelectric liquid crystal, which can quickly switch from one transmission characteristic to the other transmission characteristic depending on the presence or absence of an AC voltage, no problem occurs.

【0150】さらに、液晶フィルタ5、37、120と
して、ネマチック液晶やコレステリック液晶など、交流
電圧の有無に応じて、一方の透過特性から他方の透過特
性に素早く切り替えることができない、応答速度が遅い
液晶フィルタを用いた場合には、トランジェントな動作
を考慮しなければならないことから、このような特性を
持つ液晶をディスプレイ装置などに使用するときには、
大きな問題になるが、本発明よる波長選択型液晶カメラ
装置1、30、111では、殆ど問題にならない。以
下、この理由について、詳細に説明する。
Further, as the liquid crystal filters 5, 37, and 120, liquid crystals having a low response speed, such as a nematic liquid crystal and a cholesteric liquid crystal, which cannot switch quickly from one transmission characteristic to the other transmission characteristic depending on the presence or absence of an AC voltage, can be used. When using a filter, it is necessary to consider the transient operation, so when using a liquid crystal with such characteristics in a display device, etc.
Although this is a major problem, the wavelength-selective liquid crystal camera devices 1, 30, and 111 according to the present invention hardly cause a problem. Hereinafter, the reason will be described in detail.

【0151】まず、各液晶フィルタ5、37、120、
例えば液晶フィルタ5を構成している各誘電体多層膜1
0、13のパワー反射率を“R”とし、液晶層14に垂
直に入射した光が液晶層14内を1回だけ通過するとき
の位相変化量を“δ”とし、さらに入射光が直線偏光し
ているものと仮定すると、液晶層14、各誘電体多層膜
10、13など、液晶フィルタ5を構成している各層の
光吸収率を無視したとき、液晶フィルタ5の透過率T
は、次式で表わすことができる。
First, each of the liquid crystal filters 5, 37, 120,
For example, each dielectric multilayer film 1 constituting the liquid crystal filter 5
The power reflectivity of 0 and 13 is “R”, the amount of phase change when light vertically incident on the liquid crystal layer 14 passes through the liquid crystal layer only once is “δ”, and the incident light is linearly polarized light. Assuming that the light absorptance of each layer constituting the liquid crystal filter 5 such as the liquid crystal layer 14 and the dielectric multilayer films 10 and 13 is neglected, the transmittance T of the liquid crystal filter 5 is ignored.
Can be expressed by the following equation.

【0152】[0152]

【数7】 T=[1+4Rsin2(δ/2)/(1−R)2-1 …(7) そして、真空中における光の波長を“λ”とし、液晶層
14を構成している液晶の屈折率を“n”、厚さを
“D”とすると、位相変化量δは、次式で表わすことと
ができる。
T = [1 + 4R sin 2 (δ / 2) / (1-R) 2 ] −1 (7) Further, the wavelength of light in vacuum is “λ”, and the liquid crystal layer 14 is formed. Assuming that the refractive index of the liquid crystal is “n” and the thickness is “D”, the phase change amount δ can be expressed by the following equation.

【0153】δ=4πnD/λ …(8)Δ = 4πnD / λ (8)

【0154】ここで、“R=0.7”として、(7)
式、(8)式から透過率Tと、波長λとの関係を計算す
ると、図24に示すグラフが得られ、このグラフから明
らかなように、液晶層14を構成している液晶の屈折率
nが変化しても、中心波長(液晶フィルタ5の透過率T
が最大となる波長)がずれるだけで、透過率のカーブが
変化しない。
Here, assuming that “R = 0.7”, (7)
When the relationship between the transmittance T and the wavelength λ is calculated from the equations (8) and (8), a graph shown in FIG. 24 is obtained. As is clear from this graph, the refractive index of the liquid crystal constituting the liquid crystal layer 14 is obtained. n, the center wavelength (the transmittance T of the liquid crystal filter 5)
Only the wavelength at which the maximum is shifted), but the transmittance curve does not change.

【0155】これにより、液晶の応答が遅い場合、波長
フィルタ5が様々な波長を選択しながら、ある波長に落
ち着くように動作し、このとき表1に示すように、水の
屈折率が波長依存性を持つものの、液晶によって生じる
程度の波長変化では、淡水や海水の屈折率が殆ど変化し
ないことから、液晶フィルタ5がトランジェントな動作
をしても、海面上に油膜が無ければ、水面の明るさが一
定になって、2つのフレーム間に信号のレベル差が無く
なり、ディスプレイ装置上にゼロを示す画像が表示され
る。
Thus, when the response of the liquid crystal is slow, the wavelength filter 5 operates so as to settle down to a certain wavelength while selecting various wavelengths. At this time, as shown in Table 1, the refractive index of water depends on the wavelength. However, since the refractive index of fresh water or seawater hardly changes with a wavelength change caused by the liquid crystal, even if the liquid crystal filter 5 performs a transient operation, if there is no oil film on the sea surface, the brightness of the water surface is high. Becomes constant, the signal level difference between the two frames disappears, and an image showing zero is displayed on the display device.

【0156】これに対し、図5に示すように、海面上に
油膜がある場合には、波長が僅かに変化しても、油膜の
反射光強度が大きく変化することから、液晶フィルタ5
がトランジェントな動作をしても、2つのフレーム間に
信号のレベル差が現われて、ディスプレイ装置上に油膜
の画像が表示される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when there is an oil film on the sea surface, even if the wavelength slightly changes, the reflected light intensity of the oil film greatly changes.
Performs a transient operation, a signal level difference appears between the two frames, and an image of the oil film is displayed on the display device.

【0157】ただし、トランジェントな特性を考慮する
と、液晶フィルタ5を透過した2つの光量(太い実線の
合計値と、細い実線の合計値)が常に一致するとは限ら
ないことから、予め白紙など反射率が一定の物を撮影し
て、2つの異なる波長に対する光電変信号が一致するよ
うに、画像処理部3を構成している映像処理回路16の
透過率特性、反射率特性などを調整(セットアップ調
整)しておく必要がある。
However, considering the transient characteristics, the two light amounts transmitted through the liquid crystal filter 5 (the total value of the thick solid line and the total value of the thin solid line) do not always match. Adjusts the transmittance characteristics, the reflectance characteristics, and the like of the video processing circuit 16 that constitutes the image processing unit 3 so that an image of a certain object is captured and the photoelectric conversion signals for two different wavelengths match. ) Must be kept.

【0158】また、強誘電性液晶なども、厳密に言え
ば、僅かなトランジェント効果が現われることから、ネ
マチック液晶と同様に、白紙などを撮影して、セットア
ップ調整を行っておく方が良い。
Strictly speaking, a slight transient effect also appears in ferroelectric liquid crystals and the like. Therefore, it is better to take a picture of blank paper and adjust the setup in the same manner as in the case of nematic liquid crystals.

【0159】また、稀なケースではあるが、油膜がある
海面を撮影したとき、特定の入射角度からの光が入射さ
れて、液晶フィルタ5から出力される短波長域の光像の
光量と、長波長域の光像の光量とが一致することも考え
られるが、このような特殊な場合でも、波長選択型液晶
カメラ装置1は、様々な入射角度φ1からの光像が入射
して画像化するため、油膜の存在を見失うことは無い。
In a rare case, when a sea surface with an oil film is photographed, light from a specific angle of incidence is incident, and the light amount of the light image in the short wavelength range output from the liquid crystal filter 5 is determined. Although it is conceivable that the light amount of the light image in the long wavelength region coincides, even in such a special case, the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 receives light images from various incident angles φ 1 It does not lose track of the oil slick.

【0160】同様に、図25に示すように、波や風など
によって海面153が常に変動し、海面153が鏡面状
態のときの入射角度よりも、多様な入射角度からの光像
がヘリコプタ154に搭載された波長選択型液晶カメラ
装置1に取り込まれることから、特定の入射角度で反射
率が同じレベルになっても、他の入射角度で反射率が異
なるレベルになり、油膜を見失うことが殆ど無い。
Similarly, as shown in FIG. 25, the sea surface 153 constantly fluctuates due to waves, winds, and the like, and light images from various angles of incidence are output to the helicopter 154 from the angles of incidence when the sea surface 153 is in a mirror state. Since the light is taken into the mounted wavelength-selective liquid crystal camera device 1, even if the reflectance becomes the same level at a specific incident angle, the reflectance becomes different at another incident angle, and almost no oil film is lost. There is no.

