JP2014185917A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可視光画像に描写が近い近赤外光画像を、遠赤外光画像と共に得ることが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】結像光学系を透過した可視光域の被写体光を受光し第１受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第１受光素子と、結像光学系を透過した近赤外域の被写体光を受光し第２受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第２受光素子と、結像光学系を透過した遠赤外域の被写体光を受光し第３受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第３受光素子と、複数の第１受光素子と、複数の第２受光素子と、複数の第３受光素子と、が被写体光を略同時に受光して出力した第１受光信号と、第２受光信号と、第３受光信号とに基づいて、被写体の可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とを作成する画像作成手段とを備える撮像装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

従来、可視光線による像と遠赤外線による像とを同時に撮像可能な撮像装置が知られている。例えば特許文献１には、遠赤外線を反射し可視光線を透過する光束分離器を用いて、可視光線による像と遠赤外線による像とを同時に撮影する熱画像カメラが記載されている。

特開２０１１−８０９７６号公報

従来技術は、遠赤外線を用いるため、可視光線と描写が大きく異なる像しか得られないという問題があった。

請求項１に記載の撮像装置は、結像光学系を透過した可視光域の被写体光を受光し第１受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第１受光素子と、前記結像光学系を透過した近赤外域の被写体光を受光し第２受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第２受光素子と、前記結像光学系を透過した遠赤外域の被写体光を受光し第３受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第３受光素子と、前記複数の第１受光素子と、前記複数の第２受光素子と、前記複数の第３受光素子と、が被写体光を略同時に受光して出力した前記第１受光信号と、前記第２受光信号と、前記第３受光信号とに基づいて、被写体の可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とを作成する画像作成手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、可視光画像に描写が近い近赤外光画像を、遠赤外光画像と共に得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。 第２受光素子アレイ２５の撮像面を拡大した模式図である。 制御装置２６が実行する画像撮影処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。撮像装置１は、可視光線（例えば０．４マイクロメートル〜０．８マイクロメートル程度の波長域）と近赤外線（例えば０．８マイクロメートル〜２．５マイクロメートル程度の波長域）と遠赤外線（例えば２．５マイクロメートル〜１０マイクロメートル程度の波長域）による被写体像を同時に撮像可能なカメラであり、交換レンズ１０とカメラボディ２０とから構成される。

交換レンズ１０は被写体像を予定焦点面に結像させる結像光学系１１と、結像光学系１１から出射する被写体光の光量を制限する第１絞り１２とを備える。なお、図１では結像光学系１１を１枚のレンズとして図示しているが、実際には複数のレンズにより構成されるレンズ群である。また、図１では第１絞り１２を結像光学系１１の後方に図示しているが、これを結像光学系１１の前方や内部に設けてもよい。

結像光学系１１は、例えば蛍石やゼロデュア（登録商標）、コーニング（登録商標）９７５４など、少なくとも可視光線と赤外線（近赤外線および遠赤外線）を十分に透過する材料により製造される。結像光学系１１には、不図示のアクチュエータにより駆動される焦点調節用のフォーカシングレンズが含まれている。

カメラボディ２０は、周知のレンズマウント機構（例えばバヨネットマウント等）により、交換レンズ１０が着脱可能に構成されている。結像光学系１１を透過した被写体光は、カメラボディ２０の内部に設けられたダイクロイックミラー２１に入射する。

ダイクロイックミラー２１は、結像光学系１１を透過した被写体光を可視光線と赤外線（遠赤外線および近赤外線）の２つに分割する。これは、ダイクロイックミラー２１の反射面が、可視光域の光を透過し赤外域（近赤外〜遠赤外）の光を反射するように構成されているためである。つまり、被写体光のうち可視光成分は図１のｘ方向に、赤外成分は図１のｙ方向に、それぞれ向かう。

ダイクロイックミラー２１の反射面を透過しｘ方向に進行した被写体光の可視光成分は、カメラボディ２０の後方の予定焦点面近傍に設けられた第１受光素子アレイ２２に入射する。第１受光素子アレイ２２は、複数の受光素子が二次元状に配列された撮像面を有し、可視光線による被写体像を撮像して第１撮像信号を出力する。なお、図１では図示を省略しているが、第１受光素子アレイ２２の撮像面近傍には、シャッターや赤外光カットフィルタ、光学ローパスフィルタやカラーフィルタ（例えばベイヤ配列）等が設けられている。

