CN115176454A - 拍摄装置 - Google Patents

拍摄装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115176454A
CN115176454A CN201980103589.9A CN201980103589A CN115176454A CN 115176454 A CN115176454 A CN 115176454A CN 201980103589 A CN201980103589 A CN 201980103589A CN 115176454 A CN115176454 A CN 115176454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
infrared light
infrared
prism
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980103589.9A
Other languages
English (en)
Inventor
黑泷俊辅
田岛芳雄
浅野长武
石井太
加藤拓
高桥宏明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jai Ltd
Original Assignee
Jai Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jai Ltd filed Critical Jai Ltd
Publication of CN115176454A publication Critical patent/CN115176454A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/45—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from two or more image sensors being of different type or operating in different modes, e.g. with a CMOS sensor for moving images in combination with a charge-coupled device [CCD] for still images
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/12—Beam splitting or combining systems operating by refraction only
    • G02B27/126—The splitting element being a prism or prismatic array, including systems based on total internal reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/17—Bodies with reflectors arranged in beam forming the photographic image, e.g. for reducing dimensions of camera
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/13—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths with multiple sensors
    • H04N23/16—Optical arrangements associated therewith, e.g. for beam-splitting or for colour correction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2217/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B2217/002—Details of arrangement of components in or on camera body

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本申请提供一种能够获得用于高精度地判别作为拍摄对象的物体的每个部位的性质、形状等特征的信息的拍摄装置。本申请提供一种拍摄装置，包含：棱镜，将射入光分支为可见光与不可见光，并将经分支的所述不可见光分支为波长区域互不相同的多个红外光；可见光检测部，包含接收来自所述棱镜的所述可见光并进行光电转换的第一固态拍摄元件；红外光检测部，包含各自接收来自所述棱镜的所述多个红外光并进行光电转换的多个第二固态拍摄元件；以及信号处理部，处理从所述可见光检测部及/或所述红外光检测部输出的电信号。

Description

拍摄装置
技术领域
本申请涉及一种拍摄装置。
背景技术
以往，已知一种拍摄装置，具备：棱镜，将射入光分支为多个光；以及多个固态拍摄元件，各自接收由该棱镜分支的多个光。
例如专利文献1中公开了一种拍摄装置，具备：棱镜，将射入光分支为波长区域互不相同的多个可见光与红外光；以及多个固态拍摄元件，各自接收由该棱镜分支的多个可见光与红外光。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2017-205354号公报。
