JP5655441B2 - Image sensor, imaging device using the image sensor, and in-vehicle monitoring device using the imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、画像センサ及びこの画像センサを用いた撮像装置としての車載カメラ及びこの撮像装置を用いた車載用監視装置に関する。 The present invention relates to an image sensor, an in-vehicle camera as an imaging device using the image sensor, and an in-vehicle monitoring device using the imaging device.
近年、運転者の死角を少なくする目的で、自動車等の車両の後部、アウトサイドミラー等に撮像装置としてのカメラを設置し、このカメラにより撮影された映像を車内に設置のモニタに表示させる車載用監視装置が製品として実用化されている。 In recent years, in order to reduce the blind spot of a driver, a camera as an imaging device is installed in the rear part of an automobile or the like, an outside mirror, etc., and an image taken by this camera is displayed on a monitor installed in the vehicle. Monitoring devices have been put into practical use as products.
この種の車載カメラによる昼間の屋外における走行時の撮影については、十分な照度が得られ、映像が良好であるので、撮影画像の品質が問題視されることは少ない。
これに対して、この種の車載カメラによる夜間における走行時の撮影については、車載カメラで撮影可能な最低照度以下の照度条件のもとで撮像されることが多く、このような場合には、車載カメラによる映像をモニタに表示したとしても、何が映っているのかをドライバーは判別できない。
When shooting outdoors during the daytime with this type of in-vehicle camera, sufficient illuminance is obtained and the video is good, so the quality of the captured image is rarely regarded as a problem.
On the other hand, for shooting at night with this type of in-vehicle camera, images are often taken under the illuminance condition below the minimum illuminance that can be imaged with the in-vehicle camera. Even if the video from the in-vehicle camera is displayed on the monitor, the driver cannot determine what is shown.
車載用監視装置には、車載カメラを車両の後端に設置して車両の後方を視認する目的のものもある。この種の車載用監視装置では、その車両のバックランプが照明光源として用いられるので、その照明光源により照明された領域内においては、夜間でもそれなりの照度が得られ、撮影画像の品質が問題視されることは少ない。 Some in-vehicle monitoring devices have an in-vehicle camera installed at the rear end of the vehicle to visually recognize the rear of the vehicle. In this type of in-vehicle monitoring device, since the back lamp of the vehicle is used as an illumination light source, a certain level of illuminance can be obtained even at night in the area illuminated by the illumination light source, and the quality of the captured image is a problem. There is little to be done.
その一方、車両後方ではなく、例えば、車載カメラを助手席側のアウトサイドミラーに設置して、助手席側の車体側面の死角を監視する車載用監視装置もある。この車載用監視装置では、アウトサイドミラーの近傍に、通常、照明光源が設けられていない車両が多いので、夜間でかつ街灯の存在しない道路を車両が走行しているときには、車載カメラで撮影した映像をモニタに表示したとしても、何も映っていないように見える。 On the other hand, there is also a vehicle-mounted monitoring device that monitors the blind spot on the side surface of the vehicle body on the passenger seat side by installing a vehicle-mounted camera on the outside mirror on the passenger seat side instead of behind the vehicle. In this in-vehicle monitoring device, since there are usually many vehicles that are not provided with an illumination light source in the vicinity of the outside mirror, when the vehicle is traveling at night and on a road where there is no street light, the image is taken with an in-vehicle camera. Even if the video is displayed on the monitor, nothing appears to be shown.
従って、この車載用監視装置では、上記の条件のもとでは、助手席側の死角を視認できないという問題がある。
そこで、この問題を解決するために、車載カメラに赤外照明光源を組み付け、夜間の目には見えにくい撮影環境条件のもとでも、死角領域をモニタ上で視認できるようにした構成の車載用監視装置もすでに知られている。
Therefore, in this in-vehicle monitoring device, there is a problem that the blind spot on the passenger seat side cannot be visually recognized under the above conditions.
Therefore, in order to solve this problem, an in-vehicle camera with a configuration in which an infrared illumination light source is incorporated into the in-vehicle camera so that the blind spot area can be viewed on the monitor even under shooting environment conditions that are difficult to see at night. Monitoring devices are already known.
なお、赤外光を用いた理由は、可視光を用いると、周囲の人を眩惑させるおそれがあるからであり、また、通常、車載カメラに用いられる画像センサは、近赤外領域にも感度を有するからである。 The reason for using infrared light is that if visible light is used, people around it may be dazzled, and image sensors that are usually used in in-vehicle cameras are also sensitive to the near infrared region. It is because it has.
この赤外照明光源付きの車載カメラを用いた車載用監視装置では、赤外光を画像センサに導くために赤外光をカットする赤外光カットフィルタが設けられていないため、太陽光に含まれている赤外光も画像センサに受光され、昼間撮影時の色彩の再現性が劣化するという問題がある。 This in-vehicle monitoring device using an in-vehicle camera with an infrared illumination light source is not included in sunlight because there is no infrared light cut filter that cuts infrared light to guide infrared light to the image sensor. Infrared light is also received by the image sensor, and there is a problem that color reproducibility during daytime shooting deteriorates.
なお、類似の技術として、非可視光の補助光源と、画像センサ(撮像素子又は光電変換素子の集合体)と、画像センサの前に設けられた光学フィルタとによりカメラを構成し、その光学フィルタには可視光と非可視光の一部を透過させかつその非可視光の一部をカットする特性を与えたものも知られている(特許文献1参照。)。 As a similar technique, a camera is configured by an auxiliary light source for invisible light, an image sensor (an image sensor or a collection of photoelectric conversion elements), and an optical filter provided in front of the image sensor, and the optical filter Some of them are known to have a characteristic of transmitting part of visible light and invisible light and cutting part of the invisible light (see Patent Document 1).
このものでは、昼間撮影時の色彩の再現性の向上を図り難いという問題がある。
また、画像センサの前に、一部の赤外光を選択的に透過させる光学フィルターを設けた構成のカメラも知られている(特許文献2、特許文献3参照。)。
This has the problem that it is difficult to improve the color reproducibility during daytime photography.
A camera having a configuration in which an optical filter that selectively transmits a part of infrared light is provided in front of an image sensor is also known (see Patent Document 2 and Patent Document 3).
これらの構成のカメラも、赤外領域の照明光源により夜間での良好な撮影を可能としていると共に、色再現性の改善を図ることを目的としているが、しかしながら、植物の葉に関しては、昼間撮影時に、依然として色合いが悪く、本来、緑色であるべき葉の色がモニタ上に白色で表示され、ドライバーが何が表示されているかを一目で判断し難いという問題がある。 These cameras are also aimed at improving the color reproducibility at the same time that it is possible to take good images at night with an illumination light source in the infrared region. Sometimes, the hue is still poor, and the color of the leaf that should be green is displayed in white on the monitor, which makes it difficult for the driver to determine at a glance what is displayed.
更に、赤外光カットフィルタを撮像装置(カメラ)に設けずに良好な色再現性を提供する目的で、通常カラーカメラが有する3色のカラーフィルタを備えた第1ないし第3の光電変換素子に加えて、赤外光を光電変換して赤外光に対応する信号成分を出力する第4の光電変換素子を設けて画像センサを構成し、この画像センサを用いたカラー撮像装置も知られている(特許文献4参照。)。 Further, the first to third photoelectric conversion elements provided with three color filters of a normal color camera for the purpose of providing good color reproducibility without providing an infrared light cut filter in the imaging device (camera). In addition, a color imaging device using this image sensor is also known in which an image sensor is configured by providing a fourth photoelectric conversion element that photoelectrically converts infrared light and outputs a signal component corresponding to the infrared light. (See Patent Document 4).
この特許文献4に開示のものでは、第1ないし第3の光電変換素子により得られた赤外光に対応する信号成分を含む可視光のRGB信号から第4の光電変換素子により得られた赤外光に対応する信号成分を信号処理により除去し、これにより、カラー画像の色再現性の向上が図られている。 In the one disclosed in Patent Document 4, red light obtained by a fourth photoelectric conversion element from RGB signals of visible light including signal components corresponding to infrared light obtained by the first to third photoelectric conversion elements. A signal component corresponding to external light is removed by signal processing, thereby improving the color reproducibility of the color image.
しかしながら、この特許文献4に開示のものでは、画像センサの光電変換素子、フィルターに工夫を行うことによって、色再現性を向上させることはできるが、赤外領域にのみ感度を有する第4の光電変換素子を設けた分だけ、従来の画像センサよりも感度が低くなるという問題がある。 However, in the device disclosed in Patent Document 4, color reproducibility can be improved by devising the photoelectric conversion element and filter of the image sensor, but the fourth photoelectric device having sensitivity only in the infrared region. There is a problem that the sensitivity is lower than that of the conventional image sensor by the amount of the conversion element.
すなわち、従来の車載用監視装置では、昼間撮影時の色彩の再現性の向上を図るために、例えば、波長700ナノメートルから波長850ナノメートルの光をカットする赤外光カットフィルターを画像センサの前に設け、かつ、波長850ナノメートルから波長1000ナノメートルまでの波長領域の赤外光を発生する赤外光照明光源を用いることにすると、色再現性は多少改善されるが、しかしながら、植物の葉に関しては、昼間撮影時に、依然として色合いが悪く、本来、緑色であるべき葉の色が白色でモニタ上で表示され、ドライバーが何が表示されているかを一目で判断し難いという問題がある。 That is, in a conventional on-vehicle monitoring device, in order to improve color reproducibility during daytime shooting, for example, an infrared light cut filter that cuts light from a wavelength of 700 nm to a wavelength of 850 nm is used for an image sensor. The color reproducibility is somewhat improved by using an infrared illumination light source that is provided in front and generates infrared light in the wavelength range from 850 nanometers to 1000 nanometers. As for the leaves, the color still remains bad during daytime shooting, and the color of the leaves, which should be green, is displayed on the monitor in white, and it is difficult for the driver to determine at a glance what is displayed. .
その一方、第1ないし第3の光電変換素子により得られた赤外光に対応する信号成分を含む可視光のRGB信号から第4の光電変換素子により得られた赤外光に対応する信号成分を信号処理により除去するカラー撮像装置では、従来の画像センサよりも感度が低くなる。 On the other hand, the signal component corresponding to the infrared light obtained by the fourth photoelectric conversion element from the RGB signal of visible light including the signal component corresponding to the infrared light obtained by the first to third photoelectric conversion elements. In a color imaging device that removes the signal by signal processing, the sensitivity is lower than that of a conventional image sensor.
本発明は、上記事情を鑑みて為されたもので、その目的は、撮像装置に赤外照明光源を組み付け、夜間の目には見えにくい撮影環境条件のもとでも、死角領域をモニタ上で視認できるようにした構成の車載用監視装置でも昼間撮影時における屋外の木の葉の色の再現性の向上を図ることのできる画像センサ、この画像センサを用いた撮像装置、及びこの撮像装置を備えた車載用監視装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to assemble an infrared illumination light source into an imaging apparatus and to detect a blind spot area on a monitor even under shooting environment conditions that are difficult to see at night. An in-vehicle monitoring device configured to be visually recognized includes an image sensor capable of improving the reproducibility of the color of leaves outdoors during daytime shooting, an imaging device using the image sensor, and the imaging device. The object is to provide an in-vehicle monitoring device.
請求項1に記載の画像センサは、可視領域から赤外領域までの波長領域の光に対して感度を有する複数の画素と、
前記複数の画素のうちの少なくとも1個以上の画素の前に設けられて青色波長領域の可視光を透過させると共に緑色波長領域及び赤色波長領域の可視光及び赤外波長領域のうち前記赤色波長領域よりも長波長側でかつ特定波長よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも前記特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる第1光学フィルタと、
前記複数の画素のうち前記第1光学フィルタが設けられていない1個以上の画素の前に設けられて前記赤色波長領域の可視光を透過させると共に前記青色波長領域及び前記緑色波長領域の可視光及び前記赤外波長領域のうち前記赤色波長領域よりも長波長側でかつ特定波長よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも前記特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる第2光学フィルタと、
前記複数の画素のうち前記第1光学フィルタ及び前記第2光学フィルタが設けられていない1個以上の画素の前に設けられて前記緑色波長領域の可視光を透過させかつ前記青色波長領域及び前記赤色波長領域の可視光をカットししかも前記赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過させる第3光学フィルタと、を備えていることを特徴とする。
The image sensor according to claim 1, a plurality of pixels having sensitivity to light in a wavelength region from a visible region to an infrared region;
The red wavelength region is provided in front of at least one of the plurality of pixels and transmits visible light in a blue wavelength region, and the red wavelength region in visible light and infrared wavelength regions in a green wavelength region and a red wavelength region. A first optical filter that cuts infrared light on a longer wavelength side and shorter wavelength region side than a specific wavelength and transmits infrared light on a longer wavelength side than the specific wavelength;
Visible light in the red wavelength region and visible light in the blue wavelength region and the green wavelength region are provided in front of one or more pixels in which the first optical filter is not provided among the plurality of pixels. In the infrared wavelength region, infrared light that is longer than the red wavelength region and shorter than the specific wavelength is cut, and infrared light that is longer than the specific wavelength is transmitted. A second optical filter;
Among the plurality of pixels, the first optical filter and the second optical filter that are not provided are provided in front of one or more pixels to transmit visible light in the green wavelength region and the blue wavelength region, And a third optical filter that cuts visible light in the red wavelength region and transmits infrared light having a longer wavelength than the red wavelength region.
請求項2に記載の画像センサは、前記第1光学フィルタは前記青色波長領域の可視光を透過させかつ前記緑色波長領域及び前記赤色波長領域の可視光をカットししかも前記赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過する青色フィルタと前記特定波長よりも短波長側の光をカットしかつ該特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる赤外光カットフィルタとを重ね合わせて構成され、
前記第2光学フィルタは前記赤色波長領域の可視光を透過させかつ前記青色波長領域及び前記緑色波長領域の可視光をカットししかも前記赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過する赤色フィルタと前記特定波長よりも短波長側の光をカットしかつ該特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる赤外光カットフィルタとを重ね合わせて構成され、
前記第3光学フィルタは前記緑色波長領域の可視光を透過させかつ前記青色波長領域及び前記赤色波長領域の可視光をカットししかも前記赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過させる緑色フィルタにより構成されていることを特徴とする。
The image sensor according to claim 2, wherein the first optical filter transmits visible light in the blue wavelength region, cuts visible light in the green wavelength region and the red wavelength region, and is longer than the red wavelength region. A blue filter that transmits infrared light on the wavelength side and an infrared light cut filter that cuts light on the shorter wavelength side than the specified wavelength and transmits infrared light on the longer wavelength side than the specified wavelength are superimposed. Configured
The second optical filter transmits red light in the red wavelength region, cuts visible light in the blue wavelength region and the green wavelength region, and transmits infrared light on a longer wavelength side than the red wavelength region. A filter and an infrared light cut filter that cuts light on a shorter wavelength side than the specific wavelength and transmits infrared light on a longer wavelength side than the specific wavelength are overlapped,
The third optical filter transmits green light in the green wavelength region, cuts visible light in the blue wavelength region and the red wavelength region, and transmits infrared light on a longer wavelength side than the red wavelength region. It is characterized by comprising a filter.
