(57)【要約】【課題】所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタを具備する場合であっても、画像処理の演算の処理速度を向上させると共に、撮像した画像サイズの容量を減少させることを目的とする。【解決手段】ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置であって、前記ＲＧＢフィルタの画素のデータと前記カラーフィルタの画素のデータとを別々に読み出すことができる読出手段を有することを特徴とする。【選択図】図５
2010021791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置であって、
前記ＲＧＢフィルタの画素のデータと前記カラーフィルタの画素のデータとを別々に読み出すことができる読出手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記読出手段が、前記ＲＧＢフィルタの画素のデータを読み出すか、前記カラーフィルタの画素のデータを読み出すかを判定する判定手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記ＲＧＢフィルタの画素のデータ及び前記カラーフィルタの画素のデータの両方を読み出すかを更に判定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
選択されたモードを検出するモード検出手段を更に有し、
前記判定手段は、前記モード検出手段により検出されたモードに基づいて、判定することを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記所定の輝線を有する光源下であるか否かを判定する輝度判定手段を更に有し、
前記判定手段は、前記輝度判定手段により前記所定の輝度を有する光源下であると判定された場合、前記カラーフィルタの画素のデータを読み出すように判定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
自動露出手段を更に有し、
前記判定手段は、前記自動露出手段において測光した結果に応じて、判定することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
電子ビューファインダ機能を更に有し、
前記電子ビューファインダ機能は、前記読出手段により前記ＲＧＢフィルタの画素のデータのみを読み出して、表示装置に表示することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記カラーフィルタは、水銀灯及びナトリウム灯の少なくとも何れか１つの人工光源の輝度に対して分光感度を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記カラーフィルタは、Ｈα線の自然光源の輝度に対して分光感度を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置の画像処理方法であって、
前記ＲＧＢフィルタの画素のデータと前記カラーフィルタの画素のデータとを別々に読み出すことができる読出ステップを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置を制御させるためのプログラムであって、
前記ＲＧＢフィルタの画素のデータと前記カラーフィルタの画素のデータとを別々に読み出すことができる読出ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置、その画像処理方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、透過率波長域が異なる複数のカラーフィルタを用いて被写体を撮影することにより、被写体のスペクトル画像を取得することができるマルチバンド画像撮像装置（例えば、マルチバンドカメラ等）が実用化されている。マルチバンドカメラ等は、ＲＧＢの３色のフィルタ（以下、ＲＧＢフィルタという）のみでは再現することができない色を再現することができる。
【０００３】
また、カラーフィルタ自体の配色方法にも様々な工夫がされている。例えば、特許文献１に開示されたマルチバンドカメラは、５色以上のカラーフィルタを備えていて、ＲＧＢフィルタのうちＧ系色のカラーフィルタを他色のカラーフィルタよりも多く配列することにより解像度の低下を抑えている。なお、カラーフィルタの色の種類を増加させると、輝度解像度が低下してしまうが、近年のカメラは画素数が多く、このような弊害は目立たなくなっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８６６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通常写真を撮影する場合、必ずしも全てのシーンにおいてマルチバンド画像が必要であるとは考えにくい。例えば、６色のカラーフィルタを具備するマルチバンドカメラにおいて画像処理する場合を想定する。この場合、出力をＲＧＢ出力するときであっても、通常のＲＧＢフィルタに比べ入力色数が倍になるため、それぞれの色に対して色補間処理やホワイトバランス（ＷＢ）処理を行わなければならず、演算に時間がかかってしまう。さらに、画像を記録する場合においても、マルチバンドの情報が必要でない被写体の場合は、不要にメモリを消費してしまうという問題が発生する。
【０００６】
本発明は上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタを具備する場合であっても、画像処理の演算の処理速度を向上させると共に、撮像した画像容量を減少させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置であって、前記ＲＧＢフィルタの画素のデータと前記カラーフィルタの画素のデータとを別々に読み出すことができる読出手段を有することを特徴とする。
本発明の画像処理方法は、ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置の画像処理方法であって、前記ＲＧＢフィルタの画素のデータと前記カラーフィルタの画素のデータとを別々に読み出すことができる読出ステップを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、ＲＧＢフィルタと、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタとを具備する撮像装置を制御させるためのプログラムであって、前記ＲＧＢフィルタの画素のデータと前記カラーフィルタの画素のデータとを別々に読み出すことができる読出ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所定の輝線に対して分光感度を有するカラーフィルタを具備する場合であっても、画像処理の演算の処理速度を向上させると共に、撮像した画像容量を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態では、輝線を有する人工照明である水銀灯やナトリウム灯等に対応したカラーフィルタを具備し、これらの光源下でも適切な画像を出力することができる撮像装置（以下、マルチバンドカメラという）について説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るマルチバンドカメラのブロック図である。
マルチバンドカメラ１００は、撮像部１と、画像処理部５と、制御部９と、記憶部１０と、通信部１１とを含んで構成されている。
撮像部１は、例えば撮影光学系２と、ローパスフィルタ３と、撮像素子４とを含んで構成されている。画像処理部５は、撮像部１によって撮影された撮影画像に対して画像処理を行う。画像処理部５は、例えばデジタル信号処理部６と、補正処理部７と、メモリ８とを含んで構成されている。記憶部１０は、マルチバンドカメラ１００に対して取り外しできるように構成されている。この記憶部１０には、画像処理部５によって処理された撮影画像が保存される。制御部９は、上述したマルチバンドカメラ１００の構成要素の駆動及び制御のための命令を出力する。通信部１１は、マルチバンドカメラ１００に接続された外部装置との間で通信可能に構成されている。通信部１１では、メモリ８又は記憶部１０に記憶されたデータ等を外部装置との間で送受信する。
【００１１】
次に、図２を参照して本実施形態に係るマルチバンドカメラの撮像素子の一例の構成について説明する。図２は、ハニカム構造の撮像素子の一部の構成を示す図である。
撮像素子には、通常の３バンドカメラが有しているＲ画素、Ｇ画素及びＢ画素に対応する画素２０１〜２０３を有している。画素２０１〜２０３にはそれぞれ、通常の３バンドカメラに設けられたカラーフィルタと同様の分光透過率を有するカラーフィルタ（ＲＧＢフィルタ）が設けられている。また、撮像素子には、画素２０１〜２０３に隣接して、複数の画素２０４〜２０７を有している。画素２０４〜２０７にはそれぞれ、人工照明がもつ輝線に分光感度を有するカラーフィルタが設けられている。ここで、本実施形態に係るマルチバンドカメラでは、画素２０１〜２０３のデータと画素２０４〜２０７のデータとを別々で読み出せるように構成されている。
【００１２】
なお、撮像素子は、ＣＣＤ（電荷結合素子）又はＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）の何れであってもよい。また、図２では、ハニカム構造の撮像素子の構成を示したが、この場合に限られない。例えば、解像度を保つことができるように多くの画素が有する撮像素子の場合は、図３に示すように、通常のベイヤ配列のＧ画素３０２中に等間隔で、人工照明がもつ輝線に分光感度を有するカラーフィルタが設けられた画素３０４〜３０７を配列してもよい。
【００１３】
ここで、水銀灯やナトリウム灯等のような人工照明が有する輝線スペクトルについて簡単に説明する。
まず、水銀灯は、ガラス管内中の水銀蒸気中のアーク放電により発生する光放射を利用した光源である。具体的に、水銀灯の光源は、４０４．７、４３５．８、５４６．１、５７７．０、５７９．１ｎｍの輝線スペクトルからなる緑がかった青白色（５７００Ｋ）の光源であって、２５３．７、３６５ｎｍの紫外放射を伴う。なお、蛍光灯も水銀灯の一種であり、共通の波長にスペクトルをもつことが多い。
【００１４】
次に、ナトリウム灯は、ナトリウム蒸気中のアーク放電による発光を利用したランプであり、例えば低圧ナトリウム灯、高圧ナトリウム灯等がある。特に、低圧ナトリウム灯は、ナトリウムがアーク放電中に放つＤ線（５８９ｎｍと５８９．６ｎｍ）の放射を利用したものである。また、高圧ナトリウム灯は、ナトリウムの蒸気圧を低圧ナトリウム灯よりも高くすることにより発光スペクトルを広げ演色性を良くしたものである。
【００１５】
次に、図４を参照して、マルチバンドカメラに設けられるカラーフィルタの分光感度分布について説明する。
特性線４０１〜４０３は、通常のカメラのＲＧＢフィルタの分光分布を示している。特性線４０１は、Ｂ画素２０３が有するＢフィルタの分光感度分布である。特性線４０２は、Ｇ画素２０２が有するＧフィルタの分光感度分布である。特性線４０３は、Ｒ画素２０１が有するＲフィルタの分光感度分布である。
特性線４０４〜４０７はそれぞれ、所定の輝線に対応した分光感度を有するカラーフィルタの分光分布を示している。ここでは、上述した一般的な輝線を有する人工光源である水銀灯、蛍光灯、ナトリウム灯に対応させるために、４種類の人工光源に対応したカラーフィルタが設けられている。これらのカラーフィルタは、波長帯域が狭小な輝線波長領域に高い透過率をもつカラーフィルタである。
【００１６】
本実施形態では、特性線４０４及び特性線４０５の分光感度分布を有するカラーフィルタは、水銀灯の輝線に対応し、それぞれ４３０ｎｍ、５４０ｎｍの波長を有する輝線に対して高い透過率を有する。また、特性線４０６の分光感度分布を有するカラーフィルタは、水銀灯とナトリウム灯との輝線に対応させており、５８０ｎｍの波長を有する輝線に対して高い透過率を有する。また、特性線４０７の分光感度分布を有するカラーフィルタは、蛍光灯の３波長管が持つことが多い輝線に対応させており、６１０ｎｍ付近の波長を有する輝線に対して高い透過率を有する。
【００１７】
上述したカラーフィルタはそれぞれ４３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５８０ｎｍ、６１０ｎｍの波長を有する輝線に対応した分光透過率特性にした場合について説明したが、この場合に限られない。例えば４００ｎｍ付近の水銀スペクトルに対応させたカラーフィルタを用いてもよい。また、上述したカラーフィルタは４種類の場合について説明したが、この場合に限られず、例えば１種類以上であればよい。例えば、カラーフィルタを３種類にした場合にあっては、図２における画素２０４と画素２０７とに同じ分光感度のカラーフィルタを配置すればよい。この場合、３種類の中でＧ画素が有するカラーフィルタに近い分光感度のものを画素２０４と画素２０７に配置すれば解像度の低減を最小限にすることができる。
【００１８】
次に、図５に示すフローチャートを参照して、マルチバンドカメラの動作処理について説明する。ここでは、ユーザがマルチバンドカメラに対して各モードを設定する場合について説明する。
本実施形態のマルチバンドカメラは、３つの撮影モードを有している。第一のモード（モード１）は、被写体が水銀灯や蛍光灯のような輝線がある人工照明の光源下でない場合であり、通常のＲＧＢフィルタを有する画素２０１〜２０３のみで撮影するモードである。第二のモード（モード２）は、被写体が上述した輝線のある人工照明の光源下にある場合であり、所定の輝度に分光感度を有するカラーフィルタの画素（以下、輝度用の画素という）２０４〜２０７の信号を読み出し各光源に応じた最適な処理を行うモードである。第三のモード（モード３）は、画素２０１〜２０７の全ての信号を読み出して、処理速度や画像容量より画質を優先するモードである。
