JP2010136965A

JP2010136965A - Imaging apparatus, electronic device, and endoscope

Info

Publication number: JP2010136965A
Application number: JP2008317784A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Imaide; 愼一今出
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact imaging apparatus, an electronic device, and a very fine endoscope. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes: an image forming optical system 10 for forming the image of an object Obj on an imaging surface PF; a light shielding point 20 for performing light shielding in a part of the imaging surface PF with the image of the object Obj formed thereon; a scanning part for scanning the light shielding point 20 within the imaging surface PF; a photosensor 50 for photoelectrically converting light which is made incident on the imaging surface PF; and an image constituting part for constituting an image, based on the output signal of the photosensor 50. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置、電子機器及び内視鏡等に関する。 The present invention relates to an imaging device, an electronic apparatus, an endoscope, and the like.

昨今、極細の内視鏡のニーズや、デジタルカメラ・携帯電話・情報端末機器等の薄型化のニーズが高まり、小型の撮像装置が求められている。撮像装置の小型化を実現するためには撮像系の小型化が必要であるため、撮像素子も小さくしなければならない。 In recent years, there has been a growing need for ultra-fine endoscopes and thinning of digital cameras, mobile phones, information terminal devices, and the like, and there has been a demand for compact imaging devices. In order to reduce the size of the imaging apparatus, it is necessary to reduce the size of the imaging system. Therefore, the imaging element must also be reduced.

しかしながら、撮像素子を小型化すれば画素数が減少し、解像度が劣化する。そのため、所望の解像度を確保しつつ撮像素子を小型化するには限界があるという課題があった。 However, if the image sensor is miniaturized, the number of pixels decreases and the resolution deteriorates. For this reason, there is a problem that there is a limit to downsizing the image sensor while ensuring a desired resolution.

この課題に関係する技術として、特許文献１及び特許文献２には、レーザー光のビームを光ファイバー先端から出射し、その光ファイバーを振動させることで被写体にスポット光を走査させ、被写体からの反射光をフォトセンサで検出して撮像する手法が開示されている。 As a technique related to this problem, Patent Documents 1 and 2 disclose that a laser beam is emitted from the tip of an optical fiber, and the optical fiber is vibrated to cause the subject to scan spot light, and reflected light from the subject is reflected. A technique for detecting and imaging with a photosensor is disclosed.

特開２００８−４３７６３号公報JP 2008-43763 A 米国特許第６９５９１３０号明細書US Pat. No. 6,959,130

本発明の幾つかの態様によれば、小型の撮像装置、電子機器及び極細の内視鏡等を提供できる。 According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a small-sized imaging device, an electronic device, an ultrafine endoscope, and the like.

本発明は、撮像面に被写体を結像する結像光学系と、前記被写体が結像された前記撮像面の一部を遮光する遮光ポイントと、前記遮光ポイントを前記撮像面内において走査する走査部と、前記撮像面内に入射する光を光電変換するフォトセンサと、前記フォトセンサの出力信号から画像を構成する画像構成部と、を含む撮像装置に関係する。 The present invention provides an imaging optical system that forms an image of a subject on an imaging surface, a light shielding point that shields a part of the imaging surface on which the subject is imaged, and scanning that scans the light shielding point within the imaging surface. A photosensor that photoelectrically converts light incident on the imaging surface, and an image forming unit that forms an image from an output signal of the photosensor.

本発明によれば、結像光学系が被写体を撮像面に結像し、遮光ポイントが撮像面の一部を遮光し、走査部が遮光ポイントを撮像面内において走査する。そして、フォトセンサが遮光ポイントにより遮光された一部を除く撮像面に入射する光をセンシングし、画像構成部がフォトセンサの出力信号から画像を構成する。 According to the present invention, the imaging optical system forms an image of the subject on the imaging surface, the light shielding point shields a part of the imaging surface, and the scanning unit scans the light shielding point within the imaging surface. Then, the photo sensor senses light incident on the imaging surface except for a part shielded by the light shielding point, and the image construction unit constructs an image from the output signal of the photo sensor.

このように本発明によれば、遮光ポイントが撮像面の一部を遮光し、走査部が遮光ポイントを撮像面内において走査することで、被写体の像を走査して撮像できる。これにより、イメージセンサを用いることなくフォトセンサにより被写体を撮像できるため、小型の撮像素子で高精細な撮像を実現できる。 As described above, according to the present invention, the light shielding point shields a part of the imaging surface, and the scanning unit scans the light shielding point in the imaging surface, whereby the image of the subject can be scanned and imaged. Accordingly, since the subject can be imaged by the photo sensor without using the image sensor, high-definition imaging can be realized with a small imaging element.

また本発明によれば、フォトセンサが遮光ポイントにより遮光された一部を除く撮像面に入射する光をセンシングする。これにより、フォトセンサの受光量を十分確保でき、高Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio）で高感度な撮像を実現できる。 According to the present invention, the photosensor senses light incident on the imaging surface except for a part shielded by the light shielding point. Thereby, a sufficient amount of light received by the photosensor can be secured, and high-sensitivity imaging can be realized with a high S / N (Signal to Noise ratio).

また本発明では、前記遮光ポイントが、棒状体の一端の端面で構成され、前記棒状体の前記一端が走査されることで、前記遮光ポイントが前記撮像面内において走査されてもよい。 In the present invention, the light shielding point may be configured by an end surface of one end of a rod-shaped body, and the light shielding point may be scanned in the imaging surface by scanning the one end of the rod-shaped body.

このように、遮光ポイントが棒状体の一端の端面で構成されることで、撮像面の一部を遮光する遮光ポイントを実現できる。また、棒状体の一端が走査されることで、遮光ポイントの撮像面内における走査を実現できる。 As described above, the light shielding point is configured by the end face at one end of the rod-like body, thereby realizing a light shielding point for shielding a part of the imaging surface. In addition, by scanning one end of the rod-shaped body, it is possible to realize scanning within the imaging surface of the light shielding point.

また本発明では、前記棒状体が、帯電された帯電振動棒であり、前記帯電振動棒の一端が、印加された電圧により走査されてもよい。 In the present invention, the rod-shaped body may be a charged charging vibration rod, and one end of the charging vibration rod may be scanned with an applied voltage.

また本発明では、前記棒状体の一端が、圧電アクチュエータにより走査されてもよい。 In the present invention, one end of the rod-shaped body may be scanned by a piezoelectric actuator.

これらの発明によれば、棒状体の一端の端面で構成された遮光ポイントの撮像面内における走査を実現できる。また、帯電振動棒または圧電アクチュエータに印加された電圧に基づいて遮光ポイントの位置情報を求め、その位置情報に基づいて画像を構成することもできる。 According to these inventions, it is possible to realize scanning within the imaging surface of the light shielding point formed by the end surface of one end of the rod-shaped body. It is also possible to obtain the position information of the light shielding point based on the voltage applied to the charging vibration bar or the piezoelectric actuator, and to construct an image based on the position information.

