(57)【要約】【課題】高感度で色再現性の良いカラー撮像素子を提供する。【解決手段】カラー撮像素子１２は、入射光を導く赤色フィルタ３８が受光面側に設けられ、赤色信号を選択的に出力する第１の光電変換素子２２と、入射光を導く緑色フィルタ３４が受光面側に設けられ、緑色信号を選択的に出力する第２の光電変換素子２２と、入射光を導く青色フィルタ３６が受光面側に設けられ、青色信号を選択的に出力する第３の光電変換素子１８と、入射光を導き、赤色フィルタ３８と前記青色フィルタ３６の積層により構成される赤外光透過フィルタが受光面側に設けられ、前記第１〜第３の光電変換信号に含まれる赤外光成分を補正するための赤外光信号を選択的に出力する赤外光成分光電変換素子２４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色成分をそれぞれ透過する色フィルタが受光面にそれぞれ設けられ、入射光を受けて前記異なる色成分の強度に応じた色信号をそれぞれ選択的に出力する複数の色成分光電変換素子と、
赤外光成分を透過する赤外光成分透過フィルタが受光面に設けられ、前記複数の色信号の少なくとも１つに含まれる赤外光成分を補正するための赤外光信号を選択的に出力する赤外光成分光電変換素子と、
を備えることを特徴とするカラー撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー撮像素子において、
前記異なる色成分は、それぞれ赤・緑・青、イエロー・シアン・マゼンダ、イエロー・シアン・グリーン及びイエロー・シアン・マゼンダ・グリーンのいずれか１の組み合わせに含まれる３色又は４色であることを特徴とするカラー撮像素子。
【請求項３】
請求項１又２に記載のカラー撮像素子において、
前記色フィルタの少なくとも２種類は、赤外光を透過する色フィルタであり、
前記赤外光成分透過フィルタは、前記色フィルタのうち赤外光を透過する色フィルタを積層して構成されることを特徴とするカラー撮像素子。
【請求項４】
請求項３に記載のカラー撮像素子において、
前記赤外光成分透過フィルタは、赤及び青のフィルタを積層して構成されることを特徴とするカラー撮像素子。
【請求項５】
請求項３に記載のカラー撮像素子において、
前記赤外光成分透過フィルタは、イエロー、シアン及びマゼンダのフィルタを積層して構成されることを特徴とするカラー撮像素子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のカラー撮像素子であって、
前記色成分光電変換素子と赤外光成分光電変換素子とは、二次元にモザイク配列されることを特徴とするカラー撮像素子。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載のカラー撮像素子であって、
前記赤外光成分光電変換素子は、前記色成分光電変換素子により構成される色成分受光面の撮像領域の外縁の一部に設けられることを特徴とするカラー撮像素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のカラー撮像素子からの前記色信号、および赤外光信号を取得し、前記赤外光信号に基づいて前記色信号の少なくとも１つに含まれる赤外光成分を除去する処理を行うカラー信号処理回路。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載のカラー撮像素子から出力された前記色信号、および赤外光信号を取得し、前記赤外光信号に基づいて前記色信号の内の少なくとも２つ信号のゲインを制御し、色信号のホワイトバランス調整を行うカラー信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー撮像素子およびカラー撮像装置に関し、特に赤外領域に感度を有するカラー撮像素子およびカラー撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラに装着されるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）やＣ−ＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子は、二次元に配列され、光を電気信号に変換する光電変換素子を備える。光電変換素子自体には色の識別能力がないため、カラー撮像を行うために、入射光をカラーフィルタ等で色分解し、分解した色の光ごとに光電変換を行う。入射光の色分解は、一般に、光電変換素子上に設けた原色（ＲＧＢ）系、或いは補色（ＹＭＣ）系の三原色のカラーフィルタ層により行う。
【０００３】
