JP2006019916A - 多画面分光撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像手段により撮像される被写体の撮像画像の形状や色等の精度の向上を図ることができる多画面分光撮影装置を提供する。
【解決手段】対物レンズ３により被写体２の像が一次結像される受光端面４ａおよびこの受光端面で結像された一次結像が伝達される出光端面４ｂを有するファイバフェースプレート４と、この出光端面からの一次結像をさらに上記対物レンズと同一光軸上で中間像として結像させる結像レンズ７、この結像レンズからの中間像の光路を複数の光路に光学的に分離し、これら分光路１０ａ〜１０ｄを、これらの光軸Ｏａ〜Ｏｄが上記結像レンズの光軸と平行をなすように並設する光路分離手段の４斜面反射直角プリズム８および全反射ミラー９ａ〜９ｄと、この光路分離手段により分離された各分光路からの各画像を複数の波長帯域の画像にそれぞれ光学的に分離する干渉フィルタ１１ａ〜１１ｄと、この干渉フィルタからの複数の画像を単一の撮像面１２ａで垂直に受光して撮像する撮像素子１２と、を具備している。
【選択図】 図１

Description

本発明は例えばエンジン内の燃焼等の任意の現象等の被写体からの光を受光して複数の波長帯域の画像に光学的に分離し、これら複数の画像を単一の撮像画面上で垂直に受けて撮像し、モニタの単一の表示画面上でほぼ同時に表示し得る多画面分光撮影装置に係り、特に、視差の解消とモニタ表示精度の向上とを共に図った多画面分光撮影装置に関する。

一般に、エンジン内の燃料の燃焼は、点火プラグによる点火時のブルーの火炎から爆発時のレッド火炎等へ変化する。したがって、このようなエンジン内の燃料の燃焼現象の解析や化学変化の温度解析、蛍光顕微鏡による血流の解析等所要の現象の挙動や振舞い等を観察し解析する方法としては、これらの現象からの光を、例えばＲ，Ｇ，Ｂ（赤，緑，青）等の複数の波長帯域の画像に光学的に分離して単一の表示画面にほぼ同時にモニタする方法が考えられる。

これらによれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ等の各画像変化を単一表示画面上でほぼ同時に観察して比較することができるので、各種現象の挙動ないし振舞い等の解析に有効であると考えられる。

このように複数波長帯域（スペクトル）の画像を単一の表示画面上で表示する従来例の一例としては、下記の特許文献１に記載された多重スペクトル二次元画像分光計がある。

この分光計は、被写体の二次元画像の中から所定の複数波長帯域のみを透過させるフィルタアセンブリを有し、このフィルタアセンブリからのフィルタ処理光をレンズ３４により合焦させ、複数の画像を検出器アレイ上に形成するものである。
特表２００１−５２５５３４号公報

しかしながら、このような従来の多重スペクトル二次元画像分光計では、フィルタアセンブリからのフィルタ処理光をレンズにより合焦させて複数画像を検出器アレイ上に形成するので、この検出器アレイの受光面には、複数画像が垂直に入射されず、所要角度で斜めから入射される。

このために、検出器アレイにより撮像形成された複数の撮像画像には、これら複数の画像の配列中心から外方に向けて漸次拡大する形状歪みがそれぞれ発生する。このために、検出器アレイに形成される撮像画像およびその撮像画像を表示するモニタの表示画像の形状や色に歪みや干渉が発生し、画像精度が低下するという課題がある。

また、検出器アレイの受光面には、複数の画像が垂直に入射されず、所要角度傾斜した位置から入射されるので、複数画像の分光路相互間の照度むらが発生する。このために、検出器アレイに形成される撮像画像の色むらが発生し、モニタの表示画像にも色むらが発生するという課題もある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、撮像手段により撮像される被写体の撮像画像の形状や色等の精度の向上を図ることができる多画面分光撮影装置を提供することにある。

