JP2009044425A - Imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of reducing the influence of ghost light. <P>SOLUTION: An imaging apparatus 100 comprises: an imaging unit 10 that images a subject; a signal processing circuit 20 that processes an imaging signal; and a display unit 30 that displays a captured image thereon, wherein the imaging unit comprises a group 11 of lenses for converging subject light from the subject, a variable stop 12 for adjusting the quantity of subject light within the group 11 of lenses, an infrared (IR) transmission filter 13 which transmits incident infrared light therethrough, and an image sensor 14 that images the subject, and the signal processing circuit 20 generates image data from which ghost light is removed based on captured images captured on the condition where stop diameters are different from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば車両に搭載され、車両周辺の被写体を撮像する撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging device that is mounted on, for example, a vehicle and images a subject around the vehicle.

従来、この種の撮像装置としては、例えば特許文献１に示された車両後方監視装置が知られている。特許文献１に示されたものは、車両の後方を赤外線で照射する赤外線照射器と、被写体光を集光するレンズと、赤外線光を透過する赤外線透過フィルタと、被写体を撮像する撮像素子とを備え、夜間において車両の後方を撮像することができるようになっている。
特開２００１−９７１１７号公報 Conventionally, as this kind of imaging device, for example, a vehicle rear monitoring device disclosed in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 discloses an infrared irradiator that irradiates the rear of a vehicle with infrared rays, a lens that collects subject light, an infrared transmission filter that transmits infrared light, and an imaging element that images the subject. The rear of the vehicle can be imaged at night.
JP 2001-97117 A

ところで、例えば車両に搭載され、夜間走行時に車両の前方を監視する撮像装置においては、赤外線光で撮像するため撮像装置が受光する光量が比較的小さくなることから、明るいレンズを用い、光学絞りの絞り径を大きくして撮像される。   By the way, for example, in an imaging device that is mounted on a vehicle and monitors the front of the vehicle when traveling at night, since the amount of light received by the imaging device is relatively small because of imaging with infrared light, a bright lens is used to Images are taken with a larger aperture diameter.

一方、赤外線透過フィルタを用いた従来のものにおいて、レンズによって集光された光が赤外線透過フィルタを透過して撮像素子の撮像面に到達して受光される一方、撮像素子の撮像面で反射した光が赤外線透過フィルタでさらに反射して撮像素子への再度の入射光（以下「ゴースト光」という。）が発生することが知られている。   On the other hand, in a conventional device using an infrared transmission filter, the light collected by the lens is transmitted through the infrared transmission filter and reaches the imaging surface of the imaging device, and is reflected by the imaging surface of the imaging device. It is known that light is further reflected by an infrared transmission filter and light incident on the image sensor again (hereinafter referred to as “ghost light”) is generated.

したがって、従来のものは、例えば夜間走行時に自動車のヘッドライト光のような高輝度光が撮像素子の撮像領域に存在する場合、絞り径が大きな状態で撮像されるため、高輝度光によるゴースト光の影響で高輝度光の近傍の被写体が撮像されないという課題があった。   Therefore, in the conventional case, for example, when high brightness light such as headlight light of an automobile is present in the imaging region of the image sensor during night driving, the image is picked up with a large aperture diameter. There is a problem that the subject in the vicinity of high-intensity light is not imaged due to the influence of the above.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、ゴースト光の影響を低減することができる撮像装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an imaging apparatus capable of reducing the influence of ghost light.

本発明の撮像装置は、被写体からの被写体光を入射するレンズと、前記被写体を撮像する撮像素子と、前記レンズと前記撮像素子との間において所定波長の光を透過する光フィルタとを備えた撮像装置であって、前記光フィルタの前記被写体側に設けられ絞り径を複数段階に可変可能な可変絞りと、互いに異なる絞り径で撮像された画像データ間の差分画像データに基づいて前記光フィルタと前記撮像素子との間で発生するゴースト光の成分を前記撮像素子が撮像した撮像画像のデータから除去するゴースト光成分除去手段とを備えた構成を有している。   An imaging apparatus according to the present invention includes a lens that receives subject light from a subject, an imaging element that images the subject, and an optical filter that transmits light of a predetermined wavelength between the lens and the imaging element. An imaging apparatus, wherein the optical filter is provided on the subject side of the optical filter, and the optical filter is based on difference image data between image data captured with different aperture diameters and a variable aperture whose aperture diameter can be varied in a plurality of stages. And a ghost light component removing unit that removes a ghost light component generated between the image pickup element and the image pickup image data picked up by the image pickup element.

この構成により、本発明の撮像装置は、ゴースト光成分除去手段が、互いに異なる絞り径で撮像された画像データ間の差分画像データに基づいてゴースト光の成分を撮像画像のデータから除去するので、ゴースト光の影響を低減することができる。   With this configuration, in the imaging apparatus of the present invention, the ghost light component removing unit removes the ghost light component from the captured image data based on the difference image data between the image data captured with different aperture diameters. The influence of ghost light can be reduced.

また、本発明の撮像装置は、前記ゴースト光成分除去手段は、撮像時の絞り径が互いに異なる２画像データの差分を示す差分画像データを算出する差分画像算出部と、前記差分画像データを位相反転した位相反転画像データを生成する位相反転部と、前記位相反転画像データに予め定められた係数を乗算する乗算部と、前記２画像データのうち撮像時の絞り径が大きい方の画像データに前記乗算部の乗算結果を加算する加算部とを備えた構成を有している。   In the imaging apparatus of the present invention, the ghost light component removing unit includes a difference image calculation unit that calculates difference image data indicating a difference between two image data having different aperture diameters at the time of imaging, and phase-differences the difference image data. A phase inversion unit for generating inverted phase inversion image data; a multiplication unit for multiplying the phase inversion image data by a predetermined coefficient; and image data having a larger aperture diameter at the time of imaging out of the two image data And an addition unit that adds the multiplication results of the multiplication unit.