また、人間の目で見える光の波長は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度であるのに対し、通常の光電変換素子は、検知する波長域は３８０ｎｍ〜１１００ｎｍ程度と人間の可視領域より長波長側の赤外領域にも高い感度を持っている。入射光を色分解したそれぞれの色の強度に応じて信号を出力する光電変換素子が、人間の目に見えない赤外領域の光の成分も出力してしまうと、正しい色再現ができない。そこで、赤外領域の光が光電変換素子に入射しないようにカメラのレンズと光電変換素子の間に赤外カット・フィルタを設けている。
【０００４】
この正しい色再現のために設けられている赤外カット・フィルタは、赤外領域の波長の光をカットするが同時に可視領域の光をも１０％〜２０％程度カットしてしまう。したがって、光電変換素子の受光面に入射する可視光の強度が減少し、それに応じて出力信号Ｓ／Ｎ比が低下し、画質の劣化を招くという問題があった。特に欧州等の文化圏においては、発光スペクトルに赤外線成分が多い白熱灯の間接照明が多用されており、屋内の照度が比較的低い。そのように低い照度下でも、Ｓ／Ｎ比の高い撮像を行うために撮像素子の感度向上が求められている。
【０００５】
そこで、ＣＣＤの出力を監視して、ＣＣＤ出力レベルの大きい（昼間の光の量の多い）ときにはレンズとＣＣＤの間に赤外光カットフィルターを挿入してカラー撮影を行い、ＣＣＤ出力レベルの小さい（夜間の光の量の少ない）ときには赤外線カットフィルターを切り換えてダミーガラスを自動的に挿入する白黒／カラー切換えカメラが提案されている（例えば特許文献１参照）
【０００６】
また、カラー撮像装置は、様々な照明光源下の撮像を行うため、どの様な光源の下で撮影されてもホワイトバランスが合うように、一般にＲ，Ｇ，Ｂ信号のゲインを自動的に調整している。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３９３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カラー撮像装置には、暗い環境下でも鮮やかなカラー撮像ができるようにさらなる高感度化が求められている。高い感度を得るために、フレームレートを落とす、レンズ絞りを開ける、信号増幅のゲインを上げるという手段がとられているが、それぞれ残像が残る、被写体深度が浅くなる、ノイズが増える等の問題が発生していた。
【０００９】
そこで、上記に説明したように可視光の損失がある赤外カット・フィルタを除去して、入射光を効率的に光電変換素子に導くことが考えられるが、やはり正しい色再現ができないという問題があった。また、カラー撮像素子においては、小型化、低コスト化の観点からも赤外カット・フィルタを除去することが要望されていた。
【００１０】
そこで本発明は、赤外カット・フィルタ無しで、正しい色再現ができるカラー撮像素子およびカラー撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカラー撮像素子は、異なる色成分をそれぞれ透過する色フィルタが受光面にそれぞれ設けられ、入射光を受けて前記異なる色成分の強度に応じた色信号をそれぞれ選択的に出力する複数の色成分光電変換素子と、赤外光成分を透過する赤外光成分透過フィルタが受光面に設けられ、前記複数の色信号の少なくとも１つに含まれる赤外光成分を補正するための赤外光信号を選択的に出力する赤外光成分光電変換素子と、を備える。
【００１２】
このカラー撮像素子によれば、色成分光電変換素子が出力する色信号に赤外光成分が含まれていても適切な色再現ができるため、色成分光電変換素子の受光面に赤外光カット・フィルタを備える必要がない。したがって、色成分光電素子の入射光における赤外光カット・フィルタによる可視光成分の損失を排除できるため、カラー撮像素子の感度が上昇する。さらに色成分光電変換素子の少なくとも１つは可視光成分に加え、赤外光成分からも輝度信号を得ることができるためカラー撮像素子の感度が飛躍的に向上する。
【００１３】
また、本発明の他の態様では、前記異なる色成分は、それぞれ赤・緑・青、イエロー・シアン・マゼンダ、イエロー・シアン・グリーン及びイエロー・シアン・マゼンダ・グリーンのいずれか１の組み合わせに含まれる３色又は４色である。
【００１４】
また、本発明の他の態様では、前記色フィルタの少なくとも２種類は、赤外光を透過する色フィルタであり、前記赤外光成分透過フィルタは、前記色フィルタのうち赤外光を透過する色フィルタを積層して構成される。
【００１５】
