(57)【要約】【課題】生体情報の高精度な検出を支援できる光学フィルタを提供する。【解決手段】複数のフィルタ領域２５０がアレイ状に配列された光学フィルタ２１は、第１ＢＰＦ２１２と、第２ＢＰＦ２１３とを備え、第１ＢＰＦ２１２の透過帯域は、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）による吸光係数が酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）より高い波長を含み、第２ＢＰＦ２１３の透過帯域は、Ｈｂによる吸光係数がＨｂＯ２より低い波長を含み、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３で重複する透過帯域は、吸光係数がＨｂとＨｂＯ２とで同じになる波長を含み、複数のフィルタ領域２５０には、第１ＢＰＦ２１２のみが設けられた第１フィルタ領域２５１と、第２ＢＰＦ２１３のみが設けられた第２フィルタ領域２５２と、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の両方が重なった第３フィルタ領域２５３とが含まれ、第１フィルタ領域２５１の面積は、第２フィルタ領域２５２の面積より大きい。【選択図】図４
2018138144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学特性が異なる複数のフィルタ領域がアレイ状に配列された光学フィルタであって、
互いに重複しない第１透過帯域と第２透過帯域とを有する第１バンドパスフィルタと、
互いに重複しない第３透過帯域と第４透過帯域とを有する第２バンドパスフィルタとを備え、
前記第１透過帯域と前記第４透過帯域とは、重複せず、
前記第２透過帯域と前記第３透過帯域とは、重複しており、
前記第１透過帯域は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数より高い第１波長を含み、
前記第４透過帯域は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数より低い第２波長を含み、
前記第２透過帯域及び前記第３透過帯域は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数と同じになる第３波長を含み、
前記複数のフィルタ領域には、
前記第１バンドパスフィルタ及び前記第２バンドパスフィルタのうち前記第１バンドパスフィルタのみが設けられた第１フィルタ領域と、
前記第１バンドパスフィルタ及び前記第２バンドパスフィルタのうち前記第２バンドパスフィルタのみが設けられた第２フィルタ領域と、
前記第１バンドパスフィルタ及び前記第２バンドパスフィルタの両方が重なった第３フィルタ領域とが含まれ、
前記第１フィルタ領域の面積は、前記第２フィルタ領域の面積より大きい
光学フィルタ。
【請求項２】
前記第１フィルタ領域の面積と前記第２フィルタ領域の面積との比は、１．９５±０．１：１である
請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記第１波長は、７１０ｎｍ以上８１０ｎｍ以下の範囲に含まれ、
前記第２波長は、８００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲に含まれ、
前記第３波長は、７５５ｎｍ以上８５５ｎｍ以下の範囲に含まれる
請求項１又は２に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
前記第１バンドパスフィルタは、ストライプ状に形成され、
前記第２バンドパスフィルタは、前記第１バンドパスフィルタのストライプとは異なる方向に延びるストライプ状に形成され、
前記第１バンドパスフィルタと前記第２バンドパスフィルタとは、平面視において重複して配置されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項５】
生体を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置による撮像で得られた画像に基づいて、前記生体の血管中のヘモグロビン比率を検出する検出装置とを備え、
前記撮像装置は、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学フィルタと、
前記複数のフィルタ領域の各々に対応し、アレイ状に配置された複数の画素を有するイメージセンサとを備え、
前記検出装置は、
前記複数の画素の各々から出力された画素信号を処理することで、前記第１透過帯域及び前記第４透過帯域の各々の信号強度を算出する信号処理部と、
前記第１透過帯域及び前記第４透過帯域の各々の信号強度の比に基づいて、前記ヘモグロビン比率を検出する検出部とを備える
検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルタ及び検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液に含まれるヘモグロビンによる近赤外光の吸収を利用して、生体情報を取得する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の撮像装置では、互いに異なる波長帯域に受光感度を有する複数の第１画素と複数の第２画素とを備える。複数の第１画素の信号を用いて動脈を検出し、複数の第２画素の信号を用いて静脈を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９２８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の撮像装置では、画素に入射する光がヘモグロビンによって吸光された後の光であるので、受光強度が低くなる。このため、受光強度の変化の検出精度が低くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、生体情報の高精度な検出を支援することができる光学フィルタ、及び、当該光学フィルタを備える検出システム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光学フィルタは、光学特性が異なる複数のフィルタ領域がアレイ状に配列された光学フィルタであって、互いに重複しない第１透過帯域と第２透過帯域とを有する第１バンドパスフィルタと、互いに重複しない第３透過帯域と第４透過帯域とを有する第２バンドパスフィルタとを備え、前記第１透過帯域と前記第４透過帯域とは、重複せず、前記第２透過帯域と前記第３透過帯域とは、重複しており、前記第１透過帯域は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数より高い第１波長を含み、前記第４透過帯域は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数より低い第２波長を含み、前記第２透過帯域及び前記第３透過帯域は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数と同じになる第３波長を含み、前記複数のフィルタ領域には、前記第１バンドパスフィルタ及び前記第２バンドパスフィルタのうち前記第１バンドパスフィルタのみが設けられた第１フィルタ領域と、前記第１バンドパスフィルタ及び前記第２バンドパスフィルタのうち前記第２バンドパスフィルタのみが設けられた第２フィルタ領域と、前記第１バンドパスフィルタ及び前記第２バンドパスフィルタの両方が重なった第３フィルタ領域とが含まれ、前記第１フィルタ領域の面積は、前記第２フィルタ領域の面積より大きい。