請求項3に記載の画像センサは、前記特定波長が植物の葉の反射特性の波長領域の上限波長の限界近傍に設定されていることを特徴とする。
請求項4に記載の画像センサは、前記特定波長が900nm近傍の波長であることを特徴とする。
The image sensor according to claim 3 is characterized in that the specific wavelength is set in the vicinity of a limit of an upper limit wavelength of a wavelength region of a reflection characteristic of a leaf of a plant.
The image sensor according to claim 4 is characterized in that the specific wavelength is a wavelength in the vicinity of 900 nm.
請求項5に記載の撮像装置は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の画像センサと、該画像センサから出力された映像信号を処理する信号処理回路部と、撮像対象領域を照明する照明光源回路部と、前記画像センサと前記信号処理回路部と前記照明光源回路部とを制御する制御回路部とを備え、前記照明光源回路部は前記特定波長よりも長波長側に発光特性を有する発光源を備えていることを特徴とする。
請求項6に記載の撮像装置は、前記発光源が赤外発光ダイオードであることを特徴とする。
請求項7に記載の車載用監視装置は、車両に設けられた請求項5又は請求項6の撮像装置と、前記車両に設けられたモニタと、前記車両に設けられて前記撮像装置を制御する外部制御装置とからなることを特徴とする。
An imaging apparatus according to a fifth aspect includes an image sensor according to any one of the first to fourth aspects, a signal processing circuit unit that processes a video signal output from the image sensor, and an imaging target region. An illumination light source circuit unit that illuminates the image sensor, the signal processing circuit unit, and a control circuit unit that controls the illumination light source circuit unit, wherein the illumination light source circuit unit is on a longer wavelength side than the specific wavelength. A light emitting source having a light emitting characteristic is provided.
The imaging device according to claim 6 is characterized in that the light emitting source is an infrared light emitting diode.
The on-vehicle monitoring device according to claim 7 controls the imaging device provided in the vehicle, the monitor provided in the vehicle, and the imaging device according to claim 5 or 6 provided in the vehicle. It is characterized by comprising an external control device.
本発明に係る画像センサを用いた撮像装置を使用して車載用監視装置を構成した場合、昼間撮影時における屋外の木の葉の色の再現性の向上を図ることができる。また、発光源として赤外発光ダイオードを用いた場合でも、夜間撮影時における色の不自然さを解消できる。 When an in-vehicle monitoring apparatus is configured using an imaging apparatus using an image sensor according to the present invention, it is possible to improve the reproducibility of the color of the leaves of an outdoor tree during daytime shooting. Further, even when an infrared light emitting diode is used as the light emitting source, the unnatural color at the time of night photographing can be eliminated.
というのは、特定波長を植物の葉の反射強度特性の上限近傍に設定すれば、青色波長領域の光を透過させる第1光学素子が設けられている画素と赤色波長領域の光を透過させる第2光学素子が設けられている画素とは、植物の葉から反射される赤外光に対して感度をもたず、緑色波長領域の光を透過させる第3光学素子が設けられている画素のみが植物の葉から反射される赤外光に対して感度を有するので、植物の葉を撮像した場合、第3光学素子が設けられている画素のみからG信号が出力され、信号処理回路部により緑色の信号として処理され、モニタに出力表示されることになるからである。 This is because if the specific wavelength is set in the vicinity of the upper limit of the reflection intensity characteristic of the leaf of the plant, the first optical element that transmits the light in the blue wavelength region and the light in the red wavelength region are transmitted. A pixel provided with two optical elements is only a pixel provided with a third optical element that is not sensitive to infrared light reflected from the leaves of a plant and transmits light in the green wavelength region. Is sensitive to infrared light reflected from the leaves of the plant, so that when a plant leaf is imaged, the G signal is output only from the pixel provided with the third optical element, and the signal processing circuit unit This is because it is processed as a green signal and output and displayed on the monitor.
また、発光源として特定波長以上の波長領域に発光特性を有するものを用いれば、夜間撮影時でも、各画素が特定波長以上の波長領域の赤外光に対して同等の感度を有することになるので、夜間撮影時における色の不自然さを解消できる。 In addition, if a light emitting source having a light emission characteristic in a wavelength region above a specific wavelength is used, each pixel has equivalent sensitivity to infrared light in the wavelength region above the specific wavelength even during night photography. Therefore, it is possible to eliminate the unnaturalness of color during night shooting.
図1は本発明の実施例に係る車載用監視装置の概略構成を示すブロック回路図である。この車載用監視装置は撮像装置としての車載カメラ1とモニタ2と外部制御装置3とから概略構成される。
車載カメラ1は、撮像レンズ4、照明レンズ5、画像センサ6、信号処理回路部7、照明光源回路部8を備えると共に、これらの画像センサ6、信号処理回路部7、照明光源回路部8を制御する制御回路部9を備えている。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of an in-vehicle monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention. This in-vehicle monitoring device is generally composed of an in-vehicle camera 1 as an imaging device, a monitor 2 and an external control device 3.
The in-vehicle camera 1 includes an imaging lens 4, an illumination lens 5, an image sensor 6, a signal processing circuit unit 7, and an illumination light source circuit unit 8, and includes these image sensor 6, signal processing circuit unit 7, and illumination light source circuit unit 8. A control circuit unit 9 for controlling is provided.
これらの撮像レンズ4、照明レンズ5、画像センサ6、信号処理回路部7、制御回路部9は図2に示す筐体10の内部に配設されている。ハーネス11がその筐体10から引き出され、そのハーネス11はモニタ2と外部制御装置3とに接続されている。
カメラ部12が撮像レンズ4、画像センサ6、信号処理回路部7により構成され、照明部13が照明レンズ5、照明光源回路部8により構成される。
These imaging lens 4, illumination lens 5, image sensor 6, signal processing circuit unit 7, and control circuit unit 9 are arranged inside a housing 10 shown in FIG. The harness 11 is pulled out from the housing 10, and the harness 11 is connected to the monitor 2 and the external control device 3.
The camera unit 12 includes the imaging lens 4, the image sensor 6, and the signal processing circuit unit 7, and the illumination unit 13 includes the illumination lens 5 and the illumination light source circuit unit 8.
この車載カメラ1は、図3に示すように、アウトサイドミラー装置14の下面に配置されている。15はアウトサイドミラー装置が取り付けられる車体側部の一部を示している。ここでは、車載カメラ1は運転席に近い側のアウトサイドミラーとは逆側の助手席に近い側のアウトサイドミラー装置14に取り付けられているものとする。 The in-vehicle camera 1 is disposed on the lower surface of the outside mirror device 14 as shown in FIG. Reference numeral 15 denotes a part of a vehicle body side portion to which the outside mirror device is attached. Here, it is assumed that the in-vehicle camera 1 is attached to the outside mirror device 14 on the side close to the passenger seat on the side opposite to the outside mirror on the side close to the driver seat.
