JP2001251547A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

撮像装置および撮像方法

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JP2001251547A
JP2001251547A JP2000065726A JP2000065726A JP2001251547A JP 2001251547 A JP2001251547 A JP 2001251547A JP 2000065726 A JP2000065726 A JP 2000065726A JP 2000065726 A JP2000065726 A JP 2000065726A JP 2001251547 A JP2001251547 A JP 2001251547A
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light
radiation
imaging
imaging device
chamber
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JP2000065726A
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Koji Suzuki
浩次 鈴木
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線による撮像素子の損傷を防止すること
ができる撮像装置および撮像方法を提供する。 【解決手段】 撮像装置10は、放射線遮蔽材料により
形成された筐体11を有している。筐体11aは、第1
のチャンバ21,第2のチャンバ22および第3のチャ
ンバ23に分けられている。第1のチャンバ21には、
窓部11aと、窓部11aから入射した被写体光Lを第
2のチャンバ22および第3のチャンバ23に向けて反
射するミラー12が設けられている。第2のチャンバ2
2には、ミラー12により反射された被写体光Lを収束
させるための光学系が設けられており、第3のチャンバ
23には、被写体光Lを検出する撮像素子16B,16
R,16Gが設けられている。窓部11aから筐体11
に入射した放射線Rは、第1のチャンバ21内のミラー
12を透過するため、第3のチャンバ23までは達しな
い。従って、第3のチャンバ23内の撮像素子16B,
16R,16Gに放射線が照射することがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線が存在する
場において用いられる撮像装置および撮像方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、宇宙空間など、放射線が存在
する場で撮像を行う場合には、撮像素子が宇宙線(放射
線)の照射により損傷しないよう、撮像素子を放射線遮
蔽材料よりなる筐体によって遮蔽した構造の撮像装置が
用いられている。
【0003】図7は、従来の撮像装置の構造の一例を表
すものである。この撮像装置60は、放射線Rを遮蔽す
る材料(以下、放射線遮蔽材料とする。)よりなる筐体
61を有しており、この筐体61には、被写体光Lを取
り込むための開口部61aが形成されている。筐体61
の開口部61aには、第1のレンズ62がはめ込まれて
いる。筐体61の内部には、鏡筒66を介して第2のレ
ンズ63が取り付けられている。これら第1のレンズ6
2および第2のレンズ63は、被写体光Lを後述の撮像
素子に結像させる結像光学系を構成している。なお、鏡
筒66は、例えば金属製の薄肉円筒などにより構成され
ており、放射線を遮蔽するような機能は有してない。
【0004】筐体61の内部には、入射光から青色波長
帯の光を分離して取り出すための第1のプリズム64B
と、赤色波長帯の光を分離して取り出すための第2のプ
リズム64Rと、緑色波長帯の光を分離して取り出すた
めの第3のプリズム64Gとを備えている。これらプリ
ズム64B,64R,64Gの各射出面には、CCD
(Charge Coupled Device )よりなる撮像素子65B,
65R,65Gが対向配置されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の撮像装置60では、開口部61aを通って筐
体61内に入射した放射線Rによって撮像素子65B,
65R,65Gが照射されるため、撮像素子65B,6
5R,65Gに白傷と呼ばれる損傷が発生するという問
題がある。
【0006】撮像素子に白傷などの損傷が発生すると、
撮像された画像には白傷に対応した箇所にノイズが生
じ、画像が著しく劣化するため、画像処理などの補正が
必要となる。そのため、画像をリアルタイムに再生する