一方、ダイクロイックミラー２１の反射面で反射しｙ方向に進行した被写体光の赤外成分は、カメラボディ２０の上方に設けられた第２絞り２３および補正光学系２４を介して、カメラボディ２０の上方の予定焦点面近傍に設けられた第２受光素子アレイ２５に入射する。第２受光素子アレイ２５は、２種類の受光素子が二次元状にそれぞれ複数配列された撮像面を有し、近赤外線による被写体像を撮像して第２撮像信号を出力すると共に、遠赤外線による被写体像を撮像して第３撮像信号を出力する。第２受光素子アレイ２５の構成については後に詳述する。

第２絞り２３および補正光学系２４は、それぞれ結像光学系１１の収差を補正するためのものである。赤外線による被写体像を撮像する場合、鮮明な画像を得るためには、可視光線による被写体像を撮像する場合よりも絞りの開口径を小さくし、収差の影響を軽減することが望ましい。交換レンズ１０が有する第１絞り１２は、ダイクロイックミラー２１よりも前段に設置されているため、被写体光の可視光成分と赤外成分の両方に影響する。これに対し、第２絞り２３は、ダイクロイックミラー２１と第２受光素子アレイ２５の間に設置されているため、ダイクロイックミラー２１により反射された被写体光の赤外成分にのみ影響する。

このように、第１絞り１２とは別に第２絞り２３を設けることで，被写体光の赤外成分については可視光成分よりも絞り径を小さくすることが可能になる。また補正光学系２４は、可視光線と赤外線の波長の差に起因する収差を補正するための光学系である。なお、図１では図示を省略しているが、第２受光素子アレイ２５の撮像面近傍には、シャッターや可視光カットフィルタ、光学ローパスフィルタ等が設けられている。

カメラボディ２０の背面（レンズマウントが設けられている面の反対側の面）には、液晶ディスプレイ等の表示装置２７が設置されている。表示装置２７の表示画面には、例えば撮影画像やスルー画、各種のメニュー画面等が表示される。

カメラボディ２０は、撮像装置１の全体を制御する制御装置２６を備える。制御装置２６は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路から構成され、不図示の記憶媒体に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、撮像装置１の各部を制御する。

制御装置２６は、画像作成部２６ａ、顔認識部２６ｂ、および色情報付加部２６ｃを機能的に備える。これらの各機能部は、制御装置２６が上述の制御プログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現されている。なお、これらの各機能部を、同等の機能を有する電子回路として構成してもよい。

画像作成部２６ａは、第１受光素子アレイ２２から出力された第１撮像信号と、第２受光素子アレイ２５から出力された第２撮像信号および第３撮像信号とに基づいて、被写体の可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とを作成する。制御装置２６は、画像作成部２６ａにより作成されたこれらの各画像を、例えば不図示の記録媒体（ＤＲＡＭやメモリカード等）に記録したり、表示装置２７に表示したりする。

顔認識部２６ｂは、画像作成部２６ａにより作成された可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とに基づいて、撮影画面に含まれる被写体の顔を認識する。色情報付加部２６ｃは、画像作成部２６ａにより作成された可視光画像の色情報に基づいて、画像作成部２６ａにより作成された近赤外光画像および遠赤外光画像に色情報を付加する。制御装置２６が有するこれらの各機能部については後に詳述する。

図２は、第２受光素子アレイ２５の撮像面を拡大した模式図である。第２受光素子アレイ２５の撮像面には、近赤外画素２８と遠赤外画素２９とが互い違いに多数配列されている。

近赤外画素２８は、近赤外線を透過し遠赤外線を遮蔽する光学フィルターが受光面に設置されている画素であり、近赤外線を受光し、その強度に応じた受光信号を出力する。遠赤外画素２９は、遠赤外線を透過し近赤外線を遮蔽する光学フィルターが受光面に設置されている画素であり、遠赤外線を受光し、その強度に応じた受光信号を出力する。