また本発明は、撮像面に被写体を結像する結像光学系と、前記被写体が結像された前記撮像面に固定され、前記撮像面の一部を遮光する遮光ポイントと、前記撮像面自体を走査して、前記遮光ポイントを走査する走査部と、前記撮像面内に入射する光を光電変換するフォトセンサと、前記フォトセンサの出力信号から画像を構成する画像構成部と、を含む撮像装置に関係する。 The present invention also provides an imaging optical system that forms an image of a subject on an imaging surface, a light shielding point that is fixed to the imaging surface on which the subject is imaged and shields a part of the imaging surface, and the imaging surface itself. A scanning unit that scans the light shielding point, a photosensor that photoelectrically converts light incident on the imaging surface, and an image configuration unit that forms an image from an output signal of the photosensor Related to the device.

本発明によれば、被写体が結像された撮像面に遮光ポイントが固定され、その遮光ポイントが固定された撮像面自体が走査される。このようにすれば、被写体の像を遮光ポイントで走査することができ、フォトセンサを用いて被写体を撮像できる。これにより、小型の撮像装置を実現できる According to the present invention, the light shielding point is fixed on the imaging surface on which the subject is imaged, and the imaging surface itself on which the light shielding point is fixed is scanned. In this way, the subject image can be scanned at the light shielding point, and the subject can be imaged using the photosensor. Thereby, a small imaging device can be realized.

また本発明では、前記撮像面に入射する光の光量が複数のサンプリングポイントでサンプリングされて、前記複数のサンプリングポイントの各サンプリングポイントに対応するフォトセンサ受光量が求められ、前記各サンプリングポイントに対応する前記フォトセンサ受光量と、前記各サンプリングポイントの次のサンプリングポイントに対応する前記フォトセンサ受光量との差分が積算されることで、前記各サンプリングポイントに対応する画素値が求められてもよい。 Further, in the present invention, the amount of light incident on the imaging surface is sampled at a plurality of sampling points, and a photosensor light receiving amount corresponding to each sampling point of the plurality of sampling points is obtained, and corresponding to each sampling point. The pixel value corresponding to each sampling point may be obtained by integrating the difference between the photosensor light receiving amount and the photosensor light receiving amount corresponding to the sampling point next to each sampling point. .

このようにすれば、遮光ポイントが走査されるのに従ってサンプリングされた撮像面の入射光量に基づいて、各サンプリングポイントに対応する画素値を求め、その画素値を用いて画像を構成することができる。 In this way, the pixel value corresponding to each sampling point can be obtained based on the incident light quantity of the imaging surface sampled as the light shielding point is scanned, and an image can be constructed using the pixel value. .

また本発明では、前記撮像面に入射する光を前記フォトセンサに導光する導光路を含んでもよい。 In the present invention, a light guide for guiding light incident on the imaging surface to the photosensor may be included.

このようにすれば、撮像面の入射光を効率よくフォトセンサに導光できる。これにより、フォトセンサ受光量を増すことができ、フォトセンサの出力信号のＳ／Ｎを向上できる。
また本発明は、上記のいずれかに記載の撮像装置を含む内視鏡に関係する。
また本発明は、上記のいずれかに記載の撮像装置を含む電子機器に関係する。 In this way, incident light on the imaging surface can be efficiently guided to the photosensor. As a result, the amount of light received by the photosensor can be increased, and the S / N of the output signal of the photosensor can be improved.
The present invention also relates to an endoscope including any of the imaging devices described above.
The present invention also relates to an electronic apparatus including any of the imaging devices described above.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
１．撮像装置 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as means for solving the present invention. Not necessarily.
1. Imaging device

図１に本実施形態の構造構成例を示す。図１の構成例は、結像光学系１０（光学素子）、遮光ポイント２０、フォトセンサ５０（光電変換素子）を含み、被写体Ｏｂｊの像を遮光する遮光ポイント２０を撮像面ＰＦ内で走査して、被写体Ｏｂｊの像を撮像する。 FIG. 1 shows a structural configuration example of the present embodiment. The configuration example of FIG. 1 includes an imaging optical system 10 (optical element), a light shielding point 20, and a photosensor 50 (photoelectric conversion element), and scans the light shielding point 20 that shields the image of the subject Obj within the imaging surface PF. Then, an image of the subject Obj is taken.

具体的には、結像光学系１０は、被写体Ｏｂｊの像を結像面ＩＦ（結像位置、焦点面）に結像させる。例えば、結像光学系１０は、１又は複数のレンズにより構成されるレンズユニットや、ピンホール等によって構成できる。 Specifically, the imaging optical system 10 forms an image of the subject Obj on the imaging plane IF (imaging position, focal plane). For example, the imaging optical system 10 can be configured by a lens unit including one or a plurality of lenses, a pinhole, or the like.

遮光ポイント２０は、撮像面ＰＦに設けられ、撮像面ＰＦの一部を遮光する。この撮像面ＰＦは、結像面ＩＦ上の領域であり、撮像面ＰＦには、本実施形態の撮像対象である撮像被写体面Ｏｂｊ’の像が結像されている。そして図１のＡ１に示すように、遮光ポイント２０は、撮像面ＰＦ内において２次元的に順次走査され、撮像被写体面Ｏｂｊ’の像の一部を順次遮光する。遮光ポイント２０は、走査部（例えば図３に示す走査部６０）により走査される。 The light shielding point 20 is provided on the imaging surface PF and shields a part of the imaging surface PF. The imaging plane PF is an area on the imaging plane IF, and an image of the imaging subject plane Obj ′ that is the imaging target of the present embodiment is formed on the imaging plane PF. As shown by A1 in FIG. 1, the light shielding point 20 is sequentially scanned two-dimensionally within the imaging surface PF, and sequentially shields a part of the image on the imaging subject surface Obj '. The light shielding point 20 is scanned by a scanning unit (for example, the scanning unit 60 shown in FIG. 3).

フォトセンサ５０は、遮光ポイント２０により遮光された一部を除く撮像面ＰＦを通過した光をセンシング（光電変換）する。センシングされた信号は、画像構成部（例えば図３の画像構成部１４０）によって画像として構成される。フォトセンサ５０は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等の光電変換素子により構成できる。 The photosensor 50 senses (photoelectrically converts) light that has passed through the imaging surface PF except for a part shielded by the light shielding point 20. The sensed signal is configured as an image by an image configuration unit (for example, the image configuration unit 140 in FIG. 3). The photosensor 50 can be configured by a photoelectric conversion element such as a photodiode or a phototransistor, for example.

なお本実施形態は、図１に示すように、導光路４０を含むこともできる。この導光路４０は、撮像面ＰＦを通過する光を導光路４０の内面で反射して、フォトセンサ５０に導光する。このようにすれば、撮像面ＰＦに結像された撮像被写体面Ｏｂｊ’の像を効率よくセンシングできる。これにより、フォトセンサ５０の信号強度が増し、Ｓ／Ｎを向上できる。 In addition, this embodiment can also include the light guide 40, as shown in FIG. The light guide 40 reflects light passing through the imaging surface PF on the inner surface of the light guide 40 and guides it to the photosensor 50. In this way, it is possible to efficiently sense the image of the imaging subject surface Obj ′ formed on the imaging surface PF. Thereby, the signal intensity of the photosensor 50 is increased, and the S / N can be improved.

