JP2000184285A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メカニカルな機構でフィルタを切り替えなく
ても、昼夜にわたって良好な撮影を可能とする撮像装置
を提供する。 【解決手段】 近赤外領域に感度を有するＣＣＤ撮像素
子１と、このＣＣＤ撮像素子１への入射光路上に設けら
れた光学フィルタ４とを備えている。そして光学フィル
タ４は、近赤外領域における透過率が該光学フィルタ４
への入射光量に応じて変化する特性を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分光感度の切り替
え機能を備えた撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、近赤外領域にも感度をもつ撮像素
子を用いて、例えば、昼間のような明るい場所で撮影す
る場合は、赤外線除去フィルタを用いて近赤外領域の光
を遮断してカラーカメラとして使用し、夜間のような暗
い場所で撮影する場合は、赤外線除去フィルタを外して
高感度白黒カメラとして使用する、昼夜兼用の撮影カメ
ラが開発されている。

【０００３】このような観点から、例えば特開昭６２−
２０４７７号公報においては、少なくとも２つ以上の波
長帯を選択できる可変フィルタを用い、この可変フィル
タを適宜切り替えることで、昼間と夜間の両方で感度良
く撮影できるものが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、赤外線
除去フィルタや可変フィルタによって受光波長帯を選択
するものでは、メカニカルにフィルタを切り替える機構
が必要となるため、装置の小型化及びコストダウンの妨
げとなる。また、フィルタ切り替えのためのメカニカル
な部分が存在することに起因する信頼性の低下も生じて
いる。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、メカニカルな機構
でフィルタを切り替えなくても、昼夜にわたって良好な
撮影を可能とする撮像装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置に
おいては、近赤外領域に感度を有する撮像素子と、この
撮像素子への入射光路上に設けられた光学フィルタとを
備えた構成となっている。そして光学フィルタは、近赤
外領域における透過率が該光学フィルタへの入射光量に
応じて変化する特性を有したものとなっている。

【０００７】上記構成からなる撮像装置においては、周
囲の明るさによって光学フィルタへの入射光量が変化す
ると、これに応じて光学フィルタの近赤外領域における
透過率が変化する。すなわち、光学フィルタにおいて、
周囲が明るいとき（入射光量が多いとき）は近赤外領域
の透過率が低くなり、周囲が暗いとき（入射光量が少な
いとき）は近赤外領域の透過率が高くなる。これによ
り、撮像素子の分光感度が光学フィルタの透過率特性に
応じて自動的に切り替えられるようになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明に係
る撮像装置の一実施形態を説明する概略図である。図示
した撮像装置は、近紫外領域から近赤外領域にわたって
感度を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子
１を備えている。このＣＣＤ撮像素子１は、その撮像面
（受光面）にエリア状に配列された多数の画素を有し、
各々の画素にて受光した光をその光強度に応じて電気信
号に変換（光電変換）することにより、被写体（図例で
は火の灯った蝋燭）２を撮像するものである。

【０００９】一方、信号処理回路３は、ＣＣＤ撮像素子
１から出力されたアナログの電気信号（画像信号）に所
定の処理、例えば増幅、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）
変換等の処理を行うものである。

【００１０】また、ＣＣＤ撮像素子１の前面（撮像
面）、即ちＣＣＤ撮像素子１への入射光路上には、後述
する光学特性をもつ光学フィルタ４が設けられている。
この光学フィルタ４は、ＣＣＤ撮像素子１上にオンチッ
プ方式にて形成されている。

【００１１】図２に本実施形態における光学フィルタ４
の特性を示す。図においては、光学フィルタ４の透過率
を縦軸、光の波長を横軸にとり、周囲の明るさ、即ち光
学フィルタ４への入射光量をパラメータとして、そのフ
ィルタ特性を表している。

【００１２】図示のように、周囲が暗いとき（入射光量
が少ないとき）は、図中実線で示すように近紫外領域か
ら近赤外領域にわたって一様に高い透過率（光学的にほ
ぼ透明）となるのに対し、周囲が明るいとき（入射光量
が多いとき）は、図中破線で示すように可視光領域の長
波長域を一部含むかたちで近赤外領域の透過率が大幅に
低くなる。また、周囲が暗いときと明るいときの中間的
な明るさでは、近赤外領域における光学フィルタ４の透
過率が、その時々の周囲の明るさ（入射光量）に応じて
連続的（無段階）に変化するものとなっている。