このカラー撮像素子によれば、別途赤外光透過フィルタを備える必要が無いため、低コストで高感度なカラー撮像素子を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の他の態様では、前記赤外光成分透過フィルタは、赤及び青のフィルタを積層して構成される。
【００１７】
また、本発明の他の態様では、前記赤外光成分透過フィルタは、イエロー、シアン及びマゼンダのフィルタを積層して構成される。
【００１８】
また、本発明の他の態様では、前記色成分光電変換素子と赤外光成分光電変換素子とは、二次元にモザイク配列される。
【００１９】
また、本発明の他の態様では、前記赤外光成分光電変換素子は、前記色成分光電変換素子により構成される色成分受光面の撮像領域の外縁の一部に設けられる。
【００２０】
このカラー撮像素子によれば、撮像のための可視光成分および赤外光成分を光電変換する色成分光電変換素子を緻密に配列できるため高解像度の撮像を行うことができ、かつ被写体の赤外光成分を検出し、赤外光成分を補正するための赤外光信号を選択的に出力することができるので、適切な色再現を行うことができる。
【００２１】
また、本発明のカラー信号処理回路は、前記カラー撮像素子からの前記色信号、および赤外光信号を取得し、前記赤外光信号に基づいて前記色信号の少なくとも１つに含まれる赤外光成分を除去する処理を行う。
【００２２】
このカラー信号処理回路によれば、色信号に含まれる赤外光成分を除去して、正しい色再現を行うことができる。
【００２３】
また、本発明の他の態様では、前記カラー撮像素子から出力された前記色信号、および赤外光信号を取得し、前記赤外光信号に基づいて前記色信号の内の少なくとも２つ信号のゲインを制御し、色信号のホワイトバランス調整を行う。
【００２４】
このカラー信号処理回路によれば、検出した赤外光信号に基づいて適切なホワイトバランスをとることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光電変換素子の赤外領域の感度を有効に活用し、輝度信号を可視光成分と赤外光成分との両方から得ることができるため、カラー撮像装置の感度を向上させることができる。このため、暗い環境における撮像時の出力信号Ｓ／Ｎ比が向上し、良好な画質が得られる。
【００２６】
また、本発明によれば、赤外カット・フィルタを使わずに正しい色再現ができるため、カラー撮像装置を低コスト化、小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）について図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係るカラー撮像装置１０の画像信号関係の構成を示すブロック図である。カラー撮像装置１０は、入射光の色別の強度を電気信号に変換し、出力するカラー撮像素子１２を備え、カラー信号処理回路１４は、カラー撮像素子１２が出力した色別信号から映像信号を作り出す。レンズ１６は、カラー撮像素子１２の受光面に画像を結像させるために設けられている。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態に係るカラー撮像素子１２の構成を模式的に示す図である。ここではカラー撮像素子１２としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）を例にとって説明する。カラー撮像素子１２は、光を電気信号に変換する４つの光電変換素子１８，２０，２２，２４により構成される光電変換素子ブロックが複数二次元に配列され、受光面を形成する。光電変換素子は、例えば、Ｓｉフォトダイオードで構成される。光電変換素子により変換された電荷は、垂直レジスタ２６に転送され、次に水平レジスタ２８に転送される。水平レジスタ２８によって運ばれてきた信号電荷は電荷電圧変換回路３０で電圧信号に変換される。その電圧信号はソース・フォロア回路等で構成されるアンプ３２で電流増幅され、カラー信号処理回路１４へ出力される。
【００３０】
４つの光電変換素子１８，２０，２２，２４により構成される光電変換素子ブロックにおいて、色分解のため第１の光電変換素子１８の入射光を導く受光面側に赤色フィルタ３６が設けられ、第２の光電変換素子２０の入射光を導く受光面側に緑色フィルタ３４が設けられ、第３の光電変換素子２２の入射光を導く受光面側に青色フィルタ３８が設けられている。異なる色のフィルタを設けた光電変換素子を二次元上に色の偏り無くバラバラに配置することをモザイク配列という。
【００３１】
本発明において特徴的なことは、第４の光電変換素子２４の入射光を導く受光面側に赤外光透過フィルタが受光面側に設けられ、第４の光電変換素子２４は、前記第１から第３の光電変換素子が選択的に出力する色信号の少なくとも１つに含まれる赤外光成分を補正するための赤外光信号を選択的に出力することである。