照明部13は撮像対象領域を照明し、カメラ部12は夜間走行時等に照明部13により照明された撮像対象領域を撮影する。
撮像レンズ4には、例えば、広角レンズを用いる。画像センサ6には撮像レンズ4により撮像対象領域に存在する撮像対象が結像される。画像センサ6は受光面に形成された光像を光電変換し、映像信号として信号処理回路部7に出力する。
The illumination unit 13 illuminates the imaging target region, and the camera unit 12 captures the imaging target region illuminated by the illumination unit 13 when traveling at night.
For example, a wide-angle lens is used as the imaging lens 4. An imaging target existing in the imaging target region is imaged on the image sensor 6 by the imaging lens 4. The image sensor 6 photoelectrically converts the light image formed on the light receiving surface and outputs it as a video signal to the signal processing circuit unit 7.
その画像センサ6には、主に可視光領域に感度を有しかつ赤外光領域にも若干感度を有するCCD、CMOS等の撮像素子を用いる。すなわち、撮像素子(画素)は可視光領域から赤外光領域までの波長領域に対して光電変換についての感度を有する。
信号処理回路部7は、画像センサ6から出力された映像信号をNTSC信号等の所定方式の信号に変換する。この所定方式に変換された映像信号はハーネス11を経由してモニタ2に入力される。
The image sensor 6 uses an image sensor such as a CCD or CMOS which has sensitivity mainly in the visible light region and slightly sensitivity in the infrared light region. In other words, the imaging element (pixel) has a sensitivity for photoelectric conversion in a wavelength region from the visible light region to the infrared light region.
The signal processing circuit unit 7 converts the video signal output from the image sensor 6 into a signal of a predetermined system such as an NTSC signal. The video signal converted into the predetermined method is input to the monitor 2 via the harness 11.
外部制御装置3は、制御回路部9を介して画像センサ6と信号処理回路部7と照明光源回路部8とをオンオフ制御する。
照明光源回路部8は、図4に示すように、例えば、定電流源16、発光源としての赤外発光ダイオード(LED)17、Nチャネル電界効果型トランジスタ(FET)18とから構成されている。赤外発光ダイオード17のアノードは定電流源16に接続され、赤外発光ダイオード17のカソードはNチャネル電界効果型トランジスタ18のドレインに接続されている。Nチャネル電界効果型トランジスタ18のソースはアースされている。
The external control device 3 performs on / off control of the image sensor 6, the signal processing circuit unit 7, and the illumination light source circuit unit 8 via the control circuit unit 9.
As shown in FIG. 4, the illumination light source circuit unit 8 includes, for example, a constant current source 16, an infrared light emitting diode (LED) 17 as a light emission source, and an N-channel field effect transistor (FET) 18. . The anode of the infrared light emitting diode 17 is connected to the constant current source 16, and the cathode of the infrared light emitting diode 17 is connected to the drain of the N-channel field effect transistor 18. The source of the N-channel field effect transistor 18 is grounded.
Nチャネル電界効果型トランジスタ18のゲートには入力端子19を介してハイレベル又はローレベルの制御信号が制御回路部9から入力される。Nチャネル電界効果型トランジスタ18はその制御回路部9によってオンオフ制御され、Nチャネル電界効果型トランジスタ18はそのゲートにハイレベル信号が入力されるとオンされ、これにより赤外発光ダイオード17が点灯される。Nチャネル電界効果型トランジスタ18はそのゲートにローレベル信号が入力されるとオフされ、これにより赤外発光ダイオード17は消灯される。 A high-level or low-level control signal is input from the control circuit unit 9 to the gate of the N-channel field effect transistor 18 via the input terminal 19. The N-channel field effect transistor 18 is ON / OFF controlled by the control circuit unit 9, and the N-channel field effect transistor 18 is turned ON when a high level signal is input to its gate, thereby turning on the infrared light emitting diode 17. The The N-channel field effect transistor 18 is turned off when a low level signal is input to the gate thereof, whereby the infrared light emitting diode 17 is turned off.
赤外発光ダイオード17から発せられた赤外光は照明レンズ5により集光され、照明レンズ5により集光された赤外光が撮像対象領域に向けて均一に照射される。
その赤外発光ダイオード17には、図5に示すように、発光波長領域が900nmから1000nmにあり、かつ、発光強度のピークが950nm近傍にある発光特性Q1を有するものを用いる。なお、その理由は、後述する。
Infrared light emitted from the infrared light emitting diode 17 is collected by the illumination lens 5, and the infrared light collected by the illumination lens 5 is uniformly irradiated toward the imaging target region.
As the infrared light emitting diode 17, as shown in FIG. 5, a diode having a light emission characteristic Q1 having a light emission wavelength region of 900 nm to 1000 nm and a light emission intensity peak in the vicinity of 950 nm is used. The reason will be described later.
なお、信号処理回路部7に輝度値判定回路(図示を略す)を設け、この輝度値判定回路により画像センサ6から出力された映像信号に基づき輝度値を求め、この輝度値に基づき撮像対象領域の近傍の明るさを判定し、輝度値判定回路を用いて予め定めた閾値よりも輝度値が低いと判断されたときに、自動車の周囲の撮影環境が暗いと判断し、照明光源回路部8をオンさせる制御信号を制御回路部9に向けて出力し、赤外発光ダイオード17を点灯させる構成としても良い。 Note that a luminance value determination circuit (not shown) is provided in the signal processing circuit unit 7, a luminance value is obtained based on the video signal output from the image sensor 6 by the luminance value determination circuit, and an imaging target region is based on the luminance value. When the brightness value is determined to be lower than a predetermined threshold using the brightness value determination circuit, it is determined that the shooting environment around the automobile is dark, and the illumination light source circuit unit 8 A control signal for turning on the light emitting diode 17 may be output to the control circuit unit 9 to turn on the infrared light emitting diode 17.
また、映像信号に基づき輝度値を求める代わりに、フォトダイオード、フォトレジスタ等の測光センサを用いて撮像対象領域の近傍の明るさを検知することにより、赤外発光ダイオード17を点灯制御することもできる。
この実施例に係る画像センサ6の各光電変換素子としての各画素は可視領域の波長(400nmないし700nm)の光に対して感度を有すると共に、赤外領域の波長(700nmないし1000nm)の光に対しても感度を有する。
Further, instead of obtaining the luminance value based on the video signal, the lighting of the infrared light emitting diode 17 may be controlled by detecting the brightness in the vicinity of the imaging target region using a photometric sensor such as a photodiode or a photoresistor. it can.
Each pixel as each photoelectric conversion element of the image sensor 6 according to this embodiment is sensitive to light having a wavelength in the visible region (400 nm to 700 nm) and is sensitive to light having a wavelength in the infrared region (700 nm to 1000 nm). It also has sensitivity.
図6ないし図8はその画像センサ6としての撮像素子の撮像部の一例を示しており、その図6において、20は撮像素子(画像素子)としての各画素、21は光学フィルタとしてのR(赤色)フィルタ、22は光学フィルタとしてのG(緑色)フィルタ、23は光学フィルタとしてのB(青色)フィルタ、24は垂直転送レジスタ、25は水平転送レジスタ、26は出力回路部である。各画素20はマトリックス状に配置され、各画素20の前にはそれぞれ光学フィルタが設けられている。なお、各画素20はシリコンフォトダイオード等の光電変換素子により構成されている。また、垂直転送レジスタ24、水平転送レジスタ25も撮像素子(CCD)から構成されている。 6 to 8 show an example of an imaging unit of an image sensor as the image sensor 6. In FIG. 6, 20 is each pixel as an image sensor (image element), and 21 is R (optical filter). A red (red) filter, 22 is a G (green) filter as an optical filter, 23 is a B (blue) filter as an optical filter, 24 is a vertical transfer register, 25 is a horizontal transfer register, and 26 is an output circuit unit. Each pixel 20 is arranged in a matrix, and an optical filter is provided in front of each pixel 20. Each pixel 20 is constituted by a photoelectric conversion element such as a silicon photodiode. Further, the vertical transfer register 24 and the horizontal transfer register 25 are also composed of an image sensor (CCD).
