(57)【要約】【課題】安価な構成で、可視光画像と赤外光画像とを同時に取得することができる。【解決手段】カラーフィルタ１０３は、可視領域と赤外領域に透過帯域をもつ。第１の基板１０１は、カラーフィルタ１０３の下に配置され、カラーフィルタ１０３を透過した光の露光量に応じた第１の信号電荷を出力する第１の光電変換素子を有する。第２の基板１０２は、少なくとも赤外領域に感度をもち、第１の基板１０１を透過した光の露光量に応じた第２の信号電荷を出力する第２の光電変換素子を有し、第１の基板１０１の受光面とは反対側に配置される。信号読み出し回路は、第１の信号電荷を第１の電気信号として読み出し、第２の信号電荷を第２の電気信号として読み出す。【選択図】図１
2014135535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視領域と赤外領域に透過帯域をもつ第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの下に配置され、前記第１のフィルタを透過した光の露光量に応じた第１の信号電荷を出力する第１の光電変換素子を有する第１の基板と、
少なくとも赤外領域に感度をもち、前記第１の基板を透過した光の露光量に応じた第２の信号電荷を出力する第２の光電変換素子を有し、前記第１の基板の受光面とは反対側に配置される第２の基板と、
前記第１の信号電荷を第１の電気信号として読み出し、前記第２の信号電荷を第２の電気信号として読み出す信号読み出し回路と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の基板が有する前記第２の光電変換素子を含む画素のサイズは、前記第１基板が有する前記第１の光電変換素子を含む画素の画素サイズの整数倍である
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１のフィルタは、複数種類の赤外領域の光を透過するフィルタを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、可視領域の光を遮断する第２のフィルタ
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の電気信号を用いて、前記赤外領域の光に由来する前記第１の信号電荷に対する影響を緩和する補正回路
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
指を支持する支持台と、
前記可視領域と前記赤外領域とにスペクトル分布をもつ光を前記支持台に照射する照明系と、
前記支持台に支持された前記指を透過した光と、前記指に反射した光とを前記第１の基板に導く光学系と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記可視領域にスペクトル分布をもつ光と、前記赤外領域にスペクトル分布をもつ蛍光を被写体に発生させる励起光とを前記被写体に照射する照明系と、
前記被写体からの光を前記第１の基板に導く光学系と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体組織や指などの対象物に対して可視光に加えて赤外光を照射し、その対象物を透過または対象物から反射した可視光画像と赤外光画像を用いて、生体組織の癌や指の静脈パターンを検出する内視鏡システムや静脈認証システムが広く利用されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１に記載されているように、内視鏡システムの場合、可視光を用いた通常観察に加えて、赤外光を用いた特殊観察が行われている。癌などの病巣に親和性をもち、赤外領域で励起、蛍光発光するインドシアニングリーン（ＩＣＧ）という蛍光物質を予め検査対象者の体内に投与し、蛍光物質を励起する励起光を照射することにより、病巣部に集積した蛍光物質からの蛍光を検出する。病巣部からは強い蛍光が放射されるために、蛍光画像の明るさから病変の有無を判断する。
【０００４】
また、静脈認証システムの場合、特許文献１に記載されているように、指に対して可視光と赤外光とを照射し、指を透過した赤外光および指から反射した可視光を用いて、静脈パターンを検出する。特許文献１に記載の技術では、静脈パターンと共に指の汚れやしわ等が撮像された赤外光画像、および指の表面で反射し指表面の汚れやしわ等が撮像された可視光画像を用いて演算処理することによって、静脈パターンを精度良く検出する。
【０００５】
次に、静脈認証システムにおいて、可視光画像と赤外光画像を検出する装置の構成について示す。図２１は、従来知られている可視光画像と赤外光画像を検出して静脈パターンを検出する静脈認証システムの構成を示した概略図である。静脈認証システム１０００は、赤外光源１００１と、可視光源１００２，１００３と、ダイクロイックミラー１００４と、反射鏡１００５と、レンズ１００６，１００７と、ＣＣＤ撮像装置１００８，１００９と、演算部１０１０と、モニタ１０１１とを備えている。
【０００６】
赤外光源１００１は、指１１０１の爪１１０２のある側面から赤外光を照射する。可視光源１００２，１００３は、指１１０１の爪１１０２のある側面とは反対側の側面から可視光を照射する。ダイクロイックミラー１００４は、指１１０１を透過した赤外光を透過させ、指１１０１で反射された可視光を反射させる。反射鏡１００５は、ダイクロイックミラー１００４で反射された可視光を反射する。レンズ１００６は、可視光による指１１０１の像をＣＣＤ撮像装置１００８に結像する。レンズ１００７は、赤外光による指１１０１の像をＣＣＤ撮像装置１００９に結像する。ＣＣＤ撮像装置１００８は、結像された可視光画像を映像電気信号に変換する。ＣＣＤ撮像装置１００９は、結像された赤外光画像を映像電気信号に変換する。演算部１０１０は、可視光画像と赤外光画像を用いて指１１０１表面の汚れやしわ等の影響を低減させる信号処理を行い、静脈パターン抽出の画像処理を行う。モニタ１０１１は、ＣＣＤ撮像装置１００８，１００９で撮像した指１１０１の像、および演算部１０１０で抽出された指１１０１の静脈パターンを画像として表示する。
【０００７】
上記の構成により、ダイクロイックミラー１００４に入射した光のうち、赤外光はダイクロイックミラー１００４を透過してレンズ１００６に入射する。一方、可視光はダイクロイックミラー１００４により反射され、さらに反射鏡１００５により反射され、赤外光と分離されてレンズ１００７に入射する。これにより、指１１０１の汚れやしわ等の影響を受けずに、高精度に指１１０１の静脈パターンを検出することができる。
【０００８】
次に、図２１に示した例とは異なる、従来知られている静脈認証システムにおいて、可視光画像と赤外光画像を検出する装置の構成について示す。図２２は、従来知られている可視光画像と赤外光画像を検出して静脈パターンを検出する静脈認証システムの構成を示した概略図である。静脈認証システム２０００は、赤外光源２００１と、可視光源２００２，２００３と、レンズ２００４と、ＣＣＤ撮像装置２００５と、演算部２００６と、モニタ２００７とを備えている。
【０００９】
図２２に示した静脈認証システム２０００は、図２１に示した静脈認証システム１０００の構成からレンズ１００６，１００７の入力側に配置したダイクロイックミラー１００４と反射鏡１００５を取り除いている。また、静脈認証システム２０００は、赤外光源２００１と可視光源２００２，２００３との点灯を交互に行うことにより、赤外光画像と可視光画像を交互に撮像する。
