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図面 (20)

課題

暗闇中の被写体のカラー静止画ないしはカラー動画撮影する画像撮影装置および画像撮影方法を提供する。

解決手段

照射部1、撮像部2及び表色設定部3を備える。照射部1は、異なる波長強度分布を有する赤外線及び「R波長領域」を有する可視光線を被写体に照射し、撮像部2は、被写体4により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線及び「R波長領域」を有する可視光線のいずれか一つ又は両方による被写体4の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、表色設定部3は、形成された画像情報が表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色するための表色情報を画像情報に設定する。

概要

背景

従来、暗闇中の被写体に赤外線照射し被写体のカラー画像を形成する方法としては、疑似カラースケール表示が用いられていた。すなわち、被写体から反射された赤外線から得られた赤外線強度分布強度レベルを複数の強度レベル区間に分割し、各強度レベル区間に適当な色を割り当てることによってカラー画像を形成し、被写体の赤外線カラー画像として表示していた。

しかしながら、疑似カラースケール表示を行うと、画像を灰色の濃淡で表示するグレースケール表示モノクロ表示)や単色あるいは原色のカラーの濃淡で表示する単色カラースケール表示と比較して、ある強度レベル区間を抽出する用途には有効であるが、画像情報が増加していないので、逆に不自然で見辛くなってしまう場合も少なくなかった。

一方、天文学の分野では従来から恒星や星放射する赤外線を複数の赤外線バンドパスフィルタを用いて複数の赤外線画像を形成し、得られた各赤外線画像を適当な複数の色により表色合成カラー画像を形成することが行われてきた。

しかしながら、この合成カラー画像は可視光線による画像とは全く無関係の表色であるため不自然に見える場合も少なくない。また、赤外線を放射しない衛星などは撮影することが出来ない。

一方、従来から単色の赤外線写真と通常の可視光線写真を合成して合成カラー写真を形成することも行われている。

しかしながら、この合成カラー写真も現実配色とは無関係である。そのため、一見幻想的あるいは芸術的にも見えるが、現実的ではないため不自然に見えるばかりか太陽光線のある日中にしか撮影することが出来ない。

一方、モノクロビデオカメラと、赤、青及び緑の光を発光する光源と、該光源から赤、青及び緑の光を順次発光するように制御する制御回路と、上記光源が赤、青及び緑の光を発光した際の上記ビデオ・カメラの出力ビデオ信号を順次取り込み、合成してカラー・ビデオ信号とする取込み合成回路とを具えたカラー静止画像撮影装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)。

しかしながら、特許文献1のカラー静止画像撮影装置は、可視光線領域に関するものであって、赤外線は対象としていない。また、特許文献1のカラー静止画像撮影装置は、照射した可視光線の色と同じ色で画像を表色し加法混色するものであって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態とは異なるものである。

一方、X線を発生するX線源、被検体を透過したX線を検出する2次元X線検出器患者ベッドを有し、X線源は患者ベッドの移動と同期して連続回転可能で被検体を螺旋状に走査できるX線CT装置において、被写体に照射するX線のエネルギー特性スライス方向に変更することが可能なエネルギー変換手段を有し、該エネルギー変更手段を用いて螺
スキャンすることで、同一スライス位置を複数の異なる実効エネルギーのX線で計測可能で、得られたデータを同じ実効エネルギーで計測したデータ間で補間することにより、任意の実効エネルギーの画像、任意の実効エネルギーの画像間差分を得ることを可能としたX線CT装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。

しかしながら、特許文献2のX線CT装置は、X線領域に関するものであって赤外線は対象としていない。また、特許文献2のX線CT装置は、X線透過画像撮影装置であって、本発明とは異なるものである。さらに、特許文献2のX線CT装置によるカラー合成画像は、視認性を向上させるよう着色された自然とは全く異なる表色をするものであって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態とは異なるものである。

一方、撮影動作によって得られた光像各波長域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽出する波長選択型液晶カメラ装置において、光学的バンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波長電圧により変更可能な液晶フィルタと、この液晶フィルタによって選択された波長域の光像を光電変換して、映像信号を生成する1つの撮像素子と、この撮像素子から出力される波長の異なる2つの画像の間の信号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づいた映像信号を生成する画像演算部と、を備えたことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。

しかしながら、特許文献3の波長選択型液晶フィルタは、1度に1波長域の透過のみ可能であり、本発明に相当するものではない。また、特許文献3の波長選択型液晶カメラ装置は、波長の異なる2つの画像間の信号レベル差を検出し映像化することにより視認性の向上を図るものであって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態とは異なるものである。

また、特許文献3において、撮影動作によって得られた光像を各波長域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽出する波長選択型液晶カメラ装置において、光学的バンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波長を電圧により変更可能な液晶フィルタと、この液晶フィルタによって選択された各波長域の光像を赤色(R)領域、緑色(G)領域、青色(B)領域に分離して、光電変換し、R色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を生成するカラー撮像素子と、このカラー撮像素子から出力されるR色映像信号、G色映像信号、B色映像信号の各画素について、R色、G色、B色のそれぞれに対して、同じ空間座標を持つ各画素毎に信号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づき、R色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を生成するカラー画像演算部と、このカラー画像演算部から出力されるR色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を合成して合成カラー映像信号を生成するカラー映像信号合成部と、を備えたことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置も提案されている。

しかしながら、特許文献3のこの液晶フィルタは光像を赤色(R)領域、緑色(G)領域、青色(B)領域に分離するものであり対象としている光は可視光線であって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態に相当するものではない。

一方、対象物から放射又は反射される赤外線を受光し、赤外スペクトル画像を得る赤外線カメラと、該対象物について、色と、赤外スペクトル放射強度又は赤外スペクトル反射率との対応データを予め記憶する記憶装置と、該対応データに基づいて、前記赤外スペクトル画像の各位置における赤外スペクトルの放射強度又は赤外スペクトル反射率の値から、前記赤外スペクトル画像の各位置における色を決定する第1の処理手段と、前記第1の処理手段で得た色情報を基に、前記対象物の画像の各位置に人工的に着色を施す第2の処理
手段と、を備えていることを特徴とする赤外線カラー画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。

しかしながら、特許文献4の赤外線カラー画像形成装置は、対象物の可視光線領域における実際の色と、赤外スペクトル放射強度又は赤外スペクトル反射率との対応データを予め測定し準備しておく必要があり事前の被写体の精密な可視光線及び赤外線スペクトル分光測定が必須である。そのような対応データ、対応データを記憶する記憶装置及び時間を要する、対応データとの比較に基づいた表色を必要としない本発明とは少なくともこの点において異なるものである。

一方、被写体に赤外線と紫外線を照射し、同被写体を撮影して得た赤外線画像信号紫外線画像信号から色を判定することによりカラー画像信号を出力するようにしたことを特徴とする暗視カラーカメラが提案されている(例えば、特許文献5、特許文献6参照。)。

しかしながら、特許文献5の暗視カラーカメラは紫外線の照射が必須であるが、本発明はそのような紫外線照射を必要としない点において少なくとも異なる。

一方、光学系内において各々互いに異なった赤外波長域を選択的に透過または反射する複数の光学フィルタと、複数の光学フィルタによって得られた赤外光像を各々撮像する複数の撮像手段と、複数の撮像手段によって得られた撮像信号から画像情報を形成する信号処理手段とを備えたことを特徴とする赤外撮像装置が提案されている(例えば、特許文献7参照。)。

しかしながら、特許文献7の赤外撮像装置は、赤外線のみを対象とした撮像装置であり、可視光線下での撮像との関連に関しては記載されていない。また、可視光線による画像とは全く無関係の表色が行なわれる。さらに、赤外線を放射しない被写体などは撮影することが出来ない。すなわち、赤外線照射による撮像により可視光線下での被写体の色を再現することは開示がされていない。

一方、互いに異なる検出波長を有する少なくとも2種類の赤外線検出器を2次元アレイ状に配置した赤外線固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置において、赤外線画像をカラーディスプレイ上に表示し、検出波長の異なる赤外線検出器からの出力信号をそれぞれカラーディスプレイ上の異なる色素に対応させて表示する事を特徴とした赤外線撮像装置が提案されている(例えば、特許文献8参照。)。

しかしながら、特許文献8の赤外線撮像装置は、赤外線のみを対象とした撮像装置であり、可視光線下での撮像との関連に関しては記載されていない。また、可視光線による画像とは全く無関係の表色である。さらに、赤外線を放射しない被写体などは撮影することが出来ない。赤外線照射による撮像により可視光線下での被写体の色を再現することは開示がされていない。

一方、赤外領域に発光分布を有する赤外線光源と、撮像レンズと、赤外領域および可視領域に受光感度を有する受光素子マトリクス状に配置されたCCDセンサと、それぞれ特定の波長領域の可視光線および特定の波長領域の赤外線を透過し、上記受光素子の各々に張付される複数のカラーフィルタとを具備する赤外線撮像装置であって、可視光線を除外して赤外線を透過させる赤外線透過フィルタと、上記イメ−ジセンサへの赤外線の入光に基づく撮像信号を生成する撮像信号生成手段と、上記撮像信号をデジタル信号に変換するデジタル変換手段と、上記デジタル変換手段により変換されたデジタル信号を一時的に保持するメモリとを具備していることを特徴とする赤外線撮像装置が提案されている(例えば、特許文献9参照。)。

しかしながら、特許文献9の赤外線撮像装置は、可視光線を除外して赤外線を透過させる赤外線透過フィルタが必要となる。

一方、被写体を撮像して、前記被写体からの可視光成分に基づいて複数の色信号を生成し、前記被写体からの赤外線成分に基づいて赤外線輝度信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段により生成された各色信号及び赤外線輝度信号に基づいて、カラー画像を生成するカラー画像生成手段と、を備えた撮像装置が提案されている(例えば、特許文献10参照。)。

しかしながら、特許文献10の撮像装置は、可視光線による撮像と赤外線による撮像を合成して画像を撮像するものであって暗闇でのカラー撮像は困難である。

一方、目下のトラフィックシーンの画像を、可視スペクトルの範囲外で反応するカメラによって撮影し、前記画像を車内の光学系表示装置を用いて可視スペクトルで再現する形式の、特に夜間や悪天候または霧等の時の、車両における視界を改善する方法において、カメラによって撮影されたトラフィックシーンに含まれる対象のタイプを自動的に識別し、タイプに応じて識別された対象を、該対象が昼光下で有している典型的な輝度および/または色に相応する、輝度および/または色で前記光学系表示装置に表示することを特徴とする、車両における視界を改善する方法が提案されている(例えば、特許文献11参照。)。

しかしながら、特許文献11の車両における視界を改善する方法および装置は、ビデオ画像に含まれるすべての対象物のタイプを識別しなければならないため、画像処理の負担が非常に大きくなってしまう問題がある。また、モノクロまたは単色の疑似カラーによる表示であるため違和感がある。

一方、可視光領域の白色の照明光と可視光領域以外の波長領域の光を含む照明光とを選択的に被写体に照明可能な照明手段と、可視光領域内の異なる波長領域の光を透過する複数種類フィルタから成ると共に、当該フィルタが可視光領域以外の波長領域の光も透過する複透過特性を有するモザイクフィルタであって、当該モザイクフィルタが受光面に装着され、前記照明手段によって照明された被写体像を撮像する固体撮像素子が設けられた内視鏡と、前記被写体像を撮像することによって前記固体撮像素子から読み出された出力信号に対応する画像の各画素に、前記モザイクフィルタの各種フィルタに対応した所望の色を割り当てることによってカラー画像を得る手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡装置が提案されている(例えば、特許文献12参照。)。

しかしながら、特許文献12の内視鏡装置は、一般的な可視領域の画像では識別が困難な被観察体の各部位の色調差を検出し疑似カラー表示する事を可能としているものであって、赤外線照射による撮像により可視光線下での被写体の色を再現することは開示されていない。

一方、被写体サンプルから放射される全ての波長領域の放射光を受光し、該放射光を互いに異なる中心波長を有するn個(n≧3)の成分光分光する分光光学部と、前記n個の成分光をそれぞれ光電変換し、前記n個の成分光にそれぞれ対応したn個の電気信号をそれぞれ生成させる光電変換部と、前記n個の電気信号を加工することにより、前記サンプルの擬似カラー画像の生成と、該擬似カラー画像の色表示を行うための表色系に基づき定義される数値の算出とを行う画像処理部と、前記擬似カラー画像及び/又は前記数値を出力する画像出力部と、を少なくとも有しており、前記画像処理部は、前記n個の電気信号からなる一の信号群に対してm個(m≧3)の感度関数のそれぞれを独立にかけることに
より、各感度関数に対応したm個の擬似カラー基本画像信号を生成させる画像信号生成処理手段と、前記m個の擬似カラー基本画像信号にマトリクスMをかけてベクトル変換することにより、3つの擬似カラー画像信号を生成させるベクトル変換処理手段と、前記3つの擬似カラー画像信号を合成して前記擬似カラー画像を生成させる画像形成処理手段と、前記3つの擬似カラー画像信号を用いて前記表色系に基づき定義される前記数値を算出する表色処理手段と、を少なくとも有しており、前記m個の感度関数は、前記被写体サンプルが属する被写体群を構成する各被写体間に生ずる物理的状態又は化学的状態観測すべき差異と、前記被写体群を構成する各被写体の分光スペクトル間に生ずる波形の差異と、の間の相関関係に基づいて決定されており、前記マトリクスMは、最適な感度特性に近づける為のマトリックスであり、結果的に前記3つの擬似カラー画像信号を生成させる際に生じる色再現誤差が最小限となるように決定されていること、を特徴とする可視並びに不可視領域色度計測が可能なシステムが提案されている(例えば、特許文献13参照。)。

しかしながら、特許文献13の可視並びに不可視領域の色度計測が可能なシステムは、被写体サンプルから取得したい所望の情報を、不可視色値並びに擬似カラー画像の色表示を利用して、標準サンプルとの比較によって評価するもので、標準サンプルの準備が必要であり、また、広い波長範囲に渡って細かく分光する必要があるので、画像処理の負担が非常に大きくなってしまう問題がある。

概要

暗闇中の被写体のカラー静止画ないしはカラー動画を撮影する画像撮影装置および画像撮影方法を提供する。照射部1、撮像部2及び表色設定部3を備える。照射部1は、異なる波長強度分布を有する赤外線及び「R波長領域」を有する可視光線を被写体に照射し、撮像部2は、被写体4により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線及び「R波長領域」を有する可視光線のいずれか一つ又は両方による被写体4の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、表色設定部3は、形成された画像情報が表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色するための表色情報を画像情報に設定する。

目的

本発明は、暗闇であっても、できるだけ自然な配色を有するカラー画像を形成することを課題の一つとする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

照射部、撮像部および表色設定部を備え、前記照射部は、異なる波長強度分布を有する赤外線および「R波長領域」を有する可視光線を被写体に照射し、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線および前記被写体により反射された「R波長領域」を有する可視光線のいずれか一つまたは両方による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有する前記それぞれの赤外線の内で最も短い波長側に波長強度分布を有する赤外線および前記被写体により反射された前記「R波長領域」を有する可視光線により撮像された画像情報、もしくは、前記被写体により反射された前記「R波長領域」を有する可視光線により撮像された画像情報とし、前記Rを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定することを特徴とする画像撮影装置

請求項2

照射部、撮像部および表色設定部を備え、前記照射部は、異なる波長強度分布を有する赤外線および異なる波長強度分布を有する可視光線を被写体に照射し、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線および前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの可視光線のいずれか一つまたは両方による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有する前記それぞれの赤外線の内で最も短い波長側に波長強度分布を有する赤外線および前記被写体により反射された「R波長領域」を有する可視光線により撮像された画像情報、もしくは、前記被写体により反射された前記「R波長領域」を有する可視光線により撮像された画像情報とし、前記Rを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定することを特徴とする画像撮影装置。

請求項3

照射部、分離部、撮像部および表色設定部を備え、前記照射部は、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記分離部は、前記被写体からの可視光線を、異なる波長強度分布を有する可視光線に分離し、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線および前記異なる波長強度分布を有するそれぞれの可視光線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有する前記それぞれの赤外線の内で最も短い波長側に波長強度分布を有する赤外線および前記分離された異なる波長強度分布を有する可視光線の内で「R波長領域」を有する可視光線により撮像された画像情報、もしくは、前記分離された異なる波長強度分布を有する可視光線の内で「R波長領域」を有する可視光線により撮像された画像情報とし、前記Rを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定することを特徴とする画像撮影装置。

請求項4

照射部、分離部、撮像部および表色設定部を備え、前記照射部は、異なる波長強度分布を有する赤外線および「R波長領域」を含む可視光線を被写体に照射し、前記分離部は、前記被写体からの可視光線を、異なる波長強度分布を有する可視光線に分離し、ここで、前記被写体からの前記可視光線は、前記照射部が照射し前記被写体により反射された「R波長領域」を含む可視光線を含み、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線および前記異なる波長強度分布を有するそれぞれの可視光線のいずれか一つまたは両方により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記被写体からの前記可視光線の内で「R波長領域」を有する可視光および前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有する前記それぞれの赤外線の内で最も短い波長側に波長強度分布を有する赤外線により撮像された画像情報、もしくは、前記被写体からの前記可視光線の内で「R波長領域」を有する可視光により撮像された画像情報とし、前記Rを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定することを特徴とする画像撮影装置。

請求項5

分離部、撮像部および表色設定部を備え、前記分離部は、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する赤外線に分離し、前記撮像部は、それぞれの前記赤外線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記分離された異なる波長強度分布を有する赤外線の内で最も短い波長側に波長強度分布を有する赤外線により撮像された画像情報とし、前記Rを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定し、更に、前記被写体に赤外線および可視光線のいずれか一つまたは両方を照射する照射部を備えることを特徴とする画像撮影装置。

請求項6

分離部、撮像部および表色設定部を備え、前記分離部は、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、前記撮像部は、それぞれの前記異なる波長強度分布を有する光線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記分離された異なる波長強度分布を有する光線の内で「R波長領域」を有する可視光線および最も短い波長側に波長強度分布を有する赤外線を有する光線により撮像された画像情報とし、前記Rを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定し、更に、前記被写体に赤外線および可視光線のいずれか一つまたは両方を照射する照射部を備えることを特徴とする画像撮影装置。

請求項7

更に、前記撮像部は複数の画素を備え、前記分離部は前記複数の画素それぞれに被着して成ることを特徴とする請求項3から6のいずれかに一項に記載の画像撮影装置。

請求項8

異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、ここで、前記被写体は、前記異なる波長強度分布を有する赤外線の内の第1赤外線を反射する部材を有し、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有する前記それぞれの赤外線の内で前記第1赤外線により撮像された画像情報とし、前記R、前記Gおよび前記Bのいずれか一つまたは二つを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定することを特徴とする画像撮影方法

請求項9

被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、それぞれの前記異なる波長強度分布を有する光線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定し、ここで、前記表色情報を設定された画像情報を|C>により表わすと、|C>=H|I>、|C>=(R,G,B)、|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y))であって、ここで、I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y),・・・,In(x,y)は、前記撮像されたそれぞれの画像を表わす画像情報であって、ここで、(x,y)は、前記それぞれの画像の面内位置であり、nは整数であり、Hは、3×nマトリックスで表される前記表色情報であり、R、GおよびBは、前記|C>が表す3原色「R」、「G」および「B」それぞれの明度であり、更に、前記I1(x,y)を、前記分離された異なる波長強度分布を有する光線の内で「R波長領域」を有する可視光線および最も短い波長側に波長強度分布を有する赤外線を有する光線により撮像された画像情報、もしくは、前記被写体からの前記可視光線の内で「R波長領域」を有する可視光により撮像された画像情報とし、前記Rを前記I1(x,y)に依存させるように前記Hを設定することを特徴とする画像撮影方法。

技術分野

0001

本発明は、被写体に反射された赤外線又は被写体が放射する赤外線などから被写体のカラー画像を形成可能とする画像撮影装置および画像撮影方法などに関する。

背景技術

0002

従来、暗闇中の被写体に赤外線を照射し被写体のカラー画像を形成する方法としては、疑似カラースケール表示が用いられていた。すなわち、被写体から反射された赤外線から得られた赤外線強度分布強度レベルを複数の強度レベル区間に分割し、各強度レベル区間に適当な色を割り当てることによってカラー画像を形成し、被写体の赤外線カラー画像として表示していた。

0003

しかしながら、疑似カラースケール表示を行うと、画像を灰色の濃淡で表示するグレースケール表示モノクロ表示)や単色あるいは原色のカラーの濃淡で表示する単色カラースケール表示と比較して、ある強度レベル区間を抽出する用途には有効であるが、画像情報が増加していないので、逆に不自然で見辛くなってしまう場合も少なくなかった。

0004

一方、天文学の分野では従来から恒星や星が放射する赤外線を複数の赤外線バンドパスフィルタを用いて複数の赤外線画像を形成し、得られた各赤外線画像を適当な複数の色により表色合成カラー画像を形成することが行われてきた。

0005

しかしながら、この合成カラー画像は可視光線による画像とは全く無関係の表色であるため不自然に見える場合も少なくない。また、赤外線を放射しない衛星などは撮影することが出来ない。

0006

一方、従来から単色の赤外線写真と通常の可視光線写真を合成して合成カラー写真を形成することも行われている。

0007

しかしながら、この合成カラー写真も現実配色とは無関係である。そのため、一見幻想的あるいは芸術的にも見えるが、現実的ではないため不自然に見えるばかりか太陽光線のある日中にしか撮影することが出来ない。

0008

一方、モノクロビデオカメラと、赤、青及び緑の光を発光する光源と、該光源から赤、青及び緑の光を順次発光するように制御する制御回路と、上記光源が赤、青及び緑の光を発光した際の上記ビデオ・カメラの出力ビデオ信号を順次取り込み、合成してカラー・ビデオ信号とする取込み合成回路とを具えたカラー静止画像撮影装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)。

0009

しかしながら、特許文献1のカラー静止画像撮影装置は、可視光線領域に関するものであって、赤外線は対象としていない。また、特許文献1のカラー静止画像撮影装置は、照射した可視光線の色と同じ色で画像を表色し加法混色するものであって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態とは異なるものである。

0010

一方、X線を発生するX線源、被検体を透過したX線を検出する2次元X線検出器患者ベッドを有し、X線源は患者ベッドの移動と同期して連続回転可能で被検体を螺旋状に走査できるX線CT装置において、被写体に照射するX線のエネルギー特性スライス方向に変更することが可能なエネルギー変換手段を有し、該エネルギー変更手段を用いて螺
スキャンすることで、同一スライス位置を複数の異なる実効エネルギーのX線で計測可能で、得られたデータを同じ実効エネルギーで計測したデータ間で補間することにより、任意の実効エネルギーの画像、任意の実効エネルギーの画像間差分を得ることを可能としたX線CT装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。

0011

しかしながら、特許文献2のX線CT装置は、X線領域に関するものであって赤外線は対象としていない。また、特許文献2のX線CT装置は、X線透過画像撮影装置であって、本発明とは異なるものである。さらに、特許文献2のX線CT装置によるカラー合成画像は、視認性を向上させるよう着色された自然とは全く異なる表色をするものであって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態とは異なるものである。

0012

一方、撮影動作によって得られた光像各波長域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽出する波長選択型液晶カメラ装置において、光学的バンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波長電圧により変更可能な液晶フィルタと、この液晶フィルタによって選択された波長域の光像を光電変換して、映像信号を生成する1つの撮像素子と、この撮像素子から出力される波長の異なる2つの画像の間の信号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づいた映像信号を生成する画像演算部と、を備えたことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。

0013

しかしながら、特許文献3の波長選択型液晶フィルタは、1度に1波長域の透過のみ可能であり、本発明に相当するものではない。また、特許文献3の波長選択型液晶カメラ装置は、波長の異なる2つの画像間の信号レベル差を検出し映像化することにより視認性の向上を図るものであって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態とは異なるものである。

0014

また、特許文献3において、撮影動作によって得られた光像を各波長域毎の光像にして、特定の被写体画像を抽出する波長選択型液晶カメラ装置において、光学的バンドパスフィルタ機能をもち、かつその中心波長を電圧により変更可能な液晶フィルタと、この液晶フィルタによって選択された各波長域の光像を赤色(R)領域、緑色(G)領域、青色(B)領域に分離して、光電変換し、R色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を生成するカラー撮像素子と、このカラー撮像素子から出力されるR色映像信号、G色映像信号、B色映像信号の各画素について、R色、G色、B色のそれぞれに対して、同じ空間座標を持つ各画素毎に信号レベル差を計算し、この差の絶対値に基づき、R色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を生成するカラー画像演算部と、このカラー画像演算部から出力されるR色映像信号、G色映像信号、B色映像信号を合成して合成カラー映像信号を生成するカラー映像信号合成部と、を備えたことを特徴とする波長選択型液晶カメラ装置も提案されている。

0015

しかしながら、特許文献3のこの液晶フィルタは光像を赤色(R)領域、緑色(G)領域、青色(B)領域に分離するものであり対象としている光は可視光線であって、少なくともこの点において、以下に開示される本発明の一側面及び本発明の一実施形態に相当するものではない。

0016

一方、対象物から放射又は反射される赤外線を受光し、赤外スペクトル画像を得る赤外線カメラと、該対象物について、色と、赤外スペクトル放射強度又は赤外スペクトル反射率との対応データを予め記憶する記憶装置と、該対応データに基づいて、前記赤外スペクトル画像の各位置における赤外スペクトルの放射強度又は赤外スペクトル反射率の値から、前記赤外スペクトル画像の各位置における色を決定する第1の処理手段と、前記第1の処理手段で得た色情報を基に、前記対象物の画像の各位置に人工的に着色を施す第2の処理
手段と、を備えていることを特徴とする赤外線カラー画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。

0017

しかしながら、特許文献4の赤外線カラー画像形成装置は、対象物の可視光線領域における実際の色と、赤外スペクトル放射強度又は赤外スペクトル反射率との対応データを予め測定し準備しておく必要があり事前の被写体の精密な可視光線及び赤外線スペクトル分光測定が必須である。そのような対応データ、対応データを記憶する記憶装置及び時間を要する、対応データとの比較に基づいた表色を必要としない本発明とは少なくともこの点において異なるものである。

0018

一方、被写体に赤外線と紫外線を照射し、同被写体を撮影して得た赤外線画像信号紫外線画像信号から色を判定することによりカラー画像信号を出力するようにしたことを特徴とする暗視カラーカメラが提案されている(例えば、特許文献5、特許文献6参照。)。

0019

しかしながら、特許文献5の暗視カラーカメラは紫外線の照射が必須であるが、本発明はそのような紫外線照射を必要としない点において少なくとも異なる。

0020

一方、光学系内において各々互いに異なった赤外波長域を選択的に透過または反射する複数の光学フィルタと、複数の光学フィルタによって得られた赤外光像を各々撮像する複数の撮像手段と、複数の撮像手段によって得られた撮像信号から画像情報を形成する信号処理手段とを備えたことを特徴とする赤外撮像装置が提案されている(例えば、特許文献7参照。)。

0021

しかしながら、特許文献7の赤外撮像装置は、赤外線のみを対象とした撮像装置であり、可視光線下での撮像との関連に関しては記載されていない。また、可視光線による画像とは全く無関係の表色が行なわれる。さらに、赤外線を放射しない被写体などは撮影することが出来ない。すなわち、赤外線照射による撮像により可視光線下での被写体の色を再現することは開示がされていない。

0022

一方、互いに異なる検出波長を有する少なくとも2種類の赤外線検出器を2次元アレイ状に配置した赤外線固体撮像素子を用いた赤外線撮像装置において、赤外線画像をカラーディスプレイ上に表示し、検出波長の異なる赤外線検出器からの出力信号をそれぞれカラーディスプレイ上の異なる色素に対応させて表示する事を特徴とした赤外線撮像装置が提案されている(例えば、特許文献8参照。)。

0023

しかしながら、特許文献8の赤外線撮像装置は、赤外線のみを対象とした撮像装置であり、可視光線下での撮像との関連に関しては記載されていない。また、可視光線による画像とは全く無関係の表色である。さらに、赤外線を放射しない被写体などは撮影することが出来ない。赤外線照射による撮像により可視光線下での被写体の色を再現することは開示がされていない。

0024

一方、赤外領域に発光分布を有する赤外線光源と、撮像レンズと、赤外領域および可視領域に受光感度を有する受光素子マトリクス状に配置されたCCDセンサと、それぞれ特定の波長領域の可視光線および特定の波長領域の赤外線を透過し、上記受光素子の各々に張付される複数のカラーフィルタとを具備する赤外線撮像装置であって、可視光線を除外して赤外線を透過させる赤外線透過フィルタと、上記イメ−ジセンサへの赤外線の入光に基づく撮像信号を生成する撮像信号生成手段と、上記撮像信号をデジタル信号に変換するデジタル変換手段と、上記デジタル変換手段により変換されたデジタル信号を一時的に保持するメモリとを具備していることを特徴とする赤外線撮像装置が提案されている(例えば、特許文献9参照。)。

0025

しかしながら、特許文献9の赤外線撮像装置は、可視光線を除外して赤外線を透過させる赤外線透過フィルタが必要となる。

0026

一方、被写体を撮像して、前記被写体からの可視光成分に基づいて複数の色信号を生成し、前記被写体からの赤外線成分に基づいて赤外線輝度信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段により生成された各色信号及び赤外線輝度信号に基づいて、カラー画像を生成するカラー画像生成手段と、を備えた撮像装置が提案されている(例えば、特許文献10参照。)。

0027

しかしながら、特許文献10の撮像装置は、可視光線による撮像と赤外線による撮像を合成して画像を撮像するものであって暗闇でのカラー撮像は困難である。

0028

一方、目下のトラフィックシーンの画像を、可視スペクトルの範囲外で反応するカメラによって撮影し、前記画像を車内の光学系表示装置を用いて可視スペクトルで再現する形式の、特に夜間や悪天候または霧等の時の、車両における視界を改善する方法において、カメラによって撮影されたトラフィックシーンに含まれる対象のタイプを自動的に識別し、タイプに応じて識別された対象を、該対象が昼光下で有している典型的な輝度および/または色に相応する、輝度および/または色で前記光学系表示装置に表示することを特徴とする、車両における視界を改善する方法が提案されている(例えば、特許文献11参照。)。

0029

しかしながら、特許文献11の車両における視界を改善する方法および装置は、ビデオ画像に含まれるすべての対象物のタイプを識別しなければならないため、画像処理の負担が非常に大きくなってしまう問題がある。また、モノクロまたは単色の疑似カラーによる表示であるため違和感がある。

0030

一方、可視光領域の白色の照明光と可視光領域以外の波長領域の光を含む照明光とを選択的に被写体に照明可能な照明手段と、可視光領域内の異なる波長領域の光を透過する複数種類フィルタから成ると共に、当該フィルタが可視光領域以外の波長領域の光も透過する複透過特性を有するモザイクフィルタであって、当該モザイクフィルタが受光面に装着され、前記照明手段によって照明された被写体像を撮像する固体撮像素子が設けられた内視鏡と、前記被写体像を撮像することによって前記固体撮像素子から読み出された出力信号に対応する画像の各画素に、前記モザイクフィルタの各種フィルタに対応した所望の色を割り当てることによってカラー画像を得る手段と、を具備したことを特徴とする内視鏡装置が提案されている(例えば、特許文献12参照。)。

0031

しかしながら、特許文献12の内視鏡装置は、一般的な可視領域の画像では識別が困難な被観察体の各部位の色調差を検出し疑似カラー表示する事を可能としているものであって、赤外線照射による撮像により可視光線下での被写体の色を再現することは開示されていない。

0032

一方、被写体サンプルから放射される全ての波長領域の放射光を受光し、該放射光を互いに異なる中心波長を有するn個(n≧3)の成分光分光する分光光学部と、前記n個の成分光をそれぞれ光電変換し、前記n個の成分光にそれぞれ対応したn個の電気信号をそれぞれ生成させる光電変換部と、前記n個の電気信号を加工することにより、前記サンプルの擬似カラー画像の生成と、該擬似カラー画像の色表示を行うための表色系に基づき定義される数値の算出とを行う画像処理部と、前記擬似カラー画像及び/又は前記数値を出力する画像出力部と、を少なくとも有しており、前記画像処理部は、前記n個の電気信号からなる一の信号群に対してm個(m≧3)の感度関数のそれぞれを独立にかけることに
より、各感度関数に対応したm個の擬似カラー基本画像信号を生成させる画像信号生成処理手段と、前記m個の擬似カラー基本画像信号にマトリクスMをかけてベクトル変換することにより、3つの擬似カラー画像信号を生成させるベクトル変換処理手段と、前記3つの擬似カラー画像信号を合成して前記擬似カラー画像を生成させる画像形成処理手段と、前記3つの擬似カラー画像信号を用いて前記表色系に基づき定義される前記数値を算出する表色処理手段と、を少なくとも有しており、前記m個の感度関数は、前記被写体サンプルが属する被写体群を構成する各被写体間に生ずる物理的状態又は化学的状態観測すべき差異と、前記被写体群を構成する各被写体の分光スペクトル間に生ずる波形の差異と、の間の相関関係に基づいて決定されており、前記マトリクスMは、最適な感度特性に近づける為のマトリックスであり、結果的に前記3つの擬似カラー画像信号を生成させる際に生じる色再現誤差が最小限となるように決定されていること、を特徴とする可視並びに不可視領域色度計測が可能なシステムが提案されている(例えば、特許文献13参照。)。

0033

しかしながら、特許文献13の可視並びに不可視領域の色度計測が可能なシステムは、被写体サンプルから取得したい所望の情報を、不可視色値並びに擬似カラー画像の色表示を利用して、標準サンプルとの比較によって評価するもので、標準サンプルの準備が必要であり、また、広い波長範囲に渡って細かく分光する必要があるので、画像処理の負担が非常に大きくなってしまう問題がある。

先行技術

0034

特開平8−65690号公報
特開2004−236915号公報
特開2000−152254号公報
特開2002−171519号公報
特開2001−36916号公報
特開2005−45559号公報
特開昭62−208784号公報
特開平4−86075号公報
特開2006−109120号公報
特開2006−148690号公報
特開2003−78908号公報
特開平4−357926号公報
特開2004−77143号公報

発明が解決しようとする課題

0035

本発明は、暗闇であっても、できるだけ自然な配色を有するカラー画像を形成することを課題の一つとする。

課題を解決するための手段

0036

上記の目的を果たすために、本発明の一側面として、照射部、撮像部及び表色設定部を備え、前記照射部は、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0037

なお、一般に、さまざまな色空間が定義可能であり、それにより様々な表色が可能である
。その中でも、光の3原色「R」、「G」及び「B」を用いるRGB表色系が代表的な例である。RGB表色系では、波長700nmの光を原色「R」、波長546.1nmの光を原色「G」、波長435.8nmの光を原色「B」とし、RGB3原色を定義してもよい。但し、レーザープロジェクタのような特殊な表示装置以外の多くの表示装置では、そのような固定した一波長を表示することは困難であるので、特定の波長強度分布を有するものとして「R」、「G」及び「B」を適宜設定ないしは定義してもよい。つまり「R」、「G」及び「B」という表現は、それぞれ、特定の一波長の原色又は単色を表す場合だけでなく、特定の波長強度分布を有し、見た目が「R」、「G」及び「B」の3原色にそれぞれ近似した原色又は単色を表す場合がある。

0038

また、一般に、人の視細胞である錐体細胞には、中心波長564nm程度で波長範囲400nm程度から680nm程度の赤色波長領域又は「R波長領域」に感度を有する細胞、中心波長534nm程度で波長範囲400nm程度から650nm程度の緑色波長領域又は「G波長領域」に感度を有する細胞及び中心波長420nm程度で波長範囲370nm程度から530nm程度の青色波長領域又は「B波長領域」に感度を有する細胞の3種類があるとされている。そして、人は、それら3種類の細胞によりそれぞれ「R」、「G」及び「B」に対応する色を視覚するとされる。なお、これら波長範囲には個人差があるため、厳密な定義は困難である。

0039

また、被写体からの可視光線を色ガラスフィルタ等により「R波長領域」、「G波長領域」及び「B波長領域」に分離し、それぞれの波長領域による画像を撮像する。そして、「R波長領域」による画像の明度を「R」で、「G波長領域」による画像の明度を「G」で、「B波長領域」による画像の明度を「B」により表色し、それら3つの表色された画像を光の3原色を重ねて表示するいわゆる加法混色により、カラー画像として表色して表示してもよい。

0040

また、「C」(Cyan)、「M」(Magenta)及び「Y」(Yellow)を3原色としてカラー表示するCMYカラー表示を行うこともできる。これは、特定の色濃度を有するインク等を白色の紙などに塗布し画像の明度を表現する場合によく用いられ、光を遮る形で色を混色するため、減法混色と呼ばれる。

0041

なお、RGBカラー表示ないしはCMYカラー表示にB(Black)を追加したRGBBカラー表示ないしはCMYBk(key)、あるいは、CMYK(Key)カラー表示なども用いることが好ましい。

0042

なお、本発明の各側面においては、表色とは、可視光線下における画像の明度又は特定の物理量の面内強度分布を、色の明度で表現することである。ただし、上述のように、原色あるいは単色により表色する場合や、カラー画像あるいはカラー表示のため加法混色や減法混色により複色で表色する場合がある。なお、原色あるいは単色は、特定の一波長から成る場合や、特定の波長強度分布を有する場合がある。

0043

なお、一方、赤外線とは、人の目の感度の国際標準である比視感度曲線によると、750nm程度以上の人の目に見えない波長の光ないしは電磁波とすることも出来る。ただし、人の目の波長感度は個人差があるため、厳密な線引きは困難で、場合により前記波長は変動し得る。

0044

また、赤外線は一般に人の目に見えない不可視光線とされる。ただし、赤外線の範疇に属する光であっても強度が非常に強い場合は人によっては見える場合がある。

0045

なお、「R」又は「R波長領域」を中心波長640nm程度の色ないしは光としても良く
、「G」又は「G波長領域」を中心波長530nm程度の色ないしは光としても良く、「B」又は「B波長領域」を中心波長435nm程度の色ないしは光などとしても良い。

0046

なお、「R」又は「R波長領域」を波長範囲625nmから740nm程度の色ないしは光としても良く、「G」又は「G波長領域」を波長範囲500nmから565nm程度の色ないしは光としても良く、「B」又は「B波長領域」を波長範囲450nmから485nm程度の色ないしは光などとしても良い。

0047

なお、「R」又は「R波長領域」を、波長範囲570nmから750nm程度の色ないしは光としても良く、「G」又は「G波長領域」を、波長範囲480nmから570nm程度の色ないしは光としても良く、「B」又は「B波長領域」を、波長範囲400nmから480nm程度の色ないしは光などとしてもよい。

0048

このように、「R」、「G」、「B」、「R波長領域」、「G波長領域」及び「B波長領域」の厳密な区別は困難であり、場合により変動し、重なりの度合いも変動し得る。なお、光と光線は同じものを意味する。

0049

また、本発明の別の側面として、上記のいずれかの側面において、更に前記照射部は、更に前記異なる波長強度分布を有する赤外線を、LED(発光ダイオード)又は赤外線LED及びLD(レーザダイオード)又は赤外線LDのいずれか一又は複数が放射する赤外線により生成する構成を開示する。

0050

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記撮像部は、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサーないしCMOS(Complementary Metal Organic Semiconductor)イメージセンサーないしAPD(Avalanche Photodiode)イメージセンサーなどの固体撮像素子、ないしは、イメージディセクタないしアイコノスコープないしイメージオルシコンないしビジコンないしサチコンないしプランビコンないしニュービコンないしニューコスビコンないしカルニコンないしトリニコンないしHARP(High−gain Avalanche Rushing amorphous
Photoconductor)ないし磁気フォーカスイメージインテンシファイアないしは電場フォーカス型イメージインテンシファイアないしマイクロチャンネルプレートなどの撮像管ないし撮像板、ないしは、MEMS(Micro Electro Mechanical System)ボロメーターなどのボロメーター系撮影素子、ないしは、焦電系撮影素子などによる構成を開示する。

0051

撮像素子は、SiないしはGeなどの単元素系ないしはSiGeないしはInAsないしはInSbないしはPbSないしはPbSeないしはInGaAsないしはHgCdTeなど化合物系を用いた固体撮像素子などにより構成されることが好ましい。

0052

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記撮像部は、レンズ絞り、フィルタなどによる構成を開示する。

0053

なお、表色設定とは、画像を表示する際、画像の明度をどのような色により表色するかを予め設定しておくことである。表色設定は、例えば、画像情報又は画像信号の伝送のタイミングで設定することや、基準トリガーに逐次的に画像情報又は画像信号を対応させることにより設定することが出来る。また、表色情報又は表色設定信号を別途生成することで設定することや、画像情報又は画像信号に表色情報又は表色設定信号を重畳させることにより設定することや、メモリにおける番地で設定することや、信号処理おけるラベル付けフラッグ付けにより設定すること等により行うことも出来る。

0054

また、本発明のさらに別の側面として、照射部、撮像部、表色設定部及び制御処理部を備え、前記撮像部は、撮像動作開始信号を前記制御処理部に送り、前記制御処理部は、前記撮像動作開始信号を基に、照射動作開始指示信号を前記照射部に送り、更に表色設定動作開始指示信号を前記表色設定部に送り、前記照射部は、前記照射動作開始指示信号を基に、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成して前記表色設定部に送り、前記表色設定部は、前記表色設定動作開始指示信号を基に、前記形成された画像情報が表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0055

なお、本発明の各側面において、情報とは、事物や物事の内容又は様子、及び、その知らせである。情報は、信号により伝えられることが好ましい。そのため、情報と信号は同じものを意味する場合がある。

0056

また、本発明のさらに別の側面として、照射部、撮像部、表色設定部及び制御処理部を備え、前記制御処理部は、照射動作開始指示信号を前記照射部に送り、更に撮像動作開始指示信号を前記撮像部に送り、更に表色設定動作開始指示信号を前記表色設定部に送り、前記照射部は、前記照射動作開始指示信号を基に、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記撮像部は、前記撮像動作開始指示信号を基に、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成して前記表色設定部に送り、前記表色設定部は、前記表色設定動作開始指示信号を基に、前記形成された画像情報が表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0057

また、本発明のさらに別の側面として、更に照射部、撮像部、表色設定部及び制御処理部を備え、前記照射部は、照射動作開始信号を制御処理部に送り、更に異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記制御処理部は、前記照射動作開始信号を基に、撮像動作開始指示信号を前記撮像部に送り、更に表色設定動作開始指示信号を前記表色設定部に送り、前記撮像部は、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成して前記表色設定部に送り、前記表色設定部は、前記表色設定動作開始指示信号を基に、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0058

また、本発明のさらに別の側面として、更に照射部、撮像部、表色設定部及び制御処理部を備え、前記表色設定部は、表色設定動作開始信号を前記制御処理部に送り、前記制御処理部は、前記表色設定動作開始信号を基に、照射動作開始指示信号を前記照射部に送り、更に撮像動作開始指示信号を前記撮像部に送り、前記照射部は、前記照射動作開始指示信号を基に、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記撮像部は、前記撮像動作開始指示信号を基に、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成して前記表色設定部に送り、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0059

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に表示部を備え、前記制御処理部は、更に表示動作開始指示信号を前記表示部に送り、前記表示部は、前
記表示動作開始指示信号を基に、前記表色情報が設定された画像情報の表わす画像のそれぞれを前記表色情報に従って表色して表示する構成を開示する。

0060

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に画像保存部を備え、前記制御処理部は、更に画像保存動作開始指示信号を前記画像保存部に送り、前記画像保存部は、前記画像保存動作開始指示信号を基に、前記表色情報が設定された画像情報を保存する構成を開示する。

0061

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記画像保存部は、前記画像保存部に保存された前記表色情報が設定された画像情報を、前記画像保存動作開始指示信号を基に前記表示部に送り、前記表示部は、前記表示動作開始指示信号を基に、前記表色情報が設定された画像情報及び前記画像保存部に保存された前記表色情報が設定された画像情報のいずれか一又は両方である表色情報が設定された画像情報の表わす画像を前記表色情報に従って表色して表示する構成を開示する。

0062

本発明の別の側面においては、上記いずれかの側面において、更に分離照射部は、照射動作開始指示信号を受けたことを、照射動作開始指示信号を送った側に伝えることが好ましい。

0063

本発明の別の側面においては、上記いずれかの側面において、更に撮像部は、撮像動作開始指示信号を受けたことを、撮像動作開始指示信号を送った側に伝えることが好ましい。

0064

本発明の別の側面においては、上記いずれかの側面において、更に表色指定部は、表色設定動作開始指示信号を受けたことを、表色設定動作開始指示信号を送った側に伝えることが好ましい。

0065

本発明の別の側面においては、上記いずれかの側面において、更に制御処理部は、撮像動作開始信号を受けたことを撮像部に伝えることが好ましい。

0066

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射動作開始指示信号、前記撮像動作開始信号及び前記表色設定動作開始指示信号のいずれか一又は複数を赤外線により送ることが好ましい。

0067

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射動作開始指示信号、前記撮像動作開始指示信号及び前記表色設定動作開始指示信号のいずれか一又は複数を赤外線により送ることが好ましい。

0068

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射動作開始信号、前記撮像動作開始指示信号及び前記表色設定動作開始指示信号のいずれか一又は複数を赤外線により送ることが好ましい。

0069

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射動作開始指示信号、前記撮像動作開始指示信号及び前記表色設定動作開始信号のいずれか一又は複数を赤外線により送ることが好ましい。

0070

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記表示動作開始指示信号及び画像保存動作開始指示信号のいずれか一又は複数を赤外線により送る構成を開示する。

0071

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に各種動作開
始信号及び各種動作開始指示信号のいずれか一又は複数を無線により送ることが好ましい。

0072

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射部は、前記照射動作開始信号を前記異なる波長強度分布を有する赤外線のいずれか一又は複数に重畳させることが好ましい。

0073

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記撮像部は、更に波長検出部を備え、前記波長検出部は、前記異なる波長強度分布を有する赤外線のいずれか一又は複数の波長、及びまたは、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線のいずれか一又は複数の波長を計測し、前記照射部の動作の状態を検知することが好ましい。

0074

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記撮像部は、更に情報生成部を備え、前記撮像動作開始信号及び前記画像情報からコンポジット信号及びまたはコンポーネント信号を生成することが好ましい。

0075

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記制御処理部は、更に情報分離部を備え、前記コンポジット信号及びまたはコンポーネント信号を前記撮像動作開始信号及び前記画像情報のいずれか一又は複数に分離することが好ましい。なお、コンポーネント信号は、画像を構成する輝度信号同期信号、色信号をそれぞれ分解して扱えるようにした映像信号又は画像情報であり、コンポジット信号は、映像を構成する輝度信号、色信号、同期信号を合成し、信号線1本でも扱えるようにした複合同期信号又は画像情報である。

0076

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に画像変換部を備え、前記画像変換部は、前記表色情報が設定された画像情報及び前記画像保存部に保存された前記表色情報が設定された画像情報のいずれか一又は複数に、加算、減算、乗算および除算のいずれかの四則演算指数関数対数関数および任意関数のいずれか一又は複数を用いた演算を適用して変換された画像情報又は画像を形成する構成を開示する。

0077

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記撮像部は、撮像動作開始信号を生成し、更に情報生成部を備え、前記情報生成部は、前記撮像動作開始信号及び前記画像情報を分離可能に合成した合成情報を生成する構成を開示する。

0078

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、前記制御処理部は、更に情報分離部を備え、前記情報分離部は、前記合成情報から前記撮像動作開始信号及び前記画像情報のいずれか一又は複数を分離する構成を開示する。

0079

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、前記第1画像を表す画像情報に設定し、前記第1画像以外の前記撮像された画像を前記「R」以外により表色するための表色情報を、前記第1画像を表す画像情報以外の前記形成された画像情報に設定する構成を開示する。

0080

また、本発明のさらに別の側面として、分離部、撮像部及び表色設定部を備え、前記分離部は、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する赤外線に分離し、前記撮像部は、それぞれの前記赤外線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長
強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、前記第1画像を表す画像情報に設定し、前記第1画像以外の前記撮像された画像を前記「R」以外により表色するための表色情報を、前記第1画像を表す画像情報以外の前記形成された画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0081

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、前記表色設定部は、前記撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する第1赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、前記第1画像を表す画像情報に設定し、波長範囲又は中心波長が前記第1赤外線の次に短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮像された第2画像を「G」により表色するための表色情報を、前記第2画像を表す画像情報に設定し、前記第1画像及び前記第2画像以外の前記撮像された第3画像を「B」により表色するための表色情報を、前記第3画像を表す画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0082

また、本発明のさらに別の側面として、分離部、撮像部及び表色設定部を備え、前記分離部は、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、前記撮像部は、それぞれの前記異なる波長強度分布を有する光線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記撮像された画像のうち、「R波長領域」を有する可視光線及び前記「R波長領域」に最も近い波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、前記第1画像を表す画像情報に設定し、前記第1画像以外の前記撮像された画像を前記「R」以外により表色するための表色情報を、前記第1画像を表す画像情報以外の前記形成された画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0083

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、前記表色設定部は、前記撮像された画像のうち、「R波長領域」を有する可視光線及び前記「R波長領域」に最も近い波長強度分布を有する第1赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報に設定し、「G波長領域」を有する可視光線及び前記第1赤外線に最も近接した波長強度分布を有する赤外線により撮像された第2画像を「G」により表色するための表色情報を、前記第2画像を表す画像情報に設定し、前記第1画像及び前記第2画像以外の前記撮像された第3画像を「B」により表色するための表色情報を、前記第3画像を表す画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を開示する。

0084

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第1画像を「R」により表色し、第2画像を「B」により表色し、第3画像を「G」により表色することが好ましい。

0085

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第1画像を「G」により表色し、第2画像を「B」により表色し、第3画像を「R」により表色してもよい。

0086

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第1画像を「G」により表色し、第2画像を「R」により表色し、第3画像を「B」により表色してもよい。

0087

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第1画像を「B」により表色し、第2画像を「R」により表色し、第3画像を「G」により表色してもよい。

0088

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第1画像を「B」により表色し、第2画像を「G」により表色し、第3画像を「R」により表色してもよい。

0089

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に、前記所定のカラーを「R」、「G」及び「B」の単色あるいは原色のいずれか一又は複数、あるいは、適当な異なる単色または原色、更にそれらの組み合わせとすることが好ましい。

0090

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記分離部を、異なる透過波長強度分布または異なる反射波長強度分布を有する一又は複数のバンドパスフィルタ、一又は複数のダイクロイックプレートフィルタ、一又は複数のダイクロイックプリズムフィルタのいずれか一又は複数などを用いて構成することが好ましい。

0091

なお、ダイクロイックプリズムにより構成される3板用フィルタとしては、三つのプリズムを備え、第1と2ダイクロイックプリズムからそれぞれ2回の内面反射出射させる複合プリズム(いわゆるフィリップスタイプのダイクロイックプリズム)、三つのプリズムを備え、第1ダイクロイックプリズムから2回の内面反射で出射させ第2ダイクロイックプリズムから1回の内面反射で出射させる複合プリズム(いわゆるソニータイプのダイクロイックプリズム)、三つの直角三角柱と一つの二等辺三角柱とを備え、正三角柱状複合プリズム(いわゆるカスケードタイプのダイクロイックプリズム)、四つの直角二等辺三角柱を備え、X状の接合面を有する正四角柱状複合プリズム(いわゆるクロスダイクロイックプリズム、あるいは、Xキューブ)、二つの三角錐と二つの四角錐とを備え、Z状の辺と接合面とを有し3次元の光路を有する立方体状複合プリズム(いわゆるZキューブ)などがある。

0092

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記分離部をガラスフィルタプラスチックフィルタ、液晶フィルタなどを用いて構成することが好ましい。

0093

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記撮像部は、複数の画素を備え、前記分離部は、前記複数の画素のそれぞれに被着して成る構成を開示する。

0094

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記バンドパスプレートフィルタレンズ形状であることが好ましい。

0095

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記ダイクロイックプリズムフィルタの入射口をレンズ形状にすることが好ましい。

0096

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記撮像部が複数の撮像部を備え、前記複数の撮像部の動作の開始を同期させることが好ましい。

0097

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記複数の撮像部の動作の開始をGenlock又はそれに準ずる手段により同期させることが好ましい。

0098

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に紫外線、可視光線及び赤外線のいずれか一又は複数をカットして撮影することが好ましい。

0099

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に表示部を備え
、前記表示部は、前記表色情報が設定された画像情報の表わす画像のそれぞれを前記表色情報に従って表色して表示する構成を開示する。

0100

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記表示部は、前記表色情報が設定された画像情報の表わす画像のそれぞれを前記表色情報に従って表色して時間をずらして表示することが好ましい。

0101

本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、画像撮影装置は、更に前記表示部が、前記異なる画像を連続表示しカラー画像を表示する構成を開示する。

0102

本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、画像撮影装置は、更に前記表示部が、前記異なる画像を加法混色しカラー画像を表示する構成を開示する。

0103

本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、画像撮影装置は、更に前記表示部が、前記異なる画像を減法混色しカラー画像を表示する構成を開示する。

0104

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、画像撮影装置は、更に前記表示部がブラウン管モニターや液晶モニターなどの発光型表示装置透過型表示装置又は反射型表示装置、あるいは、印刷物などで構成されることが好ましい。

0105

なお、一般に、表示部であるブラウン管モニターや液晶モニターは、表色情報が設定された画像情報により、被写体の画像を、「R」、「G」及び「B」を用い加法混色によりカラー画像を表示することが好ましい。

0106

また、印刷による表示は、表色情報が設定された画像情報により、被写体の画像を、「C」、「M」及び「Y」を用い減法混色によりカラー画像を表示することが好ましい。

0107

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に画像保存部を備え、前記画像保存部は、前記表色情報が設定された画像情報を保存する構成を開示する。

0108

なお、前記画像保存部は、ビデオデコーダビデオエンコーダFPGA、PLD、CPLD、DSP、SDRAMフィールドメモリフレームメモリや、SAMPLE&HOLD回路ラッチ回路などを用いて構成することが好ましい。

0109

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記照射部は、前記赤外線のそれぞれを、位相差を付けて強度変調して前記被写体に照射する構成を開示する。

0110

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記照射部は、前記赤外線のそれぞれを異なる周波数で強度変調して前記被写体に照射する構成を開示する。

0111

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記照射部は、前記赤外線のそれぞれを実質的に異なる時間範囲に前記被写体に照射する構成を開示する。

0112

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に異なる波長強度分布を有する赤外線を、LED及びLDのいずれか一又は複数を点滅させることにより強度変調することが好ましい。

0113

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に異なる波長強度分布を有する赤外線を、LED及びLDのいずれか一又は複数をパルス的に発光させることにより強度変調することが好ましい。

0114

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に異なる波長強度分布を有する赤外線を、矩形波サイン波コサイン波三角波鋸波などのような波形、それらの合成波デューティー比バイアスを持ったそれらの波形、合成波などの波形状に強度変調されることが好ましい。

0115

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に異なる波長強度分布を有する赤外線を、開閉スリットチョッパーで強度変調して被写体に照射することが好ましい。

0116

本発明のさらに別の側面としては、更に異なる波長強度分布を有する赤外線のそれぞれの単一のパルス赤外線照射に時間差を付けることにより位相差を付けて強度変調された異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射することが好ましい。

0117

本発明のさらに別の側面としては、更に異なる波長強度分布を有する赤外線のそれぞれの複数のパルス赤外線照射に時間差を付けることにより位相差を付けて強度変調された異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射することが好ましい。

0118

本発明のさらに別の側面としては、更に異なる波長強度分布を有しかつ位相差を付けて強度変調された異なる波長強度分布を有する赤外線の異なる位相の差が、0.1秒以下であることが好ましい。

0119

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に異なる波長強度分布を有する赤外線を、赤外線LED及び又は赤外線ランプ赤外線フィルタにより形成することが好ましい。

0120

なお、赤外線フィルタとしては、各種透過波長帯を有する赤外線バンドパスフィルタ、赤外線長波長透過フィルタと赤外線短波長透過フィルタの組み合わせなどがある。

0121

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に異なる波長強度分布を有する赤外線を、赤外線LED及び又は赤外線LDを波長変調偏光変調することにより形成することが好ましい。なお、波長変調や偏光変調は、電磁的に行うことが好ましい。

0122

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に赤外線LED及び又は赤外線LDが750nm程度から1200nm程度の波長範囲の中の波長範囲で発光することが好ましい。

0123

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に赤外線LED及び又は赤外線LDが750nm程度から1200nm程度の波長範囲の中の中心波長で発光することが好ましい。

0124

なお、本発明のさらに別の側面としては、異なる波長強度分布を有する赤外線を、複数の赤外線光源により発せられることが好ましい。

0125

なお、本発明のさらに別の側面としては、異なる波長強度分布を有する赤外線は、一つ以
上の赤外線光源を複数に分割して発せられることが好ましい。

0126

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作と前記撮像部の動作とが同期して開始することが好ましい。

0127

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作と前記撮像部の動作と前記表色設定部の動作とが同期して開始することが好ましい。

0128

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作及び前記撮像部の動作が所定の時間間隔で開始することが好ましい。

0129

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作、前記撮像部の動作及び前記表色設定部の動作が所定の時間間隔で開始することが好ましい。

0130

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記撮像部は、前記被写体に反射された異なる周波数で強度変調された異なる波長強度分布を有する赤外線のそれぞれを検波して分離して撮像する構成を開示する。

