JP2006157413A

JP2006157413A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2006157413A
Application number: JP2004344332A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Shoji; 幸紀荘司
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】小型で取り扱いが容易な昼夜兼用の撮像装置を安価に提供すること。
【解決手段】明所および暗所の双方において、物体の像をレンズ３を介して撮像素子７の撮像面に結像させることが可能とされた撮像装置１において、物体に所定の波長の赤外光を照射可能とされた光源６と、前記レンズ３と前記撮像素子７との間に配設され、可視領域および前記光源６によって照射される赤外光の波長領域において光透過性を有する光学フィルタ８とを備えたこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に係り、特に、明所および暗所の双方における撮像に好適な撮像装置に関する。

従来から、昼夜兼用の撮像カメラとしては、固体撮像素子を２個有するとともに、赤外線カットフィルタを備えたハーフミラーによって、一方の固体撮像素子側に可視光を透過させ、他方の固体撮像素子側に赤外光を反射させることによって、可視光を利用した昼間用のカラー撮像と、赤外光を利用した夜間用の暗視撮像を行う構成が知られていた（例えば、特許文献１参照）。

また、この他にも、撮像素子の個数は1個で、昼間用のフィルタ機能と夜間用のフィルタ機能とをフィルタの駆動部によって切換える構成が知られていた。

特開２００３−６９８６５号公報

しかしながら、撮像素子を２個用いる場合においては、コストが上昇し、構成が大型化してしまうといった問題が発生していた。

一方、フィルタを切換える場合においても、フィルタの駆動部によってコストの上昇および装置の大型化を余儀なくされる上に、当該駆動部のメンテナンスの必要が生じ、取り扱いが煩雑になるといった問題が発生していた。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、小型で取り扱いが容易な昼夜兼用の撮像装置を安価に提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る撮像装置の特徴は、明所および暗所の双方において、物体の像をレンズを介して撮像素子の撮像面に結像させることが可能とされた撮像装置において、物体に所定の波長の赤外光を照射可能とされた光源と、前記レンズと前記撮像素子との間に配設され、可視領域および前記光源によって照射される赤外光の波長領域において光透過性を有する光学フィルタとを備えた点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、フィルタの駆動部等の複雑な機構をともなわない単一の光学フィルタによって可視光と赤外光との双方を透過させることができることにより、明所および暗所の双方における撮像を簡易な構成によって適切に行うことが可能となる。

また、請求項２に係る撮像装置の特徴は、請求項１において、前記光学フィルタが、光透過板における物体側および像面側の少なくとも一方の表面に、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に複数層積層させることによって形成されている点にある。

そして、この請求項２に係る発明によれば、更に、可視領域および赤外光の波長領域においてより良好な光透過性を発揮することが可能となるとともに、高屈折率膜と低屈折率膜との積層構造によって光学フィルタをさらに薄型に形成することが可能となる。

請求項１に係る撮像装置によれば、フィルタの駆動部等の複雑な機構をともなわない単一の光学フィルタによって可視光と赤外光との双方を透過させることができることにより、明所および暗所の双方における撮像を簡易な構成によって適切に行うことができる結果、小型で取り扱いが容易な昼夜兼用の撮像装置を安価に実現することができる。

請求項２に係る撮像装置によれば、更に、可視領域および赤外光の波長領域においてより良好な光透過性を発揮することができるとともに、高屈折率膜と低屈折率膜との積層構造によって光学フィルタをさらに薄型に形成することができる結果、請求項１に係る撮像装置の効果に加えて、さらに、昼夜における撮像により適した、さらに小型の撮像装置を実現することができる。

以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態における撮像装置１は、装置本体２における物体側の端部（図１における上端部）に、少なくとも一枚のレンズ３がバレル４内に保持されたレンズユニット５を有しており、このレンズユニット５における最も物体側のレンズ面は、装置本体２から物体側に露出されている。

また、図２に示すように、装置本体２における物体側の端部であって、レンズ３に対して半径方向の外側位置には、物体に赤外光として８００ｎｍの波長の近赤外光（以下、光源光と称する）を照射可能とされた合計１２個のレーザダイオードから構成された光源６が、レンズ３を包囲するようにして周方向に所定の間隔を設けて配設されている。

なお、光源６の個数および光源光の波長については、必要に応じて種々変更することができる。

また、装置本体２における像面側の端部（図１における下端部）には、撮像素子としてのイメージセンサ７が、そのセンサ面をレンズ３の光軸に直交させるようにして配設されている。このイメージセンサ７は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等であってもよい。

そして、本実施形態において、レンズユニット５とイメージセンサ７との間には、可視領域および光源光の波長領域の双方において光透過性を有する光学フィルタ８が、イメージセンサ７に対して平行に配設されている。

したがって、フィルタの駆動部等の複雑な機構をともなわない単一の光学フィルタ８により、可視光と光源光との双方を透過させることができ、この結果、明所および暗所の双方における撮像を簡易な構成によって適切に行うことが可能となる。