ここで、極細の内視鏡などの小型撮像装置を実現するためには、小型の撮像素子を用いる必要があるという課題があった。例えば、小型の撮像素子として２次元の撮像を行うイメージセンサを用いると、画素の微細化に限度があるため、小型化により解像度が劣化するという課題があった。 Here, in order to realize a small imaging device such as an ultra-fine endoscope, there is a problem that it is necessary to use a small imaging device. For example, when an image sensor that performs two-dimensional imaging is used as a small imaging device, there is a problem that resolution is degraded due to miniaturization because there is a limit to pixel miniaturization.

この点、本実施形態によれば、結像光学系１０が被写体Ｏｂｊを撮像面ＰＦに結像し、遮光ポイント２０が撮像面ＰＦの一部を遮光し、走査部が遮光ポイント２０を撮像面ＰＦ内において走査し、フォトセンサ５０が遮光ポイント２０により遮光された撮像面ＰＦに入射する光をセンシングし、画像構成部がフォトセンサ５０の出力信号から画像を構成する。 In this regard, according to the present embodiment, the imaging optical system 10 focuses the subject Obj on the imaging surface PF, the light shielding point 20 shields a part of the imaging surface PF, and the scanning unit captures the light shielding point 20 on the imaging surface. Scanning within the PF, the photo sensor 50 senses light incident on the imaging surface PF shielded by the light shielding point 20, and the image construction unit constructs an image from the output signal of the photo sensor 50.

このように本実施形態によれば、遮光ポイント２０が撮像面ＰＦの一部を遮光し、走査部が遮光ポイント２０を撮像面ＰＦ内において走査することで、被写体の像を走査して撮像することができる。これにより、２次元の撮像を行うイメージセンサを用いることなく被写体Ｏｂｊを撮像できるため、小型の撮像素子を用いて高解像度の撮像を実現できる。このようにして、小型で高解像度の撮像装置や、極細の内視鏡を実現できる。 As described above, according to the present embodiment, the light shielding point 20 shields a part of the imaging surface PF, and the scanning unit scans the light shielding point 20 within the imaging surface PF, thereby scanning and capturing the image of the subject. be able to. Thereby, since the subject Obj can be imaged without using an image sensor that performs two-dimensional imaging, high-resolution imaging can be realized using a small-sized imaging device. In this way, it is possible to realize a small and high-resolution imaging device and an ultra-fine endoscope.

このような小型の撮像装置に関係する技術として、上述の特許文献１及び特許文献２には、レーザー光のビームを光ファイバー先端から出射し、その光ファイバーを振動させることで被写体にスポット光を走査させ、被写体からの反射光をフォトセンサで検出して撮像する手法が開示されている。 As a technique related to such a small image pickup apparatus, the above-mentioned Patent Document 1 and Patent Document 2 describe that a laser beam is emitted from the tip of an optical fiber, and the subject is scanned with spot light by vibrating the optical fiber. A method of detecting reflected light from a subject with a photosensor and imaging is disclosed.

しかしながら、この手法では、スポット光を用いるため被写体からの反射光量が得られにくく、Ｓ／Ｎ（Signal to Noise ratio）が劣化したり感度が不足したりするという課題がある。また、アクティブ照明が必要なため、自然光による撮像ができないという課題もある。 However, in this method, since spot light is used, it is difficult to obtain a reflected light amount from a subject, and there is a problem that a signal to noise ratio (S / N) is deteriorated or sensitivity is insufficient. Moreover, since active illumination is required, there is a problem that imaging with natural light cannot be performed.

この点、本実施形態によれば、遮光ポイント２０が撮像面ＰＦの一部を遮光し、フォトセンサ５０が遮光された一部以外の撮像面ＰＦに入射する光をセンシングする。これにより、フォトセンサ５０の暗電流に比べて被写体からの反射光量を十分に確保でき、高Ｓ／Ｎで高感度な撮像を実現できる。また、アクティブ照明でも自然光でも撮像できるため、アクティブ照明を用いる内視鏡だけでなく、デジタルカメラ等の自然光による撮像にも本実施形態を適用できる。 In this regard, according to the present embodiment, the light shielding point 20 shields a part of the imaging surface PF, and the photosensor 50 senses light incident on the imaging surface PF other than the part where the light shielding is performed. Thereby, compared with the dark current of the photosensor 50, a sufficient amount of reflected light from the subject can be secured, and high S / N and high sensitivity imaging can be realized. In addition, since imaging can be performed with either active illumination or natural light, this embodiment can be applied not only to an endoscope using active illumination but also to imaging with natural light such as a digital camera.

また、特許文献１及び特許文献２の手法では、ビームが被写体に対して浅い角度で照射されると、ビームが撮像装置の反対方向に反射し、撮像装置の方向への反射光量が得られないという課題もある。さらに、カラー撮像を実現するためには緑色のレーザーが必要となり、高コスト化が予想される。 Further, in the methods of Patent Document 1 and Patent Document 2, when the beam is irradiated at a shallow angle with respect to the subject, the beam is reflected in the opposite direction of the imaging device, and the amount of reflected light in the direction of the imaging device cannot be obtained. There is also a problem. Furthermore, a green laser is required to realize color imaging, and high costs are expected.

この点、本実施形態では、被写体の撮像領域に光が当たっていれば撮像が可能であるため、一般的なアクティブ照明（例えばＬＥＤ照明）や自然光で撮像できる。これにより、撮像装置の方向への反射光量を十分得ることができる。また、低価格な照明を用いたり、自然光を用いたりすることで、低コストな撮像装置を実現できる。 In this regard, in the present embodiment, since imaging is possible if light is applied to the imaging region of the subject, imaging can be performed with general active illumination (for example, LED illumination) or natural light. Thereby, it is possible to obtain a sufficient amount of reflected light in the direction of the imaging device. In addition, a low-cost imaging device can be realized by using low-cost illumination or natural light.

２．遮光ポイントの走査
図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）を用いて、遮光ポイント２０について説明する。 2. Scanning of light shielding point The light shielding point 20 will be described with reference to FIGS. 1, 2A, and 2B.

図１に示すように、遮光ポイント２０は、例えば振動棒３０（棒状体）の一端の端面により構成される。そして、その振動棒３０の他端を固定し、遮光ポイント２０側の一端を振動させて、遮光ポイント２０を撮像面ＰＦ内において走査する。 As shown in FIG. 1, the light shielding point 20 is configured by, for example, an end face of one end of a vibrating bar 30 (rod-like body). Then, the other end of the vibrating bar 30 is fixed, the one end on the light shielding point 20 side is vibrated, and the light shielding point 20 is scanned in the imaging surface PF.

例えば、図２（Ａ）に示すように、帯電された帯電振動棒を振動棒３０として用いることができる。帯電振動棒は、例えば弾力性のある金属で振動棒３０を構成し、その振動棒３０に電圧を印加して分極させることで実現できる。そして、帯電振動棒の周囲に電極ＰＰ１、ＮＰ１、ＰＰ２、ＮＰ２を設け、これらの電極に電圧を印加する電源ＰＳ１、ＰＳ２の出力電圧を変化させて、帯電振動棒の一端を振動させることができる。 For example, as shown in FIG. 2A, a charged charging vibration bar can be used as the vibration bar 30. The charged vibrating bar can be realized, for example, by forming the vibrating bar 30 with an elastic metal and applying a voltage to the vibrating bar 30 to polarize it. Then, electrodes PP1, NP1, PP2, and NP2 are provided around the charging vibration bar, and the output voltages of the power supplies PS1 and PS2 that apply voltages to these electrodes are changed to vibrate one end of the charging vibration bar. .

あるいは図２（Ｂ）に示すように、振動棒３０の遮光ポイント２０側の一端が圧電アクチュエータＰＺ１〜ＰＺ４（圧電素子、ピエゾ素子）により走査されてもよい。具体的には、弾力性のある金属や樹脂等で振動棒３０が構成されてもよい。そして、後述する図９の圧電アクチュエータＰＺＣのように、振動棒３０の固定された側の他端に圧電アクチュエータが設けられ、その圧電アクチュエータによって振動棒３０の遮光ポイント２０側の一端が振動させられてもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 2B, one end of the vibrating bar 30 on the light shielding point 20 side may be scanned by piezoelectric actuators PZ1 to PZ4 (piezoelectric elements, piezoelectric elements). Specifically, the vibrating rod 30 may be made of an elastic metal or resin. Then, a piezoelectric actuator is provided at the other end on the fixed side of the vibrating rod 30 as in a piezoelectric actuator PZC in FIG. 9 described later, and one end of the vibrating rod 30 on the light shielding point 20 side is vibrated by the piezoelectric actuator. May be.

このようにすれば、振動棒３０の一端の端面により遮光ポイント２０を構成することができる。そして、帯電振動棒あるいは圧電アクチュエータを用いることで、振動棒３０の遮光ポイント２０側の一端を振動させ、撮像面ＰＦ内において遮光ポイント２０を走査できる。 In this way, the light shielding point 20 can be constituted by the end face of one end of the vibrating bar 30. Then, by using a charging vibration bar or a piezoelectric actuator, one end of the vibration bar 30 on the light shielding point 20 side is vibrated, and the light shielding point 20 can be scanned within the imaging surface PF.

また本実施形態によれば、帯電振動棒あるいは圧電アクチュエータを用いることで、電極に印加された電圧または圧電アクチュエータに印加された電圧から、遮光ポイント２０の位置情報（座標）を得ることができる。これにより、遮光ポイント２０の位置情報とフォトセンサ５０の出力信号に基づいて画像を構成できる。 Further, according to the present embodiment, by using the charging vibration bar or the piezoelectric actuator, the position information (coordinates) of the light shielding point 20 can be obtained from the voltage applied to the electrode or the voltage applied to the piezoelectric actuator. Thereby, an image can be constituted based on the position information of the light shielding point 20 and the output signal of the photosensor 50.

なお、後述の図８に示すように、遮光ポイント２０が撮像面ＰＦに固定されて形成されてもよく、撮像面ＰＦを含む撮像装置自体が圧電アクチュエータ等によって走査されて、遮光ポイント２０が走査されてもよい。 As shown in FIG. 8 described later, the light shielding point 20 may be formed fixed to the imaging surface PF, and the imaging device itself including the imaging surface PF is scanned by a piezoelectric actuator or the like, and the light shielding point 20 is scanned. May be.

３．システム構成例
図３に、本実施形態の構成例のブロック図を示す。図３の構成例は、光学的帯域制限フィルタ１００、フォトセンサ５０、フォトセンサ駆動部１２０、信号処理部１３０、画像構成部１４０、帯域制限処理部１５０、走査部６０、システム制御部１８０を含む。 3. System Configuration Example FIG. 3 shows a block diagram of a configuration example of the present embodiment. 3 includes an optical band limiting filter 100, a photo sensor 50, a photo sensor driving unit 120, a signal processing unit 130, an image configuration unit 140, a band limiting processing unit 150, a scanning unit 60, and a system control unit 180. .

光学的帯域制限フィルタ１００（光学的ローパスフィルタ）は、撮像面ＰＦに設けられ、サンプリングによるエイリアシングノイズ（折り返しノイズ）を防ぐために、被写体の結像の空間周波数を帯域制限する。例えば、撮像面ＰＦにおけるサンプリングピッチをｓとすれば、光学的帯域制限フィルタ１００は、ｆｏ≦１／２ｓを満たすカットオフ周波数ｆｏで帯域制限する。 The optical band limiting filter 100 (optical low-pass filter) is provided on the imaging surface PF, and band-limits the spatial frequency of imaging of an object in order to prevent aliasing noise (folding noise) due to sampling. For example, if the sampling pitch on the imaging surface PF is s, the optical band limiting filter 100 limits the band at a cutoff frequency fo that satisfies fo ≦ 1 / 2s.

フォトセンサ駆動部１２０は、フォトセンサ５０を駆動する。例えば、フォトセンサ５０としてフォトダイオード用いた場合には、フォトセンサ駆動部１２０は、フォトダイオードに逆バイアスを印加してフォトダイオードを駆動する。 The photo sensor driving unit 120 drives the photo sensor 50. For example, when a photodiode is used as the photosensor 50, the photosensor driver 120 drives the photodiode by applying a reverse bias to the photodiode.

信号処理部１３０は、フォトセンサ５０の出力信号を信号処理する。具体的には、信号処理部１３０は、フォトセンサ５０の出力信号を伝送し、伝送された出力信号をローパスフィルタ処理する。そして信号処理部１３０は、ローパスフィルタ処理された信号をＡ／Ｄ変換処理（Analog to Digital conversion）してサンプリングし、デジタルデータを出力する。 The signal processing unit 130 performs signal processing on the output signal of the photosensor 50. Specifically, the signal processing unit 130 transmits the output signal of the photosensor 50 and performs low-pass filter processing on the transmitted output signal. The signal processing unit 130 samples the low-pass filtered signal by performing A / D conversion (Analog to Digital conversion), and outputs digital data.

画像構成部１４０は、信号処理部１３０からのデジタルデータと走査部６０からの位置情報ｉ，ｊとを受けて、画像を構成し、画像データを出力する。例えば、画像構成部１４０は、図４及び図５で後述する画像構成手法により画像を構成する。 The image construction unit 140 receives the digital data from the signal processing unit 130 and the position information i and j from the scanning unit 60, composes an image, and outputs the image data. For example, the image construction unit 140 constructs an image by an image construction method described later with reference to FIGS.

帯域制限処理部１５０（帯域制限フィルタ、ローパスフィルタ）は、画像構成部１４０からの画像データを受けて、画像データの空間周波数をカットオフ周波数ｆｃで帯域制限処理（ローパスフィルタ処理）する。帯域制限処理部１５０は、例えばデジタルローパスフィルタにより構成され、デジタルローパスフィルタには、システム制御部１８０からカットオフ周波数ｆｃが設定される。 The band limitation processing unit 150 (band limitation filter, low-pass filter) receives the image data from the image construction unit 140 and performs band limitation processing (low-pass filter processing) on the spatial frequency of the image data with the cut-off frequency fc. The band limitation processing unit 150 is configured by, for example, a digital low-pass filter, and a cutoff frequency fc is set from the system control unit 180 to the digital low-pass filter.

走査部６０は、遮光ポイント走査駆動部１６０、遮光ポイント制御部１７０を含み、遮光ポイント２０を撮像面ＰＦにおいて走査する。 The scanning unit 60 includes a light shielding point scanning driving unit 160 and a light shielding point control unit 170, and scans the light shielding point 20 on the imaging surface PF.

