CN102165762B - 图像拍摄装置以及图像拍摄装置用信号处理电路 - Google Patents

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Abstract

本发明根据可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平的比较结果，切换基于可见光像素信号的亮度信号的生成与基于近红外光像素信号的亮度信号的生成。

Description

图像拍摄装置以及图像拍摄装置用信号处理电路
技术领域
本发明涉及包括多个像素在可见光以及近红外光的波长区域中具有灵敏度的摄像元件，根据可见光像素信号与近红外光像素信号生成亮度信号和色彩信号的图像拍摄装置以及这种图像拍摄装置用的信号处理电路。
背景技术
本申请在此将2008年10月7日申请的包含说明书、附图、权利要求书的日本专利申请2008-260435号的全部内容作为参考纳入本说明书中。
在CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)图像传感器等固体摄像元件中，设置用于得到彩色图像的彩色滤光器(例如，使红、绿、蓝三原色的光透过的原色彩色滤光器)。利用彩色滤光器，使可见光(波长：约380nm～770nm)中的特定波段的光射入受光元件(光电二极管)。
彩色滤光器对近红外光(波长：约800nm～900nm)也具有某种程度的透过性。因此，受光元件不仅在可见光的波长区域中具有灵敏度，在红外光的波长区域中也具有灵敏度。即，射入彩色滤光器的红外光的一部分由受光元件接收。对此，在数码照相机等中，为了截断不需要的红外光，在固体摄像元件的入射面侧配置IR(Infra Red，红外光)截止滤光器。
近年来固体摄像元件的用途变得非常广泛，作为近红外光的受光传感器积极地得到利用。例如，有从发光部对被摄体照射近红外光，接收从被摄体反射来的反射光，以取得与被摄体的距离信息的技术(例如参照专利文献1)。在此情况下，通过单板结构接收可见光及近红外光，从可见光取得彩色图像，同时从近红外光取得距离信息，进行最佳的曝光时间控制。其结果是，在可见光与近红外光中能够相互独立地进行曝光时间控制。
图9所示的摄像元件包括在红色波长区域(R)中具有灵敏度的像素P1、在绿色波长区域(G)中具有灵敏度的像素P2、在蓝色波长区域(B)中具有灵敏度的像素P3、在近红外波长区域(IR)中具有灵敏度的像素P4。该摄像元件从可见光波长区域生成亮度信号与色彩信号，并且从近红外光波长区域生成距离信息取得用的近红外光像素信号(IR)。
专利文献1：日本特开2008-5213号
在上述以往技术中，近红外光像素信号仅用于测距用，彩色图像始终仅使用可见光生成。在夜间时等昏暗的状况下，可见光的量非常少，因此摄像元件的灵敏度不足，无法取得良好的彩色图像。特别是在车载照相机或监视照相机的用途中，使用者的视觉识别度较低，期望解决该问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而作，主要目的是提供一种在昏暗状况下的摄影时也能清楚地得到彩色图像的图像拍摄装置。
(1)本发明的图像拍摄装置根据可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平的比较结果，切换基于所述可见光像素信号的亮度信号的生成与基于所述近红外光像素信号的亮度信号的生成。
(2)即，本发明的图像拍摄装置包括：
摄像元件，能够输出可见光像素信号与近红外光像素信号；
YC处理部，能够根据所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号分别生成亮度信号与色彩信号；以及
可见光/近红外光优势判断部，比较所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平，根据该比较结果，切换基于所述可见光像素信号的亮度信号的生成与基于所述近红外光像素信号的亮度信号的生成。
(3)在上述结构的图像拍摄装置中，
所述YC处理部包括：
第一信号生成结构，具有适于基于白天或以此为基准的明亮的第一摄影环境下由所述摄像元件输出的所述可见光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；以及
第二信号生成结构，具有适于基于比所述第一摄影环境昏暗的第二摄影环境下由所述摄像元件输出的所述近红外光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；
所述可见光/近红外光优势判断部根据所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平的比较结果，在所述YC处理部中切换所述第一信号生成结构与所述第二信号生成结构。
在上述结构中，可见光/近红外光优势判断部进行可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平的比较，根据该比较结果，切换所述YC处理部中的所述第一信号生成结构与所述第二信号生成结构。据此，根据可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平的比较，自动改变亮度信号的生成结构。例如，在可见光像素信号与近红外光像素信号相比相对较大，摄像环境相对明亮时，基于可见光像素信号生成亮度信号与色彩信号。另外，在可见光像素信号与近红外光像素信号相比相对较小，摄像环境相对昏暗时，基于可见光像素信号生成色彩信号，而基于近红外光像素信号生成亮度信号。
在该信号生成的切换控制中，遵循如下控制思想，即在明亮时亮度信号与色彩信号均基于可见光像素信号生成，但在昏暗时根据可见光像素信号生成色彩信号，根据近红外光像素信号生成亮度信号。由于近红外光在昏暗状况下比可见光多，所以基于近红外光像素信号生成的亮度信号的信号电平较大。以此方式捕捉摄影环境的明亮度变化，并可以据此改变亮度信号的生成结构，因此在与近红外光像素信号相比可见光像素信号较小的昏暗状况下的摄影时，也能清楚地得到彩色图像，提高使用者的视觉识别度。
(4)本发明中，
所述摄像元件包括：
多个第一像素，在可见光波长区域中具有灵敏度，输出所述可见光像素信号；以及
多个第二像素，在近红外光波长区域中具有灵敏度，输出所述近红外光像素信号；
所述第一像素包含：
对红色可见光具有灵敏度的像素；
对绿色可见光具有灵敏度的像素；以及
对蓝色可见光具有灵敏度的像素。
在该方式中，使用混合有配置了透过红色、绿色、蓝色三原色的可见光波长区域的彩色滤光器的像素与配置了透过近红外光波长区域的彩色滤光器的像素的摄像元件。
此外，在可见光像素信号等于近红外光像素信号时，可以适用上述两个处理中的任意一个。
(5)在本发明中，具有如下方式：
所述摄像元件包括：
多个第一像素，在可见光波长区域中具有灵敏度，输出所述可见光像素信号；以及
多个第二像素，在近红外光波长区域中具有灵敏度，输出所述近红外光像素信号；
所述第二信号生成结构包含：
第2-1信号生成结构，基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素以一个像素为单位读出的所述可见光像素信号生成色彩信号；以及
第2-2信号生成结构，基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号；
所述可见光/近红外光优势判断部在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换；
所述可见光/近红外光优势判断部在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下对所述YC处理部指示向所述第2-2信号生成结构的切换。
此外，在该方式中，还包括：
驱动切换控制部以及可见光/阈值判断部；
所述驱动切换控制部包括：
第一读出结构，从所述摄像元件以一个像素为单位读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号；以及
第二读出结构，从所述摄像元件将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号；
所述驱动切换控制部切换所述第一读出结构与所述第二读出结构；
所述可见光/阈值判断部在判断为所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下，对所述驱动切换控制部指示向所述第一读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换；
所述可见光/阈值判断部在判断为所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下，在所述亮度信号生成时，对所述驱动切换控制部指示向所述第一读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换，在所述色彩信号生成时，对所述驱动切换控制部指示向所述第二读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-2信号生成结构的切换
根据该方式，可见光/阈值判断部将可见光像素信号与指定阈值相比较，将该判断结果提供给驱动切换控制部与YC处理部。驱动切换控制部根据提供的判断结果切换像素信号的读取结构。另外，YC处理部根据提供的判断结果切换亮度信号和色彩信号的信号生成结构。在可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平相比相对较小的状态(摄影环境相对昏暗的状态)下，可见光像素信号有大于和小于指定阈值的状态。前者是昏暗但不非常昏暗的状态，而后者是非常昏暗的状态。
在可见光像素信号大于指定阈值的状态下，可见光/阈值判断部实施如下指示。
(可见光/阈值判断部向驱动切换控制部的指示)
向以一个像素为单位的读出驱动控制(第一读出结构)的切换；
(可见光/阈值判断部向YC处理部的指示)
向基于从摄像元件2以一个像素为单位读出的近红外光像素信号的亮度信号的生成，与基于从摄像元件2以一个像素为单位读出的可见光像素信号的色彩信号的生成(第2-1信号生成结构)的切换；
这与上述(3)的结构相同。
另一方面，在可见光像素信号等于或小于指定阈值的状态(摄影环境非常昏暗的状态)下，可见光/阈值判断部实施如下指示。(亮度信号生成中可见光/阈值判断部向驱动切换控制部的指示)
向以一个像素为单位的读出驱动控制(第一读出结构)的切换；
(亮度信号生成中可见光/阈值判断部向YC处理部的指示)
向基于从摄像元件2以一个像素为单位读出的近红外光像素信号的亮度信号的生成(第2-1信号生成结构)的切换；
(色彩信号生成中可见光/阈值判断部向驱动切换控制部的指示)
向将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出像素信号的读出驱动控制(第二读出结构)的切换；
(色彩信号生成中可见光/阈值判断部向YC处理部的指示)
向基于进行像素混合而读出的可见光像素信号的色彩信号的生成(第2-2信号生成结构)的切换；
在此情况下，在色彩信号的生成中，由于进行像素混合而使分辨率降低，但作为人眼的特性对色彩信号没有对亮度信号那样敏感，因此不会造成太大的问题。另一方面，进行像素混合后，更多地取得可见光像素信号，由此生成噪声较少的色彩信号，因此能够取得比较良好的彩色图像。
对近红外光模拟像素信号不进行像素混合，进行通常的以一个像素为单位的信号取得，这是因为在可见光少的夜间时近红外光成分较多，因而没有必要进行像素混合。在此情况下，采用通常的信号取得，因此根据近红外光像素信号生成的亮度信号不会产生分辨率降低等问题。
以上述方式，能够根据可见光像素信号与指定阈值的大小关系生成最佳的色彩信号，在夜间时等可见光少的非常昏暗的情况下，也能在某种程度上确保摄像元件的灵敏度，能够取得还算良好的彩色图像，特别是在车载照相机或监视照相机的用途中，能够提高使用者的视觉识别度。
此外，在可见光像素信号等于指定阈值时，可以适用上述两个处理中的任意一个。
(6)在本发明的摄影装置中，有如下方式：
所述YC处理部代替所述第2-2信号生成结构包括第2-3信号生成结构；
所述第2-3信号生成结构基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素长时间曝光而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号。
该方式的基本作用与上述(5)的结构相同，此处描述与(5)的结构的不同点。在可见光像素信号小于指定阈值的情况即摄影环境非常昏暗的情况下，可见光/阈值判断部进行如下控制。在亮度信号的生成中，可见光/阈值判断部对驱动切换控制部指示以一个像素为单位的读出驱动控制，对YC处理部指示使用以一个像素为单位读出的近红外光像素信号的亮度信号的生成。另一方面，在色彩信号的生成中，可见光/阈值判断部对驱动切换控制部指示长时间曝光而读出像素信号，对YC处理部指示基于进行长时间曝光而读出的可见光像素信号生成色彩信号。在此情况下，由于长时间曝光，在色彩信号的生成中不读出信号的期间变长，色彩信号的更新速率降低，但作为人眼的特性对色彩信号没有对亮度信号那样敏感，因此不会造成太大的问题。进行长时间曝光后，更多地取得可见光像素信号，生成噪声更少的色彩信号，因此能够取得比较良好的彩色图像。
对近红外光像素信号不进行长时间曝光，进行通常的以一个像素为单位的信号取得，这是因为在可见光少的夜间时等情况下近红外光成分较多，因而没有必要进行长时间曝光。在此情况下，进行通常的信号取得，因此根据近红外光像素信号生成的亮度信号不会产生更新速率降低等问题。
如上所述，能够根据可见光像素信号与指定阈值的大小关系生成最佳的色彩信号，在夜间时等可见光少的非常昏暗的情况下，也能在某种程度上确保摄像元件的灵敏度，能够取得还算良好的彩色图像，特别是在车载照相机或监视照相机的用途中，能够提高使用者的视觉识别度。
此外，在可见光像素信号等于指定阈值时，可以适用上述两个处理中的任意一个。
(7)另外，本发明的图像拍摄装置用信号处理电路构成为：
根据可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平的比较结果，切换基于所述可见光像素信号的亮度信号的生成与基于所述近红外光像素信号的亮度信号的生成。
本发明的图像拍摄装置用信号处理电路能够适用于包括摄像元件的任意图像拍摄装置，该摄像元件包括在可见光以及近红外光的波长区域中具有灵敏度的像素。
(发明效果)
本发明捕捉摄影环境的明亮度变化，根据该捕捉结果改变亮度信号的生成方法，因此在与近红外光像素信号相比可见光像素信号较小的昏暗状况下的摄影时，也能得到清楚的彩色图像，能够提高使用者的视觉识别度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的图像拍摄装置的结构的框图。