この構成により、本発明の撮像装置は、２画像データの差分画像データに基づいてゴースト光の成分を撮像画像のデータから除去するので、ゴースト光の影響を低減することができる。   With this configuration, the imaging apparatus according to the present invention removes the ghost light component from the captured image data based on the difference image data of the two image data, so that the influence of the ghost light can be reduced.

さらに、本発明の撮像装置は、前記係数は、前記ゴースト光の成分の除去効果及び前記ゴースト光の成分が除去された画像の輝度に基づいて決定される構成を有している。   Furthermore, the image pickup apparatus of the present invention has a configuration in which the coefficient is determined based on a removal effect of the ghost light component and a luminance of an image from which the ghost light component is removed.

この構成により、本発明の撮像装置は、乗算部が乗算する際の係数を適切に定めることにより、ゴースト光の成分が撮像画像のデータから除去された、所望の輝度の画像データを取得することができる。   With this configuration, the imaging apparatus according to the present invention obtains image data having a desired luminance in which the ghost light component is removed from the captured image data by appropriately determining a coefficient for multiplication by the multiplication unit. Can do.

さらに、本発明の撮像装置は、前記ゴースト光成分除去手段は、撮像時の絞り径が互いに異なる２画像データのうち撮像時の絞り径が小さい方の画像データに予め定められた係数を乗算する乗算部と、前記２画像データのうち撮像時の絞り径が大きい方の画像データと前記乗算部の乗算結果を示す乗算結果画像データとの差分を示す差分画像データを算出する差分画像算出部と、前記差分画像データを位相反転した位相反転画像データを生成する位相反転部と、前記絞り径が大きい方の画像データに前記位相反転画像データを加算する加算部とを備えた構成を有している。   Furthermore, in the imaging apparatus of the present invention, the ghost light component removing unit multiplies image data having a smaller aperture diameter at the time of imaging among two image data having different aperture diameters at the time of imaging by a predetermined coefficient. A multiplication unit, and a difference image calculation unit that calculates difference image data indicating a difference between image data having a larger aperture diameter at the time of imaging among the two image data and multiplication result image data indicating a multiplication result of the multiplication unit; A phase inversion unit that generates phase inversion image data obtained by phase inversion of the difference image data, and an addition unit that adds the phase inversion image data to the image data having the larger aperture diameter. Yes.

この構成により、本発明の撮像装置は、２画像データの差分画像データに基づいてゴースト光の成分を撮像画像のデータから除去するので、ゴースト光の影響を低減することができる。   With this configuration, the imaging apparatus according to the present invention removes the ghost light component from the captured image data based on the difference image data of the two image data, so that the influence of the ghost light can be reduced.

さらに、本発明の撮像装置は、前記係数は、前記２画像データを取得した際のそれぞれの絞り径の比の２乗である構成を有している。   Furthermore, the imaging apparatus of the present invention has a configuration in which the coefficient is the square of the ratio of the respective aperture diameters when the two image data is acquired.

この構成により、本発明の撮像装置は、絞り径が小さい方の画像データの信号強度を、絞り径が大きい方の画像データの信号強度に一致させることができる。その結果、本発明の撮像装置は、最終的に得られる画像の輝度を絞り径が大きい方の画像の輝度に合わせることができるので、ゴースト光の成分が除去された比較的明るい画像を提供することができる。   With this configuration, the imaging apparatus of the present invention can match the signal strength of image data with a smaller aperture diameter to the signal strength of image data with a larger aperture diameter. As a result, the imaging apparatus of the present invention can match the luminance of the finally obtained image with the luminance of the image having the larger aperture diameter, and thus provides a relatively bright image from which the ghost light component has been removed. be able to.

本発明は、ゴースト光の影響を低減することができる撮像装置を提供することができるものである。   The present invention can provide an imaging apparatus capable of reducing the influence of ghost light.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施の形態）
まず、本実施の形態における撮像装置の構成について説明する。 (First embodiment)
First, the configuration of the imaging device in the present embodiment will be described.

図１に示すように、本実施の形態における撮像装置１００は、被写体を撮像する撮像部１０と、撮像信号を処理する信号処理回路２０と、撮像画像を表示する表示部３０とを備えている。   As illustrated in FIG. 1, the imaging apparatus 100 according to the present embodiment includes an imaging unit 10 that images a subject, a signal processing circuit 20 that processes an imaging signal, and a display unit 30 that displays a captured image. .

撮像部１０は、被写体からの被写体光を集光するレンズ群１１と、レンズ群１１内において被写体光の光量を調節する可変絞り１２と、入射された赤外光を透過するＩＲ（ＩｎｆｒａＲｅｄ）透過フィルタ１３と、被写体を撮像する撮像素子１４とを備えている。   The imaging unit 10 includes a lens group 11 that collects subject light from a subject, a variable diaphragm 12 that adjusts the amount of subject light in the lens group 11, and IR (InfraRed) transmission that transmits incident infrared light. A filter 13 and an image sensor 14 for imaging a subject are provided.

レンズ群１１は、例えばガラスやプラスチックの材料で形成され、被写体像を撮像素子１４の受光部（図示省略）に結像するようになっている。   The lens group 11 is formed of a material such as glass or plastic, for example, and forms a subject image on a light receiving portion (not shown) of the image sensor 14.

可変絞り１２は、例えば液晶フィルタと、この液晶フィルタを駆動するフィルタ駆動回路（図示省略）とを備え、絞り径を複数段階に変更できる構成となっている。   The variable aperture 12 includes, for example, a liquid crystal filter and a filter drive circuit (not shown) for driving the liquid crystal filter, and has a configuration in which the aperture diameter can be changed in a plurality of stages.

ＩＲ透過フィルタ１３は、入射された赤外光を透過すると共に、可視光を反射する特性を有している。なお、ＩＲ透過フィルタ１３は、特許請求の範囲に記載の光フィルタに対応する。   The IR transmission filter 13 has characteristics of transmitting incident infrared light and reflecting visible light. The IR transmission filter 13 corresponds to the optical filter described in the claims.

撮像素子１４は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化物半導体）等の固体撮像素子で構成され、マトリクス状に配列された複数の画素を有するものである。そして、撮像素子１４は、各画素の画素値データを撮像信号として信号処理回路２０に出力するようになっている。   The imaging device 14 is configured by a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor: Complementary Metal Oxide Semiconductor), and a plurality of pixels arranged in a matrix. It is what has. The imaging element 14 outputs pixel value data of each pixel to the signal processing circuit 20 as an imaging signal.

信号処理回路２０は、撮像素子１４が出力する撮像信号から、後述する画像処理によってゴースト光の成分を除去するようになっている。なお、信号処理回路２０は、本発明のゴースト光成分除去手段に対応する。   The signal processing circuit 20 is configured to remove a ghost light component from an image signal output from the image sensor 14 by image processing to be described later. The signal processing circuit 20 corresponds to the ghost light component removing unit of the present invention.

表示部３０は、例えば液晶ディスプレイで構成され、信号処理回路２０の出力信号に基づいた画像を表示するものである。   The display unit 30 is configured by a liquid crystal display, for example, and displays an image based on the output signal of the signal processing circuit 20.

次に、本実施の形態における信号処理回路２０の構成を図２に基づいて説明する。   Next, the configuration of the signal processing circuit 20 in the present embodiment will be described with reference to FIG.

図２に示すように、信号処理回路２０は、絞り大の画像及び絞り小の画像の各データを記憶するメモリ２１と、メモリ２１に記憶された画像データの差分を算出する差分回路２２と、画像データの位相を反転する位相フィルタ２３と、位相フィルタ２３の出力信号に所定の係数を乗算する乗算回路２４と、絞り大の画像データと乗算回路２４の乗算結果とを加算する加算回路２５とを備えている。なお、差分回路２２、位相フィルタ２３、乗算回路２４及び加算回路２５は、それぞれ、本発明の差分画像算出部、位相反転部、乗算部及び加算部に対応する。   As shown in FIG. 2, the signal processing circuit 20 includes a memory 21 that stores data of a large aperture image and a small aperture image, a difference circuit 22 that calculates a difference between the image data stored in the memory 21, and A phase filter 23 that inverts the phase of the image data, a multiplication circuit 24 that multiplies the output signal of the phase filter 23 by a predetermined coefficient, and an addition circuit 25 that adds the image data with a large aperture and the multiplication result of the multiplication circuit 24. It has. Note that the difference circuit 22, the phase filter 23, the multiplication circuit 24, and the addition circuit 25 correspond to the difference image calculation unit, the phase inversion unit, the multiplication unit, and the addition unit of the present invention, respectively.

ここで、メモリ２１に記憶される絞り大の画像データは、可変絞り１２（図１参照）によって比較的大きな絞り径（例えば絞り値２〜３程度）が設定された状態で撮像素子１４が撮像した画像データである。一方、メモリ２１に記憶される絞り小の画像データは、可変絞り１２によって比較的小さな絞り径（例えば絞り値７〜８程度）が設定された状態で撮像素子１４が撮像した画像データである。本実施の形態における信号処理回路２０は、絞り大の画像データと絞り小の画像のデータとに基づいてゴースト光の影響を低減するものである。以下、絞り径が互いに異なる条件における撮像素子１４の受光状態について図３に基づき説明する。図３は、例えば夜間の撮影において自動車のヘッドライト光のような高輝度光が撮像領域内に現れた場合を仮定し、大きな絞り径及び小さな絞り径で高輝度光を撮像した状態を概念的に示すものである。   Here, the image data of the large aperture stored in the memory 21 is captured by the image sensor 14 in a state where a relatively large aperture diameter (for example, an aperture value of about 2 to 3) is set by the variable aperture 12 (see FIG. 1). Image data. On the other hand, the small aperture image data stored in the memory 21 is image data captured by the image sensor 14 in a state where a relatively small aperture diameter (for example, an aperture value of about 7 to 8) is set by the variable aperture 12. The signal processing circuit 20 in the present embodiment reduces the influence of ghost light based on image data with a large aperture and image data with a small aperture. Hereinafter, the light receiving state of the image sensor 14 under different conditions of the aperture diameter will be described with reference to FIG. FIG. 3 conceptually shows a state in which high-intensity light such as headlight light of an automobile appears in an imaging region in night shooting, and high-intensity light is imaged with a large aperture diameter and a small aperture diameter. It is shown in

図３において、光束６１は、大きな絞り径が設定された状態でＩＲ透過フィルタ１３及び撮像素子１４に入射される光束を示している。光束６１は、ＩＲ透過フィルタ１３を透過した後、撮像素子１４の撮像面に入射され、撮像素子１４によって光電変換され電気信号となる。一方、光束６１の一部は撮像素子１４の撮像面で反射され、その反射光６２がＩＲ透過フィルタ１３で再び反射されて反射光６３となり、再び撮像素子１４に受光される。このとき、撮像素子１４が受光する光は図中の円形で示した形状のゴースト光６４となる。   In FIG. 3, a light beam 61 indicates a light beam incident on the IR transmission filter 13 and the image sensor 14 in a state where a large aperture diameter is set. The light beam 61 passes through the IR transmission filter 13 and then enters the image pickup surface of the image pickup device 14, and is photoelectrically converted by the image pickup device 14 into an electric signal. On the other hand, a part of the light beam 61 is reflected by the imaging surface of the image sensor 14, and the reflected light 62 is reflected again by the IR transmission filter 13 to become reflected light 63 and is received by the image sensor 14 again. At this time, the light received by the image sensor 14 becomes a ghost light 64 having a shape shown by a circle in the drawing.

同様に、光束７１は、小さな絞り径が設定された状態でＩＲ透過フィルタ１３及び撮像素子１４に入射される光束を示している。光束７１は、ＩＲ透過フィルタ１３を透過した後、撮像素子１４の撮像面に入射され、撮像素子１４によって光電変換され電気信号となる。一方、光束７１の一部は撮像素子１４の撮像面で反射され、その反射光７２がＩＲ透過フィルタ１３で再び反射されて反射光７３となり、再び撮像素子１４に受光される。このとき、撮像素子１４が受光する光は図中の円形で示した形状のゴースト光７４となる。なお、ゴースト光６４及び７４の形状は、ＩＲ透過フィルタ１３側から撮像素子１４の受光面を見たときの形状である。   Similarly, a light beam 71 indicates a light beam incident on the IR transmission filter 13 and the image sensor 14 with a small aperture diameter set. The light beam 71 passes through the IR transmission filter 13 and then enters the imaging surface of the imaging device 14, and is photoelectrically converted by the imaging device 14 into an electrical signal. On the other hand, a part of the light beam 71 is reflected by the imaging surface of the image sensor 14, and the reflected light 72 is reflected again by the IR transmission filter 13 to become reflected light 73 and is received by the image sensor 14 again. At this time, the light received by the image sensor 14 becomes ghost light 74 having a shape indicated by a circle in the drawing. The shapes of the ghost lights 64 and 74 are shapes when the light receiving surface of the image sensor 14 is viewed from the IR transmission filter 13 side.

以上のように、可変絞り１２の絞りを２段階に変化させた結果、絞り径が小さい場合のゴースト光７４の径は、絞り径が大きい場合のゴースト光６４の径よりも小さくなる。すなわち、絞り径が小さい場合の画像と、絞り径が大きい場合の画像とを比較すると、それぞれに含まれるゴースト光の径が異なるのみである。したがって、絞り径が大きい場合の画像データと絞り径が小さい場合の画像データとの差分を示す差分画像データは、ゴースト光の成分を示すものとなるので、絞り径が大きい場合の画像データから差分画像データを減算することによって、本実施の形態における撮像装置１００は、ゴースト光の成分のみを除去した画像を取得することができる。   As described above, as a result of changing the diaphragm of the variable diaphragm 12 in two stages, the diameter of the ghost light 74 when the diaphragm diameter is small is smaller than the diameter of the ghost light 64 when the diaphragm diameter is large. That is, when an image with a small aperture diameter is compared with an image with a large aperture diameter, only the diameter of the ghost light included in each is different. Therefore, since the difference image data indicating the difference between the image data when the aperture diameter is large and the image data when the aperture diameter is small indicates the ghost light component, the difference from the image data when the aperture diameter is large. By subtracting the image data, the imaging apparatus 100 according to the present embodiment can acquire an image from which only the ghost light component is removed.

次に、本実施の形態における撮像装置１００の動作を図１、図２及び図４に基づき説明する。なお、信号処理回路２０の画像処理を中心的に説明する。図４（ａ）〜（ｆ）の各上段に示された枠は、撮像素子１４の撮像領域を示している。また、枠内の丸印は１つの光源からの光の受光状態を示しており、黒塗の部分は相対的に信号強度が弱い部分を表している。また、同図の各下段に示された波形は、撮像素子１４の受光信号の信号強度を示すものであり、波形の高さが高いほど信号強度が高いことを表している。   Next, the operation of the imaging apparatus 100 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The image processing of the signal processing circuit 20 will be mainly described. The frames shown in the upper stages of FIGS. 4A to 4F indicate the imaging region of the imaging device 14. In addition, a circle in the frame indicates a light receiving state from one light source, and a black portion indicates a portion having a relatively weak signal intensity. Moreover, the waveform shown in each lower stage of the figure indicates the signal intensity of the light reception signal of the image sensor 14, and the higher the waveform, the higher the signal intensity.

まず、レンズ群１１によって被写体光が入射され、可変絞り１２によって大きな絞り径が設定されると、撮像素子１４は絞り大の画像データを信号処理回路２０に出力する（図４（ａ））。信号処理回路２０に入力された絞り大の画像データは、メモリ２１に記憶される。   First, when subject light is incident by the lens group 11 and a large aperture diameter is set by the variable aperture 12, the image sensor 14 outputs image data with a large aperture to the signal processing circuit 20 (FIG. 4A). Image data with a large aperture input to the signal processing circuit 20 is stored in the memory 21.

同様に、可変絞り１２によって小さな絞り径が設定されると、撮像素子１４は絞り小の画像データを信号処理回路２０に出力する（図４（ｂ））。信号処理回路２０に入力された絞り小の画像データは、メモリ２１に記憶される。   Similarly, when a small aperture diameter is set by the variable aperture 12, the imaging device 14 outputs small aperture image data to the signal processing circuit 20 (FIG. 4B). The small aperture image data input to the signal processing circuit 20 is stored in the memory 21.

次いで、差分回路２２は、メモリ２１に記憶された絞り大の画像データから絞り小の画像データを減算することにより、差分画像データ（図４（ｃ））を取得し、位相フィルタ２３に出力する。   Next, the difference circuit 22 subtracts the small aperture image data from the large aperture image data stored in the memory 21 to obtain differential image data (FIG. 4C) and outputs the difference image data to the phase filter 23. .

続いて、位相フィルタ２３は、差分画像データを反転させた反転差分画像データ（図４（ｄ））を生成し、乗算回路２４に出力する。   Subsequently, the phase filter 23 generates inverted difference image data (FIG. 4D) obtained by inverting the difference image data, and outputs it to the multiplication circuit 24.

