撮像波長域の切り替えをフレーム単位で——近赤外線域の感度を電気的に変える技術

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パナソニックは2017年2月9日、イメージセンサの同一画素内で近赤外線域の感度を電気的に変えられる電子制御技術を開発したと発表した。フレーム単位で撮像波長域を切り換え、高速に動く被写体の色情報(可視域)と、画素の欠落がない不可視情報(近赤外線域)を交互に、1つのイメージセンサで取得できることから、産業・監視用途のカメラへの応用が期待できる。

かつては1台のカメラで可視域撮像と近赤外線域撮像を行う場合、可視光域での撮像時には赤外線カットフィルターを挿入し、イメージセンサへ入る赤外線を遮断する必要があった。だが、開発された電子制御技術では、電気的な制御で近赤外線域の感度をなくし、赤外線カットフィルターなしで撮像波長域を切り替え、可視光域の色情報を取得する。

近赤外線域感度の電子制御は高速に実行できるため、フレームごとに感度波長域を切り換えた撮像が可能。可視光域撮像による目で見たままの画像と、近赤外線域撮像による人の目では捉えられない画像情報を、わずか1フレームの差で交互に取得できる。

赤外線カットフィルターなしで可視光/近赤外線域撮像が可能なイメージセンサには、ベイヤー配列のカラーフィルターの1画素を近赤外線域用の画素として割り当てる方式がある。一方、同技術は近赤外線域の感度を全画素で同時に制御するため、その4倍の画素数で近赤外線域を撮像できる。そのため、画素の欠落なく近赤外線域の撮像が可能。例えば、物質を透過する近赤外線の特徴を生かし、肉眼では見えない物質内部の情報を非破壊で高精細に取得する。

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赤外線カットフィルターの搭載はカメラの大型化を招くとともに、耐久性や切り替え速度を低下させていた。しかし、本技術を用いれば赤外線カットフィルターと、フィルターの挿抜を行う可動部が不要となる。そのため、イメージセンサをモジュール化した際の小型化や堅牢性向上が可能になるという。

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