(57)【要約】【課題】フィルタの分光特性やレンズの分光特性、受光素子の感度等を正確に測定する必要なしに正確な分光データを得ることが可能なマルチバンドカメラを提供する。【解決手段】互いに異なる波長を中心とする透過波長域を備えた４以上の透過領域を有するバンドパスフィルタと、二次元状に配列され、前記４以上の透過領域を透過した光を受光し受光信号を出力する複数の光電変換素子とを備え、前記バンドパスフィルタは、前記撮像波長領域内において一様な分光強度を有する光が、前記４以上の透過領域を透過して前記複数の光電変換素子に入射したとき、前記複数の光電変換素子から出力される前記４以上の透過領域を透過した前記光にそれぞれ対応する前記受光信号が略同一の信号レベルとなるように、前記複数の光電変換素子に入射する光の強度を波長ごとに調節することを特徴とするマルチバンドカメラ。【選択図】図１
2014075669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長を中心とする透過波長域を備えた４以上の透過領域を有するバンドパスフィルタと、
二次元状に配列され、前記４以上の透過領域を透過した光を受光し受光信号を出力する複数の光電変換素子とを備え、
前記バンドパスフィルタは、前記撮像波長領域内において一様な分光強度を有する光が、前記４以上の透過領域を透過して前記複数の光電変換素子に入射したとき、前記複数の光電変換素子から出力される前記４以上の透過領域を透過した前記光にそれぞれ対応する前記受光信号が略同一の信号レベルとなるように、前記複数の光電変換素子に入射する光の強度を波長ごとに調節することを特徴とするマルチバンドカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記バンドパスフィルタは、複数の光学薄膜を積層して構成されることを特徴とするマルチバンドカメラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記バンドパスフィルタが交換可能に取り付けられるフィルタ取付部を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記バンドパスフィルタを含む光学系が交換可能に取り付けられるレンズ取付部を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマルチバンドカメラにおいて、
所定の撮影条件ごとに前記複数の受光素子の前記受光出力を測定することにより作成された複数の校正データを記憶する記憶部と、
前記複数の校正データから撮影条件に基づいていずれかを選択し、当該選択された校正データに基づいて前記受光出力を補正する補正部と、
を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のマルチバンドカメラにおいて、
前記受光出力に基づいて前記撮像波長領域に対応する画像データを生成する画像データ生成部を備えることを特徴とするマルチバンドカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチバンドカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに異なる複数の波長バンドにおいて被写体を撮像し、被写体の分光データを取得するマルチバンドカメラが知られている。例えば特許文献１には、色分解フィルタとして液晶チューナブルフィルタ等のフィルタを用いた、色むらや光量むら等が除去されたマルチバンド画像撮影装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４５１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術には、各波長バンドでの受光素子の感度の違いにより、特に受光素子の感度の弱い所では、他のバンドと比較してダイナミックレンジが狭く、ノイズを含んだ画像データとなる問題があった。そのため、各波長バンドについて、カメラの露光量やゲインの調整、画像処理によるノイズ抑制パラメーターの調整をしなければ、正確な分光データが得られないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載のマルチバンドカメラは、互いに異なる波長を中心とする透過波長域を備えた４以上の透過領域を有するバンドパスフィルタと、二次元状に配列され、前記４以上の透過領域を透過した光を受光し受光信号を出力する複数の光電変換素子とを備え、前記バンドパスフィルタは、前記撮像波長領域内において一様な分光強度を有する光が、前記４以上の透過領域を透過して前記複数の光電変換素子に入射したとき、前記複数の光電変換素子から出力される前記４以上の透過領域を透過した前記光にそれぞれ対応する前記受光信号が略同一の信号レベルとなるように、前記複数の光電変換素子に入射する光の強度を波長ごとに調節することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、各波長バンドについて、カメラの露光量やゲインの調整、画像処理によるノイズ抑制パラメーターの調整をする必要なしに正確な分光データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用したマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】マルチバンドカメラ１が備える光学系の模式図である。