次いで、乗算回路２４は、図示しないメモリに記憶された予め定められた係数と、反転差分画像データとを乗算し、乗算結果を示す乗算結果画像データ（図４（ｅ））を加算回路２５に出力する。ここで用いる係数は、ゴースト光の成分が除去され、かつ、ゴースト光の成分が除去された最終画像において必要な輝度が得られるよう、例えば実験やシミュレーション等により予め定められるものである。したがって、係数の決定において、ゴースト光の成分の除去効果と、最終画像における所望の輝度との関係を考慮するのが好ましい。   Next, the multiplication circuit 24 multiplies a predetermined coefficient stored in a memory (not shown) and the inverted difference image data, and supplies the multiplication result image data (FIG. 4E) indicating the multiplication result to the addition circuit 25. Output. The coefficient used here is determined in advance by, for example, experiment or simulation so that a necessary luminance can be obtained in the final image from which the ghost light component is removed and from which the ghost light component is removed. Therefore, in determining the coefficient, it is preferable to consider the relationship between the ghost light component removal effect and the desired brightness in the final image.

引き続き、加算回路２５は、メモリ２１に記憶された絞り大の画像データ（図４（ａ））と、乗算回路２４からの乗算結果画像データ（図４（ｅ））とを加算する。その結果、ゴースト光の成分が除去された画像データ（図４（ｆ））が得られる。この画像データは、表示部３０に出力され、表示部３０によって表示される。   Subsequently, the addition circuit 25 adds the aperture-size image data (FIG. 4A) stored in the memory 21 and the multiplication result image data (FIG. 4E) from the multiplication circuit 24. As a result, image data from which the ghost light component is removed (FIG. 4F) is obtained. The image data is output to the display unit 30 and displayed by the display unit 30.

以上のように、本実施の形態における撮像装置１００によれば、信号処理回路２０は、互いに異なる絞り径で撮像された２画像データ間の差分画像データに基づいてゴースト光の成分を絞り大の画像データから除去する構成としたので、ゴースト光の影響を低減することができる。   As described above, according to the imaging apparatus 100 in the present embodiment, the signal processing circuit 20 reduces the ghost light component based on the difference image data between the two image data captured with different aperture diameters. Since the image data is removed from the image data, it is possible to reduce the influence of ghost light.

（第２の実施の形態）
本発明に係る撮像装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における撮像装置の構成は、第１の実施の形態における撮像装置１００（図１参照）の信号処理回路２０に換えて、信号処理回路４０を備えている。したがって、信号処理回路４０以外の構成は、第１の実施の形態における撮像装置１００と同様であり、説明を省略する。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the imaging apparatus according to the present invention will be described. The configuration of the imaging device in the present embodiment includes a signal processing circuit 40 instead of the signal processing circuit 20 of the imaging device 100 (see FIG. 1) in the first embodiment. Therefore, the configuration other than the signal processing circuit 40 is the same as that of the imaging device 100 in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

本実施の形態における信号処理回路４０は、図５に示すように、絞り大の画像及び絞り小の画像の各データを記憶するメモリ４１と、メモリ４１に記憶された絞り小の画像データに所定の係数を乗算する乗算回路４２と、メモリ４１に記憶された絞り大の画像データと乗算回路４２の乗算結果を示す乗算結果画像データとの差分を示す差分画像データを算出する差分回路４３と、差分画像データの位相を反転する位相フィルタ４４と、位相フィルタ４４の出力信号に絞り大の画像データを加算する加算回路４５とを備えている。   As shown in FIG. 5, the signal processing circuit 40 according to the present embodiment includes a memory 41 that stores data of a large aperture image and a small aperture image, and predetermined aperture image data stored in the memory 41. A difference circuit 43 for calculating difference image data indicating a difference between image data with a large aperture stored in the memory 41 and multiplication result image data indicating a multiplication result of the multiplication circuit 42; A phase filter 44 that inverts the phase of the difference image data, and an adder circuit 45 that adds image data with a large aperture to the output signal of the phase filter 44 are provided.

なお、信号処理回路４０は、本発明のゴースト光成分除去手段に対応する。また、乗算回路４２、差分回路４３、位相フィルタ４４及び加算回路４５は、それぞれ、本発明の乗算部、差分画像算出部、位相反転部及び加算部に対応する。   The signal processing circuit 40 corresponds to the ghost light component removing unit of the present invention. In addition, the multiplication circuit 42, the difference circuit 43, the phase filter 44, and the addition circuit 45 correspond to the multiplication unit, the difference image calculation unit, the phase inversion unit, and the addition unit of the present invention, respectively.

次に、本実施の形態における撮像装置の動作を図１、図５及び図６に基づき、信号処理回路４０の画像処理を中心的に説明する。なお、図６（ａ）〜（ｆ）に示された枠や丸印等は、図４と同様なので説明を省略する。   Next, the operation of the imaging apparatus according to the present embodiment will be described focusing on the image processing of the signal processing circuit 40 based on FIG. 1, FIG. 5, and FIG. Note that the frames, circles, and the like shown in FIGS. 6A to 6F are the same as those in FIG.

まず、レンズ群１１によって被写体光が入射され、可変絞り１２によって大きな絞り径が設定されると、撮像素子１４は絞り大の画像データを信号処理回路４０に出力する（図６（ａ））。信号処理回路４０に入力された絞り大の画像データは、メモリ４１に記憶される。   First, when subject light is incident by the lens group 11 and a large aperture diameter is set by the variable aperture 12, the image sensor 14 outputs image data with a large aperture to the signal processing circuit 40 (FIG. 6A). Image data with a large aperture input to the signal processing circuit 40 is stored in the memory 41.

同様に、可変絞り１２によって小さな絞り径が設定されると、撮像素子１４は絞り小の画像データを信号処理回路４０に出力する（図６（ｂ））。信号処理回路４０に入力された絞り小の画像データは、メモリ４１に記憶される。   Similarly, when a small aperture diameter is set by the variable aperture 12, the imaging device 14 outputs small aperture image data to the signal processing circuit 40 (FIG. 6B). The small aperture image data input to the signal processing circuit 40 is stored in the memory 41.

次いで、乗算回路４２は、図示しないメモリに記憶された予め定められた係数と、メモリ４１に記憶された絞り小の画像のデータとを乗算し、乗算結果を示す乗算結果画像データ（図６（ｃ））を差分回路４３に出力する。ここで用いる係数は、絞り大の径と絞り小の径との比（絞り大の径／絞り小の径）の２乗である。したがって、乗算後における絞り小の画像データの信号強度と、絞り大の画像データの信号強度とが一致することとなる。   Next, the multiplication circuit 42 multiplies a predetermined coefficient stored in a memory (not shown) by the small aperture image data stored in the memory 41, and multiplies result image data (FIG. 6 (FIG. 6)). c)) is output to the difference circuit 43. The coefficient used here is the square of the ratio of the large aperture diameter to the small aperture diameter (large aperture diameter / small aperture diameter). Therefore, the signal strength of the image data with a small aperture after the multiplication matches the signal strength of the image data with a large aperture.

続いて、差分回路４３は、メモリ４１に記憶された絞り大の画像データから乗算結果画像データを減算し、差分画像データ（図６（ｄ））を取得し、位相フィルタ４４に出力する。   Subsequently, the difference circuit 43 subtracts the multiplication result image data from the image data of the large aperture stored in the memory 41 to acquire difference image data (FIG. 6D) and outputs it to the phase filter 44.

次いで、位相フィルタ４４は、差分画像データを反転させた反転差分画像データ（図６（ｅ））を生成し、加算回路４５に出力する。   Next, the phase filter 44 generates inverted difference image data (FIG. 6E) obtained by inverting the difference image data, and outputs it to the adding circuit 45.

そして、加算回路４５は、メモリ４１に記憶された絞り大の画像データ（図６（ａ））と、位相フィルタ４４からの反転差分画像データ（図６（ｅ））とを加算する。その結果、ゴースト光の成分が除去された画像データ（図６（ｆ））が得られる。この画像データは、表示部３０に出力され、表示部３０によって表示される。   Then, the adding circuit 45 adds the large aperture image data (FIG. 6A) stored in the memory 41 and the inverted difference image data (FIG. 6E) from the phase filter 44. As a result, image data from which the ghost light component is removed (FIG. 6F) is obtained. The image data is output to the display unit 30 and displayed by the display unit 30.

なお、第１の実施の形態において、反転差分画像データ（図４（ｄ））に所定の係数を乗算して乗算結果画像データ（図４（ｅ））を取得したように、本実施の形態においても、反転差分画像データ（図６（ｅ））に所定の係数を乗算した後に、ゴースト光の成分が除去された画像データを得る構成としてもよい。この構成により、本実施の形態における撮像装置は、ゴースト光の成分の除去効果と、最終画像における所望の輝度との関係を考慮した画像を得ることができて好ましい。   In the first embodiment, as in the present embodiment, multiplication result image data (FIG. 4E) is obtained by multiplying the inverted difference image data (FIG. 4D) by a predetermined coefficient. In this case, after the inverted difference image data (FIG. 6E) is multiplied by a predetermined coefficient, the image data from which the ghost light component is removed may be obtained. With this configuration, the imaging apparatus according to the present embodiment is preferable because it can obtain an image in consideration of the relationship between the ghost light component removal effect and the desired luminance in the final image.

以上のように、本実施の形態における撮像装置によれば、信号処理回路４０は、互いに異なる絞り径で撮像された２画像データ間の差分画像データに基づいてゴースト光の成分を絞り大の画像データから除去する構成としたので、ゴースト光の影響を低減することができる。   As described above, according to the imaging device of the present embodiment, the signal processing circuit 40 reduces the ghost light component based on the difference image data between the two image data captured with different aperture diameters. Since the data is removed from the data, the influence of ghost light can be reduced.

（第３の実施の形態）
本発明に係る撮像装置の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態における撮像装置の構成は、第１の実施の形態における撮像装置１００（図１参照）の信号処理回路２０に換えて、信号処理回路５０を備えている。したがって、信号処理回路５０以外の構成は、第１の実施の形態における撮像装置１００と同様であり、説明を省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment of the imaging apparatus according to the present invention will be described. The configuration of the imaging device in the present embodiment includes a signal processing circuit 50 instead of the signal processing circuit 20 of the imaging device 100 (see FIG. 1) in the first embodiment. Therefore, the configuration other than the signal processing circuit 50 is the same as that of the imaging device 100 in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

本実施の形態における信号処理回路５０は、図７に示すように、絞り大の画像、絞り中の画像及び絞り小の画像の各データを記憶するメモリ５１を備えている。ここで、メモリ５１に記憶される絞り中の画像データは、可変絞り１２（図１参照）によって設定される大きな絞り径と、小さな絞り径との間においてほぼ中間における絞り径（例えば絞り値４〜５程度）が設定された状態で撮像素子１４が撮像した画像データである。したがって、本実施の形態における信号処理回路５０は、絞り大の画像データ、絞り中の画像データ及び絞り小の画像のデータに基づいてゴースト光の影響を低減するものである。   As shown in FIG. 7, the signal processing circuit 50 according to the present embodiment includes a memory 51 that stores data of an image with a large aperture, an image with a small aperture, and an image with a small aperture. Here, the image data during the aperture stored in the memory 51 is an aperture diameter (for example, an aperture value of 4) that is substantially intermediate between the large aperture diameter set by the variable aperture 12 (see FIG. 1) and the small aperture diameter. The image data captured by the image sensor 14 in a state in which about ˜5) is set. Therefore, the signal processing circuit 50 in the present embodiment reduces the influence of ghost light based on the image data of the large aperture, the image data in the aperture, and the image data of the small aperture.

また、信号処理回路５０は、メモリ５１に記憶された絞り小の画像データに所定の係数を乗算する乗算回路５２と、メモリ５１に記憶された絞り中の画像データと乗算回路５２による乗算結果を示す乗算結果画像データとの差分を示す差分画像データを算出する差分回路５３と、差分画像データの位相を反転する位相フィルタ５４と、位相フィルタ５４の出力信号に絞り中の画像データを加算する加算回路５５とを備えている。   In addition, the signal processing circuit 50 multiplies the small aperture image data stored in the memory 51 by a predetermined coefficient, the image data in the aperture stored in the memory 51, and the multiplication result by the multiplication circuit 52. A difference circuit 53 for calculating difference image data indicating a difference from the multiplication result image data shown, a phase filter 54 for inverting the phase of the difference image data, and an addition for adding the image data in the aperture to the output signal of the phase filter 54 And a circuit 55.

さらに、信号処理回路５０は、加算回路５５の加算結果を示す画像データに所定の係数を乗算する乗算回路５６と、メモリ５１に記憶された絞り大の画像データと乗算回路５６による乗算結果を示す乗算結果画像データとの差分を示す差分画像データを算出する差分回路５７と、差分回路５７が算出した差分画像データの位相を反転して反転差分画像データを生成する位相フィルタ５８と、メモリ５１に記憶された絞り大の画像データと位相フィルタ５８が反転した反転差分画像データを加算する加算回路５９とを備えている。なお、信号処理回路５０は、本発明のゴースト光成分除去手段に対応する。   Further, the signal processing circuit 50 indicates the multiplication circuit 56 that multiplies the image data indicating the addition result of the addition circuit 55 by a predetermined coefficient, the image data with a large aperture stored in the memory 51, and the multiplication result by the multiplication circuit 56. A difference circuit 57 that calculates difference image data indicating a difference from the multiplication result image data, a phase filter 58 that inverts the phase of the difference image data calculated by the difference circuit 57 and generates inverted difference image data, and a memory 51 An addition circuit 59 is provided for adding the stored large-diameter image data and the inverted difference image data inverted by the phase filter 58. The signal processing circuit 50 corresponds to the ghost light component removing unit of the present invention.

図７に示すように、本実施の形態における信号処理回路５０は、メモリ５１が絞り大の画像データ及び絞り小の画像データに加えて、絞り中の画像データを記憶する構成としたので、第２の実施の形態における信号処理回路４０（図５参照）を２段構成としたものである。   As shown in FIG. 7, in the signal processing circuit 50 according to the present embodiment, the memory 51 stores the image data in the aperture stop in addition to the image data with the large aperture and the image data with the small aperture. The signal processing circuit 40 (see FIG. 5) in the second embodiment has a two-stage configuration.

具体的には、本実施の形態における信号処理回路５０の乗算回路５２、差分回路５３、位相フィルタ５４及び加算回路５５の構成は、第２の実施の形態における信号処理回路４０の乗算回路４２、差分回路４３、位相フィルタ４４及び加算回路４５の構成とそれぞれ対応している。   Specifically, the configuration of the multiplication circuit 52, the difference circuit 53, the phase filter 54, and the addition circuit 55 of the signal processing circuit 50 in the present embodiment is the same as that of the multiplication circuit 42 of the signal processing circuit 40 in the second embodiment. This corresponds to the configuration of the difference circuit 43, the phase filter 44, and the adder circuit 45, respectively.

同様に、本実施の形態における信号処理回路５０の乗算回路５６、差分回路５７、位相フィルタ５８及び加算回路５９の構成は、第２の実施の形態における信号処理回路４０の乗算回路４２、差分回路４３、位相フィルタ４４及び加算回路４５の構成とそれぞれ対応している。   Similarly, the configuration of the multiplication circuit 56, the difference circuit 57, the phase filter 58, and the addition circuit 59 of the signal processing circuit 50 in the present embodiment is the same as that of the multiplication circuit 42 and the difference circuit of the signal processing circuit 40 in the second embodiment. 43, the phase filter 44, and the addition circuit 45 are respectively corresponded.

したがって、信号処理回路５０の画像処理は、第２の実施の形態における信号処理回路４０の画像処理（図６参照）に基づいたものとなるので、説明を省略する。なお、乗算回路５２が乗算時に用いる係数は、絞り中の径と絞り小の径との比（絞り中の径／絞り小の径）の２乗とするのが好ましい。また、乗算回路５６が乗算時に用いる係数は、絞り大の径と絞り中の径との比（絞り大の径／絞り中の径）の２乗とするのが好ましい。   Therefore, the image processing of the signal processing circuit 50 is based on the image processing (see FIG. 6) of the signal processing circuit 40 in the second embodiment, and thus description thereof is omitted. Note that the coefficient used by the multiplication circuit 52 at the time of multiplication is preferably the square of the ratio of the diameter in the diaphragm to the diameter of the small diaphragm (diameter in the diaphragm / diameter of the small diaphragm). The coefficient used by the multiplication circuit 56 at the time of multiplication is preferably the square of the ratio of the aperture diameter to the aperture diameter (diaphragm diameter / diameter in aperture).

以上のように、本実施の形態における撮像装置１００によれば、信号処理回路５０は、互いに異なる絞り径で撮像された３画像データ間の差分画像データに基づいてゴースト光の成分を絞り大の画像データから除去する構成としたので、ゴースト光の影響を低減することができる。   As described above, according to the imaging device 100 in the present embodiment, the signal processing circuit 50 reduces the ghost light component based on the difference image data between the three image data captured with different aperture diameters. Since the image data is removed from the image data, it is possible to reduce the influence of ghost light.

なお、前述の実施の形態において、３段階の絞りで撮像する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、４段階以上の絞りで画像処理を行ってもよい。この場合の構成は、前述の実施の形態で説明したように、第２の実施の形態における信号処理回路４０の乗算回路４２、差分回路４３、位相フィルタ４４及び加算回路４５を複数段備える構成とすることができる。   In the above-described embodiment, an example in which imaging is performed with a three-stage aperture has been described. However, the present invention is not limited to this, and image processing may be performed with four or more apertures. As described in the above embodiment, the configuration in this case is a configuration including a plurality of stages of the multiplication circuit 42, the difference circuit 43, the phase filter 44, and the addition circuit 45 of the signal processing circuit 40 in the second embodiment. can do.

以上のように、本発明に係る撮像装置は、ゴースト光の影響を低減することができるという効果を有し、車両に搭載され車両周辺の被写体を撮像する撮像装置等として有用である。   As described above, the imaging apparatus according to the present invention has an effect that the influence of ghost light can be reduced, and is useful as an imaging apparatus that is mounted on a vehicle and images a subject around the vehicle.

本発明に係る撮像装置の第１の実施の形態における主要部の構成概念図1 is a conceptual diagram of a configuration of main parts in a first embodiment of an imaging apparatus according to the present invention. 本発明に係る撮像装置の第１の実施の形態における信号処理回路の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the signal processing circuit in 1st Embodiment of the imaging device which concerns on this invention 本発明に係る撮像装置の第１の実施の形態において、高輝度光を撮像した状態を概念的に示す図The figure which shows notionally the state which imaged high-intensity light in 1st Embodiment of the imaging device which concerns on this invention. 本発明に係る撮像装置の第１の実施の形態において、信号処理回路の画像処理の説明図Explanatory drawing of the image processing of a signal processing circuit in 1st Embodiment of the imaging device which concerns on this invention 本発明に係る撮像装置の第２の実施の形態における信号処理回路の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the signal processing circuit in 2nd Embodiment of the imaging device which concerns on this invention. 本発明に係る撮像装置の第２の実施の形態において、信号処理回路の画像処理の説明図Explanatory drawing of the image processing of a signal processing circuit in 2nd Embodiment of the imaging device which concerns on this invention 本発明に係る撮像装置の第３の実施の形態における信号処理回路の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the signal processing circuit in 3rd Embodiment of the imaging device which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 撮像部
１１ レンズ群
１２ 可変絞り
１３ ＩＲ透過フィルタ
１４ 撮像素子
２０、４０、５０ 信号処理回路
２１、４１、５１ メモリ
２２、４３、５３、５７ 差分回路
２３、４４、５４、５８ 位相フィルタ
２４、４２、５２、５６ 乗算回路
２５、４５、５５、５９ 加算回路
３０ 表示部
６１、７１ 光束
６２、６３、７２、７３ 反射光
６４、７４ ゴースト光
１００ 撮像装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image pick-up part 11 Lens group 12 Variable aperture 13 IR transmission filter 14 Image pick-up element 20, 40, 50 Signal processing circuit 21, 41, 51 Memory 22, 43, 53, 57 Difference circuit 23, 44, 54, 58 Phase filter 24, 42, 52, 56 Multiplier circuit 25, 45, 55, 59 Adder circuit 30 Display unit 61, 71 Light beam 62, 63, 72, 73 Reflected light 64, 74 Ghost light 100 Imaging device

Claims (5)

被写体からの被写体光を入射するレンズと、前記被写体を撮像する撮像素子と、前記レンズと前記撮像素子との間において所定波長の光を透過する光フィルタとを備えた撮像装置であって、
前記光フィルタの前記被写体側に設けられ絞り径を複数段階に可変可能な可変絞りと、互いに異なる絞り径で撮像された画像データ間の差分画像データに基づいて前記光フィルタと前記撮像素子との間で発生するゴースト光の成分を前記撮像素子が撮像した撮像画像のデータから除去するゴースト光成分除去手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus comprising: a lens that enters subject light from a subject; an imaging device that images the subject; and an optical filter that transmits light of a predetermined wavelength between the lens and the imaging device;
A variable aperture provided on the subject side of the optical filter and capable of varying the aperture diameter in a plurality of stages, and based on difference image data between image data captured with different aperture diameters, the optical filter and the image sensor And a ghost light component removing unit that removes a component of ghost light generated between them from data of a picked-up image picked up by the image pickup device. 前記ゴースト光成分除去手段は、撮像時の絞り径が互いに異なる２画像データの差分を示す差分画像データを算出する差分画像算出部と、前記差分画像データを位相反転した位相反転画像データを生成する位相反転部と、前記位相反転画像データに予め定められた係数を乗算する乗算部と、前記２画像データのうち撮像時の絞り径が大きい方の画像データに前記乗算部の乗算結果を加算する加算部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 The ghost light component removing unit generates a difference image calculation unit that calculates difference image data indicating a difference between two image data having different aperture diameters at the time of imaging, and generates phase inverted image data obtained by phase inverting the difference image data. A phase inversion unit, a multiplication unit for multiplying the phase inversion image data by a predetermined coefficient, and the multiplication result of the multiplication unit is added to image data having a larger aperture diameter at the time of imaging out of the two image data. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an adding unit. 前記係数は、前記ゴースト光の成分の除去効果及び前記ゴースト光の成分が除去された画像の輝度に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 2, wherein the coefficient is determined based on a removal effect of the ghost light component and a luminance of an image from which the ghost light component is removed. 前記ゴースト光成分除去手段は、撮像時の絞り径が互いに異なる２画像データのうち撮像時の絞り径が小さい方の画像データに予め定められた係数を乗算する乗算部と、前記２画像データのうち撮像時の絞り径が大きい方の画像データと前記乗算部の乗算結果を示す乗算結果画像データとの差分を示す差分画像データを算出する差分画像算出部と、前記差分画像データを位相反転した位相反転画像データを生成する位相反転部と、前記絞り径が大きい方の画像データに前記位相反転画像データを加算する加算部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 The ghost light component removing means includes a multiplier for multiplying image data having a smaller aperture diameter at the time of imaging out of two image data having different aperture diameters at the time of imaging, a multiplier for the two image data A difference image calculation unit that calculates difference image data indicating a difference between image data having a larger aperture diameter at the time of imaging and multiplication result image data indicating a multiplication result of the multiplication unit, and the phase of the difference image data is inverted. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising: a phase inversion unit that generates phase inversion image data; and an addition unit that adds the phase inversion image data to the image data having the larger aperture diameter. 前記係数は、前記２画像データを取得した際のそれぞれの絞り径の比の２乗であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 4, wherein the coefficient is a square of a ratio of the respective aperture diameters when the two image data is acquired.
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