(57)【要約】【課題】赤外領域にまで感度を有する受光素子が配列された固体撮像素子を有する撮像装置及び撮像装置の制御方法において、被写体の露出の判定を適正に行うことができるものを提供する。【解決手段】可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子３と、前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度に応じ、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号と、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させる信号処理部４と、を有する撮像装置１。【選択図】図１
2007243576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度に応じ、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号と、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させる信号処理部と、
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも小さい場合は、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも大きい場合は、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
前記配列された複数の受光素子のうち所定の領域のみの受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用する信号処理部と、
を有する撮像装置。
【請求項４】
前記所定の領域以外の領域の受光素子が変換した電気信号は前記第二部分の受光素子が変換した電気信号であり、該電気信号の強度は、規定の値よりも大きい、又は、小さい請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
を有する撮像装置の制御方法において、
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度に応じ、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号と、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させる撮像装置の制御方法。
【請求項６】
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも小さい場合は、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも大きい場合は、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する請求項５記載の撮像装置の制御方法。
【請求項７】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
を有する撮像装置の制御方法において、
前記配列された複数の受光素子のうち所定の領域のみの受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用する撮像装置の制御方法。
【請求項８】
前記所定の領域以外の領域の受光素子が変換した電気信号は前記第一部分の受光素子が変換した電気信号であり、該電気信号の強度は、規定の値よりも大きい、又は、小さい請求項７記載の撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＣＤ（電荷結合素子：Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの固体撮像素子を有する撮像装置及び撮像装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルビデオカメラなどの撮像装置は、撮像素子としてＣＣＤやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの固体撮像素子を備えている。このような、固体撮像素子は各画素ごとに被写体からの撮像光をアナログの電気信号に変換する。そして、撮像装置は、アナログの電気信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号のデータを記憶装置に保存したり、表示装置に画像として表示させたりする。
【０００３】
図７は、撮像装置１１の構成の一部分についての例を示したものである。図７に示した撮像装置１１は、レンズなどからなる光学系２１、固体撮像素子３１、アナログ信号処理部５１、Ａ／Ｄ変換器６１、画像処理部７１、コントローラ８１を有している。なお、アナログ信号処理部５１、Ａ／Ｄ変換器６１及び画像処理部７１、コントローラ８１は信号処理部４１を構成している。
【０００４】
光学系２１は被写体から入射してきた光を固体撮像素子３１にて結像させる。アナログ信号処理部５１は、固体撮像素子３１で変換されたアナログの電気信号から画像データを取り出す。そして、アナログ信号処理部５１に接続されたＡ／Ｄ変換器６１は、アナログの電気信号をデジタルの画像データに変換する。
【０００５】
Ａ／Ｄ変換器６１に接続された画像処理部７１は、デジタルの画像データに対して、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理と、ＹＣ（輝度、色差）変換処理といった画像処理を施す。上記のように、信号処理部４１を構成するアナログ信号処理部５１、Ａ／Ｄ変換器６１、画像処理部７１の制御は、コントローラ８１が行う。
【０００６】