图2是表示本发明的实施方式1、2的摄像元件的像素排列的图。
图3是表示本发明的实施方式1的亮度信号计算式、色彩信号计算式切换的过程的流程图。
图4是表示本发明的实施方式2的图像拍摄装置的结构的框图。
图5是表示本发明的实施方式2的亮度信号计算式、色彩信号计算式以及驱动方法切换的过程的流程图。
图6是表示本发明的实施方式2的摄像元件的9像素混合的例子的图。
图7是表示本发明的实施方式2的摄像元件的长时间积蓄时的曝光时间例的图。
图8是表示本发明的实施方式2的变形例的亮度信号计算式、色彩信号计算式以及驱动方法切换的过程的流程图。
图9是以往的摄像元件的结构图。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明涉及的图像拍摄装置以及图像拍摄装置用信号处理电路的实施方式。
(实施方式1)
本发明的实施方式1的图像拍摄装置构成为在明亮时根据可见光生成亮度信号，而在昏暗时根据近红外光生成亮度信号。
图1是表示本发明的实施方式1的图像拍摄装置的结构的框图。该图像拍摄装置包括光学透镜1、固体摄像元件2、AD转换器3、信号处理部4、格式转换部5以及存储器6。该图像拍摄装置与包括外部存储介质7a和监视器7b的外部设备7连接。
固体摄像元件2包括CCD图像传感器等。固体摄像元件2中，多个像素在可见光(波长：约380nm～770nm)以及近红外光(波长：约800nm～900nm)的波长区域中具有灵敏度。固体摄像元件2配置在光学透镜1的后方。AD转换器3将由摄像元件2得到的模拟像素信号转换为数字像素信号。在基于可见光与近红外光生成模拟像素信号与数字像素信号的本实施方式的说明中，以下将模拟像素信号的总称称作模拟像素信号(R，G，B，IR)，将数字像素信号的总称称作数字像素信号(R，G，B，IR)，将可见光模拟像素信号称作可见光模拟像素信号(R，G，B)，将可见光数字像素信号称作可见光数字像素信号(R，G，B)，将近红外光模拟像素信号称作近红外光模拟像素信号(IR)，将近红外光数字像素信号称作近红外光数字像素信号(IR)。
信号处理部4对数字像素信号(R，G，B，IR)进行各种信号处理以生成亮度信号与色彩信号。格式转换部5对亮度信号与色彩信号进行格式转换(JPEG或MPEG)。格式转换是为了进行外部输出(显示或存储等)而实施的。存储器6由DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)等构成。
信号处理部4包括YC处理部4a、像素累计部4b、以及可见光/近红外光优势判断部4c。YC处理部4a基于存储器6将数字像素信号(R，G，B，IR)分解为亮度信号与色彩信号。YC处理部4a构成亮度信号生成部。像素累计部4b对数字像素信号(R，G，B，IR)进行累计/平均化，并进行累计/平均化了的数字像素信号(R，G，B，IR)的曝光调整和白平衡调整等处理。以下，将由像素累计部4b进行了累计/平均化的可见光数字像素信号(R，G，B)称作可见光数字像素信号(R，G，B)的平均值，将进行了累计/平均化的近红外光数字像素信号(IR)称作近红外光数字像素信号(IR)的平均值。
可见光/近红外光优势判断部4c进行可见光数字像素信号(R，G，B)的平均值与近红外光数字像素信号(IR)的平均值的大小比较的判断，基于该判断结果对YC处理部4a指示亮度信号、色彩信号的生成结构的切换。YC处理部4a包括第一信号生成结构4a1和第二信号生成结构4a2。第一信号生成结构4a1是适于基于白天或以此为基准的相对明亮的第一摄影环境下得到的可见光数字像素信号生成亮度信号的结构。第二信号生成结构4a2是适于基于比第一摄影环境昏暗的第二摄影环境下得到的近红外光数字像素信号生成亮度信号的结构。
从YC处理部4a输出的亮度信号以及色彩信号(两个信号都是数字信号)被传送到格式转换部5。YC处理部4a与格式转换部5在各自的处理时将存储器6用作工作区域。作为格式转换部5的后续设备的外部设备7包括用于进行静止图像存储的存储卡等外部存储介质7a与监视器7b(液晶显示器等)。
图2表示摄像元件2的像素排列的例子。在图2中，P1是在红色波长区域(R)中具有灵敏度的像素，P2是在绿色波长区域(G)中具有灵敏度的像素，P3是在蓝色波长区域(B)中具有灵敏度的像素，P4是在近红外波长区域(IR)中具有灵敏度的像素。这些像素P1～P4在水平和垂直两个方向上反复以矩阵状配置。像素P1～P3构成在第一可见光波长区域中具有灵敏度并输出可见光模拟像素信号的多个第一像素。像素P4构成在近红外光波长区域中具有灵敏度并输出近红外光模拟像素信号的多个第二像素。此外，此处配置了在红色、绿色、蓝色的各个波长区域中具有灵敏度的像素，但只要是可见光区域，在哪个波长区域中具有灵敏度的像素都可以。另外，4种像素也可以相对于图示的状态进行替换。4种像素在摄像元件上的位置是任意的。
接着，说明以上述方式构成的本实施方式的图像拍摄装置的动作。透过光学透镜1的被摄体的光学像在摄像元件2上成像，由摄像元件2的第一像素(可见光像素)与第二像素(近红外光相续)分别进行光电转换。由摄像元件2得到的模拟像素信号(R，G，B，IR)通过AD转换器3进行数字化，并输出到信号处理部4。在信号处理部4中，由摄像元件2取得并由AD转换器3转换为数字数据的数字像素信号(R，G，B，IR)进行累计/平均化，生成可见光数字像素信号(R，G，B)的平均值AV(R，G，B)与近红外光数字像素信号(IR)的平均值AV(IR)。平均值AV(R，G，B)表示可见光数字像素信号(R，G，B)的信号电平(level)，平均值AV(IR)表示近红外光数字像素信号(IR)的信号电平。
这些平均值AV(R，G，B)、AV(IR)被发送到可见光/近红外光优势判断部4c。可见光/近红外光优势判断部4c对平均值AV(R，G，B)与平均值AV(IR)进行大小比较判断，基于该判断结果，选择输出该判断结果的摄影环境下最佳的亮度信号、色彩信号的生成结构(第一或第二信号生成结构4a1、4a2)，对YC处理部4a进行切换到选择的信号生成结构的指示。即，在平均值AV(R，G，B)比平均值AV(IR)大时(AV(R，G，B)＞AV(IR))，判断为白天或以此为基准的明亮的第一摄影环境(相对明亮的环境)下的摄影结果，对YC处理部4a进行使用第一信号生成结构4a1(基于可见光数字像素信号(R，G，B，IR)生成亮度信号与色彩信号的结构)生成亮度信号与色彩信号的指示。另一方面，在平均值AV(R，G，B)等于或小于平均值AV(IR)时(AV(R，G，B)≤AV(IR))，判断为比第一摄影环境昏暗的第二摄影环境(相对昏暗的环境)下的摄影结果，对YC处理部4a进行使用第二信号生成结构4a2(色彩信号基于可见光数字像素信号(R，G，B)生成，而亮度信号基于近红外光数字像素信号(IR)生成的结构)生成色彩信号与亮度信号的指示。接收了来自可见光/近红外光优势判断部4c的指示的YC处理部4a进行被指示的第一、第二信号生成结构4a1、4a2中的信号处理。即，在具有向第一信号生成结构4a1的切换指示时，基于可见光数字像素信号(R，G，B)生成亮度信号与色彩信号。另一方面，在具有向第二信号生成结构4a2的切换指示时，基于可见光数字像素信号(R，G，B)生成色彩信号，基于近红外数字光像素信号(IR)生成亮度信号。以此方式切换信号生成结构。YC处理部4a在亮度信号与色彩信号的生成时将存储器6用作工作区域。
