JP2005303520A - キャリブレーション用カメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも３つの光学フィルタを選択的に使用する構成により、幾何補正、色補正に併用可能な安価かつ作業性の良いキャリブレーション用カメラ装置を提供する。
【解決手段】 撮影レンズ１が装着された光学レンズ部２と、その前段に配置され少なくとも３つの光学フィルタ３が装着された光学フィルタ部４と、光学フィルタ３の１つを選択して光路上の測光位置に配置するフィルタ切換部５と、光学レンズ部２の光路上後段に配置され近赤外線カットフィルタ６が装着された近赤外線カット部７と、近赤外線カット部７の後段に配置された撮像素子８から成るモノクロ撮影部９と、撮影したモノクロ画像を保存する画像保存部１１と、フィルタ切換部５により選択された光学フィルタ３を用いて撮影したモノクロ画像に基づいて感度変化を補正するゲイン補正部１１とにより、幾何補正および色補正に併用可能なキャリブレーション用カメラ装置を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、１台の装置で幾何補正および色補正に併用し得るキャリブレーション用カメラ装置に関するものであり、特に、画像表示装置の画質調整に好適なキャリブレーション用カメラ装置に関するものである。

従来より、例えば複数のプロジェクタからそれぞれ画像を投影することにより、１つのスクリーン上に大きな画像を表示する画像表示装置が提案されている。しかし、プロジェクタ毎に幾何ずれ、色ずれ、輝度ずれ、ガンマ特性の相違、ホワイトバランスの相違等が発生することがあり、その場合、プロジェクタ間の画質の相違が明らかになってしまい、表示品質を損ねてしまう。そこで、スクリーンの前にカメラを設置して、スクリーン上に表示したテストパターンを撮影し、撮影された画像に基づいて補正データを算出し、その補正データに基づいて入力画像を補正して出力表示することにより、幾何補正、色補正および輝度補正を行う画像表示システム（例えば、特許文献１参照）が提案されている。

上述した各種補正の中では特に、色補正については、一般的に測色計（色彩計）等の機材が使用されることが多いが、測色計は高価であり、かつ、複数の測光ポイントが存在する場合にはポイント毎に測色計を合わせる作業が必要となるため、コストおよび作業性に難点がある。この問題に対しては、測光ポイント毎の測光を同時に行うことが可能な２次元測色計（例えば、特許文献２参照）が提案されており、この二次元測色計を使用した場合には、測光ポイント毎に測色計を合わせる作業を軽減することができる。

特開平９−３２６９８１号公報 特許第３２４６０２１号公報

上述した特許文献２記載の二次元測色計は、撮影装置（カメラ）の内部に、分光透過率が所定の３次元表色系の等色関数に近似する光学フィルタを設ける構造となっており、しかも、光学フィルタとして比較的高価な干渉フィルタ（例えばガラス製）を用いていたため、干渉フィルタによる部品コスト増と、光学フィルタを撮影装置の内部に精度良く取り付けるための作業コスト等によって、高価な装置となっていた。その上、色補正と同時に幾何補正を行う場合には、幾何補正用の撮影装置（カメラ）を別途設置する必要があるので、設置コストや設置スペースが増加するとともに、多大な設置時間が掛かってしまう。

本発明は、少なくとも３つの光学フィルタを選択的に使用し得るように構成することにより、１台の装置で幾何補正および色補正に併用し得る、安価かつ作業性の良いキャリブレーション用カメラ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の第１発明は、幾何補正および色補正のためのキャリブレーション用カメラ装置であって、撮影レンズが装着された光学レンズ部と、前記光学レンズ部の光路上前段に配置され、少なくとも３つの光学フィルタが装着された光学フィルタ部と、前記光学フィルタ部に装着された光学フィルタの何れか１つを選択して前記光路上の測光位置に配置するフィルタ切換部と、前記光学レンズ部の光路上後段に配置され、近赤外線カットフィルタが装着された近赤外線カット部と、前記光学レンズ部の光路上の前記近赤外線カット部の後段に配置され、モノクロ撮影可能な撮像素子から成るモノクロ撮影部と、前記モノクロ撮影部が撮影したモノクロ画像を保存する画像保存部と、前記フィルタ切換部により選択された光学フィルタを用いて撮影したモノクロ画像に基づいて感度変化を補正するゲイン補正部と、を具備して成ることを特徴とする。