发明内容
[发明所要解决的问题]
然而，以往的拍摄装置中，特别是在提高在红外区获得的拍摄对象的信息的分离性方面存在改善的余地。
基于此，本申请的目的在于提供一种能够提高在红外区获得的拍摄对象的信息的分离性的拍摄装置。
[解决问题的技术手段]
本申请提供一种拍摄装置，包含：棱镜，将射入光分支为可见光与不可见光，并将经分支的所述不可见光分支为波长区域互不相同的多个红外光；可见光检测部，包含接收来自所述棱镜的所述可见光并进行光电转换的第一固态拍摄元件；红外光检测部，包含各自接收来自所述棱镜的所述多个红外光并进行光电转换的多个第二固态拍摄元件；以及信号处理部，处理从所述可见光检测部及/或所述红外光检测部输出的电信号。
所述多个红外光也可均为近红外光。
所述多个红外光可包含波长区域互不相同的第一红外光及第二红外光；所述第一红外光及所述第二红外光的波长区域均可处于700nm～1000nm的范围内。
所述第一固态拍摄元件可为彩色固态拍摄元件。
所述第一固态拍摄元件可为单色固态拍摄元件。
所述信号处理部可基于来自所述可见光检测部的电信号生成彩色图像或单色图像，且基于来自所述红外光检测部的电信号生成IR(infrared；红外光)图像。
所述棱镜可包含：第一棱镜玻璃，将所述射入光分支为所述可见光与所述不可见光；第二棱镜玻璃，以与所述第一棱镜玻璃相邻的方式配置，将由所述第一棱镜玻璃分支的所述不可见光分支为波长区域互不相同的第一红外光及第二红外光；以及第三棱镜玻璃，以与所述第二棱镜玻璃相邻的方式配置，使来自所述第二棱镜玻璃的所述第二红外光透过。
所述第一棱镜玻璃可具有：第一射入面，供所述射入光射入；以及第一分色膜，使已透过所述第一射入面的所述射入光中的所述可见光向所述第一射入面反射，且使所述不可见光透过；所述第一固态拍摄元件接收由所述第一射入面全反射的所述可见光；所述第二棱镜玻璃具有：第二射入面，供已透过所述第一分色膜的所述不可见光射入；以及第二分色膜，使已透过所述第二射入面的所述不可见光中的所述第一红外光向所述第二射入面反射，且使所述第二红外光透过；所述多个第二固态拍摄元件中的一个第二固态拍摄元件接收由所述第二射入面全反射的所述第一红外光；所述多个第二固态拍摄元件中的另一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第二分色膜的所述第二红外光；所述另一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第三棱镜玻璃的所述第二红外光。
所述棱镜可包含：第一棱镜玻璃，将所述射入光分支为所述可见光与所述不可见光；第二棱镜玻璃，以与所述第一棱镜玻璃相邻的方式配置，将由所述第一棱镜玻璃分支的所述不可见光分支为第一红外光和波长区域与所述第一红外光不同且包含波长区域互不相同的第二红外光及第三红外光的光；第三棱镜玻璃，以与所述第二棱镜玻璃相邻的方式配置，将由所述第二棱镜玻璃分支的包含所述第二红外光及所述第三红外光的光分支为所述第二红外光与所述第三红外光；以及第四棱镜玻璃，以与所述第三棱镜玻璃相邻的方式配置，使来自所述第三棱镜玻璃的所述第三红外光透过。
所述第一棱镜玻璃可具有：第一射入面，供所述射入光射入；以及第一分色膜，使已透过所述第一射入面的所述射入光中的所述可见光向所述第一射入面反射，且使所述不可见光透过；所述第一固态拍摄元件接收由所述第一射入面全反射的所述可见光；所述第二棱镜玻璃具有：第二射入面，供已透过所述第一分色膜的所述不可见光射入；以及第二分色膜，使已透过所述第二射入面的所述不可见光中的所述第一红外光向所述第二射入面反射，且使包含所述第二红外光及所述第三红外光的光透过；所述多个第二固态拍摄元件中的一个第二固态拍摄元件接收由所述第二射入面全反射的所述第一红外光；所述第三棱镜玻璃具有：第三射入面，供已透过所述第二分色膜的包含所述第二红外光及所述第三红外光的光射入；以及第三分色膜，使已透过所述第三射入面的包含所述第二红外光及所述第三红外光的光中的所述第二红外光向所述第三射入面反射，且使所述第三红外光透过；所述多个第二固态拍摄元件中的另一个第二固态拍摄元件接收由所述第三射入面全反射的所述第二红外光；所述多个第二固态拍摄元件中的又一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第三分色膜的所述第三红外光；所述又一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第四棱镜玻璃的所述第三红外光。
附图说明
图1是示意性地表示本申请的第一实施方式的拍摄装置的构成的图。
图2是表示由本申请的第一实施方式的拍摄装置的棱镜分支的可见光、第一红外光及第二红外光的波长区域的一例的图。
图3是示意性地表示本申请的第二实施方式的拍摄装置的构成的图。
图4是表示由发明的第二实施方式的拍摄装置的棱镜分支的可见光、第一红外光、第二红外光及第三红外光的波长区域的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本申请的优选的实施方式进行详细说明。另外，本说明书及附图中，对具有实质相同功能构成的构成要素附上相同的标记并省略重复说明。以下说明的实施方式示出本申请的代表性的实施方式，由此本申请的范围不应被狭义地解释。本说明书中，即使记载了本申请的拍摄装置发挥多种效果，本申请的拍摄装置也可发挥至少一种效果。本说明书记载的效果仅仅是例示性的而非限定性的，且可具有其他效果。
将按照以下的顺序对本申请进行说明。
1.介绍。
2.本申请的第一实施方式的拍摄装置。
3.本申请的第二实施方式的拍摄装置。
4.本申请的变形例。
