(57)【要約】【課題】ＲＧＢ画像と１以上の狭帯域画像とを同時に撮影する。【解決手段】結像面Ａにおいて結像された被写体からの光を集光するマイクロレンズアレイ２と、集光された光のうち特定の波長帯域の光を通過させるフィルタ３と、該フィルタ３を通過した光を撮影する撮像素子４とを備え、フィルタ３が、複数のＲＧＢフィルタ部３ａと狭帯域フィルタ部３ｂ３，３ｂ６とを配列してなり、撮像素子４が、複数の色波長取得領域と複数の狭帯域波長取得領域とを備え、マイクロレンズアレイ２が、各色波長取得領域に対応する複数の第１のマイクロレンズ２ａと、各狭帯域波長取得領域に対応する複数の第２のマイクロレンズ２ｂとを備えるとともに、各第１のマイクロレンズ２ａが、結像面Ａに結像された被写体からの光を１以上の色波長取得領域に到達させるように配置されている撮像モジュール１を提供する。【選択図】図１
2014006079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像面において結像された被写体からの光を集光するマイクロレンズアレイと、
該マイクロレンズアレイにより集光された光のうち特定の波長帯域の光を通過させるフィルタと、
該フィルタを通過した光を撮影する撮像素子とを備え、
前記フィルタが、ＲＧＢ波長帯域の光を通過する複数のＲＧＢフィルタ部と、ＲＧＢ波長帯域より狭い狭帯域波長の光を通過する複数の狭帯域フィルタ部とを配列してなり、
前記撮像素子が、前記ＲＧＢフィルタ部を通過した光を撮影する複数の色波長取得領域と、前記狭帯域フィルタ部を通過した光を撮影する複数の狭帯域波長取得領域とを備え、
前記マイクロレンズアレイが、各前記色波長取得領域に対応してそれぞれ配置された複数の第１のマイクロレンズと、各前記狭帯域波長取得領域に対応してそれぞれ配置された複数の第２のマイクロレンズとを備えるとともに、各前記第１のマイクロレンズが、前記結像面に結像された前記被写体からの光を１以上の前記色波長取得領域に到達させるように配置されている撮像モジュール。
【請求項２】
前記色波長取得領域と前記狭帯域波長取得領域とが同じ大きさを有し、
前記第１のマイクロレンズと前記第２のマイクロレンズとが同一の光学特性を有する請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項３】
前記撮像素子が、１以上の前記色波長取得領域と１以上の前記狭帯域波長取得領域とを含む撮像領域ユニットを２次元的に複数配列してなる請求項１または請求項２に記載の撮像モジュール。
【請求項４】
各前記撮像領域ユニットが、１個の前記色波長取得領域と、（ｎ２−１）個の前記狭帯域波長取得領域とをｎ行ｎ列に正方配列してなり、
前記第１のマイクロレンズと前記第２のマイクロレンズとが、１：（ｎ２−１）の割合で配列されている請求項３に記載の撮像モジュール。
ここで、ｎは２以上の整数である。
【請求項５】
前記第１のマイクロレンズが、ｎより大きい縮小倍率を有する請求項４に記載の撮像モジュール。
【請求項６】
各前記色波長取得領域が、各前記狭帯域波長取得領域より大きく形成され、
各前記第１のマイクロレンズが、各前記第２のマイクロレンズより小さな縮小倍率を有する請求項１に記載の撮像モジュール。
【請求項７】
各前記第１のマイクロレンズが、各前記第２のマイクロレンズより、前記撮像素子の撮像面から離間した位置に配置されている請求項６に記載の撮像モジュール。
【請求項８】
各前記色波長取得領域に対応する前記撮像素子の撮像面と、各前記狭帯域波長取得領域に対応する前記撮像素子の撮像面との間に段差がある請求項７に記載の撮像モジュール。
【請求項９】
各前記第２のマイクロレンズと各前記狭帯域フィルタ部との間に配置された絞りを備える請求項１から請求項８のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項１０】
各前記第２のマイクロレンズが、被写体からの光を集光して、略平行光として前記狭帯域フィルタ部に入射させる請求項１から請求項９のいずれかに記載の撮像モジュール。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の撮像モジュールと、
