发明名称 摄像装置
摘要 本发明之摄像装置具备有:输出与入射光对应的第1颜色讯号(R5、G5、B5)之颜色讯号产生机构(20);以及进行包含有第1颜色讯号、以第1定数(i)为指数进行第1颜色讯号的乘方运算而获得之颜色讯号、以第2定数(j)为指数进行第1颜色讯号的乘方运算而获得之颜色讯号、以及对应该等颜色讯号之矩阵系数之乘算的矩阵运算,以获得第2颜色讯号(R6、G6、B6)之矩阵运算机构(67)。第1以及第2定数、以及矩阵系数,系被设定成能使颜色讯号产生机构(20)与分光感度特性修正机构(6)之综合特性成为近似于人类之色觉特性或将人类之色觉特性予以线性变换而获得的分光感度特性之特性。藉此,不必使用用于摄像装置的色觉修正之红外光滤除器即可实现良好之色重现性,并可在昏暗中以高感度进行摄像。
申请公布号 TWI255645 申请公布日期 2006.05.21
申请号 TW094101764 申请日期 2005.01.21
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 久野彻也;杉浦博明;伊藤俊;山下孝一;杉山胜利
分类号 H04N5/232;H04N9/04 主分类号 H04N5/232
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路80号6楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路80号6楼
主权项 1.一种摄像装置,具备有: 接受入射光,而输出与入射光对应的第1红、绿、 蓝之颜色讯号之颜色讯号产生机构;以及 进行包含前述第1红、绿、蓝之颜色讯号与系数之 乘算的矩阵运算而产生第2红、绿、蓝之颜色讯号 之分光感度特性修正机构,其中, 前述系数系设定成:使前述颜色讯号产生机构与前 述分光感度特性修正机构之综合特性,成为近似于 人类之色觉特性或将人类之色觉特性予以线性变 换而获得的分光感度特性之特性,以修正前述颜色 讯号产生机构在近红外光领域之应答特性。 2.如申请专利范围第1项之摄像装置,其中,前述分 光感度特性修正机构系进行矩阵运算,该矩阵运算 包含:前述第1红、绿、蓝之颜色讯号、以预定的 第1定数为指数进行前述第1红、绿、蓝之颜色讯 号的乘方运算而获得之颜色讯号、以预定的第2定 数为指数进行前述第1红、绿、蓝之颜色讯号的乘 方运算而获得之颜色讯号、以及对应该等颜色讯 号之系数的乘算;以及将该乘算之结果相加, 前述第1定数、前述第2定数、以及前述系数系设 定成:使前述颜色讯号产生机构与前述分光感度特 性修正机构之综合特性,成为近似于人类之色觉特 性或将人类之色觉特性予以线性变换而获得的分 光感度特性之特性,以修正前述颜色讯号产生机构 在近红外光领域之应答特性。 3.如申请专利范围第2项之摄像装置,其中,前述第1 定数小于1,前述第2定数大于1。 4.如申请专利范围第1至3项中任一项之摄像装置, 其中,前述系数系设定成:利用前述颜色讯号产生 机构之红、绿、蓝之分光感度特性中之可视领域 与近红外光领域各别的分光感度特性的差,而使前 述颜色讯号产生机构与前述分光感度特性修正机 构之综合特性,成为近似于人类之色觉特性或将人 类之色觉特性予以线性变换而获得的分光感度特 性之特性,以修正前述颜色讯号产生机构在近红外 光领域之应答特性。 5.一种摄像装置,具备有: 接受入射光,将入射光分离成至少3个色成分,并输 出与前述至少3个色成分对应之第1至第3颜色讯号 之颜色讯号产生机构; 藉由进行包含前述颜色讯号产生机构所输出之前 述第1至第3颜色讯号与矩阵系数之乘算的矩阵运 算,以修正前述颜色讯号产生机构所具有之在近红 外光领域的应答特性之分光感度修正机构;以及 接受前述颜色讯号产生机构所输出之前述第1至第 3颜色讯号,判断该等的组合是否为表现预定的例 外色者,并依照判断结果切换前述矩阵系数之系数 设定机构。 6.如申请专利范围第5项之摄像装置,其中,前述系 数设定机构,具备有: 从前述颜色讯号产生机构所输出之前述第1至第3 颜色讯号,产生用于前述例外色之识别的识别讯号 之识别讯号产生机构; 藉由判断前述识别讯号是否满足预定条件,而判断 前述颜色讯号产生机构所输出之前述第1至第3颜 色讯号所表现之颜色是否为前述例外色之颜色识 别机构;以及 根据前述颜色识别机构之判断结果,决定矩阵系数 之系数决定机构。 