ことが困難になると共に、画像補正を行うことによって
映像コストが高くなるという問題がある。
【0007】また、撮像装置は、その撮像素子に白傷な
どが発生すると、耐用年数が著しく短くなる。撮像装置
の修理や部品交換などのメンテナンスを行えば耐用年数
を延ばすことも可能であるが、宇宙空間においては、こ
れらのメンテナンスを自由に行うことが極めて困難であ
る。従って、撮像装置の信頼性および耐用年数を向上さ
せることが要求されている。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、放射線による撮像素子の損傷を効果
的に防止することができる撮像装置および撮像方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による撮像装置
は、放射線が存在する場において用いられる撮像装置で
あって、被写体光を取り込むための光取込窓を有すると
共に、この光取込窓以外からの放射線の侵入を遮蔽する
ための筐体と、筐体の内部領域のうち、光取込窓を介し
て放射線が入射する領域以外の領域に配設され、被写体
を撮像する撮像素子とを備えたことを特徴とするもので
ある。
【0010】本発明による撮像方法は、放射線の侵入を
遮蔽するための筐体に、被写体光を取り込むための光取
込窓を設け、筐体の内部領域のうち、光取込窓を介して
放射線が入射する領域以外の領域に、所定の撮像素子を
配設し、撮像素子によって、光取込窓から取り込んだ被
写体光に応じた画像を形成することを特徴とするもので
ある。
【0011】本発明による撮像装置または本発明による
撮像方法では、被写体光が光取込窓から筐体の内部に入
射し、筐体内部の、光取入窓を介して放射線が入射する
領域以外の領域に配設された撮像素子によって撮像され
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0013】(第1の実施の形態)まず、図1および図
2を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る撮像装
置の構成について説明する。なお、本実施の形態に係る
撮像方法は、本実施の形態の撮像装置によって具現化さ
れるので、以下併せて説明する。
【0014】図1は本実施の形態に係る撮像装置10の
外観を表すものであり、図2は図1のII−II線に沿
った断面構造を表すものである。なお、図2では、レン
ズなどの光学部品のハッチングを省略している。撮像装
置10は、宇宙空間など、放射線Rが存在する場で用い
られるものである。図1に示したように、撮像装置10
は、一方向に長いほぼ直方体形状の筐体11を備えてお
り、この筐体11はAl(アルミニウム)などの放射線
遮蔽材料により構成されている。
【0015】図2に示したように、筐体11は、その長
手方向一端部に、被写体光Lが入射する窓部11aを有
しており、この窓部11aには例えばガラスよりなる透
明板11dがはめ込まれている。なお、ここでは、放射
線とは、宇宙線、例えばα線,β線,γ線およびX線を
指す。また、被写体光とは、被写体の観察に用いられる
例えば可視光,赤外線あるいは紫外線を指す。ここで、
筐体11および窓部11aは、本発明における「筐体」
および「光取込窓」の一具体例にそれぞれ対応する。
【0016】筐体11は、第1のチャンバ21,第2の
チャンバ22および第3のチャンバ23を備えて構成さ
れている。これら第1のチャンバ21,第2のチャンバ
22および第3のチャンバ23は、筐体11の長手方向
に窓部11a側からこの順に並んで形成されている。こ
こで、第1のチャンバ21,第2のチャンバ22および
第3のチャンバ23は、本発明における「少なくとも2
つのチャンバ」の一具体例に対応する。
【0017】第1のチャンバ21の内部には、窓部11
aから入射した被写体光Lを第2のチャンバ22および
第3のチャンバ23に向けて反射するためのミラー12
が設けられている。ミラー12は、窓部11aを(その
窓部11aに対し直交する方向に)通過した被写体光L
を、第1のレンズ13および第2のレンズ14の光軸の
方向に反射するようになっている。
【0018】窓部11aから入射した被写体光Lがミラ
ー12により反射されるのに対し、被写体光Lと共に窓
部11aから入射した放射線Rはミラー12を透過す
る。すなわち、ミラー12は、被写体光Lを第2のチャ
ンバ22に向けて反射すると共に放射線Rをそのまま直
進させることで、被写体光Lの進路と放射線Rの進路と
を分離するようになっている。ここで、ミラー12が、
本発明の「分離手段」の一具体例に対応している。
【0019】第1のチャンバ21において、ミラー12
を挟んで窓部11aと反対の側には、放射線検知器17
が配設されている。この放射線検知器17は、ミラー1
2を透過した放射線Rが入射するよう配置されており、