【図３】光学フィルタ１３および第３レンズ２３を被写体１１側から見た模式図である。
【図４】光学フィルタ１３の分光透過特性を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。
【図６】受光素子アレイ１７およびマイクロレンズアレイ１５の模式図である。
【図７】マルチバンドカメラ２が備える光学系の模式図である。
【図８】マイクロレンズによって撮像面状に形成される実像を示す図である。
【図９】校正データの作成方法を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。
【図１１】マルチバンドカメラ６の光学系の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。マルチバンドカメラ１は、第１レンズ２１、第２レンズ２２、光学フィルタ１３、４つの第３レンズ２３ａ〜２３ｄ、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄ、制御装置５１、メモリ５２、および表示装置５３を備える。
【０００９】
なお、図１では第１レンズ２１、第２レンズ２２、第３レンズ２３ａ〜２３ｄ等をそれぞれ１枚のレンズとして図示しているが、これらの各レンズを複数のレンズから成るレンズ群としてもよい。
【００１０】
光学フィルタ１３には、互いに異なる波長を透過波長域の中心とする４つの透過領域１４ａ〜１４ｄが設けられている。光学フィルタ１３の構成については後に詳述する。マルチバンドカメラ１内には、これら４つの透過領域１４ａ〜１４ｄにそれぞれ対応するように、４つの第３レンズ２３ａ〜２３ｄと、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄが設けられている。この受光素子アレイは１つの受光素子アレイを４分割して使用してもよい。
【００１１】
受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄはそれぞれ、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子であり、第３レンズ２３ａ〜２３ｄに対向する撮像面に複数の受光素子（光電変換素子）１６が二次元状に配列されている。各受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄは、撮像面に配列されている複数の受光素子１６の各々により受光した被写体光の光量に応じた受光信号を出力する。
【００１２】
制御装置５１は、ＣＰＵやその周辺回路から構成され、不図示の記憶媒体から所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、マルチバンドカメラ１全体を制御する。制御装置５１は更に、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄからそれぞれ出力された４つの受光信号に基づいて、所定の撮像波長領域におけるマルチバンド画像データを生成する。マルチバンド画像データとは、撮像波長領域に含まれる複数の波長バンド（波長域）毎の被写体の分光強度を記録したデータである。
【００１３】
メモリ５２は揮発性の記憶媒体である。制御装置５１は生成したマルチバンド画像データやマルチバンド画像データの生成に伴う一時データをメモリ５２に記憶させる。表示装置５３は、例えば液晶ディスプレイ等の表示画面を備えており、制御装置５１の制御に従って画像データなどを表示画面に表示する。
【００１４】
（光学系の説明）
図２は、マルチバンドカメラ１が備える光学系の模式図である。第１レンズ２１、第２レンズ２２、および光学フィルタ１３は、それぞれ光軸Ａｘに沿って配置されている。第１レンズ２１は、被写体１１の中間像１１ａを、第１レンズ２１と第２レンズ２２の間に結像させる。
【００１５】
この中間像１１ａは更に、第２レンズ２２と、光学フィルタ１３が有する４つの透過領域１４ａ〜１４ｄの各々とを介して、４つの第３レンズ２３ａ〜２３ｄの各々により、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの各々の撮像面に被写体像１１ｂとして結像される。例えば、被写体１１の光軸Ａｘ上の点Ｐからの光は、第１レンズ２１を透過して光軸Ａｘ上の点Ｐａを通過し、第２レンズ２２と４つの透過領域１４ａ〜１４ｄの各々とを通過した後に、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの各々の撮像面上の点Ｐｂに入射する。