本願請求項１に係る発明は、対物レンズにより被写体の像が一次結像される受光端面およびこの受光端面で結像された一次結像が伝達される出光端面を有する一次結像手段と、この出光端面からの一次結像をさらに上記対物レンズと同一光軸上で中間像として結像させる結像レンズと、この結像レンズからの中間像の光路を複数の光路に光学的に分離し、これら分光路を、これらの光軸が上記結像レンズの光軸と平行をなすように並設する光路分離手段と、この光路分離手段により分離された各分光路からの各画像を複数の波長帯域の画像にそれぞれ光学的に分離する画像分離手段と、この画像分離手段からの複数の画像を単一の撮像面で垂直に受光して撮像する撮像手段と、を具備していることを特徴とする多画面分光撮影装置である。

本願請求項２に係る発明は、上記一次結像手段は、対物レンズにより一次結像される受光端面およびこの受光端面で一次結像された画像が伝達される出光端面を有するファイバフェースプレートまたはファイバテーパを備えており、この出光端面には一次結像が表示される表示部の周囲を被覆する所要形状の艶消し黒のマスクを設けていることを特徴とする請求項１記載の多画面分光撮影装置である。

本願請求項３に係る発明は、被写体の像を一次結像させて二次元像を得る対物レンズと、この対物レンズからの二次元像をさらに上記対物レンズと同一光軸上で中間像として結像させる結像レンズと、この結像レンズからの二次元画像の光路を複数の光路に光学的に分離し、これらの各分光路を、これらの光軸が上記結像レンズの光軸と平行をなすように並設する光路分離手段と、この光路分離手段により分離された各分光路からの画像を複数の波長帯域の画像にそれぞれ光学的に分離する画像分離手段と、この画像分離手段からの複数の画像を単一の撮像面で垂直に受光して撮像する撮像手段と、を具備し、上記対物レンズ、結像レンズ、光路分離手段、画像分離手段および撮像手段を、紫外線感度を向上させる紫外線対応型に構成していることを特徴とする多画面分光撮影装置である。

本願請求項４に係る発明は、上記画像分離手段からの複数の画像を受光して紫外線から可視光、近赤外線までの光像を増強して上記撮像面に与える画像増強手段を、具備していることを特徴とする請求項３記載の多画面分光撮影装置である。

本願請求項５に係る発明は、上記光路分離手段は、上記結像レンズに光学的に対向配置され、その中間像を複数方向にそれぞれ反射させて分光する多方向性反射体と、この多方向反射体の複数の出光端に光学的にそれぞれ対向配置されて上記撮像面へ垂直に入射させる復数の光路をそれぞれ形成する復数の全反射ミラーと、を具備していることを特徴とする請求項１または３記載の多画面分光撮影装置である。

本願請求項６に係る発明は、上記画像分離手段は、複数の分光路の途中にそれぞれ介在されて複数の所定波長帯域の画像のみをそれぞれ透過させる複数の干渉フィルタであることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置である。

本願請求項７に係る発明は、上記各干渉フィルタは、赤，緑，青およびこれらを適宜組合せた合成色の光をそれぞれ透過するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の多画面分光撮影装置である。

本願請求項８に係る発明は、上記撮像手段は、電荷結合素子を具備していることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置である。

本願請求項９に係る発明は、上記撮像手段は、その撮像速度が制御自在に構成されていることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置である。

本願請求項１０に係る発明は、撮像手段により撮像された複数の画像を単一画面上で表示するモニタを具備していることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置である。

請求項１に係る発明によれば、対物レンズ、結像レンズ、光路分離手段、撮像手段の撮像面の各光軸を一致させると共に、光路分離手段により光学的に分離された複数波長帯域の各画像を、撮像手段の撮像面に垂直に入射させるので、これら撮像画像の形状の歪みを低減することができ、画像精度の向上を図ることができる。

また、請求項３に係る発明によれば、紫外線受光感度の低いファイバフェースプレート等を省略し、対物レンズから撮像手段までの光学系を、紫外線感度を向上させる紫外線対応型に構成しているので、紫外線受光感度を向上させ、紫外線像を撮像手段の撮像面により受光し撮像することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。なお、これらの図中、同一または相当部分には同一符号を付している。

図１は本発明の第１実施形態に係る多画面分光撮影装置１の全体構成を示し、特に撮像面を側面と正面とにより二重に示す模式図、図２は図１で示す光路分離手段と、撮像手段の拡大図である。

これらの図に示すように、この多画面分光撮影装置１は、被写体２に光学的に対向配置される対物レンズ３と、この対物レンズ３により被写体２の像が一次結像される受光端面４ａおよびこの受光端面４ａからの一次結像が伝達される出光端面４ｂとを有するファイバフェースプレート４と、をこれらの光軸Ｏを相互に一致させて具備しており、このファイバフェースプレート４と対物レンズ３とにより一次結像手段を構成している。被写体２が仮に立体（三次元）であっても、この被写体２の像がファイバフェースプレート４の受光端面４ａに一次結像されるので、この一次結像は被写体２の奥行に起因する視差の殆ど無い二次元像となる。

上記対物レンズ３は複数のレンズを組み合せて構成される多素子型でもよく、ファイバフェースプレート４は例えば直径が６μｍの細径の光ファイバの多数本（例えば数万本）を束状に結束した光学デバイスであり、受光端面４ａから出光端面４ｂまで画像を高精度で伝達する機能を有する。但し、このファイバフェースプレート４は出光端面４ｂ側を受光端面４ａよりも小径に縮径したファイバテーパに置換してもよい。

図３はこのファイバフェースプレート４の出光端面４ｂ上に、二次元画像５が表示される表示部４ｃの周囲を艶消し黒色塗料により四角形または円形等の所要形状で囲むように塗布して黒マスク６を形成した状態を示している。

そして、図１に示すようにこのファイバフェースプレート４の出光端面４ｂに、結像レンズ７を、ファイバフェースプレート４の光軸Ｏと一致させて光学的に対向配置し、ファイバフェースプレート４の出光端面４ｂからの二次元像の中間像を結像レンズ７により作成するようになっている。

この結像レンズ７は複数のレンズを組み合せて構成される多素子型でもよく、この結像レンズ７の出光端側には、多方向反射体の一例として、例えば四角錐の４斜面反射体８を結像レンズ７等の光軸Ｏと一致させて光学的に対向配置している。４斜面反射体８は、例えば四角錐形のプリズムの４斜面に反射膜をそれぞれコーティングして４個の反射面を形成しており、その４斜面出光端面に、複数、例えば図１中上下方向２台と図面表裏方向２台の合計４台の全反射ミラー９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを光学的にそれぞれ対向させて配置し、二次元像５を光学的に分離する４つの分光路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄをそれぞれ形成して光路分離手段に構成している。これら全反射ミラー９ａ〜９ｄは、その分光路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの各光軸Ｏａ，Ｏｂ，Ｏｃ，Ｏｄが４斜面反射体８の光軸Ｏと平行をなすように配設される。

これら各分光路１０ａ〜１０ｄの途中には、複数、例えば４つの異なる波長帯域の光、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）およびこれら色を適宜組合せた合成色をそれぞれ透過させる４台の干渉フィルタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをそれぞれ介在させて画像分離手段を構成している。

そして、これら４分光路１０ａ〜１０ｄの出光端側には、撮像手段の一例であるＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子１２の単一の撮像面１２ａを光学的に対向配置している。撮像面１２ａは、図２に示すように、例えば１辺が１５．１５ｍｍの正方形よりなり、対角線方向の長さが２１．４ｍｍである。このために、４斜面直角プリズム８の光軸Ｏと、各分光路１０ａ〜１０ｄの各光軸Ｏａ〜Ｏｄとの間隔は例えば５．２５（１０．５／２＝５．２５）ｍｍに形成される。但し、撮像面１２ａは縦横寸法が８．８ｍｍ、６．６ｍｍ、対角線が１１ｍｍの２／３センサでもよい。撮像面１２ａには各分光路１０ａ〜１０ｄからの各分光（画像）が各々垂直に入射される４つの撮像部１２ａ１，１２ａ２，１２ａ３，１２ａ４が撮像面１２ａの中心Ｏｓ回りに配設される。これら各撮像部１２ａ１〜１２ａ４はほぼ等しい大きさを有する。

各撮像部１２ａ１〜１２ａ４はその各々の撮像中心Ｏｓ１，Ｏｓ２，Ｏｓ３，Ｏｓ４を各分光路１０ａ〜１０ｄの中心Ｏａ，Ｏｂ，Ｏｃ，Ｏｄに一致させ、各分光路１０ａ〜１０ｄからの光（画像）を各撮像部１２ａ１〜１２ａ４の撮像面に対し垂直に入射させるようになっている。また、撮像面１２ａに形成される画像の大きさは、結像レンズ７の縮小拡大倍率の調節により調節することができる。

そして、このＣＣＤ撮像素子１２は図示しないモニタに組み込まれ、図４に示すようにモニタの単一の表示画面１３には、複数の波長帯域の画像１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが視差の殆どない４つの二次元像として若干の間隔を置いて、例えばマトリクス状または横一列等所要配列で並んだ状態で殆ど同時に表示される。この図４中、表示画面１３の平行斜線で示される部分は上記ファイバフェースプレート４の黒マスク６により受光が遮光された遮光部分１５であり、複数の画像１４ａ〜１４ｄ同士が重なり合ったり干渉するのを防止することができる。

すなわち、仮に、この黒マスク６が無く、しかも、複数の画像１４ａ〜１４ｄ同士が一部重なり合う重合部分があると、この重合部分で画像１４ａ〜１４ｄ同士が干渉し合うので、これら画像１４ａ〜１４ｄの形状に歪みが発生するうえに色の干渉が発生する。しかし、本実施形態では上述したように、ファイバフェースプレート４の出光端面４ｂに黒マスク６を形成しているので、かかる形状歪みと色の干渉を未然に防止することができる。

そして、上記撮像素子１２は、その撮像面１２ａによる撮像速度を適宜制御し得るように構成されており、例えば爆発現象をスローモーションモードで再生し得る高速撮影が可能である等適宜制御し得るようになっている。

したがって、この多画面分光撮影装置１によれば、爆発等の現象や立体の被写体２の三次元像が対物レンズ３によりファイバフェースプレート４の受光端面４ａに一次結像されて、出光端面４ｂに伝達されるので、この出光端面４ｂからは視差が殆ど無い二次元像５が出光される。

この二次元像５の出光は結像レンズ７により中間像に形成される。この中間像はさらに４斜面反射体の４斜面にそれぞれ入射され、かつ反射される。これら各反射光は、例えば４枚の全反射ミラー９ａ〜９ｄにより４つの分光路１０ａ〜１０ｄに光学的に分離され、これら４分光路１０ａ〜１０ｄ上の４枚の干渉フィルタ１１ａ〜１１ｄにより４つの波長帯域、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）、これら色を適宜組合せた合成色の画像に、それぞれ光学的に分離される。

これら４つの画像は撮像面１２ａへ各々垂直に入射される。これにより、図４に示すように、例えばＲ，Ｇ，Ｂ、これら色を適宜組合せた色の合成色等の二次元像５の４画像１４ａ〜１４ｄが例えば図中マトリクス状等所要配列で並んだ状態でモニタの単一の表示画面１３上に表示される。

したがって、この多画面分光撮影装置１によれば、対物レンズ３により被写体２の像をファイバフェースプレート４の受光端面４ａに一次結像させて二次元像を得るので、仮に被写体２が立体であっても受光端面４ａには三次元像ではなく、二次元像５が結像されているので、被写体２をどの方向から見ても視差を殆ど解消させることができる。

そして、この視差の殆どない二次元像を複数の波長帯域の画像にそれぞれ分離し、これら複数の画像を単一の撮像面１２ａにより撮像するので、これら複数の画像１４ａ〜１４ｄを別々の撮像面１２ａによりそれぞれ撮像する場合に比して、各撮像面１２ａの固有の特性の相違等を考慮する必要がないので、これら複数の画像１４ａ〜１４ｄ同士を比較して解析する際の解析精度を容易に向上させることができる。しかも、単一の撮像面１２ａには各分光路１０ａ〜１０ｄからの画像を垂直に入射させるので、その撮像の形状と色の歪みを低減することができる。また各分光路１０ａ〜１０ｄの各光軸Ｏａ〜Ｏｄを単一撮像面１２ａの各撮像部１２ａ１〜１２ａ４の各中心Ｏｓ１〜Ｏｓ４に一致させているので、これら撮像部１２ａ１〜１２ａ４における形状と色の歪みをさらに低減させることができる。

また、結像レンズ７により被写体２の画像の撮像倍率を撮像面１２ａの撮像角に応じて適宜調整することができる。

さらに、ファイバフェースプレート４またはファイバテーパの出光端面４ｂでは、その一次結像が出光される出光部の周囲を黒マスク６により遮光しているので、この後複数の波長帯域に光学的にそれぞれ分離される複数の画像１４ａ〜１４ｄの周囲は全て黒により縁取られた遮光状態になる。このために、これら複数の画像１４ａ〜１４ｄを単一の撮像面１２ａにより撮像したときに、隣り合う画像１４ａ〜１４ｄ同士の一部が重なり合ったり干渉し合ったりするのを防止ないし低減することができるので、形状の歪みを低減して色純度を向上させることができるうえに、各画像１４ａ〜１４ｄとその周囲の黒のコントラストを向上させることができるので、表示画面１３の鮮明度を向上させることができる。

また、全反射ミラー９ａ〜９ｄの反射角（煽り角）を適宜調節することにより、複数の画像１４ａ〜１４ｄの重りや干渉を未然かつ容易に防止することができる。

また、図４に示すように多画面分光撮影装置１は、そのモニタの単一の表示画面１３に、例えばＲ，Ｇ，Ｂおよびこれらを適宜組み合せた合成色の４つの画像１４ａ〜１４ｄを所要の間隙を置いてほぼ同時に表示するので、エンジン内の爆発現象のようにプラグ点火時の青い炎から爆発時の赤い炎のように温度変化が色の変化として表われる現象を観察し解析する場合に好都合である。また、撮像素子１２の高速撮影によりエンジン内の爆発現象等を表示面１３にスローモーションモードで再生することができる。

なお、上記多画面分光撮影装置１では、ファイバフェースプレート４の出光端面４ｂの二次元像５からの出光を４つの分光路１０ａ〜１０ｄに分光して４画像１４ａ〜１４ｄに分離する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばこの４光路１０ａ〜１０ｄを２光路に構成してもよい。

この場合は、まず上記４斜面反射体８を、２斜面反射体２０に置換すると共に、４台の反射ミラー９ａ〜９ｄを、図１中、上下２台の反射ミラー９ａ，９ｃと干渉フィルタ１１ａ，１１ｃに削減する。

図５は本発明の第２の実施形態に係る多画面分光撮影装置１Ａの全体構成を示し、特に撮像面を側面と正面とにより二重に示す模式図である。この多画面分光撮影装置１Ａは、図１で示す第１の実施形態に係る多画面分光撮影装置１のファイバフェースプレート４を削除した点と、対物レンズ３、結像レンズ７、４斜面反射体８、全反射ミラー９ａ〜９ｄ、干渉フィルタ１１ａ〜１１ｄおよびＣＣＤ撮像素子１２を、紫外線対応型に構成した点と、に主な特徴がある。

ファイバフェースプレート４は紫外線感度が低いので、このファイバフェースプレート４を削除することにより、撮像面１２ａにおける紫外線受光感度を向上させることができる。したがって、この多画面分光撮影装置１Ａによれば、内燃エンジン等の点火プラグのスパーク等の紫外線像を高感度で表示画面１３に表示させることができる。

また、ファイバフェースプレート４を削除すると、被写体２が立体であるときに二次元画像が得られず、三次元画像となるので、被写体２の奥行が視差として発生する。しかし、対物レンズ３の撮影縮小倍率が高い遠距離撮影の場合には、被写体２の深度に対し撮影距離が十分に大きくなるので、視差を減少させることができる。

次に、この撮影縮小倍率が高い遠距離撮影の撮影距離について説明する。

まず第１に、例えば、１ピクセルが０．０１７ｍｍの撮像面１２ａ（センサ）を使用する場合に、視差なしとするときには、撮像面１２ａの解像度は０．０１７の逆数であるから、５９本／ｍｍとなる。

これから撮影倍率ｍを計算すると、
［数１］
撮影倍率ｍ＝１÷１／５９＝５９
となる。すなわち、５９倍以上の縮小撮影を行なえば視差のない画像になる。説明を簡単にするために、この撮影倍率を例えば６０倍縮小撮影とすると、その際の撮影距離を各撮影レンズの照点距離（ｆｍｍ）毎に示すと次のようになる。

ｆ：３５ 撮影距離：２．１ｍ
ｆ：５０ 撮影距離：３．０ｍ
ｆ：８５ 撮影距離：５．１ｍ
なお、倍率は一定（６０倍）であるので、撮影画像の寸法も一定である。

また、視差の許容値を１ピクセルとした場合には、２ピクセル（０．０１７＋０．０１７＝０．０３４）で視差なしとすればよく、その際の撮像面１２ａの解像度は０．０３４の逆数の２９本／ｍｍとなる。

これから倍率計算ｍをすると、
［数２］
撮影倍率ｍ＝１÷１／２９＝２９
となる。すなわち、２９倍以上の縮小撮影を行なえば１ピクセル誤差内に入る。また、説明を簡単にするために、撮影倍率を例えば３０倍縮小撮影とすると、その際の撮影距離を各撮影レンズの照点距離（ｆｍｍ）毎に示すと次のようになる。

ｆ：３５ 撮影距離：１ｍ（１０５０ｍｍ）
ｆ：５０ 撮影距離：１．５ｍ（１５００ｍｍ）
ｆ：８５ 撮影距離：２．６ｍ（２５５０ｍｍ）
なお、倍率は一定（３０倍）であるので、撮影画像の寸法も一定である。

なお、上記撮像素子１２の撮像面１２ａの前段にイメージインテンシファイア（IMAGE INTENSIFIER）を設けてもよい。このイメージインテンシファイア（Ｉ，Ｉ）は各干渉フィルタ１１ａ〜１１ｄからの複数の画像を受光して紫外線から可視光、近赤外線までの光像を増強して撮像面１２ａに与える画像増強手段の一例である。イメージインテンシファイアは光像を受光し、その受光を電子に変換する光電面と、この光電面からの光電子を増倍する電子増倍部と、この電子増倍部により増倍された光電子を蛍光面に衝突させて増倍された光像を出力させる出力面と、を具備している。したがって、このイメージインテンシファイアを設けた場合には、紫外線感度を含む受光感度をさらに向上させることができる。また、撮像面１２ａを保護する保護ガラスないし膜は紫外線をカットまたは吸収するので、この保護ガラスないし膜を削除しても紫外線感度を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る多画面分光撮影装置の全体構成を示す模式図。 図１で示す多画面分光撮影装置の画像分離手段と撮像手段を拡大して示す模式図。 図１で示すファイバフェースプレートの出光端面の正面図。 図１で示す撮像素子を組み込むモニタの単一表示画面上に被写体の画像が表示される一例を示す模式図。 本発明の第２の実施形態に係る多画面分光撮影装置の全体構成を示す模式図。