その放射線Rの線量を測定し、記憶することができるよ
う構成されている。
【0020】第1のチャンバ21と第2のチャンバ22
との間は隔壁11bにより仕切られており、第2のチャ
ンバ22と第3のチャンバ23との間は隔壁11cによ
り仕切られている。隔壁11bおよび隔壁11cは、い
ずれも、Alなどの放射線遮蔽材料により構成されてい
る。隔壁11bには開口部が形成されており、その開口
部には第1のレンズ13がはめ込まれている。隔壁11
bには開口部が形成されており、その開口部には第2の
レンズ14がはめ込まれている。第1のレンズ13およ
び第2のレンズ14は、一方の光軸の延長線上に他方の
光軸が位置するように配置されている。
【0021】第2のチャンバ22には、隔壁11bから
隔壁11cまで伸びる鏡筒18が設けられている。鏡筒
18は、第1のレンズ13および第2のレンズ14の光
軸を中心とした円筒形状を有しており、第1のレンズ1
3を透過した光がこの鏡筒18の内側を通って第2のレ
ンズ14に向かうことができるようになっている。この
鏡筒18の内部には、図示しないレンズがさらに設けら
れている。これら第1のレンズ13,第2のレンズ14
および図示しないレンズは、ミラー12によって反射さ
れた被写体光Lを、後述する撮像素子16B,16R,
16G上に結像させる結像光学系を構成している。
【0022】第3のチャンバ23の内部には、第2のレ
ンズ14を通過した被写体光Lを例えば青色波長帯の光
LB,赤色波長帯の光LRおよび緑色波長帯の光LGに
分離してそれぞれ射出する色分離用のダイクロイックプ
リズム15と、ダイクロイックプリズム15から射出し
た3つの波長帯の光をそれぞれ受光し、電気信号に変換
する例えば3つの撮像素子16B,16R,16Gとが
設けられている。
【0023】ダイクロイックプリズム15は、隔壁11
c側から順に、第1のプリズム15B,第2のプリズム
15Rおよび第3のプリズム15Gを組みあわせたもの
である。第1プリズム15Bは、第2のレンズ14に対
向し隔壁11cに接する面である入射面15B1 と、第
2のプリズム15Rに接する面である色分離面15B2
と、周囲の部材のいずれにも接しない面である射出面1
5B3 とを備えている。入射面15B1 は、第2のレン
ズ14を通過した被写体光Lを透過させるものである。
色分離面15B2 は、入射面15B1 から入射した被写
体光Lのうち、青色波長帯の光LBを反射し、赤色波長
帯の光LRおよび緑色波長帯の光LGだけを透過させる
ものである。射出面15B3 は、色分離面15B2 で反
射した青色波長帯の光LBを透過させ、第1のプリズム
15B外に射出するものである。
【0024】第2のプリズム15Rは、第1のプリズム
15Bに接する面である入射面15R1 と、第3のプリ
ズム15Gに接する面である色分離面15R2 と、周囲
の部材のいずれにも接しない面である射出面15R3
を備えている。入射面15R1 は、第1のプリズム15
Bを通過した赤色波長帯の光LRおよび緑色波長帯の光
LGを透過させるものであり、色分離面15R2 は、赤
色波長帯の光LRを反射し、緑色波長帯の光LGだけを
透過させるものである。射出面15R3 は、色分離面1
5R2 で反射した赤色波長帯の光LRを透過させ、第2
のプリズム15R外に射出するものである。
【0025】第3のプリズム15Gは、第2のプリズム
15Bに接する面である入射面15G1 と、入射面15
1 と対向する面である射出面15G3 とを備えてい
る。入射面15G1 は、第2のプリズム15Rを通過し
た緑色波長帯の光LGを透過させるものであり、射出面
15G3 は、その緑色波長帯の光LGを透過させて第3
プリズム15G外に射出するものである。
【0026】撮像素子16Bは、第1のプリズム15B
の射出面15B3 に対向して配置され、撮像素子16R
は、第2のプリズム15Rの射出面15R3 に対向して
配置され、撮像素子16Gは、第3のプリズム15Gの
射出面15G3 に対向して配置されている。すなわち、
射出面15B3 から射出された青色波長帯の光LBは撮
像素子16Bに入射し、射出面15R3 から射出された
赤色波長帯の光LRは撮像素子16Rに入射し、射出面
15G3 から射出された緑色波長帯の光LGは撮像素子
16Gに入射するようになっている。撮像素子16B,
16R,16Gは、例えばCCD(Charge Coupled Dev
ice )などを利用したものであり、ダイクロイックプリ
ズム15により分離された光LB,LR,LGをそれぞ
れ検出し、電気信号に変換するよう構成されている。
【0027】次に、この撮像装置10の作用について説
明する。
【0028】この撮像装置10では、被写体光Lおよび
放射線Rが窓部11aを通って筐体11の第1のチャン