【0161】特に、図8に示す波長選択型液晶カメラ装
置30などのように、短波長側の光像と、長波長側の光
像とに分けている場合、あるいは図18に示す波長選択
型液晶カメラ装置111などのように、R色の光像、G
色の光像、B色の映像信号に分けている場合などのよう
に、波長が異なる複数の映像信号を作成している場合に
は、いずれかの波長領域で、油膜や有機膜を検出するこ
とができることから、油膜や有機膜などを確実に検出し
て、油膜などを見失わないようにすることができる。
In particular, when the light image on the short wavelength side and the light image on the long wavelength side are separated as in the wavelength selection type liquid crystal camera device 30 shown in FIG. As in the liquid crystal camera device 111, a light image of R color, G
In the case where a plurality of video signals having different wavelengths are created, for example, when the video signal is divided into a color light image and a B color video signal, an oil film or an organic film is detected in any wavelength region. Therefore, it is possible to reliably detect an oil film, an organic film, and the like so that the oil film and the like are not lost.

【0162】《第1〜第3の実施の形態における油膜検
出感度の説明》次に、上述した各波長選択型液晶カメラ
装置1、30、111を使用して、海面上に浮いている
油膜を検出する際における撮像素子7、短波長側撮像素
子46、長波長側撮像素子48、R色撮像素子124、
G色撮像素子125、B色撮像素子126などの分解能
と、油膜検出感度の関係について説明する。
<< Explanation of Oil Film Detection Sensitivity in First to Third Embodiments >> Next, using each of the above-described wavelength-selective liquid crystal camera devices 1, 30, and 111, an oil film floating on the sea surface is removed. When detecting, the image sensor 7, the short wavelength side image sensor 46, the long wavelength side image sensor 48, the R color image sensor 124,
The relationship between the resolution of the G color image sensor 125 and the B color image sensor 126 and the oil film detection sensitivity will be described.

【0163】<静止状態での探査能力>まず、上述した
各波長選択型液晶カメラ装置1、30、111、例えば
図1に示す波長選択型液晶カメラ装置1で使用されてい
る撮像素子7の最小検出単位である各画素(ピクセル)
が大きい場合や撮影距離が短い場合には、1つのピクセ
ルに対し、入射角度φ1が異なる複数の光線が入射し、
各ピクセルの出力が各光線の輝度を加算した値になる。
<Search Capability in Resting State> First, the minimum of the image pickup device 7 used in each of the wavelength-selective liquid crystal camera devices 1, 30, 111 described above, for example, the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 shown in FIG. Each pixel (pixel) that is the unit of detection
If the distance is large or the shooting distance is short, a plurality of light rays with different incident angles φ1 enter one pixel,
The output of each pixel is a value obtained by adding the luminance of each light beam.

【0164】この際、各光線毎の入射角度φ1が異な
り、その角度差が大きいと、反射率から求めた輝度の波
長依存性が緩和されて、油膜検出感度が低下する恐れが
あることから、この点について詳細に説明する。
At this time, the incident angle φ 1 of each light beam is different, and if the angle difference is large, the wavelength dependence of the luminance obtained from the reflectance is reduced, and the oil film detection sensitivity may be reduced. This point will be described in detail.

【0165】今、波長選択型液晶カメラ装置1で使用さ
れる撮像素子7として、垂直画素数が“450”、水平
画素数が“600”程度の画素数に設定され、かつピク
セルの受光部が正方形に形成される撮像素子を使用する
ものと仮定し、図26に示すように、ヘリコプタ155
に波長選択型液晶カメラ装置1を取り付けて、波長選択
型液晶カメラ装置1の画像取込み角度(波長選択型液晶
カメラ装置1の光軸156と被写体からの光線157、
158とがなす最大角度)を所定の値、例えば“±25
度”になるようにレンズ6を調整するとともに、波長選
択型液晶カメラ装置1の光軸156が海面159と直交
するように、波長選択型液晶カメラ装置1の撮影方向を
調整した状態で、海面159からの高さが300m〜1
000mとなるようにヘリコプタ155を飛ばして、海
面159上に浮かんでいる油膜を探査する場合を考え
る。
Now, as the image sensor 7 used in the wavelength-selective liquid crystal camera device 1, the number of vertical pixels is set to about "450", the number of horizontal pixels is set to about "600", and the light receiving portion of the pixel is used. Assuming that an image sensor formed in a square shape is used, as shown in FIG.
The wavelength selection type liquid crystal camera device 1 is attached to the camera, and the image capture angle of the wavelength selection type liquid crystal camera device 1 (the optical axis 156 of the wavelength selection type liquid crystal camera device 1 and the light beam 157 from the subject,
158) to a predetermined value, for example, “± 25
In addition, the lens 6 is adjusted to “degree”, and the photographing direction of the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 is adjusted so that the optical axis 156 of the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 is orthogonal to the sea surface 159. 300m-1 from 159
Let us consider a case in which the helicopter 155 is skipped so as to reach 000 m to search for an oil film floating on the sea surface 159.

【0166】この場合、ヘリコプタ155が、例えば海
面159から300m〜1000m上空、例えば800
m上空を飛びながら、波長選択型液晶カメラ装置1によ
って海面159を撮影すると、図27に示すように波長
選択型液晶カメラ装置1の撮像素子7の撮影動作によっ
て、1フレーム間に、海面159上で、直径“746
m”の円に内接する長方形の領域ABCD(約597m
×約448m)を探査することができることから、海面
159上の“約1m2”の部分からの光線が撮像素子7
を構成する1つのピクセルに入射される。
In this case, the helicopter 155 is located 300 m to 1000 m above the sea surface 159, for example, 800 m above the sea surface 159.
When the sea surface 159 is photographed by the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 while flying over the sky m, the photographing operation of the imaging device 7 of the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 causes the photographing operation of the image pickup device 7 as shown in FIG. And the diameter "746
m "in a rectangular area ABCD (about 597 m
× about 448 m), light rays from a portion of “about 1 m 2 ” on the sea surface 159 can be detected by the image sensor 7.
Is incident on one pixel.

【0167】この面積は、波やうなりなどによる海面1
59の揺らぎと比較すると、十分に小さな値であること
から、本発明による波長選択型液晶カメラ装置1を使用
するだけで、従来から使用されている通常の探索方法で
も、十分な検出感度で、海面159に浮いている油膜を
検出することができる。また、ハイビジョンテレビカメ
ラ装置などの高解像度テレビカメラ装置で使用されてい
る撮像素子を用いれば、分解できる最小面積Sを“0.
2m2”にすることができることから、探査能力をさら
に向上させることができる。
This area is equal to the sea level 1 due to waves and beats.
Compared with the fluctuation of 59, the value is sufficiently small. Therefore, only by using the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 according to the present invention, even with the usual search method conventionally used, sufficient detection sensitivity can be obtained. An oil film floating on the sea surface 159 can be detected. Further, if an image sensor used in a high-definition television camera device such as a high-definition television camera device is used, the minimum area S that can be decomposed is set to “0.
Since it can be 2 m 2 ″, the exploration ability can be further improved.

【0168】<移動状態での探査能力、探査範囲>ま
た、探査範囲を広げるために、ヘリコプタ155を移動
させながら、海面159上に浮いている油膜を探査する
場合には、上述した分解可能な最小面積Sまで、検出す
るには、ヘリコプタ155の飛行速度V(Km/h)を
以下に示す値にすることが望ましい。
<Exploration Capability and Exploration Range in Moving State> In order to extend the exploration range, when the helicopter 155 is moved and the oil film floating on the sea surface 159 is explored, the above-described disassembly is possible. To detect up to the minimum area S, it is desirable to set the flight speed V (Km / h) of the helicopter 155 to the following value.

【0169】[0169]

【数8】 S0.5≦(V×103)/(3.6×103×30) …(9) このように、ヘリコプタ155の飛行速度V(Km/
h)を規制しても、ヘリコプタ155の飛行速度Vが約
108km/hのとき、撮像素子7を構成する1ピクセ
ル当たりの探査面積SをS≒1m2にすることができ、
これによって油膜検出時における十分な分解能を確保し
ながら、1時間当たり、“64.8Km2(108×
0.6Km2)”の広い範囲を探索することができる。
S 0.5 ≦ (V × 10 3 ) / (3.6 × 10 3 × 30) (9) Thus, the flight speed V (Km / Km /
Even if h) is restricted, when the flight speed V of the helicopter 155 is about 108 km / h, the search area S per pixel constituting the image sensor 7 can be S ≒ 1 m 2 ,
As a result, while securing a sufficient resolution at the time of oil film detection, “64.8 km 2 (108 ×
0.6 Km 2 ) ”.