由YC处理部4a生成的亮度信号与色彩信号被发送到格式转换部5。格式转换部5对亮度信号与色彩信号进行用于显示或存储的格式转换(JPEG或MPEG)。格式转换部5在格式转换时将存储器6用作工作区域。进行了格式转换的图像数据存储到外部存储介质7a中，或在监视器7b中显示。
图3是表示信号处理部4进行的处理的过程的流程图。是根据可见光数字像素信号(R，G，B)的平均值AV(R，G，B)与近红外光数字像素信号(IR)的平均值AV(IR)的大小比较从而确定第一、第二信号生成结构4a1、4a2(具体而言是亮度信号计算式以及色彩信号计算式)的流程图。
在步骤S1中，可见光/近红外光优势判断部4c进行画面上的可见光数字像素信号的平均值AV(R，G，B)与近红外光数字像素信号的平均值AV(IR)的大小比较，在平均值AV(R，G，B)比平均值AV(IR)大时(AV(R，G，B)＞AV(IR))，判断为该数字像素信号是作为第一摄影环境下的摄影结果得到的，进入步骤S2。另一方面，在平均值AV(R，G，B)等于或小于平均值AV(IR)时(AV(R，G，B)≤AV(IR))，判断为该数字像素信号是作为第二摄影环境下的摄影结果得到的，进入步骤S3。
在平均值AV(R，G，B)＞平均值AV(IR)的情况下实施的步骤S2是由第一信号生成结构4a1进行的亮度信号与色彩信号的生成步骤，在该步骤S2中YC处理部4a按照下式(1)～(3)计算亮度信号(Y)以及色彩信号(U，V)。此处，U、V是数字影像信号的分量，U、V相当于色差信号。使用“YUV”称呼亮度/色差复用信号。
Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B…(1)
U＝-0.147×R-0.289×G+0.436×B…(2)
V＝0.615×R-0.515×G-0.100×B…(3)
在平均值AV(R，GB)≤平均值AV(IR)的情况下实施的步骤S3是由第二信号生成结构4a2进行的亮度信号/色彩信号的生成步骤，在该步骤S3中YC处理部4a按照下式(4)～(6)计算亮度信号以及色彩信号。
Y＝IR…(4)
U＝-0.147×R-0.289×G+0.436×B…(5)
V＝0.615×R-0.515×G-0.100×B…(6)
式(5)与式(2)相同，式(6)与式(3)相同。
如以上所说明的那样，在本实施方式中，在可见光/近红外光优势判断部4c判断为相对明亮的第一摄影环境下得到的摄影结果时，YC处理部4a选择第一信号生成结构4a1(基于可见光像素信号生成亮度信号与色彩信号的结构)，而在可见光/近红外光优势判断部4c判断为相对昏暗的第二摄影环境时，YC处理部4a选择第二信号生成结构(根据可见光像素信号生成色彩信号，但根据近红外光数字像素信号生成亮度信号的结构)。在作为相对昏暗的状况的第二摄影环境下近红外光比可见光多。因此，基于第二摄影环境下得到的近红外光数字像素信号生成的亮度信号在信号电平上较大。这样，在本实施方式中，通过捕捉摄影环境的明亮度变化，并根据捕捉的明亮度变化改变亮度信号的生成方法，在作为相对昏暗的状况的第二摄影环境下的摄影时，也能清楚地得到彩色图像，能够提高使用者的视觉识别度。
(实施方式2)
本发明的实施方式2的图像拍摄装置在实施方式1的必要条件的基础上，在可见光数字像素信号与近红外光数字像素信号相比较小的情况下，进一步将可见光数字像素信号与指定的阈值Th相比较，根据该比较结果切换色彩信号的生成结构。
如前所述，第二摄影环境下得到的可见光数字像素信号(R，G，B)与近红外光数字像素信号(IR)相比变得较小，但此时得到的可见光数字像素信号(R，G，B)中，有信号电平大于指定的阈值Th的信号(以下称作第一可见光数字像素信号(R，G，B))，以及等于或小于指定的阈值Th的信号(以下称作第二可见光数字像素信号(R，G，B))。得到第一可见光数字像素信号(R，G，B)的第二摄影环境可以说是虽然昏暗但并不非常暗的状况。另一方面，得到第二可见光数字像素信号(R，G，B)的第二摄影环境可以说是非常昏暗的状况。包括与这两个摄影环境分别相对应的可见光数字像素信号(R，G，B)的生成结构(第2-1信号生成结构、第2-2信号生成结构)，切换控制信号生成的方案是本实施方式。
图4是表示本发明的实施方式2的图像拍摄装置的结构的框图。在图4中，与实施方式1的图1相同的符号指相同的结构要素，因此省略详细的说明。本实施方式中作为特征的结构要素是可见光/阈值判断部4d与驱动切换控制部8。
可见光/阈值判断部4d将可见光数字像素信号的大小与指定的阈值Th相比较来进行判断，将该判断结果发送到YC处理部4a与驱动切换控制部8。驱动切换控制部8切换由可见光/近红外光优势判断部4c的判断结果与可见光/阈值判断部4d的判断结果表示的驱动结构，以从摄像元件2读出模拟像素信号。作为驱动切换控制部8切换的摄像元件2的读出结构，有以一个像素为单位进行读出的第一读出结构81，以及将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出的第二读出结构82。上述两个判断结果从第一、第二读出结构81、82中择一地指示一个，驱动切换控制部8通过由这两个判断结果表示的读出结构81、82从摄像元件2读出模拟像素信号。YC处理部4a与第一实施方式同样地包括第一信号生成结构4a1与第二信号生成结构4a2。进一步，YC处理部4a包括的第二信号生成结构4a2包含第2-1信号生成结构4a2-1与第2-2信号生成结构4a2-2。
第2-1信号生成结构4a2-1基于从第二像素(近红外光像素)以一个像素为单位读出而生成的近红外光数字像素信号生成亮度信号，另一方面，基于从第一像素以一个像素为单位读出的可见光数字像素信号生成色彩信号。
第2-2信号生成结构4a2-2基于从第二像素(近红外光像素)以一个像素为单位读出而生成的近红外光数字像素信号生成亮度信号，另一方面，基于从第一像素(可见光像素)将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出生成的可见光数字像素信号生成色彩信号。
YC处理部4a根据可见光/近红外光优势判断部4c的判断结果与可见光/阈值判断部4d的判断结果，切换第一、第2-1、第2-2信号生成结构4a1、4a2-1、4a2-2。
接着，说明以上述方式构成的本实施方式的图像拍摄装置的动作。此处，以本实施方式特有的动作为中心进行说明。可见光/近红外光优势判断部4c进行平均值AV(R，G，B)与平均值AV(IR)的大小比较判断，将基于该判断结果的指示发送到YC处理部4a、可见光/阈值判断部4d与驱动切换控制部8。可见光/阈值判断部4d仅在可见光/近红外光优势判断部4c的判断结果表示平均值AV(R，G，B)≤平均值AV(IR)的情况下动作。因此，可见光/阈值判断部4d的判断结果是以可见光/近红外光优势判断部4c的判断结果为基础的两个判断部4c、4d的判断结果。
可见光/近红外光优势判断部4c的判断结果表示平均值AV(R，G，B)＞平均值AV(IR)的情况下本实施方式的YC处理部4a的动作为第一信号生成结构4a1的动作，与实施方式1相同。
另一方面，可见光/近红外光优势判断部4c的判断结果表示平均值AV(R，G，B)≤平均值AV(IR)的情况下，可见光/阈值判断部4d开始动作，比较平均值AV(R，G，B)与指定的阈值Th。在平均值AV(R，G，B)大于指定的阈值Th的情况下(平均值AV(R，G，B)＞阈值t)，可见光/阈值判断部4d对驱动切换控制部8与YC处理部4a进行以下指示。
即，可见光/阈值判断部4d：
对驱动切换控制部8指示：
●由第一读出结构81进行的、以一个像素为单位的读出驱动控制的执行；
对YC处理部4a指示：
