专利名称：成像设备及成像方法
技术领域：
本公开涉及一种适于从诸如红外线的电磁波获取图像的成像设备。
背景技术：
已提出了一种红外成像设备(例如，热成像设备)，其使用各自作为红外检测像素的红外传感器对目标物体成像，并测量物体温度。作为一个实例，见日本专利申请公开第2004-317152 号。该红外成像设备由镜头和成像元件构成，它们各自均是非常昂贵的装置。尤其是预计所使用的镜头将是由Ge (锗)、ZnS (硫化锌)、Si (硅)或其他在红外波长区域具有良好透射率的材料制成的非常昂贵的镜头组。作为一个实例，一片Ge镜头成本为10，000到50，000日元，且该镜头以两至五片为一组来使用。因此，仅镜头的总成本就有20，000到250，000日元，尽管价格取决于所期
望的分辨率。目前的Ge镜头使用作为稀有金属且很难在市场上见到的锗，且因此，该材料的价格非常昂贵，可能是50，000到180,000日元/千克。作为一种替代型镜头材料，例如，不太昂贵的ZnS (硫化锌)是可行的。然而，ZnS确实价格上更便宜，但在加工方面产量很少。这导致了更高的加工成本，且最终的ZnS镜头成本与Ge镜头几乎相同。至于Si镜头，其价格比Ge镜头便宜，但其由于远红外辐射区(8到14 μ m)中减小的透射率而不适合用于热成像技术。因此，不使用稀有材料、成本低以及即使在远红外辐射区也具有保持相同的透射率的镜头尚未上市。即，如上所述，尚未提出一种在使用一般的太赫兹波的成像设备(即，典型远红外热成像仪)中使用的廉价镜头。在红外成像设备中，使用的成像元件被称为微测辐射热计，且位于支撑空腔内的每个VOx (氧化钒)制成的像素的中空结构中。中空结构的原因是因为红外传感器各自均是热敏感型，且VOx具有低温度系数电阻(TCR) α。这使得相对于噪声水平的比率(S/N比；信噪比)降低，因为例如电路系统本身会发热。因此，对于绝热，没有替代方法只能用中空结构。因此，微测辐射热计是产量非常低且价格非常昂贵的装置。此外，针对用于由VOx制成的像素，期望微测辐射热计通过溅射、气相淀积、或其他不同于制造布线图形和电路的半导体工艺的工艺方法来制造。这是因为用于中空结构的刻蚀工艺采用半导体工艺不能良好进行，从而也导致了微测辐射热计的价格上涨。在目前情况下，这种高成本结构的红外成像设备若分辨率低，则价格为约600，000日元，以及若分辨率高，则价格为约9，000，000日元。因此，目前市场上可用的红外成像设备仅针对工业用途，且市场上尚未创造出供消费者使用的红外成像设备。使用太赫兹波的不用于远红外热成像的成像设备处于与热成像设备类似的情况下，且有时比热成像设备更加昂贵。目前的远红外热成像具有有限的使用范围，例如，用于工业用途的设施的温度管理，用于安全/保险措施的物体温度检测，用于夜间人体检测的豪华车中配备的夜视系统，用于医疗用途的体温检测。全球出货的成像设备的单元数量保持在每年约10，000到20，000。另外，事实是几乎不生产使用太赫兹波的成像设备。为实现比之前的成像设备(例如，红外成像设备(热成像设备)和使用太赫兹波的成像设备)成本更低的红外传感器，例如，使用热电元件是可行的。使用用于远红外检测的热电元件的实例包括自动门、空调和在电视机前用于人体检测的人体检测传感器。这里的问题是，在以往这种使用热电元件的红外传感器中，使用的热电元件的数量为一到四个左右。因此，红外传感器距离对被摄体成像还相差甚远，且仅能检测到是否有人在其前方走过。这是因为热电元件的输出根据温度变化来显示改变，且因此，若物体不动，则热电元件无法检测到该物体。因此，对于采用使用热电元件的成像器来成像，期望使用光斩波器来提供斩波功能，即，周期性释放和遮挡成像器的整个表面。如图16示例性所示，光斩波器101作为遮光部件被配置在使用热电元件的成像器(成像元件)103前方。光斩波器101形状为圆形且形成有孔102。光斩波器101绕光轴(SP，由长短交替的虚线表示的中心线)旋转，使得允许光L到达成像器103或在到达成像器103之前被遮挡。因此，利用入射光L，可通过由成像器103的热电元件的输出来获得被摄体图像。如果是这种配置，然而，光斩波器101本身尺寸很大，这根据图16显而易见，且由于光斩波器101是旋转的，所以与光L从其到来以进行成像的区域相比，期望有非常大的空间。
发明内容
因此，期望提供一种成像设备，其配置致使进一步的尺寸减小。根据本公开实施方式的成像设备包括成像元件部，其被配置为包括多个像素；成像光学系统，其被配置为在成像元件部上形成图像，该图像由来自外部的电磁波形成；透过/遮挡部，其被配置为对成像元件部透过和遮挡电磁波，该透过/遮挡部被置于成像光学系统中的孔径光阑(aperture stop)位置处；致动器，其被配置为在透过状态与遮挡状态之间反复驱动透过/遮挡部；以及输出部，其被配置为产生图像信号输出，该图像信号输出是当透过/遮挡部处于透过状态时来自成像元件部的像素输出与当透过/遮挡部处于遮挡状态时来自成像元件部的像素输出之间的差分信号。根据本公开实施方式的成像方法用于一种成像设备，该成像设备包括成像元件部，其被配置为包括多个像素；以及成像光学系统，其被配置为在成像元件部上形成图像，该图像由来自外部的电磁波形成。该方法包括在透过状态与遮挡状态之间反复驱动透过/遮挡部，该透过/遮挡部被置于成像光学系统中的孔径光阑位置处，且该透过/遮挡部对成像元件部中的像素透过和遮挡电磁波；以及产生图像信号输出，该图像信号输出是当透过/遮挡部处于透过状态时来自成像元件部的像素输出与当透过/遮挡部处于遮挡状态时来自成像元件部的像素输出之间的差分信号。根据本公开的实施方式，被配置为对成像元件部中的像素透过/遮挡电磁波的透过/遮挡部被配置在成像光学系统中的孔径光阑位置处。孔径光阑位置是来自各个视角的入射光通量主要聚集的地方。采用这种被配置在孔径光阑位置处的透过/遮挡部，所获得的小尺寸的透过/遮挡部可提供有效的透过和遮挡状态。注意，孔径光阑位置位于孔径光阑在成像光学系统中形成的区域附近，并且也是来自各个视角的入射光通量主要聚集的地方。“配置在孔径光阑位置处”的表述是指透过/遮挡部被配置为不经由任何其他光学元件而与各自作为孔径光阑的部件相邻，或者透过/遮挡部的一部分与孔径光阑部件相结合。根据本公开的实施方式，小尺寸的透过/遮挡部可对成像元件部透过/遮挡电磁波。这实现了例如其中成像元件部作为热电元件的成像设备的相当大的尺寸减小。