画像作成部２６ａは、複数の近赤外画素２８から出力された受光信号により近赤外光画像を作成し、複数の遠赤外画素２９から出力された受光信号により遠赤外光画像を作成する。なお画像作成部２６ａは、近赤外光画像を作成する際、遠赤外画素２９が配置されている位置の画素値を、その上下左右に配置されている４つの近赤外画素２８の出力に基づいて補間する。例えば、上下左右に配置されている４つの近赤外画素２８の出力値の算術平均を、当該遠赤外画素２９が配置されている位置の画素値とする。遠赤外光画像を作成する際にも同様に、近赤外画素２８が配置されている位置の画素値を、その上下左右に配置されている４つの遠赤外画素２９の出力に基づいて補間する。

このように、近赤外画素２８と遠赤外画素２９を千鳥状に配列し、各画素出力に補間処理を施すことで、１つの第２受光素子アレイ２５から遠赤外光画像と近赤外光画像とを作成することができる。

次に、制御装置２６による三波長域の画像撮影処理について説明する。

図３は、制御装置２６が実行する画像撮影処理のフローチャートである。この処理は、制御装置２６により実行される不図示の制御プログラムに含まれている。撮影者が不図示の操作部材（モードダイヤル等）を操作することにより、撮像装置１の動作モードを撮影モードに設定すると、制御装置２６は図３の処理の実行を開始する。

まずステップＳ１００では、制御装置２６は表示装置２７にスルー画を表示する。具体的には、第１受光素子アレイ２２を駆動して被写体像を撮像させ、第１受光素子アレイ２２が出力した受光信号から画像作成部２６ａにスルー画を作成させる。制御装置２６は、続くステップＳ１１０において、不図示のレリーズスイッチが無操作状態から半押し状態に変化したか否かを判定する。レリーズスイッチの状態が無操作状態から半押し状態に変化していた場合にはステップＳ１２０に進む。他方、半押し状態でない場合や、半押し状態になる前の状態が無操作状態でなかった場合にはステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１２０では、制御装置２６が、顔認識機能がオンされているか否かを判定する。撮影者は撮像装置１に設けられた不図示の操作部材を操作することにより、顔認識機能をオンオフすることが可能である。顔認識機能がオンされていた場合にはステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、顔認識部２６ｂが後述する顔認識処理を実行し、撮影画面における被写体の顔を認識する。そして、続くステップＳ１４０において制御装置２６が、認識された顔の位置にフォーカスエリアを設定する。他方、ステップＳ１２０において顔認識機能がオフされていた場合にはステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０では制御装置２６が、撮影画面内の所定位置（例えば画面中央や予め撮影者により指定された位置等）にフォーカスエリアを設定する。ステップＳ１６０では、制御装置２６が自動焦点調節処理および自動露出制御処理を行う。

自動焦点調節処理は、第１受光素子アレイ２２から出力される受光信号を用いたコントラスト検出方式の焦点検出演算を実行し、焦点検出結果に応じた位置にフォーカスレンズを駆動する処理である。また、自動露出制御処理は、第１受光素子アレイ２２から出力される受光信号を用いて被写体からの光量を測定し、測定結果に応じて、第１絞り１２の撮影絞り値や不図示のシャッターによる第１受光素子アレイ２２の露光時間を決定する処理である。

なお、自動焦点調節処理および自動露出制御処理を、第１受光素子アレイ２２から出力される受光信号以外の情報に基づいて行ってもよい。例えば、第１受光素子アレイ２２から出力される受光信号の代わりに、第２受光素子アレイ２５から出力される近赤外線の受光信号を用いて自動焦点調節処理を行ってもよい。あるいは、それら２つを組み合わせて用いてもよい。例えば、比較的明るい場所では可視光線に対応する前者の受光信号を利用し、比較的暗い場所では近赤外線に対応する後者の受光信号を利用することで、暗所でも精度の高い自動焦点調節を行うことができる。また、第１受光素子アレイ２２とは別に、位相差検出方式の焦点検出を行うためのラインセンサや被写体光の光量を測定する測光センサ等を設け、これらの部材からの出力信号に基づいて自動焦点調節処理および自動露出制御処理を行ってもよい。

ステップＳ１７０において制御装置２６は、不図示のレリーズスイッチが半押し状態から全押し状態に変化したか否かを判定する。レリーズスイッチの状態が半押し状態から全押し状態に変化していた場合にはステップＳ１８０に進む。他方、全押し状態でない場合や、全押し状態になる前の状態が半押し状態でなかった場合にはステップＳ１００に戻る。

