JP7355408B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に関する。
従来、入射光を複数の光に分岐するプリズムと、該プリズムで分岐された複数の光をそれぞれ受光する複数の固体撮像素子とを備える撮像装置が知られている。
例えば特許文献１には、入射光を波長域が互いに異なる複数の可視光と赤外光とに分岐するプリズムと、該プリズムで分岐された複数の可視光と赤外光とをそれぞれ受光する複数の固体撮像素子とを備える撮像装置が開示されている。
例えば特許文献１には、入射光を波長域が互いに異なる複数の可視光と赤外光とに分岐するプリズムと、該プリズムで分岐された複数の可視光と赤外光とをそれぞれ受光する複数の固体撮像素子とを備える撮像装置が開示されている。
しかしながら、従来の撮像装置では、特に、赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性を向上することに関して改善の余地があった。
そこで、本発明は、赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性を向上することができる撮像装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性を向上することができる撮像装置を提供することを目的とする。
本技術は、入射光を可視光と非可視光とに分岐し、分岐された前記非可視光を波長域が互いに異なる、第１及び第２の赤外光を含む複数の赤外光に分岐するプリズムと、
前記プリズムからの前記可視光を受光して光電変換する第１の固体撮像素子を含む可視光検出部と、
前記プリズムからの前記複数の赤外光をそれぞれ受光して光電変換する複数の第２の固体撮像素子を含む赤外光検出部と、
前記可視光検出部及び／又は前記赤外光検出部から出力された電気信号を処理する信号処理部と、
を備え、
前記可視光検出部の検出結果に基づくカラー画像に、前記赤外光検出部の検出結果に基づく複数のＩＲ画像が重畳され、
被検体に前記第１の赤外光と同一波長の励起光が照射され、
前記入射光が、前記被検体の一の部位で反射される前記励起光及び／又は前記被検体の他の部位であって前記励起光を吸収した他の部位から発せられる、前記第２の赤外光と同一波長の蛍光を含む場合に、前記カラー画像に前記複数のＩＲ画像が重畳された画像において前記励起光及び／又は前記蛍光を判別可能である、撮像装置を提供する。
前記複数の赤外光は、いずれも近赤外光であってもよい。
前記複数の赤外光は、波長域が互いに異なる第１及び第２の赤外光を含み、前記第１及び第２の赤外光は、いずれも波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあってもよい。
前記第１の固体撮像素子は、カラー固体撮像素子であってもよい。
前記第１の固体撮像素子は、モノクロ固体撮像素子であってもよい。
前記信号処理部は、前記可視光検出部からの電気信号に基づいてカラー画像又はモノクロ画像を生成し、且つ、前記赤外光検出部からの電気信号に基づいてＩＲ画像を生成してもよい。
前記プリズムは、前記入射光を前記可視光と前記非可視光とに分岐する第１のプリズムガラスと、該第１のプリズムガラスに隣り合うように配置され、該第１のプリズムガラスで分岐された前記非可視光を波長域が互いに異なる第１及び第２の赤外光に分岐する第２のプリズムガラスと、前記第２のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第２のプリズムガラスからの前記第２の赤外光を透過させる第３のプリズムガラスとを含んでいてもよい。
前記第１のプリズムガラスは、前記入射光が入射される第１の入射面と、該第１の入射面を透過した前記入射光のうち前記可視光を前記第１の入射面に向けて反射させ、且つ、前記非可視光を透過させる第１のダイクロイック膜とを有し、前記第１の固体撮像素子は、前記第１の入射面で全反射された前記可視光を受光し、前記第２のプリズムガラスは、前記第１のダイクロイック膜を透過した前記非可視光が入射される第２の入射面と、該第２の入射面を透過した前記非可視光のうち前記第１の赤外光を前記第２の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第２の赤外光を透過させる第２のダイクロイック膜とを有し、前記複数の第２の固体撮像素子のうち一の第２の固体撮像素子は、前記第２の入射面で全反射された前記第１の赤外光を受光し、前記複数の第２の固体撮像素子のうち別の第２の固体撮像素子は、前記第２のダイクロイック膜を透過した前記第２の赤外光を受光し、前記別の第２の固体撮像素子は、前記第３のプリズムガラスを透過した前記第２の赤外光を受光してもよい。
前記プリズムは、前記入射光を前記可視光と前記非可視光とに分岐する第１のプリズムガラスと、前記第１のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第１のプリズムガラスで分岐された前記非可視光を第１の赤外光と、該第１の赤外光と波長域が異なり、且つ、互いに波長域が異なる第２及び第３の赤外光を含む光とに分岐する第２のプリズムガラスと、前記第２のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第２のプリズムガラスで分岐された前記第２及び第３の赤外光を含む光を前記第２の赤外光と前記第３の赤外光とに分岐する第３のプリズムガラスと、前記第３のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第３のプリズムガラスからの前記第３の赤外光を透過させる第４のプリズムガラスとを含んでいてもよい。
前記第１のプリズムガラスは、前記入射光が入射される第１の入射面と、該第１の入射面を透過した前記入射光のうち前記可視光を前記第１の入射面に向けて反射させ、且つ、前記非可視光を透過させる第１のダイクロイック膜とを有し、
前記第１の固体撮像素子は、前記第１の入射面で全反射された前記可視光を受光し、
前記第２のプリズムガラスは、前記第１のダイクロイック膜を透過した前記非可視光が入射される第２の入射面と、該第２の入射面を透過した前記非可視光のうち前記第１の赤外光を前記第２の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第２及び第３の赤外光を含む光を透過させる第２のダイクロイック膜とを有し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち一の第２の固体撮像素子は、前記第２の入射面で全反射された前記第１の赤外光を受光し、
前記第３のプリズムガラスは、前記第２のダイクロイック膜を透過した前記第２及び第３の赤外光を含む光が入射される第３の入射面と、該第３の入射面を透過した前記第２及び第３の赤外光を含む光のうち前記第２の赤外光を前記第３の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第３の赤外光を透過させる第３のダイクロイック膜とを有し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち別の第２の固体撮像素子は、前記第３の入射面で全反射された前記第２の赤外光を受光し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち更なる別の第２の固体撮像素子は、前記第３のダイクロイック膜を透過した前記第３の赤外光を受光し、
前記更なる別の第２の固体撮像素子は、前記第４のプリズムガラスを透過した前記第３の赤外光を受光してもよい。
前記プリズムからの前記可視光を受光して光電変換する第１の固体撮像素子を含む可視光検出部と、
前記プリズムからの前記複数の赤外光をそれぞれ受光して光電変換する複数の第２の固体撮像素子を含む赤外光検出部と、
前記可視光検出部及び／又は前記赤外光検出部から出力された電気信号を処理する信号処理部と、
を備え、
前記可視光検出部の検出結果に基づくカラー画像に、前記赤外光検出部の検出結果に基づく複数のＩＲ画像が重畳され、
被検体に前記第１の赤外光と同一波長の励起光が照射され、
前記入射光が、前記被検体の一の部位で反射される前記励起光及び／又は前記被検体の他の部位であって前記励起光を吸収した他の部位から発せられる、前記第２の赤外光と同一波長の蛍光を含む場合に、前記カラー画像に前記複数のＩＲ画像が重畳された画像において前記励起光及び／又は前記蛍光を判別可能である、撮像装置を提供する。
前記複数の赤外光は、いずれも近赤外光であってもよい。
前記複数の赤外光は、波長域が互いに異なる第１及び第２の赤外光を含み、前記第１及び第２の赤外光は、いずれも波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあってもよい。
前記第１の固体撮像素子は、カラー固体撮像素子であってもよい。
前記第１の固体撮像素子は、モノクロ固体撮像素子であってもよい。
前記信号処理部は、前記可視光検出部からの電気信号に基づいてカラー画像又はモノクロ画像を生成し、且つ、前記赤外光検出部からの電気信号に基づいてＩＲ画像を生成してもよい。
前記プリズムは、前記入射光を前記可視光と前記非可視光とに分岐する第１のプリズムガラスと、該第１のプリズムガラスに隣り合うように配置され、該第１のプリズムガラスで分岐された前記非可視光を波長域が互いに異なる第１及び第２の赤外光に分岐する第２のプリズムガラスと、前記第２のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第２のプリズムガラスからの前記第２の赤外光を透過させる第３のプリズムガラスとを含んでいてもよい。
前記第１のプリズムガラスは、前記入射光が入射される第１の入射面と、該第１の入射面を透過した前記入射光のうち前記可視光を前記第１の入射面に向けて反射させ、且つ、前記非可視光を透過させる第１のダイクロイック膜とを有し、前記第１の固体撮像素子は、前記第１の入射面で全反射された前記可視光を受光し、前記第２のプリズムガラスは、前記第１のダイクロイック膜を透過した前記非可視光が入射される第２の入射面と、該第２の入射面を透過した前記非可視光のうち前記第１の赤外光を前記第２の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第２の赤外光を透過させる第２のダイクロイック膜とを有し、前記複数の第２の固体撮像素子のうち一の第２の固体撮像素子は、前記第２の入射面で全反射された前記第１の赤外光を受光し、前記複数の第２の固体撮像素子のうち別の第２の固体撮像素子は、前記第２のダイクロイック膜を透過した前記第２の赤外光を受光し、前記別の第２の固体撮像素子は、前記第３のプリズムガラスを透過した前記第２の赤外光を受光してもよい。
前記プリズムは、前記入射光を前記可視光と前記非可視光とに分岐する第１のプリズムガラスと、前記第１のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第１のプリズムガラスで分岐された前記非可視光を第１の赤外光と、該第１の赤外光と波長域が異なり、且つ、互いに波長域が異なる第２及び第３の赤外光を含む光とに分岐する第２のプリズムガラスと、前記第２のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第２のプリズムガラスで分岐された前記第２及び第３の赤外光を含む光を前記第２の赤外光と前記第３の赤外光とに分岐する第３のプリズムガラスと、前記第３のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第３のプリズムガラスからの前記第３の赤外光を透過させる第４のプリズムガラスとを含んでいてもよい。
前記第１のプリズムガラスは、前記入射光が入射される第１の入射面と、該第１の入射面を透過した前記入射光のうち前記可視光を前記第１の入射面に向けて反射させ、且つ、前記非可視光を透過させる第１のダイクロイック膜とを有し、
前記第１の固体撮像素子は、前記第１の入射面で全反射された前記可視光を受光し、
前記第２のプリズムガラスは、前記第１のダイクロイック膜を透過した前記非可視光が入射される第２の入射面と、該第２の入射面を透過した前記非可視光のうち前記第１の赤外光を前記第２の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第２及び第３の赤外光を含む光を透過させる第２のダイクロイック膜とを有し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち一の第２の固体撮像素子は、前記第２の入射面で全反射された前記第１の赤外光を受光し、
前記第３のプリズムガラスは、前記第２のダイクロイック膜を透過した前記第２及び第３の赤外光を含む光が入射される第３の入射面と、該第３の入射面を透過した前記第２及び第３の赤外光を含む光のうち前記第２の赤外光を前記第３の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第３の赤外光を透過させる第３のダイクロイック膜とを有し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち別の第２の固体撮像素子は、前記第３の入射面で全反射された前記第２の赤外光を受光し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち更なる別の第２の固体撮像素子は、前記第３のダイクロイック膜を透過した前記第３の赤外光を受光し、
前記更なる別の第２の固体撮像素子は、前記第４のプリズムガラスを透過した前記第３の赤外光を受光してもよい。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。本明細書において、本発明に係る撮像装置が複数の効果を奏することが記載される場合でも、本発明に係る撮像装置は、少なくとも１つの効果を奏すればよい。本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
本発明について、以下の順序で説明を行う。
１．導入
２．本発明の第１の実施形態に係る撮像装置
３．本発明の第２の実施形態に係る撮像装置
４．本発明の変形例
１．導入
２．本発明の第１の実施形態に係る撮像装置
３．本発明の第２の実施形態に係る撮像装置
４．本発明の変形例
１．＜導入＞
本発明に係る撮像装置は、主に、撮像対象の物体である対象物の表面及び／又は内部の検査に用いられる。以下では、当該対象物を被検体とも呼ぶ。
被検体の具体例としては、例えば生体、医薬品、水、食品、包装等が挙げられる。
すなわち、本発明に係る撮像装置は、例えば、医薬品成分分析、生体組織検査・観察を含めた医療分野、食品の鮮度判定検査、食品の異物混入検査を含めた食品分野等に幅広く応用することが期待される。
一例として、本発明に係る撮像装置を例えばドローン等に搭載することにより、広大な田畑を上空から広範囲に撮像することも可能となる。この際、本発明に係る撮像装置は、例えば農産物の生育状態を検出することも可能である。
一例として、本発明に係る撮像装置が生体内部の検査に用いられる場合に、本発明に係る撮像装置は例えば内視鏡に取り付けられる。
本発明に係る撮像装置は、主に、撮像対象の物体である対象物の表面及び／又は内部の検査に用いられる。以下では、当該対象物を被検体とも呼ぶ。
被検体の具体例としては、例えば生体、医薬品、水、食品、包装等が挙げられる。
すなわち、本発明に係る撮像装置は、例えば、医薬品成分分析、生体組織検査・観察を含めた医療分野、食品の鮮度判定検査、食品の異物混入検査を含めた食品分野等に幅広く応用することが期待される。
一例として、本発明に係る撮像装置を例えばドローン等に搭載することにより、広大な田畑を上空から広範囲に撮像することも可能となる。この際、本発明に係る撮像装置は、例えば農産物の生育状態を検出することも可能である。
一例として、本発明に係る撮像装置が生体内部の検査に用いられる場合に、本発明に係る撮像装置は例えば内視鏡に取り付けられる。
２．＜本発明の第１の実施形態に係る撮像装置＞
以下、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１０について、図１及び図２を参照して説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１０の構成が模式的に示されている。図２には、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１０により検出される複数（例えば３つ）の光の波長域が示されている。
撮像装置１０は、図１に示されるように、一例として３板式のプリズムカメラである。撮像装置１０は、プリズム５０と、可視光検出部１００と、赤外光検出部２００と、信号処理部３００とを備えている。
さらに、撮像装置１０は、プリズム５０の前段にレンズ５を有している。なお、レンズ５は、撮像装置１０において必須のものではない。
以下、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１０について、図１及び図２を参照して説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１０の構成が模式的に示されている。図２には、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１０により検出される複数（例えば３つ）の光の波長域が示されている。
撮像装置１０は、図１に示されるように、一例として３板式のプリズムカメラである。撮像装置１０は、プリズム５０と、可視光検出部１００と、赤外光検出部２００と、信号処理部３００とを備えている。
さらに、撮像装置１０は、プリズム５０の前段にレンズ５を有している。なお、レンズ５は、撮像装置１０において必須のものではない。
プリズム５０は、例えばレンズ５を介した入射光を、可視光と、波長域が互いに異なる複数の赤外光とに分岐する。当該入射光は、一例として、被検体で反射された光（例えば太陽光等の自然光、照明光等の人工光など）、被検体（例えば発光体、蛍光体等）から放出される光である。
プリズム５０は、一例として、入射光を可視光ＶＬ（例えば３８０ｎｍ～７００ｎｍの波長域の光、以下同様）と、第１の赤外光ＩＲ１と、第２の赤外光ＩＲ２とに分岐する。
ここで、一般に、近赤外光の波長域は約７００ｎｍ～２５００ｎｍであり、中赤外光の波長域は約２５００ｎｍ～４０００ｎｍであり、遠赤外光の波長域は例えば約４０００ｎｍ～１０００μｍである。
一例として、図２に示すように、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２は、いずれも近赤外光である。
第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２は、波長域が互いに全く異なる、すなわち波長域が互いに重複する部分を有しない。
さらに、一例として、第１の赤外光ＩＲ１の波長域は例えば７１０ｎｍ～８１０ｎｍであり、第２の赤外光ＩＲ２の波長域は例えば８２０ｎｍ～１０００ｎｍである。
なお、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２の少なくとも一方は、近赤外光より長波長側の光（中赤外光又は遠赤外光）であってもよい。
プリズム５０は、一例として、入射光を可視光ＶＬ（例えば３８０ｎｍ～７００ｎｍの波長域の光、以下同様）と、第１の赤外光ＩＲ１と、第２の赤外光ＩＲ２とに分岐する。
ここで、一般に、近赤外光の波長域は約７００ｎｍ～２５００ｎｍであり、中赤外光の波長域は約２５００ｎｍ～４０００ｎｍであり、遠赤外光の波長域は例えば約４０００ｎｍ～１０００μｍである。
一例として、図２に示すように、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２は、いずれも近赤外光である。
第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２は、波長域が互いに全く異なる、すなわち波長域が互いに重複する部分を有しない。
さらに、一例として、第１の赤外光ＩＲ１の波長域は例えば７１０ｎｍ～８１０ｎｍであり、第２の赤外光ＩＲ２の波長域は例えば８２０ｎｍ～１０００ｎｍである。
なお、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２の少なくとも一方は、近赤外光より長波長側の光（中赤外光又は遠赤外光）であってもよい。
可視光検出部１００は、プリズム５０で分岐された可視光ＶＬを受光して光電変換する第１の固体撮像素子１００ａを含む。第１の固体撮像素子１００ａは、イメージセンサとも呼ばれる。
ここでは、第１の固体撮像素子１００ａとして、可視光ＶＬに含まれるＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光を検出するカラー固体撮像素子が用いられている。
第１の固体撮像素子１００ａは、２次元配列された複数の画素を含む。各画素は、一例として、受光素子（例えばフォトダイオード）と、受光素子の前段に配置され受光素子に光を集光させるオンチップレンズと、受光素子とオンチップレンズとの間に配置されたカラーフィルタとを含む。このカラーフィルタは、赤色光、緑色光及び青色光のいずれかを透過させる。
第１の固体撮像素子１００ａにおいて、各画素の受光素子は、受光した色光（赤色光、緑色光又は青色光）を電気信号に変換して、信号処理部３００に出力する。
ここでは、第１の固体撮像素子１００ａとして、可視光ＶＬに含まれるＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光を検出するカラー固体撮像素子が用いられている。
第１の固体撮像素子１００ａは、２次元配列された複数の画素を含む。各画素は、一例として、受光素子（例えばフォトダイオード）と、受光素子の前段に配置され受光素子に光を集光させるオンチップレンズと、受光素子とオンチップレンズとの間に配置されたカラーフィルタとを含む。このカラーフィルタは、赤色光、緑色光及び青色光のいずれかを透過させる。
第１の固体撮像素子１００ａにおいて、各画素の受光素子は、受光した色光（赤色光、緑色光又は青色光）を電気信号に変換して、信号処理部３００に出力する。
赤外光検出部２００は、プリズム５０で分岐された波長域が互いに全く異なる複数の赤外光（第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２）をそれぞれ受光する複数（例えば２つ）の第２の固体撮像素子２００ａ（２００ａ１、２００ａ２）を含む。各第２の固体撮像素子２００ａは、イメージセンサとも呼ばれる。
ここでは、各第２の固体撮像素子２００ａとして、対応する赤外光を受光するモノクロ固体撮像素子が用いられている。各第２の固体撮像素子２００ａの受光素子は、一例として、対応する赤外光の波長域に対する受光感度が高い材料が用いられている。
各第２の固体撮像素子２００ａは、２次元配列された複数の画素を含む。各画素は、一例として、受光素子（例えばフォトダイオード）と、該受光素子の前段に配置され受光素子に光を集光させるオンチップレンズとを含む。
各第２の固体撮像素子２００ａにおいて、各画素の受光素子は、受光した対応する赤外光（第１又は第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２）を電気信号に変換して、信号処理部３００に出力する。
ここでは、各第２の固体撮像素子２００ａとして、対応する赤外光を受光するモノクロ固体撮像素子が用いられている。各第２の固体撮像素子２００ａの受光素子は、一例として、対応する赤外光の波長域に対する受光感度が高い材料が用いられている。
各第２の固体撮像素子２００ａは、２次元配列された複数の画素を含む。各画素は、一例として、受光素子（例えばフォトダイオード）と、該受光素子の前段に配置され受光素子に光を集光させるオンチップレンズとを含む。
各第２の固体撮像素子２００ａにおいて、各画素の受光素子は、受光した対応する赤外光（第１又は第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２）を電気信号に変換して、信号処理部３００に出力する。
信号処理部３００は、可視光検出部１００及び赤外光検出部２００から出力された電気信号を処理する。
具体的には、信号処理部３００は、可視光検出部１００からの電気信号（詳しくは第１の固体撮像素子１００ａから出力された電気信号）に基づいてカラー画像を生成し、且つ、赤外光検出部２００からの電気信号（例えば第２の固体撮像素子２００ａ１、２００ａ２から出力された電気信号）に基づいてＩＲ画像を生成する。
具体的には、信号処理部３００は、可視光検出部１００からの電気信号（詳しくは第１の固体撮像素子１００ａから出力された電気信号）に基づいてカラー画像を生成し、且つ、赤外光検出部２００からの電気信号（例えば第２の固体撮像素子２００ａ１、２００ａ２から出力された電気信号）に基づいてＩＲ画像を生成する。
ここで、被検体の各部位を構成する物質の状態、組成等により光の反射性、吸収性及び透過性が異なるため、当該部位毎の特徴が撮像画像（例えばカラー画像及びＩＲ画像）に多少なりとも反映されるはずである。
しかし、例えば被検体のカラー画像を視ることにより、その色情報から被検体の部位毎の特徴が概ね分かるが、各部位が正常であるか異常であるかを判別することは容易ではない。
一方、被検体のＩＲ画像には、カラー画像には現れない被検体の部位毎の特徴（性質（化学構造）の違いや状態の違い）が現れるので、被検体のＩＲ画像を視ることにより、被検体の各部位が正常であるか異常であるかを判別することが可能となる。
しかし、例えば被検体のカラー画像を視ることにより、その色情報から被検体の部位毎の特徴が概ね分かるが、各部位が正常であるか異常であるかを判別することは容易ではない。
一方、被検体のＩＲ画像には、カラー画像には現れない被検体の部位毎の特徴（性質（化学構造）の違いや状態の違い）が現れるので、被検体のＩＲ画像を視ることにより、被検体の各部位が正常であるか異常であるかを判別することが可能となる。
そこで、信号処理部３００は、カラー画像にＩＲ画像を重畳した画像を生成することが好ましい。カラー画像に対してＩＲ画像が重畳されることにより、被検体のカラー画像のみでは周囲の正常な部位とは区別がつかない異常な部位（例えば傷、腫瘍、脆弱部等）を判別することが可能となる。
また、互いに異なる波長域の複数の赤外光をそれぞれ画素毎に受光して得られる複数のＩＲ画像は、被検体の部位毎の画像が必ずしも一致しない。すなわち、ＩＲ画像では、当該ＩＲ画像の元となる赤外光の波長域によって被検体の部位毎の特徴が現れたり、現れなかったりすることが起こり得る。
換言すると、第１及び第２の赤外光は、波長域が異なるので、第２の固体撮像素子２００ａが画素毎に受光する第１の赤外光に基づくＩＲ画像（以下、ＩＲ画像１とする）と、第２の固体撮像素子２００ｂが画素毎に受光する第２の赤外光に基づくＩＲ画像（以下、ＩＲ画像２とする）とをカラー画像に重畳させることにより、被検体の各部位の特徴をより詳細に最終的な出力画像に反映させることができる。このように、撮像装置１０によれば、赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性を向上することができる。
換言すると、第１及び第２の赤外光は、波長域が異なるので、第２の固体撮像素子２００ａが画素毎に受光する第１の赤外光に基づくＩＲ画像（以下、ＩＲ画像１とする）と、第２の固体撮像素子２００ｂが画素毎に受光する第２の赤外光に基づくＩＲ画像（以下、ＩＲ画像２とする）とをカラー画像に重畳させることにより、被検体の各部位の特徴をより詳細に最終的な出力画像に反映させることができる。このように、撮像装置１０によれば、赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性を向上することができる。
一例として、撮像装置１０は、励起光を被検体の各部位に照射したときの蛍光反応の有無により該部位が異常か否かを判別する用途に用いることができる。詳述すると、この用途では、励起光をそのまま反射する部位は正常と判断し、励起光を吸収して蛍光（励起光より長波長の光）を発する部位を異常と判別する。
この場合には、励起光の波長域（赤外域）と蛍光の波長域（励起光より長波長側の赤外域）が異なり、且つ、蛍光の光量が励起光の光量に比べて非常に小さいので、赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性の向上が要求される。
撮像装置１０では、例えば、励起光が第１の赤外光ＩＲ１に一致し、且つ、蛍光が第２の赤外光ＩＲ２に一致する場合において、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２を個別に検出できる（赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性を向上できる）ので、励起光が被検体の各部位に照射されているか否か及び該部位が蛍光を発しているか否かを判別できる。つまり、実際に励起光が照射されていることが確認されている部位における蛍光反応の有無を判別することができる。
一方、単一の赤外光を用いて蛍光反応の有無を判別する場合には、励起光（赤外域）及び蛍光（励起光より長波長側の赤外域）の波長を含む波長域の赤外光を検出すると励起光及び蛍光を判別できなくなるので、例えば励起光を検出せずに蛍光のみを検出していた。この場合には、励起光が照射された部位と蛍光を発した部位との一致性を確認できず、判別の信頼性が低い。
この場合には、励起光の波長域（赤外域）と蛍光の波長域（励起光より長波長側の赤外域）が異なり、且つ、蛍光の光量が励起光の光量に比べて非常に小さいので、赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性の向上が要求される。
撮像装置１０では、例えば、励起光が第１の赤外光ＩＲ１に一致し、且つ、蛍光が第２の赤外光ＩＲ２に一致する場合において、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２を個別に検出できる（赤外域で得られる撮像対象の情報の分離性を向上できる）ので、励起光が被検体の各部位に照射されているか否か及び該部位が蛍光を発しているか否かを判別できる。つまり、実際に励起光が照射されていることが確認されている部位における蛍光反応の有無を判別することができる。
一方、単一の赤外光を用いて蛍光反応の有無を判別する場合には、励起光（赤外域）及び蛍光（励起光より長波長側の赤外域）の波長を含む波長域の赤外光を検出すると励起光及び蛍光を判別できなくなるので、例えば励起光を検出せずに蛍光のみを検出していた。この場合には、励起光が照射された部位と蛍光を発した部位との一致性を確認できず、判別の信頼性が低い。
そこで、信号処理部３００は、カラー画像に、複数の第２の固体撮像素子２００ａ（例えば第２の固体撮像素子２００ａ１、３００ａ２）から出力された電気信号に基づくＩＲ画像（ＩＲ画像１及びＩＲ画像２）を重畳させることがより好ましい。
この場合には、ＩＲ画像１及びＩＲ画像２の一方からでは、判別できない異常な部位を判別することも可能となる。
さらに、被検体の同一部位からの反射光を可視光ＶＬ、プリズム５０を備える撮像装置１０を用いて３つの（カラー画像、ＩＲ画像１、ＩＲ画像２）を重畳させるので、被検体の同一部位における当該３つの画像をそのまま重畳させることができる。すなわち、１台の撮像装置１０を用いて、精確且つ容易に当該３つの画像を重畳させることができる。
一方、例えば、当該３つの画像の各々を撮像する３台の撮像装置（例えばカメラ）を用いて、被検体の同一部位の当該３つの画像を重畳させる場合には、３台のカメラを被検体の同一部位を撮像できるよう精確に位置決めするか、もしくは３つの画像から同一部位の画像を抽出して重畳する必要がある。この場合には、コストが嵩む上、制御もしくは処理が煩雑となる。
なお、カラー画像の生成及び／又はＩＲ画像の生成は、信号処理部３００によらず、画像を生成する外部機器により行ってもよい。
例えば、信号処理部３００は、可視光検出部１００からの電気信号及び／又は赤外光検出部２００からの電気信号を、当該外部機器に転送してもよい。
この場合には、ＩＲ画像１及びＩＲ画像２の一方からでは、判別できない異常な部位を判別することも可能となる。
さらに、被検体の同一部位からの反射光を可視光ＶＬ、プリズム５０を備える撮像装置１０を用いて３つの（カラー画像、ＩＲ画像１、ＩＲ画像２）を重畳させるので、被検体の同一部位における当該３つの画像をそのまま重畳させることができる。すなわち、１台の撮像装置１０を用いて、精確且つ容易に当該３つの画像を重畳させることができる。
一方、例えば、当該３つの画像の各々を撮像する３台の撮像装置（例えばカメラ）を用いて、被検体の同一部位の当該３つの画像を重畳させる場合には、３台のカメラを被検体の同一部位を撮像できるよう精確に位置決めするか、もしくは３つの画像から同一部位の画像を抽出して重畳する必要がある。この場合には、コストが嵩む上、制御もしくは処理が煩雑となる。
なお、カラー画像の生成及び／又はＩＲ画像の生成は、信号処理部３００によらず、画像を生成する外部機器により行ってもよい。
例えば、信号処理部３００は、可視光検出部１００からの電気信号及び／又は赤外光検出部２００からの電気信号を、当該外部機器に転送してもよい。
信号処理部３００は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等により構成されている。
以下に、撮像装置１０の構成をより詳細に説明する。
図１に戻り、プリズム５０は、入射光ＩＬを可視光ＶＬと、波長域が互いに異なる第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２を含む光（非可視光）とに分岐する第１のプリズムガラス５１と、該第１のプリズムガラス５１に隣り合うように配置され、該第１のプリズムガラス５１で分岐された非可視光を第１の赤外光ＩＲ１と第２の赤外光ＩＲ２とに分岐する第２のプリズムガラス５２と、を含む。
図１に戻り、プリズム５０は、入射光ＩＬを可視光ＶＬと、波長域が互いに異なる第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２を含む光（非可視光）とに分岐する第１のプリズムガラス５１と、該第１のプリズムガラス５１に隣り合うように配置され、該第１のプリズムガラス５１で分岐された非可視光を第１の赤外光ＩＲ１と第２の赤外光ＩＲ２とに分岐する第２のプリズムガラス５２と、を含む。
第１のプリズムガラス５１は、入射光ＩＬが入射される第１の入射面５１ｂと、該第１の入射面５１ｂに対向する面に設けられた第１のダイクロイック膜５１ａとを有する。
第１のダイクロイック膜５１ａは、入射光ＩＬに含まれる可視光ＶＬ（例えば３８０ｎｍ～７００ｎｍの波長域の光）を第１の入射面５１ｂに向けて反射させ、且つ、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２を含む光（非可視光、例えば７１０ｎｍ以上の波長の赤外光）を透過させる。このように、可視光ＶＬの波長域の上限と第１の赤外光ＩＲ１の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍとすることにより、可視光ＶＬと第１の赤外光とのクロストークを抑制することが可能となる。
第１のダイクロイック膜５１ａで反射された可視光ＶＬは、第１の入射面５１ｂで全反射する入射角（臨界角）で該第１の入射面５１ｂに入射される。
第１の入射面５１ｂで全反射された可視光ＶＬは、第１のプリズムガラス５１の、第１の入射面５１ｂと第１のダイクロイック膜５１ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して第１の固体撮像素子１００ａに入射される。
第１のダイクロイック膜５１ａは、入射光ＩＬに含まれる可視光ＶＬ（例えば３８０ｎｍ～７００ｎｍの波長域の光）を第１の入射面５１ｂに向けて反射させ、且つ、第１及び第２の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２を含む光（非可視光、例えば７１０ｎｍ以上の波長の赤外光）を透過させる。このように、可視光ＶＬの波長域の上限と第１の赤外光ＩＲ１の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍとすることにより、可視光ＶＬと第１の赤外光とのクロストークを抑制することが可能となる。
第１のダイクロイック膜５１ａで反射された可視光ＶＬは、第１の入射面５１ｂで全反射する入射角（臨界角）で該第１の入射面５１ｂに入射される。
第１の入射面５１ｂで全反射された可視光ＶＬは、第１のプリズムガラス５１の、第１の入射面５１ｂと第１のダイクロイック膜５１ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して第１の固体撮像素子１００ａに入射される。
第２のプリズムガラス５２は、第１のダイクロイック膜５１ａを透過した非可視光が入射される第２の入射面５２ｂと、該第２の入射面５２ｂに対向する面に設けられた第２のダイクロイック膜５２ａとを有する。
第２のダイクロイック膜５２ａは、第１のダイクロイック膜５１ａを透過した非可視光のうち第１の赤外光ＩＲ１（例えば７１０ｎｍ～８２０ｎｍの波長域の光）を第２の入射面５２ｂに向けて反射させ、且つ、第２の赤外光ＩＲ２（例えば８３０ｎｍ～１０００ｎｍの波長域の光）を透過させる。このように、第１の赤外光ＩＲ１の波長域の上限と、第２の赤外光ＩＲ２の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍとすることにより、第１の赤外光ＩＲ１と第２の赤外光ＩＲ２とのクロストークを抑制することが可能となる。
第２のダイクロイック膜５２ａで反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２の入射面５２ｂで全反射する入射角（臨界角より大きい入射角）で該第２の入射面５２ｂに入射される。
第２の入射面５２ｂで全反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２のプリズムガラス５２の、第２の入射面５２ｂと第２のダイクロイック膜５２ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して一の第２の固体撮像素子２００ａ１に入射される。
第２のダイクロイック膜５２ａは、第１のダイクロイック膜５１ａを透過した非可視光のうち第１の赤外光ＩＲ１（例えば７１０ｎｍ～８２０ｎｍの波長域の光）を第２の入射面５２ｂに向けて反射させ、且つ、第２の赤外光ＩＲ２（例えば８３０ｎｍ～１０００ｎｍの波長域の光）を透過させる。このように、第１の赤外光ＩＲ１の波長域の上限と、第２の赤外光ＩＲ２の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍとすることにより、第１の赤外光ＩＲ１と第２の赤外光ＩＲ２とのクロストークを抑制することが可能となる。
第２のダイクロイック膜５２ａで反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２の入射面５２ｂで全反射する入射角（臨界角より大きい入射角）で該第２の入射面５２ｂに入射される。
第２の入射面５２ｂで全反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２のプリズムガラス５２の、第２の入射面５２ｂと第２のダイクロイック膜５２ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して一の第２の固体撮像素子２００ａ１に入射される。
プリズム５０は、第２のプリズムガラス５２に隣り合うように配置され、第２のプリズムガラス５２からの（第２のダイクロイック膜５２ａを透過した）第２の赤外光ＩＲ２をそのまま透過させる第３のプリズムガラス５３を更に含む。
第３のプリズムガラス５３を透過した第２の赤外光ＩＲ２は、別の第２の固体撮像素子２００ａ２に入射される。
第３のプリズムガラス５３を透過した第２の赤外光ＩＲ２は、別の第２の固体撮像素子２００ａ２に入射される。
３．＜本発明の第２の実施形態に係る撮像装置＞
以下に、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置２０について、図３及び図４を参照して説明する。
撮像装置２０は、図３に示すように、プリズムが４つのプリズムガラスを含む、４板式のプリズムカメラである。
以下に、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置２０について、図３及び図４を参照して説明する。
撮像装置２０は、図３に示すように、プリズムが４つのプリズムガラスを含む、４板式のプリズムカメラである。
撮像装置２０では、プリズム５００は、入射光ＩＬを可視光ＶＬと、波長域が互いに異なる第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３を含む光（非可視光）とに分岐する第１のプリズムガラス５０１と、第１のプリズムガラス５０１に隣り合うように配置され、第１のプリズムガラス５０１で分岐された非可視光を第１の赤外光ＩＲ１と、第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３を含む光とに分岐する第２のプリズムガラス５０２と、第２のプリズムガラス５０２に隣り合うように配置され、第２のプリズムガラス５０２で分岐された第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３を含む光を第２の赤外光ＩＲ２と第３の赤外光ＩＲ３とに分岐する第３のプリズムガラス５０３と、を含む。
一例として、図４に示すように、第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３は、いずれも近赤外光である。第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３の中で、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が最も短波長側であり、第３の赤外光ＩＲ３の波長域が最も長波長域側である。
第１のプリズムガラス５０１は、入射光ＩＬが入射される第１の入射面５０１ｂと、該第１の入射面５０１ｂに対向する面に設けられた第１のダイクロイック膜５０１ａとを有する。
第１のダイクロイック膜５０１ａは、第１の入射面５０１ｂを透過した入射光ＩＬのうち可視光ＶＬ（例えば３８０ｎｍ～７００ｎｍの波長域の光）を第１の入射面５０１ｂに向けて反射させ、且つ、第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３を含む光（非可視光、例えば７１０ｎｍ以上の波長の光）を透過させる。このように、可視光ＶＬの波長域の上限と第１の赤外光ＩＲ１の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍ以上とすることにより、可視光ＶＬと第１の赤外光ＩＲ１とのクロストークを抑制することが可能となる。
第１のダイクロイック膜５０１ａで反射された可視光ＶＬは、第１の入射面５０１ｂで全反射される入射角（臨界角より大きい入射角）で該第１の入射面５０１ｂに入射される。
第１の入射面５０１ｂで全反射された可視光ＶＬは、第１のプリズムガラス５０１の、第１の入射面５０１ｂと第１のダイクロイック膜５０１ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して第１の固体撮像素子１００ａに入射される。
第１のダイクロイック膜５０１ａは、第１の入射面５０１ｂを透過した入射光ＩＬのうち可視光ＶＬ（例えば３８０ｎｍ～７００ｎｍの波長域の光）を第１の入射面５０１ｂに向けて反射させ、且つ、第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３を含む光（非可視光、例えば７１０ｎｍ以上の波長の光）を透過させる。このように、可視光ＶＬの波長域の上限と第１の赤外光ＩＲ１の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍ以上とすることにより、可視光ＶＬと第１の赤外光ＩＲ１とのクロストークを抑制することが可能となる。
第１のダイクロイック膜５０１ａで反射された可視光ＶＬは、第１の入射面５０１ｂで全反射される入射角（臨界角より大きい入射角）で該第１の入射面５０１ｂに入射される。
第１の入射面５０１ｂで全反射された可視光ＶＬは、第１のプリズムガラス５０１の、第１の入射面５０１ｂと第１のダイクロイック膜５０１ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して第１の固体撮像素子１００ａに入射される。
第２のプリズムガラス５０２は、第１のダイクロイック膜５０１ａを透過した第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３を含む光（非可視光）が入射される第２の入射面５０２ｂと、該第２の入射面５０２ｂに対向する第２のダイクロイック膜５０２ａとを有する。
第２のダイクロイック膜５０２ａは、第２の入射面５０２ｂを透過した第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３を含む光（非可視光）のうち第１の赤外光ＩＲ１（例えば７１０ｎｍ～８００ｎｍの波長域の光）を第２の入射面５０２ｂに向けて反射し、且つ、第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３（例えば８１０ｎｍ以上の波長の光）を透過させる。このように、第１の赤外光ＩＲ１の波長域の上限と第２の赤外光ＩＲ２の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍ以上とすることにより、第１の赤外光ＩＲ１と第２の赤外光ＩＲ２とのクロストークを抑制することが可能となる。
第２のダイクロイック膜５０２ａで反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２の入射面５０２ｂで全反射される入射角（臨界角より大きい入射角）で該第２の入射面５０２ｂに入射される。
第２の入射面５０２ｂで全反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２のプリズムガラス５０２の、第２の入射面５０２ｂと第２のダイクロイック膜５０２ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して一の第２の固体撮像素子２００ａ１に入射される。
第２のダイクロイック膜５０２ａは、第２の入射面５０２ｂを透過した第１、第２及び第３の赤外光ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３を含む光（非可視光）のうち第１の赤外光ＩＲ１（例えば７１０ｎｍ～８００ｎｍの波長域の光）を第２の入射面５０２ｂに向けて反射し、且つ、第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３（例えば８１０ｎｍ以上の波長の光）を透過させる。このように、第１の赤外光ＩＲ１の波長域の上限と第２の赤外光ＩＲ２の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍ以上とすることにより、第１の赤外光ＩＲ１と第２の赤外光ＩＲ２とのクロストークを抑制することが可能となる。
第２のダイクロイック膜５０２ａで反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２の入射面５０２ｂで全反射される入射角（臨界角より大きい入射角）で該第２の入射面５０２ｂに入射される。
第２の入射面５０２ｂで全反射された第１の赤外光ＩＲ１は、第２のプリズムガラス５０２の、第２の入射面５０２ｂと第２のダイクロイック膜５０２ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して一の第２の固体撮像素子２００ａ１に入射される。
第３のプリズムガラス５０３は、第２のダイクロイック膜５０１ａを透過した第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３を含む光が入射される第３の入射面５０３ｂと、該第３の入射面５０３ｂに対向する第３のダイクロイック膜５０３ａとを有する。
第３のダイクロイック膜５０３ａは、第３の入射面５０３ｂを透過した第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３を含む光のうち第２の赤外光ＩＲ２（例えば８１０ｎｍ～９００ｎｍの波長域の光）を第３の入射面５０３ｂに向けて反射し、且つ、第３の赤外光ＩＲ３（例えば９１０ｎｍ～１０００ｎｍの波長域の光）を透過させる。このように、第２の赤外光ＩＲ２の波長域の上限と第３の赤外光ＩＲ３の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍ以上とすることにより、第２の赤外光ＩＲ２と第３の赤外光ＩＲ３とのクロストークを抑制することが可能となる。
第３のダイクロイック膜５０３ａで反射された第２の赤外光ＩＲ２は、第３の入射面５０３ｂで全反射される入射角（臨界角より大きい入射角）で該第３の入射面５０３ｂに入射される。
第３の入射面５０３ｂで全反射された第２の赤外光ＩＲ２は、第３のプリズムガラス５０３の、第２の入射面５０３ｂと第２のダイクロイック膜５０３ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して別の第２の固体撮像素子２００ａ２に入射される。
第３のダイクロイック膜５０３ａを透過した第３の赤外光ＩＲ３は、更なる別の第２の固体撮像素子２００ａ３に入射される。
第３のダイクロイック膜５０３ａは、第３の入射面５０３ｂを透過した第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３を含む光のうち第２の赤外光ＩＲ２（例えば８１０ｎｍ～９００ｎｍの波長域の光）を第３の入射面５０３ｂに向けて反射し、且つ、第３の赤外光ＩＲ３（例えば９１０ｎｍ～１０００ｎｍの波長域の光）を透過させる。このように、第２の赤外光ＩＲ２の波長域の上限と第３の赤外光ＩＲ３の波長域の下限との差を例えば１０ｎｍ以上とすることにより、第２の赤外光ＩＲ２と第３の赤外光ＩＲ３とのクロストークを抑制することが可能となる。
第３のダイクロイック膜５０３ａで反射された第２の赤外光ＩＲ２は、第３の入射面５０３ｂで全反射される入射角（臨界角より大きい入射角）で該第３の入射面５０３ｂに入射される。
第３の入射面５０３ｂで全反射された第２の赤外光ＩＲ２は、第３のプリズムガラス５０３の、第２の入射面５０３ｂと第２のダイクロイック膜５０３ａが設けられた面とを繋ぐ面を透過して別の第２の固体撮像素子２００ａ２に入射される。
第３のダイクロイック膜５０３ａを透過した第３の赤外光ＩＲ３は、更なる別の第２の固体撮像素子２００ａ３に入射される。
プリズム５００は、第３のプリズムガラス５０３に隣り合うように配置され、第３のプリズムガラス５０３からの第３の赤外光ＩＲ３をそのまま透過させる第４のプリズムガラス５０４を含み、更なる別の第２の固体撮像素子２００ａ３は、第４のプリズムガラス５０４を透過した第３の赤外光ＩＲ３を受光する。
４．＜本発明の変形例＞
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、本発明に係る撮像装置として、３板又は４板のプリズムカメラを例にとって説明したが、本発明は、５板以上のプリズムカメラにも適用可能である。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、本発明に係る撮像装置として、３板又は４板のプリズムカメラを例にとって説明したが、本発明は、５板以上のプリズムカメラにも適用可能である。
上記各実施形態では、第１の固体撮像素子として、カラー固体撮像素子を用いているが、これに限らない。
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ検出する３つの第１の固体撮像素子を有していてもよい。この場合には、撮像装置に５板以上のプリズムカメラを用いて、波長域が異なる複数の赤外光を受光する必要がある。
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち２色の光を検出する第１の固体撮像素子及び残りの１色の光を検出する第１の固体撮像素子を用いてもよい。この場合には、撮像装置に４板以上のプリズムカメラを用いて、波長域が異なる複数の赤外光を受光する必要がある。
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色の光を検出する第１の固体撮像素子のみを用いてもよい。この場合には、撮像装置に３板以上のプリズムカメラを用いて、波長域が異なる複数の赤外光を受光する必要がある。
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ検出する３つの第１の固体撮像素子を有していてもよい。この場合には、撮像装置に５板以上のプリズムカメラを用いて、波長域が異なる複数の赤外光を受光する必要がある。
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち２色の光を検出する第１の固体撮像素子及び残りの１色の光を検出する第１の固体撮像素子を用いてもよい。この場合には、撮像装置に４板以上のプリズムカメラを用いて、波長域が異なる複数の赤外光を受光する必要がある。
例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色の光を検出する第１の固体撮像素子のみを用いてもよい。この場合には、撮像装置に３板以上のプリズムカメラを用いて、波長域が異なる複数の赤外光を受光する必要がある。
上記各実施形態では、信号処理部３００は、可視光検出部からの各色の信号及び赤外光検出部からの複数の赤外光の信号の全てを処理し、カラー画像及びＩＲ画像を生成しているが、これら複数の信号のうち必要に応じて少なくとも２つの信号のみを選択的に処理し、画像（例えば色画像及び／又はＩＲ画像）を生成してもよい。
上記各実施形態では、プリズムは、可視光ＶＬ、第１の赤外光ＩＲ１、第２の赤外光ＩＲ２の順に光を取り出しているが、この順を変更してもよい。
上記各実施形態において、各赤外光の波長域は、適宜変更可能である。
例えば、上記第１の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第１の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第１の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が４０００ｎｍ～１０００μｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第３の赤外光ＩＲ３の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第３の赤外光ＩＲ３の波長域が４０００ｎｍ～１０００μｍの範囲内にあってもよい。
例えば、５板のプリズムカメラを用いて１つの可視光ＶＬ及び第１～第４の赤外光（４つの赤外光）を検出する場合に、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第３の赤外光ＩＲ３の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第４の赤外光ＩＲ４の波長域が４０００ｎｍ～１０００μｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第１の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第１の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第１の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が４０００ｎｍ～１０００μｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、第２及び第３の赤外光ＩＲ２、ＩＲ３の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第３の赤外光ＩＲ３の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記第２の実施形態では、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第３の赤外光ＩＲ３の波長域が４０００ｎｍ～１０００μｍの範囲内にあってもよい。
例えば、５板のプリズムカメラを用いて１つの可視光ＶＬ及び第１～第４の赤外光（４つの赤外光）を検出する場合に、第１の赤外光ＩＲ１の波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第２の赤外光ＩＲ２の波長域が１０００ｎｍ～２５００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第３の赤外光ＩＲ３の波長域が２５００ｎｍ～４０００ｎｍの範囲内にあり、且つ、第４の赤外光ＩＲ４の波長域が４０００ｎｍ～１０００μｍの範囲内にあってもよい。
例えば、上記各実施形態の撮像装置の第１の固体撮像素子は、カラーフィルタ及びオンチップレンズの少なくとも一方を有していなくてもよい。第１の固体撮像素子は、例えば白黒画像の生成に用いられる場合は、カラーフィルタを有していなくてもよい。すなわち、第１の固体撮像素子は、モノクロ固体撮像素子であってもよい。
１０、２０：撮像装置、５０、５００：プリズム、５１、５０１：第１のプリズムガラス、５２、５０２：第２のプリズムガラス、５３、５０３：第３のプリズムガラス、５０４：第４のプリズムガラス、５１ａ、５０１ａ：第１のダイクロイック膜、５１ｂ、５０１ｂ：第１の入射面、５２ａ、５０２ａ：第２のダイクロイック膜、５２ｂ、５０２ｂ：第２の入射面、５０３ａ：第３のダイクロイック膜、５０３ｂ：第３の入射面、３００：信号処理部。
Claims (10)
- 入射光を可視光と非可視光とに分岐し、分岐された前記非可視光を波長域が互いに異なる、第１及び第２の赤外光を含む複数の赤外光に分岐するプリズムと、
前記プリズムからの前記可視光を受光して光電変換する第１の固体撮像素子を含む可視光検出部と、
前記プリズムからの前記複数の赤外光をそれぞれ受光して光電変換する複数の第２の固体撮像素子を含む赤外光検出部と、
前記可視光検出部及び／又は前記赤外光検出部から出力された電気信号を処理する信号処理部と、
を備え、
前記可視光検出部の検出結果に基づくカラー画像に、前記赤外光検出部の検出結果に基づく複数のＩＲ画像が重畳され、
被検体に前記第１の赤外光と同一波長の励起光が照射され、
前記入射光が、前記被検体の一の部位で反射される前記励起光及び／又は前記被検体の他の部位であって前記励起光を吸収した他の部位から発せられる、前記第２の赤外光と同一波長の蛍光を含む場合に、前記カラー画像に前記複数のＩＲ画像が重畳された画像において前記励起光及び／又は前記蛍光を判別可能である、撮像装置。 - 前記複数の赤外光は、いずれも近赤外光である、請求項１に記載の撮像装置。
- 前記複数の赤外光は、波長域が互いに重複する部分を有しない第１及び第２の赤外光を含み、
前記第１及び第２の赤外光は、いずれも波長域が７００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲内にある、請求項１又は２に記載の撮像装置。 - 前記第１の固体撮像素子は、カラー固体撮像素子である、請求項１～３のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記第１の固体撮像素子は、モノクロ固体撮像素子である、請求項１～３のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記信号処理部は、前記可視光検出部からの電気信号に基づいてカラー画像又はモノクロ画像を生成し、且つ、前記赤外光検出部からの電気信号に基づいてＩＲ画像を生成する、請求項１～５のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記プリズムは、前記入射光を前記可視光と前記非可視光とに分岐する第１のプリズムガラスと、該第１のプリズムガラスに隣り合うように配置され、該第１のプリズムガラスで分岐された前記非可視光を波長域が互いに異なる第１及び第２の赤外光に分岐する第２のプリズムガラスと、前記第２のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第２のプリズムガラスからの前記第２の赤外光を透過させる第３のプリズムガラスとを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記第１のプリズムガラスは、前記入射光が入射される第１の入射面と、該第１の入射面を透過した前記入射光のうち前記可視光を前記第１の入射面に向けて反射させ、且つ、前記非可視光を透過させる第１のダイクロイック膜とを有し、
前記第１の固体撮像素子は、前記第１の入射面で全反射された前記可視光を受光し、
前記第２のプリズムガラスは、前記第１のダイクロイック膜を透過した前記非可視光が入射される第２の入射面と、該第２の入射面を透過した前記非可視光のうち前記第１の赤外光を前記第２の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第２の赤外光を透過させる第２のダイクロイック膜とを有し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち一の第２の固体撮像素子は、前記第２の入射面で全反射された前記第１の赤外光を受光し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち別の第２の固体撮像素子は、前記第２のダイクロイック膜を透過した前記第２の赤外光を受光し、
前記別の第２の固体撮像素子は、前記第３のプリズムガラスを透過した前記第２の赤外光を受光する、請求項７に記載の撮像装置。 - 前記プリズムは、前記入射光を前記可視光と前記非可視光とに分岐する第１のプリズムガラスと、前記第１のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第１のプリズムガラスで分岐された前記非可視光を第１の赤外光と、該第１の赤外光と波長域が異なり、且つ、互いに波長域が異なる第２及び第３の赤外光を含む光とに分岐する第２のプリズムガラスと、前記第２のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第２のプリズムガラスで分岐された前記第２及び第３の赤外光を含む光を前記第２の赤外光と前記第３の赤外光とに分岐する第３のプリズムガラスと、前記第３のプリズムガラスに隣り合うように配置され、前記第３のプリズムガラスからの前記第３の赤外光を透過させる第４のプリズムガラスとを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の撮像装置。
- 前記第１のプリズムガラスは、前記入射光が入射される第１の入射面と、該第１の入射面を透過した前記入射光のうち前記可視光を前記第１の入射面に向けて反射させ、且つ、前記非可視光を透過させる第１のダイクロイック膜とを有し、
前記第１の固体撮像素子は、前記第１の入射面で全反射された前記可視光を受光し、
前記第２のプリズムガラスは、前記第１のダイクロイック膜を透過した前記非可視光が入射される第２の入射面と、該第２の入射面を透過した前記非可視光のうち前記第１の赤外光を前記第２の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第２及び第３の赤外光を含む光を透過させる第２のダイクロイック膜とを有し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち一の第２の固体撮像素子は、前記第２の入射面で全反射された前記第１の赤外光を受光し、
前記第３のプリズムガラスは、前記第２のダイクロイック膜を透過した前記第２及び第３の赤外光を含む光が入射される第３の入射面と、該第３の入射面を透過した前記第２及び第３の赤外光を含む光のうち前記第２の赤外光を前記第３の入射面に向けて反射させ、且つ、前記第３の赤外光を透過させる第３のダイクロイック膜とを有し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち別の第２の固体撮像素子は、前記第３の入射面で全反射された前記第２の赤外光を受光し、
前記複数の第２の固体撮像素子のうち更なる別の第２の固体撮像素子は、前記第３のダイクロイック膜を透過した前記第３の赤外光を受光し、
前記更なる別の第２の固体撮像素子は、前記第４のプリズムガラスを透過した前記第３の赤外光を受光する、請求項９に記載の撮像装置。
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