0033]在根据本实施例的成像装置中，在从物体Ob发射的光中进入并通过主透镜I的孔径的光束组通过微透镜阵列3，并且由光接收元件阵列4接收。进入主透镜I的光束组是一组不计其数的光束，并且各个光束通过主透镜I的孔径的不同的位置。在根据本实施例的成像装置中，包括三个滤光区域Fx、Fy以及Fz的滤光单元2被布置在主透镜I的孔径位置。因此，通过主透镜I的孔径的不同位置的光束通过从具有不同的光谱透射(波长选择性)的三个滤光区域Fx、Fy以及F z被透射而变成具有不同的波长特性的三种光束。
[0034]从滤光单元2透射的光束一次被凝聚在微透镜阵列3的附近，然后通过微透镜阵列3的作用被扩散，并且透射通过滤光单元2的三个滤光区域Fx、Fy以及F z的光束到达光接收元件阵列4的不同的位置。换句话说，依据光束透射通过滤光单元2的三个滤光区域FX、FY以及Fz中的什么滤光区域，透射通过主透镜I的孔径位置的光束在光接收元件阵列4的传感器平面上的光接收位置不同。因此在根据本实施例的成像装置中，可以测量通过将从物体Ob的特定一个点发出的光分解为波长上的三色刺激值X、Y以及Z所获得的值。
[0035]图5图解由根据本实施例的成像装置拍摄的光场图像。当图像由根据本实施例的成像装置拍摄时，获得如图5所示的光场图像，在该光场图像中，局部图像被布置，每一个局部图像具有小圆形的形状。包括在光场图像中的每一个局部图像具有圆形形状的原因是主透镜I的孔径的形状具有圆形形状。包括在光场图像中的每一个小圆形局部图像被称为“宏观像素”。每一个宏观像素紧接在构成微透镜阵列3的每一个微透镜下面而形成。
[0036]图6图解放大的宏观像素。宏观像素的内部结构对应于布置在主透镜I的孔径位置的滤光单元2的结构(参见图2)。具体地，如图6所示，由根据本实施例的成像装置拍摄的光场图像中包括的每一个宏观像素被配有对应于滤光区域Fx的图像区域Mx、对应于滤光区域Fy的图像区域My以及对应于滤光区域Fz的图像区域Mz。在每一个宏观像素中的图像区域MX、MY以及M z通过接收透射通过滤光单元2的滤光区域F X、FY以及F 2的各个光束来分别获得。图6所示的宏观像素的内部结构相比于图2所示的滤光单元2的结构是上下颠倒的原因是光学系统的转送。由于取决于光学系统，所以对应关系不限于这个实例。
[0037]在根据本实施例的成像装置中，可以基于宏观像素的图像区域Mx、My以及Mz的输出值，测量对应于宏观像素的物体位置的光谱能量。宏观像素的图像区域Mx、My以及^的输出值被设置为V= [vx, vY, VzIt0这里，符号“t”表示矩阵的转置。对于输出值，可以获得对于每一个图像区域MX、MY以及Mz的光接收元件的输出的平均值或者对于每一个图像区域MX、MY以及^的一个选择的光接收元件的输出值被获得并被采用作为代表值。这里，当对于每一个图像区域Mx、My以及Mz的光接收元件的输出的平均值被视为每一个图像区域M x、My以及Mz的输出值时，有可能抑制电子随机噪声的影响并获得相对于噪声稳健的信号。
[0038]通过将从物体Ob发出的光分解成在波长上的三色刺激值X、Y以及Z所获得的值乘以光接收元件阵列4的光谱灵敏度，来获得宏观像素的图像区域仏為以及Mz的输出值。由于光接收元件阵列4的光谱灵敏度在设计阶段已知，因此，通过将各个输出值除以光接收元件阵列4的光谱灵敏度，可以获得来自物体Ob的光的三色刺激值X、Y以及Ζ。基于三色刺激值X、Y以及Ζ，然后可以检测物体Ob的颜色(在XYZ颜色系统的颜色值)。
[0039]这里，在根据本实施例的成像装置中，有必要在确实被制造的实际的装置中识别光接收元件阵列4的什么光接收元件与宏观像素的ΜΧ、ΜΥ以及Mz当中的什么图像区域彼此对应，以基于宏观像素的图像区域Mx、My以及Mz的输出值来检测物体Ob的颜色。换句话说，因为每一个实际的装置在生产中牵涉误差，诸如在光学系统中的校正误差，因此例如光接收元件阵列4中的对应于宏观像素的每一个图像区域ΜΧ、ΜΥ以及Mz的光接收元件可以彼此不同。
[0040]在根据本实施例的成像装置中，光接收元件阵列4中的对应于宏观像素的每一个图像区域MX、MY以及^的光接收元件的位置，即，透射通过滤光单元2的每一个滤光区域Fx、Fy以及光在光接收元件阵列4上被接收的位置以后面将说明的方法被识别，并且表示该位置的位置信息被存储在存储单元中。成像装置被配置成通过使用存储在存储单元中的位置信息，从由光接收元件阵列4输出的光场图像检测宏观像素的图像区域Mx、My以及M z，以及基于所检测的图像区域MX、MY以及Mz的输出值来检测物体Ob的颜色。
