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JP2000059798A - 近赤外光/可視光共用撮像装置 - Google Patents

近赤外光/可視光共用撮像装置

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Publication number
JP2000059798A
JP2000059798A JP10226037A JP22603798A JP2000059798A JP 2000059798 A JP2000059798 A JP 2000059798A JP 10226037 A JP10226037 A JP 10226037A JP 22603798 A JP22603798 A JP 22603798A JP 2000059798 A JP2000059798 A JP 2000059798A
Authority
JP
Japan
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visible light
infrared
light
infrared light
imaging device
Prior art date
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Pending
Application number
JP10226037A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Harada
耕一 原田
Yasuhiro Ueda
康弘 上田
Manabu Ishibashi
学 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 近赤外光及び可視光の双方に感度を有する固
体撮像素子を撮像デバイスとする撮像装置において、近
赤外光領域の感度と可視光領域の感度との両方を有効に
活用する。 【解決手段】 近赤外光及び可視光に感度を有する固体
撮像素子11を撮像デバイスとする撮像装置において、
固体撮像素子11に、近赤外光を透過するカラーフィル
タ1が載せられており、赤外カットフィルタ2と、赤外
カットフィルタ2の位置を、固体撮像素子11への入射
光が赤外カットフィルタ2を通る位置と通らない位置と
の間で調整する調整手段4とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を撮
像デバイスとする撮像装置に関し、特に、近赤外光によ
る撮影用と可視光による撮影用とに共用できるようにし
たものに関する。
【0002】
【従来の技術】近赤外光領域に感度を有するCCD撮像
素子を撮像デバイスとする、高感度の白黒カメラが従来
から存在している。
【0003】図3は、こうした赤外光用のCCDカメラ
の撮像システムの構成の一例を示すブロック図である。
CCD11は近赤外光領域だけでなく可視光領域にも感
度を有しているので、CCD11と撮影レンズ12との
間には、CCD11への可視光の入射を防ぐ可視光カッ
トフィルタ13が設けられている(尚、例えば夜間にの
みこの赤外光用CCDカメラを使用するような場合に
は、可視光カットフィルタ13は必ずしも設けなくても
よい)。
【0004】被写体からの近赤外光が、撮影レンズ12
及び可視光カットフィルタ13を経てCCD11の撮像
領域に入射することにより、撮像領域上の各画素に信号
電荷が得られる。
【0005】CCD11は、同期信号発生器16に同期
したタイミング発生器15から駆動タイミングパルスが
発生するタイミングで、駆動回路14により駆動され
る。これにより、CCD11からは、各画素に得られた
信号電荷が信号電圧に変換されて出力される。
【0006】CCD11の出力信号は、信号処理部17
に送られる。信号処理部17では、この出力信号に対し
てCDS回路171での相関二重サンプリング、AGC
回路172での自動利得調整、γ補正回路173でのγ
補正、Sync.回路174での同期信号の付加といっ
た周知の処理を施すことにより、白黒の映像信号を生成
する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】CCD11は近赤外光
領域だけでなく可視光領域にも感度を有しているにもか
かわらず、従来の赤外光用CCDカメラでは、CCD1
1への可視光の入射を可視光カットフィルタ13で遮断
しているので、CCD11の可視光領域の感度は有効に
活用されていなかった。また、可視光カットフィルタ1
3を設けない場合でも、可視光と一緒に近赤外光がCC
D11に入射してしまうので、可視光用のCCDカメラ
として使用することはできない。
【0008】他方、CCD撮像素子を撮像デバイスとす
る従来の可視光用のCCDカメラにも、可視光領域だけ
でなく近赤外光領域にも感度を有するCCD撮像素子が
用いられている。しかし、従来の可視光用CCDカメラ
では、近赤外光をIR(赤外)カットフィルタで遮断し
ているので、CCD撮像素子の近赤外光領域の感度は有
効に活用されていなかった。
【0009】したがって、本発明の課題は、近赤外光及
び可視光の双方に感度を有する固体撮像素子を撮像デバ
イスとする撮像装置において、近赤外光領域の感度と可
視光領域の感度との両方を有効に活用することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による近赤外光/
可視光共用撮像装置は、近赤外光及び可視光に感度を有
する固体撮像素子を撮像デバイスとする撮像装置におい
て、この固体撮像素子に、近赤外光を透過するカラーフ
ィルタが載せられており、赤外カットフィルタと、この
赤外カットフィルタの位置を、この固体撮像素子への入
射光がこの赤外カットフィルタを通る位置と通らない位
置との間で切り替える切替え手段とを備えたことを特徴
としている。
【0011】この撮像装置によれば、夜間に、切替え手
段により、赤外カットフィルタの位置を固体撮像素子へ
の入射光が赤外カットフィルタを通らない位置に切り替
えると、カラーフィルタを透過した近赤外光が固体撮像
素子に入射することにより、その撮像領域上の各画素に
信号電荷が得られる。したがって、この信号電荷を信号
電圧に変換した固体撮像素子の出力信号に基づき、映像
信号を生成することができる。
【0012】他方、日中に、切替え手段により、赤外カ
ットフィルタの位置を固体撮像素子への入射光が赤外カ
ットフィルタを通る位置に切り替えると、近赤外光は赤
外カットフィルタで遮断され、赤外カットフィルタ及び
カラーフィルタを透過した可視光が固体撮像素子に入射
することにより、その撮像領域上の各画素に信号電荷が
得られる。したがって、この信号電荷を信号電圧に変換
した固体撮像素子の出力信号に基づき、映像信号を生成
することができる。
【0013】このように、この撮像装置は、固体撮像素
子の近赤外光領域の感度と可視光領域の感度との両方を
有効に活用して、近赤外光による撮影用と可視光による
撮影用とに共用することが可能である。
【0014】なお、一例として、この撮像装置に、固体
撮像素子の出力信号から輝度信号及び色差信号を生成す
る信号処理回路を更に設け、固体撮像素子に近赤外光が
入射した場合にはこの信号処理回路で生成された輝度信
号から白黒画像を得、固体撮像素子に可視光が入射した
場合にはこの信号処理回路で生成された輝度信号及び色
差信号からカラー画像を得るようにすることが好適であ
る。それにより、この撮像装置を、近赤外光による白黒
画像の撮影用と可視光によるカラー画像の撮影用とに共
用することが可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は、本発明による近赤外光/
可視光共用CCDカメラの撮像システムの構成の一例を
示すブロック図である。このカメラは図3の赤外光用C
CDカメラに本発明を適用したものであり、図3に対応
する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【0016】このCCDカメラでは、G(グリーン)の
原色フィルタとYe(イエロー),Cy(シアン),M
g(マゼンタ)の各補色フィルタとを色差線順次方式で
配列したカラーフィルタ1が、CCD11に載せられて
いる(例えばCCD11のフォトレジスト工程でOCC
F(オンチップカラーフィルタ)として形成されてい
る)。
【0017】図2は、これらの補色フィルタの分光特性
の一例を示す。同図にも示されているように、これらの
補色フィルタとしては、近赤外光領域のうちの例えば7
00nm〜1000nmの波長領域における透過率が、
本来の補色の波長領域における透過率と同程度に高いも
のが用いられている。
【0018】図1に戻り、CCD11と撮影レンズ12
との間には、可視光カットフィルタは設けられておら
ず、IRカットフィルタ2と、光学ローパスフィルタ3
とが設けられている。このうちのIRカットフィルタ2
は、カメラの筐体上に設けられた操作釦(図示せず)の
操作に基づく切替機構4の動作により、次の2つの位置
p1,p2の間で位置を切替え可能になっている。
【0019】位置p1:図に二点鎖線で示すように、撮
影レンズ12の光軸上から離れた位置、即ち撮影レンズ
12を経たCCD11への入射光がIRカットフィルタ
2を通らない位置。 位置p2:図に実線で示すように、撮影レンズ12の光
軸上の位置、即ち撮影レンズ12を経たCCD11への
入射光がIRカットフィルタ2を通る位置。
【0020】なお、より具体的には、例えばIRカット
フィルタ2を一般のカメラの光学絞り装置における絞り
羽の形状に構成すると共に、切替機構4をこの光学絞り
装置における絞り羽の開閉機構として構成することが好
適である。それにより、開閉機構としての切替機構4が
絞り羽としてのIRカットフィルタ2を完全に開くこと
によりIRカットフィルタ2の位置が位置p1に切り替
えられ、他方切替機構4がIRカットフィルタ2を完全
に閉じることによりIRカットフィルタ2の位置が位置
p2に切り替えられるので、IRカットフィルタ2の位
置の切替えを簡単な機構で容易に行なうことが可能にな
る。
【0021】CCD11の出力信号は、信号処理部5に
送られる。信号処理部5は、カラー映像信号生成用の周
知の処理を行なう回路群であり、この出力信号に対して
CDS回路51での相関二重サンプリング、AGC回路
52での自動利得調整、色分離回路53での色分離、プ
ロセス及びマトリクス回路54での原色分離,ホワイト
バランス,ホワイトクリップ,ニー処理,γ補正,輝度
信号Y及び色差信号R−Y,B−Yの生成演算等の処
理,同時化回路55での同時化処理を施した後、カラー
エンコーダ56での処理により例えばNTSC方式の複
合カラー映像信号を生成する。
【0022】次に、このカメラの使用方法及び動作につ
いて説明する。夜間に、前述の操作釦を操作して切替機
構4によりIRカットフィルタ2の位置を位置p1(C
CD11への入射光がIRカットフィルタ2を通らない
位置)に切り替えると、光学ローパスフィルタ3及びカ
ラーフィルタ1を透過した近赤外光がCCD11に入射
することにより、その撮像領域上の各画素に信号電荷が
得られるので、この近赤外による光信号電荷を信号電圧
に変換した信号がCCD11から出力される。
【0023】したがってこのとき、信号処理部5で生成
された複合カラー映像信号のうちの輝度信号から、通常
の赤外光用CCDカメラによるのと同様な白黒画像が得
られる。
【0024】他方、日中に、この操作釦を操作して切替
機構4によりIRカットフィルタ2の位置を位置p2
(CCD11への入射光がIRカットフィルタ2を通る
位置)に切り替えると、近赤外光はIRカットフィルタ
2で遮断され、IRカットフィルタ2,光学ローパスフ
ィルタ3及びカラーフィルタ1を透過した可視光がCC
D11に入射することにより、その撮像領域上の各画素
に信号電荷が得られるので、この可視光による光信号電
荷を信号電圧に変換した信号がCCD11から出力され
る。
【0025】したがってこのとき、信号処理部5で生成
された複合カラー映像信号から、通常の可視光用CCD
カメラによるのと同様なカラー画像が得られる。
【0026】このように、このCCDカメラは、CCD
11の近赤外光領域の感度と可視光領域の感度との両方
を有効に活用して、近赤外光による白黒画像の撮影用と
可視光によるカラー画像の撮影用とに共用することがで
きる。
【0027】なお、以上の例では、色差線順次方式のカ
ラーフィルタをCCDに載せている。しかしこれに限ら
ず、その他の適宜の配列方式の補色または原色系のカラ
ーフィルタであって図2に示したのと同様に近赤外光領
域における透過率が高いものを、CCDに載せるように
してもよい。
【0028】また、以上の例では、IRカットフィルタ
2の位置を位置p1,p2の間で切り替えている。しか
し別の例として、IRカットフィルタ2の他に可視光カ
ットフィルタをも設け、この2つのフィルタを互い違い
に位置p1,p2の間で切り替える(夜間には可視光カ
ットフィルタのほうを位置p2に切り替え、日中にはI
Rカットフィルタ2のほうを位置p2に切り替える)よ
うにしてもよい。
【0029】また、以上の例では、カラー映像信号生成
用の信号処理部を設けているが、白黒映像信号生成用の
信号処理部を設けることにより、可視光による撮影時に
も白黒画像が得られるようにしてもよい。
【0030】また、以上の例では、撮像デバイスとして
CCDを用いたカメラに本発明を適用しているが、その
他の適宜の固体撮像素子(例えばCMOSセンサ等)を
撮像デバイスとして用いたカメラに本発明を適用しても
よい。
【0031】また、本発明は、ビデオカメラ,デジタル
スチルカメラをはじめとするあらゆる動画撮影用または
静止画撮影用の撮像装置に適用してよい。また、本発明
は、以上の実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱するこ
となく、その他様々の構成をとりうることはもちろんで
ある。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明による近赤外光/
可視光共用撮像装置によれば、固体撮像素子の近赤外光
領域の感度と可視光領域の感度との両方を有効に活用し
て、近赤外光による撮影用と可視光による撮影用とに共
用することができる。
【0033】また、この撮像装置に、固体撮像素子の出
力信号から輝度信号及び色差信号を生成する信号処理回
路を更に設け、固体撮像素子に近赤外光が入射した場合
には、この信号処理回路で生成された輝度信号から白黒
画像を得、固体撮像素子に可視光が入射した場合には、
この信号処理回路で生成された輝度信号及び色差信号か
らカラー画像を得るようにすれば、この撮像装置を、近
赤外光による白黒画像の撮影用と可視光によるカラー画
像の撮影用とに共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による近赤外光/可視光共用CCDカメ
ラの撮像システムの構成の一例を示すブロック図であ
る。
【図2】補色フィルタの分光特性の一例を示す図であ
る。
【図3】従来の赤外光用CCDカメラの撮像システムの
構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 カラーフィルタ、 2 IRカットフィルタ、 3
光学ローパスフィルタ、 4 切替機構、 5 信号
処理部、 11 CCD、 12 撮影レンズ、 14
駆動回路、 15 タイミング発生器、 16 同期
信号発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 学 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 2H083 AA04 AA34 AA51 5C022 AA15 AB13 AC42 AC55 AC74 5C065 AA01 AA06 BB07 CC01 DD02 DD17 EE05 EE08 EE12 EE14 EE16 EE20 GG11 GG15

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 近赤外光及び可視光に感度を有する固体
    撮像素子を撮像デバイスとする撮像装置において、 前記固体撮像素子に、近赤外光を透過するカラーフィル
    タが載せられており、 赤外カットフィルタと、 前記赤外カットフィルタの位置を、前記固体撮像素子へ
    の入射光が該赤外カットフィルタを通る位置と通らない
    位置との間で切り替える切替え手段とを備えたことを特
    徴とする近赤外光/可視光共用撮像装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の近赤外光/可視光共用
    撮像装置において、 前記固体撮像素子の出力信号から輝度信号及び色差信号
    を生成する信号処理回路を更に備えており、 前記固体撮像素子に近赤外光が入射した場合には、前記
    信号処理回路で生成された輝度信号から白黒画像を得、
    前記固体撮像素子に可視光が入射した場合には、前記信
    号処理回路で生成された輝度信号及び色差信号からカラ
    ー画像を得ることを特徴とする近赤外光/可視光共用撮
    像装置。
JP10226037A 1998-08-10 1998-08-10 近赤外光/可視光共用撮像装置 Pending JP2000059798A (ja)

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