JP2000278701A - 赤外線撮像装置 - Google Patents

赤外線撮像装置

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JP2000278701A
JP2000278701A JP11080314A JP8031499A JP2000278701A JP 2000278701 A JP2000278701 A JP 2000278701A JP 11080314 A JP11080314 A JP 11080314A JP 8031499 A JP8031499 A JP 8031499A JP 2000278701 A JP2000278701 A JP 2000278701A
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signal
infrared
sig
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color
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JP11080314A
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English (en)
Inventor
Yoshio Sasaki
義雄 佐々木
Shinya Fukushima
眞也 福島
Masayoshi Ishimaru
正義 石丸
Kiyoshi Nakagawa
潔 中川
Takehiko Ueno
武彦 上野
Masahiro Doi
正宏 土肥
Takahide Kawaguchi
高秀 川口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線撮像装置において、その表示画面の内
容をより的確に判断できるようにする。 【解決手段】 赤外光に対して感度を有する撮像素子
と、この撮像素子から出力されるビデオ信号をカラー信
号処理する処理回路とを設ける。赤外光の領域を波長に
より少なくとも3つの帯域に分割するとき、撮像素子に
は、それぞれの帯域の赤外光成分を主として通過させる
第1、第2、第3の赤外線フィルタFIC、FIM、FIYを
カラーコーディングする。処理回路は、ビデオ信号に含
まれる信号成分のうち、第1、第2、第3の赤外線フィ
ルタFIC、FIM、FIYに対応する信号成分を、原色信号
とみなしてカラー信号処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、赤外線撮像装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、車両に赤外線ビデオカメラを搭
載し、これにより車両の前方を撮像するとともに、その
映像をディスプレイ装置に映し出して車両の前方の状況
を確認できるようにすることが考えられる。
【0003】そのようにすれば、車が、例えば、夜間、
街路照明のない暗い道路を走行するとき、その安全性を
高めることができる。また、赤外線を使用することによ
り、肉眼以上に遠くを確認することができ、安全性をよ
り高めることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、赤外線ビデ
オカメラにより得られるビデオ信号は、白黒信号(輝度
信号だけ)であるから、ディスプレイ装置に映し出され
る画面も白黒画面となってしまう。したがって、画面に
映し出されている内容を判断するとき、濃淡だけから判
断することになるので、的確な判断が困難になることが
ある。
【0005】この発明は、このような問題点を解決しよ
うとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、赤外光に対して感度を有する撮像素子と、この
撮像素子から出力されるビデオ信号をカラー信号処理す
る処理回路とを有し、上記赤外光の領域を波長により少
なくとも3つの帯域IU、IV、IWに分割するとき、
上記撮像素子には、上記帯域IU、IV、IWの赤外光
成分を主として通過させる第1、第2、第3の赤外線フ
ィルタがカラーコーディングされ、上記処理回路は、上
記ビデオ信号に含まれる信号成分のうち、上記第1、第
2、第3の赤外線フィルタに対応する信号成分を、原色
信号とみなしてカラー信号処理を実行するようにした赤
外線撮像装置とするものである。したがって、赤外線撮
像による画面がカラー表示されるとともに、被写体から
の赤外光の波長に対応した色でカラー表示される。
【0007】
【発明の実施の形態】図1において、符号11はCCD
撮像素子を示し、これは波長が例えば750nm〜1050nmの
赤外線領域において高感度を有するように構成され、赤
外光撮像に適した特性とされている。そして、車両の前
部に、撮像素子11が前方を向いて設けられるととも
に、その照明用光源として赤外光を照射する赤外線ライ
ト(図示せず)が設けられる。
【0008】そして、CCD撮像素子11にはカラーコ
ーディング(画素と色フィルタの配列との関係)が行わ
れるとともに、そのカラーコーディングは、例えば図2
に示すような構成とされる。すなわち、CCD撮像素子
11においては、画素(受光部)が水平方向(行方向)
および垂直方向(列方向)にマトリックス状に配列され
ているが、その1つおきの行においては、第1の赤外線
フィルタFIGと、第2の赤外線フィルタFIMとが、画素
ごとに交互に配列され、残る1つおきの行においては、
第3の赤外線フィルタFICと、第4の赤外線フィルタF
IYとが、画素ごとに交互に配列される。
【0009】この場合、赤外線フィルタFIC、FIYは、
どの行においても、同じ列に位置するように配列される
が、赤外線フィルタFIG、FIMは、1列ごとに、1画素
分だけずれるように、したがって、同じ列においては、
赤外線フィルタFIGとと赤外線フィルタFIMとが交互に
現れるように、配列される。
【0010】また、このとき、赤外線フィルタFIG、F
IM、FIC、FIYは、例えば図3に示すような光学特性と
される。すなわち、図3に示すように、 赤外光領域IB:波長750nm〜850nm付近の領域 赤外光領域IG:波長850nm〜950nm付近の領域 赤外光領域IR:波長950nm〜1050nm付近の領域 とするとき、赤外線フィルタFIGは、主として領域IG
の赤外光成分を通過させる単峰の通過特性とされ、赤外
線フィルタFIMは、主として領域IBおよびIRの赤外
光成分を通過させる双峰の通過特性とされる。また、赤
外線フィルタFICは、主として領域IBおよびIGの赤
外光成分を通過させる特性とされ、赤外線フィルタFIY
は、主として領域IGおよびIRの赤外光成分を通過さ
せる特性とされる。
【0011】なお、このような赤外線フィルタFIG〜F
IYは、CCD撮像素子11のフォトレジストの工程で、
その前面にカゼインなどをパターニングして染色するこ
とにより形成することができる。
【0012】そして、信号形成回路29において、クロ
ック信号や同期信号などの各種のタイミング信号が形成
され、そのタイミング信号が各部の回路に供給されると
ともに、CCD撮像素子11に供給されて水平方向およ
び垂直方向の読み出しが行われ、CCD撮像素子11か
らはビデオ信号S11が出力される。この場合、CCD撮
像素子11においてはフィールド読み出しが行われ、垂
直方向における2画素の信号が混合されて読み出される
ので、ビデオ信号S11は次のようになる。
【0013】すなわち、信号S11において、 信号SIG:赤外線フィルタFIGにより得られる信号成分 信号SIM:赤外線フィルタFIMにより得られる信号成分 信号SIC:赤外線フィルタFICにより得られる信号成分 信号SIY:赤外線フィルタFIYにより得られる信号成分 とすると、例えば図2からもわかるように、奇数フィー
ルド期間における第n番目の水平期間には、 S11=SIG+SIC、S11=SIM+SIY が1画素期間ごとに交互に出力され、第(n+1)番目
の水平期間には、 S11=SIM+SIC、S11=SIG+SIY が1画素期間ごとに交互に出力される。
【0014】また、偶数フィールド期間における第n番
目の水平期間には、 S11=SIC+SIM、S11=SIY+SIG が1画素期間ごとに交互に出力され、第(n+1)番目
の水平期間には、 S11=SIC+SIG、S11=SIY+SIM が1画素期間ごとに交互に出力される。
【0015】そして、このような信号S11が、CDS回
路12に供給されてノイズ成分が除去されてからAGC
アンプ13に供給される。そして、このAGCアンプ1
3から出力される信号S11が、遅延回路14に供給され
て1画素期間だけ遅延した信号S14とされ、この遅延信
号S14が加算回路15に供給されるとともに、もとの信
号S11が加算回路15に供給され、加算回路15からは
和信号S15(=S14+S11)が取り出される。
【0016】この場合、奇数フィールド期間における第
n番目の水平期間のある画素期間の信号S11が、S11=
SIG+SICであるとすれば、信号S14は信号S11を1画
素期間遅延した信号なので、S14=SIM+SIYとなり、
信号S14は、1画素期間ごとに交互に得られる信号(S
IG+SIC)と、信号(SIM+SIY)とを同時化した信号
である。また、他の期間についても同様である。
【0017】したがって、奇数フィールド期間における
第n番目の水平期間には、 S15=(SIG+SIC)+(SIM+SIY) となり、第(n+1)番目の水平期間には、 S15=(SIM+SIC)+(SIG+SIY) となる。また、偶数フィールド期間における第n番目の
水平期間には、 S15=(SIC+SIM)+(SIY+SIG) となり、第(n+1)番目の水平期間には、 S15=(SIC+SIG)+(SIY+SIM) となる。
【0018】つまり、加算回路15からは、どの水平期
間においても、 S15=SIG+SIC+SIM+SIY で示される信号S15が出力されることになる。
【0019】そして、ここで、 信号SIB:赤外光領域IBに対応する信号成分 信号SIG:赤外光領域IGに対応する信号成分 信号SIR:赤外光領域IRに対応する信号成分 とすると、赤外線フィルタFIG〜FIYは、図3に示す特
性であるとともに、信号SIG〜SIYは、赤外線フィルタ
FIG〜FIYの特性に対応した信号成分を有するので、 SIC=SIG+SIB SIM=SIR+SIB SIY=SIR+SIG となる。
【0020】したがって、信号S15は、 S15=SIG+SIC+SIM+SIY =SIG+(SIG+SIB)+(SIR+SIB)+(SIR+SIG) =2×SIR+3×SIG+2×SIB となる。
【0021】さらに、ここで、図3における赤外光領域
を可視光領域とみなし、波長の長い赤外光領域から順に IR:赤色の領域 IG:緑色の領域 IB:青色の領域 とみなすと、 SIC:シアン色信号 SIM:マゼンタ色信号 SIY:黄色信号 となって SIR:赤色信号 SIG:緑色信号 SIB:青色信号 となる。そこで、以下においては、簡単のため、上記の
ようにみなして説明する。
【0022】すなわち、AGCアンプ13からの信号S
11が減算回路21に供給されるとともに、遅延回路14
からの遅延信号S14が減算回路21に供給され、減算回
路21からは差信号S21(=S14−S11)が取り出され
る。
【0023】したがって、奇数フィールド期間における
第n番目の水平期間には、 S21=(SIG+SIC)−(SIM+SIY) =SIG+(SIG+SIB)−(SIR+SIB)−(SIR+SIG) =−2×SIR+SIG となり、第(n+1)番目の水平期間には、 S21=(SIM+SIC)−(SIG+SIY) =(SIR+SIB)+(SIG+SIB)−SIG−(SIR+SIG) =2×SIB−SIG となる。また、偶数フィールド期間における第n番目の
水平期間には、 S21=(SIC+SIM)−(SIY+SIG) =(SIG+SIB)+(SIR+SIB)−(SIR+SIG)−SIG =2×SIB−SIG となり、第(n+1)番目の水平期間には、 S21=(SIC+SIG)−(SIY+SIM) =(SIG+SIB)+SIG−(SIR+SIG)−(SIR+SIB) =−2×SIR+SIG となる。
【0024】つまり、減算回路15からは、 S21=−2×SIR+SIG =−(2×SIR−SIG) ≡−S2R S21= 2×SIB−SIG ≡S2B により示される信号−S2R、S2B(=S21、S21)が、
1水平期間ごとに交互に、かつ、奇数フィールド期間
と、偶数フィールド期間とでは、順序が反転して出力さ
れることになる。
【0025】そして、この信号S2R、S2Bが、遅延回路
22により1水平期間遅延されて信号S2R、S2Bが同時
化され、この同時化された信号S2R、S2Bがマトリック
ス回路(原色分離回路)23に供給される。また、加算
回路15からの信号S15もマトリックス回路23に供給
される。
【0026】そして、マトリックス回路23において、 SRR=0.4×S2R+0.1×(S15−S2B) =0.4×(2×SIR−SIG) +0.1×{2×SIR+3×SIG+2×SIB−(2×SIB−SIG)} =SIR SGG=0.2×(S15−S2R−S2B) =SIG SBB=0.4×S2B+0.1×(S15−S2R) =SIB で示される演算が実行されて信号SIG、SIR、SIB(=
SGG、SRR、SBB)が取り出される。
【0027】そして、これら信号SIG、SIR、SIBがマ
トリックス回路24に供給されて SYY=0.30×SIR+0.59×SIG+0.11×SIB SRY=SIR−SYY =0.70×(SIR−SIG)−0.11×(SIB−SIG) SBY=SIB−SYY =0.89×(SIB−SIG)−0.30×(SIR−SIG) で示される輝度信号SYYと、赤および青の色差信号SR
Y、SBYとが形成され、これら信号SYY、SRY、SBYが
例えばNTSC方式のエンコーダ回路18に供給されて
NTSC方式における搬送色信号にエンコードされる。
【0028】また、AGCアンプ13からの信号S11
は、CCD撮像素子11の画素単位で得られるので、他
の信号に比べてより多くの高域成分を含み、解像度が高
い画像を表示できる。そこで、この信号S11がハイパス
フィルタ16に供給されて高域成分S16が取り出され、
この高域成分S16が加算回路17に供給されるととも
に、マトリックス回路24からの輝度信号SYYが加算回
路17に供給され、高解像度の輝度信号S17(=SYY+
S16)が形成される。
【0029】そして、この信号S17がエンコーダ回路1
8に供給され、信号SYY、SRY、SBYから形成された搬
送色信号と加算されてNTSC方式におけるカラーコン
ポジット信号S18が形成され、この信号S18が出力端子
19を通じてカラーディスプレイ装置、例えば自車のダ
ッシュボードに配置されたカラーLCD30に供給され
る。したがって、LCD30には、赤外光により撮像し
た自車の前方の様子がカラー表示される。
【0030】こうして、赤外光により撮像した自車の前
方の様子をカラー表示することができるが、この場合、
特に上述の装置によれば、図3における赤外光領域を、
波長の長い赤外光領域から順に、赤色領域IR、緑色領
域IG、青色領域IBとみなして原色信号SIC、SIM、
SIYあるいはSIR、SIG、SIBを得るようにしているの
で、可視光領域における波長の違いが色の違いとして表
示されるように、赤外光領域における波長の違いが色の
違いとして表示されることになる。
【0031】したがって、これまでの赤外線ビデオカメ
ラの場合には、同じ白黒の濃淡で表示されて区別の付か
なかった部分でも、色の違いにより表示されるので、画
面に映し出されている内容を判断するとき、より的確に
判断することができる。
【0032】しかも、CDS回路12から出力端子19
までの全部の回路は、現行のカラーCCDビデオカメラ
のものをそのまま使用することができ、すなわち、現行
のカラービデオカメラのCCD撮像素子を、上述のCC
D撮像素子11に変更するだけでよい。
【0033】なお、上述においては、CCD撮像素子1
1に対して4種類の赤外線フィルタFIG、FIM、FIC、
FIYをカラーコーディングした場合であるが、例えば図
4に示すように、3種類の赤外線フィルタFIM、FIC、
FIYをカラーコーディングすることもできる。そして、
この場合には、信号S11は、赤外線フィルタFIM、FI
C、FIYに対応して信号SIM、SIC、SIYの画素順次の
信号となるので、信号S11を1画素期間および2画素期
間遅延することにより信号SIM、SIC、SIYを同時化
し、以後、上述と同様に処理すればよい。
【0034】また、例えば、図5に示すように、CCD
撮像素子11に対して3種類の赤外線フィルタFIR、F
IG、FIBをカラーコーディングするとともに、図6に示
すように、赤外線フィルタFIRは、主として領域IRの
赤外光成分を通過させる通過特性とし、赤外線フィルタ
FIGは、主として領域IGの赤外光成分を通過させる通
過特性とし、赤外線フィルタFIBは、主として領域IB
の赤外光成分を通過させる特性とすることもできる。そ
して、この場合には、信号S11は、赤外線フィルタFI
R、FIG、FIBに対応して信号SIR、SIG、SIBの画素
順次の信号となるので、信号S11を1画素期間および2
画素期間遅延することにより信号SIR、SIG、SIBを同
時化し、以後、上述と同様に処理すればよい。
【0035】さらに、上述においては、信号SIR、SI
G、SIBを赤色信号、緑色信号、青色信号とみなして処
理を行ったが、例えば、信号SIR、SIG、SIBを青色信
号、赤色信号、緑色信号のようにみなして処理するもで
きる。また、信号をデジタル処理することもできる。
【0036】
