摄像装置和分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供与现有技术相比通用性高且能够使观察对象物质的状态可视化的摄像装置。摄像装置(1)具有滤光片部(111)、受光部(112)和图像处理部(13)。滤光片部(111)具有光谱透射特性不同的多个滤光片，使与观察对象物质的吸光光谱或荧光光谱对应的特定的波段的光透过。受光部(112)接受由滤光片部(111)透射的光，将接受的光由光电转换元件(112a)转换为电信号而输出。图像处理部(13)将从受光部(112)输出的电信号转换为可见光波段的信号输出向显示装置(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及摄像装置和分析装置，特别涉及在生物体物质的观察中使用的摄像装置和分析装置。
技术介绍
近年来，用于测定农畜产品、植物、人体等生物体物质的成分、状态的光谱学的手法被大量开发，应用于农业、医疗、美容等各种领域。生物体物质对于近紫外到近红外的波长的光具有特有的吸收波长。如果在作为观察对象的生物体物质(以下称为观察对象物质)中特有的吸收波长处于可见光的范围内，则能够利用肉眼或通常的彩色摄像机根据颜色观察该物质的状态。作为这样的例子，能够举出基于红叶、果实的成熟度而变化的颜色、肌肤的由日晒、斑等引起的变色等。另一方面，在观察对象物质的吸光波长处于可见光区域以外的情况下，或多个观察对象物质的各吸光波长包含于彩色摄像机的1个彩色滤光片的透射波段的情况下，不能够根据颜色区别出观察对象物质的状态地进行观察。作为将这样的观察对象物质可视化的技术，已知有接收任意波长的光进行图像化的高光谱摄像机(参照Shippert,P.“WhyuseHyperspectralImagery,”PhotogrammetricEngineeringandRemoteSensing,377-380(2004)，和Gowen,A.A.,O’Donnell,C.P.,Cullen,P.J.,Downey,G.,Frias,J.M.,“Hyperspectralimaging-anemergingprocessanalyticaltoolforfoodqualityandsafetycontrol.”,TrendsinFoodScienceandTechnology18,590-598(2007))。高光谱摄像机具有使用棱镜、音响光学元件、液晶LEO滤光片等的分光光学系统，以5～10nm程度的波长分辨率从广范围的波段中将特定的波长成分的反射强度图像化。此外，也提案了使光学系统中的光源的波段与观察对象物质的吸光波长配合地进行拍摄的技术(参照TatsuyaYoshida,HaruhiroInoue,MD,ShinsukeUsui,MD,HitoshiSatodate,NorioFukami,Shin-eiKudo,MD,“Narrow-bandimagingsystemwithmagnifyingendoscopyforsuperficialesophageallesions”,GastrointestinalEndoscopy，Vol.59,Issue2,February2004,page288)、在摄像机的滤光片侧安装使观察对象物质的吸光波长透射的光学滤光片而进行可视化的技术(参照日本特开2010-217882号公报)等。
技术实现思路
高光谱摄像机能够确定观察对象物质的光的吸收特性，观察其成分和状态，但是由于机构复杂且高价而仅限于在研究用途中使用。此外，上述非专利文献3和专利文献1的技术着重研究光源、安装于摄像机的外部的彩色滤光片，但是作为成像设置，使用利用R(Red(红))、G(Green(绿))、B(Blue(蓝))一般的彩色滤光片的彩色摄像机。因此，仅能够观察到RGB滤光片的透射波段内的观察对象物质的吸收光谱的变化。此外，多个观察对象物质的各吸光波长包含于一个彩色滤光片的透射波段时，不能够根据颜色区别各观察对象物质的状态。本专利技术的目的在于提供与现有技术相比通用性高且能够将观察对象物质的状态可视化的技术。本专利技术的摄像装置包括：滤光片部，其使在显示装置中可显示的可见光波段的一部分或上述可见光波段外的波段中的、与观察对象物质的吸光光谱或荧光光谱对应的特定波段的光透射；受光部，其具有接受由上述滤光片部透射的光，将接受的光转换为电信号的摄像元件；和图像处理部，其将由上述受光部转换后的电信号的信号成分转换为上述可见光波段中的可见光信号，向上述显示装置输出。根据本专利技术的结构，能够使得与现有技术相比通用性高且能够使观察对象物质的状态可视化。附图说明图1是表示第一实施方式的摄像装置的结构例的示意图。图2是图1所示的摄像装置的功能框图。图3A是表示图2所示的摄像部的截面的示意图。图3B是表示第一实施方式的滤光片的配置例的示意图。图4是表示第一实施方式的摄像装置的光谱特性的图。图5A是表示灰尘和细菌的荧光光谱的图。图5B是表示杉花粉的荧光光谱的图。图6A是表示第二实施方式的摄像部的截面的示意图。图6B是表示第二实施方式的滤光片的配置例的示意图。图7是表示第二实施方式的摄像装置的光谱特性的图。图8是表示叶绿素的吸光光谱的图。图9是表示第二实施方式的应用例的摄像装置的结构例的示意图。图10A是表示第三实施方式的摄像部的截面的示意图。图10B是表示第三实施方式的滤光片的配置例的示意图。图11是表示第三实施方式的摄像装置的光谱特性的图。图12是第四实施方式的摄像装置1的功能框图。图13A是表示第四实施方式的摄像部的截面的示意图。图13B是表示第四实施方式的滤光片的配置例的示意图。图14是表示第四实施方式的电介质多层膜的结构例的图。图15A是表示第四实施方式的滤光片的光谱透射特性的图。图15B是表示第四实施方式的摄像装置的光谱特性的图。图16是表示第四实施方式的应用例1的摄像装置的结构例的示意图。图17是表示第四实施方式的应用例2的摄像装置的结构例的示意图。图18A是表示变形例(1)的摄像部的截面的示意图。图18B是表示变形例(1)的滤光片的配置例的示意图。图19A是表示变形例(2)的摄像部的截面的示意图。图19B是表示变形例(2)的滤光片的配置例的示意图。图20是表示氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸光光谱的图。具体实施方式本专利技术的一实施方式的摄像装置包括：滤光片部，其使在显示装置中可显示的可见光波段的一部分或上述可见光波段外的波段中的、与观察对象物质的吸光光谱或荧光光谱对应的特定波段的光透射；受光部，其具有接受由上述滤光片部透射的光，将接受的光转换为电信号的摄像元件；和图像处理部，其将由上述受光部转换后的电信号的信号成分转换为上述可见光波段中的可见光信号，向上述显示装置输出(第一结构)。根据第一结构，滤光片部使显示装置的可见光波段的一部分或可见光波段外的波段中的、与观察对象物质的吸光或荧光特性对应的特定波段的光透射。透过滤光片部的光的电信号的信号成分，通过图像处理部，作为显示装置的可见光波段的信号成分被输出向显示装置。即，观察对象物质的吸光或荧光波长即使是可见光波段的一部分的波段或可见光波段外的波段也能够以可见光波段的可见光信号的形式显示于显示装置。因此，不需要具有高光谱摄像机那样的复杂的光学系统就能够使各观察对象物质的状态可视化。第二结构可以在第一结构中还包括对上述观察对象物质照射包含上述特定波段的波长的光的光源。根据第二结构，与不使用光源的情况相比，能够更明确地使观察对象物质对特定波段的光的吸收的变化可视化。第三结构可以在第一结构中还包括对上述观察对象物质照射激励光的光源。根据第三结构，与不使用光源的情况相比，能够更明确地使观察对象物质对特定波段的荧光的吸收的变化可视化。第四结构可以是，在第一～第三的任一结构中，上述滤光片部具有光谱透射特性不同的多个滤光片，上述多个滤光片包括：R(红)、G(绿)、B(蓝)的彩色滤光片中任意的多个彩色滤光片；和层叠R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，其特征在于，包括：滤光片部，其使在显示装置中可显示的可见光波段的一部分或所述可见光波段外的波段中的、与观察对象物质的吸光光谱或荧光光谱对应的特定波段的光透射；受光部，其具有接受由所述滤光片部透射的光，将接受的光转换为电信号的摄像元件；和图像处理部，其将由所述受光部转换后的电信号的信号成分转换为所述可见光波段中的可见光信号，向所述显示装置输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.15 JP 2014-1448891.一种摄像装置，其特征在于，包括：滤光片部，其使在显示装置中可显示的可见光波段的一部分或所述可见光波段外的波段中的、与观察对象物质的吸光光谱或荧光光谱对应的特定波段的光透射；受光部，其具有接受由所述滤光片部透射的光，将接受的光转换为电信号的摄像元件；和图像处理部，其将由所述受光部转换后的电信号的信号成分转换为所述可见光波段中的可见光信号，向所述显示装置输出。2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：还包括对所述观察对象物质照射包含所述特定波段的波长的光的光源。3.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：还包括对所述观察对象物质照射激励光的光源。4.如权利要求1～3中任一项所述的摄像装置，其特征在于：所述滤光片部具有光谱透射特性不同的多个滤光片，所述多个滤光片包括：R(红)、G(绿)、B(蓝)的彩色滤光...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟屋信义，石原数也，中野贵司，名仓满，夏秋和弘，泷本贵博，内田雅代，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP