WO2024185372A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2024185372A1
WO2024185372A1 PCT/JP2024/003999 JP2024003999W WO2024185372A1 WO 2024185372 A1 WO2024185372 A1 WO 2024185372A1 JP 2024003999 W JP2024003999 W JP 2024003999W WO 2024185372 A1 WO2024185372 A1 WO 2024185372A1
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WO
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sensor
wavelength
light
transmittance
incident
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Application number
PCT/JP2024/003999
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English (en)
French (fr)
Inventor
祥吾 増田
Original Assignee
株式会社Ｊｖｃケンウッド
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Publication date
Application filed by 株式会社Ｊｖｃケンウッド filed Critical 株式会社Ｊｖｃケンウッド
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • 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
    • 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
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an imaging device.
  • a configuration using a multi-plate prism is known.
  • a configuration is known in which a spectroscopic prism is used to capture both visible light and infrared light (see, for example, Patent Document 1).
  • two sensors that capture light of a first wavelength and one sensor that captures light of a second wavelength may be used in combination.
  • the restriction arises that a sensor that captures the second wavelength must be placed on the exit surface of the first prism.
  • the first split surface of the three-plate prism is a half mirror and the second split surface is a dichroic mirror to separate the wavelengths, a sensor that captures the second wavelength can be placed on the exit surface of the second or third prism, but the light intensity of the second wavelength is halved by passing through the half mirror of the first split surface.
  • the present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a technology that maximizes the light intensity incident on multiple sensors while allowing freedom in the placement of the multiple sensors.
  • An imaging device includes a light splitting element having a first splitting surface that splits incident light into a first reflected light and a first transmitted light, and a second splitting surface that splits the first transmitted light into a second reflected light and a second transmitted light, a first sensor that captures the first reflected light, a second sensor that captures the second reflected light, and a third sensor that captures the second transmitted light.
  • the first splitting surface is configured to partially transmit a first wavelength with a first transmittance, partially reflect the first wavelength with a first reflectance, and transmit a second wavelength different from the first wavelength with a second transmittance having a value greater than both the first transmittance and the first reflectance.
  • the second splitting surface is configured to transmit one of the first wavelength and the second wavelength, and reflect the other of the first wavelength and the second wavelength.
  • the present invention makes it possible to maximize the light intensity incident on multiple sensors while allowing freedom in the placement of the multiple sensors.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • 11 is a table showing an example of optical characteristics of imaging devices according to an embodiment and a comparative example.
  • 5 is a graph showing a schematic diagram of wavelength characteristics of a first divided surface and a second divided surface in the first example.
  • 10 is a graph showing schematic wavelength characteristics of a first divided surface and a second divided surface in the second example.
  • 13 is a graph showing schematic wavelength characteristics of a first divided surface and a second divided surface in the third example.
  • 13 is a graph showing schematic wavelength characteristics of a first divided surface and a second divided surface in the fourth example.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an imaging device 10 according to an embodiment.
  • the imaging device 10 includes a first sensor 12, a second sensor 14, a third sensor 16, and a light splitting element 18.
  • the imaging device 10 is a so-called three-chip camera, and is configured to split incident light 50 using the light splitting element 18 and capture images with the first sensor 12, the second sensor 14, and the third sensor 16, respectively.
  • the light splitting element 18 comprises a first prism 22, a second prism 24, and a third prism 26.
  • the light splitting element 18 is a so-called three-plate prism.
  • the first prism 22 comprises a first entrance surface 28, a first splitting surface 30, and a first exit surface 32.
  • the second prism 24 comprises a second entrance surface 34, a second splitting surface 36, and a second exit surface 38.
  • the third prism 26 comprises a third entrance surface 40 and a third exit surface 42.
  • An air gap is provided between the first splitting surface 30 and the second entrance surface 34.
  • the incident light 50 incident on the first entrance surface 28 is split into a first reflected light 52 and a first transmitted light 54 at the first splitting surface 30.
  • the first reflected light 52 reflected at the first splitting surface 30 is totally internally reflected at the first entrance surface 28, then passes through the first exit surface 32 and heads towards the first sensor 12.
  • the first transmitted light 54 transmitted through the first splitting surface 30 is split into a second reflected light 56 and a second transmitted light 58 at the second splitting surface 36.
  • the second reflected light 56 reflected at the second splitting surface 36 is totally internally reflected at the second entrance surface 34, then passes through the second exit surface 38 and heads towards the second sensor 14.
  • the second transmitted light 58 transmitted through the second splitting surface 36 passes through the third entrance surface 40 and the third exit surface 42 and heads towards the third sensor 16.
  • the first sensor 12 is a sensor that captures a first wavelength.
  • One of the second sensor 14 and the third sensor 16 is a sensor that captures a first wavelength.
  • the other of the second sensor 14 and the third sensor 16 is a sensor that captures a second wavelength different from the first wavelength. Therefore, two of the first sensor 12, the second sensor 14, and the third sensor 16 are sensors that capture the first wavelength, and the remaining one of the first sensor 12, the second sensor 14, and the third sensor 16 is a sensor that captures the second wavelength.
  • the first wavelength is, for example, visible light
  • the second wavelength is, for example, infrared light.
  • the first wavelength may be infrared light
  • the second wavelength may be visible light.
  • the specific wavelengths of the first wavelength and the second wavelength are not particularly limited, and any wavelength in the wavelength range from ultraviolet light to infrared light may be selected.
  • At least one of the first wavelength and the second wavelength may have a predetermined wavelength range. For example, when the first wavelength or the second wavelength is visible light, the first wavelength or the second wavelength may mean a part or the entire visible wavelength range from red to blue.
  • the first sensor 12, the second sensor 14, and the third sensor 16 are visible light sensors that capture visible light or infrared light sensors that capture infrared light.
  • the visible light sensor and the infrared light sensor have an imaging element that has a plurality of pixels.
  • a two-dimensional image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) can be used.
  • the visible light sensor may be a color image sensor in which red (R), green (G), and blue (B) color filters are provided for each pixel.
  • the visible light sensor may be a polarization sensor in which multiple types of polarizers with different polarization directions are provided for each pixel.
  • the visible light sensor may be an event-based vision sensor (EVS) that outputs an image that extracts only pixels in which a change in luminance is detected.
  • EVS event-based vision sensor
  • the infrared light sensor may be a thermal image sensor for capturing a thermal image.
  • the infrared light sensor may be a distance image sensor that measures the distance to an object using the ToF (Time of Flight) method.
  • the first dividing surface 30 is configured to partially transmit and reflect the first wavelength and to completely transmit the second wavelength different from the first wavelength. That is, the first dividing surface 30 has partial transmittance and partial reflectance for the first wavelength and has total transmittance for the second wavelength.
  • the first dividing surface 30 is configured to be a half mirror for the first wavelength and to be substantially total transmittance (i.e., non-reflective) for the second wavelength.
  • Each of the first transmittance T1 and the first reflectance R1 of the first wavelength at the first dividing surface 30 is set within a range from a predetermined lower limit (e.g., 30%, 35%, 40%, or 45%) to a predetermined upper limit (e.g., 70%, 65%, 60%, or 55%), and is preferably 40% or more and 50% or less.
  • the second transmittance T2 of the second wavelength at the first dividing surface 30 is greater than the first transmittance T1 and the first reflectance R1 of the first wavelength at the first dividing surface 30 and is greater than a predetermined upper limit (e.g., 70%).
  • the second transmittance T2 of the second wavelength at the first dividing surface 30 is, for example, 90% or more, and preferably 95% or more.
  • the second splitting surface 36 is configured to totally transmit one of the first and second wavelengths and totally reflect the other of the first and second wavelengths. That is, the second splitting surface 36 has total transparency for one of the first and second wavelengths and total reflectivity for the other of the first and second wavelengths.
  • the second splitting surface 36 is a so-called dichroic mirror, which selectively transmits one of the first and second wavelengths and selectively reflects the other.
  • the transmittance of one of the first and second wavelengths at the second splitting surface 36 is greater than the first transmittance T1 and first reflectance R1 of the first wavelength at the first splitting surface 30 and is greater than a predetermined upper limit (e.g., 70%).
  • the transmittance of one of the first and second wavelengths at the second splitting surface 36 is, for example, 90% or more, and preferably 95% or more.
  • the reflectance of the other of the first and second wavelengths at the second dividing surface 36 is greater than the first transmittance T1 and the first reflectance R1 of the first wavelength at the first dividing surface 30, and is greater than a predetermined upper limit (e.g., 70%).
  • the reflectance of the other of the first and second wavelengths at the second dividing surface 36 is, for example, 90% or more, and preferably 95% or more.
  • Each of the first split surface 30 and the second split surface 36 can be formed, for example, from a dielectric multilayer mirror. By adjusting the refractive index and thickness of each layer that constitutes the dielectric multilayer, it is possible to realize the first split surface 30 and the second split surface 36 that have the desired wavelength characteristics as described above.
  • the amount of space available for placement varies depending on the position of the sensor.
  • the third sensor 16 is placed in a position that does not interfere with the light splitting element 18, so there is ample space available for placement, and a sensor with a relatively large sensor size D3 can be placed therein.
  • the second sensor 14 is close to the third prism 26, so there is little space available for placement, and only a sensor with a relatively small sensor size D2 can be placed therein.
  • the first sensor 12 has more space available for placement than the second sensor 14, but interference with the third prism 26 must be taken into consideration, so there is less space available for placement than the third sensor 16. Therefore, the sensor size D1 that the first sensor 12 can take is larger than the sensor size D2 that the second sensor 14 can take, and smaller than the sensor size D3 that the third sensor 16 can take (i.e., D3>D1>D2).
  • FIG. 2 is a table showing an example of optical characteristics of the imaging device 10 according to the embodiment and the comparative example.
  • the transmittance is set to 100% when there is substantially total transmission (i.e., no reflection), 0% when there is substantially total reflection (i.e., no transmission), and 50% when there is partial transmission and reflection.
  • the light intensity of the incident light on each of the first sensor 12, second sensor 14, and third sensor 16 is set to 100% when the light intensity of the incident light 50 is 100%, and the light loss due to passing through the light splitting element 18 is ignored.
  • the transmittance of the first wavelength at the first dividing surface 30 is 50%, and the transmittance of the second wavelength at the first dividing surface 30 is 100%.
  • the transmittance of the first wavelength at the second dividing surface 36 is 100%, and the transmittance of the second wavelength at the second dividing surface 36 is 0%.
  • the transmittance of the first wavelength at the second dividing surface 36 is 0%, and the transmittance of the second wavelength at the second dividing surface 36 is 100%.
  • the light intensity of the first wavelength incident on each of the first sensor 12 and the third sensor 16 is 50%, and the light intensity of the second wavelength incident on the second sensor 14 is 100%. Therefore, in the first embodiment, the first sensor 12 and the third sensor 16 are sensors that capture the first wavelength, and the second sensor 14 is a sensor that captures the second wavelength.
  • the light intensity of the first wavelength incident on each of the first sensor 12 and the second sensor 14 is 50%, and the light intensity of the second wavelength incident on the third sensor 16 is 100%. Therefore, in the second embodiment, the first sensor 12 and the second sensor 14 are sensors that capture the first wavelength, and the third sensor 16 is a sensor that captures the second wavelength.
  • a general half mirror and a dichroic mirror are combined as the first dividing surface 30 and the second dividing surface 36.
  • the first dividing surface 30 is a dichroic mirror, and the second dividing surface 36 is a half mirror.
  • the transmittance of the first wavelength at the first dividing surface 30 is 100%, and the transmittance of the second wavelength at the first dividing surface 30 is 0%.
  • the transmittance of the first wavelength at the second dividing surface 36 is 50%, and the transmittance of the second wavelength at the second dividing surface 36 is 50%.
  • the light intensity of the first wavelength incident on each of the second sensor 14 and the third sensor 16 is 50%, and the light intensity of the second wavelength incident on the first sensor 12 is 100%. Therefore, in Comparative Example 1, the second sensor 14 and the third sensor 16 are sensors that capture the first wavelength, and the first sensor 12 is a sensor that captures the second wavelength.
  • the light intensity of the first wavelength incident on each of the two sensors that capture the first wavelength can be maximized (e.g., 50%), and the light intensity of the second wavelength incident on one sensor that captures the second wavelength can be maximized (e.g., 100%).
  • the sensor that captures the second wavelength must be the first sensor 12.
  • the first dividing surface 30 is a half mirror, and the second dividing surface 36 is a dichroic mirror.
  • the transmittance of the first wavelength at the first dividing surface 30 is 50%, and the transmittance of the second wavelength at the first dividing surface 30 is 50%.
  • the transmittance of the first wavelength at the second dividing surface 36 is 100%, and the transmittance of the second wavelength at the second dividing surface 36 is 0%.
  • the transmittance of the first wavelength at the second dividing surface 36 is 0%, and the transmittance of the second wavelength at the second dividing surface 36 is 100%.
  • the light intensity of the first wavelength incident on each of the first sensor 12 and the third sensor 16 is 50%, and the light intensity of the second wavelength incident on each of the first sensor 12 and the second sensor 14 is 50%.
  • the light intensity of the first wavelength incident on each of the first sensor 12 and the second sensor 14 is 50%, and the light intensity of the second wavelength incident on each of the first sensor 12 and the third sensor 16 is 50%.
  • the sensor that captures the second wavelength can be the first sensor 12 or the second sensor 14, and in Comparative Example 3, the sensor that captures the second wavelength can be the first sensor 12 or the third sensor 16, so there are fewer restrictions on placement.
  • the light intensity of the second wavelength incident on the sensor that captures the second wavelength is about 50%, so the light intensity of the second wavelength incident on the sensor that captures the second wavelength cannot be maximized (e.g., 100%).
  • the light intensity of the first wavelength incident on each of the two sensors that capture the first wavelength can be maximized (e.g., 50%), and the light intensity of the second wavelength incident on one sensor that captures the second wavelength can also be maximized (e.g., 100%).
  • the sensor that captures the second wavelength can be disposed in the second sensor 14 or the third sensor 16. Therefore, according to the embodiment, the degree of freedom in sensor placement can be improved compared to Comparative Example 1, and the light intensity of the first or second wavelength incident on the three sensors can be maximized compared to Comparative Examples 2-3. According to the embodiment, it is possible to achieve both maximization of the light intensity incident on multiple sensors and the degree of freedom in placement of multiple sensors.
  • the sensor that captures the second wavelength is the second sensor 14, so it is possible to use, for example, large sensors as the two sensors that capture the first wavelength.
  • the sensor that captures the second wavelength is the third sensor 16, so it is possible to use, for example, a large sensor as the sensor that captures the second wavelength.
  • (First embodiment) 3 is a graph showing the wavelength characteristics of the first divided surface 30A and the second divided surface 36A according to Example 1.
  • the first example in FIG. 3 corresponds to the above-mentioned first embodiment in which the first wavelength is visible light of 700 nm or less and the second wavelength is infrared light of 800 nm or more.
  • the first divided surface 30A has a first transmittance for the first wavelength (visible light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second transmittance for the second wavelength (infrared light) of approximately 100% (e.g., 95% to 100%).
  • the first divided surface 30A has a first reflectance for the first wavelength (visible light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second reflectance for the second wavelength (infrared light) of approximately 0% (e.g., 0% to 5%).
  • the second split surface 36A has a transmittance of approximately 100% (e.g., 95% to 100%) for the first wavelength (visible light) and a transmittance of approximately 0% (e.g., 0% to 5%) for the second wavelength (infrared light).
  • the second split surface 36A has a reflectance of approximately 0% (e.g., 0% to 5%) for the first wavelength (visible light) and a reflectance of approximately 100% (e.g., 95% to 100%) for the second wavelength (infrared light).
  • approximately 50% of the light intensity of the first wavelength (visible light) of the incident light 50 can be incident on each of the first sensor 12 and the third sensor 16, and approximately 100% of the light intensity of the second wavelength (infrared light) of the incident light 50 can be incident on the second sensor 14.
  • the first sensor 12 and the third sensor 16 are visible light sensors, and the second sensor 14 is an infrared light sensor. According to the first embodiment, it is possible to maximize the light intensity of the visible light incident on each of the first sensor 12 and the third sensor 16, and to maximize the light intensity of the infrared light incident on the second sensor 14. The first embodiment is effective when attempting to increase the sensor size of the two visible light sensors.
  • the first sensor 12 can be a color image sensor
  • the second sensor 14 can be a distance image sensor
  • the third sensor 16 can be a polarization sensor or an EVS.
  • the available sensor size of the polarization sensor or the EVS may be limited, and the sensor size may be relatively large.
  • the third sensor 16, which has the most space for placement can be a polarization sensor or an EVS.
  • the distance image sensor may have a smaller number of pixels and a relatively smaller sensor size than other sensors.
  • the second sensor 14, which has the most limited space for placement can be a distance image sensor. This allows the first sensor 12, which has more space for placement than the second sensor 14, to be a color image sensor. As a result, a color image sensor with a larger sensor size can be used compared to when the second sensor 14 is a color image sensor.
  • Second Example 4 is a graph showing the wavelength characteristics of the first divided surface 30B and the second divided surface 36B according to Example 2.
  • Example 2 in FIG. 4 corresponds to the above-mentioned first embodiment in which the first wavelength is infrared light of 800 nm or more and the second wavelength is visible light of 700 nm or less.
  • the first divided surface 30B has a first transmittance for the first wavelength (infrared light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second transmittance for the second wavelength (visible light) of approximately 100% (e.g., 95% to 100%).
  • the first divided surface 30B has a first reflectance for the first wavelength (infrared light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second reflectance for the second wavelength (visible light) of approximately 0% (e.g., 0% to 5%).
  • the second split surface 36B has a transmittance of approximately 100% (e.g., 95% to 100%) for the first wavelength (infrared light) and a transmittance of approximately 0% (e.g., 0% to 5%) for the second wavelength (visible light).
  • the second split surface 36B has a reflectance of approximately 0% (e.g., 0% to 5%) for the first wavelength (infrared light) and a reflectance of approximately 100% (e.g., 95% to 100%) for the second wavelength (visible light).
  • approximately 50% of the light intensity of the first wavelength (infrared light) of the incident light 50 can be incident on each of the first sensor 12 and the third sensor 16, and approximately 100% of the light intensity of the second wavelength (visible light) of the incident light 50 can be incident on the second sensor 14.
  • the first sensor 12 and the third sensor 16 are infrared light sensors, and the second sensor 14 is a visible light sensor.
  • the first embodiment it is possible to maximize the light intensity of the infrared light incident on each of the first sensor 12 and the third sensor 16, and to maximize the light intensity of the visible light incident on the second sensor 14.
  • the second embodiment is effective when attempting to make the size of the two infrared light sensors as large as possible.
  • the first sensor 12 can be a distance image sensor, the second sensor 14 a color image sensor, and the third sensor 16 a thermal image sensor.
  • (Third Example) 5 is a graph showing the wavelength characteristics of the first divided surface 30C and the second divided surface 36C according to Example 3.
  • Example 3 in FIG. 5 corresponds to the second embodiment described above in which the first wavelength is visible light of 700 nm or less and the second wavelength is infrared light of 800 nm or more.
  • the first divided surface 30C is similar to the first divided surface 30A in the first embodiment.
  • the first divided surface 30C has a first transmittance for the first wavelength (visible light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second transmittance for the second wavelength (infrared light) of approximately 100% (e.g., 95% to 100%).
  • the first divided surface 30C has a first reflectance for the first wavelength (visible light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second reflectance for the second wavelength (infrared light) of approximately 0% (e.g., 0% to 5%).
  • the second divided surface 36C corresponds to the second divided surface 36A of the first embodiment with the reflectance and transmittance reversed.
  • the second divided surface 36C has a transmittance of about 0% (e.g., 0% to 5%) for the first wavelength (visible light) and a transmittance of about 100% (e.g., 95% to 100%) for the second wavelength (infrared light).
  • the second divided surface 36C has a reflectance of about 100% (e.g., 95% to 100%) for the first wavelength (visible light) and a reflectance of about 0% (e.g., 0% to 5%) for the second wavelength (infrared light).
  • approximately 50% of the light intensity of the first wavelength (visible light) of the incident light 50 can be incident on each of the first sensor 12 and the second sensor 14, and approximately 100% of the light intensity of the second wavelength (infrared light) of the incident light 50 can be incident on the third sensor 16.
  • the first sensor 12 and the second sensor 14 are visible light sensors
  • the third sensor 16 is an infrared light sensor. According to the third embodiment, it is possible to maximize the light intensity of the visible light incident on each of the first sensor 12 and the second sensor 14, and to maximize the light intensity of the infrared light incident on the third sensor 16.
  • the third embodiment is effective when attempting to make the size of one infrared light sensor as large as possible.
  • the first sensor 12 can be a polarization sensor or EVS
  • the second sensor 14 can be a color image sensor
  • the third sensor 16 can be a thermal image sensor or a distance image sensor.
  • (Fourth Example) 6 is a graph showing the wavelength characteristics of the first divided surface 30D and the second divided surface 36D according to Example 4.
  • Example 4 in FIG. 6 corresponds to the second embodiment described above, in which the first wavelength is infrared light of 800 nm or more and the second wavelength is visible light of 700 nm or less.
  • the first divided surface 30D is similar to the first divided surface 30B in the second embodiment.
  • the first divided surface 30D has a first transmittance for the first wavelength (infrared light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second transmittance for the second wavelength (visible light) of approximately 100% (e.g., 95% to 100%).
  • the first divided surface 30D has a first reflectance for the first wavelength (infrared light) of approximately 50% (e.g., 45% to 50%) and a second reflectance for the second wavelength (visible light) of approximately 0% (e.g., 0% to 5%).
  • the second dividing surface 36D corresponds to the second dividing surface 36C of the third embodiment with its reflectance and transmittance reversed.
  • the second dividing surface 36D has a transmittance of approximately 0% (e.g., 0% to 5%) for the first wavelength (infrared light) and a transmittance of approximately 100% (e.g., 95% to 100%) for the second wavelength (visible light).
  • the second dividing surface 36D has a reflectance of approximately 100% (e.g., 95% to 100%) for the first wavelength (infrared light) and a reflectance of approximately 0% (e.g., 0% to 5%) for the second wavelength (visible light).
  • approximately 50% of the light intensity of the first wavelength (infrared light) of the incident light 50 can be incident on each of the first sensor 12 and the second sensor 14, and approximately 100% of the light intensity of the second wavelength (visible light) of the incident light 50 can be incident on the third sensor 16.
  • the first sensor 12 and the second sensor 14 are infrared light sensors
  • the third sensor 16 is a visible light sensor. According to the fourth embodiment, it is possible to maximize the light intensity of the infrared light incident on each of the first sensor 12 and the second sensor 14, and to maximize the light intensity of the visible light incident on the third sensor 16.
  • the third embodiment is effective when attempting to make the size of one visible light sensor as large as possible.
  • the first sensor 12 can be a thermal image sensor
  • the second sensor 14 can be a distance image sensor
  • the third sensor 16 can be a color image sensor, a polarization sensor, or an EVS.
  • the present invention makes it possible to maximize the light intensity incident on multiple sensors while allowing freedom in the placement of the multiple sensors.

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Abstract

撮像装置（１０）は、入射光（５０）を第１反射光（５２）と第１透過光（５４）に分割する第１分割面（３０）と、第１透過光（５４）を第２反射光（５６）と第２透過光（５８）に分割する第２分割面（３６）とを備える光分割素子（１８）と、第１反射光（５２）を撮像する第１センサ（１２）と、第２反射光（５６）を撮像する第２センサ（１４）と、第２透過光（５８）を撮像する第３センサ（１６）と、を備える。第１分割面（３０）は、第１波長を第１透過率で部分透過し、第１波長を第１反射率で部分反射し、第１波長とは異なる第２波長を第１透過率および第１反射率のいずれよりも大きな値を有する第２透過率で透過するように構成される。第２分割面３６は、第１波長および第２波長の一方を透過し、第１波長および第２波長の他方を反射するように構成される。

Description

撮像装置
　本発明は、撮像装置に関する。
　共通の入射光を複数のセンサで撮像する多板式撮像装置として、多板式プリズムを用いる構成が知られている。例えば、分光プリズムを用いて可視光と赤外光のそれぞれを撮像する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２１－４４７９０号公報
　特定の用途では、第１波長の光を撮像する二つのセンサと、第２波長の光を撮像する一つのセンサとを組み合わせて用いることがある。このとき、三板プリズムの第１分割面をダイクロイックミラーにして波長を分離した場合、第１プリズムの出射面に第２波長を撮像するセンサを配置するという制約が生じる。三板プリズムの第１分割面をハーフミラーにし、第２分割面をダイクロイックミラーにして波長を分離する場合、第２プリズムまたは第３プリズムの出射面に第２波長を撮像するセンサを配置できるが、第１分割面のハーフミラーを透過することで第２波長の光強度が半減してしまう。
　本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、複数のセンサに入射する光強度の最大化と、複数のセンサの配置の自由度とを両立させるための技術を提供することを目的とする。
　本発明のある態様の撮像装置は、入射光を第１反射光と第１透過光に分割する第１分割面と、第１透過光を第２反射光と第２透過光に分割する第２分割面とを備える光分割素子と、第１反射光を撮像する第１センサと、第２反射光を撮像する第２センサと、第２透過光を撮像する第３センサと、を備える。第１分割面は、第１波長を第１透過率で部分透過し、第１波長を第１反射率で部分反射し、第１波長とは異なる第２波長を第１透過率および第１反射率のいずれよりも大きな値を有する第２透過率で透過するように構成される。第２分割面は、第１波長および第２波長の一方を透過し、第１波長および第２波長の他方を反射するように構成される。
　なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、複数のセンサに入射する光強度の最大化と、複数のセンサの配置の自由度とを両立できる。
実施形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す図である。 実施形態および比較例に係る撮像装置の光学特性の一例を示す表である。 第１実施例に係る第１分割面および第２分割面の波長特性を模式的に示すグラフである。 第２実施例に係る第１分割面および第２分割面の波長特性を模式的に示すグラフである。 第３実施例に係る第１分割面および第２分割面の波長特性を模式的に示すグラフである。 第４実施例に係る第１分割面および第２分割面の波長特性を模式的に示すグラフである。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施の形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、図面において、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
　図１は、実施形態に係る撮像装置１０の構成を模式的に示す図である。撮像装置１０は、第１センサ１２と、第２センサ１４と、第３センサ１６と、光分割素子１８とを備える。撮像装置１０は、いわゆる三板式カメラであり、入射光５０を光分割素子１８を用いて分割し、第１センサ１２、第２センサ１４および第３センサ１６のそれぞれで撮像するよう構成される。
　光分割素子１８は、第１プリズム２２と、第２プリズム２４と、第３プリズム２６とを備える。光分割素子１８は、いわゆる三板式プリズムである。第１プリズム２２は、第１入射面２８と、第１分割面３０と、第１出射面３２とを備える。第２プリズム２４は、第２入射面３４と、第２分割面３６と、第２出射面３８とを備える。第３プリズム２６は、第３入射面４０と、第３出射面４２とを備える。第１分割面３０と第２入射面３４の間にはエアギャップが設けられる。
　第１入射面２８に入射する入射光５０は、第１分割面３０にて第１反射光５２と第１透過光５４に分割される。第１分割面３０にて反射した第１反射光５２は、第１入射面２８にて内部全反射した後、第１出射面３２を透過して第１センサ１２に向かう。第１分割面３０を透過した第１透過光５４は、第２分割面３６にて第２反射光５６と第２透過光５８に分割される。第２分割面３６にて反射した第２反射光５６は、第２入射面３４にて内部全反射した後、第２出射面３８を透過して第２センサ１４に向かう。第２分割面３６を透過した第２透過光５８は、第３入射面４０および第３出射面４２を透過して第３センサ１６に向かう。
　第１センサ１２は、第１波長を撮像するセンサである。第２センサ１４および第３センサ１６の一方は、第１波長を撮像するセンサである。第２センサ１４および第３センサ１６の他方は、第１波長とは異なる第２波長を撮像するセンサである。したがって、第１センサ１２、第２センサ１４および第３センサ１６のうちの二つは、第１波長を撮像するセンサであり、第１センサ１２、第２センサ１４および第３センサ１６のうちの残りの一つは、第２波長を撮像するセンサである。
　第１波長は、例えば可視光であり、第２波長は、例えば赤外光である。なお、第１波長が赤外光であり、第２波長が可視光であってもよい。なお、第１波長および第２波長の具体的な波長は特に限られず、紫外光から赤外光までの波長範囲おける任意の波長を選択できる。また、第１波長および第２波長の少なくとも一方は、所定の波長範囲を有してもよい。例えば、第１波長または第２波長が可視光である場合、第１波長または第２波長は、赤色から青色までの可視波長域の一部または全体を意味してもよい。
　第１センサ１２、第２センサ１４および第３センサ１６は、可視光を撮像する可視光センサまたは赤外光を撮像する赤外光センサである。可視光センサおよび赤外光センサは、複数の画素を備える撮像素子を備える。撮像素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの二次元画像センサを用いることができる。
　可視光センサは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが画素ごとに設けられるカラー画像センサであってもよい。可視光センサは、偏光方向の異なる複数種類の偏光子が画素ごとに設けられる偏光センサであってもよい。可視光センサは、輝度変化が検出された画素のみを抽出した画像を出力するイベントベースビジョンセンサ（ＥＶＳ；Event-based Vision Sensor）であってもよい。赤外光センサは、熱画像を撮像するための熱画像センサであってもよい。赤外光センサは、ＴｏＦ（Time of Flight）方式によって対象物までの距離を計測する距離画像センサであってもよい。
　第１分割面３０は、第１波長を部分的に透過および反射し、第１波長とは異なる第２波長を全体的に透過するように構成される。すなわち、第１分割面３０は、第１波長に対して部分透過性および部分反射性を有し、第２波長に対して全透過性を有する。第１分割面３０は、第１波長についてハーフミラーとなり、第２波長について実質的に全透過（つまり、無反射）となるように構成される。第１分割面３０における第１波長の第１透過率Ｔ１および第１反射率Ｒ１のそれぞれは、所定の下限値（例えば３０％、３５％、４０％、または４５％）から所定の上限値（例えば７０％、６５％、６０％、または５５％）の範囲内に設定され、好ましくは４０％以上５０％以下である。第１分割面３０における第２波長の第２透過率Ｔ２は、第１分割面３０における第１波長の第１透過率Ｔ１および第１反射率Ｒ１よりも大きく、所定の上限値（例えば７０％）よりも大きい。第１分割面３０における第２波長の第２透過率Ｔ２は、例えば９０％以上であり、９５％以上であることが好ましい。
　第２分割面３６は、第１波長および第２波長の一方を全体的に透過し、第１波長および第２波長の他方を全体的に反射するように構成される。すなわち、第２分割面３６は、第１波長および第２波長の一方に対して全透過性を有し、第１波長および第２波長の他方に対して全反射性を有する。第２分割面３６は、いわゆるダイクロイックミラーであり、第１波長および第２波長の一方を選択的に透過し、他方を選択的に反射する。第２分割面３６における第１波長および第２波長の一方の透過率は、第１分割面３０における第１波長の第１透過率Ｔ１および第１反射率Ｒ１よりも大きく、所定の上限値（例えば７０％）よりも大きい。第２分割面３６における第１波長および第２波長の一方の透過率は、例えば９０％以上であり、９５％以上であることが好ましい。第２分割面３６における第１波長および第２波長の他方の反射率は、第１分割面３０における第１波長の第１透過率Ｔ１および第１反射率Ｒ１より大きく、所定の上限値（例えば７０％）よりも大きい。第２分割面３６における第１波長および第２波長の他方の反射率は、例えば９０％以上であり、９５％以上であることが好ましい。
　第１分割面３０および第２分割面３６のそれぞれは、例えば、誘電体多層膜ミラーによって構成されることができる。誘電体多層膜を構成する各層の屈折率や厚みを調整することにより、上述のような所望の波長特性を有する第１分割面３０および第２分割面３６を実現できる。
　図１に示されるような三板プリズムでは、センサの位置に応じて配置スペースの余裕に差がある。第３センサ１６は、光分割素子１８と干渉しない位置に配置されるため、配置スペースに余裕があり、比較的大きなセンササイズＤ３を有するセンサを配置できる。一方、第２センサ１４は、第３プリズム２６に近接するため、配置スペースの余裕が小さく、比較的小さなセンササイズＤ２を有するセンサしか配置できない。第１センサ１２は、第２センサ１４に比べて配置スペースの余裕があるが、第３プリズム２６との干渉を考慮する必要があり、第３センサ１６に比べて配置スペースの余裕が少ない。したがって、第１センサ１２が取り得るセンササイズＤ１は、第２センサ１４が取り得るセンササイズＤ２より大きく、第３センサ１６が取り得るセンササイズＤ３よりも小さい（つまり、Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２）。
　以下、本実施形態が奏する効果について、比較例を参照しながら説明する。
　図２は、実施形態および比較例に係る撮像装置１０の光学特性の一例を示す表である。図２の例では、分かりやすさのため、実質的に全透過（つまり、無反射）となる場合の透過率を１００％とし、実質的に全反射（つまり、無透過）となる場合の透過率を０％とし、部分的に透過および反射する場合の透過率を５０％としている。また、第１センサ１２、第２センサ１４および第３センサ１６のそれぞれの入射光強度は、入射光５０の光強度を１００％とし、光分割素子１８の通過による光損失を無視している。
　第１実施形態および第２実施形態では、第１分割面３０における第１波長の透過率が５０％であり、第１分割面３０における第２波長の透過率が１００％である。第１実施形態では、第２分割面３６における第１波長の透過率が１００％であり、第２分割面３６における第２波長の透過率が０％である。第２実施形態では、第１実施形態とは逆に、第２分割面３６における第１波長の透過率が０％であり、第２分割面３６における第２波長の透過率が１００％である。
　第１実施形態では、第１センサ１２および第３センサ１６のそれぞれに入射する第１波長の光強度が５０％であり、第２センサ１４に入射する第２波長の光強度が１００％である。したがって、第１実施形態では、第１センサ１２および第３センサ１６が第１波長を撮像するセンサとなり、第２センサ１４が第２波長を撮像するセンサとなる。
　第２実施形態では、第１センサ１２および第２センサ１４のそれぞれに入射する第１波長の光強度が５０％であり、第３センサ１６に入射する第２波長の光強度が１００％である。したがって、第２実施形態では、第１センサ１２および第２センサ１４が第１波長を撮像するセンサとなり、第３センサ１６が第２波長を撮像するセンサとなる。
　比較例では、第１分割面３０および第２分割面３６として、一般的なハーフミラーとダイクロイックミラーを組み合わせている。
　比較例１では、第１分割面３０がダイクロイックミラーであり、第２分割面３６がハーフミラーである。比較例１では、第１分割面３０における第１波長の透過率が１００％であり、第１分割面３０における第２波長の透過率が０％である。比較例１では、第２分割面３６における第１波長の透過率が５０％であり、第２分割面３６における第２波長の透過率が５０％である。
　比較例１では、第２センサ１４および第３センサ１６のそれぞれに入射する第１波長の光強度が５０％であり、第１センサ１２に入射する第２波長の光強度が１００％である。したがって、比較例１では、第２センサ１４および第３センサ１６が第１波長を撮像するセンサとなり、第１センサ１２が第２波長を撮像するセンサとなる。
　比較例１では、第１波長を撮像する二つのセンサのそれぞれに入射する第１波長の光強度を最大化（例えば５０％に）できるとともに、第２波長を撮像する一つのセンサに入射する第２波長の光強度を最大化（例えば１００％に）できる。比較例１では、第２波長を撮像するセンサを第１センサ１２にしなければならないという配置上の制約がある。
　比較例２および比較例３では、第１分割面３０がハーフミラーであり、第２分割面３６がダイクロイックミラーである。比較例２および比較例３では、第１分割面３０における第１波長の透過率が５０％であり、第１分割面３０における第２波長の透過率が５０％である。比較例２では、第２分割面３６における第１波長の透過率が１００％であり、第２分割面３６における第２波長の透過率が０％である。比較例３では、第２分割面３６における第１波長の透過率が０％であり、第２分割面３６における第２波長の透過率が１００％である。
