JP7242678B2 - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents
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Description
可視光である第1の色光に対応する波長帯域を透過する第1のカラーフィルタ、及び、赤外光の波長帯域の透過を制限する赤外光遮断フィルタを有する第1の画素、
可視光である第2の色光に対応する波長帯域を透過する第2のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第2の画素、
可視光である第3の色光に対応する波長帯域を透過する第3のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第3の画素、
赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する第4の画素、並びに、
第1の画素、第2の画素、第3の画素、及び、第4の画素のいずれとも異なる波長透過特性を有する第5の画素、
を有する。また、上記の目的を達成するための本開示の撮像システムは、上記の構成の撮像装置を用いる。
1.本開示の撮像装置及び撮像システム、全般に関する説明
2.本開示の撮像装置を用いる撮像システム(カメラシステム)
2-1.システム構成
2-2.従来例に係るRGBWカラーフィルタ配列
3.本開示の実施形態
3-1.実施例1(R,G,B,Wの画素配列を基本とする例)
3-2.実施例2(R,G,B,Wの画素配列をベースとし、W画素の半分をGI画素に置き換えた例)
3-3.実施例3(R,G,B-IRの画素配列を基本とする例)
3-4.実施例4(R,G,B-IRの画素配列をベースとし、G画素の数を増やした例)
3-5.実施例5(R,G,B-IRの画素配列をベースとし、G画素の半分をWS画素に置き換えた例)
3-6.実施例6(R,G,B-IRの画素配列をベースとし、IR画素の半分をkIR画素に置き換えた例)
3-7.実施例7(R,G,B-IRの画素配列に対し、IR画素の半分をW画素に置き換えた例)
3-8.実施例8(R,G,B,Wの画素配列に対し、G画素の半分をIR画素に置き換えた例)
3-9.実施例9(R,B,W,WS-IRの画素配列を基本とする例)
3-10.実施例10(R,G,B-IRの画素配列をベースとし、R画素の半分をYI画素に置き換えた例)
3-11.実施例11(R,G,B-IRの画素配列をベースとし、R画素の半分をYe画素に置き換えた例)
3-12.実施例12(全てのカラーフィルタを補色フィルタに置き換えた例)
3-13.実施例13(透過率算出用の単位画素配列を離散的に配置する例)
4.実施形態の変形例
5.本開示がとることができる構成
本開示の撮像装置及び撮像システムにあっては、赤色に対応する波長帯域、緑色に対応する波長帯域、青色に対応する波長帯域、及び、赤色に対応する波長帯域よりも波長の長い帯域である第1の赤外光波長帯域を透過するバンドパスフィルタを更に備える構成とすることができる。このバンドパスフィルタは、赤色に対応する波長帯域と第1の赤外光波長帯域との間の波長帯域である第1の波長帯域、及び、第1の赤外光波長帯域よりも長い波長帯域である第2の波長帯域を遮断する機能を持っている。そして、バンドパスフィルタとしては、第1の赤外光波長帯域の透過を制限する選択的赤外光遮断フィルタを用いることが好ましい。
先ず、本開示の撮像装置を用いる撮像システム(カメラシステム)の構成について説明する。
[システム構成]
本開示の撮像装置を用いるカメラシステムの構成の概略を図1に示す。図1に示すように、本例に係るカメラシステム1は、赤外光(IR)を投光する光源部10、画像を撮影する撮像部20、及び、カメラ信号処理部30を有する構成となっている。
ここで、従来例に係るR,G,B,Wカラーフィルタ配列について説明する。従来例に係るR,G,B,Wカラーフィルタ配列を図2Bに示す。
本開示の実施形態では、以上の問題点に鑑み、選択的赤外光遮断フィルタの赤外光透過率kが不明、もしくは、空間的、時間的に不安定であっても、より高精度にて可視光と赤外光とを分離できるようにする。また、R,G,B,Wカラーフィルタ配列(画素配列)においても、選択的赤外光遮断フィルタの使用を可能にし、同様に、可視光と赤外光とをより精度よく分離できるようにする。
実施例1は、R,G,B,Wの画素配列を基本とする例である。実施例1に係るカラーフィルタの単位画素配列を図3Aに示す。実施例1では、図3Aに示す4行×4列のカラーフィルタ配列(画素配列)を単位として、各フィルタが画素アレイ部の各画素上に繰り返し展開される。
実施例1に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR(赤外光)、全光(W)透過画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(3)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。4行×4列繰り返しのカラーフィルタ配列の変形例を図5A及び図5Bに示し、2行×2列繰り返しのカラーフィルタ配列の変形例を図6A、図6B、図7A、及び、図7Bに示す。
実施例1の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図5Aに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例1に係るカラーフィルタ配列(図3A参照)において、GI画素をG画素に置き換え、3行3列目のR画素を、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないRI画素に置き換えた構成となっている。RI画素は、Rの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつR画素である。
実施例1の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図5Bに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例1に係るカラーフィルタ配列(図3A参照)において、GI画素をG画素に置き換え、3行1列目のB画素を、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないBI画素に置き換えた構成となっている。BI画素は、Bの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつB画素である。
実施例1の第3変形例に係るカラーフィルタ配列を図6Aに示す。第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、R,W,GI,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。GI画素は、Gの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつ画素である。
実施例1の第4変形例に係るカラーフィルタ配列を図6Bに示す。第4変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、RI,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。RI画素は、Rの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつR画素である。
