KR20070029141A - 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치 및 어댑터 렌즈 - Google Patents

멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치 및 어댑터 렌즈 Download PDF

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Abstract

4밴드 이상의 다른 분광 감도 특성을 갖는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치를, 결상 광학계(10)와 상기 결상 광학계에 의한 상의 광속을 복수로 분기하고, 분기된 각각의 광속을 각각의 분할 결상면(30a, 30b)에 다시 결상시키는 분기 광학계(12)와, 상기 분할 결상면에 결상 위치를 갖는 단일판 컬러 촬상 소자(16)를 포함하는 카메라부(14)에 의해 구성한다.
결상 광학계, 분할 결상면, 분기 광학계, 컬러 촬상 소자, 카메라부

Description

멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치 및 어댑터 렌즈 {MULTI-SPECTRUM IMAGE PICK-UP DEVICE AND ADAPTER LENS}
본 발명은 4밴드 이상의 다른 분광 감도 특성을 갖는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 화상 촬영 장치를 구성하기 위해, 결상 광학계와 컬러 화상을 촬영할 수 있는 촬상계를 구비하는 카메라부의 중간에 삽입하여 이용되는 어댑터 렌즈에 관한 것이다.
최근, 피사체의 충실한 색재현을 행하기 위해 4밴드 이상의 화상 촬영이 가능한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치를 이용하여, 피사체의 보다 상세한 분광 정보를 화상으로서 취득하여 기록하는 방법이 제안되어 있다.
4밴드 이상의 화상 촬영 장치는, 예를 들어 USP5,864,364, 일본 특허 공개 제2002-296114호, 일본 특허 공개 제2003-23643호, 일본 특허 공개 제2003-87806호 등에 개시되어 있다. USP5,864,364에는 복수의 광학 대역 통과 필터를 원주 상에 나열한 회전 필터를 이용하여, 시분할로 멀티 밴드 촬영하는 장치가 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2002-296114호에는 분광 파장 대역을 다분할하는 필터를 이용하여, 간이하게 멀티 밴드 촬영하는 장치가 개시되어 있다. 그리고, 일본 특허 공개 제2003-23643호 및 일본 특허 공개 제2003-87806호에는 동시에 다밴 드의 촬영이 가능한 멀티 스펙트럼 카메라의 구성이 개시되어 있다.
상기 USP5,864,364에 개시되어 있는 방식에서는, 필터의 회전에 동기하여 면순차로 각 밴드의 촬영을 행한다. 그로 인해, 1매의 멀티 밴드 화상을 촬영하기 위해서는 일정 시간을 필요로 하여, 움직임이 있는 피사체의 촬영에는 적합하지 않다. 또한, 상기 일본 특허 공개 제2002-296114호 공보에 개시되어 있는 방식에 있어서는 필터를 교환한다고 하는 작업이 필요하다. 이것을 자동화하기 위해서는, 멀티 스펙트럼 촬영 전용의 시스템이 필요하다. 그리고, 상기 일본 특허 공개 제2003-23643호 공보 및 상기 일본 특허 공개 제2003-87806호 공보에 있어서는 멀티 밴드 촬영 전용 카메라이며, 종래의 RGB의 3밴드 카메라와 비교하면 감도나 해상도를 희생으로 한 촬영밖에 행할 수 없다.
본 발명은 상기한 점에 비추어 이루어진 것으로, 종래의 RGB에 의한 컬러 화상 시스템을 이용하여 용이하게 구성할 수 있는 멀티 밴드 촬영 장치 및 그로 인한 어댑터 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일형태에 따르면, 4밴드 이상의 다른 분광 감도 특성을 갖는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 있어서,
결상 광학계와,
상기 결상 광학계에 의한 상의 광속을 복수로 분기하고, 분기된 각각의 광속을 각각의 분할 결상면에 다시 결상시키는 분기 광학계와,
상기 분할 결상면에 결상 위치를 갖는 컬러 화상 촬상 수단을 포함하는 카메라부를 구비하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 결상 광학계와 컬러 화상을 촬영할 수 있는 촬상계를 구비하는 카메라부의 중간에 삽입하여 이용하는 어댑터 렌즈에 있어서,
상기 결상 광학계에 의한 상의 광속을 복수로 분기하고, 분기된 각각의 광속을 각각의 분할 결상면에 다시 결상시키는 분기 광학계를 갖고,
분기된 복수의 광속에 대해 광학 필터가 장착되어 있고,
상기 광학 필터 중 적어도 1개의 특성은 상기 카메라부에 구비된 컬러 화상을 촬영할 수 있는 촬상계의 각 원색의 분광 감도 특성을 파장 영역에 있어서 분할하는 빗살형 특성인 어댑터 렌즈가 제공된다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도2는 제1 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 사용하는 분기 광학계의 일예를 도시하는 도면이다.
도3은 제1 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 사용하는 2개의 대역 통과 필터 중 한쪽 분광 투과율 특성을 나타내는 도면이다.
도4는 제1 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 사용하는 2개의 대역 통과 필터 중 다른 쪽 분광 투과율 특성을 나타내는 도면이다.
도5는 제1 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 사용하는 단일판 컬러 촬상 소자의 분광 감도 특성을 나타내는 도면이다.
도6은 제1 실시예에 있어서의 화상 합성의 원리를 도시하는 도면이다.
도7은 제1 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 있어서 얻어지는 각 밴드의 분광 감도 특성을 도시하는 도면이다.
도8은 본 발명의 제1 실시예에 관한 어댑터 렌즈를 적용 가능한 카메라 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도9는 제1 실시예에 있어서 4색 촬상 소자를 이용한 경우의 촬영 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도10은 제1 실시예의 제1 변형예를 실시할 수 있는 카메라 시스템의 일예를 도시하는 도면이다.
도11은 제1 실시예의 제1 변형예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도12는 제1 실시예의 제2 변형예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도13은 제1 실시예의 제2 변형예에 있어서의 액정 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도14는 제1 실시예의 제2 변형예에 있어서의 액정 화면의 다른 표시예를 도시하는 도면이다.
도15는 본 발명의 제2 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도16은 필터 장착부를 약간 광축 부근으로부터 본 경우의 개략도이다.
도17은 제2 실시예에 있어서의 화상 합성의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도18은 본 발명의 제3 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도19는 필터 장착부를 약간 광축 부근으로부터 본 경우의 개략도이다.
도20은 제3 실시예에 있어서의 해상도 처리의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도21은 제3 실시예에 있어서의 화상 처리부의 구성예를 도시하는 도면이다.
도22는 본 발명의 제4 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도23은 필터 장착부를 약간 광축 부근으로부터 본 경우의 개략도이다.
도24는 촬영 모드를 문자로서 표시한 경우의 해상도 우선 모드시의 액정 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도25는 촬영 모드를 도형 혹은 간략화한 기호로 표시한 경우의 해상도 우선 모드시의 액정 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도26은 컬러 촬상 소자의 화소 배열을 도시하는 도면이다.
도27은 도26의 화소 배열로부터 G화소만 취출하여 도시하는 도면이다.
도28은 필터(a)의 화소와 필터(d)의 화소의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도29는 필터(b)의 화소와 필터(d)의 화소의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도30은 필터(c)의 화소와 필터(d)의 화소의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도31은 합성한 화소 피치를 도시하는 도면이다.
도32는 촬영 모드를 문자로서 표시한 경우의 동적 레인지 우선 모드시의 액정 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도33은 촬영 모드를 도형 혹은 간략화한 기호로 표시한 경우의 동적 레인지 우선 모드시의 액정 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도34는 촬영 모드를 문자로서 표시한 경우의 색재현 우선 모드시의 액정 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도35는 촬영 모드를 도형 혹은 간략화한 기호로 표시한 경우의 색재현 우선 모드시의 액정 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도36은 제4 실시예의 색재현 우선 모드에 있어서의 촬영의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
[제1 실시예]
도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치는, 도1에 도시한 바와 같이 결상 광학계(10)와, 분기 광학계(12)와, 카메라부(14)로 구성되어 있다. 분기 광학계(12)는 결상 광학계(10)에 의한 상의 광속을 복수로 분기하고, 분기된 각각의 광속을 각각의 분할 결상면에 다시 결상시킨다. 카메라부(14)는 상기 분할 결상면에 결상 위치를 갖는 단일판 컬러 촬상 소자(16)를 포함한다. 이러한 구성의 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에서는, 도시하지 않은 피사체로부터의 광이 결상 광학계(10) 및 분기 광학계(12)를 통해 카메라부(14)의 단일판 컬러 촬상 소자(16)에 결상된다.
여기서, 상기 분기 광학계(12)의 일예를 도2에 도시하고, 그 기능을 설명한다. 즉, 상기 분기 광학계(12)는 콜리메이트 렌즈(18), 미러(20a, 20b), 접힘 미러(22a, 22b), 결상 렌즈(24)로 구성된다. 상기 도면에 도시하지 않은 결상 광학계(10)에 의해 1차 결상면(26)에 피사체상이 결상되어 있으면, 그 상은 콜리메이트 렌즈(18)에 의해 평행광이 되고, 미러(20a), 미러(20b)에 의해 2개의 평행 광속으로 분할된다. 이 분할된 광속은 각각, 접힘 미러(22a) 또는 접힘 미러(22b)에 의해 접히고, 필터 장착부(28a, 28b)를 통해 결상 렌즈(24)에 의해 분할 결상면(30a, 30b)에 결상된다. 필터 장착부(28a, 28b)에 아무것도 없으면 분할 결상면(30a)과 분할 결상면(30b)에는 동일한 상이 결상되게 된다. 마스크(32a, 32b)는 분기된 광로의 각각의 상이 결상면에 있어서 겹치는 것을 방지하기 위해 이용된다.
본 실시예에 있어서는, 도1에 도시한 단일판 컬러 촬상 소자(16)가 도2의 분할 결상면(30a, 30b)에 위치하도록 구성되어 있다.
또한, 도1에 도시한 바와 같이 필터 장착부(28a, 28b)에는 필터(34a) 및 필터(34b)가 장착되어 있다. 따라서, 단일판 컬러 촬상 소자(16)의 상부 절반부에는 필터(34a)를 통과한 상이 결상되고, 하부 절반부에는 필터(34b)를 통과한 상이 결상된다.
이 때 이용하는 필터(34a)는 도3에 도시한 빗살형 형상의 분광 투과율을 갖는 대역 통과 필터이며, 필터(34b)는 도4에 도시한 빗살형 형상의 분광 투과율을 갖는 대역 통과 필터이다. 여기서, 본 실시예에서는 컬러 촬상 소자로서 각 화소 에 RGB의 컬러 필터가 베이어 배열 형상으로 배치된 단일판 컬러 촬상 소자(16)를 사용하고 있다. 이 단일판 컬러 촬상 소자(16)의 각각의 RGB 필터에 있어서의 분광 투과율은, 도5에 도시한 분광 형상을 갖는다. 이에 대해, 필터(34a, 34b)로서의 대역 통과 필터는 전술한 바와 같은 빗살형 형상의 분광 투과율을 갖고 있고, 도5에 도시한 RGB의 파장 대역의 각각 대략 절반의 대역의 광을 통과시키는 것으로 되어 있다. 따라서, 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터 판독된 화상 신호를 상하 절반으로 나누고 합성함으로써 6밴드의 컬러 화상 촬영을 실현할 수 있다. 즉, 도6에 도시한 바와 같이 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터 출력되는 화상(36)은 상부 절반부가 분할 결상면(30a)의 화상(38), 하부 절반부가 분할 결상면(30b)의 화상(40)으로 되어 있고, 그들을 합성함으로써 6밴드의 컬러 화상(42)을 얻을 수 있다. 이 경우의 6밴드의 분광 감도 특성은, 도7에 도시되게 된다. 이 6밴드의 합성 처리는, 카메라부(14)의 내부의 도시하지 않은 프로세서에서 행해도 좋고, 촬영된 화상 데이터를 퍼스널 컴퓨터 등에 전송하여 소프트웨어 처리로 행하는 것으로 해도 좋다.
상술한 바와 같은 필터(34a, 34b)를 탑재한 분기 광학계(12)를 본 발명의 제1 실시예에 관한 어댑터 렌즈로서 구성한다. 도8에 도시한 렌즈 마운트(44)에 의해 결상 광학계(10)와 카메라부(14)를 분리할 수 있는 타입의 일반적인 컬러 카메라 시스템, 예를 들어 일안 리플렉스 카메라, 렌즈 교환식 TV 카메라, 디지털 카메라 등이 존재한다. 따라서, 이러한 카메라 시스템에 있어서의 결상 광학계(10)와 카메라부(14) 사이에 본 실시예에 관한 어댑터 렌즈를 결합함으로써 용이하게 6밴 드의 화상 촬영이 가능해진다.
또한, 본 실시예에서는 적외 차단 필터를 이용하고 있지 않지만, 이에 의해 적색의 보다 장파장의 화상 데이터를 취득할 수 있다. 이 파장은, 다양한 관찰에 있어서 유효한 파장 영역이다. 그러나, 가시광만으로 충분한 용도에 따라서 적외 차단 필터를 이용하는 등의 처치를 강구하는 것은 본 발명의 의도를 일탈하는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에 있어서는 단일판 컬러 촬상 소자(16)로서 RGB의 3색의 컬러 필터 어레이를 갖는 단일판 컬러 촬상 소자를 예로 취하였지만, 3색에 한정되는 것은 아니다. 4색 혹은 그 이상의 색의 컬러 필터 어레이를 갖는 촬상 소자라도 좋다. 여기서, 4색의 컬러 필터 어레이의 경우의 멀티 밴드 촬영의 원리에 대해, 도9를 이용하여 설명한다. 여기서, 참조 번호 46은 4색 컬러 필터 어레이의 각 색에 대응한 화소의 분광 감도 특성, 48은 이러한 분광 감도 특성을 가진 컬러 촬상 소자를 이용하는 경우의 필터(34a)의 파장 투과 특성, 50은 필터(34b)의 파장 투과 특성을 각각 나타내고 있다. 따라서, 이 4색 컬러 필터 어레이의 각 색에 대응한 화소의 분광 감도 특성(46)과 필터(34a)의 파장 투과 특성(48)을 갖게 한 것이 필터(34a)를 통과하는 화상 데이터의 분광 감도 특성(52)이 된다. 마찬가지로, 4색 컬러 필터 어레이의 각 색에 대응한 화소의 분광 감도 특성(46)과 필터(34b)의 파장 투과 특성(50)을 갖게 한 것이 필터(34b)를 통과하는 화상 데이터의 분광 감도 특성(54)이 된다. 따라서, 필터(34a, 34b)를 통과하는 화상 데이터의 8밴드 분광 감도 특성(56)이 얻어진다. 이와 같이, 각 4밴드씩의 화상 데이터를 취득할 수 있 으므로, 아울러 8밴드의 화상 데이터를 취득하는 것이 가능한 멀티 스펙트럼 촬상 장치를 구성할 수 있다.
또한, 컬러화를 위한 촬상 소자의 구조는 컬러 필터 어레이에 한정되는 것은 아니며, 3판식 혹은 4판식의 컬러 촬상 유닛을 사용해도 되는 것은 물론이다.
[제1 실시예의 제1 변형예]
렌즈 마운트(44)를 갖는 카메라 시스템에 있어서는, 도10에 도시한 바와 같이 결상 광학계(10') 내부에 조리개나 포커스 등을 제어하기 위한 렌즈 제어부(58)를 갖고, 카메라부(14')측과 상기 렌즈 제어부(58)와의 통신을 행하기 위한 단자[렌즈측 단자(60), 카메라측 단자(62)]를 구비하는 것이 있다. 이와 같은 것에서는, 어댑터 렌즈로서 결상 광학계(10')와 카메라부(14') 사이에 상기와 같은 분기 광학계(12)를 장착하면, 카메라부(14')측에서 렌즈 미장착이라 판정되어 버려, 정상 동작하지 않거나 경우에 따라서는 전혀 동작하지 않는 경우가 있다.
그래서, 도11에 도시한 바와 같이 그러한 카메라 시스템에 대응할 수 있도록 분기 광학계도 동일한 단자[렌즈측 중계 단자(64), 카메라측 중계 단자(66)]를 설치한 분기 광학계(12')로 한다. 이러한 구성의 분기 광학계(12')이면, 결상 광학계(10')와 카메라부(14') 사이에 장착함으로써 카메라측 단자(62)와 렌즈측 단자(60)를 전기적으로 접속할 수 있어 카메라부(14')를 정상적으로 동작시킬 수 있다.
또한, 분기 광학계(12') 내부에 카메라측 중계 단자(66)에 전기적으로 접속 가능한 정보 기억부(68)를 더 설치해도 좋다. 이에 의해, 카메라부(14')측의 프로 세서(70)에 분기 광학계(12')가 장착되어 있는 것을 인식시키고, 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터의 신호 처리를, 통상 촬영을 위한 처리로부터 멀티 밴드 촬영을 위한 처리로 절환할 수 있다. 여기서, 정보 기억부(68)에 기록되는 정보로서는, 분기 광학계(12')의 형 번호, 장착되어 있는 필터(34a, 34b)의 종류나 특성, 접속되는 카메라부(14')의 단일판 컬러 촬상 소자(16)의 분광 감도 특성, 조리개 및 포커스 위치에 관한 정보가 포함된다. 또한, 이 정보 기억부(68)는 전기적인 스위치나 반도체 메모리로 구성된다.
또한, 카메라부(14')는 프로세서(70)에서 처리된 화상 출력, 정보 기억부(68)에 기억되어 있는 여러 정보 등을 외부에 출력하는 외부 출력 단자를 갖고 있어도 좋다.
[제1 실시예의 제2 변형예]
도12에 도시한 바와 같이 분기 광학계(12') 내부에서 분기된 한쪽 필터 장착부[예를 들어, 필터 장착부(28b)]에는 필터를 넣지 않고, 다른 한쪽의 필터 장착부[예를 들어, 필터 장착부(28a)]에만 필터[이 경우에는 필터(34a)]를 장착한다. 여기서 이용하는 필터(34a)는, 도3에 도시한 특성을 갖는 필터로 한다. 이에 의해, 동일한 6밴드라도 협대역의 R1, G1, B1과 광대역의 R2, G2, B2라 하는 구성이 되어, 광의 이용 효율이 좋아지므로 합성되는 재현 화상의 SNR이 향상된다.
또한, 카메라부(14")는 액정 화면(72)을 구비하고, 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터의 신호를 프로세서(70)를 통해 표시 가능한 신호로 변환하여, 실시간으로 표시할 수 있다. 이에 의해, 단일판 컬러 촬상 소자(16)가 현재 파악하고 있 는 피사체의 화상을 확인할 수 있으므로 포커스나 화각, 노출 등의 조정을 행할 수 있다.
즉, 카메라부(14")의 프로세서(70)는 분기 광학계(12')가 접속되어 있지 않은 경우에는, 일반적인 카메라 모드로 동작하여 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터 얻어지는 화상 데이터 전체를 그대로 컬러 화상으로서 출력 화상을 형성하고, 액정 화면(72)에 표시할 수 있는 데이터 형식으로 변환하여 액정 화면(72)에 출력한다.
이에 대해, 분기 광학계(12')가 접속되어 있는 경우에는, 프로세서(70)는 그 분기 광학계(12')의 정보 기억부(68)에 기록되어 있는 정보를 판독하여 필터 장착부(28b)에 필터가 장착되어 있지 않은 것을 인식할 수 있다. 그리고, 단일판 컬러 촬상 소자(16)가 대응하는 분할된 결상 위치[이 경우에는 분할 결상면(30b)]로부터만 화상 데이터를 판독하여 출력 화상을 형성하고, 액정 화면(72)에 표시할 수 있는 데이터 형식으로 변환하여 액정 화면(72)에 출력한다. 이에 의해, 일반적인 카메라 모드와 동일하도록 위치 결정 등을 행할 수 있다.
또한, 액정 화면(72)에는 현재 분기 광학계(12')가 접속되어 있는 것을 표시한다. 이는, 문자로서 표시해도 좋고 이해하기 쉬운 도형을 이용하여 표시를 행해도 좋다. 도13 및 도14에 이들 정보 표시의 모습을 도시한다. 즉, 도13은 문자 표시로 한 경우로, 접속되어 있는 분기 광학계 종류의 표시부(72A)에「2분기」를 표시하고 있다. 도14는 이들을 도형 표시한 경우이다. 이들 정보는, 단일판 컬러 촬상 소자(16)에서 파악한 피사체의 화상에 상당하는 출력 화상 데이터에 슈퍼임포즈 표시함으로써 실현한다.
또한, 분기 광학계(12')에 장착되어 있는 필터 종류에 대해서도, 액정 화면(72) 상에 표시를 행하도록 해도 좋다. 즉, 도13은 필터(1)에 장착되어 있는 필터 종류의 표시부(72B)에「1무」를 표시하고, 필터(2)에 장착되어 있는 필터 종류의 표시부(72)C에「2BPF」를 표시하고 있다. 도14는 이들을 도형 표시한 경우이다.
또한, 여기서는 필터 장착부(28b)에는 필터를 넣지 않은 예를 도시하였지만, 분기된 다른 쪽 광로와 광로 길이를 맞추기 위한 유리판 등을 장착해도 좋다.
[제2 실시예]
상기 제1 실시예는 2분기이지만, 동일한 구성으로 4분기 광학계를 구성하는 것이 가능하다. 본 발명의 제2 실시예로서 4분기 광학계를 사용하는 예를 설명한다.
도15는 4분기 광학계(12")를 이용한 본 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시한 도면이다. 또한, 도16은 필터 장착부(28)를 약간 광축 부근으로부터 본 경우의 개략도이다. 파선의 타원으로 나타낸 필터 장착부(28)의 부분은, 도16에 도시한 바와 같이 4분기한 광로의 각각에 대응하는 위치에 필터를 장착할 수 있는 구성이다. 분기된 광로를 각각 a, b, c, d로 하고, 대응하는 필터를 필터(34a), 필터(34b), 필터(34c), 필터(34d)로 하고, 또한 대응하는 단일판 컬러 촬상 소자(16) 상의 결상 위치를 각각 결상면(a), 결상면(b), 결상면(c), 결상면(d)이라 한다.
필터(34a) 및 필터(34b)는 도1에서 이용한 것과 동일한 것을 이용한다. 필 터(34c)는 투명한 유리판, 필터(34d)는 투과율 5％의 ND 필터를 이용한다. 결상 광학계(10')를 통과한 광속은 분기 광학계(12")에서 4개로 분기되고, 필터(34a), 필터(34b), 필터(34c), 필터(34d)를 각각 통과하여 결상면(a), 결상면(b), 결상면(c), 결상면(d)에 각각 결상한다.
카메라부(14")는 액정 화면(72)을 구비하고, 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터의 신호를 프로세서(70)를 통해 표시 가능한 신호로 변환하여 실시간으로 표시할 수 있다. 이에 의해, 단일판 컬러 촬상 소자(16)가 현재 파악하고 있는 피사체의 화상을 확인할 수 있으므로, 포커스나 화각, 노출 등의 조정을 행할 수 있다. 즉, 카메라부(14")의 프로세서(70)는 분기 광학계(12")가 접속되어 있는 경우, 그 정보 기억부(68)에 기록되어 있는 정보를 판독하여 필터(34c)가 투명한 필터인 것을 인식하고, 단일판 컬러 촬상 소자(16)의 필터(34c)에 대응하는 분할된 결상 위치인 결상면(c)의 화상 데이터를 판독하고 액정 화면(72)에 표시한다. 이에 의해, 일반적인 카메라 모드와 동일하도록 위치 결정 등을 행할 수 있다.
도17은 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터 얻어지는 각 결상면의 화상의 모습을 나타내는 도면이다. 상기 제1 실시예와 마찬가지로, 결상면(a)의 화상(74)과 결상면(b)의 화상(76)을 합성함으로써, 도7에 도시한 6밴드의 멀티 스펙트럼 화상을 얻을 수 있다.
또한, 결상면(c)에는 필터(34c)(투명한 유리판)를 통과한 화상(78)이 얻어지므로, 앞의 6밴드와 도5에 도시한 3밴드의 특성을 합한 9밴드의 화상 데이터로서 취급할 수 있다.
또한, 결상면(d)에서는 투과율 5 ％의 ND 필터를 통과한 광이 결상되기 때문에 결상면(c)에서 헐레이션(halation)을 일으켜 버리는 듯한 매우 밝은 부분이 화면 중에 포함되는 경우에도 백화되지 않는 화상(80)이 얻어진다. 이것을, 앞의 9밴드를 합성 처리하여 얻어진 재현 화상에 있어서의 백화된 부분을 보충하도록 합성함으로써 화면 중에 밝은 부분이 있어도 백화되지 않는 컬러 화상(82)을 얻을 수 있다.
또한, 여기서는 ND 필터만을 사용하였지만, 앞의 필터(34a, 34b)에 이용한 빗살형 대역 통과 필터와 ND 필터를 조합하여 이용해도 좋다. 예를 들어, 필터(34a, 34b)는 동일한 구성으로서, 필터(34c)로서 필터(34a)에 이용한 빗살형 필터와 ND 필터를 병용, 필터(34d)로서 필터(34b)에 이용한 빗살형 대역 통과 필터와 ND 필터를 병용한다고 하는 구성으로 하여 필터(34a)와 필터(34c)의 화상을 합성, 필터(34b)와 필터(34d)의 화상을 합성함으로써 백화가 없는 6밴드의 멀티 스펙트럼 화상을 얻을 수 있다.
또한, ND 필터가 들어간 화상과 ND 필터가 들어 있지 않은 화상의 합성 수법에 대해서는, ND 필터가 들어 있지 않은 화상의 헐레이션 부분에 ND 필터가 들어간 화상을 합성하거나, ND 필터의 투과율에 대응하여 신호치에 계수를 곱하여 서로 더함으로써 합성하는 등의 일반적인 합성 수법을 이용할 수 있다. ND 필터의 투과율에 대해서는 5 ％에 한정되는 것은 아니며, 용도에 적합한 투과율인 것을 이용하여 구성해도 좋다.
또한, 본 실시예에서는 필터(34c)로서 투명한 유리판을 이용하고 있지만, 이 것은 파장의 필터링 특성을 갖지 않는다고 하는 것을 의미하고 있고, 여기에 아무것도 삽입하지 않는 구성으로 해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
[제2 실시예의 변형예]
본 제2 실시예의 변형예를, 계속해서 도15 및 도16을 참조하여 설명한다.
본 변형예에서는, 필터 장착부(28)에 장착하는 각 필터(34a, 34d)를 촬영 대상이나 용도에 따라서 사용자가 교환 가능한 것을 특징으로 한다. 교환한 필터의 정보는 정보 기억부(68)에 사용자가 필터의 모드로서 기록할 수 있다. 카메라부(14")의 프로세서(70)에서는, 이 모드 정보를 바탕으로 색재현 처리를 행한다. 이에 의해, 용도마다 보다 정확한 색재현 처리를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 도15에서는 정보 기억부(68)는 분기 광학계(12") 내부에 구성되어 있지만, 카메라부(14") 혹은 결상 광학계(10') 내부에 갖도록 구성해도 좋다.
[제3 실시예]
도18은 4분기 광학계(12"')를 이용한 본 발명의 제3 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시한 도면이다. 상기 도면에 파선의 타원으로 나타낸 필터 장착부(28)의 부분은, 도15 및 도16과 마찬가지로 도19와 같이 4분기된 광로의 각각에 대응하는 위치에 필터를 장착할 수 있는 구성이다. 분기된 광로를 각각 a, b, c, d로 하고, 대응하는 필터를 필터(34a), 필터(34b), 필터(34c), 필터(34d)로, 또한 대응하는 단일판 컬러 촬상 소자(16) 상의 결상 위치를 각각 결상면(a), 결상면(b), 결상면(c), 결상면(d)으로 한다. 또한, 본 실시예에서는 필터(34a) 및 필터(34b)에는 아무것도 장착하지 않는 것으로 하고, 필터(34c)에는 도 3에 도시한 바와 같은 특성을 갖는 빗살형 대역 통과 필터를 이용하고, 필터(34d)에는 투과율 5 ％의 ND 필터를 이용한다.
또한, 본 실시예에 이용하는 4분기 광학계(12"')는 도18에 도시한 바와 같이 미러의 각도를 미조정하여 고정할 수 있는 미러 조정부(84)를 갖는다. 본 실시예에서는, 이 미러 조정부(84)로서 필터(34b)를 통과하는 광속의 각도를 미조정 가능한 미러 조정부(84)를 갖는 것으로 한다. 이에 의해, 결상면(b) 상에 있어서의 필터(34b)를 통과한 화상의 위치를 미조정할 수 있다. 이 미러 조정부(84)를 이용하여 피사체의 상의 위치와 단일판 컬러 촬상 소자(16)의 화소의 상대적인 위치가, 필터(34b)를 통과한 것에 대해 1/2 화소 피치만큼 상하 좌우로 어긋난 위치가 되도록 미러의 각도를 미조정해 둔다.
도20에, 각 결상면의 화소 위치와 피사체상의 위치의 상대 관계를 나타낸다. 상기 도면에 있어서, 참조 번호 86a는 결상면(a)의 화소 위치, 86b는 결상면(b)의 화소 위치를 나타내고 있다. 결상면(b)의 피사체상(88)은 결상면(a)의 피사체상(88)에 대해, 상부로 1/2 화소 피치, 좌측으로 1/2 화소 피치 어긋난 위치에 있다.
카메라부(14")의 프로세서(70)에 구성한 화상 처리부(90)는, 도21에 도시한 바와 같이 기하 변환부(90A), 신호치 보정부(90B), 광D레인지 신호 처리부(90C), 색변환 처리부(90D), 해상도 변환 처리부(90E), 출력 화상 합성부(90F)로 이루어지고, 필요에 따라서 이들 처리를 조합하여 원하는 출력 화상 데이터를 얻도록 미리 설정해 둘 수 있는 것이다.
즉, 단일판 컬러 촬상 소자(16)로부터의 화상 데이터는 결상 광학계(10') 및 분기 광학계(12"')에 의해 발생한 피사체의 왜곡과 음영을 화상 처리부(90)의 기하 변환부(90A) 및 신호치 보정부(90B)에 있어서 각 결상면마다 보정 처리된다. 이에 의해, 왜곡과 음영이 없는 피사체상의 데이터가 얻어진다. 필터(34b) 및 필터(34c)를 통과한 화상 데이터로부터는 6밴드의 멀티 스펙트럼 화상 데이터를 얻을 수 있다. 이것을 화상 처리부(90)의 색변환 처리부(90D)에서 소정 알고리즘에 의한 색변환 처리를 행함으로써 피사체의 정확한 색정보를 얻을 수 있다. 또한, 필터(34d)를 통과한 화상 데이터와 앞의 6밴드 화상 데이터를 조합하여 처리함으로써 백화가 없는 화상 데이터를 얻을 수 있다. 필터(34a)를 통과한 화상 데이터와 필터(34b)를 통과한 화상 데이터는 도20에 나타나 있는 바와 같이 서로 1/2 화소 피치 어긋나 있으므로, 이를 화상 처리부(90)의 해상도 변환 처리부(90E)에서 합성함으로써 고해상도의 화상 데이터(92)로 변환 처리한다. 이와 같이 함으로써, 고해상도이며 백화가 없는 정확한 색재현이 이루어진 화상 데이터를 얻을 수 있다.
또한, 색변환을 행할 때의 정보, 예를 들어 분기 광학계(12"')의 분광 특성 데이터나 재현 조명 데이터, 등색 함수 데이터, 피사체의 특성 데이터 등은 정보 기억부(68)에 기억시켜 두고, 필요에 따라서 정보 기억부(68)로부터 판독하여 연산에 이용하도록 해도 좋다.
또한, 본 실시예에서는 화상 처리부(90)를 카메라부(14") 내부에 탑재하였지만, 카메라부(14")의 도시하지 않은 외부 출력 단자로부터 출력된 화상 신호를 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 계산기에 취입하고, 전자 계산기 상의 프로그램에 의해 이 들 처리를 행하게 하는 시스템으로서 구성해도 좋다.
[제4 실시예]
도22는 4분기 광학계(12"")를 이용한 본 발명의 제4 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치의 구성을 도시한 도면이다. 이 경우, 필터 장착부(28)는 도15 및 도16과 마찬가지로 도23과 같이 4분기된 광로의 각각에 대응하는 위치에 필터를 삽입할 수 있는 구성이다. 분기된 광로를 각각 a, b, c, d로 하고 대응하는 필터를 필터(34a), 필터(34b), 필터(34c), 필터(34d)로, 또한 대응하는 단일판 컬러 촬상 소자(16) 상의 결상 위치를 각각 결상면(a), 결상면(b), 결상면(c), 결상면(d)으로 한다.
또한, 본 실시예에서는 필터(34a 내지 34d)로서, 각각 전기 신호에 의해 다른 복수의 투과 파장 특성을 절환하는 것이 가능한 파장 가변형 필터를 장착한다. 이들 파장 가변형 필터는 전기 신호에 의해 도3 및 도4에 도시한 바와 같은 특성이나, 투과율 5 ％의 ND 필터의 특성으로 절환할 수 있다. 이들 4개의 가변형 필터는 필터 제어부(94)에 접속되고, 상기 필터 제어부(94)는 분기 광학계(12"")의 카메라측 중계 단자(66)와 카메라부(14")의 카메라측 단자(62)를 거쳐서, 카메라부(14")의 프로세서(70)에 접속되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 필터 특성의 설정과 프로세서(70)에서의 처리 모드를 사용자가 선택하여 설정할 수 있는 모드 선택부(96)가 설치되어 있다. 이 모드 선택부(96)도 분기 광학계(12"")의 카메라측 중계 단자(66)와 카메라부(14")의 카메라측 단자(62)를 거쳐서 카메라부(14")의 프로세서(70)에 접속되어 있다.
그리고 또한, 분기 광학계(12"")의 접힘 미러에는, 전기 신호에 의해 상기 접힘 미러의 각도를 미조정할 수 있는 미러 구동 제어부(98)가 설치되어 있다. 이 미러 구동 제어부(98)도 분기 광학계(12"")의 카메라측 중계 단자(66)와 카메라부(14")의 카메라측 단자(62)를 거쳐서 카메라부(14")의 프로세서(70)에 접속되어 있다. 또한, 도22에서는 지면의 사정상 미러 구동 제어부(98)가 1개밖에 도시되어 있지 않지만, 미러 구동 제어부(98)는 필터(34a 내지 34d)에 대응하여 4개 설치되어 있다. 이들을 미러 구동 제어부(a), 미러 구동 제어부(b), 미러 구동 제어부(c), 미러 구동 제어부(d)로 한다.
또한, 분기 광학계(12"")에는 외부 센서를 접속 가능한 외부 센서 단자(100)가 설치되어 있다. 이 외부 센서 단자(100)도 분기 광학계(12"")의 카메라측 중계 단자(66)와 카메라부(14")의 카메라측 단자(62)를 거쳐서 카메라부(14")의 프로세서(70)에 접속되어 있다.
또한, 액정 화면(72)은 4색의 LED를 광원으로 하는 면순차 방식의 LCD 패널을 사용한 고색역 액정 화면으로 되어 있다. 이 고색역 액정 화면은 3원색인 것보다도 색의 재현 범위가 넓은 것으로, 3원색 디스플레이로 정확하게 표시할 수 없는 선명한 색을 표시할 수 있다.
이러한 구성의 본 실시예에 관한 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치는 사용자가 설정하는 동작 모드에 따라 다른 동작을 한다. 동작 모드로서는, 해상도 우선 모드, 동적 레인지 우선 모드, 색채 재현 우선 모드의 3개가 있고, 사용자는 이들 모드를 모드 선택부(96)를 조작함으로써 선택할 수 있다. 이하, 각 모드마다 동작을 설명한다.
우선, 해상도 우선 모드에 대해 설명한다. 카메라부(14")의 프로세서(70)는 모드 선택부(96)에서 해상도 우선 모드가 선택된 것을 인식하면, 액정 화면(72) 상에「해상도 우선 모드」인 것을 표시한다. 이것은, 문자로서 표시해도 좋고, 이해하기 쉬운 도형을 이용하여 표시를 행해도 좋다. 예를 들어, 도24는 촬영 모드를 문자로서 표시한 경우이며, 촬영 모드의 표시부(72D)에「해상도 우선」이라 하는 문자를 표시하고 있다. 도25는 촬영 모드를 도형 혹은 간략화한 기호로 표시한 경우의 예를 나타내고 있다.
이 해상도 우선 모드에서는, 프로세서(70)는 우선 필터 제어부(94)로 제어 신호를 보내고, 필터(34a)[파장 가변형 필터(a)], 필터(34b)[파장 가변형 필터(b)], 필터(34c)[파장 가변형 필터(34c)] 및 필터(34d)[파장 가변형 필터(34d)]를 각각 ND 필터의 투과율 최대로 설정한다.
다음에, 미러 구동 제어부(98)[미러 구동 제어부(a), 미러 구동 제어부(b) 및 미러 구동 제어부(c)]로 제어 신호를 보내고, 접힘 미러의 각도를 조정시킨다. 즉, 미러 구동 제어부(a)에는, 필터(34d)를 통과한 피사체상과 화소의 위치 관계에 대해 우측으로 1/2 화소 피치, 상부로 1/2 화소 피치 어긋난 위치에 결상하도록 접힘 미러(22a)의 각도를 조정시킨다. 미러 구동 제어부(b)에는 필터(34d)를 통과한 피사체상과 화소의 위치 관계에 대해 좌측으로 1/2 화소 피치, 상부로 1/2 화소 피치 어긋난 위치에 결상하도록 접힘 미러(22b)의 각도를 조정시킨다. 미러 구동 제어부(c)에는 필터(34d)를 통과한 피사체상과 화소의 위치 관계에 대해 상부로 1 화 소 피치 어긋난 위치에 결상하도록, 접힘 미러(c)(도시하지 않음)의 각도를 조정시킨다.
이 모습을, 도26 내지 도31을 이용하여 설명한다. RGB의 컬러 필터 어레이의 배열을 도26에 도시한다. 이 중, 해상도에 크게 기여하는 것이 G화소이므로, 여기서는 G화소에 대해 주목한다. 도27에 G화소만 취출한 배치를 도시한다. 피사체의 화상과 각 화소의 상대적인 위치 관계를 앞서 서술한 바와 같이 접힘 미러를 조정하였으므로, 피사체상 위치를 맞추기 위해서는 앞서 서술한 어긋남의 방향과 역방향으로 화소 위치를 움직여 합성하면 된다. 필터(34a)와 필터(34d)의 화소의 위치 관계는, 피사체가 우측 상방으로 1/2 화소 피치 옮겨져 있으므로, 도28에 나나타낸 바와 같이 필터(34a)의 화소(102)를 필터(34d)의 화소(104)에 대해 1/2 화소 피치 좌측 하방으로 이동한다. 마찬가지로, 도29에 나타낸 바와 같이 필터(34b)의 화소(106)는 필터(34d)의 화소(104)에 대해 1/2 화소 피치 우측 하방으로, 또한 도30에 나타낸 바와 같이 필터(34c)의 화소(108)는 필터(34d)의 화소(104)에 대해 1화소 피치 하방으로 이동한다. 이와 같이 하여 화소를 각각 이동하여 합성함으로써, 도31에 도시한 화소 피치에서의 해상도를 얻을 수 있다.
또한, 이 해상도 우선 모드로부터 다른 모드로 절환되었을 때에는, 프로세서(70)는 미러 구동 제어부(98)에 각 접힘 미러를 원래의 위치로 복귀하도록 제어 신호를 보낸다.
이와 같이 하여, 해상도 우선 모드의 경우에는 해상도를 대폭 개선할 수 있다.
다음에 동적 레인지 우선 모드에서의 동작을 설명한다. 카메라부(14")의 프로세서(70)는 모드 선택부(96)에서 동적 레인지 우선 모드가 선택된 것을 인식하면, 액정 화면(72) 상에「동적 우선 모드」인 것을 표시한다. 이것은 문자로서 표시해도 좋고, 이해하기 쉬운 도형을 이용하여 표시를 행해도 좋다. 도32는 촬영 모드를 문자로서 표시한 경우이며, 촬영 모드의 표시부(72D)에「DR 우선」이라고 하는 문자를 표시하고 있다. 도33은 도형 혹은 간략화한 기호로 표시한 경우의 예를 나타내고 있다.
이 동적 레인지 우선 모드에서는, 프로세서(70)는 우선 필터 제어부(94)에 제어 신호를 보내고, 필터(34a)[파장 가변형 필터(a)]를 투과율 100 ％(최대 투과율)의 ND 필터로, 필터(34b)[파장 가변형(b)]를 투과율 10 ％의 ND 필터로, 필터(34c)[파장 가변형 필터(c)]를 투과율 1 ％의 ND 필터로, 필터(34d)[파장 가변형 필터(d)]를 투과율 0.1 ％의 ND 필터로 각각 설정한다. 그리고, 상기 프로세서(70) 내의 화상 처리부(90)에 의해 필터(34b)를 통과한 화상 데이터에 대해서는 계수를 곱하여 신호치를 10배로, 필터(34c)를 통과한 화상 데이터에 대해서는 계수를 곱하여 신호치를 100배로, 필터(34d)를 통과한 화상 데이터에 대해서는 계수를 곱하여 신호치를 1000배로 하여, 각각을 합성한다고 하는 처리를 행함으로써 동적 레인지를 대폭 개선할 수 있다.
다음에, 색재현성 우선 모드에 대해 설명한다. 카메라부(14")의 프로세서(70)는 모드 선택부(96)에서 색재현 우선 모드가 선택된 것을 인식하면, 액정 화면(72) 상에「색재현 우선 모드」인 것을 표시한다. 이는 문자로서 표시해도 좋 고, 이해하기 쉬운 도형을 이용하여 표시를 행해도 좋다. 도34는 촬영 모드를 문자로서 표시한 경우이며, 촬영 모드의 표시부(72D)에「색재현 우선」이라고 하는 문자를 표시하고 있다. 도35는 도형 혹은 간략화한 기호로 표시한 경우의 예를 나타내고 있다.
이 색재현 우선 모드에서는, 프로세서(70)는 우선 필터 제어부(94)에 제어 신호를 보내고, 필터(34a)[파장 가변형 필터(a)], 필터(34b)[파장 가변형 필터(b)], 필터(34c)[파장 가변형 필터(c)] 및 필터(34d)[파장 가변형 필터(d)]의 파장 투과 특성을 각각 설정한다. 즉, 도36에 도시한 바와 같은 필터(34a)의 파장 투과 특성(110a), 필터(34b)의 파장 투과 특성(110b), 필터(34c)의 파장 투과 특성(110c), 필터(34d)의 파장 투과 특성(110d)이 되도록 각각의 파장 가변형 필터를 설정한다.
또한, 외부 센서 단자(100)에는 조명 검출 센서(112)가 전기적으로 접속된다. 이용하는 조명 검출 센서(112)는 조명광의 조도, 색온도, 스펙트럼 등의 검출을 행할 수 있는 것이다.
프로세서(70) 내의 화상 처리부(90)는, 도21에 도시한 바와 같이 색변환 처리부(90D)를 포함하고, 상기 색변환 처리부(90D)는 특별히 도시는 되어 있지 않지만, 상기 조명 검출 센서(112)로부터의 데이터를 기억하는 조명 데이터 기억부를 갖고 있다. 또한, 상기 색변환 처리부(90D)는 표시계의 디바이스 프로파일을 복수 기억하는 표시 장치 특성 기억부(도시하지 않음)를 갖고, 색재현 화상을 표시하는 외부 모니터의 프로파일이나 카메라부(14")에 장착되어 있는 액정 화면(72)으로서 의 고색역 액정 화면의 프로파일이 기억되어 있다.
이 색재현 우선 모드에서는, 필터(34a 내지 34d)의 각 필터는 상기한 바와 같은 파장 투과 특성으로 설정되어 있으므로, 도36에 도시한 단일판 컬러 촬상 소자(16)의 원래의 감도 특성(114)에 각 필터의 특성이 가해지고, 필터(34a 내지 34d)의 각 필터를 통과한 화상 데이터의 각 밴드에 대응하는 분광 감도는 상기 도면에 참조 번호 116a 내지 116d에 나타낸 바와 같아진다. 그리고, 이들 특성에 의해 동시에 촬영이 행해지므로, 도36에 참조 번호 118로 나타내는 분광 감도를 갖는 12밴드의 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치를 구성할 수 있다.
이들 12밴드의 데이터와, 색변환 처리부(90D) 내의 도시하지 않은 조명 데이터 기억부에 기억되어 있는 촬영시의 조명광의 데이터와, 상기 색변환 처리부(90D) 내의 도면에 나타나 있지 않은 표시 디바이스 특성 기억부에 기억되어 있는 광색역 액정 화면의 프로파일을 바탕으로 색변환 처리부(90D) 안에서는 색변환 처리를 행하고, 고색역 액정 화면인 액정 화면(72)에 표시함으로써 실물의 색을 정확하게 액정 화면(72) 상에 표시할 수 있다.
또한, 색변환 처리로서는 상기 USP5,864,364에 개시되어 있는 바와 같은 방법을 사용함으로써 정확한 색재현 화상을 얻을 수 있다. 또한, 4원색의 고색역 액정 화면에 출력되는 신호에의 변환 처리는 일본 특허 공개 제2000-253263호에 기재되어 있는 수법을 이용할 수 있다.
또한, 도22에서는 외부 센서 단자(100)는 분기 광학계(12"")에 구비되어 있지만, 카메라부(14") 혹은 결상 광학계(10')에 설치하도록 구성해도 좋다. 또한, 조명 검출 센서(112)가 접속되어 있지 않은 경우에는, 색변환 처리부(90D)에 미리 설정되어 있는 조명 조건을 조명 검출 센서(112)로부터의 정보와 마찬가지로 취급함으로써 색재현 처리를 행할 수 있다. 또한, 외부 모니터에 표시하기 위한 색변환 처리시에는 색변환 처리부(90D) 내의 도면에 도시하지 않는 표시 장치 특성 기억부에 기억되어 있는 외부 모니터의 프로파일 중으로부터 해당되는 모니터의 프로파일을 선택하여 색변환 처리를 행함으로써 보다 정확한 색재현 화상의 표시가 가능하다. 여기서는, 색역 중의 보다 넓은 범위의 색을 표시할 수 있도록 4원색의 LED를 이용한 고색역 액정 화면을 이용하였지만, 촬영 대상이 되는 피사체의 색이 색역 중의 비교적 좁은 범위에 분포되어 있는 경우에는 3원색의 액정 화면을 이용해도 정확한 색을 재현할 수 있다.
이상, 3개의 모드에 대해 동작을 설명하였지만 동작 모드에 대해서는 상기 3개에 한정되는 것은 아니며, 해상도와 동적 레인지를 우선하거나 해상도와 동적 레인지와 색재현의 각각에 무게 계수를 설정하여 처리를 복합적으로 행하도록 해도 좋다.
이상 실시예를 기초로 하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형이나 응용이 가능한 것은 물론이다.
예를 들어, 분기 광학계(12, 20', 20", 20"', 20"")를, 결상 광학계(10, 10')와 카메라부(14, 30', 30") 사이에 착탈 가능한 것으로서 설명하였지만, 분기 광학계(12, 20', 20", 20"', 20"")와 결상 광학계(10, 10')를 일체적으로 구성하 고, 카메라부(14, 30', 30")에 대해 착탈 가능한 형태로 해도 좋고, 분기 광학계(12, 20', 20", 20"', 20"")와 카메라부(14, 30', 30")를 일체적으로 구성하고 결상 광학계(10, 10')에 대해 착탈 가능한 형태로 해도 좋다. 또한, 결상 광학계(10, 10'), 분기 광학계(12, 20', 20", 20"', 20"") 및 카메라부(14, 30', 30")를 일체적인 구성으로 해도 좋다.

Claims (41)

  1. 4밴드 이상의 다른 분광 감도 특성을 갖는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치에 있어서,
    결상 광학계(10; 10')와,
    단일판 컬러 촬상 수단을 포함하는 카메라부(14; 14'; 14")를 구비하고,
    상기 결상 광학계에 의한 상의 광속을 복수로 분기하고, 분기된 각각의 광속을 각각의 분할 결상면(30a, 30b)에 다시 결상시키는 분기 광학계(12; 12'; 12"', 12"")를 더 구비하고,
    상기 카메라부의 단일판 컬러 촬상 수단은 상기 분할 결상면에 결상 위치를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분기 광학계는 분기된 복수의 광속에 대해 광학 필터(34a, 34b; 34a, 34b, 34c, 34d)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컬러 화상 촬상 수단은 단일판 컬러 촬상 소자(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컬러 화상 촬상 수단은 복수의 모노크롬 촬상 소자와 광학 필터를 조합한 촬상부를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결상 광학계는 상기 카메라부에 설치하기 위한 렌즈 마운트부를 구비하고,
    상기 카메라부는 상기 결상 광학계를 직접 장착할 수 있는 제1 마운트 고정부(44)를 구비하고,
    상기 분기 광학계는 상기 렌즈 마운트부와 동일 형상의 분기 광학계 마운트부와, 상기 제1 마운트 고정부와 동일 형상의 제2 마운트 고정부를 구비하고,
    상기 결상 광학계의 렌즈 마운트부를 상기 분기 광학계의 제2 마운트 고정부에, 상기 분기 광학계의 분기 광학계 마운트부를 상기 카메라부의 제1 마운트 고정부에 각각 장착하여 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 결상 광학계의 렌즈 마운트부는 상기 결상 광학계에 관한 정보를 상기 카메라부에 통신하기 위한 제1 통신 단자(60)를 갖고,
    상기 카메라부의 제1 마운트 고정부는 통신 단자에 전기적으로 결상하는 제2 통신 단자(62)를 갖고,
    상기 분기 광학계의 상기 제2 마운트 고정부 및 분기 광학계 마운트부는 각각 상기 제1 통신 단자 및 상기 제2 통신 단자에 대응한 제1 통신 중계 단자(64) 및 제2 통신 중계 단자(66)를 구비하고,
    상기 결상 광학계의 렌즈 마운트부를 상기 분기 광학계의 제2 마운트 고정부에, 상기 분기 광학계의 분기 광학계 마운트부를 상기 카메라부의 제1 마운트 고정부에 각각 장착하였을 때에 상기 결상 광학계와 상기 카메라부 사이에서 상기 결상 광학계에 관한 정보 및 제어 신호의 통신을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 광학 필터로서 빗살형의 파장 투과 특성을 갖는 광학 대역 통과 필터를 이용하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 광학 필터로서 ND 필터를 이용하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 광학 필터로서 투과 파장 특성을 전기적으로 제어 가능한 파장 가변형 필터를 이용하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 광학 필터로서 빗살형의 파장 투과 특성을 갖는 광학 대역 통과 필터, ND 필터, 투과 파장 특성을 전기적으로 제어 가능한 파장 가변형 필터 중 1개 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광학 필터는 사용자가 교환 가능한 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 광학 필터의 정보를 기억하는 정보 기억부(68)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 정보 기억부는 상기 컬러 화상 촬상 수단의 분광 감도 특성, 상기 결상 광학계 및 분기 광학계의 조리개 및 포커스 위치에 관한 정보도 기억하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 분기 광학계는 분기된 광속을 반사하는 미러와, 상기 미러의 각도를 조정 가능한 반사 각도 조정부(84; 98)를 갖고,
    상기 반사 각도 조정부에 의해 상기 미러의 각도를 조정함으로써, 상기 분할 결상면 상에서의 상의 위치를 조정 가능한 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 반사 각도 조정부(98)는 전기적 신호에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 분기 광학계는 분기된 복수의 광속에 대해 광학 필터가 장착되어 있고,
    상기 복수의 광학 필터의 정보를 기억하는 동시에, 상기 반사 각도 조정부의 상태를 기억하는 정보 기억부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  17. 제2항에 있어서, 상기 분기 광학계는 촬영시의 조명 조건을 검출하는 센서를 접속할 수 있는 단자(100)를 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  18. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 컬러 화상 촬상 수단은 상기 촬상 소자로부터의 신호치를 연산 처리하는 화상 처리부(90)를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 화상 처리부는 입력된 화상 데이터에 대해 기하 변환, 음영 보정, 넓은 동적 레인지 신호 처리, 색변환 처리, 해상도 변환 처리 중 1개 혹은 복수의 처리를 조합하여 실시하고, 출력 화상 데이터로서 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 분기 광학계는 사용자가 조작할 수 있는 촬영 모드 설정부(96)를 갖고,
    상기 화상 처리부는 상기 촬영 모드 설정부에 설정된 촬영 모드를 기초로 하여, 넓은 동적 레인지 신호 처리, 색변환 처리, 해상도 변환 처리 중 1개 혹은 복수의 처리를 조합하여 실시하고, 출력 화상 데이터로서 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  21. 제2항에 있어서, 상기 카메라부는 파인더로서 컬러 액정 모니터(72)를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 컬러 액정 모니터는 3원색의 LED를 광원으로 하는 면순차식 액정 모니터인 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 컬러 액정 모니터는 4원색 이상의 복수의 색의 LED를 광원으로 하는 면순차식 액정 모니터인 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 컬러 액정 모니터는 4원색 이상의 복수의 색의 LED를 광원으로 하는 액정 모니터인 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  25. 제16항에 있어서, 상기 분기 광학계는 상기 복수의 광학 필터의 특성과 상기 반사 각도 조정부를 개별적으로 제어할 수 있는 프로세서(70)를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  26. 제21항에 있어서, 상기 광학 필터의 정보를 기억하는 정보 기억부(68)를 더 구비하고,
    상기 카메라부는 상기 정보 기억부의 정보를 바탕으로 상기 파인더로서의 컬러 액정 모니터에 표시하는 화상으로서, 소정의 상기 광학 필터를 통과한 화상 데이터를 바탕으로 출력 화상을 형성하고, 상기 컬러 액정 모니터에 표시하는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  27. 제21항에 있어서, 상기 컬러 액정 모니터에는 상기 분기 광학계의 접속 유무 및 접속되어 있는 분기 광학계 종류가 표시되는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  28. 제21항에 있어서, 상기 컬러 액정 모니터에, 촬영시에 이용되는 필터의 정보가 표시되는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  29. 제21항에 있어서, 상기 분기 광학계는 사용자가 조작할 수 있는 촬영 모드 설정부(96)를 갖고,
    상기 컬러 액정 모니터에 상기 촬영 모드 설정부에 의해 설정된 모드가 표시 되는 것을 특징으로 하는 멀티 스펙트럼 화상 촬영 장치.
  30. 결상 광학계와, 컬러 화상을 촬영할 수 있는 촬상계를 구비하는 카메라부의 중간에 삽입하여 이용하는 어댑터 렌즈에 있어서,
    상기 결상 광학계에 의한 상의 광속을 복수로 분기하고, 분기된 각각의 광속을 각각의 분할 결상면에 다시 결상시키는 분기 광학계(12; 12'; 12"; 12"'; 12"")를 갖고,
    분기된 복수의 광속에 대해 광학 필터(34a, 34b; 34a, 34b, 34c, 34d)가 장착되어 있고,
    상기 광학 필터 중 적어도 1개의 특성은 상기 카메라부에 구비된 컬러 화상을 촬영할 수 있는 촬상계의 각 원색의 분광 감도 특성을 파장 영역에 있어서 분할하는 빗살형 특성인 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  31. 제30항에 있어서, 상기 카메라부에 설치하기 위한 렌즈 마운트부와,
    상기 결상 광학계를 직접 장착할 수 있는 마운트 고정부와,
    상기 카메라부와 상기 결상 광학계의 전기적 결합을 가능하게 하는 중계 단자(64, 66)를 구비하고,
    상기 카메라부와 상기 결상 광학계 사이에 장착하였을 때에 상기 결상 광학계와 상기 카메라부 사이에서 상기 결상 광학계에 관한 정보 및 제어 신호의 통신을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  32. 제30항에 있어서, 상기 광학 필터로서 적어도 1개의 ND 필터를 이용하는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  33. 제30항에 있어서, 상기 광학 필터로서 적어도 1개의 투과 파장 특성을 전기적으로 제어 가능한 파장 가변형 필터를 이용하는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  34. 제30항에 있어서, 상기 광학 필터는 사용자가 교환 가능한 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  35. 제30항에 있어서, 상기 광학 필터의 정보를 기억하는 정보 기억부(68)를 갖는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  36. 제35항에 있어서, 상기 정보 기억부는 상기 촬상계의 분광 감도 특성, 상기 결상 광학계 및 분기 광학계의 조리개 및 포커스 위치에 관한 정보도 기억하는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  37. 제30항에 있어서, 상기 분기 광학계는 분기된 광속을 반사하는 미러와, 상기 미러의 각도를 조정 가능한 반사 각도 조정부(84; 98)를 갖고,
    상기 반사 각도 조정부에 의해 상기 미러의 각도를 조정함으로써 상기 분할 결상면 상에서의 상의 위치를 조정 가능한 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  38. 제37항에 있어서, 상기 반사 각도 조정부(98)는 전기적 신호에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  39. 제38항에 있어서, 상기 광학 필터의 정보와 상기 반사 각도 조정부의 상태를 기억하는 정보 기억부(68)를 갖는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  40. 제30항에 있어서, 촬영시의 조명 조건을 검출하는 센서를 접속할 수 있는 단자(100)를 구비하는 것을 특징으로 하는 어댑터 렌즈.
  41. 제30항에 있어서, 상기 광학 필터로서 적어도 1개의 투과 파장 특성을 전기적으로 제어 가능한 파장 가변형 필터를 이용하고,
    상기 분기 광학계는 분기된 광속을 반사하는 미러와, 상기 미러의 각도를 조정 가능한 반사 각도 조정부(98)를 갖고, 상기 반사 각도 조정부에 의해 상기 미러의 각도를 조정함으로써 상기 분할 결상면 상에서의 상의 위치를 조정 가능하고,
    사용자가 조작할 수 있는 촬영 모드 설정부(96)를 더 갖고,
    상기 촬영 모드 설정부에 의해 사용자가 설정한 촬영 모드를 기초로 하여, 상기 반사 각도 조정부 및 상기 가변형 필터를 소정의 설정으로 제어하는 것을 특 징으로 하는 어댑터 렌즈.
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