(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光子束を電子束に変換するように構成されたフォトカソード（１２０；４２０；５２０）と、
複数の画素のマトリクスからなるセンサ（１３０；４３０；５３０）と、
処理手段（１４０；４４０；５４０）と、
複数の一次フィルタのマトリクス（１１０；４１０；５１０）と、
を備えており、
前記複数の一次フィルタの各々は、前記複数の画素の少なくとも一つと対応付けられており、
前記複数の一次フィルタのマトリクスは、初期光子束が前記フォトカソードに到達する前に当該複数の一次フィルタのマトリクスを通過するように、当該フォトカソードの上流側に配置されており、
前記複数の一次フィルタのマトリクスは、複数の原色フィルタ（Ｒ；Ｇ；Ｂ；Ｙｅ；Ｍａ；Ｃｙ）と複数のパンクロマティックフィルタ（Ｗ）を備えており、
前記原色フィルタは、当該原色と補色の関係にある可視スペクトルの一部を透過せず、  前記パンクロマティックフィルタは、可視スペクトル全体を透過し、
前記処理手段は、
各々が一つの前記パンクロマティックフィルタに対応付けられた前記センサにおける複数のパンクロマティック画素によって検出される平均表面光子束または平均表面電子束を表わす有効量（Ｆm）を、当該センサにおける少なくとも一つの領域について計算し、
前記有効量（Ｆm）の絶対値を少なくとも一つの閾値（Ｆth）と比較し、
前記有効量（Ｆm）の絶対値が少なくとも一つの閾値（Ｆth）を上回る場合に前記領域が強照明条件下にあると判断し、
前記領域が強照明条件下にある場合のみ、前記複数の原色フィルタに対応付けられた当該領域の画素に基づいて当該領域のカラー画像を形成する、
ように構成されている、
画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項２】
前記フォトカソード（４２０；５２０）は、真空管（４５０；５５０）内に配置されており、
前記複数の一次フィルタのマトリクス（４１０；５１０）は、前記真空管の入力窓（４５１；５５１）に配置されている、
請求項１に記載の画像取得装置（４００；５００）。
【請求項３】
前記フォトカソード（５２０）は、複数の光ファイバの束（５５２）によって閉塞された真空管（５５０）内に配置されており、
前記複数の一次フィルタのマトリクス（５１０）における各一次フィルタは、前記複数の光ファイバの各一端に載置されている、
請求項１に記載の画像取得装置（５００）。
【請求項４】
前記センサ（４３０）は、光検知センサであり、
前記処理手段（４４０）は、平均表面光子束を表わす量を計算するように構成されており、
前記フォトカソードから放出された電子束を受けて二次電子束を供給するように構成された増倍手段（４６１）と、
前記二次電子束を受けて有効光子束を供給するように構成された蛍光スクリーン（４６２）と、
をさらに備えており、
前記センサ（４３０）は、前記有効光子束を受けるように配置されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の画像取得装置（４００）。
【請求項５】
前記センサ（５３０）は、前記フォトカソードから放出された前記電子束を受けるように構成された電子検知センサであり、
前記処理手段（５４０）は、平均表面電子束を表わす量を計算するように構成されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の画像取得装置（５００）。
【請求項６】
前記複数のパンクロマティックフィルタは、前記複数の一次フィルタの７５％を占めている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項７】
前記複数の一次フィルタのマトリクス（１１０；４１０；５１０）は、下記パターンの二次元的な周期的繰り返しにより生成され、
【数１】
0006564025.tif 000006
Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ赤、緑、青の原色フィルタを表わし、
Ｗは、パンクロマティックフィルタを表わし、
前記パターンは、Ｒ、Ｇ、Ｂの置き換えを許容しつつ定められる、
請求項６に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項８】
前記複数の一次フィルタのマトリクス（１１０；４１０；５１０）は、下記パターンの二次元的な周期的繰り返しにより生成され、
【数２】
0006564025.tif 000007
Ｙｅ、Ｍａ、Ｃｙは、それぞれ黄、マゼンタ、シアンの原色フィルタを表わし、
Ｗは、パンクロマティックフィルタを表わし、
前記パターンは、Ｙｅ、Ｍａ、Ｃｙの置き換えを許容しつつ定められる、
請求項６に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項９】
前記少なくとも一つの閾値（Ｆth）は、第一閾値、および当該第一閾値よりも大きな第二閾値を含んでおり、
前記処理手段は、
前記有効量（Ｆm）が前記第一閾値を下回る場合、前記領域が弱照明下にあると判断し、
前記有効量（Ｆm）が前記第二閾値を上回る場合、前記領域が強照明下にあると判断する、
ように構成されている、
請求項１から８のいずれか一項に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項１０】
前記処理手段は、前記有効量（Ｆm）が前記第一閾値と前記第二閾値の間である場合、前記領域における単色画像とカラー画像の線形結合を、前記第一閾値と前記第二閾値のそれぞれに対する前記有効量（Ｆm）の差異に応じた重み係数を付与して作成するように構成されており、
前記単色画像は、当該領域の前記パンクロマティック画素から取得されたものである、請求項９に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項１１】
前記処理手段は、
前記センサにおける全パンクロマティック画素の組から単色画像を形成し、
前記単色画像を複数の均質な領域にセグメント化し、
均質な領域に対応付けられた各領域について、当該領域が弱照明条件下にあるか強照明条件下にあるかを判断するために、対応する有効量を個別に計算する、
ように構成されている、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項１２】
前記複数の一次フィルタのマトリクス（１１０；４１０；５１０）は、前記可視スペクトルを透過しない複数の赤外フィルタ（ＩＲ）をさらに含んでおり、
前記複数の赤外フィルタの各々は、前記センサにおける少なくとも一つの赤外画素に対応付けられている、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項１３】
前記処理手段は、ある領域が弱照明条件下にある場合、
所定の赤外閾値（ＦIRth）と、当該領域における前記赤外画素によって検出された平均表面光子束または平均表面電子束を表わす二次量（ＦIRm）とを比較し、
前記二次量が前記赤外閾値よりも大きい場合、当該領域の前記パンクロマティック画素から取得された単色画像と当該領域の前記赤外画素から取得された偽カラー画像を重畳する、
ように構成されている、
請求項１２に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項１４】
前記処理手段は、ある領域が弱照明条件下にある場合、
当該領域の前記赤外画素において、赤外スペクトルにおいて均一な平均表面光子束または平均表面電子束を検出する複数のサブ領域を特定し、
特定された前記複数のサブ領域の各々について、所定の赤外閾値（ＦIRth）と、当該サブ領域における前記赤外画素によって検出された平均表面光子束または平均表面電子束を表わす二次量（ＦIRm）とを比較し、
前記二次量が前記赤外閾値よりも大きい場合、当該サブ領域の前記パンクロマティック画素から取得された単色画像と当該サブ領域の前記赤外画素から取得された偽カラー画像を重畳する、
ように構成されている、
請求項１２に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項１５】
光学投影システムと、
前記光学投影システムの対物面に配置された複数の一次フィルタの第二マトリクスと、
を備えており、
前記複数の一次フィルタの第二マトリクスの像は、前記光学投影システムの像面に形成され、かつフォトカソードの上流側に配置されることにより、初期光子束が当該フォトカソードに到達する前に前記複数の一次フィルタのマトリクス（１１０；４１０；５１０）を通過する、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の画像取得装置（１００；４００；５００）。
【請求項１６】
入射光子束を電子束に変換するように構成されたフォトカソード（１２０；４２０；５２０）と、センサ（１３０；４３０；５３０）とを備えている装置（１００；４００；５００）において実行される画像形成方法であって、
前記入射光子束を供給するために、原色と補色の関係にある可視スペクトルの一部を透過しない複数の原色フィルタ（Ｒ；Ｇ：Ｂ：Ｙｅ；Ｍａ；Ｃｙ）と当該可視スペクトルの全体を透過する複数のパンクロマティックフィルタ（Ｗ）を含む複数の一次フィルタのマトリクス（１１０；４１０；５１０）を用いて初期光子束をフィルタリングするステップと、
各々が一つの前記パンクロマティックフィルタに対応付けられた前記センサにおける複数のパンクロマティック画素によって検出される平均表面光子束または平均表面電子束を表わす有効量（Ｆm）を、当該センサにおける少なくとも一つの領域について計算するステップと、
前記有効量（Ｆm）の絶対値を少なくとも一つの閾値（Ｆth）と比較するステップと、
前記有効量（Ｆm）の絶対値が少なくとも一つの閾値（Ｆth）を上回る場合に前記領域が強照明条件下にあると判断するステップと、
前記領域が強照明条件下にある場合のみ、前記複数の原色フィルタに対応付けられた当該領域における複数の画素に基づいて当該領域のカラー画像を形成するステップと、
を含んでいる、
画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光子束を電子束に変換するように構成されたフォトカソードを備えている暗視画像取得装置の分野に関連する。より具体的には、本発明は、マトリクス色フィルタを用いる装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
フォトカソードを備えた様々な暗視画像取得システムが知られている。
【０００３】
画像増強管は、そのような装置の一例である。画像増強管は、入射光子束を一次電子束に変換するように構成されたフォトカソードを備えている。この一次電子束は、増強管の内部を伝播し、第一静電場によって増倍手段へ向けて加速される。
【０００４】
当該増倍手段は、前記の一次電子束を受けて二次電子束を供給する。増倍手段の入力面に入射した各一次電子は、当該手段の出力面側に複数の二次電子の放射を引き起こす。このようにして弱い一次電子束（すなわち非常に低強度の光放射）から強い二次電子束が生成される。
【０００５】
二次電子束は、第三静電場によって蛍光スクリーンへ向けて加速される。蛍光スクリーンは、二次電子束を光子束に変換する。増倍手段の存在により、蛍光スクリーンから出力された光子束は、その強度を除いてフォトカソードに入射した光子束に対応する。すなわち、フォトカソードに入射した光子束における各光子は、蛍光スクリーンによって出力される光子束における複数の光子に対応する。
【０００６】
フォトカソードと増倍手段は、真空管内に配置される。真空管は、フォトカソードに入射する光子束を通過させる入力窓を備えている。真空管は、蛍光スクリーンによって塞がれる。
【０００７】
フォトカソードに入射した光子束が一次電子束に変換されると、光子の波長に係る情報が失われる。よって、蛍光スクリーンにより出力される光子束は、単色画像に対応する。
【０００８】
特許文献１は、多色画像を復元可能な画像増強管を開示している。
【０００９】
原色フィルタの第一マトリクスは、フォトカソードの上流側に配置されることにより、入射光子束がフォトカソードに到達する前にフィルタ処理を行なう。
【００１０】
原色フィルタは、当該原色と補色関係にある可視スペクトルの一部を伝達しないスペクトルフィルタである。すなわち、原色フィルタは、当該原色に対応する可視スペクトルの一部、場合により赤外スペクトルの一部、および近紫外スペクトル（２００〜４００ｎｍ）や紫外スペクトル（１０〜２００ｎｍ）をも伝達するスペクトルフィルタである。
【００１１】
原色フィルタの第一マトリクスは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタからなり、フォトカソード上に複数の原色画素を形成する。よって、当該フォトカソードにおける所定の画素に入射した光子束は、所定の原色に対応する。これに応じて当該フォトカソードから出力される電子束は、直接的には色情報を含まないが、所定の原色に対応している。
【００１２】
増強管の出力部において蛍光スクリーンにより出力された光子束は、特に赤色、緑色、および青色に対応する複数の波長の組合せである白色光に対応している。この光子束は、原色フィルタの第二マトリクスによってフィルタ処理される。第二マトリクスは、蛍光スクリーン上に複数の画素を形成する。すなわち、蛍光スクリーンにおける所定の画素から出射される光子束は、原色フィルタによってフィルタ処理される。当該原色フィルタからの出力として得られる光子束は、所定の原色に対応する。第二マトリクスは、第一マトリクスと同一かつアライメントされている。よって、蛍光スクリーン上の画素は、フォトカソード上の画素とアライメントされている。したがって、第二マトリクスからの出力により形成される画像は、三原色の画素からなり、第一マトリクスからの出力において画素化された画像を強調したものに対応する。
【００１３】
これにより、暗視増強管がカラー画像を提供する。しかしながら、この増強管は、原色フィルタのマトリクスが二つ存在することによってエネルギー損失が大きく、光子束を大きく増強する必要がある場合においては問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】英国特許第２３０２４４４号明細書
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】S.Tripathi et al., “Image Segmentation: a review”, International Journal of Computer Science and Management Research, vol. 1, No. 4, Nov. 2012, pp 838-843
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的の一つは、エネルギー損失に起因する不利益を最小限にしつつ、カラー画像を取得可能な画像取得装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成する画像取得装置は、
入射光子束を電子束に変換するように構成されたフォトカソードと、
画素と称される複数のマトリクス要素からなるセンサと、
処理手段と、
を備えている。
【００１８】
本発明によれば、上記の装置は、複数の一次フィルタのマトリクスを備えている。前記複数の一次フィルタの各々は、前記複数の画素の少なくとも一つと対応付けられている。  前記複数の一次フィルタのマトリクスは、初期光子束が前記フォトカソードに到達する前に当該複数の一次フィルタのマトリクスを通過するように、当該フォトカソードの上流側に配置されている。
前記複数の一次フィルタのマトリクスは、複数の原色フィルタと複数のパンクロマティックフィルタを備えている。前記原色フィルタは、当該原色と補色の関係にある可視スペクトルの一部を透過しない。前記パンクロマティックフィルタは、可視スペクトル全体を透過する。
前記処理手段は、
前記センサにおける少なくとも一つの領域が弱照明条件下または強照明条件下にあるかを判断するために、各々が一つの前記パンクロマティックフィルタに対応付けられた当該センサにおける複数のパンクロマティック画素によって検出される平均表面光子束または平均表面電子束を表わす有効量を計算し、
前記領域が強照明条件下にある場合のみ、原色画素に対応付けられた当該領域の画素に基づいて当該領域のカラー画像を形成する、
ように構成されている。
【００１９】
有利な一実施形態においては、前記フォトカソードは、真空管内に配置されており、前記複数の一次フィルタのマトリクスは、前記真空管の入力窓に配置されている。
【００２０】
別例においては、前記フォトカソードは、複数の光ファイバの束によって閉塞された真空管内に配置されており、前記複数の一次フィルタのマトリクスにおける各一次フィルタは、前記複数の光ファイバの各一端に載置されている。
【００２１】
前記センサは、光検知センサでありうる。前記処理手段は、平均表面光子束を表わす量を計算するように構成されうる。
前記画像取得装置は、
前記フォトカソードから放出された電子束を受けて二次電子束を供給するように構成された増倍手段と、
前記二次電子束を受けて有効光子束を供給するように構成された蛍光スクリーンと、
をさらに備えうる。
この場合、前記センサは、前記有効光子束を受けるように配置される。
【００２２】
あるいは、前記センサは、前記フォトカソードから放出された前記電子束を受けるように構成された電子検知センサでありうる。前記処理手段は、平均表面電子束を表わす量を計算するように構成されうる。
【００２３】
好ましくは、前記複数のパンクロマティックフィルタは、前記複数の一次フィルタの７５％を占めている。
【００２４】
前記複数の一次フィルタのマトリクスは、下記パターンの二次元的な周期的繰り返しにより有利に生成される。
【数１】
0006564025.tif 000002
Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ赤、緑、青の原色フィルタを表わす。Ｗは、パンクロマティックフィルタを表わす。前記パターンは、Ｒ、Ｇ、Ｂの置き換えを許容しつつ定められる。
【００２５】
あるいは、前記複数の一次フィルタのマトリクスは、下記パターンの二次元的な周期的繰り返しにより生成されうる。
【数２】
0006564025.tif 000003
Ｙｅ、Ｍａ、Ｃｙは、それぞれ黄、マゼンタ、シアンの原色フィルタを表わす。Ｗは、パンクロマティックフィルタを表わす。前記パターンは、Ｙｅ、Ｍａ、Ｃｙの置き換えを許容しつつ定められる。
【００２６】
好ましくは、前記処理手段は、
前記有効量が第一閾値を下回る場合、前記領域が弱照明下にあると判断し、
前記有効量が前記第一閾値よりも大きな第二閾値を上回る場合、前記領域が強照明下にあると判断する、
ように構成されている。
【００２７】
前記処理手段は、前記有効量が前記第一閾値と前記第二閾値の間である場合、前記領域における単色画像とカラー画像を結合するように構成されていると有利である。前記単色画像は、当該領域の前記パンクロマティック画素から取得されたものである。
【００２８】
好ましくは、前記処理手段は、
前記センサにおける全パンクロマティック画素の組から単色画像を形成し、
前記単色画像を複数の均質な領域にセグメント化し、
均質な領域に対応付けられた各領域について、当該領域が弱照明条件下にあるか強照明条件下にあるかを判断するために、対応する有効量を個別に計算する、
ように構成されている。
【００２９】
前記複数の一次フィルタのマトリクスは、前記可視スペクトルを透過しない複数の赤外フィルタをさらに含みうる。前記複数の赤外フィルタの各々は、前記センサにおける少なくとも一つの赤外画素に対応付けられる。
【００３０】
前記処理手段は、ある領域が弱照明条件下にある場合、
所定の赤外閾値と、当該領域における前記赤外画素によって検出された平均表面光子束または平均表面電子束を表わす二次量とを比較し、
前記二次量が前記赤外閾値よりも大きい場合、当該領域の前記パンクロマティック画素から取得された単色画像と当該領域の前記赤外画素から取得された偽カラー画像を重畳する、
ように構成されていると有利である。
【００３１】
あるいは、前記処理手段は、ある領域が弱照明条件下にある場合、
当該領域の前記赤外画素において、赤外スペクトルにおいて均一な平均表面光子束または平均表面電子束を検出する複数のサブ領域を特定し、
特定された前記複数のサブ領域の各々について、所定の赤外閾値と、当該サブ領域における前記赤外画素によって検出された平均表面光子束または平均表面電子束を表わす二次量とを比較し、
前記二次量が前記赤外閾値よりも大きい場合、当該サブ領域の前記パンクロマティック画素から取得された単色画像と当該サブ領域の前記赤外画素から取得された偽カラー画像を重畳する、
ように構成されていると有利である。
【００３２】
前記複数の一次フィルタのマトリクスは、光学投影システムによって投影された像からなりうる。
【００３３】
本発明は、入射光子束を電子束に変換するように構成されたフォトカソードと、センサとを備えている装置において実行される画像形成方法にも関連する。
当該方法は、
前記入射光子束を供給するために、原色と補色の関係にある可視スペクトルの一部を透過しない複数の原色フィルタと当該可視スペクトルの全体を透過する複数のパンクロマティックフィルタを含む複数の一次フィルタのマトリクスを用いて初期光子束をフィルタリングするステップと、
前記センサにおける少なくとも一つの領域が弱照明条件下または強照明条件下にあるかを判断するために、各々が一つの前記パンクロマティックフィルタに対応付けられた当該センサにおける複数のパンクロマティック画素によって検出される平均表面光子束または平均表面電子束を表わす有効量を計算するステップと、
前記領域が強照明条件下にある場合のみ、前記複数の原色フィルタに対応付けられた当該領域における複数の画素に基づいて当該領域のカラー画像を形成するステップと、
を含んでいる。
【００３４】
本発明は、添付の図面を参照しつつ実施形態例の説明を読むことによって、よりよく理解される。当該説明は情報提供のみを目的としており、発明を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る装置の原理を模式的に例示している。
【図２】本発明の第一実施形態に係る処理手段によって実現される処理を模式的に例示している。
【図３Ａ】本発明の第一実施形態に係る一次フィルタのマトリクスの一例を模式的に示している。
【図３Ｂ】本発明の第一実施形態に係る一次フィルタのマトリクスの別例を模式的に示している。
【図４】本発明の第一実施形態に係る装置を模式的に例示している。
【図５Ａ】本発明の第二実施形態に係る装置の一例を模式的に示している。
【図５Ｂ】本発明の第二実施形態に係る装置の別例を模式的に示している。
【図６】本発明の第二実施形態に係る一次フィルタのマトリクスを模式的に例示している。
【図７】本発明の第二実施形態に係る処理手段によって実現される処理を模式的に例示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、本発明に係る画像取得装置１００の原理を模式的に示している。
【００３７】
装置１００は、前述のように動作するフォトカソード１２０、および当該フォトカソードの上流側に配置された複数の一次フィルタ１１１のマトリクス１１０を備えている。例えば、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）フォトカソードが使用されうる。他種のフォトカソードも使用されうる。具体的には、可視光（約４００〜８００ｎｍ）を含み、可能であれば近赤外光や赤外光と近紫外光や紫外光の少なくとも一方を含む、出来るだけ広い波長スペクトルに感度を有するフォトカソードが使用されうる。
【００３８】
各一次フィルタ１１１は、フォトカソード１２０上の位置に入射した光を通過させる。すなわち、各一次フィルタ１１１は、フォトカソード１２０上に画素を形成している。
【００３９】
一次フィルタ１１１は、少なくとも二つのカテゴリに属する透過型フィルタである。すなわち、原色フィルタと透明（あるいはパンクロマティック）フィルタである。
【００４０】
原色一次フィルタについては、先に説明した通りである。複数の一次フィルタのマトリクスは、三種の原色フィルタ（すなわち三原色フィルタ）を含む。これにより、可視光スペクトルにおける全ての色の加色合成あるいは減色合成が可能になる。具体的には、各種の一次色フィルタは、可視光スペクトル（波長４００〜７００ｎｍ帯域）の一部のみを透過する。そして、種別の異なる一次色画素がこの帯域全体をともにカバーする。可視光スペクトルの一部に加え、各原色フィルタは、近赤外光や赤外光スペクトルの一部と近紫外光や紫外光スペクトルの一部の少なくとも一方を透過しうる。加色合成の場合、色フィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、および青フィルタでありうる。減色合成の場合、色フィルタは、黄フィルタ、マゼンタフィルタ、およびシアンフィルタでありうる。本発明の趣旨から逸脱しなければ、当業者により他の原色の組合せが実施されうる。
【００４１】
パンクロマティック一次フィルタは、可視光スペクトル全体を通過させる。可能であれば、当該フィルタは、近赤外光や赤外光スペクトルの少なくとも一部と近紫外光や紫外光スペクトルの一部の少なくとも一方も通過させる。パンクロマティック一次フィルタは、可視光にとって透明な素子やマトリクス１１０における開口でありうる。後者の場合、当該パンクロマティック一次フィルタの下方に配置されたフォトカソードの画素は、フィルタを通過していない光を受ける。
【００４２】
複数の一次フィルタは、フォトカソード１２０の平面内において二つの異なる方向（通常は直交）に周期的に繰り返すパターンを形成するように配列されることが有利である。各パターンは、各種の原色フィルタを少なくとも一つとパンクロマティックフィルタを備えることが好ましい。
【００４３】
図示されている一次フィルタは正方形であるが、あらゆる幾何学的形状をとりうる。当該形状の例としては、六角形状、円盤状、あるいは本発明に係る装置１００の伝達機能に係る制約の関数として定義される面が挙げられる。
【００４４】
本発明に係る複数の一次フィルタのマトリクスは、現実のものでもよいし、仮想的なものでもよい。
【００４５】
複数の一次フィルタのマトリクスは、それが特定の厚さを持った複数の一次フィルタ（例えばポリマー材料や干渉フィルタからなる一次フィルタ）からなる場合に、現実のものであると言える。
【００４６】
複数の一次フィルタのマトリクスは、フォトカソードの上流側に投影された複数の一次フィルタの第二マトリクスの像からなる場合に、仮想的なものであると言える。この場合、当該第二マトリクスは、複数の一次フィルタからなる現実のマトリクスであり、光学投影システムの対物面に配置される。当該光学投影システムの像面に形成された像は、前記した複数の一次フィルタからなる仮想的なマトリクスに対応する。本例の利点は、現実のマトリクスを所望の位置に配置する困難を回避できる点にある。
【００４７】
図を参照して説明される複数の一次フィルタからなる現実のマトリクスは、例示に過ぎない。現実のマトリクスを仮想的なマトリクスで置き換えることにより、様々な変形例が実現されうる。本発明に係る装置は、上述の第二マトリクスと光学投影システムを備えることが好ましい。
【００４８】
マトリクス１１０におけるパンクロマティック一次フィルタの割合は、５０％以上であることが好ましいが、当該数値に限定されるものではない。当該パンクロマティック一次フィルタの割合は、７５％以上であると有利である。原色一次フィルタは、均等な割合で設けられる。別例として、原色一次フィルタは、不均等な割合で設けられる。第一種の原色フィルタの割合は、多種の原色フィルタの割合の二倍以下であることが好ましい。例えば、パンクロマティック一次フィルタの割合が７５％である場合、第一原色フィルタの割合は１２．５％であり、第二原色フィルタと第三原色フィルタの割合は、それぞれ６．２５％である。
【００４９】
マトリクス１２０は、一次光子束を受ける。例示のために、複数の一次光子束１０１の各々が一つの一次フィルタ１１１に対応付けられている。複数の一次光子束１０１によって多色像が形成される。複数の一次光子束１０１は、可視光スペクトル、近赤外光スペクトル、および赤外光スペクトルに位置する光子を含みうる。
【００５０】
一次フィルタ１１１は、フィルタ処理された一次束１０２を出射する。複数の当該一次束は、ともにフォトカソードに入射する光子束を形成する。フォトカソード１２０は、光子束の入射に応じて電子束を放出する。各フィルタ処理された一次束１０２に対応する一次電子束１０３が存在する。フィルタ処理された一次束１０２に含まれる光子が多いほど、より重要な一次電子束１０３となる。一次電子束１０３は、色情報を直接的に伝えないが、対応する一次フィルタ１１１によって送り出された光子の数には直接的に依存する。複数の電子一次束１０３は、ともにフォトカソード１２０によって放出された電子束を形成する。
【００５１】
本発明に係る装置１００は、デジタルセンサ１３０も備えている。後述するように、センサ１３０は、フォトカソード１２０によって放出された電子束を直接的に受けることが可能である。あるいは、フォトカソード１２０によって放出された電子束は、光子束に変換されうる。結果として、センサ１３０は、光子束を受ける。図１は本発明の原理を例示しているに過ぎないため、センサ１３０は、フォトカソード１２０の直後に示されている。センサ１３０は、光子あるいは電子を検知可能なセンサでありうる。フォトカソード１２０とセンサ１３０の間には、他の要素が挿入されうる。
【００５２】
当該センサは、フォトカソードによって放出された電子、あるいは当該電子より得られた光子を検知する。
【００５３】
好ましくは、当該センサは、以下のものを検知可能である。
・４００〜９００ｎｍ帯、あるいは４００〜１１００ｎｍ帯、あるいは紫外から近赤外（例えば２００〜１１００ｎｍ）で変化するスペクトル帯における光子
・上記帯域内の光子に由来する電子
当該センサは、光子または電子を検知可能な画素と称される複数の要素１３１のマトリクスからなる。
【００５４】
各一次フィルタ１１１は、センサにおける少なくとも一つの画素１３１に対応付けられる。すなわち、各一次フィルタ１１１は、センサにおける少なくとも一つの画素１３１に対してアライメントされる。これにより、当該一次フィルタ１１１から出射された光子から得られる電子束あるいは光子束のうち当該少なくとも一つの画素１３１に到達する部分を最大化できる。各一次フィルタ１１１は、当該センサの画素１３１と一対一に対応付けられることが好ましい。一次フィルタ１１１の面積は、センサの画素１３１の面積、あるいはその整数倍の面積に対応することが好ましい。
【００５５】
各一次フィルタ１１１が少なくとも一つの画素１３１に対応付けられるため、パンクロマティック一次フィルタに対応付けられたセンサの画素は、「パンクロマティック画素」と称されうる。原色一次フィルタに対応付けられたセンサの画素は、「原色画素」と称されうる。パンクロマティック画素は、パンクロマティックフィルタが通過させるスペクトル帯に対応付けられた電子または光子を検出する。各種の原色画素は、対応する種別の原色フィルタが通過させるスペクトル帯に対応付けられた電子または光子を検出する。
【００５６】
センサ１３０は、処理手段１４０に接続される。処理手段１４０は、演算手段とも言え、具体的にはプロセッサまたはマイクロプロセッサを備えている。処理手段１４０は、センサ１３０から出力された電気信号を入力として受け付ける。当該電気信号は、センサが光子を検出する場合は各画素１３０によって受付・検出された光子束に対応しており、センサが電子を検出する場合は各画素１３０によって受付・検出された電子束に対応している。処理手段１４０は、出力として画像を提供する。当該画像は、複数の一次フィルタのマトリクスに入射して増強された一次光子束に対応している。
【００５７】
処理手段１４０は、センサの各画素に対応付けられた一次フィルタの種別に係る情報を当該画素に割り当てるように構成される。そのため、処理手段１４０は、センサの各画素と一次フィルタの種別を対応付ける情報を記憶する。この情報は、デコンボリューションマトリクスの形態をとりうる。この場合、フォトカソードを通過する際に失われたスペクトル情報は、処理手段１４０によって復元される。
【００５８】
処理手段１４０は、図２に例示される処理を実施するように構成される。
【００５９】
後述する第一実施形態によれば、処理手段は、センサにおける全パンクロマティック画素を補間することにより単色画像を生成する。この画像は、「センサの単色画像」と称される。処理手段は、センサを複数の領域にセグメント化する。各領域は、対応するパンクロマティック画素により検出された光子束または電子束に関して均質である。
【００６０】
この種のセグメント化の例は、非特許文献１に記載されている。
【００６１】
この場合、処理手段は、以下のステップを実施する。
【００６２】
第一ステップ２８０は、光子または電子を検知可能なセンサの一領域においてパンクロマティック画素によって受付・検出された平均表面光子束または電子束を表わす量Ｆmを推定する。
【００６３】
この量は、「有効量」と称される。有効量は、前記平均表面光子束または電子束と同じでありうる。センサ１３０が光子を検知可能である場合、有効量は、センサの当該領域における複数のパンクロマティック画素上の輝度の平均値でありうる。すなわち、有効量は、センサにおけるいわゆるパンクロマティック画素の組によって検出された表面光子束または表面電子束の平均値でありうる。
【００６４】
したがって、有効量は、センサにおける当該領域の照明の程度を提供しているとも言える。
【００６５】
弱照明状態は、低い有効量の値（絶対値）に対応付けられる。強照明状態は、高い有効量の値（絶対値）に対応付けられる。
【００６６】
強照明状態は、例えば４５０μＬｕｘと５５０μＬｕｘの間の第一閾値よりも高い照度に対応付けられる。弱照明状態は、例えば４００μＬｕｘと５５０μＬｕｘの間の第二閾値より低い照度に対応付けられる。第一閾値と第二閾値は同じでありうる。第一閾値と第二閾値が異なる場合、第一閾値は第二閾値よりも大きいことを要する。
【００６７】
第二ステップ２８１は、有効量Ｆmと閾値Ｆthを比較する。有効量Ｆmが閾値Ｆthを上回る場合、センサ領域は強照明状態にある。有効量Ｆmが閾値Ｆthを下回る場合、センサ領域は弱照明状態にある。
【００６８】
ステップ２８０とステップ２８１は、ともにセンサ１３０の領域が弱照明状態あるいは強照明状態にあるかを判断するステップを構成する。
【００６９】
強照明は、例えば月に照らされた夜（夜レベル１から３）の風景画像が取得される場合に生じうる。弱照明は、月に照らされていない夜（夜レベル４と５、すなわち照度５００μＬｕｘ未満）の風景画像が取得される場合に生じうる。
【００７０】
上記の領域が強照明状態にある場合、当該領域の原色画素を用いて当該領域のカラー画像が形成される（ステップ２８２Ａ）。装置は、強照明動作モードで動作していると言える。
【００７１】
具体的には、各原色画像が形成され、それらが組み合わされる。原色画像は、当該原色に対応付けられた当該領域の画素を補間することによって形成される。補間は、その原色のセンサ画素の比率が小さい場合の問題を克服しうる。原色画素の補間は、ある原色画素の値を用いて隣接する画素が当該原色画素であった場合に持ちうる値を推定することによって行なわれる。
【００７２】
原色画像をシャープにするために、当該画像に対して任意の処理（画像鮮鋭化）が行なわれうる。例えば、ある領域のパンクロマティック画素を補間することにより、当該領域の単色画像が取得され、場合によりハイパスフィルタリング処理がなされた後、この単色画像が同じ領域の各原色画像と組み合わせられうる。マトリクスにおけるパンクロマティック画素の割合は、原色画素の割合よりもかなり大きいため、原色画像の解像度が向上する。
【００７３】
ある領域が弱照明状態下にある場合、当該領域のパンクロマティック画素を用いて単色画像が形成される。具体的には、当該領域の原色画像を用いることなく、当該領域のパンクロマティック画素を用いて当該領域の単色画像が形成される（ステップ２８２Ｂ）。この場合においても、当該領域のパンクロマティック画素を補間することにより単色画像が取得されうる。装置は、弱照明動作モードで動作していると言える。
【００７４】
弱照明と強照明の区別がセンサのパンクロマティック画素からの測定値（当該センサにより検出されたスペクトル全体、換言すると少なくとも可視スペクトル全体）に基づいていることが重要である。
【００７５】
これらのステップは、センサにおける予め特定された各領域に対して行なわれる。
【００７６】
次いで、センサにおける複数の異なる領域のカラー画像あるいは単色画像が組み合わせられることにより、センサ全体からの画像が取得される。このセンサ全体からの画像は、表示あるいは後の処理のためにメモリへの保存に供されうる。
【００７７】
あるいは、各強照明領域のカラー画像が形成され、セグメント化に用いられたセンサの単色画像における当該強照明領域に対応する領域が、当該領域のカラー画像で置換えられる。
【００７８】
あるいは、センサの単色画像とカラー画像の線形結合が形成される。この場合、強照明領域においてカラー画像と単色画像が重畳される。
【００７９】
上述の例においては、センサにおける複数の領域が個別に処理される。あるいは、センサ全体が弱照明条件または強照明条件下にあるかが判断され、センサ全体が同様にして処理される。この場合、センサの単色画像のセグメント化および取得された画像の組合せは行なわれない。ステップ２８０、２８１、および２８２Ａまたは２８２Ｂは、センサの表面領域全体に適用される。すなわち、上述のセンサ領域は、センサ全体に対応する。
【００８０】
この場合、処理手段１４０は、入力としてセンサからの信号を受け付け、当該センサにおける各画素を一次フィルタの種別に対応付けるための情報を保存する。そして、処理手段１４０は、カラー画像と単色画像の少なくとも一方からなる出力を提供する。
【００８１】
よって、ここに開示される発明は、センサの領域のカラー画像を、可能であれば当該領域で検出されたシーンの照度に応じて取得するように構成された画像取得システムである。照度が不十分である場合、当該装置は、パンクロマティック一次フィルタから取得された当該領域の画像を提供する。よって、エネルギー損失が最小となる。当該装置は、いずれかの動作モードを自動的に選択する。
【００８２】
なお、センサ１３０上には一次フィルタの第二マトリクスは存在しない。センサにおける特定の画素は、処理中にフォトカソードよりも上流における特定の一次フィルタに対応付けられると十分に考えられるからである。結果として得られる画像取得装置は、エネルギー効率が高い。
【００８３】
第一実施形態の第一変形例においては、ある動作モードから別の動作モードへの切替えは、切替えノイズ（チャタリング）を避けるためにヒステリシスを伴って行なわれる。これを達成するために、有効量の第一閾値が強照明モードから弱照明モードへの遷移について設けられ、有効量の第二閾値が逆の遷移について設けられる。第一閾値は、第二閾値よりも小さい値として選ばれる。
【００８４】
第一実施形態の第二変形例においては、ある動作モードから別の動作モードへの切替えは、遷移フェーズを通じてプログレッシブに行なわれる。すなわち、画像取得装置は、有効量が第一閾値未満であれば弱照明モードで動作し、有効量が第一閾値よりも大きくなるように選ばれた第二閾値を上回れば強照明モードで動作する。有効量が第一閾値と第二閾値の間である場合、画像取得装置は、強照明モードにおける処理で取得された画像と弱照明モードにおける処理で取得された画像の線形結合を作成する。第一閾値と第二閾値のそれぞれに対する有効量の差異に応じて、重み付け係数が付与される。
【００８５】
理想的には、各一次フィルタ１１１がセンサの少なくとも一つの画素１３１に対してアライメントされることにより、ある一次フィルタに対応付けられた各画素が、当該一次フィルタに対応する光子または電子のみを受ける。しかしながら、本発明に係る装置を通じての伝播によって空間的広がり（特にフォトカソードから放出された電子束の空間的広がり）が生じうる。この問題は、初期較正ステップにより軽減され、一次フィルタとセンサ画素の間のアライメント不良が補償される。この較正は、本発明に係る装置における光学要素（フォトカソード、場合により増倍手段や蛍光スクリーン）の伝達関数に起因する僅かな劣化を補償することを狙いにしている。この較正の間、一次フィルタのマトリクスは、複数の異なる単色光ビームによって照明され（各光ビームは、原色フィルタの原色の一つに対応している）、センサ１３０に受信された信号が測定される。次のステップは、処理手段１４０によって保存されたデコンボリューションマトリクスの推定である。動作中において、処理手段１４０は、センサに送信された信号を当該デコンボリューションマトリクスで増倍する。増倍後、理想条件下でセンサに送信されたかのような空間的広がりを伴わない信号が再現される。各原色フィルタ（場合により後述する赤外フィルタ）は、パンクロマティックフィルタによって完全に包囲されることが好ましい。フォトカソードにより放出された電子束が空間的に広がる場合における較正が簡略化される。
【００８６】
これに加えてあるいは代えて、一次フィルタのマトリクスを形成している複数のフィルタの形状は、前記の空間広がり効果を補償するように較正される。本発明に係る装置の光学要素（フォトカソード、場合により増倍手段や蛍光スクリーン）による変形後、センサの少なくとも一つの画素に一次フィルタの画像が重畳される。
【００８７】
隣接する一次フィルタ間の隙間は、一次フィルタを通過することなくフォトカソードに到達することがないよう全ての放射を遮断するために不透明であると有利である。
【００８８】
図３Ａと図３Ｂは、本発明に係る一次フィルタのマトリクス１１０の第一実施形態の二つの変形例を模式的に示している。
【００８９】
図３Ａにおいて、原色一次フィルタは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、あるいは青（Ｂ）フィルタである。マトリクスの７５％は、パンクロマティックフィルタ（Ｗ）である。
【００９０】
マトリクス１１０は、以下に示す基本的な４×４パターンの二次元的な周期的繰り返しによって生成される。
【００９１】
【数３】
0006564025.tif 000004
（１）
【００９２】
このマトリクスの変形例は、パターン（１）におけるＲ、Ｇ、Ｂのフィルタを並べ替えることにより取得されうる。緑の画素の数は、赤または青の画素の数の二倍である。この不均等は、三原色画像を組み合わせてカラー画像を形成する際に、適切な重み付け因子により補正されうる。
【００９３】
図３Ｂにおけるマトリクスは、図３Ａにおけるマトリクスに対応している。Ｒ、Ｇ、Ｂの原色一次フィルタが、黄（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、およびシアン（Ｃｙ）の原色一次フィルタで置き換えられている。この場合においても、Ｙｅ、Ｍａ、Ｃｙのフィルタは並べ替え可能である。
【００９４】
図３Ａに示されるマトリクスの一変形例（不図示）においては、一次フィルタの５０％がパンクロマティックフィルタであり、その配列パターンは以下の通りである。
【００９５】
【数４】
0006564025.tif 000005
（２）
【００９６】
ＸとＹは、それぞれＲ、Ｇ、またはＢである。但し、ＸとＹは相違する。この場合においても、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタは並べ替え可能である。
【００９７】
あるいは、パターン（２）におけるＲ、Ｇ、Ｂのフィルタは、Ｙｅ、Ｍａ、Ｃｙのフィルタで置き換えられうる。
【００９８】
図４は、本発明に係る装置４００の第一実施形態を模式的に例示している。図４と図１で異なる内容のみ説明する。上述の較正ステップは、本実施形態においては特に有用である。
【００９９】
装置４００は、インテンシファイドＣＭＯＳ（ＩＣＭＯＳ）またはインテンシファイドＣＣＤ（ＩＣＣＤ）技術に基づいている。
【０１００】
フォトカソード４２０は、真空管４５０内に配置されている。真空管４５０は、冒頭に説明した従来技術に係るイメージ増強管型である。真空管は、特に管形状を有する真空チャンバを意味する。
【０１０１】
真空管４５０は、入力窓４５１を有している。入力窓４５１は、特に可視光について透明であり、場合によっては近赤外光や赤外光についても透明である。入力窓は、フォトカソードに入射した光子束を真空管内に進入させる。具体的には、入力窓はガラス製でありうる。入力窓は、単一の板であることが好ましい。一次フィルタのマトリクス４１０は、入力窓４５１の一方の面（好ましくは真空管の内側を向く面）に接着されている。フォトカソードは、一次フィルタのマトリクス４１０に対して押圧されている。入力窓には、一次フィルタのマトリクス４１０の周囲に静電場印加用の電気接点を形成するように金属層（不図示）が蒸着されうる。
【０１０２】
冒頭に説明した通り、増倍手段４６１と蛍光スクリーン４６２がフォトカソード４２０の下流側に設けられている。
【０１０３】
蛍光スクリーンは、センサ４３０によって受け付けられる光子束（有効束と称する）を放出する。センサ４３０は、光を検知可能であり、具体的にはＣＣＤ（電荷結合装置）センサやＣＭＯＳ（相補型酸化金属半導体）センサでありうる。図４においては、真空管内にセンサ４３０が示されている。センサ４３０と処理手段４４０の間の電子的接続は、管内を通過している。
【０１０４】
処理手段４４０は、図２を参照して説明した通りに動作する。有効量は、センサ４３０のパンクロマティック画素によって検出された表面光子束を表わす。
【０１０５】
蛍光スクリーンから放出される光子ビームの空間的広がりの可能性を制限するために、センサ４３０を当該蛍光スクリーンと直に接触させてもよい。この場合、センサ４３０は、真空管の内側にあってもよいし、外側から蛍光スクリーンによって形成された真空管の外面に押し付けられてもよい。
【０１０６】
センサ４３０は、真空管４５０の外側に搭載されうる。
【０１０７】
具体的には、光ファイバの束が蛍光スクリーンとセンサ４３０の画素群に接続されうる。当該光ファイバの束は、真空管からの出力窓を形成する。当該光ファイバの束は、センサ４３０の表面領域が真空管の内径よりも小さい場合に特に適している。この場合、各ファイバの蛍光スクリーンの端における径は、センサの端における径よりも大きい。光ファイバの束は、細径化されているとも言え、蛍光スクリーンにより出力される画像が低減される。
【０１０８】
図５Ａと図５Ｂは、本発明の第二実施形態に係る装置５００がとりうる二例を模式的に示している。
【０１０９】
図５Ａと図１で異なる内容のみ説明する。
【０１１０】
装置５００は、ＥＢＣＭＯＳ（電子衝撃ＣＭＯＳ）技術に基づいている。
【０１１１】
フォトカソード５２０は、真空管５５０内に配置されている。
【０１１２】
真空管５５０は、入力窓５５１を有している。入力窓５５１は、特に可視光について透明であり、場合により近赤外光や赤外光についても透明である。
【０１１３】
一次フィルタのマトリクス５１０は、入力窓５５１の一方の面（好ましくは真空管の内側を向く面）に接着されている。
【０１１４】
センサ５３０は、真空管５５０の内側に配置され、フォトカソードにより放出された電子束を直接受ける。
【０１１５】
フォトカソード５２０とセンサ５３０の間隔は数ミリメートルであり、両者の間に電位差が印加されて両者を隔てる隙間に静電場を生成する。この静電場は、フォトカソード５２０により放出された電子をセンサ５３０に向かって加速可能である。
【０１１６】
センサ５３０は、電子を検知可能に構成されており、ＣＭＯＳセンサであることが一般的である。
【０１１７】
第一の例においては、電子を検知可能なセンサは、後方から照明される。その実現のために、薄膜化およびパッシベートされた（背面薄膜化された）基板を備えたＣＭＯＳセンサが用いられる。当該センサは、フォトカソード側における外層を形成するパッシベーション層を備えている。パッシベーション層は、薄膜化基板上に積層されている。当該基板は、複数の検出ダイオードを搭載している。各検出ダイオードは、当該センサにおける一つの画素と対応付けられている。
【０１１８】
第二の例においては、電子に感度を有するセンサは、前方から照明される。その実現のために、ダイオードを覆う保護層を除去するように前側が処理されたＣＭＯＳセンサが用いられる。これにより、標準的なＣＭＯＳセンサの前側が電子を検知可能である。処理手段５４０は、図２を参照して説明したように動作する。有効量は、センサ５３０のパンクロマティック画素によって検出された表面電子束を表わす。
【０１１９】
図５Ｂは、図５Ａに示される装置５００の変形例であり、一次フィルタのマトリクスを受容する光ファイバの束５５２によって真空管５５０が閉塞されている。
【０１２０】
本変形例においては、画像が必要とされる風景からの光子が光ファイバの束５５２を通過する。光ファイバの束５５２の一端は、真空管を閉塞する。光ファイバの束５５２の他端は、画像が必要とされる風景に面するように配置される。真空管が入力窓５５１を有することはなく、光ファイバの束によって置き換えられることにより、画像が必要とされる風景から離れた箇所に真空管が配置されうる。
【０１２１】
マトリクス５１０における各一次フィルタは、束５５２における一本の光ファイバに対応付けられる。具体的には、各一次フィルタは、光ファイバの一端（好ましくは真空管とは反対側の端）に直接固定される。この場合、一次フィルタのマトリクス５１０は、真空管の外側に配置されるため、設置が簡単になる。
【０１２２】
あるいは、各一次フィルタは、真空管と同じ側の光ファイバの一端に直接固定される。図４を参照して説明した装置の例についても同様とされうる。
【０１２３】
図６は、本発明に係る一次フィルタのマトリクスの第二実施形態を模式的に例示している。図６における一次フィルタのマトリクスと前述のマトリクスは、スペクトルの可視光域を透過せず近赤外光を通過させる赤外（ＩＲ）フィルタを備えている点において相違している。赤外フィルタは、近赤外域の波長を通過させるだけでなく、赤外域の波長（７００ｎｍを超える波長）を通過させてもよい。具体的には、赤外フィルタは、７００ｎｍと９００ｎｍの間のスペクトル帯、場合によっては７００ｎｍと１１００ｎｍの間や７００ｎｍと１７００ｎｍの間のスペクトル帯を透過する。
【０１２４】
図６のマトリクスは、基本パターンにおける二つの緑（Ｇ）画素の一方が赤外（ＩＲ）画素で置き換えられている点において図３Ａのマトリクスと異なる。
【０１２５】
同様にして複数の変形例が図６のマトリクスについて形成されうる。例えば、図３Ｂのマトリクスにおける二つのマゼンタ画素の一方を赤外画素で置き換える。
【０１２６】
他の変形例においては、上記のように定義された基本パターン（２）が用いられる。ここで、Ｘ＝Ｙ＝ＩＲとする。
【０１２７】
図７は、一次フィルタのマトリクスが赤外画素を含む場合に本発明に係る処理手段によって実現される処理を模式的に例示している。
【０１２８】
ステップ７８０、７８１、および７８２Ａは、図２を参照して説明したステップ２８０、２８１、および２８２Ａにそれぞれ対応している。
【０１２９】
センサにおけるある領域が弱照明条件下にあるとき、処理手段は、二次量と称される量を測定する。当該量は、当該領域の赤外画素によって検出された平均表面光子束または平均表面電子束ＦIRmを表している（ステップ７８３）。具体的には、センサが光を検知する場合、この平均表面束は、平均表面光子束である。センサが電子を検知する場合、この平均表面束は、平均表面電子束である。
【０１３０】
処理手段は、次いで当該二次量と赤外閾値ＦIRthを比較する（ステップ７８４）。
【０１３１】
二次量ＦIRmが赤外閾値ＦIRthを下回る場合、当該領域の単色画像は、図２を参照してステップ２８２Ｂについて説明したように構成される（ステップ７８２Ｂ）。
【０１３２】
二次量ＦIRmが赤外閾値ＦIRthを上回る場合、偽カラー画像、すなわち当該領域の赤外画素に所定の色が割り当てられた画像が構成される。偽カラー画像は、問題とする領域の赤外画素を補間することにより構成されうる。したがって、偽カラー画像は、パンクロマティック画素に対応付けられた単色画像とは異なる色の単色画像である。次いでこの偽カラー画像は、センサの同じ領域においてパンクロマティック画素を用いて取得された単色画像に重畳される。
【０１３３】
偽カラー画像を構成するステップおよび単色画像と重畳するステップは、ともにステップ７８２Ｃを形成する。
【０１３４】
よって、弱照明条件下の領域については、得られる結果は、単色画像と上述の重畳画像のいずれかである。
【０１３５】
すなわち、ある領域が弱照明条件下にある場合、当該領域の赤外画素が所定の赤外閾値を上回る強度を有しているかが確認される。強度が閾値を上回る場合、偽カラーで表わされる赤外画素が当該領域の単色画像に重畳される。この実施形態は、レーザ検出用途において特に有用である。
【０１３６】
一変形例においては、領域全体について単一の二次量が計算されるのではなく、当該領域における各赤外画素について個々に二次量が計算される。対応する二次量が赤外閾値を上回る赤外画素のみが、パンクロマティック画素から取得された単色画像に重畳される。よって、センサ領域が赤外領域に高い強度を有している場合、得られる画像の特定が容易である。
【０１３７】
別変形例においては、同質の平均表面光子束または平均表面電子束を検出するサブ領域が、前記センサ領域内で特定される。当該サブ領域は、上述のように個々に処理される。すなわち、赤外閾値との比較は、センサのサブ領域ごとになされる。偽カラー画像は、二次量が赤外閾値を上回るセンサのサブ領域ごとに、当該サブ領域の赤外画素を補間することによって取得される。当該偽カラー画像は、センサ領域の単色画像における対応する位置に重畳される。赤外画素の補間によって形成された画像に基づいてセグメント化がなされ、当該サブ領域を特定する。すなわち、ある領域が弱照明条件下にある場合、赤外スペクトルに同質の強度を有するサブ領域が、当該領域において特定され、当該サブ領域における平均赤外強度が所定の赤外閾値を上回るかが判断される。上回ると判断されると、当該サブ領域は、自身の赤外画素に基づく偽カラー画像で表わされる。当該偽カラー画像は、当該サブ領域が属する領域の単色画像に重畳される。
【０１３８】
センサの赤外画素は、最終的なカラー画像のＳＮ比を向上させるためにも使用されうる。センサにおけるある領域が強照明条件下にある場合、当該センサの赤外画素を補間することによって当該領域の赤外画像を形成してＳＮ比の向上がなされる。この赤外画像は、図２を参照して詳述した手法で取得されたカラー画像から差し引かれる。赤外画像の差し引きにより、ＳＮ比を向上可能である。飽和に係る問題を回避するため、重み付けされた赤外画像が各一次カラー画像から差し引きされうる。赤外画像に係る重み付け係数は、各一次画像と同一でもよいし、異なっていてもよい。このようにしてノイズが除去された一次カラー画像が取得され、ノイズのないカラー画像を形成するために組み合わせられる。この場合、処理手段は、以下のステップを実現するように構成される。
・センサにおける少なくとも一つの領域が弱照明条件下にあるか強照明条件下にあるかを判断するために、有効量を計算する。
・上記領域が強照明条件下にある場合のみ、一次カラーフィルタに関連付けられた当該領域の画素から当該領域のカラー画像を形成し、当該領域の赤外画素から（例えば当該赤外画素を補間することにより）取得された赤外画像を当該カラー画像から差し引く。
【図１】
0006564025.tif 000008
【図２】
0006564025.tif 000009
【図３Ａ】
0006564025.tif 000010
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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