請求項２に記載の第２発明は、前記少なくとも３つの光学フィルタのそれぞれとして軟質フィルム状光学フィルタを用いるとともに、各光学フィルタに要求される分光透過率特性が得られるように複数の軟質フィルム状光学フィルタを重ね合わせるようにしたことを特徴とする。

請求項３に記載の第３発明は、前記フィルタ切換部は、幾何補正時には前記光学フィルタ部を全透過にするような光学フィルタの選択を行うようにしたことを特徴とする。

請求項４に記載の第４発明は、前記光学フィルタの分光透過率特性と、前記近赤外線カットフィルタの分光透過率特性と、前記撮像素子の分光感度特性とを重畳して得られる撮影時の感度特性が、三刺激色表色系の３刺激値の特性に近似した特性になるようにしたことを特徴とする。

第１発明によれば、撮影レンズが装着された光学レンズ部の光路上前段に配置された光学フィルタ部には少なくとも３つの光学フィルタが装着されており、これら複数の光学フィルタの何れか１つがフィルタ切換部によって選択されて前記光路上の測光位置に配置されるので、モノクロ撮影可能な撮像素子から成るモノクロ撮影部によって測光対象物を撮影する際には、選択された光学フィルタを用いて撮影したモノクロ画像、すなわち、選択された光学フィルタと、撮影レンズと、近赤外線カットフィルタとから成る光学系の特性に依存したモノクロ画像が得られ、そのモノクロ画像に基づいてゲイン補正部により感度変化が補正されることになる。したがって、色補正時の場合には、選択された光学フィルタを用いて撮影した場合のモノクロ画像に対してゲイン補正部が感度変化を補正したときの補正結果をそのまま使用し、幾何補正時には、光学フィルタを用いないで撮影した場合に相当するモノクロ画像に対してゲイン補正部が感度変化を補正したときの補正結果（例えば、光学フィルタとして全透過光学フィルタを用いて撮影した場合のモノクロ画像に対してゲイン補正部が感度変化を補正したときの補正結果や、光学フィルタを用いないで撮影した場合のモノクロ画像に対してゲイン補正部が感度変化を補正したときの補正結果）を使用することによって対処できるので、１台の装置で幾何補正および色補正に併用し得る、安価かつ作業性の良いキャリブレーション用カメラ装置を提供することができる。

第２発明によれば、前記少なくとも３つの光学フィルタのそれぞれとして軟質フィルム状光学フィルタを用いるとともに、各光学フィルタに要求される分光透過率特性が得られるように複数の軟質フィルム状光学フィルタを重ね合わせるようにしたから、前記少なくとも３つの光学フィルタのそれぞれとして例えば安価な軟質フィルム状光学フィルタであるゼラチンフ製ィルタを用いることにより、光学フィルタのコストを大幅に削減することができる。

第３発明によれば、前記フィルタ切換部は、幾何補正時には前記光学フィルタ部を全透過にするような光学フィルタの選択（例えば、光学フィルタとして設けておいた全透過光学フィルタを選択したり、あるいは、測光対象物からの光全体が透過するような開口を光学フィルタの代わりに設けておいてその開口を選択したりすることが可能である）を行うことにより、光学フィルタの無い状態で撮影した場合のモノクロ画像データに対してゲイン補正部が感度変化を補正した補正結果を使用することによって幾何補正に対処することができるようになり、１台の装置で幾何補正および色補正に併用し得る安価なキャリブレーション用カメラ装置となる。

第４発明によれば、前記光学フィルタの分光透過率特性と、前記近赤外線カットフィルタの分光透過率特性と、前記撮像素子の分光感度特性とを重畳して得られる撮影時の感度特性が、三刺激色表色系の３刺激値の特性に近似した特性になるようにしたから、選択された光学フィルタと、撮影レンズと、近赤外線カットフィルタとから成る光学系によって撮影した画像の特性を所望の三刺激色表色系の３刺激値の特性と合わせることのできる、安価なキャリブレーション用カメラ装置となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の原理的構成を示す斜視図であり、図２は第１実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の機能ブロック図であり、図３は第１実施形態のキャリブレーション用カメラ装置を上から見た状態を示す図である。