●由第2-1信号生成结构4a2-1进行的、使用以一个像素为单位读出生成的近红外光数字像素信号的亮度信号的生成；
●由第2-1信号生成结构4a2-1进行的、使用以一个像素为单位读出生成的可见光数字像素信号的色彩信号的生成；
该动作与实施方式1的情况实质上是相同的。
另一方面，在平均值AV(R，G，B)与指定的阈值Th相等或比其更小的情况下(平均值AV(R，G，B)≤阈值Th)，可见光/阈值判断部4d对驱动切换控制部8与YC处理部4a进行以下指示。可见光/阈值判断部4d进行的指示中有与亮度信号的生成有关的指示和与色彩信号的生成有关的指示。
(与亮度信号的生成有关的指示)
在该指示中，可见光/阈值判断部4d：
对驱动切换控制部8指示：
●由第一读出结构81进行的、以一个像素为单位的读出驱动控制的执行；
对YC处理部4a指示：
●由第2-1信号生成结构4a2-1进行的、基于以一个像素为单位读出生成的近红外光数字像素信号(IR)的亮度信号的生成。
(与色彩信号的生成有关的指示)
在该指示中，可见光/阈值判断部4d：
对驱动切换控制部8指示：
●由第二读出结构82进行的、进行关注像素与周围像素的像素混合而读出驱动控制的执行；
对YC处理部4a指示：
●由第2-2信号生成结构4a2-2进行的、使用进行像素混合读出生成的可见光数字像素信号的色彩信号的生成。
该指示是与摄影环境非常昏暗的情况相适应的亮度信号/色彩信号的生成指示。
驱动切换控制部8根据可见光/阈值判断部4d提供的指示，切换从固体摄影元件2读出像素信号的结构81、82。另外，YC处理部4a根据可见光/近红外光优势判断部4c与可见光/阈值判断部4d提供的指示，切换生成亮度信号和色彩信号的信号生成结构4a1、4a2-1、4a2-2。
在本实施方式中，特征在于摄影环境非常昏暗的情况的控制。在此情况下，亮度信号的生成与实施方式1相同。即：
●在驱动切换控制部8中，切换为进行以一个像素为单位读出的驱动控制的第一读出结构81；
●在YC处理部4a中，切换为使用以一个像素为单位读出生成的近红外光数字像素信号进行信号生成的第2-1信号生成结构4a2-1。
但是，摄影环境非常昏暗的情况的色彩信号的生成与实施方式1不同。即：
●在驱动切换控制部8中，指示切换为进行关注像素与周围像素的像素混合的第二读出结构82；
●在YC处理部4a中，指示切换为基于进行像素混合读出生成的可见光数字像素信号的第2-2信号生成结构4a2-2。
在用于摄影环境非常昏暗的情况的色彩信号生成的可见光模拟像素信号中，由于实施了像素混合，所以分辨率降低，但作为人眼的特性对色彩信号没有对亮度信号那样敏感，因此不会造成太大的问题。另一方面，进行像素混合后，更多地取得可见光模拟像素信号，由此生成噪声较少的色彩信号，因此能够取得比较良好的彩色图像。
在用于摄影环境非常昏暗的情况的亮度信号生成的近红外光模拟像素信号中，不进行像素混合，进行由第一读出结构81实施的通常的以一个像素为单位的信号取得。这是因为，在可见光少的夜间等情况下近红外光成分较多，因而没有必要进行像素混合。在此情况下，采用由第一读出结构81实施的通常的信号取得，因此根据近红外光数字像素信号生成的亮度信号不会产生分辨率降低等问题。其他动作与实施方式1相同，因此省略说明。
图5是表示由图4的信号处理部4执行的处理的过程的流程图。在图3的流程图中，追加了可见光/阈值判断部4d的处理与驱动切换控制部8的处理。步骤S11与步骤S1基本相同，步骤S13与步骤S2基本相同，步骤S16与步骤S3基本相同。
在步骤S11中，可见光/近红外光优势判断部4c进行画面上的可见光数字像素信号(R，G，B)的平均值AV(R，G，B)与近红外光数字像素信号(IR)的平均值AV(IR)的大小比较，在平均值AV(R，G，B)比平均值AV(IR)大时(AV(R，G，B)＞平均值AV(IR))，判断为这些数字像素信号是白天等相对明亮的摄影环境(第一摄影环境)下的摄影结果，进入步骤S12。另一方面，在可见光像素信号的平均值AV(R，G，B)等于或小于近红外光像素信号(IR)的平均值AV(IR)时(AV(R，G，B)≤平均值AV(IR))，判断为这些数字像素信号是夜间等相对昏暗的摄影环境下得到的摄影结果，进入步骤S14。
在平均值AV(R，G，B)＞平均值AV(IR)的情况下实施的步骤S12中，可见光/阈值判断部4d对驱动切换控制部8指示由第一读出结构81实施的以一个像素为单位的读出驱动控制的执行。接收了该指示的驱动切换控制部8对摄像元件2执行由第一读出结构81实施的以一个像素为单位的读出驱动。实施了步骤S12后，转至步骤S13。
步骤S13是由第一信号生成结构4a1执行的亮度信号与色彩信号的生成步骤，步骤S13中的信号生成处理与实施方式1的流程图(图3)的步骤S2基本相同。
在平均值AV(R，GB)≤平均值AV(IR)的情况下实施的步骤S14中，可见光/阈值判断部4d比较可见光像素信号(R，G，B)的平均值AV(R，G，B)与指定的阈值Th。在该比较中判断为平均值AV(R，G，B)大于指定的阈值Th(平均值AV(R，G，B)＞阈值Th)的情况下，转至步骤S15，在判断为平均值AV(R，G，B)等于或小于指定的阈值Th(平均值AV(R，G，B)≤阈值Th)的情况下，转至步骤S17、S19。
在平均值AV(R，G，B)＞阈值Th的情况下实施的步骤S15中，可见光/阈值判断部4d对驱动切换控制部8指示由第一读出结构81实施的以一个像素为单位的读出驱动控制的执行。接收该指示的驱动切换控制部8对摄像元件2执行由第一读出结构81实施的以一个像素为单位的读出驱动。步骤S15实施后，转至步骤S16。
步骤S16是由第2-1信号生成结构4a2-1执行的亮度信号与色彩信号的生成步骤，步骤S16中的由第2-1信号生成结构4a2-1执行的信号生成处理与实施方式1的流程图(图3)的步骤S3(由第二信号生成结构82执行的信号生成处理)基本相同。
在平均值AV(R，G，B)≤阈值Th的情况下实施的处理有与亮度信号生成有关的处理(步骤S17、S18)和与色彩信号生成有关的处理(步骤S19、S20)。
(与亮度信号的生成有关的处理)
在步骤S17中，可见光/阈值判断部4d对驱动切换控制部8指示由第一读出结构81实施的以一个像素为单位的读出驱动控制的执行。接收该指示的驱动切换控制部8对摄像元件2执行由第一读出结构81实施的以一个像素为单位的读出驱动。步骤S17实施后，转至步骤S18。
步骤S18是由第2-1信号生成结构4a2-1执行的亮度信号的生成步骤，在步骤S18中，可见光/阈值判断部4d对YC处理部4a指示基于以一个像素为单位读出生成的近红外光数字像素信号(IR)的亮度信号的生成。接收该指示的YC处理部4a基于以一个像素为单位读出生成的近红外光数字像素信号(IR)生成亮度信号。
(与色彩信号的生成有关的处理)
在步骤S19中，可见光/阈值判断部4d对驱动切换控制部8指示由第二读出结构82实施的进行关注像素与周围像素的像素混合的读出驱动控制的执行。接收该指示的驱动切换控制部8对摄像元件2执行由第二读出结构82实施的进行关注像素与周围像素的像素混合的读出驱动。步骤S19实施后，转至步骤S20。
步骤S20是由第2-2信号生成结构4a2-2执行的亮度信号的生成步骤，在步骤S20中，可见光/阈值判断部4d对YC处理部4a指示基于进行关注像素与周围像素的像素混合而读出生成的可见光数字像素信号(R，G，B)的色彩信号的生成。接收该指示的YC处理部4a基于进行关注像素与周围像素的像素混合而读出生成的可见光数字像素信号(R，G，B)生成色彩信号。
