[发明专利]图像捕获装置和电子设备

说明书

提供图像捕获装置和电子设备。该图像捕获装置包括：窄带光照射系统，包括光源；固态成像元件，包括像素的阵列并且对于预定范围的波长敏感；以及金属薄膜滤波器，提供在光照射系统和固态成像元件之间的光路径中，并且具有周期性微结构模式，该周期性微结构模式具有比由固态成像元件检测到的波长更短的周期。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年6月28日提交的日本优先专利申请JP2013-136220的权益，其整体内容通过引用合并于此。

技术领域

本技术涉及图像捕获装置和电子设备，并且尤其涉及成本低且配置简单并且可以测量目标对象的图像捕获装置和电子设备。

背景技术

作为使用表面等离子体极化激元(SPP)的滤波器(下文称为“金属薄膜滤波器”)的实践使用的示例，已经报道该滤波器用于监测病毒或者细菌的生长或者测试抗体的敏感性(例如见Yanik，A.A.等的，Nano Letters10(12),4962-4969(2010))。

如1图中示意性所示，为了执行这种测量，使用在光源和光谱仪之间的光学路径中提供金属薄膜滤波器的配置。在该配置中，用来自光源的光照射金属薄膜滤波器，并且使用光谱仪测量通过其透射的光的光谱，由此测量附着到金属薄膜的对象目标。

具体地，例如，如果病毒或者细菌被附着到在金属薄膜滤波器的表面上固定的抗原或者抗体，以改变金属薄膜滤波器的周围的折射率，则平移透射光的光谱分布。

图2示出金属薄膜滤波器的透射波长轮廓，其中水平轴表示波长并且垂直轴表示透射效率。波形A指示病毒等尚未附着的初始状态下的透射光谱，并且波形B和C指示自从最初状态已经经过预定时间之后(即，已经附着病毒等之后)获得的透射光光谱。如可以从这些波形看到，随着时间经过将透射光谱的峰值波长平移到更长的波长。

在现有技术的测量技术中，通过使用光谱仪测量透射光谱的峰值波长的这种平移的量获得金属薄膜滤波器的周围的折射率的改变量，并且基于改变量确定在金属薄膜滤波器上呈现的病毒或者细菌的量。

发明内容

然而，在现有技术的以上测量技术中，有必要使用用于测量透射光谱的峰值波长的平移量的光谱仪。一般地，配备有光谱仪的装置成本高并且配置复杂。因此，已经要求成本低且配置简单并且可以测量目标对象的装置。

鉴于此，已经做出本技术，以使用低成本和简单配置测量目标对象。

根据本公开的第一实施例，提供一种图像捕获装置，包括：窄带光照射系统，包括光源；固态成像元件，包括像素的阵列并且对于预定范围的波长敏感；以及金属薄膜滤波器，提供在光照射系统和固态成像元件之间的光路径中，并且具有周期性微结构模式，该周期性微结构模式具有比由固态成像元件检测到的波长更短的周期。

金属薄膜滤波器可以具有这样性质：由于紧紧附着金属薄膜滤波器或者接近金属薄膜滤波器定位的目标对象的折射率和利用其填充金属薄膜滤波器周围的空间的介质的折射率之间的差异，在波长方向上平移透射光的光谱分布。图像捕获装置还包括信号处理器，还配置为检测固态成像元件的信号强度的改变，该信号强度的改变与对应于波长方向上透射光的光谱分布的平移的透射效率的改变对应。

金属薄膜滤波器可以是具有500nm或者更小的厚度的单质金属或者合金的薄膜。

金属薄膜滤波器可以具有金属薄膜滤波器的表面的至少一个周期性微结构模式，并且微结构图像的基本周期不长于近似可见光的波长。

金属薄膜滤波器可以具有孔阵列结构作为微结构模式，该孔阵列结构包括以蜂巢阵列或者矩形矩阵阵列布置的、具有500nm或者更少的直径的开口。

金属薄膜滤波器可以具有点阵列结构作为微结构模式，该点阵列结构包括以蜂巢阵列或者矩形矩阵阵列布置的、具有500nm或者更少的直径的点状结构。