該撮像モジュールの複数の前記色波長取得領域によって取得された画像情報を合成してＲＧＢ画像情報を生成するＲＧＢ画像情報生成部と、
前記撮像モジュールの複数の前記狭帯域波長取得領域によって取得された画像情報を合成して狭帯域画像情報を生成する狭帯域画像情報生成部と、
該狭帯域画像情報生成部により生成された狭帯域画像情報と、前記ＲＧＢ画像情報生成部により生成されたＲＧＢ画像情報とを合成する画像合成部とを備える撮像装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の撮像モジュールと、
該撮像モジュールの複数の前記色波長取得領域によって取得された画像情報を合成してＲＧＢ画像情報を生成するＲＧＢ画像情報生成部と、
前記撮像モジュールの複数の前記狭帯域波長取得領域によって取得された画像情報を合成して狭帯域画像情報を生成する狭帯域画像情報生成部と、
該狭帯域画像情報生成部により生成された狭帯域画像情報と、前記ＲＧＢ画像情報生成部により生成されたＲＧＢ画像情報とを切り替えて出力する画像切替部とを備える撮像装置。
【請求項１３】
前記狭帯域画像情報生成部が、前記撮像モジュールの前記狭帯域波長取得領域によって同一の画素に対して取得された複数の波長帯域の画像情報に基づいて各画素における画素値のスペクトルを推定するスペクトル推定部と、観察したい波長帯域を設定する観察条件設定部とを備え、該観察条件設定部において設定された波長帯域の画素値を、前記スペクトル推定部において推定されたスペクトルから各画素について選択することにより狭帯域画像情報を生成する請求項１１または請求項１２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、撮像モジュールおよび撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、１６バンドのマルチスペクトルカメラによって、皮膚疾患等の特定スペクトルを抽出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、人の眼で判別しにくい微妙な色の変化を捉えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術においては、ＲＧＢカラー撮影用のデジタルカメラを用いて広帯域画像および狭帯域画像の撮影を行っており、ＲＧＢ画像は容易に得られるが、狭帯域画像については、複数色の照明を順次照射する必要があるため、撮影に時間がかかるという不都合がある。すなわち、動く被写体を撮影する場合には、ＲＧＢ画像と狭帯域画像との間あるいは狭帯域画像間で、被写体の形態が変化してしまうので、良好な合成画像を得ることができないという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ＲＧＢ画像と１以上の狭帯域画像とを同時に撮影することができる撮像モジュールおよび撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、結像面において結像された被写体からの光を集光するマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイにより集光された光のうち特定の波長帯域の光を通過させるフィルタと、該フィルタを通過した光を撮影する撮像素子とを備え、前記フィルタが、ＲＧＢ波長帯域の光を通過する複数のＲＧＢフィルタ部と、ＲＧＢ波長帯域より狭い波長帯域の光を通過する複数の狭帯域フィルタ部とを配列してなり、前記撮像素子が、前記ＲＧＢフィルタ部を通過した光を撮影する複数の色波長取得領域と、前記狭帯域フィルタ部を通過した光を撮影する複数の狭帯域波長取得領域とを備え、前記マイクロレンズアレイが、各前記色波長取得領域に対応してそれぞれ配置された複数の第１のマイクロレンズと、各前記狭帯域波長取得領域に対応してそれぞれ配置された複数の第２のマイクロレンズとを備えるとともに、各前記第１のマイクロレンズが、前記結像面に結像された前記被写体からの光を１以上の前記色波長取得領域に到達させるように配置されている撮像モジュールを提供する。
【０００７】
本態様によれば、被写体からの光は、結像面において一旦結像された後に、マイクロレンズアレイに入射されて集光され、フィルタを通過して撮像素子により撮影される。マイクロレンズアレイの内、複数の第１のマイクロレンズにより集光された光は、それぞれＲＧＢフィルタ部を通過させられた後に撮像素子の色波長取得領域により撮影される。一方、複数の第２のマイクロレンズにより集光された光は、それぞれ狭帯域フィルタ部を通過させられた後に撮像素子の狭帯域波長取得領域により撮影される。
【０００８】
したがって、色波長取得領域により取得された情報に基づいて、被写体のＲＧＢ画像を生成することができ、狭帯域波長取得領域により取得された情報に基づいて、被写体の狭帯域画像を生成することが可能となる。すなわち、被写体のＲＧＢ画像と狭帯域画像とを同時に取得することができ、これらを合成する場合に、動きのある被写体であってもブレのない鮮明な画像を取得することができる。
【０００９】
この場合において、結像面に結像された光は、いずれかの第１のマイクロレンズを通過して、いずれかの色波長取得領域に入射されるので、情報の欠落のないＲＧＢ画像を取得することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＲＧＢ画像と１以上の狭帯域画像とを同時に撮影することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像モジュールを示す縦断面図である。
【図２】図１の撮像モジュールの撮像素子と撮像領域ユニットおよびマイクロレンズの配列を説明する正面図である。
【図３】図２の撮像領域ユニットとマイクロレンズとの関係を説明する図である。
【図４】図１の撮像モジュールのフィルタにおけるＲＧＢフィルタ部および狭帯域フィルタ部の透過率特性を示す図である。
【図５】図１の撮像モジュールのフィルタにおけるＲＧＢフィルタ部の一例としてのＲＧＢベイヤ配列を示す図である。
【図６】図１の撮像モジュールを備えた本発明の一実施形態に係る撮像装置を示す全体構成図である。
【図７】図６の撮像装置の表示画像生成部の詳細を説明するブロック図である。
【図８】図６の撮像装置により取得された（ａ）ＲＧＢ画像例、（ｂ）狭帯域画像とＲＧＢ画像とを重畳した合成画像例をそれぞれ示す図である。
【図９】図１の撮像モジュールの変形例を示す縦断面図である。
【図１０】図６の表示画像生成部の変形例を示すブロック図である。
【図１１】図３の撮像領域ユニットおよびマイクロレンズの変形例を示す図である。
【図１２】図１１の撮像領域ユニットおよびマイクロレンズを有する撮像モジュールを示す縦断面図である。
【図１３】図１２の撮像モジュールの第１の変形例を示す縦断面図である。
【図１４】図１２の撮像モジュールの第２の変形例を示す縦断面図である。
【図１５】狭帯域フィルタ部であるエタロンにおける分光精度を向上するための第１の工夫を示す縦断面図である。
【図１６】狭帯域フィルタ部であるエタロンにおける分光精度を向上するための第２の工夫を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る撮像モジュール１および撮像装置１０について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る撮像モジュール１は、図１に示されるように、マイクロレンズアレイ２と、フィルタ３と、撮像素子４とを備えている。
【００１３】
撮像素子４は、図２に示されるように、ｍ×ｎ個の撮像領域ユニット（ＰｉＱｊ：ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ、ｍ，ｎは整数。）に分けられ、各撮像領域ユニットＰｉＱｊはさらに、図３に示されるように３×３＝９個の部分領域４ａ，４ｂに分けられている。各部分領域４ａ，４ｂには、これらの部分領域４ａ，４ｂに対応してマイクロレンズ（第１のマイクロレンズ２ａ、第２のマイクロレンズ２ｂ）が配置されている。
【００１４】
図３に示す例では、撮像素子４の全ての撮像領域ユニットＰｉＱｊにおいて、中央の部分領域４ａが、ＲＧＢ波長帯域の光を撮影する色波長取得領域（以下、色波長取得領域４ａとも言う。）であり、該色波長取得領域４ａの周囲の８個の部分領域４ｂが、ＲＧＢ波長帯域より十分に狭い８種類の波長帯域λ１〜λ８の光をそれぞれ撮影する狭帯域波長取得領域（以下、狭帯域波長取得領域４ｂとも言う。）である。なお、各撮像領域ユニットＰｉＱｊにおいて色波長取得領域４ａは中央に配置されている必要はなく、任意の位置に配置されていてもよい。
【００１５】
マイクロレンズアレイ２は、上述したように、撮像素子４の全ての部分領域４ａ，４ｂに対応して配列された同一の光学特性を有する複数のマイクロレンズ２ａ，２ｂを備えている。各部分領域４ａ，４ｂが、例えば、５０×５０画素により構成されているとすれば、１２００万画素の撮像素子４を用いる場合には、ｍ≒２６、ｎ＝２０となり、マイクロレンズ２ａ，２ｂの総数は、２６×２０×３×３＝４６８０個となる。
【００１６】
マイクロレンズアレイ２を構成する各マイクロレンズ２ａ，２ｂは、図１に示されるように、３倍の縮小倍率を有している。そして、後述する撮像レンズの結像面Ａと撮像素子４の撮像面Ｂとの間に、撮像面Ｂとの間の距離ｄ、結像面Ａとの距離３ｄをあけて配置されている。
【００１７】
フィルタ３は、撮像素子４の色波長取得領域４ａを覆うＲＧＢフィルタ部３ａと、他の８個の狭帯域波長取得領域４ｂの各々を覆う狭帯域フィルタ部３ｂ１〜３ｂ８とを備えている。
ＲＧＢフィルタ部３ａは、図５に示されるように、隣接する２×２個の画素に対して、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色フィルタを配置した、いわゆるＲＧＢベイヤ配列のフィルタである。各色フィルタは、図４に示されるように、比較的広波長帯域にわたる光を透過させるように構成されている。
【００１８】
狭帯域フィルタ部３ｂ１〜３ｂ８は、平行間隔をあけて配置された２つの平面に反射膜（図示略）が設けられた、いわゆる、エタロンと呼ばれる分光フィルタであり、図４に示されるように、極めて狭い波長帯域λ１〜λ８の光を選択的に透過することができ、反射膜の間隔によって、透過する波長帯域を異ならせることができるようになっている。８個の狭帯域波長取得領域４ｂに配置される各狭帯域フィルタ部３ｂ１〜３ｂ８は、例えば、反射膜の間隔を異ならせることにより、波長帯域λ１〜λ８の異なる光をそれぞれ透過させるようになっている。
【００１９】
このように構成された本実施形態に係る撮像モジュール１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る撮像モジュール１によれば、３×３個の部分領域４ａ，４ｂからなる撮像領域ユニットＰｉＱｊが行方向および列方向に繰り返して配列されているので、同一の波長帯域の光を透過させる同種のフィルタ部３ａ，３ｂ１〜３ｂ８は、いずれも、行方向および列方向のいずれに対しても３個毎の周期で配置されている。そして、マイクロレンズ２ａ，２ｂの縮小倍率が３倍に設定されているので、図１に示されるように、撮像レンズの結像面Ａに結像された被写体からの光は、全ての種類のフィルタ部３ａ，３ｂ１〜３ｂ８に対して、いずれかの波長取得領域４ａ，４ｂに到達する（図１では、波長帯域λ３，λ６およびＲＧＢについて表示し、他を省略している。）。
【００２０】
その結果、隣接する同種の波長取得領域４ａ，４ｂに結像される被写体の部分像に欠落が生ずることを防止することができる。すなわち、各色波長取得領域４ａにより取得された被写体の部分像を合成することにより、撮像レンズの結像面Ａに結像された被写体の像全体の欠落のないＲＧＢ画像信号を取得することができる。また、波長帯域λ１〜λ８の各狭帯域波長取得領域４ｂにより取得された被写体の部分像を合成することにより、撮像レンズの結像面Ａに結像された被写体の像全体の８種類の欠落のない狭帯域画像信号を取得することができる。
【００２１】
