[发明专利]摄像装置以及摄像系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于取得物体分光信息的摄像装置以及具备该摄像装置的摄像系统。

背景技术

评估物体的光谱可以用来了解物体固有的分光反射率特性以及状态。对此，通常用棱镜、光栅、或者利用液晶可调谐滤光器等分光器来作为测定光谱的装置。

现有的分光器虽然能够瞬时测定点或线的光谱，但是无法一次性测定面的光谱。为此，目前在测定面的光谱时，通常用线测定分光器来扫描测定面的光谱。但是，该测定方法在在测定细胞等的光谱时，由于被射体本身移动，因而无法获得与被射体对应的正确光谱。

对此，专利文献1(JP特开2001-99710号公报)公开了一种以测定二维分光反射率特性为目的的方法，该方法利用波长可变滤光片，转换波长区域不同的多个频域，根据拍摄的多带域图像来推算被摄体的光谱。

具体为一边用波长可变滤光片转换频域，一边取得用摄影装置拍摄同一个被摄体得到的多张原图像构成的多带域图像，根据该多帶域图像推算该被摄体的光谱。此时，波长可变滤光器的频域数量为10个频域以上。

但是，专利文献1公开的方法由于需要用波长可变滤光片来转换频域，逐个获得帶域图像，为此无法同时地瞬间测定多个频域的分光图像。换言之，该方式需要进行十次以上转换波长可变滤光片的频域才能获得各帶域的分光图像的动作，因而无法回避需要花费一定的测定时间的问题。

由于测定需要时间，为此，专利文献1的方式未能解消无法正确地测定非静止被摄体所对应的光谱的问题。

专利文献2(US7433042B1)中的图11公开了一种结构，其中，入射物镜(以下称为主透镜)的光通过位于该主镜的光圈附近且以分光特性不同的帶通滤光片构成的滤光器，并用微镜阵列(以下也称为MLA)将通过滤光器的光束分割成多束，而后入射传感器。

如果用彩色传感器，则传感器一方也存在多个滤光片，因而会发生信息重叠，无法得到需要的特性。为此，专利文献2需要使用黑白传感器。

按照专利文献2公开的方式，能够同时获得多种分光信息，拍摄后按照每个光谱重新排列，便能够得到图像。

一般认为，若要以良好的精度测定自然界的光谱，至少需要六个带域以上的带通滤光片。而以专利文献2的方式来获得六种以上分光信息，需要在主透镜的光圈附近设置六片以上分光特性不同的带通滤光片。

然而，在直径十分小的光圈区域中同时设置六片以上分光特性不同的滤光片，对滤光片设置精度要求相当高。而提高精度必然会带来成本上升。而且，滤光片间隙部分即滤光片与滤光片之间的交界部分会挡住来自物体的光，因而增加滤光片数量还会引起光量减少的问题。

专利文献2还描述了在MLA和传感器之间设置滤光器(参见图6.3)。此时，因在布置上不受主透镜的光圈直径的影响，因而，虽然对滤光片的设置精度没有要求，但是滤光片数量增加引起的光量减少问的题依然得不到解决。

进而，滤光片分割数量增多会带来分辨率下降的问题。

图9显示用这类摄像装置拍摄的图像。该图像为对应于主透镜的光圈形状，呈现多个小圆点排列的状态。在此称各个小圆点为微型像素。

汇集所有的微型像素便形成一幅图像。而如果滤光片的分割数量增多，则对应于分割数量的一个微型像素中所能容纳的光信息、且对位于传感器一方的一片滤光片来说像素所能够取得的光信息量将减小。若要解决该问题，需要使得微型像素趋向于增大，而这样做又必然会引起分辨率下降。

发明内容

本发明是考虑到上述问题提出的技术方案，其目的在于提供一种能够用来解决设置精度提高引起成本上升以及光量和分辨率下降问题的摄像装置，该摄像装置可同时取得多种分光信息，而不需要增加滤光片的分割数量。

为了达到上述目的，本发明提出以下技术方案，即使用彩色传感器作为传感器，位于彩色传感器一方的滤光器的多个分光特性与位于光学系统(主透镜)一方的滤光器的多个分光特性不同，通过组合双方的滤光器获得多种组合形态，使得带通滤波器数量在形式上有所增加，从而抑制主透镜一方的滤光器数量。

本发明具体构成如下。一种摄像装置，用于取得物体分光信息，其中具备光学系统、以及将经过该光学系统会聚后的光信息转换为电子信息的传感器，该摄像装置的特征在于，在所述光学系统的光圈附近设置第一滤光器，该第一滤光器包括多片滤光片或多个区域，具有多种分光特性，所述传感器具备第二滤光器和受光元件，该第二滤光器具有多种分光特性，在所述光学系统与所述传感器之间设置透镜阵列，该透镜阵列的多个透镜被排列成与所述传感器的二维平面平行，所述第一滤光器与所述第二滤光器分别具有不同的分光特性。