【００１３】上記構成からなる撮像装置においては、Ｃ
ＣＤ撮像素子１における分光感度が、その入射光路上に
配置された光学フィルタ４の透過率特性に応じて自動的
かつ適切に切り替えられるようになるため、昼夜を問わ
ず良好な感度をもって撮影することが可能となる。

【００１４】例えば、昼間のような明るい場所で撮影を
行う場合は、上記光学フィルタ４の特性として近赤外領
域の透過率が低くなる、つまり光学フィルタ４が赤外線
除去フィルタとして機能するため、良好な可視光領域の
画像カラー（可視像）を得ることが可能となる。

【００１５】一方、夜間のような暗い場所で撮影を行う
場合は、上記光学フィルタ４の特性として近赤外領域の
透過率が可視光領域でのそれと同等レベルまで高くなる
ため、非常に高い感度をもって撮影を行うことが可能と
なる。

【００１６】このように本実施形態の撮像装置によれ
ば、光学フィルタ４の近赤外領域の透過率が周囲の明る
さ（光学フィルタ４への入射光量）に応じて自動的に変
化するようになっているため、従来のようにフィルタを
メカニカルに切り替えなくても、昼間はカラーカメラと
して、夜間は高感度白黒カメラとして使用することがで
きる。また、フィルタ切り替えによるメカニカルな動作
音が一切発生しないため、特にメカニカルな動作音が撮
影に支障を来すような用途、例えば、監視用や自然観察
用の撮影カメラとして使用する場合に適したものとな
る。

【００１７】さらに、昼間から夜間にかけて周囲が徐々
に暗くなる、または深夜から早朝にかけて周囲が徐々に
明るくなる場合においても、その時々の明るさに応じて
近赤外領域における光学フィルタ４の透過率が連続的に
変化することから、常に周囲の明るさに適した分光感度
をもって撮影を行うことが可能となる。

【００１８】なお、上記実施形態においては、ＣＣＤ撮
像素子１の前面にオンチップ方式にて光学フィルタ４を
設けた構成を例示したが、本発明はこれに限らず、例え
ば図３に示すようにＣＣＤ撮像素子１の前面から所定の
距離だけ離れた位置（ただし、入射光路上とする）に光
学フィルタ４を単独または他の光学素子（レンズ等）と
の組み合わせで設けるようにしてもよい。

【００１９】また、本発明に係る撮像素子としては、上
述したＣＣＤ撮像素子１に限らず、近赤外領域にも感度
を有するものであれば、ＣＣＤ以外の撮像素子を採用し
てもかまわない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る撮像
装置においては、撮像素子への入射光路上に、近赤外領
域における透過率が入射光量に応じて変化する特性を持
つ光学フィルタを設けたことにより、メカニカルな機構
でフィルタを切り替えなくても、周囲の明るさに応じて
撮像素子の分光感度を自動的に切り替えることができ
る。これにより、昼夜兼用の撮影カメラの小型化、低コ
スト化及び信頼性向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の一実施形態を説明する
概略図である。

【図２】実施形態における光学フィルタの特性を示す図
である。

【図３】本発明に係る撮像装置の他の実施形態を説明す
る概略図である。

【符号の説明】

１…ＣＣＤ撮像素子、４…光学フィルタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 近赤外領域に感度を有する撮像素子と、
   この撮像素子への入射光路上に設けられた光学フィルタ
   とを備えた撮像装置であって、 前記光学フィルタは、近赤外領域における透過率が該光
   学フィルタへの入射光量に応じて変化する特性を有する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記光学フィルタの近赤外領域における
   透過率は、前記入射光量が多いときよりも少ないときの
   方が高いことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記光学フィルタの近赤外領域における
   透過率は、前記入射光量に応じて連続的に変化すること
   を特徴とする請求項１記載の撮像装置。