这是可见光数字像素信号(R，G，B)为第一可见光数字像素信号(R，G，B)时的控制。此处，所谓第一可见光数字像素信号(R，G，B)，如前所述，是信号电平等于或小于指定的阈值Th的可见光数字像素信号(R，G，B)，生成这种第一可见光数字像素信号(R，G，B)的摄影环境相当于非常昏暗情况的状况。其他处理与实施方式1相同，因此省略说明。此外，步骤S20中，也可以代替像素混合而使用长时间曝光进行控制。关于这一内容在后面描述。
关于指定的阈值Th，需要与摄像元件2的灵敏度相符合地决定。以下，说明阈值Th的设定方法。首先，设想需要进行驱动方法的改变的摄影环境(光量条件、被摄体条件等)，通过实验等取得设想的摄影环境中像素累计部4b的可见光数字像素信号(R，G，B)的平均值AV(R，G，B)。然后基于取得的平均值AV(R，G，B)决定指定的阈值Th。
图6表示图5的流程图的步骤S20中仅可见光像素进行9像素混合的摄像元件的结构例。可见光像素的各个像素混合区域在行方向上相错3个像素，并且在列方向上相错3个像素。其结果是，各个像素混合单元依次以重叠(overlap)的方式在二维上排列。
R像素混合区域Q1包含R像素R11、R12、R13、R21、R22、R23、R31、R32以及R33。混合位于R像素混合区域Q1中心的像素R22(关注像素)的信号与位于其周围的8个像素(周围像素)的信号的共计9个信号，输出混合像素信号R。G像素混合区域Q2、B像素混合区域Q3也是同样，混合位于像素混合区域中心的像素(关注像素)的信号与位于其周围的8个像素(周围像素)的信号的共计9个信号，输出混合信号G、B(G22、B22)。但对IR像素(近红外光像素)不进行像素混合，进行通常的以一个像素为单位的信号取得。这是因为，在可见光少的夜间时等情况下摄影结果中近红外光成分较多，因而没有必要进行混合。
此时，通过通常驱动输出的近红外光像素(IR)读出像素数与通过像素混合驱动输出的可见光像素(R，G，B)的读出像素数不同。因此，在信号处理部4中，使用从像素R22得到的与近红外光数字像素信号(IR)相同的信号电平追加从应混合的像素R11、R12、R13、R21、R23、R31、R32、R33得到的可见光数字像素信号(R，G，B)等补正是必要的。在此情况下，色彩信号的分辨率降低，但作为人眼的特性对色彩信号没有对亮度信号那样敏感，因此不会造成太大的问题。另外，由于进行像素混合，能够根据更多的可见光像素信号计算色彩信息，能够得到良好的彩色图像。进而，对IR像素进行通常的信号取得，因此根据IR像素生成的亮度信号不会产生分辨率降低等问题。
图7表示代替图5的流程图的步骤S19(第二读出结构82)包括步骤S19-1(第三读出结构83)，代替步骤S20(第2-2信号生成结构)包括步骤S20-1(第2-3信号生成结构4a2-3)的本发明的变形例的流程图，图8表示仅可见光像素进行3帧的长时间曝光时摄像元件的曝光时间的例子。
第三读出结构83是使摄像元件2长时间曝光而读出可见光模拟像素信号(R，G，B，IR)的结构，第2-3信号生成结构4a2-3基于从第二像素(近红外光像素)通过第一读出结构81以一个像素为单位读出生成的近红外光数字像素信号生成亮度信号，另一方面，基于从第一像素(可见光像素)通过第三读出结构83长时间曝光而读出生成的可见光数字像素信号生成色彩信号。
在图8中，T1表示IR像素的曝光时间，T2表示R像素的曝光时间，T3表示G像素的曝光时间，T4表示B像素的曝光时间。根据可见光像素信号的大小相对于指定阈值的大小关系，控制近红外光像素信号以及可见光像素信号的曝光时间。对于IR像素不进行长时间曝光。这是因为，在可见光少的夜间时等情况下近红外光成分较多，因此没有必要进行长时间曝光。
此时，在正在进行长时间曝光的帧中可见光像素的全部像素不进行输出，因此在信号处理部4中，需要确认当前的累计帧数，对于不读出信号的帧，进行追加上一次信号电平等的补正。在此情况下，虽然色彩信号的更新速率降低，但与像素混合的情况相同，人眼的特性是对色彩信号没有对亮度信号那样敏感，因此不会造成太大的问题。另外，由于进行长时间曝光，所以能够根据更多的可见光像素信号计算色彩信息，能够取得良好的彩色图像。进而，对于IR像素进行通常的信号取得，因此根据IR像素生成的亮度信号不会产生更新速率降低等问题。
如上所述，能够根据可见光数字像素信号与指定阈值Th的大小关系生成最佳的色彩信号，在夜间时等可见光少的非常昏暗的情况下，也能在某种程度上确保摄像元件的灵敏度，能够取得还算良好的彩色图像，特别是在车载照相机或监视照相机的用途中，能够提高使用者的视觉识别度。
以上具体说明了实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形，这一点自不待言。
产业上的利用可能性
本发明涉及的技术是在包括摄像元件的图像拍摄装置中，在昏暗状况下的摄影时也能取得清楚的彩色图像以提高使用者的视觉识别度的技术，上述摄像元件中包括在可见光以及近红外光的波长区域中具有灵敏度的像素，本发明特别是作为车载照相机用途、监视照相机用途是性能优越的，还能在包含便携式照相机等的所有数码照相机系统中利用。
符号说明：
1…光学透镜；2…固体摄像元件(可见光像素以及近红外光像素)；3…AC转换部；4…信号处理部；4a…YC处理部；4a1…第一信号生成结构；4a2…第二信号生成结构；4a2-1…第2-1信号生成结构；4a2-2…第2-2信号生成结构；4a2-3…第2-3信号生成结构；4b…像素累计部；4c…可见光/近红外光优势判断部；4d…可见光/阈值判断部；5…格式转换部；6…存储器(DRAM)；7…外部设备；7a…外部存储介质；7b…监视器；8…驱动切换控制部；81…第一读出结构；82…第二读出结构；83…第三读出结构；P1…在红色波长区域中具有灵敏度的像素(R)；P2…在绿色波长区域中具有灵敏度的像素(G)；P3…在蓝色波长区域中具有灵敏度的像素(B)；P4…在近红外波长区域中具有灵敏度的像素(IR)；Q1…9像素混合时的R像素；Q2…9像素混合时的G像素；Q3…9像素混合时的B像素；T1…IR像素的曝光时间；T2…R像素的曝光时间；T3…G像素的曝光时间；T4…B像素的曝光时间。

Claims (14)

1.一种图像拍摄装置，其特征在于：
根据可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平的比较结果，切换基于所述可见光像素信号的亮度信号的生成与基于所述近红外光像素信号的亮度信号的生成，
所述图像拍摄装置包括：
亮度信号生成部；
多个第一像素，在可见光波长区域中具有灵敏度，输出所述可见光像素信号；以及
多个第二像素，在近红外光波长区域中具有灵敏度，输出所述近红外光像素信号；
所述亮度信号生成部包括：
第一信号生成结构，具有适于基于白天或以此为基准的明亮的第一摄影环境下得到的所述可见光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；以及
第二信号生成结构，具有适于基于比所述第一摄影环境昏暗的第二摄影环境下得到的所述近红外光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；
所述亮度信号生成部根据所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平的比较结果，在所述可见光像素信号的信号电平大于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下切换为所述第一信号生成结构，在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下切换为所述第二信号生成结构，
