(57)【要約】  【課題】  可視光検出手段により色再現良くかつ明瞭なカラー画像を取得でき、また同時に近赤外検出手段により明瞭な輝度情報あるいは白黒画像を取得することができる優れた撮像装置及び撮像方法を提供する。  【解決手段】  光吸収深さの波長依存性を異なることを利用して可視光の波長域の異なる３つの成分を深さの異なる３つの検出器３、４、５で検出する可視光検出手段６と、１つの画素で近赤外光までの広い領域の光を検出する近赤外光検出手段８と、上記可視光検出手段と近赤外光検出手段を混在配置する撮像素子２と、上記３つの異なる波長域の光と近赤外光とが所望の検出器上に焦点が合うように故意に色収差を与える光学系１とから可視光・近赤外光撮像装置の受光部を構成し、可視光検出手段により色再現良くカラー画像を取得でき、また近赤外光検出手段により白黒ではあるが輝度情報をＳ／Ｎ良く取得する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長域の異なる３成分の可視光と近赤外光とがそれぞれ波長によって異なる位置に結像する光学系手段と、
複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素は、波長によって同一画素内の深さの異なる位置に結像する前記３成分の可視光を検出する可視光検出手段、又は画素内の前記３成分の可視光が結像する深さとは異なる位置に結像する近赤外光を検出する近赤外光検出手段のいずれかを有する撮像装置。
【請求項２】
前記可視光検出手段は青色、緑色、赤色の３つの異なる波長域の可視光を検出する、光吸収深さの波長依存性に応じた深さの異なる位置に設けた３つの検出器を有し、前記近赤外光検出手段は近赤外光を検出する前記３つの検出器とは深さの異なる位置に検出器を有する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像素子は、前記可視光検出手段を有する画素と前記近赤外光検出手段を有する画素とを縦横交互に配置した請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、前記可視光検出手段を有する画素の個数と前記近赤外光検出手段を有する画素の個数とを１：３の割合で均等に配置した請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子は、前記可視光検出手段を有する画素の面積と前記近赤外光検出手段を有する画素の面積とを１：３の割合で均等に配置した請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項６】
波長域の異なる３成分の可視光と近赤外光とがそれぞれ波長によって異なる位置に結像する光学系手段と、複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素は、波長によって各々同一画素内の深さの異なる位置に結像する前記３成分の可視光と前記近赤外光とを検出する撮像装置。
【請求項７】
前記複数の画素は、青色、緑色、赤色の３成分の可視光と近赤外光とを、光吸収深さの波長依存性に応じた深さの異なる位置に設けた４つの検出器で検出する請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光学系手段は、可視光の波長の短い光から近赤外光まで、その焦点距離を単調増加させることで、青色、緑色、赤色の３つの異なる波長域の可視光と近赤外光とが異なる位置に結像する請求項１から７のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項９】
波長域の異なる３成分の可視光と近赤外光とをそれぞれ波長によって異なる位置に結像させ、前記３成分の可視光と前記近赤外光とを光吸収深さの波長依存性が異なることを利用して検出し、前記３成分の可視光と前記近赤外光の両者の画像を撮像する撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長域の異なる３つの成分の可視光と近赤外光とを検出受光し、可視光と近赤外光の両者の画像を撮像するための撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同一撮像素子、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子の中に、可視光の波長の異なる３色と近赤外光とをそれぞれ検出できる画素を混在する構成の可視光・近赤外光撮像装置がある（例えば、下記の特許文献１参照）。例えば、図１０に示すように、撮像素子上に、Ｍｇ（マゼンタ）色検出器８１、Ｙｅ（イエロー）色検出器８２、Ｃｙ（シアン）色検出器８３、近赤外光検出器８４をモザイク状に配置し、その組み合わせを縦横に繰り返すように混在配置したものがある。ここでは、検出器１つがちょうど１画素に相当する。
