JP2003004530A - 分光撮像システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分光器からの出射光を撮像装置の撮像面に再
結像させて撮像する際に、撮像装置の撮像面におけるシ
ェーディングの影響を低減することができる分光撮像シ
ステムを提供する。 【解決手段】 分光器１１に入射した光は、回折格子１
１ｂで回折され凹面鏡１１ａによって分光結像面１４に
結像される。そして、分光器１１により分光された各波
長の光束の中心は偏心レンズであるリレー光学系１３に
よって撮像装置１２の撮像面１２ａに導かれ、分光結像
面１４で結像された分光像は撮像装置１２の撮像面１２
ａに再結像される。撮像装置１２の撮像面１２ａに再結
像された分光像は、撮像装置１２により撮像される。こ
のようにして、撮像装置１２の撮像面１２ａにおけるシ
ェーディングの影響が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分光器により分光
した光を撮像装置で撮像する分光撮像システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】分光器は、入射光を回折格子で回折さ
せ、得られる回折光を所定面（以下、分光結像面とい
う）に結像することにより、入射光の分光を行うことが
できる。この分光器からの出射光を撮像する際、一般的
に分光結像面に撮像装置の撮像面が配置されて撮像が行
われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ストリーク
カメラのようにスリットを介する必要がある場合または
分光器からの出力を縮小または拡大して撮像したい場合
など、装置の構成上の理由により分光結像面に撮像装置
の撮像面を配置できない場合がある。そこで、コンデン
サレンズまたはフレネルレンズなどを介して、分光器か
らの出射光を撮像装置の撮像面に再結像させて撮像する
手法が考えられる。

【０００４】しかし、分光器からの出射光は、分光結像
面を経た後、各波長の光束の中心が広がっていく性質を
持つので、コンデンサレンズまたはフレネルレンズなど
を単純に介して撮像したのみでは、出射光の光束の周辺
部分が撮像装置の撮像面に入力されず、撮像装置の撮像
面で著しいシェーディングが発生する。すなわち、分光
器からの出射光をすべての波長について撮像装置の撮像
面に写すことができなくなる。

【０００５】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、分光器からの出射光を撮像装置の撮像面に
再結像させて撮像する際に、撮像装置の撮像面における
シェーディングの影響を低減することができる分光撮像
システムを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る分光撮像システムは、入射光を
分光して、その分光した各波長の光を分光結像面に結像
させる分光器と、分光器からの出射光を撮像面にて撮像
する撮像装置と、分光器により分光された各波長の光束
の中心を撮像装置の撮像面に導いて、分光結像面で結像
された分光像を撮像装置の撮像面に再結像させるリレー
光学系と、を備えることを特徴とする。

【０００７】この分光撮像システムでは、分光器により
分光された各波長の光束の中心はリレー光学系によって
撮像装置の撮像面に導かれ、分光結像面で結像された分
光像は撮像装置の撮像面に再結像されるので、撮像装置
の撮像面におけるシェーディングの影響が低減される。

【０００８】本発明に係る分光撮像システムのリレー光
学系は、少なくとも一つのプリズムを有することを特徴
とするのが好適である。また、本発明に係る分光撮像シ
ステムのリレー光学系は、少なくとも一つの偏心レンズ
を有することを特徴とするのも好適である。また、本発
明に係る分光撮像システムのリレー光学系は、少なくと
も一つのプリズムと少なくとも一つの偏心レンズとを有
することを特徴とするのも好適である。

【０００９】これら何れの場合にも、分光器により分光
された各波長の光束の中心はリレー光学系によって撮像
装置の撮像面に導かれ、分光結像面で結像された分光像
は撮像装置の撮像面に再結像されるので、撮像装置の撮
像面におけるシェーディングの影響が低減される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。

【００１１】図１は、本発明に係る分光撮像システムの
一実施形態の概略構成図である。本実施形態に係る分光
撮像システム１は、凹面鏡１１ａ及び回折格子１１ｂ及
び出射スリット１１ｃを有する分光器１１と、撮像面１
２ａを有する撮像装置１２と、一つのレンズを有するリ
レー光学系１３とを備えている。ここで分光器１１は、
出射光に関わる一部分のみを図示している。