【００３２】
本実施形態においては、赤色フィルタと青色フィルタとの積層により赤外光透過フィルタを構成している。さらにこの赤色フィルタは、第１の光電変換素子１８の入射光を導く受光面側に設けられた赤色フィルタ３６が第４の光電変換素子２４の受光面まで延びたものであって、同様に、青色フィルタは、第３の光電変換素子２２の入射光を導く受光面側に設けられた青色フィルタ３８が第４の光電変換素子２４の受光面まで延びたものである。この構成によれば、赤色フィルタと青色フィルタとにより新たな製造工程を追加することなく赤外光透過フィルタを形成することができる。
【００３３】
図２において、赤色フィルタ３６および青色フィルタ３８は、４つの光電変換素子で構成される光電変換素子ブロックごとに形成される形状としたが、赤色フィルタ３６および青色フィルタ３８はそれぞれ、第１の光電変換素子１８および第４の光電変換素子２４の入射光を導く受光面とに設けられ、第３の光電変換素子２２および第４の光電変換素子２４の入射光を導く受光面とに設けられれば、形状はどのようなものであってもよい。例えば、赤色フィルタ３６は、二次元に配列された光電変換素子の一列に連続して一体で形成されてもよく、青色フィルタ３８は、二次元に配列された光電変換素子の一行に連続して一体で形成されてもよい。
【００３４】
図３に赤色フィルタ３６、緑色フィルタ３４、および青色フィルタ３８の透過率の波長分布の一例を示し、併せて光電変換素子の受光感度の波長依存性の一例を示す。赤色フィルタ３６は、約５５０ｎｍより短い波長の光は透過させず、約５５０ｎｍより長い波長の光に対して高い透過率を有する。緑色フィルタ３４は、約４５０ｎｍより長い波長の光から透過が増え、緑色である約５２０ｎｍにピークを有し、約６５０ｎｍより長波長の光の透過はほとんど無くなり、赤外の約８００ｎｍ以上の波長の光に対して再び高い透過率を有する。青色フィルタ３８は、約３８０ｎｍより長い波長の光から透過が増え、青色である約４６０ｎｍにピークを有し、約５５０ｎｍより長波長の光の透過はほとんど無くなり、赤外の約７５０ｎｍ以上の波長の光に対して再び高い透過率を有する。一方、光電変換素子は、約５００ｎｍに最大の感度を持ち、可視光領域の７８０ｎｍを超え、１１００ｎｍ程度の赤外領域まで感度を有する。
【００３５】
以上説明した透過波長分布を有する赤色フィルタ３６、緑色フィルタ３４、および青色フィルタ３８と光電変換素子とを図２に示すように配置した場合の光電変換素子１８，２０，２２，２４の感度の波長依存性を図４に示す。
【００３６】
第１の光電変換素子１８は、入射光を導く受光面側に赤色フィルタ３６が設けられているため、赤色の約６００ｎｍにピークを有する感度分布を有し、光電変換素子１８の赤外の領域まで感度を有する。第２の光電変換素子２０は、入射光を導く受光面側に緑色フィルタ３４が設けられているため、可視光領域では緑色の約５２０ｎｍにピークを有する感度分布を有し、赤外領域の光は緑色フィルタ３４が透過させるため赤外領域にも感度を有する。第３の光電変換素子２２は、入射光を導く受光面側に青色フィルタ３８が設けられているため、可視光領域では青色の約４６０ｎｍにピークを有する感度分布を有し、赤外領域の光は青色フィルタ３８が透過させるため赤外領域にも感度を有する。第４の光電変換素子２４は、入射光を導く受光面側に赤色フィルタ３６と青色フィルタ３８が重ねて設けられているため、可視光領域にはほとんど感度が無く、波長約７８０ｎｍ以上の赤外領域に最も高い感度を有する。
【００３７】
したがって、第１の光電変換素子１８は、赤色と赤外領域との光を光電変換して信号Ｒを出力し、第２の光電変換素子２０は、緑色と赤外領域との光を光電変換して信号Ｇを出力し、第３の光電変換素子２２は、青色フィルタと赤外領域との光を光電変換して信号Ｂを出力し、第４の光電変換素子２４は、赤外領域の光を光電変換し信号ＩＲを出力する。
【００３８】
本発明の実施形態に係るカラー撮像素子１２の可視光領域の三原色を光電変換する第１、第２、および第３の光電変換素子１８，２０，２２の受光面には入射光をロスさせる赤外カット・フィルタが介在しないため、被写体からの光を効率的に光電変換できる。さらに、第１、第２、および第３の光電変換素子１８，２０，２２は、可視光成分と赤外光成分との両方を光電変換し、輝度信号を可視光成分と赤外光成分との両方から得ることができるため、可視光成分のみ受光していた従来のカラー撮像素子と比べ感度が向上する。
【００３９】
第１、第２、および第３の光電変換素子１８，２０，２２の出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、赤外光成分を含むため、そのまま信号処理をすると、正しい色再現をすることができない。そこで、カラー信号処理回路１４は、第１、第２、および第３の光電変換素子１８，２０，２２からの赤外光成分を含む出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂから第４の光電変換素子２４からの赤外光成分の出力信号ＩＲに基づき、赤外光成分を除去する信号処理を行う。赤外光成分を除去する信号処理として、例えば、出力信号ＲからＩＲを第１の光電変換素子１８の赤外領域の感度に対する第４の光電変換素子２４の感度の比を乗じて引き算することを行う。このような信号処理を赤外光成分を含む信号に行うことにより、三原色の信号を得て適切な色再現を行うことができる。
【００４０】
また、カラー信号処理回路１４は、例えば、色信号のホワイトバランス調整を赤外信号ＩＲに基づいて、緑色信号Ｇのゲインを基準にして赤色信号Ｒおよび青色信号Ｂのゲインを制御することによりカラー信号処理を行うことも好ましい。色信号のホワイトバランス調整は、例えば、赤外信号ＩＲが所定の信号量より大きい場合には、赤色信号Ｒのゲインを所定の量だけ小さくし、青色信号Ｂのゲインを所定の量だけ大きくする制御を行い、逆に赤外信号ＩＲが所定の信号量より小さい場合には、赤色信号Ｒのゲインおよび青色信号Ｂのゲインを同等にする制御を行う。
【００４１】
以上、カラー撮像素子１２としてＣＣＤを例に説明したが、ＣＣＤであれば電荷の転送方法はどのような方法であってもよく、例えば、ＦＴ（フレーム・トランスファ）方式、ＩＴ（インターライン・トランスファ）方式、ＦＩＴ（フレーム・インターライン・トランスファ）方式でもよい。また、本発明のカラー撮像素子１２は、ＣＣＤに限られず、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）でも同様に構成することができる。
【００４２】
また、本発明の実施形態に係るカラー撮像素子１２において、色分解を光の三原色である赤、青、緑に行うものとしたが、補色のイエローＹｅ、マゼンダＭｇ、シアンＣｙの組み合わせ、イエローＹｅ、シアンＣｙ・グリーンＧの組み合わせ、またはイエローＹｅ、シアンＣｙ、マゼンダＭｇ、グリーンＧの組み合わせの色に分解しても良い。この場合、赤色フィルタ、青色フィルタ、および緑色フィルタの代わりに、イエローフィルタ、マゼンダフィルタ、シアンフィルタを光電変換素子の受光面に配置する。その場合、これらのフィルタの配列は、原色ベイヤー配列に代わり、補色市松色差順次配列もしくは補色市松配列とする。
【００４３】
図５に補色系フィルタの組み合わせのイエローＹｅ、マゼンダＭｇ、シアンＣｙのフィルタの透過率の波長分布の一例を示し、併せて一例の電荷結合素子の受光感度の波長依存性を示す。イエローＹｅフィルタは、約４８０ｎｍより長い波長の光を良く透過し、マゼンダＭｇフィルタは、約４５０ｎｍ以下と約６２０ｎｍ以上の波長の光を良く透過するが、約５００ｎｍから約５７０ｎｍの波長の光をほとんど透過させず、シアンＣｙフィルタは、約５５０ｎｍ以下と約８５０ｎｍ以上の波長の光を良く透過するが、約６００ｎｍから約８００ｎｍの波長の光をほとんど透過させない。
【００４４】
以上説明した透過波長分布を有するイエローＹｅ、マゼンダＭｇ、シアンＣｙのフィルタをそれぞれ光電変換素子に配置した場合の光電変換素子の感度の波長依存性を図６に示す。イエローＹｅフィルタを設けた光電変換素子は、黄色の約５２０ｎｍにピークを有する感度分布を有し、赤外の領域まで感度を有する。マゼンダＭｇフィルタを設けた光電変換素子は、約４２０ｎｍに第１の感度ピークを有し、約５００ｎｍから約５７０ｎｍまではほとんど感度は無いが、約６５０ｎｍに第２の感度ピークを持ったあと、赤外の領域まで感度を有する。シアンＣｙフィルタを設けた光電変換素子は、約５００ｎｍに感度ピークを有し、約６００ｎｍから約８００ｎｍまではほとんど感度は無いが、約８００ｎｍから感度が立ち上がり、約８５０ｎｍをピークとして赤外の領域まで感度を有する。
【００４５】
この場合、赤外領域の光のみを光電変換し信号ＩＲを選択的に出力する第４の光電変換素子２４の受光面には、イエローＹｅ、マゼンダＭｇ、およびシアンＣｙのフィルタを積層させて赤外光透過フィルタを形成する。このときの第４の光電変換素子２４は、図６に示すように可視光領域にはほとんど感度が無く、波長約８００ｎｍ以上の赤外領域に最も高い感度を有する。以上説明したように、補色系の色分解をするフィルタ構成とした場合でも、赤色、緑色、青色の光分解をするフィルタ構成の実施形態に係るカラー撮像素子１２と同様に本発明を適用できる。
