CN107438148B - 摄像系统 - Google Patents

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Abstract

有关本申请的一实施方式的摄像系统具备：光源，射出包含第1波段的近红外线的射出光；图像传感器；以及双带通滤波器，使可视区域中的至少一部分的波段的可视光及上述第1波段的近红外线透射。上述图像传感器包括：多个光检测单元；第1滤波器，有选择地使上述第1波段的近红外线透射；第2滤波器，有选择地使上述可视光中包含的第2波段的光透射；第3滤波器，有选择地使上述可视光中包含的第3波段的光透射；第4滤波器，有选择地使上述可视光中包含的第4波段的光透射；以及红外吸收滤波器。上述红外吸收滤波器与上述第2至第4滤波器对置，吸收上述第1波段的近红外线。

Description

摄像系统
技术领域
本申请涉及摄像系统。
背景技术
在由具备图像传感器(例如固体摄像设备)的照相机生成彩色图像的情况下，通常在光路的中途配置红外吸收滤波器。这是因为，在不使用红外吸收滤波器的情况下，因近红外线的影响，在红、绿及蓝的信号中混入近红外的信号，会生成不自然的色调的图像。例如，在特开2002－182270号公报中公开了使用红外吸收滤波器的照相机。
另一方面，还提出了能够使用共通的光学系统取得可视图像和近红外图像的照相机。这样的照相机例如在特开平10－65135号公报、特开2007－189376号公报及特开2007－53731号公报中公开。
发明内容
有关本申请的一技术方案的摄像系统具备：光源，射出包含第1波段的近红外线的射出光；图像传感器；以及双带通滤波器，配置在向上述图像传感器入射的入射光的路径上，使可视区域中的至少一部分的波段的可视光及上述第1波段的近红外线透射。上述图像传感器包括：多个光检测单元，分别接受上述入射光的一部分，输出与受光量对应的电信号；第1滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第1光检测单元对置，有选择地使上述第1波段的近红外线透射；第2滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第2光检测单元对置而配置，有选择地使上述可视光中包含的第2波段的光透射；第3滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第3光检测单元对置，有选择地使上述可视光中包含的第3波段的光透射；第4滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第4光检测单元对置，有选择地使上述可视光中包含的第4波段的光透射；以及红外吸收滤波器，与上述第2滤波器、上述第3滤波器及上述第4滤波器对置，吸收上述第1波段的近红外线，使上述可视光透射。
附图说明
图1A是表示有关第1实施方式的摄像系统的概略结构的图。
图1B是示意地表示在有关第1实施方式的摄像系统中使用的图像传感器的构造的剖视图。
图1C是表示在有关第1实施方式的摄像系统中使用的图像传感器的多个光检测单元的布局的平面图。
图1D是表示在有关第1实施方式的摄像系统中使用的图像传感器的红外吸收滤波器的配置的例子的平面图。
图1E是表示图像传感器的更详细的构造的剖视图。
图1F是表示信号处理装置的概略性的结构例的框图。
图2表示在图像传感器的光检测单元上形成的滤色器的特性的例子。
图3表示比较例的图像传感器中的红色像素、绿色像素、蓝色像素及近红外像素的各自的光谱灵敏度特性。
图4表示红外吸收滤波器的特性的一例。
图5A表示制作出的图像传感器的各个像素的光谱灵敏度特性。
图5B表示红色像素、绿色像素及蓝色像素的来自光源的光的中心波长的附近的光透射率。
图6表示双带通滤波器的透射特性的一例。
图7表示具备双带通滤波器的实施方式1的摄像系统的各个像素的光谱灵敏度特性。
图8表示在红外吸收滤波器中能够使用的有机材料的一例。
图9是示意地表示第2实施方式的图像传感器的构造的剖视图。
图10A是表示第3实施方式的摄像系统的概略性的结构的图。
图10B表示根据所取得的图像将额部的100×200像素的区域内的近红外像素的值的平均值按每规定时间描绘而显示的结果。
标号说明
21 输入接口
22 运算电路
23 输出接口
24 存储器
25 控制电路
26 显示器
100 照相机
101 图像传感器
102 基板
103 滤色器
104 红外吸收滤波器
105 硅基板
106 光敏二极管
107 晶体管
108 金属布线
109 微透镜
110 信号储存部
111 下部电极
112 有机光电变换膜
113 上部电极
114 保护膜
120 双带通滤波器
121 照相机透镜
122 透镜
123 光源单元
124 光源
125 光学系统
200 信号处理装置
300 光检测单元
1031 近红外滤波器
1032 红色滤波器
1033 绿色滤波器
1034 蓝色滤波器
具体实施方式
在说明本申请的实施方式之前，说明作为本申请的基础的认识。在本说明书中，不仅是可视光，关于红外线也表现为“光”，有将红外线称作“红外光”的情况。
通常，为了由使用图像传感器的照相机或照相机模块生成彩色图像，需要在光路的中途插入红外截止滤波器。以往使用的滤色器关于可视域作为例如仅使蓝、绿、红的三原色的某种光透射的滤色器发挥功能，但关于近红外域，遮光性能较低。因此，滤色器不仅使希望的颜色的光透射，还使近红外光透射。虽然人的眼睛对近红外光不具有灵敏度，但通常在图像传感器中使用的硅基板对于约1100nm以内的波段的近红外光具有灵敏度。因此，如果不使用红外截止滤波器，则因近红外光的影响，在红、绿、蓝的信号中混入近红外的信号，生成不自然的色调的照片。
另一方面，由于在近红外光中包含丰富的信息量，所以存在想要取得近红外图像的用途。例如，食品、农产品、药品及纸币等的检查及监视等用途。进而，使用近红外光的监视照相机、距离计测及机器视觉等近红外光成像的应用呈现扩展。
在这样的用途中使用红外光专用的摄像系统的情况较多。另一方面，有想要与可视光的图像同时地取得近红外光的图像的需求。这是为了实现装置的小型化、低价格化及简便性。如果能够用同一个摄像光学系统取得可视图像和近红外图像，则能够使两者的图像的偏差变小。因此，当使用被称作计算摄影的、通过使用两者的图像的运算而取得新的信息那样的方法时，可得到能够利用没有偏差的同一视野的多个图像的优点。以往，在这样的系统中，通常使用不同的光学系统取得近红外图像和可视图像。但是，在这样的方法中，在两者的图像间发生视差。为了将视差修正而需要复杂的图像处理，不能实现高速的处理。如果能够使用共通的光学系统同时取得可视图像和近红外图像，则能够将复杂的图像处理省略而高精度且高速地进行从图像的信息取得。
在利用近红外图像的摄像系统的方式中，有被动照明方式和主动照明方式。被动照明方式是不使用摄像用的近红外照明光而使用通常的照明光或自然光进行摄像的方式。主动照明方式是使用摄像用的近红外照明光进行摄像的方式。近年来，尝试根据近红外光的图像计测对象物的构造或特性。在上述的计算摄影及机器视觉中，使用各种各样的近红外光的照明方式。例如，有在TOF(time－of－flight)方式中使用的脉冲照明及在构造化照明法中使用的图案照明等。在这样的用于近红外图像取得的近红外光源中，使用波段较狭的发光二极管(LED)或激光器等光源的情况较多。
为了应对将可视图像和近红外图像用同一个光学系统取得的需求，制作了除了以往的红、绿及蓝的像素以外还具有检测近红外光的像素的摄像系统。在检测近红外光的像素中，仅使近红外光透射的近红外滤波器被配置在受光部上。近红外滤波器由于不使可视光透射，所以也被称作不可视光滤波器(black filter)。但是，在这样的摄像系统中，由于如已经叙述那样红外光入射到红、绿及蓝的像素中，所以不能得到正常的彩色图像。
为了解决该问题，提出了仅在红、绿及蓝的像素之上形成红外截止滤波器的结构。例如特开平10－65135号公报中，虽然没有详细明示，但公开了作为红外截止滤波器而使用由与通常的滤色器同样的有机材料构成的滤色器。另一方面，特开2007－189376号公报及特开2007－53731号公报公开了作为红外截止滤波器而使用由无机多层膜构成的干涉滤波器。在特开平10－65135号公报及特开2007－189376号公报中，关于红外滤波器及红外截止滤波器的详细的光学特性没有叙述。在特开2007－53731号公报中，记载了关于滤波器的光学特性不需要严格的制约。特开2007－53731号公报公开了使用拥有将600～800nm左右以上的波长的近红外光遮蔽的特性的红外截止滤波器、和拥有使750nm以上的波长的近红外光透射的特性的近红外滤波器的例子。
本发明者发现，在使用在特开2007－189376号公报及特开2007－53731号公报中公开那样的由无机多层膜构成的干涉滤波器作为红外截止滤波器的情况下，有以下的问题。
(1)当将无机多层膜向图像传感器的基板上堆积时，由于可堆积的层叠数有限，所以难以得到充分的红外截止特性。
(2)干涉滤波器对于近红外光不是吸收而是反射，所以在摄像系统内的透镜或封固玻璃等部件的表面发生反射。反射的光成为闪光而使画质下降。
关于上述(1)，可层叠的层数的极限依赖于图像传感器的制作工艺及像素尺寸，但大致是10层左右。如果层数变多到这以上，则变得过厚，使图像传感器的光学特性劣化。进而，随着层数的增加，芯片的制造成本增大。在10层左右的干涉滤波器中，数％至10％左右的近红外光透射。此外，在通过半导体工艺形成了干涉滤波器的情况下，可能发生多层膜的膜厚的不均匀。结果，在干涉滤波器的特性中发生不均匀，可能导致成品率的下降。
随着数字照相机或便携电话等设备高性能化，对于这些设备要求以往所没有的功能。例如，希望用单一的摄像系统不仅取得美观的可视光的图像、还能够取得近红外光的图像。进而，希望有能够将可视图像和近红光图像同时显示的系统。但是，在能够同时取得可视图像和近红外图像的以往的摄像系统中，因近红外光的影响，难以取得美观而自然的可视光图像。特别是，在为了用于摄像而使近红外照明点亮那样的摄像系统中，从照明射出的近红外光的强度较高。结果，能够取得高亮度的近红外图像，但发生近红外光向可视像素的混入，彩色图像的颜色再现性劣化。
所以，本发明者想到了在以下的项目中记载的摄像系统的结构。
[项目1]
有关本申请的项目1的摄像系统具备：光源，射出包含第1波段的近红外线的射出光；图像传感器；以及双带通滤波器，配置在向上述图像传感器入射的入射光的路径上，使可视区域中的至少一部分的波段的可视光及上述第1波段的近红外线透射。上述图像传感器包括：多个光检测单元，分别接受上述入射光的一部分，输出与受光量对应的电信号；第1滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第1光检测单元对置，有选择地使上述第1波段的近红外线透射；第2滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第2光检测单元对置而配置，有选择地使上述可视光中包含的第2波段的光透射；第3滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第3光检测单元对置，有选择地使上述可视光中包含的第3波段的光透射；第4滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第4光检测单元对置，有选择地使上述可视光中包含的第4波段的光透射；以及红外吸收滤波器，与上述第2滤波器、上述第3滤波器及上述第4滤波器对置，吸收上述第1波段的近红外线，使上述可视光透射。
[项目2]
项目1所记载的摄像系统也可以还具备信号处理装置，所述信号处理装置与上述图像传感器连接，根据从上述第1光检测单元输出的第1电信号、从上述第2光检测单元输出的第2电信号、从上述第3光检测单元输出的第3电信号、以及从上述第4光检测单元输出的第4电信号，生成表示图像的信号。
[项目3]
在项目2所记载的摄像系统中，上述图像也可以包括可视图像及近红外图像；上述信号处理装置也可以根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成表示上述可视图像的信号；根据上述第1电信号，生成表示上述近红外图像的信号。
[项目4]
在项目2所记载的摄像系统中，上述信号处理装置也可以根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成可视图像的信息；通过在上述可视图像的信息中叠加通过使用上述第1电信号的运算而得到的信息，生成表示上述图像的信号。
[项目5]
在项目4所记载的摄像系统中，上述光源也可以向生物体射出上述射出光；通过使用上述第1电信号的运算而得到的信息也可以是与上述生物体有关的信息。