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る検出システムは、生体を撮像する撮像装置と、前記撮像装置による撮像で得られた画像に基づいて、前記生体の血管中のヘモグロビン比率を検出する検出装置とを備え、前記撮像装置は、前記光学フィルタと、前記複数のフィルタ領域の各々に対応し、アレイ状に配置された複数の画素を有するイメージセンサとを備え、前記検出装置は、前記複数の画素の各々から出力された画素信号を処理することで、前記第１透過帯域及び前記第４透過帯域の各々の信号強度を算出する信号処理部と、前記第１透過帯域及び前記第４透過帯域の各々の信号強度の比に基づいて、前記ヘモグロビン比率を検出する検出部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、生体情報の高精度な検出を支援することができる光学フィルタ、及び、当該光学フィルタを備える検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る疲労判定システムの概略構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態に係る疲労判定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る撮像装置の概略構成を模式図である。
【図４】実施の形態に係る光学フィルタの平面図である。
【図５】実施の形態に係る光学フィルタの単位領域及びイメージセンサの単位画素を示す分解斜視図である。
【図６】実施の形態に係る光学フィルタが備えるマルチバンドパスフィルタの透過特性と、フィルタ領域毎の透過特性を示す図である。
【図７】還元ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの各々の吸光係数の波長特性を示す図である。
【図８Ａ】実施の形態に係る第１フィルタ領域を透過した光を光電変換した第１サブ画素から出力される画素信号の一例を示す図である。
【図８Ｂ】実施の形態に係る第２フィルタ領域を透過した光を光電変換した第２サブ画素から出力される画素信号の一例を示す図である。
【図９】比較例に係るイメージセンサの第１サブ画素から出力される画素信号の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る疲労判定処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態に係る光学フィルタ及び検出システムについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１２】
（実施の形態）
［疲労判定システム］
まず、本実施の形態に係る検出システムの一例である疲労判定システムの概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る疲労判定システム１を示す概略構成を示す概略図である。
【００１３】
図１に示すように、疲労判定システム１は、光源装置１０と、撮像装置２０と、疲労判定装置３０と、表示装置４０とを備える。疲労判定システム１は、生体２の生体情報を取得し、生体２の疲労を判定する。生体２は、疲労判定の対象であって、撮像装置２０による撮像の対象である。生体２は、例えば、手のひらであるが、顔などでもよい。
【００１４】
光源装置１０は、近赤外光３を生体２に向けて照射する。光源装置１０は、例えば７００ｎｍ以上の範囲にピーク波長を有する近赤外光３を発する。例えば、光源装置１０が発する近赤外光３は、７００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する近赤外光である。光源装置１０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの固体発光素子であるが、これに限らず、ハロゲンランプなどの放電ランプでもよい。なお、疲労判定システム１は、光源装置１０を備えなくてもよく、光源装置１０からの近赤外光３の代わりに、自然光に含まれる近赤外成分などを利用してもよい。
【００１５】
撮像装置２０は、例えば、カメラであり、生体２を撮像するための撮像装置である。撮像装置２０は、生体２を撮像することで、血管のパターンを示す画像を生成する。撮像装置２０は、例えば、洗面台の鏡などの近傍に配置することで、生体２の定期的な撮影が可能になる。つまり、疲労判定システム１は、日々の健康状態（疲労度）を判定することができる。
【００１６】
疲労判定装置３０は、検出装置の一例であり、撮像装置２０による撮像で得られた画像に基づいて、生体２の血管中のヘモグロビン比率を検出する。例えば、疲労判定装置３０は、ヘモグロビン比率の一例である酸素飽和度を検出する。酸素飽和度は、血液に含まれる還元ヘモグロビン（Ｈｂ）と酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）との合計に対する酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）の割合で示される。疲労判定装置３０は、検出した酸素飽和度に基づいて、生体２の疲労を判定する。
【００１７】
判定結果は、例えば、表示装置４０に表示される。表示装置４０は、例えば、液晶表示装置であるが、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）表示装置などでもよい。
【００１８】
以下では、疲労判定システム１の撮像装置２０及び疲労判定装置３０の詳細な構成について説明する。
【００１９】
［撮像装置］
まず、撮像装置２０について図２及び図３を用いて説明する。
【００２０】
図２は、本実施の形態に係る疲労判定システム１の構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態に係る撮像装置２０の概略構成を示す模式図である。図２及び図３に示すように、撮像装置２０は、光学フィルタ２１と、イメージセンサ２２と、レンズ群２３とを備える。