7.如申请专利范围第6项之摄像装置,其中,前述识 别讯号产生机构,系根据前述颜色讯号产生机构所 输出之前述第1至第3颜色讯号R2、G2、B2而产生: 将前述第1颜色讯号R2与前述第2颜色讯号G2相加而 获得之第1和讯号Ye; 将前述第2颜色讯号G2与前述第3颜色讯号B2相加而 获得之第2和讯号Cy; 将前述第1颜色讯号R2与前述第3颜色讯号B2相加而 获得之第3和讯号Mg。 8.如申请专利范围第7项之摄像装置,其中,前述识 别讯号产生机构另外还以预定比率将前述第1至第 3颜色讯号相加而产生第4和讯号Z, 前述颜色识别机构系在 前述第2和讯号Cy与前述第4和讯号Z的比Cy/Z在第1预 定値以上, 前述第1和讯号Ye与前述第3和讯号Mg讯号的比Ye/Mg 和前述第1颜色讯号R2与前述第2和讯号Cy讯号的比R 2/Cy之差的绝对値在第2预定値以下, 且前述第1颜色讯号R2与前述第2和讯号Cy的比R2/Cy 和前述第2颜色讯号G2对前述第3颜色讯号B2的比G2/B 2之差的绝对値在第3预定値以上时, 判断前述颜色讯号产生机构所输出之前述第1至第 3颜色讯号所表现的颜色为前述例外色。 9.如申请专利范围第5项之摄像装置,其中,来自前 述颜色讯号产生机构之前述第1至第3颜色讯号为 表现前述例外色者时,则使用例外色专用之矩阵系 数, 来自前述颜色讯号产生机构之前述第1至第3颜色 讯号非表现前述例外色者时,则使用一般色专用之 矩阵系数, 前述一般色专用之矩阵系数,系使用标准色票(color chart)之补色片(color patch)而决定, 前述例外色专用之矩阵系数,系使用例外色而预先 设定。 10.如申请专利范围第9项之摄像装置,其中,前述例 外色为前述标准色票之补色片之一时,约400nm到700 nm之分光反射率系大致相同,700nm起之分光反射率 则不同。 11.一种摄像装置,系具备有: 使入射之光中可视领域中之长波长领域衰减,并使 红外光领域之光透过之长波长光滤光器;以及 具有至少3色以上之滤色器(color filter),且输出与从 该长波长光滤光器射出之光对应之至少3种以上的 颜色讯号之摄像元件。 12.如申请专利范围第11项之摄像装置,其中,前述可 视领域中的长波长领域,系为约700nm至780nm的波长 范围。 13.如申请专利范围第11或12项之摄像装置,其中,还 具备有:修正前述摄像元件所输出的复数个颜色讯 号之颜色讯号修正机构, 前述颜色讯号修正机构,系构成为:藉由进行根据 预定的颜色标的以及该摄像装置之分光感度特性 而获得,且将从前述摄像元件获得之3种以上之颜 色讯号线性变换为第1至第3三种讯号之预先设定 的修正系数,与摄像元件所输出之复数个颜色讯号 的矩阵运算,而进行前述修正。 14.如申请专利范围第13项之摄像装置,其中,前述颜 色讯号修正机构,还具备有: 用以储存复数个修正系数之记忆机构,该复数个修 正系数系依该摄像装置进行摄影时所使用之照明 的色温度而预先设定;以及 根据前述摄像元件所输出之颜色讯号,特定出该摄 像装置摄影时之前述照明的色温度,而从前述记忆 机构选择出对应于该色温度的修正系数之选择机 构, 并构成为:藉由进行前述选择机构所选择出之修正 系数,与摄像元件所输出之复数个颜色讯号的矩阵 运算,而进行前述修正。 15.如申请专利范围第11项之摄像装置,其中,还具备 有: 输出对应于进行彩色摄像之第1摄像模式、或进行 高感度摄像之第2摄像模式之其中一种摄像模式的 控制讯号之控制机构; 依照前述控制讯号,而修正前述摄像元件所输出之 颜色讯号并输出之颜色讯号修正机构;以及 将该颜色讯号修正机构所输出之讯号变换为与前 述第1摄像模式对应之第1讯号、或是与前述第2摄 像模式对应之第2讯号之其中一个讯号之机构。 图式简单说明: 第1图系显示表示本发明之实施形态A1之摄像装置 的图。 第2图系显示第1图之摄像装置之摄像机构1内之摄 像元件22上的滤色器的配列之图。 第3图系显示摄像元件22与滤色器、光学系的配置 之图。 第4图系显示第1图之分光感度特性修正机构的构 成之图。 第5图系显示第4图之3列9行之矩阵运算机构的构成 之图。 第6图系显示表示CIE1931之等色函数的图。 第7图系显示摄像机构、IRCF、以及两者乘算后之 分光感度特性的图。 第8图系将第7图所示之分光感度特性之近红外光 领域放大之图。 第9图系显示摄像机构之g()之分光感度特性经非 线性变换后之分光感度特性的图。 第10图系显示3板摄像元件之光学系的构成之图。 第11图系显示表示本发明之实施形态A2之摄像装置 的图。 第12图系显示黑体辐射在3000K时的分光特性之图。 第13图系显示黑体辐射在5000K时的分光特性之图。 第14图系显示黑体辐射在6500K时的分光特性之图。 第15图系显示在3000K之照明下摄像元件与照明之分 光感度相乘后之分光感度特性的图。 第16图系显示在6500K之照明下摄像元件与照明之分 光感度相乘后之分光感度特性的图。 第17图系显示RGB之累加値之比相互间的关系之图 。 第18图系显示sRGB(IEC61966-9)的分光特性之图。 第19图系显示R /G与矩阵系数的关系之表。 第20图系显示R /G与矩阵系数的关系之表。 第21图系显示R /G与矩阵系数的关系之表。 第22图系显示相对于照明之色温度之本发明所致 之色差与习知之摄像装置的色差的表。 第23图系显示表示本发明之实施形态A3之摄像装置 的图。 第24图系显示摄像机构之分光感度特性与比视感 度特性之图。 第25图系显示摄像机构之分光感度特性与昏暗时 之亮度讯号的分光感度特性之图。 第26图系显示具备第1图之摄像装置之数位相机( digital camera)的构成例之方块图。 第27图系显示本发明之实施形态B1之摄像装置的方 块图。 第28图系显示摄像机构的分光感度特性之图。 第29图系显示第27图之白平衡机构115之一构成例的 方块图。 第30图系显示RGB讯号之累加値的比之图。 第31图系显示麦克比思验色票(Macbeth color checker)之 各补色片(color patch)的分光反射率特性之图。 第32图系显示从麦克比思验色票之24色之色票求出 之矩阵系数所致之色差的图。 第33图系显示树叶与麦克比思验色票之绿色的分 光反射率的图。 第34图系显示化学纤维织蓝色与麦克比思验色票 之蓝色的分光反射率之图。 第35图系显示例外色的分光反射率之图。 第36图系显示从麦克比思验色票之24色之色票与5 个例外色求出之矩阵系数所致之色差的图。 第37图系显示使用于颜色识别之讯号的比Ye/Mg、R12 /Cy、G12/B12之图。 第38图系显示使用于颜色识别之讯号的比Cy/Z之图 。 第39图系显示切换使用第1及第2矩阵系数时的色差 之图。 第40图系显示本发明之实施形态B2之摄像装置的方 块(block)图。 第41图系显示第40图之白平衡机构118之一构成例之 方块图。 第42图系显示本发明之实施形态B3之摄像装置的方 块图。 第43图系显示实施形态B5之相机的构成之方块图。 第44图系显示本发明之实施形态C1中之摄像装置之 构造的方块图。 第45图系用以说明实施形态C1中之滤光器202的透过 率之图。 第46图系说明等色函数之说明图。 第47图系说明摄像元件的分光感度特性之说明图 。 第48图系说明IRCF的透过率之一例的说明图。 第49图系说明习知的摄像装置的分光感度特性之 说明图。 第50图系说明实施形态C1中之摄像装置的分光感度 特性之说明图。 第51图系说明包含于麦克比思验色票之补色片的 分光反射率之说明图。 第52图系说明树叶的分光反射率之说明图。 第53图系说明对应于化纤布料的分光反射率之说 明图。 第54图系说明分别对应于从实施形态C1之摄像元件 203输出之R、G、B的讯号位准之说明图。 第55图系说明分别对应于从实施形态C1之摄像元件 203输出之R、G、B的讯号位准(level)之说明图。 第56图系显示本发明之实施形态C2中之摄像装置的 构成之方块图。 第57图系说明累加値的比与色温度的关系之说明 图。 第58图系显示本发明之实施形态C3中之摄像装置的 构成之方块图。 第59图系显示本发明之实施形态C3中之摄像装置的 构成之第2例的方块图。 第60图系显示本发明之实施形态C3中之摄像装置的 构成之第3例的方块图。
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