【手続補正書】
【提出日】平成22年7月22日(2010.7.22)
【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】
入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段と、
このフィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させる分光制御手段と、
前記フィルタ手段の後方に配置され、該フィルタ手段が透過波長帯域を変化させる毎に撮像する単一の撮像手段と、
この単一の撮像手段により撮像された複数の画像データを記録手段に記録する記録制御手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記単一の撮像手段により撮像された前記複数の透過波長帯域毎の画像データを、その透過波長帯域に応じて補正し、マルチプレーン加算合成する合成手段をさらに備え、
前記記録制御手段は、前記合成手段により合成された合成画像データを記録手段に記録することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記合成手段による前記補正には、前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系の透過率特性、前記フィルタ手段の透過率特性、前記撮像手段の撮影感度特性のいずれか少なくとも一つに基づく補正が含まれることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記フィルタ手段は、多重反射を用いるファブリペローエタロンの誘電導体膜でコートした一対の透明板のギャップ間隔を、微細寸法で駆動することにより、透過波長を変化させる駆動式の干渉フィルタであることを特徴とする請求項１から３にいずれか記載の撮像装置。
【請求項５】
前記フィルタ手段は、水晶板又はガラス板等の一対の透明板の対向内面に、金属薄膜又は伝導体薄膜でコートした光学フィルタを、微細寸法で駆動することにより、透過波長を変化させる駆動式の光学フィルタであることを特徴とする請求項１から３にいずれか記載の撮像装置。
【請求項６】
前記フィルタ手段は、請求項４記載の駆動式の干渉フィルタ、又は請求項５記載の駆動式の光学フィルタを１段として、前記膜間の間隔をそれぞれ異なる寸法にして、複数段積層して構成されていることを特徴とする請求項４又は５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記フィルタ手段は、複屈折性の結晶板による干渉効果を利用するリオフィルタであることを特徴とする請求項１から３にいずれか記載の撮像装置。
【請求項８】
前記フィルタ手段は、平行な２枚の偏光板の間に、方解石又は水晶等の複屈曲性の結晶板を配した光学フィルタであることを特徴とする請求項１から３にいずれか記載の撮像装置。
【請求項９】
前記フィルタ手段は、請求項７記載のリオフィルタ、又は請求項８記載の光学フィルタのいずれかを１段として、各段のフィルタにおける前記結晶板の厚さが前段の２倍又は２分の１倍となるように、複数段のフィルタを積層して成ることを特徴とする請求項７又は８記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記分光制御手段は、前記透過波長帯域を複数段に変化させた際の駆動履歴を記憶する駆動履歴記憶手段と、
この駆動履歴記憶手段に記憶された前回の駆動量及び駆動方向に基づき今回の駆動量及び駆動方向を補正する補正手段とを備え、
この補正手段により補正された駆動量及び駆動方向に基づき、前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させることを特徴とする請求項１から９にいずれか記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記分光制御手段は、温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段により検出された温度に基づき、今回の駆動量及び駆動方向を補正する補正手段とを備え、
この補正手段により補正された駆動量及び駆動方向に基づき、前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させることを特徴とする請求項１から９にいずれか記載の撮像装置。
【請求項１２】
入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段と、このフィルタ手段の後方に配置された単一の撮像手段とを備える撮像装置が有するコンピュータを、
前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させる分光制御手段と、
前記フィルタ手段が透過波長帯域を変化させる毎に前記単一の撮像手段を動作させる撮像制御手段と、
前記単一の撮像手段により撮像された複数の画像データを記録手段に記録する記録制御手段と
して機能させることを特徴とする撮像装置制御プログラム。
【請求項１３】
入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段と、このフィルタ手段の後方に配置された単一の撮像手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させる分光制御ステップと、
前記フィルタ手段が透過波長帯域を変化させる毎に前記単一の撮像手段を動作させる撮像制御ステップと、
前記単一の撮像手段により撮像された複数の画像データを記録手段に記録する記録制御ステップと
を含むことを特徴とする撮像装置制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来のデジタルカメラにおいては、単板方式を採用するものと多板方式を採用するものとが存在する。単板方式のデジタルカメラにあっては、二次元に配列したＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の単一の撮像素子を用い、この撮像素子にＲＧＢ原色フィルタやＣＭＹ補色フィルタなどのカラーフィルタをベイヤー（Ｂａｙｅｒ）配列して、カラー画像を撮影する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
多板方式のデジタルカメラにあっては複数の撮像素子を用い、撮影レンズの後部にビームスプリッタなどの被写体光の分光手段を設け、分光したＲＧＢを各撮像素子（例えば３ＣＣＤ）でカラーフィルタを介して撮像した後、合成することによりカラー画像を撮影する（例えば、非特許文献１参照）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかしながら、単板方式及び多板方式のいずれにおいても、透過する波長帯域がカラーフィルタの特性により撮影時点で決まってしまうので、撮影後に信号処理しても、波長帯域毎の分光画像を得ることは原理的に困難となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかも、多板方式にあっては、複数の撮像素子が必要となるのみならず、これら複数の撮像素子の位置合わせが必要となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、請求項２記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記単一の撮像手段により撮像された前記複数の透過波長帯域毎の画像データを、その透過波長帯域に応じて補正し、マルチプレーン加算合成する合成手段をさらに備え、前記記録制御手段は、前記合成手段により合成された合成画像データを記録手段に記録することを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、請求項３記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記合成手段による前記補正には、前記撮像手段に被写体像を結像させる光学系の透過率特性、前記フィルタ手段の透過率特性、前記撮像手段の撮影感度特性のいずれか少なくとも一つに基づく補正が含まれることを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、請求項４記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記フィルタ手段は、多重反射を用いるファブリペローエタロンの誘電導体膜でコートした一対の透明板のギャップ間隔を、微細寸法で駆動することにより、透過波長を変化させる駆動式の干渉フィルタであることを特徴とする。
【手続補正１５】
【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】
また、請求項５記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記フィルタ手段は、水晶板又はガラス板等の一対の透明板の対向内面に、金属薄膜又は伝導体薄膜でコートした光学フィルタを、微細寸法で駆動することにより、透過波長を変化させる駆動式の光学フィルタであることを特徴とする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、請求項６記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記フィルタ手段は、請求項４記載の駆動式の干渉フィルタ、又は請求項５記載の駆動式の光学フィルタを１段として、前記膜間の間隔をそれぞれ異なる寸法にして、複数段積層して構成されていることを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、請求項７記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記フィルタ手段は、複屈折性の結晶板による干渉効果を利用するリオフィルタであることを特徴とする。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、請求項８記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記フィルタ手段は、平行な２枚の偏光板の間に、方解石又は水晶等の複屈曲性の結晶板を配した光学フィルタであることを特徴とする。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、請求項９記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記フィルタ手段は、請求項７記載のリオフィルタ、又は請求項８記載の光学フィルタのいずれかを１段として、各段のフィルタにおける前記結晶板の厚さが前段の２倍又は２分の１倍となるように、複数段のフィルタを積層して成ることを特徴とする。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、請求項１０記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記分光制御手段は、前記透過波長帯域を複数段に変化させた際の駆動履歴を記憶する駆動履歴記憶手段と、この駆動履歴記憶手段に記憶された前回の駆動量及び駆動方向に基づき今回の駆動量及び駆動方向を補正する補正手段とを備え、この補正手段により補正された駆動量及び駆動方向に基づき、前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させることを特徴とする。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、請求項１１記載の発明に係る撮像装置にあっては、前記分光制御手段は、温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出された温度に基づき、今回の駆動量及び駆動方向を補正する補正手段とを備え、この補正手段により補正された駆動量及び駆動方向に基づき、前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させることを特徴とする。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、請求項１２記載の発明に係る撮像装置制御プログラムにあっては、入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段と、このフィルタ手段の後方に配置された単一の撮像手段とを備える撮像装置が有するコンピュータを、前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させる分光制御手段と、前記フィルタ手段が透過波長帯域を変化させる毎に前記単一の撮像手段を動作させる撮像制御手段と、前記単一の撮像手段により撮像された複数の画像データを記録手段に記録する記録制御手段として機能させることを特徴とする。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、請求項１３記載の発明に係る撮像装置制御方法にあっては、入力される駆動信号に応じて、被写体光の透過波長帯域を変化させるフィルタ手段と、このフィルタ手段の後方に配置された単一の撮像手段とを備える撮像装置の制御方法であって、前記フィルタ手段に駆動信号を入力して、前記透過波長帯域を複数段に変化させる分光制御ステップと、前記フィルタ手段が透過波長帯域を変化させる毎に前記単一の撮像手段を動作させる撮像制御ステップと、前記単一の撮像手段により撮像された複数の画像データを記録手段に記録する記録制御ステップとを含むことを特徴とする。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
他方、ステップＳ２３の判断がＮＯである場合には、分光画像の単写が選択されている。この場合には、ステップＳ２３からステップＳ３６に進み、撮像素子６０とＤＳＰ部６７を単写モード（加算なし）に設定する（ステップＳ３６）。次に、ユーザーによる操作入力部２２での操作により設定された波長帯域（λｉ）を選択し（ステップＳ３７）、電子制御フィルタ（分光フィルタ５９）に、所定の駆動信号を加えて、透過波長帯域を前記ステップＳ３７で選択した波長帯域λ１に設定する（ステップＳ３８）。引き続き、露出＆撮影処理を実行して、イメージセンサ部６３からの画像データをバッファメモリ（Ａ）７０に記憶する（ステップＳ３９）。したがって、このステップＳ３９での処理により、バッファメモリ（Ａ）７０には分光フィルタ５９を透過した波長帯域λｉからなる分光画像データが記憶されることとなる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
（１）リオ・フィルタ
リオ・フィルタ（ＬｙｏｔＦｉｌｔｅｒ）は、複屈折性の結晶板による干渉を利用し、非常に狭い波長の光を透過する光学フィルタであって、２枚の平行な偏光板の間に、方解石や水晶など複屈折性（ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）の結晶板を配したものである。複屈折性の結晶板（厚さｄ）を透過した光は、互いに垂直な振動方向の通常光と異常光の２光線に分離し、それぞれ異なる屈折率と位相速度を持つ。結晶のＸ軸方向に直線偏光した光に対して屈折率Ｎｅ、Ｙ軸方向に直線偏光した光に対して屈折率Ｎｏの場合、
位相差δは、δ＝（２π／λ）（Ｎｅ−Ｎｏ）ｄ・・・式（１）
透過率Ｔは、Ｔ＝ｃｏｓ２δ／２・・・式（２）
となり、分離した通常光と異常光は、同じ偏光状態で光路長の整数倍に等しい波長の光だけが、結晶板から出射される。２枚の平行な偏光板の間に、結晶板を４５度回転させて配すると、全体の波長特性は、周期的に多数の透過ピークがある櫛歯状の透過波長特性となる。結晶板の角度をモータ等で回転させることにより、透過波長のピークを変えて、フィルタ特性をチューニングできる。