【発明の効果】この発明によれば、赤外光領域における
波長の違いが色の違いとして表示されるので、画面に映
し出されている内容を判断するとき、より的確に判断す
ることができる。しかも、処理回路は、現行のカラーC
CDビデオカメラのものをそのまま使用することもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明を説明するための正面図である。
【図3】この発明を説明するための特性図である。
【図4】この発明を説明するための正面図である。
【図5】この発明を説明するための正面図である。
【図6】この発明を説明するための特性図である。
【符号の説明】
11…CCD撮像素子、12…CDS回路、13…AG
Cアンプ、14…遅延回路、16…ハイパスフィルタ、
18…NTSCエンコーダ回路、22…遅延回路、23
および24…マトリックス回路、29…信号形成回路、
30…カラーLCD、FIG、FIM、FICおよびFIY…赤
外線フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/18 H04N 7/18 J 9/07 9/07 D (72)発明者 石丸 正義 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 中川 潔 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 上野 武彦 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 土肥 正宏 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 川口 高秀 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) 2G020 AA03 CC28 CD06 CD11 CD24 CD61 2G065 AA04 AB02 BA15 BB25 BC11 BC16 BD03 BD04 DA18 5C024 AA06 CA24 DA01 EA08 FA01 GA11 HA01 HA07 5C054 AA01 AA05 CA05 CC03 EA01 EE00 FB03 HA30 5C065 AA06 BB30 BB48 CC04 DD03 EE05 EE06 GG01 GG02 GG12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】赤外光に対して感度を有する撮像素子と、 この撮像素子から出力されるビデオ信号をカラー信号処
    理する処理回路とを有し、 上記赤外光の領域を波長により少なくとも3つの帯域I
    U、IV、IWに分割するとき、上記撮像素子には、上
    記帯域IU、IV、IWの赤外光成分を主として通過さ
    せる第1、第2、第3の赤外線フィルタがカラーコーデ
    ィングされ、 上記処理回路は、上記ビデオ信号に含まれる信号成分の
    うち、上記第1、第2、第3の赤外線フィルタに対応す
    る信号成分を、原色信号とみなしてカラー信号処理を実
    行するようにした赤外線撮像装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の赤外線撮像装置におい
    て、 上記撮像素子はCCD撮像素子とされ、 上記処理回路は、NTSC方式のカラー信号処理を実行
    するようにした赤外線撮像装置。
JP11080314A 1999-03-24 1999-03-24 赤外線撮像装置 Pending JP2000278701A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7235775B2 (en) 2004-10-06 2007-06-26 Funai Electric Co., Ltd. Infrared imaging apparatus for processing emissions in infrared and visible spectrum
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CN112335233A (zh) * 2018-07-20 2021-02-05 夜光彩色科技股份有限公司 图像生成装置以及摄像装置

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