摄像设备及摄像设备的控制方法技术

本发明专利技术提供一种摄像设备及摄像设备的控制方法。该摄像设备包括：固态摄像元件，其包括第一像素和第二像素，其中在可见光的第一波长范围内，第一像素的灵敏度高于第二像素的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，第二像素的灵敏度高于第一像素的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，第一像素的灵敏度高于第二像素的灵敏度；第一截止滤波器，其设置在固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止；以及至少一个处理器或电路，其被配置为根据固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像，其中，该至少一个处理器或电路根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。

【技术实现步骤摘要】
摄像设备及摄像设备的控制方法
本专利技术特别涉及使用对可见光和近红外光具有灵敏度的固态摄像元件的摄像设备、摄像设备的控制方法和记录介质。
技术介绍
近年来，已经提出了一种摄像设备，其通过使用不仅对可见光而且对近红外光具有灵敏度的固态摄像元件来获取利用近红外光拍摄的图像。通常，具有较长波长的近红外光与可见光相比产生的由大气烟雾引起的色散更小。因此，仅利用近红外光而不是仅利用可见光，可以更清楚地拍摄长距离处的被摄体。例如，日本特开2000-59798讨论了使用对可见光和近红外光具有灵敏度的固态摄像元件的技术。此外，在固态摄像元件的光入射侧设置可见光截止滤波器，以获取仅利用近红外光拍摄的图像。上述技术使得可以获取仅利用近红外光拍摄的图像。然而，对仅利用近红外光拍摄的图像的图像质量的改善的需求不断增长，并且需要一种用于进一步改善图像质量的技术。
技术实现思路
根据本专利技术的至少一个方面，一种摄像设备，包括：固态摄像元件，其包括第一像素和第二像素，其中在可见光的第一波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，所述第二像素的灵敏度高于所述第一像素的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度；第一截止滤波器，其设置在所述固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止；以及计算单元，其被配置为根据所述固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像，其中，所述计算单元根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。根据本专利技术的至少另一方面，一种摄像设备，包括：固态摄像元件，其包括第一像素、第二像素和第三像素，其中在可见光的第一波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素和所述第三像素各自的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，所述第二像素的灵敏度高于所述第一像素和所述第三像素各自的灵敏度，在所述第一波长范围和所述第二波长范围之间的第三波长范围内，所述第三像素的灵敏度高于所述第一像素和所述第二像素各自的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第三像素的灵敏度并且所述第三像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度；第一截止滤波器，其设置在所述固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止；以及计算单元，其被配置为根据所述固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像，其中，所述计算单元根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。根据本专利技术的至少另一方面，一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备具有：固态摄像元件，其包括第一像素和第二像素，其中在可见光的第一波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，所述第二像素的灵敏度高于所述第一像素的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度；以及第一截止滤波器，其设置在所述固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止，所述控制方法包括：进行用于根据所述固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像的计算，其中，进行所述计算以根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。根据本专利技术的至少又一方面，一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备具有：固态摄像元件，其包括第一像素、第二像素和第三像素，其中在可见光的第一波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素和所述第三像素各自的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，所述第二像素的灵敏度高于所述第一像素和所述第三像素各自的灵敏度，在所述第一波长范围和所述第二波长范围之间的第三波长范围内，所述第三像素的灵敏度高于所述第一像素和所述第二像素各自的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第三像素的灵敏度并且所述第三像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度；以及第一截止滤波器，其设置在所述固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止，所述控制方法包括：进行用于根据所述固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像的计算，其中，进行所述计算以根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1A和1B是各自示出根据典型实施例的摄像设备的内部结构示例的图。图2A、2B和2C是示出根据第一典型实施例的固态摄像元件的结构的图。图3A和3B是示出在从可见光到近红外光的波长范围内的波长与各像素之间的关系的图。图4A和4B是示出用于控制近红外光的波长范围内的透过率的方式的图。图5是示出用于扩大动态范围的方法的图。图6A、6B和6C是示出近红外光的波长范围内的透过率在X方向上与红色像素相邻的绿色像素和X方向上与蓝色像素相邻的绿色像素之间变化的示例的图。图7A、7B、7C和7D是示出采用两种类型的滤色器的情况的图。图8A、8B和8C是各自示出拜尔阵列中的颜色的像素位置的图。图9是示出通过去马赛克处理来扩大动态范围的图。图10A和10B是示出拜尔阵列中的各颜色的像素位置的图。图11是示出根据第四典型实施例的固态摄像元件的结构示例的图。图12A和12B是各自示出根据第五典型实施例的固态摄像元件的部分电路的图。具体实施方式图1A和1B是各自示出根据第一典型实施例的摄像设备100的内部结构示例的图。在图1A和1B中，摄像设备100包括成像光学系统101、滤波器切换单元102、固态摄像元件103和控制单元104。固态摄像元件103设置在成像光学系统101的光轴上，并且成像光学系统101在固态摄像元件103上形成被摄体图像。控制单元104包括中央处理单元(CPU)105、传送电路106、计算单元107和元件驱动电路108。CPU105是用于控制传送电路106、计算单元107和元件驱动电路108的电路。元件驱动电路108是用于响应于来自CPU105的信号驱动固态摄像元件103的电路。传送电路106存储从固态摄像元件103读出的信号，并将该信号传送到计算单元107。计算单元107对经由传送电路106获取到的信号进行图像处理。摄像设备100具有可见光截止滤波器109和近红外光截止滤波器110。摄像设备100被配置为能够通过使用滤波器切换单元102而切换到要使用的滤波器。具体地，在第一摄像模式中，摄像设备100通过图1A所示的结构来获取仅利用近红外光的拍摄图像。在第二摄像模式中，摄像设备100通过图1B所示的结构来获取仅利用可见光的拍摄图像。在第一摄像模式中，摄像设备100通过使用滤波器切换单元102安装可见光截止滤波器109。在第二摄像模式中，摄像设备100通过使用滤波器切换单元102安装近红外光截止滤波器110。<固件摄像元件>图2A至2C是示出固态摄像元件103的结构的图。如图2A所示，固态摄像元件103包括用于检测红色光的像素信号的像素111R、用于检测绿色光的像素信号的像素111G以及用于检测蓝色光的像素信号的像素111B。尽管在图2A的示例中，示出了像素数是6×6的情况，但是像素数可以改变。此外，在图2A的示例中，尽管像素111R、111G和111B以所谓的拜尔阵列布置，但是不一定需要是该布置。在下面的描述中，在用于红色的像素111R、用于绿色的像素111G或用于蓝色的像素111B的组件具有相应的元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄像设备，包括：固态摄像元件，其包括第一像素和第二像素，其中在可见光的第一波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，所述第二像素的灵敏度高于所述第一像素的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度；第一截止滤波器，其设置在所述固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止；以及计算单元，其被配置为根据所述固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像，其中，所述计算单元根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。

【技术特征摘要】
2017.12.04 JP 2017-2328481.一种摄像设备，包括：固态摄像元件，其包括第一像素和第二像素，其中在可见光的第一波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，所述第二像素的灵敏度高于所述第一像素的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度；第一截止滤波器，其设置在所述固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止；以及计算单元，其被配置为根据所述固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像，其中，所述计算单元根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在所述第一像素所获取到的像素信号的强度小于预定阈值的情况下，所述计算单元使用所述第一像素所获取到的像素信号，以及在所述第一像素所获取到的像素信号的强度大于或等于所述预定阈值的情况下，所述计算单元使用所述第二像素所获取到的像素信号。3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度是所述第二像素的灵敏度的十倍以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像设备，其中，所述第一像素具有第一滤色器，所述第二像素具有第二滤色器，并且在近红外光的波长范围内所述第一滤色器的透过率高于在所述近红外光的波长范围内所述第二滤色器的透过率。5.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述第一滤色器和所述第二滤色器各自包含用于吸收所述近红外光的波长范围内的光的吸收材料，并且所述第一滤色器中的吸收材料的浓度低于所述第二滤色器中的吸收材料的浓度。6.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述第一滤色器和所述第二滤色器各自包括用于吸收或反射所述近红外光的波长范围内的光的滤波器层，并且在所述近红外光的波长范围内，所述第一滤色器中所包括的滤波器层的透过率高于所述第二滤色器中所包括的滤波器层的透过率。7.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述第一波长范围与所述近红外光的波长范围之间的波长差小于所述第二波长范围与所述近红外光的波长范围之间的波长差。8.一种摄像设备，包括：固态摄像元件，其包括第一像素、第二像素和第三像素，其中在可见光的第一波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第二像素和所述第三像素各自的灵敏度，在可见光的第二波长范围内，所述第二像素的灵敏度高于所述第一像素和所述第三像素各自的灵敏度，在所述第一波长范围和所述第二波长范围之间的第三波长范围内，所述第三像素的灵敏度高于所述第一像素和所述第二像素各自的灵敏度，以及在近红外光的波长范围内，所述第一像素的灵敏度高于所述第三像素的灵敏度并且所述第三像素的灵敏度高于所述第二像素的灵敏度；第一截止滤波器，其设置在所述固态摄像元件的光入射侧，并被配置为将可见光截止；以及计算单元，其被配置为根据所述固态摄像元件所获取到的像素信号来生成图像，其中，所述计算单元根据被摄体的亮度来确定生成所述图像所要使用的像素信号。9.根据权利要求8所述的摄像设备，其中，在所述第一像素所获取到的像素信号的强度小于预定阈值的情况下，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沼田爱彦，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP