攝像裝置及濾光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及能夠同時檢測紅外光(或紫外光)和可見光的攝像裝置及設(shè)置有該攝像裝置的濾光器。攝像裝置1A包括透鏡系統(tǒng)20和攝像單元10，穿過所述透鏡系統(tǒng)20的光入射到所述攝像單元10上，其中，所述攝像單元10包括多個第一攝像元件11和多個第二攝像元件12，所述第一攝像元件11用于接收第一波段中的光，且所述第二攝像元件12用于接收與所述第一波段不同的第二波段中的光，且其中所述透鏡系統(tǒng)20或攝像單元10設(shè)置有光學(xué)元件30A，使得具有比所述第二波段中的光的光通量小的光通量的所述第一波段中的光到達(dá)所述攝像單元。
【專利說明】攝像裝置及濾光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及攝像裝置及濾光器。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如(XD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器等單板式(single-plate)彩色固態(tài)攝像裝置具有由光電轉(zhuǎn)換元件和彩色濾光器構(gòu)成的攝像元件，彩色濾光器布置在光電轉(zhuǎn)換元件上方并用于使紅色、綠色或藍(lán)色穿過。為了獲得關(guān)于彩色視頻圖像的信息，穿過彩色濾光器并被光電轉(zhuǎn)換元件接收的可見光被光電轉(zhuǎn)換元件作為信號輸出。另一方面，近年來，已開發(fā)出用于檢測除可見光之外的成分即紅外光的單板式彩色固態(tài)攝像裝置(例如，參見日本專利文獻(xiàn)JP2008-091753A)。目前正在關(guān)注不能僅通過檢測可見光就能實(shí)現(xiàn)的新應(yīng)用。更具體地，例如，同時檢測可見光和紅外光，且基于所檢測到的紅外光的信息來提高靈敏度或減輕泄露到用于檢測可見光的光電轉(zhuǎn)換元件中的紅外光的影響，或者通過檢測該紅外光來檢測人的移動。
[0003]引用文獻(xiàn)列表
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I JP2OO8-O9I753A
[0006]專利文獻(xiàn)2:JP4-110803A
[0007]專利文獻(xiàn)3 JP61-OlM9IA

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的問題
[0009]然而，如圖8所示，在普通攝像裝置中，由于用于構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換元件的材料的特性的原因，用于檢測紅外光的光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度低于用于檢測可見光的光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度。在圖8中，橫軸表示入射到光電轉(zhuǎn)換元件上的光的波長，且縱軸表示光電轉(zhuǎn)換元件的光學(xué)靈敏度。因此，當(dāng)要充分地檢測紅外光時，存在著用于檢測可見光的光電轉(zhuǎn)換元件飽和且圖像質(zhì)量下降的問題。在上述JP2008-091753A中，用于檢測紅外光的光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)被設(shè)置成不同于用于檢測可見光的光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)，使得用于紅外光的光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度得到提高。在JP2008-091753A中提出的光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)能夠有效地使用于檢測可見光的光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度與用于檢測紅外光的光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度相同。然而，從攝像裝置的制造工藝的角度來看，用于檢測紅外光的光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)與用于檢測可見光的光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)最好是相同的。
[0010]例如，如JP4-110803A所述，使紅外光穿過而不使可見光穿過的濾光器是眾所周知的，但當(dāng)將這類濾光器安裝到攝像裝置時，光電轉(zhuǎn)換元件不能檢測可見光。例如，如JP61-015491A所述，用于向光電轉(zhuǎn)換元件引入比紅色光和綠色光更多的藍(lán)色光的光譜/濾光器裝置是眾所周知的。即使當(dāng)將這類光譜/濾光器裝置安裝到具有用于檢測可見光和紅外光的光電轉(zhuǎn)換元件的攝像裝置時，這些光電轉(zhuǎn)換元件不能夠以相同等級的靈敏度來檢測可見光和紅外光。應(yīng)當(dāng)注意的是，對于紫外光和可見光之間的關(guān)系，也存在與上述問題相同的問題。更具體地，存在著不能夠以相同等級的靈敏度來檢測紫外光和可見光的問題。
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以相同的方式檢測紅外光(或紫外光)和可見光的攝像裝置以及提供一種適用于這類攝像裝置的濾光器。
[0012]問題的解決方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)上述目的的攝像裝置包括透鏡系統(tǒng)和攝像單元，穿過所述透鏡系統(tǒng)的光入射到所述攝像單元上，其中，所述攝像單元包括多個第一攝像元件和多個第二攝像元件，所述第一攝像元件用于接收第一波段中的光，且第二攝像元件用于接收與所述第一波段不同的第二波段中的光，且光學(xué)元件被設(shè)置成使得具有比所述第二波段中的光的光通量小的光通量的所述第一波段中的光到達(dá)所述攝像單元。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的模式I的用于實(shí)現(xiàn)上述目的的濾光器包括具有圓形或正多邊形的外形的第一區(qū)域和具有環(huán)繞所述第一區(qū)域的環(huán)形的第二區(qū)域，其中，所述第一區(qū)域使第一波段中的光和與所述第一波段不同的第二波段中的光穿過，且在所述第二區(qū)域中，所述第一波段中的光透射率低于所述第二波段中的光透射率。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的模式2的用于實(shí)現(xiàn)上述目的的濾光器使所述第一波段中的光和與所述第一波段不同的所述第二波段中的光穿過，且所述第一波段中的光透射率低于所述第二波段中的光透射率。
[0016]本發(fā)明的效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置設(shè)置有光學(xué)器件，使得具有比所述第二波段中的光的光通量小的光通量的所述第一波段中的光。依照根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器，在所述第二區(qū)域中，所述第一波段中的光的光通量小于所述第二波段中的光的光通量。此外，在根據(jù)本發(fā)明模式2的濾光器中，所述第一波段中的光的光通量小于所述第二波段中的光的光通量。因此，對于整個光學(xué)元件，或?qū)τ谡麄€濾光器，到達(dá)所述攝像單元的所述第二波段中的光較多，且到達(dá)所述攝像單元的所述第一波段中的光較少。因此，所述攝像單元能夠以相同等級的靈敏度檢測所述第一波段中的光和所述第二波段中的光。應(yīng)當(dāng)注意的是，攝像單元通常設(shè)置有用于截止具有不期望波長的紅外光的紅外截止(IR-CUt)濾光器，但是根據(jù)本發(fā)明模式2的濾光器，能夠按照構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和布置來替換紅外截止濾光器，且在此情況下，不需要極大地改變攝像裝置的設(shè)計或極大地改變攝像裝置的制造步驟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1(A)和圖1(B)分別是示出了根據(jù)示例I的攝像裝置的示意圖和示出了根據(jù)示例I的濾光器的示意截面圖，且圖1C是示出了根據(jù)示例2的濾光器的示意截面圖。
[0019]圖2(A)和圖2(B)分別是示意性地示出了根據(jù)示例I的攝像裝置的攝像單元中的攝像元件的布置的圖和示出了第一攝像元件的部分示意截面圖。
[0020]圖3(A)和圖3(B)分別是示出了用于說明根據(jù)示例3的攝像裝置的概念圖的示意圖和示出了根據(jù)示例3的濾光器的示意截面圖。
[0021]圖4 (A)、圖4 (B)和圖4 (C)分別是示出了根據(jù)示例5的攝像裝置的示意圖、示出了根據(jù)示例5的濾光器的示意截面圖和根據(jù)示例5的濾光器的示意正視圖，且圖4(D)是示出了根據(jù)示例6的濾光器的示意截面圖。[0022]圖5是示出了根據(jù)示例8的攝像裝置的示意圖。
[0023]圖6 (A)、圖6 (B)和6 (C)分別示意性地示出了根據(jù)示例I的濾光器的光透射率、紅外截止濾光器的光透射率以及紅外截止濾光器與根據(jù)示例I的濾光器的組合的光透射率。
[0024]圖7 (A)、圖7 (B)和圖7 (C)分別示意性地示出了根據(jù)示例4的濾光器的光透射率、紫外截止(UV-cut)濾光器的光透射率以及紫外截止濾光器與根據(jù)圖4的濾光器的組合的光透射率。
[0025]圖8是表明用于檢測紅外光的光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度低于用于檢測可見光的光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在下文中，將參考附圖并基于示例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但是本發(fā)明不限于這些示例。數(shù)值和材料在這些示例中僅僅是示例。將按照下列順序進(jìn)行說明。
[0027]1.根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置以及根據(jù)本發(fā)明的模式I和模式2的濾光器的整體說明
[0028]2.示例I (根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置和根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器)
[0029]3.示例2 (示例I的變形例)
[0030]4.示例3 (示例I的另一變形例)
[0031]5.示例4(示例I的又一變形例)
[0032]6.示例5 (根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置和根據(jù)本發(fā)明的模式2的濾光器)
[0033]7.示例6 (示例5的變形例)
[0034]8.示例7 (示例5的另一變形例)
[0035]9.示例8 (示例I至示例7的變形例)
[0036]10.示例9 (示例I至示例8的變形例)，以及其它
[0037]根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置以及根據(jù)本發(fā)明的模式I和模式2的濾光器的整體說明
[0038]在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置中的光學(xué)元件由濾光器構(gòu)成的時，或者在根據(jù)本發(fā)明的模式I或模式2的濾光器的情況下,濾光器可由濾光器基材和形成在濾光器基材上的濾光器材料層構(gòu)成，或者濾光器材料可以例如被揉和到或者分散在濾光器基材中。在前者的情況下，“濾光器的材料”是指用于構(gòu)成濾光器材料層的材料(濾光器材料)。在后者的情況下，“濾光器的材料”是指被揉和到或者被分散在濾光器基材中的材料(濾光器材料)。或者，濾光器可由濾光器基材和形成在濾光器基材上的濾光器結(jié)構(gòu)層(例如，電介質(zhì)多層膜)構(gòu)成。
[0039]在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置中，第一波段中的峰值波長可被配置成短于第二波段中的峰值波長。或者，第一波段中的峰值波長可被配置成長于第二波段中的峰值波長。在前者的情況下，第一波段對應(yīng)于可見光波段，且第二波段對應(yīng)于紅外光波段。另一方面，在后者的情況下，第一波段對應(yīng)于可見光波段，且第二波段對應(yīng)于紫外光波段。
[0040]在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置的這些優(yōu)選方式中，光學(xué)元件可由濾光器形成，且在濾光器中，第一波段中的光的光透射率可被配置成低于第二波段中的光的光透射率。應(yīng)當(dāng)注意的是，在適當(dāng)?shù)剡x擇用于構(gòu)成濾光器的材料時，即當(dāng)濾光器由用于使第一波段中的光的光透射率小于第二波段中的光的光透射率的材料構(gòu)成時，第一波段中的光的光透射率能夠被配置成低于第二波段中的光的光透射率。應(yīng)當(dāng)注意的是，為方便起見，在某些情況下可將這類構(gòu)造的攝像裝置稱為“根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-1”?；蛘撸瑸V光器可由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成，使得第一波段中的光的光透射率能夠被配置成低于第二波段中的光的光透射率。應(yīng)當(dāng)注意的是，為方便起見，可將這類構(gòu)造的攝像裝置稱為“根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-2”。在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-2中，它可以是用于截止第二波段中的不期望波長的光的濾光器。為方便起見，可將根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-1和根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-2統(tǒng)稱為“根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A”。
[0041]在根據(jù)本發(fā)明的模式2的濾光器中，第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率，但是根據(jù)本發(fā)明的模式2的濾光器還具有如下形式:在適當(dāng)?shù)剡x擇用于構(gòu)成濾光器的材料時，即當(dāng)濾光器由用于使第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率的材料構(gòu)成時，第一波段中的光的光透射率能夠被配置成低于第二波段中的光的光透射率。為方便起見，在某些情況下可將具有這類構(gòu)造的濾光器稱為“根據(jù)本發(fā)明的模式2-1的濾光器”。或者，濾光器可由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成，使得第一波段中的光的光透射率能夠被配置成低于第二波段中的光的光透射率。應(yīng)當(dāng)注意的是，為方便起見，可將具有這類構(gòu)造的濾光器稱為“根據(jù)本發(fā)明的模式2-2的濾光器”。在根據(jù)本發(fā)明的模式2-2的濾光器中，它可以是用于截止第二波段中的不期望波長的光的濾光器。
[0042]在此情況下，在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A或根據(jù)本發(fā)明的模式2的濾光器中，第一波段中的400nm以上且小于650nm的波長的平均光透射率可大于0%且為80%以下，且第二波段中的平均光透射率可為80%以上。例如，第二波段中的波長為650nm至1200nm，或小于400nm。在包括這類優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-1或根據(jù)本發(fā)明的模式2_1的濾光器中，濾光器可通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層來形成。應(yīng)當(dāng)注意的是，在此情況下，濾光器具有類洋紅色(magenta)的光譜特性?；蛘?，濾光器可通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層、用于傳輸綠色的綠色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層來形成。更具體地，紅色透射層可由與設(shè)置在用于構(gòu)成攝像裝置的光電轉(zhuǎn)換元件上方并用于傳輸紅色的彩色濾光器相同的材料(紅色濾光器材料)構(gòu)成，且綠色透射層可由與設(shè)置在用于構(gòu)成攝像裝置的光電轉(zhuǎn)換元件上方并用于傳輸綠色的彩色濾光器相同的材料(綠色濾光器材料)構(gòu)成，且藍(lán)色透射層可由與設(shè)置在用于構(gòu)成攝像裝置的光電轉(zhuǎn)換元件上方并用于傳輸藍(lán)色的彩色濾光器相同的材料(藍(lán)色濾光器材料)構(gòu)成。在具有通過堆疊紅色透射層和綠色透射層形成的結(jié)構(gòu)或者通過堆疊紅色透射層、綠色透射層和藍(lán)色透射層形成的結(jié)構(gòu)的濾光器中，能夠通過適當(dāng)?shù)剡x擇紅色透射層、綠色透射層和藍(lán)色透射層的材料(彩色濾光器材料)和層厚度來實(shí)現(xiàn)使第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率的濾光器。在具有這類構(gòu)造的濾光器中，紅色透射層、綠色透射層和藍(lán)色透射層不是由通過堆疊薄膜而制成的多層膜干涉濾光器(mult1-layer film interferencefilter)構(gòu)成的，且因此能夠減輕對光入射到濾光器上的入射角的依賴。其上形成有堆疊層結(jié)構(gòu)(包括紅色透射層、綠色透射層和藍(lán)色透射層)的濾光器基材的構(gòu)成材料包括光學(xué)玻璃和透明樹脂?；蛘?，濾光器可以由使濾光器基材還充當(dāng)濾光器材料的材料構(gòu)成。或者，在具有上述優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-1或根據(jù)本發(fā)明的模式2-1的濾光器中，濾光器可由夾在兩個透明電極或石墨烯電極之間的電致變色材料層(electrochromicmaterial layer)構(gòu)成?；蛘?濾光器可由夾在兩個透明電極或石墨烯電極之間的液晶材料層構(gòu)成。在這類構(gòu)造的情況下，能夠通過控制施加至電極的電壓來控制穿過電致變色材料層或液晶材料層的光的光透射率?；蛘?，在具有上述優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-2或根據(jù)本發(fā)明的模式2-2的濾光器中，如先前所說明的濾光器可由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。在此情況下，高折射率材料的示例包括Ti02、Ta2O5, Nb2O5和Si3N4等，且低折射率材料的示例包括SiO2和MgF2等。
[0043]另外，在具有上述各種優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-1或根據(jù)本發(fā)明的模式2-1的濾光器中，濾光器可被安裝到透鏡系統(tǒng)的前表面部分。濾光器可基于諸如與透鏡筒的前表面部分螺絲接合(screwing)等眾所周知的方法安裝到透鏡系統(tǒng)的前表面部分。然而，濾光器與透鏡系統(tǒng)的安裝不限于這些方法?；蛘?，濾光器可布置成與設(shè)置在透鏡系統(tǒng)中的光圈(diaphragm)單元相鄰。在這類情況下，在攝像單元中，優(yōu)選地布置有用于截止具有不期望波長的紅外光的紅外截止濾光器。另一方面，具有上面所說明的各種優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-2或根據(jù)本發(fā)明的模式2-2的濾光器可布置在透鏡系統(tǒng)的任何部分中。例如，具有上面所說明的各種優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-2或根據(jù)本發(fā)明的模式2-2的濾光器可安裝到透鏡系統(tǒng)的前表面部分或布置成與設(shè)置在透鏡系統(tǒng)中的光圈單元相鄰，或者當(dāng)濾光器由用于截止具有不期望波長的紅外光的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成，且此外濾光器布置在攝像裝置中時，不需要用于截止具有不期望波長的紅外光的常規(guī)紅外截止濾光器。
[0044]或者，在上述優(yōu)選方式中，光學(xué)元件可由濾光器制成，且濾光器可包括具有諸如圓形和正多邊形等外形的第一區(qū)域和具有環(huán)繞第一區(qū)域的環(huán)形的第二區(qū)域，其中，第一區(qū)域使第一波段和第二波段中的光穿過，且在第二區(qū)域中，第一波段中的光的光透射率可被配置成低于第二波段中的光的光透射率。應(yīng)當(dāng)注意的是，為方便起見，將如上所述地配置的攝像裝置稱為“根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B”。
[0045]在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器中，第一波段中的光的光透射率可被配置成從第二區(qū)域的位于第一區(qū)域和第二區(qū)域之間邊界處的部分至第二區(qū)域的外周逐漸減小。在這類構(gòu)造中，能夠減輕光在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的邊界處的衍射，且能夠防止透鏡系統(tǒng)的第一波段中的調(diào)制傳遞函數(shù)(Modulation TransferFunction, MTF)的下降。應(yīng)當(dāng)注意的是，能夠例如通過高斯函數(shù)(Gaussian function)來表示第一波段中的光透射率的逐漸減小。
[0046]在具有上述優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器中，濾光器可由變跡(apodization)濾光器構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)注意的是，變跡濾光器的構(gòu)造可以是眾所周知的構(gòu)造?；蛘?，變跡濾光器可以是如下構(gòu)造:第二區(qū)域是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層而形成的，且紅色透射層的厚度和藍(lán)色透射層的厚度從第二區(qū)域的位于第一區(qū)域和第二區(qū)域之間邊界處的部分至第二區(qū)域的外周逐漸變厚?；蛘撸冔E濾光器可以是如下構(gòu)造:第二區(qū)域是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層、用于傳輸綠色的綠色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層而形成的，且紅色透射層的厚度、綠色透射層的厚度和藍(lán)色透射層的厚度從第二區(qū)域的位于第一區(qū)域和第二區(qū)域之間邊界處的部分至第二區(qū)域的外周逐漸變厚。更具體地，紅色透射層、綠色透射層和藍(lán)色透射層可由上面所說明的彩色濾光器材料構(gòu)成，且用于構(gòu)成濾光器基材的材料可由上面所說明的材料構(gòu)成。
[0047]此外，在具有上述優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器中，第一區(qū)域的大小可被配置成是可變的。為了使第一區(qū)域的大小是可變的，例如，濾光器可具有與所謂的光圈葉片(diaphragm blade)相同的結(jié)構(gòu),且在此情況下,用于構(gòu)成濾光器的光圈葉片可例如由上面所說明的用于構(gòu)成濾光器基材的材料制造。應(yīng)當(dāng)注意的是，濾光器材料層可形成在用于構(gòu)成濾光器的光圈葉片的一個表面上?；蛘?，濾光器可以由使濾光器基材還充當(dāng)濾光器材料的材料構(gòu)成。此外，當(dāng)濾光器具有第一區(qū)域的大小是可變的這類構(gòu)造時，能夠在第一波段中加深視野深度(depth of field) o或者，在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器中，濾光器可由夾在兩個透明電極或石墨烯電極之間的電致變色材料層構(gòu)成或可由夾在兩個透明電極或石墨烯電極之間的液晶材料層構(gòu)成，且在這類構(gòu)造中，能夠控制穿過電致變色材料層或液晶材料層的光的光透射率。或者，在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器中，濾光器能夠以與上述方式相同的方式由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。
[0048]此外，在具有上述優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器中，濾光器可布置成與設(shè)置在透鏡系統(tǒng)中的光圈單元相鄰。在此情況下，可將用于截止具有不期望波長的紅外線的紅外截止濾光器優(yōu)選地布置在攝像單元中。
[0049]另外，在包括上面所說明的優(yōu)選構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A中，濾光器可以布置成可以從透鏡系統(tǒng)拆卸。在此情況下，為了將濾光器布置成可以從透鏡系統(tǒng)拆卸，例如，可使用如下構(gòu)造和結(jié)構(gòu):可將在透鏡系統(tǒng)中既具有濾光器又具有開口(aperture)的元件安裝到旋轉(zhuǎn)軸使得它能夠繞著平行于透鏡系統(tǒng)的光軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而該元件繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，由此穿過透鏡系統(tǒng)的光線穿過孔或穿過濾光器。或者，可使用如下構(gòu)造和結(jié)構(gòu):在透鏡系統(tǒng)中，例如，將既具有濾光器又具有開口的元件安裝到透鏡系統(tǒng)使得它能夠沿垂直于透鏡系統(tǒng)的光軸的方向自由地滑動，從而該元件進(jìn)行滑動，由此穿過透鏡系統(tǒng)的光線穿過孔或穿過濾光器。在此情況下，既具有濾光器又具有開口的元件可由一個元件構(gòu)成或可由多個元件構(gòu)成?？蓪⒓t外光吸收濾光器設(shè)置在開口上?；蛘?，當(dāng)從透鏡系統(tǒng)拆卸濾光器時，例如，必要時，可將紅外光吸收濾光器以螺絲的方式接合至透鏡筒的前表面部分，使得可以截止入射到攝像單元上的紅外光。
[0050]此外，在包括根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A或攝像裝置B (其包括上面所說明的優(yōu)選構(gòu)造和方式)的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置中，為了使用攝像裝置獲得彩色圖像，第一攝像元件可具有由包括紅色攝像元件、綠色攝像元件和藍(lán)色攝像元件的攝像元件單元構(gòu)成的方式，且在此情況下，一個像素可由一個攝像元件單元和一個第二攝像元件構(gòu)成，即，一個像素可由四個攝像元件構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)注意的是，第二攝像元件由用于檢測紅外光的紅外光攝像元件構(gòu)成。或者，應(yīng)當(dāng)注意的是，第二攝像元件由用于檢測紫外光的紫外光攝像元件構(gòu)成。在一個像素由一個攝像元件單元和一個第二攝像元件構(gòu)成的情況下，攝像元件的布置方式的示例包括拜耳(Bayer)布置。在此情況下，為方便起見，將由四個攝像元件構(gòu)成的一個像素稱為“紅外光/紫外光光敏攝像元件單元”。為方便起見，將具有拜耳布置并由一個紅色攝像元件、兩個綠色攝像元件和一個藍(lán)色攝像元件構(gòu)成的像素稱為“可見光光敏攝像元件單元”。攝像單元可由布置成二維矩陣形式的紅外光/紫外光光敏攝像元件單元構(gòu)成?；蛘?，可采用如下構(gòu)造:可布置一行紅外光/紫外光光敏攝像元件單元，且可布置與此行相鄰的方式布置一行或多行可見光光敏攝像元件單元。或者，可采用如下構(gòu)造:可將紅外光/紫外光光敏攝像元件單元布置成網(wǎng)格形式(平行十字架的形狀)，且可在剩余的區(qū)域中布置可見光光敏攝像元件單元?；蛘撸刹捎萌缦聵?gòu)造:可將紅外光/紫外光光敏攝像元件單元布置在網(wǎng)格的交叉點(diǎn)上，且可在剩余的區(qū)域中布置可見光光敏攝像元件單元。攝像元件的布置的方式不限于拜耳布置?；蛘?，攝像元件的布置的示例包括行間(interline)布置、G條紋RB交替(G stripe RB checkered)布置、G條紋RB完全交替(Gstripe RB complete checkered)布置、交替補(bǔ)色(checkered complementary color)布置、條紋(stripe)布置、斜條紋(diagonal stripe)布置、基色色差(primary color colordifference)布置、場色差順序(field color difference sequential)布置、巾貞色差順序(frame color difference sequential)布置、MOS型布置、改進(jìn)MOS型布置、巾貞交錯布置(frame interleave)布置和場交錯(field interleave)布置等。
[0051 ] 或者，在包括根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A或攝像裝置B (其包括上面所說明的優(yōu)選構(gòu)造和方式)的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置中，為了使用攝像裝置獲得黑/白(灰色)圖像，一個像素可被配置成由一個攝像元件單元和一個第二攝像元件構(gòu)成。
[0052]此外，在包括根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A或攝像裝置B (其包括上面所說明的優(yōu)選構(gòu)造和方式)的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置中，攝像裝置可進(jìn)一步設(shè)置有用于發(fā)出第二波段中的光的照明裝置，且在此情況下，照明裝置發(fā)出的第二波段中的光可包括一個或多個峰值波長。在照明裝置發(fā)出的第二波段中的光可包括多個峰值波長(例如，N個峰值波長)的情況下，用于構(gòu)成照明裝置的光源可以是N種類型的光源，例如是具有彼此不同的發(fā)光峰值波長的N種類型的LED。使照明裝置發(fā)出光N次，且使用第二波段中的具有不同的峰值波長的光來執(zhí)行N次攝像處理，或者雖然取決于濾光器的光透射率特性，但使照明裝置發(fā)光一次，從而使N種類型的LED同時發(fā)光，且使用第二波段中的具有不同峰值波長的光執(zhí)行一次攝像處理，使得第二攝像元件能夠獲得N種類型的圖像數(shù)據(jù)，且能夠通過對這N種類型的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來獲得各種信息?？筛鶕?jù)光源對光學(xué)元件的第二波段中的光的光透射率進(jìn)行優(yōu)化。更具體地，根據(jù)N種類型的光源，可對光學(xué)元件中的第二波段中的光的光透射率進(jìn)行優(yōu)化，可對N種類型的光源的光的光透射率的比值進(jìn)行優(yōu)化，且可對光譜進(jìn)行優(yōu)化。多個光源可以全部都是發(fā)出紅外光的光源，或多個光源可以全部都是發(fā)出紫外光的光源，或者以混合的方式包括用于發(fā)出紅外光的光源和用于發(fā)出紫外光的光源這二者。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管取決于照明裝置的發(fā)光強(qiáng)度，但使第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率的光學(xué)元件可以是優(yōu)選的，或者使第一波段中的光的光透射率高于第二波段中的光的光透射率的光學(xué)元件可以是優(yōu)選的?？稍谑褂谜彰餮b置的情況下和在不使用照明裝置的情況下更換光學(xué)元件，或可視情況使用多個光學(xué)元件。
[0053]在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置的濾光器中，使第一波段中的光到達(dá)攝像單元，且因此在濾光器處，第一波段中的光的光透射率的值大于0%。根據(jù)本發(fā)明的模式2的濾光器使第一波段中的光穿過，且因此，第一波段中的光的光透射率的值大于0%。
[0054]在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A或根據(jù)本發(fā)明模式2的濾光器中，將第一波段中的光的光折減系數(shù)(light reduction coefficient)定義為V,將第二攝像元件的靈敏度最大值定義為D2,且將在與第二攝像元件的靈敏度最大值D2相對應(yīng)的光通量入射到第一攝像元件上時第一攝像元件的飽和度定義為X1 (單位:lux)。在此情況下，光折減系數(shù)V可被設(shè)定成滿足V SX1ZlV當(dāng)對于第一攝像元件的飽和電平X1，攝像裝置的自動曝光機(jī)構(gòu)的AE目標(biāo)設(shè)定值是1/%時，AE目標(biāo)設(shè)定值可被配置成(V/%)以下，且“V”的下限值取決于攝像裝置的動態(tài)范圍設(shè)定。
[0055]在根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B或根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器中，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域的外形是正多邊形時，正多邊形的示例包括正五邊形、正六邊形、正七邊形及正八邊形。應(yīng)當(dāng)注意的是，正多邊形包括準(zhǔn)正多邊形(quas1-regular polygonal shape)(即，具有由曲線構(gòu)成的每條邊的正多邊形、具有圓形頂點(diǎn)的多邊形)。此外，第二區(qū)域中的第一波段中光的光透射率低于第二區(qū)域中的第二波段中光的光透射率，但是第二區(qū)域中的第一波段中光的光透射率還包括0%。第一區(qū)域可由開口部構(gòu)成。第二區(qū)域可由上面所說明的包括紅色透射層和藍(lán)色透射層的堆疊結(jié)構(gòu)、包括紅色透射層、綠色透射層和藍(lán)色透射層的堆疊結(jié)構(gòu)、電介質(zhì)多層膜以及眾所周知的用于截止可見光的市售濾光器材料構(gòu)成。另外，當(dāng)?shù)诙ǘ问羌t外光時，可將紫外截止濾光器布置在第二區(qū)域中，且當(dāng)?shù)诙ǘ问亲贤夤鈺r，可將紅外截止濾光器布置在第二區(qū)域中。其上形成有第二區(qū)域的濾光器基材的構(gòu)成材料包括上面所說明的那些材料，或者濾光器可以由使濾光器基材還充當(dāng)濾光器材料的材料構(gòu)成。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置可包括圖像處理單元，且此圖像處理單元可包括用于調(diào)節(jié)第一攝像元件的輸出的第一增益調(diào)節(jié)單元和用于調(diào)節(jié)第二攝像元件的輸出的第二增益調(diào)節(jié)單元。這能夠容易地實(shí)現(xiàn)由第一攝像元件獲得的圖像和由第二攝像元件獲得的圖像的亮度調(diào)節(jié)。在此情況下，在第一增益調(diào)節(jié)單元對第一攝像元件的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)系數(shù)是Gn1,且第二增益調(diào)節(jié)單元對第二攝像元件的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)系數(shù)是Gn2的情況下，優(yōu)選地滿足Gn1Ain2≤I。(Gn1Ain2)的值可例如具體地為2、4、和8等。在此方式下，當(dāng)?shù)竭_(dá)第一攝像元件的第一波段中的光的光通量減小，且其與到達(dá)第二攝像元件的第二波段中的光的光通量的差發(fā)生極大變化時，這能夠減小由第一攝像元件獲得的圖像和由第二攝像元件獲得的圖像之間的亮度差。在到達(dá)第一攝像元件的第一波段中的光的光通量減小時，根據(jù)其與到達(dá)第二攝像元件的第二波段中的光的光通量的差，能夠自動地或手動地改變調(diào)節(jié)系數(shù)。例如，第一增益調(diào)節(jié)單元對紅色攝像元件、綠色攝像元件和藍(lán)色攝像元件的輸出進(jìn)行的調(diào)節(jié)可以是相同的，且在某些情況下，第一增益調(diào)節(jié)單元對紅色攝像元件、綠色攝像元件和藍(lán)色攝像元件的輸出進(jìn)行的調(diào)節(jié)可以是不同的。
`[0057]為了不使除第一波段中的光和第二波段中的光之外的光到達(dá)第一攝像元件和第二攝像元件，攝像單元以如下方式進(jìn)行配置:為了防止出現(xiàn)光的顏色的混合并排除不期望的環(huán)境光等，可將用于截止除第一波段中的光和第二波段中的光之外的光的濾光器布置在透鏡系統(tǒng)中，或必要時布置在第一攝像元件和第二攝像元件中。當(dāng)?shù)诙ǘ问羌t外光時，可將紫外截止濾光器布置在透鏡系統(tǒng)中，且當(dāng)?shù)诙ǘ问亲贤夤鈺r，可將紅外截止濾光器布置在透鏡系統(tǒng)中?；蛘撸缟纤?，可將用于截止具有不期望波長的紅外光的紅外截止濾光器布置在透鏡系統(tǒng)或攝像單元中?？苫谠O(shè)置有用于構(gòu)成攝像元件的光電轉(zhuǎn)換元件的半導(dǎo)體基板或半導(dǎo)體層中的第一波段中的光和第二波段中的光之間的靈敏度的比值來確定第一波段中的光的光透射率和第二波段中的光的光透射率。例如，當(dāng)?shù)谝粩z像元件和第二攝像元件之間的靈敏度的比值是a:1時，光學(xué)元件中的第一波段中的光的光透射率和第二波段中的光的光透射率的比值可以是(l/a):l，但是比值不限于此比值。在透鏡系統(tǒng)中設(shè)置有此光學(xué)元件的情況下，具有比第二波段中的光的光通量小的光通量的第一波段中的光到達(dá)攝像單元。換句話說，可以設(shè)定光學(xué)元件的光透射率并且/或者可以控制調(diào)節(jié)系數(shù)Gn1和Gn2，使得第一攝像元件的輸出值大約與第二攝像元件的輸出值相等(更具體地，雖然不限于此，但是[第一攝像元件的輸出值/第二攝像元件的輸出值]的比值例如變成0.5至2)。當(dāng)入射到攝像單元上的光的光通量不充足，且必須增加曝光的時間(曝光時間)時，從不在被采集以作為圖像的物體圖像中引起模糊的角度看，優(yōu)選地控制調(diào)節(jié)系數(shù)Gn1和Gn2,而不是增加曝光時間。曝光的時間(曝光時間)優(yōu)選地例如為0.1秒以下。光學(xué)元件在第一波段中的光譜不一定是平的?？芍苽渚哂胁煌匦缘亩鄠€光學(xué)元件(例如，具有不同的光透射率的光學(xué)元件)，并例如將它們用于根據(jù)攝像環(huán)境來增大動態(tài)范圍。
[0058]在包括根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A或攝像裝置B (其包括上面所說明的優(yōu)選構(gòu)造和方式)的根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置中，屬于第一波段的光的波長可例如為400nm以上且小于650nm，且屬于第二波段的光的波長可例如大于屬于第一波段的光的波長(650nm以上)或小于屬于第一波段的光的波長(例如，小于400nm)。第一攝像兀件可例如至少由形成在半導(dǎo)體基板或半導(dǎo)體層中的光電轉(zhuǎn)換元件和形成在該光電轉(zhuǎn)換元件上方的彩色濾光器構(gòu)成。如上所述，彩色濾光器可具有如下形式:紅色攝像元件由紅色濾光器材料構(gòu)成，綠色攝像元件由綠色濾光器材料構(gòu)成，且藍(lán)色攝像元件由藍(lán)色濾光器材料構(gòu)成。然而，濾光器不限于這些濾光器，且在某些情況下，濾光器可由傳輸諸如青色、洋紅色和黃色等特定波長的彩色濾光器構(gòu)成。第二攝像元件可由例如形成在至少半導(dǎo)體基板或半導(dǎo)體層上的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成。在第二攝像元件中，濾光器可被布置成不使第一波段中的光入射到第二攝像元件上，或?yàn)V光器可被布置成用于防止除第二波段中的光之外的光入射到第二攝像元件上。透鏡系統(tǒng)可以是單焦距透鏡，或所謂的變焦透鏡，且可基于透鏡系統(tǒng)所需的規(guī)格來確定透鏡和透鏡系統(tǒng)的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。攝像元件的示例包括CXD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器及電荷調(diào)制器件(Charge Modulation Device, CMD)型信號放大式圖像傳感器。攝像裝置的示例包括諸如前側(cè)照明型或背側(cè)照明型固態(tài)攝像裝置等的固態(tài)攝像裝置。根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置可例如用于構(gòu)成數(shù)碼相機(jī)、便攜式攝像機(jī)和所謂的帶攝像頭的手機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置能夠用于例如裝備在監(jiān)控攝像機(jī)和游戲機(jī)中的照相機(jī)以及相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域，這些應(yīng)用領(lǐng)域包括目標(biāo)檢測、監(jiān)控攝像機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療保健和運(yùn)動捕捉。
[0059]示例 I
[0060]示例I涉及根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置，且更具體地，示例I涉及根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A和根據(jù)本發(fā)明的模式2的濾光器。圖1(A)是根據(jù)示例I的攝像裝置的示意圖。圖1(B)是示出了根據(jù)示例I的濾光器的示意截面圖(光學(xué)元件)。此外，圖2 (A)示意性地示出了攝像單元中的攝像元件的布置。圖2(B)是示出了第一攝像元件的示意部分截面圖。
[0061]根據(jù)示例I的攝像裝置IA或稍后說明的根據(jù)示例2至示例9的攝像裝置包括透鏡系統(tǒng)20和攝像單元(攝像元件陣列單元)10，其中已穿過透鏡系統(tǒng)20的光入射到攝像單元10上。攝像單元(攝像元件陣列單元)10包括用于接收第一波段中的光的多個第一攝像元件11和用于接收第二波段中的光的多個第二攝像元件12。通過攝像單元10將由透鏡系統(tǒng)20聚集的光轉(zhuǎn)換成電信號。此外，攝像裝置(即，透鏡系統(tǒng)20或攝像單元10)包括光學(xué)元件，通過該光學(xué)元件，具有比第二波段中的光的光通量小的光通量的第一波段中的光到達(dá)攝像單元10。
[0062]通過光學(xué)元件(更具體地，濾光器30A、30B、30C、30E和30F)，具有比第二波段中的光的光通量小的光通量的第一波段中的光到達(dá)攝像單元10，且第一波段中的光的光透射率小于第二波段中的光的光透射率。在示例I中，第一波段中的峰值波長小于第二波段的峰值波長。具體地，第一波段對應(yīng)于可見光帶，且第二波段對應(yīng)于紅外光帶。應(yīng)當(dāng)注意的是，攝像單元10設(shè)置有用于截止紫外光的紫外截止濾光器(圖中沒有示出)。
[0063]在此情況下，根據(jù)示例1、示例2和示例3的濾光器30A、30B和30C是被配置成使第一波段中的光和與第一波段不同的第二波段中的光穿過的濾光器。更具體地，根據(jù)示例
1、示例2和示例3的濾光器30A、30B和30C是被配置成使具有比第二波段中的光的波長短的波長的第一波段中的光穿過。在示例I中，濾光器30A由使第一波段中的光的光透射率比第二波段中的光的光透射率小的材料(濾光器材料)構(gòu)成，且濾光器材料層是單層構(gòu)造。更具體地，濾光器30A由濾光器基材31和濾光器材料層32構(gòu)成，其中濾光器基材31由光學(xué)玻璃和透明樹脂構(gòu)成，且濾光器材料層32由形成在濾光器基材31上的濾光器材料構(gòu)成。根據(jù)示例I和示例2的濾光器30A和30B被安裝到透鏡系統(tǒng)20的前表面部分。更具體地，將濾光器30A和30B以螺絲的方式接合到透鏡筒(圖中沒有示出)的前表面部分。應(yīng)當(dāng)注意的是，濾光器30A可由使濾光器基材31還充當(dāng)濾光器材料的材料構(gòu)成。
[0064]或者，根據(jù)示例I的濾光器可由通過堆疊多個層(即高折射率材料層和低折射率材料層)而制成的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。在此構(gòu)造下，具有比第二波段中的光(紅外光)的光通量小的光通量的第一波段中的光(可見光)能夠到達(dá)攝像單元10。
[0065]將紅外截止濾光器13在攝像單元10中布置成位于攝像單元10的光入射側(cè)，其中紅外截止濾光器13具有用于截止具有不期望波長的紅外光的眾所周知的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。
[0066]在根據(jù)示例I的濾光器30A中，第一波段中的波長(400nm以上且小于650nm)的平均光透射率大于0%且為80%以下。第二波段中的波長(650nm至1200nm)的平均光透射率為80%以上。更具體地，第二波段中的波長(650nm至1200nm)的平均光透射率幾乎為100%o圖6(A)示意性地示出了根據(jù)示例I的濾光器30A的光透射率。圖6(B)示意性地示出了紅外截止濾光器13的光透射率。圖6 (C)示意性地示出了紅外截止濾光器13與根據(jù)示例I的濾光器30A的組合的光透射率。在如圖6(C)所示的示例中，根據(jù)攝像裝置的目的，例如，截止了具有范圍為650nm至850nm的不期望波長的近紅外光。或者，根據(jù)攝像裝置的目的，例如，這截止了具有范圍為650nm至SOOnm的不期望波長的近紅外光，且截止了具有范圍為650nm至900nm的不期望波長的近紅外光。此外，例如，當(dāng)要截止具有范圍為650nm至800nm的不期望波長的近紅外光時，優(yōu)選地截止具有例如范圍為900nm至1200nm的不期望波長的近紅外光。然而，將被截止的紅外光的波長范圍不限于上述波長范圍。
[0067]在透鏡系統(tǒng)20中，攝像透鏡21、光圈單元22和圖像聚集透鏡23被容納在透鏡筒中，且它們充當(dāng)變焦透鏡。攝像透鏡21用于聚集從物體入射的光。攝像透鏡21包括用于調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的聚集透鏡和用于放大物體的變焦透鏡等，且其通常是通過組合多個透鏡來實(shí)現(xiàn)的，以便校正色差(chromatic aberration)等。光圈單元22具有縮小的功能以調(diào)節(jié)聚集的光量，且它通常由多個片狀的光圈葉片的組合構(gòu)成。來自物體的點(diǎn)的光至少在光圈單元22的位置處變成平行光。圖像聚集透鏡23將光聚集到攝像單元10。攝像單元10布置在相機(jī)主體單元2的內(nèi)側(cè)。攝像裝置例如用于構(gòu)成數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)和便攜式攝像機(jī)。相機(jī)主體單元2不僅包括攝像單元10，還例如包括圖像處理裝置3和圖像存儲單元4。然后，基于由攝像單元10轉(zhuǎn)換的電信號來形成圖像數(shù)據(jù)。圖像處理裝置3將從攝像單元10輸出的電信號轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)，并將該圖像數(shù)據(jù)記錄至圖像存儲單元4。應(yīng)當(dāng)注意的是，例如，可對從攝像元件獲得的電信號執(zhí)行已知的去馬賽克(demosaic)處理。[0068]攝像元件11和12可以是CXD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器，且在如附圖所示的示例中，它們?yōu)榍皞?cè)照明型傳感器。第一攝像元件11由如下攝像元件單元構(gòu)成，該攝像元件單元由紅色攝像元件llr、綠色攝像元件Ilg和藍(lán)色攝像元件Ilb構(gòu)成，且第二攝像元件12由用于檢測紅外光的紅外光攝像元件構(gòu)成。一個像素由一個攝像元件單元和一個紅外光攝像元件構(gòu)成。攝像元件的布置方式為拜耳布置，且在攝像單元10中，由四個攝像元件構(gòu)成的一個像素(紅外光/紫外光光敏攝像元件單元)布置成二維矩陣形式。
[0069]如示出了示意部分截面圖的圖2(B)所示，例如以如下方式堆疊第一攝像元件11:將光電轉(zhuǎn)換元件41設(shè)置在硅半導(dǎo)體基板40上，且在光電轉(zhuǎn)換元件41上堆疊第一平坦化膜42、彩色濾光器43、片上透鏡44和第二平坦化膜45。除了第一攝像元件11設(shè)置有彩色濾光器43之外，第二攝像元件12具有與第一攝像元件11相同的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。然而，這不限于此構(gòu)造和結(jié)構(gòu)?；蛘?，第二攝像元件12可設(shè)置有用于截止第一波段中的光的濾光器。應(yīng)當(dāng)注意的是，附圖標(biāo)記46A表示光屏蔽層，且附圖標(biāo)記46B表示配線層。
[0070]如上所述，在根據(jù)示例I的攝像裝置IA中，透鏡系統(tǒng)20使具有比第二波段中的光的光通量小的光通量的第一波段中的光到達(dá)攝像單元10，且此外設(shè)置有如下光學(xué)元件(濾光器30A)，在該光學(xué)元件中，第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率。在根據(jù)示例I的濾光器30A中，第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率。更具體地，在示例I中，濾光器30A由使第一波段中的光的光透射率小于第二波段中的光的光透射率的材料構(gòu)成。因此，對于整個濾光器30A，到達(dá)攝像單元10的第二波段中的光較多，且到達(dá)攝像單元10的第一波段中的光較少。因此，攝像單元10能夠以相同等級的靈敏度檢測第一波段中的光和第二波段中的光。
[0071]示例2
[0072]示例2是示例I的變形例。在示例I中，濾光器材料層32由單層構(gòu)成。另一方面，在示例2中，如示出了示意截面圖的圖1(C)所示，濾光器30B是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層32r和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層32b而制成的。更具體地，紅色透射層32r由與用于傳輸紅色且設(shè)置在攝像元件的光電轉(zhuǎn)換元件上方的彩色濾光器相同的紅色濾光器材料構(gòu)成。藍(lán)色透射層32b由與用于傳輸藍(lán)色并設(shè)置在攝像元件的光電轉(zhuǎn)換元件上方的彩色濾光器相同的藍(lán)色濾光器材料構(gòu)成?？苫诩t色透射層的厚度與光透射率之間的關(guān)系、藍(lán)色透射層的厚度與光透射率之間的關(guān)系以及目標(biāo)光透射率來確定紅色透射層32r和藍(lán)色透射層32b的厚度。
[0073]除了上述特征之外，根據(jù)示例2的濾光器和攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)與在示例I中說明的濾光器和攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同，且因此，將省略關(guān)于根據(jù)示例2的濾光器和攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。示例2的濾光器可以是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層、用于傳輸綠色的綠色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層而制成的。應(yīng)當(dāng)注意的是，綠色透射層由與用于傳輸綠色并設(shè)置在攝像元件的光電轉(zhuǎn)換元件上方的彩色濾光器相同的綠色濾光器材料構(gòu)成?？梢曰诩t色透射層的厚度與光透射率之間的關(guān)系、綠色透射層的厚度與光透射率之間的關(guān)系、藍(lán)色透射層的厚度與光透射率之間的關(guān)系以及目標(biāo)光透射率來確定紅色透射層、綠色透射層和藍(lán)色透射層的厚度。
[0074]示例3
[0075]示例3也是示例I的變形例，但是示例3涉及根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置A-2和根據(jù)本發(fā)明的模式2-2的濾光器。圖3(A)和圖3(B)分別示出了根據(jù)示例3的攝像裝置IC的概念圖和根據(jù)示例3的濾光器的示意截面圖。在示例3中，濾光器30C由電介質(zhì)多層膜32C構(gòu)成。換句話說，濾光器30C由通過交替地堆疊多個層(即高折射率材料層和低折射率材料層)而制成的電介質(zhì)多層膜32C構(gòu)成。在此構(gòu)造的情況下，具有比第二波段中的光(紅外光)的光通量小的光通量的第一波段中的光(可見光)能夠到達(dá)攝像單元10。此外，在示例3中，濾光器30C具有如圖6(C)所示的光透射率特性。換句話說，示例3的濾光器30C由用于截止具有不期望波長的紅外光的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成，且它具有中性密度(ND)濾光器的功能和紅外截止濾光器的功能。另外，濾光器30C布置在攝像單元10的內(nèi)側(cè)。更具體地，濾光器30C處于攝像單元10的光入射側(cè)。此構(gòu)造不需要用于截止具有不期望波長的紅外光的常規(guī)紅外截止濾光器13。當(dāng)濾光器由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成時,可能存在著對光入射到濾光器上的入射角的依賴性，且因此，優(yōu)選地以此方式將濾光器布置在攝像單元10的內(nèi)偵U。除了上述特性之外，示例3的濾光器和攝像裝置IC的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)能夠與在示例I中說明的濾光器和攝像裝置IA的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同，且因此，省略了關(guān)于示例3的濾光器和攝像裝置IC的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)注意的是，在某些情況下，可將濾光器30C布置在透鏡系統(tǒng)20中。
[0076]示例 4
[0077]示例4也是示例I至示例3的變形例。然而，在示例4中，第一波段中的峰值波長長于第二波段中的峰值波長。更具體地，第一波段對應(yīng)于可見光帶，且第二波段對應(yīng)于紫外光帶。在攝像單元10中，設(shè)置有用于截止紅外光的紅外截止濾光器(圖中沒有示出)。更具體地，示例4的光學(xué)元件(濾光器)用于使波長比第一波段中的光的波長短的第二波段中的光穿過，并由通過交替地堆疊多個層(即高折射率材料層和低折射率材料層)制成的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。在示例4中，第一波段(400nm以上且小于650nm)中的波長的平均光透射率大于0%且為80%以下，且更具體地，第一波段(400nm以上且小于650nm)中的波長的平均光透射率例如為約50%(或者，約25%，且或者，約12.5%)。第二波段(小于400nm)中的波長的平均光透射率為80%，且更具體地，第二波段(小于400nm)中的波長的平均光透射率為約100%。除了根據(jù)示例I和示例2的攝像單元10設(shè)置有用于截止紫外光的紫外截止濾光器而不是用于截止紅外光的紅外截止濾光器之外，根據(jù)示例4的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)可以與根據(jù)示例I和示例2的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同，或與根據(jù)示例3的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同，且因此，省略了關(guān)于根據(jù)示例4的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。圖7 (A)、圖7 (B)和圖7 (C)示意性地示出了根據(jù)示例4的濾光器的光透射率、紫外截止濾光器的光透射率以及紫外截止濾光器與根據(jù)示例4的濾光器的組合的光透射率。
[0078]示例5
[0079]示例5涉及根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置。更具體地，示例5涉及根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置B和根據(jù)本發(fā)明的模式I的濾光器。圖4(A)示出了根據(jù)示例5的攝像裝置IE的示意圖。圖4(B)示出了示例5的濾光器30E的示意截面圖。圖4(C)示出了示例5的濾光器30E的示意正視圖。
[0080]如同示例1，示例5被配置成使得第一波段中的峰值波長短于第二波段中的峰值波長。具體地，第一波段對應(yīng)于可見光帶，且第二波段對應(yīng)于紅外光帶。如同示例1，應(yīng)當(dāng)注意的是，攝像單元10設(shè)置有用于截止紫外光的紫外截止濾光器(圖中沒有示出)。根據(jù)示例5的光學(xué)元件(濾光器30E)或根據(jù)示例6的光學(xué)元件(濾光器30F)由具有圓形或正多邊形(更具體地，規(guī)則八邊形)的外形的第一區(qū)域33和具有環(huán)繞第一區(qū)域33的環(huán)形的第二區(qū)域34構(gòu)成，且第一區(qū)域33使第一波段中的光和與第一波段不同的第二波段中的光穿過(更具體地，第一區(qū)域33使具有比第一波段中的光的波長長的波長的第二波段中的光穿過)，且在第二區(qū)域34中，第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率。
[0081]在此情況下，濾光器30E和30F中的第一區(qū)域33的大小是可變的。濾光器30E和30F例如具有與光圈葉片相同的結(jié)構(gòu)。用于構(gòu)成濾光器30E和30F的濾光器基材35由光學(xué)玻璃和透明樹脂構(gòu)成。在濾光器基材35上形成濾光器材料層36,濾光器材料層36由市售的眾所周知的用于截止紅外光的濾光器材料構(gòu)成。濾光器基材35和濾光器材料層36構(gòu)成第二區(qū)域34，且第一區(qū)域33由具有與光圈葉片相同的結(jié)構(gòu)的濾光器30E和30F中的開口部構(gòu)成。在圖4(B)的示出了濾光器30E的示意截面圖中，沒有示出光圈葉片結(jié)構(gòu)的重疊。在示例5中，濾光器材料層36的層厚是固定的。用于改變第一區(qū)域33的大小的機(jī)構(gòu)可以是與用于控制光圈單元的光圈狀態(tài)的機(jī)構(gòu)是相同機(jī)構(gòu)。濾光器30E和30F布置成與設(shè)置在透鏡系統(tǒng)20中的光圈單元22相鄰?；蛘撸瑢V光器30E和30F布置在透鏡系統(tǒng)20的處于使入射到透鏡系統(tǒng)20上的光一旦變成平行光時的平行光的狀態(tài)的部分中，且最后，光被聚集到攝像元件11和12上(圖像聚集)。應(yīng)當(dāng)注意的是，濾光器30E可由使濾光器基材35還充當(dāng)濾光器材料的材料構(gòu)成。濾光器30E和30F可由在示例I中說明的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。
[0082]如上所述，在根據(jù)示例5的攝像裝置IE中，透鏡系統(tǒng)20使具有比第二波段中的光的光通量小的光通量的第一波段中的光到達(dá)攝像單元10，且此外，設(shè)置有濾光器30E，在濾光器30E中，第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率。在示例5中的濾光器30E中，在第二區(qū)域34中，第一波段中的光的光透射率低于第二波段中的光的光透射率。因此，在整個濾光器30E中，到達(dá)攝像單元10的第二波段中的光較多，且到達(dá)攝像單元10的第一波段中的光較少。因此，能夠以相同等級的靈敏度檢測第一波段中的光和第二波段中的光。
[0083]應(yīng)當(dāng)注意的是，第一區(qū)域33的大小被配置成小于光圈單元22的開口部的大小，使得入射到攝像單元10上的可見光基本上被第一區(qū)域33縮小。穿過光圈單元22的開口部的紅外光經(jīng)過第一區(qū)域33和第二區(qū)域34并到達(dá)攝像單元10。如附圖所示，光圈單元22和濾光器30E可以具有如下位置關(guān)系:濾光器30E可位于攝像單元側(cè)，或者相反地光圈單元22可位于攝像單元側(cè)。
[0084]示例 6
[0085]示例6是示例5的變形例。如示出了示意截面圖的圖4(D)所示,在根據(jù)示例6的濾光器30F中，第一波段中的光的光透射率從第二區(qū)域37的位于第一區(qū)域33和第二區(qū)域37之間邊界處的部分至第二區(qū)域37的外周逐漸減小?；蛘?，濾光器30F由變跡濾光器構(gòu)成。
[0086]具體地，根據(jù)示例6的濾光器30F的第二區(qū)域37是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層38r和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層38b制成的，紅色透射層38r的厚度和藍(lán)色透射層38b的厚度從第二區(qū)域37的位于第一區(qū)域33和第二區(qū)域37之間邊界處的部分至第二區(qū)域37的外周增加。紅色透射層38r和藍(lán)色透射層38b由在示例2中說明的濾光器材料構(gòu)成。
[0087]更具體地，在紅色透射層38r和藍(lán)色透射層38b中，第二區(qū)域37的位于第一區(qū)域33和第二區(qū)域37之間邊界處的部分處的厚度為0 y m,且第二區(qū)域37的外周處的厚度是基于紅色透射層的厚度與光透射率之間的關(guān)系、藍(lán)色透射層的厚度與光透射率之間的關(guān)系及目標(biāo)光透射率確定的。厚度依照高斯函數(shù)增大。
[0088]除了上述特征之外，根據(jù)示例6的攝像裝置和濾光器的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)能夠與在示例5中說明的攝像裝置和濾光器的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同，且因此，省略了關(guān)于根據(jù)示例6的攝像裝置和濾光器的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)注意的是，能夠例如基于JP2003-155556A中披露的膜厚度傾斜(楔)沉積法或楔形膜的制造方法來形成紅色透射層38r和藍(lán)色透射層38b。濾光器的第二區(qū)域是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層、用于傳輸綠色的綠色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層制成的，并可被配置成使得紅色透射層的厚度、綠色透射層的厚度和藍(lán)色透射層的厚度從第二區(qū)域的位于第一區(qū)域和第二區(qū)域之間邊界處的部分至第二區(qū)域的外周變厚。濾光器30E和30F可由在示例I中說明的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。
[0089]示例7
[0090]示例7也是示例5或示例6的變形例。然而，如同示例4，示例7被配置成使第一波段中的峰值波長長于第二波段中的峰值波長。更具體地，第一波段對應(yīng)于可見光帶，且第二波段對應(yīng)于紫外光帶。攝像單元10設(shè)置有用于截止紫外光的紫外截止濾光器(圖中沒有示出)。更具體地，根據(jù)示例7的光學(xué)元件(濾光器)用于使波長比第一波段中的光的波長短的第二波段中的光穿過。在示例7中，第一波段(400nm以上且小于650nm)的波長的平均光透射率大于0%且為80%以下。更具體地，第一波段(400nm以上且小于650nm)的波長的平均光透射率例如為約50% (或約25%，或12.5%)，且第二波段(小于400nm)中的波長的平均光透射率為80%以上，且更具體地，約100%。除了攝像單元10設(shè)置有用于截止紫外光的紫外截止濾光器而不是設(shè)置有紅外截止濾光器之外，根據(jù)示例7的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)能夠與根據(jù)示例5或示例6的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同，且省略了關(guān)于根據(jù)示例7的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
[0091]示例8
[0092]示例8是示例I至示例7的變形例。如示出了根據(jù)示例8的攝像裝置的示意圖的圖5所示，示例8的攝像裝置IH還包括用于發(fā)出第二波段中的光的照明裝置14。照明裝置14是某種類型的閃光燈(strobe)發(fā)光裝置。在此情況下，在示例8中，照明裝置14發(fā)出的第二波段中的光包括多個峰值波長(更具體地，在示例8中，照明裝置14發(fā)出的第二波段中的光包括兩個峰值波長)。在此情況下，例如，峰值波長可以是850nm和940nm。用于構(gòu)成照明裝置14的光源由N種類型的光源構(gòu)成(更具體地，用于構(gòu)成照明裝置14的光源由兩種類型的LED構(gòu)成，這些LED包括用于發(fā)射具有850nm峰值波長的紅外光的LED和用于發(fā)射具有940nm峰值波長的紅外光的LED)。
[0093]在示例8中，使照明裝置14發(fā)光N次(更具體地，在示例8中，使照明裝置14發(fā)光兩次)，且在具有不同峰值波長的第二波段中的光中執(zhí)行N次攝像(更具體地，執(zhí)行兩次攝像)，使得第二攝像元件12獲得N種類型的圖像數(shù)據(jù)(更具體地，第二攝像元件12獲得兩種類型的圖像數(shù)據(jù))?；蛘?，取決于濾光器的光透射率特性，使整個照明裝置14發(fā)光一次，且在具有不同峰值波長的第二波段中的光中執(zhí)行一次攝像，使得第二攝像元件12能夠獲得N種類型的圖像數(shù)據(jù)。然后，通過分析這N種類型的圖像數(shù)據(jù)，能夠獲得各種類型的信息。應(yīng)當(dāng)注意的是，可根據(jù)光源來優(yōu)化光學(xué)元件的第二波段中的光的光透射率。更具體地，根據(jù)N種類型的光源，可優(yōu)化光學(xué)元件的第二波段中的光的光透射率，且可優(yōu)化N種類型的光源的光的光透射率的比值，且可優(yōu)化光譜。
[0094]除了上述特征之外，根據(jù)示例8的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)能夠具有與示例I至示例2和示例5至示例6中說明的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)，且因此，省略了關(guān)于根據(jù)示例8的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)照明裝置14發(fā)出的第二波段中的光是紫外光時，根據(jù)示例8的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)能夠具有與在示例4和示例7中說明的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。
[0095]示例9
[0096]示例9是示例I至示例8的變形例。在根據(jù)示例9的攝像裝置中，圖像處理裝置3設(shè)置有圖像處理單元。此圖像處理單元包括用于調(diào)節(jié)第一攝像元件11的輸出的第一增益調(diào)節(jié)單元和用于調(diào)節(jié)第二攝像元件12的輸出的第二增益調(diào)節(jié)單元。在第一增益調(diào)節(jié)單元對第一攝像元件的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)系數(shù)用Gn1表示，且第二增益調(diào)節(jié)單元對第二攝像元件的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)系數(shù)用Gn2表示時，滿足Gn1Ain2 > I。具體地，(Gn1Ain2)的值可例如為2、4和8等。因此，當(dāng)攝像環(huán)境發(fā)生變化時，到達(dá)第一攝像元件11的第一波段中的光(可見光)的光通量減小，且其與到達(dá)第二攝像元件12的第二波段中的光(紅外光或紫外光)的光通量的差發(fā)生極大變化。即使在此情況下，也能夠減小由第一攝像元件11獲得的圖像與由第二攝像元件12獲得的圖像之間的亮度差。
[0097]除了上述特征之外，根據(jù)示例9的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)能夠具有與在示例I至示例8中說明的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)相同的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)，且因此，省略了關(guān)于根據(jù)示例9的攝像裝置的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)注意的是，到達(dá)第一攝像元件11的第一波段中的光的光通量減小，且根據(jù)其與到達(dá)第二攝像元件12的第二波段中的光的光通量的差，可自動地或手動地改變調(diào)節(jié)系數(shù)Gn1和Gn2。
[0098]在上文中，已基于優(yōu)選示例對本發(fā)明進(jìn)行了說明。然而，本發(fā)明不限于這些示例。示例所說明的攝像裝置、攝像元件、光學(xué)元件和濾光器的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)僅作為示例示出，并必要時能夠進(jìn)行改變。攝像元件可以是如附圖所示的前側(cè)照明型攝像元件，或可以是沒有示出的背側(cè)照明型攝像元件。在攝像單元中，例如，可布置一行紅外光/紫外光光敏攝像元件單元，且可以與此行相鄰的方式布置(2n-l)行可見光光敏攝像元件單元(這里n例如是I以上且5以下的正整數(shù))。
[0099]在示例5至示例7中，能夠?qū)V光器30E和30F布置成可以從透鏡系統(tǒng)20拆卸。更具體地，例如，在透鏡系統(tǒng)20中，能夠以如下方式將既具有濾光器30又具有開口的元件安裝到旋轉(zhuǎn)軸使得該元件能夠繞平行于透鏡系統(tǒng)的光軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而該元件繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，由此穿過透鏡系統(tǒng)20的光線穿過孔，或穿過濾光器30?；蛘撸谕哥R系統(tǒng)20中，例如將既具有濾光器30又具有開口部的元件安裝到透鏡系統(tǒng)20使得該元件能夠沿與透鏡系統(tǒng)20的光軸垂直的方向滑動，從而當(dāng)這類元件進(jìn)行滑動時，穿過透鏡系統(tǒng)20的光線穿過開口部，或穿過濾光器30。
[0100]為了使用攝像裝置來獲得黑白(灰色)圖像，一個像素可被配置成由一個攝像元件單元和一個第二攝像元件構(gòu)成。在示例中，光電轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在硅半導(dǎo)體基板上，但是所使用的基板不限于硅半導(dǎo)體基板。例如，可使用硅-鍺基板、鍺基板、例如由銅、銦、鎵、鋁、硒、硫構(gòu)成的黃銅礦基板(例如，銅-銦-鎵-硒基板)和砷化鎵基板等。在此情況下，能夠擴(kuò)大或改變光電轉(zhuǎn)換元件的接收光學(xué)敏感波段。
[0101]根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置的使用領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域的示例包括監(jiān)控攝像機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療保健和運(yùn)動捕捉。更具體地，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置應(yīng)用至監(jiān)控攝像機(jī)時，下列的晝/夜監(jiān)控攝像機(jī)能夠作為示例示出:監(jiān)控攝像機(jī)在白天以普通的方式捕捉圖像，且在晚上，幾乎沒有作為第一波段的可見光成分，且因此，使用由包括第二波段的LED光源構(gòu)成的照明裝置來捕捉圖像。在此情況下，將紅外光假定為第二波段。當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置應(yīng)用至醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療保健時，使用可見光來完成普通攝像過程，且同時，使用由包括第二波段的LED光源構(gòu)成的照明裝置來獲得攝像目標(biāo)的第二波段中的反射/吸收特性，例如，使得能夠測量血液中的氧飽和濃度，且根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置能夠用于患者的健康狀態(tài)的診斷。當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置應(yīng)用至運(yùn)動捕捉時，使用可見光來完成普通攝像過程，且近紅外光用作第二波段，并且獲得了正常攝像狀態(tài)中的距離信息和運(yùn)動信息，且通過對使用作為第一波段的可見光而獲得的圖像進(jìn)行重新組合，能夠一次獲得普通圖像和距離/運(yùn)動信息。
[0102]以與上面所說明的根據(jù)本發(fā)明的濾光器一起或各自的方式進(jìn)行如下設(shè)置:在第一攝像元件的光入射側(cè)處形成第一開口區(qū)，且在第二攝像元件的光入射側(cè)處形成第二開口區(qū)，且該第一開口區(qū)可被配置成小于該第二開口區(qū)。在這類構(gòu)造中，第二攝像元件接收到的光通量可小于第一攝像元件接收到的光通量。能夠通過在光電轉(zhuǎn)換元件的光入射側(cè)處形成的光屏蔽層中形成具有期望大小，即期望開口大小的開口區(qū)來獲得開口區(qū)。開口區(qū)的平面形狀的示例包括圓形，或正多邊形(例如，正五邊形、正六邊形、正七邊形和正八邊形)。應(yīng)當(dāng)注意的是，正多邊形包括準(zhǔn)正多邊形(即具有由曲線構(gòu)成的各個邊的正多邊形、具有圓形頂點(diǎn)的正多邊形)。
[0103]應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明可進(jìn)行如下配置。
[0104][I] 一種攝像裝置，所述攝像裝置包括透鏡系統(tǒng)和攝像單元，穿過所述透鏡系統(tǒng)的光入射到所述攝像單元上，其中，
[0105]所述攝像單元包括多個第一攝像元件和多個第二攝像元件，所述第一攝像元件用于接收第一波段中的光，且所述第二攝像元件用于接收與所述第一波段不同的第二波段中的光，以及
[0106]光學(xué)元件被設(shè)置成使得具有比所述第二波段中的光的光通量小的光通量的所述第一波段中的光到達(dá)所述攝像單元。
[0107][2]如項[I]所述的攝像裝置，其中，所述第一波段中的峰值波長短于所述第二波段中的峰值波長。
[0108][3]如項[I]所述的攝像裝置，其中，所述第一波段中的峰值波長長于所述第二波段中的峰值波長。
[0109][4]如項[2]或[3]所述的攝像裝置，其中，
[0110]在所述光學(xué)元件中，所述第一波段中的400nm以上且小于650nm的波長的平均光透射率大于0%且為80%以下，且
[0111]在所述光學(xué)元件中，所述第二波段中的平均光透射率為80%以上。[0112][5]如項[2]至[4]中任一項所述的攝像裝置，其中，
[0113]所述光學(xué)元件由濾光器構(gòu)成，且
[0114]在所述濾光器中，所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
[0115][6]如項[5]所述的攝像裝置，其中，所述濾光器由使所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率的材料構(gòu)成。
[0116][7]如項[6]所述的攝像裝置，其中，所述光學(xué)元件是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層而制成的。
[0117][8]如項[5]所述的攝像裝置，其中，所述濾光器由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。
[0118][9]如項[2]至[8]中任一項所述的攝像裝置，其中，所述光學(xué)元件被安裝到所述透鏡系統(tǒng)。
[0119][10]如項[8]所述的攝像裝置，其中，所述光學(xué)元件布置在所述攝像單元中。
[0120][11]如項[2]至[4]中任一項所述的攝像裝置，其中，
[0121]所述光學(xué)元件由濾光器構(gòu)成，且
[0122]所述濾光器包括具有圓形或正多邊形的外形的第一區(qū)域及具有環(huán)繞所述第一區(qū)域的環(huán)形的第二區(qū)域，且
[0123]所述第一區(qū)域使所述第一波段和所述第二波段中的光穿過，且
[0124]在所述第二區(qū)域中，所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
[0125][12]如項[11]所述的攝像裝置，其中，所述第一波段中的光的光透射率從所述第二區(qū)域的位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間邊界處的部分至所述第二區(qū)域的外周逐漸減小。
[0126][13]如項[11]所述的攝像裝置，其中，所述濾光器由變跡濾光器構(gòu)成。
[0127][14]如項[11]至[13]中任一項所述的攝像裝置，其中，所述第一區(qū)域的大小是可變的。
[0128][15]如項[11]至[14]中任一項所述的攝像裝置，其中，所述光學(xué)元件布置成與設(shè)置在所述透鏡系統(tǒng)中的光圈單元相鄰。
[0129][16]如項[11]至[15]中任一項所述的攝像裝置，其中，所述光學(xué)元件以能夠從所述透鏡系統(tǒng)拆卸的方式布置。
[0130][17]如項[I]至[16]中任一項所述的攝像裝置，其中，所述第一攝像元件由包括紅色攝像元件、綠色攝像元件和藍(lán)色攝像元件的攝像元件單元構(gòu)成。
[0131][18]如項[17]所述的攝像裝置，其中，一個所述攝像元件單元和一個所述第二攝像元件構(gòu)成一個像素。
[0132][19]如項[I]至[16]中任一項所述的攝像裝置，其中，一個攝像單元和一個所述第二攝像元件構(gòu)成一個像素。
[0133][20]如項[I]至[19]中任一項所述的攝像裝置，其中，
[0134]在所述第一攝像元件的光入射側(cè)處形成第一開口區(qū)域，
[0135]在所述第二攝像元件的光入射側(cè)處形成第二開口區(qū)域，且
[0136]所述第一開口區(qū)域小于所述第二開口區(qū)域。[0137][21]如項[I]至[20]中任一項所述的攝像裝置，其還包括用于發(fā)出所述第二波段中的光的照明裝置。
[0138][22]如項[21]所述的攝像裝置，其中，所述照明裝置發(fā)出的所述第二波段中的光包括多個峰值波長。
[0139][23] 一種濾光器(模式I)，其包括具有圓形或正多邊形的外形的第一區(qū)域及具有環(huán)繞所述第一區(qū)域的環(huán)形的第二區(qū)域，其中，
[0140]所述第一區(qū)域使第一波段中的光和與所述第一波段不同的第二波段中的光穿過，且
[0141]在所述第二區(qū)域中，所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
[0142][24]如項[23]所述的濾光器，其中，所述第一波段中的光的光透射率從所述第二區(qū)域的位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間邊界處的部分至所述第二區(qū)域的外周逐漸減小。
[0143][25]如項[23]或[24]所述的濾光器,其由變跡濾光器構(gòu)成。
[0144][26]如項[23]至[25]中任一項所述的濾光器，其中，所述第一區(qū)域的大小是可變的。
[0145][27] 一種濾光器(模式2)，其用于使第一波段中的光和與所述第一波段不同的第二波段中的光穿過，其中，
[0146]所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
[0147][28]如項[27]所述的濾光器，其中，
[0148]所述第一波段中的400nm以上且小于650nm的波長的平均光透射率大于0%且為80%以下，且
[0149]所述第二波段中的平均光透射率為80%以上。
[0150][29]如項[27]或[28]所述的濾光器，其由使所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率的材料構(gòu)成。
[0151][30]如項[29]所述的濾光器，其是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層而制成的。
[0152][31]如項[27]或[28]所述的濾光器，其由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。
[0153]附圖標(biāo)記列表
[0154]1A、1D、1E 和 IH 攝像裝置
[0155]2相機(jī)主體單元
[0156]3圖像處理裝置
[0157]4圖像存儲單元
[0158]10攝像單元(攝像元件陣列單元)
[0159]11第一攝像元件
[0160]Ilr紅色攝像元件
[0161]Hg綠色攝像元件
[0162]Ilb藍(lán)色攝像元件
[0163]12第二攝像元件[0164]13紅外截止濾光器
[0165]14照明裝置
[0166]20透鏡系統(tǒng)
[0167]21攝像透鏡
[0168]22光圈單元
[0169]23圖像聚集透鏡
[0170]30A、30B、30C、30E 和 3OF 濾光器(光學(xué)元件)
[0171]31濾光器基材
[0172]32濾光器材料層
[0173]32r和38r紅色透射層
[0174]32b和38b藍(lán)色透射層
[0175]32C電介質(zhì)多層膜
[0176]33第一區(qū)域
[0177]34,37 第二區(qū)域
[0178]35濾光器基材
[0179]36濾光器材料層
[0180]40硅半導(dǎo)體基板
[0181]41光電轉(zhuǎn)換元件
[0182]42第一平坦化膜
[0183]43彩色濾光器
[0184]44片上透鏡
[0185]45第二平坦化膜
[0186]46A、46B 配線層
【權(quán)利要求】
1.一種攝像裝置，所述攝像裝置包括透鏡系統(tǒng)和攝像單元，穿過所述透鏡系統(tǒng)的光入射到所述攝像單元上，其中， 所述攝像單元包括多個第一攝像元件和多個第二攝像元件，所述第一攝像元件用于接收第一波段中的光，且所述第二攝像元件用于接收與所述第一波段不同的第二波段中的光，以及 光學(xué)元件被設(shè)置成使得具有比所述第二波段中的光的光通量小的光通量的所述第一波段中的光到達(dá)所述攝像單元。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第一波段中的峰值波長短于所述第二波段中的峰值波長。
3.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第一波段中的峰值波長長于所述第二波段中的峰值波長。
4.如權(quán)利要求2或3所述的攝像裝置，其中， 所述光學(xué)元件由濾光器構(gòu)成，且 在所述濾光器中，所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
5.如權(quán)利要求2或3所述的攝像裝置，其中， 所述光學(xué)元件由濾光器構(gòu)成，且 所述濾光器包括具有圓形或正多邊形的外形的第一區(qū)域和具有環(huán)繞所述第一區(qū)域的環(huán)形的第二區(qū)域，且 所述第一區(qū)域使所述第一波段中的光和所述第二波段中的光穿過，且 在所述第二區(qū)域中，所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
6.如權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其中，所述第一波段中的光的光透射率從所述第二區(qū)域的位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間邊界處的部分至所述第二區(qū)域的外周逐漸減小。
7.如權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其中，所述濾光器由變跡濾光器組成。
8.如權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其中，所述第一區(qū)域的大小是可變的。
9.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第一攝像元件由包括紅色攝像元件、綠色攝像元件和藍(lán)色攝像元件的攝像元件單元構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的攝像裝置，其中，一個所述攝像元件單元和一個所述第二攝像元件構(gòu)成一個像素。
11.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，一個攝像元件單元和一個所述第二攝像元件構(gòu)成一個像素。
12.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其還包括用于發(fā)出所述第二波段中的光的照明裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的攝像裝置，其中，所述照明裝置發(fā)出的所述第二波段中的光包括多個峰值波長。
14.一種濾光器，所述濾光器包括具有圓形或正多邊形的外形的第一區(qū)域和具有環(huán)繞所述第一區(qū)域的環(huán)形的第二區(qū)域，其中，所述第一區(qū)域使第一波段中的光和與所述第一波段不同的第二波段中的光穿過，且 在所述第二區(qū)域中，所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
15.如權(quán)利要求14所述的濾光器，其中，所述第一波段中的光的光透射率從所述第二區(qū)域的位于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間邊界處的部分至所述第二區(qū)域的外周逐漸減小。
16.如權(quán)利要求14所述的濾光器，其中，所述濾光器由變跡濾光器構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求14所述的濾光器，其中，所述第一區(qū)域的大小是可變的。
18.—種濾光器，所述濾光器用于使第一波段中的光和與所述第一波段不同的第二波段中的光穿過，其中， 所述第一波段中的光的光透射率低于所述第二波段中的光的光透射率。
19.如權(quán)利要求18所述的濾光器，其中， 所述第一波段中的400nm以上且小于650nm的波長的平均光透射率大于0%且為80%以下，且 所述第二波段中的平均光透射率為80%以上。
20.如權(quán)利要求18所述的濾光器，其中，所述濾光器是通過堆疊用于傳輸紅色的紅色透射層和用于傳輸藍(lán)色的藍(lán)色透射層而制成的。
【文檔編號】H04N9/07GK103814571SQ201280045183
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月26日
【發(fā)明者】東堤良仁, 茂木英昭, 小澤謙, 巖間純 申請人:索尼公司