摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方式的摄像装置具有：光源，发出照射生物体的脉冲光；图像传感器，包括光电二极管以及至少一个像素，该至少一个像素包含蓄积来自所述光电二极管的信号电荷的多个电荷蓄积部；以及控制电路，控制所述光源及所述图像传感器，所述多个电荷蓄积部蓄积与所述脉冲光之中的、在所述生物体的内部散射的成分相对应的所述信号电荷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摄像装置。
技术介绍
在生物体计测及材料分析的领域中，采用向对象物照射光，从透射过对象物内部的光的信息取得对象物的内部信息的方法。在该方法中，来自对象物表面的反射成分成为噪声，有时成为问题。作为将这些基于表面反射成分的噪声清除、仅取得期望的内部信息的方法，例如在生物体计测的领域中有日本特开平11－164826号公报公开的方法。日本特开平11－164826号公报公开了使光源和光检测器以隔开一定间隔的状态紧密地贴在测定部位上进行测定的方法。
技术实现思路
用于解决问题的手段本专利技术的一个方式的摄像装置具有：光源，发出照射生物体的脉冲光；图像传感器，包括光电二极管以及至少一个像素，该至少一个像素包含蓄积来自所述光电二极管的信号电荷的多个电荷蓄积部；以及控制电路，控制所述光源及所述图像传感器，所述多个电荷蓄积部蓄积与所述脉冲光之中的、在所述生物体的内部散射的成分相对应的所述信号电荷。附图说明图1A是表示实施方式1的摄像装置D1及摄像装置D1拍摄测定对象O的状态的示意图。图1B是表示传感器检测光量的时间特性的脉宽依存性的图。图1C是表示传感器检测光量的脉宽依存性的图。图1D是表示图像传感器的一个像素的概略结构例的图。图1E是表示图像传感器的结构的一例的图。图1F是表示在1帧内的第1脉冲光的发光和第2脉冲光的发光的图。图1G是表示控制电路的动作的概况的流程图。图2是表示从光源发出矩形脉冲光、并从测定对象反射而到达图像传感器的光的光信号的图。图3A是表示实施方式2的在图像传感器上的光信号、及快门定时和检测出的光信号的关系的图。图3B是表示实施方式2的光源发出的脉冲光、在图像传感器上的光信号、及快门定时的关系的图。图4A是表示实施方式2的摄像装置的动作的流程图。图4B是表示与图4A不同的方式的摄像装置的动作的流程图。图5是表示实施方式3的摄像装置及摄像装置拍摄测定对象的状态的示意图。图6A是表示在实施方式4中使用了本专利技术的摄像装置的脑部活动变化的测定例的图。图6B是表示在实施方式4中使用了本专利技术的摄像装置的脑部活动变化的另一测定例的图。图7A是表示光的照射区域的图。图7B是表示检测区域中的二维脑部活动分布的图。图8A是表示在实施方式5中使用本专利技术的摄像装置进行测定对象内部的材料分析、构造分析的示例的图。图8B是表示在实施方式5中使用本专利技术的摄像装置进行测定对象内部的材料分析、构造分析的另一例的图。图9A是表示在实施方式5中使用本专利技术的摄像装置将来自测定对象的光中的内部散射成分从表面反射成分分离，从而进行测定对象内部的材料分析、构造分析的示例的图。图9B是表示在实施方式5中使用本专利技术的摄像装置取得内部散射成分的多波长信息，从而进行测定对象内部的材料分析、构造分析的示例的图。图10是表示实施方式6的内部散射成分的时间分解的结构的图。图11是表示在实施方式7中检测到达比较远离表面的部位的内部散射成分I2的结构的图。图12是表示实施例1的测定结果的图。图13是表示实施例1的脑部活动变化的测定结果的图。具体实施方式下面在说明本专利技术的实施方式之前，作为非接触地测定对象物的内部信息的现有技术，说明对日本特开平4-189349号公报所记载的方法进行研究的结果。在日本特开平4-189349号公报中，对于位于对象物的内部的深度方向上的不同部位的信息，利用时间分解法区别地加以测定。从光源射出并透射对象物内部的光，越是到达更深的位置的光，到达光检测器的时间越迟。利用该时间差来对深度方向的信息加以区别。在日本特开平4-189349号公报中，向对象物照射脉宽约几百飞秒(femto second)～几皮秒(pico second)左右的超短脉冲光，以便以2～3mm测定深度方向的空间分辨率。并且，具有相同程度(大约是将2～3mm除以光速得到的程度)的时间分辨率的条纹相机(stream camera)对光进行检测。条纹相机将到达受光部(光电变换部)的光变换为电子，相对于行进方向垂直地高速扫描该电子。于是，按照到达受光部的光子的时间而产生空间性的位移。通过在二维的荧光面上检测该位移，能够将时间信息变换为空间信息并取得信息。根据本申请专利技术人们的研究，日本特开平4-189349号公报所记载的方法使用二维的荧光面进行测定，但其中的一维被用于时间信息。即，关于对象物的空间信息，只能取得剩余一维的信息。并且，由于使用脉宽约几百飞秒～几皮秒量级的超短脉冲光源或者条纹相机，因而存在非常昂贵的问题。因此，本专利技术的第一方式的摄像装置具有：光源，发出照射生物体的脉冲光；图像传感器，包括光电二极管以及至少一个像素，该至少一个像素包含蓄积来自所述光电二极管的信号电荷的多个电荷蓄积部；以及控制电路，控制所述光源及所述图像传感器，所述多个电荷蓄积部蓄积与所述脉冲光之中的、在所述生物体的内部散射的成分相对应的所述信号电荷。本专利技术的第二方式的摄像装置，在第一方式的摄像装置中，所述摄像装置还具有：运算电路，通过运算与所述脉冲光之中的、在所述生物体的所述内部散射的所述成分相对应的所述信号电荷，取得所述生物体的生物体信息。本专利技术的第三方式的摄像装置，在第一或者第二方式的摄像装置中，所述图像传感器还包括对所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积的实施和停止进行切换的电子快门，在所述脉冲光的一部分从所述生物体的表面反射并到达所述图像传感器的期间，所述控制电路通过所述电子快门使所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积停止，在所述脉冲光的另一部分在所述生物体的所述内部散射并到达所述图像传感器的期间，所述控制电路通过所述电子快门使所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积被实施。本专利技术的第四方式的摄像装置，在第一～第三方式的任意一个方式的摄像装置中，所述至少一个像素具有多个像素，所述多个像素呈二维配置。本专利技术的第五方式的摄像装置，在第三方式的摄像装置中，在所述脉冲光的后端从所述生物体的所述表面反射并到达所述图像传感器的时刻或者比所述时刻靠后的时刻，所述控制电路通过所述电子快门使所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积开始。本专利技术的第六方式的摄像装置，在第一或者第二方式的摄像装置中，所述控制电路在所述光源开始发出所述脉冲光后，隔开时间差使所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积开始，并根据所述多个电荷蓄积部中蓄积的所述信号电荷的强度，决定所述时间差。本专利技术的第七方式的摄像装置，在第一或者第二方式的摄像装置中，所述控制电路在所述光源开始发出所述脉冲光后，隔开时间差使所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积开始，并计算从所述图像传感器到所述生物体的距离，根据计算出的所述距离决定所述时间差。本专利技术的第八方式的摄像装置，在第一～第七方式的任意一个方式的摄像装置中，所述光源发出第1脉冲光、以及波长频带与所述第1脉冲光不同的第2脉冲光。本专利技术的第九方式的摄像装置，在第一～第八方式的任意一个方式的摄像装置中，所述图像传感器构成为取得多波长的图像。本专利技术的第十方式的摄像装置，在第一或者第二方式的摄像装置中，在所述脉冲光的后端从所述生物体的表面反射并到达所述图像传感器的时刻或者在作为比所述时刻靠后的时刻的多个时刻，所述控制电路进行所述多个电荷蓄积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，具有：光源，发出照射生物体的脉冲光；图像传感器，包括光电二极管以及至少一个像素，该至少一个像素包含蓄积来自所述光电二极管的信号电荷的多个电荷蓄积部；以及控制电路，控制所述光源及所述图像传感器，所述多个电荷蓄积部蓄积与所述脉冲光之中的、在所述生物体的内部散射的成分相对应的所述信号电荷。

【技术特征摘要】
2015.06.17 JP 2015-122390;2015.07.02 JP 2015-133891.一种摄像装置，具有：光源，发出照射生物体的脉冲光；图像传感器，包括光电二极管以及至少一个像素，该至少一个像素包含蓄积来自所述光电二极管的信号电荷的多个电荷蓄积部；以及控制电路，控制所述光源及所述图像传感器，所述多个电荷蓄积部蓄积与所述脉冲光之中的、在所述生物体的内部散射的成分相对应的所述信号电荷。2.根据权利要求1所述的摄像装置，所述摄像装置还具有：运算电路，通过运算与所述脉冲光之中的、在所述生物体的所述内部散射的所述成分相对应的所述信号电荷，取得所述生物体的生物体信息。3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，所述图像传感器还包括对所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积的实施和停止进行切换的电子快门，在所述脉冲光的一部分从所述生物体的表面反射并到达所述图像传感器的期间，所述控制电路通过所述电子快门使所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积停止，在所述脉冲光的另一部分在所述生物体的所述内部散射并到达所述图像传感器的期间，所述控制电路通过所述电子快门使所述多个电荷蓄积部中的所述信号电荷的所述蓄积被实施。4.根据权利要求1或2所述的摄像装置，所述至少一个像素具有多个像素，所述多个像素呈二维配置。5.根据权利要求3所述的摄像装置，在所述脉冲光的后端从所述生物体的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤贵真，是永继博，藤井俊哉，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP