成像裝置和成像方法
【專利摘要】本公開(kāi)涉及成像裝置和成像方法。提供一種成像裝置，其包括：對(duì)被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以生成圖像信號(hào)的圖像傳感器、在圖像傳感器上形成被攝體光的像的攝影光學(xué)系統(tǒng)、以及透射經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一光學(xué)構(gòu)件。該第一光學(xué)構(gòu)件根據(jù)相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度來(lái)改變被攝體光的第一波帶的透射率。
【專利說(shuō)明】成像裝置和成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本技術(shù)涉及成像裝置和成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，不僅在用于安保的小尺寸監(jiān)視照相機(jī)和安裝在車輛上的夜視照相機(jī)中，而且在一般的照相機(jī)中，對(duì)能夠甚至在諸如夜間的黑暗環(huán)境中執(zhí)行成像的功能的需求都已經(jīng)增加了。因此，已經(jīng)提出了這樣一種照相機(jī)裝置，該照相機(jī)裝置包括紅外截止濾波器和啞玻璃(dummy glass),并且,其能夠通過(guò)根據(jù)被攝體是亮還是暗的情況在紅外截止濾波器與啞玻璃之間進(jìn)行切換來(lái)對(duì)夜晚的黑暗等中的被攝體進(jìn)行拍攝(日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2005-318237)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]但是，由于在日本未審專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2005-318237中公開(kāi)的照相機(jī)裝置具有這樣的配置，其中，為了切換用于夜間拍攝的光的透射波帶(transmissive band),在紅外截止濾波器與啞玻璃之間進(jìn)行切換，因此需要空間以遮擋不使用的紅外截止濾波器或不使用的啞玻璃。此外，當(dāng)使用諸如APSC的大尺寸圖像傳感器時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保大的空間以遮擋紅外截止濾波器。因此，在紅外截止濾波器被遮擋的配置中，存在一個(gè)問(wèn)題，即，由于確保了遮擋空間，因此照相機(jī)可能無(wú)法被小型化。
[0004]希望提供一種成像裝置和成像方法，其在不提供其中遮擋濾波器等的空間的情況下，能夠改變被攝體光的預(yù)定波帶(predetermined band)的透射率。
[0005]根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施例，提供一種成像裝置，該成像裝置包括:對(duì)被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以生成圖像信號(hào)的圖像傳感器、在圖像傳感器上形成被攝體光的像的攝影光學(xué)系統(tǒng)、以及透射經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一光學(xué)構(gòu)件。該第一光學(xué)構(gòu)件可以根據(jù)相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度來(lái)改變被攝體光的第一波帶的透射率。
[0006]此外，根據(jù)本技術(shù)的第二實(shí)施例，提供一種由成像裝置執(zhí)行的成像方法，該成像裝置包括:對(duì)被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以生成圖像信號(hào)的圖像傳感器、在圖像傳感器上形成被攝體光的像的攝影光學(xué)系統(tǒng)、以及透射經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一光學(xué)構(gòu)件，該方法包括:通過(guò)改變第一光學(xué)構(gòu)件相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度，來(lái)改變第一光學(xué)構(gòu)件中的被攝體光的第一波帶的透射率。
[0007]根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，在不提供遮擋諸如半透射膜的光學(xué)構(gòu)件的空間的情況下，可以改變被攝體光的預(yù)定波帶的透射率。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1A是示出根據(jù)第一實(shí)施例的處于第一狀態(tài)的成像裝置的整體配置的示意性截面圖；[0009]圖1B是示出根據(jù)第一實(shí)施例的處于第二狀態(tài)的成像裝置的整體配置的示意性截面圖；
[0010]圖2A是示出半透射膜的透射率的示圖；
[0011]圖2B是示出半透射膜的反射率的示圖；
[0012]圖3A是示出處于第一狀態(tài)的半透射膜的透射率特性的示圖；
[0013]圖3B是示出濾光器的透射率特性的示圖；
[0014]圖3C是示出當(dāng)半透射膜與濾光器被組合時(shí)的透射率特性的示圖；
[0015]圖4A是示出處于第二狀態(tài)的半透射膜的透射率特性的示圖；
[0016]圖4B是示出濾光器的透射率特性的示圖；
[0017]圖4C是示出當(dāng)半透射膜與濾光器被組合時(shí)的透射率特性的示圖；
[0018]圖5A是示出根據(jù)第二實(shí)施例的處于第三狀態(tài)的成像裝置的整體配置的示意性截面圖；
[0019]圖5B是示出根據(jù)第二實(shí)施例的處于第四狀態(tài)的成像裝置的整體配置的示意性截面圖；
[0020]圖6A是示出處于第三狀態(tài)的半透射膜的透射率特性的示圖；
[0021]圖6B是示出濾光器的透射率特性的示圖；
[0022]圖6C是示出當(dāng)半透射膜與濾光器被組合時(shí)的透射率特性的示圖；
[0023]圖7A是示出處于第四狀態(tài)的半透射膜的透射率特性的示圖；
[0024]圖7B是示出濾光器的透射率特性的示圖；
[0025]圖7C是示出當(dāng)半透射膜與濾光器被組合時(shí)的透射率特性的示圖；
[0026]圖8A是示出根據(jù)第三實(shí)施例的處于第五狀態(tài)的成像裝置的整體配置的示意性截面圖；
[0027]圖SB是示出根據(jù)第三實(shí)施例的處于第六狀態(tài)的成像裝置的整體配置的示意性截面圖；
[0028]圖9A是示出處于第五狀態(tài)的第一半透射膜的透射率特性的示圖；
[0029]圖9B是示出第二半透射膜的透射率特性的示圖；
[0030]圖9C是示出濾光器的透射率特性的示圖；
[0031]圖9D是示出當(dāng)?shù)谝话胪干淠ぁ⒌诙胪干淠づc濾光器被組合時(shí)的透射率特性的示圖；
[0032]圖1OA是示出處于第六狀態(tài)的第一半透射膜的透射率特性的示圖；
[0033]圖1OB是示出第二半透射膜的透射率特性的示圖；
[0034]圖1OC是示出濾光器的透射率特性的示圖；以及
[0035]圖1OD是示出當(dāng)?shù)谝话胪干淠?、第二半透射膜與濾光器被組合時(shí)的透射率特性的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例。請(qǐng)注意，在本說(shuō)明書和附圖中，基本上具有相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略對(duì)這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)解釋。[0037]在下文中，將參照附圖描述本技術(shù)的實(shí)施例。將按照下面的順序?qū)ζ溥M(jìn)行描述。
[0038]〈1.第一實(shí)施例>
[0039][1-1.成像裝置的配置]
[0040][1-2.成像裝置的操作和優(yōu)點(diǎn)]
[0041]〈2.第二實(shí)施例〉
[0042][2-1.成像裝置的配置]
[0043][2-2.成像裝置的操作和優(yōu)點(diǎn)]
[0044]<3.第三實(shí)施例>
[0045][3-1.成像裝置的配置]
[0046][3-2.成像裝置的操作和優(yōu)點(diǎn)]
[0047]<4.變型例 >
[0048]〈1.第一實(shí)施例>
[0049][1-1.成像裝置的配置]
[0050]圖1A和圖1B是示出根據(jù)本技術(shù)第一實(shí)施例的成像裝置100的整體配置的示意性截面圖。如圖1A和圖1B所示，可更換的攝影光學(xué)系統(tǒng)110被安裝在形成成像裝置100的主體的殼體120上。攝影光學(xué)系統(tǒng)110通過(guò)將攝影透鏡111、光圈等安裝在透鏡筒112的內(nèi)部來(lái)配置。攝影光學(xué)系統(tǒng)110的攝影透鏡111由聚焦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(未示出)來(lái)驅(qū)動(dòng)，從而能夠進(jìn)行AF操作。此外，攝影光學(xué)系統(tǒng)110可以與殼體120集成在一起。
[0051]圖像傳感器121被安裝在殼體120的內(nèi)部。例如，圖像傳感器121是成像元件，諸如電荷耦合器件(CXD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)。圖像傳感器121對(duì)經(jīng)由攝影透鏡111入射的被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，以將被攝體光轉(zhuǎn)換為電荷量并生成圖像信號(hào)。對(duì)該圖像信號(hào)進(jìn)行諸如相關(guān)雙采樣(OTS)處理、白平衡調(diào)整處理和伽馬校正處理的預(yù)定信號(hào)處理，并最終作為圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在成像裝置100的內(nèi)部的存儲(chǔ)器(未示出)、外部存儲(chǔ)器等中。在圖1中，未示出快門機(jī)構(gòu)，但是，機(jī)械快門和電子快門兩者都可以被應(yīng)用于本技術(shù)的實(shí)施例中。
[0052]作為AF圖像傳感器的AF傳感器122也被安裝在殼體120的內(nèi)部。例如，相差檢測(cè)型的AF傳感器122被用作AF傳感器122。但是，本技術(shù)的實(shí)施例并不限于相差檢測(cè)型，并且，也可以提供對(duì)比度AF型的AF傳感器122的功能。相差檢測(cè)型和對(duì)比度AF型可以被組合為AF型。為了甚至在黑暗的地方或者對(duì)具有低對(duì)比度的被攝體執(zhí)行滿意的AF，可以生成AF輔助光并且可以從返回的光中獲得AF評(píng)估值。
[0053]在殼體120的內(nèi)部，半透射膜123被設(shè)置在攝影光學(xué)系統(tǒng)110的攝影透鏡111與殼體120內(nèi)部的圖像傳感器121之間。被攝體光經(jīng)由攝影透鏡111被入射到半透射膜123上。半透射膜123反射經(jīng)由攝影透鏡111從AF傳感器122入射的被攝體光的一部分，并將剩余的光透射到圖像傳感器121。
[0054]半透射膜123被配置為在AB方向上被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，從而使得可以改變相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度Θ。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)半透射膜123的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制所有單元或每個(gè)單元的成像裝置100的控制單元等的控制下根據(jù)用戶對(duì)成像裝置100的輸入進(jìn)行操作時(shí)，執(zhí)行通過(guò)半透射膜123的旋轉(zhuǎn)的角度Θ的改變。
[0055]在如圖1A所示的“ Θ = Θ I”的情況(在下文中稱為第一狀態(tài))與如圖1B所示的“ θ = θ 2”的情況(在下文中稱為第二狀態(tài))之間，半透射膜123具有不同的光譜透射率特性。假定通過(guò)沉積和濺射膜形成等在半透射膜123上形成這樣的膜配置，其中，根據(jù)相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度來(lái)改變光譜透射率特性。半透射膜123的詳細(xì)光譜透射率特性將在下面被描述。此外假定Θ I和Θ 2滿足“ Θ 1< Θ 2”的關(guān)系。更優(yōu)選地，假定Θ I和Θ 2滿足“9 1〈0 2〈90° ”的關(guān)系。
[0056]處于在圖1A中示出的第一狀態(tài)的半透射膜123的透射率在圖2Α中示出。圖2Α是示出處于第一狀態(tài)的半透射膜的透射率的示圖。垂直軸表示透射率，水平軸表示波長(zhǎng)。透射通過(guò)半透射膜123的被攝體光經(jīng)由濾光器124入射到圖像傳感器121上。處于在圖1A中示出的狀態(tài)的半透射膜123的反射率在圖2Β中示出。圖2Β是示出處于第一狀態(tài)的半透射膜的反射率的示圖。垂直軸表示反射率，水平軸表示波長(zhǎng)。從半透射膜123反射的被攝體光被入射在AF傳感器122上。
[0057]在圖1A和圖1B中，虛線指示入射在圖像傳感器121上的被攝體光的光通量，單點(diǎn)劃線指示從半透射膜反射并入射在AF傳感器122上的被攝體光的光通量。
[0058]濾光器124被設(shè)置在半透射膜123與圖像傳感器121之間。作為實(shí)施例，濾光器124被配置為具有預(yù)定的光譜透射率特性。濾光器124的詳細(xì)光譜透射率特性將在下面被描述。
[0059]具有電子取景器的功能的顯示器125被安裝在成像裝置100的殼體120中。諸如液晶顯示器(LCD)或有機(jī)電致發(fā)光(EL)顯示器的平板顯示器被用作顯示器125。在信號(hào)處理單元(未示出)處理從圖像傳感器121或AF傳感器122提取的圖像信號(hào)時(shí)獲得的圖像數(shù)據(jù)被供應(yīng)給顯示器125，并且，當(dāng)前的被攝體圖像(運(yùn)動(dòng)圖像)被顯示在顯示器125上。在圖1A和圖1B中，顯示器125被安裝在殼體的后表面上，但是，本技術(shù)的實(shí)施例并不限于此。顯示器125可以被安裝在殼體的上表面等上，或者可以是可移動(dòng)型顯示器或可拆卸型顯示器。
[0060]成像裝置100具有上述配置。
[0061][1-2.成像裝置的操作和優(yōu)點(diǎn)]
[0062]接下來(lái)，將描述具有上述配置的成像裝置100的操作和優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)在AB方向上可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)半透射膜123，相對(duì)于攝影透鏡111的角度Θ可以從Θ I改變到Θ 2。
[0063]圖3A到圖3C是示出處于圖1A中示出的第一狀態(tài)(θ = θ I)中的濾光器124和半透射膜123的光譜透射率特性的示圖。垂直軸表示透射率,水平軸表示波長(zhǎng)。半透射膜123的光譜透射率特性以根據(jù)濾光器124的光譜透射率特性歸一化的形式來(lái)示出。
[0064]圖3Α示出半透射膜123的光譜透射率特性。處于第一狀態(tài)的半透射膜123的截止波長(zhǎng)為825nm。被攝體光的等于或小于825nm的波帶被透射，并且，被攝體光的等于或大于825nm的波帶不被透射。
[0065]圖3B示出濾光器124的光譜透射率特性。根據(jù)濾光器124的光譜透射率特性，等于或小于410nm的波帶不被透射，可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶被透射，650nm到830nm的波帶不被透射，并且，等于或大于830nm的波帶被透射。
[0066]圖3C示出當(dāng)處于第一狀態(tài)的半透射膜123和濾光器124被組合時(shí)的光譜透射率特性。由于半透射膜123和濾光器124都透射使可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶，因此被攝體光的410nm到650nm的波帶被入射在圖像傳感器121上。[0067]另一方面，等于或大于作為半透射膜123的截止波長(zhǎng)的825nm的波帶被透射通過(guò)濾光器124，但是其不被透射通過(guò)半透射膜123。因此，當(dāng)半透射膜123和濾光器124被組合時(shí)，被攝體光的等于或大于825nm的波帶不被透射通過(guò)半透射膜123，從而其不入射在圖像傳感器121上。因此，僅有可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶入射在圖像傳感器121上，并且被攝體光的其它波帶不入射在圖像傳感器121上。
[0068]這樣，可以容易地設(shè)計(jì)顏色再現(xiàn)，并且，可以拍攝和生成具有高質(zhì)量的圖像。例如，通過(guò)使得作為被攝體光的不需要的波帶的高波長(zhǎng)的波帶在白天拍攝時(shí)不被入射在圖像傳感器121上，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)白天拍攝獲取的聞質(zhì)量的圖像。
[0069]圖4A到圖4C是示出處于圖1B中示出的第二狀態(tài)(Θ = Θ 2)中的半透射膜123和濾光器124的光譜透射率特性的示圖。垂直軸表示透射率，水平軸表示波長(zhǎng)。如上所述，假定Θ I和Θ 2滿足“ Θ 1< Θ 2”的關(guān)系。更優(yōu)選地，假定Θ I和Θ 2滿足“ Θ 1< Θ 2〈90° ”的關(guān)系。
[0070]圖4A示出半透射膜123的光譜透射率特性。根據(jù)處于第二狀態(tài)的半透射膜123的光譜透射率特性，截止波長(zhǎng)是850nm,等于或小于850nm的波帶被透射,等于或大于850nm的波帶不被透射。
[0071]由于滿足“ Θ 1< Θ 2”的關(guān)系，因此在半透射膜123上的被攝體光的入射角在“ Θ = Θ 2”的情況中較小，這樣，與“ Θ = Θ I”的情況相比，在半透射膜123上的光學(xué)薄膜中的光路長(zhǎng)度的差較長(zhǎng)。因此，截止波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)偏移，從而從825nm變?yōu)?50nm。這樣，半透射膜123透射被攝體光的等于或小于850nm的波帶。
[0072]由于濾光器124在第一狀態(tài)與第二狀態(tài)之間未改變，因此濾光器124的光譜透射率特性不變。在圖4B中示出的濾光器124的光譜透射率特性與在圖3B中示出的那些光譜透射率特性相同。
[0073]圖4C示出當(dāng)處于第二狀態(tài)的半透射膜123和濾光器124被組合時(shí)的光譜透射率特性?？梢?jiàn)光的410nm到650nm的波帶的被攝體光被透射通過(guò)半透射膜123和濾光器124,然后入射在圖像傳感器121上。這種狀態(tài)與第一狀態(tài)相同。
[0074]由于在第二狀態(tài)中半透射膜123的截止波長(zhǎng)也偏移達(dá)到850nm，因此被攝體光的等于或小于850nm的波帶被透射通過(guò)半透射膜123。另一方面，由于如圖4C所示，濾光器124透射等于或大于830nm的波帶的被攝體光，因此，830nm到850nm的波帶也被透射通過(guò)半透射膜123和濾光器124，并然后入射在圖像傳感器121上。
[0075]也就是說(shuō)，在第二狀態(tài)中，被攝體光中的不僅可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶而且830nm到850nm的波帶都被透射通過(guò)圖像傳感器121。因此，當(dāng)發(fā)射830nm到850nm的波帶的紅外光的發(fā)光元件被用來(lái)執(zhí)行拍攝時(shí)，可以執(zhí)行夜間拍攝。具有高于可見(jiàn)光的波帶的波長(zhǎng)的波帶對(duì)應(yīng)于本技術(shù)的實(shí)施例中的第二波帶。
[0076]通過(guò)僅在第二狀態(tài)中將入射在圖像傳感器121上的波帶設(shè)置為紅外光的波帶，第一狀態(tài)可以被用于正常拍攝，第二狀態(tài)可以被用于夜間拍攝。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，例如，不需要遮擋半透射膜123的操作。通過(guò)僅改變半透射膜123的角度，可以以高精度執(zhí)行夜間拍攝。
[0077]通過(guò)改變半透射膜的角度，可以改變紅外光的透射率。因此，與包括具有其中紅外光可以被預(yù)先接收的光譜特性的濾光器的成像裝置相比，在白天拍攝中，可以改進(jìn)圖像的質(zhì)量。
[0078]例如，在成像裝置100中，第一狀態(tài)可以被設(shè)置為正常拍攝模式，第二狀態(tài)可以被設(shè)置為夜間拍攝模式。然后，通過(guò)根據(jù)用戶輸入的成像裝置100的模式切換來(lái)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)半透射膜123，可以切換第一狀態(tài)和第二狀態(tài)。
[0079]<2.第二實(shí)施例>
[0080][2-1.成像裝置的配置]
[0081]接下來(lái)，將描述本技術(shù)的第二實(shí)施例。圖5A和圖5B是示出根據(jù)本技術(shù)第二實(shí)施例的成像裝置200的整體配置的示意性截面圖。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，濾光器201被配置為在AB方向上可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，從而使得濾光器201相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度Θ可以被改變。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)濾光器201的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制所有單元或每個(gè)單元的成像裝置200的控制單元等的控制下根據(jù)用戶對(duì)成像裝置200的輸入進(jìn)行操作時(shí)，執(zhí)行通過(guò)濾光器201的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的角度Θ的改變。
[0082]在如圖5A所示的“ Θ = Θ 3”的情況(在下文中稱為第三狀態(tài))與如圖5B所示的“ Θ = Θ 4”的情況(在下文中稱為第四狀態(tài))之間，濾光器201具有不同的光譜透射率特性。因此，假定通過(guò)沉積和濺射膜形成等在濾光器201上形成這樣的膜配置，其中，根據(jù)相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度來(lái)改變光譜透射率特性。濾光器201的詳細(xì)光譜透射率特性將在下面被描述。此外，假定第三狀態(tài)和第四狀態(tài)滿足“0〈Θ3〈Θ 4(90° )”的關(guān)系。更優(yōu)選地，假定第三狀態(tài)和第四狀態(tài)滿足“45° <Θ3〈Θ4(90° )”的關(guān)系。
[0083]第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，半透射膜202相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度不改變。但是，半透射膜202的光譜透射率特性不同于第一實(shí)施例的半透射膜的光譜透射率特性。半透射膜202的光譜透射率特性將在下面被描述。由于其它細(xì)節(jié)與第一實(shí)施例的相同，因此省略對(duì)其的描述。
[0084][2-2.成像裝置的操作和優(yōu)點(diǎn)]
[0085]圖6Α到圖6C是示出處于圖5Α中示出的第三狀態(tài)(θ = Θ 3)中的濾光器201和半透射膜202的光譜透射率特性的示圖。垂直軸表示透射率,水平軸表示波長(zhǎng)。半透射膜202的光譜透射率特性以根據(jù)濾光器201的光譜透射率特性歸一化的形式來(lái)示出。
[0086]圖6Α示出半透射膜202的光譜透射率特性。根據(jù)半透射膜202的光譜透射率特性，等于或小于410nm的波帶不被透射，可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶被透射，650nm到830nm的波帶不被透射,并且,等于或大于830nm的波帶被透射。
[0087]圖6B示出濾光器201的光譜透射率特性。處于第三狀態(tài)的濾光器201的截止波長(zhǎng)為825nm,等于或小于825nm的波帶被透射，并且等于或大于825nm的波帶不被透射。
[0088]圖6C示出當(dāng)處于第三狀態(tài)的濾光器201和半透射膜202被組合時(shí)的光譜透射率特性。由于濾光器201和半透射膜202兩者都透射可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶，因此41Onm到650nm的波帶的被攝體光被入射在圖像傳感器121上。
[0089]另一方面，等于或大于作為濾光器201的截止波長(zhǎng)的825nm的波帶被透射通過(guò)半透射膜202，但是其不被透射通過(guò)濾光器201。因此，當(dāng)半透射膜202和濾光器201被組合時(shí)，等于或大于825nm的波帶的被攝體光不被透射通過(guò)濾光器201，從而其不入射在圖像傳感器121上。因此，如圖6C所示，僅有可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶被入射在圖像傳感器121上，并且被攝體光的其它波帶不入射在圖像傳感器121上。這樣，可以容易地設(shè)計(jì)顏色再現(xiàn)，從而可以拍攝和生成具有高質(zhì)量的圖像。
[0090]圖7A到圖7C是示出處于圖5B中示出的第四狀態(tài)(Θ = Θ4 (90° ))中的半透射膜202和濾光器201的光譜透射率特性的示圖。垂直軸表示透射率，水平軸表示波長(zhǎng)。如上所述，假定滿足“ Θ3〈Θ4(90° )”的關(guān)系。更優(yōu)選地，假定滿足“45° <Θ3〈Θ4(90° )”的關(guān)系。
[0091]圖7Α示出半透射膜202的光譜透射率特性。由于在第三狀態(tài)與第四狀態(tài)之間半透射膜202不改變，因此光譜透射率特性與圖6Α中示出的光譜透射率特性相同。
[0092]圖7Β示出濾光器201的光譜透射率特性。根據(jù)處于第四狀態(tài)的濾光器201的光譜透射率特性，截止波長(zhǎng)是850nm,等于或小于850nm的波帶被透射,等于或大于850nm的波帶不被透射。由于滿足“ Θ = Θ 4(90° ) ”的關(guān)系，因此被攝體光在濾光器201上的入射角較小，從而，與第三狀態(tài)相比，在濾光器201上的光學(xué)薄膜中的光路長(zhǎng)度的差較長(zhǎng)。因此，截止波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)偏移。這樣，濾光器201透射高達(dá)850nm的波帶的被攝體光。
[0093]圖7C示出當(dāng)處于第四狀態(tài)的濾光器201和半透射膜202被組合時(shí)的光譜透射率特性?？梢?jiàn)光的410nm到650nm的波帶被透射通過(guò)半透射膜202和濾光器201兩者，然后入射在圖像傳感器121上。該狀態(tài)與第三狀態(tài)相同。
[0094]由于在第四狀態(tài)中濾光器201的截止波長(zhǎng)也被偏移達(dá)到850nm，因此被攝體光的等于或小于850nm的波帶被透射通過(guò)濾光器201。另一方面，由于如圖7C所示，半透射膜202透射等于或大于830nm的范圍的被攝體光，因此，830nm到850nm的波帶被透射通過(guò)半透射膜202和濾光器201，然后，入射在圖像傳感器121上。
[0095]也就是說(shuō)，在第四狀態(tài)中，被攝體光中的不僅可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶，而且830nm到850nm的波帶都被透射通過(guò)圖像傳感器121。因此，當(dāng)發(fā)射830nm到850nm的波帶的紅外光的發(fā)光元件被用來(lái)執(zhí)行拍攝時(shí)，可以執(zhí)行夜間拍攝。該優(yōu)點(diǎn)與第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)相同。即，在第二實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的半透射膜與濾光器之間的關(guān)系可以被視為反轉(zhuǎn)了。
[0096]在第二實(shí)施例中，由于半透射膜202相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度未改變，因此可以獲得與第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，通過(guò)使被攝體光也入射在AF傳感器122上，可以使用AF傳感器122。
[0097]例如，甚至在第二實(shí)施例中，在成像裝置100中，第三狀態(tài)可以被設(shè)置為正常拍攝模式，第四狀態(tài)可以被設(shè)置為夜間拍攝模式。然后，通過(guò)根據(jù)用戶輸入的成像裝置100的模式切換來(lái)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)濾光器201，可以在第三狀態(tài)和第四狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
[0098]<3.第三實(shí)施例>
[0099][3-1.成像裝置的配置]
[0100]接下來(lái)，將描述本技術(shù)的第三實(shí)施例。圖8A和圖SB是示出根據(jù)本技術(shù)第三實(shí)施例的成像裝置300的整體配置的示意性截面圖。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的不同之處在于，提供了兩個(gè)半透射膜。由于其它細(xì)節(jié)與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的其它細(xì)節(jié)相同，因此省略對(duì)其的描述。
[0101]在第三實(shí)施例中，在殼體120的內(nèi)部，第二半透射膜302被設(shè)置在第一半透射膜301與濾光器303之間。第一半透射膜301與第二實(shí)施例的半透射膜相同，并被安裝為使得相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度Θ被固定為Θ I。第一半透射膜301向AF傳感器122反射經(jīng)由攝影透鏡111入射的被攝體光的一部分，并向圖像傳感器121透射剩余的被攝體光。
[0102]第二半透射膜302被配置為在AB方向上被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，從而使得可以改變相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度Θ。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)第二半透射膜302的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制所有單元或每個(gè)單元的成像裝置300的控制單元等的控制下根據(jù)用戶對(duì)成像裝置300的輸入進(jìn)行操作時(shí)，執(zhí)行通過(guò)驅(qū)動(dòng)半透射膜123的角度Θ的改變。
[0103]在如圖8A所示的“ Θ = Θ 5”的情況(在下文中稱為第五狀態(tài))與如圖8B所示的“ Θ = Θ 6”的情況(在下文中稱為第六狀態(tài))之間，第二半透射膜302具有不同的光譜透射率特性。假定通過(guò)沉積和濺射膜形成等在第二半透射膜302上形成這樣的膜配置，其中，根據(jù)相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度來(lái)改變光譜透射率特性。第二半透射膜302的詳細(xì)光譜透射率特性將在下面被描述。此外，假定Θ5和0 6滿足“0 5〈0 6”的關(guān)系。更優(yōu)選地，假定Θ 5和Θ 6滿足“ Θ 5〈 Θ 6〈90?！钡年P(guān)系。
[0104]濾光器303被設(shè)置在第二半透射膜302與圖像傳感器121之間。濾光器303被配置為不像第一實(shí)施例中的那樣被驅(qū)動(dòng)。濾光器303的光譜透射率特性將在下面被描述。根據(jù)第三實(shí)施例的成像裝置300具有上述配置。
[0105][3-2.成像裝置的操作和優(yōu)點(diǎn)]
[0106]接下來(lái)，將描述具有第三配置的成像裝置300的操作和優(yōu)點(diǎn)。圖9A到圖9D是示出處于第五狀態(tài)的濾光器303、第一半透射膜301和第二半透射膜302的光譜透射率特性的示圖，在第五狀態(tài)中，如圖8A所示，第二半透射膜302的角度是Θ5。垂直軸表示透射率，水平軸表示波長(zhǎng)。第一半透射膜301和第二半透射膜302的光譜透射率特性以根據(jù)濾光器303的光譜透射率特性歸一化的形式來(lái)示出。
[0107]圖9A示出第一半透射膜301的光譜透射率特性。第一半透射膜301的截止波長(zhǎng)是850nm,等于或小于850nm的波帶被透射,并且,等于或大于850nm的波帶不被透射。
[0108]圖9B示出第二半透射膜302的第五狀態(tài)(Θ = Θ 5)的光譜透射率特性。第二半透射膜302的截止波長(zhǎng)是825nm,等于或小于825nm的波帶被透射，并且,等于或大于825nm的波帶不被透射。
[0109]圖9C示出濾光器303的光譜透射率特性。根據(jù)濾光器303的光譜透射率特性，等于或小于410nm的波帶不被透射，可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶被透射，650nm到830nm的波帶不被透射，并且，等于或大于830nm的波帶被透射。
[0110]圖9D示出當(dāng)處于第五狀態(tài)的第一半透射膜301、第二半透射膜302和濾光器303被組合時(shí)的光譜透射率特性。由于第一半透射膜301、第二半透射膜302和濾光器303透射可見(jiàn)光的410nm到650nm的波帶，因此410nm到650nm的波帶的被攝體光被入射在圖像傳感器121上。
[0111]另一方面，由于第二半透射膜302的截止波長(zhǎng)是825nm,因此等于或大于825nm的波帶的被攝體光不被透射通過(guò)第二半透射膜302，并且不入射在圖像傳感器121上。因此，僅有可見(jiàn)光的410nm到650nm的范圍中的被攝體光入射在圖像傳感器121上，并且被攝體光的其它波帶不入射在圖像傳感器121上。這樣，可以容易地設(shè)計(jì)顏色再現(xiàn)，從而可以拍攝和生成具有聞質(zhì)量的圖像。
[0112]圖1OA到圖1OD是示出處于第六狀態(tài)的濾光器303、第一半透射膜301和第二半透射膜302的光譜透射率特性的示圖，在第六狀態(tài)中，如圖SB所示，第二半透射膜302相對(duì)于攝影透鏡111的光軸的角度θ是θ 6。如上所述,假定Θ5和Θ 6滿足“ Θ 5〈 Θ 6”的關(guān)系。更優(yōu)選地，假定Θ5和Θ 6滿足“ Θ 5〈 Θ 6〈90° ”的關(guān)系。
[0113]圖1OA示出第一半透射膜301的光譜透射率特性。由于第一半透射膜301在第五狀態(tài)與第六狀態(tài)之間不變，因此光譜透射率特性與圖9A中示出的光譜透射率特性相同。
[0114]圖1OB示出第二半透射膜302的光譜透射率特性。根據(jù)處于第六狀態(tài)的第二半透射膜302的光譜透射率特性,截止波長(zhǎng)是850nm,等于或小于850nm的波帶被透射,并且,等于或大于850nm的波帶不被透射。由于滿足“ Θ 5〈 Θ 6”的關(guān)系，因此在“ Θ = Θ 6”的情況中在第二半透射膜302上的被攝體光的入射角較小，這樣，與“ Θ = Θ 5”的情況相比，在第二半透射膜302上的光學(xué)薄膜中的光路長(zhǎng)度的差較長(zhǎng)。因此，截止波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)偏移。這樣，第二半透射膜302透射等于或小于850nm的波帶的被攝體光。
[0115]圖1OC示出濾光器303的光譜透射率特性。濾光器303在第五狀態(tài)與第六狀態(tài)之間不變，因此光譜透射率特性與圖9C中示出的光譜透射率特性相同。
[0116]圖1OD示出當(dāng)處于第六狀態(tài)的第二半透射膜302、第一半透射膜301和濾光器303被組合時(shí)的光譜透射率特性?？梢?jiàn)光的410nm到650nm的波帶的被攝體光被透射通過(guò)第一半透射膜301、第二半透射膜302和濾光器303，然后入射在圖像傳感器121上。該狀態(tài)與第五狀態(tài)相同。
[0117]由于在第六狀態(tài)中第二半透射膜302的截止波長(zhǎng)被偏移達(dá)到850nm，因此第二半透射膜302透射等于或小于850nm的波帶的被攝體光。第一半透射膜301也透射等于或小于850nm的波帶的被攝體光。此外，濾光器303透射等于或大于830nm的波帶。因此，如圖1OD所示,在第六狀態(tài)中，不僅410nm到650nm的波帶而且830nm到850nm的波帶的被攝體光都被透射通過(guò)第一半透射膜301、第二半透射膜302和濾光器303。
[0118]也就是說(shuō)，在第六狀態(tài)中，不僅可見(jiàn)光的41Onm到650nm的波帶而且830nm到850nm的波帶的光都被透射通過(guò)圖像傳感器121。因此，與第一實(shí)施例中一樣，當(dāng)發(fā)射830nm到850nm的波帶的紅外光的發(fā)光元件被用來(lái)執(zhí)行拍攝時(shí)，可以執(zhí)行夜間拍攝。
[0119]在第三實(shí)施例中，可以獲得與第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)，并且被攝體光甚至可以入射在AF傳感器122上。此外，不需要驅(qū)動(dòng)濾光器303。因此，例如，即使當(dāng)圖像傳感器121和濾光器303被封裝并且濾光器303可能不被驅(qū)動(dòng)時(shí)，也可以應(yīng)用本技術(shù)的實(shí)施例。
[0120]甚至在第三實(shí)施例中，例如，在成像裝置100中，第五狀態(tài)可以被設(shè)置為正常拍攝模式，并且，第六狀態(tài)可以被設(shè)置為夜間拍攝模式。然后，通過(guò)根據(jù)用戶輸入的成像裝置100的模式切換來(lái)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)第二半透射膜302，可以切換第五狀態(tài)和第六狀態(tài)。
[0121]在對(duì)本技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)行的描述中使用的波長(zhǎng)的值是作為一個(gè)例子提出的。本技術(shù)的實(shí)施例并不限于該值。
[0122]〈4.變型例〉
[0123]已經(jīng)在上面描述了本技術(shù)的詳細(xì)實(shí)施例。但是，本技術(shù)并不限于上述實(shí)施例，并且基于本技術(shù)的技術(shù)精神和要旨，可以以各種方式對(duì)本技術(shù)進(jìn)行修改。本技術(shù)還可以包括下列配置。
[0124](I) 一種成像裝置，包括:
[0125]對(duì)被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以生成圖像信號(hào)的圖像傳感器；[0126]在圖像傳感器上形成被攝體光的像的攝影光學(xué)系統(tǒng)；以及
[0127]透射經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一光學(xué)構(gòu)件，
[0128]其中，該第一光學(xué)構(gòu)件根據(jù)相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度來(lái)改變被攝體光的第一波帶的透射率。
[0129](2)根據(jù)(I)所述的成像裝置，其中，通過(guò)將相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度從第一角度切換到第二角度，第一光學(xué)構(gòu)件改變?nèi)肷湓趫D像傳感器上的被攝體光的第一波帶的透射率。
[0130](3)根據(jù)(2)所述的成像裝置，其中，通過(guò)將相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度從第一角度切換到大于第一角度的第二角度，第一光學(xué)構(gòu)件增大入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一波帶的透射率。
[0131](4)根據(jù)(I)到(3)中的任意一項(xiàng)描述的成像裝置，其中，不管相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度如何，第一光學(xué)構(gòu)件都透射被攝體光的第二波帶。
[0132](5)根據(jù)(I)到(4)中的任意一項(xiàng)所述的成像裝置，還包括:
[0133]第二光學(xué)構(gòu)件，其被設(shè)置在圖像傳感器與第一光學(xué)構(gòu)件之間，并透射被攝體光的
第一波帶。
[0134](6)根據(jù)(5)所述的成像裝置，其中，第二光學(xué)構(gòu)件還透射被攝體光的第二波帶。
[0135](7)根據(jù)(6)所述的成像裝置，其中，第二光學(xué)構(gòu)件不透射被攝體光的第一波帶與第二波帶之間的第三波帶。
[0136](8)根據(jù)(I)到(7)中的任意一項(xiàng)所述的成像裝置，其中第一波帶是紅外光的波帶。
[0137](9)根據(jù)(I) IlJ(S)中的任意一項(xiàng)所述的成像裝置，其中第二波帶是可見(jiàn)光的波帶。
[0138](10) 一種由成像裝置執(zhí)行的成像方法，該成像裝置包括:對(duì)被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以生成圖像信號(hào)的圖像傳感器、在圖像傳感器上形成被攝體光的像的攝影光學(xué)系統(tǒng)、以及透射經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一光學(xué)構(gòu)件，該方法包括:
[0139]通過(guò)改變第一光學(xué)構(gòu)件相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度，來(lái)改變第一光學(xué)構(gòu)件中的被攝體光的第一波帶的透射率。
[0140]本公開(kāi)包含與在2012年5月31日提交在日本專利局中的日本在先專利申請(qǐng)JP2012-123941中公開(kāi)的主題相關(guān)的主題，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。
【權(quán)利要求】
1.一種成像裝置，包括: 圖像傳感器，該圖像傳感器對(duì)被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以生成圖像信號(hào)； 攝影光學(xué)系統(tǒng)，該攝影光學(xué)系統(tǒng)在圖像傳感器上形成被攝體光的像；以及 第一光學(xué)構(gòu)件，該第一光學(xué)構(gòu)件透射經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光， 其中，第一光學(xué)構(gòu)件根據(jù)相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度來(lái)改變被攝體光的第一波帶的透射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，通過(guò)將相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度從第一角度切換到第二角度，第一光學(xué)構(gòu)件改變經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一波帶的透射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中，通過(guò)將相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度從第一角度切換到大于第一角度的第二角度，第一光學(xué)構(gòu)件增大經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光的第一波帶的透射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，不管相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度如何，第一光學(xué)構(gòu)件都透射被攝體光的第二波帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，還包括: 第二光學(xué)構(gòu)件，該第二光學(xué)構(gòu)件被設(shè)置在圖像傳感器與第一光學(xué)構(gòu)件之間，并透射被攝體光的第一波帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像裝置，其中，第二光學(xué)構(gòu)件還透射被攝體光的第二波帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像裝置，其中，第二光學(xué)構(gòu)件不透射被攝體光的第一波帶與第二波帶之間的第三波帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，第一波帶是紅外光的波帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像裝置，其中，第二波帶是可見(jiàn)光的波帶。
10.一種由成像裝置執(zhí)行的成像方法，該成像裝置包括:圖像傳感器，該圖像傳感器對(duì)被攝體光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換以生成圖像信號(hào)；攝影光學(xué)系統(tǒng)，該攝影光學(xué)系統(tǒng)在圖像傳感器上形成被攝體光的像；以及第一光學(xué)構(gòu)件，該第一光學(xué)構(gòu)件透射經(jīng)由攝影光學(xué)系統(tǒng)入射在圖像傳感器上的被攝體光，該方法包括: 通過(guò)改變第一光學(xué)構(gòu)件相對(duì)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的角度來(lái)改變第一光學(xué)構(gòu)件中的被攝體光的第一波帶的透射率。
【文檔編號(hào)】H04N5/225GK103454837SQ201310196294
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
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