JP2016036127A - 撮像装置および撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
レンズと、前記レンズの光軸に略垂直に配置された第1から第nの光学領域(nは2以上の整数)を含む光学領域と、を有するレンズ光学系と、
前記レンズ光学系を透過した光が入射する、各々が第1の画素から第nの画素のn個の画素を含む複数の画素群を有する撮像素子と、
前記レンズ光学系と前記撮像素子との間に位置し、複数の光学要素が配列されたアレイ状光学素子であって、各光学要素が、前記第1から第nの光学領域を透過した光を、各画素群の前記n個の画素にそれぞれ入射させるアレイ状光学素子と、
前記第1から第nの光学領域を透過する光の波長域において波長方向に略一様であり、かつ、空間方向に略一様である光吸収率を有する光吸収部材であって、前記撮像素子の撮像面で反射した光が入射する光吸収部材と、
を備える、撮像装置。
前記光吸収部材は、前記光学領域と前記撮像素子との間に配置され、前記第1の光学領域を透過した光の波長域と同じ第1の波長域の光および前記第2の光学領域を透過した光の波長域と同じ第2の波長域の光を少なくとも吸収する、項目1に記載の撮像装置。
前記第1および第2の光学領域の少なくとも1つは、可視光を透過させる前記光学特性を有し、
前記光学素子は、少なくとも可視光を吸収する、項目2に記載の撮像装置。
前記レンズ光学系は、絞りをさらに有し、
前記光学領域は、前記絞りまたは前記絞り近傍に配置されている、項目2または3に記載の撮像装置。
前記第1の光学領域は、前記第2の光学領域とは異なる分光透過率特性を有する、項目2から4のいずれかに記載の撮像装置。
前記第1の光学領域は、前記第2の光学領域とは異なる偏光特性を有する、項目2から4のいずれかに記載の撮像装置。
前記光学領域に配置された、透過波長域の異なる少なくとも2つの狭帯域波長フィルタをさらに備える、項目2から4のいずれかに記載の撮像装置。
前記アレイ状光学素子はレンチキュラレンズである、項目2から7のいずれかに記載の撮像装置。
前記アレイ状光学素子はマイクロレンズアレイである、項目2から7のいずれかに記載の撮像装置。
前記アレイ状光学素子は前記撮像素子上に一体的に形成されている、項目2から9のいずれかに記載の撮像装置。
前記アレイ状光学素子と前記撮像素子との間には、マイクロレンズが設けられており、
前記アレイ状光学素子は、前記マイクロレンズを介して前記撮像素子上に一体的に形成されている、項目2から9のいずれかに記載の撮像装置。
前記光学素子は前記撮像素子上に一体的に形成されている、項目2から9のいずれかに記載の撮像装置。
前記光学素子は、吸収型のNDフィルタであり、前記NDフィルタに入射する光の量に対する前記NDフィルタから出射する光の量の割合は、30%以上50%以下である、項目2から12のいずれかに記載の撮像装置。
前記光学素子は、
特定の偏光軸の方向に振動する光を透過させる吸収型の直線偏光子と、
直線偏光を円偏光または楕円偏光に変換する位相板と、
を含み、
前記直線偏光子は、前記光学素子の前記光学領域側に配置され、前記位相板は、前記光学素子の前記撮像素子側に配置されている、項目2から11のいずれかに記載の撮像装置。
前記位相板は、1/4波長板である、項目14に記載の撮像装置。
前記位相板は、アクロマティック波長板である、項目14に記載の撮像装置。
前記第1の光学領域は、近赤外領域における第1の波長域の第1の近赤外線を透過させる第1の分光透過率特性を有し、前記第2の光学領域は、前記第1の波長域とは異なる近赤外領域における第2の波長域の第2の近赤外線を透過させる第2の分光透過率特性を有し、
前記光学素子は、前記第1および第2の近赤外線を少なくとも吸収する、項目2に記載の撮像装置。
前記光学領域は、第2の光学領域、第3の光学領域、第4の光学領域、第5の光学領域、第6の光学領域、第7の光学領域、第8の光学領域および第9の光学領域をさらに含み、
前記撮像素子は、前記第3の光学領域に対応した複数の第3の画素、前記第4の光学領域に対応した複数の第4の画素、前記第5の光学領域に対応した複数の第5の画素、前記第6の光学領域に対応した複数の第6の画素、前記第7の光学領域に対応した複数の第7の画素、前記第8の光学領域に対応した複数の第8の画素、および前記第9の光学領域に対応した複数の第9の画素をさらに有し、
前記複数の第1の画素の1つと、前記複数の第2の画素の1つと、前記複数の第3の画素の1つと、前記複数の第4の画素の1つと、前記複数の第5の画素の1つと、前記複数の第6の画素の1つと、前記複数の第7の画素の1つと、前記複数の第8の画素の1つと、前記複数の第9の画素の1つとは、3×3の行列状に配置された9つの画素を形成し、前記9つの画素は、前記撮像素子において行および列方向に繰り返し配置され、
前記アレイ状光学素子はマイクロレンズアレイであり、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、前記9つの画素に対応し、
前記マイクロレンズアレイは、前記第1の光学領域、前記第2の光学領域、前記第3の光学領域、前記第4の光学領域、前記第5の光学領域、前記第6の光学領域、前記第7の光学領域、前記第8の光学領域および前記第9の光学領域を透過したそれぞれの光を、前記複数の第1の画素、前記複数の第2の画素、前記複数の第3の画素、前記複数の第4の画素、前記複数の第5の画素、前記複数の第6の画素、前記複数の第7の画素、前記複数の第8の画素および前記複数の第9の画素にそれぞれ入射させ、
前記光学素子は、前記第1の波長域の光、前記第2の波長域の光、前記第3の光学領域を透過した光の波長域と同じ第3の波長域の光、前記第4の光学領域を透過した光の波長域と同じ第4の波長域の光、前記第5の光学領域を透過した光の波長域と同じ第5の波長域の光、前記第6の光学領域を透過した光の波長域と同じ第6の波長域の光、前記第7の光学領域を透過した光の波長域と同じ第7の波長域の光、前記第8の光学領域を透過した光の波長域と同じ第8の波長域の光および前記第9の光学領域を透過した光の波長域と同じ第9の波長域の光を少なくとも吸収する、項目2に記載の撮像装置。
レンズ光学系と、
前記レンズ光学系によって集光された光を受光する撮像素子と、
前記レンズ光学系と前記撮像素子との間に配置されている光学素子であって、少なくとも可視光を吸収し、前記光学素子における光が透過する光透過領域において略同一の光吸収特性を有する光学素子と、
を備える、撮像装置。
項目1から19のいずれかに記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画素信号を処理して画像情報を生成する信号処理部と、
前記画像情報に基づいて画像を表示する表示装置と、
を備える、撮像システム。
図1は、実施の形態1による撮像装置100Aを示す模式図である。
図9は、本実施の形態による撮像装置100Bを示す模式図である。
本実施の形態による撮像装置100Cは、光学領域Lに遮光領域を備えている点で、実施の形態1による撮像装置100Aとは異なる。
本実施の形態による撮像装置100Dは、実施の形態3と同様に光学領域Lに遮光領域を備えている点で、実施の形態1による撮像装置100Aとは異なる。
図17は、撮像装置31を備える分光撮像システム30の全体構成を示す概略図である。
L1 光学領域
L2 レンズ
D1〜D9 光学面領域
K アレイ状光学素子
Ni 撮像面
Ms 画素上のマイクロレンズ
P1〜P9 撮像素子上の画素
C 信号処理部
1 被写体
2 第1のレンズ
3、S 絞り
4 バンドパスフィルタアレイ
4a〜4i 矩形バンドパスフィルタ
4A、4B バンドパスフィルタ
5 第2のレンズ
6 光吸収フィルタ
7 マイクロレンズアレイ
8、8a〜8i 画素
9、N 撮像素子
10 レンズ光学系の光軸
11、13、M1 マイクロレンズ
12 マイクロレンズの光軸
14 光吸収層
15、20、21 ゴースト光
16 偏光子
17 1/4波長板
18 直線偏光の信号光
19 円偏光の信号光
22 結晶軸
30 分光撮像システム
31、100A、100B、100C、100D 撮像装置
32 信号処理装置
33 画像演算部
34 画像メモリ
35 分光測定部
36 画像出力部
37 ディスプレイ
Claims (20)
- レンズと、前記レンズの光軸に略垂直に配置された第1から第nの光学領域(nは2以上の整数)を含む光学領域と、を有するレンズ光学系と、
前記レンズ光学系を透過した光が入射する、各々が第1の画素から第nの画素のn個の画素を含む複数の画素群を有する撮像素子と、
前記レンズ光学系と前記撮像素子との間に位置し、複数の光学要素が配列されたアレイ状光学素子であって、各光学要素が、前記第1から第nの光学領域を透過した光を、各画素群の前記n個の画素にそれぞれ入射させるアレイ状光学素子と、
前記第1から第nの光学領域を透過する光の波長域において波長方向に略一様であり、かつ、空間方向に略一様である光吸収率を有する光吸収部材であって、前記撮像素子の撮像面で反射した光が入射する光吸収部材と、
を備える、撮像装置。 - 前記光吸収部材は、前記光学領域と前記撮像素子との間に配置され、前記第1の光学領域を透過した光の波長域と同じ第1の波長域の光および前記第2の光学領域を透過した光の波長域と同じ第2の波長域の光を少なくとも吸収する、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記第1および第2の光学領域の少なくとも1つは、可視光を透過させる前記光学特性を有し、
前記光学素子は、少なくとも可視光を吸収する、請求項2に記載の撮像装置。 - 前記レンズ光学系は、絞りをさらに有し、
前記光学領域は、前記絞りまたは前記絞り近傍に配置されている、請求項2または3に記載の撮像装置。 - 前記第1の光学領域は、前記第2の光学領域とは異なる分光透過率特性を有する、請求項2から4のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記第1の光学領域は、前記第2の光学領域とは異なる偏光特性を有する、請求項2から4のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記光学領域に配置された、透過波長域の異なる少なくとも2つの狭帯域波長フィルタをさらに備える、請求項2から4のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子はレンチキュラレンズである、請求項2から7のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子はマイクロレンズアレイである、請求項2から7のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子は前記撮像素子上に一体的に形成されている、請求項2から9のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記アレイ状光学素子と前記撮像素子との間には、マイクロレンズが設けられており、
前記アレイ状光学素子は、前記マイクロレンズを介して前記撮像素子上に一体的に形成されている、請求項2から9のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記光学素子は前記撮像素子上に一体的に形成されている、請求項2から9のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記光学素子は、吸収型のNDフィルタであり、前記NDフィルタに入射する光の量に対する前記NDフィルタから出射する光の量の割合は、30%以上50%以下である、請求項2から12のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記光学素子は、
特定の偏光軸の方向に振動する光を透過させる吸収型の直線偏光子と、
直線偏光を円偏光または楕円偏光に変換する位相板と、
を含み、
前記直線偏光子は、前記光学素子の前記光学領域側に配置され、前記位相板は、前記光学素子の前記撮像素子側に配置されている、請求項2から11のいずれかに記載の撮像装置。 - 前記位相板は、1/4波長板である、請求項14に記載の撮像装置。
- 前記位相板は、アクロマティック波長板である、請求項14に記載の撮像装置。
- 前記第1の光学領域は、近赤外領域における第1の波長域の第1の近赤外線を透過させる第1の分光透過率特性を有し、前記第2の光学領域は、前記第1の波長域とは異なる近赤外領域における第2の波長域の第2の近赤外線を透過させる第2の分光透過率特性を有し、
前記光学素子は、前記第1および第2の近赤外線を少なくとも吸収する、請求項2に記載の撮像装置。 - 前記光学領域は、第2の光学領域、第3の光学領域、第4の光学領域、第5の光学領域、第6の光学領域、第7の光学領域、第8の光学領域および第9の光学領域をさらに含み、
前記撮像素子は、前記第3の光学領域に対応した複数の第3の画素、前記第4の光学領域に対応した複数の第4の画素、前記第5の光学領域に対応した複数の第5の画素、前記第6の光学領域に対応した複数の第6の画素、前記第7の光学領域に対応した複数の第7の画素、前記第8の光学領域に対応した複数の第8の画素、および前記第9の光学領域に対応した複数の第9の画素をさらに有し、
前記複数の第1の画素の1つと、前記複数の第2の画素の1つと、前記複数の第3の画素の1つと、前記複数の第4の画素の1つと、前記複数の第5の画素の1つと、前記複数の第6の画素の1つと、前記複数の第7の画素の1つと、前記複数の第8の画素の1つと、前記複数の第9の画素の1つとは、3×3の行列状に配置された9つの画素を形成し、前記9つの画素は、前記撮像素子において行および列方向に繰り返し配置され、
前記アレイ状光学素子はマイクロレンズアレイであり、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、前記9つの画素に対応し、
前記マイクロレンズアレイは、前記第1の光学領域、前記第2の光学領域、前記第3の光学領域、前記第4の光学領域、前記第5の光学領域、前記第6の光学領域、前記第7の光学領域、前記第8の光学領域および前記第9の光学領域を透過したそれぞれの光を、前記複数の第1の画素、前記複数の第2の画素、前記複数の第3の画素、前記複数の第4の画素、前記複数の第5の画素、前記複数の第6の画素、前記複数の第7の画素、前記複数の第8の画素および前記複数の第9の画素にそれぞれ入射させ、
前記光学素子は、前記第1の波長域の光、前記第2の波長域の光、前記第3の光学領域を透過した光の波長域と同じ第3の波長域の光、前記第4の光学領域を透過した光の波長域と同じ第4の波長域の光、前記第5の光学領域を透過した光の波長域と同じ第5の波長域の光、前記第6の光学領域を透過した光の波長域と同じ第6の波長域の光、前記第7の光学領域を透過した光の波長域と同じ第7の波長域の光、前記第8の光学領域を透過した光の波長域と同じ第8の波長域の光および前記第9の光学領域を透過した光の波長域と同じ第9の波長域の光を少なくとも吸収する、請求項2に記載の撮像装置。 - レンズ光学系と、
前記レンズ光学系によって集光された光を受光する撮像素子と、
前記レンズ光学系と前記撮像素子との間に配置されている光学素子であって、少なくとも可視光を吸収し、前記光学素子における光が透過する光透過領域において略同一の光吸収特性を有する光学素子と、
を備える、撮像装置。 - 請求項1から19のいずれかに記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画素信号を処理して画像情報を生成する信号処理部と、
前記画像情報に基づいて画像を表示する表示装置と、
を備える、撮像システム。
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