こうして画像処理を施されたデジタルの画像データは、別途図示しない記憶装置に記憶させたり、表示装置としてのモニタに表示させることができる。
【０００７】
ところで、図７に示した撮像装置１１の固体撮像素子３１は、ＣＣＤからなっている。このＣＣＤでは、カラー画像の撮影ができるように、各画素に対してカラーフィルタを設ける。また、色再現性の改善及び感度の向上のため、赤外成分を透過させる赤外フィルタを各画素に対して設ける。
【０００８】
そこで、図２（ｂ）に示したように、信号処理部４１に接続する固体撮像素子３１（３）の前面にフィルタ３ａを設ける。フィルタ３ａは図２（ａ）に示したように、赤（Ｒｅｄ）、青（Ｂｌｕｅ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）の可視領域の光を透過させる三種類からなるカラーフィルタＲ，Ｂ，Ｇと赤外領域の光を透過させる赤外フィルタＩＲの合計４種類のフィルタから構成されている。
【０００９】
図２（ａ）に示したように、フィルタ３ａはＲＢＧとＩＲのフィルタはモザイク状に配列され、これら４種類で一枚のフィルタとなる。この一枚のフィルタが一つの画素に対して設けられる。すなわち、赤，青，緑，赤外の４種類の波長の光をそれぞれ受光するための４つの受光素子が一つの画素の単位となる。そして、これらの４つの各受光素子に対して、カラーフィルタＲ，Ｂ，Ｇと赤外フィルタＩＲがそれぞれ設けられる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−６９５１９号公報
【特許文献２】特開２００５−６０６６号公報
【特許文献３】特開平１１−２８９４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＣＣＤを構成する受光素子が可視光から赤外光の領域にわたる波長の光まで受光できる場合でも、ＣＣＤの光電変換部や電荷蓄積・転送部が各受光素子ごとに同じ構成であることが多い。一方で、ＣＣＤを構成する受光素子は、受光する波長ごとに受光感度が大きく異なり、一般的に可視光の領域の光よりも赤外光の領域の光の方が感度が高い。
【００１２】
そのため、赤外フィルタＩＲに対して設けられた受光素子の電荷は、カラーフィルタＲ，Ｂ，Ｇに対して設けられた受光素子の電荷よりも飽和しやすい。また、ＣＣＤを構成する受光素子は赤外光の領域の光に対してはダイナミックレンジが広く、被写体の反射率の大きい物体と小さい物体とでは、当該受光素子から出力される電気信号の強度の差が大きい。
【００１３】
一般的に、図７に示したような撮像装置１１の信号処理部４１において、露出制御を行う場合は、可視領域の光を透過するフィルタが設けられた受光素子の電気信号を露出の判定に使用する。
【００１４】
しかし、可視領域の光を透過するフィルタが設けられた受光素子の電気信号のみを露出の判定に使用した場合は、赤外領域の光を透過するフィルタが設けられた受光素子の電気信号の強度が飽和しやすいので、露出の判定を適正に行うことができない場合もある。
【００１５】
例えば、図８（ａ）に示したような、植物の“木”と、水を湛えた“池”が含まれる被写体９を図７で示した撮像装置１１で撮影することを考える。このとき、撮像装置１１の固体撮像素子３１は被写体９から入射してきた光を受光する。そして、ＲＢＧのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用する。
【００１６】
露出の判定においては、ＲＧＢの信号が強すぎるような場合は、撮影画像が白っぽくなると判断する。また、ＲＧＢの信号が弱すぎるような場合は、撮影画像が黒っぽくなると判断する。撮影画像が白っぽくなると判定された場合は、信号処理部４１でＲＢＧの信号を弱くするように補正し、黒っぽくなると判定された場合はＲＢＧの信号の強度を強くするように補正する。
【００１７】
図９に水、土、植物の各波長における光の反射強度の分布を示した。図９に示したように、赤外領域の光においては、水の反射強度が非常に弱く、植物の反射強度が非常に強い。ゆえに、図８（ａ）に示したような被写体９から入射してきた光を固体撮像素子３１が受光した場合は、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号は、被写体９の“池”の箇所では弱すぎになり、被写体の“木”の箇所では強すぎになる。さらに、受光素子は赤外領域の光の感度が非常に高いので、このような電気信号の強弱の差は顕著となる。
【００１８】
そのため、被写体９全体の色調が適正な範囲であり、ＲＢＧのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号に基づく露出の判定において撮影画像が白っぽくなったり、黒っぽくなったりしないと判断された場合であっても、実際に撮影される画像は、白っぽくなったり、黒っぽくなったりする。
【００１９】
すなわち、図８（ａ）の被写体９を撮像装置１１で撮影した場合、当該被写体９の“木”の箇所で上記露出の判定を行って撮影すると、被写体９の“池”の箇所においてＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号が弱すぎるので、図８（ｂ）で示したように“池”の箇所が黒くつぶれた撮影画像が生成される。
【００２０】
また、被写体９の“池”の箇所で上記露出の判定を行って撮影すると、被写体９の“木”の箇所においてＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号が強すぎるので、図８（ｃ）で示したように“木”の箇所が白くつぶれた撮影画像が生成される。
【００２１】
本発明が解決しようとする課題は、赤外領域にまで感度を有する受光素子が配列された固体撮像素子を有する撮像装置及び撮像装置の制御方法において、被写体の露出の判定を適正に行うことができるものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の撮像装置では、可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度に応じ、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号と、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させる信号処理部と、を有する。
【００２３】
好ましくは本発明の撮像装置では、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも小さい場合は、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも大きい場合は、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する。
【００２４】
また本発明の撮像装置では、可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、前記配列された複数の受光素子のうち所定の領域のみの受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用する信号処理部と、を有する。
【００２５】
さらに好ましくは本発明の撮像装置では、前記所定の領域以外の領域の受光素子が変換した電気信号は前記第二部分の受光素子が変換した電気信号であり、該電気信号の強度は、規定の値よりも大きい、又は、小さい。
【００２６】
また、本発明の撮像装置の制御方法では、可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、を有する撮像装置の制御方法において、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度に応じ、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号と、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させる。
【００２７】
好ましくは本発明の撮像装置の制御方法では、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも小さい場合は、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも大きい場合は、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する。
【００２８】
また、本発明の撮像装置の制御方法では、可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、を有する撮像装置の制御方法において、前記配列された複数の受光素子のうち所定の領域のみの受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用する。
【００２９】
好ましくは本発明の撮像装置の制御方法では、前記所定の領域以外の領域の受光素子が変換した電気信号は前記第一部分の受光素子が変換した電気信号であり、該電気信号の強度は、規定の値よりも大きい、又は、小さい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の撮像装置及び撮像装置の制御方法では、被写体の露出の判定を適正に行うことができる。また、本発明の撮像装置及び撮像装置の制御方法では、撮影された画像に白つぶれ部や黒つぶれ部の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は本発明の実施の形態の撮像装置１の構成の例を示した図である。
レンズなどからなる光学系２、固体撮像素子３、アナログ信号処理部５、Ａ／Ｄ変換器６、画像処理部７、コントローラ８を有している。なお、アナログ信号処理部５、Ａ／Ｄ変換器６及び画像処理部７、コントローラ８は信号処理部４を構成している。
【００３２】
光学系２は被写体から入射してきた光を固体撮像素子３にて結像させる。アナログ信号処理部５は、固体撮像素子３で変換されたアナログの電気信号から画像データを生成する。そして、アナログ信号処理部５に接続されたＡ／Ｄ変換器６は、アナログの電気信号をデジタルの画像データに変換する。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換器６に接続された画像処理部７は、デジタルの画像データに対して、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理と、ＹＣ変換処理といった画像処理を施す。上記のように、信号処理部４を構成するアナログ信号処理部５、Ａ／Ｄ変換器６、画像処理部７の制御は、コントローラ８が行う。
画像処理を施されたデジタルの画像データは、記憶装置１０に記憶させたり、表示装置１１としてのモニタに表示させることができる。
【００３４】
ここで、固体撮像素子３は可視領域から赤外領域にまで感度を有する複数の受光素子により構成されている。そして、固体撮像素子３の受光面には、図２（ｂ）に示したようにカラーフィルタ３ａが設けられている。また、固体撮像素子３には信号処理部４が接続されている。フィルタ３ａは、図２（ａ）に示したように、可視領域の光を透過するＲ，Ｇ，Ｂの三種類のフィルタと、赤外領域の光を透過するＩＲのフィルタの合計４種類のフィルタを一つの画素の単位として、行列状に並べられたものから構成されている。
【００３５】
こうして行列状に並べられたフィルタ３ａは、固体撮像素子３の受光面に対して設けられている。固体撮像素子３は、フィルタ３ａの位置に対応するように、複数の受光素子を行列状に配置させる。こうして配置された受光素子の一部に対しては、可視領域の光を透過するＲ，Ｇ，Ｂのフィルタが設けられ、他の受光素子に対しては、赤外領域の光を透過するＩＲのフィルタが設けられる。
【００３６】
以上の構成からなる固体撮像素子３の受光素子が、被写体からの光を受光する場合を考える。図３は、Ｒ，Ｇ，Ｂ又はＩＲのフィルタを通って所定の波長の成分のみを含む光の照度Ｅと、その照度の光を受光した受光素子が出力する電気信号の強度Ｉの関係を示したものである。
【００３７】
赤外領域にまで感度を有する受光素子は、可視光の領域の光よりも赤外光の領域の光の波長の感度が高いので、図３に示したように、フィルタを透過した所定の波長の成分のみの光の照度Ｅが同一である場合は、信号強度Ｉは赤外光の成分についての強度ＩI.Rが常に可視光の成分についての強度ＩV.Rよりも強い。
【００３８】
ここで、本発明では所定の位置の画素において、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号の強度ＩV.Rを測定する。そして、当該画素において露出の判定を行う場合、電気信号の強度ＩV.Rに応じ、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号と、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号とについて、使用する割合を変化させる。
【００３９】
たとえば、強度ＩV .R大きい場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号について、画像処理部７において露出の判定に使用する割合を、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号よりも大きくする。そして、逆に強度ＩV.Rが小さい場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号について、露出の判定に使用する割合を、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号よりも小さくする。
【００４０】
すなわち、図３に示したように信号強度Ｉにおいて、赤外光の成分についての強度ＩI.Rは常に可視光の成分についての強度ＩV.Rよりも強い。そのため、露出の判定に使用する電気信号を常にＲ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを用いた場合は、強度ＩV.Rが弱すぎると、十分な感度を得ることができず、露出の判定が困難となる。
【００４１】
そのため、強度ＩV.Rが弱い場合は、露出の判定に使用する電気信号にはＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号の割合を多くする。そのようにすることにより、強度の強い強度ＩI.Rの電気信号を露出の判定に使用することができるので、感度を向上させることができる。
【００４２】
また一方で、強度ＩV.Rが強い場合はそれよりも強度の強い強度ＩI.Rが飽和するので、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用すると、飽和した強度ＩI.Rで露出判定を行うことになるので、適正な露出判定ができなくなる。
【００４３】
そのため、強度ＩV.Rが強い場合は、露出の判定に使用する電気信号にはＲ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号の割合を多くする。そのようにすることにより、強度ＩI.Rよりも強度の弱い強度ＩV.Rの電気信号を露出の判定に使用することができるので、適正な露出判定が可能となる。
【００４４】
上記のように、強度ＩV.Rの大きさに応じて、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号と、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させていくことは必ずしも必要ではない。
【００４５】
例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号ＩV.Rの強度が所定の強度よりも小さい場合は、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号の強度ＩV.Rが所定の強度よりも大きい場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用するようにしてもよい。
【００４６】
そのためには、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する場合と、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する場合の切り替えのポイントを設ける。すなわち図３に示したように、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号についての強度ＩV.Rについて所定の大きさの閾値強度Ｉ0がそのポイントとなるようにする。
【００４７】
強度ＩV.Rの大きさが閾値強度Ｉ0よりも小さい場合は、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した強度ＩI.Rについての電気信号のみを露出の判定に使用する。この場合は、被写体照度ＥがＰ1よりも小さいので、感度の高い強度ＩI.Rについての電気信号を露出の判定に使用することができ、適正な露出の判定ができる。
【００４８】
強度ＩV.Rの大きさが閾値強度Ｉ0よりも大きい場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した強度ＩV.Rについての電気信号のみを露出の判定に使用する。この場合は、被写体照度ＥがＰ1よりも小さいので、感度が高すぎ飽和するおそれのある強度ＩI.Rについての電気信号を露出の判定に使用しないことになるので、適正な露出の判定を行うことができる。
【００４９】
上記の画像処理部７における露出判定を、図４に示したフローチャートを参照しながら説明する。まず、ＳＴ１のように、被写体からの光を受光する受光素子において、変換した電気信号を測定すべき画素を指定する。
【００５０】
次に、ＳＴ２のように、指定した画素における受光素子が変換した電気信号のうち、赤外光の成分についての強度ＩI.Rと可視光の成分についての強度ＩV.Rとを測定する。なお、この場合は測定する電気信号は、可視光の成分についての強度ＩV.Rのみであってもよい。
【００５１】
そして、ＳＴ３のように、ＳＴ２で測定した強度ＩV.Rが閾値強度Ｉ0を越えているかを判定する。強度ＩV.Rが閾値強度Ｉ0を越えていない場合には、ＳＴ４のように強度ＩI.Rについての電気信号のみを使用して露出の判定を行う。強度ＩV.Rが閾値強度Ｉ0を越えている場合には、ＳＴ５のように強度ＩV.Rについての電気信号のみを使用して露出の判定を行う。
【００５２】
ＳＴ１において指定した画素についての、露出の判定後、実際の露出やその他の処理が終了した後は、ＳＴ６のようにＳＴ１で指定した画素以外の被写体からの光を受光する受光素子において、変換した電気信号を測定すべき画素を再度指定する。
【００５３】
受光素子は赤外領域の光の感度が非常に高く、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号の強弱の差は顕著となっている。そのため、図６に示したような被写体９から入射してきた光を固体撮像素子３が受光した場合は、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号は、被写体の“池”の箇所では強すぎになり、被写体の“木”の箇所では弱すぎになる。
【００５４】
そこで、本発明の撮像装置１では、複数の受光素子のうち所定の領域のみの受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用するようにする。例えば、図６に示した被写体９を撮影する場合には、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号が弱すぎる“池”の箇所の領域、及び、電気信号が強すぎる“木”の箇所の領域に相当する受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用しないようにする。
【００５５】
すなわち、これらの領域以外の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用することにより、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号が強すぎたり、又は、弱すぎる領域の受光素子が変換した電気信号を露出の判定から除外することができる。
【００５６】
このようにすることで、図６のような被写体９を撮像装置１で撮影した場合、当該被写体９の“木”の箇所や、“池”の箇所が黒く塗りつぶされたり、又は、白くぬりつぶされた撮影画像が生成されるのを防止することができる。
【００５７】
複数の受光素子のうち所定の領域のＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用しないようにするためのフローを図５に示した。
まず、ＳＴ１０１のように、被写体からの光を受光する受光素子において、変換した電気信号の強度Ｉを測定すべき画素の指定を行い、ＳＴ１０２のようにその画素における電気信号の強度Ｉを測定する。そして、ＳＴ１０３のように、当該画素におけるＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号の強度Ｉが規定の閾値の値よりも大きいか、又は、小さいかを判定する。
【００５８】
当該電気信号の強度Ｉが規定の閾値よりも大きいか、又は、小さい場合は、ＳＴ１０４のように、その電気信号を露出の判定に用いない。そして、そうでない場合には、ＳＴ１０５のようにその電気信号を露出の判定に用いる。ＳＴ１０４とＳＴ１０５のフローが終了後、ＳＴ１０６のように電気信号の強度Ｉを測定すべき他の画素の指定を行い、ＳＴ１０２のフローへ戻る。
なお、閾値の大きさは、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子の受光感度に応じて任意に設定することができ、設定を適切に行うことにより、被写体の露出の判定を適正に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の撮像装置の構成を示したものである。
【図２】本発明の撮像装置の固体撮像素子を示したものであり、（ａ）は固体撮像素子に受光面に配列されたカラーフィルタの平面図、（ｂ）はカラーフィルタが設けられ、信号処理部が接続された固体撮像素子の側面図である。
【図３】可視光又は赤外光のフィルタを通ることにより、所定の波長の成分のみを含む光の照度Ｅと、その照度の光を受光した受光素子が出力する電気信号の強度Ｉの関係を示したものである。
【図４】本発明の撮像装置において露出判定を行うフローを示したものである。
【図５】本発明の撮像装置において露出判定を行うフローを示したものである。
【図６】本発明の撮像装置が撮影しようとする被写体の例である。
【図７】従来技術の撮像装置の構成を示したものである。
【図８】撮像装置で、撮影する被写体の例を示したものである。
【図９】水、土、植物の各波長における光の反射強度の分布を示したものである。
【符号の説明】
【００６０】
１…撮像装置、  ２…光学系、  ３…固体撮像素子、  ４…信号処理部、  ５…アナログ信号処理部、  ６…Ａ／Ｄ変換器、  ７…画像処理部、  ８…コントローラ、  ９…被写体、  １０…記憶装置、  １１…表示装置
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年3月27日(2007.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度に応じ、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号と、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させる信号処理部と、
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも小さい場合は、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも大きい場合は、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
前記配列された複数の受光素子のうち所定の領域のみの受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用する信号処理部と、
を有する撮像装置。
【請求項４】
前記所定の領域以外の領域の受光素子が変換した電気信号は前記第二部分の受光素子が変換した電気信号であり、該電気信号の強度は、規定の値よりも大きい、又は、小さい請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
を有する撮像装置の制御方法において、
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度に応じ、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号と、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号とについて、露出の判定に使用する電気信号として使用する割合を変化させる撮像装置の制御方法。
【請求項６】
前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも小さい場合は、前記第二部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号の強度が所定の強度よりも大きい場合は、前記第一部分の受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用する請求項５記載の撮像装置の制御方法。
【請求項７】
可視領域から赤外領域にまでの光に対して感度を有する複数の受光素子が配列された固体撮像素子と、
前記複数の受光素子のうち第一部分の受光素子に対して可視領域の光を透過させる第一フィルタと、
前記複数の受光素子のうち第二部分の受光素子に対して赤外領域の光を透過させる第二フィルタと、
を有する撮像装置の制御方法において、
前記配列された複数の受光素子のうち所定の領域のみの受光素子が変換した電気信号を露出の判定に使用する撮像装置の制御方法。
【請求項８】
前記所定の領域以外の領域の受光素子が変換した電気信号は前記第二部分の受光素子が変換した電気信号であり、該電気信号の強度は、規定の値よりも大きい、又は、小さい請求項７記載の撮像装置の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
好ましくは本発明の撮像装置の制御方法では、前記所定の領域以外の領域の受光素子が変換した電気信号は前記第二部分の受光素子が変換した電気信号であり、該電気信号の強度は、規定の値よりも大きい、又は、小さい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号の強度ＩV.Rが所定の強度よりも小さい場合は、ＩＲのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用し、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号の強度ＩV.Rが所定の強度よりも大きい場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルタを透過した光を受光した受光素子が変換した電気信号のみを露出の判定に使用するようにしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
上記の画像処理部７における露出判定を、図４に示したフローチャートを参照しながら説明する。まず、ＳＴ１のように、被写体からの光を受光する受光素子において、変換した電気信号の強度を測定すべき画素を指定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
ＳＴ１において指定した画素についての、露出の判定後、実際の露出やその他の処理が終了した後は、ＳＴ６のようにＳＴ１で指定した画素以外の被写体からの光を受光する受光素子において、変換した電気信号の強度を測定すべき画素を再度指定する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
受光素子は赤外領域の光の感度が非常に高く、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号の強弱の差は顕著となっている。そのため、図６に示したような被写体９から入射してきた光を固体撮像素子３が受光した場合は、ＩＲのフィルタが設けられた受光素子が変換した電気信号は、被写体の“池”の箇所では弱すぎになり、被写体の“木”の箇所では強すぎになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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