0131

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作及び前記撮像部の動作が10Hz以上の周波数で定期的に開始することが好ましい。

0132

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作、前記撮像部の動作及び前記表色設定部の動作が10Hz以上の周波数で定期的に開始することが好ましい。これは、10Hz以上の周波数で異なる画像を連続表示すれば人の目にはほぼカラー静止画像ないしはカラー動画に見えるからである。

0133

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記表示部は、前記表色情報が設定された画像情報及び前記画像保存部に保存された前記表色情報が設定された画像情報のいずれか一方又は両方である表色情報が設定された画像情報の表わす画像を前記表色情報に従って表色して表示する構成を開示する。

0134

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記表示部は、前記表色情報が設定された画像情報が表わす画像それぞれを前記表色情報に従って表色して、同時に表示する構成を開示する。

0135

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作、前記撮像部の動作、前記表色設定部の動作及び前記保存部の動作が同期して開始することが好ましい。

0136

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部の動作、前記撮像部の動作、前記表色設定部の動作及び前記保存部の動作が所定の時間間隔で開始することが好ましい。

0137

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部、前記撮像部、前記制御処理部、前記表色設定部、前記画像保存部、前記画像変換部及び前記画像表示部のいずれか一又は複数が1体化されていることが好ましい。

0138

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記制御処理部、前記照射部、前記撮像部、前記表色設定部、前記画像保存部、前記画像変換部及び前記
画像表示部のいずれか一又は複数がオンチップ化されていることが好ましい。

0139

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部、前記撮像部、前記制御処理部、前記表色設定部、前記画像保存部、前記画像変換部及び前記画像表示部のいずれか一又は複数は、更に濃度調整部を備え、前記濃度調整部は、前記表色情報が設定された画像情報、前記画像保存部に保存された前記表色情報が設定された画像情報及び前記変換された画像情報のいずれか一又は複数の表色の明度若しくは濃度、コントラスト及びガンマー補正パラメータのいずれか一又は複数を調整することが好ましい。

0140

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記表色設定部又は前記制御処理部は、RGBビデオ信号NTSCビデオ信号、PALビデオ信号、SECAMビデオ信号、その他のコンポジット映像信号、YC分離信号、Sビデオ信号、SDI信号、その他のコンポーネント映像信号MPEG系デジタル映像信号イーサーネット映像信号及びその他のデジタル映像信号などのいずれか一又は複数を出力する信号出力部を備えることが好ましい。

0141

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記照射部、前記撮像部、前記表色設定部及び前記制御処理部のいずれか一又は複数は、RGBビデオ信号、NTSCビデオ信号、PALビデオ信号、SECAMビデオ信号、その他のコンポジット映像信号、YC分離信号、Sビデオ信号、SDI信号、その他のコンポーネント映像信号、MPEG系デジタル映像信号、イーサーネット映像信号及びその他のデジタル映像信号などのいずれか一又は複数を出力することが好ましい。

0142

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、前記被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記形成された画像情報の表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色することを特徴とする画像撮影方法を開示する。

0143

また、本発明のさらに別の側面として、更に、前記撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮影された第1画像を「R」により表色し、前記第1画像以外の前記撮像された画像を前記「R」以外により表色することを開示する。

0144

また、本発明のさらに別の側面として、更に、前記撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する第1赤外線により撮影された第1画像を「R」により表色し、波長範囲又は中心波長が前記第1赤外線の次に短波長側にある波長強度分布を有する第2赤外線により撮影された第2画像を「G」により表色し、前記第1画像及び前記第2画像以外の前記撮像された画像を前記「B」以外により表色することを開示する。

0145

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第2画像を「B」により表色し、前記第1画像及び前記第2画像以外の画像を「G」により表色することが好ましい。

0146

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に、前記異なる単色を「R」、「G」及び「B」のいずれか一又は複数、あるいは、適当な異なる単色または原色、更にそれらの組み合わせとすることが好ましい。

0147

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第1画像を「R」により表色し、前記第1画像以外の前記撮像された画像を「G」及び「B」のいずれか一又は複数、あるいは、適当な異なる単色または原色、更にそれらの組み合わせにより表色することが好ましい。

0148

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に、前記異なる単色または原色を「C」、「M」及び「Y」のいずれか一又は複数、あるいは、適当な異なる単色または原色、更にそれらの組み合わせとすることが好ましい。

0149

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記表色された画像を、加法混色した適当な2単色、2原色又は「R」、「G」及び「B」のいずれか二つのよるカラー画像を形成することが好ましい。

0150

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記表色された画像を、減法混色した適当な2単色、2原色又は「C」、「M」及び「Y」のいずれか二つのよるカラー画像を形成することが好ましい。

0151

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記表色された画像を加法混色した適当な3単色、3原色又は「R」、「G」及び「B」によるカラー画像を形成することが好ましい。

0152

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記表色された画像を減法混色した適当な3単色、3原色又は「C」、「M」及び「Y」によるカラー画像を形成することが好ましい。

0153

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記RGBカラー画像をRGBBカラー、インデックスカラー、CMYカラー、CMYKカラー又はその他の別種のカラー表示による変換カラー画像に変換することが好ましい。

0154

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記画像に、加算、減算、乗算及び除算のいずれかの四則演算、指数関数、対数関数及び任意関数のいずれか一又は複数を用いた演算を適用して変換された画像を形成することが好ましい。

0155

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記撮影された画像、前記撮像された画像、2単色又は2原色カラー画像、3単色又は3原色カラー画像、RGBカラー画像、CMYカラー画像、変換された画像及び変換カラー画像のいずれか一又は複数を保存することが好ましい。

0156

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記撮影された画像、前記撮像された画像、2単色又は2原色カラー画像、3単色又は3原色カラー画像、RGBカラー画像、CMYカラー画像、変換された画像及び変換カラー画像のいずれか一又は複数を表示することが好ましい。

0157

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記表色された画像、2単色又は2原色カラー画像、3単色又は3原色カラー画像、RGBカラー画像、変換された画像及び変換カラー画像のいずれか一又は複数のカラーのカラーバランス色相、明度又は濃度、コントラスト及びガンマー補正のパラメータのいずれか一又は複数をそれぞれ調整することが好ましい。

0158

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に二つ、三つ
又は四つ以上の異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射することが好ましい。

0159

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記異なる波長強度分布を有する赤外線のそれぞれを、位相差を付けて強度変調して前記被写体に照射することを開示する。

0160

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記異なる波長強度分布を有する赤外線のそれぞれを異なる周波数で強度変調して前記被写体に照射することを開示する。

0161

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記異なる波長強度分布を有する赤外線を異なる時間範囲に前記被写体に照射することを開示する。すなわち、それぞれの赤外線は実質的に同時に照射されないのが好ましい。

0162

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射の動作と、前記撮像の動作とを同期して開始することが好ましい。

0163

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射の動作と、前記撮像の動作と、前記表色の実行とを同期して開始することが好ましい。

0164

また、本発明のさらに別の側面として、被写体からの赤外線を、異なる波長強度分布を有する赤外線に分離し、前記異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線により前記被写体の画像を撮像し、前記撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮影された第1画像を「R」により表色し、前記第1画像以外の前記撮像された画像を前記「R」以外により表色することを特徴とする画像撮影方法を開示する。

0165

また、本発明のさらに別の側面として、前記撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する第1赤外線により撮影された第1画像を「R」により表色し、波長範囲又は中心波長が前記第1赤外線の次に短波長側にある波長強度分布を有する第2赤外線により撮影された第2画像を「G」により表色し、前記第1画像及び前記第2画像以外の画像を「B」により表色する画像撮影方法を開示する。

0166

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記第2画像を「B」により表色し、前記第1画像及び前記第2画像以外の画像を「G」により表色することが好ましい。

0167

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に一つの波長強度分布を有する赤外線、二つ又は三つ以上の異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射することが好ましい。

0168

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射の動作と、前記撮像の動作とを同期して開始することが好ましい。

0169

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射の動作と、前記撮像の動作と、前記表色の実行とを同期して開始することが好ましい。

0170

また、本発明のさらに別の側面として、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、前記異なる波長強度分布を有するそれぞれの光線により前記被写体の画像を撮像し、前記撮像された画像のうち、「R波長領域」を有する可視光線及び前記「R
波長領域」に最も近い波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色し、前記第1画像以外の前記撮像された画像を前記「R」以外により表色することを特徴とする画像撮影方法を開示する。

0171

また、本発明のさらに別の側面として、前記撮像された画像のうち、「R波長領域」を有する可視光線及び前記「R波長領域」に最も近い波長強度分布を有する第1赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色し、「G波長領域」を有する可視光線及び前記第1赤外線に近い波長強度分布を有する第2赤外線により撮像された第2画像を「G」により表色し、前記第1画像及び前記第2画像以外の画像を「B」により表色することを特徴とする画像撮影方法を開示する。

0172

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記第2画像を「B」により表色し、前記第1画像及び前記第2画像以外の画像を「G」により表色することが好ましい。

0173

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に一つ、二つ又は三つ以上の異なる波長強度分布を有する光線を被写体に照射することが好ましい。

0174

また本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記異なる波長強度分布を有する光線を、位相差を付けて強度変調して前記被写体に照射することを開示する。

0175

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記異なる波長強度分布を有する光線のそれぞれを異なる周波数で強度変調して前記被写体に照射することを開示する。

0176

また、本発明のさらに別の側面として、上記いずれかの側面において、更に前記異なる波長強度分布を有する光線を異なる時間範囲に前記被写体に照射することを開示する。すなわち、それぞれの赤外線は実質的に同時に照射されないのが好ましい。

0177

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射の動作と、前記撮像の動作とを同期して開始することが好ましい。

0178

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に前記照射の動作と、前記撮像の動作と、前記表色の実行とを同期して開始することが好ましい。

0179

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記撮像された画像を表色して表示することが好ましい。

0180

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記撮像された画像を保存することが好ましい。

0181

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記撮像された画像及び前記保存された画像のいずれか一方又は両方を表色して表示することが好ましい。

0182

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記撮像された画像及び前記保存された画像のいずれか一方又は両方を表色して同時に表示することが好ましい。

0183

また、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、前記撮像された画像及び前記保存された画像のいずれか一方又は両方を表色して異なった時間範囲に表示することが好ましい。

0184

なお、本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に被写体からの光線が、被写体により反射された光線、被写体を透過した光線又は被写体から放射された光線のいずれか一方又は複数であることが好ましい。

0185

なお、一般に、光線又は光は、紫外線、可視光線及び赤外線のいずれか一又は複数から成る。

0186

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に紫外線、可視光線及び赤外線のいずれか一又は複数を用いることが好ましい。

0187

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に太陽光線を用いることが好ましい。

0188

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に月からの光線を用いることが好ましい。

0189

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に星や星雲など宇宙からの光線を用いることが好ましい。

0190

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に白熱灯光線を用いることが好ましい。

0191

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に蛍光灯光線を用いることが好ましい。

0192

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に紫外線ないしは可視光線ないしは赤外線をバイアス光として用いることが好ましい。

0193

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に日中に前記撮像部であるカラーCCDカメラを用い、夜間に前記撮像部であるモノクロCCDカメラを用いるよう切り替えることが好ましい。なお、切り替えは光検出素子照度計太陽電池などにより明るさを計測することに基づいて行われることが好ましい。

0194

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に日中と夜間ともに前記撮像部であるモノクロCCDカメラを用いることが好ましい。

0195

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に日中と夜間ともに前記撮像部であるカラーCCDカメラを用いることが好ましい。

0196

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、夜間には赤外線照明を用いて前記撮像部であるカラーCCDカメラを用いることが好ましい。

0197

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に日中に前記撮像部であるカラーCMOSカメラを用い、夜間に前記撮像部であるモノクロCMOSカメラを用いるよう切り替えることが好ましい。なお、切り替えは光検出素子、照度計や太陽電池などにより明るさを計測することに基づいて行われることが好ましい。

0198

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に日中と夜間ともに前記撮像部であるモノクロCMOSカメラを用いることが好ましい。

0199

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に日中と夜間ともに前記撮像部であるカラーCMOSカメラを用いることが好ましい。

0200

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に日中に赤外線カットフィルタを用い、夜間に赤外線カットフィルタを用いないよう切り替えることが好ましい。なお、切り替えは光検出素子、照度計や太陽電池などにより明るさを計測することに基づいて行われることが好ましい。

0201

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更にカラー前記撮像部であるCCDないしは前記撮像部であるカラーCMOSカメラの場合は、NTSCビデオ信号のようにRGB成分を一つにまとめて1画像とすることが好ましい。

0202

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に暗視カメラなどの監視ないしはセキュリティー用に用いることが好ましい。

0203

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に暗視ゴーグルないしは暗視眼鏡として用いることが好ましい。

0204

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に、カラー画像表示白黒画像表示で行ってもよい。

0205

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に複数の照射部を複数個所に固定設置し、持ち運び可能に一体化した撮像部と表色設定部により画像撮影を行ってもよい。この場合、照射部は独立したもののようにも見えるが、本発明による画像撮影のためには、別途、撮像部、表色設定部、制御処理部などが必要である。

0206

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に照射部、撮像部、表色設定部、制御処理部などを天井などの屋内や、自動車電車船舶飛行機などの車内、船内や機内などに設置してもよい。

0207

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に照射部、撮像部、表色設定部、制御処理部などを街灯看板信号機などに用いるような柱に設置してもよい。

0208

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に照射部、撮像部、表色設定部、制御処理部などを家屋ビルなどの建造物に設置してもよい。

0209

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、更に照射部、撮像部、表色設定部、制御処理部などを蛍光灯に内蔵させてもよい。

0210

本発明のさらに別の側面としては、所定の波長強度分布を有する赤外線を反射する被着性部材を備える被写体に赤外線を照射し、前記被写体により反射された赤外線を撮像することにより前記被写体のカラー画像を得ることが好ましい。

0211

本発明のさらに別の側面としては、上記いずれかの側面において、所定の波長強度分布を有する赤外線を反射する被着性部材を備える被写体に赤外線を照射し、前記被写体により
反射された赤外線を撮像することにより可視光域白色光下における被写体のカラーと同一又は近似した前記被写体のカラー画像を得ることが好ましい。

0212

本発明のさらに別の側面として、照射部、分離部、撮像部及び表色設定部を備え、前記照射部は、赤外線を被写体に照射し、前記分離部は、前記被写体により反射された赤外線を、異なる波長強度分布を有する赤外線に分離し、前記撮像部は、それぞれの前記赤外線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像それぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を提供する。

0213

本発明のさらに別の側面として、分離部、撮像部及び表色設定部を備え、前記分離部は、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、前記撮像部は、それぞれの前記異なる波長強度分布を有する光線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記形成された画像情報が表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色するための表色情報を前記画像情報に設定することを特徴とする画像撮影装置を提供する。

0214

本発明のさらに別の側面として、被写体からの赤外線を異なる波長強度分布を有する赤外線に分離し、異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記形成された画像情報の表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色することを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0215

本発明のさらに別の側面として、赤外線を被写体に照射し、前記被写体により反射された赤外線を、異なる波長強度分布を有する赤外線に分離し、前記異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線により前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記形成された画像情報の表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色することを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0216

本発明のさらに別の側面として、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、前記異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線により前記被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、前記形成された画像情報の表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色することを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0217

本発明のさらに別の側面として、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、前記異なる波長強度分布を有するそれぞれの光線により前記被写体の画像を撮像し、前記撮像された画像のうち、「R波長領域」を有する可視光線及び前記「R波長領域」に最も近い波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色し、「B波長領域」を有する可視光線及び前記「R波長領域」に最も近い波長強度分布を有する赤外線の次に近い波長強度分布を有する赤外線により撮像された第2画像を「B」により表色し、前記第1画像および前記第2画像以外の前記撮像された画像を「G」により表色することを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0218

本発明のさらに別の側面として、可視光域の白色光下における被写体のカラーと同一又は近似したカラー画像を、前記被写体からの赤外線により撮像された画像より得ることを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0219

本発明のさらに別の側面として、可視光域の白色光下における被写体のカラーと同一又は近似したカラー画像を、前記被写体に赤外線を照射して前記被写体により反射された赤外線により撮像された画像より得ることを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0220

本発明のさらに別の側面として、可視光域の白色光下における人の肌のカラーと同一又は近似したカラー画像を、前記人の肌に赤外線を照射して前記人の肌により反射された赤外線により撮像された画像より得ることを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0221

本発明のさらに別の側面として、更に前記撮像部がシリコンイメージセンサーを備え、可視光域の白色光下における被写体のカラーと同一又は近似したカラー画像を、前記被写体からの赤外線により撮像された画像より得ることを特徴とする画像撮影装置を提供する。

0222

本発明のさらに別の側面として、更に前記撮像部がシリコンイメージセンサーを備え、可視光域の白色光下における被写体のカラーと同一又は近似したカラー画像を、前記被写体に赤外線を照射し、前記被写体により反射された赤外線により撮像された画像より得ることを特徴とする画像撮影装置を提供する。

0223

本発明のさらに別の側面として、分離部、撮像部及び表色設定部を備え、前記分離部は、被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、前記撮像部は、更にシリコンイメージセンサーを備え、それぞれの前記異なる波長強度分布を有する光線により前記被写体の画像を撮像して画像情報を形成し、前記表色設定部は、前記撮像された画像のうち、最も可視光域に近い波長分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色し、前記第1画像の撮像に用いた赤外線の波長分布の次に可視光域に近い波長分布を有する赤外線により撮像された第2画像を「B」により表色し、前記第2画像の撮像に用いた赤外線の波長分布の次に可視光域に近い波長分布を有する赤外線により撮像された第3画像を「G」により表色し、前記第1画像、前記第2画像および前記第3画像を合成して、可視光域の白色光下における前記被写体のカラーと同一又は近似したカラー画像を得ることを特徴とする画像撮影装置を提供する。

0224

本発明のさらに別の側面として、所定の波長強度分布を有する赤外線を反射する被着性部材を備える被写体に赤外線を照射し、前記被写体により反射された赤外線により撮像された画像より前記被写体のカラー画像を得ることを特徴とする画像撮影方法を提供する。

0225

本発明のさらに別の側面として、所定の波長強度分布を有する赤外線を反射する被着性部材を備える被写体に赤外線を照射し、前記被写体により反射された赤外線により撮像された画像より可視光域の白色光下における被写体のカラーと同一又は近似した前記被写体のカラー画像を得ることを特徴とする画像撮影方法を提供する。

発明の効果

0226

本発明による画像撮影装置および画像撮影方法によれば、赤外線における被写体のより自然なカラー画像を形成することが可能である。また、従来のモノクロ表示ないしはグレースケール表示や単色カラースケール表示あるいは擬似カラースケール表示と比較して、本発明による画像撮影装置および画像撮影方法により得られるカラー画像は、多くの情報量を有している。このため、1つの効果として、より自然で見え易いカラー画像を提供することが出来る。

図面の簡単な説明

0227

本発明の一実施形態に係る画像撮影装置および画像撮影方法の構成を示す図である。
本発明の一実施形態に係る画像撮影装置の構成の概要図である。
本発明の別の一実施形態に係る画像撮影装置の構成の概要図である。
本発明の一実施形態における赤外線と紫外線や可視光線との波長の関係を示す図である。
本発明の一実施形態において、それぞれ異なる波長強度分布を有する赤外線を放射する三つの赤外線LEDを用いた場合の波長強度分布の一例図である。
本発明の一実施形態において、それぞれ異なる波長強度分布を有する赤外線を放射する三つの赤外線LDを用いた場合の一例図である。
本発明の別の一実施形態に係る画像撮影装置の構成の概要図である。
本発明の一実施形態において、分離部により分離され形成された三つの異なる赤外線の波長強度分布の一例図である。
本発明の一実施形態において、被写体からの光線を分離部により三つの異なる波長強度分布を有する光線に分離した一例図である。
本発明の一実施形態において、被写体からの光線を分離部により三つの異なる波長強度分布を有する光線に分離した一例図である。
本発明の一実施形態において、被写体からの光線を分離部により三つの異なる波長強度分布を有する光線に分離した一例図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例1の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例1におけるタイミングチャートである。
本発明による画像撮影装置および方法の実施例1におけるタイミングチャートである。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例2の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および方法の実施例2におけるタイミングチャートである。
本発明による画像撮影装置および方法の実施例2におけるタイミングチャートである。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例3の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例4の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例4の第1及び2ダイクロイックプレートフィルタの反射特性の一例図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例5の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例6の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例7の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例8の構成の概要図である。
本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例9の構成の概要図である。
本発明の一実施形態に係る実験例1による写真である。
本発明の一実施形態に係る実験例1による写真である。
本発明の一実施形態に係る実験例1による写真である。
本発明の一実施形態に係る実験例2による測定データである。
本発明の一実施形態に係る実験例2による測定データである。
本発明の一実施形態に係る実験例3による写真である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例10のフィルタ特性の一例図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例10のシリコンイメージセンサーの受光感度を表す図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例10の検出率を表す図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例11のフィルタ特性の一例図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例11の検出率を表す図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例12のフィルタ特性の一例図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例13のフィルタ特性の一例とシリコンイメージセンサーの受光感度を表す図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例14のフィルタ特性の一例とシリコンイメージセンサーの受光感度を表す図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例15のフィルタ特性の一例とシリコンイメージセンサーの受光感度を表す図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例16のフィルタ特性の一例とシリコンイメージセンサーの受光感度を表す図である。
本発明の一実施形態における画像撮影装置および画像撮影方法の実施例17のフィルタ特性の一例とシリコンイメージセンサーの受光感度を表す図である。

実施例

0228

本発明に関する実施形態及び例を、図面を参照して、以下に説明する。但し、本発明は以下に説明される内容には限定されない。また、定義が同じ部分には同じ符号を付し、繰り返し説明をしない場合がある。

0229

(本発明の概要)
本発明の概要について説明を行う。

0230

本発明の一実施形態に係る画像撮影装置は、照射部と撮像部とを備える。照射部は、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射する。ここに「異なる波長強度分布を有する赤外線」とは、互いに異なった波長範囲ないしは中心波長を有する赤外線を意味する。撮像部は、被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線により被写体の赤外線画像を撮像する。

0231

例えば、照射部が照射する赤外線の有する波長が、λ1、λ2、λ3であるとする。この場合、撮像部は、被写体から反射されλ1の波長を有する赤外線を、CCDイメージセンサーなどの光イメージを撮像する撮像面に結像させ、撮像面におけるλ1の波長を有する赤外線の面内強度分布を取得する。この面内強度分布をλ1の波長を有する赤外線による被写体の画像又は赤外線画像という。通常、このような面内強度分布は、2次元の分布関数で表現出来る。そこで、2次元上の位置を(x,y)という座標で表わす場合、中心又は重心の位置(x,y)を有する撮像面内のある区画におけるλ1の波長を有する赤外線の強度をI1(x,y)と表わすことにする。同様に、撮像部は、被写体から反射されλ2の波長を有する赤外線を撮像面に結像させ、撮像面におけるλ2の波長を有する赤外線の面内強度分布を取得する。位置(x,y)におけるλ2の波長を有する赤外線の強度をI2(x,y)と表わす。また、撮像部は、被写体から反射されλ3の波長を有する赤外線を撮像面に結像させ、撮像面におけるλ3の波長を有する赤外線の面内強度分布を取得する。位置(x,y)におけるλ3の波長を有する赤外線の強度をI3(x,y)と表わす。

0232

I1(x,y)、I2(x,y)及びI3(x,y)などは、二次元の配列データなどとして表示することが可能である。このような表現の形式を用いることにより、画像情報を
メモリ中に格納したり、信号として送受信したりすることが可能となる。

0233

なお、撮像部は、I1(x,y)、I2(x,y)、I3(x,y)を同時に取得してもよいし、異なる時に取得してもよい。例えば、波長がλ1、λ2、λ3の赤外線を同時に照射して、それぞれの波長の赤外線をフィルタで分離することでI1(x,y)、I2(x,y)、I3(x,y)を同時に取得できる。また、波長がλ1、λ2、λ3の赤外線を照射する時間をずらすことにより、I1(x,y)、I2(x,y)、I3(x,y)を異なる時間に順次取得することができる。

0234

赤外線画像は、撮像面における無色の赤外線の面内強度分布に対応するので、その強度によって赤外線画像を液晶ディスプレイ装置などの表示装置に表示すると、赤外線の強度に応じたモノクロ、モノカラー又は疑似カラーの画像が表示される。

0235

しかし、一般に赤外線の波長が異なると、被写体の赤外線反射率が異なるので、上述のように、複数の異なる波長を有する赤外線を被写体に照射した場合、被写体上の同じ位置であっても、I1(x,y)、I2(x,y)及びI3(x,y)の値は、異なることになる。そこで、I1(x,y)、I2(x,y)及びI3(x,y)の値のそれぞれを、一定の自然法則に従って、異なる単色の明度/濃度にそれぞれ対応させ、被写体の可視光線下での色を再現し、被写体のカラー画像を得ることが本実施形態の目的の一つである。

0236

色の表現方法としては、種々のものが知られている。例えば、「R」、「G」及び「B」それぞれの明度により、色を表現する場合、I1(x,y)の値が「R」成分の明度に、I2(x,y)の値が「G」成分の明度に、I3(x,y)の値が「B」成分の明度にそれぞれ比例するとし、適当な比例係数を設定することにより得られた各明度を、加法混色することにより、位置(x,y)の区画での色が決定される。そして、面内に渡る各区画での色を決定することによりカラー画像を得ることができる。

0237

より具体的には、例えば、表示画面内のある区画の「R」、「G」及び「B」成分それぞれの明度R、G及びBは、
R=αI1(x,y) (1)
G=βI2(x,y) (2)
B=γI3(x,y) (3)
と表現することが出来る。ここで、α、β、γは、赤外線の強度I1(x,y)、I2(x,y)及びI3(x,y)のそれぞれを、R、G及びBそれぞれに換算するための比例係数である。

0238

このように、画像情報I1(x,y)、I2(x,y)及びI3(x,y)に対して、表示画面内のある区画の色を式(1)から(3)で表現することを、式(1)から(3)の表す情報に従って表色すると言う場合があり、α、β及びγを表色情報と言う場合がある。また、式(1)から(3)のR、G及びBを表色情報が設定された画像情報という場合もある。

0239

もちろん、I1(x,y)の値を「R」の明度、I2(x,y)の値を「G」の明度、I3(x,y)の値を「B」の明度に対応させることは、一つの例であり、一般的には、様々な色による表色が可能である。そこで、画像情報を|I>、表色情報をH、表色情報を設定された画像情報を|C>とすると、例えば、
|C>=H|I> (4)
ここで、
|C>=(R,G,B) (5)




|I>T=(I1(x,y),I2(x,y),I3(x,y)) (7)として表現することが出来る。なお、ベクトルVに対して、VTは、ベクトルVの転置ベクトルを表わす。

0240

先のI1(x,y)の値を「R」の明度、I2(x,y)の値を「G」の明度、I3(x,y)の値を「B」の明度に対応させることは、式(6)の右辺の非対角項をゼロにすることに対応する。その場合、
(R,G,B)=(α1I1(x,y),β2I2(x,y),γ3I3(x,y))
(8)
=(αI1(x,y),βI2(x,y),γI3(x,y))
(9)
と表現することが出来る。ここで、式(8)又は(9)は、式(1)から(3)と同じこと別の形で表現している。なお、先に述べたように、一般的には、様々な色による表色が可能であるが、式(6)の右辺の非対角項をゼロにしない場合がそれに相当すると言うことも出来る。

0241

なお、上記は、三次元ベクトルと3x3マトリックスによる二次元の画像の表色に関する表式であるが、三次元の画像の表色に対しても同様に記述することが可能である。

0242

なお、上述の撮像面内のある区画及び表示画面内のある区画の数やサイズは、様々に設定可能であるが、区画数が多い程、あるいは、サイズが小さい程、画像の解像度又は分解能が良くなる。

0243

本発明の一側面においては、画像情報に表色情報を設定することで、画像情報をカラー画像として表示、印刷などによる再現を可能とする。

0244

後に述べるように、λ1<λ2<λ3とした場合、「R」の明度を主にI1(x,y)の値に依存させる、つまり、式(6)の右辺において、対角項と比較して非対角項を小さくする又はほぼにすると、被写体の可視光線下での色がよく再現できるという法則本願発明者により見出された。

0245

なお、表色情報を設定された画像情報の「R」成分の明度を主にI1(x,y)の値に依存させることを、λ1の波長を有する赤外線による画像を「R」により表色するという場合がある。「G」成分及び「B」成分についても同様である。

0246

図1は、本発明の一実施形態に係る画像撮影装置の構成を示す。図1に示すように、画像撮影装置は、照射部1、撮像部2及び表色設定部3を備える。照射部1は、異なる波長強度分布を有する赤外線5を被写体4に照射する。撮像部2は、被写体4により反射された異なる波長強度分布を有する赤外線6それぞれにより被写体4の画像を撮像し、それぞれの画像を表わす画像情報7を形成する。表色設定部3は、形成された画像情報7が表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色するための表色情報を画像情報7に設定する。

0247

異なる波長強度分布を有する赤外線5は、それぞれの波長強度分布を有する赤外線が実質的に同時に照射されないように、時間をずらして照射されてもよい。実質的に同時に照射
されないとは、異なる波長強度分布を有する赤外線が同時に照射されることがあっても、その時間の長さは、一つの波長強度分布を有する赤外線が照射される時間の長さよりも短いことをいう。また、異なる波長強度分布を有する赤外線5が同時に照射されてもよい。この場合には、フィルタなどを用いて、反射された異なる波長強度分布を有する赤外線6を分離することが行われる。

0248

また、異なる波長強度分布を有する赤外線5が同時に照射されることがあっても、異なる波長強度分布を有する赤外線5のそれぞれを異なる周波数で強度変調して被写体4に照射されてもよい。この場合には、被写体4に反射された異なる周波数で強度変調され異なる波長強度分布を有する赤外線6のそれぞれを検波して分離することにより、反射された異なる波長強度分布を有する赤外線6を分離することが行われる。

0249

画像情報7の伝達には、アナログ信号やデジタル信号が用いられる場合があり、それぞれの画像を表わす情報が分離可能に格納され、伝達される。なお、画像の明度情報あるいは輝度情報と明度情報の開始位置あるいは撮像開始時間や画面垂直同期などの表示タイミングに関する信号情報などが格納される場合がある。また、デジタル信号の場合は、例えば、画像情報7のヘッダ情報に、それぞれの画像を表わす情報の開始位置、サイズを表わす情報などが含まれる場合がある。

0250

画像情報7が表わすそれぞれの画像は、反射された赤外線6の強度の分布を示す。このため、画像情報7が表わすそれぞれの画像をディスプレイや印刷などでそのまま表示すると、単色またはモノカラーにて表示されることになる。ここに単色とは一色だけの明度/濃度により表現されることをいう。例えば、反射された赤外線6の強度が強い位置を明るい赤色により表現し、赤外線6の強度が弱い位置を暗い赤色により表現する。この場合、赤色による単色表現が得られる。そこで、画像情報7が表わすそれぞれの画像をどの色の単色により表現するかを示す情報を画像情報7に設定することで、単色のカラー画像を得ることができる。

0251

例えば、3つの異なる波長強度分布を有する第1赤外線、第2赤外線、第3赤外線を被写体に照射した結果得られる画像を、それぞれ第1画像、第2画像、第3画像とする。この場合、例えば、第1画像を赤色による単色にて表色し、第2画像を緑色による単色にて表色し、第3画像を青色による単色にて表色することを表わす情報を表色情報と言うことが出来る。

0252

また、表色情報には、どの色の単色にて表現するかを指定せずに、画像ごとに異なる色による単色にて表現することを示す場合もある。また、複数の画像を同じ色による単色にて表現することを示す場合もある。例えば、表色情報は、第1画像と第3画像とを同じ色による単色にて表現し、第2画像を異なる色による単色にて表現することを示す場合もある。表色情報の情報内容は後から変更可能である。

0253

また、表色設定部3による表色情報を画像情報7に設定することすなわち表色設定は、画像を表示する際、画像の明度をどのような色により表色するかを予め設定しておくことであり、画像情報7の伝送のタイミングで設定することや、画像情報7を基準トリガーに逐次的に対応させることにより設定することや、表色設定信号を別途生成することで設定することや、画像情報7に表色設定情報を重畳させることにより設定することや、メモリにおける番地で設定することや、信号処理おけるラベル付けやフラッグ付けにより設定すること等により行うことが出来る。画像情報7のヘッダ情報の一部として、表色情報を含ませることにより、埋め込みを行うことも出来る。

0254

図2は、本発明の別の実施形態に係る画像撮影装置の構成を示す図である。図2に示すよ
うに、本発明は、更に表示部9を備え、表示部9は、表色情報が設定された画像情報8により異なる画像のそれぞれを所定のカラーにより表色して表示しても良い。すなわち、本実施形態に係る画像撮影装置は、上述の実施形態に係る画像撮影装置が、更に表示部9を備えている。表示部9は、画像情報7に表色情報が設定されて形成された画像情報8により画像情報7が表わす画像のそれぞれを表色情報により指定された表現にて表示する。なお、画像情報7が表わす画像が複数ある場合には、同時に表示部9に表示されてもよいし、異なる時間に表示されるようになっていてもよい。異なる時間に表示される場合には、表示時間を短くし、人間には複数の色の画像が別々に表示されていることが認識されないようにするのが好ましい。例えば、一つの画像を24分の1秒だけ表示し、次の画像を表示する。このように、表示部9が、所定の単色、例えば、「R」、「G」及び「B」を用いて画像情報8に基づき、異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線により撮像された被写体の異なる画像を表色して高速で連続表示すれば、見かけ上、RGBカラー画像が表示される。

0255

また、本実施形態に係る画像撮影装置は、更に画像保存部10を備えてもよい。この場合、画像保存部10は、画像情報8を保存しても良い。

0256

また、本実施形態に係る画像撮影装置において、表示部9は、画像情報8及び画像保存部10に保存された画像情報11のいずれか一又は両方を表示してもよい。この場合、表示される画像は、画像情報8あるいは画像情報11に設定された表色情報に従って表示する。あるいは、画像情報8に設定された表色情報に従って画像情報11を表示するなどというように、画像情報に設定された表色情報とは別の表色情報に従って表示してもよい。また、利用者などが新たに設定した表色情報に従って、画像情報8あるいは画像情報11を表色して表示してもよい。

0257

なお、表示部9が、画像情報8及び画像情報11のいずれか一又は両方から合計三つの画像を同時に表示しても良い。その場合、表示部9が、画像情報に含まれる画像を所定の色、例えば、「R」、「G」及び「B」を用いて同時に表示すれば、RGBカラー画像を表示することが出来る。

0258

図3は、本発明の別の一実施形態に係る画像撮影装置の構成を示す。図3に示すように、本実施形態に係る画像装置は、照射部1、撮像部2、表色設定部3及び制御処理部12を備える。撮像部2は、撮像動作開始信号13を制御処理部12に送る。制御処理部12は、撮像動作開始信号13を基に、照射動作開始指示信号14を照射部1に送り、更に表色設定動作開始指示信号15を表色設定部3に送る。照射部1は、照射動作開始指示信号14を基に、異なる波長強度分布を有する赤外線5を被写体4に照射し、撮像部2は、被写体4により反射された異なる波長強度分布を有する反射赤外線6それぞれによる被写体4の画像を撮像し、更にそれぞれの画像を表わす画像情報7を形成し表色設定部3に送る。表色設定部3は、表色設定動作開始指示信号15を基に、画像情報7に表色情報を設定する。

0259

なお、本実施形態に係る画像装置は、更に表示部9を備えてもよい。この場合、制御処理部12は、更に表示動作開始指示信号16を表示部9に送り、表示部9は、表示動作開始指示信号16を基に、表色情報が設定された画像情報8により表わされる画像のそれぞれを表色情報に従って表色して表示しても良い。

0260

なお、本実施形態に係る画像装置は、更に画像保存部10を備えてもよい。この場合、制御処理部12は、更に画像保存動作開始指示信号17を画像保存部10に送り、画像保存部10は、画像保存動作開始指示信号17を基に、画像情報8を保存してもよい。

0261

なお、本実施形態に係る画像装置において、更に画像保存部10は、画像保存部10に保存された表色情報が設定された画像情報11を、画像保存動作開始指示信号17を基に、表示部9に送り、表示部9は、表示動作開始指示信号16を基に、画像情報8及び画像情報11のいずれか一又は複数を表色情報に従って、表色して表示してもよい。

0262

また、更に表色設定部9は、形成された画像情報が表わす画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報に設定し、第1画像以外の撮像された画像を「R」以外により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報以外の形成された画像情報に設定すると、可視光線による撮影画像に近い表色が可能となる。

0263

なお、更に照射部1は、赤外線5のそれぞれを、位相差を付けて強度変調し被写体4に照射すると、動画表示に適した画像情報が形成できる。

0264

なお、更に照射部は、赤外線5のそれぞれを異なる周波数で強度変調して被写体4に照射してもよい。

0265

また、更に照射部1は、赤外線5のそれぞれが実質的に同時に照射されないように被写体4に赤外線5を照射すると色分離が良くなる。

0266

なお、更に表示部9は、表色情報が設定された画像情報8及び画像保存部10に保存された表色情報が設定された画像情報11のいずれか複数が表わす画像それぞれを表色情報に従って表色して、同時に表示すると、チラツキが少なくなる。

0267

また、更に、異なる単色を「R」、「G」及び「B」のいずれか2以上の組み合わせた色としても良い。

0268

また、異なる波長強度分布を有する赤外線を被写体に照射し、被写体により反射された異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線による被写体の画像を撮像してそれぞれの画像を表わす画像情報を形成し、形成された画像情報の表わす画像のそれぞれを異なる単色により表色してもよい。

0269

なお、更に、撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮影された第1画像を「R」により表色し、第1画像以外の撮像された画像を「R」以外により表色してもよい。

0270

また、更に、異なる単色を「R」、「G」及び「B」のいずれか2以上の組み合わせ色としても良い。

0271

図4は、異なる波長強度分布を有する赤外線が、三つの異なる波長分布から成る場合の一例を示す。なお、異なる波長強度分布を有する赤外線は、二つ又は四つ以上の異なる波長強度分布から成っても良い。

0272

なお、異なる波長強度分布を有する赤外線は、図4のように、異なる波長強度分布が一部重なっていてもよい。あるいは、重なりがなくてもよい。また、異なる波長強度分布は、矩形波状、ガウス分布状又はローレンツ分布の形状であっても良い。あるいは、それらを合成した分布、非対称分布または任意分布の形状であっても良い。

0273

なお、図4には、紫外線や可視光線との波長関係も示しているが、赤外線は可視光線より
長波長側に位置する。また、可視光線の紫、青、緑、赤は、それぞれ、「V」、「B」、「G」、「R」と一般に表示され、紫外線、赤外線は、それぞれ、「UV」、「IR」と一般に表示される。X線は紫外線より短波長側に位置する。マイクロ波などの電波は赤外線より長波長側に位置する。

0274

なお、このような異なる波長強度分布を有する赤外線あるいは波長変調赤外線は、白熱灯などの発熱体や蛍光灯などのプラズマ発光や赤外線LED(発光ダイオード)などの赤外線を発する赤外線ランプ類などと赤外線バンドパスフィルタなどにより生成できる。また、可視光線を除去するなどのために赤外線カットフィルタを組み合わせて生成しても良い。

0275

なお、赤外線バンドパスフィルタとしては、各種透過波長帯を有する赤外線バンドパスフィルタや長波長透過フィルタと短波長透過フィルタの組み合わせなどがある。波長選択型液晶フィルタなどを用いても良い。

0276

また、白熱灯などの発熱体や蛍光灯などのプラズマ発光や赤外線LEDなどの赤外線を発する赤外線ランプ類などとシャッター機能付き波長選択型液晶フィルタなどを用いても良い。

0277

また、開閉スリット、チョッパーやシャッターにより強度変調しても良い。

0278

また、異なる波長強度分布を有する赤外線は、異なる波長強度分布を有する赤外線を放射するLED又は赤外線LEDを複数用いて形成してもよい。図5は、それぞれ異なる波長強度分布を有する赤外線を放射する三つの赤外線LEDを用いた場合の波長強度分布の一例を示す。

0279

また、異なる波長強度分布を有する赤外線は、異なる波長の光線を放射するLD(レーザダイオード)又は赤外線LDを複数用いて形成してもよい。図6は、それぞれ異なる波長強度分布を有する赤外線を放射する三つの赤外線LDを用いた場合の一例を示す。赤外線LDは放射波長範囲が狭いため、図6に示すように波長強度分布が重ならない場合が一般的であろう。

0280

なお、赤外線LEDと赤外線LDとを組み合わせても良い。

0281

なお、赤外線LED又は赤外線LDを点滅させることにより強度変調しても良い。

0282

なお、赤外線LEDないしは赤外線LDをパルス状に時間変化させて発光させることにより強度変調しても良い。

0283

なお、赤外線LED又は赤外線LDを、矩形波、サイン波、コサイン波、三角波、鋸波などのような波形、それらの合成波、デューティー比やバイアスを持ったそれらの波形又は合成波などの波形状に強度変調しても良い。

0284

なお、赤外線LED又は赤外線LDを、供給される電力を変化させることにより発光の強度変調をしてもよい。あるいは、開閉スリット、チョッパーや液晶シャッターを用いて見掛け上点滅させることにより強度変調しても良い。

0285

なお、赤外線LEDないしは赤外線LDを波長変調することにより、異なる波長強度分布を有する赤外線を形成しても良い。なお、波長変調は、電磁的に行っても良い。なお、更に強度変調しても良い。

0286

なお、異なる波長強度分布を有する赤外線は、複数の赤外線光源により生成してもよい。

0287

なお、異なる波長強度分布を有する赤外線は、一つ以上の赤外線光源を複数に分割して生成してもよい。

0288

なお、撮像には、SiないしはGeなどの単元素系ないしはSiGeないしはInAsないしはInSbないしはPbSないしはPbSeないしはInGaAsないしはHgCdTeなど化合物系を用いた固体撮像素子などを用いることも出来る。一方、Siの感度波長域の長波長側は1200nm辺りまでである。そこで、750nm程度から1200nm程度までにおいて、異なる波長強度分布を有する赤外線を生成しても良い。

0289

なお、赤外線LEDないし赤外線LDは、750nm程度から1600nm程度の波長範囲の中の波長範囲でも発光させることが出来る。そこで、赤外線LEDないし赤外線LDが750nm程度から1200nm程度の波長範囲で発光させて異なる波長強度分布を有する赤外線を生成すると、Siを固体撮像素子に用いた撮像装置との相性が良い。

0290

なお、InSbの場合は、感度波長域は1μmから6μm辺りである。そこで、その間の赤外線波長領域から異なる波長強度分布を有する赤外線を生成しても良い。

0291

なお、HgCdTeの場合は、感度波長域は6μmから16μm辺りである。そこで、その間の赤外線波長領域から異なる波長強度分布を有する赤外線を生成しても良い、等々とすることもできる。

0292

なお、照射の動作と、撮像の動作とを同期して行うことも出来る。

0293

なお、照射の動作と、撮像の動作と、画像情報の形成の動作とを同期して行うことも出来る。さらに、表色情報の設定の動作を同期して行うこともできる。

0294

図7は、本発明の別の実施形態に係る画像撮影装置の構成を示す。図7に示すように、本実施形態に係る画像撮影装置は、分離部18、撮像部2及び表色設定部3を備えている。分離部18は、被写体4からの光線19を、異なる波長強度分布を有する赤外線に分離する。撮像部2は、それぞれの赤外線により被写体4の画像を撮像して画像情報7を形成する。表色設定部3は、撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報7に設定し、第1画像以外の撮像された画像を「R」以外により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報7以外の形成された画像情報7に設定する。

0295

図8は、被写体からの光線を分離部により三つの異なる波長強度分布を有する赤外線に分離する一例を示している。なお、二つ又は四つ以上の異なる波長強度分布を有する赤外線に分離しても良い。

0296

図8に示すように、分離部により分離され形成された三つの異なる波長強度分布を有する第1赤外線、第2赤外線及び第3赤外線により、撮像部は、被写体の三つの画像を撮像することが出来る。

0297

ここで、なお、被写体は、赤外線領域において被写体の箇所毎に特有赤外線反射特性あるいは特有の赤外線発光特性を有するのが一般的である。これにより、異なる波長強度分布を有する赤外線により撮像された被写体の画像は、それぞれ異なる画像となる。それに
より、それら異なる画像を異なるカラー又は単色により表色し分けて表示すれば、単色カラースケール表示や疑似カラースケール表示と比較し格段に情報量の多いカラー画像を表示することが出来る。

0298

また、被写体には固体液体気体などの形態を有する様々な物体ないしは様々な混合体が想定される。この場合、被写体の各箇所において可視光線の「R波長領域」を反射又は放射する箇所は、「R波長領域」に近い波長領域に波長強度分布を有する赤外線を反射又は放射する傾向にあることが本願発明者により見出された。また、可視光線の「R波長領域」を反射又は放射しない箇所は、「R波長領域」に近い波長領域に波長強度分布を有する赤外線を反射又は放射しない傾向にあることも本願発明者により見出された。

0299

したがって、三つの異なる波長強度分布を有する第1赤外線、第2赤外線及び第3赤外線により撮像された異なる三つの画像の中で、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する第1赤外線による第1画像を「R」により表色し、第1画像以外の画像を「R」以外により表色するための表色情報を設定する。そして、表色情報に従って表色して表示などの再生を行うと、可視光線を用いた撮像によるカラー画像と同一又は近似した被写体の赤外線カラー画像を撮像することが出来る。

0300

なお、第1画像を「R」により表色し、第2赤外線による第2画像を「G」により表色し、第3赤外線による第3画像を「B」により表色する表色情報を設定し、RGB赤外線画像を撮像することも出来る。

0301

なお、第1画像を「R」により表色し、第2赤外線による第2画像を「B」により表色し、第3赤外線による第3画像を「G」により表色する表色情報を設定し、RGB赤外線画像を撮像することも出来る。

0302

なお、第1画像を「G」により表色し、第2画像を「B」により表色し、第3画像を「R」により表色する表色情報を設定してもよい。

0303

なお、第1画像を「G」により表色し、第2画像を「R」により表色し、第3画像を「B」により表色する表色情報を設定してもよい。

0304

なお、第1画像を「B」により表色し、第2画像を「R」により表色し、第3画像を「G」により表色する表色情報を設定してもよい。

0305

なお、第1画像を「B」により表色し、第2画像を「G」により表色し、第3画像を「R」により表色する表色情報を設定してもよい。

0306

なお、図7に示す本実施形態に係る画像撮影装置が更に、分離部18、撮像部2及び表色設定部3を備えてもよい。この場合、分離部18は、被写体4からの光線19を、異なる波長強度分布を有する光線に分離する。撮像部2は、それぞれの異なる波長強度分布を有する光線により被写体4の画像を撮像して画像情報7を形成する。表色設定部は、撮像された画像のうち、「R波長領域」を有する可視光線及び「R波長領域」に最も近い波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報に設定し、第1画像以外の撮像された画像を「R」以外により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報以外の形成された画像情報に設定しても良い。

0307

図9は、被写体からの光線を分離部により三つの異なる波長強度分布を有する光線に分離した一例を示す。なお、三つに限定されることはなく、二つ又は四つ以上の異なる波長強
度分布を有する光線に分離しても良い。なお、図9には赤外線カットフィルタの透過率の一例も示す。図9が示すように、赤外線カットフィルタは、赤外線をカット又は遮断し、可視光線及び紫外線の一又は複数を透過させる。

0308

また、図9に示すように、分離部により分離され形成された三つの異なる波長強度分布を有する第1光線、第2光線および第3光線により、撮像部は、被写体の三つの異なる画像を撮像することが出来る。そして、三つの異なる画像の中で「R波長領域」及び第1赤外線による第1画像を「R」により表色するための表色情報を、第1画像を表す画像情報に設定し、「G波長領域」及び第2赤外線による第2画像を「G」により表色するための表色情報を、第2画像を表す画像情報に設定し、「B波長領域」及び第3赤外線による第3画像を「B」により表色するための表色情報を、第3画像を表す画像情報に設定する。これにより、表色情報に従って表色し表示などの再生を行うと、可視光線を用いた撮像により得られる画像と同一又は近似した、被写体の可視光線及び赤外線カラー画像を撮像することが出来る。

0309

なお、図9において示すような赤外線カットフィルタを用いると、可視光線による撮像をすることも出来る。

0310

図10は、第1光線が「R波長領域」及び第1赤外線から成り、第2光線が「B波長領域」及び第2赤外線から成り、第3光線が「G波長領域」及び第3赤外線から成る場合の一例を示す。この場合も、表示などの再生を行うと、同様に可視光線を用いた撮像によりえられる画像と同一又は近似した、被写体の可視光線及び赤外線カラー画像を撮像することが出来る。

0311

なお、第1光線が「G波長領域」及び第1赤外線から成り、第2光線が「B波長領域」及び第2赤外線から成り、第3光線が「R波長領域」及び第3赤外線から成っても良い。

0312

なお、第1光線が「G波長領域」及び第1赤外線から成り、第2光線が「R波長領域」及び第2赤外線から成り、第3光線が「B波長領域」及び第3赤外線から成っても良い。

0313

なお、第1光線が「B波長領域」及び第1赤外線から成り、第2光線が「R波長領域」及び第2赤外線から成り、第3光線が「G波長領域」及び第3赤外線から成っても良い。

0314

なお、第1光線が「B波長領域」及び第1赤外線から成り、第2光線が「G波長領域」及び第2赤外線から成り、第3光線が「R波長領域」及び第3赤外線から成っても良い。

0315

なお、図11に示すように、「R波長領域」及び第1赤外線が連続した波長域を透過させてもよい。それにより、より明るい画像を撮像することが出来る。

0316

なお、第1光線が「R波長領域」及び第1赤外線から成り、第2光線が「G波長領域」及び第2赤外線から成り、第3光線が「B波長領域」及び第3赤外線から成る場合において、「R波長領域」及び第1赤外線の波長範囲が連続した波長域を透過させてもよい。

0317

なお、更に撮像部は、複数の画素を備え、分離部が、複数の画素のそれぞれに被着して成っても良い。

0318

被写体からの赤外線を、異なる波長強度分布を有する赤外線に分離し、異なる波長強度分布を有するそれぞれの赤外線により被写体の画像を撮像し、撮像された画像のうち、波長範囲又は中心波長が最も短波長側にある波長強度分布を有する赤外線により撮影された第1画像を「R」により表色し、第1画像以外の撮像された画像を「R」以外により表色し
ても良い。

0319

被写体からの光線を、異なる波長強度分布を有する光線に分離し、異なる波長強度分布を有するそれぞれの光線により被写体の画像を撮像し、撮像された画像のうち、「R波長領域」を有する可視光線及び「R波長領域」に最も近い波長強度分布を有する赤外線により撮像された第1画像を「R」により表色し、第1画像以外の撮像された画像を「R」以外により表色しても良い。

0320

[実施例1]
図12は、本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例1を示す。図12に示すように、撮像部であるCCDカメラ2−2は、第0画像情報及び第1撮像動作開始信号が重畳されたNTSCビデオ信号20を、制御処理部12を構成する情報分離部12−2に送る。情報分離部12−2は、NTSCビデオ信号20から撮像動作開始信号となる奇数偶数フィールド信号21を分離する。そして、制御処理部12を構成する制御処理プロセッサ12−3に送る。

0321

次に、制御処理プロセッサ12−3は、第1照射動作開始指示信号14−2−1を、照射部1を構成する照射切替部1−2に送る。照射切替部1−2は、第1赤外線LED1−3−1を発光させ、第1赤外線5−2−1を被写体4に照射する。

0322

また、CCDカメラ2−2は、被写体4により反射された第1赤外線6−2−1から第1画像を撮像して第1画像情報生成し、第1画像情報及び第2撮像動作開始信号が重畳されたNTSCビデオ信号20を情報分離部12−2及び表色設定部3に送る。情報分離部12−2は、NTSCビデオ信号20から奇数偶数フィールド信号21を分離し、制御処理プロセッサ12−3に送る。制御処理プロセッサ12−3は、第1表色設定指示信号15−2−1を表色設定部3に送る。表色設定部3は、NTSCビデオ信号20の中の第1画像情報を、第1カラーにより表色可能とする画像情報8−2−1として、表示部9に送る。表示部9は、第1画像を第1カラーにより表色して表示する。

0323

なお、NTSCビデオ信号内20において、画像情報の主要部分と撮像動作開始信号の主要部分が時間的にずれている場合には、表色設定部3に送られたNTSCビデオ信号20から画像情報を分離することは必ずしも必要ではない。ただし、NTSCビデオ信号20から画像情報を分離することも出来る。

0324

次に、制御処理プロセッサ12−3は、第2照射動作開始指示信号14−2−2を、照射部1を構成する照射切替部1−2に送る。照射切替部1−2は、第2赤外線LED1−3−2を発光させ、第2赤外線5−2−2を被写体4に照射する。

0325

また、CCDカメラ2−2は、被写体4により反射された第2赤外線6−2−2から第2画像を撮像して第2画像情報生成し、第2画像情報及び第3撮像動作開始信号が重畳されたNTSCビデオ信号20を情報分離部12−2及び表色設定部3に送る。情報分離部12−2は、NTSCビデオ信号20から奇数偶数フィールド信号21を分離し、制御処理プロセッサ12−3に送る。制御処理プロセッサ12−3は、第2表色設定指示情報15−2−2を表色設定部3に送る。表色設定部3は、NTSCビデオ信号20の中の第2画像情報を、第2カラーにより表色可能とする画像情報8−2−2として、表示部9に送る。表示部9は、第2画像を第2カラーにより表色して表示する。

0326

次に、制御処理プロセッサ12−3は、第3照射動作開始指示信号14−2−3を、照射部1を構成する照射切替部1−2に送る。照射切替部1−2は、第3赤外線LED1−3−3を発光させ、第3赤外線5−2−3を被写体4に照射する。

0327

また、CCDカメラ2−2は、被写体4により反射された第3赤外線6−2−3から第3画像を撮像して第3画像情報生成し、第3画像情報及び第0撮像動作開始信号が重畳されたNTSCビデオ信号20を情報分離部12−2及び表色設定部3に送る。情報分離部12−2は、NTSCビデオ信号20から奇数偶数フィールド信号21を分離し、制御処理プロセッサ12−3に送る。制御処理プロセッサ12−3は、第3表色設定指示情報15−2−3を表色設定部3に送り、表色設定部3は、NTSCビデオ信号20の中の第3画像情報を、第3カラーにより表色可能とする画像情報8−2−3として、表示部9に送る。表示部9は、第3画像を第3カラーにより表色して表示する。このような動作により、第1から第3カラーにより表色された被写体4の画像を表示部9に表示することが出来る。

0328

なお、レンズ2−3は赤外線6−2−1から6−2−3をCCDカメラ2−2の撮像面ないしは画素上に結像させる。

0329

なお、第1から第3カラーをそれぞれ「R」、「G」、「B」に対応させることも出来る。あるいは、第1から第3カラーをそれぞれ「R」、「B」、「G」に対応させることも出来る。あるいは、第1から第3カラーをそれぞれ「G」、「B」、「R」に対応させてもよい。あるいは、第1から第3カラーをそれぞれ「G」、「R」、「B」に対応させてもよい。あるいは、第1から第3カラーをそれぞれ「B」、「R」、「G」に対応させてもよい。あるいは、第1から第3カラーをそれぞれ「B」、「G」、「R」に対応させてもよい。

0330

なお、撮像部には、CCDカメラなどの全画素信号同時転送仕様のカメラを用いることが出来る。CCDカメラは、モノクロCCDカメラでもカラーCCDカメラでもよい。また、CMOSカメラを全画素信号同時転送仕様にすれば、CCDカメラと同様に扱える。なお、各画素にメモリを備えれば、全画素信号同時転送仕様にすることが可能である。

0331

なお、表示部9にはRGBカラーモニターを用いることが出来る。また、表色可能とする画像情報8−2−1から8−2−3をRGBエンコーダでNTSCビデオ信号に再構成し、NTSCビデオカラーモニターで表示することも出来る。

0332

図13は、本発明による画像撮影装置および画像撮影方法の実施例1のタイミングチャートを示す。図13において、上から順に、垂直同期信号、奇数偶数フィールド信号、第1照射時間範囲、第2照射時間範囲、第3照射時間範囲、第1画像表示時間範囲、第2画像表示時間範囲、第3画像表示時間範囲を示している。第1照射時間範囲、第2照射時間範囲、第3照射時間範囲、第1画像表示時間範囲、第2画像表示時間範囲、第3画像表示時間範囲において、水平線から垂直線に沿って立ち上がる時間が、それぞれの範囲の開始時間を示し、水平線から垂直線に沿って垂直に下がる時間が、終了時間を示す。

0333

図13に示すように、奇数偶数フィールド信号に応じて第1から第3照射時間範囲にそれぞれ第1から第3赤外線を被写体に照射し、第1から第3画像表示時間範囲にそれぞれ第1から第3画像を表示する。その際、第1画像を第1カラーにより表色して表示し、第2画像を第2カラーにより表色して表示し、第3画像を第3カラーにより表色して表示することにより第1から第3カラーで被写体の赤外線画像を表示することが出来る。第1カラー、第2カラー、第3カラーを「R」、「G」及び「B」とすれば、RGBカラーで表示することが出来る。

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