1.介绍本申请的拍摄装置主要用于检查作为拍摄对象的物体的对象物的表面及/或内部。以下，也将该对象物称为被检体。
作为被检体的具体例，例如可列举生物体、医药品、水、食品、包装等。
也就是说，也能够期待本申请的拍摄装置广泛用于例如包含医药品成分分析、生物体组织检查/观察的医疗领域、包含食品的新鲜度判定检查、食品的异物混入检查的食品领域等。
作为一例，通过将本申请的拍摄装置例如搭载于无人机等，而能够在大范围内从上空拍摄广阔的土地。此时，本申请的拍摄装置还能够例如检测农产品的生长状态。
作为一例，在本申请的拍摄装置被用于生物体内部的检查时，本申请的拍摄装置例如安装到内视镜。
2.本申请的第一实施方式的拍摄装置
以下，参照图1及图2对本申请的第一实施方式的拍摄装置10进行说明。图1中示意性地示出本申请的第一实施方式的拍摄装置10的构成。图2中示出由本申请的第一实施方式的拍摄装置10检测到的多个(例如三个)光的波长区域。
如图1所示，作为一例，拍摄装置10为三片式棱镜相机。拍摄装置10具备棱镜50、可见光检测部100、红外光检测部200及信号处理部300。
进而，拍摄装置10在棱镜50的前段具有透镜5。另外，透镜5在拍摄装置10中不是必须的。
棱镜50例如将已经由透镜5的射入光分支为可见光和波长区域互不相同的多个红外光。作为一例，该射入光是由被检体反射的光(例如太阳光等自然光、照明光等人工光等)、从被检体(例如发光体、荧光体等)放出的光。
作为一例，棱镜50将射入光分支为可见光VL(例如380nm～700nm的波长区域的光，以下相同)、第一红外光IR1及第二红外光IR2。
这里，一般来说，近红外光的波长区域约为700nm～2500nm，中红外光的波长区域约为2500nm～4000nm，远红外光的波长区域例如约为4000nm～1000μm。
作为一例，如图2所示，第一红外光IR1及第二红外光IR2均为近红外光。
第一红外光IR1及第二红外光IR2的波长区域彼此完全不同，也就是说没有波长区域相互重叠的部分。
进而，作为一例，第一红外光IR1的波长区域例如为710nm～810nm，第二红外光IR2的波长区域例如为820nm～1000nm。
另外，第一红外光IR1及第二红外光IR2中的至少一个可以是比近红外光更长波长侧的光(中红外光或远红外光)。
可见光检测部100包含接收由棱镜50分支的可见光VL并进行光电转换的第一固态拍摄元件100a。第一固态拍摄元件100a也被称为影像传感器。
这里，作为第一固态拍摄元件100a，使用检测可见光VL中所包含的R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的光的彩色固态拍摄元件。
第一固态拍摄元件100a包含二维排列的多个像素。作为一例，各像素包含：光接收元件(例如光电二极管)；片上透镜(on chip lens)，配置在光接收元件的前段且使光会聚在光接收元件；及彩色滤光片，配置在光接收元件与片上透镜之间。该彩色滤光片使红色光、绿色光及蓝色光中的任一种透过。
第一固态拍摄元件100a中，各像素的光接收元件将接收到的彩色光(红色光、绿色光或蓝色光)转换为电信号，并输出到信号处理部300。
红外光检测部200包含多个(例如两个)第二固态拍摄元件200a(200a1、200a2)，各自接收由棱镜50分支的波长区域彼此完全不同的多个红外光(第一红外光IR1及第二红外光IR2)。各第二固态拍摄元件200a也被称为影像传感器。
这里，作为各第二固态拍摄元件200a，使用接收对应红外光的单色固态拍摄元件。作为一例，各第二固态拍摄元件200a的光接收元件使用对于对应的红外光的波长区域具有高光接收灵敏度的材料。
各第二固态拍摄元件200a包含二维排列的多个像素。作为一例，各像素包含光接收元件(例如光电二极管)、及配置于该光接收元件的前段且使光会聚在光接收元件的片上透镜。
各第二固态拍摄元件200a中，各像素的光接收元件将接收到的对应的红外光(第一红外光IR1或第二红外光IR2)转换为电信号，并输出到信号处理部300。
信号处理部300处理从可见光检测部100及红外光检测部200输出的电信号。
具体来说，信号处理部300基于来自可见光检测部100的电信号(详细来说，从第一固态拍摄元件100a输出的电信号)生成彩色图像，且基于来自红外光检测部200的电信号(例如从第二固态拍摄元件200a1、200a2输出的电信号)生成IR图像。
这里，由于光的反射性、吸收性及透过性根据构成被检体的各部位的物质的状态、组成等而不同，所以每个该部位的特征应在一定程度上反映在拍摄图像(例如彩色图像及IR图像)中。
然而，例如通过观察被检体的彩色图像，可从其颜色信息中大致了解被检体的每个部位的特征，但难以判别各部位是正常还是异常。
另一方面，被检体的IR图像中显示了被检体的每个部位在彩色图像中没有出现的特征(性质(化学结构)的差异或状态的差异)，因此通过观察被检体的IR图像，能够判别被检体的各部位是正常还是异常。
因此，信号处理部300优选生成IR图像叠加在彩色图像上而成的图像。通过将IR图像叠加在彩色图像上，能够判别出仅通过被检体的彩色图像无法与周围的正常部位区分开的异常部位(例如伤口、肿瘤、脆弱部位等)。
而且，分别针对每个像素接收互不相同的波长区域的多个红外光而获得的多个IR图像并不总是与被检体的每个部位的图像一致。也就是说，在IR图像中，根据作为该IR图像源的红外光的波长区域，被检体的每个部位的特征可能会出现或可能不会出现。
换句话说，因第一红外光及第二红外光的波长区域不同，所以使基于由第二固态拍摄元件200a针对每个像素接收的第一红外光的IR图像(以下，称为IR图像1)与基于由第二固态拍摄元件200b针对每个像素接收的第二红外光的IR图像(以下，称为IR图像2)叠加在彩色图像上，能够使被检体的各部位的特征更详细地反映在最终的输出图像中。如上所述，根据拍摄装置10，能够提高在红外区中获得的拍摄对象的信息的分离性。
作为一例，拍摄装置10能够用于如下用途中，即，根据将激发光照射到被检体的各部位时有无荧光反应来判别该部位是否异常。如果详述，则在该用途中，原样反射激发光的部位判断为正常，吸收激发光而发出荧光(波长比激发光长的光)的部位判别为异常。
该情况下，激发光的波长区域(红外区)与荧光的波长区域(比激发光长波长侧的红外区)不同，且荧光的光量远小于激发光的光量，因此要求提高在红外区获得的拍摄对象的信息的分离性。
拍摄装置10中，例如，在激发光与第一红外光IR1一致且荧光与第二红外光IR2一致的情况下，能够个别地检测第一红外光IR1及第二红外光IR2(能够提高在红外区获得的拍摄对象的信息的分离性)，因此能够判别激发光是否照射到被检体的各部位及该部位是否发出荧光。也就是，能够判别在确认实际被照射激发光的部位有无荧光反应。
另一方面，在使用单一的红外光来判别有无荧光反应的情况下，如果检测到包含激发光(红外区)及荧光(比激发光长波长侧的红外区)的波长的波长区域的红外光，则无法判别出激发光及荧光，因此例如不检测激发光而仅检测荧光。该情况下，无法确认被照射激发光的部位与发出荧光的部位的一致性，从而判别的可靠性低。
因此，信号处理部300更优选使基于从多个第二固态拍摄元件200a(例如第二固态拍摄元件200a1、300a2)输出的电信号的IR图像(IR图像1及IR图像2)叠加在彩色图像上。
该情况下，也能够判别出不能从IR图像1及IR图像2中的一个判别出异常的部位。
进而，由于使用具备可见光VL及棱镜50的拍摄装置10使来自被检体的同一部位的反射光叠加在三个(彩色图像、IR图像1、IR图像2)上，因此能够使被检体的同一部位中的该三个图像原样叠加。也就是说，能够使用一台拍摄装置10准确且容易地叠加该三个图像。
另一方面，例如，当使用分别拍摄该三个图像的三台拍摄装置(例如相机)将被检体的同一部位的该三个图像叠加时，必须精确定位三台相机，以能够拍摄被检体的同一部位，或者从三个图像中提取同一部位的图像并叠加。该情况下，除成本高之外，控制或处理变得复杂。
另外，彩色图像的生成及/或IR图像的生成也可由生成图像的外部设备来进行，而不是由信号处理部300来进行。
例如，信号处理部300也可将来自可见光检测部100的电信号及/或来自红外光检测部200的电信号传送到该外部设备。
信号处理部300例如由CPU(Central Processing Unit；中央处理器)、FPGA(FieldProgramable Gate Array；现场可编程门阵列)等构成。
以下，更详细说明拍摄装置10的构成。
回到图1，棱镜50包含：第一棱镜玻璃51，将射入光IL分支为可见光VL及包含波长区域互不相同的第一红外光IR1及第二红外光IR2的光(不可见光)；以及第二棱镜玻璃52，以与该第一棱镜玻璃51相邻的方式配置，将由该第一棱镜玻璃51分支的不可见光分支为第一红外光IR1与第二红外光IR2。
第一棱镜玻璃51具有：第一射入面51b，供射入光IL射入；以及第一分色膜51a，设置在与该第一射入面51b对向的面。
第一分色膜51a使射入光IL中所包含的可见光VL(例如380nm～700nm的波长区域的光)向第一射入面51b反射，且使包含第一红外光IR1及第二红外光IR2的光(不可见光，例如710nm以上的波长的红外光)透过。如上所述，通过将可见光VL的波长区域的上限与第一红外光IR1的波长区域的下限之差例如设为10nm，能够抑制可见光VL与第一红外光的串扰。
由第一分色膜51a反射的可见光VL以由第一射入面51b全反射的射入角(临界角)射入到该第一射入面51b。
由第一射入面51b全反射的可见光VL透过第一棱镜玻璃51中的将第一射入面51b和设置有第一分色膜51a的面连接的面而射入到第一固态拍摄元件100a。
第二棱镜玻璃52具有：第二射入面52b，供已透过第一分色膜51a的不可见光射入；以及第二分色膜52a，设置于与该第二射入面52b对向的面。
第二分色膜52a使已透过第一分色膜51a的不可见光中的第一红外光IR1(例如710nm～820nm的波长区域的光)向第二射入面52b反射，且使第二红外光IR2(例如830nm～1000nm的波长区域的光)透过。如上所述，通过将第一红外光IR1的波长区域的上限与第二红外光IR2的波长区域的下限之差，例如设为10nm，能够抑制第一红外光IR1与第二红外光IR2的串扰。
由第二分色膜52a反射的第一红外光IR1以由第二射入面52b全反射的射入角(大于临界角的射入角)射入到该第二射入面52b。
由第二射入面52b全反射的第一红外光IR1透过第二棱镜玻璃52中的将第二射入面52b和设置有第二分色膜52a的面连接的面而射入到一个第二固态拍摄元件200a1。
棱镜50还包含第三棱镜玻璃53，该第三棱镜玻璃53以与第二棱镜玻璃52相邻的方式配置，使来自第二棱镜玻璃52的(已透过第二分色膜52a的)第二红外光IR2原样透过。
已透过第三棱镜玻璃53的第二红外光IR2射入到另一个第二固态拍摄元件200a2。
3.本申请的第二实施方式的拍摄装置
以下，参照图3及图4对本申请的第二实施方式的拍摄装置20进行说明。
如图3所示，拍摄装置20是棱镜包含四个棱镜玻璃的四片式的棱镜相机。
拍摄装置20中，棱镜500包含：第一棱镜玻璃501，将射入光IL分支为可见光VL与包含波长区域互不相同的第一红外光IR1、第二红外光IR2及第三红外光IR3的光(不可见光)；第二棱镜玻璃502，以与第一棱镜玻璃501相邻的方式配置，将由第一棱镜玻璃501分支的不可见光分支为第一红外光IR1与包含第二红外光IR2及第三红外光IR3的光；以及第三棱镜玻璃503，以与第二棱镜玻璃502相邻的方式配置，将由第二棱镜玻璃502分支的包含第二红外光IR2及第三红外光IR3的光分支为第二红外光IR2与第三红外光IR3。
作为一例，如图4所示，第一红外光IR1、第二红外光IR2及第三红外光IR3均为近红外光。第一红外光IR1、第二红外光IR2及第三红外光IR3中，第一红外光IR1的波长区域为最短波长侧，第三红外光IR3的波长区域为最长波长侧。
第一棱镜玻璃501具有：第一射入面501b，供射入光IL射入；以及第一分色膜501a，设置于与该第一射入面501b对向的面。
第一分色膜501a使已透过第一射入面501b的射入光IL中的可见光VL(例如380nm～700nm的波长区域的光)向第一射入面501b反射，且使包含第一红外光IR1、第二红外光IR2及第三红外光IR3的光(不可见光，例如710nm以上的波长的光)透过。如上所述，通过将可见光VL的波长区域的上限与第一红外光IR1的波长区域的下限之差，例如设为10nm以上，能够抑制可见光VL与第一红外光IR1的串扰。
由第一分色膜501a反射的可见光VL以由第一射入面501b全反射的射入角(大于临界角的射入角)射入到该第一射入面501b。
由第一射入面501b全反射的可见光VL透过第一棱镜玻璃501中的将第一射入面501b和设置有第一分色膜501a的面连接的面而射入到第一固态拍摄元件100a。
第二棱镜玻璃502具有：第二射入面502b，供已透过第一分色膜501a的包含第一红外光IR1、第二红外光IR2及第三红外光IR3的光(不可见光)射入；以及第二分色膜502a，与该第二射入面502b对向。
第二分色膜502a使已透过第二射入面502b的包含第一红外光IR1、第二红外光IR2及第三红外光IR3的光(不可见光)中的第一红外光IR1(例如710nm～800nm的波长区域的光)向第二射入面502b反射，且使第二红外光IR2及第三红外光IR3(例如810nm以上的波长的光)透过。如上所述，通过将第一红外光IR1的波长区域的上限与第二红外光IR2的波长区域的下限之差，例如设为10nm以上，能够抑制第一红外光IR1与第二红外光IR2的串扰。
由第二分色膜502a反射的第一红外光IR1以由第二射入面502b全反射的射入角(大于临界角的射入角)射入到该第二射入面502b。
由第二射入面502b全反射的第一红外光IR1透过第二棱镜玻璃502中的将第二射入面502b和设置有第二分色膜502a的面连接的面而射入到一个第二固态拍摄元件200a1。
第三棱镜玻璃503具有：第三射入面503b，供已透过第二分色膜501a的包含第二红外光IR2及第三红外光IR3的光射入；以及第三分色膜503a，与该第三射入面503b对向。
第三分色膜503a将已透过第三射入面503b的包含第二红外光IR2及第三红外光IR3的光中的第二红外光IR2(例如810nm～900nm的波长区域的光)向第三射入面503b反射，且使第三红外光IR3(例如910nm～1000nm的波长区域的光)透过。如上所述，通过将第二红外光IR2的波长区域的上限与第三红外光IR3的波长区域的下限之差，例如设为10nm以上，能够抑制第二红外光IR2与第三红外光IR3的串扰。
由第三分色膜503a反射的第二红外光IR2以由第三射入面503b全反射的射入角(大于临界角的射入角)射入到该第三射入面503b。
由第三射入面503b全反射的第二红外光IR2透过第三棱镜玻璃503中的将第二射入面503b和设置有第二分色膜503a的面连接的面而射入到另一个第二固态拍摄元件200a2。
已透过第三分色膜503a的第三红外光IR3射入到又一个第二固态拍摄元件200a3。
棱镜500包含第四棱镜玻璃504，该第四棱镜玻璃504以与第三棱镜玻璃503相邻的方式配置，使来自第三棱镜玻璃503的第三红外光IR3原样透过；又一个第二固态拍摄元件200a3接收已透过第四棱镜玻璃504的第三红外光IR3。
4.本申请的变形例
本申请不限于所述实施方式，能够进行各种变形。
例如，所述各实施方式中，作为本申请的拍摄装置，以三片或四片的棱镜相机为例进行了说明，但本申请也能够适用于五片以上的棱镜相机。
所述各实施方式中，使用彩色固态拍摄元件作为第一固态拍摄元件，但不限于此。
例如，也可具有分别检测R、G、B的光的三个第一固态拍摄元件。该情况下，拍摄装置中必须使用五片以上的棱镜相机，接收波长区域不同的多个红外光。
例如，也可使用检测R、G、B中的两种颜色的光的第一固态拍摄元件及检测剩余一种颜色的光的第一固态拍摄元件。该情况下，拍摄装置中必须使用四片以上的棱镜相机，接收波长区域不同的多个红外光。
例如，也可仅使用检测R、G、B中的一种颜色的光的第一固态拍摄元件。该情况下，拍摄装置必须使用三片以上的棱镜相机，接收波长区域不同的多个红外光。
所述各实施方式中，信号处理部300处理来自可见光检测部的各种颜色的所有信号及来自红外光检测部的多个红外光的所有信号，生成彩色图像及IR图像，但也可根据需要选择性地仅处理这些多个信号中的至少两个信号来生成图像(例如彩色图像及/或IR图像)。
所述各实施方式中，棱镜以可见光VL、第一红外光IR1、第二红外光IR2的顺序提取光，但也可变更该顺序。
所述各实施方式中，各红外光的波长区域可适当变更。
例如，所述第一实施方式中，第一红外光IR1的波长区域可处于700nm～1000nm的范围内，且第二红外光IR2的波长区域可处于1000nm～2500nm的范围内。