　比較例２では、第１センサ１２および第３センサ１６のそれぞれに入射する第１波長の光強度が５０％であり、第１センサ１２および第２センサ１４のそれぞれに入射する第２波長の光強度が５０％である。比較例３では、第１センサ１２および第２センサ１４のそれぞれに入射する第１波長の光強度が５０％であり、第１センサ１２および第３センサ１６のそれぞれに入射する第２波長の光強度が５０％である。
　比較例２では、第２波長を撮像するセンサを第１センサ１２または第２センサ１４とすることができ、比較例３では、第２波長を撮像するセンサを第１センサ１２または第３センサ１６とすることができるため、配置上の制約が少ない。比較例２および比較例３では、第２波長を撮像するセンサに入射する第２波長の光強度が約５０％となるため、第２波長を撮像するセンサに入射する第２波長の光強度を最大化（例えば１００％に）できない。
　一方、実施形態によれば、比較例１と同様に、第１波長を撮像する二つのセンサのそれぞれに入射する第１波長の光強度を最大化（例えば５０％に）できるとともに、第２波長を撮像する一つのセンサに入射する第２波長の光強度も最大化（例えば１００％に）できる。また、第１実施形態または第２実施形態のいずれかを用いることで、第２波長を撮像するセンサを、第２センサ１４または第３センサ１６に配置できる。したがって、実施形態によれば、比較例１に比べて、センサの配置の自由度を向上でき、比較例２－３に比べて、三つのセンサに入射する第１波長または第２波長の光強度を最大化できる。実施形態によれば、複数のセンサに入射する光強度の最大化と、複数のセンサの配置の自由度とを両立できる。
　第１実施形態の場合、第２波長を撮像するセンサが第２センサ１４となるため、例えば、第１波長を撮像する二つのセンサとして大型のセンサを使用することが可能となる。第２実施形態の場合、第２波長を撮像するセンサが第３センサ１６となるため、例えば、第２波長を撮像するセンサとして大型のセンサを使用することが可能となる。
　以下、第１分割面３０および第２分割面３６のそれぞれの具体的な波長特性に関する実施例について説明する。
（第１実施例）
　図３は、第１実施例に係る第１分割面３０Ａおよび第２分割面３６Ａの波長特性を模式的に示すグラフである。図３の第１実施例は、上述の第１実施形態において、第１波長を７００ｎｍ以下の可視光とし、第２波長を８００ｎｍ以上の赤外光としたものに相当する。
　第１分割面３０Ａは、第１波長（可視光）の第１透過率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（赤外光）の第２透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。第１分割面３０Ａは、第１波長（可視光）の第１反射率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（赤外光）の第２反射率が約０％（例えば０％～５％）である。
　第２分割面３６Ａは、第１波長（可視光）の透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）であり、第２波長（赤外光）の透過率が約０％（例えば０％～５％）である。第２分割面３６Ａは、第１波長（可視光）の反射率が約０％（例えば０％～５％）であり、第２波長（赤外光）の反射率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。
　第１実施例では、第１センサ１２および第３センサ１６のそれぞれに、入射光５０の第１波長（可視光）の光強度の約５０％を入射させることができ、第２センサ１４に入射光５０の第２波長（赤外光）の光強度の約１００％を入射させることができる。
　第１実施例において、第１センサ１２および第３センサ１６は、可視光センサであり、第２センサ１４は、赤外光センサである。第１実施例によれば、第１センサ１２および第３センサ１６のそれぞれに入射する可視光の光強度を最大化するとともに、第２センサ１４に入射する赤外光の光強度を最大化できる。第１実施例は、二つの可視光センサのセンササイズを大きくしようとする場合に有効である。
　第１実施例によれば、例えば、第１センサ１２をカラー画像センサとし、第２センサ１４を距離画像センサとし、第３センサ１６を偏光センサまたはＥＶＳとすることができる。偏光センサやＥＶＳは、他のセンサに比べて、利用可能なセンササイズが限られることがあり、相対的にセンササイズが大きいことがある。第１実施例によれば、配置スペースに最も余裕のある第３センサ１６を偏光センサまたはＥＶＳとすることができる。また、距離画像センサは、他のセンサに比べて画素数が少なく、相対的にセンササイズが小さいことがある。第１実施例によれば、配置スペースが最も限られている第２センサ１４を距離画像センサとすることができる。これにより、第２センサ１４に比べて配置スペースに余裕のある第１センサ１２をカラー画像センサとすることができる。その結果、第２センサ１４をカラー画像センサとする場合に比べて、センササイズの大きなカラー画像センサを採用できる。
（第２実施例）
　図４は、第２実施例に係る第１分割面３０Ｂおよび第２分割面３６Ｂの波長特性を模式的に示すグラフである。図４の第２実施例は、上述の第１実施形態において、第１波長を８００ｎｍ以上の赤外光とし、第２波長を７００ｎｍ以下の可視光としたものに相当する。
　第１分割面３０Ｂは、第１波長（赤外光）の第１透過率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（可視光）の第２透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。第１分割面３０Ｂは、第１波長（赤外光）の第１反射率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（可視光）の第２反射率が約０％（例えば０％～５％）である。
　第２分割面３６Ｂは、第１波長（赤外光）の透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）であり、第２波長（可視光）の透過率が約０％（例えば０％～５％）である。第２分割面３６Ｂは、第１波長（赤外光）の反射率が約０％（例えば０％～５％）であり、第２波長（可視光）の反射率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。
　第２実施例では、第１センサ１２および第３センサ１６のそれぞれに、入射光５０の第１波長（赤外光）の光強度の約５０％を入射させることができ、第２センサ１４に入射光５０の第２波長（可視光）の光強度の約１００％を入射させることができる。
　第２実施例において、第１センサ１２および第３センサ１６は、赤外光センサであり、第２センサ１４は、可視光センサである。第１実施例によれば、第１センサ１２および第３センサ１６のそれぞれに入射する赤外光の光強度を最大化するとともに、第２センサ１４に入射する可視光の光強度を最大化できる。第２実施例は、二つの赤外光センサのサイズをできるだけ大きくしようとする場合に有効である。第２実施例において、例えば、第１センサ１２を距離画像センサとし、第２センサ１４をカラー画像センサとし、第３センサ１６を熱画像センサとすることができる。
（第３実施例）