バ21の内部に入射し、ミラー12に到達する。ここ
で、被写体光Lは、例えばその進行方向とほぼ垂直に全
反射されたのち、第1のレンズ13を通過して第2のチ
ャンバ22に入射し、さらに、第2のレンズ14を通過
して第3のチャンバ23に入射する。第3のチャンバ2
3に入射した被写体光Lは、ダイクロイックプリズム1
5によって青色波長帯の光LB,赤色波長体の光LRお
よび緑色波長帯の光LGに分離され、それぞれ撮像素子
16B,16R,16Gに入射する。
【0029】具体的には、第3のチャンバ23に入射し
た被写体光Lは、ダイクロイックプリズム15の第1の
プリズム15Bの入射面15B1 に入射する。入射面1
5B1 から第1のプリズム15B内に入射した被写体光
Lのうち、青色波長帯の光LBは色分離面15B2 によ
り反射される。この反射光は、入射面15B1 で再度反
射されたのち、射出面15B3 から射出され、撮像素子
16Bに入射する。また、被写体光Lのうちの赤色波長
帯の光LRおよび緑色波長帯の光LGは、色分離面15
2 を透過し、第2のプリズム15Rの入射面15R1
に入射する。入射面15R1 から第2のプリズム15R
内に入射した光LR,LGのうち、赤色波長帯の光LR
は色分離面15R2 により反射される。この反射光は、
入射面15R1 により再度反射されたのち、射出面15
3 から射出され、撮像素子16Rに入射する。更に、
色分離面15R2 を透過した緑色波長帯の光LGは、第
3のプリズム15Gの入射面15G1 および射出面15
3 を通過し、撮像素子16Gに入射する。撮像素子1
6B,16R,16Gは、それぞれ、青色波長帯の光L
B,赤色波長体の光LRおよび緑色波長帯の光LGを検
出すると共に、電気信号にそれぞれ変換する。
【0030】一方、第1のチャンバ21では、ミラー1
2に到達した放射線Rは、ミラー12を透過し、第1の
チャンバ21の窓部11aと反対側の内壁面へと進み、
放射線検知器17に入射する。この放射線検知器17に
より、放射線量が測定される。放射線Rは、第3のチャ
ンバ23内には侵入しない。
【0031】筐体11の内部領域のうち、放射線Rが入
射しうる領域は、図中Pで示したように第1のチャンバ
21の内部、および第2チャンバ22の一部となる。こ
のように、放射線Rは第3のチャンバ23の内部には入
射しないため、第3のチャンバ23の内部に設けられた
撮像素子16B,16R,16Gが放射線照射を受ける
ことはなく、従って、これら撮像素子16B,16R,
16Gの放射線照射による損傷が防止される。ここで、
第1チャンバ21,第2チャンバ22および隔壁11b
は、窓部11aを介して被写体光Lが入射する範囲Pを
制限しているため、本発明における「制限手段」の一具
体例に対応する。
【0032】このように本実施の形態に係る撮像装置1
0によれば、筐体11の内部領域のうち、窓部11aを
介して放射線が入射する領域P以外の領域に撮像素子1
6B,16R,16Gを設けるようにしたので、撮像素
子16B,16R,16Gに対する放射線の照射を防止
することができる。よって、撮像素子16B,16R,
16Gに白傷などの損傷が発生することを効果的に防止
することができ、これにより、撮像装置10の信頼性の
向上および耐用年数の長期化を図ることが可能になる。
【0033】さらに、本実施の形態に係る撮像装置10
を用いて撮像を行えば、撮像された画像を補正する必要
がなくなり、良好な画像をリアルタイムに放映すること
ができると共に、映像コストの低減化を図ることができ
る。
【0034】また、被写体光Lを反射しつつ放射線Rを
透過させるミラー12を設けるようにしたので、放射線
が入射する領域P以外の領域に撮像素子16B,16
R,16Gを設けるための構成が簡単になる。
【0035】さらに、ミラー12と撮像装置16B,1
6R,16Gとを第1のチャンバ21と第3のチャンバ
23とに別々に収容し、両チャンバの間に放射線遮蔽材
料からなる隔壁11b,11cを設けるようにしたの
で、より効果的に、撮像素子16B,16R,16Gに
対する放射線照射を防止することができる。
【0036】なお、本実施の形態では、ミラー12が筐
体11に固定されている場合について説明したが、被写
体光Lの入射方向に対するミラー12の角度を調整でき
るようにしてもよい。
【0037】(第1の実施の形態の変形例)図3は、本
発明の第1の実施の形態の変形例に係る撮像装置30の
構造を表す断面図である。上述した第1の実施の形態で
は、ミラー12とダイクロイックプリズム15との間に
結像光学系を配置するようにしたが、この変形例では、
結像光学系を構成する第1のレンズ32と第2のレンズ
14との間にミラー12を配置している。なお、図3に
おいて、第1の実施の形態に係る撮像装置10と同一の
構成要素には同一の符号を付している。また、図3で
は、レンズなどの光学部品のハッチングを省略してい
る。
【0038】撮像装置30の筐体31は、被写体光Lを
取り込むための窓部31aを有しているが、この窓部3
1aには、第1の実施の形態の透明板11d(図2)の
代わりに、第1のレンズ32がはめ込まれている。すな
わち、この変形例では、窓部31aに設けられた第1の
レンズ32と、第1の実施の形態と同様に隔壁11cに
設けられた第2のレンズ14とによって、結像光学系が
構成されている。この変形例に係る撮像装置30の作用
は、第1のレンズ32を透過した被写体光Lがミラー1
2により反射されて第2のレンズ14に到達することを
除き、第1の実施の形態で説明した撮像装置10の作用
と同様である。
【0039】この変形例では、第1の実施の形態のよう
に窓部11aにはめ込む透明板11d(図2)が不要に
なるため、部品点数が少なくて済む。また、結像光学系
を構成する第1のレンズ32と第2のレンズ14との間
の光路が屈曲していることから、撮像装置30をコンパ
クトにすることができる。
【0040】(第2の実施の形態)次に、図4および図
5を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る撮像装
置について説明する。なお、本実施の形態に係る撮像方
法は、本実施の形態の撮像装置によって具現化されるの
で、以下併せて説明する。
【0041】図4は本実施の形態に係る撮像装置40の
外観を表すものであり、図5は図4のV−V線に沿った
断面構造を表すものである。なお、図5では、レンズな
どの光学部品のハッチングを省略している。図4に示し
たように、この撮像装置40は、直方体形状の遮蔽体4
1と、その遮蔽体41の一側面に設けられた鏡筒44と
を備えている。これら遮蔽体41および鏡筒44は、い
ずれも、アルミニウムなどの放射線遮蔽材料により構成
されている。ここで、一体的に設けられた遮蔽体41お
よび鏡筒44が、本発明の「筐体」の一具体例に対応し
ている。
【0042】図5に示したように、遮蔽体41は、直方
体形状のケースであって、その鏡筒44との連結壁に
は、例えば円形の開口部41aが形成されている。遮蔽
体41の内部には、ダイクロイックプリズム42および
撮像素子43B,43R,43Gが設けられている。こ
こで、ダイクロイックプリズム42が、本発明の「分離
手段」の一具体例に対応し、また、本発明の「色分解手
段」の一具体例にも対応している。
【0043】ダイクロイックプリズム42は、開口部4
1a側から順に、第1のプリズム42B,第2のプリズ
ム42Rおよび第3のプリズム42Gを組みあわせたも
のである。第1のプリズム42Bおよび第2のプリズム
42Rは、第1の実施の形態の第1のプリズム15Bお
よび第2のプリズム15Rとそれぞれ同様に構成されて
いる。一方、第3のプリズム42Gは、第2のプリズム
42Rと接する面である入射面42G1 と、入射面42
1 と対向する面である反射面G2 と、周囲の部材のい
ずれにも接しない面である射出面42G3 を有してい
る。入射面42G1 は、第1のプリズム43Bおよび第
2のプリズム43Rを通過した緑色波長帯の光LGを透
過するものである。反射面G2 は、入射面43G1 から
第3のプリズム43Gに入射した緑色波長帯の光LGを
反射するものである。射出面42G3 は、反射面42G
2 で反射した緑色波長帯の光LGを透過させ、第3プリ
ズム43G外に射出するものである。
【0044】撮像素子43Bは、第1のプリズム42B
の射出面42B3 に対向して配置されており、射出面4
2B3 から射出した光LBを検出するようになってい
る。同様に、撮像素子43Rは第2のプリズム42Rの
射出面42R3 に対向して配置され、射出面42R3
ら射出した光LRを検出するようになっている。また、
撮像素子43Gは第3のプリズム42Gの射出面42G
3 に対向して配置され、射出面42G3 から射出した光
LGを検出するようになっている。これら撮像素子43
B,43R,43Gは、第1の実施の形態の16B,1
6R,16Gと同様、それぞれCCDにより構成されて
いる。
【0045】鏡筒44は、円筒形状の部材であって、そ
の軸方向一端部において遮蔽体41に取り付けられてい
る。鏡筒44の遮蔽体41側の端部には、遮蔽体41の
開口部41aに対向するように、例えば円形の開口部4
4bが形成されている。鏡筒44の開口部44bは、遮
蔽体41の開口部41aよりも所定量小さく形成されて
いる。鏡筒44の筐体側41と反対の側の端部には、開
口部44bよりも大きい開口部44aが形成されてい
る。鏡筒44の開口部44a,44bおよび遮蔽体41
の開口部41aは、被写体光Lを遮蔽体41の内部に導
くためのものである。ここで、開口部44aは、本発明
の「光取込窓」の一具体例に対応している。
【0046】鏡筒44の開口部44a,44bには、そ
れぞれ第1のレンズ45および第2のレンズ46が取り
付けられている。第1のレンズ45および第2のレンズ
46は、被写体光Lを撮像素子43B,43R,43G
に収束させるためのものである。また、遮蔽体41の開
口部41aと対向する内壁面には、第1の実施の形態と
同様に、放射線検知器47が配設されている。
【0047】ここで、遮蔽体41内に入射可能な放射線
Rは、鏡筒44の第1のレンズ45および第2のレンズ
46をいずれも通過したもののみである。従って、遮蔽
体41の内部において放射線Rの存在可能な領域は、図
5に符号Pで示した領域となる。撮像素子43B,43
R,43Gは、この領域Pの外側に配置されており、撮
像素子43B,43R,43Gがいずれも放射線の照射
を受けないようになっている。ここで、鏡筒44(開口
部44a,44bを含む),および遮蔽体41(開口部
41aを含む)は、本発明における「制限手段」の一具
体例に対応する。
【0048】次に、この撮像装置40の作用について説
明する。
【0049】このような撮像装置40では、開口部44
aに設けられた第1のレンズ45を透過して被写体光L
および放射線Rが鏡筒44の内部に入射し、第2のレン
ズ46を透過して、遮蔽体41の内部に入射する。第1
の実施の形態と同様、被写体光Lはまず第1のプリズム
42Bに入射する。第1のプリズム42Bに入射した被
写体光Lのうち、青色波長帯の光LBは色分離面により
反射されて射出面42B3 から射出され、撮像素子43
Bに入射する。一方、赤色波長帯の光LRおよび緑色波
長帯の光LGは、第1のプリズム42Bを通過して第2
のプリズム42Rに入射する。第2のプリズム42に入
射した赤色波長帯の光LRおよび緑色波長帯の光LGの
うち、赤色波長帯の光LRは色分離面により反射されて
射出面42R3 から射出し、撮像素子43Rに入射す
る。一方、緑色波長帯の光LGは、第2のプリズム42
Rを通過して第3のプリズム42Gの入射面42G1
入射する。第3のプリズム42Gに入射した緑色波長帯
の光LGは、そのまま射出面42G3 から射出され、撮
像素子43Gに入射する。
【0050】一方、遮蔽体41の内部に入射した放射線
Rは、ダイクロイックプリズム42を透過し、開口部4
1aと反対側の内壁面へと進み、放射線検知器47に入
射する。この放射線検知器47により、放射線量が測定
される。放射線Rは、撮像素子43B,43R,43G
には到達しない。
【0051】このように、本実施の形態に係る撮像装置
40によれば、撮像素子43B,43R,43Gを、遮
蔽体41の内部の放射線Rの存在可能な領域P以外の領
域に配置するようにしたので、第1の実施の形態よりも
簡易な構成で、撮像素子43B,43R,43Gの放射
線照射による損傷を防止することができる。
【0052】また、鏡筒44(開口部44a,44bを
含む),および遮蔽体41(開口部41aを含む)によ
って、遮蔽体41内における放射線Rの入射する領域P
を制限するようにしたので、領域P以外の領域への撮像
素子43B,43R,43Gの設置を、容易に行うこと
ができるようになる。
【0053】なお、第2の実施の形態では、3つのプリ
ズムにより構成された、いわゆる3分解のダイクロイッ
クプリズム42を用いるようにしたが、図5に点線で示
したような第4のプリズムを有する、いわゆる4分解の
ダイクロイックプリズムを用いるようにしてもよい。ま
た、いわゆる2分解あるいは多分解のダイクロイックプ
リズムを用いるようにしてもよい。
【0054】(第3の実施の形態)図6は、本発明の第
3の実施の形態に係る撮像装置50の断面構造を表すも
のである。なお、図6では、レンズなどの光学部品のハ
ッチングを省略している。この撮像装置50は、色分解
手段として、ダイクロイックプリズム42に代えてダイ
クロイックミラー52B,52R,52Gを備えたこと
を除き、第2の実施の形態に係る撮像装置40と同一の
構成を有している。よって、ここでは、同一の構成要素
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0055】ダイクロイックミラー52Bは、青色波長
帯の光LBを選択的に反射するものである。また、ダイ
クロイックミラー52Rは赤色波長帯の光LRを選択的
に反射し、ダイクロイックミラー52Gは緑色波長帯の
光LGを選択的に反射するものである。ダイクロイック
ミラー52B,52R,52Gは、例えば、第1のレン
ズ45および第2のレンズ46の光軸の延長線上に配設
されている。また、各ダイクロイックミラー52B,5
2R,52Gは、それぞれが反射した光が撮像素子43
B,43R,43Gの入射面にそれぞれ入射するよう
に、角度が設定されている。ここで、ダイクロイックミ
ラー52B,52R,52Gは、本発明における「分離
