JP4344257B2 - 撮影装置及び色分解光学系 - Google Patents
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Description
前記撮像素子が感度を示す感度帯域の波長を含む被写体からの複合光を互いに分光透過率特性が異なる複数の光路に分光し、前記分光したそれぞれの光路をそれぞれ対応する前記撮像素子に入射させる色分解光学系と、
前記色分解光学系により前記分光された光をそれぞれ受光した前記それぞれの撮像素子から出力された、波長別に分光された光に対応する色信号に基づいて前記被写体の分光情報を推定する被写体分光情報推定部と、を備える撮影装置を提供する。
前記ダイクロイック層は、被写体からの光を、前記第1の撮像素子に入力される光路と他の光路の2つに分光する第1ダイクロイック層と、
前記第1のダイクロイック層と間隔をおいて位置し、前記第1ダイクロイック層で分光された他の光路を、前記第2の撮像素子に入力される光路と前記第3の撮像素子に入力される光路の2つに分光する第2のダイクロイック層とで構成される第4態様の撮影装置を提供する。
前記色分解光学系は、
被写体からの光が入力される第1光学プリズムと、
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に位置し前記第1光学プリズムに入射した光を前記第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に位置し前記第1透過光を前記第2の撮像素子に入力される第2反射光と前記第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過する、第6態様の撮影装置を提供する。
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の長波長側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の短波長側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過する、第7態様の撮影装置を提供する。
前記色分解光学系は、被写体からの光が入力される第1光学プリズムと、
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に設けられ前記第1光学プリズムに入射した光を前記第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に設けられ前記第1透過光を前記第2の撮像素子に入力される第2反射光と前記第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光及び前記第3の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の短波長側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過することを特徴とする、第2又は第3態様の撮影装置。
前記色分解光学系は、被写体からの光が入力される第1光学プリズムと、
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に設けられ前記第1光学プリズムに入射した光を前記第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に設けられ前記第1透過光を前記第2の撮像素子に入力される第2反射光と前記第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第2の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光及び前記第3の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過することを特徴とする、第2又は第3態様の撮影装置を提供する。
被写体からの光が入力される第1光学プリズムと、
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に設けられ前記第1光学プリズムに入射した光を前記第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に設けられ前記第1透過光を前記第2の撮像素子に入力される第2反射光と前記第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光及び前記第4の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第2の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光及び前記第3の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過する、第11態様の撮影装置を提供する。
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に位置し前記第1光学プリズムに入射した光を第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に位置し前記第1透過光を第2の撮像素子に入力される第2反射光と第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過する、第15態様の色分光光学系を提供する。
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の長波長側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の短波長側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過する、第16態様の色分光光学系を提供する。
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に設けられ前記第1光学プリズムに入射した光を第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に設けられ前記第1透過光を第2の撮像素子に入力される第2反射光と第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光及び前記第3の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過する、第15態様の色分解光学系を提供する。
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に設けられ前記第1光学プリズムに入射した光を第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に設けられ前記第1透過光を第2の撮像素子に入力される第2反射光と第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第2の感度帯域の長波長側略2分の1の波長の光及び前記第3の感度帯域の短波長側略2分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過する、第15態様の色分解光学系を提供する。
まず、第1実施形態における3つの撮像素子でマルチバンド画像を同時に撮影するマルチバンドビデオカメラのシステムについて図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態における3つの撮像素子でマルチバンド画像を同時に撮影するマルチバンドビデオカメラのシステム構成図である。
次に本発明の第2実施形態にかかる撮影装置について説明する。第2実施形態にかかる撮影装置は、第1実施形態にかかる撮影装置と共通の構成部分を有し、色分解光学系のダイクロイックミラー特性を異ならせた構成である。ここでは、異なる点を主に説明する。第2実施形態にかかる撮影装置は、図1に示す撮影装置と同様に3つの撮像素子でマルチバンド画像を同時に撮影するマルチバンドビデオカメラのシステムである。
次に本発明の第3実施形態にかかる撮影装置について説明する。第3実施形態にかかる撮影装置は、第1実施形態にかかる撮影装置と共通の構成部分を有し、色分解光学系のダイクロイックミラー特性を異ならせた構成である。ここでは、異なる点を主に説明する。第3実施形態にかかる撮影装置は、図1に示す撮影装置と同様に3つの撮像素子でマルチバンド画像を同時に撮影するマルチバンドビデオカメラのシステムである。
次に本発明の第4実施形態にかかる撮影装置について説明する。第4実施形態にかかる撮影装置は4バンドのCCDを撮像素子として用いる。また、色分解光学系は、第1実施形態にかかる撮影装置と共通の構成を有し、ダイクロイックミラー特性が異なっている。第4実施形態にかかる撮影装置は、図1に示す撮影装置と同様に3つの4バンドの撮像素子でマルチバンド画像を同時に撮影するマルチバンドビデオカメラのシステムである。
103 第1撮像素子
104 第2撮像素子
105 第3撮像素子
106 第1撮像素子色信号処理部
107 第2撮像素子色信号処理部
108 第3撮像素子色信号処理部
109 被写体分光情報推定部
201 第1光学プリズム
202 第2光学プリズム
203 第3光学プリズム
204 第1ダイクロイックミラー
205 第2ダイクロイックミラー
Claims (8)
- 感度を示す感度帯域が異なりかつ異なる波長の光に感度ピークを有するような複数種類の受光セルを有する複数の同一種類の撮像素子と、
前記撮像素子が感度を示す感度帯域の波長を含む被写体からの複合光を互いに分光透過率特性が異なる複数の光路に分光し、前記分光したそれぞれの光路をそれぞれ対応する前記撮像素子に入射させる色分解光学系と、
前記色分解光学系により前記分光された光をそれぞれ受光した前記それぞれの撮像素子から出力された、波長別に分光された光に対応する色信号に基づいて前記被写体の分光情報を推定する被写体分光情報推定部と、
を備え、
前記色分解光学系は、前記撮像素子の各種類の受光セルが感度を示す感度帯域の光を含む複合光を、各種類の受光セルの感度帯域ごとについて波長別に複数の光路に分光するダイクロイック層を有すると共に、
前記撮像素子は第1から第3の3つの撮像素子を備え、
前記ダイクロイック層は、
被写体からの光を、前記第1の撮像素子に入力される光路と他の光路の2つに分光する第1ダイクロイック層と、
前記第1ダイクロイック層と間隔をおいて位置し、前記第1ダイクロイック層で分光された他の光路を、前記第2の撮像素子に入力される光路と前記第3の撮像素子に入力される光路の2つに分光する第2ダイクロイック層と、
で構成されることを特徴とする撮影装置。 - 前記撮像素子は、短波長側から順に互いに異なる第1から第3の感度帯域を有する3種類の受光セルを備えたカラー撮像素子であることを特徴とする、請求項1に記載の撮影装置。
- 前記撮像素子は、RGB原色フィルタを備えたカラー撮像素子であることを特徴とする、請求項2に記載の撮影装置。
- 前記色分解光学系は、前記撮像素子の各種類の受光セルの感度帯域を波長別にそれぞれ3つに分割することを特徴とする、請求項1に記載の撮影装置。
- 前記撮像素子は第1から第3の3つの撮像素子を備え、
前記色分解光学系は、
被写体からの光が入力される第1光学プリズムと、
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に位置し前記第1光学プリズムに入射した光を前記第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に位置し前記第1透過光を前記第2の撮像素子に入力される第2反射光と前記第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層とを備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過することを特徴とする、請求項4に記載の撮影装置。 - 前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の短波長側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の長波長側略3分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の長波長側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の短波長側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過することを特徴とする、請求項5に記載の撮影装置。 - 感度を示す感度帯域が異なりかつ異なる波長の光に感度ピークを有するような複数種類の受光セルを有してなる複数の同一種類の撮像素子が感度を示す感度帯域の波長を含む被写体からの複合光を複数の分光透過率特性が異なる光路に分光し、前記分光したそれぞれの光をそれぞれ対応する前記撮像素子に入射させる、被写体の分光情報の推定に用いられる撮影装置用の色分解光学系であって、
前記撮像素子が短波長側から順に互いに異なる第1から第3の感度帯域を有する3種類の受光セルを備えたカラー撮像素子であると共に、
前記撮像素子の各種類の受光セルが感度を示す感度帯域の光を含む複合光を、各種類の受光セルの感度帯域ごとについて波長別に複数の光に分光するダイクロイック層を有し、
被写体からの光が入力される第1光学プリズムと、
前記第1光学プリズムからの光が入力される第2光学プリズムと、
前記第2光学プリズムからの光が入力される第3光学プリズムと、
第1光学プリズムと第2光学プリズムの間に位置し前記第1光学プリズムに入射した光を第1の撮像素子に入力される第1反射光と前記第2光学プリズムに入力される第1透過光とに分割する第1ダイクロイック層と、
第2光学プリズムと第3光学プリズムの間に位置し前記第1透過光を第2の撮像素子に入力される第2反射光と第3の撮像素子に入力される第2透過光とに分割する第2ダイクロイック層と、
を備え、
前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の他方側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の一方側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過することを特徴とする、被写体の分光情報の推定に用いられる撮影装置用の色分解光学系。 - 前記第1ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の短波長側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の長波長側略3分の1の波長の光を前記第1反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第1透過光として透過し、
前記第2ダイクロイック層は、前記第1の感度帯域と前記第3の感度帯域の長波長側略3分の1の波長の光及び前記第2の感度帯域の短波長側略3分の1の波長の光を前記第2反射光として反射する一方、残りの波長の光を前記第2透過光として透過することを特徴とする、請求項7に記載の色分解光学系。
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