JP2022029026A

JP2022029026A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2022029026A
Application number: JP2020132120A
Authority: JP
Inventors: 翼中村; Tasuku Nakamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2022-02-17
Also published as: US11831968B2; US20220046149A1

Abstract

【課題】入射光の強度の低下を抑制可能であると共に、波長ごとの取得信号のバランスを調整可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置は、光学系により形成される第１の像を受光する第１の撮像素子、及び該光学系により形成される第２の像を受光する第２の撮像素子を含む撮像部を有し、第１及び第２の像は、互いに異なる波長の光で形成されており、第１及び第２の撮像素子は、互いに異なる露出条件で撮像を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

近年、人間の視覚特性に合わせたＲＧＢの３つのバンド（波長帯域）情報に加え、可視域や非可視域のバンド情報を取得可能なカメラを用いて、被写体の組成を分析したり、人間が視認しにくい物体を高精度に弁別したりする方法が提案されている。以下の説明では、従来のＲＧＢ画像と区別するために４つ以上のバンド情報を含む分光画像のことを「マルチバンド画像」と呼ぶ。

撮像素子として一般的に利用されるシリコンセンサは、波長が設計中心波長から離れるに従って該波長の光に対する感度が低下する特性を有する。そのため、夫々が異なる波長の光から形成された複数の像を１つの撮像素子で同時に撮像する場合、取得信号の強度に分布が発生し、低感度側の波長の光に対応する取得信号のダイナミックレンジが狭くなってしまう。

特許文献１には、バンドパスフィルタの透過率を調整することで、取得信号の強度を揃えるカメラが開示されている。

特許第６１２３２１３号公報

しかしながら、特許文献１のカメラでは、撮像素子の感度が高い可視域の光に対応するバンドパスフィルタの透過率を下げ、入射光の強度を低下させるため、入射光に対する光利用効率が低下してしまう。

本発明は、入射光の強度の低下を抑制可能であると共に、波長ごとの取得信号のバランスを調整可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての撮像装置は、光学系により形成される第１の像を受光する第１の撮像素子、及び該光学系により形成される第２の像を受光する第２の撮像素子を含む撮像部を有し、第１及び第２の像は、互いに異なる波長の光で形成されており、第１及び第２の撮像素子は、互いに異なる露出条件で撮像を行うことを特徴とする。

本発明によれば、入射光の強度の低下を抑制可能であると共に、波長ごとの取得信号のバランスを調整可能な撮像装置を提供することができる。

実施例１の撮像装置の説明図である。一般的な撮像素子の波長感度を示す図である。実施例２の撮像装置の説明図である。実施例３の撮像装置の説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施例の撮像装置Ｃ１の説明図である。図１（ａ）に示されるように、撮像装置Ｃ１は、撮像ユニットＣ１１、及び制御系Ｂ１を有する。

撮像ユニットＣ１１は、分光光学系、及び撮像センサ（撮像部）ＳＳ１を有する。分光光学系は、レンズＬ１１、スリットＳＬ、レンズＬ１２、回折素子ＤＯ、及びレンズＬ１３を有する。撮像センサＳＳ１は、分光光学系により形成される第１の光学特性を備える第１の分光像を受光する第１の撮像素子を含む第１の撮像素子群を備える。また、撮像センサＳＳ１は、分光光学系により形成される第２の光学特性を備える第２の分光像を受光する第２の撮像素子を含む第２の撮像素子群を備える。第１及び第２の撮像素子群は、後述するように、互いに異なる露出条件で撮像を行う。具体的には、第１の撮像素子群は第１の露出条件で撮像を行い、第２の撮像素子群は第２の露出条件で撮像を行う。なお、本発明における露出とは、露光時間やＩＳＯ感度等の撮像素子の取得輝度値を増減させる制御パラメータを指す。また、分光光学系は、撮像装置Ｃ１に着脱可能に構成されていてもよい。

本実施例の撮像ユニットＣ１１は、プッシュブルーム型の撮像系である。撮像センサＳＳ１は、二次元配置された複数の撮像素子を少なくとも一つの行ごとに共通の露出条件で制御可能である。

レンズＬ１１は、被写体（不図示）からの光束をスリットＳＬ上に結像する。スリットＳＬは、被写体の空間情報を略一次元像として切り取る。本実施例では、スリット形状は、後段の光学系で再結像されることを想定し、短辺の長さが撮像素子の１ｐｉｘｅｌの長さに、長辺の長さが撮像センサＳＳ１の幅方向（図１のｘ軸方向）の長さになるように調整されている。レンズＬ１２は、スリットＳＬで切り取られた１次元像を平行光束に戻し、回折素子ＤＯに入射させる。回折素子ＤＯを通過した光束は波長ごとに回折角が異なるため、回折素子ＤＯは角度方向に対して分光を行う分光光学素子として機能する。分光された平行光束は、レンズＬ１３によって撮像センサＳＳ１上に集光され、再結像する。撮像センサＳＳ１上に結像される分光像は、ｘ軸方向には被写体の空間情報が、ｙ軸方向には被写体の波長情報がそれぞれ直交して展開される（図１（ｂ）参照）。図１（ｂ）では、撮像センサＳＳ1上の波長ごとの１次元の分光像（空間情報）が結像される区画を分光領域ＳＲとして図示している。分光領域ＳＲの数は、図１（ｂ）よりも少なくてもよいし、多くてもよい。以上説明したように、撮像ユニットＣ１１を用いることで、ある瞬間の１次元被写体像における分光画像を得ることができる。また、被写体と撮像装置Ｃ１を相対的にｙ軸方向へ走査することで、被写体の２次元の分光画像も取得可能である。

以下、本発明の課題について説明する。図２は、カメラに用いられる一般的な撮像素子（例えば、シリコンセンサ）の波長感度を示す図である。図２に示されるように、一般的な撮像素子は、可視域の中心波長（５００ｎｍ前後）の光に対する感度が最大となり、波長がピーク波長から離れるに従って該波長の光に対する感度が低下する特性を有する。例えば、波長５００ｎｍの光と波長９００ｎｍの光では、感度が６倍以上異なる。すなわち、図２の特性を有する撮像素子を組み込んだ撮像装置において、ある露出条件で分光画像を撮影した場合、波長５００ｎｍの光に対応する分光画像に対して波長９００ｎｍの光に対応する分光画像が６倍暗くなる。

ここで、撮像センサＳＳ１として図２の特性を有する撮像素子を本実施例の撮像装置Ｃ１に組み込んで、近赤外波長（９００ｎｍ近辺）の反射光が小さい被写体を撮影する場合を考える。波長９００ｎｍの光に対応する分光画像をできるだけ明るくなるように露出を設定した場合、波長５００ｎｍの光に対応する分光画像において輝度値が飽和してしまう場合がある。分光分析では、波長ごとの取得信号の強度分布（つまり強度比）が重要であるため、分光画像に輝度値の飽和が発生すると分析上の誤りとなりデータを正常に取り扱えなくなる。そのため、本実施例のような分光撮像装置では、輝度飽和が発生しない範囲内でしか露出を制御できないため、分光画像が暗い領域、特に近紫外領域や近赤外領域でＳＮ比に限界が生じてしまう。撮像素子の設計でピーク波長をずらすことも可能であるが、波長感度は同様に山なりのカーブになるため、広い波長の光に対応する複数の分光画像を同時に得ようとすると同様の問題が発生する。

本実施例では、制御系Ｂ１に工夫を持たせる。制御系Ｂ１は、記憶部Ｂ１１、取得部Ｂ１２、撮影制御部Ｂ１３、Ａ／Ｄ変換器Ｂ１４、及び画像出力部Ｂ１５を含む。

記憶部Ｂ１１は、撮像センサＳＳ１の波長感度特性の情報、及び撮像センサＳＳ１上の分光領域ＳＲの位置情報を保持しており、それぞれの情報を取得部Ｂ１２に出力する。なお、記憶部Ｂ１１が保持する情報は、撮像装置Ｃ１とは異なる装置が保持していてもよい。

取得部Ｂ１２は、記憶部Ｂ１１からの情報を用いて、分光領域ＳＲごとに取得輝度値のバランスがとれる露出条件を取得する。本実施例では、取得部Ｂ１２は、露出条件として、単純に撮像センサＳＳ１の波長に対する感度特性をキャンセルするために、図２のグラフを上下反転させた係数を取得する。これにより、被写体からの光が取得波長領域における強度が一定である白色光である場合に分光画像の輝度値が一定値になる。本実施例では、分光領域ＳＲは図１（ｂ）に示されるように撮像センサＳＳ１上で横長に構成されているため、分光領域ＳＲでは空間軸方向（ｘ軸方向）に沿って同じ波長の情報が並んでいる。したがって、露出条件を空間軸方向に沿って変更する必要はなく、回路規模を比較的小さくすることができる。なお、本実施例では、取得部Ｂ１２が露出条件を取得するが、撮像装置Ｃ１とは異なる装置が取得してもよい。また、取得部Ｂ１２は、露出条件として、撮像センサＳＳ１の波長感度特性に応じた露光時間やＩＳＯ感度等を取得してもよい。

撮影制御部Ｂ１３は、取得部Ｂ１２から取得した撮像センサＳＳ１内の分光領域ＳＲごとの露出条件を用いて、撮像センサＳＳ１を制御する。撮像センサＳＳ１は、撮影制御部Ｂ１３により制御され、撮像面上の像を電気信号として出力する。

Ａ／Ｄ変換器Ｂ１４は、アナログ信号である撮像センサＳＳ１からの出力信号をデジタル信号に変換する。

画像出力部Ｂ１５は、Ａ／Ｄ変換器Ｂ１４から出力された信号を用いて、撮像センサＳＳ１の波長軸方向（Ｙ軸方向）に分光された分光画像を出力する。

本実施例の撮像ユニットＣ１１は、プッシュブルーム型の撮像系であるので、Ｙ軸方向へ被写体を走査することで空間の２次元情報も取得可能である。画像出力部Ｂ１５から出力されるライン分光画像を外部の計算機（不図示）で束ねることでマルチバンド画像を形成することが可能である。また、本実施例では、撮像装置Ｃ１内で画像情報をデジタル化しているが、アナログ情報のまま画像を出力してもよい。

上述したように、分光光学系に対し撮像センサＳＳ１内の露出を部分的に制御する機能を組み合せることで、光学フィルタで減光する必要がないため、入射した光を効率的に利用することができる。また、露出を露光時間で制御した場合、波長感度が大きい（露光時間が短い）分光領域ＳＲではすぐに既定の輝度値が得られ、データ転送を開始することができる。その結果、ある分光領域ＳＲで露出が終わった段階で即座に次の分光領域ＳＲのデータ取得に移行（スキャン）することができるため、１面の分光画像の取得時間を短縮することができる。連続した分光画像、特にプッシュブルーム型の撮像系でマルチバンド画像を取得する場合も撮影の高速化を実現することができる。なお、撮像センサＳＳ１内の分光領域ＳＲは必ずしも隣接した領域である必要はないが、回路上配線しやすいように配置されていることが好ましい。隣接した画素や画素の行を順次スキャンするほうが構成をシンプルにすることができる。

以下、本発明にプッシュブルーム型の撮像系を組み合わせることの利点について補足する。まず、本発明に分光フィルタが撮像センサ上にモザイク状に離散している構成を有するセンサ（以降「モザイク型センサ」と呼ぶ）を組み合わせた場合について説明する。モザイク型センサでは、同じ露出条件にすべき分光像が得られる分光領域が撮像センサ面全域にわたって離散的に分配されているため、撮像センサ上の全てのｐｉｘｅｌごとに露出制御の機構を設ける必要がある。したがって、配線が複雑になり、回路の高密度化が必要となるため、製造難易度が高くなる、又は光電変換素子の開口率が低下してしまう。

一方、本実施例のように分光領域がある程度まとまっている分光光学系と撮像センサを組み合せることで、より低コストで本発明の効果を実現可能である。例えば、プッシュブルーム型の撮像系において、撮像センサＳＳ１としてローリングシャッター方式のＣＭＯＳセンサを使用すると効果的である。ＣＭＯＳセンサの１行のスキャンに相当するライン方向と分光領域ＳＲの長手方向（空間軸方向）とを揃えて配置することで、分光領域ＳＲとスキャンするラインが一致するので、スキャンするラインごとに露出制御を行えばよい。すなわち、ＣＭＯＳセンサ側の露出制御機構はライン単位の回路ブロックに同時に接続されていればよく、モザイク型センサを使用する場合に比べて回路規模を小さく抑えることが可能である。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、入射光の強度の低下を抑制可能であると共に、波長ごとの取得信号のバランスを調整可能である。

なお、本実施例では、撮像センサＳＳ１上の空間軸方向で露出条件を一定にする例を示した。しかしながら、分光光学系及び撮像素子の構成によっては画角の外側で輝度が低下する場合（ヴィネッティング、シェーディング、撮像素子の欠陥等）もあるため、これらを補正するような制御を組み合わせて面内輝度の均一性を調整してもよい。例えば、記憶部Ｂ１１に、撮像装置Ｃ１由来の撮像センサＳＳ１内の輝度分布や輝度ムラに関する情報も保存しておく。取得部Ｂ１２はこれらの情報も考慮して取得画像が全面にわたり均一になる露出条件を撮影制御部Ｂ１３に出力することで、ユーザーは撮像装置Ｃ１由来の輝度分布や輝度ムラを気にせず常に均質な画像を得ることができる。

また、本実施例では、露出条件を露光時間で制御する場合、ある分光領域で露光時間が規定量に到達したタイミングで次の分光領域にスキャンを移行する例を示した。別の例として、ある分光領域で露光時間が規定量に到達すると、同じ分光領域のスキャンを再度開始してもよい。すなわち、分光領域ごとに非同期で画像更新を行ってもよい。この場合、露光時間が終わったタイミングで別の分光領域の露出を待たずに、その分光領域に相当する分光像に関する信号を出力する。これにより、分光領域ごとにフレームレートの異なる連続したマルチバンド動画を生成可能である。撮像素子の感度の低い波長の分光画像では露光時間を長くしないと充分な輝度が得られず、低速な動画が生成されてしまう。しかしながら、感度の高い波長の分光画像を用いることで、画像合成によって中間フレームを生成し、時間方向のアップサンプリングが可能になる。

また、本実施例では、分光光学系及び撮像センサＳＳ１を撮像ユニットＣ１１の分光方向となるｙ軸（回折方向軸）と撮像センサＳＳ１の１スキャンに相当する１ライン（撮像センサＳＳ１の１行）が直交するように配置したが、本発明はこれに限定されない。撮像ユニットＣ１１の分光方向となるｙ軸が撮像センサＳＳ１の１スキャンに相当する１ラインに対して非平行であればよく、空間情報を持つｘ軸は１ラインと完全に平行になっていなくてもよい。分光情報（ｙ）と空間情報（ｘ）の軸が撮像センサＳＳ１の直交したマトリクスから僅かに傾いている（直交していない）ことで、隣接画素からサブピクセルに相当する情報が取得でき、補間によって撮像センサＳＳ１の解像度以上の情報取得が可能になる場合がある。この原理を利用し、分光方向と撮像センサＳＳ１のライン方向の位置関係をずらしてもよい。ただし、本実施例で示した直交関係から離れるほど撮像センサＳＳ１の四隅に位置する分光情報から欠落していくため、分光領域ＳＲの傾きによるｙ軸方向へのはみ出し量は±１～３ｐｉｘｅｌ程度の範囲内に収まっていることが好ましい。

図３は、本実施例の撮像装置Ｃ１の説明図である。本実施例では、実施例１との差分のみ説明し、同様の構成については説明を省略する。

図３（ａ）に示されるように、撮像装置Ｃ１は、撮像ユニットＣ１１、及び制御系Ｂ２を有する。制御系Ｂ２は、記憶部Ｂ２１、取得部Ｂ２２、撮影制御部Ｂ２３、Ａ／Ｄ変換器Ｂ２４、及び画像出力部Ｂ２５を含む。

取得部Ｂ２２は、記憶部Ｂ２１からの撮像センサＳＳ１の波長感度特性の情報に加え、Ａ／Ｄ変換器Ｂ２４からの撮像センサＳＳ１からの現在の取得画像の情報を用いて、露出条件を取得する。環境光及び被写体の分光反射率によって被写体の領域ごとに波長ごとの輝度値は変動する。本実施例では、輝度値が撮像センサＳＳ１内で飽和せず、かつ暗すぎない適切な値になるように露出条件が取得され、次の撮像時の露出条件が更新される。このような構成により、動的に変動する被写体の明るさにも追従して撮影可能となる。特に、本実施例の撮像装置Ｃ１で撮影を行う際、使われる照明によっては特定波長に幅の狭い山や谷（構成原子のスペクトル線、吸収線等）が発生する場合がある。この場合、分光像の明るさが極端に上下することがあるため、本実施例の構成を用いることでＳＮ比を維持しながら輝度飽和を避けることができる。

仮に、撮影時の環境光の波長強度分布（分光特性）を取得できれば、マルチバンド画像から被写体の波長ごとの反射特性を割り戻すことができる。そのため、制御系Ｂ１は、現在の取得画像の情報（第１及び第２の分光像の強度比）から環境光の波長強度分布を推定できる推定部を有することが好ましい。例えば、オートホワイトバランスの原理を用いて、取得画像全体の波長の強度バランスから環境光の波長強度分布を推定してもよい。また、被写体内で波長に対する特性が略均一の反射特性の面における波長強度分布を環境光の波長強度分布として代用させてもよい。仮に、既知の光源を環境光をとして投光している実験系であれば、光源の波長強度分布を直接入力してもよい。環境光の種類が既知で数が限られる場合は、記憶部Ｂ２１にそれぞれの波長強度分布を保存しておいてもよい。なお、推定部を設ける代わりに、取得部Ｂ２２が環境光の波長強度分布を推定できるようにしてもよい。

また、分光領域ＳＲ内に露出評価に特化した素子を設けた露出評価領域（不図示）を設けてもよい。このような領域を設けることで、適切な露出条件を高精度に取得可能である。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、実施例１の効果に加え、被写体の波長ごとの輝度が動的に変動しても追従して撮像可能である。

実施例１，２ではプッシュブルーム型の撮像系を使用したが、本実施例では他の撮像系を使用する場合について説明する。図４は、本実施例の撮像装置Ｃ３の説明図である。本実施例では、実施例１との差分のみ説明し、同様の構成については説明を省略する。

図４（ａ）に示されるように、撮像装置Ｃ３は、撮像ユニットＣ３１、及び制御系Ｂ３を有する。撮像ユニットＣ３１は、分光光学系、及び撮像センサＳＳ３を有する。撮像センサＳＳ３は、分光光学系により形成される第１の光学特性を備える第１の分光像を受光する第１の撮像素子、及び分光光学系により形成される第２の光学特性を備える第２の分光像を受光する第２の撮像素子を含む。第１及び第２の撮像素子は、後述するように、互いに異なる露出条件で撮像を行う。

撮像ユニットＣ３１は、被写体側（図４（ａ）の左側）から像側へ順に配置された、対物レンズＬ３１、視野絞りＳＴ、コリメートレンズＬ３２、フィルタアレイ（分光フィルタアレイ）ＦＡ、レンズアレイＬＡ、及び撮像センサＳＳ３を有する。フィルタアレイＦＡは、異なる分光透過率特性を有する分光フィルタ群からなる。レンズアレイＬＡは、小径レンズ（結像素子）群からなる。このような構成により、対物レンズＬ３１が結像した視野絞りＳＴ上の被写体の中間像をレンズアレイＬＡの個々の小径レンズによって撮像センサＳＳ３上に複製し、アレイ状に像を形成することができる。このとき、小径レンズの光路上にはそれぞれ異なる分光透過率特性を有する分光フィルタが配置されている（フィルタアレイが形成されている）ため、撮像センサＳＳ３上に分光画像が同時に得られる。

図４（ｂ）は、フィルタアレイＦＡを被写体側から見た模式図を表している。図４（ｂ）では、３×３の計９バンドのフィルタアレイが形成されている。なお、図４（ｂ）において、Ａ１１～Ａ３３はフィルタアレイＦＡ内の分光フィルタごとに対応する分光領域を示している。また、分光フィルタごとの透過波長の中心値が「ｘｘｘｎｍ」で示されている。なお、本実施例では、分光フィルタとして透過波長を中心とした狭帯域のバンドパスフィルタを使用しているが、分光フィルタの分光透過率分布の組合せは任意である。例えば、広帯域で離散的な分光透過率分布を有する分光フィルタを介して結像される像であっても、フィルタアレイ間で分光透過率分布が異なれば広義の「分光像（アレイ）」とみなすことができる。

フィルタアレイＦＡと撮像センサＳＳ３との間には、フィルタアレイＦＡの各分光フィルタに対応した小径レンズが配置されている。そのため、撮像センサＳＳ３面上には、分光領域Ａ１１～Ａ３３ごとに分光像が形成される。すなわち、本実施例の撮像装置Ｃ３は、９バンドのマルチバンドカメラである。なお、本実施例におけるアレイの分割は一例であり、５×５と分割数を多くしたり、４×３のように異なるアスペクト比にしたりしてもよい。また、本実施例の分光光学系は、フィルタアレイを交換可能に構成されている。そのため、撮像装置Ｃ３は、様々なマルチバンド画像を容易に取得可能である。

視野絞りＳＴは、対物レンズＬ３１の焦点位置とコリメートレンズＬ３２の焦点位置が重なる位置に配置されている。視野絞りＳＴをこのように配置することで、フィルタアレイＦＡ及びレンズアレイＬＡには画角ごとに平行光束が入射する。分光フィルタが干渉型の光学フィルタである場合、透過波長の角度依存性が存在し、一般的には長波長ほど透過波長の中心値の変動が大きいことが知られている。しかしながら、本実施例の構成では、フィルタアレイＦＡには画角ごとにほぼ同じ角度で平行光が入射するため、透過波長の角度依存性の問題を極力小さくすることができる。

対物レンズＬ３１、コリメートレンズＬ３２、及びレンズアレイＬＡの中央レンズは光軸ＡＸ０を共有しているが、レンズアレイＬＡの外側の小径レンズは光軸ＡＸ０からずれている。光軸ＡＸ１２は、レンズアレイＬＡの外側の小径レンズの光軸の代表として記載されている。各小径レンズの光軸と撮像センサＳＳ３の交点を中心として被写体の分光像が展開される。

制御系Ｂ３は、記憶部Ｂ３１、取得部Ｂ３２、撮影制御部Ｂ３３、Ａ／Ｄ変換器Ｂ３４、及び画像出力部Ｂ３５を含む。制御系Ｂ３は、実施例１の制御系Ｂ１、又は実施例２の制御系Ｂ２の何れかと同様の機能を有する。

分光領域は、実施例１，２ではＸ軸方向へ長い矩形であるが、本実施例ではＸ軸方向及びＹ軸方向へ同程度のサイズを持つ（アスペクト比はレンズアレイＬＡの配置で異なる）。まとまった区画ごとに露出条件を行うことで、撮像センサＳＳ３にモザイク型センサを適用する場合でも比較的小さな回路規模でも本発明を実現することができる。撮像センサＳＳ３に一般的なローリングシャッター方式のＣＭＯＳセンサを適用する場合、例えば複数ラインを同じ露出条件に設定することで、本発明を実施例１，２と同程度の簡易さで実現することができる。例えば、図４（ｂ）において、Ｘ軸方向に沿って並んだ分光領域の組（例えばＡ１１，Ａ１２，Ａ１３の組）に近い波長の分光像が形成されるようにフィルタアレイＦＡの配置を決定する。図４（ｂ）では、撮像素子の感度が最も大きい５００ｎｍ前後の波長に対応する分光領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３が行方向に沿って配置されている。上と下の行には、撮像素子の感度の近い波長に対応する分光領域がまとまって配置されている。プッシュブルーム型の撮像系よりも露出が制御できる波長の刻みが荒くなるが、撮像素子の感度が最も大きくなる分光領域の露出を下げることができるので、輝度飽和を抑制することができる。本実施例の分光光学系を用いることで、一般的なＣＭＯＳセンサを利用できるので、低コストで本発明を実現可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Ｃ１，Ｃ３撮像装置
ＳＳ１，ＳＳ３撮像センサ

Claims

光学系により形成される第１の像を受光する第１の撮像素子、及び該光学系により形成される第２の像を受光する第２の撮像素子を含む撮像部を有し、
前記第１及び第２の像は、互いに異なる波長の光で形成されており、
前記第１及び第２の撮像素子は、互いに異なる露出条件で撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
前記露出条件は、露光時間を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記露出条件は、ＩＳＯ感度を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１及び第２の撮像素子の波長感度特性を用いて前記露出条件を取得する取得を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置。
前記第１及び第２の撮像素子の波長感度特性を記憶する記憶部を更に有することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記第１及び第２の撮像素子から取得される信号を用いて前記露出条件を取得する取得部を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置。
前記第１の像及び第２の像の強度比を用いて撮影時の環境光の分光特性を推定する推定部を更に有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の撮像装置。
前記撮像部は、前記第１の撮像素子を含む複数の撮像素子から成る第１の撮像素子群と前記第２の撮像素子を含む複数の撮像素子から成る第２の撮像素子群とを含み、
前記第１の撮像素子群は、第１の露出条件で撮像を行い、
前記第２の撮像素子群は、第２の露出条件で撮像を行うことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の撮像装置。
前記撮像部は、二次元配置された複数の撮像素子を少なくとも一つの行ごとに共通の露出条件で制御可能であり、
前記第１の像は、前記第１の撮像素子を含み、少なくとも一つの行からなる第１の撮像素子群に受光され、
前記第２の像は、前記第２の撮像素子を含み、前記第１の撮像素子群をなす行とは異なる少なくとも一つの行からなる第２の撮像素子群に受光されることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の撮像装置。
前記第１の撮像素子に対する露出が規定量に到達したタイミングで、前記第２の撮像素子に対する露出が開始されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の撮像装置。
前記第１の撮像素子に対する露出が規定量に到達したタイミングで、前記第１の撮像素子による前記第１の像に関する信号の出力、及び前記第１の撮像素子に対する露光が開始されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の撮像装置。
前記光学系を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の撮像装置。
前記光学系は、回折素子を含み、
前記回折素子の回折方向軸は、前記第１の像及び第２の像の長辺に対して非平行であることを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
前記光学系は、第１の結像素子及び第２の結像素子を含むレンズアレイと、夫々が前記第１の結像素子及び前記第２の結像素子の夫々の光路上に配置された第１の分光フィルタ及び第２の分光フィルタを含む分光フィルタアレイとを備え、
前記第１の結像素子及び前記第２の結像素子はそれぞれ、前記第１及び第２の撮像素子の撮像面に前記第１の分光像及び前記第２の分光像を形成することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
前記光学系が着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の撮像装置。