【００２１】
図３に示すように、撮像装置２０では、レンズ群２３が入射光をイメージセンサ２２に集光する。入射光には、所定の波長帯域の近赤外光３が含まれている。なお、図３において、レンズ群２３を通過するドットの網掛けが付された領域は、入射光が通過する領域を示している。レンズ群２３によって集光された光が光学フィルタ２１を通過することで、イメージセンサ２２には光学フィルタ２１の領域毎の透過特性に応じた光が入射する。
【００２２】
なお、図３に示すように、レンズ群２３には、２つのレンズ２３１及び２３２が含まれており、２段階で集光している。レンズ２３１は、例えば、凸レンズなどの集光レンズである。レンズ２３２は、例えば、コリメートレンズなどの入射光を平行光にして出射するレンズである。なお、レンズ群２３の構成は一例に過ぎず、これらに限定されない。撮像装置２０は、レンズ群２３を備えていなくてもよい。
【００２３】
以下では、光学フィルタ２１及びイメージセンサ２２の詳細について説明する。
【００２４】
［光学フィルタ］
光学フィルタ２１は、図３に示すように、イメージセンサ２２の受光面側に配置されている。例えば、光学フィルタ２１は、イメージセンサ２２の受光面上に接触して配置されている。あるいは、光学フィルタ２１は、イメージセンサ２２との間に隙間を空けて配置されていてもよい。この場合に、光学フィルタ２１の各領域を通過した光を、イメージセンサ２２の画素（受光領域）に導く光学部材が設けられていてもよい。
【００２５】
図４は、本実施の形態に係る光学フィルタ２１の平面図である。図５は、本実施の形態に係る光学フィルタ２１の単位領域２５及びイメージセンサ２２の単位画素２６を示す分解斜視図である。
【００２６】
図３に示すように、光学フィルタ２１は、基板２１１と、第１バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２１２と、第２バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２１３とを備える。基板２１１上に第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３が順に積層されている。基板２１１は、透光性を有する透光基材を用いて形成されている。透光基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの透明樹脂基板、又は、ソーダガラス、無アルカリガラス、合成石英ガラスなどの透明ガラス基板などである。
【００２７】
光学フィルタ２１は、光学特性が異なる複数のフィルタ領域２５０がアレイ状に配列されている。光学フィルタ２１は、入射する光を、フィルタ領域２５０毎に波長選択的に透過させる。複数のフィルタ領域２５０は、第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３との重複及び非重複の差異によって区分されている。
【００２８】
第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３はそれぞれ、互いに重複しない２つの波長領域に光の透過帯域を有するマルチバンドパスフィルタである。第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の各々の透過特性については、図６を用いて後で説明する。
【００２９】
第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３はそれぞれ、３層以上の薄膜が積層された多層構造を有する薄膜干渉フィルタである。多層構造を構成する薄膜の膜厚、屈折率及び積層数を適切に設計することで、所望の波長帯域に光の透過帯域を有する第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３をそれぞれ実現することができる。
【００３０】
薄膜は、例えば、誘電体材料を用いた無機膜である。具体的には、薄膜は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、及び、シリコン（Ｓｉ）膜などである。各薄膜は、基板２１１上に、蒸着、スパッタリングなどによって形成される。第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の各々の膜厚は、例えば１μｍ〜５μｍであるが、これに限らない。
【００３１】
図４に示すように、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３はそれぞれ、平面視において、ストライプ（ラインアンドスペース）状に形成されている。
【００３２】
第１ＢＰＦ２１２のラインの幅Ｐ１とスペースの幅Ｑ１とは、例えば、互いに同じである（すなわち、Ｐ１＝Ｑ１）。また、複数のラインの各々の幅Ｐ１、及び、複数のスペースの各々の幅Ｑ１も、例えば、互いに同じ幅である。
【００３３】
第２ＢＰＦ２１３のラインの幅Ｐ２とスペースの幅Ｑ２とは、互いに異なっている（すなわち、Ｐ２≠Ｑ２）。具体的には、第２ＢＰＦ２１３のラインの幅Ｐ２は、スペースの幅Ｑ２より小さい。具体的には、Ｐ２：Ｑ２＝１：１．９５±０．１である。例えば、Ｑ２は、Ｐ２の約２倍である。
【００３４】
本実施の形態では、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３は、それぞれのラインが交差するように設けられている。具体的には、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３は、それぞれのラインが直交している。すなわち、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の各々のラインは、平面視において重なっている。第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３とが重複した領域と、重複していない領域とでは、光学特性（具体的には、光の透過帯域）が異なる。これにより、光学フィルタ２１には、平面視において、光学特性が異なる複数のフィルタ領域２５０が形成される。
【００３５】
複数のフィルタ領域２５０には、図４に示すように、第１フィルタ領域２５１と、第２フィルタ領域２５２と、第３フィルタ領域２５３と、全透過領域２５４とが含まれる。本実施の形態では、第１フィルタ領域２５１と、第２フィルタ領域２５２と、第３フィルタ領域２５３と、全透過領域２５４との４つのフィルタ領域２５０で単位領域２５を構成している。光学フィルタ２１では、複数の単位領域２５がアレイ状に配置されている。複数の単位領域２５の各々は、２行２列の４つのフィルタ領域２５０を含んでいる。
【００３６】
