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公開番号2025082521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023195907
出願日2023-11-17
発明の名称分光カメラ
出願人セイコーエプソン株式会社,公立大学法人公立諏訪東京理科大学
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類G03B 11/00 20210101AFI20250522BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】分光画像の有効サイズが小さくなることを抑制する。
【解決手段】分光カメラ1は、入射光から所定波長の光を透過させる光学領域20Aを有する分光フィルター20と、光学領域20Aよりも大きい有効撮像領域50Aを有する撮像素子50と、光学領域20Aを透過した所定波長の光が撮像素子50に結像するように、所定波長の光を導く撮像光学系30と、を備え、分光フィルター20は、有効撮像領域50Aの周辺部51に結像する光束Fbの主光線と、撮像光学系30の光軸Aとが交わる位置を中心とした光軸A上の所定範囲PR内に配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入射光から所定波長の光を透過させる光学領域を有する分光フィルターと、
前記光学領域よりも大きい有効撮像領域を有する撮像素子と、
前記光学領域を透過した前記所定波長の光が前記撮像素子に結像するように、前記所定波長の光を導く撮像光学系と、を備え、
前記分光フィルターは、前記有効撮像領域の周辺部に結像する光束の主光線と、前記撮像光学系の光軸とが交わる位置を中心とした前記光軸上の所定範囲内に配置されている、分光カメラ。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記撮像光学系の前記光軸に沿って見たとき、前記光学領域の中心は、前記有効撮像領域の前記周辺部に結像する光束の主光線と、前記撮像光学系の前記光軸とが交わる位置に一致している、請求項１に記載の分光カメラ。
【請求項３】
前記所定範囲は、前記光軸上において、前記有効撮像領域の前記周辺部に結像する光束の主光線と前記光軸との間の距離が前記光学領域の半径以下となる範囲である、請求項１に記載の分光カメラ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光カメラに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、所望の波長の分光画像を得る分光カメラが知られている（特許文献１参照）。特許文献１の分光カメラでは、着脱式のレンズユニットと撮像素子との間に波長可変型の分光フィルターが配置されている。撮像対象の反射光または透過光がレンズユニットに入射し、分光フィルターにより所定波長の光に分光された後に撮像素子で撮像される。この分光カメラで使用される分光フィルターは、分光波長に対応するギャップを挟んで互いに対向する一対の反射膜を有しており、光軸方向から見て一対の反射膜が重なり合う領域は、光が透過可能な光学領域となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０１３４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な分光フィルターでは、反射膜の傾きや撓みを抑制することで分光波長を安定化しているため、反射膜が比較的小さく設計されており、反射膜において光が透過可能な光学領域は、分光カメラにおける他の光学要素と比べて比較的小さな領域となる。このため、特許文献１の分光カメラでは、分光フィルターが意図しない絞りとして機能し、分光画像にケラレが生じることがある。その結果、分光画像の有効サイズが小さくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る分光カメラは、入射光から所定波長の光を透過させる光学領域を有する分光フィルターと、前記光学領域よりも大きい有効撮像領域を有する撮像素子と、前記光学領域を透過した前記所定波長の光が前記撮像素子に結像するように、前記所定波長の光を導く撮像光学系と、を備え、前記分光フィルターは、前記有効撮像領域の周辺部に結像する光束の主光線と、前記撮像光学系の光軸とが交わる位置を中心とした前記光軸上の所定範囲内に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る分光カメラの概略構成を示す模式図。
本実施形態の分光フィルターを示す断面図。
本実施形態の分光フィルターを配置する前の光学ユニットを示す模式図。
本実施形態の有効撮像領域と結像領域とを説明するための模式図。
本実施形態の分光フィルターを配置した後の光学ユニットを示す模式図。
比較例の光学ユニットを示す模式図。
変形例の光学ユニットを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明に係る一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の分光カメラ１の概略構成を示す模式図である。図１において、分光カメラ１は、撮像対象の反射光または透過光が入射光として入射する光学ユニット１０と、光学ユニット１０を透過した光を撮像する撮像素子５０と、光学ユニット１０および撮像素子５０をそれぞれ制御する制御部６０と、を備え、撮像対象の分光画像を取得する。なお、本実施形態の分光カメラ１は、例えば、スマートフォン等の携帯型の端末装置や、ドローン等の小型飛翔体等に搭載することができる。
【０００８】
光学ユニット１０は、入射光のうちの所定波長の光を透過させる分光フィルター２０と、分光フィルター２０で分光された所定波長の光を導く撮像光学系３０と、撮像光学系３０を通過する光束の大きさを規定する絞り４０と、を備える。なお、光学ユニット１０は、レンズホルダ等などのケースに収容されることで一体的に構成されていてもよい。以下では、撮像光学系３０の光軸Ａを利用して方向を説明する場合がある。
【０００９】
分光フィルター２０は、図２に示すように、筐体２１と、筐体２１に収納される干渉フィルター２２と、を備える。
筐体２１は、遮光性を有する容器状のベース２１１と、ベース２１１の開口２１２を塞ぐ第１透光板２１３と、ベース２１１の底部２１４を貫通する開口２１５を塞ぐ第２透光板２１６と、を備える。ベース２１１の内周面には、干渉フィルター２２の側部が接合されている。
なお、光軸Ａに沿って見たとき、ベース２１１における開口２１５の中心は、後述する光学領域２０Ａの中心に位置し、開口２１５の大きさは、光学領域２０Ａの大きさと等しい。
【００１０】
干渉フィルター２２は、波長可変型のファブリーペローエタロン素子である。具体的には、干渉フィルター２２は、第１基板２２１と、第１基板２２１に対向する第２基板２２２とを有する。第１基板２２１の第２基板２２２に対向する面には、第１反射膜２２３が設けられ、第２基板２２２の第１基板２２１に対向する面には、第１反射膜２２３に対向する第２反射膜２２４が設けられている。つまり、第１反射膜２２３および第２反射膜２２４が、ギャップＧを介して対向配置されている。第１反射膜２２３および第２反射膜２２４は、例えば金属膜や金属合金膜で構成されていてもよく、誘電体多層膜により構成されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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