分光图像取得装置以及受光波长取得方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及分光图像取得装置、W及该分光图像取得装置中的受光波长取得方法 等。
【背景技术】
[0002] W往，已知有一种装置（例如，参照专利文献1):使入射光入射具有相互相对的一 对反射膜的法布里巧罗标准具（干设滤波器），从干设滤波器将与反射膜间的间隙尺寸相 对应的波长的光进行面分光并通过照相机进行拍摄。
[0003] 该专利文献1所记载的装置通过使反射膜相对配置的干设滤波器的倾角发生变 化，从而使面分光的光的波长也变化，拍摄面分光后的波长的光而得到分光图像。
[0004] 【现有技术文献】 阳00引【专利文献】
[0006] 专利文献1 :日本特开平04-125429号公报
[0007] 然而，在干设滤波器中，透过光的波长根据反射膜间的间隙尺寸而改变。但在干设 滤波器的制造中，该反射膜间的间隙尺寸难W均等，在实际中由于制造误差等，很容易对反 射膜间的间隙尺寸产生面内偏差。在上述专利文献1中，未考虑到如上述的面内偏差，因 此，透过干设滤波器的光由于位置不同而透过波长也不同，即不能使面分光后的波长均等 (容易产生面内不均匀）。
[0008] 一旦产生运种面内不均匀，则在构成照相机的各受光元件中，导致受光分别不同 的波长的光，从而不能高精度地取得目标波长的分光图像。
【发明内容】
[0009] 本发明的一个目的在于提供能够取得高精度的分光图像的分光图像取得装置、W 及该分光图像取得装置中的受光波长取得方法。
[0010] 本发明的一个实施方式的分光图像取得装置具备分光滤波器，透过入射光中的规 定波长的光；摄像部，具有多个受光元件，所述摄像部接收被所述分光滤波器分光的光；W 及波长取得部，在通过所述摄像部接收到所述光时，基于从多个所述受光元件中每个受光 元件输出的信号值，取得入射多个所述受光元件中的每个受光元件的光的中屯、波长，所述 参照光中包含的规定波段中的多个波长成分中的每个波长成分的光量在与所述参照光的 光轴交叉的面内大致均等，通过所述摄像部接收所述参照光的所述规定波段中的多个所述 波长成分中的每个波长成分的光时从所述受光元件输出的信号值对应每个波长成分不同。
[0011] 另外，本发明的一个应用例的分光图像取得装置具备：分光滤波器，从入射光中选 择规定波长的光并射出；摄像部，具有W二维阵列结构配置的多个受光元件，该摄像部接收 由所述分光滤波器分光的光；W及波长取得部，通过所述摄像部接收参照光时基于从所述 各个受光元件输出的信号值，取得入射各受光元件的光的中屯、波长，所述参照光中，包含于 该参照光的规定波段中的各个波长成分的光量在与该参照光的光轴交叉的面内大致均等， 通过所述摄像部接收所述参照光的所述规定波段中的各波长成分的光时从所述受光元件 输出的信号值在每个所述波长成分不同。
[0012] 本应用例中，波长取得部通过摄像部接收透过或反射了分光滤波器的参照光，基 于从该摄像部的各受光元件输出的信号值，取得被各受光元件接收到的光的中屯、波长。
[0013] 在此，本应用例的参照光的各波长成分的光量在面内是均等的，不会发生在使参 照光入射分光滤波器时光量值随入射位置变化的情况。例如，包含于参照光的波长Al的 光无论入射分光滤波器的位置都为相同的光量A。此种情况下，在分光滤波器中的入射光的 入射区域内，当被分光的光的波长没有不均匀（面内没有不均匀）的情况下，如果从分光滤 波器透过波长Al的光，则在摄像部的各受光元件中输出与光量A对应的信号值。
[0014] 另外，在本应用例中，通过受光元件接收到参照光时，对应每个波长成分从受光元 件输出的信号值不同。目P，在受光元件接收到的波长Al的光时的信号值、与在受光元件接 收到的波长A2的光时的信号值是分别不同的值。
[0015] 在运种结构中，如果在各受光元件接收从分光滤波器出射（透过或反射）的参照 光，则输出与接收到的光的中屯、波长相对应的信号值。因此，相对于规定光量的参照光的各 波长成分，预先测定从受光元件输出的信号值，从而波长取得部能够容易且高精度地取得 各受光元件中接收到的光的中屯、波长。
[0016] 如此，通过取得在各受光元件接收的光的中屯、波长，从而能够判定拍摄图像中的 波长分布，且可通过进行波长补正来拍摄高精度地分光图像。例如，依次变更从分光滤波器 出射的光的波长W能够在各受光元件接收目标波长的光，并分别检测各受光元件中的目标 波长的光的光量，然后通过例如合成，从而可W取得目标波长的分光图像。
[0017] 在本应用例的分光图像取得装置中，优选所述分光图像取得装置还具备固定滤波 器，所述固定滤波器配置在入射所述摄像部的光的光路上，所述固定滤波器相对于所述规 定波段中的多个所述波长成分中的每个波长成分而具有不同的透过率。
[0018] 在本应用例中，经由相对于各波长成分的透过率特性分别不同的固定滤波器和分 光滤波器的光被摄像部接收。
[0019] 例如，参照光的波长特性为大致一定（各波长的光量为均等）的情况下、相对于受 光元件的波长的灵敏度特性大致一定的情况下，当未设置固定滤波器时，从各受光元件输 出的信号值成为对应每个波长成分相近的值，存在判定接收的光的中屯、波长困难的情况。 对此，在本应用例中，通过使用上述运种固定滤波器，从而来自各受光元件的信号值成为对 应每个波长成分不同的值。因此，能够通过受光元件更高精度地取得接收到的光的中屯、波 长。
[0020] 在本应用例的分光图像取得装置中，优选所述分光图像取得装置还具有光源，所 述光源出射所述参照光，所述光源相对于所述规定波段中的多个所述波长成分中的每个波 长成分而出射不同光量的光。
[0021] 在本应用例中，从光源射出的参照光的各波长中光量分别不同。
[0022] 例如，参照光的波长特性是大致一定（各波长的光量均等）的情况下、对于受光元 件的波长的灵敏度特性大致一定的情况下，从各受光元件输出的信号值是对应每个波长成 分相近的值，存在判定接收到的光的中屯、波长困难的情况。对此，在本应用例中，如上述， 由于从光源射出的各波长的光量分别不同，因此，来自各受光元件的信号值是对应每个波 长成分不同的值。此种情况下，如上述应用例所述，不使用固定滤波器，从接收参照光时的 各受光元件输出的信号值为不同的值，能够高精度地取得通过受光元件接收的光的中屯、波 长。
[0023] 并且，如上述应用例所述，即使在使用固定滤波器的情况下，从光源出射的参照光 的波长特性与固定滤波器的透过率特性相配（掛巧衣^巧吝）时，为了在各波长成分中成 为分别不同的光量，设定光源及固定滤波器的特性即可。
[0024] 本应用例的分光图像取得装置中，优选所述摄像部中的多个所述受光元件中的每 个受光元件具有对应每个所述波长成分不同的灵敏度。
[0025] 在本应用例中，摄像部的受光元件中的受光灵敏度在各波长分别不同。
[0026] 例如，参照光的波长特性为大致一定（各波长的光路均等）的情况下、对于受光元 件的波长的灵敏度特性大致一定的情况下，信号值成为对应每个波长成分相近的值，存在 判定接收的光的中屯、波长困难的情况。对此，在本应用例中，如上述，由于各受光元件的灵 敏度对应每个波长不同，因此，即使参照光中各波长成分的光量大致一定，来自各受光元件 的信号值成为对应每个波长成分不同的值。此种情况下，如上述，不使用固定滤波器，从接 收参照光时的各受光元件输出的信号值为不同的值，能够通过受光元件高精度地取得接收 的光的中屯、波长。
[0027] 并且，上述应用例所述，也可W使用固定滤波器，还可W使参照光的光量对应每个 波长成分不同。运种情况下，例如将固定滤波器的透过率特性、从光源出射的参照光的波长 特性、与受光元件的灵敏度特性相配时，为了从受光元件输出在各波长成分分别不同的信 号值，则设定光源、固定滤波器及受光元件的特性即可。
[0028] 在本应用例的分光图像取得装置中，优选通过所述摄像部接收所述参照光的所述 规定波段中的多个所述波长成分中的每个波长成分的光时从所述受光元件输出的信号值 相对于波长单调变化。
[0029] 在应用例中，通过摄像部接收参照光时，相对于各波长成分的从受光元件输出的 信号值相对于波长变化而单调变化。
[0030] 目P，依次切换参照光中的规定波段所包含的波长，分别单个地通过受光元件接收 时，为了从受光元件输出的信号值单调增加或单调减少，而设定参照光的波长特性、受光元 件的灵敏度特性、或固定滤波器的透过率特性。
[0031] 此时，经由分光滤波器通过受光元件接收参照光时，相对于信号值对应的波长决 定为一个，能够更高精度地指定通过受光元件接收到的光的中屯、波长。另外，由于相对于波 长变化的信号值变化单调变化，所W例如根据通过补充处理等补充输出后的信号值能够容 易算出在受光元件接收的光的中屯、波长。
[0032] 在本应用例的分光图像取得装置中，优选所述分光图像取得装置还具备固定滤波 器，所述固定滤波器配置在入射所述摄像部的光的光路上，所述固定滤波器是在玻璃基板 上层叠Ag及AI2O3的滤波器。
[0033] 在本应用例中，另行使用固定滤波器相对于波长变化使信号值变化单调变化时， 使用玻璃基板层叠Ag及Al2〇3的滤波器作为固定滤波器。
[0034] 在运种的固定滤波器中，单调增加波长时，透过率特性单调减少。因此，即使在难 W设定输出参照光的光源中的波长特性、受光元件的灵敏度特性的情况下，也可W使接收 到参照光时的受光元件中的信号特性相对于波长单调增加。
[0035] 在本实施例的分光图像装置中，优选所述分光滤波器能改变出射的光的波长，所 述分光图像取得装置还具备：测定控制部，使透过所述分光滤波器的光的波长变化；W及 图像生成部，基于通过多个所述受光元件中的每个受光元件接收到的大致相同波长的光的 光量，生成与该大致相同波长相对的分光图像。
[0036] 在本应用例中，通过测定控制部依次改变从分光滤波器出射的光的波长，取得各 受光元件的光量。此时，为了得到目标波长的分光图像的各像素的光量，依次改变间隙尺 寸。并且，图像生成部基于在各受光元件接收到的目标波长的光的光量，生成分光图像。由 此，能够合成将期望的目标波长的光的光量作为各图像的像素值（例如亮度值）的分光图 像。
[0037] 在本应用例的分光图像取得装置中，优选具备光谱测定部，测定通过多个所述受 光元件中的每个受光元件接收到的光的分光光谱。
[0038] 在本发明中，依次切换从分光滤波器出射的光的波长，基于相对于各波长的各受 光元件的受光量，测定被各受光元件接收的光的分光光谱。在运种结构中，能够取得与各受 光元件对应的各像素中的正确的分光光谱。
[0039] 在本应用例的分光图像取得装置中，优选所述图像生成部基于通过多个所述受光 元件中的每个受光元件接收的光的分光光谱，取得与被多个所述受光元件中的每个受光元 件接收