[發明專利]攝像裝置

有效

• 申請號: 201010293455.9
• 申請日: 2010-09-20
• 公開（公告）號: CN102377937A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 鹿又真也;中村和彥
• 申請（專利權）人: 株式會社日立國際電氣
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N7/18;G03B11/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 徐冰冰;黃劍鋒

技術領域

本發明涉及監視系統中使用的固體攝像裝置的改良。

背景技術

使用了一個帶晶載彩色濾光片(On?Chip?Color?Filter)的固體攝像元件的彩色固體攝像裝置(以下稱為單板彩色攝像機)，包括內置了IT(InterlineTransfer)-CCD(Charge?Coupled?Device)攝像元件(以下稱為IT-CCD)、除去雜音的CDS(Correlated?Double?Sampling)、暗電流修正及增益可變放大電路(Automatic?Gain?Control，以下稱為AGC)、轉換成14bit左右的攝像裝置內部影像信號Vi的ADC(Analog?Digital?Converter)的模擬前端(Analog?Front?End：AFE)、CCD驅動電路和信號處理電路構成。也可以使用實現了上述所有功能的CMOS攝像元件。

不過，如果在霧或黃沙的情況下空氣中存在直徑為1μm左右的粒子，則可見光的短波長被漫反射，遠距離的被攝體的黑色上升，導致對比度降低。

并且，空氣中的氧氣會少量吸收約680nm的紅色而使其衰減，與短波長可見光相比，衰減為1/2，并吸收約760nm的近紅外光，與短波長可見光相比，衰減為1/10。在海拔低的地表或海上，太陽光被水蒸氣等吸收而衰減，約700nm的紅色被少量吸收而使其衰減。進而，吸收并衰減約820nm和從約900nm到約1000nm、從約1120nm到約1160nm、從約1300nm到約1500nm的近紅外光。尤其是約970nm附近、和約1130nm附近的近紅外光在大氣中的透過率，與可見光相比，小至1/20以下。因此，含有水蒸氣的云霞或霧會吸收近紅外光，使得遠距離的被攝體的近紅外光不能到達攝像機(參照非專利文獻1)。因此，在是含有水蒸氣的云霞或霧的情況下，近紅外光截止(cut)的可見光攝影良好，在是沒有水蒸氣的微細塵土的情況下，可見光截止的近紅外光攝影良好。

使用波段一般為1倍頻程的約400-800nm波段，即使作為寬波段，一般也為1.5倍頻程的約400-1200nm波段，由于反射防止涂層一般為1/4波長的厚度，所以在寬的波段用途中難以利用多層的反射防止涂層。因此，在變焦透鏡的情況下，由于例如增多了30個面左右的透鏡面的反射，所以影像信號的暗部電平上升的雜光變得顯著，因此，在反射防止這一方面一般單焦點透鏡是有利的。

在生產量大、廉價的晝夜兼用透鏡的情況下，像差修正的波段一般成為約400-900nm的可見光和可見光附近的近紅外光，在更長的近紅外光下，一般像差增加，對比度和分辨率都降低。

另外，市場上還出售過以少數的透鏡使焦點距離可變為3倍左右，焦點面的變動通過凸輪來進行機械修正、或通過電動進行修正的透鏡。

而且，能夠處理約400-700nm的可見光和約700-1200nm的可見光附近的近紅外光的光電二極管下的反射近紅外光的微細構造、或EM-CCD(Electron?Multiplying-Charge?Coupled?Device)等高靈敏度、暗電流少的攝像元件，也能夠大量廉價地獲得。如果約為400-800nm，則還能夠在攝像元件表面粘貼反射防止薄膜。并且，如果是背面照射構造或光導向件內置，則短波長光的靈敏度提高(參照非專利文獻5)。

因此，以往使用了由帶通光學濾波器選擇波長長的可見光即紅色光、利用實施了像差修正和反射防止的透鏡使入射光成像、對可見光和可見光附近的近紅外光靈敏度高的攝像元件。

另外，還能夠獲得對約900-1700nm近紅外光具有靈敏度的銦鎵砷(InGaAs)制的攝像元件。在該波段內，由于不被空氣中的水蒸氣與氧氣的分子吸收而透過的波段比較寬，所以光學帶通濾波器的制作容易、還易于確保靈敏度。鑒于此，利用對約900-1700nm的近紅外光具有靈敏度的InGaAs制的攝像元件和不使用反射防止涂層的透鏡面少的單焦點透鏡，進行了攝像，但暗電流的偏差多、需要冷卻(參照非專利文獻6)。

根據影像信號，難以提高白度地對云霞、霧和塵土、以及灰色的山的地表與砂加以區別。