ステップＳ１８０では、制御装置２６が、第１絞り１２を撮影絞り値になるように絞り込む。制御装置２６は更に、第２絞り２３を、撮影絞り値以上の大きさ（収差の影響を十分に軽減できる程度の大きさ）の所定絞り値になるように絞り込む。

その後、制御装置２６はステップＳ１９０において、第１受光素子アレイ２２の露光と第２受光素子アレイ２５の露光を、自動露出制御処理において決定された露光時間に基づいて実行する。そして、画像作成部２６ａが第１受光素子アレイ２２から出力された受光信号に基づいて可視光画像を作成すると共に、第２受光素子アレイ２５から出力された受光信号に基づいて近赤外光画像および遠赤外光画像を作成する。

ステップＳ２００では、制御装置２６が、色情報付加機能がオンされているか否かを判定する。撮影者は撮像装置１に設けられた不図示の操作部材を操作することにより、顔認識機能と同様に、色情報付加機能をオンオフすることが可能である。色情報付加機能がオンされていた場合にはステップＳ２１０に進み、色情報付加部２６ｃが後述する色情報付加処理を実行し、ステップＳ１９０において画像作成部２６ａにより作成された近赤外光画像および遠赤外光画像に色情報を付加する。他方、ステップＳ２００において色情報付加機能がオフされていた場合にはステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０では、制御装置２６が、可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像を不図示の記録媒体（例えばメモリーカード等）に記録する。

次に、図３のステップＳ１３０において顔認識部２６ｂが実行する、顔認識処理について説明する。顔認識部２６ｂは顔認識処理において、まず画像作成部２６ａにより作成された被写体の遠赤外光画像から、被写体の顔が含まれている可能性のある領域を特定する。例えば撮影画面に摂氏１０度前後の領域が存在する場合、その領域には顔が含まれている可能性がないと判断できるので、当該領域は「顔が含まれている可能性のある領域」から除外すればよい。

顔認識部２６ｂは、遠赤外光画像から、顔の可能性がある所定の温度範囲（例えば摂氏３６度前後の範囲）の領域を、遠赤外光画像の画素値（画像を構成する各ピクセルのデータ値）から特定する。通常の可視光画像において各画素値が輝度を表しているのに対し、遠赤外光画像の画素値は遠赤外線の放射エネルギーの強度、すなわち当該位置の温度を表している。従って、予め摂氏３６度前後の温度に対応する画素値を特定しておけば、画素値から摂氏３６度前後の温度の領域を特定することができる。

その後、顔認識部２６ｂは、画像作成部２６ａにより作成された被写体の可視光画像全体のうち、遠赤外光画像から特定した摂氏３６度前後の領域について、周知のパターンマッチング等により被写体の顔を認識する。なお、パターンマッチング等により被写体の顔を認識するために利用される画像は、可視光画像ではなく近赤外光画像でもよい。

次に、図３のステップＳ２１０において色情報付加部２６ｃが実行する、色情報付加処理について説明する。近赤外光および遠赤外光は人間の目には見えない。従って、画像作成部２６ａにより作成される近赤外光画像および遠赤外光画像はいずれも、各ピクセルが単一の画素値のみを持ち、色情報を持たない。そこで本実施形態の色情報付加部２６ｃは、近赤外光画像および遠赤外光画像と同時に作成される（撮像される）可視光画像の色情報に基づいて、近赤外光画像および遠赤外光画像に色情報を付加する。

具体的には、近赤外光画像および遠赤外光画像を構成する各ピクセルについて、次式（１）〜（３）により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の値を算出し、近赤外光画像および遠赤外光画像に付加する。ここで、Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓは、可視光画像における同一位置のピクセルの赤成分、緑成分、青成分の値である。また、Ｌは近赤外光画像および遠赤外光画像における画素値である。
Ｒ ＝ Ｌ×Ｒｓ／（Ｒｓ＋Ｇｓ＋Ｂｓ） …（１）
Ｇ ＝ Ｌ×Ｇｓ／（Ｒｓ＋Ｇｓ＋Ｂｓ） …（２）
Ｂ ＝ Ｌ×Ｂｓ／（Ｒｓ＋Ｇｓ＋Ｂｓ） …（３）

