JP2002051357A - 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
撮像素子及びそれを用いた撮像装置Info
- Publication number
- JP2002051357A JP2002051357A JP2000233649A JP2000233649A JP2002051357A JP 2002051357 A JP2002051357 A JP 2002051357A JP 2000233649 A JP2000233649 A JP 2000233649A JP 2000233649 A JP2000233649 A JP 2000233649A JP 2002051357 A JP2002051357 A JP 2002051357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- image pickup
- imaging device
- imaging
- optical
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 物体光の振幅、位相を高いＳＮＲで検出す
る。 【解決手段】 半導体光検出素子を２次元的に配列した
撮像部２と、撮像部の光入射側に配置され、撮像部への
入射光の周波数に対して所定の周波数差を有した参照光
を発する発光素子部３と、を有し、入射光と前記発光素
子部からの参照光とを合波させて撮像部で検出してな
る。
る。 【解決手段】 半導体光検出素子を２次元的に配列した
撮像部２と、撮像部の光入射側に配置され、撮像部への
入射光の周波数に対して所定の周波数差を有した参照光
を発する発光素子部３と、を有し、入射光と前記発光素
子部からの参照光とを合波させて撮像部で検出してな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像素子及びそれを
用いた撮像装置に関し、ビデオカメラ及びスチールビデ
オカメラ、３次元形状入力装置等に好適に用いられるも
のである。
用いた撮像装置に関し、ビデオカメラ及びスチールビデ
オカメラ、３次元形状入力装置等に好適に用いられるも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素
子、及びそれを用いた撮像装置が種々と提案されてい
る。
子、及びそれを用いた撮像装置が種々と提案されてい
る。
【０００３】これらの撮像装置では、被写体で散乱され
た外界からの光を結像レンズ系で撮像素子に導くだけで
あり、光量の不足に対しては、ストロボ等の追加光源を
被写体に対して発光、投射させる以外に無く、それらを
内蔵または外付けした撮像装置としては消費電力の増
大、装置サイズの増大と重量の増大を招いていた。
た外界からの光を結像レンズ系で撮像素子に導くだけで
あり、光量の不足に対しては、ストロボ等の追加光源を
被写体に対して発光、投射させる以外に無く、それらを
内蔵または外付けした撮像装置としては消費電力の増
大、装置サイズの増大と重量の増大を招いていた。
【０００４】さらに、従来は単純でもっとも簡単な被写
体の２次元の撮像のみが備えられた機能でありそうして
撮像された単純な画像が得られるだけで、被写体からの
光が持つ被写体の物性の情報を得ることはできなかっ
た。
体の２次元の撮像のみが備えられた機能でありそうして
撮像された単純な画像が得られるだけで、被写体からの
光が持つ被写体の物性の情報を得ることはできなかっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】被写体の物性の情報は
別途、レーザー等の特殊光源を被写体に当て、その反射
光を物体光として捉え、いわゆる光計測装置にて測定す
るという全く別の装置で獲得していた。しかもそれらの
光計測装置は点、または線測定が主であり、２次元や３
次元の情報を得るには別途走査手段が必要であった。た
とえば３次元の情報を得るには、被写体を回転テーブル
上で固定軸を中心に回転させるか、測定装置を被写体を
中心に回転させ全面を走査するしかないため、被写体に
大きな制限があった。また、そうして得られた情報を従
来の撮像装置で得られた画像と対応させるには、技術的
に乗り越える壁が多くあるため実用化されたものがほと
んど無かった。
別途、レーザー等の特殊光源を被写体に当て、その反射
光を物体光として捉え、いわゆる光計測装置にて測定す
るという全く別の装置で獲得していた。しかもそれらの
光計測装置は点、または線測定が主であり、２次元や３
次元の情報を得るには別途走査手段が必要であった。た
とえば３次元の情報を得るには、被写体を回転テーブル
上で固定軸を中心に回転させるか、測定装置を被写体を
中心に回転させ全面を走査するしかないため、被写体に
大きな制限があった。また、そうして得られた情報を従
来の撮像装置で得られた画像と対応させるには、技術的
に乗り越える壁が多くあるため実用化されたものがほと
んど無かった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、物体光の振幅
と位相を高いＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌｔｏ ｎｏｉｓｅ
ｒａｔｉｏの略、信号対雑音電力比）で検出でき、小型
化及び低消費電力化を図りつつ、微弱光下の撮像から、
被写体の物性を捉えることのできる撮像素子及びそれを
用いた撮像装置を提供することを目的とする。
と位相を高いＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌｔｏ ｎｏｉｓｅ
ｒａｔｉｏの略、信号対雑音電力比）で検出でき、小型
化及び低消費電力化を図りつつ、微弱光下の撮像から、
被写体の物性を捉えることのできる撮像素子及びそれを
用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像素子は、半
導体光検出素子を２次元的に配列した撮像部と、該撮像
部の光入射側に配置され、該撮像部への入射光の周波数
に対して所定の周波数差を有する参照光を発する発光素
子部と、を有し、前記入射光と前記発光素子部からの参
照光とを合波させて前記撮像部で検出してなる撮像素子
である。
導体光検出素子を２次元的に配列した撮像部と、該撮像
部の光入射側に配置され、該撮像部への入射光の周波数
に対して所定の周波数差を有する参照光を発する発光素
子部と、を有し、前記入射光と前記発光素子部からの参
照光とを合波させて前記撮像部で検出してなる撮像素子
である。
【０００８】上記本発明の撮像素子は、前記所定の周波
数差が零であること、前記所定の周波数差が一定である
こと、または、前記所定の周波数差が一定の法則で変調
されること、前記参照光発光素子が各前記半導体光検出
素子に共通に設けられたこと、前記参照光発光素子が半
導体レーザーであること、前記入射光と前記参照光とを
重ね合わせる光学手段を有すること、前記光学手段が前
記半導体素子の各々に設けられたマイクロレンズアレイ
を有すること、前記光学手段が前記半導体素子の各々に
設けられた光導波路を有すること、前記半導体検出器の
出力から所望の周波数帯域を抽出する電気的フィルター
を有すること、又は前記電気的フィルターの出力を用い
て前記参照光の周波数を制御する手段を有すること、が
望ましい。
数差が零であること、前記所定の周波数差が一定である
こと、または、前記所定の周波数差が一定の法則で変調
されること、前記参照光発光素子が各前記半導体光検出
素子に共通に設けられたこと、前記参照光発光素子が半
導体レーザーであること、前記入射光と前記参照光とを
重ね合わせる光学手段を有すること、前記光学手段が前
記半導体素子の各々に設けられたマイクロレンズアレイ
を有すること、前記光学手段が前記半導体素子の各々に
設けられた光導波路を有すること、前記半導体検出器の
出力から所望の周波数帯域を抽出する電気的フィルター
を有すること、又は前記電気的フィルターの出力を用い
て前記参照光の周波数を制御する手段を有すること、が
望ましい。
【０００９】さらに本発明による撮像装置は前記撮像素
子を用いたこと、前記撮像素子を複数個組合せて構成す
るを特徴としている。
子を用いたこと、前記撮像素子を複数個組合せて構成す
るを特徴としている。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例である集
積化された撮像素子の一例を示す斜視図である。
詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例である集
積化された撮像素子の一例を示す斜視図である。
【００１１】図１において、１は集積化された撮像素子
であり、この撮像素子１は、ＣＭＯＳベースの２次元光
検出センサーと後述の増幅器等の回路が集積化されたＣ
ＭＯＳ部２、半導体レーザー（以下ＬＤと略す）と合波
器５からなる局発部３、２次元マイクロレンズアレイ４
から構成される。
であり、この撮像素子１は、ＣＭＯＳベースの２次元光
検出センサーと後述の増幅器等の回路が集積化されたＣ
ＭＯＳ部２、半導体レーザー（以下ＬＤと略す）と合波
器５からなる局発部３、２次元マイクロレンズアレイ４
から構成される。
【００１２】回路が集積化されたＣＭＯＳ部２はＳｉウ
エハー上に通常のＣＭＯＳプロセスで作成可能である。
局発部３はＧａＡｌＡｓもしくはＩｎＡｌＰ等の化合物
半導体ベースに導波路構造の合波器とＬＤを集積化する
ことで作成可能である。またマイクロレンズアレイ４は
光学ガラスベースで作成可能である。
エハー上に通常のＣＭＯＳプロセスで作成可能である。
局発部３はＧａＡｌＡｓもしくはＩｎＡｌＰ等の化合物
半導体ベースに導波路構造の合波器とＬＤを集積化する
ことで作成可能である。またマイクロレンズアレイ４は
光学ガラスベースで作成可能である。
【００１３】図１のＡ方向から通常の結像光学系を介し
た光が撮像素子１に入射する。マイクロレンズアレイ４
は、各々のレンズが、ＣＭＯＳ部２の各々の光センサー
に一対一で対応して配置されている。マイクロレンズア
レイ４に入射した光は、局発部３に導かれる。局発部３
は、レンズアレイ４、ＣＭＯＳ部２の各々の一対の組合
わせに対し、共通の一つの合波器を有し、また局発光の
発信源である共通の一つのＬＤを有する。図５にその１
次元方向の構造を示す。図５において、マイクロレンズ
アレイ４からの物体光は導波路からなる合波器５を導波
してマイクロレンズアレイ４の各々に一対一に対応する
ＣＭＯＳ部６に各々入射する。局発部であるＬＤ９から
の参照光は２次元に分波導波され合波器５を介して、各
々のＣＭＯＳ部６に入射する。このようにして、マイク
ロレンズアレイ４から導かれた光を物体光として、それ
ぞれの定められた光センサーの位置で、参照光であるＬ
Ｄからの局発光と合波する。合波された光は干渉し、干
渉光の強度が各々の光センサーに入力され、光電変換さ
れる。キャリアに変換された干渉光はＣＭＯＳ部で増幅
された後、電気的に周波数フィルタリングされ、物体光
と参照光の周波数の差に対応した周波数帯域の信号のみ
が抽出される。
た光が撮像素子１に入射する。マイクロレンズアレイ４
は、各々のレンズが、ＣＭＯＳ部２の各々の光センサー
に一対一で対応して配置されている。マイクロレンズア
レイ４に入射した光は、局発部３に導かれる。局発部３
は、レンズアレイ４、ＣＭＯＳ部２の各々の一対の組合
わせに対し、共通の一つの合波器を有し、また局発光の
発信源である共通の一つのＬＤを有する。図５にその１
次元方向の構造を示す。図５において、マイクロレンズ
アレイ４からの物体光は導波路からなる合波器５を導波
してマイクロレンズアレイ４の各々に一対一に対応する
ＣＭＯＳ部６に各々入射する。局発部であるＬＤ９から
の参照光は２次元に分波導波され合波器５を介して、各
々のＣＭＯＳ部６に入射する。このようにして、マイク
ロレンズアレイ４から導かれた光を物体光として、それ
ぞれの定められた光センサーの位置で、参照光であるＬ
Ｄからの局発光と合波する。合波された光は干渉し、干
渉光の強度が各々の光センサーに入力され、光電変換さ
れる。キャリアに変換された干渉光はＣＭＯＳ部で増幅
された後、電気的に周波数フィルタリングされ、物体光
と参照光の周波数の差に対応した周波数帯域の信号のみ
が抽出される。
【００１４】この周波数差はビート周波数と呼ばれ、い
わゆるヘテロダイン検波の基本周波数となる。（参考文
献；ＡＭＮＯＮ ＹＡＲＩＶ著 多田邦雄、神谷武志共
訳「光エレクトロニクスの基礎」丸善株式会社。ＡＭＮ
ＯＮ ＹＡＲＩＶ “ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＴＯ
ＯＰＴＩＣＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ” Ｈｏｌ
ｔ，Ｒｉｎｅｈａｒｔ ａｎｄ Ｗｉｎｓｔｏｎ，Ｉｎ
ｃ．）ビート周波数信号の振幅、位相を解析することに
より、物体光の振幅、位相が求められる。ヘテロダイン
検波のメリットの一つは、ビート周波数の帯域に帯域を
狭くすることにより、ＳＮＲを向上させることができ
る。またビート周波数をノイズの少ない帯域に設定する
ことによるＳＮＲ向上も実現できる。さらには、局発光
の強度を増加させることにより、いわゆるショット・ノ
イズ・リミットまでＳＮＲを向上させることができ、熱
雑音が支配的な微弱光検出には絶大な効果を発揮する。
わゆるヘテロダイン検波の基本周波数となる。（参考文
献；ＡＭＮＯＮ ＹＡＲＩＶ著 多田邦雄、神谷武志共
訳「光エレクトロニクスの基礎」丸善株式会社。ＡＭＮ
ＯＮ ＹＡＲＩＶ “ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＴＯ
ＯＰＴＩＣＡＬ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ” Ｈｏｌ
ｔ，Ｒｉｎｅｈａｒｔ ａｎｄ Ｗｉｎｓｔｏｎ，Ｉｎ
ｃ．）ビート周波数信号の振幅、位相を解析することに
より、物体光の振幅、位相が求められる。ヘテロダイン
検波のメリットの一つは、ビート周波数の帯域に帯域を
狭くすることにより、ＳＮＲを向上させることができ
る。またビート周波数をノイズの少ない帯域に設定する
ことによるＳＮＲ向上も実現できる。さらには、局発光
の強度を増加させることにより、いわゆるショット・ノ
イズ・リミットまでＳＮＲを向上させることができ、熱
雑音が支配的な微弱光検出には絶大な効果を発揮する。
【００１５】ビート周波数を安定化させるため、抽出し
たビート周波数のずれ量をＬＤのドライバを介してＬＤ
にフィードバックし、ＬＤの周波数を追随させる構成と
なっている。従って通常は物体光の光源から参照光を分
離し、光センサーの手前で物体光と合波干渉させる従来
のヘテロダイン、ホモダイン検出法に対し、独立に参照
光を用意し、必要に応じて参照光の周波数、振幅、位相
を制御できるため、周波数差、参照光強度等のパラメー
タを最適化することが可能になっている。
たビート周波数のずれ量をＬＤのドライバを介してＬＤ
にフィードバックし、ＬＤの周波数を追随させる構成と
なっている。従って通常は物体光の光源から参照光を分
離し、光センサーの手前で物体光と合波干渉させる従来
のヘテロダイン、ホモダイン検出法に対し、独立に参照
光を用意し、必要に応じて参照光の周波数、振幅、位相
を制御できるため、周波数差、参照光強度等のパラメー
タを最適化することが可能になっている。
【００１６】このようにして検出される信号は、ＳＮＲ
が高く、被写体からの光の強度（振幅）と位相の情報を
持っているため、通常の強度の画像だけでなく、位相の
画像を得ることが可能となる。本実施例では、撮像素子
のサイズを小さくでき、また個々の部材を独立して配置
する場合と比べて、組立調整等の工程をなくすことがで
き、コストダウンが見込まれる。
が高く、被写体からの光の強度（振幅）と位相の情報を
持っているため、通常の強度の画像だけでなく、位相の
画像を得ることが可能となる。本実施例では、撮像素子
のサイズを小さくでき、また個々の部材を独立して配置
する場合と比べて、組立調整等の工程をなくすことがで
き、コストダウンが見込まれる。
【００１７】この実施例ではヘテロダイン検波を用いた
例を示したが、熱雑音が支配的な系の場合は、物体光の
周波数と参照光の周波数が等しい、いわゆるホモダイン
検波でもショット・ノイズ・リミットが達成できれば十
分なＳＮＲの向上が見込めることは言うまでもない。本
実施例でビート周波数をゼロにしＬＰＦの帯域をシフト
するだけでホモダイン検波が達成できる。その場合にお
いても、本発明の主旨である局発光を検出側に有するこ
とによる多くの効果を達成できる。ホモダイン検波はビ
ート周波数がゼロの場合のヘテロダイン検波と考えれ
ば、本発明はホモダイン検波を含むことは明白である。
例を示したが、熱雑音が支配的な系の場合は、物体光の
周波数と参照光の周波数が等しい、いわゆるホモダイン
検波でもショット・ノイズ・リミットが達成できれば十
分なＳＮＲの向上が見込めることは言うまでもない。本
実施例でビート周波数をゼロにしＬＰＦの帯域をシフト
するだけでホモダイン検波が達成できる。その場合にお
いても、本発明の主旨である局発光を検出側に有するこ
とによる多くの効果を達成できる。ホモダイン検波はビ
ート周波数がゼロの場合のヘテロダイン検波と考えれ
ば、本発明はホモダイン検波を含むことは明白である。
【００１８】さらに上記実施例では、ビート周波数を一
定の値に安定化する場合について説明したが、ＳＮＲの
ノイズ帯域によっては、ビート周波数自身を変調、制御
し、よりＳＮＲの高い撮像を実現することができる。そ
れにはビート周波数を検出し所望の周波数に制御すれば
よいので、上記実施例のビート周波数安定化の構成で基
準信号をシフトする機能を追加すれば達成できる。例え
ば温度や周囲の電磁波環境により当初の帯域のＳＮＲが
下がって画質の劣化が判明すれば、帯域をシフトするこ
とが可能である。またそれらの外部の擾乱、ゆらぎの周
波数に対してビート周波数の変調周波数を最適に設定す
ることにより、外部の影響と周波数分離することが可能
になり、ＳＮＲの高い撮像が実現できる。
定の値に安定化する場合について説明したが、ＳＮＲの
ノイズ帯域によっては、ビート周波数自身を変調、制御
し、よりＳＮＲの高い撮像を実現することができる。そ
れにはビート周波数を検出し所望の周波数に制御すれば
よいので、上記実施例のビート周波数安定化の構成で基
準信号をシフトする機能を追加すれば達成できる。例え
ば温度や周囲の電磁波環境により当初の帯域のＳＮＲが
下がって画質の劣化が判明すれば、帯域をシフトするこ
とが可能である。またそれらの外部の擾乱、ゆらぎの周
波数に対してビート周波数の変調周波数を最適に設定す
ることにより、外部の影響と周波数分離することが可能
になり、ＳＮＲの高い撮像が実現できる。
【００１９】次に、本発明の第２の実施例を図２に示
す。
す。
【００２０】図２は本発明で集積度を上げずに構成した
実施例を示すブロック構成図である。図２において、図
１と同一構成部材については同一番号を付する。
実施例を示すブロック構成図である。図２において、図
１と同一構成部材については同一番号を付する。
【００２１】同図において、４はマイクロレンズアレ
イ、５は合波器、６は２次元アレイの光センサーを有す
るＣＭＯＳ部、７は出力、８はＬＤドライバー、９は局
発ＬＤである。
イ、５は合波器、６は２次元アレイの光センサーを有す
るＣＭＯＳ部、７は出力、８はＬＤドライバー、９は局
発ＬＤである。
【００２２】本実施例では、個別の素子を組み合わせて
も本発明が実施可能であることを示している。つまり、
物体光がＡ方向から入射するが、通常のマイクロレンズ
アレイ４の後ろに、光学ガラスもしくは光学プラスティ
ックで構成した導波路型の合波器５を密着配置し、局発
光用のＬＤ９からの参照光を合波器５で物体光と合波、
干渉させ、増幅器、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）等が
集積化されたＣＭＯＳ部６の光センサ領域に干渉光を入
射させる構成となっている。また単体ＬＤ９のドライバ
ー８も個別単体でよく、上記の構成に対し外付けであ
る。
も本発明が実施可能であることを示している。つまり、
物体光がＡ方向から入射するが、通常のマイクロレンズ
アレイ４の後ろに、光学ガラスもしくは光学プラスティ
ックで構成した導波路型の合波器５を密着配置し、局発
光用のＬＤ９からの参照光を合波器５で物体光と合波、
干渉させ、増幅器、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）等が
集積化されたＣＭＯＳ部６の光センサ領域に干渉光を入
射させる構成となっている。また単体ＬＤ９のドライバ
ー８も個別単体でよく、上記の構成に対し外付けであ
る。
【００２３】このような単体を組み合わせた構成におい
ても、第１の実施例にあげた本発明の機能は達成され
る。これは第１の実施例のような集積化技術が必ずしも
実現できない場合でも、現実的に実施可能であることを
示している。
ても、第１の実施例にあげた本発明の機能は達成され
る。これは第１の実施例のような集積化技術が必ずしも
実現できない場合でも、現実的に実施可能であることを
示している。
【００２４】本発明の第３の実施例を図３に示す。
【００２５】図３は本発明で、集積度を図１の構成より
さらに上げた場合の実施例を示すブロック構成図であ
る。図３において、図１と同一構成部材については同一
番号を付する。
さらに上げた場合の実施例を示すブロック構成図であ
る。図３において、図１と同一構成部材については同一
番号を付する。
【００２６】同図において、１′は一つのピクセルを表
し、１０はマイクロレンズアレイの１ピクセル１′に対
応したマイクロレンズ、１１は導波路型の光合波器、１
２は光センサー部、１３は増幅器、１４は出力端子、１
５はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１６はＬＤドライ
バー、１７は局発ＬＤであり、１つのピクセル１′は集
積化されて構成されている。
し、１０はマイクロレンズアレイの１ピクセル１′に対
応したマイクロレンズ、１１は導波路型の光合波器、１
２は光センサー部、１３は増幅器、１４は出力端子、１
５はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１６はＬＤドライ
バー、１７は局発ＬＤであり、１つのピクセル１′は集
積化されて構成されている。
【００２７】このような素子は、Ｓｉウエハー上にＣＭ
ＯＳプロセスで、光合波器１１、光センサー１２、増幅
器１３、バンドパスフィルタ１５、ＬＤドライバー１６
を集積化して作成可能である。Ｓｉウエハーの上に多重
量子井戸構造を格子歪の緩和機構として設けそこに化合
物半導体からなるＬＤをさらに集積化し、このような素
子が作成される。
ＯＳプロセスで、光合波器１１、光センサー１２、増幅
器１３、バンドパスフィルタ１５、ＬＤドライバー１６
を集積化して作成可能である。Ｓｉウエハーの上に多重
量子井戸構造を格子歪の緩和機構として設けそこに化合
物半導体からなるＬＤをさらに集積化し、このような素
子が作成される。
【００２８】図６に示すように、このような素子を２次
元アレイ状に配列した構成を集積化して作成することに
より、サイズがよりコンパクトになり消費電力も減り、
組立調整の工程を減らすことが可能になる。
元アレイ状に配列した構成を集積化して作成することに
より、サイズがよりコンパクトになり消費電力も減り、
組立調整の工程を減らすことが可能になる。
【００２９】図４に上記撮像素子を用いた撮像装置の概
略図を示す。同図に示すように、光学系７１を通って入
射した物体光は撮像素子７２上に結像する。撮像素子７
２上に配置されているピクセルアレイによって光信号は
電気信号へと変換される。その電気信号は信号処理回路
７３によって上述したように物体光の振幅、位相等が求
められる。またホワイトバランス補正、ガンマ補正、輝
度信号形成、色信号形成、輪郭補正処理等予め決められ
た方法によって信号変換処理され、出力される。信号処
理された信号は、記録系、通信系７４により情報記録装
置により記録、あるいは情報転送される。記録、あるい
は転送された信号は再生系７７により再生される。撮像
素子７２、信号処理回路７３はタイミング制御回路７５
により制御され、光学系７１、タイミング制御回路７
５、記録系・通信系７４、再生系７７はシステムコント
ロール回路７６により制御される。
略図を示す。同図に示すように、光学系７１を通って入
射した物体光は撮像素子７２上に結像する。撮像素子７
２上に配置されているピクセルアレイによって光信号は
電気信号へと変換される。その電気信号は信号処理回路
７３によって上述したように物体光の振幅、位相等が求
められる。またホワイトバランス補正、ガンマ補正、輝
度信号形成、色信号形成、輪郭補正処理等予め決められ
た方法によって信号変換処理され、出力される。信号処
理された信号は、記録系、通信系７４により情報記録装
置により記録、あるいは情報転送される。記録、あるい
は転送された信号は再生系７７により再生される。撮像
素子７２、信号処理回路７３はタイミング制御回路７５
により制御され、光学系７１、タイミング制御回路７
５、記録系・通信系７４、再生系７７はシステムコント
ロール回路７６により制御される。
【００３０】さらに、本発明の撮像素子を所定の配列で
複数個並べることにより複眼構成の撮像装置を構成する
ことができる。例えば２つの撮像装置を所定距離（基線
長）離して配置することにより、いわゆる立体撮像装置
構成となり、２つの撮像素子によって作られる輻輳角と
基線長によ立体画像を得るとができるため、立体物の３
次元的な情報を即座に得ることができる。
複数個並べることにより複眼構成の撮像装置を構成する
ことができる。例えば２つの撮像装置を所定距離（基線
長）離して配置することにより、いわゆる立体撮像装置
構成となり、２つの撮像素子によって作られる輻輳角と
基線長によ立体画像を得るとができるため、立体物の３
次元的な情報を即座に得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、物
体光の振幅、位相を高いＳＮＲで検出できることによっ
て、小型化及び低消費電力化を図りつつ、微弱光下の撮
像から、被写体の物性を捉えることのできる撮像素子及
びそれを用いた撮像装置を提供することができる。
体光の振幅、位相を高いＳＮＲで検出できることによっ
て、小型化及び低消費電力化を図りつつ、微弱光下の撮
像から、被写体の物性を捉えることのできる撮像素子及
びそれを用いた撮像装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を説明する為の斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２の実施例を説明する為の構成図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第３の実施例を説明する為の構成図で
ある。
ある。
【図４】本発明による撮像装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第１の実施例を説明するための構成図
である。
である。
【図６】本発明の第２の実施例を説明するための斜視図
である。
である。
１ 撮像素子 ２ ＣＭＯＳ部 ３ 合波部 ４ マイクロレンズアレイ
───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 FF04 FF51 GG06 JJ03 JJ26 LL10 UU07 5C022 AA01 AB37 AB67 AC42 AC54 5C024 AX03 CX03 CX41 CY04 CY42 DX06 EX43 EX54 GY31 HX01 HX07 HX17 5C061 AB04 AB06
Claims (13)
- 【請求項１】 半導体光検出素子を２次元的に配列した
撮像部と、該撮像部の光入射側に配置され、該撮像部へ
の入射光の周波数に対して所定の周波数差を有する参照
光を発する発光素子部と、を有し、 前記入射光と前記発光素子部からの参照光とを合波させ
て前記撮像部で検出してなる撮像素子。 - 【請求項２】 前記所定の周波数差が零であることを特
徴とする請求項１記載の撮像素子。 - 【請求項３】 前記所定の周波数差が一定であることを
特徴とする請求項１記載の撮像素子。 - 【請求項４】 前記所定の周波数差が一定の法則で変調
されることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。 - 【請求項５】 前記発光素子部が各半導体光検出素子に
共通に設けられたことを特徴とする請求項１記載の撮像
素子。 - 【請求項６】 前記発光素子部が半導体レーザーからな
ることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。 - 【請求項７】 前記入射光と前記参照光とを重ね合わせ
る光学手段を有することを特徴とする請求項１記載の撮
像素子。 - 【請求項８】 前記光学手段が前記半導体光検出素子の
各々に設けられたマイクロレンズアレイを有することを
特徴とする請求項７記載の撮像素子。 - 【請求項９】 前記光学手段が前記半導体光検出素子の
各々に設けられた光導波路を有することを特徴とする請
求項７記載の撮像素子。 - 【請求項１０】 前記半導体光検出素子の出力から所望
の周波数帯域を抽出する電気的フィルターを有する請求
項１〜７のいずれか１項に記載の撮像素子。 - 【請求項１１】 前記電気的フィルターの出力を用いて
前記参照光の周波数を制御する手段を有する請求項１０
に記載の撮像素子。 - 【請求項１２】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
撮像素子と、該撮像素子へ光を結像する光学系と、該撮
像素子からの出力信号を処理する信号処理回路とを有す
ることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項１３】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
撮像素子を複数個組合せて構成することを特徴とする撮
像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000233649A JP2002051357A (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 |
| US09/916,472 US6812447B2 (en) | 2000-08-01 | 2001-07-30 | Image pickup apparatus having a wave synthesizer for incident and reference light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000233649A JP2002051357A (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002051357A true JP2002051357A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18726143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000233649A Pending JP2002051357A (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6812447B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002051357A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014175819A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Canon Inc | 画像形成装置、及びイメージングシステム |
| JP2016105082A (ja) * | 2014-11-19 | 2016-06-09 | 株式会社豊田中央研究所 | レーザレーダ装置およびレーザレーダ装置の光受信方法 |
| JPWO2016159032A1 (ja) * | 2015-03-30 | 2017-11-24 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
| WO2023062891A1 (ja) * | 2021-10-15 | 2023-04-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光ヘテロダイン干渉測定装置および光ヘテロダイン干渉測定方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7553401B2 (en) * | 2004-03-19 | 2009-06-30 | Faraday Technology, Inc. | Electroplating cell with hydrodynamics facilitating more uniform deposition across a workpiece during plating |
| US8682845B2 (en) * | 2008-07-09 | 2014-03-25 | The Boeing Company | Secure high performance multi-level security database systems and methods |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3746454A (en) * | 1971-03-03 | 1973-07-17 | Us Navy | Infrared receiver for optical radar |
| FR2677834B1 (fr) * | 1986-09-16 | 1993-12-31 | Thomson Csf | Systeme d'imagerie laser a barrette detectrice. |
| JPH04278737A (ja) * | 1991-03-06 | 1992-10-05 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | コヒーレント光受信器 |
| GB2265514B (en) * | 1992-03-28 | 1995-08-16 | Marconi Gec Ltd | A receiver-transmitter for a target identification system |
| JP3234353B2 (ja) * | 1993-06-15 | 2001-12-04 | 富士写真フイルム株式会社 | 断層情報読取装置 |
| US5450223A (en) * | 1993-09-07 | 1995-09-12 | Martin Marietta Corp. | Optical demultiplexer for optical/RF signals |
| EP0689168B1 (en) * | 1994-06-23 | 2002-11-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing method and apparatus |
| US5610705A (en) * | 1995-02-16 | 1997-03-11 | Northrop Grumman Corporation | Doppler velocimeter |
-
2000
- 2000-08-01 JP JP2000233649A patent/JP2002051357A/ja active Pending
-
2001
- 2001-07-30 US US09/916,472 patent/US6812447B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014175819A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Canon Inc | 画像形成装置、及びイメージングシステム |
| US9961280B2 (en) | 2013-03-08 | 2018-05-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and imaging system |
| JP2016105082A (ja) * | 2014-11-19 | 2016-06-09 | 株式会社豊田中央研究所 | レーザレーダ装置およびレーザレーダ装置の光受信方法 |
| US10739457B1 (en) | 2014-11-19 | 2020-08-11 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Laser radar, and light receiving method of laser radar |
| JPWO2016159032A1 (ja) * | 2015-03-30 | 2017-11-24 | 株式会社ニコン | 撮像素子および撮像装置 |
| WO2023062891A1 (ja) * | 2021-10-15 | 2023-04-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光ヘテロダイン干渉測定装置および光ヘテロダイン干渉測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6812447B2 (en) | 2004-11-02 |
| US20020033441A1 (en) | 2002-03-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101746499B1 (ko) | 다이내믹 레인지 삼차원 영상 시스템 | |
| US9497370B2 (en) | Array camera architecture implementing quantum dot color filters | |
| US4713683A (en) | Illuminating and synchronizing device for color imaging equipment | |
| US7794394B2 (en) | Device for wavelength-selective imaging | |
| KR101696335B1 (ko) | 다중 스펙트럼 센서 | |
| US10593055B2 (en) | Method and apparatus for capturing images and associated 3D model based on a single image sensor and structured-light patterns in the visible spectrum | |
| EP1919199B1 (en) | Multiband camera system | |
| CN102687502B (zh) | 减少彩色图像中的噪声 | |
| US7683308B2 (en) | Controlling spectral response of photodetector for an image sensor | |
| US20070076481A1 (en) | Multimode focal plane array with electrically isolated commons for independent sub-array biasing | |
| JP2009505577A (ja) | 適応可能なソリッド・ステート・イメージ・センサ | |
| US20230046521A1 (en) | Control method, camera assembly, and mobile terminal | |
| JP2011166477A (ja) | 固体撮像素子及び画像入力装置 | |
| JP2002051357A (ja) | 撮像素子及びそれを用いた撮像装置 | |
| JPH09219554A (ja) | 半導体レーザダイオードの光出力制御装置 | |
| JP2505160B2 (ja) | 固体カラ−撮像装置 | |
| US7746397B2 (en) | Image device having color filter | |
| JPS58500267A (ja) | 撮像器用誤差補正装置 | |
| JP2009049524A (ja) | 撮像装置及び信号処理方法 | |
| US20230408699A1 (en) | Time-of-flight image sensor with quantom dot photodetectors | |
| JP2628552B2 (ja) | 電子スチルカメラ | |
| US20030128398A1 (en) | Device for detecting a photonic flux with self-adaptive scanning | |
| US8247754B2 (en) | Solid state focal plane array for hyperspectral imaging applications | |
| WO2022200132A1 (en) | Time-of-flight imaging system and method | |
| JPH10136394A (ja) | 撮像方法及び装置 |