【００１９】
まず、ステップＳ５０１において、ユーザは上述した撮影モードのうち何れか１つを選択して設定する。マルチバンドカメラ１００の制御部９は、選択された撮影モードを検出する。上述した処理は、モード検出手段の一例に対応する。
次に、ステップＳ５０２において、ユーザの撮影指示に応じて制御部９は、撮像部１を介して実際に被写体を撮影する。このとき、制御部９は、設定された撮影モードに基づいて、必要な画素のデータのみを読み出してもよく、全画素を読み出してメモリ８又は記憶部１０に一度記録して、メモリ８又は記憶部１０から必要な画素のデータのみを読み出して信号処理してもよい。
【００２０】
ステップＳ５０４において、制御部９は設定された撮影モードを判定する。この処理は、判定手段の一例に対応する。制御部９は、設定された撮影モードがモード１であると判定した場合、ステップＳ５０５に処理を進める。
ステップＳ５０５において、制御部９は、通常のＲＧＢフィルタを有する画素２０１〜２０３のみのデータを読み出す。この処理は読出手段の一例に対応する。制御部９は、通常のベイヤ配列のＲａｗデータをメモリ８又は記憶部１０に記録する。次に、ステップＳ５０６において、制御部９は、画像処理部５を介してホワイトバランス処理を行う。次に、ステップＳ５０７において、制御部９は、画像処理部５を介して色補間を行う。次に、ステップＳ５０８において、制御部９は、画像処理部５を介して色輝度調整を行う。最後に、ステップＳ５１９において、制御部９は、画像処理を行ったＲＧＢ画像データを記憶部１０に記録する。上述した処理は、従来のＲＧＢフィルタのみを有するカメラと同様である。
【００２１】
ステップＳ５０４において、制御部９は、設定された撮影モードがモード２であると判定した場合、ステップＳ５０９に処理を進める。被写体が水銀灯や蛍光灯等の輝線のある光源下では、通常のＲＧＢフィルタを有する画素２０１〜２０３のみを使用した場合、輝線光源に対して色分解能が十分でないために、撮影された画像は混色の可能性がある。モード２では、所定の輝度用に分光感度を有する画素２０４〜２０７（輝度用の画素）のみを使用し、十分に色再現が可能である。したがって、記録される画像データの容量が増加することがない。
【００２２】
ステップＳ５０９において、制御部９は、輝線用の画素２０４〜２０７のデータのみを読み出す。この処理は読出手段の一例に対応する。制御部９は、輝線用の画素２０４〜２０７のみのＲａｗデータをメモリ８又は記憶部１０に記録する。次に、ステップＳ５１０において、制御部９は、画像処理部５を介してホワイトバランス処理を行う。このとき、分光透過率特性がＧ画素に近く、輝度情報に最も影響を与える５８０ｎｍ付近に感度を有する特性線４０６のカラーフィルタを有する画素の画素値を中心にＷＢゲインをかけるとよい。
【００２３】
ステップＳ５１１において、制御部９は、画像処理部５を介して色補間を行う。また、ステップＳ５１２において、制御部９は、画像処理部５を介して色輝度調整を行う。ここでの色輝度調整は、モード１の場合とは異なり、輝線用の画素２０４〜２０７の４色からＲＧＢ３色に変換するマトリックス演算が必要である。このマトリックス係数は設定したモードにより最適化したものを予め準備しておく。最後に、ステップＳ５１９において、制御部９は、画像処理を行ったＲＧＢ画像データを記憶部１０に記録する。
【００２４】
ステップＳ５０４において、制御部９は、設定された撮影モードがモード３であると判定した場合、ステップＳ５１３に処理を進める。モード３は色再現を重視したモードである。
ステップＳ５１３において、制御部９は全ての画素２０１〜２０７のデータを読み出す。この処理は読出手段の一例に対応する。制御部９は、画素２０１〜２０７のＲａｗデータをメモリ８又は記憶部１０に記録する。次に、ステップＳ５１４において、制御部９は、全７バンドから分光推定を行う。なお、制御部９は、分光推定する手法としてＷｉｅｎｅｒ推定等を用いる。ステップＳ５１５において、制御部９は、分光推定した分光画像をメモリ８又は記憶部１０に記録する。次に、ステップＳ５１６において、制御部９は、画像処理部５を介してホワイトバランス処理を行う。次に、ステップＳ５１７において、制御部９は、画像処理部５を介して色補間を行う。また、ステップＳ５１８において、制御部９は、画像処理部５を介して色輝度調整を行う。最後に、ステップＳ５１９において、制御部９は、分光画像データからＲＧＢ画像データを作成し、作成したＲＧＢ画像データを記憶部１０に記録する。
【００２５】
なお、上述した動作処理では、ユーザが撮影モードを選択して、設定する場合についてのみ説明したが、この場合に限られず、マルチバンドカメラ１００が自動で、所定の輝線を有する光源下であるか否かを判定してもよい。所定の輝線を有する光源下であるか否かを判定する処理は、輝度判定手段の一例に対応する。
次に、図６のフローチャートを参照して、所定の輝線を有する光源下であるか否かを判定する処理について説明する。
ステップＳ６０１において、ユーザの撮影指示に応じて制御部９は、撮像部１を介して被写体を撮影する。次に、制御部９は、撮影した画像をメモリ８、具体的にはＲＡＭに記憶する。
【００２６】
次に、ステップＳ６０３において、制御部９はＲＡＭに記憶された画像から光源判別に使用する輝度用の画素の画素値（Ｇ輝線）の積分値とそれに対応するＲＧＢフィルタを有する画素の画素値（Ｇ）の積分値との差分を演算する。具体的には、制御部９は輝度用の画素（特性線４０５のカラーフィルタを有する画素）の画素値の積分値と、Ｒ画素（特性線４０２のＲフィルタを有する画素）の画素値の積分値との差分を演算する。ここで、演算する積分の範囲は、画像の中心部のみであってもよいが、中心部と周辺部の両方であることが好ましい。なお、画像中に無彩色（グレー）の領域がある場合はその領域を抽出して、その領域の積分値で比較すれば判定精度は向上する。制御部９は、演算して取得したＧ輝線の積分値とＧの積分値との差分と、予め設定した閾値Ｖｔｈとを比較して判定する。Ｇ輝線の積分値とＧの積分値との差分が閾値Ｖｔｈより大きい場合、制御部９は撮影画像が輝線を有する光源下であると判定して、ステップＳ６０５に処理を進める。一方、Ｇ輝線の積分値とＧの積分値との差分が閾値Ｖｔｈより大きくない場合、制御部９はステップＳ６０４に処理を進める。
【００２７】
ステップＳ６０５において、制御部９は撮影画像が輝線を有する光源下であると判定して、上述した撮影モードをモード２に自動的に設定する。また、ステップＳ６０４において、制御部９は通常光源下であると判定して撮影モードを通常の撮影モードであるモード１に自動的に設定する。
【００２８】
なお、自動露出装置を有するマルチバンドカメラの場合、測光したときに上述した撮影モードを判定してもよい。制御部９は、測光した結果に応じて撮影モードを設定するので、一度撮影する必要がないため、画素のデータの読み出しを省略することができる。したがって、特に高画素のカメラにおいては、高速の読み出しが可能になり、例えば連射枚数を増やすことができる等のメリットがある。
【００２９】
また、デジタルカメラの多くが、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）機能を備えている。
ここで、電子ビューファインダ機能とは、カメラ背面等に設けられた液晶等の背面モニタに、撮影しようとしている被写体の様子をリアルタイムに表示する機能のことである。なお、電子ビューファインダ機能のことを、ライブビューモードという。
【００３０】
ライブビューモードを実現するために、制御部９は撮像部１を介して一定の時間間隔で、画素のデータを読み出した上、デジタル信号処理部６及び補正処理部７を経由し、背面モニタに被写体を表示する。このとき、撮像部１からの読み出し時間やデジタル信号処理部６の処理時間に長時間、要するとフレームレートに影響を与えてしまう。しかし、背面モニタは、ユーザが撮影する被写体の構図を確認することに重点がおかれるため、モニタサイズはそれ程大きくなく、色再現性の性能もＰＣモニタより劣っていることが多い。したがって、マルチバンドカメラにおいてライブビューモードにする場合、輝線用の画素２０４〜２０７のデータは読み出さないようにして、通常のＲＧＢフィルタの画素２０１〜２０３のデータのみを読み出し信号処理を行い背面モニタに表示する。したがって、ライブビューモードによって被写体を表示する場合であっても、フレームレートの圧迫を防止することができる。
【００３１】
このように本実施形態によれば、通常のＲＧＢフィルタのみを有するカメラでは色の再現が困難な輝線を有する人工照明の光源下でも色再現性のよい画像を撮影でき、画像処理の演算の処理速度を低下したり画像容量を増加したりすることがない。
【００３２】
（第２の実施形態）
本実施形態では、天体画像撮影用の輝線に分光感度を有するカラーフィルタを備えたマルチバンドカメラについて説明する。なお、本実施形態に係るマルチバンドカメラのブロック図は、第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。
【００３３】
ここで、自然光源として天体画像で重要な波長成分であるＨα線について説明する。Ｈα線とは、水素原子の線スペクトルうち可視光から近紫外の領域である線スペクトルであるパルマ―系列の中の最も長波長側のもので、６５６．２８ｎｍの波長を有する。この波長は可視光のなかでも高波長寄りで肉眼ではほとんど確認することができない。しかし、散光星雲の中にはこの光のみを発するものがある。カラーフィルムや特殊な白黒フィルムで撮影することにより、目には見えない光を確認することができる。さらに、太陽光のＨαを観測することにより、通常の撮影ではみることができない太陽の彩層面の現象（フレア、プロミネンス、フィラメント、スピキュール等）を観測することもできる。このようにＨα線は天体写真をとる上で重要な要素の一つとなっている。
【００３４】
しかし、通常のカメラにおいて、Ｈα線の波長に分光感度を有していると、袴のような赤から近赤外付近にかけて分光反射率を持つ被写体を撮影すると赤被りを起こしてしまうため、多くのカメラはこの波長域に対する分光感度を有していない。したがって、上述した天文画像を撮影したい場合、赤外カットフィルタを外したり、専用のカメラにより撮影したりする必要があり、その撮影は困難であった。
【００３５】
次に、図７を参照して本実施形態に係るマルチバンドカメラの撮像素子の一例の構成について説明する。図７は、ハニカム構造の撮像素子の一部の構成を示す図である。
撮像素子には、通常の３バンドカメラが有しているＲ画素、Ｇ画素及びＢ画素に対応する画素７０１〜７０３を有している。画素７０１〜７０３にはそれぞれ、通常の３バンドカメラに設けられたカラーフィルタと同様の分光透過率を有するカラーフィルタ（ＲＧＢフィルタ）が設けられている。また、撮像素子には、画素７０４を有している。画素７０４は、Ｈα線に分光感度を有するカラーフィルタを有している。
【００３６】
次に、図８を参照して、マルチバンドカメラに設けられるカラーフィルタの分光感度分布について説明する。
特性線８０１〜８０３は、通常のカメラのＲＧＢフィルタの分光分布を示している。特性線８０１は、Ｂ画素７０３が有するＢフィルタの分光感度分布である。特性線８０２は、Ｇ画素７０２が有するＧフィルタの分光感度分布である。特性線８０３は、Ｒ画素７０１が有するＲフィルタの分光感度分布である。
特性線８０４は、画素７０４（Ｈα線画素）のＨα線に分光感度を有するカラーフィルタの分光感度分布である。
【００３７】
次に、図９に示すフローチャートを参照して、マルチバンドカメラの動作処理について説明する。本実施形態では、自動的に撮影モードを判定することは困難であり、ユーザがマルチバンドカメラに対して各モードを設定する。
本実施形態のマルチバンドカメラは、３つの撮影モードを有している。第一のモード（モード１）は、輝線に対応する画素のデータを読み出さない通常撮影モードであり、第１の実施形態と同様である。また、通常撮影モードを設定できるように構成されていることで、天体撮影に限定されず、通常撮影も行うことができるカメラとすることができる。
【００３８】
第二のモード（モード２）は、散光星雲（代表的なものはオリオン座のＭ４２や一角獣座のバラ星雲などが挙げられる）のようにＨα線を発する星を赤色で撮影するモードである。第三のモード（モード３）は、上述した太陽の彩層面の現象の撮影のようにＨα情報のみを取得したい場合に設定するモードである。
【００３９】
まず、ステップＳ９０１は、ユーザは上述した撮影モードのうち何れか１つを選択して設定する。マルチバンドカメラの制御部９は、選択された撮影モードを検出する。
次に、ステップＳ９０２において、ユーザの撮影指示に応じて制御部９は、撮像部１を介して実際に被写体を撮影する。このとき、制御部９は、設定された撮影モードに基づいて、必要な画素のデータのみを読み出してもよく、全画素を読み出してメモリ８又は記憶部１０に一度記録して、メモリ８又は記憶部１０から必要な画素のデータのみを読み出して信号処理してもよい。
【００４０】
ステップＳ９０４において、制御部９は設定された撮影モードを判定する。制御部９は、設定された撮影モードがモード１であると判定した場合、ステップＳ９０５に処理を進める。なお、モード１は、上述した第１の実施形態と同様であり、図９に示すフローチャートのステップＳ９０５〜Ｓ９０８の説明は省略する。
ステップＳ９０４において、制御部９は、設定された撮影モードがモード２であると判定した場合、ステップＳ９０９に処理を進める。ステップＳ９０９において、制御部９は画素７０１〜７０４の全てのＲａｗデータをメモリ８又は記憶部１０に記録する。ステップＳ９１０において、制御部９は、画像処理部５を介してＧ画素７０２に対するＷＢゲインを決定しホワイトバランス処理を行う。ステップＳ９１１において、制御部９は画像処理部５を介して色補間処理を行う。ステップＳ９１２において、制御部９は画像処理部５を介してＨα線画素の画素値が適切な赤色に反映されるように予め準備したマトリックス係数をかけて、色調整を行う。最後に、ステップＳ９１６において、制御部９は、画像処理を行ったＲＧＢ画像データを記憶部１０に記録する。
【００４１】
ステップＳ９０４において、制御部９は、設定された撮影モードがモード３であると判定した場合、ステップＳ９１３に処理を進める。
ステップＳ９１３において、制御部９はＨα線の画素７０４のデータのみを読み出し、Ｒａｗデータをメモリ８又は記憶部１０に記憶する。モード３では色再現は不要であるため、ステップＳ９１５において、制御部９は、画像処理部５を介して輝度調整のみを行い、記憶部１０に記録する。
【００４２】
このように本実施形態によれば、通常のＲＧＢフィルタと所定の輝度に対して分光感度を有するフィルタとを使い分けることにより、通常のカメラとして使用することができると共に、例えば天体画像撮影用のカメラとしても使用することができる。
【００４３】
上述した本発明の実施形態における撮像装置を構成する各手段、並びに撮像装置の画像処理方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【００４４】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記録媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム又は装置に直接、又は遠隔から供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００４６】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【００４７】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。更に、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００４８】
更に、その他の方法として、まず記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係るマルチバンドカメラのブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る撮像素子の配列を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る撮像素子の他の配列を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るカラーフィルタの分光分布を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係るマルチバンドカメラの処理を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係るモードの自動判定の処理を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る撮像素子の配列を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係るカラーフィルタの分光分布を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係るマルチバンドカメラの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１    撮像部
２    光学系
３    フィルタ
４    撮像素子
５    画像処理部
６    デジタル信号処理部
７    補正処理部
８    メモリ
９    制御部
１０  記録部
１１  通信部
１００  マルチバンドカメラ
【図１】
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【図２】
2010021791.tif 000004
【図３】
2010021791.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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