【0170】<高速移動状態での探査能力、探査範囲>
また、このように、移動しながら探査する方法では、撮
影方法として、連続撮影方法を使用することから、隣接
したテレビフレーム間では、上下2画素列しか画像が変
化しないようにすることができ、目視で映像信号の画像
を観察して油膜などを検出する際には、これで十分であ
るが、本発明による波長選択型液晶カメラ装置1では、
次段装置内に判定回路を設けることにより、CCDなど
の撮像素子7が持つ垂直画素数に匹敵する距離毎に撮影
を行うようにすれば、探査を行うヘリコプタ155など
の飛行速度をさらに速くすることができ、これによって
さらに広い範囲を捜索することができる。
<Exploration Capability in High Speed Moving State, Exploration Range>
In this way, in the method of searching while moving, since the continuous shooting method is used as the shooting method, the image can be changed only between the upper and lower two pixel columns between adjacent TV frames, This is sufficient when an image of a video signal is visually observed to detect an oil film or the like, but in the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 according to the present invention,
By providing a determination circuit in the next-stage apparatus so as to perform shooting at a distance equal to the number of vertical pixels of the imaging device 7 such as a CCD, the flying speed of the helicopter 155 or the like performing the search is further increased. So that a wider area can be searched.

【0171】但し、このような方法で、撮影を行う場合
には、撮像素子7の前に光シャッタを設け、この光シャ
ッタを動作させて、各ピクセルに空間分解能以下の海面
面積からの光を入れることが必要であることから、光シ
ャッタの開口時間tと、探査を行うヘリコプタ155な
どの飛行速度V(Km/h)とが次式を満たすようにす
ることが望ましい。
However, when photographing is performed by such a method, an optical shutter is provided in front of the image pickup device 7, and this optical shutter is operated to allow each pixel to emit light from a sea surface area smaller than the spatial resolution. Since it is necessary to insert the optical shutter, it is desirable that the opening time t of the optical shutter and the flight speed V (Km / h) of the helicopter 155 or the like performing the search satisfy the following expression.

【0172】[0172]

【数9】 S0.5≦(V×103×t)/(3.6×103) …(10) これにより、ヘリコプタ155に搭載した波長選択型液
晶カメラ装置1に設けた光シャッタの開口時間tを“t
=5(ミリ秒)”にしたとき、“V≦720(Km/
h)”にすることができ、先の例に比べて、およそ6.
7倍(720×0.6=432Km2)に拡大すること
ができる(請求項25の内容)。
S 0.5 ≦ (V × 10 3 × t) / (3.6 × 10 3 ) (10) Thus, the aperture of the optical shutter provided in the wavelength-selective liquid crystal camera device 1 mounted on the helicopter 155 Time t is changed to "t
= 5 (milliseconds), "V ≤ 720 (Km /
h) ", which is approximately 6.
It can be enlarged seven times (720 × 0.6 = 432 Km 2 ) (contents of claim 25).

【0173】さらに、1台のヘリコプタ155や航空機
などに、波長選択型液晶カメラ装置1を複数台、搭載
し、各波長選択型液晶カメラ装置1の撮影方向を互いに
異ならせて、異なる方向を探査すれば、さらに探査範囲
を拡大することができる。例えば、3台の波長選択型液
晶カメラ装置1を使用して、左右および真下を同時に監
視すれば、1時間当たりの探査範囲を約1300Km2
にすることができ、これによって1時間以内で、東京湾
全域を隈無く探索することができる。
Further, a plurality of wavelength-selective liquid crystal camera devices 1 are mounted on a single helicopter 155 or an aircraft, and the photographing directions of the respective wavelength-selective liquid crystal camera devices 1 are made different from each other to search for different directions. Then, the exploration range can be further expanded. For example, if three wavelength-selective liquid crystal camera devices 1 are used to simultaneously monitor the left, right, and right below, the exploration range per hour is about 1300 km 2.
This allows the entire area of Tokyo Bay to be searched within one hour.

【0174】<光シャッタの選択>また、上述した光シ
ャッタとしては、ネマチック液晶、コレステリック液
晶、スメクチック液晶などの材料を使用することができ
る。この場合、光シャッタとして、90度ねじれネマチ
ック液晶を使用すれば、白色光を変調することができ、
これによって広い波長範囲で利用することができ、また
スメクチック液晶の一種である強誘電性液晶や反強誘電
性液晶を使用すれば、1ミリ秒以下の高速度で、光画像
をピックアップすることができる(請求項26の内
容)。
<Selection of Optical Shutter> As the above-described optical shutter, a material such as a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, and a smectic liquid crystal can be used. In this case, if a 90-degree twisted nematic liquid crystal is used as an optical shutter, white light can be modulated,
This allows it to be used over a wide wavelength range, and if a ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal, which is a type of smectic liquid crystal, is used, an optical image can be picked up at a high speed of 1 millisecond or less. Yes (contents of Claim 26).

【0175】また、光シャッタとして、LiNbO3
LiTaO3、KDP、DKDP、PZT、GaAsな
どの電気材料を用いることもできる。但し、各電気材料
の特性として、非常に高速で光像の透過/不透過を制御
することができるものの、駆動する際、大きな印加電圧
が必要である。
As an optical shutter, LiNbO 3 ,
Electric materials such as LiTaO 3 , KDP, DKDP, PZT, and GaAs can also be used. However, although the transmission / non-transmission of an optical image can be controlled at a very high speed as a characteristic of each electric material, a large applied voltage is required for driving.

【0176】これらのことから、光シャッタとして、強
誘電性液晶や反強誘電性液晶を使用することが望まし
い。
For these reasons, it is desirable to use a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal as the optical shutter.

【0177】[0177]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項1〜8の波長選択型液晶カメラ装置では、海面から
の反射光が強い場合でも、海面上などに浮いている油膜
や有機膜、または液晶ディスプレイやプラズマディスプ
レイなどのガラス基板の表面に付着した油膜や有機膜の
汚れなどを高いコントラストで映像化することができ、
これによって遭難現場やガラス基板の汚れなどを確実に
見つけ出すことができる。
As described above, according to the present invention, in the wavelength-selective liquid crystal camera device according to claims 1 to 8, even if the reflected light from the sea surface is strong, the oil film or the organic film floating on the sea surface or the like can be obtained. It is possible to visualize high-contrast oil films and dirt on organic films attached to the surface of a film or a glass substrate such as a liquid crystal display or a plasma display.
As a result, it is possible to reliably find out, for example, the distress site and the stain on the glass substrate.

【0178】また、請求項9〜16の波長選択型液晶カ
メラ装置では、海面からの反射光が強い場合でも、また
海面がどのような状態であっても、海面上などに浮いて
いる油膜や有機膜、または液晶ディスプレイやプラズマ
ディスプレイなどのガラス基板の表面に付着した油膜や
有機膜の汚れなどを高いコントラストで映像化すること
ができ、これによって遭難現場やガラス基板の汚れなど
を確実に見つけ出すことができる。
In the wavelength-selective liquid crystal camera device according to the ninth to sixteenth aspects, even when the reflected light from the sea surface is strong, or in any state of the sea surface, the oil film floating on the sea surface or the like can be used. High-contrast images of oil films and dirt on organic films attached to the surface of organic films or glass substrates such as liquid crystal displays and plasma displays can be visualized with high contrast. be able to.

【0179】また、請求項17〜24の波長選択型液晶
カメラ装置では、海面からの反射光が強い場合でも、ま
た海面がどのような状態であっても、海面上などに浮い
ている油膜や有機膜、または液晶ディスプレイやプラズ
マディスプレイなどのガラス基板の表面に付着した油膜
や有機膜の汚れなどを高いコントラストでカラー映像化
することができ、これによって遭難現場やガラス基板の
汚れなどを確実に見つけ出すことができる。
In the wavelength-selective liquid crystal camera device according to the present invention, the oil film floating on the sea surface or the like, even when the reflected light from the sea surface is strong or in any state of the sea surface. High-contrast color imaging of oil films and dirt on the organic film, or on the surface of glass substrates such as liquid crystal displays and plasma displays, etc. You can find out.

【0180】また、請求項25、26の波長選択型液晶
カメラ装置では、ヘリコプタや航空機などで、探索範囲
の上空を高速で飛行しながら、海面からの反射光が強い
場合でも、また海面がどのような状態であっても、海面
上などに浮いている油膜や有機膜などを高いコントラス
トで映像化することができ、これによって遭難現場など
を迅速に、かつ確実に見つけ出すことができる。
In the wavelength selective liquid crystal camera device according to the twenty-fifth and twenty-sixth aspects, even when the reflected light from the sea surface is strong while flying over the search range at a high speed with a helicopter or an airplane, Even in such a state, an oil film or an organic film floating on the sea surface or the like can be imaged with high contrast, whereby a distress site or the like can be quickly and reliably found.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による波長選択型液晶カメラ装置の実施
の形態のうち、請求項1、2、3、4、5に対応する波
長選択型液晶カメラ装置の一例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a wavelength-selective liquid crystal camera device according to the first, second, third, fourth and fifth aspects of the embodiment of the wavelength-selective liquid crystal camera device according to the present invention.

【図2】図1に示す液晶フィルタの詳細な構成を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a detailed configuration of the liquid crystal filter shown in FIG.

【図3】図1に示す液晶フィルタに入力される交流電圧
と、各フレームとの関係を示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a relationship between an AC voltage input to the liquid crystal filter shown in FIG. 1 and each frame.

【図4】図1に示す画像処理部、差画像抽出部の詳細な
回路構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed circuit configuration of an image processing unit and a difference image extracting unit illustrated in FIG. 1;

【図5】図1に示す波長選択型液晶カメラ装置の波長選
択動作例を示すグラフである。
5 is a graph showing an example of a wavelength selection operation of the wavelength selection type liquid crystal camera device shown in FIG.

【図6】図1に示す波長選択型液晶カメラ装置の第1変
形例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a first modification of the wavelength selective liquid crystal camera device shown in FIG.

【図7】図1に示す波長選択型液晶カメラ装置の第2変
形例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a second modification of the wavelength selection type liquid crystal camera device shown in FIG.

【図8】本発明による波長選択型液晶カメラ装置の実施
の形態のうち、請求項9、10、11、12、13、1
4に対応する波長選択型液晶カメラ装置の一例を示すブ
ロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of a wavelength selection type liquid crystal camera device according to the present invention;
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a wavelength selection type liquid crystal camera device corresponding to No. 4;

【図9】図10に示す短波長側画像処理部、短波長側差
画像抽出部の詳細な回路構成を示すブロック図である。
9 is a block diagram illustrating a detailed circuit configuration of a short wavelength side image processing unit and a short wavelength side difference image extraction unit illustrated in FIG. 10;

【図10】図8に示す長波長側画像処理部、長波長側差
画像抽出部の詳細な回路構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a detailed circuit configuration of a long wavelength side image processing unit and a long wavelength side difference image extraction unit illustrated in FIG. 8;

【図11】図8に示す波長選択型液晶カメラ装置の第1
変形例で使用される波長選択光学系を示すブロック図で
ある。
FIG. 11 shows a first example of the wavelength selective liquid crystal camera device shown in FIG.
It is a block diagram showing a wavelength selection optical system used in a modification.

【図12】図11に示す波長選択光学系を構成する光学
的ローパスフィルタ、光学的ハイパスフィルタの波長選
択特性例を示すグラフである。
12 is a graph illustrating an example of wavelength selection characteristics of an optical low-pass filter and an optical high-pass filter that constitute the wavelength selection optical system shown in FIG.

【図13】図11に示す波長選択光学系を構成する各光
学的ローパスフィルタの波長選択特性例を示すグラフで
ある。
13 is a graph showing an example of wavelength selection characteristics of each optical low-pass filter constituting the wavelength selection optical system shown in FIG.

【図14】図8に示す波長選択型液晶カメラ装置の第2
変形例で使用される波長選択光学系を示すブロック図で
ある。
FIG. 14 shows a second example of the wavelength selective liquid crystal camera device shown in FIG.
It is a block diagram showing a wavelength selection optical system used in a modification.

【図15】図8に示す波長選択型液晶カメラ装置の第3
変形例で使用される波長選択光学系を示すブロック図で
ある。
FIG. 15 shows a third example of the wavelength-selective liquid crystal camera device shown in FIG.
It is a block diagram showing a wavelength selection optical system used in a modification.

【図16】図15に示す波長選択光学系を構成する光学
的ローパスフィルタ、一方の光学的バンドパスフィルタ
の波長選択特性例を示すグラフである。
16 is a graph showing an example of wavelength selection characteristics of an optical low-pass filter and one optical band-pass filter that constitute the wavelength selection optical system shown in FIG.

【図17】図15に示す波長選択光学系を構成する光学
的ローパスフィルタ、他方の光学的バンドパスフィルタ
の波長選択特性例を示すグラフである。
17 is a graph illustrating an example of wavelength selection characteristics of an optical low-pass filter and another optical band-pass filter that constitute the wavelength selection optical system illustrated in FIG.

【図18】本発明による波長選択型液晶カメラ装置の実
施の形態のうち、請求項17、18、19、20、21
に対応する波長選択型液晶カメラ装置の一例を示すブロ
ック図である。
FIG. 18 is a view showing a wavelength-selective liquid crystal camera device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a wavelength-selective liquid crystal camera device corresponding to FIG.

【図19】図18に示すR色画像処理部、R色差画像抽
出部の詳細な回路構成を示すブロック図である。
19 is a block diagram illustrating a detailed circuit configuration of an R color image processing unit and an R color difference image extraction unit illustrated in FIG. 18;

【図20】図18に示すG色画像処理部、G色差画像抽
出部の詳細な回路構成を示すブロック図である。
20 is a block diagram illustrating a detailed circuit configuration of a G color image processing unit and a G color difference image extraction unit illustrated in FIG. 18;

【図21】図18に示すB色画像処理部、B色差画像抽
出部の詳細な回路構成を示すブロック図である。
21 is a block diagram illustrating a detailed circuit configuration of a B color image processing unit and a B color difference image extraction unit illustrated in FIG. 18;

【図22】図18に示す波長選択型液晶カメラ装置の第
1変形例で使用されるフルカラー波長選択光学系を示す
ブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing a full-color wavelength selection optical system used in a first modification of the wavelength selection type liquid crystal camera device shown in FIG.

【図23】図18に示す波長選択型液晶カメラ装置の第
2変形例で使用されるフルカラー波長選択光学系を示す
ブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing a full-color wavelength selection optical system used in a second modification of the wavelength selection type liquid crystal camera device shown in FIG.

【図24】本発明による各波長選択型液晶カメラ装置で
使用される各液晶フィルタの液晶屈折率と透過特性との
関係を示すグラフである。
FIG. 24 is a graph showing a relationship between a liquid crystal refractive index and a transmission characteristic of each liquid crystal filter used in each wavelength selection type liquid crystal camera device according to the present invention.

【図25】本発明による各波長選択型液晶カメラ装置の
油膜検出動作の一例を示す模式図である。
FIG. 25 is a schematic view showing an example of an oil film detecting operation of each wavelength-selective liquid crystal camera device according to the present invention.

【図26】本発明による各波長選択型液晶カメラ装置を
使用して、海面上に浮いている油膜を検出する際の検出
範囲を説明する側面図である。
FIG. 26 is a side view illustrating a detection range when an oil film floating on the sea surface is detected using each wavelength-selective liquid crystal camera device according to the present invention.

【図27】本発明による各波長選択型液晶カメラ装置を
使用して、海面上に浮いている油膜を検出する際の検出
範囲を説明する模式図である。
FIG. 27 is a schematic diagram illustrating a detection range when an oil film floating on the sea surface is detected using each wavelength-selective liquid crystal camera device according to the present invention.

【図28】従来から知られている一般的なフルカラーカ
メラ装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 28 is a block diagram illustrating an example of a conventionally known general full-color camera device.

【図29】海面上に浮いている油膜をモデル化した断面
図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view modeling an oil film floating on the sea surface.

【図30】図29に示す中層が厚さ1μmで、かつ光を
吸収しないときにおける反射率と波長との関係を示すグ
ラフである。
30 is a graph showing the relationship between the reflectance and the wavelength when the middle layer shown in FIG. 29 has a thickness of 1 μm and does not absorb light.

【図31】図29に示す中層が厚さ10μmで、かつ光
を吸収しないときにおける反射率と波長との関係を示す
グラフである。
FIG. 31 is a graph showing the relationship between the reflectance and the wavelength when the middle layer shown in FIG. 29 has a thickness of 10 μm and does not absorb light.

【図32】図29に示す中層が厚さ1μmで、かつ光を
吸収するときにおける反射率と波長との関係を示すグラ
フである。
FIG. 32 is a graph showing the relationship between the reflectance and the wavelength when the middle layer shown in FIG. 29 has a thickness of 1 μm and absorbs light.

