(57)【要約】【課題】複数の波長に対応する分光画像を同時に発生する分光装置又は発生した分光画像を記録する分光画像記録装置を提供する。【解決手段】分光装置は：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像２０６を生成する画像生成手段の一部としてのプリズム２０２と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段としての波長選択フィルタアレイ２０３と；を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスク２０１を備えている。分光画像記録装置は、これらに加えて、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段としての撮像素子２０５を備えている。【選択図】      図２
2004198439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え、
前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、
ことを特徴とする分光装置。
【請求項２】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、
ことを特徴とする分光装置。
【請求項３】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は視野マスクを備え、前記生成する複数の同一画像の結像面と前記視野マスクの像の両方を同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する、
ことを特徴とする分光装置。
【請求項４】
対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え、
前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項５】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項６】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えており、前記撮像素子の撮像面上に前記生成する複数の同一画像と前記視野マスクの像の両方を結像させる、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項７】
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項８】
前記画像生成手段は、光軸が前記光学系の光軸と平行でかつ各レンズの結像面が互いに一致するように配列された複数のレンズからなるレンズアレイを備えている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項９】
前記分光手段は、２次元的に配列された複数のフィルタを有する波長選択フィルタアレイを備えている、ことを特徴とする請求項１乃至３，７，８のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項１０】
前記視野マスクは複数の透光部あるいは開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３，及び７乃至９のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項１１】
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１２】
前記画像生成手段は、光軸が前記光学系の光軸と平行でかつ各レンズの結像面が互いに一致するように配列された複数のレンズからなるレンズアレイを備えている、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項１３】
前記分光手段は、２次元的に配列された複数のフィルタを有する波長選択フィルタアレイを備えている、ことを特徴とする請求項４乃至６，１１，１２のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１４】
前記視野マスクは複数の透光部あるいは開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項４乃至６，及び１１乃至１３のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１５】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項１６】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
特定の波長成分を選択的に透過させる複数種の波長選択フィルタからなる波長選択フィルタアレイで構成され、前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項１７】
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の分光画像記録装置。
【請求項１８】
前記画像生成手段により生成される画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、ことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１９】
前記光学系は対物レンズを含んでおり、前記視野マスクは前記対物レンズの結像面に配置されている、ことを特徴とする請求項１８に記載の分光画像記録装置。
【請求項２０】
前記視野マスクはその中央部分に長方形の開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の分光画像記録装置。
【請求項２１】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する記録手段と、を備え、
前記記録手段は、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を撮像するための固体撮像手段を有しており、前記画像生成手段及び前記分光手段は、前記固体撮像手段の各画素に対応した所定の波長を選択するフィルタからなる波長選択フィルタアレイにより構成される、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項２２】
前記波長選択フィルタアレイは、１６種類の波長選択フィルタを規則的に配列して構成されている、ことを特徴とする請求項２１に記載の分光画像記録装置。
【請求項２３】
前記波長選択フィルタアレイは、前記１６種類の波長選択フィルタを４×４の二次元に配列して基本ユニットとし、該基本ユニットを二次元方向に規則的に配列して構成されている、ことを特徴とする請求項２２に記載の分光画像記録装置。
【請求項２４】
前記固体撮像手段からの各画素に対応する画素信号のうち同一の波長成分を有する画素信号からの画像を構成する画像処理手段を備えた、ことを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の同一分光画像を同時に生成する分光装置と、発生した分光画像を記録する分光画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開平５−２４８９５５号公報に開示されているような分光装置及び分光画像記録装置（以下、従来例１と称する）が知られている。
【０００３】
従来例１の発明には、波長選択フィルタや回析格子等の分光手段によって選択された特定波長成分に基づいて、被写体像を撮影する方法が適用されている。このような方法を適用した従来例１の発明によれば、例えばフィルタを交換したり、回析格子へ入射する光の入射角を制御することによって、種々の波長成分に対応した撮像処理が行われることになる。
【０００４】
また、例えば特開昭６１−３５７４号公報や Canadian Journal of Remote   Sensing,vol.18,pp.233-242 (S.K.Babey and R.J.Soffer;1992) に開示されているような分光装置及び分光画像記録装置（以下、従来例２と称する）は、受光素子アレイによって取り込まれる光の波長成分が一方向に変化するように設定されている。このような従来例２の発明によれば、上記一方向に被写体像が移動するように被写体又は撮影装置本体を移動させながら、移動中の各時点で撮影を繰り返すことによって、分光画像が撮影されることになる。
【特許文献１】特開平５−２４８９５５号公報
【特許文献２】特開昭６１−３５７４号公報
【非特許文献１】Canadian Journal of Remote   Sensing,vol.18,pp.233-242 (S.K.Babey and R.J.Soffer;1992)
【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、従来例１，２の発明は、共に、複数の分光画像を同時に撮影することができない。このため、必要とする全ての分光画像データを得る場合には、複数回の撮影を繰り返さなければならない。この結果、撮影時間がかかるため、撮影効率が低下してしまうといった問題がある。
【０００６】
特に、従来例１の発明では、複数種の波長選択フィルタの交換制御、あるいは、回析格子の高精度な角度制御が必要となり、また、従来例２の発明では、被写体あるいは撮影装置本体を移動制御しながら撮影する必要がある。
【０００７】
このように、従来例１，２の発明では、共に何らかの駆動制御を行ないながら分光画像記録を行なう必要があるため、位置や形状等が時間的に変化する物体を記録対象とすることは不可能である。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされており、その目的は、複数の波長に対応する分光画像を同時に発生することができる分光装置又は発生した分光画像を記録できる分光画像記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明の分光装置は：対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え；前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、ことを特徴とする。
【００１０】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光装置はまた：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、ことを特徴とする。
【００１１】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光装置はまた：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；を備え、前記画像生成手段は視野マスクを備え、前記生成する複数の同一画像の結像面と前記視野マスクの像の両方を同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する、ことを特徴とする。
【００１２】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置は：対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と；を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え；前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、ことを特徴とする。
【００１３】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と；を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、ことを特徴とする。
【００１４】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と；を備え、前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えており、前記撮像素子の撮像面上に前記生成する複数の同一画像と前記視野マスクの像の両方を結像させる、ことを特徴とする。
【００１５】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と；撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と；を備え、前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、ことを特徴とする。
【００１６】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；特定の波長成分を選択的に透過させる複数種の波長選択フィルタからなる波長選択フィルタアレイで構成され、前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と；撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と；を備え、前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、ことを特徴とする。
【００１７】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた：光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と；前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と；前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する記録手段と；を備え、前記記録手段は、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を撮像するための固体撮像手段を有しており；前記画像生成手段及び前記分光手段は、前記固体撮像手段の各画素に対応した所定の波長を選択するフィルタからなる波長選択フィルタアレイにより構成される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上述した如く構成されたことを特徴とする本発明の分光装置によれば、複数の波長に対応する分光画像を同時に発生することができる。また、上述した如く構成されたことを特徴とする本発明の分光画像記録装置によれば、複数の波長に対応する分光画像を同時に発生することができ、さらに発生した分光画像を記録できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の分光装置及び分光画像記録装置について図１ないし図４を参照して説明する。
【００２０】
図１（ａ）には、本発明の第１の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成が概略的に示されている。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、入力画像に基づいて複数の同一画像を生成する画像生成手段１０１と、この画像生成手段１０１によって生成された複数の同一画像から特定の波長成分を抽出する分光手段１０２と、この分光手段１０２によって分光された複数の同一画像を記録する撮像手段１０３とを備えている。
【００２２】
このような構成によれば、画像生成手段１０１に入力された被写体画像は、複数の同一画像に分割された後、分光手段１０２に伝達される。分光手段１０２では、複数の同一画像を構成する個々の画像の波長成分から特定の波長成分を抽出して複数の同一分光画像１０４（図１（ｂ）参照）を生成する。そして、分光手段１０２によって生成された複数の同一分光画像１０４は、撮像手段１０３に伝達されることになる。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、分光手段１０２によって生成された複数の同一分光画像１０４は、例えば４つの同一画像に分割されており、且つ、２×２のマトリックス状に配列されている。
【００２４】
撮像手段１０３に伝達された複数の同一分光画像１０４は、撮像素子１１０によって取り込まれた後、一旦、画像データ格納部１１１内に格納される。そして、必要に応じてメモリ１１２に貯えられる。
【００２５】
ここで、撮像素子１１０によって取り込まれた複数の同一分光画像１０４に対応した複数の分光画像データ、あるいはメモリ１１２から呼び出されて画像データ格納部１１１に一時的に格納された複数の同一分光画像１０４に対応した複数の同一分光画像データは、画像データ転送部１１３を介して画像処理手段１２０に転送される。
【００２６】
画像処理手段１２０に転送された複数の同一分光画像データは、例えば４つの同一分光画像データ１２１（図１（ｃ）参照）に分割された後、夫々の同一分光画像データに解析処理が施される。
【００２７】
なお、本実施の形態の分光画像記録装置は、画像生成手段１０１及び分光手段１０２の構成に特徴を有しているため、後述する各実施の形態の説明では、その特徴部分について詳細に説明するが、撮像手段１０３及び画像処理手段１２０についてはその説明を省略する。
【００２８】
図２には、画像生成手段１０１としてプリズム２０２が適用された分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成が概略的に示されている。
【００２９】
図２に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された画像生成手段１０１（図１参照）は、視野マスク２０１と、光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が形成されたプリズム２０２と、レンズ２０４とを備えている。
【００３０】
プリズム２０２は、このプリズム２０２の各光屈折面によってレンズ２０４の瞳面が４分割されるように、レンズ２０４の瞳面近傍に設置されている。この結果、レンズ２０４の結像面に設置された撮像素子２０５上には、複数の同一画像が生成されることになる。
【００３１】
同図において、プリズム２０２には、４つの光屈折面が形成されており、撮像素子２０５上には、４つの同一画像の個々の画像が夫々異なる波長成分で構成される複数の同一分光画像２０６として形成されている場合が示されている。
【００３２】
視野マスク２０１には、その中央部付近に透光部又は開口部が形成されており、この遮光部又は開口部の形状や寸法は、撮像素子２０５上に生成される複数の同一画像の個々の画像が相互に重なり合わないように規定することが好ましい。
【００３３】
この視野マスク２０１を設置しない場合、撮像素子２０５上に生成される全ての同一画像は、プリズム２０２によって生じる光学的位置ずれを伴って、相互に重ね合わされてしまう。この結果、複数の同一画像を構成する個々の画像の画質が著しく劣化してしまうことになる。
【００３４】
なお、視野マスク２０１の設置位置は、複数の同一画像を構成する個々の画像の輪郭が明瞭になるように、被写体の近傍又はこの被写体と光学的に共役な位置に設置することが好ましい。
【００３５】
また、図２に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された分光手段１０２（図１参照）は、特定の波長成分を選択的に透過する複数種の波長選択フィルタ２１３から成る波長選択フィルタアレイ２０３によって構成されている。