手段」の一具体例に対応し、また、本発明における「色
分解手段」の一具体例に対応する。
【0056】この撮像装置50では、遮蔽体41の内部
に被写体光Lが入射したのち、まず、被写体光Lのうち
の青色波長帯の光LBが、ダイクロイックミラー52B
によって反射されて撮像素子43Bに入射する。次に、
ダイクロイックミラー52Bを透過した被写体光Lのう
ちの赤色波長帯の光LRが、ダイクロイックミラー52
Rによって反射されて撮像素子43Rに入射する。更
に、ダイクロイックミラー52Rを透過した被写体光L
(すなわち、緑色波長帯の光LG)が、ダイクロイック
ミラー52Gによって全反射されて撮像素子43Gに入
射する。
【0057】一方、遮蔽体41の内部に入射した放射線
Rは、各ダイクロイックミラー52B,52R,52G
を通過し、開口部41aと反対側の内壁面へと進み、放
射線検知器47に入射する。この放射線検知器47によ
り、放射線量が測定される。放射線Rは、撮像素子43
B,43R,43Gには到達しない。
【0058】このように、本実施の形態に係る撮像装置
50によっても、第1の実施の形態よりも簡易な構成
で、撮像素子43B,43R,43Gの放射線照射によ
る損傷を防止することができる。
【0059】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば、上記各実施の
形態においては、3つの撮像素子を備えた場合について
説明したが、撮像素子の個数はいくつであっても、放射
線が存在する領域以外の領域に配置されていればよい。
また、第1の実施の形態の放射線検知器17および第
2,第3の実施の形態の放射線検知器47は、必ずしも
必要ではない。
【0060】また、第1の実施の形態では、筐体11全
体を放射線遮蔽材料により構成するようにしたが、少な
くとも撮像素子43B,43R,43Gを遮蔽する第3
のチャンバ23を形成する筐体部分が放射線遮蔽材料に
より構成されていればよい。同様に、第2の実施の形態
では、遮蔽体41および鏡筒44を放射線遮蔽材料によ
り構成するようにしたが、遮蔽体41のみを放射線遮蔽
材料により構成するようにしてもよい。更に、上記各実
施の形態では、放射線遮蔽材料としてAlを例に挙げた
が、放射線遮蔽材料としては、Al以外にも放射線遮蔽
性に優れた他の金属、合金あるいは高分子材料を用いる
ことができる。また、複数種類の材料を組みあわせて
(例えば積層して)使用してもよい。
【0061】また、上記各実施の形態では、放射線が存
在する場の一例として宇宙空間を挙げたが、本発明の撮
像素子は、原子力発電所や放射性物質処理場などのよう
な放射線が存在する場所において広く適用することがで
きる。加えて、上記各実施の形態では、レンズ間の被写
体光の伝送を、光ファイバを用いて行うようにしてもよ
い。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように請求項1ないし請求
項6のいずれか1項に記載の撮像装置、または、請求項
7に記載の撮像方法によれば、筐体の内部領域のうち、
光取込窓を介して放射線が入射する領域以外の領域に撮
像素子を配設するようにしたので、撮像素子に対する放
射線照射を防止することができる。よって、撮像素子に
白傷などの損傷が発生することを効果的に防止すること
ができ、これにより、装置の信頼性の向上および耐用年
数の長期化を図ることができるという効果を奏する。さ
らに、撮像された画像を補正する必要がなくなり、良好
な画像をリアルタイムに放映することができると共に、
映像コストの低減化を図ることができるという効果を奏
する。
【0063】特に、請求項2または請求項3に記載の撮
像装置によれば、被写体光が撮像素子に導かれるように
被写体光の光路を変換し、かつ放射線を透過する分離手
段を備えるようにしたので、簡単な構成で、放射線が入
射する領域以外の領域に被写体光を導くことが可能にな
るという効果を奏する。
【0064】また、請求項4に記載の撮像装置によれ
ば、撮像素子を複数設けると共に、被写体光を複数の光
に分解しそれぞれ異なる撮像素子に導く色分解手段を設
けるようにしたので、複数色の画像(例えばカラー画
像)を取り込む撮像装置の放射線存在環境下における信
頼性の向上および耐用年数の長期化などの効果を奏する
ことができる。
【0065】さらに、請求項5に記載の撮像装置によれ
ば、分離手段と撮像装置とを別々のチャンバに収容する
と共に、これらチャンバの間に放射線遮蔽部材よりなる
隔壁を設けるようにしたので、より確実に、撮像素子に
対する放射線の照射を防止することができるという効果
を奏する。
【0066】加えて、請求項6に記載の撮像装置によれ
ば、筐体内部において、光取込窓を介して放射線が入射
する領域を制限する制限手段を設けたので、簡単な構成