【図33】図29に示す中層が厚さ10μmで、かつ光
を吸収するときにおける反射率と波長との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 33 is a graph showing the relationship between the reflectance and the wavelength when the middle layer shown in FIG. 29 has a thickness of 10 μm and absorbs light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:波長選択型液晶カメラ装置、2:波長選択光学系、
2a:波長選択光学系、2b:波長選択光学系、3:画
像処理部、4:差画像抽出部、5:液晶フィルタ、6:
レンズ、7:撮像素子、8:透明基板、9:透明電極
膜、10:誘電体多層膜、11:透明基板、12:透明
電極膜、13:誘電体多層膜、14:液晶層、15:ヘ
ッドアンプ回路、16:映像処理回路、17:A/D変
換回路、18:フレームメモリ回路、19:差分回路、
20:絶対値回路、21:D/A変換回路、22:増幅
回路、23:光学的バンドパスフィルタ、24:偏光フ
ィルム、30:波長選択型液晶カメラ装置、31:波長
選択光学系、31a:波長選択光学系、31b:波長選
択光学系、31c:波長選択光学系、32:短波長側画
像処理部、33:短波長側差画像抽出部、34:長波長
側画像処理部、35:長波長側差画像抽出部、36:映
像合成部、37:液晶フィルタ、38:レンズ、39:
入射面、40:第2出射面、41:反射透過面、42:
第1出射面、43:全反射面、44:ビームスプリッ
タ、45:光学的バンドパスフィルタ、46:短波長側
撮像素子、47:光学的バンドパスフィルタ、48:長
波長側撮像素子、49:ヘッドアンプ回路、50:映像
処理回路、51:A/D変換回路、52:フレームメモ
リ回路、53:差分回路、54:絶対値回路、55:D
/A変換回路、56:増幅回路、57:ヘッドアンプ回
路、58:映像処理回路、59:A/D変換回路、6
0:フレームメモリ回路、61:差分回路、62:絶対
値回路、63:D/A変換回路、64:増幅回路、6
5:加算回路、66:増幅回路、67:プリズム型バン
ドパスフィルタ、68:前面、69:プリズム、70:
前面、71:後面、72:斜面、73:斜面、74:プ
リズム、75:光学的ローパスフィルタ、76:出射
面、77:光学的ハイパスフィルタ、78:出射面、7
9:光学的ローパスフィルタ、80:入射面、81:プ
リズム型ローパスフィルタ、82:光学的ローパスフィ
ルタ、83:光学的ハイパスフィルタ、84:前面、8
5:プリズム、86:前面、87:後面、88:斜面、
89:斜面、90:プリズム、91:光学的ローパスフ
ィルタ、92:入射面、93:出射面、94:全反射
面、95:出射面、96:プリズム型ローパスフィル
タ、97:光学的バンドパスフィルタ、98:光学的バ
ンドパスフィルタ、99:前面、100:プリズム、1
01:前面、102:後面、103:斜面、104:斜
面、105:プリズム、106:光学的ローパスフィル
タ、107:入射面、108:出射面、109:全反射
面、110:出射面、111:波長選択型液晶カメラ装
置、112:フルカラー波長選択光学系、112a:フ
ルカラー波長選択光学系、112b:フルカラー波長選
択光学系、113:R色画像処理部、114:R色差画
像抽出部、115:G色画像処理部、116:G色差画
像抽出部、117:B色画像処理部、118:B色差画
像抽出部、119:エンコーダ回路、120:液晶フィ
ルタ、121:レンズ、123:ダイクロイックプリズ
ム、124:R色撮像素子、125:G色撮像素子、1
26:B色撮像素子、127:ヘッドアンプ回路、12
8:映像処理回路、129:A/D変換回路、130:
フレームメモリ回路、131:差分回路、132:絶対
値回路、133:D/A変換回路、134:増幅回路、
135:ヘッドアンプ回路、136:映像処理回路、1
37:A/D変換回路、138:フレームメモリ回路、
139:差分回路、140:絶対値回路、141:D/
A変換回路、142:増幅回路、143:ヘッドアンプ
回路、144:映像処理回路、145:A/D変換回
路、146:フレームメモリ回路、147:差分回路、
148:絶対値回路、149:D/A変換回路、15
0:増幅回路、151:光学的バンドパスフィルタ、1
52:偏光フィルム、153:海面、154:ヘリコプ
タ、155:ヘリコプタ、156:光軸、157:光
線、158:光線、159:海面
1: wavelength selection type liquid crystal camera device, 2: wavelength selection optical system,
2a: wavelength selection optical system, 2b: wavelength selection optical system, 3: image processing unit, 4: difference image extraction unit, 5: liquid crystal filter, 6:
Lens, 7: imaging element, 8: transparent substrate, 9: transparent electrode film, 10: dielectric multilayer film, 11: transparent substrate, 12: transparent electrode film, 13: dielectric multilayer film, 14: liquid crystal layer, 15: Head amplifier circuit, 16: video processing circuit, 17: A / D conversion circuit, 18: frame memory circuit, 19: difference circuit,
20: Absolute value circuit, 21: D / A conversion circuit, 22: Amplifier circuit, 23: Optical bandpass filter, 24: Polarizing film, 30: Wavelength selection type liquid crystal camera device, 31: Wavelength selection optical system, 31a: Wavelength selection optical system, 31b: wavelength selection optical system, 31c: wavelength selection optical system, 32: short wavelength side image processing unit, 33: short wavelength side difference image extraction unit, 34: long wavelength side image processing unit, 35: long Wavelength side difference image extraction unit, 36: video synthesis unit, 37: liquid crystal filter, 38: lens, 39:
Incident surface, 40: second emission surface, 41: reflection / transmission surface, 42:
First emission surface, 43: Total reflection surface, 44: Beam splitter, 45: Optical bandpass filter, 46: Short wavelength side image sensor, 47: Optical bandpass filter, 48: Long wavelength side image sensor, 49: Head amplifier circuit, 50: video processing circuit, 51: A / D conversion circuit, 52: frame memory circuit, 53: difference circuit, 54: absolute value circuit, 55: D
/ A conversion circuit, 56: amplification circuit, 57: head amplifier circuit, 58: video processing circuit, 59: A / D conversion circuit, 6
0: frame memory circuit, 61: difference circuit, 62: absolute value circuit, 63: D / A conversion circuit, 64: amplification circuit, 6
5: adder circuit, 66: amplifier circuit, 67: prism type band pass filter, 68: front surface, 69: prism, 70:
Front surface, 71: rear surface, 72: inclined surface, 73: inclined surface, 74: prism, 75: optical low-pass filter, 76: emission surface, 77: optical high-pass filter, 78: emission surface, 7
9: optical low-pass filter, 80: incident surface, 81: prism type low-pass filter, 82: optical low-pass filter, 83: optical high-pass filter, 84: front surface, 8
5: prism, 86: front, 87: rear, 88: slope,
89: slope, 90: prism, 91: optical low-pass filter, 92: incident surface, 93: exit surface, 94: total reflection surface, 95: exit surface, 96: prism type low-pass filter, 97: optical band-pass filter , 98: optical bandpass filter, 99: front surface, 100: prism, 1
01: front surface, 102: rear surface, 103: inclined surface, 104: inclined surface, 105: prism, 106: optical low-pass filter, 107: incident surface, 108: exit surface, 109: total reflection surface, 110: exit surface, 111: Wavelength selective liquid crystal camera device, 112: full color wavelength selective optical system, 112a: full color wavelength selective optical system, 112b: full color wavelength selective optical system, 113: R color image processing unit, 114: R color difference image extraction unit, 115: G Color image processing unit, 116: G color difference image extracting unit, 117: B color image processing unit, 118: B color difference image extracting unit, 119: encoder circuit, 120: liquid crystal filter, 121: lens, 123: dichroic prism, 124: R color image sensor, 125: G color image sensor, 1
26: B color image sensor, 127: head amplifier circuit, 12
8: video processing circuit, 129: A / D conversion circuit, 130:
Frame memory circuit, 131: difference circuit, 132: absolute value circuit, 133: D / A conversion circuit, 134: amplification circuit,
135: head amplifier circuit, 136: video processing circuit, 1
37: A / D conversion circuit, 138: frame memory circuit,
139: difference circuit, 140: absolute value circuit, 141: D /
A conversion circuit, 142: amplification circuit, 143: head amplifier circuit, 144: video processing circuit, 145: A / D conversion circuit, 146: frame memory circuit, 147: difference circuit,
148: absolute value circuit, 149: D / A conversion circuit, 15
0: amplifying circuit, 151: optical bandpass filter, 1
52: polarizing film, 153: sea surface, 154: helicopter, 155: helicopter, 156: optical axis, 157: light beam, 158: light beam, 159: sea surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/225 H04N 5/225 Z 5C065 // G03B 11/00 G03B 11/00 H04N 5/238 H04N 5/238 Z Fターム(参考) 2H048 AA06 AA12 AA15 AA18 GA05 GA12 GA15 GA51 GA61 2H083 AA15 AA27 2H088 EA33 EA49 HA11 JA19 2H091 FA05X FA08X FA26X LA11 MA10 5C022 AA01 AB68 AC42 AC51 AC54 AC55 5C065 AA07 BB48 CC01 DD01 DD02 EE01 EE14 EE20 GG27 GG30 HH04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/225 H04N 5/225 Z 5C065 // G03B 11/00 G03B 11/00 H04N 5/238 H04N 5 / 238 Z F term (for reference) 2H048 AA06 AA12 AA15 AA18 GA05 GA12 GA15 GA51 GA61 2H083 AA15 AA27 2H088 EA33 EA49 HA11 JA19 2H091 FA05X FA08X FA26X LA11 MA10 5C022 AA01 AB68 AC42 AC51 AC54 AC07 5G01 EE01A01

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮影動作によって得られた光像を各波長
域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽出する波長選
択型液晶カメラ装置において、 光学的バンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波
長を電圧により変更可能な液晶フィルタと、 この液晶フィルタによって選択された波長域の光像を光
電変換して、映像信号を生成する1つの撮像素子と、 この撮像素子から出力される波長の異なる2つの画像の
間の信号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づいた
映像信号を生成する画像演算部と、 を備えたことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
1. A wavelength-selective liquid crystal camera device for converting a light image obtained by a photographing operation into a light image for each wavelength region and extracting a specific subject image, having an optical band-pass filter function, and A liquid crystal filter whose center wavelength can be changed by a voltage, an image sensor that photoelectrically converts an optical image in a wavelength range selected by the liquid crystal filter to generate a video signal, and a wavelength output from the image sensor. An image calculation unit that calculates a signal level difference between two different images and generates a video signal based on an absolute value of the difference, and a wavelength selection type liquid crystal camera device.
【請求項2】 請求項1に記載の波長選択型液晶カメラ
装置において、 前記撮像素子は、CCD、MOS、CPD、SIT、A
MIなど、シリコンを用いた固体撮像素子またはGaA
s、InGaAsなど赤外線領域で高い感度を示す材料
を用いた固体撮像素子、または非晶質セレンなど、紫外
線や短波長可視光で高い感度を示す材料を用いた固体撮
像素子、あるいはプランビコン、サチコン、ビジコン、
カルニコン、ハーピコンなどの撮像管などのいずれかに
よって構成される、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
2. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 1, wherein the imaging element is a CCD, a MOS, a CPD, a SIT, or an A / D.
Solid-state imaging device using silicon such as MI or GaAs
s, a solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity in the infrared region such as InGaAs, or a solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity in ultraviolet light or short-wavelength visible light such as amorphous selenium, or plan bicon, sachicon, Vidicon,
A wavelength-selective liquid crystal camera device, comprising one of an image pickup tube such as a caricon and a harpicone.
【請求項3】 請求項1、2のいずれかに記載の波長選
択型液晶カメラ装置において、 前記画像演算部は、前記撮像素子からフレーム単位で出
力される各波長域の映像信号のうち、予め設定されてい
る波長域の映像信号を取り込んで記憶するフレームメモ
リ回路と、 このフレームメモリ回路に記憶されている波長域の映像
信号と、この映像信号に対応する波長域を有して前記撮
像素子からフレーム単位で出力される映像信号との間の
レベル差を同じ空間座標を持つ画素毎に計算する差分回
路と、 この差分回路から出力されるレベル差の絶対値を計算す
る絶対値回路と、 を有することを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
3. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 1, wherein the image calculation unit selects a video signal of each wavelength range output from the imaging device in units of frames in advance. A frame memory circuit that captures and stores a video signal in a set wavelength range; a video signal in a wavelength range stored in the frame memory circuit; and the image sensor having a wavelength range corresponding to the video signal. A difference circuit that calculates a level difference between the video signal output from the pixel unit and a frame signal for each pixel having the same spatial coordinate; an absolute value circuit that calculates an absolute value of the level difference output from the difference circuit; 1. A wavelength-selective liquid crystal camera device comprising:
【請求項4】 請求項1、2、3のいずれかに記載の波
長選択型液晶カメラ装置において、 前記液晶フィルタは、膜状に形成された透明電極と、膜
状に形成された誘電体多層膜と、層状の液晶層と、膜状
に形成された誘電体多層膜と、膜状に形成された透明電
極とを板状に形成された2枚の透明基板で挟み込んだ構
造を持ち、ファブリ・ペロー干渉計と同様な機能を持
つ、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
4. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 1, wherein the liquid crystal filter includes a transparent electrode formed in a film shape and a dielectric multilayer formed in a film shape. It has a structure in which a film, a layered liquid crystal layer, a dielectric multilayer film formed in a film shape, and a transparent electrode formed in a film shape are sandwiched between two transparent substrates formed in a plate shape. -A wavelength-selective liquid crystal camera device having the same function as a Perot interferometer.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の波長
選択型液晶カメラ装置において、 テレビ信号の垂直信号と同期したバースト状の交流電圧
を前記液晶フィルタに印加して、この液晶フィルタを構
成する液晶層の屈折率を変え、前記液晶フィルタの透過
特性の中心波長を移動させる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
5. The liquid crystal camera device according to claim 1, wherein a burst-like AC voltage synchronized with a vertical signal of a television signal is applied to said liquid crystal filter, and said liquid crystal filter is turned on. A wavelength-selective liquid crystal camera device, wherein a refractive index of a liquid crystal layer to be formed is changed to shift a center wavelength of transmission characteristics of the liquid crystal filter.
【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載の波長
選択型液晶カメラ装置において、 前記撮像素子の前方に、この撮像素子の半値全幅(Full
width at Half Maximum)より広い半値全幅を持つ光学
的バンドパスフィルタを配置し、この光学的バンドパス
フィルタによって、前記撮像素子に入射する光像の波長
域を制限する、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
6. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 1, wherein a full width at half maximum (Full width at half maximum) of said image sensor is provided in front of said image sensor.
an optical band-pass filter having a full width at half maximum greater than width at half maximum), and the optical band-pass filter limits a wavelength range of an optical image incident on the image pickup device. Type LCD camera device.
【請求項7】 請求項1から6のいずれかに記載の波長
選択型液晶カメラ装置において、 前記撮像素子の前方に、偏光フィルムまたは偏光板を配
置し、この偏光フィルムまたは偏光板によって、前記液
晶フィルタで選択された各波長域の光像を構成する各光
のうち、特定の偏光面を持つ光を選択して、前記撮像素
子に入射させる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
7. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 1, wherein a polarizing film or a polarizing plate is disposed in front of the imaging device, and the liquid crystal is formed by the polarizing film or the polarizing plate. A wavelength-selective liquid crystal camera device, wherein a light having a specific polarization plane is selected from the light constituting the light image of each wavelength range selected by the filter, and is incident on the image sensor.
【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載の波長
選択型液晶カメラ装置において、 前記画像演算部によって生成された映像信号を判定回路
に導き、この判定回路によって予め設定されているしき
い値と前記映像信号のレベルとを比較させて、特定の被
写体画像の有無を判定させる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
8. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 1, wherein the video signal generated by the image calculation unit is guided to a determination circuit, and the video signal is preset by the determination circuit. A wavelength-selective liquid crystal camera device, wherein a threshold value is compared with the level of the video signal to determine the presence or absence of a specific subject image.
【請求項9】 撮影動作によって得られた光像を各波長
域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽出する波長選
択型液晶カメラ装置において、 光学的バンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波
長を電圧により変更可能な液晶フィルタと、 この液晶フィルタによって選択された各波長域の光像の
うち、短波長側に含まれる各波長域の光像を光電変換し
て、短波長側映像信号を生成する短波長側撮像素子と、 この短波長側撮像素子から出力される各短波長側映像信
号の各画素について、同じ空間座標を持つ各画素毎に信
号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づいて短波長
側映像信号を生成する短波長側画像演算部と、 前記液晶フィルタによって選択された各波長域の光像の
うち、長波長側に含まれる各波長域の光像を光電変換し
て、長波長側映像信号を生成する長波長側撮像素子と、 この長波長側撮像素子から出力される各長波長側映像信
号の各画素について、同じ空間座標を持つ各画素毎に信
号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づいて長波長
側映像信号を生成する長波長側画像演算部と、 この長波長側画像演算部から出力される長波長側映像信
号と前記短波長側画像演算部から出力される短波長側映
像信号とを合成して合成映像信号を生成する映像信号合
成部と、 を備えたことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
9. A wavelength-selective liquid crystal camera device for converting a light image obtained by a photographing operation into a light image for each wavelength region and extracting a specific subject image, having an optical bandpass filter function and A liquid crystal filter whose center wavelength can be changed by a voltage; and, among the light images of each wavelength range selected by the liquid crystal filter, a light image of each wavelength range included on the short wavelength side is photoelectrically converted to form a short wavelength side image. A signal level difference is calculated for each pixel having the same spatial coordinate for each pixel of the short wavelength side image signal output from the short wavelength side image sensor that generates a signal and each short wavelength side video signal output from this short wavelength side image sensor, and this difference is calculated. A short-wavelength-side image calculation unit that generates a short-wavelength-side video signal based on the absolute value of the light image, and an optical image of each wavelength band included on the long-wavelength side among the optical images of each wavelength band selected by the liquid crystal filter. Photoelectrically converts The signal level difference is calculated for each pixel having the same spatial coordinate for the long wavelength side image sensor that generates the wavelength side video signal and for each pixel of each long wavelength side video signal output from the long wavelength side image sensor. A long-wavelength-side image calculation unit that generates a long-wavelength-side video signal based on the absolute value of the difference; and a long-wavelength-side video signal output from the long-wavelength-side image calculation unit and the short-wavelength-side image calculation unit. A video signal synthesizing unit for synthesizing the output short-wavelength-side video signal to generate a synthesized video signal.
【請求項10】 請求項9に記載の波長選択型液晶カメ
ラ装置において、 前記撮像素子は、CCD、MOS、CPD、SIT、A
MIなど、シリコンを用いた固体撮像素子またはGaA
s、InGaAsなど赤外線領域で高い感度を示す材料
を用いた固体撮像素子、または非晶質セレンなど、紫外
線や短波長可視光で高い感度を示す材料を用いた固体撮
像素子、あるいはプランビコン、サチコン、ビジコン、
カルニコン、ハーピコンなどの撮像管などのいずれかに
よって構成される、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
10. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 9, wherein the image pickup device is a CCD, a MOS, a CPD, a SIT, or an A / D.
Solid-state imaging device using silicon such as MI or GaAs
s, a solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity in the infrared region such as InGaAs, or a solid-state imaging device using a material exhibiting high sensitivity in ultraviolet light or short-wavelength visible light such as amorphous selenium, or plan bicon, sachicon, Vidicon,
A wavelength-selective liquid crystal camera device, comprising one of an image pickup tube such as a caricon and a harpicone.
【請求項11】 請求項9、10のいずれかに記載の波
長選択型液晶カメラ装置において、 前記短波長側画像演算部は、前記短波長側撮像素子から
フレーム単位で出力される短波長側に含まれる各波長域
の映像信号のうち、予め設定されている波長域の映像信
号を取り込んで記憶するフレームメモリ回路と、 このフレームメモリ回路に記憶されている波長域の映像
信号と、この映像信号に対応する波長域を有して前記短
波長側撮像素子からフレーム単位で出力される映像信号
との間のレベル差を同じ空間座標を持つ画素毎に計算す
る差分回路と、この差分回路から出力されるレベル差の
絶対値を計算する絶対値回路とを有し、 前記長波長側画像演算部は、前記長波長側撮像素子から
フレーム単位で出力される長波長側に含まれる各波長域
の映像信号のうち、予め設定されている波長域の映像信
号を取り込んで記憶するフレームメモリ回路と、このフ
レームメモリ回路に記憶されている波長域の映像信号
と、この映像信号に対応する波長域を有して前記長波長
側撮像素子からフレーム単位で出力される映像信号との
間のレベル差を同じ空間座標を持つ画素毎に計算する差
分回路と、この差分回路から出力されるレベル差の絶対
値を計算する絶対値回路とを有する、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
11. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 9, wherein the short-wavelength-side image calculation unit outputs a short-wavelength image to the short-wavelength side output from the short-wavelength-side image sensor in frame units. A frame memory circuit that captures and stores a video signal of a preset wavelength range among video signals of each included wavelength range, a video signal of a wavelength range stored in the frame memory circuit, and the video signal And a difference circuit that calculates a level difference between a video signal output from the short-wavelength-side imaging device in frame units for each pixel having the same spatial coordinate and has a wavelength range corresponding to An absolute value circuit that calculates an absolute value of a level difference to be performed, the long-wavelength-side image calculation unit includes: Movie Among the image signals, a frame memory circuit that captures and stores a video signal in a preset wavelength range, a video signal in a wavelength range stored in the frame memory circuit, and a wavelength range corresponding to the video signal. A difference circuit for calculating, for each pixel having the same spatial coordinate, a level difference between the video signal output from the long-wavelength-side image sensor and the video signal in frame units; and an absolute value of the level difference output from the difference circuit. And an absolute value circuit for calculating a value.
【請求項12】 請求項9、10、11のいずれかに記
載の波長選択型液晶カメラ装置において、 前記液晶フィルタは、膜状に形成された透明電極と、膜
状に形成された誘電体多層膜と、層状の液晶層と、膜状
に形成された誘電体多層膜と、膜状に形成された透明電
極とを板状に形成された2枚の透明基板で挟み込んだ構
造を持ち、ファブリ・ペロー干渉計と同様な機能を持
つ、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
12. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 9, wherein the liquid crystal filter includes a transparent electrode formed in a film shape and a dielectric multilayer formed in a film shape. It has a structure in which a film, a layered liquid crystal layer, a dielectric multilayer film formed in a film shape, and a transparent electrode formed in a film shape are sandwiched between two transparent substrates formed in a plate shape. -A wavelength-selective liquid crystal camera device having the same function as a Perot interferometer.
【請求項13】 請求項9から12のいずれかに記載の
波長選択型液晶カメラ装置において、 テレビ信号の垂直信号と同期したバースト状の交流電圧
を前記液晶フィルタに印加して、この液晶フィルタを構
成する液晶層の屈折率を変え、前記液晶フィルタの透過
特性の中心波長を移動させる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
13. A liquid crystal camera device according to claim 9, wherein a burst-like AC voltage synchronized with a vertical signal of a television signal is applied to said liquid crystal filter. A wavelength-selective liquid crystal camera device, wherein a refractive index of a liquid crystal layer to be formed is changed to shift a center wavelength of transmission characteristics of the liquid crystal filter.
【請求項14】 請求項9から13のいずれかに記載の
波長選択型液晶カメラ装置において、 前記短波長側撮像素子および前記長波長側撮像素子の前
方に、これら短波長側撮像素子の半値全幅(Full width
at Half Maximum)および長波長側撮像素子の半値全幅
より広い半値全幅を持つ1つ以上の光学的バンドパスフ
ィルタを配置し、この光学的バンドパスフィルタによっ
て、前記短波長側撮像素子および前記長波長側撮像素子
に入射する光像の波長域を制限する、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
14. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 9, wherein the full-width at half maximum of the short-wavelength imaging element is provided in front of the short-wavelength imaging element and the long-wavelength imaging element. (Full width
and at least one optical bandpass filter having a full width at half maximum that is wider than the full width at half maximum of the image pickup device at the half wavelength and the long wavelength side image pickup device. A wavelength-selective liquid crystal camera device, wherein a wavelength range of an optical image incident on a side image sensor is limited.
【請求項15】 請求項9から14のいずれかに記載の
波長選択型液晶カメラ装置において、 前記短波長側撮像素子および前記長波長側撮像素子の前
方に、1つ以上の偏光フィルムまたは1つ以上の偏光板
を配置し、この偏光フィルムまたは偏光板によって、前
記液晶フィルタで選択された各波長域の光像を構成する
各光のうち、特定の偏光面を持つ光を選択して、前記短
波長側撮像素子および前記長波長側撮像素子に入射させ
る、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
15. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 9, wherein one or more polarizing films or one or more polarizing films are provided in front of the short-wavelength imaging device and the long-wavelength imaging device. Arranging the above polarizing plate, by this polarizing film or polarizing plate, of each light constituting the light image of each wavelength band selected by the liquid crystal filter, to select light having a specific polarization plane, A wavelength-selective liquid crystal camera device, wherein the light is incident on the short-wavelength image sensor and the long-wavelength image sensor.
【請求項16】 請求項9から15のいずれかに記載の
波長選択型液晶カメラ装置において、 前記映像信号合成部によって生成される合成映像信号を
判定回路に導き、この判定回路によって予め設定されて
いるしきい値と前記合成映像信号のレベルとを比較させ
て、特定の被写体画像の有無を判定させる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
16. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 9, wherein the synthesized video signal generated by the video signal synthesizing unit is guided to a determination circuit, and is set in advance by the determination circuit. A wavelength selection type liquid crystal camera device, wherein the presence / absence of a specific subject image is determined by comparing the threshold value and the level of the composite video signal.
【請求項17】 撮影動作によって得られた光像を各波
長域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽出する波長
選択型液晶カメラ装置において、 光学的バンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波
長を電圧により変更可能な液晶フィルタと、 この液晶フィルタによって選択された各波長域の光像を
赤色(R)領域、緑色(G)領域、青色(B)領域に分
離して、光電変換し、R色映像信号、G色映像信号、B
色映像信号を生成するカラー撮像素子と、 このカラー撮像素子から出力されるR色映像信号、G色
映像信号、B色映像信号の各画素について、R色、G
色、B色のそれぞれに対して、同じ空間座標を持つ各画
素毎に信号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づ
き、R色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を生成
するカラー画像演算部と、 このカラー画像演算部から出力されるR色映像信号、G
色映像信号、B色映像信号を合成して合成カラー映像信
号を生成するカラー映像信号合成部と、 を備えたことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
17. A wavelength-selective liquid crystal camera device for converting a light image obtained by a photographing operation into a light image for each wavelength region and extracting a specific subject image, having an optical band-pass filter function, A liquid crystal filter whose center wavelength can be changed by a voltage; and an optical image of each wavelength region selected by the liquid crystal filter is separated into a red (R) region, a green (G) region, and a blue (B) region to perform photoelectric conversion. R image signal, G image signal, B image signal
A color image sensor for generating a color image signal; and R, G, and G pixels for each of the R, G, and B video signals output from the color image sensor.
A signal level difference is calculated for each pixel having the same spatial coordinates for each of the colors B and B, and an R color video signal, a G color video signal and a B color video signal are generated based on the absolute value of the difference. A color image calculation unit that performs R and R image signal output from the color image calculation unit;
A color video signal synthesizing unit for synthesizing a color video signal and a B color video signal to generate a synthesized color video signal;
【請求項18】 請求項17に記載の波長選択型液晶カ
メラ装置において、 前記カラー撮像素子は、CCD、MOS、CPD、SI
T、AMIなど、シリコンを用いた固体撮像素子または
GaAs、InGaAsなど赤外線領域で高い感度を示
す材料を用いた固体撮像素子、または非晶質セレンな
ど、紫外線や短波長可視光で高い感度を示す材料を用い
た固体撮像素子、あるいはプランビコン、サチコン、ビ
ジコン、カルニコン、ハーピコンなどの撮像管などのい
ずれかによって構成される、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
18. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 17, wherein the color imaging device is a CCD, a MOS, a CPD, an SI,
High sensitivity in ultraviolet light or short wavelength visible light, such as solid-state imaging device using silicon such as T, AMI, or material having high sensitivity in infrared region such as GaAs, InGaAs, or amorphous selenium. A wavelength-selective liquid crystal camera device, comprising: a solid-state imaging device using a material; or an imaging tube such as a plumbicon, a sachicon, a vidicon, a carnicon, a harpicon, or the like.
【請求項19】 請求項17、18のいずれかに記載の
波長選択型液晶カメラ装置において、 前記カラー画像演算部は、前記カラー撮像素子からR
色、G色、B色毎にフレーム単位で出力される各波長域
の映像信号のうち、R色、G色、B色毎に予め設定され
ている波長域の映像信号を取り込んで記憶するフレーム
メモリ回路と、このフレームメモリ回路に記憶されてい
るR色、G色、B色毎の波長域の映像信号と、この映像
信号に対応する波長域を有して前記撮像素子からR色、
G色、B色毎にフレーム単位で出力される映像信号との
間のレベル差を同じ空間座標を持つ画素毎に計算する差
分回路と、この差分回路から出力されるレベル差の絶対
値を計算する絶対値回路と、 を有することを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
19. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 17, wherein the color image calculation unit is configured to control the color image sensor from the color image sensor.
A frame that captures and stores a video signal in a wavelength range that is preset for each of R, G, and B among video signals in each wavelength range that is output in frame units for each of the colors G, B, and B. A memory circuit, a video signal in a wavelength range for each of R, G, and B colors stored in the frame memory circuit; and an R color from the image sensor having a wavelength range corresponding to the video signal.
A difference circuit for calculating a level difference between a video signal output in a frame unit for each of G and B colors for each pixel having the same spatial coordinates, and calculating an absolute value of the level difference output from the difference circuit A wavelength selection type liquid crystal camera device, comprising:
【請求項20】 請求項17、18、19のいずれかに
記載の波長選択型液晶カメラ装置において、 前記液晶フィルタは、膜状に形成された透明電極と、膜
状に形成された誘電体多層膜と、層状の液晶層と、膜状
に形成された誘電体多層膜と、膜状に形成された透明電
極とを板状に形成された透明基板で挟み込んだ構造を持
ち、ファブリ・ペロー干渉計と同様な機能を持つ、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
20. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 17, wherein the liquid crystal filter includes a transparent electrode formed in a film shape and a dielectric multilayer formed in a film shape. It has a structure in which a film, a layered liquid crystal layer, a dielectric multilayer film formed in a film shape, and a transparent electrode formed in a film shape are sandwiched between a transparent substrate formed in a plate shape, and Fabry-Perot interference A wavelength-selective liquid crystal camera device having the same function as a meter.
【請求項21】 請求項17から20のいずれかに記載
の波長選択型液晶カメラ装置において、 テレビ信号の垂直信号と同期したバースト状の交流電圧
を前記液晶フィルタに印加して、この液晶フィルタを構
成する液晶層の屈折率を変え、前記液晶フィルタの透過
特性の中心波長を移動させる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
21. The wavelength selective liquid crystal camera device according to claim 17, wherein a burst-like AC voltage synchronized with a vertical signal of a television signal is applied to said liquid crystal filter. A wavelength-selective liquid crystal camera device, wherein a refractive index of a liquid crystal layer to be formed is changed to shift a center wavelength of transmission characteristics of the liquid crystal filter.
【請求項22】 請求項17から21のいずれかに記載
の波長選択型液晶カメラ装置において、 前記カラー撮像素子の前方に、このカラー撮像素子が持
つR、G、B毎の各半値全幅(Full width at Half Max
imum)より広い半値全幅を持つ1つ以上の光学的バンド
パスフィルタを配置し、この光学的バンドパスフィルタ
によって、前記カラー撮像素子に入射する光像の波長域
を制限する、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
22. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 17, wherein a full width at half maximum (Full) for each of R, G, and B of the color imaging device is provided in front of the color imaging device. width at Half Max
imum) one or more optical band-pass filters having a wider full width at half maximum than the optical band-pass filter, and the wavelength band of a light image incident on the color image sensor is limited by the optical band-pass filters. Wavelength-selectable liquid crystal camera device.
【請求項23】 請求項17から22のいずれかに記載
の波長選択型液晶カメラ装置において、 前記カラー撮像素子の前方に、1つ以上の偏光フィルム
または1つ以上の偏光板を配置し、この偏光フィルムま
たは偏光板によって、前記液晶フィルタで選択された各
波長域の光像を構成する各光のうち、特定の偏光面を持
つ光を選択して、前記カラー撮像素子に入射させる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
23. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 17, wherein one or more polarizing films or one or more polarizing plates are arranged in front of the color image sensor. By a polarizing film or a polarizing plate, among the respective lights constituting the light image of each wavelength range selected by the liquid crystal filter, a light having a specific polarization plane is selected and incident on the color imaging device. Characteristic wavelength selective liquid crystal camera device.
【請求項24】 請求項17から23のいずれかに記載
の波長選択型液晶カメラ装置において、 前記カラー映像信号合成部によって生成される合成カラ
ー映像信号を判定回路に導き、この判定回路によって予
め設定されているしきい値と前記合成映像信号のレベル
とを比較させて、特定の被写体画像の有無を判定させ
る、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
24. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 17, wherein the synthesized color video signal generated by the color video signal synthesis unit is guided to a determination circuit, and is set in advance by the determination circuit. A predetermined threshold value is compared with the level of the composite video signal to determine the presence or absence of a specific subject image.
【請求項25】 請求項1から24のいずれかに記載の
波長選択型液晶カメラ装置において、 波長選択型液晶カメラ装置の前に、光シャッタを配置
し、この光シャッタを動作させて、前記波長選択型液晶
カメラ装置に間欠的に光像を供給する、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
25. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 1, further comprising: an optical shutter disposed in front of the wavelength-selective liquid crystal camera device; A wavelength-selective liquid crystal camera device intermittently supplying a light image to the selective liquid crystal camera device.
【請求項26】 請求項25に記載の波長選択型液晶カ
メラ装置において、 前記光シャッタは、ネマチック液晶、コレステリック液
晶、スメクチック液晶、LiNbO3、LiTaO3、K
DP、DKDP、PZT、GaAsなどの電気光学材料
のいずれか、またはこれらの組み合わせによって構成さ
れる、 ことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置。
26. The wavelength-selective liquid crystal camera device according to claim 25, wherein the optical shutter is a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, LiNbO 3 , LiTaO 3 , K
A wavelength-selective liquid crystal camera device comprising any one of electro-optical materials such as DP, DKDP, PZT, and GaAs, or a combination thereof.
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