特許 5788009 少なくとも２つの独立したデジタルカメラを備えたデジタルマルチスペクトルカメラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5788009

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】少なくとも２つの独立したデジタルカメラを備えたデジタルマルチスペクトルカメラシステム

(51)【国際特許分類】

   H04N 9/04 20060101AFI20150910BHJP

   H04N 9/09 20060101ALI20150910BHJP

   G03B 11/00 20060101ALI20150910BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   H04N9/04 B

   H04N9/09 A

   G03B11/00

   G03B15/00 T

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-530637(P2013-530637)

(86)(22)【出願日】2011年7月21日

(65)【公表番号】特表2013-545331(P2013-545331A)

(43)【公表日】2013年12月19日

(86)【国際出願番号】EP2011062505

(87)【国際公開番号】WO2012041553

(87)【国際公開日】20120405

【審査請求日】2014年4月25日

(31)【優先権主張番号】102010041569.3

(32)【優先日】2010年9月28日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】513076464

【氏名又は名称】ライカ ジオシステムズ アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｉｃａ Ｇｅｏｓｙｓｔｅｍｓ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(74)【代理人】

【識別番号】100165940

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 令子

(72)【発明者】

【氏名】マーティン ティム

(72)【発明者】

【氏名】マーティン ヴェルツェンバッハ

【審査官】 鈴木 肇

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−０９８０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３４６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２４６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００２９７１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ９／０４ − ９／１１

Ｈ０４Ｎ ９／４４ − ９／７８

Ｈ０４Ｎ ５／２２２− ５／２５７

Ｈ０４Ｎ ５／３０ − ５／３７８

Ｇ０３Ｂ １１／００ −１１／０６

Ｇ０３Ｂ １５／００ −１５／０３５

Ｇ０３Ｂ １５／０６ −１５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像処理ユニット（４）と、少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）とを備えたデジタルカメラシステム（２）であって、
前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）は、異なる狭帯域スペクトル領域において画像信号を検出し、
前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）は、それぞれ１つの別個のシャッター（８ａ）および／または１つの別個の対物レンズ（８ｂ）を有しており、かつ、前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）は、それぞれ少なくとも１つの別個の面状デジタル画像センサ（６）と、前記少なくとも１つの面状デジタル画像センサ（６）の前に配置されている、前記各狭帯域スペクトル領域に相応する少なくとも１つのカラーフィルターエレメント（７．１〜７．４）とを有しており、前記カラーフィルターエレメント（７．１〜７．４）は少なくとも１つのフィルター領域（７ａ．１〜７ａ．４）を有しており、
前記少なくとも１つのカラーフィルターエレメント（７．１〜７．４）は追加的に、少なくとも１つのニュートラルな領域（７ｂ）を有しており、
前記ニュートラルな領域（７ｂ）は、前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）の異なる狭帯域スペクトル領域を少なくとも含んでいるスペクトル領域（ＮＤ）において透光性であり、かつ、
前記ニュートラルな領域（７ｂ）は、属する前記少なくとも１つの面状デジタル画像センサ（６）の少なくとも１つの特定のニュートラルなピクセル領域（６ｂ）上に配置されており、
前記画像処理ユニット（４）は、前記デジタルカメラシステム（２）のカラーバランスを調整する方法を実施するように構成されており、同一のシーン（９）を前記少なくとも２つの独立したカメラ（３．１〜３．４）が同期画像撮影する場合の、前記デジタルカメラシステム（２）の前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）間の露光時間の差および／または撮影された光量の差が求められ、なお、前記露光時間の差および／または前記撮影された光量の差は、前記同期画像撮影の終了後に、前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）の前記面状デジタル画像センサ（６）の各ニュートラルなピクセル領域（６ｂ）において撮影された光量を相互に比較することによって求められ、
その後、前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）によって、各異なる狭帯域スペクトル領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲ）において同期して撮影された同じシーン（９）の画像の処理時に、前記各狭帯域スペクトル領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲ）の画像信号が、前記求められた露光時間の差および／または撮影された光量の差に相応して、それぞれ、変化されない、減衰される、または増幅されるように補償計算が行われる、
ことを特徴とする、デジタルカメラシステム。

【請求項2】

前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）は、
少なくとも近似的に同一のシーン（９）が前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）の異なる狭帯域スペクトル領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲ）において撮影され、かつ、
前記異なる狭帯域スペクトル領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲ）の画像信号を組み合わせて、前記シーン（９）のマルチスペクトル画像が得られるように、相対的に配置されている、請求項１記載のデジタルカメラシステム。

【請求項3】

前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）は、前記異なる狭帯域スペクトル領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲ）に相応する各カラーフィルターエレメント（７．１〜７．４）を除いて実質的に同様の撮影特性を有している、および／または、実質的に同じ構造を有しており、
前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）の面状デジタル画像センサ（６）と、前記別個のシャッター（８ａ）および前記対物レンズ（８ｂ）の少なくとも一方と、は実質的に同様に構成されている、請求項１または２記載のデジタルカメラシステム。

【請求項4】

前記少なくとも１つのカラーフィルターエレメント（７．１〜７．４）は、ストリップ状の２つのニュートラルな領域（７ｂ）を、前記フィルター領域（７ａ．１〜７ａ．４）の、対向する側に有している、請求項１、２または３記載のデジタルカメラシステム。

【請求項5】

・第１の独立したデジタルカメラ（３．１）は、第１のカラーフィルターエレメント（７．１）を備えており、前記第１のカラーフィルターエレメント（７．１）は約６００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長を有するスペクトル領域（Ｒ）において透光性であり、
・第２の独立したデジタルカメラ（３．２）は、第２のカラーフィルターエレメント（７．２）を備えており、前記第２のカラーフィルターエレメント（７．２）は約５００ｎｍ〜約６００ｎｍの波長を有するスペクトル領域（Ｇ）において透光性であり、
・第３の独立したデジタルカメラ（３．３）は、第３のカラーフィルターエレメント（７．３）を備えており、前記第３のカラーフィルターエレメント（７．３）は約４００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長を有するスペクトル領域（Ｂ）において透光性であり、
・第４の独立したデジタルカメラ（３．４）は、第４のカラーフィルターエレメント（７．４）を備えており、前記第４のカラーフィルターエレメント（７．４）は約７００ｎｍ〜約９００ｎｍの波長を有するスペクトル領域（ＮＩＲ）において透光性である、請求項１から４までのいずれか１項記載のデジタルカメラシステム。

【請求項6】

前記第１、第２、第３および第４のカラーフィルターエレメント（７．１〜７．４）はそれぞれ１つのニュートラルな領域（７ｂ）を有しており、前記ニュートラルな領域（７ｂ）は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍのスペクトル領域（ＮＤ）において透光性である、請求項５記載のデジタルカメラシステム。

【請求項7】

飛行機から航空写真を撮影するための航空測量用である、請求項１から６までのいずれか１項記載のデジタルカメラシステム。

【請求項8】

請求項１から７までのいずれか１項記載のデジタルカメラシステム（２）のカラーバランスを調整する方法であって、
同一のシーン（９）を前記少なくとも２つの独立したカメラ（３．１〜３．４）が同期画像撮影する場合の、前記デジタルカメラシステム（２）の前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）間の露光時間の差および／または撮影された光量の差が求められ、なお、前記露光時間の差および／または前記撮影された光量の差は、前記同期画像撮影の終了後、前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）の前記面状デジタル画像センサ（６）の各ニュートラルなピクセル領域（６ｂ）において撮影された光量を相互に比較することによって求められ、
その後、前記少なくとも２つの独立したデジタルカメラ（３．１〜３．４）によって、各異なる狭帯域スペクトル領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲ）において同期して撮影された同じシーン（９）の画像の処理時に、前記各狭帯域スペクトル領域（Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲ）の画像信号が、前記求められた露光時間の差および／または撮影された光量の差に相応して、それぞれ、変化されない、減衰される、または増幅されるように補償計算が行われる、
ことを特徴とする、デジタルカメラシステム（２）のカラーバランスを調整する方法。

【請求項9】

請求項８の方法を実施するように構成されている、デジタルカメラシステム（２）の画像処理ユニット（４）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の上位概念において詳細に規定されている様式の、少なくとも２つの独立したデジタルカメラを備えたデジタルカメラシステムに関する。本発明はまた、カラーフィルターエレメントおよびデジタルカメラシステムの独立した少なくとも２つのデジタルカメラ間の露光時間および／または撮影された光量の差を求める方法並びにデジタルカメラシステムのカラーバランスを再現する方法に関する。さらに本発明は、カメラシステムの画像処理ユニットにも関する。

【0002】

ＤＥ１０２００５０４５０３６Ａ１号には、マルチスペクトルカメラおよびマルチスペクトルカメラによって画像情報を形成する方法が提示されている。

【0003】

シャッターと、撮影されるべき光量ないしは露光時間を定めるための相応のデジタルセンサとを有する複数の独立したカメラないしはカメラヘッドを備えたデジタルカメラシステムでは、個々のカメラにおいて、製造に起因する、シャッター特性およびセンサ特性の散乱によって相互に差が生じ得る。

【0004】

個々のないしは自立したまたは独立したカメラヘッドがそれぞれ、相応する前置カラーフィルターエレメントによって分けられる種々のスペクトル領域ないしは波長領域における光を、殊に同じシーンの画像を全てのカメラヘッドが同時画像撮影ないしは同期画像撮影することによって撮影するマルチスペクトルカメラでは（ここではこの画像信号が後から１つのマルチスペクトル画像にまとめられる）、画像撮影時に、全ての独立したカメラヘッドに対してできるだけ同じ光量ないしは露光時間が発生するべきである。従って、上述した、個々のカメラヘッドの僅かに異なっている露光時間によって生じる差ないしは許容公差によって、マルチスペクトル画像内での色誤りが生じてしまい得る。

【0005】

実践から、ポジションセンシングまたは同様の粗い測定を個々のカメラヘッドの実際の露光時間に関して行い、かつ、ここから既に大まかに、必要なカラーバランシングを計算することが既知である。しかし個々のカメラの異なるカラーチャネルまたはカラーフィルターによって生じる異なった光量ないしは画像情報のために、正確な推定が行われないことがある。

【0006】

本発明の課題は、冒頭に記載した様式のデジタルカメラシステムを撮影された画像のカラーバランシングに関してさらに改善する、ということである。

【0007】

この課題は、本発明と相応に、請求項１の特徴部分に記載されている構成によって解決される。

【0008】

本発明では、少なくとも２つの独立しているデジタルカメラを備えたデジタルカメラシステムが提示される。これらのデジタルカメラは、画像信号を異なる狭帯域スペクトル領域において検出する。ここで、これらの少なくとも２つの独立したデジタルカメラはそれぞれ少なくとも１つの別個の面状のデジタル画像センサ、有利にはＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサと、入射光の方向においてこの少なくとも１つの面状のデジタル画像センサの前に配置されているないしは面状のデジタル画像センサの前に接続されている、各狭帯域スペクトル領域に相応する少なくとも１つのカラーフィルターエレメントとを有している。ここでこのカラーフィルターエレメントは、少なくとも１つのフィルター領域を有している。ここで少なくとも１つのカラーフィルターエレメントは、付加的に少なくとも１つのニュートラルな領域ないしはニュートラルな密度の領域を有している。このニュートラルな領域は、少なくとも２つの独立したデジタルカメラの少なくとも異なる狭帯域スペクトル領域を含んでいるスペクトル領域において、殊にパンクロマチックスペクトル領域において光を通し、かつ属する、少なくとも１つの面状の画像センサの特定のニュートラルな、殊に使用されていないピクセル領域に割り当てられている。

【0009】

カラーフィルターエレメントのニュートラルな領域は有利には、必要な全波長スペクトルにおいて、光を修正なく通過させる、ないしは必要な波長スペクトルにおいて、例えば少なくとも９５％の極めて高い透過率を有している。これによって、独立したデジタルカメラは、このニュートラルな領域によって、同様のかつ同量の光を得る。なぜなら、ニュートラルな領域ないしはニュートラルな密度領域のこのフィルター特性は、全ての独立したカメラで、実質的に同様に構成されているからである。カラーフィルターエレメントのニュートラルな領域が、対応する少なくとも１つの面状のデジタル画像センサの特定のニュートラルな、殊に使用されていないピクセル領域に割り当てられていることによって、ないしはこの上に配置されていることによって、異なる独立したデジタルカメラにおいて、正確に同じ光量が画像情報に対して発生する。全ての独立したデジタルカメラが同期して画像撮影する際にニュートラルないしは使用されていないピクセル領域において差が生じる場合、この差は異なるカラーチャネルに起因するのではなく、異なるシャッター時間またはその他の、殊に機械的な許容公差に起因する。従って、相応の補償計算が画像処理の間に行われ、ここで強過ぎる色成分は相応に弱められる、ないしは標準化（Normierung）等が行われる。

【0010】

特に有利には、面状のデジタル画像センサは、いずれにせよアプリケーションによって使用されないピクセル領域を有している。このピクセル領域はニュートラルな領域として使用される。このニュートラルなピクセル領域はここで充分に大きいべきである（例えば２０００ピクセル等）。なぜならカラーフィルターエレメントの異なる領域間に、相応する大きさの移行領域も（異なる種類のガラスの間に）設けられるべきだからである。

【0011】

少なくとも２つの独立したデジタルカメラは、それぞれ別個のシャッターおよび／または別個の対物レンズを有することができる。このような配置構成の場合には、本発明の措置は特に有利である。なぜなら、少なくとも２つの独立したデジタルカメラ間の露光時間および／または撮影光量の過度に強い差が生じ得るからである。

【0012】

少なくとも２つの独立したデジタルカメラは、次のように相互に配置される。すなわち、少なくとも類似した同一のシーンが、少なくとも２つの独立したデジタルカメラの異なる狭帯域スペクトル領域において撮影可能であり、異なるカラーチャネルまたは狭帯域スペクトル領域の画像信号を組み合わせて、このシーンないしは検出された画像信号のマルチスペクトル画像が得られるからである。

【0013】

少なくとも２つの独立したデジタルカメラは、自身の各異なる色感度または狭帯域スペクトル領域に相応するカラーフィルターエレメントを除いて実質的に同様の撮影特性を有している、および／または、実質的に同じ構造を有している。この場合には、その面状のデジタル画像センサは、場合によって設けられているその別個のシャッターおよび／または対物レンズは実質的に同様に構成されている。

【0014】

有利には、少なくとも１つのカラーフィルターエレメントはストリップ状の２つのニュートラルな領域を、フィルター領域の、対向する側に有している。複数の異なるニュートラルフィルター領域を使用することによって、光学的な差の改善された、ないしはより正確な補償が可能になる。

【0015】

デジタルカメラシステムを独立した４つのカメラを備えたマルチスペクトルカメラシステムとして構成することができる。これは、
・第１の独立したデジタルカメラを有しており、このデジタルカメラは、第１のカラーフィルターエレメントを備えている。このカラーフィルターエレメントは約６００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長領域を有するスペクトル領域において、ないしは赤色光に対して光透過性である。
・第２の独立したデジタルカメラを有しており、このデジタルカメラは、第２のカラーフィルターエレメントを備えている。このカラーフィルターエレメントは約５００ｎｍ〜約６００ｎｍの波長を有するスペクトル領域において、ないしは緑色光に対して光透過性である。
・第３の独立したデジタルカメラを有しており、このデジタルカメラは、第３のカラーフィルターエレメントを備えている。このカラーフィルターエレメントは約４００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長を有するスペクトル領域において、ないしは青色光に対して光透過性である。
・第４の独立したデジタルカメラを有しており、このデジタルカメラは、第４のカラーフィルターエレメントを備えている。このカラーフィルターエレメントは約７００ｎｍ〜約９００ｎｍの波長を有するスペクトル領域において、ないしは近赤外光に対して光透過性である。

