JP4288544B2

JP4288544B2 - Imaging device

Info

Publication number: JP4288544B2
Application number: JP25374699A
Authority: JP
Inventors: 眞也福島; 正義石丸; 深中川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JP2001078204A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、例えば自動車の後方確認用の撮像装置に適用することができる。本発明は、人間の視感度特性に比して広い帯域により所定の被写体を撮像してオートホワイトバランス調整することにより、十分な感度によりカラー画像を提供することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用撮像装置として、自動車の後方確認用に使用して安全に寄与することができるようになされたものがある。
【０００３】
このような撮像装置を用いたシステムにおいては、夜間においても充分な明るさにより後方等を確認できるように、主に白黒のテレビジョンカメラを用いて後方の画像を撮像し、さらに白黒のモニタ装置により撮像結果を表示するようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで撮像装置より得られる画像においては、白黒による画像に比してカラーによる画像の方が格段的に情報量が多い特徴がある。従って車両用撮像装置においても、カラー画像により後方等を確認することができるようにすれば、白黒画像により確認する場合に比して運転手等に有益な情報を種々に提供することができると考えられる。
【０００５】
ところがカラーの画像においては、白黒による画像の場合に比して感度が劣る問題があり、実際上、自動車の後方確認等に使用すると却って使い勝手が悪い欠点があった。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、十分な感度によりカラー画像を提供することができる撮像装置を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、人間の視感度特性に比して広い帯域により所定の被写体の撮像結果を出力する撮像手段と、所定の制御信号により利得を可変して、この撮像結果より得られる赤色、青色、緑色の色信号を増幅して出力する可変利得増幅手段と、撮像手段による撮像結果に基づいて、先の制御信号を出力する制御手段とを備えるようにする。また撮像手段は、撮像素子の分光特性における赤色波長帯域のピークが抑圧されて、相対的に近赤色域の感度が増大するように設定される。
【０００８】
人間の視感度特性に比して広い帯域により所定の被写体を撮像結果を出力する撮像手段によれば、通常のカラー画像の場合に比して高感度の撮像結果を得ることができる。また所定の制御信号により利得を可変して、この撮像結果より得られる赤色、青色、緑色の色信号を増幅して出力する可変利得増幅手段と、撮像手段による撮像結果に基づいて、先の制御信号を出力する制御手段とを備えるようにすれば、人間の視感度特性に比して広い帯域による撮像結果について、ホワイトバランス調整して違和感を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１０】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置を搭載した自動車を示す側面図及び背面図である。この自動車１は、撮像装置１がリア側バンパーの上に配置され、この撮像装置１により後方を撮像して後方の障害物等を確認できるようになされている。なおこの図２においては、この撮像装置１による撮像可能な範囲を破線により示す。
【００１１】
ここで撮像装置１は、図１に示すように、ＣＣＤ固体撮像素子等による撮像素子２により人間の視感度特性に比して広い帯域により撮像結果を得、この撮像結果を処理して車載のモニタ装置に表示する。
【００１２】
ここで撮像素子２は、いわゆる近赤外線撮像素子であり、受光面にいわゆるカラーフィルタが配置される。ここでこのカラーフィルタは、水平方向に連続する画素について、何ら帯域制限しないで入射光を透過する第１のフィルタ、色差信号に対応する補色系の第２及び第３のフィルタとが順次循環的に繰り返されて構成される。これにより撮像素子２は、連続する画素間で、撮像結果を演算処理することによりカラー画像による撮像結果を出力できるようになされている。
【００１３】
さらに撮像素子２は、図３において符号Ａにより示すように、符号Ｂにより示す通常の撮像素子による分光特性に比して、赤色波長帯域のピークが抑圧され、その分近赤色域について相対的に感度が増大するようになされている。これにより撮像素子２においては、人間の視感度特性に比して広い帯域により被写体を撮像できる分、従来の撮像素子に比して高い感度により所望の被写体を撮像できるようになされている。
【００１４】
撮像素子２は、図４に示すように、ベース材であるＣＣＤホルダー３に保持された後、緩衝材であるシールゴム４が撮像面側に配置され、このシールゴム４を介して光学的ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５が配置される。撮像素子２は、この光学的ローパスフィルタ５の前面に樹脂によるアダプタ６が配置され、このアダプタ６を介してレンズ７が配置される。