所述第二信号生成结构包含：
第2-1信号生成结构，基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素以一个像素为单位读出的所述可见光像素信号生成色彩信号；以及
第2-2信号生成结构，基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号；
所述亮度信号生成部，在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下切换为所述第2-1信号生成结构，在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下切换为所述第2-2信号生成结构。
2.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其特征在于：
所述亮度信号生成部包括第2-3信号生成结构代替所述第2-2信号生成结构；
所述第2-3信号生成结构基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素长时间曝光而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号。
3.根据权利要求1所述的图像拍摄装置，其特征在于：
所述第一像素包含：
对红色可见光具有灵敏度的像素；
对绿色可见光具有灵敏度的像素；以及
对蓝色可见光具有灵敏度的像素。
4.一种图像拍摄装置，其特征在于，包括：
摄像元件，能够输出可见光像素信号与近红外光像素信号；
YC处理部，能够根据所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号分别生成亮度信号与色彩信号；以及
可见光/近红外光优势判断部，比较所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平，根据该比较结果，切换基于所述可见光像素信号的亮度信号的生成与基于所述近红外光像素信号的亮度信号的生成，
所述YC处理部包括：
第一信号生成结构，具有适于基于白天或以此为基准的明亮的第一摄影环境下由所述摄像元件输出的所述可见光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；以及
第二信号生成结构，具有适于基于比所述第一摄影环境昏暗的第二摄影环境下由所述摄像元件输出的所述近红外光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；
所述可见光/近红外光优势判断部根据所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平的比较结果，在所述可见光像素信号的信号电平大于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下切换为所述第一信号生成结构，在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下切换为所述第二信号生成结构，
所述摄像元件包括：
多个第一像素，在可见光波长区域中具有灵敏度，输出所述可见光像素信号；以及
多个第二像素，在近红外光波长区域中具有灵敏度，输出所述近红外光像素信号；
所述第二信号生成结构包含：
第2-1信号生成结构，基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素以一个像素为单位读出的所述可见光像素信号生成色彩信号；以及
第2-2信号生成结构，基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号；
所述可见光/近红外光优势判断部在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换；
所述可见光/近红外光优势判断部在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下对所述YC处理部指示向所述第2-2信号生成结构的切换。
5.根据权利要求4所述的图像拍摄装置，其特征在于：
所述摄像元件包括：
多个第一像素，在可见光波长区域中具有灵敏度，输出所述可见光像素信号；以及
多个第二像素，在近红外光波长区域中具有灵敏度，输出所述近红外光像素信号；
所述第一像素包含：
对红色可见光具有灵敏度的像素；
对绿色可见光具有灵敏度的像素；以及
对蓝色可见光具有灵敏度的像素。
6.根据权利要求4所述的图像拍摄装置，其特征在于，还包括：
驱动切换控制部以及可见光/阈值判断部；
所述驱动切换控制部包括：
第一读出结构，从所述摄像元件以一个像素为单位读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号；以及
第二读出结构，从所述摄像元件将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号；
所述驱动切换控制部切换所述第一读出结构与所述第二读出结构；
所述可见光/阈值判断部在判断为所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下，对所述驱动切换控制部指示向所述第一读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换；
所述可见光/阈值判断部在判断为所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下，在所述亮度信号生成时，对所述驱动切换控制部指示向所述第一读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换，在所述色彩信号生成时，对所述驱动切换控制部指示向所述第二读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-2信号生成结构的切换。
7.根据权利要求4所述的图像拍摄装置，其特征在于：
所述YC处理部包括第2-3信号生成结构代替所述第2-2信号生成结构；
所述第2-3信号生成结构，基于从所述第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述第一像素长时间曝光而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号。
8.根据权利要求6所述的图像拍摄装置，其特征在于：
所述驱动切换控制部包括第三读出结构代替所述第二读出结构；
所述第三读出结构从所述摄像元件长时间曝光而读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号。
9.一种图像拍摄装置用信号处理电路，其特征在于，构成为：
根据可见光像素信号的信号电平与近红外光像素信号的信号电平的比较结果，切换基于所述可见光像素信号的亮度信号的生成与基于所述近红外光像素信号的亮度信号的生成，
所述图像拍摄装置用信号处理电路在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下，基于从摄像元件以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述可见光像素信号生成色彩信号；