そして、本実施形態に係る撮像モジュール１によれば、撮像レンズの結像面Ａに結像された被写体の像をマイクロレンズアレイ２によって複数の部分像に分割し、撮像素子４の複数の波長取得領域４ａ，４ｂによって多重に取得するので、被写体のＲＧＢ画像と狭帯域画像とを同時に取得することができる、その結果、これらＲＧＢ画像と狭帯域画像とを合成する場合に、動きのある被写体であってもブレのない鮮明な画像を取得することができるという利点がある。
【００２２】
次に、上記実施形態に係る撮像モジュール１を備えた撮像装置１０について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る撮像装置１０は、図６に示されるように、被写体からの光を集光して結像面Ａに結像させる撮像レンズ１１と、上記撮像モジュール１と、画像処理部１２と、ファインダ１３と、モニタ１４と、観察条件設定部１５とを備えている。
【００２３】
画像処理部１２は、撮像モジュール１の撮像素子４により取得されたアナログ信号からなる画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１６と、撮像素子４の同種の波長取得領域４ａ，４ｂにより取得された画像信号を結合して、ＲＧＢ画像情報と、８個の狭帯域画像情報とを生成する画像結合処理部（ＲＧＢ画像情報生成部、狭帯域画像情報生成部）１７と、生成された画像情報を一時記憶するバッファ１８と、該バッファ１８に記憶された画像情報を用いて、表示用の画像情報を生成する表示画像生成部１９とを備えている。
【００２４】
表示画像生成部１９は、ＲＧＢ画像情報を処理するＲＧＢ画像処理部２０と、該ＲＧＢ画像処理部２０において処理されたＲＧＢ画像情報と狭帯域画像情報とを合成する狭帯域画像処理部２１とを備えている。
観察条件設定部１５は、撮像素子４による画角や露出等の撮影条件や、８個の狭帯域画像情報のうちのいずれの波長帯域λ１〜λ８の狭帯域画像情報を合成するか等の観察条件を観察者によって指定させるようになっている。
【００２５】
ＲＧＢ画像処理部２０は、図７に示されるように、バッファ１８から送られてきたＲＧＢ画像情報に対してホワイトバランス補正処理を行うホワイトバランス補正部２２と、デモザイキング処理を行うＲＧＢデモザイキング部２３と、階調補正処理を行う階調補正部２４と、色補正処理を行う色補正部２５と、ノイズ除去処理を行うノイズ除去処理部２６とを備えている。ＲＧＢ画像処理部２０において処理されたＲＧＢ画像情報は、ファインダ１３および狭帯域画像処理部２１に出力されるようになっている。
【００２６】
狭帯域画像処理部２１は、観察条件設定部１５によって指定された波長帯域の狭帯域画像情報を選択する波長選択部２７と、該波長選択部２７において選択された狭帯域画像情報とＲＧＢ画像処理部２０から入力されてきたＲＧＢ画像情報とを合成する画像合成部２８とを備えている。
画像合成部２８において生成された合成画像は、モニタ１４に出力されるようになっている。
【００２７】
ファインダ１３は、例えば、電子ビューファインダであって、図示しない接眼部に設けられていて、ＲＧＢ画像処理部２０から送られてきたＲＧＢ画像を観察者の眼に提示するようになっている。
【００２８】
このように構成された本実施形態に係る撮像装置１０の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る撮像装置１０によれば、撮像レンズ１１によって集光された被写体からの光は、結像面Ａにおいて結像された後、撮像モジュール１のマイクロレンズアレイ２によって集光され、撮像素子４の複数の波長取得領域４ａ，４ｂによって、相互に重複した被写体の部分画像信号として取得される。
【００２９】
撮像素子４により取得された被写体の部分画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号に変換された後、画像結合処理部１７において、該部分画像信号を取得した波長取得領域毎に結合されて、ＲＧＢ画像情報および８個の狭帯域画像情報が生成される。画像結合処理部１７において生成されたＲＧＢ画像情報は、表示画像生成部１９内のＲＧＢ画像処理部２０に送られて、種々の処理を施され、表示用のＲＧＢ画像情報が生成される。生成されたＲＧＢ画像情報はファインダ１３および狭帯域画像処理部２１に送られる。
