JP2016114683A - Filter and imaging apparatus - Google Patents

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俊夫 安江
Toshio Yasue
俊夫 安江
北村 和也
Kazuya Kitamura
和也 北村
島本 洋
Hiroshi Shimamoto
洋 島本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter capable of nearly completely removing infrared light, with a simple configuration.SOLUTION: An image sensor 20 includes a filter 21 used for a solid-state imaging element 24, the single plate color imaging system solid-state imaging element 24, and a package 25 sealing the solid-state imaging element 24. The filter 21 includes a sealing glass 23 arranged on the optical path of incident light made incident on the solid-state imaging element 24 and transmitting the incident light and a dielectric multilayer 22 formed on one surface of the sealing glass 23 and removing the infrared light having a wavelength of at least 680nm and less than 1100nm.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願発明は、赤外線を除去するフィルタ、及び、このフィルタを備える撮像装置に関する。   The present invention relates to a filter that removes infrared rays, and an imaging apparatus including the filter.

一般に撮影カメラでは、光学プリズムを用いて入射光をRGBの3色に分光し、各色の画像を個別の撮像素子で撮影する3板カラー撮像方式が用いられる。このとき、撮影に必要な可視光以外の光線、特に波長の長い赤外光が、撮像画像に悪影響を与える。このため、撮影カメラには、入射光に含まれる赤外光を吸収又は反射して除去(カット)するための赤外光カットフィルタ(以下、「IRカットフィルタ」)が設置される(例えば、特許文献1,2)。   In general, a photographing camera uses a three-plate color imaging method in which incident light is split into three colors of RGB using an optical prism and an image of each color is photographed by an individual imaging device. At this time, light rays other than visible light necessary for photographing, particularly infrared light having a long wavelength, adversely affects the captured image. For this reason, the photographing camera is provided with an infrared light cut filter (hereinafter referred to as “IR cut filter”) for removing (cutting) infrared light contained in incident light by absorbing or reflecting (for example, “IR cut filter”). Patent Documents 1 and 2).

ここで、3板カラー撮像方式では、分光特性を比較的自由に設計できる光学プリズムで分光し、かつ各色毎に分光特性を調整するトリミングフィルタを用いることができる。さらに、IRカットフィルタが、そのトリミングフィルタの前に設置される。このため、IRカットフィルタは、波長680nm付近で急峻に透過率が低下するフィルタ特性まで要求されず、図11のように、緩やかに透過率が低下するフィルタ特性で十分である。これらIRカットフィルタ、光学プリズム、トリミングフィルタを用いた結果、放送用カメラでは、図12のように、波長680nm以上の赤外光をほぼ完全に除去する分光特性が実現可能である。
なお、図12の“[a.u.]”は、任意単位(arbitrary unit)を表す。
Here, in the three-plate color imaging method, it is possible to use a trimming filter that performs spectral separation with an optical prism whose spectral characteristics can be designed relatively freely and adjusts the spectral characteristics for each color. Furthermore, an IR cut filter is installed in front of the trimming filter. For this reason, the IR cut filter is not required to have a filter characteristic in which the transmittance sharply decreases near the wavelength of 680 nm, and a filter characteristic in which the transmittance gradually decreases as shown in FIG. 11 is sufficient. As a result of using these IR cut filters, optical prisms, and trimming filters, the broadcast camera can realize spectral characteristics that almost completely remove infrared light having a wavelength of 680 nm or more, as shown in FIG.
Note that “[au]” in FIG. 12 represents an arbitrary unit.

また、撮影カメラでは、1枚の撮像素子でRGB信号(カラー信号)を取得する単板カラー撮像方式も用いられる。この単板カラー撮像方式では、有機材料のオンチップカラーフィルタが撮像素子の上に形成される。そして、図13のように、オンチップカラーフィルタの分光特性によってフィルタ特性が定まる。   In addition, a single camera color imaging system that acquires RGB signals (color signals) with a single imaging device is also used in the photographing camera. In this single-plate color imaging method, an organic material on-chip color filter is formed on the imaging element. As shown in FIG. 13, the filter characteristics are determined by the spectral characteristics of the on-chip color filter.

また、単板カラー撮像方式では、3板カラー撮像方式と同様、IRカットフィルタを光路上に配置して赤外光を除去する。このとき、撮影カメラでは、構成簡略化のために、イメージセンサを封止するガラスリッドにIRカットフィルタを兼用させることも行われている(例えば、特許文献3)。   In the single-plate color imaging method, similarly to the three-plate color imaging method, an IR cut filter is disposed on the optical path to remove infrared light. At this time, in order to simplify the configuration of the photographing camera, an IR cut filter is also used as a glass lid for sealing the image sensor (for example, Patent Document 3).

特開2009−217138号公報JP 2009-217138 A 特開2013−50593号公報JP 2013-50593 A 特開平7−281021号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-281021

一般に、単板カラー撮像方式では、オンチップカラーフィルタの分光特性は、光学プリズムにおけるダイクロイック膜の分光特性と比べて設計自由度が低く、必要なフィルタ特性を得ることが困難である。さらに、単板カラー撮像方式では、3板カラー撮像方式で各色に対して適用可能であったトリミングフィルタも、構造上使用できない。   In general, in the single-plate color imaging method, the spectral characteristics of the on-chip color filter have a lower degree of design freedom than the spectral characteristics of the dichroic film in the optical prism, and it is difficult to obtain the required filter characteristics. Further, in the single-plate color imaging method, the trimming filter that can be applied to each color in the three-plate color imaging method cannot be used due to the structure.

これらの理由により、単板カラー撮像方式では、3板カラー撮像方式と同様、緩やかに透過率が低下するフィルタ特性のIRカットフィルタを採用した場合、画質に悪影響を及ぼしてしまう。具体的には、単板カラー撮像方式では、IRカットフィルタを透過した一部の赤外光が、赤色の画素を反応させ、赤色信号が増大する現象を発生させてしまう。特にこの現象は、赤外光を透過する一部のフィルム用NDフィルタを用いた場合、顕著になる。   For these reasons, in the single-plate color imaging method, as in the case of the three-plate color imaging method, when an IR cut filter having a filter characteristic in which the transmittance gradually decreases, the image quality is adversely affected. Specifically, in the single-plate color imaging method, a part of infrared light that has passed through the IR cut filter causes a phenomenon in which red pixels are reacted and a red signal is increased. In particular, this phenomenon becomes prominent when some ND filters for film that transmit infrared light are used.

また、封止ガラスと兼用するIRカットフィルタは、赤外光を吸収する材料により形成される吸収型のフィルタである。この吸収型のフィルタは、その材料によってフィルタ特性が決まり、可視光域の感度を損なうことなく赤外光をほぼ完全に除去することが困難である。従って、単板カラー撮像方式では、吸収型のフィルタを採用できず、撮影カメラの構成簡略化を実現できない。   The IR cut filter that also serves as the sealing glass is an absorption type filter formed of a material that absorbs infrared light. This absorption type filter has its filter characteristics determined by its material, and it is difficult to remove infrared light almost completely without impairing the sensitivity in the visible light region. Therefore, in the single plate color imaging method, the absorption filter cannot be adopted, and the configuration of the photographing camera cannot be simplified.

そこで、本願発明は、簡易な構成で、赤外光をほぼ完全に除去できるフィルタ及び撮像装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a filter and an imaging device that can remove infrared light almost completely with a simple configuration.

前記した課題に鑑みて、本願発明に係るフィルタは、単板カラー撮像方式の撮像素子に用いられるフィルタにおいて、撮像素子に入射する光の光路上に配置され、当該光を透過する光学部材と、光学部材の一方の平面に形成され、波長680nm以上1100nm未満の赤外光を除去する赤外光を除去する誘電体多層膜と、を備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、フィルタは、撮像素子を封止する光学部材の機能と、赤外光を除去するIRカットフィルタの機能とを兼用することができる。
In view of the above-described problems, a filter according to the present invention is an optical member that is disposed on an optical path of light incident on an image sensor and transmits the light in a filter used in an image sensor of a single-plate color imaging system, And a dielectric multilayer film that is formed on one plane of the optical member and that removes infrared light that removes infrared light having a wavelength of 680 nm or more and less than 1100 nm.
According to such a configuration, the filter can combine the function of the optical member that seals the imaging element and the function of the IR cut filter that removes infrared light.

本願発明に係るフィルタは、撮像素子の封止機能とIRカットフィルタの機能とを兼用するので、簡易な構成で赤外光をほぼ完全に除去することができる。これによって、本願発明に係るフィルタは、単板カラー方式による撮影カメラで良好な色再現性を実現することができる。   Since the filter according to the present invention combines the sealing function of the image sensor and the function of the IR cut filter, infrared light can be removed almost completely with a simple configuration. As a result, the filter according to the present invention can achieve good color reproducibility with a single-panel color photographing camera.

本願発明の第1実施形態に係る撮像光学系の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an imaging optical system according to a first embodiment of the present invention. 図1の誘電体多層膜の構成図である。It is a block diagram of the dielectric multilayer film of FIG. 図1のフィルタのフィルタ特性を表すグラフである。It is a graph showing the filter characteristic of the filter of FIG. 本願発明の第2実施形態に係る撮影カメラの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the imaging camera which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図4の撮影カメラの動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the imaging camera of FIG. 本願発明の実施例1におけるフィルタ特性を表すグラフである。It is a graph showing the filter characteristic in Example 1 of this invention. 本願発明の実施例2において、芝生による太陽光の反射光の分光特性を表すグラフである。In Example 2 of this invention, it is a graph showing the spectral characteristic of the reflected light of sunlight by a lawn. 本願発明の実施例2において、NDフィルタの減光特性を表すグラフである。In Example 2 of this invention, it is a graph showing the light attenuation characteristic of an ND filter. 比較例における実験結果を表すテーブルである。It is a table showing the experimental result in a comparative example. 本願発明の実施例2における実験結果を表すテーブルである。It is a table showing the experimental result in Example 2 of this invention. 従来の3板カラー撮像方式で用いるIRカットフィルタのフィルタ特性を表すグラフである。It is a graph showing the filter characteristic of the IR cut filter used with the conventional 3 plate color imaging system. 従来の3板カラー撮像方式を用いた撮影カメラの分光特性を表すグラフである。It is a graph showing the spectral characteristic of the imaging | photography camera using the conventional 3 plate color imaging system. 従来の単板カラー撮像方式を用いた撮影カメラの分光特性を表すグラフである。It is a graph showing the spectral characteristic of the imaging | photography camera using the conventional single plate color imaging system.

以下、本願発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段には同一の符号を付し、説明を省略した。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each embodiment, means having the same function are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(第1実施形態)
[撮像光学系の構成]
図1を参照し、本願発明の第1実施形態に係る撮像光学系1の構成について説明する。
図1のように、撮像光学系1は、図4の撮影カメラ100(撮像装置)の光学系として利用するものであり、撮影レンズ10と、イメージセンサ20とを備える。
(First embodiment)
[Configuration of imaging optical system]
With reference to FIG. 1, the structure of the imaging optical system 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the imaging optical system 1 is used as an optical system of the photographing camera 100 (imaging device) in FIG. 4, and includes a photographing lens 10 and an image sensor 20.

撮影レンズ10は、対物レンズを含む複数枚のレンズからなるレンズ群である。この撮影レンズ10は、本願発明に直接関係しない一般的な構成のため、これ以上の説明を省略する。なお、図1では、図面を見易くするため、撮影レンズ10を1枚のレンズとして図示した。   The photographing lens 10 is a lens group including a plurality of lenses including an objective lens. Since the photographic lens 10 has a general configuration that is not directly related to the present invention, further explanation is omitted. In FIG. 1, the photographic lens 10 is shown as a single lens for easy viewing of the drawing.

イメージセンサ20は、撮影レンズ10を介して被写体(不図示)を撮影し、RGB信号(撮影画像)を生成するものである。このイメージセンサ20は、フィルタ21と、固体撮像素子(撮像素子)24と、パッケージ25とを備える。   The image sensor 20 captures a subject (not shown) via the photographing lens 10 and generates an RGB signal (captured image). The image sensor 20 includes a filter 21, a solid-state image sensor (image sensor) 24, and a package 25.

フィルタ21は、固体撮像素子24の封止機能とIRカットフィルタの機能とを兼用するものであり、誘電体多層膜22と、封止ガラス(光学部材)23とを備える。   The filter 21 combines the sealing function of the solid-state imaging device 24 and the function of the IR cut filter, and includes a dielectric multilayer film 22 and a sealing glass (optical member) 23.

誘電体多層膜22は、封止ガラス23で撮影レンズ10側の平面(入射面)に形成されたものである。図2のように、誘電体多層膜22は、第1反射層22Aと、第2反射層22Bとを交互に蒸着させて、封止ガラス23に形成されている。また、第1反射層22A及び第2反射層22Bは、互いに屈折率が異なっている。
なお、図1では、誘電体多層膜22をハッチングで図示した。
The dielectric multilayer film 22 is formed on the flat surface (incident surface) on the photographing lens 10 side with the sealing glass 23. As shown in FIG. 2, the dielectric multilayer film 22 is formed on the sealing glass 23 by alternately vapor-depositing the first reflective layer 22A and the second reflective layer 22B. The first reflective layer 22A and the second reflective layer 22B have different refractive indexes.
In FIG. 1, the dielectric multilayer film 22 is shown by hatching.

封止ガラス23は、撮影レンズ10を通過した入射光の光路上に配置され、パッケージ25の開口部を封止するものである。ここでは、封止ガラス23は、撮影レンズ10の光軸LFに配置されている。例えば、封止ガラス23として、入射光を透過する一般的なガラスリッド等の光学ガラスをあげることができる。   The sealing glass 23 is disposed on the optical path of incident light that has passed through the photographing lens 10 and seals the opening of the package 25. Here, the sealing glass 23 is disposed on the optical axis LF of the photographing lens 10. For example, the sealing glass 23 may be an optical glass such as a general glass lid that transmits incident light.

固体撮像素子24は、撮影レンズ10を通過した入射光を受光し、受光した入射光からRGB信号を生成するものである。本実施形態では、固体撮像素子24は、単板カラー撮像方式の撮像素子である。例えば、固体撮像素子24としては、CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサをあげることができる。   The solid-state imaging device 24 receives incident light that has passed through the photographing lens 10 and generates RGB signals from the received incident light. In the present embodiment, the solid-state imaging device 24 is a single-plate color imaging type imaging device. For example, as the solid-state image sensor 24, a CCD (Charge Coupled Device) sensor and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor can be used.

パッケージ25は、内部空間に固体撮像素子24を収容するものである。また、パッケージ25は、その開口部が封止ガラス23で封止される。このようにして、封止ガラス23及びパッケージ25は、固体撮像素子24の空気暴露及び埃付着を防止することができる。   The package 25 accommodates the solid-state image sensor 24 in the internal space. Further, the opening of the package 25 is sealed with a sealing glass 23. In this way, the sealing glass 23 and the package 25 can prevent air exposure and dust adhesion of the solid-state imaging device 24.

[フィルタ特性]
図3を参照し、フィルタ21のフィルタ特性について説明する(適宜図1,図2参照)。
この図3では、縦軸が透過率であり、横軸が入射光の波長である。また、図3では、フィルタ21のフィルタ特性に含まれる範囲をハッチングで図示した。
[Filter characteristics]
The filter characteristics of the filter 21 will be described with reference to FIG. 3 (see FIGS. 1 and 2 as appropriate).
In FIG. 3, the vertical axis represents the transmittance, and the horizontal axis represents the wavelength of the incident light. Further, in FIG. 3, the range included in the filter characteristics of the filter 21 is illustrated by hatching.

フィルタ21は、誘電体多層膜22を備えることで、図3のようなフィルタ特性を有する。具体的には、誘電体多層膜22は、波長350nm以上370nm未満における透過率が1%未満である。つまり、誘電体多層膜22は、波長350nm以上波長370nm未満の紫外線をほぼ完全に除去する。   The filter 21 includes the dielectric multilayer film 22 and thus has filter characteristics as shown in FIG. Specifically, the dielectric multilayer film 22 has a transmittance of less than 1% at a wavelength of 350 nm or more and less than 370 nm. That is, the dielectric multilayer film 22 almost completely removes ultraviolet rays having a wavelength of 350 nm or more and less than 370 nm.

誘電体多層膜22は、波長370nm以上380nm未満における透過率が10%未満である。また、誘電体多層膜22は、波長380nm以上390nm未満における透過率が制限されない(つまり、0%〜100%の間で任意)。また、誘電体多層膜22は、波長390nm以上500nm未満における透過率が75%以上である。また、誘電体多層膜22は、波長500nm以上640nm未満における透過率が80%以上である。   The dielectric multilayer film 22 has a transmittance of less than 10% at a wavelength of 370 nm or more and less than 380 nm. Further, the transmittance of the dielectric multilayer film 22 at a wavelength of 380 nm or more and less than 390 nm is not limited (that is, arbitrary between 0% and 100%). The dielectric multilayer film 22 has a transmittance of 75% or more at a wavelength of 390 nm or more and less than 500 nm. The dielectric multilayer film 22 has a transmittance of 80% or more at a wavelength of 500 nm or more and less than 640 nm.

また、誘電体多層膜22は、波長640nm以上650nm未満における透過率が40%以上である。また、誘電体多層膜22は、波長650nmにおける透過率が、波長390nm以上640nm未満における最大透過率の半値の前後10%に収まる。また、誘電体多層膜22は、波長650nmを超えて680nm未満における透過率が60%未満である。   The dielectric multilayer film 22 has a transmittance of 40% or more at a wavelength of 640 nm or more and less than 650 nm. Further, the dielectric multilayer film 22 has a transmittance at a wavelength of 650 nm that falls within 10% before and after a half value of a maximum transmittance at a wavelength of 390 nm or more and less than 640 nm. The dielectric multilayer film 22 has a transmittance of less than 60% at a wavelength exceeding 650 nm and less than 680 nm.

また、誘電体多層膜22は、波長680nm以上690nm未満における透過率が2%未満であり、波長690nm以上1050nm未満における透過率が1%未満であり、波長1050nm以上1100nm未満における透過率が2%未満である。つまり、誘電体多層膜22は、波長680nm以上1100nm未満の赤外光をほぼ完全に除去できる。   The dielectric multilayer film 22 has a transmittance of less than 2% at a wavelength of 680 nm or more and less than 690 nm, a transmittance of a wavelength of 690 nm or more and less than 1050 nm is less than 1%, and a transmittance at a wavelength of 1050 nm or more and less than 1100 nm is 2%. Is less than. That is, the dielectric multilayer film 22 can almost completely remove infrared light having a wavelength of 680 nm or more and less than 1100 nm.

[作用・効果]
以上のように、フィルタ21は、固体撮像素子24の封止機能とIRカットフィルタの機能とを兼用するので、簡易な構成で赤外光をほぼ完全に除去することができる。さらに、フィルタ21は、紫外線もほぼ完全に除去することができる。これによって、フィルタ21は、単板カラー方式による撮影カメラ100で良好な色再現性を実現することができる。
[Action / Effect]
As described above, since the filter 21 serves both as the sealing function of the solid-state image sensor 24 and the function of the IR cut filter, infrared light can be almost completely removed with a simple configuration. Further, the filter 21 can almost completely remove ultraviolet rays. Thus, the filter 21 can realize good color reproducibility with the photographing camera 100 of the single plate color method.

(第2実施形態)
[撮影カメラの構成]
図4を参照し、本願発明の第2実施形態に係る撮影カメラ100の構成について説明する(適宜図1,図2参照)。
例えば、撮影カメラ100は、単板カラー方式の放送用カメラであり、撮影光学系1と、信号処理回路(信号処理手段)30と、出力回路40とを備える。
(Second Embodiment)
[Camera configuration]
With reference to FIG. 4, the structure of the photographing camera 100 according to the second embodiment of the present invention will be described (see FIGS. 1 and 2 as appropriate).
For example, the photographing camera 100 is a single-plate color broadcasting camera, and includes a photographing optical system 1, a signal processing circuit (signal processing means) 30, and an output circuit 40.

撮影光学系1は、図1と同様の構成であり、撮影レンズ10と、イメージセンサ20とを備える。この撮影光学系1は、イメージセンサ20で生成されたRGB信号を、信号処理回路30に出力する。
なお、図4では、図面を見易くするため、一部構成を省略した。
The photographing optical system 1 has the same configuration as that in FIG. 1 and includes a photographing lens 10 and an image sensor 20. The photographing optical system 1 outputs the RGB signal generated by the image sensor 20 to the signal processing circuit 30.
In FIG. 4, a part of the configuration is omitted for easy understanding of the drawing.

信号処理回路30は、撮影光学系1から入力されたRGB信号に各種信号処理を施すものである。例えば、信号処理回路30は、色信号の誤差を補正するために、イメージセンサ20が生成したRGB値に対して、3行3列の行列(リニアマトリクス)を掛け合わせるリニアマトリクス処理を行う。   The signal processing circuit 30 performs various signal processing on the RGB signals input from the photographing optical system 1. For example, the signal processing circuit 30 performs linear matrix processing for multiplying the RGB values generated by the image sensor 20 by a matrix of 3 rows and 3 columns (linear matrix) in order to correct an error of the color signal.

ここで、リニアマトリクス処理は、下記の式(1)で定義される。この式(1)では、R,G,Bは、イメージセンサ20から入力されたRGB信号のR信号値、G信号値及びB信号値を表す。また、a〜fは、予め設定されたリニアマトリクス係数を表す。また、R´,G´,B´は、リニアマトリクス処理後のR信号値、G信号値及びB信号値を表す。   Here, the linear matrix processing is defined by the following equation (1). In this equation (1), R, G, and B represent the R signal value, G signal value, and B signal value of the RGB signal input from the image sensor 20. Further, a to f represent preset linear matrix coefficients. R ′, G ′, and B ′ represent the R signal value, G signal value, and B signal value after linear matrix processing.

Figure 2016114683
Figure 2016114683

その後、信号処理回路30は、リニアマトリクス処理を施したRGB信号を、出力回路40に出力する。
なお、信号処理回路30は、リニアマトリクス処理の他、信号処理として、ホワイトバランスの調整やガンマ補正を行ってもよい。
Thereafter, the signal processing circuit 30 outputs the RGB signal subjected to the linear matrix processing to the output circuit 40.
The signal processing circuit 30 may perform white balance adjustment and gamma correction as signal processing in addition to linear matrix processing.

出力回路40は、信号処理回路30から入力されたRGB信号を外部(例えば、コンピュータやディスプレイ)に出力するものである。また、出力回路40は、信号処理回路30から入力されたRGB信号を、撮影カメラ100に予め備えられた記憶装置(例えば、ハードディスク)、又は、撮影カメラ100に挿入された記憶媒体(例えば、SDカード)に書き込んでもよい。   The output circuit 40 outputs the RGB signal input from the signal processing circuit 30 to the outside (for example, a computer or a display). Further, the output circuit 40 converts the RGB signal input from the signal processing circuit 30 into a storage device (for example, a hard disk) provided in advance in the photographing camera 100 or a storage medium (for example, SD) inserted in the photographing camera 100. Card).

[撮影カメラの動作]
図5を参照し、図4の撮影カメラ100の動作について説明する(適宜図4参照)。
図5のように、撮影カメラ100は、イメージセンサ20によって、RGB信号を生成する(ステップS1)。
撮影カメラ100は、信号処理回路30によって、ステップS1で生成したRGB信号にリニアマトリクス処理を施す(ステップS2)。
撮影カメラ100は、出力回路40によって、ステップS3でリニアマトリクス処理が施されたRGB信号を外部に出力する(ステップS3)。
[Camera operation]
The operation of the photographing camera 100 in FIG. 4 will be described with reference to FIG. 5 (see FIG. 4 as appropriate).
As shown in FIG. 5, the photographing camera 100 generates RGB signals by the image sensor 20 (step S1).
The photographing camera 100 performs linear matrix processing on the RGB signal generated in step S1 by the signal processing circuit 30 (step S2).
The photographing camera 100 outputs the RGB signal subjected to the linear matrix processing in step S3 to the outside by the output circuit 40 (step S3).

[作用・効果]
以上のように、撮影カメラ100は、第1実施形態と同様の効果に加え、リニアマトリクス処理を施すことで、より正確なRGB値を得ることができる。これによって、撮影カメラ100は、色再現性をより向上させることができる。
[Action / Effect]
As described above, the photographing camera 100 can obtain more accurate RGB values by performing linear matrix processing in addition to the same effects as those of the first embodiment. Thereby, the photographing camera 100 can further improve the color reproducibility.

以下、実施例1として、誘電体多層膜22の具体例と、フィルタ21のフィルタ特性とを説明する(適宜図1,図2参照)。
電体多層膜22は、第1反射層22A及び第2反射層22Bが36層蒸着されている。ここで、第1反射層22Aの材料としては、SiOをあげることができる。また、例えば、第2反射層22Bの材料としては、TiOをあげることができる。
Hereinafter, as Example 1, a specific example of the dielectric multilayer film 22 and the filter characteristics of the filter 21 will be described (see FIGS. 1 and 2 as appropriate).
36 layers of the first reflective layer 22A and the second reflective layer 22B are deposited on the electric multilayer film 22. Here, as a material of the first reflective layer 22A, SiO 2 can be cited. In addition, for example, TiO 2 can be used as the material of the second reflective layer 22B.

図6には、実施例1におけるフィルタ21の分光特性の測定結果を図示した。図6から、フィルタ21は、紫外線及び赤外線をほぼ完全に除去していることがわかる。従って、実施例1のフィルタ21を用いれば、良好な色再現性を実現できると考えられる。   In FIG. 6, the measurement result of the spectral characteristic of the filter 21 in Example 1 was illustrated. FIG. 6 shows that the filter 21 almost completely removes ultraviolet rays and infrared rays. Therefore, it is considered that good color reproducibility can be realized by using the filter 21 of the first embodiment.

以下、芝生による太陽光の反射光が含まれる撮影画像を例にあげて、RGB信号に対する赤外光の影響を説明する。
植物の葉に含まれ、光合成に関わっているクロロフィルは、波長660nm付近の赤色光及び波長450nm付近の青色光をよく吸収する特徴を有している。また、吸収されない緑色光及び赤外光は、散乱又は反射される傾向がある。ここで、芝生による太陽光の反射光の分光特性を測定し、その測定結果を図7に図示した。図7から、緑色光及び赤外光が、芝生による太陽光の反射光に多く含まれることがわかる。従って、撮影カメラでは、屋外を撮影する機会が多い場合、680nm以上の波長をカットすることが特性改善に有効である。
In the following, the influence of infrared light on RGB signals will be described with reference to an example of a captured image including sunlight reflected by a lawn.
Chlorophyll, which is contained in plant leaves and is involved in photosynthesis, has a feature of well absorbing red light having a wavelength of around 660 nm and blue light having a wavelength of around 450 nm. Also, unabsorbed green light and infrared light tend to be scattered or reflected. Here, the spectral characteristics of sunlight reflected by the lawn were measured, and the measurement results are shown in FIG. From FIG. 7, it can be seen that a large amount of green light and infrared light are included in the reflected light of sunlight from the lawn. Therefore, in a photographing camera, when there are many opportunities to photograph outdoors, it is effective in improving characteristics to cut a wavelength of 680 nm or more.

図8のように、赤外線を透過する特性のフィルム用NDフィルタ(以下、NDフィルタ)が知られている。そこで、第1実施形態のフィルタ21を備える撮影カメラ(実施例2)と、従来のIRカットフィルタを備える撮影カメラ(比較例)とを準備して、両撮影カメラで芝生を撮影した。このとき、両撮影カメラでは、異なる濃度のNDフィルタを装着して撮影するだけでなく、NDフィルタを装着せずに撮影を行った。
なお、図8では、NDの後ろに記述された数値がNDフィルタの濃度(減光特性)を表す。
As shown in FIG. 8, an ND filter for film (hereinafter referred to as an ND filter) having a characteristic of transmitting infrared rays is known. Therefore, a photographing camera (Example 2) provided with the filter 21 of the first embodiment and a photographing camera (Comparative Example) provided with a conventional IR cut filter were prepared, and the lawn was photographed with both photographing cameras. At this time, both the photographing cameras were not only photographed with the ND filters having different densities, but also photographed without the ND filters.
In FIG. 8, the numerical value described after ND represents the density (dimming characteristic) of the ND filter.

実施例2及び比較例の実験結果を図9及び図10に示す。図9は比較例の実験結果であり、図10は実施例2の実験結果である。この図9及び図10では、G信号値に対するR信号値及びB信号値を表している。つまり、R信号値及びB信号値は、G信号値を1としたときの相対値である。   The experimental results of Example 2 and the comparative example are shown in FIGS. FIG. 9 shows the experimental results of the comparative example, and FIG. 10 shows the experimental results of the second example. 9 and 10 show the R signal value and the B signal value with respect to the G signal value. That is, the R signal value and the B signal value are relative values when the G signal value is 1.

図9の比較例では、NDフィルタの減光率が高くなるに従って、赤外光がR信号に影響を与え、G信号に対するR信号の割合が増加している。ND1.6のときのR信号値は、NDなしのR信号値に比べて、1.7倍程度増加している。一方、図10の実施例2では、波長680nm付近で急峻に透過率が低下するフィルタ特性を得られるため、NDフィルタを透過する赤外光の影響が抑えられる。その結果、ND1.6のときのR信号値は、NDなしのR信号値に比べて、1.2倍程度の増加に抑えられている。   In the comparative example of FIG. 9, as the ND filter's light attenuation rate increases, infrared light affects the R signal, and the ratio of the R signal to the G signal increases. The R signal value at ND 1.6 is increased by about 1.7 times compared to the R signal value without ND. On the other hand, in Example 2 of FIG. 10, since the filter characteristic in which the transmittance sharply decreases near the wavelength of 680 nm can be obtained, the influence of infrared light transmitted through the ND filter can be suppressed. As a result, the R signal value at ND 1.6 is suppressed to an increase of about 1.2 times compared to the R signal value without ND.

さらに、実施例2では、波長680nm付近で急峻に透過率が低下するフィルタ特性が得られるので、可視光のうち、R信号成分として有効な信号量が増加していることがわかる。これによって、R信号値そのものも大きくなり、S/Nの改善にも効果的であると考えられる。   Furthermore, in Example 2, since the filter characteristic in which the transmittance sharply decreases in the vicinity of the wavelength of 680 nm is obtained, it can be seen that the effective signal amount as the R signal component in the visible light is increased. This also increases the R signal value itself, which is considered effective for improving the S / N.

1 撮像光学系
10 撮影レンズ
20 イメージセンサ
21 フィルタ
22 誘電体多層膜
22A 第1反射層
22B 第2反射層
23 封止ガラス(光学部材)
24 固体撮像素子(撮像素子)
25 パッケージ
30 信号処理回路(信号処理手段)
40 出力回路
100 撮影カメラ(撮像装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging optical system 10 Shooting lens 20 Image sensor 21 Filter 22 Dielectric multilayer film 22A 1st reflection layer 22B 2nd reflection layer 23 Sealing glass (optical member)
24 Solid-state imaging device (imaging device)
25 Package 30 Signal processing circuit (signal processing means)
40 output circuit 100 photographing camera (imaging device)

Claims (3)

単板カラー撮像方式の撮像素子に用いられるフィルタにおいて、
前記撮像素子に入射する光の光路上に配置され、当該光を透過する光学部材と、
前記光学部材の一方の平面に形成され、波長680nm以上1100nm未満の赤外光を除去する誘電体多層膜と、
を備えることを特徴とするフィルタ。
In a filter used for an image sensor of a single plate color imaging system,
An optical member disposed on an optical path of light incident on the image sensor and transmitting the light;
A dielectric multilayer film that is formed on one plane of the optical member and removes infrared light having a wavelength of 680 nm or more and less than 1100 nm;
A filter comprising:
前記誘電体多層膜は、波長350nm以上370nm未満における透過率が1%未満、波長680nm以上690nm未満における透過率が2%未満、波長690nm以上1050nm未満における透過率が1%未満、及び、波長1050nm以上1100nm未満における透過率が2%未満であることを特徴とする請求項1に記載のフィルタ。   The dielectric multilayer film has a transmittance of less than 1% at a wavelength of 350 nm to 370 nm, a transmittance of less than 2% at a wavelength of 680 nm to 690 nm, a transmittance of less than 1% at a wavelength of 690 nm to 1050 nm, and a wavelength of 1050 nm. 2. The filter according to claim 1, wherein the transmittance at less than 1100 nm is less than 2%. 請求項1又は請求項2に記載のフィルタと、
前記フィルタを透過した光によりRGB信号を生成する単板カラー撮像方式の撮像素子と、
前記撮像素子が生成したRGB信号にリニアマトリクス処理を施す信号処理手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
A filter according to claim 1 or claim 2;
An image sensor of a single-plate color imaging system that generates RGB signals by the light transmitted through the filter;
Signal processing means for performing linear matrix processing on the RGB signals generated by the image sensor;
An imaging apparatus comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022091769A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0488784A (en) * 1990-07-31 1992-03-23 Canon Inc Color image pickup element and signal processing system
JP2003161831A (en) * 2001-11-29 2003-06-06 Daishinku Corp Ray cut filter
JP2003259189A (en) * 2002-03-01 2003-09-12 Sony Corp Imaging device and image processing method
JP2006094112A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Mitsubishi Electric Corp Imaging device
JP2008070825A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Agc Techno Glass Co Ltd Infrared ray shielding film
WO2013015303A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 旭硝子株式会社 Optical member
JP2013197670A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 Ricoh Co Ltd Imaging device, object detection device, vehicle travel support image processing system, and vehicle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0488784A (en) * 1990-07-31 1992-03-23 Canon Inc Color image pickup element and signal processing system
JP2003161831A (en) * 2001-11-29 2003-06-06 Daishinku Corp Ray cut filter
JP2003259189A (en) * 2002-03-01 2003-09-12 Sony Corp Imaging device and image processing method
JP2006094112A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Mitsubishi Electric Corp Imaging device
JP2008070825A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Agc Techno Glass Co Ltd Infrared ray shielding film
WO2013015303A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 旭硝子株式会社 Optical member
JP2013197670A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 Ricoh Co Ltd Imaging device, object detection device, vehicle travel support image processing system, and vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022091769A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05
WO2022091769A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Photodetector device, method for manufacturing structure, and method for manufacturing photodetector device
JP7304534B2 (en) 2020-10-30 2023-07-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Photodetector, structure manufacturing method, and photodetector manufacturing method

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