本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置は、幾何補正および色補正に併用可能に構成されており、図１に示すように、撮影レンズ１が装着された光学レンズ部２と、光学レンズ部２の光路Ｌ上の前段に配置され、少なくとも３つの光学フィルタ３（図３の例では光学フィルタ３−１，３−２，３−３）が装着された光学フィルタ部４と、光学フィルタ部４に装着された光学フィルタ３の何れか１つを選択して光路Ｌ上の測光位置Ｐに配置するフィルタ切換部５（図３参照）と、光学レンズ部４の光路Ｌ上の後段に配置され、近赤外線カットフィルタ６が装着された近赤外線カット部７と、光学レンズ部４の光路Ｌ上の近赤外線カット部７の後段に配置され、モノクロ撮影可能な撮像素子８から成るモノクロ撮影部９と、図２および図３に示す画像処理部１０内に配置され、モノクロ撮影部９が撮影したモノクロ画像を保存する画像保存部１１と、画像処理部１０内に配置されフィルタ切換部５により選択された光学フィルタ３を用いて撮影したモノクロ画像に基づいて撮影時の感度変化を補正するゲイン補正部１２とを具備して成る。なお、以下の説明では、光学レンズ部２、近赤外線カット部７、モノクロ撮影部９を含む部分の全体を撮影部１３と称することにする。

上記撮影レンズ１としては、撮影部１３の光学レンズ部２に装着可能な市販レンズや、撮影部１３と一体化されたレンズを用いることができ、特殊加工したレンズを用いる必要がある場合以外は、特にレンズ特性を重要視する必要はない。
上記光学フィルタ３（光学フィルタ３−１，３−２，３−３）としては、軟質フィルム状光学フィルタを用いることができ、本実施形態では、安価な軟質フィルム状光学フィルタであるゼラチン製光学フィルタを用いている。この場合、１つのゼラチン製光学フィルタのみを用いたのでは所望の分光透過率特性を実現し難いので、例えば図１に示すように、光学フィルタ３（光学フィルタ３−１，３−２，３−３）の各々に要求される分光透過率特性が得られるように、複数の軟質フィルム状光学フィルタ（図示例の光学フィルタ３−１の場合、３つのゼラチン製フィルタ３−１１，３−１２，３−１３）を重ね合わせる構成を採用するようになっている。

上記フィルタ切換部５は、図３に示すように、一対の巻き取り機構およびそれらによって巻き取られるベルト状部材によって構成されている。この巻き取り機構は、画像処理部１０内の図示しない制御部からの指令に応じてベルト状部材が時計方向または反時計方向に回動され、それによりベルト状部材に貼り付けられた複数の光学フィルタの中から所望の光学フィルタ（図１、図３の例では、光学フィルタ３−１）を光路Ｌ上の測光位置Ｐに配置するように構成されている。本実施形態で各光学フィルタとして用いたゼラチン製フィルタは、ガラス製光学フィルタと相違して、巻き取り機構に巻き付けた場合にも割れることがないので、上記図３の構成を実現可能にしている。この図３の構成を採用した場合の利点としては、スペースを小さくできること、および、未使用時にはゼラチン製光学フィルタ全体を巻き取るこによりホコリや湿気からも保護することができること、が挙げられる。

上記モノクロ撮影部９の撮像素子８としては、本実施形態ではＣＣＤを用いるものとするが、代わりにＣＭＯＳセンサを用いることもできる。なお、本実施形態では、モノクロ撮影可能な撮像素子を用いているが、カラー撮影可能な撮像素子に置き換えることも可能である。
上記画像処理部１０内の画像保存部１１およびゲイン補正部１２は、パーソナルコンピュータを用いて構成するものとするが、代わりに専用画像処理装置を用いてもよい。
上記撮影部１３としては、近赤外線カットフィルタが装着可能な構造の、一般的に入手可能なモノクロカメラ機構を用いることができる。

本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置では、「ゼラチン製フィルタを所定枚数（例えば３枚）重ね合わせて構成した光学フィルタ３」と、「撮影レンズ１」と、「近赤外線カットフィルタ６」という３要素を一体化した構成を採用することにより、ゼラチン製フィルタの最適な組み合わせを選択するだけで撮影時の特性を３次元（ＸＹＺ）表色系の等色関数の特性に変換し得る２次元測色計を構成している。このような構成を用いて一般的な３次元（ＸＹＺ）表色系の等色関数の特性のような任意の特性を実現する際には、上記３要素の中に含まれる近赤外線カットフィルタによって赤外線近傍の帯域の特性を変更可能であるため、安価なゼラチン製フィルタの複数枚の組み合わせより成る光学フィルタ３の特性を変更することにより、所望の特性を実現することができる。

また、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置では、測光（測色）対象が例えば画像表示装置のスクリーンであって、その測光対象が発光する光源についての大まかな特性分布が事前に判明しているので、３次元（ＸＹＺ）表色系の等色関数の特性を全帯域で合わせる必要がないことを利用して、後述するような簡易な選択方法によって複数枚のゼラチン製フィルタの最良組み合わせを選択するようにしている。そのため、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の製造が簡単になり、製造コストが削減可能である。
また、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置では、安価なゼラチン製フィルタを複数枚重ね合わせて光学フィルタを構成する場合には、ゼラチン製フィルタを使用したことによって、ガラス製干渉フィルタ等の他種の光学フィルタを用いた場合のような指向性が少なくなるため、取付時に精密作業が要求されることはなく、その点でも製造コストが削減可能である。さらに、撮影部１３として赤外線カットフィルタを内蔵したモノクロカメラ機構を用いた場合や、赤外線カットフィルタを後付け可能なモノクロカメラ機構を用いた場合には、撮像部１３専用に設計する必要が無くなるので、その点でも製造コストが削減可能である。

次に、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置において、目標とする３次元表色系の等色関数に近似する分光透過率特性を有する光学フィルタとなるように、重ね合わせて用いる複数枚のゼラチン製フィルタの組み合わせの選択方法を図４のフローチャートに基づいて説明する。図４において、まず、ステップＳ１では、目標とする３次元（ＸＹＺ）表色系の等色関数であるｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を設定して、各々のデータを目標特性として図示しない記憶装置に保存しておく。次のステップＳ２では、予め用意しておいた複数のゼラチン製フィルタの分光透過率特性を測定して、得られた各々のフィルタ特性データを図示しない記憶装置に蓄積保存しておく。その際、出来る限り多くの異なるフィルタ特性データを揃えておくことにより、後述する処理によって最良の特性が得られ易くなる。次のステップＳ３では、撮影部１３における、撮影レンズ１、近赤外線カットフィルタ６および撮像素子８より成る光学系のカメラ特性を測定して、得られたカメラ特性データを図示しない記憶装置に保存しておく。

次のステップＳ４では、組み合わせ処理を行う。この組み合わせ処理は、ステップＳ２で蓄積保存しておいたフィルタ特性データの中から任意に抽出した所定の複数枚（例えば３枚）分のフィルタ特性データを組み合わせたときの分光透過率特性と、ステップＳ３で保存したカメラ特性データとを重畳した特性を求めるものである。次のステップＳ５では、正規化処理を行う。この正規化処理は、ステップＳ１で決定した各光学フィルタの目標特性と比較することを考慮して、複数枚のゼラチン製フィルタを重ね合わせた場合の透過率の減衰を補うための処理である。

次のステップＳ６では、比較対象とする光学フィルタの目標特性とステップＳ４で得た特性データとの誤差値を算出する。この誤差値の算出は、例えば最小二乗法を用いて誤差値を数値化することにより行う。次のステップＳ７では、ステップＳ６で得た誤差値を、比較結果として、ゼラチン製フィルタの組み合わせデータと関連付けて、図示しない記憶装置に保存しておく。

次のステップＳ８では、全ての組み合わせの処理を完了したか否かをチェックし、完了するまではステップＳ４−ステップＳ５−ステップＳ６−ステップＳ７のＮｏ−ステップＳ４のループを繰り返し、全ての組み合わせの処理が完了したら、次のステップＳ９で、最小誤差検索を行う。そして、次のステップＳ１０では、この誤差検索によって得られた「誤差が最小になるゼラチン製フィルタの組み合わせに関するデータ」を、「最良組み合わせデータ」として図示しない記憶装置に保存しておく。なお、以上の処理は、ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）のそれぞれに対応する光学フィルタについて行うものとする。

次に、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置におけるキャリブレーション動作時の作用について説明する。
モノクロ撮像部９により撮影した測光対象物の画像データを画像処理部１０内の画像保存部１１へ取り込むために、図４のステップＳ１で目標特性として三刺激色ＸＹＺ表色系の等色関数であるｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を設定したときのｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）の感度比が例えば［１．０６２９１］：［１］：［１．７８２９６８］であった場合には、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置を用いて撮影する場合の感度比を上記感度比と対応させる必要がある。両者の感度比を対応させた場合には、図４のステップＳ５で正規化処理を行っているので、特性波形同士の形状比較を行うだけで所望のキャリブレーション処理が行われることになる。

例えば、撮像素子８によって撮影したモノクロ画像データの特性は、図５（ａ）に例示した撮像素子８の分光感度特性と、図５（ｂ）に例示した近赤外線カットフィルタ６の分光透過率特性と、図５（ｃ）に例示した光学フィルタ３の分光透過率特性と、撮影レンズ１の分光透過率特性とを総合的に重畳して得られる特性である、図５（ｄ）に例示した分光感度特性となるので、このモノクロ画像データの特性が三刺激色表色系の３刺激値の各々の特性に近似した特性になるようにすればよい。なお、図５の各図の横軸は可視光帯域の波長を表わしており、図５（ａ），（ｄ）の縦軸は感度を表わしており、図５（ｂ），（ｃ）の縦軸は透過率を表わしている。

したがって、画像処理部１０における画像処理時に、画像保存部１１に保存されたモノクロ画像データに対してゲイン補正部１２が感度変化を補正したときの情報は、色補正を行う際に測色情報として利用することができるので、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の特性を目標特性である三刺激色ＸＹＺ表色系の等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）に合わせることができるようになる。

なお、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置を用いて幾何補正を行う際には、フィルタ切換部５によって光学フィルタ部４を全透過にするような光学フィルタ３の選択（例えば、光学フィルタ３として設けておいた全透過光学フィルタを選択したり、あるいは、測光対象物からの光全体が透過するような開口を光学フィルタの代わりに設けておいてその開口を選択したりすることが可能である）を行うことにより、光学フィルタ３の無い状態で撮影した場合のモノクロ画像データに対してゲイン補正部１２が感度変化を補正したときの補正結果を使用することによって対処することができる。その際、本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置によるキャリブレーション動作時に幾何補正が不要であると判断される場合には、幾何補正に関して無補正としても構わない。

本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置によれば、安価なゼラチン製フィルタを用いて、１台の装置で幾何補正および色補正に併用し得る安価かつ作業性の良いキャリブレーション用カメラ装置を構成したから、キャリブレーション用カメラ装置の大幅なコスト削減を実現することができる。また、撮影部１３として赤外線カットフィルタを内蔵したモノクロカメラ機構を用いるとともに、画像処理部１０としてパーソナルコンピュータを用いた場合には、光学フィルタ部４およびフィルタ切換部５より成るフィルタ機構のみを変更することによって、キャリブレーション用カメラ装置の特性変更に容易に対応し得るようになる。

［第２実施形態］
図６は本発明の第２実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の要部の構成を示す図である。本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置は、図３に示す巻き取り式のフィルタ切換部５に代えて、図６に示すような一般的なスライド写真用の機材を流用したフィルタ切換部１４を用いるように構成されている。上記フィルタ切換部１４は、枠部材１４ａと、枠部材１４ａに設けられた３つ以上（図示例は６つ）の開口１４ｂとから成り、各開口１４ｂには、第１実施形態と同様に複数枚のゼラチン製フィルタにより構成した光学フィルタ３（光学フィルタ３−１，光学フィルタ３−２，光学フィルタ３−３，・・・）が例えば接着により装着されている。このフィルタ切換部１４は、図示左右矢印で示すように枠部材１４ａを移動させることにより、所望の光学フィルタを撮影部の光軸上の測光位置に配置することができる。なお、光学フィルタを３つ以上（図示例は６つ）装着可能であるので、３つの刺激色に対応する光学フィルタを設定した上に、さらに追加の光学フィルタを設けることができる。さらに、スライド写真用の機材の開口数を変更することによって、上記第１実施形態と同様に、光学フィルタの装着数を簡単に増加させることができるようになる。

本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、スライド写真用の機材が入手し易く、かつ、ゼラチン製フィルタを取り付け易いという効果が得られる。

［第３実施形態］
図７（ａ），（ｂ）は本発明の第３実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の分光透過率特性を例示するための特性図である。本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置は、図７（ａ）に例示する三刺激色ＸＹＺ表色系の等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を有しているが、図示例ではｘ（λ）が２つのピーク波形１５ａ，１５ｂを有する形状になっている。このような形状は、多数のゼラチン製フィルタの組み合わせの中から探すのが困難である場合が多い。そのような場合、２つのピーク波形の内の小さい方であるピーク波形１５ｂに対応する帯域の透過率を０であることにしてゼラチン製フィルタの組み合わせを探すことによって、誤差の少ない最良の組み合わせを探すことができる。ただし、ピーク波形１５ｂに対応する帯域を除外したことによる影響は否定できないので、ピーク波形１５ｂに対応する帯域をｚ（λ）の波形で代用する方法や、図７（ｂ）に示すようにピーク波形１５ｂに対応する帯域のみの特性を用いてゼラチン製フィルタの最良の組み合わせを用意する方法を用いることができる。

［第４実施形態］
図８（ａ），（ｂ）は本発明の第４実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の要部の構成を示す図である。本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置は、上記第１実施形態〜第３実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の特徴である、「フィルタ内蔵型ではない場合に近赤外線カットフィルタの取り付けを必要とすること以外に、カメラ内部の構造変更が発生しない」という特徴をさらに発展させたものである。

図８（ａ）のキャリブレーション用カメラ装置は、撮影レンズ２１の前段に干渉フィルタ（例えばガラス製フィルタ）２２を設け、入射光が法線２３で示すように干渉フィルタ２２に対して垂直になるような形状に干渉フィルタ２２を構成したものである。このような入射光が垂直になるような形状は、撮影レンズ２１の設計に応じて算出することができるが、代わりに、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子によって撮影した実像との相関関係を利用した実測値から求めるようにしてもよい。入射光が垂直になるようにする必要性は、干渉フィルタは性質的に指向性を有しているので、入射角度によって測定される特性が異なってしまうからである。なお、ゼラチン製フィルタや色ガラスフィルタ等の吸収フィルタを用いる場合には、指向性が無いので、指向性を考慮した形状変更は必要としない。

上記干渉フィルタ２２の特性は、目標特性をカメラの特性である分光感度特性で割ったものと等しくなる。なお、図８（ａ）には、近赤外線フィルタ６を記載してあるが、干渉フィルタ２２を用いていることにより、吸収フィルタであるゼラチン製フィルタ等を使用する構成のキャリブレーション用カメラ装置では必要であった近赤外線フィルタ６を省略することもできる。その理由は、新たに設計する干渉フィルタ２２により、近赤外線フィルタを必要としない特性を作り出すことができるからである。この場合、カメラ内部の構造変更は全く必要としない。

図８（ｂ）のキャリブレーション用カメラ装置は、図６（ａ）のキャリブレーション用カメラ装置を魚眼レンズの使用に対応するように変更したものであり、撮影レンズ２４の前段に干渉フィルタ（例えばガラス製フィルタ）２５を設け、入射光が法線２６で示すように干渉フィルタ２５に対して垂直になるような形状に干渉フィルタ２５を構成したものである。上記魚眼レンズとしては、干渉フィルタ２５の設計時に、視野角１８０°を超え、かつ、カメラ筐体と緩衝しない部位までの範囲をレンズ部とするように設計したものが使用可能である。