例如，所述第一实施方式中，第一红外光IR1的波长区域可处于700nm～2500nm的范围内，且第二红外光IR2的波长区域可处于2500nm～4000nm的范围内。
例如，所述第一实施方式中，第一红外光IR1的波长区域可处于700nm～4000nm的范围内，且第二红外光IR2的波长区域可处于4000nm～1000μm的范围内。
例如，所述第二实施方式中，第一红外光IR1的波长区域可处于700nm～1000nm的范围内，第二红外光IR2及第三红外光IR3的波长区域可处于1000nm～2500nm的范围内。
例如，所述第二实施方式中，第一红外光IR1的波长区域可处于700nm～1000nm的范围内，且第二红外光IR2的波长区域可处于1000nm～2500nm的范围内，且第三红外光IR3的波长区域可处于2500nm～4000nm的范围内。
例如，所述第二实施方式中，第一红外光IR1的波长区域可处于700nm～2500nm的范围内，且第二红外光IR2的波长区域可处于2500nm～4000nm的范围内，且第三红外光IR3的波长区域可处于4000nm～1000μm的范围内。
例如，在使用五片棱镜相机来检测一个可见光VL及第一红外光至第四红外光(四个红外光)时，第一红外光IR1的波长区域可处于700nm～1000nm的范围内，且第二红外光IR2的波长区域可处于1000nm～2500nm的范围内，且第三红外光IR3的波长区域可处于2500nm～4000nm的范围内，且第四红外光IR4的波长区域可处于4000nm～1000μm的范围内。
例如，所述各实施方式的拍摄装置的第一固态拍摄元件可不具有彩色滤光片及片上透镜中的至少一个。当第一固态拍摄元件例如用于生成黑白图像时，也可不具有彩色滤光片。也就是说，第一固态拍摄元件也可为单色固态拍摄元件。
图中：
10,20：拍摄装置、50,500：棱镜、51,501：第一棱镜玻璃、52,502：第二棱镜玻璃、53,503：第三棱镜玻璃、504：第四棱镜玻璃、51a,501a：第一分色膜、51b,501b：第一射入面、52a,502a：第二分色膜、52b,502b：第二射入面、503a：第三分色膜、503b：第三射入面、300：信号处理部。

Claims (10)

1.一种拍摄装置，包含：
棱镜，将射入光分支为可见光与不可见光，并将经分支的所述不可见光分支为波长区域互不相同的多个红外光；
可见光检测部，包含接收来自所述棱镜的所述可见光并进行光电转换的第一固态拍摄元件；
红外光检测部，包含各自接收来自所述棱镜的所述多个红外光并进行光电转换的多个第二固态拍摄元件；以及
信号处理部，处理从所述可见光检测部及/或所述红外光检测部输出的电信号。
2.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于，
所述多个红外光均为近红外光。
3.根据权利要求1或2所述的拍摄装置，其特征在于，
所述多个红外光包含不具有波长区域相互重叠的部分的第一红外光及第二红外光；
所述第一红外光及所述第二红外光的波长区域均处于700nm～1000nm的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的拍摄装置，其特征在于，
所述第一固态拍摄元件为彩色固态拍摄元件。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的拍摄装置，其特征在于，
所述第一固态拍摄元件为单色固态拍摄元件。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的拍摄装置，其特征在于，
所述信号处理部基于来自所述可见光检测部的电信号生成彩色图像或单色图像，且基于来自所述红外光检测部的电信号生成红外光图像。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的拍摄装置，其特征在于，
所述棱镜包含：第一棱镜玻璃，将所述射入光分支为所述可见光与所述不可见光；第二棱镜玻璃，以与所述第一棱镜玻璃相邻的方式配置，将由所述第一棱镜玻璃分支的所述不可见光分支为波长区域互不相同的第一红外光及第二红外光；以及第三棱镜玻璃，以与所述第二棱镜玻璃相邻的方式配置，使来自所述第二棱镜玻璃的所述第二红外光透过。
8.根据权利要求7所述的拍摄装置，其特征在于，
所述第一棱镜玻璃具有：第一射入面，供所述射入光射入；以及第一分色膜，使已透过所述第一射入面的所述射入光中的所述可见光向所述第一射入面反射，且使所述不可见光透过；
所述第一固态拍摄元件接收由所述第一射入面全反射的所述可见光；
所述第二棱镜玻璃具有：第二射入面，供已透过所述第一分色膜的所述不可见光射入；以及第二分色膜，使已透过所述第二射入面的所述不可见光中的所述第一红外光向所述第二射入面反射，且使所述第二红外光透过；
所述多个第二固态拍摄元件中的一个第二固态拍摄元件接收由所述第二射入面全反射的所述第一红外光；
所述多个第二固态拍摄元件中的另一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第二分色膜的所述第二红外光；
所述另一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第三棱镜玻璃的所述第二红外光。
9.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的拍摄装置，其特征在于，