第１フィルタ領域２５１は、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３のうち第１ＢＰＦ２１２のみが設けられた領域である。第２フィルタ領域２５２は、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３のうち第２ＢＰＦ２１３のみが設けられた領域である。第３フィルタ領域２５３は、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の両方が重ねられた領域である。全透過領域２５４は、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３のいずれも設けられていない領域である。全透過領域２５４を通過する光は、光学フィルタ２１に入射する入射光そのものである。
【００３７】
本実施の形態では、第１フィルタ領域２５１の平面視形状は、第２フィルタ領域２５２及び第３フィルタ領域２５３とは異なっている。具体的には、第１フィルタ領域２５１の平面視形状は、第１ＢＰＦ２１２のストライプが延びる方向に沿って長尺の略長方形である。第２フィルタ領域２５２及び第３フィルタ領域２５３の平面視形状は、略正方形である。なお、全透過領域２５４の平面視形状は、第１フィルタ領域２５１の平面視形状と同じである。
【００３８】
本実施の形態では、第１フィルタ領域２５１の面積Ｓ１は、第２フィルタ領域２５２の面積Ｓ２より大きい。具体的には、第１フィルタ領域２５１の面積Ｓ１と第２フィルタ領域２５２の面積Ｓ２との比は、１．９５±０．１：１である。このような比率である理由については、後で説明する。また、第３フィルタ領域２５３の面積Ｓ３は、第２フィルタ領域２５２の面積Ｓ２と等しい。すなわち、本実施の形態では、Ｓ１：Ｓ２：Ｓ３＝１．９５±０．１：１：１である。
【００３９】
以下では、各ＢＰＦ及び各フィルタ領域２５０の光学特性について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係る光学フィルタ２１が備えるマルチバンドパスフィルタの透過特性と、フィルタ領域２５０毎の透過特性とを示す図である。具体的には、図６の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、第１フィルタ領域２５１、第２フィルタ領域２５２及び第３フィルタ領域２５３の各々の透過特性を模式的に示している。横軸は波長であり、縦軸は透過率を示している。
【００４０】
第１フィルタ領域２５１には第１ＢＰＦ２１２のみが設けられているので、第１フィルタ領域２５１の光学特性と第１ＢＰＦ２１２の光学特性とが一致する。具体的には、図６の（ａ）に示すように、第１ＢＰＦ２１２は、互いに重複しない第１透過帯域５１と第２透過帯域５２とを有する。第１透過帯域５１と第２透過帯域５２との間には、遮断帯域６１が設けられている。
【００４１】
第１透過帯域５１は、還元ヘモグロビン（Ｈｂ）による吸光係数が酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）による吸光係数より高い第１波長λ１を含む波長帯域である。第１波長λ１は、７１０ｎｍ以上８１０ｎｍ以下の範囲に含まれる。好ましくは、第１波長λ１は、７４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲でもよい。例えば、第１波長λ１は、７６０ｎｍである。図７に示すように、７６０ｎｍにおいて還元ヘモグロビンの吸光係数のピークが存在している。なお、図７は、還元ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの各々の吸光係数の波長特性を示す図である。図７において、横軸は波長であり、縦軸はモル吸光係数（単に、吸光係数と記載する）である。
【００４２】
例えば、第１透過帯域５１は、第１波長λ１を中心波長として帯域幅が５０ｎｍ以下の波長帯域である。なお、第１透過帯域５１の帯域幅は、２０ｎｍ以下でもよく、１０ｎｍ以下でもよい。ここで、中心波長は、帯域幅の中央値における波長である。帯域幅は、絶対的な光の透過率が５０％となる部分での透過帯域の幅である。
【００４３】
第２透過帯域５２は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数と同じになる第３波長λ３を含む波長帯域である。第３波長λ３は、７５５ｎｍ以上８５５ｎｍ以下の範囲に含まれる。好ましくは、第３波長λ３は、７８５ｎｍ以上８２５ｎｍ以下の範囲でもよい。例えば、第３波長λ３は、８０５ｎｍである。図７に示すように、８０５ｎｍにおいて還元ヘモグロビンの吸光係数と酸化ヘモグロビンの吸光係数とが略一致している。
【００４４】
例えば、第２透過帯域５２は、第２波長λ２を中心波長として帯域幅が５０ｎｍ以下の波長帯域である。なお、第２透過帯域５２の帯域幅は、第１透過帯域５１の帯域幅と同じでもよく、異なっていてもよい。
【００４５】
遮断帯域６１は、光の透過率が１０％以下である。なお、第１ＢＰＦ２１２は、第１透過帯域５１及び第２透過帯域５２以外に光の透過帯域を有さない。具体的には、第１ＢＰＦ２１２では、第１透過帯域５１及び第２透過帯域５２を除いた他の波長帯域における光の透過率が１０％以下である。
【００４６】
第２フィルタ領域２５２には第２ＢＰＦ２１３のみが設けられているので、第２フィルタ領域２５２の光学特性と第２ＢＰＦ２１３の光学特性とが一致する。具体的には、図６の（ｂ）に示すように、第２ＢＰＦ２１３は、互いに重複しない第３透過帯域５３と第４透過帯域５４とを有する。第３透過帯域５３と第４透過帯域５４との間には、遮断帯域６２が設けられている。
【００４７】
第３透過帯域５３は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数と同じになる第３波長λ３を含む波長帯域である。例えば、第３透過帯域５３は、第３波長λ３を中心波長として帯域幅が５０ｎｍ以下の波長帯域である。なお、第３透過帯域５３の帯域幅は、２０ｎｍ以下でもよく、１０ｎｍ以下でもよい。
【００４８】
第４透過帯域５４は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数より低い第２波長λ２を含む波長帯域である。第２波長λ２は、８００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲に含まれる。好ましくは、第２波長λ２は、８３０ｎｍ以上８７０ｎｍ以下の範囲でもよい。例えば、第２波長λ２は、８５０ｎｍである。図７に示すように、８５０ｎｍの近傍において、還元ヘモグロビンの吸光係数のピークが存在せず、波長による吸光係数が略一定である。
【００４９】
例えば、第４透過帯域５４は、第２波長λ２を中心波長として帯域幅が５０ｎｍ以下の波長帯域である。なお、第４透過帯域５４の帯域幅は、第３透過帯域５３の帯域幅と同じでもよく、異なっていてもよい。
【００５０】
遮断帯域６２は、光の透過率が１０％以下である。なお、第２ＢＰＦ２１３は、第３透過帯域５３及び第４透過帯域５４以外に光の透過帯域を有さない。具体的には、第２ＢＰＦ２１３では、第３透過帯域５３及び第４透過帯域５４を除いた他の波長帯域における光の透過率が１０％以下である。
【００５１】
図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１ＢＰＦ２１２の第２透過帯域５２と第２ＢＰＦ２１３の第３透過帯域５３とは、重複している。具体的には、第２透過帯域５２と第３透過帯域５３とは、一致している。また、第１透過帯域５１と第４透過帯域５４とは重複していない。
【００５２】
なお、第２透過帯域５２と第３透過帯域５３とは、完全に一致していなくてもよい。具体的には、第２透過帯域５２と第３透過帯域５３とで、帯域幅、立ち上がり時及び立ち下がり時の波長、並びに、透過率の平均値及び最大値などが互いに異なっていてもよい。例えば、第２透過帯域５２が第３透過帯域５３に含まれていてもよく、第３透過帯域５３が第２透過帯域５２に含まれていてもよい。例えば、第２透過帯域５２の大部分（例えば帯域幅の９０％以上）と、第３透過帯域５３の大部分とが一致していてもよい。
【００５３】
本実施の形態では、第１透過帯域５１〜第４透過帯域５４の各々における光の透過率は、９０％以上である。当該光の透過率は、９５％以上でもよい。なお、透過帯域における光の透過率は、例えば、透過帯域の中心波長における透過率である。また、第１透過帯域５１〜第４透過帯域５４の各々の中心波長及び帯域幅は、上記例に限らない。
【００５４】
第３フィルタ領域２５３には、第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３とが重ねられて配置されているので、第３フィルタ領域２５３の光学特性は、第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３とを掛け合わせた光学特性になる。
【００５５】
具体的には、図６の（ｃ）に示すように、第３フィルタ領域２５３は、透過帯域５５として、第２透過帯域５２（第３透過帯域５３）のみを有する。本実施の形態では、第３フィルタ領域２５３は、第３波長λ３を含む光を透過させ、かつ、他の波長成分の光を実質的に透過させない領域である。
【００５６】
なお、本実施の形態では、第２透過帯域５２と第３透過帯域５３とが重複（具体的には一致）している例について示したが、これに限らない。例えば、第２ＢＰＦ２１３は、第３透過帯域５３の代わりに第１透過帯域５１を有してもよい。あるいは、第１ＢＰＦ２１２は、第２透過帯域５２の代わりに第４透過帯域５４を有してもよい。
【００５７】
［イメージセンサ］
イメージセンサ２２は、複数のフィルタ領域２５０の各々に対応し、アレイ状に配置された複数のサブ画素２２０を有する。複数のサブ画素２２０の各々は、受光した光を光電変換するフォトダイオードなどを有し、受光した光の強度に応じた画素信号を生成して出力する。イメージセンサ２２は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサなどである。撮像装置２０は、ｓＣＭＯＳ方式の高感度カメラ（高感度センサ）を利用することができる。イメージセンサ２２のシャッター方式は、グローバルシャッター又はローリングシャッターなどであるが、これらに限らない。
【００５８】
複数のサブ画素２２０は、図５に示すように、単位画素２６を構成している。単位画素２６は、光学フィルタ２１の単位領域２５に一対一で対応している。このため、イメージセンサ２２の受光面には、複数の単位画素２６がアレイ状に配置されている。
【００５９】
複数の単位画素２６の各々には、６つのサブ画素２２０が含まれる。具体的には、１つの単位画素２６は、３行２列のサブ画素２２０から構成されている。複数のサブ画素２２０には、２つの第１サブ画素２２１と、１つの第２サブ画素２２２と、１つの第３サブ画素２２３と、２つの第４サブ画素２２４とが含まれている。
【００６０】
本実施の形態では、６つのサブ画素２２０の平面視形状及び大きさが、互いに略同じである。具体的には、６つのサブ画素２２０の平面視形状は、同じ面積を有する略正方形である。上述したように、第１フィルタ領域２５１及び全透過領域２５４はそれぞれ、第２フィルタ領域２５２（又は第３フィルタ領域２５３）の約２倍の面積を有する。このため、６つのサブ画素２２０のうちの隣接する２つのサブ画素２２０（具体的には、第１サブ画素２２１）を、第１フィルタ領域２５１に対応させることができる。
【００６１】
２つの第１サブ画素２２１には、第１フィルタ領域２５１を通過した光が入射する。具体的には、第１フィルタ領域２５１には第１ＢＰＦ２１２のみが設けられているので、２つの第１サブ画素２２１の各々には、第１波長λ１と第３波長λ３とを含む第１光が入射する。２つの第１サブ画素２２１の各々は、第１光を受光して光電変換することで、当該第１光の受光強度に応じた第１画素信号を出力する。２つの第１画素信号は、合算して処理される。詳細については、後で説明する。
【００６２】
第２サブ画素２２２には、第２フィルタ領域２５２を通過した光が入射する。具体的には、第２フィルタ領域２５２には第２ＢＰＦ２１３のみが設けられているので、第２サブ画素２２２には、第２波長λ２と第３波長λ３とを含む第２光が入射する。第２サブ画素２２２は、第２光を受光して光電変換することで、当該第２光の受光強度に応じた第２画素信号を出力する。
【００６３】
第３サブ画素２２３には、第３フィルタ領域２５３を通過した光が入射する。具体的には、第３フィルタ領域２５３には第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３とが重ねられて設けられているので、第３サブ画素２２３には、第３波長λ３を含む第３光が入射する。第３サブ画素２２３は、第３光を受光して光電変換することで、当該第３光の受光強度に応じた第３画素信号を出力する。
【００６４】
２つの第４サブ画素２２４には、全透過領域２５４を通過した光が入射する。具体的には、全透過領域２５４には第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３のいずれも設けられていないので、２つの第４サブ画素２２４の各々には、入射光そのものが透過する。２つの第４サブ画素２２４の各々は、入射光を受光して光電変換することで、当該入射光の受光強度に応じた画素信号を出力する。第４サブ画素２２４から生成される画素信号は、ノイズ成分の除去などに利用することができる。
【００６５】
なお、単位画素２６は、一対一でフィルタ領域２５０に対応する４つのサブ画素から構成されていてもよい。すなわち、４つのサブ画素は、第１フィルタ領域２５１、第２フィルタ領域２５２、第３フィルタ領域２５３及び全透過領域２５４にそれぞれ対応し、対応するフィルタ領域の面積と略同じ面積を有してもよい。このため、第１フィルタ領域２５１に対応するサブ画素と、第２フィルタ領域２５２に対応するサブ画素とでは、平面視形状及び面積が異なっている。具体的は、第１フィルタ領域２５１に対応するサブ画素の面積は、第２フィルタ領域２５２に対応するサブ画素の面積より大きく、例えば、約２倍となってもよい。
【００６６】
［フィルタ領域及びサブ画素の面積と検出対象物との関係］
ここで、フィルタ領域２５０及びサブ画素２２０の面積と検出対象物との関係について説明する。検出対象物は、具体的には、血液に含まれる還元ヘモグロビン（Ｈｂ）及び酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）である。
【００６７】
図７に示したように、血液中に含まれる還元ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの各々の吸光係数は、波長依存性を有する。第１フィルタ領域２５１が透過させる第１波長λ１（具体的には、７６０ｎｍ）に対する吸光係数は、還元ヘモグロビンでは約１７００であり、酸化ヘモグロビンでは約５６０である。また、第２フィルタ領域２５２が透過させる第２波長λ２（具体的には、８５０ｎｍ）に対する吸光係数は、還元ヘモグロビンでは約７００であり、酸化ヘモグロビンでは約１０００である。
【００６８】
また、血液中の酸素飽和度（＝ＨｂＯ２／（Ｈｂ＋ＨｂＯ２））は、血管の部位及び生体２の体調に応じて変化する。例えば、酸素飽和度の基準値は、生体２の毛細血管において約７５％となることが知られている。すなわち、生体２の毛細血管における還元ヘモグロビン（Ｈｂ）と酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）との存在比の基準値は、Ｈｂ：ＨｂＯ２＝１：３となる。
【００６９】
なお、基準値は、健康な生体２における値である。生体２の疲労度に応じて存在比が変化する。後述する疲労判定装置３０は、存在比の基準値からのずれを判定することで、疲労の有無を判定することができる。詳細については後で説明する。
【００７０】
以上のように、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとでは、その存在比及び吸光係数が互いに異なっているので、本実施の形態に係る光学フィルタ２１は、これらの違いを考慮した上で面積比を異ならせている。具体的には、第１フィルタ領域２５１の面積Ｓ１と第２フィルタ領域２５２の面積Ｓ２との比は、還元ヘモグロビンの存在比と吸光係数との積と、酸化ヘモグロビンの存在比と吸光係数との積との比の逆比にする。
【００７１】
例えば、還元ヘモグロビンの各波長の吸光係数の合計は、約２４００（＝１７００＋７００）となる。酸化ヘモグロビンの各波長の吸光係数の合計は、約１５６０（＝５６０＋１０００）となる。還元ヘモグロビンの存在比と吸光係数との積と、酸化ヘモグロビンの存在比と吸光係数との積との比は、以下のようになる。
【００７２】
（Ｈｂの存在比×吸光係数）：（ＨｂＯ２の存在比×吸光係数）
＝１×２４００：３×１５６０
＝１：１．９５
【００７３】
したがって、第１フィルタ領域２５１と第２フィルタ領域２５２との面積比は、Ｓ１：Ｓ２＝１．９５：１となる。これにより、フィルタ領域の面積に応じて透過光の光量も大きくなるので、還元ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの各々の存在比及び吸光係数に応じて、各フィルタ領域及び各サブ画素に適切な光量を入射させることができる。
【００７４】
このため、第１フィルタ領域２５１に対応する第１サブ画素２２１からの第１画素信号に含まれる第１波長λ１の強度に対応する信号Ｊ１と、第２フィルタ領域２５２に対応する第２サブ画素２２２からの第２画素信号に含まれる第２波長λ２の強度に対応する信号Ｊ２とを比較することで、ヘモグロビンの存在比を精度良く検出することができる。
【００７５】
［疲労判定装置（検出装置）］
次に、疲労判定装置３０について図２を用いて説明する。図２に示すように、疲労判定装置３０は、信号処理部３１と、疲労判定部３２とを備える。
【００７６】
なお、疲労判定装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備えるコンピュータ機器であるが、これに限らない。疲労判定装置３０は、撮像装置２０と有線又は無線で接続されており、撮像装置２０と通信を行う。疲労判定装置３０は、有線通信又は無線通信により、撮像装置２０による撮像で得られた画像を取得する。
【００７７】
信号処理部３１は、複数のサブ画素２２０の各々から出力された画素信号を処理することで、第１透過帯域５１及び第４透過帯域５４の各々の信号強度を算出する。具体的には、信号処理部３１は、単位画素２６毎に、各サブ画素２２０から画素信号を取得する。
【００７８】
信号処理部３１は、２つの第１サブ画素２２１の各々から２つの第１画素信号を取得する。また、信号処理部３１は、第２サブ画素２２２から第２画素信号を取得し、第３サブ画素２２３から第３画素信号を取得する。
【００７９】
本実施の形態では、信号処理部３１は、取得した２つの第１画素信号を加算する。加算後の信号は、第１フィルタ領域２５１を通過した光の受光強度に応じた画素信号である。なお、第１サブ画素と第１フィルタ領域２５１とが一対一に対応している場合には、信号処理部３１は、加算処理を行わず、当該第１サブ画素から取得した画素信号をそのまま利用する。
【００８０】
図８Ａは、第１フィルタ領域２５１を通過した光を受光した第１サブ画素２２１から出力される第１画素信号Ｉ１を示す図である。なお、図８Ａでは、２つの第１画素信号の加算後の信号を第１画素信号Ｉ１として示している。
【００８１】
図８Ａに示すように、第１画素信号Ｉ１には、第１波長λ１の成分と、第３波長λ３の成分とが含まれている。このため、第１画素信号Ｉ１から第３波長λ３の成分に基づく信号を減算することで、第１波長λ１の成分に基づく信号Ｊ１を取得することができる。信号Ｊ１は、疲労判定部３２に出力される。
【００８２】
本実施の形態では、信号処理部３１は、撮像装置２０の第３サブ画素２２３から、第３波長λ３を含む第３光の受光強度に応じた第３画素信号を取得している。第３画素信号が示す第３光の受光強度と、第１画素信号Ｉ１に含まれる第３波長λ３の成分の強度との比は、第３フィルタ領域２５３の面積Ｓ３と第１フィルタ領域２５１の面積Ｓ１との比に対応している。したがって、信号処理部３１は、第１画素信号Ｉ１から、第３画素信号Ｉ３に面積比を乗じた信号（Ｓ１／Ｓ３）を減算することで、第１波長λ１の成分に基づく信号Ｊ１を算出することができる。
【００８３】
