JP2004198439A - Spectral apparatus and spectral image recording apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectral apparatus, capable of simultaneously generating spectral images corresponding to a plurality of wavelengths, or to provide a spectral image recorder for recording the spectral images generated. <P>SOLUTION: The spectral apparatus comprises a prism 202 that acts as a part of an image generating means for generating a plurality of identical images 206 from a single input image, by dividing the pupil of an optical system, and a wavelength-selecting filter array 203 that acts as a spectral means for generating a plurality of spectral images, corresponding to each of the plurality of identical images, by extracting prescribed wavelength components corresponding to each of the plurality of identical images. The image-generating means has a visual field mask 201, that specifies size and shape of the plurality of identical images to be generated. The spectral image recording apparatus, in addition to this, is provided with an imaging element 205, that acts as an imaging means for recording the plurality of spectral images generated by the spectral means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の同一分光画像を同時に生成する分光装置と、発生した分光画像を記録する分光画像記録装置に関する。   The present invention relates to a spectral device that simultaneously generates a plurality of identical spectral images and a spectral image recording device that records the generated spectral images.

従来、例えば特開平5−248955号公報に開示されているような分光装置及び分光画像記録装置(以下、従来例1と称する)が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a spectral device and a spectral image recording device (hereinafter, referred to as Conventional Example 1) as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-248555 have been known.

従来例1の発明には、波長選択フィルタや回析格子等の分光手段によって選択された特定波長成分に基づいて、被写体像を撮影する方法が適用されている。このような方法を適用した従来例1の発明によれば、例えばフィルタを交換したり、回析格子へ入射する光の入射角を制御することによって、種々の波長成分に対応した撮像処理が行われることになる。   The invention of Conventional Example 1 employs a method of photographing a subject image based on a specific wavelength component selected by a spectral unit such as a wavelength selection filter or a diffraction grating. According to the invention of Conventional Example 1 to which such a method is applied, for example, by changing a filter or controlling an incident angle of light incident on a diffraction grating, an imaging process corresponding to various wavelength components is performed. Will be

また、例えば特開昭61−3574号公報や Canadian Journal of Remote Sensing,vol.18,pp.233-242 (S.K.Babey and R.J.Soffer;1992) に開示されているような分光装置及び分光画像記録装置(以下、従来例2と称する)は、受光素子アレイによって取り込まれる光の波長成分が一方向に変化するように設定されている。このような従来例2の発明によれば、上記一方向に被写体像が移動するように被写体又は撮影装置本体を移動させながら、移動中の各時点で撮影を繰り返すことによって、分光画像が撮影されることになる。
特開平5−248955号公報 特開昭61−3574号公報 Canadian Journal of Remote Sensing,vol.18,pp.233-242 (S.K.Babey and R.J.Soffer;1992)
Further, for example, a spectral device and a spectral image recording device (hereinafter, referred to as disclosed in JP-A-61-3574 and Canadian Journal of Remote Sensing, vol. 18, pp. 233-242 (SKBabey and RJSoffer; 1992)) , Referred to as Conventional Example 2) is set such that the wavelength component of light taken in by the light receiving element array changes in one direction. According to the invention of Conventional Example 2 described above, a spectral image is photographed by repeating photographing at each point in time while moving the subject or the photographing apparatus main body such that the subject image moves in the one direction. Will be.
JP-A-5-248955 JP-A-61-3574 Canadian Journal of Remote Sensing, vol.18, pp.233-242 (SKBabey and RJSoffer; 1992)

しかしながら、従来例1,2の発明は、共に、複数の分光画像を同時に撮影することができない。このため、必要とする全ての分光画像データを得る場合には、複数回の撮影を繰り返さなければならない。この結果、撮影時間がかかるため、撮影効率が低下してしまうといった問題がある。   However, the inventions of Conventional Examples 1 and 2 cannot simultaneously capture a plurality of spectral images. For this reason, in order to obtain all the necessary spectral image data, it is necessary to repeat photographing a plurality of times. As a result, there is a problem that the photographing time is required and the photographing efficiency is reduced.

特に、従来例1の発明では、複数種の波長選択フィルタの交換制御、あるいは、回析格子の高精度な角度制御が必要となり、また、従来例2の発明では、被写体あるいは撮影装置本体を移動制御しながら撮影する必要がある。   In particular, the invention of the prior art 1 requires exchange control of a plurality of types of wavelength selection filters or highly accurate angle control of the diffraction grating, and the invention of the prior art 2 moves the subject or the photographing apparatus body. It is necessary to shoot while controlling.

このように、従来例1,2の発明では、共に何らかの駆動制御を行ないながら分光画像記録を行なう必要があるため、位置や形状等が時間的に変化する物体を記録対象とすることは不可能である。   As described above, in the inventions of Conventional Examples 1 and 2, it is necessary to perform spectral image recording while performing some kind of drive control. Therefore, it is impossible to record an object whose position, shape, or the like changes with time. It is.

本発明は、このような問題点を解決するためになされており、その目的は、複数の波長に対応する分光画像を同時に発生することができる分光装置又は発生した分光画像を記録できる分光画像記録装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a spectral device capable of simultaneously generating spectral images corresponding to a plurality of wavelengths or a spectral image recording capable of recording the generated spectral images. It is to provide a device.

このような目的を達成するために、本発明の分光装置は:対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え;前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、ことを特徴とする。   In order to achieve such an object, a spectroscopic device according to the present invention includes: an image generating unit configured to generate a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system including an objective lens; A spectral unit that generates a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of the same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of the same images; and the image generating unit includes: A field mask that defines the size and shape of a plurality of identical images to be generated; the objective lens is set so that its image plane coincides with the surface of the field mask.

上述したような目的を達成するために、本発明の分光装置はまた:光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the spectroscopic device of the present invention also includes: an image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system; A spectral unit that generates a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of the same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the same images; and the image generating unit generates the plurality of spectral images. A field mask is provided which is formed on the same image plane as an image plane of a plurality of identical images to define the size and shape of the plurality of identical images to be generated.

上述したような目的を達成するために、本発明の分光装置はまた:光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;を備え、前記画像生成手段は視野マスクを備え、前記生成する複数の同一画像の結像面と前記視野マスクの像の両方を同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the spectroscopic device of the present invention also includes: an image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system; Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the same images; and the image generating means includes a field mask. Forming both the image planes of the plurality of identical images to be generated and the image of the visual field mask on the same image plane to define the size and shape of the plurality of identical images to be generated. And

上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置は:対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と;を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え;前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a spectral image recording apparatus according to the present invention includes: an image generation unit that generates a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system including an objective lens. And spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of identical images; and Imaging means for recording a plurality of spectral images; the image generating means includes a field mask for defining the size and shape of the plurality of identical images to be generated; It is installed so as to coincide with the surface of the visual field mask.

上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた:光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と;を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the spectral image recording apparatus of the present invention further comprises: image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system; Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of identical images; and a plurality of spectral elements generated by the spectral means Imaging means for recording an image; wherein the image generation means forms the same plurality of identical images by forming an image on the same imaging plane as the plurality of identical images to be generated; A field mask for defining the shape is provided.

上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた:光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と;を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えており、前記撮像素子の撮像面上に前記生成する複数の同一画像と前記視野マスクの像の両方を結像させる、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the spectral image recording apparatus of the present invention further comprises: image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system; A spectral unit that generates a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of the same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of the same images; and Imaging means for recording a plurality of generated spectral images; wherein the image generating means includes a field mask for defining the size and shape of the plurality of identical images to be generated, and The method is characterized in that both the plurality of identical images to be generated and the image of the field mask are formed on a surface.

上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた:光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と;撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と;を備え、前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the spectral image recording apparatus of the present invention further comprises: image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system; Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images; a rotating member having the image generating means and the spectral means, capable of rotating about an optical axis as a center of rotation; An imaging unit having an element and recording a plurality of spectral images generated by the spectral unit; wherein the rotating member is capable of adjusting a relative position between a pixel array of the imaging element and the spectral image. Are arranged.

上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた:光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;特定の波長成分を選択的に透過させる複数種の波長選択フィルタからなる波長選択フィルタアレイで構成され、前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と;撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と;を備え、前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the spectral image recording apparatus of the present invention also includes: an image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system; A plurality of wavelength selection filters that selectively transmit the wavelength components of the plurality of the same images, and extract a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of the same images, thereby obtaining the plurality of the same images. A spectral member that generates a plurality of spectral images corresponding to each of the following: a rotating member that has the image generating device and the spectral device and that can rotate around an optical axis as a rotation center; Imaging means for recording a plurality of spectral images generated by the spectral means; wherein the rotating member is arranged so as to adjust a relative position between a pixel array of the image sensor and the spectral image. This The features.

上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた:光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と;前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と;前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する記録手段と;を備え、前記記録手段は、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を撮像するための固体撮像手段を有しており;前記画像生成手段及び前記分光手段は、前記固体撮像手段の各画素に対応した所定の波長を選択するフィルタからなる波長選択フィルタアレイにより構成される、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the spectral image recording apparatus of the present invention further comprises: image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system; Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of identical images; and a plurality of spectral elements generated by the spectral means Recording means for recording an image; wherein the recording means has solid-state imaging means for capturing a plurality of spectral images generated by the spectral means; and the image generating means and the spectral means And a wavelength selection filter array comprising a filter for selecting a predetermined wavelength corresponding to each pixel of the solid-state imaging means.

上述した如く構成されたことを特徴とする本発明の分光装置によれば、複数の波長に対応する分光画像を同時に発生することができる。また、上述した如く構成されたことを特徴とする本発明の分光画像記録装置によれば、複数の波長に対応する分光画像を同時に発生することができ、さらに発生した分光画像を記録できる。   According to the spectroscopic device of the present invention, which is configured as described above, it is possible to simultaneously generate spectral images corresponding to a plurality of wavelengths. Further, according to the spectral image recording apparatus of the present invention, which is configured as described above, spectral images corresponding to a plurality of wavelengths can be simultaneously generated, and the generated spectral images can be recorded.

以下、本発明の分光装置及び分光画像記録装置について図1ないし図4を参照して説明する。   Hereinafter, a spectral device and a spectral image recording device of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1(a)には、本発明の第1の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成が概略的に示されている。   FIG. 1A schematically shows a configuration of a spectral image recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図1(a)に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、入力画像に基づいて複数の同一画像を生成する画像生成手段101と、この画像生成手段101によって生成された複数の同一画像から特定の波長成分を抽出する分光手段102と、この分光手段102によって分光された複数の同一画像を記録する撮像手段103とを備えている。   As shown in FIG. 1A, a spectral image recording apparatus according to the present embodiment includes an image generation unit 101 that generates a plurality of identical images based on an input image, and a plurality of image generation units that are generated by the image generation unit 101. The apparatus includes a spectroscopic unit 102 for extracting a specific wavelength component from the same image, and an imaging unit 103 for recording a plurality of the same images separated by the spectroscopic unit 102.

このような構成によれば、画像生成手段101に入力された被写体画像は、複数の同一画像に分割された後、分光手段102に伝達される。分光手段102では、複数の同一画像を構成する個々の画像の波長成分から特定の波長成分を抽出して複数の同一分光画像104(図1(b)参照)を生成する。そして、分光手段102によって生成された複数の同一分光画像104は、撮像手段103に伝達されることになる。   According to such a configuration, the subject image input to the image generating unit 101 is transmitted to the spectral unit 102 after being divided into a plurality of identical images. The spectroscopy unit 102 extracts a specific wavelength component from the wavelength components of the individual images constituting the plurality of identical images to generate a plurality of identical spectral images 104 (see FIG. 1B). Then, the plurality of identical spectral images 104 generated by the spectral unit 102 are transmitted to the imaging unit 103.

図1(b)に示すように、分光手段102によって生成された複数の同一分光画像104は、例えば4つの同一画像に分割されており、且つ、2×2のマトリックス状に配列されている。   As shown in FIG. 1B, a plurality of identical spectral images 104 generated by the spectral unit 102 are divided into, for example, four identical images and arranged in a 2 × 2 matrix.

撮像手段103に伝達された複数の同一分光画像104は、撮像素子110によって取り込まれた後、一旦、画像データ格納部111内に格納される。そして、必要に応じてメモリ112に貯えられる。   The plurality of identical spectral images 104 transmitted to the imaging unit 103 are temporarily stored in the image data storage unit 111 after being captured by the imaging device 110. Then, it is stored in the memory 112 as needed.

ここで、撮像素子110によって取り込まれた複数の同一分光画像104に対応した複数の分光画像データ、あるいはメモリ112から呼び出されて画像データ格納部111に一時的に格納された複数の同一分光画像104に対応した複数の同一分光画像データは、画像データ転送部113を介して画像処理手段120に転送される。   Here, a plurality of pieces of spectral image data corresponding to a plurality of identical spectral images 104 captured by the image sensor 110 or a plurality of identical spectral images 104 called from the memory 112 and temporarily stored in the image data storage unit 111 Are transferred to the image processing unit 120 via the image data transfer unit 113.

画像処理手段120に転送された複数の同一分光画像データは、例えば4つの同一分光画像データ121(図1(c)参照)に分割された後、夫々の同一分光画像データに解析処理が施される。   The plurality of identical spectral image data transferred to the image processing unit 120 is divided into, for example, four identical spectral image data 121 (see FIG. 1C), and each identical spectral image data is subjected to analysis processing. You.

なお、本実施の形態の分光画像記録装置は、画像生成手段101及び分光手段102の構成に特徴を有しているため、後述する各実施の形態の説明では、その特徴部分について詳細に説明するが、撮像手段103及び画像処理手段120についてはその説明を省略する。   Note that the spectral image recording apparatus of the present embodiment has a feature in the configuration of the image generating unit 101 and the spectral unit 102. Therefore, in the description of each embodiment described later, the characteristic portion will be described in detail. However, a description of the imaging unit 103 and the image processing unit 120 will be omitted.

図2には、画像生成手段101としてプリズム202が適用された分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成が概略的に示されている。   FIG. 2 schematically shows a configuration of an optical system of a characteristic portion of a spectral image recording apparatus to which a prism 202 is applied as the image generating unit 101.

図2に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された画像生成手段101(図1参照)は、視野マスク201と、光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が形成されたプリズム202と、レンズ204とを備えている。   As shown in FIG. 2, the image generating unit 101 (see FIG. 1) applied to the spectral image recording apparatus of the present embodiment applies a normal to the field mask 201 in a direction different from the optical axis of the optical system. And a lens 204 having a plurality of light refracting surfaces formed thereon.

プリズム202は、このプリズム202の各光屈折面によってレンズ204の瞳面が4分割されるように、レンズ204の瞳面近傍に設置されている。この結果、レンズ204の結像面に設置された撮像素子205上には、複数の同一画像が生成されることになる。   The prism 202 is installed near the pupil plane of the lens 204 so that the pupil plane of the lens 204 is divided into four by each light refracting surface of the prism 202. As a result, a plurality of identical images are generated on the image sensor 205 provided on the image plane of the lens 204.

同図において、プリズム202には、4つの光屈折面が形成されており、撮像素子205上には、4つの同一画像の個々の画像が夫々異なる波長成分で構成される複数の同一分光画像206として形成されている場合が示されている。   In the figure, a prism 202 is formed with four light refracting surfaces, and on an image sensor 205, a plurality of identical spectral images 206 in which individual images of four identical images are composed of different wavelength components, respectively. Is formed.

視野マスク201には、その中央部付近に透光部又は開口部が形成されており、この遮光部又は開口部の形状や寸法は、撮像素子205上に生成される複数の同一画像の個々の画像が相互に重なり合わないように規定することが好ましい。   The field mask 201 has a light-transmitting portion or an opening formed near the center thereof. The shape and dimensions of the light-shielding portion or the opening are different for each of a plurality of identical images generated on the image sensor 205. It is preferable to define the images so that they do not overlap each other.

この視野マスク201を設置しない場合、撮像素子205上に生成される全ての同一画像は、プリズム202によって生じる光学的位置ずれを伴って、相互に重ね合わされてしまう。この結果、複数の同一画像を構成する個々の画像の画質が著しく劣化してしまうことになる。   If the field mask 201 is not installed, all the same images generated on the image sensor 205 are superimposed on each other with an optical displacement caused by the prism 202. As a result, the image quality of each of the plurality of images constituting the same image is significantly deteriorated.

なお、視野マスク201の設置位置は、複数の同一画像を構成する個々の画像の輪郭が明瞭になるように、被写体の近傍又はこの被写体と光学的に共役な位置に設置することが好ましい。   It is preferable that the position of the field mask 201 be set in the vicinity of the subject or in a position optically conjugate with the subject so that the outlines of the individual images constituting the same image become clear.

また、図2に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された分光手段102(図1参照)は、特定の波長成分を選択的に透過する複数種の波長選択フィルタ213から成る波長選択フィルタアレイ203によって構成されている。   Further, as shown in FIG. 2, the spectral unit 102 (see FIG. 1) applied to the spectral image recording apparatus of the present embodiment uses a plurality of wavelength selection filters 213 that selectively transmit a specific wavelength component. And a wavelength selection filter array 203 composed of

波長選択フィルタ213としては、例えば干渉フィルタや多層膜フィルタや色フィルタ等のような特定の波長成分を選択する光学フィルタが該当する。   As the wavelength selection filter 213, for example, an optical filter that selects a specific wavelength component such as an interference filter, a multilayer filter, a color filter, or the like corresponds.

波長選択フィルタアレイ203は、プリズム202により分割された各々の光束位置に整合させるように、上記の複数種の波長選択フィルタ213を2次元的に配列して構成されている。   The wavelength selection filter array 203 is configured by two-dimensionally arranging the above-described plurality of types of wavelength selection filters 213 so as to match each of the light flux positions split by the prism 202.

このような波長選択フィルタアレイ203の各フィルタ213は、複数の同一画像を構成する個々の画像に対応して光束が分割されている箇所(例えば、プリズム202の近傍であって且つ撮像素子205の物体側近傍、あるいは、これらプリズム202及び撮像素子205と光学的に共役な位置)に設置されている。   Each filter 213 of such a wavelength selection filter array 203 is provided at a position where a light beam is divided corresponding to a plurality of individual images constituting the same image (for example, in the vicinity of the prism 202 and at the position of the image sensor 205). (In the vicinity of the object side or at a position optically conjugate with the prism 202 and the image sensor 205).

このような構成によれば、撮像素子205上に生成される複数の同一画像は、その個々の画像が互いに異なる波長成分を有する複数の同一分光画像206として形成されることになる。   According to such a configuration, a plurality of identical images generated on the imaging element 205 are formed as a plurality of identical spectral images 206 each of which has a different wavelength component.

しかしながら、図2に示すような構成において、被写体が分光画像記録装置に接近配置されている場合、視差に起因して、複数の同一画像を構成する個々の画像の視点が異なるため、複数の同一画像の夫々に空間構造に歪みが生じてしまうという欠点がある。   However, in the configuration shown in FIG. 2, when the subject is arranged close to the spectral image recording apparatus, the viewpoints of the individual images constituting the same image are different due to parallax. There is a disadvantage that the spatial structure is distorted in each of the images.

このような欠点を克服する手段としては、例えば、図3に示すように、対物レンズ301をその結像面が視野マスク201面と一致するように設置することが掲げられる。   As a means for overcoming such drawbacks, for example, as shown in FIG. 3, setting the objective lens 301 so that its image forming surface coincides with the surface of the field mask 201 can be cited.

このような構成によれば、レンズ204によって視野マスク201と撮像素子205とが光学的に共役な位置関係に規定されるため、被写体像と視野マスク201の像の両方を撮像素子205上に結像させることができると共に、視差の影響をも軽減することが可能となる。   According to such a configuration, since the field mask 201 and the image sensor 205 are defined in an optically conjugate positional relationship by the lens 204, both the subject image and the image of the field mask 201 are formed on the image sensor 205. In addition to being able to image, the influence of parallax can be reduced.

このように本実施の形態によれば、複数の同一分光画像206を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, there is provided a spectral image recording apparatus capable of simultaneously recording a plurality of identical spectral images 206 and allowing a subject whose position, shape, or the like changes with time to be recorded. It becomes possible.

図4には、画像生成手段101及び分光手段102(図1参照)として第1及び第2のカメラ用撮影レンズ401,411が適用された本実施の形態の分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成が概略的に示されている。   FIG. 4 shows an optical structure of a spectral image recording apparatus according to the present embodiment in which first and second camera photographing lenses 401 and 411 are applied as an image generating unit 101 and a spectral unit 102 (see FIG. 1). The configuration of the system is shown schematically.

図4に示された光学系において、第1のカメラ用撮影レンズ401の結像面(フィルム面)に設置された視野マスク403には、その中央部分に長方形の開口部が形成されており、この視野マスク403は、その一端が第1のカメラ用撮影レンズ401に接合した第1の延長部材402の他端と第2の延長部材404の一端との間に挟持されている。   In the optical system shown in FIG. 4, a rectangular opening is formed in the center of the field mask 403 provided on the image forming surface (film surface) of the first camera taking lens 401. One end of the field mask 403 is sandwiched between the other end of the first extension member 402 and one end of the second extension member 404 joined to the first camera taking lens 401.

第2の延長部材404の他端には、プリズム405を設置するための第1のリング状部材407が接合されており、この第1のリング状部材407は、ビス(図示しない)を介して第2のリング状部材410に固定されている。   A first ring-shaped member 407 for mounting the prism 405 is joined to the other end of the second extension member 404, and the first ring-shaped member 407 is connected via a screw (not shown). It is fixed to the second ring-shaped member 410.

なお、第2のリング状部材410は、第2のカメラ用撮影レンズ411に固定されている。   The second ring-shaped member 410 is fixed to the second camera lens 411.

これら第1及び第2のリング状部材407,410の間には、潤滑剤を介してリング状回動部材408が回動自在に挟持されており、この回動部材408は、光軸を回動中心として略数度の角度に亘って回動可能に構成されている。   A ring-shaped rotating member 408 is rotatably sandwiched between the first and second ring-shaped members 407 and 410 via a lubricant, and the rotating member 408 rotates around the optical axis. It is configured to be rotatable over an angle of approximately several degrees as a moving center.

また、図4に示された光学系において、回動部材408には、レバー409が取り付けられているため、第1及び第2のリング状部材407,410の外側から回動部材408を所定方向に回動させることができるように構成されていると共に、レバー409と回動部材408とを接続しているねじ(図示しない)を締め付けることによって、回動部材408を第1及び第2のリング状部材407,410に固定させることができるように構成されている。   Further, in the optical system shown in FIG. 4, since the lever 409 is attached to the rotating member 408, the rotating member 408 is moved from the outside of the first and second ring-shaped members 407 and 410 in a predetermined direction. The rotating member 408 is configured to be rotatable in the first and second rings by tightening a screw (not shown) connecting the lever 409 and the rotating member 408. It is configured so that it can be fixed to the shape members 407 and 410.

このような光学系において、回動部材408には、光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が形成されたプリズム405(図2のプリズム202と同様の構成作用効果を奏する)と、特定の波長成分を選択的に透過する複数種の波長選択フィルタ(図2の波長選択フィルタ213と同様の構成作用効果を奏する)から成る波長選択フィルタアレイ406とが設けられている。   In such an optical system, the rotating member 408 has a prism 405 (a configuration similar to that of the prism 202 of FIG. 2) having a plurality of light refracting surfaces having normals in different directions with respect to the optical axis of the optical system. And a wavelength selection filter array 406 comprising a plurality of types of wavelength selection filters (having the same configuration and effect as the wavelength selection filter 213 in FIG. 2) that selectively transmit a specific wavelength component. Has been.

従って、このような回動部材408を所定方向に回動させることによって、プリズム405及び波長選択フィルタアレイ406の相対位置を微調整することができるため、第2の撮像レンズ411の結像面(フィルム面)に設置された撮像素子(図示しない)の画素配列と分光画像との位置関係を揃えることが可能となる。   Therefore, by rotating such a rotating member 408 in a predetermined direction, the relative positions of the prism 405 and the wavelength selection filter array 406 can be finely adjusted, so that the image forming surface of the second imaging lens 411 ( This makes it possible to make the positional relationship between the pixel array of the imaging element (not shown) installed on the film surface) and the spectral image uniform.

なお、図4の光学系において、プリズム405が第2のカメラ用撮影レンズ411の瞳面近傍に設置されるように、第2のリング状部材410と第2のカメラ用撮影レンズ411とは、相互に位置決め接続されることが好ましい。また、通常の使用状態において、第2のカメラ用撮影レンズ411は、その結像面(フィルム面)に設置された撮像素子(図示しない)上に視野マスク403の像が結ぶように(即ち、プリズム405の光学的作用によって、撮像素子上に複数の視野マスク像が形成されるように)、調節保持されている。   In the optical system of FIG. 4, the second ring-shaped member 410 and the second camera shooting lens 411 are configured such that the prism 405 is installed near the pupil plane of the second camera shooting lens 411. Preferably, they are positioned and connected to each other. Further, in a normal use state, the second camera photographing lens 411 is arranged such that an image of the field mask 403 is formed on an image pickup device (not shown) installed on the image forming surface (film surface) (that is, the image is formed). The optical action of the prism 405 is adjusted and held so that a plurality of field mask images are formed on the image sensor.

このような構成において、第1のカメラ用撮影レンズ401によって取り込まれた被写体像は、第1のカメラ用撮影レンズ401の結像面(フィルム面)に設置された視野マスク403の面上に結像した後、撮像素子上に異なる波長成分を有する複数の同一分光画像となって形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。   In such a configuration, the subject image captured by the first camera taking lens 401 is formed on the surface of the field mask 403 provided on the image forming plane (film surface) of the first camera taking lens 401. After the image is formed, a plurality of identical spectral images having different wavelength components are formed on the image sensor. As a result, it is possible to provide a spectral image recording apparatus capable of simultaneously recording a plurality of identical spectral images and allowing a subject whose position, shape, or the like changes with time as a recording target.

次に、本発明の第2の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図5を参照して説明する。なお、本実施の形態の説明に際し、第1の実施の形態と同一の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, a spectral image recording apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of the present embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

図5に示す分光画像記録装置において、レンズ204の瞳面近傍にプリズム202を設置することによって瞳面を分割し、分割された個々の光束中に波長選択フィルタアレイ203を整合させて分光する点は第1の実施の形態と同様である。   In the spectral image recording apparatus shown in FIG. 5, a pupil plane is divided by placing a prism 202 near a pupil plane of a lens 204, and a wavelength selective filter array 203 is matched with each of the divided light beams to perform spectral separation. Are the same as in the first embodiment.

本実施の形態は、この第1の実施の形態の構成に加えて、撮像素子205の近傍に更に、波長選択フィルタ213と同種の分光特性を有する波長選択フィルタ511から成る波長選択フィルタアレイ501を増設することによって、再度分光を行なう点に特徴を有する。   In the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a wavelength selection filter array 501 including a wavelength selection filter 511 having the same kind of spectral characteristics as the wavelength selection filter 213 is provided in the vicinity of the image sensor 205. It is characterized in that the light is re-spread by being added.

波長選択フィルタアレイ203を構成する個々の波長選択フィルタ213で分光された光束は、夫々、プリズム202の光学的作用によって、撮像素子205上に位置ずれを伴って結像されることになるが、夫々の結像位置に個々の波長選択フィルタ511を位置付けることによって、波長成分の分離特性を向上させることが可能となる。   The light beams separated by the individual wavelength selection filters 213 constituting the wavelength selection filter array 203 are respectively imaged on the image sensor 205 with a positional shift due to the optical action of the prism 202. By positioning each wavelength selection filter 511 at each image forming position, it becomes possible to improve the wavelength component separation characteristics.

このような構成によれば、2つの波長選択フィルタアレイ203,501を構成する波長選択フィルタ213,511の分光特性を適切に選択することによって画像素子205上に複数の同一分光画像206を高精度に形成させることが可能となる。例えば、個々の波長選択フィルタ511が波長選択フィルタアレイ203を透過した種々の波長の光束のうちの一種類の光束のみを排他的に選択するように、個々の波長選択フィルタ511の分光透過率を設定することによって、複数の同一分光画像206の間の重なり合いを軽減させることが可能となる。   According to such a configuration, a plurality of identical spectral images 206 can be accurately formed on the image element 205 by appropriately selecting the spectral characteristics of the wavelength selection filters 213 and 511 constituting the two wavelength selection filter arrays 203 and 501. Can be formed. For example, the spectral transmittance of each wavelength selection filter 511 is set so that each wavelength selection filter 511 exclusively selects only one kind of light flux of various wavelengths transmitted through the wavelength selection filter array 203. By setting, it is possible to reduce the overlap between the plurality of identical spectral images 206.

この結果、第1実施の形態で使用したような視野マスク201(図1及び図2参照)が不要となるため、この視野マスクを設置するためのリレー光学系等も不要となる。このため、光学系の構成を簡略化することができるため、分光画像記録装置の小型化及び軽量化が実現される。なお、本実施の形態の他の効果は、第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   As a result, the field mask 201 (see FIGS. 1 and 2) used in the first embodiment is not required, so that a relay optical system for installing the field mask is not required. For this reason, since the configuration of the optical system can be simplified, the size and weight of the spectral image recording device can be reduced. Note that other effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、本発明の第3の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図6を参照して説明する。   Next, a spectral image recording apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図6に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、図2に示された第1の実施の形態と類似した構成を有するが、画像生成手段101(図1参照)としてプリズム202とレンズ204を使用する代わりに、複数のレンズ612から成るレンズアレイ602を波長選択フィルタアレイ603の近傍に配置させた点に特徴を有する。なお、本実施の形態において、撮像素子604は、複数のレンズ612の夫々の結像面に配置されている。   As shown in FIG. 6, the spectral image recording apparatus of the present embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment shown in FIG. 2, except that the prism 202 serves as the image generating means 101 (see FIG. 1). The present embodiment is characterized in that a lens array 602 including a plurality of lenses 612 is disposed near the wavelength selection filter array 603 instead of using the lens 204 and the lens 204. Note that, in the present embodiment, the image sensor 604 is arranged on each image plane of the plurality of lenses 612.

また、波長選択フィルタアレイ603は、複数種の波長選択フィルタ613(図2の波長選択フィルタ213と同様の構成作用効果を奏する)から構成されており、これら複数種の波長選択フィルタ613は、レンズアレイ602を構成する個々のレンズ612とこれらレンズ612の結像位置とを結ぶ夫々の光路中に位置決め挿入されている。   The wavelength selection filter array 603 includes a plurality of types of wavelength selection filters 613 (having the same configuration and effects as those of the wavelength selection filter 213 in FIG. 2). It is positioned and inserted in each optical path connecting the individual lenses 612 constituting the array 602 and the imaging positions of these lenses 612.

このような構成によれば、レンズアレイ602及び波長選択フィルタアレイ603によって撮像素子604上に生成された複数の同一画像は、その個々の画像が異なる波長成分を有する複数の同一分光画像605として形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。   According to such a configuration, a plurality of identical images generated on the image sensor 604 by the lens array 602 and the wavelength selection filter array 603 are formed as a plurality of identical spectral images 605 each of which has a different wavelength component. Will be done. As a result, it is possible to provide a spectral image recording apparatus capable of simultaneously recording a plurality of identical spectral images and allowing a subject whose position, shape, or the like changes with time as a recording target.

なお、本実施の形態の場合でも、視野マスク601を図に示すように設置することによって、撮像素子604上における分光画像605の重なり合いを回避させる必要がある。この点に関しては、第1の実施の形態と同様に、視野マスク601の物体側に対物レンズ(図示しない)を設置することによって、視差の影響を軽減することが好ましい。また、第2の実施の形態と同様に、視野マスク601を設置する代わりに、撮像素子604の物体側に他の波長選択フィルタを増設することによって、分光画像605の間の重なり合いを軽減することも好ましい。   Also in the case of the present embodiment, it is necessary to avoid overlapping of the spectral images 605 on the image sensor 604 by installing the field mask 601 as shown in the figure. In this regard, it is preferable to reduce the influence of parallax by installing an objective lens (not shown) on the object side of the field mask 601 as in the first embodiment. Further, similarly to the second embodiment, instead of installing the visual field mask 601, another overlapping wavelength selection filter is provided on the object side of the image sensor 604 to reduce the overlap between the spectral images 605. Is also preferred.

次に、本発明の第4の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図7を参照して説明する。   Next, a spectral image recording apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された画像生成手段101(図1参照)は、4個のレンズ711から成るレンズアレイ701と、視野マスクアレイ703と、一対のレンズ713,714から成るリレー光学系704とを備えている。   As shown in FIG. 7, an image generating unit 101 (see FIG. 1) applied to the spectral image recording apparatus of the present embodiment includes a lens array 701 including four lenses 711, a field mask array 703, And a relay optical system 704 including the lenses 713 and 714.

レンズアレイ701は、ほぼ等しい焦点距離を有するレンズ711から構成されており、これらレンズ711は、2次元的に配列されている。   The lens array 701 is composed of lenses 711 having substantially equal focal lengths, and these lenses 711 are two-dimensionally arranged.

視野マスクアレイ703は、複数の透光部あるいは開口部(例えば短形開口)を備えて構成されており、これら複数の透光部あるいは開口部は、レンズアレイ701の個々のレンズ711と同様の配列ピッチで形成されている。   The field mask array 703 includes a plurality of light-transmitting portions or openings (for example, short openings). The plurality of light-transmitting portions or openings are similar to the individual lenses 711 of the lens array 701. They are formed at an array pitch.

このような視野マスクアレイ703は、レンズアレイ701の結像面に設置されており、この位置に生成される被写体像及び視野マスクの開口像が、リレー光学系704を介して撮像素子705上に伝達されるように構成されている。   Such a field mask array 703 is provided on the image plane of the lens array 701, and an object image generated at this position and an aperture image of the field mask are placed on the image sensor 705 via the relay optical system 704. It is configured to be transmitted.

このような構成によれば、複数の同一画像を構成する個々の画像間の重なり合いを回避できるとともに、構成するレンズ等の組み合せ(同図では、一対のレンズ713、714の組み合わせ)によって、適宜結像倍率を変えることが可能となる。   According to such a configuration, it is possible to avoid overlapping between individual images constituting a plurality of the same images, and to form an appropriate combination by combining lenses constituting the same image (in the figure, a combination of a pair of lenses 713 and 714). It is possible to change the image magnification.

また、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された分光手段102(図1参照)は、特定の波長成分を選択的に透過する複数種の波長選択フィルタ712(図2の波長選択フィルタ213と同様の構成作用効果を奏する)から成る波長選択フィルタアレイ702によって構成されている。   Further, the spectral unit 102 (see FIG. 1) applied to the spectral image recording apparatus of the present embodiment includes a plurality of types of wavelength selection filters 712 (the wavelength selection filters 213 of FIG. 2) that selectively transmit specific wavelength components. The wavelength selecting filter array 702 has the same configuration and effect as described above.

波長選択フィルタ712としては、例えば干渉フィルタや多層膜フィルタや色フィルタ等のような特定の波長成分を選択する光学フィルタが該当する。   As the wavelength selection filter 712, for example, an optical filter that selects a specific wavelength component such as an interference filter, a multilayer filter, a color filter, or the like corresponds.

波長選択フィルタアレイ702は、視野マスクアレイ703の各開口位置に整合するように、上記の複数種の波長選択フィルタ712を2次元的に配列して構成されている。   The wavelength selection filter array 702 is configured by two-dimensionally arranging the above-described plurality of types of wavelength selection filters 712 so as to match each opening position of the field mask array 703.

このような波長選択フィルタアレイ702は、個々のレンズ711の近傍あるいは撮像素子705の物体側近傍に設置される。   Such a wavelength selection filter array 702 is installed near each lens 711 or near the object side of the image sensor 705.

なお、波長選択フィルタアレイ702を視野マスクアレイ703の開口部の近傍に設置することもできるが、その場合には、視野マスクアレイ703の面と撮像素子705の面とは、互いに光学的に共役な位置関係にあるため、波長選択フィルタ712表面に付着した塵埃等の像が、撮像素子705上に結像しないように考慮する必要がある。   Note that the wavelength selection filter array 702 can be provided near the opening of the field mask array 703. In this case, the surface of the field mask array 703 and the surface of the image sensor 705 are optically conjugate with each other. Therefore, it is necessary to consider that an image of dust or the like attached to the surface of the wavelength selection filter 712 does not form on the image sensor 705.

このような構成によれば、撮像素子705上に生成される複数の同一画像の個々の画像は、互いに異なる波長成分を有する複数の同一分光画像として形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。   According to such a configuration, individual images of a plurality of identical images generated on the image sensor 705 are formed as a plurality of identical spectral images having mutually different wavelength components. As a result, it is possible to provide a spectral image recording apparatus capable of simultaneously recording a plurality of identical spectral images and allowing a subject whose position, shape, or the like changes with time as a recording target.

また、図8には、画像生成手段101及び分光手段102(図1参照)として第1及び第2のカメラ用撮影レンズ806,808が適用された分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成が概略的に示されている。   FIG. 8 shows an optical system configuration of a characteristic portion of a spectral image recording apparatus to which first and second camera photographing lenses 806 and 808 are applied as an image generating unit 101 and a spectral unit 102 (see FIG. 1). Is shown schematically.

図8の光学系において、複数のレンズから成るレンズアレイ801は、レンズアレイ支持部材811を介して支持部材803の一端側に固定されている。   In the optical system of FIG. 8, a lens array 801 including a plurality of lenses is fixed to one end of a support member 803 via a lens array support member 811.

また、レンズアレイ801の近傍には、このレンズアレイ801のレンズ配列に整合した複数の波長選択フィルタ(図2の波長選択フィルタ213と同様の構成作用効果を奏する)から成る波長選択フィルタアレイ802がフィルタ支持部材812を介して支持部材803に固定されている。   Further, in the vicinity of the lens array 801, a wavelength selection filter array 802 including a plurality of wavelength selection filters (having the same configuration and effect as the wavelength selection filter 213 in FIG. 2) matched with the lens array of the lens array 801. It is fixed to the support member 803 via the filter support member 812.

レンズアレイ801の結像面に配置された視野マスクアレイ804には、その中央部分にレンズアレイ801のレンズ配列に整合した複数の長方形の開口部が形成されており、この視野マスクアレイ804は、支持部材803の他端と延長部材805の一端との間に挟持されている。   The field mask array 804 arranged on the image plane of the lens array 801 has a plurality of rectangular openings aligned with the lens array of the lens array 801 at the center thereof. It is sandwiched between the other end of the support member 803 and one end of the extension member 805.

延長部材805の他端には、第1のカメラ用撮影レンズ806が装着されており、この第1のカメラ用撮影レンズ806は、延長部材807を介して第2のカメラ用撮影レンズ808に接続されている。なお、第1のカメラ用撮影レンズ806,延長部材807及び第2のカメラ用撮影レンズ808の組み合せによってリレーレンズ系が構成されている。   A first camera taking lens 806 is attached to the other end of the extension member 805, and the first camera taking lens 806 is connected to a second camera taking lens 808 via the extension member 807. Have been. A relay lens system is configured by a combination of the first camera photographing lens 806, the extension member 807, and the second camera photographing lens 808.

図8に示すように、同種の第1及び第2のカメラ用撮影レンズ806,808を対向配置させた場合、収差等の光学特性を相殺することが可能なリレー光学系が実現される。また、通常の使用状態において、第2のカメラ用撮影レンズ808は、その結像面(フィルム面)に設置された撮像素子(図示しない)上に複数の視野マスクアレイ802の像及び被写体像が結ぶように調節保持されている。   As shown in FIG. 8, when the same type of first and second camera photographing lenses 806 and 808 are arranged to face each other, a relay optical system capable of canceling out optical characteristics such as aberration is realized. Further, in a normal use state, the second camera photographing lens 808 is provided with an image of a plurality of field mask arrays 802 and a subject image on an image sensor (not shown) installed on the image forming surface (film surface). Adjusted and held to tie.

このような構成において、レンズアレイ801によって取り込まれた被写体像は、レンズアレイ801の結像面(フィルム面)に設置された視野マスクアレイ804の面上に結像した後、撮像素子上に異なる波長成分を有する複数の同一分光画像として形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。   In such a configuration, the subject image captured by the lens array 801 forms an image on the surface of the field mask array 804 provided on the image forming surface (film surface) of the lens array 801 and then differs on the image sensor. It will be formed as a plurality of identical spectral images having wavelength components. As a result, it is possible to provide a spectral image recording apparatus capable of simultaneously recording a plurality of identical spectral images and allowing a subject whose position, shape, or the like changes with time as a recording target.

次に、本発明の第5の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図9を参照して説明する。   Next, a spectral image recording apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図9には、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された波長選択フィルタアレイ901の構成が概略的に示されており、この波長選択フィルタアレイ901は、画像生成手段101及び分光手段102(図1参照)の両方の機能を兼ね備えている。   FIG. 9 schematically shows a configuration of a wavelength selection filter array 901 applied to the spectral image recording apparatus of the present embodiment. The wavelength selection filter array 901 includes an image generation unit 101 and a spectral unit 102. (See FIG. 1).

本実施の形態に適用された波長選択フィルタアレイ901は、16種類の波長選択フィルタを規則的に配列して構成されている。具体的には、図9中太線で囲まれた部分に配置された16種類の波長選択フィルタを基本ユニットとし、この基本ユニットを2次元方向に規則的に配列させることによって、波長選択フィルタアレイ901が構成されている。   The wavelength selection filter array 901 applied to the present embodiment is configured by regularly arranging 16 types of wavelength selection filters. Specifically, the wavelength selection filter array 901 is formed by using 16 types of wavelength selection filters arranged in a portion surrounded by a thick line in FIG. 9 as a basic unit and regularly arranging the basic units in a two-dimensional direction. Is configured.

このような波長選択フィルタアレイ901は、個々の波長選択フィルタが撮像素子(図示しない)の個々の画素の受光領域をカバーするように、撮像素子の物体側近傍に装着される。   Such a wavelength selection filter array 901 is mounted near the object side of the image sensor so that each wavelength selection filter covers the light receiving area of each pixel of the image sensor (not shown).

なお、波長選択フィルタアレイ901が装着された撮像素子によって取り込まれた被写体像データは、撮像手段103(図1参照)から画像処理手段120(図1参照)に転送される。そして、この画像処理手段120によって異なる波長成分を有する複数の画像データが間引かれた後、同種類の波長成分に基づいて単独の画像が再構成されることになる。   Note that the subject image data captured by the imaging device to which the wavelength selection filter array 901 is attached is transferred from the imaging unit 103 (see FIG. 1) to the image processing unit 120 (see FIG. 1). After a plurality of image data having different wavelength components are thinned out by the image processing means 120, a single image is reconstructed based on the same type of wavelength components.

第9図に示すような波長選択フィルタアレイ901を使用した場合、この波長選択フィルタアレイ901の空間解像度は、撮像素子自身の空間解像度に比して、その縦横の空間解像度が夫々1/4に減衰することになり、この結果、撮像素子上には、16種類の波長成分を有する複数の同一分光画像が同時に形成されることになる。   When a wavelength selection filter array 901 as shown in FIG. 9 is used, the spatial resolution of the wavelength selection filter array 901 is reduced to 1/4 each in the vertical and horizontal spatial resolutions as compared with the spatial resolution of the image sensor itself. As a result, a plurality of identical spectral images having 16 wavelength components are simultaneously formed on the image sensor.

このような構成によれば、プリズムやレンズアレイ等の光学部材を使用することなく複数の同一画像を生成することができるため、上記光学部材の光学的作用に起因するMTF(空間周波数特性)の局部的な劣化(特に複数の同一画像の周辺部の画質の劣化)を回避することができる。この結果、任意の空間周波数特性を有する分光画像を一定の精度で撮影することが可能な分光画像記録装置を実現できる。なお、他の効果については、第1の実施の形態と同様であるためその説明は省略する。   According to such a configuration, a plurality of identical images can be generated without using an optical member such as a prism or a lens array, so that the MTF (spatial frequency characteristic) due to the optical action of the optical member is reduced. It is possible to avoid local deterioration (particularly, deterioration of image quality in peripheral portions of a plurality of identical images). As a result, it is possible to realize a spectral image recording device capable of capturing a spectral image having an arbitrary spatial frequency characteristic with a certain accuracy. Note that other effects are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

次に、本発明の第6の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図10を参照して説明する。   Next, a spectral image recording apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図10に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、第4の実施の形態(図7及び図8参照)と類似した構成を有するが、分光手段102(図1参照)として波長選択フィルタアレイを使用する代わりに、ビームスプリッタ1002と、第1及び第2の平面鏡1003,1005と、第1及び第2の視野マスクアレイ1004,1006とを備えている点に特徴を有する。   As shown in FIG. 10, the spectral image recording apparatus of the present embodiment has a configuration similar to that of the fourth embodiment (see FIG. 7 and FIG. 8), but has a wavelength as the spectral unit 102 (see FIG. 1). The feature is that a beam splitter 1002, first and second plane mirrors 1003 and 1005, and first and second field mask arrays 1004 and 1006 are provided instead of using a selective filter array.

また、第1及び第2の平面鏡1003,1005は、夫々、レンズアレイ1001の結像面近傍に位置付けられていると共に、その上側には夫々第1及び第2の視野マスクアレイ1004,1006が装着されている。   The first and second plane mirrors 1003 and 1005 are respectively positioned near the image plane of the lens array 1001, and the first and second field mask arrays 1004 and 1006 are mounted above the first and second plane mirrors 1003 and 1006, respectively. Have been.

図10に示すように、レンズアレイ1001の各レンズを介して取り込まれた被写体像即ち光波は、ビームスプリッタ1002に入射する。   As shown in FIG. 10, a subject image, that is, a light wave captured through each lens of the lens array 1001 enters a beam splitter 1002.

ビームスプリッタ1002に入射した光波の一部は、ビームスプリッタ1002から反射して第2の平面鏡1005に到達する。一方、残りの光波は、ビームスプリッタ1002を透過した後、第1の平面鏡1003に到達する。   A part of the light wave incident on the beam splitter 1002 is reflected from the beam splitter 1002 and reaches the second plane mirror 1005. On the other hand, the remaining light waves reach the first plane mirror 1003 after passing through the beam splitter 1002.

第1及び第2の平面鏡1003,1005から反射した反射光は、ビームスプリッタ1002によって光学的に結合された後、一対のレンズ1011,1012から成るリレーレンズ系1007を介して撮像素子1008に結像される。   The reflected lights reflected from the first and second plane mirrors 1003 and 1005 are optically coupled by a beam splitter 1002 and then imaged on an image sensor 1008 via a relay lens system 1007 including a pair of lenses 1011 and 1012. Is done.

このとき、撮像素子1008上には、複数の同一画像が生成される。   At this time, a plurality of identical images are generated on the image sensor 1008.

ここで、少なくとも第1及び第2の平面鏡1003,1005のいずれか一方を微小角だけ傾けた場合、レンズアレイ1001の各レンズを透過した光波のうち、ビームスプリッタ1002を透過した光波の光路長と、反射した光波の光路長との間に光路差が生じることになる。このとき、これら2つの光波が相互に干渉することによって特定の波長成分のみが抽出されることになる。これは、波長選択フィルタを光路中に設置した場合と同様の作用効果であり、撮像素子1008上には、複数の同一分光画像1009が形成されることになる。   Here, when at least one of the first and second plane mirrors 1003 and 1005 is tilted by a small angle, the optical path length of the light wave transmitted through the beam splitter 1002 among the light waves transmitted through each lens of the lens array 1001 is determined. Therefore, an optical path difference occurs between the reflected light wave and the optical path length. At this time, these two light waves interfere with each other, so that only a specific wavelength component is extracted. This is the same function and effect as when the wavelength selection filter is installed in the optical path, and a plurality of identical spectral images 1009 are formed on the image sensor 1008.

このように本実施の形態に適用された分光手段によれば、第1及び第2の平面鏡1003,1005の相対的な傾きを制御することによって、撮像素子1008上に形成される複数の同一分光画像1009の波長成分を種々変化させることが可能となり、波長選択の自由度が増える。なお、他の効果は、第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   As described above, according to the spectral unit applied to the present embodiment, by controlling the relative inclination of the first and second plane mirrors 1003 and 1005, a plurality of identical spectral components formed on the image sensor 1008 are formed. The wavelength component of the image 1009 can be changed in various ways, and the degree of freedom in wavelength selection increases. Note that other effects are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.

次に、本発明の第7の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図11を参照して説明する。なお、本実施の形態の説明に際し、第6の実施の形態と同一の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。   Next, a spectral image recording apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of this embodiment, the same components as those of the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

図11に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、第4及び第6の実施の形態(図7及び図8,図10参照)と類似した構成を有するが、分光手段102(図1参照)としてビームスプリッタ1002と、第1及び第2の平面鏡1003,1005と、第1及び第2の視野マスクアレイ1004,1006と、第2の視野マスクアレイ1006とビームスプリッタ1002との間の光路中に配置された液晶素子アレイ1101とを備えている点に特徴を有する。   As shown in FIG. 11, the spectral image recording apparatus according to the present embodiment has a configuration similar to those of the fourth and sixth embodiments (see FIGS. 7, 8, and 10). As shown in FIG. 1), the beam splitter 1002, the first and second plane mirrors 1003 and 1005, the first and second field mask arrays 1004 and 1006, and the second field mask array 1006 and the beam splitter 1002 And a liquid crystal element array 1101 arranged in the optical path.

図11に示すように、レンズアレイ1001の各レンズを介して取り込まれた被写体像即ち光波は、ビームスプリッタ1002に入射する。   As shown in FIG. 11, a subject image, that is, a light wave captured through each lens of the lens array 1001 enters a beam splitter 1002.

ビームスプリッタ1002に入射した光波の一部は、ビームスプリッタ1002から反射して第2の平面鏡1005に到達する。一方、残りの光波は、ビームスプリッタ1002を透過した後、第1の平面鏡1003に到達する。   A part of the light wave incident on the beam splitter 1002 is reflected from the beam splitter 1002 and reaches the second plane mirror 1005. On the other hand, the remaining light waves reach the first plane mirror 1003 after passing through the beam splitter 1002.

第1及び第2の平面鏡1003,1005から反射した反射光は、ビームスプリッタ1002によって光学的に結合された後、一対のレンズ1011,1012から成るリレーレンズ系1007を介して撮像素子1008に結像される。   The reflected lights reflected from the first and second plane mirrors 1003 and 1005 are optically coupled by a beam splitter 1002 and then imaged on an image sensor 1008 via a relay lens system 1007 including a pair of lenses 1011 and 1012. Is done.

このとき、撮像素子1008上には、複数の同一画像が生成される。   At this time, a plurality of identical images are generated on the image sensor 1008.

ここで、本実施の形態の分光画像記録装置は、第1及び第2の平面鏡の相対的な傾きを制御する代わりに、液晶素子アレイ1101の屈折率を変化させるように構成した点で第6の実施の形態と相違する。   Here, the spectroscopic image recording apparatus of the present embodiment is configured to change the refractive index of the liquid crystal element array 1101 instead of controlling the relative inclination of the first and second plane mirrors. This embodiment is different from the above embodiment.

このため、本実施の形態に適用された液晶素子アレイ1101は、所定の電圧を印加することによって、個々の液晶素子の液晶分子が光軸と直交する軸回りに旋回するように構成されている。   For this reason, the liquid crystal element array 1101 applied to the present embodiment is configured such that by applying a predetermined voltage, the liquid crystal molecules of each liquid crystal element rotate around an axis orthogonal to the optical axis. .

従って、液晶素子アレイ1101に所定の電圧を印加した場合、レンズアレイ1001の各レンズを透過した光波のうち、ビームスプリッタ1002を透過した光波の光路長と、反射した光波の光路長との間に光路差が生じることになる。このとき、これら2つの光波が相互に干渉することによって特定の波長成分のみが抽出されることになる。これは、第1及び第2の平面鏡1003,1005の相対的な傾きを制御した場合と同様の作用効果であり、撮像素子1008上には、複数の同一分光画像1009が形成されることになる。   Therefore, when a predetermined voltage is applied to the liquid crystal element array 1101, of the light waves transmitted through the lenses of the lens array 1001, the light path length of the light wave transmitted through the beam splitter 1002 and the light path length of the reflected light wave An optical path difference will occur. At this time, these two light waves interfere with each other, so that only a specific wavelength component is extracted. This is the same operation and effect as when the relative inclination of the first and second plane mirrors 1003 and 1005 is controlled, and a plurality of identical spectral images 1009 are formed on the image sensor 1008. .

このように本実施の形態に適用された分光手段によれば、第1及び第2の平面鏡1003,1005の相対的な傾きを制御することによって生じる撮像素子1008上の分光画像1009の歪み、あるいは、選択される波長帯の誤差を回避することができるため、高精度に複数の同一分光画像1009を撮像素子1008上に形成することが可能となると共に、液晶素子アレイ1101に印加する電圧を制御することによって、容易に波長成分の選択変更が可能となり、波長選択の自由度が増える。なお、他の効果は第1の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。   As described above, according to the spectral unit applied to the present embodiment, distortion of spectral image 1009 on image sensor 1008 caused by controlling the relative inclination of first and second plane mirrors 1003 and 1005, or Since the error of the selected wavelength band can be avoided, a plurality of identical spectral images 1009 can be formed on the image sensor 1008 with high accuracy, and the voltage applied to the liquid crystal element array 1101 can be controlled. By doing so, it is possible to easily change the selection of wavelength components, and the degree of freedom in wavelength selection is increased. Note that other effects are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.

(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図、(b)は、複数の同一分光画像を示す図、(c)は、複数の分光画像データを示す図。(A) is a diagram schematically showing the configuration of the spectral image recording apparatus according to the first embodiment of the present invention, (b) is a diagram showing a plurality of identical spectral images, and (c) is a diagram showing a plurality of spectral images. The figure which shows spectral image data. 画像生成手段としてプリズムが適用された本発明の第1の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system of a characteristic portion of a spectral image recording apparatus according to a first embodiment of the present invention in which a prism is applied as an image generating unit. 対物レンズが設置された本発明の第1の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of an optical system of a characteristic portion of the spectral image recording device according to the first embodiment of the present invention in which an objective lens is installed. 画像生成手段及び分光手段として、カメラ用撮影レンズが適用された本発明の第1の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system of a characteristic portion of a spectral image recording apparatus according to a first embodiment of the present invention to which a camera photographing lens is applied as an image generating unit and a spectral unit. 本発明の第2の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a spectral image recording apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a configuration of a spectral image recording apparatus according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a configuration of a spectral image recording device according to a fourth embodiment of the present invention. 画像生成手段及び分光手段として、カメラ用撮影レンズが適用された本発明の第4の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system of a characteristic portion of a spectral image recording apparatus according to a fourth embodiment of the present invention to which a camera photographing lens is applied as an image generating unit and a spectral unit. 本発明の第5の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a configuration of a spectral image recording device according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a configuration of a spectral image recording device according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第7の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。FIG. 14 is a diagram schematically illustrating a configuration of a spectral image recording apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

201…視野マスク、202…プリズム、203…波長選択フィルタアレイ、204…レンズ、205…撮像素子、206…複数の同一分光画像、213…波長選択フィルタ。   Reference numeral 201 denotes a visual field mask, 202 denotes a prism, 203 denotes a wavelength selection filter array, 204 denotes a lens, 205 denotes an image sensor, 206 denotes a plurality of identical spectral images, and 213 denotes a wavelength selection filter.

Claims (24)

対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え、
前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、
ことを特徴とする分光装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system including an objective lens;
By extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of identical images, spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images,
The image generating means includes a visual field mask that defines the size and shape of the plurality of identical images to be generated,
The objective lens is installed such that its image plane coincides with the surface of the field mask.
A spectroscopic device, comprising:
光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、
ことを特徴とする分光装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of the optical system;
By extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of identical images, spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images,
The image generating means includes a field mask that forms an image on the same image plane as the image planes of the plurality of same images to be generated and defines the sizes and shapes of the plurality of same images to be generated.
A spectroscopic device, comprising:
光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は視野マスクを備え、前記生成する複数の同一画像の結像面と前記視野マスクの像の両方を同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する、
ことを特徴とする分光装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of the optical system;
By extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of identical images, spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images,
The image generating means includes a field mask, and the size of the plurality of the same images to be generated by forming both the image planes of the plurality of the same images to be generated and the images of the field mask on the same image plane. And shape,
A spectroscopic device, comprising:
対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え、
前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of an optical system including an objective lens;
Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of the same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of the same images,
Imaging means for recording a plurality of spectral images generated by the spectral means,
The image generating means includes a visual field mask that defines the size and shape of the plurality of identical images to be generated,
The objective lens is installed such that its image plane coincides with the surface of the field mask.
A spectral image recording device characterized by the above-mentioned.
光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of the optical system;
Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of the same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of the same images,
Imaging means for recording a plurality of spectral images generated by the spectral means,
The image generating means includes a field mask that forms an image on the same image plane as the image planes of the plurality of same images to be generated and defines the size and shape of the plurality of same images to be generated.
A spectral image recording device characterized by the above-mentioned.
光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えており、前記撮像素子の撮像面上に前記生成する複数の同一画像と前記視野マスクの像の両方を結像させる、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of the optical system;
Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of the same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of the same images,
An imaging unit having an imaging element and recording a plurality of spectral images generated by the spectral unit,
The image generating means includes a visual field mask that defines the size and shape of the plurality of identical images to be generated, and the plurality of identical images to be generated and the image of the visual field mask are formed on an imaging surface of the image sensor. Image both,
A spectral image recording device characterized by the above-mentioned.
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の分光装置。   4. The image generating unit according to claim 1, further comprising a prism provided with a plurality of light refracting surfaces having normals in different directions with respect to an optical axis of the optical system. Item 2. The spectroscopic device according to item 1. 前記画像生成手段は、光軸が前記光学系の光軸と平行でかつ各レンズの結像面が互いに一致するように配列された複数のレンズからなるレンズアレイを備えている、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の分光装置。   The image generating unit includes a lens array including a plurality of lenses arranged such that an optical axis is parallel to an optical axis of the optical system and an image forming plane of each lens coincides with each other. The spectroscopic device according to any one of claims 1 to 3, wherein 前記分光手段は、2次元的に配列された複数のフィルタを有する波長選択フィルタアレイを備えている、ことを特徴とする請求項1乃至3,7,8のいずれか1項に記載の分光装置。   The spectroscopic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the spectroscopy unit includes a wavelength selection filter array having a plurality of filters arranged two-dimensionally. . 前記視野マスクは複数の透光部あるいは開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至3,及び7乃至9のいずれか1項に記載の分光装置。   The spectroscopic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the field mask is configured to include a plurality of translucent portions or openings. 前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の分光画像記録装置。   7. The image generating device according to claim 4, wherein the image generating unit includes a prism provided with a plurality of light refracting surfaces having normals in different directions with respect to an optical axis of the optical system. Item 2. The spectral image recording device according to item 1. 前記画像生成手段は、光軸が前記光学系の光軸と平行でかつ各レンズの結像面が互いに一致するように配列された複数のレンズからなるレンズアレイを備えている、ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の分光装置。   The image generating unit includes a lens array including a plurality of lenses arranged such that an optical axis is parallel to an optical axis of the optical system and an image forming plane of each lens coincides with each other. The spectroscopic device according to any one of claims 4 to 6. 前記分光手段は、2次元的に配列された複数のフィルタを有する波長選択フィルタアレイを備えている、ことを特徴とする請求項4乃至6,11,12のいずれか1項に記載の分光画像記録装置。   The spectral image according to any one of claims 4 to 6, 11, and 12, wherein the spectral unit includes a wavelength selection filter array having a plurality of filters arranged two-dimensionally. Recording device. 前記視野マスクは複数の透光部あるいは開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項4乃至6,及び11乃至13のいずれか1項に記載の分光画像記録装置。   The spectral image recording apparatus according to any one of claims 4 to 6, and 11 to 13, wherein the visual field mask includes a plurality of translucent portions or openings. 光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of the optical system;
Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of identical images,
A rotating member having the image generating unit and the spectral unit, and rotatable around an optical axis as a rotation center;
An imaging unit having an imaging element and recording a plurality of spectral images generated by the spectral unit,
The rotating member is arranged so that the relative position between the pixel array of the imaging device and the spectral image can be adjusted,
A spectral image recording device characterized by the above-mentioned.
光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
特定の波長成分を選択的に透過させる複数種の波長選択フィルタからなる波長選択フィルタアレイで構成され、前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of the optical system;
A wavelength selection filter array composed of a plurality of types of wavelength selection filters that selectively transmit a specific wavelength component is provided, and by extracting predetermined wavelength components corresponding to each of the plurality of identical images, the plurality of identical wavelength components are extracted. Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the images,
A rotating member having the image generating unit and the spectral unit, and rotatable around an optical axis as a rotation center;
An imaging unit having an imaging element and recording a plurality of spectral images generated by the spectral unit,
The rotating member is arranged so that the relative position between the pixel array of the imaging device and the spectral image can be adjusted,
A spectral image recording device characterized by the above-mentioned.
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項15または16に記載の分光画像記録装置。   17. The image generating unit according to claim 15, wherein the image generating unit includes a prism provided with a plurality of light refracting surfaces having normals in different directions with respect to an optical axis of the optical system. Spectral image recording device. 前記画像生成手段により生成される画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、ことを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載の分光画像記録装置。   18. The spectral image recording apparatus according to claim 15, further comprising a visual field mask for defining a size and a shape of an image generated by the image generating unit. 前記光学系は対物レンズを含んでおり、前記視野マスクは前記対物レンズの結像面に配置されている、ことを特徴とする請求項18に記載の分光画像記録装置。   19. The spectral image recording apparatus according to claim 18, wherein the optical system includes an objective lens, and the field mask is disposed on an imaging plane of the objective lens. 前記視野マスクはその中央部分に長方形の開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項18又は19に記載の分光画像記録装置。   20. The spectral image recording apparatus according to claim 18, wherein the field mask is provided with a rectangular opening at a central portion thereof. 光学系の瞳を分割することにより、1枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する記録手段と、を備え、
前記記録手段は、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を撮像するための固体撮像手段を有しており、前記画像生成手段及び前記分光手段は、前記固体撮像手段の各画素に対応した所定の波長を選択するフィルタからなる波長選択フィルタアレイにより構成される、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
Image generating means for generating a plurality of identical images from one input image by dividing a pupil of the optical system;
Spectral means for generating a plurality of spectral images corresponding to each of the plurality of the same images by extracting a predetermined wavelength component corresponding to each of the plurality of the same images,
Recording means for recording a plurality of spectral images generated by the spectral means,
The recording unit has a solid-state imaging unit for capturing a plurality of spectral images generated by the spectral unit, and the image generating unit and the spectral unit correspond to each pixel of the solid-state imaging unit. It is constituted by a wavelength selection filter array comprising a filter for selecting a predetermined wavelength,
A spectral image recording device characterized by the above-mentioned.
前記波長選択フィルタアレイは、16種類の波長選択フィルタを規則的に配列して構成されている、ことを特徴とする請求項21に記載の分光画像記録装置。   22. The spectral image recording apparatus according to claim 21, wherein the wavelength selection filter array is configured by regularly arranging 16 types of wavelength selection filters. 前記波長選択フィルタアレイは、前記16種類の波長選択フィルタを4×4の二次元に配列して基本ユニットとし、該基本ユニットを二次元方向に規則的に配列して構成されている、ことを特徴とする請求項22に記載の分光画像記録装置。   The wavelength selection filter array is configured by arranging the 16 types of wavelength selection filters in a 4 × 4 two-dimensional manner as a basic unit, and regularly arranging the basic units in a two-dimensional direction. 23. The spectral image recording device according to claim 22, wherein: 前記固体撮像手段からの各画素に対応する画素信号のうち同一の波長成分を有する画素信号からの画像を構成する画像処理手段を備えた、ことを特徴とする請求項21乃至23のいずれか1項に記載の分光画像記録装置。   24. An image processing apparatus according to claim 21, further comprising an image processing unit configured to form an image from pixel signals having the same wavelength component among pixel signals corresponding to each pixel from the solid-state imaging unit. Item 8. The spectral image recording device according to item 1.
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