所述棱镜包含：第一棱镜玻璃，将所述射入光分支为所述可见光与所述不可见光；第二棱镜玻璃，以与所述第一棱镜玻璃相邻的方式配置，将由所述第一棱镜玻璃分支的所述不可见光分支为第一红外光和波长区域与所述第一红外光不同且包含波长区域互不相同的第二红外光及第三红外光的光；第三棱镜玻璃，以与所述第二棱镜玻璃相邻的方式配置，将由所述第二棱镜玻璃分支的包含所述第二红外光及所述第三红外光的光分支为所述第二红外光与所述第三红外光；以及第四棱镜玻璃，以与所述第三棱镜玻璃相邻的方式配置，使来自所述第三棱镜玻璃的所述第三红外光透过。
10.根据权利要求9所述的拍摄装置，其特征在于，
所述第一棱镜玻璃具有：第一射入面，供所述射入光射入；以及第一分色膜，使已透过所述第一射入面的所述射入光中的所述可见光向所述第一射入面反射，且使所述不可见光透过；
所述第一固态拍摄元件接收由所述第一射入面全反射的所述可见光；
所述第二棱镜玻璃具有：第二射入面，供已透过所述第一分色膜的所述不可见光射入；以及第二分色膜，使已透过所述第二射入面的所述不可见光中的所述第一红外光向所述第二射入面反射，且使包含所述第二红外光及所述第三红外光的光透过；
所述多个第二固态拍摄元件中的一个第二固态拍摄元件接收由所述第二射入面全反射的所述第一红外光；
所述第三棱镜玻璃具有：第三射入面，供已透过所述第二分色膜的包含所述第二红外光及所述第三红外光的光射入；以及第三分色膜，使已透过所述第三射入面的包含所述第二红外光及所述第三红外光的光中的所述第二红外光向所述第三射入面反射，且使所述第三红外光透过；
所述多个第二固态拍摄元件中的另一个第二固态拍摄元件接收由所述第三射入面全反射的所述第二红外光；
所述多个第二固态拍摄元件中的又一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第三分色膜的所述第三红外光；
所述又一个第二固态拍摄元件接收已透过所述第四棱镜玻璃的所述第三红外光。
CN201980103589.9A 2019-12-27 2019-12-27 拍摄装置 Pending CN115176454A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/051548 WO2021131052A1 (ja) 2019-12-27 2019-12-27 撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115176454A true CN115176454A (zh) 2022-10-11

Family

ID=76573828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980103589.9A Pending CN115176454A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 拍摄装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4084460A4 (zh)
JP (1) JP7355408B2 (zh)
CN (1) CN115176454A (zh)
WO (1) WO2021131052A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7131870B1 (ja) 2021-07-26 2022-09-06 株式会社タナカ技研 撮像装置
JP7025811B1 (ja) 2021-07-26 2022-02-25 株式会社タナカ技研 撮像装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10341446A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Ikegami Tsushinki Co Ltd ビデオカメラおよびそれを用いる画像処理装置
JP2007334311A (ja) * 2006-05-18 2007-12-27 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 可視光・赤外光撮影光学系
US20090213256A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Sony Corporation Solid-state imaging device and camera
CN104980628A (zh) * 2014-04-13 2015-10-14 比亚迪股份有限公司 图像传感器和监控系统
CN107409170A (zh) * 2015-04-28 2017-11-28 日本株式会社皆爱公司 功能扩展装置、功能扩展装置的拆装结构以及功能扩展系统
CN108650447A (zh) * 2018-07-06 2018-10-12 上海图漾信息科技有限公司 图像传感器、深度数据测量头及测量系统
JP2018175762A (ja) * 2017-04-21 2018-11-15 池上通信機株式会社 撮像装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4040825B2 (ja) * 2000-06-12 2008-01-30 富士フイルム株式会社 画像撮像装置及び距離測定方法
EP4155716A1 (en) * 2016-01-26 2023-03-29 Stryker European Operations Limited Image sensor assembly
NL2017973B1 (en) * 2016-12-09 2018-06-19 Quest Photonic Devices B V Dichroic prism assembly with four or five channels
NL2018494B1 (en) * 2017-03-09 2018-09-21 Quest Photonic Devices B V Method and apparatus using a medical imaging head for fluorescent imaging
JP7219002B2 (ja) * 2017-09-11 2023-02-07 ｉ－ＰＲＯ株式会社 内視鏡

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10341446A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Ikegami Tsushinki Co Ltd ビデオカメラおよびそれを用いる画像処理装置
JP2007334311A (ja) * 2006-05-18 2007-12-27 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 可視光・赤外光撮影光学系
US20090213256A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Sony Corporation Solid-state imaging device and camera
CN104980628A (zh) * 2014-04-13 2015-10-14 比亚迪股份有限公司 图像传感器和监控系统
CN107409170A (zh) * 2015-04-28 2017-11-28 日本株式会社皆爱公司 功能扩展装置、功能扩展装置的拆装结构以及功能扩展系统
JP2018175762A (ja) * 2017-04-21 2018-11-15 池上通信機株式会社 撮像装置
CN108650447A (zh) * 2018-07-06 2018-10-12 上海图漾信息科技有限公司 图像传感器、深度数据测量头及测量系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP7355408B2 (ja) 2023-10-03
WO2021131052A1 (ja) 2021-07-01
EP4084460A4 (en) 2023-08-23
JPWO2021131052A1 (zh) 2021-07-01
EP4084460A1 (en) 2022-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170289467A1 (en) Imaging device
US10659703B2 (en) Imaging device and imaging method for capturing a visible image and a near-infrared image
US10335019B2 (en) Image pickup element and endoscope device
WO2018008062A1 (ja) 蛍光観察装置および蛍光観察内視鏡装置
JP2005046634A5 (zh)
US20100245826A1 (en) One chip image sensor for measuring vitality of subject
US20060023217A1 (en) Method and apparatus for producing a mosaic image
US9054001B2 (en) Imaging device
US20150148630A1 (en) Method and device for detecting fluorescence radiation
WO2022257946A1 (zh) 多光谱成像系统、成像方法和存储介质
CN115176454A (zh) 拍摄装置
CN106574831A (zh) 观察系统
CN107105977B (zh) 内窥镜装置
JP4245787B2 (ja) 蛍光画像取得方法および装置
KR102190398B1 (ko) 단일 컬러 카메라를 이용하고 가시광선 및 근적외선 영상 동시 획득이 가능한 가시광선 및 근적외선 영상 제공 시스템 및 방법
JP2006261861A (ja) 撮像装置
JP2011177436A (ja) 蛍光内視鏡装置
JP7121892B2 (ja) 光学モジュール及び光学装置
US11006026B2 (en) Image capturing apparatus
US20070260146A1 (en) In vivo spectrometric inspection system
JP2021190802A (ja) 撮像装置、検査装置及び撮像方法
US20040054255A1 (en) Endoscopic instrument for use in cavities
CN116725467B (zh) 内窥镜装置、内窥镜医疗辅助系统及内窥镜图像处理方法
WO2017042980A1 (ja) 蛍光観察装置および蛍光観察内視鏡装置
Themelis et al. Novel multispectral method for simultaneous color and fluorescence endoscopy

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination