JP2014075669A - Multi-band camera - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-band camera which can obtain precise spectral data without the need to precisely measure a spectral characteristic of a filter, that of a lens and sensitivity of a light receiving element.SOLUTION: A multi-band camera includes: a bandpass filter including four or more transmission regions having transmission wavelength ranges with mutually different wavelengths as centers; and a plurality of photoelectric conversion elements which are two-dimensionally arranged, receive light beams that transmit through the four or more transmission regions and output light reception signals. The bandpass filter controls intensity of the light beams which are made incident on the plurality of photoelectric conversion elements for each wavelength so that the light reception signals corresponding to the light beams which are outputted from the plurality of photoelectric conversion elements and transmit through the four or more transmission regions become almost the same signals when the light beams having uniform spectral intensity in an imaging wavelength region transmit through the four or more transmission regions and are made incident on the plurality of photoelectric conversion elements.

Description

本発明は、マルチバンドカメラに関する。   The present invention relates to a multiband camera.

従来、互いに異なる複数の波長バンドにおいて被写体を撮像し、被写体の分光データを取得するマルチバンドカメラが知られている。例えば特許文献1には、色分解フィルタとして液晶チューナブルフィルタ等のフィルタを用いた、色むらや光量むら等が除去されたマルチバンド画像撮影装置が記載されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, multiband cameras that capture an image of a subject in a plurality of different wavelength bands and acquire spectral data of the subject are known. For example, Patent Document 1 describes a multiband image photographing apparatus using a filter such as a liquid crystal tunable filter as a color separation filter, in which color unevenness and light amount unevenness are removed.

特開2001−145116号公報JP 2001-145116 A

従来技術には、各波長バンドでの受光素子の感度の違いにより、特に受光素子の感度の弱い所では、他のバンドと比較してダイナミックレンジが狭く、ノイズを含んだ画像データとなる問題があった。そのため、各波長バンドについて、カメラの露光量やゲインの調整、画像処理によるノイズ抑制パラメーターの調整をしなければ、正確な分光データが得られないという問題があった。   In the prior art, due to the difference in sensitivity of the light receiving element in each wavelength band, there is a problem that the dynamic range is narrower than other bands, especially in areas where the sensitivity of the light receiving element is weak, resulting in image data containing noise. there were. Therefore, there is a problem that accurate spectral data cannot be obtained unless the exposure amount and gain of the camera are adjusted and the noise suppression parameter is adjusted by image processing.

請求項1に記載のマルチバンドカメラは、互いに異なる波長を中心とする透過波長域を備えた4以上の透過領域を有するバンドパスフィルタと、二次元状に配列され、前記4以上の透過領域を透過した光を受光し受光信号を出力する複数の光電変換素子とを備え、前記バンドパスフィルタは、前記撮像波長領域内において一様な分光強度を有する光が、前記4以上の透過領域を透過して前記複数の光電変換素子に入射したとき、前記複数の光電変換素子から出力される前記4以上の透過領域を透過した前記光にそれぞれ対応する前記受光信号が略同一の信号レベルとなるように、前記複数の光電変換素子に入射する光の強度を波長ごとに調節することを特徴とする。   The multi-band camera according to claim 1 is a two-dimensionally arranged bandpass filter having four or more transmission regions having transmission wavelength regions centered on different wavelengths, and the four or more transmission regions. A plurality of photoelectric conversion elements that receive the transmitted light and output a light reception signal, and the band-pass filter transmits light having a uniform spectral intensity in the imaging wavelength region through the four or more transmission regions. When the light enters the plurality of photoelectric conversion elements, the received light signals respectively corresponding to the light transmitted through the four or more transmission regions output from the plurality of photoelectric conversion elements have substantially the same signal level. Furthermore, the intensity of light incident on the plurality of photoelectric conversion elements is adjusted for each wavelength.

本発明によれば、各波長バンドについて、カメラの露光量やゲインの調整、画像処理によるノイズ抑制パラメーターの調整をする必要なしに正確な分光データを得ることができる。   According to the present invention, accurate spectral data can be obtained for each wavelength band without the need to adjust the exposure amount or gain of the camera or the noise suppression parameter by image processing.

本発明を適用したマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multiband camera to which this invention is applied. マルチバンドカメラ1が備える光学系の模式図である。It is a schematic diagram of the optical system with which the multiband camera 1 is provided. 光学フィルタ13および第3レンズ23を被写体11側から見た模式図である。FIG. 4 is a schematic view of an optical filter 13 and a third lens 23 as viewed from the subject 11 side. 光学フィルタ13の分光透過特性を説明する図である。It is a figure explaining the spectral transmission characteristic of the optical filter. 本発明の第2の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multiband camera which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 受光素子アレイ17およびマイクロレンズアレイ15の模式図である。2 is a schematic diagram of a light receiving element array 17 and a microlens array 15. FIG. マルチバンドカメラ2が備える光学系の模式図である。It is a schematic diagram of the optical system with which the multiband camera 2 is provided. マイクロレンズによって撮像面状に形成される実像を示す図である。It is a figure which shows the real image formed in an imaging surface shape by a micro lens. 校正データの作成方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation method of calibration data. 本発明の第3の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multiband camera which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. マルチバンドカメラ6の光学系の構成を示す模式図である。2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical system of a multiband camera 6. FIG.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明を適用したマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。マルチバンドカメラ1は、第1レンズ21、第2レンズ22、光学フィルタ13、4つの第3レンズ23a〜23d、4つの受光素子アレイ17a〜17d、制御装置51、メモリ52、および表示装置53を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multiband camera to which the present invention is applied. The multiband camera 1 includes a first lens 21, a second lens 22, an optical filter 13, four third lenses 23a to 23d, four light receiving element arrays 17a to 17d, a control device 51, a memory 52, and a display device 53. Prepare.

なお、図1では第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23a〜23d等をそれぞれ1枚のレンズとして図示しているが、これらの各レンズを複数のレンズから成るレンズ群としてもよい。   In FIG. 1, the first lens 21, the second lens 22, the third lenses 23a to 23d, and the like are illustrated as one lens, but each of these lenses may be a lens group including a plurality of lenses. .

光学フィルタ13には、互いに異なる波長を透過波長域の中心とする4つの透過領域14a〜14dが設けられている。光学フィルタ13の構成については後に詳述する。マルチバンドカメラ1内には、これら4つの透過領域14a〜14dにそれぞれ対応するように、4つの第3レンズ23a〜23dと、4つの受光素子アレイ17a〜17dが設けられている。この受光素子アレイは1つの受光素子アレイを4分割して使用してもよい。   The optical filter 13 is provided with four transmission regions 14a to 14d having different wavelengths at the center of the transmission wavelength region. The configuration of the optical filter 13 will be described in detail later. In the multiband camera 1, four third lenses 23a to 23d and four light receiving element arrays 17a to 17d are provided so as to correspond to the four transmission regions 14a to 14d, respectively. This light receiving element array may be used by dividing one light receiving element array into four.

受光素子アレイ17a〜17dはそれぞれ、CCDやCMOS等の撮像素子であり、第3レンズ23a〜23dに対向する撮像面に複数の受光素子(光電変換素子)16が二次元状に配列されている。各受光素子アレイ17a〜17dは、撮像面に配列されている複数の受光素子16の各々により受光した被写体光の光量に応じた受光信号を出力する。   Each of the light receiving element arrays 17a to 17d is an image pickup element such as a CCD or a CMOS, and a plurality of light receiving elements (photoelectric conversion elements) 16 are two-dimensionally arranged on an image pickup surface facing the third lenses 23a to 23d. . Each of the light receiving element arrays 17a to 17d outputs a light receiving signal corresponding to the amount of subject light received by each of the plurality of light receiving elements 16 arranged on the imaging surface.

制御装置51は、CPUやその周辺回路から構成され、不図示の記憶媒体から所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、マルチバンドカメラ1全体を制御する。制御装置51は更に、4つの受光素子アレイ17a〜17dからそれぞれ出力された4つの受光信号に基づいて、所定の撮像波長領域におけるマルチバンド画像データを生成する。マルチバンド画像データとは、撮像波長領域に含まれる複数の波長バンド(波長域)毎の被写体の分光強度を記録したデータである。   The control device 51 includes a CPU and its peripheral circuits, and controls the entire multiband camera 1 by reading and executing a predetermined control program from a storage medium (not shown). The control device 51 further generates multiband image data in a predetermined imaging wavelength region based on the four light receiving signals respectively output from the four light receiving element arrays 17a to 17d. Multiband image data is data in which the spectral intensity of a subject for each of a plurality of wavelength bands (wavelength regions) included in an imaging wavelength region is recorded.

メモリ52は揮発性の記憶媒体である。制御装置51は生成したマルチバンド画像データやマルチバンド画像データの生成に伴う一時データをメモリ52に記憶させる。表示装置53は、例えば液晶ディスプレイ等の表示画面を備えており、制御装置51の制御に従って画像データなどを表示画面に表示する。   The memory 52 is a volatile storage medium. The control device 51 stores the generated multiband image data and temporary data associated with the generation of the multiband image data in the memory 52. The display device 53 includes a display screen such as a liquid crystal display, and displays image data and the like on the display screen according to the control of the control device 51.

(光学系の説明)
図2は、マルチバンドカメラ1が備える光学系の模式図である。第1レンズ21、第2レンズ22、および光学フィルタ13は、それぞれ光軸Axに沿って配置されている。第1レンズ21は、被写体11の中間像11aを、第1レンズ21と第2レンズ22の間に結像させる。
(Description of optical system)
FIG. 2 is a schematic diagram of an optical system provided in the multiband camera 1. The first lens 21, the second lens 22, and the optical filter 13 are respectively disposed along the optical axis Ax. The first lens 21 forms an intermediate image 11 a of the subject 11 between the first lens 21 and the second lens 22.

この中間像11aは更に、第2レンズ22と、光学フィルタ13が有する4つの透過領域14a〜14dの各々とを介して、4つの第3レンズ23a〜23dの各々により、4つの受光素子アレイ17a〜17dの各々の撮像面に被写体像11bとして結像される。例えば、被写体11の光軸Ax上の点Pからの光は、第1レンズ21を透過して光軸Ax上の点Paを通過し、第2レンズ22と4つの透過領域14a〜14dの各々とを通過した後に、4つの受光素子アレイ17a〜17dの各々の撮像面上の点Pbに入射する。   The intermediate image 11a is further passed through the second lens 22 and each of the four transmission regions 14a to 14d of the optical filter 13 by each of the four third lenses 23a to 23d, thereby providing four light receiving element arrays 17a. To 17d are imaged as subject images 11b. For example, light from the point P on the optical axis Ax of the subject 11 passes through the first lens 21 and passes through the point Pa on the optical axis Ax, and each of the second lens 22 and the four transmission regions 14a to 14d. , And enters the point Pb on the imaging surface of each of the four light receiving element arrays 17a to 17d.

図3は、光学フィルタ13および第3レンズ23を被写体11側から見た模式図である。光学フィルタ13は、2行2列に配列された4つの透過領域14a〜14dを備えている。各透過領域は遮光部材18により隔てられている。遮光部材18は、例えばクロムメッキされ、被写体11からの光を遮光する。これにより、被写体11からの被写体光が透過領域14a〜14dを透過せずに受光素子アレイ17a〜17dに入射することはない。   FIG. 3 is a schematic view of the optical filter 13 and the third lens 23 as viewed from the subject 11 side. The optical filter 13 includes four transmission regions 14a to 14d arranged in 2 rows and 2 columns. Each transmissive region is separated by a light shielding member 18. The light shielding member 18 is chrome-plated, for example, and shields light from the subject 11. Thereby, the subject light from the subject 11 does not pass through the transmission regions 14a to 14d and does not enter the light receiving element arrays 17a to 17d.

4つの透過領域14a〜14dは、それぞれ異なる波長が透過波長域の中心となるように構成されている。本実施形態では、透過領域14aは390nm(ナノメートル)〜490nmの波長の光を透過させ、透過領域14bは490nm〜590nmの波長の光を透過させる。同様に、透過領域14cは590nm〜690nmの波長の光を、透過領域14dは690nm〜790nmの波長の光を、それぞれ透過させる。   The four transmission regions 14a to 14d are configured such that different wavelengths are the center of the transmission wavelength region. In the present embodiment, the transmission region 14a transmits light having a wavelength of 390 nm (nanometer) to 490 nm, and the transmission region 14b transmits light having a wavelength of 490 nm to 590 nm. Similarly, the transmission region 14c transmits light having a wavelength of 590 nm to 690 nm, and the transmission region 14d transmits light having a wavelength of 690 nm to 790 nm.

つまり、マルチバンドカメラ1の撮像波長領域は390nm〜790nmであり、光学フィルタ13は、撮像波長領域の光を、互いに異なる4つの波長バンドに分けて透過させることができる。   That is, the imaging wavelength region of the multiband camera 1 is 390 nm to 790 nm, and the optical filter 13 can transmit light in the imaging wavelength region in four different wavelength bands.

透過領域14aを透過した390nm〜490nmの波長を有する被写体光は、第3レンズ23aに入射し、受光素子アレイ17aの撮像面に像11bを結ぶ。受光素子アレイ17aは、像11bを撮像し、390nm〜490nmの波長バンドの被写体光に対応する受光信号を出力する。同様に、受光素子アレイ17b〜17dは、それぞれ透過領域14b〜14dを透過する波長バンドの被写体光に対応する受光信号を出力する。   The subject light having a wavelength of 390 nm to 490 nm transmitted through the transmission region 14a is incident on the third lens 23a, and forms an image 11b on the imaging surface of the light receiving element array 17a. The light receiving element array 17a captures the image 11b and outputs a light receiving signal corresponding to subject light in a wavelength band of 390 nm to 490 nm. Similarly, the light receiving element arrays 17b to 17d output light receiving signals corresponding to subject light in a wavelength band that passes through the transmission regions 14b to 14d, respectively.

つまり、4つの受光素子アレイ17a〜17dは、被写体11について、4つの波長バンドの各々に対応する受光信号を出力する。制御装置51は、このようにして得られた4種類の受光信号に基づいて、周知の方法によりマルチバンド画像データを作成する。   That is, the four light receiving element arrays 17a to 17d output light receiving signals corresponding to each of the four wavelength bands for the subject 11. The control device 51 creates multiband image data by a well-known method based on the four types of received light signals thus obtained.

(光学フィルタ13の光学的特性の説明)
図4は、光学フィルタ13の分光透過特性を説明する図である。精緻なマルチバンド画像データを作成するためには、4つの透過領域14a〜14dの各々に対して同一の強度を有する光が入射したとき、4つの受光素子アレイ17a〜17dからは同一の信号レベルを有する受光信号が出力されることが望ましい。図4(a)は、この理想的な受光信号の出力を示したグラフであり、横軸が入射光の波長を、縦軸が当該入射光に応じて出力される受光信号の信号レベルをそれぞれ表している。
(Description of optical characteristics of optical filter 13)
FIG. 4 is a diagram for explaining the spectral transmission characteristics of the optical filter 13. In order to create precise multiband image data, when light having the same intensity is incident on each of the four transmission regions 14a to 14d, the same signal level is obtained from the four light receiving element arrays 17a to 17d. It is desirable to output a light receiving signal having FIG. 4A is a graph showing the output of this ideal light reception signal, where the horizontal axis represents the wavelength of the incident light and the vertical axis represents the signal level of the light reception signal output in accordance with the incident light. Represents.

図4(a)に示すように、撮像波長領域全体に渡って均一な強度の被写体光が入射したとき、受光素子アレイ17aが出力する受光信号30aと、受光素子アレイ17bが出力する受光信号30bと、受光素子アレイ17cが出力する受光信号30cと、受光素子アレイ17dが出力する受光信号30dとは、それぞれ略同一の特性を有することが望ましい。   As shown in FIG. 4A, when subject light having a uniform intensity is incident over the entire imaging wavelength region, a light receiving signal 30a output from the light receiving element array 17a and a light receiving signal 30b output from the light receiving element array 17b. It is desirable that the light receiving signal 30c output from the light receiving element array 17c and the light receiving signal 30d output from the light receiving element array 17d have substantially the same characteristics.

ところが、実際には、4つの受光素子アレイ17a〜17dの分高感度特性は、撮像波長領域全体に対して一様ではないため、図4(a)のような理想的な出力は得られない。受光素子アレイ17a〜17dの分光感度特性の一例を図4(b)に示す。   However, in reality, the high sensitivity characteristics of the four light receiving element arrays 17a to 17d are not uniform over the entire imaging wavelength region, and thus an ideal output as shown in FIG. 4A cannot be obtained. . An example of the spectral sensitivity characteristics of the light receiving element arrays 17a to 17d is shown in FIG.

そこで本実施形態のマルチバンドカメラ1は、光学フィルタ13が有する4つの透過領域14a〜14dにおいて、被写体光の透過光量を調整することにより、図4(a)のような均一な受光信号が得られるようにしている。以下の説明では、そのような受光信号が得られるように構成された光学フィルタ13を「最適化されている」と称する。   Therefore, the multiband camera 1 of the present embodiment obtains a uniform light reception signal as shown in FIG. 4A by adjusting the transmitted light amount of the subject light in the four transmission regions 14a to 14d of the optical filter 13. I am trying to do it. In the following description, the optical filter 13 configured to obtain such a light reception signal is referred to as “optimized”.

図4(c)は、最適化された光学フィルタ13の分光透過率を表すグラフであり、横軸が入射光の波長を、縦軸が当該入射光の透過率をそれぞれ表している。図4(c)に示すように、透過領域14aの分光透過率32aと、透過領域14bの分光透過率32bと、透過領域14cの分光透過率32cと、透過領域14dの分光透過率32dと、はそれぞれピークの大きさが異なっている。これは、4つの透過領域14a〜14dが、受光素子アレイ17a〜17dの感度が低い波長領域の光を相対的に多く透過させ、受光素子アレイ17a〜17dの感度が高い波長領域の光は相対的に少なく透過させるようにしたものである。光学フィルタ13をこのように構成することで、図4(a)に示した理想的なものに近い受光信号を得ることができる。   FIG. 4C is a graph showing the spectral transmittance of the optimized optical filter 13, where the horizontal axis represents the wavelength of the incident light and the vertical axis represents the transmittance of the incident light. As shown in FIG. 4C, the spectral transmittance 32a of the transmissive region 14a, the spectral transmittance 32b of the transmissive region 14b, the spectral transmittance 32c of the transmissive region 14c, the spectral transmittance 32d of the transmissive region 14d, Have different peak sizes. This is because the four transmission regions 14a to 14d transmit a relatively large amount of light in the wavelength region where the sensitivity of the light receiving element arrays 17a to 17d is relatively high, and the light of the wavelength region where the sensitivity of the light receiving element arrays 17a to 17d is high. Therefore, it is made to transmit little. By configuring the optical filter 13 in this way, it is possible to obtain a light reception signal close to the ideal one shown in FIG.

なお、上述の説明では、受光素子アレイ17a〜17dの分光感度特性について説明したが、実際には更に第1レンズ21、第2レンズ22,および第3レンズ23の分光感度特性も考慮して光学フィルタ13を設計する必要がある。つまり、光学フィルタ13が有する4つの透過領域14a〜14dは、互いに異なる波長バンドを透過させるように構成されていると共に、同一の強度を有する各波長バンドの被写体光が光学系を透過して4つの受光素子アレイ17a〜17dに入射したとき、各受光素子アレイ17a〜17dから出力される受光信号が同一の信号レベルとなるように、透過光の強度を波長ごとに調節するように構成されている。   In the above description, the spectral sensitivity characteristics of the light receiving element arrays 17a to 17d have been described. However, in actuality, the spectral sensitivity characteristics of the first lens 21, the second lens 22, and the third lens 23 are further taken into consideration. It is necessary to design the filter 13. In other words, the four transmission regions 14a to 14d of the optical filter 13 are configured to transmit different wavelength bands, and subject light of each wavelength band having the same intensity is transmitted through the optical system to be 4 The intensity of transmitted light is adjusted for each wavelength so that the received light signals output from the respective light receiving element arrays 17a to 17d have the same signal level when entering the two light receiving element arrays 17a to 17d. Yes.

従来の干渉フィルタ(例えばバンドパスフィルタなど)により波長毎の透過率を上述の説明のように細かく制御することは困難であるが、薄膜を数十から数百層に成膜することが可能であれば、図4(c)のような透過率を有する光学フィルタ13を製造することが可能である。例えば本願出願人は、SiO2およびNb2O5の薄膜の高精度な多層積層構造を成膜できる自動誤差補正システムを、スパッタリング装置に適用し使用している。この自動誤差補正システムによれば、成膜後の誤差を計測してそれ以降の層の膜厚を修正していくことにより、数十〜数百層の成膜を高精度に行い、最終的な所望の分光透過特性(例えば図4(c)に示すもの)に極限まで近づけていくことができる。   Although it is difficult to finely control the transmittance for each wavelength as described above with a conventional interference filter (for example, a bandpass filter), it is possible to form a thin film in tens to hundreds of layers. If so, the optical filter 13 having the transmittance as shown in FIG. 4C can be manufactured. For example, the applicant of the present application applies and uses an automatic error correction system capable of forming a highly accurate multi-layer laminated structure of thin films of SiO 2 and Nb 2 O 5 in a sputtering apparatus. According to this automatic error correction system, by measuring the error after film formation and correcting the film thickness of the subsequent layers, film formation of tens to hundreds of layers is performed with high accuracy, and finally The desired spectral transmission characteristics (for example, those shown in FIG. 4C) can be brought to the limit.

なお、干渉型の光学薄膜フィルタは入射角依存性があるので、光学フィルタ13の設計の際には、あらかじめ被写体光の入射角を考慮しておくことが望ましい。   Since the interference type optical thin film filter is dependent on the incident angle, it is desirable to consider the incident angle of the subject light in advance when designing the optical filter 13.

上述した第1の実施の形態によるマルチバンドカメラによれば、次の作用効果が得られる。
(1)光学フィルタ13は、互いに異なる波長を中心とする透過波長域を備えた4つの透過領域14a〜14dを有する。4つの受光素子アレイ17a〜17dはそれぞれ、二次元状に配列され、4つの透過領域14a〜14dを透過した光を受光し受光信号を出力する複数の光電変換素子を備える。光学フィルタ13は、撮像波長領域内において一様な分光強度を有する光が、4つの透過領域14a〜14dを透過して複数の光電変換素子に入射したとき、複数の光電変換素子から出力される4以上の透過領域を透過した光にそれぞれ対応する受光信号が略同一の信号レベルとなるように、複数の光電変換素子に入射する光の強度を波長ごとに調節する。このようにしたので、フィルタの分光特性やレンズの分光特性、受光素子の感度等を正確に測定する必要なしに正確な分光データを得ることができる。
The multiband camera according to the first embodiment described above provides the following operational effects.
(1) The optical filter 13 has four transmission regions 14a to 14d each having a transmission wavelength region centered on different wavelengths. Each of the four light receiving element arrays 17a to 17d includes a plurality of photoelectric conversion elements that are two-dimensionally arranged and receive light transmitted through the four transmission regions 14a to 14d and output light reception signals. The optical filter 13 is output from the plurality of photoelectric conversion elements when light having a uniform spectral intensity in the imaging wavelength region passes through the four transmission regions 14a to 14d and enters the plurality of photoelectric conversion elements. The intensity of the light incident on the plurality of photoelectric conversion elements is adjusted for each wavelength so that the received light signals respectively corresponding to the light transmitted through the four or more transmission regions have substantially the same signal level. Since it did in this way, exact spectral data can be obtained, without having to measure correctly the spectral characteristic of a filter, the spectral characteristic of a lens, the sensitivity of a light receiving element, etc.

(2)光学フィルタ13は、複数の光学薄膜を積層して構成される。このようにしたので、波長ごとの光の強度の調節を高精度に実現することが可能となる。 (2) The optical filter 13 is configured by laminating a plurality of optical thin films. Since it did in this way, it becomes possible to implement | achieve adjustment of the intensity | strength of the light for every wavelength with high precision.

(3)制御装置51は、受光出力に基づいて撮像波長領域に対応する画像データを生成する。このようにしたので、波長バンドごとの被写体の分光特性を高精度に得ることができる。 (3) The control device 51 generates image data corresponding to the imaging wavelength region based on the light reception output. Since it did in this way, the spectral characteristic of the to-be-photographed object for every wavelength band can be obtained with high precision.

(4)4つの受光素子アレイ17a〜14dは、それぞれ異なる波長バンドの被写体光を受光し、当該波長バンドに対応する受光信号を出力する。このようにしたので、1回の撮影で4つの波長バンドに対応する被写体光の受光信号が得られ、1つの被写体の分光データを1回の撮影で得ることができる。 (4) The four light receiving element arrays 17a to 14d receive subject light having different wavelength bands, and output light receiving signals corresponding to the wavelength bands. Since it did in this way, the light reception signal of the subject light corresponding to four wavelength bands can be obtained by one photographing, and the spectral data of one subject can be obtained by one photographing.

(第2の実施の形態)
図5は、本発明の第2の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、第1の実施の形態と同一の構成要素については第1の実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a multiband camera according to the second embodiment of the present invention. In the following description, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

マルチバンドカメラ2は、第1レンズ21、第2レンズ22、および光学フィルタ13を備える交換レンズ48と、交換レンズ48が交換可能に取り付けられるマウント部49を備えるカメラボディ50とから構成される。マウント部49は、例えばバヨネットマウント等の周知のマウント機構を有している。   The multiband camera 2 includes an interchangeable lens 48 including a first lens 21, a second lens 22, and an optical filter 13, and a camera body 50 including a mount portion 49 to which the interchangeable lens 48 is attached in an interchangeable manner. The mount portion 49 has a known mount mechanism such as a bayonet mount.

本実施形態のマルチバンドカメラ2では、第1の実施の形態とは異なり、光学フィルタ13は第1レンズ21と第2レンズ22との間における瞳の位置に設けられている。また、本実施形態において交換レンズ48は交換可能であり、これに対応するため光学フィルタ13は交換可能に設置されている。すなわち、光学フィルタ13は複数の種類が存在し、交換レンズ48には任意の光学フィルタ13を設置できるような挿抜機構が設けられている。マルチバンドカメラ2の利用者は、交換レンズ48を交換する際、カメラボディ50および交換レンズ48の組み合わせに応じた適切な光学フィルタ13を選択して交換レンズ48に設置する。   In the multiband camera 2 of the present embodiment, unlike the first embodiment, the optical filter 13 is provided at the position of the pupil between the first lens 21 and the second lens 22. In the present embodiment, the interchangeable lens 48 is replaceable, and the optical filter 13 is installed so as to be replaceable in order to cope with this. That is, there are a plurality of types of optical filters 13, and the interchangeable lens 48 is provided with an insertion / extraction mechanism that allows an arbitrary optical filter 13 to be installed. When exchanging the interchangeable lens 48, the user of the multiband camera 2 selects an appropriate optical filter 13 corresponding to the combination of the camera body 50 and the interchangeable lens 48 and installs it on the interchangeable lens 48.

図6は、受光素子アレイ17およびマイクロレンズアレイ15の模式図である。本実施形態では、カメラボディ50が、1つの受光素子アレイ17と、受光素子アレイ17の撮像面に面して設置されたマイクロレンズアレイ15とを備えている。   FIG. 6 is a schematic diagram of the light receiving element array 17 and the microlens array 15. In the present embodiment, the camera body 50 includes a single light receiving element array 17 and a microlens array 15 installed facing the imaging surface of the light receiving element array 17.

マイクロレンズアレイ15は、二次元状に配列された多数のマイクロレンズMLにより構成されている。各々のマイクロレンズMLは、受光素子アレイ17が備える多数の受光素子16のうち、少なくとも複数の受光素子16を被覆する大きさを備えている。つまり、第1レンズ21、光学フィルタ13、第2レンズ22をそれぞれ通過し、いずれか1つのマイクロレンズMLに入射した被写体光は、当該マイクロレンズMLに被覆されている複数の受光素子16に入射する。   The microlens array 15 includes a large number of microlenses ML arranged in a two-dimensional manner. Each microlens ML has a size that covers at least a plurality of light receiving elements 16 among the many light receiving elements 16 included in the light receiving element array 17. That is, the subject light that has passed through each of the first lens 21, the optical filter 13, and the second lens 22 and has entered one of the microlenses ML is incident on the plurality of light receiving elements 16 covered by the microlens ML. To do.

マイクロレンズアレイ15は、撮像光学系の+Z側、且つ被写体11の共役位置に配置されている。各々のマイクロレンズMLは円形で、その焦点距離は数十〜数百μm(マイクロメートル)程度である。なお、図6では正方配列した25個のマイクロレンズMLを図示しているが、実際にはマイクロレンズアレイ15はより多数のマイクロレンズMLを有している。また、マイクロレンズMLの形状および配列は一例であり、図6とは異なっていてもよい。例えば四角形や六角形のマイクロレンズMLを用いることもできるし、それらのマイクロレンズMLを千鳥配列にしてもよい。   The microlens array 15 is disposed at the + Z side of the imaging optical system and at the conjugate position of the subject 11. Each microlens ML is circular, and its focal length is about several tens to several hundreds of micrometers (micrometers). Although FIG. 6 shows 25 microlenses ML arranged in a square, the microlens array 15 actually has a larger number of microlenses ML. Further, the shape and arrangement of the microlenses ML are merely examples, and may be different from those in FIG. For example, square or hexagonal microlenses ML may be used, or the microlenses ML may be arranged in a staggered arrangement.

(光学系の説明)
図7は、マルチバンドカメラ2が備える光学系の模式図である。以下、マルチバンドカメラ2の光学系について、図7に示した被写体11上のある一点Pからの光束L1、L2を一例として説明する。なお図7には、理解を容易にするために光束L1、L2の主光線のみを描いている。また図7では、マイクロレンズアレイ15と受光素子アレイ17との間の距離を、実際よりも大きく誇張して図示している。
(Description of optical system)
FIG. 7 is a schematic diagram of an optical system provided in the multiband camera 2. Hereinafter, the optical system of the multiband camera 2 will be described by taking light beams L1 and L2 from a certain point P on the subject 11 shown in FIG. 7 as an example. In FIG. 7, only the principal rays of the light beams L1 and L2 are drawn for easy understanding. In FIG. 7, the distance between the microlens array 15 and the light receiving element array 17 is exaggerated to be larger than the actual distance.

図7に示すように、被写体11の一点Pからの光束L1、L2は、第1レンズ21を透過して光学フィルタ13に入射する。例えば、光束L1が光学フィルタ13の透過領域14aを透過し、光束L2が光学フィルタ13の透過領域14cを透過する。このとき、光束L1に含まれる、波長領域が390nm〜490nmの光のみが光学フィルタ13を透過する。同様に、光束L2に含まれる、波長領域が590nm〜690nmの光のみが光学フィルタ13を透過する。   As shown in FIG. 7, light beams L <b> 1 and L <b> 2 from one point P of the subject 11 pass through the first lens 21 and enter the optical filter 13. For example, the light beam L1 transmits through the transmission region 14a of the optical filter 13, and the light beam L2 transmits through the transmission region 14c of the optical filter 13. At this time, only light having a wavelength region of 390 nm to 490 nm contained in the light beam L1 passes through the optical filter 13. Similarly, only light having a wavelength region of 590 nm to 690 nm that is included in the light flux L2 passes through the optical filter 13.

光学フィルタ13を透過した光束L1、L2は、第2レンズ22を透過してマイクロレンズアレイ15上のある一点Pcに入射する。ここで、マイクロレンズアレイ15は被写体11と共役位置に配置されているので、被写体11の実像がマイクロレンズアレイ15上に結像されることになる。なお、被写体11側の第1レンズ21のみを光軸Axに沿って動かすことで、光学系の焦点調整が可能である。このため、同じ一点Pからの光束L1と光束L2とは共に、マイクロレンズアレイ15が備える多数のマイクロレンズのうち、同一のマイクロレンズに入射する。   The light beams L 1 and L 2 that have passed through the optical filter 13 pass through the second lens 22 and enter a certain point Pc on the microlens array 15. Here, since the microlens array 15 is arranged at a conjugate position with the subject 11, a real image of the subject 11 is formed on the microlens array 15. Note that the focus adjustment of the optical system can be performed by moving only the first lens 21 on the subject 11 side along the optical axis Ax. For this reason, both the light beam L1 and the light beam L2 from the same point P are incident on the same microlens among many microlenses provided in the microlens array 15.

受光素子アレイ17の撮像面に配列された各受光素子16は、それぞれ光学フィルタ13と共役位置もしくは共役位置近傍に配置されている。ここで、マイクロレンズMLの焦点距離fは第2レンズ22の焦点距離よりも桁違いに短いので、透過領域14a、14cと共役な位置はマイクロレンズMLの焦点位置近傍である。さらに、マイクロレンズMLの焦点面もしくはその近傍に受光素子16が配置されているので、透過領域14a〜14dの実像が各マイクロレンズMLにより受光素子16の上に形成されることになる。   The respective light receiving elements 16 arranged on the imaging surface of the light receiving element array 17 are respectively arranged at a conjugate position or in the vicinity of the conjugate position with the optical filter 13. Here, since the focal length f of the microlens ML is orders of magnitude shorter than the focal length of the second lens 22, the position conjugate with the transmission regions 14a and 14c is near the focal position of the microlens ML. Furthermore, since the light receiving element 16 is disposed at or near the focal plane of the microlens ML, a real image of the transmission regions 14a to 14d is formed on the light receiving element 16 by each microlens ML.

図8(a)は、マイクロレンズによって撮像面状に形成される実像をZ方向(光軸Axに沿った方向)から見た平面図である。図8(a)では、受光素子アレイ17の撮像面に配列された受光素子16と実像133に重ねて、実像133を結像させた特定のマイクロレンズML1の輪郭を模式的に図示している。また図8(b)は、図8(a)に示した実像133をX方向から見た断面図である。   FIG. 8A is a plan view of a real image formed in the shape of an imaging surface by a microlens as viewed from the Z direction (direction along the optical axis Ax). In FIG. 8A, the outline of a specific microlens ML1 on which the real image 133 is formed so as to overlap the light receiving element 16 and the real image 133 arranged on the imaging surface of the light receiving element array 17 is schematically illustrated. . FIG. 8B is a cross-sectional view of the real image 133 shown in FIG.

図8に示すように、マイクロレンズML1は、受光素子アレイ17の撮像面上に、光学フィルタ13が備える透過領域14a〜14dの実像(共役像)140a〜140dを結像させる。なお、図8では透過領域14a〜14dの実像140a〜140dはそれぞれ4つの受光素子16の上に結像しているが、透過領域14a〜14dの大きさ、マイクロレンズML1の倍率などによって、1つの受光素子16にのみ結像することもあれば、4つ以外の数の受光素子16の上に結像することもある。   As shown in FIG. 8, the microlens ML1 forms real images (conjugate images) 140a to 140d of the transmission regions 14a to 14d included in the optical filter 13 on the imaging surface of the light receiving element array 17. In FIG. 8, the real images 140a to 140d of the transmissive areas 14a to 14d are formed on the four light receiving elements 16, respectively. However, depending on the size of the transmissive areas 14a to 14d, the magnification of the microlens ML1, etc. The image may be formed only on one light receiving element 16 or may be formed on a number of light receiving elements 16 other than four.

透過領域14aの実像140aは、透過領域14aを透過した光束から成る。換言すれば、透過領域14aの実像140aが形成された4つの受光素子16には、透過領域14aを透過した390nm〜490nmの波長領域の光が入射する。同様に、実像140b〜140dは、それぞれ透過領域14b〜14dを透過した光束から成り、対応する受光素子16には各透過領域の分光透過特性に応じた波長領域の光が入射する。   The real image 140a of the transmissive area 14a is composed of a light beam that has passed through the transmissive area 14a. In other words, light in a wavelength region of 390 nm to 490 nm transmitted through the transmission region 14a is incident on the four light receiving elements 16 on which the real image 140a of the transmission region 14a is formed. Similarly, the real images 140b to 140d are made of light beams that have passed through the transmission regions 14b to 14d, respectively, and light in a wavelength region corresponding to the spectral transmission characteristics of each transmission region is incident on the corresponding light receiving element 16.

制御装置51は、被写体11の波長特性を求めるために、まず透過領域14aを透過した光束L1のみが入射した受光素子16の受光出力から、当該光束L1の波長特性を求める。そして、同様に他の透過領域14b〜14dについても、当該透過領域を透過した光束が入射した受光素子16の受光出力から、当該光束の波長特性を求める。   In order to obtain the wavelength characteristic of the subject 11, the control device 51 first obtains the wavelength characteristic of the light beam L1 from the light reception output of the light receiving element 16 on which only the light beam L1 transmitted through the transmission region 14a is incident. Similarly, for the other transmission regions 14b to 14d, the wavelength characteristic of the light beam is obtained from the light reception output of the light receiving element 16 on which the light beam transmitted through the transmission region is incident.

(マルチバンドカメラ2の校正方法の説明)
本実施形態のマルチバンドカメラ2は、交換レンズ48や光学フィルタ13が交換可能である。従って、各部の個体差等による誤差の影響を抑止するために、各波長領域の波長特性を測定するときに、受光素子アレイ17から出力される受光信号の校正を行うことが好ましい。以下、制御装置51による校正方法について説明する。
(Description of the calibration method of the multi-band camera 2)
In the multiband camera 2 of the present embodiment, the interchangeable lens 48 and the optical filter 13 can be replaced. Therefore, it is preferable to calibrate the received light signal output from the light receiving element array 17 when measuring the wavelength characteristics of each wavelength region, in order to suppress the influence of errors due to individual differences in each part. Hereinafter, a calibration method by the control device 51 will be described.

カメラボディ50内の不図示の記憶媒体には、予め複数の校正データが記憶されている。各校正データは、それぞれ特定の撮影条件に対応するデータである。なお、本実施形態における撮影条件とは、照明条件と交換レンズ48との組み合わせを指す。照明条件とは、例えば晴天下、曇天下など、被写体の照明光の特性を特定するための条件である。つまり、カメラボディ50内の記憶媒体には、M種類の照明条件と、N種類の交換レンズ48とが存在するとき、M×N個の校正データが記憶される。   A plurality of calibration data is stored in advance in a storage medium (not shown) in the camera body 50. Each calibration data is data corresponding to specific imaging conditions. Note that the imaging condition in the present embodiment refers to a combination of the illumination condition and the interchangeable lens 48. The illumination condition is a condition for specifying the characteristics of the illumination light of the subject, for example, under a clear sky or under a cloudy sky. That is, when there are M types of illumination conditions and N types of interchangeable lenses 48 in the storage medium in the camera body 50, M × N pieces of calibration data are stored.

制御装置51は、波長特性の測定時、現在の撮影条件(すなわち照明条件と交換レンズ48)を特定し、当該撮影条件に対応する校正データを記憶媒体から読み出す。そして、読み出した校正データと後述する補助校正データとに基づいて、受光素子アレイ17から出力される受光信号を補正する。   When measuring the wavelength characteristic, the control device 51 specifies the current imaging condition (that is, the illumination condition and the interchangeable lens 48), and reads calibration data corresponding to the imaging condition from the storage medium. Based on the read calibration data and auxiliary calibration data described later, the light reception signal output from the light receiving element array 17 is corrected.

図9は、校正データの作成方法を示す図である。校正データの作成時には、基準被写体として、色サンプル5が用意される。色サンプル5としては、例えばマンセルカラーチャートなどを用いる。照明装置4から色サンプル5に照明光を照射し、色サンプル5をマルチバンドカメラ2で撮影する(受光素子アレイ17から受光信号を取得する)と共に、分光放射輝度計3により色サンプル5の反射スペクトルを測定する。   FIG. 9 is a diagram showing a method for creating calibration data. When the calibration data is created, a color sample 5 is prepared as a reference subject. As the color sample 5, for example, a Munsell color chart is used. The illumination device 4 irradiates the color sample 5 with illumination light, images the color sample 5 with the multiband camera 2 (acquires a received light signal from the light receiving element array 17), and reflects the color sample 5 with the spectral radiance meter 3. Measure the spectrum.

このとき、カメラボディ50には、作成したい校正データに対応する交換レンズ48を装着させておき、光学フィルタ13は、当該交換レンズ48およびカメラボディ50に対応するものに交換しておく。また、照明装置4から照射される照明光は、作成したい校正データに対応する照明条件と合致する光とする。このようにして得られた受光信号と反射スペクトルとから、周知の方法によって、校正データを作成することができる。   At this time, an interchangeable lens 48 corresponding to the calibration data to be created is attached to the camera body 50, and the optical filter 13 is replaced with one corresponding to the interchangeable lens 48 and the camera body 50. The illumination light emitted from the illumination device 4 is assumed to be light that matches the illumination conditions corresponding to the calibration data to be created. Calibration data can be created from the received light signal and the reflection spectrum thus obtained by a known method.

次に、補助校正データについて説明する。   Next, auxiliary calibration data will be described.

上述の通り、予め複数の撮影条件に対応する複数の校正データが用意されるが、あらゆる撮影条件に対応する校正データを予め用意しておくことはできない。そこで制御装置51は、波長特性の測定時に、補助校正データと呼ぶ、現実の撮影条件(照明条件)に基づいて校正データの基となった撮影条件(照明条件)を補正するデータを用いて、波長特性の測定結果を更に補正する。   As described above, a plurality of calibration data corresponding to a plurality of imaging conditions is prepared in advance, but calibration data corresponding to all imaging conditions cannot be prepared in advance. Therefore, the control device 51 uses the data for correcting the imaging condition (illumination condition) that is the basis of the calibration data based on the actual imaging condition (illumination condition), which is called auxiliary calibration data, when measuring the wavelength characteristics. The measurement result of the wavelength characteristic is further corrected.

つまり、制御装置51は波長特性の測定の際、まず(1)受光素子アレイ17から受光信号を取得し、次に(2)その受光信号と校正データに基づいて、被写体の波長特性の測定結果を演算する。そして、(3)当該演算結果を補助校正データに基づき補正することで、最終的な測定結果を得る。   That is, when measuring the wavelength characteristic, the control device 51 first (1) obtains a light reception signal from the light receiving element array 17, and then (2) the measurement result of the wavelength characteristic of the subject based on the light reception signal and calibration data. Is calculated. (3) The final measurement result is obtained by correcting the calculation result based on the auxiliary calibration data.

補助校正データは、現実の撮影と同一の照明条件下で作成される。まず、マルチバンドカメラ2を用いて、反射率が既知の標準白色板の波長特性を測定する。次に、その測定結果から、現在の撮影環境の照明スペクトルを演算する。そして、校正データ作成時の照明条件に対応する照明スペクトルと、現在の撮影環境の照明スペクトルとを比較することにより、補助校正データを作成する。このようにして補助校正データを作成し、波長特性の測定結果を補助校正データにより補正することで、不図示の記憶媒体に記憶させておく校正データの個数を削減することが可能である。   Auxiliary calibration data is created under the same lighting conditions as actual shooting. First, the multiband camera 2 is used to measure the wavelength characteristics of a standard white plate with a known reflectance. Next, the illumination spectrum of the current photographing environment is calculated from the measurement result. Then, auxiliary calibration data is created by comparing the illumination spectrum corresponding to the illumination condition at the time of calibration data creation and the illumination spectrum of the current imaging environment. By creating auxiliary calibration data in this way and correcting the measurement result of the wavelength characteristics with the auxiliary calibration data, the number of calibration data stored in a storage medium (not shown) can be reduced.

上述した第2の実施の形態によるマルチバンドカメラによれば、次の作用効果が得られる。
(1)交換レンズ48は、光学フィルタ13が交換可能に取り付けられるように構成されている。このようにしたので、各光学系および受光素子アレイ17の組み合わせに最適な光学フィルタ13を常に利用することができる。
The multiband camera according to the second embodiment described above provides the following operational effects.
(1) The interchangeable lens 48 is configured such that the optical filter 13 is replaceably attached. Since it did in this way, the optimal optical filter 13 for the combination of each optical system and the light receiving element array 17 can always be utilized.

(2)マウント部49は、交換レンズ48が交換可能に取り付けられる。このようにしたので、被写体に応じた最適な光学系を選択することができ、マルチバンドカメラ2の利便性が向上する。 (2) The mount 49 is attached so that the interchangeable lens 48 can be replaced. Since it did in this way, the optimal optical system according to a to-be-photographed object can be selected, and the convenience of the multiband camera 2 improves.

(3)不図示の記憶媒体には、所定の撮影条件ごとに受光素子アレイ17の受光出力を測定することにより作成された複数の校正データが記憶される。制御装置51は、複数の校正データから撮影条件に基づいていずれかを選択し、当該選択された校正データに基づいて受光素子アレイ17からの受光出力を補正する。このようにしたので、分光データの精度を高めることができる。 (3) A storage medium (not shown) stores a plurality of calibration data created by measuring the light reception output of the light receiving element array 17 for each predetermined photographing condition. The control device 51 selects one of the plurality of calibration data based on the imaging condition, and corrects the light reception output from the light receiving element array 17 based on the selected calibration data. Since it did in this way, the precision of spectral data can be raised.

(第3の実施の形態)
図10は、本発明の第3の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、第1の実施の形態と同一の構成要素については第1の実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a multiband camera according to the third embodiment of the present invention. In the following description, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

マルチバンドカメラ6は、光学フィルタ13と、4つのレンズ24a〜24dと、4つの受光素子アレイ17a〜17dとを備えている。光学フィルタ13に設けられた4つの透過領域14a〜14dを通過した被写体光はそれぞれ、4つのレンズ24a〜24dの各々に入射する。4つのレンズ24a〜24dをそれぞれ通過した被写体光は、4つの受光素子アレイ17a〜17dの各々に入射する。   The multiband camera 6 includes an optical filter 13, four lenses 24a to 24d, and four light receiving element arrays 17a to 17d. The subject light that has passed through the four transmission regions 14a to 14d provided in the optical filter 13 is incident on each of the four lenses 24a to 24d. The subject light that has passed through the four lenses 24a to 24d is incident on each of the four light receiving element arrays 17a to 17d.

図11は、マルチバンドカメラ6の光学系の構成を示す模式図である。透過領域14aを透過した被写体光は、レンズ24aを介して受光素子アレイ17aに入射する。レンズ24aから受光素子アレイ17aまでの空間は、壁部部材25によって、他の3つのレンズ24b〜24dおよび3つの受光素子アレイ17b〜17dと隔絶されている。他の透過領域14b〜14dについても同様である。   FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the optical system of the multiband camera 6. The subject light transmitted through the transmission region 14a is incident on the light receiving element array 17a through the lens 24a. The space from the lens 24a to the light receiving element array 17a is separated from the other three lenses 24b to 24d and the three light receiving element arrays 17b to 17d by the wall member 25. The same applies to the other transmission regions 14b to 14d.

以上のように構成されたマルチバンドカメラ6では、第1の実施の形態のマルチバンドカメラ1と同様に、4つの受光素子アレイ17a〜17dの各々から、それぞれ透過領域14a〜14dを透過する波長バンドの被写体光に対応する受光信号を得ることができる。つまり、4つの受光素子アレイ17a〜17dは、被写体11について、4つの波長バンドの各々に対応する受光信号を出力する。制御装置51は、このようにして得られた4種類の受光信号に基づいて、周知の方法によりマルチバンド画像データを作成する。   In the multiband camera 6 configured as described above, similarly to the multiband camera 1 of the first embodiment, the wavelengths transmitted through the transmission regions 14a to 14d from the four light receiving element arrays 17a to 17d, respectively. A light reception signal corresponding to the subject light of the band can be obtained. That is, the four light receiving element arrays 17a to 17d output light receiving signals corresponding to each of the four wavelength bands for the subject 11. The control device 51 creates multiband image data by a well-known method based on the four types of received light signals thus obtained.

上述した第3の実施の形態によるマルチバンドカメラによれば、第1の実施の形態によるマルチバンドカメラと同様の作用効果が得られる。   According to the multiband camera of the third embodiment described above, the same operational effects as the multiband camera of the first embodiment can be obtained.

以上、本発明の各実施形態について説明したが、次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the following modifications are also within the scope of the present invention, and one or more of the modifications can be combined with the above-described embodiments.

(変形例1)
上述した各実施形態では、390nm〜790nmの撮像波長領域を互いに異なる4つの波長バンドに分割し、それら各波長バンドのデータを含むマルチバンド画像データを作成していた。本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、これ以外の撮像波長領域についてマルチバンド画像データを作成するようにしてもよいし、波長バンドの分割数は4つより多くてもよい。
(Modification 1)
In each of the above-described embodiments, the imaging wavelength region of 390 nm to 790 nm is divided into four different wavelength bands, and multiband image data including data of each wavelength band is created. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, multiband image data may be created for other imaging wavelength regions, and the number of wavelength band divisions may be greater than four.

(変形例2)
マルチバンド画像データの生成はマルチバンドカメラの内部で行われなくてもよい。例えば、マルチバンドカメラの外部に受光信号からマルチバンド画像データを生成する演算装置を設け、受光信号そのものを可搬性の記憶媒体や電気通信回線等によってマルチバンドカメラからその演算装置に入力するようにしてもよい。
(Modification 2)
The generation of multiband image data may not be performed inside the multiband camera. For example, an arithmetic device that generates multiband image data from a light reception signal is provided outside the multiband camera, and the light reception signal itself is input from the multiband camera to the arithmetic device via a portable storage medium or an electric communication line. May be.

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .

1、2、6…マルチバンドカメラ、13…光学フィルタ、14a、14b、14c、14d…透過領域、16…受光素子、17、17a、17b、17c、17d…受光素子アレイ、51…制御装置、52…メモリ、53…表示装置 1, 2, 6 ... multi-band camera, 13 ... optical filter, 14a, 14b, 14c, 14d ... transmission region, 16 ... light receiving element, 17, 17a, 17b, 17c, 17d ... light receiving element array, 51 ... control device, 52 ... Memory, 53 ... Display device

Claims (6)

互いに異なる波長を中心とする透過波長域を備えた4以上の透過領域を有するバンドパスフィルタと、
二次元状に配列され、前記4以上の透過領域を透過した光を受光し受光信号を出力する複数の光電変換素子とを備え、
前記バンドパスフィルタは、前記撮像波長領域内において一様な分光強度を有する光が、前記4以上の透過領域を透過して前記複数の光電変換素子に入射したとき、前記複数の光電変換素子から出力される前記4以上の透過領域を透過した前記光にそれぞれ対応する前記受光信号が略同一の信号レベルとなるように、前記複数の光電変換素子に入射する光の強度を波長ごとに調節することを特徴とするマルチバンドカメラ。
A bandpass filter having four or more transmission regions each having a transmission wavelength region centered on different wavelengths;
A plurality of photoelectric conversion elements that are two-dimensionally arranged and receive light transmitted through the four or more transmission regions and output light reception signals;
The band-pass filter is configured such that when light having a uniform spectral intensity in the imaging wavelength region passes through the four or more transmission regions and enters the plurality of photoelectric conversion devices, the plurality of photoelectric conversion devices The intensity of light incident on the plurality of photoelectric conversion elements is adjusted for each wavelength so that the received light signals respectively corresponding to the light transmitted through the four or more transmission regions to be output have substantially the same signal level. Multiband camera characterized by that.
請求項1に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記バンドパスフィルタは、複数の光学薄膜を積層して構成されることを特徴とするマルチバンドカメラ。
The multi-band camera according to claim 1, wherein
The band-pass filter is configured by laminating a plurality of optical thin films.
請求項1または2に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記バンドパスフィルタが交換可能に取り付けられるフィルタ取付部を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
The multiband camera according to claim 1 or 2,
A multiband camera comprising a filter mounting portion to which the bandpass filter is replaceably mounted.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記バンドパスフィルタを含む光学系が交換可能に取り付けられるレンズ取付部を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
In the multiband camera as described in any one of Claims 1-3,
A multiband camera, comprising: a lens attachment portion to which an optical system including the bandpass filter is attached in a replaceable manner.
請求項1〜4のいずれか一項に記載のマルチバンドカメラにおいて、
所定の撮影条件ごとに前記複数の受光素子の前記受光出力を測定することにより作成された複数の校正データを記憶する記憶部と、
前記複数の校正データから撮影条件に基づいていずれかを選択し、当該選択された校正データに基づいて前記受光出力を補正する補正部と、
を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
In the multiband camera as described in any one of Claims 1-4,
A storage unit for storing a plurality of calibration data created by measuring the light reception outputs of the plurality of light receiving elements for each predetermined imaging condition;
A correction unit that selects any one of the plurality of calibration data based on imaging conditions, and corrects the light reception output based on the selected calibration data;
A multiband camera characterized by comprising:
請求項1〜5のいずれか一項に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記受光出力に基づいて前記撮像波長領域に対応する画像データを生成する画像データ生成部を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
In the multiband camera as described in any one of Claims 1-5,
A multiband camera, comprising: an image data generation unit configured to generate image data corresponding to the imaging wavelength region based on the light reception output.
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