【００１５】
これにより撮像装置１は、撮像素子２が感度を有する帯域であって、かつ通常の撮像装置においては赤外線カットフィルタにより撮像素子２への入射を制限する近赤外域の光線についても、レンズ７からの光を撮像素子２に入射し、これにより人間の視感度特性に比して広い帯域により撮像結果を得ることができるようになされている。
【００１６】
かくするにつきこのように車両に搭載されて昼間に外部を撮像する場合、撮像対象においては、太陽光により照明されていることにより、撮像素子２は、このように相対的に感度が増大してなる近赤色域についても、十分な入射光量を確保することができる。これに対して夜間においては、この種の車両に使用されるハロゲンランプ又はキセノンランプにより被写体が照明され、これらのランプにおいては、人間の視感度特性に比して広い帯域により被写体を照明することになる。これにより撮像装置１においては、夜間においても、従来の撮像素子による撮像装置に比して十分な入射光量により所望の被写体を撮像できるようになされている。なお図５は、ハロゲンランプの分光特性を示す特性曲線図である。この特性曲線図によれば、ハロゲンランプにおいては、人間の視覚では知覚することが困難な近赤外域に十分な光量により照明光を出射していることが判る。
【００１７】
プリアンプ１０（図１）は、この撮像素子２の出力信号を所定利得により増幅して出力し、アナログディジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１２は、図示しない相関二重サンプリング回路を介してこのプリアンプの出力信号を入力し、アナログディジタル変換処理して出力する。
【００１８】
ディジタル信号処理回路１３は、このアナログディジタル変換回路１２の出力信号を信号処理してビデオ信号ＳＶ１を生成し、このビデオ信号ＳＶ１を車載のモニタ装置に出力する。
【００１９】
すなわちディジタル信号処理回路１３において、原色分離回路１４は、アナログディジタル変換回路１２の出力信号について、連続する画素に対応する出力信号間でマトリックス演算処理することにより、赤色色信号Ｒ、青色色信号Ｂ、緑色色信号Ｇを生成する。このとき原色分離回路１４は、ＩＲフィルタを配置してなる同様の撮像素子による撮像結果を処理する場合に対して、異る重み付け係数（マトリックス演算係数である）により演算処理し、これにより被写体の色温度が変化した場合でも、ビデオ信号ＳＶ１における色相が変化しないように色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを生成する。
【００２０】
可変利得増幅回路１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、システムコントローラ１６より出力される制御信号Ｓ１により利得を切り換え、原色分離回路１４より出力される各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを増幅して出力する。
【００２１】
ガンマ補正回路１７は、可変利得増幅回路１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂより出力される各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂのガンマを補正して出力し、続く色差マトリックス回路１８は、これら色信号Ｒ、Ｇ、Ｂをマトリックス演算処理して輝度信号、色差信号を生成する。
【００２２】
エンコーダ１９は、この輝度信号及び色差信号を処理することにより輝度信号及びクロマ信号を生成して出力し、ディジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ）２０は、エンコーダ１９の出力信号をディジタルアナログ変換処理した後、加算し、これによりコンポジットによるビデオ信号ＳＶ１を生成して出力する。
【００２３】
オプティカルディテクタ２１は、可変利得増幅回路１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂより出力される各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを演算処理することにより、撮像結果よりオートホワイトバランス調整に必要な信号を生成してシステムコントローラ１６に通知し、システムコントローラ１６は、このオプティカルディテクタ２１の出力信号に基づいて制御信号Ｓ１を生成することにより、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの利得を調整して出力する。これによりオプティカルディテクタ２１、システムコントローラ１６、可変利得増幅回路１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、オートホワイトバランス調整回路を構成し、人間の視感度特性に比して近赤外域側に帯域を拡大して被写体を撮像する場合でも、十分な色再現性を確保できるようになされている。
【００２４】
図６は、オプティカルディテクタ２１、システムコントローラ１６を示すブロック図である。オプティカルディテクタ２１は、可変利得増幅回路１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂより出力される各色信号Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、赤色及び緑色の色信号Ｒ及び、Ｇを減算回路２２に入力し、これら色信号Ｒ、Ｇの減算信号Ｒ−Ｇを生成する。また青色及び緑色の色信号Ｂ及び、Ｇを減算回路２３に入力し、これら色信号Ｂ、Ｇの減算信号Ｂ−Ｇを生成する。これによりオプティカルディテクタ２１は、緑色色信号Ｇに対する赤色色信号Ｒ及び青色色信号Ｂの差分信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを生成する。
【００２５】
さらにオプティカルディテクタ２１は、色信号Ｒ、Ｇ、Ｂを加算し、ほぼ輝度信号と等しい等化輝度信号ＮＡＭＹを生成する。オプティカルディテクタ２１において、積分回路２４は、減算回路２２及び２３より出力される差分信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇをそれぞれフィールド単位で積分して出力する。このとき積分回路２４は、等化輝度信号ＮＡＭＹの信号レベルが飽和レベル近辺に設定された第１の基準レベルより立ち上がっている場合、又は０レベル近辺に設定された第２の基準レベルより立ち下がっている場合、対応する差分信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇについては積分対象より除外する。また積分回路２４は、これら第１及び第２の基準レベルのほぼ中間の基準レベルに設定された第３の基準レベルを境にして、高輝度側と低輝度側とで対応する差分信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを選択的に積分し、これら高輝度側と低輝度側とでそれぞれ積分結果を検出する。
【００２６】
システムコントローラ１６においては、内蔵の処理手順の実行によりこれらの積分結果を処理して制御信号Ｓ１を生成する。なおこの図６においては、この処理手順の実行により構成される機能ブロックを用いてシステムコントローラ１６の構成を説明する。
【００２７】
すなわちシステムコントローラ１６においては、比較回路２５において、高輝度側の積分結果と低輝度側の積分結果とを比較し、値の小さい側の積分結果を選択的に出力する。加算回路２６は、比較回路２５で選択された差分信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの積分結果を加算し、これによりＲ＋Ｂ−２Ｇにより表される積分結果を出力する。減算回路２７は、比較回路２５で選択された差分信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇの積分結果を減算し、Ｒ−Ｂにより表される積分結果を出力する。
【００２８】
ゲンイ設定回路２８は、加算回路２６及び減算回路２７の出力信号に基づいて、制御信号Ｓ１を生成し、これによりオーディオホワイトバランス調整する。この実施の形態においてゲンイ設定回路２８は、通常の撮像装置における撮像結果に比して長波長側の帯域が相対的に拡大している分、緑色色信号Ｇ及び青色色信号Ｂを処理する可変利得装置回路１５Ｇ及び１５Ｂの利得に比して、赤色色信号Ｒを処理する可変利得増幅回路１５Ｒの利得が相対的に低下するように、制御信号Ｓ１を生成し、これにより長波長側に帯域を拡大して高感度により所望の被写体を撮像した場合でも、十分な色再現性を確保できるようになされている。
【００２９】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、撮像装置１は（図１及び図２）、レンズ７を介して車両の後方の死角を撮像し、その撮像結果が固体撮像素子２より得られる。撮像装置１は、この撮像結果がディジタル信号処理回路１３で処理されて色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが生成され、この色信号Ｒ、Ｇ、Ｂがガンマ補正等の処理を経てビデオ信号ＳＶ１に変換され、このビデオ信号ＳＶ１が車載のモニタ装置により表示される。これにより撮像装置１では、後方の障害物等を確認することが可能となる。さらにカラー画像により後方を確認できることにより、その分運転手に多くの情報を提供することが可能となる。
【００３０】
撮像装置１においては、このようにして後方を撮像するにつき、赤外線カットフィルタを介することなくレンズ７の入射光を撮像素子２で受光し（図４）、またこの撮像素子２が近赤色域について相対的に感度が増大する構成であることにより（図３）、人間の視感度特性に比して広い帯域により撮像結果を得ることができ、これにより高感度によるカラー画像を得ることができる。
【００３１】
ところでこのようにして近赤色域に帯域を拡大した場合、その分色再現性が劣化することになり、運転手が実際に目で見て把握される色合いとは大きく異なった色合いにより障害物等の画像が提供されることになる。すなわち運転手に対して不自然なカラー画像が提供されることになる。
【００３２】
このため撮像装置１においては、原色分離回路１４において、通常の撮像装置とは異なるマトリックス演算係数を用いたマトリックス演算処理により色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが生成され、これにより例えば昼間と夜間とで大きく色再現性が変化しないように色信号Ｒ、Ｇ、Ｂが生成される。
【００３３】
さらにこのようにして生成した色信号Ｒ、Ｇ、Ｂをオプティカルディテクタ２１で積分した後、積分結果により制御信号Ｓ１を生成してそれぞれ色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの利得を制御し、これにより撮像結果において長波長側の帯域が相対的に拡大した分、緑色色信号Ｇ及び青色色信号Ｂの利得に比して、赤色色信号Ｒの相対的な利得が低下するように、オートホワイトバランス調整される。これにより撮像装置１では、長波長側に帯域を拡大して高感度により所望の被写体を撮像した場合でも、十分な色再現性を確保でき、これにより従来の白黒による撮像装置に比して格段的に多くの情報を運転手に提供することが可能となる。かくするにつき、このようにしてオートホワイトバランス調整して、オートホワイトバランス調整可能な引き込み範囲については、２５００度Ｋ〜９５００度Ｋまで確保できることを確認することができた。
【００３４】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、人間の視感度特性に比して広い帯域により所定の被写体を撮像してオートホワイトバランス調整することにより、十分な感度によりカラー画像を提供することができ、その分従来に比して格段的に多くの情報を運転手に提供することができる。従ってその分、夜間や暗い駐車場でバックする場合に、事故、運転ミスを低減することができる。
【００３５】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、後方の確認用に撮像装置を配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図７に示すように、例えばドアミラーに配置して側方の確認用に使用してもよい。
【００３６】
また上述の実施の形態においては、差分信号Ｒ−Ｇ、Ｂ−Ｇを生成して積分する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これとは逆に色信号を積分した後、差分信号を生成するようにしてもよい。
【００３７】
また上述の実施の形態においては、本発明を車載用の撮像装置に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、列車、船舶等に搭載する撮像装置、さらにはドアホン等に配置する撮像装置等に広く適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、人間の視感度特性に比して広い帯域により所定の被写体を撮像してオートホワイトバランス調整することにより、十分な感度によりカラー画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示す撮像装置を搭載した自動車を示す側面図及び背面図である。
【図３】図１の撮像装置の固体撮像素子の分光特性を示す特性曲線図である。
【図４】図１の撮像装置の固体撮像素子の周辺構成を示す分解斜視図である。
【図５】ハロゲンランプに光学特性を示す特性曲線図である。
【図６】図１の撮像装置のオプティカルディテクタとシステムコントローラとの構成を示すブロック図である。
【図７】他の実施の形態に係る撮像装置の搭載例を示す平面図及び側面図である。
【符号の説明】
１……撮像装置、２……固体撮像素子、１４……原色分離回路、１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ……可変利得増幅回路、１６……システムコントローラ、２１……オプティカルディテクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus, and can be applied to an imaging apparatus for confirming the rear of an automobile, for example. The present invention makes it possible to provide a color image with sufficient sensitivity by capturing an image of a predetermined subject in a wider band than human visual sensitivity characteristics and adjusting the auto white balance.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an image pickup apparatus for a vehicle that can be used for confirming the rear of an automobile and can contribute to safety.
[0003]
In a system using such an imaging device, a rear image is mainly captured using a black and white television camera so that the rear and the like can be confirmed with sufficient brightness even at night, and a black and white monitor device Thus, the imaging result is displayed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the image obtained from the imaging device, the color image has a characteristic that the amount of information is remarkably larger than that of the black and white image. Therefore, in the vehicular imaging apparatus, if it is possible to confirm the rear side or the like by a color image, it is possible to provide various information useful to the driver or the like as compared with the case of confirming by a black and white image. Conceivable.
[0005]
However, in the case of a color image, there is a problem that the sensitivity is inferior to that in the case of a black and white image.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above points, and intends to propose an imaging apparatus capable of providing a color image with sufficient sensitivity.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the invention of claim 1, the gain is varied by a predetermined control signal, the imaging means for outputting the imaging result of the predetermined subject with a wide band compared to the human visibility characteristic, Variable gain amplifying means for amplifying and outputting red, blue and green color signals obtained from the imaging result, and control means for outputting the previous control signal based on the imaging result by the imaging means are provided. . The imaging means is set so that the peak of the red wavelength band in the spectral characteristics of the imaging device is suppressed, and the sensitivity in the near-red region is relatively increased .
[0008]
According to the imaging means that outputs the imaging result of a predetermined subject with a wider band than the human visual sensitivity characteristic, it is possible to obtain an imaging result with higher sensitivity than in the case of a normal color image. Further, the gain is varied by a predetermined control signal, and the red, blue and green color signals obtained from the imaging result are amplified and output, and the previous control is performed based on the imaging result by the imaging unit. By providing control means for outputting a signal, it is possible to prevent a sense of incongruity by adjusting the white balance of the imaging result in a wider band than the human visual sensitivity characteristic.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[0010]
(1) Configuration of Embodiment FIGS. 2A and 2B are a side view and a rear view showing an automobile equipped with an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The vehicle 1 is configured such that the imaging device 1 is disposed on a rear bumper, and the rear side is imaged by the imaging device 1 so that obstacles and the like behind the vehicle can be confirmed. In FIG. 2, a range that can be imaged by the imaging apparatus 1 is indicated by a broken line.
[0011]
Here, as shown in FIG. 1, the imaging apparatus 1 obtains an imaging result in a wider band than the human visual sensitivity characteristic by an imaging device 2 such as a CCD solid-state imaging device, and processes the imaging result to install the imaging device in a vehicle. Display on the monitor device.
[0012]
Here, the image sensor 2 is a so-called near-infrared image sensor, and a so-called color filter is disposed on the light receiving surface. In this color filter, for the pixels that are continuous in the horizontal direction, the first filter that transmits incident light without any band limitation, and the second and third filters of the complementary color system corresponding to the color difference signal are cyclic in order. Repeatedly configured. Thereby, the imaging device 2 can output the imaging result by a color image by calculating the imaging result between successive pixels.
[0013]
Further, as indicated by reference numeral A in FIG. 3, the imaging element 2 has a peak in the red wavelength band suppressed as compared with the spectral characteristics of the normal imaging element indicated by reference numeral B, and the relative red region is relatively reduced accordingly. The sensitivity is increased. As a result, the image pickup device 2 can pick up a desired subject with higher sensitivity than a conventional image pickup device because the subject can be picked up with a wider band than the human visual sensitivity characteristic.
[0014]
As shown in FIG. 4, after the image pickup element 2 is held by a CCD holder 3 as a base material, a seal rubber 4 as a buffer material is disposed on the image pickup surface side, and an optical low-pass filter ( LPF) 5 is arranged. In the image pickup device 2, an adapter 6 made of resin is disposed on the front surface of the optical low-pass filter 5, and a lens 7 is disposed through the adapter 6.
[0015]
As a result, the imaging apparatus 1 also has a band in which the imaging element 2 has sensitivity, and in a normal imaging apparatus, a near-infrared ray that restricts the incidence on the imaging element 2 by an infrared cut filter is also removed from the lens 7. The light is incident on the image sensor 2, so that an imaging result can be obtained with a wider band than human visual sensitivity characteristics.
[0016]
In this way, when the camera is mounted on a vehicle and images the outside during the daytime, the imaging element 2 is relatively increased in sensitivity in this manner because the imaging target is illuminated with sunlight. A sufficient amount of incident light can be secured even in the near red region. On the other hand, at night, a subject is illuminated by a halogen lamp or a xenon lamp used in this type of vehicle, and these lamps illuminate the subject with a wider band than human visibility characteristics. become. As a result, the imaging apparatus 1 can capture a desired subject with a sufficient amount of incident light even at night as compared with an imaging apparatus using a conventional imaging device. FIG. 5 is a characteristic curve diagram showing the spectral characteristics of the halogen lamp. According to this characteristic curve diagram, it can be seen that the halogen lamp emits illumination light with a sufficient amount of light in the near infrared region, which is difficult to perceive by human vision.
[0017]
The preamplifier 10 (FIG. 1) amplifies the output signal of the image pickup device 2 with a predetermined gain and outputs the amplified signal, and the analog / digital conversion circuit (A / D) 12 passes through a correlated double sampling circuit (not shown). An output signal is input, analog-digital converted, and output.
[0018]
The digital signal processing circuit 13 processes the output signal of the analog-digital conversion circuit 12 to generate a video signal SV1, and outputs the video signal SV1 to an in-vehicle monitor device.
[0019]
That is, in the digital signal processing circuit 13, the primary color separation circuit 14 performs a matrix operation process on the output signals of the analog-digital conversion circuit 12 between the output signals corresponding to the continuous pixels, so that the red color signal R and the blue color signal B are processed. A green color signal G is generated. At this time, the primary color separation circuit 14 performs arithmetic processing using a different weighting coefficient (which is a matrix arithmetic coefficient) when processing an imaging result obtained by a similar imaging element in which an IR filter is arranged, and thereby the subject is separated. Even when the color temperature changes, the color signals R, G, and B are generated so that the hue in the video signal SV1 does not change.
[0020]
The variable gain amplifier circuits 15R, 15G, and 15B switch the gain by the control signal S1 output from the system controller 16, and amplify and output the color signals R, G, and B output from the primary color separation circuit 14.
[0021]
The gamma correction circuit 17 corrects and outputs the gamma of each color signal R, G, B output from the variable gain amplification circuits 15R, 15G, 15B, and the subsequent color difference matrix circuit 18 outputs these color signals R, G, B. Is subjected to matrix calculation processing to generate a luminance signal and a color difference signal.
[0022]
The encoder 19 processes the luminance signal and the color difference signal to generate and output a luminance signal and a chroma signal, and the digital / analog conversion circuit (D / A) 20 performs a digital / analog conversion process on the output signal of the encoder 19. Thereafter, addition is performed, thereby generating and outputting a composite video signal SV1.
[0023]
The optical detector 21 performs arithmetic processing on the color signals R, G, and B output from the variable gain amplifier circuits 15R, 15G, and 15B, thereby generating signals necessary for automatic white balance adjustment from the imaging result, and the system controller 16 The system controller 16 generates the control signal S1 based on the output signal of the optical detector 21, thereby adjusting and outputting the gains of the color signals R, G, and B. As a result, the optical detector 21, the system controller 16, and the variable gain amplifier circuits 15R, 15G, and 15B constitute an auto white balance adjustment circuit that expands the band to the near-infrared region side compared to human visibility characteristics, Even when an image is captured, sufficient color reproducibility can be ensured.
[0024]
FIG. 6 is a block diagram showing the optical detector 21 and the system controller 16. The optical detector 21 inputs the red and green color signals R and G out of the color signals R, G, and B output from the variable gain amplification circuits 15R, 15G, and 15B to the subtraction circuit 22, and these color signals R , G subtraction signal RG is generated. Further, the blue and green color signals B and G are input to the subtraction circuit 23, and the subtraction signal BG of the color signals B and G is generated. Thereby, the optical detector 21 generates differential signals RG and BG of the red color signal R and the blue color signal B with respect to the green color signal G.
[0025]
Further, the optical detector 21 adds the color signals R, G, and B to generate an equalized luminance signal NAMY that is substantially equal to the luminance signal. In the optical detector 21, the integrating circuit 24 integrates and outputs the difference signals RG and BG output from the subtracting circuits 22 and 23 in units of fields. At this time, the integrating circuit 24 falls when the signal level of the equalized luminance signal NAMY rises from the first reference level set near the saturation level, or falls below the second reference level set around the 0 level. The corresponding difference signals RG and BG are excluded from integration targets. Further, the integration circuit 24 uses the third reference level set to a substantially intermediate reference level between the first and second reference levels as a boundary, so that the difference signal R− corresponding to the high luminance side and the low luminance side corresponds. G and BG are selectively integrated, and integration results are detected on the high luminance side and the low luminance side, respectively.
[0026]
In the system controller 16, these integration results are processed by executing a built-in processing procedure to generate a control signal S1. In FIG. 6, the configuration of the system controller 16 will be described using functional blocks configured by executing this processing procedure.
[0027]
That is, in the system controller 16, the comparison circuit 25 compares the integration result on the high luminance side with the integration result on the low luminance side, and selectively outputs the integration result on the smaller value side. The adder circuit 26 adds the integration results of the difference signals RG and BG selected by the comparison circuit 25, and outputs the integration result represented by R + B-2G. The subtraction circuit 27 subtracts the integration result of the difference signals RG and BG selected by the comparison circuit 25 and outputs the integration result represented by RB.
[0028]
The gain setting circuit 28 generates a control signal S1 based on the output signals of the adder circuit 26 and the subtractor circuit 27, thereby adjusting the audio white balance. In this embodiment, the gain setting circuit 28 is a variable that processes the green color signal G and the blue color signal B because the band on the long wavelength side is relatively expanded as compared with the imaging result in a normal imaging device. The control signal S1 is generated so that the gain of the variable gain amplifier circuit 15R that processes the red color signal R is relatively lower than the gains of the gain device circuits 15G and 15B. Even when a desired subject is imaged with high sensitivity by enlarging the image, sufficient color reproducibility can be ensured.
[0029]
(2) Operation of Embodiment In the above configuration, the imaging device 1 (FIGS. 1 and 2) images the blind spot behind the vehicle via the lens 7, and the imaging result is obtained from the solid-state imaging device 2. . In the imaging apparatus 1, the imaging result is processed by the digital signal processing circuit 13 to generate color signals R, G, and B. The color signals R, G, and B are converted into a video signal SV1 through processing such as gamma correction. Then, the video signal SV1 is displayed by the on-vehicle monitor device. Thereby, in the imaging device 1, it becomes possible to confirm an obstruction behind the back. Furthermore, since the back can be confirmed by a color image, it becomes possible to provide much information to the driver accordingly.
[0030]
In the imaging apparatus 1, when the rear side is imaged in this way, the incident light of the lens 7 is received by the imaging element 2 without passing through the infrared cut filter (FIG. 4), and the imaging element 2 is in the near red region. Since the sensitivity is relatively increased (FIG. 3), it is possible to obtain an imaging result with a wider band than human visual sensitivity characteristics, thereby obtaining a color image with high sensitivity.
[0031]
By the way, when the band is expanded to the near red range in this way, the color reproducibility will deteriorate accordingly, and obstacles etc. due to the hue that is significantly different from the hue that the driver actually sees visually Images will be provided. That is, an unnatural color image is provided to the driver.
[0032]
For this reason, in the image pickup apparatus 1, the primary color separation circuit 14 generates color signals R, G, and B by matrix calculation processing using matrix calculation coefficients different from those of a normal image pickup apparatus. Color signals R, G, and B are generated so that the color reproducibility does not change greatly.
[0033]
Further, after the color signals R, G, and B generated in this way are integrated by the optical detector 21, a control signal S1 is generated based on the integration result to control the gains of the color signals R, G, and B, respectively. In the result, the auto white balance adjustment is performed so that the relative gain of the red color signal R is lower than the gain of the green color signal G and the blue color signal B because the band on the long wavelength side is relatively expanded. Is done. As a result, the image pickup apparatus 1 can ensure sufficient color reproducibility even when a desired subject is picked up with high sensitivity by expanding the band to the long wavelength side, and thereby, compared with a conventional black and white image pickup apparatus. More information can be provided to the driver. In this way, it was confirmed that the auto white balance was adjusted in this way, and the pull-in range where the auto white balance could be adjusted could be secured from 2500 degrees K to 9500 degrees K.
[0034]
(3) Effects of Embodiments According to the above configuration, a color image can be provided with sufficient sensitivity by capturing an image of a predetermined subject and adjusting the auto white balance in a wider band than human visual sensitivity characteristics. Therefore, much more information can be provided to the driver. Therefore, accidents and driving mistakes can be reduced when backing up at night or in dark parking lots.
[0035]
(4) Other Embodiments In the above-described embodiment, the case where the imaging device is arranged for rearward confirmation has been described. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. May be used for side confirmation.
[0036]
In the above-described embodiment, the case where the differential signals RG and BG are generated and integrated has been described. However, the present invention is not limited to this, and after the color signal is integrated, A difference signal may be generated.
[0037]
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an in-vehicle imaging device has been described. However, the present invention is not limited thereto, and is disposed in an imaging device mounted on a train, a ship, etc. The present invention can be widely applied to imaging devices and the like.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a color image with sufficient sensitivity by capturing an image of a predetermined subject and adjusting the auto white balance in a wider band than the human visual sensitivity characteristic.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a side view and a rear view showing an automobile on which the imaging apparatus shown in FIG. 1 is mounted.
3 is a characteristic curve diagram showing spectral characteristics of a solid-state imaging device of the imaging apparatus of FIG. 1. FIG.
4 is an exploded perspective view showing a peripheral configuration of a solid-state imaging element of the imaging apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a characteristic curve diagram showing optical characteristics of the halogen lamp.
6 is a block diagram illustrating a configuration of an optical detector and a system controller of the imaging apparatus in FIG. 1. FIG.
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a side view illustrating a mounting example of an imaging device according to another embodiment. FIGS.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device, 2 ... Solid-state image sensor, 14 ... Primary color separation circuit, 15R, 15G, 15B ... Variable gain amplifier circuit, 16 ... System controller, 21 ... Optical detector

Claims

人間の視感度特性に比して広い帯域により所定の被写体の撮像結果を出力する撮像手段と、
前記撮像結果を処理して赤色、青色、緑色の色信号を生成する演算手段と、
所定の制御信号により利得を可変して、前記赤色、青色、緑色の色信号を増幅して出力する可変利得増幅手段と、
前記撮像手段による撮像結果に基づいて、前記制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記撮像手段は、
撮像素子の分光特性における赤色波長帯域のピークが抑圧されて、相対的に近赤色域の感度が増大するように設定された
撮像装置。An imaging means for outputting an imaging result of a predetermined subject with a wide band compared to human visibility characteristics;
Arithmetic means for processing the imaging result to generate red, blue and green color signals;
Variable gain amplifying means for amplifying the red, blue and green color signals and outputting them by varying the gain according to a predetermined control signal;
Based on the imaging result by the imaging means, e Bei and control means for outputting the control signal,
The imaging means includes
The peak of the red wavelength band in the spectral characteristics of the image sensor is suppressed, and the sensitivity in the near-red region is set to increase relatively.
Imaging device.

人間の視感度特性に比して広い帯域による分光特性の照明光により前記被写体を照明する照明手段を有する
請求項１に記載の撮像装置。Illumination means for illuminating the subject with illumination light having spectral characteristics with a wider band than human visibility characteristics
The imaging apparatus according to 請 Motomeko 1.

車両に搭載されて使用され、
前記被写体が、少なくとも前記車両の運転席からは前記車両の死角に位置する被写体である
請求項１に記載の撮像装置。Used in vehicles,
The subject is a subject located at a blind spot of the vehicle at least from the driver's seat of the vehicle.
The imaging apparatus according to 請 Motomeko 1.