(57)【要約】【課題】  自動車に搭載できる信頼性を確保し、且つ低演色性の道路照明下での色識別性能を高める撮像装置を提供する。【解決手段】  無機誘電体材料からなる多層膜フィルタ１０９のスペーサ層の膜厚を変化させることによって、多数の異なる分光特性を持つ色フィルタをイメージセンサ１０１上に形成する。【選択図】  図１
2007103401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位画素がチップ上に配列されたイメージセンサを有する撮像装置であって、
前記イメージセンサは、単位画素毎に入射光を光電変換する光電変換素子と、該光電変換素子の上方に配置され前記入射光の一部の波長のみを選択的に透過させて色成分を分離するフィルタとを備え、
前記フィルタは、無機材料で形成された多層膜フィルタであり、前記選択的に透過させる帯域の半値幅が１００ｎｍより狭くなるように構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載された撮像装置において、
前記フィルタは、人の可視波長域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）をカバーすべく、それぞれ特性の異なる少なくとも４種類のフィルタ部材で構成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載された撮像装置において、
前記イメージセンサ上には、最も緑色に近い色を選択的に透過する緑色フィルタが交互配置され、該交互配置の結果、該緑色フィルタが疎となる部分には、次に緑色に近い色を選択的に透過するフィルタが配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
複数の単位画素がチップ上に配列され、且つ入射光を少なくとも４種類の色成分に分離するフィルタを有するイメージセンサと、
前記イメージセンサで分離した少なくとも４種類の色成分に対応した信号をそれぞれデジタル信号に変換する変換部と、
前記変換部から出力された出力信号を処理して色信号を生成する画像処理部とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載された画像処理装置において、
前記画像処理部は、人の可視波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）より狭い帯域の色の情報に基づいて、可視波長帯域全域にわたる色信号を生成するように構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載された画像処理装置において、
前記画像処理部は、人の可視波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）より狭い帯域における複数の色の情報に基づいて被写体の白色照明下の色を推定し、その推定結果に基づいた色信号を生成するように構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載された画像処理装置において、
前記画像処理部は、低演色性の照明下における被写体の色情報と白色光下における前記被写体の色情報との関係を表すパターンテーブルを備え、
前記パターンテーブルに基づいて、低演色性の照明下における被写体から白色光下での前記被写体の色情報を推定するように構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項４乃至７のうち何れか１項に記載された画像処理装置において、
前記画像処理部は、半導体チップ（ＬＳＩ）で構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い信頼性が要求され、且つ低演色性照明下で使用されることが多い車載カメラ等において良好な画像を提供するための撮像装置及び画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の走行安全性を高めるために、車両にビデオカメラ等の撮像手段を搭載して車両周辺の映像を監視するシステムが多数提案されている。
【０００３】
具体的には、ドアミラーやサイドミラー等に内蔵したカメラの出力を車内の運転席付近に設けられた映像表示装置で表示し、対向車や隣車線の状況、左右方向の死角映像等を運転者が容易に確認できる視認補助系システムや、取り込んだ映像信号を処理して周辺の自動車の動きを検出し、その距離や速度に応じて運転者に警告を与えたり、道路領域が存在する所定の位置を探索して標識を認識する認識系システムがある。
【０００４】
このような車載カメラは、気象条件に左右されないことが要求される。例えば、特許文献１には、気象条件に左右されない撮像装置とするために、車両のドアミラーのミラー部をハーフミラーとし、内部に光学フィルタ付のビデオレンズとＣＣＤ等の撮像装置を配置し、車室内に配置したカメラ信号処理回路により処理した映像信号を映像表示装置に出力するようにしたものが開示されている。
【０００５】
また、前記特許文献１には、（１）カメラを車室内に配置すると、美観上や居住性の劣化を招いたり、運転者の視野を狭めたりする、（２）エンジンルーム内では周囲の環境が非常に悪く、故障の原因となる、（３）車両の周辺、例えばドア側面やエンジンルームの上に配置すると、安全上、デザイン上、空力抵抗といった性能上などの悪影響があるという、カメラの搭載位置に関する課題が解決される、と記載されている。
【特許文献１】特開平５−２９４１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の技術では、車両の性能を劣化させることのないカメラの搭載位置を提供しているが、車載カメラの性能が限定されるという別の課題がある。すなわち、（１）ハーフミラーを介して外界の映像を撮影するので感度が低下する、（２）カメラの搭載位置がドアミラー内なので、カメラの方向あるいは視野角を工夫しても撮影できる視野が限定される、（３）将来的にはデザイン上の観点からドアミラーをなくすことも検討されておりこれに対応できない等がある。
【０００７】
さらに、ドアミラーの内部は、車両の外側部又はエンジンルーム内に比べれば良好な使用環境にあると言えるが、真夏の炎天下に駐車された車両内の気温は、車室内又はドアミラーの内部を含めて非常に高くなることは周知の事実である。また、エンジンルーム内は、走行時には車室内に比べてはるかに高温になるし、車両の外側部に搭載したカメラは直射日光に晒されるという使用環境上の問題がある。
【０００８】
また、視認補助系の車載カメラシステムでは、夜間やトンネル内などの悪条件下における視認性を肉眼以上に高めるという目的がある。道路照明やトンネル内照明は経済性等の理由から高圧ナトリウムランプ等を使用することが多いが、高圧ナトリウムランプは演色性が低いため、色の識別が肉眼では困難になるという問題点がある。
【０００９】
図１４は、従来の撮像装置の構造を示す断面図である。図１４に示すように、撮像装置１３０１は、Ｎ型層１３０２の上にＰ型層１３０３が積層されたシリコン半導体基板を備え、さらにその上には、層間絶縁膜１３０４が形成されている。
【００１０】
前記Ｐ型層１３０３には、Ｎ型不純物のイオン注入により複数のフォトダイオード１３０５（光電変換素子）が形成されている。このフォトダイオード１３０５は、入射光１３０６を光電変換するものであり、複数のフォトダイオード１３０５間は、素子分離領域１３０７により分離されている。
【００１１】
さらに、前記素子分離領域１３０７の上には、光の入射を抑制する遮光膜１３０８が形成され、該遮光膜１３０８の上にカラーフィルタ１３０９が形成されている。さらに、カラーフィルタ１３０９の上部には、入射光１３０６を効率よく集光するための集光レンズ１３１０が形成されている。このカラーフィルタ１３０９の持つ波長選択性によって、入射光１３０６がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯に分離されて色分離が可能となる。
【００１２】
しかしながら、従来のカラーフィルタ１３０９は、有機材料よりなる顔料によって構成されており、長時間高温状態におかれた場合、あるいは強い入射光が長時間当たった場合、顔料に化学変化が生じて波長選択特性が変化する。このため、顔料フィルタを用いた従来の撮像装置では、高温又は高照射による退色（色分離特性の劣化）という課題があった。この課題が、車両に搭載する撮像装置に対してより顕著な問題となることは、上述した通りである。また、道路照明やトンネル内照明に多用されている照明の演色性が低いという問題がある。
【００１３】
図１５は、高圧ナトリウムランプの分光特性と人の眼の分光特性を示す図である。図１５において、１４０１は高圧ナトリウムランプの分光特性、１４０２は人の眼の青色（Ｂ）成分の分光特性、１４０３は人の眼の緑色（Ｇ）成分の分光特性、１４０４は人の眼の赤色（Ｒ）成分の分光特性を示している。
【００１４】
図１６は、高圧ナトリウムランプ照明下における人の眼の分光特性を示す図である。図１６において、１５０１がＲ成分の分光特性、１５０２がＧ成分の分光特性を示す。高圧ナトリウムランプは分光が長波長側に偏っているため、その照明下では人の眼はほとんど赤色成分の感度しかなく、全ての色が赤系統の色としてしか認識できない。また、従来のカメラにおいても、人の眼の分光特性に近いＲ、Ｇ、Ｂの３原色を用いて撮像を行うため、同様に全ての色が赤系統と色としてしか識別できないことになる。
【００１５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の外側部、車室内、エンジンルーム内など、どのような場所にカメラを搭載しても、周囲温度あるいは直射日光の影響で劣化することがなく、加えて、一般の道路照明下で肉眼より視認性の高い撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
すなわち、本発明では、複数の単位画素がチップ上に配列されたイメージセンサを有する撮像装置であって、
前記イメージセンサは、単位画素毎に入射光を光電変換する光電変換素子と、該光電変換素子の上方に配置され前記入射光の一部の波長のみを選択的に透過させて色成分を分離するフィルタとを備え、
前記フィルタは、無機材料で形成された多層膜フィルタであり、前記選択的に透過させる帯域の半値幅が１００ｎｍより狭くなるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明に係る撮像装置は、無機材料よりなるフィルタを用いることで、顔料の化学変化による退色という現象がなくなり、高温、高光量照射下での使用が可能なことから、車載用途として車両の外側部、車室内、エンジンルーム内など、どのような場所にでも搭載できる。
【００１８】
また、フィルタ構造として、同一の層構造を有する上部反射器及び下部反射器に挟まれたスペーサ層の厚みの違いで、透過する波長帯域を変化させるものであることから、撮像装置を製造する半導体ウエハプロセスにおいてプロセスステップ数を削減でき、安価に量産できるという利点がある。
【００１９】
さらに、多数の特性を持つフィルタを同一チップ上に形成するのが容易であることから、人の眼が持つ３原色の分光帯域幅より狭い一部の波長帯域のみを選択的に透過させるフィルタを可視波長域にわたって多数形成して人の可視波長帯域を網羅することで、低演色性照明下における色の判別性能を人の眼より向上させて、人の眼よりも細かい色情報を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置のイメージセンサの構造を示す断面図である。図１に示すように、イメージセンサ１０１は、Ｎ型層１０２にＰ型層１０３が積層されたシリコン半導体基板を備え、さらにその上に層間絶縁膜１０４が形成されている。
【００２２】
前記Ｐ型層１０３には、Ｎ型不純物のイオン注入により複数のフォトダイオード（光電変換素子）１０５が形成されており、入射光１０６を光電変換するようになっている。そして、各フォトダイオード１０５間は素子分離領域１０７により分離されている。
【００２３】
さらに、前記素子分離領域１０７の上方には、光の入射を抑制する遮光膜１０８が形成されている。そして、この遮光膜１０８上には、誘電体からなり、波長選択機能を実現する多層膜フィルタ１０９が形成されている。さらに、この多層膜フィルタ１０９の上方には、入射光１０６を効率良く集光するための集光レンズ１１０が形成されている。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る撮像装置を自動車車両に取付けた状態を示す図である。図２に示すように、自動車２０１には、デザイン上の観点からフェンダーミラーやドアミラーが取り付けられておらず、代わりにサイドカメラ２０２が車両側部に設置されている。このサイドカメラ２０２からの映像信号は、コンソール内に設置された映像制御装置２０３に入力され、映像制御装置２０３からの出力信号が車内の運転席付近に設けられた映像表示装置２０４に表示される。
【００２５】
また、前記映像制御装置２０３には、車両前部に設置されたフロントカメラ２０５や車両後部に設置されたリアカメラ２０６からの出力信号がさらに入力されており、前記映像表示装置２０４に対して、サイドカメラ２０２、フロントカメラ２０５、及びリアカメラ２０６からの映像信号を切替えて、あるいは同時に表示することができるようになっている。
【００２６】
なお、車室内及びエンジンルーム内は、車両外部に比べて衝突等の事故の際にカメラが保護されやすいという特徴があるので、図示しない車室内カメラ又はエンジンルーム内カメラを車外監視用途に用いてもよい。これは特に、交通事故時の映像を衝突の前後で記録する車載ブラックボックスとして用いると効果的である。
【００２７】
また、図２には示していないが、サイドカメラ２０２、フロントカメラ２０５、リアカメラ２０６の中には、図１に示した撮像装置が組み込まれているものとする。
【００２８】
以下、本実施形態に係る多層膜フィルタの透過率特性について、従来の多層膜フィルタの透過率特性と比較しながら説明する。
【００２９】
図３（ａ）は、従来の高反射ミラーに用いる多層膜反射鏡である多層膜フィルタの層構造を示す図であり、図３（ｂ）は、従来の多層膜フィルタの透過率特性を示す図である。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、多層膜フィルタの層構造は、屈折率の異なる材料である、窒化シリコン３０１（ＳｉＮ）と、酸化シリコン３０２，３０３（ＳｉＯ2）とを単純に積層させた構成となっている。
【００３１】
また、図３（ｂ）において、縦軸は入射に対して多層膜を通過した後の光透過率、横軸は多層膜に入射させる光の波長を示している。なお、計算にはフレネル係数を用いたマトリクス法を用いており、ペア数は１０、設定中心波長は５５０ｎｍで、垂直入射光のみを計算している。
【００３２】
ここで、多層膜を構成する各誘電体の光学膜厚ｎｄ（ｎ：材料の屈折率、ｄ：材料の膜厚）については、設定中心波長λに対して４分の１波長（λ／４）となるように設定してあり、その結果、設定中心波長を中心とする反射帯域特性となる。また、反射帯域幅は用いる材料の屈折率差で決定され、屈折率差が大きいほど帯域幅が大きくなる。
【００３３】
しかしながら、このような層構造では、広い反射阻止帯域は得られるものの、Ｒ、Ｇ、Ｂの色分離機能のために波長を選択的に透過させることは難しいと言える。
【００３４】
図４（ａ）は、本実施形態の高反射ミラーに用いる色分離フィルタである多層膜フィルタの層構造を示す図であり、図４（ｂ）は、本実施形態の多層膜フィルタの透過率特性を示す図である。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、本発明の実施形態に係る多層膜フィルタは、スペーサ層３０４を中心にして、λ／４多層膜構造（λ：設定中心波長）の上部反射器３０５及び下部反射器３０６が対称となるように配置した構成となっている。このような層構造により、反射帯域中に透過帯域領域が選択的に形成され、さらにスペーサ層３０４の膜厚を変化させることによって、その透過ピーク波長を変化させることが可能となる。
【００３６】
図５は、本実施形態の多層膜フィルタの製造プロセスを示す図である。まず、図５（ａ）に示すように、Ｓｉウエハ４０１上に酸化シリコン（ＳｉＯ2）及び酸化チタン（ＴｉＯ2）からなるλ／４多層膜構造（λ：設定中心波長）の下部反射器４０２〜４０５、及びＴｉＯ2からなるスペーサ層４０６を高周波スパッタ装置によって形成する。その後、特定波長のみを選択的に透過させるために、スペーサ層４０６の厚みを所望の膜厚に形成するエッチングプロセスを実施する。
【００３７】
具体的には、図５（ｂ）に示すように、下部反射器４０２〜４０６を形成したウエハ面上にレジスト塗布を行い、露光前ベーク（プリベーク）の後、ステッパなどの露光装置によって露光を行い、レジスト現像、及び最終ベーク（ポストベーク）によって、レジストパターン４０７を形成する。その後、ＣＦ４系のエッチングガスを用いて、最終的に、図５（ｂ）における層構造の中央部が赤色（Ｒ）の波長帯に相当する層膜になるまでスペーサ層４０６のエッチングを行う。
【００３８】
次に、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）と同様のプロセスにより、緑色（Ｇ）の領域に相当する領域にレジストパターンを形成し、ドライエッチングを実施することによって、図５（ｃ）における右側部が緑色に相当する層厚になるまでスペーサ層４０６のエッチングを行う。
【００３９】
さらに、図５（ｄ）に示すように、図５（ａ）と同様に酸化シリコンＳｉＯ2、及び酸化チタンＴｉＯ2からなるλ／４多層膜構造の上部反射器４０８〜４１１を高周波スパッタ装置によって形成する。
【００４０】
なお、誘電体からなる多層膜構造のトータル膜厚は、Ｒ、Ｇ、Ｂに対して、それぞれ、６２２ｎｍ、５４２ｎｍ、５６２ｎｍとした。
【００４１】
図６は、本実施形態の多層膜フィルタの透過率の計算結果を示す図である。縦軸は入射に対して多層膜を通過した後の光透過率、横軸は多層膜に入射させる光の波長を示している。なお、計算には誘電体多層膜フィルタにおいて広く知られている特性マトリクス法を用いた。
【００４２】
また、誘電体材料としては、高屈折率材料として酸化チタンＴｉＯ2（屈折率２．５）５０１を用い、低屈折率材料として酸化シリコンＳｉＯ2（屈折率１．４５）５０２を用いた。さらに、スペーサ層５０３の光学膜厚（膜厚）をそれぞれ、２００ｎｍ（８０ｎｍ）、０ｎｍ（０ｎｍ）、５０ｎｍ（２０ｎｍ）としている。
【００４３】
図６に示すように、スペーサ層５０３の有無、又は膜厚の変化によって透過ピーク波長特性を変化させることが可能であり、撮像装置において必要となる、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長分離化が実現できることが分かる。
【００４４】
なお、本実施形態では、高屈折率材料として酸化チタンＴｉＯ2を用いているが、これ以外の材料として窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、あるいは酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）などを用いてもよい。また、低屈折率材料として酸化シリコンＳｉＯ2を用いたが、高屈折率材料として用いる誘電体と比較して屈折率が低ければ、酸化シリコンＳｉＯ2以外の材料を用いても構わない。
【００４５】
このように、本発明のような誘電体多層膜構造によれば、フィルタを通常の半導体プロセスで作製可能となり、従来の顔料フィルタのように撮像装置の受光部や配線部などを形成した後に、通常の半導体プロセスとは異なる工程、いわゆるオンチッププロセスでフィルタを形成する必要がなく、プロセスの安定化、及び生産性向上に伴う低コスト化を実現する上で有利な効果が得られる。
【００４６】
さらに、本発明の誘電体多層膜フィルタは、無機材料のみを用いて構成可能であり、高温、高照射下で使用しても退色現象を生じないことから、車載用途として車両の外部、エンジンルーム内、車室内など、どのような場所にでも搭載することができる。
【００４７】
図７は、本実施形態の撮像装置におけるイメージセンサ上に形成された多層膜フィルタの分光特性を示す図である。図７において、イメージセンサ上には、６０１〜６０６に示される６種類の分光特性のフィルタが形成されている。ここで、６０１〜６０６のフィルタの分光の帯域幅（半値幅）は約４０ｎｍであり、人の眼の帯域幅である８０ｎｍ〜１００ｎｍに比べて狭くなるように設定されている。
【００４８】
一方、６０７は代表的な道路照明である高圧ナトリウムランプの分光特性であり、肉眼や従来のカメラではほとんど赤色成分のみの情報であるため、色の識別が困難であった。
【００４９】
図８は、本発明の実施形態に係る撮像装置の高圧ナトリウムランプ照明下における分光特性を示す図である。図８に示すように、本発明の撮像装置では、高圧ナトリウムランプ照明下においても、７０１〜７０３という複数の色情報を得ることができ、色の識別が可能であることが分かる。
【００５０】
ここで、取得した色情報を人間に対して表示する場合は、人の眼で判別できる従来のＲ、Ｇ、Ｂに変換して表示する必要がある。この場合、被写体の色を白色照明下での色として再現するのが最も好ましい。しかしながら、青色〜緑色成分の情報が得られないため、赤色成分の情報から推定しなければならない。ここで、従来のフィルタでは赤色成分の情報が１つしかなかったため推定が極めて困難であったが、本発明では複数の情報があるため、その情報から被写体の分光パターンを推定し、白色光下における色をある程度推定することが可能である。
【００５１】
図９は、本実施形態に係る撮像装置の高圧ナトリウムランプ下で得られる被写体の色情報を示す図である。図９において、８０１は被写体Ａの白色光下での分光特性、８０２は被写体Ｂの白色光下での分光特性である。
【００５２】
ここで、前記被写体Ａ、Ｂを高圧ナトリウムランプ照明下において本発明の撮像装置で撮影すると、被写体Ａに関しては８０１ａ、８０１ｂという色情報を得ることができる。また、被写体Ｂに関しては８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃの色情報を得ることができる。
【００５３】
このように、本発明では、被写体Ａ、Ｂの分光パターンの一部の情報を得ることができる。すなわち、従来のカメラでは赤色の１つの情報しか得られないため分光のパターン情報は得られなかったが、本発明によれば、この得られた分光パターンの情報から白色光下での分光特性を推定することができる。
【００５４】
図１０は、本実施形態の撮像装置における白色光下での色情報の推定結果を示す図である。図１０において、８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃは高圧ナトリウムランプ照明下での前記被写体Ｂの色情報である。
【００５５】
ここで、人の可視波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）より狭い帯域の色情報に基づいて、白色光下における被写体Ｂの分光８０２を推定し、人の眼で判別できる従来のＲ、Ｇ、Ｂ（可視波長帯域全域に渡る色信号）に変換することで、Ｂ成分である９０１、Ｇ成分である９０２、Ｒ成分である９０３をそれぞれ取得する。
【００５６】
ここで、具体的な色情報の推定方法として、８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃの組から直接９０１、９０２、９０３を出力する変換テーブルを予め用意しておくことが考えられる。このテーブルの作成方法として、実際の被写体の特性を収集し、そこから統計的に得る方法がある。以下、このテーブル作成方法について説明する。
【００５７】
図１１は、本実施形態に係る撮像装置におけるパターンテーブル作成方法を示す図である。図１１に示すように、この撮像装置では、被写体の色情報を２種類の方法で取得している。すなわち、第１の方法は、１００１ａ及び１００１ｂで示すように、白色光下で人の眼の分光特性に準じる分光のカメラで撮影する方法であり、第２の方法は、１００２ａ及び１００２ｂで示すように、高圧ナトリウムランプ照明下での本発明の撮像装置で撮影する方法である。
【００５８】
このような２つの撮像方法による色情報のパターンデータ１００３ａ，１００３ｂ，・・・を数多くの被写体について収集して、入力（人の可視波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）より狭い帯域の色情報）と出力（可視波長帯域全域に渡る色信号）とを関係付けるパターンテーブル１００４を作成する。
【００５９】
図１２は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の全体構成を示す図である。図１２において、１０１はイメージセンサであり、１０９は無機材料を積層してなる多層膜フィルタであり、１１０１はイメージセンサ１０１の出力信号をアナログ処理するＡＦＥ（Analog Front End）及びデジタル信号に変換するＡＤＣ（AD Converter）である。
【００６０】
１１０２は、デジタル信号となったイメージセンサ１０１の出力信号を処理して所望の画像データを生成する画像処理ＬＳＩである。
【００６１】
１１０３はイメージセンサ１０１の出力信号から色を推定する色推定部であり、具体的には、色推定部１１０３が有するパターンテーブル１００４を使用することで、高圧ナトリウムランプ等の低演色性の照明下の限られた色情報から白色光下における色を推定する。
【００６２】
１１０４は、推定された色情報から所望の色信号を生成する色生成部であり、３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の色信号が出力される。なお、本実施形態では、出力色信号として３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）としているが、色差信号等の他の色信号形式であっても構わない。
【００６３】
また、本実施形態では、高圧ナトリウムランプ下における色情報からの推定としているが、例えば、他の分光特性を持つ低演色性光源に対しても同様の手法が使えることは言うまでもない。また、今回は６種類のフィルタを使用しているが、より詳細な分光パターン情報を得るためにより多種類のフィルタを使用するようにしても構わない。
【００６４】
図１３は、本実施形態のイメージセンサ上における多層膜フィルタの配列例を示す図である。ここで、人の視感度は緑色（Ｇ）成分が最も高く、緑色の情報が最も多く解像感に寄与することが知られている。また、人の眼は水平・垂直の解像度に敏感であり、斜めの解像度に対しては比較的鈍感であることが知られている。以上の事情を考慮して、緑色成分を交互配置するのが解像感を高めるのに効果的であると考えられる。
【００６５】
従って、図１３に示すような６０１〜６０６という分光特性が６種類のフィルタを配列する際には、まず、緑色に近いフィルタ６０３、６０４を交互配置するのが好ましい。
【００６６】
ただし、フィルタの種類は６種類であるため、その配列は３×２のパターンとなり、水平方向に１画素抜けてしまい、その部分の緑色成分が疎になる。従って、その部分にその次に緑色に近いフィルタ６０２、６０５を配置するようにしている。
【００６７】
そして、最後に残った位置にフィルタ６０１、６０６を配置する。なお、このようなフィルタ配列は、解像度を重視した基本的な考え方の一例であり、他の配列であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上説明したように、本発明は、低演色性照明下での色の識別能力を肉眼より高くすることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。特に、自動車に搭載しておき、車両周辺の映像を監視して人が視認するための撮像装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置のイメージセンサの構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る撮像装置を自動車車両に取付けた状態を示す図である。
【図３】（ａ）従来の多層膜フィルタの層構造を示す図である。（ｂ）従来の多層膜フィルタの透過率特性を示す図である。
【図４】（ａ）本実施形態の多層膜フィルタの層構造を示す図である。（ｂ）本実施形態の多層膜フィルタの透過率特性を示す図である。
【図５】本実施形態の多層膜フィルタの製造プロセスを示す図である。
【図６】本実施形態の多層膜フィルタの透過率の計算結果を示す図である。
【図７】本実施形態の撮像装置におけるイメージセンサ上に形成された多層膜フィルタの分光特性を示す図である。
【図８】本実施形態に係る撮像装置の高圧ナトリウムランプ照明下における分光特性を示す図である。
【図９】本実施形態に係る撮像装置の高圧ナトリウムランプ下で得られる被写体の色情報を示す図である。
【図１０】本実施形態の撮像装置における白色光下での色情報の推定結果を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る撮像装置におけるパターンテーブル作成方法を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る画像処理装置の全体構成を示す図である。
【図１３】本実施形態のイメージセンサ上における多層膜フィルタの配列例を示す図である。
【図１４】従来の撮像装置の構造を示す断面図である。
【図１５】高圧ナトリウムランプの分光特性と人の眼の分光特性とを示す図である。
【図１６】高圧ナトリウムランプ照明下における人の眼の分光特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０１    イメージセンサ
１０５    フォトダイオード
１０６    入射光
１０９    多層膜フィルタ
１１０    集光レンズ
２０１    自動車
３０４    スペーサ層
３０５    上部反射器
３０６    下部反射器
１００４    パターンテーブル
１１０１    アナログ信号処理部
１１０２    画像処理ＬＳＩ
１１０３    色推定部
１１０４    色生成部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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