JP6756288B2 - Image processing system, multi-band filter, and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、画像処理システム、マルチバンドフィルタ、及び撮像装置に関する。 The present invention relates to an image processing system, a multi-band filter, and an imaging device.

複数のフィルタからなるマルチバンドフィルタによる測色技術を用いた画像処理は、対象物の特徴を高精度に捉えることができることから撮像装置の分野などで既に利用されている。このマルチバンドフィルタを用いた測色技術において、測色精度を高めるために、フィルタの配置に関する検討がなされている。 Image processing using a color measurement technique using a multi-band filter composed of a plurality of filters has already been used in the field of imaging devices because it can capture the features of an object with high accuracy. In the color measurement technique using this multi-band filter, studies have been made on the arrangement of the filters in order to improve the color measurement accuracy.

例えば、特許文献1には、可視光波長域に等間隔に設けられた6枚のフィルタについて、透過スペクトルの波長範囲やピーク波長の位置に関する内容が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses the contents regarding the wavelength range of the transmission spectrum and the position of the peak wavelength for six filters provided at equal intervals in the visible light wavelength region.

しかし、マルチバンドフィルタを用いた測色技術では、製造ばらつきの影響による透過スペクトルのずれが生じると、フィルタの数の増加とともにずれの影響が増大してしまい、結果として測色精度が安定しない。特許文献1では、この製造ばらつきの影響については考慮されておらず、具体的にフィルタをどのように設定すれば、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができるかが明らかでなかった。 However, in the color measurement technique using a multi-band filter, if the transmission spectrum shifts due to the influence of manufacturing variation, the influence of the shift increases as the number of filters increases, and as a result, the color measurement accuracy is not stable. Patent Document 1 does not consider the influence of manufacturing variation, and it is clear how to specifically set the filter to reduce the influence of manufacturing variation while maintaining the color measurement accuracy. It wasn't.

本発明に係る画像処理システムは、複数のフィルタと、前記フィルタの透過スペクトルに基づいて色信号を生成する信号処理部と、を有し、前記複数のフィルタは、XYZ等色関数を基準とする第1のフィルタ群に属するフィルタと、前記第1のフィルタ群とは異なる第2のフィルタ群に属するフィルタと、を含み、前記第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルは、前記第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしている、画像処理システムである。 The image processing system according to the present invention includes a plurality of filters and a signal processing unit that generates a color signal based on the transmission spectrum of the filter, and the plurality of filters are based on the XYZ color matching function. The transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group, which includes a filter belonging to the first filter group and a filter belonging to a second filter group different from the first filter group, is the first filter group. This is an image processing system in which the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the filter group is shifted in the wavelength direction.

本発明によれば、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 According to the present invention, the influence of manufacturing variation can be reduced while maintaining the color measurement accuracy.

本発明の一実施形態に係る画像処理システムの基本構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the basic structure of the image processing system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像処理システムの基本構成の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the basic structure of the image processing system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像処理システムのハードウエア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware structure of the image processing system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像処理システムの機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the image processing system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタが実装された撮像機構の断面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cross section of the image pickup mechanism which mounted the multi-band filter which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタと撮像素子の配列の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement of the multi-band filter and the image pickup device which concerns on one Embodiment of this invention. 国際照明委員会(CIE)によるXYZ表色計で規定されたXYZ等色関数を示すグラフである。It is a graph which shows the XYZ color matching function defined by the XYZ colorimeter by the International Commission on Illumination (CIE). 本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタの透過スペクトルの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the transmission spectrum of the multi-band filter which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像処理システムの情報処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of information processing of the image processing system which concerns on one Embodiment of this invention. L18直交表に割り付けるマルチバンドの水準設定の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the level setting of the multi-band assigned to the L18 orthogonal array. 図8に示すマルチバンドフィルタを構成する第1フィルタをガウス分布で近似した結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of approximating the first filter constituting the multi-band filter shown in FIG. 8 with a Gaussian distribution. 標準偏差σを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the standard deviation σ variable. ピーク波長μを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the peak wavelength μ variable. 本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタにおけるフィルタの配置と各パラメータとの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the arrangement of a filter in the multi-band filter which concerns on one Embodiment of this invention, and each parameter. 標準偏差σを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the standard deviation σ variable. ピーク波長μを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the peak wavelength μ variable. 本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタにおけるフィルタの配置と各パラメータとの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the arrangement of a filter in the multi-band filter which concerns on one Embodiment of this invention, and each parameter. 本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタにおけるフィルタの配置と各パラメータとの関係の別の例を示すグラフである。It is a graph which shows another example of the relationship between the arrangement of a filter and each parameter in the multi-band filter which concerns on one Embodiment of this invention. 補正行列Lの対角成分の算出方法の一例を表すグラフである。It is a graph which shows an example of the calculation method of the diagonal component of the correction matrix L.

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.

●画像処理システム●
●全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理システムの基本構成の一例を示す図である。画像処理システム100は、画像処理部300とフィルタ設定部400とマルチバンドフィルタ500とを有してなる。同図は、撮像装置110が撮像機構200と画像処理部300とフィルタ設定部400とを有してなることを示す。また、同図は、撮像機構200がレンズ210と撮像素子220とマルチバンドフィルタ500とを有してなることを示す。このように、画像処理システム100は、撮像装置110の一部を構成する。撮像装置110は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、スキャナ、又は測色計などである。
● Image processing system ●
● Overall Configuration FIG. 1 is a diagram showing an example of a basic configuration of an image processing system according to an embodiment of the present invention. The image processing system 100 includes an image processing unit 300, a filter setting unit 400, and a multi-band filter 500. The figure shows that the image pickup apparatus 110 includes an image pickup mechanism 200, an image processing unit 300, and a filter setting unit 400. Further, the figure shows that the image pickup mechanism 200 includes a lens 210, an image pickup element 220, and a multi-band filter 500. In this way, the image processing system 100 constitutes a part of the image pickup apparatus 110. The image pickup device 110 is a digital still camera, a digital video camera, a scanner, a colorimeter, or the like.

撮像機構200は、レンズ210、レンズ210によって結像される被写体の像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子220、撮像素子220が有する二次元に配列された複数の受光部に付された、特定の波長帯の光を透過するマルチバンドフィルタ500を有している。撮像素子220から出力された画像信号は、画像処理部300において所定の処理が施される。 The image pickup mechanism 200 is attached to a lens 210, an image pickup element 220 that photoelectrically converts an image of a subject imaged by the lens 210 and outputs an image signal, and a plurality of light receiving units arranged in two dimensions of the image pickup element 220. Further, it has a multi-band filter 500 that transmits light in a specific wavelength band. The image signal output from the image sensor 220 is subjected to predetermined processing by the image processing unit 300.

撮像素子220における受光部は、それぞれに付されたマルチバンドフィルタ500を透過した光を光電変換し、その強度に応じた信号を出力する。撮像素子220は、例えば、CCD(Charge−Coupled Device)又はCMOS(Complementary metal oxide semiconductor)として構成される。撮像素子220は、マルチバンドフィルタ500の光射出側に配置される。 The light receiving unit of the image sensor 220 photoelectrically converts the light transmitted through the multi-band filter 500 attached to each of them, and outputs a signal corresponding to the intensity thereof. The image pickup device 220 is configured as, for example, a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary metal oxide semiconductor). The image sensor 220 is arranged on the light emitting side of the multi-band filter 500.

マルチバンドフィルタ500は、XYZ表色系の等色関数(以下、XYZ等色関数という。)を基準とする分光透過率を持つ色の三刺激値に対応したフィルタである。すなわち、マルチバンドフィルタ500は、XYZ等色関数を基準とする分光透過率が異なる複数のフィルタから構成されている。XYZ等色関数についての説明は、後述する。 The multi-band filter 500 is a filter corresponding to tristimulus values of colors having spectral transmittance based on a color matching function of the XYZ color system (hereinafter referred to as XYZ color matching function). That is, the multi-band filter 500 is composed of a plurality of filters having different spectral transmittances based on the XYZ color matching function. A description of the XYZ color matching function will be described later.

画像処理部300は、撮像機構200から出力された画像信号を処理する。フィルタ設定部400は、マルチバンドフィルタ500の設定を行う。画像処理部300及びフィルタ設定部400の機能の説明は、後述する。 The image processing unit 300 processes the image signal output from the image pickup mechanism 200. The filter setting unit 400 sets the multi-band filter 500. The functions of the image processing unit 300 and the filter setting unit 400 will be described later.

図2は、本発明の一実施形態に係る画像処理システムの基本構成の別の例を示す図である。図1と異なる点は、フィルタ設定部400が、撮像装置110の外部に設けられた外部装置120により構成される点である。例えば、図2に示す画像処理システム100は、撮像装置110の出荷時に、フィルタ設定部400を構成する外部装置120によって撮像機構200が有するマルチバンドフィルタ500の設定が行われる。 FIG. 2 is a diagram showing another example of the basic configuration of the image processing system according to the embodiment of the present invention. The difference from FIG. 1 is that the filter setting unit 400 is composed of an external device 120 provided outside the image pickup device 110. For example, in the image processing system 100 shown in FIG. 2, the multi-band filter 500 included in the image pickup mechanism 200 is set by the external device 120 constituting the filter setting unit 400 at the time of shipment of the image pickup device 110.

外部装置120は、例えば、撮像装置110の製造時やメンテナンス時に使用する管理装置であり、PC(Personal Computer)、タブレット端末、スマートフォン、サーバ等で構成される。そのため、図2における撮像装置110は、撮像機構200と画像処理部300を有する構成であればよい。 The external device 120 is, for example, a management device used at the time of manufacturing or maintenance of the image pickup device 110, and is composed of a PC (Personal Computer), a tablet terminal, a smartphone, a server, and the like. Therefore, the image pickup apparatus 110 in FIG. 2 may have a configuration including an image pickup mechanism 200 and an image processing unit 300.

●画像処理システムのハードウエア構成
図3は、本発明の一実施形態に係る画像処理システムのハードウエア構成の一例を示す図である。図3における画像処理システム100は、図1に示すように、撮像装置110の内部に設けられているが、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、図2のように撮像装置110と外部装置120で構成されていてもよい。外部装置120は、一般的なコンピュータの構成を有しており、図3の撮像装置110のハードウエア構成から撮像機構200の構成を除いた構成を有している。なお、外部装置120は、撮像装置110と同様のハードウエア構成を有していてもよい。
● Hardware Configuration of Image Processing System FIG. 3 is a diagram showing an example of a hardware configuration of an image processing system according to an embodiment of the present invention. The image processing system 100 in FIG. 3 is provided inside the image pickup device 110 as shown in FIG. 1, but the image processing system according to the embodiment of the present invention includes the image pickup device 110 as shown in FIG. It may be composed of an external device 120. The external device 120 has a general computer configuration, and has a configuration obtained by removing the configuration of the imaging mechanism 200 from the hardware configuration of the imaging device 110 of FIG. The external device 120 may have the same hardware configuration as the image pickup device 110.

撮像装置110は、撮像機構200、画像処理ユニット310、撮像制御ユニット410、CPU(Central Processing Unit)601、ROM(Read Only Memory)602、RAM(Random Access Memory)603、ストレージ604、表示部605、通信部606、入出力I/F(Interface)607、バス608等によって構成されている。 The image pickup device 110 includes an image pickup mechanism 200, an image processing unit 310, an image pickup control unit 410, a CPU (Central Processing Unit) 601 and a ROM (Read Only Memory) 602, a RAM (Random Access Memory) 603, a storage 604, and a display unit 605. It is composed of a communication unit 606, an input / output I / F (Interface) 607, a bus 608, and the like.

撮像機構200は、画像処理ユニット310及び撮像制御ユニット410と接続されている。 The image pickup mechanism 200 is connected to the image processing unit 310 and the image pickup control unit 410.

画像処理ユニット310は、撮像素子220から出力された画像信号を取り込んで、画像処理を行う。撮像制御ユニット410は、撮像機構200における対象物に対する撮像処理や、マルチバンドフィルタ500の設定処理を行う。撮像制御ユニット410は、図1に示すフィルタ設定部400に対応する。 The image processing unit 310 takes in the image signal output from the image sensor 220 and performs image processing. The image pickup control unit 410 performs an image pickup process on an object in the image pickup mechanism 200 and a setting process of the multi-band filter 500. The image pickup control unit 410 corresponds to the filter setting unit 400 shown in FIG.

画像処理ユニット310及び撮像制御ユニット410は、バス608を介してCPU601と接続される。画像処理ユニット310と撮像制御ユニット410は、画像処理ユニット310や撮像制御ユニット410により実現される機能の一部又は全部を実装したFPGA(Field Programmable Gate Array)などのプログラマブル・デバイス(PD)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)で構成されてもよい。 The image processing unit 310 and the image pickup control unit 410 are connected to the CPU 601 via the bus 608. The image processing unit 310 and the imaging control unit 410 are programmable devices (PD) such as FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) and ASICs that implement some or all of the functions realized by the image processing unit 310 and the imaging control unit 410. (Application Specific Integrated Circuit) may be configured.

CPU601は、ROM602やストレージ604等に格納されたプログラムやデータをRAM603上に読み出し、処理を実行することで、画像処理システム100の各機能を実現する演算装置である。 The CPU 601 is an arithmetic unit that realizes each function of the image processing system 100 by reading a program or data stored in a ROM 602, a storage 604, or the like on a RAM 603 and executing processing.

ROM602は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。RAM603は、CPU601のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ストレージ604は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はフラッシュROM等のストレージデバイスで構成される。ストレージ604は、OS(Operation System)、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。 The ROM 602 is a non-volatile memory that can hold programs and data even when the power is turned off. The RAM 603 is a volatile memory used as a work area or the like of the CPU 601. The storage 604 is composed of, for example, a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a flash ROM. The storage 604 stores an OS (Operation System), an application program, various data, and the like.

表示部605は、例えば、画像処理システム100によって実行される処理に関するデータを表示するものである。 The display unit 605 displays, for example, data related to processing executed by the image processing system 100.

通信部606は、例えば、IEEE802.11a/b/g/n/ac等の無線LAN(Local Area Network)通信を行うための無線通信機能であり、例えば、アンテナ、無線部、及びMAC(Media Access Control)部等を含む。入出力I/F607は、通信部606等のネットワーク、あるいはROM602やストレージ604等の記録装置、あるいはマウスやキーボード、ボタン、表示部605等の入出力装置との間で情報の入出力を行う。 The communication unit 606 is a wireless communication function for performing wireless LAN (Local Area Network) communication such as, for example, IEEE802.11a / b / g / n / ac, and is, for example, an antenna, a wireless unit, and a MAC (Media Access). Control) part etc. are included. The input / output I / F 607 inputs / outputs information to / from a network such as a communication unit 606, a recording device such as a ROM 602 or a storage 604, or an input / output device such as a mouse, a keyboard, a button, or a display unit 605.

バス608は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。CPU601、ROM602、RAM603、ストレージ604、表示部605、通信部606、及び入出力I/F607は、バス608を介して相互に接続されている。 The bus 608 is connected to each of the above components and transmits an address signal, a data signal, various control signals, and the like. The CPU 601, ROM 602, RAM 603, storage 604, display unit 605, communication unit 606, and input / output I / F 607 are connected to each other via the bus 608.

なお、図3に示す画像処理システム100のハードウエア構成は、本発明の一実施形態に係る機能を実現するための構成の一例であり、これに限定されるものではない。 The hardware configuration of the image processing system 100 shown in FIG. 3 is an example of a configuration for realizing the function according to the embodiment of the present invention, and is not limited thereto.

●画像処理システムの機能構成
図4は、本発明の一実施形態に係る画像処理システムの機能構成の一例を示す図である。図4に示すように、画像処理システム100により実現される機能は、信号取得手段611、信号処理手段612、フィルタ設定制御手段621、記憶制御手段622、テストパターン取得手段623、フィルタ補正手段624により実現される機能を含む。信号取得手段611と信号処理手段612は、図1に示す画像処理部300に対応する手段であり、フィルタ設定制御手段621、記憶制御手段622、テストパターン取得手段623、フィルタ補正手段624は、図1に示すフィルタ設定部400に対応する手段である。
● Functional Configuration of Image Processing System FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of an image processing system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the functions realized by the image processing system 100 are the signal acquisition means 611, the signal processing means 612, the filter setting control means 621, the storage control means 622, the test pattern acquisition means 623, and the filter correction means 624. Including the functions to be realized. The signal acquisition means 611 and the signal processing means 612 are means corresponding to the image processing unit 300 shown in FIG. 1, and the filter setting control means 621, the storage control means 622, the test pattern acquisition means 623, and the filter correction means 624 are shown in FIG. This is a means corresponding to the filter setting unit 400 shown in 1.

信号取得手段611は、撮像素子220から出力された画像信号であるスペクトル信号を取得する手段である。信号取得手段611は、例えば、図3のCPU601や画像処理ユニット310で実行されるプログラム等により実現される。 The signal acquisition means 611 is a means for acquiring a spectrum signal which is an image signal output from the image sensor 220. The signal acquisition means 611 is realized by, for example, a program executed by the CPU 601 or the image processing unit 310 in FIG.

信号処理手段612は、信号取得手段611によって取得されたスペクトル信号に基づいて色信号を生成する手段である。信号処理手段612は、例えば、図3のCPU601や画像処理ユニット310で実行されるプログラムによって実現される。信号処理手段612は、取得されたスペクトル信号に対して、ホワイトバランス処理、ノイズ除去、色補間処理、カラーマトリックス処理などを行う。信号処理手段612は、信号処理部の一例である。 The signal processing means 612 is a means for generating a color signal based on the spectral signal acquired by the signal acquisition means 611. The signal processing means 612 is realized by, for example, a program executed by the CPU 601 or the image processing unit 310 in FIG. The signal processing means 612 performs white balance processing, noise removal, color interpolation processing, color matrix processing, and the like on the acquired spectrum signal. The signal processing means 612 is an example of a signal processing unit.

フィルタ設定制御手段621は、マルチバンドフィルタ500の設定を行う。フィルタ設定制御手段621は、例えば、図3のCPU601や撮像制御ユニット410で実行されるプログラム等により実現される。フィルタ設定制御手段621は、レンズ210によって結像される被写体の光像のうち、特定の波長帯の光を透過するためのフィルタの設定を行う。フィルタ設定制御手段621によって設定されたフィルタを有するマルチバンドフィルタ500を透過した光は、撮像素子220の受光部によって受光される。 The filter setting control means 621 sets the multi-band filter 500. The filter setting control means 621 is realized by, for example, a program executed by the CPU 601 in FIG. 3 or the image pickup control unit 410. The filter setting control means 621 sets a filter for transmitting light in a specific wavelength band among the light images of the subject imaged by the lens 210. The light transmitted through the multi-band filter 500 having the filter set by the filter setting control means 621 is received by the light receiving unit of the image sensor 220.

記憶制御手段622は、XYZ等色関数の基準スペクトルや国際照明委員会(CIE)による定められた三刺激値の基準情報、フィルタ設定制御手段621により設定されたフィルタの情報を図3のROM602やストレージ604に記憶させる手段である。記憶制御手段622は、例えば、図3のRAM603、ストレージ604、及び図3のCPU601で実行されるプログラム等により実現される。 The memory control means 622 uses the reference spectrum of the XYZ color matching function, the reference information of the tristimulus values set by the International Commission on Illumination (CIE), and the filter information set by the filter setting control means 621 in the ROM 602 of FIG. It is a means to store in the storage 604. The storage control means 622 is realized by, for example, a program executed by the RAM 603 and the storage 604 of FIG. 3 and the CPU 601 of FIG.

テストパターン取得手段623は、撮像機構200により撮像されたテストパターンのスペクトル情報を取得する手段である。テストパターン取得手段623は、例えば、図3のCPU601や撮像制御ユニット410で実行されるプログラムによって実現される。ここで、テストパターンは、例えば、標準RGB画像である。テストパターン取得手段623は、撮像機構200により撮像された標準RGB画像のスペクトル情報を取得する。 The test pattern acquisition means 623 is a means for acquiring spectral information of the test pattern imaged by the imaging mechanism 200. The test pattern acquisition means 623 is realized, for example, by a program executed by the CPU 601 or the imaging control unit 410 in FIG. Here, the test pattern is, for example, a standard RGB image. The test pattern acquisition means 623 acquires the spectrum information of the standard RGB image captured by the imaging mechanism 200.

フィルタ補正手段624は、テストパターン取得手段623により取得されたテストパターンのスペクトル情報と予め記憶されたXYZ等色関数の基準スペクトルとに基づいて、マルチバンドフィルタ500の各フィルタの補正を行う手段である。フィルタ補正手段624は、例えば、図3のCPU601や撮像制御ユニット410で実行されるプログラムによって実現される。 The filter correction means 624 is a means for correcting each filter of the multi-band filter 500 based on the spectrum information of the test pattern acquired by the test pattern acquisition means 623 and the reference spectrum of the XYZ color matching function stored in advance. is there. The filter correction means 624 is realized, for example, by a program executed by the CPU 601 or the imaging control unit 410 in FIG.

フィルタ補正手段624は、テストパターン取得手段623により取得されたテストパターンのスペクトル情報から、テストパターンの色の三刺激値を算出する。テストパターンの色の三刺激値は、取得したスペクトル情報にXYZ等色関数を掛け合わせたものの積分値である。 The filter correction means 624 calculates the tristimulus value of the color of the test pattern from the spectrum information of the test pattern acquired by the test pattern acquisition means 623. The color tristimulus value of the test pattern is an integral value of the acquired spectral information multiplied by the XYZ color matching function.

フィルタ補正手段624は、算出したテストパターンの色の三刺激値と基準情報としての色の三刺激値とに基づいて、各フィルタの補正値を算出する。これにより、画像処理システム100は、例えば、撮像装置110を通じて得られる色の情報を、人の目で見た場合とどの程度近いかを定量的に測定することができる。基準情報としての色の三刺激値は、図7に示す国際照明委員会(CIE)による定められた三刺激値である。基準情報としての色の三刺激値は、図3のROM602やストレージ604に予め記憶されている。 The filter correction means 624 calculates the correction value of each filter based on the calculated color tristimulus value of the test pattern and the color tristimulus value as reference information. Thereby, the image processing system 100 can quantitatively measure, for example, how close the color information obtained through the image pickup apparatus 110 is to that seen by the human eye. The color tristimulus value as the reference information is the tristimulus value determined by the International Commission on Illumination (CIE) shown in FIG. The color tristimulus values as reference information are stored in advance in the ROM 602 and the storage 604 of FIG.

フィルタ補正手段624は、算出した補正値に基づいて、各フィルタの補正を行う。具体的なフィルタ補正処理については、後述する。 The filter correction means 624 corrects each filter based on the calculated correction value. The specific filter correction process will be described later.

●マルチバンドフィルタ●
図5は、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタが実装された撮像機構の断面の一例を示す図である。図5に示す撮像機構200は、受光部221、基板層222、配線層223、絶縁層224、マルチバンドフィルタ500、防湿層225、レンズ210を有している。
● Multi-band filter ●
FIG. 5 is a diagram showing an example of a cross section of an imaging mechanism on which a multi-band filter according to an embodiment of the present invention is mounted. The imaging mechanism 200 shown in FIG. 5 includes a light receiving unit 221, a substrate layer 222, a wiring layer 223, an insulating layer 224, a multi-band filter 500, a moisture-proof layer 225, and a lens 210.

マルチバンドフィルタ500は、酸化シリコン(SiO2)の低屈折率誘電体材料と、酸化チタン(TiO2)の高屈折率誘電体材料が交互に積層されており、キャビティ層がミラー層に挟まれた構造をしている。ここで、ミラー層は、nを誘電体材料の屈折率、dを誘電体材料の物理膜厚、λを透過波長帯の参照波長としたとき、光学膜厚nd=λ/4を有している。 The multi-band filter 500 has a structure in which a low refractive index dielectric material of silicon oxide (SiO2) and a high refractive index dielectric material of titanium oxide (TiO2) are alternately laminated, and the cavity layer is sandwiched between mirror layers. I am doing. Here, the mirror layer has an optical film thickness nd = λ / 4, where n is the refractive index of the dielectric material, d is the physical film thickness of the dielectric material, and λ is the reference wavelength of the transmission wavelength band. There is.

マルチバンドフィルタ500は、キャビティ層の膜厚を変化させることにより、多重干渉光路を変化させて、透過スペクトルのピーク波長位置を変化させることができる。すなわち、マルチバンドフィルタ500は、キャビティ層の膜厚を受光部221上で変化させることにより、受光部221ごとに異なるピーク波長をもつ透過スペクトルを有する光を入射させることができる。 The multi-band filter 500 can change the multiple interference optical paths and change the peak wavelength position of the transmission spectrum by changing the film thickness of the cavity layer. That is, the multi-band filter 500 can incident light having a transmission spectrum having a different peak wavelength for each light receiving unit 221 by changing the film thickness of the cavity layer on the light receiving unit 221.

なお、本実施の形態は、マルチバンドフィルタ500の低屈折率誘電体材料として酸化シリコン(SiO2)、高屈折率誘電体材料として酸化チタン(TiO2)を用いる例を説明した。しかし、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタの低屈折率誘電体材料は、これに限定されるものではない。 In this embodiment, an example in which silicon oxide (SiO2) is used as the low refractive index dielectric material and titanium oxide (TiO2) is used as the high refractive index dielectric material of the multi-band filter 500 has been described. However, the low refractive index dielectric material of the multi-band filter according to the embodiment of the present invention is not limited to this.

図6は、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタと撮像素子の配列の一例を示す図である。図6は、マルチバンドフィルタ500を実装したベイヤー配列の撮像素子220の模式図である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of an arrangement of a multi-band filter and an image pickup device according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic view of an image sensor 220 in a Bayer array on which a multi-band filter 500 is mounted.

マルチバンドフィルタ500は、それぞれキャビティ層の膜厚の異なる領域を有し、受光部221に対して1対1の組み合わせで実装される。図6の例では、R(赤)、G(緑)、B(青)に対応する4つのフィルタが実装されている。マルチバンドフィルタ500は、撮像素子220に直接成膜され、リソグラフィー工程及びエッチング工程によって実装される。 The multi-band filter 500 has regions having different film thicknesses of the cavity layer, and is mounted in a one-to-one combination with respect to the light receiving portion 221. In the example of FIG. 6, four filters corresponding to R (red), G (green), and B (blue) are implemented. The multi-band filter 500 is formed directly on the image sensor 220 and mounted by a lithography process and an etching process.

マルチバンドフィルタ500は、XYZ等色関数を基準とする分光透過率を持つ色の三刺激値に対応した複数のフィルタを備える。マルチバンドフィルタ500を透過した光は、受光部221で受光される。 The multi-band filter 500 includes a plurality of filters corresponding to tristimulus values of colors having spectral transmittance based on the XYZ color matching function. The light transmitted through the multi-band filter 500 is received by the light receiving unit 221.

なお、図6は、1画素あたり2×2の計4枚のフィルタと4つの受光部221の配列である。しかし、本実施形態はこれに限られず、例えば、1画素あたり3×3の計9枚のフィルタと9つの受光部の配列でもよい。 Note that FIG. 6 is an array of a total of four filters of 2 × 2 per pixel and four light receiving units 221. However, this embodiment is not limited to this, and may be, for example, an arrangement of a total of 9 filters of 3 × 3 per pixel and 9 light receiving units.

また、マルチバンドフィルタ500は、撮像機構200の小型化の観点から、図5のように成膜生成による構成が好ましいが、別途回転機構を設け、マルチバンドフィルタを回転機構上に設ける構成であってもよい。この場合、回転機構の可動部が回転し、特定の波長帯域のフィルタを光軸上に配置させて、その分光波長のスペクトル信号を取得する。 Further, the multi-band filter 500 is preferably configured by forming a film as shown in FIG. 5 from the viewpoint of miniaturization of the imaging mechanism 200, but is configured to separately provide a rotation mechanism and provide the multi-band filter on the rotation mechanism. You may. In this case, the movable part of the rotation mechanism rotates, and a filter having a specific wavelength band is arranged on the optical axis to acquire a spectral signal having the spectral wavelength.

次に、XYZ等色関数について説明する。図7は、国際照明委員会(CIE)によるXYZ表色系で規定されたXYZ等色関数を示すグラフである。人間の網膜の細胞は、物体からの反射光についてR(赤)、G(緑)、B(青)に対応した感覚組織を持っており、その強さに応じた信号を脳に伝達する。すなわち、人間は、R(赤)、G(緑)、B(青)それぞれの信号の割合によって物体の色を知覚するようになっている。 Next, the XYZ color matching function will be described. FIG. 7 is a graph showing the XYZ color matching function defined by the XYZ color system by the International Commission on Illumination (CIE). Human retina cells have sensory tissues corresponding to R (red), G (green), and B (blue) for reflected light from an object, and transmit signals to the brain according to their intensity. That is, human beings perceive the color of an object according to the ratio of each signal of R (red), G (green), and B (blue).

R(赤)、G(緑)、B(青)に対応する感覚組織の感度は、図7に示すような特性を持っており、この特性を等色関数という。600nm付近に大きなピークもつX等色関数が赤色を検知し、555nm付近にピークをもつY等色関数が緑色を検知し、450nm付近にピークをもつZ等色関数が青色を検知している。 The sensitivity of the sensory tissue corresponding to R (red), G (green), and B (blue) has the characteristics shown in FIG. 7, and this characteristic is called a color matching function. The X color function having a large peak near 600 nm detects red, the Y color function having a peak near 555 nm detects green, and the Z color function having a peak near 450 nm detects blue.

人工的に作られたマルチバンドフィルタとCIEが定めたXYZ等色関数との一致度は、q−factorを用いて表され、X、Y、Zそれぞれの計3つのq−factorがある。q−factorは、0から1までの値を取り、1に近い程人の目との一致度が高い。また、X、Y、Zそれぞれではなく、3つまとめて一致度を表す指標値が、ν−factorである。マルチバンドフィルタ500は、図7に示すXYZ等色関数を基準とするフィルタであり、XYZ等色関数と一致するように設定される。 The degree of agreement between the artificially created multi-band filter and the XYZ color matching function defined by the CIE is expressed using a q-factor, and there are a total of three q-factors for each of X, Y, and Z. The q-factor takes a value from 0 to 1, and the closer it is to 1, the higher the degree of agreement with the human eye. Further, the index value indicating the degree of agreement of all three, not each of X, Y, and Z, is ν-factor. The multi-band filter 500 is a filter based on the XYZ color matching function shown in FIG. 7, and is set so as to match the XYZ color matching function.

次に、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタの透過スペクトルについて説明する。図8は、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタの透過スペクトルの一例を示すグラフである。 Next, the transmission spectrum of the multi-band filter according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a graph showing an example of the transmission spectrum of the multi-band filter according to the embodiment of the present invention.

図8に示す透過スペクトルを透過させるマルチバンドフィルタ500は、5枚のフィルタを有する。マルチバンドフィルタ500は、第1フィルタと、第2フィルタと、第3フィルタと、第4フィルタと、第5フィルタと、を有する。第1フィルタは、Z等色関数を基準とするフィルタである。第2フィルタは、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して短波長側にシフトしているフィルタである。第3フィルタは、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して長波長側にシフトしているフィルタである。第4フィルタは、Y等色関数を基準とするフィルタである。第5フィルタは、X等色関数を基準とするフィルタである。 The multi-band filter 500 that transmits the transmission spectrum shown in FIG. 8 has five filters. The multi-band filter 500 includes a first filter, a second filter, a third filter, a fourth filter, and a fifth filter. The first filter is a filter based on the Z color matching function. The second filter is a filter in which the transmission spectrum is shifted to the short wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter. The third filter is a filter in which the transmission spectrum is shifted to the longer wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter. The fourth filter is a filter based on the Y color matching function. The fifth filter is a filter based on the X color matching function.

ここで、第1フィルタ、第4フィルタ及び第5フィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタの一例である。例えば、第1のフィルタ群に属するフィルタは、XYZ等色関数を基準とするフィルタである。また、第1フィルタの透過スペクトルは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち最も短波長側にピーク波長を有する。第1フィルタは、図7に示すXYZ等色関数のうち、Z等色関数を基準とするフィルタである。 Here, the first filter, the fourth filter, and the fifth filter are examples of filters belonging to the first filter group. For example, the filter belonging to the first filter group is a filter based on the XYZ color matching function. Further, the transmission spectrum of the first filter has a peak wavelength on the shortest wavelength side among the filters belonging to the first filter group. The first filter is a filter based on the Z color matching function among the XYZ color matching functions shown in FIG. 7.

図8は、第1フィルタの透過スペクトルが、第4フィルタ及び第5フィルタの透過スペクトルの波長範囲よりも狭いことを示している。透過スペクトルの波長範囲とは、スペクトルのピーク幅を意味する。第1フィルタの透過スペクトルの波長範囲の長さは、第1フィルタの分光透過率特性をガウス分布で近似した標準偏差の値、つまり、後述する等色関数のガウス分布による近似式により算出される標準偏差σの値である。 FIG. 8 shows that the transmission spectrum of the first filter is narrower than the wavelength range of the transmission spectra of the fourth filter and the fifth filter. The wavelength range of the transmission spectrum means the peak width of the spectrum. The length of the wavelength range of the transmission spectrum of the first filter is calculated by the value of the standard deviation obtained by approximating the spectral transmittance characteristics of the first filter with a Gaussian distribution, that is, the approximation formula by the Gaussian distribution of the color matching function described later. It is the value of the standard deviation σ.

さらに、図8は、第2フィルタ及び第3フィルタの透過スペクトルが、第1フィルタの透過スペクトルに対して波長方向にシフトしていることを示している。第2フィルタ及び第3フィルタは、Z等色関数を基準とする第1フィルタの基準ピーク波長に対して、ピーク波長を変化させたZ等色関数を基準とするフィルタである。 Further, FIG. 8 shows that the transmission spectra of the second filter and the third filter are shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectra of the first filter. The second filter and the third filter are filters based on the Z color matching function in which the peak wavelength is changed with respect to the reference peak wavelength of the first filter based on the Z color matching function.

ここで、第2フィルタ及び第3フィルタは、第2のフィルタ群に属するフィルタの一例である。例えば、第2のフィルタ群に属するフィルタは、透過スペクトルが、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしているフィルタである。 Here, the second filter and the third filter are examples of filters belonging to the second filter group. For example, the filter belonging to the second filter group is a filter whose transmission spectrum is shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group. is there.

図8の例では、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長は、Z等色関数の基準ピーク波長である450nmであるのに対し、第2フィルタ及び第3フィルタの透過スペクトルのピーク波長は、それぞれ430nm、470nmである。つまり、第2フィルタと第3のフィルタの透過スペクトルは、第1フィルタの透過スペクトルとピーク波長が異なるが、第1フィルタの透過スペクトルと略同一の波長範囲を有する。 In the example of FIG. 8, the peak wavelength of the transmission spectrum of the first filter is 450 nm, which is the reference peak wavelength of the Z color matching function, whereas the peak wavelengths of the transmission spectra of the second filter and the third filter are respectively. It is 430 nm and 470 nm. That is, the transmission spectra of the second filter and the third filter are different in peak wavelength from the transmission spectrum of the first filter, but have substantially the same wavelength range as the transmission spectrum of the first filter.

図8は、第2フィルタ及び第3フィルタの透過スペクトルのピーク波長が、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長と隣接していることを示している。つまり、第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対してシフトしている範囲は、第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルのピーク波長と第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長とが隣接する範囲内である。 FIG. 8 shows that the peak wavelengths of the transmission spectra of the second filter and the third filter are adjacent to the peak wavelengths of the transmission spectra of the first filter. That is, the range in which the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is shifted with respect to the transmission spectrum of the first filter is the peak wavelength of the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group and the transmission of the first filter. The peak wavelength of the spectrum is within the adjacent range.

また、図8の例では、第1フィルタと第2フィルタと第3フィルタの透過スペクトルは青色(B)を検知する。第4フィルタの透過スペクトルは緑色(G)を検知する。第5フィルタの透過スペクトルは赤色(R)を検知する。また、図6のフィルタ配列の例において、Rの領域に第5フィルタ、Gの領域に第4フィルタ、Bの領域に第1フィルタと第2フィルタと第3フィルタが配置されている。 Further, in the example of FIG. 8, the transmission spectra of the first filter, the second filter, and the third filter detect blue (B). The transmission spectrum of the fourth filter detects green (G). The transmission spectrum of the fifth filter detects red (R). Further, in the example of the filter arrangement of FIG. 6, the fifth filter is arranged in the R region, the fourth filter is arranged in the G region, and the first filter, the second filter, and the third filter are arranged in the B region.

図8に示すように、第1フィルタの透過スペクトルは、第4フィルタ及び第5フィルタの透過スペクトルと比較して、狭い波長範囲のスペクトル特性を有している。マルチバンドフィルタの測色精度を向上させる手段として、既存のフィルタで受光できない波長領域をカバーするようにフィルタを追加すればよい。一方で、透過スペクトルの波長範囲が狭い場合、フィルタの製造ばらつきの影響により透過スペクトルのずれが生じると、測色精度に敏感に影響し、ずれの影響が増大してしまう。 As shown in FIG. 8, the transmission spectrum of the first filter has spectral characteristics in a narrow wavelength range as compared with the transmission spectra of the fourth filter and the fifth filter. As a means for improving the color measurement accuracy of the multi-band filter, a filter may be added so as to cover a wavelength region that cannot be received by the existing filter. On the other hand, when the wavelength range of the transmission spectrum is narrow, if the transmission spectrum deviates due to the influence of the manufacturing variation of the filter, the color measurement accuracy is sensitively affected and the influence of the deviation increases.

本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち透過スペクトルの波長範囲が最も狭い第1フィルタと、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して波長方向にシフトしている第2のフィルタ群に属するフィルタを設ける。その結果、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、スペクトルのばらつきやずれを吸収でき、ロバスト性の大きいフィルタ構造となる。すなわち、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 The multi-band filter according to the embodiment of the present invention includes a first filter having the narrowest transmission spectrum wavelength range among filters belonging to the first filter group, and a transmission spectrum having a wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter. A filter belonging to the second filter group shifted to is provided. As a result, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention can absorb the variation and deviation of the spectrum, and has a highly robust filter structure. That is, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention can reduce the influence of manufacturing variations while maintaining the color measurement accuracy.

さらに、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタの透過スペクトルに基づいて色信号を生成することで、製造ばらつき、経年劣化や使用環境による劣化によるフィルタのパラメータのずれが生じた場合においても、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Further, the image processing system according to the embodiment of the present invention generates a color signal based on the transmission spectrum of the multi-band filter according to the embodiment of the present invention, thereby causing manufacturing variation, aging deterioration, and deterioration due to the usage environment. Even when the filter parameters deviate due to the above, the influence of manufacturing variation can be reduced while maintaining the color measurement accuracy.

また、本発明の一実施形態に係る撮像装置は、撮像機構に本発明に係るマルチバンドフィルタを有している。そのため、本発明に係る撮像装置は、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができ、対象物の特徴を高精度に捉えることができる。 Further, the imaging device according to the embodiment of the present invention has a multi-band filter according to the present invention in the imaging mechanism. Therefore, the image pickup apparatus according to the present invention can reduce the influence of manufacturing variations while maintaining the color measurement accuracy, and can capture the characteristics of the object with high accuracy.

なお、図8において、第2フィルタは、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して短波長側にシフトしている。一方で、第3フィルタは、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して長波長側にシフトしている。図8に示すマルチバンドフィルタ500は、5枚のフィルタ構成の例を説明したが、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、図8に示す第3フィルタ又は第1フィルタを除く4枚のフィルタ構成にしてもよい。また、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、さらに任意のフィルタを追加して6枚以上のフィルタ構成にしてもよい。 In FIG. 8, the transmission spectrum of the second filter is shifted to the short wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter. On the other hand, in the third filter, the transmission spectrum is shifted to the longer wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter. The multi-band filter 500 shown in FIG. 8 has described an example of a filter configuration of five, but the multi-band filter according to the embodiment of the present invention has four filters excluding the third filter or the first filter shown in FIG. The filter configuration may be. Further, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention may further have an arbitrary filter added to form a filter configuration of 6 or more.

また、図8に示すマルチバンドフィルタ500は、第1フィルタの透過スペクトルの波長範囲が、第4フィルタ及び第5フィルタの波長範囲よりも狭い。これに代えて、例えば、第4フィルタの透過スペクトルの波長範囲が、第1フィルタ及び第5フィルタの波長範囲より狭い場合、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、透過スペクトルが、第4フィルタの透過スペクトルに対して波長方向にシフトしているフィルタを設けてもよい。 Further, in the multi-band filter 500 shown in FIG. 8, the wavelength range of the transmission spectrum of the first filter is narrower than the wavelength range of the fourth filter and the fifth filter. Instead, for example, when the wavelength range of the transmission spectrum of the fourth filter is narrower than the wavelength range of the first filter and the fifth filter, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention has a transmission spectrum of the first. A filter that is shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the four filters may be provided.

●画像処理システムの情報処理フロー●
図9は、本発明の一実施形態に係る画像処理システムの情報処理の流れの一例を示すフローチャートである。
● Information processing flow of image processing system ●
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of information processing of the image processing system according to the embodiment of the present invention.

ステップS901において、フィルタ設定制御手段621によりマルチバンドフィルタ500が設定されている場合、画像処理システムの情報処理は、ステップS905の処理に移行する。一方で、フィルタ設定制御手段621によりマルチバンドフィルタ500が設定されていない場合、画像処理システムの情報処理は、ステップS902の処理に移行する。 When the multi-band filter 500 is set by the filter setting control means 621 in step S901, the information processing of the image processing system shifts to the process of step S905. On the other hand, when the multi-band filter 500 is not set by the filter setting control means 621, the information processing of the image processing system shifts to the processing of step S902.

ステップS902において、フィルタ設定制御手段621は、記憶制御手段622によって予め記憶されたXYZ等色関数の基準スペクトルに基づいて、複数のフィルタの設定を行う。 In step S902, the filter setting control means 621 sets a plurality of filters based on the reference spectrum of the XYZ color matching function stored in advance by the storage control means 622.

具体的には、フィルタ設定制御手段621は、X、Y、Z等色関数に基づいて、第1のフィルタ群に属する第5フィルタ、第4フィルタ、第1フィルタを設定する。また、基準ピーク波長を430nmとしたZ等色関数に基づいて、第2フィルタを設定する。さらに、基準ピーク波長を470nmとしたZ等色関数に基づいて、第3フィルタを設定する。 Specifically, the filter setting control means 621 sets a fifth filter, a fourth filter, and a first filter belonging to the first filter group based on the X, Y, and Z color matching functions. Further, the second filter is set based on the Z color matching function having the reference peak wavelength of 430 nm. Further, the third filter is set based on the Z color matching function having the reference peak wavelength of 470 nm.

ステップS903において、信号取得手段611は、フィルタ設定制御手段621により設定されたフィルタを有するマルチバンドフィルタ500を通じて、撮像素子220からスペクトル信号を取得する。 In step S903, the signal acquisition means 611 acquires a spectral signal from the image pickup device 220 through a multi-band filter 500 having a filter set by the filter setting control means 621.

ステップS904において、信号処理手段612は、信号取得手段611により取得されたスペクトル信号に基づいて、色信号を生成する。 In step S904, the signal processing means 612 generates a color signal based on the spectral signal acquired by the signal acquisition means 611.

一方、既にフィルタ設定制御手段621によりマルチバンドフィルタ500が設定されている場合、ステップS905の処理に移行する。ステップS905において、テストパターン取得手段623は、撮像機構200によって撮像されたテストパターンのスペクトル情報を取得する。 On the other hand, when the multi-band filter 500 has already been set by the filter setting control means 621, the process proceeds to step S905. In step S905, the test pattern acquisition means 623 acquires the spectrum information of the test pattern imaged by the imaging mechanism 200.

ステップS906において、フィルタ補正手段624は、記憶制御手段622によって記憶された基準情報としての色の三刺激値と、テストパターン取得手段623によって取得されたテストパターンと、に基づいて、各フィルタの補正値を算出する。 In step S906, the filter correction means 624 corrects each filter based on the tristimulus value of the color as the reference information stored by the memory control means 622 and the test pattern acquired by the test pattern acquisition means 623. Calculate the value.

具体的には、フィルタ補正手段624は、テストパターン取得手段623により取得されたテストパターンのスペクトル情報から、テストパターンの色の三刺激値を算出する。色の三刺激値の計算式は、以下の数1に示す。 Specifically, the filter correction means 624 calculates the tristimulus value of the color of the test pattern from the spectrum information of the test pattern acquired by the test pattern acquisition means 623. The formula for calculating the color tristimulus values is shown in Equation 1 below.

(数1中のtは色の三刺激値(3×1行列)、aは変換行列a(b×3行列)に対する転置行列、Fはフィルタの透過スペクトルの行列表記(n×b行列)、Fは行列Fに対する転置行列、Dはフォトセンサ(撮像素子)の分光感度スペクトルの行列表記 (n×nの対角行列)、Cは対象物の分光感度スペクトル(n×1行列)、Aは等色関数行列(n×3行列)、Aは行列Aに対する転置行列、bはフィルタ数、nは離散的波長要素の数を表す。) (T in Equation 1 is the color tristimulus value (3 × 1 matrix), a T is the translocation matrix for the conversion matrix a (b × 3 matrix), and F is the matrix notation of the transmission spectrum of the filter (n × b matrix). , F T is a transposed matrix for the matrix F, D is (diagonal matrix of n × n) matrix representation of the spectral sensitivity spectrum of the photo sensor (imaging device), C is the spectral sensitivity spectrum (n × 1 matrix) of the object, A is a color matching function matrix (n × 3 matrix), AT is a translocation matrix for matrix A, b is the number of filters, and n is the number of discrete wavelength elements.)

そして、フィルタ補正手段624は、算出したテストパターンの色の三刺激値と基準情報としての色の三刺激値とを用いて補正行列L(3×3の対角行列)を算出する。 Then, the filter correction means 624 calculates the correction matrix L (3 × 3 diagonal matrix) using the calculated color tristimulus value of the test pattern and the color tristimulus value as reference information.

図19は、補正行列Lの対角成分の算出方法の一例を表すグラフである。図19の横軸にはテストパターンの色の三刺激値X、Y、Zを示し、縦軸には基準情報としての色の三刺激値X、Y、Zを示す。 FIG. 19 is a graph showing an example of a method of calculating the diagonal component of the correction matrix L. The horizontal axis of FIG. 19 shows the color tristimulus values X, Y, and Z of the test pattern, and the vertical axis shows the color tristimulus values X 0 , Y 0 , and Z 0 as reference information.

数2の値が最小となるようなLxを最小二乗法で算出した結果、Lxは、数3のようになる。同様に、Ly、Lzを算出した結果、数4の補正行列Lを得ることができる。 As a result of calculating Lx such that the value of Equation 2 is the minimum by the method of least squares, Lx becomes as in Equation 3. Similarly, as a result of calculating Ly and Lz, the correction matrix L of Equation 4 can be obtained.

(数2中のiは、参照するフィルタのサンプルナンバー(i=1〜m、mは自然数)を表す。) (I in Equation 2 represents the sample number of the referenced filter (i = 1 to m, m is a natural number).)

ステップS907において、フィルタ補正手段624は、算出した補正行列Lに基づいて、マルチバンドフィルタ500における各フィルタの補正を行う。 In step S907, the filter correction means 624 corrects each filter in the multi-band filter 500 based on the calculated correction matrix L.

ステップS907において、フィルタ補正手段624によってマルチバンドフィルタ500が補正された場合、画像処理システムの情報処理は、上述したステップS903の処理に移行する。この場合、ステップS903において、信号取得手段611は、フィルタ補正手段624によって補正されたフィルタを有するマルチバンドフィルタ500を通じて、撮像素子220からスペクトル信号を取得する。 When the multi-band filter 500 is corrected by the filter correction means 624 in step S907, the information processing of the image processing system shifts to the process of step S903 described above. In this case, in step S903, the signal acquisition means 611 acquires the spectrum signal from the image sensor 220 through the multi-band filter 500 having the filter corrected by the filter correction means 624.

以上説明したように、画像処理システム100は、マルチバンドフィルタ500のフィルタ設定及びマルチバンドフィルタ500が有する各フィルタの補正を行うことができる。これにより、画像処理システム100は、設定されたマルチバンドフィルタ500に基づいて色信号を生成することにより、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 As described above, the image processing system 100 can set the filter of the multi-band filter 500 and correct each filter of the multi-band filter 500. As a result, the image processing system 100 can reduce the influence of manufacturing variations while maintaining the color measurement accuracy by generating a color signal based on the set multi-band filter 500.

●マルチバンドフィルタの評価●
●評価手法及びフィルタの設定
次に、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタにおける透過スペクトルのばらつきの影響の評価について説明する。図10は、L18直交表に割り付けるマルチバンドの水準設定の一例を示す図である。
● Evaluation of multi-band filter ●
● Evaluation Method and Filter Setting Next, the evaluation of the influence of the variation of the transmission spectrum in the multi-band filter according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a diagram showing an example of multi-band level setting assigned to the L18 orthogonal array.

透過スペクトルのばらつきによるq−factorやν−factorの影響を評価するため、図10に示すように、L18直交表を用いて各フィルタの透過スペクトルがばらついた状況を恣意的に作り出す。図10では、5つのフィルタに係るマルチバンドフィルタの透過スペクトルのばらつきの影響の評価を行うための水準設定を行う例を示すが、3枚のフィルタや4枚のフィルタに係るマルチバンドフィルタの場合についても、同様の評価手法を用いることが可能である。 In order to evaluate the influence of q-factor and ν-factor due to the variation of the transmission spectrum, as shown in FIG. 10, a situation in which the transmission spectrum of each filter varies is arbitrarily created using the L18 orthogonal array. FIG. 10 shows an example of setting the level for evaluating the influence of the variation of the transmission spectrum of the multi-band filter related to the five filters, but in the case of the multi-band filter related to the three filters and the four filters. It is also possible to use the same evaluation method for.

図10(a)に示すように、各フィルタの透過スペクトルが、基準ピーク波長に対してランダムに±10nmシフトする場合について評価を行う。また、図10(b)に示すように、各フィルタの透過スペクトルの基準ピーク波長は、フィルタNo.1が450nm、フィルタNo.2が430nm、フィルタNo.3が470nm、フィルタNo.4が520nm、フィルタNo.5が620nmである。 As shown in FIG. 10A, the case where the transmission spectrum of each filter is randomly shifted by ± 10 nm with respect to the reference peak wavelength is evaluated. Further, as shown in FIG. 10B, the reference peak wavelength of the transmission spectrum of each filter is the filter No. 1 is 450 nm, filter No. 2 is 430 nm, filter No. 3 is 470 nm, filter No. 4 is 520 nm, filter No. 5 is 620 nm.

図10(c)は、図10(a)(b)に示す設定内容に基づいて、L18直交表へマルチバンドの水準を割り付けた結果を示す。 FIG. 10 (c) shows the result of allocating the multi-band level to the L18 orthogonal array based on the setting contents shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b).

全てのフィルタの組み合わせでq−factorやν−factorを計算し、その標準偏差を計算すれば透過スペクトルのばらつきの影響が評価できる。図10に示す例では、フィルタNo1〜No5の5つのフィルタについて、基準となるフィルタと基準から±10nmシフトしたフィルタの3種類の割り付けを各フィルタに対して行った。 The effect of variation in the transmission spectrum can be evaluated by calculating q-factor and ν-factor for all combinations of filters and calculating their standard deviations. In the example shown in FIG. 10, three types of filters, a reference filter and a filter shifted by ± 10 nm from the reference, were assigned to each of the five filters No. 1 to No. 5.

q−factorとν−factorは、CIEが定めたXYZ等色関数に対応する等色関数行列Aに対する転置行列Aと、等色関数行列Aとフィルタの透過スペクトルの行列Fで作られる人工的な等色関数行列A´に対する転置行列A´との一致度を示すパラメータである。具体的には、転置行列Aは数1に示す値であり、転置行列A´は数1に示すaにフィルタの透過スペクトルの行列Fに対する転置行列Fを右側から掛けた値である。一致度は、相関係数Rの二乗値R(0≦R≦1)で計算される。Rは1に近い程一致度が高く人の目に近いフィルタであることを示し、逆に0に近い程一致度は低く人の目からは離れたフィルタであることを示す。 q-factor and ν-factor are artificially created by the transpose matrix AT for the Jacobian function matrix A corresponding to the XYZ color function defined by the CIE, the Jacobian function matrix A, and the matrix F of the transmission spectrum of the filter. is a parameter indicating the degree of coincidence between transposed matrix A'T against such Toiro function matrix A'. Specifically, the transpose matrix A T is the value shown in Equation 1, the transposed matrix A'T is a value obtained by multiplying the transposed matrix F T to a T indicated in Formula 1 for the matrix F of the transmission spectrum of the filter from the right is there. The degree of agreement is calculated by the square value R 2 (0 ≦ R 2 ≦ 1) of the correlation coefficient R. R 2 indicates that the closer it is to 1, the higher the degree of agreement is and the closer the filter is to the human eye, and conversely, the closer it is to 0, the lower the degree of agreement is to indicate that the filter is far from the human eye.

また、q−factorは、転置行列AとA´のX、Y、Z行ごとに一致度を計算しているため、qX−factor、qY−factor、qZ−factorの3つのパラメータが計算される。一方で、ν−factorは、転置行列AとA´のX、Y、Z行を1行3n列にまとめて一致度を計算した1つのパラメータである。 Further, q-factor is, X of the transposed matrix A T and A'T, Y, because it calculates the matching degree for each Z line, qX-factor, qY-factor , 3 three parameters qZ-factor calculation Will be done. On the other hand, [nu-factor is, X of the transposed matrix A T and A'T, Y, is one of the parameters calculated are collectively matching degree Z line in 1 line 3n columns.

ここで、例えば、4つのフィルタの場合、1つのフィルタについて基準となるフィルタと±10nmのフィルタの3通りを全ての組み合わせで計算するため、81通りの計算が必要となる。同様に、5つのフィルタの場合は、243通りの計算が必要となり、計算量が増加する。一方で、図10に示すL18直交表を利用すると、計算の効率化が期待される。 Here, for example, in the case of four filters, 81 kinds of calculations are required because three kinds of a reference filter and a ± 10 nm filter are calculated for one filter in all combinations. Similarly, in the case of five filters, 243 calculations are required, which increases the amount of calculation. On the other hand, if the L18 orthogonal array shown in FIG. 10 is used, it is expected that the calculation efficiency will be improved.

L18直交表で割り付けられて算出されたq−factorやν−factorのばらつき結果は、偏りなく抽出されたサンプルのばらつき結果とほぼ同等とみなされるので、公平なばらつき比較が可能となる。 Since the variation results of q-factor and ν-factor calculated by allocating in the L18 orthogonal array are considered to be substantially the same as the variation results of the samples extracted without bias, fair variation comparison is possible.

次に、マルチバンドフィルタについてXYZ等色関数に基づく近似について説明する。図11は、図8に示すマルチバンドフィルタ500を構成する第1フィルタの透過スペクトルをZ等色関数のガウス分布で近似した結果の一例を示すグラフである。 Next, an approximation based on the XYZ color matching function will be described for the multi-band filter. FIG. 11 is a graph showing an example of the result of approximating the transmission spectrum of the first filter constituting the multi-band filter 500 shown in FIG. 8 with the Gaussian distribution of the Z color matching function.

図11に示す実線は、図8に示すマルチバンドフィルタ500を構成する第1フィルタの透過スペクトルを、Z等色関数に一致させるためにガウス分布による近似を行った結果である。一方で、図11に示す点群は、図8に示すマルチバンドフィルタ500を構成する第1フィルタの透過スペクトルである。 The solid line shown in FIG. 11 is the result of approximating the transmission spectrum of the first filter constituting the multi-band filter 500 shown in FIG. 8 by a Gaussian distribution in order to match the Z color matching function. On the other hand, the point cloud shown in FIG. 11 is the transmission spectrum of the first filter constituting the multi-band filter 500 shown in FIG.

図11の実線で示す近似結果は、ガウス分布を表す以下の数5で表される。図11の実線で示すスペクトルのピーク透過率A=94.5%、標準偏差σ=22.5nm、ピーク波長μ=450nmである。また、図7に示すZ等色関数についてガウス分布による近似を行った際の結果は、Aは任意刺激値、標準偏差σ=22.5nm、ピーク波長μ=450nmである。 The approximation result shown by the solid line in FIG. 11 is represented by the following equation 5 representing the Gaussian distribution. The spectrum shown by the solid line in FIG. 11 has a peak transmittance A = 94.5%, a standard deviation σ = 22.5 nm, and a peak wavelength μ = 450 nm. Further, as a result of approximating the Z color matching function shown in FIG. 7 by Gaussian distribution, A is an arbitrary stimulus value, standard deviation σ = 22.5 nm, and peak wavelength μ = 450 nm.

(数5中のAはピーク透過率(%)、σは標準偏差(nm)、μはピーク波長(nm)を表す。) (A in Equation 5 represents the peak transmittance (%), σ represents the standard deviation (nm), and μ represents the peak wavelength (nm).)

図11の点群で示すように、第1フィルタの透過スペクトルは、600nm付近にブロードなピークを有する。そのため、第1フィルタの透過スペクトルそのものを用いた場合、このブロードなピークが影響して透過スペクトルのばらつきの影響を精度良く評価することができない。そこで、以下に説明する各シミュレーションでは、図11の実線で示すように、第1フィルタの透過スペクトルについてZ等色関数に一致させるためにガウス分布による近似を行った。 As shown by the point cloud in FIG. 11, the transmission spectrum of the first filter has a broad peak near 600 nm. Therefore, when the transmission spectrum of the first filter itself is used, it is not possible to accurately evaluate the influence of the variation in the transmission spectrum due to the influence of this broad peak. Therefore, in each simulation described below, as shown by the solid line in FIG. 11, the transmission spectrum of the first filter was approximated by a Gaussian distribution in order to match the Z color matching function.

図12は、標準偏差σを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。図12(a)は、3つのフィルタの透過スペクトルのうちの一つをガウス分布で近似した場合の例を示すグラフである。 FIG. 12 is a graph showing an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the standard deviation σ variable. FIG. 12A is a graph showing an example in which one of the transmission spectra of the three filters is approximated by a Gaussian distribution.

具体的には、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタの透過スペクトルのうち第1フィルタの透過スペクトルについて、図11に示すようにZ等色関数に一致させるためのガウス分布による近似を行った。図12(a)において、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長をμ=450nmで固定し、標準偏差σを変化させながらqX−factor、qY−factor、qZ−factor、ν−factorを算出した。 Specifically, among the transmission spectra of the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, the transmission spectrum of the first filter is a Gaussian distribution for matching the Z color matching function as shown in FIG. The approximation was made by. In FIG. 12A, the peak wavelength of the transmission spectrum of the first filter was fixed at μ = 450 nm, and qX-factor, qY-factor, qZ-factor, and ν-factor were calculated while changing the standard deviation σ.

図12(b)は、4つのフィルタの透過スペクトルのうちの2つをガウス分布で近似した場合の例を示すグラフである。具体的には、図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタの透過スペクトルのうち第1フィルタと第2フィルタの透過スペクトルについて、図11に示すようにZ等色関数に一致させるためのガウス分布による近似を行った。 FIG. 12B is a graph showing an example in which two of the transmission spectra of the four filters are approximated by a Gaussian distribution. Specifically, among the transmission spectra of the first filter, the second filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, the transmission spectra of the first filter and the second filter are Z-equalized as shown in FIG. An approximation was made with a Gaussian distribution to match the function.

図12(b)において、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長をμ=450nm、第2フィルタの透過スペクトルのピーク波長をμ=430nmで固定し、標準偏差σを変化させながらqX−factor、qY−factor、qZ−factor、ν−factorを算出した。 In FIG. 12B, the peak wavelength of the transmission spectrum of the first filter is fixed at μ = 450 nm, the peak wavelength of the transmission spectrum of the second filter is fixed at μ = 430 nm, and qX-factor and qY are changed while changing the standard deviation σ. -Factor, qZ-factor, ν-factor were calculated.

図12(c)は、4つのフィルタの透過スペクトルのうちの二つをガウス分布で近似した場合の例を示すグラフである。具体的には、図8に示す第1フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタの透過スペクトルのうち第1フィルタと第3フィルタの透過スペクトルについて、図11に示すようにZ等色関数に一致させるためのガウス分布による近似を行った。 FIG. 12 (c) is a graph showing an example in which two of the transmission spectra of the four filters are approximated by a Gaussian distribution. Specifically, among the transmission spectra of the first filter, the third filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, the transmission spectra of the first filter and the third filter are Z-equalized as shown in FIG. An approximation was made with a Gaussian distribution to match the function.

図12(c)において、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長をμ=450nm、第3フィルタの透過スペクトルのピーク波長をμ=470nmで固定し、標準偏差σを変化させながらqX−factor、qY−factor、qZ−factor、ν−factorを算出した。 In FIG. 12 (c), the peak wavelength of the transmission spectrum of the first filter is fixed at μ = 450 nm, the peak wavelength of the transmission spectrum of the third filter is fixed at μ = 470 nm, and qX-factor and qY are changed while changing the standard deviation σ. -Factor, qZ-factor, ν-factor were calculated.

図12(a)、(b)、(c)は、標準偏差σ=22.5 のときに、qZ−factorとν−factorが最大値を取ることを示す。一方、同図は、標準偏差σが12.5〜32.5nmの範囲で変化しても、qX−factorとqY−factorとは大きく影響されないことを示す。 FIGS. 12 (a), 12 (b) and 12 (c) show that qZ-factor and ν-factor have maximum values when the standard deviation σ = 22.5. On the other hand, the figure shows that even if the standard deviation σ changes in the range of 12.5 to 32.5 nm, qX-factor and qY-factor are not significantly affected.

図13は、ピーク波長μを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。同図は、3つのフィルタの透過スペクトルのうちの1つをガウス分布で近似した場合の例である。 FIG. 13 is a graph showing an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the peak wavelength μ variable. The figure shows an example in which one of the transmission spectra of the three filters is approximated by a Gaussian distribution.

具体的には、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタの透過スペクトルのうち第1フィルタの透過スペクトルについて、図11に示すようにZ等色関数に一致させるためのガウス分布による近似を行った。図13において、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長μを変化させながらqX−factor、qY−factor、qZ−factor、ν−factorを算出した。 Specifically, among the transmission spectra of the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, the transmission spectrum of the first filter is a Gaussian distribution for matching the Z color matching function as shown in FIG. The approximation was made by. In FIG. 13, qX-factor, qY-factor, qZ-factor, and ν-factor were calculated while changing the peak wavelength μ of the transmission spectrum of the first filter.

図13に示すように、ピーク波長μ=450nmのときに、qZ−factorとν−factorが最大値を取ることを示す。一方、同図は、ピーク波長μが420nm〜480nmの範囲で変化しても、qX−factorとqY−factorとは大きく影響されないことを示す。 As shown in FIG. 13, it is shown that qZ-factor and ν-factor take the maximum values when the peak wavelength μ = 450 nm. On the other hand, the figure shows that even if the peak wavelength μ changes in the range of 420 nm to 480 nm, qX-factor and qY-factor are not significantly affected.

以上説明したように、図12及び図13の結果から、標準偏差又はピーク波長が変化すると、qZ−factorやν−factorの値が影響を受ける。測色精度の誤差は、qZ−factorやν−factorの値が1に近づくほど小さくなる。 As described above, from the results of FIGS. 12 and 13, when the standard deviation or the peak wavelength changes, the values of qZ-factor and ν-factor are affected. The error in color measurement accuracy becomes smaller as the value of qZ-factor or ν-factor approaches 1.

●マルチバンドフィルタの測色精度
図14は、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタにおけるフィルタの配置と各パラメータとの関係の一例を示すグラフである。同図は、図10に示すL18直交表での割り付けを行った各マルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの平均値、q−factor及びν−factorのばらつき、q−factor及びν−factorの変動係数を示す。
● Color Measurement Accuracy of Multi-Band Filter FIG. 14 is a graph showing an example of the relationship between the arrangement of filters and each parameter in the multi-band filter according to the embodiment of the present invention. The figure shows the average value of q-factor and ν-factor, the variation of q-factor and ν-factor, q-factor and ν-factor of each multi-band filter assigned by the L18 orthogonal array shown in FIG. The coefficient of variation of is shown.

図14において(A)は、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(B)は、図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(C)は、図8に示す第1フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(D)は、図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタを示している。 In FIG. 14, (A) is a multi-band filter having the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, and (B) is the first filter, the second filter, and the fourth filter shown in FIG. A multi-band filter having a fifth filter, (C) is a first filter, a third filter, a fourth filter, and a multi-band filter having a fifth filter shown in FIG. 8, and (D) is a first filter shown in FIG. A multi-band filter having a filter, a second filter, a third filter, a fourth filter, and a fifth filter is shown.

ここで、第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタの一例である。図14において、第1フィルタは、Z等色関数に一致させるためのフィルタであり、第4フィルタは、Y等色関数に一致させるためのフィルタであり、第5フィルタは、X等色関数に一致させるためのフィルタである。 Here, the first filter, the fourth filter, and the fifth filter are examples of filters belonging to the first filter group. In FIG. 14, the first filter is a filter for matching the Z color matching function, the fourth filter is a filter for matching the Y color matching function, and the fifth filter is the X color matching function. It is a filter for matching.

また、第2フィルタ及び第3フィルタは、第2のフィルタ群に属するフィルタの一例である。第2フィルタ及び第3フィルタの透過スペクトルは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしている。 The second filter and the third filter are examples of filters belonging to the second filter group. The transmission spectra of the second filter and the third filter are shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group.

図14(a)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの平均値との関係の一例を示すグラフである。図14(a)において、(B)、(C)、(D)は、(A)と比較して、qZ−factor及びν−factorの平均値が1に近付いており、高い測色精度を有することを示している。 FIG. 14A is a graph showing an example of the relationship between the average values of q-factor and ν-factor of multi-band filters having different filter arrangements. In FIG. 14A, the average values of qZ-factor and ν-factor of (B), (C), and (D) are closer to 1 as compared with (A), and high color measurement accuracy is obtained. Shows that it has.

つまり、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタの3枚のフィルタを有するマルチバンドフィルタに、図8に示す第2フィルタ又は第3フィルタを追加することにより、測色精度が向上させることができる。 That is, by adding the second filter or the third filter shown in FIG. 8 to the multi-band filter having the three filters of the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, the color measurement accuracy can be improved. Can be improved.

図14(b)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタとq−factor及びν−factorのばらつきとの関係の一例を示すグラフである。図14(c)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの変動係数との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 14B is a graph showing an example of the relationship between the multi-band filters having different filter arrangements and the variations of q-factor and ν-factor. FIG. 14 (c) is a graph showing an example of the relationship between the coefficient of variation of q-factory and ν-factory of multi-band filters having different filter arrangements.

図14(b)、(c)において、(B)、(C)、(D)は、(A)と比較して、qZ−factor及びν−factorのばらつきと変動係数が小さくなっており、測色精度のばらつきが改善されていることを示している。 In FIGS. 14 (b) and 14 (c), in (B), (C) and (D), the variation and coefficient of variation of qZ-factor and ν-factor are smaller than those in (A). It shows that the variation in color measurement accuracy is improved.

図14に示すように、第2フィルタ又は第3フィルタの少なくとも一方を有するマルチバンドフィルタ500は、qZ−factor及びν−factorが改善される。つまり、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタ(第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタ)に加えて、第2のフィルタ群に属するフィルタ(第2フィルタ、第3フィルタ)のうち少なくとも一つのフィルタを設定することで、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 As shown in FIG. 14, the multi-band filter 500 having at least one of the second filter and the third filter has improved qZ-factor and ν-factor. That is, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention includes filters belonging to the second filter group (first filter, fourth filter, fifth filter) in addition to the filters belonging to the first filter group (first filter, fourth filter, fifth filter). By setting at least one filter out of (2 filters, 3rd filter), it is possible to reduce the influence of manufacturing variations while maintaining the color measurement accuracy.

図15は、標準偏差σを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。同図(a)は、図10に示すL18直交表での割り付けを行った各マルチバンドフィルタのqZ−factor及びν−factorの平均値、(b)はqZ−factor及びν−factorのばらつき、(c)はqZ−factor及びν−factorの変動係数を示す。 FIG. 15 is a graph showing an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the standard deviation σ variable. FIG. 10A shows the average value of qZ-factor and ν-factor of each multi-band filter assigned in the L18 orthogonal array shown in FIG. 10, and FIG. 10B shows the variation of qZ-factor and ν-factor. (C) shows the coefficient of variation of qZ-factor and ν-factor.

具体的には、図8に示す第1フィルタと第2フィルタと第3フィルタの透過スペクトルについて、図11に示すZ等色関数に一致させるためのガウス分布による近似を行った。そして、近似したガウス分布の標準偏差σを12.5nm〜32.5nmの範囲で可変にして、図10に示すL18直交表での割り付けを行った結果である。 Specifically, the transmission spectra of the first filter, the second filter, and the third filter shown in FIG. 8 were approximated by a Gaussian distribution to match the Z color matching function shown in FIG. Then, the standard deviation σ of the approximate Gaussian distribution is made variable in the range of 12.5 nm to 32.5 nm, and the result is that the allocation is performed in the L18 orthogonal array shown in FIG.

図15において、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタを3band、図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタを4band−、図8に示す第1フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタを4band+と表記している。 In FIG. 15, the multi-band filter having the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8 is 3 bands, and the multi-band having the first filter, the second filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. The filter is referred to as 4band−, and the multiband filter having the first filter, the third filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8 is referred to as 4band +.

ここで、第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタの一例である。図15において、第1フィルタは、Z等色関数に一致させるためのフィルタであり、第4フィルタは、Y等色関数に一致させるためのフィルタであり、第5フィルタは、X等色関数に一致させるためのフィルタである。 Here, the first filter, the fourth filter, and the fifth filter are examples of filters belonging to the first filter group. In FIG. 15, the first filter is a filter for matching the Z color matching function, the fourth filter is a filter for matching the Y color matching function, and the fifth filter is the X color matching function. It is a filter for matching.

また、第2フィルタ及び第3フィルタは、第2のフィルタ群に属するフィルタの一例である。第2フィルタ及び第3フィルタの透過スペクトルは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしている。 The second filter and the third filter are examples of filters belonging to the second filter group. The transmission spectra of the second filter and the third filter are shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group.

図15(a)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのqZ−factor及びν−factorの平均値との関係の一例を示すグラフである。図15(a)において、4band−と4band+は、3bandと比較して、標準偏差σ=12.5〜32.5nmの範囲においてqZ−factor及びν−factorの平均値が1に近付いており、測色精度が向上していることを示している。 FIG. 15 (a) is a graph showing an example of the relationship between the average values of qZ-factor and ν-factor of multi-band filters having different filter arrangements. In FIG. 15 (a), 4band- and 4band + have an average value of qZ-factor and ν-factor approaching 1 in the range of standard deviation σ = 12.5 to 32.5 nm as compared with 3band. It shows that the color measurement accuracy is improved.

そして、測色精度の改善の効果は、4band−における標準偏差σ=12.5nmのときに、最も顕著に現れている。 The effect of improving the color measurement accuracy is most noticeable when the standard deviation σ = 12.5 nm at 4 band−.

つまり、図8に示す第1フィルタと第2フィルタと第3フィルタの透過スペクトルをガウス分布により近似したときの標準偏差σ=12.5〜32.5nmの範囲において、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタの3枚のフィルタを有するマルチバンドフィルタに、図8に示す第2フィルタ又は第3フィルタを追加することにより、測色精度が向上させることができる。 That is, the first filter shown in FIG. 8 has a standard deviation of σ = 12.5 to 32.5 nm when the transmission spectra of the first filter, the second filter, and the third filter shown in FIG. 8 are approximated by a Gaussian distribution. By adding the second filter or the third filter shown in FIG. 8 to the multi-band filter having three filters, the fourth filter and the fifth filter, the color measurement accuracy can be improved.

さらに、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタの3枚のフィルタを有するマルチバンドフィルタに、図8に示す第2フィルタを追加することにより、より顕著な測色精度の向上の効果を得ることができる。 Further, by adding the second filter shown in FIG. 8 to the multi-band filter having the three filters of the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, the color measurement accuracy is further improved. The effect of can be obtained.

図15(b)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタとqZ−factor及びν−factorのばらつきとの関係の一例を示すグラフである。図15(c)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのqZ−factor及びν−factorの変動係数との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 15B is a graph showing an example of the relationship between the multi-band filters having different filter arrangements and the variations of qZ-factor and ν-factor. FIG. 15 (c) is a graph showing an example of the relationship between the coefficient of variation of qZ-factor and ν-factor of multi-band filters having different filter arrangements.

図15(b)、(c)において、4band−は、3bandと比較して、標準偏差σ=12.5〜32.5nmの範囲においてqZ−factor及びν−factorのばらつきと変動係数が小さくなっており、測色精度のばらつきが改善されていることを示している。 In FIGS. 15B and 15C, the variation and coefficient of variation of qZ-factor and ν-factor are smaller in the range of standard deviation σ = 12.5 to 32.5 nm in 4band- than in 3band. This indicates that the variation in color measurement accuracy has been improved.

また、4band+は、3bandと比較して、標準偏差σ=22.5〜32.5nmの範囲においてqZ−factor及びν−factorのばらつきが小さくなっており、測色精度のばらつきが改善されていることを示している。そして、測色精度のばらつき改善の効果は、4band−における標準偏差σ=17.5nmのときに、最も顕著に現れている。 Further, in 4band +, the variation of qZ-factor and ν-factor is smaller in the range of standard deviation σ = 22.5 to 32.5 nm as compared with 3band, and the variation of color measurement accuracy is improved. It is shown that. The effect of improving the variation in color measurement accuracy is most noticeable when the standard deviation σ = 17.5 nm at 4 band−.

図15に示すように、第1のフィルタ群に属するフィルタに加えて、標準偏差σが12.5〜32.5nmの範囲内の第2フィルタ又は第3フィルタの少なくとも一方を追加することにより、qZ−factor及びν−factorが改善される。ここで、図11及び数5に示すように、標準偏差σは、第1フィルタの分光透過率特性をガウス分布で近似した値であり、第1フィルタの透過スペクトルの波長範囲の長さに該当する。 As shown in FIG. 15, in addition to the filters belonging to the first filter group, by adding at least one of the second filter or the third filter having a standard deviation σ in the range of 12.5 to 32.5 nm. qZ-factor and ν-factor are improved. Here, as shown in FIGS. 11 and 5, the standard deviation σ is a value obtained by approximating the spectral transmittance characteristics of the first filter with a Gaussian distribution, and corresponds to the length of the wavelength range of the transmission spectrum of the first filter. To do.

つまり、マルチバンドフィルタ500は、第1フィルタの透過スペクトルの波長範囲の長さが12.5〜32.5nmの範囲であり、第1のフィルタ群に属するフィルタ(第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタ)に加えて、波長範囲の長さが12.5〜32.5nmの範囲である第2のフィルタ群に属するフィルタを設定することで、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。なお、第1フィルタと第2のフィルタ群に属するフィルタの波長範囲の長さは、同様の効果が得られれば、上記範囲に限らない。 That is, the multi-band filter 500 has a length of the wavelength range of the transmission spectrum of the first filter in the range of 12.5 to 32.5 nm, and is a filter belonging to the first filter group (first filter, fourth filter, By setting a filter belonging to the second filter group in which the length of the wavelength range is in the range of 12.5 to 32.5 nm in addition to the fifth filter), the influence of manufacturing variation while maintaining the color measurement accuracy. Can be reduced. The length of the wavelength range of the first filter and the filter belonging to the second filter group is not limited to the above range as long as the same effect can be obtained.

好ましくは、マルチバンドフィルタ500は、第1フィルタの透過スペクトルの波長範囲の長さが17.5nmであり、第1のフィルタ群に属するフィルタに加えて、波長範囲の長さが17.5nmである第2フィルタを設定することで、より製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Preferably, the multi-band filter 500 has a wavelength range length of 17.5 nm in the transmission spectrum of the first filter and, in addition to the filters belonging to the first filter group, a wavelength range length of 17.5 nm. By setting a certain second filter, the influence of manufacturing variation can be further reduced.

図16は、ピーク波長μを可変にしてZ等色関数との一致度をシミュレーションした結果の一例を示すグラフである。図16にシミュレーションの結果を示すマルチバンドフィルタは、図8に示す第1フィルタと第4フィルタと第5フィルタに加えて、図8に示す第2フィルタ又は第3フィルタの一方を追加した4枚のフィルタを有する。 FIG. 16 is a graph showing an example of the result of simulating the degree of agreement with the Z color matching function by making the peak wavelength μ variable. The multi-band filters shown in FIG. 16 show the results of the simulation. In addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, four multi-band filters obtained by adding one of the second filter or the third filter shown in FIG. Has a filter.

ここで、第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタの一例である。図16において、第1フィルタは、Z等色関数に一致させるためのフィルタであり、第4フィルタは、Y等色関数に一致させるためのフィルタであり、第5フィルタは、X等色関数に一致させるためのフィルタである。 Here, the first filter, the fourth filter, and the fifth filter are examples of filters belonging to the first filter group. In FIG. 16, the first filter is a filter for matching the Z color matching function, the fourth filter is a filter for matching the Y color matching function, and the fifth filter is the X color matching function. It is a filter for matching.

また、第2フィルタ及び第3フィルタは、第2のフィルタ群に属するフィルタの一例である。第2フィルタ及び第3フィルタの透過スペクトルは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしている。 The second filter and the third filter are examples of filters belonging to the second filter group. The transmission spectra of the second filter and the third filter are shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group.

図16(a)は、第2フィルタ又は第3フィルタのピーク波長μを可変にしたマルチバンドフィルタにおけるqZ−factorの平均値、(b)はqZ−factorのばらつき、(c)はqZ−factorの変動係数を示す。 16A shows the average value of qZ-factor in the multi-band filter in which the peak wavelength μ of the second filter or the third filter is variable, FIG. 16B shows the variation of qZ-factor, and FIG. 16C shows the qZ-factor. The coefficient of variation of is shown.

具体的には、図8に示す第1フィルタと第2のフィルタ群に属する一のフィルタ(第2フィルタ又は第3フィルタ)の透過スペクトルについて、図11に示すZ等色関数に一致させるためのガウス分布による近似を行った。 Specifically, in order to match the transmission spectra of the first filter shown in FIG. 8 and one filter belonging to the second filter group (second filter or third filter) with the Z color matching function shown in FIG. An approximation was made by the Gaussian distribution.

そして、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長μ=450nmを基準ピーク波長として、近似した第2のフィルタ群に属するフィルタのガウス分布のピーク波長μを基準ピーク波長に対して±30nmの範囲で可変にして、図10に示すL18直交表での割り付けを行った結果である。 Then, the peak wavelength μ of the transmission spectrum of the first filter is set as the reference peak wavelength, and the peak wavelength μ of the Gaussian distribution of the filters belonging to the approximated second filter group is variable within a range of ± 30 nm with respect to the reference peak wavelength. This is the result of the allocation in the L18 orthogonal array shown in FIG.

図16(a)は、第2のフィルタ群に属するフィルタのピーク波長μが異なるマルチバンドフィルタのqZ−factorの平均値との関係の一例を示すグラフである。図16(a)において、基準ピーク波長に対して±30nmの範囲内にピーク波長を有する第2のフィルタ群に属するフィルタを追加することにより、qZ−factorの平均値が1に近付いており、測色精度が向上していることを示している。 FIG. 16A is a graph showing an example of the relationship with the average value of qZ-factor of multi-band filters having different peak wavelengths μ of the filters belonging to the second filter group. In FIG. 16A, the average value of qZ-factory approaches 1 by adding a filter belonging to the second filter group having a peak wavelength within ± 30 nm with respect to the reference peak wavelength. It shows that the color measurement accuracy is improved.

また、qZ−factorの平均値は、基準ピーク波長を基準に短波長側と長波長側で略対称である。したがって、第2のフィルタ群に属するフィルタは、基準ピーク波長を基準に短波長側と長波長側のどちらに設けても、測色精度の改善の効果が得られる。 Further, the average value of qZ-factory is substantially symmetrical on the short wavelength side and the long wavelength side with reference to the reference peak wavelength. Therefore, the filter belonging to the second filter group can be provided on either the short wavelength side or the long wavelength side with reference to the reference peak wavelength, and the effect of improving the color measurement accuracy can be obtained.

図16(b)は、第2のフィルタ群に属するフィルタのピーク波長μが異なるマルチバンドフィルタとqZ−factorのばらつきとの関係の一例を示すグラフである。図16(c)は、第2のフィルタ群に属するフィルタのピーク波長μが異なるマルチバンドフィルタのqZ−factorの変動係数との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 16B is a graph showing an example of the relationship between a multi-band filter having a different peak wavelength μ of a filter belonging to the second filter group and a variation of qZ-factor. FIG. 16C is a graph showing an example of the relationship with the coefficient of variation of qZ-factor of multi-band filters having different peak wavelengths μ of filters belonging to the second filter group.

図16(b)、(c)において、基準ピーク波長に対して±30nmの範囲内にピーク波長を有する第2のフィルタ群に属するフィルタを追加することにより、qZ−factorのばらつきと変動係数が小さくなっており、測色精度が改善されていることを示している。 In FIGS. 16 (b) and 16 (c), by adding a filter belonging to the second filter group having a peak wavelength within ± 30 nm with respect to the reference peak wavelength, the variation and coefficient of variation of qZ-factor can be increased. It is smaller, indicating that the color measurement accuracy is improved.

そして、測色精度のばらつき低減の効果は、基準ピーク波長を基準に短波長側に第2のフィルタ群に属するフィルタ(第2フィルタ)を追加することにより、より顕著に現れている。 The effect of reducing the variation in color measurement accuracy is more prominent by adding a filter (second filter) belonging to the second filter group on the short wavelength side with reference to the reference peak wavelength.

図16に示すように、第1のフィルタ群に属するフィルタに加えて、ピーク波長μがZ等色関数の基準ピーク波長に対して±30nmの範囲に有する第2のフィルタ群に属するフィルタを追加することにより、qZ−factorが改善される。 As shown in FIG. 16, in addition to the filter belonging to the first filter group, a filter belonging to the second filter group having a peak wavelength μ in the range of ± 30 nm with respect to the reference peak wavelength of the Z color matching function is added. By doing so, the qZ-factor is improved.

つまり、マルチバンドフィルタ500は、第1のフィルタ群に属するフィルタ(第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタ)に加えて、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対してシフトしている範囲が30nm以下である第2のフィルタ群に属するフィルタを設定することで、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。なお、第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対してシフトしている範囲は、同様の効果が得られれば、上記範囲に限らない。 That is, the multi-band filter 500 includes a range in which the transmission spectrum is shifted with respect to the transmission spectrum of the first filter in addition to the filters belonging to the first filter group (first filter, fourth filter, fifth filter). By setting a filter belonging to the second filter group in which is 30 nm or less, the influence of manufacturing variation can be reduced while maintaining the color measurement accuracy. The range in which the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is shifted with respect to the transmission spectrum of the first filter is not limited to the above range as long as the same effect can be obtained.

また、好ましくは、マルチバンドフィルタ500は、第1のフィルタ群に属するフィルタに加えて、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して波長方向に10nmシフトしている第2のフィルタ群に属するフィルタを設定することで、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Further, preferably, the multi-band filter 500 belongs to a second filter group in which the transmission spectrum is shifted by 10 nm in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter, in addition to the filters belonging to the first filter group. By setting the filter, it is possible to reduce the influence of manufacturing variation while maintaining the color measurement accuracy.

さらに、好ましくは、マルチバンドフィルタ500は、第1のフィルタ群に属するフィルタに加えて、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対してシフトしている範囲が、短波長側に30nm以下である第2フィルタを設定することで、より製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Further, preferably, in the multi-band filter 500, in addition to the filters belonging to the first filter group, the range in which the transmission spectrum is shifted with respect to the transmission spectrum of the first filter is 30 nm or less on the short wavelength side. By setting the second filter, the influence of manufacturing variation can be further reduced.

図17は、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタにおけるフィルタの配置と各パラメータとの関係の一例を示すグラフである。図17は、X、Y、Z等色関数のそれぞれに一致させるための各フィルタを、図10に示すL18直交表の割り付けに沿って各フィルタの基準ピーク波長μを変化させて計算した、(a)はフィルタ配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの平均値、(b)はq−factor及びν−factorのばらつき、(c)はq−factor及びν−factorの変動係数を示す。 FIG. 17 is a graph showing an example of the relationship between the arrangement of filters and each parameter in the multi-band filter according to the embodiment of the present invention. In FIG. 17, each filter for matching each of the X, Y, and Z color matching functions was calculated by changing the reference peak wavelength μ of each filter according to the allocation of the L18 orthogonal array shown in FIG. a) is the average value of q-factor and ν-factor of multi-band filters with different filter arrangements, (b) is the variation of q-factor and ν-factor, and (c) is the coefficient of variation of q-factor and ν-factor. Is shown.

ここで、図17において、図8に示す第1フィルタは、Z等色関数に一致させるためのフィルタであり、図8に示す第4フィルタは、Y等色関数に一致させるためのフィルタであり、図8に示す第5フィルタは、X等色関数に一致させるためのフィルタである。第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタの一例である。 Here, in FIG. 17, the first filter shown in FIG. 8 is a filter for matching the Z color matching function, and the fourth filter shown in FIG. 8 is a filter for matching the Y color matching function. , The fifth filter shown in FIG. 8 is a filter for matching the X color matching function. The first filter, the fourth filter, and the fifth filter are examples of filters belonging to the first filter group.

図17において、第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長は、μ=450nm、第2フィルタの透過スペクトルのピーク波長は、μ=430nm、第3フィルタの透過スペクトルのピーク波長は、μ=470nm、第4フィルタの透過スペクトルのピーク波長は、μ=520nm、第5フィルタの透過スペクトルのピーク波長は、μ=620nmである。また、第1フィルタ、第2フィルタ、第3フィルタの透過スペクトルをガウス分布で近似した際の標準偏差は、σ=22.5である。 In FIG. 17, the peak wavelength of the transmission spectrum of the first filter is μ = 450 nm, the peak wavelength of the transmission spectrum of the second filter is μ = 430 nm, and the peak wavelength of the transmission spectrum of the third filter is μ = 470 nm. The peak wavelength of the transmission spectrum of the four filters is μ = 520 nm, and the peak wavelength of the transmission spectrum of the fifth filter is μ = 620 nm. Further, the standard deviation when the transmission spectra of the first filter, the second filter, and the third filter are approximated by a Gaussian distribution is σ = 22.5.

ここで、第2フィルタ及び第3フィルタは、第2のフィルタ群に属するフィルタの一例である。第2フィルタ及び第3フィルタの透過スペクトルは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしている。 Here, the second filter and the third filter are examples of filters belonging to the second filter group. The transmission spectra of the second filter and the third filter are shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group.

図17において(A)は、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(B)は、図8に示す第2フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタを示している。(C)は、図8に示す第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(D)は、図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(E)は、図8に示す第1フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(F)は、図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタを示している。 In FIG. 17, (A) is a multi-band filter having the first filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. 8, and (B) is the second filter, the fourth filter, and the fifth filter shown in FIG. The multi-band filter which has is shown. (C) is a multi-band filter having a third filter, a fourth filter, and a fifth filter shown in FIG. 8, and (D) is a first filter, a second filter, a fourth filter, and a fifth filter shown in FIG. The multi-band filter having (E) is the first filter, the third filter, the fourth filter, and the multi-band filter having the fifth filter shown in FIG. 8, and (F) is the first filter and the first filter shown in FIG. A multi-band filter having a second filter, a third filter, a fourth filter, and a fifth filter is shown.

図17(a)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの平均値との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 17A is a graph showing an example of the relationship between the average values of q-factor and ν-factor of multi-band filters having different filter arrangements.

図17(a)の(A)〜(C)に示すように、Z等色関数に一致させるための第1フィルタを有するマルチバンドフィルタ((A))は、第1フィルタを有さないマルチバンドフィルタ((B)及び(C))と比較して、qZ−factor及びν−factorの平均値が1に近付いている。つまり、Z等色関数に一致させるための第1フィルタを設けない場合には、測色精度が低下することを示している。 As shown in (A) to (C) of FIG. 17 (a), the multi-band filter ((A)) having the first filter for matching the Z color matching function is a multi without the first filter. Compared with the band filters ((B) and (C)), the average values of qZ-factor and ν-factor are closer to 1. That is, it is shown that the color measurement accuracy is lowered when the first filter for matching the Z color matching function is not provided.

また、図17(a)の(A)、(D)〜(F)に示すように、第1のフィルタ群に属する第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2のフィルタ群に属するフィルタを有するマルチバンドフィルタ((D)〜(F))は、第2のフィルタ群に属するフィルタを有さないマルチバンドフィルタ((A))と比較して、qZ−factor及びν−factorの平均値が1に近付いている。 Further, as shown in (A), (D) to (F) of FIG. 17 (a), in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter belonging to the first filter group, the second filter The multi-band filters ((D)-(F)) having filters belonging to the group are qZ-factor and ν as compared with the multi-band filters ((A)) having no filters belonging to the second filter group. -The average value of factor is approaching 1.

つまり、X、Y、Z等色関数のそれぞれに一致させるための第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2のフィルタ群に属するフィルタを設けることにより、測色精度が向上することを示している。 That is, the color measurement accuracy is improved by providing a filter belonging to the second filter group in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter for matching each of the X, Y, and Z color matching functions. Indicates to do.

図17(b)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタとq−factor及びν−factorのばらつきとの関係の一例を示すグラフである。図17(c)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの変動係数との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 17B is a graph showing an example of the relationship between the multi-band filters having different filter arrangements and the variations of q-factor and ν-factor. FIG. 17 (c) is a graph showing an example of the relationship between the coefficient of variation of q-factor and ν-factor of multi-band filters having different filter arrangements.

図17(b)、(c)の(A)〜(C)に示すように、Z等色関数に一致させるための第1フィルタを有するマルチバンドフィルタ((A))は、第1フィルタを有さないマルチバンドフィルタ((B)及び(C))と比較して、qZ−factor及びν−factorのばらつきと変動係数が小さくなっている。つまり、Z等色関数に一致させるための第1フィルタを設けない場合には、測色精度のばらつきが大きくなることを示している。 As shown in FIGS. 17 (b) and 17 (c) (A) to (C), the multi-band filter ((A)) having the first filter for matching the Z color matching function uses the first filter. Compared with the non-existing multi-band filters ((B) and (C)), the variation and coefficient of variation of qZ-factor and ν-factor are smaller. That is, it is shown that the variation in color measurement accuracy becomes large when the first filter for matching the Z color matching function is not provided.

また、図17(b)、(c)の(A)、(D)〜(F)に示すように、第1のフィルタ群に属する第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2のフィルタ群に属するフィルタを有するマルチバンドフィルタ((D)〜(F))は、第2のフィルタ群に属するフィルタを有さないマルチバンドフィルタ((A))と比較して、qZ−factor及びν−factorのばらつきと変動係数が小さくなっている。 Further, as shown in (A), (D) to (F) of FIGS. 17 (b) and 17 (c), in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter belonging to the first filter group, A multi-band filter ((D)-(F)) having a filter belonging to the second filter group has a qZ as compared with a multi-band filter ((A)) having no filter belonging to the second filter group. The variation and coefficient of variation of −factory and ν-factor are small.

つまり、第1のフィルタ群に属するフィルタに加えて、第2のフィルタ群に属するフィルタを設けることにより、測色精度のばらつきが低減することを示している。そして、図17(b)、(c)の(D)と(F)に示すように、測色精度のばらつき低減の効果は、X、Y、Z等色関数のそれぞれに一致させるための第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2フィルタを設けることにより、最も顕著に現れている。 That is, it is shown that the variation in color measurement accuracy is reduced by providing the filter belonging to the second filter group in addition to the filter belonging to the first filter group. Then, as shown in (D) and (F) of FIGS. 17 (b) and 17 (c), the effect of reducing the variation in color measurement accuracy is the first to match each of the X, Y, and Z color matching functions. It appears most prominently by providing the second filter in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter.

図17に示すように、第1のフィルタ群に属するZ等色関数を基準とする第1フィルタ、Y等色関数を基準とする第4フィルタ、X等色関数を基準とする第5フィルタに加えて、第2のフィルタ群に属するフィルタを追加することにより、qZ−factor及びν−factorが改善される。 As shown in FIG. 17, the first filter based on the Z color matching function belonging to the first filter group, the fourth filter based on the Y color matching function, and the fifth filter based on the X color matching function. In addition, by adding a filter belonging to the second filter group, qZ-factor and ν-function are improved.

つまり、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、第1のフィルタ群に属するZ等色関数を基準とする第1フィルタ、Y等色関数を基準とする第4フィルタ、X等色関数を基準とする第5フィルタに加えて、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して波長方向にシフトしている第2のフィルタ群に属するフィルタを設定することで、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 That is, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention includes a first filter based on the Z color matching function belonging to the first filter group, a fourth filter based on the Y color matching function, and an X color matching function. In addition to the fifth filter based on the above, the color measurement accuracy is maintained by setting a filter belonging to the second filter group in which the transmission spectrum is shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter. At the same time, the influence of manufacturing variations can be reduced.

さらに、好ましくは、第1のフィルタ群に属するZ等色関数を基準とする第1フィルタ、Y等色関数を基準とする第4フィルタ、X等色関数を基準とする第5フィルタに加えて、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して短波長側にシフトしている第2フィルタを設定することで、より製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Further, preferably, in addition to the first filter based on the Z color matching function belonging to the first filter group, the fourth filter based on the Y color matching function, and the fifth filter based on the X color matching function. By setting the second filter in which the transmission spectrum is shifted to the short wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter, the influence of manufacturing variation can be further reduced.

図18は、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタにおけるフィルタの配置と各パラメータとの関係の別の例を示すグラフである。 FIG. 18 is a graph showing another example of the relationship between the arrangement of filters and each parameter in the multi-band filter according to the embodiment of the present invention.

図9に示す各フィルタの補正処理において、1画素ずつ数1で示す最適な変換行列aを適用することは困難であり、全ての画素の変換行列aに固定値を用いることが考えられる。そこで、図10に示すL18直交表の割り付けに沿って各フィルタの基準ピーク波長μを変化させて変換行列aを算出した。そして、算出した変換行列aの平均値として新たな変換行列a´を算出し、新たな変換行列a´に基づいて新たにL18直交表への割り付けを行った。 In the correction process of each filter shown in FIG. 9, it is difficult to apply the optimum transformation matrix a shown by the number 1 for each pixel, and it is conceivable to use a fixed value for the transformation matrix a of all the pixels. Therefore, the transformation matrix a was calculated by changing the reference peak wavelength μ of each filter according to the allocation of the L18 orthogonal array shown in FIG. Then, a new transformation matrix a'was calculated as the average value of the calculated transformation matrix a, and new allocation to the L18 orthogonal array was performed based on the new transformation matrix a'.

図18は、X、Y、Z等色関数のそれぞれに一致させるための各フィルタを、新たな変換行列a´を用いて、図10に示すL18直交表の割り付けに沿って各フィルタの基準ピーク波長μを変化させて計算した、(a)はフィルタ配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの平均値、(b)はq−factor及びν−factorのばらつき、(c)はq−factor及びν−factorの変動係数を示す。 In FIG. 18, each filter for matching each of the X, Y, and Z color matching functions is set to the reference peak of each filter according to the allocation of the L18 orthogonal table shown in FIG. 10 using a new transformation matrix a'. Calculated by changing the wavelength μ, (a) is the average value of q-factor and ν-factor of multi-band filters with different filter arrangements, (b) is the variation of q-factor and ν-factor, and (c) is. The coefficient of variation of q-factor and ν-factor is shown.

図18において(A)は、図8に示す第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(B)図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(C)は、図8に示す第1フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタ、(D)は、図8に示す第1フィルタ、第2フィルタ、第3フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタを有するマルチバンドフィルタを示している。 In FIG. 18, (A) is a multi-band filter having a first filter, a fourth filter, and a fifth filter shown in FIG. 8, and (B) a first filter, a second filter, a fourth filter, and a fifth filter shown in FIG. A multi-band filter having a filter, (C) is a first filter, a third filter, a fourth filter, a multi-band filter having a fifth filter shown in FIG. 8, and (D) is a first filter shown in FIG. A multi-band filter having a second filter, a third filter, a fourth filter, and a fifth filter is shown.

なお、図18における第1フィルタ〜第5フィルタの透過スペクトルのピーク波長μ及び標準偏差σの値は、図17の値と同様である。 The values of the peak wavelength μ and the standard deviation σ of the transmission spectra of the first filter to the fifth filter in FIG. 18 are the same as the values in FIG.

図18(a)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの平均値との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 18A is a graph showing an example of the relationship between the average values of q-factor and ν-factor of multi-band filters having different filter arrangements.

図18(a)の(A)、(B)、(D)に示すように、第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2フィルタを有するマルチバンドフィルタ((B)及び(D))は、第2フィルタを有さないマルチバンドフィルタ((A))と比較して、qZ−factor及びν−factorの平均値が1に近付いている。つまり、X、Y、Z等色関数のそれぞれに一致させるための第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2フィルタを設けることにより、測色精度が向上することを示している。 As shown in (A), (B), and (D) of FIG. 18 (a), a multi-band filter ((B)) having a second filter in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter. In (D)), the average values of qZ-factor and ν-factor are closer to 1 as compared with the multi-band filter ((A)) having no second filter. That is, it is shown that the color measurement accuracy is improved by providing the second filter in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter for matching each of the X, Y, and Z color matching functions. There is.

図18(b)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタとq−factor及びν−factorのばらつきとの関係の一例を示すグラフである。図18(c)は、フィルタの配置の異なるマルチバンドフィルタのq−factor及びν−factorの変動係数との関係の一例を示すグラフである。 FIG. 18B is a graph showing an example of the relationship between multi-band filters having different filter arrangements and variations of q-factor and ν-factor. FIG. 18C is a graph showing an example of the relationship between the coefficient of variation of q-factor and ν-factor of multi-band filters having different filter arrangements.

図18(b)、(c)の(A)〜(D)に示すように、第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2フィルタ及び第3フィルタの少なくとも一方を有するマルチバンドフィルタ((B)〜(D))は、第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタからなるマルチバンドフィルタ((A))と比較して、qZ−factor及びν−factorのばらつきと変動係数が小さくなっている。 As shown in (A) to (D) of FIGS. 18 (b) and 18 (c), a multi having at least one of a second filter and a third filter in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter. The band filters ((B) to (D)) have variations and variations in qZ-factor and ν-factor as compared with the multi-band filter ((A)) composed of the first filter, the fourth filter, and the fifth filter. The coefficient is small.

つまり、X、Y、Z等色関数のそれぞれに一致させるための第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2フィルタ及び第3フィルタの少なくとも一方のフィルタを設けることにより、測色精度のばらつきが低減することを示している。 That is, by providing at least one of the second filter and the third filter in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter for matching the X, Y, and Z color matching functions, the measurement is performed. It shows that the variation in color accuracy is reduced.

そして、図18(b)、(c)の(B)と(D)に示すように、測色精度のばらつき低減の効果は、X、Y、Z等色関数のそれぞれに一致させるための第1フィルタ、第4フィルタ、第5フィルタに加えて、第2フィルタを設けることにより、最も顕著に現れている。 Then, as shown in (B) and (D) of FIGS. 18 (b) and 18 (c), the effect of reducing the variation in color measurement accuracy is the first to match each of the X, Y, and Z color matching functions. It appears most prominently by providing the second filter in addition to the first filter, the fourth filter, and the fifth filter.

図18に示すように、変換行列aに固定値を用いた場合においても、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 As shown in FIG. 18, even when a fixed value is used for the transformation matrix a, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention can reduce the influence of manufacturing variation while maintaining the color measurement accuracy. ..

●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち透過スペクトルの波長範囲が最も狭い第1フィルタと、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して波長方向にシフトしている第2のフィルタ群に属するフィルタを含む本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタを有する。本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、前述のとおり、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させる。そのため、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタの透過スペクトルに基づいて色信号を生成する本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、製造ばらつきの影響により透過スペクトルのずれが生じた場合においても、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。
● Summary ●
As described above, in the image processing system according to the embodiment of the present invention, the first filter having the narrowest wavelength range of the transmission spectrum among the filters belonging to the first filter group and the transmission spectrum of the first filter are transmitted. It has a multi-band filter according to an embodiment of the present invention, which includes a filter belonging to a second group of filters that are shifted in the wavelength direction with respect to the spectrum. As described above, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention reduces the influence of manufacturing variations while maintaining the color measurement accuracy. Therefore, in the image processing system according to the embodiment of the present invention that generates a color signal based on the transmission spectrum of the multi-band filter according to the embodiment of the present invention, when the transmission spectrum is deviated due to the influence of manufacturing variation. In this case as well, the influence of manufacturing variation can be reduced while maintaining the color measurement accuracy.

透過スペクトルの製造ばらつきの影響は、透過スペクトルの波長範囲が狭い場合に、測色精度に対する影響が顕著になる。そこで、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち透過スペクトルの波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルを、波長方向にシフトさせたフィルタを設ける。さらに、第1フィルタの透過スペクトルを波長方向にシフトさせたフィルタは、透過スペクトルのピーク波長が第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長と隣接する範囲内に設けられる。これにより、透過スペクトルの波長範囲が狭い第1フィルタの製造ばらつきの影響の範囲内に、第1フィルタと同様のスペクトル特性を持つフィルタが設けられるため、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、製造ばらつきの影響を軽減することができる。 The influence of the manufacturing variation of the transmission spectrum becomes remarkable on the color measurement accuracy when the wavelength range of the transmission spectrum is narrow. Therefore, the image processing system according to the embodiment of the present invention is provided with a filter in which the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range of the transmission spectrum among the filters belonging to the first filter group is shifted in the wavelength direction. .. Further, the filter obtained by shifting the transmission spectrum of the first filter in the wavelength direction is provided in a range in which the peak wavelength of the transmission spectrum is adjacent to the peak wavelength of the transmission spectrum of the first filter. As a result, a filter having the same spectral characteristics as the first filter is provided within the range affected by manufacturing variations of the first filter having a narrow wavelength range of the transmission spectrum. Therefore, the image processing system according to the embodiment of the present invention. Can reduce the effects of manufacturing variations.

また、第2のフィルタ群に属するフィルタは、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して短波長側にシフトしている第2フィルタを有する。さらに、第2のフィルタ群に属するフィルタは、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して長波長側にシフトしている第3フィルタを有する。そのため、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、第1フィルタの製造ばらつきの影響の範囲内に、第2フィルタ又は第3フィルタの少なくとも一方を設けることで、製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Further, the filter belonging to the second filter group has a second filter in which the transmission spectrum is shifted to the short wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter. Further, the filter belonging to the second filter group has a third filter in which the transmission spectrum is shifted to the longer wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter. Therefore, the image processing system according to the embodiment of the present invention reduces the influence of the manufacturing variation by providing at least one of the second filter and the third filter within the range of the influence of the manufacturing variation of the first filter. be able to.

さらに、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルが、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトするように、前記第2のフィルタ群に属するフィルタを設定するフィルタ設定部を有する。これにより、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタのフィルタ設定やフィルタ補正が行われるため、本発明の一実施形態に係る画像処理システムは、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Further, in the image processing system according to the embodiment of the present invention, the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group. On the other hand, it has a filter setting unit that sets a filter belonging to the second filter group so as to shift in the wavelength direction. As a result, the filter setting and filter correction of the multi-band filter according to the embodiment of the present invention are performed. Therefore, the image processing system according to the embodiment of the present invention is affected by manufacturing variations while maintaining the color measurement accuracy. It can be reduced.

また、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、第1のフィルタ群に属するフィルタのうち透過スペクトルの波長範囲が最も狭い第1フィルタと、透過スペクトルが第1フィルタの透過スペクトルに対して波長方向にシフトしている第2のフィルタ群に属するフィルタを有する。その結果、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、スペクトルのばらつきやずれを吸収でき、ロバスト性の大きいフィルタ構造となる。すなわち、本発明の一実施形態に係るマルチバンドフィルタは、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができる。 Further, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention is the first filter having the narrowest wavelength range of the transmission spectrum among the filters belonging to the first filter group, and the transmission spectrum with respect to the transmission spectrum of the first filter. It has a filter belonging to a second group of filters that are shifted in the wavelength direction. As a result, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention can absorb the variation and deviation of the spectrum, and has a highly robust filter structure. That is, the multi-band filter according to the embodiment of the present invention can reduce the influence of manufacturing variations while maintaining the color measurement accuracy.

また、本発明の一実施形態に係る撮像装置は、本発明に係るマルチバンドフィルタとマルチバンドフィルタの光射出側に配置された撮像素子とを有することで、測色精度を維持しつつ製造ばらつきの影響を低減させることができ、対象物の特徴を高精度に捉えることができる。 Further, the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention has the multi-band filter according to the present invention and the image pickup element arranged on the light emitting side of the multi-band filter, so that the manufacturing variation can be maintained while maintaining the color measurement accuracy. The influence of the above can be reduced, and the characteristics of the object can be captured with high accuracy.

これまで本発明の一実施形態に係る画像処理システム、マルチバンドフィルタ、及び撮像装置について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the image processing system, the multi-band filter, and the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other embodiments, additions, and modifications are made. , Deletion, etc. can be changed within the range that can be conceived by those skilled in the art, and any aspect is included in the scope of the present invention as long as the action / effect of the present invention is exhibited.

100 画像処理システム
110 撮像装置
120 外部装置
200 撮像機構
210 レンズ
220 撮像素子
300 画像処理部
310 画像処理ユニット
400 フィルタ設定部
410 撮像制御ユニット
500 マルチバンドフィルタ
611 信号取得手段
612 信号処理手段(信号処理部の一例)
621 フィルタ設定制御手段
622 記憶制御手段
623 テストパターン取得手段
624 フィルタ補正手段
100 Image processing system 110 Image pickup device 120 External device 200 Image pickup mechanism 210 Lens 220 Image sensor 300 Image processing unit 310 Image processing unit 400 Filter setting unit 410 Image control unit 500 Multi-band filter 611 Signal acquisition means 612 Signal processing means (signal processing unit) Example)
621 Filter setting control means 622 Memory control means 623 Test pattern acquisition means 624 Filter correction means

特開2007−278950JP-A-2007-278950

Claims (14)

複数のフィルタと、
前記フィルタの透過スペクトルに基づいて色信号を生成する信号処理部と、を有し、
前記複数のフィルタは、
XYZ等色関数を基準とする第1のフィルタ群に属するフィルタと、
前記第1のフィルタ群とは異なる第2のフィルタ群に属するフィルタと、を含み、
前記第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルは、前記第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしている、画像処理システム。
With multiple filters
It has a signal processing unit that generates a color signal based on the transmission spectrum of the filter.
The plurality of filters
Filters that belong to the first filter group based on the XYZ color matching function, and
A filter belonging to a second filter group different from the first filter group is included.
The transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group. system.
前記第1フィルタの透過スペクトルは、前記第1のフィルタ群に属するフィルタのうち最も短波長側にピーク波長を有する、
請求項1に記載の画像処理システム。
The transmission spectrum of the first filter has a peak wavelength on the shortest wavelength side of the filters belonging to the first filter group.
The image processing system according to claim 1.
前記第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルのピーク波長は、前記第1フィルタの透過スペクトルのピーク波長と隣接している、
請求項1又は2に記載の画像処理システム。
The peak wavelength of the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is adjacent to the peak wavelength of the transmission spectrum of the first filter.
The image processing system according to claim 1 or 2.
前記第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルが前記第1フィルタの透過スペクトルに対してシフトしている範囲は、前記第1フィルタの製造ばらつきの影響の範囲内である、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理システム。
The range in which the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is shifted with respect to the transmission spectrum of the first filter is within the range affected by the manufacturing variation of the first filter.
The image processing system according to any one of claims 1 to 3.
前記第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルが前記第1フィルタの透過スペクトルに対してシフトしている範囲は、30nm以下である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理システム。 The image processing according to any one of claims 1 to 4, wherein the range in which the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is shifted with respect to the transmission spectrum of the first filter is 30 nm or less. system. 前記第2のフィルタ群に属するフィルタは、透過スペクトルが前記第1フィルタの透過スペクトルに対して短波長側にシフトしている第2フィルタを有する、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理システム。
The filter belonging to the second filter group has a second filter in which the transmission spectrum is shifted to the short wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter.
The image processing system according to any one of claims 1 to 5.
前記第2のフィルタ群に属するフィルタは、透過スペクトルが前記第1フィルタの透過スペクトルに対して長波長側にシフトしている第3フィルタを有する、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理システム。
The filter belonging to the second filter group has a third filter in which the transmission spectrum is shifted to the longer wavelength side with respect to the transmission spectrum of the first filter.
The image processing system according to any one of claims 1 to 6.
前記第1フィルタは、Z等色関数を基準とする、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像処理システム。
The first filter is based on the Z color matching function.
The image processing system according to any one of claims 1 to 7.
前記第1フィルタの透過スペクトルの波長範囲の長さは、前記第1フィルタの分光透過率特性をガウス分布で近似した標準偏差の値である、
請求項8に記載の画像処理システム。
The length of the wavelength range of the transmission spectrum of the first filter is a value of a standard deviation obtained by approximating the spectral transmittance characteristics of the first filter with a Gaussian distribution.
The image processing system according to claim 8.
前記第1フィルタの透過スペクトルの波長範囲の長さは、12.5nmから32.5nmの範囲である、
請求項9に記載の画像処理システム。
The length of the wavelength range of the transmission spectrum of the first filter is in the range of 12.5 nm to 32.5 nm.
The image processing system according to claim 9.
前記第1のフィルタ群に属するフィルタは、X等色関数を基準とする第4フィルタと、Y等色関数を基準とする第5フィルタを有する、
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理システム。
The filter belonging to the first filter group includes a fourth filter based on the X color matching function and a fifth filter based on the Y color matching function.
The image processing system according to any one of claims 1 to 10.
複数のフィルタと、
前記複数のフィルタの透過スペクトルに基づいて色信号を生成する信号処理部と、
前記フィルタを設定するフィルタ設定部と、を有し、
前記複数のフィルタは、
XYZ等色関数を基準とする第1のフィルタ群に属するフィルタと、
前記第1のフィルタ群とは異なる第2のフィルタ群に属するフィルタと、を含み、
前記フィルタ設定部は、前記第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルが、前記第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトするように、前記第2のフィルタ群に属するフィルタを設定する、画像処理システム。
With multiple filters
A signal processing unit that generates a color signal based on the transmission spectra of the plurality of filters, and
It has a filter setting unit for setting the filter and
The plurality of filters
Filters that belong to the first filter group based on the XYZ color matching function, and
A filter belonging to a second filter group different from the first filter group is included.
In the filter setting unit, the transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group. An image processing system that sets a filter belonging to the second filter group so as to perform the above.
XYZ等色関数を基準とする第1のフィルタ群に属するフィルタと、
前記第1のフィルタ群とは異なる第2のフィルタ群に属するフィルタと、を有し、
前記第2のフィルタ群に属するフィルタの透過スペクトルは、前記第1のフィルタ群に属するフィルタのうち波長範囲が最も狭い第1フィルタの透過スペクトルに対して、波長方向にシフトしている、マルチバンドフィルタ。
Filters that belong to the first filter group based on the XYZ color matching function, and
It has a filter belonging to a second filter group different from the first filter group.
The transmission spectrum of the filter belonging to the second filter group is a multi-band that is shifted in the wavelength direction with respect to the transmission spectrum of the first filter having the narrowest wavelength range among the filters belonging to the first filter group. filter.
請求項13に記載のマルチバンドフィルタと、
前記マルチバンドフィルタの光射出側に配置された撮像素子と、
を有する撮像装置。


The multi-band filter according to claim 13 and
An image sensor arranged on the light emitting side of the multi-band filter and
An imaging device having.


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