具体的には、遮光ポイント走査駆動部１６０は、遮光ポイント２０の走査を駆動する。例えば図２（Ａ）で説明したように、遮光ポイント走査駆動部１６０は、電極と電源を含んでもよく、電極と電源により帯電振動棒を振動させることで遮光ポイント２０の走査を駆動してもよい。あるいは、図２（Ｂ）で説明したように、圧電アクチュエータを含んでもよく、圧電アクチュエータにより振動棒３０を振動させることで遮光ポイント２０の走査を駆動してもよい。 Specifically, the light shielding point scanning drive unit 160 drives scanning of the light shielding point 20. For example, as described with reference to FIG. 2A, the light-shielding point scanning drive unit 160 may include an electrode and a power source, and may drive scanning of the light-shielding point 20 by vibrating the charging vibration bar using the electrode and the power source. Good. Alternatively, as described in FIG. 2B, a piezoelectric actuator may be included, and the scanning of the light shielding point 20 may be driven by vibrating the vibrating bar 30 by the piezoelectric actuator.

遮光ポイント制御部１７０は、遮光ポイント走査駆動部１６０を制御する。例えば、遮光ポイント制御部１７０は、図２（Ａ）で説明した電極に印加する電圧を制御する。あるいは、図２（Ｂ）で説明した圧電アクチュエータに印加する電圧を制御する。そして、遮光ポイント制御部１７０は、印加した電圧値に基づいて遮光ポイント２０の位置情報ｉ，ｊを求め、位置情報ｉ，ｊを画像構成部１４０に出力する。 The light shielding point control unit 170 controls the light shielding point scanning drive unit 160. For example, the light shielding point control unit 170 controls the voltage applied to the electrode described with reference to FIG. Alternatively, the voltage applied to the piezoelectric actuator described with reference to FIG. Then, the light shielding point control unit 170 obtains the position information i, j of the light shielding point 20 based on the applied voltage value, and outputs the position information i, j to the image construction unit 140.

システム制御部１８０は、本実施形態の制御を行う。具体的には、システム制御部１８０は、遮光ポイント制御部１７０、フォトセンサ駆動部１２０を制御する。また、システム制御部１８０は、帯域制限処理部１５０のカットオフ周波数ｆｃを設定する。 The system control unit 180 performs the control of this embodiment. Specifically, the system control unit 180 controls the light shielding point control unit 170 and the photo sensor driving unit 120. Further, the system control unit 180 sets the cutoff frequency fc of the band limitation processing unit 150.

なお本発明では、出力処理部２００、表示装置２１０を含んでもよい。そして、これらを含むことで、内視鏡が構成されてもよく、デジタルカメラ・デジタルビデオカメラ等の電子機器が構成されてもよい。 In the present invention, the output processing unit 200 and the display device 210 may be included. And by including these, an endoscope may be comprised and electronic devices, such as a digital camera and a digital video camera, may be comprised.

出力処理部２００は、帯域制限処理部１５０からの画像データを受けて、その画像データを出力処理して表示装置２１０に出力する。出力処理部２００は、例えば画像データのガンマ補正処理や色彩強調処理を行って、画像データを出力処理する。 The output processing unit 200 receives the image data from the band limitation processing unit 150, outputs the image data, and outputs it to the display device 210. The output processing unit 200 performs image data output processing, for example, by performing gamma correction processing and color enhancement processing on the image data.

表示装置２１０（電気光学装置）は、出力処理部２００からの画像データを受けて、画像表示を行う。表示装置２１０は、例えば、液晶パネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）やＥＬパネル（ＥＬ：Electro-Luminescence）等の電気光学パネル、及び電気光学パネルを駆動するドライバを含む。 The display device 210 (electro-optical device) receives image data from the output processing unit 200 and displays an image. The display device 210 includes, for example, an electro-optical panel such as a liquid crystal panel (LCD) or an EL panel (EL: Electro-Luminescence), and a driver that drives the electro-optical panel.

なお、本実施形態の構成は、図３に示す構成に限定されず、他の構成要素を追加したり、構成要素を省略したりする等の種々の変形実施が可能である。 Note that the configuration of the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and various modifications such as adding other components or omitting the components are possible.

４．画像構成手法
図４、図５を用いて、画像構成部１４０が行う画像構成の手法例について説明する。 4). Image Configuration Method An example of an image configuration method performed by the image configuration unit 140 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図４に示すように、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とし、撮像面ＰＦがＸＹ平面上にあるものとする。そうすると、遮光ポイント２０は、例えばＸ方向に走査され、そのＸ方向の走査が順次Ｙ方向に移動して繰り返されることで、撮像面ＰＦにおいて走査される。 As shown in FIG. 4, it is assumed that the direction orthogonal to the X direction is the Y direction, and the imaging surface PF is on the XY plane. Then, the light shielding point 20 is scanned in the X direction, for example, and the scanning in the X direction is sequentially moved in the Y direction and repeated, thereby scanning on the imaging surface PF.

このとき、遮光ポイント２０が走査されるのに従って、複数のサンプリングポイントにおいて撮像面ＰＦの入射光量が順次サンプリングされる。ここで、この遮光ポイント２０の位置情報（または、サンプリングポイントの位置情報）をＸ方向についてｉで表し、Ｙ方向についてｊで表すものとする（ｉ，ｊは自然数）。そして、位置情報ｉ，ｊに対応する撮像面ＰＦの入射光量として、フォトセンサ受光量Ｌｉｊがサンプリングされるものとする。 At this time, as the light shielding point 20 is scanned, the amount of incident light on the imaging surface PF is sequentially sampled at a plurality of sampling points. Here, the position information of the light shielding point 20 (or the position information of the sampling point) is represented by i in the X direction and represented by j in the Y direction (i and j are natural numbers). Then, it is assumed that the photosensor light reception amount Lij is sampled as the incident light amount of the imaging surface PF corresponding to the position information i, j.

そうすると、フォトセンサ受光量Ｌｉｊが、遮光ポイント２０によって遮光された部分以外の撮像面ＰＦに入射する光量であることから、位置情報ｉ，ｊに対応する画素値Ｉｉｊは、下式（１）で表される。
Ｉｉｊ＝Ｐ−Ｌｉｊ・・・（１） Then, since the photosensor light reception amount Lij is the amount of light incident on the imaging surface PF other than the portion shielded by the light shielding point 20, the pixel value Iij corresponding to the position information i, j is expressed by the following equation (1). expressed.
Iij = P-Lij (1)

Ｐは、遮光ポイント２０によって遮光された部分を含む撮像面ＰＦ全体に入射する光量である。この全入射光量Ｐは、実際には測定されない光量であるため、実際にサンプリングされる光量であるＬｉｊを用いて画素値Ｉｉｊを求める必要がある。 P is the amount of light incident on the entire imaging surface PF including the portion shielded by the light shielding point 20. Since this total incident light quantity P is a light quantity that is not actually measured, it is necessary to obtain the pixel value Iij using Lij, which is the light quantity that is actually sampled.