例えば遠赤外光画像は、各ピクセルの画素値が遠赤外線の放射エネルギーの強度、すなわち当該位置の温度を表している。従って、例えば均一な温度を有する領域は均一な画素値を有することになるなど、遠赤外光画像のみから被写体を認識することが困難である。他方、色情報付加部２６ｃが上式（１）〜（３）に基づいて色情報を付加した遠赤外光画像は、被写体と被写体の温度とを一度に認識可能な画像であり、可視光画像と遠赤外光画像の両者の特徴を併せ持つ画像である。

上述した第１の実施の形態による撮像装置によれば、次の作用効果が得られる。
（１）第１受光素子アレイ２２は、結像光学系１１を透過した可視光域の被写体光を受光し受光信号を出力する二次元状に配列された複数の受光素子を備える。また、第２受光素子アレイ２５は、結像光学系１１を透過した近赤外域の被写体光を受光し受光信号を出力する二次元状に配列された複数の近赤外画素２８と、結像光学系１１を透過した遠赤外域の被写体光を受光し受光信号を出力する二次元状に配列された複数の遠赤外画素２９とを備える。画像作成部２６ａは、複数の受光素子と、複数の近赤外画素２８と、複数の遠赤外画素２９と、が被写体光を略同時に受光してそれぞれ出力した受光信号に基づいて、被写体の可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とを作成する。このようにしたので、可視光画像に描写が近い近赤外光画像を、遠赤外光画像と共に得ることができる。

（２）カメラボディ２０は、可視光を受光する複数の受光素子を有する第１受光素子アレイ２２と、複数の近赤外画素２８および複数の遠赤外画素２９を有する第２受光素子アレイ２５と、結像光学系１１を透過した被写体光を２つに分割し、一方を第１受光素子アレイ２２に向けて、他方を第２受光素子アレイ２５に向けてそれぞれ出射するダイクロイックミラー２１とを備える。このようにしたので、被写体から発せられた３つの波長域の被写体光を略同時に受光して３つの波長域に対応する画像を作成することができる。

（３）複数の近赤外画素２８の各々は、近赤外域の光を透過する近赤外光フィルタを受光面に有する。また、複数の遠赤外画素２９の各々は、遠赤外域の光を透過する遠赤外光フィルタを受光面に有する。このようにしたので、単一の撮像素子から、それぞれ波長域が異なる２種類の撮影画像（受光出力）を得ることが可能になる。

（４）第２受光素子アレイ２５の撮像面には、複数の近赤外画素２８と複数の遠赤外画素２９とが千鳥状に配列されている。このようにしたので、近赤外光による被写体像を遠赤外光による被写体光とを単一の第２受光素子アレイ２５を用いて撮像することができる。

（５）顔認識部２６ｂは、画像作成部２６ａにより作成された被写体の可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とに基づいて、撮影画面に含まれる被写体の顔を認識する。具体的には、まず遠赤外光画像に基づいて、顔を含み撮影画面より小さい領域を特定し、その後、可視光画像について、当該領域から顔を認識する。このようにしたので、可視光画像だけで行う従来の顔認識処理に比べて、高精度な顔認識結果を得ることができる。

（６）ダイクロイックミラー２１と第２受光素子アレイ２５との間には、第２絞り２３が配置されている。このようにしたので、可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とを略同時に撮像するにも関わらず、近赤外光画像および遠赤外光画像の撮像時に可視光画像を撮像する際の絞り値とは異なる絞り値を適用することができ、より鮮明な近赤外光画像および遠赤外光画像を得ることができる。

（７）ダイクロイックミラー２１と第２受光素子アレイ２５との間には、近赤外域の光および遠赤外域の光の収差を補正する補正光学系２４が配置されている。このようにしたので、波長域の違いを原因とする収差を補正し、より鮮明な近赤外光画像および遠赤外光画像を得ることができる。

（８）色情報付加部２６ｃは、可視光画像の色情報に基づいて、近赤外光画像および遠赤外光画像に色情報を付加する。このようにしたので、例えば大気の影響を受けやすい環境下など、可視光画像が苦手とする撮影環境であっても、鮮明なカラー画像を得ることが可能となる。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。撮像装置１０１は、第１の実施の形態に係る撮像装置１と同様に、可視光線と近赤外線と遠赤外線による被写体像を同時に撮像可能なカメラであるが、受光素子アレイの構成が第１の実施の形態とは異なっている。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の箇所については、第１の実施の形態と同一の符号を付し説明を省略する。

撮像装置１０１は、交換レンズ１１０とカメラボディ１２０とから構成される。カメラボディ１２０は、第１の実施の形態に係るカメラボディ２０と同様に、ダイクロイックミラー２１、第１受光素子アレイ２２、第２絞り２３、および補正光学系２４を有する。第１の実施の形態に係るカメラボディ２０は、補正光学系２４の先に第２受光素子アレイ２５を有していたが、本実施形態のカメラボディ１２０では、補正光学系２４の先に更にダイクロイックミラー１２８が設けられている。

ダイクロイックミラー１２８は、補正光学系２４を透過した被写体光を遠赤外線および近赤外線の２つに分割する。これは、ダイクロイックミラー１２８の反射面（補正光学系２４を透過した被写体光が入射する面）が、遠赤外域の光を透過し近赤外域の光を反射するように構成されているためである。つまり、被写体光のうち近赤外成分は図４のｘ方向に、遠赤外成分は図４のｙ方向に、それぞれ向かう。

ダイクロイックミラー１２８の反射面で反射しｘ方向に進行した被写体光の近赤外成分は、カメラボディ１２０の後方の予定焦点面近傍に設けられた近赤外受光素子アレイ１２９に入射する。近赤外受光素子アレイ１２９は、複数の近赤外画素２８が二次元状に配列された撮像面を有し、近赤外線による被写体像を撮像して撮像信号を出力する。なお、図４では図示を省略しているが、近赤外受光素子アレイ１２９の撮像面近傍には、シャッターや光学ローパスフィルタ等が設けられている。

一方、ダイクロイックミラー１２８の反射面を透過しｙ方向に進行した被写体光の遠赤外成分は、カメラボディ１２０の上方の予定焦点面近傍に設けられた遠赤外受光素子アレイ１３０に入射する。遠赤外受光素子アレイ１３０は、複数の遠赤外画素２９が二次元状に配列された撮像面を有し、遠赤外線による被写体像を撮像して撮像信号を出力する。なお、図４では図示を省略しているが、遠赤外受光素子アレイ１３０の撮像面近傍には、シャッターや光学ローパスフィルタ等が設けられている。

以上で説明したように、本実施形態のカメラボディ１２０は、第１の実施形態に係る第２受光素子アレイ２５（図２）を有していない。その代わりに、カメラボディ１２０は、ダイクロイックミラー１２８と、近赤外受光素子アレイ１２９と、遠赤外受光素子アレイ１３０とを有している。画像作成部２６ａは、近赤外受光素子アレイ１２９から出力された受光信号に基づいて近赤外光画像を作成すると共に、遠赤外受光素子アレイ１３０から出力された受光信号に基づいて遠赤外光画像を作成する。

上述した第２の実施の形態による撮像装置によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。

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。

（変形例１）
上述した第１の実施の形態では、色情報付加部２６ｃがＲＧＢ表色系の色情報を付加する例について説明したが、色情報付加部２６ｃが付加する色情報はこれに限定されない。例えばＨＳＶ表色系の色情報を付加してもよい。また、色情報付加部２６ｃが色情報を付加する方法は、可視光画像に基づく方法であればよく、上式（１）〜（３）を用いる方法と異なっていてもよい。

（変形例２）
顔認識部２６ｂによる顔認識処理は、上述した内容の処理に限定されない。例えば、可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像との各々について、パターンマッチング等による周知の顔認識演算を実行し、それらの結果に基づいて多数決を採ることで、撮影画面に含まれる顔を認識することとしてもよい。また、顔認識部２６ｂにより認識された顔に関する情報を、自動焦点調節以外の処理に利用してもよい。

（変形例３）
上述した各実施の形態では、色情報付加部２６ｃが近赤外光画像と遠赤外光画像の両方に色情報を付加していたが、本発明はこのような実施の形態に限定されない。例えば、近赤外光画像のみについて色情報を付加してもよいし、遠赤外光画像のみに色情報を付加するようにしてもよい。

（変形例４）
第２絞り２３および補正光学系２４を省略してもよい。この場合、近赤外光画像および遠赤外光画像の鮮明さは低下するものの、カメラボディのサイズや製造コストを削減することが可能である。

（変形例５）
暗所での撮影を可能とするために、被写体へ可視光および赤外光を照射可能な発光装置をカメラボディに設けてもよい。このような発光装置を設ける場合、可視光および赤外光をそれぞれ個別に照射可能な構成とすることが望ましい。発光装置をそのように構成することで、照射した光同士が互いに干渉することを防止できる。

（変形例６）
ダイクロイックミラー２１を光路から退避可能な構成としてもよい。この場合、可視光画像のみを撮像する際にはダイクロイックミラー２１を光路から退避させることで、第１受光素子アレイ２２に入射する被写体光の光量を増やすことができ、より高品質な可視光画像を撮影可能になる。

（変形例７）
上述した各実施の形態において定義した、可視光線、近赤外線、および遠赤外線の波長域の数値は一例であり、上述したものと異なる範囲を可視光線、近赤外線、および遠赤外線の波長域として採用してもよい。

（変形例８）
本発明は、レンズ交換可能な撮像装置のみならず、レンズ一体型の撮像装置に適用することもできる。

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。

１、１０１…撮像装置、１０、１１０…交換レンズ、１１…結像光学系、１２…第１絞り、２０、１２０…カメラボディ、２１、１２８…ダイクロイックミラー、２２…第１受光素子アレイ、２３…第２絞り、２４…補正光学系、２５…第２受光素子アレイ、２６…制御装置、２６ａ…画像作成部、２６ｂ…顔認識部、２６ｃ…色情報付加部、１２９…近赤外受光素子アレイ、１３０…遠赤外受光素子アレイ

Claims (10)

1. 結像光学系を透過した可視光域の被写体光を受光し第１受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第１受光素子と、
   前記結像光学系を透過した近赤外域の被写体光を受光し第２受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第２受光素子と、
   前記結像光学系を透過した遠赤外域の被写体光を受光し第３受光信号を出力する二次元状に配列された複数の第３受光素子と、
   前記複数の第１受光素子と、前記複数の第２受光素子と、前記複数の第３受光素子と、が被写体光を略同時に受光して出力した前記第１受光信号と、前記第２受光信号と、前記第３受光信号とに基づいて、被写体の可視光画像と近赤外光画像と遠赤外光画像とを作成する画像作成手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記複数の第１受光素子を有する第１受光素子アレイと、
   前記複数の第２受光素子および前記複数の第３受光素子を有する第２受光素子アレイと、
   前記結像光学系を透過した被写体光を２つに分割し、一方を前記第１受光素子アレイに向けて、他方を前記第２受光素子アレイに向けてそれぞれ出射する光分割手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記複数の第２受光素子の各々は、前記近赤外域の光を透過する近赤外光フィルタを受光面に有し、
   前記複数の第３受光素子の各々は、前記遠赤外域の光を透過する遠赤外光フィルタを受光面に有することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記第２受光素子アレイの撮像面には、前記複数の第２受光素子と前記複数の第３受光素子とが千鳥状に配列されていることを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記画像作成手段により作成された前記被写体の前記可視光画像と前記近赤外光画像と前記遠赤外光画像とに基づいて、撮影画面に含まれる前記被写体の顔を認識する顔認識手段を備えることを特徴とする撮像装置。
6. 請求項５に記載の撮像装置において、
   前記顔認識手段は、前記遠赤外光画像に基づいて、前記顔を含み前記撮影画面より小さい領域を特定し、前記可視光画像および前記近赤外光画像の少なくとも一方について、当該領域から前記顔を認識することを特徴とする撮像装置。
7. 請求項５に記載の撮像装置において、
   前記顔認識手段は、前記可視光画像と前記近赤外光画像と前記遠赤外光画像との各々について個別に所定の顔認識処理を実行し、それらの結果に基づいて前記顔を認識することを特徴とする撮像装置。
8. 請求項２〜７のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記光分割手段と前記第２受光素子アレイとの間に配置された絞りを備えることを特徴とする撮像装置。
9. 請求項２〜８のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記光分割手段と前記第２撮像素子との間に配置され、前記近赤外域の光および前記遠赤外域の光の収差を補正する補正光学系を備えることを特徴とする撮像装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の撮像装置において、
    前記可視光画像の色情報に基づいて、前記近赤外光画像および前記遠赤外光画像の少なくとも一方に色情報を付加する色情報付加手段を備えることを特徴とする撮像装置。
    

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