【０００３】
ちなみに、裸の画素としては４００ｎｍから１０００ｎｍまでの可視光から近赤外光まで検出できる特性を持つが、Ｍｇ色付近のバンドパスフィルタ板をその画素にかぶせたものがＭｇ色検出器８１であり、Ｙｅ色検出器８２、Ｃｙ色検出器８３もそれぞれの波長付近を抜き出すバンドパスフィルタ板を画素にかぶせたものである。また、裸の画素として近赤外光検出器８４を配置する。正確には、可視光域をカットする必要があるが、輝度情報として得られればよいので、あえてカットしなくてもよい。以上の構成により、可視光、近赤外光の両方の画像を撮像できる構成を実現することができる。
【０００４】
また、従来の可視光撮像装置として、シリコン基板上に形成した表面からの深さが異なる３つのフォトダイオードにより、可視光領域の異なる波長の３種類の光、例えば青、緑、赤のシリコン中の吸収度の違いを利用して、その異なる波長の３種類の光を検出するものがある（例えば、下記の特許文献２参照）。この可視光撮像装置では、１個の画素でありながら深さの異なる３つのフォトダイオードを配置することができるために、１画素１色検出に比べて、色分解能を高め、また、偽色による画像劣化を防ぐことができる。
【特許文献１】特開２００２−１４２２２８号公報（図２）
【特許文献２】特表２００２−５１３１４５号公報（図５、図６）
【０００５】
すなわち、図１１は、撮像素子に形成される１個の画素の構成を示し、Ｐ型半導体基板９１の上に、Ｎ型半導体によるＮ型ドープ領域９２を形成し、同様にその上にＰ型ドープ領域９３を形成し、さらにその上にＮ型ドープ領域９４を形成するという形式で、基板の上に半導体３層構造（３重井戸構造）を作る。このとき、各々のＰＮの界面付近でフォトセンサとしての機能を持たせることができるので、全部で３つのフォトセンサを構成することができる。
【０００６】
ここで、特許文献２の図５にも参考データとして記載されているように、シリコン層において、青色光は０.２μｍの深さで吸収され、緑は０.６μｍ、赤は２μｍの深さに到達して初めて吸収される。そこで、個々のフォトセンサとなる界面の深さを、０.２μｍ、０.６μｍ、２μｍに設定することによって、３色（３つの波長帯域）の光にほぼ分光して取り出すことができ、青色光により発生した電流を電流検出器９５、緑色光を電流検出器９６、赤色光を電流検出器９７で検出することで、数値的に抽出することができる。無論、実際は完全には分光できないが、あらかじめ個々の色の混入度合いはわかる（あるいは計測できる）ので、補正することができる。以上の３層の半導体ドーピング構造により、１つの画素でありながら可視光３色を取り出すことができ、色分解能を格段に向上させた可視光撮像装置を実現することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されているような従来の可視光・近赤外光撮像装置の構成では、個々の画素では１色（限定した波長域）しか検出できず、他の色や輝度情報は隣り合う画素の情報から補完しなければならない。そのために、色や輝度の分解能が落ちたり、本来の色ではない偽色が生じたりしてしまう。
【０００８】
また、撮像素子面上には、通常は光学レンズによる光学系で被写体を結像させるが、本来は波長によって焦点が異なるので、撮像に色収差が生じる（ある色にピントが合うと他の色がぼける）。そこで、通常は、図１２に示すように、例えば、可視光域のマゼンタ、イエロー、シアンに関しては、焦点深度内（その範囲内ならば色ボケが無視できる）に収まるように、色消しレンズの特性をもつ光学系を備えることでピントを合わせている。
【０００９】
ところが、その色消しにも限界があり、可視光域から近赤外光域（４００ｎｍから１０００ｎｍ）までの非常に広い範囲の波長域に関しての完全な色消し光学系を作ることは困難であり、たとえ実現できたとしても非常に高価なものになり、とても一般産業分野で利用できるものではないのが現状である（可視光、近赤外光すべてにおいて合焦点の位置を一致させることは不可能）。このために、従来のような同じ感光面上で可視光検出と近赤外光検出を行う場合、仮に可視光域でピントがあった画像が得られる装置を作ったとしても、近赤外光領域ではピンぼけした画像しか得られないことになる。つまり、上述のような構成の撮像素子を机上で考えたとしても、光学系が実現困難で実用化にならない可能性が高い。
【００１０】
また、特許文献２に記載されているような従来の可視光撮像装置では、３層の半導体ドーピング構造に限定して可視光を検出する構成にしているために、可視光の３原色を検出する場合には、近赤外光を検出することはできない。また、仮に可視光の２種類の波長域の光と近赤外光の計３種類の光を検出できるように、フォトダイオードの深さを再調節して撮像素子を作ったとしても、上述したように、可視光域から近赤外光域（４００ｎｍから１０００ｎｍ）までの非常に広い範囲の波長域に関しての完全な色消し光学系を作ることはできないために、可視光の画像を鮮明に見せようとすると、どうしても近赤外光により画像はピンぼけしてしまう。すなわち、可視光、近赤外光まで明瞭な画像を撮像しようとすると、撮像素子の工夫だけでは不十分であるという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、可視光検出手段により色再現良くかつ明瞭なカラー画像を取得でき、また同時に近赤外検出手段により明瞭な輝度情報あるいは白黒画像を取得することができる優れた可視光・近赤外光撮像装置及び方法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】
【００１２】
本発明に係る撮像装置は、波長域の異なる３成分の可視光と近赤外光とがそれぞれ波長によって異なる位置に結像する光学系手段と、
複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素は、波長によって同一画素内の深さの異なる位置に結像する前記３成分の可視光を検出する可視光検出手段、又は画素内の前記３成分の可視光が結像する深さとは異なる位置に結像する近赤外光を検出する近赤外光検出手段のいずれかを有するものである。
【００１３】
また、前記可視光検出手段は青色、緑色、赤色の３つの異なる波長域の可視光を検出する、光吸収深さの波長依存性に応じた深さの異なる位置に設けた３つの検出器を有し、前記近赤外光検出手段は近赤外光を検出する前記３つの検出器とは深さの異なる位置に検出器を有するものである。
【００１４】
これらの構成により、可視光検出手段によって色再現良くかつ明瞭なカラー画像を取得でき、また同時に近赤外検出手段によって明瞭な輝度情報あるいは白黒画像を取得することができるという作用を有し、その結果、例えば昼間は色再現、色分解能の高いカラー画像を提供することができ、また、夜などの暗い場所であっても若干のライトを照らすことで鮮明な白黒画像を得ることができ、さらに、その複合画像によりダイナミックレンジを等価的に上げた優れた撮像装置を提供することができるという効果を生ずる。
【００１５】
また、前記撮像素子は、前記可視光検出手段を有する画素と前記近赤外光検出手段を有する画素とを縦横交互に配置したものである。
【００１６】
この構成により、可視光検出手段においては近赤外光の影響を遮断できるようなフィルタを別途付加できるために、色再現性も非常に良いカラー画像を得ることができるという効果を有する。
【００１７】
また、前記撮像素子は、前記可視光検出手段を有する画素の個数と前記近赤外光検出手段を有する画素の個数とを１：３の割合で均等に配置したものである。
【００１８】
また、前記撮像素子は、前記可視光検出手段を有する画素の面積と前記近赤外光検出手段を有する画素の面積とを１：３の割合で均等に配置したものであ。
【００１９】
これらの構成により、色分解能よりも輝度分解能を向上させることができ、近赤外光までの範囲の明瞭な輝度情報を得ることができるという効果を有する。
【００２０】
また、波長域の異なる３成分の可視光と近赤外光とがそれぞれ波長によって異なる位置に結像する光学系手段と、複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素は、波長によって各々同一画素内の深さの異なる位置に結像する前記３成分の可視光と前記近赤外光とを検出する検出手段とを配置したものである。
【００２１】
また、前記複数の画素は、青色、緑色、赤色の３成分の可視光と近赤外光とを、光吸収深さの波長依存性に応じた深さの異なる位置に設けた４つの検出器で検出する検出手段とを配置したものである。
【００２２】
これらの構成により、色再現性及び検出ロスの点で、可視光と近赤外光とを別の画素で検出するものに比べて劣るものの、カラー画像、近赤外画像共にその分解能を同等に向上させることができるという効果を有する。
【００２３】
また、前記光学系手段は、可視光の波長の短い光から近赤外光まで、その焦点距離を単調増加させることで、青色、緑色、赤色の３つの異なる波長域の可視光と近赤外光とが異なる位置に結像するようにするものである。
【００２４】
この構成により、可視光及び近赤外光の両者に対してピンぼけすることなく明瞭な画像を撮像することができる。
【００２５】
さらに、本発明に係る撮像方法は、波長域の異なる３成分の可視光と近赤外光とをそれぞれ波長によって異なる位置に結像させ、前記３成分の可視光と前記近赤外光とを光吸収深さの波長依存性が異なることを利用して検出し、前記３成分の可視光と前記近赤外光の両者の画像を撮像するものである。
【００２６】
この構成により、色再現良くかつ明瞭なカラー画像を取得でき、また同時に明瞭な輝度情報あるいは白黒画像を取得することができるという作用を有し、その結果、例えば昼間は色再現、色分解能の高いカラー画像を提供することができ、また、夜などの暗い場所であっても若干のライトを照らすことで鮮明な白黒画像を得ることができ、さらに、その複合画像によりダイナミックレンジを等価的に上げた優れた撮像方法を提供することができるという効果を生ずる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、波長域の異なる３成分の可視光と近赤外光とがそれぞれ波長によって異なる位置に結像する光学系手段と、複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素は、波長によって同一画素内の深さの異なる位置に結像する前記３成分の可視光を検出する可視光検出手段、又は画素内の前記３成分の可視光が結像する深さとは異なる位置に結像する近赤外光を検出する近赤外光検出手段のいずれかを備えることにより、色再現良くかつ明瞭なカラー画像を取得できるとともに、明瞭な輝度情報あるいは白黒画像を取得することができる撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の各実施の形態について図面を用いて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る可視・近赤外撮像装置及び方法を説明する概観及び光学系の発明のポイントを記した図であり、図２は、光学系の焦点距離と波長との関係図、図３は、第１の実施の形態に係る撮像素子の構成概略図、図４は、第１の実施の形態に係る撮像素子の具体的構成図、図５は、第１の実施の形態に係る撮像素子の等価回路図、図６と図７は、それぞれ第１の実施の形態に係る撮像素子の可視光検出手段と近赤外光検出手段の混在配置例１と２を示す図である。
【００２９】
本発明に係る可視光・近赤外光撮像装置は、図１に示すように、波長域の異なる３つの成分の可視光と近赤外光とが波長によって異なる位置に結像するように焦点を可変とする光学系として、光学レンズ１を有し、外界の被写体からの光は、光学レンズ１により集光され、撮像素子２上に結像される。図１の下部には、光学レンズ１からの光束を波長に分けて記してあるが、波長によって異なる位置に結像するようにする。具体的には、図２に示すように、例えば、青４７０ｎｍを合焦点の基準Ａとして、緑５２０ｎｍはＡより０.４μｍ焦点距離が長くなるようにする。同様に、赤７００ｎｍはＡより２μｍ、近赤外１０００ｎｍはＡより１０μｍ焦点距離を長くなるようにする。
【００３０】
一方、光学系としての光学レンズ１と共に受光部を形成する第１の実施の形態に係る撮像素子２に関しての構成概略としては、図３に示すように、光吸収深さの波長依存性が異なることを利用して光学レンズ１を介して集光され結像される波長域の異なる３つの成分の可視光を深さの異なる３つの検出器で検出する可視光検出手段６と、近赤外光を検出する検出器を持つ近赤外光検出手段８とを配置している。可視光検出手段６は、Ｂｌｕｅ（青）検出器３、Ｇｒｅｅｎ（緑）検出器４、Ｒｅｄ（赤）検出器５から構成されるが、これらの検出器３〜５は、具体的には表面からの深さが異なるところに配置されるフォトダイオードである。その３原色を独立して得ることによって、任意のカラーを再現することができる。従来例の特許文献１とは異なり、１画素で可視光３色分の出力を得ることができる。ただし、従来例の説明でも記したように、実際は完全には３色に分光できないが、あらかじめ個々の色の混入度合いはわかる（あるいは計測できる）ので、補正することができる。
【００３１】
また、近赤外光検出手段８は、近赤外光検出器７という１つのフォトダイオードから構成される。近赤外光を主に検出するので、一番高い検出感度の付近の深さに近赤外光検出器７を置く。特許文献２にも参考データとして記載されているように、シリコン層において、近赤外光は、赤色より深い所で吸収される。そこで、例えば１０μｍの場所に近赤外光検出器７を配置する。可視光検出手段６からも３色の合成として輝度情報が得られるが、近赤外光検出器７からの出力も全体の光強度に比例するとするならば、輝度情報として活用してもよい。
【００３２】
この第１の実施の形態に係る撮像素子２の具体的な構成は、図４に示すように、図中左側の可視光検出手段６の構成は従来例とほぼ同様の構成であり、Ｐ型半導体基板９の上に、Ｎ型半導体によるＮ型ドープ領域１０を形成し、同様にその上にＰ型ドープ領域１１を形成し、さらにその上にＮ型ドープ領域１２を形成するという形式で、基板の上に半導体３層構造（３重井戸構造）を作る。そして、３つの電流検出器１４、１５、１６で可視光Ｂ、Ｇ、Ｒの出力を検出する。ただし、３色に近赤外光の影響が若干でも入って後段のカラー再生のときの色再現が現実と異ならないように、電流検出器入光前に近赤外光カットフィルタ板１３を配置して、近赤外領域の光の影響を遮断する。
【００３３】
一方、図４の右側の近赤外光検出手段８の構成には、Ｐ型半導体基板９の上に、新たにＮ型半導体によるＮ型ドープ領域１７を形成し、ＰＮ結合に逆バイアスをかけた状態（Ｐ側よりＮ側電位大）で近赤外光が入光したときの電流を電流検出器１８で検出する。図４中では１０μｍの深さにＰＮの接合面、つまり図３中の近赤外光検出器７を設ける。これは近赤外光の検出感度が最も高い場所に置くことになるが、近赤外光といっても７７０ｎｍから１０００ｎｍと非常に波長の範囲が広いので、どの波長域を最も検出したいか、その検出の方針によってその値は変わりうる。
【００３４】
ここで、図１、図２を使って説明した光学レンズ１の作用によって、４つの電流検出器１４、１５、１６、１８に、それぞれ所望の波長域の光が焦点を結ぶ、すなわちピントが合うこととなる。また、図４において、右側の近赤外光検出手段８に可視光が入射すると焦点がずれてしまう。ほとんどの可視光はフォトダイオード検出領域、つまりＰＮ界面付近までに吸収されてしまうが、吸収されずに漏れ込んでくる可視光の影響によりピンぼけの要因となる可能性があるので、図４に示すように、可視光カットフィルタ板２７を入光する前に付加してもよい。また、図５に示す等価回路図のように、個々のフォトダイオードに逆バイアスをかけておき、入光に対応した電流を検出する。簡単のため、図５の等価回路図では、電源、グランドを共通にしているが、この限りではない。
【００３５】
実際の可視光検出手段６と近赤外光検出手段８の配置としては、例えば、図６や図７のような２つの混在配置例が考えられる。図６に示すように、可視光検出手段６を構成する可視光検出器３０と近赤外光検出手段８を構成する近赤外光検出器３１とを縦横交互に混在配置し、近赤外光検出手段８の部分の可視光情報に関しては、隣接する可視光検出手段６の平均値として求めればよい。一般に、人間が画像を見る用途を想定すると、色情報に関しては輝度に比べるとその分解能は低くても良い。ただし、この構成であっても、例えば従来例としての特許文献１より、輝度、色共にその分解能は高い。
【００３６】
また、近赤外光検出手段８の出力は、比較的広い波長領域の近赤外光を検出するために輝度情報として役立つ。特に、太陽光線中にも近赤外光成分は多大に含まれており、ＲＧＢ３色から輝度情報を割り出すよりもかえってＳ／Ｎが良い場合がある。よって、輝度情報に関しては、隣接する近赤外光検出手段８から取得するか、あるいは可視光検出手段６の出力の補正に用いるようにする。
【００３７】
例えば、輝度は、通常、ＲＧＢが分かれば、
Ｙ＝０.２９９×Ｒ＋０.５８７×Ｇ＋０.１１４×Ｂ・・・・・・（１）
と、ＲＧＢの線形和として求めるが、
隣接する複数の近赤外光検出手段８からの平均輝度情報Ｉがあるならば、
Ｙ＝ｃ１×Ｒ＋ｃ２×Ｇ＋ｃ３×Ｂ＋ｃ４×Ｉ・・・・・・（２）
（ただし、ｃ１＋ｃ２＋ｃ３＋ｃ４＝１）
として求めてもよい。
【００３８】
図７は、その近赤外光の輝度情報を積極的に用いることで、輝度情報としてのＳ／Ｎ、分解能を高めた構成である。この図７に示す構成では、可視光検出手段６を構成する可視光検出器３０と近赤外光検出手段８を構成する近赤外光検出器３１とを縦横交互に混在配置するが、可視光検出手段６と近赤外光検出手段８との画素の個数又は面積を、１：３の割合で混在配置している。輝度を可視光３つの線形和で求めると、ＲＧＢの局所変動で輝度がゆらぐ可能性があり、それがノイズとなるが、この構成によれば、色分解能よりも輝度分解能を向上させることができ、近赤外光までの範囲の明瞭な輝度情報を得ることができる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
次に、図８は、第２の実施の形態に係る撮像素子の具体的構成図であり、図９は、第２の実施の形態に係る撮像素子の等価回路図である。図８に示す撮像素子の構成では、可視光検出手段及び近赤外光検出手段として、１つの画素内に、波長域の異なる３つの成分の可視光と近赤外光との４つの成分を分離しながら検出する検出手段を配置している。すなわち、１つの画素に配置した４つの電流検出器２３、２４、２５、２６で可視光Ｂ、Ｇ、Ｒと近赤外光を検出する。
【００４０】
図８に示すように、Ｐ型半導体基板９の上には、Ｎ型半導体によるＮ型ドープ領域１９を形成し、同様にその上にＰ型ドープ領域２０を形成し、さらにその上にＮ型ドープ領域２１を形成し、その上にさらにＰ型ドープ領域２２を形成するという形式で、基板の上に半導体４層構造（４重井戸構造）を作る。このとき、各々のＰＮの界面付近でフォトセンサとしての機能を持たせることができるので、全部で４つのフォトセンサを構成することができる。個々の界面、つまり検出領域の深さを、既に記したように管理することによって、青、緑、赤、近赤外光の４つの波長帯域の光を検出することができる。ただし、実際は完全には４色に分光できず各々に混入するが、あらかじめ個々の色の混入度合いはわかる（あるいは計測できる）ので、補正することができる。
【００４１】
また、図９には、図８の等価回路図を示す。４個のフォトダイオードに逆バイアスをかけておき、入光に対応した電流を検出する構成となる。簡単のため、電源、グランドを共通にしているがこの限りではない。
【００４２】
上述の第２の実施の形態では、第１の実施の形態に比べて、補正するとはいっても近赤外光の可視光への混入は避けられず、色再現性が若干悪くなる可能性はあるが、１画素で４色同時に取れるので、色、輝度分解能が共に良くなるという利点がある。なお、本実施の形態では、可視光を３つの波長域に分けているが、４以上の波長域に分けてもよい。この場合は、より色再現及び分解能の高い良好なカラー画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明に係る可視光・近赤外光撮像装置及び方法は、波長によって異なる位置に結像するように焦点を可変とする光学系を介して集光され結像される波長域の異なる３つの成分の可視光と近赤外光とを、同一撮像素子に混在配置され、光吸収深さの波長依存性が異なることを利用して深さの異なる位置に設けられた３つの検出器で構成される可視光検出手段と近赤外光検出手段とで検出することで受光し、可視光と近赤外光の両者の画像を撮像するようにすることで、色再現及び分解能の高い良好なカラー画像及び近赤外画像を同時に取得することが可能であるという優れた効果を有し、可視光・近赤外光撮像装置の受光部として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る可視・近赤外撮像装置及び方法を説明する概観及び光学系の発明のポイントを記した図
【図２】本発明に係る光学系の焦点距離と波長との関係図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成概略図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子の具体的構成図
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子の等価回路図
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子における可視光検出手段と近赤外光検出手段の混在配置例１を示す図
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る撮像素子における可視光検出手段と近赤外光検出手段の混在配置例２を示す図
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る撮像素子の具体的構成図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る撮像素子の等価回路図
【図１０】従来の可視光・近赤外光撮像装置の撮像素子例の構成説明図
【図１１】従来の可視光撮像装置の撮像素子例の構成説明図
【図１２】従来の可視光撮像装置に使用される色消し光学系の説明図
【符号の説明】
【００４５】
１  光学レンズ（光学系）
２  撮像素子
３  Ｂｌｕｅ（青）検出器
４  Ｇｒｅｅｎ（緑）検出器
５  Ｒｅｄ（赤）検出器
６  可視光検出手段
７、３１、８４  近赤外光検出器
８  近赤外光検出手段
９、９１  Ｐ型半導体基板
１０、１２、１７、１９、２１、９２、９４  Ｎ型ドープ領域
１１、２０、２２、９３、  Ｐ型ドープ領域
１３  近赤外光カットフィルタ板
１４〜１６、１８、２３〜２６、９５〜９７  電流検出器
２７  可視光カットフィルタ板
３０  可視光検出器
８１  Ｍｇ（マゼンダ）色検出器
８２  Ｙｅ（イエロー）色検出器
８３  Ｃｙ（シアン）色検出器
【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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