図８Ｂは、第２フィルタ領域２５２を通過した光を受光した第２サブ画素２２２から出力される第２画素信号Ｉ２を示す図である。図８Ｂに示すように、第２画素信号Ｉ２には、第２波長λ２の成分と、第３波長λ３の成分とが含まれている。このため、第２画素信号Ｉ２から第３波長λ３の成分に基づく信号を減算することで、第２波長λ２の成分に基づく信号Ｊ２を取得することができる。具体的には、信号処理部３１は、第２画素信号Ｉ２から、第３画素信号Ｉ３に面積比を乗じた信号（Ｓ２／Ｓ３）を減算することで、第２波長λ２の成分に基づく信号Ｊ２を算出することができる。信号Ｊ２は、疲労判定部３２に出力される。
【００８４】
以上のようにして、信号処理部３１は、第１波長λ１、第２波長λ２及び第３波長λ３の各々の信号を生成することができる。このように、本実施の形態に係る光学フィルタ２１を利用することで、２つのフィルタ（第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３）から３つの波長成分の信号を生成することができる。つまり、少ないフィルタ数で多くの波長成分を取り出すことができる。
【００８５】
疲労判定部３２は、第１透過帯域５１及び第４透過帯域５４の各々の信号強度の比に基づいて、ヘモグロビン比率を検出する検出部の一例である。疲労判定部３２は、具体的には、酸素飽和度を検出する。疲労判定部３２は、検出した酸素飽和度に基づいて生体２の疲労を判定する。
【００８６】
例えば、血液の酸素飽和度が低い場合、すなわち、血液中の酸化ヘモグロビンの割合が少ない場合、生体２の酸素運搬能力が低下している。このため、十分な量の酸素が生体２の脳に行き渡らなくなり、生体２の脳が疲労する。したがって、疲労判定部３２は、血液の酸素飽和度と閾値とを比較し、酸素飽和度が閾値より低い場合に、疲労が強いと判定する。
【００８７】
具体的には、疲労判定部３２は、信号処理部３１が出力する信号Ｊ１の強度と信号Ｊ２の強度とを比較する。信号Ｊ１の強度が信号Ｊ２の強度より小さい場合に、疲労が強いと判定する。
【００８８】
例えば、血液中の還元ヘモグロビン（Ｈｂ）が多い程、還元ヘモグロビンによって吸収される量が大きくなるので、信号Ｊ１は小さくなる。逆に、血液中の酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）が多い程、酸化ヘモグロビンによって吸収される量が大きくなるので、信号Ｊ２は小さくなる。
【００８９】
本実施の形態では、第１フィルタ領域２５１と第２フィルタ領域２５２との面積比を、還元ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの存在比の基準値及び吸光係数に基づいて設定している。このため、信号Ｊ１と信号Ｊ２との比は、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとの存在比の基準値に相当する。したがって、疲労判定部３２は、信号Ｊ１の強度と信号Ｊ２の強度とを単純に比較することで、ヘモグロビンの存在比の基準値からのずれを判定することができる。
【００９０】
ここで、比較例として、複数のフィルタ領域２５０の面積が全て同じである光学フィルタを用いた場合について、図９を用いて説明する。図９は、比較例に係るイメージセンサの第１サブ画素から出力される画素信号の一例を示す図である。
【００９１】
図８Ａと図９とを比較して分かるように、第１画素信号Ｉ１に含まれる第１波長λ１の成分が小さくなる。このため、第１波長λ１の成分の変化量が判別しにくくなるので、酸素飽和度の検出精度が低下する。また、本実施の形態のように、信号Ｊ１と信号Ｊ２との単純な比較ができないため、信号処理量が増加する。
【００９２】
［動作］
ここで、本実施の形態に係る疲労判定システム１の動作について、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態に係る疲労判定システム１の動作（疲労判定処理）を示すフローチャートである。
【００９３】
図１０に示すように、まず、撮像装置２０が生体２の撮影を行う（Ｓ１０）。撮像装置２０のイメージセンサ２２は、複数のサブ画素２２０の各々から画素信号を疲労判定装置３０に出力する。
【００９４】
次に、疲労判定装置３０の信号処理部３１は、信号Ｊ１及び信号Ｊ２を算出する（Ｓ２０）。信号Ｊ１及び信号Ｊ２の算出方法は、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明した通りである。
【００９５】
次に、疲労判定部３２は、信号Ｊ１の強度と信号Ｊ２の強度とを比較する（Ｓ３０）。信号Ｊ１の強度が信号Ｊ２の強度より小さい場合（Ｓ３０でＹｅｓ）、還元ヘモグロビンによる吸光量が多く、すなわち、還元ヘモグロビンの量が多いので、疲労判定部３２は、疲労が強いと判定する（Ｓ４０）。信号Ｊ１の強度が信号Ｊ２の強度以上である場合（Ｓ３０でＮｏ）、還元ヘモグロビンによる吸光量が少なく、すなわち、還元ヘモグロビンの量が少ないので、疲労判定部３２は、疲労が弱いと判定する（Ｓ５０）。
【００９６】
次に、表示装置４０は、判定結果を表示する（Ｓ６０）。表示装置４０は、例えば、撮影により得られた画像とともに、疲労が強いか弱いかを示す判定結果を表示する。これにより、疲労判定処理は終了する（Ｓ７０でＹｅｓ）。疲労判定処理を終了しない場合（Ｓ７０でＮｏ）、ステップＳ１０〜Ｓ６０の処理を繰り返す。
【００９７】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学フィルタ２１は、光学特性が異なる複数のフィルタ領域２５０がアレイ状に配列された光学フィルタ２１であって、互いに重複しない第１透過帯域５１と第２透過帯域５２とを有する第１ＢＰＦ２１２と、互いに重複しない第３透過帯域５３と第４透過帯域５４とを有する第２ＢＰＦ２１３とを備える。第１透過帯域５１と第４透過帯域５４とは、重複せず、第２透過帯域５２と第３透過帯域５３とは、重複している。第１透過帯域５１は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数より高い第１波長λ１を含む。第４透過帯域５４は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数より低い第２波長λ２を含む。第２透過帯域５２及び第３透過帯域５３は、還元ヘモグロビンによる吸光係数が酸化ヘモグロビンによる吸光係数と同じになる第３波長λ３を含む。複数のフィルタ領域２５０には、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３のうち第１ＢＰＦ２１２のみが設けられた第１フィルタ領域２５１と、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３のうち第２ＢＰＦ２１３のみが設けられた第２フィルタ領域２５２と、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の両方が重なった第３フィルタ領域２５３とが含まれる。第１フィルタ領域２５１の面積Ｓ１は、第２フィルタ領域２５２の面積Ｓ２より大きい。
【００９８】
これにより、第１フィルタ領域２５１の面積が第２フィルタ領域２５２の面積より大きいので、還元ヘモグロビンによって吸光された後の信号を精度良く検出することができる。
【００９９】
また、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の各々が、互いに重複しない２つの透過帯域を有するマルチバンドパスフィルタである。マルチバンドパスフィルタは、透過帯域以外の波長帯域の光を十分に減衰させることができる。したがって、第１ＢＰＦ２１２及び第２ＢＰＦ２１３の少なくとも一方が設けられた各領域を通過した光に含まれるノイズ成分を十分に小さくすることができる。すなわち、ＳＮ比を高めることができ、波長分離（色分離）の精度を高めることができる。
【０１００】
また、本実施の形態に係る撮像装置２０によれば、２つのマルチバンドパスフィルタによって３つの波長帯域に相当する信号を生成することができる。つまり、少ない数のフィルタによって、フィルタ数より多い波長帯域の信号を生成することができる。フィルタ数の削減により、光学フィルタ２１の軽量化、製造工程の簡略化及び低コスト化などを実現することができる。
【０１０１】
例えば、製造工程におけるアライメント（位置合わせ）工程の数を減らすことができる。例えば、ＲＧＢの３つのバンドパスフィルタを備えるフィルタアレイを製造する場合は、少なくとも２回のアライメントが必要になる。これに対して、本実施の形態では、第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３との位置合わせを１回行うだけでよい。
【０１０２】
以上のように、光学フィルタ２１を利用することで、生体情報の高精度な検出を支援することができる。
【０１０３】
また、例えば、第１フィルタ領域２５１の面積Ｓ１と第２フィルタ領域２５２の面積Ｓ２との比は、１．９５±０．１：１である。
【０１０４】
これにより、第１フィルタ領域２５１の面積Ｓ１と第２フィルタ領域２５２の面積Ｓ２とは、還元ヘモグロビン及び酸化ヘモグロビンの存在比と、各々の吸光係数とに基づいた比になる。したがって、各フィルタ領域に適切な光量を入射させることができる。これにより、ＳＮ比を高めることができ、高精度な検出を行うことができる。
【０１０５】
また、例えば、第１波長λ１は、７１０ｎｍ以上８１０ｎｍ以下の範囲に含まれ、第２波長λ２は、８００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲に含まれ、第３波長λ３は、７５５ｎｍ以上８５５ｎｍ以下の範囲に含まれる。
【０１０６】
これにより、ヘモグロビン比率を精度良く検出することができる。
【０１０７】
また、例えば、第１ＢＰＦ２１２は、ストライプ状に形成され、第２ＢＰＦ２１３は、第１ＢＰＦ２１２のストライプとは異なる方向に延びるストライプ状に形成され、第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３とは、平面視において重複して配置されている。
【０１０８】
これにより、第１ＢＰＦ２１２と第２ＢＰＦ２１３とのアライメントずれが発生したとしても光学フィルタ２１の光学特性がほとんど変わらない。つまり、本実施の形態に係る光学フィルタ２１は、アライメントのロバスト性を有するので、歩留まりを向上させることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る疲労判定システム（検出システム）１は、例えば、生体２を撮像する撮像装置２０と、撮像装置２０による撮像で得られた画像に基づいて、生体２の血管中のヘモグロビン比率を検出する疲労判定装置（検出装置）３０とを備える。撮像装置２０は、光学フィルタ２１と、複数のフィルタ領域２５０の各々に対応し、アレイ状に配置された複数のサブ画素２２０を有するイメージセンサ２２とを備える。疲労判定装置３０は、複数のサブ画素２２０の各々から出力された画素信号を処理することで、第１透過帯域５１及び第４透過帯域５４の各々の信号強度を算出する信号処理部３１と、第１透過帯域５１及び第４透過帯域５４の各々の信号強度の比に基づいて、ヘモグロビン比率を検出する疲労判定部（検出部）３２とを備える。
【０１１０】
これにより、光学フィルタ２１を利用するので、ヘモグロビン比率を高精度に検出することができる。
【０１１１】
（その他）
以上、本発明に係る光学フィルタ及び検出システム（具体的には、疲労判定システム）について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１１２】
例えば、上記の実施の形態では、検出システムの一例として疲労判定システムを示したが、これに限らない。検出システムが検出したヘモグロビン比率（酸素飽和度）を示す生体情報を、個人認証などに利用することもできる。
【０１１３】
また、上記の各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０１１４】
なお、本発明は、疲労判定システム（検出システム）、又は、疲労判定装置（検出装置）として実現できるだけでなく、当該システム又は装置の各構成要素が行う処理をステップとして含むプログラム、及び、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの記録媒体として実現することもできる。
【０１１５】
つまり、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【０１１６】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  疲労判定システム（検出システム）
２  生体
２０  撮像装置
２１  光学フィルタ
２２  イメージセンサ
３０  疲労判定装置（検出装置）
３１  信号処理部
３２  疲労判定部
５１  第１透過帯域
５２  第２透過帯域
５３  第３透過帯域
５４  第４透過帯域
２１２  第１ＢＰＦ
２１３  第２ＢＰＦ
２２０  サブ画素
２５０  フィルタ領域
２５１  第１フィルタ領域
２５２  第２フィルタ領域
２５３  第３フィルタ領域
【図１】
2018138144.tif 000003
【図２】
2018138144.tif 000004
【図３】
2018138144.tif 000005
【図４】
2018138144.tif 000006
【図５】
2018138144.tif 000007
【図６】
2018138144.tif 000008
【図７】
2018138144.tif 000009
【図８Ａ】
2018138144.tif 000010
【図８Ｂ】
2018138144.tif 000011
【図９】
2018138144.tif 000012
【図１０】
2018138144.tif 000013