如附图所示，根据对其最佳模式实施方式的以下详细描述，本公开的这些和其他目标、特征及优势将变得更加明显。图1A和图1B分别是示出根据本公开第一实施方式的成像光学系统的示意图；图2是示出第一实施方式中的移动狭缝板的示意图；图3A至图3C分别是示出第一实施方式中的移动狭缝板被配置在孔径光阑位置处的布局的示意图；图4是示出第一实施方式中的成像设备的配置的框图；图5是示出第一实施方式中来自热电元件的输出信号的曲线图；图6A和图6B分别是示出第二实施方式中的成像光学系统的示意图；图7A和图7B分别是示出第三实施方式中的成像光学系统的示意图；图8A和图SB分别是示出第四实施方式中的成像光学系统的示意图；图9A和图9B分别是示出第五实施方式中的成像光学系统的示意图；图10是示出双压电晶片压电元件的示意图；图11是示出使用双压电晶片压电元件的致动器的示意图；图12是示出洛伦兹力的示意图；图13A和图13B分别是示出洛伦兹力致动器的示意图；图14A和图14B分别是示出该实施方式中的机箱配置的示意图；图15A和图15B分别是示出该实施方式中的机箱内的致动器布局的示意图；以及图16是示出使用光斩波器的现有成像设备的示意图。
具体实施例方式下文中，将按照以下顺序来描述本公开的实施方式。根据实施方式的成像设备各自均为使用热电传感器作为图像传感器的红外成像设备。1.第一实施方式1-1成像光学系统的配置
1-2成像设备的配置2.第二实施方式3.第三实施方式4.第四实施方式5.第五实施方式6.双压电晶片压电致动器7.洛仑兹力致动器8.成像光学系统的示例性机箱配置9.变形例[1.第一实施方式][1-1成像光学系统的配置]描述第一实施方式中的成像设备。首先，参照图1A和图1B来描述成像光学系统。如图1A和图1B所不,作为一种成像光学系统,从物体侧到图像表面侧配置了第一透镜11、第二透镜12和第三透镜14三个透镜。在该实例中，第一和第三透镜11和14分别是平凸透镜，以及第二透镜12是弯月形透镜。在第一至第三透镜11至14中的任何两个透镜之间配置了孔径光阑13。图1A和图1B的实例示出了其中孔径光阑13被配置在第二和第三透镜12和14之间的配置。在邻近孔径光阑13的位置(即，孔径光阑位置)处，提供了固定狭缝板20和与其相邻的移动狭缝板30。固定狭缝板20和移动狭缝板30构成透过/遮挡部SH。米用这一成像光学系统，被其引导的入射光(电磁波)经由玻璃罩15被导向图像传感器16。成像光学系统中的组件(B卩，第一、第二和第三透镜11、12和14，孔径光阑13，固定狭缝板20和移动狭缝板30)全部被配置在同一镜筒中。图1A和图1B示出了作为红外线的入射光线，且具体地，例如，由实线表示的红外线是聚集在图像高度为Omm处的那些红外线，由虚线表示的红外线是聚集在图像高度为1.5_处的那些红外线，以及由点线表示的红外线是聚集在图像高度为3.5_处的那些红外线。由长短交替的虚线表示的红外线是聚集在图像高度为5.0mm处(例如，在图像传感器16的端部)的那些红外线，S卩，来自视角端部的那些红外线。这也适用于后续将描述的图6A至图9B。图像传感器16检测由这种成像光学系统聚集的红外线，从而获得与由被摄体发出的红外线相关的红外检测信号。为获得这种红外检测信号，期望图像传感器16包括红外检测元件，诸如热电元件。当使用的红外检测元件是这种热电元件时，图像传感器16配置有快门(透过/遮挡部SH)来周期性遮挡进入其的红外线。这是为使用热电元件而准备的，该热电元件不输出对应于温度本身的值，而是输出对应于温差(温度变化)的值。即，快门在透过和遮挡进入热电元件的红外线的状态之间周期性改变，以有意地产生温差。这是为获得具有适当温度分布图的图像(红外图像)，对于不动物体也同样。在第一实施方式中，作为配置有这种至少包括第一和第二透镜11和12、孔径光阑13和第三透镜14以及使用热电元件的图像传感器16的成像光学系统的成像设备，所配置的是一种主要对应于远红外辐射区(8μπι至12μπι)的成像设备，并实现了尺寸缩减。因此，透过/遮挡部SH (即，固定狭缝板20和移动狭缝板30)被配置在孔径光阑位置。注意，孔径光阑位置位于孔径光阑13在成像光学系统中形成的区域的附近，并且也是来自各个视角的入射光通量主要聚集的地方。为了方便，图1A和图1B示出了其中狭缝板(即，固定狭缝板20和移动狭缝板30)略微离开孔径光阑13的配置，但实际上狭缝板被配置成尽可能靠近孔径光阑13。图2示出了移动狭缝板30的平面图。如图2所示，移动狭缝板30被如此配置使得扁平形状的主体31形成有狭缝SL。狭缝SL形成透过部32和遮挡部33。这里，在狭缝SL中，透过部32和遮挡部33以相同宽度交替形成，该宽度是其在相对于狭缝方向(图中的横向方向)垂直的方向(图中的垂直方向)上的长度。例如，通过刻蚀由铝或铜制成的扁平形状的主体31，该移动狭缝板30形成有狭缝。尽管细节将在后续描述，扁平形状的主体31被配置为通过其被连接至致动器的接合部55的两个部分(图2的右上部分和左下部分)而由致动器驱动来回移动。在图1A和图1B中，移动狭缝板30作为狭缝SL的截面图而被示出。在图1A和图1B中，遮挡部33被实心填充，以及透过部32由虚线表示。固定狭缝板20被固定地配置成与孔径光阑13相邻，且与移动狭缝板30类似，具有形成有狭缝SL的扁平形状的主体。因此，如图1A和图1B所示，在固定狭缝板20中，透过部22 (虚线部分)和遮挡部23 (实心填充部分)被交替形成。如从图1A和图1B所知，在固定狭缝板20和移动狭缝板30中，建立W1=W2，其中，Wl表示透过部22和32的宽度，即透过部宽度，以及W2表示遮挡部23和33的宽度，即遮挡部宽度。即，在固定狭缝板20和移动狭缝板30中，透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为1:1。图1A和图1B分别示出了透过状态和遮挡状态下的固定狭缝板20和移动狭缝板30。首先，图1A示出了透过状态。对于彼此相邻的固定狭缝板20和移动狭缝板30，在透过状态下，移动狭缝板30相对固定狭缝板20而被设置以使它们的遮挡部23与33以及它们的透过部22与32之间有重叠。在该透过状态下，入射光通过透过部22和32，并最终到达图像传感器16。另一方面，图1B示出了遮挡状态。在遮挡状态下，移动狭缝板30相对固定狭缝板20而被设置以使遮挡部23与透过部32以及透过部22与遮挡部33之间有重叠。S卩，图1A的状态下的移动狭缝板30在箭头D的方向上移动了一个狭缝宽度，且遮挡部(23和33)完全遮挡每个孔径光阑13的内径部分。因此，在该遮挡状态下，入射光被遮挡部33和23完全遮挡，即，到图像传感器16的入射光被遮挡。通过被驱动而来回移动，移动狭缝板30在图1A的状态与图1B的状态之间的位置上改变，使得入射光在到达图像传感器16之前被透过或者被遮挡。这是针对图像传感器16的快门操作。参照图3A至图3C，描述的是在孔径光阑位置处提供透过/遮挡部SH (即，固定狭缝板20和移动狭缝板30)的优势。图3A示出了从图像传感器16的中心部分(即，图像高度为Omm处)进入像素的光线(由实线表示)，以及从其端部(例如，图像高度为5.0mm处)进入像素的光线(由长短交替的虚线表示)。如从图3A所知，在孔径光阑位置PN处，进入中心部分的光线和进入端部的光线全部为相同的光通量(即，具有相同光量)，但其余部分不同。图3B示出了当透过/遮挡部SH未配置在孔径光阑位置PN处的透过状态。在该情况下，允许进入中心部分的光线大部分经由通过透过部32来穿过透过/遮挡部SH。另一方面，尽管透过/遮挡部SH处于透过状态，即，快门开启状态，但却不允许进入端部的光线穿过透过/遮挡部SH而是大部分被遮挡部33遮挡。图3C示出了当透过/遮挡部SH被配置在孔径光阑位置PN处的透过状态。如从图3C所知，在孔径光阑位置PN处，进入中心部分的光线和进入端部的光线全部为相同的光通量，即，具有相同光量。即，不管在哪个视角处，由遮挡部引起的光损失大约是相同的。S卩，采用该实例中的这种结构(B卩，透过/遮挡部SH被配置在孔径光阑位置PN处)，在透过状态下，通过像素的光线在量上全部是一致的。这里的透过/遮挡部SH是固定狭缝板20和移动狭缝板30的结合，其各自形成有用作透过部22和32以及遮挡部23和33的狭缝SL。换句话说，为采用图3B的结构(即，透过/遮挡部SH未被配置在孔径光阑位置PN处)来实现这种包括进入端部的光线的适当的光传输，则期望快门被配置成包括大尺寸的透过部以为所有光线做准备，例如，图16的光斩波器101。若是这种结构，则透过/遮挡部SH在尺寸上不可避免会增加。在该实例中，另一方面，通过被配置在光通量(luminousflux，光束)聚集在同一直径中的孔径光阑位置PN处，则无论在哪个部分(S卩，中心部分或端部)，透过/遮挡部SH尺寸上均不必增加以实现到图像传感器16的量一致的光传输。即，透过/遮挡部SH可成功减小尺寸。[1-2成像设备的配置]图4示出了包括上述成像光学系统的第一实施方式的成像设备的配置。如图4所示，该实施方式中的成像设备I被配置为包括成像光学系统2、图像传感器16、图像信号获取部4、图像信号处理部5、控制部6、致动器驱动器7和致动器8。如以上参照图1A和图1B所述，成像光学系统2被配置为包括第一、第二和第三透镜11、12和14，孔径光阑13和透过/遮挡部SH (即，固定狭缝板20和移动狭缝板30)。成像光学系统2将红外光(红外线)聚集在图像传感器16的成像表面(像面)上。红外光来自被摄体(物体)，其如图1A和图1B中的入射光Li所示。图像传感器16检测这种由成像光学块2聚集的红外线，从而获得与由被摄体发出的红外线相关的红外检测信号。该实例中的图像传感器16由如上所述的热电元件构成。在图像传感器16中，入射光Li间歇响应成像光学系统2中的透过/遮挡部SH的状态变化(即，图1A的透过状态与图1B的遮挡状态之间的状态改变)，在像素(热电元件)上形成图像。图5示出了来自图像传感器16中的各像素的输出信号。在图5中，“TA”表示透过/遮挡部SH不移动的时段，“TB”表示透过/遮挡部SH表现为从遮挡到透过的状态改变的时段，以及“TC”表示透过/遮挡部SH表现为从透过到遮挡的状态改变的时段。在时段TA中，透过/遮挡部SH不动，且只要被摄体不动，则像素输出保持0V。在时段TB中，当透过/遮挡部SH表现为从遮挡到透过的状态改变时，由于电磁波进入像素，所以输出电压显示为在正方向上增加。接下来，在时段TC中，当透过/遮挡部SH表现出从透过到遮挡的状态改变时，由于电磁波被遮挡，所以输出电压显示为在负方向上减小。其后，响应透过/遮挡部SH中的移动狭缝板30的来回移动，该输出反复显示为从时段TB中的增加变为时段TC中的减小或者从时段TC中的减小变为时段TB中的增加。利用这种像素输出，峰值处的输出差(S卩，作为入射光的亮度的电压值与作为入射光被遮挡的亮度的电压值之间的电压差)是像素的真实的被摄体温度输出。通过重复该操作，图像传感器16用作热成像功能。图像信号获取部4根据来自图像传感器16的红外检测信号(即，如图5所示，来自各像素的输出信号(这里的像素是作为热电元件的红外检测元件))的输入来获取红外图像信号。即，在来自像素的输出信号的峰值处输出差的值被视为来自像素的被摄体温度检测信号。图像信号获取部4随后将来自所有像素的被摄体温度检测信号输出至在其之后的组件作为红外图像信号。图像信号处理部5对由图像信号获取部4获取的红外图像信号执行各种类型的图像信号处理，例如，黑电平校正、像素缺陷校正、像差校正、光学阴影校正、透镜畸变校正、温度调节、距离变化的计算以及编码。例如，来自图像信号处理部5的输出经由接口(未示出)被发送至显示器(图像显示设备)和成像设备外部的其他设备。控制部6对成像设备I中的组件施加控制，例如，发出用于在图像信号处理部5中处理执行的命令，或进行系数设定。控制部6也对透过/遮挡部SH中的移动狭缝板30施加驱动控制。致动器8驱动移动狭缝板30在成像光学系统2中来回移动。这种驱动移动狭缝板30的致动器8由洛伦兹力致动器、聚合物致动器、电磁致动器和压电致动器来作为示例。在这些致动器中，后续给出了关于作为使用双压电晶片压电元件的一种类型的压电致动器的双压电晶片压电致动器的结构和洛伦兹力致动器的结构的描述。致动器8通过由致动器驱动器7施加的电力来驱动。致动器驱动器7响应由控制部6向其发出的命令而施加电力来驱动致动器8。因此，驱动移动狭缝板30在透过与遮挡之间交替改变状态。
因此，所描述的是第一实施方式，在该实施方式中，固定狭缝板20和移动狭缝板30形成透过/遮挡部SH，且透过/遮挡部SH被配置在孔径光阑位置处。因此，这允许透过/遮挡部SH的尺寸减�。佣灿欣刂率故褂冒ㄈ鹊缭耐枷翊衅�16的成像设备的尺寸减小。尤其是，为形成透过/遮挡部SH，二者形成有狭缝SL的固定狭缝板20和移动狭缝板30可被配置在光通量到来的区域，S卩，在孔径光阑位置处。例如，与图16的光斩波器101相比，这实现了相当大的尺寸减小。更好的是，移动狭缝板30行程上不长而是被配置为来回仅移动狭缝的宽度。因此，这些有助于成像设备的尺寸减小。[2.第二实施方式]下文中，所描述的是第二至第五实施方式中的成像光学系统的结构，尤其是其中的透过/遮挡部SH的结构。在以下实施方式中，假设成像设备的整体配置与上文所述图4的整体配置相似。图6A和图6B分别示出了第二实施方式中的成像光学系统的结构。图6A示出了透过状态，以及图6B示出了遮挡状态。在图6A和图6B中，这些组件(B卩，第一、第二和第三透镜11、12和14，孔径光阑13，玻璃罩15和图像传感器16)与图1A和图1B中的那些组件类似。在第二实施方式中，透过/遮挡部SH由固定狭缝板20和两个移动狭缝板30A和30B构成。在透过/遮挡部SH中，孔径光阑位置处，移动狭缝板30A和30B被配置为将固定狭缝板20夹在其间。固定狭缝板20配置有透过部22 (虚线部分)和遮挡部23 (实心填充部分)。类似地，移动狭缝板30A和30B分别配置有透过部32 (虚线部分)和遮挡部33 (实心填充部分)。在第二实施方式中，固定狭缝板20和移动狭缝板30A和30B内，透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为2:1。这里，移动狭缝板30A和30B分别由每个相应的致动器(未示出)来驱动。移动狭缝板30A被驱动以在图6A和图6B的位置之间来回移动，S卩，图6B示出了其在箭头DA方向上移动之后的位置。移动狭缝板30B被驱动以在图6A和图6B的位置之间来回移动，即，图6B示出了其在箭头DB方向上移动之后的位置。在图6A的透过状态下，固定狭缝板20以及移动狭缝板30A和30B在它们的遮挡部23和33之间以及它们的透过部22和32之间有重叠。因此，入射光穿过透过部22和32，并到达图像传感器16。另一方面，在图6B的遮挡状态下，定位移动狭缝板30A和30B以在它们的遮挡部33与固定狭缝板20的透过部22之间有重叠。因此，遮挡部(23和33)完全遮挡各孔径光阑13的内径部分。因此，到图像传感器16的入射光被遮挡。这种第二实施方式中的透过/遮挡部SH与第一实施方式一样，有利地减小了尺寸，并因此产生了以下效果。首先，在固定狭缝板20以及移动狭缝板30A和30B中，透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为2:1。如从图6B所知，这是由于为了处于遮挡状态，移动狭缝板30A和30B成对工作以通过它们的遮挡部33来遮挡各自相应的固定狭缝板20的透过部22。因此，这在图6A的透过状态下允许入射光通过各孔径光阑13的内径表面的约2/3的区域。与上述第一实施方式中图1A的透过状态相比，这意味着进入图像传感器16的光量增加了，即，允许入射光通过各孔径光阑13的内径表面的约1/2的区域。因此，在第二实施方式中，成像灵敏度好于第一实施方式中的成像灵敏度。移动狭缝板30A和30B被驱动以在如箭头DA和DB的方向所示的相反方向上来回移动。这有利地减小了由移动狭缝板的连续来回移动产生的振动噪声。由于图像传感器16中的热电元件具有压电特性，所以附在其上的振动组件在由红外线检测的任何图像上产生噪声。因此，任何由于移动狭缝板的移动而产生的振动的增加均不被认为是可取的，因为这会降低红外图像信号的质量。在第二实施方式中，两个移动狭缝板30A和30B被驱动以在相反方向上移动。SP，随着从透过到遮挡的状态变化，移动狭缝板30A在DA方向上移动，以及移动狭缝板30B在DB方向上移动。随着从遮挡到透过的状态变化，移动狭缝板30A在DB方向上移动，以及移动狭缝板30B在DA方向上移动。通过这种在相反方向上对移动狭缝板进行移动，消除了它们的移动期间的振动，从而降低了被传送至图像传感器16的振动。因此，这防止振动噪声被生成，使得所获得的红外图像信号具有更好的质量。[3.第三实施方式]接下来，图7A和图7B分别示出了第三实施方式中的成像光学系统的结构。图7A示出了透过状态，以及图7B示出了遮挡状态。在图7A和图7B中，这些组件(B卩，第一、第二和第三透镜11、12和14，孔径光阑13、玻璃罩15和图像传感器16)与图1A和图1B中的那些组件类似。在该实施方式中，例如，第一和第二透镜11和12分别是弯月形透镜，以及孔径光阑13被置于第一和第二透镜11和12之间。透镜配置和布局不限于图1A和图1B的实例中的那些，且任何其他透镜配置和布局也是可行的，例如，图7A和图7B中的那些。此外，透镜的形状和数量也可改变。在该第三实施方式中，透过/遮挡部SH由固定狭缝板20以及两个移动狭缝板30A和30B构成。这与第二实施方式类似，但这里，固定狭缝板20还用作孔径光阑13。S卩，配置了孔/狭缝板40。在该孔径/狭缝板40中，围绕圆形孔的区域用作孔径光阑。该孔不是简单的孔，且在其内径部分中形成有大量狭缝。如图7A和图7B所示，孔/狭缝板40配置有透过部22(虚线部分)和遮挡部23 (实心填充部分)。孔/狭缝板40被配置为与移动狭缝板30A相邻，且移动狭缝板30B被配置为靠近移动狭缝板30A。与固定狭缝板20类似，移动狭缝板30A和30B也分别配置有透过部32(虚线部分)和遮挡部33 (实心填充部分)。在第三实施方式中，固定狭缝板20以及移动狭缝板30A和30B中，透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为2:1。这里，移动狭缝板30A和30B分别由每个相应的致动器(未示出)来驱动。移动狭缝板30A被驱动以在图7A和图7B的位置之间来回移动，即，图7B示出了其在箭头DA方向上移动之后的位置。移动狭缝板30B被驱动以在图7A和图7B的位置之间来回移动，即，图7B示出了其在箭头DB方向上移动之后的位置。
在图7A的透过状态下，固定狭缝板20以及移动狭缝板30A和30B在它们的遮挡部23和33之间以及它们的透过部22和32之间有重叠。因此，入射光穿过透过部22和32，并到达图像传感器16。另一方面，在图7B的遮挡状态下，定位移动狭缝板30A和30B以在它们的遮挡部33与固定狭缝板20的透过部22之间有重叠。因此，遮挡部(23和33)完全遮挡了各孔径光阑13的内径部分。因此，到图像传感器16的入射光被遮挡。在第三实施方式中，类似于第一实施方式，透过/遮挡部SH被配置在孔径光阑位置处，并因此有利地减小了尺寸。此外，与第二实施方式类似，在固定狭缝板20以及移动狭缝板30A和30B中，透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为2:1。因此，这在透过状态下增加了进入图像传感器16的光量，从而相应提闻了成像灵敏度。此外，移动狭缝板30A和30B被驱动以在相反方向上来回移动，从而成功防止了振动噪声被生成，并使红外图像信号具有更好质量。除了这些效果之外，孔/狭缝板40的使用有利地简化了结构。可替代地，孔/狭缝板40也可被用于图1A和图1B的结构。S卩，使用孔/狭缝板40作为对图1A和图1B中的孔径光阑13和固定狭缝板20的替代无疑是一种选择。[4.第四实施方式]接下来，参照图8A和图SB，所描述的是第四实施方式中的成像光学系统的结构。图8A示出了透过状态，以及图8B示出了遮挡状态。在图8A和8B中，这些组件(B卩，第一、第二和第三透镜11、12和14，孔径光阑13，玻璃罩15和图像传感器16)与图1A和图1B中的那些组件类似。在该第四实施方式中，透过/遮挡部SH由固定狭缝板20以及三个移动狭缝板30A、30B 和 30C 构成。从孔径光阑13 —侧起，这些狭缝板被设置成彼此相邻，即，按照移动狭缝板30A、固定狭缝板20、移动狭缝板30B和移动狭缝板30C的顺序设置。固定狭缝板20配置有透过部22 (虚线部分)和遮挡部23 (实心填充部分)。类似地，移动狭缝板30A、30B和30C分别配置有透过部32 (虚线部分)和遮挡部33 (实心填充部分)。在该第四实施方式中，固定狭缝板20和移动狭缝板30A、30B和30C中，透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为3:1。这里，移动狭缝板30A、30B和30C分别由每个相应的致动器(未示出)来驱动。移动狭缝板30A被驱动以在图8A和图8B的位置之间来回移动，即，图8B示出了其在箭头DB方向上移动了遮挡部宽度W2之后的位置。移动狭缝板30B被驱动以在图8A和图8B的位置之间来回移动，即，图8B示出了其在箭头DA方向上移动了遮挡部宽度W2之后的位置。移动狭缝板30C被驱动以在图8A和图8B的位置之间来回移动，即，图8B示出了其在箭头DA方向上移动了两倍的遮挡部宽度W2之后的位置。在图8A的透过状态下，固定狭缝板20以及移动狭缝板30A、30B和30C在它们的遮挡部23和33之间以及它们的透过部22和32之间有重叠。因此，入射光穿过透过部22和32，并到达图像传感器16。另一方面，在图8B的遮挡状态下，定位移动狭缝板30A、30B和30C以在它们的遮挡部33与固定狭缝板20的透过部22之间有重叠。即，狭缝板30A、30B和30C作为一组来工作，以通过它们的遮挡部33来遮挡固定狭缝板20的各相应的透过部22。因此，遮挡部(23和33)完全遮挡了各孔径光阑13的内径部分。因此，到图像传感器16的入射光被遮挡。在该第四实施方式中，类似于第一实施方式，利用被配置在孔径光阑位置处的透过/遮挡部SH，有利地实现了其尺寸的减小。此外，与第二和第三实施方式相比，可提高成像灵敏度。这是由于透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为3:1。S卩，在图8A的透过状态下，进入图像传感器16的光量被增大了，因为允许入射光通过各孔径光阑13的内径表面的约3/4的区域。同样在该实施方式中，移动狭缝板30A、30B和30C被驱动以在相反方向上来回移动。采用这种在相反方向上被驱动的多个移动狭缝板，振动被有利地减小了，从而相应减小了位于红外图像信号上的振动噪声。这里所示例的是使用三个移动狭缝板30A、30B和30C的情况。可替代地，可以配置更大数量的移动狭缝板30，例如，四个移动狭缝板。更大数量的移动狭缝板30导致比遮挡部宽度W2更宽的透过部宽度W1。这相应增加了在透过状态下通过其的光量，且因此被认为适当提高了灵敏度。然而，更大数量的移动狭缝板30导致更加复杂的结构。可替代地，同样在包括三个以上的大量移动狭缝板30的结构中，可使用第三实施方式中所述的作为固定狭缝板20和孔径光阑13的结合的孔/狭缝板40。若是这种配置，则这些组件可按照孔/狭缝板40、移动狭缝板30A、移动狭缝板30B和移动狭缝板30C的顺序排列。[5.第五实施方式]参照图9A和9B，以下所述的是作为第五实施方式的成像光学系统的结构。图9A示出了透过状态，以及图9B示出了遮挡状态。在图9A和图9B中，这些组件(S卩，第一、第二和第三透镜11、12和14，孔径光阑13，玻璃罩15和图像传感器16)与图1A和图1B中的那些组件类似。在该第五实施方式中，透过/遮挡部SH由两个移动狭缝板30A和30B构成。在该实施方式中，未配置固定狭缝板20。这两个移动狭缝板30A和30B被配置在孔径光阑位置处以彼此相邻。移动狭缝板30A和30B分别配置有透过部32 (虚线部分)和遮挡部33 (实心填充部分)。在该第五实施方式中，移动狭缝板30A和30B中，透过部宽度Wl与遮挡部宽度W2之间的比为1:1。 移动狭缝板30A和30B分别由每个相应的致动器(未示出)来驱动。移动狭缝板30A被驱动以在图9A和图9B的位置之间来回移动，即，图9B示出了其在箭头DA方向上移动了遮挡部宽度W2的一半之后的位置。移动狭缝板30B被驱动以在图9A和图9B的位置之间来回移动，即，图9B示出了其在箭头DB方向上移动了遮挡部宽度W2的一半之后的位置。
在图9A的透过状态下，移动狭缝板30A和30B在它们的遮挡部33之间以及它们的透过部32之间有重叠。因此，入射光穿过透过部32，并到达图像传感器16。另一方面，在图9B的遮挡状态下，定位移动狭缝板30A和30B以在它们的透过部32与遮挡部33之间有重叠。因此，移动狭缝板30A和30B的遮挡部33完全遮挡了各孔径光阑13的内径部分。因此，到图像传感器16的入射光被遮挡。在该第五实施方式中，类似于第一实施方式，利用被配置在孔径光阑位置处的透过/遮挡部SH，有利地实现了其尺寸的减小。同样在该实施方式中，移动狭缝板30A和30B被驱动以在相反方向上来回移动。利用这种在相反方向上被驱动的多个移动狭缝板，振动被有利地减小了，从而相应减小了位于红外图像信号上的振动噪声。此外，移动狭缝板30A和30B各自仅被移动遮挡部宽度W2的一半，从而减小了其来回移动的行程。因此，这使得致动器8中的驱动信号振幅减小了，从而相应减小了耗电。这里所示例的是使用两个移动狭缝板30A和30B的情况。可替代地，可以配置更大数量的移动狭缝板30，例如，三个移动狭缝板。更大数量的移动狭缝板30导致比遮挡部宽度W2更宽的透过部宽度W1。因此，这增加了在透过状态下通过其的光量，且因此被认为适当提高了灵敏度。[6.双压电晶片压电致动器]作为上述各实施方式中可应用的致动器8的具体实例，现描述的是双压电晶片压电致动器的结构。图10示出了双压电晶片压电元件50。图10实例中的双压电晶片压电元件50是所谓的并联式(parallel type)压电元件，且被配置为包括中心电极51、两个压电体52和两个表面电极53。两个压电体52具有相同极化(polarization)方向(由箭头P表示)。中心电极51和表面电极53分别由板状柔性部件构成，该部件也用作电极。中心电极51在图中向上的方向上比其余组件(B卩，压电体52和表面电极53)更长。两个表面电极53彼此短路。在这种双压电晶片压电元件50中，响应中心电极51与表面电极53之间电势差Vl的施加，施加至其的电压在极性上与右侧和左侧的压电体52的极化方向相反。因此，右侧和左侧的压电体52中的一个被拉伸，以及另一个被压缩。因此，这在图中箭头dAC的方向上驱动元件。参照图11，所描述的是使用这种双压电晶片压电元件50的致动器8。通过使用两个双压电晶片压电元件50来构成致动器8。如参照图10所述，双压电晶片压电元件50分别被配置为包括中心电极51、压电体52和表面电极53。除此之外，表面电极53各自在表面侧上配置有屏蔽板54。配置该屏蔽板54来覆盖表面电极53的表面，并与其绝缘。在每个双压电晶片压电元件50中，中心电极51的顶端部分用作接合部55来保持狭缝板，且该接合部55连接至移动狭缝板30。如以上已参照图2所述，接合部55在彼此斜对着的两个部分处连接至移动狭缝板30的扁平状主体31。在该结构中，移动狭缝板30被这种由一对双压电晶片压电元件50构成的致动器8 保持住(retain)。
两个中心电极51和四个屏蔽板54全部接地。四个表面电极53短路连接以具有图4所示的来自致动器驱动器7的驱动信号SI。在图11的结构中，施加至致动器8的驱动信号SI为交变电压，其极性在+Vl和-Vl之间以预定周期反复反转，例如为正弦波信号。采用上述压电体52的极化和连接，响应驱动信号SI的电压电平的逐渐增加(即，向+Vl侧增加)，压电体52形状上改变，使得各自为柔性部件的中心电极51和表面电极53在图中左侧方向上逐渐变形。相反，响应驱动信号SI的电压电平的逐渐减小(即，向-Vl侧减小)，中心电极51和表面电极53在图中右侧方向上逐渐变形。随着这种变形，保持在一对中心电极51的顶端处的移动狭缝板30在箭头dAC方向上来回移动。这种来回移动实现了上述实施方式中所述的透过和遮挡状态。注意，移动狭缝板30的移动量基于驱动信号SI的电平来调节。采用这种使用双压电晶片压电元件50的致动器8，例如，与后续将描述的洛伦兹力致动器相比，可减小耗电。此外，双压电晶片压电元件比多层压电元件或其他压电元件更�。佣芊乐顾瞥傻纳璞赋叽缟显黾�。移动狭缝板30是由通过刻蚀形成有狭缝的铝或铜制成的狭缝板。因此，移动狭缝板30与中心电极51电短路连接。若驱动电压被施加至这种短路连接的中心电极51，则移动狭缝板30可能产生电场噪声。当所使用的图像传感器16是高灵敏成像元件时，这样产生的电场噪声会造成视频失真。作为一种解决方案，在该实例中，中心电极51接地，且驱动信号SI被施加至表面电极53 —侧。通过向表面电极53施加正弦波,也会产生电场噪声。因此,在各表面电极53的表面侧上配置了作为接地导电板的屏蔽板54，从而保护视频免受电场噪声影响。[7.洛仑兹力致动器]现描述的是作为致动器8的另一实例的洛伦兹力致动器。该洛伦兹力致动器具有比压电致动器成本更低的这一优势。图12示出了洛伦兹力如何产生的原理。在磁铁MG的表面附近根据磁化方向存在磁通量。该磁通量类似于由虚线箭头Md指示的那些，当电流在实线箭头Cd的方向上被提供给相对线圈CL时，会产生与电流成比例的推力，如图中箭头Pd所示。图13A和图13B示出了使用该推力来驱动移动狭缝板30的实例。图13A和图13B分别是使用洛伦兹力的致动器8的示意性前视图和侧视图。该致动器8由被置于基座73上的一对弹性板71和72构成。弹性板71和72各自在顶端具有接合部75，且移动狭缝板30连接至这些接合部75，并因此被其保持住。弹性板72在侧表面上安装有磁铁MG。如图13B所示(图13A中未示出)，基座73在其上配置有固定板74，且该固定板74附带有线圈CL。在该状态下，线圈CL被设置成正对磁铁MG。采用这样配置的致动器8，致动器驱动器7向线圈CL提供驱动电流。
利用到线圈CL的电流，在箭头Pd方向上产生与电流成比例的推力，使得弹性板71和72也在箭头Pd方向上变形。利用这种变形，移动狭缝板30在箭头dAC方向上来回移动，且该来回移动实现了上述实施方式中所述的透过和遮挡状态。在图13A和图13B的实例中，移动侧的弹性板72配置有磁铁MG，以及线圈CL被配置在固定板74侧的正对位置处。可替代地，线圈CL可被配置到移动侧的弹性板72上，以及磁铁MG可被配置到固定板74上。根据线圈CL和磁铁MG中的哪一个被置于固定侧(固定板74上)，存在优势和劣势。固定侧包括线圈CL的优势是易于给线圈CL供电。若线圈CL被配置在移动侧，则供电电缆随着移动狭缝板30的移动而振动。因此，期望所使用的供电电缆抗振动。因此，在不期望有如此大的关注这一方面，在固定侧配置线圈CL是可取的。另一方面，劣势是移动侧的重量增加。磁铁MG通常比线圈CL更重。因此，若磁铁MG被配置在移动侧，则移动侧的重量增加会导致驱动电流的增加。因此，通过考虑这些所有优势和劣势，可期望确定线圈CL和磁铁MG中的哪一个位于移动侧。[8.成像光学系统的示例性机箱配置]如上述实施方式中所述，成像光学系统2配置有透镜(11、12和14)、孔径光阑13和透过/遮挡部SH。现描述的是包括这种成像光学系统2和图像传感器16的机箱配置。图14A示出了容纳该成像光学系统2的机箱的外观，以及图14B是其截面图。这里，机箱中的光学系统是参照图7A和图7B所述的第三实施方式的结构。如图14A和图14B所示，作为一个整体的机箱是机箱体60和基座61的结合。如图14B所示，在机箱中的机箱体60 —侧，所结合的是第I透镜11和孔/狭缝板40(孔径光阑13和固定狭缝板20)。在其中的基座61 —侧，第二和第三透镜12和14被保持�。⑸柚猛枷翊衅�16。移动狭缝板30A和30B也被配置在孔径光阑位置处，即，与孔/狭缝板40相邻。该机箱由诸如铝或树脂的金属制成，且使用诸如导电金属或导电树脂的导电材料是合适的。通过使用导电材料形成机箱以及通过将所获得的机箱接地，能有利地防止由来自外部的噪声导致的任何视频失真。此外，理想地，机箱被密封以不吸引可能导致移动狭缝板30故障的灰尘和脏物。如图15A和图15B所示，设置致动器8。图15A示出了被置于基座61上的致动器8A和8B。致动器8A和8B是使用参照图11所述的双压电晶片压电元件50的致动器。图15B仅示出了致动器8A和8B以及移动狭缝板30A和30B。移动狭缝板30A被致动器8A保持住。即，图中移动狭缝板30A的右上和左下端部连接至致动器8A中的一对双压电晶片压电元件50A的接合部55A (狭缝板保持部分)。移动狭缝板30B被致动器SB保持住。即，图中移动狭缝板30B的左上和右下端部连接至致动器8B中的一对双压电晶片压电元件50B的接合部55B (狭缝板保持部分)。S卩，两个致动器8A和SB被如此设置，使得它们的双压电晶片压电元件50 (B卩，图11中的中心电极51的部分)被交替配置。具体地，致动器8A和SB被如此设置，使得连接负责驱动移动狭缝板30A的致动器8A的接合部55A的线段(S卩，图15B中的长短交替的虚线a_a)与连接负责驱动其余移动狭缝板30B的致动器8B的接合部55B的线段(即，图15B中的长短交替的虚线b_b)大致正交。通过设置致动器8A和SB以具有彼此正交的长短交替的虚线a_a和b_b，致动器8A和8B在机箱中占有较小空间。此外，采用其中移动狭缝板30A和30B分别被致动器8A和SB在它们的两个斜对角部分处保持住的配置，移动狭缝板30A和30B被保持住并稳定移动，且更重要的是，致动器8A和SB未被设置成一个在另一个上。注意，如图15A和图15B所示的致动器的布局在多个移动狭缝板30均在使用时是合适的。因此，这种致动器的布局不仅适于图7A和图7B的情况，而且也适于图6A和图6B或图9A和图9B的情况，即，适用于具有两个移动狭缝板30A和30B的致动器8A和8B。此外，致动器的布局也适用于如图8A和图8B所示具有更大数量的移动狭缝板30的情况。作为一个实例，例如，用于图8A和图8B中的移动狭缝板30A和30B的致动器8A和8B可如图15A和图15B所示来布置，以及用于移动狭缝板30C的致动器可被如此布置，使得两个双压电晶片压电元件被配置为接近致动器8A。[9.变形例]尽管已描述了本公开的实施方式，但之前描述全部是说明性的且并非限制性的实施方式，而且需要理解，可设计出许多其他的修改和变化。首先，在固定狭缝板20和移动狭缝板30中，可不同地形成狭缝，即，透过部22和32的形状和布局图形以及遮挡部23和33的布局图形。S卩，上述移动狭缝板30形成有线状狭缝(精确地，透过部32为矩形)，但例如该狭缝可以是曲线状的、弯曲状的或卷曲状的。此外可替代地，透过部32可交错排列，从而与遮挡部33 —起呈方格排布。S卩，透过/遮挡部SH的结构不受限制，只要它包括多个狭缝板，并通过狭缝板的部分或全部移动来建立透过和遮挡状态。此外，在第二至第四实施方式中所示例的是多个移动狭缝板30在相反方向上被驱动的情况。可替代地，所有移动狭缝板30可在相同方向上被驱动。更进一步，上述所示例的是光学系统包括三个透镜的情况。本公开也适用于包括例如四个以上透镜或两个以下透镜的成像光学系统。本公开还具有以下结构。( I) 一种成像设备，包括:成像元件部，其被配置为包括多个像素；成像光学系统，其被配置为在成像元件部上形成图像，该图像由来自外部的电磁波形成；透过/遮挡部，其被配置为对成像元件部透过和遮挡电磁波，该透过/遮挡部被置于成像光学系统中的孔径光阑位置处；致动器，其被配置为驱动透过/遮挡部来回移动以在透过状态与遮挡状态之间改变；以及输出部，其被配置为产生图像信号输出，该图像信号输出是当透过/遮挡部处于透过状态时来自成像元件部的像素输出与当透过/遮挡部处于遮挡状态时来自成像元件部的像素输出之间的差分信号。( 2 )根据(I)所述的成像设备，其中，透过/遮挡部被形成为包括多个狭缝板。( 3 )根据(I)或(2 )所述的成像设备，其中，透过/遮挡部被形成为包括固定狭缝板和移动狭缝板，该移动狭缝板被致动器驱动而来回移动。( 4 )根据(3 )所述的成像设备，其中，移动狭缝板包括多个移动狭缝板。( 5 )根据(3 )或(4 )所述的成像设备，其中，移动狭缝板包括多个移动狭缝板，该多个移动狭缝板被驱动以在相反方向上来回移动。 ( 6 )根据(3 )至(5 )中任一项所述的成像设备，其中，固定狭缝板被配置为还用作成像光学系统中的孔径光阑。( 7 )根据(2 )所述的成像设备，其中，透过/遮挡部中的多个狭缝板全部是移动狭缝板，该移动狭缝板被致动器驱动而来回移动。(8 )根据(2 )或(7 )所述的成像设备，还包括多个移动狭缝板，该多个移动狭缝板被驱动以在相反方向上来回移动。( 9 )根据(I)至(8 )中任一项所述的成像设备，其中，致动器是洛伦兹力致动器、聚合物致动器、电磁致动器和压电致动器中的任何一种。(10)根据(I)至(8)中任一项所述的成像设备，其中，致动器是使用双压电晶片压电元件的压电致动器，以及双压电晶片压电元件被形成为包括中心电极，其连接至透过/遮挡部，该中心电极接地；压电体，其被配置在中心电极的两个表面侧；两个表面电极，其分别被配置在压电体的表面上，该表面不在中心电极的侧面上，表面电极彼此短路连接，且向表面电极提供交流驱动电压；以及导电板，其被设置成与两个表面电极中的每一个绝缘，该导电板接地。(11)根据(I)至(10)中任一项所述的成像设备，其中，透过/遮挡部包括多个移动狭缝板，该移动狭缝板被致动器驱动而来回移动，该致动器包括第一致动器和第二致动器，以及第一致动器和第二致动器被设置以获得第一线段与第二线段之间的几乎正交的关系，第一线段连接负责驱动多个移动狭缝板中的一个的第一致动器中的一对狭缝板保持部分，第二线段连接负责驱动多个移动狭缝板中的另一个的第二致动器中的一对狭缝板保持部分。( 12 )根据(I)至(11)中任一项所述的成像设备，其中，成像光学系统、成像元件部和透过/遮挡部被配置在机箱中，该机箱由导电材料制成且接地。(13)根据(12)所述的成像设备，其中，导电材料为导电树脂。(14)根据(I)至(13)中任一项所述的成像设备，其中，成像光学系统、成像元件部和透过/遮挡部被密封在机箱中。本公开包括涉及于2011年10月25日在日本专利局提交的日本在先专利申请第JP2011-233687号所公开的主题，其全部内容通过引用结合于此。本领域技术人员应当理解，在所附权利要求或其等价物的范围内，根据设计要求和其他因素，可进行各种修改、组合、子组合以及变更。
权利要求
1.一种成像设备，包括: 成像元件部，其被配置为包括多个像素； 成像光学系统，其被配置为在所述成像元件部上形成图像，所述图像由来自外部的电磁波形成； 透过/遮挡部，其被配置为对所述成像元件部透过和遮挡电磁波，所述透过/遮挡部被置于所述成像光学系统中的孔径光阑位置处； 致动器，其被配置为在透过状态与遮挡状态之间反复驱动所述透过/遮挡部；以及输出部，其被配置为产生图像信号输出，所述图像信号输出是当所述透过/遮挡部处于透过状态时来自所述成像元件部的像素输出与当所述透过/遮挡部处于遮挡状态时来自所述成像元件部的像素输出之间的差分信号。
2.根据权利要求1所述的成像设备,其中， 所述透过/遮挡部被形成为包括多个狭缝板。
3.根据权利要求1所述的成像设备,其中， 所述透过/遮挡部被形成为包括固定狭缝板和移动狭缝板，所述移动狭缝板被所述致动器反复驱动。
4.根据权利要求3所述的成像设备，其中， 所述移动狭缝板包括多个移动狭缝板。
5.根据权利要求3所述的成像设备，其中， 所述移动狭缝板包括多个移动狭缝板，所述多个移动狭缝板彼此以相反相位被反复驱动。
6.根据权利要求3所述的成像设备，其中， 所述固定狭缝板被配置为还用作所述成像光学系统中的孔径光阑。
7.根据权利要求2所述的成像设备，其中， 所述透过/遮挡部中的所述多个狭缝板全部是移动狭缝板，所述移动狭缝板被所述致动器反复驱动。
8.根据权利要求7所述的成像设备，还包括: 多个移动狭缝板，所述多个移动狭缝板彼此以相反相位被反复驱动。
9.根据权利要求1所述的成像设备,其中， 所述致动器是洛伦兹力致动器、聚合物致动器、电磁致动器和压电致动器中的任何一种。
10.根据权利要求1所述的成像设备，其中， 所述致动器是使用双压电晶片压电元件的压电致动器，以及 所述双压电晶片压电元件被形成为包括: 中心电极，其连接至所述透过/遮挡部，所述中心电极接地； 压电体，其被配置在所述中心电极的两个表面侧； 两个表面电极，其分别被配置在所述压电体的表面上，所述表面不在所述中心电极侧，所述表面电极彼此短路连接，且向所述表面电极提供交流驱动电压；以及 导电板，其被设置成与所述两个表面电极中的每一个绝缘，所述导电板接地。
11.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述透过/遮挡部包括多个移动狭缝板，所述移动狭缝板被所述致动器反复驱动，所述致动器包括第一致动器和第二致动器，以及 所述第一致动器和所述第二致动器被设置以获得第一线段与第二线段之间的正交关系，所述第一线段连接负责驱动所述多个移动狭缝板中的一个移动狭缝板的所述第一致动器中的一对狭缝板保持部分，所述第二线段连接负责驱动所述多个移动狭缝板中的另一个移动狭缝板的所述第二致动器中的一对狭缝板保持部分。
12.根据权利要求1所述的成像设备，其中， 所述成像光学系统、所述成像元件部和所述透过/遮挡部被配置在机箱中，所述机箱由导电材料制成且接地。
13.根据权利要求12所述的成像设备，其中， 所述导电材料为导电树脂。
14.根据权利要求1所述的成像设备,其中， 所述成像光学系统、所述成像元件部和所述透过/遮挡部被密封在机箱中。
15.一种用于成像设备的成像方法，所述成像设备包括: 成像元件部，其被配置为包括多个像素；以及 成像光学系统，其被配置为在所述成像元件部上形成图像，所述图像由来自外部的电磁波形成，所述方法包括: 在透过状态与遮挡状态之间反复驱动透过/遮挡部，所述透过/遮挡部被置于所述成像光学系统中的孔径光阑位置处，且所述透过/遮挡部对所述成像元件部中的多个像素透过和遮挡电磁波；以及 产生图像信号输出，所述图像信号输出是当所述透过/遮挡部处于透过状态时来自所述成像元件部的像素输出与当所述透过/遮挡部处于遮挡状态时来自所述成像元件部的像素输出之间的差分信号。
16.根据权利要求15所述的成像方法，其中， 所述透过/遮挡部被形成为包括移动狭缝板，所述移动狭缝板被反复驱动。
全文摘要
本发明提供了一种成像设备及成像方法。成像设备包括成像元件部、成像光学系统、透过/遮挡部、致动器和输出部。成像元件部包括多个像素，以及成像光学系统在成像元件部上形成图像，该图像由来自外部的电磁波形成。透过/遮挡部对成像元件部透过和遮挡电磁波，该透过/遮挡部被置于成像光学系统中的孔径光阑位置处。致动器在透过状态与遮挡状态之间反复驱动透过/遮挡部。输出部产生图像信号输出，该图像信号输出是当透过/遮挡部处于透过状态时来自成像元件部的像素输出与当透过/遮挡部处于遮挡状态时来自成像元件部的像素输出之间的差分信号。
文档编号G01J5/08GK103076100SQ20121039816
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月18日 优先权日2011年10月25日
发明者矶部裕史, 椛泽秀年, 齐藤政宏, 若林稔, 新仓英生, 三谷论司 申请人:索尼公司
专业数控铣床产品供应商
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