(57)【要約】【課題】  製品に組み込まれた撮像素子の分光感度特性を容易に測定することを可能にする。【解決手段】  光源１から発生した光は、分光器２で単色光に変換される。分光器２はコンピュータ４からの制御信号を受け、指示された波長の単色光を出力する。デジタルカメラ３は、分光器２から出力される単色光を撮像素子の撮像面で受ける。また、デジタルカメラ３はコンピュータ４と接続されており、少なくともシャッターを切る動作と、撮影した画像データをコンピュータ４に送信する通信機能を備えている。また、デジタルカメラ３は、撮影画像を画像データとしてコンピュータ４に出力する。コンピュータ４は、分光感度特性を求めてモニタに表示する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から光を受けて単色光を出力する分光手段と、
前記分光手段から出力される単色光の波長を制御し、波長の異なる複数の単色光を順次出力させる波長制御手段と、
前記波長の異なる複数の単色光を順次受け、撮像素子から順次出力される画像データを送信する撮像機器と、
前記波長制御手段による波長制御に対応して、前記撮像機器から送信される画像データを受信し、撮像機器内の撮像素子の分光感度を求める分光感度測定手段と
を備えたことを特徴とする撮像機器の分光感度測定システム。
【請求項２】
請求項１記載の撮像機器の分光感度測定システムにおいて、
前記分光手段から出力される波長の異なる複数の単色光の光強度を順次測定して、波長毎に送信する光出力検出手段を備え、
前記分光感度測定手段は、前記光出力検出手段から送信される波長毎の光強度データと、前記撮像機器から送信される波長毎の画像データを受けて波長毎の画像データに基づいて、正規化された画像データを求め、前記正規化された画像データを用いて撮像機器内の撮像素子の分光感度を求めることを特徴とする撮像機器の分光感度測定システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像機器の分光感度測定システムにおいて、
分光感度を求める画像領域をあらかじめ指定し、指定された領域の画像データを用いて前記指定された領域の分光感度を求めることを特徴とする撮像機器の分光感度測定システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の撮像機器の分光感度測定システムにおいて、
前記撮像機器は少なくとも１回撮影を行って得た画像を表示し、前記画像に基づいて分光感度を求める画像領域を定めることを特徴とする撮像機器の分光感度測定システム。
【請求項５】
光源から光を受けて単色光を出力する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて出力される単色光の波長を制御し、波長の異なる複数の単色光を順次出力させる第２のステップと、
前記第２のステップで出力される波長の異なる複数の単色光を順次受け、撮像機器に内蔵された撮像素子から順次出力される画像データを送信する第３のステップと、
前記単色光の波長制御に対応して、前記撮像素子から送信される画像データを受信し、前記撮像素子の分光感度を求める第４のステップと
から構成されることを特徴とする撮像機器の分光感度測定方法。
【請求項６】
光源と、光源から出力される光を受けて単色光を出力する分光器と、前記分光器から出力される単色光を受けて撮像素子から出力される画像データを送信する撮像機器と、前記分光器と前記撮像機器を制御して前記撮像機器の分光感度を測定する分光感度測定プログラムを記憶装置に備えたコンピュータとから構成される分光感度測定装置において、
前記分光感度測定プログラムは、
前記単色光の波長を制御し、波長の異なる複数の単色光を順次出力させる波長制御手順と、
前記撮像機器から順次出力される画像データを受信する受信手順と、
前記単色光の波長制御に対応して、前記受信手順により受信された画像データに基づいて、前記撮像素子の分光感度を求める分光感度測定手順と
から構成されることを特徴とする分光感度測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像機器の分光感度測定システム、分光感度測定方法、および分光感度測定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ等の撮像機器では、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子によって光をアナログ信号に変換し、その後必要に応じてこのアナログ信号をデジタル信号に変換し、データ保存している。具体的には、デジタルカメラ等の撮像機器では、撮像素子に付随する、例えばＲＧＢ三色のカラーフィルタによって色分解を行い、各色チャンネル毎にデジタル信号を得てデータ保存している。
【０００３】
したがって、ある被写体をデジタルカメラで撮影した場合、各色チャンネルのデジタル信号はこのカラーフィルタを含めた撮像素子の特性に依存し、その結果、色再現などの画像特性に影響を及ぼす。したがって、この撮像素子の分光感度特性を測定することは重要な意味をもつ。
従来技術による撮像素子単体の分光感度特性の測定に関しては、特許文献１に記載がある。
【特許文献１】特開昭５９−１９１００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタルカメラ等の撮像装置に取付けた撮像素子（カラーフィルタを含む）の分光感度特性を測定するためには、前記撮像素子に単色光をあて、そのときの応答となるデジタル信号を何らかの方法でデジタルカメラ等から取出して測定する必要がある。また、前記単色光の波長を順次変化させて、前記デジタル信号を測定する必要がある。さらに、これらを実現するには、製品の分解等の煩雑な作業が必要になることがあり、大変な手間を要していた。
【０００５】
本発明は、製品に組み込まれた撮像素子（カラーフィルタを含む）の分光感度特性を容易に測定することが可能な撮像機器の分光感度測定システム、分光感度測定方法、および分光感度測定プログラム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】
【０００６】
請求項１記載の分光感度測定システムは、光源と、光源から光を受けて単色光を出力する分光手段と、分光手段から出力される単色光の波長を制御し、波長の異なる複数の単色光を順次出力させる波長制御手段と、波長の異なる複数の単色光を順次受け、撮像素子から順次出力される画像データを送信する撮像機器と、波長制御手段による波長制御に対応して、撮像機器から送信される画像データを受信し、撮像機器内の撮像素子の分光感度を求める分光感度測定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の分光感度測定システムは、請求項１記載の撮像機器の分光感度測定システムにおいて、分光手段から出力される波長の異なる複数の単色光の光強度を順次測定して、波長毎に送信する光出力検出手段を備え、分光感度測定手段は、光出力検出手段から送信される波長毎の光強度データと、撮像機器から送信される波長毎の画像データを受けて波長毎の画像データに基づいて、正規化された画像データを求め、正規化された画像データを用いて撮像機器内の撮像素子の分光感度を求めることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の分光感度測定システムは、請求項１又は請求項２に記載の撮像機器の分光感度測定システムにおいて、分光感度を求める画像領域をあらかじめ指定し、指定された領域の画像データを用いて指定された領域の分光感度を求めることを特徴とする。
請求項４記載の分光感度測定システムは、請求項１又は請求項２に記載の撮像機器の分光感度測定システムにおいて、撮像機器は少なくとも１回撮影を行って得た画像を表示し、画像に基づいて分光感度を求める画像領域を定めることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の分光感度測定方法は、光源から光を受けて単色光を出力する第１のステップと、第１のステップにおいて出力される単色光の波長を制御し、波長の異なる複数の単色光を順次出力させる第２のステップと、第２のステップで出力される波長の異なる複数の単色光を順次受け、撮像機器に内蔵された撮像素子から順次出力される画像データを送信する第３のステップと、単色光の波長制御に対応して、撮像素子から送信される画像データを受信し、撮像素子の分光感度を求める第４のステップとから構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の分光感度測定プログラムは、光源と、光源から出力される光を受けて単色光を出力する分光器と、分光器から出力される単色光を受けて撮像素子から出力される画像データを送信する撮像機器と、分光器と撮像機器を制御して撮像機器の分光感度を測定する分光感度測定プログラムを記憶装置に備えたコンピュータとから構成される分光感度測定装置において、分光感度測定プログラムは、単色光の波長を制御し、波長の異なる複数の単色光を順次出力させる波長制御手順と、撮像機器から順次出力される画像データを受信する受信手順と、単色光の波長制御に対応して、受信手順により受信された画像データに基づいて、撮像素子の分光感度を求める分光感度測定手順とから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製品に組み込まれた撮像素子（カラーフィルタを含む）の分光感度特性を容易に測定することが可能な撮像機器の分光感度測定システム、分光感度測定方法、および分光感度測定プログラムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付の図面に示す実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。図１において、１は光源、２は分光器、３はデジタルカメラ、４はコンピュータである。
光源１は、可視光の波長域で出力が可能な光源である。これは、デジタルカメラ３に内蔵された撮像素子がおおよそ可視光の波長域でレスポンスがあるように設計されているためである。しかし、可視光域外でも撮像素子の感度特性を測定したい場合などはこの限りではなく、測定したい波長域において出力可能な光源を用意する。また、光源１から発生された光は、定強度光（波長によらず一定の強度を有する光）であるとする。
【００１３】
分光器２は、光源１から発生した光を単色光にする役割を担う。ここで、分光器２は、コンピュータ４からの制御信号を受け（例えば、ＵＳＢ等）、コンピュータ４から指示された波長の単色光を出力する。
デジタルカメラ３は、分光器２から照射される単色光を撮像素子の撮像面で受ける。また、デジタルカメラ３はコンピュータ４と接続されており、少なくともシャッターを切る動作と、撮影した画像データをコンピュータ４に送信する通信機能（例えば、ＵＳＢ等）を備えている。また、デジタルカメラ３は、撮影画像をＲＡＷデータの形式でコンピュータ４に出力するものとする。
【００１４】
図２は、図１に示す第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、コンピュータ４は測定の開始波長、終了波長、ステップ波長（前回の出力波長と今回の波長の波長差）を決定し、分光器２に送る。
ステップＳ２において、コンピュータ４は分光器２が指示波長の光を出力するように制御する。
【００１５】
ステップＳ３において、コンピュータ４はデジタルカメラ３の撮影を制御する。
ステップＳ４において、コンピュータ４はデジタルカメラ３から撮影画像をＲＡＷデータの形式で受け取る。
ステップＳ５において、コンピュータ４は撮影画像（ＲＡＷデータ）の平均値をＲ，Ｇ，Ｂ毎に算出する。この実施形態では、光源１から発生された光が定強度光なので、この平均値がそのまま撮像素子の分光感度特性になる。
【００１６】
ステップＳ６において、コンピュータ４はステップＳ４で算出したＲ，Ｇ，Ｂ毎の平均値をメモリ（図示せず）に格納する。
ステップＳ７において、コンピュータ４はステップＳ１で設定された全ての波長について測定を終了したか否かを判定する。終了していないと判定された場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１からステップＳ７を繰り返す。終了したと判定された場合には、ステップＳ８に進む。
【００１７】
ステップＳ８において、コンピュータ４は測定されたＲ，Ｇ，Ｂの各分光感度特性をモニタに表示する。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの各分光感度特性をモニタに表示する代わりに、テキストデータとして表示してもよい。
第１の実施形態においては、デジタルカメラ３を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像機器に組み込まれた撮像素子ならば、全て適用することができる。
【００１８】
また、第１の実施形態においては、コンピュータ４がデジタルカメラ３から撮影画像としてＲＡＷデータを取得した。しかし、デジタルカメラの機種によっては、撮影画像をＲＡＷデータの形式で出力できず、ＪＰＥＧ等の圧縮画像でしか出力できないものがある。このような場合、デジタルカメラ３が、ＪＰＥＧ等の圧縮画像をＲＡＷデータの画像データに逆変換する機能を備えてもよい。また、コンピュータ４がデジタルカメラ３からＪＰＥＧ等の圧縮画像を受けて、ＲＡＷデータの撮像画像に逆変換するようにしてもよい。
【００１９】
以上に説明したように、本実施形態によれば、デジタルカメラ等の撮像機器に内蔵された撮像素子の分光感度特性を、容易に測定することが可能になる。
また、測定された分光感度特性と撮像機器に内蔵された撮像素子の標準の分光感度特性とを比較して、その誤差を修正することも可能になる。これは、例えば撮像機器に誤差修正プログラムを設け、測定された分光感度特性を撮像機器内の誤差修正プログラムに入力することによって実現できる。
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。図１に示す第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。第２の実施形態が第１の実施形態と相違する点は、分光器２とデジタルカメラ３の間に光出力検出器５が設けられ、コンピュータ４と通信可能（例えば、ＵＳＢ等）に構成されていることである。これによって、光出力検出器５が分光器２から発生する光の強度を測定し、コンピュータ４に通知することができる。これは、第１の実施形態では、光源１から発生する光が定強度光であるとしたが、必ずしもこの条件が満足されるとは限らないためである。
【００２０】
第２の実施形態の動作は、図２に示す第１の実施形態とほぼ同様である。異なる点は、コンピュータ４が、ステップＳ３（撮影と同時）またはステップＳ４（撮影画像の取得と同時）に、光出力検出器５から光強度データを取得することである。
さらに、図２で示された処理では、画像データの平均値がそのまま撮像素子の分光感度特性となるが、第２の実施形態では下記の計算を行い、画像データＡ２（λ）を求める。
【００２１】
Ａ２（λ）＝Ａ１（λ）／Ｋ（λ）
ここで、Ａｌ（λ）：画像データの平均値、
Ｋ（λ）：光強度データ
この計算を行うことにより、定強度の光源で測定を行った場合を想定した画像データＡ２（λ）を得ることができる。図２と同様に、これを波長（λ）毎に求めることにより、撮像素子の分光感度特性を得ることができる。
【００２２】
第２の実施形態においては、デジタルカメラ３を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像機器に組み込まれた撮像素子ならば、全て適用することができる。
また、第２の実施形態においては、コンピュータ４がデジタルカメラ３から撮影画像としてＲＡＷデータを取得した。しかし、デジタルカメラの機種によっては、撮影画像をＲＡＷデータの形式で出力できず、ＪＰＥＧ等の圧縮画像でしか出力できないものがある。
このような場合、デジタルカメラ３が、ＪＰＥＧ等の圧縮画像をＲＡＷデータの画像データに逆変換する機能を備えてもよい。また、コンピュータ４がデジタルカメラ３からＪＰＥＧ等の圧縮画像を受けて、ＲＡＷデータの撮像画像に逆変換するようにしてもよい。
【００２３】
以上に説明したように、本実施形態によれば、デジタルカメラ等の撮像機器に内蔵された撮像素子の分光感度特性を、容易に測定することが可能になる。
また、測定された分光感度特性と撮像機器に内蔵された撮像素子の標準の分光感度特性とを比較して、その誤差を修正することも可能になる。これは、例えば撮像機器に誤差修正プログラムを設け、測定された分光感度特性を撮像機器内の誤差修正プログラムに入力することによって実現できる。
【００２４】
なお、以上に記載した第１、第２の実施の形態においては、コンピュータ４のメモリやハードディスク等の記憶媒体に、各ステップで説明した機能を実行するプログラムを格納している。すなわち、コンピュータ４のハードディスク等の記憶媒体は、例えば図２に示すフローチャートを実行するプログラムを格納している。そして、コンピュータ４のＣＰＵは、上記プログラムをハードディスク等の記憶媒体から読み出して、コンピュータ４のメモリに格納する。これによって、コンピュータ４のＣＰＵは、上記プログラムの実行が可能になる。なお、ハードディスク等の記憶媒体に格納するプログラムは、予めコンピュータ４にセットアップ可能なように、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納したり、ダウンロードするようにしてもよい。具体的には、コンピュータ４から、インターネットを介してホームページにアクセスし、ドライバソフト又はファームウェアとしてダウンロードすることもできる。
【００２５】
また、第１、第２の実施形態においては、撮像画像の全画素について画像データの平均値をＲ，Ｇ，Ｂ毎に算出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮影画像の一部（例えば、画像の中央部）の領域をあらかじめ指定しておき、指定された領域について画像データの平均値を求めるようにしてもよい。例えば、撮影データをコンピュータ４に送信する場合、あらかじめ決定されている領域のみの画像データを送信することにより、送信時間の短縮を図ることができる。
【００２６】
また、第１、第２の実施形態において、分光感度特性を測定する前に、少なくとも１回撮影を行って、この撮影によって得られた画像を表示し、表示された画像に基づいて画像データの平均値を求める領域を定めてもよい。これによれば、画像上のどの領域を指定するかが容易に決定できる。例えば、分光器２から発生する光が撮像素子の一部にのみ照射される場合は、おおよそ均一輝度になっている照射部分を選択する。また、少なくとも１回の撮影によって得られた画像のある領域において、色合いがおかしいとき、その領域を指定することにより、その領域の分光感度特性を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、デジタルカメラ等の撮像素子を備えた撮像機器の分野において、産業上大いに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…光源、２…分光器、３…デジタルカメラ、４…コンピュータ、５…光出力検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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