【００１６】
図３は、光学フィルタ１３および第３レンズ２３を被写体１１側から見た模式図である。光学フィルタ１３は、２行２列に配列された４つの透過領域１４ａ〜１４ｄを備えている。各透過領域は遮光部材１８により隔てられている。遮光部材１８は、例えばクロムメッキされ、被写体１１からの光を遮光する。これにより、被写体１１からの被写体光が透過領域１４ａ〜１４ｄを透過せずに受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄに入射することはない。
【００１７】
４つの透過領域１４ａ〜１４ｄは、それぞれ異なる波長が透過波長域の中心となるように構成されている。本実施形態では、透過領域１４ａは３９０ｎｍ（ナノメートル）〜４９０ｎｍの波長の光を透過させ、透過領域１４ｂは４９０ｎｍ〜５９０ｎｍの波長の光を透過させる。同様に、透過領域１４ｃは５９０ｎｍ〜６９０ｎｍの波長の光を、透過領域１４ｄは６９０ｎｍ〜７９０ｎｍの波長の光を、それぞれ透過させる。
【００１８】
つまり、マルチバンドカメラ１の撮像波長領域は３９０ｎｍ〜７９０ｎｍであり、光学フィルタ１３は、撮像波長領域の光を、互いに異なる４つの波長バンドに分けて透過させることができる。
【００１９】
透過領域１４ａを透過した３９０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長を有する被写体光は、第３レンズ２３ａに入射し、受光素子アレイ１７ａの撮像面に像１１ｂを結ぶ。受光素子アレイ１７ａは、像１１ｂを撮像し、３９０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長バンドの被写体光に対応する受光信号を出力する。同様に、受光素子アレイ１７ｂ〜１７ｄは、それぞれ透過領域１４ｂ〜１４ｄを透過する波長バンドの被写体光に対応する受光信号を出力する。
【００２０】
つまり、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄは、被写体１１について、４つの波長バンドの各々に対応する受光信号を出力する。制御装置５１は、このようにして得られた４種類の受光信号に基づいて、周知の方法によりマルチバンド画像データを作成する。
【００２１】
（光学フィルタ１３の光学的特性の説明）
図４は、光学フィルタ１３の分光透過特性を説明する図である。精緻なマルチバンド画像データを作成するためには、４つの透過領域１４ａ〜１４ｄの各々に対して同一の強度を有する光が入射したとき、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄからは同一の信号レベルを有する受光信号が出力されることが望ましい。図４（ａ）は、この理想的な受光信号の出力を示したグラフであり、横軸が入射光の波長を、縦軸が当該入射光に応じて出力される受光信号の信号レベルをそれぞれ表している。
【００２２】
図４（ａ）に示すように、撮像波長領域全体に渡って均一な強度の被写体光が入射したとき、受光素子アレイ１７ａが出力する受光信号３０ａと、受光素子アレイ１７ｂが出力する受光信号３０ｂと、受光素子アレイ１７ｃが出力する受光信号３０ｃと、受光素子アレイ１７ｄが出力する受光信号３０ｄとは、それぞれ略同一の特性を有することが望ましい。
【００２３】
ところが、実際には、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの分高感度特性は、撮像波長領域全体に対して一様ではないため、図４（ａ）のような理想的な出力は得られない。受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの分光感度特性の一例を図４（ｂ）に示す。
【００２４】
そこで本実施形態のマルチバンドカメラ１は、光学フィルタ１３が有する４つの透過領域１４ａ〜１４ｄにおいて、被写体光の透過光量を調整することにより、図４（ａ）のような均一な受光信号が得られるようにしている。以下の説明では、そのような受光信号が得られるように構成された光学フィルタ１３を「最適化されている」と称する。
【００２５】
図４（ｃ）は、最適化された光学フィルタ１３の分光透過率を表すグラフであり、横軸が入射光の波長を、縦軸が当該入射光の透過率をそれぞれ表している。図４（ｃ）に示すように、透過領域１４ａの分光透過率３２ａと、透過領域１４ｂの分光透過率３２ｂと、透過領域１４ｃの分光透過率３２ｃと、透過領域１４ｄの分光透過率３２ｄと、はそれぞれピークの大きさが異なっている。これは、４つの透過領域１４ａ〜１４ｄが、受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの感度が低い波長領域の光を相対的に多く透過させ、受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの感度が高い波長領域の光は相対的に少なく透過させるようにしたものである。光学フィルタ１３をこのように構成することで、図４（ａ）に示した理想的なものに近い受光信号を得ることができる。
【００２６】
なお、上述の説明では、受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの分光感度特性について説明したが、実際には更に第１レンズ２１、第２レンズ２２，および第３レンズ２３の分光感度特性も考慮して光学フィルタ１３を設計する必要がある。つまり、光学フィルタ１３が有する４つの透過領域１４ａ〜１４ｄは、互いに異なる波長バンドを透過させるように構成されていると共に、同一の強度を有する各波長バンドの被写体光が光学系を透過して４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄに入射したとき、各受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄから出力される受光信号が同一の信号レベルとなるように、透過光の強度を波長ごとに調節するように構成されている。
【００２７】
従来の干渉フィルタ（例えばバンドパスフィルタなど）により波長毎の透過率を上述の説明のように細かく制御することは困難であるが、薄膜を数十から数百層に成膜することが可能であれば、図４（ｃ）のような透過率を有する光学フィルタ１３を製造することが可能である。例えば本願出願人は、ＳｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５の薄膜の高精度な多層積層構造を成膜できる自動誤差補正システムを、スパッタリング装置に適用し使用している。この自動誤差補正システムによれば、成膜後の誤差を計測してそれ以降の層の膜厚を修正していくことにより、数十〜数百層の成膜を高精度に行い、最終的な所望の分光透過特性（例えば図４（ｃ）に示すもの）に極限まで近づけていくことができる。
【００２８】
なお、干渉型の光学薄膜フィルタは入射角依存性があるので、光学フィルタ１３の設計の際には、あらかじめ被写体光の入射角を考慮しておくことが望ましい。
【００２９】
上述した第１の実施の形態によるマルチバンドカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）光学フィルタ１３は、互いに異なる波長を中心とする透過波長域を備えた４つの透過領域１４ａ〜１４ｄを有する。４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄはそれぞれ、二次元状に配列され、４つの透過領域１４ａ〜１４ｄを透過した光を受光し受光信号を出力する複数の光電変換素子を備える。光学フィルタ１３は、撮像波長領域内において一様な分光強度を有する光が、４つの透過領域１４ａ〜１４ｄを透過して複数の光電変換素子に入射したとき、複数の光電変換素子から出力される４以上の透過領域を透過した光にそれぞれ対応する受光信号が略同一の信号レベルとなるように、複数の光電変換素子に入射する光の強度を波長ごとに調節する。このようにしたので、フィルタの分光特性やレンズの分光特性、受光素子の感度等を正確に測定する必要なしに正確な分光データを得ることができる。
【００３０】
（２）光学フィルタ１３は、複数の光学薄膜を積層して構成される。このようにしたので、波長ごとの光の強度の調節を高精度に実現することが可能となる。
【００３１】
（３）制御装置５１は、受光出力に基づいて撮像波長領域に対応する画像データを生成する。このようにしたので、波長バンドごとの被写体の分光特性を高精度に得ることができる。
【００３２】
（４）４つの受光素子アレイ１７ａ〜１４ｄは、それぞれ異なる波長バンドの被写体光を受光し、当該波長バンドに対応する受光信号を出力する。このようにしたので、１回の撮影で４つの波長バンドに対応する被写体光の受光信号が得られ、１つの被写体の分光データを１回の撮影で得ることができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成要素については第１の実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３４】
マルチバンドカメラ２は、第１レンズ２１、第２レンズ２２、および光学フィルタ１３を備える交換レンズ４８と、交換レンズ４８が交換可能に取り付けられるマウント部４９を備えるカメラボディ５０とから構成される。マウント部４９は、例えばバヨネットマウント等の周知のマウント機構を有している。
【００３５】
本実施形態のマルチバンドカメラ２では、第１の実施の形態とは異なり、光学フィルタ１３は第１レンズ２１と第２レンズ２２との間における瞳の位置に設けられている。また、本実施形態において交換レンズ４８は交換可能であり、これに対応するため光学フィルタ１３は交換可能に設置されている。すなわち、光学フィルタ１３は複数の種類が存在し、交換レンズ４８には任意の光学フィルタ１３を設置できるような挿抜機構が設けられている。マルチバンドカメラ２の利用者は、交換レンズ４８を交換する際、カメラボディ５０および交換レンズ４８の組み合わせに応じた適切な光学フィルタ１３を選択して交換レンズ４８に設置する。
【００３６】
図６は、受光素子アレイ１７およびマイクロレンズアレイ１５の模式図である。本実施形態では、カメラボディ５０が、１つの受光素子アレイ１７と、受光素子アレイ１７の撮像面に面して設置されたマイクロレンズアレイ１５とを備えている。
【００３７】
マイクロレンズアレイ１５は、二次元状に配列された多数のマイクロレンズＭＬにより構成されている。各々のマイクロレンズＭＬは、受光素子アレイ１７が備える多数の受光素子１６のうち、少なくとも複数の受光素子１６を被覆する大きさを備えている。つまり、第１レンズ２１、光学フィルタ１３、第２レンズ２２をそれぞれ通過し、いずれか１つのマイクロレンズＭＬに入射した被写体光は、当該マイクロレンズＭＬに被覆されている複数の受光素子１６に入射する。
【００３８】
マイクロレンズアレイ１５は、撮像光学系の＋Ｚ側、且つ被写体１１の共役位置に配置されている。各々のマイクロレンズＭＬは円形で、その焦点距離は数十〜数百μｍ（マイクロメートル）程度である。なお、図６では正方配列した２５個のマイクロレンズＭＬを図示しているが、実際にはマイクロレンズアレイ１５はより多数のマイクロレンズＭＬを有している。また、マイクロレンズＭＬの形状および配列は一例であり、図６とは異なっていてもよい。例えば四角形や六角形のマイクロレンズＭＬを用いることもできるし、それらのマイクロレンズＭＬを千鳥配列にしてもよい。
【００３９】
（光学系の説明）
図７は、マルチバンドカメラ２が備える光学系の模式図である。以下、マルチバンドカメラ２の光学系について、図７に示した被写体１１上のある一点Ｐからの光束Ｌ１、Ｌ２を一例として説明する。なお図７には、理解を容易にするために光束Ｌ１、Ｌ２の主光線のみを描いている。また図７では、マイクロレンズアレイ１５と受光素子アレイ１７との間の距離を、実際よりも大きく誇張して図示している。
【００４０】
図７に示すように、被写体１１の一点Ｐからの光束Ｌ１、Ｌ２は、第１レンズ２１を透過して光学フィルタ１３に入射する。例えば、光束Ｌ１が光学フィルタ１３の透過領域１４ａを透過し、光束Ｌ２が光学フィルタ１３の透過領域１４ｃを透過する。このとき、光束Ｌ１に含まれる、波長領域が３９０ｎｍ〜４９０ｎｍの光のみが光学フィルタ１３を透過する。同様に、光束Ｌ２に含まれる、波長領域が５９０ｎｍ〜６９０ｎｍの光のみが光学フィルタ１３を透過する。
【００４１】
光学フィルタ１３を透過した光束Ｌ１、Ｌ２は、第２レンズ２２を透過してマイクロレンズアレイ１５上のある一点Ｐｃに入射する。ここで、マイクロレンズアレイ１５は被写体１１と共役位置に配置されているので、被写体１１の実像がマイクロレンズアレイ１５上に結像されることになる。なお、被写体１１側の第１レンズ２１のみを光軸Ａｘに沿って動かすことで、光学系の焦点調整が可能である。このため、同じ一点Ｐからの光束Ｌ１と光束Ｌ２とは共に、マイクロレンズアレイ１５が備える多数のマイクロレンズのうち、同一のマイクロレンズに入射する。
【００４２】
受光素子アレイ１７の撮像面に配列された各受光素子１６は、それぞれ光学フィルタ１３と共役位置もしくは共役位置近傍に配置されている。ここで、マイクロレンズＭＬの焦点距離ｆは第２レンズ２２の焦点距離よりも桁違いに短いので、透過領域１４ａ、１４ｃと共役な位置はマイクロレンズＭＬの焦点位置近傍である。さらに、マイクロレンズＭＬの焦点面もしくはその近傍に受光素子１６が配置されているので、透過領域１４ａ〜１４ｄの実像が各マイクロレンズＭＬにより受光素子１６の上に形成されることになる。
【００４３】
図８（ａ）は、マイクロレンズによって撮像面状に形成される実像をＺ方向（光軸Ａｘに沿った方向）から見た平面図である。図８（ａ）では、受光素子アレイ１７の撮像面に配列された受光素子１６と実像１３３に重ねて、実像１３３を結像させた特定のマイクロレンズＭＬ１の輪郭を模式的に図示している。また図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した実像１３３をＸ方向から見た断面図である。
【００４４】