【００１０】
例えば、はじめに、赤外光源２００１を点灯して可視光源２００２，２００３を消灯し、指２１０１を透過した赤外光画像を撮像する。次に、赤外光源２００１を消灯して可視光源２００２，２００３を点灯し、指２１０１で反射された可視光画像を撮像する。そして、演算部２００６にて可視光画像と赤外光画像を用いて、静脈パターン抽出の画像処理を行う。この構成により、指２１０１の汚れやしわ等の影響を受けずに、高精度に指２１０１の静脈パターンを検出することができる。
【００１１】
また、特許文献２には、内視鏡システムにおいて、生体組織に対して可視光に加えて赤外光を照射し、反射した可視光画像と赤外光画像を用いて、生体組織の癌を検出する例が示されている。具体的には、特許文献２には、ダイクロイックミラーを用いた構成により、ＲＧＢの可視光画像およびＩＣＧの蛍光成分による赤外光画像を取得する例と、透過帯域フィルタとＲＧＢ回転フィルタを回転しながら、ＲＧＢの可視光画像およびＩＣＧの蛍光成分による赤外光画像を順次取得する例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−９２４９４号公報
【特許文献２】特開平１０−２０１７０７号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】草野満夫著、「ＩＣＧ蛍光Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｕｒｇｅｒｙの全て」、株式会社インターメディカ、２００８年１１月２０日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、図２１に示した静脈認証システム１０００では、可視光と赤外光とを分離するために、ダイクロイックミラー１００４が必要である。さらに、ダイクロイックミラー１００４により分離された可視光と赤外光とをそれぞれ撮像するためのレンズ１００６，１００７およびＣＣＤ撮像装置１００８，１００９が必要となる。したがって、装置の大型化、および高コスト化が問題となる。
【００１５】
また、図２２に示した静脈認証システム２０００では、可視光と赤外光とを時間的に切り替えて照射するために、可視光照射時には赤外光画像は撮影できず、一方赤外光照射時には可視光画像を撮影できず、可視光画像と赤外光画像とを同時に観察することができない。また、可視光画像と赤外光画像とを同時に観察することができないために、被写体の動きの影響を大きく受けやすいという問題がある。例えば、静脈認証システムの場合、可視光と赤外光を順次に撮像している間に、指が動いていると、静脈パターン抽出の精度が低下する。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、安価な構成で、可視光画像と赤外光画像を同時に取得することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、可視領域と赤外領域に透過帯域をもつ第１のフィルタと、前記第１のフィルタの下に配置され、前記第１のフィルタを透過した光の露光量に応じた第１の信号電荷を出力する第１の光電変換素子を有する第１の基板と、少なくとも赤外領域に感度をもち、前記第１の基板を透過した光の露光量に応じた第２の信号電荷を出力する第２の光電変換素子を有し、前記第１の基板の受光面とは反対側に配置される第２の基板と、前記第１の信号電荷を第１の電気信号として読み出し、前記第２の信号電荷を第２の電気信号として読み出す信号読み出し回路と、を備えることを特徴とする撮像装置である。
【００１８】
また、本発明の撮像装置において、前記第２の基板が有する前記第２の光電変換素子を含む画素のサイズは、前記第１基板が有する前記第１の光電変換素子を含む画素の画素サイズの整数倍であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の撮像装置において、前記第１のフィルタは、複数種類の赤外領域の光を透過するフィルタを含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、可視領域の光を遮断する第２のフィルタを備えることを特徴とする撮像装置である。
【００２１】
また、本発明は、前記第２の電気信号を用いて、前記赤外領域の光に由来する前記第１の信号電荷に対する影響を緩和する補正回路を備えることを特徴とする撮像装置である。
【００２２】
また、本発明は、指を支持する支持台と、前記可視領域と前記赤外領域とにスペクトル分布をもつ光を前記支持台に照射する照明系と、前記支持台に支持された前記指を透過した光と、前記指に反射した光とを前記第１の基板に導く光学系と、を備えることを特徴とする撮像装置である。
【００２３】
また、本発明は、前記可視領域にスペクトル分布をもつ光と、前記赤外領域にスペクトル分布をもつ蛍光を被写体に発生させる励起光とを前記被写体に照射する照明系と、前記被写体からの光を前記第１の基板に導く光学系と、を備えることを特徴とする撮像装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の撮像装置は、可視領域と赤外領域に透過帯域をもつ第１のフィルタを有する。また、第１のフィルタの下に配置された第１の基板は、前記第１のフィルタを透過した光の露光量に応じた第１の信号電荷を出力する第１の光電変換素子を有する。また、第１の基板の受光面とは反対側に配置される第２の基板は、少なくとも赤外領域に感度をもち、第１の基板を透過した光の露光量に応じた第２の信号電荷を出力する第２の光電変換素子を有する。また、信号読み出し回路は、第１の信号電荷を第１の電気信号として読み出し、第２の信号電荷を第２の電気信号として読み出す。これにより、第１の電気信号と第２の電気信号とを同時に読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像装置の断面を示した断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において、カラーフィルタが形成された第１の基板に含まれる画素の配列を示した概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態において、第２の基板に含まれる画素の配列を示した概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において、第１の基板に含まれる１組の単位画素領域の画素と、第２の基板に含まれる画素との配置関係を示した概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるカラーフィルタの透過特性を示したグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態において、第１の基板と第２の基板との間に支持層を挟んだ撮像装置の断面を示した断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態において、第１の基板に含まれる画素と、第２の基板に含まれる画素との配置関係を示した概略図である。
【図８】本発明の第２の実施形態において、第１の基板に含まれる画素と、第２の基板に含まれる画素との配置関係を示した概略図である。
【図９】本発明の第３の実施形態におけるカラーフィルタの透過特性を示したグラフである。
【図１０】本発明の第３の実施形態において、第１の基板に含まれる１組の単位画素領域の画素と、第２の基板に含まれる画素との配置関係を示した概略図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態における撮像装置の断面を示した断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態における第１の基板の画素が出力する第１の電気信号と、第２の基板の画素が出力する第２の電気信号とを示した概略図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態における補正回路による補正方法を示した概略図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態における可視光画像と赤外光画像を検出して静脈パターンを検出する静脈認証システムの構成を示した概略図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態における可視光画像と赤外光画像を検出して特定部位を検出する内視鏡システムの構成を示した概略図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態におけるバンドパスフィルタの透過特性を示したグラフである。
【図１７】本発明の第７の実施形態における励起光カットフィルタの透過特性を示したグラフである。
【図１８】本発明の第７の実施形態におけるインドシアニングリーンの励起、蛍光特性を示したグラフである。
【図１９】本発明の第７の実施形態における撮像装置が備える第１の基板の画素が検出するスペクトル分布を示したグラフである。
【図２０】本発明の第７の実施形態における撮像装置が備える第２の基板の画素が検出するスペクトル分布を示したグラフである。
【図２１】従来知られている可視光画像と赤外光画像を検出して静脈パターンを検出する静脈認証システムの構成を示した概略図である。
【図２２】従来知られている可視光画像と赤外光画像を検出して静脈パターンを検出する静脈認証システムの構成を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における撮像装置１００の断面を示した断面図である。図示する例では、撮像装置１００は、第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、カラーフィルタ１０３（第１のフィルタ）と、接続部１０４とを備えている。第１の基板１０１と第２の基板１０２は、それぞれシリコンチップ上に形成されており複数の画素を備えている。第１の基板１０１の受光面側には、ＲＧＢのカラーフィルタ１０３が形成されている。カラーフィルタ１０３の配置およびカラーフィルタ１０３が透過する光の波長については後述する。
【００２７】
なお、カラーフィルタ１０３は有機材料（顔料）により生成されており、赤色のカラーフィルタ１０３は、赤色の可視光と赤外光を透過し、緑色のカラーフィルタ１０３は緑色の可視光と赤外光を透過し、青色のカラーフィルタ１０３は青色の可視光と赤外光を透過する特性を持つ。
【００２８】
また、第１の基板１０１と第２の基板１０２とは段積み（スタック）されている。図示する例では、第１の基板１０１の受光面とは反対側に、第２の基板１０２が配置されている。第２の基板１０２の受光面は、第１の基板１０１が存在する側である。また、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間には接続部１０４が構成されており、第１の基板１０１と第２の基板１０２は接続部１０４を介して電気的に接続されている。すなわち、第１の基板１０１と第２の基板１０２とは接続部１０４を介して貼り合わせている。
【００２９】
ここで、第１の基板１０１は裏面照射型の撮像基板であり、第１の基板１０１の厚さは数ｕｍ程度と薄い。そのために、第１の基板１０１の受光面側から入射した光の一部は透過し、第２の基板１０２の受光面側に入射する。なお、シリコンの深さごとの光に対する吸収率は波長によって異なる。シリコンの浅い部分では、波長が短い光の吸収率は高く、波長が長い光の吸収率は低い。すなわち、厚さが薄い第１の基板１０１では、波長が短い光を吸収するが、波長が長い光を吸収しない。そのため、第１の基板１０１は可視光のみを吸収し、赤外光を透過する。従って、第２の基板１０２には、赤外光が入射する。第２の基板１０２は、表面照射型の撮像基板であり、第１の基板１０１よりも厚い。そのために、第２の基板１０２では、第１の基板１０１を透過した赤外光を検出する。なお、第１の基板１０１は、裏面照射型の撮像基板に限らず、赤外光を透過する基板であればどのような基板でもよい。
【００３０】
図２は、本実施形態において、カラーフィルタ１０３が形成された第１の基板１０１に含まれる画素の配列を示した概略図である。図示する例では、４行８列の二次元状に配列された計３２個の画素の例を示している。なお、第１の基板１０１に含まれる画素の数および配列は図示する例に限らず、どのような数および配列でもよい。
【００３１】
本実施形態では、カラーフィルタ１０３の配列はベイヤー配列であり、縦と横に隣接する４つの画素を１組の単位画素領域２００とする。そのため、図示する通り、１組の単位画素領域２００には、赤色と赤外光の波長領域を透過するカラーフィルタ１０３が形成された１つの画素２０１と、緑色と赤外光の波長領域を透過するカラーフィルタ１０３が形成された２つの画素２０２と、青色と赤外光の波長領域を透過するカラーフィルタ１０３が形成された１つの画素２０３とで構成されている。
【００３２】
第１の基板１０１に含まれる各画素２０１〜２０３は、それぞれ光電変換素子（第１の光電変換素子）および信号読み出し回路を備えている。各光電変換素子は、露光量に応じた第１の信号電荷を読み出し回路に出力する。信号読み出し回路は、光電変換素子が出力した第１の信号電荷を第１の電気信号として出力する。
【００３３】
図３は、本実施形態において、第２の基板１０２に含まれる画素の配列を示した概略図である。図示する例では、４行８列の二次元状に配列された計３２個の画素の例を示している。なお、第２の基板１０２に含まれる画素の数および配列は図示する例に限らず、どのような数および配列でもよい。
【００３４】
第２の基板１０２に含まれる各画素３０１〜３０３は、それぞれ光電変換素子（第２の光電変換素子）および信号読み出し回路を備えている。各光電変換素子は、露光量に応じた第２の信号電荷を読み出し回路に出力する。信号読み出し回路は、光電変換素子が出力した第２の信号電荷を第２の電気信号として出力する。
【００３５】
図４は、本実施形態において、第１の基板１０１に含まれる１組の単位画素領域２００の画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１〜３０３との配置関係を示した概略図である。図示する例では、赤色の光と赤外光とを透過するカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１を透過した赤外光が入射する位置に、画素３０１は配置されている。また、緑色の光と赤外光とを透過するカラーフィルタ１０３が形成された画素２０２を透過した赤外光が入射する位置に、画素３０２は配置されている。また、青色の光と赤外光とを透過するカラーフィルタ１０３が形成された画素２０３を透過した赤外光が入射する位置に、画素３０３は配置されている。すなわち、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１〜３０３とは１対１で対応している。
【００３６】
次に、カラーフィルタ１０３が透過する光の波長について説明する。図５は、本実施形態におけるカラーフィルタ１０３の透過特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長を示し、縦軸は各波長におけるカラーフィルタ１０３の透過率を示している。図示する例では、線５１１は、青色の光と赤外光とを透過する青色のカラーフィルタ１０３が、約４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光（青色の光）と、約７００ｎｍ以上の波長の光（赤外光）とを透過することを示している。また、線５１２は、緑色の光と赤外光とを透過する緑色のカラーフィルタ１０３が、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光（緑色の光）と、約７００ｎｍ以上の波長の光（赤外光）とを透過することを示している。また、線５１３は、赤色の光と赤外光とを透過する緑色のカラーフィルタ１０３が、約６００ｎｍ以上の波長の光（赤色の光および赤外光）を透過することを示している。
【００３７】
次に撮像装置１００の動作について説明する。なお、本実施形態では、光源は可視領域から赤外領域までの波長を含んだ照明光を用いる。そして、生体組織や指などの対象物に照明光を照射し、その透過光または反射光を、撮像装置１００に入射させる。
【００３８】
カラーフィルタ１０３が形成された第１の基板１０１の受光面側に光が入射される。図５に示す透過特性のように、赤色のカラーフィルタ１０３は赤色の光と赤外光とを透過する。また、緑色のカラーフィルタ１０３は、緑色の光と赤外光とを透過する。また、青色のカラーフィルタ１０３は、青色の光と赤外光とを透過する。
【００３９】
第１の基板１０１の各画素２０１〜２０３は、それぞれのカラーフィルタ１０３を透過した可視光を検出し、第１の電気信号を出力する。具体的には、赤色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１は、赤色の光に応じた第１の電気信号を出力する。また、緑色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０２は、緑色の光に応じた第１の電気信号を出力する。また、青色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０３は、青色の光に応じた第１の電気信号を出力する。図示せぬ処理部は、各画素２０１〜２０３が出力した第１の電気信号に基づいて可視光画像を生成する。
【００４０】
第２の基板１０２には、第１の基板１０１を透過した赤外光が入射される。第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３は、赤外光の波長の光に応じた第２の電気信号を出力する。図示せぬ処理部は、各画素３０１〜３０３が出力した第２の電気信号に基づいて赤外光画像を生成する。
【００４１】
上述したとおり、本実施形態によれば、第１の基板１０１と第２の基板１０２とは段積みされている。また、第１の基板１０１は赤外光を透過する。これにより、第１の基板１０１が備えている画素２０１〜２０３は、可視光に基づいた第１の電気信号を出力することができる。また、第２の基板１０２が備えている画素３０１〜３０３は、赤外光に基づいた第２の電気信号を出力することができる。また、第１の電気信号より、可視光画像を生成することができ、第２の電気信号より、赤外光画像を生成することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、光源として可視領域から赤外領域を含んだ光を用いるために、可視光と赤外光の時間的な切替えは必要ない。そのために、撮像装置１００は、可視光画像を生成することができる第１の電気信号と、赤外光画像を生成することができる第２の電気信号とを同時に出力することができる。また、本実施形態における撮像装置１００は、ダイクロイックミラーや複数のレンズ、および可視光検出用と赤外光検出用の撮像装置を必要としない。そのために、装置の小型化や低コスト化を実現することができる。従って、本実施形態によれば、撮像装置１００は、安価で、可視光画像と赤外光画像を同時に取得することができる。
【００４３】
なお、第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、カラーフィルタ１０３と、接続部１０４とで構成された撮像装置１００の強度を向上させるために、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に支持層を挟むようにしてもよい。図６は、本実施形態において、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に支持層を挟んだ撮像装置の断面を示した断面図である。図示する例では、撮像装置４００は、第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、カラーフィルタ１０３と、接続部１０４と、支持層４０１とを備えている。また、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に支持層４０１が挟まれている。支持層４０１は、光を吸収せず、導電性をもち、かつ一定の強度を保つことが必要であり、材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透明導電性材料を用いる。この構成により、撮像装置４００の強度をより向上させることができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、第２の基板１０２が備える画素３０１の大きさである。なお、その他の構成および動作については、第１の実施形態と同様である。
【００４５】
以下、本実施形態における第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１との配置関係について説明する。図７は、本実施形態において、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１との配置関係を示した概略図である。図示する例では、１組の単位画素領域２００に含まれる４つの画素２０１〜２０３を透過した赤外光が入射する位置に、１つの画素３０１は配置されている。すなわち、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１とは４対１で対応している。
【００４６】
なお、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１との配置関係については、図７に示した例に限らず、第１の基板１０１に含まれる整数個の画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる１つの画素３０１とが対応していればどのような配置関係でもよい。すなわち、第２の基板１０２に含まれる画素３０１〜３０３の大きさは、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３の大きさの整数倍であればどのような配置関係でもよい。例えば、図８に示した配置関係でもよい。
【００４７】
図８は、本実施形態において、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１との配置関係を示した概略図である。図示する例では、縦３列横３列に隣接する９つの画素２０１〜２０３を透過した赤外光が入射する位置に、１つの画素３０１は配置されている。すなわち、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１とは９対１で対応している。
【００４８】
上述したとおり、本実施形態によれば、第２の基板１０２に含まれる各画素３０１は、第１の基板１０１に含まれる各画素２０１〜２０３より大きい領域を検出する。そのため、第１の実施形態における第２の基板１０２に含まれる各画素３０１〜３０３と比べて、本実施形態における第２の基板１０２に含まれる各画素３０１に入射する赤外光が増加する。従って、第２の基板１０２に含まれる各画素３０１で検出される赤外光のＳＮ比が増加し、精度良く赤外光を検出することができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、第１の基板１０１に形成されたカラーフィルタ１０３の透過特性である。なお、その他の構成および動作については、第１の実施形態と同様である。
【００５０】
図９は、本実施形態におけるカラーフィルタ１０３の透過特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長を示し、縦軸は各波長におけるカラーフィルタ１０３の透過率を示している。図示する例では、線９１１は、青色の光と赤外光とを透過する青色のカラーフィルタ１０３が、約４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光（青色の光）と、約７５００ｎｍ以上の波長の光（赤外光）とを透過することを示している。また、線９１２は、緑色の光と赤外光とを透過する緑色のカラーフィルタ１０３が、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光（緑色の光）と、約８５０ｎｍ以上の波長の光（赤外光）とを透過することを示している。また、線９１３は、赤色の光と赤外光とを透過する緑色のカラーフィルタ１０３が、約６００ｎｍ以上の波長の光（赤色の光および赤外光）を透過することを示している。
【００５１】
図示する通り、本実施形態では、青色のカラーフィルタ１０３、緑色のカラーフィルタ１０３、および赤色のカラーフィルタ１０３が、赤外領域において最初に立ち上がる波長が異なる。具体的には、青色のカラーフィルタ１０３はＩＲＢの波長で立ち上がり、緑色のカラーフィルタ１０３はＩＲＧの波長で立ち上がり、赤色のカラーフィルタ１０３はＩＲＲの波長で立ち上がる。
【００５２】
図１０は、本実施形態において、第１の基板１０１に含まれる１組の単位画素領域２００の画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１〜３０３との配置関係を示した概略図である。図示する例では、赤色の光と赤外光とを透過するカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１を透過した赤外光が入射する位置に、画素３０１は配置されている。また、緑色の光と赤外光とを透過するカラーフィルタ１０３が形成された画素２０２を透過した赤外光が入射する位置に、画素３０２は配置されている。また、青色の光と赤外光とを透過するカラーフィルタ１０３が形成された画素２０３を透過した赤外光が入射する位置に、画素３０３は配置されている。すなわち、第１の基板１０１に含まれる画素２０１〜２０３と、第２の基板１０２に含まれる画素３０１〜３０３とは１対１で対応している。
【００５３】
なお、本実施形態では、カラーフィルタ１０３によって透過する赤外光の波長が異なる。そのため、第２の基板１０２に含まれる画素３０１〜３０３が検出する赤外光成分も異なる。具体的には、画素３０１は、ＩＲＲよりも長い波長の赤外光成分ＩＲ１を検出する。また、画素３０２は、ＩＲＧよりも長い波長の赤外光成分ＩＲ２を検出する。また、画素３０３は、ＩＲＢよりも長い波長の赤外光成分ＩＲ３を検出する。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、青色のカラーフィルタ１０３と、緑色のカラーフィルタ１０３と、赤色のカラーフィルタ１０３とで透過特性が異なる。これにより、赤色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１を透過した赤外光が入射する位置に配置されている画素３０１と、緑色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０２を透過した赤外光が入射する位置に配置されている画素３０２と、青色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０３を透過した赤外光が入射する位置に配置されている画素３０３とに入射する赤外光成分が異なる。従って、第２の基板１０２に含まれる各画素３０１〜３０３は、異なる波長領域の赤外光成分を検出することができる。
【００５５】
また、画素３０１〜３０３が検出した赤外光成分ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各信号を用いることで、所定の範囲の赤外光成分のみを算出することができる。例えば、ＩＲ２からＩＲ３を減算することにより、波長ＩＲＢ〜ＩＲＧの範囲の赤外光成分のみを算出することができる。また、例えば、ＩＲ３からＩＲ１を減算することにより、波長ＩＲＲ〜ＩＲＢの範囲の赤外光成分のみを算出することができる。
【００５６】
このように、赤外領域の特性が異なるカラーフィルタ１０３を搭載し、第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３が検出した第２の電気信号を演算処理することにより、任意の赤外光成分を検出することができる。
【００５７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、第２の基板１０２の受光面側（第１の基板１０１と第２の基板１０２との間）には、可視光カットフィルタ（第２のフィルタ）が形成されている点である。なお、その他の構成および動作については、第１の実施形態と同様である。
【００５８】
図１１は、本実施形態における撮像装置９００の断面を示した断面図である。図示する例では、撮像装置９００は、第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、カラーフィルタ１０３と、接続部１０４と、可視光カットフィルタ９０１とを備えている。第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、カラーフィルタ１０３と、接続部１０４とは第１の実施形態における各部と同様である。可視光カットフィルタ９０１は、可視光を吸収し、赤外光のみを透過するフィルタである。また、可視光カットフィルタ９０１は、第２の基板１０２の受光面側、すなわち、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に形成されている。
【００５９】
第１の基板１０１では、波長の短い青色と緑色の光が全て吸収される。そのために、青色のカラーフィルタ１０３や緑色のカラーフィルタ１０３が形成された各画素２０２，２０３は、赤外光のみを透過する。しかし、第１の基板１０１では、波長の長い赤色の光は全て吸収されるわけではなく数％透過する。そのために、赤色のカラーフィルタ１０３が形成された各画素２０１は、赤外光以外に赤色の光を数％透過する。そこで、本実施形態では、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に可視光カットフィルタ９０１を設けて、第２の基板１０２には赤外光のみが入射されるようにした。
【００６０】
これにより、第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３には赤外光のみが入射されるため、各画素３０１〜３０３は、赤外光のみに応じた第２の電気信号を出力する。従って、本実施形態によれば、撮像装置９００は、赤色の光の影響を受けることなく、赤外光のみに応じた第２の電気信号を出力することができる。
【００６１】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第４の実施形態で説明したとおり、第１の基板１０１では、波長の短い青色と緑色の光が全て吸収される。そのために、青色のカラーフィルタ１０３や緑色のカラーフィルタ１０３が形成された各画素２０３，２０２は、赤外光のみを透過する。しかし、第１の基板１０１では、波長の長い赤色の光は全て吸収されるわけではなく数％透過する。そのために、赤色のカラーフィルタ１０３が形成された各画素２０１は、赤外光以外に赤色の光を数％透過する。従って、画素２０１を透過した赤外光が入射する位置に配置されている画素３０１には、赤外光と数％の赤色の光とが入射される。よって画素３０１は、赤外光と数％の赤色の光とに応じた第２の電気信号を出力する。
【００６２】
また、第１の基板１０１の赤色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１は、一部の赤外光を吸収する可能性がある。そのため、画素２０１は、赤色の光と数パーセントの赤外領域の波長の光に応じた第１の電気信号を出力する。
【００６３】
そこで、本実施形態における撮像装置は、第１の電気信号から赤外光の影響を排除し、第２の電気信号から赤色の光の影響を排除するため、画素２０１および画素３０１の出力の補正を行う補正回路と、画素２０１〜２０３，３０１〜３０３が出力する第１の電気信号および第２の電気信号を記憶するメモリ部とを備える。なお、補正回路やメモリ部は、撮像装置の内部ではなく外部に備えてもよい。
【００６４】
図１２は、本実施形態における第１の基板１０１の画素２０１〜２０３が出力する第１の電気信号と、第２の基板１０２の画素３０１〜３０３が出力する第２の電気信号とを示した概略図である。図示する例では、Ｒは赤色の光の強さを示す。また、Ｇは緑色の光の強さを示す。また、Ｂは青色の光の強さを示す。また、ＩＲは赤外光の強さを示す。また、αは、画素２０１が赤色の光を吸収する割合を示す。また、βは、画素２０１が赤外光を吸収する割合を示す。また、γは、画素３０１が赤色の光を吸収する割合を示す。また、δは、画素３０１が赤外光を吸収する割合を示す。
【００６５】
なお、α，β，γ，δの値、およびαとγ、βとδとの関係は、第１の基板１０１と第２の基板１０２の分光感度（波長に対する感度）から算出することができ、撮像装置の製造方法（第１の基板１０１および第２の基板１０２の厚みや量子効率等）によって決まるパラメータである。補正回路は、補正に用いる情報として、予めα，β，γ，δの値、およびαとγ、βとδとの関係を記憶している。なお、α，β，γ，δは、０以上１以下の実数である。
【００６６】
図示する例では、赤色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１は、αＲ＋βＩＲを出力することを示している。また、緑色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０２は、Ｇを出力することを示している。また、青色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０３は、Ｂを出力することを示している。また、画素２０１を透過した光が入射される画素３０１は、γＲ＋δＩＲを出力することを示している。また、画素２０２を透過した光が入射される画素３０２は、ＩＲを出力することを示している。また、画素２０３を透過した光が入射される画素３０３は、ＩＲを出力することを示している。
【００６７】
次に、補正回路による補正方法について説明する。図１３は、本実施形態における補正回路による補正方法を示した概略図である。第１の基板１０１の各画素２０１〜２０３および第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３は、入射された光の強度に応じた信号を出力する。メモリ部５０１は、各画素２０１〜２０３，３０１〜３０３が出力した信号を記憶する。補正回路５０２は、各画素２０１〜２０３，３０１〜３０３が出力した信号を、メモリ部５０１からアドレス順に読み出し、補正処理を行う。
【００６８】
以下、補正処理の例について説明する。補正回路５０２は、第２の基板１０２が備える画素３０１に赤外光のみが入射された場合の出力であるδＩＲを、隣接する画素３０２，３０３を用いて補間処理を行い算出する。例えば、画素３０１に隣接する８つの画素３０２，３０３の平均値をδＩＲとする。続いて、補正回路５０２は、予め記憶しているβ，δの値およびβとδとの関係と、算出したδＩＲより、βＩＲを算出する。そして、補正回路５０２は、第１の基板１０１が備える画素２０１が出力した第１の電気信号（αＲ＋βＩＲ）から、算出したβＩＲを差分する。これにより、純粋な赤色の信号αＲを算出することができる。なお、補正処理はこれに限らず、純粋な赤色の信号を算出することができる処理であればどのような処理でも良い。
【００６９】
上述したとおり、補正回路５０２は、第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３が出力した第２の電気信号を補正する。これにより、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に可視光カットフィルタを形成することなく、赤外領域の波長のみの光に応じた第２の電気信号を算出することができる。また、補正回路５０２は、補正後の第２の電気信号を用いて、赤色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１が出力した第１の電気信号を補正する。これにより、赤外光の影響を排除し、純粋な赤色のみの信号を算出することができる。
【００７０】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態〜第５の実施形態に記載の撮像装置を、静脈認証システムに搭載した例を説明する。図１４は、本実施形態における可視光画像と赤外光画像を検出して静脈パターンを検出する静脈認証システムの構成を示した概略図である。静脈認証システム６００は、赤外光源６０１と、可視光源６０２，６０３と、レンズ６０４と、撮像装置６０５と、演算部６０６と、モニタ６０７とを備えている。また、静脈認証システム６００は、指を支持する支持台（図示せぬ）を備えている。
【００７１】
赤外光源６０１は、図示せぬ支持台に赤外光を照射する。具体的には、赤外光源６０１は、図示せぬ支持台に支持されている指６１１の爪６１２のある側面から赤外光を照射する。可視光源６０２，６０３は、図示せぬ支持台に可視光を照射する。具体的には、可視光源６０２，６０３は、図示せぬ支持台に支持されている指６１１の爪６１２のある側面とは反対側の側面から可視光を照射する。指６１１を透過した赤外光と、指６１１で反射された可視光とによる指６１１の像を撮像装置６０５に結像する。撮像装置６０５は、第１の実施形態〜第５の実施形態に記載の撮像装置のうちいずれかの撮像装置である。撮像装置６０５の第１の基板１０１が備える各画素２０１〜２０３は、可視光に基づいた指６１１の可視光画像である第１の電気信号を出力する。また、撮像装置６０５の第２の基板１０２が備える各画素３０１〜３０３は、赤外光に基づいた指６１１の静脈パターン像である第２の電気信号を出力する。
【００７２】
演算部６０６は、第１の電気信号と第２の電気信号とを用いて指６１１表面の汚れやしわ等の影響を低減させる信号処理を行い、静脈パターン抽出の画像処理を行う。モニタ６０７は、撮像装置６０５で撮像した指６１１の像、および演算部６０６で抽出された指６１１の静脈パターンを画像として表示する。
【００７３】
上記の構成により、静脈認証システム６００は、可視光と赤外光とを分離するためのダイクロイックミラーと、ダイクロイックミラーにより分離された可視光と赤外光とをそれぞれ結像するためのレンズとを備えることなく、可視光画像と赤外光画像とを同時に撮像することができる。従って、装置の小型化、およびコストを低減させつつ、可視光画像と赤外光画像とを同時に撮像することができる。
【００７４】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態〜第５の実施形態に記載の撮像装置を、内視鏡システムに搭載した例を説明する。内視鏡システムでは、赤外光画像を用いることによって、癌の有無を判断することができる。例えば、癌に親和性をもつ蛍光物質を予め検査対象者の体内に投与し、蛍光物質を励起する励起光を照射することにより、癌に集積された蛍光物質からの蛍光（赤外光）を検出することによって、診断を行う方法がある。そこで、本実施形態では、第１の実施形態〜第５の実施形態に記載の撮像装置を用いて、第１の基板１０１が備える画素２０１〜２０３で可視光画像を取得し、第２の基板１０２が備える画素３０１〜３０３で蛍光物質からの蛍光画像（赤外光画像）を取得する。
【００７５】
図１５は、本実施形態における可視光画像と赤外光画像を検出して特定部位を検出する内視鏡システムの構成を示した概略図である。内視鏡システム７００は、体内を観察、診断するための内視鏡スコープ部７０１と、観察用の光と励起用の光を発する光源部７０２と、人体から反射された又は発せられた可視光画像と赤外光画像を撮像する撮像部７０３と、撮影された可視光画像と赤外光画像の信号処理を行う演算部７０４と、画像を表示するモニタ７０５とを備えている。
【００７６】
光源部７０２は、励起光の波長領域を含む可視領域から赤外領域を含む光を発する光源７０２１と、光源７０２１による光路中に設けられ、透過波長領域を制限するバンドパスフィルタ７０２２と、バンドパスフィルタ７０２２を透過した光を集光するためのコンデンサレンズ７０２３とを備えている。図１６は、本実施形態におけるバンドパスフィルタ７０２２の透過特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長を示し、縦軸は各波長におけるバンドパスフィルタ７０２２の透過率を示している。図示する例では、線１６０１は、バンドパスフィルタ７０２２が、観察用の可視領域と励起光の赤外領域を含む波長領域である約４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長の光を透過することを示している。
【００７７】
光源７０２１からの光は、バンドパスフィルタ７０２２とコンデンサレンズ７０２３とを介して、内視鏡スコープ部７０１のライトガイド７０１１に入射する。ライトガイド７０１１によって伝送された光は、内視鏡スコープ部７０１の先端部に設けられた照明レンズ７０１２より人体に照射される。人体には、観察用の可視光で照射すると共に、蛍光観察用の励起光で照射する。
【００７８】
内視鏡スコープ部７０１の先端部には照明レンズ７０１２に隣接して対物レンズ７０１３が設けてあり、対物レンズ７０１３には人体からの反射光（可視領域と励起光の赤外領域）および蛍光（励起光より波長が長い赤外領域）が入射される。対物レンズ７０１３の結像位置には光学像の伝送手段としてのイメージガイド７０１４の先端面が配置されており、この先端面に結像された光学像は撮像部７０３側に伝送される。
【００７９】
イメージガイド７０１４により伝送された光学像は、結像レンズ７０３１によって撮像装置７０３３に結像される。結像レンズ７０３１と撮像装置７０３３との間には、赤外光から励起光成分を除去するための励起光カットフィルタ７０３２が配置されている。図１７は、本実施形態における励起光カットフィルタ７０３２の透過特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長を示し、縦軸は各波長における励起光カットフィルタ７０３２の透過率を示している。図示する例では、線１７０１，１７０２は、励起光カットフィルタ７０３２が、可視領域である約４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光と、赤外領域における励起光の波長領域より長い波長領域である約８００ｎｍ〜９００ｎｍの波長の光とを透過することを示している。従って、励起光カットフィルタ７０３２により励起光の波長領域が除去され、可視光と蛍光のみが撮像装置７０３３に入射される。
【００８０】
撮像装置７０３３の第１の基板１０１の各画素２０１〜２０３は、それぞれのカラーフィルタ１０３を透過した可視光（観察用）を検出し、第１の電気信号を出力する。具体的には、赤色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０１は赤色の波長の光に応じた第１の電気信号を出力する。また、緑色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０２は緑色の波長の光に応じた第１の電気信号を出力する。また、青色のカラーフィルタ１０３が形成された画素２０３は青色の波長の光に応じた第１の電気信号を出力する。撮像装置７０３３は、各画素２０１〜２０３が出力した第１の電気信号より、可視光画像を生成する。
【００８１】
撮像装置７０３３の第２の基板１０２には、第１の基板１０１を透過した赤外光（蛍光成分のみ）が入射される。第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３は、赤外光の波長の光に応じた第２の電気信号を出力する。撮像装置７０３３は、各画素３０１〜３０３が出力した第２の電気信号より、蛍光画像を生成する。撮像装置７０３３が生成した可視光画像と蛍光画像とはモニタ７０５に入力される。モニタ７０５は、入力された可視光画像と蛍光画像を表示面に表示する。
【００８２】
なお、請求項における照明系は、例えば、光源部７０２と、ライトガイド７０１１と、照明レンズ７０１２とである。また、請求項における光学系は、例えば、対物レンズ７０１３と、イメージガイド７０１４と、結像レンズ７０３１とである。
【００８３】
次に、内視鏡システム７００を用いて診断を行う手順について説明する。なお、内視鏡システム７００を用いて診断を行う前に、予め検査対象者の体内にインドシアニングリーンを投与する。インドシアニングリーンは癌に対して親和性をもつために、体内に投与して時間をおくと、癌などの病巣部に蓄積する。
【００８４】
図１８は、本実施形態におけるインドシアニングリーンの励起、蛍光特性を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長を示し、縦軸は各波長の強度を示している。図示する例では、線１８０１は、励起光の強度を示している。また、線１８０２は、蛍光の強度を示している。図示するとおり、励起光のピーク波長は７７０ｎｍ付近であり、蛍光のピーク波長は８１０ｎｍ付近である。したがって、体内に７７０−７８０ｎｍ付近の光を照射し、８１０−８２０ｎｍ付近の光を検出することにより、癌の有無を検出することができる。
【００８５】
そのために、図１６に示す透過特性をもつバンドパスフィルタ７０２２を用いて、人体に照射する光の波長領域が７７０−７８０ｎｍ付近の光を含み、８１０−８２０ｎｍ付近の光を含まないようにしている。また、撮像装置７０３３の第２の基板１０２が蛍光成分の赤外光のみを検出するために、７００−８００ｎｍの光をカットしている。
【００８６】
光源７０２１からの光は、バンドパスフィルタ７０２２を透過して、可視光と励起光の波長領域を含む光成分にされる。そして、バンドパスフィルタ７０２２を透過した光は、コンデンサレンズ７０２３で集光されて、ライトガイド７０１１に入射する。ライトガイド７０１１により伝送された光は、照明レンズ７０１２を介して、人体に照射される。人体では、照明光が反射されると共に、インドシアニングリーンに励起光が照射されることによる蛍光が発せられる。人体からの反射光と蛍光は、対物レンズ７０１３と、イメージガイド７０１４と、結像レンズ７０３１と、励起光カットフィルタ７０３２とを介して、撮像装置７０３３に入射される。
【００８７】
図１９は、本実施形態において、撮像装置７０３３が備える第１の基板１０１の画素２０１〜２０３が検出するスペクトル分布を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長を示し、縦軸は画素２０１〜２０３が検出する各波長に対する感度を示している。線１９０１は、画素２０１〜２０３が検出する各波長に対する感度を示している。図示する例では、画素２０１〜２０３は、可視領域である約４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光を検出することを示している。上述したとおり、撮像装置７０３３は、各画素２０１〜２０３が出力した第１の電気信号より、可視光画像を生成する。
【００８８】
図２０は、本実施形態において、撮像装置７０３３が備える第２の基板１０２の画素３０１〜３０３が検出するスペクトル分布を示したグラフである。図示するグラフの横軸は波長を示し、縦軸は画素３０１〜３０３が検出する各波長の光の強さを示している。線２０１１は、画素３０１〜３０３が検出する各波長の光の強さを示している。図示する例では、画素３０１〜３０３は、蛍光領域である約８００ｎｍ〜９００ｎｍの波長の光を検出することを示している。上述したとおり、撮像装置７０３３は、各画素３０１〜３０３が出力した第２の電気信号より、蛍光画像を生成する。
【００８９】
撮像装置７０３３は、生成した可視光画像と蛍光画像とをモニタ７０５に対して出力する。モニタ７０５は、撮像装置７０３３から入力される可視光画像と蛍光画像とを２つ並べて表示したり、可視光画像と蛍光画像とで信号処理した画像を表示したりする等の選択を行う。
【００９０】
上記の構成により、内視鏡システム７００は、可視光と赤外光（蛍光）とを分離するためのダイクロイックミラーと、ダイクロイックミラーにより分離された可視光と赤外光とをそれぞれ結像するためのレンズとを備えることなく、可視光画像と赤外光画像とを同時に撮像することができる。従って、装置の小型化、およびコストを低減させつつ、可視光画像と赤外光画像とを同時に撮像することができる。また、可視光画像と赤外光画像とを同時に取得することができるために、可視光画像中の癌の位置を簡単かつ高精度に求めることができ、診断かつ治療を行う際に有用である。
【００９１】
また、一般的に、第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３で検出される波長領域は広く、特定の波長領域の赤外光成分のみを検出することができない。しかしながら、内視鏡システム７００の撮像装置７０３３が、第３の実施形態で説明した撮像装置１００である場合、第２の基板１０２の各画素３０１〜３０３が検出した第２の電気信号を演算処理することにより、任意の赤外光成分を検出することができる。このように、特定の波長領域の赤外光成分のみを検出することによって、蛍光のように比較的波長領域が狭い光（８１０−８２０ｎｍ付近の光）を検出する場合に、不要な赤外光成分（センサに照射される８１０−８２０ｎｍ以外の光）を除去することができる。
【００９２】
以上、この発明の第１の実施形態〜第７の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００９３】
１００，４００，６０５，９００，２００５，７０３３・・・撮像装置、１０１・・・第１の基板、１０２・・・第２の基板、１０３・・・カラーフィルタ、１０４・・・接続部、２００・・・単位画素領域、２０１〜２０３，３０１〜３０３・・・画素、４０１・・・支持層、５０１・・・メモリ部、５０２・・・補正回路、６００，１０００，２０００・・・静脈認証システム、６０１，１００１，２００１・・・赤外光源、６０２，６０３，１００２，１００３，２００２，２００３・・・可視光源、６０４，１００６，１００７，２００４・・・レンズ、６０６，７０４，１０１０，２００６・・・演算部、６０７，７０５，１０１１，２００７・・・モニタ、６１１，１１０１，２１０１・・・指、６１２，１１０２・・・爪、７００・・・内視鏡システム、７０１・・・内視鏡スコープ部、７０２・・・光源部、７０３・・・撮像部、９０１・・・可視光カットフィルタ、１００４・・・ダイクロイックミラー、１００５・・・反射鏡、１００８，１００９・・・ＣＣＤ撮像装置、７０１１・・・ライトガイド、７０１２・・・照明レンズ、７０１３・・・対物レンズ、７０１４・・・イメージガイド、７０２１・・・光源、７０２２・・・バンドパスフィルタ、７０２３・・・コンデンサレンズ、７０３１・・・結像レンズ、７０３２・・・励起光カットフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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