【００４６】
図７は、本発明の別の態様の実施形態に係るカラー撮像素子５０の構成を模式的に示す図である。カラー撮像素子５０は、従来の原色ベイヤ配列したオンチップ・カラー・フィルタを備えた受光面の外縁である撮像面右端に赤外光のみを光電変換する光電変換素子５２を備えたＩＴ方式ＣＣＤである。第１の光電変換素子１８の受光面側には入射光を導く赤色フィルタ３６が設けられ、第２の光電変換素子２０および第４の光電変換素子２４の受光面側には入射光を導く緑色フィルタ３４が設けられ、第３の光電変換素子２２の受光面側には入射光を導く青色フィルタ３８が設けられている。
【００４７】
光電変換素子５２の受光面側には入射光を導く赤外透過フィルタが設けられ、光電変換素子５２には赤外光のみが入射する。赤外透過フィルタは、例えば、赤色フィルタ３６と青色フィルタ３８との積層により構成される。光電変換素子５２は、第１、第２、第３および第４の光電変換素子１８、２０、２２、および２４の出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂに含まれる赤外光成分を補正するための赤外信号ＩＲを選択的に出力する。
【００４８】
本実施形態のカラー撮像素子５０からの出力信号は、各水平ライン信号の周期ごとに赤外光信号ＩＲを含む。カラー撮像素子５０からの出力信号が入力されるカラー信号処理回路１４は、例えば、ＩＲが予め定められた強度を超えた場合、撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに赤外光成分が多いと判断し、予め定められた色信号処理パターンの中から、赤外光成分が強い被写体に適した色信号パターンを選択し、その選択されたパターンの色信号処理を行う。
【００４９】
このカラー撮像素子５０によれば、可視光領域の三原色を検知する第１、第２、第３および第４の光電変換素子１８，２０，２２，２４を緻密に配列できるため高解像度の撮像を行うことができ、また、第１、第２、第３および第４の光電変換素子１８，２０，２２，２４の受光面には入射光をロスさせる赤外カット・フィルタが介在しないため、被写体からの光を効率的に光電変換できる。さらに、第１、第２、第３および第４の光電変換素子１８，２０，２２，２４は、可視光成分と赤外光成分との両方を光電変換し、輝度信号を可視光成分と赤外光成分との両方から得ることができるため、可視光成分のみ受光していた従来のカラー撮像画素と比べ感度が向上する。また、赤外光を検出し、選択的に出力できるので、赤外光成分を含む、赤色信号、緑色信号、青色信号から赤外光成分の影響を軽減できるように色信号のホワイトバランス調整を赤外信号ＩＲに基づいて、緑色信号のゲインを基準にして赤色信号及び青色信号のゲインを制御することによりカラー信号処理を行い、適切な色再現を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー撮像装置１０の画像信号関係の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカラー撮像素子１２の構成を模式的に示す図である。
【図３】一例の赤色フィルタ３６、緑色フィルタ３４、および青色フィルタ３８の透過率、並びに一例の電荷結合素子の受光感度の波長依存性を示す図である。
【図４】赤色フィルタ３６、緑色フィルタ３４、および青色フィルタ３８と光電変換素子とを図２に示すように配置した場合の光電変換素子１８，２０，２２，２４の感度の波長依存性を示す図である。
【図５】一例のイエローＹｅ、マゼンダＭｇ、およびシアンＣｙフィルタの透過率、並びに一例の電荷結合素子の受光感度の波長依存性を示す図である。
【図６】イエローＹｅ、マゼンダＭｇ、シアンＣｙのフィルタそれぞれ光電変換素子に配置した場合の光電変換素子の感度の波長依存性を示す図である。
【図７】本発明の別の態様の実施形態に係るカラー撮像素子の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０，５０  カラー撮像装置、１２  カラー撮像素子、１４  カラー信号処理回路、１６  レンズ、１８，２０，２２，２４，５２  光電変換素子、２６  垂直レジスタ、２８  水平レジスタ、３０  電荷電圧変換回路、３２  アンプ、３４  緑色フィルタ、３６  赤色フィルタ、３８  青色フィルタ。
【図１】
2005184690.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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