そこで本実施形態では、下式（２）に示すように、隣接する画素値の差分ΔＩｉｊをフォトセンサ受光量Ｌｉｊを用いて求める。
ΔＩｉｊ＝Ｉ(i+1)ｊ−Ｉｉｊ
＝（Ｐ−Ｌ(i+1)ｊ）−（Ｐ−Ｌｉｊ）
＝Ｌｉｊ−Ｌ(i+1)ｊ・・・（２） Therefore, in the present embodiment, as shown in the following expression (2), the difference ΔIij between adjacent pixel values is obtained using the photosensor light reception amount Lij.
ΔIij = I (i + 1) j−Iij
= (PL (i + 1) j)-(P-Lij)
= Lij-L (i + 1) j (2)

そして、図５に示すように、この差分ΔＩｉｊを積算して画素値Ｉｉｊを求める。具体的には、図５に示すようにＹ方向の位置情報がｊである画素を例にすれば、下式（３）に示すように、Ｉ０ｊを基点に差分ΔＩｉｊを積算して画素値Ｉｉｊを求める。
Ｉ１ｊ＝Ｉ０ｊ＋ΔＩ０ｊ，
Ｉ２ｊ＝Ｉ１ｊ＋ΔＩ１ｊ，
・・・，
Ｉ(i+1)ｊ＝Ｉｉｊ＋ΔＩｉｊ・・・（３） Then, as shown in FIG. 5, the difference ΔIij is integrated to obtain a pixel value Iij. Specifically, taking a pixel whose position information in the Y direction is j as shown in FIG. 5 as an example, as shown in the following equation (3), the difference ΔIij is accumulated from I0j as a base point to obtain a pixel value Iij. Ask for.
I1j = I0j + ΔI0j,
I2j = I1j + ΔI1j,
...
I (i + 1) j = Iij + ΔIij (3)

なお画素値Ｉ０ｊは、例えば、上式（２）、（３）と同様に求めることができる。例えば、位置情報j-1の最後のフォトセンサ受光量と位置情報ｊの最初のフォトセンサ受光量の差分を求め、その差分を位置情報j-1の最後の画素値に加算することで求めることができる。このようにすれば、画素値Ｉ００を基点に画素値の差分を積算して画素値Ｉｉｊを求めることができる。 Note that the pixel value I0j can be obtained, for example, in the same manner as in the above equations (2) and (3). For example, the difference between the last photosensor light reception amount of the position information j-1 and the first photosensor light reception amount of the position information j is obtained, and the difference is obtained by adding the difference to the last pixel value of the position information j-1. Can do. In this way, the pixel value Iij can be obtained by integrating the pixel value differences with the pixel value I00 as the base point.

ここで、基点となる画素値Ｉ００は、例えば被写体の明るさに応じて適応的に設定される。例えば、フォトセンサ受光量Ｌ００は被写体の明るさを反映した受光量と考えられることから、画素値Ｉ００としてＬ００を全画素数で除算した値が用いられてもよい。または、求められた画素値Ｉｉｊの最小値がゼロ以上になるように任意に設定されてもよい。 Here, the base pixel value I00 is adaptively set according to the brightness of the subject, for example. For example, since the photosensor light reception amount L00 is considered to be a light reception amount reflecting the brightness of the subject, a value obtained by dividing L00 by the total number of pixels may be used as the pixel value I00. Alternatively, it may be arbitrarily set so that the minimum value of the obtained pixel value Iij is zero or more.

このように、本実施形態によれば、上式（２）、（３）に示すように、フォトセンサ受光量Ｌｉｊと、その次のサンプリングポイントに対応するフォトセンサ受光量Ｌ(i+1)ｊとの差分から求められた画素値の差分ΔＩｉｊが積算されて、画素値Ｉｉｊが求められる。 Thus, according to the present embodiment, as shown in the above formulas (2) and (3), the photosensor light reception amount Lij and the photosensor light reception amount L (i + 1) corresponding to the next sampling point. Pixel value difference ΔIij obtained from the difference from j is integrated to obtain pixel value Iij.

このようにすれば、遮光ポイント２０の位置情報ｉ，ｊと、フォトセンサ５０の出力信号であるフォトセンサ受光量Ｌｉｊとに基づいて、画像を構成することができる。また、上式（２）、（３）に示すように、全入射光量Ｐを用いることなく、実測されるフォトセンサ受光量Ｌｉｊを用いて画素値Ｉｉｊを求めることができる。 In this way, an image can be configured based on the position information i, j of the light shielding point 20 and the photosensor light reception amount Lij that is an output signal of the photosensor 50. Further, as shown in the above formulas (2) and (3), the pixel value Iij can be obtained using the photosensor light reception amount Lij measured without using the total incident light amount P.

５．帯域制限処理
図６に、帯域制限処理部１５０が行う帯域制限処理の説明図を示す。 5). Band Limit Processing FIG. 6 is an explanatory diagram of the bandwidth limit processing performed by the bandwidth limit processing unit 150.

図６のＢ１に示すように、例えば一辺の大きさａの遮光ポイント２０が撮像面において走査され、サンプリングピッチｓ毎にフォトセンサ受光量がサンプリングされて画素値が求められるものとする。 As shown in B1 of FIG. 6, for example, it is assumed that a light-shielding point 20 having a side size a is scanned on the imaging surface, and a photosensor light reception amount is sampled at each sampling pitch s to obtain a pixel value.

Ｂ２に示すように、求められた画素値は、被写体の明るさの時間分布（または、空間分布）がピッチｓでサンプリングされた画素値に対応する。そしてＢ３に示すように、この画素値により構成された画像が帯域制限処理部１５０により帯域制限処理（ローパスフィルタ処理）される。 As shown in B2, the obtained pixel value corresponds to the pixel value obtained by sampling the time distribution (or spatial distribution) of the brightness of the subject at the pitch s. Then, as shown in B3, the band limitation processing unit 150 performs band limitation processing (low-pass filter processing) on the image constituted by the pixel values.

これを周波数分布（または、空間周波数分布）で見れば、Ｂ４に示すように、一辺の大きさａの遮光ポイント２０は、周波数１／ａでゼロクロスするシンク関数（標本化関数）で表される。そのため、撮像された画像の周波数分布は、Ｂ４に示すシンク関数とＢ５に示す被写体の明るさの周波数分布との積により表される。そしてＢ６に示すように、この撮像された画像の周波数分布は、カットオフ周波数ｆｃで帯域制限処理される。 If this is seen in the frequency distribution (or spatial frequency distribution), as shown in B4, the shading point 20 having a side a is represented by a sink function (sampling function) that zero-crosses at frequency 1 / a. . Therefore, the frequency distribution of the captured image is represented by the product of the sync function indicated by B4 and the frequency distribution of the brightness of the subject indicated by B5. As shown in B6, the frequency distribution of the captured image is subjected to band limitation processing at the cut-off frequency fc.

画素値のサンプリングピッチがｓであることから、画像の周波数分布の再現帯域は１／２ｓとなる。そのため、カットオフ周波数ｆｃは、ｆｃ≦１／２ｓを満たす範囲で設定される。 Since the sampling pitch of the pixel value is s, the reproduction band of the frequency distribution of the image is ½ s. Therefore, the cut-off frequency fc is set in a range satisfying fc ≦ 1 / 2s.