で、放射線が入射する領域以外の領域に撮像素子を設け
ることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置の外
観を表す斜視図である。
【図2】図1のII−II線に沿った断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の変形例に係る撮像
装置の構成を表す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置の外
観を表す斜視図である。
【図5】図4のV−V線に沿った断面図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る撮像装置の構
成を表す断面図である。
【図7】従来の撮像装置の一構成例を表す断面図であ
る。
【符号の説明】
10,30,40,50…撮像装置、11…筐体、11
a,31a…窓部、41a,44a,44b…開口部、
11b,11c…隔壁、11d…透明板、12…ミラ
ー、13,45…第1のレンズ、14,46…第2のレ
ンズ、15,42…ダイクロイックプリズム、16B,
16R,16G,43B,43R,43G…撮像素子、
17,47…放射線検知器、18,44…鏡筒、21…
第1のチャンバ、22…第2のチャンバ、23…第3の
チャンバ、52B,52R,52G…ダイクロイックミ
ラー、L…被写体光、R…放射線。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/32 H04N 5/32 9/04 9/04 B 9/09 9/09 A Fターム(参考) 2H100 CC04 CC07 EE00 2H105 DD06 EE08 5C022 AA00 AA13 AC42 AC54 AC55 AC63 AC77 5C024 CX00 EX21 EX41 GY01 5C065 AA02 AA03 AA07 BB48 CC01 DD01 EE01 EE02 EE03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射線が存在する場において用いられる
    撮像装置であって、 被写体光を取り込むための光取込窓を有すると共に、こ
    の光取込窓以外からの放射線の侵入を遮蔽するための筐
    体と、 前記筐体の内部領域のうち、前記光取込窓部を介して放
    射線が入射する領域以外の領域に配設され、前記被写体
    光に応じた画像を形成する撮像素子とを備えたことを特
    徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 さらに、 前記筐体の内部に配設されると共に、前記被写体光が前
    記撮像素子に導かれるように前記被写体光の光路を変換
    し、かつ放射線を透過させる分離手段を備えたことを特
    徴とする請求項1記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】 前記分離手段はミラーを含むことを特徴
    とする請求項2記載の撮像装置。
  4. 【請求項4】 前記撮像素子を複数備えると共に、 前記分離手段は、前記被写体光を複数の光に分解し、こ
    れら複数の光がそれぞれ異なる前記撮像素子に導かれる
    ように光路を変換する色分解手段を含むことを特徴とす
    る請求項2記載の撮像装置。
  5. 【請求項5】 さらに、 前記分離手段と前記撮像装置とを別々に収容する少なく
    とも2つのチャンバと、 前記少なくとも2つのチャンバのうち隣接する2つのチ
    ャンバの間に設けられ、放射線遮蔽部材よりなる隔壁と
    を備えたことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
  6. 【請求項6】 さらに、 前記筐体内において、前記光取込窓を介して放射線が入
    射する領域を制限する制限手段を備えると共に、 前記撮像素子は、前記制限手段により制限された領域の
    外側に配置されていることを特徴とする請求項1記載の
    撮像装置。
  7. 【請求項7】 放射線が存在する場における撮像方法で
    あって、 放射線の侵入を遮蔽するための筐体に、被写体光を取り
    込むための光取込窓を設け、 前記筐体の内部領域のうち、前記光取込窓を介して放射
    線が入射する領域以外の領域に、所定の撮像素子を配設
    し、 前記撮像素子によって、前記光取込窓から取り込んだ被
    写体光に応じた画像を形成することを特徴とする撮像方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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