図８に示すように、マイクロレンズＭＬ１は、受光素子アレイ１７の撮像面上に、光学フィルタ１３が備える透過領域１４ａ〜１４ｄの実像（共役像）１４０ａ〜１４０ｄを結像させる。なお、図８では透過領域１４ａ〜１４ｄの実像１４０ａ〜１４０ｄはそれぞれ４つの受光素子１６の上に結像しているが、透過領域１４ａ〜１４ｄの大きさ、マイクロレンズＭＬ１の倍率などによって、１つの受光素子１６にのみ結像することもあれば、４つ以外の数の受光素子１６の上に結像することもある。
【００４５】
透過領域１４ａの実像１４０ａは、透過領域１４ａを透過した光束から成る。換言すれば、透過領域１４ａの実像１４０ａが形成された４つの受光素子１６には、透過領域１４ａを透過した３９０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長領域の光が入射する。同様に、実像１４０ｂ〜１４０ｄは、それぞれ透過領域１４ｂ〜１４ｄを透過した光束から成り、対応する受光素子１６には各透過領域の分光透過特性に応じた波長領域の光が入射する。
【００４６】
制御装置５１は、被写体１１の波長特性を求めるために、まず透過領域１４ａを透過した光束Ｌ１のみが入射した受光素子１６の受光出力から、当該光束Ｌ１の波長特性を求める。そして、同様に他の透過領域１４ｂ〜１４ｄについても、当該透過領域を透過した光束が入射した受光素子１６の受光出力から、当該光束の波長特性を求める。
【００４７】
（マルチバンドカメラ２の校正方法の説明）
本実施形態のマルチバンドカメラ２は、交換レンズ４８や光学フィルタ１３が交換可能である。従って、各部の個体差等による誤差の影響を抑止するために、各波長領域の波長特性を測定するときに、受光素子アレイ１７から出力される受光信号の校正を行うことが好ましい。以下、制御装置５１による校正方法について説明する。
【００４８】
カメラボディ５０内の不図示の記憶媒体には、予め複数の校正データが記憶されている。各校正データは、それぞれ特定の撮影条件に対応するデータである。なお、本実施形態における撮影条件とは、照明条件と交換レンズ４８との組み合わせを指す。照明条件とは、例えば晴天下、曇天下など、被写体の照明光の特性を特定するための条件である。つまり、カメラボディ５０内の記憶媒体には、Ｍ種類の照明条件と、Ｎ種類の交換レンズ４８とが存在するとき、Ｍ×Ｎ個の校正データが記憶される。
【００４９】
制御装置５１は、波長特性の測定時、現在の撮影条件（すなわち照明条件と交換レンズ４８）を特定し、当該撮影条件に対応する校正データを記憶媒体から読み出す。そして、読み出した校正データと後述する補助校正データとに基づいて、受光素子アレイ１７から出力される受光信号を補正する。
【００５０】
図９は、校正データの作成方法を示す図である。校正データの作成時には、基準被写体として、色サンプル５が用意される。色サンプル５としては、例えばマンセルカラーチャートなどを用いる。照明装置４から色サンプル５に照明光を照射し、色サンプル５をマルチバンドカメラ２で撮影する（受光素子アレイ１７から受光信号を取得する）と共に、分光放射輝度計３により色サンプル５の反射スペクトルを測定する。
【００５１】
このとき、カメラボディ５０には、作成したい校正データに対応する交換レンズ４８を装着させておき、光学フィルタ１３は、当該交換レンズ４８およびカメラボディ５０に対応するものに交換しておく。また、照明装置４から照射される照明光は、作成したい校正データに対応する照明条件と合致する光とする。このようにして得られた受光信号と反射スペクトルとから、周知の方法によって、校正データを作成することができる。
【００５２】
次に、補助校正データについて説明する。
【００５３】
上述の通り、予め複数の撮影条件に対応する複数の校正データが用意されるが、あらゆる撮影条件に対応する校正データを予め用意しておくことはできない。そこで制御装置５１は、波長特性の測定時に、補助校正データと呼ぶ、現実の撮影条件（照明条件）に基づいて校正データの基となった撮影条件（照明条件）を補正するデータを用いて、波長特性の測定結果を更に補正する。
【００５４】
つまり、制御装置５１は波長特性の測定の際、まず（１）受光素子アレイ１７から受光信号を取得し、次に（２）その受光信号と校正データに基づいて、被写体の波長特性の測定結果を演算する。そして、（３）当該演算結果を補助校正データに基づき補正することで、最終的な測定結果を得る。
【００５５】
補助校正データは、現実の撮影と同一の照明条件下で作成される。まず、マルチバンドカメラ２を用いて、反射率が既知の標準白色板の波長特性を測定する。次に、その測定結果から、現在の撮影環境の照明スペクトルを演算する。そして、校正データ作成時の照明条件に対応する照明スペクトルと、現在の撮影環境の照明スペクトルとを比較することにより、補助校正データを作成する。このようにして補助校正データを作成し、波長特性の測定結果を補助校正データにより補正することで、不図示の記憶媒体に記憶させておく校正データの個数を削減することが可能である。
【００５６】
上述した第２の実施の形態によるマルチバンドカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）交換レンズ４８は、光学フィルタ１３が交換可能に取り付けられるように構成されている。このようにしたので、各光学系および受光素子アレイ１７の組み合わせに最適な光学フィルタ１３を常に利用することができる。
【００５７】
（２）マウント部４９は、交換レンズ４８が交換可能に取り付けられる。このようにしたので、被写体に応じた最適な光学系を選択することができ、マルチバンドカメラ２の利便性が向上する。
【００５８】
（３）不図示の記憶媒体には、所定の撮影条件ごとに受光素子アレイ１７の受光出力を測定することにより作成された複数の校正データが記憶される。制御装置５１は、複数の校正データから撮影条件に基づいていずれかを選択し、当該選択された校正データに基づいて受光素子アレイ１７からの受光出力を補正する。このようにしたので、分光データの精度を高めることができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るマルチバンドカメラの構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成要素については第１の実施の形態と同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
マルチバンドカメラ６は、光学フィルタ１３と、４つのレンズ２４ａ〜２４ｄと、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄとを備えている。光学フィルタ１３に設けられた４つの透過領域１４ａ〜１４ｄを通過した被写体光はそれぞれ、４つのレンズ２４ａ〜２４ｄの各々に入射する。４つのレンズ２４ａ〜２４ｄをそれぞれ通過した被写体光は、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの各々に入射する。
【００６１】
図１１は、マルチバンドカメラ６の光学系の構成を示す模式図である。透過領域１４ａを透過した被写体光は、レンズ２４ａを介して受光素子アレイ１７ａに入射する。レンズ２４ａから受光素子アレイ１７ａまでの空間は、壁部部材２５によって、他の３つのレンズ２４ｂ〜２４ｄおよび３つの受光素子アレイ１７ｂ〜１７ｄと隔絶されている。他の透過領域１４ｂ〜１４ｄについても同様である。
【００６２】
以上のように構成されたマルチバンドカメラ６では、第１の実施の形態のマルチバンドカメラ１と同様に、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄの各々から、それぞれ透過領域１４ａ〜１４ｄを透過する波長バンドの被写体光に対応する受光信号を得ることができる。つまり、４つの受光素子アレイ１７ａ〜１７ｄは、被写体１１について、４つの波長バンドの各々に対応する受光信号を出力する。制御装置５１は、このようにして得られた４種類の受光信号に基づいて、周知の方法によりマルチバンド画像データを作成する。
【００６３】
上述した第３の実施の形態によるマルチバンドカメラによれば、第１の実施の形態によるマルチバンドカメラと同様の作用効果が得られる。
【００６４】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００６５】
（変形例１）
上述した各実施形態では、３９０ｎｍ〜７９０ｎｍの撮像波長領域を互いに異なる４つの波長バンドに分割し、それら各波長バンドのデータを含むマルチバンド画像データを作成していた。本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、これ以外の撮像波長領域についてマルチバンド画像データを作成するようにしてもよいし、波長バンドの分割数は４つより多くてもよい。
【００６６】
（変形例２）
マルチバンド画像データの生成はマルチバンドカメラの内部で行われなくてもよい。例えば、マルチバンドカメラの外部に受光信号からマルチバンド画像データを生成する演算装置を設け、受光信号そのものを可搬性の記憶媒体や電気通信回線等によってマルチバンドカメラからその演算装置に入力するようにしてもよい。
【００６７】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１、２、６…マルチバンドカメラ、１３…光学フィルタ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…透過領域、１６…受光素子、１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ…受光素子アレイ、５１…制御装置、５２…メモリ、５３…表示装置
【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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