符号の説明

１，１Ａ 多画面分光撮影装置
２ 被写体
３ 対物レンズ
４ ファイバフェースプレート
４ａ 受光端面
４ｂ 出光端面
５ 二次元像
６ 遮光マスク
７ 結像レンズ
８ ４斜面反射体
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 全反射ミラー
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 光路
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 干渉フィルタ
１２ 撮像素子
１２ａ 単一の撮像面
１２ａ１，１２ａ２，１２ａ３，１２ａ４， 撮像部
１３ 表示画面
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 画像

Claims (10)

1. 対物レンズにより被写体の像が一次結像される受光端面およびこの受光端面で結像された一次結像が伝達される出光端面を有する一次結像手段と、
   この出光端面からの一次結像をさらに上記対物レンズと同一光軸上で中間像として結像させる結像レンズと、
   この結像レンズからの中間像の光路を複数の光路に光学的に分離し、これら分光路を、これらの光軸が上記結像レンズの光軸と平行をなすように並設する光路分離手段と、
   この光路分離手段により分離された各分光路からの各画像を複数の波長帯域の画像にそれぞれ光学的に分離する画像分離手段と、
   この画像分離手段からの複数の画像を単一の撮像面で垂直に受光して撮像する撮像手段と、
   を具備していることを特徴とする多画面分光撮影装置。
2. 上記一次結像手段は、対物レンズにより一次結像される受光端面およびこの受光端面で一次結像された画像が伝達される出光端面を有するファイバフェースプレートまたはファイバテーパを備えており、この出光端面には一次結像が表示される表示部の周囲を被覆する所要形状の艶消し黒のマスクを設けていることを特徴とする請求項１記載の多画面分光撮影装置。
3. 被写体の像を一次結像させて二次元像を得る対物レンズと、
   この対物レンズからの二次元像をさらに上記対物レンズと同一光軸上で中間像として結像させる結像レンズと、
   この結像レンズからの二次元画像の光路を複数の光路に光学的に分離し、これらの各分光路を、これらの光軸が上記結像レンズの光軸と平行をなすように並設する光路分離手段と、
   この光路分離手段により分離された各分光路からの画像を複数の波長帯域の画像にそれぞれ光学的に分離する画像分離手段と、
   この画像分離手段からの複数の画像を単一の撮像面で垂直に受光して撮像する撮像手段と、
   を具備し、上記対物レンズ、結像レンズ、光路分離手段、画像分離手段および撮像手段を、紫外線感度を向上させる紫外線対応型に構成していることを特徴とする多画面分光撮影装置。
4. 上記画像分離手段からの複数の画像を受光して紫外線から可視光、近赤外線までの光像を増強して上記撮像面に与える画像増強手段を、具備していることを特徴とする請求項３記載の多画面分光撮影装置。
5. 上記光路分離手段は、上記結像レンズに光学的に対向配置され、その中間像を複数方向にそれぞれ反射させて分光する多方向反射体と、この多方向反射体の複数の出光端に光学的にそれぞれ対向配置されて上記撮像面へ垂直に入射させる復数の光路をそれぞれ形成する復数の全反射ミラーと、を具備していることを特徴とする請求項１または３記載の多画面分光撮影装置。
6. 上記画像分離手段は、複数の分光路の途中にそれぞれ介在されて複数の所定波長帯域の画像のみをそれぞれ透過させる複数の干渉フィルタであることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置。
7. 上記各干渉フィルタは、赤，緑，青およびこれらを適宜組合せた合成色の光をそれぞれ透過するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の多画面分光撮影装置。
8. 上記撮像手段は、電荷結合素子を具備していることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置。
9. 上記撮像手段は、その撮像速度が制御自在に構成されていることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置。
10. 撮像手段により撮像された複数の画像を単一画面上で表示するモニタを具備していることを特徴とする請求項１または３に記載の多画面分光撮影装置。

Images