[项目6]
在项目2～5中任一项所记载的摄像系统中，上述信号处理装置也可以还根据上述第1电信号生成与到对象物的距离有关的信息。
[项目7]
在项目6所记载的摄像系统中，上述射出光也可以是脉冲光；上述信号处理装置也可以根据从上述脉冲光被从上述光源射出到被上述多个光检测单元检测为止的时间，生成与上述距离有关的信息。
[项目8]
在项目6所记载的摄像系统中，上述光源也可以将光图案投影到上述对象物；上述信号处理装置也可以根据上述第1电信号生成近红外图像的信息，基于上述近红外图像中的上述光图案的位置，生成与上述距离有关的信息。
[项目9]
在项目6所记载的摄像系统中，上述信号处理装置也可以根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成可视图像的信息；通过在上述可视图像的信息中叠加与上述距离有关的信息，生成表示上述图像的信号。
[项目10]
在项目6所记载的摄像系统中，上述图像也可以是立体图像；上述信号处理装置也可以根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成可视图像的信息；使用与上述距离有关的信息，将上述可视图像变换为上述立体图像。
[项目11]
在项目1～10中任一项所记载的摄像系统中，上述多个光检测单元分别也可以包括：两个电极；上述两个电极之间的有机光电变换膜；以及信号储存部，电连接于上述两个电极的一方。
[项目12]
在项目1～11中任一项所记载的摄像系统中，上述红外吸收滤波器也可以是有机膜滤波器。
在本申请中，电路、单元、装置、部件或部的全部或一部分、或框图的功能块的全部或一部分也可以由包括半导体装置、半导体集成电路(IC)或LSI(large scaleintegration)的一个或多个电子电路执行。LSI或IC既可以集成到一个芯片上，也可以将多个芯片组合而构成。例如，存储元件以外的功能块也可以集成到一个芯片上。这里，称作LSI或IC，但根据集成的程度而叫法变化，也有称作系统LSI、VLSI(very large scaleintegration)或ULSI(ultra large scale integration)的情况。也可以以相同的目的使用在LSI的制造后编程的Field Programmable Gate Array(FPGA)、或能够进行LSI内部的接合关系的重构或LSI内部的电路划分的设置的reconfigurable logic device。
进而，电路、单元、装置、部件或部的全部或一部分的功能或操作也可以通过软件处理来执行。在此情况下，将软件记录到一个或多个ROM、光盘、硬盘驱动器等的非暂时性记录介质中，当软件被处理装置(processor)执行时，通过处理装置(processor)及周边装置执行由该软件确定的功能。系统或装置也可以具备记录有软件的一个或多个非暂时性记录介质、处理装置(processor)及需要的硬件设备例如接口。
在本申请的实施方式中使用的图像传感器也可以是通常被广泛使用的硅图像传感器(例如，CMOS传感器或CCD传感器)，也可以是有机层叠型图像传感器或化合物半导体图像传感器。由单晶硅形成的光电变换层对于1000nm以上的波长的近红外光的灵敏度较低，对于超过1200nm的近红外光不具有灵敏度。因此，在使用比1000nm长的波长的红外光照明的情况下，使用具有硅以外的光电变换层的图像传感器是有效的。
根据本申请的实施方式，例如能够同时取得与人的视觉度大致一致的可视图像、和人的眼睛看不到的近红外光的图像。由于能够用同一个摄像光学系统取得可视图像和近红外图像，所以能够实现装置的小型化及低成本化。进而，通过对两个图像进行信号处理，能够实现不仅用于照片摄影，还能够用于各种各样的用途的摄像系统。
以下，参照附图说明本申请的实施方式。另外，以下说明的实施方式都表示包含性或具体的例子。在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，不是限定本申请的。在本说明书中说明的各种各样的形态只要不发生矛盾就能够相互组合。此外，关于以下的实施方式的构成要素中的在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素而进行说明。在以下的说明中，有对具有实质上相同的功能或类似的功能的构成要素赋予共通的标号而省略重复的说明的情况。
(实施方式1)
图1A是表示有关第1实施方式的摄像系统的概略结构的图。图1B是示意地表示在有关第1实施方式的摄像系统中使用的图像传感器101的构造的剖视图。图1C是表示在有关第1实施方式的摄像系统中使用的图像传感器101的多个光检测单元的布局的平面图。图1D是表示在有关第1实施方式的摄像系统中使用的图像传感器101的红外吸收滤波器104的配置的例子的平面图。图1E是表示图像传感器101的更详细的构造的剖视图。
如图1A所示，本实施方式的摄像系统具备光源单元123、照相机100、照相机透镜121和信号处理装置200。光源单元123具有射出包含第1波段的近红外线的光的光源124、和限定照明区域的光学系统125。光学系统125包括至少1个透镜。照相机100具有图像传感器101和双带通滤波器120。双带通滤波器120配置在向图像传感器101入射的光的路径上，使可视区域中的至少一部分波段的可视光及第1波段的近红外线透射。双带通滤波器120也可以称作“2波长透射滤波器”、“两带通滤波器”或“多带通滤波器”。图像传感器101具有分别检测可视光中包含的3个波段(例如红、绿、蓝的波段)的光的3种可视光像素、和检测第1波段的近红外线的近红外像素。图像传感器101在可视光像素上具有吸收第1波段的近红外线的红外吸收滤波器。照相机透镜121具有至少1个透镜122。信号处理装置200连接于图像传感器101。信号处理装置200将从图像传感器101输出的信号进行处理，生成各种图像信息。
以下，更详细地说明各构成要素。
光源124例如可以是发出窄带的近红外线的LED光源或激光光源等发光元件。光源124发出的作为近红外线的波段的第1波段例如可以是以870nm为中心的窄带的波段。光源124的种类及使用的波段可以根据目的或用途而适当选择。光源124根据用途，不仅可以射出近红外线，也可以射出可视光。