[0041]图7图解根据本实施例的成像装置的具体配置的实例。图7所示的成像装置10具有透镜模块20、相机单元30以及运算处理器40。
[0042]透镜模块20配备有第一透镜la、第二透镜Ib以及滤光单元2。第一透镜Ia以及第二透镜Ib构成主透镜I。然而，这个配置仅仅是实例，并且可以采用任何其它的配置，只要滤光单元2被布置在构成主透镜I的光学元件的孔径位置即可。
[0043]相机单元30配备有微透镜阵列3、光接收元件阵列4以及帧存储器31。帧存储器31临时存储由光接收元件阵列4输出的光场图像。
[0044]如图7所示，在通过相机单元30所获得的图像上进行各种运算处理的运算处理器40配备有光谱响应重合度计算器41、位置识别器42、区域检测器43以及颜色检测器44的处理功能。运算处理器40进一步配备有存储单元45，该存储单元45由非易失性RAM实现，并存储位置信息。例如，存储单元45能够以查询表的形式存储由位置识别器42所识别的位置信息，位置识别器42将在稍后说明。存储单元45可以被设置在运算处理器40的外面。
[0045]运算处理器40的处理功能当中的用于在存储单元45中存储位置信息的光谱响应重合度计算器41以及位置识别器42，响应于在实际的装置被运送之前或者在被运送之后的任意时间由调节操作员在调节中进行的预定操作而被调用。每当光接收元件阵列4在拍摄物体的图像中输出光场图像时，用于通过实际使用光场图像来检测物体的颜色的输出区域检测器43和颜色检测器44被调用。
[0046]当检验光的波长依次被改变的同时具有单色性的检验光进入光学系统的滤光单元2时，光谱响应重合度计算器41基于由光接收元件阵列4输出的一组光场图像，进行计算构成光场图像的每一个像素的光谱响应度以及计算表示光谱响应度与期望的波长选择性之间的重合度的光谱响应重合度的处理。
[0047]检验光由如图7所示的检验光产生器60产生。图8图解检验光产生器60的配置的实例。检验光产生器60具有诸如氙灯的光源61以及光谱单元62，光谱单元62透射从光源61发出的光并将从光源61发出的光用作为具有单色性的检验光。例如，如图8所示，光谱单元62配备有衍射光栅63、狭缝64以及移位单元65，衍射光栅63使从光源61发出的光色散成不同波长的光束，狭缝6选择性地透射由衍射光栅63色散的不同波长的光束，移位单元65改变狭缝64相对于衍射光栅63的位置，以改变要通过狭缝64透射的光的波长。
[0048]在具有图8所示的配置的检验光产生器60中，从光源61发出的光通过衍射光栅63被色散为每一个波长。为了从由衍射光栅63色散的光中获得特定波长的光束，具有狭窄间隙的狭缝64被布置在衍射光栅63的前面(在光源61的相反侧)。通过由移位单元65改变狭缝64的位置，可以使得具有不同波长的单色光束(检验光束)依序进入成像装置10。
[0049]图9是光的单色性的定义的说明图。如图9所示，在本实施例中，半高宽度(FWHM:半高全线宽)等于或者小于40nm的光被视为具有单色性的光。由于当半高宽度变得较大时，光谱响应度相对于目标波长的精度下降，因而较小的半高宽度是较佳的。然而，由于作为折衷的结果是信号的数量减少，因而，较佳的是，使用在能够获得足够的信噪比的范围内半高宽度小的光束作为检验光。
[0050]例如，在调节成像装置10中，如上所述的检验光产生器60被用于使得从400nm到700nm中的每5nm的单色光束进入光学系统，并且对于每一个波长拍摄光场图像。这个操作能够获得一组61个光场图像。
[0051]光谱响应重合度计算器41首先基于以这种方式获得的图像组计算构成光场图像的每一个像素的光谱响应度。换句话说，某个像素被聚焦，且在相同位置的像素的值从61个图像组被提取以获得该的光谱响应度。光谱响应重合度计算器41对于构成光场图像的每一个像素进行这个处理，以计算每一个像素的光谱响应度。
[0052]然后，光谱响应重合度计算器41对于构成光场图像的每一个像素计算表示在上述方式中所获得的光谱响应度与期望的波长选择性之间的重合度的光谱响应重合度