実施例1の第5変形例に係るカラーフィルタ配列を図7Aに示す。第5変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、R,W,G,BIの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。BI画素は、Bの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつB画素である。
実施例1の第6変形例に係るカラーフィルタ配列を図7Bに示す。第6変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、R,WS,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。WS画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されたW画素である。
実施例2は、R,G,B,Wの画素配列をベースとするカラーフィルタ配列において、W画素の半分を、Gの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつGI画素に置き換えた例である。実施例2に係るカラーフィルタ配列を図8Aに示す。
実施例2の変形例に係るカラーフィルタ配列を図8Bに示す。実施例2の変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,G,B,Wの画素配列をベースとする4行×4列繰り返しのカラーフィルタ配列において、W画素の半分を、W画素に選択的赤外光遮断フィルタ232が形成されたWS画素に置き換えた例である。
実施例3は、R,G,B-IR(赤外光)の画素配列を基本とする2行×2列繰り返しのカラーフィルタ配列の例である。実施例3に係るカラーフィルタ配列を図9に示す。
実施例3に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR(赤外光)画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(7)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例3の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図10Aに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例3に係るカラーフィルタ配列(図9参照)において、3行1列目及び1行3列目の各R画素を、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないRI画素、即ち、Rの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつRI画素に置き換えた構成となっている。
実施例3の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図10Bに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例3に係るカラーフィルタ配列(図9参照)において、4行2列目及び2行4列目の各B画素を、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないBI画素、即ち、Bの波長帯域、及び、デュアルバンドパスフィルタ22を透過する赤外光の波長帯域の2つの波長帯域に感度をもつBI画素に置き換えた構成となっている。
実施例4は、R,G,B-IRの画素配列をベースとする4行×4列繰り返しのカラーフィルタ配列において、解像度に効果が高いG画素の数を増やし、解像度に効果が低いR画素及びB画素の数を減らした例である。実施例4に係るカラーフィルタ配列を図11に示す。
実施例4に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR(赤外光)画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(7)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例4の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図12Aに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をG画素に置き換えるとともに、3行3列目のR画素を、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないRI画素に置き換えた構成となっている。
実施例4の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図12Bに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をG画素に置き換えるとともに、3行1列目のB画素を、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないGI画素に置き換えた構成となっている。
実施例5は、R,G,B-IRの画素配列をベースとする4行×4列繰り返しのカラーフィルタ配列において、G画素の半分を、選択的赤外光遮断フィルタが形成されたWS画素に置き換えた例である。実施例5に係るカラーフィルタ配列を図13Aに示す。
実施例5の変形例に係るカラーフィルタ配列を図13Bに示す。図13Bに示すように、実施例5の変形例では、実施例5の画素配列(図13A)に対して、2行目、4行目の色配列が異なっている。具体的には、実施例5の画素配列では、2行目及び4行目が共にWS画素、IR画素、WS画素、IR画素の配列となっている。これに対して、実施例5の変形例の画素配列では、2行目がWS画素、B画素、IR画素、B画素の配列となり、4行目がIR画素、B画素、WS画素、B画素の配列となっている。
実施例6は、R,G,B-IRの画素配列をベースとするカラーフィルタ配列において、IR画素の半分を、IR画素に選択的赤外光遮断フィルタが形成されたkIR画素に置き換えた例である。実施例6に係るカラーフィルタ配列を図14Aに示す。
実施例6の変形例に係るカラーフィルタ配列を図14Bに示す。本変形例に係るカラーフィルタ配列では、4行×4列の画素配列において、1行目が、R画素、G画素、B画素、G画素から成り、2行目が、G画素、kIR画素、G画素、IR画素から成り、3行目が、B画素、G画素、IR画素、G画素から成り、4行目が、G画素、IR画素、G画素、kIR画素から成る構成となっている。
実施例7は、R,G,B-W,IRの画素配列を基本とするカラーフィルタ配列の例である。実施例7に係るカラーフィルタ配列を図15に示す。
実施例7に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR画素、W画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(13)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例7の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図16Aに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,IR,G,Bの2行×2列の画素単位と、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例7の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図16Bに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,kIR,G,Bの2行×2列の画素単位と、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例8も、実施例7と同様に、R,G,B-W,IRの画素配列を基本とするカラーフィルタ配列の例である。実施例8に係るカラーフィルタ配列を図17に示す。
実施例8に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR画素、W画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(13)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例8の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図18Aに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例8に係るカラーフィルタ配列(図17参照)において、IR画素をG画素に、W画素の半分をIR画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,IR,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,IR,Gの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例7の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図18Bに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例8に係るカラーフィルタ配列(図17参照)において、IR画素をG画素に、W画素の半分をkIR画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,kIR,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,kIR,Gの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例9は、R,B,W,WS-IRの画素配列を基本とするカラーフィルタ配列の例である。実施例9に係るカラーフィルタ配列を図19Aに示す。
実施例9に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR画素、W画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(15)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例9の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図19Bに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,WS,Bの2行×2列の画素単位と、R,IR,WS,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例9の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図20Aに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、第1変形例に係るカラーフィルタ配列(図19B参照)において、IR画素をkIR画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,WS,Bの2行×2列の画素単位と、R,kIR,WS,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例9の第3変形例に係るカラーフィルタ配列を図20Bに示す。第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例9に係るカラーフィルタ配列(図19A参照)において、IR画素の半分をkIR画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,W,WS,IRの2行×2列の画素単位と、B,W,WS,kIRの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例10は、R,G,Bのカラーフィルタを補色フィルタに置き換えたカラーフィルタ配列の例である。補色フィルタとしては、Ye(イエロー),Mg(マゼンタ),Cy(シアン)を例示することができる。実施例10に係るカラーフィルタ配列を図21Aに示す。
実施例10に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR画素、YI画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(17)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例10の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図21Bに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例10に係るカラーフィルタ配列において(図21A参照)、YI画素をMI画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,IR,G,Bの2行×2列の画素単位と、MI,IR,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。ここで、補色画素であるMI画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないMg画素であり、第1の画素、第2の画素、第3の画素、及び、第4の画素のいずれとも異なる波長透過特性を有する第5の画素である。
実施例10の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図22Aに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例10に係るカラーフィルタ配列において(図21A参照)、YI画素をCI画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,IR,G,Bの2行×2列の画素単位と、CI,IR,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。ここで、補色画素であるCI画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないCy画素であり、第1の画素、第2の画素、第3の画素、及び、第4の画素のいずれとも異なる波長透過特性を有する第5の画素である。
実施例10の第3変形例に係るカラーフィルタ配列を図22Bに示す。第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をYI画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,YI,G,IRの2行×2列の画素単位と、B,YI,G,IRの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例10の第4変形例に係るカラーフィルタ配列を図23Aに示す。第4変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をMI画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第4変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,MI,G,IRの2行×2列の画素単位と、B,MI,G,IRの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例10の第5変形例に係るカラーフィルタ配列を図23Bに示す。第5変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をCI画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第5変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,CI,G,IRの2行×2列の画素単位と、B,CI,G,IRの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例11は、R,G,B-IRの画素配列をベースとするカラーフィルタ配列において、R,G,Bのうち、R画素の半分をYe画素に置き換えた例である。ここで、Ye画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されている画素である。実施例11に係るカラーフィルタ配列を図24Aに示す。
実施例11に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR画素、Ye画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(19)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例11の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図24Bに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例11に係るカラーフィルタ配列(図24A参照)において、Ye画素をM画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,IR,G,Bの2行×2列の画素単位と、Mg,IR,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。Mg画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されている画素である。
実施例11の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図25Aに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例11に係るカラーフィルタ配列(図24A参照)において、Ye画素をCy画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第2変形例に係るカラーフィルタ配g列は、R,IR,G,Bの2行×2列の画素単位と、Cy,IR,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。Cy画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されている画素である。
実施例11の第3変形例に係るカラーフィルタ配列を図25Bに示す。第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をYe画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,Ye,G,IRの2行×2列の画素単位と、B,Ye,G,IRの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例11の第4変形例に係るカラーフィルタ配列を図26Aに示す。第4変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をMg画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第4変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,Mg,G,IRの2行×2列の画素単位と、B,Mg,G,IRの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例10の第5変形例に係るカラーフィルタ配列を図26Bに示す。第5変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例4に係るカラーフィルタ配列(図11参照)において、GI画素をCy画素に置き換えた構成となっている。具体的には、第5変形例に係るカラーフィルタ配列は、R,Cy,G,IRの2行×2列の画素単位と、B,Cy,G,IRの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例12は、全てのカラーフィルタを補色フィルタに置き換えた例である。補色フィルタとしては、実施例10及び実施例11の場合と同様に、Ye(イエロー),Mg(マゼンタ),Cy(シアン)を例示することができる。実施例12に係るカラーフィルタ配列を図27Aに示す。
実施例12に係るカラーフィルタ配列と同様な効果は、単位画素配列を構成する各色(IR画素、YI画素を含む)の画素において、選択的赤外光遮断フィルタの有り、無しの画素を備え、式(21)に対応する変換マトリクスが逆行列を持てば(行列式det≠0)、他の配列でも得ることが可能である。
実施例12の第1変形例に係るカラーフィルタ配列を図27Bに示す。第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例12に係るカラーフィルタ配列(図27A参照)において、YI画素をYe画素に、Mg画素の半分をMI画素にそれぞれ置き換えた構成となっている。具体的には、第1変形例に係るカラーフィルタ配列は、Ye,IR,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,IR,MI,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例12の第2変形例に係るカラーフィルタ配列を図28Aに示す。第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例12に係るカラーフィルタ配列(図27A参照)において、YI画素をYe画素に、Cy画素の半分をCI画素にそれぞれ置き換えた構成となっている。具体的には、第2変形例に係るカラーフィルタ配列は、Ye,IR,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,IR,Mg,CIの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例12の第3変形例に係るカラーフィルタ配列を図28Bに示す。第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例12に係るカラーフィルタ配列(図27A参照)において、YI画素をYe画素に、IR画素の半分をW画素にそれぞれ置き換えた構成となっている。具体的には、第3変形例に係るカラーフィルタ配列は、Ye,IR,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,W,Mg,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例12の第4変形例に係るカラーフィルタ配列を図29Aに示す。第4変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例12に係るカラーフィルタ配列(図27A参照)において、YI画素をYe画素に、IR画素の半分をWS画素にそれぞれ置き換えた構成となっている。具体的には、第4変形例に係るカラーフィルタ配列は、Ye,IR,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,WS,Mg,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
実施例12の第5変形例に係るカラーフィルタ配列を図29Bに示す。第5変形例に係るカラーフィルタ配列は、実施例12に係るカラーフィルタ配列(図27A参照)において、YI画素をYe画素に、IR画素の半分をkIR画素にそれぞれ置き換えた構成となっている。具体的には、第5変形例に係るカラーフィルタ配列は、Ye,IR,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,kIR,Mg,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
以上説明した各実施例では、単位画素配列毎に、選択的赤外光遮断フィルタ232の赤外光透過率kを含めて各色信号成分を算出することとしている。これに対し、実施例3は、透過率算出用の単位画素配列を、画素がマトリクス状に配置されて成る画素アレイ部上において、離散的に配置する例である。実施例3は、選択的赤外光遮断フィルタ232の赤外光透過率kが、画素アレイ部上(撮像装置の撮像面上)で領域毎に粗い精度で求められれば十分である場合に有用なものとなる。
以上、本開示の技術について、好ましい実施形態に基づき説明したが、本開示の技術は当該実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態において説明した撮像装置及び撮像システムの構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。
・バリエーション1
バリエーション1に係るカラーフィルタ配列を図32Aに示す。バリエーション1に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、YI,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション2に係るカラーフィルタ配列を図32Bに示す。バリエーション2に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、MI,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション3に係るカラーフィルタ配列を図33Aに示す。バリエーション3に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、CI,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション4に係るカラーフィルタ配列を図33Bに示す。バリエーション4に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、Ye,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション5に係るカラーフィルタ配列を図34Aに示す。バリエーション5に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、Mg,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション6に係るカラーフィルタ配列を図34Bに示す。バリエーション6に係るカラーフィルタ配列は、R,W,G,Bの2行×2列の画素単位と、Cy,W,G,Bの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション7に係るカラーフィルタ配列を図35Aに示す。バリエーション7に係るカラーフィルタ配列は、R,W,W,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,W,YIの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション8に係るカラーフィルタ配列を図35Bに示す。バリエーション8に係るカラーフィルタ配列は、R,W,W,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,W,MIの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション9に係るカラーフィルタ配列を図36Aに示す。バリエーション9に係るカラーフィルタ配列は、R,W,W,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,W,CIの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション10に係るカラーフィルタ配列を図36Bに示す。バリエーション10に係るカラーフィルタ配列は、R,W,W,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,W,Yeの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション11に係るカラーフィルタ配列を図37Aに示す。バリエーション11に係るカラーフィルタ配列は、R,W,W,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,W,Mgの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション12に係るカラーフィルタ配列を図37Bに示す。バリエーション12に係るカラーフィルタ配列は、R,W,W,Gの2行×2列の画素単位と、B,W,W,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
・バリエーション13
バリエーション13に係るカラーフィルタ配列を図38Aに示す。バリエーション13に係るカラーフィルタ配列は、Ye,W,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、MI,W,Mg,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション14に係るカラーフィルタ配列を図38Bに示す。バリエーション14に係るカラーフィルタ配列は、Ye,W,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,W,MI,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション15に係るカラーフィルタ配列を図39Aに示す。バリエーション15に係るカラーフィルタ配列は、Ye,W,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,W,Mg,CIの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション16に係るカラーフィルタ配列を図39Bに示す。バリエーション16に係るカラーフィルタ配列は、Ye,W,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,WS,Mg,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
バリエーション17に係るカラーフィルタ配列を図40に示す。バリエーション17に係るカラーフィルタ配列は、Ye,W,Mg,Cyの2行×2列の画素単位と、Ye,kIR,Mg,Cyの2行×2列の画素単位とが交互に配置された単位画素配列の構成となっている。
尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
[A-1]可視光である第1の色光に対応する波長帯域を透過する第1のカラーフィルタ、及び、赤外光の波長帯域の透過を制限する赤外光遮断フィルタを有する第1の画素、
可視光である第2の色光に対応する波長帯域を透過する第2のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第2の画素、
可視光である第3の色光に対応する波長帯域を透過する第3のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第3の画素、
赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する第4の画素、並びに、
第1の画素、第2の画素、第3の画素、及び、第4の画素のいずれとも異なる波長透過特性を有する第5の画素、
を有する撮像装置。
[A-2]赤色に対応する波長帯域、緑色に対応する波長帯域、青色に対応する波長帯域、及び、赤色に対応する波長帯域よりも波長の長い帯域である第1の赤外光波長帯域を透過するとともに、赤色に対応する波長帯域と第1の赤外光波長帯域との間の波長帯域である第1の波長帯域、及び、第1の赤外光波長帯域よりも長い波長帯域である第2の波長帯域を遮断するバンドパスフィルタを更に備える、
上記[A-1]に記載の撮像装置。
[A-3]赤外光遮断フィルタは、第1の赤外光波長帯域の透過を制限する選択的赤外光遮断フィルタである、
上記[A-2]に記載の撮像装置。
[A-4]第1のカラーフィルタは赤色のカラーフィルタ、
第2のカラーフィルタは緑色のカラーフィルタ、及び、
第3のカラーフィルタは青色のカラーフィルタである、
上記[A-1]乃至上記[A-3]のいずれかに記載の撮像装置。
[A-5]第4の画素は、カラーフィルタが形成されていない白色画素、又は、赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する赤外光画素である、
上記[A-4]に記載の撮像装置。
[A-6]第5の画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていない緑色画素、選択的赤外光遮断フィルタが形成された白色画素、選択的赤外光遮断フィルタが形成された赤外光画素、又は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていない補色画素である、
上記[A-5]に記載の撮像装置。
[A-7]第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタ、及び、第3のカラーフィルタは、補色フィルタである、
上記[A-1]乃至上記[A-3]のいずれかに記載の撮像装置。
[A-8]第1のカラーフィルタはイエローのカラーフィルタ、
第2のカラーフィルタはマゼンタのカラーフィルタ、及び、
第3のカラーフィルタはシアンのカラーフィルタである、
上記[A-7]に記載の撮像装置。
[A-9]第4の画素は、赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する赤外光画素である、
上記[A-8]に記載の撮像装置。
[A-10]第5の画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないイエローのカラーフィルタ、マゼンタのカラーフィルタ、又は、シアンのカラーフィルタである、
上記[A-9]に記載の撮像装置。
[A-11]第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素、及び、第5の画素を含む単位画素配列が、画素がマトリクス状に配置されて成る画素アレイ部上において、離散的に配置されている、
上記[A-1]乃至上記[A-10]のいずれかに記載の撮像装置。
[B-1]赤外光を発光する光源、及び、
可視光及び赤外光を取得可能な撮像装置を備え、
撮像装置は、
可視光である第1の色光に対応する波長帯域を透過する第1のカラーフィルタ、及び、赤外光の波長帯域の透過を制限する赤外光遮断フィルタを有する第1の画素、
可視光である第2の色光に対応する波長帯域を透過する第2のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第2の画素、
可視光である第3の色光に対応する波長帯域を透過する第3のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第3の画素、
赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する第4の画素、並びに、
第1の画素、第2の画素、第3の画素、及び、第4の画素のいずれとも異なる波長透過特性を有する第5の画素、を有する、
撮像システム。
[B-2]赤色に対応する波長帯域、緑色に対応する波長帯域、青色に対応する波長帯域、及び、赤色に対応する波長帯域よりも波長の長い帯域である第1の赤外光波長帯域を透過するとともに、赤色に対応する波長帯域と第1の赤外光波長帯域との間の波長帯域である第1の波長帯域、及び、第1の赤外光波長帯域よりも長い波長帯域である第2の波長帯域を遮断するバンドパスフィルタを更に備える、
上記[B-1]に記載の撮像システム。
[B-3]赤外光遮断フィルタは、第1の赤外光波長帯域の透過を制限する選択的赤外光遮断フィルタである、
上記[B-2]に記載の撮像システム。
[B-4]第1のカラーフィルタは赤色のカラーフィルタ、
第2のカラーフィルタは緑色のカラーフィルタ、及び、
第3のカラーフィルタは青色のカラーフィルタである、
上記[B-1]乃至上記[B-3]のいずれかに記載の撮像システム。
[B-5]第4の画素は、カラーフィルタが形成されていない白色画素、又は、赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する赤外光画素である、
上記[B-4]に記載の撮像システム。
[B-6]第5の画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていない緑色画素、選択的赤外光遮断フィルタが形成された白色画素、選択的赤外光遮断フィルタが形成された赤外光画素、又は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていない補色画素である、
上記[B-5]に記載の撮像システム。
[B-7]第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタ、及び、第3のカラーフィルタは、補色フィルタである、
上記[B-1]乃至上記[B-3]のいずれかに記載の撮像システム。
[B-8]第1のカラーフィルタはイエローのカラーフィルタ、
第2のカラーフィルタはマゼンタのカラーフィルタ、及び、
第3のカラーフィルタはシアンのカラーフィルタである、
上記[B-7]に記載の撮像システム。
[B-9]第4の画素は、赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する赤外光画素である、
上記[B-8]に記載の撮像システム。
[B-10]第5の画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないイエローのカラーフィルタ、マゼンタのカラーフィルタ、又は、シアンのカラーフィルタである、
上記[B-9]に記載の撮像システム。
[B-11]第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素、及び、第5の画素を含む単位画素配列が、画素がマトリクス状に配置されて成る画素アレイ部上において、離散的に配置されている、
上記[B-1]乃至上記[B-10]のいずれかに記載の撮像システム。
Claims (12)
- 可視光である第1の色光に対応する波長帯域を透過する第1のカラーフィルタ、及び、赤外光の波長帯域の透過を制限する赤外光遮断フィルタを有する第1の画素、
可視光である第2の色光に対応する波長帯域を透過する第2のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第2の画素、
可視光である第3の色光に対応する波長帯域を透過する第3のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第3の画素、
赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する第4の画素、並びに、
第1の画素、第2の画素、第3の画素、及び、第4の画素のいずれとも異なる波長透過特性を有する第5の画素、
第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素、及び、第5の画素から出力される信号強度に基づいて、少なくとも、赤外光遮断フィルタの赤外光透過率、又は、赤外光の強度に赤外光透過率を乗じた値、のいずれか一方を取得する信号処理部、
を有する撮像装置。 - 赤色に対応する波長帯域、緑色に対応する波長帯域、青色に対応する波長帯域、及び、赤色に対応する波長帯域よりも波長の長い帯域である第1の赤外光波長帯域を透過するとともに、赤色に対応する波長帯域と第1の赤外光波長帯域との間の波長帯域である第1の波長帯域、及び、第1の赤外光波長帯域よりも長い波長帯域である第2の波長帯域を遮断するバンドパスフィルタを更に備える、
請求項1に記載の撮像装置。 - 赤外光遮断フィルタは、第1の赤外光波長帯域の透過を制限する選択的赤外光遮断フィルタである、
請求項2に記載の撮像装置。 - 第1のカラーフィルタは赤色のカラーフィルタ、
第2のカラーフィルタは緑色のカラーフィルタ、及び、
第3のカラーフィルタは青色のカラーフィルタである、
請求項1に記載の撮像装置。 - 第4の画素は、カラーフィルタが形成されていない白色画素、又は、赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する赤外光画素である、
請求項4に記載の撮像装置。 - 第5の画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていない緑色画素、選択的赤外光遮断フィルタが形成された白色画素、選択的赤外光遮断フィルタが形成された赤外光画素、又は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていない補色画素である、
請求項5に記載の撮像装置。 - 第1のカラーフィルタ、第2のカラーフィルタ、及び、第3のカラーフィルタは、補色フィルタである、
請求項1に記載の撮像装置。 - 第1のカラーフィルタはイエローのカラーフィルタ、
第2のカラーフィルタはマゼンタのカラーフィルタ、及び、
第3のカラーフィルタはシアンのカラーフィルタである、
請求項7に記載の撮像装置。 - 第4の画素は、赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する赤外光画素である、
請求項8に記載の撮像装置。 - 第5の画素は、選択的赤外光遮断フィルタが形成されていないイエローのカラーフィルタ、マゼンタのカラーフィルタ、又は、シアンのカラーフィルタである、
請求項9に記載の撮像装置。 - 第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素、及び、第5の画素を含む単位画素配列が、画素がマトリクス状に配置されて成る画素アレイ部上において、離散的に配置されている、
請求項1に記載の撮像装置。 - 赤外光を発光する光源、及び、
可視光及び赤外光を取得可能な撮像装置を備え、
撮像装置は、
可視光である第1の色光に対応する波長帯域を透過する第1のカラーフィルタ、及び、赤外光の波長帯域の透過を制限する赤外光遮断フィルタを有する第1の画素、
可視光である第2の色光に対応する波長帯域を透過する第2のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第2の画素、
可視光である第3の色光に対応する波長帯域を透過する第3のカラーフィルタ、及び、赤外光遮断フィルタを有する第3の画素、
赤外光の波長帯域を透過する透過特性を有する第4の画素、並びに、
第1の画素、第2の画素、第3の画素、及び、第4の画素のいずれとも異なる波長透過特性を有する第5の画素、
第1の画素、第2の画素、第3の画素、第4の画素、及び、第5の画素から出力される信号強度に基づいて、少なくとも、赤外光遮断フィルタの赤外光透過率、又は、赤外光の強度に赤外光透過率を乗じた値、のいずれか一方を取得する信号処理部、
を有する、
撮像システム。
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