本実施形態のキャリブレーション用カメラ装置によれば、図８（ａ）または図８（ｂ）の構成とすることにより、カメラ内部の構造変更を極力抑えることができるので、市販されているカメラ機構をそのまま流用することができ、用途に応じてカメラ構成を選択できる利点がある。

本発明の第１実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の原理的構成を示す斜視図である。 第１実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の機能ブロック図である。 第１実施形態のキャリブレーション用カメラ装置を上から見た状態を示す図である。 第１実施形態のキャリブレーション用カメラ装置における、複数枚のゼラチン製フィルタの組み合わせの選択方法を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は第１実施形態の撮像素子の分光感度特性を例示する図であり、（ｂ）は第１実施形態の近赤外線カットフィルタの分光透過率特性を例示する図であり、（ｃ）は第１実施形態の光学フィルタの分光透過率特性を例示する図であり、（ｄ）は（ａ）〜（ｃ）の特性を重畳した分光感度特性を例示する図である。 本発明の第２実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の要部の構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の第３実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の分光透過率特性を例示するための特性図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の第４実施形態のキャリブレーション用カメラ装置の要部の構成を示す図である。

符号の説明

１ 撮影レンズ
２ 光学レンズ部
３（３−１，３−２，３−３） 光学フィルタ
３−１１，３−１２，３−１３ ゼラチン製フィルタ
４ 光学フィルタ部
５ フィルタ切換部
６ 近赤外線カットフィルタ
７ 近赤外線カット部
８ 撮像素子
９ モノクロ撮影部
１０ 画像処理部
１１ 画像保存部
１２ ゲイン補正部
１３ 撮影部
１４ フィルタ切換部
１４ａ 枠部材
１４ｂ 開口
１５ａ，１５ｂ ピーク波形
２１，２４ 撮影レンズ
２２，２５ 干渉フィルタ
２３，２６ 法線
Ｌ 光路
Ｐ 測光位置

Claims (4)

1. 幾何補正および色補正のためのキャリブレーション用カメラ装置であって、
   撮影レンズが装着された光学レンズ部と、
   前記光学レンズ部の光路上前段に配置され、少なくとも３つの光学フィルタが装着された光学フィルタ部と、
   前記光学フィルタ部に装着された光学フィルタの何れか１つを選択して前記光路上の測光位置に配置するフィルタ切換部と、
   前記光学レンズ部の光路上後段に配置され、近赤外線カットフィルタが装着された近赤外線カット部と、
   前記光学レンズ部の光路上の前記近赤外線カット部の後段に配置され、モノクロ撮影可能な撮像素子から成るモノクロ撮影部と、
   前記モノクロ撮影部が撮影したモノクロ画像を保存する画像保存部と、
   前記フィルタ切換部により選択された光学フィルタを用いて撮影したモノクロ画像に基づいて感度変化を補正するゲイン補正部と、
   を具備して成ることを特徴とするキャリブレーション用カメラ装置。
2. 前記少なくとも３つの光学フィルタのそれぞれとして軟質フィルム状光学フィルタを用いるとともに、各光学フィルタに要求される分光透過率特性が得られるように複数の軟質フィルム状光学フィルタを重ね合わせるようにしたことを特徴とする請求項１記載のキャリブレーション用カメラ装置。
3. 前記フィルタ切換部は、幾何補正時には前記光学フィルタ部を全透過にするような光学フィルタの選択を行うようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のキャリブレーション用カメラ装置。
4. 前記光学フィルタの分光透過率特性と、前記近赤外線カットフィルタの分光透過率特性と、前記撮像素子の分光感度特性とを重畳して得られる撮影時の感度特性が、三刺激色表色系の３刺激値の特性に近似した特性になるようにしたことを特徴とする請求項２記載のキャリブレーション用カメラ装置。

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