【００１２】分光器１１は、入射光を回折格子１１ｂに
より回折させ、凹面鏡１１ａによって分光結像面１４に
分光像を結像する。分光結像面１４は、分光器１１の筐
体面上にある出射スリット１１ｃに位置する。撮像装置
１２は、撮像面１２ａがその周囲を撮像装置１２の筐体
に囲まれるように配置され、リレー光学系１３によって
撮像面１２ａに再結像された分光像を撮像する。リレー
光学系１３は、分光器１１の光軸に対してリレー光学系
１３の光軸がずれるように配置されることで偏心され、
分光器１１により分光された各波長の光束の中心を撮像
装置１２の撮像面１２ａに導いて、分光結像面１４で結
像された分光像を撮像装置１２の撮像面１２ａに再結像
する。

【００１３】分光器１１に入射した光は、回折格子１１
ｂで回折され凹面鏡１１ａによって分光結像面１４に結
像される。そして、分光器１１により分光された各波長
の光束の中心はリレー光学系１３によって撮像装置１２
の撮像面１２ａに導かれ、分光結像面１４で結像された
分光像は撮像装置１２の撮像面１２ａに再結像される。
撮像装置１２の撮像面１２ａに再結像された分光像は、
撮像装置１２により撮像される。

【００１４】このように本実施形態では、分光器１１に
より分光された各波長の光束の中心はリレー光学系１３
によって撮像装置１２の撮像面１２ａに導かれ、分光結
像面１４で結像された分光像は撮像装置１２の撮像面１
２ａに再結像されるので、撮像装置１２の撮像面１２ａ
におけるシェーディングの影響が低減される。

【００１５】次に、本実施形態に係る分光撮像システム
に対する比較例について説明する。図２は比較例の分光
撮像システムの概略構成図である。比較例の分光撮像シ
ステム１ａは本実施形態に係る分光撮像システム１から
リレー光学系１３を省いた構成とする。分光器１１に入
射した光は、回折格子１１ｂで回折され凹面鏡１１ａに
よって分光結像面１４に結像される。そして、その出射
光が撮像装置１２の撮像面１２ａにて撮像される。しか
し分光器１１からの出射光は、分光結像面１４を経た
後、各波長の光束の中心が広がっており、出射光の各波
長について撮像装置１２の撮像面１２ａに入力すること
ができない。そのため、撮像装置１２の撮像面１２ａで
は著しいシェーディングが発生する。また、撮像装置１
２が分光器１１に可能な限り近くに配置された場合に
も、撮像装置１２の撮像面１２ａがその周囲を撮像装置
１２の筐体に囲まれるように配置された構成であるか
ら、分光器１１と撮像装置１２とが接触して撮像装置１
２の撮像面１２ａと分光結像面１４とが一致しない。

【００１６】これを本実施形態に係る分光撮像システム
１と比較すると、比較例の分光撮像システム１ａでは、
分光器１１からの出射光の光束の周辺部分が撮像装置１
２の撮像面１２ａに入力されていないことがわかる。こ
れは、分光撮像システム１ａではリレー光学系１３が省
かれているので、分光器１１により分光された各波長の
光束の中心が撮像装置１２の撮像面１２ａに導かれずに
再結像されるからである。これに対して、本実施形態に
係る分光撮像システム１によれば、分光器１１により分
光された各波長の光束の中心はリレー光学系１３によっ
て撮像装置１２の撮像面１２ａに導かれて再結像される
ので、撮像装置１２の撮像面１２ａにおけるシェーディ
ングの影響を低減することができる。

【００１７】上記した実施形態による分光撮像システム
について、具体的な実施例とともにさらに説明する。

【００１８】（実施例１）図３は、実施例１に係る分光
撮像システムの概略構成図である。実施例１に係る分光
撮像システム２は、分光器２１と撮像装置２２とリレー
光学系２３と入力光学系２５とＣＣＤカメラ２６とスリ
ット２７とを備えている。ここで、分光器２１は凹面鏡
２１ａを有するＦ値４の分光器、撮像装置２２は長さ１
７ｍｍの撮像面２２ａを有するストリークカメラ、リレ
ー光学系２３は口径４０ｍｍ・焦点距離８０ｍｍの偏心
レンズ、入力光学系２５は像倍率１：１でＦ値３．５の
入力光学系を用いる。

【００１９】光源として低圧水銀ランプを用い、波長５
４６ｎｍの単色光を分光器２１に入力する。便宜上、分
光器２１の回折格子（図示せず）の傾きを変化させるこ
とで複数の波長の出力を模擬している。ここで、同じ波
長を用いた理由は、光の強度を一定にするため及びスト
リークカメラの撮像受光面の波長感度の影響を除くため
である。分光器２１に入力された単色光は、回折格子で
回折され凹面鏡２１ａによって分光結像面２４に結像さ
れる。そして、出射光の光束の中心は偏心レンズである
リレー光学系２３によってスリット２７及び入力光学系
２５を介して撮像装置２２の撮像面２２ａに導かれ、分
光結像面２４で結像された分光像は撮像装置２２の撮像
面２２ａに再結像される。また、撮像装置２２からの出
力はＣＣＤカメラ２６で検出される。

【００２０】図４は、実施例１において、撮像装置２２
の撮像面２２ａに入力された光の強度を表したグラフ
で、縦軸を光の強度、横軸をストリークカメラの出力像
をとらえたＣＣＤカメラ２６のチャンネルとし、回折格
子の各位置における出力を重ね書きして示している。な
お、低圧水銀ランプからの他の波長も観測されているの
で、波長５４６ｎｍの単色光の入力に対応する出力を矢
印で示している。この図からわかるように、波長５４６
ｎｍの単色光の入力に対応する出力で、光の強度が極端
に弱くなっている部分は見られない。したがって、撮像
装置２２の撮像面２２ａの周辺部分まで光が入力され、
シェーディングの影響が低減されていることがわかる。

【００２１】次に、実施例１に対する比較例１について
説明する。図５は、比較例１に係る分光撮像システムの
概略構成図である。比較例１に係る分光撮像システム２
ａは、実施例１に係る分光撮像システム２からリレー光
学系２３を省いた構成とする。光源として低圧水銀ラン
プを用い、波長５４６ｎｍの単色光を分光器２１に入力
する。便宜上、分光器２１の回折格子（図示せず）の傾
きを変化させることで複数の波長の出力を模擬してい
る。分光器２１に入力された単色光は、回折格子で回折
され凹面鏡２１ａによって分光結像面２４に結像され
る。そして、スリット２７及び入力光学系２５を介し
て、分光結像面２４で結像された分光像は撮像装置２２
の撮像面２２ａに再結像される。また、撮像装置２２か
らの出力はＣＣＤカメラ２６で検出される。

【００２２】図６は、比較例１において、撮像装置２２
の撮像面２２ａに入力された光の強度を表したグラフ
で、縦軸を光の強度、横軸をＣＣＤカメラ２６のチャン
ネルとし、回折格子の各位置における出力を重ね書きし
て示している。なお、波長５４６ｎｍの単色光に対応す
る出力は矢印で示している。この図からわかるように、
グラフ左端部分及び右端部分において光の強度が弱くな
っている。特に右端においては光は全く到達していな
い。したがって、撮像装置２２の撮像面２２ａの周辺部
分に入力されている光の強度が弱く、シェーディングが
発生していることがわかる。

【００２３】実施例１及び比較例１を比較すると、実施
例１の方が撮像装置２２の撮像面２２ａの周辺部分にお
いて比較例１より強い光が入力されている。これは、実
施例１に係る分光撮像システム２では、分光器２１から
の出射光の光束の中心が偏心レンズであるリレー光学系
２３によって撮像装置２２の撮像面２２ａに導かれて再
結像されているからである。したがって、実施例１に係
る分光撮像システム２によれば、撮像装置２２の撮像面
２２ａにおけるシェーディングの影響を低減することが
できる。