さらに、図３に示すように、光学フィルタ８は、光透過板９における物体側の表面（以下、第１面と称する）および像面側の表面（以下、第２面と称する）に、高屈折率膜１０と低屈折率膜１１とを交互に蒸着させることによって複数層積層させた多層膜構造１２、１３を有している。

より具体的には、第１面側の多層膜構造１２は、以下の表１のデータに示すように、高屈折率膜１０としてのＴｉＯ_２からなる薄膜と、低屈折率膜１３としてのＳｉＯ_２からなる薄膜とを交互に合計２３層積層させることによって形成されている。

同様に、第２面側の多層膜構造１３も、以下の表２のデータに示すように、高屈折率膜１０としてのＴｉＯ_２からなる薄膜と、低屈折率膜１３としてのＳｉＯ_２からなる薄膜とを交互に合計２３層積層させることによって形成されている。

なお、表１および表２において、indexは、高屈折率膜１０または低屈折率膜１１の屈折率を、Ｄは、膜厚（ｎｍ）を、ＮＤは、光学膜厚すなわち膜厚に屈折率を積算することによって膜厚を真空中の光に換算した値（ｎｍ）を、λは、基準波長（ｎｍ）を、ＮＤ／λは、位相膜厚すなわちＮＤを基準波長で除算した値を示す。

また、λの値は、第１面側の多層膜構造１２と第２面側の多層膜構造１３とで互いに異なり、第１面側の多層膜構造１２は、λ＝６５５ｎｍ、第２面側の多層膜構造１３は、λ＝６００ｎｍとなっている。

表１に示したように形成された第１面側の多層膜構造１２は、図４における三角形の点を結ぶことによってプロットされた破線グラフに示す光透過率特性を有することとなる。

また、第２面側の多層膜構造１３は、図４における四角形の点を結ぶことによってプロットされた破線グラフに示す光透過率特性を有することとなる。

そして、光学フィルタ８全体としては、図４における実線に示すように、可視領域と、８００ｎｍを含む一部の近赤外領域とにおいて、９０％以上の良好な光透過率を得ることができ、かつ、他の波長領域においては、光を透過させずに有効に遮断することができる。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態においては、まず、昼間における撮像を行うには、光源６は点灯させずに可視光を利用して撮像を行う。

このとき、光学フィルタ８が可視領域において良好な光透過性を発揮するため、物体側からレンズ３に入射して集光された可視光を、レンズ３を経た後に光学フィルタ８によって高い透過率でイメージセンサ７側に透過させることができる。

この結果、物体の像を可視光を利用してイメージセンサ７のセンサ面に適正に結像させることができる。

次に、夜間における撮像を行うには、光源６を点灯させて光源光を利用して撮像を行う。

このとき、光学フィルタ８が光源光の波長領域において良好な光透過性を発揮するため、物体に照射して反射された後にレンズ３に入射して集光された光源光を、レンズ３を経た後に光学フィルタ８によって高い透過率でイメージセンサ７側に透過させることができる。

この結果、物体の像を光源光を利用してイメージセンサ７のセンサ面に適正に結像させることができる。

したがって、本実施形態によれば、フィルタの駆動部等の複雑な機構をともなわない単一の光学フィルタ８により、可視光と光源光との双方を透過させることができることにより、明所および暗所の双方における撮像を簡易な構成によって適切に行うことができる。

この結果、小型で取り扱いが容易な昼夜兼用の撮像装置を安価に実現することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、多層膜構造１２、１３を、光透過板９の第１面および第２面のいずれか一方に形成するようにしてもよい。

また、多層膜構造１２、１３の層数あるいは多層膜構造１２、１３を構成する高屈折率膜１０および低屈折率膜１１の材料や膜厚等については、必要に応じて種々変更することができる。

さらに、光透過板９は、ガラスからなることが好ましいが、可視光および光源光を透過することができるものであれば、樹脂材料等のガラス以外の材料からなるものであってもよい。

本発明に係る撮像装置の実施形態を示す正面透視図図１の平面図本発明に係る撮像装置の実施形態において、光学フィルタの多層膜構造を模式的に示す縦断面図本発明に係る撮像装置の実施形態において、光学フィルタの光透過率特性を示すグラフ

符号の説明

１撮像装置
２装置本体
３レンズ
６光源
７イメージセンサ
８光学フィルタ
９光透過板
１０高屈折率膜
１１低屈折率膜
１２多層膜構造
１３多層膜構造

Claims

明所および暗所の双方において、物体の像をレンズを介して撮像素子の撮像面に結像させることが可能とされた撮像装置において、
物体に所定の波長の赤外光を照射可能とされた光源と、
前記レンズと前記撮像素子との間に配設され、可視領域および前記光源によって照射される赤外光の波長領域において光透過性を有する光学フィルタと
を備えたことを特徴とする撮像装置。
前記光学フィルタは、光透過板における物体側および像面側の少なくとも一方の表面に、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に複数層積層させることによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。