(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の材料よりなる第１のカラーフィルタと、
第２の材料よりなり、前記第１のカラーフィルタと重なる、第２のカラーフィルタと、
前記第１のカラーフィルタおよび前記第２のカラーフィルタと重なり、前記第１のカラーフィルタと前記第２のカラーフィルタとを透過した光を受光する第１のカラーセンサ素子と
を有する第１のカラーセンサ画素と、
前記第１の材料よりなる第３のカラーフィルタと、
前記第２の材料よりなり、前記第３のカラーフィルタと重なり、前記第２のカラーフィルタと厚さが異なる、第４のカラーフィルタと、
前記第３のカラーフィルタおよび前記第４のカラーフィルタと重なり、前記第３のカラーフィルタと前記第４のカラーフィルタを透過した光を受光する第２のカラーセンサ素子とを有する第２のカラーセンサ画素と、
を有するカラーセンサ
を備え、
前記第１の材料および前記第２の材料のタイプは、有機染料タイプまたは有機顔料タイプである
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１から前記第４のカラーフィルタの厚さは、前記第１のカラーセンサ画素が検出する光の波長分布のピーク値と前記第２のカラーセンサ画素が検出する光の波長分布のピーク値とが、所定の色情報のばらつきを抽出できる所定の波長帯に含まれるように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
複数のイメージセンサ画素を有し、サンプルの画像を取得するイメージセンサと、
前記サンプルからの光を、前記イメージセンサに結像させ、前記カラーセンサに受光させる光学系と
を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４】
前記カラーセンサは、前記第１のカラーセンサ画素および前記第２のカラーセンサ画素を含む複数のカラーセンサ画素を有し、
前記複数のイメージセンサ画素はベイヤ配列で配置されており、
前記ベイヤ配列の所定の周期ごとに前記複数のカラーセンサが配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学系は、ピンホール光学系を有し、
前記ピンホール光学系は、前記サンプルからの光のうち一部の光のみを前記カラーセンサに受光させる
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光学系は、積分球光学系を有し、
前記積分球光学系は、前記サンプルからの光を混合し、該混合した光を前記カラーセンサに受光させる
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光学系は、ファイバー光学系を有し、
前記ファイバー光学系は、前記サンプルからの光を混合し、該混合した前記カラーセンサに受光させる
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体のスペクトル情報を細かく検出するためには、撮影波長領域をより多数の細かいチャネルに分割する必要がある。そして、検出した各チャネルのスペクトル情報を合わせて被写体のスペクトル情報を得る。このような方法で被写体のマルチスペクトル情報を取得する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１３は、従来のマルチスペクトル撮像装置の構成を示したブロック図である。図示する例では、マルチスペクトル撮像装置６０は、液晶チューナブルフィルタ６１と、撮像素子６２と、液晶チューナブルフィルタ制御器６３と、画像処理部６４とを備える。液晶チューナブルフィルタ制御器６３は、液晶チューナブルフィルタ６１が興味の波長の光を透過するように、液晶チューナブルフィルタ６１の分光透過率を制御する。そして、液晶チューナブルフィルタ６１を透過した波長の光を撮像素子６２が撮像し、画像処理部６４で処理することで、マルチスペクトル撮像装置６０は、被写体のマルチスペクトル像を取得する。
【０００４】
図１４は、従来の液晶チューナブルフィルタ６１の分光特性の例を示したグラフである。図示するように、液晶チューナブルフィルタ６１は、液晶チューナブルフィルタ制御器６３の制御により、撮影波長領域を細かく分割した波長の光を透過させることができる。
【０００５】