【００２４】（実施例２）図７は、実施例２に係る分光
撮像システムの概略構成図である。実施例２に係る分光
撮像システム３は、分光器３１と撮像装置３２とリレー
光学系３３と入力光学系３５とＣＣＤカメラ３６とを備
えている。ここで、分光器３１は凹面鏡３１ａを有する
分光器、撮像装置３２は撮像面３２ａを有するイメージ
インテンシファイア、リレー光学系３３は口径５０ｍｍ
・焦点距離１７０ｍｍの偏心レンズ、入力光学系３５は
Ｆ値３．０９の１／３縮小型リレーレンズを用いる。ま
たλ１〜λ３はそれぞれ、分光器３１の回折格子（図示
せず）を所定の傾きに設定したときの出射光の方向を示
している。

【００２５】光源として低圧水銀ランプを用い、波長５
４６ｎｍの単色光を分光器３１に入力する。便宜上その
出射光の方向がλ１〜λ３に対応するように分光器３１
の回折格子の傾きを変化させる。分光器３１に入力され
た単色光は、回折格子で回折され凹面鏡３１ａによって
分光結像面３４に結像される。そして、出射光の光束の
中心は偏心レンズであるリレー光学系３３によって入力
光学系３５を介して撮像装置３２の撮像面３２ａに導か
れ、分光結像面３４で結像された分光像は撮像装置３２
の撮像面３２ａに再結像される。また、撮像装置３２か
らの出力はＣＣＤカメラ３６で検出される。

【００２６】図８は、実施例２において、撮像装置３２
の撮像面３２ａに入力された光の強度を表したグラフ
で、縦軸を光の強度、横軸をＣＣＤのチャンネルとし、
輝線の形態を実線、その積分曲線を点線として示してい
る。ここで輝線の形態（シャープさ）はスペクトル分解
能を、また積分曲線は撮像面３２ａに到達する光量を表
している。この図からわかるように、グラフ全体にわた
って同程度の光の強度を示している。また、輝線のピー
ク値及び積分値がほぼ一定の値であることから、スペク
トル分解能の低下を起こすことなくシェーディングの影
響が低減されている。

【００２７】次に、実施例２に対する比較例２について
説明する。図９は、比較例２に係る分光撮像システムの
概略構成図である。比較例２に係る分光撮像システム３
ａは、実施例２に係る分光撮像システム３からリレー光
学系３３を省いた構成とする。光源として低圧水銀ラン
プを用い、波長５４６ｎｍの単色光を分光器３１に入力
する。便宜上その出射光の方向がλ１〜λ３に対応する
ように分光器３１の回折格子（図示せず）の傾きを変化
させる。分光器３１に入力された単色光は、回折格子で
回折され凹面鏡３１ａによって分光結像面３４に結像さ
れる。そして、入力光学系３５を介して、分光結像面３
４で結像された分光像は撮像装置３２の撮像面３２ａに
再結像される。また、撮像装置３２からの出力はＣＣＤ
カメラ３６で検出される。

【００２８】図１０は、比較例２において、撮像装置３
２の撮像面３２ａに入力された光の強度を表したグラフ
で、縦軸を光の強度、横軸をＣＣＤのチャンネルとし、
輝線の形態を実線、その積分曲線を点線として示してい
る。この図からわかるように、グラフ左側部分で光の強
度が著しく弱くなっている。この部分は図９のλ３の方
向に出射した光に対応しており、λ３の方向に出射した
光束の一部が撮像装置３２の撮像面３２ａに入力されて
いないことがわかる。

【００２９】実施例２及び比較例２を比較すると、実施
例２の方が、撮像装置３２の撮像面３２ａに入力されて
いる光の強度が均一であることがわかる。これは、実施
例２に係る分光撮像システム３では、分光器３１からの
出射光の光束の中心が偏心レンズであるリレー光学系３
３によって撮像装置３２の撮像面３２ａに導かれて再結
像されているからである。その結果、撮像装置３２の撮
像面３２ａにおけるシェーディングの影響を低減するこ
とができる。

【００３０】（実施例３）図１１は、実施例３に係る分
光撮像システムの概略構成図である。実施例３に係る分
光撮像システム４は、分光器４１と、撮像面４２ａを有
する撮像装置４２と、一つのプリズムを有するリレー光
学系４３と、入力光学系４５とを備えている。ここで分
光器４１は、出射光に関わる一部分のみを図示してい
る。