そのRフィルタ21、Gフィルタ22、Bフィルタ23は、図9に示す透過率特性を有する。Bフィルタ23は波長450nm近傍に透過率のピークを有し、概略波長400nmから550nmの範囲内の青色光と波長700nm以上の赤外光とを透過させる特性Q2を有する。
Gフィルタ22は波長550nm近傍に透過率のピークを有し、概略波長450nmから650nmの範囲内の緑色光と波長700nm以上の赤外光とを透過させる特性Q3を有する。
The R filter 21, G filter 22, and B filter 23 have the transmittance characteristics shown in FIG. The B filter 23 has a transmittance peak in the vicinity of a wavelength of 450 nm, and has a characteristic Q2 that transmits blue light in a range of approximately 400 nm to 550 nm and infrared light having a wavelength of 700 nm or more.
The G filter 22 has a transmittance peak in the vicinity of a wavelength of 550 nm, and has a characteristic Q3 that transmits green light within a wavelength range of approximately 450 nm to 650 nm and infrared light having a wavelength of 700 nm or more.
Rフィルタ21は波長650nm近傍にピークを有し、概略波長650nmから700nmの範囲内の赤色光と波長700nm以上の赤外光とを透過させる特性Q4を有する。
これらのカラーフィルタはいわゆるベイヤー配列と呼ばれる配列方式で各画素20に配置されている。Rフィルタ21とBフィルタ23との前には、図7、図8に示すように、赤外光をカットする赤外光カットフィルタ27が設けられている。赤外光カットフィルタ27は、図10に示すように、そのカットオフ波長(特定波長)が900nm近傍に存在する一般的な特性Q5を有する。
The R filter 21 has a peak in the vicinity of a wavelength of 650 nm, and has a characteristic Q4 that transmits red light within a wavelength range of approximately 650 nm to 700 nm and infrared light having a wavelength of 700 nm or more.
These color filters are arranged in each pixel 20 by an arrangement method called a Bayer arrangement. In front of the R filter 21 and the B filter 23, an infrared light cut filter 27 for cutting infrared light is provided as shown in FIGS. As shown in FIG. 10, the infrared light cut filter 27 has a general characteristic Q5 whose cutoff wavelength (specific wavelength) is in the vicinity of 900 nm.
各画素20は垂直転送レジスタ24に結合され、各画素20毎に光電変換に基づき生成された各電荷は、垂直転送用クロック信号に基づき垂直方向に電流信号として転送され、水平転送レジスタ25に導かれ、水平方向転送レジスタ25に転送された電荷は水平方向転送用クロック信号に基づき水平方向に転送され、出力回路部26に入力され、出力回路部26はその電流信号を電圧信号に変換して、その電圧信号が後段の信号処理回路部7に入力される。
これにより、各画素20からそのカラーフィルターの色に対応する色信号が信号処理回路部7に向けて出力されることとなる。
Each pixel 20 is coupled to a vertical transfer register 24, and each charge generated based on photoelectric conversion for each pixel 20 is transferred as a current signal in the vertical direction based on a vertical transfer clock signal, and guided to the horizontal transfer register 25. The charges transferred to the horizontal transfer register 25 are transferred in the horizontal direction based on the horizontal transfer clock signal and input to the output circuit unit 26. The output circuit unit 26 converts the current signal into a voltage signal. The voltage signal is input to the signal processing circuit unit 7 at the subsequent stage.
As a result, a color signal corresponding to the color of the color filter is output from each pixel 20 to the signal processing circuit unit 7.
この実施例では、可視領域から赤外領域までの波長領域の光に対して感度を有する複数の画素20のうちの少なくとも1個以上の画素20の前に設けられて青色波長領域の可視光を透過させるBフィルタ23と赤外光カットフィルタ27とを重ね合わせて、緑色波長領域及び赤色波長領域の可視光及び赤外波長領域のうち赤色波長領域よりも長波長側でかつ特定波長(900nm)よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる第1光学フィルタが構成される。 In this embodiment, the visible light in the blue wavelength region is provided in front of at least one of the plurality of pixels 20 having sensitivity to light in the wavelength region from the visible region to the infrared region. The B filter 23 to be transmitted and the infrared light cut filter 27 are overlapped so that the visible wavelength and the infrared wavelength region in the green wavelength region and the red wavelength region are longer than the red wavelength region and have a specific wavelength (900 nm). A first optical filter that cuts infrared light on the shorter wavelength region side and transmits infrared light on the longer wavelength side than the specific wavelength is configured.
複数の画素20のうち第1光学フィルタが設けられていない1個以上の画素20の前に設けられて赤色波長領域の可視光を透過させるRフィルタ21と赤外光カットフィルタ27とを重ね合わせて、青色波長領域及び緑色波長領域の可視光及び赤外波長領域のうち赤色波長領域よりも長波長側でかつ特定波長(900nm)よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる第2光学フィルタが構成される。 An R filter 21 that is provided in front of one or more pixels 20 that are not provided with the first optical filter among the plurality of pixels 20 and transmits visible light in the red wavelength region and an infrared light cut filter 27 are overlapped. Among the visible light and the infrared wavelength region in the blue wavelength region and the green wavelength region, the infrared light on the longer wavelength side than the red wavelength region and on the shorter wavelength region side than the specific wavelength (900 nm) is cut and the specific wavelength is cut. The 2nd optical filter which permeate | transmits the infrared light longer than this is comprised.
複数の画素20のうち第1光学フィルタ及び第2光学フィルタが設けられていない1個以上の画素20の前に設けられて緑色波長領域の可視光を透過させかつ青色波長領域及び赤色波長領域の可視光をカットししかも赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過させるGフィルタ22のみにより第3光学フィルタが構成される。 Among the plurality of pixels 20, provided in front of one or more pixels 20 that are not provided with the first optical filter and the second optical filter, transmit visible light in the green wavelength region and transmit in the blue wavelength region and the red wavelength region. The third optical filter is configured only by the G filter 22 that cuts visible light and transmits infrared light longer than the red wavelength region.
この実施例では、第1光学フィルタをBフィルタ23と赤外光カットフィルタ27とを重ね合わせて構成し、第2光学フィルタをRフィルタ21と赤外光カットフィルタ27とを重ね合わせて構成することにしているが、第1光学フィルタを、青色波長領域の可視光を透過させると共に緑色波長領域及び赤色波長領域の可視光及び赤外波長領域のうち赤色波長領域よりも長波長側でかつ特定波長よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させるBフィルタのみにより構成しても良い。 In this embodiment, the first optical filter is configured by overlapping the B filter 23 and the infrared light cut filter 27, and the second optical filter is configured by overlapping the R filter 21 and the infrared light cut filter 27. However, the first optical filter transmits the visible light in the blue wavelength region and is specified on the longer wavelength side than the red wavelength region among the visible light and the infrared wavelength region in the green wavelength region and the red wavelength region. You may comprise only the B filter which cuts the infrared light of the short wavelength area side rather than a wavelength, and permeate | transmits the infrared light longer wavelength than a specific wavelength.
同様に第2光学フィルタを、赤色波長領域の可視光を透過させると共に青色波長領域及び緑色波長領域の可視光及び赤外波長領域のうち赤色波長領域よりも長波長側でかつ特定波長よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させるRフィルタのみにより構成しても良い。 Similarly, the second optical filter transmits visible light in the red wavelength region, and is longer than the red wavelength region and shorter than the specific wavelength among visible light and infrared wavelength regions in the blue wavelength region and the green wavelength region. You may comprise only the R filter which cuts the infrared light of the wavelength range side, and transmits the infrared light longer than a specific wavelength.
図11は従来の画像センサの感度と波長との関係を示す感度特性のグラフである。
従来の画像センサは、その図11に示すように、青色に対する画素の感度Q6のピークは波長450nm近傍にあり、緑色に対する画素の感度Q7のピークは波長550nm近傍にあり、赤色に対する画素の感度Q8のピークは波長620nm近傍にある。
なお、従来のものでも、赤外領域での青色に対応する画素の感度Q6、赤外領域での緑色に対応する画素の感度Q7、赤外領域での赤色に対応する画素の感度Q8は可視領域の感度に対して低くなっているが、夜間の場合、非可視の赤外光により撮像対象を照明して、撮像対象を認識可能にモニタに表示させることができる。
FIG. 11 is a graph of sensitivity characteristics showing the relationship between sensitivity and wavelength of a conventional image sensor.
In the conventional image sensor, as shown in FIG. 11, the peak of the pixel sensitivity Q6 for blue is near the wavelength 450 nm, the peak of the pixel sensitivity Q7 for green is near the wavelength 550 nm, and the pixel sensitivity Q8 for red This peak is in the vicinity of a wavelength of 620 nm.
Even in the conventional device, the sensitivity Q6 of the pixel corresponding to blue in the infrared region, the sensitivity Q7 of the pixel corresponding to green in the infrared region, and the sensitivity Q8 of the pixel corresponding to red in the infrared region are visible. Although it is lower than the sensitivity of the area, at night, the imaging target can be illuminated with invisible infrared light and displayed on the monitor so that the imaging target can be recognized.
赤外照明光源が設けられていない通常の車載カメラでは、赤外光と可視光とが混在して画像センサ6に感知されると、カラー画像を再生した場合に、色合いが劣化する。そこで、従来、赤外光をカットする赤外光カットフィルタを画像センサの前に設けたり、信号処理回路部7により映像信号に含まれている赤外信号成分を除去する処理を行っている。
その一方、赤外照明光源付きの車載カメラの場合、赤外光カットフィルタを画像センサの前に設けると、赤外照明を行うことが無意味になるので、赤外光カットフィルタが画像センサの前に設けられていないのが通常である。その結果、昼間撮影の場合、赤外光を含む光が画像センサ6に受光されるため、色再現性が劣化することが避けられない。
In a normal vehicle-mounted camera not provided with an infrared illumination light source, when infrared light and visible light are mixed and sensed by the image sensor 6, the color tone is deteriorated when a color image is reproduced. Therefore, conventionally, an infrared light cut filter for cutting infrared light is provided in front of the image sensor, or the signal processing circuit unit 7 performs a process of removing the infrared signal component included in the video signal.
On the other hand, in the case of an in-vehicle camera with an infrared illumination light source, if an infrared light cut filter is provided in front of the image sensor, it is meaningless to perform infrared illumination. Usually it is not provided before. As a result, in the case of daytime shooting, since light including infrared light is received by the image sensor 6, it is inevitable that the color reproducibility deteriorates.
そこで、特開2007−221225号公報に開示されているように、波長700nmから850nmまでの範囲内にある光を減衰させ、かつ、赤外領域で短波長850nm側から画素センサ(撮像素子)の感度がほぼゼロとなるまでの長波長側の全ての波長領域の光を透過させる光学フィルタを画素センサの前に設けることにより、色再現性の改善を図ることが考えられる。 Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-212225, the light in the wavelength range of 700 nm to 850 nm is attenuated, and the pixel sensor (imaging device) of the short wavelength 850 nm side in the infrared region is attenuated. It is conceivable to improve color reproducibility by providing an optical filter in front of the pixel sensor that transmits light in all wavelength regions on the long wavelength side until the sensitivity becomes almost zero.
このような特性を有する光学フィルタを用いることにすると、赤外光の波長が850nm以上の長波長である場合、この波長が850nm以上の赤外光は光学フィルタを透過することになるので、夜間でも、撮像対象を支障なく撮像できる。
しかしながら、昼間撮影時の色彩の再現性に関しては、依然として色彩の再現性に問題があり、特に、屋外の植物の葉に関しては、昼間撮影時に、依然として色合いが悪いという問題がある。
If an optical filter having such characteristics is used, when the wavelength of infrared light is a long wavelength of 850 nm or more, infrared light having a wavelength of 850 nm or more passes through the optical filter. However, the imaging object can be imaged without any problem.
However, with regard to color reproducibility during daytime photography, there is still a problem with color reproducibility, and particularly with regard to outdoor plant leaves, there is still a problem that hue is still poor during daytime photography.
図12は屋外における一般的な植物の葉によって反射された太陽光の強度分布特性Q9を示し、植物の葉によって反射された太陽光の反射強度は緑色に相当する波長500nmから600nmまでの緑色波長領域と波長700nmから900nmまでの赤外波長領域とにピークが存在している。特に、植物の葉により反射される赤外光の反射強度は緑色光の反射強度よりも大きいため、植物の葉からの反射光が画像センサ6に入射すると、画像センサ6から出力される映像信号に強い赤外信号成分が含まれるため、本来、緑色であるべき葉の色が白色でモニタ上に表示され、ドライバーが何が表示されているかを一目で判断し難いという問題がある。 FIG. 12 shows an intensity distribution characteristic Q9 of sunlight reflected by a general plant leaf outdoors, and the reflection intensity of sunlight reflected by a plant leaf is a green wavelength from a wavelength of 500 nm to 600 nm corresponding to green. There are peaks in the region and the infrared wavelength region from 700 nm to 900 nm. In particular, since the reflection intensity of the infrared light reflected by the leaves of the plant is larger than the reflection intensity of the green light, the video signal output from the image sensor 6 when the reflected light from the leaves of the plant enters the image sensor 6. Therefore, there is a problem that it is difficult to determine at a glance what the driver is displaying because the leaf color that should be green is white and is displayed on the monitor.
この実施例では、Rフィルタ21、Gフィルタ22、Bフィルタ23が図9に示す透過率特性を有し、赤外光カットフィルタ27が図10に示す透過率特性を有するので、Rフィルタ21とBフィルタ23とが設けられている画素(図7、図8参照)20については、赤外光に関して言えば、植物の葉から反射される光の強度が大きい700nmから900nmの赤外波長領域の赤外光がカットされかつ900nmよりも長波長側の赤外波長領域の赤外光が、赤外光カットフィルタ27とRフィルタ21(又はBフィルタ23)とを透過してその画素20に到達する。 In this embodiment, the R filter 21, the G filter 22, and the B filter 23 have the transmittance characteristics shown in FIG. 9, and the infrared light cut filter 27 has the transmittance characteristics shown in FIG. Regarding the pixel (see FIGS. 7 and 8) 20 provided with the B filter 23, in terms of infrared light, the intensity of light reflected from the leaves of the plant is high in the infrared wavelength region of 700 nm to 900 nm. The infrared light is cut and the infrared light in the infrared wavelength region longer than 900 nm passes through the infrared light cut filter 27 and the R filter 21 (or B filter 23) and reaches the pixel 20. To do.
その一方、Gフィルタ22が設けられている画素については、赤外光に関して言えば、図10に示す透過率特性を有する赤外光カットフィルタ27が設けられていないので、Gフィルタ22が設けられている画素には、Gフィルタ22を透過して波長700nm以上の赤外光が到達する。 On the other hand, regarding the pixel provided with the G filter 22, in terms of infrared light, the infrared light cut filter 27 having the transmittance characteristics shown in FIG. 10 is not provided, so the G filter 22 is provided. Infrared light having a wavelength of 700 nm or more reaches the pixel that passes through the G filter 22.
すなわち、Rフィルタ21と赤外光カットフィルタ27とが設けられている画素20には、赤色光と波長900nm以上の赤外光とが到達し、Bフィルタ23と赤外光カットフィルタ27とが設けられている画素20には、青色光と波長900nm以上の赤外光とが到達し、Gフィルタ22が設けられている画素20には緑色光と波長700nm以上の赤外光とが到達する。 That is, red light and infrared light having a wavelength of 900 nm or more reach the pixel 20 provided with the R filter 21 and the infrared light cut filter 27, and the B filter 23 and the infrared light cut filter 27 are provided. Blue light and infrared light having a wavelength of 900 nm or more reach the pixel 20 provided, and green light and infrared light having a wavelength of 700 nm or more reach the pixel 20 provided with the G filter 22. .
植物の葉から反射される赤外光の波長成分は、既述したように、波長700nmから900nmまでの赤外波長領域にあるので、この実施例に係る画像センサ6の感度特性は、図13に示すようなものとなる。
すなわち、植物の葉から反射される光のうち、波長領域700nmから900nmまでの赤外光について感度を有する画素20は、Gフィルタ22が設けられている画素20であるので、Gフィルタ22が設けられている画素20の感度Q10は図13に示す破線で示すようなものとなる。
As described above, the wavelength component of the infrared light reflected from the leaves of the plant is in the infrared wavelength region from the wavelength of 700 nm to 900 nm. Therefore, the sensitivity characteristic of the image sensor 6 according to this embodiment is as shown in FIG. It will be as shown in
That is, among the light reflected from the leaves of the plant, the pixel 20 having sensitivity with respect to infrared light in the wavelength region of 700 nm to 900 nm is the pixel 20 provided with the G filter 22. The sensitivity Q10 of the pixel 20 is as shown by the broken line in FIG.
これに対して、Rフィルタ21と赤外光カットフィルタ27とが設けられている画素20の感度Q11は図13に示す一点鎖線で示すようなものとなり、Bフィルタ23と赤外光27とが設けられている画素子20の感度Q12は図13に実線で示すようなものとなる。
Rフィルタ21が設けられている画素20、Gフィルタ22が設けられている画素20、Bフィルタ23が設けられている画素20はその全てが、特定波長900nm以上の波長領域の赤外光に対して同程度の感度を有するので、波長900nm以上の波長領域の赤外光を反射する物体を撮像したときには、各画素20から出力される色信号が同じ大きさとなるため、信号処理回路部7で処理してモニタ2に表示させた場合に灰色の物体として表示される。
On the other hand, the sensitivity Q11 of the pixel 20 provided with the R filter 21 and the infrared light cut filter 27 is as shown by the alternate long and short dash line shown in FIG. The sensitivity Q12 of the provided image element 20 is as shown by a solid line in FIG.
The pixel 20 provided with the R filter 21, the pixel 20 provided with the G filter 22, and the pixel 20 provided with the B filter 23 are all for infrared light in a wavelength region having a specific wavelength of 900 nm or more. Therefore, when imaging an object that reflects infrared light in the wavelength region of 900 nm or more, the color signal output from each pixel 20 has the same magnitude, so the signal processing circuit unit 7 When processed and displayed on the monitor 2, it is displayed as a gray object.
これに対して、波長500nmから600nmまでの緑色波長領域と700nmから900nmまでの赤外波長領域とを反射する物体を撮像したときには、Gフィルタ22が設けられている画素20からの色信号の出力が、Rフィルタ21が設けられている画素20及びBフィルタ23が設けられている画素20からの色信号の出力に対してはるかに大きいので、信号処理回路部7で処理してモニタ2に表示させた場合に緑色の物体として表示される。従って、昼間、植物の葉を撮影したときには、モニタ2に緑色の物体として表示される。 On the other hand, when an image of an object that reflects a green wavelength region from a wavelength of 500 nm to 600 nm and an infrared wavelength region from 700 nm to 900 nm is imaged, an output of a color signal from the pixel 20 provided with the G filter 22 is performed. Is much larger than the color signal output from the pixel 20 provided with the R filter 21 and the pixel 20 provided with the B filter 23, and is processed by the signal processing circuit unit 7 and displayed on the monitor 2. Displayed as a green object. Accordingly, when a plant leaf is photographed in the daytime, it is displayed on the monitor 2 as a green object.
この実施例では、植物の葉に限らず、700nmから900nmの赤外波長領域の太陽光を反射する物体は、全てモニタ2に緑色表示されることになるが、車載カメラ1として屋外で用いて撮影を行う限り、700nmから900nmの波長領域の太陽光を反射する物体は、ほとんど植物のみであるので、違和感のない画像をモニタ2に表示させることができる。 In this embodiment, not only the leaves of plants but also all objects reflecting sunlight in the infrared wavelength region from 700 nm to 900 nm are displayed in green on the monitor 2. As long as shooting is performed, an object that reflects sunlight in a wavelength region of 700 nm to 900 nm is almost only a plant, so that an image without a feeling of strangeness can be displayed on the monitor 2.
このように、700nmから900nmまでの波長領域の赤外光が画像センサ1に入射すると、モニタ2に緑色表示されることになるので、夜間走行時に、700nmから900nmまでの波長領域の発光特性を有する赤外発光ダイオード17を用いて、物体を撮影すると、Gフィルタ22が設けられている画素20の色信号のみが出力されるため、モニタ2に緑色の物体として表示されるのみならず画面全体が緑色気味となり、夜間走行時の撮影に関して、違和感を生じることになる。 As described above, when infrared light in the wavelength region from 700 nm to 900 nm is incident on the image sensor 1, the monitor 2 displays a green color. Therefore, the emission characteristics in the wavelength region from 700 nm to 900 nm can be obtained during night driving. When an object is photographed using the infrared light emitting diode 17 having the color filter, only the color signal of the pixel 20 provided with the G filter 22 is output, so that it is not only displayed as a green object on the monitor 2 but also the entire screen. Becomes green, and a sense of incongruity is caused when shooting at night.
この実施例では、赤外発光ダイオード17の発光特性Q1として、900nmから1000nmの波長領域の赤外光により照明を行っているので、かつ、全ての画素20が900nm以上の波長領域の赤外光に対して同程度の感度を有しているので、夜間走行時に、この実施例にかかる発光特性Q1を有する赤外発光ダイオード17を用いて照明して撮像するので、モニタ2に表示された物体は白黒表示され、夜間走行時にも、撮像された画像が違和感なくモニタ2に表示される。これが、900nmから1000nmの波長領域の発光特性Q1を有する赤外発光ダイオード17を夜間照明に用いる理由である。 In this embodiment, the light emission characteristic Q1 of the infrared light emitting diode 17 is illuminated with infrared light in the wavelength region of 900 nm to 1000 nm, and all the pixels 20 have infrared light in the wavelength region of 900 nm or more. The object displayed on the monitor 2 is illuminated with the infrared light emitting diode 17 having the light emission characteristic Q1 according to this embodiment when traveling at night. Is displayed in black and white, and the captured image is displayed on the monitor 2 without a sense of incongruity even during night driving. This is the reason why the infrared light emitting diode 17 having the light emission characteristic Q1 in the wavelength region of 900 nm to 1000 nm is used for night illumination.
すなわち、この実施例では、特定波長が植物の反射強度分布特性の波長領域の上限波長の限界近傍に設定されているので、昼間撮影時には植物の葉の色の再現性の向上を図ることができ、夜間における赤外光照明時でも、特定波長以上の波長域に発光特性を有する赤外発光ダイオード17を用いているので、違和感なくモニタ2に撮影画像を表示させることができる。 That is, in this embodiment, the specific wavelength is set in the vicinity of the upper limit wavelength limit of the wavelength region of the reflection intensity distribution characteristic of the plant, so that it is possible to improve the reproducibility of the plant leaf color during daytime photography. Even when the infrared light is illuminated at night, the infrared light emitting diode 17 having a light emission characteristic in a wavelength region of a specific wavelength or more is used, so that a photographed image can be displayed on the monitor 2 without a sense of incongruity.
図14は、この実施例にかかる車載カメラ1を用いて、自動車28の前輪29を撮影した例を示す説明図である。その図14において、30は撮像対象領域を示している。この図14には、車載カメラ1が運転席とは逆側のアウトサイドミラー装置14に設けられている。
信号処理回路部7は、その撮像対象領域30のうちから画像切り出しを行って、前輪29の近傍のみの画像をモニタ2に向けて出力する。これにより、モニタ2に前輪近傍の画像が表示される。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example in which the front wheel 29 of the automobile 28 is photographed using the in-vehicle camera 1 according to this embodiment. In FIG. 14, reference numeral 30 denotes an imaging target area. In FIG. 14, the in-vehicle camera 1 is provided in the outside mirror device 14 on the side opposite to the driver's seat.
The signal processing circuit unit 7 cuts out an image from the imaging target region 30 and outputs an image only near the front wheel 29 toward the monitor 2. Thereby, an image near the front wheels is displayed on the monitor 2.
夜間走行時には、赤外発光ダイオード17が発光され、照明レンズ5により赤外光が集光されて撮像対象領域30が照明される。照明レンズ5を用いて赤外発光ダイオード17から出射される赤外光を集光して撮像対象領域30のみを照明するので、赤外発光ダイオード17から出射される赤外光を効率よく撮像対象領域30に向けて照射することができ、電力の節約を図ることができる。 When traveling at night, the infrared light emitting diode 17 emits light, and the infrared light is collected by the illumination lens 5 to illuminate the imaging target region 30. Since the infrared light emitted from the infrared light emitting diode 17 is condensed using the illumination lens 5 and only the imaging target region 30 is illuminated, the infrared light emitted from the infrared light emitting diode 17 is efficiently captured. Irradiation can be performed toward the region 30, and power can be saved.
6…画像センサ
20…画素
21…赤色フィルタ
22…緑色フィルタ
23…青色フィルタ
27…赤外光カットフィルタ
6 ... Image sensor 20 ... Pixel 21 ... Red filter 22 ... Green filter 23 ... Blue filter 27 ... Infrared light cut filter
Claims (7)
前記複数の画素のうちの少なくとも1個以上の画素の前に設けられて青色波長領域の可視光を透過させると共に緑色波長領域及び赤色波長領域の可視光及び赤外波長領域のうち前記赤色波長領域よりも長波長側でかつ特定波長よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも前記特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる第1光学フィルタと、
前記複数の画素のうち前記第1光学フィルタが設けられていない1個以上の画素の前に設けられて前記赤色波長領域の可視光を透過させると共に前記青色波長領域及び前記緑色波長領域の可視光及び前記赤外波長領域のうち前記赤色波長領域よりも長波長側でかつ前記特定波長よりも短波長領域側の赤外光をカットししかも前記特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる第2光学フィルタと、
前記複数の画素のうち前記第1光学フィルタ及び前記第2光学フィルタが設けられていない1個以上の画素の前に設けられて前記緑色波長領域の可視光を透過させかつ前記青色波長領域及び前記赤色波長領域の可視光をカットししかも前記赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過させる第3光学フィルタと、
を備えていることを特徴とする画像センサ。 A plurality of pixels having sensitivity to light in a wavelength region from the visible region to the infrared region;
The red wavelength region is provided in front of at least one of the plurality of pixels and transmits visible light in a blue wavelength region, and the red wavelength region in visible light and infrared wavelength regions in a green wavelength region and a red wavelength region. A first optical filter that cuts infrared light on a longer wavelength side and shorter wavelength region side than a specific wavelength and transmits infrared light on a longer wavelength side than the specific wavelength;
Visible light in the red wavelength region and visible light in the blue wavelength region and the green wavelength region are provided in front of one or more pixels in which the first optical filter is not provided among the plurality of pixels. In the infrared wavelength region, infrared light on the longer wavelength side than the red wavelength region and on the shorter wavelength region side than the specific wavelength is cut, and infrared light on the longer wavelength side than the specific wavelength is transmitted. A second optical filter,
Among the plurality of pixels, the first optical filter and the second optical filter that are not provided are provided in front of one or more pixels to transmit visible light in the green wavelength region and the blue wavelength region, A third optical filter that cuts visible light in a red wavelength region and transmits infrared light on a longer wavelength side than the red wavelength region;
An image sensor comprising:
前記第2光学フィルタは前記赤色波長領域の可視光を透過させかつ前記青色波長領域及び前記緑色波長領域の可視光をカットししかも前記赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過する赤色フィルタと前記特定波長よりも短波長側の光をカットしかつ該特定波長よりも長波長側の赤外光を透過させる赤外光カットフィルタとを重ねて構成され、
前記第3光学フィルタは前記緑色波長領域の可視光を透過させかつ前記青色波長領域及び前記赤色波長領域の可視光をカットししかも前記赤色波長領域よりも長波長側の赤外光を透過させる緑色フィルタにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像センサ。 The first optical filter transmits blue light in the blue wavelength region, cuts visible light in the green wavelength region and the red wavelength region, and transmits infrared light on a longer wavelength side than the red wavelength region. A filter and an infrared light cut filter that cuts light on a shorter wavelength side than the specific wavelength and transmits infrared light on a longer wavelength side than the specific wavelength are overlapped,
The second optical filter transmits red light in the red wavelength region, cuts visible light in the blue wavelength region and the green wavelength region, and transmits infrared light on a longer wavelength side than the red wavelength region. A filter and an infrared light cut filter that cuts light on a shorter wavelength side than the specific wavelength and transmits infrared light on a longer wavelength side than the specific wavelength are overlapped,
The third optical filter transmits green light in the green wavelength region, cuts visible light in the blue wavelength region and the red wavelength region, and transmits infrared light on a longer wavelength side than the red wavelength region. The image sensor according to claim 1, wherein the image sensor is configured by a filter.
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