在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述摄像元件将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号，
所述图像拍摄装置用信号处理电路还包括亮度信号生成部；
所述亮度信号生成部包括：
第一信号生成结构，具有适于基于白天或以此为基准的明亮的第一摄影环境下得到的所述可见光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；以及
第二信号生成结构，具有适于基于比所述第一摄影环境昏暗的第二摄影环境下得到的所述近红外光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；
所述亮度信号生成部根据所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平的比较结果，在所述可见光像素信号的信号电平大于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下切换为所述第一信号生成结构，在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下切换为所述第二信号生成结构，
所述第二信号生成结构包含：
第2-1信号生成结构，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述可见光像素信号生成色彩信号；以及
第2-2信号生成结构，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述摄像元件将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号；
所述亮度信号生成部，在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下切换为所述第2-1信号生成结构，在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下切换为所述第2-2信号生成结构。
10.根据权利要求9所述的图像拍摄装置用信号处理电路，其特征在于：
所述亮度信号生成部包括第2-3信号生成结构代替所述第2-2信号生成结构；
所述第2-3信号生成结构基于从在近红外光波长区域中具有灵敏度并且输出所述近红外光像素信号的多个第二像素以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从在可见光波长区域中具有灵敏度并且输出所述可见光像素信号的多个第一像素长时间曝光而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号。
11.一种图像拍摄装置用信号处理电路，其特征在于，包括：
YC处理部，能够基于从摄像元件得到的可见光像素信号与近红外光像素信号生成亮度信号与色彩信号；以及
可见光/近红外光优势判断部，比较所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平，根据该比较结果，切换基于所述可见光像素信号的亮度信号的生成与基于所述近红外光像素信号的亮度信号的生成，
所述YC处理部包括：
第一信号生成结构，具有适于基于白天或以此为基准的明亮的第一摄影环境下使用所述摄像元件得到的所述可见光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；以及
第二信号生成结构，具有适于基于比所述第一摄影环境昏暗的第二摄影环境下使用所述摄像元件得到的所述近红外光像素信号的所述亮度信号的生成的结构；
所述可见光/近红外光优势判断部根据所述可见光像素信号的信号电平与所述近红外光像素信号的信号电平的比较结果，在所述可见光像素信号的信号电平大于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下，对所述YC处理部指示向所述第一信号生成结构的切换；
在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平的情况下，对所述YC处理部指示向所述第二信号生成结构的切换，
所述第二信号生成结构包含：
第2-1信号生成结构，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述可见光像素信号生成色彩信号；以及
第2-2信号生成结构，基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述摄像元件将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号；
所述可见光/近红外光优势判断部在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换；
所述可见光/近红外光优势判断部在所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下，对所述YC处理部指示向所述第2-2信号生成结构的切换。
12.根据权利要求11所述的图像拍摄装置用信号处理电路，其特征在于还包括：
驱动切换控制部以及可见光/阈值判断部；
所述驱动切换控制部包括：
第一读出结构，从所述摄像元件以一个像素为单位读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号；以及
第二读出结构，从所述摄像元件将关注像素与其周围像素进行像素混合而读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号；
所述驱动切换控制部切换所述第一读出结构与所述第二读出结构；
所述可见光/阈值判断部在判断为所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平大于指定阈值的情况下，对所述驱动切换控制部指示向所述第一读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-1信号生成结构的切换；
所述可见光/阈值判断部在判断为所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述近红外光像素信号的信号电平并且所述可见光像素信号的信号电平等于或小于所述指定阈值的情况下，对所述驱动切换控制部指示向所述第二读出结构的切换，对所述YC处理部指示向所述第2-2信号生成结构的切换。
13.根据权利要求11所述的图像拍摄装置用信号处理电路，其特征在于：
所述YC处理部包括第2-3信号生成结构代替所述第2-2信号生成结构；
所述第2-3信号生成结构基于从所述摄像元件以一个像素为单位读出的所述近红外光像素信号生成所述亮度信号，基于从所述摄像元件长时间曝光而读出的所述可见光像素信号生成所述色彩信号。
14.根据权利要求12所述的图像拍摄装置用信号处理电路，其特征在于：
所述驱动切换控制部包括第三读出结构代替所述第二读出结构；
所述第三读出结构从所述摄像元件长时间曝光而读出所述可见光像素信号与所述近红外光像素信号。
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