【0016】

この第１のカラーフィルターエレメント、第２のカラーフィルターエレメント、第３のカラーフィルターエレメントおよび第４のカラーフィルターエレメントは、それぞれ１つのニュートラル領域を有している。このニュートラル領域は、約４００ｎｍ〜約９００ｎｍのスペクトル領域において光透過性である。これによって、カラーフィルターエレメントの全体的なスペクトル領域は、カラーフィルターエレメントのこれらのニュートラル領域によってカバーされる。

【0017】

このデジタルカメラシステムを、飛行機から航空写真を撮影するための航空測量用のマルチスペクトルデジタルカメラシステムとして使用することができる。

【0018】

請求項９では、少なくとも１つの面状デジタル画像センサ用のカラーフィルターエレメントが提示される。

【0019】

請求項１０では、デジタルカメラシステムの少なくとも２つの独立したデジタルカメラ間の露光時間および／または撮影光量の差を求める方法が提示されている。これは殊に、有利には同一のシーンを少なくとも２つの独立したカメラが同期して画像撮影する場合の方法である。この方法では、同期画像撮影が行われた後に、少なくとも２つの独立したデジタルカメラの面状デジタル画像センサの各ニュートラルピクセル領域において撮影された光量が相互に比較される。

【0020】

請求項１１では、デジタルカメラシステムのカラーバランスを調整する方法が提案されている。ここで、デジタルカメラシステムの少なくとも２つの独立したデジタルカメラ間の露光時間およびまたは撮影光量の差が求められ、その後、少なくとも２つの独立したデジタルカメラシステムによって、各異なる狭帯域スペクトル領域ないしはカラーチャネルにおいて同期して撮影された、同一のシーンの画像の処理時に、補償計算が次のように行われる。すなわち、各狭帯域スペクトル領域が前もって求められたこの差に相応してそれぞれ変化されない、弱められるまたは強められるように、すなわち標準化されるように行われる。

【0021】

さらに請求項１２において、デジタルカメラシステムの画像処理ユニットが示されている。

【0022】

本発明の有利な構成および発展形態は、従属請求項に記載されている。以降では、図面に基づいて、原則的に、本発明の実施例が示されている。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】独立した４つのカメラを有する本発明のマルチスペクトルカメラシステムの概略図

【図2】図１に示されている、本発明のマルチスペクトルデジタルカメラシステムの独立したデジタルカメラの概略図

【図3】カラーフィルターエレメントの概略図

【図4】本発明のマルチスペクトルデジタルカメラシステム内にある４つのカラーフィルターエレメントの配列の概略図

【実施例】

【0024】

本発明のデジタルカメラシステム、殊にマルチスペクトルカメラシステムは以降で、飛行機（図示されていない）から航空写真を撮影するための航空測量用の航空写真撮影機器として使用される。さらに、図示されていない実施例においては、本発明のデジタルカメラシステムは例えば、顕微鏡等でも使用される。

【0025】

図１は、航空測量用の航空写真撮影機器１を示しており、これは、独立した４つのデジタルカメラ３．１〜３．４を備えている、本発明のマルチスペクトルデジタルカメラシステム２を備えている。これらのデジタルカメラは、異なる狭帯域のスペクトル領域において画像信号を検出し、これを画像処理ユニット４に転送する。画像処理ユニット４は次に、この信号を画像記憶ユニット５に伝達する。付加的に、本発明のデジタルカメラシステム２は、高い解像度のパンクロマチック独立デジタルカメラ３．５を有することができる（破線で示されている）。ここでこれらの独立したデジタルカメラ３．１〜３．４は、低い解像度を有するように構成されている。

【0026】

本発明のデジタルカメラシステム２内の独立したデジタルカメラ３．１〜３．５の配列は図１では著しく簡易化して示されており、独立したデジタルカメラ３．１〜３．５の実際の配列とは格段に異なっている。

【0027】

独立した４つのデジタルカメラ３．１〜３．４は次のように相互に配列されている。すなわち、少なくとも近似的に同一のシーンが、その異なる狭帯域スペクトル領域において撮影可能であり、これらの異なる狭帯域スペクトル領域の画像信号からこのシーンのマルチスペクトル画像が、殊に画像処理ユニット４内で組み合わせて生成されるように配列されている。この組み合わせ時に、オプションとして、独立したデジタルパンクロマチックカメラ３．５も使用可能である。

【0028】

図２には、本発明のデジタルカメラシステム２の各独立したデジタルカメラ３．１〜３．４が示されている。ここでは独立したデジタルカメラ３．１〜３．４はそれぞれ１つの別個の面状の、ＣＣＤセンサとして構成されているデジタル画像センサ６と、この面状のデジタル画像センサ６の前に接続されているカラーフィルターエレメント７．１〜７．４を有している（図３および４も参照）。これらは、各狭帯域スペクトル領域用のフィルター領域７ａ．１〜７ａ．４を有している。別の実施例では、デジタル画像センサ６は、各狭帯域スペクトル領域に対して、ＣＭＯＳセンサとして構成される。

【0029】

カラーフィルターエレメント７．１〜７．４は、２つのニュートラルな領域７ｂを有している。これらのニュートラルな領域は、４つの独立したデジタルカメラ３．１〜３．４の異なる狭帯域スペクトル領域を少なくとも含んでいるスペクトル領域ＮＤにおいて、殊にパンクロマチックスペクトル領域において光透過性である。カラーフィルターエレメント７．１〜７．４のニュートラルな領域７ｂないしはニュートラルな密度の領域は、対応する面状デジタル画像センサ６の２つの特定のニュートラルなピクセル領域、殊に使用されていないピクセル領域６ｂに割り当てられている。面状デジタル画像センサ６の、マルチスペクトル画像用の、このシーンの画像信号の記録のために使用される領域には、参照符号６ａが付けられている。

【0030】

独立したデジタルカメラ３．１〜３．４は、別個のシャッター８ａおよび別個の対物レンズ８ｂ、すなわち別個の光学系を有している。撮影されるべきシーン９が、図２に簡略化して示されている。さらに図２から見て取れるように、デジタル画像センサ６はシーン９を撮影する。この際に、使用されているピクセル領域６ａは、光１０ａで露光される。この光は、カラーフィルターエレメント７．１〜７．４のフィルター領域７ａ．１〜７ａ．４を通過する。フィルター領域７ａ．１〜７ａ．４は、次のように構成されている。すなわち、相応の波長を有する光だけが通過するように構成されている。デジタル面状画像センサ６の使用されていないピクセル領域６ｂは、光１０ｂによって露光される。この光は、使用されていないピクセル領域６ｂに割り当てられている、カラーフィルターエレメント７のニュートラルな領域７ｂを通過する。

【0031】

独立した４つのデジタルカメラ３．１〜３．４は、異なる狭帯域スペクトル領域に相応する各カラーフィルターエレメント７．１〜７．４を除いて、実質的に同様の撮影特性を有しており、および／または実質的に同じ構造を有している。ここでその面状デジタル画像センサ６、別個のシャッター８ａおよび対物レンズ８ｂは実質的に同様に構成されている。

【0032】

図３には、フィルター領域７ａ．１を有しているカラーフィルターエレメント７．１が示されている。これは、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長を有する赤色の狭帯域スペクトル領域Ｒにおいて光を通す。図３は、カラーフィルターエレメント７．１の平面図であり、図２にはこのようなカラーフィルターエレメント７．１の側面図が示されている。カラーフィルターエレメント７．１は、２つのストリップ状のニュートラル領域７ｂを、フィルター領域７ａ．１の、対向する側に有している。カラーフィルターエレメント７．１は、ストリップ状フィルターとも称される。

【0033】

面状のデジタル画像センサ６用のカラーフィルターエレメント７．１は、通されるべき光の第１のスペクトル領域Ｒに対してフィルター領域７ａ．１を有しており、第２のスペクトル領域ＮＤに対してニュートラルな領域７ｂを有している。ここで、ニュートラル領域７ｂの第２のスペクトル領域ＮＤはフィルター領域７ａ．１の第１の狭帯域スペクトル領域Ｒよりも広く、これを含んでいる。

【0034】

図４は、本発明によるデジタルカメラシステム２の正面図を示しており、これは相応に並列して配置されている独立したデジタルカメラ３．１〜３．４を有している。このうち、図４には、その各カラーフィルターエレメント７．１〜７．４のみが示されている。対応する面状のデジタル画像センサ６は、カラーフィルターエレメント７．１〜７．４の後方に配置されている。カメラ３．１〜３．４の別個のシャッター８ａおよび対物レンズ８ｂも、図４に示されていない。第１の独立したデジタルカメラ３．１には、第１のカラーフィルターエレメント７．１が設けられている。これは実質的に、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長を有するスペクトル領域Ｒにおいてのみ、光を通す。第２の独立したデジタルカメラ３．２には第２のカラーフィルターエレメント７．２が設けられている。これは実質的に、約５００ｎｍ〜約６００ｎｍの波長を有する、緑色の光に対するスペクトル領域Ｒにおいてのみ、光を通す。第３の独立したデジタルカメラ３．３には第３のカラーフィルターエレメント７．３が設けられている。これは実質的に、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長を有する、青色の光に対するスペクトル領域Ｂにおいてのみ、光を通す。第４の独立したデジタルカメラ３．４には第４のカラーフィルターエレメント７．４が設けられている。これは実質的に、約７００ｎｍ〜約９００ｎｍの波長を有する、近赤外光用のスペクトル領域ＮＩＲにおいてのみ、光を通す。第１、第２、第３および第４のカラーフィルターエレメント７．１〜７．４はそれぞれニュートラルな領域７ｂを有している。この領域は約４００ｎｍ〜９００ｎｍまでのスペクトル領域ＮＤにおいて光を通す。さらに、カラーフィルターエレメント７．１〜７．４は、相応のフィルター領域７ａ．１〜７ａ．４を各スペクトル領域Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲに対して有している。上述したスペクトル領域Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲは単なる例である。さらなる、図示されていない実施例では、相応する別のスペクトル領域を伴う任意の用途が考えられる。

【0035】

デジタルカメラシステム２の画像処理ユニット４は、デジタルカメラシステム２の独立したデジタルカメラ３．１〜３．４間の露光時間および／または撮影された光量の差を求めるように構成されている。ここで殊に、有利には同じシーン９の独立したデジタルカメラ３．１〜３．４の同期画像撮影時には、同期画像撮影が行われた後、独立したデジタルカメラ３．１〜３．４の面状デジタル画像センサ６の各ニュートラルピクセル領域６ｂにおいて撮影された光量が相互に比較される。

【0036】

さらに、デジタルカメラシステム２の画像処理ユニット４は、デジタルカメラシステム２に対してカラーバランスを調整する方法を実施するように構成されている。ここでデジタルカメラシステム２の独立した４つのデジタルカメラ３．１〜３．４間の露光時間および／または撮影された光量の差が上述した方法を用いて求められる。その後、独立した４つのデジタルカメラ３．１〜３．４によって、それぞれ異なる狭帯域スペクトル領域Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲにおいて同期して撮影された、同一のシーン９の画像の処理時に、補償計算が次のように行われる。すなわち、各狭帯域スペクトル領域Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲの画像信号が、事前に求められた差に相応して、変えられない、減衰される、または増幅され、従ってカラーチャネルＲ、Ｇ、Ｂ、ＮＩＲの相応する標準化が行われる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】