　図５は、第３実施例に係る第１分割面３０Ｃおよび第２分割面３６Ｃの波長特性を模式的に示すグラフである。図５の第３実施例は、上述の第２実施形態において、第１波長を７００ｎｍ以下の可視光とし、第２波長を８００ｎｍ以上の赤外光としたものに相当する。
　第１分割面３０Ｃは、第１実施例に係る第１分割面３０Ａと同様である。第１分割面３０Ｃは、第１波長（可視光）の第１透過率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（赤外光）の第２透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。第１分割面３０Ｃは、第１波長（可視光）の第１反射率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（赤外光）の第２反射率が約０％（例えば０％～５％）である。
　第２分割面３６Ｃは、第１実施例に係る第２分割面３６Ａの反射率と透過率を逆にしたものに相当する。第２分割面３６Ｃは、第１波長（可視光）の透過率が約０％（例えば０％～５％）であり、第２波長（赤外光）の透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。第２分割面３６Ｃは、第１波長（可視光）の反射率が約１００％（例えば９５％～１００％）であり、第２波長（赤外光）の反射率が約０％（例えば０％～５％）である。
　第３実施例では、第１センサ１２および第２センサ１４のそれぞれに、入射光５０の第１波長（可視光）の光強度の約５０％を入射させることができ、第３センサ１６に入射光５０の第２波長（赤外光）の光強度の約１００％を入射させることができる。
　第３実施例において、第１センサ１２および第２センサ１４は、可視光センサであり、第３センサ１６は、赤外光センサである。第３実施例によれば、第１センサ１２および第２センサ１４のそれぞれに入射する可視光の光強度を最大化するとともに、第３センサ１６に入射する赤外光の光強度を最大化できる。第３実施例は、一つの赤外光センサのサイズをできるだけ大きくしようとする場合に有効である。第３実施例において、例えば、第１センサ１２を偏光センサまたはＥＶＳとし、第２センサ１４をカラー画像センサとし、第３センサ１６を熱画像センサまたは距離画像センサとすることができる。
（第４実施例）
　図６は、第４実施例に係る第１分割面３０Ｄおよび第２分割面３６Ｄの波長特性を模式的に示すグラフである。図６の第４実施例は、上述の第２実施形態において、第１波長を８００ｎｍ以上の赤外光とし、第２波長を７００ｎｍ以下の可視光としたものに相当する。
　第１分割面３０Ｄは、第２実施例に係る第１分割面３０Ｂと同様である。第１分割面３０Ｄは、第１波長（赤外光）の第１透過率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（可視光）の第２透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。第１分割面３０Ｄは、第１波長（赤外光）の第１反射率が約５０％（例えば４５％～５０％）であり、第２波長（可視光）の第２反射率が約０％（例えば０％～５％）である。
　第２分割面３６Ｄは、第３実施例に係る第２分割面３６Ｃの反射率と透過率を逆にしたものに相当する。第２分割面３６Ｄは、第１波長（赤外光）の透過率が約０％（例えば０％～５％）であり、第２波長（可視光）の透過率が約１００％（例えば９５％～１００％）である。第２分割面３６Ｄは、第１波長（赤外光）の反射率が約１００％（例えば９５％～１００％）であり、第２波長（可視光）の反射率が約０％（例えば０％～５％）である。
　第４実施例では、第１センサ１２および第２センサ１４のそれぞれに、入射光５０の第１波長（赤外光）の光強度の約５０％を入射させることができ、第３センサ１６に入射光５０の第２波長（可視光）の光強度の約１００％を入射させることができる。
　第４実施例において、第１センサ１２および第２センサ１４は、赤外光センサであり、第３センサ１６は、可視光センサである。第４実施例によれば、第１センサ１２および第２センサ１４のそれぞれに入射する赤外光の光強度を最大化するとともに、第３センサ１６に入射する可視光の光強度を最大化できる。第３実施例は、一つの可視光センサのサイズをできるだけ大きくしようとする場合に有効である。第４実施例において、例えば、第１センサ１２を熱画像センサとし、第２センサ１４を距離画像センサとし、第３センサ１６をカラー画像センサ、偏光センサまたはＥＶＳとすることができる。
　以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各表示例に示す構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。
　本発明によれば、複数のセンサに入射する光強度の最大化と、複数のセンサの配置の自由度とを両立できる。
　１０…撮像装置、１２…第１センサ、１４…第２センサ、１６…第３センサ、１８…光分割素子、２２…第１プリズム、２４…第２プリズム、２６…第３プリズム、２８…第１入射面、３０…第１分割面、３２…第１出射面、３４…第２入射面、３６…第２分割面、３８…第２出射面、４０…第３入射面、４２…第３出射面、５０…入射光、５２…第１反射光、５４…第１透過光、５６…第２反射光、５８…第２透過光。

Claims (5)

  1. 　入射光を第１反射光と第１透過光に分割する第１分割面と、前記第１透過光を第２反射光と第２透過光に分割する第２分割面とを備える光分割素子と、
    　前記第１反射光を撮像する第１センサと、
    　前記第２反射光を撮像する第２センサと、
    　前記第２透過光を撮像する第３センサと、を備え、
    　前記第１分割面は、第１波長を第１透過率で部分透過し、前記第１波長を第１反射率で部分反射し、前記第１波長とは異なる第２波長を前記第１透過率および前記第１反射率のいずれよりも大きな値を有する第２透過率で透過するように構成され、
    　前記第２分割面は、前記第１波長および前記第２波長の一方を透過し、前記第１波長および前記第２波長の他方を反射するように構成される、撮像装置。
  2. 　前記第１分割面は、前記第２波長を選択的に透過させるように構成される、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記第３センサのサイズは、前記第２センサのサイズよりも大きい、請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記第２分割面は、可視光波長を選択的に透過し、赤外光波長を選択的に反射させるダイクロイックミラーであり、
    　前記第２センサは、赤外光センサであり、前記第３センサは、可視光センサである、請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
  5. 　前記第２分割面は、可視光波長を選択的に反射し、赤外光波長を選択的に透過させるダイクロイックミラーであり、
    　前記第２センサは、可視光センサであり、前記第３センサは、赤外光センサである、請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
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