また、より簡易なデバイスでマルチスペクトル情報を取得する方法として、ＲＧＢカメラに装着した小型分光計によって被写体のスペクトルを多点で計測し、その情報を用いてＲＧＢ画像からの色再現性を向上させる技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
図１５は、従来の小型分光計を備えた撮像装置の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像装置７０は、対物レンズ７１と、ミラー７２と、ＲＧＢイメージセンサ７３と、小型分光器７４と、画像処理部７５とを有する。ＲＧＢイメージセンサ７３はより微細な画素でサンプルの空間情報を取得する。小型分光器７４はより高精度なスペクトル情報の変化を検出するためにＲＧＢイメージセンサ７３に比べて大きな画素で構成される。
【０００７】
サンプル８０に照射された光は、対物レンズ７１を通して、ミラー７２で２方向に分割される。そして、ミラー７２で分割された一方の光はＲＧＢイメージセンサ７３で受光され、他方の光は小型分光器７４で受光される。
【０００８】
以上の構成により、空間情報はＲＧＢイメージセンサで、色情報は小型分光器で取得することで簡易な構成でマルチスペクトル撮像装置を構成することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４０４３６６２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】第54回応用物理関係連合講演会 講演予稿集 27a-SB-6 「多点計測スペクトル情報を利用したカラー画像の色推定手法の実験的評価」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の撮像装置には、次のような問題点がある。例えば、撮像装置に液晶チューナブルフィルタを用いる例では、液晶チューナブルフィルタの分光透過率を高精度に制御しようとすると、液晶チューナブルフィルタ制御器の制御が難しくマルチスペクトル撮像装置の構成が複雑化する問題があった。これにより、被写体のスペクトル情報を検出するまでの時間の増加や、撮像装置の大型化を招いていた。また、撮像装置に小型分光器を用いる例では、小型分光器が大きく、高速に被写体のスペクトル情報を取得することができないため、撮像装置の小型化と高速化が困難であった。
【００１２】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、より簡単な構成で、被写体のスペクトル情報をより高精度に取得することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１の材料よりなる第１のカラーフィルタと、第２の材料よりなり、前記第１のカラーフィルタと重なる、第２のカラーフィルタと、前記第１のカラーフィルタおよび前記第２のカラーフィルタと重なり、前記第１のカラーフィルタと前記第２のカラーフィルタとを透過した光を受光する第１のカラーセンサ素子とを有する第１のカラーセンサ画素と、前記第１の材料よりなる第３のカラーフィルタと、前記第２の材料よりなり、前記第３のカラーフィルタと重なり、前記第２のカラーフィルタと厚さが異なる、第４のカラーフィルタと、前記第３のカラーフィルタおよび前記第４のカラーフィルタと重なり、前記第３のカラーフィルタと前記第４のカラーフィルタを透過した光を受光する第２のカラーセンサ素子とを有する第２のカラーセンサ画素と、を有するカラーセンサを備え、前記第１の材料および前記第２の材料のタイプは、有機染料タイプまたは有機顔料タイプであることを特徴とする撮像装置である。
【００１４】
また、本発明の撮像装置において、前記第１から前記第４のカラーフィルタの厚さは、前記第１のカラーセンサ画素が検出する光の波長分布のピーク値と前記第２のカラーセンサ画素が検出する光の波長分布のピーク値とが、所定の色情報のばらつきを抽出できる所定の波長帯に含まれるように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、複数のイメージセンサ画素を有し、サンプルの画像を取得するイメージセンサと、前記サンプルからの光を、前記イメージセンサに結像させ、前記カラーセンサに受光させる光学系とを有することを特徴とする撮像装置である。
【００１６】
また、本発明の撮像装置において、前記カラーセンサは、前記第１のカラーセンサ画素および前記第２のカラーセンサ画素を含む複数のカラーセンサ画素を有し、前記複数のイメージセンサ画素はベイヤ配列で配置されており、前記ベイヤ配列の所定の周期ごとに前記複数のカラーセンサが配置されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の撮像装置において、前記光学系は、ピンホール光学系を有し、前記ピンホール光学系は、前記サンプルからの光のうち一部の光のみを前記カラーセンサに受光させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の撮像装置において、前記光学系は、積分球光学系を有し、前記積分球光学系は、前記サンプルからの光を混合し、該混合した光を前記カラーセンサに受光させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の撮像装置において、前記光学系は、ファイバー光学系を有し、前記ファイバー光学系は、前記サンプルからの光を混合し、該混合した前記カラーセンサに受光させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の撮像装置は、第１の材料よりなる第１のカラーフィルタと、第２の材料よりなる第２のカラーフィルタと、第１のカラーフィルタと第２のカラーフィルタとを透過した光を受光する第１のカラーセンサ素子とを有する第１のカラーセンサ画素と、第１の材料よりなる第３のカラーフィルタと、第２の材料よりなり、第２のカラーフィルタと厚さが異なる第４のカラーフィルタと、第３のカラーフィルタおよび第４のカラーフィルタとを透過した光を受光する第２のカラーセンサ素子とを有する第２のカラーセンサ画素とを有するカラーセンサを備える。また、第１の材料および第２の材料のタイプは、有機染料タイプまたは有機顔料タイプである。
【００２１】
この構成により、第１のカラーセンサ画素と第２のカラーセンサ画素とが有する各カラーフィルタの厚さを調整することで、容易に各カラーセンサ画素の分光特性を細かく変化させることができる。これにより、カラーセンサは、興味のスペクトル情報を高精度に得ることができる。従って、カラーセンサを有する撮像装置は、より簡単な構成で、興味のスペクトル情報をより高精度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサが備えるカラーセンサ画素の配置を示した概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサが備えるカラーセンサ画素の断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサ画素が有するカラーフィルタ群の分光特性を示したグラフである。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるカラーフィルタ群が有するカラーフィルタの分光特性を示したグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるカラーフィルタ群の分光特性を示したグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるカラーセンサの分光特性の例を示している。
【図８】本発明の第２の実施形態における撮像装置の構成を示した概略図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における撮像装置の構成を示した概略図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における撮像装置の構成を示した概略図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態におけるＲＧＢイメージセンサとカラーセンサの配置を示した概略図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態における撮像装置の構成を示した概略図である。
【図１３】従来のマルチスペクトル撮像装置の構成を示したブロック図である。
【図１４】従来の液晶チューナブルフィルタの分光特性の例を示したグラフである。
【図１５】従来の小型分光計を備えた撮像装置の構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の撮像装置の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における撮像装置の構成を示したブロック図である。図示する例では、撮像装置１は、光学系１１と、カラーセンサ１２と、ＲＧＢイメージセンサ１３（イメージセンサ）と、画像処理部１４とを備える。光学系１１はカラーセンサ１２の受光面とＲＧＢイメージセンサ１３の撮像面とに被写体の光学像を結像する。カラーセンサ１２は、被写体のスペクトル情報を検出する。ＲＧＢイメージセンサ１３は、Ｒ画素（赤色の光を検出する画素）と、Ｇ画素（緑色の光を検出する画素）と、Ｂ画素（青色の光を検出する画素）とを有し、被写体の画像を取得する。なお、本実施形態で用いるＲＧＢイメージセンサ１３は、多バンドのイメージセンサではなく、一般的に撮像装置で用いられるＲＧＢイメージセンサである。
【００２４】
画像処理部１４は、カラーセンサ１２が検出した被写体のスペクトル情報に基づいて、入射した光の種類を判断する。そして、ＲＧＢイメージセンサ１３が取得した被写体の画像を、入射した光の種類に応じて補正し、画像データとして出力する。なお、補正の方法については一般的な方法を用いる。
【００２５】
次に、カラーセンサ１２が備えるカラーセンサ画素の配置について説明する。図２は、本実施形態におけるカラーセンサ１２が備えるカラーセンサ画素２１〜２６の配置を示した概略図である。図示する例では、カラーセンサ１２は、半導体基板２０上に設けられたカラーセンサ画素２１〜２６を備えている。カラーセンサ画素２１〜２６は、それぞれ異なる波長の光を検出する。カラーセンサ画素２１〜２６の構成については後述する。
【００２６】
このように構成されたカラーセンサ１２は、カラーセンサ画素２１〜２６がそれぞれ特定の波長の光を検出するため、入射した光に含まれる各波長の光の強度を検出することができる。そのため、撮像装置１は、カラーセンサ１２を備えることで、各波長の強度に基づいて、入射した光の種類（例えば、太陽光、蛍光灯の光など）を判断することができる。
【００２７】
図３は、本実施形態におけるカラーセンサ１２が備えるカラーセンサ画素２１〜２３の断面図である。図示する例は、図２に示したカラーセンサ１２の概略図において、Ａ点からＢ点の断面を示している。半導体基板２０上にカラーセンサ画素２１と、カラーセンサ画素２２と、カラーセンサ画素２３とが配置されている。
【００２８】
カラーセンサ画素２１（第１のカラーセンサ画素）は、カラーセンサ素子３１（第１のカラーセンサ素子）と、カラーフィルタ群４１とを有する。カラーフィルタ群４１は、カラーセンサ素子３１の受光面の上方に配置されている。また、カラーフィルタ群４１は、第１の材料で生成され、第１の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４１１（第１のカラーフィルタ）と、第３の材料で生成され、第２の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４１２と、第２の材料で生成され、第３の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４１３（第２のカラーフィルタ）とを有する。
【００２９】
なお、カラーフィルタの材料としては、無機材料や有機材料等を含めて様々なタイプがある。近年では、カラーフィルタの材料のタイプは、染色タイプに代わり、顔料タイプが一般的であり、着色樹脂層の材料組成を変えることで透過帯域の波長を変更することができる。
【００３０】
また、カラーフィルタ４１１と、カラーフィルタ４１２と、カラーフィルタ４１３とは重なった状態で配置されている。具体的には、カラーセンサ素子３１の受光面の上方にカラーフィルタ４１１が配置されており、カラーセンサ素子３１とカラーフィルタ４１１の間にカラーフィルタ４１２が配置されており、カラーフィルタ４１１とカラーフィルタ４１２の間にカラーフィルタ４１３が配置されている。これにより、光学系１１で結像された被写体の光学像は、カラーフィルタ４１１と、カラーフィルタ４１３と、カラーフィルタ４１２との順に透過して、カラーセンサ素子３１に入射する。すなわち、第１の波長帯かつ第２の波長帯かつ第３の波長帯の光のみがカラーセンサ素子３１に入射する。
【００３１】
カラーセンサ画素２２（第２のカラーセンサ画素）は、カラーセンサ素子３２（第２のカラーセンサ素子）と、カラーフィルタ群４２とを有する。カラーフィルタ群４２は、カラーセンサ素子３２の受光面の上方に配置されている。また、カラーフィルタ群４２は、第１の材料で生成され、第１の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４２１（第３のカラーフィルタ）と、第３の材料で生成され、第２の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４２２と、第２の材料で生成され、第４の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４２３（第４のカラーフィルタ）とを有する。カラーフィルタ４２３は、カラーフィルタ４１３よりも厚いカラーフィルタである。そのため、カラーフィルタ４１３が透過する光の波長帯と、カラーフィルタ４２３が透過する光の波長帯とは異なる。
【００３２】
カラーフィルタ４２１と、カラーフィルタ４２２と、カラーフィルタ４２３とは重なった状態で配置されている。具体的には、カラーセンサ素子３２の受光面の上方にカラーフィルタ４２１が配置されており、カラーセンサ素子３２とカラーフィルタ４２１の間にカラーフィルタ４２２が配置されており、カラーフィルタ４２１とカラーフィルタ４２２の間にカラーフィルタ４２３が配置されている。これにより、光学系１１で結像された被写体の光学像は、カラーフィルタ４２１と、カラーフィルタ４２３と、カラーフィルタ４２２との順に透過して、カラーセンサ素子３２に入射する。すなわち、第１の波長帯かつ第２の波長帯かつ第４の波長帯の光のみがカラーセンサ素子３２に入射する。
【００３３】
カラーセンサ画素２３は、カラーセンサ素子３３と、カラーフィルタ群４３とを有する。カラーフィルタ群４３は、カラーセンサ素子３３の受光面の上方に配置されている。また、カラーフィルタ群４３は、第１の材料で生成され、第１の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４３１と、第３の材料で生成され、第２の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４３２と、第２の材料で生成され、第５の波長帯の波長の光のみを透過するカラーフィルタ４３３とを有する。カラーフィルタ４３３は、カラーフィルタ４２３よりも厚いカラーフィルタである。そのため、カラーフィルタ４２３が透過する光の波長帯と、カラーフィルタ４３３が透過する光の波長帯とは異なる。
【００３４】
カラーフィルタ４３１と、カラーフィルタ４３２と、カラーフィルタ４３３とは重なった状態で配置されている。具体的には、カラーセンサ素子３３の受光面の上方にカラーフィルタ４３１が配置されており、カラーセンサ素子３３とカラーフィルタ４３１の間にカラーフィルタ４３２が配置されており、カラーフィルタ４３１とカラーフィルタ４３２の間にカラーフィルタ４３３が配置されている。これにより、光学系１１で結像された被写体の光学像は、カラーフィルタ４３１と、カラーフィルタ４３３と、カラーフィルタ４３２との順に透過して、カラーセンサ素子３３に入射する。すなわち、第１の波長帯かつ第２の波長帯かつ第５の波長帯の光のみがカラーセンサ素子３３に入射する。
【００３５】
次に、カラーフィルタ群４１の分光特性について説明する。図４は、本実施形態におけるカラーセンサ画素２１が有するカラーフィルタ群４１の分光特性（光の透過率）を示したグラフである。図示するグラフの横軸は光の波長を示しており、縦軸は光の透過率を示している。曲線４０１は、カラーフィルタ群４１が有するカラーフィルタ４１１の分光特性を示している。また、曲線４０２は、カラーフィルタ群４１が有するカラーフィルタ４１２の分光特性を示している。また、曲線４０３は、カラーフィルタ群４１が有するカラーフィルタ４１３の分光特性を示している。また、曲線４０４は、カラーフィルタ４１１と、カラーフィルタ４１２と、カラーフィルタ４１３とを重ね合わせた分光特性、すなわちカラーフィルタ群４１の分光特性を示している。
【００３６】
図示するとおり、カラーフィルタ４１１と、カラーフィルタ４１２と、カラーフィルタ４１３とを重ね合わせることで、カラーフィルタ群４１は、曲線４０４に示す分光特性を得ることができる。
【００３７】
次に、カラーフィルタ群４１が有するカラーフィルタ４１３の分光特性と、カラーフィルタ群４２が有するカラーフィルタ４２３の分光特性について説明する。図５は、本実施形態におけるカラーフィルタ群４１が有するカラーフィルタ４１３の分光特性と、カラーフィルタ群４２が有するカラーフィルタ４２３の分光特性とを示したグラフである。
【００３８】
図示するグラフの横軸は光の波長を示しており、縦軸は光の透過率を示している。曲線５０１は、カラーフィルタ群４１が有するカラーフィルタ４１３の分光特性を示している。また、曲線５０２は、カラーフィルタ群４２が有するカラーフィルタ４２３の分光特性を示している。カラーフィルタ４１３とカラーフィルタ４２３とは、同一の材料で構成されているが、厚さは異なる。カラーフィルタ４１３とカラーフィルタ４２３との厚さを比較すると、カラーフィルタ４２３の方が厚い。そのため、図示するように、カラーフィルタ４１３を透過する光の波長よりも、カラーフィルタ４２３を透過する光の波長の方が長い。また、カラーフィルタの厚さのみを変更しているため、カラーフィルタ４１３を透過する光の波長と、カラーフィルタ４２３を透過する光の波長との差は小さい。そのため、カラーフィルタの厚さを変更することで、カラーフィルタの分光特性を、興味の波長帯に応じて細かく変更することができる。
【００３９】
次に、カラーフィルタ群４１の分光特性と、カラーフィルタ群４２の分光特性について説明する。図６は、本実施形態におけるカラーフィルタ群４１の分光特性と、カラーフィルタ群４２の分光特性とを示したグラフである。図示するグラフの横軸は光の波長を示しており、縦軸は光の透過率を示している。曲線６０１は、カラーフィルタ群４１の分光特性を示している。また、曲線６０２は、カラーフィルタ群４２の分光特性を示している。図示するように、カラーフィルタ群４１が透過する光の波長よりも、カラーフィルタ群４２が透過する光の波長の方が長い。
【００４０】
このように、カラーフィルタ群４１が有するカラーフィルタ４１３の厚さを、カラーフィルタ群４２が有するカラーフィルタ４２３の厚さに変更することで、曲線６０１に示すような分光特性から曲線６０２に示すような分光特性に細かく変化させることができる。すなわち、カラーフィルタ群が有するカラーフィルタの厚さを変更することで、目的の色情報に対応する波長を基準とし、その色情報のばらつきを抽出できる所定の範囲の波長帯（興味の波長帯）に、カラーセンサ画素が検出する光の波長分布のピーク値が含まれるように、カラーフィルタ群の分光特性を細かく変更することができる。
【００４１】
図７は、図２に示したカラーセンサ１２の分光特性の例を示している。以下、曲線７０１で示した第１の興味の波長帯と、曲線７０２で示した第２の興味の波長帯とが、興味の被写体の分光特性を特徴付ける波長帯である例について説明する。本実施形態では、カラーセンサ画素２１の分光特性（曲線７１１）と、カラーセンサ画素２２の分光特性（曲線７１２）と、カラーセンサ画素２３の分光特性（曲線７１３）を調整し、カラーセンサ画素２１〜２３の出力を得ることで、第１の興味の波長帯（曲線７０１）の光を検知する。
【００４２】
また、カラーセンサ画素２４の分光特性（曲線７１４）と、カラーセンサ画素２５の分光特性（曲線７１５）と、カラーセンサ画素２６の分光特性（曲線７１６）を調整し、カラーセンサ画素２４〜２６の出力を得ることで、第２の興味の波長帯（曲線７０２）の光を検知する。なお、カラーセンサ画素２４〜２６も、カラーセンサ画素２１〜２３と同様に、それぞれ、第１の材料で生成されたカラーフィルタと、第２の材料で生成されたカラーフィルタと、第３の材料で生成されたカラーフィルタとを有する。
【００４３】
そのため、カラーセンサ画素２１〜２６が有する各フィルタの厚みとフィルタの重ね合わせとを調整することで、カラーセンサ画素２１〜２６の分光特性を、容易に興味の分光特性にすることができる。このように、興味の波長の前後（興味の波長帯）に細かく分光特性を持ったカラーセンサ画素２１〜２６を持ったカラーセンサ１２を形成することで、興味のスペクトル情報を高精度に検出することが可能になる。
【００４４】
上述したとおり、本実施形態によれば、カラーセンサ１２が備えるカラーセンサ画素２１〜２６は、それぞれ、第１の材料で生成されたカラーフィルタと、第２の材料で生成されたカラーフィルタと、第３の材料で生成されたカラーフィルタとを有する。そして、カラーセンサ画素２１〜２６が有する各カラーフィルタの厚さを調整することで、容易に各カラーセンサ画素の分光特性を細かく変化させることができる。これにより、カラーセンサ１２は、興味のスペクトル情報を高精度に得ることができる。従って、カラーセンサ１２を有する撮像装置１は、より簡単な構成で、興味のスペクトル情報をより高精度に得ることができる。
【００４５】
また、画像処理部１４は、カラーセンサ１２が高精度に検出した被写体のスペクトル情報に基づいて、入射した光の種類を判断する。そのため、画像処理部１４は、入射した光の種類をより高精度に判断できるため、ＲＧＢイメージセンサ１３が取得した被写体の画像をより高精度に補正し、画像データとして出力することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態における撮像装置２は、カラーセンサ１２の前面にピンホールを配置している。図８は、本実施形態における撮像装置２の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像装置２は、光学系１５と、カラーセンサ１２と、ＲＧＢイメージセンサ１３と、画像処理部１４とを備える。また、光学系１５は、対物レンズ１１１と、ミラー１１２と、ピンホール１１３（ピンホール光学系）とを有する。ピンホール１１３は光を透過しない材質で構成された板状の部材であり、一点に穴が空いている。これにより、ピンホール１１３は、入射した光の一部のみを透過させる。
【００４７】
サンプル５０に照射された光は、対物レンズ１１１を通して、ミラー１１２で２方向に分割される。そして、ミラー１１２で分割された一方の光はＲＧＢイメージセンサ１３で受光され、他方の光はピンホール１１３に入射し、ピンホール１１３の穴を通過した光のみがカラーセンサ１２で受光される。
【００４８】
これにより、ピンホール１１３の穴を通過した光のみがカラーセンサ１２で受光されるため、ピンホール１１３の穴の大きさ及び位置を変更することで、カラーセンサ１２は、サンプル５０の視野範囲を限定してスペクトル情報を取得することが可能になる。従って、本実施形態の撮像装置２は、サンプル５０の興味の部位のみのスペクトル情報を取得することが可能になる
【００４９】
また、画像処理部１４は、カラーセンサ１２が検出したサンプル５０の興味の部分のみのスペクトル情報に基づいて、入射した光の種類を判断する。そのため、画像処理部１４は、サンプル５０の興味の部分に照射された光の種類を判断できるため、ＲＧＢイメージセンサ１３が取得したサンプル５０の画像を、興味の部分に特化して補正し、画像データとして出力することができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態における撮像装置３は、カラーセンサ１２の前面に積分光学系を配置している。図９は、本実施形態における撮像装置３の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像装置３は、光学系１６と、カラーセンサ１２と、ＲＧＢイメージセンサ１３と、画像処理部１４とを備える。また、光学系１６は、対物レンズ１１１と、ミラー１１２と、積分球１１４（積分球光学系）とを有する。積分球１１４は、入射した光を混合して出力する。
【００５１】
サンプル５０に照射された光は、対物レンズ１１１を通して、ミラー１１２で２方向に分割される。そして、ミラー１１２で分割された一方の光はＲＧＢイメージセンサ１３で受光され、他方の光は積分球１１４に入射し、積分球１１４で均一に混ぜられた光がカラーセンサ１２で受光される。
【００５２】
これにより、積分球１１４ではサンプル５０のスペクトル情報（サンプル５０に照射された光）が均一に混ぜられるため、カラーセンサ１２は、サンプル５０のスペクトル情報をより正確に取得することが可能になる。従って、本実施形態の撮像装置３は、サンプル５０のスペクトル情報をより正確に取得することが可能になる。
【００５３】
また、画像処理部１４は、カラーセンサ１２がより正確に検出したサンプル５０のスペクトル情報に基づいて、入射した光の種類を判断する。そのため、画像処理部１４は、入射した光の種類をより正確に判断できるため、ＲＧＢイメージセンサ１３が取得したサンプル５０の画像をより正確に補正し、画像データとして出力することができる。
【００５４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態における撮像装置４は、カラーセンサ１２の前面にファイバー光学系を配置している。図１０は、本実施形態における撮像装置４の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像装置４は、光学系１７と、カラーセンサ１２と、ＲＧＢイメージセンサ１３と、画像処理部１４とを備える。また、光学系１７は、対物レンズ１１１と、ミラー１１２と、光ファイバー１１５（ファイバー光学系）とを有する。光ファイバー１１５は、入射した光を混合して出力する。
【００５５】
サンプル５０に照射された光は、対物レンズ１１１を通して、ミラー１１２で２方向に分割される。そして、ミラー１１２で分割された一方の光はＲＧＢイメージセンサ１３で受光され、他方の光は光ファイバー１１５に入射し、光ファイバー１１５で均一に混ぜられた光がカラーセンサ１２で受光される。
【００５６】
これにより、光ファイバー１１５ではサンプル５０のスペクトル情報（サンプル５０に照射された光）が均一に混ぜられるため、カラーセンサ１２は、サンプル５０のスペクトル情報をより正確に取得することが可能になる。また、撮像装置４に光ファイバー１５を設けるためのスペース（領域）は小さくても良い。従って、本実施形態の撮像装置４は、省スペースの構成で、サンプル５０のスペクトル情報をより正確に取得することが可能になる。
【００５７】
また、画像処理部１４は、カラーセンサ１２がより正確に検出したサンプル５０のスペクトル情報に基づいて、入射した光の種類を判断する。そのため、画像処理部１４は、入射した光の種類をより正確に判断できるため、ＲＧＢイメージセンサ１３が取得したサンプル５０の画像をより正確に補正し、画像データとして出力することができる。
【００５８】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態における撮像装置５は、ＲＧＢイメージセンサ１３の中にカラーセンサ１２が配置されている。図１１は、本実施形態のＲＧＢイメージセンサ１３とカラーセンサ１２の配置を示した概略図である。図示する例では、ＲＧＢイメージセンサ１３が有するＲＧＢ画素のベイヤ配列の中に、周期的にカラーセンサ１２が配置されている。具体的には、ベイヤ画素１３０の上から３行目に、カラーセンサ１２と、２つのベイヤ画素１３０とが交互に配置されている。なお、ベイヤ画素１３０は１つのＲ画素と２つのＧ画素と１つのＢ画素を備えた画素とする。
【００５９】
図１２は、本実施形態における撮像装置５の構成を示した概略図である。図示する例では、撮像装置５は、光学系１８と、カラーセンサ１２と、ＲＧＢイメージセンサ１３と、画像処理部１４とを備える。また、光学系１８は、対物レンズ１１１を有する。これにより、サンプル５０に照射された光は、対物レンズ１１１を通してＲＧＢイメージセンサ１３と、ＲＧＢイメージセンサ１３のベイヤ配列の中に配置されているカラーセンサ１２とで受光される。
【００６０】
カラーセンサ１２をＲＧＢイメージセンサ１３のベイヤ配列の中に周期的に配置する構成により、サンプル５０に照射された光を２つの方向に分割する必要は無くなるため、光学系１８の構成をより簡単な構成とすることができる。従って、本実施形態の撮像装置５は、より簡単な構成で、サンプル５０のスペクトル情報をより高精度に取得することが可能になる。
【００６１】
また、画像処理部１４は、カラーセンサ１２がより高精度に検出したサンプル５０のスペクトル情報に基づいて、入射した光の種類を判断する。そのため、画像処理部１４は、入射した光の種類をより高精度に判断できるため、ＲＧＢイメージセンサ１３が取得したサンプル５０の画像をより高精度に補正し、画像データとして出力することができる。
【００６２】
以上、この発明の第１の実施形態から第５の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００６３】
例えば、上述した例では、カラーセンサ画素は３枚のカラーフィルタを有する例を示したが、これに限らず、カラーセンサ画素は２枚以上のカラーフィルタを有していればよい。
【００６４】
また、上述した例では、カラーセンサは６つのカラーセンサ画素を有する例を示したが、これに限らず、カラーセンサは２つ以上のカラーセンサ画素を有していればよい。
【符号の説明】
【００６５】
１〜５・・・撮像装置、１１，１５〜１８・・・光学系、１２・・・カラーセンサ、１３・・・ＲＧＢイメージセンサ、１４・・・画像処理部、２０・・・半導体基板、２１〜２６・・・カラーセンサ画素、３１〜３３・・・カラーセンサ素子、４１〜４３・・・カラーフィルタ群、５０・・・サンプル、１１１・・・対物レンズ、１１２・・・ミラー、１１３・・・ピンホール、１１４・・・積分球、１１５・・・光ファイバー、１３０・・・ベイヤ画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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