【００３０】
一方、画像結合処理部１７において生成された狭帯域画像情報は、表示画像生成部１９内の狭帯域画像処理部２１に送られる。
ファインダ１３に送られたＲＧＢ画像情報がファインダ１３に表示されることにより、観察者が画角や露出等の撮影条件を調節することができる。また、観察者は、観察条件設定部１５を介して、ＲＧＢ画像に重畳して観察したい波長帯域λ１〜λ８のいずれかを選択する。
【００３１】
観察条件設定部１５においては、ＲＧＢ画像に重畳して観察したい狭帯域画像の波長帯域の選択の他、狭帯域画像を重畳しないＲＧＢ画像を観察するか、ＲＧＢ画像を重畳することなく、選択した狭帯域画像のみを観察するか等を指定することができるようになっている。
【００３２】
観察条件設定部１５は、撮像モジュール１を制御する撮像制御部２９にも接続され、観察者が、観察条件設定部１５を介して観察条件を設定すると、撮像制御部２９が、設定された観察条件で被写体を撮影するように撮像モジュール１を制御し、ＲＧＢ画像信号および狭帯域画像信号が取得される。取得されたＲＧＢ画像信号および狭帯域画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号に変換された後、画像結合処理部１７においてＲＧＢ画像情報および８個の狭帯域画像情報が生成され、表示画像生成部１９に送られる。
【００３３】
表示画像生成部１９においては、ＲＧＢ画像処理部２０においてＲＧＢ画像情報が処理されてファインダ１３に送られるとともに、狭帯域画像処理部２１に送られる。また、狭帯域画像処理部２１においては、観察条件設定部１５において、重畳すべき狭帯域画像情報の波長帯域が指定されている場合には、指定された波長帯域に対応する狭帯域画像情報が波長選択部２７において選択される。
【００３４】
そして、画像合成部２８においては、波長選択部２７において選択された狭帯域画像情報に、例えば、強調のための着色処理が施されて、ＲＧＢ画像処理部２０から送られてきたＲＧＢ画像情報が合成される。画像合成部２８において合成された合成画像はモニタ１４に出力されて表示される。
【００３５】
図８（ａ）に、ＲＧＢ画像のみを表示した場合、図８（ｂ）にＲＧＢ画像に、所定の波長帯域（例えば、中心波長５５０ｎｍ、波長幅１０ｎｍ）の狭帯域画像を強調して重畳した場合のそれぞれの概念図を示す。図８（ａ）のＲＧＢ画像のみでは鮮明ではなかった手の甲の皮膚疾患が、図８（ｂ）では鮮明に可視化されている。
【００３６】
この場合において、本実施形態に係る撮像装置１０によれば、ＲＧＢ画像情報を構成しているＲＧＢ画像信号と、狭帯域画像情報を構成している狭帯域画像信号とが撮像モジュール１によって同時に取得されているので、これらの画像情報が重畳されても、画像間の位置ズレが発生せず、ブレのない鮮明な合成画像を得ることができるという利点がある。また、本実施形態に係る撮像装置１０によれば、上記撮像モジュール１によって、ＲＧＢ画像情報も狭帯域画像情報も欠落なく取得されているので、被写体の情報を見落とすことなく観察することができるという利点がある。
【００３７】
なお、本実施形態に係る撮像モジュール１においては、全てのマイクロレンズ２ａ，２ｂを同一の光学特性を有するものとして、縮小倍率を３倍に設定したが、これに代えて、図９に示されるように３より若干大きな縮小倍率、例えば、３．１倍（これに限定されるものではない。）としてもよい。このようにすることで、同種の波長取得領域４ａ，４ｂにより取得される被写体の像に相互に重複する部分を持たせることができ、さらに確実に像の欠落を防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態に係る撮像装置１０においては、表示画像生成部１９に備えられる狭帯域画像処理部２１が、ＲＧＢ画像情報と、選択された狭帯域画像情報とを重畳するように合成する画像合成部２８を有するものを例示した。この画像合成部２８に代えて、ＲＧＢ画像情報と狭帯域画像情報とをモニタ１４に切り替えて出力する画像切替部（図示略）を有するものを採用してもよい。このようにすることで、動きのある被写体を撮影する場合であっても、切り替えた画像間で位置ズレを発生することなく観察することができる。
【００３９】
また、上記撮像装置１０においては、狭帯域画像処理部２１内の波長選択部２７が単一の狭帯域画像情報を選択することとしたが、これに代えて、複数の狭帯域画像情報を選択し、画像合成部２８において合成することにしてもよい。例えば、表皮のメラニン画像やヘモグロビン画像等を生成したい場合、複数種類の狭帯域画像を合成して生成することができる。
【００４０】
また、画像合成部２８として、ＲＧＢ画像情報と狭帯域画像情報とを重畳した合成画像を生成する場合を例示したが、並列に表示されるように合成するものを採用してもよい。
また、本実施形態においては、撮像モジュール１が８個の狭帯域画像を取得することとしたが、図１０に示されるように、狭帯域画像処理部２１が、取得された８個の波長帯域の狭帯域画像から各画素における他の波長帯域における画素値を推定するスペクトル推定部３０を有していてもよい。
【００４１】
すなわち、スペクトル推定部３０は、各画素において、８個の異なる波長帯域の画素値を元に他の波長帯域における画素値を推定するので、波長選択部２７において、８個の波長帯域以外の波長帯域を指定しても、スペクトル推定部３０により推定された画素値を用いて、他の指定された波長帯域の狭帯域画像を選択することができる。
【００４２】
また、本実施形態においては、全てのマイクロレンズ２ａ，２ｂが同一の光学特性を有する場合を例示して説明したが、図１１に示されるように、４×４＝１６個の部分領域４ａ，４ｂからなる撮像領域ユニットＰｉＱｊを採用し、色波長取得領域４ａを狭帯域波長取得領域４ｂの４倍の広さとなるように設定し、色波長取得領域４ａに対応するマイクロレンズ（第１のマイクロレンズ）２ａと、狭帯域波長取得領域４ｂに対応するマイクロレンズ（第２のマイクロレンズ）２ｂとで異なる光学特性のものを採用してもよい。
【００４３】
このようにすることで、色波長取得領域４ａとして、撮像素子４全体の１／４の画素を使用することができ、図３の場合に撮像素子４全体の１／９の画素を使用していたのと比較して、取得されるＲＧＢ画像の解像度を向上することができる。すなわち、より高解像度のＲＧＢ画像を取得することが可能となる。
そして、この場合に、第１のマイクロレンズ２ａとしては、図１２に示されるように、２倍の縮小倍率を有するものを採用することで、欠落のないＲＧＢ画像を取得することができる。
【００４４】
一方、第２のマイクロレンズ２ｂとして、２倍の縮小倍率を有するものを使用したのでは欠落が発生してしまうので、４倍の縮小倍率を有するものを採用する必要がある。このようにすると、図１２に示されるように、第１のマイクロレンズ２ａの焦点位置を撮像レンズ１１の結像面Ａに一致させると、ＲＧＢ画像としては被写体にピントの合った画像を取得することができるが、その場合には、第２のマイクロレンズ２ｂの焦点位置は結像面Ａからずれた他の平面Ｃに配置されてしまい、狭帯域画像はピントのずれたものとなってしまう。
【００４５】
このような構成も、蛍光観察のように高い解像度を要求されず、信号の有無を検出することが必要な場合には採用することができる。また、狭帯域波長取得領域４ｂは撮像素子４全体の１／１６となり、色波長取得領域４ａと比較して１／４の解像度となっているが、蛍光観察等の高い解像度が必要とされない用途では有効である。
【００４６】
しかし、狭帯域画像としてもピントの合った画像を取得することが好ましい場合には、図１３または図１４に示されるように、第１のマイクロレンズ２ａと第２のマイクロレンズ２ｂとで撮像素子４に対する光軸方向の位置関係を異ならせて、それぞれ、２倍と４倍の縮小倍率を達成しつつ、焦点位置を共通の撮像レンズ１１の結像面Ａに一致させることにすればよい。
【００４７】
すなわち、図１３に示す例では、第１，第２のマイクロレンズ２ａ，２ｂの光軸方向位置は揃えておき、撮像素子４の撮像面Ｂに段差を設け、色波長取得領域４ａと狭帯域波長取得領域４ｂとで光軸方向位置を異ならせることにしている。一方、図１４に示す例では、撮像素子４の撮像面Ｂの位置を揃えておき、第１のマイクロレンズ２ａと第２のマイクロレンズ２ｂの光軸方向位置を異ならせることにしている。
【００４８】
このようにすることで、縮小倍率が大きく焦点距離が短い第２のマイクロレンズを撮像面に近接させて、ピントのあった狭帯域画像を取得することが可能となる。また、図１３のようにマイクロレンズ２ａ，２ｂの光軸方向位置を揃えることにより製造を容易にすることができる。
【００４９】
また、上記各実施形態においては、狭帯域波長取得領域４ｂを覆う位置に配置された狭帯域フィルタ部３ｂ１〜３ｂ１２として、エタロンを例示したが、エタロンは光の入射角に応じて透過する波長が変化するので、可能な限り９０°に近い入射角で入射させることが好ましい。これを達成するために、図１５に示されるようにマイクロレンズ２ａ，２ｂと狭帯域フィルタ部３ｂ１〜３ｂ８との間に絞り３１を設け、フィルタ３に入射する光の入射角が９０°に近い光のみを入射させることにしてもよい。これにより、狭帯域フィルタ部３ｂ１〜３ｂ１２に入射する光の入射角度を９０°に近づけることができ、所望の波長帯域の光を精度よく通過させることが可能となる。
【００５０】
また、別の方法として、図１６に示されるように、マイクロレンズ２ａ，２ｂとして被写体からの光をコリメートして略平行光としてフィルタ３に入射させるものを採用してもよい。これによってもフィルタ３への光の入射角を略９０°に設定することができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る撮像モジュール１においては、３×３の部分領域４ａ，４ｂからなる撮像領域ユニットＰｉＱｊおよび４×４の部分領域４ａからなる撮像領域ユニットＰｉＱｊを例示したが、一般的には、ｎ×ｎ（ｎは２以上の整数）の部分領域４ａ，４ｂからなる撮像領域ユニットＰｉＱｊを繰り返し配列することにしてもよい。そして、撮像素子４全体の１／ｎ２の大きさの部分領域４ａ，４ｂに対応するマイクロレンズ２ａ，２ｂを採用する場合には、マイクロレンズ２ａ，２ｂの縮小倍率としてｎ倍の縮小倍率を採用すれば、欠落のない画像を取得することができ、ｎより大きい縮小倍率のマイクロレンズ２ａ，２ｂを採用することで、隣接する同種の波長取得領域４ａ，４ｂによって取得される画像どうしを部分的に重複させて、さらに確実に画像の欠落防止を図ることができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、ＲＧＢ画像信号および狭帯域画像信号の両方とも欠落のない信号を取得する場合について例示したが、ＲＧＢ画像信号のみの欠落防止を図り、狭帯域画像信号においては欠落の発生を容認してもよい。
【００５３】
また、本発明に係る撮像装置１０としては、図６および図７に示される全ての構成を有している必要はなく、撮像モジュール１と画像結合処理部１７と、画像合成部２８とを最低限備えていれば、本発明の作用効果を達成することができる。また、画像合成部２８に代えて、画像切替部を備えていても、本発明の作用効果を達成することができる。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ  結像面
１  撮像モジュール
２  マイクロレンズアレイ
２ａ  第１のマイクロレンズ
２ｂ  第２のマイクロレンズ
３  フィルタ
３ａ  ＲＧＢフィルタ部
３ｂ１〜３ｂ１２  狭帯域フィルタ部
４  撮像素子
４ａ  色波長取得領域
４ｂ  狭帯域波長取得領域
１０  撮像装置
１５  観察条件設定部
１７  画像結合処理部（ＲＧＢ画像情報生成部、狭帯域画像情報生成部）
２８  画像合成部
３０  スペクトル推定部
３１  絞り
【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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【図１６】
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