【００３１】分光器４１に入射した光は、分光器４１に
より分光され分光結像面４４に結像される。そして、分
光器４１により分光された各波長の光束の中心はリレー
光学系４３のプリズムにおける屈折によりその方向を変
えられて入力光学系４５に導かれる。さらに、分光器４
１により分光された各波長の光束の中心は入力光学系４
５を透過して撮像装置４２の撮像面４２ａに導かれ、分
光結像面４４で結像された分光像は撮像装置４２の撮像
面４２ａに再結像される。

【００３２】このように本実施例では、分光器４１によ
り分光された各波長の光束の中心はリレー光学系４３の
プリズムにおける屈折によりその方向を変えられること
で撮像装置４２の撮像面４２ａに導かれ、分光結像面４
４で結像された分光像は撮像装置４２の撮像面４２ａに
再結像されるので、撮像装置４２の撮像面４２ａにおけ
るシェーディングの影響が低減される。

【００３３】次に、実施例３に対する比較例３について
説明する。図１２は、比較例３に係る分光撮像システム
の概略構成図である。比較例３に係る分光撮像システム
４ａは、実施例３に係る分光撮像システム４からリレー
光学系４３を省いた構成とする。分光器４１に入射した
光は、分光器４１により分光され分光結像面４４に結像
される。そして、その出射光は入力光学系４５を介して
撮像装置４２の撮像面４２ａにて撮像される。しかし分
光器４１からの出射光は、分光結像面４４を経た後、各
波長の光束の中心が広がっており、出射光の各波長につ
いて撮像装置４２の撮像面４２ａに入力することができ
ない。そのため、撮像装置４２の撮像面４２ａでは著し
いシェーディングが発生する。

【００３４】これを実施例３に係る分光撮像システム４
と比較すると、比較例３に係る分光撮像システム４ａで
は、分光器４１からの出射光の光束の一部が撮像装置４
２の撮像面４２ａに入力されていないことがわかる。こ
れは、分光撮像システム４ａではリレー光学系４３が省
かれているので、分光器４１により分光された各波長の
光束の中心が撮像装置４２の撮像面４２ａに導かれずに
再結像されるからである。これに対して、実施例３に係
る分光撮像システム４によれば、分光器４１により分光
された各波長の光束の中心はリレー光学系４３のプリズ
ムにおける屈折によりその方向を変えられることで撮像
装置４２の撮像面４２ａに導かれ再結像されるので、撮
像装置４２の撮像面４２ａにおけるシェーディングの影
響を低減することができる。

【００３５】（実施例４）図１３は、実施例４に係る分
光撮像システムの概略構成図である。実施例４に係る分
光撮像システム５は、凹面鏡５１ａを有する分光器５１
と、撮像面５２ａを有する撮像装置５２と、偏心レンズ
であるリレー光学系５３と、入力光学系５５とを備えて
いる。ここで分光撮像システム５は、分光結像面５４で
結像される分光像を縮小して撮像するものとする。

【００３６】分光器５１に入射した光は、回折格子（図
示せず）で回折され凹面鏡５１ａによって分光結像面５
４に結像される。そして、分光器５１により分光された
各波長の光束の中心は偏心レンズであるリレー光学系５
３によって入力光学系５５を介して撮像装置５２の撮像
面５２ａに導かれ、分光結像面５４で結像された分光像
は撮像装置５２の撮像面５２ａに再結像される。撮像装
置５２の撮像面５２ａに再結像された分光像は、撮像装
置５２により撮像される。

【００３７】このように本実施例では、分光器５１によ
り分光された各波長の光束の中心は偏心レンズであるリ
レー光学系５３によって撮像装置５２の撮像面５２ａに
導かれ、分光結像面５４で結像された分光像は撮像装置
５２の撮像面５２ａに再結像させるので、撮像装置５２
の撮像面５２ａにおけるシェーディングの影響が低減さ
れる。

【００３８】次に、実施例４に対する比較例４について
説明する。図１４は、比較例４に係る分光撮像システム
の概略構成図である。比較例４に係る分光撮像システム
５ａは、実施例４に係る分光撮像システム５からリレー
光学系５３を省いた構成とする。分光器５１に入射した
光は、回折格子（図示せず）で回折され凹面鏡５１ａに
よって分光結像面５４に結像される。そして、その出射
光は入力光学系５５を介して撮像装置５２の撮像面５２
ａにて撮像する。しかし分光器５１からの出射光は、分
光結像面５４を経た後、各波長の光束の中心が広がって
おり、出射光の各波長について撮像装置５２の撮像面５
２ａに入力することができない。そのため、撮像装置５
２の撮像面５２ａでは著しいシェーディングが発生す
る。

【００３９】これを実施例４に係る分光撮像システム５
と比較すると、比較例４に係る分光撮像システム５ａで
は、分光器５１からの出射光の光束の周辺部分が撮像装
置５２の撮像面５２ａに入力されていないことがわか
る。これは、分光撮像システム５ａではリレー光学系５
３が省かれているので、分光器５１により分光された各
波長の光束の中心が撮像装置５２の撮像面５２ａに導か
れずに再結像されるからである。これに対して、実施例
４に係る分光撮像システム５によれば、分光器５１によ
り分光された各波長の光束の中心は偏心レンズであるリ
レー光学系５３によって撮像装置５２の撮像面５２ａに
導かれて再結像されるので、撮像装置５２の撮像面５２
ａにおけるシェーディングの影響を低減することができ
る。

【００４０】（実施例５）図１５は、実施例５に係る分
光撮像システムの概略構成図である。実施例５に係る分
光撮像システム６は、凹面鏡６１ａを有する分光器６１
と、撮像面６２ａを有する冷却イメージインテンシファ
イアである撮像装置６２と、偏心レンズであるリレー光
学系６３と、入力光学系６５とを備えている。

【００４１】分光器６１に入射した光は、回折格子（図
示せず）で回折され凹面鏡６１ａによって分光結像面６
４に結像される。そして、分光器６１により分光された
各波長の光束の中心は偏心レンズであるリレー光学系６
３によって入力光学系６５を介して撮像装置６２の撮像
面６２ａに導かれ、分光結像面６４で結像された分光像
は撮像装置６２の撮像面６２ａに再結像される。撮像装
置６２の撮像面６２ａに再結像された分光像は、撮像装
置６２により撮像される。

【００４２】このように本実施例では、分光器６１によ
り分光された各波長の光束の中心は偏心レンズであるリ
レー光学系６３によって撮像装置６２の撮像面６２ａに
導かれ、分光結像面６４で結像された分光像は撮像装置
６２の撮像面６２ａに再結像されるので、撮像装置６２
の撮像面６２ａにおけるシェーディングの影響が低減さ
れる。

【００４３】次に、実施例５に対する比較例５について
説明する。図１６は、比較例５に係る分光撮像システム
の概略構成図である。比較例５に係る分光撮像システム
６ａは、実施例５に係る分光撮像システム６からリレー
光学系６３を省いた構成とする。分光器６１に入射した
光は、回折格子（図示せず）で回折され凹面鏡６１ａに
よって分光結像面６４に結像される。そして、その出射
光は入力光学系６５を介して撮像装置６２の撮像面６２
ａにて撮像する。しかし分光器６１からの出射光は、分
光結像面６４を経た後、各波長の光束の中心が広がって
おり、出射光の各波長について撮像装置６２の撮像面６
２ａに入力することができない。そのため、撮像装置６
２の撮像面６２ａでは著しいシェーディングが発生す
る。

【００４４】これを実施例５に係る分光撮像システム６
と比較すると、比較例５に係る分光撮像システム６ａで
は、分光器６１からの出射光の光束の周辺部分が撮像装
置６２の撮像面６２ａに入力されていないことがわか
る。これは、分光撮像システム６ａではリレー光学系６
３が省かれているので、分光器６１により分光された各
波長の光束の中心が撮像装置６２の撮像面６２ａに導か
れずに再結像されるからである。これに対して、実施例
５に係る分光撮像システム６によれば、分光器６１によ
り分光された各波長の光束の中心は偏心レンズであるリ
レー光学系６３によって撮像装置６２の撮像面６２ａに
導かれて再結像されるので、撮像装置６２の撮像面６２
ａにおけるシェーディングの影響を低減することができ
る。

【００４５】本発明に係る分光撮像システムは、上記し
た実施形態に限られるものではなく様々な変形が可能で
ある。例えば撮像装置については、ストリークカメラ及
び冷却イメージインテンシファイア以外にも様々な撮像
装置を用いて良い。またリレー光学系については、レン
ズ及びプリズムの何れか一方のみの構成に限られるもの
ではなく、レンズとプリズムとを組み合わせた構成であ
っても良い。

【００４６】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明によ
れば、分光器により分光された各波長の光束の中心はリ
レー光学系によって撮像装置の撮像面に導かれ、分光結
像面で結像された分光像は撮像装置の撮像面に再結像さ
れる。

【００４７】したがって、本発明に係る分光撮像システ
ムは、分光器からの出射光を撮像装置の撮像面に再結像
させて撮像する際に、撮像装置の撮像面におけるシェー
ディングの影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分光撮像システムの一実施形態の
概略構成図である。

【図２】本発明に係る分光撮像システムの一実施形態と
比較するための分光撮像システムの概略構成図である。

【図３】実施例１に係る分光撮像システムの概略構成図
である。

【図４】実施例１において、撮像装置の撮像面に入力さ
れた光の強度を表したグラフである。

【図５】比較例１に係る分光撮像システムの概略構成図
である。

【図６】比較例１において、撮像装置の撮像面に入力さ
れた光の強度を表したグラフである。

【図７】実施例２に係る分光撮像システムの概略構成図
である。

【図８】実施例２において、撮像装置の撮像面に入力さ
れた光の強度を表したグラフである。

【図９】比較例２に係る分光撮像システムの概略構成図
である。

【図１０】比較例２において、撮像装置の撮像面に入力
された光の強度を表したグラフである。

【図１１】実施例３に係る分光撮像システムの概略構成
図である。

【図１２】比較例３に係る分光撮像システムの概略構成
図である。

【図１３】実施例４に係る分光撮像システムの概略構成
図である。

【図１４】比較例４に係る分光撮像システムの概略構成
図である。

【図１５】実施例５に係る分光撮像システムの概略構成
図である。

【図１６】比較例４に係る分光撮像システムの概略構成
図である。

【符号の説明】

１，１ａ，２，２ａ，３，３ａ，４，４ａ，５，５ａ，
６，６ａ…分光撮像システム、１１，２１，３１，４
１，５１，６１…分光器、１１ａ，２１ａ，３１ａ，５
１ａ，６１ａ…凹面鏡、１１ｂ…回折格子、１１ｃ…出
射スリット、１２，２２，３２，４２，５２，６２…撮
像装置、１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６
２ａ…撮像面、１３，２３，３３，４３，５３，６３…
リレー光学系、１４，２４，３４，４４，５４，６４…
分光結像面、２５，３５，４５，５５，６５…入力光学
系、２６，３６…ＣＣＤカメラ、２７…スリット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 AA04 CB04 CB33 CC02 CC42 CD03 CD24 2G065 AA04 AB04 AB24 AB27 BA04 BA21 BA23 BB06 BB10 BB12 BB23 BB28 BC15 CA30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を分光して、その分光した各波長
   の光を所定面に結像させる分光器と、 前記分光器からの出射光を撮像面にて撮像する撮像装置
   と、 前記分光器により分光された各波長の光束の中心を前記
   撮像装置の撮像面に導いて、前記所定面で結像された分
   光像を前記撮像装置の撮像面に再結像させるリレー光学
   系と、 を備えることを特徴とする分光撮像システム。
2. 【請求項２】 前記リレー光学系は、少なくとも一つの
   プリズムを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の
   分光撮像システム。
3. 【請求項３】 前記リレー光学系は、少なくとも一つの
   偏心レンズを有する、ことを特徴とする請求項１に記載
   の分光撮像システム。
4. 【請求項４】 前記リレー光学系は、少なくとも一つの
   プリズムと少なくとも一つの偏心レンズとを有する、こ
   とを特徴とする請求項１に記載の分光撮像システム。