例えば、カットオフ周波数ｆｃは、画像の明るさを優先して低周波数側（例えばｆｃ＜１／ａ）に設定されてもよい。このようにすれば、例えば被写体の明るさが不足するときに、高周波数側のノイズを抑制して高Ｓ／Ｎの撮像を行うことができる。 For example, the cut-off frequency fc may be set on the low frequency side (for example, fc <1 / a) giving priority to the brightness of the image. In this way, for example, when the brightness of the subject is insufficient, high-frequency S / N imaging can be performed while suppressing noise on the high frequency side.

あるいは、カットオフ周波数ｆｃは、高精細化を優先して高周波数側（例えばｆｃ＝１／２ｓ）に設定されてもよい。このようにすれば、例えば被写体が十分明るいときに、画像の周波数成分を高周波数側まで有効利用して、高精細な撮像を行うことができる。 Alternatively, the cut-off frequency fc may be set on the high frequency side (for example, fc = 1/2 s) giving priority to high definition. In this way, for example, when the subject is sufficiently bright, high-definition imaging can be performed by effectively using the frequency component of the image up to the high frequency side.

６．撮像装置の変形構成例
図７（Ａ）に、本実施形態の第１の変形例を示す。第１の変形例は、結像光学系１０、遮光ポイント２０（振動棒３０の端面）、導光路４０、フォトセンサ５０、ライトガイド３００を含み、図１で説明した構成例の構成要素に加えて、アクティブ照明のためのライトガイド３００を含む。 6). Modified Configuration Example of Imaging Device FIG. 7A shows a first modified example of the present embodiment. The first modification includes the imaging optical system 10, the light shielding point 20 (the end face of the vibrating bar 30), the light guide 40, the photo sensor 50, and the light guide 300, in addition to the components of the configuration example described in FIG. A light guide 300 for active illumination.

ライトガイド３００は光源の光を撮像装置先端部に導き、図７（Ａ）に示すように、撮像対象である被写体面Ｏｂｊ’にアクティブ照明が照射される。例えば、図７（Ｂ）に示すように、前述の電極ＰＰ１、ＮＰ１、ＰＰ２、ＮＰ２の外側にライトガイド３００−１〜３００−４を設けることができる。 The light guide 300 guides the light from the light source to the front end of the imaging apparatus, and illuminates active illumination on the object plane Obj ′ that is the imaging target, as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 7B, light guides 300-1 to 300-4 can be provided outside the electrodes PP1, NP1, PP2, and NP2.

このようにすれば、例えば内視鏡等のアクティブ照明が必要な場合において、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を光源とするアクティブ照明を撮像装置先端部から照射して、被写体を撮像することができる。 In this way, for example, when active illumination such as an endoscope is required, the subject can be imaged by irradiating active illumination using an LED (Light Emitting Diode) or the like as a light source from the tip of the imaging device. .

図８に、本実施形態の第２の変形例を示す。第２の変形例は、結像光学系１０、遮光ポイント２０、導光路４０、フォトセンサ５０、圧電アクチュエータＰＺＢ１、ＰＺＢ２を含み、撮像面ＰＦに固定された遮光ポイント２０により、撮像面ＰＦの一部が遮光される変形例である。 FIG. 8 shows a second modification of the present embodiment. The second modified example includes the imaging optical system 10, the light shielding point 20, the light guide path 40, the photosensor 50, and the piezoelectric actuators PZB1 and PZB2. The light shielding point 20 fixed to the imaging surface PF is used as one part of the imaging surface PF. It is a modification in which a part is shielded from light.

第２の変形例では、撮像面ＰＦを含む撮像装置先端部が、圧電アクチュエータＰＺＢ１、ＰＺＢ２（走査部）によって走査されて、遮光ポイント２０が走査される。フォトセンサ５０にセンシングされた撮像面ＰＦの入射光量は、図４等で説明した画像構成手法と同様の手法により、画像構成される。 In the second modification, the front end of the imaging device including the imaging surface PF is scanned by the piezoelectric actuators PZB1 and PZB2 (scanning unit), and the light shielding point 20 is scanned. The amount of incident light on the imaging surface PF sensed by the photosensor 50 is configured by the same method as the image configuration method described with reference to FIG.

第２の変形例によれば、遮光ポイント２０が固定された撮像面ＰＦ自体を走査することで、遮光ポイント２０を走査して被写体Ｏｂｊを撮像できる。また、例えば撮像面ＰＦに設けられたガラス・樹脂等の表面に、微少な遮光ポイント２０を容易に形成することもできる。 According to the second modification, the object Obj can be imaged by scanning the light shielding point 20 by scanning the imaging surface PF itself to which the light shielding point 20 is fixed. Further, for example, a minute light shielding point 20 can be easily formed on the surface of glass, resin, or the like provided on the imaging surface PF.

なお、図８の撮像装置により微細な構造物や血管内を撮像すると、撮像装置先端部の振動によって構造物内壁や血管内壁を傷つける可能性も考えられる。このような場合には、振動部外側をチューブで覆ったり、内壁を支持するバルーンを設けたりして、振動部と内壁との間隔を確保してもよい。 Note that when a fine structure or blood vessel is imaged by the imaging device of FIG. 8, there is a possibility that the inner wall of the structure or the blood vessel inner wall may be damaged by the vibration of the tip of the imaging device. In such a case, the space between the vibrating portion and the inner wall may be secured by covering the outer portion of the vibrating portion with a tube or providing a balloon that supports the inner wall.

図９に、本実施形態の第３の変形例を示す。第３の変形例は、結像光学系１０、遮光ポイント２０（振動棒３０の端面）、導光路４０、フォトセンサ５０、圧電アクチュエータＰＺＣを含む。 FIG. 9 shows a third modification of the present embodiment. The third modification includes the imaging optical system 10, the light shielding point 20 (the end face of the vibrating bar 30), the light guide 40, the photo sensor 50, and the piezoelectric actuator PZC.

図９のＣ１に示すように、第３の変形例では、遮光ポイント２０が撮像面ＰＦにおいてらせん状に走査される。このように本発明では、遮光ポイント２０がらせん状に走査されてもよく、図４等で説明したように１ラインずつ走査されてもよい。 As shown in C1 of FIG. 9, in the third modification, the light shielding point 20 is scanned in a spiral manner on the imaging surface PF. Thus, in the present invention, the light shielding point 20 may be scanned in a spiral shape, or may be scanned line by line as described with reference to FIG.

図１０に、本実施形態の第４の変形例を示す。第４の変形例は、結像光学系１０、導光チューブ４００、導光路４０、フォトセンサ５０、圧電アクチュエータＰＺＤを含み、導光チューブ４００により撮像面ＰＦの入射光を導光する変形例である。 FIG. 10 shows a fourth modification of the present embodiment. The fourth modification includes the imaging optical system 10, the light guide tube 400, the light guide path 40, the photosensor 50, and the piezoelectric actuator PZD. The light guide tube 400 guides incident light on the imaging surface PF. is there.

第４の変形例は、撮像面ＰＦに入射する光の一部が導光チューブ４００の一端に入射して、その一端に入射した光が導光チューブ４００によりフォトセンサ５０に導光されるように構成される。そして、導光チューブ４００が圧電アクチュエータＰＺＤによって撮像面ＰＦにおいて走査され、フォトセンサ５０の出力信号から画像が構成される。 In the fourth modification, part of the light incident on the imaging surface PF is incident on one end of the light guide tube 400, and the light incident on the one end is guided to the photosensor 50 by the light guide tube 400. Configured. Then, the light guide tube 400 is scanned on the imaging surface PF by the piezoelectric actuator PZD, and an image is formed from the output signal of the photosensor 50.

このように、導光チューブ４００を用いることで撮像素子を小型化し、撮像装置の小型化を図ることもできる。 As described above, by using the light guide tube 400, it is possible to reduce the size of the imaging device and to reduce the size of the imaging device.

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語（光学素子、フォトセンサ、棒状体、帯域制限処理部等）と共に記載された用語（結像光学系、光電変換素子、振動棒、ローパスフィルタ等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また走査部、画像構成部、撮像装置、内視鏡、電子機器等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定に限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, in the specification or the drawings, terms (imaging optical system, photoelectric conversion element, vibration) described at least once together with different terms (optical element, photosensor, rod-shaped body, band limiting processing unit, etc.) having a broader meaning or the same meaning. Bar, low-pass filter, etc.) may be replaced by the different terms anywhere in the specification or drawings. Further, the configuration and operation of the scanning unit, the image configuration unit, the imaging device, the endoscope, the electronic device, and the like are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be made.

本実施形態の構造構成例。The structural structural example of this embodiment. 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、遮光ポイントの走査手法の説明図。FIG. 2A and FIG. 2B are explanatory diagrams of a scanning method of a light shielding point. 本実施形態の構成例のブロック図。The block diagram of the structural example of this embodiment. 画像構成手法の説明図。Explanatory drawing of an image structure method. 画像構成手法の説明図。Explanatory drawing of an image structure method. 帯域制限処理の説明図。Explanatory drawing of a band limiting process. 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、本実施形態の第１の変形例。FIG. 7A and FIG. 7B show a first modification of the present embodiment. 本実施形態の第２の変形例。The 2nd modification of this embodiment. 本実施形態の第３の変形例。The 3rd modification of this embodiment. 本実施形態の第４の変形例。The 4th modification of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０結像光学系、２０遮光ポイント、３０棒状体、４０導光路、
５０フォトセンサ、６０走査部、１００光学的帯域制限フィルタ、
１２０フォトセンサ駆動部、１３０信号処理部、１４０画像構成部、
１５０帯域制限処理部、１６０遮光ポイント走査駆動部、
１７０遮光ポイント制御部、１８０システム制御部、２００出力処理部、
２１０表示装置、３００ライトガイド、４００導光チューブ、
Ｏｂｊ被写体、ＩＦ結像面、ＰＦ撮像面、ＰＰ１電極、
ＰＺＡ１圧電アクチュエータ、ｆｏ，ｆｃカットオフ周波数、ｉ，ｊ位置情報、
Ｌｉｊフォトセンサ受光量、Ｉｉｊ画素値、ｓサンプリングピッチ 10 imaging optical system, 20 light shielding point, 30 rod, 40 light guide,
50 photosensors, 60 scanning units, 100 optical band limiting filters,
120 photosensor driving unit, 130 signal processing unit, 140 image construction unit,
150 band limit processing unit, 160 shading point scanning drive unit,
170 shading point control unit, 180 system control unit, 200 output processing unit,
210 display device, 300 light guide, 400 light guide tube,
Obj subject, IF imaging surface, PF imaging surface, PP1 electrode,
PZA1 piezoelectric actuator, fo, fc cutoff frequency, i, j position information,
Lij Photosensor light receiving amount, Iij pixel value, s sampling pitch

Claims

撮像面に被写体を結像する結像光学系と、
前記被写体が結像された前記撮像面の一部を遮光する遮光ポイントと、
前記遮光ポイントを前記撮像面内において走査する走査部と、
前記撮像面内に入射する光を光電変換するフォトセンサと、
前記フォトセンサの出力信号から画像を構成する画像構成部と、
を含むことを特徴とする撮像装置。 An imaging optical system for imaging a subject on an imaging surface;
A light shielding point for shielding a part of the imaging surface on which the subject is imaged;
A scanning unit that scans the light shielding point in the imaging plane;
A photosensor that photoelectrically converts light incident on the imaging surface;
An image constructing unit that constructs an image from the output signal of the photosensor;
An imaging apparatus comprising:

請求項１において、
前記遮光ポイントが、
棒状体の一端の端面で構成され、
前記棒状体の前記一端が走査されることで、前記遮光ポイントが前記撮像面内において走査されることを特徴とする撮像装置。 In claim 1,
The shading point is
Consists of the end face of one end of the rod-shaped body,
The imaging apparatus, wherein the light shielding point is scanned in the imaging plane by scanning the one end of the rod-shaped body.

請求項２において、
前記棒状体が、
帯電された帯電振動棒であり、
前記帯電振動棒の一端が、印加された電圧により走査されることを特徴とする撮像装置。 In claim 2,
The rod-shaped body is
A charged vibrating bar,
One end of the charging vibration bar is scanned with an applied voltage.

請求項２において、
前記棒状体の一端が、
圧電アクチュエータにより走査されることを特徴とする撮像装置。 In claim 2,
One end of the rod-shaped body is
An imaging apparatus that is scanned by a piezoelectric actuator.

撮像面に被写体を結像する結像光学系と、
前記被写体が結像された前記撮像面に固定され、前記撮像面の一部を遮光する遮光ポイントと、
前記撮像面自体を走査して、前記遮光ポイントを走査する走査部と、
前記撮像面内に入射する光を光電変換するフォトセンサと、
前記フォトセンサの出力信号から画像を構成する画像構成部と、
を含むことを特徴とする撮像装置。 An imaging optical system for imaging a subject on an imaging surface;
A light shielding point that is fixed to the imaging surface on which the subject is imaged and shields a part of the imaging surface;
A scanning unit that scans the light-shielding point by scanning the imaging surface itself;
A photosensor that photoelectrically converts light incident on the imaging surface;
An image constructing unit that constructs an image from the output signal of the photosensor;
An imaging apparatus comprising:

請求項１乃至５において、
前記撮像面に入射する光の光量が複数のサンプリングポイントでサンプリングされて、前記複数のサンプリングポイントの各サンプリングポイントに対応するフォトセンサ受光量が求められ、
前記各サンプリングポイントに対応する前記フォトセンサ受光量と、前記各サンプリングポイントの次のサンプリングポイントに対応する前記フォトセンサ受光量との差分が積算されることで、前記各サンプリングポイントに対応する画素値が求められることを特徴とする撮像装置。 In claims 1 to 5,
The amount of light incident on the imaging surface is sampled at a plurality of sampling points, and a photosensor light receiving amount corresponding to each sampling point of the plurality of sampling points is obtained,
The pixel value corresponding to each sampling point is obtained by integrating the difference between the photosensor light receiving amount corresponding to each sampling point and the photosensor light receiving amount corresponding to the sampling point next to each sampling point. An imaging apparatus characterized by the above.

請求項１乃至６において、
前記撮像面に入射する光を前記フォトセンサに導光する導光路を含むことを特徴とする撮像装置。 In claims 1 to 6,
An imaging apparatus comprising a light guide that guides light incident on the imaging surface to the photosensor.

請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置を含むことを特徴とする内視鏡。 An endoscope comprising the imaging device according to claim 1.

請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置を含むことを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the imaging device according to claim 1.