【００３６】
波長選択フィルタ２１３としては、例えば干渉フィルタや多層膜フィルタや色フィルタ等のような特定の波長成分を選択する光学フィルタが該当する。
【００３７】
波長選択フィルタアレイ２０３は、プリズム２０２により分割された各々の光束位置に整合させるように、上記の複数種の波長選択フィルタ２１３を２次元的に配列して構成されている。
【００３８】
このような波長選択フィルタアレイ２０３の各フィルタ２１３は、複数の同一画像を構成する個々の画像に対応して光束が分割されている箇所（例えば、プリズム２０２の近傍であって且つ撮像素子２０５の物体側近傍、あるいは、これらプリズム２０２及び撮像素子２０５と光学的に共役な位置）に設置されている。
【００３９】
このような構成によれば、撮像素子２０５上に生成される複数の同一画像は、その個々の画像が互いに異なる波長成分を有する複数の同一分光画像２０６として形成されることになる。
【００４０】
しかしながら、図２に示すような構成において、被写体が分光画像記録装置に接近配置されている場合、視差に起因して、複数の同一画像を構成する個々の画像の視点が異なるため、複数の同一画像の夫々に空間構造に歪みが生じてしまうという欠点がある。
【００４１】
このような欠点を克服する手段としては、例えば、図３に示すように、対物レンズ３０１をその結像面が視野マスク２０１面と一致するように設置することが掲げられる。
【００４２】
このような構成によれば、レンズ２０４によって視野マスク２０１と撮像素子２０５とが光学的に共役な位置関係に規定されるため、被写体像と視野マスク２０１の像の両方を撮像素子２０５上に結像させることができると共に、視差の影響をも軽減することが可能となる。
【００４３】
このように本実施の形態によれば、複数の同一分光画像２０６を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。
【００４４】
図４には、画像生成手段１０１及び分光手段１０２（図１参照）として第１及び第２のカメラ用撮影レンズ４０１，４１１が適用された本実施の形態の分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成が概略的に示されている。
【００４５】
図４に示された光学系において、第１のカメラ用撮影レンズ４０１の結像面（フィルム面）に設置された視野マスク４０３には、その中央部分に長方形の開口部が形成されており、この視野マスク４０３は、その一端が第１のカメラ用撮影レンズ４０１に接合した第１の延長部材４０２の他端と第２の延長部材４０４の一端との間に挟持されている。
【００４６】
第２の延長部材４０４の他端には、プリズム４０５を設置するための第１のリング状部材４０７が接合されており、この第１のリング状部材４０７は、ビス（図示しない）を介して第２のリング状部材４１０に固定されている。
【００４７】
なお、第２のリング状部材４１０は、第２のカメラ用撮影レンズ４１１に固定されている。
【００４８】
これら第１及び第２のリング状部材４０７，４１０の間には、潤滑剤を介してリング状回動部材４０８が回動自在に挟持されており、この回動部材４０８は、光軸を回動中心として略数度の角度に亘って回動可能に構成されている。
【００４９】
また、図４に示された光学系において、回動部材４０８には、レバー４０９が取り付けられているため、第１及び第２のリング状部材４０７，４１０の外側から回動部材４０８を所定方向に回動させることができるように構成されていると共に、レバー４０９と回動部材４０８とを接続しているねじ（図示しない）を締め付けることによって、回動部材４０８を第１及び第２のリング状部材４０７，４１０に固定させることができるように構成されている。
【００５０】
このような光学系において、回動部材４０８には、光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が形成されたプリズム４０５（図２のプリズム２０２と同様の構成作用効果を奏する）と、特定の波長成分を選択的に透過する複数種の波長選択フィルタ（図２の波長選択フィルタ２１３と同様の構成作用効果を奏する）から成る波長選択フィルタアレイ４０６とが設けられている。
【００５１】
従って、このような回動部材４０８を所定方向に回動させることによって、プリズム４０５及び波長選択フィルタアレイ４０６の相対位置を微調整することができるため、第２の撮像レンズ４１１の結像面（フィルム面）に設置された撮像素子（図示しない）の画素配列と分光画像との位置関係を揃えることが可能となる。
【００５２】
なお、図４の光学系において、プリズム４０５が第２のカメラ用撮影レンズ４１１の瞳面近傍に設置されるように、第２のリング状部材４１０と第２のカメラ用撮影レンズ４１１とは、相互に位置決め接続されることが好ましい。また、通常の使用状態において、第２のカメラ用撮影レンズ４１１は、その結像面（フィルム面）に設置された撮像素子（図示しない）上に視野マスク４０３の像が結ぶように（即ち、プリズム４０５の光学的作用によって、撮像素子上に複数の視野マスク像が形成されるように）、調節保持されている。
【００５３】
このような構成において、第１のカメラ用撮影レンズ４０１によって取り込まれた被写体像は、第１のカメラ用撮影レンズ４０１の結像面（フィルム面）に設置された視野マスク４０３の面上に結像した後、撮像素子上に異なる波長成分を有する複数の同一分光画像となって形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図５を参照して説明する。なお、本実施の形態の説明に際し、第１の実施の形態と同一の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図５に示す分光画像記録装置において、レンズ２０４の瞳面近傍にプリズム２０２を設置することによって瞳面を分割し、分割された個々の光束中に波長選択フィルタアレイ２０３を整合させて分光する点は第１の実施の形態と同様である。
【００５６】
本実施の形態は、この第１の実施の形態の構成に加えて、撮像素子２０５の近傍に更に、波長選択フィルタ２１３と同種の分光特性を有する波長選択フィルタ５１１から成る波長選択フィルタアレイ５０１を増設することによって、再度分光を行なう点に特徴を有する。
【００５７】
波長選択フィルタアレイ２０３を構成する個々の波長選択フィルタ２１３で分光された光束は、夫々、プリズム２０２の光学的作用によって、撮像素子２０５上に位置ずれを伴って結像されることになるが、夫々の結像位置に個々の波長選択フィルタ５１１を位置付けることによって、波長成分の分離特性を向上させることが可能となる。
【００５８】
このような構成によれば、２つの波長選択フィルタアレイ２０３，５０１を構成する波長選択フィルタ２１３，５１１の分光特性を適切に選択することによって画像素子２０５上に複数の同一分光画像２０６を高精度に形成させることが可能となる。例えば、個々の波長選択フィルタ５１１が波長選択フィルタアレイ２０３を透過した種々の波長の光束のうちの一種類の光束のみを排他的に選択するように、個々の波長選択フィルタ５１１の分光透過率を設定することによって、複数の同一分光画像２０６の間の重なり合いを軽減させることが可能となる。
【００５９】
この結果、第１実施の形態で使用したような視野マスク２０１（図１及び図２参照）が不要となるため、この視野マスクを設置するためのリレー光学系等も不要となる。このため、光学系の構成を簡略化することができるため、分光画像記録装置の小型化及び軽量化が実現される。なお、本実施の形態の他の効果は、第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６０】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図６を参照して説明する。
【００６１】
図６に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、図２に示された第１の実施の形態と類似した構成を有するが、画像生成手段１０１（図１参照）としてプリズム２０２とレンズ２０４を使用する代わりに、複数のレンズ６１２から成るレンズアレイ６０２を波長選択フィルタアレイ６０３の近傍に配置させた点に特徴を有する。なお、本実施の形態において、撮像素子６０４は、複数のレンズ６１２の夫々の結像面に配置されている。
【００６２】
また、波長選択フィルタアレイ６０３は、複数種の波長選択フィルタ６１３（図２の波長選択フィルタ２１３と同様の構成作用効果を奏する）から構成されており、これら複数種の波長選択フィルタ６１３は、レンズアレイ６０２を構成する個々のレンズ６１２とこれらレンズ６１２の結像位置とを結ぶ夫々の光路中に位置決め挿入されている。
【００６３】
このような構成によれば、レンズアレイ６０２及び波長選択フィルタアレイ６０３によって撮像素子６０４上に生成された複数の同一画像は、その個々の画像が異なる波長成分を有する複数の同一分光画像６０５として形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。
【００６４】
なお、本実施の形態の場合でも、視野マスク６０１を図に示すように設置することによって、撮像素子６０４上における分光画像６０５の重なり合いを回避させる必要がある。この点に関しては、第１の実施の形態と同様に、視野マスク６０１の物体側に対物レンズ（図示しない）を設置することによって、視差の影響を軽減することが好ましい。また、第２の実施の形態と同様に、視野マスク６０１を設置する代わりに、撮像素子６０４の物体側に他の波長選択フィルタを増設することによって、分光画像６０５の間の重なり合いを軽減することも好ましい。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図７を参照して説明する。
【００６６】
図７に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された画像生成手段１０１（図１参照）は、４個のレンズ７１１から成るレンズアレイ７０１と、視野マスクアレイ７０３と、一対のレンズ７１３，７１４から成るリレー光学系７０４とを備えている。
【００６７】
レンズアレイ７０１は、ほぼ等しい焦点距離を有するレンズ７１１から構成されており、これらレンズ７１１は、２次元的に配列されている。
【００６８】
視野マスクアレイ７０３は、複数の透光部あるいは開口部（例えば短形開口）を備えて構成されており、これら複数の透光部あるいは開口部は、レンズアレイ７０１の個々のレンズ７１１と同様の配列ピッチで形成されている。
【００６９】
このような視野マスクアレイ７０３は、レンズアレイ７０１の結像面に設置されており、この位置に生成される被写体像及び視野マスクの開口像が、リレー光学系７０４を介して撮像素子７０５上に伝達されるように構成されている。
【００７０】
このような構成によれば、複数の同一画像を構成する個々の画像間の重なり合いを回避できるとともに、構成するレンズ等の組み合せ（同図では、一対のレンズ７１３、７１４の組み合わせ）によって、適宜結像倍率を変えることが可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された分光手段１０２（図１参照）は、特定の波長成分を選択的に透過する複数種の波長選択フィルタ７１２（図２の波長選択フィルタ２１３と同様の構成作用効果を奏する）から成る波長選択フィルタアレイ７０２によって構成されている。
【００７２】
波長選択フィルタ７１２としては、例えば干渉フィルタや多層膜フィルタや色フィルタ等のような特定の波長成分を選択する光学フィルタが該当する。
【００７３】
波長選択フィルタアレイ７０２は、視野マスクアレイ７０３の各開口位置に整合するように、上記の複数種の波長選択フィルタ７１２を２次元的に配列して構成されている。
【００７４】
このような波長選択フィルタアレイ７０２は、個々のレンズ７１１の近傍あるいは撮像素子７０５の物体側近傍に設置される。
【００７５】
なお、波長選択フィルタアレイ７０２を視野マスクアレイ７０３の開口部の近傍に設置することもできるが、その場合には、視野マスクアレイ７０３の面と撮像素子７０５の面とは、互いに光学的に共役な位置関係にあるため、波長選択フィルタ７１２表面に付着した塵埃等の像が、撮像素子７０５上に結像しないように考慮する必要がある。
【００７６】
このような構成によれば、撮像素子７０５上に生成される複数の同一画像の個々の画像は、互いに異なる波長成分を有する複数の同一分光画像として形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。
【００７７】
また、図８には、画像生成手段１０１及び分光手段１０２（図１参照）として第１及び第２のカメラ用撮影レンズ８０６，８０８が適用された分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成が概略的に示されている。
【００７８】
図８の光学系において、複数のレンズから成るレンズアレイ８０１は、レンズアレイ支持部材８１１を介して支持部材８０３の一端側に固定されている。
【００７９】
また、レンズアレイ８０１の近傍には、このレンズアレイ８０１のレンズ配列に整合した複数の波長選択フィルタ（図２の波長選択フィルタ２１３と同様の構成作用効果を奏する）から成る波長選択フィルタアレイ８０２がフィルタ支持部材８１２を介して支持部材８０３に固定されている。
【００８０】
レンズアレイ８０１の結像面に配置された視野マスクアレイ８０４には、その中央部分にレンズアレイ８０１のレンズ配列に整合した複数の長方形の開口部が形成されており、この視野マスクアレイ８０４は、支持部材８０３の他端と延長部材８０５の一端との間に挟持されている。
【００８１】
延長部材８０５の他端には、第１のカメラ用撮影レンズ８０６が装着されており、この第１のカメラ用撮影レンズ８０６は、延長部材８０７を介して第２のカメラ用撮影レンズ８０８に接続されている。なお、第１のカメラ用撮影レンズ８０６，延長部材８０７及び第２のカメラ用撮影レンズ８０８の組み合せによってリレーレンズ系が構成されている。
【００８２】
図８に示すように、同種の第１及び第２のカメラ用撮影レンズ８０６，８０８を対向配置させた場合、収差等の光学特性を相殺することが可能なリレー光学系が実現される。また、通常の使用状態において、第２のカメラ用撮影レンズ８０８は、その結像面（フィルム面）に設置された撮像素子（図示しない）上に複数の視野マスクアレイ８０２の像及び被写体像が結ぶように調節保持されている。
【００８３】
このような構成において、レンズアレイ８０１によって取り込まれた被写体像は、レンズアレイ８０１の結像面（フィルム面）に設置された視野マスクアレイ８０４の面上に結像した後、撮像素子上に異なる波長成分を有する複数の同一分光画像として形成されることになる。この結果、複数の同一分光画像を同時に記録可能であって且つ位置や形状等が時間的に変化する被写体を記録対象として許容可能な分光画像記録装置を提供することが可能となる。
【００８４】
次に、本発明の第５の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図９を参照して説明する。
【００８５】
図９には、本実施の形態の分光画像記録装置に適用された波長選択フィルタアレイ９０１の構成が概略的に示されており、この波長選択フィルタアレイ９０１は、画像生成手段１０１及び分光手段１０２（図１参照）の両方の機能を兼ね備えている。
【００８６】
本実施の形態に適用された波長選択フィルタアレイ９０１は、１６種類の波長選択フィルタを規則的に配列して構成されている。具体的には、図９中太線で囲まれた部分に配置された１６種類の波長選択フィルタを基本ユニットとし、この基本ユニットを２次元方向に規則的に配列させることによって、波長選択フィルタアレイ９０１が構成されている。
【００８７】
このような波長選択フィルタアレイ９０１は、個々の波長選択フィルタが撮像素子（図示しない）の個々の画素の受光領域をカバーするように、撮像素子の物体側近傍に装着される。
【００８８】
なお、波長選択フィルタアレイ９０１が装着された撮像素子によって取り込まれた被写体像データは、撮像手段１０３（図１参照）から画像処理手段１２０（図１参照）に転送される。そして、この画像処理手段１２０によって異なる波長成分を有する複数の画像データが間引かれた後、同種類の波長成分に基づいて単独の画像が再構成されることになる。
【００８９】
第９図に示すような波長選択フィルタアレイ９０１を使用した場合、この波長選択フィルタアレイ９０１の空間解像度は、撮像素子自身の空間解像度に比して、その縦横の空間解像度が夫々１／４に減衰することになり、この結果、撮像素子上には、１６種類の波長成分を有する複数の同一分光画像が同時に形成されることになる。
【００９０】
このような構成によれば、プリズムやレンズアレイ等の光学部材を使用することなく複数の同一画像を生成することができるため、上記光学部材の光学的作用に起因するＭＴＦ（空間周波数特性）の局部的な劣化（特に複数の同一画像の周辺部の画質の劣化）を回避することができる。この結果、任意の空間周波数特性を有する分光画像を一定の精度で撮影することが可能な分光画像記録装置を実現できる。なお、他の効果については、第１の実施の形態と同様であるためその説明は省略する。
【００９１】
次に、本発明の第６の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図１０を参照して説明する。
【００９２】
図１０に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、第４の実施の形態（図７及び図８参照）と類似した構成を有するが、分光手段１０２（図１参照）として波長選択フィルタアレイを使用する代わりに、ビームスプリッタ１００２と、第１及び第２の平面鏡１００３，１００５と、第１及び第２の視野マスクアレイ１００４，１００６とを備えている点に特徴を有する。
【００９３】
また、第１及び第２の平面鏡１００３，１００５は、夫々、レンズアレイ１００１の結像面近傍に位置付けられていると共に、その上側には夫々第１及び第２の視野マスクアレイ１００４，１００６が装着されている。
【００９４】
図１０に示すように、レンズアレイ１００１の各レンズを介して取り込まれた被写体像即ち光波は、ビームスプリッタ１００２に入射する。
【００９５】
ビームスプリッタ１００２に入射した光波の一部は、ビームスプリッタ１００２から反射して第２の平面鏡１００５に到達する。一方、残りの光波は、ビームスプリッタ１００２を透過した後、第１の平面鏡１００３に到達する。
【００９６】
第１及び第２の平面鏡１００３，１００５から反射した反射光は、ビームスプリッタ１００２によって光学的に結合された後、一対のレンズ１０１１，１０１２から成るリレーレンズ系１００７を介して撮像素子１００８に結像される。
【００９７】
このとき、撮像素子１００８上には、複数の同一画像が生成される。
【００９８】
ここで、少なくとも第１及び第２の平面鏡１００３，１００５のいずれか一方を微小角だけ傾けた場合、レンズアレイ１００１の各レンズを透過した光波のうち、ビームスプリッタ１００２を透過した光波の光路長と、反射した光波の光路長との間に光路差が生じることになる。このとき、これら２つの光波が相互に干渉することによって特定の波長成分のみが抽出されることになる。これは、波長選択フィルタを光路中に設置した場合と同様の作用効果であり、撮像素子１００８上には、複数の同一分光画像１００９が形成されることになる。
【００９９】
このように本実施の形態に適用された分光手段によれば、第１及び第２の平面鏡１００３，１００５の相対的な傾きを制御することによって、撮像素子１００８上に形成される複数の同一分光画像１００９の波長成分を種々変化させることが可能となり、波長選択の自由度が増える。なお、他の効果は、第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【０１００】
次に、本発明の第７の実施の形態に係る分光画像記録装置について、図１１を参照して説明する。なお、本実施の形態の説明に際し、第６の実施の形態と同一の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１０１】
図１１に示すように、本実施の形態の分光画像記録装置は、第４及び第６の実施の形態（図７及び図８，図１０参照）と類似した構成を有するが、分光手段１０２（図１参照）としてビームスプリッタ１００２と、第１及び第２の平面鏡１００３，１００５と、第１及び第２の視野マスクアレイ１００４，１００６と、第２の視野マスクアレイ１００６とビームスプリッタ１００２との間の光路中に配置された液晶素子アレイ１１０１とを備えている点に特徴を有する。
【０１０２】
図１１に示すように、レンズアレイ１００１の各レンズを介して取り込まれた被写体像即ち光波は、ビームスプリッタ１００２に入射する。
【０１０３】
ビームスプリッタ１００２に入射した光波の一部は、ビームスプリッタ１００２から反射して第２の平面鏡１００５に到達する。一方、残りの光波は、ビームスプリッタ１００２を透過した後、第１の平面鏡１００３に到達する。
【０１０４】
第１及び第２の平面鏡１００３，１００５から反射した反射光は、ビームスプリッタ１００２によって光学的に結合された後、一対のレンズ１０１１，１０１２から成るリレーレンズ系１００７を介して撮像素子１００８に結像される。
【０１０５】
このとき、撮像素子１００８上には、複数の同一画像が生成される。
【０１０６】
ここで、本実施の形態の分光画像記録装置は、第１及び第２の平面鏡の相対的な傾きを制御する代わりに、液晶素子アレイ１１０１の屈折率を変化させるように構成した点で第６の実施の形態と相違する。
【０１０７】
このため、本実施の形態に適用された液晶素子アレイ１１０１は、所定の電圧を印加することによって、個々の液晶素子の液晶分子が光軸と直交する軸回りに旋回するように構成されている。
【０１０８】
従って、液晶素子アレイ１１０１に所定の電圧を印加した場合、レンズアレイ１００１の各レンズを透過した光波のうち、ビームスプリッタ１００２を透過した光波の光路長と、反射した光波の光路長との間に光路差が生じることになる。このとき、これら２つの光波が相互に干渉することによって特定の波長成分のみが抽出されることになる。これは、第１及び第２の平面鏡１００３，１００５の相対的な傾きを制御した場合と同様の作用効果であり、撮像素子１００８上には、複数の同一分光画像１００９が形成されることになる。
【０１０９】
このように本実施の形態に適用された分光手段によれば、第１及び第２の平面鏡１００３，１００５の相対的な傾きを制御することによって生じる撮像素子１００８上の分光画像１００９の歪み、あるいは、選択される波長帯の誤差を回避することができるため、高精度に複数の同一分光画像１００９を撮像素子１００８上に形成することが可能となると共に、液晶素子アレイ１１０１に印加する電圧を制御することによって、容易に波長成分の選択変更が可能となり、波長選択の自由度が増える。なお、他の効果は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図、（ｂ）は、複数の同一分光画像を示す図、（ｃ）は、複数の分光画像データを示す図。
【図２】画像生成手段としてプリズムが適用された本発明の第１の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。
【図３】対物レンズが設置された本発明の第１の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。
【図４】画像生成手段及び分光手段として、カメラ用撮影レンズが適用された本発明の第１の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。
【図８】画像生成手段及び分光手段として、カメラ用撮影レンズが適用された本発明の第４の実施の形態に係る分光画像記録装置の特徴部分の光学系の構成を概略的に示す図。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。
【図１１】本発明の第７の実施の形態に係る分光画像記録装置の構成を概略的に示す図。
【符号の説明】
【０１１１】
２０１…視野マスク、２０２…プリズム、２０３…波長選択フィルタアレイ、２０４…レンズ、２０５…撮像素子、２０６…複数の同一分光画像、２１３…波長選択フィルタ。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年3月17日(2004.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え、
前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、
ことを特徴とする分光装置。
【請求項２】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、
ことを特徴とする分光装置。
【請求項３】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、を備え、
前記画像生成手段は視野マスクを備え、前記生成する複数の同一画像の結像面と前記視野マスクの像の両方を同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する、
ことを特徴とする分光装置。
【請求項４】
対物レンズを含む光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備え、
前記対物レンズは、その結像面が前記視野マスクの面と一致するように設置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項５】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の結像面と同一の結像面に結像させて前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項６】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記画像生成手段は、前記生成する複数の同一画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えており、前記撮像素子の撮像面上に前記生成する複数の同一画像と前記視野マスクの像の両方を結像させる、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項７】
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項８】
前記画像生成手段は、光軸が前記光学系の光軸と平行でかつ各レンズの結像面が互いに一致するように配列された複数のレンズからなるレンズアレイを備えている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項９】
前記分光手段は、２次元的に配列された複数のフィルタを有する波長選択フィルタアレイを備えている、ことを特徴とする請求項１乃至３，７，８のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項１０】
前記視野マスクは複数の透光部あるいは開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３，及び７乃至９のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項１１】
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１２】
前記画像生成手段は、光軸が前記光学系の光軸と平行でかつ各レンズの結像面が互いに一致するように配列された複数のレンズからなるレンズアレイを備えている、ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の分光装置。
【請求項１３】
前記分光手段は、２次元的に配列された複数のフィルタを有する波長選択フィルタアレイを備えている、ことを特徴とする請求項４乃至６，１１，１２のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１４】
前記視野マスクは複数の透光部あるいは開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項４乃至６，及び１１乃至１３のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１５】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項１６】
光学系の瞳を分割することにより、１枚の入力画像から複数の同一画像を生成する画像生成手段と、
特定の波長成分を選択的に透過させる複数種の波長選択フィルタからなる波長選択フィルタアレイで構成され、前記複数の同一画像の各々に対応する所定の波長成分を抽出することによって、前記複数の同一画像の各々に対応する複数の分光画像を生成する分光手段と、
前記画像生成手段と前記分光手段とを有し、光軸を回動中心として回動可能な回動部材と、
撮像素子を有し、前記分光手段によって生成された複数の分光画像を記録する撮像手段と、を備え、
前記回動部材は、前記撮像素子の画素配列と前記分光画像との相対位置を調整可能に配置されている、
ことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項１７】
前記画像生成手段は、前記光学系の光軸に対して異なる方向に法線を有する複数の光屈折面が設けられたプリズムを備えている、ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の分光画像記録装置。
【請求項１８】
前記画像生成手段により生成される画像の大きさ及び形状を規定する視野マスクを備えている、ことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項１９】
前記光学系は対物レンズを含んでおり、前記視野マスクは前記対物レンズの結像面に配置されている、ことを特徴とする請求項１８に記載の分光画像記録装置。
【請求項２０】
前記視野マスクはその中央部分に長方形の開口部を備えて構成されている、ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の分光画像記録装置。
【請求項２１】
撮像素子と、
複数種類の波長選択フィルタが規則的に配列され、前記複数種類の波長選択フィルタの個々が前記撮像素子の個々の画素の受光領域をカバーするように前記撮像素子の物体側近傍に装着される波長選択フィルタアレイと、
前記撮像素子によって形成された複数の波長成分を有する複数の画像データを記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とする分光画像記録装置。
【請求項２２】
前記波長選択フィルタアレイは、１６種類の波長選択フィルタを規則的に配列して構成されている、ことを特徴とする請求項２１に記載の分光画像記録装置。
【請求項２３】
前記波長選択フィルタアレイは、前記１６種類の波長選択フィルタを４×４の二次元に配列して基本ユニットとし、該基本ユニットを二次元方向に規則的に配列して構成されている、ことを特徴とする請求項２２に記載の分光画像記録装置。
【請求項２４】
前記波長選択フィルタアレイは、前記複数種類の波長選択フィルタを縦方向と横方向とで同じ数に規則的に配列した基本ユニットにより構成され、前記基本ユニットを２次元方向に規則的に配列している、ことを特徴とする請求項２１に記載の分光画像記録装置。
【請求項２５】
前記複数の画像データのうち同種類の波長成分を有する画像データから単独の画像を再構成する画像処理手段を備えた、ことを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の分光画像記録装置。
【請求項２６】
前記画像処理手段は、前記複数の画像データのうち異なる波長成分を有する画像データを間引くことにより単独の画像を再構成する、ことを特徴とする請求項２５に記載の分光画像記録装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上述したような目的を達成するために、本発明の分光画像記録装置はまた：撮像素子と；複数種類の波長選択フィルタが規則的に配列され、前記複数種類の波長選択フィルタの個々が前記撮像素子の個々の画素の受光領域をカバーするように前記撮像素子の物体側近傍に装着される波長選択フィルタアレイと：前記撮像素子によって形成された複数の波長成分を有する複数の画像データを記録する記録手段；とを備えた、ことを特徴とする。