双带通滤波器120具有使可视区域中的至少一部分波段的可视光(例如400～650nm的波段的光)和从光源124射出的以近红外光的波长(例如870nm)为中心的波段(例如，820～920nm)的近红外光透射、将其他波段的光截止的特性。另外，双带通滤波器120透射的光的波段并不限定于上述波段，可以根据用途适当选择。例如，也可以将透射的可视光的波段设定为400－700nm。此外，也可以将透射的近红外光的波段设定为例如870±20nm或870nm±25nm。这里，“透射”及“截止”，不是指100％的透射及截止。例如，在双带通滤波器120是干涉型滤波器的情况下，关于透射波段，可以为90％以上的透射率，关于截止波段，可以抑制为2％～5％以下的透射率。在双带通滤波器120是吸收型滤波器的情况下，关于透射波段，可以为80％以上的透射率，关于截止波段，可以抑制为10％以下的透射率。
在本实施方式中，从照明用的光源124射出的近红外光的波段、双带通滤波器120所透射的近红外光的波段和图像传感器101的近红外滤波器所透射的近红外光的波段的至少一部分的波段重复。这些波段不需要完全一致。只要该重复的波段与检测对象的波段一致就可以。例如，光源124并不限于窄带的近红外光，也可以射出某种程度宽的波段的近红外光。关于各个光学元件的光学特性在后面叙述。
图1B表示图像传感器101的概略性的结构。本实施方式的图像传感器101除了具有红外吸收滤波器104和近红外滤波器1031这一点以外，具有与标准的CMOS等图像传感器同样的构造。将具有与该标准的图像传感器同样的结构的部分在图1B中简略化而表示为基板102。
图像传感器101具备具有作为受光部的多个光检测单元300的基板102、与多个光检测单元300对置配置的滤色器103、和以将滤色器103的一部分覆盖的方式形成的红外吸收滤波器104。多个光检测单元300分别可以包括通过光电变换而输出与受光量对应的电信号的光敏二极管。滤色器103包括红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及近红外滤波器1031。红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及近红外滤波器1031按照规则性的平面图案以将多个光检测单元300分别覆盖的方式形成。近红外滤波器1031、红色滤波器1032、绿色滤波器1033及蓝色滤波器1034分别相当于本申请的第1滤波器、第2滤波器、第3滤波器及第4滤波器。
图1C表示滤色器103的排列的一例。多个光检测单元、以及其上方的红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及近红外滤波器1031如图1C所示排列为矩阵状。红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及位于近红外滤波器1031的下方的光检测单元分别作为检测红色光、绿色光、蓝色光及近红外线的光检测单元发挥功能。以下，为了使说明简略化，将检测红色光、绿色光及蓝色光的光检测单元分别称作红色像素、绿色像素及蓝色像素，将检测近红外线的光检测单元称作近红外像素。在本实施方式中，近红外像素、红色像素、绿色像素及蓝色像素分别相当于第1光检测单元、第2光检测单元、第3光检测单元及第4光检测单元。
配置为矩阵状的多个像素被分割为以2×2为单位的多个单位块，这些单位块被二维地排列。与各单位块的4个光检测单元对置而配置红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及近红外滤波器1031。近红外滤波器1031具有有选择地使从光源124射出的第1波段的近红外线透射的特性。红色滤波器1032具有有选择地使可视光中包含的红色波段的光透射的特性。绿色滤波器1033具有有选择地使可视光中包含的绿色波段的光透射的特性。蓝色滤波器1034具有有选择地使可视光中包含的蓝色波段的光透射的特性。由此，按每个单位块包括红色像素、绿色像素、蓝色像素及近红外像素。在图1C所示的例子中，采用将在通常的图像传感器中使用的拜耳配置的单方的绿色像素替换为近红外像素的配置。拜耳配置是指在2×2矩阵的对角位置配置两个绿色像素、在其余的对角位置配置红色像素和蓝色像素的彩色像素的标准的配置。在本实施方式中，红色波段、绿色波段及蓝色波段分别相当于第2波段、第3波段及第4波段。
另外，在本实施方式中，配置红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034，但也可以代替它们而配置其他的滤色器。例如，也可以代之而使用有选择地使相当于组合了蓝色及绿色的蓝绿色的波段的光透射的蓝绿色滤波器、有选择地使相当于组合了绿色及红色的黄色的波段的光透射的黄色滤波器、有选择地使相当于组合了红色及蓝色的洋红色的波段的光透射的洋红色滤波器。在此情况下，信号处理装置200也能够通过使用来自各可视光像素的信号的运算而计算红色、绿色、蓝色的信号成分而生成可视光图像的信息。
如图1D所示，红外吸收滤波器104形成在2×2的单位块中包含的4个像素中的红色像素、绿色像素、蓝色像素这3像素之上，没有形成在近红外像素上。即，红外吸收滤波器104在近红外像素上及近红外滤波器1031上具有开口。并不限于图1D所示的例子，红外吸收滤波器104也可以分离为多个区域。通过这样的结构，近红外光被红外吸收滤波器104吸收，所以不向作为可视像素的红色像素、绿色像素及蓝色像素入射，而仅向近红外像素入射。红外吸收滤波器104如后述那样，例如可以由有机材料构成。因此，有将红外吸收滤波器104称作“有机膜滤波器”的情况。
作为本实施方式的图像传感器101，例如，可以使用通常广泛地使用的CMOS型硅图像传感器。本发明者为了试制而使用的CMOS图像传感器，是像素尺寸2.75μm×2.75μm的210万像素的CMOS图像传感器。
图1E更详细地表示在图1B中简略化表示的图像传感器101的截面构造。表示了在图1B中省略的基板102的构造。关于基板102的制造方法，除了红外吸收滤波器104及近红外滤波器1031的形成工序以外，与标准的CMOS图像传感器的制造方法是共通的。因此，这里省略详细的说明，在仅说明概略后，详细说明红外吸收滤波器104及近红外滤波器1031的形成方法。
图像传感器101可以通过在硅基板105通过离子注入而形成与各个光检测单元对应的光敏二极管106后，在硅基板105上形成晶体管107、金属布线108、滤色器103、红外吸收滤波器104及多个微透镜109来制作。形成于硅基板105的光检测单元分别包括用来读出从将入射光进行光电变换的光敏二极管106输出的电信号的读出电路。硅基板105在表面具有多个光敏二极管106。光检测单元分别形成为，当将硅基板105的表面俯视时如图1C所示以矩阵状整齐排列。
图像传感器101例如可以通过以下这样的工艺制作。首先，通过通常的CMOS图像传感器的制造工艺形成基板102。然后，使用光刻工艺在像素区域上依次形成绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034、红色滤波器1032及近红外滤波器1031。到此为止，与通常的彩色图像传感器的制造工序是相同的。在本实施方式中，除此以外还在像素区域上形成将可视光截止而仅使近红外光透射的近红外滤波器1031。
图1F是表示信号处理装置200的概略性的结构例的块图。在图1F中，还表示了连接于信号处理装置200的显示器26。显示器26也可以内置在信号处理装置200中。信号处理装置200具备电连接于图像传感器101的输入接口(IF)21、进行各种信号处理的运算电路22、记录各种数据的存储器24、控制装置整体的动作的控制电路25、和输出数据的输出接口(IF)23。显示器26连接于输出IF23，显示处理结果。运算电路22例如可以是数字信号处理器(DSP)等图像处理电路。控制电路25例如可以是中央运算处理装置(CPU)或微型计算机等的集成电路。控制电路25例如通过执行记录在存储器24中的控制程序，进行向运算电路22的运算指示等的控制。控制电路25及运算电路22也可以由综合的1个电路实现。信号处理装置200也可以设置在照相机100的内部。另一方面，信号处理装置200也可以是摄像系统的外部的要素。信号处理装置200也可以是设置在从摄像系统离开的地方的计算机(例如服务器计算机)。
信号处理装置200根据从图像传感器101的多个光检测单元输出的多个电信号，生成表示图像的信号并输出。更具体地讲，信号处理装置200能够根据从与红色滤波器1032对置的光检测单元输出的第2电信号、从与绿色滤波器1033对置的光检测单元输出的第3电信号、以及从与蓝色滤波器1034对置的光检测单元输出的第4电信号，生成表示可视图像的信号并输出。此外，信号处理装置200能够根据从与近红外滤波器1031对置的光检测单元输出的第1电信号，生成表示近红外图像的信号并输出。
图2表示在图像传感器101的光检测单元上形成的滤色器103的特性的例子。在图中，IR表示近红外滤波器1031的特性，R表示红色滤波器1032的特性，G表示绿色滤波器1033的特性，B表示蓝色滤波器1034的特性。红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034具有与通常的彩色图像传感器中通常使用的滤色器相同的特性。近红外滤波器1031在该例中具有使800nm以上的近红外光透射的特性。近红外滤波器1031具有使从光源124射出的第1波段的近红外光透射的特性。作为近红外滤波器1031，在该例中选择使800nm以上的波长的近红外光透射的滤波器，但也可以选择其他的滤波器。例如，也可以利用使650nm以上的波长的光透射的材料(例如在国际公开第2014/041742号公报中公开)构成近红外滤波器1031。近红外滤波器1031中，可以使用使从光源124射出的第1波段的近红外光透射、尽可能不使其以下的波长的光透射的材料。由此，能够抑制可视光向近红外像素入射。
以下，说明对本实施方式的摄像系统的各个构成要素要求的光学特性。本实施方式的摄像系统的目的之一，是同时取得彩色图像和近红外图像。在进行摄像时，希望可视光不混入到近红外像素中、以及近红外光不混入到可视像素中。本发明者以能够进行这样的摄像为目的，设计了本实施方式的摄像系统。在采用了如图2所示的红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及近红外滤波器1031的情况下，通常红色滤波器1032、绿色滤波器1033及蓝色滤波器1034透射近红外光。本发明者为了比较，不使用红外吸收滤波器104，而使用红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及近红外滤波器1031试制了比较例的图像传感器。图3表示比较例的图像传感器的红色像素、绿色像素、蓝色像素及近红外像素的各自的光谱灵敏度特性。光谱灵敏度特性相当于灵敏度的波长依赖性。硅基板拥有在550nm附近具有灵敏度的峰值、朝向短波长侧及长波长侧而灵敏度下降的特性。因此，作为图像传感器的灵敏度的量子效率在绿色中最高，在短波长侧的蓝色及长波长侧的红到红外中下降。根据图3可知，灵敏度在1000nm以上时特别低。在1200nm以上的波长中，由于硅的带隙变大，所以图像传感器不拥有灵敏度。如图3所示，在800nm以上的波长中，不仅是近红外像素，全部的可视像素也具有灵敏度。这是因为，如图2所示，红色滤波器1032、绿色滤波器1033及蓝色滤波器1034使800nm以上的波长透射。因此，在照射近红外光而进行摄像的情况下，由于在可视像素的信号中叠加了近红外的成分，所以不能得到正常的彩色图像。所以，在本实施方式中，在图像传感器上的近红外像素以外的部分形成了红外吸收滤波器104。
图4表示在本实施方式中可以使用的红外吸收滤波器104的特性的一例。在该例中，使用在图中用箭头表示的来自光源124的光的中心波长870nm具有较强的吸收性的滤波器材料。通过仅在可视像素上形成红外吸收滤波器104，能够避免可视像素受到近红外光的影响，关于近红外像素保持需要的近红外灵敏度。
本发明者使用具有图2所示的特性的红色滤波器1032、绿色滤波器1033、蓝色滤波器1034及近红外滤波器1031、和具有图4所示的特性的红外吸收滤波器104，制作出图像传感器。图5A表示制作出的图像传感器的各个像素的光谱灵敏度特性。图5B表示红色像素、绿色像素及蓝色像素的作为来自光源124的光的中心波长的870nm的附近的光透射率。图5B将图5A中的由虚线框包围的特性放大表示。根据图5B可知，关于哪个像素都将光透射率抑制得较低，特别在绿色像素及蓝色像素中得到了1％以下的光透射率。这可以通过作为红外吸收滤波器104的材料的有机颜料的较强的吸收特性来实现。
通过使用具有图5A所示的特性的图像传感器，能够除去向可视像素入射的近红外照明光的影响。但是，为了提供颜色再现性较好的彩色图像，还留有问题。在摄像场景中存在拥有光源的波长(在本实施方式中是以870nm为中心的窄带)以外的波长的近红外光的情况下，该近红外光可能入射到可视像素中。在此情况下，不能进行正常的颜色再现。如果与光源124独立存在的可视照明是LED照明或荧光灯照明，则由于在该照明光中几乎不包含红外光成分，所以不发生问题。但是，在通过室外的太阳光或来自白炽灯泡的光将对象物照射的情况下，受到该光中包含的近红外光的影响。
在本实施方式中，能够通过在照相机100搭载双带通滤波器120来解决上述问题。本实施方式的双带通滤波器120配置于作为在通常的照相机中配置有红外截止滤波器的位置的图像传感器101的紧前的位置。图6表示在本实施方式中能够使用的双带通滤波器120的透射特性的一例。在该例中，采用在可视光的波长区域(400－650nm)及近红外照明光的波长区域(820－920nm)中具有透射性、将其他波长区域的光截止的滤波器。
图7表示具备这样的双带通滤波器120的本实施方式的摄像系统的各个像素的光谱灵敏度特性。红色像素、绿色像素及蓝色像素分别仅对红色、绿色及蓝色的波段的光拥有灵敏度，近红外像素对可视光不拥有灵敏度，仅对以近红外照明光的波长为中心的较窄的波长范围具有灵敏度。图7所示的特性是本实施方式的摄像系统的光谱灵敏度特性。
这里，更详细地说明在本实施方式中能够使用的红外吸收滤波器104。图8表示红外吸收滤波器104中能够使用的有机材料的一例。该吸收材料是中心吸收波长为870nm的近红外线吸收化合物。该化合物例如记载在特开2010－222557号中。在图8中，R表示取代基，通过改变R，能够使吸收波长变化。由此，能够得到与照明光的波长对应的近红外线吸收特性的材料。能够使图8所示的近红外线吸收化合物与丙烯酸树脂(基础聚合物)、感光剂、环已酮溶剂混合来制作感光性的红外吸收滤波器。该材料由于具有感光性，所以与通常的滤色器同样能够用光刻工艺进行图案形成。作为近红外线吸收材料，并不限定于图8所示的化合物，也可以使用例如在特开2011－208101号中记载的方酸菁(squarylium)化合物、在特开平8－143853号中记载的镱盐化合物、在特开2002－146254号中记载的克酮酸(croconium)染料等。这些材料按每个材料而吸收波长不同，通过改变各个化合物的末端取代基，能够细微地调整吸收波长。因此，能够根据摄像系统的用途及特性来选择波长。
接着，说明本实施方式的红外吸收滤波器104的优点。作为能够层叠在图像传感器上的红外截止滤波器，特开2007－189376号公报及特开2007－53731号公报公开了使用由无机多层膜构成的干涉滤波器。在将这样的以往的干涉型的滤波器层叠在图像传感器上的情况下，在本申请的实施方式中得到那样的较强的近红外光的截止是困难的。这是因为，由于半导体工艺的制约，折射率不同的膜的总层叠数最大被制约在10层左右。根据本发明者的研究可知，在层叠在图像传感器上的干涉型的红外截止滤波器中，将近红外光的透射率最小只能抑制在数％左右。此外，由于干涉型的近红外截止滤波器将红外光不是吸收而是反射，所以在图像传感器上反射的近红外光在照相机透镜或封固玻璃等部件的表面反射而向图像传感器再入射，有发生闪光等的画质上的问题的情况。本实施方式的红外吸收滤波器104由于将近红外光吸收，所以不发生反射，不产生闪光等的画质上的问题。这也是使用本实施方式的吸收型的红外吸收滤波器104的优点之一。
如果使用吸收型的近红外截止滤波器例如能够将650－1200nm的较宽波带的近红外光截止，则不需要在照相机侧使用双带通滤波器，可以想到会带来成本削减。但是，为了将这样的滤波器配置到图像传感器上，需要实现以大约2μm以下的膜厚实现1％以下的透射率那样的较强的近红外吸收。这样的滤波器的实现是困难的。这是因为，由于较强的吸收性是由吸收剂的化学结合引起的特性，所以不能在较宽的波段中得到较强的吸收。因此，在本实施方式中，使从光源124射出的近红外线的波段、双带通滤波器120透射的近红外线的波段和红外吸收滤波器104吸收的近红外线的波段一致。由此，能够比较容易地实现具有希望的性能的摄像系统。
接着，说明上述摄像系统的应用例。目前，使用近红外光的距离测定的用途正在扩大。在这样的用途中，例如有游戏、手势控制及3D空间识别等。关于使用近红外光的距离测定，广泛地使用通过例如将均匀的脉冲光向对象物照射、计测该光从对象物返回来的时间来计算距离的方式即TOF(Time－of－flight)方式)。此外，广泛地使用将近红外光的图案(例如，多个光斑或点的图案)向对象物投影、基于所取得的近红外图像中的该投影光的位置来测定到对象物的距离的方式即构造化照明法。在这些技术中，通常使用通过信号处理将利用近红外光测定的到对象物的距离信息与从通常的彩色照相机得到的图像信息进行组合而合成对象物的运动或3D空间的方法。在这样的目的下，通常将近红外光源与两台照相机(近红外照相机及可视照相机)组合而使用。如果能够用一台照相机将距离测定用的近红外图像和对象物的彩色照片同时摄影，则不仅能实现装置的小型化、低成本化，而且不再需要用于两台照相机的图像合成的修正运算。结果，有运算负荷变轻、能够进行高精度且高速的图像处理的优点。但是，如已经叙述那样，在以往的摄像系统中，近红外光向可视像素的混入较大，难以用一个图像传感器同时取得近红外图像和彩色图像。因此，在以往的系统(例如，Microsoft公司的Kinect及Intel公司的RealSense等)中，采用了用两台照相机取得近红外图像和彩色图像、将它们合成来识别空间的方法。相对于此，通过使用本实施方式的摄像系统，能够用一台照相机同时取得美观的彩色图像和对比度较高的近红外图像。
以下，说明通过本实施方式的摄像系统生成距离信息或三维信息的例子。光源124例如可以是870nm的波长的激光光源。在激光光源的出口部分，可以配置专门设计的衍射光学元件(DOE：Diffractive optical element)。该光学元件被设计为，将入射的激光分割为多个点而将对象物照射。多个点例如可以是射出角度45度×45度中155×155点的模拟随机点。由这样的激光光源照射在对象物上的点图像的光图案被图像传感器101摄像。
信号处理装置200能够根据从作为与红外滤波器1031对置的光检测单元的近红外像素输出的电信号，生成到对象物的距离信息并输出。信号处理装置200从根据由近红外像素输出的电信号生成的近红外图像，确定光图案的位置。根据该图案的图像中的位置与已知的点图案的相关，能够计算对象物与摄像系统的距离。由于投影的图案是预先通过DOE编程的模拟随机图案，所以通过计算摄像出的图案与设计的图案的相关，能够确定投影的点图案的位置。根据该位置关系，能够计算物体与摄像系统的距离。
在将本实施方式的摄像系统用于TOF方式的测距的情况下，光源124可以构成为，将脉冲光向对象物照射。信号处理装置200能够根据从光源124射出脉冲光到该脉冲光被多个光检测单元检测为止的时间，生成到对象物的距离信息。信号处理装置200能够生成表示在可视图像的信息中叠加了距离信息的图像的信号并输出。这样的图像可以显示在例如图1F所示的显示器26上。信号处理装置200也可以使用如上述那样生成的距离信息，将可视图像变换为立体图像，输出表示该立体图像的信号。
在本实施方式中，近红外图像和彩色图像成像在相同的图像传感器的摄像面上。因此，在该两个图像的叠加中，不需要进行使用两台照相机的以往的方法那样的复杂的修正。换言之，通过本实施方式的结构，能够直接得到拍摄在彩色图像中的物体的距离。通过使用本实施方式的摄像系统，能够以轻量、小型、低成本进行高精度且高速的三维计测。这些技术不仅在手势控制及游戏等用途中有效，而且在机器视觉及车载用图像识别等的产业用的领域中也是有效的。
(实施方式2)
接着，作为第2实施方式，说明使用有机层叠图像传感器的摄像系统。通过作为光电变换膜而使用适当的有机材料，与使用硅的光敏二极管作为光电变换膜的情况相比，能够提高对于近红外光的灵敏度。
图9是示意地表示本实施方式的图像传感器101的构造的剖视图。该图像传感器101在硅基板105内具有信号储存部110，在硅基板105上具有电荷检测电路和光电变换部。电荷检测电路包括晶体管107和金属布线108。电荷检测电路检测由下部电极111捕捉到的信号电荷，输出信号电压。光电变换部具有上部电极113、下部电极111和有机光电变换膜112。有机光电变换膜112被上部电极113和下部电极111夹着。下部电极111与信号储存部110相互电连接。在上部电极113之上形成有保护膜114。在保护膜114之上，与实施方式1同样配置有滤色器103、红外吸收滤波器104及微透镜109。
以下详细地说明有机光电变换膜112的构造。上部电极113例如由ITO等的导电性的透明材料形成。下部电极111例如由铝或铜等金属、或掺杂有杂质而被赋予导电性的多晶硅等形成。
本实施方式的有机光电变换膜112例如通过将Rubrene：C70及SnNc：C70进行共蒸镀而形成。为了使图像传感器101拥有从可视域到近红外域的灵敏度，可以将对可视域拥有光电变换特性的Rubrene：C70和对红外域拥有光电变换特性的SnNc：C70这两种材料进行共蒸镀。确认到通过使用这些材料，对于硅的情况下几乎没有灵敏度的1000nm的波长的近红外线得到了30％左右的量子效率。这里，作为有机光电变换膜112的材料而使用Rubrene：C70及SnNc：C70，但有机光电变换膜112的材料并不限定于此。例如，可以使用三芳胺化合物、联苯胺化合物、吡唑啉化合物、苯乙烯胺化合物、腙化合物、三苯甲烷化合物、咔唑化合物、聚硅烷化合物、噻吩化合物、酞菁化合物、花青化合物、部花青化合物、氧杂菁化合物、聚胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚芳撑化合物、缩聚芳香族碳环化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、丁省衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、荧蒽衍生物)、具有含氮杂环化合物作为配合基的金属络合物等各种各样的金属络合物或有机化合物。另外，并不限于上述，只要是对可视域或近红外域拥有吸收特性、能够作为光电变换层而成膜的有机化合物，不论低分子、高分子，都能够用作构成光电变换膜112的材料。
除了作为图像传感器101的光电变换膜而使用有机光电变换膜112来提高了近红外域中的灵敏度这一点以外，本实施方式的结构及动作与实施方式1是同样的。关于实施方式1说明的各种各样的应用例在本实施方式中也能够应用。
以下，说明将本实施方式的摄像系统应用在车载照相机的例子。作为近红外照明发挥功能的光源124例如被作为车载的头灯使用。光源124可以是例如射出波长940nm的近红外线的LED光源。可以进行设计，以使双带通滤波器120透射的近红外线的中心波长、以及图像传感器101具有的红外吸收滤波器104吸收的近红外线的中心波长都为940nm。由于水蒸气吸收940nm的近红外线，所以在以太阳光为光源的室外利用时利用该波长是有利的。这是因为，由于作为干扰光作用的环境光被大气中的水蒸气吸收，所以与使用其他波长的情况相比能够进行更稳定的近红外光的传感检测。通过使用这样的系统，能够在夜间用近红外光和可视光的两个头灯可靠地检测周边的状况。此外，即使在白天，在太阳光直接照射那样的刺眼的环境中，也能够使用近红外图像监视周围的状况。进而，在早晨或傍晚那样的辨识性较差的环境中，也能够通过并用可视图像和近红外图像，来进行更安全的周围环境的监视。
(实施方式3)
研究了使用照相机的远程生物体传感检测。这是使用照相机以非接触的方式没有约束感地传感检测生物体信息(例如，呼吸、心拍或血压等信息)的技术。通常是使用以往的可视照相机进行传感检测的方法，但也进行了使用近红外光的尝试。其理由是因为，被称作生物窗的650－1300nm的近红外光对于生物体的透射性较高，适合于取得生物体的更深部的信息的用途。本实施方式涉及利用于这样的生物体传感检测的用途的摄像系统。
图10A是表示本实施方式的摄像系统的概略性的结构的图。在图10A中，除了摄像系统以外，还表示了作为对象物的人的脸。本实施方式的摄像系统的基本的结构与实施方式1或2的结构是同样的。但是，在本实施方式中，作为光源124而使用射出例如波长850nm的近红外光的LED光源。进行设计，以使双带通滤波器120透射的近红外线的中心波长、以及图像传感器101具有的红外吸收滤波器104所吸收的近红外线的中心波长都为850nm。可视光的光源没有特别设置，使用通常的环境光(例如室内的LED照明)作为光源。
在本实施方式的摄像系统的摄像对象中包括生物体。信号处理装置200通过使用从近红外像素输出的多个电信号的运算，能够生成与生物体有关的信息并输出。也可以生成表示将与生物体有关的信息叠加在可视图像的信息中的图像的信号并输出。例如，可以与可视图像一起将后述的如图10B所示的表示血流的变化的信息显示在显示器上。在本说明书中，“与生物体有关的信息”例如可以是心拍、血流量、血压、血中氧饱和度等的与血液有关的各种各样的信息，或黑色素的浓度、斑点的有无、以及痣的有无等的与皮肤有关的各种各样的信息。
使用本实施方式的摄像系统，说明以额头为中心将脸进行摄像的结果。图10B表示从所取得的图像中将额部的100×200像素的区域内的近红外像素的值的平均值按每规定时间描绘而显示的结果。由于随着由心拍带来的血流的变化而血液对近红外光的吸收率变化，所以可知反射光强度随着时间而变化。反射光强度的变化呈现脉动，可知根据从近红外图像得到的信息能有效地捕捉肌肉内部的血流的信息。
在本实施方式的系统中，不仅取得近红外像素的数据，还同时取得作为可视像素的红色像素、绿色像素及蓝色像素的数据。以下，说明进行了这些数据的比较的结果。将额部的100×200像素区域内的红色像素、绿色像素、蓝色像素、近红外像素的各自的值的平均值与图10B同样按每规定时间描绘而显示的结果，关于哪个像素的数据都观测到了60－80Hz的心拍变动。如果将各像素的心拍数据解析，则在黑色素较少的对象者中，绿色像素的信噪比(SN比：signal－noise ratio)最高，在黑色素比率较高的对象者中，近红外像素的信噪比(SN比：signal－noise ratio)最高。认为这是因为，由于皮肤表面的黑色素的影响，从体内返回来的信号成分下降。此外，在使用来自可视像素的信号的实验中，还可知道容易受到环境光的影响。根据以上的结果示出，能够与可视光同时用近红外光监视生物体信息的本申请的系统对于更稳定且正确地检测生物体信息是有效的。

Claims (12)

1.一种摄像系统，其特征在于，包括：
光源，射出包含第1波段的近红外线的射出光；
图像传感器；以及
双带通滤波器，配置在向上述图像传感器入射的入射光的路径上，使可视区域中的至少一部分的波段的可视光及上述第1波段的近红外线透射；
上述图像传感器包括：
多个光检测单元，分别接受上述入射光的一部分，输出与受光量对应的电信号；
第1滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第1光检测单元对置，有选择地使上述第1波段的近红外线透射；
第2滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第2光检测单元对置而配置，有选择地使上述可视光中包含的第2波段的光透射；
第3滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第3光检测单元对置，有选择地使上述可视光中包含的第3波段的光透射；
第4滤波器，与上述多个光检测单元中包含的第4光检测单元对置，有选择地使上述可视光中包含的第4波段的光透射；以及
红外吸收滤波器，与上述第2滤波器、上述第3滤波器及上述第4滤波器对置，吸收上述第1波段的近红外线，使上述可视光透射；
上述图像传感器还包括基板；
上述多个光检测单元分别包括：
两个电极；
信号储存部，设置在上述基板内，电连接于上述两个电极中的一方；以及
上述两个电极之间的光电变换膜；
上述光电变换膜在上述第1滤波器、上述第2滤波器、上述第3滤波器以及上述第4滤波器的下方连续形成。
2.如权利要求1所述的摄像系统，其特征在于，
还具备信号处理装置，该信号处理装置与上述图像传感器连接，根据从上述第1光检测单元输出的第1电信号、从上述第2光检测单元输出的第2电信号、从上述第3光检测单元输出的第3电信号、以及从上述第4光检测单元输出的第4电信号，生成表示图像的信号。
3.如权利要求2所述的摄像系统，其特征在于，
上述图像包括可视图像及近红外图像；
上述信号处理装置根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成表示上述可视图像的信号，并根据上述第1电信号，生成表示上述近红外图像的信号。
4.如权利要求2所述的摄像系统，其特征在于，
上述信号处理装置根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成可视图像的信息，并通过在上述可视图像的信息中叠加通过使用上述第1电信号的运算而得到的信息，生成表示上述图像的信号。
5.如权利要求4所述的摄像系统，其特征在于，
上述光源向生物体射出上述射出光；
通过使用上述第1电信号的运算而得到的信息是与上述生物体有关的信息。
6.如权利要求2～5中任一项所述的摄像系统，其特征在于，
上述信号处理装置还根据上述第1电信号生成与到对象物的距离有关的信息。
7.如权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，
上述射出光是脉冲光；
上述信号处理装置根据从上述脉冲光被从上述光源射出起到被上述多个光检测单元检测为止的时间，生成与上述距离有关的信息。
8.如权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，
上述光源将光图案投影到上述对象物；
上述信号处理装置根据上述第1电信号生成近红外图像的信息，并基于上述近红外图像中的上述光图案的位置，生成与上述距离有关的信息。
9.如权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，
上述信号处理装置根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成可视图像的信息，并通过在上述可视图像的信息中叠加与上述距离有关的信息，生成表示上述图像的信号。
10.如权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，
上述图像是立体图像；
上述信号处理装置根据上述第2电信号、上述第3电信号及上述第4电信号，生成可视图像的信息，并使用与上述距离有关的信息，将上述可视图像变换为上述立体图像。
11.如权利要求1～5中任一项所述的摄像系统，其特征在于，
上述红外吸收滤波器是有机膜滤波器。
12.如权利要求1～5中任一项所述的摄像系统，其特征在于，
上述光电变换膜在可视区域和近红外区域具有光电变换特性。
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